第十二章機(jī)械能和內(nèi)能（解析版）課時(shí)12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化2022年課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)3.3.1了解內(nèi)能和熱量。從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值。3.3.3了解熱機(jī)的工作原理。知道內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史上的重要意義。物理觀念：認(rèn)識(shí)做功是改變物體內(nèi)能的另一方式，本質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程?？茖W(xué)思維：了解熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，能說出四沖程汽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作過程。了解熱機(jī)的發(fā)展歷程，知道內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史上的重要意義。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：能從能量轉(zhuǎn)化角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值。能舉例說明能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源的意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一、做功—改變物體內(nèi)能的另一種方式1.做功改變物體的內(nèi)能：探究做功改變物體的內(nèi)能做功的兩種情況外界對(duì)物體做功物體對(duì)外界做功探究過程與現(xiàn)象分析與論證迅速壓下活塞，玻璃筒內(nèi)的氣體被壓縮，活塞對(duì)筒內(nèi)氣體做功，從而使筒內(nèi)氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到硝化棉的燃點(diǎn)時(shí)，硝化棉開始迅速燃燒向瓶內(nèi)打氣，壓縮瓶內(nèi)的空氣，不斷對(duì)瓶內(nèi)空氣做功，瓶內(nèi)空氣內(nèi)能增加，溫度升高，隨著打入空氣的增加，氣壓越來越大，直至沖開瓶塞，此時(shí)，瓶內(nèi)的空氣推動(dòng)瓶塞做功，內(nèi)能減少，溫度降低，其中水蒸氣液化成小水滴，形成白霧得出結(jié)論做功可以改變物體的內(nèi)能；外界對(duì)物體做功，物體溫度升高，物體內(nèi)能增加；物體對(duì)外界做功，物體溫度降低，物體內(nèi)能減少2.熱傳遞和做功改變物體內(nèi)能的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別聯(lián)系實(shí)質(zhì)方式舉例熱傳遞能量的轉(zhuǎn)移高溫物體放熱，低溫物體吸熱生活中燒、烤、烙、炒，生產(chǎn)中的淬火等做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，且效果相同。某物體的內(nèi)能發(fā)生改變，可能是通過熱傳遞改變的，也可能是通過做功改變的，或者兩者都有。若不知道具體過程，則無法確定內(nèi)能的改變方式做功其他形式能與內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化壓縮體積、摩擦生熱、鍛打物體、彎折物體等打氣筒打氣、鉆木取火、來回多次彎折鐵絲等體積膨脹等裝開水的暖水瓶內(nèi)的氣體將瓶塞沖開燈★特別提醒：做功、熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)（1）做功改變物體的內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，即內(nèi)能與其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化；（2）熱傳遞改變物體內(nèi)能實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)移，即能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，無不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化；（3）不是任何情況下對(duì)物體做功都能改變物體的內(nèi)能。例如，用手托起物理課本，雖然人對(duì)課本做了功，但課本的內(nèi)能沒有增加，增加的是課本的機(jī)械能?！镜淅?】（2024·江蘇南京·二模）以下四個(gè)事例中能量轉(zhuǎn)化過程與其他不相同的是（）。A．瓶塞沖出B．搓手取暖C．壓縮沖程D．鉆木取火【答案】A?！窘馕觥緼．瓶塞沖出，試管內(nèi)氣體對(duì)塞子做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；B．搓手取暖，雙手克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；C．壓縮沖程，活塞壓縮缸內(nèi)氣體，對(duì)氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；D．鉆木取火，鉆頭克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；綜上所述，能量轉(zhuǎn)化過程與其他不相同的是瓶塞沖出，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。知識(shí)點(diǎn)二、熱機(jī)1.實(shí)驗(yàn)探究—熱機(jī)工作原理【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】如圖所示，在試管中裝一些水，用橡皮塞塞住試管口，固定在鐵架臺(tái)上，用酒精燈給試管加熱，水沸騰后，水蒸氣會(huì)把橡皮塞沖出去，試管口觀察到大量“白霧”出現(xiàn)。【實(shí)驗(yàn)分析】酒精燃燒釋放出熱量（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能），通過熱傳遞將一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)移給水，水的內(nèi)能增加，溫度升高，產(chǎn)生大量水蒸氣。水蒸氣越來越多，對(duì)橡皮塞的壓力越來越大，最后將橡皮塞沖出，這時(shí)水蒸氣對(duì)橡皮塞做功。同時(shí)，水蒸氣內(nèi)能減小，溫度降低，水蒸氣液化成小水滴，在試管口可以觀察到“白霧”?！咎骄繗w納】該實(shí)驗(yàn)裝置就是一個(gè)簡單的熱機(jī)。其工作過程是：燃料燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，一部分內(nèi)能通過熱傳遞方式傳遞給工作物質(zhì)—水，水內(nèi)能增大，溫度升高，產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣將橡皮塞沖出，水蒸氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為橡皮塞機(jī)械能?！锾貏e提醒（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮塞不要塞得太緊，否則橡皮塞不易沖出，可能因試管氣壓太大導(dǎo)致試管炸裂而傷到人；（2）試管口不能對(duì)著人，以防試管內(nèi)的水沸騰時(shí)沖出試管口傷到人?！锱鄡?yōu)拓展利用內(nèi)能的兩種方式（1）利用內(nèi)能加熱；（2）利用內(nèi)能做功。其中利用內(nèi)能加熱是內(nèi)能轉(zhuǎn)移過程，利用內(nèi)能做功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程。2.熱機(jī)（1）熱機(jī)：利用內(nèi)能做功的機(jī)械叫熱機(jī)。汽車、輪船和飛機(jī)等的發(fā)動(dòng)機(jī)都是利用燃燒燃料釋放的內(nèi)能做功的裝置，都是熱機(jī)。（2）熱機(jī)的種類：分為蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。它們構(gòu)造不同，但它們有一個(gè)共同特點(diǎn)，那就是利用內(nèi)能做功。（3）內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。內(nèi)燃機(jī)根據(jù)其所使用的燃料分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩類。3.汽油機(jī)（1）工作原理：利用氣缸內(nèi)汽油燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈦硗苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（2）構(gòu)造主要結(jié)構(gòu)：如圖所示，汽油機(jī)的主體是氣缸。氣缸上部有進(jìn)氣門和排氣門，頂部有火花塞，下部有活塞，活塞通過連桿與曲軸相連。沖程：活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程，叫做一個(gè)沖程。利用氣缸內(nèi)汽油燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈦硗苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。試管實(shí)驗(yàn)與汽油機(jī)構(gòu)造比較：如圖。（3）工作過程1）汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。通過四個(gè)沖程的不斷循環(huán)來連續(xù)工作。2）每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸和飛輪均轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，活塞往返兩次，對(duì)外做功一次。在四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其他三個(gè)沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性帶動(dòng)活塞完成，周而復(fù)始，使汽油機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。3）汽油機(jī)工作過程如下：1.吸氣沖程：進(jìn)氣門打開、排氣門關(guān)閉?？繎T性運(yùn)動(dòng)，吸進(jìn)汽油與空氣的混合物2.壓縮沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門關(guān)閉。外界對(duì)氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，氣體溫度升高3.進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門關(guān)閉。化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，氣體溫度升高，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能4.進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開?？繎T性運(yùn)動(dòng)，排出廢氣【典例2】（2024·江蘇連云港·二模）下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，其能量轉(zhuǎn)化方式與圖示汽油機(jī)對(duì)應(yīng)沖程類似的是（）。A．火花發(fā)生器點(diǎn)火 B．滾擺向向下運(yùn)動(dòng)C．壓縮空氣引火儀 D．酒精燈加熱杯中冷水后將盒蓋頂出【答案】AD?！窘馕觥緼．圖中汽油機(jī)兩個(gè)氣門關(guān)閉，活塞下行，是做功沖程，此沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；火花發(fā)生器點(diǎn)火后將盒蓋頂出，此時(shí)燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機(jī)械能，與汽油機(jī)的能量轉(zhuǎn)化方式相同，故A符合題意；B．滾擺向下運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，所以是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程，故B不符合題意；C．向下壓縮空氣引火儀，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為瓶內(nèi)空氣的內(nèi)能，故C不符合題意；D．酒精燈加熱杯中冷水后將盒蓋頂出，水的內(nèi)能增大，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與汽油機(jī)的能量轉(zhuǎn)化方式相同，故D符合題意。故選AD。4.柴油機(jī)（1）工作原理：利用柴油在氣缸內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈦硗苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（2）構(gòu)造：柴油機(jī)構(gòu)造和汽油機(jī)構(gòu)造相似，所不同的是柴油機(jī)氣缸頂部沒有火花塞，而有一個(gè)噴油嘴。（3）工作過程：柴油機(jī)與汽油機(jī)工作過程大致相同，也是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程構(gòu)成一個(gè)工作循環(huán)，在一個(gè)工作循環(huán)中，曲軸連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，活塞往復(fù)兩次，對(duì)外做功一次。見下表：1.吸氣沖程：進(jìn)氣門打開、排氣門關(guān)閉?；钊蛳逻\(yùn)動(dòng)，吸入空氣2.壓縮沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門關(guān)閉?；钊蛏线\(yùn)動(dòng)，壓縮空氣，氣體溫度升高，超過柴油燃點(diǎn)3.進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門關(guān)閉。噴油嘴噴出霧狀柴油，遇到熱空氣立即猛烈燃燒，差高溫高壓氣體，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)4.進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開?；钊蛏线\(yùn)動(dòng)，排出廢氣（4）汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同相同點(diǎn)：（1）基本構(gòu)造和主要部件作用相似。（2）每個(gè)工作循環(huán)都一樣，有吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。（3）四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。（4）一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，飛輪轉(zhuǎn)兩圈，做功一次。不同點(diǎn)：（1）構(gòu)造不同：汽油機(jī)汽缸頂部有火花塞，而柴油機(jī)汽缸頂部有噴油嘴。（2）燃料不同：汽油機(jī)燃燒汽油，而柴油機(jī)燃燒柴油。（3）吸氣沖程不同：汽油機(jī)吸進(jìn)汽油和空氣和燃料混合物，柴油機(jī)只吸進(jìn)空氣。（4）點(diǎn)火方式不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)燃式點(diǎn)火，柴油機(jī)屬壓燃式點(diǎn)火?！镜淅?】列關(guān)于內(nèi)燃機(jī)說法正確的是()。A．柴油機(jī)吸氣沖程吸入的是柴油和空氣的混合物；B．汽油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴；C．做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；D．內(nèi)燃機(jī)功率越大，效率越高【答案】C?！窘馕觥緼．柴油機(jī)在吸氣沖程中，吸入氣缸的是空氣，故A錯(cuò)誤；B．柴油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴，汽油機(jī)氣缸頂部有火花塞，故B錯(cuò)誤；C．內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，對(duì)外做功，故C正確；D．功率表示做功的快慢，與熱機(jī)效率是兩個(gè)不同的概念，兩者沒有關(guān)系，故D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)三、燃料的熱值1.燃料（1）燃料的種類燃料是指可燃燒的物質(zhì)，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)，燃料可分為不同的種類，最常見的是按其物理狀態(tài)分類。（2）燃料燃燒時(shí)能量轉(zhuǎn)化：燃料在燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.燃料的熱值燃料種類很多，由于其燃燒成分不同，相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量不同，在物理學(xué)上用“熱值”來表示燃料燃燒的放熱本領(lǐng)。（1）熱值：某種燃料完全燃燒放出的熱量，與其質(zhì)量的比值叫這種燃料的熱值；用“q”表示。（2）熱值單位：J/kg。（3）熱值的物理意義：一、1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量就等于該燃料的熱值；二、熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大??；也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。（4）燃料燃燒放出的熱量：★特別提醒：固體燃料、液體燃料的熱值以“J/kg”為單位，而氣體燃料的熱值以“J/m3”為單位。因此（5）對(duì)燃料熱值的透析熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大??；也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)對(duì)于熱值的概念，要注重理解三個(gè)關(guān)鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是指燃料的質(zhì)量，如果燃料的質(zhì)量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數(shù)值；某種燃料是指熱值與燃料的種類有關(guān)；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值燃料熱值的高低是衡量燃料優(yōu)劣的主要指標(biāo)★特別提醒：★培優(yōu)拓展常用燃料的熱值見下表：【例4】（2024·江蘇南京·二模）如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量相同，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。下列說法正確的是（）。A．比較不同液體吸熱升溫現(xiàn)象，可以選擇甲丙兩圖B．比較不同液體吸熱升溫現(xiàn)象，可以選擇乙丙兩圖C．比較不同燃料燃燒放出熱量，可以選擇乙丙兩圖D．比較不同燃料燃燒放出熱量，可以選擇甲丙兩圖【答案】A?！窘馕觥緼B．比較兩種液體的比熱容，必須控制燃料的種類相同，改變液體的種類，控制液體的質(zhì)量相同，根據(jù)溫度計(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少，從而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系，應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．比較不同燃料熱值大小要控制加熱的液體種類、液體質(zhì)量，改變?nèi)剂系姆N類，根據(jù)溫度計(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少，從而判斷熱值大小，因此選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；故CD錯(cuò)誤。故選A。知識(shí)點(diǎn)四、熱機(jī)的效率1.燃料的有效利用：用煤氣灶、鍋爐、煤爐等燒水時(shí)，燃料不能完全燃燒利用，具體原因是多樣的。例如，燃料不能完全燃燒而損失了一部分能量，裝水的容器吸收了一部分能量、灶體本身也會(huì)吸收一部分能量，高溫的煙氣帶走了一部分能量，還有一部分能量直接散失掉了，水吸收的熱量只占燃料燃燒放出熱量的一部分，只有水吸收的熱量才是有效利用的部分。如圖所示：2.鍋爐的效率（1）鍋爐是利用燃料或其他熱源把水加熱成熱水或蒸汽的設(shè)備。鍋爐包括鍋和爐兩部分，鍋是指盛水的容器，爐是燃料燃燒的裝置。（2）提高鍋爐燃料利用率的途徑：一、讓燃料盡可能充分燃燒，如將煤研磨成粉狀，加大進(jìn)風(fēng)量等；二、減少熱量損失，如加大有效受熱面積等。3.內(nèi)燃機(jī)中熱量燃燒的能量流向圖4.熱機(jī)效率（1）定義：用來做有用功的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值。（2）計(jì)算公式：對(duì)熱機(jī)而言，其中用來做有用功的能量Q有用等于熱機(jī)對(duì)外的有用功W有用，故熱機(jī)的效率公式又可寫成：。（3）物理意義：熱機(jī)的效率表示使用熱機(jī)時(shí)對(duì)燃料的利用率的高低，因此熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。（4）常見熱機(jī)效率：蒸汽機(jī)6%-15%，汽油機(jī)20%-30%，柴油機(jī)30%-45%?！锾貏e提醒：5.提高熱機(jī)效率的主要途徑①改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒（將煤磨成煤粉，用空氣吹進(jìn)爐膛，使之更充分燃燒）；②減少各種熱量損失（I.加大受熱面積，以減少煙塵廢氣帶走的熱量；II.使用較好的保溫材料，減少熱損失）；③在熱機(jī)設(shè)計(jì)和制造上，采用先進(jìn)的技術(shù)；④保障良好的潤滑，減少機(jī)械摩擦?！锱鄡?yōu)拓展：廢棄能量的利用在熱機(jī)的能量損失中，廢氣帶走的能量最多，所以設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的主要措施。例如，人們將發(fā)電廠蒸汽輪機(jī)排除的廢氣送入熱電站進(jìn)行供熱，將廢氣中的能量甲乙利用，大大提高了熱量的利用率?！纠?】（2024·江蘇泰州·二模）為估算家中一個(gè)月需要交多少天燃?xì)赓M(fèi)，小明進(jìn)行了如下操作：（1）查看家中的天然氣表，示數(shù)為7006.505m3，（2）將2kg的水倒入燒水壺中并測(cè)出水溫為20℃，只打開嵌入式天然氣灶，在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下把水剛加熱到100℃時(shí)，發(fā)現(xiàn)天然氣表的示數(shù)為7006.540m3，假設(shè)天然氣完全燃燒。（3）查閱資料知：水的比熱容為4.2×103J（kg·℃），天然氣的密度0.7kg/m3，天然氣的熱值為4.0×107J/m3，嵌入式天然氣灶具的熱效率為55%（GB16410-2020，為計(jì)算方便，本題取50%），泰州主城區(qū)天然氣第一階梯銷售價(jià)為2.98元/m3）（為計(jì)算方便，本題取3元/m3）。（4）估算家中平均每天煮飯、燒水、洗澡需要的熱量大約相當(dāng)于燒開20壺水。求：（1）將一壺水燒開，水需要吸收多少熱量；（2）燒開一壺水時(shí)，天然氣燃燒放出了多少熱量；（3）小明家一個(gè)月大約需要支出多少天然氣費(fèi)用（一個(gè)月按30天計(jì)）?！敬鸢浮浚?）6.72×105J；（2）1.4×106J；（3）42。【解析】（1）水吸收的熱量Q吸?=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(100℃?20℃)=6.72×105J（2）燒開一壺水消耗的天然氣體積V=7006.540m3?7006.505m3=0.035m3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放?=Vq=0.035m3×4.0×107J/m3=1.4×106J（3）由得，燒開一壺水需要天然氣的體積一個(gè)月需要天然氣的體積V總?=0.0336m3×20×30=20.16m3一個(gè)月需要天然氣的質(zhì)量m=ρV總?=0.7kg/m3×20.16m3=14.112kg一個(gè)月需要天然氣的費(fèi)用14.112kg×3元/kg=42元。答：（1）將一壺水燒開，水需要吸收6.72×105J的熱量；（2）燒開一壺水時(shí)，天然氣燃燒放出了1.4×106J的熱量；（3）小明家一個(gè)月大約需要支出42元天然氣費(fèi)用。問題一：做功改變物體的內(nèi)能做功可以改變物體的內(nèi)能有兩層含義：外界對(duì)物體做功，則機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能；若物體對(duì)外界做功，則物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！镜淅?】下列實(shí)例中，屬于通過做功的方式改變物體內(nèi)能的是（）。A．鉆木取火，木頭溫度升高B．熱水袋暖手，熱水袋溫度降低C．燃?xì)鉄臏囟壬逥．陽光下曬被，棉被的溫度升高【答案】A?！窘馕觥緼．鉆木取火，對(duì)木頭做功，內(nèi)能增加，木頭溫度升高，屬于做功的方式改變物體內(nèi)能，故A符合題意；B．熱水袋暖手，熱水袋溫度降低，屬于熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能，故B不符合題意；C．燃?xì)鉄?，水的溫度升高，屬于熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能，故C不符合題意；D．陽光下曬被，棉被的溫度升高,屬于熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能，故D不符合題意。故選A?！咀兪?-1】下列各例中，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程是（）。A．用電爐加熱水B．農(nóng)服在陽光下暴曬升溫C．火箭升空D．雙手摩擦生熱【答案】C。【解析】A．電爐是要消耗電能的，加熱水轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A不符合題意；B．農(nóng)服在陽光下曝曬升溫是將太陽光轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B不符合題意；C．火箭升空是要消耗燃料的，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能，故C符合題意；D．雙手摩擦發(fā)熱是克服雙手間的摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D不符合題意。故選C?！咀兪?-2】（23-24九年級(jí)上·江蘇揚(yáng)州·階段練習(xí)）對(duì)如圖所示的物理過程，下列分析錯(cuò)誤的是（）。A．圖甲，厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮時(shí)，空氣的內(nèi)能增大B．圖乙，瓶內(nèi)氣體推動(dòng)塞子跳起時(shí)，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增大C．圖丙，塞子受到水蒸氣的壓力而沖出時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】BC?！窘馕觥緼．圖中厚玻璃內(nèi)的空氣被壓縮時(shí)，活塞對(duì)空氣做功，瓶內(nèi)空氣溫度升高，空氣的內(nèi)能增加，故A正確，不符合題意；B．圖中瓶子內(nèi)的空氣推動(dòng)塞子跳起時(shí)，空氣對(duì)活塞做功，空氣的內(nèi)能減小，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．圖中試管內(nèi)的水蒸氣推動(dòng)了塞子沖出時(shí)，水蒸氣對(duì)塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．圖中汽缸內(nèi)的氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí)（即做功沖程），氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能；故D正確，不符合題意。故選BC。問題二：熱機(jī)1.熱機(jī)和人力機(jī)械、電動(dòng)機(jī)械的主要區(qū)別熱機(jī)利用“內(nèi)能”來做功，最終將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而不是利用其他能量來做功。2.內(nèi)燃機(jī)工作沖程的判斷第一步看氣門看兩氣門開、閉情況。若兩氣門都關(guān)閉，則內(nèi)燃機(jī)處于壓縮或做功沖程；若有一個(gè)氣門打開，內(nèi)燃機(jī)處于吸氣或排氣沖程第二步看活塞看活塞運(yùn)動(dòng)方向?；钊蛏线\(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)處于壓縮或排氣沖程；若活塞向下運(yùn)動(dòng)，內(nèi)燃機(jī)處于吸氣或做功沖程第三步綜合分析綜合兩個(gè)氣門和活塞的工作情況得出結(jié)論3.汽油機(jī)與柴油機(jī)的區(qū)別汽油機(jī)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴吸氣沖程吸進(jìn)空氣和汽油的混合物吸進(jìn)空氣點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓縮式【典例2】（2024·江蘇揚(yáng)州·二模）現(xiàn)代汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是四沖程內(nèi)燃機(jī)，其四個(gè)沖程如圖所示，其中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是（）。A．B．C．D．【答案】D?！窘馕觥緼．氣門一開一閉，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，不涉及能量轉(zhuǎn)化，故A不符合題意；B．氣門一開一閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，氣缸容積減小，是排氣沖程，不涉及能量轉(zhuǎn)化，故B不符合題意；C．兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能，故C不符合題意；D．兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故D符合題意。故選D?！咀兪?-1】如圖所示，甲、乙是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的示意圖，丙、丁是四沖程汽油機(jī)工作過程中的兩個(gè)沖程示意圖。下列說法正確的是（）。A．丙圖所示的是做功沖程，其工作原理如甲圖所示的實(shí)驗(yàn)；B．丙圖所示的是壓縮沖程，其工作原理如乙圖所示的實(shí)驗(yàn)；C．丁圖所示的是壓縮沖程，其工作原理如甲圖所示的實(shí)驗(yàn)；D．丁圖所示的是做功沖程，其工作原理如乙圖所示的實(shí)驗(yàn)【答案】D?！窘馕觥坑杉讏D知，活塞往下運(yùn)動(dòng)，對(duì)筒內(nèi)的空氣做功，筒內(nèi)的空氣內(nèi)能增加，溫度升高，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能；由乙知，水蒸氣對(duì)橡皮塞做功，水蒸氣的內(nèi)能減小，橡皮塞由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，機(jī)械能增加，即水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為橡皮塞的機(jī)械能；由丙圖知，兩氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，對(duì)氣缸內(nèi)的氣體做功，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，此沖程是汽油機(jī)的壓縮沖程，其工作原理如甲所示；由圖丁知，兩氣門關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，氣體對(duì)活塞做功，活塞往下運(yùn)動(dòng)，此沖程為汽油機(jī)的做功沖程，其原理如乙所示的實(shí)驗(yàn)。故選D?！咀兪?-2】關(guān)于熱機(jī)，下列說法正確的是（）。A.氣沖程中，汽油機(jī)和柴油機(jī)吸入的都是空氣；B.做功沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；C.柴油機(jī)有噴油嘴而沒有火花塞；D.做功沖程是依靠飛輪的慣性完成的【答案】C?！窘馕觥緼.吸氣沖程中，汽油機(jī)吸入的是空氣，而柴油機(jī)吸入的是柴油和空氣的混合物，故A錯(cuò)誤；B.做功沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；C.柴油機(jī)頂部有噴油嘴而沒有火花塞，故C正確；D.做功沖程以外的三個(gè)沖程是依靠飛輪的慣性完成的，故錯(cuò)誤。選C。問題三：內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)及做功幾點(diǎn)計(jì)算內(nèi)燃機(jī)做功中的關(guān)聯(lián)條件內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)完成四個(gè)沖程，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，活塞往返兩次，對(duì)外做功一次?！镜淅?】我國自主生產(chǎn)的“吉利金剛”小轎車，發(fā)動(dòng)機(jī)正常怠速為1200轉(zhuǎn)/分鐘，怠速指汽車不前進(jìn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速．則對(duì)于怠速說法正確的是（）。A．發(fā)動(dòng)機(jī)1秒鐘完成20個(gè)工作循環(huán)；B．發(fā)動(dòng)機(jī)1分鐘完成吸氣沖程1200次；C．發(fā)動(dòng)機(jī)1秒鐘完成做功沖程10次；D．發(fā)動(dòng)機(jī)1秒鐘共完成80個(gè)沖程【答案】C?！窘馕觥堪l(fā)動(dòng)機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速是；表示每秒飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)20圈，完成10個(gè)工作循環(huán)，做功10次，完成40個(gè)沖程，故AD錯(cuò)誤C正確；發(fā)動(dòng)機(jī)每秒完成10個(gè)工作循環(huán)，發(fā)1分鐘完成600個(gè)工作循環(huán)，即完成的吸氣沖程為600次，故B錯(cuò)誤。故選C?！咀兪?-1】小明一家駕車旅行，（1）加油時(shí)，聞到汽油味，說明分子在______；（2）圖示為車發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)沖程，其能量轉(zhuǎn)化情況是______；（3）若車的總質(zhì)量為1.5t，勻速直線行駛9km，所受阻力為車重的0.1倍，完全燃燒汽油1L，則1L汽油完全燃燒放出的熱量是______J，車所受牽引力是______N，車的工作效率是______%。（ρ汽油

=0.8×103

kg/m3

；q汽油

=4.5×107

J/kg；g取10N/kg）【答案】永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；；1.5×103

N；37.5%?！窘馕觥浚?）給汽車加油時(shí)，會(huì)聞到汽油味，從物理學(xué)角度來看，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象表明這汽油分子在做無則規(guī)運(yùn)動(dòng)。（2）進(jìn)氣門、排氣門關(guān)閉，活塞上移，是壓縮沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（3）1L汽油質(zhì)量為1L汽油完全燃燒放出的熱量是車重力G=m1

g=1500kg×10N/kg=1.5×104

N因?yàn)閯蛩?，牽引力等于阻力為F=f=0.1G=0.1×1.5×104

N=1.5×103

N機(jī)械功為W=Fs=1.5×103

N×9000m=1.35×107

J效率為?！咀兪?-2】使用清潔能源天然氣有助于國家提出的2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。小明同學(xué)用他家的天然氣灶將質(zhì)量為2kg，初溫為15℃的水加熱到95℃，水吸收的熱量是_______J：若此過程的熱效率為40%，則此過程消耗天然氣_______m3。（水的比熱容為4．2103J/（kg·℃），天然氣熱值為4.2107/m3）【答案】；?！窘馕觥縖1]水吸收的熱量是故水吸收的熱量是。[2]若此過程的熱效率為40%，則天然氣的釋放的熱量為則天然氣的體積為；則天然氣的體積為。問題四：燃料的熱值內(nèi)燃機(jī)做功中的關(guān)聯(lián)條件內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)完成四個(gè)沖程，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，活塞往返兩次，對(duì)外做功一次?！镜淅?】如圖所示，甲、乙、丙圖中的裝置完全相同，燃料的質(zhì)量是10g，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫也相同。(1)下列說法正確的是______；A．比較不同液體的比熱容，可以選擇甲、丙兩圖B．比較不同液體的比熱容，可以選擇乙、丙兩圖C．比較不同燃料的熱值，可以選擇乙、丙兩圖D．比較不同燃料的熱值，可以選擇甲、丙兩圖(2)為了研究不同物質(zhì)的吸熱能力，利用其中兩幅圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出了兩種液體的溫度隨時(shí)間變化的圖像，如圖2所示：①加熱10min，a液體吸收的熱量______（選填“大于”、“小于”或“等于”）b液體吸收的熱量；②由圖可以看出，在沸騰前，升高相同的溫度，液體______時(shí)間較長，液體______的比熱容大；③如果已知b液體的比熱容是1.8×103J/(kg·℃)，則a液體的比熱容是______J/(kg·℃)。若要在a、b中選擇某種液體作為冷卻液，應(yīng)選用______?！敬鸢浮緼；等于；b；b；0.9×103；b。【解析】(1)[1]AB．比較不同液體的吸熱能力，則需要燃燒相同的燃料（確保相同時(shí)間放出的熱量相同），加熱相同的時(shí)間，比較質(zhì)量和初溫相同的液體升高的溫度，可以選擇甲、丙兩圖，故A正確、B錯(cuò)誤；CD．為了比較不同燃料的熱值大小，要用不同的燃料，加熱質(zhì)量相同的同種液體，故選用甲、乙兩圖，故CD錯(cuò)誤。故選A。(2)①[2]根據(jù)轉(zhuǎn)換法，不同物質(zhì)吸熱的多少是通過加熱時(shí)間來反映的，加熱10min，a液體吸收的熱量等于b液體吸收的熱量。②[3][4]由圖可知，兩種物質(zhì)都升高80℃﹣20℃=60℃a的加熱時(shí)間為10min，b的加熱時(shí)間為20min，b加熱時(shí)間長，b吸收的熱量為a吸收熱量的2倍，由比較吸熱能力的方法，b的吸熱能力強(qiáng)。③[5]根據(jù)可知，在液體的質(zhì)量相同、升高相同的溫度時(shí)，比熱容與吸收的熱量成正比，b吸收的熱量為a吸收熱量的2倍，則b的比熱容為a的比熱容的2倍，即a的比熱容[6]根據(jù)可知，相同質(zhì)量的b、a兩種物質(zhì)升高相同的溫度，因b的比熱容大，故b吸熱多，故若要在a、b中選擇某種液體作為冷卻液，應(yīng)選用b?！咀兪?-1】（2024·江蘇宿遷·一模）2024年5月3日17時(shí)27分，嫦娥六號(hào)探測(cè)器由長征五號(hào)遙八運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射，準(zhǔn)確進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，對(duì)于火箭使用的氫燃料的說法正確的是（）。A．火箭用液態(tài)氫作燃料，因?yàn)闅涞谋葻崛葺^大B．使氫氣液化，只能采用降溫的方法C．火箭用液態(tài)氫作燃料，只是因?yàn)闅涞拿芏缺容^小D．火箭用液態(tài)氫作燃料，是因?yàn)闅涞臒嶂当容^大【答案】D?！窘馕觥緼D．火箭用液態(tài)氫作燃料，是因?yàn)闅涞臒嶂递^大，相同質(zhì)量的氫與其他燃料相比，燃燒放出的熱量多，故A錯(cuò)誤，D正確；B．使氫氣液化，可以采用降溫的方法，也可以采用壓縮體積的方法，故B錯(cuò)誤；C．火箭用液態(tài)氫作燃料，是因?yàn)闅涞臒嶂递^大，與氫的密度無關(guān)，故C錯(cuò)誤。故選D?！咀兪?-2】（2024·江蘇南京·三模）如圖所示為探究“不同物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象”、“比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”的實(shí)驗(yàn)裝置。下列說法正確的是（）。A．兩實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象都是燒杯中的液體B．兩實(shí)驗(yàn)都需要控制被加熱的液體質(zhì)量相等C．除圖中的器材，兩實(shí)驗(yàn)都需要用到天平和秒表D．兩實(shí)驗(yàn)都可以根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較燒杯中液體吸熱的多少【答案】B?！窘馕觥緼．“不同物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象”中研究對(duì)象是容器中被加熱的物體；而“比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”中研究對(duì)象是不同的燃料，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)“比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”和探究“不同物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象”兩實(shí)驗(yàn)的要求，容器中被加熱物質(zhì)的質(zhì)量都要相同，故B正確；C．“比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”實(shí)驗(yàn)中，只要兩種不同燃料全部燃燒完即可，故沒有必要用到秒表，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)轉(zhuǎn)換法，甲圖是通過加熱時(shí)間來反映物體吸收熱量的多少；乙圖是通過溫度計(jì)上升的示數(shù)來比較燃料燃燒放出熱量的多少，故D錯(cuò)誤。故選B。【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1.（2024·江蘇徐州·二模）自勞動(dòng)課成為中小學(xué)一門獨(dú)立課程以來，小明已學(xué)會(huì)了多種菜肴的烹飪方法，下列與烹飪有關(guān)的說法，正確的是（）。A．菜被炒熟是做功改變了它的內(nèi)能B．在客廳能聞到菜的香味是擴(kuò)散現(xiàn)象C．燃?xì)獾臒嶂荡笮∨c是否完全燃燒有關(guān)D．油和水很難融合表明分子間沒有空隙【答案】B。【解析】A．炒菜時(shí)，菜從鍋中吸收熱量，是通過熱傳遞的方式改變菜的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B．炒菜時(shí)在客廳能聞到菜的香味，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．燃?xì)獾臒嶂荡笮∈侨剂系囊环N屬性，與是否完全燃燒無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．油和水很難融合是因?yàn)橛秃退芏炔煌?，油?huì)飄在水面上，并不能表明分子間沒有空隙，故D錯(cuò)誤。故選B。2.（2024·江蘇無錫·二模）如圖是比較燃料熱值的實(shí)驗(yàn)裝置。下列說法正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制燃料燃燒的時(shí)間相同B．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)控制燒杯中的液體升高的溫度相同C．兩燃燒皿中應(yīng)分別裝入種類不同、質(zhì)量相同的燃料D．兩燒杯中應(yīng)分別裝入種類不同、質(zhì)量相同的液體【答案】C?！窘馕觥勘容^不同燃料的熱值，應(yīng)控制被加熱液體的種類、質(zhì)量相同而燃料的種類不同、質(zhì)量相同；質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒釋放的熱量被相同質(zhì)量的同種液體吸收，根據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)中可以通過溫度計(jì)示數(shù)變化來反應(yīng)放出熱量多少，從而判斷兩種燃料熱值的大小，所以實(shí)驗(yàn)中不控制燒杯中的液體升高的溫度，應(yīng)讓燃料完全燃燒，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。3．（2024·江蘇鹽城·二模）如圖甲所示裝置，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團(tuán)硝化棉，用力將活塞迅速下壓，看到棉花著火，圖中汽油機(jī)的工作過程與這一實(shí)驗(yàn)過程中能量的轉(zhuǎn)化是相同的；某次汽油機(jī)消耗汽油0.21kg，若這些汽油完全燃燒，被46kg初溫為10℃的水全部吸收，則水溫升高到℃；汽車在緊急剎車時(shí)，剎車片會(huì)發(fā)燙，這是通過的方式改變了剎車片的內(nèi)能。（q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)）【答案】乙；60；做功?！窘馕觥縖1]在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力將活塞迅速向下壓，棉絮燃燒起來，這是因?yàn)閴嚎s筒內(nèi)空氣做功，使空氣的內(nèi)能增加；該實(shí)驗(yàn)中，壓縮筒內(nèi)空氣做功，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為筒內(nèi)空氣的內(nèi)能，與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相似；圖乙兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向上是壓縮沖程，圖丙兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向下是做功沖程。[2]汽油燃燒放出的熱量Q=mq=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J被46kg初溫為10℃的水全部吸收，則水溫升高的溫度水的末溫為t=50℃+10℃=60℃[3]汽車在緊急剎車時(shí)，剎車片會(huì)發(fā)燙，這是通過摩擦做功的方式，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能改變剎車片的內(nèi)能。4．（2024·江蘇南京·二模）如圖，在無蓋小筒里放入干燥面粉，點(diǎn)燃蠟燭，用筒蓋蓋住大筒，向小筒內(nèi)鼓入空氣，使面粉彌漫在大筒內(nèi)，面粉迅速被點(diǎn)燃引發(fā)爆炸，把筒蓋沖起。面粉燃燒時(shí)將能轉(zhuǎn)化成能，筒蓋被沖起的過程與汽油機(jī)的沖程能量轉(zhuǎn)化情況相同。若汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是，則該汽油機(jī)內(nèi)燃?xì)鈱?duì)外做功次?！敬鸢浮炕瘜W(xué)；內(nèi)；做功；900。【解析】[1][2]面粉燃燒時(shí)向外釋放能量，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。[3]筒蓋被沖起的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與汽油機(jī)的做功沖程能量轉(zhuǎn)化情況相同。[4]汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是1800r/min，即每分鐘飛輪轉(zhuǎn)1800圈。飛輪每轉(zhuǎn)動(dòng)2圈燃?xì)鈱?duì)外做功1次。則每分鐘燃?xì)鈱?duì)外做功900次。5．（2024·陜西西安·模擬預(yù)測(cè)）嫦娥五號(hào)返回器用類似“打水漂”的方式著陸地球（動(dòng)力裝置關(guān)閉），其著陸過程的部分軌跡簡化為如圖所示。AB段返回器的動(dòng)能；CD段返回器的機(jī)械能（均選填“變大”“不變”或“變小”），著陸過程中返回器受到（選填“平衡力”或“非平衡力”）作用。【答案】變?。蛔冃。环瞧胶饬?。【解析】[1]由圖可知，嫦娥五號(hào)返回器由A到B的過程中高度增大，則重力勢(shì)能增大，由于空氣阻力，機(jī)械能總量減小，因此動(dòng)能變小。[2]由C到D的過程中，由于空氣阻力，機(jī)械能因空氣阻力轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總量變小。[3]著陸過程中，返回器的方向和速度都在變化，處于非平衡狀態(tài)，受到非平衡力作用。6．（2024·江蘇南京·二模）用0.1m3的天然氣給5kg的水加熱。燃料完全燃盡后，水溫從20℃升高到80℃，這一過程中水吸收的熱量是J，0.1m3天然氣完全燃燒產(chǎn)生熱量J，這一燒水過程的熱效率為%；水壺上方冒出縷縷“白氣”，這是（填物態(tài)變化名稱）形成的，這一過程需，熱量。（水比熱容為4.2×103J/（kg·℃），天然氣的熱值為4.2×107J/m3）【答案】1.26×106；4.2×106；30；液化；放出?！窘馕觥縖1]由題意可得，該過程中水吸收的熱量為[2][3]由題意得，然氣完全燃燒產(chǎn)生熱量為熱效率為[4][5]“白氣”是水蒸氣遇冷液化成的小水滴，液化需要對(duì)外放熱。7．（2024·江蘇蘇州·二模）柴油機(jī)的構(gòu)造與汽油機(jī)類似，不同點(diǎn)在于柴油機(jī)有一個(gè)噴油嘴而沒有火花塞，其壓縮沖程結(jié)束時(shí)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮為高溫氣體，溫度超過柴油的燃點(diǎn)，此時(shí)由噴油嘴向氣缸內(nèi)噴入霧化的柴油，柴油迅速燃燒，從而推動(dòng)活塞做功，則如圖中圖是柴油機(jī)的做功沖程，柴油燃燒時(shí)將能轉(zhuǎn)化為能?！敬鸢浮考祝换瘜W(xué)；內(nèi)?！窘馕觥縖1]圖中甲圖燃料燃燒，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，活塞向下移動(dòng)，所以圖甲表示的是做功沖程。[2][3]柴油燃燒時(shí)向外放熱，將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。8．（2024·江蘇蘇州·二模）小明和小華家分別有A、B兩款燃?xì)庠?，為了比較哪款更節(jié)能，他倆周末進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)同樣將1kg的水由常溫（20℃）燒開（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），A款燃?xì)庠钕牧?.1×10-2m3的燃?xì)?，B款燃?xì)庠钕牧?.8×10-2m3的燃?xì)猓ㄟ^比較發(fā)現(xiàn)燃?xì)庠罡?jié)能，因?yàn)樗母撸浯笮閇水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）、燃?xì)獾臒嶂禐?.0×107J/m3]?！敬鸢浮緼；熱效率；40%?！窘馕觥縖1][2]將同樣的水燒開，水吸收的熱量相同，即有用功相同，A款燃?xì)庠钕牡娜細(xì)飧?，則總功更小，由可知，A款燃?xì)庠畹臒嵝矢?，所以A款燃?xì)庠罡?jié)能。[3]A款燃?xì)庠畹臒嵝?。【素養(yǎng)提升】9．（21-22九年級(jí)上·江蘇鎮(zhèn)江·期中）如圖所示，用甲、乙兩種燃料分別對(duì)質(zhì)量和初溫相同的水進(jìn)行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質(zhì)量用m表示，燃料充分燃盡時(shí)水升高的溫度用Δt表示（水未沸騰），則下列說法中正確的是（）。A．實(shí)驗(yàn)中m必須相同，否則無法比較燃料的熱值B．實(shí)驗(yàn)中Δt越大，說明燃料的熱值一定越大C．若的值越大，燃料的熱值越大D．若的值越大，燃料的熱值越大【答案】AD?！窘馕觥咳剂系臒嶂荡笮〔荒苤苯訙y(cè)量，需要通過水吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少，而水吸收熱量的多少跟水的質(zhì)量和升高的溫度有關(guān)，因此為了比較熱值大小可以利用Q吸=Q放而Q吸=c水m水Δt，Q放=mq即c水m水Δt=mq解得。A．由可知，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，故A正確；B．若Δt相同，m越大，由可知，燃料的熱值越小，故B錯(cuò)誤；C．若的值越大，即的值越小，由可知，燃料的熱值越小，故C錯(cuò)誤；D．若的值越大，由可知，燃料的熱值越大，故D正確。故選AD。10．（2024·江蘇無錫·二模）如圖甲所示，這是四沖程汽油機(jī)的沖程。如圖乙，這是我國自主生產(chǎn)的某品牌小汽車，已知汽油的熱值是，若該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是，消耗汽油使該汽車在水平路面上勻速行駛了，則該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為N。【答案】吸氣；?！窘馕觥縖1]如圖，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞下行，是汽油機(jī)的吸氣沖程。[2]汽油完全燃燒放出的熱量為汽油機(jī)對(duì)外做的有用功為該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為。11．（2024·江蘇鹽城·二模）如圖甲所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團(tuán)干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒，該過程中，使引火儀中的空氣內(nèi)能改變的方式是。如圖乙所示是單缸四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖，與甲圖中的能量轉(zhuǎn)化情況（相同/不相同）。某臺(tái)汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為3000r/min，該汽油機(jī)每秒鐘對(duì)外做次功?！敬鸢浮孔龉Γ徊幌嗤?；25?！窘馕觥俊拘☆}1】[1]快速壓下活塞，活塞對(duì)筒內(nèi)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加、溫度升高，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。棉花吸收熱量后溫度升高，達(dá)到著火點(diǎn)后燃燒。[2]由圖乙可知，兩個(gè)氣門都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，為做功沖程，能量轉(zhuǎn)化形式為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故圖中甲與乙能量轉(zhuǎn)化情況不同。[3]四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為3000r/min=50r/s，則該飛輪每秒鐘轉(zhuǎn)50圈。一個(gè)工作循環(huán)，完成四個(gè)工作沖程，飛輪轉(zhuǎn)2圈，做功1次，所以飛輪轉(zhuǎn)50圈，做功25次。【能力培優(yōu)】12．（2021·江蘇南京·二模）如圖所示，甲、乙、丙裝置完全相同，燃料的質(zhì)量、液體的質(zhì)量和初溫都相等，當(dāng)燃料燃盡時(shí)（燒杯內(nèi)的液體均未沸騰），溫度計(jì)示數(shù)為。下列正確的是（）。A．選擇甲、乙，可以用燃燒相同時(shí)間比較液體升高溫度來反映燃料熱值的大小B．選擇甲、丙，可以用加熱時(shí)間的長短來反映液體吸收熱量的多少C．液體a的比熱容與液體b的比熱容相比，有D．燃料1的熱值與燃料2的熱值相比，有【答案】BD。【解析】A．選擇甲、乙，液體的質(zhì)量和種類相同，燃料的種類不同，可以探究熱值的大?。粚?shí)驗(yàn)中燃燒相同的時(shí)間，無法判定燃料燃燒的質(zhì)量的大小，所以無法根據(jù)液體升高的溫度來反映燃料熱值的大小，故A正確；B．選擇甲、丙，燃料的種類相同，液體的質(zhì)量相同，種類不同，可以探究比熱容的大小，實(shí)驗(yàn)中用加熱時(shí)間的長短來反映液體吸收熱量的多少，故B正確；C．甲、丙所示實(shí)驗(yàn)中所用燃料種類與質(zhì)量相同，燃料燃盡時(shí)釋放的熱量相等，燃料燃燒釋放的熱量被燒杯中的液體吸收，則，甲、丙兩實(shí)驗(yàn)燒杯中液體的初溫相等，末溫，則，即，因?yàn)?，且質(zhì)量m相等，由可知，，故C錯(cuò)誤；D．甲、乙兩實(shí)驗(yàn)所使用的燃料質(zhì)量m相同而種類不同，加熱質(zhì)量相同的同種液體，液體溫度升高的越高，則表明燃料放出的熱量越多，燃料的熱值越大，由于，所以，故D正確。故選BD。13．（2024·江蘇鎮(zhèn)江·二模）建立知識(shí)結(jié)構(gòu)是有效學(xué)習(xí)的科學(xué)方法。下圖是為部分能量組建的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，其中①、②、③、④標(biāo)號(hào)處應(yīng)對(duì)應(yīng)填寫的內(nèi)容分別是：、、、?！敬鸢浮繌椥詣?shì)能；做功；2；q（或熱值）?！窘馕觥縖1]勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。[2]做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式。[3]熱機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)：四個(gè)沖程、曲軸/飛輪轉(zhuǎn)2圈、對(duì)外做功1次。[4]燃料燃燒放出的熱量。14．（2024·江蘇常州·一模）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括如圖所示的四個(gè)沖程，其中（選填“甲”、“乙”“丙”或“丁”）沖程是給汽車提供動(dòng)力的。若該某單缸四沖程汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速1200?r/min，則該汽油機(jī)每秒鐘對(duì)外做功次；如圖所示為某型號(hào)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的能量流向圖，若該發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒0.2kg的汽油能夠獲得J的能量，輸出的有用功為J。（汽油的熱值為）【答案】丙；1