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3.5 物体的内能（第3课时） 分层练习
科学观念：了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理；知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况；了解内能的利用在人类发展史上的重要意义；知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能;知道什么是燃料的热值和单位。
科学思维：学习分析和比较的研究方法；从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。
探究实践：通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功；利用动画、图片或模型讲解四冲程内燃机的基本结构和工作过程。
态度责任：了解这些内燃机在生产和生活中的应用，提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识；结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义。
01 热机
1．目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）
A．共享电动汽车
B．052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C．歼﹣20战机涡扇﹣15煤油发动机
D．长征五号火箭液氢液氧发动机
【答案】A
2．（2024九上·武义月考）下图所示是汽车四冲程汽油机的工作示意图，其中使汽车获得动力的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】【分析】四冲程汽油机的四个冲程分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。有能量转化的是压缩冲程、做功冲程；压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，是使汽车获得动力的冲程。
【解答】解：A是吸气冲程，B是压缩冲程，C是做功冲程，D是排气冲程，所以选C。
3．（2024九上·江北期末）喜欢思考的小宁用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机的两个冲程相似，这两个冲程是（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．吸气冲程和排气冲程
C．压缩冲程和做功冲程 D．做功冲程和排气冲程
【答案】C
【解析】【分析】热机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能，据此分析判断。
【解答】根据以图可知，当扭动瓶盖时，瓶内气体受到挤压，将机械能转化为气体的内能，相当于热机的压缩冲程。而丙图中瓶盖飞出时，将气体的内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，故C正确，而A、B、D错误。
故选C。
02 燃料的热值
1．人体摄人的能量(营养师常称之为热量)过多或过少都有损于健康。某种巧克力的营养成分表上标有“每100克能量2000千焦" ，该标识的含义与以下哪个物理量的含义类似？ （ ）
A．热量 B．热值 C．内能 D．比热容
【答案】B
【解析】【分析】根据热值的定义判断。
【解答】燃料的热值表示燃料的放热本领大小，数值上等于1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，这和“每100g能量2000千焦”相似，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
2．我国近期在南海海底发现了一种俗称“可燃冰”的冰块状天然气水合物，能源总量可达全国石油总量的一半。燃烧1立方米可燃冰释放出的能量与燃烧164立方米天然气释放的能量相当，由此可判断“可燃冰”（ ）
A．具有较高的内能 B．具有很高的热值
C．只有燃烧时才有内能 D．没点燃时只具有化学能
【答案】B
【解析】【分析】1m3某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值；单位质量的某种物质温度升高或降低1℃吸收或放出的热量叫这种物质的比热容；
物体所有分子由于无规则运动具有的动能和分子势能的总和叫内能，一切物体都具有内能。
【解答】燃烧1m3的可燃冰释放的能量与164m3天然气相当。说明完全燃烧相同体积可燃冰和天然气，可燃冰放出的热量多，即可燃冰的热值大。
故答案为：B
3．下列说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料燃烧情况无关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D．1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
【答案】A
【解析】【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，与燃料的质量大小无关，只与种类有关。
【解答】A.提到热值，肯定指燃料完全燃烧的情形，因此燃料的热值与燃料燃烧情况无关，故A正确；
B.燃料的热值与是否容易燃烧无关，故B错误；
C.煤的热值大于干木柴的热值，那么相同质量燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多，没有限制质量相同，故C错误；
D.煤的热值与质量无关，故D错误。
故选A。
03 热机效率
1．如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．25% B．35% C．40% D．75%
【答案】B
【解析】【分析】（1）内燃机工作时，除了转化为有用的机械能外，其他的能量都通过机械自身损耗和排放的废气带走了，因此燃料的内能=机械能+废气带走+机械自身损耗；
（2）转化成的机械能与燃料完全燃烧释放的内能的比叫热机的效率。
【解答】如图所示，热机效率是：100%-25%-40%=35%，故B正确。
2．（2023九上·舟山期中）随着乡村振兴的持续推进，以天然气为燃料的燃气灶逐渐取代了以下木材为燃料的土灶，保护了生态环境。将质量为3kg、初温为23℃的水加热到98℃，土灶燃烧了干木材0.315kg，则该土灶的热效率为 %；若热效率为60%的燃气灶，则需要消耗天然气 （结果保留小数点后两位）。干木材热值取，天然气热值取，水的比热容。
【答案】25；0.04
【解析】【分析】（1）利用吸热公式Q吸=cm（t-t0）求水吸收的热量，利用Q放=mq求天然气完全燃烧放出的热量，利用计算该土灶的热效率；
（2）根据的变形公式求出天然气完全燃烧放出的热量，再根据Q放=Vq求加热这壶水需要天然气的体积。
【解答】（1）水吸收的热量：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（98℃-23℃）=9.45×105J；
干木材完全燃烧放出的热量：Q放=mq气=0.315kg×1.2×107J/kg=3.78×106J；
燃气灶的热效率：。
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
烧开这壶水需要天然气的体积：。
3．（2023九上·上城期中）发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机。在某次测试中，汽车在1.5×103s内于水平路面上匀速行驶4.6×104m，该过程中汽车的牵引力为3000N，汽车消耗汽油12kg(汽油的热值为4.6×107J/kg)
（1）汽车的内燃机一个工作循环的四个冲程如图所示，图中四个冲程的顺序是 (按序填写序号)。
（2）匀速行驶过程中，牵引力做的功率为多少？
（3）汽油完全燃烧释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是多少？
【答案】（1）③①④②
（2）解：P＝ ＝ ＝92000W
（3）解：Q放＝mq＝12kg×4.6×107J/kg＝5.52×108J，
η＝ ×100%＝ ×100%＝25%
1．D
【详解】远洋轮船、载重汽车和喷气式飞机的动力设备都是热机，而电动车是消耗电能，用的是电动机，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
2．A
【详解】长征系列火箭使用液态氢作燃料，主要是由于液态氢的热值大，燃烧相同质量的液态氢和其他燃料，液态氢能放出更多的热量，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】A．由于不确定燃料是否完全燃烧，故A错误；
BCD．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故C正确，BD错误；
故选C。
4．A
【详解】A．热传递的条件是温度差，与两物体的内能大小无关，故A正确；
B．由知道，物体吸、放热与物体的比热容、质量、温度变化量大小有关，故B错误；
C．晶体在熔化时，吸收热量，其内能增大，但温度不变，故C错误；
D．热值是指燃料完全燃烧时所放出的热量，是燃料的一种特性，与其质量无关，故D错误。
故选A。
5．D
【详解】A．由知道，物体吸收热量的多少与比热容、质量和升高的温度都有关系，质量不确定，升高的温度虽然相同，但吸收热量多少不能确定，故A错误；
B．1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值，故B错误；
C．比热容和热值是物质的一种性质，只与物质本身有关，所以一桶汽油用去一半，比热容和热值不会改变，故C错误；
D．汽车发动机通常用水来冷却是因为水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，故D正确。
6．C
【详解】引燃注射器管内的酒精，活塞立即飞出去，此时气体的内能转化塞子的机械能；
AD．吸气冲程和排气冲程中没有能量的转化，故AD不符合题意；
B．压缩冲程中机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．做功冲程中高温高压的燃气对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能，故C符合题意。
故选 C。
7．D
【详解】四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个冲程，做功1次，所以飞轮转30圈共完成60个冲程，做功15次，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
8．B
【详解】A．水吸收热量，温度上升，水的内能增加，故A正确，不符合题意；
B．试管内水蒸气将软木塞冲出的过程中，利用内能做功，将水蒸气的内能转化为软木塞机械能；汽油机的压缩冲程机械能转化成内能，该实验中能量转化是内能转化为机械能，能量转化形式不同，故B错误，符合题意
C．水蒸气膨胀对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，气体的内能转化为橡皮塞的机械能，故C正确，不符合题意；
D．试管口的“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水滴，故D正确，不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】A．甲冲程为吸气冲程，吸入的是空气和汽油的混合物，故A正确，A不符合题意；
B．乙冲程为排气冲程，排出的废气温度高，会带走一部分能量，故B正确，B不符合题意；
C．丙冲程为做功冲程，能量的转化是内能转化为机械能，故C正确，C不符合题意；
D．这四个冲程的正确顺序是吸气、压缩、做功和排气，即甲丁丙乙，故D错误，D符合题意。
故选D。
10．A
【详解】AC．当海水下降时，活塞向下运动，此时阀门K1关闭，阀门K2开启，类似于汽油机的吸气冲程，故A符合题意，C不符合题意；
BD．当海水上升时，活塞向上运动，此时阀门K1开启，阀门K2关闭，类似于汽油机的压缩冲程，故BD不符合题意。
故选A。
11．C
【详解】A．热传递和做功都能改变物体的内能，加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能，故A不符合题意；
B．因为冲出的水蒸气内能减小，温度降低，液化成小水珠，出现白雾，故B不符合题意；
C．蒸汽推动小船前进，水蒸气的质量减小，速度增大，小船的动能增大，重力势能变小，故C符合题意；
D．蒸汽推动小船前进能的转化方式是内能转化为机械能，和内燃机的做功冲程相同，故D不符合题意。
故选C。
12．C
【详解】ABC．将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，当放电针放电时，电能转化为内能；汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，燃气的内能转化为软木塞的机械能，燃气的内能减小；而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程，故AB错误，C正确；
D．燃料的热值是燃料的特性，不会随着质量的改变而改变，故D错误。
故选C。
13．D
【详解】AD．1图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，内能转化为机械能，靠飞轮的惯性来完成，2图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，靠飞轮的惯性来完成；3图两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；4图进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，靠飞轮的惯性来完成。所以除了冲程3以外，其他冲程均靠飞轮的惯性完成，故A错误，D正确；
B．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，无论科技如何发展，热机的效率可以提高，总存在摩擦、要做额外功，效率一定不会达到100%，故B错误；
C．图中因为四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈，完成4个工作冲程，并对外做功1次，且该汽油机工作时曲轴转速为1200r/min，所以可知每分钟完成2400个冲程
1200r/min=20r/s
即该汽油机的曲轴每秒转20圈，则每秒做功
故C错误。
故选D。
14．D
【详解】A．图甲中气门都关闭，且活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程；图乙中排气门打开，所以是排气冲程；图丙中进气门打开，所以是吸气冲程；图丁中气门都关闭，且活塞向上运动，所以是是压缩冲程。汽油机四冲程的工作过程为丙→丁→甲→乙，故A错误；
B．四冲程中依靠飞轮惯性带动的冲程是吸气冲程、压缩冲程、排气冲程，即乙、丙、丁，故B错误；
C．甲为做功冲程，能量转化为内能转化为机械能；丁为压缩冲程，能量转化为机械能转化为内能，故C错误；
D．①演示实验对试管中的水加热，使试管中水的内能增大，冲开塞子，对外做功，内能转化为塞子的机械能；②演示实验通过做功方式将机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
15．D
【详解】A．1kg的汽油完全燃烧可以放出4.6×107J的能量，但选项中未明确汽油完全燃烧，因此燃烧1kg的汽油不一定释放4.6×107J的能量，故A错误；
B．汽车的内燃机在做功冲程将内能转化为机械能，故B错误；
C．由图可知，该内燃机的效率为
η=100%-(33%+30%+7%)=30%
故C错误；
D．为确保发动机正常工作，可用水对其冷却，利用了水的比热容较大的特性，因为相同质量的水与其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量更多，故D正确。
故选D。
16．D
【详解】
A．95号汽油和92号汽油的成分不同，热值不一定相同，故A错误；
B．增压技术使气缸内压强变大，压缩冲程中，活塞对油气混合物做功更多，油气混合物的温度越高，同时增加了氧气含量，使汽油燃烧更充分，不易爆燃，故B错误；
C．热值跟燃料的种类有关，跟燃料的质量，燃烧情况等无关，故C错误；
D．高温尾气仍含有较多热量，将这部分能量利用起来的话可以增加有用功的比例，可以提高热机效率，故D正确。
故选D。
17． 做功 机械 1.26×108
【详解】（1）[1][2]图中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，在这一过程中化学能转化为内能再转化为机械能。
（2）[3]完全燃烧10m3氢气放出的热量
Q放=Vq=10m3×1.26×107J/m3=1.26×108J
18． 做功 压缩 25%
【详解】[1]将空气压缩引火仪活塞迅速下压，棉絮被点燃，说明将活塞迅速下压，活塞对桶内空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，使筒内空气的内能增加，温度升高；是通过做功的方式增加筒内空气的内能。
[2]压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与汽油机的压缩冲程相同；
[3]汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J
汽油机的效率
。
19． 做功 下降 B
【详解】（1）[1]通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体产生冲击，将纸筒内填充的礼花彩条喷向远处，此过程中罐内气体的内能转化为彩条的机械能，所以罐内气体通过做功方式改变了内能。
[2]由于此过程中罐内气体的内能转化为彩条的机械能，所以罐内气体的内能减小，罐内气体的温度将下降。
（2）[3]此过程中罐内气体的内能转化为彩条的机械能；
A．进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程，故A不符合题意；
B．两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能，故B符合题意；
C．两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，为排气冲程，故D不符合题意。
故选B。
20． 做功 相同燃料燃烧释放的能量相同，转化成火箭的动能相同，质量越小，速度越大
【详解】（1）[1] 燃料燃烧产生的燃气推动火箭升空，内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同。
（2）[2] 1千克的铍完全燃烧释放的热量为
则获得的机械能为
（3）[3] 燃料总量相同，完全燃烧后放出的热量相等，内能转化为的动能一样多。但多级火箭在一级燃料耗尽后，一级箭体分离，二级箭体的质量小于单级火箭的质量，在动能相同时，质量小的速度更大，所以燃料总量相同时，多级火箭比单级火箭（燃料全部放在一个箭体中）的最大飞行速度更快。
21． 做功 B 降低 物体对外做功
【详解】（1）[1]火箭向上飞出过程，是将内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程。
（2）[2]乙实验是研究物体对外做功时物体内能的变化情况（即瓶内空气的内能变化情况），所以实验时需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（3）[3][4]当把销钉K拔出后，气缸内的压缩空气对活塞做功，空气内能转化为活塞的机械能；空气的内能减少，温度降低，所以温度计的示数降低。从而说明物体对外做功时，内能减小。
22． B 见详解 BDE
【详解】（1）[1]四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由做功冲程完成的，在做功冲程中，两气门关闭，高温高压气体推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，下图中A为吸气冲程，B为做功冲程，C为压缩冲程，D为排气冲程，故是通过B的冲程来实现
（2）[2]与传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧相比，内燃方式的优势是气缸内燃烧温度更高，燃料燃烧更充分，热损失少，效率更高。
（3）A．屈纽制造出的蒸汽机是将燃料的化学能转化为水蒸气的内能，再转化为三轮汽车的机械能，故A错误；
B．内燃机在设计上对气缸内部的各部件的协作，材料抗高温的能力等方面要求更高，传统蒸汽机的燃料在气缸外部是受到当时技术的局限，体现了工程的复杂性，故B正确；
C．奥托对内燃机进行了改进，效率高达14%，而德罗夏的内燃机的效率应比改进后效率要低一些，应低于14%；故C错误；
D．现代燃油汽车的发动机的工作原理与内燃机是一样的，只是在气缸的个数及自动化、智能化程度更高一些，是在内燃机的基础上发展和改进的成果，故D正确；
E．热机的发明与发展给人类带来巨大的动力来源，将人们从繁重的体力劳动中解放出来，而且效率更高，给人们社会带来了深远的影响，方便了人们的生活。故E正确。
故选BDE。
23．（1）；（2）69.3%
【详解】
解：（1）水吸收的热量
（2）天然气完全燃烧放出的热量
该热水器烧水的效率为
答：（1）水吸收的热量是；
（2）该热水器烧水的效率是69.3%。
24．（1）1.35×107J；（2）5.4×106J；（3）40%
【详解】解：（1）完全燃烧汽油释放的热量
Q放=mq=0.3kg×4.5×107J/kg=1.35×107J
（2）汽车行驶的路程
s=vt=18m/s×5×60s=5400m
汽车发动机所做的有用功
W=Fs=1000N×5400m=5.4×106J
（3）发动机的效率
答：（1）消耗的燃油完全燃烧产生的热量是1.35×107J；
（2）汽车牵引力所做的功是5.4×106J；
（3）发动机的效率是40%。
25． BADC 900 增大 ×100% 减少散热损失 80%
【详解】（1）[1]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，是第二个冲程；乙中的进气阀打开，活塞向下运动，是第一个冲程；
丙中的排气阀打开，活塞向上运动，是第四个冲程；丁中的两个气阀都关闭，火花塞点火，所以为做功冲程；故先后顺序为BADC。
（2）[2]若飞轮转速是1800r/min，表示每分钟飞轮转动1800圈，对外做功1次，飞轮转1800圈。
[3]A图为压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。
（3）[4]由能流图可知：燃料完全燃烧放出的热量为，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率
[5]根据图示的能量流向图可知，要提高汽油机效率、减少尾气带走的热量、减小摩擦做功；
（4）[6]电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力平衡，则电动汽车受到的牵引力为
则电动车行驶36km，牵引力做的功为
这个过程耗电
电动汽车电能转化为机械能的效率
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3.5 物体的内能（第3课时） 分层练习
科学观念：了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理；知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况；了解内能的利用在人类发展史上的重要意义；知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能;知道什么是燃料的热值和单位。
科学思维：学习分析和比较的研究方法；从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。
探究实践：通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功；利用动画、图片或模型讲解四冲程内燃机的基本结构和工作过程。
态度责任：了解这些内燃机在生产和生活中的应用，提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识；结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义。
01 热机
1．目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）
A．共享电动汽车 B．052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C．歼﹣20战机涡扇﹣15煤油发动机 D．长征五号火箭液氢液氧发动机
2．（2024九上·武义月考）下图所示是汽车四冲程汽油机的工作示意图，其中使汽车获得动力的冲程是（ ）
A． B． C． D．
3．（2024九上·江北期末）喜欢思考的小宁用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机的两个冲程相似，这两个冲程是（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．吸气冲程和排气冲程
C．压缩冲程和做功冲程 D．做功冲程和排气冲程
02 燃料的热值
1．人体摄人的能量(营养师常称之为热量)过多或过少都有损于健康。某种巧克力的营养成分表上标有“每100克能量2000千焦" ，该标识的含义与以下哪个物理量的含义类似？ （ ）
A．热量 B．热值 C．内能 D．比热容
2．我国近期在南海海底发现了一种俗称“可燃冰”的冰块状天然气水合物，能源总量可达全国石油总量的一半。燃烧1立方米可燃冰释放出的能量与燃烧164立方米天然气释放的能量相当，由此可判断“可燃冰”（ ）
A．具有较高的内能 B．具有很高的热值
C．只有燃烧时才有内能 D．没点燃时只具有化学能
3．下列说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料燃烧情况无关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D．1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
03 热机效率
1．如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．25% B．35% C．40% D．75%
2．（2023九上·舟山期中）随着乡村振兴的持续推进，以天然气为燃料的燃气灶逐渐取代了以下木材为燃料的土灶，保护了生态环境。将质量为3kg、初温为23℃的水加热到98℃，土灶燃烧了干木材0.315kg，则该土灶的热效率为 %；若热效率为60%的燃气灶，则需要消耗天然气 m3（结果保留小数点后两位）。干木材热值取1.2×107J/kg，天然气热值取3.9×107J/m3，水的比热容4.2×103J/（kg·℃）。
3．（2023九上·上城期中）发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机。在某次测试中，汽车在1.5×103s内于水平路面上匀速行驶4.6×104m，该过程中汽车的牵引力为3000N，汽车消耗汽油12kg(汽油的热值为4.6×107J/kg)
（1）汽车的内燃机一个工作循环的四个冲程如图所示，图中四个冲程的顺序是 (按序填写序号)。
（2）匀速行驶过程中，牵引力做的功率为多少？
（3）汽油完全燃烧释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是多少？
1．下列交通工具中，动力设备不是热机的是（ ）
A．远洋轮船 B．载重汽车 C．喷气式飞机 D．电动车
2．2024年3月20日，我国长征八号遥三运载火箭成功发射鹊桥二号中继星。长征系列火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料（ ）
A．热值较大 B．密度较大 C．着火点高 D．比热容大
3．关于热值，下列说法正确的是（ ）
A．2千克热值是焦/千克的炭，燃烧时放出的热量当然就是焦
B．燃料质量越大，燃烧越充分，其热值越大
C．热值的大小由燃料本身决定
D．燃料燃烧时温度越高，其热值越大
4．下列关于温度、内能、热量及比热容和热值的说法中正确的是（ ）
A．内能不相等的两物体间也可能会发生热传递
B．一个物体的温度越高，它能放出的热量越多
C．一个物体吸收了热量，它的内能将增加，其温度一定升高
D．一种燃料的质量减半，它的比热容不变，但其热值将减半
5．根据比热容和热值的概念，判断下列叙述正确的是( )
A．升高相同的温度，比热容大的物体吸收的热量多
B．1千克某种燃料燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值
C．一桶汽油用去一半，比热容和热值都变为原来的一半
D．汽车发动机通常用水来冷却主要是利用了水的比热较大这一特性
6．小柯启动点火装置（如图所示）引燃注射器管内的酒精，活塞立即飞出去。实验中“点火，活塞飞出去的过程”是模拟下列冲程中的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．一个四冲程热机的飞轮转速为，它完成了（ ）
A．30个冲程，做了30次功 B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功
8．如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是（ ）
A．水温上升时，水的内能增加
B．该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C．管内气体对橡皮塞做功，内能转化为机械能
D．试管口的“白气”是小水滴
9．目前汽车上用的动力装置绝大多数属于内燃机。如图是某汽车的汽油机工作示意图。以下说法不正确的是（ ）
A．甲冲程中，吸入的是空气和汽油的混合物
B．乙冲程中，排出的废气温度高，会带走一部分能量
C．丙冲程中，能量的转化是内能转化为机械能
D．这四个冲程的正确顺序是甲丙丁乙
10．上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯，它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电，那么（ ）
A．当海水下降时，阀门K1关闭，阀门K2开启
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程
D．当海水上升时，类似于汽油机的做功冲程
11．如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（ ）
A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低
C．蒸汽推动小船前进，小船的动能增大，重力势能不变
D．蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同
12．在如图所示的“汽油机模型”实验中，将适量的汽油喷入厚壁有机玻璃圆筒内，用软木塞塞住筒口，筒内底装有两根与静电电机（电源）相连接的放电针，当放电针释放电火花时，以下说法正确的是（ ）
A．电火花放电使汽油燃烧的过程，将电能转化为汽油的化学能
B．燃气将软木塞冲出的过程，燃气的内能转化为软木塞的机械能，燃气的内能不变
C．此装置可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程
D．汽油的热值随其质量的变小而变小
13．如图所示是四冲程汽油机工作的四个冲程。下列说法正确的是（ ）
A．除了冲程2以外，其他冲程均靠飞轮的惯性完成
B．此热机效率可以达到
C．若转速为，该汽油机每秒做功5次
D．冲程1中机械能转化为内能
14．图甲～丁为汽油机的四冲程示意图，图①②为实验演示图，则下列说法正确的是（ ）
A．汽油机四冲程的工作过程为：丙→甲→丁→乙
B．四冲程中依靠飞轮惯性带动的冲程是甲、乙、丙
C．甲、丁过程中能量转化均为机械能转化为内能
D．①演示实验可模拟甲冲程，②演示实验可模拟丁冲程
15．小金阅读了某汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示，汽油热值为4.6×107J/kg。下列说法正确的是（ ）
A．燃烧1kg的汽油一定释放4.6×107J的能量
B．汽油机在做功冲程把机械能转化为内能
C．该内燃机的效率为40%
D．为确保发动机正常工作，可用水对其冷却，利用了水的比热容较大的特性
16．小明在加油站看到普通汽车只要加92号汽油，而涡轮增压的车需要加95号汽油，通过查资料得知，汽油标号不同是因为汽油中的异辛烷（化合物）含量不同：汽油标号越高，越不容易在压缩冲程中爆燃。涡轮增压的汽车利用发动机排出的废气驱动涡轮旋转，将空气压缩后压入汽缸，使汽油获得更多氧气，燃烧更充分。下列说法正确的是（ ）
A．95号汽油和92号汽油的热值一定相同
B．增压技术使汽缸内压强变大，压缩冲程中活塞对油气混合物做功更多，使之易爆燃
C．涡轮增压技术使汽油燃烧更充分，从而能提高汽油的热值
D．高温尾气仍含有较多热量，将这部分能量利用起来可以提高热机效率
17．今年，我国自主研发了首款氢能发动机，它可以实现“零碳排放、零污染排放”。
（1）氢能发动机的工作原理与汽油机相同。如图所示为发动机的 冲程，该冲程是将内能转化为 能。
（2）完全燃烧10m3的氢气可以放出的热量为 J。（氢气的热值为1.26×107J/m3）。
18．如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程是通过 的方式（选填“热传递”或“做功”）增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的 冲程相同（选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”），某汽油机在一次工作中消耗了2kg油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是 （汽油热值为4.6×107J/kg）。
19．如图甲为礼花喷射器的模型，通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体，气体冲击纸筒内填充的礼花彩条，并将它们喷向远处。
（1）该过程中罐内气体通过 方式改变了内能，随着气体的不断释放，罐内气体的温度将 （选填“上升”、“下降”或“不变”）；
（2）该过程能量转化方式与乙图中汽油机的冲程 相同（选填字母）。
20．2023年6月，我国最大固态燃料运载火箭“力箭一号”成功发射，其发射升空过程如图所示。
（1）火箭喷气发动机也属于内燃机。发射时，燃料燃烧，产生的燃气推动火箭升空，该过程相当于汽油机中的 冲程。
（2）金属铍是一种优质的火箭燃料，若火箭发动机的效率为，则1千克的铍完全燃烧可以使火箭获得 焦的机械能。（铍的热值为焦/千克）
（3）“力箭一号”为多级火箭，火箭一、二级箭体中均储存有燃料。研究发现，若燃料总量相同时，多级火箭比单级火箭（燃料全部放在一个箭体中）的最大飞行速度更快，其原因是 。
21．图甲所示为抖音上售卖的喷气火箭，发射时猛踩气囊，气囊中的空气推动火箭向上飞出。图乙所示，大口玻璃瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连，用打气筒给瓶中打气，图丙所示，B是一个被销钉下锁住的活塞，气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计，活塞与气缸壁之间没有摩擦，请回答下列问题：
（1）火箭向上飞出过程相当于内燃机的 冲程；
（2）乙实验中，在研究气体对外做功内能变化时，应该注意观察的是 ；
A．打气的过程中，水面的变化情况 B．瓶塞跳起瞬间，瓶内的变化情况 C．瓶塞跳起的高度
（3）试根据甲、乙实验的结论分析，当把销钉K拔出后温度计的示数 （选填“升高”、“降低”或“不变”），说明 时，内能减小。
22．热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙），热效率为5%-8%之间；
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出；
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的 冲程来实现；（填选项）
A． B． C． D．
（2）与传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧相比，德罗夏提出的内燃方式的优势是 ；
（3）根据热机改进和发展的科学史，以下观点正确的是： ；（可多选）
A．屈纽制造出的蒸汽机是将燃料的化学能直接转化为三轮汽车的机械能；
B．传统蒸汽机的燃料在气缸外部是受到当时技术的局限，体现了工程的复杂性；
C．德罗夏的内燃机的效率估计至少可以达到20%；
D．现代燃油汽车的发动机是在内燃机的基础上发展和改进的成果；
E．热机的发明与发展给人类社会带来了深远的影响，方便了人们的生活。
23．随着能源结构的改善，不同燃料的燃气热水器已走进千家万户，某家庭用的天然气热水器，完全燃烧了0.3m3的天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为4×107J/m3试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）该热水器烧水的效率是多少？
24．我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18m/s的速度匀速行驶了5min，消耗燃油0.3kg，汽车发动机的牵引力是1000N。已知燃油的热值为4.5×107J/kg。求：
（1）消耗的燃油完全燃烧产生的热量；
（2）汽车牵引力所做的功；
（3）发动机的效率。
25．如图甲为汽油机的四个冲程示意图，请回答下列问题。
（1）汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是 （对图甲A、B、C、D重新排序）；
（2）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，该汽油机每分钟完成 个做功冲程，A图所示的冲程中，燃气内能会 （填“增大”或“减小”）；
（3）图乙所示为某汽油机的能流图，则该汽油机的效率为η= （用图中的字母代号表示）。根据此图，提出一条提高发动机效率的有效措施： ；
（4）据报道，截止今年九月底我国新能源汽车的保有量已达1800多万辆。某品牌的一款电动汽车的部分参数如表：
空车质量 1380kg 最大功率 100kW
轮胎与地面总接触面积 0.032m2 最高速度 120km/h
电池容量 42kW h 最大续行里程 260km
假如汽车上只有质量为60kg的司机一人，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，耗电9kW h。设汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍 ，显然相比汽油车高大约30%的效率，电动汽车更环保，更节能。
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