2.1 热机
知识梳理
1．热机的发明和广泛使用使人类迈入了工业化社会，利用_____________能做功的机械称为热机。
2．热机的种类很多，包括____________、____________、____________、____________等，它们都是把____________能转化为____________能的。
3．燃料的种类很多，固体燃料有___________、___________等，液体燃料有___________、___________等，气体燃料有___________ 、___________等。
基础知识
1．电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是( )
A．电能转化成热能
B．电能转化成机械能
C．机械能转化成电能
D．太阳能转化成机械能
2．二踢脚是一种爆竹，燃放时里面的火药发生爆炸并将它推动飞上高空．如图所示是燃放二踢脚的情景，那么燃放二踢脚时能的转化主要有( )
A．内能→机械能→化学能
B．化学能→内能→机械能
C．化学能→机械能→内能
D．机械能→化学能→内能
3．关于燃料的热值，下列说法正确的是( )
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1 kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
4．在四冲程汽油机的做功冲程中，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动，在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的( )
A．内能减少 B．温度升高
C．密度增大 D．分子热运动加快
5．以下机械属于热机的是( )
A．火箭发动机 B．发电机
C．滑轮组 D．洗衣机
6．金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是( )
A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞
7．小明在燃气灶上煲汤，将质量为2 kg、初始温度为20 ℃的汤，升高了80 ℃，汤吸收了____________J的热量，这是通过____________方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103 J/(kg·℃)]
8．小明在吹气球时，吹大了的气球没握住，它呼啸着飞跑了，如图所示，他及时捡起气球发现气球的嘴部温度____________(选填“变高”“变低”或“无变化”)，原因是当球内气体喷出来时，球内空气通过____________的方式改变了内能。
9．热量的计算公式为Q吸＝cm(t－t0)，Q放＝cm(t0－t)。已知铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)，铝的比热容为0.88×103 J/(kg·℃)。
(1)一根烧红的铁钉，质量为2 g，温度从800 ℃降低到700 ℃，放出多少热量；
(2)相同质量的铁和铝，吸收相同的热量，上升温度较高的是____________(选填“铁”或“铝”)。
重难点突破
10．如图所示，有关这个小蒸汽轮机的说法不正确的是( )
A．该装置通过热传递的方式增加了烧瓶内水的内能
B．酒精燃烧将内能转化为化学能
C．蒸汽的内能转化为轮子的机械能
D．内能的一个重要应用是可以对外做功
11．如图所示，向装有少量水的烧瓶缓慢打气，突然塞子跳起来，同时瓶内出现了“白雾”，关于该现象说法正确的是( )
A．白雾是水蒸气
B．瓶内气体膨胀对外做功
C．瓶内气体内能增加
D．瓶内气体温度升高
12．小册在家煮汤圆，有关煮汤圆过程中的物理知识，下列说法正确的是( )
A．刚从冰箱冷冻室取出的速冻汤圆没有内能
B．汤圆内能增大是通过热传递方式来实现的
C．汤圆在煮的过程中体积变大是因为分子间存在斥力
D．汤圆煮熟关火后水不再沸腾是因为水分子停止运动
13．如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是( )
14．用如图所示的三种方式使火柴温度升高被点燃，其中_________图用做功的方式改变火柴内能，_________图用热传递的方式增加火柴内能。
15．“神舟十一号”飞船通过长征2F火箭发射时，燃料燃烧喷出的高温燃气，使发射台温度急剧升高，为了避免对发射台的破坏，在发射台下建造了一个巨大的水池，它是利用水的_________较大的特性和水_________(填物态变化的名称)时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。“神舟十一号”完成各项实验任务后返回进入大气层时，飞船外壳与空气摩擦温度不断升高，这是通过_________方式改变飞船的内能。
能力提升
16．在四冲程汽油机的做功冲程中，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动，在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的( )
A．内能减少 B．温度升高
C．密度增大 D．分子热运动加快
17．“母亲节”到了，小云怀着一颗感恩的心为妈妈精心准备了一桌美食，也感受到了劳动的辛苦和快乐。关于烹饪食物过程中所包含的物理知识以下认识正确的是( )
A．锅一般都是用铁制造的，主要是利用了铁的比热容较大的性质
B．炒菜时，主要是通过做功的方式增加菜的内能
C．拌凉菜时，要通过搅拌才能更好入味，说明分子没有做无规则运动
D．炖菜时，主要是通过热传递的方式使菜的内能增加
18．将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧．快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，如图所示。则( )
A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加
B．拉动绳子过程，管内酒精温度不变
C．塞子跳起时，管内气体温度降低，内能减少
D．塞子跳起时，管内气体内能全部转化为塞子的机械能
19．如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。此实验中，主要是通过做功改变物体内能的过程是( )
A．试管变热的过程
B．水变热的过程
C．水变成水蒸气的过程
D．水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程
20．阅读下列材料并填空．
汽车新燃料——甲醇汽油
甲醇汽油很像汽油，每千克甲醇汽油完全燃烧所产生的热量只相当于每千克汽油产生热量的一半，但甲醇不像汽油那样“轻”而“暴躁”，“轻”即______________，“暴躁”即_______________。它的发动机汽缸能耐受较高的压强，即在压缩冲程将____________能转化为_______________能较多，在做功冲程中，有更多的_______________能转化为_______________能。
因此，只要甲醇与汽油搭配得当，就可取长补短，研究表明：汽油掺加10%～25%的甲醇，不需要改造汽车发动机，就能使用这种混合燃料。
甲醇来源广泛，劣质煤、天然气、油砂、木屑乃至垃圾、巨藻都可用来生产甲醇，所以甲醇比汽油便宜得多。
参考答案与解析
内。
2．蒸汽机；内燃机；汽轮机；喷气发动机；内；机械。
3．木柴；汽油、酒精；煤气、天然气等。
基础知识
B
【解析】电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故B正确。
B
【解析】炸药爆炸，消耗了它的化学能，得到了内能，产生的气体膨胀对外做功，内能转化为机械能。故选B。
A
【解析】燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料是否燃烧和是否完全燃烧、燃料的质量等无关，只与燃料的种类有关，所以A选项正确，C、D选项错误；热值的定义是某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，所以B选项错误。故选A。
4．A
【解析】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，分子热运动减慢；气体质量不变，体积变大，故气体的密度减小，故选A。
A
【解析】火箭发动机是把内能转化成机械能的装置，属于热机，A正确．发电机是把机械能转化为电能的装置，不属于热机，B错误．滑轮组是简单的机械，不属于热机，C错误。洗衣机是把电能转化为机械能的装置，不属于热机，D错误。
6．A
【解析】要使汽缸中的温度达到柴油的燃点，必须迅速向里推活塞，对汽缸中的柴油与空气的混合物做功，使其内能增加，温度迅速升高。故选A。
7．答案：6.4×105 热传递
【解析】汤吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4×103 J/(kg·℃)×2 kg×80 ℃＝6.4×105 J；在燃气灶上煲汤时，汤吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递来改变汤的内能。
8．答案：变低 做功
【解析】当球内气体喷出来时，气体会对外做功，气体的内能减小，温度降低。
9．解：(1)铁钉的质量m＝2 g＝2×10－3 kg，铁钉的温度从800 ℃降低到700 ℃，放出的热量：Q放＝c铁m(t0－t)＝0.46×103 J/(kg·℃)×2×10－3 kg×(800 ℃－700 ℃)＝92 J。
(2)相同质量的铁和铝，吸收相同的热量，上升温度较高的是铁(选填“铁”或“铝”)
重难点突破
10．B
【解析】酒精燃烧后化学能转化为内能，通过热传递传给水，选项A正确、B错误；蒸汽对外做功，内能转化为机械能，选项C正确；内能的应用可以是加热物体，也可以是对外做功，选项D正确。
B
【解析】水蒸气会把瓶塞冲出，水蒸气对瓶塞做了功，其内能转化为瓶塞的机械能，内能减少，温度降低，发生液化形成小水珠，瓶口出现“白雾”，故B正确。
B
【解析】一切物体在任何情况下都具有内能，A错误；煮汤圆时用水给汤圆加热，这是利用热传递的方式使其内能增大的，B正确；汤圆在煮的过程中体积变大，是因为分子间的距离变大，C错误；汤圆煮熟关火后水不再沸腾，是因为水不再吸收热量，D错误。故选B。
13．C
【解析】小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，打完收工相当于排气冲程；排山倒海时对外做功，相当于做功冲程。
14．甲 乙丙
【解析】甲属于擦燃火柴；乙丙属于点燃火柴；点燃火柴是利用热传递的方式改变内能的；擦燃是用做功的方式改变内能的。
15．答案：比热容 汽化 做功
【解析】因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，起到对发射台的降温作用；火箭发射时，高温的火焰向下喷射，使水池中的水汽化为水蒸气，水汽化时会吸收大量的热，从而降低发射台的温度；飞船外壳与空气摩擦温度不断升高，这是通过做功的方式改变飞船的内能的。
能力提升
16．A
【解析】汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，分子热运动减慢；气体质量不变，体积变大，故气体的密度减小，故选A。
D
【解析】锅一般都是用铁制造的，主要是利用铁具有良好的导热性，故A错误；炒菜时，主要是通过热传递的方式增加菜的内能，故B错误；拌凉菜能入味，说明分子在做无规则运动，故C错误；炖菜时，主要是通过热传递的方式使菜的内能增加，故D正确。
AC
【解析】拉动绕在管上的绳子，绳子会对管子做功，管子温度会升高，内能增加，因管子与酒精会有温度差，所以管子会把热传递给酒精，酒精的温度也会升高，故A对B错；塞子跳起时，有热损失，管内气体内能不能全部转化为塞子的机械能，故C对D错。
19．D
【解析】试管变热，是试管从火吸收热量，内能增加，是通过热传递改变物体的内能，故A错；水变热，是水吸收热量、内能增大，是通过热传递改变物体的内能，故B错；水吸热，温度升高，汽化成水蒸气，是通过热传递改变物体的内能，故C错；水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程，是水蒸气膨胀做功，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，是通过做功改变物体的内能，故D正确。
20．密度小 着火点低 机械 内 内 机械
【解析】本题考查热机的工作过程．“暴躁”即容易燃烧，也就是着火点低．
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