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8. 二氧化碳爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术，起爆前高压泵将$\ce{CO_{2}}$压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热。使筒内的液态$\ce{CO_{2}}$迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（
A.高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$，气体内能增大，温度降低
B.高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$，气体内能减小，温度升高
C.高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出时，内能增大，温度升高
D.高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出时，内能减小，温度降低
D
）A.高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$，气体内能增大，温度降低
B.高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$，气体内能减小，温度升高
C.高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出时，内能增大，温度升高
D.高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出时，内能减小，温度降低
答案
8.D 【解析】高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$,对气体做功,气体内能增大,温度升高,A、B错误。高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出时,气体对外做功,气体内能减小,温度降低,C错误,D正确。
解析
【分析】本题考查做功与物体内能、温度的关系，解题时需明确核心规律：对物体做功，物体的内能增大，温度升高；物体对外做功，物体的内能减小，温度降低。据此逐一分析各选项即可得出答案。
【解析】1. 分析高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$的过程：高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$时，对$\ce{CO_{2}}$气体做功，根据做功改变内能的规律，气体的内能增大，温度升高，因此选项A中“温度降低”错误，选项B中“内能减小”错误。2. 分析高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出的过程：高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出时，气体对外做功，气体的内能减小，温度降低，因此选项C中“内能增大，温度升高”错误，选项D正确。
【答案】D
【知识点】做功改变物体内能
【点评】本题结合实际工程技术场景，考查做功与内能、温度的关系，属于基础概念的应用，难度不大，需准确掌握做功改变内能的规律。
【难度系数】0.7
【解析】1. 分析高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$的过程：高压泵压缩$\ce{CO_{2}}$时，对$\ce{CO_{2}}$气体做功，根据做功改变内能的规律，气体的内能增大，温度升高，因此选项A中“温度降低”错误，选项B中“内能减小”错误。2. 分析高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出的过程：高压$\ce{CO_{2}}$气体喷出时，气体对外做功，气体的内能减小，温度降低，因此选项C中“内能增大，温度升高”错误，选项D正确。
【答案】D
【知识点】做功改变物体内能
【点评】本题结合实际工程技术场景，考查做功与内能、温度的关系，属于基础概念的应用，难度不大，需准确掌握做功改变内能的规律。
【难度系数】0.7
9.厨房用的蒸蛋器,在使用过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出 水蒸气,小华将自制的风车放在蒸蛋器上方成功地让风车转了起来。水蒸气推动风车的能量转化与汽油机某个冲程的能量转化相同,在此冲程中燃气的内能
某单缸四冲程汽油机在1 s内完成了15个循环,则该汽油机工作时曲轴的转速为
减小
（选填“增加”“减小”或“不变”）。某单缸四冲程汽油机在1 s内完成了15个循环,则该汽油机工作时曲轴的转速为
1 800
r/min。。答案
9.减小 1 800 【解析】高温水蒸气推动风车转动,将水蒸气的内能转化成风车的机械能;汽油机在做功冲程中,将燃气的内能转化为活塞的机械能,燃气的内能减小。汽油机在1 s内完成了15个循环,1 s内曲轴转15 r×2 = 30 r,1 min转30 r×60 = 1 800 r,即该汽油机工作时曲轴的转速为1 800 r/min。
解析
【分析】
首先，水蒸气推动风车转动，是将水蒸气的内能转化为风车的机械能；汽油机的做功冲程是将燃气的内能转化为活塞的机械能，二者能量转化相同，据此判断燃气内能变化。其次，单缸四冲程汽油机的一个工作循环包含4个冲程，曲轴转动2圈，完成1次做功；已知1秒内完成15个循环，先计算1秒内曲轴转动的圈数，再换算为每分钟的转速即可。
【解析】
1. 内能变化判断：水蒸气推动风车时，内能转化为机械能；汽油机做功冲程同样将燃气的内能转化为机械能，因此该冲程中燃气的内能减小。
2. 转速计算：单缸四冲程汽油机1个工作循环曲轴转2圈，1秒内完成15个循环，则1秒内曲轴转动的圈数为 $15 × 2 = 30\ \mathrm{r}$；1分钟=60秒，因此每分钟曲轴转速为 $30\ \mathrm{r} × 60 = 1800\ \mathrm{r/min}$。
【答案】
减小；1800
【知识点】
内能与机械能的转化，汽油机的工作循环，转速计算
【点评】
本题结合生活实例（蒸蛋器）考查热学基础知识点，既联系实际场景，又要求准确掌握汽油机做功冲程的能量特点及工作循环与转速的换算关系，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
首先，水蒸气推动风车转动，是将水蒸气的内能转化为风车的机械能；汽油机的做功冲程是将燃气的内能转化为活塞的机械能，二者能量转化相同，据此判断燃气内能变化。其次，单缸四冲程汽油机的一个工作循环包含4个冲程，曲轴转动2圈，完成1次做功；已知1秒内完成15个循环，先计算1秒内曲轴转动的圈数，再换算为每分钟的转速即可。
【解析】
1. 内能变化判断：水蒸气推动风车时，内能转化为机械能；汽油机做功冲程同样将燃气的内能转化为机械能，因此该冲程中燃气的内能减小。
2. 转速计算：单缸四冲程汽油机1个工作循环曲轴转2圈，1秒内完成15个循环，则1秒内曲轴转动的圈数为 $15 × 2 = 30\ \mathrm{r}$；1分钟=60秒，因此每分钟曲轴转速为 $30\ \mathrm{r} × 60 = 1800\ \mathrm{r/min}$。
【答案】
减小；1800
【知识点】
内能与机械能的转化，汽油机的工作循环，转速计算
【点评】
本题结合生活实例（蒸蛋器）考查热学基础知识点，既联系实际场景，又要求准确掌握汽油机做功冲程的能量特点及工作循环与转速的换算关系，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
10. [社会发展]汽车排量V指气缸工作容积，也就是指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，如图所示，它取决于活塞的横截面积S和活塞上下运动的距离L（即冲程长）。设活塞在做功过程中气缸内的气体压强不变为p，若t时间内曲轴转动n圈。请推导：
（1）在一个做功冲程里，发动机做的功$ W = pV $；
（2）发动机的功率$ P = \frac{npV}{2t} $。
（1）在一个做功冲程里，发动机做的功$ W = pV $；
（2）发动机的功率$ P = \frac{npV}{2t} $。
答案
10.解：(1)汽车的排量$V = SL$
做功冲程中燃气对活塞的平均压力$F = pS$
一个做功冲程里发动机做的功$W = FL = pSL = pV$。
(2)发动机工作时,曲轴转2圈完成一个工作循环,
t时间内曲轴转动n圈,完成$\frac{n}{2}$个循环,做功$\frac{n}{2}$次,发动机的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{\frac{n}{2}pV}{t}=\frac{npV}{2t}$。
做功冲程中燃气对活塞的平均压力$F = pS$
一个做功冲程里发动机做的功$W = FL = pSL = pV$。
(2)发动机工作时,曲轴转2圈完成一个工作循环,
t时间内曲轴转动n圈,完成$\frac{n}{2}$个循环,做功$\frac{n}{2}$次,发动机的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{\frac{n}{2}pV}{t}=\frac{npV}{2t}$。
解析
【分析】
要推导做功冲程的功，需结合功的计算公式、压强公式，以及气缸排量的定义：功等于力与距离的乘积，气体对活塞的压力由压强和面积得出，而排量是横截面积与冲程长的乘积，由此可推导单次做功。推导功率时，需明确发动机曲轴转动与做功次数的关系，再用总功除以时间得到功率。
【解析】
（1）根据气缸排量的定义，活塞从上止点到下止点扫过的容积（排量）$ V = SL $；做功冲程中，气体压强为$ p $，由压强公式$ p = \frac{F}{S} $，得气体对活塞的平均压力$ F = pS $；根据功的计算公式$ W = FL $，将$ F = pS $和$ V = SL $代入，可得：
$ W = FL = pS · L = p(SL) = pV $，即一个做功冲程里发动机做的功$ W = pV $。
（2）发动机工作时，曲轴每转2圈完成一个工作循环，对外做功1次；$ t $时间内曲轴转动$ n $圈，则完成的工作循环数（做功次数）为$ \frac{n}{2} $；每次做功为$ W = pV $，因此$ t $时间内发动机做的总功$ W_{总} = \frac{n}{2}W = \frac{n}{2}pV $；根据功率公式$ P = \frac{W_{总}}{t} $，代入总功得：
$ P = \frac{\frac{n}{2}pV}{t} = \frac{npV}{2t} $。
【答案】
（1）推导得一个做功冲程发动机做功$ W = pV $；（2）推导得发动机功率$ P = \frac{npV}{2t} $。
【知识点】
功的计算、功率的计算、压强公式应用
【点评】
本题结合汽车发动机的实际工作场景，考查功和功率的推导，核心是理解排量、曲轴转动与做功次数的关系，需熟练运用相关公式，属于中等难度的推导类题目。
【难度系数】
0.5
要推导做功冲程的功，需结合功的计算公式、压强公式，以及气缸排量的定义：功等于力与距离的乘积，气体对活塞的压力由压强和面积得出，而排量是横截面积与冲程长的乘积，由此可推导单次做功。推导功率时，需明确发动机曲轴转动与做功次数的关系，再用总功除以时间得到功率。
【解析】
（1）根据气缸排量的定义，活塞从上止点到下止点扫过的容积（排量）$ V = SL $；做功冲程中，气体压强为$ p $，由压强公式$ p = \frac{F}{S} $，得气体对活塞的平均压力$ F = pS $；根据功的计算公式$ W = FL $，将$ F = pS $和$ V = SL $代入，可得：
$ W = FL = pS · L = p(SL) = pV $，即一个做功冲程里发动机做的功$ W = pV $。
（2）发动机工作时，曲轴每转2圈完成一个工作循环，对外做功1次；$ t $时间内曲轴转动$ n $圈，则完成的工作循环数（做功次数）为$ \frac{n}{2} $；每次做功为$ W = pV $，因此$ t $时间内发动机做的总功$ W_{总} = \frac{n}{2}W = \frac{n}{2}pV $；根据功率公式$ P = \frac{W_{总}}{t} $，代入总功得：
$ P = \frac{\frac{n}{2}pV}{t} = \frac{npV}{2t} $。
【答案】
（1）推导得一个做功冲程发动机做功$ W = pV $；（2）推导得发动机功率$ P = \frac{npV}{2t} $。
【知识点】
功的计算、功率的计算、压强公式应用
【点评】
本题结合汽车发动机的实际工作场景，考查功和功率的推导，核心是理解排量、曲轴转动与做功次数的关系，需熟练运用相关公式，属于中等难度的推导类题目。
【难度系数】
0.5
