第14章 内能的利用（期末复习讲义）----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

该初中物理讲义以“明·知识框图”总览内能利用知识体系，通过“理·核心要点”用对比表格（如汽油机与柴油机异同）、实验分析（试管热机工作原理）等工具梳理能量转化与转移、守恒定律、热机冲程等要点，突出能量观念建构与热机模型认知。 讲义亮点在于“破·重难题型”的分层设计，如热机四冲程计算典例结合“方法点拨”（冲程判断口诀），能量转化变式题（抽水蓄能电站）培养科学推理能力。“过·分层验收”含基础、重难、综合练习，助力不同学生提升，教师可据此实施精准复习教学。

第14章 内能的利用（期末复习讲义）（原卷版） 内容导航 明·知识框图：总览本章知识框架，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 明·知识框图 要点01 能量的转化与转移 1.能量的存在形式 2.能量的转化 在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的 。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。 3.能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。 易｜错｜提｜醒 能量的“转化”和“转移”的区别 （1） 能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。 （2）能量的转移：能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有改变。 要点02 能量守恒定律 1.能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的 不变。 2.对能量守恒定律的理解： （1）能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从 。 （2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 易｜错｜提｜醒 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 （1）机械能守恒需要满足一定的条件，能量守恒不需要条件。 （2）机械能守恒是能量守恒的特殊情况。 要点03 热机 1.实验探究—热机工作原理 【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 总｜结｜归｜纳 利用内能的两种方式：（1）利用内能加热；（2）利用内能做功。 其中利用内能加热是内能转移过程，利用内能做功是内能转化过程。 2.热机 （1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。 （3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 要点04 汽油机和柴油机 （一）汽油机 1.工作原理：利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将 转化为 。 2.构造 （1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。 （2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （3）试管实验与汽油机构造比较：如上图。 3.工作过程 （1）汽油机的一个工作循环： 吸气 冲程、 压缩 冲程、 做功 冲程、排气冲程。 （2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动 两周 ，活塞往返 两次 ，对外做功 一次 。在四个冲程中，只有 做功 冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的 飞轮的惯性 带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动。 （3）汽油机工作过程如下： 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高 3.做功冲程：进气门关闭、排气门关闭。化学能转化内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.排气冲程：进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气 （二）柴油机 1.工作原理：利用 在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将 转化为 。 2.工作过程：柴油机与汽油机工作过程大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴连续转动 ，活塞往复 ，对外做功 。 总｜结｜归｜纳 汽油机与柴油机的异同 相同点：（1）基本构造和主要部件作用相似。 （2）每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 （3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 （4）一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。 不同点：（1）构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 （2）燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。 （3）吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。 （4）点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。 要点05 燃料的热值 1.燃料的热值 （1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。 （2）热值单位：J/kg。 （3）热值的物理意义： ①1kg某种燃料 放出的热量就等于该燃料的 ； ②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；它是燃料本身的一种 ，只与燃料的 有关，与燃料的形态、 、 等均无关。 （4）燃料燃烧放出的热量：热量： ；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg） 易｜错｜提｜醒 （1）不是任何物质都有热值。热值是燃料的固有性质，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； （2）只有燃料放热时，才能用Q放 ＝qm或Q放 ＝Vq进行计算，不要将其与温度降低时的放热公式Q放=cm△t混淆。 2.热机的效率 （1）燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。 （2）锅炉的效率： ①锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。 ②提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 ③内燃机中热量燃烧的能量流向图 （4）热机效率：①定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 ②计算公式：，对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 ③常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 （5）提高热机效率的主要途径 ①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）； ②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）； ③在热机设计和制造上，采用先进的技术；④保障良好的润滑，减少机械摩擦。 易｜错｜提｜醒 废弃能量的利用： 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的主要措施。 题型01 能量的转化与转移 【典例1】（2025•福建中考真题）抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”，用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电，如图。关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是（　　） A．用电低谷时，以电能的形式储能 B．用电高峰时，机械能转化为电能 C．选址时，上下水库的高度差要小 D．存储的能量可以全部转化为电能 方｜法｜点｜拨 用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电； 水力发电的过程中，水的机械能转化为电能； 重力势能的大小与质量和高度有关，据此分析； 由于能量的损耗，不可能全部转化为电能。 【变式1-1】（2025春•河北邢台期末）我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法错误的是（　　） A．运动的物体都具有能量 B．常见的势能形式包括重力势能和弹性势能 C．不同形式的能量之间不可以相互转化 D．在空中飞行的小鸟既有动能又有势能 【变式1-2】（2025春•四川自贡期末）“神舟二十号”火箭在发射过程中，燃料燃烧时，能量转化的顺序正确的是（　　） A．内能→化学能→机械能 B．化学能→机械能→内能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→内能→机械能 【变式1-3】（2025•湖南长沙期末）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 题型02 能量守恒定律 【典例2】（2025•北京东城区月考）据澎湃新闻，广西宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（　　） A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 B．如果没有能量补充，装置最终会停下 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．不靠任何能量补充，该装置可以一直转动下去 方｜法｜点｜拨 能量既不会消灭也不会产生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变；永动机在工作的过程中，会克服摩擦做功，其机械能不守恒。 【变式2-1】（2025•湖北荆州期末）关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 B．电热水器给水加热时，电能转化为内能 C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，化学能转化为光能 【变式2-2】（2025•河北唐山期末）关于能量的转化与守恒，下列说法不正确的是（　　） A．在多米诺骨牌中，轻推第一小块木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，这说明能量凭空增加了 B．人们利用风力和太阳能发电，这些能量取之不尽用之不竭，说明能量可以凭空产生 C．海洋生物枪虾能挤出很大的水柱，水柱产生的气泡破裂时会产生高温并发出声音和光。这个过程中，内能、声能和光能转化为机械能 D．行驶的燃油汽车中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能 题型03 热机的四冲程 【典例3】（2025·甘肃天水·期末）一台内燃机的转速是1440转/分，那么在每秒钟内（　　） A．曲轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程 B．曲轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程 C．曲轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程 D．曲轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程 方｜法｜点｜拨 （1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 （2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。在四个冲程中，只有 做功冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动。 【变式3-1】（2025·北京石景山·期末）下列汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是（　　） A． B． C． D． 【变式3-2】（2025·广东湛江·期末）如图为某单缸四冲程汽油机工作示意图，下列说法中正确的是（　　） A．一个完整工作循环的顺序是：乙丁甲丙 B．甲冲程是压缩冲程 C．乙冲程中吸入的工作物质是只有空气 D．丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能 题型04 汽油机与柴油机 【典例4】（2025·四川巴中·期末）关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法：其中正确的是（　　） ①在压缩冲程中，机械能转化为内能；②吸气冲程时，汽油机吸入的是空气； ③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同。 A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④ 方｜法｜点｜拨 （1）柴油机的气缸顶部是喷油嘴，汽油机的气缸顶部是火花塞。 （2）吸气冲程，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物；柴油机吸入气缸的是空气。 （3）柴油机使用的燃油是柴油，汽油机吸入气缸的燃油是汽油。（4）柴油机的压缩比大，笨重、效率高。 【变式4-1】（2025•广东广州期末）下列关于柴油机和汽油机的说法错误的是（　　） A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．柴油机和汽油机吸入汽缸的都只有空气 C．柴油机和汽油机使用的燃料不同 D．柴油机比汽油机笨重，但效率高 【变式4-2】（2025•上海静安区期末）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合物吸入汽缸 C．汽油机在做功冲程中，进、排气门均关闭，活塞向上运动，对空气和汽油混合物做功 D．汽油机在做功冲程中，把内能转化为机械能 题型05 燃料的热值 【典例5】．（2024•江苏连云港中考真题）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 解｜题｜模｜板 （1）热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关； （2）根据Q放＝mq分析解答； （3）知道焦炭的热值和质量，根据Q放＝mq求出焦炭放出的热量。 【变式5-1】（2025•甘肃兰州凉州区期末）煤油的热值为4.6×107J/kg、比热容为2.1×103J/（kg•℃），以下说法中正确的是（　　） A．煤油的热值、比热容与质量大小无关 B．燃烧1kg煤油一定放出4.6×107J的热量 C．1kg煤油用去一半，煤油的热值减小，比热容不变 D．1kg煤油温度升高1℃需要放出2.1×103J的热量 【变式5-2】（2025·黑龙江佳木斯·期末）（多选）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶，用时，消耗燃油，已知汽车的牵引力是，燃油的热值为，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　　） A．汽车行驶速度是 B．消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 C．汽车发动机的效率是20% D．汽车牵引力做功的功率是 题型06 热机及其他效率 【典例6】（2025•四川广安期末）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈，则下列说法正确的是（　　） A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107J C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 解｜题｜模｜板 （1）判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析； （2）利用热量公式Q＝mq求得放出的热量；有用功W＝Qη； （3）根据飞轮每分钟转动1800圈求出飞轮1min做功的次数； （4）热机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。 【变式5-1】（2025•山东日照期末）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 　 　W，机械效率是 　 　。 【变式5-2】2025·湖北随州·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．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 题型07 与燃料的热值有关的计算 【典例7】（2025•江苏常州期末）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。 ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，c水＝4.2×103J/（kg•℃），用该装置加热水的效率为42%。求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量。 （2）该液态燃料的热值。 【变式5-1】（2025•山东潍坊期末）某建筑工地上，起重机在10s内将质量为2.15t的重物沿竖直方向匀速提升6m，此过程起重机消耗柴油0.01kg。柴油的热值q＝4.3×107J/kg，g取10N/kg。 （1）求重物上升的速度； （2）求起重机提升重物的功率； （3）若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率，用字母η表示，求起重机的提升效率。 【变式5-2】（2025•湖南岳阳期末）随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J，1年内提供的电能约为4.8×1011J。求： （1）若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的水升高多少摄氏度；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭。（煤炭的热值q约3.0×107J/kg） 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（2025·湖南邵阳·期末）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．（2025·四川宜宾·期末）下列生活实例中，属于内能转化为机械能的是（　　） A．冬天人们常用双手互相摩擦取暖 B．用茶壶烧水，水烧开时，茶壶盖被顶起 C．钻木取火 D．四冲程汽油机的吸气冲程 3．（2025秋河南郑州期末）如图所示，2025年9月9日，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十五号卫星发射升空。燃料燃烧推进火箭运动，主要发生的能量转化是（　　） A．电能→光能→化学能 B．化学能→内能→机械能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→电能→光能 4．（2025·河北廊坊·期末）下列有关能量转化和守恒，说法正确的是（　　） A．即使科技再发达也不可能制造出永动机 B．能量守恒定律只适用于能量的转化过程 C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．根据能量守恒定律，机械能总和不变 5．（2025•陕西西安期末）关于燃烧的热值，以下说法正确的是（　　） A．燃烧的热值与燃料的种类有关系，与燃烧的质量和燃烧状况无关 B．燃烧1千克某种燃料放出的热量就是这种燃料的热值 C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的大 6．（2025·江苏苏州·期末）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧越充分，其热值越大 B．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出过程中的能量转化，与内燃机的压缩冲程相同 7．（2025·四川宜宾·一模）如图是单缸四冲程汽油机的 冲程，汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的比热容大的特点；若水，温度升高，则水吸收的热量为 J。【】 8．（2025·安徽马鞍山·期末）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，该能量转化过程与汽油机的 冲程相同。 9． （2025·四川宜宾·期末）柴油机的一个工作循环包括四个冲程，即吸气冲程、 冲程、做功冲程、排气冲程。一台柴油机的转速是3000r/min，它1秒钟对外做功 次。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（2025·四川内江·期末）如图所示，是四冲程内燃机的一个冲程的示意图，关于该冲程的说法，正确的是（　　） A．该冲程是吸气冲程 B．该冲程中内能转化为机械能 C．该冲程工作过程中，燃气的温度升高 D．该冲程需要靠飞轮的惯性来完成 2．（2025•北京大兴区期末）下列有关能量转化的说法，正确的是（　　） A．电风扇工作时，将机械能转化为电能 B．电饭煲煮饭时，将电能转化为内能 C．用电器在使用时，把其他形式的能转化为电能 D．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能 3．（2025•湖北黄冈期末）如图所示，滑板车在人的助力下前行且轮子会发光，车停下来轮子就不发光。从能量转化的角度分析轮子发光原理正确的是（　　） A．机械能转化为电能，再转化为光能 B．电能转化为机械能，再转化为光能 C．机械能转化为光能，再转化为电能 D．光能转化为机械能，再转化为电能 4．（2025•北京海淀区期末）如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图（图中a、b、c分别表示某种形式的能量）。下列判断正确的是（　　） A．a是电能，b是电能，c是光能 B．a是内能，b是机械能，c是光能 C．a是机械能，b是内能，c是光能 D．a是内能，b是光能，c是电能 5．（2025•广东广州期中）（多选）关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．内燃机工作时可以将内能全部转化为机械能 B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 C．电风扇可以将电能转化为机械能 D．行驶的汽车遇到紧急情况刹车并停住，这个过程中能量逐渐消失 6．（2025·山东济南·期末）如图所示是一种太阳能背包，它的前面有一块太阳能电池板，书包里有一蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列关于该背包的说法不正确的是（    ） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电是将内能转化为化学能 C．蓄电池放电时将化学能转化为电能 D．小风扇工作时将电能主要转化为机械能 7．（2025·安徽·合肥期末）如图为小明用塑料瓶制作的水火箭，其原理是打入塑料瓶的压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，从而推动“火箭”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情况与汽油机的压缩冲程相同 B．水火箭升空过程中能量转化情况与汽油机的做功冲程相同 C．升空过程中，瓶内气体的内能减少 D．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 8．（2025•山东中考真题）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 　 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 　 　 。 9．（2025·河南周口·期末）如图所示，用酒精灯给试管内的水加热，一段时间后，橡胶塞被推出，这一过程中的能量转化 跟四冲程汽油机的 冲程相似。酒精燃烧过程中，其热值 （选填“变 大”“变小”或“不变”）。若试管中水的质量为20g， 在水温从20℃升高到70℃的过程中，需  要吸收的热量为 J 。[c  水=4.2×10³J/（kg·℃）] 10．（2025·河北邯郸·一模）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，水吸收的热量是 J。消耗了25g丁烷气体，则卡式炉的加热效率是 。[水的密度为，水的比热容为，丁烷的热值为]。 11．（2025·湖南衡阳·期末）燃气热水器将质量为30kg、温度为15℃的水加热到65℃，消耗天然气，在此过程中水吸收的热量是 J，热水器烧水时的效率是 [；] 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（2025·吉林长春·期末）如图所示，甲、乙是课堂上看到的两个做功改变物体内能的演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图，下列说法不正确的是（　　） A．甲图的能量转化是机械能转化为内能 B．乙图的能量转化是内能转化为机械能 C．丙图是汽油机的做功冲程 D．乙图和丁图是利用内能来做功的 2．（22-23九年级上·广东深圳·阶段练习）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高； B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大； C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气； D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的做功冲程 3．（2024·湖南·中考真题）2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 4．（2025•陕西渭南期末）为了比较两种燃料的热值关系，用如图所示的两套完全相同的装置进行实验，下列说法中正确的是（　　） A．组装实验器材时要自上面下依次调节安装 B．实验中需要保证两种燃料的体积相同 C．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同 D．实验中可以根据温度计示数变化量来比较燃料的热值大小 5．（2025·湖南娄底·期末）如图所示，是小普同学跟爷爷学习功夫的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，以下与压缩冲程最相似的是（    ） A．“鼻孔吸气”对应的汽油机冲程吸入的是汽油和空气的混合物 B．“气沉丹田”对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能 C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 6．（2025·山东济南·期末）（多选 ）如图所示，光滑桌面上的弹性小球由A点被弹出后，落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，C、F点等高。下列有关小球的运动描述正确的是（　　） A．从A点运动到F点的过程中，总能量守恒 B．从B点运动到C点，重力势能转化为动能 C．小球在E点的机械能大于在D点的机械能 D．小球在C点的速度大于小球在F点的速度 7．（2025·广东阳江·一模）图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气的内能增加，温度升高。这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程的能量转化方式 （选填“相同”或“不同”），如果这台内燃机工作时飞轮转速为，则它每秒钟可以完成 个工作循环。 8．（2025•北京西城区期末）中国古代玩具饮水鸟（如图）被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于：在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里“喝”一口后，让其直立起来；可是直立一会儿它又会自动俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。其原理是饮水鸟的嘴部和头部包裹了一层绒布，“喝水”打湿后，由于蒸发 　 　 （选填“吸热”或“放热”），使得鸟头部管内温度和气压变化，尾部的液体上升到头部，改变饮水鸟的重心，实现再次喝水。饮水鸟这种“自动喝水”的现象 　 　 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 9．（2025·江苏无锡·一模）小明家有一辆小汽车，他发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面是他思考的问题，说法正确的是（　　） 阀控密封式铅酸蓄电池UXL220-2NFR （1-GFM-2002V，200Ah/10HR） 浮充电压（25℃） 2.22-2.24V 10小时率，终止电压1.8V（25℃） 200Ah 端子扭力 8.0~10.0N∙m A．该汽车的内燃机是一台四缸四冲程汽油机，如图甲所示是汽油机的压缩冲程 B．若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功40次 C．如表所示是小汽车用蓄电池铭牌的一部分，给蓄电池充电时，此时它将化学能转化为电能 D．如图丙是小汽车汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该汽油机的效率为30% 10．（2025•江苏无锡中考真题）抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的　 　 能，在需要的时候再通过发电机组转化为　 　 能，输送回电网。 （2）水轮发电机组的发电效率为多少？ 11．（2025·江苏镇江·期末）随着人工智能的快速发展，在未来，自动驾驶汽车成功普及以后，大城市的交通拥堵现象将会得到极大改善、交通事故数量将减少约90%，犯罪率也会大幅降低，因犯罪分子将无法从无人驾驶汽车的追捕中逃脱。某款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。若汽油机的效率为30%，q汽油＝4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求在这段运动过程中： (1)4kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温15℃，质量300kg的水吸收，水的温度会升高到多少℃？ (3)如果汽车匀速运动时受到的阻力为1000N，消耗4kg汽油汽车能够行驶的路程是多少？ 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14章 内能的利用（期末复习讲义） 内容导航 明·知识框图：总览本章知识框架，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 明·知识框图 要点01 能量的转化与转移 1.能量的存在形式 2.能量的转化 在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的 转化 。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。 3.能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。 易｜错｜提｜醒 能量的“转化”和“转移”的区别 （1） 能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。 （2）能量的转移：能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有改变。 要点02 能量守恒定律 1.能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的 总量保持 不变。 2.对能量守恒定律的理解： （1）能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从 能量守恒定律 。 （2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 易｜错｜提｜醒 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 （1）机械能守恒需要满足一定的条件，能量守恒不需要条件。 （2）机械能守恒是能量守恒的特殊情况。 要点03 热机 1.实验探究—热机工作原理 【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 总｜结｜归｜纳 利用内能的两种方式：（1）利用内能加热；（2）利用内能做功。 其中利用内能加热是内能转移过程，利用内能做功是内能转化过程。 2.热机 （1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。 （3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 要点04 汽油机和柴油机 （一）汽油机 1.工作原理：利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将 内能 转化为 机械能 。 2.构造 （1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。 （2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （3）试管实验与汽油机构造比较：如上图。 3.工作过程 （1）汽油机的一个工作循环： 吸气 冲程、 压缩 冲程、 做功 冲程、排气冲程。 （2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动 两周 ，活塞往返 两次 ，对外做功 一次 。在四个冲程中，只有 做功 冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的 飞轮的惯性 带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动。 （3）汽油机工作过程如下： 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高 3.做功冲程：进气门关闭、排气门关闭。化学能转化内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.排气冲程：进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气 （二）柴油机 1.工作原理：利用 柴油 在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将 内能 转化为 机械能 。 2.工作过程：柴油机与汽油机工作过程大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴连续转动 两周 ，活塞往复 两次 ，对外做功 一次 。 总｜结｜归｜纳 汽油机与柴油机的异同 相同点：（1）基本构造和主要部件作用相似。 （2）每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 （3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 （4）一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。 不同点：（1）构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 （2）燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。 （3）吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。 （4）点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。 要点05 燃料的热值 1.燃料的热值 （1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。 （2）热值单位：J/kg。 （3）热值的物理意义： ①1kg某种燃料 完全燃烧 放出的热量就等于该燃料的 热值 ； ②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；它是燃料本身的一种 特性 ，只与燃料的 种类 有关，与燃料的形态、 质量 、 体积 等均无关。 （4）燃料燃烧放出的热量：热量：Q放 ＝qm ；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg） 易｜错｜提｜醒 （1）不是任何物质都有热值。热值是燃料的固有性质，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； （2）只有燃料放热时，才能用Q放 ＝qm或Q放 ＝Vq进行计算，不要将其与温度降低时的放热公式Q放=cm△t混淆。 2.热机的效率 （1）燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。 （2）锅炉的效率： ①锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。 ②提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 ③内燃机中热量燃烧的能量流向图 （4）热机效率：①定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 ②计算公式：，对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 ③常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 （5）提高热机效率的主要途径 ①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）； ②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）； ③在热机设计和制造上，采用先进的技术；④保障良好的润滑，减少机械摩擦。 易｜错｜提｜醒 废弃能量的利用： 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的主要措施。 题型01 能量的转化与转移 【典例1】（2025•福建中考真题）抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”，用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电，如图。关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是（　　） A．用电低谷时，以电能的形式储能 B．用电高峰时，机械能转化为电能 C．选址时，上下水库的高度差要小 D．存储的能量可以全部转化为电能 【答案】B 【解析】A、用电低谷时，抽水蓄能电站利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电，则电能转化为水的机械能，故A错误； B、用电高峰时，水从上水库放出到下水库，使水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能，故B正确； C、重力势能的大小与质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大，故水库的上、下高度差大一些，故C错误； D、由于能量的损耗，存储的能量不可能100%转化为电能，故D错误。故选：B。 方｜法｜点｜拨 用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电； 水力发电的过程中，水的机械能转化为电能； 重力势能的大小与质量和高度有关，据此分析； 由于能量的损耗，不可能全部转化为电能。 【变式1-1】（2025春•河北邢台期末）我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法错误的是（　　） A．运动的物体都具有能量 B．常见的势能形式包括重力势能和弹性势能 C．不同形式的能量之间不可以相互转化 D．在空中飞行的小鸟既有动能又有势能 【答案】C 【解析】A、由于运动而具有的能叫动能，运动的物体具有动能还可以具有势能，如空中飞行的飞机，所以A正确，不符合题意； B、常见是势能有重力势能、弹性势能，故B正确，不符合题意； C、由能量守恒定律可知，不同形式的能量之间可以互相转化，故C错误，符合题意； D、在空中飞行的小鸟，小鸟有质量，有速度，又在高空，既具有动能又具有重力势能，故D正确，不符合题意。故选：C。 【变式1-2】（2025春•四川自贡期末）“神舟二十号”火箭在发射过程中，燃料燃烧时，能量转化的顺序正确的是（　　） A．内能→化学能→机械能 B．化学能→机械能→内能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→内能→机械能 【答案】D 【解析】火箭燃料燃烧时，先将燃料储存的化学能转化为内能，内能再转化为火箭的机械能，从而推动火箭升空，所以“神舟二十号”火箭在发射过程中，燃料燃烧时，能量转化的顺序正确的是：化学能→内能→机械能。故选：D。 【变式1-3】（2025•湖南长沙期末）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 【答案】C 【解析】A、电烤炉取暖是利用电流的热效应工作的，是电能先转化为内能，内能通过热传递转移到人体，故A错误； B、古人钻木取火是通过做功方式将机械能转化为内能，故B错误； C、热水泡脚，是通过热传递的方式将水的内能转移到脚上，增大脚部的内能，故C正确； D、对着手“呵气”取暖，是热的传递过程，属通过热传递改变物体内能，故D错误；故选：C。 题型02 能量守恒定律 【典例2】（2025•北京东城区月考）据澎湃新闻，广西宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（　　） A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 B．如果没有能量补充，装置最终会停下 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．不靠任何能量补充，该装置可以一直转动下去 【答案】B 【解析】A、发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，在转化过程中，总的能量是守恒的，A错误； B、如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故B正确； CD、根据能量守恒定律，会有一部分能量转化为内能，因此，装置不能一直转动下去，故CD错误。 故选：B。 方｜法｜点｜拨 能量既不会消灭也不会产生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变；永动机在工作的过程中，会克服摩擦做功，其机械能不守恒。 【变式2-1】（2025•湖北荆州期末）关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 B．电热水器给水加热时，电能转化为内能 C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，化学能转化为光能 【答案】B 【解析】A、风力发电机发电时，将风的机械能转化为电能，故A错误； B、电热水器给水加热时，电能转化为水的内能，故B正确； C、酒精燃烧时，化学能减少，内能增加，故是将化学能转化为内能的过程，故C错误； D、植物吸收太阳光进行光合作用，是通过光合作用将光能转化为化学能，故D错误。故选：B。 【变式2-2】（2025•河北唐山期末）关于能量的转化与守恒，下列说法不正确的是（　　） A．在多米诺骨牌中，轻推第一小块木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒，这说明能量凭空增加了 B．人们利用风力和太阳能发电，这些能量取之不尽用之不竭，说明能量可以凭空产生 C．海洋生物枪虾能挤出很大的水柱，水柱产生的气泡破裂时会产生高温并发出声音和光。这个过程中，内能、声能和光能转化为机械能 D．行驶的燃油汽车中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化为发动机和周围环境的内能 【答案】D 【解析】A.多米诺骨牌中，第一块木板的动能和势能转化，依次传递，最后一块大木板被推倒时，获得的能量来自最初推力的能量及重力势能转化，并没有凭空增加能量，凭空产生能量是违背了能量守恒定律，故A错误； B.风能和太阳能并不是“能量凭空产生”，而是从其他形式的能量（太阳核聚变、大气运动）转化而来，故B错误； C.海洋生物枪虾能挤出很大的水柱，水柱产生的气泡破裂时会产生高温并发出声音和光，这个过程中，是机械能转化为内能、光能、声能，故C错误； D.燃油汽车中，燃料化学能一部分转化为机械能，为汽车提供动力，一部分转化为内能，即发动机和周围环境的内能，故D正确。故选D。 题型03 热机的四冲程 【典例3】（2025·甘肃天水·期末）一台内燃机的转速是1440转/分，那么在每秒钟内（　　） A．曲轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程 B．曲轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程 C．曲轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程 D．曲轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程 【答案】B 【解析】已知内燃机转速是1440转/分，先将其换算为每秒的转速 即每秒钟曲轴转动24转，因为一个工作循环曲轴转动2转，燃气对活塞做功1次，完成4个冲程，所以每秒钟内做功12次，活塞完成48个冲程。故选B。 方｜法｜点｜拨 （1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 （2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。在四个冲程中，只有 做功冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动。 【变式3-1】（2025·北京石景山·期末）下列汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．火花塞点火时，汽油机处于做功冲程，此时两个气门关闭，活塞向下运动，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A符合题意； B．吸气门打开时，汽油机处于吸气冲程，该冲程吸入汽油和空气的混合物，没有能量转化，B不符合题意； C．吸气门与排气门都关闭，活塞向上运动时，汽油机处于压缩冲程，该冲程将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．排气门打开时，汽油机处于排气冲程，该冲程将燃烧后的废气排出气缸，没有能量转化，故D不符合题意。故选A。 【变式3-2】（2025·广东湛江·期末）如图为某单缸四冲程汽油机工作示意图，下列说法中正确的是（　　） A．一个完整工作循环的顺序是：乙丁甲丙 B．甲冲程是压缩冲程 C．乙冲程中吸入的工作物质是只有空气 D．丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能 【答案】A 【解析】AB．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，是吸气冲程；丙图中进气门关闭，排气门打开，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，因此正确的工作循环的顺序是乙、丁、甲、丙，故A正确，B错误； C．汽油机吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物，故C错误； D．丁冲程是压缩冲程，活塞向上运动，压缩汽缸内的燃料混合物，发生的能量转化是机械能转化为内能，故D错误。故选A。 题型04 汽油机与柴油机 【典例4】（2025·四川巴中·期末）关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法：其中正确的是（　　） ①在压缩冲程中，机械能转化为内能；②吸气冲程时，汽油机吸入的是空气； ③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同。 A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④ 【答案】B 【解析】①在压缩冲程，活塞向上运动压缩气体，消耗机械能，使气体内能增加、温度升高，因此机械能转化为内能，故①正确。 ②汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体，而柴油机吸入的是纯空气，故②错误。 ③在四冲程内燃机中，做功冲程燃气膨胀推动活塞向下运动，对外做功；吸气、压缩和排气冲程靠飞轮惯性完成，均不对外做功，故③正确。 ④汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火，两者点火方式不同，故④错误。 综上所述，正确的说法为①③，故B正确，ACD错误。故选B。 方｜法｜点｜拨 （1）柴油机的气缸顶部是喷油嘴，汽油机的气缸顶部是火花塞。 （2）吸气冲程，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物；柴油机吸入气缸的是空气。 （3）柴油机使用的燃油是柴油，汽油机吸入气缸的燃油是汽油。（4）柴油机的压缩比大，笨重、效率高。 【变式4-1】（2025•广东广州期末）下列关于柴油机和汽油机的说法错误的是（　　） A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．柴油机和汽油机吸入汽缸的都只有空气 C．柴油机和汽油机使用的燃料不同 D．柴油机比汽油机笨重，但效率高 【答案】B 【解析】A．柴油机的气缸顶部是喷油嘴，采用的点火方式是压燃式，而汽油机的气缸顶部是火花塞，通过火花塞产生电火花来点燃汽油和空气的混合物，采用的点火方式是点燃式，故A正确，不符合题意； B．汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入气缸的只有空气，故B错误，符合题意； C．柴油机使用柴油作为燃料，而汽油机使用汽油作为燃料，故C正确，不符合题意； D．柴油的燃烧效率更高，所以柴油机的效率也更高，能够提供更大的动力，故D正确，不符合题意。 故选：B。 【变式4-2】（2025•上海静安区期末）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合物吸入汽缸 C．汽油机在做功冲程中，进、排气门均关闭，活塞向上运动，对空气和汽油混合物做功 D．汽油机在做功冲程中，把内能转化为机械能 【答案】D 【解析】A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，A错误； B、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故B错误； C、做功冲程，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，内能转化为机械能，故C错误； D、汽油机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，是将把内能转化为机械能，故D正确。 故选：D。 题型05 燃料的热值 【典例5】．（2024•江苏连云港中考真题）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 【答案】D 【解析】AC、热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关，故AC错误； B、根据Q放＝mq知在质量相同时，燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少，故B错误； D、焦炭放出的热量：Q放＝mq＝1kg×3.0×107J/kg＝3.0×107J，故D正确。故选：D。 解｜题｜模｜板 （1）热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量和燃烧程度无关； （2）根据Q放＝mq分析解答； （3）知道焦炭的热值和质量，根据Q放＝mq求出焦炭放出的热量。 【变式5-1】（2025•甘肃兰州凉州区期末）煤油的热值为4.6×107J/kg、比热容为2.1×103J/（kg•℃），以下说法中正确的是（　　） A．煤油的热值、比热容与质量大小无关 B．燃烧1kg煤油一定放出4.6×107J的热量 C．1kg煤油用去一半，煤油的热值减小，比热容不变 D．1kg煤油温度升高1℃需要放出2.1×103J的热量 【答案】A 【解析】A、比热容和热值都是物质或燃料的特性，其大小与质量无关，故A正确； B、煤油的热值为4.6×107J/kg，表示完全燃烧1kg煤油可放出4.6×107J的热量，故B错误； C、1kg煤油用去一半，煤油的热值不变，比热容不变，故C错误； D、煤油的比热容为2.1×103J/（kg•℃），它表示1kg煤油的温度升高1℃需要吸收2.1×103J的热量，故D错误。故选：A。 【变式5-2】（2025·黑龙江佳木斯·期末）（多选）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶，用时，消耗燃油，已知汽车的牵引力是，燃油的热值为，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　　） A．汽车行驶速度是 B．消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 C．汽车发动机的效率是20% D．汽车牵引力做功的功率是 【答案】AC 【解析】A．已知汽车行驶的路程s=6.9km所用时间 则汽车的速度为，故A正确； B．消耗的1.5kg燃油完全燃烧放出的热量为 故B错误； C．汽车牵引力做的功为 则汽车发动机的效率为，故C正确； D．已知汽车的速度，则汽车牵引力做功的功率为，故D错误。 故选AC。 题型06 热机及其他效率 【典例6】（2025•四川广安期末）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈，则下列说法正确的是（　　） A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107J C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】B 【解析】A、由图可知：活塞向上运动，进气门和排气门都关闭，因此是压缩冲程，故A错误； B、完全燃烧5kg的汽油放出的热量：Q放＝mq＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J； 由η可得，有用功：W有用＝Q放η＝2.3×108J×30%＝6.9×107J，故B正确； C、曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动1800周，要做功900次，则该汽油机在1s内做功：15次/s，故C错误； D、热机消耗的燃料越少，其做的有用功也可能少，其效率也不一定就越高，故D错误。故选：B。 解｜题｜模｜板 （1）判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析； （2）利用热量公式Q＝mq求得放出的热量；有用功W＝Qη； （3）根据飞轮每分钟转动1800圈求出飞轮1min做功的次数； （4）热机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。 【变式5-1】（2025•山东日照期末）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 　 　W，机械效率是 　 　。 【答案】1250；32.6%。 【解析】单缸四冲程汽油机的一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，因此汽油机每分钟共有150个工作循环，对外做功150次， 则汽油机工作1min做的功W＝150×500J＝7.5×104J， 该汽油机的功率。 5g汽油完全燃烧释放的热量， 满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率。 【变式5-2】2025·湖北随州·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．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【答案】A 【解析】A．如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率为η=100%-6%-30%-36%=28%，故B错误； CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。 故选A。 题型07 与燃料的热值有关的计算 【典例7】（2025•江苏常州期末）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。 ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，c水＝4.2×103J/（kg•℃），用该装置加热水的效率为42%。求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量。 （2）该液态燃料的热值。 【解析】（1）水吸收的热量为： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣31℃）＝2.898×105J； （2）酒精燃烧放出的热量为：Q放6.9×105J； q酒2.3×107J/kg。 答：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量是2.898×105J。 （2）该液态燃料的热值是2.3×107J/kg。 【变式5-1】（2025•山东潍坊期末）某建筑工地上，起重机在10s内将质量为2.15t的重物沿竖直方向匀速提升6m，此过程起重机消耗柴油0.01kg。柴油的热值q＝4.3×107J/kg，g取10N/kg。 （1）求重物上升的速度； （2）求起重机提升重物的功率； （3）若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率，用字母η表示，求起重机的提升效率。 【解析】（1）重物上升的速度：v0.6m/s； （2）起重机对钢材所做的有用功为：W有用＝Gh＝mgh＝2.15×103kg×10N/kg×6m＝1.29×105J， 则起重机提升重物的功率：P1.29×104W； （3）消耗的柴油完全燃烧放出的热量为：Q放＝m柴油q＝0.01kg×4.3×107J/kg＝4.3×105J， 则起重机的提升效率为：η100%100%＝30%。 答：（1）重物上升的速度为0.6m/s； （2）起重机提升重物的功率为1.29×104W； （3）起重机的提升效率为30%。 【变式5-2】（2025•湖南岳阳期末）随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J，1年内提供的电能约为4.8×1011J。求： （1）若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的水升高多少摄氏度；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （2）若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭。（煤炭的热值q约3.0×107J/kg） 【解析】根据题意得，一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J， 1s内所产生的电能（70%被水吸收），则Q吸＝70%W电＝70%×1.8×104J＝1.26×104J， 由Q吸＝cmΔt可得：Δt30℃； （2）一台风力发电机1年内提供的电能约为4.8×1011J， 火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，Q火1.2×1012J； 煤炭质量m4×104kg。 答：（1）若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的水升高30摄氏度； （2）若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧4×104kg煤炭。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（2025·湖南邵阳·期末）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【解析】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，即为压缩冲程，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 2．（2025·四川宜宾·期末）下列生活实例中，属于内能转化为机械能的是（　　） A．冬天人们常用双手互相摩擦取暖 B．用茶壶烧水，水烧开时，茶壶盖被顶起 C．钻木取火 D．四冲程汽油机的吸气冲程 【答案】B 【解析】A．冬天人们常用双手互相摩擦取暖，是通过做功的方式将机械能转化为内能，故A不符合题意； B．用茶壶烧水，水烧开时，茶壶内的水蒸气对茶壶盖做功，将水蒸气的内能转化为茶壶盖的机械能，使茶壶盖被顶起，故B符合题意； C．钻木取火是通过做功的方式将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．四冲程汽油机的吸气冲程，没有能量的转化，只是将汽油和空气的混合物吸入气缸，故D不符合题意。 故选B。 3．（2025秋河南郑州期末）如图所示，2025年9月9日，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将遥感四十五号卫星发射升空。燃料燃烧推进火箭运动，主要发生的能量转化是（　　） A．电能→光能→化学能 B．化学能→内能→机械能 C．机械能→内能→化学能 D．化学能→电能→光能 【答案】B 【解析】燃料燃烧将化学能转化为内能，推进卫星运动，说明卫星获得了机械能，所以主要发生的能量转化是：化学能→内能→机械能，故ACD错误，B正确。故选：B。 4．（2025·河北廊坊·期末）下列有关能量转化和守恒，说法正确的是（　　） A．即使科技再发达也不可能制造出永动机 B．能量守恒定律只适用于能量的转化过程 C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律 D．根据能量守恒定律，机械能总和不变 【答案】A 【解析】A．根据能量守恒定律，能量的转移和转化具有方向性，机器运转过程中总有一部分机械能转化为内能，这部分内能不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，最终会停止运动，所以不可能造出永动机，故A正确； B．能量守恒定律既适用于能量转化过程，也适用于能量的转移过程，故B错误； C．“摩擦生热”是将机械能转化为内能的过程，所以也符合能量守恒定律，故C错误； D．根据能量守恒定律，自然界中能的总量保持不变，但是机械能不一定守恒，故D错误。故选A。 5．（2025•陕西西安期末）关于燃烧的热值，以下说法正确的是（　　） A．燃烧的热值与燃料的种类有关系，与燃烧的质量和燃烧状况无关 B．燃烧1千克某种燃料放出的热量就是这种燃料的热值 C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的大 【答案】A 【解析】A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，故A正确； B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，故B错误； C、热值与质量无关，只与燃料种类有关，故C错误； D、燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，故D错误。故选：A。 6．（2025·江苏苏州·期末）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧越充分，其热值越大 B．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出过程中的能量转化，与内燃机的压缩冲程相同 【答案】C 【解析】A．燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的种类有关，与质量和燃烧情况等无关，因此酒精是否充分燃烧，其热值不变，故A错误； BC．纸杯飞出去时，易拉罐内的酒精燃烧产生的气体对纸杯做功，气体的内能减小，故B错误，C正确； D．纸杯飞出过程中，内能转化为机械能，内燃机的压缩冲程中将机械能转化为内能，两者能量转化不同，故D错误。故选C。 7．（2025·四川宜宾·一模）如图是单缸四冲程汽油机的 冲程，汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的比热容大的特点；若水，温度升高，则水吸收的热量为 J。【】 【答案】压缩 【解析】[1]由图可知，汽油机的两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 [2]水吸收的热量为 8．（2025·安徽马鞍山·期末）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，该能量转化过程与汽油机的 冲程相同。 【答案】压缩 【解析】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；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；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。 9．（2025·四川宜宾·期末）柴油机的一个工作循环包括四个冲程，即吸气冲程、 冲程、做功冲程、排气冲程。一台柴油机的转速是3000r/min，它1秒钟对外做功 次。 【答案】压缩 25 【解析】[1]柴油机的一个工作循环包括四个冲程，依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 [2]柴油机的转速是3000r/min=50r/s。在四冲程柴油机中，一个工作循环包括四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次。则飞轮每秒转50圈，完成的工作循环数为25个，一个工作循环对外做功1次，所以1秒钟对外做功25次。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（2025·四川内江·期末）如图所示，是四冲程内燃机的一个冲程的示意图，关于该冲程的说法，正确的是（　　） A．该冲程是吸气冲程 B．该冲程中内能转化为机械能 C．该冲程工作过程中，燃气的温度升高 D．该冲程需要靠飞轮的惯性来完成 【答案】B 【解析】图中进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，这是做功冲程。在做功冲程中，高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，内能减小，温度会降低。做功冲程是内燃机唯一对外做功的冲程，是产生动力的冲程，它不是依靠飞轮的惯性来完成的。吸气、压缩、排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的。故选B。 2．（2025•北京大兴区期末）下列有关能量转化的说法，正确的是（　　） A．电风扇工作时，将机械能转化为电能 B．电饭煲煮饭时，将电能转化为内能 C．用电器在使用时，把其他形式的能转化为电能 D．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能 【答案】B 【解析】A、电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能，故A错误； B、电饭煲煮饭时，将电能转化为内能，故B正确； C、用电器在使用时，把电能转化为其他形式的能，故C错误； D、汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故D错误。 故选：B。 3．（2025•湖北黄冈期末）如图所示，滑板车在人的助力下前行且轮子会发光，车停下来轮子就不发光。从能量转化的角度分析轮子发光原理正确的是（　　） A．机械能转化为电能，再转化为光能 B．电能转化为机械能，再转化为光能 C．机械能转化为光能，再转化为电能 D．光能转化为机械能，再转化为电能 【答案】A 【解析】人运动时具有机械能，而轮子发光需要电能，所以滑板车发光的能量转化是：机械能转化为电能，电能再转化为光能，故A正确、BCD错误。故选：A。 4．（2025•北京海淀区期末）如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图（图中a、b、c分别表示某种形式的能量）。下列判断正确的是（　　） A．a是电能，b是电能，c是光能 B．a是内能，b是机械能，c是光能 C．a是机械能，b是内能，c是光能 D．a是内能，b是光能，c是电能 【答案】A 【解析】太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，其能量转化过程如下：太阳能→电能→化学能→电能→光能。故A正确，BCD错误。故选：A。 5．（2025•广东广州期中）（多选）关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　） A．内燃机工作时可以将内能全部转化为机械能 B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 C．电风扇可以将电能转化为机械能 D．行驶的汽车遇到紧急情况刹车并停住，这个过程中能量逐渐消失 【答案】BC 【解析】A、内燃机工作时将一部分内能转化为机械能，但存在能量的损失和消耗，故A错误； B、太阳能电池可以将太阳能转化为电能，故B正确； C、电风扇可以将电能转化为机械能，故C正确； D、行驶的汽车遇到紧急情况刹车并停住，这个过程中克服摩擦做功，将机械能转化为内能，能量并不是逐渐消失了，故D错误。故选：BC。 6．（2025·山东济南·期末）如图所示是一种太阳能背包，它的前面有一块太阳能电池板，书包里有一蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列关于该背包的说法不正确的是（    ） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电是将内能转化为化学能 C．蓄电池放电时将化学能转化为电能 D．小风扇工作时将电能主要转化为机械能 【答案】B 【解析】A．太阳能电池板通过光伏效应将太阳辐射的太阳能直接转化为电能，故A正确； B．给蓄电池充电时是将电能转化为化学能储存，并非将内能转化为化学能，故B错误； C．蓄电池放电时通过化学反应将储存的化学能转化为电能输出，故C正确； D．小风扇工作时，电动机将输入的电能转化为扇叶转动的机械能，故D正确。故选B。 7．（2025·安徽·合肥期末）如图为小明用塑料瓶制作的水火箭，其原理是打入塑料瓶的压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，从而推动“火箭”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情况与汽油机的压缩冲程相同 B．水火箭升空过程中能量转化情况与汽油机的做功冲程相同 C．升空过程中，瓶内气体的内能减少 D．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 【答案】D 【解析】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； BCD．升空过程中，水从水火箭中喷出，是里面的压缩空气对外做功，瓶内气体的内能减少，相当于内燃机的做功冲程，故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 8．（2025•山东中考真题）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 　 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 　 　 。 【答案】方向；不变 【解析】在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能，说明能量的转化具有方向性，根据能量守恒定律，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 9．（2025·河南周口·期末）如图所示，用酒精灯给试管内的水加热，一段时间后，橡胶塞被推出，这一过程中的能量转化 跟四冲程汽油机的 冲程相似。酒精燃烧过程中，其热值 （选填“变 大”“变小”或“不变”）。若试管中水的质量为20g， 在水温从20℃升高到70℃的过程中，需  要吸收的热量为 J 。[c  水=4.2×10³J/（kg·℃）] 【答案】做功 不变 4200 【解析】[1]用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能，汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为活塞的机械能，塞子被推出这一过程的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。 [2]热值是燃料的属性，与燃料的质量无关，因此酒精燃烧过程中，其热值不变。 [3]水吸收的热量为 10．（2025·河北邯郸·一模）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，水吸收的热量是 J。消耗了25g丁烷气体，则卡式炉的加热效率是 。[水的密度为，水的比热容为，丁烷的热值为]。 【答案】 52.5% 【解析】[1]水的质量为 则水吸收的热量为 [2]丁烷气体完全燃烧放出的热量Q放＝m丁烷q＝25×10-3kg×4.8×107J/kg＝1.2×106J 则卡式炉的加热效率为 11．（2025·湖南衡阳·期末）燃气热水器将质量为30kg、温度为15℃的水加热到65℃，消耗天然气，在此过程中水吸收的热量是 J，热水器烧水时的效率是 [；] 【答案】6.3×106 87.5% 【解析】[1]水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×30kg×(65℃-15℃)=6.3×106J [2]天然气完全燃烧释放的热量 Q放=Vq天然气=0.18m3×4×107J/m3=7.2×106J 热水器烧水时的效率 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（2025·吉林长春·期末）如图所示，甲、乙是课堂上看到的两个做功改变物体内能的演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图，下列说法不正确的是（　　） A．甲图的能量转化是机械能转化为内能 B．乙图的能量转化是内能转化为机械能 C．丙图是汽油机的做功冲程 D．乙图和丁图是利用内能来做功的 【答案】C 【解析】A．甲图中压缩推杆对筒内气体做功，将机械能转化为内能，故A正确； B．乙图中水蒸气推动木塞，对木塞做功，将内能转化为机械能，利用内能做功，故B正确； C．丙图中进、排气门全关，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，故C错误； D．丁图中进、排气门全关，火花塞点火花，是做功冲程，在该冲程中将内能转化为机械能，利用内能做功，与乙图相同，故D正确。故选C。 2．（22-23九年级上·广东深圳·阶段练习）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高； B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大； C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气； D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的做功冲程 【答案】BD 【解析】A．液体沸腾的特点是：在沸腾过程中，不断吸收热量，但温度保持在沸点不变。所以水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度应保持不变，而不是升高，故A 错误； B．改变物体内能有两种方式：做功和热传递。对水加热时，热量从火焰传递到水中，水吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式使试管内水的内能增大，故B正确； C．物质由气态变为液态的过程叫液化。玻璃管口冒出的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴，而不是水汽化形成的水蒸气，水蒸气是无色透明的气体，肉眼是看不见的，故C错误； D．“白气”使小叶轮转动的过程中，“白气”的内能转化为小叶轮的机械能。在汽油机的做功冲程中，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，所以“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的做功冲程，故D正确。故选BD。 3．（2024·湖南·中考真题）2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 【答案】D 【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B．火箭发动机在工作过程中，其热机效率并不能达到100%。这是因为火箭发动机在工作时，不可避免地会产生一些能量损失。故B错误； C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，C错误； D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的质量不变，高度不断增大，重力势能越来越大。故D正确。 故选D。 4．（2025•陕西渭南期末）为了比较两种燃料的热值关系，用如图所示的两套完全相同的装置进行实验，下列说法中正确的是（　　） A．组装实验器材时要自上面下依次调节安装 B．实验中需要保证两种燃料的体积相同 C．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同 D．实验中可以根据温度计示数变化量来比较燃料的热值大小 【答案】D 【解析】A、实验中通过调节铁圈B的位置，使温度计处于适当的高度，自下向上调节，故A错误； B、实验中采用的是控制变量法，需要控制两种燃料的质量相同，并且全部燃烧，不是控制燃料的体积，故B错误； C、控制两种燃料的质量相同，并且全部燃烧，不需要控制燃烧时间相同，故C错误； D、比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，需等待燃料完全燃烧，通过观察温度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小，故D正确。故选：D。 5．（2025·湖南娄底·期末）如图所示，是小普同学跟爷爷学习功夫的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，以下与压缩冲程最相似的是（    ） A．“鼻孔吸气”对应的汽油机冲程吸入的是汽油和空气的混合物 B．“气沉丹田”对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能 C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 【答案】B 【解析】A．“鼻孔吸气”相当于吸气冲程，吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A不符合题意； B．“气沉丹田”相当于压缩冲程，此过程将机械能转化为内能，故B符合题意； C．汽油机是通过火花塞点火使汽油燃烧，柴油机是靠喷油嘴喷出雾状柴油达到着火点自燃，故C不符合题意； D．“排山倒海”时对外做功，相当于做功冲程，此冲程内能转化为机械能，不是靠飞轮的惯性来完成的，故D不符合题意。故选B。 6．（2025·山东济南·期末）（多选 ）如图所示，光滑桌面上的弹性小球由A点被弹出后，落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，C、F点等高。下列有关小球的运动描述正确的是（　　） A．从A点运动到F点的过程中，总能量守恒 B．从B点运动到C点，重力势能转化为动能 C．小球在E点的机械能大于在D点的机械能 D．小球在C点的速度大于小球在F点的速度 【答案】ABD 【解析】A．从A点运动到F点的过程中，小球与地面碰撞时会有能量损失，如机械能转化为内能，但总能量守恒，故A正确； B．从B点运动到C点，小球高度下降，质量不变，重力势能减小，速度增加，动能增大，因此重力势能转化为动能，故B正确； C．小球在运动过程中与地面碰撞，每次碰撞都会损失一部分机械能，由于E点比D点更靠后，所以机械能更小，故C错误； D．C点和F点等高，重力势能相同。但由于整个过程中机械能逐渐减小，所以C点的动能大于F点的动能，因此C点的速度大于F点的速度，故D正确。故选ABD。 7．（2025·广东阳江·一模）图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气的内能增加，温度升高。这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程的能量转化方式 （选填“相同”或“不同”），如果这台内燃机工作时飞轮转速为，则它每秒钟可以完成 个工作循环。 【答案】做功 不同 10 【解析】[1]推杆压缩筒内的气体，对筒内气体做功，通过做功的方式，将机械能转化为内能，使筒内空气的内能增加，温度升高，达到艾绒的着火点。 [2]如图，两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，在这个冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以，取火器取火过程与图乙所示的内燃机工作冲程原理不同。 [3]飞轮的转速是1200r/min=20r/s，因为飞轮每转动2周完成1个工作循环，所以该汽油机每秒钟共完成10个工作循环。 8．（2025•北京西城区期末）中国古代玩具饮水鸟（如图）被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于：在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里“喝”一口后，让其直立起来；可是直立一会儿它又会自动俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。其原理是饮水鸟的嘴部和头部包裹了一层绒布，“喝水”打湿后，由于蒸发 　 　 （选填“吸热”或“放热”），使得鸟头部管内温度和气压变化，尾部的液体上升到头部，改变饮水鸟的重心，实现再次喝水。饮水鸟这种“自动喝水”的现象 　 　 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】吸热；遵循。 【解析】由题意知，“饮水鸟”喝水打湿后，由于蒸发吸热，使得鸟头部管内温度和气压变化； 饮水鸟“自动喝水”的现象中发生了能量的转移和转化，遵循能量守恒定律。 9．（2025·江苏无锡·一模）小明家有一辆小汽车，他发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面是他思考的问题，说法正确的是（　　） 阀控密封式铅酸蓄电池UXL220-2NFR （1-GFM-2002V，200Ah/10HR） 浮充电压（25℃） 2.22-2.24V 10小时率，终止电压1.8V（25℃） 200Ah 端子扭力 8.0~10.0N∙m A．该汽车的内燃机是一台四缸四冲程汽油机，如图甲所示是汽油机的压缩冲程 B．若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功40次 C．如表所示是小汽车用蓄电池铭牌的一部分，给蓄电池充电时，此时它将化学能转化为电能 D．如图丙是小汽车汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该汽油机的效率为30% 【答案】D 【解析】A．图甲中，两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故A错误； B．飞轮的转速2400r/min=40r/s，飞轮每转动两圈，对外做功一次，所以每秒对外做功20次，故B错误； C．约蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存起来，故C错误； D．由图丙知，该汽油机的效率为ƞ=100%-33%-30%-7%=30%，故D正确。故选D。 10．（2025•江苏无锡中考真题）抽水蓄能是利用电网用电低谷期过剩的电能，通过电动抽水泵将低处下水库的水抽到高处上水库储存起来，然后待用电高峰期再释放上水库中的水，冲击水电站中的水轮发电机组发电，输送回电网，工作原理示意图如图所示。我国的河北丰宁电站是目前世界上装机容量最大的抽水蓄能电站，上水库容量为4.5×107m3，上水库一次储满的水若全部通过隧洞下落400m高度，冲击水轮发电机组发电，可获得1.44×1014J的电能。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）抽水蓄能的能量转化过程是将过剩的电能转化为水的　 　 能，在需要的时候再通过发电机组转化为　 　 能，输送回电网。 （2）水轮发电机组的发电效率为多少？ 【答案】（1）重力势；电； （2）水轮发电机组的发电效率为80%。 【解析】（1）抽水蓄能时，将过剩的电能转化为水的重力势能，在需要的时候再通过发电机组转化为电能，输送回电网。 （2）水的质量：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4.5×107m3＝4.5×1010kg， 总功：W总＝Gh＝mgh＝4.5×1010kg×10N/kg×400m＝1.8×1014J， 水轮发电机组的发电效率为：η100%100%＝80%。 答：（1）重力势；电； （2）水轮发电机组的发电效率为80%。 11．（2025·江苏镇江·期末）随着人工智能的快速发展，在未来，自动驾驶汽车成功普及以后，大城市的交通拥堵现象将会得到极大改善、交通事故数量将减少约90%，犯罪率也会大幅降低，因犯罪分子将无法从无人驾驶汽车的追捕中逃脱。某款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。若汽油机的效率为30%，q汽油＝4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求在这段运动过程中： (1)4kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温15℃，质量300kg的水吸收，水的温度会升高到多少℃？ (3)如果汽车匀速运动时受到的阻力为1000N，消耗4kg汽油汽车能够行驶的路程是多少？ 【答案】(1)1.8×108J (2)75℃ (3)54km 【解析】（1）4kg汽油完全燃烧放出的热量是 （2）废气带走的能量为 则水升高的温度为 则水的温度会升高到 （3）消耗4kg汽油汽车输出的机械功为 汽车匀速运动时受到的阻力为1000N，根据平衡力可知，牵引力为1000N，则汽车能够行驶的路程是 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $