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第六讲　内能　内能的利用第2课时　内能的利用
2024年中考复习专题
目
录
1
回归教材 掌握知识
2
对照考点 突破要点
3
课堂训练 提升能力
1
回归教材 掌握知识
1
必备知识
热机（利用内能做功的机械）
1.内燃机：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。内燃机中最常见的是 和 。

汽油机　
柴油机　
化学　
内　
机械　
内能的利用有两方面：
一是利用内能来加热(是内能的转移过程)，
二是利用内能来做功(是内能与其他形式的能的转化过程)。
3.单缸四冲程汽油机与柴油机异同
类别 不同点 相同点
燃
料 吸气冲程 做功冲程 效率 应用 汽油
机 汽
油 吸入　汽油 和　 　空气 的混合
标志：火花塞 点火 点火方式：点燃式 低 小型汽
车、摩托车 工作过程
柴油
机 柴
油 只吸入 空空 标志：喷油嘴 喷油 点火方式：压燃式 高 载重汽
车、大 型拖拉机等 工作过程
汽油和　
空气的混合物
空气
4.单缸四冲程汽油机和柴油机的工作过程
工作冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进、排气
门 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 向上 向下 向上
能量转化 / 　机械能→ 　内　能 　内　能→ 　机械能 /
说明 ①除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的　 惯
完成的； ②1个工作循环中，要完成4个冲程，活塞往复运动2次，曲
轴转动2周，对外做功1次 机械　
内　
内　
机械　
惯性　
因此内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来

对点练习1　如图所示是单缸四冲程汽油机工作过程中某一冲程示
意图，此时该汽油机正处在 冲程，在该冲程中， 能转化
为 能。若飞轮转速是2 400 r/min，则该汽油机每秒钟完
成 个冲程，对外做功 次。
做功　
内　
机械　
80　
20　
1个工作循环的“4221”：4个冲程 飞轮转2圈 活塞往复2次 对外做功1次
2
必备知识
热机效率
1.燃料的热值
（2）单位：焦每千克（J/kg）。（气体燃料：J/m3）
（3）性质：热值是燃料的一种特性，只与燃料的 有关，
与燃料的质量、形状、体积、是否燃烧、是否完全燃烧等无关。[初中
阶段四个特性：密度、比热容、热值、电阻]
（4）应用：液态氢的热值较大，常用于火箭升空的燃料。
（5）热量计算公式：Q放＝ 或Q放＝ 。
完全燃烧　
质量　
种类　
mq　
Vq　
2
必备知识
热机效率
1.燃料的热值

（2）单位：焦每千克（J/kg）。（气体燃料：J/m3）
（3）性质：热值是燃料的一种特性，只与燃料的 有关，
与燃料的质量、形状、体积、是否燃烧、是否完全燃烧等无关。[初中
阶段四个特性：密度、比热容、热值、电阻]
（4）应用：液态氢的热值较大，常用于火箭升空的燃料。
（5）热量计算公式：Q放＝ 或Q放＝ 。
完全燃烧　
质量　
种类　
mq　
Vq　
[炉子烧水：η＝]
2.热机的效率
（1）定义：用来做 的那部分能量，与燃料
放出的能量之比，叫做热机的效率。[任何热机效率η＜1]
（2）公式：η＝ 。
（3）提高热机效率的途径：使燃料尽可能地充分燃烧；尽量减少
各种热量的损失；合理利用废气的能量；保持良好的润滑，减小摩擦。
（4）了解常见的热机效率：蒸汽机的效率只有6％～15％；汽油机
的效率为20％～30％；柴油机的效率为30％～45％。
有用功　
完全燃
烧　
少部分能量转变为有用机械能
大部分能量损耗
最多

对点练习2　火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃
料 的特性。0.5 kg氢完全燃烧释放出的热量是 J，
若这些热量有84％被质量为1 t、初温为20 ℃的水吸收，水的温度能够
升高到 ℃，此过程中水的内能是通过 的方式增加的。
[q氢＝1.4×108 J/kg，c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
热值大　
7×107　
34　
热传递　
3
必备知识
能量的转化和守恒
1.能量的转化：在一定的条件下，各种形式的能量是可以相互转化
的。例如：摩擦生热，机械能转化为 能；水电站里水轮机带动发
电机发电，机械能转化为 能。
2.能量守恒定律：能量既不会凭空 ，也不会凭空
，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
。
3.永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器叫做永动
机，大量研究表明，永动机是不可能被制造出来的。[违背了能量守恒
定律]
内　
电　
消灭　
产
生　
转化　
转
移　
保持不
变　
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一

对点练习3　（2023·广州）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，对如图所示
方框中能量形式判断正确的是（　C　）
甲 乙 化学能 丙 丁
A.甲是“电能” B.乙是“太阳能”
C.丙是“电能” D.丁是“机械能”
C
2
对照考点 突破要点
1
核心考点
热机的工作原理
　（2023·自贡改编）如图所示，图A、B、C、D是四冲程
汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，图C是 冲
程，与它原理相同的是图 所示的演示实验。
A
B
C
D
做功　
F　
例 1
E
F
吸气
压缩
做功
排气
2
核心考点
认识燃料的热值
　2023年8月9日，“长征二号丙”运载火箭成功将“环境
减灾二号06星”发射升空。火箭使用热值 （选填“较大”或
“较小”）的物质做燃料；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，
是 能转化为机械能。
较大　
内　
例 2
3
核心考点
效率的认识及相关计算
　用煤气灶将质量为5 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收
的热量为 J；若消耗的煤气质量为0.16 kg，则煤气灶烧水时
的效率为 。[已知c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q煤气＝4.2×107
J/kg]
1.68×106　
25％　
例 3
　暑假期间，东东的爸爸开车带全家去某地旅游，下车时
观察里程表确定汽车行驶了144 km，所用的时间是2 h，消耗汽油12 L
（假设汽油完全燃烧）。若汽车发动机在这段时间内的功率为15 kW，
则汽车行驶过程中的牵引力为 N，汽车发动机的效率约为
（百分号前保留整数）。（已知q汽油＝4.6×107 J/kg，ρ汽油＝0.8×103 kg/m3）
750　
24 ％
例 4
3
课堂训练 提升能力
1.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，图甲、乙分
别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是
（　A　）
甲
乙
A
A.图甲是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30％
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的
热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高
了燃料的热值
28%
热值是燃料的特性，与是否完全燃烧无关
2.内燃机的问世极大改善了人类的交通运输方式，但同时
也带来许多环境污染问题，如四冲程内燃机工作时就因 冲程排
放的废气对大气造成污染。
3.（2019·贵阳）柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，气缸内空气密度
不断 （选填“增大”“减小”或“不变”），这时活塞的机械
能转化为被压缩空气的 能，使其温度更高、压强更大。
4.一辆汽车在平直公路上，以54 km/h的速度匀速行驶23 km，完全燃烧
了3 kg汽油；若该汽车发动机的效率为25％，则汽车的牵引力为
N，牵引力做功的功率是 W。（q汽油＝4.6×107 J/kg）
排气　
增大　
内　
1 500　
2.25×104　
5.小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备去户外野
炊。用该燃气炉烧水时，把初温为20 ℃的1 kg水加热到100 ℃，燃烧了
0.025 m3天然气，则水吸收的热量为 J；假设天然气完全燃
烧，则燃气炉烧水的效率为 。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），天
然气的热值取4×107 J/m3]
3.36×105　
33.6％　
综合提升训练
1.如图所示，电影《流浪地球》中为帮助地球脱离木星的吸引，主人公
点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。其中“点燃木星”将
地球推开的过程相当于内燃机的（　C　）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
C
2.有一家庭分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量约为：干木
柴200 kg，烟煤80 kg，液化石油气30 kg，煤气60 kg。这四种燃料中热
值最高的是（　A　）
A.液化石油气 B.煤气 C.烟煤 D.干木柴
A
3.（2023·株洲）如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水
加热一段时间后，橡胶塞被冲出。则（　B　）
A.管内水蒸气的内能不变
B.管内水蒸气对橡胶塞做了功
C.水所含的热量增加
D.灯中剩余酒精的热值变小
B
4.（2023·随州）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，图甲、乙分
别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　A　）
甲
乙
A
A.图甲是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30％
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高
了燃料的热值
5.利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精
和碎纸热值的大小。为完成实验，要求（　A　）
A.酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同
B.酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同
C.酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同
D.酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同
A
6.能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的观点错误的是
（　D　）
水果电池
光合作用
A.化学能转化为电能 B.光能转化为化学能
D
钻木取火
电磁感应
C.机械能转化为内能 D.电能转化为机械能
7.（2023·南充）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3 000转，则每秒
对外做功 次，每次对外做功115 J，该汽油机的效率为25％，连续
工作1小时需消耗汽油 kg。（q汽油＝4.6×107 J/kg）
25　
0.9　
8.做同样的功，甲柴油机需用3 h、消耗2 kg柴油；乙柴油机需用2 h、消
耗3 kg柴油，下列说法正确的是（　C　）
A.甲的功率大，效率低
B.甲的功率大，效率高
C.乙的功率大，效率低
D.乙的功率大，效率高
C
9.（2023·成都）小美在老师指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装
100 g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1
分钟即熄灭该灯，测得消耗酒精4 g、煤油2.5 g。她根据实验数据绘制
了水温与加热时间关系的图像（如图所示）。若水沸腾前质量不改变，
同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，[q酒精＝3.0×107 J/kg，q
煤油＝4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]则下列说法正确的是
（　B　）
B
A.整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多
B.前3分钟，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104 J
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108 J
D.酒精灯加热的效率为28％
10.氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前
我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。已知c水＝4.2×103 J/
（kg·℃），q氢＝1.4×108 J/kg。求：
（1）质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
解：（1）0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.6
kg×1.4×108 J/kg＝8.4×107 J；
（2）若这些热量全部被质量为500 kg、温度为15 ℃的水吸收，水升高
的温度；
解：（2）由题意可知，水吸收的热量：Q吸＝Q放＝8.4×107 J，

（3）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行
驶5 min，则该氢能源公交车的效率。
解：（3）公交车行驶5 min做的有用功：W有＝Pt＝140×103 W×5×60 s
＝4.2×107 J，

11.小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加
入4 L水，水的初温是20 ℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次
烧水用了0.1 m3天然气，[已知天然气的热值为3.2×107 J/m3，水的比热
容c水＝4.2×103 J/（kg·℃），当地大气压为标准大气压，ρ水＝1.0×103
kg/m3]求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；
解：（1）水的体积V水＝4 L＝0.004 m3，

在标准大气压下，水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/（kg·℃）
×4 kg×（100 ℃－20 ℃）＝1.344×106 J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
解：（2）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.1 m3×3.2×107 J/m3
＝3.2×106 J；
（3）天然气灶的效率η。

12.如图展示了一种极具想象力的设想：上面水池中的水流下来，冲
击叶轮转动，叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨
工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池
中，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使
机器不停地工作。
（1）你认为上面的水池中流下来的水，能否被水泵全部抽送到上面水
池中？并说明理由。
答：（1）不能，水减少的重力势能没有全部转化为叶轮的动能来提供
给水泵抽水。
（2）这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”。
请运用你掌握的知识，说明这个装置是否能“永动”。
答：（2）该装置不能“永动”，因为它违背了能量守恒定律。

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