專題02內(nèi)能的利用

1．（2024?眉山）【聯(lián)系生活】熱學知識與人類生活息息相關(guān)。下列說法正確的是（）

A．酒精燃燒過程中，質(zhì)量減少，熱值不變

B．鐵塊很難被壓縮，說明固體分子之間不存在間隙

C．內(nèi)燃機在做功沖程中，氣缸內(nèi)氣體溫度升高，內(nèi)能增大

D．內(nèi)陸地區(qū)比沿海地區(qū)晝夜溫差大，是由于砂石的比熱容比水的比熱容大

【答案】A

【解答】解：A、熱值是燃料的一種特性，與燃料的質(zhì)量大小無關(guān)，酒精燃燒過程中質(zhì)量減少，熱值不變，

故A正確；

B、鐵塊很難被壓縮，說明固體分子間存在斥力，故B錯誤；

C、內(nèi)燃機在做功沖程中，氣缸內(nèi)氣體溫度降低，內(nèi)能減小，故C錯誤；

D、內(nèi)陸地區(qū)比沿海地區(qū)晝夜溫差大，原因內(nèi)陸地區(qū)多砂石，沿海地區(qū)多水，砂石的比熱容比水的比熱容小，

同樣受冷和受熱時砂石的溫度變化小、水的溫度變化大，故D錯誤。

故選：A。

2．（2023?成都）【聯(lián)系生活】我們生活在能量的世界，社會的進步和發(fā)展離不開能量。對于能量、能源

的認識，下列說法正確的是（）

A．做功過程實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程

B．能量轉(zhuǎn)化具有方向性，所以能量不守恒

C．核燃料能量轉(zhuǎn)化效率可達100%，需大力發(fā)展

D．煤、石油、天然氣提供的能量源自地球本身

【答案】A

【解答】解：A、做功的過程是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程，例如：摩擦生熱，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；風吹帆船前

行，屬于機械能的轉(zhuǎn)移，故A正確；

B、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化具有方向性，所有能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量是守恒的，故B錯誤；

C、由于有不可避免的損耗，核燃料能量轉(zhuǎn)化的效率不可能達100%，故C錯誤；

D、遠古時期陸地和海洋的植物通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，它們死后身體埋藏在地下和海底

腐爛，多年之后形成化石能源，所以煤、石油、天然氣等化石能源其根本來源是太陽能，故D錯誤。

故選：A。

考點一．能量的轉(zhuǎn)化及守恒

1．（2023?成都）我們生活在能量的世界，社會的進步和發(fā)展離不開能量。對于能量、能源的認識，下列

說法正確的是（）

A．做功過程實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程

B．能量轉(zhuǎn)化具有方向性，所以能量不守恒

C．核燃料能量轉(zhuǎn)化效率可達100%，需大力發(fā)展

D．煤、石油、天然氣提供的能量源自地球本身

【答案】A

【解答】解：A、做功的過程是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程，例如：摩擦生熱，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；風吹帆船前

行，屬于機械能的轉(zhuǎn)移，故A正確；

B、能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化具有方向性，所有能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量是守恒的，故B錯誤；

C、由于有不可避免的損耗，核燃料能量轉(zhuǎn)化的效率不可能達100%，故C錯誤；

D、遠古時期陸地和海洋的植物通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，它們死后身體埋藏在地下和海底

腐爛，多年之后形成化石能源，所以煤、石油、天然氣等化石能源其根本來源是太陽能，故D錯誤。

故選：A。

2．（2023?甘孜州）2022年12月，我國自主研制的大型客機C919正式交付使用。如圖所示，飛機飛行時

發(fā)動機把內(nèi)能（選填“內(nèi)能”或“風能”）轉(zhuǎn)化為機械能，機翼做成上凸下平的形狀，是利用了流體流

速越大壓強越?。ㄟx填“大”或“小”）的原理。

【答案】內(nèi)能；小。

【解答】解：飛機飛行時發(fā)動機把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，機翼做成上凸下平的形狀，是利用了流體流速越大

壓強越小的原理。

故答案為：內(nèi)能；小。

考點二．能量的利用效率

3．（2023?廣元）某研學活動小組在實踐活動期間，粗略測量了一農(nóng)家柴火灶的熱效率。同學們在柴火灶

的鐵鍋里倒入5kg水，蓋上鍋蓋，完全燃燒了1kg干木柴使水溫從20℃升高到80℃，水吸收的熱量為1.26

×106J，該柴火灶的熱效率為_12.6_%。[水的比熱容是4.2×103J（/kg?℃），這種干木柴的熱值是1.0×107J/kg]

【答案】1.26×106J；12.6%。

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【解答】解：（1）1kg的干木柴完全燃燒放出的熱量：Q放=m干木柴q干木柴=1kg×1.0×10J/kg=1×10J；

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（2）水吸收的熱量是：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×10J/（kg?℃）×5kg×（80℃-20℃）=1.26×10J；

（3）該柴火灶的效率：

故答案為：1.26×106J；12.6%。

4．（2023?廣安）小紅一家到某基地露營時，用火爐將質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到60℃，燃燒了

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100g木炭。已知：水的比熱容c水=4.2×10J/（kg?℃），木炭的熱值q=3.36×10J/kg。求：

（1）水吸收的熱量；

（2）該火爐燒水的熱效率。

【答案】（1）水吸收的熱量為3.36×105J；

（2）該火爐燒水的熱效率為10%。

【解答】解：（1）水吸收的熱量：

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Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×10J/（kg?℃）×2kg×（60℃-20℃）=3.36×10J；

（2）木炭完全燃燒放出的熱量：

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Q放=m木炭q=100×10kg×3.36×10J/kg=3.36×10J，

火爐燒水的熱效率：

答：（1）水吸收的熱量為3.36×105J；

（3）該火爐燒水的熱效率為10%。

考點三．固體和液體的熱值計算

5．（2024?廣元）隨著科技發(fā)展，人們已經(jīng)開始將氫能作為一種新能源加以利用。已知氫燃料的熱值為1.4

×108J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。如果一輛汽車平均每月消耗氫燃料30kg，這些氫燃料完全

燃燒釋放的熱量為4.2×109J，若這些熱量完全被水吸收，可使1.25×104kg水的溫度從20℃升高到100℃。

【答案】4.2×109；1.25×104。

【解答】解：（1）氫燃料的質(zhì)量為m=30kg，氫燃料完全燃燒釋放的熱量為：

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Q放=mq=30kg×1.4×10J/kg=4.2×10J；

（2）氫燃料完全燃燒釋放出熱量全部初始溫度為20℃的水吸收，

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則水吸收的熱量為：Q吸=Q放=4.2×10J；由公式Q吸=cm水Δt得：

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4.2×10J=4.2×10J/（kg?℃）×m水×（100℃-20℃）；解得：m水=1.25×10kg；

故答案為：4.2×109；1.25×104。

6．（2024?宜賓）2024年4月19日，兩輛以氫為燃料的汽車，實現(xiàn)了從北京到上海1500公里長距離運輸

的首次測試。選用氫為燃料是因為氫的熱值大。假設(shè)汽車在一段平直公路上以恒定功率75kW勻速行駛，

速度為108km/h,則汽車所受阻力為2500N。

【答案】熱值；2500。

【解答】解：由于所有的燃料中，氫的熱值較大，質(zhì)量相同的氫與其它燃料相比，完全燃燒時可以放出更

多的熱量，所以汽車選用氫做燃料；

汽車的速度v=108km/h=30m/s，

汽車發(fā)動機的牽引力：

因為汽車在平直公路上勻速行駛，所以汽車受到的阻力：f=F=2500N。

故答案為：熱值；2500。

考點四．氣體的熱值計算

7．（2025?德陽）小陽在家使用天然氣灶為家人煮面條，他將初溫為20℃、質(zhì)量為2kg的水加熱至沸騰（一

個標準大氣壓下），該過程中水吸收的熱量是6.72×105J，水吸收的熱量相當于完全燃燒2.24×10-2m3天然

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氣放出的熱量，則天然氣的熱值為3×10J/m。[c水=4.2×10J/（kg?℃）]

【答案】6.72×105；3×107。

【解答】解：（1）一個標準大氣壓下，水的沸點為100℃，即水的末溫t=100℃，

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水吸收的熱量：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×10J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10J；

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（2）由題知：Q放=Q吸=6.72×10J得，天然氣的熱值：

故答案為：6.72×105；3×107。

8．（2024?達州）在1個標準大氣壓下，小明用天然氣灶將質(zhì)量1kg的水，從20℃加熱到沸騰，水吸收的

熱量是3.36×105J。他家天然氣熱水器的熱效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg,熱水器進水溫度是22℃，

出水溫度是42℃，他這次洗澡消耗天然氣0.075m3。已知水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱

值是3.2×107J/m3。

【答案】3.36×105；0.075。

【解答】解：1標準大氣壓下水沸點為100℃，故1kg水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×

（100℃-20℃）=3.36×105J。

小明本次用水升溫△t=42℃-22℃=20℃，水需吸熱

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Q吸′=cm△t=4.2×10J/（kg?℃）×1kg×20℃=1.68×10J。

熱水器效率為70%，則需要天然氣放熱

消耗的天然氣體積

故答案為：3.36×105；0.075。

考點五．熱機的效率公式與計算

9．（2025?廣安）“五?一”假期，小莉一家出去旅游。汽車通過一條長2400m的隧道，用時120s,消耗0.1kg

的汽油，汽車通過隧道牽引力做的有用功為1.38×106J。（汽油的熱值q=4.6×107J/kg）求：

（1）汽車通過隧道的平均速度；

（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量；

（3）汽車通過隧道發(fā)動機的效率η。

【答案】（1）汽車通過隧道的平均速度為20m/s；

（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量為4.6×106J；

（3）汽車通過隧道發(fā)動機的效率為30%。

【解答】解：（1）汽車通過隧道的平均速度為：

（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量為：

（3）汽車通過隧道發(fā)動機的效率為：

答：（1）汽車通過隧道的平均速度為20m/s；

（2）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量為4.6×106J；

（3）汽車通過隧道發(fā)動機的效率為30%。

10．（2023?資陽）目前倡導“綠色出行，低碳生活”，油電混合動力汽車具有環(huán)保、節(jié)能、高效等諸多優(yōu)

勢，正逐步取代傳統(tǒng)燃油車。如圖所示，某油電混合動力汽車（含駕駛員）質(zhì)量m=1.6t，電池最大儲能能

量Em=150kW?h，當電能剩余E1=0.2Em時必須重新充電才能繼續(xù)行駛；若汽車在某次性能測試中，沿水平

道路行駛時所受阻力f為車重的k=0.05倍，電動機能量轉(zhuǎn)化效率η=80%，燃油發(fā)動機能量轉(zhuǎn)化效率η′=25%，

汽油熱值q=4.6×107J/kg，g取10N/kg。求：

（1）該汽車充滿電后，在純電模式下沿該道路行駛的最大里程