第十四章 内能的利用（高频考点精讲）（解析版）

第十四章内能的利用（高频考点精讲）考点01热机【高频考点精讲】1、热机：把内能转化为机械能的机器叫热机。2、内燃机：（1）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。（2）内燃机的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。压缩冲程将机械能转化为内能。（3）汽油机和柴油机区别汽油机：气缸顶、吸入空气和汽油混合、点燃式、效率较低；柴油机：气缸顶、吸入空气、压燃式、效率较高。【热点题型精练】1．在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是（）A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．吸气冲程和做功冲程 D．压缩冲程和排气冲程解：内燃机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程中活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；吸气和排气冲程不发生能量转化。答案：B。2．科幻大片《流浪地球》中地球为脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程解：影片“流浪地球”开启了中国科幻元年，其中“点燃木星”将地球推开，内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，故C正确。答案：C。3．李丽周末和家人乘车去游玩，某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min，她向爸爸了解到汽车发动机为四冲程发动机，则此时汽车在1s内完成了（）A．60个冲程，做了15次功 B．60个冲程，做了60次功 C．120个冲程，做了30次功 D．30个冲程，做了30次功解：飞轮转速是1800r/min＝30r/s，即该飞轮每秒钟转30圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程、做功1次，所以飞轮转30圈共做功15次、有60个冲程，故A正确，BCD错误。答案：A。4．如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（）

A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似 D．汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD解：A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程，蒸汽弹射装置是内能转化为机械能，与C图做功冲程相似；AB、a图中，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，该过程中内能转化为机械能，燃气的内能减小，故AB正确；C、蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似，而图A中汽油机的进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，是汽油机的吸气冲程，与蒸汽弹射装置工作时的原理不同，故C错误；D、四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，所以汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD，故D正确。答案：C。5．2021年4月14日，在长沙湘江两岸，上演别开生面的国家安全主题灯光秀，为市民献上视觉盛宴，如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气密度变小，上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来，热空气上升驱动扇叶转动的过程与四冲程汽油机的做功冲程相同。解：点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该过程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。答案：变小；做功。6．四冲程内燃机在工作时，将机械能转化为内能的是压缩冲程，这是通过做功方式改变气缸内气体的内能（选填“做功”或“热传递”）。四冲程内燃机在吸气冲程中，旋转飞轮带动曲轴连杆使活塞运动，增加飞轮的质量，可以增大飞轮的惯性（选填“增大”或“减小”）。解：（1）在四冲程汽油机的一个工作循环中，机械能转化为内能的是压缩冲程；（2）在压缩冲程中，活塞由缩气缸内的气体，对气体做功，使气体的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变了气缸内气体的内能；（3）物体的质量越大，惯性越大，增加飞轮的质量，可以增大飞轮的惯性。答案：压缩；做功；增大。7．（1）图甲是一台单缸四冲程汽油机压缩冲程的示意图，其能量转化情况与丙（选填“乙”或“丙”）图相同，此过程中通过做功方式改变汽缸内燃料混合物的内能。（2）科学家设计了一款单缸六冲程汽油机，它的构造和工作循环的前四个冲程与四冲程汽油机相似，在第四冲程结束后，再完成两个冲程。①第五冲程中，向汽缸内喷水，水在汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，则第五冲程为做功（选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）冲程。②第六冲程中活塞向上运动。（选填“上”或“下”）解：（1）图中汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，此冲程机械能转化为的内能；乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能，因此与做功冲程原理相同的是乙实验；丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程，因此与做压缩程原理相同的是丙实验；（2）在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，所以第五冲程为做功冲程；为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程，活塞向上运动。答案：（1）压缩；丙；做功；（2）①做功；②上。考点02热机的效率【高频考点精讲】1、燃料的热值（1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。（2）定义式：q=Q/m（q为热值）（若燃料是气体，则q=Q/v）（3）单位：J/kg，读作：焦耳每千克J/m³读作：焦耳每立方米注意：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，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：（1）热机的能量流图：真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。（2）定义：热机工作时,用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。（3）公式：η=Q有/Q总×100%其中，Q有为做有用功的能量；Q总为燃料完全燃烧释放的能量。（4）提高热机效率的主要途径

①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。②尽量减小各种热散失。③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。【热点题型精练】8．某学校每天向学生提供100kg开水，下表所列为几种常见燃料的热值。现将质量为100kg，初温为20℃的水烧开，所需燃料质量最少的是（燃料完全燃烧）（）几种常见燃料的热值/（J•kg﹣1）燃料油酒精无烟煤烟煤4.2×1073.0×107约3.4×107约2.9×107A．燃料油 B．酒精 C．无烟煤 D．烟煤解：由表中数据可知，几种燃料的热值大小关系为：q燃料油＞q无烟煤＞q酒精＞q烟煤，将质量为100kg，初温为20℃的水烧开需要吸收的热量一定，假如燃料完全燃烧释放的热量全部被水吸收，燃料油的热值最大，所需燃料的质量最少。答案：A。9．下列关于热机的描述中：①热机是燃料燃烧放出的化学能转化成机械能的机器；②在汽油机的压缩冲程中，机械能转化成内能；③热机的效率越高，做同样多的功消耗的燃料越少；④燃料的热值越大，热机的效率越高。A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有②③正确解：①热机是燃料燃烧获得的内能转化成机械能的机器，故①错误；②在汽油机的压缩冲程中，活塞上升压缩气缸内的气体，使气体内能增大，即机械能转化为内能，故②正确；③热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做有用功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故③正确；④热机的效率是指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，1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，热机的效率与燃料的热值无关，故④错误；所以正确的有②③。答案：D。10．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图所示两套完全相同装置进行实验，下列说法正确的是（）A．通过调节铁圈A的位置，使温度计处于适当的高度 B．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同 C．将两套装置中两个烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显 D．如要进一步研究不同物质的吸热能力，只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油解：A、实验中通过调节铁圈B的位置，使温度计处于适当的高度，故A错误；B、实验中采用的是控制变量法，需要控制两种燃料的质量相同，并且全部燃烧，不需要控制燃烧时间相同，故B错误；C、将两烧杯中的水换成比热容小的液体，在吸收相同热量时，比热容越小，温度变化越大，可以使实验现象更明显，故C正确；D、如要进一步研究不同物质的吸热能力，实验中需要用相同的热源加热，即用相同的燃料进行加热，还需要将其中一个烧杯中的水换成等质量的煤油，故D错误。答案：C。11．如图是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是（）A．废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率 C．该汽油机的热机效率为70% D．该汽油机的热机效率为30%解：由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，故A正确；冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，故B正确；该汽油机的热机效率为η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%，故C错误，D正确。答案：C。12．用煤气灶把初温为20℃，质量为2kg的水加热到70℃，水吸收的热量为4.2×105J。若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧0.01kg的煤气。事实上，将这壶水加热到70℃需要的煤气质量更多。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg]解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J；（2）由题意可知，Q放＝Q吸＝4.2×105J，根据Q放＝mq煤气可得，消耗煤气的质量：m煤气＝＝＝0.01kg。由于有热损失，则事实上将这壶水加热到70℃需要的煤气质量更多。答案：4.2×105；0.01；多。13．小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度﹣时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容＜（选填“＞”“＜”或“＝”）乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过热传递方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值不变（选填“变大”“变小”或“不变”）。解：（1）用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时，相同时间内，两种物质吸收的热量相同；由图象可知，甲物质比乙物质的温度升高得快，根据吸热公式Q＝cm△t，可知甲物质的比热容小于乙物质的比热容；（2）用酒精灯给物体加热，物体吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式实现的；（3）热值是燃料的一种特性，不随质量的改变而改变，故酒精灯中剩余的酒精热值不变。答案：＜；热传递；不变。14．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。（1）比较不同燃料的热值应选择乙丙两个装置，比较不同物质的比热容应选择甲乙两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是控制变量法（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计示数的变化比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做转换法。（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是4.2×104J，如果认为若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是4.2×106J/kg，算出的热值比标准值偏小。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]解：（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数的变化得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择乙和丙两图进行实验；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和乙两图进行实验，这用到了控制变量法；（2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应，这用到了转换法；（3）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J；如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，即Q放＝Q吸＝4.2×104J；根据Q放＝mq知酒精的热值：q酒精＝＝＝4.2×106J/kg，因为加热时有热量的散失以及燃料不完全燃烧，会使得测量的热值偏小。答案：（1）乙丙；甲乙；控制变量；（2）示数的变化；转换；（3）4.2×104；4.2×106；偏小。15．近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c氢＝4.2×107J/（kg•℃：q氢＝1.4×108J/kg）求：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度。（3）某氢能源公交车以200kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.6kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。解：（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m气q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J；（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放＝8.4×107J，由Q吸＝cm△t得水升高温度：△t＝＝＝50℃；（3）公交车所做的功：W＝Q放＝8.4×107J，由P＝得公交车行驶时间：t＝＝＝420s。答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出8.4×107J热量；（2）若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；（3）这些热量能让该公交车匀速行驶420s。考点03能量的转化和守恒【高频考点精讲】能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。注意：“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。【热点题型精练】16．以下现象中只有能量转移的是（）A．煤气炉将水烧开 B．抱着热水袋取暖 C．通电后小灯泡发光 D．足球在草坪上越滚越慢解：A、煤气炉燃烧过程将化学能转化为内能，属于能量的转化；将水烧开，水吸收热量，利用热传递改变物体的内能，属于能量的转移，故A错误；B、抱着热水袋取暖，热量从热水袋传递到人体上，属于能量的转移，故B正确；C、通电后小灯泡发光，将电能转化内能和光能，属于能量的转化，故C错误；D、足球在草坪上越滚越慢，是因为受到摩擦力作用，足球克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，属于能量的转化，故D错误。答案：B。17．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（）A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的解：A、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故A错误；B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误；C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故C正确；D、能量守恒定律适用于所有的能量转化过程，故D错误。答案：C。18．从19世纪末世界上建成第一座水电站以来，水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是水力发电站的原理图，关于水力发电下列说法正确的一组是（）①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能保持不变；②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能；③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能；④要加大水力发电的功率，可以采用“增大落水差”的方法。A．①② B．①③ C．② D．②④解：①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能转化为电能，机械能减小，故①错误；②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能，然后转化为电能，故②正确；③水轮机带动发电机发电将动能转化为电能，故③错误；④可以通过增大落水差增大水的机械能，加大水力发电的功率，故④正确。答案：D。19．如图所示，关于能量转化图的说法不正确的是（）A．摩擦生热，机械能转化为内能 B．能量转化是非常普遍的现象，但是各种形式的能量之间不能自由的相互转化 C．随着技术的发展，电灯通电后可以全部转化为光能 D．燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能解：A、摩擦生热时，要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A正确；B、能量转化是非常普遍的现象，但各种形式的能量之间的相互转化是有一定条件的，即各种形式的能量之间不能自由的相互转化，故B正确；C、即使技术发展的程度再高，电灯通电后也不可能全部转化为光能，肯定会有一部分电能转化为内能，故C错误；D、燃料燃烧时消耗化学能，获得了内能和光能，故是将化学能转化为光能和内能的过程，故D正确。答案：C。20．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有动能。如图所示，为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为电能，从而减少二氧化碳排放。解：风是流动的空气，空气具有质量和速度，则风具有动能；风力发电时将风能转化为电能。答案：动能；电能。21．混合动力汽车拥有汽油机和电动机两套动力系统。某辆油电混合动力汽车在平直路面上加速行驶时，仪表盘上显示只有汽油机在工作。在这个过程中，汽油机把内能转化为汽车的机械能。某一时刻，汽车的动能为E1，驾驶员踩下制动踏板。在车辆停下来的过程中，仪表盘显示汽车正在进行“动能回收”，把回收的能量转化为蓄电池的化学能E2，进行储存。当汽车再次起步时，仪表盘显示此时只有电动机在提供动力，蓄电池和电动机把刚才储存下来的能量又重新转化为车的动能E3。你认为E1、E2、E3的大小关系是E1＞E2＞E3。解：汽油机属于内燃机，汽油机工作过程中，将燃料燃烧产生的内能转化为机械能；汽车的动能为E1，驾驶员踩下制动踏板，汽车把回收的能量转化为蓄电池的化学能E2，由于在能量的转化过程中有能量散失，则E1＞E2；当汽车再次起步时，电动机在提供动力，蓄电池和电动机把刚才储存下来的能量又重新转化为车的动能E3，由于在能量的转化过程中有能量散失，则E2＞E3；故E1、E2、E3的大小关系是：E1＞E2＞E3。答案：内；机械；E1＞E2＞E3。22．阅读短文，回答问题：电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（DynamicStabilization）的基本原理上。利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡，是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。两轮电动平衡车与电动自行车和摩托车车轮前后排列方式不同，而是采用两轮并排固定的方式。两轮电动平衡车采用两个轮子支撑，蓄电池供电，无刷电机驱动，加上单片机控制，姿态传感器采集角速度和角度信号，共同协调控制车体的平衡，仅仅依靠人体重心的改变便可以实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。2018年9月28日，北京市通过使用电动平衡车、滑板车等器械作为代步工具上路的情况将面临扣留器械，并处以200元罚款的处罚决定。（1）电动平衡车中用到的蓄电池供电是将化学能转化为电能。（2）电动平衡车靠无刷电机驱动，是将电能转化为机械能，从而获得动力。（3）电动平衡车与普通摩托车相比，具有的优点是污染小（噪音低、更轻便）。（写出一点即可）。解：（1）电动平衡车的蓄电池供电时，消耗内部的化学能，得到电能，因此是将化学能转化为电能。（2）电动平衡车的无刷电机工作时，消耗电能，获得机械能，因此是将电能转化为机械能，从而获得动力。（3）电动平衡车与普通摩托车相比，具有的优点有：污染小、噪音低、更轻便等。答案：（1）化学；电；（2）电；机械；（3）污染小（噪音低、更轻便）。第十四章内能的利用（高频考点精讲）考点01热机【高频考点精讲】1、热机：把内能转化为机械能的机器叫热机。2、内燃机：（1）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。（2）内燃机的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。压缩冲程将机械能转化为内能。（3）汽油机和柴油机区别汽油机：气缸顶、吸入空气和汽油混合、点燃式、效率较低；柴油机：气缸顶、吸入空气、压燃式、效率较高。【热点题型精练】1．在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是（）A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．吸气冲程和做功冲程 D．压缩冲程和排气冲程2．科幻大片《流浪地球》中地球为脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程3．李丽周末和家人乘车去游玩，某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min，她向爸爸了解到汽车发动机为四冲程发动机，则此时汽车在1s内完成了（）A．60个冲程，做了15次功 B．60个冲程，做了60次功 C．120个冲程，做了30次功 D．30个冲程，做了30次功4．如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（）

A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似 D．汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD5．2021年4月14日，在长沙湘江两岸，上演别开生面的国家安全主题灯光秀，为市民献上视觉盛宴，如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气密度，上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来，热空气上升驱动扇叶转动的过程与四冲程汽油机的冲程相同。6．四冲程内燃机在工作时，将机械能转化为内能的是冲程，这是通过方式改变气缸内气体的内能（选填“做功”或“热传递”）。四冲程内燃机在吸气冲程中，旋转飞轮带动曲轴连杆使活塞运动，增加飞轮的质量，可以飞轮的惯性（选填“增大”或“减小”）。7．（1）图甲是一台单缸四冲程汽油机冲程的示意图，其能量转化情况与（选填“乙”或“丙”）图相同，此过程中通过方式改变汽缸内燃料混合物的内能。（2）科学家设计了一款单缸六冲程汽油机，它的构造和工作循环的前四个冲程与四冲程汽油机相似，在第四冲程结束后，再完成两个冲程。①第五冲程中，向汽缸内喷水，水在汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，则第五冲程为（选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）冲程。②第六冲程中活塞向运动。（选填“上”或“下”）考点02热机的效率【高频考点精讲】1、燃料的热值（1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。（2）定义式：q=Q/m（q为热值）（若燃料是气体，则q=Q/v）（3）单位：J/kg，读作：焦耳每千克J/m³读作：焦耳每立方米注意：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，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：（1）热机的能量流图：真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。（2）定义：热机工作时,用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。（3）公式：η=Q有/Q总×100%其中，Q有为做有用功的能量；Q总为燃料完全燃烧释放的能量。（4）提高热机效率的主要途径

①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。②尽量减小各种热散失。③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。【热点题型精练】8．某学校每天向学生提供100kg开水，下表所列为几种常见燃料的热值。现将质量为100kg，初温为20℃的水烧开，所需燃料质量最少的是（燃料完全燃烧）（）几种常见燃料的热值/（J•kg﹣1）燃料油酒精无烟煤烟煤4.2×1073.0×107约3.4×107约2.9×107A．燃料油 B．酒精 C．无烟煤 D．烟煤9．下列关于热机的描述中：①热机是燃料燃烧放出的化学能转化成机械能的机器；②在汽油机的压缩冲程中，机械能转化成内能；③热机的效率越高，做同样多的功消耗的燃料越少；④燃料的热值越大，热机的效率越高。A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有②③正确10．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图所示两套完全相同装置进行实验，下列说法正确的是（）A．通过调节铁圈A的位置，使温度计处于适当的高度 B．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同 C．将两套装置中两个烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显 D．如要进一步研究不同物质的吸热能力，只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油11．如图是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是（）A．废气排放的能量所占比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率 C．该汽油机的热机效率为70% D．该汽油机的热机效率为30%12．用煤气灶把初温为20℃，质量为2kg的水加热到70℃，水吸收的热量为J。若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧kg的煤气。事实上，将这壶水加热到70℃需要的煤气质量更。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg]13．小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度﹣时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容（选填“＞”“＜”或“＝”）乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值（选填“变大”“变小”或“不变”）。14．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。（1）比较不同燃料的热值应选择两个装置，比较不同物质的比热容应选择两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是法（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做法。（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是J，如果认为若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是J/kg，算出的热值比标准值。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]15．近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c氢＝4.2×107J/（kg•℃：q氢＝1.4×108J/kg）求：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为400kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度。（3）某氢能源公交车以200kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.6kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。考点03能量的转化和守恒【高频考点精讲】能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。注意：“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。【热点题型精练】16．以下现象中只有能量转移的是（）A．煤气炉将水烧开 B．抱着热水袋取暖 C．通电后小灯泡发光 D．足球在草坪上越滚越慢17．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（）A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的18．从19世纪末世界上建成第一座水电站以来，水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是水力发电站的原理图，关于水力发电下列说法正确的一组是（）①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能保持不变；②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能；③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能；④要加大水力发电的功率，可以采用“增大落水差”的方法。A．①② B．①③ C．② D．②④19．如图所示，关于能量转化图的说法不正确的是（）A．摩擦生热，机械能转化为内能 B．能量转化是非常普遍的现象，但是各种形式的能量之间不能自由的相互转化 C．随着技术的发展，电灯通电后可以全部转化为光能 D．燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能20．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有。如图所示，为了实现中国2030年前“碳达峰”，新疆的风力发电站可以将风能转化为，从而减少二氧化碳排放。21．混合动力汽车拥有汽油机和电动机两套动力系统。某辆油电混合动力汽车在平直路面上加速行驶时，仪表盘上显示只有汽油机在工作。在这个过程中，汽油机把能转化为汽车的能。某一时刻，汽车的动能为E1，驾驶员踩下制动踏板。在车辆停下来的过程中，仪表盘显示汽车正在进行“动能回收”，把回收的能量转化为蓄电池的化学能E2，进行储存。当汽车再次起步时，仪表盘显示此时只有电动机在提供动力，蓄电池和电动机把刚才储存下来的能量又重新转化为车的动能E3。你认为E1、E2、E3的大小关系是。22．阅读短文，回答问题：电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（DynamicStabilization）的基本原理上。利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡，是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。两轮电动平衡车与电动自行车和摩托车车轮前后排列方式不同，而是采用两轮并排固定的方式。两轮电动平衡车采用两个轮子支撑，蓄电池供电，无刷电机驱动，加上单片机控制，姿态传感器采集角速度和角度信号，共同协调控制车体的平衡，仅仅依靠人体重心的改变便可以实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。2018年9月28日，北京市通过使用电动平衡车、滑板车等器械作为代步工具上路的情况将面临扣留器械，并处以200元罚款的处罚决定。（1）电动平衡车中用到的蓄电池供电是将能转化为能。（2）电动平衡车靠无刷电机驱动，是将能转化为能，从而获得动力。（3）电动平衡车与普通摩托车相比，具有的优点是。（写出一点即可）。第十四章内能的利用（易错模拟题汇编）一、选择题1．（2021•赣州模拟）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．打完收工解：小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，打完收工相当于排气冲程；排山倒海时对外做功，相当于做功冲程；答案：C。2．（2021•南昌模拟）汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是（）A．温度降低，内能增大 B．温度不变，内能不变 C．温度升高，内能增大 D．温度降低，内能减小解：汽油机在做功冲程中，汽油机内部的高温气体迅速膨胀对外做功时，内能转化为机械能，故气体的内能会减小，气体的温度会降低。答案：D。3．（2021•天水模拟）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大解：A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C正确；D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D错误。答案：C。4．（2021•杭州模拟）将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有（）A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量 B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量 C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度 D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度解：将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度，由于不知它们的初始温度，故无法判定温度的高低，故CD错误；则高温物体放出热量，低温物体吸收热量，放出的热量等于吸收的热量，故B正确，A错误。答案：B。5．（2021•株洲模拟）有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（）A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能解：尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，柴油机的效率高，即节能。尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低。答案：B。6．（2021•枣庄模拟）太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（）A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能 C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能 D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能解：A、绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；B、太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误。答案：A。7．（2021•济南模拟）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解：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与总功的比值越大；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。答案：B。8．（2021•十堰模拟）如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（）A．25% B．40% C．75% D．35%解：热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以内燃机的热机效率η＝1﹣25%﹣40%＝35%。答案：D。9．（2021•成都模拟）动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减至90km/h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km/h开始不断减小直至停止。关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是（）A．第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能 B．第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能 C．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能 D．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能解：A、B、第一阶段减速过程中，由于速度变小，所以动能变小，由于继续行驶并带动发电机发电，故将一部分动能转化为电能。减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能；故A错误，B正确；C、D、第二阶段减小的动能有一部分转化为内能，有一部分转化成了电能，所以内能小于减小的动能，故C错误，D错误。答案：B。10．（2021•嘉兴模拟）各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（）A．①②③④ B．②③④① C．②①③④ D．①③④②解：各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序为：太阳﹣﹣树林﹣﹣燃煤电厂﹣﹣空调。答案：C。11．（2021•宜昌模拟）前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（）A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能 B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量 C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹 D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源解：A、氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故A正确；B、根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量，故B正确；C、由科学常识可知，对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹，故C正确；D、该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气，但不能直接说水是这里的能源，故D错误。答案：D。12．（2021•岳阳模拟）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（）A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年解：A、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故A错误；B、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；C、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故C正确；D、机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。答案：C。二、填空题13．（2021•攀枝花模拟）菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通。具体操作是，先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是化学能转化为内能，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的做功冲程。解：疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，此时温度升高，内能增加，是化学能转化为内能；高压气体疏通管道最后通过高温高压气体的膨胀将管道疏通，该过程是内能转化为机械能，其中汽油机的做功冲程中也是将内能转化为机械能。答案：化学能转化为内能；做功。14．（2021•西安模拟）如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的内能转化为软木塞的机械能。汽油机的做功冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内完成60个冲程，对外做功15次。解：瓶塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。汽油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次：该汽油机飞轮转速是1800r/min＝30r/s，则该汽油机每秒内对外做功15次，完成60个冲程。答案：内；做功；60；15。15．（2021•无锡模拟）现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧可燃冰放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值不变。（选填“变大”、“变小”或“不变”）解：已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧可燃冰放出的热量多；因为热值是燃料的一种性质，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的种类没变，状态没变，故其热值不变。答案：可燃冰；不变。16．（2021•泰州模拟）汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和不变（选填“增大”、“不变”或“缩小”）。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有方向性。解：据能量的守恒定律可知，汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和是不变的；散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有方向性。答案：不变；方向。17．（2021•南宁模拟）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过做功的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的压缩冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是25%（汽油热值为4.6×107J/kg）。解：（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明将活塞迅速下压，活塞对桶内空气做功，使筒内空气的内能增加，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；汽油机的效率η＝×100%＝×100%＝25%。答案：做功；压缩；25%。18．（2021•南昌模拟）能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在这两个过程中，能量的总量保持不变。解：能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变。答案：转化；转移。三、实验探究题19．（2021•佛山模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。（1）比较不同燃料的热值，应选择甲乙两图进行实验，实验时要观察液体升高的温度比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择甲丙两图进行实验，实验通过加热时间的长短反映物体吸热的多少。（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量小于（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量。（3）若甲图烧杯中为50mL的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，求：①水吸收的热量？②若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，算一算酒精的热值是多少？③算出的热值比标准值偏小（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）解：（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过液体升高的温度得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间（即比较吸收热量的多少），进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验；（2）比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热相同一段时间，两种液体吸收的热量相等；液体a升温多，由c＝可知，a的比热容小；a的比热容小，质量相同的液体a与b，在升高相同的温度时，由Q吸＝cm△t可知，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量。（3）①50ml水的质量为：m＝ρ水V＝1×103kg/m3×50×10﹣6m3＝0.05kg；水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.05kg×20℃＝4.2×103J；②根据题意可知，Q吸＝Q放，由Q放＝qm可知，酒精的热值为：q＝＝＝4.2×105J/kg；③酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小。答案：（1）甲乙；液体升高的温度；甲丙；加热时间的长短；（2）小于；（3）①水吸收的热量为4.2×103J；②酒精的热值为4.2×105J/kg；③偏小。20．（2021•松原模拟）学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是由下而上（由下而上/由上而下）。（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量、两杯水的质量、以及两个烧杯都应相同。（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是1.2×106J/kg。（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小（大/小），出现这样情况的主要原因是存在热损失或者燃料没有完全燃烧。（写出一点）燃料加热前水温℃燃料燃尽时水温℃燃料的热值J/kg酒精15352.4×106碎纸片1525？解：（1）图中器件的安装顺序是由下而上；（2）为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；（3）相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg；（4）因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。答案：（1）由下而上；（2）酒精和碎纸片的质量；两杯水的质量；（3）1.2×106；（4）小；存在热损失或者燃料没有完全燃烧。四、计算题21．（2021•聊城模拟）2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q氢＝1.4×108J/kg）求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。解：（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×107J，由Q吸＝cm△t得水升高温度：△t＝＝＝50℃；（3）公交车所做的功：W＝Q放＝4.2×107J，由P＝得公交车行驶时间：t＝＝＝300s。答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高50℃；（3）这些热量能让该公交车匀速行驶300s。22．（2021•绵阳模拟）所谓汽车发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完全燃烧产生内能的比值；当前汽油发动机的最高效率约为40%，暑假期间小凡全家驾车去西藏旅游，在高速公路上匀速行驶225km。所用时间是2.5h，消耗汽油20L（汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内牵引力的功率为20kW。（1）该汽车行驶过程的牵引力是多大？（2）该汽车发动机的效率是多少？（已知р汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）（3）假如小凡家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理。效率达60%，则20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶多长的距离？解：（1）汽车速度：v＝＝＝25m/s，由P＝＝＝Fv得汽车牵引力：F＝＝＝800N；（2）由ρ＝得汽油质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×20×10﹣3m3＝16kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q总＝mq＝16kg×4.5×107J/kg＝7.2×108J，由P＝得牵引力做功：W有用1＝Pt＝20000W×2.5×3600s＝1.8×108J，汽车发动机的效率：η1＝×100%＝×100%＝25%；（3）由η＝得效率达60%后牵引力做的功：W有用2＝Q总η2＝7.2×108J×60%＝4.32×108J，由P＝得行驶的时间：t＝＝＝2.16×104s，由v＝得行驶路程：s＝vt＝25m/s×2.16×104s＝5.4×105m。答：（1）该汽车行驶过程的牵引力是800N；（2）该汽车发动机的效率是25%；（3）20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶5.4×105m。第十四章内能的利用（易错模拟题汇编）一、选择题1．（2021•赣州模拟）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2．（2021•南昌模拟）汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是（）A．温度降低，内能增大 B．温度不变，内能不变 C．温度升高，内能增大 D．温度降低，内能减小3．（2021•天水模拟）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大4．（2021•杭州模拟）将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度（两物体与外界没有热量交换），则有（）A．高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量 B．高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量 C．高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度 D．高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度5．（2021•株洲模拟）有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（）A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能6．（2021•枣庄模拟）太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（）A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能 C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能 D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能7．（2021•济南模拟）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8．（2021•十堰模拟）如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（）A．25% B．40% C．75% D．35%9．（2021•成都模拟）动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减至90km/h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km/h开始不断减小直至停止。关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是（）A．第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能 B．第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能 C．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能 D．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能10．（2021•嘉兴模拟）各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（）A．①②③④ B．②③④① C．②①③④ D．①③④②11．（2021•宜昌模拟）前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是（）A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能 B．水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量 C．对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹 D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源12．（2021•岳阳模拟）根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（）A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年二、填空题13．（2021•攀枝花模拟）菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通。具体操作是，先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的冲程。14．（2021•西安模拟）如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的能转化为软木塞的机械能。汽油机的冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内完成个冲程，对外做功次。15．（2021•无锡模拟）现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值。（选填“变大”、“变小”或“不变”）16．（2021•泰州模拟）汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和

（选填“增大”、“不变”或“缩小”）。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有性。17．（2021•南宁模拟）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是（汽油热值为4.6×107J/kg）。18．（2021•南昌模拟）能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体到其他物体，而在这两个过程中，能量的总量保持不变。三、实验探究题19．（2021•佛山模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验，实验时要观察比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择两图进行实验，实验通过反映物体吸热的多少。（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量。（3）若甲图烧杯中为50mL的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，求：①水吸收的热量？②若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，算一算酒精的热值是多少？③算出的热值比标准值（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）20．（2021•松原模拟）学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是（由下而上/由上而下）。（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持、、以及两个烧杯都应相同。（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是J/kg。（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏（大/小），出现这样情况的主要原因是。（写出一点）燃料加热前水温℃燃料燃尽时水温℃燃料的热值J/kg酒精15352.4×106碎纸片1525？四、计算题21．（2021•聊城模拟）2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q氢＝1.4×108J/kg）求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。22．（2021•绵阳模拟）所谓汽车发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完全燃烧产生内能的比值；当前汽油发动机的最高效率约为40%，暑假期间小凡全家驾车去西藏旅游，在高速公路上匀速行驶225km。所用时间是2.5h，消耗汽油20L（汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内牵引力的功率为20kW。（1）该汽车行驶过程的牵引力是多大？（2）该汽车发动机的效率是多少？（已知р汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）（3）假如小凡家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理。效率达60%，则20L汽油可以让该车以同样的功率和速度行驶多长的距离？第十四章内能的利用（易错真题汇编）一、选择题1．（2021•湘西州中考）随着人民生活水平的不断提高，小汽车已进入了千家万户，小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图，其中做功冲程是（）A．B．C．D．解：A、图中进气门打开，排气门关闭的，活塞向下运动，是吸气冲程，故A不合题意；B、图中进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，是压缩冲程，故B不合题意；C、图中进气门和排气门都是关闭的，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意；D、图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故D不合题意。答案：C。2．（2021•邵阳中考）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（）A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高 C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能解：A、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故A错误；B、压缩冲程柴油机压缩程度更大，压缩冲程末温度更高，所以柴油机属于压燃式，它的机械效率更高，故B错误；C、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故C错误；D、汽油机在压缩冲程，将机械能转化内能，故D正确。答案：D。3．（2021•宁波中考）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程解：当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。答案：C。4．（2021•自贡中考）关于四冲程内燃机，下列说法正确的是（）A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 C．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小 D．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能解：A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误；B、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；C、燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保持不变，故C错误；D、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故D正确。答案：D。5．（2021•天门中考）如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（）A．进气门打开，排气门关闭 B．喷油嘴喷出雾状汽油 C．靠飞轮的惯性完成 D．内能转化为机械能解：观察图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞打出电火花，气缸内汽油和空气的混合气体发生燃烧，是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，该冲程对外提供动力，不需要靠飞轮惯性完成，故ABC错误，D正确。答案：D。6．（2021•邵阳中考）电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇、电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（）A．电能转化成机械能 B．机械能转化成电能 C．太阳能转化成机械能 D．内能转化成机械能解：电动机工作过程中，消耗