2021中考物理复习：14 内能利用 教学案讲义+真题训练+单元测试（学生版+解析版）

第十四章内能利用【综合备课】（学生版）

1.了解：热机工作原理；热机四冲程内能变化和工作过程；热值概念。

2.会：进行热值的简单计算。

3.理解：四冲程热机内能与做功特点；热机效率；能量的转化与守恒定律。

★知识点一：热机

1.热机：利用的机械叫热机。

热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。

内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油

机和柴油机两类。

2.内燃机的工作原理

（1）汽油机：四冲程汽油机的结构一汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。

冲程一活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

吸气冲程一靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；

压缩冲程一外界对—做功，机械能转化为,气体温度;

做功冲程一化学能转化为，气体温度,气体—做功，内能转化为;

排气冲程一靠惯性运动，排出废气。

（2）柴油机：四冲程柴油机的结构一汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。

柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空

气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油

机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。

★知识点二：热机效率

1.热值（q）：1kg某种燃料完全燃烧放出的,叫热值；热值单位是：。

（1）燃料燃烧放出热量：Q妆=qm；（0放是燃料放出的热量，单位是J;夕是热值，单位是J/kg;0是质量,

（立是kg。）

对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的

质量，如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料

是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能

转变成内能就不是该热值所确定的值。

（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成

内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质

量、体积等均无关。

2.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量—，叫热机的效率。

热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：々=4=”遍

Q&qm

3.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重

要措施。

注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；②

废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。

★知识点三：能量转化与守恒

1.能量守恒定律：能量既不会—,也不会—，它只会从一种形式转化为另--种—，或者

从一个物体转移到另一个—，而在转化和转移过程中，能量的总量________O

2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理

学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。

建耆意孝着阖

考向：热机工作过程、四冲程内能变化规律

考点一：热机

备考：熟悉汽油机四冲程工作过程，分清各冲程能量交换过程

内

「考向：热值与热机效率的简单计算

能

考点二：热值、热机效率-

利I备考：理解热值及热机效率的概念，加强相关计算练习

用

考向：辨别能量的转化类型

考点三:能量转化与守恒

备考：理解能量守恒定律、认识常见的能量转化实例

常选择题：常考热点主要集中热值与热机概念和能量转换形式等

考

题

型填空题：常考热点主要集中热值与热机概念与计算和能量转换形式等。

叁典倒写尼倒

考点一：然机

★典例一：（2020•镇江）某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩

冲程结束后，下个冲程是（）。

★典例二：（2020•朝阳）内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环

中的_____冲程，若飞轮转动40周，则对外做功______次。

避铮

彦戒二：热机效率

★典例三：（2020•无锡）某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若输入

的化学能为2000J,输出的动能为300J.则输出的内能和声能共计J；输出的有用能量是动

★典例四：（2020•枣庄）关于热机的效率，下列说法正确的是（建

A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多；

B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高；

C.热机的效率越高说明做功越快；

D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

考点三：熊黄转化芍守愎

★典例五：（2020•德州）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量

转化判断正确的是（）。

A.做功冲程，将机械能转化为内能；B.做功冲程，将内能转化为机械能；

C.压缩冲程，将机械能转化为内能；D.压缩冲程，将内能转化为机械能

★典例六：（2020•威海）关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（）。

A.地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能；

B.自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律；

C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能；

D.热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体

士蹑踪训练

一、选择题

1.（2020♦广东省中考模拟五）四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（）o

A.吸气冲程；B.压缩冲程；C.做功冲程；D.排气冲程

2.（2020•湖北省武汉市中考模拟五）关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法:

①在吸气冲程中，都会吸入空气；

②在做功冲程中，是机械能转化为内能；

③只有做功冲程是燃气对外做功；

④汽油机和柴油机的点火方式相同；

以上说法中正确的是（）。

A.只有①②③B.只有①③C.只有②④D.只有②③④

3.（2020•北京四中中考模拟（适应性测试）根据表1、表2和表3提供的资料（在1标准

大气压下），判断下列说法中正确的是（）。

表1：儿种晶体的熔点

晶体熔点（℃）

固态酒精-117

固态水银-39

冰0

表2：儿种物质的比热容

物质比热容［J/（kg・℃）］

水4.2X103

煤油2.1X103

干泥土0.84X103

表3：几种燃料的热值

燃料热值(J/kg)

干木柴约L2X10'

7

无烟煤约34X10

汽油约4.6X107

A.南极冬季气温一般在一40℃以下，在南极测量气温可选择酒精温度计；

B.温度为0℃的冰，其分子仍然会做无规则运动；

C.水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量较多；

D.煤的热值比干木柴的大，因此煤燃烧过程中一定比干木柴燃烧过程中放出的热

4.（2019•深圳市龙岗区中考一模）下列说法中正确的是（）。

A.汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能；

B.燃料不完全燃烧，其热值会变小；

C.可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率；

D.物体的内能增加时温度可能不变

二、填空题

5.（2020•江西省2020中等学校招生考试模拟）如图所示的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；为了降低汽油机内汽缸的温度，汽缸外有一个水箱将汽

缸包围住，这是通过的方式减少汽缸的内能。

6.（2020•山东省济宁中考模拟四）“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的“明

星”。页岩气属于（填“可再生”或“不可再生”）能源。页岩气的热值为3.2X10,J/n?,

完全燃烧0.Inf1页岩气可放出J的热量。

7.（2019•保定市莲池区中考一模）汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，

其中由机械能转化为内能的是冲程。己知汽油的热值为4.6X10,J/kg,2kg汽油完全燃烧时

释放的热量为J«已知汽车防冻液的比热容为4.2X10；iJ/（kg^C）«某汽车中的防冻液从90℃

冷却到20℃的过程中，放出的热量为2.94义10与，则该汽车中防冻液的质量为kgo

8.（2019•临沂市平邑县中考二模）如图所示，一配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙酸

的棉花，当迅速压下活塞时，可看见桶内棉花燃烧起来。这是通过的方式使玻璃筒内的空气

增加、温度升高的。从能量转化的角度看，汽I油机工作时冲程与该图实验相同。

第十四章内能利用【真题训练】（学生版）

一、选择题

1.（2020•陕西）下列与汽车有关的说法正确的是（）。

A.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能；

B.司机和乘客系安全带，是为了防止惯性带来的危害；

C.汽车在行驶中，汽油的热值不断减小；

D.汽车两侧的后视镜是凹面镜，可以扩大视野

2.（2020•安徽）在物理学习的过程中，对物理知识的正确认识是非常重要的。以下说法正确

的是（）。

A.物体的运动速度越大，惯性越大；

B.磁场和磁感应线都是真实存在的；

C.电动机工作时消耗的电能主要转化成机械能；

D.热机工作的实质是把机械能转化为内能

3.（2020•江西）下列说法中正确的是（）。

A.敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤热值；

B.汽车在减速过程中，惯性减小，动能减小；

C.当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小；

D.与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上

4.（2020•河南）（双选）在科学晚会上，小明所在的科技小组示了一个“隔板推物”的节日,

其原理如图8所示：甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个

闭合电路，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是（）

A.甲线图相当于电源，乙线圈相当于用电器；

B.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能；

C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能；

D.乙线圈摆动是因为通电导线在测场中受力

5.（2019•江西）如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作。由此他联想到热机

的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是（）。

A.鼻孔吸气B.气沉丹田C排山倒海D.打完收工

6.（2019•玉林）如图所示，是内燃机工作循环中的某个冲程，它是（）。

雷

A.吸气冲程B.做功冲程C.压缩冲程D.排气冲程

7.（2019•郴州）现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。则这款

鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是（）。

A.机械能转化为电能，再转化为光能；B.电能转化为机械能，再转化为光能；

C.机械能转化为光能，再转化为电能；D.光能转化为机械能，再转化为电能

8.（2019•达州）下列关于热现象的说法中正确的是（）。

A.物体的温度越高所含的热量越多；

B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能；

C.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动；

D.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强

9.（2020•沈阳）下列叙述中正确的是（）。

A.电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成；

B.四冲程汽油机的做功冲程通过热传递的方式提供动力；

C.电能表是计量用电器在一段时间内消耗电能的仪表；

D.验电器既能检验物体是否带电，也能辨别火线和零线

二、填空题

10.（2020•镇江）质量为10kg的水温度升高22℃,需要吸收的热量为J,若不考虑热量

散失，这些热量需要完全燃烧g的天然气来提供，天然气是（选填“可再生”或“不可

再生”）能源。［c水=4.2X10」/（kg.℃）,q^=4.4X107J/kg］

11.（2020•苏州）某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃,完全燃烧了0.21m，的煤气。

水吸收的热量是J.热水器烧水的效率是。［已知水的比热容为4.2X1O'J/（kg・℃）,

煤气的热值为4X10,J/m1

12.（2020•宿迁）天然气的热气值放出为4.4X107J/kg,小明烧开一壶水消耗了0.05kg。完

全燃烧这些天然气放出热量为J;水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为能，汽油机

的冲程与此原理相似。

13.（2020•扬州）如图，“长征五号B”运载火箭首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油

发动机。煤油的热值为4.6Xl（fj/kg,完全燃烧2kg煤油放出的热量为Jo火箭升空后助推

器会自动脱落。助推器脱落后在作用下落回地面.此时火箭相对地面是的。

曲

14.（2020•营口）如图所示，小刚从滑梯下滑的过程中，他的重力势能（选填“增大”、

“不变”或“减小”），在此过程中，小刚感觉到臀部发热，这说明通过的方式可以改变物体

的内能，这个过程发生的能量转化类似于四冲程汽油机的冲程。

15.（2020•丹东）一台四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的转速是2400r/min,它每秒完

成个冲程，对外做功次。

16.（2020•赤峰）家庭轿车的发动机是四冲程内燃机，内燃机在工作过程中将内能转化为机械

能的是冲程；某款轿车百公里耗油6kg,这些汽油完全燃烧放出_____J的热量（汽油的热

值是4.6X10，J/kg）。汽油是由石油提炼出来的，石油等化石能源是_______（填“可再生”或“不

可再生”）能源。

17.（2020•通辽）天然气巳经走进千家万户，天然气的储存和运输是在一定温度下，利用一

方法使其液化的；如果用专用运输车运送天然气，到达目的地后，车内油箱中剩余汽油热值—

（选填“变小”“变大”或“不变

18.（2020•眉山）完全燃烧20g热值为2.lX107J/kg的某种燃料，放出的热量可以使质量10kg,

温度25℃的水，温度升高℃.四冲程汽油机，把机械能转化成内能的是冲程。［水

的比热容c水=4.2X101/（kg.r）］

19.（2020•广元）可燃冰作为一种新型燃料。是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的

结晶物质，可直接点燃，可燃冰在常温常压下可释放160m3的天然气。根据以上信息可知，可燃

冰是（选填“可再生”或“不可再生”）能源。1m，的可燃冰释放的天然气完全燃烧放出的热

量为J,若该热量全部被水吸收，可将kg的水从10℃加热到90℃。［c*=4.2X10:tJ/

（kg•℃）,天然气的热值q=4.2X107J/m\环境为标准大气压］

20.（2020•泸州）现阶段核潜艇的动力系统是由原子核（选填“裂变”或“聚变”）提

供的。泸州正加快对页岩气的安全开采，页岩气和核能都属于（选填“可再生”或“不可再

生”）能源。若用燃气灶将一壶质量为3kg、初始温度为20℃的水加热到80℃,消耗了0.1m：'的页岩

气。已知水的比热容4.2xl（）3j/（kgJC）,页岩气的热值为4.2X10,J/m：',则该燃气灶烧水的效率为

______%.

21.（2020•遂宁）2020年6月23日9时43分，我国在四川西昌卫早发射中心用长征三号乙

运载火箭成功发射了北斗导航系统最后--颗组网卫星，标志着北斗导航卫星全球组网成功，能够为

全球用户提供全天候、高精度的定位、导航和授时服务。长征三号乙运载火箭发动机用的是偏二甲

肿作为燃料，其热值是4.25X10'J/kg,若完全燃烧2吨偏二甲肝，共放出J热量；火箭加

速上升时，火箭的机械能（选填“增大”、“减小”或“不变叽

三、计算题

22.（2020•凉山）2020年5月13B,备受大家关注的“悬崖村”的村民们逐渐搬进位于凉山

州昭觉县城的易地扶贫搬迁安置点，实现了“拎包入住”。易地扶贫搬迁安置户小强同学家里有一个

容积为5L的水壶，水壶里装有3.5kg初温为50℃的水，他用家里的液化气炉具把水加热到70℃使

用。（已知液化气的热值q=4.9Xl（rj/m3）求：

（1）烧水过程水吸收了多少热量？

（2）若实际使用了0.02m：'的液化气，则该液化气炉具的效率是多少？

第十四章内能利用【单元测试】（学生版）

一、选择题

1.（2019•濮阳市中考物理二模）如图所示是汽油机工作时某个冲程的示意图，下列说法正确

的是（）。

r

A.该冲程是压缩冲程；B.该冲程是机械能转化为内能；

C.该冲程是内能转化为机械能；D.随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小

2.（2019•深圳市龙岗区中考一模）如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻

一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生

器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（）。

A.矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小;

B.纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的；

C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程；

D.纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能

3.（2019•济南市历城区中考一模）下列常见的现象中，能量转化的描述正确的是（）。

A.弯折铁丝-机械能转化为内能；B.保温瓶的瓶盖蹦起-内能转化为机械能；

C.燃料燃烧-化学能转化为内能；D.干电池供电-电能转化为化学能

4.（2019•深圳市龙岗区中考一模）甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是

（）。

A.甲种燃料比乙种燃料的热量少；

B.完全燃烧mkg乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用mkg甲种燃料也能烧开这壶水；

C.完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多；

D.通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大

5.（2019•深圳市龙岗区中考一模）下列说法中正确的是（）。

A.■夕口4如图中的验电器是检测物体是否带电的仪器，工作原理是同种电荷互相排

斥；

%

B.如图表示用测电笔辨别火线与零线，若就管发光，则此线可能是零线：

C..如图是研究做功可改变内能的装置，当活塞迅速压缩空气时，空气内能会减小

D.D如图表示的是内燃机压缩冲程，该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度减弱

6.（2019•巴中市巴州区中考一模）汽车油箱中的汽油用掉一半后，剩下的汽油（）。

A.比热容和热值都不变；

B.比热容不变，热值变为原来的一半；

C.热值不变，比热容变为原来的一半；

D.比热容变为原来的一半，热值变为原来的一半

7.（2019•巴中市巴州区中考一模）关于热机的效率，下列说法正确的是（）。

A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高；

B.热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多；

C.热机的效率越高说明做功越快；

D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

8.（2019•自贡市中考模拟）关于热机，下列说法是正确的（）。

A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞；

B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸；

C.汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开；

D.汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能

9.（2019•镇平县九年级第一次中招模拟）柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转

化为内能的是（）o

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

二、填空题

10.（2019•常德市中考最后一模）王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同

一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的不同；若现将1.5例初温为

20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为o

11.（2019•长沙市雨花区中考一模）据央视网：“从12月1日零时起，国内汽油价格每吨降低

540元，降价后，92号汽油每升下降0.43元。”据此估测汽油的密度约为kg/m3,完全燃烧

3kg汽油所放出的热量为J（q汽油=4.6XlO'J/kg）.

12.（2019•辽阳市中考考前最后一卷）一台四冲程汽油机在一个工作循环中，把内能转化为机

械能的冲程是冲程。汽油机用水作为冷却剂，这是利用了水的性质。

13.（2019•济宁市中考三模）两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人喜爱，

如图所示，表格中是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数，锂电池充电时,—能转化为—能,

若电动机以额定功率工作，则锂电池充足一次电最多可骑行秒。

整车质量20kg

锂电池电压48r

锂电池容量⑵•力

电动车额定电压48r

电动机额定功率360

14.（2019•泰安市新泰市中考一模）在倡导新旧动能转换，节约能源的今天，很多出租车使用

天然气代替柴油或汽油，某段时间一辆出租车消耗0.4m3天燃气，如果该出租车发动机的效率为20%,

则得到的机械能为Jo（天然气的热值为7XlO’J/n?）

15.（2019•庆阳市物理模拟）若可燃冰的热值为4.2X107J/n）3,完全燃烧的可燃冰可放出的

热量是J,这些热量有60%被水吸收，可把kg的水从20c加热到80℃。［水的比热容

c水=4.2X104/（kg«℃）］

16.（2019•荷泽市牡丹区最后一次模拟）质量为2kg,温度为15℃的水，吸收1.68X10$J的

热量后，温度升高到°C。［已知水的比热容是4.2X103J/（kg-r）］.育才中学教室里安装

电灯的总功率是10kW,如果每年上课时间按200天算，每天少开灯lh,则节约的电能相当于kg

的标准煤完全燃烧时释放的能量。（标准煤的热值约为3.0X（fj/kg）。

17.（2020•大渡口区校级模拟）如图所示的是生活中常见的柴油发电机组，它具有机动灵活、

投资较少、启动方便等优点。它以柴油为燃料，以柴油机带动发电机发电，在柴油机汽缸内，活塞

压缩空气体积，温度迅速升高，达到柴油的燃点，柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，

推动活塞做功，从而带动曲轴旋转。这样就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子发电，经闭合

的回路就能产生电流。请找出一个与前述情景相关的物理信息，并指出对应的物理知识。（不得与示

例重复）

示例：物理信息：柴油与空气混合剧烈燃烧；

物理知识：化学能转化为内能。

物理信息：；物理知识：。

18.（2019•渝中区校级二模）小红在实验室用酒精灯把质量是150g,初温是如图所示的水加热

到66℃,则水吸收的热量是.J;若不计热损失，至少需要燃烧..g的酒精（酒精的热值

为BXIO'j/kg）。

19.（2019•重庆三模）在寒冷的冬天，很多同学用热水袋装热水取暖，是利用了水的比热容比

较—（选填“大”或者“小”）；如图为某型号电热水袋，袋内装有0.5kg的水，自动断电的温度

为80C,若某次给它通电时，袋内水的初温为20C,当达到断电温度时，袋内水吸收的热量是—J。

（水的比热容为4.2Xl（fj/（kg「C）

20.（2018•巴南区校级模拟）如图所示为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此图是冲

程，有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四

冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水，水在气缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种

汽油机一个工作循环有六个冲程，做功2次，这种汽油机这样设计的目的是o

21.（2018•重庆模拟）如图所示的木桶鱼是川西当地的一种特色吃法，把石头在油中加热到

300℃〜500℃高温后，倒入木桶，并将腌制的鱼片倒入装有高温石头的木桶内，再加入熬制好的鱼

骨汤闷煮2〜3分钟即可食用。鱼片是通过（“做功”或“热传递”）的方法来改变内能的,

2kg的石头从20℃加热到420℃,需要吸收J的热量（cn=0.8X103J/kg«℃）o

三、计算题

22.(2019•深圳市龙岗区中考一模)小明家新买来一台容积为80L的天然气热水器。小明学习

了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L,“出水温度”设置为

40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃,加热前天

然气表的示数为129.96a?,停止加热后变为130.06n?,天然气的热值q天然气=4.2XlO’J/n?,水的比

热容c水=4.2X10-J/(kg・℃),1L=1.O'm3.求:

(1)水箱中水的质量；

(2)水箱中水吸收的热量：

(3)该热水器的热效率

第十四章内能利用【综合备课】(解析版)

1.了解：热机工作原理；热机四冲程内能变化和工作过程；热值概念。

2.会：进行热值的简单计算。

3.理解：四冲程热机内能与做功特点；热机效率；能量的转化与守恒定律。

A知慌点回顾

★知识点一：热机

1.热机：利用内能做功的机械叫热机。

热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。

内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油

机和柴油机两类。

2.内燃机的工作原理

(1)汽油机：四冲程汽油机的结构一汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。

冲程一活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

吸气冲程一靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；

压缩冲程一外界对气体做功,机械能转化为内能,气体温度升高;

做功冲程一化学能转化为内能,气体温度升高,气体对外做功,内能转化为机械能:

排气冲程一靠惯性运动，排出废气。

（2）柴油机：四冲程柴油机的结构一汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。

柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空

气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油

机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。

★知识点二：热机效率

1.热值（q）:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值；热值单位是：JZkgo

（1）燃料燃烧放出热量：Q,*=qm；（0放是燃料放出的热量，单位是J;g是热值，单位是J/kg；卬是质量,

幌kg。）

对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧1kg是指燃料的

质量，如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料

是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能

转变成内能就不是该热值所确定的值。

（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成

内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质

量、体积等均无关。

2.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。

热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：〃="=啊!

‘。总qm

3.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重

要措施。

注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；②

废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。

★知识点三：能量转化与守恒

1.能量守恒定律：能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者

从一个物体转移到另一个物傕，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。

2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理

学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。

心耆点易着囿

考向：热机工作过程、四冲程内能变化规律

考点一：热机

备考：熟悉汽油机四冲程工作过程，分清各冲程能量交换过程

内

考向：热值与热机效率的简单计算

能

考点二：热值、热机效率

利备考：理解热值及热机效率的概念，加强相关计算练习

用

考向：辨别能量的转化类型

考点三:能量转化与守恒

备考：理解能量守恒定律、认识常见的能量转化实例

常r选择题：常考热点主要集中热值与热机概念和能量转换形式等

考」

题I

型I填空题：常考热点主要集中热值与热机概念与计算和能量转换形式等。

逑典例与范倒

考点一：络机

★典例一：（2020•镇江）某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩

冲程结束后，下个冲程是（）。

A.①B.②C.③D.④

【答案】Co

【解析】A.汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，

活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；

B.汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下

运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；

C.汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下

运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意：

D.汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上

运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。故选C。

★典例二：（2020•朝阳）内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环

中的_____冲程，若飞轮转动40周，则对外做功_____次。

【答案】（1）压缩;（2）20。

【解析】如图所示，活塞向上运动，进气阀和排气阀均关闭，所以如图所示的是工作循环中的

压缩冲程。

内燃机一个循环，四个冲程，飞轮转2周，做功1次，所以若飞轮转动40周，则对外做功20

次。

*京二：路机效率

★典例三：（2020•无锡）某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若输入

的化学能为2000J,输出的动能为300J.则输出的内能和声能共计J；输出的有用能量是动

【答案】1700：15%。

【解析】（1）由图知，输入的化学能E=2000J,输出的动能Ei=300J

输出的内能和声能：

E2=E-&=2000J-300J=1700J；

（2）小轿车正常工作时的效率：

n='=300JX100%=15%o

E2000J

故答案为：1700；15%»

★典例四：（2020­枣庄）关于热机的效率，下列说法正确的是（）。

A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多；

B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高；

C.热机的效率越高说明做功越快；

D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

【答案】Bo

【解析】A.热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同

的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。

B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；

C.热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比

值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之

间没有必然联系，故C错误；

D.根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。故选B。

冬•京三：熊it•转化与可恒

★典例五：（2020•德州）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量

转化判断正确的是（）。

A.做功冲程，将机械能转化为内能；B.做功冲程，将内能转化为机械能；

C.压缩冲程，将机械能转化为内能；D.压缩冲程，将内能转化为机械能

【答案】Bo

【解析】如图所示，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的

内能转化成机械能，ACD错误，B正确。故选B。

★典例六：（2020•威海）关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（）。

A.地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能；

B.自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律；

C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能；

D.热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体

【答案】B.

【解析】AB.地球上的化石能源都是太阳能转化来的，能量不会凭空产牛也不会凭空消失，只

会从一种形式转化为另一种形式，从一个物体转移的另一个物体，故A正确，不符合题意，B错误,

符合题意；

C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要压缩机运转，压缩机运转需消耗电能，故C正

确，不符合题意；

D.热传递的条件是温度差，热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体，故D正确,

不符合题意。故选B。

士蹑踪训练

一、选择题

1.（2020•广东省中考模拟五）四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（）。

A.吸气冲程；B.压缩冲程；C.做功冲程；D.排气冲程

【答案】Co

【解析】吸气冲程、排气冲程都是消耗机械能的冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能，而做

功冲程是把内能转化为机械能，故C是正确的。

2.（2020•湖北省武汉市中考模拟五）关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法:

①在吸气冲程中，都会吸入空气；

②在做功冲程中，是机械能转化为内能；

③只有做功冲程是燃气对外做功；

④汽油机和柴油机的点火方式相同；

以上说法中正确的是（）。

A.只有①②③B.只有①③C.只有②④D.只有②③④

【答案】Bo

【解析】①汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气，所以

在吸气冲程中，都会吸入空气，故①正确；②在汽油机的做功冲程中，是内能转化为机械能，故②

错；③在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，故③正确；④汽油机和柴油机的点

火方式不同，汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压

燃式点火，故④错误。所以只有①③正确。故选B。

3.（2020•北京四中中考模拟（适应性测试）根据表1、表2和表3提供的资料（在1标准

大气压下），判断下列说法中正确的是（）。

表1：几种晶体的熔点

晶体熔点CC）

固态酒精-117

固态水银-39

冰0

表2：几种物质的比热容

物质比热容[J/(kg•℃)]

水4.2X103

煤油2.1X103

干泥土0.84X103

表3：几种燃料的热值

燃料热值(J/kg)

干木柴约1.2X107

7

无烟煤约34X10

汽油约4.6X10，

A.南极冬季气温一般在一40℃以下，在南极测量气温可选择酒精温度计；

B.温度为的冰，其分子仍然会做无规则运动；

C.水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量较多；

D.煤的热值比干木柴的大，因此煤燃烧过程中一定比干木柴燃烧过程中放出的热

【答案】AB。

【解析】A.南极的冬季气温在-40℃以下，在南极测量气温可选择酒精温度计，故A正确；

B.物体的温度为0℃,物体的分子运动速度不为0,仍然会做无规则运动，故B正确；

C.相同质量的水和煤油，水的比热容比煤油的大，故升高相同的温度，水吸收的热量较多，故

C错误；

D.燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系，热值大的燃料不一定放

出的热量多，故D错误.故选AB。

4.（2019•深圳市龙岗区中考一模）下列说法中正确的是（）。

A.汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能；

B.燃料不完全燃烧，其热值会变小；

C.可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率；

D.物体的内能增加时温度可能不变

【答案】Do

【解析】A、压缩冲程中活塞压缩气缸内气体做功，将活塞的机械能转化为燃气的内能，故A错

误；

B、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故B

错误；

C、用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大

热机的效率，故C错误；

D、物体内能增加时，温度可能不变，例如，晶体吸热熔化时，故D正确。故选D。

二、填空题

5.（2020•江西省2020中等学校招生考试模拟）如图所示的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；为了降低汽油机内汽缸的温度，汽缸外有一个水箱将汽

缸包围住，这是通过的方式减少汽缸的内能。

【答案】压缩；热传递。

【解析】由图示可知，两气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。为了避免汽油机在

工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水箱，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量

使得汽缸温度降低。这是通过热传递的方式改变内能的。

答案是：压缩：热传递。

6.（2020•山东省济宁中考模拟四）“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的“明

星”。页岩气属于（填“可再生”或“不可再生”）能源。页岩气的热值为3.2X10'J/m3,

完全燃烧0.In?页岩气可放出J的热量。

【答案】不可再生;3.2X106J.

【解析】（1）页岩气已经燃烧不可再生。

（2）根据公式：Q=qV,得：Q=3.2xl（fJ/加xO.l加=3.2x10,J。

故答案是：不可再生;3.2x10」。

7.（2019•保定市莲池区中考一模）汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，

其中由机械能转化为内能的是冲程。已知汽油的热值为4.6X107J/kg,2kg汽油完全燃烧时

释放的热量为Jo已知汽车防冻液的比热容为4.2X103J/（kg-r）o某汽车中的防冻液从90℃

冷却到20℃的过程中，放出的热量为2.94X106J,则该汽车中防冻液的质量为kg。

【答案】压缩；9.2X107；10»

【解析】（1）在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增大、温

度升高，机械能转化为内能：

（2）完全燃烧2kg汽油放出的热量：

Qsi=mq=2kgX4.6