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3. 将易拉罐放在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下方的酒精灯，罐内的水蒸气通过笔的尖端喷出，推动风扇转动。
特别提醒：制作简易热机模型会遇到高温蒸汽、锋利的物体等，要注意安全。
以上是教材举例的实验步骤，如有其他设计模型，将步骤填写在下面横线上。
展示交流：
特别提醒：制作简易热机模型会遇到高温蒸汽、锋利的物体等，要注意安全。
以上是教材举例的实验步骤，如有其他设计模型，将步骤填写在下面横线上。
展示交流：
答案
解：
其他设计模型步骤：
1. 准备带密封盖的硬质玻璃瓶、细金属管、轻质塑料叶轮、蜡烛、铁架台，在玻璃瓶盖上钻适配细金属管的小孔，将细金属管穿过小孔后用热熔胶密封固定，向瓶内加入约1/5体积的清水，拧紧瓶盖。
2. 将玻璃瓶固定在铁架台上，把细金属管的出口对准预先制作好的塑料叶轮的扇叶边缘，调整两者间距保证喷出的气流可以有效冲击扇叶，在玻璃瓶下方放置点燃的蜡烛对瓶底加热。
3. 待瓶内水沸腾后，高温高压的水蒸气从细金属管管口高速喷出，推动塑料叶轮持续转动，即可完成简易蒸汽热机的运行演示。
展示交流：
该简易热机的工作过程符合热机的核心原理：蜡烛燃烧将化学能转化为内能，通过热传递使瓶内水的内能增加，水沸腾产生的高温水蒸气向外喷出时，将自身的内能转化为叶轮的机械能，实现了内能向机械能的转化。该模型材料易获取、制作难度低，实验现象直观明显，操作过程中要注意避免被高温水蒸气烫伤，不可将细管出口朝向他人。
其他设计模型步骤：
1. 准备带密封盖的硬质玻璃瓶、细金属管、轻质塑料叶轮、蜡烛、铁架台，在玻璃瓶盖上钻适配细金属管的小孔，将细金属管穿过小孔后用热熔胶密封固定，向瓶内加入约1/5体积的清水，拧紧瓶盖。
2. 将玻璃瓶固定在铁架台上，把细金属管的出口对准预先制作好的塑料叶轮的扇叶边缘，调整两者间距保证喷出的气流可以有效冲击扇叶，在玻璃瓶下方放置点燃的蜡烛对瓶底加热。
3. 待瓶内水沸腾后，高温高压的水蒸气从细金属管管口高速喷出，推动塑料叶轮持续转动，即可完成简易蒸汽热机的运行演示。
展示交流：
该简易热机的工作过程符合热机的核心原理：蜡烛燃烧将化学能转化为内能，通过热传递使瓶内水的内能增加，水沸腾产生的高温水蒸气向外喷出时，将自身的内能转化为叶轮的机械能，实现了内能向机械能的转化。该模型材料易获取、制作难度低，实验现象直观明显，操作过程中要注意避免被高温水蒸气烫伤，不可将细管出口朝向他人。
解析
【分析】首先明确原实验的核心原理是利用高温水蒸气的内能转化为机械能推动叶轮转动，设计其他简易热机模型时，需围绕“内能→机械能”的转化逻辑，依次完成器材准备、装置组装、加热操作、现象观察等步骤，同时要注意实验安全，选择易获取的器材，保证操作可行。
【解析】其他设计模型步骤：1. 准备带密封盖的硬质玻璃瓶、细金属管、轻质塑料叶轮、蜡烛、铁架台，在玻璃瓶盖上钻适配细金属管的小孔，将细金属管穿过小孔后用热熔胶密封固定，向瓶内加入约1/5体积的清水，拧紧瓶盖。2. 将玻璃瓶固定在铁架台上，把细金属管的出口对准预先制作好的塑料叶轮的扇叶边缘，调整两者间距保证喷出的气流可以有效冲击扇叶，在玻璃瓶下方放置点燃的蜡烛对瓶底加热。3. 待瓶内水沸腾后，高温高压的水蒸气从细金属管管口高速喷出，推动塑料叶轮持续转动，即可完成简易蒸汽热机的运行演示。
展示交流：该简易热机的工作过程符合热机的核心原理：蜡烛燃烧将化学能转化为内能，通过热传递使瓶内水的内能增加，水沸腾产生的高温水蒸气向外喷出时，将自身的内能转化为叶轮的机械能，实现了内能向机械能的转化。该模型材料易获取、制作难度低，实验现象直观明显，操作过程中要注意避免被高温水蒸气烫伤，不可将细管出口朝向他人。
【答案】其他设计模型步骤：1. 准备带密封盖的硬质玻璃瓶、细金属管、轻质塑料叶轮、蜡烛、铁架台，在玻璃瓶盖上钻适配细金属管的小孔，将细金属管穿过小孔后用热熔胶密封固定，向瓶内加入约1/5体积的清水，拧紧瓶盖。2. 将玻璃瓶固定在铁架台上，把细金属管的出口对准预先制作好的塑料叶轮的扇叶边缘，调整两者间距保证喷出的气流可以有效冲击扇叶，在玻璃瓶下方放置点燃的蜡烛对瓶底加热。3. 待瓶内水沸腾后，高温高压的水蒸气从细金属管管口高速喷出，推动塑料叶轮持续转动，即可完成简易蒸汽热机的运行演示。
展示交流：该简易热机的工作过程符合热机的核心原理：蜡烛燃烧将化学能转化为内能，通过热传递使瓶内水的内能增加，水沸腾产生的高温水蒸气向外喷出时，将自身的内能转化为叶轮的机械能，实现了内能向机械能的转化。该模型材料易获取、制作难度低，实验现象直观明显，操作过程中要注意避免被高温水蒸气烫伤，不可将细管出口朝向他人。
【知识点】内能的利用、汽化现象、热机原理
【点评】本题为开放性实验设计题，考查学生对热机工作原理的理解与应用，要求学生结合原实验的核心逻辑，自主设计简易热机模型，既需要掌握内能转化的相关知识，又要具备一定的实践设计能力，同时注重实验安全意识的培养。
【难度系数】0.5
【解析】其他设计模型步骤：1. 准备带密封盖的硬质玻璃瓶、细金属管、轻质塑料叶轮、蜡烛、铁架台，在玻璃瓶盖上钻适配细金属管的小孔，将细金属管穿过小孔后用热熔胶密封固定，向瓶内加入约1/5体积的清水，拧紧瓶盖。2. 将玻璃瓶固定在铁架台上，把细金属管的出口对准预先制作好的塑料叶轮的扇叶边缘，调整两者间距保证喷出的气流可以有效冲击扇叶，在玻璃瓶下方放置点燃的蜡烛对瓶底加热。3. 待瓶内水沸腾后，高温高压的水蒸气从细金属管管口高速喷出，推动塑料叶轮持续转动，即可完成简易蒸汽热机的运行演示。
展示交流：该简易热机的工作过程符合热机的核心原理：蜡烛燃烧将化学能转化为内能，通过热传递使瓶内水的内能增加，水沸腾产生的高温水蒸气向外喷出时，将自身的内能转化为叶轮的机械能，实现了内能向机械能的转化。该模型材料易获取、制作难度低，实验现象直观明显，操作过程中要注意避免被高温水蒸气烫伤，不可将细管出口朝向他人。
【答案】其他设计模型步骤：1. 准备带密封盖的硬质玻璃瓶、细金属管、轻质塑料叶轮、蜡烛、铁架台，在玻璃瓶盖上钻适配细金属管的小孔，将细金属管穿过小孔后用热熔胶密封固定，向瓶内加入约1/5体积的清水，拧紧瓶盖。2. 将玻璃瓶固定在铁架台上，把细金属管的出口对准预先制作好的塑料叶轮的扇叶边缘，调整两者间距保证喷出的气流可以有效冲击扇叶，在玻璃瓶下方放置点燃的蜡烛对瓶底加热。3. 待瓶内水沸腾后，高温高压的水蒸气从细金属管管口高速喷出，推动塑料叶轮持续转动，即可完成简易蒸汽热机的运行演示。
展示交流：该简易热机的工作过程符合热机的核心原理：蜡烛燃烧将化学能转化为内能，通过热传递使瓶内水的内能增加，水沸腾产生的高温水蒸气向外喷出时，将自身的内能转化为叶轮的机械能，实现了内能向机械能的转化。该模型材料易获取、制作难度低，实验现象直观明显，操作过程中要注意避免被高温水蒸气烫伤，不可将细管出口朝向他人。
【知识点】内能的利用、汽化现象、热机原理
【点评】本题为开放性实验设计题，考查学生对热机工作原理的理解与应用，要求学生结合原实验的核心逻辑，自主设计简易热机模型，既需要掌握内能转化的相关知识，又要具备一定的实践设计能力，同时注重实验安全意识的培养。
【难度系数】0.5
1. 简易热机模型的核心能量转化是（
A.机械能转化为内能
B.内能转化为机械能
C.电能转化为内能
D.内能转化为电能
B
）。A.机械能转化为内能
B.内能转化为机械能
C.电能转化为内能
D.内能转化为电能
答案
1. B
解析
【分析】
这道题考查简易热机的能量转化，解题思路是先明确热机的核心工作原理：热机是利用内能对外做功的机械，其能量转化方向是内能转化为机械能，再逐一分析选项排除错误答案。
【解析】
简易热机工作时，先通过燃料燃烧将化学能转化为内能，再利用内能对外做功，最终将内能转化为机械能。对各选项分析：A选项机械能转化为内能是摩擦生热等现象，不符合热机的能量转化；C选项电能转化为内能是电热设备的能量转化，与热机无关；D选项内能转化为电能是发电装置的能量转化，也不符合热机的核心转化，因此正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
热机的能量转化
【点评】
本题为基础概念题，直接考查热机的核心能量转化，属于对基础知识点的识记类考查，难度较低。
【难度系数】
0.9
这道题考查简易热机的能量转化，解题思路是先明确热机的核心工作原理：热机是利用内能对外做功的机械，其能量转化方向是内能转化为机械能，再逐一分析选项排除错误答案。
【解析】
简易热机工作时，先通过燃料燃烧将化学能转化为内能，再利用内能对外做功，最终将内能转化为机械能。对各选项分析：A选项机械能转化为内能是摩擦生热等现象，不符合热机的能量转化；C选项电能转化为内能是电热设备的能量转化，与热机无关；D选项内能转化为电能是发电装置的能量转化，也不符合热机的核心转化，因此正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
热机的能量转化
【点评】
本题为基础概念题，直接考查热机的核心能量转化，属于对基础知识点的识记类考查，难度较低。
【难度系数】
0.9
2. 某同学制作简易热机模型时，选用不同热源来加热相同质量的水，记录蒸汽推动扇叶转动的时间，数据如下表所示。分析数据可知，加热效果最好的热源是（
A.酒精灯
B.酒精喷灯
C.蜡烛
D.无法判断
B
）。A.酒精灯
B.酒精喷灯
C.蜡烛
D.无法判断
答案
2. B
解析
【分析】
要判断加热效果最好的热源，需明确：相同质量的水，热源提供的热量越多，产生的蒸汽能量越大，推动扇叶转动的时间就越长。因此，转动时间最长的热源，其加热效果最优。
【解析】
题目中选用不同热源加热相同质量的水，记录蒸汽推动扇叶转动的时间：酒精灯对应120s，酒精喷灯对应180s，蜡烛对应80s。对比三个时间，酒精喷灯的转动时间最长，说明它提供的热量最多，加热效果最好。
【答案】
B
【知识点】
热量、热源效果判断
【点评】
本题通过实验数据对比考查热源加热效果的判断，核心逻辑是相同质量的水，热源提供热量越多，做功时间越长，题目直观易懂，难度较低。
【难度系数】
0.3
要判断加热效果最好的热源，需明确：相同质量的水，热源提供的热量越多，产生的蒸汽能量越大，推动扇叶转动的时间就越长。因此，转动时间最长的热源，其加热效果最优。
【解析】
题目中选用不同热源加热相同质量的水，记录蒸汽推动扇叶转动的时间：酒精灯对应120s，酒精喷灯对应180s，蜡烛对应80s。对比三个时间，酒精喷灯的转动时间最长，说明它提供的热量最多，加热效果最好。
【答案】
B
【知识点】
热量、热源效果判断
【点评】
本题通过实验数据对比考查热源加热效果的判断，核心逻辑是相同质量的水，热源提供热量越多，做功时间越长，题目直观易懂，难度较低。
【难度系数】
0.3
3. 如图所示，某同学用饮料瓶自制了火箭模型，他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器，按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出。下列分析正确的是（
A.纸筒飞出后瓶内气体的内能变大，温度升高
B.若瓶内酒精完全燃烧，热机效率将达$100\%$
C.瓶内酒精不完全燃烧时热值会变小
D.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程
D
）。A.纸筒飞出后瓶内气体的内能变大，温度升高
B.若瓶内酒精完全燃烧，热机效率将达$100\%$
C.瓶内酒精不完全燃烧时热值会变小
D.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程
答案
3. D
解析
【分析】本题需结合内能的改变、热值、热机效率、内燃机冲程的相关知识，逐一分析选项：先明确各概念的本质，再判断每个选项的描述是否正确，最终得出答案。
【解析】
选项A：纸筒飞出时，瓶内气体对纸筒做功，气体的内能转化为纸筒的机械能，因此瓶内气体的内能减小，温度降低，A错误。
选项B：热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出能量的比值，由于存在热量散失、机械摩擦耗能等，热机效率不可能达到100%，B错误。
选项C：热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与是否完全燃烧无关，因此酒精不完全燃烧时热值不变，C错误。
选项D：燃气推动纸筒飞出时，内能转化为机械能，与内燃机做功冲程（内能转化为机械能）的能量转化一致，D正确。
【答案】D
【知识点】内能的改变、热值、内燃机冲程
【点评】本题考查热学基础概念，需准确区分各概念的特性，属于难度较低的基础题型，学生易通过概念辨析得出正确答案。
【难度系数】0.7
【解析】
选项A：纸筒飞出时，瓶内气体对纸筒做功，气体的内能转化为纸筒的机械能，因此瓶内气体的内能减小，温度降低，A错误。
选项B：热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出能量的比值，由于存在热量散失、机械摩擦耗能等，热机效率不可能达到100%，B错误。
选项C：热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与是否完全燃烧无关，因此酒精不完全燃烧时热值不变，C错误。
选项D：燃气推动纸筒飞出时，内能转化为机械能，与内燃机做功冲程（内能转化为机械能）的能量转化一致，D正确。
【答案】D
【知识点】内能的改变、热值、内燃机冲程
【点评】本题考查热学基础概念，需准确区分各概念的特性，属于难度较低的基础题型，学生易通过概念辨析得出正确答案。
【难度系数】0.7
