第十四章 内能的利用【B卷 专项卷】（易错训练34题6大考点）-2024-2025学年九年级物理全一册单元速记·巧练（人教版）

2024-2025学年九年级物理全一册单元测试卷（人教版） 第十四章 内能的利用 （B卷•专项卷）（原卷版） 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级全一册第十四章。 一、汽油机和柴油机（共5小题） 二、热机的工作过程（共6小题） 三、热值及其计算（共6小题） 四、热机的效率（共6小题） 五、能量的转化与守恒（共5小题） 六、热效率的计算（共6小题） 一、汽油机和柴油机（共5小题） 1．（2024•江苏扬州中考）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 2．（2024春•湖北黄石期末）下列关于汽油机与柴油机的说法错误的是（　　） A．汽油机与柴油机使用的燃料不同 B．汽油机适用于小型汽车，柴油机适用于载重汽车 C．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 3．（2024•陕西西安雁塔区期末）如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，在盒内滴入几滴酒精，按下电动点火按钮，点燃盒内的酒精，盒盖被打出去。关于此实验，分析不正确的是（　　） A．酒精燃烧过程是化学能转化为内能 B．实验时能闻到酒精的气味这是扩散现象 C．电子打火器的作用相当于柴油机中的喷油嘴 D．活塞飞出的过程中能量转化的形式与汽油机的做功冲程相同 4．（2023秋•湖北武汉江岸区月考）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款汽车。该款汽车发动机工作时，效率更高，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程的示意图，下列有关说法中正确的是（　　） A．该款汽车发动机工作时，效率更高，是因为它使用了热值更大的汽油 B．如图所示为做功冲程，内能转化为机械能，需要靠飞轮的惯性来完成 C．该款汽油机的吸气冲程，只吸入空气 D．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则在1s内汽油机对外做了10次功 5．关于在四冲程的柴油发动机内部工作描述正确的是（　　） A．吸气冲程时，吸入的是柴油和空气的混合物 B．压缩冲程时，将机械能转换为内能，点燃方式采用点燃式 C．做功冲程时，若1000J/次对外做功，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，将废气的内能转化为排气门的机械能 二、热机的工作过程（共6小题） 6．（2024•临沂中考）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。如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A． B． C． D． 7．（2023秋•河北石家庄裕华区期末）如图所示是热机工作的一个冲程，下列说法正确的是（　　） A．该图是热机工作的做功冲程 B．热机在这个冲程将机械能转化为内能 C．热机在这个冲程将内能转化为活塞、飞轮的机械能 D．在这一冲程中气缸内的燃料混合物温度降低，内能不变 8．（2023秋•陕西宝鸡陇县期中）如图所示流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（　　） A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能 B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能 C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能 D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能 9．（2024•湖北武汉洪山区期中）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错误的是（　　） 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，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 C．做功冲程中，具有很明显的机械能转化为内能的过程 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量中很大部分 10．（2023秋•湖北武汉期末）如图所示是四冲程柴油机的工作示意图，下列说法中正确的是（　　） A．该柴油机一个工作循环四个冲程的正确顺序为乙、丁、甲、丙 B．该柴油机在吸气冲程中吸入的是空气和燃料的混合物 C．丁冲程中气缸内高温高压的气体推动活塞向下运动，气体的内能减小 D．使燃料在气缸内燃烧更充分，柴油机的效率会更高，燃料的热值会更大 11．（2024•福建厦门二模）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．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙 B．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁 C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 D．丁图冲程能量转化：内能转化为机械能 三、热值及其计算（共6小题） 12．（2024•连云港中考）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 13．（2023秋•甘肃武威凉州区期末）下列关于热值的说法正确的是（　　） A．燃料燃烧的越充分，热值越大 B．2kg煤的热值等于1kg煤的热值 C．1kg煤燃烧放出4×105J的热量，则煤的热值为4×105J/kg D．燃料燃烧时，用的燃料越多，获得的热值越大 14．（2024•湖北黄冈期末）汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个50kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m，如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等，就可以算出所需汽油的质量m0。下列相关说法正确的是（　　） A．该中学生克服重力做了1.5×103J的功 B．汽油的热值与汽油燃烧的情况有关 C．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107J D．通过计算可知m0约为0.33g 15．（2024•湖北襄阳模拟）燃烧秸秆是造成雾霾天气的原因之一，为保护环境，在市郊建起了加工秸秆制成秸秆煤发电的工厂。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 　 　J的热量；若这些热量被质量为100kg，初温为20℃的水吸收，则在标准大气压下可使水温升高到 　 　℃。该电厂年发电量可达9×107kW•h，与发电效率20%的同等规模的火电厂相比，除可减少CO2的排放量，每年还能节约 　 　kg标准煤。（q秸秆煤＝2.1×107J/kg，q标准煤＝3.0×107J/kg） 16．（2024•陕西榆林定边县期末）汽油因热值高常作为内燃机的燃料，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧50g汽油所释放的热量是 　 　J，若发动机获得的机械能是9.2×105J，该发动机的效率是 　 　。若在使用中汽油不完全燃烧，则它的热值 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。若水箱中有质量5kg、初温20℃的水，一段时间后水吸收了8.4×105J的热量，则此时水温变为 　 　℃。 17．（2024•湖北青山区模拟）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4.6×107J/kg） 四、热机的效率（共6小题） 18．（2023秋•四川内江期末）两台热机，甲的热机效率比乙的高，下列说法正确的是（　　） A．甲热机消耗的燃料多 B．甲热机的功率比乙热机的小 C．甲热机比乙热机做功少 D．做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的少 19．（2024•河北邯郸永年区期中）关于热机效率下列说法中，正确的是（　　） A．通过科技创新，采用先进热机的制造工艺，热机效率可以达到100% B．若汽油机甲的热机效率高于汽油机乙的热机效率，则甲消耗的汽油比乙消耗少 C．柴油机的热机效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大 D．保持汽油机转动部分良好的润滑可以提高汽油机的热机效率 20．（2023秋•广东广州越秀区期末）汽油机的能量流向如图所示，以下说法（　　） ①E2＝E5+E6 ②E1＝E2+E3+E4+E5+E6 ③热机效率 ④ A．①和③是正确的 B．②和④是正确的 C．只有③是正确的 D．只有④是正确的 21．（2024春•吉林长春二道区期末）有经验的柴油机维修师不用仪器就能判断一些问题，在相同条件下，下列经验之谈你认为正确的是（　　） A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 C．尾气的颜色越发黑，柴油的热值越高 D．定时保养及时更换润滑油，能提高柴油机的效率 22．（2023秋•四川宜宾兴文县期末）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图中汽油机的燃料燃烧得不充分，就会降低燃料的热值 B．甲图是压缩冲程 C．由乙图可知该汽油机的效率是30% D．由乙图可知，在热机的能量损失中，机械能散热耗能最多 23．（2023秋•湖北武汉武昌区期中）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 五、能量的转化与守恒（共5小题） 24．（2024•湖南中考）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 25．（2023秋•黑龙江海林市期末）下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（　　） A．在自然界中不是所有能量都能利用 B．能量的利用是有条件的，也是有代价的 C．不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反D．汽车，刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力 26．（2024•河南驻马店驿城区校级期中）关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．任何制造永动机的设想，无论看上去多么巧妙，都是一种徒劳 B．空调机既能制热，也能制冷，说明热传递不存在方向性 C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天 D．一个单摆来回摆动很多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒 27．（2024•内蒙古鄂尔多斯东胜区一模）公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示。该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。下列说法正确的是（　　） A．风力发电机将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将电能转化为太阳能 C．蓄电池供电时将电能转化为化学能 D．路灯照明时将电能转化为光能 28．（2023秋•新疆阿勒泰地区期中）如图所示是某科技馆的一台“永动机”，由5根轻杆和转轴构成轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后形状记忆合金迅速复原。关于该“永动机”的说法正确的是（　　） A．科技发展制造出了永动机 B．转动会使水温升得更高 C．“永动机”依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 D．水的内能转化为转轮的机械能 六、热效率的计算（共6小题） 29．（2024•辽宁本溪期末）某拖拉机耕地时行驶一公里消耗柴油1kg，若此柴油机的效率为30%，则这些柴油完全燃烧输出的有用功为 　 　J；柴油机的水箱中装有100kg的水，每升高1℃，吸收的热量为 　 　J。【柴油的热值为4.6×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】 30．（2024•广东江门鹤山市模拟）某汽油机工作时的能量损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦及其它损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107J/kg。则该汽油机工作时汽油燃烧释放能量的 　 　%转化为机械能；若该汽油机消耗2kg汽油，获得的机械能为 　 　J；经过不断改进和创新，汽油机的效率 　 　（选填“可以”或“不可以”）可以提高到100%。 31．（2024•湖北武汉开学）物理兴趣小组进行社会实践活动。小丽对一台如图1所示的便携式丁烷气炉的加热效率进行探究。（内置一瓶新的燃气，参数如表所示。 气瓶规格 品名 总质量 主要成份 热值 蓝焰 354g 丁烷 9×107J/kg （1）丁烷燃烧 　 　能转化为 　 　能。 （2）用气炉给3kg的水加热，同时绘制出了如图2所示的加热过程中水温随时间变化的图线。6分钟后，停止加热，拆下气瓶，称得气瓶质量为312g，若每分钟燃烧的丁烷气体质量相等，则 　 　分钟内（选填“0～2”、“2～4”、“4～6”）的加热效率最大，并计算此最大加热效率是多少。 32．（2024•山西中考）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 33．（2023秋•贵州黔西南兴义市月考）某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，求： （1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （2）该汽油机的效率。 34．（2024•湖南岳阳二模）某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指，这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L，【已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）q汽油＝3.2×107J/L】如下表为此小汽车的相关数据。 （1）汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？ （2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%，求汽车消耗多少升汽油以及此时汽车的实际功率。 总质量：1500kg 经济耗油量 （90km/h）8L/100km 车轮与地面的总接触面积：8.0×10﹣2m2 水箱容量：4L 额定功率：90kW 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年九年级物理全一册单元测试卷（人教版） 第十四章 内能的利用 （B卷•专项卷） 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级全一册第十四章。 一、汽油机和柴油机（共5小题） 二、热机的工作过程（共6小题） 三、热值及其计算（共6小题） 四、热机的效率（共6小题） 五、能量的转化与守恒（共5小题） 六、热效率的计算（共6小题） 一、汽油机和柴油机（共5小题） 1．（2024•江苏扬州中考）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 【答案】B 【分析】（1）汽油机的能量转化及效率；（2）汽油机的工作原理及每个冲程的作用。 【解析】A、汽油机工作时要克服机械间的摩擦做额外功、同时存在热散失，并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%，故A错误； B、汽油机燃烧汽油放出的废气会造成环境污染，故B正确； C、汽油机一个工作循环有4个冲程，对外做功一次，故C错误； D、汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合气体，故D错误。 故选：B。 2．（2024春•湖北黄石期末）下列关于汽油机与柴油机的说法错误的是（　　） A．汽油机与柴油机使用的燃料不同 B．汽油机适用于小型汽车，柴油机适用于载重汽车 C．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 【答案】C 【分析】内燃机包括汽油机和柴油机，汽油机和柴油机的构造、点火方式、燃烧的燃料、用途均不同。 【解析】A、汽油机和柴油机燃烧的燃料不同，汽油机在气缸内燃烧汽油，柴油机在气缸内燃烧柴油，故A说法正确； B、汽油机和柴油机的用途不同，汽油机适用于小型汽车，柴油机适用于载重汽车，故B说法正确； C、汽油机和柴油机的构造不同，汽油机的顶部有火花塞，柴油机的顶部有喷油嘴，故C说法错误； D、汽油机和柴油机的点火方式不同，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，故D说法正确。 故选：C。 3．（2024•陕西西安雁塔区期末）如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，在盒内滴入几滴酒精，按下电动点火按钮，点燃盒内的酒精，盒盖被打出去。关于此实验，分析不正确的是（　　） A．酒精燃烧过程是化学能转化为内能 B．实验时能闻到酒精的气味这是扩散现象 C．电子打火器的作用相当于柴油机中的喷油嘴 D．活塞飞出的过程中能量转化的形式与汽油机的做功冲程相同 【答案】C 【分析】燃烧是把燃料的化学能转化为内能；汽油机的顶部有个火花塞；热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。 【解析】A、酒精燃烧过程中把化学能转化为内能，故A正确； B、打开酒精灯灯帽，会闻到酒精的气味，这是因为酒精分子不停地做无规则运动散放到空气中，是扩散现象，故B正确； C、电子打火器的作用相当于汽油机的火花塞，柴油机的喷油嘴只能喷出柴油，不能点火，故C错误； D、气体推动盒盖飞出的过程是气体推动盒盖做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故D正确。 故选：C。 4．（2023秋•湖北武汉江岸区月考）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款汽车。该款汽车发动机工作时，效率更高，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程的示意图，下列有关说法中正确的是（　　） A．该款汽车发动机工作时，效率更高，是因为它使用了热值更大的汽油 B．如图所示为做功冲程，内能转化为机械能，需要靠飞轮的惯性来完成 C．该款汽油机的吸气冲程，只吸入空气 D．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则在1s内汽油机对外做了10次功 【答案】D 【分析】（1）热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，比值越大，热机效率越高； （2）根据进气门、排气门的打开和关闭情况以及活塞的运动方向可知汽油机的冲程，只有做功冲程内能转化为机械能，其它冲程都是靠惯性完成； （3）汽油机的吸气冲程吸入空气和汽油的混合物； （4）汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功一次。 【解析】A、热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，使用热值更大的汽油不能提高热机的效率，故A错误； B、由图可知，汽油机的进气门和排气门关闭，活塞向下运动，此时为汽油机的做功冲程，将内能转化为的机械能，此冲程可以获取动力，不需要靠惯性完成，故B错误； C、汽油机的吸气冲程吸入空气和汽油的混合物，故C错误； D、该汽油机飞轮的转速为1200/min＝20r/s，即汽油机飞轮每秒转20圈，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功一次，则在1s内汽油机对外做了10次功，故D正确。 故选：D。 5．关于在四冲程的柴油发动机内部工作描述正确的是（　　） A．吸气冲程时，吸入的是柴油和空气的混合物 B．压缩冲程时，将机械能转换为内能，点燃方式采用点燃式 C．做功冲程时，若1000J/次对外做功，则2400r/min的发动机的额定功率为20kW D．排气冲程时，将废气的内能转化为排气门的机械能 【答案】C 【解析】A．吸气冲程时，柴油机吸入的只是空气，故A错误； B．压缩冲程时，将机械能转换为内能，点燃方式采用压燃式，故B错误； C．该发动机1min转2400r，而柴油机2r对外做功一次，而题中一次对外做功的能量1000J，即柴油机2r对外做功的能量1000J，1min转2400r，1min的能量是，发动机的额定功率，即发动机的额定功率是20kW，故C正确； D．排气冲程时，废气的内能没有转化为排气门的机械能，故D错误。 故选C。 二、热机的工作过程（共6小题） 6．（2024•临沂中考）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。如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【分析】在内燃机的做功冲程中能量转化是内能转化为机械能，压缩冲程中能量转化是机械能转化为内能。 【解析】吸气冲程中，汽油机吸入空气和汽油的混合气体，气体温度较低；在压缩冲程，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气缸内气体内能增加；做功冲程中，高温高压气体对活塞做功，内能转化机械能；排气冲程中，将气缸内的废气排出；相比而言，吸气冲程中的气体温度较低，内能最小。故D正确。 故选：D。 7．（2023秋•河北石家庄裕华区期末）如图所示是热机工作的一个冲程，下列说法正确的是（　　） A．该图是热机工作的做功冲程 B．热机在这个冲程将机械能转化为内能 C．热机在这个冲程将内能转化为活塞、飞轮的机械能 D．在这一冲程中气缸内的燃料混合物温度降低，内能不变 【答案】B 【分析】四冲程热机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，根据气门的状态和活塞运动的方向确定冲程的类别。 【解析】根据图示可知，两个气门都关闭，活塞向上移动，对气缸内的混合气体压缩，使得混合气体的内能增加，温度升高，所以是压缩冲程，压缩冲程将机械能转化为了内能。故B正确。 故选：B。 8．（2023秋•陕西宝鸡陇县期中）如图所示流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（　　） A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能 B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能 C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能 D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能 【答案】D 【分析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，这四个冲程的顺序是一定的，不能改变。 其中的压缩冲程和做功冲程进行了两次重要的能量转化：压缩冲程是机械能转化为内能；做功冲程是内能转化为机械能。 【解析】根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高；第三个冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能。 故选：D。 9．（2024•湖北武汉洪山区期中）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错误的是（　　） 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，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 C．做功冲程中，具有很明显的机械能转化为内能的过程 D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量中很大部分 【答案】C 【分析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能；根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类。 【解析】A、在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； B、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，则燃料混合物的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B正确； C、在做功冲程中，燃气对活塞做功，内能转化为机械能，故C错误； D、在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D正确。 故选：C。 10．（2023秋•湖北武汉期末）如图所示是四冲程柴油机的工作示意图，下列说法中正确的是（　　） A．该柴油机一个工作循环四个冲程的正确顺序为乙、丁、甲、丙 B．该柴油机在吸气冲程中吸入的是空气和燃料的混合物 C．丁冲程中气缸内高温高压的气体推动活塞向下运动，气体的内能减小 D．使燃料在气缸内燃烧更充分，柴油机的效率会更高，燃料的热值会更大 【答案】C 【分析】（1）内燃机的四个冲程依次是吸气、压缩、做功和排气冲程；根据气门的关闭情况和活塞的运动方向判断是哪一个冲程； （2）柴油机在吸气冲程里吸进气缸的只有空气； （3）物体对外做功，其内能减小，温度降低； （4）燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。 【解析】A、甲图中两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程；乙图中进气门开启，活塞下行，是吸气冲程；丙图中排气门开启，活塞上行，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，因此该柴油机一个工作循环四个冲程的正确顺序为乙、甲、丁、丙，故A错误； B、柴油机在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，故B错误； C、丁是做功冲程，高温高压的气体对活塞做功，气体的内能减少、温度降低，C正确； D、燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此使燃料在气缸内燃烧更充分，柴油机的效率会更高，燃料的热值不变，故D错误。 故选：C。 11．（2024•福建厦门二模）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．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、甲、乙 B．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁 C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 D．丁图冲程能量转化：内能转化为机械能 【答案】C 【分析】（1）内燃机的四个冲程依次是吸气、压缩、做功和排气冲程；根据气门的关闭情况和活塞的运动方向判断是哪一个冲程； （2）工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机车获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成； （3）内燃机的工作过程：在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动2周，做功一次； （4）内燃机工作过程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能。 【解析】A、甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；所以正确的排序是乙、丁、甲、丙，故A错误； B、内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故B错误； C、四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50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1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故C正确； D、丁图是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能，故D错误。 故选：C。 三、热值及其计算（共6小题） 12．（2024•连云港中考）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 【答案】D 【分析】（1）热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关；（2）根据Q放＝mq分析解答；（3）知道焦炭的热值和质量，根据Q放＝mq求出焦炭放出的热量。 【解析】AC、热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关，故AC错误； B、根据Q放＝mq知在质量相同时，燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少，故B错误； D、焦炭放出的热量：Q放＝mq＝1kg×3.0×107J/kg＝3.0×107J，故D正确。 故选：D。 13．（2023秋•甘肃武威凉州区期末）下列关于热值的说法正确的是（　　） A．燃料燃烧的越充分，热值越大 B．2kg煤的热值等于1kg煤的热值 C．1kg煤燃烧放出4×105J的热量，则煤的热值为4×105J/kg D．燃料燃烧时，用的燃料越多，获得的热值越大 【答案】B 【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。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，据此分析判断。 【解析】AD、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故AD错误； B、热值是燃料的一种属性只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以2kg煤的热值等于1kg煤的热值，故B正确； C、由于不确定燃料是否完全燃烧，故C错误。 故选：B。 14．（2024•湖北黄冈期末）汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大？我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个50kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m，如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等，就可以算出所需汽油的质量m0。下列相关说法正确的是（　　） A．该中学生克服重力做了1.5×103J的功 B．汽油的热值与汽油燃烧的情况有关 C．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油燃烧放出的热量为4.6×107J D．通过计算可知m0约为0.33g 【答案】D 【分析】（1）已知中学生的质量，利用G＝mg求其重力，求出爬楼高度，再利用W＝Gh求克服重力做的功；（2）热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量大小、燃烧情况无关；（3）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值； （4）汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等，由此可知汽油完全燃烧放出的热量，再利用Q放＝mq求需要汽油的质量。 【解析】A、中学生的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 克服重力做功：W＝Gh＝500N×3m×10＝1.5×104J，故A错误； B、汽油的热值是汽油的一种特性，与汽油的燃烧情况无关，故B错误； C、汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J，C错误； D、由题知，汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等， 则汽油完全燃烧放出的热量Q放＝W＝1.5×104J， 由Q放＝mq得需要汽油的质量：m0＝＝≈0.33×10﹣3kg＝0.33g，故D正确。 故选：D。 15．（2024•湖北襄阳模拟）燃烧秸秆是造成雾霾天气的原因之一，为保护环境，在市郊建起了加工秸秆制成秸秆煤发电的工厂。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 　 　J的热量；若这些热量被质量为100kg，初温为20℃的水吸收，则在标准大气压下可使水温升高到 　 　℃。该电厂年发电量可达9×107kW•h，与发电效率20%的同等规模的火电厂相比，除可减少CO2的排放量，每年还能节约 　 　kg标准煤。（q秸秆煤＝2.1×107J/kg，q标准煤＝3.0×107J/kg） 【答案】1.05×107；45；5.4×107 【分析】（1）知道秸秆煤的质量和秸秆煤的热值，利用公式Q放＝mq可计算秸秆煤完全燃烧放出的热量； （2）知道水的质量、水的比热容，根据Q放＝Q吸＝cmΔt可计算水升高的温度，再计算水的末温； （3）知道秸秆电厂每年可提供的电能，根据η＝×100%求出标准煤完全燃烧释放的热量，利用Q放＝mq求出每年可节约标准煤的质量。 【解析】（1）秸秆煤完全燃烧释放的热量：Q放＝m秸秆煤q秸秆煤＝0.5kg×2.1×107J/kg＝1.05×107J。 （2）由题意可知，水吸收的热量为：Q吸＝Q放＝1.05×107J， 由Q吸＝cmΔt得，水升高的温度：Δt＝＝＝25℃， 在标准大气压下可使水温升高到：t＝t0+Δt＝20℃+25℃＝45℃； （3）秸秆电厂每年可提供电能：W＝9×107kW•h＝9×107×3.6×106J＝3.24×1014J， 由η＝×100%得，标准煤完全燃烧释放热量：Q放＝＝＝1.62×1015J， 由Q放＝mq可得，每年可节约标准煤质量：m＝＝＝5.4×107kg。 16．（2024•陕西榆林定边县期末）汽油因热值高常作为内燃机的燃料，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧50g汽油所释放的热量是 　 　J，若发动机获得的机械能是9.2×105J，该发动机的效率是 　 　。若在使用中汽油不完全燃烧，则它的热值 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。若水箱中有质量5kg、初温20℃的水，一段时间后水吸收了8.4×105J的热量，则此时水温变为 　 　℃。 【答案】2.3×106；40%；不变；60 【分析】（1）根据Q放＝mq求出50g汽油完全燃烧放出的热量； （2）根据η＝×100%求出该发动机的效率； （3）燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关； （4）根据Q吸＝cmΔt求出水升高的温度，利用t＝t0+Δt求出水的末温。 【解析】50g汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝0.05kg×4.6×107J/kg＝2.3×106J； 该发动机的效率为：η＝×100%＝×100%＝40%； 燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此汽油的热值不变；若水箱中有质量5kg、初温20℃的水，一段时间后水吸收了8.4×105J的热量，则水温变为：Δt＝＝＝40℃， 故水温变为t＝t0+Δt＝20℃+40℃＝60℃。 17．（2024•湖北青山区模拟）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4.6×107J/kg） 【答案】6×103；25；60 【分析】（1）根据m＝ρV计算出燃料混合物的质量，根据空燃比计算出汽油的质量，然后根据Q放＝qm求出汽油燃烧产生的热量； （2）四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环，一个工作循环中只有做功冲程对外做功，活塞往复两次，曲轴转动两周； （3）先求出1s内汽油的燃烧放出的热量，再求出发动机1s所做的功，发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值，据此计算发动机的效率。 【解析】（1）一个工作循环吸入混合物的体积：V＝2L＝2×10﹣3m3； 一个工作循环吸入混合物的质量：m混＝ρ混V＝1.5kg/m3×2×10﹣3m3＝3×10﹣3kg； 一个工作循环吸入汽油的质量：m油＝m混＝×3×10﹣3kg＝×10﹣3kg； 发动机做一次功，燃料燃烧产生热量为：Q放＝qm油＝4.6×107J/kg××10﹣3kg＝6×103J； （2）汽油机的转速为3000r/min，说明1s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，1s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＝25Q放＝25×6×103J＝1.5×105J， 根据公式P＝可知，发动机1s做功为：W＝Pt＝9×104W×1s＝9×104J； 该车发动机的效率：η＝＝×100%＝60%。 四、热机的效率（共6小题） 18．（2023秋•四川内江期末）两台热机，甲的热机效率比乙的高，下列说法正确的是（　　） A．甲热机消耗的燃料多 B．甲热机的功率比乙热机的小 C．甲热机比乙热机做功少 D．做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的少 【答案】D 【分析】热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，效率高则比值大。功率是表示物体做功快慢的物理量，与效率没有关系。 【解析】热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 A、甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明做相同的有用功，甲消耗的汽油少，但不知有用功的多少，故A错误； B、热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，而功率是表示物体做功快慢的物理量，与效率没有关系，故B错误； C、甲的热机效率比乙高，由机械效率的公式η＝分析知，无法确定甲、乙做功的多少，故C错误； D、甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明做相同的有用功，甲消耗的汽油少，即甲损失的能量比乙损失的少，故D正确。 故选：D。 19．（2024•河北邯郸永年区期中）关于热机效率下列说法中，正确的是（　　） A．通过科技创新，采用先进热机的制造工艺，热机效率可以达到100% B．若汽油机甲的热机效率高于汽油机乙的热机效率，则甲消耗的汽油比乙消耗少 C．柴油机的热机效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大 D．保持汽油机转动部分良好的润滑可以提高汽油机的热机效率 【答案】D 【分析】（1）任何机器都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%； （2）热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，则效率越高； （3）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，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； （4）提高热机效率的方法：①尽量让燃料充分燃烧；②设法利用废气的能量；③减少能量损失；④保证良好的润滑。 【解析】A、热机在工作时不可避免的有能量损失，而且要克服机械部件间的摩擦做额外功，效率一定小于100%，故A错误； B、汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与汽油完全燃烧放出的能量之比；甲汽油机效率比乙汽油机效率高，说明甲汽油机用来做有用功的能量与汽油完全燃烧放出的能量之比大，由于两汽油机所做的有用功未知，所以不能说明甲汽油机消耗汽油比乙消耗少，故B错误； C、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在压缩冲程中压缩程度大，喷入雾状柴油后燃烧更充分；做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关，故C错误； D、保证转动部分良好的润滑可以减小摩擦，减少额外功，可以提高热机的效率，故D正确。 故选：D。 20．（2023秋•广东广州越秀区期末）汽油机的能量流向如图所示，以下说法（　　） ①E2＝E5+E6 ②E1＝E2+E3+E4+E5+E6 ③热机效率 ④ A．①和③是正确的 B．②和④是正确的 C．只有③是正确的 D．只有④是正确的 【答案】D 【分析】热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，结合图中数据分析。 【解析】由图可知，E2＝E4+E5+E6，故①错误；E1＝E2+E3＝E3+E4+E5+E6，故②错误； 由图可知，热机效率为：η＝＝＝，故③错误，④正确。 故选：D。 21．（2024春•吉林长春二道区期末）有经验的柴油机维修师不用仪器就能判断一些问题，在相同条件下，下列经验之谈你认为正确的是（　　） A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 C．尾气的颜色越发黑，柴油的热值越高 D．定时保养及时更换润滑油，能提高柴油机的效率 【答案】D 【分析】（1）热机的效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；燃烧相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高； （2）燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。 【解析】A、尾气的温度越高，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，故A错误； B、尾气的柴油味浓，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，故B错误； C、燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此尾气的颜色是否发黑，柴油的热值都不变，故C错误； D、定期保养和及时更换润滑油，可以减小摩擦带来的能量损耗，能提高柴油机的效率，故D正确。 故选：D。 22．（2023秋•四川宜宾兴文县期末）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图中汽油机的燃料燃烧得不充分，就会降低燃料的热值 B．甲图是压缩冲程 C．由乙图可知该汽油机的效率是30% D．由乙图可知，在热机的能量损失中，机械能散热耗能最多 【答案】B 【分析】（1）燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关；（2）根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程；（3）热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出热量的比值，结合图中数据分析；（4）热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，其中废气带走的能量最多。 【解析】A、燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此甲图中汽油机的燃料燃烧得不充分，其热值不变，故A错误； B、两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故B正确； C、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出热量的比值，由图可知，输出有用机械能所占比例为：100%﹣36%﹣30%﹣6%＝28%，即该汽油机的效率为28%，C错误； D、由图乙可知，在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，故D错误。 故选：B。 23．（2023秋•湖北武汉武昌区期中）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【答案】A 【分析】（1）内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能；（2）热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，结合图中数据分析；（3）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。 【解析】A、根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确； B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用功所占比例为：100%﹣36%﹣30%﹣6%＝28%，即该汽油机的效率为28%，故B错误； CD、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故CD错误。 故选：A。 五、能量的转化与守恒（共5小题） 24．（2024•湖南中考）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 【答案】C 【分析】（1）能量之间可以相互转化；电能可以转化为其他形式的能； （2）改变物体内能的方式：做功和热传递。 【解析】A、电烤炉取暖是利用电流的热效应工作的，是电能先转化为内能，内能通过热传递转移到人体，故A错误； B、古人钻木取火是通过做功方式将机械能转化为内能，故B错误； C、热水泡脚，是通过热传递的方式将水的内能转移到脚上，增大脚部的内能，C正确； D、对着手“呵气”取暖，是热的传递过程，属通过热传递改变物体内能，故D错误。 故选：C。 25．（2023秋•黑龙江海林市期末）下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（　　） A．在自然界中不是所有能量都能利用 B．能量的利用是有条件的，也是有代价的 C．不同温度的物体发生热传递时，热传递的方向只能从高温物体到低温物体，不会相反D．汽车，刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力 【答案】D 【分析】能量可以从某一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变，能量转化具有方向性。 【解析】A、在自然界中不是所有能量都能利用，例如雷电带来的能量，还不能被人类所利用，故A正确，不符合题意； B、能量的利用是有条件的，也是有代价的，例如利用核能来发电，一旦核泄漏造程度的后果将不堪想象，故B正确；不符合题意； C、热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，故C正确；不符合题意； C、汽车刹车时，车的动能转化为内能，内能不可以自动地、不引起其它变化地完全转化为机械能，说能量转化具有方向性，故D错误；符合题意。 故选：D。 26．（2024•河南驻马店驿城区校级期中）关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．任何制造永动机的设想，无论看上去多么巧妙，都是一种徒劳 B．空调机既能制热，也能制冷，说明热传递不存在方向性 C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天 D．一个单摆来回摆动很多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒 【答案】A 【分析】能量的转化与守恒是普遍遵守的自然规律，虽然能量是守恒的，但不同的能量其可利用的品质不同，热力学第二定律告诉我们，能量的转化具有方向性。 【解析】A、永动机违背能量守恒定律，不可能制成，故A正确； B、热传递的方向性是指在没有外界影响的前提下，空调机工作过程掺进了电流做功，显然不满足这个前提，故B错误； C、虽然自然界的能量是守恒的，但存在能量耗散，不同的能量其可利用的品质不同，能源危机不是杞人忧天，故C错误； D、单摆在来回摆动许多次后总会停下来，机械能减少，但由于摩擦等各种因素，转化为其他形式的能量，但能量是守恒的，故D错误。 故选：A。 27．（2024•内蒙古鄂尔多斯东胜区一模）公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示。该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。下列说法正确的是（　　） A．风力发电机将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将电能转化为太阳能 C．蓄电池供电时将电能转化为化学能 D．路灯照明时将电能转化为光能 【答案】D 【分析】根据能量的形式分析能的转化。 【解析】A、风力发电机利用的是电磁感应原理将风能转化为电能，故A错误； B、太阳能电池板工作时，是将太阳能转化为电能储存起来，故A错误； C、夜晚蓄电池给路灯供电时，将化学能转化为电能，故C错误； D、路灯工作时将电能在转化为光能，故D正确。 故选：D。 28．（2023秋•新疆阿勒泰地区期中）如图所示是某科技馆的一台“永动机”，由5根轻杆和转轴构成轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后形状记忆合金迅速复原。关于该“永动机”的说法正确的是（　　） A．科技发展制造出了永动机 B．转动会使水温升得更高 C．“永动机”依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 D．水的内能转化为转轮的机械能 【答案】D 【分析】自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性，所以无法制造“永动机”。 【解析】A、从能量守恒定律可知，科技再发展也不可能制造出永动机，故A错误； B、永动机转动时，不断从热水中吸收热量，热水的温度会降低，故B错误； C、转轮转动的过程中克服摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转动需要外力做功，故C错误； D、轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，其具有热涨冷缩的性质，当其进入热水后受热膨胀而伸展，在水的反作用力作用下而转动，水的内能转化为机械能，故D正确。 故选：D。 六、热效率的计算（共6小题） 29．（2024•辽宁本溪期末）某拖拉机耕地时行驶一公里消耗柴油1kg，若此柴油机的效率为30%，则这些柴油完全燃烧输出的有用功为 　 　J；柴油机的水箱中装有100kg的水，每升高1℃，吸收的热量为 　 　J。【柴油的热值为4.6×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）】 【答案】1.38×107；4.2×105 【分析】（1）根据Q放＝mq求出1kg柴油完全燃烧放出的热量，利用η＝求出柴油机输出的有用功；（2）根据Q吸＝c水m水Δt求出每升高1℃，水吸收的热量。 【解析】1kg柴油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝1kg×4.6×107J/kg＝4.6×107J， 柴油机输出的有用功为：W＝ηQ放＝30%×4.6×107J＝1.38×107J； 柴油机的水箱中装有100kg的水，每升高1℃，吸收的热量为： Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×1℃＝4.2×105J。 30．（2024•广东江门鹤山市模拟）某汽油机工作时的能量损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦及其它损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107J/kg。则该汽油机工作时汽油燃烧释放能量的 　 　%转化为机械能；若该汽油机消耗2kg汽油，获得的机械能为 　 　J；经过不断改进和创新，汽油机的效率 　 　（选填“可以”或“不可以”）可以提高到100%。 【答案】25；2.3×107；不可以 【分析】（1）热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，结合题中数据分析； （2）根据Q放＝mq求出2kg汽油完全燃烧放出的热量，利用η＝求出机械能； （3）任何机器都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%。 【解析】热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由题意可知，输出有用机械能所占比例为：100%﹣30%﹣35%﹣10%＝25%，即该汽油机的效率为25%； 2kg汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J， 获得的机械能为：W＝ηQ放＝25%×9.2×107J＝2.3×107J； 汽油机在工作时不可避免的有能量损失，而且要克服机械部件间的摩擦做额外功，效率一定小于100%。 31．（2024•湖北武汉开学）物理兴趣小组进行社会实践活动。小丽对一台如图1所示的便携式丁烷气炉的加热效率进行探究。（内置一瓶新的燃气，参数如表所示。 气瓶规格 品名 总质量 主要成份 热值 蓝焰 354g 丁烷 9×107J/kg （1）丁烷燃烧 　 　能转化为 　 　能。 （2）用气炉给3kg的水加热，同时绘制出了如图2所示的加热过程中水温随时间变化的图线。6分钟后，停止加热，拆下气瓶，称得气瓶质量为312g，若每分钟燃烧的丁烷气体质量相等，则 　 　分钟内（选填“0～2”、“2～4”、“4～6”）的加热效率最大，并计算此最大加热效率是多少。 【答案】（1）化学；内； （2）0～2；燃气炉烧水时的最大热效率为30% 【分析】（1）丁烷燃烧化学能转化为内能； （2）燃料每分钟燃烧的质量相等，计算出0﹣2min消耗的燃料，根据放热公式计算放出的热量，根据吸热公式计算吸收水吸收热量多少，最后根据效率公式计算最大加热效率。 【解析】（1）丁烷燃烧化学能转化为内能； （2）由分析可知，0﹣2min时加热效率最大；0﹣2min消耗的燃料的质量：m＝＝14g＝0.014kg，完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.014kg×9×107J/kg＝1.26×106J； 水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（50℃﹣20℃）＝3.78×105J； 最大加热效率：η＝＝×100%＝30%。 32．（2024•山西中考）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3） （1）求汽车的平均速度。 （2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。 （3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 【答案】（1）汽车的平均速度为90km/h；（2）汽油完全燃烧放出的热量Q为9×108J；（3）汽车发动机的效率为40% 【分析】（1）根据路程和时间直接计算；（2）题中给的热值是单位质量的产热，所以要先根据体积算质量，再算放出的热量；（3）根据W＝Pt算出机械功，再结合热机的效率进行计算。 【解析】（1）汽车平均速度为：。 （2）消耗汽油的质量为：m＝ρV＝25L×0.8×103kg/m3＝20kg； 燃烧释放的热量为：Q＝qm＝4.5×107J/kg×20kg＝9×108J。 （3）汽车发动机做的机械功为：W＝Pt＝25kW×4h＝3.6×108J； 发动机的机械效率为：。 33．（2023秋•贵州黔西南兴义市月考）某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，求： （1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （2）该汽油机的效率。 【分析】（1）知道满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强和气缸容积，根据W＝FL＝pSL＝pV求出一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （2）1800r/min表示飞轮1min转动1800周，根据飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次求出1min对外做功的次数，然后求出1min燃气对活塞做的功；知道1min消耗汽油的质量，根据Q放＝mq求出汽油完全燃烧释放的热量，根据η＝×100%求出该汽油机的效率。 【解析】（1）气缸容积V＝150mL＝150cm3＝1.5×10﹣4m3， 一个做功冲程中燃气对活塞做功：W0＝FL＝pSL＝pV＝9.0×105Pa×1.5×10﹣4m3＝135J； （2）因飞轮每转两圈对外做功一次，由1800r/min可知，飞轮1min转动1800周，做功900次，则1min燃气对活塞做的功：W＝W0×900＝135J×900＝1.215×105J， 1min消耗汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝10×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝4.6×105J， 该汽油机的效率：η＝×100%＝×100%≈26.4%。 34．（2024•湖南岳阳二模）某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指，这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L，【已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）q汽油＝3.2×107J/L】如下表为此小汽车的相关数据。 （1）汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？ （2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%，求汽车消耗多少升汽油以及此时汽车的实际功率。 总质量：1500kg 经济耗油量 （90km/h）8L/100km 车轮与地面的总接触面积：8.0×10﹣2m2 水箱容量：4L 额定功率：90kW 【分析】（1）先由密度公式求出水的质量，然后利用公式Q吸＝cmΔt计算水吸收的热量； （2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，即汽车以90km/h的速度行驶50km，求出实际消耗汽油的体积；利用Q放＝Vq求完全燃烧汽油放出的热量，利用效率公式求出汽车做的功，利用速度公式求所用时间，再利用P＝求出汽车的功率。 【解析】（1）当水箱装满水，水的体积V＝4L＝4×10﹣3m3， 由ρ＝可得，水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg， 水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×25℃＝4.2×105J； （2）在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km实际用油： V汽油＝（8L/100km）×50km＝4 L； 4L汽油完全燃烧放出热量：Q放＝V汽油q汽油＝4L×3.2×107J/L＝1.28×108J， 汽车所做的功：W＝ηQ放＝31.25%×1.28×108J＝4×107J， 由v＝可得，汽车行驶的时间：t＝＝＝h＝2000s， 则汽车的实际功率：P＝＝＝2×104W。 答：（1）水需要吸收的热量为4.2×105J； （2）汽车消耗4L汽油；此时汽车的功率为2×104W。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$