专题02 内能的利用（期中复习讲义）九年级物理上学期新教材人教版

专题02 内能的利用 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 热机 / 考点二 热机的效率 / 考点三 能量的转化和守恒 05 重难题型突破 题型一 热机冲程及能量转化 / 题型二 燃料热值与热量计算 / 题型三 热机效率的计算 / 题型四 能量转化与守恒 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 九年级物理第十四章《内能的利用》是热学核心章节，期中统考占比约15%−20%，常与第十三章《内能》综合命题，题型覆盖选择、填空、实验探究、热量与效率计算，是后续学习能量守恒、能源利用的基础。 高频考查点集中在：内燃机四个冲程的识别与能量转化、燃料热值的概念与计算、热机效率的公式与计算、能量守恒定律的应用、能量转化与转移的辨析。 各地命题侧重结合生活、生产实际设题，常混入“热值是燃料属性”“效率与功率无关”“能量转化方向性”等易错点，是九年级物理热学部分的核心拉分模块。 。 九年级物理第十四章《内能的利用》复习，锚定以下可落地目标： 1.能识别汽油机、柴油机的四个冲程，说明每个冲程的气门开闭、活塞运动方向、能量转化情况。 2.能说出燃料热值的定义、单位，规范运用Q放= mq 或 Q放 = Vq计算燃料完全燃烧放出的热量。 3.能理解热机效率的定义，规范运用 η = W有用/Q总 × 100% 进行热机效率计算，并能分析提高热机效率的途径。 4.能准确表述能量守恒定律，能分析常见现象中的能量转化与转移，辨析能量转化与能量转移的区别。 5.能结合热机、热值、效率、能量守恒等知识解决综合计算题和情境应用题。 考点一 热机 1. 热机 热机是把内能转化为机械能的机器。热机的种类很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 2. 内燃机 燃料在气缸内燃烧的热机叫内燃机，常见的有汽油机和柴油机。 3. 汽油机的四个冲程 （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入空气和汽油的混合物。 （2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩混合气体，机械能转化为内能。 （3）做功冲程：进气门和排气门都关闭，火花塞点火，燃料燃烧产生高温高压燃气，推动活塞向下运动，内能转化为机械能。 （4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 一个工作循环包括四个冲程，曲轴转2圈，活塞往复2次，对外做功1次。 4. 柴油机与汽油机的区别 ⚠️概念辨析 1、压缩冲程与做功冲程的区分：压缩冲程活塞向上运动，两气门关闭，机械能转化为内能；做功冲程活塞向下运动，两气门关闭，火花塞点火（汽油机）或喷油嘴喷油（柴油机），内能转化为机械能。不能只看气门开闭，要结合活塞运动方向。 2、“做功冲程”与“对外做功”：只有做功冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮惯性完成。 3、能量转化：压缩冲程是机械能→内能；做功冲程是内能→机械能；吸气、排气冲程没有能量转化。 4、汽油机与柴油机的点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，不要混淆。。 ⚠️避坑指南 1、不要误认为四个冲程中都有能量转化，吸气、排气冲程没有能量转化。 2、不要误认为压缩冲程是内能→机械能，做功冲程是机械能→内能，恰好相反。 3、一个工作循环对外做功1次，曲轴转2圈，活塞往复2次，不要记错。 4、柴油机效率一般高于汽油机，但不要认为柴油机功率一定大，效率与功率无关。 考点二 热机的效率 1.燃料的热值 （1）定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值，符号q。 （2）单位：固体、液体燃料的热值单位是 J/kg；气体燃料的热值单位是 J/m3。 （3）公式： Q放 = mq 或 Q放 = Vq （4）热值是燃料的一种属性，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧、放热多少无关，只与燃料的种类有关。 2. 热机的效率 （1）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，叫热机效率。 （2）公式： η = W有用/Q总 × 100% （3）热机效率总小于1，因为总有能量损失（废气带走热量、散热损失、摩擦损失等）。 （4）提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；减少各种热量损失；保持良好润滑，减小摩擦。 ⚠️概念辨析 1、热值与比热容：热值是燃料完全燃烧放热的特性，单位 J/kg 或 J/m3；比热容是物质吸放热能力的特性，单位 J/(kg⋅℃)。二者都是物质属性，但物理意义不同。 2、热值与热量：热值是 1kg燃料完全燃烧放出的热量，是属性；热量是热传递过程中传递能量的多少，是过程量。 3、热机效率与功率：效率是有用功与总功的比值，无单位；功率是做功快慢，单位 WW。效率高不代表做功快，功率大不代表效率高。 4、热机效率与机械效率：热机效率是热机性能指标，机械效率是有用功与总功之比，二者不同。 5、燃料完全燃烧：计算 Q放=mq时，必须强调“完全燃烧”，若未完全燃烧，放出的热量小于 mq，但热值不变。 ⚠️避坑指南 1、计算 Q放时，注意质量单位用 kg，体积单位用 m3，热值单位要对应。 2、热值不随燃料质量、是否完全燃烧而改变，不要误认为燃料越多热值越大。 3、热机效率计算中，有用功通常是机械功 W = Fs 或 W = Pt，总功是燃料完全燃烧放出的热量 Q总 = mq。 4、效率结果用百分数表示，不要写成小数。 考点三 能量的转化和守恒 1. 能量的转化 能量从一种形式转化为另一种形式，叫能量的转化。 例如：摩擦生热是机械能转化为内能；电动机工作是电能转化为机械能；发电机工作是机械能转化为电能；热机工作是内能转化为机械能。 2. 能量的转移 能量从一种物体转移到另一种物体，叫能量的转移。 例如：热传递是内能从高温物体转移到低温物体；碰撞中动能从一个物体转移到另一个物体。 3. 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而能量的总量保持不变。 4. 能量转化和转移的方向性 自然界的能量转化和转移具有方向性。 例如：热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体；机械能可以自发地转化为内能，但内能不能自发地转化为机械能。 ⚠️概念辨析 1、能量转化与能量转移：转化是能量形式改变，转移是能量形式不变、物体改变。如摩擦生热是转化，热传递是转移。 2、能量守恒与“节能”：能量守恒说明能量不会消失，但可利用的能量品质会降低，所以仍需节能。 3、“消耗能量”与“消灭能量”：我们常说“消耗能量”，实际是能量转化或转移了，不是消失了。 4、永动机：永动机违背能量守恒定律，不可能制成。 ⚠️避坑指南 1、分析能量转化时，先明确研究对象和过程，找出初始能量形式和最终能量形式。 2、不要误认为能量可以创造或消灭，只能转化或转移。 3、注意区分“能量转化”和“能量转移”的表述，答题时用词要准确。 题型一 热机冲程及能量转化 典例1 如图所示是四冲程汽油机工作过程的原理图，其中做功冲程的图是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】 A．图中气门一开一闭，活塞向上运动，是排气冲程，故A不符合题意； B．图中气门一开一闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故B不符合题意； C．图中进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意； D．图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故D不符合题意。 故选：C。 💡破题要诀 判断冲程“四步法”： 1、看气门开闭：若进气门开、排气门关，为吸气冲程；若排气门开、进气门关，为排气冲程；若两气门均关，为压缩或做功冲程。 2、看活塞运动方向：活塞上行，为压缩冲程；活塞下行，为做功冲程。 3、看火花塞或喷油嘴：火花塞点火或喷油嘴喷油，为做功冲程。 4、看能量转化：压缩冲程机械能→内能；做功冲程内能→机械能。。 迁移应用 1．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（   ） A．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 【答案】D 【详解】 A．甲图中，活塞向上运动，两个气门关闭，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A错误； B．乙图中，活塞向上运动，进气关闭，排气门打开，是排气冲程，排出废气，故B错误； C．丙图中，活塞向下运动，两个气门关闭，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误； D．丁图中，活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物，故D正确。 故选：D。 2．如图所示，关于甲、乙两个实验与热机对比说法正确的是（　　） A．甲实验中水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能会增加 B．乙实验中压缩空气对空气做功，空气的内能会减小 C．甲实验将机械能转化为内能，与热机的压缩冲程相似 D．乙实验将机械能转化为内能，与热机的压缩冲程相似 【答案】D 【详解】 AC．甲实验中，试管内的水蒸气对瓶塞做功，将内能转化为机械能，则试管内水蒸气的内能减小，这与热机的做功冲程相似，故AC错误； BD．乙实验中，当用力把活塞迅速按下时，活塞对筒内空气做功，使空气内能增加，温度升高，这是通过做功方式来改变物体的内能，实质是机械能转化为内能，与热机的压缩冲程相似，故B错误，D正确。 故选：D。 题型二 燃料热值与热量计算 典例1 火星探测器“天问一号”的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。若该火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 J，可以将 kg初温为20℃的水加热至沸腾。[，，当地大气压为1标准大气压，不计热量损失］ 【答案】 【详解】 液态氢燃料完全燃烧放出的热量是 在一标准大气压下，这些热量全部用来给水加热，使水由20℃加热至沸腾。水的质量为 💡破题要诀 1、 明确燃料状态：固体、液体用Q放 = mq 或 Q放 = Vq 2、 单位统一：质量用Kg,体积m3，热值单位对应。 3、 热值是燃料属性，与燃料质量、体积、是否完全燃烧无关。 4、 若燃料未完全燃烧，实际放热小于计算值，但热值不变。 迁移应用 1．如图，装配“洛阳造”氢燃料电池发动机的重卡交付使用。用液氢作为燃料的主要优点是它的 大且环保。3kg液氢完全燃烧放出的热量是 J，若这些热量全部被水吸收，能使 kg水从20℃升高到100℃。 【答案】 热值 1250 【详解】 [1]用液氢作燃料，是因为液氢的热值大，在质量一定时，燃料的热值越大，燃料完全燃烧放出的热量就越多。 [2]3kg液氢完全燃烧放出的热量为 [3]根据题意可知，水吸收的热量 则水的质量为 2．如图所示的“自嗨锅”是当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500g水从20℃加热至100℃，已知c水=4.2×103 J/（kg·℃），q酒精=3×107 J/kg； (1)求水吸收的热量是多少J？ (2)不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则至少需要多少kg的酒精？ 【答案】(1)1.68×105 (2)5.6×10-3 【详解】 （1） 将500g水从20℃加热至100℃，水吸收的热量 （2） 不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则需要燃烧酒精质量 题型三 热机效率的计算 典例1 百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为7.5L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为，热值为）．试求： (1)15L汽油完全燃烧放出的热量； (2)百公里测试时间内发动机所做的功； (3)该品牌汽车发动机的热机效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】 （1） 汽油的体积 由得，汽油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 （2） 汽车的速度 由得，在一百公里内发动机做的功为 （3） 汽油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 💡破题要诀 1、热机效率公式：η = W有用/Q总×100%。 2、总功 Q总=mq 或 Q总=Vq，有用功通常是机械功 W = Fs 或 W = Pt。 3、效率总小于1，结果用百分数表示。 4、注意区分功率与效率：功率是做功快慢，效率是有用功占总功的比例。 迁移应用 1．下图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从 10℃升高到50℃。求: (1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）] (2)如果这段时间该太阳能热水器的效率是30%，则这段时间热水器接收到太阳辐射的热量是多少? (3)若用煤燃烧来提供太阳辐射的热量，需完全燃烧多少千克煤? [q煤=3.5×107J/kg] 【答案】(1) (2) (3)0.8kg 【详解】 （1）水吸收的热量 （2）由知道，这段时间热水器接收到太阳辐射的热量 （3）由知道，完全燃烧煤的质量 2．氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为。（g取，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 【答案】(1) (2)20m/s，1800N (3)0.13kg 【详解】 （1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力和自身的重力相等， 即 受力面积为0.1m2，则对地面的压强 （2）该车行驶的行驶的速度 由可得，受到的牵引力 （3）牵引力做的功 由可得，氢燃料完全燃烧释放的热量 由可得，消耗氢燃料的质量 题型四 能量转化与守恒 典例1 我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法正确的是（　　） A．能量是与物体运动无关的物理量 B．物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C．不同形式的能量之间可以互相转化 D．能量不可以从一个地方转移到另一个地方 【答案】C 【详解】 AB．能量与物体的运动形式有关，从宏观到微观，物质运动形式的多样性（如机械运动、分子运动、电磁运动等），决定了能量形式的多样性，即物质运动的多样性与能量形式的多样性之间有关系，故AB错误； C．由能量守恒定律可知，不同形式的能量之间可以互相转化，故C正确； D．由能量守恒定律可知，能量可以从一个地方转移到另一个地方，或者由一个物体转移到另一个物体，故D错误。 故选：C。 💡破题要诀 1、能量转化：能量形式改变，如机械能→内能、电能→机械能。 2、能量转移：能量形式不变，物体改变，如热传递。 3、分析能量转化时，明确初末状态的能量形式。 4、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，总量保持不变。 迁移应用 1．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒 B．小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能 C．在小球的运动中是通过热传递的方式使其内能增加 D．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 【答案】A 【详解】 AB．由图可知，小球运动过程中，克服空气摩擦或与地面撞击做功，部分机械能转化成内能，但能量的总量是守恒的，故A正确，B错误； C．在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，通过做功的方式改变物体的内能，故C错误。 D．在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，但能量的总量保持不变，故D错误； 故选：A。 2．如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质，将发热包放到水中，会放出大量的热。有关该自热火锅的说法不正确的是（　　） A．生石灰与水反应放出大量的热是将化学能转化为内能 B．打开盒盖时会冒出“白气”，是水蒸气液化形成的 C．加热时，温度从发热包传递给食物 D．食物被加热时，温度升高，内能增大 【答案】C 【详解】 A．生石灰与水反应会放出大量的热，此反应过程中的能量转化关系是化学能转化为内能，故A正确，不符合题意； B．“白气”，是盒内冒出的水蒸气上升过程中遇冷液化形成的小水滴，故B正确，不符合题意； C．加热时，热量从发热包传递给食物，热传递过程中传递的是能量，不是温度，故C错误，符合题意； D．食物被加热时，吸收热量、温度升高，其内能增大，故D正确，不符合题意。 故选：C。 基础固本练（限时：15分钟） 1．以下情景中，关于能量转化的说法正确的是（　　） A．钻木取火的过程中，内能转化为机械能 B．电动机在通电转动过程中，机械能转化为电能 C．蓄电池充电时，电能转化为机械能 D．汽油机工作过程中，化学能转化为机械能 【答案】D 【详解】 A．钻木取火的过程中，机械能转化为内能，故A错误； B．电动机工作时将电能转化为机械能，故B错误； C．蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，是电能转化为化学能，故C错误； D．汽油机工作过程中，燃料的化学能先转化为内能，再转化为机械能，故D正确。 故选：D。 2．下列有关能量守恒的说法中正确的是（　　） A．摩擦生热创造了热，不符合能量守恒定律 B．能量守恒只适用于机械能与内能的相互转化 C．不可能造出永动机，是因为它违反了能量守恒定律 D．热机的工作过程不遵循能量守恒定律 【答案】C 【详解】 A．“摩擦生热”不是创造了热，而是机械能转化为内能，符合能量守恒定律，故A错误； B．能量守恒定律适用于任何能量的转化和转移，故B错误； C．永动机违背了能量守恒定律，所以不可以制造出来，故C正确； D．热机的工作过程跟所有能量转化转移过程一样，都遵循能量守恒定律，故D错误。 故选：C。 3. 如图所示，将一块浸有乙醚的棉花放入配有活塞的厚壁玻璃筒内，然后迅速压下活塞，会发现筒内浸有乙醚的棉花燃烧起来。内燃机的四个冲程中与该实验的能量转化相同的是（　　） A．吸气冲程 B．排气冲程 C．压缩冲程 D．做功冲程 【答案】C 【详解】 将一块浸有乙醚的棉花放入配有活塞的厚壁玻璃筒内，然后迅速压下活塞，会发现筒内浸有乙醚的棉花燃烧起来。下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，所以与该实验的能量转化相同的是压缩冲程。 故选：C。 4. 如图所示，下列判断正确的是（　　） A．甲图为做功冲程，其能量转化情况与图丙中压活塞引燃硝化棉过程相同 B．乙图为压缩冲程，其能量转化情况是机械能转化为内能 C．图丙中用力迅速压下活塞，对空气做功使空气的内能减小，温度降低 D．图丁瓶子内的空气推动塞子跳起时，原来透明的瓶内充满了白雾是水发生了汽化现象 【答案】B 【详解】 A．甲图为做功冲程，其能量转化情况是内能转化成机械能；图丙中压活塞引燃硝化棉，其能量转化情况是机械能转化成内能。故A错误； B．乙图为压缩冲程，活塞压缩气体做功，其能量转化情况是机械能转化为内能。故B正确； CD．图丙中用力迅速压下活塞，是空气对活塞做功，空气的内能减小，温度降低，白雾是水蒸气遇冷发生了液化现象。故CD错误。 故选：B。 5．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，气缸内的气体对活塞做功，气体的内能减小 B．由乙图可知该汽油机的效率是28% 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．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大据高了燃料的热值 【答案】B 【详解】 A．甲图两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的内能增大，温度升高，故A错误； B．由图可知该汽油机的效率是 故B正确； C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，而热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧充分与否无关，所以不会降低热值，故C错误； D．为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，会提高热效率，但热值是燃料的一种特性，此过程中燃料的热值不变，故D错误。 故选：B。 6. 如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时，机械能转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和______（选填“增大”“不变”或“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有______性。 【答案】 不变 方向 【详解】[1]能量守恒定律是自然界最普遍，最重要的基本定律之一，它的主要内容为：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，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上，在能量的转移和转化过程中，能量的总量保持不变。可知此过程中所有的能量总和不变。 [2]机械能能够转化为内能，而散失在空气的中的内能无法再利用，说明能量的转移和转化是具有方向性的。 7. 如图，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域成功发射一发携载训练模拟核弹头的洲际弹道导弹，准确落入预定海域。东风31AG导弹点火加速升空时，发动机将燃料燃烧释放的内能转化为 能，在此过程中，能的总量 （填“增大”“减小”或“不变”）。东风31AG导弹采用的是固体燃料，除了具有更好的存储稳定性和更快的发射准备时间外，还因为它具有较高的 。 【答案】 机械 不变 热值 【详解】 [1][2]燃料燃烧时，消耗化学能产生内能，将燃料的化学能转化为内能，发动机再将内能转化为导弹的机械能，使导弹发射升空。根据能量守恒定律，在此过程中，能的总量不变。 [3]东风31AG导弹发射需要巨大的能量，采用的是固体燃料，因为它具有较高的热值。 8. 物理课后，明明在老师的帮助下做了如下实验： (1)图甲中，压缩活塞对空气做功，硝化棉点燃，跟汽油机 冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为 ； (2)图乙试管内的水沸腾后，水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的 转化成了叶轮的 。 【答案】（1）压缩；内能；（2）内能；机械能 【详解】 （1）[1][2]压缩活塞对空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点后，硝化棉点燃，此过程中机械能转化为内能，与汽油机压缩冲程中能量转化相同。 （2）[1][2]水沸腾后，水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气对叶轮做功，消耗水蒸气的内能，得到叶轮的机械能，因此是水蒸气的内能转化成了叶轮的机械能。 9. 汽车是我们现代生活中重要的交通运输工具之一。某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是，做功冲程中活塞移动的距离是30cm。气体的平均压强是，汽油的热值是，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是__________J；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是__________J，此汽油机的效率是__________。 【答案】 1800 8100 22.2% 【详解】 [1]气体一次膨胀对活塞做的功 [2]每次汽油燃烧放出的热量 [3]汽油机的效率 10.小雨同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 花生油 25 34 （1）为了保证实验结论可靠，小雨同学在实验中还应控制煤油和花生油的 相同； （2）实验过程中，应让燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）； （3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是 。 【答案】（1）质量；（2）全部燃烧；（3）煤油 【详解】 （1）[1]燃料的热值与燃料的种类的质量有关，根据控制变量法需要控制煤油和花生油的质量相同。 （2）[2]由热值的概念知，实验时，让质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，比较液体的温度。 （3）[3]实验中通过液体温度计示数变化判断两种燃料热值的大小，温度计示数变化较大，说明燃料完全燃烧放出的热量较多。分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。 综合进阶练（限时：15分钟） 1. 我国在文昌卫星发射中心用长征五号运载火箭将“嫦娥五号”发射升空，下列说法正确的是（　　） A．用液态氢作燃料，是因为氢在燃烧时的温度高 B．氢在燃烧过程中，将内能转化为化学能 C．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，能量不守恒 D．火箭在大气层中高速升空时，其头部会发热的能量转化过程与钻木取火相同 【答案】D 【详解】 A．火箭常用液态氢作燃料是因为液态氢的热值大，在相同情况下完全燃烧放出的热量多，故A错误； B．氢在燃烧过程中，释放出热量，是将化学能转化为内能，故B错误； C．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，但是能量的总量是不变的，是守恒的，故C错误； D．火箭在大气层中高速升空时，与空气摩擦，其头部发热，此过程机械能转化为内能，与钻木取火相同，故D正确。 故选：D。 2. 如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能 C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙 【答案】C 【详解】 D．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；所以正确的排序是乙、丁、甲、丙，故D错误； A．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乙、丙、丁，故A错误； B．甲图是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故B错误； C．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为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1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故C正确。 故选：C。 3．关于的理解，下列说法中正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 【答案】D 【详解】 A．热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故A错误； B．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故B错误； C．热值是燃料的一种特性，与燃料是否燃烧无关，故C错误； D．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故D正确。 故选：D。 4．氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气=4×107J/m3）下列说法正确的是（　　） A．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100% B．该汽车氢发动机1s对外做功20次 C．该过程汽车牵引力做功的功率为8000W D．该氢发动机汽车的热机效率为80% 【答案】C 【详解】 A．由于存在能量的损失，所有的机器效率都会小于100%，所以氢发动机的效率不可能达到100%，故A错误； B．四冲程内燃机转速为1200r/min，合20r/s，即内燃机飞轮每秒转20圈，由于发动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，所以该汽车氢发动机1s对外做功10次，故B错误； C．汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车的牵引力 F=f=800N 汽车的速度 v=36km/h=10m/s 则该过程汽车牵引力做功的功率 故C正确； D．消耗的氢气完全燃烧放出的热量 Q放=Vq氢气=0.15m3×4×107J/m3=6×106J 汽车所做的有用功 W = Pt = 8000W×5×60s=2.4×106J 发动机的热机效率 故D错误。 故选C。 5．中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水，下球中装有乙醚（极易汽化），汽化后气压增大将乙醚压入上球，重心上移“低头喝水”；上下球通过管连通，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。“饮水鸟”______（选填“是”或“不是”）永动机，其能量转化______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】 不是 遵循 【详解】 [1][2]“饮水鸟”和外界有能量交换，不是凭空动起来的，因此根据能量守恒定律可知，“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律。 6. 某单缸四冲程汽油机在1s内完成了10个工作循环，则该汽油机工作时，飞轮的转速为______r/min｡此汽油机在一个工作循环中消耗了6g汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg），已知这台汽油机的效率为30%，则它在一个工作循环中输出的有用机械能为______J，该汽油机的输出功率为______W。 【答案】 1200 8.28×104 8.28×105 【详解】 [1]汽油机在1s内完成了10个工作循环，转了 则1min转动 则该汽油机工作时，飞轮的转速为1200r/min。 [2]已知汽油机在一个工作循环中消耗的汽油为 则汽油释放出的热量为 有用机械能为 [3]输出功率为 7．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A 、B 两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的______（选填“①”、“②”或“③”）点；整个能量转化的过程中，能的总量 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 ① 守恒 【详解】[1]B点的动能300J，占总能量的60%，总的机械能 B点重力势能为500J×40%=200J A点重力势能200J，占总能量的60%，那么A点的总机械能 A、B两点的重力势能，则它们高度相同，B点的机械能比A点的机械能更大，故B点可能是①点。 [2]自然界的能量不会变多，也不会变少，能量总是从一个物体转移到另一个物体，或者从一种能量转换成另一种能量，在能量转移和转化的过程中能量总是守恒的，故题中情形能量转化过程中，能量总是守恒的。 8．如图所示，甲、乙、丙三途中的装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体的质量及初温均相同。 (1)用甲、乙两图所示装置探究“比较不同燃料的热值”的实验时，燃料燃烧放热的多少是通过 （选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较的； (2)用甲、丙两图所示装置探究“比较不同物质吸热能力”的实验时，两烧杯内液体的温度随时间变化的图像如图丁所示，分析图像可知，a、b两种液体的比热容之比为 。 【答案】（1）液体升高的温度；（2） 【详解】 （1）燃料燃烧放出的热量被液体吸收，燃料完全燃烧放出热量的多少，可以通过液体升高的温度来反映。 （2）根据图丁可知，两种液体在温度升高80℃时，a、b的加热时间分别为10min和20min。由转换法可知，对应的吸热之比为1∶2，根据可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，则a、b两种液体的比热容之比为1∶2。 9．小深家新装的天然气热水器如图所示。小深将热水器的出水温度设定在，某次洗澡时，用时10min，使用水的质量为100kg，已知进入热水器的冷水温度为，该热水器消耗的燃气体积为，，。 (1)求该过程中水吸收的热量； (2)若消耗的燃气完全燃烧，求其放出的热量； (3)该燃气热水器铭牌上标注二级能效，请你通过计算判断该标注是否正确？（能效等级根据热效率来划分，其中三级能效的热效率大于或等于84%，二级能效的热效率大于或等于89%，一级能效的热效率大于或等于96%） 【答案】(1) (2) (3)不正确 【详解】 （1） 根据公式可知，水吸收的热量为 （2） 根据公式可知，燃气完全燃烧放出的热量为 （4） 根据公式可知，燃气热水器的效率为 根据能效等级划分标准，二级能效要求热效率大于或等于89%，而计算得热效率为，小于，因此该热水器铭牌标注二级能效不正确。 10. 科技助农，打造智慧田园。如图所示，技术人员正在利用植保无人机进行喷药作业。作业前，静止在水平地面上的无人机的总质量为25kg。作业时，该无人机先匀速直线上升3m，接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机的热机效率为，上升时空气阻力和汽油的消耗均忽略不计，问：取 (1)无人机上升过程中，升力做了多少功？ (2)无人机以的水平速度匀速喷洒，飞行的路程为多少？ (3)无人机消耗200g汽油所做的有用功为多少？ 【答案】(1)750J (2)900m (3) 【详解】 （1） 无人机质量为m=25 kg，上升高度为h=3 m，匀速上升时升力大小与重力相等，故升力做功 （2）无人机水平速度为v=5 m/s，喷洒时间t=3 min=180s 则飞行路程 （2） 汽油热值为，已知无人机热机效率η=40%，消耗汽油质量m=200g=0.20kg，则汽油释放的总热量 有用功为 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 内能的利用 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 热机 / 考点二 热机的效率 / 考点三 能量的转化和守恒 05 重难题型突破 题型一 热机冲程及能量转化 / 题型二 燃料热值与热量计算 / 题型三 热机效率的计算 / 题型四 能量转化与守恒 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 九年级物理第十四章《内能的利用》是热学核心章节，期中统考占比约15%−20%，常与第十三章《内能》综合命题，题型覆盖选择、填空、实验探究、热量与效率计算，是后续学习能量守恒、能源利用的基础。 高频考查点集中在：内燃机四个冲程的识别与能量转化、燃料热值的概念与计算、热机效率的公式与计算、能量守恒定律的应用、能量转化与转移的辨析。 各地命题侧重结合生活、生产实际设题，常混入“热值是燃料属性”“效率与功率无关”“能量转化方向性”等易错点，是九年级物理热学部分的核心拉分模块。 。 九年级物理第十四章《内能的利用》复习，锚定以下可落地目标： 1.能识别汽油机、柴油机的四个冲程，说明每个冲程的气门开闭、活塞运动方向、能量转化情况。 2.能说出燃料热值的定义、单位，规范运用Q放= mq 或 Q放 = Vq计算燃料完全燃烧放出的热量。 3.能理解热机效率的定义，规范运用 η = W有用/Q总 × 100% 进行热机效率计算，并能分析提高热机效率的途径。 4.能准确表述能量守恒定律，能分析常见现象中的能量转化与转移，辨析能量转化与能量转移的区别。 5.能结合热机、热值、效率、能量守恒等知识解决综合计算题和情境应用题。 考点一 热机 1. 热机 热机是把内能转化为机械能的机器。热机的种类很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 2. 内燃机 燃料在气缸内燃烧的热机叫内燃机，常见的有汽油机和柴油机。 3. 汽油机的四个冲程 （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入空气和汽油的混合物。 （2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩混合气体，机械能转化为内能。 （3）做功冲程：进气门和排气门都关闭，火花塞点火，燃料燃烧产生高温高压燃气，推动活塞向下运动，内能转化为机械能。 （4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 一个工作循环包括四个冲程，曲轴转2圈，活塞往复2次，对外做功1次。 4. 柴油机与汽油机的区别 ⚠️概念辨析 1、压缩冲程与做功冲程的区分：压缩冲程活塞向上运动，两气门关闭，机械能转化为内能；做功冲程活塞向下运动，两气门关闭，火花塞点火（汽油机）或喷油嘴喷油（柴油机），内能转化为机械能。不能只看气门开闭，要结合活塞运动方向。 2、“做功冲程”与“对外做功”：只有做功冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮惯性完成。 3、能量转化：压缩冲程是机械能→内能；做功冲程是内能→机械能；吸气、排气冲程没有能量转化。 4、汽油机与柴油机的点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，不要混淆。。 ⚠️避坑指南 1、不要误认为四个冲程中都有能量转化，吸气、排气冲程没有能量转化。 2、不要误认为压缩冲程是内能→机械能，做功冲程是机械能→内能，恰好相反。 3、一个工作循环对外做功1次，曲轴转2圈，活塞往复2次，不要记错。 4、柴油机效率一般高于汽油机，但不要认为柴油机功率一定大，效率与功率无关。 考点二 热机的效率 1.燃料的热值 （1）定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值，符号q。 （2）单位：固体、液体燃料的热值单位是 J/kg；气体燃料的热值单位是 J/m3。 （3）公式： Q放 = mq 或 Q放 = Vq （4）热值是燃料的一种属性，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧、放热多少无关，只与燃料的种类有关。 2. 热机的效率 （1）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，叫热机效率。 （2）公式： η = W有用/Q总 × 100% （3）热机效率总小于1，因为总有能量损失（废气带走热量、散热损失、摩擦损失等）。 （4）提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；减少各种热量损失；保持良好润滑，减小摩擦。 ⚠️概念辨析 1、热值与比热容：热值是燃料完全燃烧放热的特性，单位 J/kg 或 J/m3；比热容是物质吸放热能力的特性，单位 J/(kg⋅℃)。二者都是物质属性，但物理意义不同。 2、热值与热量：热值是 1kg燃料完全燃烧放出的热量，是属性；热量是热传递过程中传递能量的多少，是过程量。 3、热机效率与功率：效率是有用功与总功的比值，无单位；功率是做功快慢，单位 WW。效率高不代表做功快，功率大不代表效率高。 4、热机效率与机械效率：热机效率是热机性能指标，机械效率是有用功与总功之比，二者不同。 5、燃料完全燃烧：计算 Q放=mq时，必须强调“完全燃烧”，若未完全燃烧，放出的热量小于 mq，但热值不变。 ⚠️避坑指南 1、计算 Q放时，注意质量单位用 kg，体积单位用 m3，热值单位要对应。 2、热值不随燃料质量、是否完全燃烧而改变，不要误认为燃料越多热值越大。 3、热机效率计算中，有用功通常是机械功 W = Fs 或 W = Pt，总功是燃料完全燃烧放出的热量 Q总 = mq。 4、效率结果用百分数表示，不要写成小数。 考点三 能量的转化和守恒 1. 能量的转化 能量从一种形式转化为另一种形式，叫能量的转化。 例如：摩擦生热是机械能转化为内能；电动机工作是电能转化为机械能；发电机工作是机械能转化为电能；热机工作是内能转化为机械能。 2. 能量的转移 能量从一种物体转移到另一种物体，叫能量的转移。 例如：热传递是内能从高温物体转移到低温物体；碰撞中动能从一个物体转移到另一个物体。 3. 能量守恒定律 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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，而能量的总量保持不变。 4. 能量转化和转移的方向性 自然界的能量转化和转移具有方向性。 例如：热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体；机械能可以自发地转化为内能，但内能不能自发地转化为机械能。 ⚠️概念辨析 1、能量转化与能量转移：转化是能量形式改变，转移是能量形式不变、物体改变。如摩擦生热是转化，热传递是转移。 2、能量守恒与“节能”：能量守恒说明能量不会消失，但可利用的能量品质会降低，所以仍需节能。 3、“消耗能量”与“消灭能量”：我们常说“消耗能量”，实际是能量转化或转移了，不是消失了。 4、永动机：永动机违背能量守恒定律，不可能制成。 ⚠️避坑指南 1、分析能量转化时，先明确研究对象和过程，找出初始能量形式和最终能量形式。 2、不要误认为能量可以创造或消灭，只能转化或转移。 3、注意区分“能量转化”和“能量转移”的表述，答题时用词要准确。 题型一 热机冲程及能量转化 典例1 如图所示是四冲程汽油机工作过程的原理图，其中做功冲程的图是（　　） A． B． C． D． 💡破题要诀 判断冲程“四步法”： 1、看气门开闭：若进气门开、排气门关，为吸气冲程；若排气门开、进气门关，为排气冲程；若两气门均关，为压缩或做功冲程。 2、看活塞运动方向：活塞上行，为压缩冲程；活塞下行，为做功冲程。 3、看火花塞或喷油嘴：火花塞点火或喷油嘴喷油，为做功冲程。 4、看能量转化：压缩冲程机械能→内能；做功冲程内能→机械能。。 迁移应用 1．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（   ） A．甲冲程是把内能转化为机械能 B．乙冲程是吸气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程吸入的是汽油和空气混合物 2．如图所示，关于甲、乙两个实验与热机对比说法正确的是（　　） A．甲实验中水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能会增加 B．乙实验中压缩空气对空气做功，空气的内能会减小 C．甲实验将机械能转化为内能，与热机的压缩冲程相似 D．乙实验将机械能转化为内能，与热机的压缩冲程相似 题型二 燃料热值与热量计算 典例1 火星探测器“天问一号”的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。若该火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 J，可以将 kg初温为20℃的水加热至沸腾。[，，当地大气压为1标准大气压，不计热量损失］ 💡破题要诀 1、 明确燃料状态：固体、液体用Q放 = mq 或 Q放 = Vq 2、 单位统一：质量用Kg,体积m3，热值单位对应。 3、 热值是燃料属性，与燃料质量、体积、是否完全燃烧无关。 4、 若燃料未完全燃烧，实际放热小于计算值，但热值不变。 迁移应用 1．如图，装配“洛阳造”氢燃料电池发动机的重卡交付使用。用液氢作为燃料的主要优点是它的 大且环保。3kg液氢完全燃烧放出的热量是 J，若这些热量全部被水吸收，能使 kg水从20℃升高到100℃。 2．如图所示的“自嗨锅”是当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将500g水从20℃加热至100℃，已知c水=4.2×103 J/（kg·℃），q酒精=3×107 J/kg； (1)求水吸收的热量是多少J？ (2)不考虑热损失，这些热量由燃烧酒精提供，则至少需要多少kg的酒精？ 题型三 热机效率的计算 典例1 百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个指标。由于多数车辆在90km/h接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90km/h的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为7.5L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为，热值为）．试求： (1)15L汽油完全燃烧放出的热量； (2)百公里测试时间内发动机所做的功； (3)该品牌汽车发动机的热机效率。 💡破题要诀 1、热机效率公式：η = W有用/Q总×100%。 2、总功 Q总=mq 或 Q总=Vq，有用功通常是机械功 W = Fs 或 W = Pt。 3、效率总小于1，结果用百分数表示。 4、注意区分功率与效率：功率是做功快慢，效率是有用功占总功的比例。 迁移应用 1．下图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从 10℃升高到50℃。求: (1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）] (2)如果这段时间该太阳能热水器的效率是30%，则这段时间热水器接收到太阳辐射的热量是多少? (3)若用煤燃烧来提供太阳辐射的热量，需完全燃烧多少千克煤? [q煤=3.5×107J/kg] 2．氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为。（g取，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 题型四 能量转化与守恒 典例1 我们生活在能量的世界里，下列关于能量的说法正确的是（　　） A．能量是与物体运动无关的物理量 B．物质运动的多样性与能量形式的多样性之间没有关系 C．不同形式的能量之间可以互相转化 D．能量不可以从一个地方转移到另一个地方 💡破题要诀 1、能量转化：能量形式改变，如机械能→内能、电能→机械能。 2、能量转移：能量形式不变，物体改变，如热传递。 3、分析能量转化时，明确初末状态的能量形式。 4、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，总量保持不变。 迁移应用 1．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量守恒 B．小球和地面之间发生撞击，内能转化为机械能 C．在小球的运动中是通过热传递的方式使其内能增加 D．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 2．如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质，将发热包放到水中，会放出大量的热。有关该自热火锅的说法不正确的是（　　） A．生石灰与水反应放出大量的热是将化学能转化为内能 B．打开盒盖时会冒出“白气”，是水蒸气液化形成的 C．加热时，温度从发热包传递给食物 D．食物被加热时，温度升高，内能增大 基础固本练（限时：15分钟） 1．以下情景中，关于能量转化的说法正确的是（　　） A．钻木取火的过程中，内能转化为机械能 B．电动机在通电转动过程中，机械能转化为电能 C．蓄电池充电时，电能转化为机械能 D．汽油机工作过程中，化学能转化为机械能 2．下列有关能量守恒的说法中正确的是（　　） A．摩擦生热创造了热，不符合能量守恒定律 B．能量守恒只适用于机械能与内能的相互转化 C．不可能造出永动机，是因为它违反了能量守恒定律 D．热机的工作过程不遵循能量守恒定律 3. 如图所示，将一块浸有乙醚的棉花放入配有活塞的厚壁玻璃筒内，然后迅速压下活塞，会发现筒内浸有乙醚的棉花燃烧起来。内燃机的四个冲程中与该实验的能量转化相同的是（　　） A．吸气冲程 B．排气冲程 C．压缩冲程 D．做功冲程 4. 如图所示，下列判断正确的是（　　） A．甲图为做功冲程，其能量转化情况与图丙中压活塞引燃硝化棉过程相同 B．乙图为压缩冲程，其能量转化情况是机械能转化为内能 C．图丙中用力迅速压下活塞，对空气做功使空气的内能减小，温度降低 D．图丁瓶子内的空气推动塞子跳起时，原来透明的瓶内充满了白雾是水发生了汽化现象 5．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，气缸内的气体对活塞做功，气体的内能减小 B．由乙图可知该汽油机的效率是28% 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．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大据高了燃料的热值 6. 如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时，机械能转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和______（选填“增大”“不变”或“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有______性。 7. 如图，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域成功发射一发携载训练模拟核弹头的洲际弹道导弹，准确落入预定海域。东风31AG导弹点火加速升空时，发动机将燃料燃烧释放的内能转化为 能，在此过程中，能的总量 （填“增大”“减小”或“不变”）。东风31AG导弹采用的是固体燃料，除了具有更好的存储稳定性和更快的发射准备时间外，还因为它具有较高的 。 8. 物理课后，明明在老师的帮助下做了如下实验： (1)图甲中，压缩活塞对空气做功，硝化棉点燃，跟汽油机 冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为 ； (2)图乙试管内的水沸腾后，水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的 转化成了叶轮的 。 9. 汽车是我们现代生活中重要的交通运输工具之一。某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是，做功冲程中活塞移动的距离是30cm。气体的平均压强是，汽油的热值是，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是__________J；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是__________J，此汽油机的效率是__________。 10.小雨同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 花生油 25 34 （1）为了保证实验结论可靠，小雨同学在实验中还应控制煤油和花生油的 相同； （2）实验过程中，应让燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）； （3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是 。 综合进阶练（限时：15分钟） 1. 我国在文昌卫星发射中心用长征五号运载火箭将“嫦娥五号”发射升空，下列说法正确的是（　　） A．用液态氢作燃料，是因为氢在燃烧时的温度高 B．氢在燃烧过程中，将内能转化为化学能 C．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，能量不守恒 D．火箭在大气层中高速升空时，其头部会发热的能量转化过程与钻木取火相同 2. 如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能 C．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 D．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙 3．关于的理解，下列说法中正确的是（　　） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 4．氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气=4×107J/m3）下列说法正确的是（　　） A．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100% B．该汽车氢发动机1s对外做功20次 C．该过程汽车牵引力做功的功率为8000W D．该氢发动机汽车的热机效率为80% 5．中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水，下球中装有乙醚（极易汽化），汽化后气压增大将乙醚压入上球，重心上移“低头喝水”；上下球通过管连通，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。“饮水鸟”______（选填“是”或“不是”）永动机，其能量转化______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 6. 某单缸四冲程汽油机在1s内完成了10个工作循环，则该汽油机工作时，飞轮的转速为______r/min｡此汽油机在一个工作循环中消耗了6g汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg），已知这台汽油机的效率为30%，则它在一个工作循环中输出的有用机械能为______J，该汽油机的输出功率为______W。 7．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A 、B 两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的______（选填“①”、“②”或“③”）点；整个能量转化的过程中，能的总量 （选填“守恒”或“不守恒”）。 8．如图所示，甲、乙、丙三途中的装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体的质量及初温均相同。 (1)用甲、乙两图所示装置探究“比较不同燃料的热值”的实验时，燃料燃烧放热的多少是通过 （选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较的； (2)用甲、丙两图所示装置探究“比较不同物质吸热能力”的实验时，两烧杯内液体的温度随时间变化的图像如图丁所示，分析图像可知，a、b两种液体的比热容之比为 。 9．小深家新装的天然气热水器如图所示。小深将热水器的出水温度设定在，某次洗澡时，用时10min，使用水的质量为100kg，已知进入热水器的冷水温度为，该热水器消耗的燃气体积为，，。 (1)求该过程中水吸收的热量； (2)若消耗的燃气完全燃烧，求其放出的热量； (3)该燃气热水器铭牌上标注二级能效，请你通过计算判断该标注是否正确？（能效等级根据热效率来划分，其中三级能效的热效率大于或等于84%，二级能效的热效率大于或等于89%，一级能效的热效率大于或等于96%） 10. 科技助农，打造智慧田园。如图所示，技术人员正在利用植保无人机进行喷药作业。作业前，静止在水平地面上的无人机的总质量为25kg。作业时，该无人机先匀速直线上升3m，接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机的热机效率为，上升时空气阻力和汽油的消耗均忽略不计，问：取 (1)无人机上升过程中，升力做了多少功？ (2)无人机以的水平速度匀速喷洒，飞行的路程为多少？ (3)无人机消耗200g汽油所做的有用功为多少？ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $