暑假预习作业08 机械能与内能的相互转化（预习培优）八年级物理新教材苏科版

**基本信息** 初中物理暑假专项训练，以热机工作原理为核心，通过比较、判断、实验、计算四类题型构建能量转化与效率的递进训练体系，突出易错点与难点突破。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |汽油机和柴油机的比较|3小题|比较类，聚焦构造及工作差异|热机构造→工作原理| |汽油机工作过程判断及计算|5小题（易错★）|判断计算类，含冲程判断及转速计算|工作过程→能量转化| |比较不同燃料的热值|3小题|实验探究类，用控制变量法|燃料特性→热值概念| |加热效率的计算|5小题（难★★）|效率计算类，能量利用分析|热值公式→加热应用| |热机效率计算|3小题（难★★★）|综合计算类，功与能量转化|热机原理→效率公式|

( 完成时间： 月 日 今日打卡 ： ☐ 已完成 用时： min 自评 勋章 ： ) 暑假预习作业08 机械能与内能的相互转化 ( 目 录 01 新知初探 02 基础检测 03 小试牛刀 一． 汽油机和柴油机的比较 （共 3 小题） 二． 汽油机的工作过程判断及相关计算 （共 5 小题） （易错★） 三． 比较不同燃料的热值 （共 3 小题） 四． 加热效率的计算 （共 5 小题） （难★★） 五． 热机效率计算 （共 3 小题） （ 难 ★★★） ) 一、热机 1.热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。 2.内燃机是最常见的一种热机，按照所使用燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机和天然气发动机等。 3.汽油机 （1）构造 （2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 （3）工作过程 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物被吸人汽缸。 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，温度升高，机械能转化为内能。 做功冲程：当活塞到达汽缸顶端时，火花塞打火，使燃料混合物猛烈燃烧，产生高温、高压的气体，推动活塞向下运动，内能转化为机械能。 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出汽缸。 （4）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，使汽油机连续转动下去。 二、燃料的热值 1.燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫作这种燃料的热值。燃料的热值用q表示，单位是焦/千克，符号为J/kg。 2.燃料燃烧放出的热量计算公式：或 3.热机的效率（η）：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 4.计算公式： 1．小丽认为现在人们用擦火柴点火和古代人们用“钻木取火”的方法取得火种在原理上是相同的。你_______（选填“同意”或“不同意”）她的观点，因为此过程都是利用机械能转化为_______能。 【答案】 同意 内 【详解】擦火柴点火和钻木取火，都是通过摩擦做功的方式改变物体内能，过程中都消耗机械能，使物体内能增加、温度升高达到燃点点火，本质都是将机械能转化为内能，二者原理相同，因此同意小丽的观点。 2．汽油机一个工作循环要经历四个冲程，在四个冲程中，有_____ 个冲程要靠飞轮转动的能量来完成的；汽油机的效率________ （选填“可以”或“不可以”）达到100%。 【答案】 三 不可以 【详解】在汽油机一个工作循环中，只有做功冲程对外做功，把内能转化为机械能，其它冲程是靠飞轮转动的能量来完成的。 汽油机工作时，会因为散热、废气带走热量、机械摩擦等原因损失能量，任何热机的效率都不可能达到 100%。 3．2026年4月14日，我国力箭一号遥十二运载火箭成功发射。火箭工作时，完全燃烧9 kg固态燃料，若燃料热值（），则这些燃料完全燃烧放出的热量为___________J。 【答案】 【详解】燃料完全燃烧放出的热量 4．如图所示为汽油机________冲程的示意图，该过程中进气门和排气门均关闭，活塞在曲轴带动下向上运动，将活塞的________能转化为气缸内气体的内能。 【答案】 压缩 机械 【详解】由图可知，进气门、排气门均关闭，活塞向上运动时，为压缩冲程；该冲程中活塞对气缸内气体做功，将活塞的机械能转化为气缸内气体的内能。 5．把一瓶汽油倒去一半，则剩下的汽油（　　） A．比热容变为原来的一半，热值不变 B．热值变为原来的一半，比热容不变 C．热值和比热容都变为原来的一半 D．比热容和热值均不变 【答案】D 【详解】比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量无关，倒去一半汽油后，物质种类和状态不变，比热容不变；热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量无关，倒去一半汽油后，燃料种类不变，热值不变。 故选D。 6．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（     ） A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 B．某种燃料在燃烧时放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值 C．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 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 【答案】C 【详解】热值是燃料本身的固有特性，是单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。热值的大小只与燃料的种类有关，和燃料的质量、燃烧是否充分等燃烧状况都无关。故C正确，ABD错误。 故选C。 7．热机在人类生活中发挥着重要的作用，下列有关说法正确的是（   ） A．热机工作过程中，将机械能转化为内能 B．热机的使用不会造成环境污染 C．热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 【答案】D 【详解】A．热机工作时，是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能，故A错误； B．热机使用时会排放废气、产生噪声，会造成环境污染，故B错误； C．燃料燃烧放出的能量会有一部分散失、被机器吸收等，不可能全部用来做功，故C错误； D．改进热机性能，可以提高燃料利用率，有效利用资源，同时减少排放污染，故D正确。 故选D。 8．题图为四冲程内燃机的做功冲程示意图，此冲程中气缸内的气体（     ） A．体积变大，内能转化为机械能 B．体积变大，机械能转化为内能 C．体积变小，内能转化为机械能 D．体积变小，机械能转化为内能 【答案】A 【详解】图中冲程中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此气缸内气体体积变大；做功冲程中，高温高压燃气膨胀推动活塞运动，对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．2026年4月7日长征八号运载火箭以“一箭十八星”方式，将千帆星座第七批组网卫星送入预定轨道。该火箭发动机以液氢为主要燃料。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．火箭燃料燃烧一部分后，热值变小 C．液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D．火箭发动机不属于热机 【答案】A 【详解】A．热机效率指有用功占燃料总放热的比值，燃料燃烧越充分，有效利用的能量越多，发动机效率越高，故A正确； B．热值是燃料本身的特性，只和燃料种类有关，和质量多少无关，燃料燃烧一部分后热值不变，故B错误； C．一切物体在任何温度下都具有内能，低温的液氢内能不为零，故C错误； D．火箭发动机工作时将燃料燃烧的内能转化为机械能，属于热机，故D错误。 故选A。 10．如图所示、古人利用牛角筒和燃烧的艾草制作简易装置，艾草燃烧产生的高温高压气体推动筒内部件向外运动。“筒内部件被燃气推动”的能量转化方式，与汽油机的哪个冲程相同（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】高温高压燃气推动筒内部件向外运动，是将燃气的内能转化为部件的机械能。 汽油机的四个冲程中：吸气、排气冲程无能量转化；压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与题干的能量转化方式相同，故选C。 11．我国在柴油机的研制上已将本体热效率突破53%。以下有关说法正确的是（　　） A．柴油燃烧时它的热值减小 B．柴油机在吸气冲程中进入气缸的是柴油和空气的混合气体 C．柴油机的做功冲程，内能转化为机械能 D．柴油机尾气的柴油味越浓说明柴油燃烧越充分 【答案】C 【详解】A．热值是燃料本身的固有特性，只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，柴油燃烧过程中热值不变，故A错误； B．柴油机在吸气冲程中，吸入气缸的只有空气，柴油是压缩冲程末才由喷油嘴喷入气缸的；汽油机吸气冲程才吸入汽油和空气的混合气，故B错误； C．四冲程内燃机的做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确； D．尾气柴油味越浓，说明更多柴油未燃烧就被排出，柴油燃烧越不充分，故D错误。 故选C。 一．汽油机和柴油机的比较（共3小题） 1．关于汽油机和柴油机的下列说法不正确的是（　　） A．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．汽油机的做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程靠惯性完成 D．汽油机转速为3600r/min表示汽油机每秒对外做功15次 【答案】D 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气，故A正确，不符合题意； B．汽油机通过火花塞点燃混合气体，点火方式是点燃式，柴油机通过压缩空气高温引燃柴油，点火方式是压燃式，故B正确，不符合题意； C．汽油机的做功冲程是内能转化为机械能，使汽车获得动力；吸气、压缩、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的，故C正确，不符合题意； D．汽油机转速，四冲程汽油机飞轮每转2圈完成１个工作循环，对外做功1次，所以每秒对外做功30次，故D错误，符合题意。 故选D。 2．柴油机和汽油机都属于内燃机，下列有关说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门排气门都关闭的一定是压缩冲程 D．在柴油机的做功冲程中，活塞的机械能转化为密闭气体的内能 【答案】A 【详解】A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴，故A正确； B．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误； C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门排气门都关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程，故C错误； D．在柴油机的做功冲程中，是内能转化为机械能，故D错误。 故选A。 3．关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程说法正确的是（   ） A．在压缩冲程中，内能转化为机械能 B．吸气冲程时，汽油机吸入的是空气 C．只有做功冲程是燃气对外做功 D．汽油机和柴油机的点火方式相同 【答案】C 【详解】A．在压缩冲程中，活塞向上运动压缩气体，机械能转化为内能，不是内能转化为机械能，故A错误； B．汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体，不是空气，故B错误； C．在四冲程内燃机中，只有做功冲程燃气膨胀推动活塞向下运动，对外做功；吸气、压缩和排气冲程均不对外做功，故C正确； D．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D错误。 故选C。 二．汽油机的工作过程判断及相关计算（共5小题）（易错★） 4．如图甲是小明制作的汽轮机模型，在试管中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后产生的蒸气就能冲击叶轮转动；图乙是汽油机的某个冲程，其曲轴转速为1200r/min。下列说法中正确的是    （   ） A．酒精燃烧过程中热值减小 B．蒸气冲击叶轮转动过程的能量转化与图乙所示冲程的能量转化相同 C．图乙中汽油机每秒对外做功10次 D．随着技术的越来越成熟，热机的效率可以达到100% 【答案】C 【详解】A．热值是燃料本身的特性，只和燃料种类有关，和燃料质量无关，酒精燃烧时热值不变，故A错误； B．蒸气冲击叶轮转动，是内能转化为机械能；图乙中汽油机两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，能量转化为机械能转化为内能，二者能量转化不同，故B错误； C．曲轴转速 汽油机每飞轮转2圈对外做功1次，因此每秒做功次数为次，故C正确； D．热机工作时不可避免存在热量损失（废气散热、克服摩擦等），因此效率永远不可能达到，故D错误。 故选C。 5．如图所示是某汽油机一个工作循环的四个冲程的示意图，若该单缸四冲程汽油机的转速为，则下列说法不正确的是（　　） A．正确的工作顺序是乙、甲、丁、丙 B．图甲冲程中的能量转化是机械能转化为内能 C．图乙冲程中吸入气缸内的物质只有空气 D．该汽油机每分钟对外做功300次，共经历了1200个冲程 【答案】C 【详解】ABC．甲图中，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，压缩气缸内吸入的空气和汽油的混合物，是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能；乙图中，进气门打开，排气门关闭，吸入空气和汽油的混合物，是吸气冲程；丙图中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；丁图中，进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化成机械能；则该汽油机一个工作循环的四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故AB正确，C错误； D．汽油机每个工作循环四个冲程，对外做功一次，飞轮转两转；若该单缸四冲程汽油机的转速为600r/min，该汽油机每分钟对外做功次，共经历了冲程，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 6．如图A是四冲程汽油机的工作示意图，如图B是我国古代传统走马灯，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。下列说法正确的是（    ） A．图A中汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：乙、丁、甲、丙 B．图A中做功冲程中，燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 C．图A中吸气冲程中，活塞向下运动，只有空气进入气缸 D．图B中热空气驱动扇叶转动时的能量转化过程与图A中乙冲程相同 【答案】D 【详解】A．甲图：两个气门都关闭，活塞向上，是压缩冲程；乙图：两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下，是做功冲程；丙图：排气门开、进气门关，活塞向上，是排气冲程； 丁图：进气门开、排气门关，活塞向下，是吸气冲程。四冲程正确顺序是吸气、压缩、做功、排气，即丁、丙、乙、甲、，故A错误； B．热值是燃料本身的特性，只和燃料种类有关，和燃烧充分程度无关，故B错误； C．汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故C错误； D．图B中热空气驱动扇叶转动，能量转化是内能转化为机械能，和图A中做功冲程（乙）的能量转化相同，故D正确。 故选D。 7．如图所示是一台四冲程汽油机的__________冲程；若飞轮转速为1800 r/min，则该汽油机每分钟完成__________个工作循环；在一段时间内消耗了500 g汽油，若这些汽油完全燃烧，则放出的热量是__________J。（） 【答案】 做功 900 【详解】图中两个气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合四冲程汽油机做功冲程的特征。 四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，飞轮转速为，因此每分钟完成的工作循环数为：个。 汽油质量 汽油完全燃烧放出热量 8．如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是________冲程，与它原理相同的是________图（选填“E”或“F”）所示的演示实验。该汽油机飞轮转速为，则每秒对外做功________次。 【答案】 压缩 E 20 【详解】[1] A为进气门开、排气门关，活塞向下，则为吸气冲程； B为两个气门关闭，活塞向上，则为压缩冲程（机械能转化为内能）； C为两个气门关闭，活塞向下运动，则为做功冲程（内能转化为机械能）； D为排气门开、进气门关，活塞向上，则为排气冲程。 所以B图是压缩冲程。 [2]压缩冲程的原理是机械能转化为内能： E图：下压活塞，机械能转化为内能（对应压缩冲程）；F图：试管内水蒸气推动塞子飞出，内能转化为机械能（对应做功冲程）。故选E。 [3]四冲程汽油机的规律：飞轮每转2圈，对外做功1次。因为飞轮转速为所以每秒转40圈，对外做功次数为。 三．比较不同燃料的热值（共3小题） 9．如图所示，A、B、C三个实验装置完全相同，燃料质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。若比较不同燃料的热值应选择 ___________两个装置，当温度计的示数变化相同时，燃料剩下的越多，则燃料的热值 ___________（选填“越大”或“越小”）。若比较不同物质的吸热能力，当燃料燃烧相同时间，温度计示数变化越大的那杯液体吸热能力更 ___________（选填“强”或“弱”）。 【答案】 B、C 越大 弱 【详解】[1]若比较不同燃料的热值，应用质量相同的不同燃料加热相同物质，应选择B、C两个装置。 [2]当温度计的示数变化相同时，物质吸收的热量相同，燃料释放的热量相同，燃料剩下的越多，燃料燃烧的量越少，由得，燃料的热值越大。 [3]若比较不同物质的吸热能力，当燃料燃烧相同时间，物质吸收的热量相同，物质的质量相同，温度计示数变化越大的那杯液体吸热能力更弱。 10．小华学习了热学知识后，为了对比热容、热值的理解，设计如下实验，可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置，燃料和液体除种类不同之外，质量完全相同，其他装置完全相同。 (1)为了研究不同物质的吸热能力，利用其中__________（甲/乙/丙）两幅图进行实验，根据数据做出了两种液体的温度随时间变化的关系图，如图2所示； ①实验中不同物质的吸热多少是通过________来反映比较的（温度计示数变化/加热时间）； ②已知b液体的比热容是，则a液体的比热容是________； (2)为了研究不同燃料的热值，正确选择其中________（甲/乙/丙）两幅图进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同、燃料的质量相同，这样可以通过________（温度计示数变化/加热时间）直观感知哪种燃料的热值大。若a、b液体的比热容已知，记录相关数据，可以计算出吸收热量和燃料放出的热量，从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比________（偏大/偏小/不变）。 【答案】(1) 甲、丙 加热时间 (2) 甲、乙 温度计示数变化 偏小 【详解】（1）要研究不同物质的吸热能力，除了被加热物质的种类相同外，还应控制其它因素都相同，所以应选择甲、丙两图进行探究。 液体吸收的热量是肉眼不能直接观察到的，相同时间下同一燃料燃烧释放的热量相同，可根据转换法通过加热时间的长短来反映不同物质吸热的多少。 液体a和液体b的质量和初温均相同，由图可知，如果温度都升高，a需要的是时间是10min，b需要的时间是20min，即升高相同的温度，b吸收热量是a的2倍，由 得 （2）比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，故应选择甲、乙两图进行实验。 实验中通过温度计示数变化来比较不同燃料完全燃烧放出的热量多少，温度计示数上升越多，说明燃料燃烧放出的热量越多。 此方法计算结果不可靠，因为燃料不能完全燃烧，燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，并存在热量损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。 11．小宇和同学们设计了如图所示的实验，探究不同物质的吸热能力和不同燃料的热值大小，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，两种燃料的质量都是10g，烧杯中A、B两种液体的质量相同，密度不同。 (1)同学们首先探究了不同物质的吸热能力： ①他们选择甲、丙两组装置进行实验： ②实验中，通过比较___________（选填序号：A、温度计示数的变化；B、加热时间）来反映液体吸收热量的多少； ③利用实验数据，同学们绘制了如图丁所示的两种液体的温度随加热时间的关系图像，由图像可知，液体___________的吸热能力更强（选填“A”或“B”）； (2)接下来，同学们比较了不同燃料的热值： ①他们选择甲、乙两组装置进行实验，在___________（选填序号：A、燃料完全燃烧；B、加热相同时间）后，比较液体升高的温度，得出结论； ②在图甲装置中，若烧杯内的液体A为水，燃料1为酒精，通过记录的数据求出了酒精的热值，发现该热值与实际相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) B A (2) A 偏小 【详解】（1）实验中，使用相同的加热装置，相同时间内，物质吸收的热量相同，因此可以通过加热时间来间接反映液体吸收热量的多少（转换法）；从图丁可以看出，升高相同温度时，A液体需要加热20分钟，B液体只需要10分钟。加热时间越长，说明吸收的热量越多，吸热能力越强。因此液体A的吸热能力更强。 （2）探究热值时，需要让两种燃料完全燃烧，然后比较相同质量的同种液体升高的温度，温度升得越高，说明燃料放出的热量越多，热值越大，故选A； 实际实验中，酒精燃烧放出的热量会有一部分散失到空气中，或被烧杯吸收，导致水实际吸收的热量比酒精完全燃烧放出的热量少。我们计算时用的是水吸收的热量来代替酒精放出的热量，因此计算出的热值会比实际值偏小。 四．加热效率的计算（共5小题）（难★★） 12．为了保护环境，全国各地都在大力推广使用天然气。某日，小明家使用的天然气，且这些天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下可把______的水从加热至沸腾[，]。 【答案】12.5 【详解】天然气完全燃烧放出的热量 水吸收的热量 标准大气压下，水的沸点为100°C，水的温度变化 加热水的质量 13．熨斗古代亦称“火斗”，最早出现于西汉，以青铜质地为主，在熨斗里加入温度高的水来熨平衣物，衣物升温快是因为青铜的______（填物质的物理属性）好；将质量为1kg温度为水加热至倒入熨斗里来熨平衣物，水需要吸收______J的热量；若上述这些热量由燃烧焦炭提供，且焦炭完全燃烧放出的热量有40%被水吸收，则需完全燃烧_____kg的焦炭。[水的比热容为，焦炭热值为] 【答案】 导热性 3.36×105 0.028 【详解】衣服升温快，是因为青铜的导热性好，能快速传递热量； 水的质量是1kg，水的温度从升高到，水吸收的热量 已知焦炭完全燃烧放出的热量有40%被水吸收，即，则 则 14．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，假设煤炭在相同时间内燃烧的质量相同，且完全燃烧。已知在6min内完全燃烧了0.3kg的煤，则煤完全燃烧放出的热量为________J。在“0~2min”、“2~4min”和“4~6min”三个时间段，________时间段煤炉热效率最高？这个最高时间段煤炉的热效率是________。水的比热容为，煤的热值为。 【答案】 0~2min 42% 【详解】根据热值公式煤完全燃烧放出的热量 由图可知0∼2min时间段水温升高最多，水吸热最多，由热效率可知这个时间段煤炉热效率最高。 0∼2min 水吸收的热量 6min燃烧煤0.3kg，因此2min燃烧煤放出的热量 热效率 15．娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率，于是关闭了其它燃气设备。在标准大气压下，将质量是2 kg，初温是50 ℃的水加热到沸腾，她观察到燃气表的读数，使用前是210.65，使用后是210.75 。[水的比热容4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为]。求： (1)水吸收的热量； (2)燃气灶正常工作时的效率。 【答案】(1) (2)10.5% 【详解】（1）标准大气压下，水的沸点为100℃，水升高的温度 水吸收的热量为 （2）使用天然气的体积 天然气完全燃烧放出的热量为 燃气灶正常工作时的效率为 16．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℃，消耗了0.025kg丁烷气体[水的比热容为，丁烷的热值为]。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)卡式炉的加热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水的体积 则水的质量为 （2）水吸收的热量为 （3）丁烷气体完全燃烧放出的热量为 加热效率为 五．热机效率计算（共3小题）（难★★★） 17．如图是我国自主研发的一种大型、多用途运输机。若该运输机在高空中飞行时受到的水平推力恒为1.8×105N，某次沿水平方向匀速航行了1500km的过程中，燃烧航空煤油13.5t。航空煤油的热值为，求： (1)13.5t航空煤油完全燃烧放出的热量； (2)运输机发动机做的有用功； (3)运输机发动机的热机效率。 【答案】(1) (2) (3)50% 【详解】（1）13.5t航空煤油完全燃烧放出的热量为 （2）发动机做的有用功为 （3）发动机的热机效率 18．如图所示，是我国目前服役的05式两栖步兵战车。在某次演练中，已知人车总质量为28t，履带着地的总面积为4m2。在水中，其以最大航速行驶30s，航行距离为225m，此时发动机输出功率为；在陆地上，以最大速度行驶时发动机输出功率为。燃油热值取，取。求： (1)两栖战车在水平陆地静止时对地面的压强； (2)它以最大航速在水中匀速行驶时，发动机提供的动力； (3)战车在陆地以最大速度匀速行驶10min，消耗燃油17kg，若燃油完全燃烧。战车发动机的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）人和战车的总质量为 战车静止在水平陆面上产生的压力 战车对水平陆面的压强 （2）由得，在水中，战车做功为 由二力平衡知，战车受到的水平动力，由得 （3）战车在陆地行驶时间 燃油完全燃烧释放的热量为 战车在陆地做功为 战车发动机的效率为 19．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源之一。如图所示为日照市公交公司新引进的氢燃料新能源公交车，该车满载时总质量为3.2t，其轮胎与地面的总接触面积是。（；）求： (1)质量为5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)满载的公交车在水平路面上匀速行驶时对地面的压强； (3)如果5kg的氢燃料完全燃烧，获得能量的60%能用来推动公交车做功，则这些热量能让该公交车以140kW的恒定功率匀速行驶多长时间。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）5kg氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）公交车满载时的重力 对地面的压力 对地面的压强 （3）公交车做的有用功 行驶时间 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ ( 完成时间： 月 日 今日打卡 ： ☐ 已完成 用时： min 自评 勋章 ： ) 暑假预习作业08 机械能与内能的相互转化 ( 目 录 01 新知初探 02 基础检测 03 小试牛刀 一． 汽油机和柴油机的比较 （共 3 小题） 二． 汽油机的工作过程判断及相关计算 （共 5 小题） （易错★） 三． 比较不同燃料的热值 （共 3 小题） 四． 加热效率的计算 （共 5 小题） （难★★） 五． 热机效率计算 （共 3 小题） （ 难 ★★★） ) 一、热机 1.热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。 2.内燃机是最常见的一种热机，按照所使用燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机和天然气发动机等。 3.汽油机 （1）构造 （2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 （3）工作过程 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物被吸人汽缸。 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，温度升高，机械能转化为内能。 做功冲程：当活塞到达汽缸顶端时，火花塞打火，使燃料混合物猛烈燃烧，产生高温、高压的气体，推动活塞向下运动，内能转化为机械能。 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出汽缸。 （4）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，使汽油机连续转动下去。 二、燃料的热值 1.燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫作这种燃料的热值。燃料的热值用q表示，单位是焦/千克，符号为J/kg。 2.燃料燃烧放出的热量计算公式：或 3.热机的效率（η）：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 4.计算公式： 1．小丽认为现在人们用擦火柴点火和古代人们用“钻木取火”的方法取得火种在原理上是相同的。你_______（选填“同意”或“不同意”）她的观点，因为此过程都是利用机械能转化为_______能。 2．汽油机一个工作循环要经历四个冲程，在四个冲程中，有_____ 个冲程要靠飞轮转动的能量来完成的；汽油机的效率________ （选填“可以”或“不可以”）达到100%。 3．2026年4月14日，我国力箭一号遥十二运载火箭成功发射。火箭工作时，完全燃烧9 kg固态燃料，若燃料热值（），则这些燃料完全燃烧放出的热量为___________J。 4．如图所示为汽油机________冲程的示意图，该过程中进气门和排气门均关闭，活塞在曲轴带动下向上运动，将活塞的________能转化为气缸内气体的内能。 5．把一瓶汽油倒去一半，则剩下的汽油（　　） A．比热容变为原来的一半，热值不变 B．热值变为原来的一半，比热容不变 C．热值和比热容都变为原来的一半 D．比热容和热值均不变 6．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（     ） A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 B．某种燃料在燃烧时放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值 C．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 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 7．热机在人类生活中发挥着重要的作用，下列有关说法正确的是（   ） A．热机工作过程中，将机械能转化为内能 B．热机的使用不会造成环境污染 C．热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D．改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 8．题图为四冲程内燃机的做功冲程示意图，此冲程中气缸内的气体（     ） A．体积变大，内能转化为机械能 B．体积变大，机械能转化为内能 C．体积变小，内能转化为机械能 D．体积变小，机械能转化为内能 9．2026年4月7日长征八号运载火箭以“一箭十八星”方式，将千帆星座第七批组网卫星送入预定轨道。该火箭发动机以液氢为主要燃料。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．火箭燃料燃烧一部分后，热值变小 C．液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D．火箭发动机不属于热机 10．如图所示、古人利用牛角筒和燃烧的艾草制作简易装置，艾草燃烧产生的高温高压气体推动筒内部件向外运动。“筒内部件被燃气推动”的能量转化方式，与汽油机的哪个冲程相同（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 11．我国在柴油机的研制上已将本体热效率突破53%。以下有关说法正确的是（　　） A．柴油燃烧时它的热值减小 B．柴油机在吸气冲程中进入气缸的是柴油和空气的混合气体 C．柴油机的做功冲程，内能转化为机械能 D．柴油机尾气的柴油味越浓说明柴油燃烧越充分 一．汽油机和柴油机的比较（共3小题） 1．关于汽油机和柴油机的下列说法不正确的是（　　） A．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．汽油机的做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程靠惯性完成 D．汽油机转速为3600r/min表示汽油机每秒对外做功15次 2．柴油机和汽油机都属于内燃机，下列有关说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门排气门都关闭的一定是压缩冲程 D．在柴油机的做功冲程中，活塞的机械能转化为密闭气体的内能 3．关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程说法正确的是（   ） A．在压缩冲程中，内能转化为机械能 B．吸气冲程时，汽油机吸入的是空气 C．只有做功冲程是燃气对外做功 D．汽油机和柴油机的点火方式相同 二．汽油机的工作过程判断及相关计算（共5小题）（易错★） 4．如图甲是小明制作的汽轮机模型，在试管中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后产生的蒸气就能冲击叶轮转动；图乙是汽油机的某个冲程，其曲轴转速为1200r/min。下列说法中正确的是    （   ） A．酒精燃烧过程中热值减小 B．蒸气冲击叶轮转动过程的能量转化与图乙所示冲程的能量转化相同 C．图乙中汽油机每秒对外做功10次 D．随着技术的越来越成熟，热机的效率可以达到100% 5．如图所示是某汽油机一个工作循环的四个冲程的示意图，若该单缸四冲程汽油机的转速为，则下列说法不正确的是（　　） A．正确的工作顺序是乙、甲、丁、丙 B．图甲冲程中的能量转化是机械能转化为内能 C．图乙冲程中吸入气缸内的物质只有空气 D．该汽油机每分钟对外做功300次，共经历了1200个冲程 6．如图A是四冲程汽油机的工作示意图，如图B是我国古代传统走马灯，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。下列说法正确的是（    ） A．图A中汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：乙、丁、甲、丙 B．图A中做功冲程中，燃料燃烧越充分，燃料的热值越大 C．图A中吸气冲程中，活塞向下运动，只有空气进入气缸 D．图B中热空气驱动扇叶转动时的能量转化过程与图A中乙冲程相同 7．如图所示是一台四冲程汽油机的__________冲程；若飞轮转速为1800 r/min，则该汽油机每分钟完成__________个工作循环；在一段时间内消耗了500 g汽油，若这些汽油完全燃烧，则放出的热量是__________J。（） 8．如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是________冲程，与它原理相同的是________图（选填“E”或“F”）所示的演示实验。该汽油机飞轮转速为，则每秒对外做功________次。 三．比较不同燃料的热值（共3小题） 9．如图所示，A、B、C三个实验装置完全相同，燃料质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。若比较不同燃料的热值应选择 ___________两个装置，当温度计的示数变化相同时，燃料剩下的越多，则燃料的热值 ___________（选填“越大”或“越小”）。若比较不同物质的吸热能力，当燃料燃烧相同时间，温度计示数变化越大的那杯液体吸热能力更 ___________（选填“强”或“弱”）。 10．小华学习了热学知识后，为了对比热容、热值的理解，设计如下实验，可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置，燃料和液体除种类不同之外，质量完全相同，其他装置完全相同。 (1)为了研究不同物质的吸热能力，利用其中__________（甲/乙/丙）两幅图进行实验，根据数据做出了两种液体的温度随时间变化的关系图，如图2所示； ①实验中不同物质的吸热多少是通过________来反映比较的（温度计示数变化/加热时间）； ②已知b液体的比热容是，则a液体的比热容是________； (2)为了研究不同燃料的热值，正确选择其中________（甲/乙/丙）两幅图进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同、燃料的质量相同，这样可以通过________（温度计示数变化/加热时间）直观感知哪种燃料的热值大。若a、b液体的比热容已知，记录相关数据，可以计算出吸收热量和燃料放出的热量，从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比________（偏大/偏小/不变）。 11．小宇和同学们设计了如图所示的实验，探究不同物质的吸热能力和不同燃料的热值大小，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，两种燃料的质量都是10g，烧杯中A、B两种液体的质量相同，密度不同。 (1)同学们首先探究了不同物质的吸热能力： ①他们选择甲、丙两组装置进行实验： ②实验中，通过比较___________（选填序号：A、温度计示数的变化；B、加热时间）来反映液体吸收热量的多少； ③利用实验数据，同学们绘制了如图丁所示的两种液体的温度随加热时间的关系图像，由图像可知，液体___________的吸热能力更强（选填“A”或“B”）； (2)接下来，同学们比较了不同燃料的热值： ①他们选择甲、乙两组装置进行实验，在___________（选填序号：A、燃料完全燃烧；B、加热相同时间）后，比较液体升高的温度，得出结论； ②在图甲装置中，若烧杯内的液体A为水，燃料1为酒精，通过记录的数据求出了酒精的热值，发现该热值与实际相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四．加热效率的计算（共5小题）（难★★） 12．为了保护环境，全国各地都在大力推广使用天然气。某日，小明家使用的天然气，且这些天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下可把______的水从加热至沸腾[，]。 13．熨斗古代亦称“火斗”，最早出现于西汉，以青铜质地为主，在熨斗里加入温度高的水来熨平衣物，衣物升温快是因为青铜的______（填物质的物理属性）好；将质量为1kg温度为水加热至倒入熨斗里来熨平衣物，水需要吸收______J的热量；若上述这些热量由燃烧焦炭提供，且焦炭完全燃烧放出的热量有40%被水吸收，则需完全燃烧_____kg的焦炭。[水的比热容为，焦炭热值为] 14．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，假设煤炭在相同时间内燃烧的质量相同，且完全燃烧。已知在6min内完全燃烧了0.3kg的煤，则煤完全燃烧放出的热量为________J。在“0~2min”、“2~4min”和“4~6min”三个时间段，________时间段煤炉热效率最高？这个最高时间段煤炉的热效率是________。水的比热容为，煤的热值为。 15．娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率，于是关闭了其它燃气设备。在标准大气压下，将质量是2 kg，初温是50 ℃的水加热到沸腾，她观察到燃气表的读数，使用前是210.65，使用后是210.75 。[水的比热容4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为]。求： (1)水吸收的热量； (2)燃气灶正常工作时的效率。 16．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℃，消耗了0.025kg丁烷气体[水的比热容为，丁烷的热值为]。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)卡式炉的加热效率。 五．热机效率计算（共3小题）（难★★★） 17．如图是我国自主研发的一种大型、多用途运输机。若该运输机在高空中飞行时受到的水平推力恒为1.8×105N，某次沿水平方向匀速航行了1500km的过程中，燃烧航空煤油13.5t。航空煤油的热值为，求： (1)13.5t航空煤油完全燃烧放出的热量； (2)运输机发动机做的有用功； (3)运输机发动机的热机效率。 18．如图所示，是我国目前服役的05式两栖步兵战车。在某次演练中，已知人车总质量为28t，履带着地的总面积为4m2。在水中，其以最大航速行驶30s，航行距离为225m，此时发动机输出功率为；在陆地上，以最大速度行驶时发动机输出功率为。燃油热值取，取。求： (1)两栖战车在水平陆地静止时对地面的压强； (2)它以最大航速在水中匀速行驶时，发动机提供的动力； (3)战车在陆地以最大速度匀速行驶10min，消耗燃油17kg，若燃油完全燃烧。战车发动机的效率。 19．氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源之一。如图所示为日照市公交公司新引进的氢燃料新能源公交车，该车满载时总质量为3.2t，其轮胎与地面的总接触面积是。（；）求： (1)质量为5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)满载的公交车在水平路面上匀速行驶时对地面的压强； (3)如果5kg的氢燃料完全燃烧，获得能量的60%能用来推动公交车做功，则这些热量能让该公交车以140kW的恒定功率匀速行驶多长时间。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $