四、機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化TOC\o"1-3"\h\u一．做功可以改變物體的內(nèi)能（4題） 1二．機械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（5題） 3三．熱機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化（4題） 5四．內(nèi)燃機的相關(guān)計算（5題） 7五．比較不同燃料的熱值（5題） 9六．熱機的效率計算（4題） 12七．熱水器的效率計算（5題） 15八．競賽必刷（5題） 18一．做功可以改變物體的內(nèi)能（4題）1．（25-26九年級上·山東濟南·開學(xué)考試）學(xué)?？萍脊?jié)活動中，組織水火箭制作比賽。如圖甲為自制的水火箭結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙為使用打氣筒向水火箭內(nèi)不斷打氣示意圖。當(dāng)水面上方壓強增大到一定程度時，會使水向下噴出，從而使水火箭升空。關(guān)于水火箭以下說法正確的是（

）A．利用打氣筒向水火箭內(nèi)打氣，水火箭中空氣的內(nèi)能減小B．水火箭落回地面的過程中，若以水火箭為參照物，地面是向下運動的C．水向下噴出會使水火箭升空，是由于力的作用是相互的D．打氣筒將空氣壓入水火箭內(nèi)時，能量轉(zhuǎn)化的過程與汽油機的做功沖程相同【答案】C【詳解】A．利用打氣筒向水火箭內(nèi)打氣，壓縮筒內(nèi)空氣，通過做功使水火箭中空氣的內(nèi)能增加，故A錯誤；B．水火箭落回地面的過程中，若以水火箭為參照物，地面與火箭之間的距離變小，地面是向上運動的，故B錯誤；C．水火箭向下噴水，給水一個向下的力，由于物體間力的作用是相互的，水給水火箭一個向上的力，使水火箭升空，故C正確；D．打氣筒將空氣壓入水火箭內(nèi)時機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，汽油機的做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，所以兩者能量轉(zhuǎn)化方式不相同，故D錯誤。故選C。2．“神舟十八號”返回艙返回過程中，進入大氣層，與大氣摩擦形成高溫“火球”。下列實例中改變內(nèi)能的方式與“火球”的形成原理相同的是（）A．棉被曬熱 B．用燃氣燒水C．雞蛋放入冷水變涼 D．空氣被壓縮，溫度升高【答案】D【詳解】返回艙進入大氣層后，與大氣層摩擦產(chǎn)生高溫形成火球，內(nèi)能增加，這是通過做功的方式改變物體內(nèi)能。A．棉被曬熱，通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能，故A不符合題意；B．燒水時，水吸收熱量，內(nèi)能增大，通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能，故B不符合題意；C．雞蛋放入冷水變涼，內(nèi)能減小，通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能，故C不符合題意；D．空氣被壓縮，溫度升高，機械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能，內(nèi)能增大，通過做功的方式改變物體的內(nèi)能，故D符合題意。故選D。3．用打氣筒往瓶內(nèi)打幾下后，看到的現(xiàn)象是，瓶中同時會出現(xiàn)白霧。這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞做功，內(nèi)能，溫度降低，水蒸氣液化而形成的?！敬鸢浮科咳饻p小【詳解】[1][2]用打氣筒往瓶內(nèi)打幾下后，外界對瓶內(nèi)氣體做功，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增大，瓶內(nèi)氣體再對瓶塞做功，瓶塞跳起，瓶內(nèi)氣體由于對瓶塞做功，內(nèi)能減小，溫度降低，空氣中的水蒸氣遇冷液化形成小水滴，即白霧。4．如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團脫脂棉，把活塞迅速壓下去，可以觀察到的現(xiàn)象是脫脂棉。這是因為壓下活塞時活塞對空氣，使空氣的內(nèi)能（選填“增大”或“減小”），溫度（選填“升高”或“降低”），達到脫脂棉的燃點?！敬鸢浮咳紵饋碜龉υ龃笊摺驹斀狻縖1]當(dāng)把活塞迅速壓下去時，筒內(nèi)空氣的內(nèi)能增加，溫度升高，當(dāng)溫度達到脫脂棉的燃點時，脫脂棉就會燃燒起來。[2]壓下活塞的過程中，活塞對筒內(nèi)的空氣施加了力，并且空氣在力的方向上移動了一段距離，所以活塞對空氣做了功。[3]活塞對空氣做功，將活塞的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，使得空氣的內(nèi)能增大。[4]物體的內(nèi)能增大時，其溫度通常會升高，這里空氣的內(nèi)能增大，所以溫度隨之升高，當(dāng)升高到脫脂棉的燃點時，脫脂棉便會燃燒。二．機械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（5題）5．（24-25九年級上·河北石家莊·階段練習(xí)）杭州第19屆亞運會于2023年9月23日至10月8日舉行，杭州市民歡欣鼓舞，有的市民用禮花筒表達喜悅心情。禮花筒利用筒內(nèi)的高壓空氣膨脹，將彩帶噴向空中，產(chǎn)生喜慶效果。高壓空氣膨脹過程中（

）A．高壓空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 B．高壓空氣向外界傳遞溫度C．高壓空氣溫度升高，內(nèi)能增大 D．高壓空氣所含熱量減小【答案】A【詳解】ABC．禮花筒內(nèi)的高壓空氣膨脹對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，筒內(nèi)氣體自身的內(nèi)能減小、溫度降低，故A正確，BC錯誤；D．熱量是一個過程量，不能表述為物體含有熱量。在物理學(xué)中，熱量指的是由于溫差而導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)移過程中的能量多少，故D錯誤。故選A。6．（2024·山東棗莊·中考真題）古代的人們曾發(fā)明一種活塞式點火器，如圖所示。以牛角作套筒，木質(zhì)推桿前端粘附艾絨。取火時，一手握住套筒，另一手猛推推桿，艾絨即燃。下列事例與猛推推桿入筒的過程中，能量轉(zhuǎn)化情況不同的是（

）A．內(nèi)燃機的做功沖程 B．內(nèi)燃機的壓縮沖程C．鉆木取火 D．流星雨的形成【答案】A【詳解】在猛推推桿入筒的過程中，推桿對艾絨做了功，使得艾絨的溫度升高，內(nèi)能增加，從而達到燃點并燃燒，這個過程是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。A．內(nèi)燃機的做功沖程中，高溫高壓的燃氣推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功。這個過程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，與題目中的能量轉(zhuǎn)化情況不同，故A符合題意。B．內(nèi)燃機的壓縮沖程中，是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B不符合題意。C．鉆木取火是通過摩擦做功，使得木頭的內(nèi)能增加，溫度升高，達到燃點并燃燒。這個過程同樣是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，與題目中的能量轉(zhuǎn)化情況相同，故C不符合題意。D．流星雨的形成是流星體進入地球大氣層時，與大氣層發(fā)生摩擦，使得流星體的內(nèi)能增加，溫度升高，甚至燃燒起來。這個過程也是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，與題目中的能量轉(zhuǎn)化情況相同，故D不符合題意。故選A。7．在試管中裝一些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣把軟木塞沖開。在軟木塞被沖開的過程中（）A．水蒸氣膨脹對外做功，內(nèi)能減小 B．水蒸氣膨脹對外做功，內(nèi)能增大C．水蒸氣膨脹對外做功，內(nèi)能不變 D．外界對水蒸氣做功，水蒸氣內(nèi)能增大【答案】A【詳解】給試管中水加熱，水沸騰后，水蒸氣膨脹沖開木塞的過程中，是水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能減小，轉(zhuǎn)化為軟木塞的機械能，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。8．如圖所示是小孩玩的滑梯游戲。(1)若忽略摩擦和空氣阻力，小孩在下滑過程中，機械能（選填“變大”“變小”或“不變”）。(2)若小孩在滑梯上勻速下滑，在這一過程中，他的機械能（選填“變大”“變小”或“不變”）。(3)小孩在滑梯上下滑時，屁股有灼熱的感覺，在這一過程中，能轉(zhuǎn)化為能?！敬鸢浮?1)不變(2)變小(3)機械內(nèi)【詳解】（1）若忽略摩擦和空氣阻力，下滑過程中只有重力做功，只有重力勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒，因此機械能不變。（2）若勻速下滑，則需克服摩擦力做功，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此機械能變小。（3）[1][2]屁股有灼熱感是因摩擦生熱，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。三．熱機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化（4題）9．同學(xué)們愛吃的爆米花是通過如圖所示的爆米花機制作出來的，玉米粒在密封的鍋體內(nèi)被爐火加熱，這是通過的方法改變了玉米粒的內(nèi)能；開蓋瞬間，鍋內(nèi)高壓氣體迅速爆出，內(nèi)能（選填“增大”“減小”或“不變”），玉米粒內(nèi)的高壓水蒸氣對外做功，玉米粒膨脹，成了胖乎乎的爆米花?！敬鸢浮繜醾鬟f減小【詳解】[1]熱傳遞是由于溫度差引起的能量傳遞現(xiàn)象，玉米粒在密封鍋體內(nèi)被爐火加熱，爐火溫度高，玉米粒溫度低，熱量從爐火傳遞到玉米粒，這是通過熱傳遞的方法改變了玉米粒的內(nèi)能。[2]做功可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)物體對外做功時，內(nèi)能減小。開蓋瞬間，鍋內(nèi)高壓氣體迅速爆出，氣體對外做功，所以其內(nèi)能減小。10．（2025·湖南長沙·二模）2024年12月19日18時18分，我國太原衛(wèi)星發(fā)射中心在山東附近海域成功發(fā)射谷神星一號海射型遙四運載火箭。下列說法正確的是（）A．火箭燃料燃燒過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．火箭升空過程中與空氣摩擦，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．火箭在升空過程中，機械能不變D．火箭的燃料燃燒越充分，其熱值就越大【答案】B【詳解】A．燃料燃燒是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；B．火箭與空氣摩擦?xí)r，因克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確；C．火箭升空時速度增大，動能增大；高度增加，重力勢能增大，所以機械能增大，故C錯誤；D．熱值是燃料的特性，與燃燒是否充分無關(guān)，故D錯誤。故選B。11．如圖為小明用塑料瓶制作的水火箭，其原理是打入塑料瓶的壓縮空氣使水從“火箭”尾部向下噴出，從而推動“火箭”飛向空中。下列分析錯誤的是（）A．使用打氣筒打氣時能量轉(zhuǎn)化情況與汽油機的壓縮沖程相同B．水火箭升空過程中能量轉(zhuǎn)化情況與汽油機的做功沖程相同C．升空過程中，瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減少D．水從水火箭中噴出相當(dāng)于內(nèi)燃機的排氣沖程【答案】D【詳解】A．向打氣筒內(nèi)打氣的過程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，汽油機的壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能量轉(zhuǎn)化方式是相同的，故A正確，不符合題意；BCD．升空過程中，水從水火箭中噴出，是里面的壓縮空氣對外做功，瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減少，相當(dāng)于內(nèi)燃機的做功沖程，故BC正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。故選D。12．如圖所示是內(nèi)能做功的演示實驗，向試管內(nèi)倒些水，用帶玻璃管的膠塞塞住，在玻璃管口處放一個紙做的小葉輪，加熱試管使水沸騰，一會兒，水蒸氣就沖擊小葉輪，使其旋轉(zhuǎn)。在這一現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程為先是燃料的能轉(zhuǎn)化為能，接著是能傳遞給，最后對做功，將能轉(zhuǎn)化為能?！敬鸢浮炕瘜W(xué)內(nèi)內(nèi)水蒸氣水蒸氣葉輪內(nèi)機械【詳解】[1][2][3][4]酒精燃燒，燃料（酒精）的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為試管內(nèi)水的內(nèi)能，水的內(nèi)能傳遞給水蒸氣。[5][6][7][8]水蒸氣對葉輪做功，葉輪轉(zhuǎn)動起來，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為葉輪的機械能。13．（2025·江蘇揚州·二模）二氧化碳（CO?）爆破技術(shù)是現(xiàn)代工程中非常環(huán)保的技術(shù).起爆前高壓泵將CO?壓縮成高壓氣體，氣體內(nèi)能（選填“增大”或“減小”），溫度（選填“升高”或“降低”）；液化后輸入爆破筒內(nèi)。如圖所示，爆破時電加熱管發(fā)熱使筒內(nèi)的液態(tài)CO?迅速汽化，形成高壓氣體從泄氣孔中噴出實施爆破，噴出時的能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機的沖程一致?！敬鸢浮吭龃笊咦龉Α驹斀狻縖1][2]將二氧化碳進行壓縮時，壓縮氣體體積，對氣體做功，內(nèi)能變大，溫度升高。[3]當(dāng)壓縮氣體迅速膨脹時，對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；內(nèi)燃機的做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，因此CO?迅速汽化，形成高壓氣體從泄氣孔中噴出實施爆破，噴出時的能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機的做功沖程一致。四．內(nèi)燃機的相關(guān)計算（5題）14．關(guān)于四沖程汽油機的工作過程有以下幾種說法：①在吸氣沖程中，吸入氣缸中的只有空氣；②在做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；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。以上說法正確的是（）A．②③B．①③ C．②④ D．②③④【答案】A【詳解】①②③汽油機四沖程分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。在吸氣沖程中，吸入氣缸中的是空氣和汽油的混合氣體；在做功沖程中，高溫高壓的氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對外做功，其它三個沖程都依靠飛輪的慣性完成，故①錯誤，②③正確；④汽油機頂部有火花塞，采用的是點燃式點火；而柴油機汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴，采用的壓燃式點火，汽油機和柴油機的點火方式不相同，故④錯誤。綜上所述，只有②③正確，故A正確，BCD錯誤。故選A。15．（2025·四川內(nèi)江·一模）內(nèi)燃機的發(fā)明是第二次工業(yè)革命中應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的一項重大成就。如圖所示為單缸四沖程汽油機的一個沖程示意圖，若該汽油機的效率為30%，飛輪每分鐘轉(zhuǎn)動1800圈，則下列說法正確的是（）(q汽油=4.6ｘ107J/kg)A．圖中所示沖程是壓縮沖程B．若該汽油機完全燃燒5kg汽油，則汽油機做的有用功為2.3ｘ108JC．該汽油機在1s內(nèi)做功30次D．汽油機消耗的燃料越少，效率一定越高【答案】A【詳解】A．由圖可知，兩氣門關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，故A正確；B．汽油機做的有用功為故B錯誤；C．該汽油機飛輪每分鐘轉(zhuǎn)動1800圈，則每秒轉(zhuǎn)動30圈，該汽油機飛輪轉(zhuǎn)動2圈對外做功一次，則在1s內(nèi)做功15次，故C錯誤；D．根據(jù)可知，汽油機消耗的燃料越少，燃料完全燃燒釋放的熱量越少，做的有用功未知，故效率不一定越高，故D錯誤。故選A。16．某臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為1200r/min，在1s內(nèi)汽油機對外做功次。若該汽油機的效率為30%，汽油機在某段時間完全燃燒了400g汽油，則汽油完全燃燒放出的熱量為J，汽油機輸出的有用機械功為J。（）【答案】10【詳解】[1]單缸四沖程汽油機一個工作循環(huán)內(nèi)，飛輪轉(zhuǎn)2圈，對外做功1次，某臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為1200r/min，即飛輪1min轉(zhuǎn)1200圈，則飛輪1s轉(zhuǎn)20圈，對外做功10次。[2]汽油完全燃燒放出的熱量為[3]汽油機輸出的有用機械功為17．（2025·黑龍江大慶·三模）隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進我們的家庭。小米最近也購買了一輛轎車。當(dāng)該轎車汽油機的轉(zhuǎn)速為3600r/min時，則在1s內(nèi)汽油機對外做功的次數(shù)是次，壓縮沖程中將能轉(zhuǎn)化為能?！敬鸢浮?0機械內(nèi)【詳解】[1]汽油機的轉(zhuǎn)速為3600r/min，即每分鐘轉(zhuǎn)3600轉(zhuǎn)，那么1秒內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)數(shù)為汽油機一個工作循環(huán)包括四個沖程，飛輪轉(zhuǎn)動2圈，對外做功1次。所以1秒內(nèi)飛輪轉(zhuǎn)動60圈時，對外做功的次數(shù)是次[2][3]汽油機的壓縮沖程中，活塞向上運動，壓縮氣缸內(nèi)的氣體，使氣體的體積減小，壓強增大，溫度升高。這個過程中，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能。18．（2025·甘肅武威·三模）如圖甲所示，用酒精燈加熱試管中適量水。當(dāng)塞子被推開時，可以看到試管口有“白氣”產(chǎn)生。這是由于試管內(nèi)氣體對塞子做功，使得試管內(nèi)氣體內(nèi)能，此過程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與圖乙中的內(nèi)燃機在圖所示的能量轉(zhuǎn)化是一致的，某四沖程汽車飛輪轉(zhuǎn)速為3000r/min，則每秒鐘對外做功次?！敬鸢浮繙p小A25【詳解】[1]試管內(nèi)的氣體對外界的塞子做功時，氣體的內(nèi)能減小，溫度降低，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能。[2]圖乙中的A，活塞向下運動，兩個氣門關(guān)閉，是做功沖程，這個過程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，B的活塞向上運動，兩個氣門關(guān)閉，是壓縮沖程，與圖甲的能量轉(zhuǎn)化一致的是A圖。[3]汽車飛輪每轉(zhuǎn)動兩次，完成一個工作循環(huán)，對外做功一次。而某四沖程汽車飛輪轉(zhuǎn)速為3000r/min=50r/s，所以每秒對外做功25次。五．比較不同燃料的熱值（5題）19．甲、乙兩種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量的關(guān)系圖像如圖所示，下列分析正確的是（

）A．甲燃料的熱值小于乙燃料的熱值B．完全燃燒甲、乙兩種燃料放出相同的熱量，所需乙燃料的質(zhì)量更小C．完全燃燒相同質(zhì)量的兩種燃料，甲放出的熱量更多D．由圖像可知，燃料燃燒放出的熱量越多，其質(zhì)量一定越大【答案】C【詳解】A．由圖像可知，質(zhì)量相同時，甲完全燃燒放出的熱量大于乙完全燃燒放出的熱量，由可知，甲燃料的熱值大于乙燃料的熱值，故A錯誤；B．在圖像中取甲、乙完全燃燒放出相同的熱量的兩點，比較橫坐標(biāo)，可以看出所需乙燃料的質(zhì)量更大，故B錯誤；C．在圖像中取完全燃燒甲、乙質(zhì)量相同的兩點，比較縱坐標(biāo)，可以看出甲放出的熱量更多，故C正確；D．由圖像可知，同種燃料完全燃燒放出的熱量與質(zhì)量成正比，則燃料完全燃燒放出的熱量越多，其質(zhì)量一定越大，不同燃料燃燒放出的熱量越多，其質(zhì)量不一定越大。故D錯誤。故選C。20．（2025·江蘇南京·三模）如圖所示，用完全相同的裝置加熱液體。已知燃料的質(zhì)量、燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量、加熱方式均相同。不計熱損失，將燃料點燃直至燃盡，三個燒杯中液體升高的溫度隨時間變化的圖像如丁所示，則下列說法正確的是（）A．僅用乙、丙兩圖可以比較不同燃料的熱值B．甲、丙裝置中的液體在0-t內(nèi)吸收的熱量之比為2∶1C．a(chǎn)、b兩種液體的比熱容之比為D．燃料1和燃料2的熱值之比為【答案】C【詳解】A．比較不同燃料的熱值，需要控制被加熱的液體種類相同，燃料種類不同。乙、丙兩圖中燃料種類不相同，液體種類也不同，所以不能比較不同燃料的熱值，故A錯誤；B．因為加熱裝置相同，相同時間內(nèi)放出的熱量相同，甲、丙裝置中的液體在內(nèi)加熱時間相同，所以吸收的熱量相同，吸收的熱量之比為1∶1，故B錯誤；C．根據(jù)，在質(zhì)量和吸收熱量相同的情況下，比熱容與溫度變化量成反比。甲、丙中液體質(zhì)量相同，加熱相同時間吸收熱量相同，甲中液體升高的溫度是丙中液體升高溫度的2倍，所以a、b兩種液體的比熱容之比為1∶2，故C正確；D．由圖丁可知，燃料燃燒完時，燃料1燃燒了tmin，燃料2燃燒了2tmin，且甲圖中液體溫度變化量為，乙圖中液體溫度變化量為，實驗中忽略熱量的散失，且兩杯液體的質(zhì)量、比熱容均相同，則由公式可得，二者放出的熱量之比燃料的質(zhì)量相同，由公式可得，燃料1與燃料2的熱值之比則故D錯誤。故選C。21．根據(jù)下表列出的四種燃料的熱值，回答下列問題。干木柴酒精柴油煤油(1)從表中的數(shù)據(jù)可知，不同燃料的熱值。(2)酒精的熱值是，表示的物理意義是。那么，完全燃燒1g的酒精可放出熱量J。(3)表中質(zhì)量相同的四種燃料完全燃燒后，放出熱量最少的是。(4)若質(zhì)量為2kg的某種燃料完全燃燒后，放出的熱量是，則這種燃料可能是?！敬鸢浮?1)不同(2)的酒精完全燃燒放出的熱量是(3)干木柴(4)煤油【詳解】（1）由表格燃料的熱值可知：干木柴、酒精、柴油、煤油的熱值不同，所以可得結(jié)論：不同燃料的熱值不同；（2）[1]由熱值的概念可知，酒精的熱值是，表示的物理意義是：1酒精完全燃燒放出的熱量是；[2]所以完全燃燒酒精可放出熱量；（3）質(zhì)量相同的四種燃料完全燃燒后，根據(jù)可知熱值小的干木柴燃料放出的熱量少，所以放出熱量最少的是干木柴；（4）這種燃料的熱值：由熱值表可知，這種燃料可能是煤油。22．如圖所示，甲、乙、丙三圖中裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)液體的初溫和質(zhì)量相同。(1)為比較不同物質(zhì)的比熱容，應(yīng)選擇兩圖裝置進行實驗。實驗中通過比較（選填“加熱時間”或“升高的溫度”）來比較物質(zhì)吸收熱量的多少；(2)比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇兩圖裝置進行實驗。實驗中，需等待燃料（選填“燃燒相同的時間”或“燃燒相同的質(zhì)量”），然后通過比較（選填“加熱時間”或“升高的溫度”）來比較熱值的大??；(3)通過實驗得到的燃料熱值與實際相比要偏（選填“大”或“小”）?！敬鸢浮?1)甲、丙加熱時間(2)甲、乙燃燒相同的質(zhì)量升高的溫度(3)小【詳解】（1）[1]比較不同物質(zhì)的比熱容，應(yīng)使用相同的熱源，被加熱物質(zhì)的種類不同，通過溫度的變化來判斷不同液體的吸熱能力，所以應(yīng)選擇甲、丙兩圖進行實驗。[2]根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，實驗通過加熱時間的長短來反映液體吸收熱量的多少，加熱時間越長表示液體吸收的熱量越多。（2）[1]比較不同燃料的熱值，應(yīng)控制被加熱液體的種類相同而燃料不同，故應(yīng)選擇甲、乙兩圖進行實驗。[2]實驗過程中應(yīng)該控制燃料燃燒的質(zhì)量相同，所以應(yīng)該在燃料燃盡之后或燃燒相同的質(zhì)量去比較液體升高的溫度。[3]通過比較液體升高的溫度來比較熱值的大小，即升高的溫度越高，說明燃料放出的熱量越多，熱值越大。（3）燃料燃燒產(chǎn)生的熱量不能完全被水吸收，存在熱損失，即水吸收的熱量會小于燃料完全燃燒放出的熱量，由可知，計算得出的熱值將比燃料的真實熱值偏小。六．熱機的效率計算（4題）23．下圖所示的是天然氣環(huán)保公交車。該車自身的質(zhì)量為，滿載乘客40人。該公交車發(fā)動機的輸出功率為，最高車速為。（g?。?1)若該公交車滿載乘客，每名乘客的質(zhì)量為，該公交車滿載時車輪與地面的總接觸面積為。該公交車滿載乘客靜止在水平地面上時對地面的壓強是多少？(2)若該公交車以最高車速勻速直線行駛，則該公交車所受的阻力是多少？(3)若發(fā)動機的工作效率為，則（2）中該公交車內(nèi)消耗天然氣的體積是多少？（天然氣的熱值為）【答案】(1)(2)(3)【詳解】（1）該公交車滿載時的總質(zhì)量：該公交車滿載時對水平地面的壓力：該公交車滿載時對水平地面的壓強：。（2）該公交車勻速行駛時，發(fā)動機的輸出功率：已知輸出功率，最高車速該公交車所受的阻力：。（3）發(fā)動機在內(nèi)輸出的機械功：天然氣完全燃燒放出的熱量：消耗天然氣的體積：。24．小明家購置了一輛新能源轎車。假期，全家駕車從泗水到濟南游玩，愛鉆研的小明收集了下表所示的相關(guān)數(shù)據(jù)，轎車在高速公路上勻速行駛所用的時間為。轎車的質(zhì)量/1050車輪與地面接觸的總面積/0.15泗水到濟南的距離/170行駛消耗的天然氣/2勻速行駛時的牽引力/N2000(1)求轎車（空載）停放在水平地面時對地面的壓強。（g?。?2)求轎車在內(nèi)牽引力做功的功率。(3)已知該轎車所用的天然氣的熱值是，則從泗水到濟南轎車發(fā)動機的效率是多少？【答案】(1)(2)(3)【詳解】（1）轎車（空載）對水平地面的壓力轎車（空載）對水平地面的壓強（2）轎車牽引力所做的功轎車牽引力做功的功率（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，從泗水到濟南消耗的天然氣的體積消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量牽引力所做的功轎車發(fā)動機的效率25．氫燃料電池汽車是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動機而驅(qū)動汽車行駛的。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度行駛1h到達B地，消耗0.8kg氫燃料，所產(chǎn)生電能的80%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費用為30元。（請寫出計算推理過程）(1)求此過程中產(chǎn)生的電能。(2)燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度勻速行駛。所受阻力與甲車相同，汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒，且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛，汽油熱值，已知每加注1kg汽油所需的費用為12元。則在與甲車花費相同燃料費用的情況下：①求乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量。②請判斷乙車能否到達B地?！敬鸢浮?1)；(2)①；②乙車不能到達B地?！驹斀狻浚?）汽車行駛的路程為s=vt=90km/h×1h=90km=9×104m汽車做勻速直線運動，牽引力和阻力是一對平衡力，故牽引力大小為F=f=1000N汽車牽引力做的功為已知有80%的電能用于維持汽車勻速行駛，此過程中產(chǎn)生的電能（2）氫燃料汽車甲消耗0.8?kg氫，每kg氫費用30元，總費用燃油汽車乙花費相同燃料費用24元，則其汽油質(zhì)量汽油完全燃燒放出的總熱量已知僅30%的熱量用于維持汽車勻速行駛，故實際可用做功為遠小于克服相同阻力所需的，故乙車不能到達B地。26．（24-25九年級上·陜西漢中·期中）氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點。國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃2021-2035年》。明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分。2024年4月，據(jù)中國石化消息，兩輛以氫為燃料的汽車，實現(xiàn)了北京到上海1500km長距離運輸測試，這是中國氫能車輛首次大范圍、長距離、跨區(qū)域的實際運輸測試。某氫燃料電池大巴車如圖所示。(1)質(zhì)量為的氫燃料完全燃燒放出的熱量為多少？(2)若這些熱量全部被質(zhì)量為、溫度為的水吸收，能使水的溫度升高多少？（在1標(biāo)準大氣壓下）(3)氫燃料可供該型號氫燃料電池大巴車以的恒定功率勻速行駛，則該氫燃料電池大巴車的效率為多少?【答案】(1)8.4×107J(2)35℃(3)50%【詳解】（1）質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量為Q放=m氫q氫=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J（2）水吸收的熱量為Q吸=Q放=8.4×107J水升高的溫度為根據(jù)上述計算結(jié)果得到水的末溫為t=t0＋Δt=65℃+50℃=115℃>100℃而標(biāo)準大氣壓下水的沸點為100℃，所以水的末溫為100℃，水升高的溫度為Δt'=100℃-65℃=35℃（3）該氫燃料電池大巴車消耗0.6kg氫燃料輸出的有用功為W=Pt=140×103W×300s=4.2×107J該氫燃料電池大巴車的效率為七．熱水器的效率計算（5題）27．（25-26九年級上·廣西南寧·開學(xué)考試）小明家用天然氣做飯時，將一壺質(zhì)量為1.5kg的水由20℃燒至100℃時，消耗了天然氣0.02m3，已知水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），天然氣的熱值為3.6×10?J/m3，求：(1)壺中水吸收的熱量；(2)天然氣完全燃燒放出的熱量；(3)用天然氣燒水時的效率?！敬鸢浮?1)5.04×10?J(2)7.2×10?J(3)70%【詳解】（1）質(zhì)量為1.5kg的水由20℃燒至100℃時吸收的熱量為（2）0.02m3的天然氣完全燃燒放出的熱量為Q放=Vq=0.02m3×3.6×10?J/m3=7.2×105J（3）用天然氣燒水時的效率為28．如圖所示是一個容積為的太陽能熱水器，每平方米面積上得到太陽輻射的能量平均為。某次給太陽能熱水器加滿水，讓其工作一段時間后，水溫由20℃上升到50℃。已知熱水器上集熱管接收太陽能的有效面積為，水吸收太陽能的效率為50%，水的比熱容為，水的密度為。求：(1)水吸收的熱量；(2)集熱管工作的時長；(3)已知某天然氣灶的效率為50%，使用太陽能熱水器把同樣一箱水加熱到相同的溫度可以節(jié)約天然氣的體積。（不計能量損耗，已知天然氣的熱值）【答案】(1)(2)(3)【詳解】（1）水的質(zhì)量為則水吸收的熱量（2）得到太陽輻射的能量為每平方米面積上得到太陽輻射的能量平均為，則集熱管工作的時長（3）天然氣完全燃燒放出的熱量為則可以節(jié)約天然氣的體積29．某同學(xué)隨家人戶外露營時用酒精爐給的水加熱，同時他繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線。若在內(nèi)完全燃燒了的酒精，水的比熱容為，酒精的熱值約為。求：(1)酒精完全燃燒產(chǎn)生的熱量；(2)經(jīng)過時間加熱，水所吸收的熱量；(3)酒精爐燒水時的熱效率；(4)若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒煤氣的質(zhì)量。（煤氣的熱值為，假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）【答案】(1)(2)(3)(4)【詳解】（1）酒精完全燃燒產(chǎn)生的熱量（2）由圖像可知，經(jīng)過時間加熱，水的溫度從20℃升高到80℃，則水所吸收的熱量（3）酒精爐燒水時的熱效率（4）改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒煤氣的質(zhì)量為30．（2025·福建廈門·模擬預(yù)測）某物理興趣小組的同學(xué)，用天然氣給10kg的水加熱，同時繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線，若在內(nèi)完全燃燒了的天然氣每分鐘放熱相同。水的比熱容為，天然氣的熱值為。(1)完全燃燒天然氣釋放的熱量為多少？(2)“”水吸收的熱量為多少？(3)在燒水過程中，“”、“”、“”請判斷哪個時間段熱效率最高？最高熱效率為多少？【答案】(1)，(2)(3)【詳解】（1）因為天然氣的質(zhì)量為，天然氣的熱值為，所以天然氣完全燃燒釋放的熱量為（2）由題意得，內(nèi)水的溫度變化度數(shù)為，所以水吸收的熱量為（3）由題意可知，每分鐘放熱相同，所以在相等的時間段內(nèi)，天然氣放出的熱量相等，而隨著水溫的不斷升高，溫度變化越來越慢，故可判斷時間內(nèi)，在吸收熱量相同的情況下，水升高的溫度最大，熱效率最高；內(nèi)，水吸收的熱量為，天然氣完全燃燒釋放的熱量為故最高的熱效率為八．競賽必刷（5題）31．現(xiàn)有兩個使用同一種燃料的加熱器，用它們分別對甲、乙兩種不同的物質(zhì)加熱。已知甲物質(zhì)的比熱是乙物質(zhì)的2倍，甲物質(zhì)的質(zhì)量是乙物質(zhì)的，當(dāng)甲物質(zhì)升高的溫度是乙物質(zhì)的時（甲、乙物質(zhì)的物態(tài)都不發(fā)生改變），加熱甲物質(zhì)所用燃料是加熱乙物質(zhì)的，則兩加熱器利用熱能的效率之比是（）A．3:4 B．1:1 C．3:2 D．2:1【答案】B【詳解】由題意可知，，，，由Q吸=cm△t可得，甲、乙物質(zhì)吸收的熱量之比是兩加熱器的燃料都相同，那么燃料的熱值是相同的，加熱甲物質(zhì)所用燃料是加熱乙物質(zhì)的，也就是說甲、乙兩物質(zhì)消耗燃料的質(zhì)量關(guān)系是，由Q放=qm可得，兩加熱器消耗燃料完全燃燒釋放的熱量之比是由熱機效率公式可知道，兩加熱器利用熱能的效率之比是兩加熱器利用熱能的效率之比是1∶1。故選B。32．下圖為四缸發(fā)動機工作原理：內(nèi)燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個