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初中物理4 机械能和内能的相互转化学案及答案
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这是一份初中物理4 机械能和内能的相互转化学案及答案，共19页。学案主要包含了热机，汽油机，燃料的热值，热机的效率等内容，欢迎下载使用。
目录
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一、改变物体内能的另一种方式——做功
（1）做功是改变物体内能的另一种方式。
①外界对物体做功，物体的内能会增加。
②物体对外界做功，物体的内能会减少。
（2）做功特点：
①条件：物体对外做功，内能减少；外界对物体做功，内能增加。
②方式：压缩体积；摩擦生热，锻打物体。
③实质：内能与其他形式的能之间发生了转化。
【重点提示】
①做功和热传递：在改变物体的内能上是等效的。
②搓手是利用做功的方式取暖；呵气是利用热传递的方式取暖。
【教材剖析】[做一做]教材P49
如图所示将铁丝快速弯折十余次，然后用手指触摸弯折处，有何感觉？铁丝的内能变化了吗？
答：有灼热发烫的感觉；铁丝的内能增大了。
【教材剖析】[看一看]教材P49
用力将活塞下压，你看到了什么？
答：玻璃筒底部的棉花燃烧起来。
【教材剖析】[议一议]教材P50
1.在上述活动中，物体的内能是从哪里来的？能量是如何转化的？
答：弯折铁丝发热，铁丝内能增加是由于手对铁丝做功，是手的机械能转化为铁丝的内能。
压缩棉花着火，其内能是活塞对其做功，是活塞的机械能转化为棉花的内能。
【教材剖析】[活动]教材P50
12.7观察点火爆炸现象，你观察到什么现象？
答：塑料盒盖向外飞出。
二、热机
（1）定义：利用燃料的燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的机器统称为热机。
（2）种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机等。
（3）能量转化：内能转化为机械能。
【重点提示】
①工作原理：燃料燃烧时，将化学能转化为内能，内能转化为机械能。
②内燃机：燃料直接在发动机内燃烧产生动力的热机叫内燃机。主要有汽油机和柴油机两种。
三、汽油机
（1）概念：热机的一种，利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的机器。
（2）工作过程：汽油机工作的时候，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程。
①汽油机一个工作循环有四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
②一个工作循环，曲轴转动两周，活塞往复运动两次，对外做功一次。
③四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，主要靠飞轮的惯性来完成。
【重点提示】
①火花塞点火的是做功冲程；进气门打开的是吸气冲程；排气门打开的是排气冲程。
②发动机的转速指的是曲轴的转速。
四、燃料的热值
（1）物理意义：物理学上用热值来表示燃料完全燃烧时放热本领的大小。
（2）定义：1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。
（3）公式：Q=mq，其中Q表示燃料完全燃烧放出的热量，m表示该燃料的质量，q表示燃料的热值。
（4）单位：J/kg。
【重点提示】
是燃料的一种属性，反映它燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小，它只与燃料的种类有关，与燃烧的形态、质量、体积和有无完全燃烧均无关。
【教材剖析】[想一想]教材P54
质量相等的酒精和碎纸片充分燃烧后，烧杯中水温的变化一样吗？这说明了什么？
答：不一样；质量相等的不同燃料，充分燃烧所释放的热量一般是不相等的。
五、热机的效率
（1）热机的效率：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。其计算公式为η=Q有用Q放×100%。
（2）提高热机效率：设计和制造时尽量减少能量损失；使用时要保养好，如添加润滑油等。
1、热机的工作原理
（1）概念：热机的一种，利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的机器。
（2）工作过程：汽油机工作的时候，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程。
①汽油机一个工作循环有四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
②一个工作循环，曲轴转动两周，活塞往复运动两次，对外做功一次。
③四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，主要靠飞轮的惯性来完成。
（3）①火花塞点火的是做功冲程；进气门打开的是吸气冲程；排气门打开的是排气冲程。
②发动机的转速指的是曲轴的转速。
【例1】（2020•镇江）某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是（ ）
A． B．C．D．
【答案】C
【解析】
汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程，由图可知，C图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C正确；
故选：C。
【例2】（2020•朝阳）内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的 冲程，若飞轮转动40周，则对外做功 次。
【答案】压缩；20。
【解析】
如图所示，活塞向上运动，进气阀和排气阀均关闭，所以如图所示的是工作循环中的压缩冲程。
内燃机一个循环，四个冲程，飞轮转2周，做功1次，所以若飞轮转动40周，则对外做功20次。
故答案为：压缩；20。
【常考1】做功—改变物体内能的方式
【例1】（2020•常州）2020年1月18日，第十届江苏。“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为 ，这与四冲程汽油机的 冲程相同。
【答案】内能转化为机械能；做功。
【解析】
点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
故答案为：内能转化为机械能；做功。
【例2】（2020·贵港）下列实例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是（）
A. 用力搓手，手会发热 B. 把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖
C. 用锯条木头，锯条温度升高 D. 用手反复弯折铁丝，铁丝弯折处会发热
【答案】B
【解析】
A．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的；
B．把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖，这是通过热传递的方式增加内能的；
C．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；
D．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；
ACD都是通过做功的方式改变内能的，B是通过热传递的方式改变内能的，故B符合题意。
故选B。
【常考2】热机、能量的转化
【例3】（2020•东营）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是（ ）
A．做功冲程，将机械能转化为内能B．做功冲程，将内能转化为机械能
C．压缩冲程，将机械能转化为内能D．压缩冲程，将内能转化为机械能
【答案】B
【解析】
由图可知，内燃机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，是内能转化成机械能，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【例4】（2020•南京）如图是内燃机某冲程的工作示意图，下面四个事例中能量转化与之相同的是（ ）
A．瓶塞冲出 B．搓手取暖C．压缩气体D．钻木取火
【答案】A；
【解析】
根据图示可知，两个气门都关闭，活塞下行，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能；
A、酒精燃烧时化学能转化为内能，试管口塞子喷出是内能转化为机械能，故A符合题意；
B、冬天，搓手取暖是克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，内能增加，故B不符合题意；
C、用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，故C不符合题意；
D、钻木取火过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，内能增加，故D不符合题意。
故选：A。
【常考3】热值与热效率的计算
【例5】（2020·黄石）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]
【答案】 (1). 1.68×108； (2). 6.0×108； (3). 28%；
【解析】
[1]水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J
[2]完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量Q放=Vq=0.1m3×6.0×109J/m3=6.0×108J
[3]燃气锅炉烧水时的效率=28%
【例6】（2020•南宁）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过 的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的 冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是 （汽油热值为4.6×107J/kg）。
【答案】做功；压缩；25%。
【解析】
（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明将活塞迅速下压，活塞对桶内空气做功，使筒内空气的内能增加，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
汽油机的效率η＝×100%＝×100%＝25%。
故答案为：做功；压缩；25%。
1.（2020•无锡）煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（ ）
A．比热容B．密度C．热值D．温度
【答案】C
【解析】
热值是燃料的一种特性，单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的热值越大，即是优质煤炭，故C正确。
故选：C。
2.（2020•牡丹江）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，对外做功的冲程是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】汽油机一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环对外做功一次；
A图中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；
B图中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程；
C图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程；
D图中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；
故选：B。
3.（2020•巴中）下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中不是靠飞轮惯性完成的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】
在汽油机的四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
A、进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，故A不符合题意；
B、排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故B不符合题意；
C、两气门都关闭，活塞向下运行，火花塞点火，是做功冲程，故C符合题意；
D、两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，故D不符合题意。
故选：C。
4.（2020•枣庄）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与总功的比值越大；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。
5.（2019•宜昌）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。关于这个过程说法正确的是（ ）
A.活塞对棉花做功，使棉花温度升高 B.缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象
C.压下活塞的过程中是内能转化为机械能 D.活塞被向上顶起相当于内燃机的做功冲程
【答案】D
【解析】
AC、把活塞迅速压下去，此时活塞对筒内的空气做功，空气的内能变大，温度升高，是机械能转化为内能，空气和棉花之间发生热传递，使得棉花的温度升高，故AC错误，
B、缓慢压下活塞，由于存在热损失，在慢慢下压的过程中，空气的内能增加的较小，温度升的不高，达不到棉花的燃点，棉花不会燃烧，故B错误；
D、活塞被向上顶起是因为筒内的空气推动活塞做功，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故D正确。
6.（2020•六盘水）内燃机的问世极大改善了人类的交通运输方式，但同时也带来许多环境污染问题，如四冲程内燃机工作时就因 冲程排放的废气对大气造成污染。
【答案】排气；
【解析】
内燃机分为柴油机和汽油机两大类，无论是哪种内燃机，都是在排气冲程中把废气排出，而排放的废气会对大气造成污染。
故答案为：排气。
7.（2020•呼伦贝尔）汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功 次，活塞往复运动 次。
【答案】25；50。
【解析】汽油机转速为3000r/min＝50r/s，说明1s飞轮转过50r，
因为飞轮转2r，活塞往复运动2次，对外做功1次，
所以，飞轮转50r，活塞往复运动50次，对外做功25次。
故答案为：25；50。
8.（2020•西宁）青海油田涩北天然气田连续10年保持稳产，为西宁人民的生产、生活用气提供了有力保障。已知天然气的热值是7×108J/m3，若小明家完全燃烧0.01m3的天然气，放出的热量为 J；做饭时会闻到饭香，从物理学角度来看，属于 现象。
【答案】：7×106；扩散
【解析】
（1）完全燃烧0.01m3天然气，放出的热量：
Q放＝Vq＝0.01m3×7×108J/m3＝7×106J；
（2）做饭时会闻到饭香，说明了分子在不停地做无规则运动，是扩散现象。
故答案为：7×106；扩散；
9.（2020·苏州）某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J．热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3]
【答案】4.2×106；50%。
【解析】
（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J；
（2）这些煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J，
热水器烧水的效率：η＝＝×100%＝50%。
故答案为：4.2×106；50%。
10.（2020·盐城）小华在燃烧皿中放入5g酒精，对300g水加热，待酒精燃尽后水温升高了50℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为3.0×107J/kg此过程中，酒精燃烧放出的热量为______J，水吸收的热量为______J，水的内能是通过______方式增加的。
【答案】(1). 1.5×105；(2). 6.3×104；(3). 热传递。
【解析】
[1]酒精燃烧放出的热量Q放=mq=5×10-3kg×3.0×107J/kg=1.5×105J；
[2]水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50℃=6.3×104J；
[3]此过程中，水吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能。
11.（2020·聊城）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：
(1)水吸收的热量；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；
(3)该热水器的效率。
【答案】(1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%
【解析】
(1)水吸收的热量；
(2)消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
(3)该热水器的效率
答：(1)水吸收的热量是7.14×106J；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4×106J；
(3)该热水器的效率是85%。
1.（2020•永州）下列对有关现象的描述，正确的是（ ）
A．图甲，水蒸气冲开橡胶塞，内能转化为机械能
B．图乙，海波正在熔化时，温度上升
C．图丙，寒冷的冬天，人们常搓手是利用热传递方式改变内能
D．图丁，向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，测力计示数保持不变
【答案】A
【解析】
A、给装水的试管加热，水沸腾后水蒸气将橡胶塞冲开，水蒸气的内能转化成橡胶塞的机械能，故A正确；
B、海波属于晶体，海波在熔化时不断吸收热量，但温度不变，故B错误；
C、寒冷的冬天，人们双手摩擦时，双手克服摩擦做功，机械能转化为手的内能，此过程是通过做功的方式改变手的内能。故C错误；
D、因为玻璃分子和水分子之间存在引力，所以向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，测力计示数将变大，故D错误。
故选：A。
2.（2020·连云港）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的冰块内能为0
B. 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C. 存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D. 出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
【答案】C
【解析】
A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；
C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；
D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。
故选C。
3.（2020•衡阳）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B．乙图冲程能获得动力
C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程
D．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
【答案】C。
【解析】
甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丁图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；
A、四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；
B、乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程能获得动力，故B错误；
C、丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故C正确；
D、丙图为排气冲程，而在做功冲程存在化学能转化为内能的过程，故D错误。
故选：C。
4.（2020•甘孜州）下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率通常为100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
【答案】B
【解析】
AD、热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分、释放热量多少无关，故AD错误；
B、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，可以提高热机的效率，故B正确；
C、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，故C错误。
故选：B。
5.（2020•通辽）下列说法正确的是（ ）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动
C．同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多
D．汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高
【答案】D
【解析】
A、发生热传递的条件是两物体有温度差，热量从温度高的物体传递到温度低的物体，故A错误；
B、雪花纷飞，雪花不是分子，属于宏观物体的运动，是机械运动，不能说明分子的无规则运动，故B错误；
C、只有在外界没有做功的情况下，同一物体温度降得越多，放出的热量就越多，故C错误；
D、汽油机的压縮冲程，对气缸内的混合物做功，使其温度升髙、内能增大，故D正确。
故选：D。
6.（2020•宿迁）天然气的热值为4.4×107J/kg，小明烧开一壶水消耗了0.05kg。完全燃烧这些天然气放出热量为 J；水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为 能，汽油机的 冲程与此原理相似。
【答案】2.2×106；机械；做功。
【解析】
消耗0.05g天然气释放的热量：
Q＝mq＝0.05kg×4.4×107J/kg＝2.2×106J；
水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为机械能，在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能。
故答案为：2.2×106；机械；做功。
7.（2020·黔西南州）如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
(1)给水加热是通过________方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
(2)四冲程内燃机________冲程与这个原理相同；内燃机工作时，产生的噪声和________会对环境造成污染。
【答案】 (1). 热传递； (2). 减小；(3). 做功； (4). 废气。
【解析】
（1）改变内能的方式有两种：做功和热传递。给水加热是通过热传递的方式，将酒精燃烧产生的内能转移到水中，使水的内能增加。
木塞被推出是因为水蒸气通过做功的方式，将自身内能转化为木塞的机械能，此过程水蒸气内能减少，温度降低。
（2）四冲程中，做功冲程是内燃机中高温高压的气体将内能转化为活塞的机械能，推动活塞向下运动，从而实现对外做功，与(1)中木塞被推出的原理相同。
内燃机工作时，产生的噪声和废气会对环境造成污染。
8.（2020·无锡）某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若输入的化学能为2000J，输出的动能为300J。则输出的内能和声能共计______J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为______。
【答案】 (1). 1700；(2). 。
【解析】
[1]由图可知，输入的化学能，输出的动能，输出的内能和声能
[2]小轿车正常工作时的效率。
9.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm²，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1 800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)—个做功冲程中燃气对活塞做的功；
(3)汽油机的功率.
【答案】: (1)2700N.；(2)135J.；(3)2025W.
【解析】
(1)∵P＝9.0×105Pa，S＝30cm²＝30×10﹣4m²，
∴燃气对活塞的平均压力为：F＝PS＝9.0×105Pa×30×10﹣4m²＝2 700N.
(2)∵S＝50mm＝0.05m，
∴一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝FS＝2 700N×0.05m＝135J.
(3)飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1 800周，要对外做功900次，
∴燃气对活塞做的总功为：W总＝W×900＝135J×900＝121 500J，
而t＝1min＝60s，
∴汽油机的功率为：P＝W总/t＝121 500J/60s＝2 025W.
10.（2020·南通）小明想估测薯片的热值，进行了如下实验｡
(1)将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向_____端週节；测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为_____g｡
(2)如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q吸=_____J｡[c水=4.2×103J/（kg･℃）]
(3)根据Q放=Q吸和Q放=mq，算出薯片的热值比实际值小得多，原因是∶_____｡
【答案】(1). 右； (2). 6.2； (3). 4.2×103J； (4). 薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【解析】
(1)[1]天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左说明天平左侧较重，应将平衡螺母向右调。
[2]由图甲可知，薯片的质量为
(2)[3]水吸收的热量为
(3)[4]薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
11.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系.他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表).
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定的位置,再调整固定的位置(选填“A”或“B”).
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有、.(写出两点即可)
(3)通过表中记录本的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是．
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录的数据、利用公式Q 吸=cm△t计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗?,为什么?。
【答案】
(1)B、A；
(2)水的质量,水的初温；
(3)煤油；
(4)不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
【解析】
(1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定B的位置,然后再调整A的位置,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底;
(2)为了保证实验的可靠性,需要控制水的质量和水的初温相同,并且酒精灯的加热时间也要相同;
(3)甲、乙两个装置中,水的质量和初温相同,由Q 吸=cm△t知,末温高的吸收的热量较多;
在相同的加热设备下,相同时间内,消耗的燃料相同,由Q=qm知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大,即煤油燃烧产生的热量多,所以其热值大;
(4)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠;
加热的时间/(min)
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
目录
1
3
3
6
11
一、改变物体内能的另一种方式——做功
（1）做功是改变物体内能的另一种方式。
①外界对物体做功，物体的内能会增加。
②物体对外界做功，物体的内能会减少。
（2）做功特点：
①条件：物体对外做功，内能减少；外界对物体做功，内能增加。
②方式：压缩体积；摩擦生热，锻打物体。
③实质：内能与其他形式的能之间发生了转化。
【重点提示】
①做功和热传递：在改变物体的内能上是等效的。
②搓手是利用做功的方式取暖；呵气是利用热传递的方式取暖。
【教材剖析】[做一做]教材P49
如图所示将铁丝快速弯折十余次，然后用手指触摸弯折处，有何感觉？铁丝的内能变化了吗？
答：有灼热发烫的感觉；铁丝的内能增大了。
【教材剖析】[看一看]教材P49
用力将活塞下压，你看到了什么？
答：玻璃筒底部的棉花燃烧起来。
【教材剖析】[议一议]教材P50
1.在上述活动中，物体的内能是从哪里来的？能量是如何转化的？
答：弯折铁丝发热，铁丝内能增加是由于手对铁丝做功，是手的机械能转化为铁丝的内能。
压缩棉花着火，其内能是活塞对其做功，是活塞的机械能转化为棉花的内能。
【教材剖析】[活动]教材P50
12.7观察点火爆炸现象，你观察到什么现象？
答：塑料盒盖向外飞出。
二、热机
（1）定义：利用燃料的燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的机器统称为热机。
（2）种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机等。
（3）能量转化：内能转化为机械能。
【重点提示】
①工作原理：燃料燃烧时，将化学能转化为内能，内能转化为机械能。
②内燃机：燃料直接在发动机内燃烧产生动力的热机叫内燃机。主要有汽油机和柴油机两种。
三、汽油机
（1）概念：热机的一种，利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的机器。
（2）工作过程：汽油机工作的时候，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程。
①汽油机一个工作循环有四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
②一个工作循环，曲轴转动两周，活塞往复运动两次，对外做功一次。
③四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，主要靠飞轮的惯性来完成。
【重点提示】
①火花塞点火的是做功冲程；进气门打开的是吸气冲程；排气门打开的是排气冲程。
②发动机的转速指的是曲轴的转速。
四、燃料的热值
（1）物理意义：物理学上用热值来表示燃料完全燃烧时放热本领的大小。
（2）定义：1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。
（3）公式：Q=mq，其中Q表示燃料完全燃烧放出的热量，m表示该燃料的质量，q表示燃料的热值。
（4）单位：J/kg。
【重点提示】
是燃料的一种属性，反映它燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小，它只与燃料的种类有关，与燃烧的形态、质量、体积和有无完全燃烧均无关。
【教材剖析】[想一想]教材P54
质量相等的酒精和碎纸片充分燃烧后，烧杯中水温的变化一样吗？这说明了什么？
答：不一样；质量相等的不同燃料，充分燃烧所释放的热量一般是不相等的。
五、热机的效率
（1）热机的效率：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。其计算公式为η=Q有用Q放×100%。
（2）提高热机效率：设计和制造时尽量减少能量损失；使用时要保养好，如添加润滑油等。
1、热机的工作原理
（1）概念：热机的一种，利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的机器。
（2）工作过程：汽油机工作的时候，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程。
①汽油机一个工作循环有四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
②一个工作循环，曲轴转动两周，活塞往复运动两次，对外做功一次。
③四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，主要靠飞轮的惯性来完成。
（3）①火花塞点火的是做功冲程；进气门打开的是吸气冲程；排气门打开的是排气冲程。
②发动机的转速指的是曲轴的转速。
【例1】（2020•镇江）某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是（ ）
A． B．C．D．
【答案】C
【解析】
汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程，由图可知，C图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C正确；
故选：C。
【例2】（2020•朝阳）内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的 冲程，若飞轮转动40周，则对外做功 次。
【答案】压缩；20。
【解析】
如图所示，活塞向上运动，进气阀和排气阀均关闭，所以如图所示的是工作循环中的压缩冲程。
内燃机一个循环，四个冲程，飞轮转2周，做功1次，所以若飞轮转动40周，则对外做功20次。
故答案为：压缩；20。
【常考1】做功—改变物体内能的方式
【例1】（2020•常州）2020年1月18日，第十届江苏。“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为 ，这与四冲程汽油机的 冲程相同。
【答案】内能转化为机械能；做功。
【解析】
点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
故答案为：内能转化为机械能；做功。
【例2】（2020·贵港）下列实例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是（）
A. 用力搓手，手会发热 B. 把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖
C. 用锯条木头，锯条温度升高 D. 用手反复弯折铁丝，铁丝弯折处会发热
【答案】B
【解析】
A．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的；
B．把冰冷的手放到嘴边哈气，手会变暖，这是通过热传递的方式增加内能的；
C．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；
D．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；
ACD都是通过做功的方式改变内能的，B是通过热传递的方式改变内能的，故B符合题意。
故选B。
【常考2】热机、能量的转化
【例3】（2020•东营）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是（ ）
A．做功冲程，将机械能转化为内能B．做功冲程，将内能转化为机械能
C．压缩冲程，将机械能转化为内能D．压缩冲程，将内能转化为机械能
【答案】B
【解析】
由图可知，内燃机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，是内能转化成机械能，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【例4】（2020•南京）如图是内燃机某冲程的工作示意图，下面四个事例中能量转化与之相同的是（ ）
A．瓶塞冲出 B．搓手取暖C．压缩气体D．钻木取火
【答案】A；
【解析】
根据图示可知，两个气门都关闭，活塞下行，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能；
A、酒精燃烧时化学能转化为内能，试管口塞子喷出是内能转化为机械能，故A符合题意；
B、冬天，搓手取暖是克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，内能增加，故B不符合题意；
C、用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，故C不符合题意；
D、钻木取火过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，内能增加，故D不符合题意。
故选：A。
【常考3】热值与热效率的计算
【例5】（2020·黄石）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]
【答案】 (1). 1.68×108； (2). 6.0×108； (3). 28%；
【解析】
[1]水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J
[2]完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量Q放=Vq=0.1m3×6.0×109J/m3=6.0×108J
[3]燃气锅炉烧水时的效率=28%
【例6】（2020•南宁）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过 的方式增加了筒内空气的内能，能量转化方式与汽油机的 冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油，对外做功为2.3×107J，则汽油机的效率是 （汽油热值为4.6×107J/kg）。
【答案】做功；压缩；25%。
【解析】
（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明将活塞迅速下压，活塞对桶内空气做功，使筒内空气的内能增加，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
汽油机的效率η＝×100%＝×100%＝25%。
故答案为：做功；压缩；25%。
1.（2020•无锡）煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（ ）
A．比热容B．密度C．热值D．温度
【答案】C
【解析】
热值是燃料的一种特性，单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的热值越大，即是优质煤炭，故C正确。
故选：C。
2.（2020•牡丹江）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，对外做功的冲程是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】汽油机一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环对外做功一次；
A图中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；
B图中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程；
C图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程；
D图中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；
故选：B。
3.（2020•巴中）下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中不是靠飞轮惯性完成的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】
在汽油机的四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
A、进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，故A不符合题意；
B、排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故B不符合题意；
C、两气门都关闭，活塞向下运行，火花塞点火，是做功冲程，故C符合题意；
D、两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，故D不符合题意。
故选：C。
4.（2020•枣庄）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与总功的比值越大；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。
5.（2019•宜昌）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。关于这个过程说法正确的是（ ）
A.活塞对棉花做功，使棉花温度升高 B.缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象
C.压下活塞的过程中是内能转化为机械能 D.活塞被向上顶起相当于内燃机的做功冲程
【答案】D
【解析】
AC、把活塞迅速压下去，此时活塞对筒内的空气做功，空气的内能变大，温度升高，是机械能转化为内能，空气和棉花之间发生热传递，使得棉花的温度升高，故AC错误，
B、缓慢压下活塞，由于存在热损失，在慢慢下压的过程中，空气的内能增加的较小，温度升的不高，达不到棉花的燃点，棉花不会燃烧，故B错误；
D、活塞被向上顶起是因为筒内的空气推动活塞做功，内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同，故D正确。
6.（2020•六盘水）内燃机的问世极大改善了人类的交通运输方式，但同时也带来许多环境污染问题，如四冲程内燃机工作时就因 冲程排放的废气对大气造成污染。
【答案】排气；
【解析】
内燃机分为柴油机和汽油机两大类，无论是哪种内燃机，都是在排气冲程中把废气排出，而排放的废气会对大气造成污染。
故答案为：排气。
7.（2020•呼伦贝尔）汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功 次，活塞往复运动 次。
【答案】25；50。
【解析】汽油机转速为3000r/min＝50r/s，说明1s飞轮转过50r，
因为飞轮转2r，活塞往复运动2次，对外做功1次，
所以，飞轮转50r，活塞往复运动50次，对外做功25次。
故答案为：25；50。
8.（2020•西宁）青海油田涩北天然气田连续10年保持稳产，为西宁人民的生产、生活用气提供了有力保障。已知天然气的热值是7×108J/m3，若小明家完全燃烧0.01m3的天然气，放出的热量为 J；做饭时会闻到饭香，从物理学角度来看，属于 现象。
【答案】：7×106；扩散
【解析】
（1）完全燃烧0.01m3天然气，放出的热量：
Q放＝Vq＝0.01m3×7×108J/m3＝7×106J；
（2）做饭时会闻到饭香，说明了分子在不停地做无规则运动，是扩散现象。
故答案为：7×106；扩散；
9.（2020·苏州）某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J．热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3]
【答案】4.2×106；50%。
【解析】
（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J；
（2）这些煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J，
热水器烧水的效率：η＝＝×100%＝50%。
故答案为：4.2×106；50%。
10.（2020·盐城）小华在燃烧皿中放入5g酒精，对300g水加热，待酒精燃尽后水温升高了50℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为3.0×107J/kg此过程中，酒精燃烧放出的热量为______J，水吸收的热量为______J，水的内能是通过______方式增加的。
【答案】(1). 1.5×105；(2). 6.3×104；(3). 热传递。
【解析】
[1]酒精燃烧放出的热量Q放=mq=5×10-3kg×3.0×107J/kg=1.5×105J；
[2]水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50℃=6.3×104J；
[3]此过程中，水吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能。
11.（2020·聊城）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：
(1)水吸收的热量；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；
(3)该热水器的效率。
【答案】(1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%
【解析】
(1)水吸收的热量；
(2)消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
(3)该热水器的效率
答：(1)水吸收的热量是7.14×106J；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4×106J；
(3)该热水器的效率是85%。
1.（2020•永州）下列对有关现象的描述，正确的是（ ）
A．图甲，水蒸气冲开橡胶塞，内能转化为机械能
B．图乙，海波正在熔化时，温度上升
C．图丙，寒冷的冬天，人们常搓手是利用热传递方式改变内能
D．图丁，向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，测力计示数保持不变
【答案】A
【解析】
A、给装水的试管加热，水沸腾后水蒸气将橡胶塞冲开，水蒸气的内能转化成橡胶塞的机械能，故A正确；
B、海波属于晶体，海波在熔化时不断吸收热量，但温度不变，故B错误；
C、寒冷的冬天，人们双手摩擦时，双手克服摩擦做功，机械能转化为手的内能，此过程是通过做功的方式改变手的内能。故C错误；
D、因为玻璃分子和水分子之间存在引力，所以向上拉浸没在水中的玻璃板直至脱离水面的过程，测力计示数将变大，故D错误。
故选：A。
2.（2020·连云港）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的冰块内能为0
B. 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C. 存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D. 出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
【答案】C
【解析】
A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；
C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；
D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。
故选C。
3.（2020•衡阳）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B．乙图冲程能获得动力
C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程
D．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
【答案】C。
【解析】
甲图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丁图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；
A、四个冲程的正确顺序是乙丁甲丙，故A错误；
B、乙图为吸气冲程，内燃机在做功冲程能获得动力，故B错误；
C、丁图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，故C正确；
D、丙图为排气冲程，而在做功冲程存在化学能转化为内能的过程，故D错误。
故选：C。
4.（2020•甘孜州）下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率通常为100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
【答案】B
【解析】
AD、热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分、释放热量多少无关，故AD错误；
B、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，可以提高热机的效率，故B正确；
C、热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，故C错误。
故选：B。
5.（2020•通辽）下列说法正确的是（ ）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动
C．同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多
D．汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高
【答案】D
【解析】
A、发生热传递的条件是两物体有温度差，热量从温度高的物体传递到温度低的物体，故A错误；
B、雪花纷飞，雪花不是分子，属于宏观物体的运动，是机械运动，不能说明分子的无规则运动，故B错误；
C、只有在外界没有做功的情况下，同一物体温度降得越多，放出的热量就越多，故C错误；
D、汽油机的压縮冲程，对气缸内的混合物做功，使其温度升髙、内能增大，故D正确。
故选：D。
6.（2020•宿迁）天然气的热值为4.4×107J/kg，小明烧开一壶水消耗了0.05kg。完全燃烧这些天然气放出热量为 J；水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为 能，汽油机的 冲程与此原理相似。
【答案】2.2×106；机械；做功。
【解析】
消耗0.05g天然气释放的热量：
Q＝mq＝0.05kg×4.4×107J/kg＝2.2×106J；
水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为机械能，在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能。
故答案为：2.2×106；机械；做功。
7.（2020·黔西南州）如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
(1)给水加热是通过________方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
(2)四冲程内燃机________冲程与这个原理相同；内燃机工作时，产生的噪声和________会对环境造成污染。
【答案】 (1). 热传递； (2). 减小；(3). 做功； (4). 废气。
【解析】
（1）改变内能的方式有两种：做功和热传递。给水加热是通过热传递的方式，将酒精燃烧产生的内能转移到水中，使水的内能增加。
木塞被推出是因为水蒸气通过做功的方式，将自身内能转化为木塞的机械能，此过程水蒸气内能减少，温度降低。
（2）四冲程中，做功冲程是内燃机中高温高压的气体将内能转化为活塞的机械能，推动活塞向下运动，从而实现对外做功，与(1)中木塞被推出的原理相同。
内燃机工作时，产生的噪声和废气会对环境造成污染。
8.（2020·无锡）某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若输入的化学能为2000J，输出的动能为300J。则输出的内能和声能共计______J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为______。
【答案】 (1). 1700；(2). 。
【解析】
[1]由图可知，输入的化学能，输出的动能，输出的内能和声能
[2]小轿车正常工作时的效率。
9.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm²，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1 800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)—个做功冲程中燃气对活塞做的功；
(3)汽油机的功率.
【答案】: (1)2700N.；(2)135J.；(3)2025W.
【解析】
(1)∵P＝9.0×105Pa，S＝30cm²＝30×10﹣4m²，
∴燃气对活塞的平均压力为：F＝PS＝9.0×105Pa×30×10﹣4m²＝2 700N.
(2)∵S＝50mm＝0.05m，
∴一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝FS＝2 700N×0.05m＝135J.
(3)飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1 800周，要对外做功900次，
∴燃气对活塞做的总功为：W总＝W×900＝135J×900＝121 500J，
而t＝1min＝60s，
∴汽油机的功率为：P＝W总/t＝121 500J/60s＝2 025W.
10.（2020·南通）小明想估测薯片的热值，进行了如下实验｡
(1)将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向_____端週节；测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为_____g｡
(2)如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q吸=_____J｡[c水=4.2×103J/（kg･℃）]
(3)根据Q放=Q吸和Q放=mq，算出薯片的热值比实际值小得多，原因是∶_____｡
【答案】(1). 右； (2). 6.2； (3). 4.2×103J； (4). 薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【解析】
(1)[1]天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左说明天平左侧较重，应将平衡螺母向右调。
[2]由图甲可知，薯片的质量为
(2)[3]水吸收的热量为
(3)[4]薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
11.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系.他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表).
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定的位置,再调整固定的位置(选填“A”或“B”).
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有、.(写出两点即可)
(3)通过表中记录本的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是．
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录的数据、利用公式Q 吸=cm△t计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗?,为什么?。
【答案】
(1)B、A；
(2)水的质量,水的初温；
(3)煤油；
(4)不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
【解析】
(1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定B的位置,然后再调整A的位置,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底;
(2)为了保证实验的可靠性,需要控制水的质量和水的初温相同,并且酒精灯的加热时间也要相同;
(3)甲、乙两个装置中,水的质量和初温相同,由Q 吸=cm△t知,末温高的吸收的热量较多;
在相同的加热设备下,相同时间内,消耗的燃料相同,由Q=qm知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大,即煤油燃烧产生的热量多,所以其热值大;
(4)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠;
加热的时间/(min)
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
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