第14章 内能的利用（重难点训练）2026-2027学年九年级物理全一册同步知识解读与专题训练（人教版）

第14章 内能的利用（重难点训练） 【人教版（2024）： 九年级全一册】 题型归纳 【题型1 内燃机的四个冲程】 1 【题型2 汽油机】 3 【题型3 柴油机】 4 【题型4 汽油机与柴油机的异同】 5 【题型5 内燃机工作循环的计算】 6 【题型6 燃料燃烧时的能量转化】 7 【题型7 燃料热值的影响因素】 9 【题型8 固体和液体的热值计算】 10 【题型9 气体的热值计算】 12 【题型10 比较不同燃料的热值大小】 14 【题型11 热机的效率公式与计算】 18 【题型12 热机的效率的概念】 21 【题型13 常见热机的效率】 22 【题型14 燃料燃烧释放的能力的流向】 23 【题型15 热机效率公式的定性比较】 25 【题型16 能量的转化与转移】 25 【题型17 能量守恒定律】 27 【题型18 能量转移的方向性】 28 【题型19 制作简易热机模型】 29 【题型1 内燃机的四个冲程】 1．光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中N2O4在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（ ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解答】解：当太阳光照射时，反应室内发生化学反应，导致室内气压增大，这时将化学能转化为机械能，从而推动活塞移动，相当于汽油机的做功冲程。 故选：C。 2．如图是内燃机的一个工作循环有四个冲程，图中表示的是其中的 　做功　 冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机一秒钟可以完成 　20　 个做功冲程。 【答案】做功；20 【解答】解： 观察图可知，内燃机两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，是内燃机的做功冲程； 若飞轮转速是2400r/min＝40r/s，表示每秒飞轮转动40圈，要经过80个冲程，完成20个工作循环，对外做功20次。 故答案为：做功；20。 3．如图所示是某单缸四冲程汽油机的________冲程；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸。若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为________r/min。 【答案】 压缩 3000 【详解】图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，所以每秒钟对外做功25次，完成25个工作循环，飞轮转50r，则1min飞轮转3000r，即飞轮转速为3000r/min。 【题型2 汽油机】 4．如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（　　） A．四个冲程的顺序应该是B→A→D→C B．冲程B的活塞正在往下运动 C．冲程D将内能转化为机械能 D．热机是利用化学能做功的机器 【答案】B 【解答】解：A图中两个气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，是内能转化为机械能；B图中进气门打开，活塞下行，为吸气冲程，没有能量的转化；C图中排气门打开，活塞上行，为排气冲程；D图中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，机械能转化为内能； 四个冲程正确的顺序是BDAC； 该热机是汽油机，是利用内能做功的机器； 综上所述，B正确。 故选：B。 5．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 　增大　 （填增大、减小、不变），这与四冲程汽油机的 　压缩　 冲程的能量转化相同，某台汽油机飞轮的转速是7200r/min，则它每秒钟，活塞完成 　240　 个冲程，对外做功 　60　 次。 【答案】增大；压缩；240；60。 【解答】解：在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，把机械能转化为内能，气体的内能增大；这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同； 汽油机飞轮的转速是7200r/min＝120r/s，由于汽油机的一个工作循环有4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转2周，对外做功1次，所以该汽油机1s要完成60个工作循环，活塞完成240次，对外做功60次。 故答案为：增大；压缩；240；60。 【题型3 柴油机】 6．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率 C．汽油机和柴油机在压缩冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠惯性运动 D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大 【答案】B 【解答】解：A、汽油机有火花塞，而柴油机有喷油嘴，故A错误； B、在四冲程内燃机中，废气带走的热量最多，减少废气带走的大量热量可以大大提高热机的效率，故B正确； C、汽油机和柴油机在做功冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠飞轮的惯性运动的，故C错误； D、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机损失的能量较少，并不是因为柴油的热值高，故C错误。 故选：B。 7．如图所示，是一个 　柴油机　 （选填“柴油机”“汽油机”或“抽水机”）模型。一般耕地的拖拉机选用的发动机是 　柴油机　 ，是因为它的效率高且功率较大。 【答案】柴油机；柴油机。 【解答】解：柴油机和汽油机构造上的区别：柴油机气缸顶部有喷油嘴，而汽油机顶部有火花塞，图中顶部是喷油嘴，所以这是一个柴油机的模型； 柴油机在压缩冲程中，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，转化成的有用功更多，效率更高且功率较大。 故答案为：柴油机；柴油机。 【题型4 汽油机与柴油机的异同】 8．关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法不正确的是（　　） A．柴油机的顶部有喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．柴油机吸入气缸的是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物 C．在做功冲程中，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．柴油机比较笨重，它的功率比汽油机的大 【答案】C 【解答】解：A．柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的顶部有喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故A说法正确； B．在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故B说法正确； C．在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故C说法不正确； D．柴油机的飞轮质量更大，所以比汽油机笨重；柴油机的压缩比比汽油机的高，在做功冲程中气体压缩程度更大，能提供更大的动力，所以柴油机比汽油机的功率更大，故D说法正确。 故选：C。 9．对比法是学习物理的一种方法，有些容易混淆的知识可采用对比法，找出相同点和不同点加以区别、分析、归纳、理解、记忆。如热机中的柴油机的构造和汽油机相似，但两者的区别是： ①柴油机和汽油机相比是通装过 　压燃　 （选填“点燃”或“压燃”）式点燃柴油的； ②柴油机和汽油机相比是气缸顶部是 　喷油嘴　 （选填“火花塞”或“喷油嘴”）。 【答案】压燃；喷油嘴。 【解答】解：柴油机和汽油机构造相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 故答案为：压燃；喷油嘴。 【题型5 内燃机工作循环的计算】 10．一台四冲程内燃机的飞轮转速为600r/min，下列说法正确的是（　　） A．1s飞轮转10圈，完成20个冲程 B．1s完成10个冲程，做功5次 C．1min飞轮转1200圈，完成600个冲程 D．1min完成300个冲程，做功150次 【答案】A 【解答】解：汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，完成4个冲程，对外做功1次，若飞轮的转速为600r/min＝10r/s，因一个工作循环转2圈，完成4个冲程，做功一次；即每秒完成5个工作循环，完成20个冲程，对外做功5次，每分钟完成1200个冲程，每分钟做功300次，故A正确、BCD错误 故选：A。 11．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6×105Pa，飞轮转速为1800r/min，那么该汽油机1分钟内对外做功　900　 次，工作时汽缸内气体对活塞的平均压力为　3000　 N，这台汽油机的功率是　4500　 W。 【答案】900；3000；4500。 【解答】解：飞轮转速为1800r/min，即飞轮每分钟转1800圈，由于汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机1min要对外做功900次； 燃气对活塞的平均压力为：F＝pS＝6.0×105Pa×50×10﹣4m2＝3000N； 活塞做功一次的路程s＝0.1m，一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝3000N×0.1m＝300J； 该汽油机1分钟内对外做功：W总＝900×300J＝270000J； 汽油机的功率为：。 故答案为：900；3000；4500。 12．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。 【答案】内；丙；1800。 【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。 【题型6 燃料燃烧时的能量转化】 13．2025年1月13日，我国太原卫星发射中心使用捷龙三号运载火箭将微厘空间01组卫星发射升空。如图所示，在卫星随火箭加速升空的过程中（　　） A．火箭的燃料燃烧时，内能转化为化学能 B．以火箭为参照物，卫星是运动的 C．卫星的动能增大，重力势能减小，机械能不变 D．卫星的动能增大，重力势能增大，机械能增大 【答案】D 【解答】解：A、火箭的燃料燃烧时，化学能转化为内能，故A错误； B、以火箭为参照物，卫星和火箭的位置不变，卫星是静止的，故B错误； CD、卫星的质量一定，速度和高度增大，卫星的动能增大，重力势能增大，机械能增大，故C错误，D正确。 故选：D。 14．2025年4月，搭载神舟二十号载人飞船的运载火箭成功发射，火箭在穿越大气层过程中。火箭外壳与大气层摩擦温度升高，下列说法正确的是（　　） A．火箭主要采用液氢作为燃料，这是因为液氢的比热容大 B．火箭发射时，将燃料的化学能转化为内能，再将内能转化为火箭的机械能 C．火箭外壳与大气层摩擦温度升高，这是通过热传递的方式增加其内能 D．火箭外壳与大气层摩擦温度升高，这个过程中是将内能转换为机械能 【答案】B 【解答】解：A．火箭用液氢为燃料，主要是因为液氢的热值大，燃烧相同质量的燃料，放出的热量较大，故A错误； B．燃料燃烧时将化学能转化为内能，产生高温高压的气体，气体膨胀对外做功，将内能转化为火箭的机械能，推动火箭升空，故B正确； CD．火箭外壳与大气层摩擦过程中，火箭外壳克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式增加其内能，故CD错误。 故选：B。 15．爬楼梯能够健美身形、查阅资料得知，人运动所需的能量可来源于体内脂肪“燃烧”释放的化学能，1g脂肪完全“燃烧”释放的热量为3.6×104J。若小美每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为7g，则脂肪完全“燃烧”放出的热量是　2.52×105 J；在爬楼梯的过程中，将体内的化学能主要转化为　机械　 能。 【答案】2.52×105；机械。 【解答】解：（1）脂肪完全“燃烧”放出的热量： Q放＝m脂肪q＝7g×3.6×104J/g＝2.52×105J。 （2）在爬楼梯的过程中，将体内的化学能主要转化为机械能。 故答案为：2.52×105；机械。 【题型7 燃料热值的影响因素】 16．如图所示的是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（　　） A．木柴燃烧时的热值比未燃时的热值大 B．室外温度为0℃时，木柴的内能为零 C．若未燃烧的木柴温度升高，其内能增大 D．灭火器在使用过程中对外做功，热量减小 【答案】C 【解答】解：A．木柴的热值是固定不变的，无论木柴是否在燃烧，其热值都保持一样的值，故A错误； B．一切物体在任何温度下都有内能，因为分子在永不停息地做无规则运动，也就始终具有分子动能等形式的内能。即使室外温度为0℃，木柴内部的分子依然在运动，木柴仍然具有内能，而不是内能为零，故B错误； C．物体的内能与温度有关，对于同一物体来说，温度升高，其内能增大。未燃烧的木柴如果温度升高，意味着木柴内部分子热运动加剧，分子动能增大，那么木柴的内能就会增大，故C正确； D．灭火器在使用过程中，是通过压缩气体对灭火剂做功，使灭火剂从灭火器中喷出。这个过程是压缩气体的内能转化为灭火剂的机械能等其他形式的能，是内能的转化，而不是说热量减小。热量是一个过程量，是在热传递过程中传递能量的多少，这里说热量减小表述不准确，应该说内能减小，故D错误。 故选：C。 17．如图所示的是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套；套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒燃烧起来，关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．艾绒燃烧时，内能转化成化学能 B．由于艾绒未完全燃烧，因此热值会变小 C．与热机工作过程中的压缩冲程原理相似 D．主要利用了热传递来改变套筒内空气的内能 【答案】C 【解答】解：A.艾绒燃烧时，化学能转化为内能，故A错误； B.燃料的热值与燃料的种类有关，而与燃料的质量、体积、是否完全燃烧以及燃料的状态（固态、液态或气态）无关，所以不论艾绒燃烧是否充分，它的热值都不会变，故B错误； C.与热机工作过程中的压缩冲程原理相似即机械能转化为内能，故C正确； D.主要利用了做功来改变套筒内空气的内能，故D错误； 故选：C。 18．北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，火箭起飞采用偏二甲肼作为燃料，原因是偏二甲肼的热值大。燃料燃烧时，把燃料的　化学　 能转化为内能，最终转化为火箭升空的机械能。燃料燃烧一半时剩余燃料的热值　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】化学；不变。 【解答】解：燃料燃烧时，燃料内部储存的化学能通过化学反应释放出来，转化为内能。 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、燃烧程度等无关。因此，燃料燃烧一半时，剩余燃料的热值不变。 故答案为：化学；不变。 【题型8 固体和液体的热值计算】 19．用图装置给水壶的水加热一段时间后，燃料燃烧放出的热量为8.4×105J，水吸收的热量为6.0×105J，炉具内的液体燃料减少了0.02kg，若这0.02kg的燃料完全燃烧，可以释放的热量为9×105J，则该液体燃料的热值是（　　） A．2.4×105J/kg B．2.4×107J/kg C．4.5×107J/kg D．3×107J/kg 【答案】C 【解答】解：该液体燃料的热值： ，故C正确、ABD错误。 故选：C。 20．某太阳能热水器装有200kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到50℃，这是通过 　热传递　 的方式改变了水的内能；若上述这些热量由干木柴燃烧提供，则需要完全燃烧 　2.1　 kg的干木柴（不考虑能量损失）。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg] 【答案】热传递；2.1。 【解答】解：（1）水吸收热量温度升高、内能增大，这是通过热传递的方式改变了水的内能； （2）热水器中的水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃﹣20℃）＝2.52×107J； 若水吸收的热量由干木柴燃烧提供，不考虑能量损失，则Q放＝Q吸＝2.52×107J； 由Q放＝mq可知，需要干木柴的质量： m2.1kg。 故答案为：热传递；2.1。 21．某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。试求： （1）这段时间该热水器中的水吸收的热量； （2）如果这段时间内该热水器的效率是30%，则热水器接收到太阳辐射的热量是多少？ （3）若用煤燃烧来提供所需的热量，需完全燃烧多少千克煤？（假设热量全部被水吸收，煤的热值为3.5×107J/kg） 【解答】解：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量：； （2）由效率公式可知，热水器接收到太阳辐射的热量：； （3）假设热量全部被水吸收，若用煤燃烧来提供所需的热量，则， 由Q放＝mq可知，需完全燃烧煤的质量：。 答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4×106J； （2）热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J； （3）若用煤燃烧来提供所需的热量，需完全燃烧0.24kg煤。 【题型9 气体的热值计算】 22．煤气的热值是3.9×107J/m3，小明用图示煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（　　） A．煤气燃烧越充分，其热值越大 B．完全燃烧1m3的煤气放出的热量是3.9×107J C．完全燃烧1m3的煤气，水吸收的热量是3.9×107J D．煤气灶头做成多孔状是为了降低煤气灶的热效率 【答案】B 【解答】解：A、燃料的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，故A错误； B、煤气的热值是3.9×107J/m3，其物理意义是：1m3的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×107J，故B正确； C、由于有热量的散失，热水吸收的热量小于煤气完全燃烧放出的热量，故C错误； D、煤气灶头做成多孔状可增大了煤与氧气的接触面积，能使煤充分燃烧，从而提高煤气灶的热效率，故D错误。 故选：B。 23．天然气已经被广泛利用，完全燃烧0.07m3天然气释放的热量为　2.8×106 J，若这些热量的30%被水吸收，可以将4kg的水由20℃加热到　70　 ℃．[q天然气＝4×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】2.8×106；70 【解答】解：（1）完全燃烧0.07m3天然气释放的热量： Q放＝Vq天然气＝0.07m3×4×107J/m3＝2.8×106J。 （2）由η100%得，水吸收的热量： Q吸＝ηQ放＝30%×2.8×106J＝8.4×105J， 由Q吸＝c水mΔt得水升高温度： Δt50℃， 水的终温：t＝Δt+t0＝50℃+20℃＝70℃。 故答案为：2.8×106；70。 24．一同学将一盒质量为200g的盒装牛奶放在一盆热水中，使牛奶的温度由20℃升高到50℃，水放出的热量有50%被牛奶吸收。[已知：，]求： （1）牛奶吸收的热量？ （2）若水放出的热量全部被质量为300g的某种液体吸收，使液体温度升高了50℃，则这种液体的比热容是多少？ （3）若牛奶吸收的热量全部来自天然气完全燃烧放出的热量，则需要燃烧多少m3的天然气。（天然气的热值q＝4×107J/m3） 【解答】解：（1）牛奶吸收的热量为：Q吸＝c牛奶m牛奶Δt＝2.5×103J/（kg•℃）×200×10﹣3kg×（50℃﹣20℃）＝1.5×104J； （2）由η可知，水放出的热量：Q放3×104J， 根据题意可知，某种液体吸收的热量：Q＝Q放＝3×104J， 则这种液体的比热容：c2×103J/（kg•℃）； （3）根据题意可知，天然气完全燃烧放出的热量：Q′放＝Q吸＝1.5×104J， 由Q放＝Vq可知，完全燃烧天然气的体积：V3.75×10﹣4m3。 答：（1）牛奶吸收的热量为1.5×104J； （2）这种液体的比热容是2×103J/（kg•℃）； （3）需要燃烧3.75×10﹣4m3的天然气。 25．用天然气热水器将20kg水从30℃加热到80℃，消耗了0.2m3的天然气。已知天然气的热值为3.5×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 （1）此过程中水吸收的热量是多少？ （2）0.2m3天然气完全燃烧放出的热量是多少？ （3）该热水器加热这些水的效率是多少？ 【解答】解：（1）此过程中水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（80℃﹣30℃）＝4.2×106J； （2）0.2m3天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.2m3×3.5×107J/m3＝7×106J； （3）该热水器加热这些水的效率：。 答：（1）此过程中水吸收的热量是4.2×106J； （2）0.2m3天然气完全燃烧放出的热量是7×106J； （3）该热水器加热这些水的效率是60%。 【题型10 比较不同燃料的热值大小】 26．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 【答案】D 【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。 27．如图甲所示，用红外线灯加热质量相同的水和沙子水和沙子吸收热量的多少通过 　加热时间　 来反映、加热过程中发现水升温较慢，原因是水的 　比热容　 较大；如图乙所示是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量多实验装置图实验时需保证燃料 　B　 。（选填序号：A.燃烧时间相同 B.完全燃尽），通过 　温度计示数升高的多少　 反映燃料燃烧放出热量的多少。 【答案】加热时间；比热容；B；温度计示数升高的多少。 【解答】解：在该实验中，用红外线灯加热质量相同的水和沙子，由于红外线灯的加热功率是一定的，相同时间内沙子和水吸收相同的热量，所以水和沙子吸收热量的多少通过加热时间来反映。 水的比热容较大，意味着相同质量的水和沙子，在吸收相同热量时，水升高的温度比沙子升高的温度少，即水升温较慢，所以加热过程中发现水升温较慢，原因是水的比热容较大。 为了比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，需要在两个燃烧皿中放入质量相等的不同燃料。燃料完全燃尽后，即选B；水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，通过观察温度计示数的变化多少来比较燃料燃烧放出热量的多少。 故答案为：加热时间；比热容；B；温度计示数升高的多少。 28．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 （1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择两套完全相同的装置，并控制煤油和菜籽油的质量相等，以及两杯水的质量相等。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。 ①小辉认为实验中是直接用 　温度计示数的变化　 （选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。 ②小明认为如果两杯水的初温不同，那么水与周围环境的温差不相同，于是两杯水的散热就不相同，就有可能会出现燃料燃烧传递给水的热量相同时，而水吸收的热量 　不同　 （选填“相同”或“不同”）的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。 ③你认为 　小明　 （选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。 （2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 　煤油　 。 （3）小明同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录数据利用热量公式计算出了水吸收的热量，然后利用这个热量计算出两种油的热值，发现计算结果与资料中给出的热值是 　偏小　 （选填“相同”、“偏大”或“偏小”）的。理由是 　燃油不可能完全燃烧或有热量散失　 （只写出一条即可）。 【答案】（1）①温度计示数的变化；②不同；③小明；（2）煤油；（3）偏小；燃油不可能完全燃烧或有热量散失。 【解答】解： （1）①质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少； ②根要探究不同燃料热值的大小，应使其它条件相同，只有燃料的种类不同，即用到控制变量法； 根据热传递的条件，水温与周围环境温度相差越大，越容易发生热传递，若水的初温不同，便可造成水的散热情况不同，所以实验中应控制水的初温相同； ③由上分析知，小明的分析更加合理； （2）根据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，煤油的水温升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值较大； （3）在实验过程中，燃油不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收，同时水也会向外散热，所以测得的热值会偏小。 故答案为：（1）①温度计示数的变化；②不同；③小明；（2）煤油；（3）偏小；燃油不可能完全燃烧或有热量散失。 29．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）比较不同燃料的热值，应选择 　甲、乙　 两图进行实验，实验时通过观察 　液体升高的温度　 比较两种燃料的热值大小（选填“加热的时间”或“液体升高的温度”）；选择合适装置加热一段时间后，当燃料分别燃尽时（不计热量损失），记下了各个时刻烧杯中液体温度，绘制了温度﹣时间图象（如图丁），则可初步判断燃料1与燃料2热值之比为 　6：7　 。 （2）比较不同物质的比热容，应选择 　甲、丙　 两图进行实验，并通过观察 　加热的时间　 反映物体吸热的多少（选填“加热的时间”或“液体升高的温度”）；选择合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图象（如图戊），由图象可比较出液体a、b的比热容之比是 　1：2　 。 【答案】（1）甲、乙；液体升高的温度；6：7； （2）甲、丙；加热的时间；1：2。 【解答】解：（1）比较不同燃料的热值，应该控制被加热液体的种类、初温、质量相同，燃料不同，因此应选择甲、乙两图进行实验，燃烧相同质量的燃料，实验时通过观察液体升高的温度比较两种燃料的热值大小；根据温度﹣时间图象数据，可初步判断燃料1与燃料2热值之比： ； （2）比较不同物质的比热容，应该控制被加热液体的初温、质量相同，种类不同，燃烧的燃料相同，因此应选择甲、丙两图进行实验；通过观察加热的时间反映物体吸热的多少，由温度﹣时间图象可知a、b的温度变化量相同，比热容之比等于吸收热量之比，即时间之比，液体a、b的比热容之比：。 故答案为：（1）甲、乙；液体升高的温度；6：7； （2）甲、丙；加热的时间；1：2。 【题型11 热机的效率公式与计算】 30．一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其速度随时间变化的图象如图所示，在0～10s内通过的路程为150m，10～15s共燃烧了0.015kg的汽油，汽油的热值q汽油＝4.6×107J/kg。下列说法正确的是（　　） A．汽车在0～10s内的平均速度为20m/s B．汽车在10～15s内克服阻力做功的功率为2.4×104W C．汽车在10～15s内克服阻力做功2.4×105J D．汽车在10～15s内发动机的工作效率为12% 【答案】C 【解答】解：A、由题知，在0﹣10s内通过的路程为150m，则在0～10s内汽车的平均速度为： v15m/s，故A错误； BC、行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，行驶中所受阻力大小为： f＝0.1G＝0.1×2.4×104N＝2.4×103N， 汽车在10﹣15s内做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力等于阻力， F＝f＝2.4×103N， 由图可知，汽车在10﹣15s内行驶的路程为： s＝vt＝20m/s×5s＝100m， 汽车在10﹣15s内牵引力做功为： W＝Fs＝2.4×103N×100m＝2.4×105J； 汽车在10～15s内克服阻力做功的功率为： P4.8×104W， 故B错误，C正确； D、汽车在10﹣15s燃烧汽油释放的能量为： Q放＝mq汽油＝0.015kg×4.6×107J/kg＝6.9×105J， 发动机的工作效率为： η100%≈34.8%，故D错误。 故选：C。 31．有甲、乙两台汽油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5：4，消耗汽油的质量之比是3：2，那么它们的效率之比是（　　） A．15：8 B．8：15 C．6：5 D．5：6 【答案】D 【解答】解： 根据Q＝mq求出燃料完全燃烧放出的热量，则它们的效率之比为 。 故选D。 32．某品牌汽车效率为30%，它在一年内消耗汽油2000kg、这段时间做的有用功是　2.76×1010 J，为了节能减排、保护环境。技术人员对该热机进行改进、优化，效率提高了2%，该车在这段时间可节约汽油　125　 kg（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）。 【解答】解：汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝2000kg×4.6×107J/kg＝9.2×1010J， 这段时间做的有用功为： W＝ηQ放＝30%×9.2×1010J＝2.76×1010J； 该车在这段时间做的有用功相同，效率提高了2%，即η'＝30%+2%＝32%，汽油完全燃烧放出的热量为： Q'放8.625×1010J， 汽油的质量为：m'1875kg， 则这段时间可节约汽油的质量为：Δm＝m﹣m'＝2000kg﹣1875kg＝125kg。 故答案为：2.76×1010，125。 33．一小汽车，在平直的高速路上匀速行驶2.3km，用时100s，若行驶过程中所受阻力值为1000N（q汽＝4.6×107J/kg），则： （1）汽车发动机所做的功是多少？ （2）汽车发动机的功率是多少？ （3）若这段过程消耗汽油250g，则发动机效率为多少？ 【解答】解：（1）因为汽车匀速行驶，所以汽车牵引力F＝f＝1000N， 汽车发动机所做的功为：W＝Fs＝1000N×2.3×103m＝2.3×106J； （2）一小汽车，在平直的高速路上匀速行驶2.3km，用时100s，则汽车的速度为： v23m/s， 汽车行驶时的功率：PFv＝1000N×23m/s＝2.3×104W； （3）已知该汽车这种情况下耗油m＝250g＝0.25kg， 汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝q汽m＝4.6×107J/kg×0.25kg＝1.15×107J， 汽车的效率为：η100%100%＝20%。 答：（1）汽车发动机所做的功是2.3×106J； （2）汽车发动机的功率是2.3×104W； （3）若这段过程消耗汽油250g，则发动机效率为20%。 34．油电混合动力汽车是新能源汽车的一种。汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与阻力的关系如图所示。在某次测试开始时蓄电池储存的电能为1×108J，本次测试由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.2h，同时蓄电池的电能增加了5%。求： （1）汽车测试过程中牵引力做的功。 （2）所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗2.5kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ （3）汽车测试过程中，内燃机的效率是多少？ 【解答】解：（1）由图可知，当速度为50km/h时，汽车受到的阻力为4000N，由于汽车做匀速直线运动，汽车受到的牵引力F大小与汽车受到的阻力f大小相等，即F＝f＝4000N，汽车牵引力做的功W机＝Fs＝Fvt＝4000N×50km/h×0.2h＝4000N×1×104m＝4×107J； （2）完全燃烧2.5kg燃料放出的热量为：Q放＝mq＝2.5kg×4.5×107J/kg＝1.125×108J； （3）有效利用的能量等于汽车牵引力做的功与转化成电能的能量之和，即W有＝W机+W电＝4×107J+1×108J×5%＝4.5×107J， 内燃机工作时的效率为：η100%100%＝40%。 答：（1）汽车测试过程中牵引力做的功是4×107J； （2）燃料燃烧放出的总热量是1.125×108J； （3）汽车测试过程中，内燃机的效率是40%。 【题型12 热机的效率的概念】 35．2025年4月19日，太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭，成功将实验二十七号卫星01星﹣06星发射升空。火箭点火加速升空时，下列说法正确的是（　　） A．加速升空，火箭的机械能不变 B．发射塔下用水降温，是利用水的比热容大和水汽化吸热的特点 C．火箭发动机的热效率可达100% D．火箭飞入太空后，太空温度很低，其内能为零 【答案】B 【解答】解：A、加速升空，机械能变大，故A错误； B、发射塔下用水降温，是利用水的比热容大和水汽化吸热的特点，故B正确； C、火箭发动机的热效率永远达不到100%，故C错误； D、火箭飞入太空后，太空温度很低，但其内能不为零，故D错误。 故选：B。 36．提高热机效率对缓解能源紧缺非常重要。下列有关热机效率的说法正确的是（　　） A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦可提高热机效率 B．实现“零排放”的新型燃料汽车的热机效率为100% C．使用的燃料热值越高，热机的效率越高 D．柴油机的效率一般低于汽油机的效率 【答案】A 【解答】解：A、尽量减少热机内部各部件间的摩擦，可以减少能量损失，所以可以提高热机效率，故A正确； B、目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，但是热机工作过程中不可避免地由于机件间的摩擦而产生额外功，因此热机效率不能达到100%，故B错误； C、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，比值越大，效率越高，与燃料的热值无关，故C错误； D、一般柴油机的压缩比比汽油机大得多，且气缸内柴油燃烧要比汽油燃烧更充分，所以柴油机的效率一般高于汽油机的效率，故D错误。 故选：A。 37．在“九三阅兵”中，东风—5C洲际导弹采用液体燃料发动机，主推进剂为偏二甲肼，因其　热值　 较大。该发动机的效率η　不可能　 （选填“一定”或“不可能”）达到100%。 【答案】热值；不可能。 【解答】解：偏二甲肼因其热值较大，消耗相同质量下，放出的热量多，能为导弹提供更多能量。 任何热机在工作时都不可避免地要克服摩擦、散热等消耗能量，所以发动机的效率不可能达到100%。 故答案为：热值；不可能。 【题型13 常见热机的效率】 38．关于生活中常见的一些数据，下列说法中不正确的是（　　） A．将一本九年级物理书从地上捡起来放在桌子上做功约2J B．中学生正常从1楼爬到4楼做的功约为4500J C．人正常骑自行车的功率约80W D．汽油机正常工作的效率可以达到100% 【答案】D 【解答】解：A.将一本九年级物理书从地上捡起来放在桌子上做功约W＝mgh＝0.25kg×10N/kg×0.8m＝2J，故A正确，不符合题意； B.中学生正常从1楼爬到4楼做的功约为W＝mgh＝50kg×10N/kg×9m＝4500J，故B正确，不符合题意； C.由物理常识可知，人正常骑自行车的功率约80W，故C正确，不符合题意； D.汽油机正常工作的效率不可能达到100%，因为热机的效率总小于1，故D错误，符合题意； 故选：D。 39．我国航天技术位于世界先进水平。运载火箭采用液态氢作为燃料，可以保护环境，还因为液态氢具有较大的 　热值　 ；火箭发射过程中，搭载的载人飞船的机械能 　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”）；随着科学技术的发展，运载火箭的热机效率 　不可能　 （选填“可能”或“不可能”）达到100%。 【答案】热值；增大；不可能。 【解答】解：火箭采用液态氢作为火箭的燃料，不仅液态氢的密度小，而且具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量； 火箭在加速上升过程中，其质量不变，高度变大，故重力势能变大；同时其质量不变，速度变快，动能变大，所以其机械能增大； 运载火箭在工作过程中有能量的散失，所以效率不可能达到100%。 故答案为：热值；增大；不可能。 【题型14 燃料燃烧释放的能力的流向】 40．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．甲图是做功冲程，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38% C．若能利用尾气中的余热给车内供暖，该举措将大大提高燃料的热值 D．汽车尾气中“汽油味”越重，说明汽油燃烧越不充分，汽油机的工作效率越低 【答案】D 【解答】解：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错误； 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，会降低燃料的利用率，故C错误； D、燃料燃烧越充分，获得能量越多，能提高热机效率，汽车尾气中“汽油味”越重，说明汽油燃烧越不充分，汽油机的工作效率越低，D正确。 故选：D。 41．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。图甲中，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，这个冲程为汽油机的 　压缩　 冲程；由图乙可知该汽油机的效率为 　28%　 。 【答案】压缩；28%。 【解答】解：根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程； 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%。 故答案为：压缩；28%。 【题型15 热机效率公式的定性比较】 42．我国某集团正式发布全球首款效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于内燃机和其效率，下列说法正确的是（　　） A．使用热值高的燃料，可以提高内燃机的效率 B．通过减少各部件间的摩擦可提高内燃机的效率 C．内燃机的效率越高，则表示内燃机做功越快 D．内燃机是机械能转化为内能的装置 【答案】B 【解答】解：A、热机的效率与热值无关，二者是两个不同的概念，故A错误； 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，提高燃料的利用率和减少能量损失均可以提高热机效率，减少各部件间的摩擦可以减少能量损失，因此可以提高热机效率，故B正确； C、用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率；功率表示做功的快慢，故C错误； D、内燃机是将内能转化为机械能的装置，故D错误。 故选：B。 43．内燃机是将燃料燃烧释放的内能转化为 　机械　 能的机器。在做功过程中，如果燃料燃烧不充分，则内燃机的效率会 　降低　 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。 【答案】机械；降低 【解答】解：四冲程内燃机的四个冲程依次是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；热机是将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机器。 汽车发动机工作时，燃料燃烧不充分，则冒“黑烟”，说明做相同的有用功，消耗的燃料增多，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值变小，效率降低。 故答案为：机械；降低。 【题型16 能量的转化与转移】 44．我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断正确的是（　　） A．甲和丙都是“电能”，而且大小相等 B．甲和丙都是“电能”，而且大小不等 C．乙是“电能” D．丁是“化学能” 【答案】B 【解答】解：由风力发电、存储、使用的过程可知，风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电，因此，甲为电能、乙为化学能、丙为电能、丁为光能。甲和丙虽然都是电能，但电能在转化为化学能和化学能再转化为电能的过程中，会有一部分能量转化为内能，因此，甲和丙的大小不相等。综上所述，B正确，ACD错误。 故选：B。 45．如图所示，北京时间2025年4月24日，神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，发射过程中，燃料燃烧产生巨大能量推动火箭升空。下列有关能量转化的说法不正确的是（　　） A．燃料燃烧的过程将化学能转化为内能 B．火箭发动机工作过程将内能转化为机械能 C．火箭与空气摩擦的过程将机械能转化为内能 D．火箭加速升空的过程将动能转化为重力势能 【答案】D 【解答】解：A．燃料燃烧的过程将化学能转化为内能，故A正确； B．火箭发动机属于热机，工作过程将内能转化为机械能，故B正确； C．火箭与空气摩擦的过程产生热量，将机械能转化为内能，故C正确； D．火箭加速升空过程质量不变，速度变大、高度变大，动能和势能都增加，内能转化为机械能，故D错误。 故选：D。 46．如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就是把光能转换成 　电　 能，开车时发动机是将空气的　内　 能转化为机械能。 【答案】电；内。 【解答】解：叶子车的顶部安装的是高效光电转换器，光电转换器实际就是把光能转换成电能； 开车时，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的，将空气的内能转化为车的机械能。 故答案为：电；内。 【题型17 能量守恒定律】 47．下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（　　） A．电风扇工作时将机械能转化为电能 B．干电池对外供电时，将化学能转化为电能 C．钻木取火是将内能转化为机械能 D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的 【答案】B 【解答】解：A、电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能，故A错误； B、干电池给灯泡供电时，将化学能转化为电能，再提供给灯泡，故B正确； C、钻木取火时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，故C错误； D、小球在地面弹跳时的最高点越来越低，是因为小球需要克服阻力做功，有一部分机械能转化成了内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故D错误。 故选：B。 48．《说文解字》记载：炙，炮肉也，从肉在火上。“炙”一字本义指烧烤，把去毛的兽肉串起来在火上熏烤，是通过　热传递　 方式改变物体的内能。这一过程　遵守　 能量守恒定律（填“遵守”或“不遵守”）。闻到扑鼻的肉香，这是　扩散　 现象。 【答案】热传递；遵守；扩散 【解答】解：①改变内能的方法有两个：做功和热传递，熏烤是通过热传递的方式改变肉的内能的；②木炭燃烧释放的化学能转化为内能传递给肉，能量形式发生改变但总量不变，因此遵守能量守恒定律； ③闻到肉香是由于肉中香气分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中，属于扩散现象。 故答案为：热传递；遵守；扩散。 【题型18 能量转移的方向性】 49．下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能 C．动能可以和重力势能相互转化 D．热量自发从高温向低温物体传递，却不能自发从低温向高温物体传递 【答案】D 【解答】解： A、电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故A错误； B、电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故B错误； C、动能可以和重力势能相互转化，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故C错误； D、热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，故D正确。 故选：D。 50．汽车紧急刹车后减速滑行，汽车的　动　 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　小于　 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　方向　 性。 【答案】动；小于；方向 【解答】解：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）。 故答案为：动能；小于；方向。 【题型19 制作简易热机模型】 51．如图是某同学自制的简易热机模型，在易拉罐内装适量水，在瓶口密封安装一根吸管，吸管正对着小风扇。当点燃下方的蜡烛后，可以看到前方的小风扇转动起来。下列说法正确的是（　　） A．罐内的水在加热过程中，温度升高，所含的热量增加 B．蜡烛用掉一部分后，蜡烛的热值会变小 C．通过改进热机模型的结构，其效率可达100% D．该过程的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 【答案】D 【解答】解：A、热量是一个过程量，不能用含有来修饰，故A错误； B、热值是燃料本身的一种特性，热值大小与质量无关，蜡烛质量变小，蜡的热值不变，故B错误； C、热机模型在工作时，不可避免地有热量的散失，机械效率也不可能达到100%，故C错误； D、该过程是将内能转化为机械能，与热机的做功冲程能量转化相同，故D正确。 故选：D。 52．如图所示是小明设计的简易热机模型，燃料燃烧后用它来加热密封的易拉罐中的水，易拉罐的一侧开小孔后让蒸汽喷出，推动风车转动。此时工作物质是 　水蒸气　 ，该模型可以看成是 　外燃机　 （选填“内燃机”或“外燃机”）。 【答案】水蒸气；外燃机。 【解答】解：密封的易拉罐加热水，类比高压锅，开小孔后蒸汽喷出推动高压阀运动，此时工作物质是水汽化后的水蒸气，实现了水蒸气内能转化为机械能，因此工作的物质是水蒸气，该热机模型是在易拉罐外燃烧燃料，属于外燃机。 故答案为：水蒸气；外燃机。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14章 内能的利用（重难点训练） 【人教版（2024）： 九年级全一册】 题型归纳 【题型1 内燃机的四个冲程】 1 【题型2 汽油机】 2 【题型3 柴油机】 3 【题型4 汽油机与柴油机的异同】 4 【题型5 内燃机工作循环的计算】 4 【题型6 燃料燃烧时的能量转化】 5 【题型7 燃料热值的影响因素】 6 【题型8 固体和液体的热值计算】 6 【题型9 气体的热值计算】 7 【题型10 比较不同燃料的热值大小】 8 【题型11 热机的效率公式与计算】 11 【题型12 热机的效率的概念】 12 【题型13 常见热机的效率】 13 【题型14 燃料燃烧释放的能力的流向】 13 【题型15 热机效率公式的定性比较】 14 【题型16 能量的转化与转移】 14 【题型17 能量守恒定律】 15 【题型18 能量转移的方向性】 15 【题型19 制作简易热机模型】 15 【题型1 内燃机的四个冲程】 1．光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中N2O4在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（ ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．如图是内燃机的一个工作循环有四个冲程，图中表示的是其中的 _______ 冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机一秒钟可以完成 _______ 个做功冲程。 3．如图所示是某单缸四冲程汽油机的________冲程；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸。若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为________r/min。 【题型2 汽油机】 4．如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（　　） A．四个冲程的顺序应该是B→A→D→C B．冲程B的活塞正在往下运动 C．冲程D将内能转化为机械能 D．热机是利用化学能做功的机器 5．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 _______ （填增大、减小、不变），这与四冲程汽油机的 _______ 冲程的能量转化相同，某台汽油机飞轮的转速是7200r/min，则它每秒钟，活塞完成 ________ 个冲程，对外做功 _______ 次。 【题型3 柴油机】 6．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率 C．汽油机和柴油机在压缩冲程中，燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠惯性运动 D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大 7．如图所示，是一个 ________ （选填“柴油机”“汽油机”或“抽水机”）模型。一般耕地的拖拉机选用的发动机是 ________ ，是因为它的效率高且功率较大。 【题型4 汽油机与柴油机的异同】 8．关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法不正确的是（　　） A．柴油机的顶部有喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．柴油机吸入气缸的是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物 C．在做功冲程中，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．柴油机比较笨重，它的功率比汽油机的大 9．对比法是学习物理的一种方法，有些容易混淆的知识可采用对比法，找出相同点和不同点加以区别、分析、归纳、理解、记忆。如热机中的柴油机的构造和汽油机相似，但两者的区别是： ①柴油机和汽油机相比是通装过 _______ （选填“点燃”或“压燃”）式点燃柴油的； ②柴油机和汽油机相比是气缸顶部是 ________ （选填“火花塞”或“喷油嘴”）。 【题型5 内燃机工作循环的计算】 10．一台四冲程内燃机的飞轮转速为600r/min，下列说法正确的是（　　） A．1s飞轮转10圈，完成20个冲程 B．1s完成10个冲程，做功5次 C．1min飞轮转1200圈，完成600个冲程 D．1min完成300个冲程，做功150次 11．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6×105Pa，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。 12．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。 【题型6 燃料燃烧时的能量转化】 13．2025年1月13日，我国太原卫星发射中心使用捷龙三号运载火箭将微厘空间01组卫星发射升空。如图所示，在卫星随火箭加速升空的过程中（　　） A．火箭的燃料燃烧时，内能转化为化学能 B．以火箭为参照物，卫星是运动的 C．卫星的动能增大，重力势能减小，机械能不变 D．卫星的动能增大，重力势能增大，机械能增大 14．2025年4月，搭载神舟二十号载人飞船的运载火箭成功发射，火箭在穿越大气层过程中。火箭外壳与大气层摩擦温度升高，下列说法正确的是（　　） A．火箭主要采用液氢作为燃料，这是因为液氢的比热容大 B．火箭发射时，将燃料的化学能转化为内能，再将内能转化为火箭的机械能 C．火箭外壳与大气层摩擦温度升高，这是通过热传递的方式增加其内能 D．火箭外壳与大气层摩擦温度升高，这个过程中是将内能转换为机械能 15．爬楼梯能够健美身形、查阅资料得知，人运动所需的能量可来源于体内脂肪“燃烧”释放的化学能，1g脂肪完全“燃烧”释放的热量为3.6×104J。若小美每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为7g，则脂肪完全“燃烧”放出的热量是_____________ J；在爬楼梯的过程中，将体内的化学能主要转化为_______ 能。 【题型7 燃料热值的影响因素】 16．如图所示的是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（　　） A．木柴燃烧时的热值比未燃时的热值大 B．室外温度为0℃时，木柴的内能为零 C．若未燃烧的木柴温度升高，其内能增大 D．灭火器在使用过程中对外做功，热量减小 17．如图所示的是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套；套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒燃烧起来，关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．艾绒燃烧时，内能转化成化学能 B．由于艾绒未完全燃烧，因此热值会变小 C．与热机工作过程中的压缩冲程原理相似 D．主要利用了热传递来改变套筒内空气的内能 18．北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，火箭起飞采用偏二甲肼作为燃料，原因是偏二甲肼的热值大。燃料燃烧时，把燃料的_______ 能转化为内能，最终转化为火箭升空的机械能。燃料燃烧一半时剩余燃料的热值_______ （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【题型8 固体和液体的热值计算】 19．用图装置给水壶的水加热一段时间后，燃料燃烧放出的热量为8.4×105J，水吸收的热量为6.0×105J，炉具内的液体燃料减少了0.02kg，若这0.02kg的燃料完全燃烧，可以释放的热量为9×105J，则该液体燃料的热值是（　　） A．2.4×105J/kg B．2.4×107J/kg C．4.5×107J/kg D．3×107J/kg 20．某太阳能热水器装有200kg温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到50℃，这是通过 ________ 的方式改变了水的内能；若上述这些热量由干木柴燃烧提供，则需要完全燃烧 ________ kg的干木柴（不考虑能量损失）。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），干木柴的热值为1.2×107J/kg] 21．某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。试求： （1）这段时间该热水器中的水吸收的热量； （2）如果这段时间内该热水器的效率是30%，则热水器接收到太阳辐射的热量是多少？ （3）若用煤燃烧来提供所需的热量，需完全燃烧多少千克煤？（假设热量全部被水吸收，煤的热值为3.5×107J/kg） 【题型9 气体的热值计算】 22．煤气的热值是3.9×107J/m3，小明用图示煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（　　） A．煤气燃烧越充分，其热值越大 B．完全燃烧1m3的煤气放出的热量是3.9×107J C．完全燃烧1m3的煤气，水吸收的热量是3.9×107J D．煤气灶头做成多孔状是为了降低煤气灶的热效率 23．天然气已经被广泛利用，完全燃烧0.07m3天然气释放的热量为____________ J，若这些热量的30%被水吸收，可以将4kg的水由20℃加热到_______ ℃．[q天然气＝4×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 24．一同学将一盒质量为200g的盒装牛奶放在一盆热水中，使牛奶的温度由20℃升高到50℃，水放出的热量有50%被牛奶吸收。[已知：，]求： （1）牛奶吸收的热量？ （2）若水放出的热量全部被质量为300g的某种液体吸收，使液体温度升高了50℃，则这种液体的比热容是多少？ （3）若牛奶吸收的热量全部来自天然气完全燃烧放出的热量，则需要燃烧多少m3的天然气。（天然气的热值q＝4×107J/m3） 25．用天然气热水器将20kg水从30℃加热到80℃，消耗了0.2m3的天然气。已知天然气的热值为3.5×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 （1）此过程中水吸收的热量是多少？ （2）0.2m3天然气完全燃烧放出的热量是多少？ （3）该热水器加热这些水的效率是多少？ 【题型10 比较不同燃料的热值大小】 26．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 27．如图甲所示，用红外线灯加热质量相同的水和沙子水和沙子吸收热量的多少通过 _________ 来反映、加热过程中发现水升温较慢，原因是水的 ________ 较大；如图乙所示是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量多实验装置图实验时需保证燃料 _____ 。（选填序号：A.燃烧时间相同 B.完全燃尽），通过 _______________ 反映燃料燃烧放出热量的多少。 28．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 （1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择两套完全相同的装置，并控制煤油和菜籽油的质量相等，以及两杯水的质量相等。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。 ①小辉认为实验中是直接用 _____________ （选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。 ②小明认为如果两杯水的初温不同，那么水与周围环境的温差不相同，于是两杯水的散热就不相同，就有可能会出现燃料燃烧传递给水的热量相同时，而水吸收的热量 _______ （选填“相同”或“不同”）的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。 ③你认为 _______ （选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。 （2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 _______ 。 （3）小明同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录数据利用热量公式计算出了水吸收的热量，然后利用这个热量计算出两种油的热值，发现计算结果与资料中给出的热值是 _______ （选填“相同”、“偏大”或“偏小”）的。理由是 ____________________ （只写出一条即可）。 29．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）比较不同燃料的热值，应选择 ________ 两图进行实验，实验时通过观察 ____________ 比较两种燃料的热值大小（选填“加热的时间”或“液体升高的温度”）；选择合适装置加热一段时间后，当燃料分别燃尽时（不计热量损失），记下了各个时刻烧杯中液体温度，绘制了温度﹣时间图象（如图丁），则可初步判断燃料1与燃料2热值之比为 ________ 。 （2）比较不同物质的比热容，应选择 ________ 两图进行实验，并通过观察 __________ 反映物体吸热的多少（选填“加热的时间”或“液体升高的温度”）；选择合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图象（如图戊），由图象可比较出液体a、b的比热容之比是 ________ 。 【题型11 热机的效率公式与计算】 30．一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其速度随时间变化的图象如图所示，在0～10s内通过的路程为150m，10～15s共燃烧了0.015kg的汽油，汽油的热值q汽油＝4.6×107J/kg。下列说法正确的是（　　） A．汽车在0～10s内的平均速度为20m/s B．汽车在10～15s内克服阻力做功的功率为2.4×104W C．汽车在10～15s内克服阻力做功2.4×105J D．汽车在10～15s内发动机的工作效率为12% 31．有甲、乙两台汽油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5：4，消耗汽油的质量之比是3：2，那么它们的效率之比是（　　） A．15：8 B．8：15 C．6：5 D．5：6 32．某品牌汽车效率为30%，它在一年内消耗汽油2000kg、这段时间做的有用功是______________ J，为了节能减排、保护环境。技术人员对该热机进行改进、优化，效率提高了2%，该车在这段时间可节约汽油________ kg（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）。 33．一小汽车，在平直的高速路上匀速行驶2.3km，用时100s，若行驶过程中所受阻力值为1000N（q汽＝4.6×107J/kg），则： （1）汽车发动机所做的功是多少？ （2）汽车发动机的功率是多少？ （3）若这段过程消耗汽油250g，则发动机效率为多少？ 34．油电混合动力汽车是新能源汽车的一种。汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与阻力的关系如图所示。在某次测试开始时蓄电池储存的电能为1×108J，本次测试由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.2h，同时蓄电池的电能增加了5%。求： （1）汽车测试过程中牵引力做的功。 （2）所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗2.5kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ （3）汽车测试过程中，内燃机的效率是多少？ 【题型12 热机的效率的概念】 35．2025年4月19日，太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭，成功将实验二十七号卫星01星﹣06星发射升空。火箭点火加速升空时，下列说法正确的是（　　） A．加速升空，火箭的机械能不变 B．发射塔下用水降温，是利用水的比热容大和水汽化吸热的特点 C．火箭发动机的热效率可达100% D．火箭飞入太空后，太空温度很低，其内能为零 36．提高热机效率对缓解能源紧缺非常重要。下列有关热机效率的说法正确的是（　　） A．尽量减少热机内部各部件间的摩擦可提高热机效率 B．实现“零排放”的新型燃料汽车的热机效率为100% C．使用的燃料热值越高，热机的效率越高 D．柴油机的效率一般低于汽油机的效率 37．在“九三阅兵”中，东风—5C洲际导弹采用液体燃料发动机，主推进剂为偏二甲肼，因其_______ 较大。该发动机的效率η________ （选填“一定”或“不可能”）达到100%。 【题型13 常见热机的效率】 38．关于生活中常见的一些数据，下列说法中不正确的是（　　） A．将一本九年级物理书从地上捡起来放在桌子上做功约2J B．中学生正常从1楼爬到4楼做的功约为4500J C．人正常骑自行车的功率约80W D．汽油机正常工作的效率可以达到100% 39．我国航天技术位于世界先进水平。运载火箭采用液态氢作为燃料，可以保护环境，还因为液态氢具有较大的 _______ ；火箭发射过程中，搭载的载人飞船的机械能 _______ （选填“增大”“减小”或“不变”）；随着科学技术的发展，运载火箭的热机效率 ________ （选填“可能”或“不可能”）达到100%。 【题型14 燃料燃烧释放的能力的流向】 40．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．甲图是做功冲程，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38% C．若能利用尾气中的余热给车内供暖，该举措将大大提高燃料的热值 D．汽车尾气中“汽油味”越重，说明汽油燃烧越不充分，汽油机的工作效率越低 41．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。图甲中，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，这个冲程为汽油机的 _______ 冲程；由图乙可知该汽油机的效率为 ________ 。 【题型15 热机效率公式的定性比较】 42．我国某集团正式发布全球首款效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于内燃机和其效率，下列说法正确的是（　　） A．使用热值高的燃料，可以提高内燃机的效率 B．通过减少各部件间的摩擦可提高内燃机的效率 C．内燃机的效率越高，则表示内燃机做功越快 D．内燃机是机械能转化为内能的装置 43．内燃机是将燃料燃烧释放的内能转化为 _______ 能的机器。在做功过程中，如果燃料燃烧不充分，则内燃机的效率会 _______ （选填“升高”、“降低”或“不变”）。 【题型16 能量的转化与转移】 44．我国风能资源丰富，利用风力发电机组可以进行发电。如图是某城市风力发电系统，将风能转化为电能，对蓄电池充电，再由蓄电池为路灯供电的过程，对图示方框中能量形式判断正确的是（　　） A．甲和丙都是“电能”，而且大小相等 B．甲和丙都是“电能”，而且大小不等 C．乙是“电能” D．丁是“化学能” 45．如图所示，北京时间2025年4月24日，神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，发射过程中，燃料燃烧产生巨大能量推动火箭升空。下列有关能量转化的说法不正确的是（　　） A．燃料燃烧的过程将化学能转化为内能 B．火箭发动机工作过程将内能转化为机械能 C．火箭与空气摩擦的过程将机械能转化为内能 D．火箭加速升空的过程将动能转化为重力势能 46．如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就是把光能转换成 _____ 能，开车时发动机是将空气的_____ 能转化为机械能。 【题型17 能量守恒定律】 47．下列关于能量及其转化的说法中，正确的是（　　） A．电风扇工作时将机械能转化为电能 B．干电池对外供电时，将化学能转化为电能 C．钻木取火是将内能转化为机械能 D．小球在地面弹跳时高度逐渐减小，说明能量是不守恒的 48．《说文解字》记载：炙，炮肉也，从肉在火上。“炙”一字本义指烧烤，把去毛的兽肉串起来在火上熏烤，是通过________ 方式改变物体的内能。这一过程_______ 能量守恒定律（填“遵守”或“不遵守”）。闻到扑鼻的肉香，这是_______ 现象。 【题型18 能量转移的方向性】 49．下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性”的事例是（　　） A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能 B．机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能 C．动能可以和重力势能相互转化 D．热量自发从高温向低温物体传递，却不能自发从低温向高温物体传递 50．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。 【题型19 制作简易热机模型】 51．如图是某同学自制的简易热机模型，在易拉罐内装适量水，在瓶口密封安装一根吸管，吸管正对着小风扇。当点燃下方的蜡烛后，可以看到前方的小风扇转动起来。下列说法正确的是（　　） A．罐内的水在加热过程中，温度升高，所含的热量增加 B．蜡烛用掉一部分后，蜡烛的热值会变小 C．通过改进热机模型的结构，其效率可达100% D．该过程的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 52．如图所示是小明设计的简易热机模型，燃料燃烧后用它来加热密封的易拉罐中的水，易拉罐的一侧开小孔后让蒸汽喷出，推动风车转动。此时工作物质是 ________ ，该模型可以看成是 ________ （选填“内燃机”或“外燃机”）。 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $