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(共33张PPT)
第十四章 内能的利用
反思效果 第十四章即时检测
时间：60分钟 满分：100分
一、选择题（每题4分，共32分）
1.如图所示，这是一款孔明灯，点燃底部的蜡烛后，它就会自动升空。关于这一过
程，下列说法不正确的是( )
B
A.孔明灯内的空气吸收热量，温度升高
B.孔明灯自动升空不遵循能量守恒定律
C.孔明灯上升过程中将内能转化为机械能
D.孔明灯升空和热机工作原理相同
2.小明家下水管道堵塞了，小明的爸爸将适量固体疏通剂倒入下水道，再缓缓倒入
部分清水，疏通剂与水发生化学反应产生大量气体，气体膨胀将管道疏通。这种疏
通管道的过程相当于四冲程汽油机的( )
C
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
[解析] 疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，此时温度升高，内能增大，是化学能转化为内能；最后通过高温高压气体的膨胀将管道疏通，该过程是内能转化为机械能，四冲程汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能。
3.（2023福州福清期中）古语“人要实，火要虚”，其意思是，人要脚踏实地，才能
事业有成；可燃物要架空一些才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是( )
C
A.提高可燃物的热值 B.增大可燃物的比热容
C.提高可燃物的利用率 D.不会产生废气，不会造成环境污染
[解析] 燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，所以燃烧更旺不能提高可燃物的热值，故A错误；比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，所以燃烧更旺不能增大可燃物的比热容，故B错误；“火要虚”是可燃物要架空一些，才能燃烧更旺、燃烧更充分，这样就可以提高燃料的利用率，故C正确；可燃物在燃烧时都会产生废气，会对环境造成污染，故D错误。
4.2022年10月31日，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭在文昌航天
发射场发射成功，本次发射使用液态氢作为燃料。下列说法不正确的是( )
B
A.液态氢燃烧时，液态氢的化学能转化为燃气的内能
B.液态氢燃烧得越充分，其热值就越大
C.梦天实验舱加速升空的过程中，实验舱机械能增大
D.使用液态氢作为燃料，是因为它的热值较大
[解析] 液态氢燃烧时，液态氢的化学能转化为内能，故A正确；燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故B错误；梦天实验舱加速升空的过程中，实验舱的质量不变，高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，则实验舱的机械能增大，故C正确；使用液态氢作为燃料，是因为它的热值较大，相同质量的液体氢和其他燃料相比，完全燃烧放出的热量较多，故D正确。
5.关于热机的效率，下列说法正确的是( )
C
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.热机的效率越高说明做功越快
C.一般情况下柴油机的效率比汽油机高
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
6.一台单缸四冲程汽油机转速为 ,做功冲程中燃气推动活塞一次做功
，那么这台汽油机的功率是( )
C
A. B. C. D.
[解析] 汽油机飞轮转速 ,每分钟飞轮转动1 600圈，完成800个工作循
环，对外做功800次。做功冲程工作时，推动活塞一次做功 ， 做功
，则这台汽油机的功率
。
7.甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量关系的图象如图所示，下列分析正
确的是( )
C
A.甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B.使用甲燃料的热机做的有用功一定更多
C.完全燃烧较少质量的甲放出的热量，有可能超过完全燃烧较多
质量的乙放出的热量
D.燃料热值越高，相同质量燃料完全燃烧放出热量越多，热机效
率越高，但一定小于
[解析] 由图可知，取相同质量时， ，根据 可知， ，即甲
燃料的热值大于乙燃料的热值，故A错误；甲燃料的热值大，由 可知，
完全燃烧相同质量的甲燃料和乙燃料相比，甲放出的热量多，但使用甲燃料的热机
做的有用功不一定多，故B错误；甲燃料的热值大于乙燃料的热值，由
可知，完全燃烧较少质量的甲放出的热量，有可能超过完全燃烧较多质量的乙放出
的热量，故C正确；甲燃料的热值大，使用甲燃料的热机做的有用功与燃料完全燃
烧放出的热量之比不一定大，使用甲燃料的热机效率不一定高，但热机效率肯定小
于 ，故D错误。
8.（2022泰安岱岳区三模）某家用轿车，重为 ，当轿车以 的
速度匀速直线行驶了 ,消耗汽油 ,期间轿车受到的阻力为车重的0.08倍。已
知汽油的热值为 ,在此过程中，下列说法正确的是( )
C
①轿车通过的路程为
②牵引力做功的功率为
③汽油完全燃烧放出的热量为
④轿车发动机的效率为
A.只有①②③正确 B.只有②③④正确 C.只有①②④正确 D.只有②③正确
[解析] ①轿车的速度 ；根据 可知，轿车通过的路程
,故①正确；②轿车在水平面上做匀速直
线运动，受到的牵引力与摩擦力是一对平衡力，则
；牵引力做功的功率
，故②正确；③消耗的燃油完全燃烧放
出的热量 ，故③错误；④
轿车牵引力做的功 ；轿车发动机
的效率 ，故④正确。
二、填空题（每空2分，共26分）
9.（2023石家庄二十二中期末）大部分汽车是以内燃机提供动力的，如图
是四冲程内燃机的______冲程。该冲程汽缸内气体温度不断升高，是通过
______方式增加物体内能的。若该内燃机的燃油是通过汽缸顶部的喷油嘴
喷入汽缸的，则此内燃机是________（选填“汽油机”或“柴油机”）。
压缩
做功
柴油机
10.（2022广州劬劳中学期中）
图1
（1）如图1，击发子弹时，首先是撞针撞击子弹壳尾部，通
过______的方式增加尾部引爆火药的内能，使之升温至燃点
并剧烈燃烧，然后通过________的方式增加子弹壳内部推进
火药的内能并使之爆炸，爆炸产生高温高压的气体向前推动
子弹，使之高速射出枪膛，子弹离开枪膛时爆炸产生的气体
做功
热传递
降低
爆炸产生的气体对子弹做功，内能减小，温度降低
温度______（选填“升高”“降低”或“不变”），原因是__________________________
_____________________。
[解析] 击发子弹时，首先是撞针撞击子弹壳尾部，对子弹壳尾部做功，机械能转化为内能，即通过做功的方式增加尾部引爆火药的内能，使之升温至燃点并剧烈燃烧，将火药的化学能转化为内能，然后通过热传递的方式将内能传递给子弹壳内部推进火药，当火药的内能增加升温至燃点并爆炸，爆炸产生高温高压的气体向前推动子弹，将内能转化为机械能，使子弹高速射出枪膛，此时爆炸产生的气体的内能减小，温度降低；
（2）请在图2中完善火药爆炸产生高温高压的气体向前推动子弹做功的能量流程图。
[解析] 火药爆炸产生高温高压的气体向前推动子弹做功，使子弹获得动能，部分能量通过热传递、克服摩擦做功、排出废气消耗，所以能量流程图应是：①机械传递损失能量；②克服子弹与枪管的摩擦消耗能量；③废气排出带走能量；
①__________________；
机械传递损失能量
②______________________________；
克服子弹与枪管的摩擦消耗能量
③__________________。
废气排出带走能量
图2
（3）火药爆炸产生高温高压的气体向前推动子弹类似于内燃机的______冲程。
做功
[解析] 利用高温高压气体对子弹头做功，在此过程中，气体的内能转化为子弹的机械能，因此火药爆炸产生高温高压的气体向前推动子弹类似于内燃机的做功冲程。
11.（2023昭通巧家期中）一辆汽车在 的牵引力的作用下匀速直线行驶了
,汽车发动机的热机效率为 。行驶后汽车油箱中剩余汽油的热值______
（选填“变大”“变小”或“不变”）；该行驶过程中消耗汽油______ 。（汽油的热值
取 ）
不变
0.048
[解析] 汽车发动机所做的有用功 ，汽油
完全燃烧放出的热量 ，该行驶过程中消耗汽油
的质量 。
三、实验探究题（12题14分，13题18分，共32分）
12.（2023深圳天成学校期中）为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）实验中，应控制两种燃料燃烧的______（选填“时间”“初温”或“质量”）相同。
质量
丙
（2）燃料燃烧过程中，记录燃烧时间和对应的水温；燃烧完
后，画出水的温度随时间变化的关系图象如图丙所示。由图可
知，燃料1燃烧 放出的热量______（选填“大于”“小于”或
“等于”）燃料2燃烧 放出的热量。假设这一过程燃料都
完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为_ ____。
大于

[解析] 读图丙可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了 ,燃料2燃烧了 ,甲
图中水升高的温度 ，乙图中水升高的温度
，所以甲图中水升温更多，说明燃料1放出的热量大
于燃料2放出的热量；实验中忽略热量的散失，且两杯水的质量、比热容均相同，
则由 可得，二者放出的热量之比 ；燃料的质量相
同，由 可得，燃料1与燃料2的热值之比 ；
（3）若甲装置中消耗燃料的质量为 ，使质量为 的水温度升高了 （水未
沸腾），则燃料1的热值为_ _______（用 、 、 、 表示），该方法测出
的热值会比真实值____（选填“大”或“小”），原因是__________________________
_________________________（写出一条即可）。

小
燃料没有完全燃烧且燃烧产生的热量没有完全被水吸收
[解析] 水吸收的热量 ,则燃料1的热值 ；燃料1
燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，同时燃料1可能没有完全燃烧，据此计算出
的热值要比真实值小。
13.（2022台州仙居期末）能量转化和守恒定律是许多科学家经过长期探索才建立
起来的，是科学史上重大发现之一。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，
笛卡尔用物体的质量（单位： ）和其速度（单位： ）的乘积来表示“能量”；
1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来表示“能量”；1743年，达朗
贝尔用“活力”（即物体受力作用通过一定距离）来表示“能量”。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化提供了必要条件。
材料三：焦耳通过400多次的实验，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
（1）材料一中，笛卡尔所表示的“能量”的单位是_ ________。

[解析] 笛卡尔用物体的质量（单位 ）和其速度（单位 ）的乘积来表示“能量”，所以“能量”的单位是 ；
（2）①如图所示是焦耳实验的装置，装置中的两个配重的重力不等，释放后大配
重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而
导致热量计中水的温度______（填变化情况），原因是________________________
_________________________。
升高
动叶轮不停地转动，其机械能转化为内能，被水吸收
[解析] 通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度升高；因为对水做功，水的内能增加，机械能转化为内能。
②实验中科学家某次测得的数据如下：小配重重力 ，大配重重力
，每升降一次配重各自移动的距离 ,热量计中水的质量
,升降次数与水温变化的关系如表所示：
升降次数 1 2 3 4 5 6
温度变化/ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18
通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的！请你帮他补出计算、判断过程（只需分析一次实验）。
[答案] 小配重重力 ，大配重重力 ，合力 ，每升降一次配重各自移动的距离 ,即绳子一端移动的距离是 。则动叶轮对水做的功 ；由表格知，升降一次水温升高 ，水吸收的热量 ，所以 。
③本实验中的误差主要来源于______________。
克服摩擦做功
[解析] 由于摩擦是不可避免的，所以本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功消耗的能量；
（3）结合材料分析，以下观点正确的是_____。（多选）
BC
A.伟大科学家的观点都是正确的
B.测量工具的发展有助于科学理论的研究
C.对科学的认识是一个不断修正完善的过程
[解析] 由材料易知笛卡尔对于能量的研究是错误的，伟大科学家的观点不一定都是正确的，故A错误；测量工具的发展有利于实验数据的精确获得，有助于科学理论的研究，故B正确；对科学的认识是一个不断修正完善的过程，故C正确。
四、计算题（10分）
14.（2022云大附中三模）垃圾合理分类并利用可以保护环境、变废为宝。在一定
条件下， 某种分类后的垃圾能“榨”出 燃料油。若燃料油的热值
, 。求：
（1）这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量；
解： 该种分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放的热量
（2）在一个标准大气压下，这些热量全部被体积 、初温为 的水吸收，
水升高的温度；
[答案] 由 可得，水的质量
燃料油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即 ，
由 可得，水升高的温度
因为在一个标准大气压下，水的沸点是 ，水沸腾时，吸收热量，温度不变，
水的初温为 ，所以水只能升高到 ，水升高的温度为
；
（3）若这些热量的 用来做有用功，可以使受到阻力为 的汽车匀速
行驶的距离。
[答案] 由题知，转化的有用功
汽车匀速行驶时克服阻力做的功为有用功，
由 得，汽车行驶的距离(共22张PPT)
第十四章 内能的利用
学考对接 第十四章中考真题综合提优
考点一 热机工作冲程的判断（1，2） 考点二 热值、热机效率（3，8，9）
考点三能量的转化与守恒（4，5） 考点四有关热机的计算（6，7，10）
第1题图
1.（2022日照中考）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进
行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图
甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内
的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙
所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，
这两个冲程是( )
B
A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.压缩冲程和排气冲程
[解析] 如图乙，扭转瓶子时，小明施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。故A、C、D错误，B正确。
第2题图
2.（2022十堰中考）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集
团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工
作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图所示为其发动机某
一冲程示意图，下列有关说法错误的是( )
C
A.尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为做功冲程，内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达
D.该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
[解析] 尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧得较完全，故A正确；两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程中内能转化为机械能，故B正确；汽车在工作时不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于 ，故C错误；该发动机的尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，故D正确。
3.（2022镇江中考）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行
加热，两图装置均相同。燃料的质量用 表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用
表示（水未沸腾），( )
D
A.若 相同， 越小，燃料的热值越大
B.若 相同， 越大，燃料的热值越大
C.若 的值越大，燃料的热值越大
D.若 的值越大，燃料的热值越大
[解析] 燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用 ，而 ， ，即 ，解得 ，可知 与 成正比，分析各选项可知D正确。
4.（2022宜昌中考）现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车
时带动发电机，将汽车的______能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人
认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种
观念违背了______________。
机械
能量守恒定律
5.（2022锦州中考）2022年6月5日10时44分，搭载着神舟十四号载人飞船的长征二
号 火箭成功发射。火箭起飞过程中，火箭喷气发动机将燃料燃烧后燃气的内能转
化为______能，此能量转化过程与四冲程汽油机的______冲程相同。
机械
做功
6.（2022济宁中考）某柴油机工作一段时间后，油箱里的柴油没有发生变化的是
________（选填序号：①质量；②密度；③比热容；④热值）。完全燃烧 柴
油放出的热量 __________ 。
②③④

[解析] 某柴油机工作一段时间后，由于一部分柴油燃烧，使得油箱内的柴油的质量减少；密度、比热容、热值的大小与质量无关，所以密度、比热容、热值的大小不变；完全燃烧 柴油放出的热量 。
7.（2022铜仁中考）全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态
的汽车数量已突破10亿辆。设汽车的燃油为汽油，每辆汽车每年耗油约 ,若不
计热量损失，这些燃料完全燃烧可供 的水温度升高____ ；汽车内燃
机的效率平均值取 ，如果能把内燃机的效率提高 ，全球每年可以节约
_________ 燃油，从而减少全球的碳排放，为环保做出贡献。［已知水的比热容
为 ，汽油的热值为
23

[解析] 由题知，这些汽油完全燃烧放出的热量
；由题知，不计热量
损失，水吸收的热量 ，由 可得，水升高的
温度 ；每辆汽车做有用功所需燃油
,内燃机效率提高后为 ，效率提高后每辆
汽车每年所需燃油量 ，每辆车每年节约燃油 ，
全球每年节约燃油 。
8.（2022泰州中考）在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中，
（1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实
验时必须控制酒精和碎纸片的______相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初
温均相同，以便于______________________________________________。
质量
通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量
（2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是_______________________
_________________。
温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中
（3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表。在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作：
①先点燃酒精，再点燃碎纸片。
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数。
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数。
小红认为上述操作中，操作____是错误的。小明根据正确操作获得的数据，算出了
燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是________________________
___________________________________。
②
燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中
[解析] 实验过程中要控制完全燃烧燃料的质量相同，燃烧时间相同并不能保证燃烧燃料的质量相同，所以②操作是错误的。
方法点拨：根据 可知燃料充分燃烧放出热量的多少与燃料的种类和燃料的质量有关，用控制变量法进行探究；由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，这种方法叫做转换法。
9.（2022金昌中考）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 水，水的初温是 ，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧
水用了 天然气，天然气的热值为 ，水的比热容
，当地大气压为标准大气压。求：
（1）水吸收的热量 （不计水的热量损失）；
解：水的质量
在标准大气压下，水的沸点为 ，即水的末温为 ，
水吸收的热量
（2）天然气完全燃烧放出的热量 ；
[答案] 天然气完全燃烧放出的热量
（3）天然气灶的效率 。
[答案] 天然气灶的效率
10.（2022镇江中考）北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化
学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直
公路上从 地出发，以 的速度行驶 到达 地，消耗 氢燃料，所
产生电能 的 用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为 。已知每加注
氢燃料所需的费用为30元。
（1）求 、 两地之间距离；
解：由 可知， 、 两地之间距离
（2）求此过程中产生的电能 ；
[答案] 由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力 ，
汽车牵引力做的功
由 可知，此过程中产生的电能
（3）燃油汽车乙也在该公路上从 地出发，以 的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在汽缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的 用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取 。已知每加注 汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：
①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量；
[答案] 由每加注 氢燃料所需的费用为30元可知，消耗 氢燃料的费用为
元/ 元；
由每加注 汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，
乙车消耗的汽油 ,
乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量
②请通过计算判断乙车能否到达 地。
[答案] 由 可知，燃烧汽油时汽车获得的机械能
由 可知，汽车行驶的距离
因此乙车不能到达 地。(共36张PPT)
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
1
A 固基 基础题·练透知识固基础
2
B 提能 中档题·激活思维提能力
3
C 培优 综合题·开放探究培素养
01
A 固基 基础题·练透知识固基础
&1& 燃料的热值
1.下列关于热值的说法正确的是( )
C
A.燃料燃烧时，用的燃料越多，这种燃料的热值越大
B.燃料燃烧时，放出的热量越多，这种燃料的热值越大
C.相同质量的不同燃料完全燃烧，放热多的燃料热值大
D.不同燃料完全燃烧放出等量的热量，所用质量大的燃料热值大
[解析] 热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧
程度无关，故A、B错误；相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量多的，其热
值大，故C正确；由 可知，不同燃料完全燃烧放出等量的热量，所用质量
大的燃料热值小，故D错误。
关键点拨：本题考查了学生对热值特性的了解与掌握，明确热值是燃料的一种特性（只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关）是本题的关键。
2.（2023北京海淀区五十七中期中）在2022年北京冬奥会和冬残奥会比赛期间所有
冬奥场馆全部使用“绿电”（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近
于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小）。这是奥运史上首次实现
全部场馆 绿色电能供应，据估计消耗“绿电”约 ，可以节约
标准煤，减排二氧化碳 。若所节约的标准煤完全燃烧，
则放出的热量约为 约为 ( )
A
A. B. C. D.
[解析] 标准煤完全燃烧放出的热量
。
3.煤气的热值为 ，完全燃烧一定体积的煤气后放出 的热
量，燃烧煤气的体积为___ 。沼气的热值为 ，对比可知，完全燃
烧相同体积的煤气和沼气，煤气放出的热量更____（选填“多”或“少”）。
2
多
[解析] 由 可得，完全燃烧煤气的体积 ；煤
气的热值比沼气的大，完全燃烧相同体积的煤气和沼气，煤气放出的热量更多。
4.（2023菏泽曹县期中）可燃冰是一种天然气水合物，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”。可燃冰燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水，污染远小于煤、石油等，且储量巨大，因此被国际公认为石油等的接替能源。2017年5月，我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。 可燃冰分解后，可释放出约 天然气，已知 ， 。求：
（1） 可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？
解：由题知， 可燃冰分解后，可释放出约 天然气，
这些天然气完全燃烧产生热量
（2）这些热量可以使多少千克的水从 加热到 ？
[答案] 由 可得，
加热水的质量
&2& 热机的效率
5.易错题 （2023南宁隆安县期中）关于热机的效率，下列说法不正确的是( )
C
A.使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率
B.热机损失的能量中，废气带走的能量最多
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的燃料越少
[解析] 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A正确；在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多，故B正确；热机效率是做有用功的能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是物体做功的快慢，两者没有必然联系，故C错误；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，消耗的燃料越少；或消耗相同的燃料，做功较多，故D正确。
易错提示：热机功率和热机效率是两个没有关系的概念，前者表示热机做功的快慢，后者表示将燃料燃烧放出的能量转化为有用功的能力。
6.有甲、乙两辆汽车，使用相同品质的汽油，在水平高速公路上匀速行驶时动力相
同。甲车行驶 消耗的汽油为 ，乙车行驶 消耗的汽油为 。则
这两辆汽车的效率 大小关系为( )
C
A. B.
C. D.条件不足，无法判断
[解析] 根据题意可知，甲车行驶 ,耗油 ，乙车行驶 ,
耗油 ，根据 可知，甲车消耗的汽油完全燃烧放出的热量大
于乙车消耗的汽油完全燃烧放出的热量，即 ，由于甲、乙车匀速行驶
时动力相同，行驶的路程相同时，甲车和乙车所做的有用功相等，即 ，
由 可知，甲车的效率小于乙车的效率，即 。
7.（2023信阳浉河区新时代学校月考）如图所示为内燃机的
能流图，则内燃机的效率可表示为( )
C
A.
B.
C.
D.
[解析] 由能流图可知，燃料完全燃烧放出的热量为 ，有用机械能即有用功为 ，
所以内燃机的效率可表示为 。
8.（2023广州二中期中）如图所示为甲、乙、丙三
台使用不同燃料的热机完全燃烧 燃料所释放
的内能和热机输出机械能的二维柱状图。三台热机
的转速和效率始终保持不变。根据图中的信息，下
列选项正确的是( )
C
A.丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低
B.在燃料完全燃烧放出相同热量时，乙输出机械能比甲少
C.在输出的机械能相同时，丙比乙消耗更多燃料
D.三台热机中，甲使用的燃料热值最大，效率最高
[解析] 假设纵坐标轴的单位长度为1。由公式 可得，甲的效率
，乙的效率
，丙的效率
，可见，三台热机中，乙的效率最高，
甲、丙的效率相同，故A、D错误；由图可知，在燃料完全燃烧放出相同热量时，
乙输出机械能比甲多，故B错误；由图可知，在输出的机械能相同时，丙比乙消耗
更多燃料，故C正确。
02
B 提能 中档题·激活思维提能力
9.（2023常州天宁区校级期中）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是
一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼
干的营养成分表上标有“ ”，该标识的含义与以下物理量的含义类似
的是( )
B
A.热量 B.热值 C.比热容 D.内能
[解析] 饼干的营养成分表上标有“ ”，是指每 饼干提供的能
量是 ；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所
以标识的含义与热值类似。
10.如图所示，装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为 ，烧杯内液体初温和
质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为 、 、
，且 ，则下列说法正确的是( )
C
A.燃料 的热值比燃料 的大
B.液体2吸收的热量最少
C.液体2的比热容比液体1的大
D.燃料 放出热量最多
[解析] 为了比较燃料的热值大小，应选择甲、乙两图进行实验。由题意知，甲、乙
两实验中液体的初温相等，末温 ，则 ，由图甲、乙所示实验可
知，两烧杯中的液体种类即比热容 、质量 都相同，由公式 可知，吸
收的热量 。燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量
，燃料的质量相同，由 可知 ，即燃料 的热值比燃料
的大，故A、D错误；为了比较两种液体的比热容，应选择甲、丙两图进行实验。甲、
丙所示实验中所用燃料种类与质量均相同，则燃料完全燃烧释放的热量相等，燃料
燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则液体吸收的热量 ，可知，乙图中
液体1吸收的热量最少，故B错误；甲、丙两实验中液体的初温相等，末温 ，
则 ，因为 ，液体质量 相等，升高的温度 ，所以
由 可知， ，即液体2的比热容比液体1的大，故C正确。
11.（2022日照东港区二模）利用一燃气热水器对 、 的水进行加热时，
完全燃烧了 的煤气。已知水的比热容为 ，煤气的热
值为 ，该热水器烧水的效率是 ，下列说法中( )
B
①煤气完全燃烧放出的热量是
②水吸收的热量是
③水温升高了
④加热过程中水的内能保持不变
A.只有①④正确 B.只有②③正确 C.只有①②正确 D.只有②③④正确
[解析] ①煤气完全燃烧放出的热量
，故①错误；②由
可得，水吸收的热量
，故②正确；③由
可得，水温度升高 ，故③正确；
④在加热过程中，水吸收热量，温度升高、内能增大，故④错误。可见，只有②③
正确。
12.（2021遂宁中考）如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌
部分信息如下表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单
缸四冲程内燃机，压缩冲程中汽缸内气体内能增加是通过______方式实现的；正常
工作 ，柴油机输出有用功__________ ，消耗柴油_____ ，做功冲程中燃
气对活塞的平均压力为_______ 。
做功

0.03
4 000
型号
活塞行程
转速
输出功率
效率
[解析] 柴油机的压缩冲程中，活塞压缩空气做功，活塞的机械能转化为汽缸内气
体的内能；根据 知，柴油机输出的有用功
；根据 可得，燃料完全燃烧放
出的热量 ；由 可得，消耗柴油的质量
；飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮
转动2 400周，要对外做功1 200次，一次做功 ，做功冲
程中燃气对活塞的平均压力 。
13.新考法 利用图示装置可以将机械能转化为内能。当挂
在滑轮上的两个重物落下时，装满水的容器中的叶片便转
动起来，使水的温度升高。假设两边滑轮所挂重物的质量
均为 ，重物下落的高度为 ，容器内水的质量为 ，
水升高的温度为 ，水的比热容为 ，则这台机器的效率
为_ _________。（用物理量符号表示）

[解析] 两边重物下落获取的机械能 ，水吸收的热量
，这台机器的效率
。
03
C 培优 综合题·开放探究培素养
14.核心素养·科学探究 （2022广东模拟）阅读下列短文，回答问题。
航速优化
化石燃料的广泛应用加快了人类文明的进程，但同时也污染了环境。因为大量燃烧化石燃料使大气中 浓度增加，引起温室效应而导致全球变暖。人们意识到环境保护的重要性，开始从各个方面着手减少碳排放。
船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分，航速优化就是要找到合适的航速，使发动机做的总功减少，达到节能减排的目的。
（1）在柴油发动机的工作循环中，排出 等气体的冲程是___。
D
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
[解析] 在柴油发动机的工作循环中，排出 等气体的冲程是排气冲程，故选D；
（2）若船舶以速度 匀速直线航行，航行时受到的阻力为 （ 为常量），
则理想情况下，推进功率和速度的关系为 _____。

[解析] 若船舶以速度 匀速直线航行，航行时受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等；根据 可知，推进功率 ；
（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，则最
省油的航速约为___ 。
6
[解析] 根据图象可知，当推进功为 ，辅助功为 时，推进功和辅助功的和是 ，是最小的，此时对应的速度为 ；
（4）若题（3）中船舶的最大航速为 ，柴油发动机做的功为___________ 。
若柴油发动机的效率为 ，柴油的热值为 ，则航速从最大航速降
低到最省油航速，每公里航程船舶少消耗柴油约_____ 。

26.2
[解析] 由图可知，当 时的推进功约为 ，辅助功约为
，柴油发动机做的功 ；
与最省油时相比，节省的功
；柴油发动机的效率为
，则完全燃烧节省的柴油放出的热量 ；每
公里航程少消耗柴油的质量 。(共23张PPT)
第十四章 内能的利用
专题突破一 热学相关计算
1.（2022成都七中模拟）某同学用如图甲所示的实验装
置，比较不同物质的比热容，将分别盛有 水和食
用油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头与
水和食用油良好接触，将温度传感器与计算机相连，计
C
A.加热 ，水吸收的热量大于食用油吸收的热量
B.食用油的比热容为
C. 内，食用油吸收的热量为
D.另一小组用同样的器材进行实验，得到的两种物质温度随时间变化图象均为图中
的 所示，若已知该小组所用水的质量为 ，则食用油的质量为
算机上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。下列说法正确的是( )
[解析] 相同加热器在相同时间内放出的热量相同，则加热 时水和食用油吸
收的热量相同，故A错误；用同一个加热器给质量相同的食用油和水加热，由图象
可知， 温度从 升高到 需要 ， 温度从 升高到 需要
；加热时间越长，吸收的热量越多，水的吸热能力强，所以 为水， 为食
用油；因为加热器相同，则物质吸收的热量和加热时间成正比，所以，质量相同的
食用油和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为 ，由
可知， ： ，则
，故B错误；由图象
可知，加热 食用油的温度升高了 ，则食用油吸收的热量
，所
以 内，食用油吸收的热量为 ，故C正确；图象均为图中
的 ，表明两物质吸收的热量相同，升高的温度相同，根据 可知，水和
食用油的质量之比等于比热容之比的倒数，所以 ，
，解得 ，故D错误。
2.易错题 甲、乙两铁块，质量之比是 ，当甲、乙吸收相同的热量，甲温度升
高了 ，乙温度升高了____ ；若甲、乙升高温度之比是 ，吸收热量之
比为_ ____。
30

[解析] 甲、乙都是铁块，其比热容相同，所以两铁块的比热容之比为 ，甲、
乙两铁块吸收相同的热量，即 ，所以
；若甲、乙升高的温度之比 ，
两铁块吸收热量之比 。
易错提示：本题考查了热量公式 的应用，解比值题目，要细心，防止因颠倒而出错。
3.易错题 （2023三明三元区期中）水的比热容为 ；在标准大
气压下， 的水倒掉一半，则剩下的水的比热容是__________ ，初温
为 、质量为 的水吸收 热量后，温度将升高____ 。

80
[解析] 将 的水倒掉一半后，质量改变，但比热容与质量无关，所以水的比热
容不变，仍然为 ；由 可得，吸收热量后水
升高到的温度 。因为在1标准大
气压下水的沸点是 ，所以水实际升高的温度 。
易错提示：往往忽视1标准大气压下水的沸点是 ，加热到 后，继续吸热，水温不会再升高。
4.汽油机甲，飞轮每分钟转2 400转，汽油机的汽缸容积为 ，满负荷工作
时做功冲程燃气的平均压强为 ,且汽油机甲一分钟消耗 汽油。汽
油机甲与汽油机乙的效率比为 ，汽油机甲的功率是乙的2.5倍，则汽油机甲的
功率是_______ ；甲、乙汽油机相同时间的油耗之比为_____。（汽油的热值为
）
6 000

[解析] 满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 ,根据 得，平
均压力 。根据 得，活塞冲程长 ，所以做功冲程一次对外做的
功 。汽油机甲，
飞轮每分钟转2 400转，由四冲程汽油机中，飞轮转速∶做功次数 得，一分
钟汽油机甲的做功次数为1 200次，所以一分钟汽油机甲做功
。由 得，汽油机甲的功率
；汽油机甲一分钟消耗 汽油，则其一分钟燃
烧汽油释放的热量 ，所
以汽油机甲的效率 。汽油机甲与汽油机乙的
效率比为 ，则汽油机乙的效率 。汽油机甲的
功率是乙的2.5倍，则汽油机乙的功率 。所以一分钟
汽油机乙做的功 。则汽油机乙一
分钟燃烧汽油释放的热量 ，由 得，一分钟
汽油机乙消耗的汽油质量 。甲、乙
汽油机相同时间的油耗之比为 。
5.在一个标准大气压下，一质量为 的金属块被加热到 后，立即投入质量
为 、温度为 的冷水中，不计热量损失，最终水的温度升高了 。
求：
（1）水吸收的热量；
解：水吸收的热量 水
（2）金属块的比热容；
[答案] 水的末温 水
根据题意可知，金属块放出的热量与水吸收的热量相等，即 ，
由 得，金属块的比热容
（3）取出金属块后，给水继续加热，水又吸收了 的热量，求水的末温。
[答案] 由 可得，水升高的温度
水的末温
6.“水地暖”供暖的原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水
散热提高室温。当供水温度为 时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、
散热管材料的对应关系见下表：
地面装饰层材料 散热管 材料 陶瓷 塑料 木地板
聚乙烯
聚丁烯
（1）若该地暖系统的总水量为 ,将全部的水从 加热至 ，水
至少需要吸收多少热量？
解：水吸收的热量
（2）某家庭木地板的面积为 ，散热管材料为聚丁烯 ，供水温度为
，则该地暖系统每分钟的散热量为多少焦耳？
[答案] 由题知，散热管材料为聚丁烯、装饰层材料用木地板时，该家庭地面单位面积上的散热功率 ，且该家庭木地板的面积为 ，
该供暖系统 的散热量
（3）若该地暖系统中水加热吸收的热量约有 能有效供暖，则地暖系统中的水
用（1）中方式加热一次可以给上述家庭供暖多少分钟？
[答案] 有效供暖的热量
，
可供暖时间
（4）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还有哪些与科学知识有关的因素？请至少写出两点。
[答案] “水地暖”散热量可能还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关。
7.（2023巴中中学月考）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给
的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温
随时间变化的图线。在 内完全燃烧 煤炭放出的热量
为 ，水的比热容为 ，求：
（1）经过 时间加热，水所吸收的热量；
解：由图可知，经过 加热，水升高的温度 ，
经过 时间加热，水所吸收的热量
（2）煤炉烧水时的热效率；
[答案] 煤炉烧水时的效率
（3）若煤炭完全燃烧放出的热量完全由天然气来提供，则需要完全燃烧多少立方
米的天然气？
[答案] 由 得，需要完全燃烧天然气的体积
8.（2022肇庆高要区二模）如图所示是 无人驾驶智慧公交车，假设智慧公交车
的部分参数如表所示，回答下列问题。 取
空车质量 最大行驶速度
满载量 8人 电动机最大输出功率
最大续航里程 轮胎与地面接触总面积
（1）智慧公交车在水平公路上沿直线以 的速度匀速行驶时，受到的阻力
为多大？
解：公交车行驶的速度 ，
由 可得，
公交车行驶时受到的牵引力
公交车匀速行驶时受力平衡，所以受到的阻力 ；
（2）智慧公交车以 的速度行驶 ,此过程中牵引力做了多少功？若
这些能量全部由效率为 的四冲程汽油机提供，则需要消耗汽油的质量是多少？
（ ,汽油完全燃烧）
[答案] 牵引力做的功
汽油完全燃烧放出的热量
需要消耗汽油的质量(共31张PPT)
第十四章 内能的利用
第3节 能量的转化和守恒
1
A 固基 基础题·练透知识固基础
2
B 提能 中档题·激活思维提能力
3
C 培优 综合题·开放探究培素养
01
A 固基 基础题·练透知识固基础
&1& 能量的转化
1.（2023郑州十九中期中）如图是一种新型的风光互补照明灯，它头顶小风扇，肩
扛太阳能电池板，腰胯照明灯，脚踏蓄电池，下列解释正确的是( )
B
A.利用风力发电将电能转化为机械能
B.太阳能电池板将太阳能转化为电能
C.照明灯工作时， 灯是将机械能转化为光能
D.蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能
方法点拨：判断能量转化时，要看消耗的能量和获得的能量分别是什么，总是减少的转化为增加的。
2.下列实例中没有发生能量转化的是( )
B
A.太阳能电池发电
B.泥石流冲垮房屋
C.电风扇通电吹风
D.雷击引发森林火灾
思路点拨：能量的转化指能量形式的变化，即在该过程中看是否有新形式的能量产生。若有即是能量的转化，若没有即为能量的转移。
3.如图所示，科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，
车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力
是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的。光电转换器实际就
是把光能转换成____能，开车时发动机是将空气的____能转化
为机械能。
电
内
[解析] 叶子车的顶部安装的是高效光电转换器，光电转换器实际就是把光能转换成电能；开车时，车子的动力是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供的，发动机将空气的内能转化为车的机械能。
&2& 能量守恒定律
4.下列说法正确的是( )
B
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.各种形式的能量都能在一定条件下相互转化
C.“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D.火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
[解析] 能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故A错误；各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化，故B正确；“摩擦生热”不是创造了热，而是将机械能转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故C错误；火箭升空时，其势能和动能都增大，是由燃料燃烧释放的内能转化而来的，这一过程能量守恒定律同样适用，故D错误。
5.（2023广州二中期中）下列能量转化符合实际的是( )
B
A.&3& B.&4&
C.&5& D.&6&
[解析] 根据图可知，电能为 ，输出的能量为 ，不符合能量守恒定律，故A错误；根据题图可知，热机是利用内能做功的机器，输入内能为 ，输出的内能和机械能的和为 ，符合能量守恒定律，故B正确；热机是利用内能做功的机器，不是机械能转化为内能，故C错误；发电机工作过程中，机械能转化为电能，故D错误。
6.（2023邢台襄都区期中）如图所示，是设想中的“永动机”，它通过高处的水从
口流出时，水流冲击叶片转动，叶片的转动带动 处的砂轮转动，打磨刀片，同时
带动 处的抽水器工作，将低处的水抽到高处从 口流出，从而循环工作。该“永
动机”工作过程中，下列说法正确的是( )
D
A.水流冲击叶片转动，把机械能转化为内能
B.砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，说明“永动机”工作
时制造了能量
C.相同时间内， 、 两口流出水的质量相等
D.这款“永动机”违背了能量守恒定律
[解析] 水流冲击叶片转动，是水的机械能转化为砂轮的机械能，故A错误；砂轮打磨刀片时，刀片和砂轮的温度都升高，是将机械能转化为内能，并不是“永动机”工作时制造了能量，故B错误；水在冲击叶片的过程中，一部分水流失掉了，所以相同时间内， 、 两口流出水的质量不相等，故C错误；设想中的“永动机”不能一直工作下去，因为抽水器在工作过程中，有部分机械能会转化为内能，即机械能会逐渐减少，根据能量守恒定律，最后会停止工作；“永动机”违背了能量守恒定律，故D正确。
解题所得：在能量转化的过程中，总会有一部分能量以热的形式向四周扩散，成为无用的能量，所以抽水器的机械能会逐渐减少。
02
B 提能 中档题·激活思维提能力
7.（2022常州前黄实验学校模拟）“加水就能跑的神车”一度成为舆论热点，该汽车
实际是利用水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力（该技术成本很
高，目前仍处在试验阶段），但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法正确
的是( )
B
A.该车行驶的效率能达到
B.氢燃料电池能将化学能转化为电能
C.水解技术制取氢气不需要消耗其他能量
D.“加水就能跑的神车”不需要遵循能量守恒定律
[解析] 汽车在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而产生额外功，因此效率不能达到 ，故A错误；氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能，再用来驱动汽车的，故B正确；根据能量守恒定律，水解技术制取氢气的过程一定要消耗其他能量，故C错误；任何能量的转化都遵循能量守恒定律，“加水就能跑的神车”也需要遵循能量守恒定律，故D错误。
8.（2023深圳中学期中）用两块铜片、热电偶、电动
机（带风扇）组成一个电路，铜片1插在 热水中，
铜片2放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发生
转动，这就是温差发电现象。温差发电的实质是____
内
电
不能够
遵守
能转化为____能。利用这套装置，最终热水的内能________（选填“能够”或“不能
够”）全部转化为风扇的机械能。温差发电______（选填“遵守”或“不遵守”）能量
守恒定律。
[解析] 电路中对应的电能是由热水的部分内能转化来的，即温差发电的实质是内能转化为电能；利用这套装置，热水的内能除了转化为风扇的机械能外，还有一部分能量散失掉了，所以最终热水的内能不能够全部转化为风扇的机械能；能量守恒定律是自然界中普遍存在的规律，温差发电也都遵守能量守恒定律。
9.（2023本溪期中）如图所示，这是班里的“智多星”小明同
学制作的一款由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴、热
水设计而成的装置。他设想轻推转轮后，进入热水的叶片因
伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水，叶片形状迅速恢
不能
能量守恒
[解析] 由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能（或者如果热水变成了冷水），它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律。
复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想______（选填“能”
或“不能”）实现，判断的依据是___________定律。
10.（2022红河州二模）近年来我国抽水
蓄能电站发展较快，其工作原理如图所
示。用电低谷时，利用电网多余电能把
水从下水库抽到上水库中储存起来；用
机械
大
电高峰时，再利用上水库中的水发电。抽水蓄能时是将电能转化为水的______能；
电站选址时不仅需要当地水资源充足，还要地势陡峭，这样建成的电站上、下水库
的高度差比较____，有利于蓄能与发电。
[解析] 蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的机械能；抽水蓄能电站在发电时，从能量的角度看，是将水的机械能最终转化为电能，水的机械能越大转化获得的电能越多，所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大。最初水的重力势能较大，有利于蓄能与发电。
03
C 培优 综合题·开放探究培素养
11.核心素养·科学探究 如图所示，这是物理学家焦耳设计并制作的实验装置。
装置中的两个配重重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右
两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度上升，实现能量转
化。实验中科学家某次测得的数据如下：
小配重重力 ，大配重重力 ，每升降一次配重各自移动的
距离 ，热量计中水的质量 ，升降次数与水温变化的关系如下表：
升降次数 1 2 3 4 5 6
温度变化/ 0.2 0.39 0.59 0.78 0.98 1.18
（1）请计算配重升降一次对动叶轮做功是_____ 。
420
[解析] 小配重重力 ，大配重重力 ，合力为 ，每升降一次配重各自移动的距离 ，即绳子一端移动的距离是 。所以配重升降一次对动叶轮做的功 ；
（2）水温度升高 相当于吸收了_____ 的热量。
420
[解析] 水温升高 ，水吸收的热量 ；
（3）在该实验中________转化为____能，根据第一组数据减小的机械能______
（选填“大于”“小于”或“等于”）增加的内能。
机械能
内
等于
[解析] 在实验过程中，机械能转化为内能，包括水的内能和摩擦生热产生的内能；根据第一组实验数据可以看出，减小的机械能等于增加的内能；
（4）本实验中的误差来源于______________（写出一条即可）。
克服摩擦做功
[解析] 由于摩擦是不可避免的，所以本实验中的误差主要来源于克服摩擦做功消耗一部分能量；
（5）焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了__________定律。
能量守恒
[解析] 焦耳在这个实验的基础上继续研究，率先提出了能量守恒定律。(共28张PPT)
第十四章 内能的利用
第1节 热机
1
A 固基 基础题·练透知识固基础
2
B 提能 中档题·激活思维提能力
3
C 培优 综合题·开放探究培素养
01
A 固基 基础题·练透知识固基础
&1& 热机
1.（2022十堰期末）目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国
“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机（利用内能做功的机械）的是( )
A
A.共享电动汽车 B. 型导弹驱逐舰燃气轮机
C.歼 战机涡扇 煤油发动机 D.长征五号火箭液氢液氧发动机
[解析] 燃气轮机、煤油发动机和火箭液氢液氧发动机都是热机，工作时把内能转化成机械能，而电动汽车是把电能转化成机械能，不属于热机。
2.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如，
蒸汽机和内燃机，它们工作时，都是通过燃料燃烧把________转
化为____能并最终转化为______能；图中____是内燃机的工作原
理图。
化学能
内
机械
乙
关键点拨：认清蒸汽机和内燃机工作物质的不同，蒸汽机利用加热后的蒸汽做功，内燃机是利用燃气做功。
&2& 汽油机
第3题图
3.如图所示是四冲程汽油机的两个冲程，甲、乙两图中进气门、
排气门都是关闭状态，图甲显示的是汽油机的______冲程，图
乙中是内能转化为______能。除______冲程以外的其他冲程是
依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩
机械
做功
[解析] 由图甲可知，进气门、排气门关闭，活塞上行，所以是压缩冲程；图乙中进气门、排气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程，在该冲程中将燃气的内能转化为活塞的机械能；除做功冲程以外的其他冲程是依靠飞轮的惯性来完成的。
第4题图
4.如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的
按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，燃气的____能转化为盒
盖的机械能，这与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相同。
现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为 ，此汽油
机每秒钟做功____次。
内
做功
10
[解析] 当酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃
气的内能减小；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；汽油机的转速为 ，说明 内汽油机曲轴转动20转，一个
工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，所以 内曲轴转动20次，对外做功
10次。
解题须知：四冲程热机在一个工作循环中飞轮转两周，做功一次。
&3& 柴油机
5.（2023许昌禹州期中）关于汽油机与柴油机，下列说法正确的是( )
A
A.汽油机和柴油机在做功冲程中都是将内能转化为机械能
B.汽油机和柴油机在吸气冲程中，吸入汽缸的都是空气
C.在做功冲程中，汽油机汽缸内的燃气温度和压强比柴油机中的高
D.汽油机上的火花塞能用柴油机的喷油嘴代替
[解析] 汽油机和柴油机在做功冲程中都是燃气对外做功，将内能转化为机械能，故A正确；在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸的是空气，故B错误；在做功冲程中，柴油机里燃气的压强和温度比汽油机的高，所以柴油机的效率比汽油机高，故C错误；柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，二者不可以互相替代，故D错误。
解题总结：柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机汽缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式，燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功，柴油机的压缩比例更大，温度更高，做功更多，效率更高。
02
B 提能 中档题·激活思维提能力
6.（2023成都期中）如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟
内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是
( )
图a
图b
A.图a中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B.汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C.从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图b中甲所示的原理相似
D.汽油机一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
√
[解析] 图a中，汽缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，该过程中内能转化为机械能，蒸汽的内能减小，故A、B正确；根据气门的开闭情况和活塞的运动方向可以判断出：甲是吸气冲程，乙是压缩冲程，丙是做功冲程，丁是排气冲程，蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似，而甲是汽油机的吸气冲程，与蒸汽弹射装置工作时的原理不同，故C错误；四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，所以汽油机一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁，故D正确。
7.（2022嘉兴期末）十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机推动了人类第一次工业革
命。如图所示为蒸汽机的工作原理：打开阀门 、关闭阀门 ，高压蒸汽进入汽缸，
推动活塞上行。当活塞达到汽缸顶部时，关闭阀门 、打开阀门 ，蒸汽进入冷凝
器，汽缸内压强减小，活塞下降，如此循环往复。下列说法错误的是( )
B
A.用水冷凝蒸汽是利用热传递改变内能
B.蒸汽机在整个工作过程中遵循机械能守恒
C.蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似
D.蒸汽推动活塞向外做功后，蒸汽的内能会减小
[解析] 用水冷凝蒸汽时，蒸汽放出热量，是通过热传递改变内能的，故A正确；蒸汽对活塞做功，活塞的机械能增大，所以机械能不守恒，故B错误；蒸汽推动活塞上行，蒸汽的内能转化为活塞的机械能，与汽油机的做功冲程相似，故C正确；蒸汽推动活塞向外做功后，内能转化为机械能，所以蒸汽的内能会减小，故D正确。
8.（2023沈阳实验学校期中）在如图所示的
四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演
示实验示意图，丙、丁是四冲程汽油机工
作过程中的其中两个冲程示意图。与压缩
冲程原理相同的是____图所示的演示实验；
甲
丁
减小
为汽车输出动力的冲程是____图，这个冲程中燃气的内能将______（选填“增大”
“减小”或“不变”）。
解题须知：做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能间的相互转化。对物体做功，物体的内能增大，温度升高；物体对外做功，物体的内能减小，温度降低。
9.（2023苏州星海实验中学期中）光发动机是一
种把光能转化为机械能的装置，主要结构如图所
示。在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气
态物质 发生反应： ，
机械
做功
[解析] 当太阳光照射时，反应室内发生化学反应，导致室内气压增大，这时将化学能转化为机械能，从而推动活塞移动，相当于汽油机的做功冲程。
导致室内气压增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气压减小。这
样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输
出______能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于汽油机四个冲程中的
______冲程。
03
C 培优 综合题·开放探究培素养
10.核心素养·科学态度与责任 阅读短文，回答文后的问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一个曲轴上。各个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，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为______能。
机械
[解析] 内燃机就是将内能转化为机械能的机器；
（2）若一个汽缸排量为 ，燃气对活塞的平均压强为 ,则一个做功冲程中燃气对
活塞所做的功为_ ___（用字母表示）。

[解析] 在做功冲程中，活塞移动的距离为 ,发动机的单缸排量 ,燃气对活塞所做的功 ；
（3）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是___。
A
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
[解析] 四缸发动机各个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，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，据此可知，四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的是吸气冲程，故选A；
（4）写出一个四缸发动机的优点：______________________。
运行更稳定，功率更大
[解析] 四缸发动机每半周都有做功冲程，所以工作稳定，振动小，且多缸工作，排量大，功率大。

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