3.4 燃料的热值 热机及其效率
一、燃料的热值
1．某种燃料 完全燃烧 放出的 热量 与其 质量 的比叫做这种燃料的热值。热值在数值上等于 1 kg某种燃料完全燃烧放出的 热量 。热值的单位是由热量的单位和质量的单位 组合 而成。热值的单位是焦每千克，符号是 J/kg 。
2．如果用Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，q表示燃料的热值，m（或V）表示燃料的质量（或体积）。Q放= mq 或Q放= Vq 。
3．热值是反映燃料自身 性质 的物理量。不同燃料的热值一般 不同 。质量相同的不同物质，热值越大，完全燃烧放出的热量 越多 。氢热值较 大 。
4．人们在原始社会就燃烧柴薪来取暖、烧饭，这是利用内能 加热 ；而古老的热机——蒸汽机利用内能 做功 。
二、热机
5．热机原理：燃料通过燃烧释放 内能 ，传给工作物质——水和水蒸气，工作物质膨胀 做功 ，将 内 能转化为 动 能。
6．利用 内能 做功的机械—— 热机 。热机的发明及广泛使用，使人类迈入了 工业 化社会，对人类社会发展起到了 重要 的作用。
7．燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫做 内燃 机。内燃机分为 汽油 和 柴油 两大类，它们分别用 汽油 和 柴油 作为燃料。
8．汽油机气缸上部有 进气 门和 排气 门，顶部有 火花塞 ，下部有活塞，活塞用 连杆 跟曲轴相连。汽油机由 吸气 、 压缩 、 做功 、 排气 四个冲程不断循环来保证连续工作的。两气门都关闭，活塞上行是 压缩 冲程，活塞下行是 做功 冲程。在压缩冲程，活塞的 机械 转化为汽油和空气混合物的 内能 ；在做功冲程，燃气的 内能 转化为活塞的 机械 。在四冲程内燃机的工作循环中，只有 做功 冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮的 惯性 完成。
9．柴油机的构造与汽油机相似，柴油机通过压缩 空气 直接点燃柴油，因此柴油机气缸顶部没有 火花塞 ，而有一个 喷油嘴 。由于柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，输出的功率 更大 。
10．柴油机比较 ，主要应用于载重汽车、 、 、 上，汽油机比较 ，主要应用于小汽车、 。
三、热机效率
11．用来做 有用功 的能量跟燃料完全燃烧放出的 热量 之比，叫做热机效率。用公式表示为 。热机效率是热机 性能 的重要指标。蒸汽机的效率很低，只有6%~15%；汽油机的效率为 20%~30% ；柴油机的效率为 30%~45% 。热机效率高，在做功 相同 的情况下，消耗的燃料 更少 ，从而节约 能源 ，减少 污染 。21*cnjy*com
12．在热机能量损失中， 废气 带走的能量最多，设法利用 废气 的能量，是提高燃料利用率的重要 措施 。在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量的 损失 ，提高 效率 。
13．早期的飞机是由 内燃机 提供动力的。现代飞机上越来越多地使用 喷气 发动机，它向后喷出气体，从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气式发动机比 内燃 机更轻便。喷气式发动机分空气喷气发动机和火箭喷气发动机。火箭喷气发动机自带 燃料 和氧化剂，可以在大气层 外 工作，用来发射人造卫星和宇宙 飞船 。我国的火箭发动机居世界先进行列。
四、能量的转化和守恒
14．能量既 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 其他物体 ，而在转化和 转移 的过程中，能量的总量 保持不变 。这就是能量 守恒 定律。
15．能量守恒定律是自然界最 普遍 、最 重要 的基本定律之一。在行驶的汽车中，燃料的 化学 能通过燃烧转化为燃气的 内 能，再通过热机做功把 内 能转化为 机械 能。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为 机械 能，一部分转化成了热机和周围环境的 内 能。
16．一切运动都会产生 热 ，这个能量无法再利用。能量转化有 方向 性。永动机根本不可能 制造 。
考点一：燃料的热值
例1 （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
【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。
【答案】D。 【点评】此题主要考查的是学生对燃料热值是燃料特性的理解和掌握，常见题目。
【变式跟进1】（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
【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。
【答案】D。 【点评】本题考查了燃料的热值。是一道基础题。
考点二：热机
例2（2018?镇江）下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是（ ）
A． B． C． D．
【解析】A、进气门开启，排气门关闭，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B、两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B不符合题意；C、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C符合题意；D、进气门关闭，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。故选：C。
【答案】C。 【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
【变式跟进2】（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
【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。
【答案】C。 【点评】本题考查了对热机效率、汽油机和柴油机的区别、内燃机的四个冲程的理解，是一道综合题目。
考点三：热机效率
例3（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
【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。
【答案】A。 【点评】此题是一道与热机有关的综合题，考查了热机的构造、效率及能量损失的途径。难度不大，熟悉基础知识即可正确解答。
【变式跟进3】（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 只有②和④
【解析】①汽车的行驶速度：，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）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：，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：，故④正确。故选：D。
【答案】D
【点评】本题考查了速度、燃烧值、功、功率、热机效率的计算，综合性强，难度适中，关键是公式的灵活运用。
考点四：能量转化与守恒
例4（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
【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。
【答案】 B。 【点评】熟知能量守恒定律，并知道能量的转化和转移的方向性是解答此类问题的关键。
【变式跟进4】（2018?黑龙江）生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
【解析】A、摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故A错误；B、燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故B错误；C、电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D、摩擦起电是消耗了机械能，获得了电能，故是把机械能转化为电能，故D错误。故选：C。
【答案】C
【点评】自然界中的能量都以各种形式的能储存起来，在一定条件下可以相互转化。
一．选择题
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
【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。
2．（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
【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。
【答案】B
【点评】本题考查了内燃机的工作过程和四个冲程中的能量转化，属于中考的热点题型。
3．（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3.4×107 D．完全燃烧放出热量3.4×107J
【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。
【答案】D
【点评】此题主要考查的是学生对燃料热值物理意义及其计算的理解和掌握，常见题目。
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
【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。
【答案】D
【点评】此题通过考查影响热机效率的几个因素，考查了学生对热机效率的理解。要知道要想提高热机的效率，就要减少热量的损失。
5．（2018?柳州）下面所列电池或电站中，能把光能转换成电能的是（ ）
A．干电池 B．太阳能电池 C．核电站 D．水电站
【解析】A、干电池将化学能转化为电能，故A不符合题意；B、太阳能电池可以直接将光能转化为电能，故B符合题意；C、核电站将核能转化为电能，故C不符合题意；D、水电站将水的机械能转化为电能，故D不符合题意。故选B。
【答案】B
【点评】电池是利用非静电力对电荷做功而将其他式的能转化为电能的，在学习中要注意各种电荷消耗了哪种形式的能来转化为电能的。
6．（2016?柳州）如图所示，哪种机器是不可能制造出来的（ ）
A．使用蓄电池的电动汽车 B．一种设想中的永动机 C．蒸汽机车 D．飞机
【解析】永动机是指违反热力学基本定律的永不停止运动的发动机。由能量守恒定律可知，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式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律。因为能量的转化是有方向性的，自然界里无论什么运动都会产生热，热向四周扩散，成为无用的能量。如不补给能量，任何运动着的机器都会停下来，所以永动机违背了能量守恒定律，是不可能制成的，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
【答案】B
【点评】本题考查能量守恒定律的应用，是一道基础题。
7．（2018?株洲）智轨列车融合了有轨电车和公共汽车的优势，零排放、无污染。智轨列车的动力系统在输出动力的过程中（ ）
A．电能转化为机械能 B．内能转化为机械能
C．机械能转化为电能 D．机械能转化为内能
【解析】根据题意可知，智轨列车的动力系统在输出动力的过程中，消耗了电能，得到了机械能，是依靠电动机实现能量转化的。故选A。
【答案】A
【点评】本题考查电动机能量的转化，属于基础题。
8．（2017?黑龙江）下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（ ）
A．蓄电池充电时，化学能转化为电能 B．暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能
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
【解析】A、蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能。故A错误；B、暖瓶塞跳起时，瓶内空气的内能减少，瓶塞获得了机械能，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。
【答案】C
【点评】在自然界中，能量转化的现象很多，但需要通过一些器械装置或在一定条件下。 能量的转化也是有规律可循的，例如用电器都是将电能转化成了其它形式的能。在日常的学习中我们要注意总结归纳。
9．（2018?眉山）以下说法正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高 B．热机的大量使用有利于环境的保护
C．燃料的热值与燃料的质量没有关系 D．热机的工作过程只是将内能转化成机械能的过程
【解析】A、物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸热但温度不变，故A错误；B、热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，故B错误；C、热值只跟燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故C正确；D、热机工作过程中，在压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能，故D错误。故选C。
【答案】C
【点评】本题为热学综合题，考查了学生对热机工作时的能量转化和热值概念的了解，知识点多，判断时，要灵活运用所学知识。
10．（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%
【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。
【答案】B
【点评】本题考查了热机效率的计算，明确热机效率的含义是关键。
11．（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
【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。
【答案】C
【点评】本题考查了汽油机四冲程的判定方法，属于基础题目。
二．填空题
12．（2018?黑龙江）内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将内能转化为机械能的是 做功 冲程。某品牌汽车每行驶100km耗油7kg，这些汽油完全燃烧要放出 3.22×108 J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）。
【解析】（1）内燃机的四个冲程中，实现将机械能转化成内能的是压缩冲程；实现将内能转化为机械能的是做功冲程；（2）7kg汽油完全燃烧要放出的热量：Q=qm=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J。
【答案】做功；3.22×108。
【点评】本题考查了内燃机四冲程的能量转化、燃料燃烧放出的热量的计算，是比较基本的问题，要重点掌握。
13．（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）
【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。
【答案】全部燃烧；化学能；小。
【点评】本题研究燃料的热值和比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。
14．（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”）。
【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；
【答案】12；1750；不可再生。
【点评】知道功率的计算、热量的计算和效率的计算是，以及能源的分类，是一道综合题。
15．（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）
【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。
【答案】15；2.3×l07。
【点评】此题以常见的汽油机为载体综合考查了热机的工作过程和有关热机的计算，要求学生熟练掌握所学知识。
16．（2016?泸州）如图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化为塞子的________能，这个能量转化过程与汽油机工作时________冲程的能量转化过程一样，汽油机工作过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水的________大的特点。
【解析】（1）当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能；汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，因此这一现象与做功冲程的能量转化相同；（2）与其它液体相比较，水的比热容最大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，制冷效果最好。
【答案】机械；做功；比热容。
【点评】本题主要考查做功改变物体的内能、四冲程汽油机能量转化原理以及水的比热容大的特点，将原理应用于生活生产的实际是物理的一大特点。
三、实验探究题
17．（2016宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。
（1）将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。如果观察到放电针放电，汽油燃烧，高温高压的气体膨胀 , 软木塞跳起。 即可模拟四冲程汽油机工作时的
冲程。
（2）实验时若发现点火装置不能工作，可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴，可用 会聚太阳光使其燃着。
（3）燃料（汽油）通过燃烧释放 能并转化为 能，这就是热机的工作 。
【解析】汽油机在做功冲程气体膨胀做功，燃气的内能转化为活塞的机械能。可用凸透镜对光会聚作用点燃汽油混合物。燃料通过燃烧释放内能并转化为机械能。故答案为：做功、做功、凸透镜、内、机械、原理。
【答案】做功、做功、凸透镜、内、机械、原理。
【点评】本题考查了内燃机的工作原理。是一道基础题。
四、计算题
18.（2017常熟）如图所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，即将原来炉壁间普通的填充材料换成水，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可把炉壁间填装的10kg水从20℃加热至40℃， 以上过程中，【q煤=3×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)】
问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？
【解析】此题煤燃烧的质量一定，放出的热量一定。炉壁间未装水和装水是提高炉效率的措施。
（1）炉壁间未装水，壶内的水吸收的热量Q1吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J；煤完全燃烧放出的热量
。
需要普通煤的质量
（2）炉壁间装水，温水吸收热量
Q2吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(40℃-20℃)=8.4×105J；
水吸收的热量Q=Q1吸+Q2吸=1.68×106J+0.84×106J=2.52×106J；
改进炉的效率。
【答案】0.2kg、42%。
【点评】本题考查了热值、热量、效率的计算。是一道变式提高题。
一．选择题
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
【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。
【答案】B
【点评】此题主要考查了内燃机的种类及四冲程，要掌握四冲程的特点及能量转化情况，是基础性题目。
2．（2018?河北区二模）如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是（ ）
A．丙、丁、乙、甲 B．乙、丁、甲、丙 C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁
【解析】甲图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；乙图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；所以正确的排序是乙、甲、丁、丙。故选C。
【答案】C
【点评】此题考查了内燃机四个冲程的确定及四个冲程的排序。
3．（2018?温岭市校级模拟）下列汽油机的冲程中哪幅图所示的冲程给汽车提供动力（ ）
A． B． C． D．
【解析】A、图中气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，故A不符合题意；B、图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，排出废气，故B不符合题意；C、图中气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，给汽车提供动力，故C符合题意；D、图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，吸进汽油和空气的混合物，故D不符合题意。故选C。
【答案】C
【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
4．（2018?临沂模拟）甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）
A．甲的功率大
B．甲燃料的热值比乙燃料的热值大
C．工作时间相同，甲耗油较少
D．甲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较大
【解析】A、热机效率的高低和功率的大小没有直接的联系，故A错误；B、甲的效率高说明汽油的化学能转化为机械能的百分比大，与燃料的热值大小无关，故B错误；C、甲内燃机比乙内燃机的效率高，说明做相同的功，甲耗油较少，与工作时间无关，故C错误；D、甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所放出的能量的比值比乙大，故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】此题主要考查了对热机效率的理解，并且考查了热机效率与功率的区别，热机效率是表示热机性能好坏的，功率是表示热机做功快慢的，不要把二者混淆在一起。
5．（2018?武侯区模拟）关于热机效率，下列说法中正确的是（ ）
A．热机效率越高，即热机做的有用功越多
B．热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D．通过技术改进，热机效率可达100%
【解析】A．热机的效率可知，热机的效率由两个因素决定，正确说法应该是热机效率高，即消耗相同的燃料，热机做的有用功多，故A错误；B．热机单位时间内耗费的燃料少，如果做的有用功也非常少，那么热机效率也不一定高，故B错误；C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑，故C正确；D．由于燃料燃烧释放的热量不能全部转化为机器的有用功，总有能量损耗，所以热机效率总小于100%，故D错误。故选C。
【答案】C
【点评】知道热机效率的公式，了解影响热机效率的影响因素是解决本题的关键。
6．（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
【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。
【答案】A
【点评】本题主要考查对四冲程汽油机飞轮转速的含义的了解与掌握，记住：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。
7．（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
【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。
【答案】B
【点评】本题考查了几种电器、电池的工作过程中能量的转化情况，难度不大，但要求细心作答，防止颠倒。
8．（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
【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。
【答案】A
【点评】本题重点考查了对热传递、能机械效率等概念、对能量守恒定律、对能源与人类可持续发展关系等的了解，有一定综合性，但难度不大。
9．（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
【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。
【答案】B
【点评】机械能不守恒并不表示能的总量不守恒，这是我们应该特别注意的。机械能虽然有时候减少了，但也是转化成了其他形式的能量。
10．关于如图所示的四个实验中的能量转化说法正确的是（ ）
A．势能转化为动能 B．机械能转化为内能 C．电能转化成内能 D．机械能转化为电能
【解析】A、下压活塞，活塞对空气做功，空气内能增加，温度升高，机械能转化为内能，故A错误；B、木塞冲出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B错误；C、闭合开关后，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，将电能转化为机械能，可用来演示电动机的工作原理，故C错误；D，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流，是演示电磁感应现象的实验，将机械能转化为电能，可用来演示发电机的工作原理，故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】此题涉及知识点较多，但都是基础题目，要紧扣定义，把握规律，更要注意物理规律在实际中的应用。
二．填空题
11．（2018?锦州一模）双能源（汽油和天然气）汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐。（已知汽油的热值为3.2×107J/L、天然气的热值为7.2×107J/m3）
（1）内燃机是汽车的“心脏”，它是把________能转化为________能的机器；
（2）完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧________m3的天然气放出的热量相等。
【解析】1）内燃机是将内能转化为机械能的机器；
（2）9L汽油完全燃烧放出的热量：Q放=Vq汽油=9L×3.2×107J/L=2.88×108J，
因为Q放=Vq天然气，所以需要完全燃烧天然气的体积：V===4m3。
【答案】（（1）内；机械；（2）4。
【点评】此题主要考查了内燃机工作时的能量转化情况的了解，以及学生对燃料完全燃烧放热公式掌握和运用。
12．（2018?金坛区模拟）汽油机是热机的一种。汽油机作时，汽油在燃烧时是将________能转化为________能。如图所示的是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在________冲程。某单缸四冲程汽油机转速1800r/min，则该汽油机在ls内做了________次功。
【解析】（1）汽油机工作时，汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为内能；（2）从图中可以看出，火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程。（3）某单缸四冲程汽油机转速1800r/min，故汽油机在1s转30转，完成了15个循环，故对外做功15次。
【答案】化学；内；做功；15。
【点评】该题考查了内燃机的四个冲程及有关计算，要求学生记住每个冲程的特点，记住相关的数据大小，会根据题中信息计算转速。
13．（2018?新泰市校级模拟）人体象热机一样，也需要消耗能量。一个成人参加一次马拉松长跑消耗的能量为1.32×107J，这些能量需要完全燃烧________kg的木柴才能得到。（q干木柴=1.2×107J/kg）
【解析】根据公式Q放=qm，需要木柴的质量：m===1.1kg。
【答案】1.1。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的掌握和运用，属于基础题目。
14．（2018?安徽二模）柴油机能将内能转化为机械能，很多卡车上都装有柴油机。现有一辆卡车，油箱里的柴油完全燃烧放出7.5×108J的热量，但损失了4.5×108J的热量，则它的热机效率是________。
【解析】有效利用的能量：E有用=7.5×108J﹣4.5×108J=3×108J，
柴油机的效率为：η=×100%=×100%=40%。
【答案】40%。
【点评】本题主要考查了热机效率的计算，由于没有直接给出有效利用的能量，较好地考查了学生对热机效率概念的理解。
15．（2018?安徽二模）当今社会人类制造了很多垃圾，对垃圾的处理非常重要。垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后，采用科学方法使其发酵，并把产生的填埋气收集起来用于发电，这个过程是将垃圾的________能转化成电能，既能缓解用电问题，又能解决环境污染。
【解析】将填埋气收集起来用于发电，是将这些垃圾的化学能最终转化为电能，
【答案】化学。
【点评】本题考查了能量的转化，属于基础知识。
16．（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。
【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。
【答案】减小；遵守。
【点评】知道内能的取决因素，并利用能量的转化和守恒定律是解决该题的关键。
17．（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”）。
【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。
【答案】化学能；机械能；内能；变小。
【点评】本题考查了能量的转化，明确变化前后具有的能量是解题的关键。
三．实验探究题
18．（2018?赤峰模拟）小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。
（1）小明是这样设想的：从热值的概念看，燃料热值=．热值的大小可由两个量计算得出，类比物体运动快慢的比较、物体做功快慢的比较，他想比较两种燃料的热值大小需要关注两个量：一个是燃料完全燃烧放出的热量。热量在初中物理中没有办法直接测量进行比较，可以转化为“比较水吸收的热量”。第二个，在实验中还应控制煤油和菜籽油的________相同。
根据上述实验设计思想，他组装了如图所示的装置进行实验，这两套装置除灯中燃料外其余完全相同。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
（2）小明记下温度计的示数，点燃灯具开始对水进行加热，当灯中燃料燃尽时，又记录了温度计的示数。实验记录如表所示，分析可得：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。
（3）小明同学还设想：根据水的质量和变化的温度计算出水吸收的热量，它等于燃料燃烧放出的热量，再除以燃料的质量就可以准确地计算出两种燃料热值的具体数值。他这种设想不可行的原因是________________________（写出一种即可）。
【解析】（1）因燃料放出的热量与燃料的热值和质量有关，所以要探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，必须控制燃料的质量相等；（2）由图表数据可知在燃料燃尽后甲杯中的水温度升高得多，说明燃烧相同质量的燃料水吸收的热量多，煤油放出的热量多，所以煤油的热值较大；（3）由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，所以利用此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比真实值要偏小些。
【答案】（1）质量；（2）煤油；（3）燃料燃烧放出的热量未全部被水吸收。
【点评】本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。
四．计算题
19．（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？
【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%。
【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%。
【点评】本题考查了速度公式和做功公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的综合应用，掌握好相应的公式不难解答。
3.4 燃料的热值 热机及其效率
一、燃料的热值
1．某种燃料 放出的 与其 的比叫做这种燃料的热值。热值在数值上等于 kg某种燃料完全燃烧放出的 。热值的单位是由热量的单位和质量的单位 而成。热值的单位是焦每千克，符号是 。
2．如果用Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，q表示燃料的热值，m（或V）表示燃料的质量（或体积）。Q放= 或Q放= 。【来源：21·世纪·教育·网】
3．热值是反映燃料自身 的物理量。不同燃料的热值一般 。质量相同的不同物质，热值越大，完全燃烧放出的热量 。氢热值较 。
4．人们在原始社会就燃烧柴薪来取暖、烧饭，这是利用内能 ；而古老的热机——蒸汽机利用内能 。21*cnjy*com
二、热机
5．热机原理：燃料通过燃烧释放 ，传给工作物质——水和水蒸气，工作物质膨胀 ，将 能转化为 能。
6．利用 做功的机械—— 。热机的发明及广泛使用，使人类迈入了 化社会，对人类社会发展起到了 的作用。
7．燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫做 机。内燃机分为 和 两大类，它们分别用 和 作为燃料。
8．汽油机气缸上部有 门和 门，顶部有 ，下部有活塞，活塞用 跟 曲轴相连。汽油机由 、 、 、 四个冲程不断循环来保证连续工作的。两气门都关闭，活塞上行是 冲程，活塞下行是 冲程。在压缩冲程，活塞的 转化为汽油和空气混合物的 ；在做功冲程，燃气的 转化为活塞的 。在四冲程内燃机的工作循环中，只有 冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮的 完成。www-2-1-cnjy-com
9．柴油机的构造与汽油机相似，柴油机通过压缩 直接点燃柴油，因此柴油机气缸顶部没有 ，而有一个 。由于柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，输出的功率 。
10．柴油机比较 ，主要应用于载重汽车、 、 、 上，汽油机比较 ，主要应用于小汽车、 。
三、热机效率
11．用来做 的能量跟燃料完全燃烧放出的 之比，叫做热机效率。用公式表示为 。热机效率是热机 的重要指标。蒸汽机的效率很低，只有6%~15%；汽油机的效率为 ；柴油机的效率为 。热机效率高，在做功 的情况下，消耗的燃料 ，从而节约 ，减少 。
12．在热机能量损失中， 带走的能量最多，设法利用 的能量，是提高燃料利用率的重要 。在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量的 ，提高 。
13．早期的飞机是由 提供动力的。现代飞机上越来越多地使用 发动机，它向后喷出气体，从而获得前进的动力。在功率相同时，喷气式发动机比 机更轻便。喷气式发动机分空气喷气发动机和火箭喷气发动机。火箭喷气发动机自带 和氧化剂，可以在大气层 工作，用来发射人造卫星和宇宙 。我国的火箭发动机居世界先进行列。
四、能量的转化和守恒
14．能量既 ，也不会 ，它只会从一种 转化为 ，或者从一个 转移到 ，而在转化和 的过程中，能量的总量 。这就是能量 定律。21教育名师原创作品
15．能量守恒定律是自然界最 、最 的基本定律之一。在行驶的汽车中，燃料的 能通过燃烧转化为燃气的 能，再通过热机做功把 能转化为 能。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为 能，一部分转化成了热机和周围环境的 能。
16．一切运动都会产生 ，这个能量无法再利用。能量转化有 性。永动机根本不可能 。
考点一：燃料的热值
例1 （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
【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。
【答案】D。 【点评】此题主要考查的是学生对燃料热值是燃料特性的理解和掌握，常见题目。
【变式跟进1】（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
考点二：热机
例2（2018?镇江）下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是（ ）
A． B． C． D．
【解析】A、进气门开启，排气门关闭，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B、两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B不符合题意；C、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C符合题意；D、进气门关闭，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。故选：C。
【答案】C。 【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
【变式跟进2】（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
考点三：热机效率
例3（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
【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。
【答案】A。 【点评】此题是一道与热机有关的综合题，考查了热机的构造、效率及能量损失的途径。难度不大，熟悉基础知识即可正确解答。
【变式跟进3】（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 只有②和④
考点四：能量转化与守恒
例4（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
【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。
【答案】 B。 【点评】熟知能量守恒定律，并知道能量的转化和转移的方向性是解答此类问题的关键。
【变式跟进4】（2018?黑龙江）生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
一．选择题
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
2．（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
3．（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3.4×107 D．完全燃烧放出热量3.4×107J
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
5．（2018?柳州）下面所列电池或电站中，能把光能转换成电能的是（ ）
A．干电池 B．太阳能电池 C．核电站 D．水电站
6．（2016?柳州）如图所示，哪种机器是不可能制造出来的（ ）
A．使用蓄电池的电动汽车 B．一种设想中的永动机 C．蒸汽机车 D．飞机
7．（2018?株洲）智轨列车融合了有轨电车和公共汽车的优势，零排放、无污染。智轨列车的动力系统在输出动力的过程中（ ）
A．电能转化为机械能 B．内能转化为机械能
C．机械能转化为电能 D．机械能转化为内能
8．（2017?黑龙江）下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（ ）
A．蓄电池充电时，化学能转化为电能 B．暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能
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
9．（2018?眉山）以下说法正确的是（ ）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．热机的大量使用有利于环境的保护
C．燃料的热值与燃料的质量没有关系
D．热机的工作过程只是将内能转化成机械能的过程
10．（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%
11．（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
二．填空题
12．（2018?黑龙江）内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将内能转化为机械能的是 做功 冲程。某品牌汽车每行驶100km耗油7kg，这些汽油完全燃烧要放出 3.22×108 J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）。
13．（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）
14．（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”）。
15．（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）
16．（2016?泸州）如图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化为塞子的________能，这个能量转化过程与汽油机工作时________冲程的能量转化过程一样，汽油机工作过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水的________大的特点。
三、实验探究题
17．（2016宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。
（1）将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。如果观察到放电针放电，汽油燃烧，高温高压的气体膨胀 , 软木塞跳起。 即可模拟四冲程汽油机工作时的
冲程。
（2）实验时若发现点火装置不能工作，可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴，可用 会聚太阳光使其燃着。
（3）燃料（汽油）通过燃烧释放 能并转化为 能，这就是热机的工作 。
四、计算题
18.（2017常熟）如图所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，即将原来炉壁间普通的填充材料换成水，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可把炉壁间填装的10kg水从20℃加热至40℃， 以上过程中，【q煤=3×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)】
问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？
一．选择题
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?河北区二模）如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是（ ）
A．丙、丁、乙、甲 B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁
3．（2018?温岭市校级模拟）下列汽油机的冲程中哪幅图所示的冲程给汽车提供动力（ ）
A． B． C． D．
4．（2018?临沂模拟）甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）
A．甲的功率大
B．甲燃料的热值比乙燃料的热值大
C．工作时间相同，甲耗油较少
D．甲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较大
5．（2018?武侯区模拟）关于热机效率，下列说法中正确的是（ ）
A．热机效率越高，即热机做的有用功越多
B．热机单位时间内耗费的燃料少，效率一定高
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑
D．通过技术改进，热机效率可达100%
6．（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
7．（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
8．（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
9．（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
10．关于如图所示的四个实验中的能量转化说法正确的是（ ）
A．势能转化为动能 B．机械能转化为内能 C．电能转化成内能 D．机械能转化为电能
二．填空题
11．（2018?锦州一模）双能源（汽油和天然气）汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐。（已知汽油的热值为3.2×107J/L、天然气的热值为7.2×107J/m3）
（1）内燃机是汽车的“心脏”，它是把________能转化为________能的机器；
（2）完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧________m3的天然气放出的热量相等。
12．（2018?金坛区模拟）汽油机是热机的一种。汽油机作时，汽油在燃烧时是将________能转化为________能。如图所示的是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在________冲程。某单缸四冲程汽油机转速1800r/min，则该汽油机在ls内做了________次功。
13．（2018?新泰市校级模拟）人体象热机一样，也需要消耗能量。一个成人参加一次马拉松长跑消耗的能量为1.32×107J，这些能量需要完全燃烧________kg的木柴才能得到。（q干木柴=1.2×107J/kg）
14．（2018?安徽二模）柴油机能将内能转化为机械能，很多卡车上都装有柴油机。现有一辆卡车，油箱里的柴油完全燃烧放出7.5×108J的热量，但损失了4.5×108J的热量，则它的热机效率是________。
15．（2018?安徽二模）当今社会人类制造了很多垃圾，对垃圾的处理非常重要。垃圾填埋气发电厂将垃圾填埋后，采用科学方法使其发酵，并把产生的填埋气收集起来用于发电，这个过程是将垃圾的________能转化成电能，既能缓解用电问题，又能解决环境污染。
16．（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。
17．（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”）。
三．实验探究题
18．（2018?赤峰模拟）小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。
（1）小明是这样设想的：从热值的概念看，燃料热值=．热值的大小可由两个量计算得出，类比物体运动快慢的比较、物体做功快慢的比较，他想比较两种燃料的热值大小需要关注两个量：一个是燃料完全燃烧放出的热量。热量在初中物理中没有办法直接测量进行比较，可以转化为“比较水吸收的热量”。第二个，在实验中还应控制煤油和菜籽油的________相同。
根据上述实验设计思想，他组装了如图所示的装置进行实验，这两套装置除灯中燃料外其余完全相同。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
（2）小明记下温度计的示数，点燃灯具开始对水进行加热，当灯中燃料燃尽时，又记录了温度计的示数。实验记录如表所示，分析可得：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。
（3）小明同学还设想：根据水的质量和变化的温度计算出水吸收的热量，它等于燃料燃烧放出的热量，再除以燃料的质量就可以准确地计算出两种燃料热值的具体数值。他这种设想不可行的原因是________________________（写出一种即可）。
四．计算题
19．（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？
