第12.4节 机械能与内能的相互转化（高效培优·讲义）物理新教材苏科版九年级上册

本讲义聚焦机械能与内能的相互转化，系统梳理做功改变内能的两种转化形式，热机的构造与四冲程工作原理，燃料的热值及热机效率计算，构建从内能改变到能量应用的完整知识链。 通过目标导航明确物理观念，避坑指南对比汽油机与柴油机培养科学思维，实验设计比较燃料热值提升科学探究能力，结合环保议题渗透科学态度与责任。课中辅助教师高效教学，课后助力学生巩固练习，查漏补缺。

第12.4节 机械能与内能的相互转化 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 做功——改变内能的另一种方式 考点02 热机 考点03 燃料的热值 03 避坑指南·解题通法 角度01 做功改变物体的内能 角度02 温度、热量与内能的区别与联系 角度03 通过做功改变物体内能时，能量的转化 角度04 热机工作过程中的能量转化 角度05 汽油机的构造与工作过程 角度06 柴油机的构造与工作过程 角度07 热值的概念、单位和物理意义 角度08 热值的公式及相关计算 角度09 比较不同燃料的热值大小 角度10 热机效率的计算 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道做功可以改变物体的内能，分清两种能量转化情况 2.对比做功和热传递，两种改变内能方式等效 3.识别汽油机四个冲程，掌握各冲程气门、活塞工作特点 4.理解燃料热值、热机效率的物理含义 1.压缩、摩擦生热：机械能转化为内能；气体对外做功：内能转化机械能 2.汽油机只有做功冲程对外做功，其余冲程依靠飞轮惯性完成 3.热值反映燃料燃烧放热本领，只和燃料种类有关 4.热机效率永远小于1，存在多种能量损耗 知识导图 考点01 做功——改变内能的另一种方式 1、做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。 2、做功改变物体的内能 （1）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内 能就会减小。 （2）做功改变物体的内能的实例：钻木取火；搓手取暖；磨刀；折铁丝；用打气筒打气筒壁变热；水蒸气 将壶盖顶起；打开易拉罐盖时，上面出现白雾；电炉丝通电后发热。 3、物体内能的改变方式：做功和热传递。 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。   （2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。 （3）做功与热传递，它们在改变内能能达到相同的效果，但从能的转化观点来看，它们的区别在于做功是其他形式的能与内能的相互转化，能量的形式是变化的，比如摩擦生热，是机械能转化为内能。 【深化点拨】 1．做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。 2．做功和热传递的解题思路点拨 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。   （2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。 1．如下图所示，不属于用做功改变物体内能的是（     ） A．小孩滑滑梯时，臀部发热 B．空气被压缩温度升高 C．钻木取火 D．加热使水沸腾 【答案】D 【详解】A．小孩滑滑梯时，摩擦力对臀部做功，将机械能转化为内能，臀部发热，属于做功改变内能。故A不符合题意； B．压缩空气时，活塞对空气做功，将机械能转化为空气的内能，空气温度升高，属于做功改变内能。故B不符合题意； C．钻木取火时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使木头温度升高达到燃点，属于做功改变内能。故C不符合题意； D．加热使水沸腾，水吸收热量，内能增加，属于热传递改变内能，故D符合题意。 故选D。 2．如图所示，向装有少量水的瓶内打气，此时瓶内气体的内能______（填“增大”或“减小”）。接着，可以观察到瓶盖跳起，瓶口附近出现“白气”，这是瓶内水蒸气______（填物态变化名称）形成。 【答案】 增大 液化 【详解】向瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，故瓶内气体内能增大。 瓶盖跳起时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶内水蒸气遇冷液化形成“白气”。 考点02 热机 1、热机 （1）定义：如车、船、飞机等的发动机通过燃料燃烧，获得内能，并利用内能做功，像这样的机械叫热机。 （2）工作原理：利用内能来做功 （3）热机的工作原理： （4）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。 （5）常见的热机——内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机；内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。 2、汽油机 （1）工作原理：利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （2）主要结构：汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连；其中活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 （3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。  （4）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。 3、汽油机工作过程如下 次序 1 2 3 4 冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 工作 示意图 气门开闭 进开、排闭 进闭、排闭 进闭、排闭 进闭、排开 活塞运动方向 向下 向上 向下 向上 曲轴的运动 半周 半周 半周 半周 冲程的 作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩空气和汽油的混合物，使其内能增加、温度升高 火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气 能的转化 机械能转化成内能 内能转化成机械能 说明 1个工作循环，包含4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮运转2周，对外做功1次； 4、柴油机 （1）工作原理：利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （2）构造：柴油机构造和汽油机构造相似，所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 5、柴油机工作过程：柴油机与汽油机工作过程大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴连续转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。见下表： （1）吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。活塞向下运动，吸入空气 （2）压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。活塞向上运动，压缩空气，气体温度升高，超过柴油燃点 （3）进气门关闭、排气门关闭。喷油嘴喷出雾状柴油，遇到热空气立即猛烈燃烧，差高温高压气体，推动活塞向下运动 （4）进气门关闭、排气门打开。活塞向上运动，排出废气 【深化点拨】 1．热机的判断：判断机械是否是热机，要从能量转化的角度来判断。例如：电动机是将电能转化为机械能，不属于热机！ 2．热机工作时的能量转化：燃烧的化学能→内能→机械能。 3．汽油机的四个冲程原理：汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。 4．内燃机工作循环的计算：在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 1．下列是四冲程汽油机的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．两气门都关闭，活塞下行，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故A符合题意； B．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，故B不符合题意； C．两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，故C不符合题意； D．进气门开启，活塞下行，汽油和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选A。 2．在银饰店中，我们经常能看到工匠师傅用榔头敲打银饰，一段时间后触摸银饰发现温度升高，是通过_________的方式改变了银饰的内能；该情况下能量的转化情况与四冲程发动机的________冲程相同。 【答案】 做功 压缩 【详解】敲打银饰时对银饰做功，机械能转化为银饰的内能使温度升高，故为做功的方式改变内能。四冲程发动机的压缩冲程能量转化为机械能转化为内能，与该情况能量转化情况相同。 【汽油机与柴油机的异同】 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 吸气冲程吸入气体 汽油 + 空气的混合气 只吸入纯净空气 点火方式 火花塞电火花点燃（点燃式） 喷油嘴高压喷油，压燃式（无火花塞） 压缩比 小，压缩程度低 大，压缩程度极高，气缸温度更高 做功原理 混合气压缩后点火爆炸推动活塞 高温高压空气遇雾化柴油自燃做功 结构关键部件 火花塞、化油器/电喷喷油器 喷油嘴、高压油泵，无火花塞 热效率 偏低，油耗更高 热效率高，更省油 适用车辆 轿车、摩托车、小型乘用车 货车、客车、拖拉机、重型工程机械 噪音震动 震动小、噪音低 震动大、噪音明显 相同点 （1）都属于四冲程内燃机，工作循环均为：吸气→压缩→做功→排气。 （2）做功冲程都是内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成。 （3）都依靠燃料燃烧释放内能推动活塞、带动曲轴输出动力。 （4）工作时均会产生废气，需要冷却、润滑系统。 考点03 燃料的热值 1、燃料 （1）燃料的种类：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化：燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 2、燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 （1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。 （2）热值是燃料的一种属性，它的大小只与燃料的种类有关。 （3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。 （4）常用燃料的热值对应表 燃料 热值 燃料 热值 燃料 热值 干木柴 约1.2×10⁷J/kg 木炭 3.4×10Jkg 酒精 3.0×10⁷J/kg 烟煤 约2.9×107J/kg 柴油 4.3×10⁷Jkg 氢 1.4×10⁸Jkg 无烟煤 约3.4×10J/kg 煤油 4.6×10⁷Jkg 煤气 约3 .9×10⁷J/m³ 焦炭 3.0×10Jkg 汽油 4.6×10⁷Jkg 沼气 约1 .9×10⁷J/m³ （5）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少；如木炭的热值为3.40×107J/kg，表示完全燃烧1kg的木炭，放出的热量是3.40×107J。 3、热值的计算 （1）固体和液体的公式：；Q=qm；其中m——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （2）气体：；Q=qV；其中V——燃料的体积——单位平方米（m2）。 4、比较不同燃料的热值大小 （1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ （2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ （3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ （4）进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ （5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 5、热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （4）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 【深化点拨】 1．燃料热值的理解 （1）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的大小，在数值上才等于这种燃料的热值。如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小。 （2）热值是燃料本身的一种性质,它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、放出热量的多少均没有关系，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 2．热值计算：只有完全燃烧时，才能用Q=qm或Q=qV计算。 3．热机的效率的解题思路点拨：在对热机的效率进行辨析时，只有有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比越大时，热机的效率才会越大。 1．我们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。下表是一些燃料的热值。下列选项正确的是（     ） 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 柴油 酒精 汽油 A．0.5kg的汽油的热值是 B．热值为的燃料一定是酒精 C．燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大 D．0.5kg的焦炭完全燃烧放出的热量是 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的固有特性，仅与燃料种类有关，与质量无关，汽油热值始终为，故A错误； B．由表格可知焦炭和酒精热值均为，该燃料也可能是焦炭，故B错误； C．热值与燃烧的充分程度无关，故C错误； D．根据燃料完全燃烧放热公式，焦炭完全燃烧放出的热量，故D正确。 故选D。 2．一杯酒精倒去一半，剩下的酒精内能__________，热值__________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 变小 不变 【详解】内能与物体质量有关，酒精倒去一半后质量减小，故内能变小。 热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与质量大小无关，故热值不变。 3．天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为2kg，温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要消耗0.032m3天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3。求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)该天然气灶能量转化的效率是多少 【详解】（1）在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，加热至沸腾，水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）该天然气灶能量转化的效率 机械能与内能的相互转化的综合应用及解题步骤 1.四冲程汽油机的“判断口诀”与能量转化 （1）判断口诀： 看气门：一开一闭是换气（吸气/排气），两闭是做功或压缩。 看活塞：活塞下行是吸气或做功，活塞上行是压缩或排气。 找火花：火花塞点火（产生电火花）必然是做功冲程。 （2）关键数据关系：一个工作循环=4个冲程；飞轮转动2周；对外做功1次。 易错题：若飞轮转速为 3000r/min（即50r/s），则每秒完成25个工作循环，对外做功25次。 2.汽油机vs柴油机：构造与点火方式的区别 （1）构造区别：汽油机顶部是火花塞；柴油机顶部是喷油嘴。 （2）吸气区别：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；柴油机吸入的仅仅是空气。 （3）点火方式：汽油机：点燃式（火花塞点火）；柴油机：压燃式（压缩空气使温度达到柴油燃点，喷油后自动燃烧）。 （4）效率与应用：柴油机压缩比更大，效率通常高于汽油机，多用于载重汽车、轮船、坦克；汽油机轻便，多用于小汽车、飞机。 3.热值（q）：燃料的“身份证” （1）核心概念：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。 类比：就像密度一样，一滴水和一桶水的密度（热值）是一样的。 （2）公式区分（高频易错）： 固体/液体燃料：Q放=mq（ m是质量，单位 kg）。 气体燃料：Q放=Vq（V是体积，单位 m3）。 （3）题目如果说“煤炭燃烧了一半，剩下的热值变小”，这是错误的。热值永远不变。 4.环保与能源危机 （1）热机污染：废气（二氧化碳导致温室效应，二氧化硫导致酸雨）、噪声。 （2）解决思路：改进燃烧技术、使用清洁能源（太阳能、电能替代）、植树造林。 角度01 做功改变物体的内能 1．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是（     ） A．压缩点燃棉花 B．蒸汽顶起壶盖 C．冬天哈气取暖 D．燃气推动活塞 【答案】A 【详解】A. 压缩点燃棉花，活塞对空气做功，机械能转化为内能，故A符合题意； BD. 蒸汽顶起壶盖和燃气推动活塞，均是气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，故BD不符合题意； C. 冬天哈气取暖，通过热传递改变内能，属于内能的转移，故C不符合题意。 故选A。 2．南极洲的冰川__________（选填“具有”或“不具有”）内能，古人钻木取火是通过__________的方式来改变物体内能的。冬天人在太阳光下会感觉暖和，这是通过__________的方式改变人体的内能。 【答案】 具有 做功 热传递 【详解】由一切物体在任何情况下都具有内能可知，南极洲的冰川具有内能。 钻木取火过程中克服摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能。 人在太阳光下吸收热量温度升高，是通过热传递的方式改变人体内能。 角度02 温度、热量与内能的区别与联系 3．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（     ） A．物体的温度越高，所含热量越多 B．温度高的物体内能不一定大 C．的冰块，内能一定为零 D．水在凝固时，内能不变 【答案】B 【详解】A．热量是过程量，不能表述为“所含热量”，故A错误； B．内能与温度、质量、状态均有关，仅温度高无法确定内能大小，故B正确； C．一切物体都具有内能，0℃的冰块也有内能，故C错误； D．水凝固时放出热量，内能减小，故D错误。 故选B。 4．关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（     ） ①物体吸收热量，温度不一定升高，内能增大 ②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能 ③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 ④摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】C 【详解】①晶体熔化时吸收热量、温度不变、内能增大，故①正确； ②一切物体在任何温度下都具有内能，0℃的物体也有内能，故②错误； ③热传递的条件是存在温度差，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，和内能大小无关，故③错误； ④摩擦生热是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，属于做功改变物体内能，故④正确。 综上①④正确，故ABD错误，C正确。 故选C。 5．潮汕地区吃牛肉火锅的历史可追溯到南宋时期。吃牛肉火锅时，通过________的方式增加牛肉的内能；吃火锅时要小心烫嘴，这是因为刚煮好的牛肉________（选填“内能大”“温度高”或“热量多”）。 【答案】 热传递 温度高 【详解】吃牛肉火锅时，牛肉从汤中吸收热量，通过热传递的方式增加牛肉的内能。 吃火锅时要小心烫嘴，这是因为刚煮好的牛肉温度高，高于人的温度，会向人放热。 角度03 通过做功改变物体内能时，能量的转化 6．（2026·北京·中考真题）如图所示，易拉罐中装有适量的水，用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，风车的扇叶就转动起来。下列说法正确的是（     ） A．易拉罐中水的内能增加是通过做功的方式实现的 B．酒精灯内的酒精减少会导致酒精的热值变小 C．推动扇叶转动的水蒸气的内能减小 D．推动扇叶转动的水蒸气的内能全部转化为扇叶的机械能 【答案】C 【详解】A．用酒精灯加热水，水吸收热量，是通过热传递的方式增加内能，故A错误； B．热值是燃料的特性，只与燃料种类有关，与质量无关，酒精减少热值不变，故B错误； C．水蒸气推动扇叶转动，水蒸气对扇叶做功，内能转化为机械能，水蒸气内能减小，故C正确； D．水蒸气推动扇叶转动时，部分内能散失到空气中，且存在摩擦，内能不可能全部转化为机械能，故D错误。 故选C。 7．如图所示，图A、B、C、D是四冲程的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图。其中C图是________冲程，与B图原理相同的是________（选填“E”或“F”）图所示的演示实验。 【答案】 做功 E 【详解】如C图所示，该冲程两气门关闭、活塞下行、火花塞点火，由此可判断该冲程为做功冲程。 如B图所示，该冲程两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，由此可判断该冲程为压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能。 E图是压缩气体做功，机械能转化为内能； F图是水蒸气膨胀对外做功将塞子冲出，是内能转化为机械能；故与B图原理相同的是E图。 8．小明和小伙伴一起利用如图所示装置进行实验。 (1)加热试管使水沸腾是通过_______（选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能； (2)在水蒸气驱动下风车转动了起来，此时水蒸气的内能_______（选填“增加”“不变”或“减少”），水蒸气的______能转化为风车的______能。 【答案】(1)热传递 (2) 减少 内 机械 【详解】加热试管使水沸腾，水吸收热量，通过热传递的方式改变内能；水蒸气推动风车转动，水蒸气对外做功，内能转化为风车的机械能，因此水蒸气的内能减少。 角度04 热机工作过程中的能量转化 9．2026 年徐州冬日，室外的人们常搓手取暖，该过程能量转化与四冲程汽油机哪个冲程能量转化相同（     ） A．做功冲程 B．排气冲程 C．吸气冲程 D．压缩冲程 【答案】D 【详解】搓手取暖是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，通过做功方式增加手的内能。 A．在做功冲程中，燃料燃烧释放内能推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故A不符合题意； BC．吸气冲程和排气冲程是依靠飞轮惯性完成，没有能量转化，故BC不符合题意； D．在压缩冲程中，活塞向上运动压缩气缸内气体，此时机械能转化为气体的内能，故D符合题意。 故选D。 10．如图是汽油机模型的一个冲程，将________能转化为机械能，若汽油机飞轮转速为3000r/min，则该冲程1s内对外做功________次。 【答案】 内 25 【详解】图中两气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，燃气的内能转化为机械能。1s内飞轮转动的转数为 汽油机飞轮每转动2圈对外做功1次，1s内对外做功次数为 11．2023年5月10日，搭载“天舟六号”货运飞船的“长征七号”遥七运载火箭，从海南文昌发射场发射升空，为“神十六”任务先行送去“粮草”。火箭采用液态氢为燃料是因为氢的___________（填“比热容”或“热值”）大。火箭发动机工作时将内能转化成了___________。穿越大气层时与大气摩擦，火箭的温度会升高，这主要是通过___________（填“做功”或“热传递”）的方式增加了火箭的内能。 【答案】 热值 机械能 做功 【详解】选择液态氢作为燃料，是因为氢的热值大：完全燃烧相同质量的燃料时，氢可以释放出更多的热量，能为火箭提供充足的动力。 火箭发动机属于热机，工作时燃料燃烧释放的内能会转化为火箭运动的机械能。 火箭与大气摩擦时克服摩擦力做功，属于通过做功的方式改变物体内能。 角度05 汽油机的构造与工作过程 12．以下关于内燃机的知识中，正确的是（     ） A．汽油机在“做功冲程”中是将机械能转化为内能 B．汽油机飞轮的转速为，则该汽油机每秒钟做功30次 C．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合物吸入汽缸中 D．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴 【答案】D 【详解】A． 汽油机的做功冲程，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故A错误； B．飞轮转速 汽油机飞轮每转动2周对外做功1次，故该汽油机每秒做功次数15次，故B错误； C．在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，故C错误； D． 汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火； 而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故D正确。 故选D。 13．内燃机的一个工作循环有四个冲程，图中表示的是其中的一个冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min，该汽油机每秒对外做功______次。 【答案】30 【详解】由题意可知，飞轮1min转3600r，飞轮每秒转动的圈数为 四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次，所以每秒对外做功次数为 14．如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。在水蒸气冲出软木塞的过程中能量转化与内燃机中的________冲程相同。同时将发现管口周围出现白雾，这是由于水蒸气遇冷________而成（填物态变化的名称）。 【答案】 做功 液化 【详解】水蒸气冲开软木塞时内能转化为机械能，内燃机的做功冲程同样将内能转化为机械能，故能量转化与内燃机的做功冲程相同。 水蒸气对外做功，内能减小温度降低，管口处水蒸气遇冷就会液化成小水滴而形成白雾。 角度06 柴油机的构造与工作过程 15．对于单缸四冲程柴油机，下列说法正确的是（     ） A．吸气冲程，吸进气缸的是柴油和空气的混合物 B．若柴油未能完全燃烧，则其热值会变小 C．如果柴油机的飞轮转速为，则1s内该柴油机对外做功30次 D．无论如何改进柴油机，都无法使其效率达到100% 【答案】D 【详解】A. 柴油机吸气冲程吸入气缸的只有空气，柴油由喷油嘴在压缩冲程末喷入，故A错误； B. 热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，故B错误； C. 先求飞轮每秒转速，四冲程柴油机每2r对外做功1次，1s内做功次数次，不是30次，故C错误； D. 热机工作时必然存在废气散热、摩擦损耗等能量损失，效率不可能达到100%，故D正确。 故选D。 16．柴油机是工农业生产中常用的热机，它与汽油机在结构上的最大不同是具有________。已知某型号柴油机的效率为，柴油的热值为q，质量为m的柴油完全燃烧放出热量，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功为________。 【答案】 喷油嘴 【详解】柴油机与汽油机结构上的最大差异为柴油机顶部没有火花塞，而是安装有喷油嘴。 柴油完全燃烧放出的总热量为 由热机效率公式可知，柴油机对外做的有用功为 角度07 热值的概念、单位和物理意义 17．如图所示是《天工开物》记载的古人炒蒸油料的场景，下列过程与物理知识对应正确的是（　　） A．木炭燃烧时热值变小 B．蒸煮时，油料吸热后含有的热量减小 C．翻炒的目的是使油料受热均匀 D．通过翻炒对油料做功，使其内能增大 【答案】C 【详解】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，木炭燃烧过程中热值不变，故A错误； B．热量是热传递过程中传递能量的多少，是过程量，不能说物体“含有热量”，故B错误； C．翻炒使油料各部分交替与锅接触，目的是使油料受热均匀，故C正确； D．炒蒸油料时，油料主要通过热传递吸收能量，内能增大，不是通过翻炒做功使内能增大，故D错误。 故选C。 18．火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料______的特性，0.15kg氢完全燃烧释放出的热量是______，若这些热量有被水吸收，水温升高了（未沸腾），则水的质量为______。［，］ 【答案】 热值大 60 【详解】火箭需要携带质量尽可能小的燃料来获得足够的推力，液态氢的热值大，相同质量的氢完全燃烧时能释放出比其他燃料多得多的热量，因此选择氢作为火箭燃料。 0.15kg氢完全燃烧释放出的热量 水吸收的热量为 水的质量为 角度08 热值的公式及相关计算 19．（2026·甘肃兰州·中考真题）2026赛季，WSBK世锦赛的张雪机车820RR搭载自主研发的819cc直列三缸发动机。机车空载质量为190 kg，燃料为汽油（95#）。参赛选手用该款机车试车，在一平直的公路上以恒定速度行驶，消耗汽油（汽油热值）。取，下列说法正确的是（ 　　） A．汽油属于固体燃料 B．所消耗的汽油完全燃烧放出的热量是 C．机车空载时所受重力 D．改变燃料品种，不能提高燃料的利用率 【答案】B 【详解】A. 汽油属于液体燃料，故A错误； B. 由可得，这些汽油完全燃烧放出的热量为 故B正确； C. 由可得，机车空载时所受重力 故C错误； D. 选择更易完全燃烧的燃料品种可提高燃料利用率，故D错误。 故选B。 20．四冲程汽油机中的__________冲程是提供动力的，已知该汽油机飞轮转速为，能量输出效率为20%，则该汽油机每秒钟对外做功__________次；若该发动机完全燃烧的汽油能够输出的有用功为__________。（汽油的热值为） 【答案】 做功 10 【详解】四冲程汽油机做功冲程，内能转化为机械能，对外提供动力； 飞轮每秒转速为 因四冲程汽油机飞轮每转动2周对外做功1次，故每秒对外做功10次。 汽油完全燃烧放出的总热量为 输出的有用功为 21．完全燃烧0.2m3的天然气放出的热量是_________J；若这些热量的20%被8kg的液体吸收，使其温度升高60℃，则该液体的比热容是_________J/（kg·℃）（q天然气=3.0×107J/m3） 【答案】 6.0×106 2.5×103 【详解】完全燃烧天然气放出的热量为 液体吸收的热量为 该液体的比热容为 22．某家用燃气热水器将质量为200kg、温度为20℃的自来水加热到50℃时，消耗的天然气体积为（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： (1)这些水吸收的热量； (2)该热水器工作时的效率。 【详解】（1）水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 热水器工作时的效率 23．我国某科研院所采用自研工艺从炼制石油的废料中成功提炼出一种燃气，用这种燃气将8kg的水从10℃加热到60℃，消耗完全燃烧的燃气0.05kg。已知该燃气的热值为，水的比热容为。求： (1)该过程水吸收的热量； (2)该过程燃气完全燃烧放出的热量； (3)该过程燃气加热的效率。 【详解】（1）水吸收的热量 （2）燃气完全燃烧放出的热量 （3）燃气加热的效率 角度09 比较不同燃料的热值大小 24．如图所示为甲、乙两种燃料完全燃烧时放出的热量Q与其质量m的关系。下列有关说法正确的是（　　） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．乙燃料的热值随着质量的增大而增大 C．完全燃烧放出相同的热量时，所需乙燃料的质量大 D．燃料的热值越大，燃烧的效率越高 【答案】C 【详解】A．由题图可知，当燃料的质量相同时，两种燃料完全燃烧时释放的热量，根据可知，，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与其质量和燃烧是否充分无关，故B错误； C．当完全燃烧放出的热量时，因，根据可知，，故C正确； D．燃料的热值越大，在质量相同时燃料完全燃烧放出的热量越多，但有效利用的热量不一定越多，即燃烧的效率不一定越高，故D错误。 故选C。 25．下表是一些燃料的热值，由表可知，相同质量的燃料完全燃烧放出热量最多的是___ 。小明在参加中考体育考试的过程中，其身体消耗的总能量约为，这些能量相当于_____kg烟煤完全燃烧释放的热量。 燃料 焦炭 烟煤 无烟煤 热值/（J•kg﹣1） 3.0×107 约2.9×107 约3.4×107 【答案】 无烟煤 0.02 【详解】由表中数据可知，无烟煤的热值最大，由可知，相同质量的燃料，热值大的无烟煤完全燃烧放出热量最多；由可知，烟煤的质量 26．小文同学进行“探究不同物质吸收热量的情况”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，实验装置如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)除了图中已呈现的器材，你认为两个实验都还要用到的其它测量工具是____________； (2)若想探究“不同物质吸收热量的情况”，小文应选择____________两图进行实验，液体吸收热量的多少是通过____________来反映的； (3)根据实验数据，小文作出了两种液体的温度随加热时间变化的图像（如图丁所示），若使两种液体升高相同的温度，则a的吸热能力____________b的吸热能力（选填“大于”、“小于”或“等于”），因此通常选择____________作为冷却液（选填“a”或“b”）；已知液体b为水，若，则a的比热容是____________。 (4)接着小文进行“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，燃料放出热量的多少是通过____________来反映的：（选填序号）①燃料质量②吸热物质的质量③加热时间④温度计示数的变化 【答案】(1)天平 (2) 甲丙 加热时间的长短 (3) 小于 b (4)④ 【详解】（1）两个实验都需要控制液体的质量相等，因此需要天平测量质量；探究不同物质吸热情况时需要通过加热时间反映吸热多少，因此需要秒表。“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验是等燃料完全燃烧后比较温度变化，不需要计时，所以秒表不是两个实验共同必须的。所以两个实验都还要用到的其它测量工具是天平。 （2）探究不同物质的吸热情况，要控制燃料相同（保证相同时间放出热量相同）、液体种类不同，因此选甲、丙两图； 该实验中使用相同热源，相同时间放出的热量相同，因此液体吸热多少通过加热时间长短来反映，是转换法的应用。 （3）由图丁可知，两种液体升高相同的温度（从20℃到60℃），a加热了10min，b加热了20min，因此a吸收的热量小于b吸收的热量，相同质量的不同物体，升高相同的温度，吸收的热量越多说明吸热能力越强，即b的吸热能力强，所以通常选择b作为冷却液； 由图可知，相同质量的a、b升高相同温度，a的加热时间是b的，即a吸收的热量是b的，根据，质量m和温度变化相同时，比热容c与Q成正比，因此 （4）比较不同燃料的放热实验，要控制液体种类、质量相同，燃料种类不同，燃料完全燃烧放出的热量越多，液体升温越高，因此通过温度计示数的变化反映燃料放热多少，故选④。 角度10 热机效率的计算 27．有一台汽油机甲和一台柴油机乙，在相同时间内乙做的有用功是甲的2倍，甲机的效率是20%，乙机的效率是25%（汽油的热值为，柴油的热值为），则甲、乙两机在相同时间内消耗燃料的质量之比为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由热机效率公式，变形得。设相同时间内甲做的有用功为，则乙做的有用功为。甲消耗汽油质量，乙消耗柴油质量。则质量比 代入数值得，故选C。 28．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙有用功的功率之比____________，甲、乙消耗的汽油质量之比是____________。 【答案】 3:1 15:4 【详解】甲、乙有用功的功率之比 由热机效率公式 可得消耗汽油质量之比 代入数据得 29．一辆汽车以某一速度在平直路面上匀速行驶2km，消耗汽油0.1kg，该过程汽车做的有用功为，。求： (1)这些汽油完全燃烧放出的热量。 (2)汽车发动机的效率。 (3)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气的能量全部被质量为10kg、温度为20℃的水吸收，在一标准大气压下，水温升高到多少摄氏度？[] 【详解】（1）汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽车发动机的效率为 （3）由题意可知，水吸收的热量 由得水升高的温度 由于水的初温为20℃，所以水的末温是 30．已知某型号的载重汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶6km，所用时间是300s，消耗燃油2kg（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为60kW。若燃油的热值为，求： (1)此过程中燃油完全燃烧释放的热量为多少焦？ (2)汽车发动机的热机效率是多少？ 【详解】（1）由热值放热公式得，燃油完全燃烧释放的热量 （2）发动机做的有用功 由热机效率公式得 【例1】（2026·内蒙古·中考真题）搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的（　　） A．沸点高 B．热值大 C．比热容大 D．凝固点高 【答案】B 【详解】液氢满足“质量更小、放热更多”的特点，刚好符合热值大的特性，因此选择液氢作为燃料是利用了液氢热值大的特点，故选B。 【深化点拨】 （1）考查热值的概念，热值是描述燃料完全燃烧放热能力的物理量。 （2）考查热值的实际应用，火箭、航空发动机常选用热值大的燃料。 （3）考查概念辨析，区分热值、比热容、沸点、凝固点各自的物理含义。 （4）考查信息提取能力，根据题干 “质量更小、放热更多” 匹配对应的物理特性。 【变式1-1】（2026·内蒙古·中考真题）小明一家在呼伦贝尔大草原游玩，傍晚天气变冷，他们采取下列方法取暖，属于做功改变内能的是（　　） A．喝杯热水 B．抱热水袋 C．搓手搓脸 D．向手心哈气 【答案】C 【详解】ABD．喝热水、抱热水袋、向手心哈气，都是热量从高温物体转移到人体，属于热传递改变内能，故ABD不符合题意； C．搓手搓脸时克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于做功改变内能，故C符合题意。 故选C。 【变式1-2】（2026·山东烟台·中考真题）油条是餐桌上的常见食品，关于它的制作过程，下列说法正确的是（　　） A．抻拉面团时，面团发生了弹性形变 B．炸油条是通过热传递的方式使其内能增加的 C．当油条漂浮在油面上时，它受到的浮力大于重力 D．刚出锅的油条很烫是因为它含有很多的热量 【答案】B 【详解】A．抻拉面团后面团无法恢复原状，属于塑性形变，故A错误； B．炸油条时，油将热量传递给油条，是通过热传递增加油条的内能，故B正确； C．物体漂浮时处于平衡状态，受到的浮力等于自身重力，故C错误； D．热量是过程量，只能描述为“吸收/放出热量”，不能说物体“含有热量”，油条很烫是因为它的温度高，故D错误。 故选B。 【变式1-3】（2026·湖南·中考真题）2025年11月25日，“长征”2号F遥22运载火箭托举“神舟”22号飞船在酒泉卫星发射中心顺利升空。火箭在上升过程中短暂遮挡部分太阳圆面，形成如图所示的“神箭凌日”画面。关于此过程，说法正确的是（     ） A．飞船重力势能变小 B．火箭的热机效率为100% C．飞船相对于火箭始终是运动的 D．“神箭凌日”现象是由光的直线传播形成的 【答案】D 【详解】A．火箭上升过程中，飞船质量不变，高度增大，重力势能变大，故A错误； B．热机工作时，不可避免存在热量散失、克服机械摩擦做功等能量损失，热机效率一定小于100%，故B错误； C．飞船被火箭托举升空，飞船与火箭之间的相对位置没有发生变化，此过程飞船相对于火箭是静止的，故C错误； D．“神箭凌日”是火箭遮挡住了直线传播的太阳光，从而在太阳圆面上留下火箭的黑影，该现象是由光的直线传播形成的，故D正确。 故选D。 【例2】（2026·青海·中考真题）如图展示的是我国传统的走马灯，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片转动。在这一过程中空气的内能转化为扇叶的__________能，这一能量转化过程与四冲程汽油机的__________冲程相似。 【答案】 机械 做功 【详解】上升的热空气驱动扇叶转动，是将内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似。 【深化点拨】 （1）考查能量转化判断，能够识别内能转化为机械能的过程。 （2）考查四冲程汽油机冲程辨析，明确做功冲程的能量转化特点。 （3）考查热机原理理解，知道热机本质是将内能转化为机械能。 （4）考查传统文化中的物理现象，学会运用物理知识解释走马灯这类简易热机工作原理。 【变式2-1】（2026·河北·中考真题）如图所示，壶身与____________组成连通器，水被烧开时，水蒸气因推动壶盖跳起而内能减少，这是通过____________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变物体内能的。 【答案】 壶嘴 做功 【详解】【小题1】连通器是指上端开口、下部相连通的容器。观察图中的水壶，它的壶身和壶嘴下部是相通的，并且上端都开口（壶身通过壶盖上的小孔与大气相通），这完全符合连通器的定义。因此，壶身与壶嘴组成了一个连通器。 由题，水蒸气因推动壶盖跳起而内能减少，在这个过程中，水蒸气对壶盖施加了力，并使其移动，即水蒸气对壶盖做了功。水蒸气在做功时，将自身的内能转化为了壶盖的机械能，导致其内能减少。 【变式2-2】（2025·四川雅安·中考真题）我国在太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭成功发射了千帆极轨06组卫星，标志着我国在航天领域不断攀登新高峰。火箭喷出高温燃气获得动力升空的过程与图中_____________（选填“甲”或“乙”）的能量转化相同；航天器发动机用液态氢作燃料，这是因为氢的_____________（选填“热值”或“比热容”）大。 【答案】 乙 热值 【详解】甲图：两气门关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能，是压缩冲程。乙图：两气门关闭，火花塞点火，高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，是做功冲程。 火箭升空时，燃料燃烧释放内能，转化为火箭的机械能，能量转化和乙的一致。 液态氢热值大，和其他燃料相比，相同质量的氢完全燃烧能释放更多热量，适合做火箭燃料。比热容是用来描述物质吸放热能力强弱的物理量，与燃料放热能力无关。 【变式2-3】（2026·四川广元·中考真题）某品牌油电混动汽车在一平直公路上匀速行驶时，先用热效率为30%的汽油机输出动力，行驶5km后消耗汽油0.25kg，则该车受到的阻力大小为________N；在汽油机工作的同时，电池系统会回收汽油完全燃烧释放能量的12%，若把回收的这些能量用于电机驱动该车，让其在这条公路上仍以原来的速度匀速行驶，则还可以再多行驶________km。（已知汽油热值，电机系统工作时效率为80%，不考虑动力传输中能量损失） 【答案】 690/ 1.6 【详解】汽油完全燃烧放出的热量 汽油机做的有用功 汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，则 回收的能量为 电机的有用功为 可额外行驶的距离 【例3】（2025·四川广安·中考真题）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： (1)汽车通过隧道的平均速度； (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； (3)汽车通过隧道发动机的效率。 【详解】（1）汽车通过隧道的平均速度 （2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 （3）汽车通过隧道牵引力做的有用功 汽车通过隧道发动机的效率 【深化点拨】 （1）考查平均速度的概念，区分平均速度与瞬时速度，利用路程和时间描述物体整体运动快慢。 （2）考查燃料热值相关知识，理解燃料完全燃烧放出热量的物理意义。 （3）考查热机效率的含义，分清有用功和燃料燃烧放出的总能量，明白效率永远小于 1。 （4）考查综合计算题解题规范，理清不同物理过程，准确选取题目给出的已知条件。 【变式3-1】（2025·广东·中考真题）如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为。已知g＝10N/kg，，。求该船： (1)受到的总重力； (2)静止时排开海水的体积； (3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。 【详解】（1）该船受到的总重力 （2）船只漂浮，静止时，受到的浮力为 则排开海水的体积 （3）发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量 【变式3-2】（2026·河北·中考真题）轮渡刚驶离码头，船长发现焦急赶来的老人，立即返航接老人。假设这位老人的质量为60 kg，站立时与水平地面的接触面积为0.04 m2，登上轮渡后，轮渡的总质量为150 t。已知柴油的热值为，水的密度为，g取10 N/kg。 (1)求老人站立时对水平地面的压强。 (2)求轮渡排开水的体积。 (3)轮渡在接老人的过程中，若发动机做了的功，则这些功相当于完全燃烧多少千克柴油放出的热量？ 【详解】（1）老人站立时对水平地面的压力大小等于自身重力，故压力为 对水平地面的压强为 （2）轮渡总质量 总重力 漂浮时，则排开水的体积 （3）发动机做的功等于完全燃烧柴油放出的热量，即 需要柴油的质量 【变式3-3】（2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）如图，我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务，为我国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时，舰艇底最低点到水面的竖直距离为。若某段航行过程中，该舰艇在平静的海面上平稳的匀速直线航行了，发动机做的有用功为。已知：海水的密度，该舰艇所用燃料的热值。求： (1)该舰艇在平静的海面上静止时，海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa？ (2)该段航行过程中，发动机提供的前进的动力是多少N？ (3)若该舰艇发动机的效率为，则该段航行过程中，消耗燃料的质量是多少？ 【详解】（1）海水对舰艇底最低点的压强 （2）该段航行过程中，发动机提供的前进的动力 （3）该段航行燃料完全燃烧放出的热量 则消耗燃料的质量 ⚡基础速刷 1．据湖南省林业局介绍，截至2022年12月，我省共有国家湿地公园（含试点）70个，数量列全国第一。湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的（     ） A．比热容大 B．热值大 C．导热性好 D．导电性好 【答案】A 【详解】A．水的比热容较大，由热量公式可知，在质量和吸收或放出的热量相同时，比热容越大，温度变化量越小，因此水能较好地调节环境温度，故A符合题意； B．热值是燃料完全燃烧时放热特性的一种体现，水不是燃料，热值与水调节环境温度无关，故B不符合题意； C．导热性表示物质传导热量的能力，与湿地中水调节环境温度的主要原因无关，故C不符合题意； D．导电性表示物质导电的能力，与调节环境温度无关，故D不符合题意。 故选A。 2．关于提高热机效率的方式，下列说法错误的是（     ） A．尽量减小输出功率 B．尽量减小热量损失 C．尽量减小摩擦 D．尽量使燃料充分燃烧 【答案】A 【详解】BCD．减小热量损失可减少无用能量损耗、减小摩擦可减少克服摩擦消耗的额外能量、使燃料充分燃烧可提升燃料释放总能量的利用程度，三者均能增大有用功占燃料完全燃烧释放总热量的比例，提高热机效率，故BCD正确，不符合题意； A．输出功率是热机做功的快慢，与热机效率（能量利用的比值）无直接关联，减小输出功率无法提高热机效率，故A错误，符合题意。 本题选择错误的，故选A。 3．关于燃料的热值，以下说法正确的是（     ） A．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 C．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 D．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 【答案】D 【详解】A．热值定义要求燃料完全燃烧，选项未提及完全燃烧条件，故A错误； B．热值是燃料的固有属性，与燃料质量无关，故B错误； C．热值仅由燃料种类决定，与燃烧是否充分无关，故C错误； D．热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，与燃料质量、燃烧状况均无关，故D正确。 故选D。 4．某汽车百公里耗油5kg，这些汽油完全燃烧可放出的热量是______J。汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的______大的特点。若水箱内5kg水，温度升高了，则水吸收的热量为______J。[，] 【答案】 比热容 【详解】汽油完全燃烧放出的热量 水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时可以吸收更多热量，降温效果更好，因此汽油机用水做冷却剂。 水吸收的热量 5．下图是涉及热学的两个情景，请将下面的横线补充完整。甲实验说明分子间存在______________（选填“引力”、“斥力”或“间隙”）；乙实验改变物体内能的方式______________。 【答案】 引力 做功 【详解】甲实验中，两个削平压紧的铅柱能够吊起大钩码，说明铅柱的分子之间存在相互吸引的作用力，因此证明分子间存在引力； 乙实验里搓手取暖的过程中，双手通过摩擦克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，让手的温度升高，这是通过做功的方式改变物体的内能。 6．如图是我国自行研制建造的鲲龙水陆两栖飞机，在森林灭火、海洋巡逻和领海安全等方面发挥重要作用，若在执行某次飞行任务中，该飞机沿直线匀速行驶了，消耗了航空燃油，飞机发动机功率为，已知航空燃油的热值，求该飞机此过程中： (1)航空燃油完全燃烧释放的热量； (2)发动机的效率。 【详解】（1）已知消耗航空燃油的质量，航空燃油完全燃烧释放的热量为 （2）已知发动机功率，飞行时间 根据功率公式变形可得发动机做的功 发动机效率 🚀能力跃升 7．下列说法中正确的是（     ） A．质量是1 g的燃料燃烧后放出的热量，叫做这种燃料的热值 B．物体的温度不变，它的内能可能变大 C．热机做的有用功越多，热机效率就一定越高 D．燃料在燃烧时，将化学能转化为电能 【答案】B 【详解】A．热值定义为1kg（或1m³）燃料完全燃烧放出的热量，选项未提及完全燃烧且质量单位错误，故A错误； B．晶体熔化过程中持续吸热、温度不变，内能增大，故B正确； C．热机效率，效率由有用功和燃料完全燃烧释放的总热量共同决定，仅有用功多无法确定效率高低，故C错误； D．燃料燃烧时的能量转化为化学能转化为内能，故D错误。 故选B。 8．关于汽油机和柴油机描述正确的是（     ） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量 C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能 D．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸 【答案】B 【详解】A．汽油机顶部为火花塞，柴油机顶部为喷油嘴，故A错误； B．热机工作时，废气会带走燃料释放的大部分能量，故B正确； C．做功冲程中，燃料释放的能量存在废气带走、散热、摩擦等损耗，无法100%转化为机械能，故C错误； D．柴油机吸气冲程仅吸入空气，柴油在压缩冲程末由喷油嘴喷入汽缸，故D错误。 故选B。 9．关于内能、热量和温度的关系，下列说法中正确的是（     ） A．物体温度越高，含有的热量也就越多 B．1kg、0℃的水的内能比1kg、0℃的冰的内能大 C．对物体做功，物体的内能一定增加 D．在热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 【答案】B 【详解】A．热量是热传递过程中传递能量的多少，是过程量，只能说“吸收或放出热量”，不能说物体“含有热量”，故A错误； B．1kg、0℃的冰熔化成1kg、0℃的水，需要吸收热量，故1kg、0℃的水的内能大于1kg、0℃的冰的内能，故B正确； C．改变物体内能的方式包括做功和热传递，对物体做功的同时，如果物体向外放出热量，物体的内能不一定增加，故C错误； D．热传递的条件是物体间存在温度差，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，与物体内能大小无关，故D错误。 故选B。 10．走马灯，又名马骑灯，是中国传统玩具之一，灯笼的一种。如图所示是某同学用一次性纸杯和蜡烛制作的走马灯，当点燃底部的蜡烛，燃烧产生的高温气体向上运动，带动蜡烛上方的纸杯旋转，这与四冲程汽油机的___________冲程的能量转化相同。 【答案】做功 【详解】因走马灯工作时内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程同样将内能转化为机械能，因此二者能量转化相同。 11．太阳能热水器是通过________方式使水的内能增加。小红家的太阳能热水器内装有60kg的水，某天阳光照射5小时后，热水器内水温从20℃升高到70℃，则水吸收的太阳能为________J，这些水若改用天然气加热升高同样的温度，不计热量损失，则需要消耗________的天然气。[，] 【答案】 热传递 0.42 【详解】太阳能热水器使用过程中，水吸收热量，内能增加，通过热传递的方式增加水的内能。 水吸收的太阳能为 因不计热量损失，故天然气完全燃烧放出的热量 需要消耗的天然气体积为 12．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，燃料完全燃烧，不考虑热量损失 (1)对比___________两幅图，可以得出两种液体的比热容大小关系 (2)对比甲乙两幅图，燃料完全燃烧后，乙图中液体的内能大于甲图中液体的内能，则燃料2的热值__________燃料1的热值（选填“大于”、“等于”或“小于”） (3)对比乙丙两幅图，燃料完全燃烧后，液体b升高的温度大于液体a升高的温度，则____________（选填“能”或“不能”）说明燃料1的热值更大，原因是____________________ 【答案】(1)甲、丙 (2)大于 (3) 不能 两种液体的比热容不同，没有控制液体种类相同，无法通过升温大小比较燃料放出热量的多少，也就不能比较热值大小 【详解】（1）探究两种液体的比热容大小，需要控制加热条件完全相同，也就是使用同种燃料，保证相同时间内放出的热量一致，改变被加热的液体种类。甲、丙两图燃料都是燃料1，加热条件相同，被加热的液体分别是a和b、且液体初温质量都相同，符合控制变量的要求，可以对比得出两种液体的比热容关系。 （2）不考虑热量损失时，液体吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，液体内能的增加量等于吸收的热量。甲乙两图中被加热的液体a的质量、初温完全相同，燃料完全燃烧后乙中液体内能更大，说明乙中燃料2完全燃烧后放出的热量更多；已知燃料总质量相同，因此燃料2完全燃烧能放出的总热量更多，根据热值定义 ，可得燃料2的热值大于燃料1的热值。 （3）丙两图中，燃料种类不同，同时烧杯内的液体是a、b两种不同液体，二者比热容不同，没有控制被加热的液体种类一致，变量不唯一。 13．某台以汽油为燃料的汽车在一平直路段测试时，以20 m/s 的速度匀速直线行驶了230 m，在此过程中共消耗20 g的汽油，若行驶过程中汽车受到的阻力恒为1200 N，对于此过程，则： (1)求消耗的汽油完全燃烧产生的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg） (2)求这台汽车行驶时消耗的汽油用于维持汽车匀速直线行驶的效率。 (3)若消耗的汽油完全燃烧产生的热量全部用来加热50 kg、初温为的铁，不考虑热量损失，铁的最终温度为多少摄氏度？[铁的比热容] 【详解】（1）20g汽油完全燃烧放出的热量 （2）汽车做匀速直线运动，根据二力平衡可知，牵引力 则汽车牵引力所做的功 维持汽车匀速直线行驶的效率 （3）不考虑热量损失，则汽油放出的热量全部被铁吸收，即 根据物体吸热公式可得，铁升高的温度 铁的最终温度 🌟思维挑战 14．热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（　　） A．在一定条件下，热量可以从低温物体传向高温物体 B．物体发生物态变化时，内能一定变化，温度也一定变化 C．气体很容易被压缩，说明气体分子间不存在斥力 D．燃料燃烧越不充分，其热值一定越小 【答案】A 【详解】A．热量自发传递的方向是从高温物体到低温物体，但在外界做功（消耗其他能量）的条件下，热量可以从低温物体传向高温物体，比如电冰箱的制冷过程，热量从冷藏室转移到外部环境，故A正确； B．物体发生物态变化时，内能一定变化，但温度不一定变化，例如晶体熔化、晶体凝固过程中，物态改变、内能改变，但温度保持不变，故B错误； C．气体很容易被压缩，是因为气体分子间间隙很大，分子间作用力很小，并非不存在斥力，故C错误； D．热值是燃料本身的固有属性，只和燃料的种类有关，和燃烧是否充分无关，故D错误。 故选A。 15．某同学在实验室开展“探究不同液体吸热能力”的实验，用两个规格相同的电加热器分别放在两个相同的烧杯里加热甲、乙两种液体，甲、乙两种液体的质量，忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收，得到如图丙所示的温度与加热时间的图像，已知水的比热容为，酒精的热值为3×10⁷J/kg。下列说法正确的（　　） A．前8min，甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多 B．结合题意及图丙所示的温度-加热时间图像，可判断甲液体为水 C．甲液体的比热容大小为 D．若用酒精灯加热甲杯液体，升温60℃，消耗酒精12g，则其加热效率为80% 【答案】C 【详解】A．用两个规格相同的电加热器分别放在两个相同的烧杯里加热甲、乙两种液体，即相同时间内物体吸收的热量大致相等，则前8min，两种液体吸收的热量一样多，故A错误； BC．由题意及图丙可知，前8min，甲液体的温度变化量为40℃，乙液体的温度变化量为20℃，且两种液体的质量相同，由可知，甲的比热容小于乙的比热容，可判断乙液体是水，且甲、乙两种液体的比热容之比为 已知乙液体是水，则甲液体的比热容为 故B错误，C正确； D．由可得，甲液体吸收的热量为 由可得，完全燃烧酒精放出的热量为 由可得，其加热效率为 故D错误。 故选C。 16．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 17．如图甲所示为四缸发动机，其工作原理：内燃机通过连杆把四个相同汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。 某台四缸发动机，其输出功率随转速变化如图丁所示，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。当汽油机的转速达到时，在该发动机的每个做功冲程里，发动机做功___________J。 【答案】300 【详解】当发动机的转速达到3000r/min，输出功率为 该发动机在1s内做功3×104J；发动机的转速达到3000r/min=50r/s，一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，故该汽油机每秒钟完成100个冲程，在该发动机的每个做功冲程里，发动机做功300J。 18．实验室现有、、三种液体和1、2、3三种燃料，需要完成如下两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象，实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。如图所示，小州同学设计了甲、乙、丙三套装置。 (1)小州组装三套实验装置时应按照__________（填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行； (2)小州进行实验二需要选用__________两套装置，实验时是通过比较__________来反映燃料燃烧放热的多少； (3)为了两个实验都能完成，需要调整图中器材，以下方案可行的是（　　）（填字母）； A．将甲图中的液体换成液体 B．将乙图中的燃料2换成燃料1 (4)小州使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体、的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体比热容是液体的__________倍。 【答案】(1)自下而上 (2) 甲、丙 液体升高的温度 (3)B (4)0.4 【详解】（1）酒精灯需用外焰加热，所以要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行。 （2）[1]实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，需要控制被加热的液体种类和质量相同，改变燃料种类，所以应选用甲、丙两套装置。 [2]实验中，燃料燃烧放出的热量被液体吸收，液体温度升高的度数越多，说明燃料燃烧放出的热量越多，因此通过比较液体升高的温度来反映燃料燃烧放热的多少。 （3）实验一需要控制燃料种类相同，改变液体种类；实验二需要控制液体种类相同，改变燃料种类。 A、将甲图中的液体a换成c，甲、乙、丙三套装置的燃料种类和液体种类都不相同，两个实验都不能完成，故A不符合题意； B、将乙图中的燃料换成1，甲、乙两套装置中，燃料的质量相同、种类相同，液体的种类不同，可以完成实验1；甲、丙两套装置中，液体种类相同，质量相同，燃料种类不同，可以完成实验2，故B符合题意。 故选B。 （4）若不计热量损失，燃料1放出的热量等于液体a吸收的热量，即，则液体a的比热容，燃料2放出的热量等于液体b吸收的热量，即，则液体b的比热容，则液体a与液体b的比热容之比 则液体比热容是液体的0.4倍 19．同学们在探究“水沸腾前后温度变化特点”的实验时，设计了如图甲所示的装置。取适量燃料置于燃烧皿中，测得总质量为50g，点燃燃料后对100g温水加热，假设燃料能够均匀且充分燃烧，其放出的热量的60%被水吸收。加热3min后熄灭火焰，测得剩余燃料和燃烧皿总质量为24.8g，根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图乙中A线所示。 (1)燃料的热值是多少？ (2)停止加热时，杯中水的温度为多少？ (3)若加热装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水，图乙中B线是其温度随时间变化图像。另一杯水的质量为多少？ 【详解】（1）由图乙可知，水在1min内升高的温度 水1min吸收的热量 根据题意可知，水3min吸收的热量 由可知，燃料燃烧3min放出的热量 根据题意可知，3min内燃烧燃料的质量 燃料的热值 （2）根据题意可知，2min内水升高的温度 则加热2min，水的末温 由图乙可知，此时继续加热，水的温度不变，所以停止加热时，杯中水的温度为96℃。 （3）由图乙可知，另一杯水3min内升高的温度 若加热装置和热损失比例均不变，则3min内另一杯水吸收的热量为 由可知，另一杯水的质量 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第12.4节 机械能与内能的相互转化 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 做功——改变内能的另一种方式 考点02 热机 考点03 燃料的热值 03 避坑指南·解题通法 角度01 做功改变物体的内能 角度02 温度、热量与内能的区别与联系 角度03 通过做功改变物体内能时，能量的转化 角度04 热机工作过程中的能量转化 角度05 汽油机的构造与工作过程 角度06 柴油机的构造与工作过程 角度07 热值的概念、单位和物理意义 角度08 热值的公式及相关计算 角度09 比较不同燃料的热值大小 角度10 热机效率的计算 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.知道做功可以改变物体的内能，分清两种能量转化情况 2.对比做功和热传递，两种改变内能方式等效 3.识别汽油机四个冲程，掌握各冲程气门、活塞工作特点 4.理解燃料热值、热机效率的物理含义 1.压缩、摩擦生热：机械能转化为内能；气体对外做功：内能转化机械能 2.汽油机只有做功冲程对外做功，其余冲程依靠飞轮惯性完成 3.热值反映燃料燃烧放热本领，只和燃料种类有关 4.热机效率永远小于1，存在多种能量损耗 知识导图 考点01 做功——改变内能的另一种方式 1、做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。 2、做功改变物体的内能 （1）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内 能就会减小。 （2）做功改变物体的内能的实例：钻木取火；搓手取暖；磨刀；折铁丝；用打气筒打气筒壁变热；水蒸气 将壶盖顶起；打开易拉罐盖时，上面出现白雾；电炉丝通电后发热。 3、物体内能的改变方式：做功和热传递。 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。   （2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。 （3）做功与热传递，它们在改变内能能达到相同的效果，但从能的转化观点来看，它们的区别在于做功是其他形式的能与内能的相互转化，能量的形式是变化的，比如摩擦生热，是机械能转化为内能。 【深化点拨】 1．做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。 2．做功和热传递的解题思路点拨 （1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。   （2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。 1．如下图所示，不属于用做功改变物体内能的是（     ） A．小孩滑滑梯时，臀部发热 B．空气被压缩温度升高 C．钻木取火 D．加热使水沸腾 2．如图所示，向装有少量水的瓶内打气，此时瓶内气体的内能______（填“增大”或“减小”）。接着，可以观察到瓶盖跳起，瓶口附近出现“白气”，这是瓶内水蒸气______（填物态变化名称）形成。 考点02 热机 1、热机 （1）定义：如车、船、飞机等的发动机通过燃料燃烧，获得 ，并利用 做功，像这样的机械叫热机。 （2）工作原理：利用内能来做功 （3）热机的工作原理： （4）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。 （5）常见的热机——内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机；内燃机中最常见的是 两类。 2、汽油机 （1）工作原理：利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为 。 （2）主要结构：汽油机的主体是气缸。气缸上部有 ，顶部有 ，下部有活塞，活塞通过连杆与 相连；其中活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个 。 （3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。  （4）汽油机的一个工作循环： 。通过四个冲程的不断循环来连续工作。 3、汽油机工作过程如下 次序 1 2 3 4 冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 工作 示意图 气门开闭 进开、排闭 进闭、排闭 进闭、排闭 进闭、排开 活塞运动方向 向下 向上 向下 向上 曲轴的运动 半周 半周 半周 半周 冲程的 作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩空气和汽油的混合物，使其内能增加、温度升高 火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气 能的转化 机械能转化成内能 内能转化成机械能 说明 1个工作循环，包含4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮运转2周，对外做功1次； 4、柴油机 （1）工作原理：利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 （2）构造：柴油机构造和汽油机构造相似，所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 5、柴油机工作过程：柴油机与汽油机工作过程大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴连续转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。见下表： （1）吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。活塞向下运动，吸入空气 （2）压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。活塞向上运动，压缩空气，气体温度升高，超过柴油燃点 （3）进气门关闭、排气门关闭。喷油嘴喷出雾状柴油，遇到热空气立即猛烈燃烧，差高温高压气体，推动活塞向下运动 （4）进气门关闭、排气门打开。活塞向上运动，排出废气 【深化点拨】 1．热机的判断：判断机械是否是热机，要从能量转化的角度来判断。例如：电动机是将电能转化为机械能，不属于热机！ 2．热机工作时的能量转化：燃烧的化学能→内能→机械能。 3．汽油机的四个冲程原理：汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．在开始运转时，要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后，汽油机才能自己工作。 4．内燃机工作循环的计算：在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 1．下列是四冲程汽油机的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（     ） A． B． C． D． 2．在银饰店中，我们经常能看到工匠师傅用榔头敲打银饰，一段时间后触摸银饰发现温度升高，是通过_________的方式改变了银饰的内能；该情况下能量的转化情况与四冲程发动机的________冲程相同。 【汽油机与柴油机的异同】 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 吸气冲程吸入气体 汽油 + 空气的混合气 只吸入纯净空气 点火方式 火花塞电火花点燃（点燃式） 喷油嘴高压喷油，压燃式（无火花塞） 压缩比 小，压缩程度低 大，压缩程度极高，气缸温度更高 做功原理 混合气压缩后点火爆炸推动活塞 高温高压空气遇雾化柴油自燃做功 结构关键部件 火花塞、化油器/电喷喷油器 喷油嘴、高压油泵，无火花塞 热效率 偏低，油耗更高 热效率高，更省油 适用车辆 轿车、摩托车、小型乘用车 货车、客车、拖拉机、重型工程机械 噪音震动 震动小、噪音低 震动大、噪音明显 相同点 （1）都属于四冲程内燃机，工作循环均为：吸气→压缩→做功→排气。 （2）做功冲程都是内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成。 （3）都依靠燃料燃烧释放内能推动活塞、带动曲轴输出动力。 （4）工作时均会产生废气，需要冷却、润滑系统。 考点03 燃料的热值 1、燃料 （1）燃料的种类：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化：燃料在燃烧时将化学能转化为 ，也就是我们常说的释放能量。 2、燃料的热值：1kg某种燃料 放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。 （1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料 时放出的热量。 （2）热值是燃料的一种属性，它的大小只与燃料的 有关。 （3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作 。 （4）常用燃料的热值对应表 燃料 热值 燃料 热值 燃料 热值 干木柴 约1.2×10⁷J/kg 木炭 3.4×10Jkg 酒精 3.0×10⁷J/kg 烟煤 约2.9×107J/kg 柴油 4.3×10⁷Jkg 氢 1.4×10⁸Jkg 无烟煤 约3.4×10J/kg 煤油 4.6×10⁷Jkg 煤气 约3 .9×10⁷J/m³ 焦炭 3.0×10Jkg 汽油 4.6×10⁷Jkg 沼气 约1 .9×10⁷J/m³ （5）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少；如木炭的热值为3.40×107J/kg，表示完全燃烧1kg的木炭，放出的热量是 J。 3、热值的计算 （1）固体和液体的公式：；Q=qm；其中m——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。 （2）气体：；Q=qV；其中V——燃料的体积——单位平方米（m2）。 4、比较不同燃料的热值大小 （1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ （2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ （3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ （4）进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ （5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水 ，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 5、热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。 （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的 ，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （4）常见热机效率：蒸汽机 ，汽油机 ，柴油机 。 【深化点拨】 1．燃料热值的理解 （1）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出热量的大小，在数值上才等于这种燃料的热值。如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小。 （2）热值是燃料本身的一种性质,它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、放出热量的多少均没有关系，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。 2．热值计算：只有完全燃烧时，才能用Q=qm或Q=qV计算。 3．热机的效率的解题思路点拨：在对热机的效率进行辨析时，只有有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比越大时，热机的效率才会越大。 1．我们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。下表是一些燃料的热值。下列选项正确的是（     ） 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 柴油 酒精 汽油 A．0.5kg的汽油的热值是 B．热值为的燃料一定是酒精 C．燃料越接近完全燃烧，燃料的热值就越大 D．0.5kg的焦炭完全燃烧放出的热量是 2．一杯酒精倒去一半，剩下的酒精内能________，热值__________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 3．天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为2kg，温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要消耗0.032m3天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3。求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)该天然气灶能量转化的效率是多少 机械能与内能的相互转化的综合应用及解题步骤 1.四冲程汽油机的“判断口诀”与能量转化 （1）判断口诀： 看气门：一开一闭是换气（吸气/排气），两闭是做功或压缩。 看活塞：活塞下行是吸气或做功，活塞上行是压缩或排气。 找火花：火花塞点火（产生电火花）必然是做功冲程。 （2）关键数据关系：一个工作循环=4个冲程；飞轮转动2周；对外做功1次。 易错题：若飞轮转速为 3000r/min（即50r/s），则每秒完成25个工作循环，对外做功25次。 2.汽油机vs柴油机：构造与点火方式的区别 （1）构造区别：汽油机顶部是火花塞；柴油机顶部是喷油嘴。 （2）吸气区别：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物；柴油机吸入的仅仅是空气。 （3）点火方式：汽油机：点燃式（火花塞点火）；柴油机：压燃式（压缩空气使温度达到柴油燃点，喷油后自动燃烧）。 （4）效率与应用：柴油机压缩比更大，效率通常高于汽油机，多用于载重汽车、轮船、坦克；汽油机轻便，多用于小汽车、飞机。 3.热值（q）：燃料的“身份证” （1）核心概念：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。 类比：就像密度一样，一滴水和一桶水的密度（热值）是一样的。 （2）公式区分（高频易错）： 固体/液体燃料：Q放=mq（ m是质量，单位 kg）。 气体燃料：Q放=Vq（V是体积，单位 m3）。 （3）题目如果说“煤炭燃烧了一半，剩下的热值变小”，这是错误的。热值永远不变。 4.环保与能源危机 （1）热机污染：废气（二氧化碳导致温室效应，二氧化硫导致酸雨）、噪声。 （2）解决思路：改进燃烧技术、使用清洁能源（太阳能、电能替代）、植树造林。 角度01 做功改变物体的内能 1．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是（     ） A．压缩点燃棉花 B．蒸汽顶起壶盖 C．冬天哈气取暖 D．燃气推动活塞 2．南极洲的冰川__________（选填“具有”或“不具有”）内能，古人钻木取火是通过__________的方式来改变物体内能的。冬天人在太阳光下会感觉暖和，这是通过__________的方式改变人体的内能。 角度02 温度、热量与内能的区别与联系 3．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（     ） A．物体的温度越高，所含热量越多 B．温度高的物体内能不一定大 C．的冰块，内能一定为零 D．水在凝固时，内能不变 4．关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（     ） ①物体吸收热量，温度不一定升高，内能增大 ②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能 ③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 ④摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 5．潮汕地区吃牛肉火锅的历史可追溯到南宋时期。吃牛肉火锅时，通过________的方式增加牛肉的内能；吃火锅时要小心烫嘴，这是因为刚煮好的牛肉________（选填“内能大”“温度高”或“热量多”）。 角度03 通过做功改变物体内能时，能量的转化 6．（2026·北京·中考真题）如图所示，易拉罐中装有适量的水，用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，风车的扇叶就转动起来。下列说法正确的是（     ） A．易拉罐中水的内能增加是通过做功的方式实现的 B．酒精灯内的酒精减少会导致酒精的热值变小 C．推动扇叶转动的水蒸气的内能减小 D．推动扇叶转动的水蒸气的内能全部转化为扇叶的机械能 7．如图所示，图A、B、C、D是四冲程的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图。其中C图是________冲程，与B图原理相同的是________（选填“E”或“F”）图所示的演示实验。 8．小明和小伙伴一起利用如图所示装置进行实验。 (1)加热试管使水沸腾是通过_______（选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能； (2)在水蒸气驱动下风车转动了起来，此时水蒸气的内能_______（选填“增加”“不变”或“减少”），水蒸气的______能转化为风车的______能。 角度04 热机工作过程中的能量转化 9．2026 年徐州冬日，室外的人们常搓手取暖，该过程能量转化与四冲程汽油机哪个冲程能量转化相同（     ） A．做功冲程 B．排气冲程 C．吸气冲程 D．压缩冲程 10．如图是汽油机模型的一个冲程，将________能转化为机械能，若汽油机飞轮转速为3000r/min，则该冲程1s内对外做功________次。 11．2023年5月10日，搭载“天舟六号”货运飞船的“长征七号”遥七运载火箭，从海南文昌发射场发射升空，为“神十六”任务先行送去“粮草”。火箭采用液态氢为燃料是因为氢的___________（填“比热容”或“热值”）大。火箭发动机工作时将内能转化成了___________。穿越大气层时与大气摩擦，火箭的温度会升高，这主要是通过___________（填“做功”或“热传递”）的方式增加了火箭的内能。 角度05 汽油机的构造与工作过程 12．以下关于内燃机的知识中，正确的是（     ） A．汽油机在“做功冲程”中是将机械能转化为内能 B．汽油机飞轮的转速为，则该汽油机每秒钟做功30次 C．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合物吸入汽缸中 D．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴 13．内燃机的一个工作循环有四个冲程，图中表示的是其中的一个冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min，该汽油机每秒对外做功______次。 14．如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。在水蒸气冲出软木塞的过程中能量转化与内燃机中的________冲程相同。同时将发现管口周围出现白雾，这是由于水蒸气遇冷________而成（填物态变化的名称）。 角度06 柴油机的构造与工作过程 15．对于单缸四冲程柴油机，下列说法正确的是（     ） A．吸气冲程，吸进气缸的是柴油和空气的混合物 B．若柴油未能完全燃烧，则其热值会变小 C．如果柴油机的飞轮转速为，则1s内该柴油机对外做功30次 D．无论如何改进柴油机，都无法使其效率达到100% 16．柴油机是工农业生产中常用的热机，它与汽油机在结构上的最大不同是具有________。已知某型号柴油机的效率为，柴油的热值为q，质量为m的柴油完全燃烧放出热量，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功为________。 角度07 热值的概念、单位和物理意义 17．如图所示是《天工开物》记载的古人炒蒸油料的场景，下列过程与物理知识对应正确的是（　　） A．木炭燃烧时热值变小 B．蒸煮时，油料吸热后含有的热量减小 C．翻炒的目的是使油料受热均匀 D．通过翻炒对油料做功，使其内能增大 18．火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料______的特性，0.15kg氢完全燃烧释放出的热量是______，若这些热量有被水吸收，水温升高了（未沸腾），则水的质量为______。［，］ 角度08 热值的公式及相关计算 19．（2026·甘肃兰州·中考真题）2026赛季，WSBK世锦赛的张雪机车820RR搭载自主研发的819cc直列三缸发动机。机车空载质量为190 kg，燃料为汽油（95#）。参赛选手用该款机车试车，在一平直的公路上以恒定速度行驶，消耗汽油（汽油热值）。取，下列说法正确的是（ 　　） A．汽油属于固体燃料 B．所消耗的汽油完全燃烧放出的热量是 C．机车空载时所受重力 D．改变燃料品种，不能提高燃料的利用率 20．四冲程汽油机中的__________冲程是提供动力的，已知该汽油机飞轮转速为，能量输出效率为20%，则该汽油机每秒钟对外做功__________次；若该发动机完全燃烧的汽油能够输出的有用功为__________。（汽油的热值为） 21．完全燃烧0.2m3的天然气放出的热量是_________J；若这些热量的20%被8kg的液体吸收，使其温度升高60℃，则该液体的比热容是_________J/（kg·℃）（q天然气=3.0×107J/m3） 22．某家用燃气热水器将质量为200kg、温度为20℃的自来水加热到50℃时，消耗的天然气体积为（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： (1)这些水吸收的热量； (2)该热水器工作时的效率。 23．我国某科研院所采用自研工艺从炼制石油的废料中成功提炼出一种燃气，用这种燃气将8kg的水从10℃加热到60℃，消耗完全燃烧的燃气0.05kg。已知该燃气的热值为，水的比热容为。求： (1)该过程水吸收的热量； (2)该过程燃气完全燃烧放出的热量； (3)该过程燃气加热的效率。 角度09 比较不同燃料的热值大小 24．如图所示为甲、乙两种燃料完全燃烧时放出的热量Q与其质量m的关系。下列有关说法正确的是（　　） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．乙燃料的热值随着质量的增大而增大 C．完全燃烧放出相同的热量时，所需乙燃料的质量大 D．燃料的热值越大，燃烧的效率越高 25．下表是一些燃料的热值，由表可知，相同质量的燃料完全燃烧放出热量最多的是___ 。小明在参加中考体育考试的过程中，其身体消耗的总能量约为，这些能量相当于_____kg烟煤完全燃烧释放的热量。 燃料 焦炭 烟煤 无烟煤 热值/（J•kg﹣1） 3.0×107 约2.9×107 约3.4×107 26．小文同学进行“探究不同物质吸收热量的情况”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，实验装置如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)除了图中已呈现的器材，你认为两个实验都还要用到的其它测量工具是____________； (2)若想探究“不同物质吸收热量的情况”，小文应选择____________两图进行实验，液体吸收热量的多少是通过____________来反映的； (3)根据实验数据，小文作出了两种液体的温度随加热时间变化的图像（如图丁所示），若使两种液体升高相同的温度，则a的吸热能力____________b的吸热能力（选填“大于”、“小于”或“等于”），因此通常选择____________作为冷却液（选填“a”或“b”）；已知液体b为水，若，则a的比热容是____________。 (4)接着小文进行“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，燃料放出热量的多少是通过____________来反映的：（选填序号）①燃料质量②吸热物质的质量③加热时间④温度计示数的变化 角度10 热机效率的计算 27．有一台汽油机甲和一台柴油机乙，在相同时间内乙做的有用功是甲的2倍，甲机的效率是20%，乙机的效率是25%（汽油的热值为，柴油的热值为），则甲、乙两机在相同时间内消耗燃料的质量之比为（     ） A． B． C． D． 28．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙有用功的功率之比____________，甲、乙消耗的汽油质量之比是____________。 29．一辆汽车以某一速度在平直路面上匀速行驶2km，消耗汽油0.1kg，该过程汽车做的有用功为，。求： (1)这些汽油完全燃烧放出的热量。 (2)汽车发动机的效率。 (3)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气的能量全部被质量为10kg、温度为20℃的水吸收，在一标准大气压下，水温升高到多少摄氏度？[] 30．已知某型号的载重汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶6km，所用时间是300s，消耗燃油2kg（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为60kW。若燃油的热值为，求： (1)此过程中燃油完全燃烧释放的热量为多少焦？ (2)汽车发动机的热机效率是多少？ 【例1】（2026·内蒙古·中考真题）搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的（　　） A．沸点高 B．热值大 C．比热容大 D．凝固点高 【深化点拨】 （1）考查热值的概念，热值是描述燃料完全燃烧放热能力的物理量。 （2）考查热值的实际应用，火箭、航空发动机常选用热值大的燃料。 （3）考查概念辨析，区分热值、比热容、沸点、凝固点各自的物理含义。 （4）考查信息提取能力，根据题干 “质量更小、放热更多” 匹配对应的物理特性。 【变式1-1】（2026·内蒙古·中考真题）小明一家在呼伦贝尔大草原游玩，傍晚天气变冷，他们采取下列方法取暖，属于做功改变内能的是（　　） A．喝杯热水 B．抱热水袋 C．搓手搓脸 D．向手心哈气 【变式1-2】（2026·山东烟台·中考真题）油条是餐桌上的常见食品，关于它的制作过程，下列说法正确的是（　　） A．抻拉面团时，面团发生了弹性形变 B．炸油条是通过热传递的方式使其内能增加的 C．当油条漂浮在油面上时，它受到的浮力大于重力 D．刚出锅的油条很烫是因为它含有很多的热量 【变式1-3】（2026·湖南·中考真题）2025年11月25日，“长征”2号F遥22运载火箭托举“神舟”22号飞船在酒泉卫星发射中心顺利升空。火箭在上升过程中短暂遮挡部分太阳圆面，形成如图所示的“神箭凌日”画面。关于此过程，说法正确的是（     ） A．飞船重力势能变小 B．火箭的热机效率为100% C．飞船相对于火箭始终是运动的 D．“神箭凌日”现象是由光的直线传播形成的 【例2】（2026·青海·中考真题）如图展示的是我国传统的走马灯，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片转动。在这一过程中空气的内能转化为扇叶的__________能，这一能量转化过程与四冲程汽油机的__________冲程相似。 【深化点拨】 （1）考查能量转化判断，能够识别内能转化为机械能的过程。 （2）考查四冲程汽油机冲程辨析，明确做功冲程的能量转化特点。 （3）考查热机原理理解，知道热机本质是将内能转化为机械能。 （4）考查传统文化中的物理现象，学会运用物理知识解释走马灯这类简易热机工作原理。 【变式2-1】（2026·河北·中考真题）如图所示，壶身与______组成连通器，水被烧开时，水蒸气因推动壶盖跳起而内能减少，这是通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变物体内能的。 【变式2-2】（2025·四川雅安·中考真题）我国在太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭成功发射了千帆极轨06组卫星，标志着我国在航天领域不断攀登新高峰。火箭喷出高温燃气获得动力升空的过程与图中_____________（选填“甲”或“乙”）的能量转化相同；航天器发动机用液态氢作燃料，这是因为氢的_____________（选填“热值”或“比热容”）大。 【变式2-3】（2026·四川广元·中考真题）某品牌油电混动汽车在一平直公路上匀速行驶时，先用热效率为30%的汽油机输出动力，行驶5km后消耗汽油0.25kg，则该车受到的阻力大小为________N；在汽油机工作的同时，电池系统会回收汽油完全燃烧释放能量的12%，若把回收的这些能量用于电机驱动该车，让其在这条公路上仍以原来的速度匀速行驶，则还可以再多行驶________km。（已知汽油热值，电机系统工作时效率为80%，不考虑动力传输中能量损失） 【例3】（2025·四川广安·中考真题）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： (1)汽车通过隧道的平均速度； (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； (3)汽车通过隧道发动机的效率。 【深化点拨】 （1）考查平均速度的概念，区分平均速度与瞬时速度，利用路程和时间描述物体整体运动快慢。 （2）考查燃料热值相关知识，理解燃料完全燃烧放出热量的物理意义。 （3）考查热机效率的含义，分清有用功和燃料燃烧放出的总能量，明白效率永远小于 1。 （4）考查综合计算题解题规范，理清不同物理过程，准确选取题目给出的已知条件。 【变式3-1】（2025·广东·中考真题）如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为。已知g＝10N/kg，，。求该船： (1)受到的总重力； (2)静止时排开海水的体积； (3)发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。 【变式3-2】（2026·河北·中考真题）轮渡刚驶离码头，船长发现焦急赶来的老人，立即返航接老人。假设这位老人的质量为60 kg，站立时与水平地面的接触面积为0.04 m2，登上轮渡后，轮渡的总质量为150 t。已知柴油的热值为，水的密度为，g取10 N/kg。 (1)求老人站立时对水平地面的压强。 (2)求轮渡排开水的体积。 (3)轮渡在接老人的过程中，若发动机做了的功，则这些功相当于完全燃烧多少千克柴油放出的热量？ 【变式3-3】（2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）如图，我国某舰艇圆满完成首次航行试验任务，为我国海军建设和发展注入新动力。该舰艇在平静的海面上静止时，舰艇底最低点到水面的竖直距离为。若某段航行过程中，该舰艇在平静的海面上平稳的匀速直线航行了，发动机做的有用功为。已知：海水的密度，该舰艇所用燃料的热值。求： (1)该舰艇在平静的海面上静止时，海水对舰艇底最低点的压强是多少Pa？ (2)该段航行过程中，发动机提供的前进的动力是多少N？ (3)若该舰艇发动机的效率为，则该段航行过程中，消耗燃料的质量是多少？ ⚡基础速刷 1．据湖南省林业局介绍，截至2022年12月，我省共有国家湿地公园（含试点）70个，数量列全国第一。湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因为水的（     ） A．比热容大 B．热值大 C．导热性好 D．导电性好 2．关于提高热机效率的方式，下列说法错误的是（     ） A．尽量减小输出功率 B．尽量减小热量损失 C．尽量减小摩擦 D．尽量使燃料充分燃烧 3．关于燃料的热值，以下说法正确的是（     ） A．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 C．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 D．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 4．某汽车百公里耗油5kg，这些汽油完全燃烧可放出的热量是______J。汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的______大的特点。若水箱内5kg水，温度升高了，则水吸收的热量为______J。[，] 5．下图是涉及热学的两个情景，请将下面的横线补充完整。甲实验说明分子间存在______________（选填“引力”、“斥力”或“间隙”）；乙实验改变物体内能的方式______________。 6．如图是我国自行研制建造的鲲龙水陆两栖飞机，在森林灭火、海洋巡逻和领海安全等方面发挥重要作用，若在执行某次飞行任务中，该飞机沿直线匀速行驶了，消耗了航空燃油，飞机发动机功率为，已知航空燃油的热值，求该飞机此过程中： (1)航空燃油完全燃烧释放的热量； (2)发动机的效率。 🚀能力跃升 7．下列说法中正确的是（     ） A．质量是1 g的燃料燃烧后放出的热量，叫做这种燃料的热值 B．物体的温度不变，它的内能可能变大 C．热机做的有用功越多，热机效率就一定越高 D．燃料在燃烧时，将化学能转化为电能 8．关于汽油机和柴油机描述正确的是（     ） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量 C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能 D．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸 9．关于内能、热量和温度的关系，下列说法中正确的是（     ） A．物体温度越高，含有的热量也就越多 B．1kg、0℃的水的内能比1kg、0℃的冰的内能大 C．对物体做功，物体的内能一定增加 D．在热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移 10．走马灯，又名马骑灯，是中国传统玩具之一，灯笼的一种。如图所示是某同学用一次性纸杯和蜡烛制作的走马灯，当点燃底部的蜡烛，燃烧产生的高温气体向上运动，带动蜡烛上方的纸杯旋转，这与四冲程汽油机的___________冲程的能量转化相同。 11．太阳能热水器是通过________方式使水的内能增加。小红家的太阳能热水器内装有60kg的水，某天阳光照射5小时后，热水器内水温从20℃升高到70℃，则水吸收的太阳能为________J，这些水若改用天然气加热升高同样的温度，不计热量损失，则需要消耗________的天然气。[，] 12．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，燃料完全燃烧，不考虑热量损失 (1)对比___________两幅图，可以得出两种液体的比热容大小关系 (2)对比甲乙两幅图，燃料完全燃烧后，乙图中液体的内能大于甲图中液体的内能，则燃料2的热值__________燃料1的热值（选填“大于”、“等于”或“小于”） (3)对比乙丙两幅图，燃料完全燃烧后，液体b升高的温度大于液体a升高的温度，则____________（选填“能”或“不能”）说明燃料1的热值更大，原因是____________________ 13．某台以汽油为燃料的汽车在一平直路段测试时，以20 m/s 的速度匀速直线行驶了230 m，在此过程中共消耗20 g的汽油，若行驶过程中汽车受到的阻力恒为1200 N，对于此过程，则： (1)求消耗的汽油完全燃烧产生的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg） (2)求这台汽车行驶时消耗的汽油用于维持汽车匀速直线行驶的效率。 (3)若消耗的汽油完全燃烧产生的热量全部用来加热50 kg、初温为的铁，不考虑热量损失，铁的最终温度为多少摄氏度？[铁的比热容] 🌟思维挑战 14．热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（　　） A．在一定条件下，热量可以从低温物体传向高温物体 B．物体发生物态变化时，内能一定变化，温度也一定变化 C．气体很容易被压缩，说明气体分子间不存在斥力 D．燃料燃烧越不充分，其热值一定越小 15．某同学在实验室开展“探究不同液体吸热能力”的实验，用两个规格相同的电加热器分别放在两个相同的烧杯里加热甲、乙两种液体，甲、乙两种液体的质量，忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收，得到如图丙所示的温度与加热时间的图像，已知水的比热容为，酒精的热值为3×10⁷J/kg。下列说法正确的（　　） A．前8min，甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多 B．结合题意及图丙所示的温度-加热时间图像，可判断甲液体为水 C．甲液体的比热容大小为 D．若用酒精灯加热甲杯液体，升温60℃，消耗酒精12g，则其加热效率为80% 16．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。 17．如图甲所示为四缸发动机，其工作原理：内燃机通过连杆把四个相同汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。 某台四缸发动机，其输出功率随转速变化如图丁所示，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。当汽油机的转速达到时，在该发动机的每个做功冲程里，发动机做功___________J。 18．实验室现有、、三种液体和1、2、3三种燃料，需要完成如下两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象，实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。如图所示，小州同学设计了甲、乙、丙三套装置。 (1)小州组装三套实验装置时应按照__________（填“自下而上”或“自上而下”）的顺序进行； (2)小州进行实验二需要选用__________两套装置，实验时是通过比较__________来反映燃料燃烧放热的多少； (3)为了两个实验都能完成，需要调整图中器材，以下方案可行的是（　　）（填字母）； A．将甲图中的液体换成液体 B．将乙图中的燃料2换成燃料1 (4)小州使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体、的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体比热容是液体的__________倍。 19．同学们在探究“水沸腾前后温度变化特点”的实验时，设计了如图甲所示的装置。取适量燃料置于燃烧皿中，测得总质量为50g，点燃燃料后对100g温水加热，假设燃料能够均匀且充分燃烧，其放出的热量的60%被水吸收。加热3min后熄灭火焰，测得剩余燃料和燃烧皿总质量为24.8g，根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图乙中A线所示。 (1)燃料的热值是多少？ (2)停止加热时，杯中水的温度为多少？ (3)若加热装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水，图乙中B线是其温度随时间变化图像。另一杯水的质量为多少？ 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $