第十四章 内能的利用 单元知识清单+提高练习 2026-2027学年九年级上学期物理（人教版）上册

本 单 元 通 用 知 识 点 第十四章 内能的利用 · 单元提高练习　·　人教版九年级上册 14.1～14.2 开考前 3 分钟过一遍：先认四个冲程，再算转速折半，最后效率题分清有用与总放。 一、第一性原理：先想「本质是什么」 1.　热机是把内能变成机械能的机器　燃料燃烧把化学能转化为内能，内能再通过做功转化为机械能；蒸汽机、汽油机、柴油机、汽轮机、火箭都是热机。 2.　四冲程口诀　一个工作循环＝4 个冲程＝飞轮转 2 圈＝对外做功 1 次；只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 3.　压缩与做功的能量转化　压缩冲程：机械能 → 内能（温度升高）；做功冲程：内能 → 机械能（活塞下行）；这两个冲程考得最多。 4.　热值是燃料的特性　热值只与燃料种类有关，与质量、体积、是否完全燃烧无关；「质量减半热值减半」是错的。 5.　热机效率永远小于 100%　用来做有用功的能量只占燃料完全燃烧放出能量的一部分，废气、散热、摩擦都要分走能量；提高效率靠减少损失，不靠「消灭损失」。 6.　能量守恒定律　能量既不会凭空产生也不会凭空消灭，只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，总量保持不变。 二、核心公式：缺哪个量就避开哪条 　燃料放热（固液） 　（m 用 kg，q 用 J/kg） 　燃料放热（气体） 　（V 用 m³，q 用 J/m³） 　热值定义式 　（只与燃料种类有关） 　热机效率 　（效率总小于 100%） 　有用能量 　（常取被水吸收的热量） 　吸热公式 　（与效率题联立） 　四冲程关系 1 循环 冲程 转 做功　（飞轮转速除以 2） 　转速换算 1800 　（先换每秒再折半） 　能量守恒 　（转化与转移不增不灭） 　压缩冲程 机械能 → 内能　（活塞上行、两气门关闭） 三、通用解题方法总览：拿到题先对号入座 1.　判断冲程　看气门：进气开=吸气，排气开=排气 → 两门都关看活塞：上行=压缩（机械能→内能），下行+点火=做功（内能→机械能）。 2.　转速三步算　 换 （除以 60）→ 除以 2 得每秒做功次数 → 乘每次做功的功得总功；汽油机「转 2 圈做功 1 次」别记反。 3.　效率计算四步　求 → 求有用 Q（常为 ）→ → 检查 η 小于 100% 才合理。 4.　热值辨析题　q 是特性只看种类 → 「越充分燃烧热值越大」错 → 同种燃料质量再变，q 不变。 5.　图像效率题　相同燃料放出内能相同 → 比较输出机械能 → 输出多者效率高 → 别把纵轴看成功率。 6.　能量转化判断　燃烧=化学能→内能 → 做功冲程=内能→机械能 → 压缩冲程=机械能→内能 → 电流=电能→其他能。 7.　计算题规范　q 的单位 J/kg 配质量 kg、J/m³ 配体积 m³ → 热量、功统一用 J → 效率结果带百分号。 提醒　这一页只给思路与公式，不给结论；卷面上一律写「原始公式 → 代入数据 → 结果带单位」。 第十四章 内能的利用 · 单元知识清单+提高练习 人教版九年级上册　14.1 热机～14.2 热机的效率 班级__________　姓名__________　学号__________　得分__________ 全卷共 21 题　单选 10 题　填空 6 题　实验 2 题　计算 3 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、单选题（本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1．【内燃机四冲程】下图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（     ） A．四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙 B．乙冲程吸进来的是空气 C．丁冲程将内能转化为机械能 D．甲冲程将内能转化为机械能 2．【热机与能量转化】为实现国家“碳达峰”和“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车。与旧款汽车相比，新型汽车的发动机工作时，汽油燃烧更为充分，尾气中的“汽油味”显著减少，且动力更为强劲。如图所示为其发动机的某一冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程是做功冲程 B．该发动机的效率可以达到100% C．汽油燃烧越充分，其热值就越大 D．汽油燃烧越充分，其热机效率就越大 3．【内能做功】在跨学科实践课上，科技小组利用身边的器材组装了如图所示的汽轮机模型。实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。下列分析错误的是（     ） A．若扇叶不转，可能是笔尖喷出的蒸汽太少，可以加大酒精灯火焰 B．汽轮机模型工作过程的能量转化情况是：化学能→内能→机械能 C．通过拉长露出的灯芯长度来加大酒精灯火焰，可提高该汽轮机的效率 D．增加易拉罐的保温性能可提高该汽轮机的效率 4．【内燃机四冲程】如图所示是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（     ） A．图丁是做功冲程，机械能转化为内能 B．汽油机吸气冲程吸进汽缸的物质是汽油 C．图中甲乙丙为三个辅助冲程 D．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙甲丁乙 5．【飞轮转速与做功】某公司研发了一款单缸六冲程汽油机，其工作过程中，飞轮每转动三圈即可完成两次做功冲程。已知该汽油机的飞轮转速为3600r/min，则其在2s内对外做功的次数为（     ） A．30次 B．40次 C．60次 D．80次 6．【比热容与加热图像】小志用同一酒精灯分别加热质量为0.6kg的水和质量为1.2kg的液体A，得到实验数据作出如图所示图像。若酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率为35%，，，下列说法中正确的是（     ） A．0~6min，水比液体A吸收的热量多 B．液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强 C．液体A的比热容为 D．该酒精灯每分钟消耗酒精质量为4.8g 7．【能量转化的应用】如图所示是被称为“超级镜子发电站”的100MW级熔盐塔式光热电站。电站内的约1.2万面定日镜（凹面镜）以同心圆状围绕着260m高的吸热塔，塔内高温熔盐通过换热系统产生高温高压的水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。下列关于光热电站的说法正确的是（    ） A．定日镜是通过折射将太阳光集中到吸热塔上的 B．换热系统内的水内能增大是通过做功方式实现的 C．光热电站发电时是将太阳能直接转化成电能 D．水蒸气推动汽轮机的过程相当于内燃机的做功冲程 8．【做功改变内能】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 9．【热机效率】小军家购置了一辆油电混合动力汽车，该车同时装备了热动力源（传统的汽油机）和电动力源（电池和电动机）。热动力源为四缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．汽油机和电动机都属于热机 B．汽油机工作时，提供动力的是图甲所示冲程 C．汽车工作时，内燃机每秒做功50次 D．汽车在行驶过程中消耗一半汽油后，汽油的热值变为原来的一半 10．【热机效率的比较】甲、乙、丙三部汽油机使用完全相同的燃料进行工作。如图所示依次为三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（　　） A．丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 B．三部汽油机中，乙的效率最高 C．在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少 D．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料 二、填空题（本题共 6 小题，每空 2 分，共 28 分） 11．【内能做功与转化】如图，小宇往塑料小瓶中装有少量酒精，用电子点火器点燃瓶内酒精，看到瓶口的纸团冲出，此过程能量转化相当于图中的__________（选填序号“A”“B”“C”或“D”）能量转化过程。某汽车汽油机单缸转速为每分钟转6000圈，则1 s内单缸转__________圈，对外做功__________次。 12．【冲程与飞轮转速】如图所示是单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中表示做功冲程的是_______（填字母）。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每秒钟对外做功__________次。 13．【汽油机与柴油机的区别】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”）。汽车行驶时小明看到转速表当前示数，此状态下发动机1秒内对外做功________次。 14．【热值的计算】若可燃冰的热值为，完全燃烧的可燃冰可放出的热量是___________J，这些热量有60%被水吸收，可把___________的水从20℃加热到80℃。水的比热容为 15．【飞轮转速与做功】一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，则此汽油机的曲轴每秒钟转______圈，活塞每秒钟对外做功________次，每秒钟共完成______个冲程。 16．【水的比热容】我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较______。假设铀裂变释放的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/（kg。 °C），则1t水温度从20°C提升到100°C，需要_____kg的铀。（q铀=8.2×1013J/kg） 三、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 20 分） 17．【燃料热值的探究】如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 (1)除了如图所示仪器，还需要的测量工具是天平和_______________。 (2)由图丁可知，杯中的水和煤油升高相同的温度时，吸收的热量______________（选填“相同”或“不相同”）。实验表明，_________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强； (3)为了比较酒精和煤油的热值，应该选择______________两图进行实验。完全燃烧等质量的燃料后，通过比较_______________判断燃料放出热量的多少（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）；放出热量越多，说明此燃料的热值越_________（选填“大”或“小”）。 (4)实验后，根据数据计算出的燃料的热值比实际的热值偏_________（选填“大”或“小”） 18．【燃料热值的测量】如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 (1)对比甲和丙两个装置图，若加热相同时间，说明吸收热量相同。这种实验方法叫做________________________。 (2)为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较________________________（选填“温度计示数”或“加热时间”）来得出结论。 (3)根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图丁所示，若加热过程中无热量损失，则a、b两种液体的比热容之比________________________。 四、计算题（本题共 3 小题，共 22 分。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，只写最后答案不得分；结果必须写明数值和单位） 19．【热效率计算】用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了2m3天然气，已知水的比热容，天然气的热值，求： (1)水升高的温度； (2)水吸收的热量； (3)2m3天然气完全燃烧放出的热量。 20．【热平衡与效率】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5kg，水的初温为18℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06m³的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[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。 21．【热值与效率的综合计算】用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气。已知水的比热容是，煤气的热值为，求： (1)水吸收的热量； (2)煤气完全燃烧放出的热量； (3)煤气灶烧水的效率。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 本 单 元 通 用 知 识 点 第十四章 内能的利用 · 单元提高练习　·　人教版九年级上册 14.1～14.2 开考前 3 分钟过一遍：先认四个冲程，再算转速折半，最后效率题分清有用与总放。 一、第一性原理：先想「本质是什么」 1.　热机是把内能变成机械能的机器　燃料燃烧把化学能转化为内能，内能再通过做功转化为机械能；蒸汽机、汽油机、柴油机、汽轮机、火箭都是热机。 2.　四冲程口诀　一个工作循环＝4 个冲程＝飞轮转 2 圈＝对外做功 1 次；只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 3.　压缩与做功的能量转化　压缩冲程：机械能 → 内能（温度升高）；做功冲程：内能 → 机械能（活塞下行）；这两个冲程考得最多。 4.　热值是燃料的特性　热值只与燃料种类有关，与质量、体积、是否完全燃烧无关；「质量减半热值减半」是错的。 5.　热机效率永远小于 100%　用来做有用功的能量只占燃料完全燃烧放出能量的一部分，废气、散热、摩擦都要分走能量；提高效率靠减少损失，不靠「消灭损失」。 6.　能量守恒定律　能量既不会凭空产生也不会凭空消灭，只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体，总量保持不变。 二、核心公式：缺哪个量就避开哪条 　燃料放热（固液） 　（m 用 kg，q 用 J/kg） 　燃料放热（气体） 　（V 用 m³，q 用 J/m³） 　热值定义式 　（只与燃料种类有关） 　热机效率 　（效率总小于 100%） 　有用能量 　（常取被水吸收的热量） 　吸热公式 　（与效率题联立） 　四冲程关系 1 循环 冲程 转 做功　（飞轮转速除以 2） 　转速换算 1800 　（先换每秒再折半） 　能量守恒 　（转化与转移不增不灭） 　压缩冲程 机械能 → 内能　（活塞上行、两气门关闭） 三、通用解题方法总览：拿到题先对号入座 1.　判断冲程　看气门：进气开=吸气，排气开=排气 → 两门都关看活塞：上行=压缩（机械能→内能），下行+点火=做功（内能→机械能）。 2.　转速三步算　 换 （除以 60）→ 除以 2 得每秒做功次数 → 乘每次做功的功得总功；汽油机「转 2 圈做功 1 次」别记反。 3.　效率计算四步　求 → 求有用 Q（常为 ）→ → 检查 η 小于 100% 才合理。 4.　热值辨析题　q 是特性只看种类 → 「越充分燃烧热值越大」错 → 同种燃料质量再变，q 不变。 5.　图像效率题　相同燃料放出内能相同 → 比较输出机械能 → 输出多者效率高 → 别把纵轴看成功率。 6.　能量转化判断　燃烧=化学能→内能 → 做功冲程=内能→机械能 → 压缩冲程=机械能→内能 → 电流=电能→其他能。 7.　计算题规范　q 的单位 J/kg 配质量 kg、J/m³ 配体积 m³ → 热量、功统一用 J → 效率结果带百分号。 提醒　这一页只给思路与公式，不给结论；卷面上一律写「原始公式 → 代入数据 → 结果带单位」。 第十四章 内能的利用 · 单元知识清单+提高练习 人教版九年级上册　14.1 热机～14.2 热机的效率 班级__________　姓名__________　学号__________　得分__________ 全卷共 21 题　单选 10 题　填空 6 题　实验 2 题　计算 3 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、单选题（本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1．【内燃机四冲程】下图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（     ） A．四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙 B．乙冲程吸进来的是空气 C．丁冲程将内能转化为机械能 D．甲冲程将内能转化为机械能 【答案】D 【详解】A．甲图两气门关闭、火花塞点火、活塞下行，为做功冲程；乙图进气门打开、活塞下行，为吸气冲程；丙图排气门打开、活塞上行，为排气冲程；丁图两气门关闭、活塞上行，为压缩冲程。正确顺序为乙→丁→甲→丙，故A错误； B．汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故B错误； C．丁为压缩冲程，将机械能转化为内能，故C错误； D．甲为做功冲程，将内能转化为机械能，故D正确。 故选D。 2．【热机与能量转化】为实现国家“碳达峰”和“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车。与旧款汽车相比，新型汽车的发动机工作时，汽油燃烧更为充分，尾气中的“汽油味”显著减少，且动力更为强劲。如图所示为其发动机的某一冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程是做功冲程 B．该发动机的效率可以达到100% C．汽油燃烧越充分，其热值就越大 D．汽油燃烧越充分，其热机效率就越大 【答案】D 【详解】A．图中两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故A错误； B．热机工作时存在废气带走热量、机械摩擦等能量损失，效率不可能达到，故B错误； C．热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，与燃烧充分程度无关，故C错误； D．汽油燃烧越充分，用来做有用功的能量占汽油完全燃烧释放总能量的比例就越高，热机效率也就越大，故D正确。 故选 D。 3．【内能做功】在跨学科实践课上，科技小组利用身边的器材组装了如图所示的汽轮机模型。实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。下列分析错误的是（     ） A．若扇叶不转，可能是笔尖喷出的蒸汽太少，可以加大酒精灯火焰 B．汽轮机模型工作过程的能量转化情况是：化学能→内能→机械能 C．通过拉长露出的灯芯长度来加大酒精灯火焰，可提高该汽轮机的效率 D．增加易拉罐的保温性能可提高该汽轮机的效率 【答案】C 【详解】AB．酒精燃烧过程化学能转化为内能，蒸汽喷出推动扇叶过程内能转化为机械能，能量转化情况为化学能转化为内能，再转化为机械能；加大酒精灯火焰，单位时间酒精燃烧放出的热量增大，水吸热产生的蒸汽增多，蒸汽对扇叶做的功增大，扇叶转动，故AB正确； C．拉长灯芯加大火焰后，酒精灯燃烧释放的总热量变多，但用来做有用功（推动扇叶转动）的能量占总释放能量的比例并没有提升，反而会因为总燃烧的酒精变多，额外散失的热量也同步增加，无法提高汽轮机效率，故C错误； D．增加易拉罐的保温性能，可以减少罐内向外界散失的无用热量，让更多内能用来产生推动扇叶的蒸汽，提升有用能量的占比，能够提高汽轮机效率，故D正确。 本题选择错误的，故选C。 4．【内燃机四冲程】如图所示是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（     ） A．图丁是做功冲程，机械能转化为内能 B．汽油机吸气冲程吸进汽缸的物质是汽油 C．图中甲乙丙为三个辅助冲程 D．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙甲丁乙 【答案】C 【详解】由图可知，甲图两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；乙图进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；丙图排气门打开，进气门关闭，活塞上行，为排气冲程；丁图两气门关闭，活塞下行，火花塞点火，为做功冲程。 A．丁图是做功冲程，将内能转化为机械能，故A错误； B．汽油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故B错误； C．甲、乙、丙分别为压缩、吸气、排气冲程，这三个冲程依靠飞轮惯性完成，属于辅助冲程，故C正确； D．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是吸气、压缩、做功、排气，即乙甲丁丙，故D错误。 故选C。 5．【飞轮转速与做功】某公司研发了一款单缸六冲程汽油机，其工作过程中，飞轮每转动三圈即可完成两次做功冲程。已知该汽油机的飞轮转速为3600r/min，则其在2s内对外做功的次数为（     ） A．30次 B．40次 C．60次 D．80次 【答案】D 【详解】飞轮转速为，则每秒飞轮转动的圈数为 该款汽油机每完成一个工作循环，飞轮转三圈，对外做功两次，由于汽油机的飞轮每秒转60r，说明该汽油机每秒完成20个循环，对外做功40次；所以其2s内对外做功的次数为80次。 故选D。 6．【比热容与加热图像】小志用同一酒精灯分别加热质量为0.6kg的水和质量为1.2kg的液体A，得到实验数据作出如图所示图像。若酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率为35%，，，下列说法中正确的是（     ） A．0~6min，水比液体A吸收的热量多 B．液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强 C．液体A的比热容为 D．该酒精灯每分钟消耗酒精质量为4.8g 【答案】C 【详解】A．用同一酒精灯加热，相同时间内酒精灯放出的热量相同，液体吸收的热量相同，故0~6min水和液体A吸收的热量相等，故A错误； BC．由图可知，2~6分钟，水温度从10℃升高到20℃，，液体A温度从30℃升高到50℃，。相同时间吸热相同，即，由可得 得 解得，因，液体A的吸热能力比水弱，故B错误，C正确； D．由图可知2~6min，4min内水吸收的热量 酒精完全燃烧放出的热量 4min消耗酒精的质量 每分钟消耗酒精质量，故D错误。 故选C。 7．【能量转化的应用】如图所示是被称为“超级镜子发电站”的100MW级熔盐塔式光热电站。电站内的约1.2万面定日镜（凹面镜）以同心圆状围绕着260m高的吸热塔，塔内高温熔盐通过换热系统产生高温高压的水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。下列关于光热电站的说法正确的是（    ） A．定日镜是通过折射将太阳光集中到吸热塔上的 B．换热系统内的水内能增大是通过做功方式实现的 C．光热电站发电时是将太阳能直接转化成电能 D．水蒸气推动汽轮机的过程相当于内燃机的做功冲程 【答案】D 【详解】A．凹面镜应用光的反射，对光线有会聚作用，故A错误； B．换热系统内的水内能增大是通过热传递方式实现的，故B错误； C．光热电站发电时不是将太阳能直接转化成电能，先将太阳能转化为水的内能，再将内能转化为机械能，最后转化为电能，故C错误； D．水蒸气推动汽轮机的过程内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，故D正确。 故选D。 8．【做功改变内能】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。 9．【热机效率】小军家购置了一辆油电混合动力汽车，该车同时装备了热动力源（传统的汽油机）和电动力源（电池和电动机）。热动力源为四缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．汽油机和电动机都属于热机 B．汽油机工作时，提供动力的是图甲所示冲程 C．汽车工作时，内燃机每秒做功50次 D．汽车在行驶过程中消耗一半汽油后，汽油的热值变为原来的一半 【答案】B 【详解】A．热机是将内能转化为机械能的装置，电动机是将电能转化为机械能，不属于热机，故A错误； B．图甲两气门关闭、活塞下行、火花塞点火为做功冲程，汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，为汽车提供动力，故B正确； C．飞轮转速，四冲程汽油机单个汽缸飞轮每转2圈对外做功1次，因此四缸四冲程汽油机每秒做功次数为次，故C错误； D．热值是燃料本身的固有属性，只和燃料种类有关，和质量无关，汽油消耗一半后热值不变，故D错误。 故选B。 10．【热机效率的比较】甲、乙、丙三部汽油机使用完全相同的燃料进行工作。如图所示依次为三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是（　　） A．丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低 B．三部汽油机中，乙的效率最高 C．在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少 D．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料 【答案】B 【详解】AB．如图所示，假设纵坐标轴的单位长度为1，由公式可得，甲的效率 乙的效率 丙的效率 可见，三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故A错误，B正确； C．由于乙的效率最高，所以在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲多，故C错误； D．由于乙的效率比丙的效率高，所以在输出的机械能相同时，乙消耗的燃料比丙消耗的燃料少，故D错误。 故选B。 二、填空题（本题共 6 小题，每空 2 分，共 28 分） 11．【内能做功与转化】如图，小宇往塑料小瓶中装有少量酒精，用电子点火器点燃瓶内酒精，看到瓶口的纸团冲出，此过程能量转化相当于图中的__________（选填序号“A”“B”“C”或“D”）能量转化过程。某汽车汽油机单缸转速为每分钟转6000圈，则1 s内单缸转__________圈，对外做功__________次。 【答案】 D 100 50 【详解】该过程点火器点燃瓶内酒精，酒精燃烧化学能转化为内能，随后内能转化为机械能，与汽油机做功冲程能量转化一致，由图可知D为做功冲程。 1s内单缸转动圈数为；四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次，故1s内对外做功次数为。 12．【冲程与飞轮转速】如图所示是单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中表示做功冲程的是_______（填字母）。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每秒钟对外做功__________次。 【答案】 D 15 【详解】由四冲程汽油机做功冲程的特征可知，做功冲程两气门均关闭、活塞向下运动、火花塞点火，故表示做功冲程的是D。 飞轮每秒转动的转数为 因四冲程汽油机飞轮每转2圈对外做功1次，故每秒钟对外做功次数为 次 13．【汽油机与柴油机的区别】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”）。汽车行驶时小明看到转速表当前示数，此状态下发动机1秒内对外做功________次。 【答案】 汽油机 25 【详解】因汽油机配备火花塞，柴油机配备喷油嘴，故该车用的热机是汽油机。 发动机每秒转动的圈数为 因四冲程汽油机曲轴每转2圈对外做功1次，故1秒内对外做功次数为 14．【热值的计算】若可燃冰的热值为，完全燃烧的可燃冰可放出的热量是___________J，这些热量有60%被水吸收，可把___________的水从20℃加热到80℃。水的比热容为 【答案】 【详解】可燃冰完全燃烧放出的热量为 水吸收的热量为 加热水的质量为 15．【飞轮转速与做功】一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，则此汽油机的曲轴每秒钟转______圈，活塞每秒钟对外做功________次，每秒钟共完成______个冲程。 【答案】 30 15 60 【详解】曲轴转动圈数 由四冲程汽油机工作规律可知，曲轴每转2圈对外做功1次，完成4个冲程，所以活塞每秒对外做功次数 每秒完成冲程数 16．【水的比热容】我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较______。假设铀裂变释放的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/（kg。 °C），则1t水温度从20°C提升到100°C，需要_____kg的铀。（q铀=8.2×1013J/kg） 【答案】 大 【详解】根据比热容的特性，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，因此适合做核反应堆的冷却剂； 1 t水温度从20°C提升到100°C吸收的热量为 假设铀裂变释放的热量全部被水吸收，即，根据热值公式，变形得 三、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 20 分） 17．【燃料热值的探究】如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 (1)除了如图所示仪器，还需要的测量工具是天平和_______________。 (2)由图丁可知，杯中的水和煤油升高相同的温度时，吸收的热量______________（选填“相同”或“不相同”）。实验表明，_________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强； (3)为了比较酒精和煤油的热值，应该选择______________两图进行实验。完全燃烧等质量的燃料后，通过比较_______________判断燃料放出热量的多少（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）；放出热量越多，说明此燃料的热值越_________（选填“大”或“小”）。 (4)实验后，根据数据计算出的燃料的热值比实际的热值偏_________（选填“大”或“小”） 【答案】(1)秒表 (2) 不相同 水 (3) 甲、乙 液体升高的温度 大 (4)小 【详解】（1）探究物质吸热能力和燃料热值时，需要用天平称量相同质量的液体和燃料，用温度计测量液体的温度，用秒表测量加热的时间，因此除了天平外，还需要秒表。 （2）由图丁可知，水和煤油的初温均为68℃，当它们升高到相同的温度，例如98℃时，煤油需要加热10 min，水需要加热20 min，由于使用相同的酒精灯加热，加热时间越长，液体吸收的热量越多，故它们吸收的热量不相同； 升高相同的温度，水加热的时间长，说明水吸收的热量多，因此水的吸热能力更强。 （3）为了比较酒精和煤油的热值，应控制被加热液体的种类和质量相同，改变燃料的种类，故应选择甲、乙两图进行实验； 由于燃料是完全燃烧，且质量相同，燃料放出的热量被同种液体吸收，液体吸收热量越多，温度升高得越多，因此通过比较液体升高的温度来判断燃料放出热量的多少； 根据公式可知，完全燃烧相同质量的燃料，放出热量越多，说明此燃料的热值越大。 （4）在实验过程中，燃料燃烧释放的热量不能完全被液体吸收，存在热量散失到空气中，且烧杯等容器也会吸收一部分热量，导致液体吸收的热量小于燃料实际放出的热量，因此根据数据计算出的燃料热值比实际的热值偏小。 18．【燃料热值的测量】如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 (1)对比甲和丙两个装置图，若加热相同时间，说明吸收热量相同。这种实验方法叫做________________________。 (2)为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较________________________（选填“温度计示数”或“加热时间”）来得出结论。 (3)根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图丁所示，若加热过程中无热量损失，则a、b两种液体的比热容之比________________________。 【答案】(1)转换法 (2)温度计示数 (3)2:1 【详解】（1）甲和丙装置的加热燃料完全相同，相同时间内放出的热量相等，实验将不易直接测量的液体吸收热量的多少，转换为容易观测的加热时长来判断，这种将抽象、不易观测的物理量转化为直观易测物理量的实验方法叫做转换法。 （2）比较两种燃料的热值时，需要控制烧杯内的液体种类、质量完全相同，让质量相等的不同燃料完全燃烧，燃料释放的热量越多，烧杯内相同液体升温就越明显，因此通过比较温度计的示数变化，就能对比燃料的热值大小。 （3）由图丁可知，初始温度都为，加热5min后（无热量损失，说明a、b吸收的热量相等），a的末温为，温度变化量 b的末温为，温度变化量 根据，已知两种液体质量相等、吸收热量相等，因此比热容之比 四、计算题（本题共 3 小题，共 22 分。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤，只写最后答案不得分；结果必须写明数值和单位） 19．【热效率计算】用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了2m3天然气，已知水的比热容，天然气的热值，求： (1)水升高的温度； (2)水吸收的热量； (3)2m3天然气完全燃烧放出的热量。 【答案】(1)80℃ (2) (3) 【详解】（1）水升高的温度为 （2）水吸收的热量为 （3）2m3天然气完全燃烧放出的热量为 20．【热平衡与效率】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5kg，水的初温为18℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06m³的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[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。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）天然气完全燃烧放热 （2）燃气灶热效率为70%，水吸收的热量为有效利用的热量 （3）水升高的温度为 密闭的锅内水烧开时的温度 21．【热值与效率的综合计算】用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气。已知水的比热容是，煤气的热值为，求： (1)水吸收的热量； (2)煤气完全燃烧放出的热量； (3)煤气灶烧水的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）煤气质量 煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气灶烧水效率 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 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