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（共15小题，共60分）
1．（2018?长沙模拟）下列关于热机的说法中，正确的是（ ）
A．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于1
B．柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程
C．四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的
D．热机不属于大气污染的主要来源
2．（2018?黔南州）如图表示的是汽油机工作时的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3．（2018?邵阳）小型汽车上的四冲程汽油机中，主要把机械能转化为内能的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
4．（2018?三台县三模）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（ ）
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
5．（2018?株洲）木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭（ ）
A．具有3.4×107J的热量 B．具有3.4×107J的内能
C．完全燃烧对外做功3.4×107J D．完全燃烧放出热量3.4×107J
6．（2018?益阳）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．热量燃烧不完全时热值变小D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
7．（2018?泰安）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
8．（2018春?惠山区校级月考）有三个物体，甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧；乙是一个从地面被举高0.5m的小球，丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球。根据以上信息，请你判断上列三个物体具有的共性是（ ）
A．都具有能量B．都受到拉力的作用
C．所受的作用力相等D．除数字相同外，没有其他共性
9．（2018?平谷区二模）下列说法中正确的是（ ）
A．电饭锅工作时，将内能转化为电能B．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能D．电风扇工作时，将机械能转化为电能
10．（2018?内江）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
11．（2018?温江区模拟）下列说法中不正确的是（ ）
A．热量可能自发地从低温物体传到高温物体
B．机械效率、热机效率跟能量转化效率是一回事
C．能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生
D．只有开发和利用新能源才能实现人类可持续发展
12．（2018?高台县校级一模）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
13．（2018?清江浦区二模）下列几项表述中，说法正确的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子或质子从一个物体转移到另一个物体B．太阳是宇宙的中心
C．能量的转移与转化具有方向性D．原子核式结构模型提出原子是由质子和中子构成
14．（2018?单县三模）某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（ ）
A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧B．向炉内多加些煤，加大火力
C．煤磨成粉，用空气吹进炉膛D．用各种办法增大受热面积
15．（2018?兰州）下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（ ）
A．热机效率越高，所做的有用功就越多B．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气
C．一个工作循环对外做功一次D．压缩冲程中将内能转化为机械能
二．填空题（共8小题，共17分）
16．（2018?菏泽）热机给人类文明带来进步，也给生态环境造成污染。热机对环境造成的污染主要有：热污染、空气污染和________污染。
17．（2018?南充）某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了________个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量________J．（q汽油=4.6×107J/kg）
18．（2018?巴中）长征二号PT2运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的________高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时要________热，从而避免高速运行的火箭温度过高。
19．（2018?达州）小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要________L汽油（汽油的热值为3.5×107J/L）；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为________N，汽油属于________能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
20．（2018?兴化市一模）能量在转化或转移过程中，其总量________；能量在发生转移或转化时，都是有________性的。
21．（2018?聊城）在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是________冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水________的特性。
22．（2018?河北）有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧，________转化为内能，用比热容________的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）
23．（2018?兰山区模拟）众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能________（选填“增大”、“减小”）。你认为这种不用电的冰箱________（选填“遵守”、“不遵守”）能量守恒定律。
三．计算题（共3小题，共23分）
24．（2018?盐城模拟）2017年12月24日，广东珠海金湾机场，由我国航空工业自主研发的首款大型水陆两栖飞机﹣﹣“鲲龙”AG600成功首飞。飞机总体技术水平和性能达到当前国际同类飞机的先进水平，完全具有自主知识产权。若飞机在空中飞行时获得1.6×105N的水平推力，以500km/h的速度沿水平方向匀速航行500km，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油4000kg。则
（1）飞机在空中飞行的时间是多久？
（2）煤油完全燃烧放出的热量为多大？
（3）发动机的效率为多大？
25．（2018?乌拉特前旗校级模拟）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600r/min，该柴油机活塞1s对外做功________次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是多少J？（柴油的热值为4.3×107J/kg）
26．（2018?北海模拟）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10dm3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2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤的热值约为3×107J/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。
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（共15小题，共60分）
1．（2018?长沙模拟）下列关于热机的说法中，正确的是（ ）
A．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于1
B．柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程
C．四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的
D．热机不属于大气污染的主要来源
【答案】B
【解析】A、减少各种热损失、加润滑油减少机器各部件之间的摩擦、充分利用废气的能量，如建热电站，都可以提高燃料的利用率，提高热机的效率，但不能消除额外功，机械效率总小于1，故A错误；B、柴油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故B正确；C、在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，故C错误；D、热机排气冲程中将废气排入空气中，属于大气污染的主要来源，故D错误。故选B。
2．（2018?黔南州）如图表示的是汽油机工作时的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，火花塞喷出电火花，可以判断是做功冲程。故选C。
3．（2018?邵阳）小型汽车上的四冲程汽油机中，主要把机械能转化为内能的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
【解析】汽油机的压缩冲程中，压缩汽油和空气的混合物做功，使汽油和空气的混合物得温度升高、内能增大，把机械能转化为内能，故B正确。故选B。
4．（2018?三台县三模）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（ ）
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
【答案】A
【解析】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。
5．（2018?株洲）木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭（ ）
A．具有3.4×107J的热量 B．具有3.4×107J的内能
C．完全燃烧对外做功3.4×107J D．完全燃烧放出热量3.4×107J
【答案】D
【解析】木炭的热值是3.4×107J/kg，它的物理意义是：1kg木炭完全燃烧放出的热量是3.4×107J，故ABC错误，D正确。故选D。
6．（2018?益阳）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．热量燃烧不完全时热值变小D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
【答案】D
【解析】A、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A错误；B、燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量就少，故B错误；C、热值与燃料是否完全燃烧无关，故C错误；D、热值是燃料本身的特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，故D正确。故选D。
7．（2018?泰安）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
【答案】D
【解析】①汽车的行驶速度：v===72km/h，故①错误；
（2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J，故②正确；（3）因为匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F=f=2×103N，该汽车牵引力所做的功：W=Fs=2×103N×6.9×103m=1.38×107J，该汽车牵引力所做功的功率：P===40000W=40kW，故③错误；（4）汽车消耗燃油的产生的热量：Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J，该汽车的效率：η==×100%=20%，故④正确。故选D。
8．（2018春?惠山区校级月考）有三个物体，甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧；乙是一个从地面被举高0.5m的小球，丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球。根据以上信息，请你判断上列三个物体具有的共性是（ ）
A．都具有能量B．都受到拉力的作用
C．所受的作用力相等D．除数字相同外，没有其他共性
【答案】A
【解析】（1）甲是一个被拉伸了0.5m的弹簧，发生弹性形变，具有弹性势能；（2）乙是一个从地面被举高0.5m的小球，具有重力势能；（3）丙是一个正在以0.5m/s的速度运动的小球，具有动能。因此这三个物体都具有机械能。故选A。
9．（2018?平谷区二模）下列说法中正确的是（ ）
A．电饭锅工作时，将内能转化为电能B．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能D．电风扇工作时，将机械能转化为电能
【答案】B
【解析】A、电饭锅主要是用来发热的，因此，电饭锅工作时，主要将电能转化成为内能，故A错误；B、在阳光照射下，太阳能电池将太阳能转化为电能，故B正确；C、干电池给灯泡供电时，将化学能转化为电能，再提供给灯泡，故C错误；D、电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能，故D错误。故选B。
10．（2018?内江）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
【答案】B
【解析】A、永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误；B、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；C、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；D、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故D错误。故选B。
11．（2018?温江区模拟）下列说法中不正确的是（ ）
A．热量可能自发地从低温物体传到高温物体
B．机械效率、热机效率跟能量转化效率是一回事
C．能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生
D．只有开发和利用新能源才能实现人类可持续发展
【答案】A
【解析】A、能量的转移和转化具有方向性，热量只能自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；B、根据机械效率的公式η=可求得机械效率，热机效率及能量转化效率都是指总能量转化为有用能量的百分比，其本质是一回事，故B正确；C、根据能量守恒定律，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，能量只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在能量的转移和转化过程中，能的总量是不变的。故C正确；D、能源问题是困扰人类可持续发展的一个重要因素，只有开发和利用新能源才能实现人类可持续发展，故D正确。故选A。
12．（2018?高台县校级一模）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
【答案】C
【解析】A、压缩冲程中活塞压缩空气，对空气做功，空气内能变大，是机械能能转化为内能。故A错误；B、壶盖跳起时，壶内水蒸气的内能减少，壶盖获得了机械能，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。
13．（2018?清江浦区二模）下列几项表述中，说法正确的是（ ）
A．摩擦起电的实质是电子或质子从一个物体转移到另一个物体B．太阳是宇宙的中心
C．能量的转移与转化具有方向性D．原子核式结构模型提出原子是由质子和中子构成
【答案】C
【解析】A、摩擦起电过程是得到和失去电子的过程，因此其实质是电子的转移，当某种物质失去了电子时，物质的电子比质子少，带正电；当某种物质得到了电子时，物质的电子比质子多，带负电，故A错误；B、太阳只是宇宙中的一个恒星，不是中心，故B错误；C、能量的转移与转化是具有方向性的，故C正确；D、原子核式结构模型提出原子是由原子核和核外电子组成的，故D错误。故选C。
14．（2018?单县三模）某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（ ）
A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧B．向炉内多加些煤，加大火力
C．煤磨成粉，用空气吹进炉膛D．用各种办法增大受热面积
【答案】B
【解析】要提高炉子的效率，需要使燃料充分燃烧，并且减减少能量的损失。A、鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧，可以使煤燃烧的更充分，可以提高燃料的利用率；B、向炉内多加些煤，加大火力，这是消耗更多的燃料，不能提高炉子的效率；C、煤磨成粉，用空气吹进炉膛，可以使煤充分燃烧，可以提高炉子的效率；D、用各种办法增大受热面积，可以让热量被充分吸收，可以提高炉子的效率。不能提高炉子效率的是B；故选B。
15．（2018?兰州）下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（ ）
A．热机效率越高，所做的有用功就越多B．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气
C．一个工作循环对外做功一次D．压缩冲程中将内能转化为机械能
【答案】C
【解析】A、机械效率高低，只能反映有用功在总功中所占比例的多少，机械效率高低和有用功大小之间没有关系，故A错误；B、汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，故B错误；C、汽油机一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次，故C正确；D、汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故D错误。故选C。
二．填空题（共8小题，共17分）
16．（2018?菏泽）热机给人类文明带来进步，也给生态环境造成污染。热机对环境造成的污染主要有：热污染、空气污染和________污染。
【答案】噪声。
【解析】在生活中，热机主要是汽油机和柴油机，汽油和柴油的燃烧会产生大量的烟尘和废气，所以会造成大气污染，同时，由于热机各部位的振动会产生高分贝的噪声，造成噪声污染。
17．（2018?南充）某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了________个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量________J．（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】15；2.3×l07。
【解析】（1）四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，活塞往复2次，四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，所以1s内，飞轮转30圈，共15个工作循环，60个冲程，做功15次。（2）500g=0.5kg汽油完全燃烧产生的热量：Q放=mq=0.5kg×4.6×l07J/kg=2.3×l07J。
18．（2018?巴中）长征二号PT2运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的________高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时要________热，从而避免高速运行的火箭温度过高。
【答案】热值；吸。
【解析】（1）运载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；
（2）为保证火箭安全，箭体上涂有一层特殊固体物质，在高温下先熔化，再汽化，因为熔化、汽化时要吸收大量的热，这样箭体的温度就不会太高。
19．（2018?达州）小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要________L汽油（汽油的热值为3.5×107J/L）；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为________N，汽油属于________能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
【答案】12；1750；不可再生。
【解析】小汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功：
W=Pt=3.5×104W×3600s=1.26×108J，
完全燃烧汽油放出热量Q放=Vq，小汽车发动机的效率η=，
所以ηQ放=W，ηVq=W，V===12L；
（2）由η=得，汽油机的有用功：因为72km/h=20m/s，
由W=Fs得汽车发动机的牵引力：F====1750N，
因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以汽车受到的阻力：f=F=525N；
（3）汽油属于不可再生能源，一旦消耗很难再生；
20．（2018?兴化市一模）能量在转化或转移过程中，其总量________；能量在发生转移或转化时，都是有________性的。
【答案】保持不变；方向。
【解析】能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。
21．（2018?聊城）在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是________冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水________的特性。
【答案】压缩；比热容大。
【解析】（1）在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是压缩冲程；
（2）汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
22．（2018?河北）有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧，________转化为内能，用比热容________的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）
【答案】全部燃烧；化学能；小。
【解析】（1）比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，需等待燃料充分燃烧，通过观察温度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小；（2）燃料燃烧时将化学能转化为内能；（3）在吸收相同热量的情况下，比热容小的物质温度要升的高，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显。
23．（2018?兰山区模拟）众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱。这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气。管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能________（选填“增大”、“减小”）。你认为这种不用电的冰箱________（选填“遵守”、“不遵守”）能量守恒定律。
【答案】减小；遵守。
【解析】冰箱在工作时，被冷却的液体的温度降低，故其内能减小；对于能量的转化和守恒定律是自然界普遍的规律，它适合任何过程过程，故这种不用电的冰箱也是遵守能量的守恒定律的。
三．计算题（共3小题，共23分）
24．（2018?盐城模拟）2017年12月24日，广东珠海金湾机场，由我国航空工业自主研发的首款大型水陆两栖飞机﹣﹣“鲲龙”AG600成功首飞。飞机总体技术水平和性能达到当前国际同类飞机的先进水平，完全具有自主知识产权。若飞机在空中飞行时获得1.6×105N的水平推力，以500km/h的速度沿水平方向匀速航行500km，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油4000kg。则
（1）飞机在空中飞行的时间是多久？
（2）煤油完全燃烧放出的热量为多大？
（3）发动机的效率为多大？
【答案】（1）飞机在空中飞行的时间是1h；（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50%。
【解析】（1）由v=可得，飞机匀速航行的时间：t===1h；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4000kg×4×107J/kg=1.6×1011J；
（3）发动机所做的有用功：W=Fs=1.6×105N×5×105m=8×1010J；
发动机的热机效率：η=×100%=×100%=50%。
答：（1）飞机在空中飞行的时间是1h；（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50%。
25．（2018?乌拉特前旗校级模拟）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600r/min，该柴油机活塞1s对外做功________次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是多少J？（柴油的热值为4.3×107J/kg）
【答案】30；消耗5kg的柴油转化成的机械能是8.6×107J。
【解析】（1）已知飞轮转速为3600r/min=60r/s，一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，故该活塞每秒钟燃气推动活塞往返60次，做功30次；
（2）柴油燃烧放出的热量：Q=mq=5kg×4.3×107J/kg=21.5×107J，
其转化的机械能为：W=21.5×107J×40%=8.6×107J。
26．（2018?北海模拟）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10dm3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2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤的热值约为3×107J/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）煤完全燃烧产生的热量为6×107J；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；（3）煤炉烧水时的热效率为4.2%。
【解析】（1）2kg煤完全燃烧产生的热量Q放=mq=2kg×3×107J/kg=6×107J；
（2）10dm3水的质量m=ρV=1kg/dm3×10dm3=10kg；
水所吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×10kg×（80℃﹣20℃）=2.52×106J；
（3）煤炉烧水时的热效率η==×100%=4.2%。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
易错点1 误认为内燃机转一圈对外做功一次。
典例1：（2018?大祥区三模）一台内燃机的转速是1440转/分，那么在每秒钟内（ ）
A．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程
B．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程
C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程
D．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程
【错解】选A，理由：内燃机转一圈对外做功一次，该飞轮每秒钟转24圈做了24次功。
【析错】知道内燃机的转速，而内燃机在一个工作循环中对外做功1次，飞轮转动2转，完成4个冲程，据此得出答案。 【正解】选B，理由：由题知，飞轮转速是1440转/分钟=24转/秒，因为飞轮转动2转为一个工作循环，对外做功1次，完成4个冲程，所以内燃机每秒钟曲轴转动24转，燃气对外做功12次，完成48个冲程。故选B。
知识点一：热机
典例1：（2018?长沙模拟）下列工作设备中，利用了热机的是（ ）
A．纯电动汽车 B．洗衣机 C．发电机 D．发射卫星的火箭
【考查方向】热机．
【名师点睛】（1）（2）电动机是把电能转化为机械能的机器；（3）电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能；（4）各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机称为热机。热机的种类分为：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机。明确选择项中提到的这四个设备的制成原理，然后与题目要求对应，从而可以得到答案。
典例2：（2018?滨州）如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能D．做功冲程，将机械能转化成内能
【考查方向】内燃机的四个冲程．
【名师点睛】解决此题要结合内燃机的做功冲程特点和原理进行分析解答，知道做功冲程中的能量转化。
典例3：（2018?江津区模拟）单缸四冲程汽油机工作过程中，压缩冲程是通过_______方式使汽缸内燃料混合物的内能增大；汽油机转速是3000r/min，它1秒钟对外做功_______次。
【考查方向】有关热机的计算．
【名师点睛】（1）改变物体内能有两种方式：做功和热传递，热传递和做功都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移；（2）热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，活塞往返2次，曲轴和飞轮转动2周，燃气对外做功1次，根据这个比例关系可以求出答案。
知识点二：燃料的热值
典例3：（2018?益阳）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．热量燃烧不完全时热值变小
D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
【考查方向】燃料的热值．
【名师点睛】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。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。据此分析判断。
典例5：（2016秋?淮阴区期末）一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【考查方向】燃料的热值．
【名师点睛】（1）因为干木柴完全燃烧放出的热量等于身体消耗的能量，知道完全燃烧干木柴的质量，可以利用公式Q放=mq求干木柴的热值；（2）热值是燃料的特性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量无关。
知识点三：热机的效率
典例4：（2018?益阳）关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
【考查方向】热机的效率．
【名师点睛】①柴油机的压缩冲程的压缩程度更大，热量燃烧更充分，效率比汽油机高；②在热机中，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，叫热机的效率；③功率是描述热机做功快慢的物理量；④热机的工作过程中，燃料燃烧放出的能量，废气的温度很高，带走的热量最多。
典例6：（2018?临沂模拟）如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A． B．
C． D．
【考查方向】热机的效率．
【名师点睛】热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值。
知识点四：能量的转化和守恒
典例7：（2018?温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（ ）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
【考查方向】能量的相互转化．
【名师点睛】太阳能电池板，把太阳能转化为电能，电动机把电能转化为机械能。
典例8 （2018?内江）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
【考查方向】能量转化与守恒观点的应用；机械能．
【名师点睛】能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形
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。
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。
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。
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。
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。
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。
易错点1 误认为内燃机转一圈对外做功一次。
典例1：（2018?大祥区三模）一台内燃机的转速是1440转/分，那么在每秒钟内（ ）
A．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程
B．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程
C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程
D．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程
【错解】选A，理由：内燃机转一圈对外做功一次，该飞轮每秒钟转24圈做了24次功。
【析错】知道内燃机的转速，而内燃机在一个工作循环中对外做功1次，飞轮转动2转，完成4个冲程，据此得出答案。 【正解】选B，理由：由题知，飞轮转速是1440转/分钟=24转/秒，因为飞轮转动2转为一个工作循环，对外做功1次，完成4个冲程，所以内燃机每秒钟曲轴转动24转，燃气对外做功12次，完成48个冲程。故选B。
知识点一：热机
典例1：（2018?长沙模拟）下列工作设备中，利用了热机的是（ ）
A．纯电动汽车 B．洗衣机 C．发电机 D．发射卫星的火箭
【考查方向】热机．
【名师点睛】（1）（2）电动机是把电能转化为机械能的机器；（3）电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能；（4）各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机称为热机。热机的种类分为：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机。明确选择项中提到的这四个设备的制成原理，然后与题目要求对应，从而可以得到答案。
【答案】D
【解析】A、电动汽车是利用电动机工作的，电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的，故A不符合题意；B、洗衣机的主要部件是电动机，故B不符合题意；C、发电机工作时线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感应电流，利用了电磁感应原理，故C不符合题意；D、火箭利用热机将燃气的内能转化为机械能，故D符合题意。故选D。 典例2：（2018?滨州）如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能D．做功冲程，将机械能转化成内能
【考查方向】内燃机的四个冲程．
【名师点睛】解决此题要结合内燃机的做功冲程特点和原理进行分析解答，知道做功冲程中的能量转化。
【答案】C
【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能；故选C。
典例3：（2018?江津区模拟）单缸四冲程汽油机工作过程中，压缩冲程是通过_______方式使汽缸内燃料混合物的内能增大；汽油机转速是3000r/min，它1秒钟对外做功_______次。
【考查方向】有关热机的计算．
【名师点睛】（1）改变物体内能有两种方式：做功和热传递，热传递和做功都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移；（2）热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，活塞往返2次，曲轴和飞轮转动2周，燃气对外做功1次，根据这个比例关系可以求出答案。
【答案】做功；25。
【解析】在汽油机的压缩冲程中，压缩燃料混合物，对其做功，使燃料混合物的内能增大、温度升高，是通过做功的方式改变内能。汽油机飞轮转速是3000r/min=50r/s，表示每秒飞轮转动50圈，共100个冲程；而飞轮每转动2圈，燃气对外做功1次，所以1秒钟对外做功25次。 知识点二：燃料的热值
典例3：（2018?益阳）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．热量燃烧不完全时热值变小
D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
【考查方向】燃料的热值．
【名师点睛】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。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。据此分析判断。
【答案】D
【解析】A、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A错误；B、燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量就少，故B错误；C、热值与燃料是否完全燃烧无关，故C错误；D、热值是燃料本身的特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，故D正确。故选D。 典例5：（2016秋?淮阴区期末）一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为________J/kg，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【考查方向】燃料的热值．
【名师点睛】（1）因为干木柴完全燃烧放出的热量等于身体消耗的能量，知道完全燃烧干木柴的质量，可以利用公式Q放=mq求干木柴的热值；（2）热值是燃料的特性，其大小与燃料的种类有关，而与燃料的质量无关。
【答案】1.2×107；不变。
【解析】（1）由Q放=mq可得，干木柴的热值：； （2）热值是燃料的特性，其大小与燃料的质量无关，用掉一半后，干木柴的热值仍为1.2×107J/kg。 知识点三：热机的效率
典例4：（2018?益阳）关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
【考查方向】热机的效率．
【名师点睛】①柴油机的压缩冲程的压缩程度更大，热量燃烧更充分，效率比汽油机高；②在热机中，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，叫热机的效率；③功率是描述热机做功快慢的物理量；④热机的工作过程中，燃料燃烧放出的能量，废气的温度很高，带走的热量最多。
【答案】A
【解析】A、柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。故A正确；B、热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多。故B错误；C、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然联系。故C错误；D、在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多。故D错误。故选A。
典例6：（2018?临沂模拟）如图是内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A． B．
C． D．
【考查方向】热机的效率．
【名师点睛】热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值。
【答案】B
【解析】由能流图可知：燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率可表示为。故选B。
知识点四：能量的转化和守恒
典例7：（2018?温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（ ）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
【考查方向】能量的相互转化．
【名师点睛】太阳能电池板，把太阳能转化为电能，电动机把电能转化为机械能。
【答案】C
【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。故选C。
典例8 （2018?内江）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
【考查方向】能量转化与守恒观点的应用；机械能．
【答案】B
【解析】A、永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误；B、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；C、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；D、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故D错误。故选B。
