第十四章 内能的利用（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第十四章 内能的利用 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 能量的转化与守恒 考点02 热机 考点03 热机的效率 考点04 跨学科实践：制作简易热机模型 03 避坑指南·解题通法 角度01 能量的转化与守恒 角度02 热机工作过程中的能量转化 角度03 汽油机的构造与工作过程  角度04 柴油机的构造与工作过 角度05 热值的概念、单位和物理意义 角度06 热值的公式及相关计算 角度07 比较不同燃料的热值大小 角度08 热机效率的定义 角度09 加热效率的计算 角度10 提高热机的效率的方法 角度11 跨学科实践：制作简易热机模型 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.掌握热机工作原理，熟记汽油机四冲程特点与能量转化。 2.熟练掌握一个工作循环的冲程、次数、转圈、做功规律。 3.理解燃料热值、热机效率概念，会相关计算，知道效率小于1。 4.掌握能量守恒定律，能分析生活中能量转化与转移。 1.压缩冲程：机械能→内能；做功冲程：内能→机械能（唯一做功冲程）。 2.工作循环口诀：四冲程、二往复、二圈、一次做功。 3.热值是燃料特性，与质量、燃烧是否充分无关。 4.所有热机都有能量损耗，热机效率永远小于 100%。 5.永动机违背能量守恒定律，不可能实现。 知识导图 考点01 能量的转化与守恒 1、能量：物质运动的量化转换，简称“能”，在物理学中，能量是一个间接观察到的物理量，它往往被视为某一个物体对其他的物体做功的能力，由于功被定义为力作用一段距离，因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力。 2、能的转化：在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。 3、能的转移：同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式并没有发生变化。 （1）能量的形式没有发生变化，但存在的位置发生了变化，这就是能的转移。内能够发生转移，其他形式的能也能够发生转移，如风吹帆船运动，流动空气的部分动能。 （2）能量的转移也有方向性：在热传递过程中，热量总是自然地由高温物体传向低温物体，故内能也总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。所以能量的转移是有方向的。 4、能量守恒定律 （1）能量守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，它只能从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量 ，这就是能量守恒定律。 （2）能量守恒的普遍性：能量守恒定律是自然界中 的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。能量守恒定律告诉我们，有一种形式的能量减少或消失，一定有另一种形式的能量增加或产生，能量的总量是不变的！ （3）应用：能量守恒定律对于科学研究、工程技术工作有着重要的指导意义。 （4）永动机：永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。在历史上，永动机一直被人们讨论和研究。这种机械是不可能制造出来的，原因是 。 【深化点拨】 1.能量的转化的解题方法点拨：能量的转化、能量的转移、都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量。例如冰箱里的热不会自动转移到温度较高的外部，而必须要消耗其他的能量（电能）才能把冰箱里的热量转移到冰箱外部。自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的，这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性；由此也说明了我们需要节约能源！ 2.转化与转移的区别 （1）能量的转化是伴随着做功体现出来的，能量的形式发生了变化，一种形式的能量增加，一定有其他形式的能量减少。 （2）能量的转移过程中能量的形式没有发生变化。 （3）能量的转化和转移具有方向性。 3.能量守恒的解题方法点拨 （1）知道各种形式的能是可以相互转化的。 （2）知道能的转化和守恒定律，能列举出能的转化和守恒定律的实例。 （3）有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。 1．物质具有能量，能量有各种形式，并且各种形式的能量可以相互转化。水电站发电时，其能量的转化形式是（     ） A．电能转化为机械能 B．机械能转化为电能 C．光能转化为电能 D．电能转化为光能 2．用手反复弯折铁丝，铁丝的弯折处会发热，这是由于弯折铁丝时手对铁丝________，使它的内能增大，温度升高。在这个过程中，________能转化为________能。 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、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。 （3）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。 【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．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。 3．柴油机是以柴油为燃料的内燃机，在工作时与汽油机工作原理相同，区别是： （1）在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物。  （2）在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。  （3）点火方式：柴油机-压燃式；汽油机-点燃式。 1．如图为汽油机的一个工作循环，其中做功冲程为（     ） A． B． C． D． 2．为了防止燃油车发动机过热，一般情况下用水来冷却，主要是利用了水的_________的特点，若某四冲程汽油机曲轴转速是，则该汽油机每秒钟对外做功_________次。汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程中能量的总和_________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【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 热机的效率 1、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）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。 2、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）。 3、锅炉的效率：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。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置。 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）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 。 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 （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 ，减少机械摩擦。 【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．对于热机效率可与机械效率进行对比理解：热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 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。 1．一瓶柴油用去了二分之一后，剩下的柴油（     ） A．比热容变为原来的二分之一，热值不变 B．比热容、热值都变为原来的二分之一 C．热值变为原来的二分之一，比热容不变 D．比热容、热值都不变 2．泉州碗糕以糯米为主料，经浸泡、磨浆、发酵后入碗蒸制。其糕体松软，顶部常绽如花，如图所示，寓意兴旺，是泉州新春佳节备受青睐的传统糕点之一。据此回答下面小题。 （1）用天然气灶蒸制碗糕，天然气燃烧更加充分时，天然气的热值______，天然气灶的热效率_________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）碗糕蒸制的过程，是通过__________的方式使其内能_________。 3．已知某型号天然气灶的效率是60%，在某次烧水过程中燃烧了天然气。（天然气的热值为） (1)完全燃烧这些天然气能放热多少焦耳？ (2)水吸收了多少热量？ 考点04 跨学科实践：制作简易热机模型 1、项目提出：热机是人们获得动力的重要机械，例如燃油汽车中的汽油机、大型轮船使用的柴油机或汽轮机、有些飞机使用的喷气发动机等。热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的，热机中各部分是如何协调工作的。请同学们在学过的热机知识基础上，进一步查找相关资料，了解不同热机的工作原理，制作一个简易热机模型。 2、项目分析：汽油机属于内燃机，它的工作物质是气缸内的空气和汽油的混合物。蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力。蒸汽机的燃烧室在汽缸外，属于外燃机，蒸汽机的工作物质是水蒸气。要完成热机模型的制作，需要重点考虑以下几个问题。 （1）用什么作热源？ （2）工作物质是什么？ （3）如何将内能转化成机械能？通常而言，制作采用燃烧燃料加热水产生蒸汽（或直接加热空气）来做功的外燃机，比制作在封闭缸体内燃烧燃料来做功的内燃机要安全，材料也相对易得，建议优先考虑前者。 3、项目原理：酒精化学能→水蒸气内能→风扇机械能。 4、项目实施：请根据自己的设计，制作一个简易的热机模型。下面展示的是一个简易的汽轮机模型，供参考。准备以下材料：一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯，一个支架。向易拉罐内部注人大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插人易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐如图所示放置在支架上，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。 上面提供的只是一个非常简易的汽轮机模型，同学们可以制作不同类型的热机模型。只要大家积极地行动起来，一定会制作出更多有创意的热机模型。 5、展示交流 （1）请大家展示自己的热机模型，看看谁的模型制作精细，运行顺畅，更有创意。 （2）在展示交流中，谈谈你的热机模型的工作原理，以及制作过程中的难点，说一说你在制作过程中的心得体会，想一想在哪些方面还可以做得更好。 【深化点拨】 1．制作简易热机模型作用：热机是人们获得动力的重要机械，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的热机中的各部分是如何协调工作的。 2．项目跨学科分析: （1）热源的选择:酒精灯或电加热器。 （2）水蒸气或者直接加热空气。 （3）化学能如何转化为机械能？通过加热水沸腾,产生高温水蒸气。 3．项目实施关键: （1）注人的水量不要太多,通常为易拉罐容量的三分之一或者一半,留出容纳水蒸气的空间。 （2）出气管可以是中性笔套、细牛奶吸管或者细竹管,出口要尖细。 （3）出气管和易拉罐之间结合要紧密,不要漏气,易拉罐的洞口开得要比出气管外径小一点。 （4）小风扇和轴之间摩擦力要小。 1．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成 C．柴油机顶部的喷油嘴可以替换成火花塞 D．柴油机和汽油机气缸内的燃料都是点燃的 2．如图所示，在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，用电火花点火，一段时间后，观察到橡胶塞突然被推出。此过程中，混合气体燃烧产生高温高压的燃气对橡胶塞做功，将燃气的______能转变为橡胶塞的机械能。此实验与内燃机______冲程能量转化原理相同。 内能的利用的综合应用及解题步骤 1.热机的工作原理与四冲程判断 （1）核心逻辑：热机是将内能转化为机械能的机器。 （2）四冲程辨析技巧： 看气门：进气门、排气门都关闭的是压缩冲程和做功冲程；一开一关的是吸气或排气冲程。 看活塞： 两气门关闭，活塞向上运动→ 压缩冲程（机械能→ 内能，温度升高）。 两气门关闭，活塞向下运动→ 做功冲程（内能→ 机械能，火花塞点火或喷油嘴喷油）。 （3）易错点：一个工作循环包含4个冲程，飞轮转动2周，对外做功1次。若题目给出飞轮转速（如 1200r/min），需先换算成每秒转数（20r/s），再除以2得到每秒做功次数（10次）。 2.燃料的热值与热量计算：必须区分“完全燃烧”和“实际燃烧”。 （1）核心公式： Q放=mq（固体/液体）或 Q放=Vq（气体）。 （2）解题关键： 理解热值：热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，与质量、体积、是否完全燃烧无关。 审题细节：题目中若提到“完全燃烧”，直接套用公式；若未提及，通常默认按完全燃烧计算理论放出的热量，但在效率计算中要注意实际利用的热量往往小于理论值。 3.热机的效率及其提升 （1）效率定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。公式： 。 （2）能量流向分析：燃料燃烧释放的能量主要去向： 废气带走的热量（占比最大，是损失的主要部分）。 散热损失（气缸壁传热）。 机械摩擦损失。 有用功（推动活塞做功）。 （3）提效措施：让燃料充分燃烧、减少各种热量损失（如利用废气余热）、减小摩擦。 4.能量守恒定律 （1）核心内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 （2）应用判断：永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律。在分析物理过程时，若发现能量“无故增加”或“无故消失”，一定是分析有误。 角度01 能量的转化与守恒 1．如图是“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯。下列解释合理的是（     ） A．小风扇将电能转化为风能 B．照明灯是将电能转化为热能 C．光电池板是将光能转化为电能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 2．烈日下，操场上的单杠温度升高，内能___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），这是通过___________方式改变物体内能的，这个过程中能量发生了___________（选填“转移”或“转化”）。 角度02 热机工作过程中的能量转化 3．2025年12月31日，长征七号A运载火箭在文昌航天发射场点火升空，成功将实践二十九号卫星送入预定轨道，圆满完成了中国航天全年92次发射任务的“收官之战”。关于火箭发射过程中的物理现象，下列说法正确的是（     ） A．火箭加速升空过程中，卫星的动能增大，重力势能减小，机械能保持不变 B．火箭向下喷出高温高压气体从而获得向上的推力，说明力的作用只需要一个物体就能产生 C．火箭升空时速度越来越快，是因为受到了惯性力的作用 D．火箭燃料燃烧时，燃料的化学能只能部分转化为火箭的机械能 4．某型号汽车发动机采用的是汽油机，如图是该汽油机的________冲程，将__________能转化为________能。该汽油机的飞轮转速为1800r/min，每秒钟对外做功________次。 角度03 汽油机的构造与工作过程  5．如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程吸进的物质是空气 B．该冲程将机械能转化为内能 C．该冲程将内能转化为机械能 D．该冲程是依靠飞轮惯性完成的 6．能量是物理学研究的永恒主题。从牛顿提出蒸汽机模型，到瓦特将之变成现实，再到后来的内燃机，热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力；如图（a）中，水蒸气使叶轮转动，实现了______________（选填“内能到机械能”或“机械能到内能”）的转化，该过程相当于图（b）中四冲程内燃机的______________冲程。 角度04 柴油机的构造与工作过 7．关于汽油机与柴油机，下列说法不正确的是（     ） A．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入气缸的是空气 B．汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火 C．柴油机做功冲程中燃气的温度和压强比汽油机大，因而输出的功率更大 D．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为600 r/min，则它每秒钟对外做功10次 8．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为，该柴油机活塞对外做功____________次。火箭发动机____________（选填“属于”或“不属于”）热机 角度05 热值的概念、单位和物理意义 9．食物的烹饪方式不同，常会选择不同的燃料。关于燃料的认识，说法正确的是（     ） A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大；燃烧越不完全，燃料的热值越小 B．燃料的热值与燃料的质量无关 C．煤的热值大于干木柴，燃烧煤放出的热量一定比干木柴多 D．相同质量的燃料，燃烧放出的热量越多，燃料的热值就越大 10．有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机提供更充足的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将_____（选填“变大”“不变”或“变小”）。汽车在行驶时，汽油不断减少，此过程中汽油的热值_____（选填“变大”“不变”或“减小”）。 角度06 热值的公式及相关计算 11．如图所示，这是某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值为。下列说法错误的是（　　） A．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物 B．完全燃烧汽油可输出有用功 C．在汽油机的能量损失中，废气带走的能量最多 D．该汽油机的热机效率可达 12．长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大的贡献。某次火箭发射时，火箭携带的液态氢燃料质量为，这些燃料完全燃烧放出的热量是___________J；使用液态氢做燃料的原因是氢的___________大。（）。 13．新型节能燃气灶能够提高热效率、减少能源消耗和环境污染。旧燃气灶将5kg的20℃的水加热到100℃，消耗了的天然气。天然气的热值，水的比热容J/（kg·℃）。 (1)求水吸收的热量； (2)假设的天然气完全燃烧，则燃气灶烧水的效率为多少？ (3)如果新型燃气灶的效率能够提升到70％，仍将5kg的20℃的水加热到100℃，可以节省多少天然气？ 角度07 比较不同燃料的热值大小 14．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（　　） A．若m甲＝m乙，Δt甲＜Δt乙，则甲燃料的热值大 B．若Δt甲＝Δt乙，m甲＞m乙，则甲燃料的热值大 C．若，则乙燃料的热值大 D．若，则乙燃料的热值大 15．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g。 (1)实验时三个烧杯中a、b液体的____________（选填“初温”、“质量”或“体积”）必须相同。 (2)为比较不同物质的比热容，应选择____________两图装置进行实验。实验中通过比较____________（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较物质吸收热量的多少。 (3)比较不同燃料的热值，应选择____________两图装置进行实验。实验中，需等待燃料____________（选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），然后通过比较____________（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较热值的大小。 (4)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏____________（选填“大”或“小”）。 角度08 热机效率的定义 16．关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．热机的效率越高说明做功越快 B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 17．一台柴油机的热机效率为，表示的意义是：___________的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比为___________，用这台柴油机工作时，完全燃烧的柴油可做有用功___________。（柴油的热值为） 角度09 加热效率的计算 18．混合动力汽车凭借节能、低排放等优点成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，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的电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。汽车速度与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以某一速度在水平地面上匀速行驶了，用时0.5h，同时蓄电池的电能增加了。若所用燃料的热值是，测试过程中消耗3.4kg的燃料，通过计算可知，下列结果正确的是（     ） ①汽车的速度是        ②汽车牵引力做功 ③燃料完全燃烧放出的热量是    ④汽车发动机的效率是40% A．只有②④正确 B．只有①③正确 C．只有②③正确 D．只有②③④正确 19．某摩旅骑行爱好者摩托车在某次旅程中消耗汽油3 kg，这些汽油完全燃烧能放出的热量为___________J，若汽油机的效率为30%，则汽油机做的有用功为___________J；下图为该摩托车的单缸四冲程汽油机某个冲程的能量流向图，由此可以判断该汽油机正处于___________（选填“A”、“B”、“C”、“D”）图的冲程； A．B．C．D． 20．如图所示的机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。为其提供动力的是CatC9燃油发动机。它在水平路上可以实现负重40kg。机械狗的运动利用了液压系统。为使用安全，机械狗的液压系统的液压油温度不能高于80℃。（燃油的热值为）求： (1)4kg的液压油温度升高60℃需要吸收的热量，则该液压油的比热容是多少？ (2)机械狗使用发动机消耗100kg的燃油能提供的有用功，该发动机的效率是多少？ 角度10 提高热机的效率的方法 21．如图是汽油机的四个冲程，下列说法正确的是（     ） A．甲冲程中机械能转化为内能 B．一个工作循环中四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 C．若汽油机每秒做功15次，则飞轮的转速为1800r/min D．汽油充分燃烧，可以同时提高汽油机的效率和汽油的热值 22．有一种新式的汽油机，它在吸气冲程只吸入空气，而在火花塞点火前喷入汽油，喷入汽油量和吸入空气量由电子系统控制。这种汽油机又称电喷机，与传统的汽油机相比，燃料燃烧更充分，从而效率更___________，对大气污染更___________。 角度11 跨学科实践：制作简易热机模型 23．如图是某同学自制的简易热机模型，向易拉罐内注入半罐水，将中性笔管的尖端朝外，另一端插入罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔管的尖端对准小风扇的扇叶。点燃酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。下列说法正确的是（     ） A．喷出的蒸汽的运动属于分子热运动 B．罐内的水是通过做功的方式增大内能的 C．喷出的蒸汽使扇叶转动说明机械能可以转化为内能 D．用保温材料覆盖易拉罐的上部可以提高模型的效率 24．如图某小组同学设计的简易热机模型，他们设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能______（选填“增大”或“减小”），是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式改变的，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是______。 【例1】（2026·江苏盐城·中考真题）如图所示，将活塞拔出，向注射器内喷入少量酒精，再塞上活塞，然后将电子点火器的两个电极从针孔插入注射器中，用胶密封接口。按动点火器，雾化的酒精被点燃，活塞被迅速推出。汽油机的四个冲程中能量转化方式与上述过程相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【深化点拨】 （1）考查能量转化的判断：本实验中燃气推动活塞运动，是内能转化为机械能，要能够识别该转化过程。 （2）考查汽油机四个冲程的特点：分清吸气、排气冲程没有能量转化；压缩冲程和做功冲程存在能量转化。 （3）考查汽油机冲程中的能量转化：压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，二者容易混淆。 （4）考查物理实验与内燃机原理的迁移：借助小型模拟实验理解热机的工作原理，学会把实验情境和课本模型相互对照。 【变式1-1】（2026·江苏扬州·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 【变式1-2】（2026·江苏徐州·中考真题）拖拉机的柴油发动机工作时，燃气的内能转化为___________能。为了避免发动机过热，用水进行冷却，这是因为水的比热容较___________。若10 kg水的温度从20℃升高到70℃，则水吸收的热量为___________J。[水的比热容为] 【变式1-3】（2026·湖南·中考真题）如图为我国某公司建造的全球首艘最大级别甲醇双燃料集装箱船，轮船的热机工作时，将燃料燃烧产生的内能转化为__________能。该船航行时，装载的货物越重，所受浮力越__________。 【例2】（2026·江苏无锡·中考真题）我国的三峡水电站与乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、葛洲坝共六座水电站构成世界最大清洁能源走廊。2025年上半年累计发电量达，相当于节约标准煤，减排二氧化碳。二氧化碳的密度取，标准煤的热值取。 (1)的二氧化碳体积为________m3；的标准煤完全燃烧放出________J的热量。 (2)根据上述数据，计算火力发电站的效率为________%。 【深化点拨】 （1）考查密度的相关概念，能够利用质量和密度分析物体体积，处理科学记数法的数值运算。 （2）考查燃料热值的含义，理解燃料完全燃烧时释放热量的物理意义，热值是燃料本身的一种特性。 （3）考查热机（火力发电）效率的含义，分清有用的电能和燃料燃烧放出的总热量，明确效率是有用能量占总能量的比例。 （4）结合我国水电站的真实情境命题，考查提取题目信息的能力，联系能源与环保的相关知识。 【变式2-1】（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 【变式2-2】（2026·安徽·中考真题）某燃气热水器工作时，相关参数如图所示。据图可知，该热水器以此状态工作时，每小时消耗天然气，若天然气完全燃烧，热水器以此状态工作，所消耗的天然气释放的热量是_______。（天然气的热值取） 【变式2-3】（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？ ⚡基础速刷 1．截至2026年5月17日，使用我国自主研发的某款摩托车的车手，已在WSBK赛中收获了5个分站赛冠军。下列关于四冲程热机的说法中正确的是（     ） A．热机消耗的燃料越多，热机效率越高 B．热机的压缩冲程能够对外做功 C．热机的做功冲程存在内能转化为机械能的过程 D．热机在一个工作循环内，活塞带动曲轴转动一圈 2．内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（     ） A．7% B．28% C．31% D．34% 3．关于热机效率，下列说法中正确的是（     ） A．热机做的有用功多，效率一定高 B．热机使用的燃料的热值越大，它的效率越高 C．热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高 D．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 4．小明爸爸去4S店保养车。爸爸问师傅：“该换什么了？”师傅告诉爸爸：“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是内燃机中的________________________（选填“汽油机”或“柴油机”）。他家车的散热器应选用____________（选填“水”或“酒精”）作冷却剂。 5．一辆汽车的发动机每消耗40 kg燃油，产生的热量是___________J（燃油的热值），若做的有用功为，则这辆汽车发动机的效率是___________%。 6．“十·一”假期，小致一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，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)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量。 (2)汽车通过隧道发动机的效率η。 🚀能力跃升 7．哪吒和敖丙联手冲破天元鼎，水火之力生成蒸汽冲破天元鼎封印，下列说法正确的是（　　） A．水变成水蒸气属于汽化现象，需要放热 B．蒸汽能冲破天元鼎是因为蒸汽含有的热量多 C．无量仙翁用三昧真火加热天元鼎是通过热传递的方式改变天元鼎的内能 D．蒸汽冲破天元鼎的过程的能量转化与汽油机中压缩冲程相同 8．如图所示，好多人都爱吃的鸳鸯火锅。在右边加入牛油红汤，左边加入菌菇清汤，两种汤料质量均为1.5kg，初温均为20℃，沸点都是100℃将火锅放在天然气灶上加热，经过6min牛油红汤开始沸腾，又过了3min菌菇清汤开始沸腾，该过程共消耗0.05m3天然气。若相同时间红汤和清汤的吸热相同，汤料质量变化不计，且不考虑红汤和清汤之间的热传递，菌菇清汤比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气热值为4×107J/m3，下列说法正确的是（     ） A．沸腾的牛油红汤再继续加热温度不变，比热容变大 B．菌菇清汤从20℃加热到100℃吸收的热量为5.04×104J C．牛油红汤的比热容为4.2×103J/（kg·℃） D．天然气灶的加热效率为50.4% 9．《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒醅灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序，如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，下列说法不正确的是（     ） A．煮大豆的过程中，大豆温度升高内能增大 B．用火种引燃木柴与钻木取火的原理不相同 C．将木柴架空一些可以燃烧更旺，木柴热值变大 D．木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 10．页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源。若页岩气的热值为，完全燃烧页岩气能放出________J的热量，放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把________kg的水从20℃加热到沸腾；页岩气用掉一部分后，剩余页岩气的热值________（选填“增大”“减小”或“不变”）。[] 11．用相同的电加热器分别加热质量均为0.25kg，温度均为20℃的水和另一种液体（不计热量损失），如图所示是水和另一种液体的温度随时间变化的图像。由图像可知：水在20min内吸收的热量为________J，相当于________kg的酒精完全燃烧放出的热量，另一种液体的比热容是________。（，） 12．如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了的天然气，该燃气灶烧水的热效率为。 [水的比热容为，天然气的热值为]求： (1)的天然气完全燃烧所放出的热量； (2)以上过程中，水吸收的热量； (3)密闭的锅内水烧开时的温度。 🌟思维挑战 13．二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图甲所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态CO2迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，下列说法正确的是（　　） A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低 B．高压CO2喷出时的能量转化与图乙中B一致 C．图乙中汽油机一个工作循环的顺序是ACDB D．若图乙中汽油机的飞轮转速为2400r/min，则每秒完成20次做功冲程 14．如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞固定，其截面图如图乙所示。将该罐子从斜面上A点由静止释放，滚到水平面上D点停止，然后立即自行返回，自行滚上斜面上B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，如图丙所示。已知图丙中C点位于水平面上，下列说法正确的是（     ）     A．罐子滚动过程中，机械能总量保持不变 B．第一次来回滚动过程中，两次经过C点的速度大小相同 C．罐子从D点滚到B点过程中，弹性势能全部转化为动能 D．罐子从A点滚到C点的过程中，动能增加量小于重力势能减少量 15．某品牌汽车燃油机的能量流程图如图所示，若汽车行驶过程中消耗燃油2L，（燃油的热值为，密度为），该热机的效率约为__________，假如这些燃油完全燃烧，牵引力做的功是__________J。若有一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，那么内燃气推动活塞做功__________次。 16．冬天早上，妈妈用0.5kg热水给墨墨加热420g的袋装牛奶，一段时间过后，牛奶和热水的温度随时间变化的图像如图所示。（不考虑热损失和质量损失，已知，）求： (1)热水放出的热量； (2)牛奶的比热容； (3)若小明家燃气灶的热效率是30%，妈妈将质量为1kg，温度为10℃的水烧开，需消耗多少体积的燃气？（燃气的热值为） 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能的利用 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 能量的转化与守恒 考点02 热机 考点03 热机的效率 考点04 跨学科实践：制作简易热机模型 03 避坑指南·解题通法 角度01 能量的转化与守恒 角度02 热机工作过程中的能量转化 角度03 汽油机的构造与工作过程  角度04 柴油机的构造与工作过 角度05 热值的概念、单位和物理意义 角度06 热值的公式及相关计算 角度07 比较不同燃料的热值大小 角度08 热机效率的定义 角度09 加热效率的计算 角度10 提高热机的效率的方法 角度11 跨学科实践：制作简易热机模型 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.掌握热机工作原理，熟记汽油机四冲程特点与能量转化。 2.熟练掌握一个工作循环的冲程、次数、转圈、做功规律。 3.理解燃料热值、热机效率概念，会相关计算，知道效率小于1。 4.掌握能量守恒定律，能分析生活中能量转化与转移。 1.压缩冲程：机械能→内能；做功冲程：内能→机械能（唯一做功冲程）。 2.工作循环口诀：四冲程、二往复、二圈、一次做功。 3.热值是燃料特性，与质量、燃烧是否充分无关。 4.所有热机都有能量损耗，热机效率永远小于 100%。 5.永动机违背能量守恒定律，不可能实现。 知识导图 考点01 能量的转化与守恒 1、能量：物质运动的量化转换，简称“能”，在物理学中，能量是一个间接观察到的物理量，它往往被视为某一个物体对其他的物体做功的能力，由于功被定义为力作用一段距离，因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力。 2、能的转化：在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。 3、能的转移：同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式并没有发生变化。 （1）能量的形式没有发生变化，但存在的位置发生了变化，这就是能的转移。内能够发生转移，其他形式的能也能够发生转移，如风吹帆船运动，流动空气的部分动能。 （2）能量的转移也有方向性：在热传递过程中，热量总是自然地由高温物体传向低温物体，故内能也总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。所以能量的转移是有方向的。 4、能量守恒定律 （1）能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。 （2）能量守恒的普遍性：能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵循能量守恒定律。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。能量守恒定律告诉我们，有一种形式的能量减少或消失，一定有另一种形式的能量增加或产生，能量的总量是不变的！ （3）应用：能量守恒定律对于科学研究、工程技术工作有着重要的指导意义。 （4）永动机：永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远做功的机器。在历史上，永动机一直被人们讨论和研究。这种机械是不可能制造出来的，原因是违反能量守恒定律。 【深化点拨】 1.能量的转化的解题方法点拨：能量的转化、能量的转移、都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量。例如冰箱里的热不会自动转移到温度较高的外部，而必须要消耗其他的能量（电能）才能把冰箱里的热量转移到冰箱外部。自然界中的一切实际变化过程都具有方向性，朝某个方向的变化是可以自发发生的，相反方向的变化却是受到限制的，这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外界产生无法消除的影响，这就是自然界的不可逆性；由此也说明了我们需要节约能源！ 2.转化与转移的区别 （1）能量的转化是伴随着做功体现出来的，能量的形式发生了变化，一种形式的能量增加，一定有其他形式的能量减少。 （2）能量的转移过程中能量的形式没有发生变化。 （3）能量的转化和转移具有方向性。 3.能量守恒的解题方法点拨 （1）知道各种形式的能是可以相互转化的。 （2）知道能的转化和守恒定律，能列举出能的转化和守恒定律的实例。 （3）有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。 1．物质具有能量，能量有各种形式，并且各种形式的能量可以相互转化。水电站发电时，其能量的转化形式是（     ） A．电能转化为机械能 B．机械能转化为电能 C．光能转化为电能 D．电能转化为光能 【答案】B 【详解】水电站发电时，首先利用水位差让高处的水向下流动，水流具有机械能，水流推动水轮机转动、带动发电机工作，最终产出电能，整个过程是将水的机械能转化为电能。 故选B。 2．用手反复弯折铁丝，铁丝的弯折处会发热，这是由于弯折铁丝时手对铁丝________，使它的内能增大，温度升高。在这个过程中，________能转化为________能。 【答案】做功 机械 内 【详解】因弯折铁丝时手对铁丝做功，故铁丝内能增大、温度升高，此过程中机械能转化为内能。 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、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。 （3）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。 【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．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。 3．柴油机是以柴油为燃料的内燃机，在工作时与汽油机工作原理相同，区别是： （1）在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物。  （2）在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。  （3）点火方式：柴油机-压燃式；汽油机-点燃式。 1．如图为汽油机的一个工作循环，其中做功冲程为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．图中进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，故A不符合题意； B．图中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故B不符合题意； C．图中进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，故C符合题意； D．图中进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，故D不符合题意。 故选 C。 2．为了防止燃油车发动机过热，一般情况下用水来冷却，主要是利用了水的_________的特点，若某四冲程汽油机曲轴转速是，则该汽油机每秒钟对外做功_________次。汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程中能量的总和_________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 比热容大 20 不变 【详解】因水的比热容大，和其他物质相比，质量相同时，升高相同温度水可吸收更多热量，适合用作冷却剂； 四冲程汽油机的曲轴每转2圈，对外做功1次。曲轴转速为 即曲轴每秒转40圈，对外做功20次； 由能量守恒定律可知，能量转化和转移过程中能量的总和保持不变。 【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 热机的效率 1、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）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。 2、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）。 3、锅炉的效率：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。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置。 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）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%。 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。 【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．对于热机效率可与机械效率进行对比理解：热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。 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。 1．一瓶柴油用去了二分之一后，剩下的柴油（     ） A．比热容变为原来的二分之一，热值不变 B．比热容、热值都变为原来的二分之一 C．热值变为原来的二分之一，比热容不变 D．比热容、热值都不变 【答案】D 【详解】比热容和热值都是物质的固有特性，比热容与物质的种类、状态有关，热值与物质的种类有关。比热容和热值都和物质的质量、体积无关。一瓶柴油用去一半后，剩余柴油的物质种类和状态都没有发生改变，因此它的比热容和热值都保持不变。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．泉州碗糕以糯米为主料，经浸泡、磨浆、发酵后入碗蒸制。其糕体松软，顶部常绽如花，如图所示，寓意兴旺，是泉州新春佳节备受青睐的传统糕点之一。据此回答下面小题。 （1）用天然气灶蒸制碗糕，天然气燃烧更加充分时，天然气的热值______，天然气灶的热效率_________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）碗糕蒸制的过程，是通过__________的方式使其内能_________。 【答案】（1） 不变 增大 （2）热传递 增大 【详解】（1）因热值是燃料的固有特性，仅与燃料种类有关，与燃烧充分程度无关，故天然气的热值不变； 燃烧更充分时，有效利用的热量与燃料完全燃烧放出总热量的比值升高，故天然气灶的热效率增大。 （2）蒸制碗糕的过程中，高温的水蒸气将热量传递给温度更低的碗糕，属于热传递改变物体内能； 碗糕吸收热量后温度升高，内能随之增大。 3．已知某型号天然气灶的效率是60%，在某次烧水过程中燃烧了天然气。（天然气的热值为） (1)完全燃烧这些天然气能放热多少焦耳？ (2)水吸收了多少热量？ 【详解】（1）天然气完全燃烧放出的热量 （2）由热效率公式，得水吸收的热量 考点04 跨学科实践：制作简易热机模型 1、项目提出：热机是人们获得动力的重要机械，例如燃油汽车中的汽油机、大型轮船使用的柴油机或汽轮机、有些飞机使用的喷气发动机等。热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的，热机中各部分是如何协调工作的。请同学们在学过的热机知识基础上，进一步查找相关资料，了解不同热机的工作原理，制作一个简易热机模型。 2、项目分析：汽油机属于内燃机，它的工作物质是气缸内的空气和汽油的混合物。蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力。蒸汽机的燃烧室在汽缸外，属于外燃机，蒸汽机的工作物质是水蒸气。要完成热机模型的制作，需要重点考虑以下几个问题。 （1）用什么作热源？ （2）工作物质是什么？ （3）如何将内能转化成机械能？通常而言，制作采用燃烧燃料加热水产生蒸汽（或直接加热空气）来做功的外燃机，比制作在封闭缸体内燃烧燃料来做功的内燃机要安全，材料也相对易得，建议优先考虑前者。 3、项目原理：酒精化学能→水蒸气内能→风扇机械能。 4、项目实施：请根据自己的设计，制作一个简易的热机模型。下面展示的是一个简易的汽轮机模型，供参考。准备以下材料：一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯，一个支架。向易拉罐内部注人大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插人易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐如图所示放置在支架上，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。 上面提供的只是一个非常简易的汽轮机模型，同学们可以制作不同类型的热机模型。只要大家积极地行动起来，一定会制作出更多有创意的热机模型。 5、展示交流 （1）请大家展示自己的热机模型，看看谁的模型制作精细，运行顺畅，更有创意。 （2）在展示交流中，谈谈你的热机模型的工作原理，以及制作过程中的难点，说一说你在制作过程中的心得体会，想一想在哪些方面还可以做得更好。 【深化点拨】 1．制作简易热机模型作用：热机是人们获得动力的重要机械，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的热机中的各部分是如何协调工作的。 2．项目跨学科分析: （1）热源的选择:酒精灯或电加热器。 （2）水蒸气或者直接加热空气。 （3）化学能如何转化为机械能？通过加热水沸腾,产生高温水蒸气。 3．项目实施关键: （1）注人的水量不要太多,通常为易拉罐容量的三分之一或者一半,留出容纳水蒸气的空间。 （2）出气管可以是中性笔套、细牛奶吸管或者细竹管,出口要尖细。 （3）出气管和易拉罐之间结合要紧密,不要漏气,易拉罐的洞口开得要比出气管外径小一点。 （4）小风扇和轴之间摩擦力要小。 1．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成 C．柴油机顶部的喷油嘴可以替换成火花塞 D．柴油机和汽油机气缸内的燃料都是点燃的 【答案】B 【详解】A．柴油机在吸气冲程吸进的是空气，汽油机在吸气冲程吸进的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。做功冲程是将内能转化为机械能，使机器获得动力；而吸气、压缩、排气冲程靠曲轴的惯性来完成，故除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠惯性完成，故B正确； C．柴油机顶部是喷油嘴，在压缩冲程结束时，喷油嘴向气缸内喷入雾状柴油，遇到高温高压的空气而燃烧；汽油机顶部是火花塞，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使汽油和空气的混合物剧烈燃烧。二者结构和点火方式不同，柴油机顶部的喷油嘴不能替换成火花塞，故C错误； D．汽油机气缸内的燃料是通过火花塞产生电火花点燃的，属于点燃式；而柴油机气缸内的燃料是在压缩冲程末，由喷油嘴喷入雾状柴油，遇到高温高压空气自行燃烧的，属于压燃式，故D错误。 故选B。 2．如图所示，在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，用电火花点火，一段时间后，观察到橡胶塞突然被推出。此过程中，混合气体燃烧产生高温高压的燃气对橡胶塞做功，将燃气的______能转变为橡胶塞的机械能。此实验与内燃机______冲程能量转化原理相同。 【答案】 内 做功 【详解】[1][2]在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，用电火花点火，酒精燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动橡胶塞做功，燃气的内能转化为橡胶塞的机械能。在内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，做功冲程中，内能转化为机械能，所以此实验与内燃机做功冲程能量转化原理相同。 内能的利用的综合应用及解题步骤 1.热机的工作原理与四冲程判断 （1）核心逻辑：热机是将内能转化为机械能的机器。 （2）四冲程辨析技巧： 看气门：进气门、排气门都关闭的是压缩冲程和做功冲程；一开一关的是吸气或排气冲程。 看活塞： 两气门关闭，活塞向上运动→ 压缩冲程（机械能→ 内能，温度升高）。 两气门关闭，活塞向下运动→ 做功冲程（内能→ 机械能，火花塞点火或喷油嘴喷油）。 （3）易错点：一个工作循环包含4个冲程，飞轮转动2周，对外做功1次。若题目给出飞轮转速（如 1200r/min），需先换算成每秒转数（20r/s），再除以2得到每秒做功次数（10次）。 2.燃料的热值与热量计算：必须区分“完全燃烧”和“实际燃烧”。 （1）核心公式： Q放=mq（固体/液体）或 Q放=Vq（气体）。 （2）解题关键： 理解热值：热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，与质量、体积、是否完全燃烧无关。 审题细节：题目中若提到“完全燃烧”，直接套用公式；若未提及，通常默认按完全燃烧计算理论放出的热量，但在效率计算中要注意实际利用的热量往往小于理论值。 3.热机的效率及其提升 （1）效率定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。公式： 。 （2）能量流向分析：燃料燃烧释放的能量主要去向： 废气带走的热量（占比最大，是损失的主要部分）。 散热损失（气缸壁传热）。 机械摩擦损失。 有用功（推动活塞做功）。 （3）提效措施：让燃料充分燃烧、减少各种热量损失（如利用废气余热）、减小摩擦。 4.能量守恒定律 （1）核心内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 （2）应用判断：永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律。在分析物理过程时，若发现能量“无故增加”或“无故消失”，一定是分析有误。 角度01 能量的转化与守恒 1．如图是“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“脚踩”蓄电池，“腰”挎照明灯。下列解释合理的是（     ） A．小风扇将电能转化为风能 B．照明灯是将电能转化为热能 C．光电池板是将光能转化为电能 D．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 【答案】C 【详解】光电池板可以把光能转化为电能；小风扇可以把风能转化为电能；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能；照明灯消耗电能而发光，即是将电能转化为光能，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．烈日下，操场上的单杠温度升高，内能___________（选填“增大”、“不变”或“减小”），这是通过___________方式改变物体内能的，这个过程中能量发生了___________（选填“转移”或“转化”）。 【答案】 增大 热传递 转移 【详解】烈日下，操场上的单杠吸收热量，内能增加，温度升高，通过热传递的方式改变物体的内能，热传递过程中发生内能的转移，无能量形式的转化。 角度02 热机工作过程中的能量转化 3．2025年12月31日，长征七号A运载火箭在文昌航天发射场点火升空，成功将实践二十九号卫星送入预定轨道，圆满完成了中国航天全年92次发射任务的“收官之战”。关于火箭发射过程中的物理现象，下列说法正确的是（     ） A．火箭加速升空过程中，卫星的动能增大，重力势能减小，机械能保持不变 B．火箭向下喷出高温高压气体从而获得向上的推力，说明力的作用只需要一个物体就能产生 C．火箭升空时速度越来越快，是因为受到了惯性力的作用 D．火箭燃料燃烧时，燃料的化学能只能部分转化为火箭的机械能 【答案】D 【详解】A．动能与物体质量、速度有关，重力势能与物体质量、高度有关，机械能为动能与势能之和。火箭加速升空时卫星质量不变，速度增大动能增大，高度升高重力势能增大，故机械能增大，故A错误； B．力是物体对物体的作用，产生力至少需要两个物体，火箭获得向上推力是利用力的作用是相互的，故B错误； C．惯性是物体的固有属性，不是力，不存在“惯性力”的表述，故C错误； D．燃料燃烧释放的化学能，会有部分以热量形式散失、用于克服摩擦做功等，仅部分转化为火箭的机械能，故D正确。 故选D。 4．某型号汽车发动机采用的是汽油机，如图是该汽油机的________冲程，将__________能转化为________能。该汽油机的飞轮转速为1800r/min，每秒钟对外做功________次。 【答案】 压缩 机械 内 15 【详解】由图可知，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； 在汽油机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈，该汽油机的飞轮转速为1800r/min，即30r/s，则每秒钟完成15个工作循环，对外做功15次。 角度03 汽油机的构造与工作过程  5．如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程吸进的物质是空气 B．该冲程将机械能转化为内能 C．该冲程将内能转化为机械能 D．该冲程是依靠飞轮惯性完成的 【答案】D 【详解】图示进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，判断为吸气冲程。 A．汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．压缩冲程活塞向上运动，将机械能转化为内能，故B错误； C．做功冲程中高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故C错误； D．吸气冲程是依靠飞轮惯性完成的，故D正确。 故选D。 6．能量是物理学研究的永恒主题。从牛顿提出蒸汽机模型，到瓦特将之变成现实，再到后来的内燃机，热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力；如图（a）中，水蒸气使叶轮转动，实现了______________（选填“内能到机械能”或“机械能到内能”）的转化，该过程相当于图（b）中四冲程内燃机的______________冲程。 【答案】 内能到机械能 做功 【详解】水蒸气对叶轮做功，将内能转化为机械能。四冲程内燃机的四个冲程里：吸气、排气冲程没有能量转化，压缩冲程是机械能转化为内能，只有做功冲程是燃气的内能转化为活塞的机械能，和水蒸气推动叶轮的能量转化过程一致。 角度04 柴油机的构造与工作过 7．关于汽油机与柴油机，下列说法不正确的是（     ） A．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入气缸的是空气 B．汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火 C．柴油机做功冲程中燃气的温度和压强比汽油机大，因而输出的功率更大 D．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为600 r/min，则它每秒钟对外做功10次 【答案】D 【详解】A．汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物，柴油机吸气冲程仅吸入空气，故A正确； B．汽油机通过火花塞点燃混合气体，点火方式是点燃式，柴油机通过压缩空气高温引燃柴油，点火方式是压燃式，故B正确； C．柴油机的压缩比远大于汽油机，做功冲程中燃气的温度、压强都比汽油机更高，因此动力更强，输出功率更大，故C正确； D．四冲程汽油机飞轮每转动2r，对外做功1次。飞轮的转速为，每秒对外做功次数是5次，故D错误。 本题选择错误的，故选D。 8．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为，该柴油机活塞对外做功____________次。火箭发动机____________（选填“属于”或“不属于”）热机 【答案】 30 属于 【详解】飞轮1s转动的转数为 飞轮每转动2周对外做功1次，故1s对外做功次数为 次 因火箭发动机工作时将内能转化为机械能，故属于热机。 角度05 热值的概念、单位和物理意义 9．食物的烹饪方式不同，常会选择不同的燃料。关于燃料的认识，说法正确的是（     ） A．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大；燃烧越不完全，燃料的热值越小 B．燃料的热值与燃料的质量无关 C．煤的热值大于干木柴，燃烧煤放出的热量一定比干木柴多 D．相同质量的燃料，燃烧放出的热量越多，燃料的热值就越大 【答案】B 【详解】AB．热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与质量、燃烧程度等外界因素无关，故A错误，故B正确； C．由可知，放热多少由热值、质量两个因素共同决定，仅热值大、质量不确定时，无法比较放热多少，故C错误； D．热值定义为单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，选项未说明是完全燃烧，无法判断热值大小，故D错误。 故选B。 10．有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机提供更充足的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将_____（选填“变大”“不变”或“变小”）。汽车在行驶时，汽油不断减少，此过程中汽油的热值_____（选填“变大”“不变”或“减小”）。 【答案】 变小 不变 【详解】由热机效率的物理意义可知，汽油燃烧不充分时，燃烧相同质量的汽油转化得到的有用功减少，故发动机效率变小。 因热值是燃料的固有特性，仅与燃料种类有关，与燃料质量无关，故汽油质量减少时热值不变。 角度06 热值的公式及相关计算 11．如图所示，这是某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值为。下列说法错误的是（　　） A．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物 B．完全燃烧汽油可输出有用功 C．在汽油机的能量损失中，废气带走的能量最多 D．该汽油机的热机效率可达 【答案】B 【详解】A．在吸气冲程中，汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，故A正确； BD．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 即该汽油机的效率为；汽油完全燃烧放出的热量为 则汽油机输出的有用功为 故B错误，D正确； C．热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，其中废气带走的能量最多，故C正确。 本题选错误的，故选B。 12．长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大的贡献。某次火箭发射时，火箭携带的液态氢燃料质量为，这些燃料完全燃烧放出的热量是___________J；使用液态氢做燃料的原因是氢的___________大。（）。 【答案】 热值 【详解】液态氢完全燃烧放出的热量 完全燃烧相同质量的燃料时，热值越大，放出的热量越多，因此使用液态氢做燃料是利用氢的热值大的特点。 13．新型节能燃气灶能够提高热效率、减少能源消耗和环境污染。旧燃气灶将5kg的20℃的水加热到100℃，消耗了的天然气。天然气的热值，水的比热容J/（kg·℃）。 (1)求水吸收的热量； (2)假设的天然气完全燃烧，则燃气灶烧水的效率为多少？ (3)如果新型燃气灶的效率能够提升到70％，仍将5kg的20℃的水加热到100℃，可以节省多少天然气？ 【详解】（1） 温度变化量 水吸收的热量     （2）天然气完全燃烧放出的热量    旧燃气灶的烧水效率 （3） 新型燃气灶需要天然气完全燃烧放出的热量      新型燃气灶需要完全燃烧的天然气体积    节省的天然气体积 角度07 比较不同燃料的热值大小 14．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾）（　　） A．若m甲＝m乙，Δt甲＜Δt乙，则甲燃料的热值大 B．若Δt甲＝Δt乙，m甲＞m乙，则甲燃料的热值大 C．若，则乙燃料的热值大 D．若，则乙燃料的热值大 【答案】D 【详解】设水的质量为，水吸收的热量 燃料的质量为m，燃料完全燃烧放出的热量 两图装置相同，两装置热效率均为，则，即 解得 因、、均相同，故热值与成正比。 A．若，，则，故，故A不符合题意； B．若，，则，故，故B不符合题意； C．若，则，故，故C不符合题意； D．若，则，故D符合题意。 故选D。 15．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g。 (1)实验时三个烧杯中a、b液体的____________（选填“初温”、“质量”或“体积”）必须相同。 (2)为比较不同物质的比热容，应选择____________两图装置进行实验。实验中通过比较____________（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较物质吸收热量的多少。 (3)比较不同燃料的热值，应选择____________两图装置进行实验。实验中，需等待燃料____________（选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），然后通过比较____________（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较热值的大小。 (4)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏____________（选填“大”或“小”）。 【答案】(1)质量 (2) 甲、丙 加热时间 (3) 甲、乙 燃烧相同的质量 升高的温度 (4)小 【详解】（1）根据吸热公式，要探究吸热或热值相关规律，必须控制烧杯内液体的质量相同，才能通过温度变化准确反映吸收热量的多少，这是控制变量的基本要求。 （2）比较不同物质的比热容，需要控制燃料相同（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；该装置下相同燃料相同时间放出的热量相同，因此用加热时间间接反映物质吸收热量的多少，是转换法的应用。 （3）比较不同燃料的热值，需要控制液体种类、质量相同，燃料种类不同，因此选甲、乙两图；实验要让质量相同的不同燃料完全烧尽（即燃烧相同的既定质量），控制燃料总质量相等，再通过同种液体升高的温度，判断液体吸热多少，进而比较燃料放出热量的多少，最终对比热值大小。 （4）实验过程中，燃料燃烧放出的热量一部分散失到空气中，还有一部分被装置吸收，不能全部被液体吸收，所以液体吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量。但计算时，我们默认液体吸收的热量等于燃料完全燃烧放出的总热量，因此测算得到的热值比实际值偏小。 角度08 热机效率的定义 16．关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．热机的效率越高说明做功越快 B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 【答案】C 【详解】A．热机效率是能量利用效率，功率表示做功快慢，二者无必然联系，故A错误； B．由热机效率公式得，当相同时，越高，越小，即消耗的能量越少，故B错误； C．柴油机压缩冲程压缩程度更大，燃料燃烧更充分，一般情况下效率高于汽油机，故C正确； D．热机损失的能量中，废气带走的能量最多，故D错误。 故选C。 17．一台柴油机的热机效率为，表示的意义是：___________的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比为___________，用这台柴油机工作时，完全燃烧的柴油可做有用功___________。（柴油的热值为） 【答案】 热机用来做有用功 【详解】热机效率等于热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比；一台柴油机的热机效率为，表示的意思是热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比为； 完全燃烧柴油放出的热量为 由，可知做的有用功为 角度09 加热效率的计算 18．混合动力汽车凭借节能、低排放等优点成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，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的电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。汽车速度与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以某一速度在水平地面上匀速行驶了，用时0.5h，同时蓄电池的电能增加了。若所用燃料的热值是，测试过程中消耗3.4kg的燃料，通过计算可知，下列结果正确的是（     ） ①汽车的速度是        ②汽车牵引力做功 ③燃料完全燃烧放出的热量是    ④汽车发动机的效率是40% A．只有②④正确 B．只有①③正确 C．只有②③正确 D．只有②③④正确 【答案】A 【详解】①汽车行驶的速度为，故①错误； ②由图可知当时，，当汽车匀速行驶时，汽车水平方向上所受阻力和牵引力是一对平衡力，二者大小相等，即 因此汽车牵引力做功为，故②正确； ③燃料完全燃烧放出的热量为，故③错误； ④汽车发动机做的有用功为 汽车发动机的效率为，故④正确。 故选 A。 19．某摩旅骑行爱好者摩托车在某次旅程中消耗汽油3 kg，这些汽油完全燃烧能放出的热量为___________J，若汽油机的效率为30%，则汽油机做的有用功为___________J；下图为该摩托车的单缸四冲程汽油机某个冲程的能量流向图，由此可以判断该汽油机正处于___________（选填“A”、“B”、“C”、“D”）图的冲程； A．B．C．D． 【答案】 B 【详解】汽油完全燃烧放出的热量为 汽油机做的有用功为 由能量流向可知，该冲程将机械能转化为内能，是压缩冲程。 分析四个冲程： A图：进气门打开、排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程。 B图：两个气门均关闭，活塞上行，是压缩冲程。 C图：两个气门均关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程。 D图：排气门打开、进气门关闭，活塞上行，是排气冲程。 所以对应B图的冲程。 20．如图所示的机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。为其提供动力的是CatC9燃油发动机。它在水平路上可以实现负重40kg。机械狗的运动利用了液压系统。为使用安全，机械狗的液压系统的液压油温度不能高于80℃。（燃油的热值为）求： (1)4kg的液压油温度升高60℃需要吸收的热量，则该液压油的比热容是多少？ (2)机械狗使用发动机消耗100kg的燃油能提供的有用功，该发动机的效率是多少？ 【详解】（1）由得，该液压油的比热容 （2）燃油完全燃烧放出的总热量为 发动机的效率为 角度10 提高热机的效率的方法 21．如图是汽油机的四个冲程，下列说法正确的是（     ） A．甲冲程中机械能转化为内能 B．一个工作循环中四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 C．若汽油机每秒做功15次，则飞轮的转速为1800r/min D．汽油充分燃烧，可以同时提高汽油机的效率和汽油的热值 【答案】C 【详解】甲图中两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程；乙图中两气门关闭，活塞向上运动为压缩冲程；丙图中排气门打开，进气门关闭，为排气冲程；丁图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下，为吸气冲程。 A．甲是做功冲程，能量转化是内能转化为机械能，故A错误； B．汽油机一个工作循环的正确顺序是吸气、压缩、做功、排气，对应为丁、乙、甲、丙，故B错误； C．汽油机一个工作循环是飞轮转2圈，对外做功1次，若每秒做功15次，飞轮每秒转动 圈，转速，故C正确； D．热值是燃料本身的属性，只跟燃料种类有关，汽油充分燃烧只能提高热机效率，不能改变热值，故D错误。 故选C。 22．有一种新式的汽油机，它在吸气冲程只吸入空气，而在火花塞点火前喷入汽油，喷入汽油量和吸入空气量由电子系统控制。这种汽油机又称电喷机，与传统的汽油机相比，燃料燃烧更充分，从而效率更___________，对大气污染更___________。 【答案】 高 小 【详解】燃料燃烧越充分，相同质量的燃料能释放出更多被利用的能量，热机的效率就越高。 因燃料充分燃烧时产生的有害污染物更少，故对大气污染更小。 角度11 跨学科实践：制作简易热机模型 23．如图是某同学自制的简易热机模型，向易拉罐内注入半罐水，将中性笔管的尖端朝外，另一端插入罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔管的尖端对准小风扇的扇叶。点燃酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。下列说法正确的是（     ） A．喷出的蒸汽的运动属于分子热运动 B．罐内的水是通过做功的方式增大内能的 C．喷出的蒸汽使扇叶转动说明机械能可以转化为内能 D．用保温材料覆盖易拉罐的上部可以提高模型的效率 【答案】D 【详解】A．喷出的蒸汽是大量水分子聚集形成的宏观小液滴，属于宏观机械运动；分子热运动是肉眼无法直接观察到的分子无规则运动，二者本质不同。故A错误； B．酒精灯燃烧的热量传递给罐内的水，水是通过热传递的方式增大内能，故B错误； C．高温蒸汽推动扇叶转动，是蒸汽的内能转化为扇叶的机械能，故C错误； D．用保温材料覆盖易拉罐上部，可以减少罐内热量向外界散失，让更多的内能用来产生蒸汽对外做功，减少能量损耗，因此可以提高模型的能量利用效率。故D正确。 故选D。 24．如图某小组同学设计的简易热机模型，他们设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能______（选填“增大”或“减小”），是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式改变的，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是______。 【答案】 减小 做功 换用更细的导管 【详解】[1][2]点燃酒精灯，化学能转化为内能，给水加热，产生水蒸气，水蒸气从导管喷出，对外做功，推动小风车转动，即水蒸气对外做功，水蒸气的内能减小，这是通过做功的方式改变内能。 [3]实验过程中，发现小风车不转动，通常是因为气流不够大、不够集中，可以换用更细的导管或减小出气口横截面积、换更轻的风车，这样小风车就可以转动起来了。 【例1】（2026·江苏盐城·中考真题）如图所示，将活塞拔出，向注射器内喷入少量酒精，再塞上活塞，然后将电子点火器的两个电极从针孔插入注射器中，用胶密封接口。按动点火器，雾化的酒精被点燃，活塞被迅速推出。汽油机的四个冲程中能量转化方式与上述过程相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】实验中酒精燃烧产生高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 A．吸气冲程无内能转化为机械能的过程，故A不符合题意； B．压缩冲程活塞压缩气体，将机械能转化为内能，故B不符合题意； C．做功冲程燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与实验过程能量转化相同，故C符合题意； D．排气冲程无内能转化为机械能的过程，故D不符合题意。 故选C。 【深化点拨】 （1）考查能量转化的判断：本实验中燃气推动活塞运动，是内能转化为机械能，要能够识别该转化过程。 （2）考查汽油机四个冲程的特点：分清吸气、排气冲程没有能量转化；压缩冲程和做功冲程存在能量转化。 （3）考查汽油机冲程中的能量转化：压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，二者容易混淆。 （4）考查物理实验与内燃机原理的迁移：借助小型模拟实验理解热机的工作原理，学会把实验情境和课本模型相互对照。 【变式1-1】（2026·江苏扬州·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 【详解】加热试管使水沸腾后，高温高压的水蒸气推动橡胶塞冲出，是水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，而在汽油机四个冲程中，做功冲程是高温高压燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，和本实验的能量转化一致。 故选C。 【变式1-2】（2026·江苏徐州·中考真题）拖拉机的柴油发动机工作时，燃气的内能转化为___________能。为了避免发动机过热，用水进行冷却，这是因为水的比热容较___________。若10 kg水的温度从20℃升高到70℃，则水吸收的热量为___________J。[水的比热容为] 【答案】 机械 大 【详解】柴油发动机属于热机，工作时燃气的内能转化为机械能；因水的比热容较大，相同质量的水升高相同温度时可吸收更多热量，故适合用作发动机冷却剂；水吸收的热量为 【变式1-3】（2026·湖南·中考真题）如图为我国某公司建造的全球首艘最大级别甲醇双燃料集装箱船，轮船的热机工作时，将燃料燃烧产生的内能转化为__________能。该船航行时，装载的货物越重，所受浮力越__________。 【答案】 机械 大 【详解】[1]热机工作过程中将燃料燃烧产生的内能转化为轮船运动的机械能。 [2]轮船始终漂浮，浮力大小等于总的重力大小。装载的货物越重，所受浮力越大。 【例2】（2026·江苏无锡·中考真题）我国的三峡水电站与乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、葛洲坝共六座水电站构成世界最大清洁能源走廊。2025年上半年累计发电量达，相当于节约标准煤，减排二氧化碳。二氧化碳的密度取，标准煤的热值取。 (1)的二氧化碳体积为________m3；的标准煤完全燃烧放出________J的热量。 (2)根据上述数据，计算火力发电站的效率为________%。 【答案】(1) (2)38 【详解】（1）二氧化碳的体积为 标准煤完全燃烧放出的热量为 （2）火力发电站的效率为 【深化点拨】 （1）考查密度的相关概念，能够利用质量和密度分析物体体积，处理科学记数法的数值运算。 （2）考查燃料热值的含义，理解燃料完全燃烧时释放热量的物理意义，热值是燃料本身的一种特性。 （3）考查热机（火力发电）效率的含义，分清有用的电能和燃料燃烧放出的总热量，明确效率是有用能量占总能量的比例。 （4）结合我国水电站的真实情境命题，考查提取题目信息的能力，联系能源与环保的相关知识。 【变式2-1】（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。 【变式2-2】（2026·安徽·中考真题）某燃气热水器工作时，相关参数如图所示。据图可知，该热水器以此状态工作时，每小时消耗天然气，若天然气完全燃烧，热水器以此状态工作，所消耗的天然气释放的热量是_______。（天然气的热值取） 【答案】 【详解】热水器工作消耗的天然气体积： 已知每小时消耗天然气，因此 天然气的热值，所消耗的天然气释放的热量是 【变式2-3】（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 ⚡基础速刷 1．截至2026年5月17日，使用我国自主研发的某款摩托车的车手，已在WSBK赛中收获了5个分站赛冠军。下列关于四冲程热机的说法中正确的是（     ） A．热机消耗的燃料越多，热机效率越高 B．热机的压缩冲程能够对外做功 C．热机的做功冲程存在内能转化为机械能的过程 D．热机在一个工作循环内，活塞带动曲轴转动一圈 【答案】C 【详解】A．热机效率，消耗燃料越多则越大，但有用功不确定，无法判断效率更高，故A错误； B．压缩冲程是活塞对燃气做功，将机械能转化为内能，不对外做功，故B错误； C． 做功冲程中高温高压燃气膨胀推动活塞运动，存在内能转化为机械能的过程，故C正确； D． 四冲程热机一个工作循环内，活塞往复2次，曲轴转动2圈，故D错误。 故选C。 2．内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（     ） A．7% B．28% C．31% D．34% 【答案】B 【详解】由图可知，燃料完全燃烧放出的能量为100%，克服摩擦耗能占6%，机械散热耗能占30%，废气带走热量占36%。内燃机的效率为有用机械能占总能量的百分比，即 故选B。 3．关于热机效率，下列说法中正确的是（     ） A．热机做的有用功多，效率一定高 B．热机使用的燃料的热值越大，它的效率越高 C．热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高 D．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】D 【详解】A．根据，仅大时，若更大，则η可能更低，故A错误； B．根据，燃料热值q大时，若占的比值小，η仍较低，故B错误； C．耗费燃料少即小，若也更小，则η可能更低，故C错误； D．一定时，消耗燃料越少则越小，由可知η越大，效率越高，故D正确。 故选D。 4．小明爸爸去4S店保养车。爸爸问师傅：“该换什么了？”师傅告诉爸爸：“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是内燃机中的________________________（选填“汽油机”或“柴油机”）。他家车的散热器应选用____________（选填“水”或“酒精”）作冷却剂。 【答案】 汽油机 水 【详解】因汽油机点火装置为火花塞，柴油机为压燃式无火花塞，故该热机为汽油机。因水的比热容大于酒精，相同质量下升高相同温度水吸收热量更多，冷却效果更好，故选用水作冷却剂。 5．一辆汽车的发动机每消耗40 kg燃油，产生的热量是___________J（燃油的热值），若做的有用功为，则这辆汽车发动机的效率是___________%。 【答案】 25 【详解】燃油完全燃烧放出的热量为 汽车发动机的效率为 6．“十·一”假期，小致一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，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)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量。 (2)汽车通过隧道发动机的效率η。 【详解】（1）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量为 （2）汽车通过隧道发动机的效率为 🚀能力跃升 7．哪吒和敖丙联手冲破天元鼎，水火之力生成蒸汽冲破天元鼎封印，下列说法正确的是（　　） A．水变成水蒸气属于汽化现象，需要放热 B．蒸汽能冲破天元鼎是因为蒸汽含有的热量多 C．无量仙翁用三昧真火加热天元鼎是通过热传递的方式改变天元鼎的内能 D．蒸汽冲破天元鼎的过程的能量转化与汽油机中压缩冲程相同 【答案】C 【详解】A．汽化过程需要吸热，故A错误； B．热量是过程量，不能表述为物体“含有热量”，故B错误； C．用三昧真火加热天元鼎，是通过热传递的方式改变物体内能，故C正确； D．蒸汽冲破天元鼎的过程是内能转化为机械能，汽油机压缩冲程是机械能转化为内能，二者能量转化不同，故D错误。 故选C。 8．如图所示，好多人都爱吃的鸳鸯火锅。在右边加入牛油红汤，左边加入菌菇清汤，两种汤料质量均为1.5kg，初温均为20℃，沸点都是100℃将火锅放在天然气灶上加热，经过6min牛油红汤开始沸腾，又过了3min菌菇清汤开始沸腾，该过程共消耗0.05m3天然气。若相同时间红汤和清汤的吸热相同，汤料质量变化不计，且不考虑红汤和清汤之间的热传递，菌菇清汤比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气热值为4×107J/m3，下列说法正确的是（     ） A．沸腾的牛油红汤再继续加热温度不变，比热容变大 B．菌菇清汤从20℃加热到100℃吸收的热量为5.04×104J C．牛油红汤的比热容为4.2×103J/（kg·℃） D．天然气灶的加热效率为50.4% 【答案】D 【详解】A．比热容是物质的一种特性，与温度无关，沸腾的牛油红汤再继续加热温度不变，比热容不变，故A错误； B．菌菇清汤吸收的热量 ，故B错误； C．相同时间吸热相同，红汤升温时间 ，清汤升温时间 ，红汤升温吸热 牛油红汤的比热容 ，故C错误； D．该过程总加热时间为 ，红汤和清汤同时加热，总吸热 天然气完全燃烧放出的热量 加热效率，故D正确。 故选D。 9．《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒醅灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序，如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，下列说法不正确的是（     ） A．煮大豆的过程中，大豆温度升高内能增大 B．用火种引燃木柴与钻木取火的原理不相同 C．将木柴架空一些可以燃烧更旺，木柴热值变大 D．木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 【答案】C 【详解】A．煮大豆的过程中，大豆吸收热量温度升高，内能增大，故A正确，不符合题意； B．火种引燃木柴是通过热传递改变内能，钻木取火是通过做功改变内能，故两者的原理不同，故B正确，不符合题意； C．木柴架空增大与氧气接触面积使燃烧更旺，热值是燃料特性，与燃烧情况无关，则木材燃烧更旺时热值不变，故C错误，符合题意； D．木柴燃烧经历化学反应，将化学能转化为内能，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源。若页岩气的热值为，完全燃烧页岩气能放出________J的热量，放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把________kg的水从20℃加热到沸腾；页岩气用掉一部分后，剩余页岩气的热值________（选填“增大”“减小”或“不变”）。[] 【答案】 不变 【详解】完全燃烧页岩气放出的热量为 水吸收的热量为 水升高的温度为 加热水的质量为 因热值是燃料的固有属性，与燃料质量无关，故剩余页岩气的热值不变。 11．用相同的电加热器分别加热质量均为0.25kg，温度均为20℃的水和另一种液体（不计热量损失），如图所示是水和另一种液体的温度随时间变化的图像。由图像可知：水在20min内吸收的热量为________J，相当于________kg的酒精完全燃烧放出的热量，另一种液体的比热容是________。（，） 【答案】 【详解】水升高的温度 水吸收的热量 由题意知，酒精的质量 相同电加热器不计热量损失，故吸收的热量与加热时间成正比，另一种液体升高的温度 与水升高温度相同，且质量相等，由可知，质量和升高温度相同时，比热容与吸收热量成正比，故比热容与加热时间成正比，则另一种液体的比热容 12．如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了的天然气，该燃气灶烧水的热效率为。 [水的比热容为，天然气的热值为]求： (1)的天然气完全燃烧所放出的热量； (2)以上过程中，水吸收的热量； (3)密闭的锅内水烧开时的温度。 【详解】（1）天然气完全燃烧放热 （2）由得水吸收的热量 （3）水升高的温度为 水烧开时的温度为 🌟思维挑战 13．二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图甲所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态CO2迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，下列说法正确的是（　　） A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低 B．高压CO2喷出时的能量转化与图乙中B一致 C．图乙中汽油机一个工作循环的顺序是ACDB D．若图乙中汽油机的飞轮转速为2400r/min，则每秒完成20次做功冲程 【答案】D 【详解】A．高压泵压缩CO2，对CO2气体做功，气体内能增大，温度升高，故A错误； B．高压CO2喷出时气体膨胀对外做功，气体的内能转化为机械能。图乙中C图冲程中是高温高压燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，是做功冲程。所以高压CO2喷出时的能量转化与图乙中C一致。故B错误； C．图乙中A冲程，进气门开，排气门关，活塞向下运动是吸气冲程；B冲程，进气门关，排气门开，活塞向上运动是排气冲程；结合前面分析可知C冲程，是做功冲程；D冲程，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。所以汽油机一个工作循环的顺序是ADCB，故C错误； D．若图乙中汽油机的飞轮转速为 即1s的时间内飞轮转动40转。根据汽油机一个工作循环飞轮转动２转对外做功１次可知，每秒完成次做功冲程。故D正确。 故选D。 14．如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞固定，其截面图如图乙所示。将该罐子从斜面上A点由静止释放，滚到水平面上D点停止，然后立即自行返回，自行滚上斜面上B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，如图丙所示。已知图丙中C点位于水平面上，下列说法正确的是（     ）     A．罐子滚动过程中，机械能总量保持不变 B．第一次来回滚动过程中，两次经过C点的速度大小相同 C．罐子从D点滚到B点过程中，弹性势能全部转化为动能 D．罐子从A点滚到C点的过程中，动能增加量小于重力势能减少量 【答案】D 【详解】AB．罐子来回滚动过程，需要克服阻力做功，机械能减小，故第一次来回滚动过程中，两次经过C点的动能大小不同，速度大小不同，故AB错误； C．罐子从D点滚到B点过程中，一部分弹性势能转化为动能和重力势能，另一部分克服阻力做功，故C错误； D．罐子从A点滚到C点的过程中，重力势能一部分转化为动能，一部分转化为橡皮筋的弹性势能，还有一部分克服摩擦做功，动能增加量小于重力势能减少量，故D正确。 故选D。 15．某品牌汽车燃油机的能量流程图如图所示，若汽车行驶过程中消耗燃油2L，（燃油的热值为，密度为），该热机的效率约为__________，假如这些燃油完全燃烧，牵引力做的功是__________J。若有一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，那么内燃气推动活塞做功__________次。 【答案】 90000 【详解】[1]由图可得该汽油机的机械效率 [2]消耗燃油的体积 质量为 燃油完全燃烧放出的热量为 则牵引力做的功是 [3]已知汽油机飞轮转速是，则每秒汽油机的飞轮转 汽油机工作飞轮每转，完成1个工作循环的4个冲程，做功1次，该汽油机飞轮的转速是，所以内完成90000个工作循环，做功90000次。 16．冬天早上，妈妈用0.5kg热水给墨墨加热420g的袋装牛奶，一段时间过后，牛奶和热水的温度随时间变化的图像如图所示。（不考虑热损失和质量损失，已知，）求： (1)热水放出的热量； (2)牛奶的比热容； (3)若小明家燃气灶的热效率是30%，妈妈将质量为1kg，温度为10℃的水烧开，需消耗多少体积的燃气？（燃气的热值为） 【详解】（1）由题中图象可知，热水放出的热量 （2）不考虑热损失，牛奶吸收的热量等于热水放出的热量，即 根据图像可知牛奶的温度变化量 牛奶的比热容 （3）水吸收的热量 燃气灶的热效率 ，燃气完全燃烧放出的总热量 需要消耗燃气的体积 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $