四、机械能与内能的相互转化（培优考点练）物理新教材苏科版九年级上册

**基本信息** 该同步练习通过“题型培优-拓展综合-中考真题-新题追踪”四层递进设计，覆盖机械能与内能转化全知识点，从基础概念辨析到综合计算应用，适配新授课巩固与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |题型培优练|做功改变内能、热值概念等基础知识点|选择/填空/计算结合，如钻木取火与摩擦生热类比，夯实物理观念| |拓展综合练|热机效率、功率与阻力综合计算|多知识点融合题，如汽油机功率计算，培养科学推理能力| |中考真题练|冲程判断、能量转化等中考高频考点|2025镇江中考冲程题等真题再现，对接阶段测评| |新题追踪练|淬火工艺、饮食热量等跨学科情境|跨学科实践题（如饮食热量计算），体现科学态度与责任|

四、机械能与内能的相互转化 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练································································································01 题型01 做功改变物体的内能 题型02 汽油机的工作过程及相关计算 题型03 汽油机和柴油机的区别 题型04 热值的概念 题型05 比较不同燃料的热值 题型06 加热效率的计算 题型07 热机效率的计算 ✍拓展综合练································································································08 ✍中考真题练································································································12 ✍新题追踪练································································································14 ✍题型培优练 ✏题型01 做功改变物体的内能 1．我国空间站舱外维修时，机械臂与航天器外壳摩擦会产生大量热量。下列现象中，改变内能方式与之相同的是（     ） A．围炉取暖 B．热水袋捂手变暖 C．钻木取火 D．冷水倒入热水中变温 【答案】C 【详解】A．改变物体内能的方式分为做功和热传递两种，题干中机械臂与航天器外壳摩擦生热，是通过做功的方式改变内能， 围炉取暖是炉火把热量传递给人，通过热传递改变内能，和题干改变内能的方式不同，故A不符合题意； B．热水袋捂手变暖是热水袋把热量传递给手，通过热传递改变内能，和题干改变内能的方式不同，故B不符合题意； C．钻木取火是通过克服摩擦做功，改变内能，和题干改变内能的方式相同，故C符合题意； D．冷水倒入热水中变温是热水把热量传递给冷水，通过热传递改变内能，和题干改变内能的方式不同，故D不符合题意。 故选C。 2．在寒冷的冬天，人们常用双手互相摩擦的方法取暖，这是通过_________的方式改变物体的内能；人们也会将手放到热水杯上取暖，这是通过_________的方式改变物体的内能。 【答案】 做功 热传递 【详解】双手相互摩擦时，通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，以此改变物体的内能，这是通过做功的方式改变物体的内能。 手接触热水杯时，热量从高温物体转移到低温物体，手的内能增大，这是通过热传递的方式改变物体的内能。 ✏题型02 汽油机的工作过程及相关计算 3．下列四幅图中，汽油机正处于压缩冲程的是________，压缩冲程的能量转化情况是________，若汽油机内对外做功20次，则其曲轴的转速为________。 【答案】 丁 机械能转化为内能 2400 【详解】由图丁知道，两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，此过程中机械能转化为内能。 汽油机一个工作循环中，对外做功1次，曲轴转动2圈。已知1 s内对外做功20次，则曲轴1min内转动 圈，因此转速为 。 4．一台单缸四冲程汽油机工作时，若飞轮转速是3600r/min，该汽油机每秒对外做功________次；在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过________的方式增加内能，下图中________（填序号）表示该冲程。 【答案】 30 做功 B 【详解】飞轮转速，即每秒飞轮转60圈；四冲程汽油机的工作规律是：飞轮每转2圈，完成4个冲程，对外做功1次，因此每秒对外做功30次。 压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加、温度升高，因此是通过做功的方式增加内能。 压缩冲程中，两气门均关闭，活塞上行，故图中B表示该冲程。 5．如图甲所示为小明同学制作的热机模型，经检查气密性良好，他多次快速向左推动活塞，通过____的方式改变了针筒内气体的内能，同时观察到数字温度计的示数变大，摸到管壁发热。该过程的能量转化与汽油机工作时____（乙/丙）图的冲程相似。打开弹簧夹后，数字温度计示数将____（变大/变小/不变）。若某台汽油机的飞轮转速为3600 r/min，则该汽油机每秒内完成____个冲程。 【答案】 做功 乙 变小 120 【详解】改变内能的方式有做功和热传递，快速向左推动活塞时，活塞对针筒内气体做功，机械能转化为内能，因此是通过做功的方式改变内能。 该过程机械能转化为内能，和汽油机压缩冲程的能量转化一致；压缩冲程的特点是两气门关闭、活塞向上运动，对应图中的乙。 打开弹簧夹后，压缩气体对外做功，内能减小，温度降低，温度计示数变小。 飞轮转速，汽油机的飞轮每转2圈，完成4个冲程，因此每秒飞轮转60圈时，完成个冲程。 ✏题型03 汽油机和柴油机的区别 6．关于汽油机和柴油机，说法正确的是（     ） A．吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的只有空气，柴油机吸进汽缸的是柴油和空气的混合物 B．汽油机通过压缩空气直接点燃柴油，而柴油机需要火花塞点火 C．柴油机对空气的压缩程度比汽油机高 D．柴油机和汽油机的压缩冲程都是将内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进汽缸的只有空气，故A错误； BC．柴油机的压缩比更高，压缩冲程末空气温度更高，通过压缩空气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火，故B错误，C正确； D．柴油机和汽油机的压缩冲程都是将机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 7．如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（　　） A．甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭 B．甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花 C．乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物 D．乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油 【答案】B 【详解】AB．根据图示可知，两个气门关闭，活塞下行，汽缸顶部的火花塞产生电火花，为做功冲程，故A错误、B正确； CD．根据图示可知，进气门打开、排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；气缸的顶部有个喷油嘴，是柴油机的吸气冲程，吸入的只是空气，故CD错误。 故选B。 ✏题型04 热值的概念 8．火箭加速升空过程中，外壳与大气摩擦温度迅速升高，这是通过__________方式改变内能的；氢作为火箭的燃料是因为其热值________（选填“大”或“小”），在燃烧过程中氢的热值__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 做功 大 不变 【详解】[1]改变内能的方式有做功和热传递，火箭外壳与大气摩擦时，通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使外壳温度升高，因此是通过做功的方式改变内能。 [2]热值表示单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量，火箭升空需要大量能量，氢的热值大，相同质量的氢完全燃烧能释放更多热量，适合作为火箭燃料。 [3]热值是燃料的固有特性，仅与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧状态等因素无关，所以氢在燃烧过程中热值不变。 9．一袋饼干的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，以下物理量的含义与该标识的含义类似的是（　　） A．热值 B．热量 C．内能 D．比热容 【答案】A 【详解】“2361kJ/100g”表示每100g饼干能提供的能量，和热值的含义类似，热值是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，二者都体现了单位质量物质对应的能量值，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 ✏题型05 比较不同燃料的热值 10．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（     ） A．比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图 B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图 C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图 D．比较不同燃料的热值，可以选择甲丙两图 【答案】A 【详解】AB．比较不同液体的比热容：需要控制燃料种类、质量都相同，只改变液体种类。甲、丙两图燃料相同（都是燃料1），液体不同（分别为a、b），符合实验要求，故A正确，B错误； CD．比较不同燃料的热值：需要控制液体种类、质量都相同，只改变燃料种类，符合要求的是甲、乙两图。故C、D错误。 故选A。 11．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，通过______比较燃料热值的大小； (2)比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验，通过______比较吸收热量的多少，得到液体a、b温度随时间变化如图丁所示，则液体______的比热容较大。 (3)若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/（J/kg） 1 15 35 2 15 25 根据表中数据计算，燃料2的热值为______J/kg。 (4)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏______（选填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原因是______。 【答案】(1) 甲、乙 温度计示数的变化 (2) 甲、丙 加热时间 b (3) (4) 小 存在热量损失 【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值时，要控制被加热的液体相同且质量相同，用不同燃料加热，通过温度计示数的变化来比较燃料热值大小，所以应选择甲、乙两图进行实验。 （2）[1][2][3]比较不同物质的比热容，需控制燃料相同，加热不同液体，且液体质量相同，所以应选择甲、丙两图进行实验，通过加热时间来比较吸收热量的多少。 由图丁可知，加热相同时间，即吸收相等热量时，b升高的温度低，根据比热容的概念可知，液体b的比热容较大。 （3）因为燃料燃烧放出的热量被液体吸收，即。对于燃料1有，即 对于燃料2有，即 联立两式可得 （4）[1][2]在实验过程中，存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，所以通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小。 ✏题型06 加热效率的计算 12．用天然气热水器将质量为40kg、温度为20°C的水加热到45°C，完全燃烧了的天然气。[水的比热容是，天然气的热值是]求： (1)水吸收的热量； (2)天然气的烧水效率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量 天然气的烧水效率 13．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 14．已知煤气的热值为，水的比热容为，小王洗澡需要燃烧的煤气，求： (1)这些煤气完全燃烧放出的热量是多少； (2)若这些热量的70%被温度为30℃，质量为100kg的水吸收，则水温升高多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）煤气完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 水温升高的温度 ✏题型07 热机效率的计算 15．某氢燃料大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s，燃烧0.6kg氢燃料，求： (1)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (2)若这些热量的50%被质量为400kg、温度为15°C的水（1个标准大气压）吸收，能使水的温度升高多少°C？ (3)该段时间内，氢燃料电池大巴车的效率为多少？已知氢气的热值（，水的比热容 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）已知燃烧氢的质量为，氢燃料完全燃烧放热 （2）由题可知，水吸收的热量 根据比热容公式，水升高的温度 因水的末温，未达到沸点，故升高温度为。 （3）根据，已知大巴车的恒定功率为 行驶时间为，大巴车做的有用功 大巴车的效率 16．小王爸爸利用该汽车进行自驾游，假设做匀速直线运动，行驶了，消耗汽油，在这个过程中汽油机的效率为30%。汽油的热值取，求： (1)12 kg汽油完全燃烧放出的热量。 (2)汽车发动机输出的有用功。 (3)汽车匀速行驶过程中所受的阻力。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）12 kg汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽车发动机输出的有用功 （3）汽车行驶的路程 牵引力 汽车匀速行驶，牵引力与阻力大小相等，故阻力 17．一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油7kg，若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为。求： (1)这些汽油完全燃烧放出的热量。 (2)小轿车获得的机械能。 (3)这辆小轿车受到的阻力。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）这些汽油完全燃烧放出的热量 （2）小轿车获得的机械能 （3）行驶路程 牵引力 小轿车匀速行驶，处于平衡状态，阻力等于牵引力大小，故 ✍拓展综合练 1．（25-26九年级上·江苏无锡·期中）若一台四冲程汽油机的汽缸面积为50cm2，活塞行程为0.1m。做功冲程燃气的平均压强为，飞轮转速为1800r/min，那么该汽油机1分钟内对外做功_________次，工作时汽缸内气体对活塞的平均压力为_________N。这台汽油机的功率是_________W。 【答案】 900 3000 4500 【详解】[1]四冲程汽油机每个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次。飞轮转速为1800r/min，故1分钟内做功次数为 [2]工作时汽缸内气体对活塞的平均压力为 [3]每次做功冲程做的功 1分钟内做的总功 汽油机的功率 2．（25-26九年级上·江苏扬州·期末）随着人们生活水平的日益提高，汽车越来越多地走进了百姓人家。当一辆燃油车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW，此过程中汽车所受的阻力为______N；若汽车行驶的路程为144km，汽油的热值， 汽车发动机的效率为30%，则汽车发动机所做的功为______J和汽车消耗汽油的质量为______kg。 【答案】 1000 12 【详解】[1]速度单位换算 发动机功率 汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，即 由功率公式，可得 所以阻力 [2]行驶路程 速度，根据速度公式，可得行驶时间 发动机做的功 [3]已知发动机效率 根据效率公式，可得汽油燃烧放出的热量 已知汽油热值，根据，可得消耗汽油的质量 3．（25-26九年级上·湖北武汉·期末）小俞同学利用一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯，一个支架自制了一个简易“蒸汽机”，如图甲所示。点燃酒精灯，给易拉罐中的水加热，喷嘴喷出的蒸汽成功地让风扇转了起来。下列说法错误的是（    ） A．罐中水加满，实验容易成功 B．罐的开口处密封好，实验容易成功 C．若风扇转动较慢，可更换一个更细的喷嘴 D．乙图中走马灯底部蜡烛燃烧，扇叶转动起来其原理与甲图相同 【答案】A 【详解】A．罐中水加满后，水沸腾产生的蒸汽会没有足够的空间积聚，蒸汽喷出的力量会不足，反而不容易让风扇转动，故A错误，符合题意； B．罐的开口处密封好，可以防止水蒸气从开口处泄漏，从而在罐内形成足够高的气压，使水蒸气从喷嘴高速喷出，有力地推动风扇转动。因此，密封好是实验成功的重要条件。故B正确，不符合题意； C．当罐内水蒸气产生的速率一定时，根据流体压强与流速的关系，喷嘴的横截面积越小（越细），水蒸气喷出的速度就越大，对风扇的推动力就越强，风扇转动就越快。故C正确，不符合题意； D．甲图的简易“蒸汽机”是将水的内能转化为风扇的机械能。乙图的走马灯是蜡烛加热空气，空气的内能增加，热空气上升形成气流，推动扇叶转动，也是将内能转化为机械能。从能量转化的角度看，二者的基本原理都是将内能转化为机械能。故D正确，不符合题意。 故选A。 4．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）如图甲、乙、丙三个装置相同，燃料的质量相等，试管中液体的初温和质量也相同，小明用图示装置进行两个实验。实验①是“探究不同物质吸热升温现象”，实验②是“比较不同燃料燃烧放出热量”。当燃料燃尽时，甲装置温度计示数为T甲，乙装置温度计示数为T乙，丙装置温度计示数为T丙，T甲>T乙>T丙，且装置中液体均未沸腾，下列说法正确的是（　　） A．为完成实验①，应选择甲、乙两图 B．为完成实验②，还需要秒表计时 C．若燃料1的热值为q1，燃料2的热值为q2，则q1>q2 D．若液体a的比热容为ca，液体b的比热容为cb，则ca>cb 【答案】C 【详解】A．探究不同物质吸热升温现象，需要控制燃料相同，被加热的液体不同，所以应选择甲、丙两图进行实验，故A错误； B．‌比较不同燃料燃烧放出热量，是通过观察液体升高的温度来比较燃料完全燃烧放出热量的多少，不需要秒表计时，故B错误； C．比较不同燃料的热值，要让质量相同的不同燃料完全燃烧，通过被加热液体升高的温度来反映燃料放出热量的多少。甲、乙装置中液体相同，燃料不同，燃料燃尽时，，说明燃料1放出的热量比燃料2多，根据，在燃料质量相等的情况下，燃料1放出的热量多，则燃料1的热值大于燃料2的热值，故C正确； D．‌甲、丙装置中燃料相同，加热时间相同，即两种液体吸收的热量相同，液体的末温高于液体的末温，且两种液体的初温和质量相同，根据在、相同的情况下，越大，比热容越小，所以，故D错误。 故选C。 5．（25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如下，在第10s时速度达到20m/s，此时通过的路程为120m，汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，已知该汽油的热值。求： (1)汽车行驶时发动机的功率； (2)汽车在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功； (3)若该车0~10s内消耗了0.08kg汽油，则该车的效率。 【答案】(1) (2) (3)30% 【详解】（1）由图像可知，当汽车行驶10s后，速度达到20m/s并保持不变，开始做匀速直线运动。在匀速直线运动状态下，汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。设此时的牵引力为F，则 因为汽车以恒定功率行驶，所以汽车发动机的功率 （2）0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功 （3）在0~10s内，汽油所放出的热量 该车在0~10s内的有用功即为牵引力做的功 ，则该车的效率 ✍中考真题练 1．（2025·江苏镇江·中考真题）下列汽油机工作的冲程中，压缩冲程是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图示中进气门打开，活塞向下运动，是进气冲程，故A不符合题意； B．图示中进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，是压缩冲程，故B符合题意； C．图示中活塞向下运动且进气门和排气门都关闭，这是汽油机的做功冲程，故C不符合题意； D．图示中排气阀打开，活塞向上运动，将废气排出气缸，是排气冲程，故D不符合题意。 故选B。 2．（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 【详解】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。 3．（2025·江苏无锡·中考真题）取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量___________（选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为___________J/kg。酒精和花生米中，___________的热值大。 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 5.6g酒精 22 70 5.6g花生米 22 52 【答案】 不相等 1.8×106 酒精 【详解】[1]质量相等的酒精和花生米充分燃烧，加热相同质量的水，水升高的温度不同，说明水吸收的热量不同，而水吸收的热量来自燃料燃烧放出的热量，所以质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量不相等。 [2]水升高的温度为 水吸收的热量为 因为花生米充分燃烧放出的热量等于水吸收的热量，花生米的质量5.6g=0.0056kg，根据热值公式 [3]质量相等的不同燃料完全燃烧，使相同质量的水升高的温度越高，说明燃料放出的热量越多，热值越大。酒精加热后水的温度升高得更多，所以酒精的热值大。 4．（2024·江苏淮安·中考真题）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶，用时，受到的牵引力为，消耗氢气，则此过程中汽车行驶的平均速度为______，氢气燃烧放出的热量为______J，利用氢能的效率为______。（） 【答案】 75 【详解】[1]汽车行驶的平均速度为 [2]氢气燃烧放出的热量为 [3]牵引力做功为 则利用氢能的效率为 5．（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% 【详解】（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 ✍新题追踪练 1．（25-26九年级上·广东清远·期中）如图所示为《天工开物》中提到我国古代用于淬火工艺的燃料以炭为主，工人将烧红的铁器迅速放入、20℃的水中冷却，最终使水的温度上升了10℃，水吸收了______________J热量（不计热量散失）；若使用木炭燃烧加热铁器，其完全燃烧放出的热量为______________J；剩余木炭热值等于______________。（木炭热值：） 【答案】 【详解】[1]水的比热容为 水吸收的热量为 [2]木炭完全燃烧放出的热量 [3]热值是燃料本身的特性，只和燃料的种类有关，与燃料质量无关，因此剩余木炭的热值不变，仍为 2．（25-26九年级上·四川内江·期末）如图甲所示，是小明用易拉罐制作的一辆小车，往易拉罐内喷入一些酒精并点燃后，小车就会向前行驶。如图乙所示是汽油机的四个冲程，其中与甲图中小车行驶时能量转化相同的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】小车被燃气推动的过程，是燃气的内能转化为小车的机械能，相当于内燃机的做功冲程，做功冲程进气门关闭、排气门关闭，活塞下行，火花塞点火，故选C。 3．（2026·新疆乌鲁木齐·一模）如图所示，建设一个光热电站，其设计要求：汽轮机发电系统需要输入热功率至少达到才能并网发电。已知镜场反射效率为55%，吸热器吸收效率为85%，储热系统热损失率为10%（即90%的热量能进入蒸汽发生器）。若太阳辐射强度为，要维持发电机组正常运行，所需镜板的最小总采光面积约为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】镜板总采光面积为S，则最终输入汽轮机的热功率 汽轮机发电系统需要输入热功率至少达到才能并网发电，因此所需镜板最小总采光面积 故选B。 4．（25-26九年级上·山西晋城·阶段检测）跨学科实践 科学安排饮食与运动 过量饮食、为了瘦身而盲目节食、缺乏运动，这些行为对青少年的健康成长都非常不利。小明今年14岁，他每天正常生活所需的热量为。下表提供了一些数据（为了方便计算，以下数据为估值），请参考这些数据，分析、讨论小明的饮食结构。 营养物质 每克营养物质释放的热量/J 活动项目 消耗的热量所需时间/min 淀粉 打乒乓球 20 蛋白质 打羽毛球 15 脂肪 打篮球 10 (1)每克营养物质在体内氧化分解时释放的热量为该营养物质的热价。下列物理量的定义与热价的定义相似的是________。（填字母代号） A．热值 B．内能 C．热量 D．功 (2)小明给自己设计的每日营养物质的搭配是300g的淀粉（如米饭）、50g的脂肪（如烤肉）、250g的蛋白质（如牛奶）、一些蔬菜（释放的总热量取）。若他长期不运动，按这样饮食下去，他可能会________（选填“肥胖”或“消瘦”）。 (3)小明某天多摄入了5g脂肪，若通过打羽毛球来消耗这些多余的热量，需要运动的时间为________min。 (4)请你为青少年的科学饮食或运动提出一条合理的建议：________。 【答案】(1)A (2)肥胖 (3)7.5 (4)不偏食、经常运动 【详解】（1）A．热值定义为单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，与热价定义相似，故A符合题意； B．内能是物体所有分子热运动的动能和分子势能的总和，与热价定义不同，故B不符合题意； C．热量是热传递过程中转移的能量多少，与热价定义不同，故C不符合题意； D．功是力与物体在力的方向上移动距离的乘积，与热价定义不同，故D不符合题意。 故选A。 （2） 淀粉放热 脂肪放热 蛋白质放热 加上蔬菜的，总热量为 大于小明正常生活所需的，多余的热量会在体内储存，长期不运动就会导致肥胖。 （3）5g脂肪释放的热量 根据表格，打羽毛球消耗热量需要15min，那么消耗的时间就是 （4）结合健康常识提出合理建议即可，比如不偏食、经常运动、控制高油高糖食物的摄入等。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 四、机械能与内能的相互转化 ✍题型专项练 1．【答案】C 2．【答案】 做功 热传递 3．【答案】 丁 机械能转化为内能 2400 4．【答案】 30 做功 B 5．【答案】 做功 乙 变小 120 6．【答案】C 7．【答案】B 8．【答案】 做功 大 不变 9．【答案】A 10．【答案】A 11．【答案】(1) 甲、乙 温度计示数的变化 (2) 甲、丙 加热时间 b (3) (4) 小 存在热量损失 12．【答案】(1) (2) 13．【答案】(1) (2)62.5% 14．【答案】(1) (2) 15．【答案】(1) (2) (3) 16．【答案】(1) (2) (3) 17．【答案】(1) (2) (3) ✍拓展综合练 1．【答案】 900 3000 4500 2．【答案】 1000 12 3．【答案】A 4．【答案】C 5．【答案】(1) (2) (3)30% ✍中考真题练 1．【答案】B 2．【答案】B 3．【答案】 不相等 1.8×106 酒精 4．【答案】 75 5．【答案】(1)； (2)； (3)40% ✍新题追踪练 1．【答案】 2．【答案】C 3．【答案】B 4．【答案】(1)A (2)肥胖 (3)7.5 (4)不偏食、经常运动 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 四、机械能与内能的相互转化 ————————————⏩目录⏪———————————— ✍题型培优练································································································01 题型01 做功改变物体的内能 题型02 汽油机的工作过程及相关计算 题型03 汽油机和柴油机的区别 题型04 热值的概念 题型05 比较不同燃料的热值 题型06 加热效率的计算 题型07 热机效率的计算 ✍拓展综合练································································································05 ✍中考真题练································································································07 ✍新题追踪练································································································08 ✍题型培优练 ✏题型01 做功改变物体的内能 1．我国空间站舱外维修时，机械臂与航天器外壳摩擦会产生大量热量。下列现象中，改变内能方式与之相同的是（     ） A．围炉取暖 B．热水袋捂手变暖 C．钻木取火 D．冷水倒入热水中变温 2．在寒冷的冬天，人们常用双手互相摩擦的方法取暖，这是通过_________的方式改变物体的内能；人们也会将手放到热水杯上取暖，这是通过_________的方式改变物体的内能。 ✏题型02 汽油机的工作过程及相关计算 3．下列四幅图中，汽油机正处于压缩冲程的是________，压缩冲程的能量转化情况是________，若汽油机内对外做功20次，则其曲轴的转速为________。 4．一台单缸四冲程汽油机工作时，若飞轮转速是3600r/min，该汽油机每秒对外做功________次；在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过________的方式增加内能，下图中________（填序号）表示该冲程。 5．如图甲所示为小明同学制作的热机模型，经检查气密性良好，他多次快速向左推动活塞，通过____的方式改变了针筒内气体的内能，同时观察到数字温度计的示数变大，摸到管壁发热。该过程的能量转化与汽油机工作时____（乙/丙）图的冲程相似。打开弹簧夹后，数字温度计示数将____（变大/变小/不变）。若某台汽油机的飞轮转速为3600 r/min，则该汽油机每秒内完成____个冲程。 ✏题型03 汽油机和柴油机的区别 6．关于汽油机和柴油机，说法正确的是（     ） A．吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的只有空气，柴油机吸进汽缸的是柴油和空气的混合物 B．汽油机通过压缩空气直接点燃柴油，而柴油机需要火花塞点火 C．柴油机对空气的压缩程度比汽油机高 D．柴油机和汽油机的压缩冲程都是将内能转化为机械能 7．如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（　　） A．甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭 B．甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花 C．乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物 D．乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油 ✏题型04 热值的概念 8．火箭加速升空过程中，外壳与大气摩擦温度迅速升高，这是通过__________方式改变内能的；氢作为火箭的燃料是因为其热值________（选填“大”或“小”），在燃烧过程中氢的热值__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 9．一袋饼干的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，以下物理量的含义与该标识的含义类似的是（　　） A．热值 B．热量 C．内能 D．比热容 ✏题型05 比较不同燃料的热值 10．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（     ） A．比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图 B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图 C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图 D．比较不同燃料的热值，可以选择甲丙两图 11．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，通过______比较燃料热值的大小； (2)比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验，通过______比较吸收热量的多少，得到液体a、b温度随时间变化如图丁所示，则液体______的比热容较大。 (3)若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/（J/kg） 1 15 35 2 15 25 根据表中数据计算，燃料2的热值为______J/kg。 (4)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏______（选填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原因是______。 ✏题型06 加热效率的计算 12．用天然气热水器将质量为40kg、温度为20°C的水加热到45°C，完全燃烧了的天然气。[水的比热容是，天然气的热值是]求： (1)水吸收的热量； (2)天然气的烧水效率。 13．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。 14．已知煤气的热值为，水的比热容为，小王洗澡需要燃烧的煤气，求： (1)这些煤气完全燃烧放出的热量是多少； (2)若这些热量的70%被温度为30℃，质量为100kg的水吸收，则水温升高多少？ ✏题型07 热机效率的计算 15．某氢燃料大巴车以140kW的恒定功率匀速行驶300s，燃烧0.6kg氢燃料，求： (1)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (2)若这些热量的50%被质量为400kg、温度为15°C的水（1个标准大气压）吸收，能使水的温度升高多少°C？ (3)该段时间内，氢燃料电池大巴车的效率为多少？已知氢气的热值（，水的比热容 16．小王爸爸利用该汽车进行自驾游，假设做匀速直线运动，行驶了，消耗汽油，在这个过程中汽油机的效率为30%。汽油的热值取，求： (1)12 kg汽油完全燃烧放出的热量。 (2)汽车发动机输出的有用功。 (3)汽车匀速行驶过程中所受的阻力。 17．一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油7kg，若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为。求： (1)这些汽油完全燃烧放出的热量。 (2)小轿车获得的机械能。 (3)这辆小轿车受到的阻力。 ✍拓展综合练 1．（25-26九年级上·江苏无锡·期中）若一台四冲程汽油机的汽缸面积为50cm2，活塞行程为0.1m。做功冲程燃气的平均压强为，飞轮转速为1800r/min，那么该汽油机1分钟内对外做功_________次，工作时汽缸内气体对活塞的平均压力为_________N。这台汽油机的功率是_________W。 2．（25-26九年级上·江苏扬州·期末）随着人们生活水平的日益提高，汽车越来越多地走进了百姓人家。当一辆燃油车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW，此过程中汽车所受的阻力为______N；若汽车行驶的路程为144km，汽油的热值， 汽车发动机的效率为30%，则汽车发动机所做的功为______J和汽车消耗汽油的质量为______kg。 3．（25-26九年级上·湖北武汉·期末）小俞同学利用一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯，一个支架自制了一个简易“蒸汽机”，如图甲所示。点燃酒精灯，给易拉罐中的水加热，喷嘴喷出的蒸汽成功地让风扇转了起来。下列说法错误的是（    ） A．罐中水加满，实验容易成功 B．罐的开口处密封好，实验容易成功 C．若风扇转动较慢，可更换一个更细的喷嘴 D．乙图中走马灯底部蜡烛燃烧，扇叶转动起来其原理与甲图相同 4．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）如图甲、乙、丙三个装置相同，燃料的质量相等，试管中液体的初温和质量也相同，小明用图示装置进行两个实验。实验①是“探究不同物质吸热升温现象”，实验②是“比较不同燃料燃烧放出热量”。当燃料燃尽时，甲装置温度计示数为T甲，乙装置温度计示数为T乙，丙装置温度计示数为T丙，T甲>T乙>T丙，且装置中液体均未沸腾，下列说法正确的是（　　） A．为完成实验①，应选择甲、乙两图 B．为完成实验②，还需要秒表计时 C．若燃料1的热值为q1，燃料2的热值为q2，则q1>q2 D．若液体a的比热容为ca，液体b的比热容为cb，则ca>cb 5．（25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其图像如下，在第10s时速度达到20m/s，此时通过的路程为120m，汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为，已知该汽油的热值。求： (1)汽车行驶时发动机的功率； (2)汽车在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功； (3)若该车0~10s内消耗了0.08kg汽油，则该车的效率。 ✍中考真题练 1．（2025·江苏镇江·中考真题）下列汽油机工作的冲程中，压缩冲程是（    ） A． B． C． D． 2．（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 3．（2025·江苏无锡·中考真题）取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量___________（选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为___________J/kg。酒精和花生米中，___________的热值大。 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 5.6g酒精 22 70 5.6g花生米 22 52 4．（2024·江苏淮安·中考真题）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶，用时，受到的牵引力为，消耗氢气，则此过程中汽车行驶的平均速度为______，氢气燃烧放出的热量为______J，利用氢能的效率为______。（） 5．（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。 ✍新题追踪练 1．（25-26九年级上·广东清远·期中）如图所示为《天工开物》中提到我国古代用于淬火工艺的燃料以炭为主，工人将烧红的铁器迅速放入、20℃的水中冷却，最终使水的温度上升了10℃，水吸收了______________J热量（不计热量散失）；若使用木炭燃烧加热铁器，其完全燃烧放出的热量为______________J；剩余木炭热值等于______________。（木炭热值：） 2．（25-26九年级上·四川内江·期末）如图甲所示，是小明用易拉罐制作的一辆小车，往易拉罐内喷入一些酒精并点燃后，小车就会向前行驶。如图乙所示是汽油机的四个冲程，其中与甲图中小车行驶时能量转化相同的是（     ） A． B． C． D． 3．（2026·新疆乌鲁木齐·一模）如图所示，建设一个光热电站，其设计要求：汽轮机发电系统需要输入热功率至少达到才能并网发电。已知镜场反射效率为55%，吸热器吸收效率为85%，储热系统热损失率为10%（即90%的热量能进入蒸汽发生器）。若太阳辐射强度为，要维持发电机组正常运行，所需镜板的最小总采光面积约为（     ） A． B． C． D． 4．（25-26九年级上·山西晋城·阶段检测）跨学科实践 科学安排饮食与运动 过量饮食、为了瘦身而盲目节食、缺乏运动，这些行为对青少年的健康成长都非常不利。小明今年14岁，他每天正常生活所需的热量为。下表提供了一些数据（为了方便计算，以下数据为估值），请参考这些数据，分析、讨论小明的饮食结构。 营养物质 每克营养物质释放的热量/J 活动项目 消耗的热量所需时间/min 淀粉 打乒乓球 20 蛋白质 打羽毛球 15 脂肪 打篮球 10 (1)每克营养物质在体内氧化分解时释放的热量为该营养物质的热价。下列物理量的定义与热价的定义相似的是________。（填字母代号） A．热值 B．内能 C．热量 D．功 (2)小明给自己设计的每日营养物质的搭配是300g的淀粉（如米饭）、50g的脂肪（如烤肉）、250g的蛋白质（如牛奶）、一些蔬菜（释放的总热量取）。若他长期不运动，按这样饮食下去，他可能会________（选填“肥胖”或“消瘦”）。 (3)小明某天多摄入了5g脂肪，若通过打羽毛球来消耗这些多余的热量，需要运动的时间为________min。 (4)请你为青少年的科学饮食或运动提出一条合理的建议：________。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $