9. 热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力。我们可以通过身边的物品,简单模拟热机产生动力的过程。
(1)如图,将一个空易拉罐的底部钻一个小孔,从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾,然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的打火枪靠近底部的小孔,纸杯就会“向前”飞去。此时,罐内气体对外做了功,气体内能

(2)(多选)下图是一款无人驾驶汽车,该车的发动机为汽油机。在汽油机的一个工作循环中,靠飞轮惯性工作的冲程有(

A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
(1)如图,将一个空易拉罐的底部钻一个小孔,从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾,然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的打火枪靠近底部的小孔,纸杯就会“向前”飞去。此时,罐内气体对外做了功,气体内能
变小
(选填“变大”或“变小”);这一过程的能量转化情况与内燃机的做功
冲程相同。(2)(多选)下图是一款无人驾驶汽车,该车的发动机为汽油机。在汽油机的一个工作循环中,靠飞轮惯性工作的冲程有(
ABD
)。A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
答案
9.(1)变小 做功 (2)ABD
解析
【分析】
先分析第(1)问:根据内能改变的规律,物体对外做功时自身内能会减小;罐内气体对外做功,能量转化为内能转机械能,与内燃机做功冲程的能量转化一致。再分析第(2)问:汽油机一个工作循环的四个冲程中,仅做功冲程对外做功提供动力,其余三个冲程依靠飞轮惯性完成,据此判断选项。
【解析】
(1) 当罐内气体对外做功时,依据做功改变物体内能的原理,物体对外做功会使自身内能变小;该过程中气体的内能转化为机械能,与内燃机做功冲程(内能转化为机械能)的能量转化相同,故两空分别填“变小”“做功”。
(2) 汽油机的一个工作循环包含吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中做功冲程是燃气对外做功,为机械提供动力;吸气、压缩、排气冲程无对外做功,需依靠飞轮惯性完成,因此靠飞轮惯性工作的冲程是吸气、压缩、排气,对应选项ABD。
【答案】
9.(1)变小 做功 (2)ABD
【知识点】
内能的改变、内燃机的冲程
【点评】
本题考查热机相关的基础知识点,涵盖内能改变的判断和汽油机工作冲程的特点,注重基础概念的理解与应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
先分析第(1)问:根据内能改变的规律,物体对外做功时自身内能会减小;罐内气体对外做功,能量转化为内能转机械能,与内燃机做功冲程的能量转化一致。再分析第(2)问:汽油机一个工作循环的四个冲程中,仅做功冲程对外做功提供动力,其余三个冲程依靠飞轮惯性完成,据此判断选项。
【解析】
(1) 当罐内气体对外做功时,依据做功改变物体内能的原理,物体对外做功会使自身内能变小;该过程中气体的内能转化为机械能,与内燃机做功冲程(内能转化为机械能)的能量转化相同,故两空分别填“变小”“做功”。
(2) 汽油机的一个工作循环包含吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中做功冲程是燃气对外做功,为机械提供动力;吸气、压缩、排气冲程无对外做功,需依靠飞轮惯性完成,因此靠飞轮惯性工作的冲程是吸气、压缩、排气,对应选项ABD。
【答案】
9.(1)变小 做功 (2)ABD
【知识点】
内能的改变、内燃机的冲程
【点评】
本题考查热机相关的基础知识点,涵盖内能改变的判断和汽油机工作冲程的特点,注重基础概念的理解与应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
10. 图甲为小聪自制的热机模型,他在矿泉水瓶的侧壁上开了一个孔,把电火花发生器紧紧插入孔中,实验时从上方瓶口喷入液态酒精并轻轻盖上一次性塑料杯,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,塑料杯立即飞出。此过程中,酒精燃烧产生的

内
能转化为塑料杯的机械
能,相当于图乙中C
(选填“A”“B”“C”或“D”)的能量转化过程。答案
10.内 机械 C
解析
【分析】要解决此题,需明确两个核心:一是能量转化关系,酒精燃烧释放的内能会对外做功,转化为机械能;二是判断热机冲程,做功冲程是内能转化为机械能的过程,需根据气门状态、活塞运动方向及火花塞是否点火来区分四个冲程。
【解析】1. 酒精燃烧时,将化学能转化为内能,瓶内气体受热膨胀,推动塑料杯飞出,此过程中内能转化为塑料杯的机械能。2. 分析图乙的冲程:A图进气门打开,排气门关闭,活塞向下,是吸气冲程;B图气门都关闭,活塞向上,是压缩冲程(机械能转内能);C图气门都关闭,火花塞点火,活塞向下,是做功冲程(内能转机械能),与题目能量转化一致;D图排气门打开,进气门关闭,活塞向上,是排气冲程。因此对应做功冲程为C。
【答案】内 机械 C
【知识点】内能的转化、热机的冲程
【点评】本题结合自制热机模型,考查能量转化和热机冲程的判断,需掌握各冲程特征及能量转化,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
【解析】1. 酒精燃烧时,将化学能转化为内能,瓶内气体受热膨胀,推动塑料杯飞出,此过程中内能转化为塑料杯的机械能。2. 分析图乙的冲程:A图进气门打开,排气门关闭,活塞向下,是吸气冲程;B图气门都关闭,活塞向上,是压缩冲程(机械能转内能);C图气门都关闭,火花塞点火,活塞向下,是做功冲程(内能转机械能),与题目能量转化一致;D图排气门打开,进气门关闭,活塞向上,是排气冲程。因此对应做功冲程为C。
【答案】内 机械 C
【知识点】内能的转化、热机的冲程
【点评】本题结合自制热机模型,考查能量转化和热机冲程的判断,需掌握各冲程特征及能量转化,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
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