12.4 機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（解析版）

蘇科版九年級上冊第十二章《機(jī)械能和內(nèi)能》12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化【知識(shí)梳理】一、改變物體內(nèi)能的另一種方式——做功1．對物體做功甲乙丙丁（1）將鐵絲快速彎折多次,用手指觸摸一下彎折處,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)彎折處溫度較高,這說明我們對鐵絲做功鐵絲的內(nèi)能增加,溫度升高（2）將一個(gè)鐵釘用鐵錘反復(fù)敲打,一段時(shí)間后被敲打的鐵釘很燙,這說明我們對鐵釘做功,鐵釘?shù)膬?nèi)能增加,溫度升高（3）用如圖甲所示的空氣壓縮引火儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)我們通過活塞對筒內(nèi)的封閉氣體做功,氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,當(dāng)達(dá)到棉花的著火點(diǎn)時(shí),棉花燃燒了（4）如圖乙所示,將刀在磨刀石上來回迅速摩擦,人克服摩擦做功,則刀和磨刀石的溫度升高,說明它們的內(nèi)能增加了。以上實(shí)驗(yàn)說明,我們對物體做功時(shí),消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使物體的內(nèi)能增加，溫度升高。2．物體對外做功試管內(nèi)裝一些水，放在火上加熱，使水沸騰，水蒸氣會(huì)把木塞頂起來，水蒸氣瞬間變成白氣，說明物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能，溫度降低。歸根到底：做功是改變物體內(nèi)能的一種方式物體對外做功（如爆炸、膨脹）內(nèi)能→機(jī)械能外力對物體做功（如彎折、壓縮、敲打、摩擦）機(jī)械能→內(nèi)能二、熱機(jī)（1）一種將內(nèi)能（燃料產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)猓┺D(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。（2）汽油機(jī)工作循環(huán)①吸氣沖程：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，吸入汽油和空氣的混合氣；②壓縮沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞壓縮缸內(nèi)氣體，氣體溫度升高，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓縮氣體的內(nèi)能，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到頂端時(shí)，混合氣體溫度達(dá)到最高；③做功沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，當(dāng)活塞在頂端時(shí)，火花塞點(diǎn)火，汽油燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，對活塞做功，活塞向下運(yùn)動(dòng)，氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能；④排氣沖程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，排出燃燒后的廢氣。沖程名稱吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程氣門開、關(guān)情況只有一個(gè)氣門（進(jìn)氣門）打開兩個(gè)氣門都關(guān)閉兩個(gè)氣門都關(guān)閉只有一個(gè)氣門（排氣門）打開活塞的運(yùn)動(dòng)方向向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)能量的轉(zhuǎn)化情況機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能注意：沖程是指活塞從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。（3）汽油機(jī)和柴油機(jī)的不同處項(xiàng)目構(gòu)造吸入氣缸的物質(zhì)點(diǎn)燃方式效率汽油機(jī)氣缸頂部有一個(gè)火花塞空氣和汽油混合物點(diǎn)燃式效率較低柴油機(jī)氣缸頂部有一個(gè)噴油嘴空氣壓燃式效率較高三、燃料的熱值1．探究不同燃料的放熱能力【實(shí)驗(yàn)器材】鐵架臺(tái)、燒杯、玻璃棒、溫度計(jì)、酒精燈、石棉網(wǎng)【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】如圖所示,用天平測出質(zhì)量為10g的煤油和10g的菜籽油分別放入燃燒皿中,點(diǎn)燃后,給兩個(gè)完全相同的燒杯和質(zhì)量、溫度相同的水加熱,待煤油和菜籽油充分燃燒后分別記錄水的溫度加熱前的水溫/℃燃料燃盡后的水溫/℃溫度變化/℃10g煤油10g菜籽油【實(shí)驗(yàn)方法】①轉(zhuǎn)換法將吸收熱量的多少轉(zhuǎn)化為溫度計(jì)示數(shù)的變化②控制變量法控制相同的被加熱條件、燃料的質(zhì)量相等【實(shí)驗(yàn)分析】質(zhì)量相等的煤油和菜籽油充分燃燒，水溫的變化不同，燃燒煤油使水的溫度變化較大【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】質(zhì)量相等的不同燃料，在完全燃燒時(shí)放出的熱量一般是不相等的。2．燃料的熱值：（1）定義：燃料完全燃燒放出的熱量與燃燒的質(zhì)量(固體、液體)或體積(氣體)之比，用q表示（2）定義式：(固體、液體)或（3）單位：J/kg或J/m3（4）物理意義：單位質(zhì)量的某種燃料完全燃燒放出的熱量。（5）熱值是燃料的屬性，與質(zhì)量、體積、是否完全燃燒無關(guān)，與燃料的種類有關(guān)。不同燃料的熱值一般不同。3．燃料燃燒放熱的計(jì)算公式：(固體、液體)或(氣體)四、熱效率1．加熱效率（1）有效利用的熱量與燃料完全燃燒釋放的總能量的比值,就是熱效率。（2）公式：或。2．熱機(jī)效率（1）熱機(jī)效率：熱機(jī)工作時(shí),用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫作熱機(jī)效率（2）公式：①熱機(jī)所做的有用功W有用往往是熱機(jī)對外的牽引力F使得熱機(jī)在水平方向上通過一定的距離s，當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力F與阻力f相等，于是有；②是燃料燃燒放出的熱量或，所以熱機(jī)效率公式可變形為：或。（3）能量損失的原因如圖所示是內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖,燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能,相當(dāng)大一部分被廢氣帶走,只有很少一部分轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械能,所以熱機(jī)效率一般都很低（4）提高熱機(jī)效率的途徑

①使燃料充分燃燒;②盡量減少各種熱損失;③在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上,采用先進(jìn)技術(shù);④注意保養(yǎng),保持機(jī)械部件良好的潤滑,減少因克服摩擦阻力而消耗的能量【易錯(cuò)點(diǎn)】1．熱機(jī)的壓縮沖程是活塞對氣體壓縮，做功沖程是燃?xì)鈱钊龉Α?．熱值是物質(zhì)的屬性，只與物質(zhì)種類有關(guān)，與其他因素均無關(guān)。3．溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系①內(nèi)能和溫度的關(guān)系物體內(nèi)能的變化，不一定引起溫度的變化。這是由于物體內(nèi)能變化的同時(shí)，有可能發(fā)生物態(tài)變化。物體在發(fā)生物態(tài)變化時(shí)內(nèi)能變化了，溫度有時(shí)變化有時(shí)卻不變化。如晶體的熔化和凝固過程，還有液體沸騰過程，內(nèi)能雖然發(fā)生了變化，但溫度卻保持不變。溫度的高低，標(biāo)志著物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)速度的快慢。因此，物體的溫度升高，其內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度增大，分子的動(dòng)能增大，因此內(nèi)能也增大，反之，溫度降低，物體內(nèi)能減小。因此，物體溫度的變化一定會(huì)引起內(nèi)能的變化。②內(nèi)能與熱量的關(guān)系物體的內(nèi)能改變了，物體卻不一定吸收或放出了熱量，這是因?yàn)楦淖兾矬w的內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞。即物體的內(nèi)能改變了，可能是由于物體吸收（或放出）了熱量也可能是對物體做了功（或物體對外做了功）。而熱量是物體在熱傳遞過程中內(nèi)能變化的量度。物體吸收熱量，內(nèi)能增加，物體放出熱量，內(nèi)能減少。因此物體吸熱或放熱，一定會(huì)引起內(nèi)能的變化。熱量的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。例如兩個(gè)物體之間發(fā)生熱傳遞，高溫物體放出了50J的熱量，表示它的內(nèi)能減少了50J；同樣低溫物體吸收了50J的熱量，則內(nèi)能增加了50J，實(shí)際上就是50J的內(nèi)能從高溫物體傳給了低溫物體。物體吸收熱量，分子運(yùn)動(dòng)劇烈，內(nèi)能增加，但內(nèi)能的增加不僅可以通過吸熱來實(shí)現(xiàn)，還可以通過對物體做功來實(shí)現(xiàn)。在不清楚內(nèi)能變化的過程時(shí)，我們不能肯定究竟是通過哪種方式實(shí)現(xiàn)的。另外要注意的是熱量是一個(gè)過程量，而內(nèi)能是狀態(tài)量，因此我們不能說物體含有熱量。③熱量與溫度的關(guān)系物體吸收或放出熱量，溫度不一定變化，這是因?yàn)槲矬w在吸熱或放熱的同時(shí)，如果物體本身發(fā)生了物態(tài)變化（如冰的熔化或水的凝固）。這時(shí)，物體雖然吸收（或放出）了熱量，但溫度卻保持不變。物體溫度改變了，物體不一定要吸收或放出熱量，也可能是由于對物體做功（或物體對外做功）使物體的內(nèi)能變化了，溫度改變了?！疽?guī)律總結(jié)】1．曲軸旋轉(zhuǎn)2圈，活塞往復(fù)2次，四沖程，對外做功一次。2．汽油機(jī)和柴油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，只有做功沖程是燃?xì)鈱钊龉?，其它三個(gè)沖程要靠飛輪的慣性完成。3．判斷汽油機(jī)和柴油機(jī)工作屬哪個(gè)沖程應(yīng)抓住兩點(diǎn)：一是氣門的開與關(guān)；二是活塞的運(yùn)動(dòng)方向【典例分析】1．（2022·上海長寧·八年級期末）如圖所示，某同學(xué)探究物體對外做功時(shí)能量的轉(zhuǎn)化情況。他利用酒精燈給試管和水加熱如圖（a），當(dāng)水沸騰后，水蒸氣會(huì)把瓶塞“沖”出去如圖（b），在研究過程中發(fā)現(xiàn)，如將瓶塞塞的緊一些，酒精燈對試管和水的加熱時(shí)間會(huì)長一些，瓶塞被“沖”出去的距離會(huì)遠(yuǎn)一些如圖（c）。（1）觀察圖（a）和圖（b）或圖（a）和圖（c），在水蒸氣把瓶塞“沖”出去的過程中，水蒸氣對瓶塞______，在此過程中，能量的轉(zhuǎn)化情況是______；（2）分析比較圖（b）和圖（c）的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得出初步結(jié)論：______?！敬鸢浮?/p>

做功

內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

物體對外做功時(shí)，內(nèi)能越大，轉(zhuǎn)化的機(jī)械能越多【詳解】（1）[1][2]在水蒸氣把瓶塞“沖”出去的過程中，水蒸氣推動(dòng)瓶塞運(yùn)動(dòng)，對瓶塞做功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的機(jī)械能。（2）[3]圖（c）和圖（b）相比，將瓶塞塞的緊一些，酒精燈對試管和水的加熱時(shí)間會(huì)長一些，水蒸氣具有的內(nèi)能更大，瓶塞被“沖”出去的距離會(huì)遠(yuǎn)，說明瓶塞獲得的機(jī)械能變多，則可得出結(jié)論，物體對外做功時(shí)，內(nèi)能越大，轉(zhuǎn)化的機(jī)械能越多。2．（2021·上海新中·八年級期末）下列選項(xiàng)中，稱為熱機(jī)的是（）A．冰箱壓縮機(jī) B．風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)C．水力發(fā)電機(jī) D．燃油汽車發(fā)動(dòng)機(jī)【答案】D【詳解】AB．熱機(jī)是指將蒸汽或燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，冰箱壓縮機(jī)、風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)都是利用電能工作的，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以不是熱機(jī)，故AB不符合題意；C．水力發(fā)電機(jī)是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，不是熱機(jī)，故C不符合題意；D．燃油汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是利用燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，屬于熱機(jī)，故D符合題意。故選D。3．（2021·陜西西安·九年級期中）如圖所示是四沖程汽油機(jī)的其中一個(gè)沖程剖面圖，下列描述正確的是（）A．吸氣沖程中，只有汽油被吸入汽缸B．壓縮沖程中，通過做功的方式使汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小C．做功沖程中，燃料釋放的能量少部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分【答案】C【詳解】A．汽油機(jī)在吸氣沖程中，進(jìn)氣門打開、排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸，故A錯(cuò)誤；B．在壓縮沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，氣體的內(nèi)能變大，此過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故B錯(cuò)誤；C．在做功沖程中，燃料燃燒釋放的內(nèi)能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失，只有一少部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確；D．在排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的大部分能量，故D錯(cuò)誤。故選C。4.（2022·湖北黃岡·九年級期中）關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別，下列說法中你認(rèn)為不妥的是（）A．柴油機(jī)比汽油機(jī)費(fèi)用低廉，但比較笨重B．柴油機(jī)吸入汽缸的是空氣，汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油和空氣的混合物C．汽油機(jī)的汽缸頂部有噴油嘴，柴油機(jī)的頂部有火花塞D．在做功沖程中，柴油機(jī)的點(diǎn)火方式是壓燃式，汽油機(jī)的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式【答案】C【詳解】A．柴油機(jī)是壓燃式，壓縮比較充分，故比較笨重，柴油比汽油費(fèi)用低廉，故柴油機(jī)比汽油機(jī)費(fèi)用低廉，故A正確，不符合題意；B．在吸氣沖程，柴油機(jī)吸入汽缸的只是空氣，噴油嘴噴出汽油，汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油和空氣的混合物，故B正確，不符合題意；C．柴油機(jī)和汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)不同：柴油機(jī)的汽缸頂部是噴油嘴，汽油機(jī)的頂部有火花塞，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．汽油機(jī)的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式，柴油機(jī)的點(diǎn)火方式是壓燃式，柴油機(jī)壓縮更加充分，熱機(jī)效率更高，故D正確，不符合題意。故選C。5.（2022·黑龍江齊齊哈爾·中考真題）一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速是2400r/min時(shí)，它每秒鐘對外做功___________次；做功沖程是將___________轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！敬鸢浮?0內(nèi)能【詳解】[1]汽油機(jī)的飛輪每轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，會(huì)對外做功1次，已知該飛輪轉(zhuǎn)速為故每秒鐘飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)40轉(zhuǎn)，對外做功20次。[2]做功沖程中，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能。6.（2022·遼寧錦州·中考真題）如圖所示是我國自行設(shè)計(jì)研制的AG600全狀態(tài)新構(gòu)型滅火飛機(jī)。若該飛機(jī)以270km/h的速度勻速直線航行20min，消耗航空燃油1.35t，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為2.25×107W。（航空燃油的熱值為4×107J/kg）求：（1）消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量是多少？（2）飛機(jī)在航行過程中的阻力是多少？（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？【答案】（1）5.4×1010J；（2）3×105N；（3）50%【詳解】解：（1）消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量Q放=mq=1.35×103kg×4×107J/kg=5.4×1010J（2）飛機(jī)航行20min牽引力做功W=Pt=2.25×107W×20×60s=2.7×1010J飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的路程飛機(jī)受到的牽引力因?yàn)轱w機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到牽引力和阻力是平衡力，所以飛機(jī)受到的阻力f=F=3×105N（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的效率答：（1）消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量是5.4×1010J；（2）飛機(jī)在航行過程中的阻力是3×105N；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是50%?！舅悸沸〗Y(jié)】1．搞清楚熱機(jī)整個(gè)工作循環(huán)的能量轉(zhuǎn)化、活塞運(yùn)動(dòng)、氣門開閉，是解決熱機(jī)問題的關(guān)鍵。2．熱機(jī)效率與機(jī)械效率類似，都是有用能量（功）與總能量（功）的比值?！揪溆?xùn)練】一、單選題1．（2022·陜西咸陽·九年級期末）煲湯沸騰時(shí)，鍋蓋不斷被水蒸氣頂起而發(fā)生“跳動(dòng)”，在此過程中，涉及到的有關(guān)物理現(xiàn)象表述不正確的是（）A．溫度越高，水分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，就有越多的水分子“外逃”到空氣中B．鍋蓋“跳動(dòng)”過程的能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程相似C．煲湯過程中，主要是通過熱傳遞的方式改變內(nèi)能的D．湯沸騰時(shí)比沸騰前的溫度高，含有的熱量多【答案】D【解析】A．分子的熱運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，溫度越高，水分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，就有越多的水分子“外逃”到空氣中，故A正確，不符合題意；B．鍋蓋“跳動(dòng)”時(shí)，水蒸氣對鍋蓋做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，也是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，二者的能量轉(zhuǎn)化相同，故B正確，不符合題意；C．做功和熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，煲雞湯過程中，主要是通過熱傳遞的方式改變內(nèi)能的，故C正確，不符合題意；D．雞湯沸騰時(shí)比沸騰前的溫度高，但不能說其含有熱量多，因?yàn)闊崃渴且粋€(gè)過程量，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。2．（2022·安徽蚌埠·九年級期末）如圖四個(gè)實(shí)驗(yàn)中的能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)的做功沖程相同的是（）A．滾擺向下運(yùn)動(dòng) B．電火花發(fā)生器點(diǎn)火后將盒蓋頂出C．向下壓縮空氣引火儀 D．酒精燈加熱杯中冷水【答案】B【解析】汽油機(jī)在做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。A．滾擺向下運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增加，重力勢能減小，所以是重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程，故A不符合題意；B．電火花發(fā)生器點(diǎn)火后將盒蓋頂出，此時(shí)燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故與汽油機(jī)的做功沖程能量轉(zhuǎn)化方式相同，故B符合題意；C．向下壓縮空氣引火儀，壓縮空氣做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C不符合題意；D．酒精燈加熱杯中冷水，這是通過熱傳遞的方式改變內(nèi)能的，故D不符合題意。故選B。3．（2022·遼寧撫順·九年級期末）小紅對學(xué)習(xí)過的汽油機(jī)和柴油機(jī)進(jìn)行了比較，其中說法錯(cuò)誤的是（）A．它們都有四個(gè)沖程B．它們都可以將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．它們安裝有火花塞D．它們都是靠做功沖程來提供動(dòng)力【答案】C【解析】汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入了汽油和空氣的混合氣體，在壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增大，溫度升高，汽油機(jī)氣缸頂端有個(gè)火花塞，此時(shí)火花塞噴出電火花，點(diǎn)燃汽油，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功。而柴油機(jī)在吸氣沖程中吸入空氣，在壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高達(dá)到柴油的著火點(diǎn)，柴油機(jī)氣缸頂端有個(gè)噴油嘴，此時(shí)噴油嘴噴出霧狀的柴油，柴油依靠壓縮時(shí)內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到柴油著火點(diǎn)而燃燒，點(diǎn)燃方式是壓燃式，燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功；柴油機(jī)的壓縮比例更大，溫度更高，做功越多，效率越高。故據(jù)上分析可得出，汽油機(jī)和柴油機(jī)工作的共同特點(diǎn)是：都有四個(gè)沖程；在做功沖程中都是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，它們都是靠做功沖程來提供動(dòng)力。故ABD正確，不符合題意；C錯(cuò)誤，符合題意。故選C。4．（2022·湖北黃石·九年級期末）下圖為汽油機(jī)工作時(shí)的四個(gè)沖程，能使汽車獲得動(dòng)力的沖程是（）A．B．C． D．【答案】B【解析】使汽車獲得動(dòng)力的沖程是做功沖程，這一沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。A．進(jìn)氣門開啟，氣體流入汽缸，是吸氣沖程，故A不符合題意；B．兩氣門都關(guān)閉，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程，故B符合題意；C．排氣門開啟，氣體流出汽缸，是排氣沖程，故C不符合題意；D．兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，故D不符合題意。故選B。5．（2022·湖北宜昌·中考真題）關(guān)于燃料及其熱值，下列說法中正確的是（）A．沒有燃燒的燃料，熱值等于零B．燃料完全燃燒時(shí)，它的熱值最大C．燃料的熱值與質(zhì)量和燃燒狀態(tài)無關(guān)D．燃料燃燒時(shí)溫度越高，放出的熱量越多【答案】C【解析】ABC．熱值是燃料自身的一種屬性，大小與燃料的質(zhì)量、溫度、燃燒情況無關(guān)，故AB錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)公式Q=mq可知，燃料燃燒放出的熱量多少與燃料的熱值、燃料的質(zhì)量有關(guān)，與燃燒時(shí)的溫度無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。6．（2022·四川成都·九年級期中）關(guān)于熱機(jī)效率，下列說法中正確的是（）A．熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)做的有用功越多B．熱機(jī)單位時(shí)間內(nèi)耗費(fèi)的燃料少，效率一定高C．要提高熱機(jī)效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的潤滑D．通過技術(shù)改進(jìn)，熱機(jī)效率可達(dá)100%【答案】C【解析】A．熱機(jī)的效率可知，熱機(jī)的效率由兩個(gè)因素決定，即消耗相同的燃料，熱機(jī)效率越高的，熱機(jī)做的有用功多，故A錯(cuò)誤；B．熱機(jī)單位時(shí)間內(nèi)耗費(fèi)的燃料少，如果做的有用功也非常少，那么熱機(jī)效率也不一定高，故B錯(cuò)誤；C．要提高熱機(jī)效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的潤滑，故C正確；D．由于燃料燃燒釋放的熱量不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)器的有用功，總有能量損耗，所以熱機(jī)效率總小于100%，故D錯(cuò)誤。故選C。7．（2022·廣東廣州·中考一模）熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)，如圖所示是熱機(jī)的能量流向圖，則熱機(jī)的效率等于（）A．×100% B．×100%C．×100% D．×100%【答案】B【解析】E1是總熱量，E2、E3、E5屬于損失的熱量，E4為有用功，故熱機(jī)的效率為或者為故B符合題意，ACD不符合題意。故選B二、填空題8．（2022·湖北荊州·九年級期末）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)。某同學(xué)家使用天然氣熱水器，平均每天需將質(zhì)量為100kg的水從18℃加熱到58℃，水吸收的熱量為_____J，若天然氣完全燃燒放出熱量的70%被水吸收，則熱水器平均每天消耗天然氣_____m3[c水=4.2×103J/(kg?℃)，q天然氣=4.0×107J/m3]?！敬鸢浮?/p>

1.68×107

0.6【解析】[1]水吸收的熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(58℃-18℃)=1.68×107J[2]由得，需要天然氣放出的熱量由Q放=qV可得，天然氣的體積9．（2022·內(nèi)蒙古通遼·九年級期末）已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，表示的意思是______，完全燃燒50g汽油所釋放的熱量是______J，若發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的機(jī)械能是9.2×105J，該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是______。若在使用中汽油不完全燃燒，則它的熱值______（選填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

1kg汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量是4.6×107J

2.3×106

40%

不變【解析】[1]汽油的熱值4.6×107J/kg，它表示的物理意義是：1kg汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量是4.6×107J。[2]完全燃燒50g汽油所釋放的熱量Q放＝m汽油q汽油＝50×10-3kg×4.6×107J/kg=2.3×106J[3]發(fā)動(dòng)機(jī)的效率[4]燃料的熱值是燃料本身的一種特性，它的大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、放出熱量多少以及燃燒情況無關(guān)，所以它的熱值不變。10．（2021·山東臨沂·九年級期末）如圖所示，該沖程為汽油機(jī)的______沖程，其中飛輪的轉(zhuǎn)速為3600r/min。則這臺(tái)汽油機(jī)活塞在1s內(nèi)對外做功______次，共完成了______個(gè)沖程?！敬鸢浮?/p>

做功

30

120【解析】[1]圖中氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行，是做功沖程。[2][3]四