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第五讲　热与能　第2课时　热机与热机的效率　能源
1
课标导读
课
标 要
求 3.3.1 从能量转化的角度认识燃料的热值。
3.3.3 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中
的重要意义。
3.6.1 列举常见的不可再生资源和可再生资源。
3.6.2 知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
3.6.3 从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分
值 难易 程度 考点 备注
2023年 选择题 3分 容易 能源 考查能量的转化
2022年 选择题 3分 容易 热机，能量
的转化，能
量守恒定律 从能量流程图中提
取有效信息进行解
题
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分
值 难易 程度 考点 备注
2021年 选择题 3分 容易 能源，能量的转化 能区分可再生资源和不可再生资源，从能源开发和利用的角度、能量的转化去分析问题
2020年 填空题 3分 容易 热值，能源，能量的
转化 运用公式进行计算，能区分可再生资源和不可再生
资源，通过题目信息分析回答问题
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分
值 难易 程度 考点 备注
2019年 填空题 4分 中等 热值，
比热容 属于综合性题目，要求对
概念、公式理解应用，实
验评估
命
题 规
律 　 近几年本章考查多以选择题和填空题为主，主要考查热机、热值和热机的效率以及能量知识点。学会从题目情境以及图表获取信息并运用所学的知识点进行解题。
2
知识回顾
知识点1　热机与热机效率
（1）热机是把 能转化为 能的机器。
（2）四冲程柴油机和汽油机的四个冲程顺序是吸气冲程、 冲
程、 冲程、 冲程。其中 冲程中，机械能转化
为内能， 冲程中，内能转化为机械能。
（3）某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做 。热
值的符号是 ，单位是 ，木炭的热值是3.4×107 J/kg，其物
理意义是 。
（4）燃料完全燃烧放出热量的计算公式是 或 。
（5）在热机里，用来做 那部分能量和燃料 放
出的能量之比，叫做热机的效率。
内　
机械　
压缩　
做功　
排气　
压缩　
做功　
热值　
q　
J/kg　
质量为1 kg的木炭完全燃烧时放出的热量为3.4×107 J　
Q＝mq　
Q＝Vq　
有用功　
完全燃烧　
知识点2　能源
（1） 能源是可以从自然界直接获取的，如化石能源、风能、
水能、太阳能、核能、生物质能等。 能源无法从自然界直接获
取，必须经过一次能源的消耗才能得到，如电能、汽油、酒精等。
（2）不可再生能源与可再生能源的区别：不可再生能源用完后，不可
能 从自然界得到补充，如 、 、
等。可再生能源用完后，可以在自然界里源源不断地得到补充，如
、 等。
一次　
二次　
短期内　
煤　
石油　
天然气　
太
阳能　
风能　
3
能力提升
核心考点1　热机与热机效率
例1：如图1所示是汽油机的四冲程。
（1）图中汽油机一个工作循环的A、B、C、D四冲程正确的工作顺序
是 。
BADC　
（2）如图2所示，空气压缩引火仪压缩活塞使棉花着火是 能转
化为 能，等效于上述A、B、C、D四冲程中的 （选填
“A”“B”“C”或“D”）冲程。
机械　
内　
A　
（3）如图3是汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的
效率为 。
已知汽油的热值是4.6×107 J/kg，完全燃烧0.5 kg的汽油放出的热量
是 J，按该内燃机的工作效率计算，该汽车获得的机械能
是 J。
30％　
2.3×107　
6.9×106　
解题思路：知道内燃机四个冲程的正确顺序：吸气、压缩、做功、排气
冲程，并能从工作原理图辨别；知道压缩冲程的能量转化是：机械能转
化为内能，做功冲程的能量转化是：内能转化为机械能；能根据能量流
程图得出内燃机的机械效率；能根据内燃机的机械效率公式η＝求出
汽车获得的机械能。
[练习1]（2022广州）下列选项可能符合汽车热机能量流向的是（　D　）
A
B
C
D
D
[练习2]目前，人们已经把某汽油机的效率成功提升至40％。已知汽油的
热值是4.6×107 J/kg，若在该汽油机内完全燃烧0.5 kg的汽油，将放
出 J的热量；若按该汽油机的效率计算，其所输出的机械能
是 J。其他大量散失的能量 （选填“能”或“不
能”）自动汇集回来转化成燃料的化学能，这说明能量的转化和转移是
有 的。
2.3×107　
9.2×106　
不能　
方向性　
例2：如图1所示，两个规格相同的容器内装了质量相同的水，小明分别
燃烧不同的燃料（假设燃料完全燃烧）对它们进行加热，得到了如图2
所示的水温和加热时间的图像。
核心考点2　热值
（1）由图2可知，加热相同时间，两杯水吸收的热量 （选填
“相同”或“不相同”），依据是
。
（2）为了比较两种燃料的热值，完全燃烧等质量的燃料后，通过比
较 来判断燃料放出热量的多少；放出热量越多，说明
此燃料的热值越 。
不相同　
用不同燃料的加热器进行加热，相
同时间内两加热器放出的热量不同　
水升高的温度　
高　
例2：如图1所示，两个规格相同的容器内装了质量相同的水，小明分别
燃烧不同的燃料（假设燃料完全燃烧）对它们进行加热，得到了如图2
所示的水温和加热时间的图像。
（3）两种燃料消耗质量随时间变化如下表所示：
所用时间/s 0 20 40 60
燃料A消耗质量/g 0 0.15 0.30 0.45
燃料B消耗质量/g 0 0.10 0.20 0.30
根据以上信息，能否判断燃料A和燃料B的热值大小关系？




可以，由
两种燃料消耗质量随时间变化表可知，当两种燃料0.30 g都燃尽时，所
用时间不同，从图乙中可以知道用燃料B加热的水的温度变化大，水吸
收的热量多，说明相同质量的燃料A、B完全燃烧时，燃料B放出的热量
多，由公式Q放＝mq可知，燃料B的热值大　
例2：如图1所示，两个规格相同的容器内装了质量相同的水，小明分别
燃烧不同的燃料（假设燃料完全燃烧）对它们进行加热，得到了如图2
所示的水温和加热时间的图像。
解题思路：实验中，用不同燃料进行加热，相同时间内两种燃料放出的
热量不同，所以相同时间内两杯水吸收的热量不同；利用等质量的燃料
完全燃烧时通过比较水升高的温度来判断燃料放出热量的多少，由表可
知当两种燃料30 g都燃尽时，所用时间不同，从图2中可以知道燃料B的
温度变化大，水吸收的热量多，说明相同质量的A、B燃料完全燃烧时，
B放出的热量多，由公式Q放＝mq可知，B的热值大。
[练习]两个容器内装有同种液体甲、乙，2m甲＝m乙，分别燃烧不同的燃
料A、B对容器内液体加热如图1，假设完全燃烧后的热量完全被液体吸
收，可得到甲、乙温度随加热时间变化的图像如图2，从0 s到60 s消耗
的燃料A、B质量2mA＝mB。
（1）甲、乙两液体吸收的热量大小的比较是通过 （填字母）来判
断的。
A.比较液体的温度
B.比较液体上升的温度
C.液体吸收的热量Q吸＝cmΔt公式
D.比较燃料燃烧的质量大小
C　
（2）燃料的热值关系为qA qB（选填“＞”“＝”或“＜”）。
＞　
核心考点3　能源
例3：根据图中的信息，回答下面两个问题。
（1）从图中可以看出，该国的电动机所消耗
的电能主要来源为 发电。
（2）下列说法正确的是 （填字母）。
A.2019年该国水力发电量的占比相比2017年有所减小
B.2019年该国拥有的火力发电机组数量占比已低于15％
C.风能、水能、核能、太阳能都属于可再生能源
D.2017年C地的年发电量位居全国第一
E.2017年该国各个地区都还是以火力发电为主
力　
A　
火
解题思路：（1）根据图表的信息进行作答；（2）只需要根据选项内
容，从图中查找相关物理量进行对比，就可以答对。
[练习]如图是世界能源结构与A国目前的能源结构示意图。以下判断正
确的是（　D　）
D
A.石油是可再生能源
B.水能是二次能源
C.A国消耗的煤炭，肯定比世界消耗的要多
D.从能源结构看，A国可以加大水能、核能的开发与利用
4
真题检测
1.某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充
电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是
（　C　）
A.甲是“电能” B.乙是“太阳能”
C.丙是“电能” D.丁是“机械能”
C
2.（2021广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是
（　C　）
A.吸气冲程：只吸入空气
B.压缩冲程：缸内温度降低
C.做功冲程：气体推动活塞做功
D.排气冲程：内能转化为机械能
C
3.（2021广州）如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电
能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是
（　C　）
A.太阳能是一种不可再生能源
B.蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能
C.太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能
D.太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能
C
4.（2020广州）某地区把多余电能E1送往制氢装置产生氢气，电能
不足时，通过发电装置把这部分氢气燃烧释放的能量转化为电能E2
送回电网。
（1）氢气的热值是1.4×108 J/kg，20 kg氢气完全燃烧放出的热量
是 J。
（2）下列属于可再生能源的是 （填序号）。
①风能　②煤　③太阳能
（3）E1 E2（选填“＞”“＝”或“＜”）。
2.8×109　
①③　
＞　
5.“西气东输”工程已全线竣工，输送的燃料为天然气。燃气具有
较大的特性，而且使用天然气时对环境影响较小。使用天然气做
饭，要想把2 kg的20 ℃水烧开（一个标准大气压）需要燃
烧 m3的天然气（假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸
收，q天然气＝4.2×107 J/m3）。天然气用掉一部分后，剩余天然气的热
值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
热
值　
0.016　
不变　
（1）它的机械效率；
解：（1）η＝1－20％－35％－15％＝30％
（2）若它在一个工作循环中消耗了10 g汽油（热值为4.6×107 J/kg），
这些汽油完全燃烧产生的热量；
解：（2）m＝10 g＝0.01 kg
Q放＝mq＝0.01 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×105 J
（3）输出的有用机械能。
解：（3）W有＝Q放η＝4.6×105 J×30％＝1.38×105 J
6.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为汽缸散热损失占20％，废气带
走的能量占35％，摩擦等机械损耗占15％，其余为输出的有用功。求：
7.汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进
了寻常百姓家。汽车在新冠疫情期间运输物资，对疫情的防控起到
了重大作用。
（1）如图甲所示，汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常
工作时四个冲程的顺序是 。
BADC　
（2）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1 800 r/min，该汽油机每分
钟做功 次；图甲中D所示的汽油机冲程是通过 方式改
变燃气内能的。除此之外，通过 也可改变物体内能。
900　
做功　
热传递　
7.汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进
了寻常百姓家。汽车在新冠疫情期间运输物资，对疫情的防控起到
了重大作用。
（3）图乙所示为某汽油机的能量流程图，
若E＝1 000 J，E1＝350 J，E2＝250 J，
E3＝300 J，则E4＝ J，该汽油机的效率
为 。
（4）以前的汽车发动机经常会很热，人们经常会用水来给汽车的发动
机降温，原因是水的 较大。
100　
25％　
比热容　
7.汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进
了寻常百姓家。汽车在新冠疫情期间运输物资，对疫情的防控起到
了重大作用。

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