第14章 内能的利用 单元复习讲义 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理讲义以思维导图系统构建“内能的利用”单元知识体系，通过表格对比汽油机与柴油机的构造、点火方式等差异，梳理热机冲程能量转化、热值计算及能量守恒定律等核心考点，呈现知识内在逻辑与重难点分布。 讲义亮点在于“规律总结+分层例题”设计，如通过“看气门开闭和活塞运动方向”判断热机冲程，结合单选、计算等题型培养科学思维与物理观念，易错提示帮助学生规避认知误区，支持教师实施精准化复习教学，助力不同层次学生提升知识应用能力。

第十四章　内能的利用（解析版） ■考点一　热机 1、热机是把内能　　　转化为机械能　　　的机器。 2、汽油机的一个工作循环由吸气　　、压缩　　、做功　　、排气　　四个冲程组成，四个冲程中，只有做功　　冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性来完成；一个工作循环中，活塞往复各两次　　，曲轴转动两圈　　，对外做功一次　　。 3、汽油机与柴油机的比较： 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 吸气冲程吸入 汽油与空气的混合物 空气 压缩冲程末点火方式 点燃式 压燃式 效率 效率较低 效率较高 应用 轿车、摩托车等 载重汽车、拖拉机等 4、在压缩冲程中，机械能　　转化为内能　　；在做功冲程中，内能　　转化为机械能　　。 ■考点二　热机的效率 5、燃料的热值：把某种燃料完全燃烧　　放出的热量　　与其质量　　之比，叫做这种燃料的热值，热值的单位是J/kg　　，气体燃料的热值单位是J/m³　。 6、热值是燃料的一种特性　　，只与燃料的种类　　有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放热的多少等无关　　。 7、燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q放=mq　　（固体、液体），Q放=Vq　（气体）。 8、热机效率：热机用来做有用功　　的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热　量之比，叫做热机的效率，计算公式为　。 9、提高热机效率的途径： ①使燃料充分燃烧　　； ②减少各种热损失　　； ③利用废气的能量； ④保证良好的润滑，减少机械摩擦　。 ■考点三　能量的转化和守恒 10、能量既不会凭空消灭　　，也不会凭空产生　　，它只会从一种形式转化　　为其他形式，或者从一个物体转移　　到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变　　。这就是能量守恒定律。 11、能量守恒定律是自然界最普遍　　、最重要　　的定律之一。 ■易错提示 1、热机一个工作循环包含四个冲程，曲轴转动两圈，对外做功一次，不要误认为“一圈做功一次”或“一个冲程做功一次”。 2、热值是燃料本身的特性，描述热值时“完全燃烧”是前提条件，不能说“燃料不完全燃烧时热值减小”——热值不变。 3、计算热机效率时，有用功是指机械对外做的功（或输出的有用能量），不是燃料燃烧放出的总热量。 4、能量守恒定律中，能量的"转化"是指能量形式的变化（如内能→机械能），“转移”是指能量从一个物体到另一个物体（如热传递），注意区分。 规律总结1 ★热机及其工作过程： ①汽油机四个冲程的判断方法：看气门开闭情况和活塞运动方向——进气门打开为吸气冲程，排气门打开为排气冲程，两个气门都关闭且活塞向上运动为压缩冲程，两个气门都关闭且活塞向下运动为做功冲程。 ②能量转化：压缩冲程——机械能转化为内能（"压"缩→内能增加）；做功冲程——内能转化为机械能（做功→对外输出）。 ③热机启动时靠外力（如电动机）先使飞轮转动，完成吸气、压缩冲程，做功冲程开始后热机才能独立工作。 经典例题 【例１】如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列描述错误的是（     ） A．甲做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙排气冲程活塞向上运动，把废气排出气缸 C．丙吸气冲程活塞向下运动，空气进入气缸 D．丁压缩冲程活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 【答案】C 【详解】A‌．甲图中进气门和排气门都关闭，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，是做功冲程。做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故A正确，不符合题意； B‌．乙图中进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，是排气冲程。排气冲程时，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸，故B正确，不符合题意； C‌．丙图，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进入汽缸，是吸气冲程。吸气冲程中，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进入气缸，而不是只有空气进入气缸，故C错误，符合题意； D‌．丁图，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，是压缩冲程。压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 【例２】汽油机作为汽车的“心脏”，一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，则每分钟做功________次。在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过________的方式减少汽缸内能。 【答案】 900 热传递 【详解】单缸四冲程汽油机的飞轮每转动2圈，完成一个工作循环，对外做功1次。已知飞轮转速为1800r/min，即每分钟转动1800圈，因此每分钟做功次数为900次。 汽缸被水包围时，热量从温度较高的汽缸传递到温度较低的水中，使汽缸内能减少，这是通过热传递的方式改变内能的。 【例3】（多选）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（　　） A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．在压缩冲程中，柴油机对空气的压缩程度比汽油机对空气的压缩程度低 C．柴油机和汽油机的一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把内能转化为机械能 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 【答案】BC 【详解】A．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的汽缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A正确，不符合题意； B．柴油机靠压缩空气使空气温度升高，达到柴油的燃点，因此对空气的压缩程度应比汽油机更高，故B错误，符合题意； C．柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把机械能转化为内能，故C错误，符合题意； D．在吸气冲程，柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故D正确，不符合题意。 故选BC。 规律总结2 ★热值的理解与计算： （1）热值反映的是燃料燃烧放热能力的物理量，是燃料本身的一种特性，同种燃料的热值固定不变，与燃料是否完全燃烧无关。 （2）计算燃料完全燃烧放热时，先判断燃料是固体/液体（用Q=mq）还是气体（用Q=Vq），注意单位统一，质量用kg，体积用m³。 （3）热机效率的计算：η=W有用/Q放×100%，其中W有用是热机对外做的有用功（或输出的机械能），Q放是燃料完全燃烧放出的总热量。 经典例题 【例１】周末小明一家吃火锅，妈妈准备了两种燃料：固态酒精（热值）和液化气（热值）。以下说法正确的是（     ） A．若液化气罐内气体用去一半，剩余气体的热值不变 B．为了让火锅更快沸腾，应该选择热值大的液化气，因为它燃烧效率更高 C．用掉一半固态酒精后，剩余酒精的热值变为 D．若固态酒精和液化气质量相同，液化气完全燃烧放出的热量更多 【答案】A 【详解】A．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料种类有关，和燃料的用量、体积、质量都无关，液化气罐内气体用去一半，燃料种类没变，剩余气体的热值保持不变，故A正确； B．火锅沸腾的快慢取决于相同时间内有效吸收的热量多少，和燃料热值大小没有直接对应关系，燃烧效率是热量利用率，不是热值决定的，不能仅凭热值大就判定它能让火锅更快沸腾，故B错误； C．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料种类有关，和燃料的用量、体积、质量都无关，固态酒精用掉一半后，剩余酒精的热值仍为，故C错误； D．固态酒精完全燃烧放出的热量需用公式 液化气完全燃烧放出的热量需用公式 所以仅知道质量相同，无法直接比较放出热量的多少，故D错误。 故选A。 【例２】用燃气灶烧水，燃烧0.4kg的煤气，使的水从升高到，已知水的比热容为，煤气的热值为。求： (1)0.4kg煤气完全燃烧放出的热量； (2)燃气灶烧水的效率。 【答案】(1) (2)62.5% 【详解】（1）煤气完全燃烧放热 （2） 水的温度变化量 水吸收的热量 燃气灶烧水效率 【例3】（多选）关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高，消耗的燃料越少 B．燃料的燃烧情况会影响热机的效率 C．热机的效率越高说明做功越快 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 【答案】AB 【详解】A．热机效率，在有用功相同时，效率越高，燃料完全燃烧放出的热量越少；由可知，使用同种燃料时，消耗的燃料质量越小，故A正确； B．燃料燃烧不充分时，实际释放的热量减少，热机的效率会受到影响，故B正确； C．热机效率表示有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例，做功快慢由功率表示，二者没有必然关系，故C错误； D．热机损失的能量中，废气带走的能量通常较多，并非主要由机械摩擦损失，故D错误。 故选AB。 规律总结3 ★能量的转化和守恒： （1）能量的转化：能量从一种形式变成另一种形式的过程，如燃料燃烧（化学能→内能）、热机工作（内能→机械能）。 （2）能量的转移：能量从一个物体到另一个物体、从一部分到另一部分的过程，如热传递（内能从高温物体转移到低温物体）。 （3）能量守恒定律是普遍适用的，但能量的转化和转移具有方向性——内能只能自发地从高温物体传向低温物体，不能自发反向。 经典例题 【例１】关于能量的转化或转移，下列说法正确的是（　　） A．自然界中水能的循环再生过程遵循能量守恒定律 B．能源既可以创生也可以消失。 C．夏天空调将室内空气的内能转移至高温的室外不需要消耗能量 D．热水自然变凉，说明能量自发的从内能大的物体转移至内能小的物体 【答案】A 【详解】A．能量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律，水能的循环再生过程中，能量只会在不同形式间转化、不同物体间转移，总量始终保持不变，完全遵循能量守恒定律，故A正确； B．根据能量守恒，能量既不会凭空创生，也不会凭空消失，能源作为能量的载体同样不能被随意创生或消失，故B错误； C．内能自发转移的方向是从高温物体到低温物体，空调把室内低温环境的内能转移到温度更高的室外，属于非自发的逆向转移过程，必须消耗电能才能实现，故C错误； D．热水自然变凉是热传递过程，能量自发转移的方向是从温度高的物体到温度低的物体，而非从内能大的物体到内能小的物体，故D错误。 故选A。 【例２】以下是小倩总结的几个能量转化的情景，其中错误的是（     ） A．绿萝进行光合作用，是将光能转化为化学能 B．给手机充电是将电能转化为化学能 C．太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置 D．使用水力发电是将机械能转化为电能 【答案】C 【详解】A．绿萝进行光合作用，吸收光能并转化为化学能储存起来，故A不符合题意; B．手机充电时，电能转化为电池内部的化学能，故B不符合题意; C．太阳能电池是把太阳能直接转化为电能的装置，而不是内能，故C符合题意; D．水力发电是利用水的机械能推动发电机，转化为电能，故D不符合题意; 故选 C。 【例3】（多选）如图所示是《天工开物》中记载的一种农业生产机械——“龙骨水车”。水车灌溉时，用力转动拐木，使大轮转动，带动水槽内刮水板刮水上行。某次，使用龙骨水车将总重的水提升到3 m高的田地中，所用时间为1 h，操作者做的总功为，则下列说法正确的是（     ） A．转动拐木时，连接处会发烫，这是通过做功的方式改变物体的内能 B．该过程中克服水的重力做功的功率为200 W C．龙骨水车的机械效率为50% D．龙骨水车的机械效率小于100%，是因为提升水的过程中能量的总量减小 【答案】AC 【详解】A．改变内能的方式包括做功和热传递，转动拐木时，连接处相互摩擦，克服摩擦做功将机械能转化为内能，使连接处温度升高，是通过做功改变物体内能，故A正确； B．克服水重力做的有用功 时间 功率，故B错误； C．机械效率，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量的总量保持不变，机械效率小于100%是因为提升过程中需要做额外功，有用功小于总功，不是能量总量减小，故D错误。 故选AC。 一、单选题 1．下列设备工作过程中使用热机的是（     ） A．“歼20”战斗机 B．端午节龙舟比赛 C．共享单车 D．纯电动汽车 【答案】A 【详解】A．“歼20”战斗机依靠航空燃油燃烧做功的航空发动机提供动力，属于热机，故A符合题意； B．龙舟比赛的动力来自人力，故B不符合题意； C．共享单车的动力来自人力驱动，故C不符合题意； D．纯电动汽车不燃烧燃料，不依靠燃料燃烧做功提供动力，故D不符合题意。 故选 A。 2．如图所示，点燃走马灯底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。汽油机四个冲程中与其能量转化相同的是（　　） 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】走马灯中，热空气上升驱动扇叶转动，是将内能转化为机械能的过程。四冲程汽油机的做功冲程中，燃料燃烧释放的内能推动活塞做功，也是将内能转化为机械能，与走马灯的能量转化一致，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．柴油机与汽油机在结构上和点火方式上的区别是（   ） A．柴油机上有喷油嘴，汽油机上有火花塞 B．柴油机上有火花塞，汽油机上有喷油嘴 C．柴油机是点燃式点火，汽油机是压燃式点火 D．柴油机和汽油机都是点燃式点火 【答案】A 【详解】AB．柴油机顶部结构为喷油嘴，汽油机顶部结构为火花塞，符合二者结构区别，故A符合题意，B不符合题意； CD．柴油机为压燃式点火，汽油机为点燃式点火，描述与事实相反，故CD不符合题意。 故选A。 4．如图，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下列说法正确的是（     ） A．这个过程与内燃机的排气冲程类似 B．试管内水的内能增加是通过做功方式改变 C．管内气体对橡皮塞做功，其内能减少 D．试管口的“白气”是水蒸气 【答案】C 【详解】A．该过程中水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，和内燃机的做功冲程原理类似，故A错误； B．试管内的水吸收酒精灯的热量，内能增加是通过热传递的方式改变的，故B错误； C．管内气体对橡皮塞做功，将内能转化为橡皮塞的机械能，管内气体自身内能减少，故C正确； D．水蒸气肉眼不可见，试管口的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，不是气态水蒸气，故D错误。 故选C。 5．下列热机四冲程中，把内能转化为机械能的冲程是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有发生能量转化，故A不符合题意； B．排气门打开、进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，没有发生能量转化，故B不符合题意； C．两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．两个气门都关闭，火花塞发出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故D符合题意。 故选D。 6．在某次空战模拟演练中，歼-20战机挂载霹雳-15空空导弹执行任务，以下关于霹雳-15空空导弹涉及的物理知识，说法正确的是（     ） A．导弹发射后加速阶段，燃气对导弹的推力做功，导弹的机械能不变 B．导弹飞行时与空气摩擦，内能转化为机械能 C．导弹采用的双脉冲固体火箭发动机属于热机 D．导弹击中目标时，它对目标的作用力大于目标对它的作用力 【答案】C 【详解】A．导弹发射后加速阶段，燃气对导弹的推力做功，其质量不变，速度和高度都变大，则动能和重力势能都增大，机械能增大，故A错误； B．导弹飞行时与空气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B错误； C．导弹采用的双脉冲固体火箭发动机，利用内能做功，发动机属于热机，故C正确； D．导弹击中目标时，它对目标的作用力和目标对它的作用力是相互作用力，大小相等，故D错误。 故选C。 7．如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（       ） A．水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小 B．水给柴油机降温时，水的比热容变大 C．柴油机工作时，将内能转化为化学能 D．柴油机工作时会造成环境污染 【答案】D 【详解】A．水可以给柴油机冷却降温是因为水的比热容较大，改变相同的温度，相同质量的水比其他液体吸收的热量更多。故A错误； B．比热容是物质的属性，同一物质在一定的范围内比热容不随温度而变化，给柴油机降温时，水的比热容不变。故B错误； C．柴油机工作时，燃烧柴油燃料产生高温高压燃气，将燃料的化学能转化为燃气的内能。故C错误； D．柴油机工作时会排放出尾气，尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等污染物，会造成环境污染。故D正确。 故选D。 8．跨学科实践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，用酒精灯加热至沸腾，而后，蒸汽从管口喷出使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧时，内能转化为化学能 B．管口喷出的“白气”是水蒸气 C．蒸汽被喷出时，内能转化为机械能 D．蒸汽的内能可以全部转化为风车的机械能 【答案】C 【详解】A．酒精燃烧时，将酒精储存的化学能转化为内能，故A错误； B．水蒸气是肉眼不可见的气体，管口喷出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故B错误； C．蒸汽喷出时推动风车转动，将蒸汽的内能转化为风车的机械能，故C正确； D．能量转化过程中不可避免存在能量损耗，如内能散失、克服摩擦消耗能量等，蒸汽的内能不可以全部转化为风车的机械能，故D错误。 故选 C。 9．下图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（     ） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率 【答案】D 【详解】A．由图可知，有用机械能占比 废气带走能量占比，机械自身消耗能量占比，废气带走能量所占比例最大，故A错误； B．由图可知，废气带走的能量占比为，故B错误； C．汽油机的效率等于有用机械能占总能量的比例，即，故C错误； D．减少机械摩擦可减小额外功，由 可知，在一定时，减小可增大，故D正确。 故选D。 10．热机的效率越高，说明（     ） A．能做的有用功越多 B．燃料的热值越大 C．这台机器的功率越大 D．机器对燃料的利用率越高 【答案】D 【详解】A．只有在燃料完全燃烧放出的总能量固定时，效率越高有用功才越多，未限定总能量的前提下该表述不成立，故A不符合题意； B．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料的种类有关，和热机效率没有关联，故B不符合题意； C．功率描述的是物体做功的快慢，和热机效率是两个完全不同的物理概念，没有直接联系，故C不符合题意； D．热机效率的本质就是对燃料燃烧释放能量的利用率的体现，效率越高代表利用率越高，故D符合题意。 故选D。 11．下图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（），下列说法正确的是（     ） A．图中所示冲程是做功冲程 B．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 C．该汽油机在1s内做功30次 D．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 【答案】D 【详解】A．图中进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，不是做功冲程，故A 错误； B．热机效率 ，效率由有用功和燃料完全燃烧放出总热量的比值决定。只说消耗燃料少，未限定有用功不变，无法判断效率高低，故B 错误； C．飞轮转速：1800 圈 / 分钟 = 30 圈 / 秒。 四冲程汽油机：飞轮转 2 圈，完成 1 次做功。 每秒做功次数：，不是 30 次，故C 错误； D．5kg 汽油完全燃烧放热： 效率 30%，有用功为，故D 正确。 故选 D。 12．某款新能源汽车采用氢燃料发动机获得动力。若某次汽车以的恒定功率在水平公路上匀速行驶，消耗的氢能为。下列说法正确的是（     ） A．汽车发动机的效率为 B．汽车牵引力做的功为 C．氢燃料燃烧是内能转化为化学能 D．氢燃料的热值越大，发动机的效率一定越高 【答案】A 【详解】B．汽车牵引力做的有用功 故B错误； A．发动机效率 故A正确； C．氢燃料燃烧的过程是将燃料的化学能转化为内能，故C错误； D．热值是燃料本身的特性，代表单位质量燃料释放能量的能力；发动机效率是有用功占燃料总释放能量的比例，二者没有必然联系，热值大效率不一定高，故D错误。 故选A。 13．下列说法正确的是（     ） A．比热容与物体吸收或放出的热量有关 B．热值与燃料的燃烧情况有关 C．两个削平的铅块被紧压在一起不易分开，是因为分子间只有引力，没有斥力 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 【答案】D 【详解】A．比热容是物质的固有特性，仅与物质种类、状态有关，与吸放热无关，故A错误； B．热值是燃料的固有特性，仅与燃料种类有关，与燃烧情况无关，故B错误； C．分子间同时存在引力和斥力，铅块紧压不易分开是分子引力的表现，故C错误； D．热机效率，相同质量的同种燃料为定值，燃料燃烧更充分可使相同质量燃料释放的能量转化更多的有用功，相同条件下增多，热机效率提高，故D正确。 故选D。 14．下列说法正确的是（     ） A．摩擦生热是创造了热，不符合能量守恒定律 B．不能喝刚烧开的水，是因为它含有的热量太多 C．物体内能增加，一定要从外界吸收热量 D．物体内能增大，温度不一定升高 【答案】D 【详解】A．摩擦生热的本质是机械能转化为内能，能量的总量保持不变，完全符合能量守恒定律，并不是创造了热，故A错误； B．热量是过程量，只能描述热传递过程中转移能量的多少，不能说物体“含有热量”，不能喝刚烧开的水，是因为它温度太高，故B错误； C．改变物体内能的方式有做功和热传递两种，物体内能增加，有可能是外界对它做了功，也有可能是从外界吸收热量，故C错误； D．晶体熔化的过程中，持续吸热、内能增大，但温度保持不变，因此物体内能增大，温度不一定升高，故D正确。 故选D。 15．我国古代科技推动了人类文明的进程，彰显了中华民族卓越的创造力。下列关于我国古代科技的说法正确的是（　　） A．《春秋》中最早记录了哈雷彗星，这是一种比太阳系还大的天体 B．龙骨水车工作时无须人力，是一种永动机 C．中式茶壶壶嘴与壶身开口相平，这种设计利用了连通器原理 D．“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”，利用了光的折射 【答案】C 【详解】A．哈雷彗星是绕太阳运行的彗星，属于太阳系内的天体，远小于太阳系，故A错误； B．龙骨水车工作需要人力提供能量，根据能量守恒定律，永动机不可能制成，故B错误； C．茶壶壶嘴与壶身开口相平，且底部连通、上端开口，符合连通器的结构特征，故C正确； D．该装置利用平面镜改变光路，原理是光的反射，故D错误。 故选C。 二、多选题 16．我国古人曾发明一种点火器，结构如图所示。取火时握住套筒，然后向内猛推推杆，前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。下列说法正确的是（     ） A．艾绒燃烧是化学能转化为内能 B．推入推杆过程中是通过做功方式改变气体的内能 C．推入推杆使筒内气体分子运动加快 D．推入推杆过程与汽油机做功冲程的能量转化相似 【答案】ABC 【详解】A．艾绒燃烧时，化学能主要转化为内能，故A正确； B．推入推杆过程中，推杆压缩筒内气体，对气体做功，是通过做功的方式改变气体的内能，故B正确； C．推入推杆使筒内气体温度升高，气体分子热运动加快，故C正确； D．推入推杆过程与汽油机的压缩冲程相似，均为机械能转化为内能；汽油机做功冲程是内能转化为机械能，故D错误。 故选ABC。 17．《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模—熔炼—浇铸—脱模—打磨”五个步骤。下列说法中不正确的是（     ） A．加热时推动鼓风机可以提高燃料热值 B．熔炼过程中，铜熔化时内能增加 C．浇铸的过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨的过程中，机械能转化为内能 【答案】AC 【详解】A．热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，鼓风机仅能让燃料燃烧更充分，无法改变热值，故A错误； B．铜熔化过程中持续吸热，内能增加，故B正确； C．热量是过程量，仅可描述热传递过程中转移的能量，不能表述为“所含热量”，故C错误； D．打磨时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，故D正确。 本题选择描述不正确的，故选AC。 18．下列关于四冲程内燃机的说法中不正确的是（     ） A．热机效率越高，所做的有用功就越多 B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气 C．一个工作循环对外做功一次 D．压缩冲程中将内能转化为机械能 【答案】ABD 【详解】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出总热量的比值，有用功的多少由效率和总放热共同决定，故A错误； B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，只有柴油机吸气冲程才只吸入空气，故B错误； C．四冲程内燃机的一个工作循环包含4个冲程，只有做功冲程对外做功1次，故C正确； D．压缩冲程中活塞对汽缸内气体做功，是将机械能转化为内能，并非内能转化为机械能，故D错误。 本题选择说法不正确的，故选ABD。 19．2025年10月11日，我国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域成功发射运载火箭。关于火箭发射过程下列说法正确的是（     ） A．引力一号遥二运载火箭选用的燃料，其热值越大放出热量越多。 B．火箭发动机属于热机，工作时内能转化为机械能 C．若火箭发射时周围环境温度很低，此时火箭发动机的效率会更高 D．火箭燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能 【答案】BD 【详解】A．燃料完全燃烧放出的热量，根据热值公式可知，放热多少不仅和热值有关，还和燃料的质量有关，仅热值大无法确定放出热量更多，故A错误； B．热机的定义就是将内能转化为机械能的动力机械，火箭发动机属于热机，工作时燃气的内能对外做功，最终转化为火箭的机械能，故B正确； C．热机效率是用来做有用功的机械能和燃料完全燃烧释放总内能的比值，环境温度低会让大量内能直接散失到外界，有效利用的内能占比变小，发动机效率会降低，不会更高，故C错误； D．燃料燃烧是化学反应，反应将化学能转化为内能，故D正确。 故选BD。 三、填空题 20．《天工开物·冶铸》中提到“凡铸钱先以蜡为模，模制毕，以泥外敷，泥干后入火加热，蜡熔成液流出，再注入铜液成钱”，这是古代“失蜡法”铸币的关键步骤；其中向泥模内加热使蜡模熔化时，是通过______的方式增加了蜡模的内能，该过程中总能量______。（选填“守恒”或“不守恒”） 【答案】 热传递 守恒 【详解】向泥模内加热使蜡模熔化，是依靠高温物体向蜡模传递热量来改变其内能，属于热传递的方式。 根据能量守恒定律，在自然界的任何能量转化或转移过程中，总能量都不会凭空产生或消失，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，因此该过程中总能量守恒。 21．北京时间 2026年5月24日23时08分，神舟二十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火升空，如图。飞船加速上升的过程中，动能_______，重力势能_______（均选填“增大”“减小”或“不变”）；飞船升空依靠燃料燃烧提供动力，燃料的化学能最终转化为飞船的______能；飞船与中国空间站实施对接的过程中，以空间站为参照物，飞船是_______（选填“静止”或“运动”）的。 【答案】 增大 增大 机械 运动 【详解】飞船加速上升的过程中，质量不变，速度变大，动能增大，高度升高，重力势能增大。 燃料燃烧消耗化学能，将化学能转化为内能，最终转化为飞船的机械能。 飞船与中国空间站实施对接的过程中，以空间站为参照物，飞船逐渐靠近空间站，位置发生了变化，飞船是运动的。 22．炎热的夏天，汽车常常会因为没有合适的停车位而在烈日下暴晒，很容易车内高温导致元件老化，车内高温是通过__________的方式改变内能。如果该汽车汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒钟对外做功__________次。 【答案】 热传递 30 【详解】改变物体内能的方式有热传递和做功两种。车内在烈日下暴晒时吸收热量，内能增大、温度升高，是通过热传递的方式改变内能；首先转换飞轮转速单位： 汽油机一个工作循环里，飞轮转动2圈，对外做功1次，因此每秒对外做功的次数为 23．小张在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡拾起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比___________（选填“变高”、“变低”或“没有变化”），如图甲所示为四冲程汽油机工作过程中的___________冲程，该过程的能量转化情况与图___________相同。若汽油机1 s内对外做功15次，则其曲轴的转速为___________r/min。 【答案】 变低 压缩 乙 1800 【详解】气球内的气体向外喷出并对外做功，内能减小，温度降低，所以喷气嘴部温度变低； 图甲中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能； 图乙中迅速下压活塞，活塞对气体做功，机械能转化为内能，使气体温度升高，能量转化与压缩冲程相同；图丙中酒精燃烧后将塞子冲出，是内能转化为机械能，所以该过程的能量转化情况与图乙相同； 四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转两周，对外做功一次，1s内对外做功15次，1s内曲轴转的圈数为圈，1min有60s，则其曲轴的转速为 24．完全燃烧天然气所释放热量的80%被质量为100kg、初温为25℃的纯水吸收，可以使水的温度升高到________℃。[已知，] 【答案】57 【详解】天然气完全燃烧放出的热量 水吸收的热量 水升高的温度 水升高到的温度 25．如图是某同学制作的“酒精冲天炮”，使用时首先将少量酒精喷入塑料瓶，接着用热水淋湿瓶子，迅速将瓶子安装在装有电子打火器的发射器前端，随后按动开关引燃酒精蒸气，发现瓶子向下喷气的同时腾空而起。瓶内酒精燃烧，瓶子冲出过程的能量转化与汽油机的___________冲程相同；瓶子向下喷气升空过程利用了物体间力的作用是___________的；由于空气的作用，瓶子在下降过程中的机械能是___________（选填增大，减小或增大） 【答案】 做功 相互 减小 【详解】瓶内酒精燃烧产生高温高压燃气推动瓶子做功，将内能转化为机械能，这与汽油机的做功冲程能量转化过程相同。 瓶子向下喷出气体时对气体施加向下的力，同时气体对瓶子施加向上的反作用力使其腾空而起，说明物体间力的作用是相互的。 瓶子在下降过程中受到空气阻力的作用，需要克服摩擦做功，使得部分机械能转化为内能，导致总机械能减小。 26．如图某小组同学设计的简易热机模型，他们设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能______（选填“增大”或“减小”），是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式改变的，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是______。 【答案】 减小 做功 换用更细的导管 【详解】[1][2]点燃酒精灯，化学能转化为内能，给水加热，产生水蒸气，水蒸气从导管喷出，对外做功，推动小风车转动，即水蒸气对外做功，水蒸气的内能减小，这是通过做功的方式改变内能。 [3]实验过程中，发现小风车不转动，通常是因为气流不够大、不够集中，可以换用更细的导管或减小出气口横截面积、换更轻的风车，这样小风车就可以转动起来了。 四、实验题 27．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同。 (1)组装实验装置时，应该按___________（选填“自下而上”或“自上而下”）组装。 (2)实验要“比较不同燃料的热值”： ①应选择___________两图进行实验； ②实验中，通过比较___________（选填“加热时间”或“温度变化量”）来比较燃料完全燃烧放出的热量。 ③实验结束后画出液体的温度随时间变化的关系图像如图丙所示，则燃料1与燃料2的热值之比为q1∶q2=___________。 (3)实验要“比较不同物质吸热升温的特点”： ①应选择___________两图进行实验； ②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同时间内吸收___________（选填“相同”或“不同”）的热量，所以实验主要用___________（选填“加热时间”或“温度变化量”）来反映液体吸热的多少。 (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及两油灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式计算出了液体吸收的热量，他认为“用这个热量与燃料质量的比”就能准确地计算出煤油或菜籽油的热值，你认为他的计算结果可靠吗？___________，为什么？___________。 【答案】(1)自下而上 (2) 甲、乙 温度变化量 (3) 甲、丙 相同 加热时间 (4) 不可靠 燃料燃烧放出的热量不能全部被液体吸收，存在热量损失 【详解】（1）组装装置时需要根据酒精灯外焰的高度确定下方器材的位置，因此要按照自下而上的顺序组装。 （2）[1]比较不同燃料热值，根据控制变量法，需要保持被加热液体的种类、质量相同，只改变燃料种类，因此选择甲、乙两装置。 [2]燃料完全燃烧放出的热量不能直接观测，相同质量的同种液体，吸收热量越多，温度升高越大，因此通过温度变化量比较放热多少。 [3]根据公式 燃料质量、液体比热容、液体质量都相同，因此热值和温度变化量成正比，由图可知， 则 （3）[1]比较不同物质吸热升温的特点，根据控制变量法，需要保持燃料种类相同，只改变液体种类，因此选择甲、丙两装置。 [2][3]控制火力相同，目的是让两种液体在相同时间内吸收相同的热量；实验使用转换法，用加热时间反映液体吸收热量的多少，相同热源加热时间越长，液体吸热越多。 （4）[1][2]该结果不可靠，因为燃料燃烧放出的热量会散失到空气中、被实验容器吸收，只有一部分热量被液体吸收，因此计算得到的热值比实际值偏小，结果不准确。 28．光明中学某实验小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。 (1)在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是（　　） A．采用完全相同的加热方式 B．酒精灯里所加酒精量相同 C．取相同质量的水和另一种液体 D．盛放水和另一种液体的容器相同 (2)实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了______。 (3)对满足上述条件的水和另一液体，加热10min，水吸收的热量______另一液体吸收的热量，水升高的温度小于另一液体升高的温度，说明水的吸热能力______另一液体的吸热能力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 (4)根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，另一液体的比热容是______J/（kg·℃）。［］ (5)若在该实验中收集到以下数据：水的质量为m，初温为，末温为，加热水的酒精燃烧前的质量为，燃烧后的质量为，盛水的烧杯吸收的热量经测量为，水的比热容为c水，则酒精的热值表达式q＝______（不计其他热损失，用题中给定的物理量符号表示）。 【答案】(1)B (2)转换法 (3) 等于 大于 (4)2.1×103 (5) 【详解】（1）A．采用完全相同的加热方式，使两液体在相同时间内吸收的热量相同，故A不符合题意； B酒精量的多少不影响酒精灯火焰的温度，只要加热方式相同（如用相同的酒精灯，且火焰大小等相同），就能保证相同时间内提供的热量相同。所以酒精灯里酒精量的多少是多余的控制变量。故B符合题意； C．实验中应取两液体的质量相同，使液体吸收相同的热量，对比液体升高的温度，则应取相同质量的水和另一种液体，故C不符合题意； D．盛放水和另一种液体的容器相同，可以减少容器对热量传递的影响，保证实验的准确性，这也是必要的。故D不符合题意。 故选B。 （2）实验中除了（1）涉及的物理方法，同时通过比较加热时间来反映吸收热量的多少（转换法，因为热量多少不易直接测量，通过加热时间间接体现），所以还运用了转换法。 （3）[1][2]对满足上述条件的水和另一液体，用相同加热装置加热10min，水吸收的热量等于另一液体吸收的热量，水升高的温度小于另一液体升高的温度，水与液体的质量相同，由得，水的吸热能力大于另一液体的吸热能力。 （4）由图可得，质量相等的水和另一液体，升高相同温度，水加热时间是另一液体的2倍，由得 则 （5）水吸收的热量为 酒精释放的热量为 由得，酒精的热值为 29．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 (1)热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易________模型。 【项目实施】 (2)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐________，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用封口泥将罐与笔的空隙处________。将易拉罐用大铁夹夹住，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 (3)测试实验：点燃易拉罐下面的蜡烛，等待热气喷出推动扇叶转动。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→________→________。 ②此汽轮机模型属于________（填“内”或“外”）热机。 (4)实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，笔尖处出来的水蒸气为“飘动状”，而不是“喷射状”，叶轮没有转动过。思考上述现象中存在的问题，提出一条改进措施：________。 ②改进上述问题后，笔尖处的水蒸气变为“喷射状”，叶轮转动几圈后又停止转动。同学用手拨动叶轮，叶轮转动几圈后仍停止了转动。针对叶轮进行改进的措施可以是：________。 【项目拓展】 (5)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”、你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：________（写出一条即可） 【答案】(1)汽轮机 (2) 水 密封 (3) 内能 机械能 外 (4) 见解析 见解析 (5)见解析 【详解】（1）题目要求制作简易汽轮机模型。 （2）[1]向易拉罐内注入水，蜡烛加热后水会汽化成水蒸气。 [2]用封口泥将空隙密封，是为了防止水蒸气泄漏，保证蒸汽能从笔端喷出推动扇叶。 （3）[1][2]蜡烛燃烧是化学能转化为内能，内能使水变成水蒸气，水蒸气喷出推动扇叶转动，内能又转化为扇叶的机械能。 [3]外热机的特点是燃料在外部燃烧，通过加热某种物质（此处为水）产生蒸汽做功，该模型中蜡烛在易拉罐外燃烧加热水，属于外热机。 （4）[1]水蒸气呈“飘动状”而非“喷射状”，是因为蒸汽喷出的压力或速度不足，通过减小喷出口径、提高加热功率、减少待加热水量等方式来改进，写出其中一条即可。 [2] 叶轮转动几圈后停止，是因为摩擦阻力大、叶轮惯性大或蒸汽对扇叶的作用力不足，针对这些问题提出改进措施即可。比如：减小叶轮的质量；给叶轮的转轴添加润滑油；增加扇叶的数量或增大扇叶面积，写出其中一条即可。 （5）太阳能蒸汽机利用太阳能加热，相比酒精灯加热，在能源利用、环保、安全等方面有明显优势，写出其中一条即可。 五、计算题 30．汽车使人们的出行更加便捷。小明一家驾驶某款汽车周末出游，以20m/s的速度匀速行驶了54km，已知该车发动机输出功率20kW，发动机的效率为30%，已知汽油的热值，求： (1)此次行驶过程中牵引力做的功； (2)完全燃烧4kg的汽油放出的热量； (3)此次行程消耗了多少千克汽油。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车匀速行驶54km的过程行驶时间为 牵引力做功为 （2）4kg汽油完全燃烧的放热过程放出的热量为 （3）此次行程的能量转化过程由得总放热 消耗汽油质量为 31．小明利用燃气灶将20kg，20℃的水加热到60℃，需要完全燃烧天然气。求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量；（） (3)利用燃气灶烧水过程的热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 （3）利用燃气灶烧水过程的热效率 32．如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器（由内燃机和发电机组成）发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式”下匀速行驶15km，蓄电池储存的电量从30%减少至25%。已知汽车受到的阻力为500N，蓄电池容量为50kW·h，汽油热值为。求： (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率η1是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率为35%（综合效率输出的有用能量），该测试结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 【答案】(1) (2)83% (3)0.9L 【详解】（1）因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力 牵引力所做的功为 （2）由题意可知，测试中蓄电池消耗的能量为 电驱综合效率 （3）由（1）知，增程模式下，完成相同测试，牵引力做的功，由题知，蓄电池增加的电量 输出的总有用功为 汽油燃烧放出的热量 消耗汽油的体积 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章　内能的利用 ■考点一　热机 1、热机是把内能　　　转化为机械能　　　的机器。 2、汽油机的一个工作循环由吸气　　、压缩　　、做功　　、排气　　四个冲程组成，四个冲程中，只有做功　　冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性来完成；一个工作循环中，活塞往复各两次　　，曲轴转动两圈　　，对外做功一次　　。 3、汽油机与柴油机的比较： 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 吸气冲程吸入 汽油与空气的混合物 空气 压缩冲程末点火方式 点燃式 压燃式 效率 效率较低 效率较高 应用 轿车、摩托车等 载重汽车、拖拉机等 4、在压缩冲程中，机械能　　转化为内能　　；在做功冲程中，内能　　转化为机械能　　。 ■考点二　热机的效率 5、燃料的热值：把某种燃料完全燃烧　　放出的热量　　与其质量　　之比，叫做这种燃料的热值，热值的单位是J/kg　　，气体燃料的热值单位是J/m³　。 6、热值是燃料的一种特性　　，只与燃料的种类　　有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放热的多少等无关　　。 7、燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Qmq　　（固体、液体），Q=Vq　（气体）。 8、热机效率：热机用来做有用功　　的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热　量之比，叫做热机的效率，计算公式为　　　　　　　　。 9、提高热机效率的途径： ①使燃料充分燃烧　　； ②减少各种热损失　　； ③利用废气的能量； ④保证良好的润滑，减少机械摩擦　。 ■考点三　能量的转化和守恒 10、能量既不会凭空消灭　　，也不会凭空产生　　，它只会从一种形式转化　　为其他形式，或者从一个物体转移　　到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变　　。这就是能量守恒定律。 11、能量守恒定律是自然界最普遍　　、最重要　　的定律之一。 ■易错提示 1、热机一个工作循环包含四个冲程，曲轴转动两圈，对外做功一次，不要误认为“一圈做功一次”或“一个冲程做功一次”。 2、热值是燃料本身的特性，描述热值时“完全燃烧”是前提条件，不能说“燃料不完全燃烧时热值减小”——热值不变。 3、计算热机效率时，有用功是指机械对外做的功（或输出的有用能量），不是燃料燃烧放出的总热量。 4、能量守恒定律中，能量的"转化"是指能量形式的变化（如内能→机械能），“转移”是指能量从一个物体到另一个物体（如热传递），注意区分。 规律总结1 ★热机及其工作过程： ①汽油机四个冲程的判断方法：看气门开闭情况和活塞运动方向——进气门打开为吸气冲程，排气门打开为排气冲程，两个气门都关闭且活塞向上运动为压缩冲程，两个气门都关闭且活塞向下运动为做功冲程。 ②能量转化：压缩冲程——机械能转化为内能（"压"缩→内能增加）；做功冲程——内能转化为机械能（做功→对外输出）。 ③热机启动时靠外力（如电动机）先使飞轮转动，完成吸气、压缩冲程，做功冲程开始后热机才能独立工作。 经典例题 【例１】如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列描述错误的是（     ） A．甲做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙排气冲程活塞向上运动，把废气排出气缸 C．丙吸气冲程活塞向下运动，空气进入气缸 D．丁压缩冲程活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 【答案】C 【详解】A‌．甲图中进气门和排气门都关闭，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，是做功冲程。做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，将燃气的内能转化为活塞的机械能，故A正确，不符合题意； B‌．乙图中进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，是排气冲程。排气冲程时，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸，故B正确，不符合题意； C‌．丙图，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进入汽缸，是吸气冲程。吸气冲程中，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进入气缸，而不是只有空气进入气缸，故C错误，符合题意； D‌．丁图，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，是压缩冲程。压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 【例２】汽油机作为汽车的“心脏”，一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，则每分钟做功________次。在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过________的方式减少汽缸内能。 【答案】 900 热传递 【详解】单缸四冲程汽油机的飞轮每转动2圈，完成一个工作循环，对外做功1次。已知飞轮转速为1800r/min，即每分钟转动1800圈，因此每分钟做功次数为900次。 汽缸被水包围时，热量从温度较高的汽缸传递到温度较低的水中，使汽缸内能减少，这是通过热传递的方式改变内能的。 【例3】（多选）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（　　） A．柴油机的上部是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．在压缩冲程中，柴油机对空气的压缩程度比汽油机对空气的压缩程度低 C．柴油机和汽油机的一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把内能转化为机械能 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 【答案】BC 【详解】A．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的汽缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A正确，不符合题意； B．柴油机靠压缩空气使空气温度升高，达到柴油的燃点，因此对空气的压缩程度应比汽油机更高，故B错误，符合题意； C．柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把机械能转化为内能，故C错误，符合题意； D．在吸气冲程，柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故D正确，不符合题意。 故选BC。 规律总结2 ★热值的理解与计算： （1）热值反映的是燃料燃烧放热能力的物理量，是燃料本身的一种特性，同种燃料的热值固定不变，与燃料是否完全燃烧无关。 （2）计算燃料完全燃烧放热时，先判断燃料是固体/液体（用Q=mq）还是气体（用Q=Vq），注意单位统一，质量用kg，体积用m³。 （3）热机效率的计算：η=W有用/Q放×100%，其中W有用是热机对外做的有用功（或输出的机械能），Q放是燃料完全燃烧放出的总热量。 经典例题 【例１】周末小明一家吃火锅，妈妈准备了两种燃料：固态酒精（热值）和液化气（热值）。以下说法正确的是（     ） A．若液化气罐内气体用去一半，剩余气体的热值不变 B．为了让火锅更快沸腾，应该选择热值大的液化气，因为它燃烧效率更高 C．用掉一半固态酒精后，剩余酒精的热值变为 D．若固态酒精和液化气质量相同，液化气完全燃烧放出的热量更多 【答案】A 【详解】A．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料种类有关，和燃料的用量、体积、质量都无关，液化气罐内气体用去一半，燃料种类没变，剩余气体的热值保持不变，故A正确； B．火锅沸腾的快慢取决于相同时间内有效吸收的热量多少，和燃料热值大小没有直接对应关系，燃烧效率是热量利用率，不是热值决定的，不能仅凭热值大就判定它能让火锅更快沸腾，故B错误； C．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料种类有关，和燃料的用量、体积、质量都无关，固态酒精用掉一半后，剩余酒精的热值仍为，故C错误； D．固态酒精完全燃烧放出的热量需用公式 液化气完全燃烧放出的热量需用公式 所以仅知道质量相同，无法直接比较放出热量的多少，故D错误。 故选A。 【例２】用燃气灶烧水，燃烧0.4kg的煤气，使的水从升高到，已知水的比热容为，煤气的热值为。求： (1)0.4kg煤气完全燃烧放出的热量； (2)燃气灶烧水的效率。 【答案】(1) (2)62.5% 【详解】（1）煤气完全燃烧放热 （2） 水的温度变化量 水吸收的热量 燃气灶烧水效率 【例3】（多选）关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高，消耗的燃料越少 B．燃料的燃烧情况会影响热机的效率 C．热机的效率越高说明做功越快 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 【答案】AB 【详解】A．热机效率，在有用功相同时，效率越高，燃料完全燃烧放出的热量越少；由可知，使用同种燃料时，消耗的燃料质量越小，故A正确； B．燃料燃烧不充分时，实际释放的热量减少，热机的效率会受到影响，故B正确； C．热机效率表示有用功占燃料完全燃烧放出热量的比例，做功快慢由功率表示，二者没有必然关系，故C错误； D．热机损失的能量中，废气带走的能量通常较多，并非主要由机械摩擦损失，故D错误。 故选AB。 规律总结3 ★能量的转化和守恒： （1）能量的转化：能量从一种形式变成另一种形式的过程，如燃料燃烧（化学能→内能）、热机工作（内能→机械能）。 （2）能量的转移：能量从一个物体到另一个物体、从一部分到另一部分的过程，如热传递（内能从高温物体转移到低温物体）。 （3）能量守恒定律是普遍适用的，但能量的转化和转移具有方向性——内能只能自发地从高温物体传向低温物体，不能自发反向。 经典例题 【例１】关于能量的转化或转移，下列说法正确的是（　　） A．自然界中水能的循环再生过程遵循能量守恒定律 B．能源既可以创生也可以消失。 C．夏天空调将室内空气的内能转移至高温的室外不需要消耗能量 D．热水自然变凉，说明能量自发的从内能大的物体转移至内能小的物体 【答案】A 【详解】A．能量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律，水能的循环再生过程中，能量只会在不同形式间转化、不同物体间转移，总量始终保持不变，完全遵循能量守恒定律，故A正确； B．根据能量守恒，能量既不会凭空创生，也不会凭空消失，能源作为能量的载体同样不能被随意创生或消失，故B错误； C．内能自发转移的方向是从高温物体到低温物体，空调把室内低温环境的内能转移到温度更高的室外，属于非自发的逆向转移过程，必须消耗电能才能实现，故C错误； D．热水自然变凉是热传递过程，能量自发转移的方向是从温度高的物体到温度低的物体，而非从内能大的物体到内能小的物体，故D错误。 故选A。 【例２】以下是小倩总结的几个能量转化的情景，其中错误的是（     ） A．绿萝进行光合作用，是将光能转化为化学能 B．给手机充电是将电能转化为化学能 C．太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置 D．使用水力发电是将机械能转化为电能 【答案】C 【详解】A．绿萝进行光合作用，吸收光能并转化为化学能储存起来，故A不符合题意; B．手机充电时，电能转化为电池内部的化学能，故B不符合题意; C．太阳能电池是把太阳能直接转化为电能的装置，而不是内能，故C符合题意; D．水力发电是利用水的机械能推动发电机，转化为电能，故D不符合题意; 故选 C。 【例3】（多选）如图所示是《天工开物》中记载的一种农业生产机械——“龙骨水车”。水车灌溉时，用力转动拐木，使大轮转动，带动水槽内刮水板刮水上行。某次，使用龙骨水车将总重的水提升到3 m高的田地中，所用时间为1 h，操作者做的总功为，则下列说法正确的是（     ） A．转动拐木时，连接处会发烫，这是通过做功的方式改变物体的内能 B．该过程中克服水的重力做功的功率为200 W C．龙骨水车的机械效率为50% D．龙骨水车的机械效率小于100%，是因为提升水的过程中能量的总量减小 【答案】AC 【详解】A．改变内能的方式包括做功和热传递，转动拐木时，连接处相互摩擦，克服摩擦做功将机械能转化为内能，使连接处温度升高，是通过做功改变物体内能，故A正确； B．克服水重力做的有用功 时间 功率，故B错误； C．机械效率，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量的总量保持不变，机械效率小于100%是因为提升过程中需要做额外功，有用功小于总功，不是能量总量减小，故D错误。 故选AC。 一、单选题 1．下列设备工作过程中使用热机的是（     ） A．“歼20”战斗机 B．端午节龙舟比赛 C．共享单车 D．纯电动汽车 2．如图所示，点燃走马灯底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。汽油机四个冲程中与其能量转化相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．柴油机与汽油机在结构上和点火方式上的区别是（   ） A．柴油机上有喷油嘴，汽油机上有火花塞 B．柴油机上有火花塞，汽油机上有喷油嘴 C．柴油机是点燃式点火，汽油机是压燃式点火 D．柴油机和汽油机都是点燃式点火 4．如图，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下列说法正确的是（     ） A．这个过程与内燃机的排气冲程类似 B．试管内水的内能增加是通过做功方式改变 C．管内气体对橡皮塞做功，其内能减少 D．试管口的“白气”是水蒸气 5．下列热机四冲程中，把内能转化为机械能的冲程是（     ） A． B． C． D． 6．在某次空战模拟演练中，歼-20战机挂载霹雳-15空空导弹执行任务，以下关于霹雳-15空空导弹涉及的物理知识，说法正确的是（     ） A．导弹发射后加速阶段，燃气对导弹的推力做功，导弹的机械能不变 B．导弹飞行时与空气摩擦，内能转化为机械能 C．导弹采用的双脉冲固体火箭发动机属于热机 D．导弹击中目标时，它对目标的作用力大于目标对它的作用力 7．如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（       ） A．水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小 B．水给柴油机降温时，水的比热容变大 C．柴油机工作时，将内能转化为化学能 D．柴油机工作时会造成环境污染 8．跨学科实践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，用酒精灯加热至沸腾，而后，蒸汽从管口喷出使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧时，内能转化为化学能 B．管口喷出的“白气”是水蒸气 C．蒸汽被喷出时，内能转化为机械能 D．蒸汽的内能可以全部转化为风车的机械能 9．下图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（     ） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率 10．热机的效率越高，说明（     ） A．能做的有用功越多 B．燃料的热值越大 C．这台机器的功率越大 D．机器对燃料的利用率越高 11．下图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（），下列说法正确的是（     ） A．图中所示冲程是做功冲程 B．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 C．该汽油机在1s内做功30次 D．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 12．某款新能源汽车采用氢燃料发动机获得动力。若某次汽车以的恒定功率在水平公路上匀速行驶，消耗的氢能为。下列说法正确的是（     ） A．汽车发动机的效率为 B．汽车牵引力做的功为 C．氢燃料燃烧是内能转化为化学能 D．氢燃料的热值越大，发动机的效率一定越高 13．下列说法正确的是（     ） A．比热容与物体吸收或放出的热量有关 B．热值与燃料的燃烧情况有关 C．两个削平的铅块被紧压在一起不易分开，是因为分子间只有引力，没有斥力 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 14．下列说法正确的是（     ） A．摩擦生热是创造了热，不符合能量守恒定律 B．不能喝刚烧开的水，是因为它含有的热量太多 C．物体内能增加，一定要从外界吸收热量 D．物体内能增大，温度不一定升高 15．我国古代科技推动了人类文明的进程，彰显了中华民族卓越的创造力。下列关于我国古代科技的说法正确的是（　　） A．《春秋》中最早记录了哈雷彗星，这是一种比太阳系还大的天体 B．龙骨水车工作时无须人力，是一种永动机 C．中式茶壶壶嘴与壶身开口相平，这种设计利用了连通器原理 D．“取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣”，利用了光的折射 二、多选题 16．我国古人曾发明一种点火器，结构如图所示。取火时握住套筒，然后向内猛推推杆，前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。下列说法正确的是（     ） A．艾绒燃烧是化学能转化为内能 B．推入推杆过程中是通过做功方式改变气体的内能 C．推入推杆使筒内气体分子运动加快 D．推入推杆过程与汽油机做功冲程的能量转化相似 17．《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模—熔炼—浇铸—脱模—打磨”五个步骤。下列说法中不正确的是（     ） A．加热时推动鼓风机可以提高燃料热值 B．熔炼过程中，铜熔化时内能增加 C．浇铸的过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨的过程中，机械能转化为内能 18．下列关于四冲程内燃机的说法中不正确的是（     ） A．热机效率越高，所做的有用功就越多 B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气 C．一个工作循环对外做功一次 D．压缩冲程中将内能转化为机械能 19．2025年10月11日，我国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域成功发射运载火箭。关于火箭发射过程下列说法正确的是（     ） A．引力一号遥二运载火箭选用的燃料，其热值越大放出热量越多。 B．火箭发动机属于热机，工作时内能转化为机械能 C．若火箭发射时周围环境温度很低，此时火箭发动机的效率会更高 D．火箭燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能 三、填空题 20．《天工开物·冶铸》中提到“凡铸钱先以蜡为模，模制毕，以泥外敷，泥干后入火加热，蜡熔成液流出，再注入铜液成钱”，这是古代“失蜡法”铸币的关键步骤；其中向泥模内加热使蜡模熔化时，是通过______的方式增加了蜡模的内能，该过程中总能量______。（选填“守恒”或“不守恒”） 21．北京时间 2026年5月24日23时08分，神舟二十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火升空，如图。飞船加速上升的过程中，动能_______，重力势能_______（均选填“增大”“减小”或“不变”）；飞船升空依靠燃料燃烧提供动力，燃料的化学能最终转化为飞船的______能；飞船与中国空间站实施对接的过程中，以空间站为参照物，飞船是_______（选填“静止”或“运动”）的。 22．炎热的夏天，汽车常常会因为没有合适的停车位而在烈日下暴晒，很容易车内高温导致元件老化，车内高温是通过__________的方式改变内能。如果该汽车汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒钟对外做功__________次。 23．小张在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡拾起气球，将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比___________（选填“变高”、“变低”或“没有变化”），如图甲所示为四冲程汽油机工作过程中的___________冲程，该过程的能量转化情况与图___________相同。若汽油机1 s内对外做功15次，则其曲轴的转速为___________r/min。 24．完全燃烧天然气所释放热量的80%被质量为100kg、初温为25℃的纯水吸收，可以使水的温度升高到________℃。[已知，] 25．如图是某同学制作的“酒精冲天炮”，使用时首先将少量酒精喷入塑料瓶，接着用热水淋湿瓶子，迅速将瓶子安装在装有电子打火器的发射器前端，随后按动开关引燃酒精蒸气，发现瓶子向下喷气的同时腾空而起。瓶内酒精燃烧，瓶子冲出过程的能量转化与汽油机的___________冲程相同；瓶子向下喷气升空过程利用了物体间力的作用是___________的；由于空气的作用，瓶子在下降过程中的机械能是___________（选填增大，减小或增大） 26．如图某小组同学设计的简易热机模型，他们设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能______（选填“增大”或“减小”），是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式改变的，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是______。 四、实验题 27．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同。 (1)组装实验装置时，应该按___________（选填“自下而上”或“自上而下”）组装。 (2)实验要“比较不同燃料的热值”： ①应选择___________两图进行实验； ②实验中，通过比较___________（选填“加热时间”或“温度变化量”）来比较燃料完全燃烧放出的热量。 ③实验结束后画出液体的温度随时间变化的关系图像如图丙所示，则燃料1与燃料2的热值之比为q1∶q2=___________。 (3)实验要“比较不同物质吸热升温的特点”： ①应选择___________两图进行实验； ②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同时间内吸收___________（选填“相同”或“不同”）的热量，所以实验主要用___________（选填“加热时间”或“温度变化量”）来反映液体吸热的多少。 (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及两油灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式计算出了液体吸收的热量，他认为“用这个热量与燃料质量的比”就能准确地计算出煤油或菜籽油的热值，你认为他的计算结果可靠吗？___________，为什么？___________。 28．光明中学某实验小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。 (1)在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是（　　） A．采用完全相同的加热方式 B．酒精灯里所加酒精量相同 C．取相同质量的水和另一种液体 D．盛放水和另一种液体的容器相同 (2)实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了______。 (3)对满足上述条件的水和另一液体，加热10min，水吸收的热量______另一液体吸收的热量，水升高的温度小于另一液体升高的温度，说明水的吸热能力______另一液体的吸热能力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 (4)根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，另一液体的比热容是______J/（kg·℃）。［］ (5)若在该实验中收集到以下数据：水的质量为m，初温为，末温为，加热水的酒精燃烧前的质量为，燃烧后的质量为，盛水的烧杯吸收的热量经测量为，水的比热容为c水，则酒精的热值表达式q＝______（不计其他热损失，用题中给定的物理量符号表示）。 29．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 (1)热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易________模型。 【项目实施】 (2)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐________，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用封口泥将罐与笔的空隙处________。将易拉罐用大铁夹夹住，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 (3)测试实验：点燃易拉罐下面的蜡烛，等待热气喷出推动扇叶转动。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→________→________。 ②此汽轮机模型属于________（填“内”或“外”）热机。 (4)实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，笔尖处出来的水蒸气为“飘动状”，而不是“喷射状”，叶轮没有转动过。思考上述现象中存在的问题，提出一条改进措施：________。 ②改进上述问题后，笔尖处的水蒸气变为“喷射状”，叶轮转动几圈后又停止转动。同学用手拨动叶轮，叶轮转动几圈后仍停止了转动。针对叶轮进行改进的措施可以是：________。 【项目拓展】 (5)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”、你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：________（写出一条即可） 五、计算题 30．汽车使人们的出行更加便捷。小明一家驾驶某款汽车周末出游，以20m/s的速度匀速行驶了54km，已知该车发动机输出功率20kW，发动机的效率为30%，已知汽油的热值，求： (1)此次行驶过程中牵引力做的功； (2)完全燃烧4kg的汽油放出的热量； (3)此次行程消耗了多少千克汽油。 31．小明利用燃气灶将20kg，20℃的水加热到60℃，需要完全燃烧天然气。求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量；（） (3)利用燃气灶烧水过程的热效率。 32．如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器（由内燃机和发电机组成）发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式”下匀速行驶15km，蓄电池储存的电量从30%减少至25%。已知汽车受到的阻力为500N，蓄电池容量为50kW·h，汽油热值为。求： (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率η1是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率为35%（综合效率输出的有用能量），该测试结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $