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第 1 课时 改变物体的内能 热机
知识点 1 机械能与内能的相互转化
1．在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团干燥的棉花，把活塞迅速压下去时，观察到棉花燃
烧起来，如图 12－4－1 所示．用力压下活塞的过程是活塞对_____________(选填“空气”或
“棉花”)做功的过程；棉花燃烧表明玻璃筒内空气的温度________，内能________．所以该
实验说明了________是改变物体内能的一种方式，________能可以转化为______能．
图 12－4－1
2．如图 12－4－2 所示是“点火爆炸”的实验装置，按动电火花发生器的按钮，可以看
到盒盖“冲”了出去，同时听到“呯”的一声响．在此过程中，酒精燃烧后产生的具有大量______
能的高温、高压的燃气剧烈膨胀，对塑料盒盖做功，燃气的______能转化为盒盖的________
能．该实验说明：可以利用内能对外________，将______能转化为________能．
图 12－4－2
知识点 2 改变物体内能的两种方式
3．冬天，手冷时可以靠热水袋取暖，也可以两手互搓取暖．前者是利用__________的方
法改变内能，后者是利用__________的方法改变内能．概括起来说，________和________都
可以改变物体的内能，这两种方式在改变物体内能上具有________性．
4．在使用打气筒时，筒壁下部会发热，主要原因是通过________的方式使筒内空气内能
增加，再通过________的方式使筒壁内能增加．
5．一个物体温度降低，内能减少了，原因( )
A．一定是它对外界做了功 B．一定是它放出了热量
C．可能是它放出了热量，也可能是它对外界做了功 D．可能是外界对它做了功
知识点 3 热机
6．常见的内燃机有________和________两种．四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、
________、________和排气四个冲程组成的．除________冲程外，其他冲程是靠飞轮的
________来完成的．在一个工作循环中，曲轴转动________周，燃气对活塞做功________
次．如图 12－4－3 所示是内燃机的________冲程，活塞下降时，燃气内能________(选填“减
少”或“增加”)．
图 12－4－32
7．一台四冲程柴油机的转速为 2400 r/min，则在 1 s 内完成______个冲程，对外做功
______次．
8．汽车已经走进很多现代家庭，图 12－4－4 为四冲程汽油机汽缸的工作示意图，按吸
气、压缩、做功、排气的顺序排列，下列排序正确的是( )
图 12－4－4
A．乙丙甲丁 B．甲丁乙丙 C．丁甲丙乙 D．丙甲丁乙
9．下列现象中，利用做功使物体内能增加的是( )
A．铁块放在炉火中烧红了 B．烧开水时，壶盖被水蒸气顶起来
C．木工用锯锯木条时，锯条发烫 D．冬天，人们在太阳光下取暖
10．下面关于能量转化的说法中错误的是( )
A．用砂轮磨刀时，刀的温度升高了，内能转化为机械能
B．陨石进入大气层成为流星时，机械能转化为内能
C．壶中的水沸腾时，壶盖不停地跳动，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能
D．用打气筒给车胎打气时，筒内空气的内能转移到筒上，使筒壁温度升高
11．如图 12－4－5 所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是
( )
A．该冲程是压缩冲程 B．该冲程中活塞向上运动
C．该冲程是内能转化为机械能的过程 D．该冲程是机械能转化为内能的过程
图 12－4－5
12．(多选)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 12－4－6 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
图 12－4－63
13．如图 12－4－7 所示，某单缸四冲程汽油机正处于________冲程，此冲程将________
能转化为________能，接下来它应该处于________冲程．
图 12－4－7
14．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如热机中的蒸汽机和汽
油机，它们工作时，能的转化过程是__________________________．图 12－4－8 中________
是汽油机的工作原理图．
图 12－4－8
15．如图 12－4－9 所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在
________冲程，能量由________能转化为________能．为了避免汽油机在工作时温度升得太
高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过________的方式减少
汽缸内能．用水来冷却汽缸是因为水的________较大．某单缸四冲程汽油机在 1 s 内完成了 15
个循环，则该汽油机工作时飞轮的转速为________r/min.
图 12－4－9
16．某同学在探究物体内能改变的方法时做了三个实验：
图 12－4－10
(1)如图 12－4－10 甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把
活塞迅速压下去，我们会看到____________的现象，说明内部气体的________升高，________
增大．
(2)如图乙所示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气．通过打气筒给瓶内打气，
达到一定程度时，瓶塞跳出，同时还能看到____________________的现象．其能量转化过程
是________转化为________．4
(3)如图丙所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到橡皮塞被
________，同时管口出现“白雾”，这是管内水蒸气________形成的．在这个过程中，水蒸气
的________能转化为橡皮塞的________能．
17．[2017·舟山]下列各项都能使图 12－4－11 中瓶内铁屑的内能增加，其中属于做功
的是( )
图 12－4－11
A．不断晃动瓶子 B．用酒精灯加热
C．用手捂瓶子 D．在烈日下照射
18．[2017·南京]小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高．以下四个事
例中能量转化与之相同的是( )
图 12－4－12
A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁5
教师详解详析
1．空气 升高 增大 做功 机械 内
[点评] 本题中的图片取材于教材 P49 图 12－31 空气压缩引火仪，主要考查做功可以改
变物体的内能．通过压缩气体(对气体做功)使气体的内能增加，温度升高的现象表明做功可
以改变物体的内能．
2．内 内 机械 做功 内 机械
3．热传递 做功 热传递 做功 等效
4．做功 热传递
5．C
6．汽油机 柴油机 压缩 做功 做功 惯性 2 1 做功 减少
[解析] 常见的内燃机有汽油机和柴油机；四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、
做功和排气四个冲程组成的；除做功冲程，其他冲程是靠飞轮的惯性来工作的；在一个工作
循环中，曲轴转动 2 周，燃气对活塞做功 1 次；火花塞正在喷出电火花，该冲程是内燃机的
做功冲程；在做功冲程中，高温高压的燃气膨胀做功，推动活塞下降，将燃气的内能转化为
活塞的机械能，燃气的内能减少、温度降低．
7．80 20
8．D 9.C 10.A
11．C [解析] 汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，可根据气门的开闭情况和
活塞运行状态判断是哪个冲程．由图可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，
因此是做功冲程，做功冲程中将内能转化为机械能，故选 C.
12． AC
13．压缩 机械 内 做功
[解析] 两个气门关闭，活塞向上运动，汽缸内气体体积减小，是压缩冲程．此冲程中机
械能转化为内能，下一个冲程是做功冲程．
14．内能转化为机械能 乙
[解析] 蒸汽机和汽油机都属于热机，都是将内能转化为机械能的机器；由图甲可知，燃
料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，
水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能；此过程与蒸汽机的工作过程相
似，反映了蒸汽机的工作原理．在图乙中，火焰使上方空气温度升高、上升，热空气带动叶
轮转动，内能转化为机械能，与汽油机的工作原理相同．
15．做功 内 机械 热传递 比热容 1800
[解析] 由图示可知，两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，该冲程是做功冲程，
此冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设
计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得汽缸温度降低，
这是因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高 1 ℃，水能吸
收的热量最多，故用水冷却效果最好；汽油机在 1 s 内完成了 15 个循环，转 15×2＝30 r，
则 1 min 转 30×60＝1800 r，故该汽油机工作时飞轮的转速为 1800 r/min.
16． (1)棉花燃烧 温度 内能
(2)瓶口出现“白雾” 内能 机械能
(3)冲出 液化 内 机械
17．A [解析] 不断晃动瓶子，铁屑与瓶壁之间有摩擦，在此过程中要克服摩擦做功，
使其内能增加，温度升高，故 A 符合题意；B、C、D 选项中瓶内铁屑分别从酒精灯火焰、手
和阳光中吸收热量，都是通过热传递的方式来使物体内能增加的，故 B、C、D 不符合题意．
18．A [解析] 改变物体内能的方式有做功和热传递；将铁丝快速地弯折，对铁丝做功，6
机械能转化为铁丝的内能，使铁丝的内能增加、温度升高；甲图：活塞迅速向下压，压缩空
气做功，机械能转化为内能，温度升高，达到棉花的着火点，棉花燃烧，这是利用做功改变
内能；乙图：按动电火花发生器按钮，酒精燃烧，盒盖飞出，内能转化为机械能；丙图：汽
油机压缩冲程，机械能转化为内能；丁图：汽油机做功冲程，内能转化为机械能．
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