第十四章 《内能的利用》达标检测
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题（每题3分，共42分）
1. （2017?江西模拟）汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是（ ）【来源：21·世纪·教育·网】
A．汽油机和柴油机都是内燃机
B．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C．汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高
2. （2017?武侯区模拟）历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨大进步，早期的蒸汽机是将水加热至高温，利用高温高压蒸汽推动机器转到的，与现在的内燃机相比，蒸汽机的效率较低，除了机械造的技术因素外，还有一个重要的原因是：（ ）2·1·c·n·j·y
A．内燃机所用燃料的热值高
B．内热机燃料高温、高压、功率大
C．蒸汽机工作是水蒸气带走了大部分能量
D．蒸汽机工作过程不符合能的转化规律
3. （2017?益阳模拟）如图所示为四冲程汽油机的一个冲程，下列说法正确的是（ ）
A．这是压缩冲程，机械能转化为内能
B．这是压缩冲程，内能转化为机械能
C．这是做功冲程，机械能转化为内能
D．这是做功冲程，内能转化为机械能
4. （2017?武侯区模拟）一台单缸4冲程柴油机飞轮的转速是1800r/min，则柴油机每秒（ ）21cnjy.com
A．完成30个冲程，做功30次
B．完成60个冲程，做功60次
C．完成60个冲程，做功15次
D．完成120个冲程，做功30次
5. （2017?和平区二模）如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法错误的是（ ）
A．一个工作循环中四个冲程的排列顺序是甲、丙、丁、乙
B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，内能转化为机械能
D．活塞在气缸内往复运动一次，该汽油机可以对外做功一次
6. （2017?潍坊一模）2017年4月20日，中国的货运飞船天舟一号从海南文昌航天发射中心，由长征七号遥二运载火箭发射升空，火箭燃料中有液态氢，液态氢常作为燃料，是因为液态氢只有（ ）www.21-cn-jy.com
A．含有较多的热量 B．较小的密度
C．较大的比热容 D．较大的热值
7. （2017?龙岩模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同．下列说法正确的是（ ）
A．比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图
B．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图
C．比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图
D．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图
8. （2017?枞阳县校级一模）关于燃料的热值，正确的说法是（ ）
A．燃料的热值与质量有关
B．燃料的热值与燃料是否容易燃烧，燃烧条件无关，只与燃料种类有关
C．热值大的燃料燃烧时效率高
D．一定质量的水结成冰热值变化
9. （2016秋?西华县期中）甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明 （ ）
A．甲的功率比乙小
B．甲做的功比乙少
C．甲消耗的柴油多
D．甲柴油机将内能转化成机械能的百分比小
10. （2017秋?西城区期末）关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B．热机所做有用功越多，它的效率就越高
C．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
11. （2017?泰兴市校级三模）如图过程中．属于内能转化为机械能的是（ ）
A．酒精灯里的酒精燃烧 B． 压缩气体点燃棉絮
C．内燃机的压缩冲程 D． 水蒸气将软木塞冲出
12. （2017?瑶海区三模）如图为麻省理工大学课堂演示情景，教授将一个质量为15.5千克的摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有碰到他的下巴，教授的一句“物理生效了，我还活着”让人回味悠长，下列关于此实验说法正确的是（ ）
A．摆球在摆动过程中机械能保持不变
B．摆球摆动过程中机械能不断减小
C．摆球摆动过程中内能转化为机械能
D．此过程不符合能量守恒定律
13. （2016?南京二模）如图，小华坐在充满空气的房间里，突然这些空气自行聚拢到某一个角落，使人窒息．关于这个情境下列说法合理的是（ ）
A．它违反了能量守恒定律，但可能发生
B．它不违反能量守恒定律，但不可能发生
C．它违反了能量守恒定律，但不可能发生
D．它不违反能量守恒定律，但可能发生
14. （2017?桐梓县二模）关于能量的转化和转移，下列说法错误的是（ ）
A．手机电池充电，电能转化为化学能
B．高压锅塞被热气冲开，机械能转化为内能
C．抽油烟机机工作，电能转化为机械能
D．钢锯条锯木头时生热，机械能转化为内能
二、填空题（每空2分，共22分） 15. （2017?黄冈二模）随着我国国力的强大，各国都在军事上采取各种措施，为此我国一直在研究导弹拦截系统．拦截弹在运动过程中，是做曲线运动，燃料助推拦截弹，燃料的 转化为拦截弹的是 ．拦截弹在整个运动过程中，会受到空气的摩擦力，一部分机械能转化为 消失了，所以它的机械能是 （选填“变小”、“不变”、“变大”）．21世纪教育网版权所有
16. （2016?哈尔滨校级二模）流动的水具有 能，可以利用其发电，依据
可知，能量在转化和转移的过程中，总量不变．
17. （2017?涪城区模拟）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为100cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.2×105Pa，飞轮转动4800r/min，当汽油机满负荷工作1min，则一个做功冲程中燃气对活塞做的功为 J，该汽油机的输出功率是 kw．
18. （2017?邵阳县一模）家用热水器有用天然气为燃料给水加热的．已知天然气的热值为4.0×107J/m3，完全燃烧2.1m3的天然气可以获得 J的热量．
19. （2017?潮南区模拟）在汽油机的一个工作循环中，有 个冲程，内能转化为机械能的是 冲程；某汽车行驶100km消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出 J的热量．（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
三、实验题（每空2分，共12分） 20. （2017?东台市一模）小明利用如图所示的装置测花生米的热值． （1）实验中利用 来表示花生米燃烧放出的热量． （2）测花生米燃烧放出热量时，应记录花生米的质量m1、水的质量m2、加热前的水温t0和 （写物理量及对应的符号），用c表示水的比热容，此过程中水吸收热量的表达式为Q= （3）实验时发现花生米很难点燃，于是将它碾碎，并将它与酒精混合好欧充分燃烧，运用此方程 （能/不能）准确计算出花生米的热值，理由是
．（写出两点）
21. （2017?枣庄模拟）物理实验中，对于一些不易直接测量的物理量，通常利用相关的物理效应间接比较其大小．如图所示是“比较不同燃料热值”的实验，该实验中“燃料燃烧放出热量的多少”是根据 来比较的．
四、计算题（每题11分，共22分）
22. （2017?钦州模拟）某品牌家用小汽车行驶100km消耗汽油5kg（相当于7升汽油），已知汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油价格为6元/升．求： （1）完全燃烧5kg汽油放出的热量； （2）汽车行驶100km耗油的费用．21教育网
23. （2017?广陵区校级二模）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg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线．若在6min内完（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）煤炉烧水时的热效率．21·cn·jy·com
第十四章 《内能的利用》达标检测
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题（每题3分，共42分）
1. （2017?江西模拟）汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机都是内燃机
B．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
C．汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高
【答案】B 【解析】A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞的机械能，故A正确；B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误；C、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，把内能转化为机械能，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成．故C正确；D、柴油机属于压燃式压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高，故D正确．故选B．21·cn·jy·com
2. （2017?武侯区模拟）历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨大进步，早期的蒸汽机是将水加热至高温，利用高温高压蒸汽推动机器转到的，与现在的内燃机相比，蒸汽机的效率较低，除了机械造的技术因素外，还有一个重要的原因是：（ ）
A．内燃机所用燃料的热值高
B．内热机燃料高温、高压、功率大
C．蒸汽机工作是水蒸气带走了大部分能量
D．蒸汽机工作过程不符合能的转化规律
【答案】C 【解析】（1）热机的效率等于用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，与所用的燃料和热机的功率无关，所以A、B说法错误；（2）蒸气机工作时水蒸气带走了大部分热量，导致转化成的机械能比较少，因此效率低；（3）蒸汽机工作时把内能转化成机械能，符合能量转化规律，因此D说法错误．故选C． 3. （2017?益阳模拟）如图所示为四冲程汽油机的一个冲程，下列说法正确的是（ ）
A．这是压缩冲程，机械能转化为内能
B．这是压缩冲程，内能转化为机械能
C．这是做功冲程，机械能转化为内能
D．这是做功冲程，内能转化为机械能
【答案】D 【解析】由图可知，汽油机的火花塞正在打火，所以汽油机正处于做功冲程，在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，故ABC错、D正确．故选D．
4. （2017?武侯区模拟）一台单缸4冲程柴油机飞轮的转速是1800r/min，则柴油机每秒（ ）
A．完成30个冲程，做功30次
B．完成60个冲程，做功60次
C．完成60个冲程，做功15次
D．完成120个冲程，做功30次
【答案】A 【解析】四冲程内燃机一个工作循环四个冲程，对外做功一次，飞轮转2周．由题知，飞轮每秒转数为：，完成了30×2=60个冲程，对外做功．故选C．2-1-c-n-j-y
5. （2017?和平区二模）如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法错误的是（ ）
A．一个工作循环中四个冲程的排列顺序是甲、丙、丁、乙
B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，内能转化为机械能
D．活塞在气缸内往复运动一次，该汽油机可以对外做功一次
【答案】D 【解析】A、甲图中的进气门打开，活塞下行，故是吸气冲程；乙图中的排气门打开，活塞上行，是排气冲程；丙图中的气门关闭，活塞上行，故是压缩冲程；丁图中的气门关闭，活塞下行，火花塞打火，故是做功冲程；故排列顺序是甲、丙、丁、乙；故A正确；B、在汽油机的工作过程中，压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体做功，机械能转化为内能；故B正确；C、在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能；故C正确；D、在内燃机的一个工作循环中，活塞在气缸内往复运动2次，曲轴转动2周，做功1次；故D错误．故选：D．【来源：21·世纪·教育·网】
6. （2017?潍坊一模）2017年4月20日，中国的货运飞船天舟一号从海南文昌航天发射中心，由长征七号遥二运载火箭发射升空，火箭燃料中有液态氢，液态氢常作为燃料，是因为液态氢只有（ ）
A．含有较多的热量 B．较小的密度
C．较大的比热容 D．较大的热值
【答案】D 【解析】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；故D正确．故选D．
7. （2017?龙岩模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同．下列说法正确的是（ ）
A．比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图
B．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图
C．比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图
D．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图
【答案】C
【解析】AB、为了比较不同液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验，故AB错误；CD、为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验，故C正确，D错误．故选：C．21*cnjy*com
8. （2017?枞阳县校级一模）关于燃料的热值，正确的说法是（ ）
A．燃料的热值与质量有关
B．燃料的热值与燃料是否容易燃烧，燃烧条件无关，只与燃料种类有关
C．热值大的燃料燃烧时效率高
D．一定质量的水结成冰热值变化
【答案】B 【解析】A、燃料的热值与燃料的质量无关，它只与燃料的种类有关，所以A不符合题意．B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，燃烧条件无关，它只与燃料的种类有关，所以B符合题意．C、燃烧效率：效率等于有效吸收的热量与燃料完全燃烧释放的能量的比值，与热值大小无关，所以C不符合题意．D、一定质量的水结成冰比热容发生变化，所以D不符合题意．故选B．
9. （2016秋?西华县期中）甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明 （ ）
A．甲的功率比乙小
B．甲做的功比乙少
C．甲消耗的柴油多
D．甲柴油机将内能转化成机械能的百分比小
【答案】D 【解析】甲柴油机的效率比乙低，说明甲柴油机工作时用于做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值比乙小，也就是说甲柴油机将内能转化成机械能的百分比小．故选D．21教育名师原创作品
10. （2017秋?西城区期末）关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B．热机所做有用功越多，它的效率就越高
C．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
【答案】D 【解析】A、蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧，热损失最多，效率最低，故A错误；B、热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，故B错误；C、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故C错；D、热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，比值越大，内能转化为机械能的比例越大，故D正确。故选D。 11. （2017?泰兴市校级三模）如图过程中．属于内能转化为机械能的是（ ）
A．酒精灯里的酒精燃烧 B． 压缩气体点燃棉絮
C．内燃机的压缩冲程 D． 水蒸气将软木塞冲出
【答案】D 【解析】A．酒精灯里的酒精燃烧，是化学能转化为内能的过程，故A不符合题意；B．压缩气体点燃棉絮，是机械能转化为内能的过程，故B不符合题意；C．内燃机的压缩冲程，是机械能转化为内能的过程，故C不符合题意；D．水蒸气将软木塞冲出，水蒸气对外做功，内能转化为壶盖的机械能，故D符合题意．故选D．21cnjy.com
12. （2017?瑶海区三模）如图为麻省理工大学课堂演示情景，教授将一个质量为15.5千克的摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有碰到他的下巴，教授的一句“物理生效了，我还活着”让人回味悠长，下列关于此实验说法正确的是（ ）
A．摆球在摆动过程中机械能保持不变
B．摆球摆动过程中机械能不断减小
C．摆球摆动过程中内能转化为机械能
D．此过程不符合能量守恒定律
【答案】B 【解析】摆球在摆动过程中部分机械能因和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能减少，这一过程同样符合能量的转化和守恒定律，即能的总量保持不变，故B正确．故选B．www.21-cn-jy.com
13. （2016?南京二模）如图，小华坐在充满空气的房间里，突然这些空气自行聚拢到某一个角落，使人窒息．关于这个情境下列说法合理的是（ ）
A．它违反了能量守恒定律，但可能发生
B．它不违反能量守恒定律，但不可能发生
C．它违反了能量守恒定律，但不可能发生
D．它不违反能量守恒定律，但可能发生
【答案】B 【解析】空气均匀充满房间，如果突然这些空气聚拢到某一个角落，一定是能量发生了转化或转移，而能量的转化和转移是具有方向性的，因此，空气不会自行聚拢到房间的角落．即此现象不违反能量守恒定律，但却不可能发生．故选B．
14. （2017?桐梓县二模）关于能量的转化和转移，下列说法错误的是（ ）
A．手机电池充电，电能转化为化学能
B．高压锅塞被热气冲开，机械能转化为内能
C．抽油烟机机工作，电能转化为机械能
D．钢锯条锯木头时生热，机械能转化为内能
【答案】B 【解析】A、给手机电池充电，消耗了电能，得到了化学能，因此将电能转化为化学能；故A正确；B、高压锅塞被热气冲开，消耗了内能，得到了机械能，因此将内能转化为机械能，故B错误；C、抽油烟机工作，消耗了电能，得到了机械能，因此将电能转化为机械能，故C正确；D、钢锯条锯木头时摩擦生热，消耗了机械能，得到了内能，因此将机械能转化为内能，故D正确。故选B。
二、填空题（每空2分，共22分） 15. （2017?黄冈二模）随着我国国力的强大，各国都在军事上采取各种措施，为此我国一直在研究导弹拦截系统．拦截弹在运动过程中，是做曲线运动，燃料助推拦截弹，燃料的 转化为拦截弹的是 ．拦截弹在整个运动过程中，会受到空气的摩擦力，一部分机械能转化为 消失了，所以它的机械能是 （选填“变小”、“不变”、“变大”）．2·1·c·n·j·y
【答案】化学能；机械能；内能；变小． 【解析】燃料具有化学能，在燃烧的过程中化学能转化为内能，然后内能转化为机械能，从而助推拦截弹；所以，燃料助推拦截弹的工作原理是燃料的化学能转化为拦截弹的机械能；拦截弹在整个运动过程中，会受到空气的摩擦力，一部分机械能转化内能，所以它的机械能是变小的． 16. （2016?哈尔滨校级二模）流动的水具有 能，可以利用其发电，依据
可知，能量在转化和转移的过程中，总量不变．
【答案】动；能量守恒定律． 【解析】流动的水是运动的，因此具有动能，利用动能与其它形式能量的转化可以最终将其转化为电能．由能量守恒定律可知，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另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变． 21·世纪*教育网
17. （2017?涪城区模拟）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为100cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.2×105Pa，飞轮转动4800r/min，当汽油机满负荷工作1min，则一个做功冲程中燃气对活塞做的功为 J，该汽油机的输出功率是 kw．
【答案】460；18.4．
【解析】（1）p=9.2×l05Pa，S=100cm2=100×10-4?m2，因为所以燃气对活塞的平均压力为：F=pS=9.2×l05Pa×100×10-4?m2=9200N，s=50mm=0.05m， 一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=Fs=9200N×0.05m=460J； （2）飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动4800周，要对外做功2400次， 则燃气对活塞做的总功为：W总=W×2400=460J×2400=1.104×106J， 而t=1min=60s，故汽油机的功率为：． 18. （2017?邵阳县一模）家用热水器有用天然气为燃料给水加热的．已知天然气的热值为4.0×107J/m3，完全燃烧2.1m3的天然气可以获得 J的热量．
【答案】8.4×107；
【解析】2.1m3天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=2.1m3×4.0×107J/m3=8.4×107J． 19. （2017?潮南区模拟）在汽油机的一个工作循环中，有 个冲程，内能转化为机械能的是 冲程；某汽车行驶100km消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出 J的热量．（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
【答案】四；做功；3.22×108． 【解析】（1）在汽油机的一个工作循环中，有四个冲程，汽油机的四个冲程中，实现将内能转化成机械能的是做功冲程；（2）7kg汽油完全燃烧要放出的热量：Q放=mq=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J． 【来源：21cnj*y.co*m】
三、实验题（每空2分，共12分） 20. （2017?东台市一模）小明利用如图所示的装置测花生米的热值． （1）实验中利用 来表示花生米燃烧放出的热量． （2）测花生米燃烧放出热量时，应记录花生米的质量m1、水的质量m2、加热前的水温t0和 （写物理量及对应的符号），用c表示水的比热容，此过程中水吸收热量的表达式为Q= （3）实验时发现花生米很难点燃，于是将它碾碎，并将它与酒精混合好欧充分燃烧，运用此方程 （能/不能）准确计算出花生米的热值，理由是
．（写出两点）
【答案】（1）水升高的温度；（2）花生米燃尽后的水温t1；cm2（t1-t0）；（3）不能；①燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，②花生米不可能完全燃烧．
【解析】（1）本实验采用转换法，通过比较水升高的温度来间接比较花生米燃烧放出的热量；（2）要比较温度计升高的示数，就必须记录加热前的水温t0和花生米燃尽后的水温t1；水吸收热量的表达式Q=cm2（t1-t0）；（3）由于燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收、花生米不可能完全燃烧燃料，所以通过水吸收的热量不能准确计算出食物的热值． 【出处：21教育名师】
21. （2017?枣庄模拟）物理实验中，对于一些不易直接测量的物理量，通常利用相关的物理效应间接比较其大小．如图所示是“比较不同燃料热值”的实验，该实验中“燃料燃烧放出热量的多少”是根据 来比较的．
【答案】故答案为：水升高的温度．
【解析】为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小． 四、计算题（每题11分，共22分）21世纪教育网版权所有
22. （2017?钦州模拟）某品牌家用小汽车行驶100km消耗汽油5kg（相当于7升汽油），已知汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油价格为6元/升．求： （1）完全燃烧5kg汽油放出的热量； （2）汽车行驶100km耗油的费用．【版权所有：21教育】
【答案】（1）此潜艇受到的浮力大小是1.5×107N；（2）此潜艇受到海水的压强是1.1×106Pa．
【解析】（1）汽油完全燃烧产生的热量：Q=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J； （2）汽车行驶100km耗油的费用：7升×6元/升=42元． 答：（1）完全燃烧5kg汽油放出的热量为2.3×108J；（2）汽车行驶100km耗油的费用是42元．21*cnjy*com
23. （2017?广陵区校级二模）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg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线．若在6min内完全燃烧了1kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤的热值约为3×107?J/kg，求： （1）煤完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）煤炉烧水时的热效率．
【答案】（1）轮船所受浮力为7.5×107N；（2）船体浸在水面下的体积为7.5×103m3；（3）这艘轮船从长江驶入大海时，船体会上浮一些．21教育网
【解析】（1）煤完全燃烧产生的热量Q放=mq=1kg×3×107J/kg=3×107J； （2）水所吸收的热量Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×20kg×（80℃-20℃）=5.04×106J； （3）煤炉烧水时的热效率． www-2-1-cnjy-com
第十四章 内能的利用
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.热机
★★★
1.了解四冲程汽油机的工作原理。
2.认识热值，会计算热机的效率.
3.知道能量守恒定律。能用能量转化和守恒的观点分析物理现象。
本章常考内容有：热机的工作原理、热机效率影响因素、燃料热值热机效率的计算、能量转化和守恒。2018年可能考有关热机效率的计算、热机工作原理和能量转化守恒的选择题填空题。
2.热机的效率
★★★★
3. 能量的转化和守恒
★★★
知识点一：热机
1.热机：利用内能做功的机械叫热机，其工作原理图是
2.热机的工作过程：汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，完成一个工作循环曲轴转两圈，对外做功一次，压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能。21·世纪*教育网
3.四冲程内燃机的一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功的，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。www-2-1-cnjy-com
知识点二：热机的效率
1.热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，其单位是J/kg(或J/m3)，燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq。热值反映了燃料在燃烧过程中化学能转化为内能本领的大小。21*cnjy*com
2.热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。
3.热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；减少各种热损失；减少机械磨损消耗的能量。
4.热机造成的污染主要表现在大气污染和噪声污染。
知识点三：能量的转化和守恒
1.能量的转化和守恒定律的内容：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，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。21世纪教育网版权所有
2.能的转化是通过物体做功来实现的。能的转化过程中，能量的形式发生了改变。能的转移过程中能量的形式没有发生变化。21cnjy.com
3.能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的。21·cn·jy·com
易错点1 误认为内燃机转一圈对外做功一次。
典例1：李丽周末和家人乘车去游玩，某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min，她向爸爸了解到汽车发动机为四冲程发动机，则此时汽车在1s内完成了（ ）21教育网
A．60个冲程，做了15次功 B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功 D．30个冲程，做了30次功
【错解】选D，理由：内燃机转一圈对外做功一次，该飞轮每秒钟转30圈做了30次功。
【析错】四冲程汽油机在一个工作循环中，活塞上下往复两次，飞轮转两圈、做功1次． 【正解】选A，理由：飞轮转速是1800r/min=30r/s，即该飞轮每秒钟转30圈．因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程、做功1次，所以飞轮转30圈共做功15次、有60个冲程，故A正确，BCD错误．故选A．
知识点一：热机
典例1：（2017?湘潭）下列所示的工具工作过程中使用热机的是（ ）
A．自行车 B．柴油车
C．脚踏船 D．皮筏艇
【考查方向】热机．
【名师点睛】热机是把内能转化为机械能的装置．
典例2：（2017?杭州）如图为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（ ）
A．压缩冲程，机械能转化为内能
B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能
D．做功冲程，内能转化为机械能
【考查方向】内燃机的四个冲程．
【名师点睛】由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；汽油机四个冲程中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，排气和吸气冲程没有能的转化．www.21-cn-jy.com
典例3：（2017?大丰市）一台四冲程内燃机1s完成了100个冲程，则该内燃机在1s时间内做了 次功，飞轮的转速为 r/min．2·1·c·n·j·y
【考查方向】有关热机的计算．
【名师点睛】在四冲程内燃机曲轴转2圈，完成一个工作循环，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次．
知识点二：燃料的热值
典例4：（2017?白银）2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）【出处：21教育名师】
A．较小的密度 B．较大的比热容
C．较低的沸点 D．较高的热值
【考查方向】燃料的热值．
【名师点睛】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。【来源：21·世纪·教育·网】
典例5：（2017?枣庄）新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气．如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把
kg的水从20℃加热至沸腾．[c水=4.2×103J/（kg?℃）]．
【考查方向】燃料的热值；热量的计算．
【名师点睛】（1）利用Q放=mq求整瓶液化气完全燃烧放出的热量；（2）已知放出的热量有40%被利用，用这些热量加热水，知道水的比热容和水的温度升高值，利用吸热公式求水的质量．2-1-c-n-j-y
知识点三：热机的效率
典例6：（2017?益阳）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
【考查方向】热机的效率．
【名师点睛】要解决此题，需要掌握热机的效率的概念．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，效率越高．
典例7：（2017?枣庄）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%
【考查方向】热机的效率．
【名师点睛】燃料燃烧的内能减去机械自身消耗能量和废气带走能量的百分比，即为获得有用机械能的百分比，也就是该内燃机的热机效率。
知识点四：能量的转化和守恒
典例8：（2017?烟台）各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，请你仿照图中给出的两个示例，写出电能转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化为内能的实例．【来源：21cnj*y.co*m】
【考查方向】能量的相互转化．
【名师点睛】能量的转化和转移普遍存在，能量的利用和浪费实质上是能量的转化或转移过程．
典例9： （2017?义乌市）排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度． （1）解释整个过程中能量是否守恒． （2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小△V之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系．
【考查方向】能量转化与守恒观点的应用；机械能．
【名师点睛】（1）根据能量守恒定律的观点，结合机械能与内能的转化可做出解
第十四章 内能的利用
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.热机
★★★
1.了解四冲程汽油机的工作原理。
2.认识热值，会计算热机的效率.
3.知道能量守恒定律。能用能量转化和守恒的观点分析物理现象。
本章常考内容有：热机的工作原理、热机效率影响因素、燃料热值热机效率的计算、能量转化和守恒。2018年可能考有关热机效率的计算、热机工作原理和能量转化守恒的选择题填空题。
2.热机的效率
★★★★
3. 能量的转化和守恒
★★★
知识点一：热机
1.热机：利用内能做功的机械叫热机，其工作原理图是
2.热机的工作过程：汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，完成一个工作循环曲轴转两圈，对外做功一次，压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能。www.21-cn-jy.com
3.四冲程内燃机的一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功的，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。【来源：21·世纪·教育·网】
知识点二：热机的效率
1.热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，其单位是J/kg(或J/m3)，燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq。热值反映了燃料在燃烧过程中化学能转化为内能本领的大小。21·世纪*教育网
2.热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。
3.热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；减少各种热损失；减少机械磨损消耗的能量。
4.热机造成的污染主要表现在大气污染和噪声污染。
知识点三：能量的转化和守恒
1.能量的转化和守恒定律的内容：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，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。www-2-1-cnjy-com
2.能的转化是通过物体做功来实现的。能的转化过程中，能量的形式发生了改变。能的转移过程中能量的形式没有发生变化。【来源：21cnj*y.co*m】
3.能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的。【出处：21教育名师】
易错点1 误认为内燃机转一圈对外做功一次。
典例1：李丽周末和家人乘车去游玩，某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min，她向爸爸了解到汽车发动机为四冲程发动机，则此时汽车在1s内完成了（ ）21*cnjy*com
A．60个冲程，做了15次功 B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功 D．30个冲程，做了30次功
【错解】选D，理由：内燃机转一圈对外做功一次，该飞轮每秒钟转30圈做了30次功。
【析错】四冲程汽油机在一个工作循环中，活塞上下往复两次，飞轮转两圈、做功1次． 【正解】选A，理由：飞轮转速是1800r/min=30r/s，即该飞轮每秒钟转30圈．因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程、做功1次，所以飞轮转30圈共做功15次、有60个冲程，故A正确，BCD错误．故选A．
知识点一：热机
典例1：（2017?湘潭）下列所示的工具工作过程中使用热机的是（ ）
A．自行车 B．柴油车
C．脚踏船 D．皮筏艇
【考查方向】热机．
【名师点睛】热机是把内能转化为机械能的装置．
【答案】B
【解析】热机是把内能转化为机械能的装置；ACD、自行车、脚踏船、皮筏艇是消耗人体的化学能转化为机械能，故ACD错误；B、柴油车是热机的一种，将内能转化为机械能，故B正确．故选B． 典例2：（2017?杭州）如图为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（ ）21cnjy.com
A．压缩冲程，机械能转化为内能
B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能
D．做功冲程，内能转化为机械能
【考查方向】内燃机的四个冲程．
【名师点睛】由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；汽油机四个冲程中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，排气和吸气冲程没有能的转化．21·cn·jy·com
【答案】A
【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能．故选A．【版权所有：21教育】
典例3：（2017?大丰市）一台四冲程内燃机1s完成了100个冲程，则该内燃机在1s时间内做了 次功，飞轮的转速为 r/min．21教育名师原创作品
【考查方向】有关热机的计算．
【名师点睛】在四冲程内燃机曲轴转2圈，完成一个工作循环，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次．
【答案】25；3000．
【解析】因一个工作循环包括4个冲程并对外做功1次，飞轮转2圈， 所以，在1s时间内有个工作循环，对外做功25次，飞轮的转速n=2×25r/s=50r/s=3000r/min． 知识点二：燃料的热值21*cnjy*com
典例3：（2017?白银）2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较大的比热容
C．较低的沸点 D．较高的热值
【考查方向】燃料的热值．
【名师点睛】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
【答案】D
【解析】卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是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，故D正确。故选D。 典例5：（2017?枣庄）新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气．如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把
kg的水从20℃加热至沸腾．[c水=4.2×103J/（kg?℃）]．
【考查方向】燃料的热值；热量的计算．
【名师点睛】（1）利用Q放=mq求整瓶液化气完全燃烧放出的热量；（2）已知放出的热量有40%被利用，用这些热量加热水，知道水的比热容和水的温度升高值，利用吸热公式求水的质量．21世纪教育网版权所有
【答案】4.2×108；500．
【解析】（1）整瓶液化气完全燃烧释放热量：Q放=mq=10kg×4.2×107J/kg=4.2×108J， （2）由题知，水吸收的热量：Q吸=Q放×40%=4.2×108J×40%=1.68×108J， 由Q吸=c水m水（t-t0）得水的质量：．
知识点三：热机的效率
典例4：（2017?益阳）为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是（ ）
A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D．尽量增加热机的工作时间
【考查方向】热机的效率．
【名师点睛】要解决此题，需要掌握热机的效率的概念．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，效率越高．
【答案】D
【解析】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．所以减少热量的损失可以提高热机的效率．所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率．故ABC正确；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D错误．故选D．21教育网
典例6：（2017?枣庄）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%
【考查方向】热机的效率．
【名师点睛】燃料燃烧的内能减去机械自身消耗能量和废气带走能量的百分比，即为获得有用机械能的百分比，也就是该内燃机的热机效率。
【答案】B
【解析】因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率：η=1-25%-40%=35%。故选B。2-1-c-n-j-y
知识点四：能量的转化和守恒
典例7：（2017?烟台）各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，请你仿照图中给出的两个示例，写出电能转化为机械能、化学能转化为电能、光能转化为内能的实例．
【考查方向】能量的相互转化．
【名师点睛】能量的转化和转移普遍存在，能量的利用和浪费实质上是能量的转化或转移过程．
【答案】见解析
【解析】电风扇在工作过程中消耗电能，转化为机械能；干电池使用过程中消耗化学能，得到电能；太阳能热水器工作过程中将光能转化为内能．
典例8 （2017?义乌市）排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度． （1）解释整个过程中能量是否守恒． （2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小△V之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系．
【考查方向】能量转化与守恒观点的应用；机械能．
【名师点睛】（1）根据能量守恒定律的观点，结合机械能与内能的转化可做出解【答案】见解析
【解析】（1）整个过程中能量守恒．排球从手上自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度，是因为由于空气的摩擦，有一部分机械能逐渐转化为内能，但能量的总量是守恒的．（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，受到重力和地面给予的弹力的作用，开始时重力大于弹力，速度逐渐增大；当重力等于弹力时，速度达到最大值；最后重力小于弹力，速度逐渐减小，直至速度为零．同时这一过程中动能转化为排球的弹性势能．2·1·c·n·j·y
