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模块二　热学
第六讲　内能的利用
第一篇　考点梳理·过教材
目录
CONTENTS
考点梳理回归教材
常考重难突破训练
考点1 能量的转化与守恒
1. 能量的转化
在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化，但能量的
转化和转移具有一定的 性。
方向　
2. 能量守恒定律
能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，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，能量的总量保持 。
永动机是不可能被制造出来的，因为它违背了能量守恒
定律。
转化　
转移　
不变　
1. （九全P24练习与应用2题变式）一种“风能太阳能互补”节
能灯“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰插”蓄电
池。下列关于该节能灯解释不．合．理．的是（　D　）
A. 太阳能电池板将太阳能转化为电能
B. 蓄电池储能过程是将电能转化为化学能
C. 节能灯工作时将电能转化成光能和内能
D. 小风扇工作时将电能转化为机械能
D
2. （九全P21图14.1－3情境变式）弹性小球弹跳的频闪照片如
图所示，小球反复弹跳的过程中， 能、
能和动能相互转化。位置1、3的高度一样，小球在位置1的机
械能 （选填“小于”“等于”或“大于”）在位置3
的机械能，小球在位置1的动能 （选填“小于”“等
于”或“大于”）在位置3的动能，小球在弹跳过程中减少的
机械能转化为了 能。
弹性势　
重力势　
大于　
大于　
内　
考点2 热机
定
义 利用 能做功的机械，它把 能转化为
能 应
用 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等 工
作
过
程 四个
冲程 冲程、 冲程、 冲
程、 冲程
工作
循环 一个工作循环包括 个冲程，活塞往复
次，曲轴和飞轮转动 周，对外做功 次
内　
内　
机械　
吸气　
压缩　
做功　
排气　
四　
两　
两　
一　
汽油
机与
柴油
机的
区别 ①汽油机在吸气冲程吸入的是 的混合
物，柴油机吸入的是 。
②柴油机顶部 火花塞，是一个喷油嘴，汽油机
顶部 火花塞。
③汽油机采用 式，柴油机采用 式
空气和汽油　
空气　
没有　
有　
点燃　
压燃　
吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，
冲程是内燃机工作循环中唯一对外做功的冲程。做功冲程
将 能转化为 能，压缩冲程将 能转化为
内能。
做
功　
内　
机械　
机械　
3. （九全P27图14.2－5情境变式）内燃机四冲程工作示意图如
图所示，下列说法正确的是（　C　）
A. 一个工作循环的正确顺序为：甲、乙、丙、丁
B. 乙冲程能获得动力
C. 丁冲程有明显机械能转化为内能的过程
D. 丙冲程存在化学能转化为内能的过程
C
4. （九全P37复习与提高3题变式）我国古人曾发明一种活塞式
点火器，如图所示，以牛角作套筒，把艾绒粘在木质推杆前
端。取火时，一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，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　）
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
A
5. （九全P29练习与应用1题变式）图甲是我国传统的“走马
灯”，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸
片小人转动。叶片转动是由热空气的 能转化为叶片
的 能，这与四冲程汽油机的 （选填“乙”或
“丙”）冲程相同。若汽油机的转速为1 800 r/min，则它1 s对
外做功 次。
内　
机械　
丙　
15　
考点3 热机的效率
1. 热值
定义 某种燃料 放出的热量与其质量之比，叫
作这种燃料的热值（用q表示）
单位 （固体）或 （气体）
公式 Q＝ （固体）或Q＝ （气体）
理解 热值反映的是某种物质的燃烧特性，同时反映出不同
燃料燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小，与燃
料的 有关，与燃料的质量、体积等均
完全燃烧　
J/kg　
J/m3　
mq　
Vq　
种类　
无关　
2. 热机的效率
定义 热机用来做 的这部分能量与燃料
的热量之比，叫作热机的效率
提高热
机效率
的途径 ①使燃料充分燃烧，如将煤粒磨成煤粉、加大送风
量等。
②尽量减少各种热量损失，如尾气供热。
③机件间保持良好的润滑，减小摩擦，如加润滑油
热机的效率 1。
有用功　
完全
燃烧放出　
小于　
3. 热机效率的相关计算公式
燃料燃烧加热 燃料燃烧做功 驱车行驶 起重提升物体
6. （九全P32图14.3－2情境变式）汽车的汽油机能量流向如图
所示，下列说法不．正．确．的是（　C　）
A. 废气排放的能量所占比例最大，减
少该部分能量损失是提高热机效率
的有效手段
B. 冷却水能量的二次利用可以提高能
量利用率
C. 该汽油机的热机效率为70％
D. 该汽油机的热机效率为30％
C
7. （九全P38复习与提高7题变式）我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖飞机有四台相同的发动机，每台发动
机的输出功率为3 120 kW。若飞机飞行1 h需消耗约1.8 t燃油，
求发动机的效率（q燃油＝4.3×107 J/kg，计算结果精确到1％）。
解：燃油燃烧放出的热量
Q放＝m燃油q燃油＝1 800 kg×4.3×107 J/kg＝7.74×1010 J，
发动机做的有用功
W有用＝Pt＝4×3 120×103W×1×3 600 s＝4.492 8×1010 J，
发动机的效率
η＝＝×100％≈58％。
跨学科实践：制作简易热机模型
　　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
的中性笔管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，当有水蒸气喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情
况为：化学能→ → 。
内能　
机械能　
（2）某实验小组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：
（任写一条）。
（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，帮助他们提出一条
可行性措施：
。
注入的水过少，产生的水蒸
气量不足（合理即可）　
增加易拉罐的保温性能
（合理即可）　
能量的转化与守恒
1. [2025·深圳改编]琴琴和小林同学一起观看了我国天宫一号空
间实验室顺利升空的过程，琴琴同学提出：火箭加速上升过程
中，燃料燃烧放出的热量 （选填“全部”或“部
分”）转化为机械能，天宫一号空间实验室进入轨道后
（选填“有”或“无”）惯性。
部分　
有　
1
2
3
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9
2. 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，这
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
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3
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6
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热机
3. 一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2 400 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　）
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
A
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4. [2025·泸州]小华一家人在端午节期间外出旅游，领略祖国大
好河山。他们驾车从泸州到重庆，再坐游轮游览长江三峡。他
们所驾汽车的发动机是汽油机，如图所示的示意图是汽油机
的 冲程；游轮从上游到下游经过的船闸利用了
原理；当乘客下游轮后，游轮底受到水的压强
（选填“变大”“变小”或“不变”）。
压缩　
连通
器　
变小　
1
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热值
5. 汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性
能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值
（　C　）
A. 变大 B. 变小
C. 不变 D. 无法确定
C
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6. 质量为1 kg的酒精和1 g的酒精的热值是 （选填“相
同”或“不同”）的。若完全燃烧420 g的酒精放出的热量全部
被水吸收，可使 kg的水温度从30 ℃升高到90 ℃。[酒精
的热值为3.0×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
相同　
50　
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7. [2025·德阳改编]小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将
初温为20 ℃、质量为2 kg的水加热至沸腾（在标准大气压
下），该过程中水吸收的热量是 J，水吸收的热
量相当于完全燃烧1.68×10－2 m3天然气放出的热量，则天然
气的热值为 J/m3。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
6.72×105　
4×107　
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9
热机效率及相关计算
8. [2025·烟台]汽油机是燃油汽车的动力来源之一。某台汽油机
工作时的能量数据如图所示，请把图中横线处应填写的内容补
充完整：① ；② 。若汽油的热值为4.6
×107 J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。
1.61×105　
机械　
0.0035　
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9
9. [2025·苏州]用煤气炉将4 kg的水从20 ℃加热到70 ℃，消耗
煤气0.05 kg。已知煤气的热值为4.2×107 J/kg，水的比热容为
4.2×103 J/（kg·℃）。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气炉加热的效率。
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解：（1）水吸收的热量
Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×4 kg×（70 ℃－
20 ℃）＝8.4×105 J。
（2）煤气完全燃烧放出的热量
Q放＝mq煤气＝0.05 kg×4.2×107 J/kg＝2.1×106 J。
（3）煤气炉的效率η＝＝×100％＝40％。
解：（1）水吸收的热量
Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×4 kg×（70 ℃－
20 ℃）＝8.4×105 J。
（2）煤气完全燃烧放出的热量
Q放＝mq煤气＝0.05 kg×4.2×107 J/kg＝2.1×106 J。
（3）煤气炉的效率η＝＝×100％＝40％。
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