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(共24张PPT)
第十四章　内能的利用
常考重难点突破与提升
十四
【重难点突破】
重难点1：能量的转化与守恒
1．【教材情境素材改编】下列四个实例中，能量转化与其他三项不同的是( )
C
2．下列关于能量转化及能量守恒定律的说法正确的是( )
A．能量守恒定律只适用于能量转化的过程
B．植物进行光合作用，是将化学能转化为光能
C．用打气筒打气，气筒壁发热，是将内能转化为机械能
D．根据能量守恒定律，能量无论是转化还是转移，能量的总和保持不变
D
3．位于河北的丰宁抽水蓄能电站被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。下列说法正确的是( )
A．电机抽水是为了增大水的动能
B．放水发电时是将机械能转化为电能
C．电机抽水是将电能转化为化学能
D．放水发电时是将内能转化为电能
B
4．如图所示，“和谐号”动车进站前的减速过程分两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，在这期间关闭动力，动车依靠惯性前行并带动发电机发电，速度从250 km/h减至90 km/h；第二阶段采用“机械刹”，速度从90 km/h 不断减小直至停下来。“和谐号”动车在进站前减速的第一阶段将机械能转化为 能，第二阶段将机械能转化为 能，整个过程中，遵循 定律。
电
内
能量守恒
重难点2：热机
5．(赤峰中考)汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程( )
C
6．(多选)关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是
( )
A．做功冲程，机械能转化为内能
B．做功冲程，内能转化为机械能
C．只有做功冲程是燃气对外做功
D．汽油机和柴油机的点火方式相同
BC
7．(通辽中考)课外活动中，某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上，握住上下两部分，用力拧成如图所示的形状，会看到瓶盖被弹出，并发出爆响声，同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机____冲程类似，瓶盖被弹出时，瓶内气体内能会____而导致温度降低，出现白雾。
压缩
减少
【思路点拨】拧瓶子的过程中，压缩气体做功，机械能转化为内能；当气体膨胀做功时，将内能转化为机械能。
8．如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于____冲程，该冲程将____转化为机械能，若该汽油机飞轮的转速是 60 r/s，则汽油机每秒钟对外做功____次。
做功
内能
30
重难点3：热值和热机的效率
9．做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法中正确的是( )
A．甲的功率较大，热机效率较低
B．甲的功率较大，热机效率较高
C．乙的功率较大，热机效率较高
D．乙的功率较大，热机效率较低
D
柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油
甲 相同 3 h 5 kg
乙 2 h 6 kg
10．(多选)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图是某汽油机的能量流向图，下列有关说法正确的是 ( )
A．在压缩冲程中，内能转化为机械能
B．由图可知该汽油机的效率是28%
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，该举措大大提高热机的效率
BD
【思路点拨】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；燃料的热值是燃料本身的一种特性，与质量和燃烧情况等无关。
11．烧烤主要燃料是木炭，已知它的热值是3.4×107 J/kg，如果木炭完全燃烧放出热量6.8×106 J，则燃烧木炭的质量为 g；两种燃料甲、乙的热值之比为q甲 ∶q乙＝2 ∶3，质量之比为m甲 ∶m乙＝1 ∶2，两种燃料完全燃烧释放的热量之比Q甲 ∶Q乙＝ 。
12．小明用他家的天然气灶将质量为2 kg，初温为15 ℃ 的水加热到95 ℃，水吸收的热量是 J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气 m3。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气热值为4.2×107 J/m3]
200
1 ∶3
6.72×105
0.04
13.(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360 km，驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度；
(2)汽车全程消耗汽油25 L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW，求汽车发动机的效率。
解：(1)汽车的平均速度：v＝＝＝90 km/h；
(2)汽油的质量：
m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×0.025 m3＝20 kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q＝mq＝20 kg×4.5×107 J/kg＝9×108 J；
(3)汽车全程所做的有用功：
W＝Pt＝25×103 W×4×3 600 s＝3.6×108 J，
则汽车发动机的效率：
η＝＝＝40%。
【综合提升】
14．搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭已成功发射，下列说法正确的是( )
A．火箭点火升空过程中的能量转化与内燃机的做功冲程相同
B．火箭使用液氧煤油作为燃料，主要是因为液氧煤油的比热容大
C．火箭的外壳与大气摩擦生热创造了能量，不遵循能量守恒定律
D．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
A
15．(多选)有一辆汽车在水平路面上用0.5 h匀速行驶了36 km，消耗汽油3 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为 23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为 1.5 t，汽油的热值为4.6×107 J/kg，g取10 N/kg。下列分析正确的是( )
A．该汽车克服阻力做的功是2.3×104 J
B．该汽车通过这段路程的平均速度是22 m/s
C．汽油完全燃烧放出的热量是1.38×108 J
D．该汽车发动机的效率是30%
CD
【思路点拨】利用Q放＝mq求汽油完全燃烧放出的热量；根据η＝得出汽车发动机的效率。
16．在1个标准大气压下，用热值为7×107 J/kg的标准煤将200 kg、初温为20 ℃的水加热至沸腾，水吸收的热量为 J，若锅炉的效率是40%，则需要消耗 kg标准煤；若将锅炉的效率提高到60%，则可以节省 kg 标准煤。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
6.72×107
2.4
0.8
综合实践活动　动手自制铝箔小火箭
【材料准备】铝箔、一盒火柴、细铁丝等。
【制作过程】(1)用铝箔纸将一根火柴包裹起来，把火柴头所在一端的铝箔折过来密封捻紧，再将火柴拔出；(2)搓下四五根火柴上的红磷，捻碎成粉末，装入铝箔发射筒密封的一端；(3)捣紧红磷，安装好尾翼，插入一根火柴，就成了一个很简易的小火箭；(4)用细铁丝制作一个角度可调的发射架，如图所示。
【思考】
(1)将做好的“火箭”置于发射架上，点燃火柴，发射筒内的红磷被点燃后，燃气从铝箔发射筒向后喷出，小火箭就向前飞出，这一现象的原理是
。
(2)从能量转化角度来看，小火箭的动能是由红磷燃烧产生气体的 能转化来的；小火箭在从最高点落回地面的过程中其重力势能将 。
力的作用是相互的
内
减小
(3)若要继续探究小火箭的水平飞行距离与发射角度是否有关。请你设计出主要的实验步骤。
答：在铝箔发射筒内装入同样多的火柴红磷，多次改变发射的角度，点燃火柴，使小火箭向前飞出，测出小火箭水平飞行距离并进行比较。(共23张PPT)
第2节　热　机
十四
知识点1：热机
1．(新疆中考)下列运载工具中，不需要利用热机的是 ( )
A．喷气式飞机
B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车
D．燃油摩托车
C
2．我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机 (选填“属于”或“不属于”)热机。热机工作过程中将燃料燃烧获取的
转化为机械能。
属于
内能
3．【教材情境素材改编】如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，此过程中，燃料的 能转化为 能传递给水和水蒸气，水蒸气膨胀对软木塞做功，水蒸气的一部分 能转化为软木塞的 能，利用这一原理，可以制成 。
化学
内
内
机械
热机
知识点2：汽油机和柴油机
4．关于汽油机工作循环的四个冲程，下列顺序正确的是( )
A．吸气→压缩→做功→排气
B．排气→压缩→做功→吸气
C．压缩→做功→吸气→排气
D．做功→压缩→吸气→排气
A
5．(多选)如图是某汽油机的工作冲程。下列说法正确的是( )
A．甲图为吸气冲程，吸入的是空气和汽油的混合物
B．甲图为压缩冲程，缸内温度降低
C．乙图为做功冲程，气体推动活塞做功
D．乙图为排气冲程，内能转化为机械能
AC
6．如图是一台四冲程内燃机的 (选填“压缩”或“做功”)冲程，这个冲程是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变气缸内气体的内能。
压缩
做功
7．【教材情境素材改编】如图为四冲程内燃机某一个冲程的示意图，根据示意图可判断此冲程为 冲程，此时活塞正在向 运动。
吸气
下
8．在内燃机中，柴油机在吸气冲程中吸入气缸的物质是 ，汽油机在做功冲程中燃料燃烧的方式为 (选填“点燃式”或“压燃式”)；内燃机常采用循环流动的水进行冷却，是利用水的 大的特性。
空气
点燃式
比热容
易错点：飞轮转速与做功次数的关系
9．一个四冲程热机的飞轮转速为2 400 r/min，它每分钟完成 个冲程，做 次功，飞轮转 周，活塞每秒往复运动 次，完成
个工作循环。
4 800
1 200
2 400
40
20
【易错辨析】四冲程热机每个工作循环，完成4个冲程，飞轮转动2周，做功一次；由飞轮转速可求出每分钟完成的冲程数量，做功次数，飞轮转动圈数，完成的工作循环数量等。
10．内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体( )
A．内能一定增大
B．温度一定降低
C．压强增大
D．分子运动速度加快
B
11．汽油机工作到某一冲程时，其进气门、排气门都关闭，活塞向上运动。根据上述信息，下列判断正确的是( )
A．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能
B．该冲程为压缩冲程，燃料混合物内能增加
C．进入气缸内的仅是汽油
D．该冲程不依靠飞轮的惯性完成
B
12．【教材情境素材改编】如图所示的某单缸四冲程汽油机，
下列说法正确的是( )
A．乙图中气缸内气体质量会减小
B．一个工作循环的工作过程依次是丁、丙、乙、甲
C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D．飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丙
C
13．(多选)关于内燃机，下列说法正确的是( )
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．汽油机适用于小型汽车，柴油机适用于载重汽车
C．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入气缸
D．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高
BD
14．【传统文化】正月十五元宵节，民间风俗要挂花灯，走马灯为其中一种。如图所示，走马灯上有平放的叶轮，下有燃烛或灯，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化情况为 能转化为 能，这与四冲程汽油机 冲程的能量转化情况相同。
内
机械
做功
15．某单缸四冲程内燃机的一个冲程剖面图如图。由图可知，该内燃机是
(选填“汽油机”或“柴油机”)，该冲程是 冲程。若该内燃机的一个工作循环对外做功35 J，则燃料完全燃烧放出的热量一定 (选填“大于”“等于”或“小于”)35 J。
汽油机
做功
大于
16.内燃机气缸中的燃料燃烧产生的高温高压气体通过 的方式将内能转化为机械能，若某汽油机1 s对外做功25次，则飞轮的转速为________r/min。
17.一台单缸四冲程汽油机，气缸横截面积S为400 cm2，活塞冲程长L为0.3 m，做功冲程燃气的平均压强p为5×105 Pa，飞轮转速为2 400 r/min。则该汽油机对活塞的平均推力F为 N，将活塞从缸顶推到缸底需做功 J，该汽油机的功率为 W。
做功
3 000
2×104
6×103
1.2×105
【思路点拨】先利用压强和面积求平均推力，再结合冲程长度计算单次做功量，最后联系转速推导功率，注意四冲程热机飞轮转动2周，做功一次。
18．【物理学与工程实践】上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么当海水下降时阀门K1 (选填“打开”或“关闭”)、阀门K2
(同上)，海水 (选填“上升”或“下降”)相当于汽油机的压缩冲程。
关闭
打开
上升
【思路点拨】当海水下降或上升时，气室容积会变化，内部压强随之变化。通过调节阀门K1和阀门K2的开启或关闭，将空气吸入气室或推入工作室。(共16张PPT)
专题突破一　热量的综合计算
十四
1．热量的计算：
(1)物体的吸热公式：Q吸＝cm(t－t0)。
(2)物体的放热公式：Q放＝cm(t0－t)。
(3)燃料完全燃烧时的放热公式：Q放＝mq或Q放＝Vq。
(4)在热传递过程中，若不计热量损失，则Q吸＝Q放；若计算热量损失，则Q吸＝ηQ放。
注意：在计算时，一定要注意题中温度“升高”“升高了”“升高到”的物理意义。在计算水被加热后的升温情况时，一定要注意水的末温不能超过它的沸点。
2．常见热效率的计算：
(1)燃料热效率：η＝[Q吸＝cm(t－t0)表示物质吸收的热量，Q放表示燃料完全燃烧放出的热量]；
(2)热机效率：η＝(W有用表示热机做的有用功，Q放表示燃料完全燃烧放出的热量)。
类型1：一般吸、放热类计算
1．【现代科技】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。
(1)求质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
(2)若这些热量全部被质量为500 kg、温度为15 ℃的水吸收，求水升高的温度。
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)由题意可知水吸收的热量：
Q吸＝Q放＝8.4×107 J，
由Q吸＝cmΔt得，水升高的温度：
Δt＝＝
＝40 ℃。
类型2：与效率有关的计算
2．如图，生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料制成的一种新型清洁燃料。燃烧1 kg无烟煤可以产生16 g的SO2，生物质颗粒燃料燃烧时不产生SO2，因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生。已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q无烟煤＝3.4×107 J/kg，q生物质＝1.7×107 J/kg。
(1)若生物质颗粒烧水效率为30%，将200 kg水从15 ℃加热至100 ℃，求需要多少千克生物质颗粒；
(2)这些生物质颗粒完全燃烧放出的热量
如果由无烟煤提供，求会排放多少克SO2。
解：(1)水吸收的热量：
Q吸＝c水m水(t－t0)
＝4.2×103 J/(kg·℃)×200 kg×(100 ℃－15 ℃)＝7.14×107 J，
由η＝可知，完全燃烧生物质放出的热量：
Q放＝＝＝2.38×108 J，
由Q放＝mq可知，需生物质颗粒的质量：
m生物质＝＝＝14 kg；
(2)根据题意可知，无烟煤完全燃烧放出的热量Q放′＝Q放＝2.38×108 J，
由Q放＝mq可知，需要燃烧无烟煤的质量：
m无烟煤＝＝＝7 kg，
排放SO2的质量：mSO2＝7×16 g＝112 g。
3．小明家新买来一台容积为80 L的天然气热水器。他把“进水量”设置为40 L，“出水温度”设置为40 ℃后，开始加热。当水温达到40 ℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20 ℃，加热前天然气表的示数为129.96 m3，停止加热后示数变为130.06 m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107 J/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，1 L＝10－3 m3, ρ水＝1×103 kg/m3。
(1)求水箱中水的质量；
(2)求水箱中水吸收的热量；
(3)求该热水器的加热效率。
解：(1)把“进水量”设置为40 L，则水箱中水的体积：V＝40 L＝40×10－3 m3，
由ρ＝m,V得，水箱中水的质量：
m＝ρ水V＝1×103 kg/m3×40×10－3 m3＝40 kg；
(2)由题意可得，水吸收的热量：
Q吸＝c水m(t－t0)
＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－20 ℃)
＝3.36×106 J；
(3)使用天然气的体积：
V气＝130.06 m3－129.96 m3＝0.1 m3，
天然气完全燃烧释放的热量：
Q放＝q天然气V气＝4.2×107 J/m3×0.1 m3
＝4.2×106 J，
该热水器的热效率：
η＝＝＝80%。
类型3：力热综合计算
4．某新型节能汽车，它的油箱最多可加45 kg燃油，已知汽车发动机的效率是30%，汽车使用的燃油的热值为4.5×107 J/kg，它行驶时所受阻力的大小与速度的关系如表：

(1)汽车油箱中加满燃油，求这些燃油完全燃烧获得的能量；
(2)汽车油箱加满燃油，并且以30 m/s的速度匀速行驶时，求汽车的最大行驶距离。
速度v/(m·s－1) 10 20 30 40
阻力f/(×102 N) 0.3 1.2 2.7 3.6
解：(1)这些燃油完全燃烧获得的能量：
Q放＝mq＝45 kg×4.5×107 J/kg＝2.025×109 J；
(2)由题意知，汽车发动机做的有用功：
W有＝ηQ放＝30%×2.025×109 J＝6.075×108 J，
由表可知，当汽车以30 m/s的速度行驶时，汽车受到的阻力大小是2.7×102 N，由W＝Fs得，汽车的最大行驶距离：s＝＝＝＝2.25×106 m。
5．如图是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270 km/h的速度匀速直线航行20 min，消耗航空燃油0.9 t，飞机发动机的功率为1.5×107 W，航空燃油的热值为4×107 J/kg。
(1)求消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量；
(2)求飞机在航行过程中的阻力；
(3)求飞机发动机的效率。
解：(1)已知消耗的航空燃油的质量：
m＝0.9 t＝900 kg，
则这些燃油完全燃烧放出的热量：
Q放＝qm＝4×107 J/kg×900 kg＝3.6×1010 J；
(2)飞机航行的速度：v＝270 km/h＝75 m/s，
由P＝＝＝Fv可知，飞机航行过程中的牵引力：
F＝＝＝2×105 N，
由二力平衡的条件可知，飞机航行过程中的阻力：
f＝F＝2×105 N；
(3)由P＝可知，飞机发动机做的功：
W＝Pt＝1.5×107 W×20×60 s＝1.8×1010 J，
则发动机的效率：η＝＝＝50%。(共12张PPT)
第4节　跨学科实践：制作简易热机模型
十四
知识点1：热机及其工作原理
1．热机是人们获得动力的重要机械，广泛运用在社会生活中。下列机械不属于热机的是( )
A．汽轮机 　　　　　　
B．汽油机
C.柴油机
D．洗衣机
D
2．热机工作过程中，能量转化的顺序是( )
A．内能→化学能→机械能
B．化学能→内能→机械能
C．机械能→内能→化学能
D．化学能→机械能→内能
B
3．热机是将 能转化为 能的机械装置，蒸汽机的工作物质是 .(选填“高温高压气体”或“水蒸气”) 。
4．汽油机属于 ，其工作物质是 ；蒸汽机属于外燃机，燃料燃烧发生在汽缸 (选填“内”或“外”)。
内
机械
水蒸气
内燃机
气缸内的空气和汽油的混合物
外
知识点2：制作热机模型
5．【教材情境素材改编】外燃机比内燃机更适合用来制作模型的原因是( )
A．外燃机效率更高
B．材料易得且安全性高
C．外燃机结构更复杂
D．内燃机需要封闭燃烧
B
6．制作热机模型时，需考虑的三个主要问题：热源的选择、 的确定，以及如何将 能转化为 能。
工作物质
内
机械
7．在制件简易汽轮机模型时，密封易拉罐的目的是( )
A．防止水溢出
B．提高蒸汽压力
C．减少热量损失
D．美观
B
8．在制作简易汽轮机模型时，将中性笔尖端对准扇叶的目的是( )
A．方便密封易拉罐
B．让蒸汽集中推动扇叶
C．防止蒸汽泄漏
D．减少能量损失
B
9．在制作简易汽轮机模型时，若易拉罐密封不严，可能导致的现象是( )
A．扇叶转动更快
B．水迅速蒸发
C．酒精灯火焰更旺
D．蒸汽无法喷出，扇叶不转
D
10．制作简易汽轮机模型时，中性笔的作用是 ，酒精灯的作用是提供 ，扇叶的作用是将 能转化为 能。
引导蒸汽喷出
热源
内
机械
11．某同学制作的简易汽轮机模型中扇叶转动缓慢，可能的原因有哪些？(至少写出两点，并说明解决方法)
答：(1)原因：蒸汽量不足；解决方法：检查密封性，确保水充足且加热充分。(2)原因：扇叶阻力过大；解决方法：调整扇叶角度或润滑转轴。(共19张PPT)
第十四章　内能的利用
第1节　能量的转化与守恒
十四
知识点1：能量的转化与转移
1．下列现象中只发生能量转移的是( )
A．煤气炉将水烧开
B．足球在草坪上越滚越慢
C．通电后小灯泡发光
D.抱着热水袋取暖
D
2．(多选)下图中能量的转化相同的是( )
AC
3．【能量观念】指出下列过程中的能量转化：
(1)光合作用： 。
(2)电炉发热： 。
(3)摩擦生热： 。
(4)电动机通电后转动起来： 。
(5)对蓄电池充电： 。
光能转化为化学能
电能转化为内能
机械能转化为内能
电能转化为机械能
电能转化为化学能
4．【古代科技】如图是我国古人运用“翻砂法”铸造钱币的模具。铸币时，使用燃料燃烧将铜块熔化，此过程中燃料燃烧是能量的 过程；将铜水倒入模子，模子温度升高的过程是能量的 过程。(均选填“转化”或“转移”)
转化
转移
知识点2：能量守恒定律
5．【能量观念】关于能量守恒定律，下列说法正确的是( )
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D．水电站发电过程中不遵循能量守恒定律
C
6．【教材情景素材改编】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，说明在此过程中能量不守恒
B．在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．小球运动到相同的高度，具有相同的动能
D．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能
D
【思路点拨】影响动能大小的因素是质量和速度；小球克服摩擦做功，使部分机械能转化为内能，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变。
7．为了实现2030年前“碳达峰”，我国在风力资源丰富的地方建了大量风力发电站。风力发电站可以将 能转化为 能从而减少CO2的排放，在转化过程中，能的总量会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
风
电
不变
8．【教材情境素材改编】如图是人们设想中的永动机，它通过高处水流冲击叶片，使叶片转动来带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机不能够永远工作下去，因为它违背了 ，抽水机在工作过程中，机械能总量会 (选填“增加”“减少”或“不变”)。
能量守恒定律
减少
9．从能量转化角度来看，下列说法正确的是( )
A．电风扇工作时主要将电能转化为内能
B．手机电池充电时主要将电能转化为内能
C．燃料燃烧时将内能转化为机械能
D．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能
D
10．【物理学与日常生活】根据能量守恒定律，下列情形中可能发生的是( )
A．子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．不考虑空气阻力，小球从光滑的U形槽斜面由静止滚下，会永不停息地来回运动
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地转动了几十年
C
11．【物理学与日常生活】建筑工人在使用钻孔机进行钻孔时，钻孔机的钻头会发热。为了防止钻头过热，通常会采取往钻头上浇水的办法。关于此现象下列说法正确的是( )
A．向钻头浇水降温是通过做功的方式使钻头内能减小，温度降低
B．通过热传递的方式使钻头的内能增加，温度升高
C．向钻头浇水，是因为水的比热容较小，可达到更好的冷却效果
D．钻头工作时，机械能主要转化为内能
D
12．【古代科技】(多选)《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是( )
A．筒车是一台“永动机”
B．水在输送过程中机械能守恒
C．转轮转速越快输水做功功率越大
D．该机械符合能量守恒定律
CD
【思路点拨】自然界中一切能量的转化和转移都遵循能量守恒定律；功率是表示物体做功快慢的物理量。
13．如图是一种备受关注的喷气飞行背包。该背包发动机燃烧汽油将 .能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分散失到空气中的内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有 .
。
化学
方向
性
14．火箭发射升空时，燃料燃烧将化学能转化为燃气的 能；燃气推动火箭和飞船上升过程中，飞船的机械能会 (选填“增加”“减少”或“不变”)，火箭外壳的温度升高，这是通过 的方式改变物体内能。
15．随着我国国力的强大，各国都在军事上采取各种措施，为此我国一直在研究导弹拦截系统。拦截弹在运动过程中，燃料助推拦截弹，燃料的
能转化为拦截弹的 能。拦截弹在整个运动过程中，会受到空气的摩擦力，一部分机械能转化为 消失了，但能量的总量 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
内
增加
做功
化学
机械
内能
不变
16．【质疑创新】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，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。你认为此观点是 ，理由是 .
.
。
错误的
能量在转化的过程中，一部分能量对外做功，一部分能量散失掉，能量的总量不变，但可利用的能量减少，因此不可能永远运动下去(共23张PPT)
第3节　热机的效率
十四
知识点1：燃料的热值
1．【科学本质观】关于燃料及其热值，下列说法中正确的是( )
A．没有燃烧的燃料，热值等于零
B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
C
2．【物理观念】甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法正确的是( )
A．甲种燃料含的热量多，乙种燃料含的热量少
B．甲种燃料含的内能多，乙种燃料含的内能少
C．完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，甲燃料放出的热量多
D．完全燃烧同质量的甲、乙两种燃料，乙燃料放出的热量多
C
【思路点拨】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
3．某冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火，“微火”由清洁氢能源作为燃料供给。氢气的热值为1.4×108 J/kg，表示的物理意义是
，2 kg氢气完全燃烧放出 J的热量。
4．小明家12月使用的燃气为50 m3，这些燃气完全燃烧释放的热量是
J，相当于完全燃烧 kg焦炭所释放的热量。(燃气的热值取4.2×107 J/m3，焦炭的热值取3.0×107 J/kg)
1 kg氢气完全燃烧放出的热量是1.4×108 J
2.8×108
2.1×109
70
知识点2：热机的效率
5．某内燃机的能量流向图如图所示，该内燃机的效率为( )
A．7%　　
B．28%　　
C．31%　　
D．34%
D
6．【科学本质观】关于热机的效率，下列说法中正确的是( )
A．热机做的有用功越多，效率一定越高
B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高
C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
D．热机做功越快，效率一定越高
C
7．甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则( )
A．甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
B．甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
C．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功少
C
【思路点拨】热机效率反映的是有用功在燃料完全燃烧放出热量中所占的比例。当消耗汽油量一样时，也就是燃料完全燃烧放热量相同，效率不同，有用功就不同。效率和每秒做功多少(功率)不是一回事。
8．某台柴油机工作过程中消耗了2 kg柴油，这些柴油完全燃烧能放出
J的热量，但是这台柴油机对外只做了功2.4×107 J ，则这台柴油机的效率是 。(已知q柴油＝3×107 J/kg)
6×107
40%
知识点3：提高热机的效率
9．能源短缺是人类社会面临的重大问题，提高热机效率可以节约能源。下列措施中，不能提高热机效率的是( )
A．尽量使燃料充分燃烧
B．减少废气带走的热量
C．合理保养，减小摩擦
D．增加热机的工作时间
D
10．“涡轮增压”是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，使废气的内能转化成 能，这样做合理利用了废气所带走的能量， (选填“提高”或“降低”)热机的效率。
机械
提高
11．【现代科技】我国航天技术达到世界领先水平。液态氢作为运载火箭的燃料，除了可以保护环境，还因液态氢具有( )
A．较大的热值
B．较多的热量
C．较大的内能
D.较大的比热容
A
12．下列关于热机效率的说法正确的是( )
A．热机功率越大，效率必定越高
B．用热值大的燃料能提高热机效率
C．热机消耗的燃料越多，热机的效率越低
D．利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径
D
D
13．【科学探究】如图，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m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)( )
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m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
【思路点拨】燃料的热值大小不能直接测量，可以通过液体吸收的热量Q吸＝c水m水Δt和燃料完全燃烧放出的热量Q放＝mq来考虑，由题意知，Q吸＝Q放，则c水m水Δt＝mq，再依次判断各选项。
14．两台汽油机，相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是 它们的功率之比是 。
9 ∶5
3 ∶2
【思路点拨】结合效率公式和功率定义，先根据有用功和效率求出总能耗，再推导燃料质量比和功率比，注意时间相同这一条件。
15．人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的 (选填“热值”“热量”或“温度”)不同，某内燃机的能量损失：废气内能损失35%，散热损失25%，机械损失10%，则该内燃机热机效率为 。
16．完全燃烧0.28 kg的酒精可放出 J的热量，这些热量能使热机效率为25%的汽车输出 J 的有用功。(已知酒精的热值为3.0×107 J/kg)
热值
30%
8.4×106
2.1×106
17．近几年来，我国大力推广新能源汽车，某款电动汽车以72 km/h的速度匀速行驶了 100 km，所受的牵引力为720 N，消耗电能9.0×107 J。
(1)求牵引力所做的功及功率；
(2)求上述行驶过程中电动车的效率；
(3)有一款与它外形、重量均相同的汽油车，在相同路面上以72 km/h的速度也行驶100 km，其效率为25%，求需要消耗汽油的质量。(q汽油＝4.5×107 J/ kg )
解：(1)牵引力为720 N，匀速行驶了100 km，牵引力所做的功：
W＝Fs＝720 N×100×103 m＝7.2×107 J，
电动汽车以72 km/h的速度匀速行驶了100 km，则牵引力所做功的功率：
P＝＝＝Fv＝720 N×72 km/h
＝720 N×20 m/s＝14 400 W；
(2)电动车的效率：
η＝＝＝80%；
(3)汽油车效率为25%，则需要的热量：
Q放＝＝＝2.88×108 J，
需要消耗汽油质量：
m汽油＝＝＝6.4 kg。

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