2021中考物理復習：14 內能利用 教學案講義+真題訓練+單元測試（學生版+解析版）

第十四章內能利用【綜合備課】（學生版）

1.了解：熱機工作原理；熱機四沖程內能變化和工作過程；熱值概念。

2.會：進行熱值的簡單計算。

3.理解：四沖程熱機內能與做功特點；熱機效率；能量的轉化與守恒定律。

★知識點一：熱機

1.熱機：利用的機械叫熱機。

熱機的種類：分為蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機。

內燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產生動力的熱機。內燃機根據其所使用的燃料分為汽油

機和柴油機兩類。

2.內燃機的工作原理

（1）汽油機：四沖程汽油機的結構一汽缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、火花塞。

沖程一活塞在氣缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。

汽油機的工作過程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

吸氣沖程一靠慣性運動，吸進汽油與空氣的混合物；

壓縮沖程一外界對—做功，機械能轉化為,氣體溫度;

做功沖程一化學能轉化為，氣體溫度,氣體—做功，內能轉化為;

排氣沖程一靠慣性運動，排出廢氣。

（2）柴油機：四沖程柴油機的結構一汽缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、噴油嘴。

柴油機的工作過程與汽油機幾乎一樣，但有三個區(qū)別：1）吸氣沖程：汽油機吸進的是汽油和空

氣的混合物，柴油機吸進的僅僅是空氣；2）壓縮沖程：汽油機壓縮的是汽油和空氣的混合物，汽油

機壓縮的僅僅是空氣；3）做功沖程：汽油機用火花塞點火，柴油機用噴油嘴噴油。

★知識點二：熱機效率

1.熱值（q）：1kg某種燃料完全燃燒放出的,叫熱值；熱值單位是：。

（1）燃料燃燒放出熱量：Q妝=qm；（0放是燃料放出的熱量，單位是J;夕是熱值，單位是J/kg;0是質量,

（立是kg。）

對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是指燃料的

質量，如果燃料的質量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數值；某種燃料

是指熱值與燃料的種類有關；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過程中，化學能

轉變成內能就不是該熱值所確定的值。

（2）熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成

內能的本領大??；也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質

量、體積等均無關。

2.熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量—，叫熱機的效率。

熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。公式：々=4=”遍

Q&qm

3.在熱機的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重

要措施。

注意：熱機能量的損失：①燃料未完全燃燒（完全燃燒條件：充足空氣，研磨成細顆粒）；②

廢氣排出帶走能量（廢氣的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用潤滑劑，減小摩擦）。

★知識點三：能量轉化與守恒

1.能量守恒定律：能量既不會—,也不會—，它只會從一種形式轉化為另--種—，或者

從一個物體轉移到另一個—，而在轉化和轉移過程中，能量的總量________O

2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理

學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律。

建耆意孝著闔

考向：熱機工作過程、四沖程內能變化規(guī)律

考點一：熱機

備考：熟悉汽油機四沖程工作過程，分清各沖程能量交換過程

內

「考向：熱值與熱機效率的簡單計算

能

考點二：熱值、熱機效率-

利I備考：理解熱值及熱機效率的概念，加強相關計算練習

用

考向：辨別能量的轉化類型

考點三:能量轉化與守恒

備考：理解能量守恒定律、認識常見的能量轉化實例

常選擇題：?？紵狳c主要集中熱值與熱機概念和能量轉換形式等

考

題

型填空題：?？紵狳c主要集中熱值與熱機概念與計算和能量轉換形式等。

叁典倒寫尼倒

考點一：然機

★典例一：（2020?鎮(zhèn)江）某汽油機的四個沖程如圖所示，在該汽油機的一個工作循環(huán)中，壓縮

沖程結束后，下個沖程是（）。

★典例二：（2020?朝陽）內燃機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成的，如圖所示的是工作循環(huán)

中的_____沖程，若飛輪轉動40周，則對外做功______次。

避錚

彥戒二：熱機效率

★典例三：（2020?無錫）某輛行駛的小轎車，其正常工作時的能量轉化情況如圖所示，若輸入

的化學能為2000J,輸出的動能為300J.則輸出的內能和聲能共計J；輸出的有用能量是動

★典例四：（2020?棗莊）關于熱機的效率，下列說法正確的是（建

A.在做功同樣多的情況下，熱機的效率越高消耗的燃料越多；

B.一般情況下柴油機的效率比汽油機的高；

C.熱機的效率越高說明做功越快；

D.熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的

考點三：熊黃轉化芍守愎

★典例五：（2020?德州）如圖是四沖程汽油機工作循環(huán)中的一個沖程，下列關于沖程及其能量

轉化判斷正確的是（）。

A.做功沖程，將機械能轉化為內能；B.做功沖程，將內能轉化為機械能；

C.壓縮沖程，將機械能轉化為內能；D.壓縮沖程，將內能轉化為機械能

★典例六：（2020?威海）關于能量的轉化或轉移過程，下列說法錯誤的是（）。

A.地球上的化石能源歸根結底來自遠古時期的太陽能；

B.自然界中水能的循環(huán)再生過程不遵循能量守恒定律；

C.空調將室內空氣的內能轉移至高溫的室外需要消耗電能；

D.熱水自然變涼，能量自發(fā)的從高溫物體轉移至低溫物體

士躡蹤訓練

一、選擇題

1.（2020?廣東省中考模擬五）四沖程汽油機在工作過程中，將內能轉化為機械能的沖程是（）o

A.吸氣沖程；B.壓縮沖程；C.做功沖程；D.排氣沖程

2.（2020?湖北省武漢市中考模擬五）關于四沖程汽油機和柴油機的工作過程有以下幾種說法:

①在吸氣沖程中，都會吸入空氣；

②在做功沖程中，是機械能轉化為內能；

③只有做功沖程是燃氣對外做功；

④汽油機和柴油機的點火方式相同；

以上說法中正確的是（）。

A.只有①②③B.只有①③C.只有②④D.只有②③④

3.（2020?北京四中中考模擬（適應性測試）根據表1、表2和表3提供的資料（在1標準

大氣壓下），判斷下列說法中正確的是（）。

表1：兒種晶體的熔點

晶體熔點（℃）

固態(tài)酒精-117

固態(tài)水銀-39

冰0

表2：兒種物質的比熱容

物質比熱容［J/（kg?℃）］

水4.2X103

煤油2.1X103

干泥土0.84X103

表3：幾種燃料的熱值

燃料熱值(J/kg)

干木柴約L2X10'

7

無煙煤約34X10

汽油約4.6X107

A.南極冬季氣溫一般在一40℃以下，在南極測量氣溫可選擇酒精溫度計；

B.溫度為0℃的冰，其分子仍然會做無規(guī)則運動；

C.水和煤油升高相同的溫度，水吸收的熱量較多；

D.煤的熱值比干木柴的大，因此煤燃燒過程中一定比干木柴燃燒過程中放出的熱

4.（2019?深圳市龍崗區(qū)中考一模）下列說法中正確的是（）。

A.汽油機的壓縮沖程中將內能轉化為機械能；

B.燃料不完全燃燒，其熱值會變??；

C.可以采用增大熱機功率的方法來增大熱機的效率；

D.物體的內能增加時溫度可能不變

二、填空題

5.（2020?江西省2020中等學校招生考試模擬）如圖所示的是四沖程汽油機工作狀態(tài)示意圖，

由圖可以看出，此時它正處在.沖程；為了降低汽油機內汽缸的溫度，汽缸外有一個水箱將汽

缸包圍住，這是通過的方式減少汽缸的內能。

6.（2020?山東省濟寧中考模擬四）“頁巖氣”是蘊藏在巖層中的天然氣，被譽為未來能源的“明

星”。頁巖氣屬于（填“可再生”或“不可再生”）能源。頁巖氣的熱值為3.2X10,J/n?,

完全燃燒0.Inf1頁巖氣可放出J的熱量。

7.（2019?保定市蓮池區(qū)中考一模）汽車汽油機是由四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，

其中由機械能轉化為內能的是沖程。己知汽油的熱值為4.6X10,J/kg,2kg汽油完全燃燒時

釋放的熱量為J?已知汽車防凍液的比熱容為4.2X10；iJ/（kg^C）?某汽車中的防凍液從90℃

冷卻到20℃的過程中，放出的熱量為2.94義10與，則該汽車中防凍液的質量為kgo

8.（2019?臨沂市平邑縣中考二模）如圖所示，一配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小團蘸了乙酸

的棉花，當迅速壓下活塞時，可看見桶內棉花燃燒起來。這是通過的方式使玻璃筒內的空氣

增加、溫度升高的。從能量轉化的角度看，汽I油機工作時沖程與該圖實驗相同。

第十四章內能利用【真題訓練】（學生版）

一、選擇題

1.（2020?陜西）下列與汽車有關的說法正確的是（）。

A.汽油機在做功沖程中把機械能轉化為內能；

B.司機和乘客系安全帶，是為了防止慣性帶來的危害；

C.汽車在行駛中，汽油的熱值不斷減小；

D.汽車兩側的后視鏡是凹面鏡，可以擴大視野

2.（2020?安徽）在物理學習的過程中，對物理知識的正確認識是非常重要的。以下說法正確

的是（）。

A.物體的運動速度越大，慣性越大；

B.磁場和磁感應線都是真實存在的；

C.電動機工作時消耗的電能主要轉化成機械能；

D.熱機工作的實質是把機械能轉化為內能

3.（2020?江西）下列說法中正確的是（）。

A.敲碎煤塊使煤充分燃燒能提高煤熱值；

B.汽車在減速過程中，慣性減小，動能減小；

C.當僅有熱傳遞時，物體吸收熱量時內能增加，放出熱量時內能減小；

D.與絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是因為絲綢的正電荷轉移到玻璃棒上

4.（2020?河南）（雙選）在科學晚會上，小明所在的科技小組示了一個“隔板推物”的節(jié)日,

其原理如圖8所示：甲、乙兩線圈分別懸掛在兩個蹄形磁鐵的磁場中，兩線圈通過導線連接構成一個

閉合電路，用手推動甲線圈擺動時，乙線圈會隨之擺動，對于這個過程，下列說法正確的是（）

A.甲線圖相當于電源，乙線圈相當于用電器；

B.推動甲線圈擺動時電能轉化為機械能；

C.乙線圈隨之擺動時機械能轉化為電能；

D.乙線圈擺動是因為通電導線在測場中受力

5.（2019?江西）如圖所示，是小普同學跟爺爺學習氣功的四個基本動作。由此他聯(lián)想到熱機

的四個沖程，以下與做功沖程最相似的是（）。

A.鼻孔吸氣B.氣沉丹田C排山倒海D.打完收工

6.（2019?玉林）如圖所示，是內燃機工作循環(huán)中的某個沖程，它是（）。

雷

A.吸氣沖程B.做功沖程C.壓縮沖程D.排氣沖程

7.（2019?郴州）現在流行一款鞋，穿上它走路時，鞋會發(fā)光，站著不動就不會發(fā)光。則這款

鞋發(fā)光的原理，從能量轉化的角度分析正確的是（）。

A.機械能轉化為電能，再轉化為光能；B.電能轉化為機械能，再轉化為光能；

C.機械能轉化為光能，再轉化為電能；D.光能轉化為機械能，再轉化為電能

8.（2019?達州）下列關于熱現象的說法中正確的是（）。

A.物體的溫度越高所含的熱量越多；

B.內燃機的做功沖程將機械能轉化成內能；

C.打掃衛(wèi)生時灰塵飛揚說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動；

D.物質的比熱容越大反映了物質吸收或放出熱量的能力越強

9.（2020?沈陽）下列敘述中正確的是（）。

A.電動機利用通電線圈在磁場中受力轉動的原理制成；

B.四沖程汽油機的做功沖程通過熱傳遞的方式提供動力；

C.電能表是計量用電器在一段時間內消耗電能的儀表；

D.驗電器既能檢驗物體是否帶電，也能辨別火線和零線

二、填空題

10.（2020?鎮(zhèn)江）質量為10kg的水溫度升高22℃,需要吸收的熱量為J,若不考慮熱量

散失，這些熱量需要完全燃燒g的天然氣來提供，天然氣是（選填“可再生”或“不可

再生”）能源。［c水=4.2X10」/（kg.℃）,q^=4.4X107J/kg］

11.（2020?蘇州）某燃氣熱水器將20kg的水從10℃加熱到60℃,完全燃燒了0.21m，的煤氣。

水吸收的熱量是J.熱水器燒水的效率是。［已知水的比熱容為4.2X1O'J/（kg?℃）,

煤氣的熱值為4X10,J/m1

12.（2020?宿遷）天然氣的熱氣值放出為4.4X107J/kg,小明燒開一壺水消耗了0.05kg。完

全燃燒這些天然氣放出熱量為J;水沸騰時壺蓋被頂起，這是內能轉化為能，汽油機

的沖程與此原理相似。

13.（2020?揚州）如圖，“長征五號B”運載火箭首次采用了我國最新研制的大推力液氧煤油

發(fā)動機。煤油的熱值為4.6Xl（fj/kg,完全燃燒2kg煤油放出的熱量為Jo火箭升空后助推

器會自動脫落。助推器脫落后在作用下落回地面.此時火箭相對地面是的。

曲

14.（2020?營口）如圖所示，小剛從滑梯下滑的過程中，他的重力勢能（選填“增大”、

“不變”或“減小”），在此過程中，小剛感覺到臀部發(fā)熱，這說明通過的方式可以改變物體

的內能，這個過程發(fā)生的能量轉化類似于四沖程汽油機的沖程。

15.（2020?丹東）一臺四沖程汽油機正常工作時曲軸和飛輪的轉速是2400r/min,它每秒完

成個沖程，對外做功次。

16.（2020?赤峰）家庭轎車的發(fā)動機是四沖程內燃機，內燃機在工作過程中將內能轉化為機械

能的是沖程；某款轎車百公里耗油6kg,這些汽油完全燃燒放出_____J的熱量（汽油的熱

值是4.6X10，J/kg）。汽油是由石油提煉出來的，石油等化石能源是_______（填“可再生”或“不

可再生”）能源。

17.（2020?通遼）天然氣巳經走進千家萬戶，天然氣的儲存和運輸是在一定溫度下，利用一

方法使其液化的；如果用專用運輸車運送天然氣，到達目的地后，車內油箱中剩余汽油熱值—

（選填“變小”“變大”或“不變

18.（2020?眉山）完全燃燒20g熱值為2.lX107J/kg的某種燃料，放出的熱量可以使質量10kg,

溫度25℃的水，溫度升高℃.四沖程汽油機，把機械能轉化成內能的是沖程。［水

的比熱容c水=4.2X101/（kg.r）］

19.（2020?廣元）可燃冰作為一種新型燃料。是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的

結晶物質，可直接點燃，可燃冰在常溫常壓下可釋放160m3的天然氣。根據以上信息可知，可燃

冰是（選填“可再生”或“不可再生”）能源。1m，的可燃冰釋放的天然氣完全燃燒放出的熱

量為J,若該熱量全部被水吸收，可將kg的水從10℃加熱到90℃。［c*=4.2X10:tJ/

（kg?℃）,天然氣的熱值q=4.2X107J/m\環(huán)境為標準大氣壓］

20.（2020?瀘州）現階段核潛艇的動力系統(tǒng)是由原子核（選填“裂變”或“聚變”）提

供的。瀘州正加快對頁巖氣的安全開采，頁巖氣和核能都屬于（選填“可再生”或“不可再

生”）能源。若用燃氣灶將一壺質量為3kg、初始溫度為20℃的水加熱到80℃,消耗了0.1m：'的頁巖

氣。已知水的比熱容4.2xl（）3j/（kgJC）,頁巖氣的熱值為4.2X10,J/m：',則該燃氣灶燒水的效率為

______%.

21.（2020?遂寧）2020年6月23日9時43分，我國在四川西昌衛(wèi)早發(fā)射中心用長征三號乙

運載火箭成功發(fā)射了北斗導航系統(tǒng)最后--顆組網衛(wèi)星，標志著北斗導航衛(wèi)星全球組網成功，能夠為

全球用戶提供全天候、高精度的定位、導航和授時服務。長征三號乙運載火箭發(fā)動機用的是偏二甲

腫作為燃料，其熱值是4.25X10'J/kg,若完全燃燒2噸偏二甲肝，共放出J熱量；火箭加

速上升時，火箭的機械能（選填“增大”、“減小”或“不變嘰

三、計算題

22.（2020?涼山）2020年5月13B,備受大家關注的“懸崖村”的村民們逐漸搬進位于涼山

州昭覺縣城的易地扶貧搬遷安置點，實現了“拎包入住”。易地扶貧搬遷安置戶小強同學家里有一個

容積為5L的水壺，水壺里裝有3.5kg初溫為50℃的水，他用家里的液化氣爐具把水加熱到70℃使

用。（已知液化氣的熱值q=4.9Xl（rj/m3）求：

（1）燒水過程水吸收了多少熱量？

（2）若實際使用了0.02m：'的液化氣，則該液化氣爐具的效率是多少？

第十四章內能利用【單元測試】（學生版）

一、選擇題

1.（2019?濮陽市中考物理二模）如圖所示是汽油機工作時某個沖程的示意圖，下列說法正確

的是（）。

r

A.該沖程是壓縮沖程；B.該沖程是機械能轉化為內能；

C.該沖程是內能轉化為機械能；D.隨著汽油的燃燒，汽油的熱值會減小

2.（2019?深圳市龍崗區(qū)中考一模）如圖所示是某老師的自制教具，他在礦泉水瓶的側壁上鉆

一個孔，把電火花發(fā)生器緊緊塞進孔中，實驗時從瓶口噴入酒精并蓋上錐形紙筒，按動電火花發(fā)生

器的按鈕，點燃瓶內酒精后，紙筒即刻飛出，瓶口出現大量白氣，關于此實驗，分析正確的是（）。

A.礦泉水瓶中的酒精如果沒有完全燃燒，其熱值會變小;

B.紙筒飛出后的瞬間瓶口出現的白氣是汽化形成的；

C.燃氣推動紙筒飛出的過程相當于內燃機的壓縮沖程；

D.紙筒飛出時發(fā)生的能量轉換是內能轉化為機械能

3.（2019?濟南市歷城區(qū)中考一模）下列常見的現象中，能量轉化的描述正確的是（）。

A.彎折鐵絲-機械能轉化為內能；B.保溫瓶的瓶蓋蹦起-內能轉化為機械能；

C.燃料燃燒-化學能轉化為內能；D.干電池供電-電能轉化為化學能

4.（2019?深圳市龍崗區(qū)中考一模）甲種燃料的熱值小于乙種燃料的熱值，下列說法正確的是

（）。

A.甲種燃料比乙種燃料的熱量少；

B.完全燃燒mkg乙種燃料，剛好燒開一壺水，那么用mkg甲種燃料也能燒開這壺水；

C.完全燃燒相同質量的兩種燃料，乙種燃料放出的熱量多；

D.通風條件越好，供氧越充足，兩種燃料的熱值越大

5.（2019?深圳市龍崗區(qū)中考一模）下列說法中正確的是（）。

A.■夕口4如圖中的驗電器是檢測物體是否帶電的儀器，工作原理是同種電荷互相排

斥；

%

B.如圖表示用測電筆辨別火線與零線，若就管發(fā)光，則此線可能是零線：

C..如圖是研究做功可改變內能的裝置，當活塞迅速壓縮空氣時，空氣內能會減小

D.D如圖表示的是內燃機壓縮沖程，該沖程中氣缸內分子運動的劇烈程度減弱

6.（2019?巴中市巴州區(qū)中考一模）汽車油箱中的汽油用掉一半后，剩下的汽油（）。

A.比熱容和熱值都不變；

B.比熱容不變，熱值變?yōu)樵瓉淼囊话耄?/p>

C.熱值不變，比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话耄?/p>

D.比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话?，熱值變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

7.（2019?巴中市巴州區(qū)中考一模）關于熱機的效率，下列說法正確的是（）。

A.一般情況下柴油機的效率比汽油機的高；

B.熱機的效率越高，在做功同樣多的情況下消耗的能量越多；

C.熱機的效率越高說明做功越快；

D.熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的

8.（2019?自貢市中考模擬）關于熱機，下列說法是正確的（）。

A.汽油機頂部有噴油嘴，柴油機頂部有火花塞；

B.柴油機在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸；

C.汽油機在做功沖程中，進氣門關閉排氣門打開；

D.汽油機在做功沖程中，是把內能轉化為機械能

9.（2019?鎮(zhèn)平縣九年級第一次中招模擬）柴油機工作一個循環(huán)需四個沖程，其中由機械能轉

化為內能的是（）o

A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程

二、填空題

10.（2019?常德市中考最后一模）王磊家最近開通了天然氣，細心的他發(fā)現同樣條件下燒開同

一壺水比過去用液化氣所用時間短了，這主要是由于兩種燃料的不同；若現將1.5例初溫為

20℃的水燒開（標準大氣壓下），需要吸收的熱量為o

11.（2019?長沙市雨花區(qū)中考一模）據央視網：“從12月1日零時起，國內汽油價格每噸降低

540元，降價后，92號汽油每升下降0.43元?！睋斯罍y汽油的密度約為kg/m3,完全燃燒

3kg汽油所放出的熱量為J（q汽油=4.6XlO'J/kg）.

12.（2019?遼陽市中考考前最后一卷）一臺四沖程汽油機在一個工作循環(huán)中，把內能轉化為機

械能的沖程是沖程。汽油機用水作為冷卻劑，這是利用了水的性質。

13.（2019?濟寧市中考三模）兩輪自平衡電動車作為一種新興的交通工具，倍受年輕人喜愛，

如圖所示，表格中是某型號兩輪自平衡電動車的主要技術參數，鋰電池充電時,—能轉化為—能,

若電動機以額定功率工作，則鋰電池充足一次電最多可騎行秒。

整車質量20kg

鋰電池電壓48r

鋰電池容量⑵?力

電動車額定電壓48r

電動機額定功率360

14.（2019?泰安市新泰市中考一模）在倡導新舊動能轉換，節(jié)約能源的今天，很多出租車使用

天然氣代替柴油或汽油，某段時間一輛出租車消耗0.4m3天燃氣，如果該出租車發(fā)動機的效率為20%,

則得到的機械能為Jo（天然氣的熱值為7XlO’J/n?）

15.（2019?慶陽市物理模擬）若可燃冰的熱值為4.2X107J/n）3,完全燃燒的可燃冰可放出的

熱量是J,這些熱量有60%被水吸收，可把kg的水從20c加熱到80℃。［水的比熱容

c水=4.2X104/（kg?℃）］

16.（2019?荷澤市牡丹區(qū)最后一次模擬）質量為2kg,溫度為15℃的水，吸收1.68X10$J的

熱量后，溫度升高到°C。［已知水的比熱容是4.2X103J/（kg-r）］.育才中學教室里安裝

電燈的總功率是10kW,如果每年上課時間按200天算，每天少開燈lh,則節(jié)約的電能相當于kg

的標準煤完全燃燒時釋放的能量。（標準煤的熱值約為3.0X（fj/kg）。

17.（2020?大渡口區(qū)校級模擬）如圖所示的是生活中常見的柴油發(fā)電機組，它具有機動靈活、

投資較少、啟動方便等優(yōu)點。它以柴油為燃料，以柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電，在柴油機汽缸內，活塞

壓縮空氣體積，溫度迅速升高，達到柴油的燃點，柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，

推動活塞做功，從而帶動曲軸旋轉。這樣就可以利用柴油機的旋轉帶動發(fā)電機的轉子發(fā)電，經閉合

的回路就能產生電流。請找出一個與前述情景相關的物理信息，并指出對應的物理知識。（不得與示

例重復）

示例：物理信息：柴油與空氣混合劇烈燃燒；

物理知識：化學能轉化為內能。

物理信息：；物理知識：。

18.（2019?渝中區(qū)校級二模）小紅在實驗室用酒精燈把質量是150g,初溫是如圖所示的水加熱

到66℃,則水吸收的熱量是.J;若不計熱損失，至少需要燃燒..g的酒精（酒精的熱值

為BXIO'j/kg）。

19.（2019?重慶三模）在寒冷的冬天，很多同學用熱水袋裝熱水取暖，是利用了水的比熱容比

較—（選填“大”或者“小”）；如圖為某型號電熱水袋，袋內裝有0.5kg的水，自動斷電的溫度

為80C,若某次給它通電時，袋內水的初溫為20C,當達到斷電溫度時，袋內水吸收的熱量是—J。

（水的比熱容為4.2Xl（fj/（kg「C）

20.（2018?巴南區(qū)校級模擬）如圖所示為汽油機工作過程中某一沖程的示意圖，此圖是沖

程，有一種單缸汽油機在原有四沖程的基礎上增加兩個沖程，成為六沖程汽油機，也就是在原有四

沖程汽油機完成排氣沖程后向氣缸內噴水，水在氣缸內汽化成水蒸氣，水蒸氣膨脹對外做功，這種

汽油機一個工作循環(huán)有六個沖程，做功2次，這種汽油機這樣設計的目的是o

21.（2018?重慶模擬）如圖所示的木桶魚是川西當地的一種特色吃法，把石頭在油中加熱到

300℃?500℃高溫后，倒入木桶，并將腌制的魚片倒入裝有高溫石頭的木桶內，再加入熬制好的魚

骨湯悶煮2?3分鐘即可食用。魚片是通過（“做功”或“熱傳遞”）的方法來改變內能的,

2kg的石頭從20℃加熱到420℃,需要吸收J的熱量（cn=0.8X103J/kg?℃）o

三、計算題

22.(2019?深圳市龍崗區(qū)中考一模)小明家新買來一臺容積為80L的天然氣熱水器。小明學習

了熱效率的知識后，嘗試估測該熱水器的熱效率，他把“進水量”設置為40L,“出水溫度”設置為

40℃后，開始加熱。當水溫達到40℃時，自動停止加熱。已知當時自來水的溫度是20℃,加熱前天

然氣表的示數為129.96a?,停止加熱后變?yōu)?30.06n?,天然氣的熱值q天然氣=4.2XlO’J/n?,水的比

熱容c水=4.2X10-J/(kg?℃),1L=1.O'm3.求:

(1)水箱中水的質量；

(2)水箱中水吸收的熱量：

(3)該熱水器的熱效率

第十四章內能利用【綜合備課】(解析版)

1.了解：熱機工作原理；熱機四沖程內能變化和工作過程；熱值概念。

2.會：進行熱值的簡單計算。

3.理解：四沖程熱機內能與做功特點；熱機效率；能量的轉化與守恒定律。

A知慌點回顧

★知識點一：熱機

1.熱機：利用內能做功的機械叫熱機。

熱機的種類：分為蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機。

內燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產生動力的熱機。內燃機根據其所使用的燃料分為汽油

機和柴油機兩類。

2.內燃機的工作原理

(1)汽油機：四沖程汽油機的結構一汽缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、火花塞。

沖程一活塞在氣缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。

汽油機的工作過程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

吸氣沖程一靠慣性運動，吸進汽油與空氣的混合物；

壓縮沖程一外界對氣體做功,機械能轉化為內能,氣體溫度升高;

做功沖程一化學能轉化為內能,氣體溫度升高,氣體對外做功,內能轉化為機械能:

排氣沖程一靠慣性運動，排出廢氣。

（2）柴油機：四沖程柴油機的結構一汽缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、噴油嘴。

柴油機的工作過程與汽油機幾乎一樣，但有三個區(qū)別：1）吸氣沖程：汽油機吸進的是汽油和空

氣的混合物，柴油機吸進的僅僅是空氣；2）壓縮沖程：汽油機壓縮的是汽油和空氣的混合物，汽油

機壓縮的僅僅是空氣；3）做功沖程：汽油機用火花塞點火，柴油機用噴油嘴噴油。

★知識點二：熱機效率

1.熱值（q）:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫熱值；熱值單位是：JZkgo

（1）燃料燃燒放出熱量：Q,*=qm；（0放是燃料放出的熱量，單位是J;g是熱值，單位是J/kg；卬是質量,

幌kg。）

對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒1kg是指燃料的

質量，如果燃料的質量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數值；某種燃料

是指熱值與燃料的種類有關；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過程中，化學能

轉變成內能就不是該熱值所確定的值。

（2）熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成

內能的本領大??；也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質

量、體積等均無關。

2.熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率。

熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。公式：〃="=啊!

‘?？俼m

3.在熱機的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重

要措施。

注意：熱機能量的損失：①燃料未完全燃燒（完全燃燒條件：充足空氣，研磨成細顆粒）；②

廢氣排出帶走能量（廢氣的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用潤滑劑，減小摩擦）。

★知識點三：能量轉化與守恒

1.能量守恒定律：能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者

從一個物體轉移到另一個物傕，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變。

2.能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理

學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律。

心耆點易著囿

考向：熱機工作過程、四沖程內能變化規(guī)律

考點一：熱機

備考：熟悉汽油機四沖程工作過程，分清各沖程能量交換過程

內

考向：熱值與熱機效率的簡單計算

能

考點二：熱值、熱機效率

利備考：理解熱值及熱機效率的概念，加強相關計算練習

用

考向：辨別能量的轉化類型

考點三:能量轉化與守恒

備考：理解能量守恒定律、認識常見的能量轉化實例

常r選擇題：?？紵狳c主要集中熱值與熱機概念和能量轉換形式等

考」

題I

型I填空題：常考熱點主要集中熱值與熱機概念與計算和能量轉換形式等。

逑典例與范倒

考點一：絡機

★典例一：（2020?鎮(zhèn)江）某汽油機的四個沖程如圖所示，在該汽油機的一個工作循環(huán)中，壓縮

沖程結束后，下個沖程是（）。

A.①B.②C.③D.④

【答案】Co

【解析】A.汽油機的一個工作循環(huán)中，壓縮沖程結束后，下個沖程是做功沖程，有圖①可知，

活塞向上運動，排氣門打開，所以圖①是排氣沖程，故A不符合題意；

B.汽油機的一個工作循環(huán)中，壓縮沖程結束后，下個沖程是做功沖程，有圖②可知，活塞向下

運動，進氣門打開，所以圖②是吸氣沖程，故B不符合題意；

C.汽油機的一個工作循環(huán)中，壓縮沖程結束后，下個沖程是做功沖程，有圖③可知，活塞向下

運動，兩門關閉，所以圖③是做功沖程，故C符合題意：

D.汽油機的一個工作循環(huán)中，壓縮沖程結束后，下個沖程是做功沖程，有圖④可知，活塞向上

運動，兩門關閉，所以圖④是壓縮沖程，故D不符合題意。故選C。

★典例二：（2020?朝陽）內燃機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成的，如圖所示的是工作循環(huán)

中的_____沖程，若飛輪轉動40周，則對外做功_____次。

【答案】（1）壓縮;（2）20。

【解析】如圖所示，活塞向上運動，進氣閥和排氣閥均關閉，所以如圖所示的是工作循環(huán)中的

壓縮沖程。

內燃機一個循環(huán)，四個沖程，飛輪轉2周，做功1次，所以若飛輪轉動40周，則對外做功20

次。

*京二：路機效率

★典例三：（2020?無錫）某輛行駛的小轎車，其正常工作時的能量轉化情況如圖所示，若輸入

的化學能為2000J,輸出的動能為300J.則輸出的內能和聲能共計J；輸出的有用能量是動

【答案】1700：15%。

【解析】（1）由圖知，輸入的化學能E=2000J,輸出的動能Ei=300J

輸出的內能和聲能：

E2=E-&=2000J-300J=1700J；

（2）小轎車正常工作時的效率：

n='=300JX100%=15%o

E2000J

故答案為：1700；15%?

★典例四：（2020-棗莊）關于熱機的效率，下列說法正確的是（）。

A.在做功同樣多的情況下，熱機的效率越高消耗的燃料越多；

B.一般情況下柴油機的效率比汽油機的高；

C.熱機的效率越高說明做功越快；

D.熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的

【答案】Bo

【解析】A.熱機的效率越高，做有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值越大，即在做功相同

的情況下，消耗的燃料較少，或消耗相同的燃料，做功較多，故A錯誤。

B.一般情況下柴油機的效率比汽油機的高，多用在重型機器上，故B正確；

C.熱機的效率是有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，熱機的效率越高說明有用功占的比

值越大，功率表示做功的快慢，功率越高說明做功越快，效率和功率是兩個不同的物理量，二者之

間沒有必然聯(lián)系，故C錯誤；

D.根據內燃機的能量流向，熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較多，故D錯誤。故選B。

冬?京三：熊it?轉化與可恒

★典例五：（2020?德州）如圖是四沖程汽油機工作循環(huán)中的一個沖程，下列關于沖程及其能量

轉化判斷正確的是（）。

A.做功沖程，將機械能轉化為內能；B.做功沖程，將內能轉化為機械能；

C.壓縮沖程，將機械能轉化為內能；D.壓縮沖程，將內能轉化為機械能

【答案】Bo

【解析】如圖所示，兩個氣門關閉，活塞向下運動，為做功沖程，燃料在缸內燃燒，將燃料的

內能轉化成機械能，ACD錯誤，B正確。故選B。

★典例六：（2020?威海）關于能量的轉化或轉移過程，下列說法錯誤的是（）。

A.地球上的化石能源歸根結底來自遠古時期的太陽能；

B.自然界中水能的循環(huán)再生過程不遵循能量守恒定律；

C.空調將室內空氣的內能轉移至高溫的室外需要消耗電能；

D.熱水自然變涼，能量自發(fā)的從高溫物體轉移至低溫物體

【答案】B.

【解析】AB.地球上的化石能源都是太陽能轉化來的，能量不會憑空產牛也不會憑空消失，只

會從一種形式轉化為另一種形式，從一個物體轉移的另一個物體，故A正確，不符合題意，B錯誤,

符合題意；

C.空調將室內空氣的內能轉移至高溫的室外需要壓縮機運轉，壓縮機運轉需消耗電能，故C正

確，不符合題意；

D.熱傳遞的條件是溫度差，熱水自然變涼，能量自發(fā)的從高溫物體轉移至低溫物體，故D正確,

不符合題意。故選B。

士躡蹤訓練

一、選擇題

1.（2020?廣東省中考模擬五）四沖程汽油機在工作過程中，將內能轉化為機械能的沖程是（）。

A.吸氣沖程；B.壓縮沖程；C.做功沖程；D.排氣沖程

【答案】Co

【解析】吸氣沖程、排氣沖程都是消耗機械能的沖程，壓縮沖程是把機械能轉化為內能，而做

功沖程是把內能轉化為機械能，故C是正確的。

2.（2020?湖北省武漢市中考模擬五）關于四沖程汽油機和柴油機的工作過程有以下幾種說法:

①在吸氣沖程中，都會吸入空氣；

②在做功沖程中，是機械能轉化為內能；

③只有做功沖程是燃氣對外做功；

④汽油機和柴油機的點火方式相同；

以上說法中正確的是（）。

A.只有①②③B.只有①③C.只有②④D.只有②③④

【答案】Bo

【解析】①汽油機在吸氣沖程中吸入的是汽油和空氣的混合物，而柴油機吸入的是空氣，所以

在吸氣沖程中，都會吸入空氣，故①正確；②在汽油機的做功沖程中，是內能轉化為機械能，故②

錯；③在汽油機的四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對外做功，故③正確；④汽油機和柴油機的點

火方式不同，汽油機中有火花塞，采用的是點燃式點火；而柴油機是噴油嘴噴出霧狀柴油，進行壓

燃式點火，故④錯誤。所以只有①③正確。故選B。

3.（2020?北京四中中考模擬（適應性測試）根據表1、表2和表3提供的資料（在1標準

大氣壓下），判斷下列說法中正確的是（）。

表1：幾種晶體的熔點

晶體熔點CC）

固態(tài)酒精-117

固態(tài)水銀-39

冰0

表2：幾種物質的比熱容

物質比熱容[J/(kg?℃)]

水4.2X103

煤油2.1X103

干泥土0.84X103

表3：幾種燃料的熱值

燃料熱值(J/kg)

干木柴約1.2X107

7

無煙煤約34X10

汽油約4.6X10，

A.南極冬季氣溫一般在一40℃以下，在南極測量氣溫可選擇酒精溫度計；

B.溫度為的冰，其分子仍然會做無規(guī)則運動；

C.水和煤油升高相同的溫度，水吸收的熱量較多；

D.煤的熱值比干木柴的大，因此煤燃燒過程中一定比干木柴燃燒過程中放出的熱

【答案】AB。

【解析】A.南極的冬季氣溫在-40℃以下，在南極測量氣溫可選擇酒精溫度計，故A正確；

B.物體的溫度為0℃,物體的分子運動速度不為0,仍然會做無規(guī)則運動，故B正確；

C.相同質量的水和煤油，水的比熱容比煤油的大，故升高相同的溫度，水吸收的熱量較多，故

C錯誤；

D.燃料燃燒放出的熱量與是否完全燃燒、燃料的熱值和質量都有關系，熱值大的燃料不一定放

出的熱量多，故D錯誤.故選AB。

4.（2019?深圳市龍崗區(qū)中考一模）下列說法中正確的是（）。

A.汽油機的壓縮沖程中將內能轉化為機械能；

B.燃料不完全燃燒，其熱值會變?。?/p>

C.可以采用增大熱機功率的方法來增大熱機的效率；

D.物體的內能增加時溫度可能不變

【答案】Do

【解析】A、壓縮沖程中活塞壓縮氣缸內氣體做功，將活塞的機械能轉化為燃氣的內能，故A錯

誤；

B、熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關，與燃料的質量、燃燒程度等均無關，故B

錯誤；

C、用來做有用功的能量和燃料完全燃燒放出的熱量的比值叫熱機效率，增大熱機功率不能增大

熱機的效率，故C錯誤；

D、物體內能增加時，溫度可能不變，例如，晶體吸熱熔化時，故D正確。故選D。

二、填空題

5.（2020?江西省2020中等學校招生考試模擬）如圖所示的是四沖程汽油機工作狀態(tài)示意圖，

由圖可以看出，此時它正處在沖程；為了降低汽油機內汽缸的溫度，汽缸外有一個水箱將汽

缸包圍住，這是通過的方式減少汽缸的內能。

【答案】壓縮；熱傳遞。

【解析】由圖示可知，兩氣門都關閉，活塞向上運動，該沖程是壓縮沖程。為了避免汽油機在

工作時溫度升得太高，在設計制造時，汽缸外有一個水箱，讓汽缸被水包圍著，即通過水吸收熱量

使得汽缸溫度降低。這是通過熱傳遞的方式改變內能的。

答案是：壓縮：熱傳遞。

6.（2020?山東省濟寧中考模擬四）“頁巖氣”是蘊藏在巖層中的天然氣，被譽為未來能源的“明

星”。頁巖氣屬于（填“可再生”或“不可再生”）能源。頁巖氣的熱值為3.2X10'J/m3,

完全燃燒0.In?頁巖氣可放出J的熱量。

【答案】不可再生;3.2X106J.

【解析】（1）頁巖氣已經燃燒不可再生。

（2）根據公式：Q=qV,得：Q=3.2xl（fJ/加xO.l加=3.2x10,J。

故答案是：不可再生;3.2x10」。

7.（2019?保定市蓮池區(qū)中考一模）汽車汽油機是由四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，

其中由機械能轉化為內能的是沖程。已知汽油的熱值為4.6X107J/kg,2kg汽油完全燃燒時

釋放的熱量為Jo已知汽車防凍液的比熱容為4.2X103J/（kg-r）o某汽車中的防凍液從90℃

冷卻到20℃的過程中，放出的熱量為2.94X106J,則該汽車中防凍液的質量為kg。

【答案】壓縮；9.2X107；10?

【解析】（1）在汽油機的壓縮沖程中，活塞壓縮汽油和空氣的混合物做功，使其內能增大、溫

度升高，機械能轉化為內能：

（2）完全燃燒2kg汽油放出的熱量：

Qsi=mq=2kgX4.6