12.4机械能和内能的相互转化 同步练习-2026-2027学年苏科版物理九年级上册

**基本信息** 本同步练习通过“题型分类练习+能力拔高训练”分层设计，以单一知识点巩固为基础，逐步过渡到综合应用，强化能量观念与科学推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|做功改变内能、热机定义与种类|结合生活情境（走马灯、磨刀），通过选择题强化物理观念| |进阶层|内燃机冲程、循环计算、热值实验|实验探究题（热值比较）与计算题结合，培养科学探究能力| |拔高层|热机效率综合计算、跨知识点应用|联系科技实例（火箭、汽车），通过综合题提升科学思维与模型建构能力|

12.4机械能和内能的相互转化（同步练习） 目录 题型分类练习 1 01 做功改变物体的内能 1 02 热机的定义和种类 5 03 内燃机的四个冲程 7 04 内燃机工作循环的计算 11 05 热值的概念及其实验比较 14 06 热机效率的计算 24 能力拔高训练 29 题型分类练习 01 做功改变物体的内能 1．（2026•浠水县模拟）早在宋朝，我国劳动人民就发明了如图所示的“走马灯”，它的原理是空气被蜡烛加热，形成上升气流，推动灯顶上的叶片转动。下列说法正确的是（　　） A．未燃烧的蜡烛内能为零 B．热空气对叶片做功后内能会增大 C．空气被蜡烛加热是通过热传递实现的 D．高温的蜡烛火焰含有很多的热量 【解答】解：A、一切物体都有内能，未燃烧的蜡烛内能不为零，故A错误； B、热空气对叶片做功后，内能转化为了机械能，内能减小，温度会降低，故B错误； C、空气被蜡烛加热，空气内能增加，通过热传递的方式改变物体的内能，故C正确； D、热量是过程量，不能说含有，故D错误。 故选：C。 2．（2026•涉县模拟）如图为磨刀时的情景，此过程中刀刃会发烫。下列与刀刃内能的改变方式相同的是（　　） A．搓手 B．烧水 C．向手哈气 D．烧制陶瓷 【解答】解：磨刀时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能。 A．双手相互摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，是通过做功改变内能，故A符合题意； BCD．烧水、向手哈气、烧制陶瓷都是通过热量的转移来改变内能，属于热传递改变内能，故BCD不符合题意。 故选：A。 3．（2026•邵东市模拟）如图，钻木取火是人类早期掌握的技能之一。下列选项中，改变物体内能的方式与钻木取火相同的是（　　） A．冬天搓手手变暖和 B．晒太阳时身体发热 C．用燃气烧水时水变热 D．用暖宝暖手时手变热 【解答】解：钻木取火时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于通过做功改变物体的内能； A、冬天搓手手变暖和，克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于通过做功改变物体的内能，故A正确； B、晒太阳时身体发热，人从阳光中吸收热量，温度升高，内能增加，属于热传递改变物体的内能，故B错误； C、用燃气烧水时水变热，水吸收热量，温度升高，内能增加，是通过热传递改变内能的，故C错误； D、用暖宝暖手时手变热，手从暖手宝上吸收热量，温度升高，内能增加，属于热传递改变物体的内能，故D错误。 故选：A。 4．（2026•祁县二模）如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法正确的是（　　） A．温度计示数变小 B．通过热传递改变气体内能 C．保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变 D．撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小 【解答】解：AB、缓慢向左推动活塞并压缩气体做功，活塞的机械能转化为密封气体的内能，则密封气体内能一定增加，温度一定升高，所以数显温度计示数变大，故AB错误； C、保持活塞不动，取下橡皮帽，气体对外做功，内能减小，温度降低，故C错误； D、撤去外力，活塞快速向右运动，气体对外做功，内能减小，温度降低，温度计示数减小，故D正确。 故选：D。 5．（2026•东莞市一模）如图所示为空气压缩引火仪，在玻璃筒底部放一小团干燥的硝化棉，快速下压活塞，可观察到硝化棉燃烧。关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．硝化棉燃烧时，内能转化成化学能 B．快速下压活塞时，玻璃筒内空气温度升高 C．这一过程中能量转化情况与热机的做功冲程相同 D．快速下压活塞时，玻璃筒内空气压强不变 【解答】解：A、硝化棉燃烧时，将化学能转化为内能，故A错误； B、快速下压活塞时，活塞对气体做功，玻璃筒内空气内能增加，温度升高，故B正确； C、快速下压活塞，是将机械能转化为内能，热机的压缩冲程将机械能转化为内能，与热机中压缩冲程相同，故C错误； D、快速下压活塞时，体积变小，玻璃筒内空气压强变大，故D错误。 故选：B。 6．（2026•宜城市模拟）如图所示，碳酸饮料易拉罐的拉环被拉断后，小明将A4纸反复对折出一个硬角并快速摩擦拉环附近的凹槽。一段时间后，易拉罐自动“炸开”。下列说法错误的是（　　） A．摩擦过程中，易拉罐所含热量增加 B．摩擦过程中，通过做功的方式增大了易拉罐拉环附近的内能 C．小明闻到饮料的味道，这是扩散现象 D．易拉罐自动“炸开”时，罐内饮料分子的热运动减慢 【解答】解： A、热量是过程量，不能说含有，故A错误，符合题意；B、摩擦过程中，饮料瓶温度升高，饮料是通过热传递增加的内能，故B正确，不符合题意； C、闻到饮料味道是扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故C正确，不符合题意； D、当罐口被冲开时，罐内水蒸气对外做功，其内能减小，温度降低，分子的热运动减慢，故D正确，不符合题意。 故选：A。 7．（2026•枣强县一模）图中所示的四个实例中，与搓手取暖改变物体内能的方式相同的是（　　） A．扬汤止沸 B．釜底抽薪 C．钻木取火 D．炙手可热 【解答】解：搓手取暖是通过做功的方式改变物体的内能。 A、扬汤止沸，是通过热传递来改变物体的内能，故A错误； B、釜底抽薪，是通过热传递来改变物体的内能，故B错误 C、钻木取火，是通过做功来改变物体的内能，故C正确； D、炙手可热，是通过热传递来改变物体的内能，故D错误。 故选：C。 8．（2026•小店区校级模拟）如图所示，山地自行车的“避震”是一种以密闭空气为工作介质的空气弹簧，具有体积小、弹力大、工作平稳、使用寿命长等优点。当迅速向下压缩密闭空气时，下列说法正确的是（　　） A．“避震”内的空气温度升高 B．“避震”内的空气密度不变 C．“避震”内的空气压强减小 D．“避震”内的空气内能减小 【解答】解：AD、迅速向下压缩密闭空气时，外界对空气做功，空气的内能增大，温度升高，故A正确，D错误； B、密闭空气质量不变，压缩后空气体积减小，根据可知空气密度会变大，故B错误； C、当迅速向下压缩密闭空气时，空气体积减小、温度升高，空气的压强会增大，故C错误。 故选：A。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/8/16 11:40:46；用户：李陆敏；邮箱：orFmNtzVrcH7gw1f524IhJ2j63fs@weixin.jyeoo.com；学号：50207874 02 热机的定义和种类 1．（2026•奎屯市模拟）下列不属于热机应用的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．燃油摩托车 【解答】解：喷气式飞机、柴油拖拉机、燃油摩托车都是利用内能来做功的机械，都属于热机；纯电动汽车是利用电能做功的，不属于热机，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 2．（2026•内江）下列设备工作过程中没有使用热机的是（　　） A．燃油汽车 B．火箭 C．喷气式飞机 D．电瓶车 【解答】解：A、燃油汽车的发动机是内燃机，属于热机的一种。它通过燃烧燃油将内能转化为机械能，推动汽车前进，使用了热机，故A不符合题意。 B、火箭的发动机通过燃烧燃料产生高温高压气体，利用气体的反作用力推动火箭前进，属于热机范畴（火箭发动机是热机的一种特殊形式），使用了热机，故B不符合题意。 C、喷气式飞机的发动机是喷气式发动机，属于热机。它通过燃烧燃料使空气膨胀加速喷出，获得反推力，将内能转化为机械能，使用了热机，故C不符合题意。 D、电瓶车是利用电动机工作的，电动机将电能转化为机械能，整个过程没有燃烧燃料，也没有将内能转化为机械能的过程，没有使用热机，故D符合题意。 故选：D。 3．（2026•乌鲁木齐一模）下列设备不属于热机的是（　　） A．自行车 B．汽油机 C．蒸汽机 D．柴油机 【解答】解：自行车将化学能转化为机械能，不符合热机的特点；柴油机、汽油机和蒸汽机都是把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点。 故选：A。 4．（2025秋•和田地区期末）下列交通工具中，没有利用热机的是（　　） A．蒸汽火车 B．飞机 C．轮船 D．自行车 【解答】解：蒸汽火车、飞机、轮船工作时都要使用化石能源作燃料，将内能转化为机械能，所以都是使用热机工作的；电动车工作时是通过电动机工作的，将电能转化为机械能，没有使用热机；故ABC错误，D正确。 故选：D。 5．（2025秋•合江县校级期末）以内燃机为动力的各种热机，在人类生产生活中应用极为广泛，从轮船、火车到拖拉机、摩托车等，它们的动力大都来源于内燃机。它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。下列对内燃机的有关叙述，错误的是（　　） A．内燃机是内能转化为机械能的装置 B．内燃机能够对外做功，故不需外力启动 C．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大 D．内燃机靠产生的高温、高压气体做功 【解答】解：A．内燃机就是燃料在气缸内部燃烧，把内能转化成机械能的装置，故A正确； B．内燃机工作需要外力启动先让曲轴转动起来，完成了吸气冲程、压缩冲程，直到做功冲程结束才获得动力利用自身工作循环对外做功，故B错误； C．水的比热容大吸收比较多的热量温度变化却不明显，故此可以较好的吸收内燃机气缸因燃料燃烧产生的热量，起到冷却的作用，故C正确； D．内燃机在压缩冲程的最后产生高温、高压的气体，在做功冲程中把内能转化为机械能对外做功，故D正确。 故选：B。 6．（2026•银川模拟）2026年3月，中国摩托车品牌“张雪机车”在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站连续夺得两回合冠军，比赛现场如图所示。张雪机车820RR三缸发动机的燃料在汽缸内燃烧，一个工作循环须经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，属于　内燃机　 （选填“内燃机”、“蒸汽机”或“电动机”）。该发动机制造非常精密，部分零件的精度达到了3　微米　 （选填“毫米”、“微米”或“纳米”），大约是一根头发丝直径的二十分之一。 【解答】解：热机分为内燃机和蒸汽机，内燃机的特点是燃料直接在汽缸内燃烧，一个工作循环分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，张雪机车820RR三缸发动机的燃料在汽缸内燃烧，因此属于内燃机；蒸汽机的燃料在汽缸外燃烧，电动机依靠电能工作，不需要燃烧燃料；一根头发丝的直径大约在60微米左右，该零件的精度约为头发丝直径的二十分之一，可得精度约为3微米。 故答案为：内燃机；微米。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/8/16 11:42:12；用户：李陆敏；邮箱：orFmNtzVrcH7gw1f524IhJ2j63fs@weixin.jyeoo.com；学号：50207874 03 内燃机的四个冲程 1．（2026•仁怀市模拟）如图所示是汽油机的压缩冲程，该冲程的能量转化是机械能转化为内能。下列事例的能量转化过程与之相同的是（　　） A．火箭发射 B．拉弓射箭 C．碳烤牛肉 D．钻木取火 【解答】解：A、火箭点火升空时，是内能转化为机械能，故A错误； B、拉弓射箭是将弹性势能转化为动能，故B错误； C、碳烤牛肉是通过热传递的方式改变内能，故C错误； D、钻木取火是通过做功的方式改变内能的，机械能转化为内能，故D正确。 故选：D。 2．（2025秋•富锦市期末）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是（　　） A．甲乙丙丁 B．丁丙乙甲 C．丁甲丙乙 D．乙丙甲丁 【解答】解：甲图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程； 乙图排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程； 丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程； 丁进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程； 故正确排列顺序应该为：丁甲丙乙。 故选：C。 3．（2026•福州校级模拟）我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，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。这一过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似（　　） A． B． C． D． 【解答】解：当向内猛推推杆时，活塞对套筒内的空气做功，将机械能转化为空气的内能，使空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点，从而使艾绒被点燃，在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩汽缸内的混合气体，也是将机械能转化为内能，与四冲程汽油机的压缩冲程能量转化情况相同。 压缩冲程时，进气门、排气门关闭，活塞上行，故B符合题意。 故选：B。 4．（2026•沅江市二模）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 【解答】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。 热机的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C符合题意。 故选：C。 5．（2026•茂南区模拟）如图是我国传统玩具走马灯，灯内蜡烛燃烧产生的热空气推动叶轮转动，从能量转化的角度，此过程与汽油机的哪个冲程类似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【解答】解：点燃蜡烛时，蜡烛加热空气，空气温度升高，内能增加，热空气向上运动，运动的热空气对外做功，推动叶轮转动，内能转化为机械能，汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以此过程与汽油机的做功冲程的能量转化相同，故C正确，ABD错误。 故选：C。 6．（2026•湖南二模）如图是手工制作的简易等离子炮装置，由空塑料瓶、软管和打火机组成。使用时，向瓶内通入打火机燃气，点燃后瓶内气体迅速燃烧膨胀，从瓶口高速喷出，推翻前方目标物，“燃气推翻目标物”与内燃机哪个冲程的原理相似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【解答】解：点燃后瓶内气体迅速燃烧膨胀，从瓶口高速喷出，该过程中，瓶内燃气燃烧后内能增大，膨胀对外做功，将内能转化为机械能； 内燃机的四个冲程中，做功冲程的原理是燃料燃烧产生高温高压燃气，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，与该过程原理一致；压缩冲程是机械能转化为内能，吸气、排气冲程无主要能量转化，因此ABD不符合题意，C符合题意。 故选：C。 7．（2025秋•济南校级期末）如图所示，“脚踏冲天炮”是一种深受大家喜爱的户外玩具。发射时，需要先用脚使劲踩踏气泵，泵内气体被压缩，松开脚后气泵内的气体推动泡沫“火箭”向上飞出。气体推动泡沫“火箭”升空的过程相当于下列的哪个冲程（　　） A． B． C． D． 【解答】解：空气推动小火箭升空的过程中，空气体积膨胀对小火箭做功，内能转化为机械能。 A．如图，为排气冲程，不涉及能量转化，故A不正确； B．如图，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能，故B不正确； C．如图，为做功冲程，燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确； D．如图，为吸气冲程，不涉及能量转化，故D不正确。 故选：C。 8．（2026•思明区模拟）如图是小明自制的动力小船，当易拉罐中的水被加热后，大量水蒸气从小孔中冲出，小船向前运动，这一过程类似于内燃机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【解答】解：当易拉罐中的水被加热后，大量水蒸气从小孔中冲出，小船向前运动，将内能转化为机械能，内燃机的四个冲程中做功冲程能量转化将内能转化为机械能，两者能量转化相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/8/16 11:43:16；用户：李陆敏；邮箱：orFmNtzVrcH7gw1f524IhJ2j63fs@weixin.jyeoo.com；学号：50207874 04 内燃机工作循环的计算 1．（2025秋•肥西县期末）一台四冲程汽油机，飞轮转速为3600r/min，则每秒对外做功次数为（　　） A．30次 B．60次 C．15次 D．120次 【解答】解：飞轮转速为3600r/min，则每秒飞轮转动的圈数为 一个工作循环，飞轮转两圈，对外做功一次，该汽油机每秒飞轮转60r，说明该汽油机每秒完成30个循环，对外做功了30次，故A正确；BCD错误。 故选：A。 2．（2026•鱼台县校级模拟）某台四冲程汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了　15　 个工作循环。 【解答】解：某台汽油机飞轮的转速为1800r/min＝30r/s，即汽油机的飞轮每秒转30圈， 由于在内燃机的一个工作循环中，有4个冲程，飞轮和曲轴转动2圈，对外做功1次，所以在1s内，该汽油机完成了15个工作循环，对外做功15次。 故答案为：15。 3．（2026•平武县一模）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 　135　 焦、汽油机的功率为 　2025　 瓦。 【解答】解： （1）由p可得，燃气对活塞的平均压力： F＝pS＝9.0×105Pa×30×10﹣4m2＝2700N； 一个做功冲程中燃气对活塞做的功： W＝Fs＝2700N×50×10﹣3m＝135J； （2）因飞轮每转两圈对外做功一次， 所以，飞轮1min转动1800周，做功900次， 则燃气对活塞做的总功： W总＝W×900＝135J×900＝121500J， 汽油机的功率： P2025W。 故答案为：135；2025。 4．（2026•潮阳区一模）图甲中气球在放气时，它喷气的嘴部温度和原来相比 　变低　 （选填“变高”、“变低”或“没有变化”），此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 　A　 （选填“A”或“B”）图所示过程的能量转化是一致的。某四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，若气缸在做功冲程中每次做功400J，则每秒钟对外做功 　10000　 J。 【解答】解： （1）气球内的气体向外喷出时，气体对外做功，将内能转化为机械能，所以球内气体的内能减小、温度降低，则它喷气的嘴部温度和原来相比变低了； 如图A，进气门和排气门都关闭，活塞向下运行，高温高压的燃气推动活塞做功，因此是做功冲程，也是将内能转化为机械能，即图甲中发生的能量转化与图乙的A图中的能量转化相同； （2）四冲程柴油机飞轮的转速是3000r/min＝50r/s，表示每秒钟飞轮转动50圈，因为飞轮每转动2圈，对外做功1次，则该柴油机每秒钟对外做功25次， 已知每次做功400J，则每秒钟对外做的功：W＝25×400J＝10000J。 故答案为：变低；A；10000。 5．（2026春•阜阳校级月考）一台单缸四冲程汽油机的飞轮每分钟转1200r，这台汽油机1min做了　600　 次功。 【解答】解：四冲程汽油机一个工作循环包含了4个冲程，其中只有做功冲程对外做功，1个工作循环飞轮转2圈，则单缸四冲程汽油机飞轮每转2圈做1次功，所以1min转1200r，做功次数为600次。 故答案为：600。 6．（2026•合肥一模）某单缸柴油机的转速为1800r/min，做功冲程推动活塞一次做功1500J，这台柴油机每秒做功　2.25×104 J。 【解答】解：某单缸柴油机的转速为1800r/min，因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，所以该柴油机1min对外做功900次，15次/s，每秒对外做功15次，每秒做功为W＝1500J×15＝2.25×104J。 故答案为：2.25×104。 7．（2026•兴化市二模）如图甲所示，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　 能转化为塞子的机械能；此能量转化过程与图 　丙　 中汽油机的工作过程是一致的。若汽油机每秒钟对外做功的次数为15次，则该汽油机飞轮的转速为 　1800　 r/min。 【解答】解： （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，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能； （2）图乙中进气门、排气门关闭，活塞由下向上运动，是压缩冲程； 图丙中进气门、排气门关闭，活塞由上向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；汽油机的做功冲程与甲实验过程中能量的转化是一致的； （3）汽油机每秒内对外做功15次，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次，所以1s内，飞轮转30圈，1min飞轮转动的圈数为60×30圈＝1800圈，即飞轮转速是1800r/min。 故答案为：内；丙；1800。 8．（2026•苏州校级模拟）某汽油机每秒钟完成60个冲程，则曲轴的转速为 　1800　 r/min，每个冲程活塞移动行程为0.1m，做功冲程中气缸内燃气的平均推力为3000N，一个做功冲程燃气做功 　300J　 ，汽油机的功率为 　4500W　 。 【解答】解：（1）已知每秒钟完成60个冲程，对外做功15次，汽油机的曲轴转动30转，则每分钟的转数：30×60s＝1800r/min，即曲轴的转速为1800r/min； （2）一个做功冲程燃气做的功：W＝Fs＝3000N×0.1m＝300J， （3）已知1s内汽油机对外做功15次，则做一次功所用的时间：ts， 汽油机的功率：P4500W。 故答案为：1800；300J；4500W。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/8/16 11:44:14；用户：李陆敏；邮箱：orFmNtzVrcH7gw1f524IhJ2j63fs@weixin.jyeoo.com；学号：50207874 05 热值的概念及其实验比较 1．（2025秋•华州区期末）在2025年的九•三阅兵上，驾驶员驾驶装载DF﹣61洲际导弹的车辆（如图）经过天安门广场。DF﹣61洲际导弹选用液体燃料，既提升了运输便利性，又因液体燃料（　　）的优势，保障了导弹的动力性能。 A．比热容大 B．热值大 C．体积大 D．质量大 【解答】解：该DF﹣6t洲际导弹装载的是液体燃料，除了便于运输外，还因为它的热值高，完全燃烧相同质量的该液体燃料和其他燃料相比较，放出的热量较多，故B符合题意、ACD不符合题意。 故选：B。 2．（2026•平凉校级一模）关于燃料的热值，下列说法正确的是（　　） A．提供充足的氧气，让燃料更充分燃烧，可以提高燃料的热值 B．根据热值计算公式q，减小m可以提高热值 C．燃料的热值只与燃料的种类有关 D．一点就着的纸比很难引燃的煤块热值高 【解答】解：A、燃料的热值与燃料的燃烧情况无关，所以增加供氧量，不能提高燃料的热值，故A错误； B、完全燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值，与燃料的质量，故B错误； C、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，与燃料的质量和燃烧程度无关，故C正确； D、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故D错误。 故选：C。 3．（2026•鲁山县一模）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（　　） A．较大的热值 B．较小的密度 C．较大的比热容 D．较小的质量 【解答】解：A．液态氢具有较大的热值，这意味着完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量，能为火箭提供强大的动力，这是火箭采用液态氢作燃料的主要原因，故A正确； B．较小的密度不是火箭选择液态氢作燃料的关键因素，火箭燃料更看重的是能量释放能力，故B错误； C．比热容是反映物质吸放热能力的物理量，和燃料提供能量的能力无关，故C错误； D．较小的质量不是火箭选择液态氢作燃料的关键因素，火箭燃料更看重的是能量释放能力，故D错误。 故选：A。 4．（2025秋•成都期末）下列关于温度、内能、热量和热值的说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，温度一定升高，内能不一定变大 B．一块0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，内能变大 C．物体温度越高，含有的热量就越多 D．燃料放出的热量越多，其热值越大 【解答】解：A．物体吸收热量，温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中，吸收热量但温度保持不变，故A错误； B．一块0℃的冰熔化成0℃的水，虽然温度不变，但在熔化过程中需要吸收热量。吸收的热量用于增加分子间的势能，从而使内能增大，故B正确； C．热量是一个过程量，它表示在热传递过程中传递能量的多少，只能说“吸收”或“放出”热量，不能说“含有”热量。物体温度越高，只能说物体的内能越大，而不能说含有热量越多，故C错误； D．热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度以及放出热量的多少等因素无关。燃料燃烧放出的热量多，不会改变燃料的热值，故D错误。 故选：B。 5．（2025秋•蚌埠期末）如图所示的实验中，燃料甲、乙的质量相同，液体a、b的质量相同，燃料充分燃尽后液体升高的温度为Δt（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） ①若甲、乙为同种燃料，则Δt越大，液体的比热容越大 ②若甲、乙为同种燃料，则Δt越大，液体的比热容越小 ③若a、b为同种液体，则Δt越大，燃料的热值越大 ④若a、b为同种液体，则Δt越大，燃料的热值越小 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 【解答】解：若甲、乙为同种燃料，则燃料充分燃尽，放出的热量相同，则液体a、b吸收的热量相同，即Qa＝Qb；液体a、b的质量相同，即ma＝mb；由可得，质量相同的液体a、b吸收的热量相同，则温度变化量Δt越大的，吸热能力越弱，比热容越小，故①错误，②正确。 若a、b为同种液体，温度变化量Δt越大，由Q＝cmΔt可知，液体吸收的热量越多，液体吸收的热量来自甲、乙两种燃料燃烧释放，说明燃料燃烧放出的热量越多；由Q放＝mq可得，质量相同的甲、乙两种燃料完全燃烧，放出的热量越多的，热值越大，故③正确，④错误； 故B正确，ACD错误。 故选：B。 6．（2026•莱西市校级模拟）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的两种液体进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时液体升高的温度用Δt表示（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙燃料种类相同，两个烧杯中液体的种类不相同，两个装置用来探究燃料的热值大小 B．若甲、乙燃料种类相同，两个烧杯中液体的种类不相同，的值越大，液体的吸热能力越强 C．若甲、乙两种燃料种类不同，两个烧杯中液体种类相同，的值越大，燃料的热值越大 D．若甲、乙两种燃料种类不同，两个烧杯中液体种类相同的值越大，燃料的热值越大 【解答】解：A、比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类、质量相同而燃料不同，故A错误； B、甲、乙燃料种类相同，根据c可知，的值越大，吸收相同热量，升高温度越高，吸热能力越弱，故B错误； CD、若甲、乙两种燃料种类不同，两个烧杯中液体种类相同，的值越大，液体吸收热量越多燃料的热值越大，故C错误D正确。 故选：D。 7．（2025秋•新吴区期末）如图所示，是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验。取5g酒精和面巾纸碎片，分别放入两个燃烧皿中，点燃后对装有30g水的试管加热。关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．必须同时点燃酒精和面巾纸碎片 B．需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温 C．通过比较燃料燃烧的时间来比较燃料放出的热量多少 D．燃料充分燃烧后水吸收的热量与燃料质量的比值等于燃料的热值 【解答】解：A、加热时间是由燃料燃烧情况和水吸热情况决定的，不需要同时点燃酒精和面巾纸碎片，故A错误； BC、因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化（水升高的温度）来比较燃料热值的大小关系，需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温，故B正确，C错误； D、事实上燃料不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热量并没有全部被水吸收，即测得燃料燃烧放出的热量小于燃料完全燃烧放出的热量，所以算出的热值比标准值偏小，故D错误。 故选：B。 8．（2025秋•阳城县期末）将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿等，另提供天平和秒表。 （1）要“比较水和油的比热容大小”，应选择　甲、丁　 两组装置进行实验，组装器材时应按照　自下而上　 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装。通过比较　加热时间　 来比较水和油吸收热量的多少。 （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，可选择　乙、丙　 两组装置进行实验，实验时应该控制酒精和煤油的　质量　 （选填“燃烧时间”“初温”或“质量”）相同。 【解答】解：（1）比较水和油的比热容大小，根据控制变量法可知，应选用相同的加热装置，且水和油的质量应相同，故可选择甲、丁两组装置进行实验并得出结论。 因为要根据酒精灯火焰的高度调整铁圈位置，故按照自下而上的顺序安装。 用相同的加热装置加热，相同的时间内吸收热量相同，加热时间越长，吸收的热量越多，故可以通过加热时间的长短来比较水和油吸收热量的多少，应用了转换法。 （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，需要改变燃料的种类，控制加热液体质量和种类相同，故选择乙、丙两组装置比较酒精和煤油的热值大小； 根据控制变量法，实验时应该控制酒精和煤油的质量相同，这样才能通过燃料完全燃烧放出热量的多少来比较热值。 故答案为：（1）甲、丁；自下而上；加热时间；（2）乙、丙；质量。 9．（2025秋•邵阳期末）如图甲所示，小明在做“探究水和煤油吸热能力”的实验。他在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯同时开始加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔1min记录一次温度。 （1）如图甲，小明在组装实验装置时，安装顺序应　自下而上　 ； （2）根据实验数据绘制图乙所示的温度—时间图像，则均加热5min，水吸收的热量　等于　 煤油吸收的热量，从图像可以看出，液体A为　水　 。 （3）为比较不同燃料的热值，小明用酒精灯和某种燃料燃烧来加热相同质量的水，如图丙所示，小明画出了燃烧完10g酒精和10g某种燃料，其水温随时间变化图像，如图丁所示，则该种燃料的热值q燃料＝　2.4×107 J/kg（酒精的热值为3×107J/kg）。 【解答】解：（1）要用酒精灯的外焰加热，所以实验装置的安装顺序是从下至上。 （2）用两个相同的酒精灯同时开始加热，相同的时间内放出的热量相同，故相同的时间内，水和煤油吸收的热量相同。如图乙所示，加热相同的时间，吸收相同的热量，水升高的温度比较慢，水吸热能力更强一些。 （3）根据Q＝cmΔt，水的质量相同，比热容相同，所以水吸收的热量与温度变化成正比。酒精燃烧使水升高的温度Δt酒精＝100℃﹣50℃＝50℃某种燃料燃烧使水升高的温度Δt燃料＝90℃﹣50℃＝40℃ 酒精完全燃烧放出的热量， ，即， 该燃料的热值。 故答案为：（1）从下至上；（2）等于；水；（3）2.4×107。 10．（2026•嵩县模拟）小华组装了两套相同的装置来探究煤油和酒精的热值大小，如图甲、乙所示。 （1）在两套实验装置的烧杯中装入　质量　 和初温都相同的水，并且在油灯盏中分别装入质量　相同　 （选填“相同”或“不同”）的煤油和酒精。 （2）本实验中，应在燃料燃烧　完毕　 （选填“相同时间”或“完毕”）后，通过比较　温度计示数变化　 （选填“温度计示数变化”或“加热时间”）来得出结论。 （3）根据实验中记录的数据绘制的水温与加热时间的关系图像如图丙所示。分析图像可知，热值较大的是　煤油　 （选填“煤油”或“酒精”）。 （4）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯盏中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸＝c水m水（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，用这个热量与燃料质量的比计算出煤油或酒精的热值，你认为她的计算结果可靠吗？并说明理由。　不可靠，因为燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，存在热量散失（部分热量被装置、空气吸收等），测得的水吸收的热量小于燃料实际完全燃烧放出的热量，因此计算出的热值会比真实值偏小　 。 【解答】解：（1）根据控制变量法，探究不同燃料的热值时，只改变燃料种类，要保证其他可能影响实验的变量一致，因此需要让烧杯中的水的质量和初温都相同，同时油灯中装入相同质量的煤油和酒精。 （2）热值是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，因此需要等燃料燃烧完毕后，通过转换法，比较质量、初温都相同的水的温度计示数变化，就能反映水吸收热量的多少，进而对比两种燃料放热能力的差异。 （3）从图丙可知，完全燃烧相同质量的煤油和酒精后，煤油加热的水升温更高，说明相同质量的煤油完全燃烧放出的热量更多，因此煤油的热值更大。 （4）实验中存在不可避免的热量损失：燃料放出的热量会有部分散失到空气中、被实验装置吸收，无法全部被水吸收，因此通过水吸收的热量计算得到的结果会小于燃料实际的热值，所以该计算不可靠。 故答案为：（1）质量；相同；（2）完毕；温度计示数变化；（3）煤油；（4）不可靠，因为燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，存在热量散失（部分热量被装置、空气吸收等），测得的水吸收的热量小于燃料实际完全燃烧放出的热量，因此计算出的热值会比真实值偏小。 11．（2025秋•宣城期末）用所学的知识解决下列问题。 （1）甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的质量也相同，若比较不同燃料的热值，可以选择　甲、乙　 两图，并通过观察液体　升高的温度　 （选填“加热的时间”或“升高的温度”）来比较两种燃料的热值； （2）小明在探究“物体的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的两种不同液体进行了实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图丁所示。实验中，a、b两种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：液体　a　 （选填“a”或“b”）放热能力强。 【解答】解：（1）若比较不同燃料的热值，需要液体相同，而燃料不同，由图可知，可以选择甲、乙两图进行实验； 比较不同燃料的热值，燃料的质量相同，完全燃烧放出的热量不同，液体吸收热量不同，升高的温度不同，故可以根据液体升高的温度来比较两种燃料热值大小 （2）由图可知，质量相等的两种液体放热相同时间（即放出热量相同）时，a液体的温度变化较少， 由Q＝cmΔt可知，a的比热容较大，即a液体的放热能力强。 故答案为：（1）甲、乙；升高的温度；（2）a。 12．（2025秋•永寿县校级月考）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图﹣1所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。 （1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使　石棉网　 （选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度。 （2）实验中必须让燃料燃尽，这样做的目的是　控制燃料燃烧的质量相同　 ；根据　温度计上升的温度　 比较燃料燃烧放出热量的多少。 （3）小明选用燃料a和燃料b进行实验，正确操作，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了如图﹣2所示的图像，则可初步判断燃料　b　 的热值大。 【解答】解：（1）实验时要用酒精灯的外焰加热，为此安装装置是从下而上，其目的是使石棉网处于适当的高度，方便用外焰加热； （2）实验中必须让燃料燃尽，这样做的目的是控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的上升的温度 来比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度上升的较高，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大。 故答案为：（1）石棉网；（2）控制燃料燃烧的质量相同；温度计上升的温度；（3）b。 13．（2026•合江县校级模拟）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、丙　 （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　加热时间　 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1.8×103J/（kg•℃），则a液体的比热容是　0.9×103 J/（kg•℃）； （2）为了研究不同燃料的热值，正确选择其中　甲、乙　 （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　 （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　偏小　 （偏大/偏小/不变），原因是　燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收、存在热损失　 。 【解答】解：（1）为了研究不同物质的吸热能力，需要燃烧相同的燃料（即热源相同），加热不同的液体，同时让液体的质量相同，所以应选择甲和丙两图进行实验； ①不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的； ②根据Q吸＝cmΔt可知，在质量和吸收热量一定时，温度的变化值和比热容成反比，可以用相同的燃料1加热时间10min，a和b吸收的热量就是相同的， a的温度变化值Δt甲＝80℃﹣20℃＝60℃，b的温度20min变化60℃，10min变化值为Δt乙＝30℃， 据Q吸＝cmΔt得，a液体吸收的热量：Qa吸＝camΔta， b液体吸收的热量：Qb吸＝cbmΔtb， 则camΔta＝cbmΔtb， 所以a的比热容： ca0.9×103J/（kg•℃）； （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；燃料燃烧放出的热量被液体吸收，液体吸热温度升高，因此通过温度计实数的变化直观感知哪种燃料的热值大，在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同，及燃料的质量相同，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）（若a、b液体的比热容已知）计算出了液体吸收的热量，通过这些数据计算出某种燃料的热值，计算结果不可靠，因为燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。 故答案为：（1）甲、丙；①加热时间；②0.9×103；（2）甲、乙；温度计示数变化；偏小；燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收、存在热损失。 14．（2026春•本溪月考）如图甲所示是某组同学设计的“比较不同物质吸收热量的情况”的实验装置，用红外灯均匀照射装有初温和质量都相同的沙子和水的两个瓷盘，每隔1分钟用红外成像仪记录一次温度。 （1）用同一个红外灯均匀照射沙子和水，目的是保证相同时间内沙子和水　吸收相同热量　 ； （2）由实验数据作出了如图乙所示的水和沙子温度随加热时间变化的图像，由图像可知，沙子的吸热能力较　弱　 （选填“强”或“弱”），沙子的比热容是　2.1×103 J/（kg•℃）。这个实验完成后A同学提出如果把沙子换成同样为液体的食用油更严谨些； （3）B同学又利用图丙装置比较不同燃料的热值。实验中，需等待燃料　燃尽　 （选填“燃烧相同的时间”或“燃尽”），通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏　小　 （选填“大”或“小”）。 【解答】解：（1）用同一个红外灯均匀照射沙子和水，保证加热功率相同，目的是保证相同时间内沙子和水吸收的热量相同。 （2）由图像乙可知，若使沙子和水吸收相同的热量，沙子和水加热时间相同，升高温度较多的是沙子，沙子和水的质量相同，则沙子的吸热能力较弱。根据Q＝cmΔt可知，质量相同、吸收相同热量时，比热容与温度变化量成反比。由图乙可知，加热5min，水的温度变化量为Δt水＝40℃﹣20℃＝20℃， 沙子的温度变化量为Δt沙＝60℃﹣20℃＝40℃， 已知水的比热容为，所以沙子的比热容为。 （3）比较不同燃料热值时，需等待燃料燃尽，以保证两种燃料完全燃烧释放的热量被水吸收，才能通过水温变化准确比较热值大小。所以，需等待燃料燃尽。实验中燃料燃烧放出的热量会有部分散失到空气中、被容器吸收，导致水实际吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量，根据计算出的热值会比实际值偏小。 故答案为：（1）吸收相同热量； （2）弱；2.1×103； （3）燃尽；小。 06 热机效率的计算 1．（2025秋•呼和浩特期末）某氢燃料大巴车将液氢储存于车身后部的超低温绝热储罐中作为燃料电池。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），氢燃料的热值约为1.4×108J/kg。求： （1）2kg氢燃料完全燃烧放出的热量； （2）若氢燃料完全燃烧放出的2.52×107J热量全部被初温为30℃，质量为400kg的水吸收，水温升高了多少； （3）2kg氢燃料完全燃烧放出的热量可供该大巴车以120kW的恒定功率匀速行驶25min，则该氢燃料电池大巴车的效率。 【解答】解：（1）氢燃料完全燃烧放出的热量为： Q放＝mq＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J； （2）若氢燃料完全燃烧放出的2.52×107J热量全部被初温为30℃，质量为400kg的水吸收，即Q吸＝2.52×107J，则水升高的温度为： ； （3）大巴车做的有用功为： ， 则氢燃料电池大巴车的效率为： 。 答：（1）2kg氢燃料完全燃烧放出的热量为2.8×108J； （2）若氢燃料完全燃烧放出的2.52×107J热量全部被初温为30℃，质量为400kg的水吸收，水温升高了15℃； （3）2kg氢燃料完全燃烧放出的热量可供该大巴车以120kW的恒定功率匀速行驶25min，则该氢燃料电池大巴车的效率为64.3%。 2．（2025秋•榆社县期末）“运﹣20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若“运﹣20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以20m/s的速度沿水平方向匀速直线航行1h，需要燃烧航空煤油4.8t。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值q＝4×107J/kg。求： （1）“运﹣20”航行1h所做的有用功。 （2）1h内航空煤油完全燃烧所放出的热量。 （3）此次航行中“运﹣20”发动机的效率。 【解答】解：（1）根据P可知，“运﹣20”航行1h所做的有用功为： W＝Pt＝3.2×107W×3600s＝1.152×1011J； （2）1h内航空煤油完全燃烧所放出的热量为： ； （3）此次航行中“运﹣20”发动机的效率为： 。 答：（1）“运﹣20”航行1h所做的有用功为1.152×1011J； （2）1h内航空煤油完全燃烧所放出的热量为1.92×1011J； （3）此次航行中“运﹣20”发动机的效率为60%。 3．（2026•中江县模拟）某品牌电动汽车，满载人员时人与车的总质量为2t，车静止时每只轮胎与地面接触面积为0.02m2，汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶10min，此时电机驱动的功率为50kW，汽车所受阻力为满载人员时人与车总重力的0.1倍，求电动汽车： （1）求车满载人员时对地面的压强。 （2）匀速行驶过程中电机驱动的效率。 【解答】解：（1）车满载人员时对地面的压力等于自身的重力，即F压＝G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N， 车满载人员时对地面的压强为： p2.5×105Pa； （2）电动汽车行驶的距离为： s＝vt＝20m/s×10×60s＝12000m； 汽车所受阻力为满载人员时人与车总重力的0.1倍，根据二力平衡可知，电动汽车受到的牵引力为F＝f＝0.1G＝0.1mg＝0.1^2×103kg×10N/kg＝＝2×103N， 牵引力做的功为： W'＝Fs＝2×103N×12000m＝2.4×107J， 电动汽车输出的总功为： W＝Pt＝50×103W×10×60s＝3×107J， 则匀速行驶过程中电机驱动的效率为： η100%＝80%。 答：（1）车满载人员时对地面的压强为2.5×105Pa； （2）匀速行驶过程中电机驱动的效率为80%。 4．（2025秋•涟源市期末）新能源车已经成为汽车市场的热点。某混合动力汽车，有两种工作模式：纯电动模式与混动模式。当以纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量。当以混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。在某次测试中，汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶1h。若该测试过程中全部由内燃机提供能量，测试前蓄电池已储存的电能为7×107J，测试过程中蓄电池的电能增加了10%，消耗燃料10kg，内燃机的效率为46%（不计蓄电池充电和驱动电机的热损失），所用燃料的热值为4.5×107J/kg，请问该次测试中： （1）燃料完全燃烧释放的热量为多少J？ （2）蓄电池增加了多少J电能？ （3）内燃机燃料燃烧后所做的有用功为多少？ （4）内燃机燃料燃烧后转化为汽车行驶的能量为多少J？ 【解答】解：（1）10kg燃料完全燃烧时释放的热量为： Q放＝mq＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J； （2）根据题意可知，蓄电池的电能增加了10%，则蓄电池增加的电能为： ΔE＝E×10%＝7×107J×10%＝7×106J； （3）根据题意可知内燃机的效率为46%，根据，可得内燃机燃料燃烧后所做的有用功为： W＝Q放η＝4.5×108J×46%＝2.07×108J； （4）内燃机做的有用功转化为两部分能量，一部分给蓄电池充电，一部分转化为汽车行驶所需的能量，故汽车行驶的能量E′＝W﹣ΔE＝2.07×108J﹣7×106J＝2×108J。 答：（1）燃料完全燃烧释放的热量为4.5×108J； （2）蓄电池增加了7×106J电能； （3）内燃机燃料燃烧后所做的有用功为2.07×108J； （4）内燃机燃料燃烧后转化为汽车行驶的能量为2×108J。 5．（2025秋•本溪期末）十五运会“源火”来自中国南海1522米深处的可燃冰，这是全球体育大型赛事历史上首次在深海获取“绿色”火种。1m3可燃冰分解后可释放出160m3天然气。[天然气的热值取4×107J/m3，水的比热容取4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量。 （2）若（1）中天然气完全燃烧放出的热量中有42%被水吸收，不计热损失，可以将多少kg的20℃的水在标准大气压下加热至沸腾。 （3）某辆以天然气为燃料的汽车，若发动机的效率是30%，若要获得1.44×109J的有用功需要完全燃烧多少m3天然气。 【解答】解：（1）由题可知，1m3可燃冰分解后可释放出160m3天然气，则1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量为： ； （2）若（1）中天然气完全燃烧放出的热量中有42%被水吸收，则水吸收的热量为： ； 标准大气压下沸点为100℃，水从20℃加热至沸腾，温度变化Δt＝100℃﹣20℃＝80℃， 水的质量为： ； （3）根据题意可知，需要天然气完全燃烧放出的热量为： ， 需要完全燃烧天然气的体积为： 。 答：（1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量为6.4×109J； （2）若（1）中天然气完全燃烧放出的热量中有42%被水吸收，不计热损失，可以将8000kg的20℃的水在标准大气压下加热至沸腾； （3）某辆以天然气为燃料的汽车，若发动机的效率是30%，若要获得1.44×109J的有用功需要完全燃烧120m3天然气。 6．（2026•中山市模拟）新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗10kg的燃料，汽车克服阻力做功1.4×108J，同时蓄电池储存的电能增加4.4×107J。求汽车在行驶过程中： （1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧放出多少热量？ （2）内燃机做的有用功一共是多少？ （3）内燃机工作的效率是多大？ 【解答】解：（1）燃料完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝10kg×4.6×107J/kg＝4.6×108J； （2）内燃机做的有用功W有＝W机+W电＝1.4×108J+4.4×107J＝1.84×108J； （3）内燃机工作的效率为： η100%100%＝40%。 答：（1）燃料完全燃烧放出的热量为4.6×108J； （2）内燃机做的有用功一共是1.84×108J； （3）内燃机工作的效率是40%。 7．（2026•小店区三模）如图所示，是我国第三代极地破冰船“雪龙号”，满载时总质量为2.1×104t，在1m厚冰层海域破冰最大航速为3.6km/h，所受阻力为1.5×107N，“雪龙号”一次加注满载燃油量约1570吨燃油。（燃油的热值取4×107J/kg，g取10N/kg） （1）求雪龙号在1m厚冰层海域以最大航速匀速行驶20min，克服阻力所做的功是多少？ （2）当船头对冰面的压强达到2×106Pa时，可实现常规破冰前行。若某时刻船头压在冰面上的面积是10m2，冰面受到的压力是破冰船满载时总重的0.1倍，通过计算判断此时是否可以破冰？ （3）计算满载燃油完全燃烧放出的热量？ 【解答】解：（1）雪龙号以最大航速匀速行驶20min，行驶的距离为：s＝vt＝3.6km/h×201.2km＝1200m， 克服阻力做的功为：W＝fs＝1.5×107N×1200m＝1.8×1010J； （2）雪龙号满载时的总重力为：G＝mg＝2.1×104×103kg×10N/kg＝2.1×108N， 冰面受到的压力为：， 雪龙号对冰面的压强为：，所以雪龙号可以破冰； （3）燃油完全燃烧放出的热量：。 答：（1）雪龙号克服阻力所做的功是1.8×1010J； （2）雪龙号可以破冰； （3）满载燃油完全燃烧放出的热量为6.28×1013J。 8．（2026•虎丘区校级二模）2026年世界超级摩托车锦标赛中，张雪机车创造了中国品牌夺冠的历史。如图所示，这款张雪机车，机车质量约为180kg，某次测试中，该车开足马力以最大功率100kW行驶9min，消耗了4kg汽油。已知q汽油＝4.5×107J/kg。求： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）本次测试中该车发动机的效率。 【解答】解：（1）4kg汽油完全燃烧放出的热量： Q放＝q汽油m＝4.5×107J/kg×4kg＝1.8×108J； （2）牵引力做的功： W＝Pt＝100×103W×9×60s＝5.4×107J， 发动机的效率是： η30%。 答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为1.8×108J； （2）本次测试中该车发动机的效率为30%。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/8/16 11:52:48；用户：李陆敏；邮箱：orFmNtzVrcH7gw1f524IhJ2j63fs@weixin.jyeoo.com；学号：50207874 能力拔高训练 1．（2025秋•衡阳期末）如图A是四冲程汽油机的工作示意图，如图B是我国古代曾发明的一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃。下列说法错误的是（　　） A．做功冲程中，高温、高压燃气减少的内能绝大部分转化为机械能 B．汽油机和柴油机的构造类似，柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高 C．图A丁冲程中存在着化学能转化为内能的过程，甲、乙、丙冲程要消耗外部能量 D．图B把推杆推入牛角套筒内时能量转化过程与热机中的图丁冲程相同 【解答】解：A．做功冲程中，高温、高压燃气减少的内能绝大部分转化为机械能，故A正确； B．柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高，体积更小，内能更大，故B正确； C．图A甲中两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能；图A乙中进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程；图A丙中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，图A丁中两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，高温气体燃烧，先将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，甲、乙、丙冲程靠飞轮惯性完成，故C正确； D．图B把推杆推入牛角套筒内时，套筒内的温度升高，内能增大，是由机械能转化为内能，能量转化过程与热机中的压缩冲程相同，即与图甲相同，故D错误。 故选：D。 2．（2025秋•白银期末）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．火箭升空过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能 【解答】解：A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以热值不变，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，故C错误； D．火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故D正确。 故选：D。 3．（2025秋•蚌埠期末）如图所示的实验中，燃料甲、乙的质量相同，液体a、b的质量相同，燃料充分燃尽后液体升高的温度为Δt（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） ①若甲、乙为同种燃料，则Δt越大，液体的比热容越大 ②若甲、乙为同种燃料，则Δt越大，液体的比热容越小 ③若a、b为同种液体，则Δt越大，燃料的热值越大 ④若a、b为同种液体，则Δt越大，燃料的热值越小 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 【解答】解：若甲、乙为同种燃料，则燃料充分燃尽，放出的热量相同，则液体a、b吸收的热量相同，即Qa＝Qb；液体a、b的质量相同，即ma＝mb；由可得，质量相同的液体a、b吸收的热量相同，则温度变化量Δt越大的，吸热能力越弱，比热容越小，故①错误，②正确。 若a、b为同种液体，温度变化量Δt越大，由Q＝cmΔt可知，液体吸收的热量越多，液体吸收的热量来自甲、乙两种燃料燃烧释放，说明燃料燃烧放出的热量越多；由Q放＝mq可得，质量相同的甲、乙两种燃料完全燃烧，放出的热量越多的，热值越大，故③正确，④错误； 故B正确，ACD错误。 故选：B。 4．（2025秋•横山区期末）如图是一种四缸四冲程汽油机，通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上。在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，各个气缸的做功过程错开，可以使发动机运转时更平稳。下列说法正确的是（　　） A．做功冲程中，机械能转化为内能 B．汽油燃烧过程中，汽油的热值不断减小 C．若汽油在气缸内完全燃烧，则发动机效率可达100% D．若该飞轮的转速为1200r/min，则单个气缸在1s内完成10次循环 【解答】解：A．在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，是将燃气的内能转化为活塞和飞轮的机械能，故A错误； B．汽油燃烧过程中，质量减小，汽油的热值不变，故B错误； C．热机工作时，废气带走的热量、通过机体散热损失掉的热量、还要克服部件间的摩擦，因此任何热机的效率都无法达到100%，故C错误； D．四冲程汽油机中，曲轴（飞轮）转2圈，活塞上下往复4次，完成一个工作循环，飞轮的转速为n ＝ 1200r/min ＝20r/s，则单个气缸在1s内完成10次循环，故D正确。 故选：D。 5．（2026•启东市模拟）如图所示装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为t甲、t乙和t丙，且t甲＞t乙＞t丙，则下列说法正确的是（　　） A．燃料b放出热量最多 B．液体2吸收的热量最少 C．燃料a的热值比燃料b的大 D．液体1的比热容比液体2的大 【解答】解： （1）为了比较燃料的热值大小，要用不同的燃料，加热同种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出液体吸热多少和燃料燃烧放热多少，进而判断热值大小，则应选择甲、乙两图进行实验； 由题意知甲、乙两实验中液体的初温相等，末温t甲＞t乙，则Δt甲＞Δt乙， 由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相同，由公式Q＝cmΔt可知，吸收的热量Q甲＞Q乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Qa＞Qb，且燃料的质量相同，由Q放＝mq可知qa＞qb，即燃料a的热值比燃料b的大，故A错误，C正确； （2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出升高温度的关系，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验； 甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量均相同，则燃料完全燃烧释放的热量相等，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则液体吸收的热量Q甲＝Q丙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 所以综合前面解答可知，乙图中液体1吸收的热量最少，故B错误； 甲、丙两实验中液体的初温相等，末温t甲＞t丙，则Δt甲＞Δt丙，即Δt1＞Δt2， 因为Q甲＝Q丙，液体质量m相等，升高的温度Δt1＞Δt2， 所以由c可知c1＜c2，即液体1的比热容比液体2的小，故D错误。 故选：C。 6．（2026•南阳一模）如图所示是煮茶时的情景，下列说法中正确的是（　　） A．壶中茶水在加热沸腾后继续加热温度和内能都不变 B．从壶中刚到入杯中的茶水烫口是因为含热量多 C．沸腾后壶盖被顶起工作过程和内燃机的排气冲程原理相同 D．喝茶时身体感觉变暖了，是通过热传递的方式改变了内能 【解答】解：A．壶中茶水在加热沸腾后继续加热，温度保持不变，但内能会增加，故A错误，不符合题意； B．热量是过程量不能描述为含有或具有，故B错误，不符合题意； C．沸腾后壶盖被顶起工作过程是通过做功的方式，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程原理相同，故C错误，不符合题意； D．喝茶时身体感觉变暖了，是由于身体吸收热量内能增加，通过热传递的方式改变身体的内能，故D正确，符合题意。 故选：D。 7．（2026•武进区校级模拟）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．由乙图可知该汽油机的效率是30% B．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 C．甲图中热机飞轮转速是1800r/min，则该热机1s中对外做功30次 D．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 【解答】解：A．由图乙可知，该汽油机的效率是η＝100%﹣6%﹣30%﹣36%＝28%，故A错误； B．燃料的热值是燃料的一种特性，决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故B错误； C．该汽油机飞轮的转速为1800r/min即30r/s，即汽油机飞轮每秒转30圈，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功一次，则在1s内汽油机对外做了15次功，故C错误； D．由图甲可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的内能增大，温度升高，故D正确。 故选：D。 8．（2026•雁塔区校级二模）如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法正确的是（　　） A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大 B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 C．水火箭加速升空阶段机械能转化为内能 D．水火箭加速升空的过程中水的比热容增大 【解答】解：A．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，机械能转化为内能，水火箭中空气的内能在增大，故A正确； B．打气筒将空气压入水火箭的过程中，压缩空气做功，是将机械能转化为内能，汽油机的做功冲程中内能转化为机械能；能量转化方式是不同的，故B错误； C．水火箭加速升空阶段，水火箭内空气的内能转化为机械能，故C错误； D．比热容是物质的属性，与物质的种类和物态有关，与物体的位置和质量无关，水火箭加速升空的过程中水的比热容不变，故D错误。 故选：A。 9．（2026•西宁二模）图甲为我国首架自行研制的C919客机，图乙是该客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，发动机在工作中，空气流过压气机与燃料混合后在燃烧室中燃烧，燃烧产生的高温高压气流推动涡轮；所受空气阻力与运行速度的关系如图丙所示，涡轮喷气发动机若燃料完全燃烧产生内能的24%用于推力做功（航空燃油热值q＝5.0×107J/kg），若飞机以200m/s的速度水平匀速巡航50min，则下列说法正确的是（　　） A．燃烧室中，内能转化为化学能 B．涡轮喷气过程的能量转化相当于热机的压缩冲程 C．推力克服空气阻力所做的功是1.08×1010J D．需要消耗1800kg的航空燃油 【解答】解：A、燃烧室中，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为内能，故A错误； B、涡轮喷气过程中，内能转化为机械能，与热机中做功冲程的能量转化相似，故B错误； C、如图丙所示，当飞机以200m/s的水平速度匀速巡航时，受到的阻力为3.6×104N； 在巡航0.5h的过程中克服阻力做的功： W＝fs＝fvt＝3.6×104N×200m/s×50×60s＝2.16×1010J，故C错误； D、由η可得航空燃油完全燃烧放出的热量： Q放9×1010J， 由Q放＝mq可得需要航空燃油的质量： m1800kg，故D正确。 故选：D。 10．（2025秋•喀什地区期末）汽油机作为汽车的“心脏”，包含了丰富的物理知识。 （1）汽油机压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将化学能转化为内能，再将内能转化成 　机械　 能，完成 　做功　 冲程。 （2）给汽车加油时，可以闻到汽油味，这是 　扩散　 现象，冬日汽车内的暖风使人感到温暖，这是利用 　热传递　 的方式增加了身体的内能。 （3）水作为汽车发动机的冷却剂，这是因为水的 　比热容　 （填“比热容”或“密度”）较大，升高相同的温度，吸收的热量 　较多　 （填“较多”或“较少”）。 （4）如果汽油机在一段时间内消耗了2kg汽油，油箱内剩下的汽油的热值 　不变　 （填“增大”“减小”或“不变”），这台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3000r/min，该汽油机活塞1s对外做功 　25　 次。 （5）某汽油机输出的机械功率为10kW，效率为36%，该汽油机工作1小时，燃料完全燃烧放出的热量为 　1.0×108 J，若使用热值为4×107J/kg的乙醇汽油作为燃料，1小时需要消耗 　2.5　 kg乙醇汽油。 【解答】解：（1）汽油机压缩冲程结束时，燃料被压缩，温度升高，火花塞产生电火花使燃料燃烧，化学能转化为内能，再通过推动活塞运动，将内能转化为机械能，完成做功冲程； （2）给汽车加油时，可以闻到汽油味，这是汽油分子在空气中不停地做无规则运动的结果，属于扩散现象； 人体表面温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式增加了人体的内能； （3）水作为冷却剂，是因为水的比热容较大，升高相同温度时，吸收的热量较多，从而能有效带走发动机的热量； （4）热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此油箱内剩下的汽油的热值不变； 四冲程汽油机中，飞轮每转两圈完成一个工作循环，对外做功一次；飞轮转速为3000r/min＝50r/s，即每秒转50圈，因此每秒完成25个工作循环，对外做功25次； （5）汽油机输出功率P＝10kW＝10000W，汽油机工作时间t＝1h＝3600s，则汽油机对外做功为： W＝Pt＝10000W×3600s＝3.6×107J， 燃料完全燃烧放出的热量为： ， 1h消耗乙醇汽油的质量为： 。 故答案为：（1）机械；做功；（2）扩散；热传递；（3）比热容；较多；（4）不变；25；（5）1.0×108；2.5。 11．（2025秋•阳城县期末）将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿等，另提供天平和秒表。 （1）要“比较水和油的比热容大小”，应选择　甲、丁　 两组装置进行实验，组装器材时应按照　自下而上　 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装。通过比较　加热时间　 来比较水和油吸收热量的多少。 （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，可选择　乙、丙　 两组装置进行实验，实验时应该控制酒精和煤油的　质量　 （选填“燃烧时间”“初温”或“质量”）相同。 【解答】解：（1）比较水和油的比热容大小，根据控制变量法可知，应选用相同的加热装置，且水和油的质量应相同，故可选择甲、丁两组装置进行实验并得出结论。 因为要根据酒精灯火焰的高度调整铁圈位置，故按照自下而上的顺序安装。 用相同的加热装置加热，相同的时间内吸收热量相同，加热时间越长，吸收的热量越多，故可以通过加热时间的长短来比较水和油吸收热量的多少，应用了转换法。 （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，需要改变燃料的种类，控制加热液体质量和种类相同，故选择乙、丙两组装置比较酒精和煤油的热值大小； 根据控制变量法，实验时应该控制酒精和煤油的质量相同，这样才能通过燃料完全燃烧放出热量的多少来比较热值。 故答案为：（1）甲、丁；自下而上；加热时间；（2）乙、丙；质量。 12．（2026•南充校级模拟）小明利用注射器完成了三组相关实验，请结合现象回答问题： （1）如图甲，注射器内吸入半筒水，封住注射口，用力推活塞，水很难被压缩。这一现象说明　分子之间存在斥力　 。 （2）如图乙，小明用容积为20mL的注射器测量大气压。注射器筒壁上有刻度部分的长度为10cm，将活塞推至底端并封住注射口，用拉力传感器水平拉动活塞。当活塞开始滑动时，拉力传感器的示数为22N，则测得大气压强约为　1.1×105 Pa；他发现测量值大于实际值，其主要原因可能是：活塞被拉动时，　活塞与筒壁之间存在摩擦　 。 （3）如图丙、丁，小明在注射器筒壁内安装温度传感器并密封，吸入适量气体后用橡皮帽封住注射口。用力快速压活塞，传感器示数升高，说明对气体做功，气体内能　增加　 （选填“增加”“减小”或“不变”）。快速取下橡皮帽，气体喷出，注射口有“白雾”出现，传感器示数降低，这一过程的能量转化情况与汽油机的　做功　 冲程相同。 【解答】解：（1）水不容易被压缩，是因为水分子间存在斥力； （2）活塞的横截面积2×10﹣4m， 弹簧测力计的示数为22N，则大气压力F＝22N， 大气压强； 如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡时，拉力F大于大气对活塞的压力，从而使测量值偏大； （3）用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能增大； 快速取下橡皮帽，注射器内的气体对外做功，内能减小，温度降低，故温度传感器的示数变小；注射口喷出“白气”，白气是水蒸气遇冷液化形成的小水滴；在此过程中，筒内气体的内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相同。 故答案为：（1）分子之间存在斥力；（2）1.1×105；活塞与筒壁之间存在摩擦；（3）增加；做功。 13．（2026•南京一模）如图，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，烧杯内液体的质量都相同。 （1）在组装图甲中的实验器材时，需要按照　自下而上　 的顺序进行组装。 （2）要比较不同物质的比热容，应选择　甲、乙　 两个装置，实验中两个装置相同时间内吸收的热量　相同　 （选填“相同”或“不同”）。 （3）比较不同燃料的热值应选择　乙、丙　 两个装置进行比较，温度计示数变化大的装置对应燃料的热值　大　 （选填“大”或“小”）。 （4）若图甲烧杯中为500g的水，温度计的示数升高20℃时需完全燃烧10g的酒精，若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是　4.2×106 J/kg，通过实验计算出的热值与实际相比　偏小　 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 【解答】解：（1）为确保用酒精灯的外焰加热，且温度计不碰到杯底和杯壁，充分地与被测物质接触，在组装甲图中的实验器材时，需要按照自下而上的顺序组装。 （2）为比较不同物质的比热容，应选用相同的加热装置加热不同的液体，故应选择甲装置和乙装置进行比较。 选用相同的加热装置加热，则相同时间内吸收的热量相同。 （3）比较不同燃料的热值，应选择燃料不同，被加热物质相同的装置，即乙、丙两个装置；温度计示数变化大的装置对应燃料放出热量多，热值大。 （4）500g的水温度升高20℃吸收的热量为Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J 若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，则酒精完全燃烧放出的热量为 酒精的热值是 燃料完全燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，存在热量的损失，由此可知，水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量，所以用这种方法计算出燃料的热值比燃料热值的真实值小。 故答案为：（1）自下而上；（2）甲、乙；相同；（3）乙、丙；大；（4）4.2×106；偏小。 14．（2026•双城区一模）如图所示，在探究比热容大小和热值大小的实验中，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中A、B两种液体的密度不同。 （1）在组装装置时，应按　自下而上　 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装，实验中需控制三个容器中液体的　质量　 （选填“质量”或“体积”）相同； （2）若要比较不同物质的吸热本领，应选择　甲、丙　 两图进行实验，图丁是根据实验数据绘制的图像。由图可知，液体A、B的比热容之比为　1：2　 。 （3）若要比较不同燃料的热值，应选择　甲、乙　 两图进行实验，应在燃料完全燃烧后，通过比较　温度计示数的变化量　 来得出结论； （4）在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比偏　小　 。 【解答】解：（1）由于要用外焰加热，同时温度计的玻璃泡在完全浸没的同时不碰到杯底或杯壁，要自下而上安装实验装置。 根据控制变量法，实验中要在烧杯中分别装入质量相等的两种液体。 （2）若要比较不同物质的吸热本领，应用相同的热源加热等质量的不同液体，所以应选择甲、丙两图进行实验。 由图丁可知，升高相同的温度，A、B液体加热时间之比为1：2，则吸热之比为1：2，根据Q吸＝cmΔt，质量相同和升高温度相同时，物体吸收的热量与比热容成正比，所以A、B两种液体的比热容之比为1：2。 （3）若要比较不同燃料的热值，应控制燃料的种类不同而烧杯内液体种类要相同，所以应选择甲、乙两图进行实验。 为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较温度计示数的变化量来得出结论，比较温度计示数的变化量越大，说明对应燃料放出的热量越多，则对应燃料热值越大。 （4）因为存在热损失，酒精燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，即水吸收的热量少于酒精燃烧放出的热量，用水吸收的热量代替酒精燃烧放出的热量进行计算，会导致测得的热值偏小。 故答案为：（1）自下而上；质量；（2）甲、丙；1：2；（3）甲、乙；温度计示数的变化量；（4）小。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/8/16 12:10:04；用户：李陆敏；邮箱：orFmNtzVrcH7gw1f524IhJ2j63fs@weixin.jyeoo.com；学号：50207874 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.4机械能和内能的相互转化（同步练习） 目录 题型分类练习 1 01 做功改变物体的内能 1 02 热机的定义和种类 4 03 内燃机的四个冲程 5 04 内燃机工作循环的计算 8 05 热值的概念及其实验比较 10 06 热机效率的计算 16 能力拔高训练 19 题型分类练习 01 做功改变物体的内能 1．（2026•浠水县模拟）早在宋朝，我国劳动人民就发明了如图所示的“走马灯”，它的原理是空气被蜡烛加热，形成上升气流，推动灯顶上的叶片转动。下列说法正确的是（　　） A．未燃烧的蜡烛内能为零 B．热空气对叶片做功后内能会增大 C．空气被蜡烛加热是通过热传递实现的 D．高温的蜡烛火焰含有很多的热量 2．（2026•涉县模拟）如图为磨刀时的情景，此过程中刀刃会发烫。下列与刀刃内能的改变方式相同的是（　　） A．搓手 B．烧水 C．向手哈气 D．烧制陶瓷 3．（2026•邵东市模拟）如图，钻木取火是人类早期掌握的技能之一。下列选项中，改变物体内能的方式与钻木取火相同的是（　　） A．冬天搓手手变暖和 B．晒太阳时身体发热 C．用燃气烧水时水变热 D．用暖宝暖手时手变热 4．（2026•祁县二模）如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法正确的是（　　） A．温度计示数变小 B．通过热传递改变气体内能 C．保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变 D．撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小 5．（2026•东莞市一模）如图所示为空气压缩引火仪，在玻璃筒底部放一小团干燥的硝化棉，快速下压活塞，可观察到硝化棉燃烧。关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．硝化棉燃烧时，内能转化成化学能 B．快速下压活塞时，玻璃筒内空气温度升高 C．这一过程中能量转化情况与热机的做功冲程相同 D．快速下压活塞时，玻璃筒内空气压强不变 6．（2026•宜城市模拟）如图所示，碳酸饮料易拉罐的拉环被拉断后，小明将A4纸反复对折出一个硬角并快速摩擦拉环附近的凹槽。一段时间后，易拉罐自动“炸开”。下列说法错误的是（　　） A．摩擦过程中，易拉罐所含热量增加 B．摩擦过程中，通过做功的方式增大了易拉罐拉环附近的内能 C．小明闻到饮料的味道，这是扩散现象 D．易拉罐自动“炸开”时，罐内饮料分子的热运动减慢 7．（2026•枣强县一模）图中所示的四个实例中，与搓手取暖改变物体内能的方式相同的是（　　） A．扬汤止沸 B．釜底抽薪 C．钻木取火 D．炙手可热 8．（2026•小店区校级模拟）如图所示，山地自行车的“避震”是一种以密闭空气为工作介质的空气弹簧，具有体积小、弹力大、工作平稳、使用寿命长等优点。当迅速向下压缩密闭空气时，下列说法正确的是（　　） A．“避震”内的空气温度升高 B．“避震”内的空气密度不变 C．“避震”内的空气压强减小 D．“避震”内的空气内能减小 02 热机的定义和种类 1．（2026•奎屯市模拟）下列不属于热机应用的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．燃油摩托车 2．（2026•内江）下列设备工作过程中没有使用热机的是（　　） A．燃油汽车 B．火箭 C．喷气式飞机 D．电瓶车 3．（2026•乌鲁木齐一模）下列设备不属于热机的是（　　） A．自行车 B．汽油机 C．蒸汽机 D．柴油机 4．（2025秋•和田地区期末）下列交通工具中，没有利用热机的是（　　） A．蒸汽火车 B．飞机 C．轮船 D．自行车 5．（2025秋•合江县校级期末）以内燃机为动力的各种热机，在人类生产生活中应用极为广泛，从轮船、火车到拖拉机、摩托车等，它们的动力大都来源于内燃机。它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。下列对内燃机的有关叙述，错误的是（　　） A．内燃机是内能转化为机械能的装置 B．内燃机能够对外做功，故不需外力启动 C．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大 D．内燃机靠产生的高温、高压气体做功 6．（2026•银川模拟）2026年3月，中国摩托车品牌“张雪机车”在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站连续夺得两回合冠军，比赛现场如图所示。张雪机车820RR三缸发动机的燃料在汽缸内燃烧，一个工作循环须经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，属于　 　 （选填“内燃机”、“蒸汽机”或“电动机”）。该发动机制造非常精密，部分零件的精度达到了3　 　 （选填“毫米”、“微米”或“纳米”），大约是一根头发丝直径的二十分之一。 03 内燃机的四个冲程 1．（2026•仁怀市模拟）如图所示是汽油机的压缩冲程，该冲程的能量转化是机械能转化为内能。下列事例的能量转化过程与之相同的是（　　） A．火箭发射 B．拉弓射箭 C．碳烤牛肉 D．钻木取火 2．（2025秋•富锦市期末）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是（　　） A．甲乙丙丁 B．丁丙乙甲 C．丁甲丙乙 D．乙丙甲丁 3．（2026•福州校级模拟）我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，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。这一过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似（　　） A． B． C． D． 4．（2026•沅江市二模）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 5．（2026•茂南区模拟）如图是我国传统玩具走马灯，灯内蜡烛燃烧产生的热空气推动叶轮转动，从能量转化的角度，此过程与汽油机的哪个冲程类似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 6．（2026•湖南二模）如图是手工制作的简易等离子炮装置，由空塑料瓶、软管和打火机组成。使用时，向瓶内通入打火机燃气，点燃后瓶内气体迅速燃烧膨胀，从瓶口高速喷出，推翻前方目标物，“燃气推翻目标物”与内燃机哪个冲程的原理相似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 7．（2025秋•济南校级期末）如图所示，“脚踏冲天炮”是一种深受大家喜爱的户外玩具。发射时，需要先用脚使劲踩踏气泵，泵内气体被压缩，松开脚后气泵内的气体推动泡沫“火箭”向上飞出。气体推动泡沫“火箭”升空的过程相当于下列的哪个冲程（　　） A． B． C． D． 8．（2026•思明区模拟）如图是小明自制的动力小船，当易拉罐中的水被加热后，大量水蒸气从小孔中冲出，小船向前运动，这一过程类似于内燃机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 04 内燃机工作循环的计算 1．（2025秋•肥西县期末）一台四冲程汽油机，飞轮转速为3600r/min，则每秒对外做功次数为（　　） A．30次 B．60次 C．15次 D．120次 2．（2026•鱼台县校级模拟）某台四冲程汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了　 　 个工作循环。 3．（2026•平武县一模）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 　 　 焦、汽油机的功率为 　 　 瓦。 4．（2026•潮阳区一模）图甲中气球在放气时，它喷气的嘴部温度和原来相比 　 　 （选填“变高”、“变低”或“没有变化”），此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 　 　 （选填“A”或“B”）图所示过程的能量转化是一致的。某四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，若气缸在做功冲程中每次做功400J，则每秒钟对外做功 　 　 J。 5．（2026春•阜阳校级月考）一台单缸四冲程汽油机的飞轮每分钟转1200r，这台汽油机1min做了　 　 次功。 6．（2026•合肥一模）某单缸柴油机的转速为1800r/min，做功冲程推动活塞一次做功1500J，这台柴油机每秒做功　 　 J。 7．（2026•兴化市二模）如图甲所示，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 　 　 能转化为塞子的机械能；此能量转化过程与图 　 　 中汽油机的工作过程是一致的。若汽油机每秒钟对外做功的次数为15次，则该汽油机飞轮的转速为 　 　 r/min。 8．（2026•苏州校级模拟）某汽油机每秒钟完成60个冲程，则曲轴的转速为 　 　 r/min，每个冲程活塞移动行程为0.1m，做功冲程中气缸内燃气的平均推力为3000N，一个做功冲程燃气做功 　 　 ，汽油机的功率为 　 　 。 05 热值的概念及其实验比较 1．（2025秋•华州区期末）在2025年的九•三阅兵上，驾驶员驾驶装载DF﹣61洲际导弹的车辆（如图）经过天安门广场。DF﹣61洲际导弹选用液体燃料，既提升了运输便利性，又因液体燃料（　　）的优势，保障了导弹的动力性能。 A．比热容大 B．热值大 C．体积大 D．质量大 2．（2026•平凉校级一模）关于燃料的热值，下列说法正确的是（　　） A．提供充足的氧气，让燃料更充分燃烧，可以提高燃料的热值 B．根据热值计算公式q，减小m可以提高热值 C．燃料的热值只与燃料的种类有关 D．一点就着的纸比很难引燃的煤块热值高 3．（2026•鲁山县一模）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（　　） A．较大的热值 B．较小的密度 C．较大的比热容 D．较小的质量 4．（2025秋•成都期末）下列关于温度、内能、热量和热值的说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，温度一定升高，内能不一定变大 B．一块0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，内能变大 C．物体温度越高，含有的热量就越多 D．燃料放出的热量越多，其热值越大 5．（2025秋•蚌埠期末）如图所示的实验中，燃料甲、乙的质量相同，液体a、b的质量相同，燃料充分燃尽后液体升高的温度为Δt（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） ①若甲、乙为同种燃料，则Δt越大，液体的比热容越大 ②若甲、乙为同种燃料，则Δt越大，液体的比热容越小 ③若a、b为同种液体，则Δt越大，燃料的热值越大 ④若a、b为同种液体，则Δt越大，燃料的热值越小 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 6．（2026•莱西市校级模拟）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的两种液体进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时液体升高的温度用Δt表示（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙燃料种类相同，两个烧杯中液体的种类不相同，两个装置用来探究燃料的热值大小 B．若甲、乙燃料种类相同，两个烧杯中液体的种类不相同，的值越大，液体的吸热能力越强 C．若甲、乙两种燃料种类不同，两个烧杯中液体种类相同，的值越大，燃料的热值越大 D．若甲、乙两种燃料种类不同，两个烧杯中液体种类相同的值越大，燃料的热值越大 7．（2025秋•新吴区期末）如图所示，是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验。取5g酒精和面巾纸碎片，分别放入两个燃烧皿中，点燃后对装有30g水的试管加热。关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．必须同时点燃酒精和面巾纸碎片 B．需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温 C．通过比较燃料燃烧的时间来比较燃料放出的热量多少 D．燃料充分燃烧后水吸收的热量与燃料质量的比值等于燃料的热值 8．（2025秋•阳城县期末）将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿等，另提供天平和秒表。 （1）要“比较水和油的比热容大小”，应选择　 　 两组装置进行实验，组装器材时应按照　 　 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装。通过比较　 　 来比较水和油吸收热量的多少。 （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，可选择　 　 两组装置进行实验，实验时应该控制酒精和煤油的　 　 （选填“燃烧时间”“初温”或“质量”）相同。 9．（2025秋•邵阳期末）如图甲所示，小明在做“探究水和煤油吸热能力”的实验。他在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯同时开始加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔1min记录一次温度。 （1）如图甲，小明在组装实验装置时，安装顺序应　 　 ； （2）根据实验数据绘制图乙所示的温度—时间图像，则均加热5min，水吸收的热量　 　 煤油吸收的热量，从图像可以看出，液体A为　 　 。 （3）为比较不同燃料的热值，小明用酒精灯和某种燃料燃烧来加热相同质量的水，如图丙所示，小明画出了燃烧完10g酒精和10g某种燃料，其水温随时间变化图像，如图丁所示，则该种燃料的热值q燃料＝　 　 J/kg（酒精的热值为3×107J/kg）。 10．（2026•嵩县模拟）小华组装了两套相同的装置来探究煤油和酒精的热值大小，如图甲、乙所示。 （1）在两套实验装置的烧杯中装入　 　 和初温都相同的水，并且在油灯盏中分别装入质量　 　 （选填“相同”或“不同”）的煤油和酒精。 （2）本实验中，应在燃料燃烧　 　 （选填“相同时间”或“完毕”）后，通过比较　 　 （选填“温度计示数变化”或“加热时间”）来得出结论。 （3）根据实验中记录的数据绘制的水温与加热时间的关系图像如图丙所示。分析图像可知，热值较大的是　 　 （选填“煤油”或“酒精”）。 （4）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯盏中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸＝c水m水（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，用这个热量与燃料质量的比计算出煤油或酒精的热值，你认为她的计算结果可靠吗？并说明理由。　 　 。 11．（2025秋•宣城期末）用所学的知识解决下列问题。 （1）甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的质量也相同，若比较不同燃料的热值，可以选择　 　 两图，并通过观察液体　 　 （选填“加热的时间”或“升高的温度”）来比较两种燃料的热值； （2）小明在探究“物体的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的两种不同液体进行了实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图丁所示。实验中，a、b两种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：液体　 　 （选填“a”或“b”）放热能力强。 12．（2025秋•永寿县校级月考）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图﹣1所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。 （1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使　 　 （选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度。 （2）实验中必须让燃料燃尽，这样做的目的是　 　 ；根据　 　 比较燃料燃烧放出热量的多少。 （3）小明选用燃料a和燃料b进行实验，正确操作，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了如图﹣2所示的图像，则可初步判断燃料　 　 的热值大。 13．（2026•合江县校级模拟）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1.8×103J/（kg•℃），则a液体的比热容是　 　 J/（kg•℃）； （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），原因是　 　 。 14．（2026春•本溪月考）如图甲所示是某组同学设计的“比较不同物质吸收热量的情况”的实验装置，用红外灯均匀照射装有初温和质量都相同的沙子和水的两个瓷盘，每隔1分钟用红外成像仪记录一次温度。 （1）用同一个红外灯均匀照射沙子和水，目的是保证相同时间内沙子和水　 　 ； （2）由实验数据作出了如图乙所示的水和沙子温度随加热时间变化的图像，由图像可知，沙子的吸热能力较　 　 （选填“强”或“弱”），沙子的比热容是　 　 J/（kg•℃）。这个实验完成后A同学提出如果把沙子换成同样为液体的食用油更严谨些； （3）B同学又利用图丙装置比较不同燃料的热值。实验中，需等待燃料　 　 （选填“燃烧相同的时间”或“燃尽”），通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏　 　 （选填“大”或“小”）。 06 热机效率的计算 1．（2025秋•呼和浩特期末）某氢燃料大巴车将液氢储存于车身后部的超低温绝热储罐中作为燃料电池。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），氢燃料的热值约为1.4×108J/kg。求： （1）2kg氢燃料完全燃烧放出的热量； （2）若氢燃料完全燃烧放出的2.52×107J热量全部被初温为30℃，质量为400kg的水吸收，水温升高了多少； （3）2kg氢燃料完全燃烧放出的热量可供该大巴车以120kW的恒定功率匀速行驶25min，则该氢燃料电池大巴车的效率。 2．（2025秋•榆社县期末）“运﹣20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若“运﹣20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以20m/s的速度沿水平方向匀速直线航行1h，需要燃烧航空煤油4.8t。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值q＝4×107J/kg。求： （1）“运﹣20”航行1h所做的有用功。 （2）1h内航空煤油完全燃烧所放出的热量。 （3）此次航行中“运﹣20”发动机的效率。 3．（2026•中江县模拟）某品牌电动汽车，满载人员时人与车的总质量为2t，车静止时每只轮胎与地面接触面积为0.02m2，汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶10min，此时电机驱动的功率为50kW，汽车所受阻力为满载人员时人与车总重力的0.1倍，求电动汽车： （1）求车满载人员时对地面的压强。 （2）匀速行驶过程中电机驱动的效率。 4．（2025秋•涟源市期末）新能源车已经成为汽车市场的热点。某混合动力汽车，有两种工作模式：纯电动模式与混动模式。当以纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量。当以混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。在某次测试中，汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶1h。若该测试过程中全部由内燃机提供能量，测试前蓄电池已储存的电能为7×107J，测试过程中蓄电池的电能增加了10%，消耗燃料10kg，内燃机的效率为46%（不计蓄电池充电和驱动电机的热损失），所用燃料的热值为4.5×107J/kg，请问该次测试中： （1）燃料完全燃烧释放的热量为多少J？ （2）蓄电池增加了多少J电能？ （3）内燃机燃料燃烧后所做的有用功为多少？ （4）内燃机燃料燃烧后转化为汽车行驶的能量为多少J？ 5．（2025秋•本溪期末）十五运会“源火”来自中国南海1522米深处的可燃冰，这是全球体育大型赛事历史上首次在深海获取“绿色”火种。1m3可燃冰分解后可释放出160m3天然气。[天然气的热值取4×107J/m3，水的比热容取4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量。 （2）若（1）中天然气完全燃烧放出的热量中有42%被水吸收，不计热损失，可以将多少kg的20℃的水在标准大气压下加热至沸腾。 （3）某辆以天然气为燃料的汽车，若发动机的效率是30%，若要获得1.44×109J的有用功需要完全燃烧多少m3天然气。 6．（2026•中山市模拟）新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗10kg的燃料，汽车克服阻力做功1.4×108J，同时蓄电池储存的电能增加4.4×107J。求汽车在行驶过程中： （1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧放出多少热量？ （2）内燃机做的有用功一共是多少？ （3）内燃机工作的效率是多大？ 7．（2026•小店区三模）如图所示，是我国第三代极地破冰船“雪龙号”，满载时总质量为2.1×104t，在1m厚冰层海域破冰最大航速为3.6km/h，所受阻力为1.5×107N，“雪龙号”一次加注满载燃油量约1570吨燃油。（燃油的热值取4×107J/kg，g取10N/kg） （1）求雪龙号在1m厚冰层海域以最大航速匀速行驶20min，克服阻力所做的功是多少？ （2）当船头对冰面的压强达到2×106Pa时，可实现常规破冰前行。若某时刻船头压在冰面上的面积是10m2，冰面受到的压力是破冰船满载时总重的0.1倍，通过计算判断此时是否可以破冰？ （3）计算满载燃油完全燃烧放出的热量？ 8．（2026•虎丘区校级二模）2026年世界超级摩托车锦标赛中，张雪机车创造了中国品牌夺冠的历史。如图所示，这款张雪机车，机车质量约为180kg，某次测试中，该车开足马力以最大功率100kW行驶9min，消耗了4kg汽油。已知q汽油＝4.5×107J/kg。求： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）本次测试中该车发动机的效率。 能力拔高训练 1．（2025秋•衡阳期末）如图A是四冲程汽油机的工作示意图，如图B是我国古代曾发明的一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃。下列说法错误的是（　　） A．做功冲程中，高温、高压燃气减少的内能绝大部分转化为机械能 B．汽油机和柴油机的构造类似，柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高 C．图A丁冲程中存在着化学能转化为内能的过程，甲、乙、丙冲程要消耗外部能量 D．图B把推杆推入牛角套筒内时能量转化过程与热机中的图丁冲程相同 2．（2025秋•白银期末）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．火箭升空过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能 3．（2025秋•蚌埠期末）如图所示的实验中，燃料甲、乙的质量相同，液体a、b的质量相同，燃料充分燃尽后液体升高的温度为Δt（液体未沸腾），下列说法正确的是（　　） ①若甲、乙为同种燃料，则Δt越大，液体的比热容越大 ②若甲、乙为同种燃料，则Δt越大，液体的比热容越小 ③若a、b为同种液体，则Δt越大，燃料的热值越大 ④若a、b为同种液体，则Δt越大，燃料的热值越小 A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 4．（2025秋•横山区期末）如图是一种四缸四冲程汽油机，通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上。在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，各个气缸的做功过程错开，可以使发动机运转时更平稳。下列说法正确的是（　　） A．做功冲程中，机械能转化为内能 B．汽油燃烧过程中，汽油的热值不断减小 C．若汽油在气缸内完全燃烧，则发动机效率可达100% D．若该飞轮的转速为1200r/min，则单个气缸在1s内完成10次循环 5．（2026•启东市模拟）如图所示装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为t甲、t乙和t丙，且t甲＞t乙＞t丙，则下列说法正确的是（　　） A．燃料b放出热量最多 B．液体2吸收的热量最少 C．燃料a的热值比燃料b的大 D．液体1的比热容比液体2的大 6．（2026•南阳一模）如图所示是煮茶时的情景，下列说法中正确的是（　　） A．壶中茶水在加热沸腾后继续加热温度和内能都不变 B．从壶中刚到入杯中的茶水烫口是因为含热量多 C．沸腾后壶盖被顶起工作过程和内燃机的排气冲程原理相同 D．喝茶时身体感觉变暖了，是通过热传递的方式改变了内能 7．（2026•武进区校级模拟）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．由乙图可知该汽油机的效率是30% B．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 C．甲图中热机飞轮转速是1800r/min，则该热机1s中对外做功30次 D．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 8．（2026•雁塔区校级二模）如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法正确的是（　　） A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大 B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 C．水火箭加速升空阶段机械能转化为内能 D．水火箭加速升空的过程中水的比热容增大 9．（2026•西宁二模）图甲为我国首架自行研制的C919客机，图乙是该客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，发动机在工作中，空气流过压气机与燃料混合后在燃烧室中燃烧，燃烧产生的高温高压气流推动涡轮；所受空气阻力与运行速度的关系如图丙所示，涡轮喷气发动机若燃料完全燃烧产生内能的24%用于推力做功（航空燃油热值q＝5.0×107J/kg），若飞机以200m/s的速度水平匀速巡航50min，则下列说法正确的是（　　） A．燃烧室中，内能转化为化学能 B．涡轮喷气过程的能量转化相当于热机的压缩冲程 C．推力克服空气阻力所做的功是1.08×1010J D．需要消耗1800kg的航空燃油 10．（2025秋•喀什地区期末）汽油机作为汽车的“心脏”，包含了丰富的物理知识。 （1）汽油机压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将化学能转化为内能，再将内能转化成 　 　 能，完成 　 　 冲程。 （2）给汽车加油时，可以闻到汽油味，这是 　 　 现象，冬日汽车内的暖风使人感到温暖，这是利用 　 　 的方式增加了身体的内能。 （3）水作为汽车发动机的冷却剂，这是因为水的 　 　 （填“比热容”或“密度”）较大，升高相同的温度，吸收的热量 　 　 （填“较多”或“较少”）。 （4）如果汽油机在一段时间内消耗了2kg汽油，油箱内剩下的汽油的热值 　 　 （填“增大”“减小”或“不变”），这台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3000r/min，该汽油机活塞1s对外做功 　 　 次。 （5）某汽油机输出的机械功率为10kW，效率为36%，该汽油机工作1小时，燃料完全燃烧放出的热量为 　 　 J，若使用热值为4×107J/kg的乙醇汽油作为燃料，1小时需要消耗 　 　 kg乙醇汽油。 11．（2025秋•阳城县期末）将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿等，另提供天平和秒表。 （1）要“比较水和油的比热容大小”，应选择　 　 两组装置进行实验，组装器材时应按照　 　 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装。通过比较　 　 来比较水和油吸收热量的多少。 （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，可选择　 　 两组装置进行实验，实验时应该控制酒精和煤油的　 　 （选填“燃烧时间”“初温”或“质量”）相同。 12．（2026•南充校级模拟）小明利用注射器完成了三组相关实验，请结合现象回答问题： （1）如图甲，注射器内吸入半筒水，封住注射口，用力推活塞，水很难被压缩。这一现象说明　 　 。 （2）如图乙，小明用容积为20mL的注射器测量大气压。注射器筒壁上有刻度部分的长度为10cm，将活塞推至底端并封住注射口，用拉力传感器水平拉动活塞。当活塞开始滑动时，拉力传感器的示数为22N，则测得大气压强约为　 　 Pa；他发现测量值大于实际值，其主要原因可能是：活塞被拉动时，　 　 。 （3）如图丙、丁，小明在注射器筒壁内安装温度传感器并密封，吸入适量气体后用橡皮帽封住注射口。用力快速压活塞，传感器示数升高，说明对气体做功，气体内能　 　 （选填“增加”“减小”或“不变”）。快速取下橡皮帽，气体喷出，注射口有“白雾”出现，传感器示数降低，这一过程的能量转化情况与汽油机的　 　 冲程相同。 13．（2026•南京一模）如图，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，烧杯内液体的质量都相同。 （1）在组装图甲中的实验器材时，需要按照　 　 的顺序进行组装。 （2）要比较不同物质的比热容，应选择　 　 两个装置，实验中两个装置相同时间内吸收的热量　 　 （选填“相同”或“不同”）。 （3）比较不同燃料的热值应选择　 　 两个装置进行比较，温度计示数变化大的装置对应燃料的热值　 　 （选填“大”或“小”）。 （4）若图甲烧杯中为500g的水，温度计的示数升高20℃时需完全燃烧10g的酒精，若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是　 　 J/kg，通过实验计算出的热值与实际相比　 　 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] 14．（2026•双城区一模）如图所示，在探究比热容大小和热值大小的实验中，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中A、B两种液体的密度不同。 （1）在组装装置时，应按　 　 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装，实验中需控制三个容器中液体的　 　 （选填“质量”或“体积”）相同； （2）若要比较不同物质的吸热本领，应选择　 　 两图进行实验，图丁是根据实验数据绘制的图像。由图可知，液体A、B的比热容之比为　 　 。 （3）若要比较不同燃料的热值，应选择　 　 两图进行实验，应在燃料完全燃烧后，通过比较　 　 来得出结论； （4）在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比偏　 　 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $