14.1 热机
一、单选题
1．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）如图所示是演示点火爆炸现象的装置，按动电火花发生器的按钮后盒盖被冲出，在盒盖被冲出的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．酒精燃烧产生的燃气对盒盖做功，燃气的内能增大
B．燃气的内能转化为盒盖的机械能
C．能量的转化形式与热机压缩冲程相同
D．盒盖的机械能保持不变
2．（2022秋·甘肃酒泉·九年级统考期末）2021年10月16号，“长征二号F”运载火箭将神舟13号载人飞船成功送入预定轨道，如图所示是长征二号运载火箭成功发射时的场景，图中与火箭发射时能量转化一致的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2022秋·甘肃定西·九年级统考期末）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法不正确的是（ ）
A．吸气冲程：吸入汽油和空气的混合物
B．压缩冲程：汽缸内的温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功
D．排气冲程：进气门关闭，排气门打开
4．（2022秋·甘肃平凉·九年级统考期末）关于柴油机与汽油机的区别，下面叙述错误的是（ ）
A．柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中吸入的是空气
C．柴油机可应用于轮船
D．汽油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
5．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力
C．丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能
6．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
二、多选题
7．（2022秋·甘肃武威·九年级统考期末）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，活塞的机械能增大
三、填空题
8．（2022秋·甘肃武威·九年级期末）如图所示是四冲程汽油机工作过程的 冲程，该冲程是将 能转化为 能．
9．（2022秋·甘肃天水·九年级统考期末）热机是将内能转化成 能的机器；热机一个工作循环由 个冲程组成，其中如图所示是热机的 冲程．
10．（2022秋·甘肃白银·九年级期末）如图所示是某单缸四冲程汽油机的 冲程；若该汽油机飞轮的转速为3000r/kW·h，每1秒钟对外做功 次。
11．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）如图所示，这是汽油机的 冲程，若该汽油机的飞轮转速为3600r/min，那么该汽油机每秒对外做功 次。
12．（2022秋·甘肃庆阳·九年级统考期末）如图所示，这是四冲程汽油机的 冲程。
13．（2022秋·甘肃白银·九年级统考期末）如图所示，是汽油机工作循环中的 冲程，若飞轮的转速为1800r/min，则汽油机每秒钟内做了 次功。
14．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）如图所示是汽油机的 冲程．在压缩冲程中，是通过 方式增加燃气的内能．汽油机的转速为 3000r/min，则 ls 内汽油机对外做功 次．
15．（2022秋·甘肃武威·九年级期末）如上图中所示是四冲程汽油机工作过程的一个冲程，该冲程是 冲程．该内燃机正常工作时的转速为1800r/min，该内燃机每秒对外做功 次．
四、作图题
16．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）如图所示，画出内燃机做功冲程活塞运动的箭头方向和吸气冲程汽缸门的开闭情况．
( )
17．（2022秋·甘肃定西·九年级期末）如图所示，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞与曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况．请在图乙中，画出压缩冲程中活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况．
参考答案：
1．B
【详解】酒精燃烧后产生的燃气对盒盖做功，燃气的内能减少，转化为盒盖的机械能，盒盖的机械能增加，与汽油机的做功冲程中的能量转化相同；故B说法正确，ACD错误。故选B。
2．C
【详解】火箭发射时，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能。
A．图中的进气门打开，排气门关闭，活塞向下运行，是吸气冲程，没有能量转化；故A不符合题意；
B．图中的气门都关闭，活塞向上运行，是压缩冲程，此时机械能转化为内能；故B不符合题意；
C．图中的气门都关闭，活塞向下运行，活塞容积增大，且上端的火花塞放出电火花，是做功冲程，在这一过程中，内能转化为机械能；故C符合题意；
D．图中的进气门关闭，排气门打开，活塞向上运行，是排气冲程，没有能量转化；故D不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A正确，不符合题意；
B．在压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，故B错误，符合题意；
C．做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C正确，不符合题意；
D．排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．D
【详解】AB.柴油机与汽油机的区别主要是在吸气冲程过程中，汽油机吸入的是汽油和空气，而柴油机吸入的是柴油；在做功冲程，汽油机由火花塞点燃燃气，而柴油机是在喷油嘴喷入柴油后压燃；故AB正确，不符合题意；
C．柴油机由于比汽油机压缩更充分，功率更大可以在一些如轮船、装载机等重型机械上使用，故C正确，不符合题意；
D．在压缩冲程中，柴油机只压缩气体比汽油机对空气和汽油的压缩程度更高，故D错误，符合题意。
故选D。
5．B
【详解】A、甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能转化为塞子的机械能，所以内能减少，故A错误；
B、乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故B正确；
C、丙图中活塞向上运动时，进气门关闭，排气门打开，是内燃机的排气冲程，故C错误；
D、丁图中小朋友下滑时，机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；
在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；
在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；
在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误．
7．CD
【详解】A．图甲中，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，则空气的内能增大，故A错误；
B．图乙中，空气推动塞子跳起时，空气对塞子做功，空气的内能减少，故B错误；
C．图丙中，试管内的水蒸气推动塞子时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，故C正确；
D．图丁中，汽缸内的气体推动活塞运动时，气体对活塞做功，将内能转化为机械能，所以活塞的机械能增大，故D正确。
故选CD。
8． 做功 内 机械
【详解】由图可知，四冲程汽油机的进气门和排气门都是关闭的，火花塞喷出电火花，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中将内能转化为机械能．
故答案为做功；内；机械．
【点睛】此题主要考查了四冲程内燃机四个冲程的特点，判断冲程名称时，先根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向，再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程．
9． 机械 四 排气
【详解】热机是内能转化成机械能的机器；热机一个工作循环由四个冲程组成．根据图示可知，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，所以是排气冲程．
【点睛】热机是将内能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程；根据进气门和排气门的状态以及活塞运动的方向确定冲程的种类．
10． 压缩 25
【详解】[1]观察图甲可知，两个气门都关闭，活塞向上运动，压缩气缸内气体，因此是压缩冲程。
[2]汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动50r。因为一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，所以1s内对外做功25次。
11． 做功 30
【详解】[1]由图可知，两气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，这个冲程是做功冲程。
[2]飞轮的转速为3600r/min=60r/s，即飞轮每秒转60圈，每2圈做一次功，所以该汽油机每秒对外做功30次。
12．吸气
【详解】由图可知，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故可以判断为吸气冲程。
13． 做功 15
【详解】[1]根据图像可知，进气门可出气门关闭，活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，所以为做功冲程。
[2]一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，说明1min飞轮转1800r，则每秒飞轮转
完成循环次数为
所以汽油机每秒钟内做了15次功。
14． 做功 做功 25
【详解】进气口、出气口关闭，活塞向下，为做功冲程；压缩冲程时通过做功的方式增加其他内能；3000r/min则每秒钟转50转，一个完整的过程包含四冲程两转一对外做功，则可知对外做功25次．
【点睛】记住四冲程两转一对外做功．
15． 做功 15
【详解】由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞向下运动，可知正在进行的是做功冲程，在该冲程中内能转化为机械能；该内燃机正常工作时的转速为1800r/min，1800r/min=30r/s，因为汽油机的一个工作循环中飞轮转2圈，对外做功一次，所以汽油机每秒可以做功的次数为15次．
故答案为做功；15.
【点睛】吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸．
压缩冲程:进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩．
做功冲程:进气门和排气门都关闭，火花塞用产生的电火花点火，使混合物剧烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功．
排气冲程:进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸．
16．
【分析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动．
【详解】在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动；吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；如下图所示：
17．
【详解】在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气体做功，机械能转化为内能，所以两个气门都是关闭的．如图：14.2 热机的效率
一、单选题
1．（2022秋·甘肃武威·九年级期末）若油箱内的油用去一半，则剩下的一半（ ）
A．密度不变，比热容和热值都变为原来的一半
B．质量、比热容、热值都变为原来的一半
C．比热容不变，质量和热值都变为原来的一半
D．密度、比热容、热值都不变，质量减为原来的一半
2．（2022秋·甘肃酒泉·九年级统考期末）下列关于所学热学知识的表述中正确的是（ ）
A．柴油机的吸气冲程吸入汽缸的是柴油和空气的混合物
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．若燃料燃烧不充分，部分能源将被浪费掉，热值将减小
D．物体温度升高，分子的热运动加剧，内能增加
3．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）下列说法正确的是（ ）
A．冠状病毒的传播是扩散现象
B．1kg的煤炭燃烧了一半，其热值也变为原来的一半
C．一个物体的内能增加了，一定是它吸收了热量
D．因为沙石的比热容比水小，所以相同质量的沙石和水吸收相同的热量，沙石比水升温多
4．（2022秋·甘肃庆阳·九年级统考期末）2021年11月3日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号”丙运载火箭，成功将“遥感三十二号”02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。如图所示，在火箭加速上升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．燃气对火箭做功，燃气的内能增大
B．该过程发生的能量转化是机械能转化为内能
C．火箭燃料在燃烧的过程中，其热值不变
D．火箭发动机的热效率可以达到100%
5．（2022秋·甘肃酒泉·九年级统考期末）一瓶酒精用去三分之二后，剩下的酒精的比热容、热值（ ）
A．都变为原来的三分之一
B．比热容不变，热值变为原来的三分之一
C．热值不变，比热容变为原来的三分之一
D．都不变
二、填空题
6．（2022秋·甘肃酒泉·九年级统考期末）2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭成功发射。火箭使用的燃料是液态氢，这是利用了液态氢 的特点，液态氢完全燃烧喷出的高温燃气，使发射台温度急剧升高，造成破坏。为了避免这种破坏，科学家在发射台下建造了一个巨大的水池，这是因为水的 能起到对发射台降温的作用。装载的2t的液态氢完全燃烧放出的热量是 J。（q氢＝1.4×108J/kg）
7．（2022秋·甘肃武威·九年级统考期末）氢的热值是1.4×108J/m3，5m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值是 J/m3。火箭常采用氢作燃料是因为氢的 ，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。
8．（2022秋·甘肃武威·九年级期末）在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾100℃，燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为，焦炭的热值为 。水吸收的热量是 ；炉子烧水的效率是 。
9．（2022秋·甘肃天水·九年级统考期末）常规潜艇以四冲程柴油内燃机为动力，其中机械能转化为内能的是 冲程。2kg某种燃料完全燃烧，放出热量6.0×107J，则这种燃料的热值是 J/kg。
10．（2022秋·甘肃酒泉·九年级统考期末）天然气是一种清洁能源，我市部分公交车和出租车开始使用天然气代替柴油或汽油，天然气燃烧时将 能转化为 ，已知天然气的热值为7.0×107J/m3，某出租车一天消耗8L天然气所释放的热量为 （假定天然气完全燃烧）。
11．（2022秋·甘肃平凉·九年级统考期末）赛车上一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是9600转/分，则每秒钟汽油机的活塞往复运动 次。如果有两台四冲程汽油机，在相同时间内甲做的有用功是乙的2倍，甲机的效率是20%，乙机的效率是25%，则甲、乙两汽油机在相同时间内消耗汽油的质量之比是 。
12．（2022秋·甘肃白银·九年级期末）他是世人公认的蒸汽机的发明者，蒸汽机推动了工业的发展和整个人类文明的进步。为了纪念他，把他的名字命名为功率的单位，他就是著名的物理学家 。 随着科技的进步，可燃冰的发现将缓解热机燃料的紧缺。相同质量的“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，以十倍的关系粗略计算，1 kg可燃冰完全燃烧放出的热量是 J。（q煤气=4.2×107J/kg）
三、计算题
13．（2022秋·甘肃武威·九年级统考期末）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是，无烟煤的热值是3.4×107J/kg求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
14．（2022秋·甘肃白银·九年级期末）完全燃烧0.5kg的煤气，如果放出的热有80%给水吸收。
（1）煤气放出多少热量？
（2）它能使20℃的多少kg的水升高到100℃？[q煤气=4.2×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
15．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热温度升高50℃，燃烧了3kg的无烟煤，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，无烟煤的热值是3.5×107J/kg，求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
16．（2022秋·甘肃酒泉·九年级统考期末）完全燃烧0.7m3天然气释放的热量为 J[q天然气＝4.2×107J/m3]，生活中冬天用水作为暖气的循环系统，是因为水的 大的缘故。
17．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从20 oC加热到60 oC，完全燃烧了0.21m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)，煤气的热值为4×107J/m3。试求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
18．（2022秋·甘肃酒泉·九年级统考期末）为了节约能源，泗阳多层楼房屋顶都安装了太阳能热水器。已知太阳能热水器储水箱内盛有100kg的水，在阳光照射下，把初温为21℃水的温度升高到60℃，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）
求：（1）水吸收的热量；
（2）这些热量相当于完全燃烧多少煤气放出的热量。（q煤气＝3.9×107J//m3）
19．（2022秋·甘肃平凉·九年级统考期末）2020年2月17日，两张“运-20机票”在微信朋友刷屏，“运-20飞机票致敬白衣战士”登上微博热搜榜，无数网友点赞．若运-20在高空中飞行时在恒定的水平推力F的作用下，以的速度沿水平方向匀速航行，需要完全燃烧航空煤油，已知飞机发动机的机械功率是，航空煤油的热值为。试求：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量；
（2）发动机获得的水平推力F；
（3）该飞机发动机的效率。
20．（2022秋·甘肃天水·九年级统考期末）某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]．问：
（1）这些水要吸收多少热量？
（2）“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少立方米？（天然气的热值q＝8.4×107 J/m3）
21．（2022秋·甘肃白银·九年级统考期末）已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）．求：
（1）完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出多少热量
（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃ （当地的大气压强为1标准大气压）
22．（2022秋·甘肃定西·九年级期末）如图所示的C919大型客机，是中国首款按照最新国际适航标准，具有自主知识产权的干线民用飞机，于2008年开始研制．2019年将有三架C919飞机完成首次飞行试验．某次试飞时，飞机发动机的水平推力为1.6×105N，飞机以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，消耗航空煤油4000kg．求1h内：（航空煤油的热值为4×107J/kg）
（1）发动机所做的功．
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量．
（3）发动机的热机效率．
23．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg．（液化气的热值取5×107J/kg．）
（1）21kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？
（2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量是多少？
（3）小彤想节约能源、降低能耗，若将上述散失的热量全部利用起来，可以把多少千克温度为20℃的水加热到100℃？
参考答案：
1．D
【详解】质量是物质的一种属性，不会随物质的位置、状态和形状等的变化而变化；物体所含物质的多少变化，质量就会变化，油用去一半，则剩下的一半质量是原来的一半；比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热，某种物质的比热容和其质量大小无关，油用去一半，则剩下的一半比热容不变；燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量m和体积V无关，油用去一半，则剩下的一半，热值不变；密度是物质的一种特性，它和物体的质量和体积无关，油用去一半，则剩下的一半，密度不变；由以上分析可知，ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A．在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误；
B．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程，吸热，内能增加但温度不变，故B错误；
C．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故C错误；
D．在质量一定时，物体的温度升高，分子热运动加剧，其内能增大。故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．新冠病毒属于微生物，它通过飞沫传播是微生物所做的机械运动，不是分子的运动，不属于扩散现象，故A错误；
B．热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否燃烧无关，故B错误；
C．热传递与做功都可以改变物体内能，一个物体的内能增加可能是吸收了热量，也可能是外界对此物体做功，故C错误；
D．已知沙石的比热容比水小，由可知，相同质量的沙石和水吸收相同的热量，沙石比水升温多，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．燃气对外做功，把燃气的内能转化为火箭的机械能，燃气的内能会减小，故A错误；
B．点火后燃气向后高速喷出，运载火箭腾空而起，是利用内能做功，把燃料燃烧获得的内能转化为火箭的机械能，故B错误；
C．燃料的热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少以及是否完全燃烧无关，所以燃烧过程中，其热值大小不变，故C正确；
D．燃气燃烧时，有热量损失，燃料的热效率不可以达到100%，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热容，某种物质的比热容与质量、体积、温度无关，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的比热容不变；燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的热值也不变。
故选D。
6． 热值大 比热容大 2.8×1011
【详解】[1]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，不仅液态氢的密度小，而且具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2] 因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，起到对发射台的降温作用。
[3]2t液态氢完全燃烧放出的热量
7． 1.4×108 热值大
【详解】[1]氢的热值是1.4×108J/m3，热值是燃料的属性，5m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值不变，仍为1.4×108J/m3。
[2]运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因就是液态氢具有较高的热值，根据知，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
8． 3.36×106J 22.4%
【详解】[1]水吸收的热量
[2]0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量
炉子烧水的效率
9． 压缩 3.0×107
【详解】[1]内燃机的四个冲程中，吸气冲程与排气冲程没有能量转换，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
[2]由得，这种燃料的热值是
10． 化学能 内能 5.6104J
【详解】[1][2]天然气燃烧是化学反应，将化学能转化为内能。
[3]天然气的热值为7.0×107J/m3，消耗8L天然气所释放的热量
11． 160 5∶2
【详解】[1]一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为9600r/min，说明1min飞轮转9600r，1s内飞轮转160r，活塞往复160次。
[2]甲、乙两机完全燃烧汽油放出的热量之比
Q放甲∶Q放乙=∶==5∶2
甲、乙两机消耗的汽油质量之比
12． 瓦特 见解析
【详解】[1]在物理学家中，以瓦特的名字命名为功率的单位；
[2]1kg煤气完全燃烧放出的热量
Q放＝mq煤气＝1kg×4.2×l07J/kg＝4.2×l07J
1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量
Q′放＝Q放×10＝4.2×l07J×10＝4.2×l08J
【点睛】物理学家中，以瓦特的名字命名为功率的单位；先根据Q放＝mq求出1kg煤气完全燃烧放出的热量，再根据“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的10倍，求1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量。
13．（1）6.3×107J；（2）2.04×108J；（3）30.9％
【详解】解：（1）锅炉内的水吸收的热量
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量
（3）锅炉的效率
答：（1）锅炉内的水吸收的热量是6.3×107J；
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J；
（3）此锅炉的效率是30.9％。
14．（1）2.1×107J；（2）50kg
【详解】解：（1）煤气完全燃烧放出的热量
Q放=mq煤气=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J
（2）由题可知
Q吸=Q放×80%=2.1×107J×80%=1.68×107J
由Q吸=cmΔt得水的质量
答：（1）煤气放出的热量为2.1×107J；
（2）它能使20℃的50kg的水升高到100℃。
15．（1）4.2×107J；（2）1.05×108J；（3）40%
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×50℃=4.2×107J
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量
Q放=m煤q煤=3kg×3.5×107J/kg=1.05×108J
（3）锅炉的效率
答：（1）锅炉内的水吸收的热量是4.2×107J；
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是1.05×108J；
（3）此锅炉的效率是40%。
16． 2.94×107 比热容
【详解】[1]完全燃烧0.7m3的天然气可以放出热量为
[2]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以生活中冬天用水作为暖气的循环系统。
17．（1）8.4×106J；（2）3.36×106J
【详解】解：（1）煤气完全燃烧放出的热量
Q放＝Vq＝0.21m3×4×107J/m3＝8.4×106J
（2）水吸收的热量
Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×20kg×(60℃﹣20℃)＝3.36×106J
答：（1）煤气完全燃烧放出的热量是8.4×106J；
（2）水吸收的热量是3.36×106J。
18．（1）1.638×107J；（2）0.42m3
【详解】解：（1）水吸收的热量
（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量
由可得需要煤气的体积
答：（1）水吸收的热量为1.638×107J；
（2）这些热量相当于完全燃烧0.42m3的煤气放出的热量。
19．（1）1.92×1011J；（2）1.6×105N；（3）60%
【详解】解：（1）根据题意知道，燃烧煤油的质量m=4800kg，则煤油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=4800kg×4×107J/kg=1.92×1011J
（2）根据题意知道，发动机的功率P=3.2×107W，速度
v=720km/h=200m/s
由
知道，发动机的水平推力为
（3）该发动机做的有用功为
W=Pt=3.2×107W×1×3600s=1.152×1011J
则该飞机发动机的效率为
答：（1）4800kg航空煤油完全燃烧放出的热量为1.92×1011J；
（2）发动机获得的水平推力F为1.6×105N；
（3）该飞机发动机的效率为60%。
20．（1）；（2）16m3．
【详解】(1)将3t水从20℃加热到100℃要吸收的热量：
=cmt=3kg4.2J/(kg)(100-20)=1.008J
(2)要消耗天然气的体积是:
V====16
答：(1) 这些水要吸收热量；
(2)学校每天因烧水要消耗天然气．
21．（1）5.32×105J；（2）45℃
【详解】(1)．完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出的热量：
Q放=Vq=1.4×10-2m3×3.8×107J/m3=5.32×105J；
(2)．由题知，水吸收的热量：
Q吸=Q放×60%=5.32×105J×60%=3.192×105J，
由Q吸=cm△t可得水升高的温度：
△t= ==20℃
水的温度升高到：25℃20℃=45℃
答： (1)．完全燃烧1.4×10-2m3天然气可放出5.32×105J热量；
(2)． 若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到45℃．
22．（1）9.6×1010J（2）1.6×1011J（3）60%
【详解】解：（1）由得飞机航行的路程：
s＝vt＝600km/h×1h＝600km＝6×105m；
发动机所做的功：
W＝Fs＝1.6×105N×6×105m＝9.6×1010J；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量：
Q放＝qm＝4×107J/kg×4000kg＝1.6×1011J；
（3）发动机的热机效率：
．
答：（1）发动机所做的功为9.6×1010J．
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量为1.6×1011J．
（3）发动机的热机效率为60%．
23．1.05×109J；4.2×108J；1250kg
【详解】（1）21kg液化气完全燃烧释放热量：
；
（2）整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量应该占液化气完全燃烧释放热量的40%，则散失的热量为：
；
（3）由题知，，可得：
水的质量：．14.3 能量的转化和守恒
一、单选题
1．（2022秋·甘肃酒泉·九年级统考期末）如图是“神舟十三号”发射时的情境，关于飞船发射，下列说法正确的是（ ）
A．火箭在发射升空的过程中，机械能守恒
B．发射火箭用液体氢作燃料是因为氢的密度小
C．返回舱返回时，返回舱与大气层摩擦做功将外壳烧黑
D．燃料燃烧过程中，将燃料的化学能直接转化成机械能
2．（2022秋·甘肃白银·九年级统考期末）下列过程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A．汽油机的压缩冲程 B．水蒸气顶起水壶盖的过程
C．小孩沿滑梯下滑的过程 D．流星在大气层中穿行的过程
3．（2022秋·甘肃定西·九年级期末）下列关于能量转化和转移现象的说法中，正确的是
A．压缩冲程时，内能转化为机械能
B．烧水过程中壶盖跳起时，机械能化为内能
C．用热水袋取暖时，内能发生了转移
D．电动机工作时，机械能转化为电能
4．（2022秋·甘肃庆阳·九年级统考期末）2022年12月7日9时15分，快舟十一号遥二运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射升空，将交通VDES试验星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示，火箭在空中上升时的能量转化情况是（ ）
A．没有发生能量的转化，火箭的机械能不变
B．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
C．火箭匀速上升，消耗了燃料，所以能量不守恒
D．火箭发动机转化效率达到了100%
5．（2022秋·甘肃酒泉·九年级期末）如图所示，小明从斜面顶端加速下滑的过程中，他的（ ）
A．动能减小，机械能增大 B．势能减小，机械能减小
C．动能增大，机械能不变 D．势能不变，机械能减小
二、多选题
6．（2022秋·甘肃天水·九年级统考期末）如图是用蒸锅在天然气灶上烧水蒸包子的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．天然气燃烧越充分，热值越大
B．包子的温度越高，具有的内能越多
C．锅盖被蒸汽“顶起”，该过程将内能转化为机械能
D．锅周围的“白气”是空气中的水蒸气放热液化形成的
三、填空题
7．（2022秋·甘肃定西·九年级期末）有一种压电塑料薄膜，在压力作用下表面会产生电压，将 能转化为 能；若将它用在话筒上，会将声音转化为电信号。
8．（2022秋·甘肃武威·九年级期末）2022年10月16日凌晨，神舟十三号载人飞船成功发射，主动力燃料为液态氢，因为其 大，从能量的角度看，就是用燃料燃烧时释放的 能转化为火箭的 能。
9．（2022秋·甘肃平凉·九年级统考期末）食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，为维持人的体温提供所需的能量，这个过程中化学能转化为 能，一盒标有“能量328kJ/100mL”的牛奶，其中“能量”的含义跟 （填“内能”、“热量”或“热值”）相似。
10．（2022秋·甘肃白银·九年级统考期末）天然气如今已走进了省城的千家万户，天然气燃烧时实质是将化学能转化为 能．火箭发射升空采用氢气作燃料是因为氢气的 大，燃烧时可以放出更多的热量．还因为氢气燃烧后 （填“会”或“不会”）污染环境．
11．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）一台单缸四冲程柴油机，只有 冲程燃气对外做功，其它三个冲程是靠 完成的。若曲轴转速是1800r/min，则它在1s内做 次功。
12．（2022秋·甘肃酒泉·九年级期末）天然气是一种清洁燃料，我县的公交车和出租车使用天然气来代替柴油或汽油。它燃烧时先将 能转化为 能，再通过 冲程转化为汽车的 能。已知天然气的热值为8×107 J/m3，则完全燃烧2L天然气放出 的热量。
四、计算题
13．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）在“节能减排，低碳生活”的理念下，太阳能越来越受到人们的青睐，某太阳能热水器中装有80L水，[水的比热容c＝4.2×103J/(kg ℃)，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，干木柴热值q＝1.2×107J/kg]
（1）当太阳照射5h时，水的温度升高25℃，水的内能增加了多少？
（2）这架太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，这架太阳能热水器的效率是多少？
（3）这些水吸收的能量如果由干木柴完全燃烧来提供，不计热量损失，需要完全燃烧多少干木柴？
14．（2022秋·甘肃兰州·九年级期末）某款汽车质量为1600kg，某次在水平高速公路上以72km/h的速度匀速行驶了20min，所受阻力为汽车重力的0.2倍。汽油的热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg。求：
（1）汽车所受的牵引力；
（2）牵引力所做的功；
（3）若汽油完全燃烧，汽油机的效率是40%，至少消耗多少kg燃油？（保留一位小数）
参考答案：
1．C
【详解】A．火箭在发射升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，所以机械能增加，故A错误；
B．发射火箭用液体氢作燃料是因为氢的热值大，完全燃烧相同质量的氢可以释放更多的热量，故B错误；
C．返回舱返回时，由于空气阻力，返回舱与大气层摩擦做功，外壳内能增大，外壳被烧黑，故C正确；
D．燃料燃烧过程中，将燃料的化学能先转化为内能，内能再转化成机械能，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】A．汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，故A错误；
B．水蒸气顶起水壶盖的过程，内能转化为机械能，故B正确；
C．小孩沿滑梯下滑的过程，机械能转化为内能，故C错误；
D．流星在大气层中穿行的过程机械能转化为内能，故D错误。
选B。
3．C
【详解】A、压缩冲程时，机械能转化为内能．故A错误；B、壶塞跳起时，瓶内空气的内能减少，瓶塞获得了机械能，所以是内能转化为机械能．故B错误；C、利用热水袋取暖时，热水袋温度降低内能减少，人体获得热量，所以是内能的转移．故C正确；D、电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能．故D错误．故选C．
4．B
【详解】A．火箭加速升空过程中，速度和高度都增加，动能增加，重力势能增加，机械能增加，故A不符合题意；
B．火箭发射时，燃料燃烧释放的内能利用热机对外做功，最终转化为火箭的机械能，故B符合题意；
C．火箭发射后燃料消耗燃料，燃料的化学能转化为其它形式的能，遵守能量守恒定律，故C不符合题意；
D．火箭发动机工作过程中也有很大的能量损失，其效率不可能达到100%，故D符合题意。
故选B。
5．B
【详解】小明从斜面顶端加速下滑的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小；速度增大，动能变大。由于滑板车与斜面之间存在摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能会减小，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．BC
【详解】A．热值是燃料本身的一种特性，与燃料是否充分燃烧无关，故A错误；
B．包子质量不变，温度越高，分子热运动越剧烈，分子动能变大，内能变大，故B正确；
C．锅盖被蒸汽“顶起”，蒸汽的内能转化为锅盖的机械能，故C正确；
D．锅周围的“白气”是锅内冒出的水蒸气遇冷放热液化形成的，故D错误。
故选BC。
7． 机械 电
【详解】[1][2]由“在压力作用下表面会产生电压”可知，压电塑料薄膜可以将机械能转化为电能。
8． 热值 内 机械
【详解】[1]主动力燃料为液态氢，是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
[2][3]载人飞船发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
9． 内 热值
【详解】[1]食物提供人体细胞组织所需的能量时发生的是化学变化，消耗了化学能，得到内能，使人体保持恒温。
[2]牛奶盒标有“能量：328kJ/100mL”，表示完全吸收100mL该种牛奶可以获得328kJ的热量，所以其中“能量”的含义与热值相似。
10． 内 热值 不会
【详解】天然气属于化石能源，它在燃烧时将化学能转化为内能；
火箭中用氢做燃料是因为氢的热值大，根据Q=mq知，完全燃烧相同质量的氢与其它燃料相比，放出的热量多．
氢气在燃烧时的主要产物是水，不会污染环境．
11． 做功 飞轮惯性 15
【详解】[1][2]柴油机在工作时，吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是辅助冲程，靠飞轮的惯性来完成，只有在做功冲程中，燃气推动活塞对外做功，内能转化为机械能。
[3]曲轴转速是
1800r/min=30r/s
柴油机工作时，曲轴每转两转，做功一次，所以它在1s内做功次数为
12． 化学 内 做功 机械 1.6ｘ105J
【详解】[1][2]天然气燃烧时，是将化学能转化为内能。
[3][4]汽车在行驶过程中，获得机械能的过程是在四个冲程中的做功冲程。
[5]汽车消耗天然气体积为
则可求释放的热量为
13．（1）8.4×106J；（2）33.3%；（3）0.7kg
【详解】解：（1）由知道，水的质量
m水＝ρV水＝1.0×103kg/m3×80×10﹣3m3＝80kg
水内能的增加，即水吸收的热量
（2）这架太阳能热水器5h接收的太阳能
E＝2.52×106J/(m2 h)×5h×2m2＝2.52×107J
这架太阳能热水器的效率
（3）不计热量损失，干木柴放出的热量
Q放＝Q吸＝8.4×106J
由Q放＝mq知道，需要完全燃烧干木柴的质量
答：（1）当太阳照射5h时，水的温度升高25℃，水的内能增加了8.4×106J；
（2）这架太阳能热水器的效率是33.3%；
（3）需要完全燃烧0.7kg的干木柴。
14．（1）3200N；（2）7.68×107J；（3）4.2kg
【详解】解：（1）汽车所受的重力为
G=mg=1600kg×10N/kg=16000N
汽车所受的阻力为
f=0.2G=0.2×16000N=3200N
因为汽车在做匀速运动，汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以
F=f=3200N
（2）汽车速度
v=72km/h=20m/s
汽车行驶的路程为
s=vt=20m/s×20×60s=24000m
牵引力所做的功
W=Fs=3200N×24000m=7.68×107J
（3）根据公式可得，汽油完全燃烧放出的热量
至少消耗燃油
答：（1）汽车所受的牵引力为3200N；
（2）牵引力所做的功为7.68×107J；
（3）至少消耗4.2kg的燃油。
