第13讲 机械能与内能的相互转化教案（解析版）

第13讲机械能与内能的相互转化了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义，知道常见的热机——内燃机工作过程及其在历史、现实生活中的应用实例；从能量转化的角度认识燃料的热值；通过能量的转化和转移，进一步认识效率的概念。

改变内能的另一种形式——做功内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。做功：外界对物体做功，物体的内能会增大(例如：摩擦生热)；物体对外做功，物体内能会减小(例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”)。实质：能量从一种形式的能(其它形式的能)转化为另一种形式的能(内能)。热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。热机种类热机：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。内燃机的工作原理汽油机工作原理汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；压缩冲程—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—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—靠惯性运动，排出废气。在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。柴油机工作原理柴油机：四冲程柴油机的结构—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。热机的效率热机的效率：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：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)。热值热值(q)：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/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。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，只与燃料的种上类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。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体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。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。知识点一：改变内能的方式：做功【探究重点】改变物体的内能的方式：做功和热传递。做功可分为两种情况，一是物体对外做功，物体自身的内能会减少。如为药爆炸后产生的燃气将子弹推出后，燃气的内能会减少，将内能转化为机械能；二是外界对物体做功，物体自身的内能会增加，如压缩空气后，空气的温度会升高，将机械能转化为内能。常见现象有：冬天搓手取暖、用砂轮磨刀、太空中的星体碎片坠入大气层成为流星、用打气筒给轮胎打气、反复弯折铁丝弯折处变热、汽缸内气体被压缩温度升高；钻木取火、水蒸汽对壶盖做功导致水的内能减小等。热传递改变物体的内能。如将手放在暖气片上，手会觉得暖和；用热水袋焐手；晒太阳觉得暖和；将水烧热；铁锅烫手；将食物放人入冰箱内冷却；太阳将棉被晒得暖乎乎的等。【例题精讲】（2022·江苏·创新外国语学校一模）在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用______方法使沙子内能增大，泡沫塑料的作用是______，如果换成水做该实验，升温不明显是因为水的______大。【答案】

做功

防止热量散失

比热容【解析】[1][2]在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子，细沙温度升高，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能，包裹一层泡沫塑料可以防止热量散失。[3]如果换成水做该实验，水的比热容比较大，吸收相同的热量，升高的温度较低，升温不明显。【巩固训练】（2022·江苏南通·三模）用酒精灯给试管内的水加热至一定程度，发现塞在试管口的木塞被冲出，如图所示。下列描述正确的是（）A．试管中的水是靠做功的方式增加内能的 B．水蒸气对木塞做功，把机械能转化为内能C．水蒸气对木塞做功，与汽油机做功冲程的原理相同 D．水蒸气对木塞做功，水蒸气内能增加【答案】C【解析】A．试管中的水是靠热传递的方式增加内能的，故A错误；B．水蒸气对木塞做功，把内能转化为机械能，故B错误；C．水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与汽油机做功冲程的原理相同，故C正确；D．水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少，故D错误。故选C。知识点二：内燃机利用燃料燃烧释放出能量做功的机械，叫做热机。常见的热机有：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。内能利用的两种方式：加热、做功。内燃机及其工作原理：内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机，它们分别用汽油和柴油作为燃料。

内燃机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。内燃机的四个冲程：活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。【探究重点】汽油机和柴油机的异同点：不同点相同点项目汽油机柴油机（1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。

（2）都将内能转化为机械能。

（3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。构造气缸顶部有火花塞气缸顶部有喷油嘴点火方式压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式燃料汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空气压缩比压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16做功做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功效率效率较低20％至30％效率较高30％至45％用途轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械【例题精讲】（2022·江苏无锡·二模）下列有关热和能的说法中，正确的是（

）A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大C．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能D．夏天在室内洒水降温，利用了水的比热容较大的性质【答案】B【解析】A.发生热传递时，传递的是热量，而不是温度，所以热量总是从高温物体传递给低温物体，故A错误；B.一块0℃的冰熔化成0℃的水，由于熔化过程中，温度不变，但吸收了热量，内能是变大的，故B正确；C.内燃机的压缩冲程，是通过做功的方式增加了汽缸内物质的内能，故C错误；D.夏天在室内洒水降温，利用了水的汽化吸热，故D错误；故选B．点睛：温度、热量、内能是不太容易理解，容易混淆的量，温度是一个状态量，实质是物体内分子运动的剧烈程度；热量是个过程量，表示热传递过程中内能改变多少的量度；内能是物体内部所有分子的动能与势能的总和，注意加深理解，多练习．【巩固训练】（2022·江苏镇江·三模）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分【答案】A【解析】汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误．知识点三：热值我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。单位是：J/㎏。燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关：燃料的种类；燃料的质量；燃料是否充分燃烧。燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q放=mq。其中m为燃料的质量，q为燃料的热值。【探究重点】“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。燃料燃烧放出的热量的计算：一定质量m的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=mq，式中，q表示燃料的热值，单位是J/kg；m表示燃料的质量，单位是kg；Q表示燃烧放出的热量，单位是J。若燃料是气体燃料，一定体积V的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=qv，式中，q表示燃料的热值，单位是J/m3；V表示燃料的体积，单位是m3；Q表示燃烧放出的热量，单位是J。【例题精讲】（2022·江苏盐城·模拟预测）如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。【答案】热值

内

不守恒【解析】[1]利用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的热值大，相同质量的液态氢完全燃烧产生的热量多。[2]燃料燃烧时将化学能转化为内能。[3]火箭发射升空时，高度和速度都增大，所以重力势能和动能增大，机械能增大，机械能不守恒。【巩固训练】“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是()A.1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107m3热量。B.4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。C.1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107J热量。D.4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。【答案】C【解析】对于固体和液体，热值表达式用q=Q/m来呈现。物理意义是单位质量的物质完全燃烧放出的热量。对于气体，热值表达式用q=Q/v来呈现。物理意义是单位体积的物质完全燃烧放出的热量。甲烷通常以气态物质形态存在，其热值q甲烷=4.2×107J／m3，含义是1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107J热量。知识点四：热机的效率热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。（提高热机效率的途径：在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。在使用上，要正确使用，注意保养。例如加润滑剂以保证良好的润滑，减小摩擦；运动零件之间的间隙要调整得当，减小摩擦和防止漏气。充分利用废气带走的能量。例如热电站就是利用废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比一般的火电站，燃料的利用率将大大提高。【探究重点】燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。定律中能的转化，是指通过做功，能的形式发生了变化，一种形式的能转化为另一种形式的能。如钻木取火，就是通过克服摩擦做功，使机械能转化为内能。能的转移，是指同一种能从一个物体转移到另一个物体上，能的形式没有变化，如热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体。【例题精讲】（2022·江苏·苏州市振华中学校模拟预测）生活垃圾的热值为3×106J/kg，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量___________J，放出热量的30%用来发电，每天可发电___________kW·h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将___________kg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】2.4×1012

【解析】[1]放出热量Q=mq=800×103kg×3×106J/kg=2.4×1012J[2]每天可发电[3]水质量【巩固训练】(2021·江苏中考真题)小明一家驾车旅行，(1)加油时，闻到汽油味，说明分子在______；(2)图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是______；(3)若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是______J，车所受牵引力是______N，车的工作效率是______%。(ρ汽油=0.8×103kg/m3；q汽油=4.5×107J/kg；g取10N/kg)【答案】永不停息地做无规则运动机械能转化为内能1.5×103N37.5%【解析】(1)[1]给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在做无则规运动。(2)[2]进气门、排气门关闭，活塞上移，是压缩冲程，机械能转化为内能。(3)[3][4][5]1L汽油质量为1L汽油完全燃烧放出的热量是车重力G=m1g=1500kg×10N/kg=1.5×104N因为匀速，牵引力等于阻力为F=f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N机械功为W=Fs=1.5×103N×9000m=1.35×107J效率为(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的热值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【答案】C【解析】A．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，敲碎煤块使煤充分燃烧不能提高煤的热值，故A错误；B．惯性与质量有关，汽车在减速过程中，质量不变，惯性不变，速度减小，动能减小，故B错误；C．当仅有热传递时，高温物体放出热量，内能减小，低温物体吸收热量，内能增加，故C正确；D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是玻璃棒上的原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，(2021·青海中考真题)下列实例，通过做功改变物体内能的是()。A．晒太阳 B．搓手取暖 C．用电褥子取暖 D．向双手哈气取暖【答案】B。【解析】A．改变物体内能的两种方法是做功和热传递，晒太阳是通过热传递的方法改变物体内能的，故A不符合题意；B．搓手取暖，此时克服摩擦力做功，故是通过做功的方法改变物体内能的，故B符合题意；C．用电褥子取暖是通过热传递的方法改变物体内能的，故C不符合题意；D．向双手哈气取暖是通过热传递的方法改变物体内能的，故D不符合题意。故选B。(2020呼伦贝尔)西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空｡下列说法中正确的是()A．火箭升空过程中，将机械能转化为内能B．燃料燃烧时将内能转化为化学能C．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的比热容较大D．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大【答案】D【解析】A．火箭升空过程中，燃料燃烧消耗内能转化为火箭的机械能，故A错误；B．燃料燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；CD．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时可以释放出更多的热量，故C错误、D正确。故选D。(2020衡阳)如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是()A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁 B．乙图冲程能获得动力 C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程 D．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程【答案】C【解析】甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丁图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；A．四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；B．乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程能获得动力，故B错误；C．丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故C正确；D．丙图为排气冲程，而在做功冲程存在化学能转化为内能的过程，故D错误。(2020宜昌)下列通过做功方式改变物体内能的是A．双手互搓手掌变热 B．烤火时手掌变热C．用热水洗手时手掌变热 D．抱热水袋手掌变热【答案】A【解析】A．双手互搓使手暖和是克服摩擦做功让手暖和的，属于做功改变物体的内能，选项符合题意；B．烤火时手掌变热是利用热传递改变物体的内能的，选项不符合题意；C．用热水洗手，使手变热是水通过热传递让手热的，选项不符合题意；D．用热水袋焐手，使手暖和是通过热传递让手暖和的，选项不符合题意。故选A。(2021·黑龙江中考真题)下列说法正确的是()。A．内燃机消耗的燃料越多，其效率越高；B．物体吸收热量，其温度一定升高；C．外界对物体做功，物体内能可能增加；D．在热传递过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体【答案】CD。【解析】A．内燃机消耗的燃料越多与效率无关，效率是有用的能量占总能量的比例，故A错误；B．物体吸收热量，其温度不一定升高，比如晶体熔化时吸收热量，温度不变，故B错误；C．外界对物体做功，物体内能可能增加是正确的，故C正确；D．在热传递过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体是正确的，故D正确。故选CD。(2020绵阳)周末，小明同学在家与父母一起做清洁卫生，美化家居环境。小明用扫帚扫动地面上一小块果皮的过程中A．扫帚对果皮做功改变了果皮的内能B．扫帚对果皮做功消耗了扫帚的内能C．小明对扫帚做功改变了扫帚的内能D．小明对扫帚做功消耗了体内的化学能【答案】D【解析】小明用扫帚扫动地面上一小块果皮的过程中，小明对扫帚做功消耗了体内的化学能并将其转化为扫帚的机械能；扫帚运动时对果皮做功，果皮运动，在此过程中改变了扫帚与果皮的机械能；故D符合题意。故选D。(2021·湖南邵阳市·中考真题)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【答案】D【解析】A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。故选D。(2020齐齐哈尔)小丰用燃气灶烧水时，进行了如下思考，小丰的想法正确的是()A．烧水是通过做功的方式改变水的内能 B．壶内水温度升高的过程中，内能增大 C．水壶的壶嘴和壶身构成连通器 D．壶内水沸腾时，水吸收热量，温度升高【答案】BC【解析】A．烧水的过程中，水吸收热量，是通过热传递的方式改变水的内能，故A错误；B．在烧水的过程中，水的质量不变、状态不变，温度升高，内能增大，故B正确；C．根据连通器定义可知壶嘴和壶身构成连通器，故C正确；D．壶内水沸腾时，水会一直吸收热量，但水的温度不变，故D错误。(2020淄博)面点师傅炸油条时，用天然气将油加热至沸腾，把和好的面拉成长条放入油中炸至金黄。关于涉及的物理知识，下列说法正确的是()A．油沸腾过程中继续加热，内能不变，温度升高B．面被拉长未断，说明分子间存在引力C．刚出锅的油条烫手，是由于油条含有的热量多D．天然气燃烧越充分，放出的热量越多，热值越大【答案】B【解析】A．油沸腾过程中继续加热，温度不变，内能增加，故A错误；B．分子间存在着引力和斥力，面被拉长未断，说明分子间存在着引力，故B正确；C．刚出锅的油条烫手，是由于油条的温度高，故C错误；D．热值是是指单位质量或体积的燃料充分燃烧所释放出热量多少，是表示燃料燃烧放热能力的大小，与燃料是否充分燃烧没有关系，故D错误。故选B。(2021·陕西中考真题)2021年1月，使用中国自主研发核电技术的“华龙一号”5号机组正式投入运行。核反应堆内发生核反应后产生大量的热，使第一回路中的水成为高温高压水后进入蒸汽发生器，在其中将第二回路中的水加热成为高温高压水蒸气，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。下列说法不正确的是()。A．核反应堆是利用核裂变产生核能的 B．蒸汽发生器内通过热传递改变水的内能C．汽轮机工作时将机械能转化为内能 D．发电机的工作原理是电磁感应【答案】C。【解析】A．核反应堆是利用裂变产生核能的，故A正确，不符合题意；B．蒸汽发生器内水通过吸收热量增加内能的，所以是热传递的方式的改变内能，故B正确，不符合题意；C．汽轮机工作时，是将水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能，故C错误，符合题意；D．发电机的工作原理是电磁感应现象，故D正确，不符合题意。故选C。(2020盐城)燃油汽车的核心部件是热机，通过______冲程将废气排出气缸，造成大气污染，电动汽车正逐步替代燃油汽车。一辆电动汽车在平直的公路上以54km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程是______km。关闭电源后，由于______电动汽车还要继续向前滑行一段距离。【答案】排气9惯性【解析】[1]热机的四个冲程中，通过排气冲程将废气排出气缸。[2]汽车通过的路程s=vt=54km/h×=9km[3]关闭电源后，汽车由于惯性还要继续向前滑行一段距离。(2020巴中)一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了_______次功。如果汽油机在一段时间内消耗了0.5kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量______J。汽油机用水作冷却液，是利用水的_______大的特点。(q汽油=4.6×107J/kg)【答案】30比热容【解析】[1]四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min=60r/s即在1s内飞轮转60r，汽油机完成了120个冲程，对外做功30次。

[2]这些汽油完全燃烧，可放出热量[3]水比热容大，其他条件相同的情况下，可吸收更多的热量，冷却效果更好。(2020眉山)完全燃烧20g热值为2.1×107J/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＝4.2×103J/(kg·℃)]【答案】10压缩【解析】[1]燃料的质量m＝20g＝0.02kg则该燃料完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.02kg×2.1×107J/kg＝4.2×105J由题知Q吸＝Q放＝4.2×105J由Q吸＝cmΔt得水升高的温度[2]四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物，使其内能增加、温度升高，该过程中机械能转化为内能。(2021·江西中考真题)厉害了，我的国！2020年我国开启了航天新征程，嫦娥五号成功登月并顺利取回1731g月壤样品，样品的质量不会随它的形状、状态、温度和___________的改变而改变；如图所示，返回舱穿越大气层时温度升高，这是通过___________的方式使其内能增加而导致的。【答案】位置做功【详解】[1]质量是一种物体的属性，质量不会随它的形状、状态、温度和位置的变化而变化。[2]返回舱穿越大气层时温度升高，是因为返回舱与空气摩擦生热，是通过做功的方式使其内能增加的。(2021·四川南充市·中考真题)汽油机在工作过程中将机械能转化为内能的冲程是______﹔汽油的热值是，完全燃烧40g的汽油所释放的热量为______J。【答案】压缩冲程【详解】[1]汽油机的压缩冲程中活塞的机械能转化为内能。[2]汽油的质量m汽油=40g=0.04kg汽油完全燃烧所放出的热量Q放=m汽油q=0.04kg4.6107J/kg=1.84106J(1)究全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的倍。0.7g酒精全燃烧释放的热量是2.1×104J．这些热量全部被100g的液体A吸收，液体的温度升高了50℃；完全燃烧1.4g酒精释放的热量全部被200g的液体A吸收，液体的温度升高了△t＝℃(不考虑散热)。(2)现用如图所示装置加热200g的液体A，燃烧了1.4g酒精，液体升高的温度小于△t，有哪些原因会导致这个结果？【答案】(1)二；50；(2)加热过程中的各种热损失；燃料没有完全燃烧。【解析】(1)热值是燃料的一种特性，根据Q＝mq可知，1.4g是0.7g的二倍，所以究全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的二倍；液体A的比热容不变，究全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的二倍，完全燃烧1.4g酒精加热液体A的质量是完全燃烧0.7g酒精加热液体A的质量的二倍，根据Q＝cm△t可知，液体A升高的温度相同，为50℃；(2)液体升高的温度小于△t的原因：加热过程中的各种热损失；燃料没有完全燃烧。(2021·广东中考真题)下列说法正确的是()A．在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高B．同一种物体比热容一定相同C．物体吸热时，温度不一定升高D．燃料的热值越大，热量越多【答案】AC【详解】A．柴油机是压燃式，汽油机是火花塞点火，因此在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，故A正确；B．比热容与物体状态有关，同一种物体若状态不同，比热容也不相同，故B错误；C．晶体在熔化时吸热，温度保持不变，故C正确；D．热量与燃料热值有关，还得燃料质量有关，故D错误。故选AC。(2020贵港)下列实例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是()A．用力搓手，手会发热B．把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖C．用锯条木头，锯条温度升高D．用手反复弯折铁丝，铁丝弯折处会发热【答案】B【解析】A．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的；B．把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖，这是通过热传递的方式增加内能的；C．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；D．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；ACD都是通过做功的方式改变内能的，B是通过热传递的方式改变内能的，故B符合题意。故选B。(2021·四川内江市·中考真题)小丹同学在笔记本上记录了以下四条结论，其中错误的是()。A．煤油温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的；B．家用洗衣机是典型的热机；C．受到平衡力作用的物体一定保持静止状态或匀速直线运动状态；D．物体是由大量分子组成的【答案】B。【解析】A．常用的液体温度计是根据液体的热胀冷缩的性质制成的，所以，煤油温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的，故A正确，不符合题意；B．家用洗衣机是利用电动机工作的，热机会产生大量的废气，排放大量的热量，故B错误，符合题意；C．物体受平衡力的作用，可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，故C正确，不符合题意；D．由分子动理论知道，物质是由大量分子组成，组成物质的分子在永不停息地做无规则运动，故D正确，不符合题意。故选B。(2020吉林)如图是小明同学设计的简易实验装置，用手握住烧瓶的外壁，会看到液柱向左移动。这是因为空气受热膨胀对液柱做功，将能转化为机械能，此时瓶中空气的密度。【答案】内变小【解析】用手握住烧瓶的外壁，烧瓶内的空气受热膨胀对液柱做功，将内能转化为机械能，故会看到液柱向左移动。此过程中，烧瓶内空气的质量不变，体积变大，根据ρ＝eq\f(m,V)可知，此时瓶中空气的密度变小。(2021·山东济宁市·中考真题)完全燃烧140g焦炭所放出的热量有60%被初始温度是10、质量为10kg的水吸收，则水吸收的热量为______J，水温将升高到______℃。([，]，在1个标准大气压下)【答案】70【解析】[1]水吸收的热量[2]水升高的温度水温将升高到(2021·湖南怀化市·中考真题)安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。某太阳能热水器内装有质量为100kg、温度为20℃的水，在太阳照射一段时间后，水温升高到60℃，则水吸收的热量是______J，这些能量相当于完全燃烧______m3天然气放出的热量。[，]【答案】1.68×107J0.4m3【解析】[1]水吸收热量为[2]水吸热等于燃料燃烧放热可计算得天然气体积为(2021·甘肃武威市中考真题)如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为______冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的______大的特性。【答案】做功；比热容。【解析】[1]四冲程汽油机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。分析图，此时汽油机进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞正在点火，由此判断是四冲程汽油机的做功冲程。[2]通常选用比热容大的物质做冷却液，相同质量的该种物质，吸收相同的热量，温度升高得少。(2020咸宁)咸宁有竹，海若星星。如图所示，小红和几个同学散步在星星竹海，到处能闻到翠竹的清香，这是由于分子在不停地_____；沿途看到排排翠竹向后移动，是以_____(选填“自己”或“大地”)为参照物；春天里，挖上棵春笋，能做一顿美味，炒笋的过程是通过_____(选填“做功”或“热传递”)的方式使笋的内能增加。【答案】做无规则运动自己热传递【解析】[1]能闻到翠竹的清香，属于扩散现象，是因为分子不停地做无规则运动造成的。[2]小红和几个同学散步在星星竹海，翠竹和小红的位置不断发生变化，所以看到排排翠竹向后移动，是以自己为参照物。[3]炒笋的过程中，笋吸收热量、温度升高，是通过热传递的方式使其内能增加的。(2020广元)汽油机工作时将燃料燃烧时产生的______能转化为______能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800r/min，该汽油机每秒对外做功______次。【答案】内机械40【分析】热机就是利用燃料燃烧时产生的内