资源简介

(共12张PPT)
第十四章 内能的利用
专题培优 热量、热效率的计算
类型一 烧水类问题
【方法解读】
角度1 求热效率
①水吸收的热量： 。
②燃料燃烧放出的热量： 。
③热效率： 。
角度2 求燃料的质量或体积
①水吸收的热量：吸 。
②（已知热效率）燃料燃烧放出的热量：
。
③（已知燃料的热值）燃料的质量或体积：或 。
说明：考查的角度可能不同，但解题所用的基本公式都是、
（或） 、 。
1.在学校组织的实验操作技能考试中，小明同学在做观察水的沸腾实验时，用酒精灯给
质量为的水加热，当水的温度升高时，消耗了 酒精。已知水的比热容为
，酒精的热值为，则水吸收的热量是___________ ，
酒精灯的热效率是_______。
2.近年来，天然气管道已铺进乡村，小明同学家也用上
了天然气灶。小明同学用天然气给 的水加热，并绘
制出加热过程中水温随时间变化的图线，如图所示。水
的比热容为 ，天然气的热值约为
。天然气灶的热效率是 ，当加热
时，求：
（1）水吸收的热量。
（2）天然气完全燃烧放出的热量。
（3）完全燃烧的天然气体积。
类型二 热机类问题
3.氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的
生成物为水。某氢发动机汽车在平直路面上匀速行驶，所受的阻力为 ，
消耗氢气。汽车牵引力所做的功是__________ ，氢气完全燃烧放出的热量是
___________，该汽车发动机的效率是_____。 。
汽车在平直路面上匀速行驶，牵引力 ，汽车牵引力所做的功
。氢气完全燃烧放出的热量
。该汽车发动机的效率
。
4.小华一家驾驶小汽车去旅游，在某直线路段小汽车匀速行驶，消耗汽油 。汽油
机的效率为，汽油的热值为 ，小汽车所受阻力大小不变，求该过程中：
（1）汽油完全燃烧放出的热量。
（2）汽车发动机输出的有用功。
（3）汽车牵引力的大小。
类型三 太阳能类问题
5.太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走
进了千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能的有效面
积为，面积上接收到的太阳能平均为 。假设
阳光照射该热水器，可以使质量为的水温度升高 。
， 。
（1） 干木柴完全燃烧能释放多少热量？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，则需要完全燃烧多少千克干木柴
假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收。
（4）该太阳能热水器的效率是多少？
6.假期，小乔一家去景点游玩，他们乘坐的新型太阳能电动观光车
如图所示。车的顶部有的太阳能电池板， 接收到的太阳能
为，太阳能电池板接收的太阳能转化成了
的电能，此时太阳能电池充满电。
（1）该车太阳能电池的光电转化效率是多少？
（2）该观光车电能转化为机械能的效率为 ，充满电后最多可输出多少机械能？
（3）若上述机械能由效率为的内燃机提供，需消耗 的燃油，则燃油的热值是
多少？(共13张PPT)
第十四章 内能的利用
章末整合提升
一、选择题
1.（兰州中考）如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞
顶跑。下列说法正确的是( )
B
A. 用酒精灯加热试管，水的内能增加是通过做功的方式实现的
B. 蒸汽把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化
C. 蒸汽把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程
D. 试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
2.（广元中考）1883年，人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞
点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程( )
B
A. 是压缩冲程 B. 气体对外做功，内能转化为机械能
C. 活塞依靠飞轮的惯性而运动 D. 气体对外做功，气体的内能增加
3.甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭的燃料之一，其密度约为
，热值为。酒精的密度为 ，热值为
，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是( )
D
A. 酒精的密度比液态甲烷的密度小
B. 液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能
C. 相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大
D. 的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为
4.家用汽车常用汽油机提供动力，下列说法正确的是( )
C
A. 汽油燃烧时它的热值减小
B. 汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多
C. 汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D. 汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
5.关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是( )
C
A. 加润滑油不能提升效率
B. 通过改进可以使汽油机的效率达到
C. 除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D. 若飞轮的转动速度为 ，则该汽油机每秒对外做功40次
6.某台柴油机中的所有燃料完全燃烧能放出 的热量，工作时用完全部燃料损失
了 的能量。下列关于柴油机的说法正确的是( )
D
A. 柴油机气缸顶部有火花塞，采用压燃式点火
B. 该柴油机的效率为
C. 通过科技进步，在未来可以实现能量零损失
D. 减少机械间的摩擦可以提高热机效率
二、填空题
7.一个工作循环中，四冲程汽油机将内能转化为机械能的是______冲程。某单缸四冲程
汽油机飞轮转速是 ，此汽油机每秒对外做功____次。
做功
20
8.小阳在网上看到了一款神奇的摆件玩具，如图所示。钢珠从高处落下，
经过轨道后又被弹到孔中，继而往复运动，小阳认为这是一款永动机，
不需要消耗其他形式的能量就可以一直不停地运动。小阳的判断是
_________（选填“正确的”或“错误的”），依据是__________________。
错误的
违背能量守恒定律
9.（宿迁中考）单缸四冲程汽油机的______冲程如图所示，汽油机工作时，需要用水为
其降温，这利用了水的________大的特点。若水，温度升高 ，则水吸收的热
量为__________。 。
压缩
比热容
三、计算题
10.小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为、初温为的水加热到 ，燃
烧了木炭。已知水的比热容 ，木炭的热值
。求：
（1）水吸收的热量。
解 水吸收的热量
。
答：水吸收的热量为 。
（2）该火炉烧水的热效率。
木炭完全燃烧放出的热量
，
火炉烧水的热效率
。
答：该火炉烧水的热效率为 。
四、综合能力题
11.随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，
促进了社会的发展。请你解答：
（1）当汽油在发动机内燃烧不充分时发动机会冒“黑烟”，这时发动机的效率会______
（选填“升高”“降低”或“不变”）。
降低
（2）汽车发动机的一个工作循环包括如图所示的四个冲程。请按一个工作循环的过程，
将四个冲程图重新排序：________________，图____所示的冲程是给汽车提供动力的。
丙、甲、丁、乙
丁
甲
乙
丙
丁
（3）汽车刹车的过程中，机械能转化为____能散失到空气中。
内
（4）小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图
所示的图表，请根据给出的信息计算：完全燃烧的汽油能够获得__________ 的能
量，这些能量能产生___________的有用功。（汽油的热值为 ）(共34张PPT)
第十四章 内能的利用
第3节 热机的效率
情境创设
观察与思考：相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？
燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、
天然气等。
（1）你家中使用的燃料主要有哪些？并分别说出具体的使用场景。
木柴、天然气，用来烧水、做饭。（根据自己家中的具体情况进行说明）
（2）相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量相同吗？有哪些事实能够支持你的观点？
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量通常是不同的。例如,在家中烧水时，烧开同样
一壶水需要的木柴质量多，而需要的天然气质量却较少。这个现象说明木柴和天然气燃
烧放出相同的热量时，所用木柴的质量比所用天然气的质量大。从另一个方面也可以说
明相同质量的木柴和天然气燃烧时，放出的热量是不同的。
学习任务一 燃料的热值
1.热值的定义：把某种燃料__________放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。
2.热值的单位：在国际单位制中，热值的单位是焦每千克，符号是_____。
完全燃烧
3.热值的意义：热值在数值上等于 某种燃料完全燃烧放出的热量。例如，木炭的热
值为 ，它表示：__________________________________________。
注意：某些气体燃料的热值在数值上等于在标准状态下 燃料完全燃烧放出的热量，
单位是焦每立方米 。
的木炭完全燃烧时放出的热量为
4.理解热值的定义时注意三点
（1）某种燃料
（2）完全燃烧
（3）放出的热量与其质量之比
某种燃料的热值是固定的，它的大小与燃料燃烧释放的热量和燃料的质量无关，仅取决
于燃料的种类。
5.燃料燃烧放出热量的计算
根据热值（用表示）的定义，我们可以推导出质量为 的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
注意：
①运用公式进行计算时，单位一定要统一。②由热值的定义可得到 ，公式中每个
物理量都有其特殊的物理意义，不能错误地认为与成正比，与 成反比。
③一定体积的某种气体完全燃烧时放出的热量。
学以致用
例1 （江西中考）用比值法定义物理量是物理学中常用的方法。以下物理量不是用这种
方法定义的是( )
C
A. 密度 B. 比热容 C. 质量 D. 热值
例2 （连云港中考）下列关于燃料的热值的说法正确的是( )
D
A. 燃料燃烧越充分，其热值越大
B. 燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少
C. 一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小
D. 焦炭的热值是，完全燃烧焦炭能放出 的热量
【方法规律】
正确理解热值的两个关键点
例3 （泰安中考）某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了 的水，
初始水温为，一段时间后水温降至，放出的热量为 ，
， 。求：
（1）这些温泉水放出的热量 的大小。
（2）完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与 的大小相等。
学习任务二 热机的效率
情境探究
用煤烧水时能量的利用情况如图甲所示。热机工作时燃料化学能的转化如图乙所示。
甲
乙
据图分析：燃料燃烧时放出的热量与按热值计算的热量有什么关系？有效利用的热量与
放出的热量有什么关系？对于热机而言，燃料完全燃烧释放的热量与用来做有用功的能
量有什么关系？
燃料很难完全燃烧，燃料燃烧时放出的热量往往比按热值计算出的热量要少，而且有效利
用的热量又比放出的热量要少。对于热机而言，燃料燃烧释放的热量只有一部分用来做有
用功，还有相当一部分能量散失了，燃料完全燃烧释放的热量比用来做有用功的能量多。
探究归纳
1.热效率： 。
2.热机的效率
（1）定义：对于热机而言，用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出的热量______，
叫作热机的效率。热机的效率是热机性能的重要指标。
（2）公式：，其中表示热机对外做的有用功， 表示________________
_________。
之比
燃料完全燃烧放
出的热量
3.提高热机效率的方法
（1）使燃料充分燃烧。
（2）保证良好的润滑，减小因克服摩擦而消耗的能量。
（3）在设计和制造热机的过程中，应持续进行技术改进和创新，以减少各种能量损失，
进而提升效率。
学以致用
例4 关于热机的效率，下列说法正确的是( )
A
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燃料越多
C. 热机的效率越高说明做功越快
D. 在热机的能量损失中，废气带走的能量较少，由于机械摩擦损失的能量较多
例5 （山西中考）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前
往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约 ，驾车前往大约需
要。汽油的热值取，汽油的密度 取 。
（1）求汽车的平均速度。
解 汽车的平均速度
。
答：汽车的平均速度为 。
（2）汽车全程消耗汽油，求汽油完全燃烧放出的热量 。
消耗汽油的质量
，
汽油完全燃烧放出的热量
。
答：汽油完全燃烧放出的热量为 。
（3）汽车发动机全程的平均功率为 ，求汽车发动机的效率。
汽车发动机做的有用功
，
发动机的效率
。
答：汽车发动机的效率为 。
【方法规律】
计算以汽车为载体的热机效率的解题思路
（1）汽车做的有用功（机械功）或 。如果汽车做匀速直线运动，
那么牵引力等于阻力 。
（2）燃料完全燃烧放出的热量 。
（3）汽车的效率 。
知识点一 对热值的理解
1.（济南中考）完全燃烧液态氢能释放出的热量，是完全燃烧 汽油释放
热量的3倍，由此可知液态氢比汽油( )
C
A. 内能大 B. 温度高 C. 热值大 D. 密度大
2.下列关于热值的说法正确的是( )
D
A. 煤的热值大于 煤的热值
B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C. 燃料燃烧不完全时热值变小
D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与燃料的种类有关
知识点二 有关燃料燃烧放热的计算
3.为全面推进“乡村振兴”工程，加快农村绿色发展，某市部分农村地区已经使用上了天
然气烧水煮饭。小明同学用他家的天然气灶将质量为、初温为 的水加热到
，水吸收的热量是___________；若消耗了 的天然气，则此天然气灶的热
效率为_____。水的比热容，天然气的热值 。
4.一款无人驾驶汽车在某段公路上测试时消耗汽油 ，废气带走的能量占汽油完全燃
烧放出的热量的,则消耗的汽油完全燃烧放出的热量为________ ;在标准大气压下，
假如这些废气带走的能量全部被质量为、温度为 的水吸收，水升高的温度
是____。, 。
80
知识点三 对热机效率的理解及计算
5.为节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是( )
D
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
6.（苏州中考）如图所示，某折叠卡式炉采用丁烷气体作为燃料。
水壶装入初温为的水，用卡式炉加热至 ，消耗了
丁烷气体。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）卡式炉的加热效率。
【基础巩固】
1.（陕西中考）涡轴 “玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机。其大致工作过程
是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，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。该发动机工作过程中的
相关说法正确的是( )
A
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气，空气的内能减小
D. 高温高压气体推动涡轮转动时，机械能转化为内能
2.（广元中考）随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢
燃料的热值为，水的比热容为 。如果一辆汽车平均每
月消耗氢燃料，那么这些氢燃料完全燃烧释放的热量为__________ 。若这些热量
完全被水吸收，则可使___________水的温度从升高到 。
3.（日照中考）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功 ，曲轴的转速是
，每消耗汽油。该内燃机的功率是_______ ，内燃机的效率是
________。 。
1 250
【能力提升】
4.乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源，能有效改善油品的性能和
质量。它不影响汽车的性能，还能减少有害气体的排放。乙醇汽油热值约
，某汽车发动机的能量流向图如图所示，下列说法正确的是( )
C
A. 该车发动机的效率为
B. 的乙醇汽油燃烧一定能够释放
的热量
C. 利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措
施，减小摩擦是提高热机效率的有效途径
D. 发动机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化
为机械能
5.（1）完全燃烧酒精释放的热量是完全燃烧酒精释放热量的___倍。 酒精
完全燃烧释放的热量是，这些热量全部被 的液体A吸收，液体的温度升
高了。完全燃烧酒精释放的热量全部被 的液体A吸收，液体的温度升高
了____ （不考虑散热）。
2
50
（2）现用如图所示的装置加热的液体A，燃烧了 酒精，液体升
高的温度小于 ，哪些原因会导致这个结果？_________________________
_____________（写出一个即可）。
燃料没有完全燃烧
（合理即可）
【素养创新】
6.（湖北中考）据统计，每燃烧 燃油约排
放 二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的
目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我
国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料
电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为____能。
电
解 由题图可知，氢燃料电池将化学能直接转化为电能。
（2）当储氢瓶内气体压强为时，求瓶内壁 的面积上受到的压力。
根据可知，当储氢瓶内气体的压强为时，瓶内壁 的面积上受到
的压力 。
答：瓶内壁的面积上受到的压力为 。
（3）以氢燃料电池卡车为例，假设卡车在水平路面上匀速行驶用时 ，功率为
。
①求卡车的行驶速度。
卡车的行驶速度
。
答：卡车的行驶速度为 。
②求卡车所受牵引力。
卡车牵引力所做的功
，
根据 可知，卡车所受牵引力
。
答：卡车所受牵引力为 。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶 可减排二氧化碳的质量为多少？燃油发
动机的效率取，燃油的热值取 。
根据可知，燃油完全燃烧放出的热量 ，
消耗燃油的质量
，
则减排二氧化碳的质量
。
答：与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶可减排二氧化碳的质量为 。(共28张PPT)
第十四章 内能的利用
第2节 热机
情境创设
观察与思考：利用内能做功过程中的能量转化
如图所示，试管内装入适量水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯对水加热
一段时间。注意：橡胶塞不要塞得太紧，同时试管口不要对着人，注意
操作安全。
（1）你会观察到什么现象？
橡胶塞被冲出去。
（2）在这个过程中不同形式的能量之间是如何转化的？
酒精燃烧，化学能转化为水和水蒸气的内能；水蒸气对橡胶塞做功，又将内能转化为机
械能。
学习任务一 热机
1.热机：利用______做功的机械。
2.热机的种类：蒸汽机、________、汽轮机、喷气发动机等。
内能
内燃机
3.内燃机
（1）燃料直接在发动机______内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。
（2）内燃机分为________和柴油机两大类，它们分别用______和柴油作为燃料。
气缸
汽油机
汽油
学以致用
例1 下列运载工具中，不需要利用热机的是( )
C
A. 喷气式飞机 B. 柴油拖拉机 C. 纯电动汽车 D. 长征系列火箭
学习任务二 汽油机
1.构造：四冲程汽油机剖面图如图所示。其中，（1）是________，（2）是______，
（3）是______。
火花塞
连杆
活塞
2.原理：汽油在______内燃烧时产生高温高压的气体，高温高压的气体推动活塞运动，
带动曲轴转动，对外做功。
气缸
3.工作过程
（1）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。
（2）工作循环：四冲程汽油机的一个工作循环是由______、______、______、______
四个冲程组成的，并通过四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
吸气
压缩
做功
排气
（3）工作过程
过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
图示
气门开闭情况 进气门打开， 排气门关闭 进气门、排气门均 关闭 进气门、排气门均 关闭 进气门关闭，
排气门打开
活塞运动方向 向下运动 ①______运动 ②______运动 向上运动
能的转化 ③______________ _____ ④______________ _____
向上
向下
机械能转化为
内能
内能转化为机
械能
（4）对汽油机工作过程（如图所示）的理解
①四冲程汽油机在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，对外做
功一次。简记为“4、2、2、1”。
②汽油机在工作时只有做功冲程使机车获得动力，其他的三个冲程均为辅助冲程，依靠
安装在曲轴上飞轮的惯性来完成。
学以致用
例2 汽油机的______冲程如图所示。在压缩冲程中，是通过______的方式增加燃气的内
能的。若汽油机飞轮的转速为 ，则汽油机每秒对外做功____次。
做功
做功
25
学习任务三 柴油机
1.主要构造：与汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃______，因此柴油机气
缸顶部没有________，而有一个________。
柴油
火花塞
喷油嘴
2.工作过程：分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
3.柴油机与汽油机工作过程的对比分析
种类 柴油机 汽油机
吸气冲程 吸进气缸的只有空气 吸进气缸的是汽油和空气的混合物
压缩冲程 把空气的体积压缩得非常小，使得空 气的温度很高，达到柴油的燃点 把汽油和空气的混合物压缩的程度
没有柴油机高
做功冲程 压缩冲程结束时，喷油嘴喷出的雾状 柴油遇到温度很高的热空气便立刻燃 烧（压燃式） 压缩冲程结束时，火花塞产生电火
花，点燃燃料（点燃式）
排气冲程 排出废气 排出废气
学以致用
例3 关于汽油机和柴油机的不同点，下列说法正确的是( )
C
A. 在构造上，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞
B. 在吸气冲程中，汽油机吸入气缸的是汽油，柴油机吸入气缸的是柴油
C. 在压缩冲程末，汽油机用点燃式点火，柴油机用压燃式点火
D. 在做功冲程中，汽油机气缸内气体的压强大于柴油机
知识点一 热机的原理
1.（贵州中考）内能的利用推动了工业和社会的快速发展。下列机器设备利用内能工作
的是( )
C
A. 电动机 B. 计算机 C. 汽油机 D. 照相机
2.小明利用图示装置进行实验，加热试管一段时间，在水蒸气驱动下小
叶轮转动起来，这个实验体现了______的原理。
热机
知识点二 汽油机的工作过程
3.关于汽油机的说法，下列正确的是( )
C
A. 在吸气冲程中，吸入的是空气
B. 完成做功冲程后进气门打开，排气门关闭
C. 使汽车获得动力的冲程是做功冲程
D. 压缩冲程将内能转化为机械能
4.（镇江中考）下列汽油机工作的四个冲程中，做功冲程是( )
C
A. B. C. D.
知识点三 柴油机与汽油机的异同
5.下列关于汽油机和柴油机的区别，不正确的是( )
D
A. 柴油机的气缸顶部是喷油嘴
B. 柴油机的飞轮大，柴油机比汽油机笨重
C. 在压缩冲程中，柴油机对气体的压缩程度比汽油机高
D. 柴油机用点燃式点燃燃料
【基础巩固】
1.人类最早发明的热机是( )
A
A. 蒸汽机 B. 内燃机 C. 喷气发动机 D. 火箭发动机
2.（常州中考）四冲程汽油机工作时，将内能转化为机械能的冲程是( )
C
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
3.如图所示的内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是( )
D
A. B. C. D.
4.演示点火爆炸的实验装置如图所示，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖
迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同( )
C
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
5.单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图如图所示，该冲程是______冲程。若该汽油机
对外做功15次，则汽油机曲轴的转速为_______ 。
压缩
1 800
【能力提升】
6.（南通中考）2024年5月，中国嫦娥六号任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭
发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是( )
A
A. 热机做功冲程 B. 钻木取火过程 C. 水力发电过程 D. 物体上抛过程
7.如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。
下列说法正确的是( )
甲
乙
A. 甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭
B. 甲是汽油机的做功冲程，气缸顶部的火花塞产生电火花
C. 乙是柴油机的吸气冲程，吸进气缸的是空气和柴油的混合物
D. 乙是柴油机的排气冲程，此时气缸顶部的喷油嘴正在喷油
√
8.在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内
气压增加，气体内能增大，这是通过______的方式改变瓶内气体内能的。当气压达到一
定程度时，瓶盖飞出，这一过程与汽油机______冲程的能量转化情况相同。若一台单缸
四冲程汽油机，飞轮的转速为 ，则该汽油机每秒做功____次。
做功
做功
10
【素养创新】
9.四缸发动机示意图如图所示，其工作原理为：四个气缸的活塞
连在一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每
半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压
缩和排气工作。有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。
其中，排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸工作容积指活塞
从气缸顶部到底部所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动
的距离。转速表示 曲轴或飞轮所转的周数。
排量
输出功率
转速
（1）该发动机对外做功________次，对外做功__________ 。
12 000
（2）在每个做功冲程里，发动机做功_____ 。在做功冲程里，高温高压气体对活
塞所做的功可表示为，式中表示高温高压气体对活塞的平均压强，则
__________。 。
600(共14张PPT)
第十四章 内能的利用
第4节 跨学科实践：制作简易热机模型
学习任务一 了解热机的工作原理及工作过程
1.热机是利用______做功的机械。热机中的能量转化是____能转化为______能。
内能
内
机械
2.汽油机属于内燃机，它的工作物质是____________的混合物。蒸汽机的燃烧室在汽缸
外，属于外燃机，蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成________，________推动活塞产生
动力，所以蒸汽机的工作物质是________。
空气和汽油
水蒸气
水蒸气
水蒸气
学以致用
例1 某一冷凝器蒸汽机的工作原理示意图如图所示：①打开阀门A并关闭阀门B，高压
蒸汽随即进入汽缸，推动活塞向上移动；②当活塞到达汽缸的顶部位置时，关闭阀门A
并打开阀门B，使得蒸汽流入冷凝器，汽缸内的压强降低，活塞随之下降。这一过程循
环往复地进行。请问，上述过程①与下列哪个冲程相对应( )
B
A. B. C. D.
学习任务二 设计和制作简易热机模型
1.设计简易热机模型需要考虑的主要问题：（1）热源；（2）工作物质；（3）将内能
转化成机械能的方法。
2.制作简易热机模型
（1）准备材料：一个空易拉罐、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、一台小风扇、一个酒
精灯、一个支架。
（2）制作步骤
以下为样例，请根据自己的设计选择材料，设计制作步骤（可附图说明）。
①向易拉罐内部注入大约半罐水。
②将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。
③将易拉罐如图所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。
④点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
学以致用
例2 在“跨学科实践：制作简易热机模型”活动中，小明利用厨房里的蒸蛋器自制了一个
简易“蒸汽机”，如图所示。在使用过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出水蒸气，小明将
自制的风车放在蒸蛋器上方，成功地让风车转了起来。下列说法错误的是( )
C
A. 蒸蛋器内部温度越高，水蒸发越快
B. 水的内能增大是通过热传递的方式实现的
C. 水的温度升高以后，水的比热容明显变小
D. 此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程
知识点 制作简易热机模型
1.小龙在活动中展示的自己制作的火箭模型如图所示。瓶子的内侧壁安
装一个遥控电火花发生器，给瓶内喷入少量酒精，盖上锥形纸筒，然后
用电火花发生器点燃瓶内酒精气体，看到纸筒向上飞出。下列说法正确
的是( )
D
A. 纸筒飞出过程中机械能转化为内能
B. 瓶内酒精燃烧越充分，酒精热值越大
C. 纸筒飞出的原理与汽油机压缩冲程相同
D. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减少
2.小辉在爸爸指导下制作的简易汽油机模型如图所示，将适量的汽
油喷入圆筒内，用软木塞塞住筒口，当放电针释放电火花时，软木
塞被冲出。下列说法正确的是( )
D
A. 汽油的热值随其质量的变小而变小
B. 电火花使汽油燃烧的过程，将电能转化为汽油的化学能
C. 使用热值更大的燃料，一定可以提高热机的效率
D. 此装置可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程
3.在制作简易热机模型活动中，小明制作了如图所示的简
易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”
上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右
喷气，“蒸汽船”就向左行驶。
（1）蜡烛对铜制容器底部加热使容器内水温升高，这是通
过________的方式改变水的内能的。
热传递
（2）当铜管向右喷气时，“船体”向左运动。这个过程的能量转化是____能转化为_____
能。这与内燃机的______冲程相同。
内
机械
做功
【基础巩固】
甲
1.在“制作简易热机模型”实践活动的展示交流环节，小迪展示的是
蒸汽机模型，她选择烧瓶、酒精灯、带导管的橡皮塞和小风扇，组
装了如图甲所示的模型。
（1）小迪讲解：图甲中，用酒精灯加热烧瓶内的水，水蒸气从导管
中喷出，推动小风扇转动，将____能转化为______能，实现了利用
______来做功的目的。
内
机械
内能
（2）小迪提出问题：内能需要依靠燃料燃烧获得，为了提高内能的利用效率，图乙相
比图甲有什么改进之处？______________________________________________
（写出一条即可）。
燃料在气缸内部燃烧，能量损失少，效率相对较高
乙
2.小恩同学设计并制作了如下的汽轮机模型，并开展了相关的探究活动。
（1）制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在
叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动。
（2）组装“汽轮机”：组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口
正对着叶片，如图所示。
（3）给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可
以看到叶轮转动。
燃料燃烧时化学能转化为内能，内能再转化为机械能
内能损失多，热机效率低
（4）探究思考
①汽轮机的工作原理是________________________________________________。
②请从内能的利用效率方面作出评价：________________________。
【能力提升】
3.小东学习了热机后，想制作一个压缩空气动力小车。
（1）小东将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车，当气球向右喷气时，
静止的小车向左运动起来了，如图甲所示。这说明力可以改变物体的__________。细心
的小东还发现喷完气的气球嘴内壁湿漉漉的，原因是______________________________
_______________________________________。
运动状态
球内气体对外做功，导致内能减
小、温度降低，水蒸气遇冷液化形成小水滴
乙
（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压
缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接起来，该发动
机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，示意
图如图乙所示。该发动机对外做功的是______
（选填“进气”或“排气”）冲程。若该发动机的转速
为，则 内发动机对外做功____次。
进气
20
（3）和传统汽油机相比，压缩空气动力汽车的优点是________。
无污染(共22张PPT)
第十四章 内能的利用
第1节 能量的转化与守恒
情境创设
想想做做：能量的转化
（1）来回迅速摩擦双手，你有什么感觉？在这一过程中，存在着怎样的能量转化？
手发热。机械能转化为内能。
（2）将自制的简易太阳能风扇（如右图所示）放在太阳光下，并使太阳能电池对着阳
光。你会观察到什么现象？其中涉及怎样的能量转化？
小风扇会转动起来。光能转化为电能，电能转化为机械能。
学习任务一 能量的转化
1.能量的转化
自然界中存在着各种形式的能量，如机械能、化学能、内能、电能、光能、核能、潮汐
能等。在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化或转移的。
请你参考下图中给出的实例，补充相应能量转化的
其他实例。
①____________
②__________
③______________
④________#1.2.5
喷气发动机
摩擦生热
太阳能热水器
电饭锅
⑤____________
⑥______
⑦____________
1.
火力发电站
电灯
太阳能电池
⑧__________
⑨__________
⑩__________
______________________#1.2.12
蜡烛燃烧
光合作用
水力发电
电动机（示例合理即可）
2.正确理解能量的转化和转移
区分能量转移与能量转化的关键是看能量的形式是否改变。
（1）能量的转化：能量的转化一般是伴随着物体做功而实现的，能量的形式发生了变
化。在能量转化的过程中，一种形式的能量增加了，肯定有其他形式的能量减少了。例
如，弯折铁丝，铁丝因做功而温度升高，内能增加，机械能转化成了内能。
（2）能量的转移：能量的形式不变，但能量的载体发生变化。
学以致用
例1 （湖南中考）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是( )
C
A. 电烤炉取暖，是电能转移到人体
B. 钻木取火，是内能转化为机械能
C. 中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能
D. 用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能
学习任务二 能量守恒定律
1.能量守恒定律的内容：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式
______为其他形式，或者从一个物体______到其他物体，而在转化和转移的过程中，能
量的总量__________。
转化
转移
保持不变
2.对能量守恒定律的理解
（1）能量守恒定律的普遍性：能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之
一。自然界中，所有能量转化的过程都遵循能量守恒定律。
（2）不需要动力就可以源源不断地对外做功的机器——永动机，是不可能制成的，因
为它违背了能量守恒定律。
学以致用
例2 在各种形式的能量相互转化过程中，下列说法正确的是( )
C
A. 机械能一定守恒 B. 各种形式的能量都守恒
C. 各种形式的能的总量一定守恒 D. 内能一定守恒
【易错警示】
机械能守恒与能量守恒的区别
（1）机械能守恒：只存在着动能和势能之间的转化时，机械能的总量将保持不变。
（2）能量守恒：能量在转化过程中，有机械能与其他形式的能之间的转化，机械能的
总量将发生改变，机械能不再守恒，但是能量是守恒的。
例3 如图所示的摆设，正常运行时，小轮在支架上来回摆动，每次到达的最大高度相同。
小明发现摆设上有一电源，关掉电源后，小轮逐渐停下来，下列说法正确的是( )
D
A. 小轮滚动过程中没有力对其做功
B. 正常运行时，小轮的速度一直不变
C. 断电后小轮会停下，说明能量守恒定律不一定成立
D. 正常运行时，小轮往返一次，摆设一定需要消耗电能
例4 《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“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。”该段文字描述了以水流作
为动力来取水的机械——筒车，模型图如图所示。筒车“昼夜不息”，
______（选填“能”或“不能”）说明它就是永动机，理由是___________
_______________________________________________。
不能
筒车工作
时消耗了水的动能，将水的动能转化为筒车的机械能
知识点一 能量转化和转移的辨析
1.关于能量的转化和转移，下列说法正确的是( )
C
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. 双手摩擦生热时，内能转化为机械能
2.如图所示，陨石在加速下落的过程中与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧。陨石在
下落过程中，其能量转化是( )
A
A. 重力势能 动能 内能 B. 动能 重力势能 内能
C. 重力势能 内能 动能 D. 内能 重力势能 动能
知识点二 能量守恒定律的理解与应用
3.小球在地面弹跳的频闪照片如图所示，下列说法正确的是( )
C
A. 小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中小球能量不守恒
B. 根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C. 在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能
D. 此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的
4.有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是( )
B
A. 装置所具有的机械能始终不变
B. 如果没有能量补充，那么装置最终会停下来
C. 根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D. 装置中小球的机械能一直不变
5.在房屋装修中常用到一种打孔工具——冲击钻。冲击钻工作时，钻头在电
动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。冲击钻在工作过程中，
其能量转化关系是( )
D
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
【基础巩固】
1.下列关于能量的说法正确的是( )
C
A. 洗衣机工作时将机械能转化为电能
B. 电热水壶工作时将内能转化为电能
C. 用热水泡脚，身体会感觉暖和，说明内能可以转移
D. 能量无论是转化还是转移，能量总和会逐渐减少
2.有关能量守恒定律，下列说法正确的是( )
D
A. 能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B. 能量守恒定律只适用于能量转化过程
C. “摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D. 按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
3.写出下列过程中能量转化或转移的情况。
（1）一杯水慢慢变凉：________________________。
（2）风力发电机发电：__________________。
（3）电饭煲通电煮饭：________________。
（4）晒太阳感到暖和：__________________。
（5）植物的光合作用：__________________。
内能从水中转移到空气中
机械能转化为电能
电能转化为内能
太阳能转化为内能
光能转化为化学能
【能力提升】
4.根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是( )
C
A. 出膛的子弹射穿木板，以更大的速度继续前进
B. 电热水壶里的水沸腾了，给该电热水壶断电，水的沸腾永远不会停止
C. 两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D. 孤岛上被人们遗忘的一个机械表，指针将一直运动下去
5.某科技馆里有一种“水车”，其结构如图所示，
叶片由高分子聚合材料制成，其特点是在常温下，
叶片是平直的；在高温下，叶片可向一侧弯曲。
当把“水车”的下半部分放进热水中时，“水车”就
可以转动起来，有人说这种“水车”是永动机，因
为它没有外部动力也能转动。你认为这种说法
不正确
从能量的转化角度分析，该“水车”是将
内能转化为机械能的装置。热水在推动叶片做功时，要消耗水的内能，水的温度会逐渐
降低，当水温降至室温时，“水车”就会停止转动
________（选填“正确”或“不正确”），理由是____________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________。
【素养创新】
6.排球充气后，使排球从手中自由落下，排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。
（1）整个过程中能量是否守恒？请作出具体解释：_______________________________
___________________________________________。
能量始终守恒。排球与空气摩擦、
与地板碰撞过程中有一部分机械能转化成内能了
（2）排球从接触地面到形变最大的过程中，速度与形变大小 之间的关系大致如图
所示。请说明该过程中，排球受力情况与机械能转化情况： _______________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
__________________________________________ 。
排球接触地面后，受到
重力和地面的弹力，弹力小于重力，排球的动能转化为弹性势能。到B点对应的位置时，
排球的重力等于受到的地面的弹力，动能达到最大。从B点对应的位置到形变最大的过
程中，弹力大于重力，动能全部转化成弹性势能

展开更多......

收起↑