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内能的利用
【构建知识网络】
知识点1 热机
1．定义：热机是把_____转化为_______的机械．其工作时发
生能量转化过程，燃料的_____能通过燃烧转化为_____，通
过做功，把_____转化为_____能．
2．热机的种类：蒸汽机、内燃机(分为汽油机和柴油机两大
类)、汽轮机、喷气发动机等．
内能
机械能
化学
内能
内能
机械
3．四冲程汽油机的工作过程
气门 及活 塞的 状态 进气门___ ___，排气 门_____， 活塞向___ 运动 进气门___ ___，排气 门_____， 活塞向___ 运动 进气门___ ___，排气 门_____， 活塞向___ 运动 进气门___
___，排气
门_____，
活塞向___
运动
能量 转化 — _____能转化为___能 ___能转化为_____能 —
打
开
关闭
下
关
闭
关闭
上
关
闭
关闭
下
关
闭
打开
上
机械
内
内
机械
【名师点拨】
除了做功冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程都是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的．
4．四冲程内燃机：一个循环，包括___个冲程，活塞往返运动
___次，曲轴转___周．
5．汽油机与柴油机的区别
(1)构造不同：汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴．
(2)吸气冲程不同：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油
机吸入的是空气．
(3)点火方式不同：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式．
四
两
两
知识点2 热机的效率
1．燃料的热值
(1)定义：某种燃料_________放出的热量与其_____之比，用
符号q表示．
(2)特点：热值是燃料的一种特性，只与燃料的_____有关，
与燃料的形状、体积、质量以及是否完全燃烧无关．
完全燃烧
质量
种类
(3)计算热量：Q＝qm(固体、液体)；Q＝qV(气体)，Q表示热量，
单位是__；q表示_____，单位是J/kg或J/m3(气体燃料)；m表示
质量，单位是kg；V表示体积，单位是m3.
J
热值
2．热机的效率
(1)定义：热机工作时，用来做_______的那部分能量，与燃料
_________放出的能量之比．
(2)公式：
有用功
完全燃烧
【名师点拨】
电热转化效率的计算公式：η＝ ，其中水吸收的热量(有用
能量)：Q吸＝cmΔt；消耗的电能(总能量)：W＝Pt.
3．提高热机效率的途径：a.使燃料充分_____；b.尽量减小各
种___________；c.机件间保持良好的润滑，减小_____．
燃烧
热量的损失
摩擦
【名师点拨】
热学计算中常见的隐含条件
(1)标准大气压下将水加热至沸腾→水的末温为100 ℃；
(2)温度升高(或降低)到→物体的末温；
(3)温度升高(或降低)了→物体温度的变化量；
(4)不计热量损失→被加热物体吸收的热量等于热源释放的热量(热量转移效率为100%)．
知识点3 能量的转化与守恒
1．能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量之间都可以
_________．
2．能量守恒定律：能量既不会_________，也不会_________，
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，能量的总量不变．永动
机违背了能量守恒定律．
相互转化
凭空产生
凭空消失
转化
转移
3．能量守恒定律是自然界最普遍规律之一，所有能量转化过
程都服从_____________.
能量守恒定律
(1)相同质量的燃料，热值越大，燃烧放出的热量越多．( )
(2)燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况
无关．( )
(3)能量是与物体运动有关的物理量，不同的运动形式对应着不
同种类的能量．( )
×
√
√
考点1 热机(2025年13套卷2考)
1．[2024·临沂]2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录．如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是( )
2．[2024·枣庄]古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃．下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是( )
A．内燃机的做功冲程
B．内燃机的压缩冲程
C．钻木取火
D．流星雨的形成
3．[2025·济南]如图甲所示为一种经常在喜庆场
合使用的手持礼炮，其结构简化图如图乙所示．
使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿
纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的_________．此过
程中的能量转化与内燃机的_____冲程相同．
运动状态
做功
【名师点拨】
内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能，压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的；二是做功冲程中内能转化为机械能．飞轮每转2转，完成一次四冲程循环，做功1次．
考点2 热机效率　(2025年13套卷0考)
1．[2024·菏泽]家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是( )
A．汽油燃烧时它的热值减小
B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多
C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
2．[2022·滨州]关于内能和内能的利用，下列说法中正确的是( )
A．5月的街头，杨花飞絮随风舞，好似雪花满天飞，说明分子在不停地做热运动
B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100%
C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小
D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
3．[2023·日照]2023年5月28日，C919大型客机进行首次商业
载客飞行，飞机的发动机选用航空煤油作为燃料，假如航空煤
油的热值为4.6×107 J/kg，完全燃烧50 kg航空煤油放出的热
量为________J．山东五征集团生产的某型号农用拖拉机，为
提高发动机的效率需要在_____冲程让燃料充分燃烧．
2.3×109
做功
【名师点拨】
(1)燃料完全燃烧放热的计算依据：Q＝mq、Q＝Vq；(2)物体吸热或放热的计算依据：Q＝cmΔt；(3)Q吸与Q放的关系：①不考虑热效率时，Q吸＝Q放；②考虑热效率时：Q吸＝ηQ放．
考点3 能量守恒　(2025年13套卷1考)
[2025·山东]2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡
马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1 066秒的稳态运
行．在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地
转化为核能．说明能量的转化具有_____性；在能量转化和转
移的过程中，能量的总量保持_____.
方向
不变
1．[2025·兰州]课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾．关于上述过程，下列说法错误的是( )
A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形
变
B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水
滴
2．[2025·天津]我国在柴油机的研制上已将本体热效率突破
53%.在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械能的是( )
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
3．[2025·湖南]小勇在厨房煮鸡蛋时，由观察到的现象联想到的物理知识，正确的是( )
A．鸡蛋浸入水中的体积越大，所受浮力越大
B．鸡蛋沉入水底静止时，所受浮力大于重力
C．给水加热，主要是通过做功的方式增大水的内能
D．锅盖被水蒸气顶起的过程与内燃机的压缩冲程，发生的能量转化相同
4．[2025·扬州]如图所示是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是( )
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
5．[2025·黑龙江]一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是
2400 r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次
数分别是( )
A．完成80个冲程，对外做功20次
B．完成80个冲程，对外做功40次
C．完成40个冲程，对外做功10次
D．完成40个冲程，对外做功40次
6．[2025·内蒙古]如图所示，物理兴趣小组制作了一个简易
汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸
腾后从管口喷出蒸汽使风车转动．简易汽轮机工作过程中( )
A．酒精燃烧将内能转化为化学能
B．水的内能增加的方式是热传递
C．蒸汽被喷出后内能保持不变
D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
7．[2025·福建]抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”，用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电，如图所示．关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是( )
A．用电低谷时，以电能的形式储能
B．用电高峰时，机械能转化为电能
C．选址时，上下水库的高度差要小
D．存储的能量可以全部转化为电能
8．[2025·新疆]小杨家的电热水壶的容量为2 L，用该电热水壶烧
水时，壶内水温低于80 ℃时，加热效率是90%；壶内水温高于80 ℃
时，加热效率是84%.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，若冬
天自来水的温度比夏天的低15 ℃，则该电热水壶把2 L的自来水烧
开，冬天比夏天多消耗的电能约为( )
A．150 kJ B．145 kJ
C．143 kJ D．140 kJ
9．[2025·乐山]如图所示，试管内的水沸腾后，塞子受到水
蒸气的压力而冲出去，这个过程中能量转化的情况与汽油机
_____冲程能量转化的情况相同；课前准备时，给酒精灯添加
酒精，闻到了酒精味，这是_____现象．
做功
扩散
10．[2025·深圳]5月29日，我国探月工程天宫一号顺利升空，
琴琴和小林同学一起观看了这一过程，琴琴同学提出：火箭加
速上升过程中，燃料燃烧放出热量_____(填“全部”或“部
分”)转化为机械能，天宫一号进入轨道后，___(填“有”或
“无”)惯性．
部分
有
11．[2025·山西]跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用．同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型．
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封．将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶．点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来．
(1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况：化学能→_____→
_______．
(2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这
种现象的原因可能是_______________________________．
(答出一条即可)
内能
机械能
注入的水过少，产生的蒸汽量不足
(3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，
对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论．请你依
照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提
出一个可行性措施：_____________________．
增加易拉罐的保温性能

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