2025中考物理《热机》专项训练（含解析）

热机七大题型

目录

1.汽油机工作冲程的判断

2.汽油机工作过程中能量的转化

3.柴油机与汽油机的异同

4.内燃机工作循环与做功的简单计算

5.热机的工作原理及应用

6.热机效率的两种形式及应用

7.热机效率与压强综合

一、知识解读

飞轮转速为3600r/min,每秒钟内：60r/so

工作循环完成冲程数活塞往返次数飞轮（曲轴）转数对外做功次数

14221

30120606030

吸压做排一循环，往复两次曲两圈。

活塞做功只一次，简记“14221”

二'案例剖析

1.汽油机工作冲程的判断

【例1】下列关于内燃机的四个冲程说法中正确的是（）

c.如图是汽油机的排气冲程D.如图是汽油机的排气冲程

【答案】c

【解析】A.进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，错误；

B.两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，错误；

C.排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，正确；

D.两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，错误。

故选C。

【变式1】如图所示，用酒精灯加热试管中的水，水沸腾后所产生的水蒸气将软木塞冲起。水蒸气冲

起软木塞的过程相当于汽油机的（）

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

【答案】C

【解析】水蒸气对塞子做功：水蒸气的内能减少，温度降低；塞子由静止变为运动，机械能增大.能

量转化是内能转化为机械能。故选C。

【变式2］（2024年四川省广元市初中学业水平考题）1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机

的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（）

A.是压缩冲程B.气体对外做功，内能转化为机械能

C.活塞依靠飞轮的惯性而运动D.气体对外做功，气体的内能增加

【答案】B

【解析】火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，燃气的内能转化为活

塞的机械能，这是做功冲程。

A.在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体，使其内能增加、温度升高，但此时并没有点火燃烧

和对外做功。故A不符合题意；

B.在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，将内能转化为机械能,

故B符合题意；

C.在做功冲程中，是高温高压的燃气推动活塞运动，而不是活塞依靠飞轮的惯性运动。飞轮的惯性主

要在其他冲程（如吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）中起作用，帮助活塞完成这些冲程，故C不符合题意;

D.在做功冲程中，气体对外做功，其内能会减小（因为部分内能转化为了机械能），而不增加，故D

不符合题意。

故选B。

2.汽油机工作冲程中能量的转化

【例2】如图所示，是我国古代取火器的模型图。把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒底部的艾绒会燃

烧起来，在汽油机的四个冲程中，与此过程能量转化相同的是（）

推杆

A.吸气冲程B.压缩冲程D.排气冲程

【答案】B

【解析】封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾

绒的着火点，使艾绒着火达到去火的目的;此过程中是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化

相同。

故选：Bo

【变式1】如图所示，8月4日，东部战区组织兵力在位于台岛周边海空域开展规模空前的实战化演

训，对预定海域成功实施远程火力及常规导弹火力实弹射击，导弹全部精准命中目标。火箭弹发射过程中,

火药燃烧释放大量的能量，推动火箭弹加速运动，该过程相当于内燃机的冲程。此过程中，燃料

燃烧时释放的转化为o

【答案】做功；内能；机械能

【解析】内燃机是利用内能做功的机器，在做功冲程中将内能转化为机械能。

火药燃烧是化学变化，火药的化学能转化为燃气的内能，使燃气温度升高，内能增加；燃气推动子弹

在枪膛中运动，燃气内能转化为子弹的机械能，相当于内燃机的做功冲程。

故答案为：做功；内能；机械能。

【变式2］（2024年山东省临沂市初中学业水平考题）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热

效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四

个冲程，气缸内气体的内能最小的是（）

【答案】D

【解析】A.如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功；

B.如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；

C.如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能;

D.如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；

顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都对吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中

气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。

故选D。

3.柴油机与汽油机的异同

【例3】学习了热机的知识后，小洛同学通过比较，分析了汽油机和柴油机的异同点，其中正确的是

()

A.在构造上，汽油机汽缸顶部是喷油嘴，柴油机汽缸顶部是火花塞

B.在吸气冲程中，汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物

C.汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式

D.汽油机和柴油机都是将内能转化为机械能的机器

【答案】CD

【解析】A.柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错

、口

庆；

B.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B错误；

C.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正确；

D.汽油机和柴油机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，都是将把内能转化为机械能，故D正

确。

故选：CDo

【变式1】2020年，山东潍柴动力发布全球首款突破50%热效率的商业化柴油机。柴油机在_______

冲程结束时，汽缸内空气超过了柴油的点，此时喷油嘴喷出的雾状柴油便立刻燃烧起来，然后通

过做功冲程把高温高压气体的转化为机械能。

【答案】压缩；着火；内能

【解析】柴油机在吸气冲程中吸入空气，柴油机在压缩冲程中，压缩空气做功，机械能转化为内能，

使空气内能增大，温度升高达到柴油的着火点，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油燃烧产生高温高压的燃

气推动活塞做功，内能转化为机械能。

【变式2】下面关于汽油机和柴油机的说法中，不正确的是（）

A.汽油机与柴油机使用的燃料不同

B.柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火

C.柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞

D.柴油机在吸气冲程中吸入的是空气和柴油的混合物

【分析】柴油机和汽油机的区别：

①燃料：柴油机燃烧的是柴油，汽油机燃烧的是汽油。

②构造和点火方式：柴油机顶部没有火花塞，有一喷油嘴，是压燃式。

③汽油机顶部有火花塞，为点燃式。

④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。

【解答】A.汽油机和柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故A正确；

BC.汽油机气缸顶部有个火花塞，采用点燃式点火，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，采用压燃式点火，

故BC正确；

D.工作过程中柴油机吸入的是空气，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，故D错误。

故选D。

【点评】此题主要考查的是学生对柴油机和汽油机的联系和区别的了解和掌握，基础性题目。

4.内燃机工作循环与做功的简单计算

口诀：“14221”

【例4】单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,此汽油机在每秒钟内（）

A.完成80个冲程，对外做功20次B.完成20个冲程，对外做功10次

C.完成20个冲程，对外做功5次D.完成40个冲程，对外做功10次

【答案】D

【解析】飞轮转速是1200r/min=20r/s,因一个工作循环转2圈，完成4个冲程，做功一次；所以每秒

完成10个工作循环，完成40个冲程，做功10次。

故选D。

【变式1】一台单缸四冲程汽油机转速为1600r/min,做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J,那么

这台汽油机的功率（)

A.IOkWB.15kWC.2OkWD.1200Kw

【答案】C

【解析】汽油机飞轮转速1600r/min,每分钟飞轮转动1600圈，完成800个工作循环，对外做功800

次，做功冲程工作时，推动活塞一次做功1500J,Imin做的功为：

W=1500JX800=1.2X106J

则这台汽油机的功率为：

P=—='I。'」=20000W=20kW

t60s

故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

【变式2】一个四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的转速是1800r/min,它每分钟完成冲程,

对外做功次。

【答案】60；15

【解析】曲轴和飞轮的转速：

n=1800r/min=30r/s

汽油机每完成一个冲程曲轴和飞轮转动半周，故曲轴和飞轮转每转动一周时，汽油机完成两个冲程，

所以汽油机每秒完成60个冲程。

汽油机一个工作循环为四个冲程，每个冲程对外做功一次，故汽油机每秒对外做功15次。

【变式3】（2024年黑龙江省绥化市初中学业水平考题）感冒发烧时可用冷毛巾给头部降温，是利用

的方式改变内能。一台某型号四冲程汽油机飞轮转速是1800r/min,该汽油机工作时每秒对外

做功次。

【答案】热传递；15

【解析】用冷手巾给头部降温时，头部吸收了热量，温度降低，内能减少，是利用热传递方式改变内

能。

该汽油机飞轮的速度

1800r

v=------=--30r/s

60s

飞轮每转动两次，对外做功一次，所以该汽油机每秒对外做功15次。

5.热机的工作原理及应用

内燃机冲程有四个：吸气、压缩、做功和排气。

口诀：每1个循环，4个冲程，活塞往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次,简称"14221”

【例5】某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能的是（）

|散热损灾的能量|

A.热机B.电饭煲C.电风扇D.电热水器

【答案】A

【变式1】如图所示的四种情景中，与汽油机的压缩冲程原理相同的是（）

【解析】A.滚摆上下滚动，是动能和机械能之间的相互转化，与汽油机的压缩冲程原理不同，故A不

合题意;

B.从滑梯滑下，臀部发热是克服摩擦力做功，与汽油机的压缩冲程原理不同，故B不合题意；

C.对试管中的水加热，加快水的汽化，使试管中水蒸气增加；体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，

水蒸气的内能减小，液化形成白雾，与汽油机的压缩冲程原理不同，故C不合题意；

D.用力将活塞压下，活塞对空气做功，机械能转化为内能，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，与压缩冲程原理相同，故D符合题意。

故选：D。

【变式2］（2024年山东省聊城市初中学业水平考题）在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，

把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来，说明通过的方式可以改变物体的内能，这一过程与汽油机的

冲程具有相同的能量转化。

【答案】做功；压缩

【解析】当迅速压下活塞时，可看见筒内硝化棉燃烧起来，这是通过压缩空气做功的方式使玻璃筒内

的空气内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，这个过程中，机械能转化为内能。

内燃机的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内气体做功，使气体温度升高，内能增大，是机械能转化为内能,

所以二者的能量转化形式相同。

6.热机效率的两种形式及应用

形式1：燃料燃烧放出热量被吸收

燃料不完散失到

全燃烧损环境中

失的能量的能量

燃*蝴

化学能有效利用的部分。W用

完全燃烧可释放的能量窈

。吸就是被加热的物体吸收的热量，用比热容公式的变形式。吸=。加小计算得出；。放就是燃料完全燃

烧放出的热量，用热值公式的变形式。放=7的或％计算得出。

【例6】小明家利用燃气灶烧水，把质量为1kg的20℃的水烧开（在标准大气压下）。

(1)在此过程中水需要吸收多少热量？

(2)通过观察煤气表得知消耗了O.Oln?的燃气，如果燃气的热值为4.0xl()7j/m3,烧水时的热利用率

是多少？[c*=4.2x103J/(kg«℃)]

【解析】(1)一标准大气压下水的沸点为100℃,在此过程中水需要吸收的热量是：

5

。吸=CS//=4.2X1()3J/(kg.℃)xlkgx(100℃-20℃)=3.36xlOJ

(2)燃气完全燃烧放出的热量：

Q放=叩0.01m3x4.0xl07j/m3=4xl05j

烧水时的热利用率：

5

%3.36xlOJQ.o/

Q放4xlO5J

形式2：燃料燃烧放出热量转化为机械能

不完全燃冷却水带

烧损失的摩擦走热量废气带

能量走热*

燃料的

伊能有用的部分

完全燃烧可释放的能星。转化成机械能用

对我们有用的那部分能量做的功是有用功W有，有用功可以根据题目中给出的结合匀速直线运动的条

件确定，如汽车在匀速直线运动，已知阻力大小就相当于知道了牵引力大小，再结合做功公式W=Fs,即

可得出有用功；或者是已知有用功的功率(牵引力的功率)，结合功率公式卬=尸》,也可以得出有用功。至

于。放则可利用热值公式的变形式Q放="应或者Q放=%进行计算。

【例7】某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km,受到的平均阻力是

3X103N,消耗燃油1.5L(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度"=0.8xlC)3kg/m3,热值q=4xl()7j/kg,求：

(1)专用车牵引力所做的功；

(2)燃油放出的热量；

(3)该专用车的热机效率。

【解析】(1)因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：

F=^3.0X103N

牵引力所做的功：

W=F5=3.0X103NX5.6X103m=1.68xlO7J

(2)消耗燃油的质量：

m=pr=0.8xl03kg/m3x1.5x103m3=1.2kg

燃油完全燃烧放出的热量：

Q=mq=1.2kgx4x107J/kg=4.8xl07J

(3)热机效率:

W1.68x107j

=—xlOO%=x100%=35%

77

Q放4.8X10J

【变式1］（2024年四川省宜宾市中考题）2024年4月19日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京

到上海1500公里长距离运输的首次测试。选用氢为燃料是因为氢的大。假设汽车在一段平直公

路上以恒定功率75kW匀速行驶，速度为108km/h,则汽车所受阻力为No

【答案】热值；500

【解析】选用氢为燃料是因为氢的热值大，相同质量燃料完全燃烧时，释放的热量多。

假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75kW匀速行驶，速度为108km/h,由尸=FD得，汽车所受阻

力为：

口P75xl03W

=F=?=-ior--=25OON

——m/s

3.6

【变式2］（2024年四川省广安市初中学业水平考题）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领

域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%,飞轮每

分钟转动1800圈（q汽油=4.6X107j/kg）,则下列说法正确的是（）

A.图中所示冲程是做功冲程

B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9X107J

C.该汽油机在1s内做功30次

D.汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高

【答案】B

【解析】A.图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误；

B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为：

W有="。放=30%X5kgX4.6X107J/kg=6.9X107J

故B正确；

C.飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功

15次，故C错误;

D.由?7=X100%得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法

比较效率高低，故D错误。

故选B。

【变式3](2024年四川省达州市初中学业水平考题)在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量

1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是Jo他家天然气热水器的热效率是70%,他某次

洗澡，耗水20kg,热水器进水温度是22℃,出水温度是42℃,他这次洗澡消耗天然气_______m3。已知

水的比热容是c水=4.2xl03j/(kg.℃),天然气的热值是3.2X107J/H13。

【答案】3.36X105；0.075

【解析】水吸收的热量

35

。吸=an(f-f0)=4.2X10J/(kg«℃)xlkgx(100℃-20℃)=3.36xlOJ

洗澡时水吸收的热量

36

。吸'=CMJ'(力'一加')=4,2X10J/(kg«℃)x20kgx(42℃-22℃)=1.68xlOJ

由〃=容xlOO%得，天然气完全燃烧放出的热量：

Q放

由。放=吃得，需要天然气的体积:

2.4xlO6J

y=0.075m3

q3.2xlO7J/m3

【变式4](2024年山东省聊城市初中学业水平考题)随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技

术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风

力发电机1s内提供的电能约为1.8X104J,1年内提供的电能约为4.8XHPJ。求：

(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的

水升高多少摄氏度；[c*=4.2xlO3J/(kg.℃)]

(2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生

的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭。(煤炭的热值q约3.0xl07J/kg)

【答案】(1)30℃；(2)4X104kg

【解析】(1)若该风力发电机Is内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，水吸收能量为:

。吸="W电=70%X1.8义10打=1.26X10打

升高的温度为：

加=氏=126x10」

=30℃

cm4.2xl03J/(kg.℃)xl00xl0-3kg

(2)火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则煤炭完全燃烧释放的能量为:

_%_4.8x©J12

丫放7；40%=1.2X10J

需要煤炭的质量为:

片鱼=11=4X1。4kg

q3xlO7J/kg

7.热机效率与压强综合

［例8］某单缸四冲程汽油机的活塞面积为30cm2。该汽油机完成一个冲程，活塞在汽缸中移动的距

离是50mm。满负荷工作时做功冲程中燃气的平均压强为9.0xl()5pa,飞轮imin转动1800周，当汽油机满

负荷工作时(不计摩擦)，若Imin消耗汽油O.OlLo汽油的密度p=0.8xl03kg/m3；汽油的热值为4.6xl07J/kgo

求：

(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；

(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；

(3)汽油机的功率；

(4)该汽油机的效率。

【答案】(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力为2700N；(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功

135J；(3)汽油机的功率为2025W；(4)汽油机的效率为33%。

【解析】(1)活塞面积为：

S=30cm2=3x10-3m2

燃气对活塞的平均压力：

F=/?S=9.0xl05Pax3xl0-3in2=2700N

(2)活塞在气缸中移动的距离是：

s=50mm=0.05m

一个做功冲程中燃气对活塞做的功：

Wi=F5=2700Nx0.05m=135J

(3)汽油机的一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，该汽油机Imin转动1800周，做功900

次，所做的功为：

W=900WI-135JX900=1.215X105J

汽油机的功率为：

P=W/t=121500J/60s=2025W

(4)该汽油机Imin消耗汽油质量：

m=pv=0.8xl03kg/m3xO.OlxlO-3m3=8xlO-3kg

完全燃烧汽油产生的热量：

2=:"q=8xl()Tkgx4.6xlO7J/kg=3.68xlO5J

汽油机的效率：

W=1.215x10^=33%

Q3.68X105J

【变式1】某单缸四冲程内燃机，飞轮转速为300r/min,活塞面积为120cm)活塞行程L是0.3m,假

如做功冲程中燃气的平均压强是5xl05pa,则这台内燃机的功率是多少W?

【解析】燃气对活塞的压力：

F=/?S=5xlO5PaX120X10-4m2=6000N

燃气一个冲程所做的功:

卬二五S二6000NX0.3m=1800J

由于飞轮的转速为300r/min,则内燃机每秒做功2.5次，每秒做的功:

W=2.5W=2.5x1800JM500J

内燃机功率：

=4500W

tIs

【变式2】一辆小轿车，质量为1.83车轮与地面总接触面积为lOOOcn?,小轿车发动机的效率是20%,

它在平直公路上匀速行驶时的牵引力为644N(空气阻力不计，汽油热值q=4.6xl()7j/kg,g=10N/kg)o求:

(1)该小轿车静止时对水平地面的压强；

(2)该小轿车在平直公路上匀速行驶100km消耗汽油的质量。

【答案】(1)1.8xlO5Pa；(2)7kg

【分析】(1)利用G=：咫求出汽车的重力，汽车静止时对路面的压力和自身的重力相等，根据压强

公式求出对地面的压强；

(2)利用W=Fs求出牵引力做的功，即为有用功，根据〃=—互求出总功，再根据。放=W总、Qm=mq

%

可求汽油的质量。

【解析】(1)小轿车静止时对水平地面的压力：

F=G=m^=1.8xlO3kgxlON/kg=1.8xlO4N

该小轿车静止时对水平地面的压强：

(2)牵引力做的有用功:

W有=尸牵S=644NX100xl03m=6.44xl07J

由〃=上可得总功：

%

A=6.44X10-J=322X108J

720%

由题意知，。放=W怂=3.22xl08j

由。放=:的可得，汽油的质量：

8

。放3.22X10J不

冽汽油=*=，/，a=7kg

q4.0XiuJ/Kg

答：(1)该小轿车静止时对水平地面的压强为1.8xio5pa；

(2)该小轿车在平直公路上匀速行驶100km消耗7kg汽油。

【点评】本题考查了压强公式、重力公式、效率公式、做功公式、燃料热值的应用，是一道综合性很

强的题目，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等，同时要求熟练运用各种公式。

三'综合应用

一、填空题

1.如图所示试管内的水沸腾后，水蒸气将橡胶塞推出，这个过程中的能量转化情况是:

(1)在酒精燃烧给水加热的过程中，酒精的能转化为水的能。

(2)水蒸气将橡胶塞冲出的过程中：转化为

2.如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着

火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能(增大/减小)，这与四冲程汽油机的

冲程的能量转化相同。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min,在Is内，汽油机对外做功次。

3.老师用如图1所示实验装置，加热试管使水沸腾,发现试管上方的小风车开始不停地转动。由此引

出以下间题，请利用所学的知识回答。

(1)图1实验中能量转化方式与图3中汽油机的哪个冲程相同?(填序号)

(2)图3中四个冲程的工作顺序是,其中不需要靠飞轮的惯性来完成的冲程有：

。(填序号)

(3)图2是柴油机的能流图，带“？”的是带走的能量，这台柴油机的效率片o

(4)若某单缸四冲程汽油机的功率为32kW,做功冲程每次对外做功800J,则在1s内该汽油机能完

成个冲程，此汽油机飞轮的转速为r/mino

4.(1)完全燃烧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酒精完全燃烧

释放的热量是2.1X10/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，液体的温度开高了41=℃(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4,有哪些原因

会导致这个结果?

接

5.为牢周树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能

的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。

（1）太阳把光和热通过（选填“做功”或“热传递”）传到地球，太阳能属于能源

（选填“清洁”、“不清洁”）。

（2）某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通

过（选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的。

（3）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2,每平方

米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5X106J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，

若光照6h可以使热水器内初温为15'℃、质量为100kg的水温度升高到℃[c水=4.2X103〃

（kg,℃）]o

6.汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就

是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22：1,混合

燃气的密度为1.5kg/m3,则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为J,当发动机曲轴每分钟转速

为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW。则该发动机每秒钟做功次，此时该发动机的效

率是%-（汽油的热值为4.6X107j/kg）

・选

7.关于能量的转化，下列说法正确的是（）【多选】

A.干电池供电时，将电能转化为化学能B.电热水器给水加热时，电能转化为内能

C.风力发电机发电时，电能转化为机械能D.酒精燃烧放热过程中，化学能转化为内能

8.学习了汽油机和柴油机后，小华同学通过比较，分析出汽油机和柴油机在构造和工作过程中的部分

异网点，其中正确的是（）【多选】

A.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物

B.在构造上汽油机采用的是火花塞，柴油机采用的是喷油嘴

C.汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式

D.汽油机和柴油机都是将内能转化为机械能的机器

9.下列说法正确的是（）

A.一瓶酒精用去一半，酒精的热值减小一半

B.燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小

C.内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少

D.热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大

10.关于热值和热机效率，下列说法正确的是()

A.使燃料燃烧更充分，可以增大热值

B.燃料燃烧释放的热量越多，热值越大

C.使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率

D.热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高

11.关于热机，以下说法正确的是()

A.热机做的有用功越多，热机效率就一定越高

B.热机的功率大，效率就一定高

C.热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一定高

D.燃料的热值不会随着燃料的不断燃烧而减小

三、实验探究题

12.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。己知燃料的质量、烧杯内的液体质量、液体初温、

加热方式等均相同。

(1)比较不同燃料的热值应选择两图进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择

两图进行实验。

(2)在这两个实验中，仪器安装到位后，都要用到的测量器材是温度计和o

(3)为比较不同燃料的热值，应该在燃料(燃烧相同时间/完全燃烧完毕)后，通过

比较来得出结论(温度计示数变化/加热时间)。

(4)不考虑热量损失，将燃料点燃直至燃尽，三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图

丁所示，则液体a和液体b的比热容之比为,燃料1和燃料2的热值之比为0

(5)如图戊所示，如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高做类比，比热容和容器的下列哪个属性

类似。

A.高度B.底面积C.容积

四、计算题

13.如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃。当

水刚好烧开时，共消耗了0.06m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。【水的比热容为4.2X103J/

(kg•℃),天然气的热值为4.0X107j/m3】求:

(1)0.06面的天然气完全燃烧所放出的热量;

(2)以上过程中，水吸收的热量；

(3)密闭的锅内水烧开时的温度。

14.随着人们生活水平的口益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车,

以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。若小汽车行驶过程中消耗的汽油

为20kg,小汽车发动机的效率为30%,汽油的热值q=4.6X107j/kg,求小汽车在这段路程中：

(1)所受的阻力；

(2)行驶的路程。

15.无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可称之为轮式移动机器人，主要依靠车内以计算机系统为主的智

能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示为某款无人驾驶汽车，该车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀

速行驶了8km,消耗汽油1.2kg。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%,那么，在这段运动过程中,

求：(汽油的热值为4.5X1071/^)

(1)1.2kg汽油完全燃烧产生的热量;

(2)该汽车发动机做的有用功；

(3)该汽车输出的功率;

(4)该汽车所受的阻力。

参考答案与试题解析

一、填空题

1.(1)酒精燃烧时，发光发热，将化学能转化为内能，再通过热传递的方式转移给水，使水的内能增

加；

(2)橡胶塞原来是静止的，水蒸气将橡胶塞冲出时，橡胶塞获得动能，高温水蒸气的内能转化为橡

胶塞的机械能。

故答案为：(1)化学；内；(2)内能；机械能。

2.(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,

说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大；空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，

与内燃机的压缩冲程相似。

(2)四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min=40r/s,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40圈，共20个工作循环，80个冲程，做功20次。

故答案为：增大；压缩；20

3.(1)(2)在内燃机的四个冲程(吸气、压缩、做功、排气)中，内能转化为机械能的是做功冲程，

故选丙。

甲图：排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程，此冲程无能量转化；

乙图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能；

丙图：气门都关闭，火花寒喷出电火化，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，此冲程内能转

化为机械能，做功冲程不是靠飞轮惯性完成的冲程；

丁图：进气1打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程，此冲程无能量转化。

根据四冲程汽油机工作过程，依次完成的冲程是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，由此

可知图3中的工作循环的顺序为丁、乙、丙、甲。

在做功冲程中，是把内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能；做功冲程(丙)不是靠

飞轮惯性完成的冲程。

(3)柴油机的能流图中，废气带走的热量是最多的，故带”？”的是废气带走的能量。

由图可知，这台柴油机的效率：

600J

片区=%=30%

%%+%失600J+1400J

(4)某四冲程汽油机的功率：P=32kW=32000W=32000J/s,即每秒对外做功32000J,所以每秒做功

的次数:

32000J

=40次

800J

则每秒完成40个循环，飞轮转动80转，活塞往复80次，完成160个冲程。

1min飞轮转80rX60=4800r,故该汽油机工作时飞轮的转速为4800r/mino

故答案为：(1)丙；(2)丁、乙、丙、甲；丙；(3)废气；30%；(4)160；4800

4.(1)热值是燃料的一种特性，根据可知，1.4g是0.7g的二倍，所以完全燃烧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，完全燃烧1.4g酒精释放的热望是完全燃烧0.7g酒精释放热量的二倍，完全燃

烧14g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。=(?侬"可知，液体A

升高的温度相同，为50℃。

(2)液体升高的温度小于小的原因：加热过程中的各种热损失、燃料没有完全燃烧。

故答案为：(1)二；50；(2)加热过程中的各种热损失、燃料没有完全燃烧。

5.(1)太阳把光和热通过热传递传到地球，太阳能属于清洁能源；

(2)太阳能电池板将太阳能转化为电能，是光电转化；

(3)光照6h,太阳能热水器得到的太阳能为：

£=2.5X106J/(h•m2)X6hX3m2=4.5X104J

热水器把接受太阳能的42%转化为水的内能，则水吸收的热量为：

Q，&=〃£=42%X4.5X107J=1.89X107J

设水的温度升高到r,根据热量计算公式：。吸=c水加水。一如)，得：

1.89X107J=4.2X103J/(kg•℃)XI00kgX(r-15℃)

解得：f=60℃

故答案为：(1)热传递；清洁；(2)光电转化；(3)60。

6.(1)一个工作循环吸入混合物的体积：V=2L=2X10-3m3

一个工作循环吸入混合物的质量：

m混="混V=1.5kg/m3X2X10-3m3=3Xr3kg

一个工作循环吸入汽油的质量：

113

加油=77^■机混=5^x3xl°、kg=；^xl°kg

II乙乙乙D乙D

发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为:

3々

73

Q放=m油q=4.6X10J/kgXx10kg=6X10J

(2)汽油机的转速为300r/min,说明Is内汽油机曲轴的转动次数等于50次，一个工作循环中，曲

轴转动两周，对外做功一次，Is内曲轴转动50次，对外做功25次;

（3）1s内高温高压的燃气推动活塞做功25次，

1s内汽油燃烧释放的热量：

Q放总二25。25X6X103J=1.5X105J

根据公式尸=可知，发动机1s做功为:

t

卬=臼=9X104WXls=9X104J

该车发动机的效率:

”工=牝%=6。％