第13講 機械能與內能的相互轉化教案（解析版）

第13講機械能與內能的相互轉化了解內能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義，知道常見的熱機——內燃機工作過程及其在歷史、現實生活中的應用實例；從能量轉化的角度認識燃料的熱值；通過能量的轉化和轉移，進一步認識效率的概念。

改變內能的另一種形式——做功內能的改變：改變物體內能的方法有熱傳遞和做功；熱傳遞是能量的轉移，做功是能量的轉化。這兩種方法對改變物體內能是等效的。做功：外界對物體做功，物體的內能會增大(例如：摩擦生熱)；物體對外做功，物體內能會減小(例如：通過活塞向盛有水的燒瓶里打氣，當活塞從瓶口跳起時，燒瓶中出現“白霧”)。實質：能量從一種形式的能(其它形式的能)轉化為另一種形式的能(內能)。熱傳遞：只要物體之間或同一物體的不同部分間存在著溫度差，就會發(fā)生熱傳遞，直到溫度變得相同(即沒有溫度差)為止。物體吸收熱量，內能增加；物體放出熱量，內能減小。熱機種類熱機：利用內能做功的機械叫熱機。熱機的種類：分為蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機。內燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產生動力的熱機。內燃機根據其所使用的燃料分為汽油機和柴油機兩類。內燃機的工作原理汽油機工作原理汽油機：四沖程汽油機的結構—汽缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、火花塞。內燃機活塞在汽缸內往復運動時，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。四沖程內燃機包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。吸氣沖程—靠慣性運動，吸進汽油與空氣的混合物；壓縮沖程—外界對氣體做功，機械能轉化為內能，氣體溫度升高；做功沖程—化學能轉化為內能，氣體溫度升高，氣體對外做功，內能轉化為機械能；排氣沖程—靠慣性運動，排出廢氣。在單缸四沖程內燃機中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程為一個工作循環(huán)，每個工作循環(huán)曲軸轉2周，活塞上下往復2次，做功1次。柴油機工作原理柴油機：四沖程柴油機的結構—汽缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、噴油嘴。柴油機的工作過程與汽油機幾乎一樣，但有三個區(qū)別：1)吸氣沖程：汽油機吸進的是汽油和空氣的混合物，柴油機吸進的僅僅是空氣；2)壓縮沖程：汽油機壓縮的是汽油和空氣的混合物，汽油機壓縮的僅僅是空氣；3)做功沖程：汽油機用火花塞點火，柴油機用噴油嘴噴油。熱機的效率熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。公式：在熱機的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。注意：熱機能量的損失：①燃料未完全燃燒(完全燃燒條件：充足空氣，研磨成細顆粒)；②廢氣排出帶走能量(廢氣的利用)；③克服磨擦，消耗能量(使用潤滑劑，減小摩擦)。熱值熱值(q)：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值；熱值單位是：J/kg。對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是指燃料的質量，如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數值；某種燃料是指熱值與燃料的種類有關；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能就不是該熱值所確定的值。熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大??；也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種上類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變。能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律。知識點一：改變內能的方式：做功【探究重點】改變物體的內能的方式：做功和熱傳遞。做功可分為兩種情況，一是物體對外做功，物體自身的內能會減少。如為藥爆炸后產生的燃氣將子彈推出后，燃氣的內能會減少，將內能轉化為機械能；二是外界對物體做功，物體自身的內能會增加，如壓縮空氣后，空氣的溫度會升高，將機械能轉化為內能。常見現象有：冬天搓手取暖、用砂輪磨刀、太空中的星體碎片墜入大氣層成為流星、用打氣筒給輪胎打氣、反復彎折鐵絲彎折處變熱、汽缸內氣體被壓縮溫度升高；鉆木取火、水蒸汽對壺蓋做功導致水的內能減小等。熱傳遞改變物體的內能。如將手放在暖氣片上，手會覺得暖和；用熱水袋焐手；曬太陽覺得暖和；將水燒熱；鐵鍋燙手；將食物放人入冰箱內冷卻；太陽將棉被曬得暖乎乎的等?！纠}精講】（2022·江蘇·創(chuàng)新外國語學校一模）在玻璃瓶內裝入約半瓶細沙，蓋上瓶蓋，包裹一層泡沫塑料，迅速振動瓶子幾十次，細沙溫度升高，這是用______方法使沙子內能增大，泡沫塑料的作用是______，如果換成水做該實驗，升溫不明顯是因為水的______大。【答案】

做功

防止熱量散失

比熱容【解析】[1][2]在玻璃瓶內裝入約半瓶細沙，蓋上瓶蓋，包裹一層泡沫塑料，迅速振動瓶子，細沙溫度升高，機械能轉化為內能，通過做功的方式改變物體的內能，包裹一層泡沫塑料可以防止熱量散失。[3]如果換成水做該實驗，水的比熱容比較大，吸收相同的熱量，升高的溫度較低，升溫不明顯?！眷柟逃柧殹浚?022·江蘇南通·三模）用酒精燈給試管內的水加熱至一定程度，發(fā)現塞在試管口的木塞被沖出，如圖所示。下列描述正確的是（）A．試管中的水是靠做功的方式增加內能的 B．水蒸氣對木塞做功，把機械能轉化為內能C．水蒸氣對木塞做功，與汽油機做功沖程的原理相同 D．水蒸氣對木塞做功，水蒸氣內能增加【答案】C【解析】A．試管中的水是靠熱傳遞的方式增加內能的，故A錯誤；B．水蒸氣對木塞做功，把內能轉化為機械能，故B錯誤；C．水蒸氣對木塞做功，將水蒸氣的內能轉化為木塞的機械能，與汽油機做功沖程的原理相同，故C正確；D．水蒸氣對木塞做功，將水蒸氣的內能轉化為木塞的機械能，水蒸氣的內能減少，故D錯誤。故選C。知識點二：內燃機利用燃料燃燒釋放出能量做功的機械，叫做熱機。常見的熱機有：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。內能利用的兩種方式：加熱、做功。內燃機及其工作原理：內燃機：燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產生動力的熱機，叫做內燃機。內燃機分為汽油機和柴油機，它們分別用汽油和柴油作為燃料。

內燃機的工作原理：汽油或柴油在氣缸里燃燒時生成高溫高壓的燃氣，用來推動活塞做功?；钊ㄟ^連桿使內燃機的飛輪轉動，從而帶動其他機械轉動。內燃機的四個沖程：活塞在氣缸內往復運動，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程，汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。在一個工作循環(huán)中，汽缸內的活塞往復兩次，曲軸轉動兩周。四個沖程中只有做功沖程燃氣對外做功，其他三個沖程都是靠飛輪慣性完成的。一個工作循環(huán)有兩次能量轉化，在壓縮過程中，機械能轉化為內能，在做功過程中，內能轉化為機械能?！咎骄恐攸c】汽油機和柴油機的異同點：不同點相同點項目汽油機柴油機（1）構造基本相同都是燃料在氣缸內燃燒，都是內燃機。

（2）都將內能轉化為機械能。

（3）每一個工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。構造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴點火方式壓縮沖程末由火花塞放出電火花點燃，稱點燃式壓縮沖程末由噴油嘴向氣缸內噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自動燃燒，稱壓燃式燃料汽油、吸氣沖程吸進汽油和空氣混合物柴油、吸氣沖程吸進氣缸的只是空氣壓縮比壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進體積的1／9至1／6壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進體積的1／22至1／16做功做功沖程初燃氣壓強為30至50個大氣壓，溫度2000℃至2500℃，高溫高壓的氣體推動活塞做功做功沖程初燃氣壓強為50至100個大氣壓，溫度1700℃至2000℃，高溫高壓的氣體推動活塞做功效率效率較低20％至30％效率較高30％至45％用途輕便，多用于汽車、飛機、小型農機具笨重，多用于拖拉機、載重汽車、輪船等重型機械【例題精講】（2022·江蘇無錫·二模）下列有關熱和能的說法中，正確的是（

）A．發(fā)生熱傳遞時，溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體B．一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，溫度不變，內能變大C．內燃機的壓縮沖程，主要通過熱傳遞增加了汽缸內物質的內能D．夏天在室內灑水降溫，利用了水的比熱容較大的性質【答案】B【解析】A.發(fā)生熱傳遞時，傳遞的是熱量，而不是溫度，所以熱量總是從高溫物體傳遞給低溫物體，故A錯誤；B.一塊0℃的冰熔化成0℃的水，由于熔化過程中，溫度不變，但吸收了熱量，內能是變大的，故B正確；C.內燃機的壓縮沖程，是通過做功的方式增加了汽缸內物質的內能，故C錯誤；D.夏天在室內灑水降溫，利用了水的汽化吸熱，故D錯誤；故選B．點睛：溫度、熱量、內能是不太容易理解，容易混淆的量，溫度是一個狀態(tài)量，實質是物體內分子運動的劇烈程度；熱量是個過程量，表示熱傳遞過程中內能改變多少的量度；內能是物體內部所有分子的動能與勢能的總和，注意加深理解，多練習．【鞏固訓練】（2022·江蘇鎮(zhèn)江·三模）如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖，關于其四個沖程的描述正確的是A．吸氣沖程中，汽油和空氣的混合物進入汽缸B．壓縮沖程中，通過做功的方式使汽缸內氣體的內能減小C．做功沖程中，燃料釋放的能量絕大部分轉化為機械能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】A【解析】汽油機在吸氣沖程中，進氣門打開、排氣門關閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合物進入汽缸，故A正確；在壓縮沖程中，進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，此過程是機械能轉化為內能的過程，故B錯誤；在做功沖程中，燃料燃燒釋放的內能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失，只有一少部分轉化為機械能，故C錯誤；在排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的大部分，故D錯誤．知識點三：熱值我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，叫做這種燃料的熱值。單位是：J/㎏。燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關：燃料的種類；燃料的質量；燃料是否充分燃燒。燃料完全燃燒放出熱量的計算公式：Q放=mq。其中m為燃料的質量，q為燃料的熱值。【探究重點】“完全燃燒”是指燃料全部燃燒變成另一種物質。強調所取燃料的質量為“l(fā)kg”，要比較不同燃料燃燒本領的不同，就必須在燃燒質量和燃燒程度完全相同的條件下進行比較?！澳撤N燃料”強調了熱值是針對燃料的特性與燃料的種類有關。燃料燃燒放出的熱量的計算：一定質量m的燃料完全燃燒，所放出的熱量為：Q=mq，式中，q表示燃料的熱值，單位是J/kg；m表示燃料的質量，單位是kg；Q表示燃燒放出的熱量，單位是J。若燃料是氣體燃料，一定體積V的燃料完全燃燒，所放出的熱量為：Q=qv，式中，q表示燃料的熱值，單位是J/m3；V表示燃料的體積，單位是m3；Q表示燃燒放出的熱量，單位是J?！纠}精講】（2022·江蘇鹽城·模擬預測）如圖為火箭發(fā)射的場景，火箭的燃料使用了液態(tài)氫，主要是因為它的______大，火箭發(fā)射升空時，燃料的化學能轉化為______能，再轉化為火箭的機械能，這個過程中火箭的機械能______（選填“守恒”或“不守恒”）?！敬鸢浮繜嶂?/p>

內

不守恒【解析】[1]利用液態(tài)氫作為燃料，主要是因為液態(tài)氫的熱值大，相同質量的液態(tài)氫完全燃燒產生的熱量多。[2]燃料燃燒時將化學能轉化為內能。[3]火箭發(fā)射升空時，高度和速度都增大，所以重力勢能和動能增大，機械能增大，機械能不守恒?！眷柟逃柧殹俊翱扇急敝饕煞质羌淄?，可直接點燃，燃燒后幾乎不產生任何殘渣，所以“可燃冰”是一種新型清潔能源。其中甲烷的熱值為q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意義是()A.1J的甲烷完全燃燒能產生4.2×107m3熱量。B.4.2×107J的甲烷完全燃燒能產生1m3熱量。C.1m3甲烷完全燃燒能產生4.2×107J熱量。D.4.2×107m3的甲烷完全燃燒能產生1J熱量?！敬鸢浮緾【解析】對于固體和液體，熱值表達式用q=Q/m來呈現。物理意義是單位質量的物質完全燃燒放出的熱量。對于氣體，熱值表達式用q=Q/v來呈現。物理意義是單位體積的物質完全燃燒放出的熱量。甲烷通常以氣態(tài)物質形態(tài)存在，其熱值q甲烷=4.2×107J／m3，含義是1m3甲烷完全燃燒能產生4.2×107J熱量。知識點四：熱機的效率熱機工作時，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標，熱機的效率越高，它的機械性能就越好。（提高熱機效率的途徑：在設計和制造上，要不斷改進和革新，以減少各種能量損失，提高效率。在使用上，要正確使用，注意保養(yǎng)。例如加潤滑劑以保證良好的潤滑，減小摩擦；運動零件之間的間隙要調整得當，減小摩擦和防止漏氣。充分利用廢氣帶走的能量。例如熱電站就是利用廢氣來供熱的，這種既供電又供熱的熱電站，比一般的火電站，燃料的利用率將大大提高。【探究重點】燃料在熱機中燃燒時，總有一小部分燃料不能完全燃燒而損失掉，燃料釋放出的內能只有一部分用來推動熱機的運動，即轉化為熱機的機械能，其余的能量在廢氣、散熱、機械摩擦中損失掉了，其中廢氣帶走的能量最多，所以設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標，熱機的效率越高，它的機械性能就越好。定律中能的轉化，是指通過做功，能的形式發(fā)生了變化，一種形式的能轉化為另一種形式的能。如鉆木取火，就是通過克服摩擦做功，使機械能轉化為內能。能的轉移，是指同一種能從一個物體轉移到另一個物體上，能的形式沒有變化，如熱傳遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體。【例題精講】（2022·江蘇·蘇州市振華中學校模擬預測）生活垃圾的熱值為3×106J/kg，位于武進區(qū)遙觀鎮(zhèn)的垃圾焚燒發(fā)電廠每天完全燃燒800t生活垃圾，放出熱量___________J，放出熱量的30%用來發(fā)電，每天可發(fā)電___________kW·h，放出熱量的42%用來加熱水供給附近小區(qū)，1標準大氣壓下，每天可將___________kg的水由20℃恰好加熱至沸騰。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】2.4×1012

【解析】[1]放出熱量Q=mq=800×103kg×3×106J/kg=2.4×1012J[2]每天可發(fā)電[3]水質量【鞏固訓練】(2021·江蘇中考真題)小明一家駕車旅行，(1)加油時，聞到汽油味，說明分子在______；(2)圖示為車發(fā)動機的一個沖程，其能量轉化情況是______；(3)若車的總質量為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=0.8×103kg/m3；q汽油=4.5×107J/kg；g取10N/kg)【答案】永不停息地做無規(guī)則運動機械能轉化為內能1.5×103N37.5%【解析】(1)[1]給汽車加油時，會聞到汽油味，從物理學角度來看，屬于擴散現象，這個現象表明這汽油分子在做無則規(guī)運動。(2)[2]進氣門、排氣門關閉，活塞上移，是壓縮沖程，機械能轉化為內能。(3)[3][4][5]1L汽油質量為1L汽油完全燃燒放出的熱量是車重力G=m1g=1500kg×10N/kg=1.5×104N因為勻速，牽引力等于阻力為F=f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N機械功為W=Fs=1.5×103N×9000m=1.35×107J效率為(2020江西)下列說法中正確的是()A．敲碎煤塊使煤充分燃燒能提高煤的熱值B．汽車在減速過程中，慣性減小，動能減小C．當僅有熱傳遞時，物體吸收熱量時內能增加，放出熱量時內能減小D．與絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是因為絲綢的正電荷轉移到玻璃棒上【答案】C【解析】A．熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關，與燃料的質量、燃燒程度等均無關，敲碎煤塊使煤充分燃燒不能提高煤的熱值，故A錯誤；B．慣性與質量有關，汽車在減速過程中，質量不變，慣性不變，速度減小，動能減小，故B錯誤；C．當僅有熱傳遞時，高溫物體放出熱量，內能減小，低溫物體吸收熱量，內能增加，故C正確；D．與絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電，是玻璃棒上的原子核束縛電子的能力弱，使一部分電子從玻璃棒上轉移到絲綢上，(2021·青海中考真題)下列實例，通過做功改變物體內能的是()。A．曬太陽 B．搓手取暖 C．用電褥子取暖 D．向雙手哈氣取暖【答案】B?！窘馕觥緼．改變物體內能的兩種方法是做功和熱傳遞，曬太陽是通過熱傳遞的方法改變物體內能的，故A不符合題意；B．搓手取暖，此時克服摩擦力做功，故是通過做功的方法改變物體內能的，故B符合題意；C．用電褥子取暖是通過熱傳遞的方法改變物體內能的，故C不符合題意；D．向雙手哈氣取暖是通過熱傳遞的方法改變物體內能的，故D不符合題意。故選B。(2020呼倫貝爾)西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號運載火箭，于2019年4月20日將第44顆北斗導航衛(wèi)星成功送上太空?下列說法中正確的是()A．火箭升空過程中，將機械能轉化為內能B．燃料燃燒時將內能轉化為化學能C．火箭使用液氫燃料，主要是因為液氫的比熱容較大D．火箭使用液氫燃料，主要是因為液氫的熱值較大【答案】D【解析】A．火箭升空過程中，燃料燃燒消耗內能轉化為火箭的機械能，故A錯誤；B．燃料燃燒時將化學能轉化為內能，故B錯誤；CD．火箭使用液氫燃料，主要是因為液氫的熱值較大，與其它燃料相比，完全燃燒相同質量的氫時可以釋放出更多的熱量，故C錯誤、D正確。故選D。(2020衡陽)如圖所示為內燃機四沖程工作示意圖，下列說法正確的是()A．一個工作循環(huán)的正確順序是：甲乙丙丁 B．乙圖沖程能獲得動力 C．丁圖沖程有明顯機械能轉化為內能的過程 D．丙圖沖程存在化學能轉化為內能的過程【答案】C【解析】甲圖中兩個氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運動，是做功沖程，此沖程將內能轉化為機械能；乙圖中進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程；丙圖中排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程；丁圖中兩個氣閥都關閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是機械能轉化為內能；A．四個沖程的正確順序是乙丁甲丙，故A錯誤；B．乙圖為吸氣沖程，內燃機在做功沖程能獲得動力，故B錯誤；C．丁圖為壓縮沖程，在該沖程中將機械能轉化為內能，故C正確；D．丙圖為排氣沖程，而在做功沖程存在化學能轉化為內能的過程，故D錯誤。(2020宜昌)下列通過做功方式改變物體內能的是A．雙手互搓手掌變熱 B．烤火時手掌變熱C．用熱水洗手時手掌變熱 D．抱熱水袋手掌變熱【答案】A【解析】A．雙手互搓使手暖和是克服摩擦做功讓手暖和的，屬于做功改變物體的內能，選項符合題意；B．烤火時手掌變熱是利用熱傳遞改變物體的內能的，選項不符合題意；C．用熱水洗手，使手變熱是水通過熱傳遞讓手熱的，選項不符合題意；D．用熱水袋焐手，使手暖和是通過熱傳遞讓手暖和的，選項不符合題意。故選A。(2021·黑龍江中考真題)下列說法正確的是()。A．內燃機消耗的燃料越多，其效率越高；B．物體吸收熱量，其溫度一定升高；C．外界對物體做功，物體內能可能增加；D．在熱傳遞過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體【答案】CD?！窘馕觥緼．內燃機消耗的燃料越多與效率無關，效率是有用的能量占總能量的比例，故A錯誤；B．物體吸收熱量，其溫度不一定升高，比如晶體熔化時吸收熱量，溫度不變，故B錯誤；C．外界對物體做功，物體內能可能增加是正確的，故C正確；D．在熱傳遞過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體是正確的，故D正確。故選CD。(2020綿陽)周末，小明同學在家與父母一起做清潔衛(wèi)生，美化家居環(huán)境。小明用掃帚掃動地面上一小塊果皮的過程中A．掃帚對果皮做功改變了果皮的內能B．掃帚對果皮做功消耗了掃帚的內能C．小明對掃帚做功改變了掃帚的內能D．小明對掃帚做功消耗了體內的化學能【答案】D【解析】小明用掃帚掃動地面上一小塊果皮的過程中，小明對掃帚做功消耗了體內的化學能并將其轉化為掃帚的機械能；掃帚運動時對果皮做功，果皮運動，在此過程中改變了掃帚與果皮的機械能；故D符合題意。故選D。(2021·湖南邵陽市·中考真題)小汽車已成為大多數家庭出行代步的工具，其發(fā)動機大多數為汽油機，下列有關汽油機的說法正確的是()A．汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣 B．汽油機的效率一般比柴油機的效率高C．汽油機的點火方式是壓燃式 D．汽油機的壓縮沖程是把機械能轉化為內能【答案】D【解析】A．汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣和汽油的混合物，故A錯誤；B．柴油機是壓燃式，一般是柴油機的效率高，故B錯誤；C．汽油機的點火方式是用火花塞點火，故C錯誤；D．汽油機的壓縮沖程中，活塞向上運動，壓縮空氣和汽油的混合物，混合物內能增大，溫度升高，是把機械能轉化為內能，故D正確。故選D。(2020齊齊哈爾)小豐用燃氣灶燒水時，進行了如下思考，小豐的想法正確的是()A．燒水是通過做功的方式改變水的內能 B．壺內水溫度升高的過程中，內能增大 C．水壺的壺嘴和壺身構成連通器 D．壺內水沸騰時，水吸收熱量，溫度升高【答案】BC【解析】A．燒水的過程中，水吸收熱量，是通過熱傳遞的方式改變水的內能，故A錯誤；B．在燒水的過程中，水的質量不變、狀態(tài)不變，溫度升高，內能增大，故B正確；C．根據連通器定義可知壺嘴和壺身構成連通器，故C正確；D．壺內水沸騰時，水會一直吸收熱量，但水的溫度不變，故D錯誤。(2020淄博)面點師傅炸油條時，用天然氣將油加熱至沸騰，把和好的面拉成長條放入油中炸至金黃。關于涉及的物理知識，下列說法正確的是()A．油沸騰過程中繼續(xù)加熱，內能不變，溫度升高B．面被拉長未斷，說明分子間存在引力C．剛出鍋的油條燙手，是由于油條含有的熱量多D．天然氣燃燒越充分，放出的熱量越多，熱值越大【答案】B【解析】A．油沸騰過程中繼續(xù)加熱，溫度不變，內能增加，故A錯誤；B．分子間存在著引力和斥力，面被拉長未斷，說明分子間存在著引力，故B正確；C．剛出鍋的油條燙手，是由于油條的溫度高，故C錯誤；D．熱值是是指單位質量或體積的燃料充分燃燒所釋放出熱量多少，是表示燃料燃燒放熱能力的大小，與燃料是否充分燃燒沒有關系，故D錯誤。故選B。(2021·陜西中考真題)2021年1月，使用中國自主研發(fā)核電技術的“華龍一號”5號機組正式投入運行。核反應堆內發(fā)生核反應后產生大量的熱，使第一回路中的水成為高溫高壓水后進入蒸汽發(fā)生器，在其中將第二回路中的水加熱成為高溫高壓水蒸氣，驅動汽輪機運轉，汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。下列說法不正確的是()。A．核反應堆是利用核裂變產生核能的 B．蒸汽發(fā)生器內通過熱傳遞改變水的內能C．汽輪機工作時將機械能轉化為內能 D．發(fā)電機的工作原理是電磁感應【答案】C?！窘馕觥緼．核反應堆是利用裂變產生核能的，故A正確，不符合題意；B．蒸汽發(fā)生器內水通過吸收熱量增加內能的，所以是熱傳遞的方式的改變內能，故B正確，不符合題意；C．汽輪機工作時，是將水蒸氣的內能轉化為汽輪機的機械能，故C錯誤，符合題意；D．發(fā)電機的工作原理是電磁感應現象，故D正確，不符合題意。故選C。(2020鹽城)燃油汽車的核心部件是熱機，通過______沖程將廢氣排出氣缸，造成大氣污染，電動汽車正逐步替代燃油汽車。一輛電動汽車在平直的公路上以54km/h的速度勻速行駛10min，通過的路程是______km。關閉電源后，由于______電動汽車還要繼續(xù)向前滑行一段距離?！敬鸢浮颗艢?慣性【解析】[1]熱機的四個沖程中，通過排氣沖程將廢氣排出氣缸。[2]汽車通過的路程s=vt=54km/h×=9km[3]關閉電源后，汽車由于慣性還要繼續(xù)向前滑行一段距離。(2020巴中)一臺汽油機飛輪的轉速為3600r/min，在1s內汽油機對外做了_______次功。如果汽油機在一段時間內消耗了0.5kg汽油，若這些汽油完全燃燒，可放出熱量______J。汽油機用水作冷卻液，是利用水的_______大的特點。(q汽油=4.6×107J/kg)【答案】30比熱容【解析】[1]四沖程汽油機的飛輪轉速為3600r/min=60r/s即在1s內飛輪轉60r，汽油機完成了120個沖程，對外做功30次。

[2]這些汽油完全燃燒，可放出熱量[3]水比熱容大，其他條件相同的情況下，可吸收更多的熱量，冷卻效果更好。(2020眉山)完全燃燒20g熱值為2.1×107J/kg的某種燃料，放出的熱量可以使質量10kg，溫度25℃的水，溫度升高______℃。四沖程汽油機，把機械能轉化成內能的是______沖程。[水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)]【答案】10壓縮【解析】[1]燃料的質量m＝20g＝0.02kg則該燃料完全燃燒放出的熱量Q放＝mq＝0.02kg×2.1×107J/kg＝4.2×105J由題知Q吸＝Q放＝4.2×105J由Q吸＝cmΔt得水升高的溫度[2]四沖程汽油機的壓縮沖程中，活塞壓縮汽油和空氣的混合物，使其內能增加、溫度升高，該過程中機械能轉化為內能。(2021·江西中考真題)厲害了，我的國！2020年我國開啟了航天新征程，嫦娥五號成功登月并順利取回1731g月壤樣品，樣品的質量不會隨它的形狀、狀態(tài)、溫度和___________的改變而改變；如圖所示，返回艙穿越大氣層時溫度升高，這是通過___________的方式使其內能增加而導致的。【答案】位置做功【詳解】[1]質量是一種物體的屬性，質量不會隨它的形狀、狀態(tài)、溫度和位置的變化而變化。[2]返回艙穿越大氣層時溫度升高，是因為返回艙與空氣摩擦生熱，是通過做功的方式使其內能增加的。(2021·四川南充市·中考真題)汽油機在工作過程中將機械能轉化為內能的沖程是______﹔汽油的熱值是，完全燃燒40g的汽油所釋放的熱量為______J?！敬鸢浮繅嚎s沖程【詳解】[1]汽油機的壓縮沖程中活塞的機械能轉化為內能。[2]汽油的質量m汽油=40g=0.04kg汽油完全燃燒所放出的熱量Q放=m汽油q=0.04kg4.6107J/kg=1.84106J(1)究全燃燒1.4g酒精釋放的熱量是完全燃燒0.7g酒精釋放熱量的倍。0.7g酒精全燃燒釋放的熱量是2.1×104J．這些熱量全部被100g的液體A吸收，液體的溫度升高了50℃；完全燃燒1.4g酒精釋放的熱量全部被200g的液體A吸收，液體的溫度升高了△t＝℃(不考慮散熱)。(2)現用如圖所示裝置加熱200g的液體A，燃燒了1.4g酒精，液體升高的溫度小于△t，有哪些原因會導致這個結果？【答案】(1)二；50；(2)加熱過程中的各種熱損失；燃料沒有完全燃燒?！窘馕觥?1)熱值是燃料的一種特性，根據Q＝mq可知，1.4g是0.7g的二倍，所以究全燃燒1.4g酒精釋放的熱量是完全燃燒0.7g酒精釋放熱量的二倍；液體A的比熱容不變，究全燃燒1.4g酒精釋放的熱量是完全燃燒0.7g酒精釋放熱量的二倍，完全燃燒1.4g酒精加熱液體A的質量是完全燃燒0.7g酒精加熱液體A的質量的二倍，根據Q＝cm△t可知，液體A升高的溫度相同，為50℃；(2)液體升高的溫度小于△t的原因：加熱過程中的各種熱損失；燃料沒有完全燃燒。(2021·廣東中考真題)下列說法正確的是()A．在壓縮沖程中，柴油機比汽油機壓縮程度高B．同一種物體比熱容一定相同C．物體吸熱時，溫度不一定升高D．燃料的熱值越大，熱量越多【答案】AC【詳解】A．柴油機是壓燃式，汽油機是火花塞點火，因此在壓縮沖程中，柴油機比汽油機壓縮程度高，故A正確；B．比熱容與物體狀態(tài)有關，同一種物體若狀態(tài)不同，比熱容也不相同，故B錯誤；C．晶體在熔化時吸熱，溫度保持不變，故C正確；D．熱量與燃料熱值有關，還得燃料質量有關，故D錯誤。故選AC。(2020貴港)下列實例中，改變物體內能的途徑與其他三個不同的是()A．用力搓手，手會發(fā)熱B．把冰冷的手放到嘴邊哈氣，手會變暖C．用鋸條木頭，鋸條溫度升高D．用手反復彎折鐵絲，鐵絲彎折處會發(fā)熱【答案】B【解析】A．用力搓手，手會發(fā)熱，這是通過做功的方式增加內能的；B．把冰冷的手放到嘴邊哈氣，手會變暖，這是通過熱傳遞的方式增加內能的；C．鋸木頭時鋸條發(fā)燙，是摩擦生熱，屬于做功改變物體的內能；D．反復彎折鐵絲，人對鐵絲做功，鐵絲的內能增加，溫度升高，是通過做功改變物體的內能；ACD都是通過做功的方式改變內能的，B是通過熱傳遞的方式改變內能的，故B符合題意。故選B。(2021·四川內江市·中考真題)小丹同學在筆記本上記錄了以下四條結論，其中錯誤的是()。A．煤油溫度計是根據液體熱脹冷縮的性質制成的；B．家用洗衣機是典型的熱機；C．受到平衡力作用的物體一定保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)；D．物體是由大量分子組成的【答案】B?！窘馕觥緼．常用的液體溫度計是根據液體的熱脹冷縮的性質制成的，所以，煤油溫度計是根據液體熱脹冷縮的性質制成的，故A正確，不符合題意；B．家用洗衣機是利用電動機工作的，熱機會產生大量的廢氣，排放大量的熱量，故B錯誤，符合題意；C．物體受平衡力的作用，可能處于靜止狀態(tài)，也可能處于勻速直線運動狀態(tài)，故C正確，不符合題意；D．由分子動理論知道，物質是由大量分子組成，組成物質的分子在永不停息地做無規(guī)則運動，故D正確，不符合題意。故選B。(2020吉林)如圖是小明同學設計的簡易實驗裝置，用手握住燒瓶的外壁，會看到液柱向左移動。這是因為空氣受熱膨脹對液柱做功，將能轉化為機械能，此時瓶中空氣的密度?！敬鸢浮績茸冃　窘馕觥坑檬治兆康耐獗冢瑹績鹊目諝馐軣崤蛎泴σ褐龉?，將內能轉化為機械能，故會看到液柱向左移動。此過程中，燒瓶內空氣的質量不變，體積變大，根據ρ＝eq\f(m,V)可知，此時瓶中空氣的密度變小。(2021·山東濟寧市·中考真題)完全燃燒140g焦炭所放出的熱量有60%被初始溫度是10、質量為10kg的水吸收，則水吸收的熱量為______J，水溫將升高到______℃。([，]，在1個標準大氣壓下)【答案】70【解析】[1]水吸收的熱量[2]水升高的溫度水溫將升高到(2021·湖南懷化市·中考真題)安全、清潔、方便的太陽能越來越受到人們的重視和廣泛利用。某太陽能熱水器內裝有質量為100kg、溫度為20℃的水，在太陽照射一段時間后，水溫升高到60℃，則水吸收的熱量是______J，這些能量相當于完全燃燒______m3天然氣放出的熱量。[，]【答案】1.68×107J0.4m3【解析】[1]水吸收熱量為[2]水吸熱等于燃料燃燒放熱可計算得天然氣體積為(2021·甘肅武威市中考真題)如圖所示是四沖程汽油機內部剖面圖，此為______沖程；汽油機需要用冷卻液進行降溫，是利用了冷卻液的______大的特性。【答案】做功；比熱容。【解析】[1]四沖程汽油機的四個沖程分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。分析圖，此時汽油機進氣門、排氣門都關閉，活塞向下運動，火花塞正在點火，由此判斷是四沖程汽油機的做功沖程。[2]通常選用比熱容大的物質做冷卻液，相同質量的該種物質，吸收相同的熱量，溫度升高得少。(2020咸寧)咸寧有竹，海若星星。如圖所示，小紅和幾個同學散步在星星竹海，到處能聞到翠竹的清香，這是由于分子在不停地_____；沿途看到排排翠竹向后移動，是以_____(選填“自己”或“大地”)為參照物；春天里，挖上棵春筍，能做一頓美味，炒筍的過程是通過_____(選填“做功”或“熱傳遞”)的方式使筍的內能增加?！敬鸢浮孔鰺o規(guī)則運動自己熱傳遞【解析】[1]能聞到翠竹的清香，屬于擴散現象，是因為分子不停地做無規(guī)則運動造成的。[2]小紅和幾個同學散步在星星竹海，翠竹和小紅的位置不斷發(fā)生變化，所以看到排排翠竹向后移動，是以自己為參照物。[3]炒筍的過程中，筍吸收熱量、溫度升高，是通過熱傳遞的方式使其內能增加的。(2020廣元)汽油機工作時將燃料燃燒時產生的______能轉化為______能，一臺單缸四沖程汽油機，飛輪轉速是4800r/min，該汽油機每秒對外做功______次?！敬鸢浮績葯C械40【分析】熱機就是利用燃料燃燒時產生的內