14.3能量的转化与守恒知识点与考点解析
★考点概览
一、知识点与考点
(
能量守恒定律
)
(
能量的转化与守恒
)
(
能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律
)
二、考点解析
1.能量转化与守恒比较抽象，也是学生学习热学内容的收尾。在本节主要考查能量的转化形式和理解能量的守恒定律。尤其是对能量守恒定律的理解是学生学习的难点，同样也是本节的重点。中考试卷中有关能量转化与守恒的问题也会经常出现，希望引起大家的重视。本节内容一般不会单独组成一个试题，大多数会和热学部分的其他知识点结合在一起组成一个题目；考查主要方向是能量之间的转化，考试题型以选择题、填空题为主。
2.考点分类：考点分类见下表
考点分类
考点内容
考点分析与常见题型
常考热点
能量的转化
选择题或填空题，考查能量之间是如何转化的
一般考点
能量守恒
选择题、填空题，考查对能量守恒概念的理解
冷门考点
对能量守恒的判断
选择题居多，考查对你来了守恒规律的理解
★知识点精析
1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
★典例精析
★考点一：能量的转化与应用
◆典例一：（2020·黑龙江）目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具一冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下，不断冲击墙壁打出圆孔。如图，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化正确的是（
）。
A.内能转化为机械能；
B.内能转化为电能；
C.只有机械能和内能的转化；D.有电能、机械能和内能的转化
【答案】D。
【解析】冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下转动，该过程电能主要转化成机械能和一少部分内能；冲击钻在冲击墙壁打圆孔时，机械能转化为内能；故选D。
◆典例二：（2020·安徽）在物理学习的过程中，对物理知识的正确认识是非常重要的。以下说法正确的是（
）。
A.
物体的运动速度越大，惯性越大；
B.
磁场和磁感应线都是真实存在的
；
C.
电动机工作时消耗的电能主要转化成机械能
；
D.
热机工作的实质是把机械能转化为内能
【答案】C。
【解析】A.物体的惯性只和质量有关，与速度无关，故
A
错误；
B.磁场是真实存在的，磁感线是为了描述磁场而假想出来的物理模型，不是真实存在的，故
B
错误；
C.电动机工作时消耗的电能主要转化为机械能，一小部分转化为内能，故
C
正确；
D.热机工作的实质是把内能转化为机械能，故
D
错误。
★考点二：能量守恒定律
◆典例一：（2020·湖南湘西）关于能量守恒定律的下列说法中。正确的是（ ）。
A．能量既可以凭空消失；
B．能量也可以凭空产生；
C．热机的工作过程不遵循能量守恒定律；
D．能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
【答案】D。
【解析】AB、能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，故AB错误；
C、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故C错误；
D、一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少，在能量转移和转化的过程中能量的总量是保持不变的，故D正确。故选：D。
◆典例二：（2018·孝感）关于做功或能量转化的过程中，下列说法正确的是（
）。
A.
汽油机在压缩冲程中，是内能转化为机械能；
B.
拉弯的弓将箭射出，其弹性势能主要转化为动能；
C.
电动机工作过程中，是机械能转化为电能；
D.
吊车吊着货物沿水平方向移动一段距离，此过程中货物的重力对自身做了功
【答案】B。
【解析】A、在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高、内能增大，此过程中机械能转化为内能，故A错误。
B、当运动员将弓拉开时，弓发生了弹性形变，具有较大的弹性势能，当人松手后，弦对箭做功消耗了弹性势能，箭的速度增大，动能增大，所以弹性势能主要转化为动能，故B正确。
C、电动机工作过程中，消耗了电能，电能主要转化为机械能，故C错误。
D、吊车吊着货物沿水平方向移动一段距离，此过程中货物没有在重力的方向上通过距离，所以重力不做功，故D错误。故选B。
★提升训练
1.（2020·河南）（双选）在科学晚会上，小明所在的科技小组示了一个“隔板推物”的节日，其原理如图
8
所示：甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是（
）。
A.甲线图相当于电源，乙线圈相当于用电器；
B.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能；
C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能；
D.乙线圈摆动是因为通电导线在测场中受力
【答案】AD。
【解析】A
选项，推动甲线圈，乙线圈随之摆动，甲线圈是发电机，乙线圈是电动机，故
A
正确；
B
选项，甲线圈是发电机，机械能转化为电能，故
B
错误；
C
选项，乙线圈是电动机，电能转化为机械能，故
C
错误；
D
选项，乙线圈是电动机，其原理为通电导体在磁场中受力。
2.（2019·达州）下列关于热现象的说法中正确的是（ ）。
A．物体的温度越高所含的热量越多；
B．内燃机的做功冲程将机械能转化成内能；
C．打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动；
D．物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强
【答案】D。
【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，只能说吸收热量或放出热量，故A错误；
B、内燃机的一个工作循环有四个冲程，做功冲程是将内能转化成机械能，故B错误；
C、灰尘是可以看得见的物体，因此灰尘的飞扬不是分子的运动，而是物体的机械运动，故C错误；
D、比热容是物质的一种特性，它反映了物质吸收或放出热量的能力，比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强，故D正确。故选：D。
3.（2019·南充）下列说法中，错误的是（
）。
A.
人体正常体温约为37℃；
B.
秋冬的早晨出现的雾属于汽化现象；
C.
物体温度降低时内能减少，温度升高时内能增加；
D.
热机是将内能转化为机械能的机械
【答案】B。
【解析】A.正常情况下，人体正常体温在37℃左右，变化幅度很小，故A正确；
雾是空气中的水蒸气遇冷形成的液态小水滴，由气态到液态的变化过程叫做液化，故B错误；
C.温度影响物体的内能，温度升高时内能增加；温度降低时内能减少，故C正确；
D.热机是利用燃料燃烧释放的内能来做功的，所以是将内能转化为机械能的装置，故D正确。故选B。
4.(2019·扬州）下列说法正确的是（
）。
A.
0℃的物体没有内能；
B.
物体具有内能，也同时具有机械能；
C.
只要设计巧妙，永动机就可以制成；
D.
核能属于可再生能源
【答案】B。
【解析】内能大小与温度和质量有关，零度的物体也具有内能；物体同时具有内能和机械能；永动机违背能力守恒定律，任何永动机都无法制作出来；核能属于不可再生能源；故选B。
5．（2018·龙东）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
【答案】C。
【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。
6.（2018·绵阳）2018年4月2日，天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号，在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约1.5t残骸坠入南太平洋。在这个过程中，天宫一号的部分机械能（ ）。
A．通过热传递转化为大气的内能；
B．通过重力做功转化为大气的内能；
C．通过摩擦做功转化为大气的内能；D．通过重力做功转化为残骸的内能
【答案】D。
【解析】天宫一号在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层时，高度减小，重力势能减小，克服与大气的摩擦做功，机械能转化为内能。故D正确。故选：D。
7.（2018?广安）关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ）。
A．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量；
B．0℃的冰熔化成0℃的水内能不变；
C．汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能；
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
【答案】B。
【解析】A、夏天，常用干冰给食品保鲜，干冰有固态直接变成气态，是升华现象，干冰升华吸热，故A正确。
B、当水烧开时，从壶嘴冒出温度较高的水蒸气在空气中遇冷放出热量，液化成小水珠，故B错误。
C、打开酒精瓶的瓶塞后，教室里弥漫着酒精味，是扩散现象，是分子无规则运动的结果，故C正确。
D、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气装置中用水来供热；升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机中用水来冷却，故D正确。
故选B。
8.（2020·江西）给手机快速充电的过程，主要是将电能转化为______能，过一会儿，充电器发烫，这是通过电流______的方式，增大了物体的内能?
【答案】（1）化学；（2）做功。
【解析】给手机快速充电的过程，消耗电能，主要产生化学能，主要将电能转化为化学能。过一会儿，充电器发烫，通过电流做功的方式改变物体的内能。
9．（2020·淮安）如图所示，用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压，玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧，下压过程将机械能转化为
能，此过程与汽油机的
冲程能量转化形式相同。
【答案】内；压缩。
【解析】用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压，玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧，说明压缩筒内空气做功，筒内气体的内能增加、温度升高，当达到棉花的燃点，棉花冒烟燃烧，其能量转化方式是机械能转化为内能；
在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，所以它们的能量转化情况相同。
故答案为：内；压缩。
1第十四章内能的利用单元真题训练
一、选择题
1.（2019·无锡）如图所示，用电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体，能将盒盖喷出很远。此过程中的能量转化方式与汽油机的哪一个冲程相似（
）。
A.
压缩冲程
B.
吸气冲程
C.
排气冲程
D.
做功冲程
【答案】D。
【解析】按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。
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
【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。
3．（2018·黔南）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。
4.（2020·四川遂宁）宁湿地公园的建成改善了城市生活环境，提高了市民生活质量。夏天公园内鸟语花香、气温宜人，游人如织，下列对人们在湿地公园的感知解释错误的是（ ）。
A．闻到公园内阵阵花香，是分子无规则运动的结果；
B．走在五彩缤纷路，觉得路面热得发烫，而在湖边感到湖水凉爽，是因为水的比热容比沙石的比热容大；
C．摆渡船的内燃机使用的燃料属于不可再生能源；
D．游客手里的冰棒吸热内能增加，温度一定会升高
【答案】D。
【解析】A、我们能闻到花的香味，是因为花芳香分子在做无规则运动引起的，属扩散现象。故A正确；
B、水的比热容比沙子的比热容大，吸收相同的热量，水的温度变化小、沙子的温度变化大，所以觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热。故B正确；
C、内燃机工作过程中燃烧的汽油、天然气都属于不可再生能源。故C正确；
D、冰棒吸收热量，内能一定会增大，但熔化过程中温度不变。故D错误。
故选：D。
5.（2019·深圳市）下列说法正确的是（
）。
A.
燃料燃烧越充分，它的热值就越大；
B.
内燃机用水做冷却液，是因为水的比热容较大；
C.
敲击大小不同的编钟，发出声音的音色不同；
D.
在闹市区安装噪声监测装置，可以减弱噪声
【答案】B。
【解析】A．燃料的热值是某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比，与实际燃烧情况无关，故A错误；
B．水的比热容比较大，与质量相等其它物质相比，在升高相同温度时，水吸收的热量多，适合作为内燃机的冷却液，故B正确；
C．敲击大小不同的编钟，是音调不同，相同乐器发出的声音的音色相同，故C错误；
D．噪声监测装置只能监测噪声等级，不能减弱，故D错误。
二、填空题
6.（2019·扬州）如图所示是汽油机的_________冲程．在压缩冲程中，是通过_________方式增加燃气的内能．汽油机的转速为
3000r/min，则
ls
内汽油机对外做功_________次。
【答案】(1)做功；(2)做功；(3)25。
【解析】进气口、出气口关闭，活塞向下，为做功冲程；压缩冲程时通过做功的方式增加其他内能；3000r/min则每秒钟转50转，一个完整的过程包含四冲程两转一对外做功，则可知对外做功25次。
7．(2018·福建A)合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1吨垃圾能榨出170kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为________J，燃烧时燃料油的化学能转化为___________能。
【答案】(1).6.8×109
；(2)内。
【解析】燃料油完全燃烧释放出的热量：，
燃烧时燃料油的化学能转化为内能。
8.（2020·安徽）某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。若天然气完全燃饶放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气________m?。[c水=4.2×103J/(kg?℃)，q天然气=4.0×107J/m?]
【答案】0.6。
【解析】用燃气热水器给水加热，水吸收的热量：
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(58℃-18℃)=1.68×107J
燃烧天燃气放出的热量：
则每天消耗的天然气的质量：。
9.（2020·江苏省泰州市）如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现24小时无人值守自动作业。
(1)北斗导航卫星是通过__________向插秧机发送位置信息的；
(2)该插秧机使用四冲程汽油机，图乙中汽油机处于__________冲程。如果该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功__________次；
(3)汽油属于__________（选填“清洁”或“非清洁”）能源，某段时间插秧机消耗汽油0.21kg，汽油完全燃烧放出的热量是__________J；若这些热量完全被40kg初温15°C的水吸收，则水温升高__________°C。[q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·°C）]
【答案】(1)电磁波；(2)压缩；(3)30；(4)非清洁；(5)；(6)57.5。
【解析】(1)电磁波可以在真空中传播，可以传递信息，北斗卫星导航系统在实现定位、导航和授时服务时，主要是利用电磁波传递信息的。
(2)从图中可以看出，两气门关闭和活塞向上移动的特点，可以判断这个冲程是压缩冲程，将机械能转化为了内能。
飞轮的转速是60r/s，飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成的冲程数量是：
完成四个冲程，对外做功一次，所以汽油机每秒钟对外做次数是：
(3)由于汽油燃烧后会产生污染大气的废气，所以汽油属于非清洁能源。
汽油完全燃烧放出的热量是：
由，得，水温升高：。
10.（2020·四川甘孜州）生活处处有物理。小朱发现汽车应用了大量物理知识。汽车的导航系统是通过________（选填“电磁波”或“声波"
）来传递信息的，其发动机是由吸气、________、
做功、
排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
【答案】（1）电磁波；（2）压缩。
【解析】广播、电视台、移动通信等是利用电磁波来传递信息的。
汽车的发动机属于内燃机，其一个工作循环有四个冲程，即吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
11.（2020·宁夏）建设具有国际先进水平的空间站，解决较大规模的?长期有人照料的空间站应用问题，是我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步的任务目标?2020年5月5日18时，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，正式拉开我国载人航天工程第三步任务的序幕?如图所示，是火箭首飞时的情景∶该火箭起飞后，火箭相对于发射架是________的；地面控制中心通过_______波向它发出指令；火箭升空过程中，发动机的工作原理相当于四冲程内燃机的_______冲程?此过程，火箭箭体与空气摩擦会发热，这是通过_______改变箭体的内能?
【答案】（1）运动；（2）电磁；（3）做功；（4）做功。
【解析】火箭起飞后，火箭与发射架之间的位置发生变化，故火箭相对于发射架是运动的。
电磁波可以传递信息，地面控制中心通过电磁波向它发出指令。
火箭是利用自身携带的燃料（推进剂），在发动机中燃烧产生高温高压的燃气，故火箭发动机的工作原理相当于四冲程内燃机的做功冲程。
火箭箭体与空气摩擦会发热，这是通过做功改变箭体的内能?
12.（2020·江苏泰州）2020年6月23日上午，长征三号火箭将北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星送入太空预定轨道。火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，将__________能转化为内能会使外壳温度升高，为防止内部温度过高，火箭采用__________（选填“导热性”或“隔热性”）好的新型陶瓷作为防护层。
【答案】（1）机械；（2）隔热性。
【解析】火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，克服摩擦做功，火箭的机械能转化为内能，从而使外壳温度升高。
火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，会产生大量的热量，从而使火箭的温度升高，为防止内部温度过高，火箭应该采用隔热性好的新型陶瓷作为防护层。
13.（2019·广东省）某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为_______冲程工作示意图，活塞向______运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为_______。
【答案】(1)压缩；(2)上；(3)内能。
【解析】由图知，进气门、排气门均关闭，活塞有向上标志，所以该图为汽油机的压缩冲程工作示意图，压缩冲程对应活塞是向上运动的，此时燃料混合物被压缩，燃料混合物的温度升高，内能增加，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能。
14.（2019·广东省）阅读下列短文，回答问题。
可燃冰
可燃冰是一种新型能源，主要成份是甲烷和水，分布在深海沉积物里或陆域的永久冻土中，如图所示，可燃冰形似冰块却能燃烧，燃烧后几乎不产生任何残渣，1m3的可燃冰分解后可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气，天然气中甲烷的含量占80%~99.9%。
可燃冰的生成有三个基本条件：首先要求低温，可燃冰在0~10℃时生成，超过20℃便会分解，海底温度一般保持在2~4℃左右；其次是高压，可燃冰在0℃时，只需海水产生29个标准大气压即可生成，而以海洋的深度，此高压容易保证；最后是充足的气源，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。在温度、压强、气源三者都具备的条件下，可燃冰就会生成。
请回答下列问题：[1个标准大气压取1×105Pa，海水的密度取1×103kg/m3，g取10N/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)，甲烷的热值取4.2×107J/m3]
（1）可燃冰的主要成份是_________。
（2）若要在0℃的海底生成可燃冰，海水的深度至少要_________m。
（3）如图所示，海底上有一块体积为100m3且底部与海底紧密相连的可燃冰A，其受到海水的浮力为_______N。
（4）0.5m3的可燃冰分解后，其中的甲烷完全燃烧放出的热量，在标准大气压下，至少可以将质量为______kg温度为20℃的水加热至沸腾。
【答案】(1)甲烷和水；(2)290；(3)0；(4)8.2×103。
【解析】（1）由短文知，可燃冰的主要成份是甲烷和水；
（2）若要在0℃的海底生成可燃冰，需要海水产生29个标准大气压，即海水的压强为：p=29×1×105Pa=2.9×106Pa；
由得需要的海水的深度为：；
（3）由于可燃冰A的底部与海底紧密相连，所以海水对其底部没有向上的压力，故可燃冰A受到的浮力为0N；
（4）由短文知，1m3的可燃冰分解后可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气，天然气中甲烷的含量占80%~99.9%，可见，0.5m3的可燃冰分解后，至少可以分解出甲烷为：0.5×164×0.8m3=65.6m3，这些甲烷完全燃烧释放出的热量为，由得，即：。
三、计算题
15.（2018·聊城）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。??[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg]求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率。
(3)科学研究表明:1g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了5g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
【解析】（1）一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，
水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×104J；
（2）3g酒精完全燃烧释放的热量：Q放=mq=3×10﹣3kg×3.0×107J/kg=9×104J；
酒精灯烧水的热效率：η=×100%=×100%≈37.3%；
（3）1g
100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量，则5g
100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量：Q=5g×2.26×103J/g=1.13×104J。
答：（1）水吸收的热量是3.36×104J；（2）酒精灯烧水的热效率是37.3%；（3）5g，100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量是1.13×104J。
114.1热机知识点与考点解析
★考点概览
一、知识点与考点
(
热机
)
(
内燃机工作原理
)
(
什么是内燃机
)
(
汽油机工作过程
)
(
四冲程内能的变化规律
)
(
柴油机
)
(
汽油机
)
(
什么是热机
)
(
热机
)
二、考点解析
1.考点剖析：热机是内能利用的典型实例，也是内能利用的重点。在复习中应该着重掌握热机的工作原理和热机能量转化过程。本节知识点有：汽油机和柴油机的特点，汽油机的四冲程工作过程，各冲程能量的转化过程。对各冲程的判断、工作过程以及能量的转化是本节主要考点。
2.常考题型：纵观各地中考考纲和近三年考卷来看，对本节知识点的考查主要集中在汽油机四冲程类型的判断和能量转化两个方面。此问题一般与热现象的其他知识点结合在一起组成一个考题，但也有单独作为一个考题的情况。考试题型以选择题为主（考查工作过程的判断、能量的转化），填空题为辅（能量的转化）。
3.考点分类：考点分类见下表
考点分类
考点内容
考点分析与常见题型
常考热点
各冲程的判断、能量的转化
选择题或填空题，判断属于什么冲程，工作过程中能量的转化
一般考点
汽油机工作原理
简答题居多，分析判断汽油机的工作过程
冷门考点
汽油机和柴油机的异同
选择题、简答题，考查汽油机和柴油机的异同
★知识点精析
1.热机：利用内能做功的机械叫热机。
热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2.
内燃机的工作原理
（1）汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。
冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；
压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；
做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；
排气冲程—靠惯性运动，排出废气。
（2）柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。
柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。
★典例呈现
★考点一：冲程工作类型的判断
◆典例一：（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
【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。
◆典例二：（2019·镇江）图中单缸四冲程汽油机正处在_______冲程。若该汽油机转速为1800r/min，则它每秒钟完成______冲程。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的________较大的特性。
【答案】（1）排气；（2）60；（3）比热容。
【解析】由图像可知活塞向上运动，进气门关闭，排气门开启，因此为排气冲程；
每秒发动机转数为：
因为汽油机每转一圈完成两个冲程，因此每秒钟完成60冲程；
利用水做冷却剂带走汽油机产生的热量，是因为相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，即水的比热容大。
★考点二：各冲程能量转化分析
◆典例一：（2020·衡阳）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ）。
A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁；
B．乙图冲程能获得动力；
C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程；
D．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
【答案】C。
【解析】A、四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；
B、乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程能获得动力，故B错误；
C、丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故C正确；
D、丙图为排气冲程，而在做功冲程存在化学能转化为内能的过程，故D错误。故选：C。
◆典例二：（2019·广东）某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为________冲程工作示意图，活塞向________运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为________。
【答案】
压缩；上；内能。
【解析】据图可知，两个气门全部关闭，活塞向上运动，因此这是压缩冲程，在这个过程里，活塞的机械能转化为燃料的内能。
★提升训练
1.（2020·北京）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验，下列说法正确的是（
）。
A.
硝化棉被点燃，表明筒内气体的温度升高；
B.
下压活塞的过程中，筒内气体内能减小；
C.
下压活塞的过程中，活塞对筒内气体做了功；
D.
下压活塞的过程中，气体的内能转化为活塞的机械能
【答案】AC。
【解析】ABC．迅速压下活塞，此时活塞对筒内的空气做功，空气的内能变大，温度升高，空气和棉花之间发生热传递，使得棉花的温度升高，达到着火点，发生燃烧，故AC正确，B错误；
D．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，故D错误。
故选AC。
2.（2019·连云港）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（
）。
A.
0℃的冰块内能为零；
B.
温度高的物体含有的热量多；
C.
汽油机压缩冲程中，机械能转化为内能；
D.
反复弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过热传递的方式增加了铁丝的内能
【答案】C。
【解析】A.一切物体都具有内能，温度为0℃的冰块也有内能，故A错误；
B.热量是一个过程量，不能说含有或具有热量，故B错误；
C.汽油机在压缩冲程中，压缩汽缸内燃料混合物，使燃气的内能增加，温度升高，把机械能转化为内能，故C正确；
D.用手快速弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过做功的方式增加了铁丝的内能，故D错误。
3.（2019·南充）下列说法中，错误的是（
）。
A.
人体正常体温约为37℃；
B.
秋冬的早晨出现的雾属于汽化现象；
C.
物体温度降低时内能减少，温度升高时内能增加；
D.
热机是将内能转化为机械能的机械
【答案】B。
【解析】A.正常情况下，人体正常体温在37℃左右，变化幅度很小，故A正确；
B.雾是空气中的水蒸气遇冷形成的液态小水滴，由气态到液态的变化过程叫做液化，故B错误；
C.温度影响物体的内能，温度升高时内能增加；温度降低时内能减少，故C正确；
D.热机是利用燃料燃烧释放的内能来做功的，所以是将内能转化为机械能的装置，故D正确。故选B。
4.（2019·潍坊）关于热现象，下列说法正确的是（ ）。
A．液体很难被压缩，说明分子间有引力；
B．内能和温度有关，0℃的冰块没有内能；
C．常用水作冷却剂，是利用了水比热容大这一性质；
D．四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能
【答案】CD。
【解析】A、液体很难被压缩，说明分子间有斥力，故A错误；
B、任何温度的物体都具有内能，故B错误；
C、常用水作冷却剂，利用了水比热容较大的性质，这样在同等情况下可以吸收更多的热量，故C正确；
D、压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，故D正确。故选：CD。
5．（2018?淄博）关于热和能，正确的说法是（ ）。
A．热传递过程中，内能大的物体放出热量；
B．热机做功冲程中，内能转化为机械能；
C．物体内能减少，温度一定降低；
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
【答案】B。
【解析】A、热传递过程中，温度高的物体放出热量，故A错误；
B、热机做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞运动，内能转化为机械能，故B正确；
C、晶体在凝固的过程中，放出热量，但温度不变，故C错误；
D、燃料放出热量的多少与燃料的热值和质量有关，燃料的热值越大，燃烧时放出的热量不一定多，故D错误。故选：B。
6．（2018·黔南）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。
7．（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
【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。
8.（2020·广元）汽油机工作时将燃料燃烧时产生的______能转化为______能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4800r/min，该汽油机每秒对外做功______次。
【答案】(1)内；(2)机械；(3)40。
【解析】汽油机工作时将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能。
由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是4800r/min，即每秒钟转80圈，完成160个冲程，做功40次。
9．（2020·凉山）一辆小汽车从小红身旁驶过后，小红闻到了汽油气味，于是她结合所学知识确认这是汽油发生了扩散，该现象说明组成物质的分子在不停地做
运动；以小汽车为参照物，该车驾驶员是
的；她进一步思考：小汽车的发动机是汽油机，四冲程汽油机工作时，
冲程是将内能转化为机械能。
【答案】无规则；静止；做功。
【解析】（1）小红闻到了汽油气味，说明汽油味分子在不停地做无规则运动；
（2）以小汽车为参照物，该车驾驶员与小汽车之间没有位置的变化，是静止的；
（3）汽车的发动机工作时，在做功冲程将内能转化为机械能，在压缩冲程将机械能转化为内能。
故答案为：无规则；静止；做功。
10．（2018·临沂）甲图中，迅速向下压活塞，能量的转化情况是
。乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是
（选填图中的代号）。
【答案】机械能转化为内能；B。
【解析】图甲中，迅速向下压活塞，活塞的机械能转化为筒内空气的内能；
图乙中：A、进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化；
B、两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故B符合题意；
C、两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；
D、排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化。
故答案为：机械能转化为内能；B。
11．（2018·龙东）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
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
J的热量。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）。
【答案】做功；3.22×108。
【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。
故答案为：做功；3.22×108。
12．(2018·泰州)如图表示汽油机的_______冲程。汽油属于________能源（可再生/不可再生），完全燃烧0.1kg的汽油，放出热量为________J，如果这些热量全部被质量为100kg、初温为20℃的水吸收，能使水的温度升高________。（q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103（J/kg·℃））
【答案】压缩；不可再生；4.6×106
；11。
【解析】（1）图中，汽油机的两个气阀都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；
（2）汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；
（3）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量：Q放=m煤油q=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J；
（4）根据Q吸=cm△t=Q放可知水温度升高值：△t==≈11℃。
故答案为：压缩；不可再生；4.6×106；11℃。
1第十四章内能的利用过关测试试卷
（满分100分，80分钟）
一、选择题（每题2分，共32分）
1．点火爆炸实验中，电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气将塑料盒盖喷出很远。此过程的能量转化方式类似于汽油机的（
）。
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】塑料盒相当于一个气缸，塑料盒的盖相当于活塞，酒精在塑料盒内燃烧，产生高温高压的燃气，推动塑料盒盖运动，把内能转化为机械能，这一过程与热机工作时的做功冲程类似。故选C。
2．四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（
）。
吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
【答案】D。
【解析】在做功冲程中，将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能，故选C。
3．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（
）。
A．①做功冲程??②内能转化为机械能??③压缩冲程??④机械能转化为内能；
B．①压缩冲程??②内能转化为机械能??③做功冲程??④机械能转化为内能；
C．①压缩冲程??②机械能转化为内能??③做功冲程??④内能转化为机械能；
D．①做功冲程??②机械能转化为内能??③压缩冲程??④内能转化为机械能
【答案】C。
【解析】四冲程汽油机的一个循环，其工作顺序是吸气冲程→压缩冲程→做功冲程→排气冲程；从图中可以看出，①是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为其内能；③是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能。关于对图中补充解释正确的是C。
4.如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）。
A.甲是压缩冲程，为汽车提供动力；
B.乙是吸气冲程，吸进汽油和空气的混合物；
C.丙是做功冲程，把内能转化为机械能；
D.丁是排气冲程，排出废气
【答案】C。
【解析】甲图：进气门、排气门关闭，气缸往上运动，压缩气缸内气体，故为压缩冲程；压缩冲程是把机械能转化为其内能，不是为汽车提供动力，故A错。
乙图：进气门关闭，排气门打开，排除气缸内废气；故B错。
丙图：进气门、排气门关闭，气缸内气体燃烧，内能增加，推动曲轴运动，对做功，把内能转化为机械能；故C说法正确。
丁图：进气门打开，排气门关闭，吸入新鲜空气，故是吸气冲程；故D错误。正确答案是C。
5.如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图。汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的（
）。
A.内能减少
B.温度降低
C.密度增大
D.分子热运动加快
【答案】A。
【解析】在汽油机做功冲程中，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动，在活塞向下运动的过程中，汽油机输出机械能，汽缸内气体的内能减小，是内能转化为机械能的过程。故正确答案是A。
6.下列对四个图的描述与分析正确的是(
)。
(
甲
)
(
乙
)
(
丙
)
(
丁
)
A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B．乙图中迅速下压活塞使硝化棉被点燃，此过程中能量转化情况与热机压缩冲程相同
C．丙图中活塞向上运动时，气缸内气体被压缩，是内燃机的做功冲程
D．丁图中小朋友下滑时，内能转化机械能
【答案】B。
【解析】A．甲图中软木塞飞出时，管内气体对外做功，能量由内能转化成机械能，故管内水蒸气的内能会减少；故此说法错误。
B．乙图中迅速下压活塞使硝化棉被点燃，是由于活塞内能增加，直至硝化棉被点燃为止，硝化棉被点燃后化学能转化为内能，故此过程中能量转化情况与热机压缩冲程相同是正确的。
C．丙图中活塞向上运动时，气缸内气体被压缩，属于压缩冲程，不是内燃机的做功冲程，故C错。
D．丁图中小朋友下滑时，人的衣服与滑梯摩擦，摩擦力做功，使衣服内能增加，衣服温度升高，故它应该属于机械能转化为内能；故D错。正确答案是B。
7.下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（
）。
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值；
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率；
C．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大；
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
【答案】B。
【解析】A、热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误。
B、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确。
C、热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故C错误。
D、热值取决与燃料种类，与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故D错误。故选：B
8．如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）。
A．25%
B．40%
C．75%
D．35%
【答案】D。
【解析】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；即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，
所以内燃机的热机效率η=1﹣25%﹣40%=35%。故选D。
9．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ ）。
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量减少热机部件间的摩擦
C．尽量减少废气带走的热量
D．尽量增加热机的工作时间
【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。
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。故选D。
10.关于热机，下列说法错误的是（
）。
A、热机性能好坏的重要标志之一是热机效率；
B、在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率；
C、柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大；
D、在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
【答案】C。
【解析】柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机损失的能量较少，并不是因为柴油的热值高。故选C。
11.一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107
J有用功时，消耗的柴油质量是（
）。（柴油的热值是4.3×107
J/kg）
A．0.8kg
B．2kg
C．0.32kg
D．2.8kg
【答案】B。
【解析】知道有用功和柴油机的效率，利用效率公式求柴油机工作消耗的总能量，再利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求消耗柴油的质量。
解答：因为，所以柴油机工作消耗的总能量（柴油完全燃烧放出的热量）
，
因为Q放=mq，所以消耗柴油的质量：；故选B。
12.为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作、生活条件，今年在岛上安装了太阳能电池板．白天，太阳能电池板给蓄电池充电；晚上，蓄电池为探照灯供电。这样白天与晚上的能量转化形式是（
）。
A．白天：太阳能→内能→电能
B．白天：太阳能→电能→化学能
C．晚上：化学能→电能→太阳能
D．晚上：化学能→电能→化学能
【答案】B。
【解析】南沙某岛礁上安装了太阳能电池板．白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用；所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能；在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能使用。故选B。
13.能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述中正确的是（
）。
A．洗衣机甩干衣服，将内能转化为机械能；
B．内燃机的做功冲程，将机械能转化为内能；
C．炉灶内煤块燃烧时，将化学能转化为内能；
D．用电热水器烧水时，将内能转化为电能
【答案】C。
【解析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。
A、洗衣机甩干衣服，消耗电能使脱水桶转动，将电能转化为机械能，不符合题意。
B、内燃机的做功冲程，燃气爆炸对外做功，将内能转化为活塞的机械能，不符合题意。
C、煤块燃烧时产生大量的热，将化学能转化为内能，符合题意。
D、用电热水器烧水时，消耗电能，将电能转化为水的内能，不符合题意。故选C。
14.下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是( )。
A．水轮机带动发电机发电﹣电能转化为机械能；
B．燃料燃烧﹣化学能转化为内能；
C．汽油机的做功冲程﹣机械能转化为内能；
D．给蓄电池充电﹣化学能转化为电能
【答案】B。
【解析】A：水轮机带动发电机发电是由机械能转化为电能，故A的说法错误。
B．燃料燃烧属于化学能转化为内能；故此说法正确。
C．汽油机的做功冲程是气缸内的内能转化为机械能，故此说法错误。
D．给蓄电池充电是把电能转化为蓄电池内部的化学能，故此说法错误。正确答案是B。
15.以下关于能量的说法中，不正确的是（
）。
A．所有能量转化过程，都遵守能量守恒定律；
B．汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能；
C．电动机在工作的过程中，电能转化为机械能的效率小于1
；
D．物体受到平衡力的作用时，其重力势能一定保持不变
【答案】D。
【解析】A：所有能量转化过程，都遵守能量守恒定律；此说法正确。因为能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
B：汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能；此说法正确。做功冲程是把气缸内的内能通过连杆、曲轴带动物体运动，是内能转化为机械能。
C．电动机在工作的过程中，电能转化为机械能的效率小于1
；此说法正确。电动机在工作过程中，电能主要转化为机械能，还有部分电能转化热能、磁场能等，所以说电动机的电能转化为机械能的效率不可能等于1，必然小于1。
D．物体受到平衡力的作用时，其重力势能一定保持不变；此说法错误。物体受到平衡力作用，只能说物体运动状态不发生变化，其重力势能有可能变化；如物体匀速上升过程，物体受到平衡力作用，但其重力势能在增加。故D的说法是错误的。符合题意，故此题答案是D。
16.下列说法中错误的是（
）。
A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化；
B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律；
C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器；
D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变
【答案】A。
【解析】A、能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化，这句话是错误的，因为该定律适用于任何能量的变化。
B、只要有能的转化和转移，就一定遵守能量守恒定律，正确。
C、能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器，正确，我们可以利用它为人类服务。
D、任何一种形式的能在转化为其它形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能量，就能得到多少其它形式的能量，而能的总量保持不变．正确，它是能的专化和守恒定律的体现。故选A。
二、填空题（每空2分，共64分）
17.内燃机是将内能转化成_____能的机器；内燃机一个工作循环由_______个冲程组成，其中如图所示是热机的_________冲程。
【答案】机械；四；做功。
【解析】热机是内能转化成机械能的机器；热机一个工作循环由四个冲程组成。根据图示可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程。
故答案为：机械；四；做功。
18.一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒钟内完成______个工作循环,对外做功_______次。
【答案】900；900。
【解析】1800r/min说明飞轮每分钟转1800r，而汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，所以汽油机每分钟完成900个工作循环，对外做功900次。
故答案为：900；900。
19.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能（选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是冲程。
【答案】降低；减小；效率；排气。
【解析】在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，转化为机械能。
在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度降低；这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率。
一个工作循环最后一个冲程是排气冲程，所以为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程。
故答案为：降低；减小；效率；排气。
20.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少。注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的能转化为软木塞的机械能。汽油机的冲程也发生同样的能量转化。
【答案】热传递；做功；做功。
【解析】真空可以避免空气的对流，放置热传递的产生，减少热量散失，起到保温作用,是为了减少通过热传递的方式损失内能；瓶塞跳起来，机械能增大，这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能。
故答案是：热传递；做功；做功。
21.汽油机是热机中的一种，如图所示是汽油机的 冲程，此过程是将内能转化为 能。已知某型号汽油机效率是30%，假设在汽油机内完全燃烧2kg汽油，所放出的这些热量通过汽油机的转化可以对外做 J的有用功（汽油的热值为5×107J/kg）。
【答案】做功；机械；3×107。
【解析】由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞下移，是做功冲程；将燃气的内能转化为活塞的机械能；
完全燃烧2kg汽油放出的热量：Q=mq=2kg×5×107J/kg=108J；
根据η=可知，汽油机对外做的有用功为：W=Qη=108J×30%=3×107J。
故答案为：做功；机械；3×107。
22.汽油机是热机的一种，若转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成 个做功冲程，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 （升高/不变/降低）。
【答案】15；降低。
【解析】（1）若飞轮转速为1800r/min=30r/s，也就是1s飞轮转动30r，飞轮转动30r，燃气对外做功15次，完成15个工作循环。
（2）冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低。
故答案为：15；降低。
23.随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入我国普通百姓家中，已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油（1L=10-3m3），汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J/kg。则：（1）10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是????J；
（2）该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是????kg；
（3）汽车发动机常用水作冷却剂，主要原因是????；
（4）当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时，它受到的阻力等于????N。
【答案】（1）4.6×108?；（2）5.68；（3）水的比热容较大；（4）2500。
【解析】（1）Q放=mq=4.6×l07J/kg×10kg=4.6×l08J。
（2）汽车行驶100km消耗的汽油的体积为：V=8L=8×10-3m3，
汽车行驶100km消耗的汽油的质量：m=ρV=0.71×103kg/m3×8×10-3m3=5.68kg。
（3）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，汽车发动机常用水来做冷却剂。
（4）v=72km/h=72×m/s=20m/s，因为P=Fv，所以F===2500N，
因为汽车匀速行驶，所以阻力f=F=2500N。
故答案为：（1）4.6×108?；（2）5.68；（3）水的比热容较大；（4）2500。
24.用煤气灶烧水时，燃烧1kg的煤气，使100kg的水从20℃升高到70℃，则水吸收的热量是
J，煤气完全燃烧放出的热量是
J。（q煤气=4.2×107J/kg）
【答案】2.1×107；4.2×107。
【解析】（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（70℃﹣20℃）=2.1×107J；
（2）1kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J。
故答案为：2.1×107；4.2×107。
25.在下列现象中，能量是怎样转化的？
（1）用锯锯木头，过一会锯条变热了；______________________；
（2）木材燃烧，发光发热；_________________________________；
（3）植物进行光合作用；_________________________________；
（4）电动机通电后转动起来；_________________________________；
（5）核电站发电；_________________________________；
（6）蓄电池放电；_________________________________；
（7）对蓄电池充电。_________________________________。
【解析】能量的转化是非常普遍的，各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化。正确区分转化前、后能量的存在形式，理解转化过程，即可判断能量是怎样转化的。
答案：（1）机械能转化为内能；
（2）化学能转化为内能和光能；
（3）光能转化为化学能；
（4）电能转化为机械能；
（5）核能转化为电能；
（6）化学能转化为电能；
（7）电能转化为化学能。
三、综合题（4分）
26.联系生活，用所学知识回答下列问题。
依照示例，写出下列情景中主要的能量转化形式。
序号
用电器
能量的转化
示例
收音机发声
电能转化为声能
1
为手机充电
2
箭射出
3
电热水壶烧开水
4
瀑布飞流直下
【解析】（1）给手机充电：消耗电能，产生化学能，故是将电能转化为化学能。
箭射出：消耗弓的弹性势能得到箭运动的动能，故是将弹性势能转化为动能。
电热水壶烧开水：消耗电能，产生内能，故是将电能转化为内能。
瀑布飞流直下：高处水具有重力势能，落下时高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故是重力势能转化为动能。答案见下表。
【答案】表中答案为：
序号
用电器
能量的转化
示例
收音机发声
电能转化为声能
1
为手机充电
电能转化为化学能
2
箭射出
弹性势能转化为动能
3
电热水壶烧开水
电能转化为内能
4
瀑布飞流直下
重力势能转化为动能
114.2热机效率知识点与考点解析
★考点概览
(
热值概念
)一、知识点与考点
(
热机效率
)
(
热值
)
(
热值计算
)
(
热机效率的计算
)
(
影响热机效率的因素
)
(
热机效率
)
二、考点解析
1.热机效率是本章重点内容，主要涉及到热值的概念及其相关计算，热机效率的计算三个方面。故本节主要内容是应用热值进行有关计算问题，希望在复习中加强学生计算能力的培养。中考试卷中有关效率和热值的计算，虽然分值不一定很高，但在考查学生计算能力和对效率概念的理解上，属于典型考题；考试题型以选择题、填空题为主，有的也作为一个知识点与其他压轴题结合。
2.考点分类：考点分类见下表
考点分类
考点内容
考点分析与常见题型
常考热点
热机效率计算
选择题或填空题，考查对热机效率的理解与计算
一般考点
热值有关计算
填空题居多，考查热值概念与应用
冷门考点
热机效率概念的辨析
选择题居多，考查对热机效率的理解
★知识点精析
1．热值（q）：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。
（1）燃料燃烧放出热量：Q放
＝qm；（Q放
是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m
是质量，单位是kg。）
对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
2.热机的效率：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，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：
3.在热机的各种损失中，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。
注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；
②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
★典例精析
★考点一：热值概念及应用
◆典例一：（2020·南充）若一辆小汽车一年行驶一万公里，消耗1t汽油，这些汽油完全燃烧放出
J的热量；某次行驶过程中，该汽车汽油机曲轴的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做功
次（q汽＝4.6×107J/kg）。
【答案】（1）4.6×1010；（2）30。
【解析】（1）汽油的质量：m＝1t＝1000kg，
汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝1000kg×4.6×107J/kg＝4.6×1010J。
（2）四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，并对外做功1次；
因为曲轴的转速为3600r/min，汽油机1s曲轴转60圈，30个工作循环，对外做功30次；
故答案为：（1）4.6×1010；（2）30。
◆典例二：（2020·江西）下列说法中正确的是（ ）。
A.
敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤热值；
B.
汽车在减速过程中，惯性减小，动能减小；
C.
当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小；
D.
与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上
【答案】C。
【解析】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，敲碎煤块使煤充分燃烧不能提高煤的热值，故A错误；
B．惯性与质量有关，汽车在减速过程中，质量不变，惯性不变，速度减小，动能减小，故B错误；
C．当仅有热传递时，高温物体放出热量，内能减小，低温物体吸收热量，内能增加，故C正确；
D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是玻璃棒上的原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，故D错误。故选C。
★考点二：热机效率
◆典例一：（2020·四川甘孜州）下列关于热值和热机效率说法，正确的是（ ）。
A.
使燃料燃烧更充分，可以增大热值；
B.
使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率；
C.
柴油机的热机效率通常为100%；
D.
燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
【答案】B。
【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；
C．任何机器的做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%，故C错误；
D．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故D错误。故选B。
◆典例二：（2018·荆州）某家庭用的电热水器将体积为60L，温度为20℃的自来水加热到50℃，则水吸收的热量为J［水的比热容4.2×103J/（kg·℃）］。若热水器的功率为2000W，用时5000s，则该热水器的效率为。
【答案】7.56×106J；75.6%。
【解析】根据公式求60L水从温度为20℃加热到50℃，吸收的热量为：
（每升水质量为1kg）；
热水器发出的热量：；
故效率为：。
★提升训练
1.（2019·泰安）某种载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列说法中正确的是（
）。
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A.只有①②正确
B.只有③④正确
C.只有①③正确
D.只有②③正确
【答案】D。
【解析】①完全燃烧干木柴放出的热量：，故①错误；
②柴油发动机做功：，
柴油发动机的效率：，故②正确；
③汽车速度：，
由得，汽车的牵引力：，故③正确；
④由得，公路所能承受的最大压力：，
汽车与货物的质量之和：，
汽车最多能装载货物质量：，故④错误。
综上，①④错误，②③正确。故选D。
2.（2019·广州）(1)完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的_____倍。0.7g酒精完全燃烧释放的热量是2.1x104J。这些热量全部被100g的液体A吸收，液体的温度升高了50℃；完全燃烧1.4g酒精释放的热量全部被200g的液体A吸收，液体的温度升高了△t=_____℃(不考虑散热)。
(2)现用图所示装置加热200g的液体A，燃烧了1.4g酒精，液体升高的温度小于△t，有哪些原因会导致这个结果?______
【答案】(1)2；(2)50；(3)酒精没有完全燃烧、酒精燃烧放出的热量没有全部被液体吸收、液体A边吸收热量边蒸发带走了热量等。
【解析】（1）根据Q=qm，在热值一定的情况下，燃料完全燃烧释放的热量跟其质量成正比，所以完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的2倍；设0.7g酒精完全燃烧放出的热量为Q1，吸收热量的液体A的质量为m1，升高的温度为△t1，则有
①；设完全燃烧1.4g酒精放出的热量为Q2，吸收热量液体A的质量为m2，则有
②；由题意及上面分析知，Q2=2Q1，m2=2m1，则②：①即得即；
（2）实际燃烧1.4g酒精，液体A升高的温度小于△t，原因可能有：酒精没有完全燃烧、酒精燃烧放出的热量没有全部被液体吸收、液体A边吸收热量边蒸发带走了热量等．
3.（2019·盐城）用天然气灶将一壶质量为2kg、初温为30℃的水加热到80℃，消耗了16g天然气。已知水的比热容为4.2×103J（kg℃），天然气的热值为4.2×107J/kg，则天然气完全燃烧放出的热量为_______J，水吸收的热量为__________J，天然气灶烧水的效率为_______%。
【答案】(1)6.72×105
；(2)4.2×105
；(3)62.5。
【解析】天然气完全燃烧放出的热量为Q放=mq=0.016kg×4.2×107J/kg
=6.72×105J
；
质量为2kg、初温为30℃的水加热到80℃，
吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J（kg℃）×2kg×（80℃-30℃）=4.2×105J；则天然气灶烧水的效率为η===62.5%。
4.（2019·无锡）用煤气灶将质量为4kg的水从25℃加热到50℃，水吸收的热量为________J，若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量，则需要完全燃烧________的煤气。[水的比热容为
4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg]
【答案】(1)4.2×105；(2).
0.01kg。
【解析】水吸收的热量：Q吸=cmΔt
=4.2×103J/（kg?℃）×4kg×（50℃-25℃）=4.2×105J；
水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量：Q吸=Q放=4.2×105J；
由Q放=mq可得，煤气质量：m==0.01kg。
5.（2018?遂宁）我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天燃气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为
J；若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是
℃，水面上方的气压
1标准大气压。（选填“大于”、“小于”或“等于“）（C=4.2×103J/kg?℃））
【解析】（1）1kg天然气完全燃烧放出的热量：Q放=mq天然气=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J，
0.5kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放′=Q放×5=4.2×l07J×5=2.1×l08J；
（2）由题知，Q吸=Q放′=2.1×l08J，根据Q吸=cm水（t﹣t0）可知水达到沸点时的温度为：
t=t0+=45℃+=107.5℃
因为1标准大气压下水的沸点为100℃，液体的沸点随着表面气压的增大而升高，随气压减小而降低，所以此时水面上方的气压大于1标准大气压。
故答案为：2.1×108；107.5；大于。
6.(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。
故答案为：15；2.3×l07。
7.（2018·广西）可燃冰，石油、煤都属于(选填“可“或“不”》再生能源。若可燃冰的热值为4.2×
103J/m3,完全燃烧lm3的可燃冰可放出的热量是J，这些热量有60%被水吸收，可把kg的水从20℃加热到80℃。[水的比热容C=4.2x103J/
(kg.℃)
【答案】（1）不；（2）4.2×103J；（3）0.01。
【解析】（1）煤等燃料，一旦燃烧完毕不可再生，故是不可再生能源。
（2）根据公式，计算完全燃烧lm3的可燃冰可放出的热量：
。
（3）根据比热容概念计算。质量为m的水从20℃加热到80℃，吸收的热为：，
因为，所以有：，
质量为：。
8.（2020·临沂）新冠肺炎肆虐，武汉封城，全国各地纷纷伸出援助之手。2020年1月29日，我市兰陵县捐赠的首批200t优质大蒜由10辆货车运往武汉（如图），其中一辆货车装满大蒜后总重为3.0×103N，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，该货车在某段平直高速公路上以108km/h的速度匀速行驶时，受到的阻力为5.0×103N，30min内消耗柴油24L，已知柴油的密度ρ＝0.85×103kg/m3．热值q＝4.3×103J/kg，求：
（1）该货车静止时对水平路面的压强；
（2）24L柴油完全燃烧放出的热量；
（3）30min内该货车牵引力所做的功。
【解析】（1）一辆货车装满大蒜后总重为3.0×103N，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，
该货车静止时对水平路面的压强：p＝＝＝6×105Pa；
（2）消耗柴油的体积：V＝24L＝24dm3＝0.024m3，
由ρ＝可得，消耗柴油的质量：m柴油＝ρV＝0.85×103kg/m3×0.024m3＝20.4kg，
这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量：
Q放＝m柴油q＝20.4kg×4.3×107J/kg＝8.772×108J；
（3）30min通过的距离：s＝vt＝108km/h×0.5h＝54km＝5.4×104m；
该货车在某段平直高速公路上以108km/h的速度匀速行驶时，受到的阻力为5.0×103N，因该校车在某段平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，汽车的牵引力：F＝f＝5.0×103N，
这段路程内牵引力做的功：W＝Fs＝5.0×103N×5.4×104m＝2.7×108J。
答：（1）该货车静止时对水平路面的压强为6×105Pa；（2）24L柴油完全燃烧放出的热量为8.772×108J；（3）30min内该货车牵引力所做的功为2.7×108J。
9．（2018?广安）用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15℃的水加热到沸腾，求：
（1）水吸收了多少热量？[ρ水=1.0×103kg/m3
C水=4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若不计热量损失，需要燃烧多少m3的天然气？（q天燃气=4.2×107J/m3）
【解析】（1）由ρ=得，10L水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×10×10﹣3m3=10kg，
水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×10kg×（100℃﹣15℃）=3.57×106J；
（2）不计热量损失，则Q放=Q吸，
由Q放=Vq可得，需要燃烧天然气的体积：V天然气====0.085m3。
答：（1）水至少需要吸收的热量为3.57×106J；（2）若不计热量损失，需要燃烧0.085m3的天然气。
1
