九年级全一册物理同步精剖细解讲义（人教版）-14.1 热机（解析版）

14.1热机——精剖细解讲义知识点1：热机1、内能的改变方式内能转化为机械能的实验现象为：活塞冲出；能量转化过：燃料燃烧的能量水和水蒸气的内能塞子的动能。2、热机定义：利用内能做功的机械。热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机工作原理：内燃机的每一个工作循环分为四个冲程（吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程）。内燃机的分类：3、汽油机构造如下图所示：一个冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程。工作过程如下表所示：汽油机的一个工作循环有四个冲程，包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。此过程的能量转化：无。进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，燃料混合物被压缩。此过程的能量转化：将机械能转化为内能。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。此过程将内能转化为机械能。进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。此过程的能量转化：无。汽油机完成一个循环，活塞往复运动2次，曲轴（或飞轮）转2圈，对外做功1次。汽油机工作过程中的能量转化压缩冲程∶机械能转化为内能做功冲程∶内能转化为机械能4、柴油机构造如下图所示：构造与汽油机的不同之处：顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。柴油机的一个工作循环有四个冲程，包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，将空气吸进汽缸。此过程的能量转化：无。进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，空气被压缩，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，汽缸内空气的温度已达到柴油的着火点。此过程的能量转化：机械能转化为内能。在压缩冲程结束时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到高温高压的空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。此过程的能量转化：内能转化为机械能。进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。此过程的能量转化：无。一个工作循环，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，完成四个冲程，对外做功一次，除做功冲程外，其他冲程靠飞轮的惯性来完成。柴油机工作过程中的能量转化压缩冲程∶机械能转化为内能做功冲程∶内能转化为机械能一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。5、汽油机和柴油机的区别热机对比汽油机柴油机不同结构火花塞喷油嘴点火方式点燃式压燃式吸气冲程吸入汽油和空气的混合物吸入空气压缩冲程压缩程度小，汽缸内温度没有达到汽油燃点压缩程度大，汽缸内温度达到柴油燃点做功冲程火花塞产生电火花，点燃汽油喷油嘴喷入柴油，柴油燃烧燃烧程度燃料燃烧不充分燃料燃烧比较充分排气冲程排出尾气特点与应用轻巧但输出功率小，热效率低，主要应用于摩托车、轿车等笨重但输出功率大，热效率高，主要应用于载重汽车、拖拉机、轮船等热机1．下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（）A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴 B．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸里的是空气【分析】（1）汽油机顶部有火花塞，吸气冲程吸入汽油和空气的混合物，采用点燃式点火。（2）柴油机顶部有喷油嘴，吸气冲程吸入空气，采用压燃式点火。【解答】解：A、柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，故A说法不正确；B、柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故B说法正确；C、汽油机与柴油机使用的燃料不同，故C说法正确；D、汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸里的是空气，故D说法正确。故选：A。【点评】知道汽油机和柴油机的区别，可解答此题。2．以下机械不属于热机的是（）A．蒸汽机 B．火箭 C．洗衣机 D．汽油机【分析】热机是把内能转化成机械能的装置，分析各选项能量转化即可正确解题。【解答】解：洗衣机是利用电能来获得动力，不符合热机的特点；火箭、汽油机和蒸汽机都是把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点。故选：C。【点评】本题主要考查了对热机的理解，是一道容易出错的题目。3．关于热机，下列说法中正确的是（）A．热机都是把内能转化为机械能 B．热机做的有用功越多，效率就越高 C．燃料燃烧是否充分不影响热机的效率 D．通过热机内能可全部转化为机械能【分析】（1）热机利用内能来做功，是把内能转化成机械能的装置；（2）热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；（3）要想提高热机的效率，就要做到：尽量使燃料完全燃烧、保证良好的润滑、尽量减小克服摩擦消耗的能量、尽量减小热量的损失等；（4）热机在工作过程中总存在摩擦、要做额外功。【解答】解：A、热机把内能转化成机械能的机械，故A正确；B、热机做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例越大，热机的效率越高，热机效率与热机做的有用功多少无关，故B错误；C、尽量使燃料充分燃烧可提高热机的效率，故C错误；D、热机在工作过程中总存在摩擦、要做额外功，所以内能不可全部转化为机械能，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了热机的概念、热机的效率以及影响因素，是一道热学综合题。4．如图是2023年1月9日长征七号A运载火箭托举“实践二十三号卫星”在中国文昌航天发射场直冲云霄的情景。下列说法中正确的是（）A．火箭升空动力的施力物体是火箭的助推器 B．火箭上升过程中，火箭相对于实践二十三号卫星是运动的 C．火箭也属于热机，能量转化与汽油机的做功冲程相同 D．火箭加速升空的过程中，火箭受到平衡力作用【分析】（1）物体间力的作用是相互的，一个物体对另一个物体有力的作用，同时它也受到另一个物体力的作用；（2）在研究物体的运动和静止时，要看物体的位置相对于参照物是否发生改变，若改变，则是运动的，若不改变，则是静止的；（3）四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；（4）物体受平衡力作用时，将处于静止或匀速直线运动状态。【解答】解：A、火箭对喷出的气体有向下的力，同时气体对火箭产生了向上的动力，则此动力的施力物体是燃气，受力物体是火箭，故A错误；B、火箭发射过程中以实践二十三号卫星为参照物，长征七号A运载火箭的位置没有发生改变，所以火箭是静止的，故B错误；C、火箭也属于热机，发射过程的能量转化是内能转化为机械能，汽油机的做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以它们的能量转化相同，故C正确；D、火箭加速升空过程中，不是平衡状态，受到的是非平衡力，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了热机、运动和静止的相对性、相互作用力以及平衡状态的判断，是一道基础题，难度不大。5．热机工作时，能量的转化过程是（）A．内能→化学能→机械能 B．化学能→内能→机械能 C．化学能→机械能→内能 D．内能→机械能→化学能【分析】热机是利用燃烧燃料释放热量来做功的机器，所以据此进行分析判断即可。【解答】解：热机工作时需要燃料，即通过燃料燃烧将化学能转化为内能，而后通过内能做功，即将内能转化为机械能。故选：B。【点评】知道热机的工作原理，并熟悉其在工作过程中的能量转化是解决该题的关键。6．关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（）A．将势能转化为动能 B．将机械能转化为化学能 C．将内能转化为机械能 D．主要目的是通过热传递改变内能【分析】解决此题要知道在四冲程内燃机的做功冲程中，燃料燃烧产生大量的高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。【解答】解：热机就是把燃料燃烧得到的内能转化为机械能的装置；在四冲程内燃机的工作过程中，做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力，故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题主要考查了内燃机的四个冲程中的能量转化情况以及燃料燃烧的能量转化，是一道基础性题目。四冲程内燃机的工作过程7．以下机械属于内燃机的是（）A．火箭喷气发动机 B．汽油机 C．滑轮组 D．洗衣机【分析】内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在气缸内燃烧，并将其放出的内能直接转化为机械能的发动机。【解答】解：A、火箭喷气发动机属于热机，但与内燃机并不完全相同，它是以热气流高速向后喷出，利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂，不依赖空气中的氧助燃，火箭在飞行过程中随着火箭推进剂的消耗，其质量不断减小，是变质量飞行体，因此，严格讲不属于内燃机，故A不合题意；B、汽油机工作时，燃料在气缸内燃烧，通过燃气对外做功，将内能转化为机械能，属于内燃机，故B符合题意；C、滑轮组属于简单机械，不是内燃机，故C不合题意；D、洗衣机利用的是电动机来工作，不是内燃机，故D不合题意。故选：B。【点评】本题考查了对内燃机的认识与理解，要注意与其它类似机械的区分。8．下列机械应用了热机的是（）A．农用三轮车上的柴油机 B．电脑工作一会儿后主机变热 C．电动自行车 D．洗衣机内部的电动机【分析】热机是把内能转化成机械能的装置，分析各选项能量转化即可正确解题。【解答】解：A、农用三轮车上的柴油机是把内能转化成机械能的装置，属于热机，故A符合题意；B、电脑工作一会儿后主机变热，是电能转化为热能，不属于热机，故B不合题意；C、电动自行车利用电能工作，不属于热机，故C不合题意；D、洗衣机内部的电动机，利用电能工作，不属于热机，故D不合题意。故选：A。【点评】本题主要考查了对热机的理解，是一道容易出错的题目。9．星期天，童童在家里帮妈妈烧水，他发现水沸腾时，壶盖被顶起，想到了如图所示四冲程汽油机工作示意图，并且分析得出，与水沸腾时壶盖被顶起原理相同的冲程是（）A． B． C． D．【分析】当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小；在内燃机的做功冲程中能量转化关系是内能转化为机械能。【解答】解：水沸腾时壶盖被顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，能量的转化与热机的做功冲程能量转化相同；A、图中汽油机进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B、图中汽油机两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，即机械能转化为内能，故B不符合题意；C、图中汽油机两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，即内能转化为机械能，故C符合题意；D、图汽油机排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。故选：C。【点评】本题考查了内燃机的四个冲程的判断，解决此题需要结合内燃机的四个冲程工作特点、改变物体内能的方式和能量的转化进行分析解答。10．如图所示是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法正确的是（）A．甲是吸气冲程，吸入的是空气，是汽油机的辅助冲程 B．乙是压缩冲程，是机械能转化为内能的过程 C．丙是做功冲程，是内能转化为机械能的过程 D．丁是排气冲程，这个冲程使汽车获得动力【分析】判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程。【解答】解：汽油机的四个冲程是，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。A、甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故A错误；B、乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，没有能量转化的过程，故B错误；C、丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，故C正确；D、丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，没有能量转化的过程，故D错误。故选：C。【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。11．如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是（）A．舰载机获得的牵引力是因为气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞 B．气缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似 D．从能量转化角度讲，图乙中B冲程是把机械能转化为内能【分析】（1）四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，在压缩冲程中的能量转化是转化机械能为内能；（2）做功冲程中，气缸内的燃气对外界做功，燃气的内能减小，温度降低。【解答】解：AB、甲图中，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，该过程中内能转化为机械能，燃气的内能减小，故A正确，B错误；C、图中汽油机两气门都关闭，火花塞点火和活塞向下移动，是汽油机的做功冲程，也是内能转化为机械能的过程，与蒸汽弹射装置工作时的原理相似，故C正确；D、图中汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能，故D正确。故选：B。【点评】此题主要考查了汽油机四个冲程中的能量转化情况，知道压缩冲程与做功冲程发生了能量的转化情况正好相反。12．如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于利用机械能转化内能冲程的是（）A． B． C． D．【分析】汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功；”进行分析；其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能。【解答】解：A、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，此冲程无能量转化，故A不符合题意；B、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能，故B符合题意；C、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程内能转化为机械能，故C不符合题意；D、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，此冲程无能量转化，故D符合题意。故选：B。【点评】本题考查了内燃机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成以及内燃机的四个冲程的判断，解决此题需要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。13．如图为四冲程汽油机工作过程中某冲程的示意图，下列说法正确的是（）A．该冲程能量转化是内能转化为机械能 B．这是压缩冲程 C．该冲程能量转化是化学能转化为内能 D．这是吸气冲程【分析】由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。【解答】解：由图可知，汽油机进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程；在这个冲程中，活塞的机械能转化成混合气体的内能，故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题考查学生对汽油机的四个冲程、及其能量转化的了解，能正确分析气门的开关和活塞的上下运动，并据此得出属于哪个冲程是解题关键。14．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（）A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程【分析】四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据每个冲程的特点和能量转化情况来判断冲程的类型；工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：内能→机械能；③吸气冲程、排气冲程没有能量转化。【解答】解：如图乙，扭转瓶子时，小明施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。所以A、C、D都错，B正确。故选：B。【点评】本题考查了四冲程内燃机的四个冲程的特点，正确解答的关键是对四个冲程特点的记忆和理解，属于基础题。15．如图所示三种现象过程中都涉及能量转化，下列分析正确的是（）A．图甲中的塞子被弹起时，机械能﹣内能 B．图乙就压缩冲程，内能﹣机械能 C．图丙是压缩冲程，化学能﹣内能﹣机械能 D．图丙是做功冲程，化学能﹣内能﹣机械能【分析】（1）木塞冲出过程也是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程，水蒸气的内能会减小，温度降低；（2）内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成；由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。【解答】解：A、塞子被弹起时，热水瓶内水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，所以瓶内水蒸气的内能会减小，故A错误；B、乙图中，此时两个气门都关闭，活塞由下向上运动，压缩气缸内气体，则该冲程是压缩冲程，即是把机械能转化为内能的过程，故B错误；CD、丙图中，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，可以判断是做功冲程，此冲程中燃料的化学能转化成燃气的内能，再转化成机械能，故C错误，D正确。故选：D。【点评】本题结合汽油机工作过程考查学生对改变物体内能方式以及热机转速的理解，解题的关键是学生能根据活塞的运动方向和气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程。16．如图所示摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是（）A． B． C． D．【分析】在四冲程内燃机的做功冲程中，燃料燃烧产生大量的高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。【解答】解：A、活塞向下运动，进气门开启，排气门关闭。吸气冲程，故A错误。B、活塞向上运动，两气门关闭，压缩冲程，是消耗机械能，产生内能，故B错误；C、活塞向下运动，两个气门都关闭，做功冲程，是内能转化为机械能的过程，即提供动力的冲程，故C正确；D、活塞向上运动排气门开启，进气门关闭，排气冲程，故D错误。故选：C。【点评】解决此类问题一定要区分压缩冲程和做功冲程中的能量转化。17．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（）A．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气【分析】柴油机和汽油机的主要区别：（1）汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功；（2）柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式，燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功，柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多，效率更高。【解答】解：A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错误；B、在压缩冲程，柴油机的压缩比例更大，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高，故B正确；C、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故C错误；D、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故D错误。故选：B。【点评】本题考查了学生对汽油机和柴油机区别的掌握，属于热机基础内容的考查，识记性内容，比较简单。填空题（共8小题）18．歼﹣20战斗机，是我国自主研发的隐形战斗机，进入世界先进战斗机行列，它的油箱能装10吨燃油，歼﹣20的发动机是热机（选填“电动机”或“热机”），工作时将内能转化成机械能。【分析】将内能转化为机械能的机器叫热机。【解答】解：歼﹣20的发动机是热机，工作时将内能转化成机械能。故答案为：热机；内。【点评】知道热机的概念和能量转化，可解答此题。19．2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机属于（填“属于”或“不属于”）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断减小（填“增大”或“减小”），“嫦娥四号”相对于其内部的巡视器是静止（填“运动”或“静止”）的。【分析】（1）热机是通过燃烧燃料，将内能转化为机械能的机器；（2）动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；（3）物体相对于参照物的位置不变，则物体是静止的。【解答】解：嫦娥四号的发动机用燃料燃烧产生的热量进行工作，属于热机。嫦娥四号减速过程中，质量不变，速度变小，所以其动能减小。嫦娥四号相对于其内部的巡视器位置没有变化，则“嫦娥四号”是静止的。故答案为：属于；减小；静止。【点评】理解热机的工作原理、影响动能的因素，会根据参照物判断物体的运动状态，可解答此题。20．如图1所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，这一过程是内能转化为机械能，内能减小（选填“增大”、“减小”或“不变”），图2中乙汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。【分析】解决此题要知道做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能；四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。【解答】解：当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能，内能减小；汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，图2乙中，气缸两个气门关闭，电火花点火，活塞向下运动，所以是做功冲程。故答案为：减小；乙。【点评】该题考查热机工作时的内能转化以及汽油机的四个冲程，属于识记内容，难度不大。21．如图是小明用气球制作“愤怒的小鸟”，当充所的气球松手后，小鸟”快速的飞向前方。这一过程是内能转化为机械能，该过程与四冲程内燃机做功冲程所包含的能量转化相同；而小鸟两侧的翅膀最好设计成下平上凸（选填“上平下凸”或“下平上凸”）的形状，才能为其飞行提供向上的升力。【分析】（1）对物体做功时，物体的内能会增大，物体对外做功时，内能会减小；（2）汽油机的压缩冲程中，机械能转化成内能，做功冲程中内能转化为机械能；（3）根据流体压强与流速的关系可做出判断。【解答】解：（1）气球内的气体向外喷出，气体对外做功，气体的内能转化为球的机械能，球内气体的内能减小、温度降低；（2）汽油机的做功冲程中，火花塞放电，点燃混合气体，高温高压的燃气推动活塞做功，也是内能转化为机械能。（3）根据流体压强与流速的关系可知，等质量的空气在相同的时间内同时通过翅膀的上表面和下表面，空气通过翅膀上表面的流速大，压强较小；通过下表面的流速较小，压强大；小鸟受到一个向上的升力，所以小鸟两侧的翅膀最好设计成下平上凸的形状。故答案为：内；做功；下平上凸。【点评】本题考查能量的转化，要知道物体对外做功，内能减小，还要知道做功冲程的特点以及流体压强与流速的关系。22．在一标准大气压下，质量为100g的水，初温为50摄氏度的水，吸收了25200J的热量后，温度升高50摄氏度，热机是利用内能做功的机械。【分析】知道水的质量、水的比热容、水吸收的热量、水的初温，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水的末温。【解答】解：水的质量m＝100g＝0.1kg；由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，水的末温：t＝+t0＝+50℃＝110℃。由于1标准大气压下水的沸点是100℃，不可能达到110℃；故升高的温度是100℃﹣50℃＝50℃；热机是利用燃料燃烧获得的内能做功的。故答案为：50；内能。【点评】本题考查热量的计算和热机的原理，是一道易错题。23．如图1所示，试管内的高温高压水蒸气从玻璃管中喷出，使小叶轮转动，水蒸气的内能转化为风车的机械能；图2乙（选填“甲”或“乙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。【分析】（1）做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能。（2）在汽油机的四冲程中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能可以转化为小叶轮的机械能。【解答】解：当试管内水被酒精灯加热后，水沸腾成为水蒸气，水蒸气喷出时带动小叶轮转动，水蒸气的内能转化为小叶轮的机械能；汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能；由图可知，图甲的气门闭合、活塞上行，所以是压缩冲程；压缩冲程是机械能转化为内能的冲程；图乙的气门闭合、活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，与图1的原理相似。故答案为：机械能；乙。【点评】该题考查热机工作时的内能转化以及汽油机的四个冲程，属于识记内容，难度不大。24．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图，与压缩冲程原理相同的是乙图所示的演示实验；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，汽油机利用内能来做功的冲程是丙。【分析】（1）解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能。（2）改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。【解答】解：甲图，对试管中的水加热，加快水的汽化，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；乙图，用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，将机械能转化为内能；丙图，两气门都关闭，活塞下行，火花塞点火，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；丁图，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。由以上分析不难看出与压缩冲程原理相同的是乙；汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。故答案为：乙；丙。【点评】此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法，是一道比较简单的实验题，掌握热机的工作原理，学会变通。25．图甲是四冲程汽油机工作过程中的做功冲程，该过程的能量转化情况与图乙相同（选填“相同”或“不同”）。若汽油机1s内对外做功15次，则其曲轴的转速为1800r/min。为了降低汽油机汽缸的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸的内能。【分析】（1）内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析；（2）四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次；（3）改变物体内能的方式有热传递和做功两种。【解答】解：（1）由图甲可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是做功冲程，此过程中内能转化为机械能；乙图中电火花打火时，酒精气体燃烧膨胀做功，最后内能转化为盒盖的机械能，可以看到盒盖飞出；内能转化为盒盖的机械能；因此乙实验与做功冲程的能量转化情况相同；（2）四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，并对外做功1次；汽油机每秒内对外做功15次，曲轴转30圈，则每分钟对外做功900次，曲轴转1800圈，因此曲轴的转速为1800r/min；（3）为了降低汽油机汽缸的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的。故答案为：做功；相同；1800；热传递。【点评】本题主要考查对热机飞轮转速的含义的理解、热机工作循环中各冲程情况及改变内能的两种方式的了解，属于综合性题目。26．如图所示，小明在校园科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离，同时闻到了乙醚的气味。“闻到气味”属于扩散现象；活塞飞出的过程相当于热机的做功冲程；活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离，因为它具有惯性。【分析】（1）构成物质的分子总在不停地做无规则运动，从而产生扩散现象。（2）热机的做功冲程将内能转化为机械能。（3）物体保持原运动状态不变的性质叫惯性。【解答】解：（1）闻到了乙醚的气味，说明乙醚分子在空气中不停地做无规则运动，属于扩散现象。（2）热机的四个冲程包括：吸气、压缩、做功、排气；其中做功冲程中燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功，与本实验中乙醚燃烧产生的高温高压燃气把活塞推出瓶口的原理是一样的。（3）任何都物体具有惯性，惯性是指物体本身所具有的保持运动状态不变的性质，活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离，因为它具有惯性。故答案为：扩散；做功；惯性。【点评】理解分子动理论、做功冲程的能量转化、惯性概念，可解答此题。27．热机的种类很多，尽管它们在构造上各不相同，但都是把内能转化为机械能的机器，它的工作循环有四个冲程，其中做功冲程完成上述的能量转化。【分析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；只有做功冲程对外输出功，其它三个冲程依靠飞轮惯性完成。【解答】解：汽油机和柴油机都是为了让机械运动，因此都是把内能转化为机械能的机器；汽油机、柴油机的一个工作循环包括：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。做功冲程是高温高压的燃气对活塞做功完成的，是将内能转化为机械能的过程。故答案为：机械；做功。【点评】本题主要考查对热机一个工作循环中各冲程情况的了解以及工作的实质，并掌握涉及能量转化的两个冲程。28．最早的热机是蒸汽机，其工作原理是：燃料燃烧把化学能转化为内能，再通过热传递的方式传递给水，水蒸气把内能转化为活塞的机械能，推动活塞运动。【分析】据物理学关于蒸汽机原理的常识进行回答。【解答】解：最早的热机是蒸汽机，其工作原理是：燃料燃烧把化学能转化为内能，再通过热传递的方式传递给水，水蒸气把内能转化为活塞的机械能，推动活塞运动。故答案为：蒸汽机、化学、内、机械。【点评】此题考查了蒸汽机工作原理、能量的转化和转移，属基础题目。29．如图所示为一辆汽车的发动机四个冲程中的做功冲程；为了不让发动机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水