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第6章 内能的利用（解析卷）
■考点一　燃料的热值
1．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，热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。气体燃料热值的单位是J/m3。
2．能量既不能凭空消灭，也不能凭空产生，它只能从一种形式转化成其他形式，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。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
■考点二　热机及其效率
3．利用燃料燃烧释放出的能量做功的机械，叫做热机。热机是把内能转化成机械能的机器。内燃机是最常见的一种热机，其中的四冲程汽油机或柴油机通过吸气冲程压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程的循环进行工作。在这四个冲程中，压缩冲程是把机械能转化成内能；做功冲程是把内能转化成机械能。内燃机完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程叫做一个工作循环，在一个工作循环内，活塞往复运动两次，曲轴旋转两周。
4．热机在工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率。在热机的能量损失中，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。
■易错提示：
1．热值是燃料完全燃烧时放出的热量与其质量的比值，
2．压缩冲程的做功冲程的能量转化
规律总结1
★热值：热值是燃料的一种特性；在完全燃烧相同质量的不同燃料时，热值越大的燃料燃烧释放出的热量越多。
（1）由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的值来体现；同样质量的水，水温度升高的值大的说明吸收的热量多，也就说明燃料燃烧放出的热量多，燃料的热值大，据此分析回答；
（2）观察表中数据，通过两杯水温度升高的多少，得出水吸收的热量多少，从而得出谁的热值较大；
（3）考虑到热损失、燃料能否完全燃烧，由此计算出煤油和菜籽油的热值也是不可靠的。
经典例题
【例1】（2021 西宁）小海坐在西宁驶往青海湖的大巴车上，以 ________为参照物，小海是静止的。若大巴车消耗汽油10kg，这些汽油完全燃烧放出的热量是________J。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
【考查角度】燃料的热值及其计算
【解析】（1）坐在行驶的大巴车上的小海相对于大巴车，位置没有发生变化，以大巴车为参照物小海是静止的；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J。
【答案】大巴车；4.6×108。
【例2】（2021 东营）下列说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B．物体的温度不变，它的内能一定不变
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【考查角度】温度、热量与内能的关系；燃料的热值及其计算
【解析】A、燃料燃烧放出热量的多少，与燃料的热值、质量和燃烧程度有关，故A错误；
B、晶体熔化时，物体不断吸热，其内能增大，但是温度保持熔点不变，故B错误；
C、物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C正确；
D、热量是从高温物体向低温物体传递的或者从物体的高温部分传向低温部分，内能大的物体温度不一定高，故D错误。
故选：C。
【答案】C
规律总结2
★热机及其效率：（1）热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高；任何机器在做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%。
（2）功率是指单位时间内做功的多少，是反映物体做功快慢的物理量。
经典例题
【例1】（2021 天门）如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　）
A．进气门打开，排气门关闭
B．喷油嘴喷出雾状汽油
C．靠飞轮的惯性完成
D．内能转化为机械能
【考查角度】内燃机的四个冲程．
【解析】观察图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞打出电火花，气缸内汽油和空气的混合气体发生燃烧，是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，该冲程对外提供动力，不需要靠飞轮惯性完成，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【答案】D
【例2】（2020 枣庄）关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
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
【考查角度】热机的效率
【解析】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，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A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功与总功的比值越大；功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选：B。
【答案】B
规律总结3
★能量的转化和守恒定律：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。各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的。能量的转化，主要是看哪种能量减少了，哪种能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。能量的转化和转移具有方向性。
经典例题
【例1】（2021 遵义）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（　　）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．如果没有能量补充，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．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
【考查角度】能量的转化和守恒
【解析】A、装置在工作的过程中，由于存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能会变小，故A错误；
BC、如果没有能量补充，机械能会逐渐变小，装置最终会停下来，故B正确，C错误；
D、装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，动能发生改变，有重力势能和动能的转化，故D错误。
故选：B。
【答案】B
一．选择题（共11小题）
1．（2021 淮安）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【解析】将铁丝快速弯折十余次，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，此过程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同。
故选：B。
【答案】B
2．（2021 苏州）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置。下列关于该两组实验的说法正确的是（　　）
A．每组实验中，燃料的质量均应相等
B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
【解析】AB、根据比较不同燃料燃烧放出的热量大小和探究“不同物质吸热升温现象”两实验的要求，容器中被加热物质的质量都要相同，而探究“不同物质吸热升温现象”实验时，不需要控制燃料的质量相同，故A错误，B正确；
C、甲组实验中，可以根据加热时间来比较吸热的多少，故C错误；
D、乙组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少，故D错误。
故选：B。
【答案】B
3．（2020 枣庄）关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
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．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，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A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功与总功的比值越大；功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选：B。
【答案】B
4．（2021 新华区校级一模）单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，此汽油机在每秒钟内（　　）
A．完成120个冲程，对外做功30次
B．完成60个冲程，对外做功15次
C．完成30个冲程，对外做功15次
D．完成60个冲程，对外做功30次
【解析】飞轮转速为1800r/min＝30r/s，
因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，
所以，该汽油机1s内完成60个冲程，对外做功15次。
故选：B。
【答案】B
5．（2020 肥西县二模）能量是物理学中极其重要的一个基本概念，关于这个概念的说法全部正确的是
①做功可以引起能量改变，根据做功的多少可以衡量能量变化的多少
②热传递可以引起能量的变化，根据吸收或放出的热量的多少可以衡量能量的变化量
③能量的形式多种多样，不同形式的能量间可以无条件地相互转化
④不同的物体之间，能量可以无条件地随意转移
⑤做饭时燃烧天然气，这是将天然气这种物质转变成能量，即用掉了物质生成了能量
⑥电路中通过电流时，能量发生了转化，电源消耗的能量等于各部分电路中获得的总能量（　　）
A．③④⑤ B．①②⑥ C．②④⑥ D．①③⑤
【解析】①做功可以引起能量改变，做功越多，消耗的机械能越多，所以根据做功的多少可以衡量能量变化的多少。此说法正确；
②热传递可以引起能量的变化，物体吸收热量、能量增加，放出热量、能量减少，所以根据吸收或放出的热量的多少可以衡量能量的变化量。此说法正确；
③能量的形式多种多样，不同形式的能量间可以相互转化，但转化都是有条件的。此说法错误；
④不同的物体之间，能量的转移是有方向的。此说法错误；
⑤做饭时燃烧天然气，这是将天然气的化学能转化成了内能，此说法错误；
⑥电路中通过电流时，能量发生了转化，电源消耗的能量等于各部分电路中获得的总能量。此说法正确。
故选：B。
【答案】B
6．（2021 泰安模拟）下列对能量转化分析错误的是（　　）
A．热机主要将机械能转化为化学能
B．核电站主要将核能转化为电能
C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D．水电站主要将机械能转化为电能
【解析】A、热机是利用热来工作的机器，将内能转化为机械能，故A错误；
B、核电站是将核裂变时释放的能量最终转化为电能，故B正确；
C、太阳能热水器是吸收太阳能来加热水的，是将太阳能转化为内能，故C正确；
D、水电站是将水流动的机械能最终转化为电能的，故D正确。
故选：A。
【答案】A
7．（2020 湘西州）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
【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。
【答案】D
8．（2021 成都模拟）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　）
A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒
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
【解析】A、由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故A错误；
B、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故B错误；
C、在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，故C正确；
D、能量守恒定律适用于所有的能量转化过程，故D错误。
故选：C。
【答案】C
9．（2021 武进区二模）如图一根细绳上端固定，下端系一金属小球，制成一个单摆。现将小球拉到离地面50cm高的位置A后静止释放，小球摆到右侧最高点C，C点离地面高度为40cm，随后小球由C点再次摆到左侧最高点D（D点未标出），则D点离地面的高度可能是（　　）
A．40cm B．35cm C．30cm D．25cm
【解析】小球从A 点开始向C点摆动过程中，由于要克服空气的摩擦而做功，机械能转化为内能，机械能会减小，所以小球摆到右侧最高点C要小于A点距离地面的高度，在此过程中小球的高度减小了10cm；随后小球由C点再次摆到左侧最高点D过程中小球依然要克服空气的摩擦而做功，机械能转化为内能，机械能会继续减小；但是在此过程中，小球摆动的幅度比小球从A 点开始向C点的幅度小，即消耗的机械能小，所以小球的高度的减小量小于10cm，即D点离地面的高度在40cm和30cm之间，故B正确。
故选：B。
【答案】B
10．（2020 威海）关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（　　）
A．地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能
B．自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
C．空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
D．热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体
【解析】A、远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成化石能源，故A正确；
B、能量守恒定律普遍适用，自然界中水能的循环再生过程同样遵循能量守恒定律，故B错误；
C、空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要利用压缩机来完成，消耗电能，故C正确；
D、能量转移具有方向性，热水自然变凉，说明能量自发的从高温物体转移至低温物体，故D正确。
故选：B。
【答案】B
11．（2021 洪泽区二模）一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。这样的情景是不会出现的原因是（　　）
A．违反能量守恒定律 B．水的比热容大
C．能量的转移有方向性 D．冰的密度较小
【解析】因能量的转移具有方向性，内能会自发地从高温处向低温处转移，不会逆向转移，所以不会出现题中所说的情景。故C正确，ABD错误。
故选：C。
【答案】C
二．填空题（共11小题）
12．（2021 阜新）2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是________的；火箭工作时将________能转化为机械能；火箭________热机（选填“属于”或“不属于”）。
【解析】以火箭为参照物，该飞船与火箭之间没有位置的变化，是静止的；火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的内能转化为机械能；火箭喷气式发动机靠燃烧燃料获得内能，将燃料燃烧的内能转化为火箭运动的机械能，属于热机。
【答案】静止；内；属于。
13．（2021 常州）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部________（物态变化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的________冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部________（物质变化名）牢牢套住螺钉，利用该技术，铜螺钉可以拧入表格中________物质制作的板材。
物质 熔点/℃
铁 1535
铜 1083
铝 660
【解析】②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部会熔化为液态；摩擦生热的能量转化方式是通过做功的方式使机械能转化为内能；内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，所以内燃机的压缩冲程的能量转化相同；
③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部的温度变低，由液态变为凝固为固态，牢牢套住螺钉；
④由表格中的数据可知，铜的熔点为1083℃，而铁的熔点要高于铜的熔点，铝的熔点低于铜的熔点，所以铜螺钉不能拧铁物质制作的板材，可以拧铝物质制作的板材。
【答案】熔化；压缩；凝固；铝。
14．（2021 朝阳）图中是某四冲程内燃机工作循环中的________冲程，若此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转速是________r/min。
【解析】从图中可以看出，气门都关闭、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；
因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次；1秒内对外做功20次，飞轮转40r，1min飞轮转动的圈数为60×40r＝2400r。
【答案】做功；2400。
15．（2021 盐城）用煤气灶把初温为20℃，质量为2kg的水加热到70℃，水吸收的热量为________J。若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧________kg的煤气。事实上，将这壶水加热到70℃需要的煤气质量更________[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值为4.2×107J/kg]
【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J；
（2）由题意可知，Q放＝Q吸＝4.2×105J，
根据Q放＝mq煤气可得，消耗煤气的质量：
m煤气＝＝＝0.01kg。
由于有热损失，则事实上将这壶水加热到70℃需要的煤气质量更多。
【答案】4.2×105；0.01；多。
16．（2021 荆门）目前正在我市进行试验飞行的国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机。飞机在空中满载时的最大巡航速度为460km/h，发动机巡航推力为5×104N。
（1）AG600在高空所受的大气压强，比水面附近的大气压强________；为了执行灭火任务飞机停在水面吸水，随着吸水量增加，它受到的浮力________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）某次试飞中AG600以最大速度满载巡航1h，消耗燃油2×103kg，燃油完全燃烧产生的内能为________J，发动机的工作效率为________（燃油的热值取4.6×107J/kg）。
【解析】（1）大气压随着高度的增加而减小，所以鲲龙AG600水陆两栖飞机在高空所受的大气压强，比水面附近的大气压强小；
为了执行灭火任务飞机停在水面吸水，随着吸水量增加，飞机自身总重G增加，由漂浮条件F浮＝G可知，它受到的浮力增大；
（2）燃油完全燃烧获得的内能：
Q＝mq＝2×103kg×4.6×107J/kg＝9.2×1010J；
由v＝得，AG600以最大速度满载巡航1h，通过的路程：
s＝vt＝460km/h×1h＝460km＝4.6×105m；
推力所做的功：
W有＝Fs＝5×104N×4.6×105m＝2.3×1010J；
发动机的工作效率为：
η＝×100%＝×100%＝25%。
【答案】（1）小；增大；（2）9.2×1010；25%。
17．（2020 南宁）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过________的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的________冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是________（汽油热值为4.6×107J/kg）。
【解析】（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明将活塞迅速下压，活塞对桶内空气做功，使筒内空气的内能增加，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
汽油机的效率η＝×100%＝×100%＝25%。
【答案】做功；压缩；25%。
18．（2021 黑龙江）一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min，则该汽油机每秒钟完成________个冲程，对外做功________次。
【解析】已知飞轮转速为2400r/min＝40r/s，
因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，
所以该汽油机1s完成20个工作循环，80个冲程，对外做功20次，活塞往复40次。
【答案】80；20。
19．（2021 武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的________能转化为燃气的内能，卫星的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解析】燃料燃烧的过程化学能转化为内能，加速上升过程中，卫星的动能和重力势能都变大，所以卫星的机械能增大。
【答案】化学；增大。
20．（2021 百色模拟）能量既不会消灭，也不会创生，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，而能量的总量保持________。自然界的煤、石油和天然气中的能量来源于亿万年前植物、动物内的________能。
【解析】由能量守恒定律可知：能量既不会消灭，也不会创生，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，而能量的总量保持不变。
自然界的煤、石油和天然气中的能量来源于亿万年前植物、动物内的化学能。
【答案】不变；化学。
21．（2020 常州模拟）如图是我国用长征二号F﹣T2火箭将天宫二号空间实验室发射升空时的壮观情景。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的________能，再转化为火箭的________能。
【解析】火箭发射升空时，首先燃烧燃料，将化学能转化为内能，然后利用内能推动火箭升空，将内能转化为机械能。
【答案】内；机械。
22．（2021 淮安二模）白炽灯有电流通过，发光的同时产生的________散失在空气中，这些能量无法自动再转化为电能：汽车制动过程中________转化为地面、轮胎空气的内能，这些内能同样无法自动再用来开动汽车。
【解析】白炽灯有电流通过，白炽灯发光，同时白炽灯产生的内能散失在空气中，无法自动转化为电能或机械能；
汽车制动过程中，克服摩擦做功，机械能转化为地面、轮胎、空气的内能，这些内能同样无法自动再用来开动汽车；
这些现象均说明能量的转移和转化是具有方向性的。
【答案】内能；机械。
三．实验探究题（共3小题）
23．（2020 惠民县模拟）如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，根据图中提供的信息回答下列问题。
（1）塞子冲出试管后，因为________继续向前运动；
（2）塞子被推出的过程中，________能转化成________能，这个过程中能量转化与热机中的________冲程相同。
【解析】（1）塞子冲出试管后继续向前运动，是因为塞子具有惯性，仍然要保持原来的运动状态；
（2）对水持续加热，试管中产生大量水蒸气，水蒸气膨胀做功，将软木塞顶起，塞子被推出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；
内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，因此这一现象相当于内燃机的做功冲程。
【答案】（1）惯性；（2）内；机械；做功。
24．（2021 珠海校级模拟）在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向________端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量________g的酒精；
（2）小林组装的实验装置如图丁所示，他在器材安装中的一处错误________。
（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过________来反映的；
（4）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小林同学在实验中应让下列________（填序号）保持相同。
①酒精和碎纸片的质量；②两烧杯中水的质量；③加热的时间； ④水升高的温度；
（5）完成实验数据记录如表。根据表中数据，酒精和碎纸片热值较大的是________。通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏________（选填“大”或“小”）。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 水温的变化/℃
酒精 20 80 60
碎纸片 20 65 45
【解析】（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端的零刻线处；此时指针偏向右侧，说明天平的左侧上翘，平衡螺母应向左移动；
如图乙和丙所示，碎纸片的质量m＝5g+2.5g＝7.5g；
为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，所以则他还应称量7.5g的酒精；
（2）由图丁知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底；
（3）为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数变化得出吸热多少，进而判断热值大小；
（4）实验中要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，故选①②；
（5）由表格数据可知，相同质量的酒精和碎纸片燃尽时，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高60℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高45℃，可见酒精的热值比碎纸片的大；
因为烧杯、空气也吸收热量（即存在热损失），并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小。
【答案】（1）左；7.5；（2）温度计的玻璃泡接触到了容器底；（3）温度计的示数变化；（4）①②；（5）酒精；小。
25．（2020 临洮县模拟）汽车刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和________（选填“增加”、“减少”或“不变”），散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有________。完全燃烧0.1kg汽油释放的热量为________J，若这些热量的42%被水吸收，可以将100kg的水由20℃加热到________℃．【q汽油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）】
【解析】（1）汽车刹车的过程中，能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，但由能量守恒定律可知，此过程能量的总和不变；
散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有方向性。
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量：
Q放＝qm汽油＝4.6×107J/kg×0.1kg＝4.6×106J；
这些热量的42%被水吸收，则有Q吸＝cm△t＝ηQ放，
所以水升高的温度：
△t＝＝＝＝4.6℃。
则水升高到的温度（末温）：t＝t0+△t＝20℃+4.6℃＝24.6℃。
【答案】不变；方向性；4.6×106；24.6。
四．综合能力题（共3小题）
26．（2021 封开县一模）阅读短文，回答问题。
汽油机
单缸四冲程汽油机工作原理：是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程让水蒸气排放到冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上（如图所示）。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。一种是异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。
（1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为________能。
（2）“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程热机的________冲程。
（3）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是________。
A.四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功
B.四缸四冲程异步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作
C.若每个汽缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率
D.异步机各汽缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳
【解析】（1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能；
（2）由题知，六冲程引擎中的第五冲程，是水变为水蒸气推动活塞做功，从而为汽车提供动力，所以相当于四冲程内燃机的做功冲程；
（3）A、由题知，同步汽油机四个汽缸在同一时间都是做的相同工作，所以飞轮转动的2周里，四个汽缸是同时完成做功冲程，即同时在做功，故A错误；
B、四缸四冲程异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，所以四个汽缸在同一时间做的工作不同，故B错误；
C、若每个汽缸做功功率相同，由于都是四个汽缸，所以同步汽油机的平均功率与异步汽油机平均功率相等，故C错误；
D、异步机各汽缸的做功冲程错开，做功冲程均匀，则机械能输出更平稳，故D正确。
【答案】（1）机械；（2）做功；（3）D。
27．（2021 珠海校级模拟）阅读短文，回答问题：
在我国随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进了很多普通的家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车。小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整。
（1）汽车上很多地方都用到了物理知识，下列现象所对应的解释不合理的是________。
A.打开油箱盖会闻到汽油的味道﹣﹣扩散现象
B.环保汽车使用气体燃料﹣﹣减少对大气的污染
C.小排量的车一般经济省油﹣﹣发动机的效率低
D.空调车车窗玻璃设计为双层﹣﹣减少车内外热量的传递
（2）一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成 ________个冲程，曲轴转 ________圈，对外做功________次。
（3）若汽车油箱伸用的是热值为4.6×107J/kg的汽油，当该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油5kg，汽车发动机的输出的功率为12kW，牵引力做的功为________J，则汽车发动机的效率为________。（保留整数）
【解析】（1）A、打开油箱盖会闻到汽油的味道，表明汽油分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故A正确；
B、气体燃料中碳元素的含量低于汽油中碳元素的含量，燃烧相同质量的气体燃料和汽油时，燃烧天然气排放的二氧化碳比燃烧汽油排放的二氧化碳少，所以相同条件下，减少对大气的污染，故B正确；
C、完成一样的有用功时由于小排量汽车消耗的能源比大排量的车消耗的能源少，所以发动机的效率高，故C错误；
D、车窗为双层玻璃会大大减少因为热传导而发生的车内外热量的传递，故D正确；
（2）飞轮转速是1200r/min＝20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，由于热机完成一个工作循环，完成4个冲程，飞轮转动2周，燃气对外做功1次，所以转动20圈经过40个冲程，对外做功10次．
（3）由速度公式v＝可知，行驶时间t＝＝＝5×103s，汽车的有用功W有＝Pt＝12×103W×5×103s＝6×107J，释放的能量Q＝qm＝4.6×107J/kg×5kg＝2.3×108J，发动机的效率η＝×100%＝×100%＝26%．
【答案】（1）C；（2）40；10；（3）6×107J；26%。
28．（2021 丰台区一模）请阅读《垃圾发电》并回答问题。
垃圾发电
近两年，垃圾分类成了人们生活核心议题之一。北京目前采取的垃圾分类方法为“四分法”，将垃圾分为厨余垃圾、可回收物、有害垃圾、其他垃圾。垃圾分类收集后被专门的运输车辆送到不同的分类处理地点，经过垃圾发电等处理延长了填埋场的使用寿命，有利于城市环境保护。
厨余垃圾会被堆肥处理，可回收物会被送到再生资源回收处，有害垃圾会被送到各类设施实现无害处理。那么看似没有用的其他垃圾呢？北京就已经有建成并使用的再生能源发电厂，其他垃圾通过“浴火重生”后变身成了宝贵资源。
其实这些其他垃圾被送到厂中后不能立即燃烧，需要按照时间分类堆放。经过脱水、发酵后才能送入焚烧炉。发电厂还有一个中央控制室，可以从监视器上看到垃圾从进入垃圾池到焚烧炉里燃烧的整个过程。炉内温度也始终显示在监视器上。垃圾焚烧时，炉内温度一般为900℃，炉心最高温度为1100℃。经过焚烧，垃圾中的病原菌彻底杀灭，从而达到无害化的目的。在高温焚烧（产生的烟雾经过处理）中产生的热量将工作物质转化为高温蒸气推动涡轮机转动，使发电机产生电能。在某再生能源发电厂，一吨垃圾可以转化为400度的电能，可以补充电能不足，具有明显的节能效益。焚烧后体积比原来可缩小50﹣80%，分类收集的可燃性垃圾灰渣只占原体积的5%，因而比其他垃圾填埋等处理方法，更可达减量化的目的。
因此，兴建垃圾电厂十分有利于城市的环境保护，尤其是对土地资源和水资源的保护，实现可持续发展。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）其他垃圾被送到再生能源发电厂后需要按照时间分类堆放。经过脱水、________后才能送入焚烧炉，焚烧后得到大量内能推动涡轮机转动最终转化为________。
（2）垃圾发电的优点是________、________和显著的节能效益。
【解析】（1）由材料可知，这些其他垃圾被送到厂中后不能立即燃烧，需要按照时间分类堆放。经过脱水、发酵后才能送入焚烧炉；
垃圾高温焚烧发电，是高温焚烧中产生的热量将工作物质转化为高温蒸气推动涡轮机转动，使发电机产生电能；
（2）由材料可知：①垃圾焚烧时，炉内温度一般为900℃，炉心最高温度为1100℃。经过焚烧，垃圾中的病原菌彻底杀灭，从而达到无害化的目的。
②在某再生能源发电厂，一吨垃圾可以转化为400度的电能，可以补充电能不足，具有明显的节能效益。
③焚烧后体积比原来可缩小50﹣80%，分类收集的可燃性垃圾灰渣只占原体积的5%，因而比其他垃圾填埋等处理方法，更可达减量化的目的。
所以，垃圾发电的优点是无害化、减量化和显著的节能效益。
【答案】（1）发酵；电能；（2）无害化；减量化。
知识网络图
考点梳理
考点突破
考场演练
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第6章 内能的利用（原卷）
■考点一　燃料的热值
1．某种燃料＿＿＿＿燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种＿＿＿＿＿＿＿，热值的单位是＿＿＿＿＿＿＿，符号是＿＿＿＿。气体燃料热值的单位是＿＿＿＿。
2．能量既不能凭空消灭，也不能＿＿＿＿＿＿，它只能从一种形式转化成其他形式，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＿＿＿＿＿＿，这就是能量守恒定律。能量守恒定律是自然界＿＿＿＿、＿＿＿＿的基本定律之一。
■考点二　热机及其效率
3．利用燃料燃烧释放出的能量做功的机械，叫做＿＿＿＿。热机是把＿＿＿＿转化成＿＿＿＿的机器。内燃机是最常见的一种热机，其中的四冲程汽油机或柴油机通过吸气冲程＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、排气冲程四个冲程的循环进行工作。在这四个冲程中，＿＿＿＿＿＿是把机械能转化成内能；＿＿＿＿＿＿是把内能转化成机械能。内燃机完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程叫做一个＿＿＿＿＿＿，在一个工作循环内，＿＿＿＿往复运动两次，曲轴旋转＿＿＿周。
4．热机在工作时，用来做＿＿＿＿的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做＿＿＿＿＿＿＿。在热机的能量损失中，废气带走的能量最＿＿＿。设法利用废气的能量，是＿＿＿＿燃料利用率的重要措施。
■易错提示：
1．热值是燃料完全燃烧时放出的热量与其质量的比值，
2．压缩冲程的做功冲程的能量转化
规律总结1
★热值：热值是燃料的一种特性；在完全燃烧相同质量的不同燃料时，热值越大的燃料燃烧释放出的热量越多。
（1）由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的值来体现；同样质量的水，水温度升高的值大的说明吸收的热量多，也就说明燃料燃烧放出的热量多，燃料的热值大，据此分析回答；
（2）观察表中数据，通过两杯水温度升高的多少，得出水吸收的热量多少，从而得出谁的热值较大；
（3）考虑到热损失、燃料能否完全燃烧，由此计算出煤油和菜籽油的热值也是不可靠的。
经典例题
【例1】（2021 西宁）小海坐在西宁驶往青海湖的大巴车上，以 ________为参照物，小海是静止的。若大巴车消耗汽油10kg，这些汽油完全燃烧放出的热量是________J。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
【考查角度】燃料的热值及其计算
【解析】（1）坐在行驶的大巴车上的小海相对于大巴车，位置没有发生变化，以大巴车为参照物小海是静止的；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J。
【答案】大巴车；4.6×108。
【例2】（2021 东营）下列说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B．物体的温度不变，它的内能一定不变
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【考查角度】温度、热量与内能的关系；燃料的热值及其计算
【解析】A、燃料燃烧放出热量的多少，与燃料的热值、质量和燃烧程度有关，故A错误；
B、晶体熔化时，物体不断吸热，其内能增大，但是温度保持熔点不变，故B错误；
C、物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C正确；
D、热量是从高温物体向低温物体传递的或者从物体的高温部分传向低温部分，内能大的物体温度不一定高，故D错误。
故选：C。
【答案】C
规律总结2
★热机及其效率：（1）热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，比值越大，效率越高；任何机器在做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%。
（2）功率是指单位时间内做功的多少，是反映物体做功快慢的物理量。
经典例题
【例1】（2021 天门）如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　）
A．进气门打开，排气门关闭
B．喷油嘴喷出雾状汽油
C．靠飞轮的惯性完成
D．内能转化为机械能
【考查角度】内燃机的四个冲程．
【解析】观察图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞打出电火花，气缸内汽油和空气的混合气体发生燃烧，是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，该冲程对外提供动力，不需要靠飞轮惯性完成，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【答案】D
【例2】（2020 枣庄）关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
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
【考查角度】热机的效率
【解析】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，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A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功与总功的比值越大；功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选：B。
【答案】B
规律总结3
★能量的转化和守恒定律：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。各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的。能量的转化，主要是看哪种能量减少了，哪种能量增加，总是减少的能量转化为增加的能量。能量的转化和转移具有方向性。
经典例题
【例1】（2021 遵义）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（　　）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．如果没有能量补充，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．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
【考查角度】能量的转化和守恒
【解析】A、装置在工作的过程中，由于存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能会变小，故A错误；
BC、如果没有能量补充，机械能会逐渐变小，装置最终会停下来，故B正确，C错误；
D、装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，动能发生改变，有重力势能和动能的转化，故D错误。
故选：B。
【答案】B
一．选择题（共11小题）
1．（2021 淮安）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
2．（2021 苏州）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置。下列关于该两组实验的说法正确的是（　　）
A．每组实验中，燃料的质量均应相等
B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
3．（2020 枣庄）关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
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
4．（2021 新华区校级一模）单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，此汽油机在每秒钟内（　　）
A．完成120个冲程，对外做功30次
B．完成60个冲程，对外做功15次
C．完成30个冲程，对外做功15次
D．完成60个冲程，对外做功30次
5．（2020 肥西县二模）能量是物理学中极其重要的一个基本概念，关于这个概念的说法全部正确的是
①做功可以引起能量改变，根据做功的多少可以衡量能量变化的多少
②热传递可以引起能量的变化，根据吸收或放出的热量的多少可以衡量能量的变化量
③能量的形式多种多样，不同形式的能量间可以无条件地相互转化
④不同的物体之间，能量可以无条件地随意转移
⑤做饭时燃烧天然气，这是将天然气这种物质转变成能量，即用掉了物质生成了能量
⑥电路中通过电流时，能量发生了转化，电源消耗的能量等于各部分电路中获得的总能量（　　）
A．③④⑤ B．①②⑥ C．②④⑥ D．①③⑤
6．（2021 泰安模拟）下列对能量转化分析错误的是（　　）
A．热机主要将机械能转化为化学能
B．核电站主要将核能转化为电能
C．太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D．水电站主要将机械能转化为电能
7．（2020 湘西州）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
8．（2021 成都模拟）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　）
A．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒
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
9．（2021 武进区二模）如图一根细绳上端固定，下端系一金属小球，制成一个单摆。现将小球拉到离地面50cm高的位置A后静止释放，小球摆到右侧最高点C，C点离地面高度为40cm，随后小球由C点再次摆到左侧最高点D（D点未标出），则D点离地面的高度可能是（　　）
A．40cm B．35cm C．30cm D．25cm
10．（2020 威海）关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（　　）
A．地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能
B．自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
C．空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
D．热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体
11．（2021 洪泽区二模）一杯水的内能自发集中到这杯水的上层，使上面的水剧烈地沸腾，而下面的水却结成了冰。这样的情景是不会出现的原因是（　　）
A．违反能量守恒定律 B．水的比热容大
C．能量的转移有方向性 D．冰的密度较小
二．填空题（共11小题）
12．（2021 阜新）2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。以火箭为参照物，该飞船是 　 　的；火箭工作时将 　 　能转化为机械能；火箭 　 　热机（选填“属于”或“不属于”）。
13．（2021 常州）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部 　 　（物态变化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 　 　冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部 　 　（物质变化名）牢牢套住螺钉，利用该技术，铜螺钉可以拧入表格中 　 　物质制作的板材。
物质 熔点/℃
铁 1535
铜 1083
铝 660
14．（2021 朝阳）图中是某四冲程内燃机工作循环中的 　 　冲程，若此内燃机1秒内对外做功20次，则飞轮转速是 　 　r/min。
15．（2021 盐城）用煤气灶把初温为20℃，质量为2kg的水加热到70℃，水吸收的热量为 　 　J。若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧 　 　kg的煤气。事实上，将这壶水加热到70℃需要的煤气质量更 　 　。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值为4.2×107J/kg]
16．（2021 荆门）目前正在我市进行试验飞行的国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机。飞机在空中满载时的最大巡航速度为460km/h，发动机巡航推力为5×104N。
（1）AG600在高空所受的大气压强，比水面附近的大气压强 　 　；为了执行灭火任务飞机停在水面吸水，随着吸水量增加，它受到的浮力 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）某次试飞中AG600以最大速度满载巡航1h，消耗燃油2×103kg，燃油完全燃烧产生的内能为 　 　J，发动机的工作效率为 　 　（燃油的热值取4.6×107J/kg）。
17．（2020 南宁）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过　 　的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的　 　冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是　 　（汽油热值为4.6×107J/kg）。
18．（2021 黑龙江）一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min，则该汽油机每秒钟完成 　 　个冲程，对外做功 　 　次。
19．（2021 武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的 　 　能转化为燃气的内能，卫星的机械能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
20．（2021 百色模拟）能量既不会消灭，也不会创生，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，而能量的总量保持　 　。自然界的煤、石油和天然气中的能量来源于亿万年前植物、动物内的　 　能。
21．（2020 常州模拟）如图是我国用长征二号F﹣T2火箭将天宫二号空间实验室发射升空时的壮观情景。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的　 　能，再转化为火箭的　 　能。
22．（2021 淮安二模）白炽灯有电流通过，发光的同时产生的 　 　散失在空气中，这些能量无法自动再转化为电能：汽车制动过程中 　 　转化为地面、轮胎空气的内能，这些内能同样无法自动再用来开动汽车。
三．实验探究题（共3小题）
23．（2020 惠民县模拟）如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，根据图中提供的信息回答下列问题。
（1）塞子冲出试管后，因为　 　继续向前运动；
（2）塞子被推出的过程中，　 　能转化成　 　能，这个过程中能量转化与热机中的　 　冲程相同。
24．（2021 珠海校级模拟）在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向 　 　端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量 　 　g的酒精；
（2）小林组装的实验装置如图丁所示，他在器材安装中的一处错误 　 　。
（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 　 　来反映的；
（4）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小林同学在实验中应让下列 　 　（填序号）保持相同。
①酒精和碎纸片的质量；②两烧杯中水的质量；③加热的时间； ④水升高的温度；
（5）完成实验数据记录如表。根据表中数据，酒精和碎纸片热值较大的是 　 　。通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏 　 　（选填“大”或“小”）。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 水温的变化/℃
酒精 20 80 60
碎纸片 20 65 45
25．（2020 临洮县模拟）汽车刹车的过程中，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”），散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转化和转移具有　 　。完全燃烧0.1kg汽油释放的热量为　 　J，若这些热量的42%被水吸收，可以将100kg的水由20℃加热到　 　℃．【q汽油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）】
四．综合能力题（共3小题）
26．（2021 封开县一模）阅读短文，回答问题。
汽油机
单缸四冲程汽油机工作原理：是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程让水蒸气排放到冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上（如图所示）。四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。一种是异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。
（1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为　 　能。
（2）“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程热机的　 　冲程。
（3）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是　 　。
A.四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功
B.四缸四冲程异步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作
C.若每个汽缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率
D.异步机各汽缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳
27．（2021 珠海校级模拟）阅读短文，回答问题：
在我国随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进了很多普通的家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车。小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整。
（1）汽车上很多地方都用到了物理知识，下列现象所对应的解释不合理的是 　 　。
A.打开油箱盖会闻到汽油的味道﹣﹣扩散现象
B.环保汽车使用气体燃料﹣﹣减少对大气的污染
C.小排量的车一般经济省油﹣﹣发动机的效率低
D.空调车车窗玻璃设计为双层﹣﹣减少车内外热量的传递
（2）一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成 　 　个冲程，曲轴转 　 　圈，对外做功 　 　次。
（3）若汽车油箱伸用的是热值为4.6×107J/kg的汽油，当该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油5kg，汽车发动机的输出的功率为12kW，牵引力做的功为 　 　J，则汽车发动机的效率为 　 　。（保留整数）
28．（2021 丰台区一模）请阅读《垃圾发电》并回答问题。
垃圾发电
近两年，垃圾分类成了人们生活核心议题之一。北京目前采取的垃圾分类方法为“四分法”，将垃圾分为厨余垃圾、可回收物、有害垃圾、其他垃圾。垃圾分类收集后被专门的运输车辆送到不同的分类处理地点，经过垃圾发电等处理延长了填埋场的使用寿命，有利于城市环境保护。
厨余垃圾会被堆肥处理，可回收物会被送到再生资源回收处，有害垃圾会被送到各类设施实现无害处理。那么看似没有用的其他垃圾呢？北京就已经有建成并使用的再生能源发电厂，其他垃圾通过“浴火重生”后变身成了宝贵资源。
其实这些其他垃圾被送到厂中后不能立即燃烧，需要按照时间分类堆放。经过脱水、发酵后才能送入焚烧炉。发电厂还有一个中央控制室，可以从监视器上看到垃圾从进入垃圾池到焚烧炉里燃烧的整个过程。炉内温度也始终显示在监视器上。垃圾焚烧时，炉内温度一般为900℃，炉心最高温度为1100℃。经过焚烧，垃圾中的病原菌彻底杀灭，从而达到无害化的目的。在高温焚烧（产生的烟雾经过处理）中产生的热量将工作物质转化为高温蒸气推动涡轮机转动，使发电机产生电能。在某再生能源发电厂，一吨垃圾可以转化为400度的电能，可以补充电能不足，具有明显的节能效益。焚烧后体积比原来可缩小50﹣80%，分类收集的可燃性垃圾灰渣只占原体积的5%，因而比其他垃圾填埋等处理方法，更可达减量化的目的。
因此，兴建垃圾电厂十分有利于城市的环境保护，尤其是对土地资源和水资源的保护，实现可持续发展。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）其他垃圾被送到再生能源发电厂后需要按照时间分类堆放。经过脱水、　 　后才能送入焚烧炉，焚烧后得到大量内能推动涡轮机转动最终转化为　 　。
（2）垃圾发电的优点是　 　、　 　和显著的节能效益。
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考点突破
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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