期末必刷常考题：内燃机 热机效率 2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

2024-2025学年上学期初中物理沪科版九年级期末必刷常考题之内燃机 热机效率 一．选择题（共8小题） 1．（2024秋•南京期中）如图是汽油机工作时的一个冲程，以下四种情景与如图能量转化不同的是（　　） A．盒内燃气推出盒盖 B．压缩空气 C．反复弯折铁丝 D．钻木取火 2．（2024秋•白银期中）对如图所描述的物理过程，分析正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，是汽油机的压缩冲程 3．（2024•汉源县校级模拟）下列有关热学的知识说法正确的是（　　） A．晶体在凝固过程中质量不变，温度不变，内能也不变 B．用水作室内管道供热载体，是因为水的比热容大 C．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递增加了汽缸内内能 D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为汽油的热值比柴油的小 4．（2024•海珠区校级三模）如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能 C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙 5．（2024秋•白银期中）下列有关热的说法正确的是（　　） A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变 B．用水作汽车冷却液，是因为水的导热性好 C．内燃机的压缩冲程，主要是用做功的方法增加了汽缸内的物质的内能 D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大 6．（2024秋•南京期中）根据表中提供的信息，下列判断正确的是（　　） 物质 比热容/[J/（kg•℃）] 热值/（J/kg） 酒精 2.4×103 2.0×107 煤油 2.1×103 4.6×107 A．酒精和煤油吸收相同的热量，升高的温度可能相同 B．质量相同的酒精和煤油，升高相同的温度，酒精吸收的热量少 C．酒精不完全燃烧时，热值将变小 D．完全燃烧放出相同的热量，所需煤油的质量比酒精大 7．（2024•南通）《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景，如图，下列过程与物理知识对应不正确的是（　　） A．加热——木炭燃烧时热值不变 B．蒸煮——油料含有的热量增加 C．翻炒——目的使油料受热均匀 D．飘香——分子在做无规则运动 8．（2024秋•兰山区校级月考）砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖见证了人类迈向文明的历程，下列说法正确的是（　　） A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量越多 B．高温烧制时，通过热传递的方式改变砖块的内能 C．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值越大 D．砖的温度升高时，比热容变小 二．填空题（共5小题） 9．（2024秋•临洮县期中）2024年9月25日，我国火箭军成功发射一发洲际弹道导弹，导弹准确落入预定海域，如图所示。导弹升空的过程中与空气摩擦，导弹外壳温度升高，这是通过 　 　的方式改变导弹外壳的内能；导弹的燃料在燃烧过程中，其热值 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 10．（2024秋•鼓楼区期中）质量均为50kg的水和某液体在相同时间内放出的热量相等，它们的温度随时间变化的关系如图所示，8min内两种液体放出的热量之比为 　 　，0～16min水放出的热量为 　 　J；某液体的比热容为 　 　J/（kg•℃）。某液体在0～12min内放出的热量与完全燃烧 　 　kg的干木柴放出的热量相同。 11．（2024秋•南京期中）如图所示，用酒精灯给水加热，这是通过 　 　方式增大了水的内能；一段时间后，观察到软木塞冲出试管口，此过程中，水蒸气的内能 　 　（选填“增大”或“减小”），这与热机 　 　冲程的能量转化相同；某四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min，则该汽油机每秒做功 　 　次。 12．（2024秋•甘肃月考）“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，夏季雨水充足的季节里，瀑布周围往往会笼罩上一层“面纱”，这其实是水雾的运动，水雾的运动 　 　分子热运动。“美妙银河标宇宙，神舟火箭速寰声”，我国的载人航天飞船发动机 　 　热机。（均选填“属于”或“不属于”） 13．（2024秋•吴江区期中）小星在科技馆看到一种奇思妙想的设计——六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程能量转换情况类似于 　 　（做功冲程/压缩冲程），这种内燃机一个工作循环对外做功 　 　次。 三．实验探究题（共1小题） 14．（2024秋•子洲县校级月考）请完成下列填空。 （1）如图1所示，将酒精和水混合后总体积变小，说明分子间有 　 　。 （2）如图2所示的装置，其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装有空气，则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 　 　（选填“上”或“下”）方。 （3）如图3所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。此过程中，水蒸气减少的内能比软木塞增加的机械能 　 　（选填“多”或“少”），这与热机的 　 　冲程相似。 四．计算题（共1小题） 15．（2024秋•江宁区期中）某品牌汽车在一次测试中，在水平公路上以72km/h的速度匀速直线行驶了15min，消耗燃油的质量为4kg。已知此过程中汽车发动机的输出功率为60kW。若燃油的热值为4.5×107J/kg。求此过程中： （1）该汽车受到的阻力大小。 （2）燃油完全燃烧放出的热量。 （3）该汽车发动机的效率。 2024-2025学年上学期初中物理沪教版九年级期末必刷常考题之内燃机 热机效率 参考答案与试题解析 一．选择题（共8小题） 1．（2024秋•南京期中）如图是汽油机工作时的一个冲程，以下四种情景与如图能量转化不同的是（　　） A．盒内燃气推出盒盖 B．压缩空气 C．反复弯折铁丝 D．钻木取火 【考点】四冲程的能量转化．版权所有 【专题】定性思想；分子热运动、内能；理解能力． 【答案】A 【分析】压缩冲程，将机械能转化为内能。 【解答】解：压缩冲程，将机械能转化为内能。 A、盒内燃气推出盒盖，内能转化为机械能，故A符合题意； B、压缩空气，机械能转化为内能，故B不合题意； C、反复弯折铁丝，机械能转化为内能，故C不合题意； D、钻木取火，机械能转化为内能，故D不合题意。 故选：A。 【点评】本题考查能量的转化，难度不大。 2．（2024秋•白银期中）对如图所描述的物理过程，分析正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，是汽油机的压缩冲程 【考点】四冲程的判断；做功改变物体的内能；内能的大小变化．版权所有 【专题】定性思想；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大；压缩空气做功，空气内能增加，机械能转化为内能； （2）汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能； （3）当物体对外界做功时，物体的内能就会减小； （4）根据气门和活塞的情况判断出哪个冲程。 【解答】解：A、厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能增大，温度升高，是通过做功的方式改变空气内能，故A错误； B、塞子冲出时，瓶内气体对塞子做功，瓶内气体的内能转化为塞子的机械能，空气的内能减小，故B错误； C、图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C正确； D、图中气门全部关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查做功改变物体的内能，热机的能量转化等知识的理解和应用，正确理解和熟记课本中的实验操作及说明的物理理论是解题的关键。 3．（2024•汉源县校级模拟）下列有关热学的知识说法正确的是（　　） A．晶体在凝固过程中质量不变，温度不变，内能也不变 B．用水作室内管道供热载体，是因为水的比热容大 C．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递增加了汽缸内内能 D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为汽油的热值比柴油的小 【考点】汽油机与柴油机的异同；凝固的放热特点；熔点和凝固点的概念；做功改变物体的内能；水的比热容特点及实际应用．版权所有 【专题】分子热运动、内能；比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】B 【分析】（1）晶体在凝固过程中需要持续放出热量，温度不变，但内能减少； （2）水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些； （3）内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能； （4）热机效率是内燃机转化为有用功的能量与燃料完成燃烧释放的能量的比值。 【解答】解：A．晶体在凝固过程中物质的多少不变，所以质量不变；晶体在凝固过程中需要持续放出热量，但温度不变，则内能减少，故A错误； B．由于水的比热容大，所以在放出热量一定时，水的温度降低较少，所以水可以作为室内管道供热的载体，故B正确； C．内燃机压缩冲程中活塞的机械能转化为汽缸内气体的内能，所以是用做功增加了汽缸内内能，故C错误； D．柴油机的效率比汽油机高，就是说完成相同的有用功，柴油机所用燃料完全燃烧放出能量比汽油机少，而不是因为柴油的热值比汽油的热值大，故D错误。 故选：B。 【点评】此题考查了内能的改变、热机效率、内燃机的认识，属于基础知识。 4．（2024•海珠区校级三模）如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能 C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙 【考点】做功的次数；内燃机的四个冲程；四冲程的顺序；四冲程的能量转化；依靠飞轮惯性的冲程；内燃机工作循环的计算．版权所有 【专题】应用题；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）一个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，依靠飞轮惯性完成； （2）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； （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）内燃机的四个冲程在一个工作循环中工作过程依次是吸气、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。 【解答】解：D、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D错误； A、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，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故A错误； B、甲图是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，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。 故选：C。 【点评】本题综合考查内燃机的工作过程及能量转化等知识，综合性较强；知道四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈、飞轮转2周、做功一次是解决该题的关键。 5．（2024秋•白银期中）下列有关热的说法正确的是（　　） A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变 B．用水作汽车冷却液，是因为水的导热性好 C．内燃机的压缩冲程，主要是用做功的方法增加了汽缸内的物质的内能 D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大 【考点】提高热机效率的方法；晶体熔化的特点；做功改变物体的内能；内能的大小变化；水的比热容特点及实际应用．版权所有 【专题】比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】C 【分析】（1）内能是指物体内部所有分子的分子动能和分子势能的和，物体的内能发生变化，可能表现在物体的温度变化，也可能是状态的变化； （2）水的比热容比较大，质量相同的水和其它物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些； （3）压缩冲程中，机械能转化为内能； （4）热值是燃料的一种特性，它表示单位质量的燃料完全燃烧时所释放的热量。 【解答】解：A．晶体在熔化过程中，虽然温度保持不变，但晶体需要吸收热量来完成从固态到液态的转变。这个过程中，晶体的内能实际上是增加的，故A错误； B．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大。在相同条件下，比热容大的物质吸收或放出的热量更多。因此，用水作为冷却液可以更有效地吸收发动机产生的热量，防止发动机过热。故B错误； C．内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，主要是用做功的方法增加了汽缸内的物质的内能。故C正确； D．热值是燃料的一种特性，它表示单位质量的燃料完全燃烧时所释放的热量。然而，热机效率是指热机工作过程中转化为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值。柴油机效率高的原因主要是其点火方式和汽缸结构使得燃料燃烧更充分，能量损失更少。故D错误。 故选：C。 【点评】此题考查了内能、比热容、热值的认识，属于基础知识。 6．（2024秋•南京期中）根据表中提供的信息，下列判断正确的是（　　） 物质 比热容/[J/（kg•℃）] 热值/（J/kg） 酒精 2.4×103 2.0×107 煤油 2.1×103 4.6×107 A．酒精和煤油吸收相同的热量，升高的温度可能相同 B．质量相同的酒精和煤油，升高相同的温度，酒精吸收的热量少 C．酒精不完全燃烧时，热值将变小 D．完全燃烧放出相同的热量，所需煤油的质量比酒精大 【考点】燃料热值的影响因素；比热容的概念．版权所有 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】A 【分析】AB.由吸收的热量Q＝cmΔt可对A、B是否正确进行判断； C.热值是燃料的特性，与燃烧情况无关； D.由Q＝qm进行判断。 【解答】解：A.因为吸收的热量Q＝c酒精m酒精Δt1＝c煤油m煤油Δt2，所有c酒精m酒精＝c煤油m煤油时，Δt1＝Δt2，故A正确； B.设它们的质量为m，升高温度为则有＝＝，故B错误； C.热值是燃料的特性，它与燃烧情况煤油关系，热值不变，故C错误； D.它们完全燃烧放出的热量Q＝q酒精m酒精＝q煤油m煤油，所有＝＝＝2.3，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了考查了物体吸热Q＝cmΔt及燃料燃烧放出热量Q＝qm的计算公式。 7．（2024•南通）《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景，如图，下列过程与物理知识对应不正确的是（　　） A．加热——木炭燃烧时热值不变 B．蒸煮——油料含有的热量增加 C．翻炒——目的使油料受热均匀 D．飘香——分子在做无规则运动 【考点】燃料热值的影响因素；分子的热运动；热量的概念．版权所有 【专题】分子热运动、内能；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】B 【分析】（1）热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少以及是否完全燃烧无关； （2）热量是热传递过程中传递能量的多少； （3）翻炒可使油料受热均匀； （4）一切物体的分子都在不停地做无规则运动，扩散现象说明分子的热运动。 【解答】解：A、热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少以及是否完全燃烧无关，木炭燃烧时热值不变，故A正确； B、热量是过程量，不能说“含有”热量，故B错误； C、利用锅铲不断翻炒油料，目的是使油料受热均匀，故C正确； D、翻炒过程会有香味飘出，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确。 故选：B。 【点评】本题利用古人的活动，考查了热值、热量、热传递和分子热运动等知识，属于基础题。 8．（2024秋•兰山区校级月考）砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖见证了人类迈向文明的历程，下列说法正确的是（　　） A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量越多 B．高温烧制时，通过热传递的方式改变砖块的内能 C．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值越大 D．砖的温度升高时，比热容变小 【考点】燃料热值的影响因素；热传递改变物体的内能；热量的概念；比热容的概念．版权所有 【专题】分子热运动、内能；理解能力． 【答案】B 【分析】（1）热量是一个过程量，不能用含有、具有等来修饰； （2）改变物体内能的方法是做功和热传递； （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）比热容是物质本身的一种特性，其大小与物质种类有关，与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关。 【解答】解：A、热量是一个过程量，不能说某物体含有多少热量，故A错误； B、高温烧制时，砖块吸收热量，内能增加，通过热传递的方法增加砖块的内能，故B正确； C、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C错误； D、比热容是物质本身的一种特性，其大小是由物质种类决定的，与是否吸热、放热、温度、质量等因素无关，砖的温度升高时，比热容不变，故D错误。 故选：B。 【点评】本题是一道热学综合题，主要考查学生对热量、内能、热值以及比热容等概念的理解和掌握，难度不大。 二．填空题（共5小题） 9．（2024秋•临洮县期中）2024年9月25日，我国火箭军成功发射一发洲际弹道导弹，导弹准确落入预定海域，如图所示。导弹升空的过程中与空气摩擦，导弹外壳温度升高，这是通过 　做功　的方式改变导弹外壳的内能；导弹的燃料在燃烧过程中，其热值 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【考点】燃料热值的影响因素；做功改变物体的内能．版权所有 【专题】比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】做功；不变。 【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。 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。 【解答】解：导弹升空的过程中与空气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能。 热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量、燃烧情况、放出热量的多少无关，因此热值不变。 故答案为：做功；不变。 【点评】此题考查了内能的改变、热值的认识，属于基础知识。 10．（2024秋•鼓楼区期中）质量均为50kg的水和某液体在相同时间内放出的热量相等，它们的温度随时间变化的关系如图所示，8min内两种液体放出的热量之比为 　1：1　，0～16min水放出的热量为 　8.4×106　J；某液体的比热容为 　2.1×103　J/（kg•℃）。某液体在0～12min内放出的热量与完全燃烧 　0.525　kg的干木柴放出的热量相同。 【考点】固体和液体的热值计算；比热容的计算公式；利用比热容的公式计算热量．版权所有 【专题】应用题；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】1：1；8.4×106；2.1×103；0.525 【分析】（1）由题知，质量均为50kg的水和某液体在相同时间内放出的热量相等，据此可知8min内两种液体放出的热量相等； （2）由图知，水在0～16min内由60℃降低到20℃，可求降低的温度，利用Q放＝cmΔt计算0～16min水放出的热量； （3）质量均为50kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，求出0～8min内水、另一种液体降低的温度；质量相同、放出的热量相同，知道了温度变化关系，利用Q放＝cmΔt可得比热容大小关系； （4）求出某液体在0～12min内放出的热量，其大小等于干木柴完全燃烧放出的热量，再利用Q放＝mq计算需要干木柴的质量。 【解答】解：（1）由题知，质量均为50kg的水和某液体在相同时间内放出的热量相等，8min内两种液体放出的热量相等，之比为1：1； （2）由图知，水在0～16min内由60℃降低到20℃，降低的温度Δt水＝60℃﹣20℃＝40℃， 0～16min水放出的热量： Q放水＝c水m水Δt水＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×40℃＝8.4×106J； （3）质量均为50kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，所以0～8min内水降低60℃﹣40℃＝20℃时放出的热量为4.2×106J，另一种液体放出的热量也为4.2×106J； 由图可知，乙液体的初温是80℃，0～8min内乙液体的末温是40℃，温度降低了40℃，由Q放＝cmΔt可知另一种液体的比热容等于水的比热容的一半，为2.1×103J/（kg•℃）； （4）某液体在0～12min内放出的热量Q放液＝12××8.4×106J＝6.3×106J， 干木柴完全燃烧放出的热量Q放干木柴＝Q放液＝6.3×106J， 由Q放干木柴＝mq干木柴可得需要干木柴的质量： m干木柴＝＝＝0.525kg。 故答案为：1：1；8.4×106；2.1×103；0.525。 【点评】本题考查了放热公式的应用、燃料完全放热公式的应用，能从温度﹣时间图象得出相关信息是解题的关键，要利用好条件：质量相同的水和某液体在相同时间内放出的热量相等。 11．（2024秋•南京期中）如图所示，用酒精灯给水加热，这是通过 　热传递　方式增大了水的内能；一段时间后，观察到软木塞冲出试管口，此过程中，水蒸气的内能 　减小　（选填“增大”或“减小”），这与热机 　做功　冲程的能量转化相同；某四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min，则该汽油机每秒做功 　20　次。 【考点】做功的次数；热传递改变物体的内能；四冲程的能量转化．版权所有 【专题】分子热运动、内能；比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】热传递；做功；20。 【分析】（1）改变内能的方式包括做功和热传递；做功可以改变物体的内能，外界对物体做功时，机械能转化为内能，物体内能增大，当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小； （2）热机的一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能； （3）四冲程汽油机一个工作循环，完成四个冲程，飞轮转动2圈，做功一次。 【解答】解：用酒精灯给水加热，水吸收热量，内能增加，这是通过热传递方式增大了水的内能；软木塞冲出试管口时，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能；这与热机的做功冲程的能量转化相同； 由飞轮的转速是2400r/min知道，每秒飞轮转动40圈，根据四冲程汽油机一个工作循环，完成四个冲程，飞轮转动2圈，做功一次可知，每秒钟做功20次。 故答案为：热传递；做功；20。 【点评】此题考查学生对于物体内能改变方式的理解，以及热机的冲程，是中考的热点。 12．（2024秋•甘肃月考）“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，夏季雨水充足的季节里，瀑布周围往往会笼罩上一层“面纱”，这其实是水雾的运动，水雾的运动 　不属于　分子热运动。“美妙银河标宇宙，神舟火箭速寰声”，我国的载人航天飞船发动机 　属于　热机。（均选填“属于”或“不属于”） 【考点】热机的定义与种类；分子的热运动．版权所有 【专题】定性思想；比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】不属于；属于 【分析】（1）物理学中把分子的无规则运动称为分子热运动，分子的体积很小，用肉眼观察不到； （2）我国的载人航天飞船发动机发动机是热机的一种，热机是利用燃料燃烧获取内能再通过做功的方式转化为机械能的装置。 【解答】解：水雾在空中的运动属于机械运动，不属于分子热运动，分子热运动是肉眼看不见的；我国的载人航天飞船发动机发动机属于热机的一种。 故答案为：不属于；属于。 【点评】本题考查了热机种类的判断和分子热运动的判断，属于基础题。 13．（2024秋•吴江区期中）小星在科技馆看到一种奇思妙想的设计——六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程能量转换情况类似于 　做功冲程　（做功冲程/压缩冲程），这种内燃机一个工作循环对外做功 　2　次。 【考点】四冲程的判断；四冲程的能量转化；做功的次数．版权所有 【专题】定性思想；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】做功冲程；2。 【分析】汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高。做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。 【解答】解：水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，所以是内能转化成机械能，相当于做功冲程。这种引擎在完成四冲程工作的过程中，其中的第三冲程即做功冲程就要对外做功1次，现在第五冲程相当于做功冲程，也要对外做功1次，所以这种内燃机一个工作循环对外做功 2次。 故答案为：做功冲程；2。 【点评】此题要结合内燃机的四个冲程特点和冲程中的能量转化关系进行解答。 三．实验探究题（共1小题） 14．（2024秋•子洲县校级月考）请完成下列填空。 （1）如图1所示，将酒精和水混合后总体积变小，说明分子间有 　间隙　。 （2）如图2所示的装置，其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装有空气，则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 　下　（选填“上”或“下”）方。 （3）如图3所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。此过程中，水蒸气减少的内能比软木塞增加的机械能 　多　（选填“多”或“少”），这与热机的 　做功　冲程相似。 【考点】四冲程的能量转化；扩散现象；分子间有间隙．版权所有 【专题】定性思想；比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】（1）间隙；（2）下；（3）多；做功 【分析】（1）物质由分子组成，组成物质的分子间存在间隙； （2）二氧化氮气体的颜色是红棕色的，而且比空气的密度大； （3）当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小，在转化的过程中，存在内能散失的情况；热机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能。 【解答】解：（1）如图1所示，将酒精和水混合后总体积变小，说明分子间有间距，酒精与水分子分别进入对方分子间距中，导致总体积变小。 （2）如图2所示的装置，其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一个装有空气，为了减小重力对实验结果的影响，演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在下方。 （3）]如图3所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。此过程中，水蒸气对活塞做功，活塞冲出过程中，活塞克服摩擦力做功，水蒸气的内能转化为木塞机械能与内能，则水蒸气减少的内能比软木塞增加的机械能多，这与热机的做功冲程相似。 故答案为：（1）间隙；（2）下；（3）多；做功。 【点评】本题考查热机四冲程的认识和能量转化以及分子动理论的基本知识，注重物理规律在生产生活中的应用，要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。 四．计算题（共1小题） 15．（2024秋•江宁区期中）某品牌汽车在一次测试中，在水平公路上以72km/h的速度匀速直线行驶了15min，消耗燃油的质量为4kg。已知此过程中汽车发动机的输出功率为60kW。若燃油的热值为4.5×107J/kg。求此过程中： （1）该汽车受到的阻力大小。 （2）燃油完全燃烧放出的热量。 （3）该汽车发动机的效率。 【考点】热机的效率公式与计算；功率的推导式P＝Fv；固体和液体的热值计算．版权所有 【专题】比热容、热机、热值；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】（1）该汽车受到的阻力大小为3000N； （2）燃油完全燃烧放出的热量为1.8×108J； （3）该汽车发动机的效率为30%。 【分析】（1）已知汽车发动机的输出功率和行驶的时间，根据W＝Pt求出汽车发动机牵引力所做的功，利用s＝vt求汽车行驶的路程，根据W＝Fs的变形公式求出牵引力，根据二力平衡得出汽车行驶过程中所受的阻力； （2）已知消耗燃油的质量，利用Q放＝mq求燃油完全燃烧放出的热量； （4）利用效率公式η＝×100%可求出汽车发动机的效率。 【解答】解：（1）汽车行驶的时间：t＝15min＝900s， 汽车发动机的输出功率：P＝60kW＝6×104W， 由P＝得，汽车发动机牵引力所做的功为： W＝ Pt＝6×104W×900s＝5.4×107J， 汽车行驶的速度：v＝72km/h＝20m/s， 由v＝得，汽车行驶的路程为： s＝vt＝20m/s×900s＝1.8×104m， 由W＝Fs得，汽车发动机牵引力为： F＝＝＝3×103N， 因为汽车匀速行驶，所以阻力f＝F＝3×103N； （2）燃油完全燃烧放出的热量为： Q放＝mq＝4kg×4.5×107J/kg＝1.8×108J； （3）汽车发动机的效率为： η＝×100%＝×100%＝30%。 答：（1）该汽车受到的阻力大小为3000N； （2）燃油完全燃烧放出的热量为1.8×108J； （3）该汽车发动机的效率为30%。 【点评】本题考查了速度公式、功、功率的公式、燃料完全燃烧放热公式以及效率公式的掌握和运用，明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键，要求灵活运用所学公式。 考点卡片 1．功率的推导式P＝Fv 【知识点的认识】 计算功率的另一个公式：P＝Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度） a．推导：由P＝，联立W＝Fs，得P＝＝＝Fv。 由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 【命题方向】 考查功率的推导式，常以汽车牵引力为背景考查此知识。 例：一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。求： （1）货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功； （2）当货车装载1.1×104N的货物以20km/h的速度匀速行驶时，货车牵引力的功率。 分析：（1）根据题意求出货车行驶过程中受到的阻力，由于货车匀速行驶，处于平衡状态，受到平衡力作用，由二力平衡的条件可得出货车的牵引力；已知货车的速度和行驶时间，利用s＝vt可求出货车行驶的路程，再利用W＝Fs求出货车牵引力做的功； （2）由二力平衡的条件可得出货车此时受到的牵引力，利用P＝Fv可求出牵引力做功的功率。 解析：解：（1）根据题意知道，货车匀速行驶过程中受到的阻力f＝0.1G＝0.1×2.5×104N＝2500N， 货车匀速行驶时受到平衡力作用，由二力平衡的条件知道，货车的牵引力F＝f＝2500N， 行驶速度36km/h＝10m/s， 货车10s内行驶的路程s＝vt＝10m/s×10s＝100m， 则货车牵引力做的功W＝Fs＝2500N×100m＝2.5×105J； （2）货车装载1.1×104N的货物时货车总重力G′＝2.5×104N+1.1×104N＝3.6×104N， 此时货车受到的牵引力F′＝0.1G′＝0.1×3.6×104N＝3.6×103N， 牵引力做功的功率为＝3.6×103N×＝2×104W。 答：（1）10s内货车牵引力做的功为2.5×105J； （2）货车牵引力的功率为2×104W。 点评：本题考查了功和功率的计算公式的应用，解题关键是利用二力平衡的条件得出货车的牵引力。 【解题方法点拨】 利用公式P＝Fv时要注意以下几点：a．拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；b．计算时，v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是w；c．速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时，应用此公式解题会更简便。 2．凝固的放热特点 【知识点的认识】 物质由液态变为固态的过程，叫凝固，凝固放热。 【命题方向】 判断凝固是吸热还是放热。 例：“北国风光，千里冰封，万里雪飘”。关于冰的形成，下列说法正确的是（　　） A.汽化现象，需要放热 B.凝华现象，需要吸热 C.凝固现象，需要放热 D.熔化现象，需要吸热 分析：物质由液态变为固态的过程叫凝固，凝固放热。 解析：解：冰是由液态水凝固所的固态冰，冰凝固放热，故ABD错误，C正确。 故选：C。 点评：本题考查冰的形成，属于物态变化在生活中的具体应用，难度不大。 【解题方法点拨】 物态变化，需要知道物质变化前后的状态，再根据物态变化的定义确定物态变化的名称，同时还需要掌握每一种物态变化的吸、放热情况。 3．晶体熔化的特点 【知识点的认识】 晶体熔化的特点： （1）有固定熔点，并达到熔点才能熔化。 （2）熔化过程中不断吸热，但温度不变。 （3）熔化过程中可能是固态，液态，固液混合态。 【命题方向】 考查晶体熔化的特点 例：在海鲜的下面铺上一层碎冰的目的是：冰粒在　熔化　（填物态变化名称）时要　吸收　（填“吸收”或“放出”）热量，但温度　不变　，以达到保鲜的效果。所以冰是　晶体　（晶体，非晶体） 分析：物质由固态变为液态的过程叫熔化，晶体在熔化过程中需要吸热，但温度保持不变。 解析：解：冰是晶体，在海鲜的周围铺一层碎冰块，这样冰块在熔化时吸热但温度保持不变，具有制冷作用，能起到保鲜的作用。 故答案是：熔化；吸收；不变；晶体。 点评：此题考查的是熔化现象在实际生活中的应用，体现了物理规律对实际生活的指导作用。 【解题方法点拨】 记忆性知识，牢记即可。 4．熔点和凝固点的概念 【知识点的认识】 （1）熔点：晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有确定的熔点。 （2）凝固点：液体凝固形成晶体时的温度叫凝固点。非晶体没有确定的凝固点。 【命题方向】 利用凝固和熔化时的条件解决生活实际问题，是中考热点． 例：表格中列举了一些物质在标准大气压下的熔点，下列说法正确的是（　　） 物质名称 钨 铁 钢 铜 金 固态水银 固态氮 熔点（℃） 3410 1535 1515 1083 1064 ﹣39 ﹣259 A.用铜锅可以熔化钢块 B.钨被用来做灯丝，是因为钨的熔点高 C.﹣270℃时氮处于液态 D.﹣50℃的气温可以用水银温度计测量 分析：晶体的温度高于熔点时是液态，低于熔点时是固态，等于熔点时可能是固态、可能是液态、可能是固液同存状态。 解析：解：A、钢的熔点1515℃，铜的熔点是1083℃，低于钢的熔点，所以用铜锅不可以熔化钢块，故A错误； B、钨的熔点是3410℃，灯丝发光时的温度大约是2000℃，低于钨的熔点，则用钨制成的灯丝不易熔断，故B正确； C、氮的熔点是﹣259℃，﹣270℃的氮是低于熔点，所以﹣270℃的氮是固体，故C错误； D、固态水银的熔点是﹣39℃，则水银的凝固点也为﹣39℃，﹣50℃低于水银的凝固点，此时水银已经凝固，不能根据液体热胀冷缩的性质工作，所以不能用水银温度计测﹣50℃的气温，故D错误。 故选：B。点评：对于物质是什么状态，首先明确物质的熔点，然后判断该温度在高于熔点，还是低于熔点，还是等于熔点。 【解题方法点拨】 同种晶体熔点和凝固点相同，不同晶体熔点不同，晶体熔化的条件：达到熔点，继续吸收热量．凝固的条件：达到凝固点，继续放热，利用这些特点才能解题． 5．分子的热运动 【知识点的认识】 分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。这种无规则运动叫作分子的热运动。 【命题方向】 考查分子热运动的现象，通常以选择填空为主。 例：“皮渣”是汤阴的特色菜肴，婚宴上刚端上来的“皮渣”香味扑鼻，这是由于（　　） A.分子之间存在着空隙 B.分子之间存在着引力 C.分子之间存在着斥力 D.分子在永不停息地运动 分析：不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。 解析：解：婚宴上刚端上来的“皮渣”香味扑鼻，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。 故选：D。 点评：此题考查了生活中常见的扩散现象，比较简单，属基础题。 【解题方法点拨】 分子的热运动是永不停息的，物体的温度低时，分子的热运动缓慢，但并没有停止，不要误以为温度低时，分子的热运动就停止． 6．扩散现象 【知识点的认识】 （1）扩散现象：不同的物质在相互接触时，物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象．进入鲜花店时，香气扑鼻而来，长时间堆放煤的墙角，墙皮内部会变黑，把冰糖放入水中，过段时间水会变甜等现象都是扩散现象，扩散现象表明分子在不停地运动着．气体、液体、固体之间均能发生扩散现象． （2）扩散现象与温度的关系：温度越高，扩散现象越明显． 在两个相同的烧杯中，分别装半杯凉水和半杯热水，用滴管分别在两个杯底注入一滴红墨水，结果热水中的红墨水扩散得快，这是因为装热水的杯子中水温高，分子运动快，所以水先变红，这实际上说明了分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈． 【命题方向】 理解生活中常见的扩散现象，用扩散知识解释常见现象的成因。 例：爆炒辣椒时，周围的人很快就察觉有辣味，这是　扩散　现象，起锅冷却后闻到的辣味就变淡了很多，说明这种现象的剧烈程度随温度的降低而　减弱　。 分析：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子不停地做无规则运动的体现，温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。 解析：解：爆炒辣椒时，周围的人很快就能闻到辣椒的香味，这是扩散现象，扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动。 起锅后，辣椒的温度降低了，周围的人闻到的辣味就变淡了很多，说明辣椒分子的无规则运动与温度有关，温度越高辣椒分子的无规则运动越剧烈，温度降低后辣椒分子的无规则运动的剧烈程度减弱。 故答案为：扩散；减弱。 点评：此题考查了分子动理论在生活中的应用，属于基础知识，是一道基础题。 【解题方法点拨】 （1）对扩散现象要这样理解，扩散现象只能发生在不同的物质之间，同种物质之间是不能发生扩散现象的，不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象，没有相互接触的物质，是不会发生扩散现象的，扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方的现象，而不是单一的一种物质的分子进入另一种物质．气体、液体和固体之间都可以发生扩散，而且不同状态的物质之间也可以发生扩散． （2）易错点：扩散现象是指分子的运动，但注意将扩散现象与物体颗粒的运动相区分，如在阳光下看到的灰尘飞扬，是固态颗粒运动，而不是分子的无规则运动，故这个现象不是扩散现象． 7．分子间有间隙 【知识点的认识】 当由分子构成的物质混合时，由于分子间的间隙，总体积可能会发生变化。例如，水和酒精混合后，总体积减小，这是因为分子进入了彼此的空隙中。 【命题方向】 考查混合溶液混合后总体积减小的现象。 例：某同学在配制稀盐酸溶液时，用25mL浓盐酸和50mL水，结果配制后发现稀盐酸的体积小于75mL，这是因为分子间有　间隙　。 分析：解答本题可由分子动理论的知识求解。 解析：解：由于分子间存在间隙，故盐酸和水混合后，相互进入了对方的空隙之间，使总体积变小。 故答案为：间隙 点评：任何分子都不能无限的靠近，即任何分子间都存在着间隙 【解题方法点拨】 基础知识，牢记即可。 8．热传递改变物体的内能 【知识点的认识】 （1）条件：两个物体之间或同一个物体的不同部分存在温度差 （2）过程：高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加； （3）结果：温度相同 （4）实质：内能的转移。能量的形式没有改变 【命题方向】 考查热传递改变物体内能的概念，以及现象。 例：下列实例中，属于热传递改变物体内能的是（　　） A.用锯条锯木头时锯条的温度升高 B.两手相互摩擦时手的温度升高 C.电钻打孔时钻头温度升高 D.热鸡蛋放入冷水中温度降低 分析：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。 解析：解：A、锯木头是克服摩擦做功，锯条温度升高，是通过做功改变物体的内能； B、两手相互摩擦时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能； C、电钻打孔是克服摩擦做功，钻头温度升高，是通过做功改变物体内能的； D、放入冷水中的热鸡蛋放出热量，温度降低，是通过热传递改变物体内能，故D正确。 故选：D。 点评：此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别，是中考热点，属于易错题目。 【解题方法点拨】 热传递的实例： 炒菜时，用火给炒勺加热；冬天坐在炉子边取暖；放在太阳光下晒被子；哈气；热水袋取暖。 9．做功改变物体的内能 【知识点的认识】 做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。 【命题方向】 考查做功改变物体的内能的概念，以及现象。 例：下列事例中，通过做功的方式改变物体内能的是（　　） A.冬天用热水袋暖手 B.两手相互摩擦发热 C.冬天室内用电炉取暖 D.用火炉烧水 分析：知道改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。 解析：解：A、冬天，用热水袋暖手，手的温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，故A不符合题意； B、两手相互摩擦，手的温度升高，是手克服摩擦力做功，属于做功改变物体的内能，故B符合题意； C、冬天室内用电炉取暖，温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，故C不符合题意； D、用火炉烧水，水的温度升高，是水吸收了热量，属于热传递改变物体的内能，故D不符合题意。 故选：B。 点评：此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别，是中考热点，属于易错题目。 【解题方法点拨】 做功改变物体的内能的实例： 钻木取火；搓手取暖；磨刀；折铁丝；用打气筒打气筒壁变热；水蒸气将壶盖顶起；打开易拉罐盖时，上面出现白雾；电炉丝通电后发热。 10．热量的概念 【知识点的认识】 （1）定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示 （2）理解：①热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。 ②我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量” 【命题方向】 考查热量的概念。 例：同学们讨论气氛热烈，老师不忍心打断，于是抛出了“热量”话题，下列说法正确的是（　　） A.热水比冷水所含的热量多 B.一大桶水比一小桶水含的热量多 C.一个物体内能越多，它具有的热量越多 D.热量是热传递过程中物体内能的改变量 分析：热量是一个过程量，不是一个状态量，热量描述了物体发生热传递时，传递能量的多少，不能说物体含有或具有多少热量。 解析：解：热量是一个过程量，不能说物体含有或具有热量，只能说吸收或放出热量的多少，热量是热传递过程中物体内能的改变量，故ABC错误，D正确。 故选：D。 点评：本题考查对热量的理解．知道热量不是状态量，不能说含有或者具有热量．只能说吸收或放出热量。 【解题方法点拨】 解题是要抓住关键词：“具有热量”、“含有热量”，这样的说法是错误的。 11．内能的大小变化 【知识点的认识】 （1）热传递可以改变物体的内能 ①热传递：温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低的过程叫做热传递。 ②热传递的结果：高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到物体的温度相同为止。 （2）做功可以改变物体的内能： ①对物体做功，物体的内能会增加。 ②物体对外做功，物体的内能会减少。 【命题方向】 考查物体的内能是增加了还是减少了。 例：下列有关热现象的说法中正确的是（　　） A.高空中的冰晶在空气中下落变成雨滴时，内能增加了 B.初冬地面上结有一层白霜属于水蒸气升华，水蒸气内能增加了 C.所有物体在熔化过程中温度不变，内能不变 D.0℃物体没有内能 分析：（1）做功和热传递都可以改变物体的内能，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加。 （2）物质由气态变为固态的过程是凝华。 （3）固体分晶体和非晶体，晶体和非晶体的重要区别：晶体在熔化时温度保持不变，非晶体在熔化过程中，温度不断升高。 （4）一切物体在任何温度下都具有内能。 解析：解： A、高空中的冰晶在空气中下落时，冰晶和空气之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大，增大的内能使冰晶熔化变成雨滴，故A正确； B、白霜是由水蒸气凝华而成的，水蒸气凝华过程中，放出热量，内能减小，故B错误； C、晶体在熔化时温度保持不变，非晶体在熔化过程中，吸收热量，内能变大，温度不断升高，故C错误； D、物体在任何温度下都有内能，故D错误。 故选：A。 点评：本题考查了内能的改变、物态变化等知识，难度不大。 【解题方法点拨】 做功不一定都使物体的内能发生变化。做功是否一定会引起物体内能的改变，这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。如举高物体时，做功所消耗的能量变成了物体的势能，并未转化为物体的内能，所以物体的内能就没有改变。 热传递可以改变内能，但更多不是引起物体内能的改变。热传递更多是通过改变温度来相应地改变内能，而做功的方式其实引起了内能的相关改变。 12．比热容的概念 【知识点的认识】 （1）定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容，用符号c表示。 （2）单位：比热容的单位是J/（kg•℃），读作作焦每千克摄氏度。 （3）物理意义：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。它的物理意义是1千克水，温度升高或降低1℃，吸收或放出的热量是4.2×103焦耳。 【命题方向】 考查比热容的概念，单位以及物理意义，通常在选择填空题中，以概念的形式考查。 例：比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容，查表可知，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）表示　1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的热量　。一桶水倒掉一半后，剩下的水的比热容　不变　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 分析：比热容是物质的一种特性；物质的比热容只跟物质的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。 解析：解：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）表示1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的热量； 水的比热容与水的质量无关，一桶水倒掉一半后，质量减半，但水的比热容不变。 故答案为：1kg的水每升高（或降低）1℃吸收（或放出）4.2×103J的热量；不变。 点评：本题考查学生对比热容概念的理解，知道物质的比热容只跟物体的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。 【解题方法点拨】 （1）对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一种物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不同的。如：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），而冰的比热容是2.1×103J（kg•℃）。 （2）对于物质的比热容，可以从以下两个方面理解：首先，比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，它既不随物质质量的改变而变化，也不随物质吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化，也就是说，只要是相同的物质，不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何，它的比热容一定是相同的；其次，不同物质的比热容不同，同种物质的比热容相同，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，还可以利用物质的这种特性来鉴别物质。 13．水的比热容特点及实际应用 【知识点的认识】 （1）水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 （2）现象与应用 ①白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚沿海地区温度降低也慢。因此，在一年之中，夏季时内陆比沿海炎热，冬季时内陆比沿海寒冷。 ②水比热容大的特点，在生产，生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 【命题方向】 考查水的比热容比较大特点的实际应用，并解释其现象。 例：生产生活中，我们常利用水的比热容大这一性质，下列事例中与这一性质无关的是（　　） A.用冷水冷却发动机 B.散热器用流动的热水供暖 C.傍晚，往春播秧苗田里灌水保温 D.在发烧病人的额头上擦冷水降温 分析：水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，据此分析。 解析：解：A、水的比热容较大大，和其它物质比较，降低相同温度吸收热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂，故A错误； B、散热器用流动的热水供暖，是因为相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的吸热能力大，则水放出热量更多，故B错误； C、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故C错误； D、在发烧病人的额头上擦冷水降温，是利用水蒸发吸热的原理，故D正确。 故选：D。 点评：本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握。 【解题方法点拨】 水的比热容特点及其实际应用主要体现在以下几个方面： 调节气候，作为冷却剂和取暖介质，在农业和日常生活中的应用，沿海地区的气温调节。 14．比热容的计算公式 【知识点的认识】 比热容的计算公式：c＝。（c是比热容，t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，Q表示吸收或放出的热量） 【命题方向】 考查比热容的计算，根据图像信息以及题干信息求比热容。 例：蔡浩哲在自然条件下完成了冰的熔化实验，并描绘出温度随时间变化的关系图线，如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，AB段冰吸热为2.1×104J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （1）计算出冰的比热容； （2）CD段水吸收的热量是多少？ 分析：（1）在AB段，知道吸收的热量、质量、温度变化量，根据Q＝cmΔt，计算冰的比热容； （2）冰变成水，物质的状态变化，质量不变；CD段是水，知道水的质量、比热、温度变化，根据Q＝cmΔt，计算水吸收的热量。 解析：解：（1）冰从﹣20℃吸收热量升高到0℃，需要5min，吸收热量为：Q吸冰＝2.1×104J， 由Q吸＝cmΔt得冰的比热容为：c冰＝＝2.1×103J/（kg•℃）； （2）冰的质量为0.5kg，冰熔化成水，状态变化，质量不变，水的质量是0.5kg， 由图象知，水从0℃升高到20℃，加热时间为AB段的两倍，CD段水吸收的热量是： Q吸水＝2Q吸冰＝2×2.1×104J＝4.2×104J。 答：（1）冰的比热容为2.1×103J/（kg•℃）； （2）CD段水吸收的热量是4.2×104J。 点评：本题主要考查Q＝cmΔt的应用，知道其中的三个量，求第四个量。利用好条件“相同时间冰和水吸收的热量相同”是关键。 【解题方法点拨】 t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，注意题干中对于他们的说法是有差别的，如“升高到”，“降低到”指的是末温，而“升高了”，“降低了”表示的是温度的变化。 15．利用比热容的公式计算热量 【知识点的认识】 物体的温度升高时吸收热量为：Q吸＝cm（t﹣t0） 物体的温度降低时放出的热量为：Q放＝cm（t0﹣t） 式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用Δt表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q＝cm△t． 【命题方向】 考查利用热量的计算公式，计算热量。 例：一壶质量为2千克、温度为20℃的水，加热后使其升高到70℃，这些水吸收了多少热量？[水的比热容为4.2×103焦/（千克•℃）]。 分析：掌握热量公式：Q＝cm△t的计算公式是解答本题的关键，题干中已知水的质量是2kg，水的初温和末温分别是20℃、70℃，把数据代入公式即可求出水吸收的热量。 解析：解：由分析知水吸收的热量为：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J 答：这些水吸收了4.2×105J的热量。 点评：本题主要考查学生对热量的计算公式的理解和掌握，是一道中档题。 【解题方法点拨】 t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，注意题干中对于他们的说法是有差别的，如“升高到”，“降低到”指的是末温，而“升高了”，“降低了”表示的是温度的变化。 16．热机的定义与种类 【知识点的认识】 （1）定义：利用内能做功（将内能转化为机械能）的机械称为热机。 （2）分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等 （3）热机工作时的能量转化： 燃烧的化学能→内能→机械能。 【命题方向】 考查热机的概念，判断机械是否属于热机，通常以概念为主。 例：关于热机，下列说法正确的是（　　） A.蒸汽机不属于热机 B.柴油机的效率能达到100% C.汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D.内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 分析：（1）利用内能做功的机器属于热机； （2）热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失； （3）物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动； （4）四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，由进气门、排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；其中压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将内能转化为机械能。 解析：解： A、蒸汽机属于热机，故A错误； B、因为额外功和热量散失是不可避免的，所以无论怎样改良，柴油机的效率也不可能达到100%，故B错误； C、汽油机工作时，会闻到汽油味，属于扩散现象，故C正确； D、内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能，故D错误。 故选：C。 点评：本题主要考查了对热学中一些基本规律或现象的理解，有一定的综合性，但总体难度不大。 【解题方法点拨】 判断机械是否是热机，要从能量转化的角度来判断。例如：电动机是将电能转化为机械能，不属于热机。 17．内燃机的四个冲程 汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图． ①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸． ②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高． ③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功． ④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸． 18．四冲程的判断 【知识点的认识】 内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机．内燃机分为汽油机和柴油机． （1）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能． （2）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图． ①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸． ②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高． ③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功． ④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸． （3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能． （4）柴油机是以柴油为燃料的内燃机，在工作时与汽油机工作原理相同． 区别：①在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物； ②在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强更大，温度更高； ③点火方式：柴油机﹣压燃式；汽油机﹣点燃式． 【命题方向】 考查测量平均速度的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：如图所示的是内燃机工作循环中的一个冲程，关于该冲程的下列说法中正确的是（　　） A.压缩冲程，将化学能转化为内能 B.压缩冲程，将机械能转化为内能 C.做功冲程，将内能转化为机械能 D.做功冲程，将机械能转化为内能 分析：汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功和排气冲程，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定哪个冲程，同时还可参考火花塞的状态进行判断；在四冲程内燃机工作过程中有两个冲程存在能量转化：一个是压缩冲程，将机械能转化为内能；另一个是做功冲程，将内能转化为机械能。 解析：解：由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程中燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确，ABD错误。 故选：C。点评：此题考查了对汽油机做功冲程和压缩冲程的判断以及对能量转化情况的分析，比较简单。 【解题方法点拨】 根据各冲程的特点确定是哪一个冲程，一般从2个方面突破：①看进气门和排气门的开、闭．进气门开的为吸气冲程，排气门开的为排气冲程，进气门和排气门都闭合为压缩或做功冲程②看活塞的运动方向．活塞向下运动为吸气或做功冲程，活塞向上运动为压缩或排气冲程． 19．四冲程的顺序 【知识点的认识】 汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图． ①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸． ②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高． ③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功． ④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸． 【命题方向】 根据图示判断各个冲程，并且按照一个工作循环进行排序，常考查选择题和填空题中的一小问。 例：如图所示为内燃机的四个冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　） A.甲图冲程能获得动力 B.乙图冲程有明显机械能转化为内能的过程 C.丙图冲程存在化学能转化为内能的过程 D.一个工作循环的正确顺序是丙、丁、乙、甲 分析：四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功和排气，根据气门的状态、活塞运动的方向确定是什么冲程；其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。 解析：解：A、甲图中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，不能获得动力，故A错误； B、乙图中进气门打开，活塞向下运行，是吸气冲程，将内能转化为机械能，故B错误； C、丙图中进气门打开，活塞向下运行，是吸气冲程，没有能量转化，故C错误； D、丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，一个工作循环的正确顺序是丙、丁、乙、甲，故D正确。 故选：D。 点评：此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。 【解题方法点拨】 牢记四个冲程的顺序排列，要结合气门和活塞运动情况进行判断处在哪个冲程，结合图片进行分析。 20．四冲程的能量转化 【知识点的认识】 工作过程中能量的转化： ①压缩冲程：机械能→内能； ②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能． 【命题方向】 根据题干信息，判断与题目相同能量转化的冲程，或者以概念的形式进行考查，常以选择填空中一小问为主。 例：如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，利用酒精灯加热一段时间，观察现象。对时于这个过程的分析，下列说法正确的是（　　） A.酒精燃烧过程中将化学能转化为内能 B.管内水沸腾后将橡胶塞冲出，水蒸气的内能会减少 C.管内水沸腾后将橡胶塞冲出，管口出现的“白气”是水蒸气 D.该过程的能量转化跟内燃机的做功冲程相同 分析：（1）燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程。 （2）做功和热传递都能改变物体的内能。 （3）当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小。 解析：解： A、酒精燃烧将化学能转化为内能，故A正确。 BC、水蒸气对软木塞做功，将塞子推出，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气内能减小、温度降低，液化成小水珠飘散在空中，即“白气”，故B正确，C错误。 D、水蒸气对软木塞做功，将塞子推出，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以能量转化跟内燃机的做功冲程相同，故D正确。 故选：ABD。 点评：本题考查了能量的转化、改变物体内能的方法，注意做功和热传递的区分：做功实质是能量的转化，热传递实质是能量的转移。 【解题方法点拨】 理解对汽油机工作过程，牢记即可。 21．依靠飞轮惯性的冲程 【知识点的认识】 在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。 【命题方向】 考查依靠飞轮惯性的冲程是什么，常以概念为主。 例：如图所示的某单缸四冲程汽油机，说法正确的是（　　） A.内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲 B.乙图中汽缸内气体质量会减小 C.乙图中能量的转化是内能转化为机械能 D.依靠飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丙 分析：单缸四冲程汽油机的四个冲程分别为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，压缩冲程中将机械能转化为内能；做功冲程中将内能转化为机械能； 在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。 解析：解：甲图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程； 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，将机械能转化为内能； 丙图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程； 丁图：两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，为汽车提供动力； A、汽油机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丙、乙、丁、甲，故A错误； B、乙图是压缩冲程，汽缸内气体质量不变，故B错误； C、乙图是压缩冲程，机械能转化为内能，故C错误； D、在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，即依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丙冲程，故D正确。 故选：D。 点评：此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门的开闭与活塞的运动方向进行判断。 【解题方法点拨】 记忆性知识，牢记即可。 22．汽油机与柴油机的异同 【知识点的认识】 【命题方向】 考查汽油机与柴油机的异同，常以选择题的形式进行概念辨析。 例：柴油机与汽油机的区别，下列叙述错误的是（　　） A.构造，柴油机汽缸顶端有一个喷油嘴而没有火花塞 B.柴油机吸气冲程中吸入汽缸中的是柴油和空气的混合物 C.柴油机效率比汽油机高 D.使用柴油机比汽油机经济，但是比较笨重 分析：从热机效率、工作原理和构造上综合分析柴油机和汽油机的相同点和不同点，即可得出答案。 解析：解：A、汽油机与柴油机的结构上不同：汽油机顶部是个火花塞，柴油机的顶部是和喷油嘴，故A项正确； B、柴油机吸入气缸的是空气，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故B项说法错误； C、由于柴油机和汽油机的结构和点燃方式不同，使得柴油机的效率比汽油机的效率高，此项说法正确； D、柴油机比汽油机的效率高，但不如汽油机轻便，故此项说法正确； 故选：B。 点评：此题是一道关于汽油机和柴油机的比较应用题，解答时需要学生掌握好汽油机和柴油机的主要不同点。 【解题方法点拨】 汽油柴油机异同，关键先看气缸顶，汽油机用火花塞，柴油机用喷嘴油，汽油压末塞点火，柴油压末喷油雾。 23．内燃机工作循环的计算 【知识点的认识】 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 24．做功的次数 【知识点的认识】 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 【命题方向】 考查做功次数的计算。 例：汽车不但要“吃油”，也要“喝水”用水冷却汽车发动机是因为水的　比热容　大，在发动机开始工作一段时间后，水箱中水的温度会升高，这是用　热传递　的方法改变了水的内能，一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒做功　30　次，如图所示的汽油机正处于　做功　冲程，此冲程中气缸内气体的内能　减小　（填“增大”或“减小”）。 分析：（1）用水冷却发动机，区别于其他液体的关键，就是其在同样吸热升高到相同温度时，可以吸收更多的热量，即要从比热容的角度考虑。 （2）改变物体内能的方法有做功和热传递。 （3）飞轮每转动一转活塞往返一次，两个冲程。由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程。 解析：解：水的比热容大，在同等情况下（同质量的液体、升高相同的温度）水吸收的热量多，用做发动机的冷却正好利用这一点；发动机工作时，会产生热量，通过热传递的方式将内能转移给水； 一台单缸四冲程汽油机，飞轮每转动2周，就完成4个冲程，对外做功一次；飞轮转速是3600r/min，即每分钟做功1800次，那么每秒钟做功30次； 如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放电，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故内能减小。 故答案为：比热容；热传递；30；做功；减小。 点评：此题考查知识较全面；涉及到热学的诸多方面；对物理概念的认识和对热机的工作过程的理解是解决此题的关键。 【解题方法点拨】 转数与做功次数和工作循环的个数的关系： 一个工作循环＝四个冲程＝曲轴、飞轮转动两周＝活塞往复运动两次＝对外做功一次＝两次能量转化 25．燃料热值的影响因素 【知识点的认识】 燃料的热值与燃料的种类有关，‌而与燃料的质量、‌体积、‌是否完全燃烧以及燃料的状态（‌固态、‌液态或气态）‌无关。‌ 【命题方向】 考查燃料只有燃料的种类有关，以概念辨析为主。 例：在一个标准大气压下使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，此过程中水吸收的热量是　6.72×105　J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧　0.016　kg的煤气。未使用完的煤气的热值　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。（煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg） 分析：根据Q吸＝cmΔt求水吸收的热量； 不计热量损失，Q吸＝Q放＝mq计算需要完全燃烧煤气的质量； 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：解：水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J； 不计热量损失，根据Q吸＝Q放＝mq，所以需要完全燃烧煤气的质量： m＝＝＝0.016kg； 用煤气灶烧水的过程中，能量发生了转移，是通过热传递的方式使水的内能增加；热值是燃料的一种特性，未使用完的煤气的热值不变。 故答案为：6.72×105；0.016；不变。 点评：本题主要考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的应用以及热值概念的理解，有一定综合性，但难度不大。 【解题方法点拨】 燃料的热值是燃料的一种特性，‌反映了不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的能力。‌热值是燃料本身的一种属性，‌不同燃料的热值一般不同。‌ 26．固体和液体的热值计算 【知识点的认识】 固体和液体：q＝；Q＝qm。 气体：q＝；Q＝qV。 【命题方向】 考查固体和液体的热值运算，常考查计算放出的热量。 例：某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为10℃的自来水加热到60℃，消耗的天然气质量为2kg（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/kg，求在此过程中： （1）自来水吸收的热量； （2）该热水器工作时的效率。 分析：（1）利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量； （2）由Q放＝mq可求出天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于该热水器工作时的效率。 解析：解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣10℃）＝2.1×107J； （2）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×3.5×107J/m3＝7×107J； 该热水器工作时的效率：η＝×100%＝×100%＝30%。 答：（1）水吸收的热量为2.1×107J； （2）该热水器工作时的效率是30%。 点评：本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq、Q吸＝cm（t﹣t0）和效率公式η＝的掌握和运用，要求掌握公式的正确应用。 【解题方法点拨】 只有完全燃烧时，才能用Q＝qm或Q＝qV计算。 27．热机的效率公式与计算 【知识点的认识】 （1）定义：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，其表达式为：η＝×100%．由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1． （2）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是描述热机性能的一个重要指标。 【命题方向】 热机效率会以条件出现，也会考查热机效率的计算，通常在综合计算中考查。 例：如图，是一台以柴油为动力的双履带消防机器人，质量为1000kg，静止时履带与地面接触总面积为0.4m2。在某段平直公路上，机器人以3m/s的速度匀速行驶3min，其受到的阻力为2000N，通过这段路程共消耗0.09kg柴油（q柴油＝4.0×107J/kg；g取10N/kg）。求： （1）机器人3min通过的路程； （2）机器人静止时，对水平地面产生的压强； （3）机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。 分析：（1）利用速度计算公式求得机器人3min通过的路程； （2）利用G＝mg可求出机器人的重力，在水平地面上，机器人对地面的压力等于机器人的重力，根据p＝得到机器人静止在水平地面时对地面产生的压强； （3）根据题意和二力平衡条件求出机器人受到的牵引力，利用W＝Fs求得牵引力做功，利用Q放＝mq求得柴油燃烧放出的热量，进一步求得机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。 解析：解：（1）机器人3min通过的路程 s＝vt＝3m/s×3×60s＝540m （2）机器人静止时对地面的压力 F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N 对水平地面产生的压强 （3）机器人匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力的大小 F′＝f＝2000N 牵引力做的功 W＝F′s＝2000N×540m＝1.08×106J 柴油完全燃烧释放的热量 Q放＝mq＝0.09kg×4.0×107J/kg＝3.6×106J 牵引力做功的效率 答：（1）机器人3min通过的路程为540m； （2）机器人静止时，对水平地面产生的压强为2.5×104Pa； （3）机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率为30%。点评：本题考查了速度公式、压强公式以及功率公式，注意当机器人匀速直线运动时，牵引力与阻力是一对平衡力。 【解题方法点拨】 对于热机效率可与机械效率进行对比理解，热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，并且热机的效率总小于1． 28．提高热机效率的方法 ‌提高热机效率的方法： ‌（1）改善燃烧条件‌； ‌（2）减少摩擦损失‌； ‌（3）充分利用废气能量‌； ‌（4）减少热量损失‌； ‌（5）采用先进技术‌。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$