专题12.4 机械能与内能的相互转化（知识梳理+14个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 ）-2025-2026学年苏科版物理九年级上册同步培优讲练（2024新教材）

专题12.4 机械能与内能的相互转化 （知识梳理+14个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共53题） 知识梳理 技巧点拨 1 知识点梳理01：做功——改变内能的另一种方式 2 知识点梳理02：热机 2 知识点梳理03：燃料的热值 3 优选题型 考点讲练 4 考点1：做功改变物体的内能 4 考点2：做功和热传递的区别 4 考点3：温度、热是与内能的区别与联系 5 考点4：通过做功改变物体内能时，能量的转化 5 考点5：热机工作过程中的能量转化 6 考点6：热机的种类 7 考点7：汽油机的构造与工作过程 7 考点8：柴油机的构造与工作过程 7 考点9：火箭的构造与工作原理 8 考点10：热值的概念、单位和物理意义 8 考点11：热值的公式及相关计算 9 考点12：比较不同燃料的热值大小 9 考点13：加热效率的计算 11 考点14：热机效率的计算 12 中考真题 实战演练 13 难度分层 拔尖冲刺 14 基础夯实 14 培优拔高 16 知识点梳理01：做功——改变内能的另一种方式 1、做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。 2、做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。 3、物体内能的改变方式：做功和热传递。 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的；   （2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。 知识点梳理02：热机 1、热机：利用内能做功的机械叫热机。 （1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。 （2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 2、汽油机 （1）构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等。  （2）工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞做功〔内能 →机械能〕。 （3）冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。 （4）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。 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。 （5）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； （6）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。 3、柴油机： （1）构造：与汽油机相似，区别在于柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。  （2）工作原理：与汽油机相同。 （3）工作过程：与汽油机相似。 （4）柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来。 （5）特点与应用： 特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重。  应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机。 知识点梳理03：燃料的热值 1、热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 （1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 （2）热值是燃料的一种属性，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 （3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。 2、热值的计算公式：Q=mq M——燃料的质量——单位千克（kg）； q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）； Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 3、比较不同燃料的热值大小 （1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ （2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ （3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ 进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分（4）别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ （5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 考点1：做功改变物体的内能 【典例精讲】（2025·江苏无锡·二模）下列生活场景中，与内燃机的压缩冲程改变物体内能方式相同的是（　　） A．锯木头锯条发热 B．用冰袋给发烧病人降温 C．放进冰箱的水果温度降低 D．阳光照射使石凳温度升高 【变式训练】（24-25九年级上·湖北武汉·期末）如图所示，装有开水的暖水瓶的瓶塞跳起来了，在瓶塞跳起过程中，下列说法正确的是（　　） A．瓶内的开水内能可能会增大 B．瓶塞的内能一定增大 C．瓶内气体的内能一定减小 D．暖水瓶外壳的内能一定会减小 考点2：做功和热传递的区别 【典例精讲】（23-24九年级上·山西太原·期中）如图是古人锻造铁器的情景，下列说法正确的是（　　）    A．把铁放入炉中加热是通过做功改变内能 B．锻打过程中锤头的内能增加 C．淬火时铁的内能增加，温度升高 D．加热和淬火时能量发生了转化 【变式训练】（24-25九年级上·江苏泰州·期末）寒冷冬天可将两手摩擦使手变暖，这是通过 的方式增加手的内能；也可用暖水袋捂使手变暖，这是通过 的方式增加手的内能，其实质是内能的 。 考点3：温度、热是与内能的区别与联系 【典例精讲】（2025·江苏连云港·二模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（    ） A．0℃的冰块内能为0 B．物体放出热量，温度一定降低 C．物体的温度降低，它的内能一定减少 D．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 【变式训练】（2025·江苏连云港·一模）下列关于温度、热量和内能的说法中，正确的是（    ） A．物体内能增加，温度一定升高 B．物体吸收热量，温度可能不变 C．物体温度升高，一定吸收了热量 D．物体内能增加，一定是外界对它做了功 考点4：通过做功改变物体内能时，能量的转化 【典例精讲】（2025·江苏无锡·二模）如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能 B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低 C．蒸汽推动小船前进，实现了机械能向内能的转化 D．蒸汽推动小船前进，能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同 【变式训练】（2025·江苏无锡·一模）如图所示，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，水蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”），且其内能的变化量 （选填“大于”“等于”或“小于”）软木塞增大的机械能，这与热机 冲程的能量转化相同。 考点5：热机工作过程中的能量转化 【典例精讲】（2025·内蒙古·中考真题）如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．水的内能增加的方式是热传递 C．蒸汽被喷出后内能保持不变 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 【变式训练】（2025·甘肃·中考真题）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机 冲程的能量转化相同。 考点6：热机的种类 【典例精讲】（25-26九年级上·全国·课后作业）下列设备工作过程中没有使用热机的是（　　） A．拖拉机 B．电动新能源汽车 C．火箭 D．战斗机 【变式训练】（25-26九年级上·全国·课前预习）通常而言，制作采用燃料燃烧加热水产生 （或直接加热空气）来做功的外燃机，比制作在封闭缸体内燃烧燃料来做功的内燃机要安全，材料也相对易得。 考点7：汽油机的构造与工作过程 【典例精讲】（24-25九年级上·广东汕尾·阶段练习）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒钟内完成 个工作循环，做功 次；把内能转化成机械能的是 冲程。 【变式训练】（25-26九年级上·河南开封·阶段练习）下图是某单缸四冲程汽油机的 冲程，若该汽油机每1秒钟对外做功15次，那么该汽油机飞轮的转速为 r/min，在加油站加油时，闻到汽油味是因为 。 考点8：柴油机的构造与工作过程 【典例精讲】（24-25九年级上·安徽阜阳·阶段练习）一台单缸四冲程柴油机，转速为1200r/min，则关于此柴油机下列说法不正确的是（   ） A．四个冲程中只有两个冲程涉及能量转化 B．在吸气冲程里吸进汽缸的是柴油和空气的混合物 C．只有做功冲程对外做功 D．1s内完成40个冲程，做功10次 【变式训练】（24-25九年级上·江西南昌·期中）同学们过春节都喜欢放鞭炮，其中有一种“甩炮”，不需用火点燃，只要稍用力将它摔向地面，鞭炮就可以炸响。鞭炮与地面发生碰撞时，通过 的方式，使它的内能增加，这和柴油机的 冲程相似。 考点9：火箭的构造与工作原理 【典例精讲】（24-25九年级上·新疆吐鲁番·期中）燃料的种类非常多，例如汽油、柴油、煤炭、天然气等，而现代火箭用的燃料是液态氢，这是因为液态氢具有 （选填“较低的沸点”、“较高的凝固点”或“较大的热值”）；火箭喷气发动机在大气层外 （选填“能”或“不能”）工作。 【变式训练】（24-25九年级上·四川遂宁·期末）今年5月5日，长征五号B运载火箭搭载新一代人试验飞船在海南文昌发射成功。火箭的燃料燃烧将化学能转化为 能，再转化为火箭和实验飞船的机械能。选择液氢作为燃料，主要是因为液氢的 （比热容/热值）大。 考点10：热值的概念、单位和物理意义 【典例精讲】（25-26九年级上·山西吕梁·阶段练习）2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。如图所示，这是火箭起飞时燃料剧烈燃烧的情景。燃料燃烧时热值（　　） A．不变 B．为零 C．变小 D．变大 【变式训练】（25-26九年级上·北京东城·阶段练习）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法不正确的是（　　） A．燃料燃烧时内能转化为化学能 B．燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C．燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D．火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 考点11：热值的公式及相关计算 【典例精讲】（24-25九年级上·广东汕尾·阶段练习）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100 ℃，燃烧了6kg的无烟煤，无烟煤的热值q=3.4×107J/kg。c水=4.2×103J/(kg·℃)。试求 (1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？ (2)6kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？ 【变式训练】（25-26九年级上·山西吕梁·阶段练习）随着乡村振兴战略的提出，农村“煤改气”工程使天然气进入农村家庭。小明家改用了天然气灶后，烧开一壶初温为20℃、质量为5kg的水，需要消耗0.1m3的天然气。求：[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107J/m3，当地气压为标准大气压] (1)0.1m3天然气完全燃烧放出的热量。 (2)水烧开时吸收的热量。 (3)小明家的天然气灶烧水的热效率。 考点12：比较不同燃料的热值大小 【典例精讲】（25-26九年级上·山西吕梁·阶段练习）如图所示，为比较1、2两种燃料的热值，甲、乙两图中的装置相同，燃料的质量m均为10g，烧杯内的水初温相同。 (1)在实验中，应控制两个烧杯中水的 相同； (2)根据甲、乙两图进行实验，当 （选填“燃料燃尽”或“加热相同时间”）后，立即读取相应温度计的示数，分别为，且有，则燃料1的热值与燃料2的热值相比， （选填“”“”或“”）； (3)在图甲装置中，测出水的质量和燃料燃尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，可计算出燃料的热值，通过实验数据算出的燃料热值与实际相比 （选填“偏大”或“偏小”），理由是 。 【变式训练】（25-26九年级上·山西朔州·阶段练习）为比较酒精和煤油热值的大小，小小制定了以下实验方案： (1)取 相同的酒精和煤油作燃料，制成酒精灯和煤油灯；两灯同时点燃后分别给两杯 和初温都相同的水加热（烧杯质量也相同）如图所示；通过观察 的变化，由此判断两种燃料热值的大小。请根据小小的设计方案回答： (2)当两灯燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是，乙装置中温度计的读数是，由此判断 的热值比较大。 (3)实验中燃料燃烧放出的热量，通过 方式使水的内能增大。 (4)根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。结合装置图，分析原因： 。（只写出一条即可） 考点13：加热效率的计算 【典例精讲】（24-25九年级上·广东佛山·期中）初秋天时节，乐乐与家人在新城公园围炉煮茶。如图是烧水用的卡式炉，卡式炉的气罐内装有可燃性气体丁烷，在1个标准大气压下，将质量为0.5kg、温度为20℃的水烧开，共消耗了质量为的丁烷。（已知水的比热容，丁烷热值求： (1)水吸收的热量； (2)丁烷完全燃烧放出的热量： (3)卡式炉的热效率。 【变式训练】（25-26九年级上·河南洛阳·阶段练习）用天然气灶将一壶质量为2kg、初温为30℃的水加热到80℃，消耗了0.016kg天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.2×107J/kg。求： (1)在此过程中天然气完全燃烧放出的热量。 (2)水吸收的热量。 (3)天然气灶烧水的效率。 考点14：热机效率的计算 【典例精讲】（25-26九年级上·山西吕梁·阶段练习）某款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油0.5kg。该汽车汽油机的效率为30％，在这段路程中，汽油机的效率不变，汽车匀速运动时受到的阻力恒为1000N。求该过程中：（汽油的热值为4.6×107J/kg） (1)0.5kg汽油完全燃烧放出的热量。 (2)汽油机做的有用功。 (3)汽车通过的路程。 【变式训练】（25-26九年级上·河南开封·阶段练习）某同学随家人户外露营时用酒精炉给10kg的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了2kg的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为；求： (1)酒精完全燃烧产生的热量； (2)经过6min时间加热，水所吸收的热量； (3)酒精炉烧水时的热效率； (4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量；（煤气的热值为4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收） (5)如果该2kg酒精完全燃烧产生的热量（可以用第一问的数据）可以供某品牌新能源汽车在平直公路上匀速行驶16km，已知汽车受到的阻力为1150N，则该品牌汽车发动机的效率多大（保留一位小数）？ 1．（2025·江苏南通·中考真题）小明利用三套完全相同的装置完成如图1所示的实验，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同。 (1)实验前所测液体的初温均如图2所示，示数为 ℃。 (2)比较不同燃料热值大小，应选择图1中的 两组实验； (3)分析图3可知：小明准备自制一支液体温度计，应选液体 （选填“1”或“2”）作为测温液体；不计热量损失，燃料A和B的热值之比为 。 2．（2025·江苏无锡·中考真题）小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶身（如图乙）；拧松瓶盖（如图丙），瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶口出现白雾（如图丁），则下列说法正确的是（　　） A．图乙过程中，瓶内气体的质量变小 B．图丁出现的白雾，是由瓶内的水汽化形成的 C．图乙相当于压缩冲程，将机械能转化为内能 D．图丁瓶内气体温度降低，这是通过热传递的方式改变物体内能 3．（2025·江苏苏州·中考真题）图甲、乙、丙为完全相同的装置，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)为比较不同燃料的放热本领，应选择 两图进行实验。在此实验中通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来反映不同燃料放出热量的多少。 (2)为比较不同液体的比热容，应选择 两图进行实验。加热相同时间，温度升高 （选填“多”或“少”）的液体比热容大。 (3)图丁是比较a、b两种液体比热容实验中获得的图像，若不计热量的损失，a、b两种液体的比热容之比ca∶cb等于 。 4．（2025·江苏盐城·中考真题）2024年10月30日，我国长征二号F运载火箭搭载神舟十九号载人飞船顺利升空。火箭一般会选用热值较 的燃料，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动火箭和飞船上升时，将内能转化为火箭和飞船的 能，随着燃料的不断消耗，其热值将 。 5．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是“探究做功改变物体内能”的实验．迅速地来回拉动绳子，过一会儿筒内的乙醚会冲开塞子。在拉动绳子的过程中，乙醚的温度 （选填“升高”“降低”或“不变”），冲开塞子的过程中，乙醚的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），与“塞子冲开”过程中能量转化一致的汽油机冲程是 冲程。 基础夯实 1．（2025·江苏无锡·模拟预测）下列有关内燃机的说法正确的是（    ） A．内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 B．压缩冲程是由大部分内能转化为机械能 C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物 D．汽油机做功冲程的点火方式是压燃式 2．（2025·江苏盐城·二模）社团课上同学们正在认真练习轮滑，此时轮滑鞋与地面摩擦温度升高。下列汽油机的四个冲程中能量转化与其相同的是（    ） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 3．（2025·北京·中考真题）在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的 B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能 C．水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小 D．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的 4．（25-26九年级上·全国·课后作业）跨学科  如图所示，这是我国古老的医疗技法——刮痧，当用刮痧板在身体上刮动时，身体会感觉到热，这是通过 的方式增加身体的内能；刮痧时要在皮肤上涂一些药油，当体表温度升高后，药油渗入人体的速度 ，这说明分子的运动与物体的 有关。 5．（25-26九年级上·全国·课后作业）一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为，这些能量需要完全燃烧的天然气才能得到，则天然气的热值为 ；天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 6．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）某四冲程汽油机，若1分钟曲轴转动2400转，完成 个冲程，该汽油机每秒钟对外做功 次，做功冲程将内能转化为 能。 7．（2025·江苏盐城·三模）2025年3月，我国“天舟七号”货运飞船与“天和”核心舱成功对接，为空间站运送补给。“天舟七号”与“天和”成功对接后，以“天舟七号”为参照物，“天和”是 的。火箭燃料燃烧了一部分后，剩余燃料的热值 。火箭高速运动过程中，与空气摩擦而使温度急剧升高，这是以 方式改变火箭的内能。 8．（2025·江苏无锡·三模）随着环保减排目标的推进，各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策，推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时，将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时，消耗了天然气0.02m3，求 (1)壶中水吸收的热量；（c水=4.2×103J/（kg•℃）） (2)天然气完全燃烧放出的热量；（天然气的热值为3.6×107J/m3） (3)用天然气烧水时的效率。 9．（24-25九年级上·江苏徐州·期中）太阳能热水器在白天将质量为200kg的水从20℃加热到50℃，问： (1)水的内能增加了多少J？ (2)若这些内能由完全燃烧煤气产生的热量来提供，则需要完全燃烧煤气多少kg？（水的比热容为，煤气的热值为，假设燃烧煤气放出的热量被水全部吸收。） 10．（2025·江苏南通·中考真题）小华做“观察水的沸腾”实验。 (1)实验前打开酒精灯帽，闻到酒精的气味，这说明了 ，实验中酒精灯里的酒精不断减少，它的热值 。 (2)如图所示，水已经沸腾，温度计的示数 ；温度计表面有“水雾”，这是水蒸气 热液化形成的。 培优拔高 11．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃，它的尺寸如图。下列说法中正确的是（　　） A．这种取火器的体积太大，不便于携带 B．取火时是通过做功增加筒内空气的内能 C．取火时是通过热传递增加筒内空气的内能 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同 12．（2025·江苏淮安·一模）如图所示是家居装修的一种空气锤，它是利用压缩空气使活塞迅速推出，产生巨大压力，能将铁钉打入木板，甚至能将混凝土压碎。下列关于空气锤的使用，说法错误的是（　　） A．空气锤将铁钉打入木板的过程中，对铁钉做了功 B．空气被压缩时，密度增大，压强增大 C．木板可以被铁钉打入，说明力可以改变物体的形状 D．反复捶打，铁钉会发热，这与内燃机的做功冲程能量转化相同 13．（2025·江苏南通·中考真题）热质说是18世纪流行的热学理论。该理论认为热质是一种无质量、看不见的特殊物质，物体吸收、放出热质会导致温度或物态的变化，它只能在物体间转移，不会产生或消失。下列事例中，不能佐证该理论的是（　　） A．热水暖手 B．冰袋冷敷 C．扬汤止沸 D．钻木取火 14．（2025·江苏泰州·二模）四冲程汽油机中的 冲程是提供动力的，已知该汽油机飞轮转速为1200r/min，能量输出效率为20%，则该汽油机每秒钟对外做功 次；若该发动机完全燃烧2L的汽油能够输出的有用功为 J。（汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.75×103kg/m3） 15．（2025·江苏无锡·模拟预测）如图甲所示是小明用可乐瓶制作的水火箭，小明先在瓶中装适量水，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；此时瓶中气体的内能 （选填“增加”、“减少”或“不变”）；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，此过程的能量转化情况与热机的 （选填“乙”或“丙”）冲程相似，如果此热机1s做功20次，则汽油机曲轴转速为 r/min。 16．（2025·江苏无锡·模拟预测）科技让农业发展更加迅速。某研究所研究出一款插秧机，质量为345kg。经过一段时间，消耗了的汽油，则汽油完全燃烧放出的热量为 ；若该段时间，插秧机没有进行其他作业，只是向前行驶了5000m，若行驶过程中所受阻力是重力的0.1倍，则该插秧机在这段时间的机械效率为 %；若这些热量完全被50kg、初温为的水吸收，则在标准大气压下水温升高 。[，]（若无法计算出精确结果，则取整数） 17．（2025·江苏无锡·模拟预测）如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，重力势能 （选填“增大”或“减小”，下同），动能 ，所以近火点的速度 （选填“>”、“<”或“=”）远火点的速度。 18．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）草桥中学校某物理兴趣小组的同学学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少，于是他在家里将装有2千克水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至50℃的过程中，观察到天然气表的数值变化了。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容是。那么请问： (1)在这个过程中水吸收的热量； (2)天然气的热值。 19．（2025·江苏苏州·中考真题）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)煤气完全燃烧放出的热量； (3)煤气炉加热的效率。 20．（2025·江苏泰州·二模）在“探究冰的熔化特点”和“观察水的沸腾”实验中，小明同学进行了如下操作： (1)如甲图所示，将装有碎冰的烧杯不用酒精灯加热，直接放置在空气中也可以使冰熔化，实验中要观察 并记录各个时刻的温度； (2)冰完全熔化完后，在烧杯下放入酒精灯，如图乙所示，加热一段时间后水沸腾；水中气泡上升过程如图a、b，则图 中是沸腾时的情况，此时气泡内气体的主要成分是 ； (3)小明画出了温度随时间变化图像如图丙，则B点时的内能 C点时的内能（选填“大于”“小于”或“等于”），判断依据是 ； (4)同组的小华同学设计了图丁的装置，但是一段时间后，观察到当烧杯中的水沸腾时，试管中的水不会沸腾，此时试管内的水和烧杯中的水相等的物理量是 （选填①温度；②热量；③内能）。 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12.4 机械能与内能的相互转化 （知识梳理+14个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共53题） 知识梳理 技巧点拨 1 知识点梳理01：做功——改变内能的另一种方式 1 知识点梳理02：热机 2 知识点梳理03：燃料的热值 3 优选题型 考点讲练 4 考点1：做功改变物体的内能 4 考点2：做功和热传递的区别 5 考点3：温度、热是与内能的区别与联系 6 考点4：通过做功改变物体内能时，能量的转化 7 考点5：热机工作过程中的能量转化 8 考点6：热机的种类 8 考点7：汽油机的构造与工作过程 9 考点8：柴油机的构造与工作过程 10 考点9：火箭的构造与工作原理 11 考点10：热值的概念、单位和物理意义 11 考点11：热值的公式及相关计算 13 考点12：比较不同燃料的热值大小 14 考点13：加热效率的计算 16 考点14：热机效率的计算 17 中考真题 实战演练 19 难度分层 拔尖冲刺 22 基础夯实 22 培优拔高 26 知识点梳理01：做功——改变内能的另一种方式 1、做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。 2、做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。 3、物体内能的改变方式：做功和热传递。 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的；   （2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。 知识点梳理02：热机 1、热机：利用内能做功的机械叫热机。 （1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。 （2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 2、汽油机 （1）构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等。  （2）工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞做功〔内能 →机械能〕。 （3）冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。 （4）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。 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。 （5）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； （6）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。 3、柴油机： （1）构造：与汽油机相似，区别在于柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。  （2）工作原理：与汽油机相同。 （3）工作过程：与汽油机相似。 （4）柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来。 （5）特点与应用： 特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重。  应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机。 知识点梳理03：燃料的热值 1、热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 （1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 （2）热值是燃料的一种属性，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 （3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。 2、热值的计算公式：Q=mq M——燃料的质量——单位千克（kg）； q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）； Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 3、比较不同燃料的热值大小 （1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ （2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ （3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ 进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分（4）别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ （5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 考点1：做功改变物体的内能 【典例精讲】（2025·江苏无锡·二模）下列生活场景中，与内燃机的压缩冲程改变物体内能方式相同的是（　　） A．锯木头锯条发热 B．用冰袋给发烧病人降温 C．放进冰箱的水果温度降低 D．阳光照射使石凳温度升高 【答案】A 【规范解答】在内燃机的压缩冲程中，活塞压缩燃气做功，将机械能转化为内能，是通过做功改变物体内能。 A．锯木头锯条发热是通过克服摩擦做功使物体的内能增大，将机械能转化为内能，是通过做功改变物体内能，故A符合题意； B．用冰袋给发烧病人降温，冰袋吸收热量，内能增加，是通过热传递改变物体的内能，故B不符合题意； C．放进冰箱的水果放出热量，内能减小，温度降低，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意； D．阳光照射时，石凳吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。 故选A。 【变式训练】（24-25九年级上·湖北武汉·期末）如图所示，装有开水的暖水瓶的瓶塞跳起来了，在瓶塞跳起过程中，下列说法正确的是（　　） A．瓶内的开水内能可能会增大 B．瓶塞的内能一定增大 C．瓶内气体的内能一定减小 D．暖水瓶外壳的内能一定会减小 【答案】C 【规范解答】A．在瓶塞跳起过程中，瓶内的开水没有吸收或放出热量，也没有对外做功或者被做功，内能不变，故A错误； B．在瓶塞跳起过程中，瓶塞的质量、状态和温度不变，则内能不变，故B错误； C．瓶内的气体把瓶塞顶起，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减小，温度降低，故C正确； D．瓶塞跳起的过程，暖水瓶外壳的质量、状态和温度不变，则内能不变，故D错误。 故选C。 考点2：做功和热传递的区别 【典例精讲】（23-24九年级上·山西太原·期中）如图是古人锻造铁器的情景，下列说法正确的是（　　）    A．把铁放入炉中加热是通过做功改变内能 B．锻打过程中锤头的内能增加 C．淬火时铁的内能增加，温度升高 D．加热和淬火时能量发生了转化 【答案】B 【规范解答】A．把铁放入炉中加热，铁器从火中吸收热量，属于热传递改变物体的内能，故A错误； B．用铁锤锻打工件，锤头会升温，锤头的内能增加，故B正确； C．把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热。铁的内能减少，温度降低，故C错误； D．用火对铁器加热，铁器从火中吸收热量，把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，所以加热和淬火属于热传递改变物体内能，能量发生了转移，故D错误。 故选B。 【变式训练】（24-25九年级上·江苏泰州·期末）寒冷冬天可将两手摩擦使手变暖，这是通过 的方式增加手的内能；也可用暖水袋捂使手变暖，这是通过 的方式增加手的内能，其实质是内能的 。 【答案】 做功 热传递 转移 【规范解答】[1][2]双手互搓时克服摩擦做功，机械能转化为手的内能，此过程是通过做功的方式改变手的内能。手捧暖水袋，热量可以通过热传递的方式转移到手上，从而改变了手的内能，使手变暖；其实质是内能的转移。 考点3：温度、热是与内能的区别与联系 【典例精讲】（2025·江苏连云港·二模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（    ） A．0℃的冰块内能为0 B．物体放出热量，温度一定降低 C．物体的温度降低，它的内能一定减少 D．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 【答案】C 【规范解答】A．一切物体都有内能，0℃冰块的分子仍在运动，内能不为0，故A错误； B．物体放出热量时，内能降低，温度可能不变，如晶体凝固时，放出热量，温度不变，故B错误； C．物体的温度降低，分子热运动减弱，分子动能减少，因此内能一定减少，故C正确； D．改变内能的方式有做功和热传递，物体的内能增加，不一定是吸收热量，也可能是外界对物体做了功，故D错误。 故选C。 【变式训练】（2025·江苏连云港·一模）下列关于温度、热量和内能的说法中，正确的是（    ） A．物体内能增加，温度一定升高 B．物体吸收热量，温度可能不变 C．物体温度升高，一定吸收了热量 D．物体内能增加，一定是外界对它做了功 【答案】B 【规范解答】A．物体内能增加，温度不一定升高。例如晶体熔化时吸收热量，内能增加但温度保持不变，故A错误； B．物体吸收热量，温度可能不变。如晶体熔化或液体沸腾时，吸收热量但温度不变，故B正确； C．物体温度升高可能是通过做功实现的（如摩擦生热），不一定是吸收了热量，故C错误； D．物体内能增加，可能是外界对它做了功，也可能是物体吸收了热量，故D错误。 故选B。 考点4：通过做功改变物体内能时，能量的转化 【典例精讲】（2025·江苏无锡·二模）如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能 B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低 C．蒸汽推动小船前进，实现了机械能向内能的转化 D．蒸汽推动小船前进，能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同 【答案】C 【规范解答】A．加热过程中，玻璃瓶内的水吸收热量，内能增大，是通过热传递的方式增大内能，故A不符合题意； B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气对外做功，内能减小，温度降低，故B不符合题意； C．蒸汽推动小船前进，实现了内能向机械能的转化，故C符合题意； D．蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同，都是内能转化为机械能，故D不符合题意。 故选C。 【变式训练】（2025·江苏无锡·一模）如图所示，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，水蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”），且其内能的变化量 （选填“大于”“等于”或“小于”）软木塞增大的机械能，这与热机 冲程的能量转化相同。 【答案】 减小 大于 做功 【规范解答】[1][2]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，由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能 [3]在热机的做功冲程中，内能转化成机械能，因此上述过程与热机的做功冲程的能量转化相同。 考点5：热机工作过程中的能量转化 【典例精讲】（2025·内蒙古·中考真题）如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．水的内能增加的方式是热传递 C．蒸汽被喷出后内能保持不变 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 【答案】B 【规范解答】A．酒精燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程，故A不符合题意； B．加热过程中，易拉罐中的水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加内能，故B符合题意； C．蒸汽喷出后，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，故C不符合题意； D．因为热量损失，所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能，故D不符合题意。 故选B。 【变式训练】（2025·甘肃·中考真题）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机 冲程的能量转化相同。 【答案】 做功 压缩 【规范解答】[1][2]改变物体内能有两种方法：做功、热传递；用打气筒打气时，活塞对筒内气体做功，使气体的内能增大，温度升高，此过程中机械能转化成内能；汽油机压缩冲程中，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化成内能，打气筒打气的能量转化与四冲程汽油机压缩冲程相同。 考点6：热机的种类 【典例精讲】（25-26九年级上·全国·课后作业）下列设备工作过程中没有使用热机的是（　　） A．拖拉机 B．电动新能源汽车 C．火箭 D．战斗机 【答案】B 【规范解答】A．热机是利用内能来做功的机器，常见的热机有内燃机（如汽油机、柴油机）、火箭等。拖拉机一般使用柴油机作为动力装置，柴油机属于热机，故A不符合题意； B．电动新能源汽车是利用电动机来工作的，电动机是将电能转化为机械能的装置，没有利用内能做功，没有使用热机，故B符合题意； C．火箭是利用燃料燃烧产生的内能转化为机械能来工作的，属于热机，故C不符合题意； D．战斗机一般使用喷气式发动机，喷气式发动机使用航空煤油作为燃料，属于热机，故D不符合题意； 故选B。 【变式训练】（25-26九年级上·全国·课前预习）通常而言，制作采用燃料燃烧加热水产生 （或直接加热空气）来做功的外燃机，比制作在封闭缸体内燃烧燃料来做功的内燃机要安全，材料也相对易得。 【答案】蒸汽 【规范解答】外燃机的工作原理是通过燃料燃烧加热某种物质，使物质变成蒸汽，利用蒸汽的膨胀来推动机械做功。例如蒸汽机就是典型的外燃机，它通过燃烧燃料加热水，产生的蒸汽进入气缸推动活塞运动。而内燃机是燃料在汽缸内直接燃烧，产生的燃气推动活塞做功。因此，外燃机中燃料燃烧加热水产生的是蒸汽。 考点7：汽油机的构造与工作过程 【典例精讲】（24-25九年级上·广东汕尾·阶段练习）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒钟内完成 个工作循环，做功 次；把内能转化成机械能的是 冲程。 【答案】 15 15 做功 【规范解答】[1][2]飞轮转速1800r/min即30r/s，飞轮转2转完成1个工作循环，4个冲程，对外做功1次，因此该汽油机每秒钟内完成15个工作循环，做功15次。 [3]四冲程中，吸气冲程和排气冲程不涉及能量转化；压缩冲程，活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程中燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 【变式训练】（25-26九年级上·河南开封·阶段练习）下图是某单缸四冲程汽油机的 冲程，若该汽油机每1秒钟对外做功15次，那么该汽油机飞轮的转速为 r/min，在加油站加油时，闻到汽油味是因为 。 【答案】 压缩 1800 分子在不停地做无规则运动 【规范解答】[1]图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能，是汽油机的压缩冲程的特征。 [2]该汽油机每1秒钟对外做功15次，意味着每秒完成15个工作循环，每个工作循环飞轮转2周，则1s飞轮转30圈，即30r/s，将每秒转数转换为每分钟转数，那么该汽油机飞轮的转速为。 [3]闻到汽油味是因为汽油分子在空气中不断的做无规则运动并扩散到鼻腔中的原因，属于扩散现象。 考点8：柴油机的构造与工作过程 【典例精讲】（24-25九年级上·安徽阜阳·阶段练习）一台单缸四冲程柴油机，转速为1200r/min，则关于此柴油机下列说法不正确的是（   ） A．四个冲程中只有两个冲程涉及能量转化 B．在吸气冲程里吸进汽缸的是柴油和空气的混合物 C．只有做功冲程对外做功 D．1s内完成40个冲程，做功10次 【答案】B 【规范解答】A．四冲程中只有两个冲程涉及能量转化，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，故A正确，不符合题意； B．柴油机和汽油机吸入汽缸的物质是不一样的，柴油机吸入汽缸的只有空气，而汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的混合物，故B错误，符合题意； C．吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是辅助冲程，靠飞轮的惯性来完成，只有在做功冲程中，燃气推动活塞对外做功，内能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．柴油机工作时，曲轴每转两转，做功一次，完成4个冲程，转速为1200r/min，即20r/s，所以它在1s内做功次数为10次，完成40个冲程，故D正确，不符合题意。 故选B。 【变式训练】（24-25九年级上·江西南昌·期中）同学们过春节都喜欢放鞭炮，其中有一种“甩炮”，不需用火点燃，只要稍用力将它摔向地面，鞭炮就可以炸响。鞭炮与地面发生碰撞时，通过 的方式，使它的内能增加，这和柴油机的 冲程相似。 【答案】 做功 压缩 【规范解答】[1]鞭炮与地面发生碰撞时，对鞭炮做功，鞭炮的内能增加，温度升高，是通过做功的方式改变鞭炮的内能。 [2]鞭炮与地面发生碰撞时将机械能转化为内能，柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，和柴油机的压缩冲程相似。 考点9：火箭的构造与工作原理 【典例精讲】（24-25九年级上·新疆吐鲁番·期中）燃料的种类非常多，例如汽油、柴油、煤炭、天然气等，而现代火箭用的燃料是液态氢，这是因为液态氢具有 （选填“较低的沸点”、“较高的凝固点”或“较大的热值”）；火箭喷气发动机在大气层外 （选填“能”或“不能”）工作。 【答案】 较大的热值 能 【规范解答】[1]火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，可以释放出更多的热量。 [2]火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，所以即使大气层外没有足够的氧气，燃料也可以继续燃烧，所以能在大气层外工作。 【变式训练】（24-25九年级上·四川遂宁·期末）今年5月5日，长征五号B运载火箭搭载新一代人试验飞船在海南文昌发射成功。火箭的燃料燃烧将化学能转化为 能，再转化为火箭和实验飞船的机械能。选择液氢作为燃料，主要是因为液氢的 （比热容/热值）大。 【答案】 内 热值 【规范解答】[1]燃料燃烧发生化学变化，释放化学能，化学能转化为内能。 [2]液氢的热值大，相同条件下，与其他燃料相比能够有更多的化学能转化为内能，再转化为机械能。 考点10：热值的概念、单位和物理意义 【典例精讲】（25-26九年级上·山西吕梁·阶段练习）2025年5月29日，我国用长征三号乙运载火箭成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。如图所示，这是火箭起飞时燃料剧烈燃烧的情景。燃料燃烧时热值（　　） A．不变 B．为零 C．变小 D．变大 【答案】A 【规范解答】热值是燃料的一种特性，它反映了燃料完全燃烧放出热量的能力。热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧等均无关，所以燃料燃烧时，燃料的热值不变，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式训练】（25-26九年级上·北京东城·阶段练习）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法不正确的是（　　） A．燃料燃烧时内能转化为化学能 B．燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C．燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D．火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 【答案】ACD 【规范解答】A．燃料燃烧时，燃料的化学能转化为内能，故A错误，符合题意； B．热值的定义为单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，其大小仅与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积等因素无关。所以燃料箱燃料减少，热值不变，故B正确，不符合题意； C．热值仅与燃料的种类有关，与放出热量的多少无关，故C错误，符合题意； D．火箭前进时，是将燃气的内能转化为机械能，由于有热量损失，燃料不可能全部燃烧等因素影响，燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能，故D错误，符合题意。 故选ACD。 考点11：热值的公式及相关计算 【典例精讲】（24-25九年级上·广东汕尾·阶段练习）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100 ℃，燃烧了6kg的无烟煤，无烟煤的热值q=3.4×107J/kg。c水=4.2×103J/(kg·℃)。试求 (1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少？ (2)6kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？ 【答案】(1)6.3×107J (2)2.04×108J (3)30.9% 【规范解答】（1）由可得，200kg的水吸收的热量为 （2）由可得，6kg的无烟煤完全燃烧放出的热量为 （3）由可得，此锅炉的效率为 【变式训练】（25-26九年级上·山西吕梁·阶段练习）随着乡村振兴战略的提出，农村“煤改气”工程使天然气进入农村家庭。小明家改用了天然气灶后，烧开一壶初温为20℃、质量为5kg的水，需要消耗0.1m3的天然气。求：[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107J/m3，当地气压为标准大气压] (1)0.1m3天然气完全燃烧放出的热量。 (2)水烧开时吸收的热量。 (3)小明家的天然气灶烧水的热效率。 【答案】(1) (2) (3)40% 【规范解答】（1）完全燃烧0.1m3天然气放出的热量 （2）已知当地气压为标准大气压，则水的沸点为100℃，所以水烧开时吸收的热量 （3）小明家的天然气灶烧水的热效率 考点12：比较不同燃料的热值大小 【典例精讲】（25-26九年级上·山西吕梁·阶段练习）如图所示，为比较1、2两种燃料的热值，甲、乙两图中的装置相同，燃料的质量m均为10g，烧杯内的水初温相同。 (1)在实验中，应控制两个烧杯中水的 相同； (2)根据甲、乙两图进行实验，当 （选填“燃料燃尽”或“加热相同时间”）后，立即读取相应温度计的示数，分别为，且有，则燃料1的热值与燃料2的热值相比， （选填“”“”或“”）； (3)在图甲装置中，测出水的质量和燃料燃尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，可计算出燃料的热值，通过实验数据算出的燃料热值与实际相比 （选填“偏大”或“偏小”），理由是 。 【答案】(1)质量 (2) 燃料燃尽 > (3) 偏小 燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收 【规范解答】（1）比较不同燃料的热值，应用质量相同的不同燃料完全燃烧加热同一液体，应控制两个烧杯中水的质量相同。 （2）[1][2]根据甲、乙两图进行实验，当燃料燃尽后，燃料完全燃烧的质量相同，立即读取相应温度计的示数，分别为，且有，则燃料1加热的水的末温较大，说明燃料1加热的水升高的温度较大，则燃料1释放的热量较多，由得，燃料1的热值大于燃料2的热值，即 （3）[1][2]实验中将水吸收的热量当作燃料完全燃烧释放的热量，由于燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或者燃料没有完全燃烧，导致测得的燃料释放的热量偏小，而燃料的质量测量准确，由得，通过实验数据算出的燃料热值与实际相比偏小。 【变式训练】（25-26九年级上·山西朔州·阶段练习）为比较酒精和煤油热值的大小，小小制定了以下实验方案： (1)取 相同的酒精和煤油作燃料，制成酒精灯和煤油灯；两灯同时点燃后分别给两杯 和初温都相同的水加热（烧杯质量也相同）如图所示；通过观察 的变化，由此判断两种燃料热值的大小。请根据小小的设计方案回答： (2)当两灯燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是，乙装置中温度计的读数是，由此判断 的热值比较大。 (3)实验中燃料燃烧放出的热量，通过 方式使水的内能增大。 (4)根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。结合装置图，分析原因： 。（只写出一条即可） 【答案】(1) 质量 质量 温度计示数 (2)煤油 (3)热传递 (4) 偏小 热量的直接散失 【规范解答】（1）[1][2][3]要比较酒精和煤油热值的大小，需取相同质量的燃料，让其完全燃尽，用放出的热量来加热质量相同的水，通过比较水升高的温度来反映燃料热值的大小。所以取质量相同的酒精和煤油作燃料，制成酒精灯和煤油灯；两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热，通过观察温度计示数的变化来判断两种燃料热值的大小。 （2）根据公式可知，当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是90℃，而乙装置的读数是80℃，水的质量和比热容相同，温度变化大的吸收热量多，说明甲装置中水吸收的热量多，则煤油放出的热量较多；根据热值公式，可知质量相同时，煤油的热值大于酒精的热值。 （3）水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式改变水的内能的。 （4）[1][2]根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，会发现结果与资料中给出的煤油热值相比偏小。原因是燃料燃烧放出的热量有部分散失到空气中，或者被烧杯等装置吸收了，并没有全部被水吸收，而计算时是按照水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量来计算的，所以算出的热值偏小。 考点13：加热效率的计算 【典例精讲】（24-25九年级上·广东佛山·期中）初秋天时节，乐乐与家人在新城公园围炉煮茶。如图是烧水用的卡式炉，卡式炉的气罐内装有可燃性气体丁烷，在1个标准大气压下，将质量为0.5kg、温度为20℃的水烧开，共消耗了质量为的丁烷。（已知水的比热容，丁烷热值求： (1)水吸收的热量； (2)丁烷完全燃烧放出的热量： (3)卡式炉的热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【规范解答】（1）温度升高 由热量公式得，水吸收的热量 （2）由已知条件可知，根据热量公式可得，丁烷完全燃烧放出的热量 （3）卡式炉的热效率 【变式训练】（25-26九年级上·河南洛阳·阶段练习）用天然气灶将一壶质量为2kg、初温为30℃的水加热到80℃，消耗了0.016kg天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.2×107J/kg。求： (1)在此过程中天然气完全燃烧放出的热量。 (2)水吸收的热量。 (3)天然气灶烧水的效率。 【答案】(1)6.72×105J (2)4.2×105J (3)62.5% 【规范解答】（1）天然气完全燃烧放出的热量为 （2）水吸收的热量为 （3）天然气灶烧水的效率为 考点14：热机效率的计算 【典例精讲】（25-26九年级上·山西吕梁·阶段练习）某款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油0.5kg。该汽车汽油机的效率为30％，在这段路程中，汽油机的效率不变，汽车匀速运动时受到的阻力恒为1000N。求该过程中：（汽油的热值为4.6×107J/kg） (1)0.5kg汽油完全燃烧放出的热量。 (2)汽油机做的有用功。 (3)汽车通过的路程。 【答案】(1) (2) (3) 【规范解答】（1）0.5kg汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽车汽油机的效率为30％，汽油机做的有用功 （3）汽车通过的路程 【变式训练】（25-26九年级上·河南开封·阶段练习）某同学随家人户外露营时用酒精炉给10kg的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了2kg的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为；求： (1)酒精完全燃烧产生的热量； (2)经过6min时间加热，水所吸收的热量； (3)酒精炉烧水时的热效率； (4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量；（煤气的热值为4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收） (5)如果该2kg酒精完全燃烧产生的热量（可以用第一问的数据）可以供某品牌新能源汽车在平直公路上匀速行驶16km，已知汽车受到的阻力为1150N，则该品牌汽车发动机的效率多大（保留一位小数）？ 【答案】(1)6×107J (2)2.52×106J (3)4.2% (4)0.06kg (5)30.7% 【规范解答】（1）已知酒精质量m酒精 =2kg，酒精热值q酒精=3×107J/kg，完全燃烧放出的热量 （2）水的质量m水= 10kg，水的比热容c 水= 4.2×103J/(kg·℃)，温度升高 则水吸收的热量 （3）酒精炉烧水的热效率 （4）若改用煤气，加热同样的水需要吸收Q吸= 2.52×106J，煤气热值q煤 = 4.2×107J/kg，则 （5）该2kg酒精燃烧放出的热量为6×107J，汽车在平直公路上匀速行驶，克服阻力做功 汽车发动机的效率 1．（2025·江苏南通·中考真题）小明利用三套完全相同的装置完成如图1所示的实验，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同。 (1)实验前所测液体的初温均如图2所示，示数为 ℃。 (2)比较不同燃料热值大小，应选择图1中的 两组实验； (3)分析图3可知：小明准备自制一支液体温度计，应选液体 （选填“1”或“2”）作为测温液体；不计热量损失，燃料A和B的热值之比为 。 【答案】(1)16 (2)乙、丙 (3) 2 【规范解答】（1）由图可知，温度计的分度值为1℃，示数越往上越大，因此是零上，所以示数为16℃。 （2）比较不同燃料热值大小，应控制被加热液体的种类相同，燃料的种类不同，所以应选择图1中的乙、丙两组实验。因为乙、丙两组实验中被加热的都是液体2，而燃料分别是A和B。 （3）[1]根据控制变量法的思想，要想比较不同物质的比热容，应选用相同的加热装置加热相同时间，观察两种物质的温度变化量，通过图1中的甲、丙两个装置可比较液体1和液体2的比热容。 由图像3可知，甲、丙两个装置加热相同的时间，即吸收的热量相同，丙中液体升高的温度大于甲中液体升高的温度，液体的质量相同，根据可得，甲中液体的比热容大于丙中液体的比热容，即液体2的比热容较小。 自制温度计应选择比热容较小的液体，这样相同质量的液体吸收相同的热量，温度升高得多，灵敏度高。所以应选液体2作为测温液体。 [2]因为比较燃料A和B的热值选用的是乙、丙两组实验，燃料A和B的质量相同，燃料燃烧放出的热等于液体吸收的热量。通过比较图3的乙丙实验数据，则有 2．（2025·江苏无锡·中考真题）小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶身（如图乙）；拧松瓶盖（如图丙），瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶口出现白雾（如图丁），则下列说法正确的是（　　） A．图乙过程中，瓶内气体的质量变小 B．图丁出现的白雾，是由瓶内的水汽化形成的 C．图乙相当于压缩冲程，将机械能转化为内能 D．图丁瓶内气体温度降低，这是通过热传递的方式改变物体内能 【答案】C 【规范解答】A．图乙过程中，瓶内气体没有减少，所以瓶内气体质量没有减小，故A错误； B．“白雾”是液态小水珠，是瓶内温度较高的水蒸气碰到瓶口周围较低温度的空气，放出热量、降低温度液化形成的，故B错误； C．图乙中手扭转瓶身，压缩气体，对气体做功，气体内能增大，所以图乙相当于压缩冲程，将机械能转化为内能，故C正确； D．图丁中，瓶子对外喷出气体，瓶内气体对外做功，内能减小，是通过做功的方式改变物体内能，故D错误。 故选C。 3．（2025·江苏苏州·中考真题）图甲、乙、丙为完全相同的装置，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)为比较不同燃料的放热本领，应选择 两图进行实验。在此实验中通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来反映不同燃料放出热量的多少。 (2)为比较不同液体的比热容，应选择 两图进行实验。加热相同时间，温度升高 （选填“多”或“少”）的液体比热容大。 (3)图丁是比较a、b两种液体比热容实验中获得的图像，若不计热量的损失，a、b两种液体的比热容之比ca∶cb等于 。 【答案】(1) 甲、乙 升高的温度 (2) 甲、丙 少 (3) 【规范解答】（1）[1]要比较不同燃料的放热本领，根据控制变量法，应控制被加热的液体相同，燃料不同，所以应选择甲、乙两图进行实验。 [2]燃料燃烧放出的热量被液体吸收，质量相同的同种液体，吸收的热量越多，升高的温度越高，所以在此实验中通过比较升高的温度来反映不同燃料放出热量的多少。 （2）[1]要比较不同液体的比热容，根据控制变量法，应控制燃料相同，被加热的液体不同，所以应选择甲、丙两图进行实验。 [2]根据比热容的定义式，加热相同时间，即两种液体吸收相同的热量，质量相同，温度升高少的液体，比热容大。 （3）a、b两种液体质量相等，从图像中可以看出，当加热时间相同90min，即液体吸收热量相同，a，b两种液体的比热容之比 4．（2025·江苏盐城·中考真题）2024年10月30日，我国长征二号F运载火箭搭载神舟十九号载人飞船顺利升空。火箭一般会选用热值较 的燃料，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动火箭和飞船上升时，将内能转化为火箭和飞船的 能，随着燃料的不断消耗，其热值将 。 【答案】 大 机械 不变 【规范解答】[1]由于液态氢的热值较大，和其它燃料相比，燃烧同质量的液氢放出的热量较多，因此运载火箭中，采用液态氢作燃料，故火箭一般会选用热值较大的燃料。 [2]燃料燃烧过程中，将化学能转化为燃气的内能，燃气推动火箭上升，将内能转化为火箭的机械能。 [3]燃料的热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以随着燃料的燃烧，其热值大小不变。 5．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是“探究做功改变物体内能”的实验．迅速地来回拉动绳子，过一会儿筒内的乙醚会冲开塞子。在拉动绳子的过程中，乙醚的温度 （选填“升高”“降低”或“不变”），冲开塞子的过程中，乙醚的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），与“塞子冲开”过程中能量转化一致的汽油机冲程是 冲程。 【答案】 升高 减小 做功 【规范解答】[1]在拉动绳子的过程中，克服摩擦对筒管做功，筒管和乙醚的内能都增大，温度都升高； [2]乙醚蒸汽把塞子冲开，对塞子做功，把内能转化为机械能，乙醚蒸汽的内能减少，转化为塞子的机械能。 [3]“塞子冲开”过程与内燃机做功冲程的能量转化相同，都是利用内能做功，把内能转化为机械能。 基础夯实 1．（2025·江苏无锡·模拟预测）下列有关内燃机的说法正确的是（    ） A．内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的 B．压缩冲程是由大部分内能转化为机械能 C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物 D．汽油机做功冲程的点火方式是压燃式 【答案】A 【规范解答】A．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：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故A正确； B．压缩冲程中，活塞向上运动，对汽缸内的气体做功，将机械能转化为内能，而不是内能转化为机械能，故B错误； C．柴油机吸气冲程吸入汽缸的是纯净的空气，而汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气组成的燃料混合物，故C错误； D．汽油机做功冲程的点火方式是点燃式，是通过火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧；而柴油机采用的是压燃式，故D错误。 故选A。 2．（2025·江苏盐城·二模）社团课上同学们正在认真练习轮滑，此时轮滑鞋与地面摩擦温度升高。下列汽油机的四个冲程中能量转化与其相同的是（    ） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 【答案】B 【规范解答】轮滑鞋与地面摩擦温度升高，是通过做功将机械能转化为内能。 A．做功冲程是内能转化为机械能，故A不符合题意； B．压缩冲程是活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，与摩擦生热的能量转化相同，故B符合题意； C．吸气冲程仅吸入混合气体，无能量转化，故C不符合题意； D．排气冲程仅排出废气，无能量转化，故D不符合题意。 故选B。 3．（2025·北京·中考真题）在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的 B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能 C．水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小 D．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的 【答案】C 【规范解答】A．水变热是通过热传递（酒精灯加热）改变内能，不是做功，故A错误； B．橡胶塞被推出时，内能转化为机械能，但有热量散失，不是全部转化，故B错误； C．水蒸气推出橡胶塞，水蒸气对外做功，水蒸气内能减小，故C正确； D．“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，不是汽化，故D错误。 故选C。 4．（25-26九年级上·全国·课后作业）跨学科  如图所示，这是我国古老的医疗技法——刮痧，当用刮痧板在身体上刮动时，身体会感觉到热，这是通过 的方式增加身体的内能；刮痧时要在皮肤上涂一些药油，当体表温度升高后，药油渗入人体的速度 ，这说明分子的运动与物体的 有关。 【答案】 做功 增大 温度 【规范解答】[1]用刮痧板在身体上刮动时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，故身体会感觉到热，这是通过做功的方式增加身体的内能。 [2][3]刮痧时要在皮肤上涂一些药油，当体表温度升高后，药油分子扩散速度加快，药油渗入人体的速度增大，说明分子的运动与物体的温度有关。 5．（25-26九年级上·全国·课后作业）一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为，这些能量需要完全燃烧的天然气才能得到，则天然气的热值为 ；天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 不变 【规范解答】[1]由可知，天然气的热值为 [2]热值是燃料本身具有的一种性质，与燃料种类有关，与体积无关，天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值将不变。 6．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）某四冲程汽油机，若1分钟曲轴转动2400转，完成 个冲程，该汽油机每秒钟对外做功 次，做功冲程将内能转化为 能。 【答案】 4800 20 机械 【规范解答】[1][2]热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，曲轴转动2周。所以某四冲程汽油机，若1分钟曲轴转动2400转，完成4800个冲程，该汽油机每秒钟曲轴转动转，每秒钟对外做功20次。 [3]做功冲程中，高温燃气推动活塞带动曲轴旋转，将内能转化为机械能。 7．（2025·江苏盐城·三模）2025年3月，我国“天舟七号”货运飞船与“天和”核心舱成功对接，为空间站运送补给。“天舟七号”与“天和”成功对接后，以“天舟七号”为参照物，“天和”是 的。火箭燃料燃烧了一部分后，剩余燃料的热值 。火箭高速运动过程中，与空气摩擦而使温度急剧升高，这是以 方式改变火箭的内能。 【答案】 静止 不变 做功 【规范解答】[1]当“天舟七号”与“天和”成功对接后，两者之间没有位置的变化，两者保持相对静止，因此以“天舟七号”为参照物，“天和”是静止的。 [2]热值是燃料的固有属性，与质量无关，所以燃料燃烧后剩余部分的热值不变。 [3]火箭与空气摩擦时，机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变内能。 8．（2025·江苏无锡·三模）随着环保减排目标的推进，各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策，推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时，将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时，消耗了天然气0.02m3，求 (1)壶中水吸收的热量；（c水=4.2×103J/（kg•℃）） (2)天然气完全燃烧放出的热量；（天然气的热值为3.6×107J/m3） (3)用天然气烧水时的效率。 【答案】(1)5.04×105J (2)7.2×105J (3)70% 【规范解答】（1）水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）用天然气烧水时的效率为 9．（24-25九年级上·江苏徐州·期中）太阳能热水器在白天将质量为200kg的水从20℃加热到50℃，问： (1)水的内能增加了多少J？ (2)若这些内能由完全燃烧煤气产生的热量来提供，则需要完全燃烧煤气多少kg？（水的比热容为，煤气的热值为，假设燃烧煤气放出的热量被水全部吸收。） 【答案】(1)2.52×107J (2)0.6kg 【规范解答】【小题1】水增加的内能等于水吸收的热量，即 【小题2】这些内能由完全燃烧煤气产生的热量来提供，即 需要完全燃烧煤气质量是 10．（2025·江苏南通·中考真题）小华做“观察水的沸腾”实验。 (1)实验前打开酒精灯帽，闻到酒精的气味，这说明了 ，实验中酒精灯里的酒精不断减少，它的热值 。 (2)如图所示，水已经沸腾，温度计的示数 ；温度计表面有“水雾”，这是水蒸气 热液化形成的。 【答案】(1) 分子在不停地做无规则运动 不变 (2) 不变 放 【规范解答】（1）[1]打开酒精灯的灯帽，会闻到酒精的气味，这是扩散现象，说明酒精气体分子是不停地做无规则运动的。 [2]热值是燃料本身的特性，不随燃料质量的变化而变化，实验中酒精灯里的酒精不断减少，质量减少，但它的热值不变。 （2）[1]水在沸腾过程中吸热，温度保持不变，实验中水已经沸腾，那么温度计的示数保持不变。 [2]温度计表面有“水雾”，是因为烧杯中产生的水蒸气，在温度计表面遇冷放热液化形成的小水珠。 培优拔高 11．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃，它的尺寸如图。下列说法中正确的是（　　） A．这种取火器的体积太大，不便于携带 B．取火时是通过做功增加筒内空气的内能 C．取火时是通过热传递增加筒内空气的内能 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同 【答案】B 【规范解答】A．由图可知，这种取火器全长接近15cm，横截面直径约为2.5cm，体积较小，便于携带，故A错误； BC．取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒的过程中，压缩内部的气体，推杆对筒内气体做功，使得筒内气体内能增大，温度升高，是通过做功增大了筒内空气的内能，故B正确，C错误； D．手推杆入筒的过程中，压缩内部的气体，对筒内气体做功，使得筒内气体内能增大，机械能转化为内能，相当于四冲程汽油机的压缩冲程，故D错误。 故选B。 12．（2025·江苏淮安·一模）如图所示是家居装修的一种空气锤，它是利用压缩空气使活塞迅速推出，产生巨大压力，能将铁钉打入木板，甚至能将混凝土压碎。下列关于空气锤的使用，说法错误的是（　　） A．空气锤将铁钉打入木板的过程中，对铁钉做了功 B．空气被压缩时，密度增大，压强增大 C．木板可以被铁钉打入，说明力可以改变物体的形状 D．反复捶打，铁钉会发热，这与内燃机的做功冲程能量转化相同 【答案】D 【规范解答】A．空气锤将铁钉打入木板时，对铁钉施加了力，且铁钉在力的方向上移动了距离，所以对铁钉做了功，故A正确，不符合题意； B．空气被压缩时，体积变小，质量不变，根据密度公式，密度增大；同时，一定质量的气体，体积减小，压强增大，故B正确，不符合题意； C．木板被铁钉打入，形状发生改变，说明力可以改变物体的形状，故C正确，不符合题意； D．反复捶打，铁钉发热，是通过做功的方式将机械能转化为内能；内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误，符合题意。 故选D。 13．（2025·江苏南通·中考真题）热质说是18世纪流行的热学理论。该理论认为热质是一种无质量、看不见的特殊物质，物体吸收、放出热质会导致温度或物态的变化，它只能在物体间转移，不会产生或消失。下列事例中，不能佐证该理论的是（　　） A．热水暖手 B．冰袋冷敷 C．扬汤止沸 D．钻木取火 【答案】D 【规范解答】ABC．热水暖手、冰袋冷敷、扬汤止沸均属于热传递改变物体的内能，反映的是热质的转移，故ABC能佐证热质说理论，不符合题意； D．钻木取火属于做功改变物体的内能，能量发生转化，不是热质的转移，故D符合题意。 故选D。 14．（2025·江苏泰州·二模）四冲程汽油机中的 冲程是提供动力的，已知该汽油机飞轮转速为1200r/min，能量输出效率为20%，则该汽油机每秒钟对外做功 次；若该发动机完全燃烧2L的汽油能够输出的有用功为 J。（汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.75×103kg/m3） 【答案】 做功 10 1.38×107 【规范解答】[1]四冲程汽油机中，做功冲程是内能转化为机械能，为汽油机提供动力的冲程。 [2]四冲程汽油机飞轮转速，即飞轮每秒转20圈，由于汽车发动机工作时，在一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2圈，做功一次，所以该汽油机每秒钟对外做功10次。 [3]已知汽车发动机，消耗的汽油体积 根据可知，汽油质量 汽油完全燃烧所释放的热量 由得，发动机输出的有用功 15．（2025·江苏无锡·模拟预测）如图甲所示是小明用可乐瓶制作的水火箭，小明先在瓶中装适量水，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；此时瓶中气体的内能 （选填“增加”、“减少”或“不变”）；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，此过程的能量转化情况与热机的 （选填“乙”或“丙”）冲程相似，如果此热机1s做功20次，则汽油机曲轴转速为 r/min。 【答案】 增加 丙 2400 【规范解答】[1]当使用打气筒向瓶中打气时，外界对瓶内气体做功，这会导致瓶内气体的内能增加。 [2]图乙中，两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；图丙中，两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；水火箭在向上飞行的过程中，通过喷出水来产生反作用力，从而获得向上的动力，这个过程中也是将瓶内气体的内能转化为火箭的机械能，所以此过程中的能量转化方式与汽油机的丙冲程相似。 [3]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，所以当热机1s内对外做功20次时，热机的曲轴转40圈，则1min曲轴转2400圈，即汽油机曲轴转速为。 16．（2025·江苏无锡·模拟预测）科技让农业发展更加迅速。某研究所研究出一款插秧机，质量为345kg。经过一段时间，消耗了的汽油，则汽油完全燃烧放出的热量为 ；若该段时间，插秧机没有进行其他作业，只是向前行驶了5000m，若行驶过程中所受阻力是重力的0.1倍，则该插秧机在这段时间的机械效率为 %；若这些热量完全被50kg、初温为的水吸收，则在标准大气压下水温升高 。[，]（若无法计算出精确结果，则取整数） 【答案】 15 54 【规范解答】[1]由题意，汽油完全燃烧放出的热量 [2]由题意，由于行驶过程中所受阻力是重力的0.1倍，则所受阻力 插秧机行驶5000m做的有用功 则该插秧机在这段时间的机械效率 [3]由题意，水吸收的热量 由热量公式，则水温升高 但标准大气压下，水的沸点是，初温，所以实际升高温度 17．（2025·江苏无锡·模拟预测）如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，重力势能 （选填“增大”或“减小”，下同），动能 ，所以近火点的速度 （选填“>”、“<”或“=”）远火点的速度。 【答案】 减小 增大 > 【规范解答】[1][2][3]在远火点运动向近火点的过程中，火星探测器的质量不变，高度降低，重力势能减小，动能增大，速度增加，所以近火点的速度大于远火点的速度。 18．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）草桥中学校某物理兴趣小组的同学学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少，于是他在家里将装有2千克水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至50℃的过程中，观察到天然气表的数值变化了。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容是。那么请问： (1)在这个过程中水吸收的热量； (2)天然气的热值。 【答案】(1) 2.52×105 J (2) 4.0×107 J/m3 【规范解答】（1）水吸收的热量 （2）由效率公式得天然气放出热量为 则天然气的热值 19．（2025·江苏苏州·中考真题）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)煤气完全燃烧放出的热量； (3)煤气炉加热的效率。 【答案】(1)； (2)； (3)40% 【规范解答】（1）水吸收的热量 （2）煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气炉加热的效率 20．（2025·江苏泰州·二模）在“探究冰的熔化特点”和“观察水的沸腾”实验中，小明同学进行了如下操作： (1)如甲图所示，将装有碎冰的烧杯不用酒精灯加热，直接放置在空气中也可以使冰熔化，实验中要观察 并记录各个时刻的温度； (2)冰完全熔化完后，在烧杯下放入酒精灯，如图乙所示，加热一段时间后水沸腾；水中气泡上升过程如图a、b，则图 中是沸腾时的情况，此时气泡内气体的主要成分是 ； (3)小明画出了温度随时间变化图像如图丙，则B点时的内能 C点时的内能（选填“大于”“小于”或“等于”），判断依据是 ； (4)同组的小华同学设计了图丁的装置，但是一段时间后，观察到当烧杯中的水沸腾时，试管中的水不会沸腾，此时试管内的水和烧杯中的水相等的物理量是 （选填①温度；②热量；③内能）。 【答案】(1)冰的状态变化 (2) a 水蒸气 (3) 小于 熔化过程中吸收热量 (4)① 【规范解答】（1）在“探究冰的熔化特点”实验中，需要观察冰的状态变化并记录各个时刻的温度，以此来探究冰熔化时的温度变化规律和状态变化情况。 （2）[1][2]水沸腾时，整个容器内水温相同，水内部不停汽化，产生大量水蒸气进入气泡，气泡上升过程中不断变大，所以图a是沸腾时的情况；图b中气泡上升过程中变小，是沸腾前的情况；水沸腾时，气泡内气体的主要成分是水汽化形成的水蒸气。 （3）[1][2]B点时的内能小于C点时的内能，冰在熔化过程中（从B到C），持续吸收热量，虽然温度不变，但内能增加，所以C点内能更大。 （4）当烧杯中的水沸腾时，试管中的水达到沸点，但由于试管内外水温相同，试管中的水不能继续吸热，所以不会沸腾。此时试管内的水和烧杯中的水温度相等，热量是过程量，不能说“相等”，内能与质量、温度等有关，试管和烧杯中的水质量不同，内能也不同，所以相等的物理量是①温度。 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $