(共27张PPT)
第十四章 内能的利用
专题训练(二)
热量的综合计算
1. 某品牌无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶了6.9
km，用时345 s，消耗燃油1.5 kg。已知汽车的牵引力是2 000 N，燃油
的热值为4.6×107 J/kg，假设燃油完全燃烧，求：
(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量。
解：(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝1.5 kg×4.6×107 J/kg
＝6.9×107 J。
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(2)汽车牵引力做功的功率。
解：(2)汽车牵引力做的功W＝Fs＝2 000 N×6.9×103 m＝1.38×107 J，
汽车牵引力做功的功率P＝＝＝4×104 W。
(3)汽车发动机的效率。
解：(3)汽车发动机的效率η＝＝＝20％。
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2. “运－20”是我国自主研制的大型运输机，它的发动机是一种热机，利用在汽缸中燃烧航空煤油，同时从喷口向后高速喷出燃气，使发动机获得向前的推力。如果“运－20”在高空中飞行时所受的恒定水平推力为F，在推力F的作用下，以720 km/h的速度沿水平方向匀速航行 1 h，需要燃烧航空煤油4.8 t。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107 W，航空煤油的热值为4×107 J/kg。求：
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(1)在上述1 h内，完全燃烧的航空煤油释放的热量。
解：(1)航空煤油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝4.8×103 kg×4×107 J/kg＝1.92×1011 J。
(2)在上述航行过程中，发动机所获得水平推力F大小。
解：(2)飞机发动机提供的机械功率为3.2×107 W，v＝720 km/h＝200
m/s，根据P＝＝＝Fv可知，水平推力F＝＝＝1.6×105 N。
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(3)在上述航行过程中，该飞机发动机的效率。
解：(3)飞机发动机做的有用功W有＝Pt＝3.2×107 W×3 600 s＝1.152×1011 J，该飞机发动机的效率η＝＝＝60％。
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3. 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8 kg的水加热，同时他们绘制了如
图所示的加热过程中水温随时间变化的图象。若在4 min内完全燃烧了
0.14 kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107 J/
kg。求：
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(1)经过4 min的加热，水所吸收的热量。
解：(1)由题图可知，加热4 min，水所吸收的热量
Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×8 kg×(70
℃－20 ℃)＝1.68×106 J。
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(2)在4 min内煤炉烧水时的热效率。
解：(2)在4 min内煤完全燃烧放出的热量Q放＝m煤q
＝0.14 kg×3×107 J/kg＝4.2×106 J，煤炉烧水时的
热效率η＝＝＝40％。
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4. 某家庭用的燃气热水器，将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃，完全燃烧
了0.21 m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃)，天然气的
热值为4×107 J/m3。
(1)天然气完全燃烧放出的热量是多少？
解：(1)天然气完全燃烧放出的热量Q放＝V天然气q天然气＝0.21 m3×4×107
J/m3＝8.4×106 J。
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(2)水吸收的热量是多少？该热水器烧水的效率是多少？
解：(2)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(60 ℃
－10 ℃)＝4.2×106 J，该热水器烧水的效率η＝＝＝50％。
(3)如果将完全燃烧0.21 m3煤气放出的热量的70％用来对轿车做功，以
1 000 N的动力进行牵引，可使轿车行驶多远？(煤气的热值为3.2×107 J/m3。)
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解：(3)完全燃烧0.21 m3煤气放出的热量Q放'＝V煤气q煤气＝0.21 m3×3.2×
107 J/m3＝6.72×106 J，根据η＝可得，对轿车做的功W＝ηQ放'＝70％×6.72×106 J＝4.704×106 J，根据W＝Fs可知，轿车行驶的距离s＝＝＝4 704 m。
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5. 如图甲所示的是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30米，宽15米，排水量为65吨，船的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×105 W。若接收的太阳能只用来驱动船前进，在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图丙所示。(g取 10 N/kg，太阳能物理量符号用E表示)求：
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(1)满载时太阳能船和所载货物的总重力。
解：(1)太阳能船满载时，处于漂浮状态，排开水的重力等于太阳能船
和所载货物的总重力，即G总＝G排＝mg＝65×103 kg×10 N/kg＝
6.5×105 N。
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(2)第60 s到第80 s内牵引力做的功。
解：(2)第60 s到第80 s内，由题图丙可知，v＝0.5 m/s，则行驶的路程s
＝vt＝0.5 m/s×(80 s－60 s)＝10 m，由题图乙可知，此时牵引力F＝
8×104 N，牵引力做的功W＝Fs＝8×104 N×10 m＝8×105 N。
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(3)第50 s到第100 s的运动过程中，太阳能船的效率。
解：(3)第50 s到第100 s的运
动过程中，t1＝100 s－50 s
＝50 s，太阳能电池板接收
的太阳能E＝Pt1＝1.6×105
W×50 s＝8×106 J；由题
图丙可知，第50 s 到第100 s，v＝0.5 m/s，行驶的路程s1＝vt1＝0.5m/s×50 s＝25 m，此时牵引力F＝8×104 N，牵引力做的功 W有＝Fs1＝8×104N×
25 m＝2×106 N，太阳能船的效率η＝＝＝25％。
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6. 小华的爸爸最近购买了一辆轿车，小华利用所学的物理知识对轿车进
行了一系列探索与研究活动：小华阅读了轿车发动机的说明书后，制得
内燃机的能量流向图如图甲所示，汽油的热值为4.6×107 J/kg，冷却水
的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)，请根据给出
的信息，回答下列问题。
(1)根据图甲中的信息，请计算该轿车完全燃
烧0.21 kg汽油能够使11.5 kg、15 ℃的冷却水升高的温度。
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解：(1)完全燃烧0.21 kg的汽油放出的热量Q放＝m汽油q＝0.21 kg×4.6×107 J/kg＝9.66×106 J，冷却水吸收的热量Q吸＝
30％×Q放＝30％×9.66×106 J＝2.898×106
J，由Q吸＝cmΔt可得，冷却水升高的温度Δt
＝＝＝60 ℃。
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(2)若轿车以恒定的功率在平直公路上做直线运动，该轿车做匀速直线
运动时所受阻力保持不变，大小为2 000 N，运动的速度v与时间t的关系
如图乙所示。请计算轿车发动机在 0～10 s内对外做的功。
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解：(2)由题图乙可知，轿车做匀速直线运动时的速度v＝30 m/s，则轿车发动机的功率P＝＝＝Fv＝2 000 N×30 m/s＝6×104 W。在0～10 s内，轿车发动机对外做的功W＝Pt＝6×104 W×10 s＝6×105 J。
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(3)小华星期天随父母从家中出发开车去某风景区游玩，到达目的地后
发现轿车消耗了10 kg汽油，热机的效率恒定不变，若旅途中发动机的
牵引力始终为2.5×103 N，请计算小华家到该风景区的距离。
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解：(3)由题图甲可知，发动机的效率η＝
100％－30％－30％－5％＝35％，完全
燃烧10 kg的汽油放出的热量Q放’＝
m汽油'q＝10 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×
108 J，则所做的有用功W有＝ηQ放'＝35％×4.6×108 J＝1.61×108 J，小华家到该风景区的距离s'＝＝＝6.44×104 m。
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7. (2023·山东聊城)高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10 kg的水从25 ℃加热到100 ℃。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，高能聚合油的热值约为4.2×107 J/kg。求：
(1)这些水吸收的热量。
解：(1)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(100
℃－25 ℃)＝3.15×106 J。
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(2)若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75％，则燃烧了多少千克高能
聚合油？
解：(2)高能聚合油完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝4.2×106
J，完全燃烧高能聚合油的质量m'＝＝＝0.1 kg。
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8. (2023·辽宁本溪)某款环保能源汽车——氢能重卡，它满载时总质量为50 t，车轮总着地面积为0.8 m2，采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中，汽车以300 kW的输出功率，在水平公路上匀速直线行驶了20 min，汽车发动机的效率为75％。(g取10 N/kg，q柴油取4×107 J/kg)求：
(1)汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强。
解：(1)因为汽车静止在水平地面上，所以汽车受力平衡，汽车对地面的压力等于汽车的重力，F＝G＝mg＝50×103 kg×10 N/kg＝5×105 N，汽车对地面的压强p＝＝＝6.25×105 Pa。
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(2)这次行驶过程中，汽车消耗的氢能为多少焦耳？
解：(2)由P＝得，这次行驶过程中，汽车所做的功W＝Pt＝300×103 W
×20×60 s＝3.6×108 J，由η＝得，汽车消耗的氢能Q氢＝＝＝4.8×108 J。
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(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供，至少需要完全燃烧柴
油多少千克？
解：(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供，则Q柴油＝Q氢＝4.8
×108 J，由Q＝mq得，燃烧柴油的质量m柴油＝＝＝12 kg。
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第十四章 内能的利用
章末知识整理
考点整理
热机
1. 下列关于汽油机和柴油机的说法正确的有( A )
A. 两种机器的工作过程均分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程
B. 柴油机汽缸顶部有火花塞，汽油机汽缸顶部有喷油嘴
C. 吸气冲程中，汽油机吸进汽缸的只有空气，柴油机吸进汽缸的是柴
油和空气的混合物
D. 从热机的分类来看，汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机
A
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2. (2023·黑龙江齐齐哈尔)如图所示的是单缸四冲程汽油机某一冲程工作
示意图，该冲程是 冲程。若该汽油机1 s对外做功15次，则汽
油机的飞轮速度为 r/min。
压缩
1 800
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热值
3. (2023·内蒙古赤峰)轿车行驶过程中，油箱中汽油逐渐减少，剩余汽油
的热值、密度变化情况为( A )
A. 热值不变，密度不变
B. 热值不变，密度变小
C. 热值变小，密度不变
D. 热值变小，密度变小
A
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4. (2023·山东日照)2023年5月28日，C919大型客机进行首次商业载客飞行，飞机的发动机选用航空煤油作为燃料，假如航空煤油的热值为4.6×
107 J/kg，完全燃烧50 kg航空煤油放出的热量为 J。某型号农用拖拉机，为提高发动机的效率需要在 冲程让燃料充分燃烧。
2.3×109
做功
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5. (2023·山东泰安)太阳能汽车利用太阳能板将太阳能转化为电能驱动汽车前进。某品牌太阳能汽车在试验场地内进行测试，30 min行驶了27 km的路程，消耗的电能为1.84×107 J。已知汽油的热值q＝4.6×107 J/kg，在该测试过程中，求：
(1)太阳能汽车行驶的平均速度。
解：(1)太阳能汽车行驶的平均速度v＝＝
＝15 m/s。
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(2)消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油释放的能量？
解：(2)由Q放＝mq得，消耗的电能相当于完全
燃烧m＝＝＝0.4 kg的汽油释放的
热量。
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热机的效率
6. (2023·山东枣庄)为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，我市部分农村地区已经使用上了天然气烧水煮饭。小明同学用他家的天
然气灶将质量为2 kg，初温为 20 ℃的水加热到100 ℃，水吸收的热量是
J；若消耗了0.03 m3的天然气，则此天然气灶的热效率为
。[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝7×107 J/m3]
6.72×105
32％
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7. (2023·四川南充)某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3 000转，则每
秒对外做功 次，每次对外做功115 J，该汽油机的效率为25％，
连续工作1小时需消耗汽油 kg。(q汽油＝4.6×107 J/kg)
8. 将质量为2 kg、初始温度为25 ℃的一壶水加热到100 ℃，需要吸收
J的热量，加热过程需要燃烧0.05 m3的天然气，则天然
气燃烧放出热量的 ％被水吸收。[天然气的热值取4.2×107 J/m3，
水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
25
0.9
6.3×105
30
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能量的转化和守恒
9. (2023·广东广州)某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳
能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电。对下图方框中
能量形式判断正确的是( C )
甲乙化学能丙丁
A. 甲是“电能” B. 乙是“太阳能”
C. 丙是“电能” D. 丁是“机械能”
C
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10. (2023·广西)2023年5月30日，搭载“神舟十六号” 载人飞船的“长征二号F遥十六” 运载火箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为 能，散失的能量越少，发动机效率越 (选填“高”或“低”)。
11. (2023·山东威海)一杯热水慢慢变凉后不会自己重新变热，说明能量
的转移和转化具有 ；经过一段时间后水会蒸发变少，是因为
水分子不停地做 。
机械
高
方向性
热运动(或无规则的运动)
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易错点整理
12. (2023·邢台期末)关于内能、热量和热值，下列说法正确的是( C )
A. 0 ℃的物体没有内能
B. 热传递过程中，能量一定是从内能大的物体向内能小的物体转移
C. 热值大的燃料燃烧时放出的热量不一定多
D. 物体的内能增加，一定是吸收了热量
C
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13. 下列关于热值和热机效率的说法中，正确的是( B )
A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
C. 柴油机的热机效率最高可以达到100％
D. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
B
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14. 如图所示的是一款无人驾驶汽车，汽车自动驾驶时用激光测距器来
了解周围的交通状况，用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以
某速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离时，消耗汽油 2 kg，该汽
油机的效率为30％，在这段行驶过程中受到的平均阻力为103 N。[汽油
的热值为4.5×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。
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(1)若其行驶的速度为20 m/s，则该汽车发动机此时的功率为多少？
解：(1)该汽车发动机此时的功率P＝＝＝Fv＝103
N×20 m/s＝2×104 W。
(2)消耗2 kg汽油，有多少能量被发动机转化为有用功？
解：(2)消耗2 kg汽油，汽车放出的热量Q放＝mq＝2 kg×4.5×107 J/kg＝
9×107 J，汽油机的效率为30％，转化成的有用功W有＝η×Q放＝30％
×9×107 J＝2.7×107 J。
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(3)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽
油完全燃烧放出的热量的42％，若这些废气带走的能量全部被质量为
200 kg的水吸收，水升高的温度是多少？(水未沸腾)
解：(3)废气带走的能量即水吸收的能量，则Q吸＝Q废气
＝42％×Q放＝42％×9×107 J＝3.78×107 J，由Q吸＝
cmΔt可得，水升高的温度Δt＝＝＝45 ℃。
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第十四章 内能的利用
第3节 能量的转化和守恒
1. 下列关于能量的转化现象的说法中，正确的是( D )
A. 钻木取火时，内能转化为机械能
B. 暖瓶的塞子跳起时，机械能转化为内能
C. 电动机工作时，机械能转化为电能
D. 蓄电池充电时，电能转化为化学能
D
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2. 如图所示，滑板车在人的助力下前行且轮子会发光，车停下来轮子就
不发光。从能量转化的角度分析轮子发光的原理正确的是( A )
A. 机械能转化为电能，再转化为光能
B. 电能转化为机械能，再转化为光能
C. 机械能转化为光能，再转化为电能
D. 光能转化为机械能，再转化为电能
A
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3. (2023·山东聊城)如图所示的是一种太阳能背包，它的前面有一个太阳
能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子
产品供电。下列说法错误的是( D )
A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
B. 给蓄电池充电将电能转化为化学能
C. 蓄电池放电将化学能转化为电能
D. 小风扇工作将化学能转化为机械能
D
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4. (2023·北京)如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水
加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确
的是( D )
A. 管口出现的“白气”是水蒸气
B. 水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气的内能增加
C. 水被加热的过程中，其内能是通过做功的方式改变的
D. 水蒸气推出橡胶塞的过程中，橡胶塞的动能是由水蒸气的内能转化来的
D
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5. (2023·山东东营)2023年5月17日，我国用 “长征三号乙”运载火箭成功发射第56颗北斗导航卫星。在卫星发射过程的点火加速上升阶段，发生的能量转化是燃料的 能转化为内能，然后转化为卫星的 能。
化学
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6. 下列能量转化过程符合实际的是( B )
A. B.
C. D.
B
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7. 下列说法正确的是( B )
A. 能量在转化的过程中总量越来越少
B. 热机不可能将内能全部转化为机械能
C. 只要设计巧妙，永动机就可以制成
D. 电能可以转化为机械能，机械能不能转化为电能
B
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7
8
9
10
11
12
13
14
8. 冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖，这个过程是能量的 (选填
“转化”或“转移”)；在整个过程中能量的总量 (选填“变大”“变
小”或“不变”)。永动机是不能制作成功的，它违背了 。
转移
不变
能量守恒定律
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9. 如图所示的是一种新型的“风光互补”景观照明灯。它“头顶”小风扇，
“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释合理的是
( C )
A. 白天工作时，光电池板将化学能转化为电能
B. 白天工作时，小风扇将电能转化为机械能
C. 晚上工作时，蓄电池放电，将化学能转化为电能供照明灯使用
D. 晚上工作时，照明灯将化学能转化为光能
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10. (教材第28页“图14.3－2”改编)如图所示的是小球弹跳的频闪照片，
小球弹起的高度越来越低，其中1、2是两等高的位置。小球在反弹跳起
的过程中， 能转化为 能和 能； 小球在上
升过程中重力势能 (选填“增大”“减小”或“不变”)；小球具有较
大机械能的是 (选填“1”或“2”)位置。
弹性势
重力势
动
增大
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. (2023·山东济南)随着我国人民生活水平的不断提高，汽车已进入寻
常百姓家。汽车发动机的主要部分是汽油机，是把汽油燃烧放出的
转化为机械能的装置。汽油机工作时，克服摩擦消耗的能量、机械
传热损失的能量及废气排出带走的能量，都不能再自动地用来驱动汽车，这是由于能量转化具有 ，而我们所能利用的能源是有限的，
所以需要节约能源。
内能
方向性
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. (2023·四川泸州)我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的
成就。例如，电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装
置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，先将 能转化为
电能，再将电能转化为 能储存在蓄电池里。
机械
化学
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. 如图所示的弹簧，小球套在光滑的金属杆上，在弹簧弹
力的作用下沿水平方向运动，B点是释放小球的位置，O点是弹簧原长
的位置，C点是小球向右到达的最右端。在小球由B点释放，第一次经
过O点到达C点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是( C )
C
A. 小球在B点时受力平衡
B. 小球在从B点到C点的过程中，动能一直增大
C. 小球到达O点时，机械能最大
D. 从B点到C点的过程中，小球的机械能守恒
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. 如图所示，用两块铜片、热电偶、电动机(带风
扇)组成一个装置，铜片1插在90 ℃热水中，铜片2放在空气中，半分钟
左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。温差发电的实质是 能
转化为 能。利用这套装置，最终热水的内能 (选填“能
够”或“不能够”)全部转化成风扇的机械能。温差发电 (选填“遵
守”或“不遵守”)能量守恒定律。
内
电
不能够
遵守
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14(共16张PPT)
第十四章 内能的利用
第1节 热机
1. (2023·新疆)人类最早发明的热机是( A )
A. 蒸汽机 B. 内燃机
C. 喷气发动机 D. 火箭发动机
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2. (2023·黑龙江绥化)下图是四冲程汽油机的工作示意图。从能量转化的
角度看，机械能转化为内能的冲程是( A )
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3. (教材第19页“图14.1－4”改编)如图所示的是四冲程汽油机的工作示意
图，下列说法正确的是( B )
B
A. 这四个冲程的正确顺序是丁→甲→乙→丙
B. 丙冲程存在着内能转化为机械能的过程
C. 乙冲程使汽车获得动力
D. 甲、乙、丙冲程是靠惯性完成的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4. 流星进入地球大气层，与大气摩擦并燃烧，它的 能转化为内
能，其能量转化与汽油机的 冲程相同。
机械
压缩
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5. (教材第17页“图14.1－1”改编)如图所示，用酒精灯加热试管中的水，
水沸腾一段时间后，塞子被试管中的水蒸气推出，同时，水蒸气的温度
，该装置跟四冲程汽油机的 冲程的原理相同。若有一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为 1 800 r/min，则1 s对外做功 次，完成了 个冲程。
降低
做功
15
60
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6. 柴油机在吸气冲程中吸入汽缸内的是( A )
A. 空气
B. 柴油
C. 雾状的柴油
D. 空气和雾状柴油的混合物
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7. 与汽油机相比，柴油机( B )
A. 汽缸顶部无火花塞，吸入汽缸的是柴油，效率高
B. 汽缸顶部有喷油嘴，吸入汽缸的是空气，效率高
C. 汽缸顶部有喷油嘴，吸入汽缸的是空气，效率低
D. 汽缸顶部有火花塞，吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，效率高
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8. 光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所
示。密闭气室中N2O4在光照下会分解，使反应室内气压增大，推动活
塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。活
塞右移过程相当于汽油机的( C )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C. 做功冲程 D. 排气冲程
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9. (2023·四川自贡)如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示
意图，图E、F是演示实验的示意图，图B是 冲程，与它原理相
同的是图 所示的演示实验。
压缩
E
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10. 如图所示的实验中，试管内的水沸腾后能使小叶轮旋转起来。在这
个实验中燃料的化学能转化为 ，燃料燃烧产生的热量被水吸
收，水的温度升高，直至沸腾。水沸腾形成的水蒸气驱动小叶轮转动，
最终转化成了小叶轮的机械能，这就是 (选填“蒸汽机”或“内
燃机”)的工作原理。
内能
蒸汽机
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11. (2023·江苏常州)压缩空气动力车。
(1)小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气
球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该现象说明力
的作用是 ，还说明力可以改变物体的 。
相互的
运动状态
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(2)为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动
力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如
图乙所示。发动机对外做功的是 (选填“进气”或“排气”)冲程，
此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为1 200
r/min，则1 s内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶
内压缩空气的密度 。
进气
降低
20
减小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12. 如图所示的是四缸发动机的工作原理：内燃机
通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错
开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别
在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如下
表所示，其中，排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活
塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称
单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下
运动的距离(即冲程长)，转速表示每分钟曲轴
或飞轮所转的周数。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
排量 2.0 L
输出功率 120 kW
转速 6 000 r/min
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(1)该发动机在1 s内做功 J，单缸排量V＝ L。
(2)每个做功冲程里，发动机做的功W＝ J。
1.2×105
0.5
600
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12(共17张PPT)
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
1. 关于燃料和热值，以下说法正确的是( D )
A. 燃料的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，其热值将变小
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
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2. 氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为1.4×108 J/kg，完全燃烧0.5 kg的氢气可放出 J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 (选填“大于”“等于”或“小于”)
1.4×108 J/kg。
7×107
等于
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3. 汽车发动机的散热器用水作为冷却剂，是由于水的
较大，降温过程中，是采用 的方式减小内能的。出租
车使用天然气来代替汽油，已知天然气的热值为4×107 J/m3，当出租车
完全燃烧0.03 m3天然气时，所释放的热量为 J。
4.50 g的干木柴完全燃烧时，放出6×105 J的热量，干木柴的热值是 １
J/kg，如果没有完全燃烧，它的热值将 (选填“变大”
“变小”或“不变”)。
比
热容
热传递
1.2×106
不变
1.2×107
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5. (2023·唐山路北区期中)下列关于热机效率的说法中正确的是
( D )
A. 热机所做的有用功增加，热机的效率也会增大
B. 热机效率是指热机所做的有用功与所用燃料燃烧释放的热量之比
C. 柴油机的效率一般比汽油机的效率高，对空气污染小
D. 在设计与制造热机时不断改进与创新，减少能量损失可以提高热机
的效率
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6. (教材第24页“图14.2－2”改编)某汽车的能量流向图如图所示，其热机
效率为 。该汽车在水平路面上行驶，共消耗了0.5 kg汽油，假
如汽油完全燃烧，释放的热量为 J，此过程中汽车获得的机
械能为 J。(汽油的热值q＝4.6×107 J/kg)
35％
2.3×107
8.05×106
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7. 如图所示，在“比较燃料热值大小”的实验中，不需要控制相同或相等
的因素是( D )
A. 两种燃料的质量 B. 两只装水的烧杯
C. 烧杯中水的质量 D. 各自加热的时间
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8. (2023·四川成都)小美在老师的指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯
各装100 g水，用酒精灯加热甲烧杯，用煤油灯加热乙烧杯，直至杯内
水沸腾1分钟即熄灭该灯，测得消耗酒精4 g、煤油2.5 g。她根据实验数
据绘制了水温与加热时间关系的图象(如图所示)。若水沸腾前质量不改
变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，q酒精＝3.0×107
J/kg，q煤油＝4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，则下列说法正确
的是( B )
B
A. 整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多
B. 前3 min，乙杯中的水吸收的热量为 3.36×104 J
C. 消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108 J
D. 酒精灯加热的效率为28％
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9. 如图所示的是四冲程内燃机工作循环中的 冲程。若此内燃机
1 s内对外做功20次，则曲轴的转速是 r/min。在一个工作循环
中消耗了20 g汽油(q汽油＝4.6×107 J/kg)，若这台汽油机的效率为30％，
则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。
做功
2 400
2.76×105
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10. (2023·四川广元)某研学活动小组在实践活动期间，粗略测量了一农
家柴火灶的热效率。同学们在柴火灶的铁锅里倒入5 kg水，盖上锅盖，
完全燃烧了1 kg干木柴使水温从20 ℃升高到80 ℃，水吸收的热量为
J，该柴火灶的热效率为 。[水的比热容是4.2
×103 J/(kg·℃)，这种干木柴的热值是1×107 J/kg]
1.26×106
12.6％
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. (2023·内蒙古兴安盟)民谚“五月五、过端午、蒸
粽子”，呈现了端午节文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的水蒸气进
行加热的。用2.5 kg的水蒸粽子，当水沸腾时，水温升高了80 ℃。c水＝
4.2×103 J/(kg·℃)，q煤＝3×107 J/kg。求：
(1)从加热至沸腾，水吸收的热量。
解：(1)由题意可知，水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×80 ℃＝8.4×105 J。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)此过程若采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10％，需要完全燃烧
煤的质量。
解：(2)由η＝得，煤炉放出的热量Q放＝＝＝8.4×106 J，由
Q放＝m煤q煤得，需要完全燃烧煤的质量m煤＝＝＝0.28 kg。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12. 国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进
行，某同学计算他家天然气烧水的热效率，将2 kg的水倒入烧水壶中，
并测出水温为20 ℃，在1个标准大气压下，把水刚加热到100 ℃时，测
出消耗天然气0.048 m3。已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然
气热值约为q＝4×107 J/m3。求：
(1)将这些水烧开，需吸收多少热量。
解：(1)将这些水烧开需吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)
×2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×105 J。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量。
解：(2)燃烧的天然气放出的热量Q放＝Vq＝0.048 m2×4×107 J/m3＝
1.92×106 J。
(3)他家天然气灶的效率。
解：(3)他家天然气灶的效率η＝＝＝35％。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. 已知某型号的载重汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶9.6 km，所用时间是8 min，消耗燃油3 L(假设燃油完全燃烧)，汽车发动机在这段时间内的功率为60 kW。若燃油的密度是0.8×103 kg/m3，热值为3
×107 J/kg，求：
(1)汽车行驶的速度。
解：(1)汽车行驶的路程s＝9.6 km＝9 600 m，所用时间t＝8 min＝480 s，
汽车行驶的速度 v＝＝＝20 m/s。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)汽车行驶过程中的牵引力。
解：(2)汽车的功率P＝60 kW＝6×104 W，由P＝＝＝Fv可知，
汽车的牵引力F＝＝＝3×103 N。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(3)汽车发动机的效率。
解：(3)汽车行驶过程中所做的功W＝Pt＝6×104 W×480 s＝2.88×107 J，
消耗燃油的质量m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×3×10－3 m3＝2.4 kg，
燃油完全燃烧放出的热量Q＝mq＝2.4 kg×3×107 J/kg＝7.2×107 J，
汽车发动机的效率η＝＝＝40％。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
