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人教版九年级全册 第十四章 《内能的利用》单元测试卷【原卷版】+【解析版】
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（满分：100分 时间：90分钟）
一、选择题（3分×12=36分）（每小题只有一个选项最符合题意）
1．下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（ ）
A B C D
A．远洋货轮 B． C919客机 C．载重汽车 D．木帆船
【答案】D
【详解】远洋货轮、C919客机、载重汽车工作时都要使用化石能源作燃料，工作时将内能转换为机械能，都是使用热机工作的；木帆船是利用风力工作的，工作时没有使用热机，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
2．根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴
B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
C．做功冲程是内能转化为机械能
D．压缩冲程是机械能转化为内能
【答案】B
【详解】A．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是个喷油嘴，故A正确，不合题意；
B．工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，B错误，符合题意；
C．做功冲程将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．压缩冲程将机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．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，其热值等于零 B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关
C．燃料完全燃烧时，它的热值最大 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
【答案】B
【详解】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，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，故AC错误，B正确；
D. 由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。
故选B。
4．如图是柴油车在4S店保养的情景，下列说法正确的是（ ）
A．柴油机吸入气缸的是雾化柴油和空气的混合物
B．为柴油发动机加润滑油，减小摩擦，可以提高热机效率
C．柴油机的效率大于汽油机，柴油机做的功一定比汽油机多
D．若柴油不能完全燃烧，柴油的热值会变小
【答案】B
【详解】A．在吸气冲程中，柴油机吸入的是空气，故A错误；
B．为发动机加润滑油，减小摩擦，在有用功一定时，减小了额外功，可提高热机效率，B正确；
C．用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率；做功多少和功率和做功时间有关，故C错误；
D．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故D错误。
故选B。
第4题图 第5题图
5. 如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙
B．甲图冲程将内能转化为机械能
C．丙图冲程是做功冲程，对外提供动力
D．飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟做功30次
【答案】C
【详解】甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能；丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程。
A．热机的四个冲程依次是吸气、压缩、做功、排气冲程，即丁、甲、丙、乙，故A错误；
B．甲图的冲程是压缩冲程，是机械能转化为内能，故B错误；
C．丙图是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，对外提供动力，故C正确；
D．飞轮的转速为1800r/min=30r/min，则该汽油机每秒钟转动30转，而每2转做1次，因而每秒做功15次，故D错误。所以选C。
6．如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃管口冒出的“白气”是汽化成的水蒸气 B．小叶轮的转动是内能转化为机械能
C．小叶轮的转动是机械能转化为内能 D．内燃机中的压缩冲程与此相同
【答案】B
【详解】A．冒出的“白气”，是水蒸气上升遇冷液化形成的小水滴，故A错误；
BC．高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，故B正确，C错误；
D．内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误。所以选B。
7．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多；
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高；
C.热机的效率越高说明做功越快；
D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
【答案】B。
【解析】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。故选B。
8．生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）。
A．摩擦生热是把内能转化为机械能；
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能；
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能；
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
【答案】C。
【解析】A. 摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故A错误；
B. 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故B错误；
C. 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；
D. 摩擦起电是消耗了机械能，获得了电能，故是把机械能转化为电能，故D错误。故选C。
9．2020年11月24日凌晨4时30分，我国在文昌卫星发射中心用长征五号运载火箭将“嫦娥五号”发射升空，下列说法正确的是（ ）
A．用液态氢作燃料，是因为氢在燃烧时的温度高
B．氢在燃烧过程中，将内能转化为化学能
C．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，能量不守恒
D．火箭在大气层中高速升空时，其头部会发热的能量转化过程与钻木取火相同
【答案】D.
【详解】A．火箭常用液态氢作燃料是因为液态氢的热值大，在相同情况下完全燃烧放出的热量多，故A正确；
B．氢在燃烧过程中，释放出热量，是将化学能转化为内能，故B错误；
C．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，但是能量的总量是不变的，是守恒的，故C错误；
D．火箭在大气层中高速升空时，其头部会发热的能量转化过程为机械能转化为内能与钻木取火相同，故D正确。所以选D。
10．自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是（ ）
①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升
②图乙，流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮
③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞
④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】C.
【详解】①高温电炉丝使周围空气温度上升，将热量传递给空气，能量发生转移，A符合题意；
②流星从夜空快速滑过，与大气摩擦做功，将机械能转化为内能，使物体温度升高，发出耀眼的光亮，此过程中能量发生了转化，故B不符合题意；
③试管中高温水蒸气将管口的橡胶塞弹出，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，此过程中能量发生了转化，故C不符合题意；
④涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机，将海水的机械能转移到水轮机上，使水轮机转动，D符合题意。
故选C。
11．某品牌汽车以72km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（ ）
A．每秒完成60个冲程 B．每秒对外做功15次
C．发动机提供的牵引力为4500N D．发动机的输出功率是80kW
【答案】D
【详解】AB．发动机转速是1800r/min，则飞轮1s转动的圈数n= EQ \F(1800r, 60s) =30r/s
飞轮转动两圈对外做功一次，所以该发动机1s对外做功15次，每对外做功一次完成四个冲程，故1s完成的冲程个数为15×4=60
故A、B正确，不符合题意；
C．汽车的速度v=72km/s=20m/s 1s汽车运动的路程s=vt=20m/s×1s=20m
做功冲程每次做功6000J，发动机1s对外做功15次，则发动机1s做功
W=6000J×15=9×104 J
由W=Fs可知，发动机提供的牵引力F= EQ \F(W, s) = EQ \F(9×104 J
, 20m) =4500N
故C正确，不符合题意；
D．发动机的输出功率P= EQ \F(W,t) =Fv=4500N×20m/s=9×104 W=90kW
故D错误，符合题意。
12．小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是（ ）
A．2min内油吸收的热量为3×104J B．他使用的酒精灯的加热效率为21%
C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强 D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
【答案】B
【详解】A．由题意可知，油和水的质量相等，都为m=50g=0.05kg，
2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃，则水吸收的热量为
Q吸=cm（t−t0） =4.2×103 J/（kg·℃）×0.05 kg×（50℃-20℃）= 6.3×103J
2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等，则油吸收的热量为
Q油吸= Q水吸= 6.3×103J 故A错误；
B．由题意可知，酒精的热值为q=3×107J/g，加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精，则完全燃烧1g酒精放出的热量为
Q放=qm酒精=3×107J/g×1×10-3kg = 3×104J
则酒精灯的加热效率为η= EQ \F(Q油吸, Q放) = EQ \F(6.3×103 J, 3×104 J) =21%
故B正确；
C．相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量，末温度越低表示物质吸热能力越强，因为油的末温比水的高，所以油吸热能力更弱，故C错误；
D．物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。
所以选B。
二、填空题（每空1分，共计23分）
13．能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的_______保持不变。这个规律叫做________。
【答案】总量，能量守恒定律。
【详解】能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这个规律叫做能量守恒定律。
14．若将皮球从离地某一高度O点处抛出，皮球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示，皮球经过同一高度的A、B两点时，在A点时的机械能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）B点时的机械能，此过程中，皮球的一部分机械能转化成______，整个过程中能量____（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】大于，内能，守恒。
【详解】皮球在运动过程中受阻力作用，阻力做功使皮球的机械能减少，一部分机械能转化为内能，A、B两点相比较，B点在A点之后，其机械能的总量少于A点，在整个过程中，能的总量是守恒的。
15．某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 _____（填“汽油机”或“柴油机”）。若该内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定____（填“大于”、“等于”或“小于”）30J。
【答案】汽油机；大于。
【详解】由图可知，内燃机的顶端是火花塞，所以该内燃机是汽油机。
热机在工作过程中，排放废气等会带走大量的热量，所以内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定大于30J。
第15题图 第16题图 第17题图
16. 2022年10月，卫星夸父一号搭乘长征二号运载火箭发射升空，开启对太阳的探测之旅。如图所示，火箭加速上升过程中，夸父一号的机械能 _____（选填“增大”、“减小”或“不变”），火箭加速上升过程中的能量转化与四冲程内燃机的 _____冲程相同。长征二号运载火箭以偏二甲肼作为燃料，主要利用了这种燃料 _____大的特性。
【答案】增大，做功，热值。
【详解】火箭在加速上升过程中，质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大；而动能和势能统称为机械能，使得机械能增大。
火箭加速上升过程中，内能转化为机械能，与四冲程内燃机的做功冲程相同。运载火箭采用“偏二甲肼”作为火箭的燃料，原因是“偏二甲肼”的热值大，完全燃烧相同质量的“偏二甲肼”和其它燃料相比，可以释放出更多的热量。
17．为使舰载机在短时间内达到起飞速度，某航母上安装了蒸汽弹射装置。如图所示为其工作原理示意图，高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向右运动，2s左右舰载机即可达到起飞速度。此过程中，蒸汽的内能会______（选填“增大”或“减小”），其能量转化与内燃机的______冲程相同。
【答案】减小， 做功。
【详解】高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向右运动，蒸气产生的内能转化为活塞的机械能，蒸汽的内能会减小。
内燃机的做功冲程中也是将内能转化为机械能，所以上述能量转化与做功冲程相同。
18．2022年6月5日10时44分，搭载“神舟十四号”载人飞船的“长征二号F遥十四”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射；
（1）火箭主要用液态氢作为燃料时因为液态氢的________大，燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的_______能，此能量转化过程与四冲程汽油机的______冲程相同，火箭______热机（选填“属于”或“不属于”）；
（2）升空过程中，飞船外面的整流罩与大气产生强烈摩擦，以_______（选填“做功”或“热传递”）的方式产生大量热量。为保护飞船安全，整流罩必须具有极好的_______（选填“导热性”或“隔热性”）。
【答案】（1）热值，机械，做功，属于；（2）做功，隔热性。
【详解】（1）液氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料，液氢可以释放更多的热量，所以用液氢作为燃料是因为液氢的热值大。火箭燃料的化学能先转化为燃气的内能，再通过做功将燃气的内能转化为机械能。四冲程汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，所以此能量转化过程与四冲程汽油机的做功冲程相同。热机的工作原理是通过对外做功，将内能转化为机械能，故火箭属于热机。
（2）升空过程中，飞船外面的整流罩与大气产生强烈摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，所以以做功的方式产生大量热量。为保护飞船安全，防止大量的热量传入飞船内，整流罩必须具有极好的隔热性。
19．完全燃烧1.4g酒精释放热量4.2×104J。这些热量全部被0.2kg的液体A吸收，液体的温度升高了50℃。则：
（1）酒精的热值是______J/kg；
（2）计算液体A的比热容是多大______？
（3）完全燃烧2.8g酒精释放的热量全部被0.4kg的液体A吸收。则液体升高的温度Δt′＝____℃（不考虑散热）；现用如图所示装置加热0.4kg的液体A，液体升高的温度也为Δt′，燃烧酒精的质量多于2.8g。有哪些原因会导致这个结果？写出两点：
①从燃料燃烧的角度分析：______；②______。
【答案】（1）3×107 ；（2）4.2×103J/（kg•℃）；（3）50 ；①酒精燃烧过程中不可能完全燃烧；②加热过程中有热量散失。
【详解】（1）酒精的热值为
q= EQ \F(Q放, m酒) = EQ \F(4.2×104 J, 1.4×10-3 kg) =3×107J/kg
（2）由题意可知，液体A吸收的热量为
Q吸=Q放=4.2×104J
液体A的比热容为c= EQ \F(Q, m×Δt) = EQ \F(4.2×104 J, 0.2kg×50°C) = 4.2×103J/（kg•℃）
（3）不计热量损失时，液体A吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，则此时液体吸收的热量为
QA吸=Q燃料放=qm=3×107J/kg×2.8×10-3kg=8.4×104J
液体A升高的温度为Δt′= EQ \F(Q水吸, cm) = EQ \F(8.4×104 J, 4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg) = 50℃）
②实际操作过程中，酒精燃烧并不充分，酒精燃烧放出的热量不可能被水完全吸收，这都会导致酒精实际用量比计算得出酒精的质量大。
三、实验探究题（每空1分，共18分）
20．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联想到内燃机：
（1）酒精灯燃烧，___________能转化为 ___________能；
（2）水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的内能；
（3）水蒸气冲开瓶塞后，水蒸气的温度 ___________，内能 ___________；
（4）水蒸气冲开瓶塞的过程，_____能转化为 ______能，这相当于四冲程内燃机的 _____冲程。
【答案】（1）化学，内；（3）降低，减小；（4）内， 机械，做功。
【详解】（1）燃料燃烧，是将化学能转化为内能的过程，所以酒精灯燃烧，化学能转化为内能。
（3）水蒸气冲开瓶塞过程中，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，所以水蒸气的内能减小，温度降低。
（4）水蒸气冲开瓶塞的过程，将水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能；四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，故这一过程的能量转化情况与内燃机做功冲程相同。
21．取一只透明的胶卷盒，底部钻一小孔，刚好能将电子式火花发生器的放电针管繁紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向塑料盒盖中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后启动电火花发生器的按钮。
（1）实验中，你将观察到的现象是______；
（2）在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的______能减少，转化为______能；
（3）根据这个原理，可以制造的机械是______；
（4）请你写出一条可能影响实验成败的原因______。
【答案】（1）塑料盒盖飞出去；（2）内，机械；（3）热机；（4）塑料盒盖盖得太紧或酒精太少等.
【详解】（1）电子式火花发生器点火后，观察到酒精燃烧产生的内能会将塑料盒盖会飞出去。
（2）酒精燃烧后的产生的内能对外做功，燃气的内能减少，内能转化为机械能。
（3）根据燃料燃烧产生的内能做功这个原理，可以制造出的机器是热机。
（4）要把塑料盒盖弹出，需要一定的能量，如果盒中的酒精太少产生的内能不够大，将无法把盒盖弹出，如果盒盖盖得太紧，酒精蒸汽产生的能量将无法把盒盖弹出，所以塑料盒盖盖得太紧或酒精太少等会影响实验的成败。
22．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，就设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他和同学组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。
（1）小明认为煤油和菜籽油的质量可取相等也可取不相等，小华认为应该取相等质量的煤油和菜籽油，根据他们的实验记录表格，你认为 _____（选填“小明”或“小华”）的想法是正确的；
（2）安装实验器材时，应按照 _____（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制两杯水的初温和 _____相等；
（3）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 _____；
（4）同学们测出烧杯中水的质量及燃烧掉燃料的质量，利用实验中测得的数据，算出了煤油和菜籽油的热值，和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多，不可能的原因是 _____；
A．煤油和菜籽油没有完全燃烧
B．烧杯吸收了部分热量
C．测出的煤油和菜籽油的质量偏小
D．煤油和菜籽油燃烧放出的热散失到空气中一部分
（5）另一组同学分别燃烧A、B两种燃料，将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，发现A燃料消耗的质量小，说明A燃料的热值更 _____。
【答案】（1）小华；（2）自下而上，质量；（3）煤油；（4） C ；（5）大.
【详解】（1）根据控制变量的思想，应该取相等质量的煤油和菜籽油，故小华正确。
（2）为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，按照自下而上的顺序安装。
实验时需要控制甲、乙两杯水的初温和质量相同，比较升高的温度。
（3）质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧后，水升高的温度越高，水吸收的热量越多，表明燃料放出的热量越多，根据q= EQ \F(Q, m) 可知，燃料的热值越大，根据表格中的数据可知，煤油烧水时水的温度高，则煤油的热值大。
（4）实验过程中，燃料没有完全燃烧或燃料燃烧产生的热量有部分散失于空气中，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，加热装置也会吸收一部分热量，这些因素会使水吸收的热量偏小，由Q吸=Q放=mq可知，测出的热值比真实值小，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（5）另一组同学分别燃烧甲、乙两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，则水吸收的热量相同，燃料燃烧放出的热量相同，发现甲燃料消耗的质量小，根据q= EQ \F(Q, m) 可知甲燃料的热值更大。
四、计算题（共12分）
23．用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），烟煤的热值约为3×107J/kg。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）1.4 kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）热效率是多少?
（4）分析热效率不高的两种原因。
【答案】（1）3.36×106J；（2）4.2×107J；（3）8%；（4）见解析。
【解析】（1）Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg・℃）×10kg×（100-20）℃=3.36×106J
（2）Q放＝mq＝1.4kg×3×107J/kg＝4.2×107J
（3）η= EQ \F( Q吸, Q放) = EQ \F(3.36×106J, 4.2×107J) = 8%
（4）热效率不高的原因有：烟煤没有完全燃烧，热传递的过程中有热量损失等。
五、综合题（11分）
24．小军从说明书中了解到他家汽车的发动机为汽油机，发动机的能量流向如图甲所示。某段时间内，汽车消耗了500g汽油，若汽油的热值q＝4.6×107J/kg。请完成以下问题：
（1）该汽车发动机的热机效率为 _____；图乙所示为汽油机的 _____冲程。
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为多少？
（3）这段时间内冷却水吸收的热量是多少？
（4）发动机用循环流动的水冷却气缸。若流入气缸周围的冷却水温度是65℃，从气缸周围流出的冷却水温度是80℃，则这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是多少？[结果保留整数，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）31%，做功；（2）2.3×107J；（3） 6.9×106J ；（4）110kg.
【详解】（1）该汽车发动机的热机效率为
η=1-33%-30%-6%=31%
根据图乙可知，汽油机两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程。
（2）汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
（3）这段时间内冷却水吸收的热量
Q吸=Q放×30%=2.3×107J×30%=6.9×106J
（4）这段时间内流过气缸周围的冷却水质量
m′= EQ \F(Q水吸, cΔt) = EQ \F(6.9×106J, 4.2×103J/（kg•℃）×（80-65）℃) = 110kg
物质种类
加热时间（min）
消耗酒精（g）
末温（℃）
油
2
1
88
水
2
1
50
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
（满分：100分 时间：90分钟）
一、选择题（3分×12=36分）（每小题只有一个选项最符合题意）
1．下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（ ）
A B C D
A．远洋货轮 B． C919客机 C．载重汽车 D．木帆船
【答案】D
【详解】远洋货轮、C919客机、载重汽车工作时都要使用化石能源作燃料，工作时将内能转换为机械能，都是使用热机工作的；木帆船是利用风力工作的，工作时没有使用热机，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
2．根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴
B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
C．做功冲程是内能转化为机械能
D．压缩冲程是机械能转化为内能
【答案】B
【详解】A．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是个喷油嘴，故A正确，不合题意；
B．工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，B错误，符合题意；
C．做功冲程将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．压缩冲程将机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．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，其热值等于零 B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关
C．燃料完全燃烧时，它的热值最大 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
【答案】B
【详解】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，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，故AC错误，B正确；
D. 由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。
故选B。
4．如图是柴油车在4S店保养的情景，下列说法正确的是（ ）
A．柴油机吸入气缸的是雾化柴油和空气的混合物
B．为柴油发动机加润滑油，减小摩擦，可以提高热机效率
C．柴油机的效率大于汽油机，柴油机做的功一定比汽油机多
D．若柴油不能完全燃烧，柴油的热值会变小
【答案】B
【详解】A．在吸气冲程中，柴油机吸入的是空气，故A错误；
B．为发动机加润滑油，减小摩擦，在有用功一定时，减小了额外功，可提高热机效率，B正确；
C．用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率；做功多少和功率和做功时间有关，故C错误；
D．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故D错误。
故选B。
第4题图 第5题图
5. 如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图。下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：丁、丙、甲、乙
B．甲图冲程将内能转化为机械能
C．丙图冲程是做功冲程，对外提供动力
D．飞轮的转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟做功30次
【答案】C
【详解】甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能；丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程。
A．热机的四个冲程依次是吸气、压缩、做功、排气冲程，即丁、甲、丙、乙，故A错误；
B．甲图的冲程是压缩冲程，是机械能转化为内能，故B错误；
C．丙图是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，对外提供动力，故C正确；
D．飞轮的转速为1800r/min=30r/min，则该汽油机每秒钟转动30转，而每2转做1次，因而每秒做功15次，故D错误。所以选C。
6．如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃管口冒出的“白气”是汽化成的水蒸气 B．小叶轮的转动是内能转化为机械能
C．小叶轮的转动是机械能转化为内能 D．内燃机中的压缩冲程与此相同
【答案】B
【详解】A．冒出的“白气”，是水蒸气上升遇冷液化形成的小水滴，故A错误；
BC．高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，故B正确，C错误；
D．内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误。所以选B。
7．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多；
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高；
C.热机的效率越高说明做功越快；
D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
【答案】B。
【解析】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。故选B。
8．生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）。
A．摩擦生热是把内能转化为机械能；
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能；
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能；
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
【答案】C。
【解析】A. 摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故A错误；
B. 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故B错误；
C. 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；
D. 摩擦起电是消耗了机械能，获得了电能，故是把机械能转化为电能，故D错误。故选C。
9．2020年11月24日凌晨4时30分，我国在文昌卫星发射中心用长征五号运载火箭将“嫦娥五号”发射升空，下列说法正确的是（ ）
A．用液态氢作燃料，是因为氢在燃烧时的温度高
B．氢在燃烧过程中，将内能转化为化学能
C．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，能量不守恒
D．火箭在大气层中高速升空时，其头部会发热的能量转化过程与钻木取火相同
【答案】D.
【详解】A．火箭常用液态氢作燃料是因为液态氢的热值大，在相同情况下完全燃烧放出的热量多，故A正确；
B．氢在燃烧过程中，释放出热量，是将化学能转化为内能，故B错误；
C．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，但是能量的总量是不变的，是守恒的，故C错误；
D．火箭在大气层中高速升空时，其头部会发热的能量转化过程为机械能转化为内能与钻木取火相同，故D正确。所以选D。
10．自然界的能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为其他形式。如图所示的事例中，能量的形式发生了转移的是（ ）
①图甲：高温的电炉丝使周围的空气温度上升
②图乙，流星从夜空快速滑过发出耀眼的光亮
③图丙：试管中高温水蒸气弹出管口的橡胶塞
④图丁：涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机转动
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】C.
【详解】①高温电炉丝使周围空气温度上升，将热量传递给空气，能量发生转移，A符合题意；
②流星从夜空快速滑过，与大气摩擦做功，将机械能转化为内能，使物体温度升高，发出耀眼的光亮，此过程中能量发生了转化，故B不符合题意；
③试管中高温水蒸气将管口的橡胶塞弹出，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，此过程中能量发生了转化，故C不符合题意；
④涨潮时海水涌入水坝冲击水轮机，将海水的机械能转移到水轮机上，使水轮机转动，D符合题意。
故选C。
11．某品牌汽车以72km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（ ）
A．每秒完成60个冲程 B．每秒对外做功15次
C．发动机提供的牵引力为4500N D．发动机的输出功率是80kW
【答案】D
【详解】AB．发动机转速是1800r/min，则飞轮1s转动的圈数n= EQ \F(1800r, 60s) =30r/s
飞轮转动两圈对外做功一次，所以该发动机1s对外做功15次，每对外做功一次完成四个冲程，故1s完成的冲程个数为15×4=60
故A、B正确，不符合题意；
C．汽车的速度v=72km/s=20m/s 1s汽车运动的路程s=vt=20m/s×1s=20m
做功冲程每次做功6000J，发动机1s对外做功15次，则发动机1s做功
W=6000J×15=9×104 J
由W=Fs可知，发动机提供的牵引力F= EQ \F(W, s) = EQ \F(9×104 J
, 20m) =4500N
故C正确，不符合题意；
D．发动机的输出功率P= EQ \F(W,t) =Fv=4500N×20m/s=9×104 W=90kW
故D错误，符合题意。
12．小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是（ ）
A．2min内油吸收的热量为3×104J B．他使用的酒精灯的加热效率为21%
C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强 D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
【答案】B
【详解】A．由题意可知，油和水的质量相等，都为m=50g=0.05kg，
2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃，则水吸收的热量为
Q吸=cm（t−t0） =4.2×103 J/（kg·℃）×0.05 kg×（50℃-20℃）= 6.3×103J
2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等，则油吸收的热量为
Q油吸= Q水吸= 6.3×103J 故A错误；
B．由题意可知，酒精的热值为q=3×107J/g，加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精，则完全燃烧1g酒精放出的热量为
Q放=qm酒精=3×107J/g×1×10-3kg = 3×104J
则酒精灯的加热效率为η= EQ \F(Q油吸, Q放) = EQ \F(6.3×103 J, 3×104 J) =21%
故B正确；
C．相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量，末温度越低表示物质吸热能力越强，因为油的末温比水的高，所以油吸热能力更弱，故C错误；
D．物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。
所以选B。
二、填空题（每空1分，共计23分）
13．能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的_______保持不变。这个规律叫做________。
【答案】总量，能量守恒定律。
【详解】能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这个规律叫做能量守恒定律。
14．若将皮球从离地某一高度O点处抛出，皮球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示，皮球经过同一高度的A、B两点时，在A点时的机械能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）B点时的机械能，此过程中，皮球的一部分机械能转化成______，整个过程中能量____（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】大于，内能，守恒。
【详解】皮球在运动过程中受阻力作用，阻力做功使皮球的机械能减少，一部分机械能转化为内能，A、B两点相比较，B点在A点之后，其机械能的总量少于A点，在整个过程中，能的总量是守恒的。
15．某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 _____（填“汽油机”或“柴油机”）。若该内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定____（填“大于”、“等于”或“小于”）30J。
【答案】汽油机；大于。
【详解】由图可知，内燃机的顶端是火花塞，所以该内燃机是汽油机。
热机在工作过程中，排放废气等会带走大量的热量，所以内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定大于30J。
第15题图 第16题图 第17题图
16. 2022年10月，卫星夸父一号搭乘长征二号运载火箭发射升空，开启对太阳的探测之旅。如图所示，火箭加速上升过程中，夸父一号的机械能 _____（选填“增大”、“减小”或“不变”），火箭加速上升过程中的能量转化与四冲程内燃机的 _____冲程相同。长征二号运载火箭以偏二甲肼作为燃料，主要利用了这种燃料 _____大的特性。
【答案】增大，做功，热值。
【详解】火箭在加速上升过程中，质量不变、速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大；而动能和势能统称为机械能，使得机械能增大。
火箭加速上升过程中，内能转化为机械能，与四冲程内燃机的做功冲程相同。运载火箭采用“偏二甲肼”作为火箭的燃料，原因是“偏二甲肼”的热值大，完全燃烧相同质量的“偏二甲肼”和其它燃料相比，可以释放出更多的热量。
17．为使舰载机在短时间内达到起飞速度，某航母上安装了蒸汽弹射装置。如图所示为其工作原理示意图，高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向右运动，2s左右舰载机即可达到起飞速度。此过程中，蒸汽的内能会______（选填“增大”或“减小”），其能量转化与内燃机的______冲程相同。
【答案】减小， 做功。
【详解】高压蒸汽推动活塞牵引舰载机加速向右运动，蒸气产生的内能转化为活塞的机械能，蒸汽的内能会减小。
内燃机的做功冲程中也是将内能转化为机械能，所以上述能量转化与做功冲程相同。
18．2022年6月5日10时44分，搭载“神舟十四号”载人飞船的“长征二号F遥十四”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射；
（1）火箭主要用液态氢作为燃料时因为液态氢的________大，燃料燃烧后燃气的内能转化为火箭的_______能，此能量转化过程与四冲程汽油机的______冲程相同，火箭______热机（选填“属于”或“不属于”）；
（2）升空过程中，飞船外面的整流罩与大气产生强烈摩擦，以_______（选填“做功”或“热传递”）的方式产生大量热量。为保护飞船安全，整流罩必须具有极好的_______（选填“导热性”或“隔热性”）。
【答案】（1）热值，机械，做功，属于；（2）做功，隔热性。
【详解】（1）液氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料，液氢可以释放更多的热量，所以用液氢作为燃料是因为液氢的热值大。火箭燃料的化学能先转化为燃气的内能，再通过做功将燃气的内能转化为机械能。四冲程汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，所以此能量转化过程与四冲程汽油机的做功冲程相同。热机的工作原理是通过对外做功，将内能转化为机械能，故火箭属于热机。
（2）升空过程中，飞船外面的整流罩与大气产生强烈摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，所以以做功的方式产生大量热量。为保护飞船安全，防止大量的热量传入飞船内，整流罩必须具有极好的隔热性。
19．完全燃烧1.4g酒精释放热量4.2×104J。这些热量全部被0.2kg的液体A吸收，液体的温度升高了50℃。则：
（1）酒精的热值是______J/kg；
（2）计算液体A的比热容是多大______？
（3）完全燃烧2.8g酒精释放的热量全部被0.4kg的液体A吸收。则液体升高的温度Δt′＝____℃（不考虑散热）；现用如图所示装置加热0.4kg的液体A，液体升高的温度也为Δt′，燃烧酒精的质量多于2.8g。有哪些原因会导致这个结果？写出两点：
①从燃料燃烧的角度分析：______；②______。
【答案】（1）3×107 ；（2）4.2×103J/（kg•℃）；（3）50 ；①酒精燃烧过程中不可能完全燃烧；②加热过程中有热量散失。
【详解】（1）酒精的热值为
q= EQ \F(Q放, m酒) = EQ \F(4.2×104 J, 1.4×10-3 kg) =3×107J/kg
（2）由题意可知，液体A吸收的热量为
Q吸=Q放=4.2×104J
液体A的比热容为c= EQ \F(Q, m×Δt) = EQ \F(4.2×104 J, 0.2kg×50°C) = 4.2×103J/（kg•℃）
（3）不计热量损失时，液体A吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，则此时液体吸收的热量为
QA吸=Q燃料放=qm=3×107J/kg×2.8×10-3kg=8.4×104J
液体A升高的温度为Δt′= EQ \F(Q水吸, cm) = EQ \F(8.4×104 J, 4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg) = 50℃）
②实际操作过程中，酒精燃烧并不充分，酒精燃烧放出的热量不可能被水完全吸收，这都会导致酒精实际用量比计算得出酒精的质量大。
三、实验探究题（每空1分，共18分）
20．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联想到内燃机：
（1）酒精灯燃烧，___________能转化为 ___________能；
（2）水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的内能；
（3）水蒸气冲开瓶塞后，水蒸气的温度 ___________，内能 ___________；
（4）水蒸气冲开瓶塞的过程，_____能转化为 ______能，这相当于四冲程内燃机的 _____冲程。
【答案】（1）化学，内；（3）降低，减小；（4）内， 机械，做功。
【详解】（1）燃料燃烧，是将化学能转化为内能的过程，所以酒精灯燃烧，化学能转化为内能。
（3）水蒸气冲开瓶塞过程中，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，所以水蒸气的内能减小，温度降低。
（4）水蒸气冲开瓶塞的过程，将水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能；四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，故这一过程的能量转化情况与内燃机做功冲程相同。
21．取一只透明的胶卷盒，底部钻一小孔，刚好能将电子式火花发生器的放电针管繁紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向塑料盒盖中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后启动电火花发生器的按钮。
（1）实验中，你将观察到的现象是______；
（2）在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的______能减少，转化为______能；
（3）根据这个原理，可以制造的机械是______；
（4）请你写出一条可能影响实验成败的原因______。
【答案】（1）塑料盒盖飞出去；（2）内，机械；（3）热机；（4）塑料盒盖盖得太紧或酒精太少等.
【详解】（1）电子式火花发生器点火后，观察到酒精燃烧产生的内能会将塑料盒盖会飞出去。
（2）酒精燃烧后的产生的内能对外做功，燃气的内能减少，内能转化为机械能。
（3）根据燃料燃烧产生的内能做功这个原理，可以制造出的机器是热机。
（4）要把塑料盒盖弹出，需要一定的能量，如果盒中的酒精太少产生的内能不够大，将无法把盒盖弹出，如果盒盖盖得太紧，酒精蒸汽产生的能量将无法把盒盖弹出，所以塑料盒盖盖得太紧或酒精太少等会影响实验的成败。
22．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，就设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他和同学组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。
（1）小明认为煤油和菜籽油的质量可取相等也可取不相等，小华认为应该取相等质量的煤油和菜籽油，根据他们的实验记录表格，你认为 _____（选填“小明”或“小华”）的想法是正确的；
（2）安装实验器材时，应按照 _____（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制两杯水的初温和 _____相等；
（3）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 _____；
（4）同学们测出烧杯中水的质量及燃烧掉燃料的质量，利用实验中测得的数据，算出了煤油和菜籽油的热值，和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多，不可能的原因是 _____；
A．煤油和菜籽油没有完全燃烧
B．烧杯吸收了部分热量
C．测出的煤油和菜籽油的质量偏小
D．煤油和菜籽油燃烧放出的热散失到空气中一部分
（5）另一组同学分别燃烧A、B两种燃料，将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，发现A燃料消耗的质量小，说明A燃料的热值更 _____。
【答案】（1）小华；（2）自下而上，质量；（3）煤油；（4） C ；（5）大.
【详解】（1）根据控制变量的思想，应该取相等质量的煤油和菜籽油，故小华正确。
（2）为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，按照自下而上的顺序安装。
实验时需要控制甲、乙两杯水的初温和质量相同，比较升高的温度。
（3）质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧后，水升高的温度越高，水吸收的热量越多，表明燃料放出的热量越多，根据q= EQ \F(Q, m) 可知，燃料的热值越大，根据表格中的数据可知，煤油烧水时水的温度高，则煤油的热值大。
（4）实验过程中，燃料没有完全燃烧或燃料燃烧产生的热量有部分散失于空气中，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，加热装置也会吸收一部分热量，这些因素会使水吸收的热量偏小，由Q吸=Q放=mq可知，测出的热值比真实值小，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（5）另一组同学分别燃烧甲、乙两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾，则水吸收的热量相同，燃料燃烧放出的热量相同，发现甲燃料消耗的质量小，根据q= EQ \F(Q, m) 可知甲燃料的热值更大。
四、计算题（共12分）
23．用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），烟煤的热值约为3×107J/kg。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）1.4 kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）热效率是多少?
（4）分析热效率不高的两种原因。
【答案】（1）3.36×106J；（2）4.2×107J；（3）8%；（4）见解析。
【解析】（1）Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg・℃）×10kg×（100-20）℃=3.36×106J
（2）Q放＝mq＝1.4kg×3×107J/kg＝4.2×107J
（3）η= EQ \F( Q吸, Q放) = EQ \F(3.36×106J, 4.2×107J) = 8%
（4）热效率不高的原因有：烟煤没有完全燃烧，热传递的过程中有热量损失等。
五、综合题（11分）
24．小军从说明书中了解到他家汽车的发动机为汽油机，发动机的能量流向如图甲所示。某段时间内，汽车消耗了500g汽油，若汽油的热值q＝4.6×107J/kg。请完成以下问题：
（1）该汽车发动机的热机效率为 _____；图乙所示为汽油机的 _____冲程。
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为多少？
（3）这段时间内冷却水吸收的热量是多少？
（4）发动机用循环流动的水冷却气缸。若流入气缸周围的冷却水温度是65℃，从气缸周围流出的冷却水温度是80℃，则这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是多少？[结果保留整数，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）31%，做功；（2）2.3×107J；（3） 6.9×106J ；（4）110kg.
【详解】（1）该汽车发动机的热机效率为
η=1-33%-30%-6%=31%
根据图乙可知，汽油机两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程。
（2）汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
（3）这段时间内冷却水吸收的热量
Q吸=Q放×30%=2.3×107J×30%=6.9×106J
（4）这段时间内流过气缸周围的冷却水质量
m′= EQ \F(Q水吸, cΔt) = EQ \F(6.9×106J, 4.2×103J/（kg•℃）×（80-65）℃) = 110kg
物质种类
加热时间（min）
消耗酒精（g）
末温（℃）
油
2
1
88
水
2
1
50
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
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