专题强化02：内能的利用题型归纳【9大题型】-2024-2025学年九年级全一册物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破专题系列（人教版）

专题强化02：内能的利用题型归纳 【题型归纳】 · 题型一：热机的认识 · 题型二：汽油机工作过程 · 题型三：柴油机的工作过程 · 题型四：柴油机和汽油机区别 · 题型五：燃料热值 · 题型六：能量的转移和守恒 · 题型七：热机的效率提高途径 · 题型八：冲程的计算问题 · 题型九：热机效率的计算 【题型探究】 题型一：热机的认识 1．（23-24九年级上·山东临沂·期末）下列关于热机的说法正确的是（　　） A．热机的效率为100% B．热机只有汽油机和柴油机两种 C．热机工作时都要利用燃料的化学能 D．好的热机工作时不排放废气 2．（23-24九年级上·福建宁德·期末）近年来我国先进装备层出不穷，民族自豪感倍增。以下装备的动力装置不属于是热机的是（    ） A．玉兔号月球车 B．山东舰 C．歼20 D．长征五号火箭 3．（22-23九年级上·广西南宁·期中）关于热机，下列说法中正确的是（　　） A．热机的效率可达100% B．热机只有汽油机和柴油机两种 C．好的热机工作时不排放废气 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 题型二：汽油机工作过程 4．（23-24九年级上·山东枣庄·期末）如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中错误的是（　　） A．汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物 B．吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是：丁甲丙乙 C．丙图是做功冲程，发生的能量是把内能转化为机械能 D．若飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功50次 5．（23-24九年级上·陕西渭南·期末）如图所示为四冲程汽油机的某一冲程。下列说法正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，将机械能转化为内能 B．热机对外输出的有用功小于燃料燃烧放出的能量，说明能量不守恒 C．若汽油在汽缸内完全燃烧，则发动机效率可达100% D．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则每秒对外做功10次 6．（23-24九年级上·湖南衡阳·期末）如图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向。请你结合气门的位置做出判断，下列说法中不正确的是（　　） A．甲冲程中将机械能转化为内能 B．丙冲程中将内能转化为机械能 C．正确的工作顺序是：乙甲丙丁 D．甲、乙、丁三个冲程依靠飞轮惯性完成 题型三：柴油机的工作过程 7．（23-24九年级上·陕西西安·期末）1876年，德国工程师奥托制造了第一台新型的以煤气为燃料的四冲程内燃机。如图为四冲程柴油机的工作过程。下列关说法正确的是（　　） A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小 C．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能 D．柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容小 8．（21-22九年级上·甘肃武威·期中）为保障防疫期间特殊情况下的用电，许多医院用柴油机发电，关于柴油机下列说法正确的是（　　） A．向柴油机汽缸内多通入空气可以提高柴油的热值 B．压缩冲程中汽缸内气体的内能增大 C．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 D．用水循环来降低柴油机的温度主要是利用水的比热容较小 9．（21-22九年级上·安徽六安·阶段练习）如图所示是柴油机的示意图，已知柴油的热值为4.2×107J/kg。若该柴油机的效率为30%，下列关于柴油机工作过程描述正确的是（　　） A．如图所示的是压缩冲程 B．该柴油机消耗100g柴油可以获得约1.26×106J的有用功 C．该冲程将内能转化为机械能 D．该柴油机燃料释放的能量绝大部分转化为机械能 题型四：柴油机和汽油机区别 10．（20-21九年级上·广东深圳·期末）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（　　） A．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气 11．（23-24九年级上·河南新乡·期末）下列关于汽油机和柴油机的说法不正确的是（    ） A．柴油机和汽油机使用的燃料不同 B．柴油机和汽油机吸入的气体都是空气 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．柴油机和汽油机的做功冲程都是将内能转化为机械能 12．（23-24九年级上·四川成都·阶段练习）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 题型五：燃料热值 13．（23-24九年级上·广东东莞·期中）关于热值，下列说法中正确的是（　　） A．燃料燃烧得越充分，其热值越大 B．燃料的热值越大，完全燃烧相同的质量放出的热量越多 C．容易燃烧的燃料热值一定大 D．一杯酒精倒出一半之后，剩余的酒精热值减半 14．（23-24九年级上·湖北武汉·期中）质量为m的汽油完全燃烧获得热量，与一个500N的中学生从大厦的1楼步行至第11楼克服重力做的功，焦耳数相等（每层楼层高为3m）。下列相关说法正确的是（　　） A．该中学生克服重力做了1.5×105J的功 B．中学生爬楼是将机械能转化为内能 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m约为0.33g 15．（23-24九年级上·陕西咸阳·期中）用烟煤烧水时，在1标准大气压下，将10kg的水从加热到燃烧了1.4kg的烟煤。已知水的比热容是，烟煤的热值为．下列说法正确的是（    ） A．烟煤燃烧过程中热值不断减小 B．烧水过程中水的比热容不断增大 C．此过程中水吸收的热量为 D．此过程中加热效率为8% 题型六：能量的转移和守恒 16．（23-24九年级上·河北保定·期末）关于能量转化，下列说法中正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．电暖气工作时，电能主要转化为内能 C．燃料燃烧时，内能转化为化学能 D．洗衣机工作时，机械能转化为电能 17．（23-24九年级上·湖北黄石·期中）下列关于能量的说法中，正确的是（　　） A．电热水壶工作时是将内能转化为电能 B．洗衣机工作时是将电能转化为机械能 C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少 D．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转化 18．（23-24九年级上·河南郑州·期末）图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭，图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水，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；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是（    ） A．使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C．水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的 题型七：热机的效率提高途径 19．（23-24九年级上·山东菏泽·期中）为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（    ） A．尽量使燃料充分燃烧 B．用导热性更好的材料做内燃机汽缸 C．增加燃料的质量 D．让燃料放出的热量全部用来做有用功 20．（23-24九年级上·四川成都·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．增加废气带走的热量可以提高热机的效率 21．（22-23九年级上·黑龙江佳木斯·期末）如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法不正确的是（　　） A．废气的排放所占的比例最大，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的利用率 C．若该汽油机工作时汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 D．该汽油机的能量利用率为30% 题型八：冲程的计算问题 22．（23-24九年级上·河北保定·期末）如图，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。此实验得到的结论是：对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），它的内能会增加，其能量转化情况与单缸四冲程汽油机的 冲程相同，若汽油机的转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 23．（23-24九年级上·陕西西安·期末）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的 冲程，当3kg汽油完全燃烧时放出的热量是 J。若这台汽油机飞轮转速是4800r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 24．（23-24九年级上·安徽安庆·期末）图示为车发动机的压缩冲程，若飞轮的转速为，在1s内，汽油机做功 次；若车所受牵引力为720N，匀速直线行驶，完全燃烧汽油0.8kg，该发动机的工作效率是 %。（取） 题型九：热机效率的计算 25．（23-24九年级上·河北沧州·期末）某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃。问： （1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热量？   （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量的40%损失，液化气的热值是5.0×107J/ m3） 26．（23-24九年级上·安徽合肥·期末）2023年12月14日晚，搭载可重复使用试验航天器的“长征2F”改进型运载火箭从酒泉卫星发射中心成功发射。本次任务是中国可重复使用试验航天器的第3次飞行试验。试验航天器将在轨运行一段时间后，返回国内预定着陆场，期间将开展可重复使用技术验证及空间科学实验。据相关公开资料此次任务使用的“长征2F”火箭，起飞总质量约500t，其中搭载的可重复使用试验航天器（有效载荷）约8.5t、火箭的燃料偏二甲肼约170t，其余质量为帮助燃烧的氧化剂、火箭外壳及结构等。本次发射“长征2F”火箭的运载能力相当于将8.5t的有效载荷从地面缓慢推送到约3200km的高空。已知偏二甲肼的热值约为4×107J/kg。 （1）求170t燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量； （2）若g值恒为10N/kg，仅考虑对有效载荷做功，从能量转化的角度，估算本次发射该火箭的效率。 27．（23-24九年级上·贵州黔东南·期中）小明家新安装了一台如图所示的太阳能热水器，热水器铭牌如下： 型号HM-20 集热管数28支 水箱容积200L 集热管总面积2m2 防水等级A 系统承压3.0MPa （1）已知太阳能热水器每小时每平方米吸收太阳能是6×106J，求太阳能热水器5h吸收了多少J的太阳能？ （2）热水器贮满水后，5h吸收的太阳能使水温从升高到，则太阳能热水器的效率是多少？ （3）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从升高到时，转化效率为50％，需要多少立方米天然气？（天然气的热值为） 【专题强化】 一、单选题 28．（23-24九年级上·辽宁盘锦·期末）随着人们生活水平的提高，汽车走进千家万户，关于小汽车的知识说法正确的是（　　） A．汽油的热值比柴油大，大多数小汽车用汽油机做发动机 B．发动机做功冲程将内能转化为机械能 C．精心保养可使发动机的效率达到100% D．排出的尾气对环境没有任何污染 29．（23-24九年级下·湖南长沙·期中）下列关于“热机”说法中，正确的是（　　） A．汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的沸点高 B．汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 C．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大 D．发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能直接转化为机械能 30．（23-24九年级上·四川广元·期末）如图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法不正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能 B．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则每秒对外做功20次 C．即使汽油在汽缸内完全燃烧，发动机热效率也不能达到100% D．汽油机除了做功冲程外，其余三个冲程都是依靠飞轮转动的惯性完成的 31．（23-24九年级上·河北邯郸·期中）下列有关热机效率、燃料热值、物体内能、比热容的说法中，正确的是（  ） A．热机所用燃料的热值越大，效率越高 B．质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容大的物质温度变化较大 C．汽油的热值大于柴油的热值，所以汽油燃烧放出的热量多 D．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率不一定越高 32．（23-24九年级上·湖北武汉·期末）如图所示。在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉。迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是（　　） A．筒内气体的内能转化为活塞的机械能 B．图中能量转化的过程与汽油机压缩冲程相同 C．筒内气体和筒壁的内能改变方式相同 D．筒内气体的温度升高主要是因为活塞克服摩擦做功 33．（23-24九年级上·湖北武汉·期末）为了估测天然气热水器的热效率，小华发现，当热水器向洗衣机注入的热水达到40L时。洗衣机自动停止注水。若自来水的温度是15℃，注入洗衣机的热水的温度为40℃。在注水过程中热水器共消耗天然气0.16m3，已知天然气的热值为3.2×107J/m3，则下列说法错误的是（　　） A．天然气的热值表示1kg天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J B．注入洗衣机中水的内能增加4.2×106J C．0.16m3的天然气完全燃烧放出的热量为5.12×106J D．该天然气热水器的热效率约为82% 34．（23-24九年级上·湖北武汉·期末）如图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图甲正确的画出了吸气冲程中活塞、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。图乙、丙、丁分别是小明同学自己画的压缩、做功、排气冲程，其中错误的是（　　） A．丁 B．丙 C．丙和丁 D．乙和丁 35．（23-24九年级上·河南郑州·期末）中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是（　　） A．下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能大小 B．“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律 C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，饮水鸟会慢慢地停下来 D．如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来 36．（23-24九年级上·陕西西安·期末）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，下图是某汽车汽油机的能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．由图可知该汽油机的效率是30% B．四冲程汽油机一个工作循环，完成四个冲程.，飞轮转两周，对外做功两次 C．汽车开动后，充电线路可以给蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的用电器 D．冬天汽车都会利用尾气中的能量给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 37．（23-24九年级上·山西临汾·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．甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．甲图是做功冲程，将内能转化为机械能 D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明汽油机的效率越高 二、填空题 38．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）如图所示，是汽油机工作循环中的 冲程，若该汽油机每分钟做功1200次，则飞轮的转速为 r/s。汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体内能的，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 性。 39．（23-24九年级下·湖南衡阳·期中）小军用天然气将体积为2L、初温为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是 J；若此过程的热效率为40%，则消耗天然气 m3。[，，q天然气＝4.0×107J/m3] 40．（23-24九年级下·江苏常州·期末）早在八百多年前，我国就发明了流行于民间的走马灯如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，密度变 （选填“大”或“小”）而上升，形成气流，驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中，空气的 能转化为风车的机械能，这与四冲程汽油机 冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为1800r/min，则该汽油机1s对外做功 次。 41．（23-24九年级上·四川广元·期末）2023年10月28日恰逢星期天，小张一家开车去了旺苍光头山观赏满山偏野的红叶。一天的旅行结束后，小张的爸爸发现汽车消耗了15kg汽油，这15kg汽油完全燃烧放出热量是 J，若这台汽车的热效率为30%，不计其他能量损失，则汽车对外所做的有用功为 J。 42．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）如图所示是四冲程内燃机工作循环中的 冲程。若此内燃机内对外做功1200次，则曲轴的转速是 。在一个工作循环中消耗了20g汽油，完全燃烧放出的热量为 J；若这台汽油机的效率为，则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。用水冷却汽车发动机是因为水的 大。 三、计算题 43．（23-24九年级上·安徽安庆·期末）据统计，截至2023年9月，全国燃油汽车保有量大约为3.3亿辆，每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取29％，燃油的热值取。 (1)全国3.3亿辆燃油汽车每年消耗的燃油完全燃烧放出的热量为多少？ (2)如果能把内燃机效率提高1％，全国每年可以节约多少吨燃油？ 44．（23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·开学考试）小明学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是，他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量，于是他仔细记录了家里每天烧水、做饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于是每天将30kg、20℃的水烧开。 （1）小明家每天烧水、做饭需要多少热量？ （2）如果普通煤的热值为，从理论上讲小明家每天烧水、做饭需要多少千克的煤？ （3）小明家实际平均每天要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含0.5kg煤来算，他家实际用煤2kg。请你计算出小明家煤炉的效率。 45．（2024·辽宁鞍山·二模）压路机，以机械本身的重力作用广泛用于各种路面的压实作业，使被碾压层产生永久变形而密实，如图是一台双轮压路机，其工作质量为，双轮与地面的接触面积为400cm2。在一次压路作业中，压路机在水平路面上匀速行驶10min通过了240m的路程，行驶过程中受到的阻力是其重力的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的热值取） （1）压路机在这次压路作业中运动的速度是多少？ （2）压路机静止在水平路面上时对路面的压强是多少？ （3）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？ （4）若其发动机效率为30％，这次作业要消耗多少千克柴油？ 46．（23-24九年级上·四川眉山·期中）氢气﹣汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，小华驾驶使用上述发动机的轿车沿平直公路从甲地至乙地，两地相距250km，出发时油箱内汽油的质量为8kg，设氢气和汽油在气缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，全程分两个阶段，如图所示。 阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以25m/s的速度匀速行驶1h到达丙地，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，消耗了0.8kg氢气。 阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，小华切换汽油为燃料，轿车仍以25m/s的速度匀速行驶，此过程中发动机的效率为25%。 （1）求轿车行驶过程中受到的阻力； （2）在使用氢燃料的情况下，求轿车发动机的效率； （3）请通过计算说明小华最终能否到达乙地；（q氢气=1.5×108J/kg、q汽油=4×107J/kg） 四、综合题 47．（23-24九年级上·河南商丘·期末）油电混合动力汽车作为新能源汽车的一种，越来越受到人们的青睐。新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗12L的燃料。已知燃料的密度。请计算： （1）当汽车使用蓄电池行驶时，电动机将 能转化为 能； （2）若燃料的热值为，则燃料完全燃烧12L放出多少J的热量 ？ （3）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液温度升高从20℃升高到70℃，求防冻液的质量 ？[防冻液的比热容为] 48．（23-24九年级上·山东烟台·期末）阅读短文，回答下列问题 燃气热水器 图甲为某款燃气热水器工作原理示意图。通电后。打开冷水阀和燃气管上的燃气阀，再打开热水阀。电子点火器点火。燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮，同时风机工作。高温烟气上升，流经热交换器，将热交换器的冷水加热，产生的热水从B点处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。 研究发现：热交换器中，烟气与水之间单位时间传递的能量随交换器水管表面积的增大而增大；烟气具有的内能E随烟气湿度t变化的关系如图乙所示。 丙图是该燃气热水器的技术参数，其中“热水产出率”的含义是：每分钟使水温升高25℃时的出水体积；“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 额定耗气量 热水产出率 丙    （1）两个指示灯是二极管灯泡，该灯泡由 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制作； （2）下列措施中能提高热水器加热效率的是 ： A．采用热值更高的燃料    B．提高进水口冷水的初温 C．加长热交换器中水管长度    D．使水管中的进水量减小 （3）某次使用时，设定热水管出水温度45℃，热水器正常工作用时15min，则该过程燃气完全燃烧放出的热量为 J；已知热水器的加热效率为70%，测得冷水管进水温度25℃，则该次用水 L。 49．（23-24九年级上·江苏南通·期末）如图甲所示，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，混合动力汽车启动时，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电。请回答下列问题。 （1）该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，如图乙是汽油机的 冲程，此冲程是利用 方式改变内能； （2）若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功 次； （3）驾驶员踩刹车踏板时，可以通过车轮带动电机发电，再将产生的电能转化为 能储存在蓄电池中； （4）假设一辆发动机效率为30%的汽车一年消耗燃油400kg，将发动机的效率从30%提高到40%每年可以节省汽油 kg。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题强化02：内能的利用题型归纳 【题型归纳】 · 题型一：热机的认识 · 题型二：汽油机工作过程 · 题型三：柴油机的工作过程 · 题型四：柴油机和汽油机区别 · 题型五：燃料热值 · 题型六：能量的转移和守恒 · 题型七：热机的效率提高途径 · 题型八：冲程的计算问题 · 题型九：热机效率的计算 【题型探究】 题型一：热机的认识 1．（23-24九年级上·山东临沂·期末）下列关于热机的说法正确的是（　　） A．热机的效率为100% B．热机只有汽油机和柴油机两种 C．热机工作时都要利用燃料的化学能 D．好的热机工作时不排放废气 【答案】C 【详解】A．在使用热机过程中，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，故A错误； B．根据热机的概念，只要将内能转化为机械能的机械都属于热机，蒸汽机、火箭、柴油机、汽油机等都属于热机，故B错误； C．热机工作时，燃料燃烧产生化学能，转化为内能，将内能转化为机械能，故C正确； D．任何热机工作时都会排放废气，故D错误。 故选C。 2．（23-24九年级上·福建宁德·期末）近年来我国先进装备层出不穷，民族自豪感倍增。以下装备的动力装置不属于是热机的是（    ） A．玉兔号月球车 B．山东舰 C．歼20 D．长征五号火箭 【答案】A 【详解】山东舰、歼20、长征五号火箭都是利用热机提供动力的。因为月球上没有空气，且对动力要求是非常高，所以玉兔号月球车是利用电动机来提供动力的。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（22-23九年级上·广西南宁·期中）关于热机，下列说法中正确的是（　　） A．热机的效率可达100% B．热机只有汽油机和柴油机两种 C．好的热机工作时不排放废气 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 【答案】D 【详解】A．热机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而做额外功，无法使热机的效率达到100%，故A错误； B．蒸汽机、汽轮机、柴油机、汽油机等都属于热机，故B错误； C．热机排气冲程中排出废气，故C错误； D．使燃科燃烧更充分，相同质量燃料燃烧放出的热量多，损失的热量就少，可利用的能量就越多，故可以提高热机的效率，故D正确。 故选D。 题型二：汽油机工作过程 4．（23-24九年级上·山东枣庄·期末）如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中错误的是（　　） A．汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物 B．吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是：丁甲丙乙 C．丙图是做功冲程，发生的能量是把内能转化为机械能 D．若飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功50次 【答案】D 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物，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气缸，故A正确，不符合题意； B．由图可知，甲进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，乙排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，丙进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，丁进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是：丁甲丙乙，故B正确，不符合题意；   C．丙图是做功冲程，发生的能量是把内能转化为机械能，使汽油机获得动力，故C正确，不符合题意；   D．若飞轮每分钟转3000转，则每秒转50转，2转经历4个冲程，对外做功1次，所以50转对外做功25次，故D错误，符合题意。 故选D。 5．（23-24九年级上·陕西渭南·期末）如图所示为四冲程汽油机的某一冲程。下列说法正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，将机械能转化为内能 B．热机对外输出的有用功小于燃料燃烧放出的能量，说明能量不守恒 C．若汽油在汽缸内完全燃烧，则发动机效率可达100% D．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则每秒对外做功10次 【答案】D 【详解】A．如图所示，两气门关闭，高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，该冲程为做功冲程，故A错误； B．热机对外输出的有用功小于燃料燃烧放出的能量，是因为存在热损失等因素，能量的总量是保持不变的，仍然符合能量守恒，故B错误； C．由于存在热损失及机械摩擦，汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率也不可能达100%，故C错误； D．汽油机一个工作循环包括4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，即20r/s，则每秒对外做功10次，故D正确。 故选D。 6．（23-24九年级上·湖南衡阳·期末）如图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向。请你结合气门的位置做出判断，下列说法中不正确的是（　　） A．甲冲程中将机械能转化为内能 B．丙冲程中将内能转化为机械能 C．正确的工作顺序是：乙甲丙丁 D．甲、乙、丁三个冲程依靠飞轮惯性完成 【答案】C 【详解】甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，是将机械能转化为内能的过程。乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此排气冲程；丙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程，是把内能转化为机械能的过程；丁图中进气门打开，排气门关闭，因此是吸气冲程。 A．甲冲程是压缩冲程，即将机械能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．丙冲程是做功冲程，即将内能转化为机械能，故B正确，不符合题意； C．正确的工作顺序是：丁甲丙乙，故C错误，符合题意； D．甲、乙、丁三个冲程依靠飞轮惯性完成，而丙冲程，即做功冲程是靠燃料燃烧释放能量提供动力的，故D正确，不符合题意。 故选C。 题型三：柴油机的工作过程 7．（23-24九年级上·陕西西安·期末）1876年，德国工程师奥托制造了第一台新型的以煤气为燃料的四冲程内燃机。如图为四冲程柴油机的工作过程。下列关说法正确的是（　　） A．汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小 C．压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能 D．柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容小 【答案】C 【详解】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．燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值跟燃料的种类、物态有关，保持不变，故B错误； C．做功和热传递都可以改变内能，压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故C正确； D．柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容大，吸收相同的热量时温度升高小，故D错误。 故选C。 8．（21-22九年级上·甘肃武威·期中）为保障防疫期间特殊情况下的用电，许多医院用柴油机发电，关于柴油机下列说法正确的是（　　） A．向柴油机汽缸内多通入空气可以提高柴油的热值 B．压缩冲程中汽缸内气体的内能增大 C．柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物 D．用水循环来降低柴油机的温度主要是利用水的比热容较小 【答案】B 【详解】A．热值大小仅与燃料的种类有关，与柴油机汽缸内空气的多少无关，故A错误； B．柴油机的压缩冲程中汽缸内气体的内能增大，温度升高，故B正确； C．柴油机在吸气冲程中吸入空气，故C错误； D．用水循环来降低热机的温度，主要是利用水比热容较大的特性，故D错误。 故选B。 9．（21-22九年级上·安徽六安·阶段练习）如图所示是柴油机的示意图，已知柴油的热值为4.2×107J/kg。若该柴油机的效率为30%，下列关于柴油机工作过程描述正确的是（　　） A．如图所示的是压缩冲程 B．该柴油机消耗100g柴油可以获得约1.26×106J的有用功 C．该冲程将内能转化为机械能 D．该柴油机燃料释放的能量绝大部分转化为机械能 【答案】B 【详解】AC．图中的冲程中，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，在吸气冲程中没有能量的转化，故AC错误； B．柴油完全燃烧放出的热量 由 可得，该汽油机对外做的有用功 故B正确； D．柴油机的效率为30%，柴油机燃料释放的能量少部分转化为机械能，燃料燃烧放出的热量中，一部分用来克服机件摩擦，一部分由机件直接向外散热，废气的温度很高，带走了大部分的热量，故D错误。 故选B。 题型四：柴油机和汽油机区别 10．（20-21九年级上·广东深圳·期末）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（　　） A．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高 C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气 【答案】B 【详解】A．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的汽缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A错误； B．在压缩冲程，柴油机的压缩比例更大，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高，故B正确； 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、在吸气冲程，柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物．故D错误。 故选B。 11．（23-24九年级上·河南新乡·期末）下列关于汽油机和柴油机的说法不正确的是（    ） A．柴油机和汽油机使用的燃料不同 B．柴油机和汽油机吸入的气体都是空气 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．柴油机和汽油机的做功冲程都是将内能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．柴油机和汽油机使用的燃料不同，分别使用的是柴油和汽油，故A正确，不符合题意； B．汽油机吸入气缸的物质是汽油和空气的混合物；柴油机吸入气缸的是空气，故B错误，符合题意； C．柴油机和汽油机的构造不同，汽油机气缸顶部有个火花塞，火花塞产生电火花，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，喷油嘴可以喷出雾状柴油，故C正确，不符合题意； D．柴油机和汽油机的做功冲程，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 12．（23-24九年级上·四川成都·阶段练习）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 【详解】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正确，不符合题意； 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正确，不符合题意； 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错误，符合题意； 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正确，不符合题意。 故选C。 题型五：燃料热值 13．（23-24九年级上·广东东莞·期中）关于热值，下列说法中正确的是（　　） A．燃料燃烧得越充分，其热值越大 B．燃料的热值越大，完全燃烧相同的质量放出的热量越多 C．容易燃烧的燃料热值一定大 D．一杯酒精倒出一半之后，剩余的酒精热值减半 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的一种特性，与其是否燃烧的充分无关，故A错误； B．根据Q=mq可知，燃料的热值越大，完全燃烧相同的质量放出的热量越多，故B正确； C．热值是燃料的一种特性，与其是否容易燃烧无关，故C错误； D．热值是燃料的一种特性，与其质量无关，因此一杯酒精倒出一半之后，剩余的酒精热值不变，故D错误。 故选B。 14．（23-24九年级上·湖北武汉·期中）质量为m的汽油完全燃烧获得热量，与一个500N的中学生从大厦的1楼步行至第11楼克服重力做的功，焦耳数相等（每层楼层高为3m）。下列相关说法正确的是（　　） A．该中学生克服重力做了1.5×105J的功 B．中学生爬楼是将机械能转化为内能 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m约为0.33g 【答案】D 【详解】A．中学生从大厦的1楼步行至第11楼上升的高度为 h=3m×（11-1）=30m 克服重力做的功为 W=Gh=500N×30m=1.5×104J 故A错误； B．爬楼过程中，消耗了中学生体内的生物质能，获得了机械能，是生物质能转化为机械能，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，故C错误； D．由题意可知，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为 Q放=W=1.5×104J 由Q放=mq得，需要汽油的质量为 故D正确。 故选D。 15．（23-24九年级上·陕西咸阳·期中）用烟煤烧水时，在1标准大气压下，将10kg的水从加热到燃烧了1.4kg的烟煤。已知水的比热容是，烟煤的热值为．下列说法正确的是（    ） A．烟煤燃烧过程中热值不断减小 B．烧水过程中水的比热容不断增大 C．此过程中水吸收的热量为 D．此过程中加热效率为8% 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，热值的大小与质量和燃烧程度无关，燃料在燃烧过程中热值不变，故A错误； B．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与吸放热的多少、质量、体积的大小都没有关系，所以加热的过程中，水的比热容不变，故B错误； C．水吸收的热量 故C错误； D．烟煤完全燃烧放出的热量 则加热效率 故D正确。 故选D。 题型六：能量的转移和守恒 16．（23-24九年级上·河北保定·期末）关于能量转化，下列说法中正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．电暖气工作时，电能主要转化为内能 C．燃料燃烧时，内能转化为化学能 D．洗衣机工作时，机械能转化为电能 【答案】B 【详解】A．给手机充电时，将电能转化为化学能，故A错误； B．电暖气工作时，利用电流的热效应，将电能转化为内能，故B正确； C．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，故C错误； D．洗衣机工作时，将电能转化为机械能，故D错误。 故选B。 17．（23-24九年级上·湖北黄石·期中）下列关于能量的说法中，正确的是（　　） A．电热水壶工作时是将内能转化为电能 B．洗衣机工作时是将电能转化为机械能 C．能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少 D．用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转化 【答案】B 【详解】A．电水壶工作时消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能的过程，故A错误； B．洗衣机工作时，消耗电能，产生机械能，故是将电能转化为机械能的过程，故B正确； C．根据能量守恒定律可知，能量在转化或转移的过程，其总能量总保持不变，不会凭空消失，也不会凭空产生，故C错误； D．用热水泡脚，是通过热传递的方式改变脚的内能使身体会感觉暖和的，这个过程是内能的转移过程，说明内能可以转移，故D错误。 故选B。 18．（23-24九年级上·河南郑州·期末）图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭，图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水，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；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是（    ） A．使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C．水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能 D．在整个过程中，能量总量是保持不变的 【答案】B 【详解】A．向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，能量转化方式是相同的，故A正确，不符合题意； B．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B错误，符合题意； C．水火箭升空过程中水从尾部的金属管向下喷出对瓶做功，将内能转化为水火箭的机械能故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律可知，水火箭向上飞向空中的过程中，内能转化成水瓶的动能和重力势能，由于摩擦一部分转化成内能，在整个过程中能量总量是保持不变的，故D正确，不符合题意。 故选B。 题型七：热机的效率提高途径 19．（23-24九年级上·山东菏泽·期中）为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（    ） A．尽量使燃料充分燃烧 B．用导热性更好的材料做内燃机汽缸 C．增加燃料的质量 D．让燃料放出的热量全部用来做有用功 【答案】A 【详解】A．燃料充分燃烧可以减小因燃烧过程不充分造成的能量损失，可以提高热机的效率，故A符合题意； B．汽缸的导热性越好，因热传递损失的热量越多，效率越低，故B不符合题意； C．效率是有用功与总功的比，增加燃料的质量只能增加总功，不一定能提高效率，故C不符合题意； D．热机工作过程中总是存在能量的损失，不可能让燃料放出的热量全部用来做有用功，故D不符合题意。 故选A。 20．（23-24九年级上·四川成都·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．增加废气带走的热量可以提高热机的效率 【答案】A 【详解】A．甲图两气门关闭，活塞向上运动，压缩气体，活塞对气缸内的气体做功，气体的内能增加，温度升高，是压缩冲程，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率是 故B错误； C．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃烧是否充分无关，故C错误； D．热机效率是有用功与总功的比，增加废气带走的热量会降低热机的效率，要提高热机的效率应减小废气带走的热量，故D错误。 故选A。 21．（22-23九年级上·黑龙江佳木斯·期末）如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法不正确的是（　　） A．废气的排放所占的比例最大，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的利用率 C．若该汽油机工作时汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 D．该汽油机的能量利用率为30% 【答案】C 【详解】A．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，不符合题意； B．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，不符合题意； C．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧没有关系，因此汽油没有完全燃烧，汽油的热值与不燃烧时相同，故C错误，符合题意； D．该汽油机的热机效率为 故D正确，不符合题意。 故选C。 题型八：冲程的计算问题 22．（23-24九年级上·河北保定·期末）如图，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。此实验得到的结论是：对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），它的内能会增加，其能量转化情况与单缸四冲程汽油机的 冲程相同，若汽油机的转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 【答案】 做功 压缩 20 【详解】[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，活塞对气体做功，使棉絮燃烧起来，说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高。 [2]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。 [3]四冲程汽油机的飞轮转速为，则该飞轮每秒钟转圈。因为一个工作循环飞轮转圈，完成个工作冲程，做功一次，故汽油机每秒对外做功次。 23．（23-24九年级上·陕西西安·期末）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的 冲程，当3kg汽油完全燃烧时放出的热量是 J。若这台汽油机飞轮转速是4800r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 【答案】 压缩 1.38×108 40 【详解】[1]图中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 [2]3kg汽油完全燃烧时放出的热量 [3]已知该汽油机飞轮的转速是 即汽油机每秒飞轮转动80转，汽油机一个工作循环，经历4个冲程，飞轮转动2转，则该汽油机每秒可完成40个工作循环。 24．（23-24九年级上·安徽安庆·期末）图示为车发动机的压缩冲程，若飞轮的转速为，在1s内，汽油机做功 次；若车所受牵引力为720N，匀速直线行驶，完全燃烧汽油0.8kg，该发动机的工作效率是 %。（取） 【答案】 20 20 【详解】[1]内燃机一个工作流程等于飞轮转两转等于四个冲程，一个工作流程有一次做功。飞轮的转速为，1s内转动40转，有20次做功。 [2]汽车的有用功为 总功为 热机的效率为 题型九：热机效率的计算 25．（23-24九年级上·河北沧州·期末）某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃。问： （1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热量？   （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量的40%损失，液化气的热值是5.0×107J/ m3） 【答案】（1）1.26×105J；（2）4.2×10-3m3 【详解】解：（1）水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×5℃=1.26×105J （2）燃料燃烧需要放出的热量 液化气的体积 答：（1）实验时6kg的水15min内吸收的热量为1.26×105J； （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧4.2×10-3m3的液化气。 26．（23-24九年级上·安徽合肥·期末）2023年12月14日晚，搭载可重复使用试验航天器的“长征2F”改进型运载火箭从酒泉卫星发射中心成功发射。本次任务是中国可重复使用试验航天器的第3次飞行试验。试验航天器将在轨运行一段时间后，返回国内预定着陆场，期间将开展可重复使用技术验证及空间科学实验。据相关公开资料此次任务使用的“长征2F”火箭，起飞总质量约500t，其中搭载的可重复使用试验航天器（有效载荷）约8.5t、火箭的燃料偏二甲肼约170t，其余质量为帮助燃烧的氧化剂、火箭外壳及结构等。本次发射“长征2F”火箭的运载能力相当于将8.5t的有效载荷从地面缓慢推送到约3200km的高空。已知偏二甲肼的热值约为4×107J/kg。 （1）求170t燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量； （2）若g值恒为10N/kg，仅考虑对有效载荷做功，从能量转化的角度，估算本次发射该火箭的效率。 【答案】（1）6.8×1012J；（2）4% 【详解】解：（1）已知燃料偏二甲肼的质量为170t=1.7×105kg，偏二甲肼的热值约为4×107J/kg，根据热值的公式可得，这些燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量为 释放的热量为6.8×1012J。 （2）仅考虑对有效载荷做功，即克服有效载荷自身重力所做的功，为有用功，已知有效载荷的质量为8.5t=8.5×103kg，升高的高度为3200km=3.2×106m，g值恒为10N/kg，有效载荷的重力为 克服有效载荷自身重力所做的功为 已知释放的热量为6.8×1012J，根据热机效率的公式可知，本次发射该火箭的效率为 本次发射该火箭的效率为4%。 答：（1）170t燃料偏二甲肼完全燃烧释放的热量为6.8×1012J； （2）本次发射该火箭的效率为4%。 27．（23-24九年级上·贵州黔东南·期中）小明家新安装了一台如图所示的太阳能热水器，热水器铭牌如下： 型号HM-20 集热管数28支 水箱容积200L 集热管总面积2m2 防水等级A 系统承压3.0MPa （1）已知太阳能热水器每小时每平方米吸收太阳能是6×106J，求太阳能热水器5h吸收了多少J的太阳能？ （2）热水器贮满水后，5h吸收的太阳能使水温从升高到，则太阳能热水器的效率是多少？ （3）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从升高到时，转化效率为50％，需要多少立方米天然气？（天然气的热值为） 【答案】（1）；（2）42%；（3） 【详解】解：（1）太阳能热水器5h吸收的太阳能 （2）水的体积 水的质量 水吸收的热量 太阳能效率 （3）天然气完全燃烧放出的热量为 则天然气体积 答：（1）太阳能热水器5h吸收了6×107J的太阳能； （2）太阳能热水器的效率是42%； （3）需要天然气1.26m3。 【专题强化】 一、单选题 28．（23-24九年级上·辽宁盘锦·期末）随着人们生活水平的提高，汽车走进千家万户，关于小汽车的知识说法正确的是（　　） A．汽油的热值比柴油大，大多数小汽车用汽油机做发动机 B．发动机做功冲程将内能转化为机械能 C．精心保养可使发动机的效率达到100% D．排出的尾气对环境没有任何污染 【答案】B 【详解】A．虽然汽油的热值比柴油大，但是在做功冲程中，柴油机里燃气的压强比汽油机的大，柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，汽油和柴油应用领域不同不是由热值决定的，故A错误； B．发动机做功冲程，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故B正确； C．任何方法都不可能使汽油机的效率达到100%，故C错误； D．排出的尾气对环境是有污染的，故D错误。 故选B。 29．（23-24九年级下·湖南长沙·期中）下列关于“热机”说法中，正确的是（　　） A．汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的沸点高 B．汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 C．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大 D．发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能直接转化为机械能 【答案】C 【详解】A．汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的比热容大，与其他物质质量相同时，吸收相同热量，升高温度较少，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值不会改变，故B错误； C．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大，燃烧质量相同时，释放热量较大，故C正确； D．发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 30．（23-24九年级上·四川广元·期末）如图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法不正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能 B．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则每秒对外做功20次 C．即使汽油在汽缸内完全燃烧，发动机热效率也不能达到100% D．汽油机除了做功冲程外，其余三个冲程都是依靠飞轮转动的惯性完成的 【答案】B 【详解】A．图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程中内能转化为机械能，故A正确，不符合题意； B．单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s，即汽油机飞轮每秒转20圈，对外做功10次，故B错误，符合题意； C．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故C正确，不符合题意； D．汽油机做功冲程有高温高压气体推动活塞运动，其他三个冲程都是靠飞轮转动的惯性完成的，故D正确，不符合题意。 故选B。 31．（23-24九年级上·河北邯郸·期中）下列有关热机效率、燃料热值、物体内能、比热容的说法中，正确的是（  ） A．热机所用燃料的热值越大，效率越高 B．质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容大的物质温度变化较大 C．汽油的热值大于柴油的热值，所以汽油燃烧放出的热量多 D．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率不一定越高 【答案】D 【详解】A．用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高，故A错误； B．质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，由可知，比热容大的物质，温度变化小，故B错误； C．由可知，燃料燃烧发出热量的多少与燃料的质量、热值有关，由于不知道汽油和柴油的质量关系，虽然汽油的热值大于柴油的热值，但是无法确定汽油燃烧发出的热量是否比柴油多，故C错误； D．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，热机所用燃料的化学能转化成的内能多，但是转化的有用功不一定多，所以效率不一定高，故D正确。 故选D。 32．（23-24九年级上·湖北武汉·期末）如图所示。在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉。迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是（　　） A．筒内气体的内能转化为活塞的机械能 B．图中能量转化的过程与汽油机压缩冲程相同 C．筒内气体和筒壁的内能改变方式相同 D．筒内气体的温度升高主要是因为活塞克服摩擦做功 【答案】B 【详解】AB．迅速压下活塞，活塞对筒内气体做功，活塞的机械能转化为筒内气体的内能，能量转化与汽油机压缩冲程相同，故A错误，B正确； C．迅速压下活塞，活塞对筒内气体做功，筒内气体被做功，内能增大，是通过做功改变内能，筒壁的内能是通过热传递改变的，故C错误； D．筒内气体的温度升高主要是因为活塞对筒内气体做功，故D错误。 故选B。 33．（23-24九年级上·湖北武汉·期末）为了估测天然气热水器的热效率，小华发现，当热水器向洗衣机注入的热水达到40L时。洗衣机自动停止注水。若自来水的温度是15℃，注入洗衣机的热水的温度为40℃。在注水过程中热水器共消耗天然气0.16m3，已知天然气的热值为3.2×107J/m3，则下列说法错误的是（　　） A．天然气的热值表示1kg天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J B．注入洗衣机中水的内能增加4.2×106J C．0.16m3的天然气完全燃烧放出的热量为5.12×106J D．该天然气热水器的热效率约为82% 【答案】A 【详解】A．天然气的热值为3.2×107J/m3，表示1m3天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J，故A错误，符合题意； B．当热水器向洗衣机注入的热水达到40L，水的质量为 m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×40×10-3m3=40kg 水吸收的热量，即水内能的增加量为 Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-15℃)=4.2×106J 故B正确，不符合题意； C．0.16m3的天然气完全燃烧放出的热量为 Q放=qV=3.2×107J/m3×0.16m3=5.12×106J 故C正确，不符合题意； D．该天然气热水器的热效率为 故D正确，不符合题意。 故选A。 34．（23-24九年级上·湖北武汉·期末）如图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图甲正确的画出了吸气冲程中活塞、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。图乙、丙、丁分别是小明同学自己画的压缩、做功、排气冲程，其中错误的是（　　） A．丁 B．丙 C．丙和丁 D．乙和丁 【答案】A 【详解】甲图中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动是吸气冲程；乙图中，两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程；丙图中，两个气门都关闭，此时活塞向下运动，是做功冲程；丁图中，进气门关闭，排气门打开，根据曲轴的转动方向可知，活塞向下，不符合排气冲程的特点，故A错误，A符合题意，故BCD正确，BCD不符合题意。 故选A。 35．（23-24九年级上·河南郑州·期末）中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是（　　） A．下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能大小 B．“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律 C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，饮水鸟会慢慢地停下来 D．如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来 【答案】A 【详解】A．下球中乙醚汽化的过程，吸收热量，是通过热传递的方式改变了内能大小，故A错误，A符合题意； B．“饮水鸟”和外界有能量交换，不是凭空动起来的，因此根据能量守恒定律可知，“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律，故B正确，B不符合题意； C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，气压变小，很难将乙醚压入上球，饮水鸟的重心不能上移，则饮水鸟会慢慢地停下来，故C正确，C不符合题意； D．饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。据此可知如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来，故D正确，D不符合题意。 故选A。 36．（23-24九年级上·陕西西安·期末）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，下图是某汽车汽油机的能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．由图可知该汽油机的效率是30% B．四冲程汽油机一个工作循环，完成四个冲程.，飞轮转两周，对外做功两次 C．汽车开动后，充电线路可以给蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的用电器 D．冬天汽车都会利用尾气中的能量给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【答案】C 【详解】A．如图，该汽油机的效率为 100%－6%－30%－36%＝28% 故A错误； B．四冲程汽油机一个工作循环，完成四个冲程.，飞轮转两周，对外做功一次，故B错误； C．汽车开动后，充电线路给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，相当于用电器，故C正确； D．热值是燃料的特性，冬天汽车都会利用尾气中的能量给车内供暖不会改变燃料的热值，故D错误。 故选C。 37．（23-24九年级上·山西临汾·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．甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．甲图是做功冲程，将内能转化为机械能 D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明汽油机的效率越高 【答案】A 【详解】AC．甲图两气门关闭，活塞向上运动，压缩气体，活塞对汽缸内的气体做功，气体的内能增加，温度升高，是压缩冲程，机械能转化为内能，故A正确，C错误； B．由乙图可知该汽油机的效率为 故B错误； D．尾气中“汽油味”越重，说明汽油燃烧越不充分，做的有用功相同时需要消耗更多的燃料，汽油机的工作效率越低，故D错误。 故选A。 二、填空题 38．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）如图所示，是汽油机工作循环中的 冲程，若该汽油机每分钟做功1200次，则飞轮的转速为 r/s。汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体内能的，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 性。 【答案】 压缩 40 做功 方向 【详解】[1]如图所示，活塞向上运动，吸气门关闭，排气门关闭，是汽油机工作循环中的压缩冲程。 [2]若该汽油机每分钟做功1200次，则每秒做功20次，飞轮转动两转对外做功1次，则飞轮的转速为40r/s。 [3]改变内能的方法有做功和热传递，汽车在紧急刹车时，摩擦生热，刹车片会发烫，这是通过做功的方式增加物体内能的。 [4]能量的转化和转移具有方向性，因此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。 39．（23-24九年级下·湖南衡阳·期中）小军用天然气将体积为2L、初温为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是 J；若此过程的热效率为40%，则消耗天然气 m3。[，，q天然气＝4.0×107J/m3] 【答案】 6.72105 0.042 【详解】[1]水吸收的热量 [2]天然气的体积 40．（23-24九年级下·江苏常州·期末）早在八百多年前，我国就发明了流行于民间的走马灯如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，密度变 （选填“大”或“小”）而上升，形成气流，驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中，空气的 能转化为风车的机械能，这与四冲程汽油机 冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为1800r/min，则该汽油机1s对外做功 次。 【答案】 小 内 做功 15 【详解】[1]点燃蜡烛，上方的空气吸收热量，温度升高体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动。 [2][3]该过程中，空气的内能转化为风车的机械能，这与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。 [4]汽油机曲轴的转速为 即汽油机的曲轴每秒转30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1次，所以该汽油机1s对外做功15次。 41．（23-24九年级上·四川广元·期末）2023年10月28日恰逢星期天，小张一家开车去了旺苍光头山观赏满山偏野的红叶。一天的旅行结束后，小张的爸爸发现汽车消耗了15kg汽油，这15kg汽油完全燃烧放出热量是 J，若这台汽车的热效率为30%，不计其他能量损失，则汽车对外所做的有用功为 J。 【答案】 6.9×108 2.07×108 【详解】[1]15kg汽油完全燃烧放出热量为 [2]由得，汽车对外所做的有用功为 42．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）如图所示是四冲程内燃机工作循环中的 冲程。若此内燃机内对外做功1200次，则曲轴的转速是 。在一个工作循环中消耗了20g汽油，完全燃烧放出的热量为 J；若这台汽油机的效率为，则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。用水冷却汽车发动机是因为水的 大。 【答案】 做功 2400 比热容/比热 【详解】[1]图中，内燃机两气门都关闭，火花塞点火，活塞由上向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程。 [2]四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，并对外做功1次，每分钟对外做功1200次，曲轴转2400圈，因此曲轴的转速为。 [3]汽油完全燃烧放出的热量 [4]燃料放出的总热量相当于机械做的总功，一个工作循环中输出的有用机械能 [5]水的比热容较大，与相同质量的其它液态物质相比，升高相同温度时可以吸收较多的热量，所以用来冷却汽车发动机。 三、计算题 43．（23-24九年级上·安徽安庆·期末）据统计，截至2023年9月，全国燃油汽车保有量大约为3.3亿辆，每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取29％，燃油的热值取。 (1)全国3.3亿辆燃油汽车每年消耗的燃油完全燃烧放出的热量为多少？ (2)如果能把内燃机效率提高1％，全国每年可以节约多少吨燃油？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）全国3.3亿辆燃油汽车每年消耗的燃油完全燃烧放出的热量为 （2）由题意可知，汽车内燃机的效率平均值取29%，即 若内燃机效率提高1%，此时内燃机的效率平均值为 因为 故 故 则 把内燃机效率提高1%，全国每年可以节约燃油的质量为 44．（23-24九年级下·内蒙古巴彦淖尔·开学考试）小明学习了有关热学的知识后，知道了水的比热容是，他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量，于是他仔细记录了家里每天烧水、做饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于是每天将30kg、20℃的水烧开。 （1）小明家每天烧水、做饭需要多少热量？ （2）如果普通煤的热值为，从理论上讲小明家每天烧水、做饭需要多少千克的煤？ （3）小明家实际平均每天要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含0.5kg煤来算，他家实际用煤2kg。请你计算出小明家煤炉的效率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）小明家每天烧水、做饭需要热量为 （2）依题意可知，小明家每天烧水、做饭需要煤的质量为 （3）实际用煤2kg完全燃烧放出的热量为 则小明家煤炉的效率为 答：（1）小明家每天烧水、做饭需要热量为； （2）如果普通煤的热值为，从理论上讲小明家每天烧水、做饭需要煤； （3）小明家煤炉的效率为。 45．（2024·辽宁鞍山·二模）压路机，以机械本身的重力作用广泛用于各种路面的压实作业，使被碾压层产生永久变形而密实，如图是一台双轮压路机，其工作质量为，双轮与地面的接触面积为400cm2。在一次压路作业中，压路机在水平路面上匀速行驶10min通过了240m的路程，行驶过程中受到的阻力是其重力的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的热值取） （1）压路机在这次压路作业中运动的速度是多少？ （2）压路机静止在水平路面上时对路面的压强是多少？ （3）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？ （4）若其发动机效率为30％，这次作业要消耗多少千克柴油？ 【答案】（1）0.4m/s：（2）3106Pa；（3）；（4）0.96kg 【详解】解：（1）压路机在这次压路作业中运动的速度为 （2）压路机静止在水平路面上对水平面的压力为 压路机静止在水平路面上时对路面的压强 （3）压路机匀速前进时，牵引力大小为 牵引力做的功 （4）需要的总能量为 则柴油的质量为 答：（1）在这次作业中运动的速度是0.4m/s； （2）该压路机对水平地面的压强3106Pa； （3）压路机做的功是； （4）这次作业消耗柴油的质量是0.96kg。 46．（23-24九年级上·四川眉山·期中）氢气﹣汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，小华驾驶使用上述发动机的轿车沿平直公路从甲地至乙地，两地相距250km，出发时油箱内汽油的质量为8kg，设氢气和汽油在气缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，全程分两个阶段，如图所示。 阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以25m/s的速度匀速行驶1h到达丙地，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，消耗了0.8kg氢气。 阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，小华切换汽油为燃料，轿车仍以25m/s的速度匀速行驶，此过程中发动机的效率为25%。 （1）求轿车行驶过程中受到的阻力； （2）在使用氢燃料的情况下，求轿车发动机的效率； （3）请通过计算说明小华最终能否到达乙地；（q氢气=1.5×108J/kg、q汽油=4×107J/kg） 【答案】（1）800N；（2）60%；（3）不能 【详解】解：（1）轿车行驶过程中受到的牵引力 因为匀速直线行驶，牵引力与阻力大小相等，则阻力也为800N。 （2）轿车发动机的效率 （3）第二阶段行驶的路程为 第二阶段牵引力做的功 需要汽油的质量为 故小华最终不能否到达乙地。 答：（1）轿车行驶过程中受到的阻力为800N； （2）在使用氢燃料的情况下，轿车发动机的效率为60%； （3）通过计算小华最终不能到达乙地。 四、综合题 47．（23-24九年级上·河南商丘·期末）油电混合动力汽车作为新能源汽车的一种，越来越受到人们的青睐。新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗12L的燃料。已知燃料的密度。请计算： （1）当汽车使用蓄电池行驶时，电动机将 能转化为 能； （2）若燃料的热值为，则燃料完全燃烧12L放出多少J的热量 ？ （3）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液温度升高从20℃升高到70℃，求防冻液的质量 ？[防冻液的比热容为] 【答案】 电 机械 1035kg 【详解】解：（1）[1][2]当汽车使用蓄电池行驶时，电动机将电能转化为机械能。 （2）[3]燃料的质量为 燃料完全燃烧放出的热量为 （3）[4]防冻液吸收的热量为 防冻液的质量 。 答：（1）当汽车使用蓄电池行驶时，电动机将电能转化为机械能； （2）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧放出的热量为； （3）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液从20℃升高到70℃，防冻液的质量为1035kg。 48．（23-24九年级上·山东烟台·期末）阅读短文，回答下列问题 燃气热水器 图甲为某款燃气热水器工作原理示意图。通电后。打开冷水阀和燃气管上的燃气阀，再打开热水阀。电子点火器点火。燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮，同时风机工作。高温烟气上升，流经热交换器，将热交换器的冷水加热，产生的热水从B点处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。 研究发现：热交换器中，烟气与水之间单位时间传递的能量随交换器水管表面积的增大而增大；烟气具有的内能E随烟气湿度t变化的关系如图乙所示。 丙图是该燃气热水器的技术参数，其中“热水产出率”的含义是：每分钟使水温升高25℃时的出水体积；“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 额定耗气量 热水产出率 丙    （1）两个指示灯是二极管灯泡，该灯泡由 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制作； （2）下列措施中能提高热水器加热效率的是 ： A．采用热值更高的燃料    B．提高进水口冷水的初温 C．加长热交换器中水管长度    D．使水管中的进水量减小 （3）某次使用时，设定热水管出水温度45℃，热水器正常工作用时15min，则该过程燃气完全燃烧放出的热量为 J；已知热水器的加热效率为70%，测得冷水管进水温度25℃，则该次用水 L。 【答案】 半导体 C 200 【详解】（1）[1]两指示灯是二极管灯泡，二极管是由半导体材料制成的。 （2）[2] ABD．热水器加热效率是指被水吸收的热量与燃料完全燃烧产生的能量之比，只与水吸收的热量和燃料完全燃烧产生的能量有关，与燃料的热值、进水口冷水的初温、水管中的进水量的多少等无关，故ABD不符合题意； C．热交换器中，烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大，所以加长热交换器中水管长度可以增加水吸收的热量，减少了热损失，可以提高热水器加热效率，故C符合题意。 故选C。 （3）[3]由额定耗气量3.2m3/h可知，工作15min消耗燃气的体积 则15min释放的热量 Q放=Vq=0.8m3×3×107J/m3=2.4×107J [4] 热水器的加热效率为70%，则水吸收的热量 Q=ηQ放=70%×2.4×107J=1.68×107J 水的温度由25℃升高到45℃时，水的质量 则水的体积 49．（23-24九年级上·江苏南通·期末）如图甲所示，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，混合动力汽车启动时，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电。请回答下列问题。 （1）该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，如图乙是汽油机的 冲程，此冲程是利用 方式改变内能； （2）若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功 次； （3）驾驶员踩刹车踏板时，可以通过车轮带动电机发电，再将产生的电能转化为 能储存在蓄电池中； （4）假设一辆发动机效率为30%的汽车一年消耗燃油400kg，将发动机的效率从30%提高到40%每年可以节省汽油 kg。 【答案】 做功 做功 20 化学 100 【详解】（1）[1]两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程。 [2]在做功冲程中，高温、高压的燃气对外做功，将内能转化为机械能。 （2）[3]四冲程内燃机的飞轮转速是2400r/min=40r/s，即汽油机飞轮每秒转40圈，对外做功20次。 （3）[4]驾驶员踩刹车踏板时，可以通过车轮带动发电机发电，机械能转化为电能，再将产生的电能转化为化学能储存在蓄电池中。 （4）[5]设每年可以节省汽油x%，有用功相同，根据W有=Q放η和Q放=mq，则有 mq×30%=m×(1－x%)q×40%解得x%=25%，即可以节省25%的汽油，所以节省的汽油的质量为 Δm=25%×400kg=100kg 2 学科网（北京）股份有限公司 $$