物理臻选·2026-2027学年苏科版九年级物理上册第十二章机械能和内能第四节机械能与内能的相互转化 提优特训A·B卷

物理臻选·2026-2027学年苏科版九年级物理上 《第十二章机械能和内能第四节机械能与内能的相互转化》提优特训A·B卷 一．特训目标 ( 1.掌握做功改变内能的实质，区分做功与热传递的不同，理解机械能与内能的双向转化规律，认识热值的物理意义。 2.熟练辨析四冲程汽油机各冲程特点、能量转化、转速规律，能独立完成热值、热机简单计算，建立能量守恒思维。 3.掌握压缩空气引火、水蒸气冲塞实验的现象、原理与能量转化，能通过实验判断内能增减与能量转化形式。 4.结合2026新能源动力、内燃机节能科技，了解热机应用与能耗问题，树立节约能源、优化热机效率的科学意识。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1.做功改变内能的两种情况：对物体做功、物体对外做功的能量转化与内能变化。 2.做功与热传递改变内能的本质区别（转化 vs 转移）。 3.汽油机四个冲程识别、气门状态、活塞运动、能量转化。 4.热值定义、单位、特性及燃料完全燃烧放热公式计算。 5.机械能与内能相互转化的生活、科技实例判断。 （二）难点 1.准确区分：机械能 ↔ 内能双向转化场景，避免和热传递混淆。 2.汽油机转速、做功次数、冲程个数的比例计算（中考高频提难点）。 3.热值是物质特性，与质量、燃烧是否充分、放热多少无关的深度理解。 4.同一场景中多种能量转化叠加的精准分析。 ) 三．知识梳理 如图所示，小朋友从滑梯滑下，会感觉到臀部发热;将试管中的水加热至沸腾后，橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出去。这些现象说明机械能与内能是可以相互转化的。 (a)滑滑梯时感觉到臀部发热 (b)橡胶塞被冲出 （一）做功--改变物体内能的另一种方式 1.探究做功对物体内能的影响活动 如图所示，将铁丝快速弯折十余次，然后用手指触摸弯折处你有何感觉?铁丝的内能变化了吗? 【解析】手指触摸弯折处，感觉到弯折处发热（温度升高），铁丝的内能变大（增加），原理：快速弯折铁丝，人对铁丝做功，机械能转化为内能，铁丝内能增大、温度升高，属于做功改变物体的内能。 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小片硝化纸，将活塞迅速下压，你看到了什么? 【解析】可以看到硝化纸（硝化棉）燃烧起来，原理：迅速下压活塞，活塞对筒内空气做功，机械能转化为空气的内能，空气内能增加、温度急剧升高，温度达到硝化纸的着火点，硝化纸燃烧。 2.做功改变内能的两类核心规律 （1）对物体做功 → 机械能转化为内能 → 内能增大、温度升高 典型实例：搓手取暖、钻木取火、压缩空气引火、打气筒外壁发热、摩擦生热。 （2）物体对外做功 → 内能转化为机械能 → 内能减小、温度降低 典型实例：水蒸气冲开瓶塞、汽车火花塞做功冲程、气球放气变凉、热机对外输出动力。 （二）改变内能的两种方式对比 1.热传递 （1）实质：内能的转移（内能从高温物体转移到低温物体） （2）能量形式不变，只是位置转移。 2.做功 （1）实质：内能与机械能的相互转化（能量形式发生改变） （2）是本节核心考点，唯一能实现机械能、内能互换的方式。 3.两种方式关系 改变物体内能效果等效，但本质不同：做功 = 能量转化；热传递 = 能量转移。 （三）热机 1.观察点火爆炸现象 如图所示，在塑料盒的底邮钻一个孔，将电子点火器的旋电管紧紧塞进孔中，打开盖子，向盒中滴入几滴酒精，再将盖子盖紧，接动电子点火器的按钮 你观察到什么现象? 【解析】现象：盒盖会飞出去（被弹开），同时盒口会出现白雾。酒精在盒内汽化，形成酒精蒸气；电子点火器点火后，酒精燃烧，盒内气体迅速膨胀。高温高压的燃气对盒盖做功，燃气的内能转化为盒盖的机械能，所以盒盖飞出。燃气对外做功后，内能减小、温度降低，盒内水蒸气遇冷液化形成小水珠，也就是看到的白雾。实验结论：物体对外做功，内能减小。 2.热机 在上述活动中，酒精燃烧产生的燃气对外做功，燃气的内能转化为机械能。根据这一原理，可以制造出将内能转化为机械能的机器热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。 （四）四冲程汽油机工作过程（重中之重） 1.各冲程核心特点 一个工作循环包含：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 （1）吸气冲程：进气门开、排气门关、活塞向下，无能量转化 （2）压缩冲程：双气门关闭、活塞向上，机械能→内能（内能增加） （3）做功冲程：双气门关闭、火花塞点火、活塞向下，内能→机械能（唯一对外做功冲程） （4）排气冲程：排气门开、进气门关、活塞向上，无能量转化 2.工作循环比例规律（必背计算） 1个工作循环 = 4个冲程、活塞往复2次、曲轴（飞轮）转2圈、对外做功1次 （五）燃料的热值 1.定义：1kg（或1m³）某种燃料完全燃烧放出的热量。 2.公式： （1）固体/液体：Q放=mq （1）气体：Q放=Vq 3.单位：固液：J/kg 气体：J/m³ 4.特性： 热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，与质量、体积、燃烧是否充分、是否完全燃烧、放热多少全部无关。 （六）热机效率： 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，叫做热机效率。 公式：η＝W有用/Q放×100%。 2.有用功与Q放： （1）热机对外做的有用功，通常W有用＝Fs或W有用＝Pt。 （2）燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq。 3、提高热机效率的方法： （1）使燃料充分燃烧； （2）减少各种热损失； （3）减小摩擦； （4）利用废气余热等。 4.关键注意： 热机效率总小于100%，因为总有能量损失。热机效率与功率无关，效率高不代表功率大。计算时W有用和Q放要对应同一过程。 （七）汽油机与柴油机对比 1、相同点： （1）都属于内燃机，燃料在气缸内部燃烧； （2）四个冲程完全一致：吸气、压缩、做功、排气； （3）只有做功冲程对外输出动力，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成； （4）做功冲程都是内能转化为机械能。 2、不同点： 对比项目 汽油机 柴油机 构造 顶部有火花塞 顶部有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程吸入物质 汽油和空气的混合气体 只吸入空气 点火方式 点燃式（火花塞电火花引燃混合气） 压燃式（压缩空气，温度达到柴油着火点，喷油后自燃） 压缩冲程压缩程度 压缩比较小 压缩比更大，缸内压缩后温度更高 效率 效率较低（20%-30%） 效率更高（30%-45%） 特点与应用 质量轻、转速快、振动小；家用轿车、摩托车 动力大、笨重、转速慢；卡车、拖拉机、大型工程机械、轮船 （八）机械能与内能转化总规律 1.摩擦、压缩 → 机械能→内能 2.膨胀、冲塞、热机做功 → 内能→机械能 3.内能不可以自发完全变回机械能（能量转化具有方向性） A卷·基础过关 （时间：45分钟 满分：100分） 一．选择题 1.（2026·盐城阜宁一模）课间同学们双手相互摩擦取暖，关于该过程能量转化说法正确的是（ ） A. 内能转化为机械能 B. 机械能转化为内能 C. 化学能转化为内能 D. 机械能转化为化学能 【答案】B 【解析】搓手是克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使手的内能增大、温度升高，属于做功改变物体内能。 2.（2025·江苏苏州期中）空气压缩引火仪下压活塞，棉花燃烧，该实验改变内能的方式是（ ） A. 热传递 B. 做功 C. 扩散 D. 热辐射 【答案】B 【解析】下压活塞，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，空气温度升高点燃棉花，属于做功改变内能。 3.（2026·江苏泰州月考）四冲程汽油机中，唯一对外输出动力的冲程是（ ） 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】做功冲程中，燃气爆炸膨胀推动活塞，内能转化为机械能，是汽油机获得动力的冲程。 4.（2025·江苏连云港期末）关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ） A. 燃料充分燃烧时热值更大 B. 热值与燃料种类有关 C. 燃料质量越大热值越大 D. 燃料燃烧放热越多热值越大 【答案】B 【解析】热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，和质量、燃烧是否充分、放热多少无关。 5.（2026·江苏淮安一模）汽油机压缩冲程中气门状态和能量转化为（ ） A. 双气门关闭，机械能→内能 B. 进气门开，内能→机械能 C. 排气门开，机械能→内能 D. 双气门关闭，内能→机械能 【答案】A 【解析】压缩冲程进气门、排气门全部关闭，活塞向上压缩气缸内混合气，机械能转化为内能。 6.（2025·江苏镇江期中）国产柴油重型卡车发动机，柴油机吸气冲程吸入的物质是（ ） A. 柴油 B. 柴油和空气混合物 C. 空气 D. 汽油和空气混合物 【答案】C 【解析】柴油机吸气冲程只吸入空气；压缩冲程末尾喷油嘴喷入柴油，属于压燃式点火。 7．在跨学科实践活动中，小晋调查时发现，生活中处处包含着物理知识，下面对图片的分析不正确的是（　　） A．图甲中，玉润饱满的汤圆温度降低时，内能减小 B．图乙中，红糖糍粑入嘴时很烫，是因为糍粑含有的热量很高 C．图丙中，用燃气烧水时，是通过热传递的方式增加水的内能 D．图丁中，反复弯折铁丝，主要通过做功的方式改变铁丝的内能 【答案】B 【解析】A．内能的大小与温度有关，汤圆温度降低时，分子热运动变缓，内能减小，故A正确，不符合题意；B．热量是过程量，不能说“含有热量”；红糖糍粑很烫，是因为它的温度高，故B错误，符合题意；C．用燃气烧水时，燃气产生的热量通过热传递传递给水，使水的内能增加，故C正确，不符合题意；D．反复弯折铁丝时，对铁丝做功，机械能转化为内能，铁丝的温度升高，这是通过做功的方式改变内能，故D正确，不符合题意。故选B。 8．二氧化碳（）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前高压泵将压缩成高压气体，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，气体内能增大，温度降低 B．高压气体喷出时，气体内能减小，温度升高 C．高压喷出时的能量转化与图乙中C一致 D．图乙中汽油机一个工作循环的顺序是ACDB 【答案】C 【解析】A．高压泵压缩，对它做功，气体内能增大，温度升高，故A错误；B．高压气体喷出时，对外做功，内能减小，温度降低，故B错误；D．内燃机的工作循环的四个冲程依次为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，由图可知，A图中，气门一开一闭，活塞向下是吸气冲程；B图中，两个气门都关闭，活塞向上是压缩冲程；C图中，两个气门都关闭，活塞向下是做功冲程；D图中，气门一开一闭，活塞向上是排气冲程，所以汽油机一个工作循环的顺序应为ABCD，故D错误；C．高压喷出时，内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，其能量转化与图乙中C一致，故C正确。故选C。 9．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲是某汽油机的某冲程。下列有关说法正确的是（    ） A．汽车选取冷却剂主要考虑该物质的密度大小 B．甲图是压缩冲程，机械能转化为内能 C．假设汽油机在工作过程中飞轮转速为，那么1s内该汽油机对外做功60次 D．冬天，有些汽车会利用尾气中的余热给车内供暖，这是利用做功的方法改变了内能 【答案】B 【解析】A．汽车选取冷却剂主要考虑该物质的比热容，比热容大的物质吸热能力强，冷却效果好，而不是密度大小，故A错误；B．由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，机械能转化为内能，故B正确；C．某单缸四冲程汽油机一个工作循环，飞轮转两圈，做功一次。飞轮转速为，即每秒转60转，做功30次，故C错误；D．冬天，利用尾气中的余热给车内供暖，只有内能一种能量发生转移，属于热传递，故D错误。故选B。 10．下列说法正确的是（　　） A．机械效率高的机械，所做的有用功一定越多 B．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 C．物体的温度越高，所含的热量越多 D．物体内能增加，可能是外界对它做了功 【答案】D 【解析】A．机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高，只能说明有用功在总功中所占比例大，不能表明所做的有用功一定越多，故A错误；B．内能的大小与物体的质量、温度、状态等都有关系，只根据温度高低不能判定内能的大小，温度高的物体内能不一定大，温度低的物体内能不一定小，故B错误；C．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误；D．物体内能增加，可能是外界对它做了功，也可能是吸收了热量，故D正确。故选D。 11．请分析在以下过程中，小孩、火箭箭体、子弹和图钉的内能和机械能如何变化？ ①小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦后温度升高。 ②火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高。 ③子弹击中一块木板，温度升高。 ④把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉钉帽在粗糙的硬纸板上匀速来回摩擦，然后用指尖感觉钉帽温度的变化。 下列说法不正确的是（　　） A．小孩的内能增大，机械能减小 B．火箭箭体的内能增大，机械能增大 C．子弹的内能增大，机械能减小 D．图钉内能的大小等于图钉克服摩擦力做功的多少 【答案】D 【解析】A．小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦，将一部分机械能转化为内能，故小孩的机械能减少，内能增加，故A正确，A不符合题意；B．火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高，火箭箭体的质量不变，速度增大，高度增大，动能增大，重力势能增大，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能增大，火箭箭体温度不断升高，质量不变，状态不变，温度升高，内能增加，B不符合题意；C．子弹击中一块木板，温度升高，子弹克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，内能增加，故C正确，C不符合题意；D．在摩擦过程中有能量的损失、且纸板的内能也增大，所以，图钉克服摩擦力做功的多少不等于图钉增加的内能，更不等于图钉内能的大小，故D错误，D符合题意。故选D。 12．汽油的热值为。这个数值究竟有多大？我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：某中学生提着一袋质量为5kg的大米，从1层步行至5层，每层楼的层高为3m，如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生对这袋大米做的功相等，就可以算出所需汽油的质量m。g取。下述说法中错误的个数是（　　） ①汽油的热值为，表示1kg汽油完全燃烧放出的热量为 ②该中学生对这袋大米做了750J的功 ③通过计算可知m约为 ④当汽油不完全燃烧时，汽油的热值变小 A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】C 【解析】①根据热值的定义可知，汽油的热值为，表示1kg汽油完全燃烧放出的热量为；②该学生对这袋大米做的功为 ③汽油完全燃烧获得热量和该中学生对这袋大米做的功相等，则汽油完全燃烧放出的热量，由得需要汽油的质量为④热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量和燃烧情况等无关，因此当汽油不完全燃烧时，汽油的热值不变。综上可知，①正确，②③④错误，说法中错误的个数是3，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 二．填空题 13．下列现象中，利用做功改变物体内能的是： _______，其余是通过_______方式改变物体的内能。这两种方式改变内能是_______的。 （1）冬天，人们用双手反复摩擦取暖。    （2）在古代，人类钻木取火。 （3）冬天，人们用嘴对着双手“呵气”取暖。 （4）把烧红的铁块放到冷水中，冷水变热。 （5）晒太阳时会感到很热。        （6）用锤子反复打击一块铁片，它的温度会升高。 （7）多次弯折一根铁丝，弯折处会发烫。 【答案】 （1）（2）（6）（7） 热传递 等效 【解析】（1）冬天摩擦双手取暖，是通过克服摩擦做功改变内能的；（2）钻木取火，是克服摩擦做功改变物体内能的；（3）对手呵气取暖，呵出的气体温度较高，将热量传递给温度较低的手，所以是通过热传递改变内能的；（4）烧红的铁块放到冷水中，铁块的热量传递给水，铁块温度降低，内能减小，水温度升高，内能增大，是通过热传递改变内能的；（5）晒太阳时，人吸收了热量，内能增大，温度升高，于是觉得热，这是通过热传递改变物体的内能的；（6）铁片被锤子打击的过程，锤子的机械能转化为铁片的内能，这是通过做功的方式改变内能的；（7）铁丝被弯折的过程是机械转化为内能的过程，是通过做功改变内能的。以上的现象中，利用做功改变物体内能的是：（1）（2）（6）（7），通过热传递改变内能的是：（3）(4)（5）。热传递或做功都能改变物体的内能，热传递是能量转移，而做功是能量的转化，两种方式是等效的。 14.（2026·盐城东台月考）弯折铁丝实验：反复弯折铁丝，人对铁丝______，铁丝内能______，能量转化形式为______。 【答案】做功；增大；机械能转化为内能 【解析】对物体做功，机械能转化为内能，物体内能增加，温度升高。 15.（2025·江苏南通期末）酒精盒点火实验：盒盖飞出，燃气对盒盖______，燃气内能______，能量转化为______。 【答案】做功；减小；内能转化为机械能 【解析】物体对外做功，内能转化为机械能，自身内能减小、温度降低。 16.（2026·江苏徐州一模）单缸四冲程汽油机，一个工作循环包含4个冲程，曲轴转动______圈，对外做功______次，其余冲程依靠飞轮______完成。 【答案】2；1；惯性 【解析】四冲程基础规律：4冲程、曲轴2圈、做功1次；吸气、压缩、排气冲程依靠飞轮惯性。 17.（2025·江苏无锡期中）汽油机吸气冲程吸入汽油与空气的______，点火方式为______；柴油机点火方式为______。 【答案】混合气体；点燃式；压燃式 【解析】汽油机：吸入油气混合物，火花塞电火花点燃（点燃式）；柴油机只吸空气，高温空气引燃柴油（压燃式）。 18.（2026·江苏宿迁月考）火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢______大；燃料燃烧将化学能转化为______，和汽油机______冲程能量转化一致。 【答案】热值；内能；做功 【解析】热值大，相同质量完全燃烧释放热量更多；做功冲程、火箭动力阶段都是内能转化机械能。 19.（2025·江苏扬州期末）改变内能的两种方式：做功实质是能量的______，热传递实质是能量的______，二者改变内能的效果是______。 【答案】转化；转移；等效的 【解析】做功：能量形式改变（转化）；热传递：内能从高温物体转移到低温物体，形式不变。 20．如图甲所示装置，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，看到棉花着火，图______中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是相同的；某次汽油机消耗汽油0.21kg，若这些汽油完全燃烧，被46kg初温为10℃的水全部吸收，则水温升高到______℃；汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过______的方式改变了刹车片的内能。（q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)） 【答案】 乙 60 做功 【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来，这是因为压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；该实验中，压缩筒内空气做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似；图乙两个气门都关闭，活塞向上是压缩冲程，图丙两个气门都关闭，活塞向下是做功冲程。汽油燃烧放出的热量Q=mq=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J被46kg初温为10℃的水全部吸收，则水温升高的温度水的末温为t=50℃+10℃=60℃，汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过摩擦做功的方式，将机械能转化为内能改变刹车片的内能。 三．解答题 21．如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知： (1)这种内燃机是____机。 (2)它表示的是____冲程。 (3)在这个冲程中____能转化为____能。 (4)完成这一冲程，曲轴和飞轮转____转。 (5)仔细观察其铭牌，可见“1 800 r/min”字样，则它正常工作时，1 s对外做功__15__次。 【答案】： (1) 柴油 (2) 压缩 (3) 机械；内 (4) 半（0.5） (5) 15 【解析】：(1) 气缸顶部是喷油嘴（汽油机是火花塞），所以是柴油机。(2) 进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。(3) 压缩冲程，活塞压缩气缸内气体做功，机械能转化为内能。(4)一个工作循环4个冲程，曲轴转2圈，所以单个冲程曲轴转半圈。(5) 1800r/min=30r/s；飞轮每转2圈对外做功1次，30÷2=15次。 22．（1）如图所示，迅速下压活塞，使脱脂棉燃烧，此过程中的能量转化过程与汽油机中____________冲程相同，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，用水来冷却气缸是因为水的____________较大。若某单缸汽油机每1秒钟对外做功15次，那么该汽油机飞轮的转速为____________r/min。 （2）若甲、乙两种物质比热容之比是，质量之比是，升高的温度之比是，吸收的热量之比是____________。若甲、乙两个物体的体积相同；放出相同的热量后，它们降低的温度之比为，密度之比为，则它们的比热容之比为____________。 【答案】(1) 压缩 比热容 1800 (2) 2:3 4:3 【解析】（1）下压活塞时，活塞对筒内空气做功，将机械能转化为内能，使空气温度升高点燃脱脂棉。汽油机的压缩冲程同样是活塞压缩气缸内气体，将机械能转化为内能。水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时可以吸收更多热量，冷却效果更好，可用来作冷却剂。汽油机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次。1秒对外做功15次，说明1秒内飞轮转圈，换算为每分钟转速为（2）甲、乙两种物质比热容之比是，质量之比是，升高的温度之比是，根据可知，吸收的热量之比，甲、乙两个物体的体积相同，密度之比，则根据可知，甲、乙的质量之比是，降低的温度之比是，放出热量相同，则根据可知，甲、乙物质的比热容之比为 23．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的初温、质量都相同，请你解答下列问题： （1）比较不同燃料热值的实验，应选择 两个装置（选填装置序号），使燃料完全燃烧后通过比较 来比较不同燃料热值的大小。 （2）比较不同物质比热容的实验，应选择 两个装置（选填装置序号）和钟表来完成该实验，加热过程中，液体吸收热量的多少是通过比较 来判断的。 【答案】（1）甲乙 温度高低 （2）甲丙 加热时间的长短 【解析】（1）探究不同燃料热值，控制被加热液体相同、燃料不同；燃料放热越多，同种等质量液体升温越多。（2）探究物质比热容，控制热源（燃料）相同、液体种类不同；相同热源，加热时间越长，液体吸热越多。 24．台风袭击后。汽油发电机、自热食品等设备对应急工作起到关键作用。（汽油热值q = 4.6×107J/kg） (1)救援人员发放的自热食品，其自热装置在化学反应过程中自动加热，该过程通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变食物的内能。捆扎救援物资的细绳很难被拉断，是因为分子间存在___________（选填“引力”或“斥力”）。 (2)救援队使用汽油发电机发电，某汽油发电机完全燃烧5kg汽油产生的热量是___________J。汽油机发电工作时，将高温高压燃气的内能转化为机械能的冲程是___________冲程。 (3)某厂家为救援队生产了总排量为2.0L，空燃比为14:1（混合气体中空气质量与燃油质量之比）的新型汽油发电机，混合气体的密度为3kg/m3，当发动机转速为3000 r/min时，发动机的输出功率为92kW，由此可得该发动机每隔___________s做一次功，发动机的效率为___________。 【答案】(1) 热传递 引力(2) 2.3×108 做功(3) 0.04 20% 【解析】（1）自热食品的发热原理是发热包中的物质与水发生反应放出热量，热量传递到食物中，使食物内能增大，温度升高，从而加热食物，该过程是通过热传递的方式改变食物的内能。捆扎物资的细绳很难被拉断，是因为构成细绳的分子之间存在相互吸引的力阻碍外力拉断绳子，即是因为分子间存在引力使得细绳很难被拉断。（2）完全燃烧5kg汽油产生的热量，汽油机的四个冲程中，做功冲程将高温高压燃气的内能转化为机械能。（3）发动机的转速为，则发动机转一转所用时间，因为四冲程汽油机中，一个工作循环包含四个冲程，转两转，对外做功一次，故对外做一次功所隔时间t等于转两转所用时间，即发动机每次做功前，吸入气缸内混合气体的质量此时混合气体内汽油的质量，因为四冲程汽油机中，一个工作循环包含四个冲程，转两转，对外做功一次，所以当发动机转速为3000 r/min时，每分钟对外做功的次数，则每分钟发动机消耗汽油的质量，每分钟发动机消耗的汽油完全燃烧释放的热量，每分钟发动机做的有用功，发动机的效率 25.如图是我国新一代主战坦克首次公开亮相（如图）。在一次训练中，该坦克在一平直路段以20m/s的速度匀速行驶了1000m，在此过程中共消耗2.5kg柴油，若行驶过程中坦克受到的阻力为40000N。求此过程中：（已知 ，，当地大气压为1个标准大气压） (1)坦克发动机的效率； (2)若该坦克发动机所做额外功的35%的能量，全部被初温为40℃、质量为80kg的水吸收，水温可以升高到多少度。 解：（1）坦克匀速行驶，牵引力 有用功 柴油完全燃烧放热 发动机效率 （2）额外功 水吸收的热量 由   得 水温升高到 因1标准大气压下水的沸点为 ，故水温最终升高到。 26．近几年我国汽车工业发展迅速，如图为我国某知名品牌汽车单缸四冲程汽油机的结构示意图。气缸活塞面积为Scm²，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是Lmm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p0Pa。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min飞轮转动N周，1min消耗m g汽油。（已知汽油热值为qJ/kg）求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力： （2）1min燃气对活塞做的总功； （3）该汽油机的效率。 解：（1）活塞面积为燃气对活塞的平均压力为 （2）1min飞轮转动N周，对于四冲程汽油机，飞轮转动2周完成一个工作循环，对外做功1次。1min内做功的次数为，一个做功冲程中燃气对活塞做的功。活塞在气缸中移动的距离为，一个做功冲程中燃气对活塞做的功， 1min燃气对活塞做的总功 （3）该汽油机的效率为 27.阅读短文，回答问题。 燃气壁挂炉中的内能利用与能量转化 燃气壁挂炉是目前家庭广泛使用的一种燃气设备，集成了供暖与生活热水两种功能，依靠天然气燃烧释放热量，在2026年低碳节能家装中应用越来越广泛。天然气通过燃气接口进入壁挂炉内部燃烧，燃料的化学能释放，转化为水的内能；高温水从热水出水口流出，一路可以通过供暖出水门进入室内地暖、暖气片，通过热传递的方式向房间散热，提升室内温度；另一路通过热水管路连接淋浴水龙头，满足生活洗浴需求。 这套管路中加装了回水器与单向阀，回水器可以将管路中冷却的残留冷水送回壁挂炉重新加热，避免打开水龙头时需要放掉大量冷水，节约水资源与燃气。单向阀控制水流只可以单向流动，防止冷热水管路串流。天然气燃烧的过程中，燃料无法完全燃烧，同时高温热水 在管路输送时会向外散热，废气也会带走大量内能，因此壁挂炉的热效率始终小于100%。 在壁挂炉内部，燃气燃烧加热水属于热传递改变水的内能；如果将燃气类比内燃机燃料，内燃机做功冲程也是燃料燃烧释放内能，再将内能转化为机械能，二者能量转化的起点一致，但最终能量去向不同。 根据材料，回答下列问题 （1）燃气壁挂炉工作时，天然气燃烧将______能转化为______能。 （2）壁挂炉中高温热水给室内暖气片供暖，改变室内空气内能的方式是（ ） A. 做功 B. 热传递 C. 先做功后热传递 D. 先热传递后做功 （3）内燃机的做功冲程，是燃料燃烧释放内能，将内能转化为______能；该能量转化过程与壁挂炉供暖的能量转化______（选填“相同”或“不同”）。 （4）在一次沐浴时，该同学先启动回水器，等回水完成后立即打开沐浴水龙头开始沐浴，并用掉了从热水管里流出的45L热水。已知当时冷水的温度是，燃气壁挂炉的热水出水温度是，不计热水在管道内的热损失。则： ①这一次沐浴一共消耗了多少的天然气？ ②沐浴时，冷热水在沐浴水龙头内混合后从水龙头里放出的水的温度是。这一次沐浴一共用掉了多少L的水？ 【答案】（1）化学；内 （2）B （3）机械；不同 （4） ①0.21m3；②54L 【解析】（1）天然气属于燃料，燃料燃烧时，自身储存的化学能释放，转化为内能，用来加热管路中的水。（2）高温暖气片温度高于室内空气，内能通过热传递转移到空气中，没有做功过程，故选B。（3）内燃机做功冲程能量转化：内能→机械能；壁挂炉供暖是化学能→内能，最终内能转移到房间，没有转化为机械能，因此二者转化过程不同。（4）已知热水体积，温度变化热水质量 水吸收的热量天然气完全燃烧放出的热量 消耗天然气体积 由于热水温度为45℃，冷水温度为15℃，放出水的温度是40℃，由于没有热量损失，所以 代入数据可得 解得冷水的质量所以这一次沐浴用水的质量则用水的体积 B卷·强化提优 （时间：60分钟 满分：100分） 一．选择题 1.（2026·盐城盐都二模）一台单缸四冲程汽油机飞轮转速2400r/min，下列说法正确的是（ ） A. 每秒完成20次做功 B. 每秒完成40次做功 C. 每秒完成20个冲程 D. 每分钟做功2400次 【答案】A 【解析】2400r/min=40r/s，飞轮2圈做功1次，40圈每秒做功20次，每秒完成80个冲程。 2.（2025·江苏常州期中）关于热机效率，下列措施可以提高汽油机效率的是（ ） A. 选用热值更大的汽油 B. 增加废气带走的热量 C. 保证良好润滑，减小摩擦 D. 增大汽油机的做功功率 【答案】C 【解析】减小摩擦，减少额外能量损耗，可以提高有用能量占比；效率和燃料热值、功率无直接关系。 3.（2026·江苏南京一模）下列情景中，内能转化为机械能的是（ ） A. 滑梯下滑臀部发热 B. 水蒸气冲开试管塞 C. 打气筒筒壁发热 D. 冬天搓手取暖 【答案】B 【解析】水蒸气推动塞子，水蒸气对外做功，内能转化机械能；其余选项都是机械能转化内能。 4.（2025·江苏泰州期末）关于温度、内能和做功的关系，说法正确的是（ ） A. 对物体做功，物体温度一定升高 B. 物体内能增大，一定是吸收热量 C. 物体对外做功，内能一定减小 D. 温度不变，内能一定不变 【答案】C 【解析】物体对外做功，消耗自身内能，内能一定减小；晶体熔化吸热内能增大温度不变，因此A、D错误；内能增大可以通过做功实现，B错误。 5.（2026·江苏苏州二模）汽油机和柴油机对比，下面说法错误的是（ ） A. 柴油机顶部是喷油嘴 B. 柴油机压缩比更大，气缸内温度更高 C. 汽油机效率高于柴油机 D. 二者做功冲程能量转化相同 【答案】C 【解析】柴油机压缩程度更大，能量损耗更少，柴油机效率高于汽油机。 6.（2025·江苏淮安期末）某内燃机工作时，废气带走大部分热量，下列说法错误的是（ ） A. 废气带走的能量属于能量损耗 B. 能量总量仍然遵守能量守恒定律 C. 损失的内能可以自发全部变回机械能 D. 可以利用废气余热供暖提高利用率 【答案】C 【解析】能量转化具有方向性，内能不能自发、全部转化为机械能。 7．如图所示的实验或事例揭示了一定的物理知识，下列分析正确的是（　　） A．使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的 B．瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气的内能减少 C．试管内的水蒸气推动塞子冲出，其能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，是因为瓶中的空气密度较大 【答案】B 【解析】A．小孩从滑梯滑下时，臀部发热是通过做功的方式改变内能，不是热传递。故A错误；B．图乙中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正确；C．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，内能转化为机械能，这与汽油机的做功冲程量转化相同，而不是压缩冲程。故C错误；D．图中抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，这是扩散现象，说明分子是运动的，空气的密度小于二氧化氮的密度，装有空气的瓶子放在上面，两瓶中的气体能够混合，说明不是密度原因。故D错误。故选B。 8．小红买了一只香薰烛台，点燃蜡烛后，烛台上的小马就会旋转起来。关于该现象以下说法正确的是（　　） A．该过程中将机械能转化为内能 B．该过程与四冲程汽油机的做功冲程相似 C．转动的小马变热是因为烛焰对小马做功 D．若将香薰烛台周围封闭起来，可实现内能100%转化为机械能 【答案】B 【解析】A．该过程是蜡烛燃烧将化学能转化为内能，再由内能转化为机械能，故A错误；B．四冲程汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，与烛台内热空气推动小马旋转的能量转化形式一致，故B正确；C．转动的小马变热是因为烛焰通过热传递将热量传递给小马，并非烛焰对小马做功，故C错误；D．内能在转化为机械能的过程中必然存在能量损耗（如散热、摩擦等），无法实现100%转化，故D错误。故选B。 9．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机。如图所示，是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（   ） A．一个工作循环的正确顺序是：丁—甲—丙—乙 B．甲冲程是把内能转化为机械能的 C．只有丙冲程使汽车获得动力 D．丁冲程是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物 【答案】B 【解析】AB．汽油机的四个冲程顺序为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。图中，甲冲程的吸气阀与排气阀均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，压缩冲程将机械能转化为内能；乙冲程吸气阀关闭，排气阀开启，是排气冲程；丙冲程的吸气阀与排气阀均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；丁冲程吸气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；则一个工作循环的正确顺序是：丁—甲—丙—乙，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；C．只有丙冲程使汽车获得动力，其他冲程是靠惯性运转的，故C正确，不符合题意；D．丁冲程是吸气冲程，吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故D正确，不符合题意。故选B。 10．如图所示为某四冲程内燃机工作过程中的一个冲程，下列说法正确的是（　　） A．这是一台柴油机 B．该内燃机吸气冲程吸入的是空气 C．该冲程是内燃机的排气冲程 D．若飞轮转速为1800r/min，则1s内做功15次 【答案】D 【解析】A．汽油机和柴油机都是内燃机，汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷嘴，由图可知是汽油机，故A错误；B．该内燃机是汽油机，汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故B错误；C．由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故C错误；D．飞轮转速为，即每秒内飞轮转动30转，四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，飞轮转动两转，对外做功一次。则1s内做功次。故D正确。故选D。 11．如图所示，对于图中所描述的物理过程和图线分析中正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，瓶内空气的内能减少 B．图乙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 C．图丙，是内陆城市与沿海城市年气温变化曲线，其中实线表示的是沿海城市的年气温变化曲线 D．图丁，东风-61陆基洲际导弹使用的新型燃料具有热值大的优点 【答案】D 【解析】A．当厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，根据做功可以改变物体内能的知识，外界对物体做功，物体的内能增大，所以瓶内空气的内能增加，而不是减少，故A错误；B．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，根据物体对外界做功时，物体的内能就会减小的原理，此时水蒸气的内能减少，并非增加，故B错误；C．因为水的比热容比沙石大，在吸收或放出相同热量时，水的温度变化值较小。沿海地区水多，温度变化小；内陆地区沙石多，温度变化大。从图丙的年气温变化曲线来看，实线所示的城市最高、最低气温差比虚线所示的城市大，所以实线表示的是内陆城市的年气温变化曲线，虚线表示的是沿海城市的年气温变化曲线，故C错误；D．东风-61陆基洲际导弹使用的新型燃料，具有热值大的优点。因为燃料的热值越大，在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量就越多，能为导弹提供更多的能量，故D正确。故选D。 12.某单缸四冲程汽油机汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，汽油机满负荷工作时（不计摩擦）1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，则下列说法正确的是（　D　） A．做功冲程燃气的平均压力为270N B．飞轮1min转动1800周，做功450次 C．燃气对活塞做的总功为135J D．汽油机的效率为26.4% 【答案】D 【解析】A选项：F=pS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2700N≠270N，A错误，B选项：1min转1800r，做功次数 n=1800÷2=900次≠450次，B错误，C选项：单次做功：W1=pV=9.0×105Pa×1.5×10-4m3= 135J1min总功：W总=nW1=900×135J=1.215×105J≠135J，C错误，D选项：汽油完全放热：Q放=mq=0.01kg×4.6×107J/kg=4.6×105J，热机效率：26.4%，D正确。 二．填空题 13.（2026·盐城滨海二模）某汽油机飞轮转速1800r/min，飞轮每秒转动______圈，每秒对外做功______次，每秒完成______个冲程。 【答案】30；15；60 【解析】1800r/min=30r/s；2圈做功1次→15次做功；1次做功对应4冲程，共60冲程。 14.（2025·江苏苏州期末）完全燃烧0.2kg酒精放出的热量Q_放=mq，酒精燃烧是______能转化为内能；酒精热值3.0×107J/kg，0.2kg酒精完全燃烧放热______J；若燃烧不充分，酒精热值______（选填“变大、变小、不变”）。 【答案】化学；6×10^6；不变 【解析】燃料燃烧，化学能释放转化为内能；Q=mq=0.2kg×3.0×107J/kg=6×106J；热值与燃烧充分与否无关。 15.（2026·江苏无锡一模）试管水蒸气冲塞实验：酒精灯加热是通过______方式增大水的内能；水蒸气冲开橡皮塞，水蒸气______做功，管口白雾是水蒸气______形成的小水珠。 【答案】热传递；对外；液化 【解析】酒精灯加热属于热传递；水蒸气对外做功内能减小降温，水蒸气液化形成白雾。 16.（2025·江苏连云港月考）汽油机四个冲程顺序依次为吸气、、做功、排气；其中压缩冲程机械能转化为；做功冲程燃气推动活塞，燃气内能______。 【答案】压缩；内能；减小 【解析】四冲程顺序：吸气→压缩→做功→排气；压缩：机械→内能；做功：内能消耗，内能减小。 17.（2026·江苏镇江二模）新能源混动汽车内燃机工作时，热机效率公式η=W有用÷Q放×100%，效率永远______1；提高效率的思路是减少______的能量；功率反映做功的______，和效率没有必然联系。 【答案】小于；损耗；快慢 【解析】热机不可避免存在能量损耗，效率一定小于1；功率描述做功快慢，效率描述能量利用率。 18.（2025·江苏宿迁期末）滑梯上下滑臀部发热：下滑时重力势能转化为动能，再通过摩擦转化为______；这个过程能量总量______（守恒/不守恒）；摩擦生热是通过______改变内能。 【答案】内能；守恒；做功 【解析】摩擦属于做功改变内能；所有过程都遵守能量守恒定律，只是机械能转化为内能。 19.塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 _______方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 _______冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 _______。    【答案】 做功 做功 液化 【解析】小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，把机械能转化为内能，使瓶内气压增加，气体内能增大，这是做功的发生改变瓶内气体的内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这是瓶内气体对瓶盖做功，把气体的内能转化为瓶盖的机械能，内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以这一过程与内燃机的中国冲程的能量转化情况相同。瓶盖飞出的同时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口的水蒸气遇冷液化成小水珠。 20．二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前，高压泵将二氧化碳（CO2） 压缩成高压气体，气体内能___________（选填“增大”或“减小”），温度___________（选填“升高”或“降低”），液化后输入爆破筒内，如图所示，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，该过程与汽油机的___________冲程能量转化情况相同。 【答案】 增大 升高 做功 【解析】压缩气体时对气体做功，气体内能增大，温度升高。爆破时气体对外膨胀做功，内能转化为机械能，与汽油机做功冲程能量转化相同。 三．解答题 21.汽油机广泛应用于汽车作为动力机械，如图甲左是四冲程汽油机的吸气冲程示意图。 （1）请在图甲右中画出压缩冲程时，进气门，排气门开闭情况，曲轴的位置以及箭头表示活塞的运动情况。 （2）四个冲程汽油机提供动力的冲程是________． （3）常温下 93号汽油的热值是 4.6×107J/kg，如果汽车经过长途行驶后，油箱里汽油的质量变为原来的四分之一，此时汽油的热值为________． （4）热机的效率是汽油机的性能的重要指标，减少各方面的能量损耗可以提高热机效率，请写出汽油机工作时的一种能量损失________． 【答案】.（1）压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示．  （2）做功（3）4.6×107J/kg （4）废气带走的热量 【解析】(1) 画图要点：进气门关闭、排气门关闭；活塞向上运动；曲轴位置和吸气冲程错开，箭头向上。(2) 做功冲程燃气膨胀推动活塞，内能转化为机械能，提供动力。(3) 热值是燃料本身的特性，只和燃料种类有关，和质量多少无关。(4) 汽油机能量损失主要：废气内能、气缸散热、机械摩擦损耗。 22． (1)如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处在做功冲程，其能量转化情况与______（选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功次，则汽油机每秒内完成 ______个冲程，飞轮的转速为 ______。 (2)甲、乙两热机某次做功的参数。甲、乙相比________热机损失的能量较多，________热机效率较高，热机效率为______。（前两空均选填“甲”或“乙”） 【答案】(1) 乙 80 2400 (2) 乙 甲 50% 【解析】（1）[1]乙图对试管中的水加热，试管中水蒸气的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，该过程将内能转化为塞子的机械能；丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，该过程将机械能转化为内能；因此与做功冲程原理相同的是乙实验。汽油机工作时每个冲程做功次，飞轮转圈，所以每秒内对外做功次，完成了个工作冲程，每分钟做次功，飞轮转圈，因此飞轮的转速为。（2）图可知，甲热机损失的能量为，乙热机损失的能量为，则乙热机损失的能量较多。甲的热机效率为 乙的热机效率为故甲热机效率较高。 23．小侨要探究“不同物质吸热升温的现象”，同时又想要探究“不同燃料完全燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图：（甲图中两酒精灯完全相同：乙图中酒精和碎纸片的质量相同，烧杯中水的质量、初温也相同） 质量/g 升温10℃所需时间/s 沙子 100 60 水 100 252 （1）你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用 组器材（选填“甲”或“乙）； （2）进行甲图实验时，要控制水和沙子的初温和 相同； （3）除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是 ； （4）甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较 来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在表一中，分析实验数据可知 的吸热能力强；（选填“沙子”或“水”） （5）下列示例中与比热容无关的是 ； A．城市建造人工湖来改善气候 B．空调房间里放盐水可以增加湿度 C．用冷水冷却发动机 （6）乙组实验中，通过 来反映燃料放出热量的多少； （7）小乔购买一箱无烟煤，利用如图乙组使用器材来估测无烟煤的热量，发现测出的热值要小于包装上注明的热值，造成这种差异的原因是 。 【答案】 （1）乙 （2）质量 （3）使被加热的物质受热均匀 （4）加热时间 水 （5）B （6）温度计示数变化 （7）燃烧不充分（热传递过程中有能量的损失） 【解析】（1）乙组中燃料不同（酒精、碎纸片），水相同，用来探究燃料放热能力（热值）；甲组热源相同，液体不同，探究吸热升温（比热容）（2）控制变量法，控制水和沙子初温、质量相同（3）使物质受热均匀（4）相同酒精灯，加热时间代表吸热多少；升高相同温度，水加热时间更长，吸热能力更强（5）A利用水比热容大调节气候；C用水冷却发动机；B增加湿度和比热容无关（6）水升高的温度（温度计示数变化）（7）燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收（有热量散失、燃料不能完全燃烧） 24．现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。 （1）某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是3000mm2，做功冲程中活塞移动的距离是750mm，气体的平均压强是5×105Pa汽油的热值是4.6×107J/kg，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；排气过程中，废气温度______，内能______； （2）汽油的热值4.6×107J/kg含义：______； （3）汽油机的效率很低，主要原因之一是______带走了大量的能量。 【答案】（1） 1125 8280 降低 减少 （2） 1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J （3）尾气 【解析】（1）[1]由 可得，气体膨胀对活塞产生的压力 气体一次膨胀对活塞做的功，由题知，每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次做功耗油0.2g，则每次汽油燃烧放出的热量，在排气过程中，排气门打开，排出废气，将废气排入大气中，废气温度降低，内能减少。（2）汽油的热值是4.6×107J/kg的含义：1kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。（3）汽油机工作时，由于废气带走了大量的能量，散失到空中，所以汽油机的效率很低。 25．百千米油耗指的是汽车在道路上行驶时，每一百千米的平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆的速度在90km/h时接近经济车速，因此对外公布的理论油耗通常为速度为90km/h时的百千米油耗。某品牌汽车百千米油耗为8L，汽车发动机的输出功率为25kW。（已知汽油的密度为，热值为） (1)求8L汽油完全燃烧放出的热量。 (2)求该汽车行驶100km，发动机所做的功。 (3)求该汽车发动机的热机效率（结果精确到1%）。 解：（1）汽油体积 汽油质量 汽油完全燃烧放出热量 （2）汽车行驶时间 发动机做功 （3）该汽车发动机的热机效率 26．小明学习热机知识后，查阅资料得知：自家汽车使用的是92号汽油，油箱最多可容纳50kg的汽油。，。 (1)满箱汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机正常工作时，需要用冷却水在汽缸周围循环的流动给汽油机降温。若汽油机工作时的能量流向如图所示，则满箱汽油使用完后，冷却输出有用功水吸收的热量是多少？若这部分热量全部用来给水加热，则可以使质量为5000kg的水升高多少℃？ (3)若汽车做匀速直线运动，受到的平均阻力是1000N，满箱汽油使用完后，汽车输出的有用功是多少？汽车能够行驶多少千米？ 解：（1）油箱最多可容纳50kg的汽油，满箱汽油完全燃烧放出的热量 （2）由汽油机工作时的能量流向图可得冷却水吸收热量等于汽油完全燃烧放出热量的30%，冷却水吸收的热量是，由可得，这部分热量全部用来给水加热，则可以使质量为5000kg的水升高 （3）由能量流向图可知，输出有用机械能所占比例为 则汽车输出的有用功 汽车做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，即F= f = 1000N 则汽车能够行驶的距离 27.阅读短文，回答问题。 四缸内燃机的冲程循环与能量转化 如图是四缸内燃机的结构示意图，四缸发动机广泛应用在家用燃油汽车上，2026年国内混动车型依旧大量搭载这类内燃机作为动力单元。箱体内部一共有4个气缸，配套活塞、曲轴与飞轮结构。单缸四冲程内燃机一次完整工作循环分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，曲轴转动2圈，只对外做功1次，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成。 四缸内燃机巧妙设计了四个气缸的做功时间，四个气缸交替进行做功冲程，保证曲轴可以持续、平稳地转动，输出动力。压缩冲程，活塞向上运动，气缸内混合气被压缩，外界对气体做功，机械能转化为气体的内能；做功冲程，燃料燃烧产生高温高压燃气，燃气推动活塞向下运动，燃气对外做功，内能转化为曲轴的机械能，驱动车辆前进。 内燃机工作时存在多种能量损失：废气带走大量内能、气缸外壳散热、曲轴转动克服摩擦消耗机械能，因此内燃机的热效率一定小于100%。工程师不断优化结构、降低摩擦损耗，目的就是减少能量损耗，提高热机效率。汽油机和柴油机都属于这类内燃机，二者主要区别在于顶部结构、吸气内容与点火方式。 根据材料，回答下列问题 （1）四冲程内燃机的压缩冲程，活塞对燃气做功，机械能转化为______；做功冲程燃气对外做功，内能转化为______能。 （2）单缸内燃机一个完整工作循环，曲轴转动圈数和对外做功次数为（） A. 转1圈，做功1次 B. 转2圈，做功1次 C. 转2圈，做功2次 D. 转4圈，做功1次 （3）四缸内燃机四个气缸交替做功，可以让曲轴转动更加______；吸气、压缩、排气冲程依靠飞轮的______完成。 （4）某品牌汽车的“四缸”四冲程汽油发动机，已知飞轮的转速为2400r/min，每一个做功冲程中燃气对活塞做功均为450J。就拿一个气缸来说，在1min内燃气对活塞做的功为_____J，这台发动机的最大输出功率是_____kW.若以最大输出功率行驶时的耗油量10L/h，该发动机的效率为_____%。 【答案】（1）内能；机械 （2）B （3）平稳；惯性 （4） 540000 36 38.4 【解析】（1）压缩冲程：机械能→内能；做功冲程：内能→机械能，是内燃机获得动力的冲程。（2）四冲程基础规律：4个冲程，曲轴转2圈，对外做功1次，选B。（3）四缸交替做功，动力持续输出，转动更平稳；非做功冲程依靠飞轮储存的惯性完成。（4）曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动2400周，要做功1200次，对一个气缸来说，在1min内燃气对活塞做的功为，由于该汽油机有4个气缸，在1min内燃气对活塞做的总功为，则发动机最大输出功率的功率为，因为以最大输出功率行驶时的耗油量为10L/h，则每小时燃气对活塞做的功为，每小时消耗的汽油的质量，汽油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理臻选·2026-2027学年苏科版九年级物理上 《第十二章机械能和内能第四节机械能与内能的相互转化》提优特训A·B卷 一．特训目标 ( 1.掌握做功改变内能的实质，区分做功与热传递的不同，理解机械能与内能的双向转化规律，认识热值的物理意义。 2.熟练辨析四冲程汽油机各冲程特点、能量转化、转速规律，能独立完成热值、热机简单计算，建立能量守恒思维。 3.掌握压缩空气引火、水蒸气冲塞实验的现象、原理与能量转化，能通过实验判断内能增减与能量转化形式。 4.结合2026新能源动力、内燃机节能科技，了解热机应用与能耗问题，树立节约能源、优化热机效率的科学意识。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1.做功改变内能的两种情况：对物体做功、物体对外做功的能量转化与内能变化。 2.做功与热传递改变内能的本质区别（转化 vs 转移）。 3.汽油机四个冲程识别、气门状态、活塞运动、能量转化。 4.热值定义、单位、特性及燃料完全燃烧放热公式计算。 5.机械能与内能相互转化的生活、科技实例判断。 （二）难点 1.准确区分：机械能 ↔ 内能双向转化场景，避免和热传递混淆。 2.汽油机转速、做功次数、冲程个数的比例计算（中考高频提难点）。 3.热值是物质特性，与质量、燃烧是否充分、放热多少无关的深度理解。 4.同一场景中多种能量转化叠加的精准分析。 ) 三．知识梳理 如图所示，小朋友从滑梯滑下，会感觉到臀部发热;将试管中的水加热至沸腾后，橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出去。这些现象说明机械能与内能是可以相互转化的。 (a)滑滑梯时感觉到臀部发热 (b)橡胶塞被冲出 （一）做功--改变物体内能的另一种方式 1.探究做功对物体内能的影响活动 如图所示，将铁丝快速弯折十余次，然后用手指触摸弯折处你有何感觉?铁丝的内能变化了吗? 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小片硝化纸，将活塞迅速下压，你看到了什么? 2.做功改变内能的两类核心规律 （1）对物体做功 → 机械能转化为内能 → 内能增大、温度升高 典型实例：搓手取暖、钻木取火、压缩空气引火、打气筒外壁发热、摩擦生热。 （2）物体对外做功 → 内能转化为机械能 → 内能减小、温度降低 典型实例：水蒸气冲开瓶塞、汽车火花塞做功冲程、气球放气变凉、热机对外输出动力。 （二）改变内能的两种方式对比 1.热传递 （1）实质：内能的转移（内能从高温物体转移到低温物体） （2）能量形式不变，只是位置转移。 2.做功 （1）实质：内能与机械能的相互转化（能量形式发生改变） （2）是本节核心考点，唯一能实现机械能、内能互换的方式。 3.两种方式关系 改变物体内能效果等效，但本质不同：做功 = 能量转化；热传递 = 能量转移。 （三）热机 1.观察点火爆炸现象 如图所示，在塑料盒的底邮钻一个孔，将电子点火器的旋电管紧紧塞进孔中，打开盖子，向盒中滴入几滴酒精，再将盖子盖紧，接动电子点火器的按钮 你观察到什么现象? 2.热机 在上述活动中，酒精燃烧产生的燃气对外做功，燃气的内能转化为机械能。根据这一原理，可以制造出将内能转化为机械能的机器热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。 （四）四冲程汽油机工作过程（重中之重） 1.各冲程核心特点 一个工作循环包含：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 （1）吸气冲程：进气门开、排气门关、活塞向下，无能量转化 （2）压缩冲程：双气门关闭、活塞向上，机械能→内能（内能增加） （3）做功冲程：双气门关闭、火花塞点火、活塞向下，内能→机械能（唯一对外做功冲程） （4）排气冲程：排气门开、进气门关、活塞向上，无能量转化 2.工作循环比例规律（必背计算） 1个工作循环 = 4个冲程、活塞往复2次、曲轴（飞轮）转2圈、对外做功1次 （五）燃料的热值 1.定义：1kg（或1m³）某种燃料完全燃烧放出的热量。 2.公式： （1）固体/液体：Q放=mq （1）气体：Q放=Vq 3.单位：固液：J/kg 气体：J/m³ 4.特性： 热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，与质量、体积、燃烧是否充分、是否完全燃烧、放热多少全部无关。 （六）热机效率： 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，叫做热机效率。 公式：η＝W有用/Q放×100%。 2.有用功与Q放： （1）热机对外做的有用功，通常W有用＝Fs或W有用＝Pt。 （2）燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq。 3、提高热机效率的方法： （1）使燃料充分燃烧； （2）减少各种热损失； （3）减小摩擦； （4）利用废气余热等。 4.关键注意： 热机效率总小于100%，因为总有能量损失。热机效率与功率无关，效率高不代表功率大。计算时W有用和Q放要对应同一过程。 （七）汽油机与柴油机对比 1、相同点： （1）都属于内燃机，燃料在气缸内部燃烧； （2）四个冲程完全一致：吸气、压缩、做功、排气； （3）只有做功冲程对外输出动力，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成； （4）做功冲程都是内能转化为机械能。 2、不同点： 对比项目 汽油机 柴油机 构造 顶部有火花塞 顶部有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程吸入物质 汽油和空气的混合气体 只吸入空气 点火方式 点燃式（火花塞电火花引燃混合气） 压燃式（压缩空气，温度达到柴油着火点，喷油后自燃） 压缩冲程压缩程度 压缩比较小 压缩比更大，缸内压缩后温度更高 效率 效率较低（20%-30%） 效率更高（30%-45%） 特点与应用 质量轻、转速快、振动小；家用轿车、摩托车 动力大、笨重、转速慢；卡车、拖拉机、大型工程机械、轮船 （八）机械能与内能转化总规律 1.摩擦、压缩 → 机械能→内能 2.膨胀、冲塞、热机做功 → 内能→机械能 3.内能不可以自发完全变回机械能（能量转化具有方向性） A卷·基础过关 （时间：45分钟 满分：100分） 一．选择题 1.（2026·盐城阜宁一模）课间同学们双手相互摩擦取暖，关于该过程能量转化说法正确的是（ ） A. 内能转化为机械能 B. 机械能转化为内能 C. 化学能转化为内能 D. 机械能转化为化学能 2.（2025·江苏苏州期中）空气压缩引火仪下压活塞，棉花燃烧，该实验改变内能的方式是（ ） A. 热传递 B. 做功 C. 扩散 D. 热辐射 3.（2026·江苏泰州月考）四冲程汽油机中，唯一对外输出动力的冲程是（ ） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 4.（2025·江苏连云港期末）关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ） A. 燃料充分燃烧时热值更大 B. 热值与燃料种类有关 C. 燃料质量越大热值越大 D. 燃料燃烧放热越多热值越大 5.（2026·江苏淮安一模）汽油机压缩冲程中气门状态和能量转化为（ ） A. 双气门关闭，机械能→内能 B. 进气门开，内能→机械能 C. 排气门开，机械能→内能 D. 双气门关闭，内能→机械能 6.（2025·江苏镇江期中）国产柴油重型卡车发动机，柴油机吸气冲程吸入的物质是（ ） A. 柴油 B. 柴油和空气混合物 C. 空气 D. 汽油和空气混合物 7．在跨学科实践活动中，小晋调查时发现，生活中处处包含着物理知识，下面对图片的分析不正确的是（　　） A．图甲中，玉润饱满的汤圆温度降低时，内能减小 B．图乙中，红糖糍粑入嘴时很烫，是因为糍粑含有的热量很高 C．图丙中，用燃气烧水时，是通过热传递的方式增加水的内能 D．图丁中，反复弯折铁丝，主要通过做功的方式改变铁丝的内能 8．二氧化碳（）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前高压泵将压缩成高压气体，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，气体内能增大，温度降低 B．高压气体喷出时，气体内能减小，温度升高 C．高压喷出时的能量转化与图乙中C一致 D．图乙中汽油机一个工作循环的顺序是ACDB 9．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲是某汽油机的某冲程。下列有关说法正确的是（    ） A．汽车选取冷却剂主要考虑该物质的密度大小 B．甲图是压缩冲程，机械能转化为内能 C．假设汽油机在工作过程中飞轮转速为，那么1s内该汽油机对外做功60次 D．冬天，有些汽车会利用尾气中的余热给车内供暖，这是利用做功的方法改变了内能 10．下列说法正确的是（　　） A．机械效率高的机械，所做的有用功一定越多 B．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 C．物体的温度越高，所含的热量越多 D．物体内能增加，可能是外界对它做了功 11．请分析在以下过程中，小孩、火箭箭体、子弹和图钉的内能和机械能如何变化？ ①小孩在滑梯上匀速滑下的过程中，臀部与滑梯摩擦后温度升高。 ②火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高。 ③子弹击中一块木板，温度升高。 ④把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉钉帽在粗糙的硬纸板上匀速来回摩擦，然后用指尖感觉钉帽温度的变化。 下列说法不正确的是（　　） A．小孩的内能增大，机械能减小 B．火箭箭体的内能增大，机械能增大 C．子弹的内能增大，机械能减小 D．图钉内能的大小等于图钉克服摩擦力做功的多少 12．汽油的热值为。这个数值究竟有多大？我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：某中学生提着一袋质量为5kg的大米，从1层步行至5层，每层楼的层高为3m，如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生对这袋大米做的功相等，就可以算出所需汽油的质量m。g取。下述说法中错误的个数是（　　） ①汽油的热值为，表示1kg汽油完全燃烧放出的热量为 ②该中学生对这袋大米做了750J的功 ③通过计算可知m约为 ④当汽油不完全燃烧时，汽油的热值变小 A．1 B．2 C．3 D．4 二．填空题 13．下列现象中，利用做功改变物体内能的是： _______，其余是通过_______方式改变物体的内能。这两种方式改变内能是_______的。 （1）冬天，人们用双手反复摩擦取暖。    （2）在古代，人类钻木取火。 （3）冬天，人们用嘴对着双手“呵气”取暖。 （4）把烧红的铁块放到冷水中，冷水变热。 （5）晒太阳时会感到很热。        （6）用锤子反复打击一块铁片，它的温度会升高。 （7）多次弯折一根铁丝，弯折处会发烫。 14.（2026·盐城东台月考）弯折铁丝实验：反复弯折铁丝，人对铁丝______，铁丝内能______，能量转化形式为______。 15.（2025·江苏南通期末）酒精盒点火实验：盒盖飞出，燃气对盒盖______，燃气内能______，能量转化为______。 16.（2026·江苏徐州一模）单缸四冲程汽油机，一个工作循环包含4个冲程，曲轴转动______圈，对外做功______次，其余冲程依靠飞轮______完成。 17.（2025·江苏无锡期中）汽油机吸气冲程吸入汽油与空气的______，点火方式为______；柴油机点火方式为______。 18.（2026·江苏宿迁月考）火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢______大；燃料燃烧将化学能转化为______，和汽油机______冲程能量转化一致。 19.（2025·江苏扬州期末）改变内能的两种方式：做功实质是能量的______，热传递实质是能量的______，二者改变内能的效果是______。 20．如图甲所示装置，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，看到棉花着火，图______中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是相同的；某次汽油机消耗汽油0.21kg，若这些汽油完全燃烧，被46kg初温为10℃的水全部吸收，则水温升高到______℃；汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过______的方式改变了刹车片的内能。（q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)） 三．解答题 21．如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知： (1)这种内燃机是____机。 (2)它表示的是____冲程。 (3)在这个冲程中____能转化为____能。 (4)完成这一冲程，曲轴和飞轮转____转。 (5)仔细观察其铭牌，可见“1 800 r/min”字样，则它正常工作时，1 s对外做功__15__次。 22．（1）如图所示，迅速下压活塞，使脱脂棉燃烧，此过程中的能量转化过程与汽油机中____________冲程相同，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，用水来冷却气缸是因为水的____________较大。若某单缸汽油机每1秒钟对外做功15次，那么该汽油机飞轮的转速为____________r/min。 （2）若甲、乙两种物质比热容之比是，质量之比是，升高的温度之比是，吸收的热量之比是____________。若甲、乙两个物体的体积相同；放出相同的热量后，它们降低的温度之比为，密度之比为，则它们的比热容之比为____________。 23．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的初温、质量都相同，请你解答下列问题： （1）比较不同燃料热值的实验，应选择 两个装置（选填装置序号），使燃料完全燃烧后通过比较 来比较不同燃料热值的大小。 （2）比较不同物质比热容的实验，应选择 两个装置（选填装置序号）和钟表来完成该实验，加热过程中，液体吸收热量的多少是通过比较 来判断的。 24．台风袭击后。汽油发电机、自热食品等设备对应急工作起到关键作用。（汽油热值q = 4.6×107J/kg） (1)救援人员发放的自热食品，其自热装置在化学反应过程中自动加热，该过程通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变食物的内能。捆扎救援物资的细绳很难被拉断，是因为分子间存在___________（选填“引力”或“斥力”）。 (2)救援队使用汽油发电机发电，某汽油发电机完全燃烧5kg汽油产生的热量是________J。汽油机发电工作时，将高温高压燃气的内能转化为机械能的冲程是_______冲程。 (3)某厂家为救援队生产了总排量为2.0L，空燃比为14:1（混合气体中空气质量与燃油质量之比）的新型汽油发电机，混合气体的密度为3kg/m3，当发动机转速为3000 r/min时，发动机的输出功率为92kW，由此可得该发动机每隔___________s做一次功，发动机的效率为___________。 25.如图是我国新一代主战坦克首次公开亮相（如图）。在一次训练中，该坦克在一平直路段以20m/s的速度匀速行驶了1000m，在此过程中共消耗2.5kg柴油，若行驶过程中坦克受到的阻力为40000N。求此过程中：（已知 ，，当地大气压为1个标准大气压） (1)坦克发动机的效率； (2)若该坦克发动机所做额外功的35%的能量，全部被初温为40℃、质量为80kg的水吸收，水温可以升高到多少度。 26．近几年我国汽车工业发展迅速，如图为我国某知名品牌汽车单缸四冲程汽油机的结构示意图。气缸活塞面积为Scm²，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是Lmm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p0Pa。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min飞轮转动N周，1min消耗m g汽油。（已知汽油热值为qJ/kg）求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力： （2）1min燃气对活塞做的总功； （3）该汽油机的效率。 27.阅读短文，回答问题。 燃气壁挂炉中的内能利用与能量转化 燃气壁挂炉是目前家庭广泛使用的一种燃气设备，集成了供暖与生活热水两种功能，依靠天然气燃烧释放热量，在2026年低碳节能家装中应用越来越广泛。天然气通过燃气接口进入壁挂炉内部燃烧，燃料的化学能释放，转化为水的内能；高温水从热水出水口流出，一路可以通过供暖出水门进入室内地暖、暖气片，通过热传递的方式向房间散热，提升室内温度；另一路通过热水管路连接淋浴水龙头，满足生活洗浴需求。 这套管路中加装了回水器与单向阀，回水器可以将管路中冷却的残留冷水送回壁挂炉重新加热，避免打开水龙头时需要放掉大量冷水，节约水资源与燃气。单向阀控制水流只可以单向流动，防止冷热水管路串流。天然气燃烧的过程中，燃料无法完全燃烧，同时高温热水 在管路输送时会向外散热，废气也会带走大量内能，因此壁挂炉的热效率始终小于100%。 在壁挂炉内部，燃气燃烧加热水属于热传递改变水的内能；如果将燃气类比内燃机燃料，内燃机做功冲程也是燃料燃烧释放内能，再将内能转化为机械能，二者能量转化的起点一致，但最终能量去向不同。 根据材料，回答下列问题 （1）燃气壁挂炉工作时，天然气燃烧将______能转化为______能。 （2）壁挂炉中高温热水给室内暖气片供暖，改变室内空气内能的方式是（ ） A. 做功 B. 热传递 C. 先做功后热传递 D. 先热传递后做功 （3）内燃机的做功冲程，是燃料燃烧释放内能，将内能转化为______能；该能量转化过程与壁挂炉供暖的能量转化______（选填“相同”或“不同”）。 （4）在一次沐浴时，该同学先启动回水器，等回水完成后立即打开沐浴水龙头开始沐浴，并用掉了从热水管里流出的45L热水。已知当时冷水的温度是，燃气壁挂炉的热水出水温度是，不计热水在管道内的热损失。则： ①这一次沐浴一共消耗了多少的天然气？ ②沐浴时，冷热水在沐浴水龙头内混合后从水龙头里放出的水的温度是。这一次沐浴一共用掉了多少L的水？ B卷·强化提优 （时间：60分钟 满分：100分） 一．选择题 1.（2026·盐城盐都二模）一台单缸四冲程汽油机飞轮转速2400r/min，下列说法正确的是（ ） A. 每秒完成20次做功 B. 每秒完成40次做功 C. 每秒完成20个冲程 D. 每分钟做功2400次 2.（2025·江苏常州期中）关于热机效率，下列措施可以提高汽油机效率的是（ ） A. 选用热值更大的汽油 B. 增加废气带走的热量 C. 保证良好润滑，减小摩擦 D. 增大汽油机的做功功率 3.（2026·江苏南京一模）下列情景中，内能转化为机械能的是（ ） A. 滑梯下滑臀部发热 B. 水蒸气冲开试管塞 C. 打气筒筒壁发热 D. 冬天搓手取暖 4.（2025·江苏泰州期末）关于温度、内能和做功的关系，说法正确的是（ ） A. 对物体做功，物体温度一定升高 B. 物体内能增大，一定是吸收热量 C. 物体对外做功，内能一定减小 D. 温度不变，内能一定不变 5.（2026·江苏苏州二模）汽油机和柴油机对比，下面说法错误的是（ ） A. 柴油机顶部是喷油嘴 B. 柴油机压缩比更大，气缸内温度更高 C. 汽油机效率高于柴油机 D. 二者做功冲程能量转化相同 6.（2025·江苏淮安期末）某内燃机工作时，废气带走大部分热量，下列说法错误的是（ ） A. 废气带走的能量属于能量损耗 B. 能量总量仍然遵守能量守恒定律 C. 损失的内能可以自发全部变回机械能 D. 可以利用废气余热供暖提高利用率 7．如图所示的实验或事例揭示了一定的物理知识，下列分析正确的是（　　） A．使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的 B．瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气的内能减少 C．试管内的水蒸气推动塞子冲出，其能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，是因为瓶中的空气密度较大 8．小红买了一只香薰烛台，点燃蜡烛后，烛台上的小马就会旋转起来。关于该现象以下说法正确的是（　　） A．该过程中将机械能转化为内能 B．该过程与四冲程汽油机的做功冲程相似 C．转动的小马变热是因为烛焰对小马做功 D．若将香薰烛台周围封闭起来，可实现内能100%转化为机械能 9．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机。如图所示，是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（   ） A．一个工作循环的正确顺序是：丁—甲—丙—乙 B．甲冲程是把内能转化为机械能的 C．只有丙冲程使汽车获得动力 D．丁冲程是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物 10．如图所示为某四冲程内燃机工作过程中的一个冲程，下列说法正确的是（　　） A．这是一台柴油机 B．该内燃机吸气冲程吸入的是空气 C．该冲程是内燃机的排气冲程 D．若飞轮转速为1800r/min，则1s内做功15次 11．如图所示，对于图中所描述的物理过程和图线分析中正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，瓶内空气的内能减少 B．图乙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 C．图丙，是内陆城市与沿海城市年气温变化曲线，其中实线表示的是沿海城市的年气温变化曲线 D．图丁，东风-61陆基洲际导弹使用的新型燃料具有热值大的优点 12.某单缸四冲程汽油机汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为150mL；做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r，汽油机满负荷工作时（不计摩擦）1min消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，则下列说法正确的是（　D　） A．做功冲程燃气的平均压力为270N B．飞轮1min转动1800周，做功450次 C．燃气对活塞做的总功为135J D．汽油机的效率为26.4% 二．填空题 13.（2026·盐城滨海二模）某汽油机飞轮转速1800r/min，飞轮每秒转动______圈，每秒对外做功______次，每秒完成______个冲程。 14.（2025·江苏苏州期末）完全燃烧0.2kg酒精放出的热量Q_放=mq，酒精燃烧是______能转化为内能；酒精热值3.0×107J/kg，0.2kg酒精完全燃烧放热______J；若燃烧不充分，酒精热值______（选填“变大、变小、不变”）。 15.（2026·江苏无锡一模）试管水蒸气冲塞实验：酒精灯加热是通过______方式增大水的内能；水蒸气冲开橡皮塞，水蒸气______做功，管口白雾是水蒸气______形成的小水珠。 16.（2025·江苏连云港月考）汽油机四个冲程顺序依次为吸气、、做功、排气；其中压缩冲程机械能转化为；做功冲程燃气推动活塞，燃气内能______。 17.（2026·江苏镇江二模）新能源混动汽车内燃机工作时，热机效率公式η=W有用÷Q放×100%，效率永远______1；提高效率的思路是减少______的能量；功率反映做功的______，和效率没有必然联系。 18.（2025·江苏宿迁期末）滑梯上下滑臀部发热：下滑时重力势能转化为动能，再通过摩擦转化为______；这个过程能量总量______（守恒/不守恒）；摩擦生热是通过______改变内能。 19.塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 _______方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 _______冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 _______。    20．二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前，高压泵将二氧化碳（CO2） 压缩成高压气体，气体内能___________（选填“增大”或“减小”），温度___________（选填“升高”或“降低”），液化后输入爆破筒内，如图所示，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，该过程与汽油机的___________冲程能量转化情况相同。 三．解答题 21.汽油机广泛应用于汽车作为动力机械，如图甲左是四冲程汽油机的吸气冲程示意图。 （1）请在图甲右中画出压缩冲程时，进气门，排气门开闭情况，曲轴的位置以及箭头表示活塞的运动情况。 （2）四个冲程汽油机提供动力的冲程是________． （3）常温下 93号汽油的热值是 4.6×107J/kg，如果汽车经过长途行驶后，油箱里汽油的质量变为原来的四分之一，此时汽油的热值为________． （4）热机的效率是汽油机的性能的重要指标，减少各方面的能量损耗可以提高热机效率，请写出汽油机工作时的一种能量损失________． 22． (1)如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处在做功冲程，其能量转化情况与______（选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功次，则汽油机每秒内完成 ______个冲程，飞轮的转速为 ______。 (2)甲、乙两热机某次做功的参数。甲、乙相比________热机损失的能量较多，________热机效率较高，热机效率为______。（前两空均选填“甲”或“乙”） 23．小侨要探究“不同物质吸热升温的现象”，同时又想要探究“不同燃料完全燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图：（甲图中两酒精灯完全相同：乙图中酒精和碎纸片的质量相同，烧杯中水的质量、初温也相同） 质量/g 升温10℃所需时间/s 沙子 100 60 水 100 252 （1）你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用 组器材（选填“甲”或“乙）； （2）进行甲图实验时，要控制水和沙子的初温和 相同； （3）除了图中实验器材外，还要用到搅拌器，使用搅拌器的好处是 ； （4）甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时，小侨是通过比较 来判断物质吸收热量的多少；小侨将实验数据记录在表一中，分析实验数据可知 的吸热能力强；（选填“沙子”或“水”） （5）下列示例中与比热容无关的是 ； A．城市建造人工湖来改善气候 B．空调房间里放盐水可以增加湿度 C．用冷水冷却发动机 （6）乙组实验中，通过 来反映燃料放出热量的多少； （7）小乔购买一箱无烟煤，利用如图乙组使用器材来估测无烟煤的热量，发现测出的热值要小于包装上注明的热值，造成这种差异的原因是 。 24．现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。 （1）某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是3000mm2，做功冲程中活塞移动的距离是750mm，气体的平均压强是5×105Pa汽油的热值是4.6×107J/kg，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；排气过程中，废气温度______，内能______； （2）汽油的热值4.6×107J/kg含义：______； （3）汽油机的效率很低，主要原因之一是______带走了大量的能量。 25．百千米油耗指的是汽车在道路上行驶时，每一百千米的平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆的速度在90km/h时接近经济车速，因此对外公布的理论油耗通常为速度为90km/h时的百千米油耗。某品牌汽车百千米油耗为8L，汽车发动机的输出功率为25kW。（已知汽油的密度为，热值为） (1)求8L汽油完全燃烧放出的热量。 (2)求该汽车行驶100km，发动机所做的功。 (3)求该汽车发动机的热机效率（结果精确到1%）。 26．小明学习热机知识后，查阅资料得知：自家汽车使用的是92号汽油，油箱最多可容纳50kg的汽油。，。 (1)满箱汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)发动机正常工作时，需要用冷却水在汽缸周围循环的流动给汽油机降温。若汽油机工作时的能量流向如图所示，则满箱汽油使用完后，冷却输出有用功水吸收的热量是多少？若这部分热量全部用来给水加热，则可以使质量为5000kg的水升高多少℃？ (3)若汽车做匀速直线运动，受到的平均阻力是1000N，满箱汽油使用完后，汽车输出的有用功是多少？汽车能够行驶多少千米？ 27.阅读短文，回答问题。 四缸内燃机的冲程循环与能量转化 如图是四缸内燃机的结构示意图，四缸发动机广泛应用在家用燃油汽车上，2026年国内混动车型依旧大量搭载这类内燃机作为动力单元。箱体内部一共有4个气缸，配套活塞、曲轴与飞轮结构。单缸四冲程内燃机一次完整工作循环分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，曲轴转动2圈，只对外做功1次，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成。 四缸内燃机巧妙设计了四个气缸的做功时间，四个气缸交替进行做功冲程，保证曲轴可以持续、平稳地转动，输出动力。压缩冲程，活塞向上运动，气缸内混合气被压缩，外界对气体做功，机械能转化为气体的内能；做功冲程，燃料燃烧产生高温高压燃气，燃气推动活塞向下运动，燃气对外做功，内能转化为曲轴的机械能，驱动车辆前进。 内燃机工作时存在多种能量损失：废气带走大量内能、气缸外壳散热、曲轴转动克服摩擦消耗机械能，因此内燃机的热效率一定小于100%。工程师不断优化结构、降低摩擦损耗，目的就是减少能量损耗，提高热机效率。汽油机和柴油机都属于这类内燃机，二者主要区别在于顶部结构、吸气内容与点火方式。 根据材料，回答下列问题 （1）四冲程内燃机的压缩冲程，活塞对燃气做功，机械能转化为______；做功冲程燃气对外做功，内能转化为______能。 （2）单缸内燃机一个完整工作循环，曲轴转动圈数和对外做功次数为（） A. 转1圈，做功1次 B. 转2圈，做功1次 C. 转2圈，做功2次 D. 转4圈，做功1次 （3）四缸内燃机四个气缸交替做功，可以让曲轴转动更加______；吸气、压缩、排气冲程依靠飞轮的______完成。 （4）某品牌汽车的“四缸”四冲程汽油发动机，已知飞轮的转速为2400r/min，每一个做功冲程中燃气对活塞做功均为450J。就拿一个气缸来说，在1min内燃气对活塞做的功为_____J，这台发动机的最大输出功率是_____kW.若以最大输出功率行驶时的耗油量10L/h，该发动机的效率为_____%。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $