12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化

12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（解析版）考點(diǎn)直擊考點(diǎn)直擊典例分析＋變式訓(xùn)練典例分析＋變式訓(xùn)練考點(diǎn)1做功——改變內(nèi)能的另一種方式（1）做功：對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)外做功內(nèi)能減少；（2）做功使物體的內(nèi)能改變的實(shí)質(zhì)：其他形式的能量（如機(jī)械能）與內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化。【典例1】如圖所示，用塞子塞緊瓶口，再用打氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣壓達(dá)到足夠大時(shí)，塞子從瓶口沖出。下列關(guān)于瓶?jī)?nèi)氣體的說(shuō)法正確的是（）A．向瓶?jī)?nèi)打氣，外界對(duì)氣體做功，氣體溫度降低 B．瓶塞從瓶口沖出，瓶口產(chǎn)生“白氣”的原因是水蒸氣汽化 C．塞子從瓶口沖出，氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減少 D．塞子從瓶口沖出，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變【答案】C。【解答】解：向瓶?jī)?nèi)打氣時(shí)，外界對(duì)瓶?jī)?nèi)氣體做功，瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能增加，氣體的壓強(qiáng)增大，增大到一定程度，塞子從瓶口沖出，此時(shí)氣體對(duì)塞子做功（即對(duì)外界做功），氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，氣體的內(nèi)能減少，溫度降低，瓶口的水蒸氣液化為“白氣”，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選：C?！镜淅?】如圖是我國(guó)古代發(fā)明的取火器的模型圖，把木制推桿迅速推入牛角套筒時(shí)，桿前端的艾絨立刻燃燒起來(lái)，這是通過(guò)做功的方式，使筒內(nèi)空氣內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到艾絨的著火點(diǎn)。【答案】做功；增大。【解答】解：封閉的氣體被推桿壓縮過(guò)程中，活塞對(duì)氣體做功，所以氣體內(nèi)能增加，則溫度升高，達(dá)到艾絨的著火點(diǎn)，使艾絨著火達(dá)到去火的目的。故答案為：做功；增大。【變式訓(xùn)練1】小芳迅速向上拉注射器的活塞，注射器內(nèi)密封的氣體溫度降低，如圖所示。此過(guò)程密封氣體的（）A．內(nèi)能增加 B．分子動(dòng)能增大 C．分子熱運(yùn)動(dòng)速度減小 D．活塞機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、迅速向上拉注射器的活塞，注射器內(nèi)密封的氣體溫度降低，所以內(nèi)能減少，故A錯(cuò)誤；BC、向上拉動(dòng)活塞，密封氣體的體積變大，相當(dāng)于氣體膨脹，對(duì)外界做功，分子動(dòng)能減小，分子熱運(yùn)動(dòng)速度減小，故B錯(cuò)誤，C正確；D、氣體體積膨脹，對(duì)外做功，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。故選：C?！咀兪接?xùn)練2】厲害了，我的國(guó)！2020年我國(guó)開啟了航天新征程，嫦娥五號(hào)成功登月并順利取回1731g月壤樣品。樣品的質(zhì)量不會(huì)隨它的形狀、狀態(tài)和位置的改變而改變。返回艙穿越大氣層時(shí)溫度升高，這是通過(guò)做功的方式使其內(nèi)能增加而導(dǎo)致的?！敬鸢浮课恢?；做功?！窘獯稹拷猓海?）質(zhì)量是物體本身的一種屬性，不會(huì)隨著形狀、狀態(tài)和位置的改變而改變，所以樣品的質(zhì)量不變；（2）返回艙穿越大氣層的過(guò)程中，返回艙和大氣摩擦生熱，返回艙表面溫度升高，這是通過(guò)做功的方式使其內(nèi)能增加的。故答案為：位置；做功?？键c(diǎn)2內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程1、

內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種，是燃料在汽缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)，內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)：

（1）汽油機(jī)的工作原理：燃料在汽缸中燃燒時(shí)，將存儲(chǔ)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏旱娜細(xì)猓ㄕ羝┑膬?nèi)能，又通過(guò)燃?xì)猓ㄕ羝┩苿?dòng)活塞做功，由內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；

（2）汽油機(jī)的工作流程：內(nèi)燃機(jī)通過(guò)吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程不斷循環(huán)來(lái)保證連續(xù)工作的，如圖：①吸氣沖程：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由上端向下端運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸；

②壓縮沖程：進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮汽缸內(nèi)燃料混合物，溫度升高；

③做功沖程：在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，高溫高壓氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外做功；

④排氣沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。

（3）工作過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化：①壓縮沖程：機(jī)械能→內(nèi)能；②做功沖程：先是化學(xué)能→內(nèi)能，再由內(nèi)能→機(jī)械能；（4）一個(gè)工作循環(huán)中對(duì)外做功1次，活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)2周，飛輪轉(zhuǎn)2圈?！镜淅?】圖是四沖程汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中的兩個(gè)沖程，下列判斷正確的是（）A．甲圖為吸氣沖程，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能 B．乙圖為壓縮沖程，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能 C．甲圖為做功沖程，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能 D．乙圖為排氣沖程，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能【答案】B?！窘獯稹拷猓喝鐖D甲可知，兩氣門都關(guān)閉，活塞下行，火花塞噴出電火花，因此是做功沖程，并將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；如圖乙可知，兩氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，因此是壓縮沖程，并將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B?！镜淅?】一臺(tái)單缸四沖程的汽油機(jī)，如圖所示是該汽油機(jī)的做功沖程示意圖，在該沖程中活塞向下運(yùn)動(dòng)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！敬鸢浮孔龉Γ粰C(jī)械?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，汽油機(jī)兩個(gè)氣門都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程，此沖程燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。故答案為：做功；機(jī)械。【變式訓(xùn)練1】關(guān)于四沖程內(nèi)燃機(jī)，下列說(shuō)法正確的是（）A．汽油機(jī)和柴油機(jī)都是內(nèi)燃機(jī)，吸入汽缸的物質(zhì)相同 B．汽油機(jī)和柴油機(jī)都是通過(guò)火花塞點(diǎn)火的 C．燃料在汽缸內(nèi)猛烈燃燒，燃料熱值迅速減小 D．壓縮沖程主要是通過(guò)做功的方式增大缸內(nèi)氣體的內(nèi)能【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、柴油機(jī)和汽油機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī)，工作過(guò)程中，汽油機(jī)吸入的是空氣和汽油的混合物，柴油機(jī)吸入的是空氣，故A錯(cuò)誤；B、汽油機(jī)是通過(guò)火花塞點(diǎn)火的，而柴油機(jī)是通過(guò)壓燃式點(diǎn)火的，故B錯(cuò)誤；C、燃料在汽缸內(nèi)猛烈燃燒，燃料熱值保持不變，故C錯(cuò)誤；D、壓縮沖程中，活塞壓縮氣體，對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能變大，故D正確。故選：D?！咀兪接?xùn)練2】小華發(fā)現(xiàn)家中正在煮飯的高壓鍋限壓閥被氣流頂起，這一現(xiàn)象與熱機(jī)的工作循環(huán)中的做功沖程原理相同，這一過(guò)程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！敬鸢浮孔龉?；機(jī)械?！窘獯稹拷猓赫谥箫埖母邏哄佅迚洪y被氣流頂起，這是鍋內(nèi)的氣體對(duì)外做功，鍋內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，高溫高壓的燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。故答案為：做功；機(jī)械?？键c(diǎn)3燃料的熱值及其計(jì)算（1）熱值概念：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，符號(hào)時(shí)q。①對(duì)于氣體燃料而言，熱值的定義是1m3的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。②熱值是燃料的一種屬性。（2）熱值單位：焦/千克（J/kg），讀作焦每千克。

（3）公式：Q=mqM——燃料的質(zhì)量——單位千克（kg）；q——燃料的熱值——單位焦/千克（J/kg）；Q——燃燒放出的熱量——單位焦耳（J）。

（4）熱值的物理意義：熱值表示一定質(zhì)量的燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量的多少，如木炭的熱值為3.40×107J/kg。

（5）同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱值不同?！镜淅?】關(guān)于燃料的熱值，下列說(shuō)法正確的是（）A．燃料燃燒時(shí)放出的熱量叫做燃料的熱值 B．熱值大的燃料比熱值小的燃燒時(shí)放出的熱量多 C．10kg木炭比1kg木炭的熱值大 D．燃料燃燒時(shí)放出熱量的多少與是否完全燃燒有關(guān)【答案】D?！窘獯稹拷猓孩?kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，所以A說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意。②根據(jù)燃料燃燒放出熱量的公式可知燃料在燃燒時(shí)放出的熱量與熱值、燃料的質(zhì)量和燃料是否完全燃燒有關(guān)，因此在燃料的質(zhì)量和燃料情況不明確的情況下，不能進(jìn)行判斷，所以B說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意。③熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、燃燒程度等均無(wú)關(guān)，因此10kg木炭和1kg木炭的熱值一樣大，所以C說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意。④燃料燃燒放出的熱量與燃料的熱值、燃料的質(zhì)量和燃料是否完全燃燒有關(guān)，所以D說(shuō)法正確，符合題意。故選：D?！镜淅?】生活垃圾的熱值為3×106J/kg，某垃圾焚燒發(fā)電廠每天完全燃燒800t生活垃圾，放出熱量2.4×1012J，放出熱量的30%用來(lái)發(fā)電，每天可發(fā)電2×105kW?h，放出熱量的42%用來(lái)加熱水供給附近小區(qū)，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，每天可將3×106kg的水由20℃恰好加熱至沸騰。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】2.4×1012；2×105；3×106。【解答】解（1）完全燃燒800t生活垃圾放出熱量：Q放＝mq＝800×103kg×3×106J/kg＝2.4×1012J；（2）根據(jù)題意可知，每天可發(fā)電的電能W電＝30%Q放＝30%×2.4×1012J＝7.2×1011J＝2×105kW?h；（3）根據(jù)題意可知，水吸收的熱量：Q吸＝42%Q放＝42%×2.4×1012J＝1.008×1012J；1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的質(zhì)量：m水＝＝＝3×106kg。故答案為：2.4×1012；2×105；3×106?！镜淅?】已知天然氣的熱值為3.2×107J/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。求：（1）完全燃燒1.4×10﹣2m3天然氣放出的熱量；（2）若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將質(zhì)量為3.8kg、初溫為25℃的水加熱到多少攝氏度？（當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簭?qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）【解答】解：（1）完全燃燒1.4×10﹣2m3天然氣放出的熱量：Q放＝Vq＝1.4×10﹣2m3×3.2×107J/m3＝4.48×105J；（2）由η＝可得水吸收的熱量：Q吸＝ηQ放＝60%×4.48×105J＝2.688×105J；由Q吸＝cm△t可得，水升高的溫度：△t＝＝≈16.8℃，則水的末溫度為：t2＝t1+△t＝25℃+16.8℃＝41.8℃。答：（1）完全燃燒1.4×10﹣2m3天然氣放出的熱量為4.48×105J；（2）若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將質(zhì)量為3.8kg、初溫為25℃的水加熱到41.8℃.【變式訓(xùn)練1】甲、乙兩種燃料，甲的質(zhì)量是乙的2倍，甲、乙完全燃燒后放出的熱量之比為3：2，則甲、乙兩種燃料的熱值之比為（）A．3：4 B．4：3 C．2：3 D．3：2【答案】A?！窘獯稹拷猓河深}意可知，m甲＝2m乙，Q甲＝1.5Q乙，根據(jù)Q放＝mq可知：＝×＝×＝。故選：A。【變式訓(xùn)練2】某燃?xì)鉄崴魇褂锰烊粴庾鳛槿剂?，若使用中消耗?.02m3的天然氣，則這些天然氣完全燃燒放出的熱量為6.4×105J（q天然氣＝3.2×107J/m3）。如果這些熱量完全被水吸收，則水的內(nèi)能增大（選填“增大”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮?.4×105；增大。【解答】解：0.02m3天然氣完全燃燒釋放的熱量是：Q＝Vq天然氣＝0.02m3×3.2×107J/m3＝6.4×105J；在此過(guò)程中，水吸收熱量，內(nèi)能增大。故答案為：6.4×105；增大?？键c(diǎn)4熱機(jī)的效率（1）定義：用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率，其表達(dá)式為：，由于熱機(jī)在工作過(guò)程中總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于1；（2）熱機(jī)在工作過(guò)程中造成能量損失的因素有：①燃料很難全部燃燒；

②排出的廢氣帶走能量；

③熱機(jī)部件要散熱；

④克服運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件之間的摩擦消耗能量。（3）提高熱機(jī)效率的方法：

①盡量讓燃料充分燃燒；

②設(shè)法利用廢氣的能量；

③減少能量損失；

④保證良好的潤(rùn)滑?！镜淅?】做同樣的有用功，甲、乙柴油機(jī)用時(shí)和消耗柴油對(duì)比如下，下列說(shuō)法中正確的是（）柴油機(jī)完成工作量時(shí)間消耗柴油甲相同3h5kg乙2h6kgA．甲的功率較大，熱機(jī)效率較低 B．甲的功率較大，熱機(jī)效率較高 C．乙的功率較大，熱機(jī)效率較高 D．乙的功率較大，熱機(jī)效率較低【答案】D?！窘獯稹拷猓河杀砀駭?shù)據(jù)可知，完成工作量相同，甲所用時(shí)間大于乙所用時(shí)間，功率是指單位時(shí)間內(nèi)完成的功；則甲的功率較??；由表格數(shù)據(jù)可知，完成工作量相同，甲消耗柴油少，乙消耗柴油多，則乙做的額外功多，由η＝可知，乙的熱機(jī)效率較低，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D?！镜淅?】如圖所示為內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖，燃料燃燒放出能量的過(guò)程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程，熱機(jī)的效率表達(dá)式為η＝×100%。（用圖中所示字母表示）【答案】化學(xué)；內(nèi)；?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)把燃料燃燒放出的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；由圖可知，熱機(jī)效率是用于做有用功的能量占總能量的比例，即該內(nèi)燃機(jī)的效率是η＝×100%；故答案為：化學(xué)；內(nèi)；?！咀兪接?xùn)練1】熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)，如圖所示是熱機(jī)的能量流向圖，則熱機(jī)的效率等于（）A．×100% B．×100% C．×100% D．×100%【答案】B。【解答】解：熱機(jī)的效率等于做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，故熱機(jī)的效率η＝＝＝×100%。故選：B?！咀兪接?xùn)練2】一款汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30%，則其每消耗6kg汽油，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能是8.28×107J，在損失的能量中，廢氣帶走的能量最多。若損失的能量完全被水吸收，可使920kg的水升高50℃。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q汽＝4.6×107J/kg]【答案】8.28×107；廢氣；920?！窘獯稹拷猓和耆紵?kg汽油放出的熱量為：Q放＝q汽m＝4.6×107J/kg×6kg＝2.76×108J，由η＝可知發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能為：W＝Q放η＝2.76×108J×30%＝8.28×107J；廢氣的溫度最高，在損失的能量中，廢氣帶走的能量最多；損失的能量為：E＝Q放﹣W＝2.76×108J﹣8.28×107J＝1.932×108J，則水吸收的能量為：Q吸＝E＝1.932×108J，由Q吸＝c水m′Δt可知水的質(zhì)量為：m′＝＝＝920kg。故答案為：8.28×107；廢氣；920。課堂鞏固訓(xùn)練課堂鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2021秋?正定縣期末）將裝有酒精的金屬管固定在桌子上，并用塞子塞緊?？焖賮?lái)回拉動(dòng)繞在管上的繩子，過(guò)一會(huì)兒塞子跳起來(lái)，如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是（）A．拉動(dòng)繩子過(guò)程，金屬管溫度升高，內(nèi)能增加 B．拉動(dòng)繩子過(guò)程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 C．塞子跳起時(shí)，管內(nèi)氣體溫度升高，內(nèi)能增加 D．塞子跳起時(shí)，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的做功沖程相同【答案】C?！窘獯稹拷猓篈B、拉動(dòng)繩子過(guò)程，繩子克服摩擦力對(duì)金屬管做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，使金屬管溫度升高，內(nèi)能增加，故AB正確；CD、塞子跳起時(shí)，管內(nèi)氣體對(duì)塞子做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，管內(nèi)氣體內(nèi)能減小，溫度降低，塞子跳起時(shí)，發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)的做功沖程相同，故C錯(cuò)誤、D正確。故選：C。2．（2021秋?惠陽(yáng)區(qū)月考）開啟啤酒瓶蓋瞬間，會(huì)聽到“嘭”的一聲，同時(shí)瓶口有一股“白煙”，下列說(shuō)法不正確的是（）A．瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)比瓶外大，氣體膨脹時(shí)發(fā)出響聲 B．瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小C．瓶口“白煙”是瓶?jī)?nèi)噴出的蒸氣 D．瓶口“白煙”是瓶口附近水蒸氣液化形成的【答案】C?！窘獯稹拷猓洪_啟啤酒瓶蓋瞬間，開啤酒瓶蓋時(shí)，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)比瓶外大，氣體膨脹時(shí)發(fā)出響聲；瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)外做功，其內(nèi)能減小、溫度降低，瓶口附近水蒸氣遇冷液化為小水珠飄散在空中，即我們看到的“白氣”。而單純的氣體是看不見的。故ABD正確、C錯(cuò)。故選：C。3．（2021?海南）在冬天，人們常常搓手取暖，這個(gè)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化與四沖程內(nèi)燃機(jī)的哪個(gè)沖程相同（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】B。【解答】解：人們?cè)诙斐３４晔秩∨?，是通過(guò)搓手將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加，溫度升高，手暖和，這是通過(guò)做功的方式改變手的內(nèi)能，這與汽油機(jī)工作中的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同，都是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故選：B。4．（2021?寶山區(qū)校級(jí)一模）在四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)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】C。【解答】解：在四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中，吸氣沖程、排氣沖程中沒(méi)有能量轉(zhuǎn)化；壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；而做功沖程中高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確，ABD錯(cuò)誤；故選：C。5．（2021秋?涿州市期末）下列關(guān)于熱值的說(shuō)法中正確的是（）A．燃料越多，它的熱值就越大 B．燃料燃燒時(shí)放出的熱量越多，它的熱值就越大 C．相同質(zhì)量的燃料，完全燃燒時(shí)放出的熱量越多，熱值越大 D．同一種燃料，燃燒的情況不同，它的熱值就不一樣【答案】C。【解答】解：A、燃料的熱值僅與燃料的種類有關(guān)，燃料的質(zhì)量無(wú)關(guān)，例如一堆煤和一塊同樣煤的熱值相同，故A錯(cuò)；BD、熱值就是1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，與燃燒情況無(wú)關(guān)，故BD都錯(cuò)；C、相同質(zhì)量的燃料，完全燃燒時(shí)放出的熱量越多，熱值越大，正確。故選：C。6．（2022春?江陰市期中）小明取少量燃料置于燃燒皿中，點(diǎn)燃后對(duì)100g的熱水加熱4min，然后立即將其熄滅，測(cè)得消耗燃料4.2g，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了水溫隨時(shí)間變化的圖像如圖乙中a線所示。已知此過(guò)程中燃料均勻燃燒放熱，該燃料的熱值為2×106J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），整個(gè)過(guò)程中忽略水的質(zhì)量變化。下列說(shuō)法中正確的是（）A．通過(guò)圖像計(jì)算得知4min水吸收到的熱量為2520J B．通過(guò)計(jì)算得出燃料燃燒放出熱量有40%被水吸收 C．水吸收的熱量和燃料燃燒放出的熱量都與加熱時(shí)間成正比 D．若實(shí)驗(yàn)裝置和熱損失比例均不變，利用該燃料加熱另一杯水繪出了如圖乙中b線所示圖像，則這杯水的質(zhì)量大于上一杯水的質(zhì)量【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、加熱2min，水吸收到的熱量是：Q水＝m水c水Δt＝0.1kg×4.2×103J/（kg?℃）×（99℃﹣93℃）＝2520J，繼續(xù)加熱2min，水繼續(xù)吸收熱量，所以前4min水吸收的熱量為2×2520J＝5040J，故A錯(cuò)誤；B、燃料燃燒放出熱量為：Q放＝mq＝0.0042kg×2×106J/kg＝8400J；則水吸收熱量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值為：＝60%，故B錯(cuò)誤；C、燃料均勻放熱，相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同；由圖可知，物質(zhì)吸收熱量時(shí)溫度均勻變化，所以水吸收的熱量和燃料燃燒放出的熱量都與加熱時(shí)間成正比，故C正確；D、由圖可知，相同時(shí)間，兩杯水吸收的熱量相同，溫度變化相同，根據(jù)Q＝cmΔt可知兩杯水的質(zhì)量相等，故D錯(cuò)誤。故選：C。7．（2022?蜀山區(qū)校級(jí)三模）下列說(shuō)法正確的是（）A．熱機(jī)消耗的燃料越少其效率就越高 B．在搓手取暖過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．內(nèi)能小的物體也可以將熱量傳給內(nèi)能大的物體 D．夏天灑水降溫是利用水的比熱容較大的特性【答案】C。【解答】解：A、熱機(jī)效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，熱機(jī)消耗的燃料越少，但不確定所做有用功的多少，因此其效率不一定越高，故A錯(cuò)誤；B、搓手取暖過(guò)程中是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；C、熱傳遞的條件是溫度差，熱量從高溫物體傳遞給低溫物體，因此內(nèi)能小的物體也可以將熱量傳給內(nèi)能大的物體，故C正確；D、夏天灑水降溫是利用水蒸發(fā)吸熱的原理降溫，故D錯(cuò)誤。故選：C。8．（2022?天津模擬）汽車是人們常用的交通工具，下列與汽車有關(guān)的說(shuō)法正確的是（）A．汽車的輪胎上制有花紋，是為了減小汽車對(duì)地面的壓強(qiáng) B．給汽車提供動(dòng)力的汽油機(jī)，其機(jī)械效率可以達(dá)到100% C．汽車行車記錄儀的攝像頭相當(dāng)于凸透鏡，可以成倒立的實(shí)像 D．載重汽車的車輪做得比較寬，是為了增大載重汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)【答案】C?！窘獯稹拷猓篈．汽車輪胎上制有花紋，是在壓力一定的情況下，通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大汽車受到的摩擦力，故A錯(cuò)誤；B．使用任何機(jī)械都不可避免要做額外功，所以機(jī)械效率不可以達(dá)到100%，故B錯(cuò)誤；C．汽車行車記錄儀的攝像頭相當(dāng)于凸透鏡，可以成倒立的縮小實(shí)像，故C正確；D．載重汽車的車輪做得比較寬，是在壓力一定的情況下，通過(guò)增大受力面積來(lái)減小載重汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。故選：C。二、填空題。9．（2022?沙坪壩區(qū)校級(jí)三模）小王在滑梯上加速下滑的過(guò)程中，她所具有的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）；同時(shí)，她也覺得臀部略微發(fā)燙，這是通過(guò)做功（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式改變物體內(nèi)能?！敬鸢浮吭龃?；做功。【解答】解：王在滑梯上加速下滑的過(guò)程中，她的質(zhì)量不變，速度變大，動(dòng)能增大；小王從滑梯上滑下，下滑的過(guò)程中，克服摩擦做功，使得其臀部的內(nèi)能增加，故是通過(guò)做功的方式改變了內(nèi)能。故答案為：增大；做功。10．（2022?平江縣一模）爸爸駕駛汽車帶小明去海邊沙灘浴場(chǎng)游泳，汽車是依靠發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)）工作時(shí)的做功沖程獲得動(dòng)力的。小明發(fā)現(xiàn)沙子燙腳，而海水卻是涼涼的，這是因?yàn)樗谋葻崛荼壬匙拥拇蟆！敬鸢浮孔龉?；比熱容?！窘獯稹拷猓涸谄蜋C(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是做功沖程，為汽車提供動(dòng)力；因?yàn)楹Ｋ谋葻崛荼壬匙拥拇?，在相同光照下（或吸收相同熱量）時(shí)，沙子的溫度升得比水高，所以沙子很燙腳，而海水卻是涼涼的。故答案為：做功；比熱容。11．（2022?衡陽(yáng)模擬）一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)，其效率為40%，消耗5kg的柴油放出的熱量是2.15×108J，轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是8.6×107J。若將轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能（不考慮熱量損失）全部用來(lái)加熱500kg初溫為15℃的水，可以將水加熱至56℃。[q柴油＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃），結(jié)果保留整數(shù)]【答案】2.15×108；8.6×107；56。【解答】解：5kg的柴油完全燃燒放出的熱量：Q放＝m柴油q柴油＝5kg×4.3×107J/kg＝2.15×108J；根據(jù)η＝可知，消耗5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能為：W＝ηQ放＝40%×2.15×108J＝8.6×107J；因?yàn)椴豢紤]熱量損失，水吸收的熱量：Q吸＝W＝8.6×107J，由Q吸＝cmΔt可知，水升高的溫度：Δt＝＝≈41℃，由Δt＝t﹣t0可知，水的末溫：t＝Δt+t0＝41℃+15℃＝56℃。故答案為：2.15×108；8.6×107；56。12．（2022?黃埔區(qū)二模）已知某種汽油的熱值是4.6×107J/kg，現(xiàn)有汽油0.02kg，完全燃燒其中的一半，汽油放出的熱量是4.6×105J。若上述放出的熱量使2kg的水溫度升高25℃（未沸騰），則水吸收的熱量為2.1×105J。剩余0.01kg的汽油熱值是4.6×107J/kg，[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃）]。如圖為某汽油機(jī)工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化圖，該汽油機(jī)的效率是40%?！敬鸢浮?.6×105；2.1×105；4.6×107；40%?！窘獯稹拷猓海?）汽油熱值4.6×107J/kg，現(xiàn)有汽油0.02kg，如果完全燃燒其中一半（即燃燒0.01kg）放出熱量為Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J。（2）水吸收的熱量Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×25℃＝2.1×105J。（3）熱值是燃料的特性，剩余汽油的熱值不變，是4.6×107J/kg。（4）如圖為某汽油機(jī)工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化圖，總能量W總＝500J+600J+150J+250J＝1500J，該汽油機(jī)的效率η＝＝＝40%。故答案為：4.6×105；2.1×105；4.6×107；40%。三、實(shí)驗(yàn)探究題。13．（2021秋?阿魯科爾沁旗期末）如圖所示，小李用裝有少量的煤油和酒精的兩盞燈，分別給兩杯相同的水加熱。待煤油和酒精燃盡時(shí)，根據(jù)水溫的變化比較兩種燃料的熱值大小。請(qǐng)根據(jù)小李的方案回答下列問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)前裝入燈中的煤油和酒精的質(zhì)量必須相同；（2）在燃料燃盡前，如果兩個(gè)燒杯中的水均已沸騰，則該實(shí)驗(yàn)不能（選填“能”或“不能”）達(dá)到小李的目的；（3）燃料燃盡后，甲溫度計(jì)的示數(shù)比乙溫度計(jì)的示數(shù)高，由此判斷煤油（選填“煤油”或“酒精”）的熱值大；（4）該實(shí)驗(yàn)也可以粗略測(cè)出燃料的熱值，與標(biāo)準(zhǔn)的熱值相比，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的熱值偏?。ㄟx填“偏大”或“偏小”），其主要原因是：燃料不能完全燃燒并且熱量有散失?！敬鸢浮浚?）質(zhì)量；（2）不能；（3）煤油；（4）偏小；燃料不能完全燃燒并且熱量有散失。【解答】解：（1）比較兩種燃料的熱值大小時(shí)，需要控制兩種燃料的質(zhì)量相同；（2）燃料燃盡前，如果兩個(gè)燒杯中的水均已沸騰，則無(wú)法根據(jù)水升高的溫度來(lái)判定吸熱的多少，也無(wú)法判斷燃料燃燒放熱的多少，所以該實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到小李的目的；（3）燃料燃盡后，甲溫度計(jì)的示數(shù)比乙溫度計(jì)的示數(shù)高，說(shuō)明甲中水吸收的熱量多，即煤油燃燒放出的熱量多，其熱值大；（4）因?yàn)槿剂先紵a(chǎn)生的熱量不能完全被水吸收、存在熱損失，所以直接計(jì)算得出的熱值比實(shí)際值要小，因此這樣的計(jì)算結(jié)果不可靠。故答案為：（1）質(zhì)量；（2）不能；（3）煤油；（4）偏?。蝗剂喜荒芡耆紵⑶覠崃坑猩⑹?。14．（2021秋?三水區(qū)校級(jí)月考）比較酒精和碎紙片這兩種材料的熱值，小明用圖甲所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中燃燒皿、燒杯a和b、溫度計(jì)均完全相同，燒杯中盛有相同質(zhì)量的水。實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別點(diǎn)燃放在兩個(gè)燃燒皿中的酒精和碎紙片，通過(guò)石棉網(wǎng)給燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燒盡。燃料加熱前水溫T/℃①加熱后水溫T'℃10g酒精②10g碎紙片（1）小明設(shè)計(jì)了一個(gè)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格，其中①②兩項(xiàng)內(nèi)容漏寫了，請(qǐng)你幫他補(bǔ)充完整。（2）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)兩支溫度計(jì)的示數(shù)變化不明顯，請(qǐng)你分析導(dǎo)致這種現(xiàn)象的可能原因：燒杯中水質(zhì)量太大（寫一條）。為了使兩支溫度計(jì)示數(shù)變化明顯，請(qǐng)?zhí)岢瞿愕慕ㄗh：適當(dāng)減小水的質(zhì)量。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明記下了各個(gè)時(shí)刻a、b燒杯中水溫，繪制了圖乙所示的圖像，若熱損失相同，則可初步判斷酒精的熱值較大。（4）實(shí)驗(yàn)后，小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的熱量，結(jié)合“10g酒精”這一數(shù)據(jù)，算出了酒精的熱值，請(qǐng)判斷小明算出的酒精熱值是否可靠，并說(shuō)明理由：不可靠，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收?！敬鸢浮浚?）加熱后水溫T'℃；10g碎紙片；（2）燒杯中水質(zhì)量太大；適當(dāng)減小水的質(zhì)量；（3）酒精；（4）不可靠，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收。【解答】解：（1）為了比較相同質(zhì)量的酒精和碎紙片燃燒放出熱量的多少，必須控制二者的質(zhì)量相等、燒杯內(nèi)水的質(zhì)量相等、兩個(gè)燒杯相同以及兩者初溫相同；需要記錄加熱前后水的溫度，用來(lái)計(jì)算水吸收的熱量，故應(yīng)為加熱后水溫T'/℃；（2）溫度計(jì)的示數(shù)變化不明顯，可能是因?yàn)樗馁|(zhì)量太大，或酒精和碎紙片的質(zhì)量太小（燃料放出的熱量太少），則應(yīng)減小水的質(zhì)量或增加酒精和碎紙片的質(zhì)量；（3）相同質(zhì)量的酒精和碎紙片燃燒放熱，酒精燃燒放出的熱量可以將水的溫度升高20℃，碎紙片燃燒放出的熱量可以將水的溫度升高10℃，可見酒精的熱值是碎紙片的2倍，所以酒精的熱值較大；（4）根據(jù)公式Q＝cm△t，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收，故算出的酒精熱值要小于真實(shí)值，根據(jù)水吸收的熱量及酒精的質(zhì)量求出的熱值是不可靠的。故答案為：（1）加熱后水溫T'℃；10g碎紙片；（2）燒杯中水質(zhì)量太大；適當(dāng)減小水的質(zhì)量；（3）酒精；（4）不可靠，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收。四、計(jì)算