第十四章 《内能的利用》综合练习
一、单选题
1．如图为我国武装直升机武直﹣10，采用我国完全自主研发的“玉龙”涡轴航空发动机，它的大致工作过程：空气通过进气道进入压气机，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列说法正确的是（ ）
A．武直﹣10沿竖直方向匀速上升时，它的机械能保持不变
B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C．空气进入压气机，被压气机压缩后内能增大
D．燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，发动机的效率不变
【答案】C
【知识点】辨析物体的机械能是否发生变化、做功改变物体的内能、热值的概念、单位和物理意义、提高热机的效率的方法
【详解】A．武直﹣10沿竖直方向匀速上升时，质量不变，速度不变，则动能不变，高度增加，则重力势能变大，则机械能变大，故A错误；
B．热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，所以燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误；
C．空气进入压气机，压气机压缩空气，对空气做功，所以空气的内能增大，故C正确；
D．燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，可以输出的有用能量变多，则发动机的效率提高，故D错误。
故选C。
2．《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景，如图，下列过程与物理知识对应正确的是（ ）
A．加热——木炭燃烧时热值变大
B．蒸煮——油料含有的热量增加
C．翻炒——主要通过做功改变茶叶的内能
D．飘香——分子在做无规则运动
【答案】D
【知识点】热传递改变物体的内能、热量的概念、热值的概念、单位和物理意义、分子的热运动
【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，所以木炭燃烧时热值不变，故A错误；
B．热量是一个过程量，不能说物体“含有”多少热量，只能说“吸收”或“放出”多少热量，蒸煮过程中，油料吸收热量，内能增加，故B错误；
C．翻炒过程中，是通过热传递的方式将锅的热量传递给油料，从而改变油料的内能，而不是做功，故C错误；
D．飘香是因为油料的分子在永不停息地做无规则运动，使人能闻到香味，属于扩散现象，故D正确。
故选D。
3．2025年1月，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦卫星发射升空。如图所示，火箭在发射升空时，下列有关说法错误的是（ ）
A．火箭理想的液态燃料是液态氢，是因为它具有较大的热值
B．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
C．火箭发射过程中燃烧的液态氢越多，火箭发动机效率越高
D．火箭加速升空的过程中，火箭与空气摩擦，火箭外壳内能增大
【答案】C
【知识点】做功改变物体的内能、热机工作过程中的能量转化、热值的概念、单位和物理意义、热机效率的计算
【详解】A．火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢可以释放出更多的热量，故A正确，不符合题意；
B．火箭发动机工作时，燃料在燃烧室内燃烧，燃料的化学能转化为高温燃气的内能，这些高温、高压的燃气通过喷管向后高速喷出，燃气对火箭产生向前的反作用力，从而推动火箭前进，这个过程就是将燃气的内能转化为火箭的机械能，故B正确，不符合题意；
C．火箭发动机效率是指火箭用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃烧液态氢的多少无关，故C错误，符合题意；
D．当火箭加速升空时，它会与周围的空气产生剧烈的摩擦，摩擦生热，火箭外壳的内能会因此而增大，可能会导致外壳温度升高，所以在火箭设计等方面需要考虑采取一些措施来应对这种因摩擦产生的热效应，比如采用特殊的隔热材料等，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．我国使用运载火箭将“天宫”空间站组件依次运送至太空中，使我国载人航天进入了“空间站时代”。下列关于火箭发射中的说法正确的是（ ）
A．火箭发射时用水对发射器降温，是因为水的比热容较大
B．升空后，火箭外壳温度越高，内能增大，所含的热量变多
C．火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似
D．火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
【答案】A
【知识点】力作用的相互性、温度、热量与内能的区别与联系、水的比热容特点及应用、热机效率的定义
【详解】A．由于水的比热容大，吸热能力强，因此火箭发射时用水对发射器降温，故A正确；
B．热量是过程量，不能用含有或具有描述，故B错误；
C．火箭升空时，向下喷气，由于力的作用是相互的，会受到气体对其向上的力，而使其上升，故C错误；
D．火箭发动机工作过程中存在能量损失，因此热机效率不能达到100%，故D错误。
故选A。
5．小明做了一个如图所示的简易热机，用酒精灯加热使易拉罐内的水沸腾后，水蒸气吹动小风扇转动（叶片横截面的设计原理如图所示，一面较平，另一面较弯曲），同时观察到扇叶周围出现“白气”。下列说法正确的是（ ）
A．根据，酒精燃烧过程中质量逐渐减少，热值变大
B．热机工作过程中将内能全部转化为机械能
C．扇叶周围的“白气”是液态的
D．此时扇叶会逆时针转动
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释、生活中的汽、液化现象、热值的概念、单位和物理意义、热机效率的定义
【详解】A．热值是燃料的特性，与燃料的质量、燃烧放出的热量以及燃烧情况等无关，所以酒精燃烧过程中热值不变，故A错误；
B．因为存在热损失，热机工作过程中不可能将内能全部转化为机械能，故B错误；
C．扇叶周围的“白气”是易拉罐内喷出的水蒸气在空气中遇冷液化形成的小液滴，故C正确；
D．扇叶上平下凸，上方空气流速小，压强大，下方流速大，压强小，在向下的压力差的作用下会顺时针转动，故D错误。
故选C。
6．某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来可观。下列有关说法错误的是（ ）
A．零碳内燃机比普通内燃机更环保
B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，会降低燃料的热值
C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，提高了燃料的利用率
D．由图可知该汽油机的效率是28%
【答案】B
【知识点】燃料的利用和环境保护、热值的概念、单位和物理意义、热机效率的定义、热机燃料燃烧能量走向示意图
【详解】A．内燃机在排气冲程排出的废气有未燃烧的燃料和产生的二氧化硫等污染物，而零碳内燃机几乎没有污染物，因此零碳内燃机比普通内燃机更环保，故A正确，不符合题意；
B．热值是燃料本身的一种特性，只与燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故B错误，符合题意；
C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，使汽车发动机产生的热量再利用，提高了燃料的利用率，故C正确，不符合题意；
D．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用机械能所占比例为100%-36%-30%-6%=28%
即该汽油机的效率为28%，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．涡轮喷气发动机的基本结构如图所示。工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力。下列有关说法正确的是（ ）
A．高温高压燃气推动涡轮转动的过程，相当于内燃机的压缩冲程
B．燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值就越大
C．燃料燃烧越充分，喷气发动机的效率就越高
D．燃气从尾喷管喷出获得动力的过程，其内能增大
【答案】C
【知识点】通过做功改变物体内能时，能量的转化、热机工作过程中的能量转化、热值的概念、单位和物理意义、提高热机的效率的方法
【详解】A．高温高压燃气推动涡轮转动，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故A错误；
B．热值是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与放出的热量无关，燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值不变，故B错误；
C．燃料燃烧更充分时，可以增大有效利用的能量，提高了热机的效率，故C正确；
D．涡轮喷气发动机中产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力，将内能转化为机械能，其内能会减小，故D错误。
故选C。
二、多选题
8．2025年4月24日是第十个“中国航天日”，学校物理社团的同学们制作了“水火箭”，“水火箭”的发射及其简易原理图如图所示。当内部气体压强增大到一定程度时，水会冲开瓶塞从“水火箭”中向下喷出。结合材料，下列说法正确的是（ ）
A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加
B．“水火箭”中的“水”是一种燃料
C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能
D．水向下喷出会使“水火箭”升空是由于力的作用是相互的
【答案】ACD
【知识点】力作用的相互性、做功改变物体的内能、通过做功改变物体内能时，能量的转化、能量的转化
【详解】A．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故A正确；
B．燃料能燃烧，燃烧时将化学能转化为内能，水不能燃烧，不是一种燃料，故B错误；
C．水火箭加速起飞时，气体对水火箭做功，气体的内能转化为水火箭的机械能，故C正确；
D．水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故D正确。
故选ACD。
9．关于火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速上升的过程中，火箭搭载的卫星的机械能不断增大
B．火箭向上加速运动是由于受到惯性的作用
C．高压气体将火箭推向太空的过程中，能量转化与内燃机的做功冲程相同
D．火箭在发射架上静止时所受的重力和火箭对地面的压力是一对平衡力
【答案】AC
【知识点】惯性的概念、二力或多力平衡问题、物体运动过程中各种机械能的变化情况、热机工作过程中的能量转化
【详解】A．火箭加速上升的过程中，火箭搭载的卫星质量不变，速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大。机械能等于动能与重力势能之和，所以卫星的机械能不断增大，故A正确；
B．惯性是物体的固有属性，不是力，不能说 “受到惯性的作用”。火箭向上加速运动是因为火箭发动机的推力大于火箭的重力，故B错误；
C．高压气体将火箭推向太空的过程中，高压气体的内能转化为火箭的机械能。内燃机的做功冲程也是内能转化为机械能，所以能量转化相同，故C正确；
D．二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在同一物体上。火箭在发射架上静止时，所受的重力作用在火箭上，火箭对地面的压力作用在地面上，这两个力不是作用在同一物体上，方向也不是相反的，不是一对平衡力，故D错误。
故选AC。
10．如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高；
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大；
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气；
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的做功冲程
【答案】BD
【知识点】液化的概念和现象、沸腾的现象及特征、热传递改变物体的内能、汽油机的构造与工作过程
【详解】A．液体沸腾的特点是：在沸腾过程中，不断吸收热量，但温度保持在沸点不变。所以水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度应保持不变，而不是升高，故A 错误；
B．改变物体内能有两种方式：做功和热传递。对水加热时，热量从火焰传递到水中，水吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式使试管内水的内能增大，故B正确；
C．物质由气态变为液态的过程叫液化。玻璃管口冒出的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴，而不是水汽化形成的水蒸气，水蒸气是无色透明的气体，肉眼是看不见的，故C错误；
D．“白气”使小叶轮转动的过程中，“白气”的内能转化为小叶轮的机械能。在汽油机的做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的做功冲程，故D正确。
故选BD。
三、填空题
11．下图是某科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力由压缩空气膨胀推动活塞做功提供。光电转换器的作用实际就是把 能转化为 能，能量转化过程中，能的总量 （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。
【答案】 光 电 保持不变
【知识点】能量的转化、能量守恒定律
【详解】[1][2]光电转换器的作用实际就是把光能转化为电能，供用电器使用。
[3]能量转化过程中，遵循能量守恒定律，能的总量保持不变。
12．《天工开物》中记载“凡炒诸麻菜子，宜铸平底锅，投子仁于内，翻拌最勤”，如图。被翻炒的“麻菜子”温度逐渐升高，内能 （选填“增加”或“减少”），“麻菜子”香味四溢，这是 现象，且温度越 （选填“高”或“低”），香味越浓。
【答案】 增加 扩散 高
【知识点】分子动理论解释生活现象、扩散现象、内能的概念
【详解】[1]内能的大小与温度有关，被翻炒的“麻菜子”吸收了热量，温度逐渐升高，说明“麻菜子”的内能增加了。
[2][3]能闻到“麻菜子”香味四溢，这是扩散现象，扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动，温度越高，分子的热运动越剧烈，香味越浓。
13．《天工开物》记载“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲，图乙为筒车简化图。其工作原理可理解为把流水的 能转化为 能。筒车“昼夜不息”， （选填“能”或“不能”）说明它就是永动机。
【答案】 动 重力势 不能
【知识点】物体运动过程中各种机械能的变化情况、能量守恒定律
【详解】[1][2]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增加，重力势能增大，是动能转化为重力势能。
[3]筒车可以一直工作是水流一直存在，源源不断提供能量，但能的总量是守恒的，永动机是不可能实现的，故筒车“昼夜不息”不能说明它是永动机。
14．在“航天日”主题活动中，小明用塑料瓶自制了“水火箭”，如图所示。用打气筒向瓶内打气，瓶内压强足够大时，“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力，是利用了 ；打气过程是以 的方式改变瓶内气体内能，“水火箭”飞出后，瓶内气体温度降低，内能 。水火箭被弹射出时的能量转化情况与四冲程汽油机工作过程中的 冲程相同。
【答案】 力的作用是相互的 做功 减小 做功
【知识点】力作用的相互性、做功改变物体的内能、汽油机的构造与工作过程
【详解】[1]当“水火箭”向下喷水时，水受到向下的推力，同时水对“水火箭”产生一个向上的反作用力，使“水火箭”获得升空的动力，这体现了力的作用是相互的。
[2]用打气筒向瓶内打气，是通过压缩气体体积对气体做功，使瓶内气体内能增加。
[3]“水火箭”飞出后，瓶内气体体积膨胀对外做功，气体内能减小，温度降低。
[4]水火箭被弹射出时，是瓶内气体的内能转化为水火箭的机械能，这与四冲程汽油机工作过程中的做功冲程能量转化情况相同，在做功冲程中，燃气的内能转化为活塞等的机械能。
四、实验题
15．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)为了得到相同质量的水和煤油，需要的测量工具是 。
(2)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应该选择 两图进行实验。实验时要用相同的热源对它们加热，通过比较 来判断它们吸热的多少。根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像（如图丁），由图可知，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 （选填序号A：“液体升高的温度”或B：“加热时间”）来判断燃料放出热量的多少；放出的热量越多，说明此燃料的热值越 。
【答案】(1)托盘天平
(2) 乙、丙 加热时间 不相同 水
(3) 甲、乙 A 大
【知识点】不同物质的吸热本领、比较不同燃料的热值大小
【详解】（1）为了得到相同质量的水和煤油，需要的测量工具是测量质量的托盘天平。
（2）[1]为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应采用相同加热装置，加热质量相同的水和煤油，因此应选择乙和丙两图进行实验。
[2]实验时要用相同的热源对它们加热，热源的加热时间相同，释放的热量相同，被加热液体吸收的热量相同，实验中通过比较加热时间来判断它们吸热的多少。
[3][4]由图丁可知，杯中的水和煤油升高相同的温度时，水被加热的时间较长，说明水吸收的热量较多，即水和煤油吸收的热量不同；水与煤油的质量相同，由得，水的吸热能力更强。
（3）[1]为了比较酒精和煤油的热值，应用质量相同的不同燃料完全燃烧加热同一液体，则选择甲和乙两图进行实验。
[2]完全燃烧等质量的燃料后，通过比较液体升高的温度来判断燃料放出热量的多少，液体升高的温度越高，液体吸收的热量越多，燃料放出热量越多。
[3]燃料完全燃烧的质量相同，由得，燃料放出的热量越多，燃料的热值越大。
五、计算题
16．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入4L初温为20℃的水，用卡式炉加热至100℃，（水的比热容为，丁烷的热值为）。求：
(1)壶中水的质量；
(2)水吸收的热量；
(3)若卡式炉的加热效率为70%，则需要消耗多少克的丁烷。
【答案】(1)4kg
(2)
(3)64g
【知识点】密度公式的简单应用、计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、加热效率的计算
【详解】（1）由题知水的密度ρ=1.0×10 kg/m ，体积V=4L=4×10 m
由可得，水的质量m=ρV=1.0×10 kg/m ×4×10 m =4kg
（2）由题知水从初温20℃加热到100℃，则温度升高Δt=(100-20)℃=80℃
水吸收的热量
（3）由题可知，卡式炉的热效率η=70%。要使水吸收的热量为Q吸，由可得，丁烷完全燃烧放出的总热量
由可得，丁烷的质量为
17．2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速。求：
(1)若055驱逐舰以的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为，055驱逐舰受到的牵引力是多少？
(2)055驱逐舰以的速度匀速航行1小时，发动机热效率约为，消耗柴油多少kg？（柴油的热值为）
(3)若上述柴油完全燃烧放出热量的被水吸收，可使初温为，质量为的水，温度升高多少？
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】P=Fv、计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、热机效率的计算、加热效率的计算
【详解】（1）根据
可得，055驱逐舰受到的牵引力
（2）有用功为
则柴油完全燃烧放出的热量为
则消耗柴油的质量为
（3）水吸收的热量为
则水升高的温度为
18．某公司自主研发的汽油热机效率是40%，某次测试中，汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶了30min40s，已知牵引力的大小为500N，汽油的热值为。求：
(1)在测试汽车过程中，牵引力做的功。
(2)目前市面上的汽油机的效率普遍为30%，则进行相同测试时，使用该公司的汽油机能节约的汽油质量。
(3)请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。
【答案】(1)
(2)0.5kg
(3)见解析
【知识点】功的计算和估算、热机效率的计算、提高热机的效率的方法
【详解】（1）汽车匀速行驶时，牵引力。速度
时间
在测试汽车过程中，行驶距离
牵引力做功
（2）有用功 ，汽油热值 。市面上的汽油机普遍效率为 时，消耗汽油质量
公司研发的汽油机效率为 时，消耗汽油质量
节约质量
（3）节能：优化燃烧室结构，提高热机效率；减少机械摩擦（如使用低阻力轮胎）。
减排：加装催化转化器处理尾气；研发混合动力系统回收制动能量。
综合：采用轻量化材料降低整车质量，减少能耗。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页第十四章 《内能的利用》综合练习
一、单选题
1．如图为我国武装直升机武直﹣10，采用我国完全自主研发的“玉龙”涡轴航空发动机，它的大致工作过程：空气通过进气道进入压气机，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列说法正确的是（ ）
A．武直﹣10沿竖直方向匀速上升时，它的机械能保持不变
B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C．空气进入压气机，被压气机压缩后内能增大
D．燃烧室里的燃料燃烧更加充分时，发动机的效率不变
2．《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景，如图，下列过程与物理知识对应正确的是（ ）
A．加热——木炭燃烧时热值变大 B．蒸煮——油料含有的热量增加
C．翻炒——主要通过做功改变茶叶的内能 D．飘香——分子在做无规则运动
3．2025年1月，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦卫星发射升空。如图所示，火箭在发射升空时，下列有关说法错误的是（ ）
A．火箭理想的液态燃料是液态氢，是因为它具有较大的热值
B．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能
C．火箭发射过程中燃烧的液态氢越多，火箭发动机效率越高
D．火箭加速升空的过程中，火箭与空气摩擦，火箭外壳内能增大
4．我国使用运载火箭将“天宫”空间站组件依次运送至太空中，使我国载人航天进入了“空间站时代”。下列关于火箭发射中的说法正确的是（ ）
A．火箭发射时用水对发射器降温，是因为水的比热容较大
B．升空后，火箭外壳温度越高，内能增大，所含的热量变多
C．火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似
D．火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
5．小明做了一个如图所示的简易热机，用酒精灯加热使易拉罐内的水沸腾后，水蒸气吹动小风扇转动（叶片横截面的设计原理如图所示，一面较平，另一面较弯曲），同时观察到扇叶周围出现“白气”。下列说法正确的是（ ）
A．根据，酒精燃烧过程中质量逐渐减少，热值变大
B．热机工作过程中将内能全部转化为机械能
C．扇叶周围的“白气”是液态的
D．此时扇叶会逆时针转动
6．某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，未来可观。下列有关说法错误的是（ ）
A．零碳内燃机比普通内燃机更环保
B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，会降低燃料的热值
C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，提高了燃料的利用率
D．由图可知该汽油机的效率是28%
7．涡轮喷气发动机的基本结构如图所示。工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力。下列有关说法正确的是（ ）
A．高温高压燃气推动涡轮转动的过程，相当于内燃机的压缩冲程
B．燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值就越大
C．燃料燃烧越充分，喷气发动机的效率就越高
D．燃气从尾喷管喷出获得动力的过程，其内能增大
二、多选题
8．2025年4月24日是第十个“中国航天日”，学校物理社团的同学们制作了“水火箭”，“水火箭”的发射及其简易原理图如图所示。当内部气体压强增大到一定程度时，水会冲开瓶塞从“水火箭”中向下喷出。结合材料，下列说法正确的是（ ）
A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加
B．“水火箭”中的“水”是一种燃料
C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能
D．水向下喷出会使“水火箭”升空是由于力的作用是相互的
9．关于火箭发射过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速上升的过程中，火箭搭载的卫星的机械能不断增大
B．火箭向上加速运动是由于受到惯性的作用
C．高压气体将火箭推向太空的过程中，能量转化与内燃机的做功冲程相同
D．火箭在发射架上静止时所受的重力和火箭对地面的压力是一对平衡力
10．如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高；
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大；
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气；
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的做功冲程
三、填空题
11．下图是某科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力由压缩空气膨胀推动活塞做功提供。光电转换器的作用实际就是把 能转化为 能，能量转化过程中，能的总量 （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。
12．《天工开物》中记载“凡炒诸麻菜子，宜铸平底锅，投子仁于内，翻拌最勤”，如图。被翻炒的“麻菜子”温度逐渐升高，内能 （选填“增加”或“减少”），“麻菜子”香味四溢，这是 现象，且温度越 （选填“高”或“低”），香味越浓。
13．《天工开物》记载“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲，图乙为筒车简化图。其工作原理可理解为把流水的 能转化为 能。筒车“昼夜不息”， （选填“能”或“不能”）说明它就是永动机。
14．在“航天日”主题活动中，小明用塑料瓶自制了“水火箭”，如图所示。用打气筒向瓶内打气，瓶内压强足够大时，“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力，是利用了 ；打气过程是以 的方式改变瓶内气体内能，“水火箭”飞出后，瓶内气体温度降低，内能 。水火箭被弹射出时的能量转化情况与四冲程汽油机工作过程中的 冲程相同。
四、实验题
15．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)为了得到相同质量的水和煤油，需要的测量工具是 。
(2)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应该选择 两图进行实验。实验时要用相同的热源对它们加热，通过比较 来判断它们吸热的多少。根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像（如图丁），由图可知，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 （选填序号A：“液体升高的温度”或B：“加热时间”）来判断燃料放出热量的多少；放出的热量越多，说明此燃料的热值越 。
五、计算题
16．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入4L初温为20℃的水，用卡式炉加热至100℃，（水的比热容为，丁烷的热值为）。求：
(1)壶中水的质量；
(2)水吸收的热量；
(3)若卡式炉的加热效率为70%，则需要消耗多少克的丁烷。
17．2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速。求：
(1)若055驱逐舰以的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为，055驱逐舰受到的牵引力是多少？
(2)055驱逐舰以的速度匀速航行1小时，发动机热效率约为，消耗柴油多少kg？（柴油的热值为）
(3)若上述柴油完全燃烧放出热量的被水吸收，可使初温为，质量为的水，温度升高多少？
18．某公司自主研发的汽油热机效率是40%，某次测试中，汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶了30min40s，已知牵引力的大小为500N，汽油的热值为。求：
(1)在测试汽车过程中，牵引力做的功。
(2)目前市面上的汽油机的效率普遍为30%，则进行相同测试时，使用该公司的汽油机能节约的汽油质量。
(3)请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页第十四章 内能的利用
一、考点透视
1. 高频考点分布与命题分析
考点分类 具体内容 考查形式 难度等级
能量的转化 能量的转化、能量守恒定律 选择题、填空题（占比20%） ★☆☆☆☆
热机 内能转化机械能的实例、汽油机的工作过程、柴油机的工作过程、柴油机与汽油机工作过程的区别 选择题、填空题、（占比20%） ★★★☆☆
热机的效率 燃料的热值、热值的计算、热机的效率 选择题、填空题、计算题（占比60%） ★★★★☆
2. 命题趋势与备考建议
选择题：不同能量转化的判断、汽油机不同冲程的判断、热值概念的辨析
填空题：汽油机压缩、做功冲程的能量转化，汽油机工作飞轮转速、冲程和做功次数的计算
计算题：热值的计算、热机效率和热效率的计算
易错点：
①汽油机压缩和做功冲程能量的转化判断；
②热机效率的计算。
二、知识清单
1. 核心概念系统梳理
（1）能量守恒定律
①内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变；
②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律之一.能量的转化和转移都是有方向性的。
（2）汽油机
①工作原理：利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
②工作过程：汽油机的每个工作循环分为吸气、压缩、做功、排气4个冲程；飞轮转动2周，对外做功1次；只有做功冲程对外做功，其它冲程依靠飞轮的惯性完成。
（3）柴油机
①工作原理：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
②工作过程：由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
（4）柴油机和汽油机的区别：
①柴油机顶部没有火花塞，而有喷油嘴；
②柴油机吸气冲程只吸入空气，汽油机吸入汽油和空气混合物；
③柴油机压缩冲程压缩幅度大，气体压缩得体积小，空气升温比汽油机高；
④汽油机在摩托车、汽车上特别是小型汽车上大量使用；柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车和轮船上。
（5）燃料的热值：
①定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比，叫做这种燃料的热值，符号时q。热值是燃料的一种属性；
②热值单位：焦/千克（J/kg）；
③公式： q=
（6）热机效率
①定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值；热机的效率是热机性能的一个重要指标。
②计算公式：对热机而言，其中用来做有用功的能量W有用，热机的效率公式可写成：。
（7）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧；加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；使用较好的保温材料，减少热损失；在热机设计和制造上，采用先进的技术；保障良好的润滑，减少机械摩擦。
2. 实验要点归纳
实验名称 实验方法和关键操作 实验结论
燃料热值实验 实验方法：控制变量法、转换法 质量相同的不同燃料放出的热量通常是不同的
实验操作：①用相同质量的不同燃料加热相同质量的水，记录水温度的变化； ②用水温度的变化量表示燃料燃烧释放的热量。
3.易错警示
错误表述：“燃料燃烧越充分热值越大” → 正确：“热值是燃料自身的性质保持不变”
三、重点题型精讲
题型一 能量的转移和转化
1．围炉煮茶是一种传统的文化活动，近两年又成为一种新颖、时尚的生活方式。茶水沸腾后，人们发现茶壶盖在不断跳动，同时壶嘴上方产生大量的“白气”，如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．木炭燃烧时将内能转化为化学能 B．木炭燃烧放出的热量全部被茶水吸收
C．壶盖跳动时水蒸气的内能增大 D．整个煮茶过程中能量守恒
【答案】D
【知识点】做功改变物体的内能、热传递改变物体的内能、能量的转化
【详解】A．木炭燃烧时发生化学反应，将化学能转化为内能，故A错误；
B．木炭燃烧放出的热量给茶水加热的过程中，会向周围散失掉部分能量，因此不能完全被茶水吸收，故B错误；
C．壶盖跳动时水蒸气对壶盖做功，将内能转化为机械能，由于水蒸气对外做功，水蒸气的内能会减小，故C错误；
D．能量守恒定律是自然界最基本、最重要的定律之一，在围炉煮茶过程中，木炭燃烧将化学能转化为内能，内能通过热传递传递给茶水使其沸腾，虽然存在热量的散失等情况，但整个系统的能量总和是守恒的，故D正确。
故选D。
【针对训练】
2．如图是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上，在巷中生火，砖的温度升高，湿纸膜上的水分逐渐蒸发，干透后揭下来就是成品纸了。下列说法正确的是（ ）
A．湿纸能贴在砖墙上是因为分子在不停地做无规则运动
B．木柴燃烧时将内能转化为化学能
C．砖的温度升高是通过热传递改变内能
D．湿纸膜上的水分蒸发时要放热
【答案】C
【知识点】汽化的概念和现象、分子间作用力的现象、热传递改变物体的内能、能量的转化
【详解】A．湿纸膜能贴在砖墙上是因为分子之间存在相互作用的引力，故A错误；
B．木柴燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
C．在巷中生火，砖吸收热量，温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变内能，故C正确；
D．蒸发属于汽化，液体汽化时吸热，湿纸膜上的水分蒸发时要吸热，故D错误。
故选C。
3．以下四幅图中，关于能量转化说法正确的是（ ）
A．图甲所示，过山车向下运动时是动能转化为重力势能
B．图乙所示，水电站将水的电能转化为机械能
C．图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D．图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
【答案】C
【知识点】物体运动过程中各种机械能的变化情况、做功改变物体的内能、能量的转化
【详解】A．图甲中，过山车向下运动时质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能，故A错误；
B．图乙中，水力发电，是将水的机械能转化为电能，故B错误；
C．图丙中，自行车运动员奋力蹬车时，消耗了自身化学能，而自行车速度增大，动能增大，所以是人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确；
D．图丁中，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，是通过摩擦做功将机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
题型二 热机工作过程分析
4．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，只有汽油吸入了气缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使气缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料燃烧释放的能量只有30%左右转化为机械能
D．排气冲程中，气缸内的气压小于气缸外的气压
【答案】C
【知识点】做功改变物体的内能、汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化
【详解】A．在汽油机的吸气冲程中，汽油和空气都吸入了气缸，故A错误；
B．压缩冲程中，压缩气体做功，气体的内能增大，通过做功的方式使气缸内气体的内能增大，故B错误；
C．做功冲程中，燃料燃烧释放的能量只有少部分转化为机械能，约为，故C正确；
D．排气冲程中，气缸的体积变小，故气缸内的气压大于气缸外的气压，故D错误。
故选 C。
【针对训练】
5．下图为四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．在一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙
B．依靠曲轴的惯性完成的冲程是甲、乙、丁
C．甲冲程能获得动力
D．丁冲程的能量转化是内能转化为机械能
【答案】C
【知识点】汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化
【详解】A．题图甲进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，该冲程是做功冲程。题图乙进气门打开排气门关闭，活塞向下运动，汽缸吸入汽油和空气的混合气，该冲程是吸气冲程。题图丙进气门关闭排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，该冲程是排气冲程。题图丁进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。故一个工作循环中的工作冲程依次是乙、丁、甲、丙，故A错误；
B．在四个冲程中，只有做功冲程是主动进行的，其他三个冲程为辅助冲程，不能主动进行，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作，即乙、丙、丁，故B错误；
C．做功冲程中，火花塞点火引燃燃料，高温、高压的燃气推动活塞对外做功，通过连杆和曲轴带动飞轮和机械转动，此时获得动力，故C正确；
D．压缩冲程活塞向上运动，压缩汽油和空气的混合气使其压强增大，温度升高，该过程的能量转化是机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
6．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法正确的是（ ）
A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气
B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成
C．柴油机顶部的喷油嘴可以替换成火花塞
D．柴油机和汽油机气缸内的燃料都是点燃的
【答案】B
【知识点】汽油机的构造与工作过程、柴油机的构造与工作过程
【详解】A．柴油机在吸气冲程吸进的是空气，汽油机在吸气冲程吸进的是汽油和空气的混合物，故A错误；
B．四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。做功冲程是将内能转化为机械能，使机器获得动力；而吸气、压缩、排气冲程靠曲轴的惯性来完成，故除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠惯性完成，故B正确；
C．柴油机顶部是喷油嘴，在压缩冲程结束时，喷油嘴向气缸内喷入雾状柴油，遇到高温高压的空气而燃烧；汽油机顶部是火花塞，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使汽油和空气的混合物剧烈燃烧。二者结构和点火方式不同，柴油机顶部的喷油嘴不能替换成火花塞，故C错误；
D．汽油机气缸内的燃料是通过火花塞产生电火花点燃的，属于点燃式；而柴油机气缸内的燃料是在压缩冲程末，由喷油嘴喷入雾状柴油，遇到高温高压空气自行燃烧的，属于压燃式，故D错误。
故选B。
题型三 内燃机做功次数、飞轮转速和冲程的关系
7．有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值 （选填“更大”、“一样大”或“更小”）；某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做功 次。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】 一样大 10 变小
【知识点】汽油机的构造与工作过程、热值的概念、单位和物理意义、热机效率的定义
【详解】[1]热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量多少均没关系。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比，燃料相同，热值一样大。
[2]某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为
每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次，在1s内汽油机对外做功10次。
[3]用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将变小。
【针对训练】
8．如图1所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后迅速压下活塞，筒内棉花燃烧起来。如图2所示是单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中与图1能量转化相同的是 （填字母）。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每分钟对外做功 次。
【答案】 B 900
【知识点】通过做功改变物体内能时，能量的转化、汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化
【详解】[1]由题意知，迅速压下活塞，筒内棉花燃烧起来，此时机械能转化为内能；由图可见：A图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，因此该冲程是吸气冲程，不涉及能量转化；B图中进气门排气门都关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程，机械能转化为内能；C图中进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，因此该冲程是做功冲程，内能转化为机械能；D图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此该冲程是排气冲程，不涉及能量转化；所以从能量转化的角度看，其中与图1实验相同的是压缩冲程。
故选B。
[2]内燃机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每分钟对外做功900次。
题型四 热值定义的理解
9．取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量 （选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为 J/kg。酒精和花生米中， 的热值大。
燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃
5.6g酒精 22 70
5.6g花生米 22 52
【答案】
不相等
1.8×106
酒精
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、比较不同燃料的热值大小
【详解】[1]质量相等的酒精和花生米充分燃烧，加热相同质量的水，水升高的温度不同，说明水吸收的热量不同，而水吸收的热量来自燃料燃烧放出的热量，所以质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量不相等。
[2]水升高的温度为
水吸收的热量为
因为花生米充分燃烧放出的热量等于水吸收的热量，花生米的质量5.6g=0.0056kg，根据热值公式
[3]质量相等的不同燃料完全燃烧，使相同质量的水升高的温度越高，说明燃料放出的热量越多，热值越大。酒精加热后水的温度升高得更多，所以酒精的热值大。
【针对训练】
10．端午假期，丽丽和家人一起观看赛龙舟，品尝热腾腾的粽子……闻到糯米的香甜，这属于 现象，蒸煮粽子时，粽子的内能增大，这是通过 改变内能的。现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧 放出的热量多。1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 扩散 热传递 可燃冰 不变
【知识点】扩散现象、热传递改变物体的内能、热值的概念、单位和物理意义
【详解】[1]闻到糯米的香甜，这是糯米分子发生的扩散现象，该现象说明分子在不停地做无规则运动。
[2]蒸煮粽子时，粽子吸收热量，粽子的内能增大，温度升高，通过热传递的方式改变粽子的内能。
[3]已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，由Q=mq可知燃烧可燃冰放出的热量多。
[4]热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的种类没变，故其热值不变。
11．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱，自嗨锅里面有一个由碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉等材料组合而成的加热包，只要在加热包中注水就可以加热食品，某品牌的发热包能将500g水从加热至，若换用酒精灯加热，至少需要 g酒精。
【答案】
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算
【详解】500g水从10℃加热至100℃的过程中，吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×(100℃-10℃)=1.89×105J
当酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，需要的燃烧的酒精的质量最少，即Q放=Q吸，所以至少需要的酒精的质量为
题型五 热效率的相关计算
12．如图所示，“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料。茶壶中装入1kg初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃消耗了100g木炭。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)，木炭的热值为3.4×107J/kg。求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)木炭完全燃烧放出的热量是多少？
(3)若围炉刚好用完了木炭，改用小瓶装的燃气灶来加热，其热效率是25%，将上面的水烧开。需消耗多少千克燃气？（燃气的热值为4.2×107J/kg）
【答案】(1)3.78×105J
(2)3.4×106J
(3)
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、加热效率的计算
【详解】（1）水吸收的热量
（2）木炭完全燃烧放出的热量
（3）由可得，燃气完全燃烧放出的热量
根据可得，需要燃气的质量
【针对训练】
13．某同学随家人户外露营时用酒精炉给的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧了的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为。求：
(1)酒精完全燃烧产生的热量；
(2)经过时间加热，水所吸收的热量；
(3)酒精炉烧水时的热效率；
(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量。（煤气的热值为，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、加热效率的计算
【详解】（1）酒精完全燃烧产生的热量
（2）由图像可知，经过时间加热，水的温度从20℃升高到80℃，则水所吸收的热量
（3）酒精炉烧水时的热效率
（4）改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量为
题型六 热机的相关计算问题
14．2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速。求：
(1)若055驱逐舰以的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为，055驱逐舰受到的牵引力是多少？
(2)055驱逐舰以的速度匀速航行1小时，发动机热效率约为，消耗柴油多少kg？（柴油的热值为）
(3)若上述柴油完全燃烧放出热量的被水吸收，可使初温为，质量为的水，温度升高多少？
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】P=Fv、计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、热机效率的计算、加热效率的计算
【详解】（1）根据
可得，055驱逐舰受到的牵引力
（2）有用功为
则柴油完全燃烧放出的热量为
则消耗柴油的质量为
（3）水吸收的热量为
则水升高的温度为
【针对训练】
15．某品牌的轿车在某段平直公路上进行测试，轿车以18m/s的速度匀速行驶了300s，消耗燃油0.36kg，轿车发动机的牵引力是1000N，燃油的热值为。求：
(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量；
(2)发动机牵引力的功率；
(3)发动机所做的功；
(4)发动机的能量转化效率（结果保留小数点后两位）。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】计算物体运动的速度、功的计算和估算、P=Fv、热值的公式及相关计算、热机效率的计算
【详解】（1）0.36kg燃油完全燃烧放出的热量
（2）发动机牵引力的功率
（3）由得，轿车行驶的距离
发动机所做的功
（4）发动机的能量转化效率
16．小明的爸爸开着装满货物的货车运输货物，在水平公路上匀速直线行驶0.5h，在这一过程中消耗燃油8kg，已知牵引力的功率为60kW。试计算该次运输过程中的下列问题（q油=4.5×107J/kg）：
(1)牵引力所做的功；
(2)燃油完全燃烧放出的热量；
(3)若该货车以的恒定功率行驶，当其在平直道路上以的速度匀速直线行驶时，牵引力大小为多少？
【答案】(1)1.08×108J
(2)3.6×108J
(3)6000N
【知识点】功的计算和估算、P=Fv、热值的公式及相关计算
【详解】（1）牵引力所做的功
（2）燃油完全燃烧放出的热量
（3）匀速行驶时牵引力满足
货车的功率
货车的速度
则牵引力大小为
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页第十四章 内能的利用
一、考点透视
1. 高频考点分布与命题分析
考点分类 具体内容 考查形式 难度等级
能量的转化 能量的转化、能量守恒定律 选择题、填空题（占比20%） ★☆☆☆☆
热机 内能转化机械能的实例、汽油机的工作过程、柴油机的工作过程、柴油机与汽油机工作过程的区别 选择题、填空题、（占比20%） ★★★☆☆
热机的效率 燃料的热值、热值的计算、热机的效率 选择题、填空题、计算题（占比60%） ★★★★☆
2. 命题趋势与备考建议
选择题：不同能量转化的判断、汽油机不同冲程的判断、热值概念的辨析
填空题：汽油机压缩、做功冲程的能量转化，汽油机工作飞轮转速、冲程和做功次数的计算
计算题：热值的计算、热机效率和热效率的计算
易错点：
①汽油机压缩和做功冲程能量的转化判断；
②热机效率的计算。
二、知识清单
1. 核心概念系统梳理
（1）能量守恒定律
①内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变；
②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的定律之一.能量的转化和转移都是有方向性的。
（2）汽油机
①工作原理：利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
②工作过程：汽油机的每个工作循环分为吸气、压缩、做功、排气4个冲程；飞轮转动2周，对外做功1次；只有做功冲程对外做功，其它冲程依靠飞轮的惯性完成。
（3）柴油机
①工作原理：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
②工作过程：由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
（4）柴油机和汽油机的区别：
①柴油机顶部没有火花塞，而有喷油嘴；
②柴油机吸气冲程只吸入空气，汽油机吸入汽油和空气混合物；
③柴油机压缩冲程压缩幅度大，气体压缩得体积小，空气升温比汽油机高；
④汽油机在摩托车、汽车上特别是小型汽车上大量使用；柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车和轮船上。
（5）燃料的热值：
①定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比，叫做这种燃料的热值，符号时q。热值是燃料的一种属性；
②热值单位：焦/千克（J/kg）；
③公式： q=
（6）热机效率
①定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值；热机的效率是热机性能的一个重要指标。
②计算公式：对热机而言，其中用来做有用功的能量W有用，热机的效率公式可写成：。
（7）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧；加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；使用较好的保温材料，减少热损失；在热机设计和制造上，采用先进的技术；保障良好的润滑，减少机械摩擦。
2. 实验要点归纳
实验名称 实验方法和关键操作 实验结论
燃料热值实验 实验方法：控制变量法、转换法 质量相同的不同燃料放出的热量通常是不同的
实验操作：①用相同质量的不同燃料加热相同质量的水，记录水温度的变化； ②用水温度的变化量表示燃料燃烧释放的热量。
3.易错警示
错误表述：“燃料燃烧越充分热值越大” → 正确：“热值是燃料自身的性质保持不变”
三、重点题型精讲
题型一 能量的转移和转化
1．围炉煮茶是一种传统的文化活动，近两年又成为一种新颖、时尚的生活方式。茶水沸腾后，人们发现茶壶盖在不断跳动，同时壶嘴上方产生大量的“白气”，如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．木炭燃烧时将内能转化为化学能 B．木炭燃烧放出的热量全部被茶水吸收
C．壶盖跳动时水蒸气的内能增大 D．整个煮茶过程中能量守恒
第1题图 第2题图
【针对训练】
2．如图是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上，在巷中生火，砖的温度升高，湿纸膜上的水分逐渐蒸发，干透后揭下来就是成品纸了。下列说法正确的是（ ）
A．湿纸能贴在砖墙上是因为分子在不停地做无规则运动
B．木柴燃烧时将内能转化为化学能
C．砖的温度升高是通过热传递改变内能
D．湿纸膜上的水分蒸发时要放热
3．以下四幅图中，关于能量转化说法正确的是（ ）
A．图甲所示，过山车向下运动时是动能转化为重力势能
B．图乙所示，水电站将水的电能转化为机械能
C．图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D．图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
题型二 热机工作过程分析
4．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，只有汽油吸入了气缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使气缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料燃烧释放的能量只有30%左右转化为机械能
D．排气冲程中，气缸内的气压小于气缸外的气压
【针对训练】
5．下图为四冲程内燃机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．在一个工作循环中的工作冲程依次是丁、丙、甲、乙
B．依靠曲轴的惯性完成的冲程是甲、乙、丁
C．甲冲程能获得动力
D．丁冲程的能量转化是内能转化为机械能
6．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法正确的是（ ）
A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气
B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成
C．柴油机顶部的喷油嘴可以替换成火花塞
D．柴油机和汽油机气缸内的燃料都是点燃的
题型三 内燃机做功次数、飞轮转速和冲程的关系
7．有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值 （选填“更大”、“一样大”或“更小”）；某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做功 次。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【针对训练】
8．如图1所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后迅速压下活塞，筒内棉花燃烧起来。如图2所示是单缸四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中与图1能量转化相同的是 （填字母）。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则它每分钟对外做功 次。
题型四 热值定义的理解
9．取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量 （选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为 J/kg。酒精和花生米中， 的热值大。
燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃
5.6g酒精 22 70
5.6g花生米 22 52
【针对训练】
10．端午假期，丽丽和家人一起观看赛龙舟，品尝热腾腾的粽子……闻到糯米的香甜，这属于 现象，蒸煮粽子时，粽子的内能增大，这是通过 改变内能的。现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧 放出的热量多。1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
11．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱，自嗨锅里面有一个由碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉等材料组合而成的加热包，只要在加热包中注水就可以加热食品，某品牌的发热包能将500g水从加热至，若换用酒精灯加热，至少需要 g酒精。
题型五 热效率的相关计算
12．如图所示，“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料。茶壶中装入1kg初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃消耗了100g木炭。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)，木炭的热值为3.4×107J/kg。求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)木炭完全燃烧放出的热量是多少？
(3)若围炉刚好用完了木炭，改用小瓶装的燃气灶来加热，其热效率是25%，将上面的水烧开。需消耗多少千克燃气？（燃气的热值为4.2×107J/kg）
【针对训练】
13．某同学随家人户外露营时用酒精炉给的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧了的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为。求：
(1)酒精完全燃烧产生的热量；
(2)经过时间加热，水所吸收的热量；
(3)酒精炉烧水时的热效率；
(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量。（煤气的热值为，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
题型六 热机的相关计算问题
14．2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速。求：
(1)若055驱逐舰以的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为，055驱逐舰受到的牵引力是多少？
(2)055驱逐舰以的速度匀速航行1小时，发动机热效率约为，消耗柴油多少kg？（柴油的热值为）
(3)若上述柴油完全燃烧放出热量的被水吸收，可使初温为，质量为的水，温度升高多少？
【针对训练】
15．某品牌的轿车在某段平直公路上进行测试，轿车以18m/s的速度匀速行驶了300s，消耗燃油0.36kg，轿车发动机的牵引力是1000N，燃油的热值为。求：
(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量；
(2)发动机牵引力的功率；
(3)发动机所做的功；
(4)发动机的能量转化效率（结果保留小数点后两位）。
16．小明的爸爸开着装满货物的货车运输货物，在水平公路上匀速直线行驶0.5h，在这一过程中消耗燃油8kg，已知牵引力的功率为60kW。试计算该次运输过程中的下列问题（q油=4.5×107J/kg）：
(1)牵引力所做的功；
(2)燃油完全燃烧放出的热量；
(3)若该货车以的恒定功率行驶，当其在平直道路上以的速度匀速直线行驶时，牵引力大小为多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
