初中物理《内能的利用》考点解读含解析

练习PAGE1练习第十四章\o"第14章内能的利用"内能的利用（原卷版）01考向解读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。0202知识导航0303考点回顾一、热机1、热机：利用内能做功的机械叫热机。（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。（2）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）内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。（2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程对做功冲程起辅助作用，靠飞轮的惯性完成。（3）做功冲程把内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能。（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。3、汽油机和柴油机区别（1）构造区别：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。（2）燃料区别：汽油机燃料是汽油，而柴油机燃料是柴油。（3）工作区别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（点燃），柴油机用喷油嘴喷油（压燃）。二、热机效率1、热值：1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。（1）热值单位：J/kg或J/m3（2）公式：Q＝qm或Q＝qv（q为热值）。（3）热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少无关。2、热机效率：热机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做热机的效率。（1）公式：。（2）提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。※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。三、能量的转化与守恒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体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。（1）能量及其存在的不同形式（各种不同形式的能量）（2）能量的转化和转移（不同形式间是能量转化，同种形式之间是能量转移）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。0404典例分析考点1\o"14.1热机"热机【典例1】（2023•海南模拟）2023年1月9日，我国在文昌航天发射场使用长征七号A运载火箭，成功将实践二十三号卫星发射升空。汽油机四个冲程中有能量转化，且与火箭发射时的主要能量转化情况相同的是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【典例2】（2023•郓城县一模）如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于利用机械能转化内能冲程的是（）A．B．C．D．【典例3】（2023•大兴区二模）（多选）如图所示，活塞和厚玻璃筒里密闭着一段空气柱，在玻璃筒内放有一小团硝化棉。把活塞迅速压下去，硝化棉会燃烧起来。关于这个实验，下列说法中正确的是（）A．空气能被压缩，说明空气分子之间存在间隙 B．活塞向下运动时，筒内空气内能变大 C．活塞迅速压下去时，是把机械能转化为内能 D．压缩活塞时，能量转化方式与热机的做功冲程相同【典例4】（2023•鄄城县二模）四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变香炉的内能，加热1kg水，使其温度上升2℃，则加热过程中水吸收的热量为J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]考点2\o"14.2热机的效率"热机的效率【典例5】（2023•深圳模拟）汽油机使用汽油作为燃料，下列说法正确的是（）A．使用汽油，是因为汽油的比热容最大 B．油箱中汽油用掉一半后，剩余汽油的热值不变 C．汽油机将汽油的化学能全部转化为内能 D．改进技术后，汽油机的效率可达到100%【典例6】（2023•无锡模拟）利用图示甲、乙装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），可完成两个实验：实验一“探究不同物质吸热升温的现象”，实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。下列关于这两个实验的说法正确的是（）A．实验一中，烧杯中应装入质量相等的同种液体 B．实验二中，烧杯中应装入质量相等的不同液体 C．实验一中，在燃烧皿中放入同种燃料，用秒表记录加热时间 D．实验二中，在燃烧皿中放入不同燃料，用秒表记录燃料燃尽所用时间【典例7】（2023•鞍山模拟）（多选）下列有关热机的说法中不正确的是（）A．热机工作时将燃料化学能转化为内能，再转化成机械能 B．柴油机进气口吸入的是柴油和空气的混合物 C．四冲程汽油机每个工作循环中有2个冲程依靠惯性完成 D．热机效率越高，热机的功率越大【典例8】（2023•绥宁县模拟）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。（q油＝4.6×107J/kg）【典例9】（2023•石家庄模拟）菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，若天然气完全燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。[c菜油＝2.0×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3]求：（1）菜油吸收了多少热量？（2）此过程中燃烧了多少m3的天然气？考点3\o"14.3能量的转化和守恒"能量的转化和守恒【典例10】（2023•漳州模拟）新能源汽车在工作时蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力，将电能转化为机械能。下列电器工作时，能量转化和新能源汽车相同的是（）A．热水器 B．电风扇 C．电饭煲 D．电灯【典例11】（2023•武进区校级二模）江苏沙河抽水蓄能电站位于江苏溧阳市天目湖镇境内，电站枢纽由上水库、输水系统变电站、下水库等工程组成（如图所示）。当水从上水库倾泻而下，可驱动发动机转动发电。在此过程中，能量转化的顺序为（）A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→电能→动能 C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→动能→电能【典例12】（2023•南城县一模）（多选）关于热现象，下列说法不正确的是（）A．物体内能增加，一定吸收热量 B．在热传递过程中，吸收热量的物体温度一定升高 C．质量相同的燃料燃烧时，放出热量越多的热值一定越大 D．由能量守恒定律可知：不可能制造出永动机【典例13】（2023•杏花岭区校级一模）现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去。你认为此观点是，理由是。0505巩固训练1．（2023•湖北三模）如图所示的是汽油机工作时某个冲程的示意图。下列说法中正确的是（）A．该冲程是吸气冲程 B．该冲程中气缸内气体被压缩 C．该冲程中机械能转化为内能 D．该冲程是靠做功来完成的2．（2023•岱岳区二模）如图所示的四种情景，下列说法中正确的是（）A．图甲所示说明分子之间存在引力 B．图乙所示的木塞被冲出时试管口出现“白雾”，说明水蒸气的内能增加 C．图丙所示是汽油机的做功冲程，将机械转化为内能 D．图丁所示水的温度必须达到100℃时，水才会沸腾3．（2023•东港区校级三模）如图，2023年4月16日，我国首颗降水测量专用卫星“风云三号07星”发射成功，并进入预定轨道绕地飞行，下列描述正确的是（）A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大 B．卫星进入轨道后运动状态会改变 C．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能 D．火箭升空过程中，外壳与大气摩擦温度升高，其内能转化为机械能4．（2023•福田区校级三模）下列相应的物理原理解释正确的是（）A．a图小车在正常行驶过程中，内燃机的压缩冲程中内能转化为机械能 B．b图小球在地面上方越跳越低的过程中重力势能完全转化为动能 C．c图前8s内的小华跑的平均速度较快 D．d图中甲音叉比乙音叉发声的音调高5．（2023•武陟县模拟）一台四冲程内燃机转速为600r/min，则（）A．每分钟内做功100次，共有400个冲程 B．每分钟内做功200次，共有200个冲程 C．每秒内做功20次，共有10个冲程 D．每秒内做功5次，共有20个冲程6．（2023•霍林郭勒市模拟）在习近平总书记“改革强军，科技兴军”伟大思想指引下，我国军队的武器装备建设取得了巨大进步，下列说法正确的是（）A．甲：此国产航母在航行的过程中随着燃油的减少，燃油的热值变小 B．乙：国产歼20战机加速升空的过程中动能转化为重力势能 C．丙：国产99式坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压强 D．丁：国产潜水艇，是通过向水仓中加水或排水改变自身重力实现上浮或下潜的7．（2023•江岸区模拟）下列四幅图中，关于热现象的描述正确的是（）A．图甲中，气体的扩散现象说明分子在不停地做无规则运动 B．图乙中，向上提弹簧测力计，示数变大，主要原因是大气压的作用 C．图丙中，沿海地区比沙漠地区昼夜温差小，主要原因是海水蒸发吸热 D．图丁中，内燃机的做功冲程将机械能转化为内能8．（2023•长沙二模）（多选）小明用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气（如图）；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，下列分析正确的是（）A．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 B．往水火箭里打气相当于内燃机的做功冲程 C．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的9．（2023•裕华区校级模拟）如图为四冲程汽油机的冲程。该冲程将能转化为能，这是通过（选填“做功”或“热传递”）改变内能的。10．（2023•邹城市二模）如图是我国古代发明的取火器模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒就会立刻燃烧起来，这是通过（选填“做功”或“热传递”）的方式，使筒内空气内能增加，温度升高，达到艾绒的着火点。这与四冲程汽油机工作循环中的冲程类似。11．（2023•郑州一模）2022年11月29日，神舟十五号飞船搭载长征二号F遥十六运载火箭成功点火升空。火箭点火升空时，发动机将燃气的内能转化为能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的冲程相同。燃料在燃烧过程中，本身质量不断减少，热值（选填“变大”、“变小”或“不变”）。12．（2023•涪城区一模）使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。某同学家使用天然气热水器，平均每天需将质量为100kg的水从18℃加热到58℃，水吸收的热量为J，若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气m3[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.0×107J/m3]。13．（2023•夏邑县校级三模）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同。（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量（选填“必须”或“无需”）相等。（2）若要比较不同燃料的热值大小，则应选择甲图和图进行实验；实验中，用（选填“加热时间”或“升高温度”）来表示液体吸收热量的多少。（3）某同学选用甲、丙两图进行实验，所得数据如下表所示，分析表中数据，你认为a、b两种液体中，比热容较大的是（选填“a”或“b”）液体。温度/℃20304050加热时间/s液体a04082126液体b018406414．（2023•庐阳区校级一模）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭，若在5分钟内完全燃烧了0.2m3的天然气，天然气放出的热量被10kg的水完全吸收，使水的温度从20℃升高到80℃（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）、天然气的热值约为4.2×107J/m3）。求：（1）0.2m3天然气完全燃烧产生的热量；（2）经过5分钟时间加热，水所吸收的热量；（3）天然气烧水时的热效率。15．（2023•莲湖区三模）2022年北京成功举办冬奥会后，雪上运动越来越受到人们的喜爱，如图是一款雪地摩托车，其净质量为150kg，静止时与地面接触的总面积为500cm2，当其以最大功率72kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达108km/h。（汽油热值为q＝4.6×107J/kg，g取10N/kg）（1）运动员骑着雪地摩托车在水平雪地上匀速行驶时，雪地摩托车受到的重力和地面对雪地摩托车的支持力（选填“是”或“不是”）一对平衡力。（2）雪地摩托车载着质量为50kg的人静止时对水平地面的压强。（3）该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时受到的阻力。（4）若该车发动机的效率为24%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23min消耗汽油的质量。16．（2023•六盘水模拟）北京时间5月10日21时22分，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射（如图甲），10分钟后，天舟六号货运飞船与火箭成功分离并进入距地面高度393km的预定轨道，采用6.5小时自主快速交会对接模式成功对接于空间站天和核心舱后向端口，形成三舱两船组合体（如图乙），中国空间站即将进入应用与发展阶段。截止目前，中国空间站一共完成3次太空授课任务。为保证航天员在空间站内正常的生活和工作，采用密闭加压舱，舱内空气成分与压强均与地面环境相同。请你回答下列问题：（1）遥七运载火箭发射过程，是将燃料燃烧的化学能转化为能，再转化为火箭的机械能。（2）求天舟六号货运飞船从发射到进入预定轨道过程中，竖直方向上的平均速度为多少千米每小时？（3）假设空间站内气压为1个标准大气压（按1×105Pa计算），求面积为2m2太空授课实验桌面上所受气体的压力。（4）如图丙为航天员王亚平在太空授课时成功演示浮力消失实验场景。她将乒乓球压入水中，放手后观察到乒乓球没有上浮而继续停留水中，请根据所学物理知识解释浮力消失的原因。第十四章\o"第14章内能的利用"内能的利用（解析版）01考向解读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。0202知识导航0303考点回顾一、热机1、热机：利用内能做功的机械叫热机。（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。（2）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）内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。（2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程对做功冲程起辅助作用，靠飞轮的惯性完成。（3）做功冲程把内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能。（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。3、汽油机和柴油机区别（1）构造区别：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。（2）燃料区别：汽油机燃料是汽油，而柴油机燃料是柴油。（3）工作区别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（点燃），柴油机用喷油嘴喷油（压燃）。二、热机效率1、热值：1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。（1）热值单位：J/kg或J/m3（2）公式：Q＝qm或Q＝qv（q为热值）。（3）热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少无关。2、热机效率：热机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做热机的效率。（1）公式：。（2）提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。※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。三、能量的转化与守恒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体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。（1）能量及其存在的不同形式（各种不同形式的能量）（2）能量的转化和转移（不同形式间是能量转化，同种形式之间是能量转移）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。0404典例分析考点1\o"14.1热机"热机【典例1】（2023•海南模拟）2023年1月9日，我国在文昌航天发射场使用长征七号A运载火箭，成功将实践二十三号卫星发射升空。汽油机四个冲程中有能量转化，且与火箭发射时的主要能量转化情况相同的是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】C【解答】解：火箭发射时燃料燃烧产生的内能对外做功，是内能转化为机械能，这个过程中能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同，故C符合题意。故选：C。【典例2】（2023•郓城县一模）如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于利用机械能转化内能冲程的是（）A．B．C．D．【答案】B【解答】解：A、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，此冲程无能量转化，故A不符合题意；B、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能，故B符合题意；C、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程内能转化为机械能，故C不符合题意；D、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，此冲程无能量转化，故D符合题意。故选：B。【典例3】（2023•大兴区二模）（多选）如图所示，活塞和厚玻璃筒里密闭着一段空气柱，在玻璃筒内放有一小团硝化棉。把活塞迅速压下去，硝化棉会燃烧起来。关于这个实验，下列说法中正确的是（）A．空气能被压缩，说明空气分子之间存在间隙 B．活塞向下运动时，筒内空气内能变大 C．活塞迅速压下去时，是把机械能转化为内能 D．压缩活塞时，能量转化方式与热机的做功冲程相同【答案】ABC【解答】解：A、筒内空气很容易被压缩，说明空气分子间存在间隙，故A正确；BCD、把活塞迅速压下去，此时活塞对筒内的空气做功，筒内空气的内能变大，温度升高，空气分子的热运动加剧，是机械能转化为内能，通过做功的方式改变筒内空气的内能；此过程相当于四冲程汽油机的压缩冲程，故BC正确，D错误。故选：ABC。【典例4】（2023•鄄城县二模）四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是做功冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过热传递（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变香炉的内能，加热1kg水，使其温度上升2℃，则加热过程中水吸收的热量为8.4×103J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】做功；热传递；8.4×103【解答】解：（1）四冲程热机在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；（2）香炉在阳光照射下，从阳光中吸收热量、内能增加，是通过热传递的方式来改变的内能；（3）1千克水温度上升2℃吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×2℃＝8.4×103J。故答案为：做功；热传递；8.4×103。考点2\o"14.2热机的效率"热机的效率【典例5】（2023•深圳模拟）汽油机使用汽油作为燃料，下列说法正确的是（）A．使用汽油，是因为汽油的比热容最大 B．油箱中汽油用掉一半后，剩余汽油的热值不变 C．汽油机将汽油的化学能全部转化为内能 D．改进技术后，汽油机的效率可达到100%【答案】B【解答】解：A、使用汽油，是因为汽油的热值大，故A错误。B、油箱中汽油用掉一半后，剩余汽油的热值不变，故B正确。C、汽油机将汽油的化学能部分转化为内能，故C错误。D、改进技术后，汽油机的效率也不能达到100%，故D错误。故选：B。【典例6】（2023•无锡模拟）利用图示甲、乙装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），可完成两个实验：实验一“探究不同物质吸热升温的现象”，实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。下列关于这两个实验的说法正确的是（）A．实验一中，烧杯中应装入质量相等的同种液体 B．实验二中，烧杯中应装入质量相等的不同液体 C．实验一中，在燃烧皿中放入同种燃料，用秒表记录加热时间 D．实验二中，在燃烧皿中放入不同燃料，用秒表记录燃料燃尽所用时间【答案】C【解答】解：A、实验一中“探究不同物质吸热升温的现象”，烧杯中应装入质量相等的不同液体，故A错误；B、实验二中“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”，烧杯中应装入质量相等的同种液体，故B错误；C、实验一中，“探究不同物质吸热升温的现象”，在燃烧皿中放入同种燃料，用秒表记录加热时间，用加热时间反映液体吸热的多少，故C正确；D、实验二中，“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”，在燃烧皿中放入不同燃料，燃料充分燃烧完后，用温度计记录烧杯中液体的温度，故D错误。故选：C。【典例7】（2023•鞍山模拟）（多选）下列有关热机的说法中不正确的是（）A．热机工作时将燃料化学能转化为内能，再转化成机械能 B．柴油机进气口吸入的是柴油和空气的混合物 C．四冲程汽油机每个工作循环中有2个冲程依靠惯性完成 D．热机效率越高，热机的功率越大【答案】BCD【解答】解：A、热机工作时时，热机先将燃料化学能转化为内能，后把内能转化为机械能，故A正确；B、在吸气冲程，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气，故B错误；C、四冲程中只有做功冲程对外做功，另外三个冲程（吸气、压缩、排气）依靠飞轮的惯性来完成，故C错误；D、热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故D错误。故选：BCD。【典例8】（2023•绥宁县模拟）一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了30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2.3×107J。（q油＝4.6×107J/kg）【答案】30；2.3×107。【解答】解：（1）该汽油机飞轮的转速为：3600r/min＝60r/s。由于汽油机的飞轮转2r，对外做功一次，所以1s内飞轮转60r，汽油机对外做功30次；（2）由Q放＝mq可知，完全燃烧0.5kg汽油放出的热量：Q放＝m汽油q＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J。故答案为：30；2.3×107。【典例9】（2023•石家庄模拟）菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，若天然气完全燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。[c菜油＝2.0×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3]求：（1）菜油吸收了多少热量？（2）此过程中燃烧了多少m3的天然气？【答案】（1）菜油吸收了6000J热量？（2）此过程中燃烧了2.5×10﹣4m3的天然气【解答】解：（1）菜油吸收的热量为；Q吸＝c菜油m（t﹣t0）＝2.0×103J/（kg•℃）×0.02kg×（170℃﹣20℃）＝6000J；（2）天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收，由η＝×100%可得，天然气放出的热量为：Q放＝＝＝10000J；由Q放＝Vq得天然气的体积为：V＝＝＝2.5×10﹣4m3。答：（1）菜油吸收了6000J热量？（2）此过程中燃烧了2.5×10﹣4m3的天然气。考点3\o"14.3能量的转化和守恒"能量的转化和守恒【典例10】（2023•漳州模拟）新能源汽车在工作时蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力，将电能转化为机械能。下列电器工作时，能量转化和新能源汽车相同的是（）A．热水器 B．电风扇 C．电饭煲 D．电灯【答案】B【解答】解：热水器、电饭煲在使用时，电能转化为内能；电风扇使用时，电能主要转化为机械能；电灯在使用时，电能转化为光能、内能，故B正确。故选：B。【典例11】（2023•武进区校级二模）江苏沙河抽水蓄能电站位于江苏溧阳市天目湖镇境内，电站枢纽由上水库、输水系统变电站、下水库等工程组成（如图所示）。当水从上水库倾泻而下，可驱动发动机转动发电。在此过程中，能量转化的顺序为（）A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→电能→动能 C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→动能→电能【答案】D【解答】解：水电站中的水从上水库到达下水库时，水的高度下降，重力势能减少，水的速度增大，动能增加，水的重力势能转化为水的动能；流动的水推动涡轮转动，水的部分动能转移到涡轮上，涡轮带动发电机发电，涡轮的动能转化为发电机的电能，故ABC错误，D正确。故选：D。【典例12】（2023•南城县一模）（多选）关于热现象，下列说法不正确的是（）A．物体内能增加，一定吸收热量 B．在热传递过程中，吸收热量的物体温度一定升高 C．质量相同的燃料燃烧时，放出热量越多的热值一定越大 D．由能量守恒定律可知：不可能制造出永动机【答案】ABC【解答】解：A、物体的内能增加，一定吸收了热量，也可能对物体做了功，故A错误；B、若只发生热传递，物体吸收热量，温度可能不变，如冰熔化，吸收热量，内能增加，温度不变，故B错误；C、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，质量相同的燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大，故C错误；D、根据能量守恒定律，能量的转移和转化具有方向性，机器运转过程中总有一部分机械能转化为内能，这部分内能不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，最终会停止运动，所以不可能造出永动机，故D正确。故选：ABC。【典例13】（2023•杏花岭区校级一模）现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时带动发电机，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去。你认为此观点是错误的，理由是能量在转化的过程中，一部分能量对外做功，一部分能量散失掉，能量的总量不变，但可利用的能量减少，因此不可能永远运动下去。【答案】错误的；能量在转化的过程中，一部分能量对外做功，一部分能量散失掉，能量的总量不变，但可利用的能量减少，因此不可能永远运动下去。【解答】解：在汽车刹车时带动发电机，发电机将机械能转化为电能，再转化为蓄电池的化学能储存起来。由于在能量的转化过程中，有能量的散失，所以汽车不能永远运动下去，这种观念违背了能量守恒定律。故答案为：错误的；能量在转化的过程中，一部分能量对外做功，一部分能量散失掉，能量的总量不变，但可利用的能量减少，因此不可能永远运动下去。0505巩固训练1．（2023•湖北三模）如图所示的是汽油机工作时某个冲程的示意图。下列说法中正确的是（）A．该冲程是吸气冲程 B．该冲程中气缸内气体被压缩 C．该冲程中机械能转化为内能 D．该冲程是靠做功来完成的【答案】D【解答】解：根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；在做功冲程中，缸内气体的体积膨胀，对外做功，将内能转化为机械能，故D正确，ABC错误。故选：D。2．（2023•岱岳区二模）如图所示的四种情景，下列说法中正确的是（）A．图甲所示说明分子之间存在引力 B．图乙所示的木塞被冲出时试管口出现“白雾”，说明水蒸气的内能增加 C．图丙所示是汽油机的做功冲程，将机械转化为内能 D．图丁所示水的温度必须达到100℃时，水才会沸腾【答案】A【解答】解：A、甲图中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，故A正确；B、当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，故B错误；C、根据图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，此冲程是将内能转化为机械能，故C错误；D、液体的沸点与气压有关，因此水沸腾时的温度不一定达到100℃，如高山上水的温度低于100℃也会沸腾，故D错误。故选：A。3．（2023•东港区校级三模）如图，2023年4月16日，我国首颗降水测量专用卫星“风云三号07星”发射成功，并进入预定轨道绕地飞行，下列描述正确的是（）A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的比热容大 B．卫星进入轨道后运动状态会改变 C．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能 D．火箭升空过程中，外壳与大气摩擦温度升高，其内能转化为机械能【答案】B【解答】解：A．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，故A错误；B．卫星进入轨道后做曲线运动，运动方向一直在改变，所以运动状态会改变，故B正确；C．火箭升空过程中，燃料燃烧将化学能转化为机械能，故C错误；D．火箭升空过程中，外壳与大气摩擦，克服摩擦做功，温度升高，其机械能转化为内能，故D错误。故选：B。4．（2023•福田区校级三模）下列相应的物理原理解释正确的是（）A．a图小车在正常行驶过程中，内燃机的压缩冲程中内能转化为机械能 B．b图小球在地面上方越跳越低的过程中重力势能完全转化为动能 C．c图前8s内的小华跑的平均速度较快 D．d图中甲音叉比乙音叉发声的音调高【答案】D【解答】解：A、汽车内燃机压缩冲程是机械能转化为内能，而做功冲程才是利用内能来做功的，故A错误；B、因小球在弹跳的过程中克服摩擦做功，一部分机械能机械能转化内能，重力势能不能完全转化为动能，故B错误；C、由图像可知，在前8s内，小华运动的距离和小明运动距离相同，所以两人的平均速度相同，故C错误；D、由波形图可知，相同的时间内甲音叉振动的次数多，甲音叉振动快，故甲的频率大于乙的频率，甲音叉比乙音叉发声的音调高，故D正确。故选：D。5．（2023•武陟县模拟）一台四冲程内燃机转速为600r/min，则（）A．每分钟内做功100次，共有400个冲程 B．每分钟内做功200次，共有200个冲程 C．每秒内做功20次，共有10个冲程 D．每秒内做功5次，共有20个冲程【答案】D【解答】解：内燃机转速为600r/min，是指1min飞轮转动600r，根据燃气对外做功一次，飞轮转动两周，经历四个冲程，所以燃气每分钟做功300次，共经历1200个冲程，或燃气每秒做功5次，共经历20个冲程。故选：D。6．（2023•霍林郭勒市模拟）在习近平总书记“改革强军，科技兴军”伟大思想指引下，我国军队的武器装备建设取得了巨大进步，下列说法正确的是（）A．甲：此国产航母在航行的过程中随着燃油的减少，燃油的热值变小 B．乙：国产歼20战机加速升空的过程中动能转化为重力势能 C．丙：国产99式坦克安装宽大的履带是为了增大坦克对地面的压强 D．丁：国产潜水艇，是通过向水仓中加水或排水改变自身重力实现上浮或下潜的【答案】D【解答】解：A、热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以，航母上燃油的质量减小，但剩下燃油的热值不变，故A错误；B、国产歼20战机加速升空，质量不变，速度和高度都增加，故动能和重力势能都变大，机械能增大，因此，不是动能转化为重力势能，故B错误；C、坦克的履带非常宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C错误；D、潜水艇通过向水艇中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇重力，从而使实现自身的上浮或下潜，故D正确。故选：D。7．（2023•江岸区模拟）下列四幅图中，关于热现象的描述正确的是（）A．图甲中，气体的扩散现象说明分子在不停地做无规则运动 B．图乙中，向上提弹簧测力计，示数变大，主要原因是大气压的作用 C．图丙中，沿海地区比沙漠地区昼夜温差小，主要原因是海水蒸发吸热 D．图丁中，内燃机的做功冲程将机械能转化为内能【答案】A【解答】解：A．甲图是做分子的扩散现象实验装置，由于二氧化氮的密度大于空气的密度，且密度小的空气瓶子放到上方，这样通过观察两只瓶内的气体颜色变化，说明分子在不停地做无规则运动，故A正确；B．乙图中玻璃片脱离水面的一瞬间，除了受重力、拉力作用，还受到水分子对它的引力，所以拉力会大于玻璃片的重力，故B错误；C．沿海地区与沙漠地区相比，水多沙石少，由于沙石的比热容比海水的比热容小，所以，白天相同质量的沙石和水比较，吸收相同的热量，沙石的温度升高的多，而夜晚，放出相同的热量，沙石的温度降低的多，即导致沙漠地区昼夜温差比沿海地区大，故C错误；D．丁图中火花塞点火，气缸的进气门和排气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故D错误。故选：A。8．（2023•长沙二模）（多选）小明用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气（如图）；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，下列分析正确的是（）A．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 B．往水火箭里打气相当于内燃机的做功冲程 C．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的【答案】AD【解答】解：A、发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，所以水火箭瓶内气体的内能减少，故A正确；B、往水火箭里打气，对气体做功，机械能转化为内能，相当于内燃机的压缩冲程，故B错误；C、水从水火箭中喷出，是里面的气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；D、根据能量守恒定律可知，在整个过程中，能量总量是保持不变的，故D正确。故选：AD。9．（2023•裕华区校级模拟）如图为四冲程汽油机的压缩冲程。该冲程将机械能转化为内能，这是通过做功（选填“做功”或“热传递”）改变内能的。【答案】压缩；机械；内；做功。【解答】解：由图可知，两个气门都关闭，火花塞未点火，活塞向上运动，因此是压缩冲程，此过程中机械能转化为内能；通过做功的方式改变物体的内能。故答案为：压缩；机械；内；做功。10．（2023•邹城市二模）如图是我国古代发明的取火器模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒就会立刻燃烧起来，这是通过做功（选填“做功”或“热传递”）的方式，使筒内空气内能增加，温度升高，达到艾绒的着火点。这与四冲程汽油机工作循环中的压缩冲程类似。【答案】做功；压缩。【解答】解：把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过做功的方式，使筒内空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点；与汽油机的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。故答案为：做功；压缩。11．（2023•郑州一模）2022年11月29日，神舟十五号飞船搭载长征二号F遥十六运载火箭成功点火升空。火箭点火升空时，发动机将燃气的内能转化为机械能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。燃料在燃烧过程中，本身质量不断减少，热值不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】机械；做功；不变。【解答】解：燃料燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能；四冲程汽油机工作时的做功冲程将内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。热值是燃料的特性，与燃料的质量无关；所以燃料燃烧提供火箭升空所需的能量，本身质量不断减小，热值不变。故答案为：机械；做功；不变。12．（2023•涪城区一模）使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。某同学家使用天然气热水器，平均每天需将质量为100kg的水从18℃加热到58℃，水吸收的热量为1.68×107J，若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气0.6m3[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.0×107J/m3]。【答案】1.68×107；0.6。【解答】解：水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（58℃﹣18℃）＝1.68×107J；由η＝得，需要天然气放出的热量：Q放＝＝＝2.4×107J；由Q放＝qV可得，天然气的体积：V＝＝＝0.6m3。故答案为：1.68×107；0.6。13．（2023•夏邑县校级三模）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同。（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须（选填“必须”或“无需”）相等。（2）若要比较不同燃料的热值大小，则应选择甲图和乙图进行实验；实验中，用升高温度（选填“加热时间”或“升高温度”）来表示液体吸收热量的多少。（3）某同学选用甲、丙两图进行实验，所得数据如下表所示，分析表中数据，你认为a、b两种液体中，比热容较大的是a（选填“a”或“b”）液体。温度/℃20304050加热时间/s液体a04082126液体b0184064【答案】（1）必须；（2）乙；升高温度（3）a。【解答】解：（1）因要用酒精灯的外焰加热，故在组装器材时应该先固定B的位置；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相等；（2）若要比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲、乙两图进行实验；根据转换法，实验中，用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少；（3）分析表中数据知，升高相同的温度，b加热时间短，故两种液体中，比热容较大的是液体a。故答案为：（1）必须；（2）乙；升高温度（3）a。14．（2023•庐阳区校级一模）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭，若在5分钟内完全燃烧了0.2m3的天然气，天然气放出的热量被10kg的水完全吸收，使水的温度从20℃升高到80℃（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）、天然气的热值约为4.2×107J/m3）。求：（1）0.2m3天然气完全燃烧产生的热量；（2）经过5分钟时间加热，水所吸收的热量；（3）天然气烧水时的热效率。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）0.2m3天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝Vq＝0.2m3×4.2×107J/m3＝8.4×106J；（2）水的质量m＝10kg，加热前水的温度t0＝20℃，加热5min后的温度t＝80℃，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×106J；（3）天然气烧水时的热效率：η＝＝×100%＝30%。答：（1）0.2m3天然气完全燃烧产生的热量为8.4×106J；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；（3）天然气烧水时的热效率为30%。15．（2023•莲湖区三模）2022年北京成功举办冬奥会后，雪上运动越来越受到