第14章内能的利用 讲义（武汉专用）-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理单元复习讲义以“能量观念”为核心，通过表格对比、实验探究与知识框架图系统构建“内能的利用”知识体系，梳理能量转化与守恒、热机工作原理及效率等要点，用易错提醒表格区分“转化”与“转移”等重难点，呈现知识内在逻辑。 讲义亮点在于“情境化分层练习”设计，如结合枪虾发声、空轨列车等实例考查能量转化，通过热机效率计算与汽油机四冲程辨析题培养科学思维，基础题夯实概念，综合题提升推理能力，助力不同层次学生发展，为教师实施精准复习提供清晰路径。

第十四章 内能的利用 知识总结与归纳 第一节 能量的转化与守恒 【考点1 能量的转化与转移】 1.能量的存在形式 2.能量的转化 在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的 转化 。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。 3.能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。 易｜错｜提｜醒 能量的“转化”和“转移”的区别 （1） 能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。 （2）能量的转移：能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有改变。 【考点2 能量守恒定律】 1.能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的 不变。 2.对能量守恒定律的理解： （1）能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从 。 （2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 易｜错｜提｜醒 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 （1）机械能守恒需要满足一定的条件，能量守恒不需要条件。 （2）机械能守恒是能量守恒的特殊情况。 第二节 热机 【考点1 热机】 1.实验探究—热机工作原理 【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 总｜结｜归｜纳 利用内能的两种方式：（1）利用内能加热；（2）利用内能做功。 其中利用内能加热是内能转移过程，利用内能做功是内能转化过程。 2.热机 （1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）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。 （3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 【考点2 汽油机和柴油机】 （一）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 转化为 。 2.构造 （1）主要结构：如图所示，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。 （2）冲程：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。 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。 （3）试管实验与汽油机构造比较：如上图。 3.工作过程 （1）汽油机的一个工作循环： 冲程、 冲程、 冲程、排气冲程。 （2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动 ，活塞往返 ，对外做功 。在四个冲程中，只有 冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的 带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动。 （3）汽油机工作过程如下： 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高 3.做功冲程：进气门关闭、排气门关闭。化学能转化内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.排气冲程：进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气 （二）柴油机 1.工作原理：利用 在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将 转化为 。 2.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 ，活塞往复 ，对外做功 。 总｜结｜归｜纳 汽油机与柴油机的异同 相同点：（1）基本构造和主要部件作用相似。 （2）每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 （3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 （4）一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。 不同点：（1）构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 （2）燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。 （3）吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。 （4）点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。 第三节 热机的效率 【考点2 燃料的热值】 1.燃料的热值 （1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。 （2）热值单位：J/kg。 （3）热值的物理意义： ①1kg某种燃料 放出的热量就等于该燃料的 ； ②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；它是燃料本身的一种 ，只与燃料的 有关，与燃料的形态、 、 等均无关。 （4）燃料燃烧放出的热量：热量： ；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg） 易｜错｜提｜醒 （1）不是任何物质都有热值。热值是燃料的固有性质，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； （2）只有燃料放热时，才能用Q放 ＝qm或Q放 ＝Vq进行计算，不要将其与温度降低时的放热公式Q放=cm△t混淆。 【考点2 热机的效率】 2.热机的效率 （1）燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。 （2）锅炉的效率： ①锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。 ②提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 ③内燃机中热量燃烧的能量流向图 （4）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常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 （5）提高热机效率的主要途径 ①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）； ②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）； ③在热机设计和制造上，采用先进的技术；④保障良好的润滑，减少机械摩擦。 易｜错｜提｜醒 废弃能量的利用： 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的主要措施。 章末特训 考点 1 能量的转化与转移 1．（2026•武昌区期末）一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后弹壳内火药燃烧射出一颗子弹，如图所示。子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中。下列关于以上过程发生的能量转化说法错误的是（　　） A．火药燃烧是化学能转化为内能 B．射出子弹是内能转化为机械能 C．子弹在空中飞行时内能转化为机械能 D．子弹陷入土地中时机械能转化为内能 2．（2025秋•硚口区期中）下列四个情景中，能量转化方式与其它三个不同的是（　　） A．空气推动塞子跳出 B．内燃机做功冲程 C．点燃蜡烛，扇叶转动 D．迅速闭合螯钳产生高温 3．（2026•武昌区武珞路月考）以下是小倩总结的几个能量转移的情景，其中错误的是（　　） A．绿萝进行光合作用，是将光能转化为化学能 B．给手机充电，是将电能转化为化学能 C．阳光照射太阳能电池时，是将太阳能转化为化学能 D．使用水力发电，是将机械能转化为电能 4．（2026•江汉区月考）如图所示是不同形式的能量的相互转化图，下列说法正确的是（　　） A．序号①的实例可以是“炙手可热”和“钻木取火” B．序号③的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用 C．序号②的实例可以是水电站里水轮机带动发电机发电 D．序号④的实例可以是给手机电池充电 5．如图所示是“风光互补”景观照明灯，它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列解释正确的是（　　） A．太阳能电池板是将光能转化为内能的装置 B．小风扇是风力发电机，工作时将机械能转化为电能 C．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能 D．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，能量的总量不守恒 6．（2025秋•东西湖区月考）某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力；当汽车制动减速时，电动机还可作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是（　　） A．汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能 B．电动机在提供动力时把电能转化为机械能 C．发电机为蓄电池充电时把电能转化为化学能 D．制动减速发电的过程中把内能转化为电能 7．（2026•江夏区月考）2023年10月1日，武汉光谷空轨旅游线项目首列“光谷光子号”空轨列车在武汉市东湖高新区试运营。空轨为全封闭电力驱动，无噪音，无任何污染，占地面积极小，是最为环保的交通工具。先行建设的一期工程起于九峰山，止于龙泉山，长约10.5公里，若某次试运行时全程用时14min，则平均速度为 　 　 km/h。该列车行驶时主要是将 　 　 能转化为 　 　 能。 考点2 能量守恒 1.下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是（　　） A．钻木取火是将内能转化为机械能 B．氢气燃烧是将化学能转化为内能 C．汽油机工作过程中，燃料完全燃烧放出的内能只有部分转化为机械能，剩下的能量凭空消失了 D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生 2．关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 B．电热水器给水加热时，电能转化为内能 C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，化学能转化为光能 3．据澎湃新闻，广西宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（　　） A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 B．如果没有能量补充，装置最终会停下 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．不靠任何能量补充，该装置可以一直转动下去 4．如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能 B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低 C．蒸汽推动小船前进，实现了机械能向内能的转化 D．蒸汽推动小船前进，能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同 5．汽车紧急刹车后减速滑行，汽车的　 　 能转化为刹车和刹车片、轮胎与地面的内能，该过程中刹车与刹车片增加的总内能　 　 于汽车减少的动能。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有　 　 性。 考点3 能量守恒与其他知识结合 1．课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（　　） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴 2．2026年5月29日，搭载神舟二十二号载人飞船的长征二号F遥二十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空的过程中，能量转化与汽油机的压缩冲程的能量转化相同 B．火箭与大气剧烈摩擦，通过热传递的方式使得火箭表面温度急剧升高 C．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能 D．随着火箭燃料液态氢给火箭动力，液态氢逐渐减少，其热值也逐渐减小 3．中国古代玩具饮水鸟（如图）被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于：在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里“喝”一口后，让其直立起来；可是直立一会儿它又会自动俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。其原理是饮水鸟的嘴部和头部包裹了一层绒布，“喝水”打湿后，由于蒸发 　 　 （选填“吸热”或“放热”），使得鸟头部管内温度和气压变化，尾部的液体上升到头部，改变饮水鸟的重心，实现再次喝水。饮水鸟这种“自动喝水”的现象 　 　 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 4．（2025•湖北黄冈期末）如图是有着“超能力”的枪虾，它的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱并形成低压，低压下水在常温下汽化，此时汽化原理是 　 　 ，形成气泡后，微小空化气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光，此时发出声音说明有能量转化为 　 （选填“内能”或“机械能”）。 考点4 四冲程的能量转化 1．（2026•扬州中考真题）如图，加热试管中的水至沸腾。分析橡胶塞被冲出的过程，其能量转化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 2．（2026•青山区期中）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．取火时内能转化为机械能 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管内空气的内能 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同 3．（2026•东西湖区月考）关于如图所示四幅图，描述正确的是（　　） A．图中硝化棉温度升高而燃烧可以说明热传递改变内能 B．图中塞子飞出前的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 C．图橡胶塞冲出的过程中试管口出现的白雾是管外水蒸气液化形成的小水滴 D．图是做功冲程，该冲程中燃料燃烧释放能量中的绝大部分转化为机械能 4．（2026•黄陂区月考）图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图，图乙是空气压缩引火仪，图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“飞出”。下列说法正确的是（　　） A．三个过程中改变气体内能的方式相同 B．三个过程中气体内能大小的变化情况相同 C．图甲是做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D．若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程，则其飞轮转速为600r/min 5．（2026•江岸区七一月考）如图甲是四冲程汽油机工作时某一个冲程的示意图，如图乙所示，给试管里的水加热，水沸腾后瓶塞被迅速冲出试管且管口出现“白气”。下列说法正确的是（　　） A．图甲所示的冲程是依靠飞轮上的惯性完成的 B．图甲所示的冲程存在着机械能转化为内能的过程 C．在图甲所示的冲程末，汽油机气缸内的压强大于柴油机气缸内的压强 D．图甲所示的冲程存在的能量转化过程与图乙存在的能量转化过程相同 6．（2026•东西湖区期中）如图所示为熔盐塔式太阳能光热电站的原理图，该发电站通过电脑自动控制镜子的方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的固态熔盐使其温度升高，熔化后的高温的液态熔盐向下流入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电，经过蒸汽发生器后的熔盐，降温回到低温熔盐罐，从而循环下去。下列说法正确的是（　　） A．熔盐增加的内能是由太阳能转化而来 B．水蒸气推动汽轮机转动过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 C．汽轮机带动发电机发电时，汽轮机的内能转化为电能 D．高温的液态熔盐经过蒸汽发生器后变为低温熔盐，这个过程中熔盐的内能保持不变 7．（2025秋•汉阳区期中）如图断示，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，在软木塞被推出的过程中，是把 　 　 能转化为机械能，在这个能量转化的过程中 　 　 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律，该过程中的能量转化和如图中四冲程汽油机工作中的 　 　 冲程相一致（选填“甲”或“乙”）. 8．（2025秋•洪山区期中）图甲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，带动纸片小人转动。此过程中热空气内能的变化量　 　 （选填“大于”“等于”或“小于”）小人转动机械能的变化量。图乙是我国古人曾发明一种点火器，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。手向内猛推推杆时，套筒内气体内能　 　 （选填“减小”“不变”或“增大”），这一过程与四冲程汽油机的　 　 冲程相似。 考点5 内燃机的四冲程 1．（2026•江岸区月考）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 2．（2025秋•武汉期末）某同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图所示。转速表的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是单缸四冲程汽油机，则下列说法正确的是（　　） A．转速表的示数是800r/min B．该气缸一个循环中做功2次 C．该气缸每分钟对外做功400次 D．该气缸每分钟完成1500个冲程 3．（2026•武昌区南湖中学月考）如图所示是四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．靠飞轮惯性完成的冲程是甲、丙、丁 B．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲 C．丙图冲程中存在着化学能转化为内能的过程 D．飞轮转速750r/min，则该汽油机1min内能做功750次 4．（2025秋•东西湖区期中）如图所示是一台单缸四冲程汽油机工作时的四冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机在一个工作循环中工作过程依次为甲、丙、乙、丁 B．图丁的冲程使汽车获得了动力 C．汽油机和柴油机的吸气冲程相似，都是吸入燃油和空气的混合物 D．在汽油机的能量损失中，排气冲程排出的废气带走的能量最少 5．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 6．（2025秋•江汉区期中）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。如图C转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。下列说法错误的是（　　） A．图A中乙冲程吸入的是汽油和空气的混合物 B．图B中通过做功增加了艾绒的内能 C．图A丁冲程中存在着化学能转化为内能的过程，甲、乙、丙冲程靠飞轮惯性完成 D．图C中示数说明此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程375次 7．（2025秋•洪山区期末）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机链接。该单缸发动机的一个工作循环只有进气冲程和排气冲程两个冲程，如图所示。发动机对外做功的是 　 　 冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的内能 　 　 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。若该发动机的转速为1200r/min，则1s内发动机对外做功 　 　 次。 考点6 汽油机与柴油机 1．（2026•武汉武昌区梅苑中学月考）柴油机和汽油机都属于内燃机，下列有关说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门关闭的冲程是吸气冲程 D．在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为密闭空气的内能 2．（2025秋•武汉期中）如图所示为某同学画出四冲程汽油机工作冲程的示意图（图中火花塞释放电火花的过程未画出），下列有关说法正确的是（　　） A．图甲为压缩冲程，该冲程中，伴随有机械能转化为内能 B．图乙为排气冲程，在热机的能量损失中，废气带走的能量最多 C．图丙为吸气冲程，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸 D．图丁为做功冲程，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体 3．（2025秋•江汉区月考）如图A所示是四冲程汽油机的工作示意图，如图B所示是我国古代曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端。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，燃料释放的能量少部分转化为机械能 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、丙冲程靠飞轮惯性完成 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 考点7 热值及简单计算 1．（2025秋•武汉期末）如图是用煤气灶烧水的情景，下列说法正确的是（　　） A．1kg煤气燃烧放出的热量，就是煤气的热值 B．煤气在燃烧的过程中，热值会逐渐减小 C．由于高温的烟气带走了相当一部分热量，所以燃料利用率较低 D．换用热值更高的天然气烧水，可以大大提高燃料的利用率 2．（2025秋•武汉青山区月考）某天然气热水器输入自来水的温度是25℃，输出后水的温度升高到45℃，这是通过 　 　 （填“做功”或“热传递”）的方式增加水的内能。某次使用中加热了40kg的水。这些水吸收的热量是 　 J，热水器铭牌显示它的热效率是80%，该过程热水器消耗了 　 　 m3的天然气。（天然气的热值q＝8.4×107J/m3） 3．（2025秋•武汉月考）小华奶奶家在偏远的农村，还没用上天然气，厨房日常使用的是罐装液化气。如果每罐可装入20kg的液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每罐液化气全部完全燃烧放出的热量是 　 J。若实际使用时液化气完全燃烧放出的热量只有50%被利用，试计算：在标准大气压下，一罐液化气理论上可把质量为 　 　 的水从20℃加热至沸腾。一次锅里的水烧开后，她看到锅盖在不停地上下跳动，其原因是水蒸气的 　 　 能转化为锅盖的 　 　 能。 4．（2025秋•武汉期中）垃圾分类有利于资源的回收再利用，焚烧垃圾可以实现综合热利用。焚烧垃圾发电过程中，能量是从 　 　 能转化为内能，再转化为 　 　 能，最后输出电能。如图所示是我国最大的垃圾焚烧发电站，日处理生活垃圾6000t。如果1t垃圾焚烧时能产生2.16×109J的电能，这些电能相当于完全燃烧 　 　 t干木柴所放出的能量。（干木柴的热值取1.2×107J/kg） 考点8 热机效率 1．（2025秋•蔡甸区月考）关于热机，下列说法错误的是（　　） A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率 B．冬天燃油汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措可以提高热机效率 C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油机在压缩冲程中压缩程度比汽油机高 D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能 2．（2025秋•武汉期末）涡轮喷气发动机的基本结构如图所示。工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力。下列有关说法正确的是（　　） A．高温高压燃气推动涡轮转动的过程，相当于内燃机的压缩冲程 B．燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值就越大 C．燃料燃烧越充分，喷气发动机的效率就越高 D．燃气从尾喷管喷出获得动力的过程，其内能增大 3．（2025秋•东西湖区月考）图甲是某同学家的汽油车。图乙是其发动机启动时的转速表，转速表的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。图丙为该汽油机能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程只吸入空气 B．此时该发动机曲轴的转速为0.75r/min C．该汽车发动机1min对外做功750次 D．由丙图可知该汽油机的效率是28% 4．（2025秋•江汉区期中）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．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 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．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 D．甲图中热机飞轮转数是1800r/min，则该热机1s中对外做功30次 5．（2025秋•武汉期末）如图所示是某同学制作了一个简易汽轮机装置。向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。这个过程中，蒸汽的 　 （选填“极少部分”或“绝大部分”）内能转化为风车的 　 　 能，增加易拉罐的保温性能可以 　 　 （选填“提高”或“降低”）简易汽轮机效率。 考点9 热值、热机及热机效率相结合 1．（2025秋•武汉月考）下列有关热和能的说法正确的是（　　） A．对物体做功可以改变物体的内能 B．燃料的热值越大，完全燃烧时放出的热量越多 C．冰熔化成水时温度不变，内能也不变 D．发生热传递时，热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体 2．（2025秋•武汉期中）我国古籍《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序，其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A．木柴燃烧时，内能转化为化学能 B．给墙壁烤火是通过做功的方式来改变湿纸的内能，湿纸内能变大 C．木柴燃烧时，木柴的热值逐渐变小 D．湿纸变干过程中，湿纸中的水分子运动变快 3．（2025秋•黄陂区月考）下列描述正确的是（　　） A．对热机而言，燃料燃烧释放的能量大部分用来做有用功 B．对甲图而言问号表示的是热机克服摩擦所带走的能量 C．汽油机中压缩冲程存在着化学能转化为内能的过程 D．图乙和图丙的能量转化情况不相同 4．探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值3.0×107J/kg，这种物质的液态比热容c＝1.5×103J/（kg•℃），下列选项错误的（　　） A．该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能 B．在AB段和BC段，该物质吸收的热量相同 C．该物质固态时的比热容为3.0×103 J/（kg•℃） D．该装置能量的转化效率为50% 5．（2025秋•江岸区七一中学月考）图示是我国自行研制的AG600鲲龙水路两栖飞机。船舶模式航行时使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分，航速优化就是要找到合适的航速，使发动机做的总功减少，达到节能的目的。 下列说法正确的说法个数是（　　） ①柴油机工作时，吸入柴油和空气混合物的冲程是吸气冲程 ②柴油机压缩冲程结束，做功冲程开始时，火花塞点火，点燃燃油 ③柴油消耗一半以后，且燃油燃烧不充分，剩下柴油热值小于原来柴油热值的一半 ④船航模式航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示。船舶以8m/s的航速航行，若柴油发动机的效率为40%，所用燃油的热值为4×107J/kg，每公里航程船舶消耗的燃油的质量为40kg A．0个 B．1个 C．2个 D．3个及3个以上 6．（2025秋•武汉期末）2025年10月17日，长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心成功发射，将千帆极轨18组卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。火箭加速上升的过程中，燃料燃烧产生的内能一部分转化为火箭的　 能。火箭主要采用液氢作为燃料是因为液氢的　 　 大，当2t液态氢完全燃烧时，可放出　 J的热量。（氢的热值为1.4×108J/kg） 7．（2025秋•武汉期末）食物的营养成分在人体细胞里与氧结合可以提供能量。一盒标有“能量：276kJ/100mL”的牛奶，其中“能量”的含义与　 　 （填“热量”或“热值”）的含义相似。100mL的牛奶含有的能量相当于完全燃烧　 　 g的干木柴放出的能量。若干木柴完全燃烧，其热值　 　 （填“增大”“不变”或“变小”）。干木柴的热值为1.2×107J/kg。 8．（2026•武汉一模）随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具。汽车应用了许多物理知识，请你回答下列有关问题：（q汽油＝4.6×107J/kg） （1）完全燃烧2kg汽油释放的能量为 J。 （2）汽车刹车时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片喷水降温，这是通过 　 　 方式改变刹车片的内能。 （3）汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每个汽缸每秒钟完成 　 　 个做功冲程。 考点10 热学的综合计算 1．（2025秋•黄陂区月考）武汉市不少家庭浴室使用燃气热水器提供热水，小红家安装了天然气热水器，已知水进入热水器前的温度是20℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），求： （1）如果洗一次澡用热水50L，水从热水器中吸收了多少热量？ （2）若洗一次澡天然气表的示数由367.89m3变为368.04m3。已知天然气的热值为q＝4×107J/m3，根据上述数值，这个天然气热水器的热效率是多少？ 2．冬季即将来临，小清家新购置了一款天然气热水器，如图所示，名牌标注能效等级为2级。国家标准规定能效等级为2级的热水器，其热效率不低于88%。小清想测试该热水器是否达标，于是将热水器的出水温度设为42℃（即水从热水器流出的温度），经记录，放出20kg热水，热水器共消耗0.06m3的天然气。已知进入热水器的冷水温度为22℃，，。 （1）水吸收的热量是多少？ （2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量； （3）请通过计算判定该热水器能效等级是否达标。 3．（2026•东西湖区月考）神舟十九号载人飞船预计将于2024年10月发射，开启我国新一轮的航天任务。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。以下表格中是一些燃料的热值。 燃料 热值 燃料 热值 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg 氢 1.4×108J/kg （1）根据表格中数据回答，运载火箭使用氢作为燃料的主要原因是因为液态氢具有较大的 　热值　 （选填“热值”或“比热容”）。 （2）某火箭发射时携带了6×104kg液态氢燃料，氢燃料完全燃烧产生热量的80%被水吸收，在1标准大气压下，能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？（c水＝4.2×103J/（kg•℃），大气压为1标准大气压） （3）氢能被视为未来的理想清洁能源，北京冬奥会期间，运行着超过1000辆氢能源汽车，配备30多个加氢站，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。在进行氢能源汽车测试时发现某氢能源车的发动机工作时效率可以达到50%。一次测试中，该氢能源车匀速行驶了150km的路程，消耗氢能源2.4kg，小明家的汽车在同样的阻力下行驶同样的路程消耗了14.6kg的汽油。则氢能源汽车比小明家装有汽油发动机的小轿车的效率提高了多少？（结果保留到百分数的整数位） 4．（2025秋•江汉区期中）如图所示是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机，理想情况下满载匀速飞行，最大航程4000km。飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达3120kW，效率60%。（ρ航空燃油＝4.3×107J/kg） （1）一台发动机1h做的有用功是多少J。 （2）飞机飞行1h消耗航空燃油多少kg（保留一位小数）。 （3）如果通过换装更先进的发动机，提高热效率到66%，载油量和阻力不变的情况下，满载匀速飞行，最大理想航程可以提高到多少km？ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能的利用 知识总结与归纳 第一节 能量的转化与守恒 【考点1 能量的转化与转移】 1.能量的存在形式 2.能量的转化 在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的 转化 。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。 3.能量的转移 能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。 易｜错｜提｜醒 能量的“转化”和“转移”的区别 （1） 能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。 （2）能量的转移：能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有改变。 【考点2 能量守恒定律】 1.能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的 总量保持 不变。 2.对能量守恒定律的理解： （1）能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从 能量守恒定律 。 （2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 易｜错｜提｜醒 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 （1）机械能守恒需要满足一定的条件，能量守恒不需要条件。 （2）机械能守恒是能量守恒的特殊情况。 第二节 热机 【考点1 热机】 1.实验探究—热机工作原理 【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 总｜结｜归｜纳 利用内能的两种方式：（1）利用内能加热；（2）利用内能做功。 其中利用内能加热是内能转移过程，利用内能做功是内能转化过程。 2.热机 （1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）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。 （3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 【考点2 汽油机和柴油机】 （一）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.构造 （1）主要结构：如图所示，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。 （2）冲程：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。 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。 （3）试管实验与汽油机构造比较：如上图。 3.工作过程 （1）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。 （2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动 两周 ，活塞往返 两次 ，对外做功 一次 。在四个冲程中，只有 做功 冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的 飞轮的惯性 带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动。 （3）汽油机工作过程如下： 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高 3.做功冲程：进气门关闭、排气门关闭。化学能转化内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.排气冲程：进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气 （二）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.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 。 总｜结｜归｜纳 汽油机与柴油机的异同 相同点：（1）基本构造和主要部件作用相似。 （2）每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 （3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 （4）一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。 不同点：（1）构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 （2）燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。 （3）吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。 （4）点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。 第三节 热机的效率 【考点2 燃料的热值】 1.燃料的热值 （1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。 （2）热值单位：J/kg。 （3）热值的物理意义： ①1kg某种燃料 完全燃烧 放出的热量就等于该燃料的 热值 ； ②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；它是燃料本身的一种 特性 ，只与燃料的 种类 有关，与燃料的形态、 质量 、 体积 等均无关。 （4）燃料燃烧放出的热量：热量：Q放 ＝qm ；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg） 易｜错｜提｜醒 （1）不是任何物质都有热值。热值是燃料的固有性质，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； （2）只有燃料放热时，才能用Q放 ＝qm或Q放 ＝Vq进行计算，不要将其与温度降低时的放热公式Q放=cm△t混淆。 【考点2 热机的效率】 2.热机的效率 （1）燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。 （2）锅炉的效率： ①锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。 ②提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 ③内燃机中热量燃烧的能量流向图 （4）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常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 （5）提高热机效率的主要途径 ①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）； ②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）； ③在热机设计和制造上，采用先进的技术；④保障良好的润滑，减少机械摩擦。 易｜错｜提｜醒 废弃能量的利用： 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的主要措施。 章末特训 考点 1 能量的转化与转移 1．（2026•武昌区期末）一支向高空瞄准的步枪，扣动扳机后弹壳内火药燃烧射出一颗子弹，如图所示。子弹没有击中目标，最后下落陷在土地中。下列关于以上过程发生的能量转化说法错误的是（　　） A．火药燃烧是化学能转化为内能 B．射出子弹是内能转化为机械能 C．子弹在空中飞行时内能转化为机械能 D．子弹陷入土地中时机械能转化为内能 【答案】C 【解析】A、火药燃烧时将化学能转化为内能，故A项说法正确。 B、射出子弹时，是燃气的内能推动子弹做功，将内能转化为子弹的机械能，故B项说法正确。 C、子弹在空中飞行时需要克服摩擦阻力做功，一部分机械能会转化为内能，故C项说法错误。 D、子弹陷入土地中时，克服摩擦做功，将子弹的机械能转化为内能，故D项说法正确。 故选：C。 2．（2025秋•硚口区期中）下列四个情景中，能量转化方式与其它三个不同的是（　　） A．空气推动塞子跳出 B．内燃机做功冲程 C．点燃蜡烛，扇叶转动 D．迅速闭合螯钳产生高温 【答案】D 【解析】A、空气推动塞子跳出时，空气的内能转化为塞子的机械能； B、内燃机做功冲程将内能转化为机械能； C、点燃蜡烛，扇叶转动，将内能转化为机械能； D、迅速闭合螯钳产生高温，是将机械能转化为内能。 综上分析可知，能量转化方式与其它三个不同的是D。故选：D。 3．（2026•武昌区武珞路月考）以下是小倩总结的几个能量转移的情景，其中错误的是（　　） A．绿萝进行光合作用，是将光能转化为化学能 B．给手机充电，是将电能转化为化学能 C．阳光照射太阳能电池时，是将太阳能转化为化学能 D．使用水力发电，是将机械能转化为电能 【答案】C 【解析】A．光合作用是将光能转化为化学能储存，故A正确； B．手机充电时电池是用电器，此时电能转化为电池的化学能，故B正确； C．太阳能电池是直接将光能转化为电能，而非化学能，故C错误； D．水力发电通过水的机械能带动发电机发电，是将机械能转化为电能，故D正确。故选：C。 4．（2026•江汉区月考）如图所示是不同形式的能量的相互转化图，下列说法正确的是（　　） A．序号①的实例可以是“炙手可热”和“钻木取火” B．序号③的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用 C．序号②的实例可以是水电站里水轮机带动发电机发电 D．序号④的实例可以是给手机电池充电 【答案】B 【解析】A、序号①是将机械能转化为内能，“炙手可热”属于热传递改变内能，“钻木取火”属于克服摩擦做功，是机械能转化为内能，故A错误； B、序号③是将光能转化为化学能，植物吸收太阳光进行光合作用是将光能转化为化学能，故B正确； C、序号②是将电能转化为机械能，比如电风扇，而水轮机带动发电机发电是将机械能转化为电能，故C错误； D、序号④是将化学能转化为电能，而给手机电池充电是将电能转化为化学能，故D错误。 故选：B。 5．如图所示是“风光互补”景观照明灯，它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列解释正确的是（　　） A．太阳能电池板是将光能转化为内能的装置 B．小风扇是风力发电机，工作时将机械能转化为电能 C．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能 D．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，能量的总量不守恒 【答案】B 【解析】A、光电池板是将光能转化为电能的装置，故A错误； B、小风扇是风力发电机，有风的时候小风扇转动，风能先转化为机械能，工作时将机械能转化为电能，故B正确； C、蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能，故C错误； D、照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，还有一部分电能转化为其它能。根据能量守恒定律可知，此过程中能量的总量始终守恒，故D错误。故选：B。 6．（2025秋•东西湖区月考）某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下，蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力；当需要较大动力时，由汽油发动机和电动机共同提供动力；当汽车制动减速时，电动机还可作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况，以下分析不正确的是（　　） A．汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能 B．电动机在提供动力时把电能转化为机械能 C．发电机为蓄电池充电时把电能转化为化学能 D．制动减速发电的过程中把内能转化为电能 【答案】D 【解析】A、汽油发动机做功冲程是利用内能来做功的冲程，把内能转化为机械能，正确； B、电动机在提供动力时把电能转化为机械能，正确； C、发动机为蓄电池充电时，蓄电池发生化学反应，将电能转化为化学能，正确； D、当汽车制动减速时，电动机还可以作为发电机为蓄电池充电，将机械能转化为电能，故D错误。 本题选择不正确的。故选：D。 7．（2026•江夏区月考）2023年10月1日，武汉光谷空轨旅游线项目首列“光谷光子号”空轨列车在武汉市东湖高新区试运营。空轨为全封闭电力驱动，无噪音，无任何污染，占地面积极小，是最为环保的交通工具。先行建设的一期工程起于九峰山，止于龙泉山，长约10.5公里，若某次试运行时全程用时14min，则平均速度为 　 　 km/h。该列车行驶时主要是将 　 　 能转化为 　 　 能。 【答案】45；电；机械。 【解析】已知路程s ＝ 10.5公里＝10.5km，时间t＝14min。平均速度v45km/h。 由题中“空轨为全封闭电力驱动”可知，列车是由电动机驱动的，电动机工作时消耗电能，获得机械能，从而使列车运动，所以该列车行驶时主要是将电能转化为机械能。 考点2 能量守恒 1.下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是（　　） A．钻木取火是将内能转化为机械能 B．氢气燃烧是将化学能转化为内能 C．汽油机工作过程中，燃料完全燃烧放出的内能只有部分转化为机械能，剩下的能量凭空消失了 D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生 【答案】B 【解析】A、钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A错误； B、氢气燃烧的过程中，是将化学能转化为内能，故B正确； C、汽油机工作过程中，燃料完全燃烧放出的内能只有部分转化为机械能，剩下的能量被机器吸收或散失到空气中，但并不是凭空消失了，故C错误； D、人们对太阳能的开发和利用是将太阳能转化为电能或内能等，这些能量并不是凭空产生的，故D错误。故选：B。 2．关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能 B．电热水器给水加热时，电能转化为内能 C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能 D．植物吸收太阳光进行光合作用，化学能转化为光能 【答案】B 【解析】A、风力发电机发电时，将风的机械能转化为电能，故A错误； B、电热水器给水加热时，电能转化为水的内能，故B正确； C、酒精燃烧时，化学能减少，内能增加，故是将化学能转化为内能的过程，故C错误； D、植物吸收太阳光进行光合作用，是通过光合作用将光能转化为化学能，故D错误。 故选：B。 3．据澎湃新闻，广西宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（　　） A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 B．如果没有能量补充，装置最终会停下 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．不靠任何能量补充，该装置可以一直转动下去 【答案】B 【解析】A、发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，在转化过程中，总的能量是守恒的，A错误； B、如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故B正确； CD、根据能量守恒定律，会有一部分能量转化为内能，因此，装置不能一直转动下去，故CD错误。 故选：B。 4．如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能 B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低 C．蒸汽推动小船前进，实现了机械能向内能的转化 D．蒸汽推动小船前进，能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同 【答案】C 【解析】A、加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能，故A正确，不符合题意； B、吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低，故B正确，不符合题意； C、蒸汽推动小船前进，实现了内能向机械能的转化，故C错误，符合题意； D、蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同，都是内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。故选：C。 5．汽车紧急刹车后减速滑行，汽车的　 　 能转化为刹车和刹车片、轮胎与地面的内能，该过程中刹车与刹车片增加的总内能　 　 于汽车减少的动能。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有　 　 性。 【答案】动 小于 方向 【解析】汽车紧急刹车时，由于摩擦，汽车的机械能（主要是动能 ）转化为刹车、刹车片、轮胎与地面的内能。 根据能量守恒定律，能量不会凭空消失或产生，只会从一种形式转化为另一种形式，汽车较少的动能一部分转化为刹车系统的内能，还有一部分内能散失在空气中，因此刹车系统增加的总内能小于汽车减少的动能。 内能散失到空气中后，无法再收集起来利用，这是因为能量的转化和转移具有方向性（即不可逆性）。 考点3 能量守恒与其他知识结合 1．课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（　　） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴 【答案】B 【解析】A、矿泉水瓶在力的作用下被拧成图示形状，瓶子的形状发生了改变，说明力可以使物体发生形变，故A正确，不符合题意。 B、瓶盖弹出前，拧瓶子时，瓶子体积变小，压缩瓶内气体，是对气体做功，瓶内气体内能增大，此过程与汽油机的压缩冲程类似，都是将机械能转化为内能；而汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误，符合题意。 C、瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，使瓶盖获得动能而飞出，故C正确，不符合题意。 D、瓶盖被弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷液化形成小水滴，从而出现白雾现象，故D正确，不符合题意。故选：B。 2．2026年5月29日，搭载神舟二十二号载人飞船的长征二号F遥二十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空的过程中，能量转化与汽油机的压缩冲程的能量转化相同 B．火箭与大气剧烈摩擦，通过热传递的方式使得火箭表面温度急剧升高 C．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能 D．随着火箭燃料液态氢给火箭动力，液态氢逐渐减少，其热值也逐渐减小 【答案】C 【解析】A．火箭加速升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能，两者的能量转化方向相反，故A错误； B．火箭与大气摩擦生热是通过做功的方式增加内能，而不是热传递，故B错误； C．火箭升空的基本能量转化过程是燃料燃烧释放内能，推动火箭做功，转化为机械能，故C正确； D．热值是燃料的固有属性，与燃料的质量无关，只要燃料种类不变，热值就不变，故D错误。 故选C。 3．中国古代玩具饮水鸟（如图）被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于：在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里“喝”一口后，让其直立起来；可是直立一会儿它又会自动俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。其原理是饮水鸟的嘴部和头部包裹了一层绒布，“喝水”打湿后，由于蒸发 　 　 （选填“吸热”或“放热”），使得鸟头部管内温度和气压变化，尾部的液体上升到头部，改变饮水鸟的重心，实现再次喝水。饮水鸟这种“自动喝水”的现象 　 　 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】吸热；遵循。 【解析】由题意知，“饮水鸟”喝水打湿后，由于蒸发吸热，使得鸟头部管内温度和气压变化； 饮水鸟“自动喝水”的现象中发生了能量的转移和转化，遵循能量守恒定律。 4．（2025•湖北黄冈期末）如图是有着“超能力”的枪虾，它的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱并形成低压，低压下水在常温下汽化，此时汽化原理是 　 　 ，形成气泡后，微小空化气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音，还会发出一道极短的光，此时发出声音说明有能量转化为 　 （选填“内能”或“机械能”）。 【答案】压强降低，沸点降低；机械能。 【解析】根据流体压强和流速的关系可知，流速越大，压强越小，当枪虾的大螯猛地合上时水高速射出，压强变小，又因为气压越小，沸点越低，所以足以让水在常温下沸腾，从而产生气泡； 声音是由物体的振动产生的，振动的物体具有动能，此时发出声音说明有能量转化为机械能。 考点4 四冲程的能量转化 1．（2026•扬州中考真题）如图，加热试管中的水至沸腾。分析橡胶塞被冲出的过程，其能量转化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 【答案】C 【解析】当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能；汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，因此这一现象与做功冲程的能量转化相同。故ABD错误，C正确。 故选：C。 2．（2026•青山区期中）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．取火时内能转化为机械能 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管内空气的内能 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同 【答案】B 【解析】封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，气体内能增加，是机械能转化为内能，通过做功的方式使气体的内能增加；汽油机的压缩冲程与上述能量转化相同，因为它们都是机械能转化为内能的，故B正确，ACD错误。 故选：B。 3．（2026•东西湖区月考）关于如图所示四幅图，描述正确的是（　　） A．图中硝化棉温度升高而燃烧可以说明热传递改变内能 B．图中塞子飞出前的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 C．图橡胶塞冲出的过程中试管口出现的白雾是管外水蒸气液化形成的小水滴 D．图是做功冲程，该冲程中燃料燃烧释放能量中的绝大部分转化为机械能 【答案】B 【解析】A．活塞迅速下压，压缩空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点，从而硝化棉燃烧，说明做功可以改变内能，故A错误； B．图中塞子飞出前内部气体对塞子做功，内能转化为机械能，与热机做功冲程的能量转化相同，故B正确； C．橡胶塞冲出的过程中试管口出现的白雾是管内热的水蒸气液化形成的小水滴，故C错误； D．目前热机的效率都比较低，做功冲程中燃料燃烧释放能量中的一小部分转化为机械能，故D错误。 故选：B。 4．（2026•黄陂区月考）图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图，图乙是空气压缩引火仪，图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“飞出”。下列说法正确的是（　　） A．三个过程中改变气体内能的方式相同 B．三个过程中气体内能大小的变化情况相同 C．图甲是做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D．若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程，则其飞轮转速为600r/min 【答案】A 【解析】ABC．图甲，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，气体内能增大，通过做功改变缸内气体内能，机械能转化为内能； 图乙，向下压活塞，活塞压缩筒内气体，对气体做功，气体内能增大，通过做功改变筒内气体内能，机械能转化为内能； 图丙，试管内气体推动塞子做功，气体内能减小，通过做功改变缸内气体内能，内能转化为机械能；故A正确，BC错误； D．汽油机一个工作循环包括4个冲程，飞轮转2圈。若每秒完成10个做功冲程，则每秒完成10个工作循环，压缩冲程，则其飞轮转速为20r/s＝1200r/min，故D错误。故选：A。 5．（2026•江岸区七一月考）如图甲是四冲程汽油机工作时某一个冲程的示意图，如图乙所示，给试管里的水加热，水沸腾后瓶塞被迅速冲出试管且管口出现“白气”。下列说法正确的是（　　） A．图甲所示的冲程是依靠飞轮上的惯性完成的 B．图甲所示的冲程存在着机械能转化为内能的过程 C．在图甲所示的冲程末，汽油机气缸内的压强大于柴油机气缸内的压强 D．图甲所示的冲程存在的能量转化过程与图乙存在的能量转化过程相同 【答案】D 【解析】AB、甲图进气门和排气门均关闭，活塞下行，是做功冲程，该冲程发生的能量转化是内能转化为机械能，是提供动力的冲程，因此不是依靠飞轮上的惯性完成的，故AB错误； C、因为柴油机的压缩比，相较于汽油机更高，因此相同规格的汽油机和柴油机相比，在做功冲程末，汽油机气缸内的压强小于柴油机气缸内的压强，故C错误； D、图乙中试管加热水，水沸腾产生水蒸气，把瓶塞冲出，管口出现“白气”。这是水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，由此分析能量转化过程与图甲中相同，故D正确。故选：D。 6．（2026•东西湖区期中）如图所示为熔盐塔式太阳能光热电站的原理图，该发电站通过电脑自动控制镜子的方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的固态熔盐使其温度升高，熔化后的高温的液态熔盐向下流入蒸汽发生器，与其中的冷水进行热交换，产生高温高压的水蒸气，水蒸气推动汽轮机带动发电机发电，经过蒸汽发生器后的熔盐，降温回到低温熔盐罐，从而循环下去。下列说法正确的是（　　） A．熔盐增加的内能是由太阳能转化而来 B．水蒸气推动汽轮机转动过程中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 C．汽轮机带动发电机发电时，汽轮机的内能转化为电能 D．高温的液态熔盐经过蒸汽发生器后变为低温熔盐，这个过程中熔盐的内能保持不变 【答案】A 【解析】A、由“发电站通过电脑自动控制镜子的方向，持续地将太阳光聚集在塔顶的吸热器上，加热其中的固态熔盐使其温度升高”可知，熔盐吸收太阳能，内能增加，所以熔盐增加的内能是由太阳能转化而来的，故A正确。 B、水蒸气推动汽轮机转动过程中，是水蒸气的内能转化为汽轮机的机械能；而汽油机的压缩冲程是将机械能转化为混合气的内能，二者能量转化不同，故B错误。 C、根据“水蒸气推动汽轮机带动发电机发电”，结合发电原理可知，汽轮机带动发电机发电时，是汽轮机的机械能转化为电能，并非内能转化为电能，故C错误。 D、高温的液态熔盐经过蒸汽发生器后，与冷水进行热交换，放出热量，温度降低，其内能会减小，故D错误。故选：A。 7．（2025秋•汉阳区期中）如图断示，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，在软木塞被推出的过程中，是把 　 　 能转化为机械能，在这个能量转化的过程中 　 　 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律，该过程中的能量转化和如图中四冲程汽油机工作中的 　 　 冲程相一致（选填“甲”或“乙”）. 【答案】内；遵循；乙。 【解析】水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，在软木塞被推出的过程中，是把内能转化为机械能，在这个能量转化的过程中遵循能量守恒定律； 由于内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，所以该过程中的能量转化和如图中四冲程汽油机工作中的乙冲程相一致。 8．（2025秋•洪山区期中）图甲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，带动纸片小人转动。此过程中热空气内能的变化量　 　 （选填“大于”“等于”或“小于”）小人转动机械能的变化量。图乙是我国古人曾发明一种点火器，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。手向内猛推推杆时，套筒内气体内能　 　 （选填“减小”“不变”或“增大”），这一过程与四冲程汽油机的　 　 冲程相似。 【答案】大于；增大；压缩。 【解析】能量的转化过程中，会有能量损失，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动，此过程中热空气内能的变化量大于小人转动机械能的变化量； 手向内猛推推杆时，压缩空气做功，机械能转化为内能，套筒内气体内能增加，这一过程与四冲程汽油机的压缩冲程相似。 考点5 内燃机的四冲程 1．（2026•江岸区月考）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 【解析】AB、根据图示可知，两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花，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。 2．（2025秋•武汉期末）某同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图所示。转速表的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是单缸四冲程汽油机，则下列说法正确的是（　　） A．转速表的示数是800r/min B．该气缸一个循环中做功2次 C．该气缸每分钟对外做功400次 D．该气缸每分钟完成1500个冲程 【答案】D 【解析】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1次。 A．转速表的实际示数为 并非 800r/min，故A错误； B．单缸四冲程汽油机的一个工作循环中，对外只做功1次，故B错误； C．汽油机曲轴每分钟转动750圈，一个工作循环曲轴转2圈对外做功1次，每分钟对外做功375次，故C错误； D．一个工作循环曲轴转2圈完成4个冲程，曲轴每分钟转750圈时，每分钟完成1500个冲程，故D正确。故选：D。 3．（2026•武昌区南湖中学月考）如图所示是四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．靠飞轮惯性完成的冲程是甲、丙、丁 B．在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲 C．丙图冲程中存在着化学能转化为内能的过程 D．飞轮转速750r/min，则该汽油机1min内能做功750次 【答案】C 【解析】AB、甲图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程； 乙图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程； 丙图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程； 丁图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程； 所以正确的排序是丁、乙、丙、甲； 内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁，故AB错误； C、丙图是做功冲程，做功冲程中存在着化学能转化为内能，内能转化为机械能，故C正确； D、四冲程汽油机的飞轮转速为750r/min，一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1min飞轮转750圈，共做功375次，故D错误。 故选：C。 4．（2025秋•东西湖区期中）如图所示是一台单缸四冲程汽油机工作时的四冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机在一个工作循环中工作过程依次为甲、丙、乙、丁 B．图丁的冲程使汽车获得了动力 C．汽油机和柴油机的吸气冲程相似，都是吸入燃油和空气的混合物 D．在汽油机的能量损失中，排气冲程排出的废气带走的能量最少 【答案】B 【解析】如图所示是一台单缸四冲程汽油机工作时的四冲程示意图： 乙为吸气冲程（进气门开、活塞向下）； 甲为压缩冲程（两气门关、活塞向上）； 丁为做功冲程（两气门关、活塞向下）； 丙为排气冲程（排气门开、活塞向上）。 A、四冲程顺序为“吸气（乙）→压缩（甲）→做功（丁）→排气（丙）”，与选项 A 的“甲、丙、乙、丁不一致。故A错误。 B、“图丁的冲程使汽车获得了动力”，根据四冲程功能：只有做功冲程（内能转化为机械能）能为汽车提供动力；故B正确。 C、两者吸气冲程存在本质区别：汽油机：吸气冲程吸入“汽油+空气的混合物”；柴油机：吸气冲程仅吸入“空气”。故C错误。 D、汽油机的能量损失主要包括：废气带走的能量、散热损失、机械摩擦损失。其中，废气带走的能量占比最高（约 30%﹣40%），是能量损失的主要途径，故D错误。 故选：B。 5．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 【答案】C 【解析】A、图甲，当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，空气的内能增加，故A错误； B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误； C、图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C正确； D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少，故D错误。 故选：C。 6．（2025秋•江汉区期中）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。如图C转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。下列说法错误的是（　　） A．图A中乙冲程吸入的是汽油和空气的混合物 B．图B中通过做功增加了艾绒的内能 C．图A丁冲程中存在着化学能转化为内能的过程，甲、乙、丙冲程靠飞轮惯性完成 D．图C中示数说明此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程375次 【答案】B 【解析】甲图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程； 乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程； 丙图排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程； 丁图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程； A、乙冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A正确； B、图B中手向内猛推推杆时，压缩筒内空气做功，将机械能转化为空气的内能，使空气的内能增大，高温空气又通过热传递使艾绒的内能增大，故B错误； C、丁冲程中存在着化学能转化为内能的过程，且甲、乙、丙冲程是靠飞轮惯性完成的，故C正确； D、已知转速表显示0.75×1000r/min＝750r/min，因为每2圈对外做功1次，所以每分钟内对外做功的次数为375次，故D正确。故选：B。 7．（2025秋•洪山区期末）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机链接。该单缸发动机的一个工作循环只有进气冲程和排气冲程两个冲程，如图所示。发动机对外做功的是 　 　 冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的内能 　 　 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。若该发动机的转速为1200r/min，则1s内发动机对外做功 　 　 次。 【答案】进气；减小；20。 【解析】如图所示，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对活塞做功，将内能转化为机械能，发动机对外做功的是吸气冲程，钢瓶内压缩空气的内能减少，温度降低； 由题意和图示可知，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，飞轮转一周，对外做功一次，所以，若该发动机飞轮的转速为1200r/min＝20r/s，则1s内发动机有20个工作循环，对外做功20次。 考点6 汽油机与柴油机 1．（2026•武汉武昌区梅苑中学月考）柴油机和汽油机都属于内燃机，下列有关说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门关闭的冲程是吸气冲程 D．在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为密闭空气的内能 【答案】D 【解析】A、汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故A错误； B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误； C、四冲程汽油机在工作过程中，进气门打开的冲程是吸气冲程，故C错误； D、柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故D正确。故选：D。 2．（2025秋•武汉期中）如图所示为某同学画出四冲程汽油机工作冲程的示意图（图中火花塞释放电火花的过程未画出），下列有关说法正确的是（　　） A．图甲为压缩冲程，该冲程中，伴随有机械能转化为内能 B．图乙为排气冲程，在热机的能量损失中，废气带走的能量最多 C．图丙为吸气冲程，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸 D．图丁为做功冲程，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体 【答案】C 【解析】A、图甲，两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，该冲程中，伴随有内能转化为机械能，故A错误； B、图乙，一气门关闭，一气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，故B错误； C、图丙，一气门关闭，一气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，汽油和空气的混合物进入气缸，故C正确； D、图丁，两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故D错误。故选：C。 3．（2025秋•江汉区月考）如图A所示是四冲程汽油机的工作示意图，如图B所示是我国古代曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端。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，燃料释放的能量少部分转化为机械能 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、丙冲程靠飞轮惯性完成 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 【答案】D 【解析】图A中甲是排气冲程，乙是吸气冲程，丙是压缩冲程，丁是做功冲程；而图B中是机械能转化内能，相当于热机中的压缩冲程。 A．做功冲程中，燃料释放的能量少部分转化为机械能，大部分以尾气形式排放，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丁冲程是做功冲程，高温气体爆发性燃烧，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，即与图丙相同，故D错误。 故选：D。 考点7 热值及简单计算 1．（2025秋•武汉期末）如图是用煤气灶烧水的情景，下列说法正确的是（　　） A．1kg煤气燃烧放出的热量，就是煤气的热值 B．煤气在燃烧的过程中，热值会逐渐减小 C．由于高温的烟气带走了相当一部分热量，所以燃料利用率较低 D．换用热值更高的天然气烧水，可以大大提高燃料的利用率 【答案】C 【解析】A．1kg煤气完全燃烧放出的热量，叫做煤气的热值，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故B错误； C．用煤气灶烧水时，由于高温的烟气带走了相当一部分热量，所以燃料利用率较低，故C正确； D．相同质量的不同燃料，热值大的燃料燃烧放出的热量多，但有效利用的热量不一定大，换用热值更高的天然气烧水，不一定能大大提高燃料的利用率，故D错误。故选：C。 2．（2025秋•武汉青山区月考）某天然气热水器输入自来水的温度是25℃，输出后水的温度升高到45℃，这是通过 　 　 （填“做功”或“热传递”）的方式增加水的内能。某次使用中加热了40kg的水。这些水吸收的热量是 　 J，热水器铭牌显示它的热效率是80%，该过程热水器消耗了 　 　 m3的天然气。（天然气的热值q＝8.4×107J/m3） 【答案】热传递；3.36×106；0.05。 【解析】（1）水吸收热量、温度升高，是通过热传递的方式增加内能的； （2）水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（45℃﹣25℃）＝3.36×106J； （3）由η得天然气完全燃烧放出的热量： Q放4.2×106J， 由Q放＝Vq得消耗天然气的体积： V0.05m3。 3．（2025秋•武汉月考）小华奶奶家在偏远的农村，还没用上天然气，厨房日常使用的是罐装液化气。如果每罐可装入20kg的液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每罐液化气全部完全燃烧放出的热量是 　 J。若实际使用时液化气完全燃烧放出的热量只有50%被利用，试计算：在标准大气压下，一罐液化气理论上可把质量为 　 　 的水从20℃加热至沸腾。一次锅里的水烧开后，她看到锅盖在不停地上下跳动，其原因是水蒸气的 　 　 能转化为锅盖的 　 　 能。 【答案】8.4×108；1250kg；内；机械。 【解析】（1）液化气完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝20kg×4.2×107J/kg＝8.4×108J； （2）由题意可知，Q吸＝Q放×50%＝8.4×108J×50%＝4.2×108J， 在标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃， 由Q吸＝c水m水Δt可得，水的质量： m水1250kg。 （3）水烧开后，锅盖向上跳动，其原因是水蒸气膨胀做功，将内能转化为锅盖的机械能。 4．（2025秋•武汉期中）垃圾分类有利于资源的回收再利用，焚烧垃圾可以实现综合热利用。焚烧垃圾发电过程中，能量是从 　 　 能转化为内能，再转化为 　 　 能，最后输出电能。如图所示是我国最大的垃圾焚烧发电站，日处理生活垃圾6000t。如果1t垃圾焚烧时能产生2.16×109J的电能，这些电能相当于完全燃烧 　 　 t干木柴所放出的能量。（干木柴的热值取1.2×107J/kg） 【答案】化学；机械；0.18。 【解析】（1）垃圾高温焚烧发电：在高温焚烧过程中产生的高温烟气，高温烟气释放出的热量给水加热，产生的蒸汽推动汽轮机转动，带动发电机发电，这个过程中燃烧过程中化学能转化为内能，蒸汽推动汽轮机转动是内能转化为机械能，发电机发电是机械能转化为电能； （2）由题意可得，Q放＝W电＝2.16×109J，由Q放＝mq可得需要完全燃烧干木柴的质量：m180kg＝0.18t。 考点8 热机效率 1．（2025秋•蔡甸区月考）关于热机，下列说法错误的是（　　） A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率 B．冬天燃油汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措可以提高热机效率 C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油机在压缩冲程中压缩程度比汽油机高 D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能 【答案】B 【解析】A．热机效率是衡量热机性能好坏的重要标志之一，效率越高，热机性能越好，故A正确； B．冬天燃油汽车利用尾气中的余热给车内供暖，是对废气能量的利用，但这并不能提高热机效率（热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值），故B错误； C．柴油机的压缩程度比汽油机高，燃料燃烧更充分，所以柴油机的效率比汽油机高，故C正确； D．在压缩冲程中，内燃机的活塞对气体做功，将机械能转化为内能，故D正确。故选：B。 2．（2025秋•武汉期末）涡轮喷气发动机的基本结构如图所示。工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力。下列有关说法正确的是（　　） A．高温高压燃气推动涡轮转动的过程，相当于内燃机的压缩冲程 B．燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值就越大 C．燃料燃烧越充分，喷气发动机的效率就越高 D．燃气从尾喷管喷出获得动力的过程，其内能增大 【答案】C 【解析】A．高温高压燃气推动涡轮转动，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与放出的热量无关，故B错误； C．燃料燃烧更充分时，可以增大有效利用的能量，提高了热机的效率，故C正确； D．涡轮喷气发动机中产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力，将内能转化为机械能，其内能会减小，故D错误。故选：C。 3．（2025秋•东西湖区月考）图甲是某同学家的汽油车。图乙是其发动机启动时的转速表，转速表的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。图丙为该汽油机能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程只吸入空气 B．此时该发动机曲轴的转速为0.75r/min C．该汽车发动机1min对外做功750次 D．由丙图可知该汽油机的效率是28% 【答案】D 【解析】A．汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而不是只吸入空气，故A错误； B．发动机转速表的单位是×1000r/min，一个大格包含4个小格，每个小格表示0.25×1000r/min，此时指针指在第3个小格处，则此时该发动机曲轴的转速为0.75×1000r/min，而不是0.75r/min，故B错误； C．四冲程汽油机的一个工作循环，经历四个冲程，曲轴转动两周，对外做功一次，该发动机曲轴的转速为0.75×1000r/min＝750r/min，则该汽车发动机1min完成375个工作循环，1min对外做功375次，故C错误； D．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用机械能所占比例为：100%﹣36%﹣30%﹣6%＝28%，即该汽油机的效率为28%，故D正确。 故选：D。 4．（2025秋•江汉区期中）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．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 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．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 D．甲图中热机飞轮转数是1800r/min，则该热机1s中对外做功30次 【答案】A 【解析】A、根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确； B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用功所占比例为：100%﹣36%﹣30%﹣6%＝28%，即该汽油机的效率为28%，故B错误； C、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故C错误； D、热机在一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，完成4个冲程。该热机飞轮转速是1800r/min＝1800r/60s＝30r/s，即每秒钟飞轮转动30圈，完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次，故D错误。故选：A。 5．（2025秋•武汉期末）如图所示是某同学制作了一个简易汽轮机装置。向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。这个过程中，蒸汽的 　 （选填“极少部分”或“绝大部分”）内能转化为风车的 　 　 能，增加易拉罐的保温性能可以 　 　 （选填“提高”或“降低”）简易汽轮机效率。 【答案】极少部分；机械；提高。 【解析】点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。这个过程中，存在各种能量损失，如蒸汽在喷出过程中会向周围环境散热，有一部分能量并没有推动扇叶转动，所以蒸汽的极少部分内能转化为风车的机械能。 增加易拉罐的保温性能可以减少热损失，提高简易汽轮机效率。 考点9 热值、热机及热机效率相结合 1．（2025秋•武汉月考）下列有关热和能的说法正确的是（　　） A．对物体做功可以改变物体的内能 B．燃料的热值越大，完全燃烧时放出的热量越多 C．冰熔化成水时温度不变，内能也不变 D．发生热传递时，热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体 【答案】A 【解析】A．做功和热传递都可以改变物体内能，因此对物体做功可以改变物体的内能，故A正确； B．由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，在质量不确定的情况下，燃料的热值大，完全燃烧时放出的热量不一定越多，故B错误； C．由晶体熔化的特点可知，冰熔化成水时不断吸热，温度不变，内能增大，故C错误； D．发生热传递的条件是存在温度差，发生热传递时，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，故D错误。故选：A。 2．（2025秋•武汉期中）我国古籍《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序，其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A．木柴燃烧时，内能转化为化学能 B．给墙壁烤火是通过做功的方式来改变湿纸的内能，湿纸内能变大 C．木柴燃烧时，木柴的热值逐渐变小 D．湿纸变干过程中，湿纸中的水分子运动变快 【答案】D 【解析】A、木柴燃烧时，是木柴中的化学能转化为内能，而不是内能转化为化学能，故A错误。 B、给墙壁烤火，湿纸从墙壁吸收热量，是通过热传递的方式改变内能，不是做功，故B错误。 C、热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，木柴燃烧过程中，木柴的种类不变，其热值也不变，故C错误。 D、湿纸变干过程中，水由液态变为气态，水分子获得能量，运动变快，故D正确。 故选：D。 3．（2025秋•黄陂区月考）下列描述正确的是（　　） A．对热机而言，燃料燃烧释放的能量大部分用来做有用功 B．对甲图而言问号表示的是热机克服摩擦所带走的能量 C．汽油机中压缩冲程存在着化学能转化为内能的过程 D．图乙和图丙的能量转化情况不相同 【答案】D 【解析】A、燃料燃烧的大部分能量被废气带走，只有一小部分能量用来做功，故A错误； B．燃料燃烧的化学能大部分被废气带走，另一部分克服机械间的摩擦损失了能量，图中问号表示废气带走的能量，故B错误； C．做功冲程内能转化为机械能，汽油机的压缩冲程机械能转化为内能，故C错误； D．图乙是压缩冲程，是机械能转化为内能，图丙是内能转化为机械能，两图的能量转化不同，故D正确。故选：D。 4．探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示，把100g某种固体碾碎放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热（物质在相同时间内吸收的热量相等）。根据实验数据画出的图像如图乙所示，从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精，酒精的热值3.0×107J/kg，这种物质的液态比热容c＝1.5×103J/（kg•℃），下列选项错误的（　　） A．该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能 B．在AB段和BC段，该物质吸收的热量相同 C．该物质固态时的比热容为3.0×103 J/（kg•℃） D．该装置能量的转化效率为50% 【答案】D 【解析】A．由图可知，3至6min，物质吸热但温度保持50℃不变，故该物质是晶体，在熔化的过程中，吸收热量，但温度不变，内能变大，即该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能，故A正确，不符合题意； B．由于用同一个热源加热，在相同时间内，物质吸收的热量是相同的，从开始加热（A点）到开始熔化（B点）用时3分钟，晶体熔化的时间（BC段）用时也是3 min，所以，在AB段和BC段该物质吸收的热量相同，故B正确，不符合题意； C．AB段为固态，CD段为液态，固态加热的时间为3min，液态加热的时间2min。用相同的热源加热，在相同的时间内吸收的热量是相同的，即AB段为吸热是CD段的1.5倍， Q固＝1.5Q液 ① AB段升高的温度为50℃﹣20℃＝30℃， CD段升高的温度为90℃﹣50℃＝40℃， 根据Q＝cmΔt，结合①，则有 c固m×30℃＝1.5×cm×40℃， 该物质固态时的比热容为： 3.0×103J/（kg•℃）， 故C正确，不符合题意； D．CD段（加热2 min）吸收的热量为： Q液＝cm（t﹣t0）＝1.5×103J/（kg•℃）×0.1kg×40℃＝6×103J， 由图可知从开始加热到实验结束共用10min，故从开始加热到实验结束该物质吸收的热量为： ， 4g酒精完全燃烧放出的热量为： Q放＝m酒精q＝0.004kg×3.0×107J/kg＝1.2×105J， 这种装置能量的转化效率为： η100%＝25%， 故D错误，符合题意。故选：D。 5．（2025秋•江岸区七一中学月考）图示是我国自行研制的AG600鲲龙水路两栖飞机。船舶模式航行时使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分，航速优化就是要找到合适的航速，使发动机做的总功减少，达到节能的目的。 下列说法正确的说法个数是（　　） ①柴油机工作时，吸入柴油和空气混合物的冲程是吸气冲程 ②柴油机压缩冲程结束，做功冲程开始时，火花塞点火，点燃燃油 ③柴油消耗一半以后，且燃油燃烧不充分，剩下柴油热值小于原来柴油热值的一半 ④船航模式航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示。船舶以8m/s的航速航行，若柴油发动机的效率为40%，所用燃油的热值为4×107J/kg，每公里航程船舶消耗的燃油的质量为40kg A．0个 B．1个 C．2个 D．3个及3个以上 【答案】A 【解析】（1）柴油机工作时，吸气冲程是吸入空气的冲程，没有吸入柴油，故这个说法是错误的； （2）柴油机没有火花塞，不能是点火，是压燃式，故这个说法是错误的； （3）热值是燃料的特性，与燃料的种类有关；柴油消耗一半以后，且燃油燃烧不充分，剩下柴油热值小于原来柴油热值的一半，故这个说法是错误的； （4）船舶以8m/s的航速航行，由图像找出对应的推进功和辅助功为：， 可得发动机做的功：， 燃料燃放放出的热量为：100%； 燃料的质量为：m，故这个说法是错误的。故选：A。 6．（2025秋•武汉期末）2025年10月17日，长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心成功发射，将千帆极轨18组卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。火箭加速上升的过程中，燃料燃烧产生的内能一部分转化为火箭的　 能。火箭主要采用液氢作为燃料是因为液氢的　 　 大，当2t液态氢完全燃烧时，可放出　 J的热量。（氢的热值为1.4×108J/kg） 【答案】机械；热值；2.8×1011。 【解析】火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能； 火箭采用液氢作为燃料，是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量； 由Q放＝mq可知，2t液态氢完全燃烧放出的热量为： 。 7．（2025秋•武汉期末）食物的营养成分在人体细胞里与氧结合可以提供能量。一盒标有“能量：276kJ/100mL”的牛奶，其中“能量”的含义与　 　 （填“热量”或“热值”）的含义相似。100mL的牛奶含有的能量相当于完全燃烧　 　 g的干木柴放出的能量。若干木柴完全燃烧，其热值　 　 （填“增大”“不变”或“变小”）。干木柴的热值为1.2×107J/kg。 【答案】热值；23；不变。 【解析】（1）一盒标有“能量：276kJ/100mL”，表示完全吸收100mL该种牛奶可以获得276kJ的热量，所以其中“能量”的含义与热值相似； （2）100mL牛奶的能量为276kJ＝276×103J＝2.76×105J， 根据公式Q＝mq，可得； （3）热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，所以若干木柴完全燃烧，其热值不变。 8．（2026•武汉一模）随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具。汽车应用了许多物理知识，请你回答下列有关问题：（q汽油＝4.6×107J/kg） （1）完全燃烧2kg汽油释放的能量为 J。 （2）汽车刹车时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片喷水降温，这是通过 　 　 方式改变刹车片的内能。 （3）汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每个汽缸每秒钟完成 　 　 个做功冲程。 【答案】（1）9.2×107；（2）热传递；（3）15。 【解析】（1）完全燃烧2kg汽油释放的能量：Q放＝mq汽油＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J； （2）防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水，利用水的汽化吸热，来降低刹车片的温度，这是通过热传递的方式改变刹车片的内能； （3）一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min＝30r/s； 曲轴每转两圈对外做一次功，则该汽油机每秒对外做功次数为15次，即此汽油机每秒钟完成15个做功冲程。 考点10 热学的综合计算 1．（2025秋•黄陂区月考）武汉市不少家庭浴室使用燃气热水器提供热水，小红家安装了天然气热水器，已知水进入热水器前的温度是20℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），求： （1）如果洗一次澡用热水50L，水从热水器中吸收了多少热量？ （2）若洗一次澡天然气表的示数由367.89m3变为368.04m3。已知天然气的热值为q＝4×107J/m3，根据上述数值，这个天然气热水器的热效率是多少？ 【答案】（1）水从热水器中吸收了多少热量4.2×106J；（2）这个天然气热水器的热效率是70%。 【解析】（1）水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×50×10⁻3m3＝50kg 洗一次澡，水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×106J； （2）Q放＝V气q＝（368.04m3﹣367.89m3）×4×107J/m3＝6×106J 该热水器的热效率：η70%。 答：（1）水从热水器中吸收了多少热量4.2×106J；（2）这个天然气热水器的热效率是70%。 2．冬季即将来临，小清家新购置了一款天然气热水器，如图所示，名牌标注能效等级为2级。国家标准规定能效等级为2级的热水器，其热效率不低于88%。小清想测试该热水器是否达标，于是将热水器的出水温度设为42℃（即水从热水器流出的温度），经记录，放出20kg热水，热水器共消耗0.06m3的天然气。已知进入热水器的冷水温度为22℃，，。 （1）水吸收的热量是多少？ （2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量； （3）请通过计算判定该热水器能效等级是否达标。 【解析】（1）水吸收的热量： 。 （2）完全燃烧0.06m3的天然气放出的热量： 。 （3）热水器的热效率（η）是指水吸收的有效热量与燃料完全燃烧放出的总热量之比， 因为国家标准规定能效等级为2级的热水器，其热效率不低于88%，而该热水器的实测热效率为80%，80%＜88%，所以该热水器能效等级不达标。 答：（1）水吸收的热量是1.68×106J； （2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量为2.1×106J； （3）该热水器能效等级不达标。 3．（2026•东西湖区月考）神舟十九号载人飞船预计将于2024年10月发射，开启我国新一轮的航天任务。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。以下表格中是一些燃料的热值。 燃料 热值 燃料 热值 燃料 热值 燃料 热值 汽油 4.6×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg 氢 1.4×108J/kg （1）根据表格中数据回答，运载火箭使用氢作为燃料的主要原因是因为液态氢具有较大的 　热值　 （选填“热值”或“比热容”）。 （2）某火箭发射时携带了6×104kg液态氢燃料，氢燃料完全燃烧产生热量的80%被水吸收，在1标准大气压下，能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？（c水＝4.2×103J/（kg•℃），大气压为1标准大气压） （3）氢能被视为未来的理想清洁能源，北京冬奥会期间，运行着超过1000辆氢能源汽车，配备30多个加氢站，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。在进行氢能源汽车测试时发现某氢能源车的发动机工作时效率可以达到50%。一次测试中，该氢能源车匀速行驶了150km的路程，消耗氢能源2.4kg，小明家的汽车在同样的阻力下行驶同样的路程消耗了14.6kg的汽油。则氢能源汽车比小明家装有汽油发动机的小轿车的效率提高了多少？（结果保留到百分数的整数位） 【解析】（1）从表格中能够看出液态氢具有较大的热值。 （2）Q放＝m氢q氢＝6×104kg×1.4×108J/kg＝8.4×1012J， 由题意可得水吸收的热量：Q吸＝80%Q放＝80%×8.4×1012J＝6.72×1012J， 1个标准大气压下，水的沸点是100℃，由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的质量： m水2×107kg； （3）消耗的氢能源完全燃烧放出的热量：Q放1＝m氢′q氢＝2.4kg×1.4×108J/kg＝3.36×108J， 由η，氢能源车所做的有用功：W＝η1Q放1＝50%×3.36×108J＝1.68×108J， 根据题意可知，小明家的汽车也行驶这么多路程需要做的有用功相同， 消耗的汽油完全燃烧放出的热量：Q放2＝m汽q汽＝14.6kg×4.6×107J/kg＝6.716×108J， 汽油车的效率：， 即提高了Δη＝η1﹣η2＝50%﹣25%＝25%。 4．（2025秋•江汉区期中）如图所示是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机，理想情况下满载匀速飞行，最大航程4000km。飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达3120kW，效率60%。（ρ航空燃油＝4.3×107J/kg） （1）一台发动机1h做的有用功是多少J。 （2）飞机飞行1h消耗航空燃油多少kg（保留一位小数）。 （3）如果通过换装更先进的发动机，提高热效率到66%，载油量和阻力不变的情况下，满载匀速飞行，最大理想航程可以提高到多少km？ 【解析】（1）由P可得一台发动机1h做的有用功：W有用＝Pt＝3120×103W×3600s＝1.1232×1010J； （2）四台发动机1h做的有用功：W有用总＝4×W有用＝4×1.1232×1010J＝4.4928×1010J， 根据η可得燃油完全燃烧放出的热量为：Q放7.488×1010J， 由Q放＝mq可得飞机飞行1h消耗燃油的质量：m航空燃油1741.4kg； （3）AG600“鲲龙”水陆两栖飞机，理想情况下满载匀速飞行，最大航程4000km，效率60%，其燃油提供的能量Q， 换装更先进的发动机，提高热效率到66%，载油量和阻力不变的情况下，满载匀速飞行，最大理想航程可以提高到s′4400×103m＝4400km。 答：（1）一台发动机1h做的有用功是1.1232×1010J； （2）飞机飞行1h消耗航空燃油1741.4kg； （3）如果通过换装更先进的发动机，提高热效率到66%，载油量和阻力不变的情况下，满载匀速飞行，最大理想航程可以提高到4400km。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $