第十四 第2节 热机的效率-【重难点手册】2024-2025学年九年级全一册物理（人教版）

更难专手细九年级物理) 第2节热机的效率 重点和难点 课标要求 1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立 燃料燃烧产生的热量的计 热值的概念。 算、热机效率的计算是本节的 2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。 重点和难点 3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么 是热机的效率。 01必备知识梳理。 重难点1燃料的热值 (2)Q=gV,适用于热值用J/m3为单位的 L.燃料燃烧的能量转化 情况。 燃料燃烧是一种化学变化.燃料燃烧将燃 深度理解 料中储存的化学能转化为内能 1.“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.1kg 2.热值的物理意义 的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的 相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热 大小，在数值上才等于这种燃料的热值.如 量不同.为了表示不同燃料完全燃烧时的放热 果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算 能力，引入燃料的热值这一物理量 出的热量要小 3.热值 2.“与其质量之比”的含义是热值是个比 (1)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量写 值热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料 其质量之比，叫作这种燃料的热值.热值在数值 的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否 上等于1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量. 完全燃烧、放出热量的多少均没有关系。 (2)定义式 例①(2023·长沙中考)砖的制作工艺流 99 传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小 的砖块见证了人类迈向文明的历程，下列说法 式中Q表示燃料完全燃烧放出的热量，m 正确的是(). 表示燃料的质量，9表示燃料的热值。 A.晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量 (3)单位 越多 国际单位制中，热量的单位为焦耳，质量的 B.高温烧制时，通过热传递的方式改变砖 单位为千克，则热值的单位为焦每千克，符号是 块的内能 Jkg气体的热值也有用J/m作为单位的 C.烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值 4.燃料燃烧放出热量的计算 越大 (1)Q=gm,适用于热值用Jkg为单位的 D.在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的密度 情况. 变小 36 第十四章内能的利用 解析热量是一个过程量，只能说吸收（或 (3)提高热机效率的措施 者放出)了多少热量，不能说某物体含有多少 提高热机效率的主要途径有：①使燃料充 热量，故A错误；高温烧制时，通过热传递的方 分燃烧：②尽量减少各种热散失：③正确使用， 法增加砖块的内能，故B正确：燃料的热值仅 注意保养（如保证良好的润滑等）。 与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质 例②(2024·荆州田家炳中学期中)某物 量都无关，故C错误：若在质地均匀的砖上雕 理兴趣小组的同学用煤炉给8kg的水加热，同 刻花纹，砖的质量变小，砖的密度不会变化，故 时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时 D错误。 间变化的图线，若在4min内完全燃烧了1.4kg 答案B 的煤，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的 重难点2热机的效率 热值约为3×10J/kg,求： 燃料燃烧时，由于燃烧不充分、热量散失 温度℃ 80 等导致有效利用的能量在燃料完全燃烧时放 70 出的总热量中占的比例不能达到100%.有效 利用的能量占燃料完全燃烧产生的总能量的百 分比叫作燃烧的效率， 20 之46时间/min 1.炉子的效率 (1)经过4min时间加热，水所吸收的 如果炉子用于烧水，水吸收的热量为有效 热量 利用的能量Q:,则炉子的效率)一 Q级 (2)完全燃烧了1.4kg的煤所放出的 热量 2.热机的效率 (3)煤炉烧水时的热效率。 (1)热机工作时的能流图 解析(1)经过4min时间加热，水所吸收 未完全燃烧 被废气带走 热量 克服鉴擦 的热量 燃料的 有用机械能 Qx=c(t-to)=4.2X103J/(kg·℃)X 化学能 燃气内能 8kg×(70℃-20℃)=1.68×108J. (2)热机的效率 (2)煤完全燃烧产生的热量 热机工作时，对外做有用功的能量是有效 Q做=mg=1.4kg×3×107Jkg=4.2X 102J. 利用的能量Q则热机的效率”一。. (3)煤炉烧水时的热效率 热机的效率很低，汽油机的效率为20%一 4=1.68×101=4%. 30%,柴油机的效率为30%一45%. 一Q 4.2×10J 02关建能力提升-。 关键煮1测定燃料的热值 的质量m和它完全燃烧时放出的热量Q,由 燃料的热值是某种燃料完全燃烧放出的 热量与其质量之比.测出一定质量的这种燃料 gQ就可以求出这种燃料的热值.所以通过实 37 更难点手细九年级物理？) 验测燃料的热值是一种间接测量法。 燃料的热值越小，故A错误；若△1相同，m越 燃料燃烧产生的热量的测量采用的方法 大，由q=生△可知，燃料的热值越小，故 是转换法.利用Q=cm△1求出液体吸收的热 量，以此作为燃料完全燃烧放出的热量， B错误：若心的值越大，即的值越小，由q △d 如果只需比较两种燃料热值的大小关系， 则应采用控制变量法.通过燃烧相同质量的不 C水m*△可知，燃料的热值越小，故C错误；若 同燃料，比较被加热的质量相等的同种液体温 的值越大，由q=家m*△可知，燃料的热值 度升高的多少，温度升高多的燃料燃烧产生的 越大，故D正确 热量多，热值大；也可以通过比较使质量相等 [答案D 的同种液体升高相同的温度时燃烧不同燃料 的质量关系来比较热值的大小，燃料燃烧质量 送键点2燃料燃烧效率的计算 小的热值大 燃料燃烧产生的内能有两方面的利用：一 例①(2024·十堰二中月考)如图所示， 个是利用内能来加热（如电热水壶烧水）：另一 用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水 个是利用内能来做功（如热机）.所以燃烧效率 进行加热，两图装置均相同.燃料的质量用m 的计算通常有这两方面的问题： 表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用△1表 1.利用内能加热的效率计算 示（水未沸腾）( 加热时，给加热对象提供的热量或加热对 象得到的热量是有效利用的热量，燃料完全燃 烧产生的热量是总热量，有效利用的热量在总 二甲燃料 燃料 热量中所占的比值就是加热的效率.在计算加 热效率时先要计算出加热对象获得的热量 A.若m相同，△1越小，则燃料的热值越大 Q有，再由Q=qm计算燃料燃烧产生的热量Q, B.若△t相同，m越大，则燃料的热值越大 C若的值越大，则燃料的热值越大 求出二者的比值y一号 2.利用内能做功的效率计算 D若岩的值越大，则燃料的热值越大 利用内能做功的最典型设备是内燃机， 解析燃料的热值大小不能直接测量，需 内燃机的效率是做有用功的那一部分能 要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放 量与燃料完全燃烧释放的总能量之比.所以计 出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质 算内燃机的效率时要利用功的公式计算内燃 量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小 机做的有用功，做有用功的这部分能量就是有 效利用的能量，它在数值上与内燃机做功的数 可以利用Q败=Q我，而Q级=c水m米△1，Qt 值相等；由Q=g计算出燃料燃烧释放出的能 m4,即c米m*△1=mq,解得g=水m*△. m 量，这就是总能量，再由一晋计算出内燃机的 若m相同，△越小，由g=$m水△可知， 效率 38 第十四章 内能的利用么型 内燃机对外做的有用功即有效利用的能 (4)在0~34s内完全燃烧12.5L柴油的 量通常有四种计算方法： 过程中发动机的效率 (1)利用W=Fs计算功.这种方法要根据 解析(1)由图乙可知，驱逐舰在34一44s 做功冲程中燃气对活塞的平均压强和活塞的 做匀速直线运动，速度为5m/s, 面积计算出燃气对活塞的压力F,再与一个冲 驱逐舰在34~44s内行驶的路程 程活塞的行程s结合求出功W. =vt=(44s-34s)×5m/s=50m. (2)利用W=P:计算功.这种方法要求在 (2)驱逐舰在水下5m深处时，h=5m, 题目条件中给出发动机做功的功率P和工作 此时观察窗口所受海水的压强p=Pgh= 的时间 1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×10'Pa (3)对利用内燃机作动力的车辆，根据车 观察窗口的面积S=200cm=0.02m, 辆的牵引力F和车辆运动的距离s,利用W= 由压强公式P5变形得，观察窗口所受 Fs求有用功. (4)根据内燃机工作的能量流向图确定有 压力为 F=pS=5×10'Pa×0.02m2=1000N. 效利用的能量 例2(2024·黄冈实验中学月考)国产 (3)由题意可知，驱逐舰的排水量为1.25× 055新型导弹驱逐舰的服役，使中国海军的装 10t=1.25×107kg, 根据阿基米德原理，该舰满载时静止在水 备又一次得到提升.该型号驱逐舰满载时质量 面上受到的浮力 为1.25×10t,在海面上以恒定功率做直线运 动，其牵引力F随时间1的变化关系如图甲所 F净=G#=mg=1.25×10kg×10N/kg 1.25×108N. 示，其运动速度v随时间1的关系如图乙所示， (4)柴油的质量m=pV=0.85×103kg/mX 求该驱逐舰：(p柴清=0.85×103kgm3,q油 12.5×10-3m3=10.625kg, 4.0×10J/kg,1L=1dm3) tFK×10N) 柴油完全燃烧放出的热量Q做=g= f/m·s 10.625kg×4×10J/kg=4.25×108J, 由图甲、乙可知，当F=1X10N时， 34447s 3444ts 0=5ms,所以发动机的恒定功率为 P=Fv=1×105NX5ms=5×105W, (1)在34~44s内行驶的路程. 驱逐舰在0一34s内做的有用功 (2)在水下5m处有一面积为200cm2的 W有=P1=5×105W×34s=1.7×108J, 观察窗口，窗口受到水的压力大小.（咏=1.0× 发动机的效率 103kg/m3) WX100%=17X10J 4.25×108J ×100%= (3)满载时在匀速航行的过程中所受浮力 的大小 40%. 39 更难传手细九年级物理划 03核心素养聚焦。 考向1对热值概念的理解 割幅m 2.22.5 例1(2023·邵阳中考)2023年5月30日， 履带接地总面积m 3.6 长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号 喂入量/(kg·s1) 3/4/4.5 载人飞船成功发射（如图）.火箭使用一种叫作 功率kW 60 偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大 发动机效率 40% 的(). 油箱容积L 72 A.热值 满油时整机质量kg 2880 B.比热容 ①满油时收割机对水平地面的压强是 C.密度 Pa.(g取10N/kg) D.体积 ②如图乙所示，收割过程中收割机相对于 解析火箭使用一种叫作偏二甲肼的液体 同行的装载机是 (填“运动”或“静 止”)的：收割机功率保持60kW不变，收割过 燃料，主要的原因是它具有较大的热值，完全 程中减慢行驶速度，是为了 收割一 燃烧相同质量的该液体燃料时，可以释放出更 块地的麦子，耗时0.5h,该收割机做功 多的热量，故A正确，BCD错误. J,在此过程中消耗柴油 kg. [答案A (9装油约为4×10J/kg) 拉心果养 [解析(1)如图甲所示，把打麦工具高高举 考查热值的概念，体现了物理观念和科 起，它的重力势能变大。 学态度与责任的素养要求。 (2)①满油时收割机的重力为G=mg= 考向2热效率的计算 2880kg×10Nkg=2.88×101N,收割机对 例2(2023·扬州中考)芒种前后是麦子 水平地面的压强为p=尽=288X10N= 3.6m2 成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓 8000Pa. ②如图乙所示，收割过程中收割机相对于 同行的装载机位置没有变化，所以是静止的 根据P=W_压=下知，收割机功幸保持60kW 甲 不变，收割过程中减慢行驶速度，是为了增大 (1)如图甲所示是古代农人打麦的场景， 牵引力 把打麦工具高高举起，它的重力势能变 收割一块地的麦子，耗时0.5h,根据P (2)现在很多地方都用联合收割机收割麦 W得，该收割机做功为W=P1=60X10W× 子，某收割机的参数如表 0.5×3600s=1.08×10°J,发动机的效率为 40 第十四章 内能的利用收型 7广40%，根据效率公式得，Q=W=1.08X10」 核心肃养 40% 考查压强、功、功率、燃料燃烧、物体吸 =2.7×108J. 放热的热量计算和对功率及热效率的理解， 根据Q=qm得，在此过程中消耗柴油为 体现了物理观念，科学思维和科学态度与责 m袋#=Q=2.7X103j 9桌油4×10J/kg =6.75kg. 任的素养要求 -04学业质量测评◆ A 基础过关练 测试时间：15分钟 此过程需要完全燃烧 kg的煤气 1.(2024·黄冈实验中学期中)关于燃料及其 这是通过 的方式增加了水的内能。 热值，下列说法中正确的是( ）. 未使用完的煤气的热值 (填“变 A.没有燃烧的燃料，热值等于0 大”、“变小”或“不变”)[水的比热容c水= B.燃料完全燃烧时，它的热值最大 4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值9煤气= C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关 4.2×10J/kg]. D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 4.(2023·黑龙江中考)某单缸四冲程汽油机 2.(2023·随州中考)汽车是现代生活中最常 的飞轮转速为3000r/min,则该汽油机每 见的一种交通工具，如图甲，乙分别是某汽 分钟做功 次.完全燃烧500g汽油 油机的某冲程及能量流向图.下列有关说法 放出的热量是 J.(汽油的热值是 正确的是( 4.6×10J/kg) 克服摩擦机械散热废气带走 5.人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、 耗能6%耗能30% 热量36% 煤的放热本领不同，是因为它们的 (填“热值”、“热量”或“温度”)不同，完全燃 燃料完全燃烧释放的能五 有用 100% 烧0.28m3的天然气可放出 J的热 机械能 能流图 量，这些热量若全部被水吸收，可让 kg的水温度升高20℃[已知天然 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 气热值q=3.0×10Jm3,水的比热容c= 4.2×103J/(kg·℃)]. 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 B 综合提能练 测试时间：25分钟 越不充分，这会降低燃料的热值 1.(2023·株洲中考)如图，在试管内装些水， D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热 用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后， 给车内供暖，该举措大大提高了燃料的 橡胶塞被冲出.则( 热值 A.管内水蒸气的内能不变 3.(2023·陕西中考)在标准大气压下，使用煤 B.管内水蒸气对橡胶塞做了功 气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水 C.水所含的热量增加 吸收的热量是 J,若不计热量损失， D.灯中剩余酒精的热值变小 4 更滩食手册九年级物理) 2.(2023·云南中考)2023年3月30日，长征 5.(2023·贵州中考)随着汽车科技的不断进 二号丁运载火箭将宏图一号01组卫星发射 步，混合动力汽车（简称混动汽车）逐渐受到 升空，该组卫星是国际上首个四星编队飞行 人们的青睐，目前广泛使用的混动汽车主要 的对地成像系统.下列说法正确的是(). 部件有汽油机、蓄电池、电动机等，它们单独 A.火箭用液态氢作燃料，因为氢的热值较大 或组合向汽车提供动力.混动汽车有串联式 B.火箭升空过程中，以火箭为参照物，发射 和并联式等种类， 台是静止的 串联式混动汽车的工作流程如图1甲所示， C.卫星在绕地球运行过程中运动状态不变 蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车： D.卫星升空过程中，动能增大，重力势能 汽油机仅带动发电机发电，产生的电能一部 不变 分输入电动机驱动汽车，另一部分还能通过 3.(2024·宿迁一模)“自嗨锅”成为当下一种 发电机向蓄电池充电， 时尚快餐，很受年轻人喜爱.它里面的发热 并联式混动汽车的工作流程如图1乙所示， 包在将600g水从10℃加热至沸腾（标准气 汽油机和电动机分属两套独立的工作系统， 压下)的过程中，提供给水的热量至少为 蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机 J.如果用酒精灯给600g水加热升 也能直接给汽车提供动力，两套系统还能同 高同样温度，至少需要 g酒精. 时工作驱动汽车. [c*=4.2X103J(kg·℃)，9w精=3×10Jkg] 申联式混动汽车 4.(2023·杨州中考)如图所示，在估测薯片热 气油机 发电机 值的实验中，小军设计了两种对水加热的 电动机 提供动力 方式 器电池 甲 方式一：薯片在小烧杯中燃烧： 并联式混动汽车 方式二：薯片在燃烧皿中燃烧. 汽油机 (1)两种加热方式中合理的是 在 提供动力 进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是 苦电池 电动机 乙 (2)用天平量取100g水，并测出一片薯片的 图1 质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用 并联式混动汽 油箱 温度计测出水升高的温度，所测出的薯 蓄电池 地动机 片热值偏 ,原因是 汽油机 图2 (1)若某混动汽车匀速行驶10km用时 0.2h,则其速度是多少？ (2)若汽油机完全燃烧2kg汽油，释放的热 方式 方式 量是多少？(g油=4.6×102J/kg) 42 第十四章 内能的利用么型 (3)如图2所示是并联式混动汽车内部结构 (1)两个温度不同的物体接触从而进行热交 透视图.若系统提供的动力一定，油箱油 换，这个过程中，整个系统的总熵是增加 量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路 还是减少？请给出你的理由。 程的长短？请结合乙图的工作流程，以 假定(1)中得到的嫡增或熵减趋势对于 其中一套工作系统为例，从能量转化的 任意孤立系统都成立，我们由此可以对 角度结合功的相关知识分析说明 热机效率进行一般性的分析.一个热机 (4)若两种方式混动汽车的质量相同，相同部 通常由热机工质、高温热源和低温热源 件能量转化的效率相同，油电系统同时工 组成，其中高温热源的热容非常大，以至 作，蓄电池仅处于放电状态且放电情况相 于其温度几乎恒定为T.鉴于同样的理 同.请对比甲、乙两图的工作流程分析，在 由，低温热源的温度恒为T2.热机工质在 汽车整体输出能量相同的情况下，哪种方 完成一个循环的过程中从高温热源吸取 式混动汽车的效率低？为什么？ 的热量为Q,向低温热源释放的热量为 Q,两者的差值就是对外做的功W Q一Q2.同时，循环完成后热机工质回到 初态以准备下一个循环 (2)请求出一个循环中，高温热源的嫡的增 量△S、低温热源的熵的增量△S2以及 热机工质的嫡的增量△S.注意，如果某 物体因放热而熵减少，则其熵的增量 为负 ，培优突破练 测试时间：10分钟 (3)整个系统的总熵应具有和(1)相同的变 1.(2024·上海中学自主招生模 化趋势.由此我们可以判断：对于工作在 拟)同样是向低温物体传导1J 两个热源之间的热机，其效率（定义为 Q 的热量，显然高温物体的温度 热机 工质/ -W &必有一个只和工，工有关的上限请 越高，热传导越容易.为了体现 Q 求出该上限关于T、T2的表达式. 这种传热的容易程度，物理学 中引入了一个叫作“熵”的概念：如果某个温 度为T(这里以及下面的温度均指热力学温 度)的物体向外传热的量为Q,则其“熵”就减 少号如果某个物体吸热，则其“熵”就相应地 增加.让人惊奇的是，这样引入的“嫡”其实 是一个状态量.也就是说，只要物体的状态 确定了，其“嫡”就定了，与其吸放热的历史 无关.请由此回答以下问题， 43气冲程，此冲程没有能量转化，故B不符合题意：进气 50×10+m=5000N,一个汽缸在一个做功冲程中燃 门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程，此冲 气对活塞做的功W,=Fs=5000N×0.1m=500J.飞 程没有能量转化，故C不符合题意：进气门和排气门都 轮转速为3600rmin=60r/s,由于·个工作循环飞轮 关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能 转2圈，完成4个冲程，做功1次，所以每秒共有30个 转化为机械能的过程，故D不符合题意.] 工作循环，对外做功30次，该汽油机每秒做的功W 3.D[题图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做 30×500J=15000J,汽油机的功率为P=W=500 功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误：题 图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做 =15000W=15kw.] 功，空气的内能减小，故B错误：题图丙，试管内的水蒸 4.压缩：E 气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能 5.增大压力：做功：压缩：省力. 诚少，故C错误：题图丁，汽缸内的气体推动活塞向下 C培优突破练 运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，汽缸内气体 1.(1)发动机的总排气量 的内能减少，故D正确.] V=n·SL=4×50×10-2dm×8×10-1dm=1.6L. ↓.热传递：做功 所以该汽车属于中排量，图中的汽缸正处于做功冲程」 5.(1)大气压：尽量排出罐内空气.(2)A.(3)压缩：不 (2)高压气体对汽缸的压力 相同 F=pS=10Pa×50X10*m2=5×103N, [(1)水吸热汽化生成水蒸气，水蒸气把易拉罐内的空 一个汽缸内一个做功冲程中高压气体对活塞做的功 气排出，封住罐口，停止加热：罐内水蒸气液化，气体压 W=FL=5×103N×8×10m=400. 强减小，小于大气压，大气压将易拉罐压瘪，易拉罐变 第2节热机的效率 扁了，这说明力可以使物体发生形变.(2)流体的流速 A基础过关练 越大，压强越小：流体的流速越小，压强越大.所以让两 1.C 易拉罐间距离减小，必须通过增大易拉罐内侧的空气 2.A[根据题图甲可知，两个气门关闭，活塞上行，为压 流速来诚小压强，故可用吸管按图中箭头A所示的方 缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化为内能 向用力吹气.(3)电火花打火时，酒精气体燃烧对外做 气体的温度升高，故A正确：热机效率是指有效利用的 功，使子飞出去，因此酒精燃烧后产生的燃气的内能 能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由题图可知， 转化为罐子的机械能，故这个过程的能量转化是内能 输出有用功所占比例为100%一36%一30%一6%= 转化为机械能，是做功冲程：题图丁所示的进气门和排 28%,即该汽油机的效率为28%，故B错误：热值是燃料 气门均关闭，且活塞向上运动压缩气体体积，所以题图 本身的一种特性，只由燃料本身决定，和然料的质量、放 丁中汽油机处于压缩冲程，题图丙和题图丁中能量转 出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故CD 化是不相同的.门 错误.] B综合提能练 3.6.72×10:0.016:热传递：不变 1.C[当太阳光照射时，反应室内发生化学反应，导致室 [水吸收的热量 内气压增大，这是将化学能转化为机械能，从而推动活 Q=mk=4.2×10J/(kg·℃)×2kgX(100℃ 塞移动，相当于汽油机的做功冲程.] 20℃)=6.72×10J. 2.C[在炒板栗时，由于锅底的温度较高，很容易把板栗 不计热量损失，根据Q:=Qt=g,所以需要完全燃烧 炒煳，所以锅中总要放些沙子，由于沙子的比热容小， 煤气的质量 沙子很容易被炒热，沙子被炒热后可以均匀地把热量 m=a=6,72X10L=0.016ke 传递给板栗，这样炒出的板栗比较好吃，故A错误：在 q4.2×10Jkg 炒板栗时，是通过热传递的方式使板栗内能增大，故B 用煤气灶烧水的过程中，能量发生了转移，是通过热传 错误：板栗炸裂时是内能转化为机械能，能量转化情况 递的方式使水的内能增加：热值是燃料的一种特性，未 与汽油机的做功冲程相同，故C正确：板栗香气的浓烈 使用完的煤气的热值不变.] 程度是分子的无规则运动程度，热运动的激烈程度与温 4.1500:2.3×10 度有关，温度越高，分子运动越剧烈，故D错误. 四冲程汽油机的飞轮转速为3O00rmin,即汽油机飞 3.A[燃气对活塞的平均压力F=p.S=1×10Pa× 轮每分钟转3000圈， 6 由于四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮 部水的温度升高，而温度较高的水，其密度较小，不能 中曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每分钟做 实现水的对流，则烧杯下部水的温度几乎不变，所以温 功1500次. 度计测得的示数不准确，故两种加热方式中合理的是 完全燃烧500g汽油放出的热量Q= 薯片在燃烧皿中燃烧（即方式二），能保证烧杯中水的 500×103kgX4.6×10J/kg=2.3×10J.] 温度逐渐升高，温度计的示数能准确反映水的温度变 5.热值：8.4×10°：100. 化。在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是用吹风 [热值是燃料的一种特性，由于干木柴、煤的热值不同， 机加快薯片周围的空气流动速度 所以它们的放热本领不同. (2)所测出的薯片热值偏小，说明热传递过程存在热损 完全燃烧0.28m的天然气放出的热量Qt=Vg 耗，薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收.] 0.28m3×3.0×10J/m2=8.4×10°J. 51由=÷-02界-0mh 由题知Q版=Qt=8.4×10°J, (2)由热值公式的变形式可得放出的总热量 由Q版=cn△y可知，水的质量 Q=mq=2kg×4.6×10J/kg=9.2×10J. m= 8.4×10°J ca4.2X10j/(kg·C)×20℃=100kg] (3)油箱的油量或蓄电池的电量通过能量转化变为汽 B综合提能练 车所做的功，油量或电量越多，做的功就越多，通过公 1.B[对试管加热，水吸收热量，温度升高，内能增大，救 式W=F可知=罗，F一定的情况下，W越多，：就 A错误：水吸热迅速汽化，产生大量的水蒸气，水蒸气 越大，所以会影响。 对橡胶塞做功，将橡胶塞推出去，水蒸气的内能转化为 (4)串联式混动汽车的效率低，因为在混动汽车质量相 橡胶塞的机械能，内能减小，故B正确：热量是一个过 同、转化效率相同的情况下，并联式和串联式都有蓄电 程量，不能说物体含有多少热量，故C错误：热值是燃 池到电动机再到提供动力，这一部分转化效率相同，但 料自身的一种特性，与质量无关，所以剩余的酒精热值 是串联式在汽油机方面比并联式多了些步骤，它是先 不变，故D错误.] 到发电机再到电动机再到提供动力，而并联式是汽油 2.A[根据Q一m可知，火箭用液态氢作燃料，是因 机直接提供动力，所以串联式在能量转化方面损耗更 为其热值较大，质量相同时产生的热量多，故A正确： 多，效率较低。 火箭升空过程中，以火箭为参照物，发射台与火箭之间 C培优突破练 的位置不断发生变化，所以发射台是运动的，故B错 1.(1)设高温物体的温度为T,低温物体的温度为T,高 误：卫星在绕地球运行过程中速度和高度不断变化，所 温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即为Q. 以运动状态是变化的，故C错误：卫星升空过程中，速 度变大，则动能增大；高度增加，则重力势能变大，故D 高温物体的输减为△S=一名。 错误.] 低温物体的璃增为4S,=号， 3.2.268×10:7.56 [一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水的质量 整个系统的熵△S=△S,十△S.=- T m=600g=0.6kg, 水吸收的热量 _Q工，工)，因为高温物体的温度T大于低温 T TITa Q城=c木m(1-to)=4.2X103J(kg·℃)×0.6kg× 物体的温度T,所以T-T>0,△S=QTT (100℃-10℃)=2.268×10J. 不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量Q做=Q= 0,故整个系统的总嫡是增加的， 2.268×10J. (2)高温热源温度为T1,放出热量为Q,故高温热源的 由Q=g可知，需要完全燃烧酒精的质量m幅精= 熵减为△S=号 Q-2.268×10」=0.00756kg=7.56g] gm精3X10J/kg 低温热源温度为T,吸收的热量为Q,故低温热源的 4.(1)方式二：用吹风机加快薯片周围的空气流动速度 嫡增为△S-号 (2)小：薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收. [(1)若采用方式一对水加热，通过热传递能使烧杯上 热机工质的嫡的增量△S,= T T 7 (3)已知热机对外做功W=Q一Q,Q=一△S,T, B综合提能练 Q=△ST, 1.B[小球运动过程中跳起的高度越来越低，说明小球 W=QQ=1-9=1-△5 热机效率%=O 的机械能减少，故A错误：小球机械能减少的原因是克 Q -△S,T 1+4ST 服阻力做功，将机械能转化为内能，但能量的总量是守 △ST 恒的，故B正确，C错误：能量既不会凭空产生，也不会 第3节能量的转化和守恒 凭空消失，小球越跳越低，最终停止跳动的过程中，小 球的机械能没有凭空消失，只是小球的机械能转化为 A基础过关练 其他形式的能量，故D错误.] 1.A[做功的过程是能量转化或转移的过程，例如：摩 2.B[松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上，乒 擦生热，机械能转化为内能：风吹帆船前行，属于机械 乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不 能的转移，故A正确：能量的转移与转化具有方向性， 断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的 所有能量在转化和转移的过程中，能量是守恒的，故B 机械能不断增加.] 错误：由于有不可避免的损耗，核燃料能量转化的效率 3.A[由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机 不可能达到100%，故C错误：远古时期陆地和海洋的 械能转化为内能，逐渐减小.不计空气阻力，小球从A 植物通过光合作用，将太阳能转化为生物质能，它们死 点到达B点时，机械能从100」减小为80J,减少了 后身体埋藏在地下和海底腐烂，多年之后形成化石能 20J.而从B点再到达左侧所能到达的最高位置时，其 源，所以煤、石油、天然气等化石能源其根本来源是太 通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的 阳能，故D错误.] 大小应该小于20J,故此过程中小球克服摩擦做的功 2.D[石块下落时高度降低，速度增大，则重力势能减 可能是10J. 小，动能增大，所以是重力势能转化为动能，故A正确： 4.甲：0.5：方向性 酒精燃烧时温度升高，放出热量，消耗了化学能，得到 [根据虹吸原理可知，发生此现象时，出水口必须要比 了内能，故是化学能转化为内能，故B正确：热机工作 容器的水面低，这样使得出水口液面受到向下的压强 时，将燃油的化学能转化为内能，再利用内能做功转化 (大气压加水的压强)大于向上的大气压，保证水的流 为机械能，故C正确：人们对太阳能的开发和利用，是 出，故甲可以，乙不可以 消耗了太阳能，得到其他形式的能，即将太阳能转化为 由Q:三cm△1可得，损失的化学能可使水升高的温度 其他形式的能，能量是不能凭空产生的，此选项的说法 4y=9 16800J 违背了能量守恒定律，故D错误.] m.2X10J/(kg·℃)×8kg-0.5℃. 3.B[科幻大片《流浪地球》中，点燃木星上的可燃气体 汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气 将地球推开，此过程内能转化为机械能，相当于内燃机 的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收 的做功冲程.A中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲 利用：摩擦生热时内能以热量的形式散发掉，所以能量 程；B中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程：C中进 的转化和转移具有方向性，这些内能不能自动地集起 气门打开、排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程：D中进 来再次开动汽车，] 气门关闭、排气门打开，活塞上行，为排气冲程.故B 5.(1)给汽车电池充电，是电能转化为化学能 正确.] (2)以60kmh的速度匀速行驶平均每公里消耗电能 4。力臂：能量守恒.[由题图可知，转轮相当于轮轴，重 20kW,h=0.14kw·hkm=504000Jkm, 500km 球离轴越远，其轮半径越大，即相当于重力的力臂越 以60km/h的速度匀速行驶100公里消耗电能 大：根据能量守恒定律可知，能量在相互转化和转移的 504000J/km×100km=5.04×10J. 过程中，能的总量保持不变，而转轮在旋转过程中，一 电动汽车行驶百公里与燃油汽车行驶百公里的有用机 定会克服摩擦和空气阻力做功，一部分机械能转化为 内能，因此不可能出现“转轮会沿顺时针方向越转越 械功相同，故可得W一Q中=gm平· 快”的情况，这违背了能量守恒定律.] 代入数据有5.04×10J×80%=4.6×10Jkg×m× 5.内：电.[温差电压是在同一导体的两端因其温度不 25%,解得m≈3.5kg 同而产生的一种热电压，从能量转化角度，热电偶消耗 C培优突破练 了内能转化成了电能.门 1.(1)液化的方式有两种，分别是压缩体积和降低温度，