2025年滬粵版九年級物理寒假復習 第07講 熱量與熱機

第07講熱量和熱機【學習目標】1.了解熱量的概念，知道物體吸熱和放熱與其溫度的變化、質量的關系；2.從能量轉化的角度認識燃料的熱值；3.了解內能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義；4.知道汽油機和柴油機的構造和工作原理；5.了解熱機的效率。【基礎知識】一.熱量把物體在熱傳遞過程中內能改變的多少叫做熱量。1、符號：Q，單位：焦耳（J）。2、物體溫度升高或降低時，它吸收或放出的熱量與物體質量的大小、溫度的變化多少成正比。3、“熱量”是一個過程量，只能說“吸收”或“放出”了熱量，不能說物體含有熱量。二.燃料的熱值把某種燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質量的比叫做這種燃料的熱值。單位是：J/㎏。1、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。2、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。三.熱機熱機是將燃料的化學能通過燃燒轉化為內能，然后通過做功，把內能轉化為機械能。要點詮釋：熱機的種類：蒸汽機、汽油機、柴油機、燃氣輪機、噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機。四.汽油機汽油機是用汽油作燃料，使汽油在機器內部燃燒，從而將內能轉化為機械能的一種熱機。1、汽油機的構造及作用部件名稱作用氣缸汽油在氣缸的頂部燃燒從而產生高溫、高壓燃氣活塞在氣缸內，高溫、高壓燃氣推動活塞做功，將燃氣的內能轉化為機械能連桿和曲軸連桿跟活塞相連，曲軸通過傳動裝置跟工作機相連，將活塞的動力傳給工作機進氣門汽油和空氣形成的燃料混合氣的進口排氣門燃料燃燒后廢氣的出口火花塞點火裝置，能產生電火花使燃料混合物猛烈燃燒2、四個沖程：（1）汽油機的工作原理：汽油機工作時，活塞在氣缸里往復運動，活塞從氣缸的一端運動到另一端叫做一個沖程。常見的汽油機要能正常工作，必須連續(xù)完成吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，且不斷循環(huán)進行。

（2）四個沖程：（3）排氣沖程結束，活塞又向下運動，開始新的吸氣沖程，汽油機就連續(xù)工作下去。

汽油機的四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對活塞做功，其他三個沖程要靠飛輪的慣性完成，在開始運轉時，要在靠外力先使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，以后汽油機才能自己工作，所以汽油機剛開始時要靠外力起動。

（4）汽油機的各沖程燃氣及能量轉化情況

由汽油機的工作原理可知，汽油機在做功沖程燃氣的壓強、內能都最大，溫度最高，能量轉化是：內能轉化為機械能。壓縮沖程的能量轉化是：機械能轉化為內能。

下面是汽油機四個沖程的工作情況和能量轉化表：沖程活塞運動情況進氣門排氣門混合氣體能量轉變吸氣上→下開關由進氣門進入氣缸

壓縮下→上關關被壓縮升溫、壓強增大機械能→內能做功上→下關關火花點燃內能→機械能排氣下→下關開排出氣缸

五.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能量之比，叫做熱機的效率。（1）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。（2）提高熱機效率的途徑：①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。②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。③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。六.熱機與環(huán)境1、熱機排放的廢氣不僅溫度高于環(huán)境溫度，而且還含有一氧化碳、二氧化氮、二氧化碳，微粒等各種對人體有害的物質，對環(huán)境造成污染，影響人們的身體健康和動植物的生存。2、減少熱機排放出的有害物質，控制廢氣的排放總量，已經成為熱機發(fā)展與環(huán)境保護的重要舉措。3、隨著科技的發(fā)展越來越多的新技術、新材料、新工藝不斷涌現，如電控燃油噴射、共軌、渦輪增壓等技術的應用，混合動力汽車、電動汽車、太陽能汽車等新型汽車的研發(fā)等，都有利于節(jié)能減排和環(huán)境保護，從而更好地促進生產及提高人們的生活質量?！究键c剖析】考點一：熱量例1．（2021·廣東連南·九年級期中）下列說法中，正確的是（）A．物體溫度高時比溫度低時含的熱量多B．溫度從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞C．熱量從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞D．熱量從熱量多的物體向熱量少的物體傳遞考點二：熱機例2．（2021·江蘇鹽都·九年級期中）汽油機是熱機之一，如圖所示是汽油機的___________沖程，已知某型汽油機轉速為1200r/min，那么該汽油機每秒共經歷了___________個沖程。熱機通常用水來作為冷卻劑，是利用了水的___________的物理屬性?？键c三：燃料的熱值和熱機效率例3．（2021·山東鄆城·九年級期中）某品牌汽車汽油機的能量流程圖如圖所示，某段時間內四沖程汽油機的每個氣缸每秒鐘做功20次，汽車行駛過程中消耗汽油0.2kg，假設這些汽油完全燃燒，[已知汽油的熱值為，]，求在這段時間內：（1）飛輪的轉速；（2）牽引力做的功；（3）水箱中20kg的冷卻水升高的溫度（不計熱散失）?！菊骖}演練】一、填空題1．（2021·遼寧鞍山·中考真題）高速行駛的汽車突然剎車，車內的人由于________身體會向前傾，駕駛員通過踩剎車可以使行駛中的汽車突然停止，說明力可以改變汽車的_______。汽油機一個工作循環(huán)中有四個沖程，圖是汽油機工作循環(huán)中的___________沖程。2．（2021·廣西河池·中考真題）平直的公路上，一輛轎車重為2×104N，在轎車牽引力F=4×103N的作用下前進了200m，則轎車做的功為______J；轎車的發(fā)動機（熱機）在工作過程中將內能轉化為機械能的是______沖程。3．（2021·內蒙古呼和浩特·中考真題）呼和浩特市希拉穆仁草原的冬天，常常風雪交加，異常寒冷，牧民手冷時，總喜歡雙手搓幾下，就感覺暖和，這是利用______使手的內能增加（選填“熱傳遞”或“做功”），或吹幾口氣，亦感覺暖和，這是利用_______使手的內能增加（選填“熱傳遞”或“做功”），牧民們有時還點燃“羊磚”（草原牧民用的清潔能源）作為燃料，取暖、燒水，一俯一仰，其樂融融，已知羊磚的熱值是，現完全燃燒2kg的羊磚，放出的熱量為________J；設該熱量有10%被水吸收，能將_______kg的水從5°C加熱到95°C?！疽阎俊６?、單選題4．（2021·山東淄博·中考真題）暑假期間，小雨家駕駛汽車去海邊游玩。下列說法正確的是（）A．汽車前進的動力，由內燃機的壓縮沖程提供B．在海邊聞到濃濃的海腥味，這是擴散現象C．海灘的沙子熱得燙腳，是通過做功的方式增加沙子的內能D．海灘的沙子熱得燙腳而海水卻很清涼，是因為海水的比熱容小5．（2021·黑龍江大慶·中考真題）關于熱現象，下列說法中正確的是（）A．熱傳遞的實質是能量從內能大的物體向內能小的物體轉移的過程B．以目前的科技水平，熱機的效率無法達到100%C．初冬季節(jié)，在家里洗澡時發(fā)現房間里充滿“白氣”，這些“白氣”是水蒸氣D．晶體和非晶體在熔化過程中隨著持續(xù)吸收熱量，溫度會不斷升高三、計算題6．（2021·山東威?！ぶ锌颊骖}）某救援志愿小組利用救生筏開展海上救援演練。甲、乙2名志愿者將質量為100kg的救生筏（內含汽油發(fā)動機等）放在輪船的水平甲板上，救生筏與甲板接觸面積為，已知甲、乙兩人的質量均為50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）（1）救生筏對甲板的壓強是多少？（2）演練地點離最近的海岸50km，將救生筏從輪船放入海中，甲、乙兩人乘坐救生筏，救生筏沿海面勻速行駛，救生筏受到的阻力始終為開始出發(fā)時總重力的0.2倍，汽油完全燃燒放出熱量的20%轉化為推動救生筏前進的機械能。若發(fā)動機裝有汽油3kg，請通過計算說明甲、乙能否安全抵達海岸。【過關檢測】一、填空題1．（2021·廣東·珠海市紫荊中學桃園校區(qū)九年級期中）如圖所示為汽車的發(fā)動機的______沖程，用水來冷卻汽缸是因為水的______較大。熱機的效率是熱機性能的重要指標，下列操作中不能提高汽車熱機效率的有______。（選填序號）①定期保養(yǎng)，更換機油；②添加燃油添加劑，使燃燒更充分；③停車等待較長時間時，熄火；④使用渦輪增壓，利用尾氣。2．（2021·江蘇泗陽·九年級期中）汽車已經成為現代生活不可缺少的一部分。（1）圖甲是汽車的剎車結構示意圖，根據圖甲分析，這是______杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）。（2）內燃機有四個工作沖程，圖乙是內燃機的______沖程，若飛輪轉速是4800/min，該內燃機每秒對外做功______次，共完成______個沖程。3．（2020·河北淶水·九年級期末）如圖所示：（1）如圖A中，紅墨水在熱水中比在冷水中擴散得______，說明分子運動的快慢跟______有關；（2）如圖B中，燒瓶中放有少量水，用打氣筒向瓶中打氣，當橡膠塞被推出時，瓶內有______產生，這是因為瓶內氣體對外______，內能______，溫度______，水蒸氣液化成小水滴。橡膠塞被推出的過程與內燃機______沖程能量轉化原理相同；（3）如圖C中，端面磨平的兩個鉛塊壓緊后能連接在一起是因為______，圖D中，表面平滑的鉛板和金板長時間壓在一起會相互滲入、緊密結合，說明______。二、單選題4．（2021·山西榆次·九年級期中）某社區(qū)舉行建黨100周年慶典，五彩繽紛的禮花在晴朗的上空競相綻放。禮花筒利用筒內的高壓空氣膨脹，將彩帶噴向空中，產生喜慶效果（如圖所示）。下列沖程與這一過程能量轉化相同的是（）A． B． C． D．5．（2021·陜西興平·九年級期中）現在華北地區(qū)廣大的農村正在進行“煤改氣”活動，將人們以前習慣以煤作為取暖燃料，改為用“天然氣”為燃料。除了環(huán)保因素外，還由于天然氣比煤炭（）A．比熱容大 B．熱值高 C．密度小 D．熔點低6．（2020·河南登封·九年級期末）從拖拉機、輪船、火車到現在的概念車等生活中常見的交通工具，其動力大都來源于內燃機。下面對內燃機的有關敘述中，不合理的是（）A．內燃機靠產生的高溫、高壓燃氣做功B．在內燃機的熱量損失中，廢氣帶走的能量最多C．汽油機壓縮沖程中燃料混合物的溫度升高，內能增加D．四沖程內燃機的吸氣、壓縮和做功沖程靠飛輪的慣性完成三、實驗題7．（2021·江蘇·南通市東方中學九年級期末）某小組的同學研究水受到太陽照射時升溫的情況，對水溫上升快慢的影響因素進行了猜想。猜想1：太陽光照時間猜想2：水量的多少猜想3：水受到的光照面積（簡稱受光面積）（1）關于猜想1小明同學認為借助______（填“功率”或“效率”）的概念可以判斷猜想1是錯誤的；（2）在研究猜想2時，小明利用圖甲所示的裝置，分別在玻璃水槽中裝入不同質量的水，發(fā)現在相同的照射時間中，水質量越大，水溫變化越慢，這樣的操作過程______（選填“合理”或“不合理”），理由是______；（3）為研究猜想3，小明準備了三個側面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有蓋，忽略水微弱形變帶來的受光面積變化），在水槽A中裝滿水使光垂直照射在透明玻璃水槽的表面，同學們記錄了A水槽中水溫隨照射時間的變化情況，如下表所示：t/min02468ΔT/℃03.04.85.65.9①請在圖乙中描點作出t-ΔT圖像；______②為進行對比，小明應在水槽______（選填B、C）中裝入水，再進行實驗；③小明發(fā)現經過一段時間后，水溫趨于穩(wěn)定；小明了解到，水接受太陽輻射的同時，也在對周圍環(huán)境放熱；已知水的受光面積為S，此時太陽光單位面積輻射功率為P1，水每側單位面積（研究中忽略薄水槽較小的側、底面積）對周邊的散熱功率為P2；則利用給定的字母寫出水溫穩(wěn)定時，水對太陽能的吸收效率為______；（4）你對水吸收太陽能的升溫快慢的影響因素還有什么猜想：______。8．（2021·江蘇揚州·中考真題）利用易拉罐做以下兒個小實驗，（1）如圖1，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內引入一小段油柱，把罐體放在熱水中，可以看到油柱______，這是利用氣體的______制作簡易溫度計；（2）如圖2，在易拉罐中放入鹽和敲碎的冰，用筷子輕輕攪拌半分鐘，可以看到罐底出現“白霜”這是空氣中的水蒸氣發(fā)生了______現象；（3）如圖3，將易拉罐底部開一圓孔倒出飲料，放入滴有酒精的小塊脫脂棉花，輕輕晃動易拉罐，把電火花發(fā)生器緊緊塞進孔中，按動按鈕，觀察到罐子飛出去了，這個過程與汽油機的______沖程能量轉化方式一致。四、計算題9．（2021·遼寧鐵東·九年級期中）小明家買了新車，廠家提供的部分參數如下表。周末爸爸帶著全家開車到海邊游玩，車上的速度表如圖所示，在高速公路上儀表盤顯示百公里平均油耗12.5L。品牌：一汽——紅旗整車型號：FA6500發(fā)動機輸出功率：kW乘坐人數：5人推薦使用燃油92#油整車質量（kg）：1875水箱容積（L）：10制造年月：2021年10月[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)，水的密度為1.0×103kg/m3，92#汽油熱值為4.5×107J/kg、密度為0.8×103kg/m3]。求：（1）在冷卻發(fā)動機過程中，水的溫度升高50℃，求水吸收的熱量是多少？（2）若勻速行駛1h，轎車發(fā)動機的效率是20%，則發(fā)動機的輸出功率是多少W？10．（2021·湖北·宜昌市第六中學九年級期中）我市的出租車使用的燃料已經逐步由汽油改裝成天然氣，請你根據下表提供的信息，通過計算說明：（1）天然氣車燃燒1m3天然氣所做的有用功是多少？如果把損失的那部分能量全部利用起來給水加熱，可以把多少千克的水從20℃加熱到100℃？[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），結果保留整數]（2）若某出租汽車每天消耗20m3的天然氣，與用汽油相比，它每天節(jié)約的運行成本是多少？熱機效率熱值價格汽油發(fā)動機η1=30%q1=4.6×107J/kg9.0元/kg天然氣發(fā)動機η2=45%q2=2.3×107J/m34.5元/m3

第07講熱量和熱機【學習目標】1.了解熱量的概念，知道物體吸熱和放熱與其溫度的變化、質量的關系；2.從能量轉化的角度認識燃料的熱值；3.了解內能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義；4.知道汽油機和柴油機的構造和工作原理；5.了解熱機的效率?！净A知識】一.熱量把物體在熱傳遞過程中內能改變的多少叫做熱量。1、符號：Q，單位：焦耳（J）。2、物體溫度升高或降低時，它吸收或放出的熱量與物體質量的大小、溫度的變化多少成正比。3、“熱量”是一個過程量，只能說“吸收”或“放出”了熱量，不能說物體含有熱量。二.燃料的熱值把某種燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質量的比叫做這種燃料的熱值。單位是：J/㎏。1、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。2、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。三.熱機熱機是將燃料的化學能通過燃燒轉化為內能，然后通過做功，把內能轉化為機械能。要點詮釋：熱機的種類：蒸汽機、汽油機、柴油機、燃氣輪機、噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機。四.汽油機汽油機是用汽油作燃料，使汽油在機器內部燃燒，從而將內能轉化為機械能的一種熱機。1、汽油機的構造及作用部件名稱作用氣缸汽油在氣缸的頂部燃燒從而產生高溫、高壓燃氣活塞在氣缸內，高溫、高壓燃氣推動活塞做功，將燃氣的內能轉化為機械能連桿和曲軸連桿跟活塞相連，曲軸通過傳動裝置跟工作機相連，將活塞的動力傳給工作機進氣門汽油和空氣形成的燃料混合氣的進口排氣門燃料燃燒后廢氣的出口火花塞點火裝置，能產生電火花使燃料混合物猛烈燃燒2、四個沖程：（1）汽油機的工作原理：汽油機工作時，活塞在氣缸里往復運動，活塞從氣缸的一端運動到另一端叫做一個沖程。常見的汽油機要能正常工作，必須連續(xù)完成吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，且不斷循環(huán)進行。

（2）四個沖程：（3）排氣沖程結束，活塞又向下運動，開始新的吸氣沖程，汽油機就連續(xù)工作下去。

汽油機的四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對活塞做功，其他三個沖程要靠飛輪的慣性完成，在開始運轉時，要在靠外力先使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，以后汽油機才能自己工作，所以汽油機剛開始時要靠外力起動。

（4）汽油機的各沖程燃氣及能量轉化情況

由汽油機的工作原理可知，汽油機在做功沖程燃氣的壓強、內能都最大，溫度最高，能量轉化是：內能轉化為機械能。壓縮沖程的能量轉化是：機械能轉化為內能。

下面是汽油機四個沖程的工作情況和能量轉化表：沖程活塞運動情況進氣門排氣門混合氣體能量轉變吸氣上→下開關由進氣門進入氣缸

壓縮下→上關關被壓縮升溫、壓強增大機械能→內能做功上→下關關火花點燃內能→機械能排氣下→下關開排出氣缸

五.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能量之比，叫做熱機的效率。（1）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。（2）提高熱機效率的途徑：①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。②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。③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。六.熱機與環(huán)境1、熱機排放的廢氣不僅溫度高于環(huán)境溫度，而且還含有一氧化碳、二氧化氮、二氧化碳，微粒等各種對人體有害的物質，對環(huán)境造成污染，影響人們的身體健康和動植物的生存。2、減少熱機排放出的有害物質，控制廢氣的排放總量，已經成為熱機發(fā)展與環(huán)境保護的重要舉措。3、隨著科技的發(fā)展越來越多的新技術、新材料、新工藝不斷涌現，如電控燃油噴射、共軌、渦輪增壓等技術的應用，混合動力汽車、電動汽車、太陽能汽車等新型汽車的研發(fā)等，都有利于節(jié)能減排和環(huán)境保護，從而更好地促進生產及提高人們的生活質量?！究键c剖析】考點一：熱量例1．（2021·廣東連南·九年級期中）下列說法中，正確的是（）A．物體溫度高時比溫度低時含的熱量多B．溫度從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞C．熱量從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞D．熱量從熱量多的物體向熱量少的物體傳遞【答案】C【解析】A．熱量是過程量，不能用含有來描述，故A錯誤；B．熱傳遞過程中傳遞的是熱量，不是溫度，故B錯誤；CD．熱傳遞發(fā)生的條件是物體間有溫度差，熱量從高溫物體向低溫物體傳遞，故C正確，D錯誤。故選C?？键c二：熱機例2．（2021·江蘇鹽都·九年級期中）汽油機是熱機之一，如圖所示是汽油機的___________沖程，已知某型汽油機轉速為1200r/min，那么該汽油機每秒共經歷了___________個沖程。熱機通常用水來作為冷卻劑，是利用了水的___________的物理屬性?！敬鸢浮孔龉?0比熱容大【解析】[1]如圖所示的沖程中，兩氣門關閉，活塞向下運動，為做功沖程。[2]某型汽油機飛輪的轉速為1200r/min=20r/s，即每秒飛輪轉動20周，因為汽油機在一個工作循環(huán)中，經歷四個沖程，飛輪轉動兩周，所以該汽油機每秒共經歷40個沖程。[3]水的比熱容大，由Q吸=c水mΔt可知，在質量和升高溫度一定時，水吸收的熱量多，冷卻效果好，故用水作冷卻劑，是利用了水的比熱容大的特性?？键c三：燃料的熱值和熱機效率例3．（2021·山東鄆城·九年級期中）某品牌汽車汽油機的能量流程圖如圖所示，某段時間內四沖程汽油機的每個氣缸每秒鐘做功20次，汽車行駛過程中消耗汽油0.2kg，假設這些汽油完全燃燒，[已知汽油的熱值為，]，求在這段時間內：（1）飛輪的轉速；（2）牽引力做的功；（3）水箱中20kg的冷卻水升高的溫度（不計熱散失）?！敬鸢浮浚?）2400r/min；（2）2.52×106J；（3）30℃【解析】解：（1）四沖程汽油機每秒內對外做功20次，因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成4個沖程，做功1次，所以1s內，飛輪轉40圈，1min飛輪轉動的圈數為（2）汽油放出的熱量汽油機輸出的有用功的效率則牽引力做的功是（3）水吸收的熱量由Q吸＝cm（t﹣t0）得則水升高的溫度為答：（1）飛輪的轉速為2400r/min；（2）牽引力做的功為2.52×106J；（3）水箱中20kg的冷卻水升高的溫度為30℃。【真題演練】一、填空題1．（2021·遼寧鞍山·中考真題）高速行駛的汽車突然剎車，車內的人由于________身體會向前傾，駕駛員通過踩剎車可以使行駛中的汽車突然停止，說明力可以改變汽車的_______。汽油機一個工作循環(huán)中有四個沖程，圖是汽油機工作循環(huán)中的___________沖程?！敬鸢浮繎T性運動狀態(tài)做功【解析】[1]高速行駛的汽車突然剎車時，人的下半身會隨車一起停止運動，而人的上半身由于慣性仍會保持原來的運動狀態(tài)，故人的身體會向前傾。[2]駕駛員踩剎車時，對車施加力，使得行駛中的汽車停止，汽車的運動狀態(tài)發(fā)生改變，說明力可以改變汽車的運動狀態(tài)。[3]由圖中可知，此時進氣門與排氣門均關閉，火花塞點火，活塞向下運動，故可知是做功沖程。2．（2021·廣西河池·中考真題）平直的公路上，一輛轎車重為2×104N，在轎車牽引力F=4×103N的作用下前進了200m，則轎車做的功為______J；轎車的發(fā)動機（熱機）在工作過程中將內能轉化為機械能的是______沖程。【答案】8×105做功【解析】[1]轎車做的功為W=Fs=4×103N×200m=8×105J[2]內燃機在做功沖程中，高溫高壓的燃氣推動活塞做功，將內能轉化為機械能。3．（2021·內蒙古呼和浩特·中考真題）呼和浩特市希拉穆仁草原的冬天，常常風雪交加，異常寒冷，牧民手冷時，總喜歡雙手搓幾下，就感覺暖和，這是利用______使手的內能增加（選填“熱傳遞”或“做功”），或吹幾口氣，亦感覺暖和，這是利用_______使手的內能增加（選填“熱傳遞”或“做功”），牧民們有時還點燃“羊磚”（草原牧民用的清潔能源）作為燃料，取暖、燒水，一俯一仰，其樂融融，已知羊磚的熱值是，現完全燃燒2kg的羊磚，放出的熱量為________J；設該熱量有10%被水吸收，能將_______kg的水從5°C加熱到95°C?！疽阎俊！敬鸢浮孔龉醾鬟f7.9【解析】[1]牧民手冷時，總喜歡雙手搓幾下，就感覺暖和，這是利用克服摩擦做功，增加內能，從而使手的溫度升高，是通過做功的方式增加內能的。[2]吹幾口氣，亦感覺暖和，這是因為吹出的氣溫度比較手高，手吸收熱量，內能增大，溫度升高，是通過熱傳遞的方式增加內能的。[3]完全燃燒2kg的羊磚放出的熱量[4]該熱量有10%被水吸收，由可得水吸收的熱量根據可得加熱的水的質量二、單選題4．（2021·山東淄博·中考真題）暑假期間，小雨家駕駛汽車去海邊游玩。下列說法正確的是（）A．汽車前進的動力，由內燃機的壓縮沖程提供B．在海邊聞到濃濃的海腥味，這是擴散現象C．海灘的沙子熱得燙腳，是通過做功的方式增加沙子的內能D．海灘的沙子熱得燙腳而海水卻很清涼，是因為海水的比熱容小【答案】B【解析】A．在內燃機的四個沖程中，做功沖程高溫高壓的燃氣對活塞做功，將內能轉化為機械能，使汽車前進，故A錯誤；B．在海邊聞到濃濃的海腥味，是分子在不停地做無規(guī)則運動，屬于擴散現象，故B正確；C．海灘上的沙子溫度升高熱得燙腳，是吸收了太陽光的內能，屬熱量的傳遞，故沙子內能增加是通過熱傳遞的方式改變的，故C錯誤；D．因為沙子的比熱容小，海水的比熱容大，吸收相同熱量，相同質量的沙子比海水溫度上升高快，所以小明在烈日當空的海邊玩耍，感到沙子燙腳，海水卻涼涼的，故D錯誤。故選B。5．（2021·黑龍江大慶·中考真題）關于熱現象，下列說法中正確的是（）A．熱傳遞的實質是能量從內能大的物體向內能小的物體轉移的過程B．以目前的科技水平，熱機的效率無法達到100%C．初冬季節(jié)，在家里洗澡時發(fā)現房間里充滿“白氣”，這些“白氣”是水蒸氣D．晶體和非晶體在熔化過程中隨著持續(xù)吸收熱量，溫度會不斷升高【答案】B【解析】A．熱傳遞的實質是能量從高溫物體傳向低溫物體，或從一個物體的高溫部分傳向低溫部分的過程，故A錯誤；B．熱機把內能轉化為機械能時，能量的耗散是不可以避免的，所以熱機的效率不可以達到100%，故B正確；C．這些“白氣”是水蒸氣液化成的小水滴，故C錯誤；D．晶體熔化持續(xù)吸熱，溫度不變，故D錯誤。故選B。三、計算題6．（2021·山東威?！ぶ锌颊骖}）某救援志愿小組利用救生筏開展海上救援演練。甲、乙2名志愿者將質量為100kg的救生筏（內含汽油發(fā)動機等）放在輪船的水平甲板上，救生筏與甲板接觸面積為，已知甲、乙兩人的質量均為50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）（1）救生筏對甲板的壓強是多少？（2）演練地點離最近的海岸50km，將救生筏從輪船放入海中，甲、乙兩人乘坐救生筏，救生筏沿海面勻速行駛，救生筏受到的阻力始終為開始出發(fā)時總重力的0.2倍，汽油完全燃燒放出熱量的20%轉化為推動救生筏前進的機械能。若發(fā)動機裝有汽油3kg，請通過計算說明甲、乙能否安全抵達海岸。【答案】（1）250Pa；（2）能安全到達【解析】解：（1）救生筏對甲板的壓力為救生筏對甲板的壓強是（2）勻速直線行駛汽油完全燃燒放出的熱量為有效利用的機械能為救生筏通過的路程為因為s>50km，所以能安全到達。答：（1）救生筏對甲板的壓強是；（2）能夠安全到達。【過關檢測】一、填空題1．（2021·廣東·珠海市紫荊中學桃園校區(qū)九年級期中）如圖所示為汽車的發(fā)動機的______沖程，用水來冷卻汽缸是因為水的______較大。熱機的效率是熱機性能的重要指標，下列操作中不能提高汽車熱機效率的有______。（選填序號）①定期保養(yǎng)，更換機油；②添加燃油添加劑，使燃燒更充分；③停車等待較長時間時，熄火；④使用渦輪增壓，利用尾氣?！敬鸢浮孔龉Ρ葻崛茛邸窘馕觥縖1]圖中氣門都關閉，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程；[2]用水來冷卻汽缸，因為水的比熱容較大，即相同質量的水和其它液體相比較，若都是升高1℃時，水能吸收的熱量較多，故用水冷卻效果較好；[3]①定期保養(yǎng)，更換機油，可以減小摩擦，減少額外功，從而提高熱機效率，故①不符合題意；②添加燃油添加劑，使燃燒更充分，可提高燃料的利用率，從而提高熱機效率，故②不符合題意；③停車等待較長時間時，熄火，可節(jié)約能源，減少做功時間，但不能提高熱機效率，故③符合題意；④使用渦輪增壓，利用尾氣，減少了熱量損失，從而提高熱機效率，故④不符合題意。2．（2021·江蘇泗陽·九年級期中）汽車已經成為現代生活不可缺少的一部分。（1）圖甲是汽車的剎車結構示意圖，根據圖甲分析，這是______杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）。（2）內燃機有四個工作沖程，圖乙是內燃機的______沖程，若飛輪轉速是4800/min，該內燃機每秒對外做功______次，共完成______個沖程。【答案】省力壓縮40160【解析】（1）[1]O點為支點，剎車油右側的活塞對金屬桿的力是阻力，腳對剎車踏板的力是動力，且動力臂大于阻力臂，所以這是一個省力杠桿。（2）[2]由圖可知，兩氣門都關閉，活塞上行，汽缸內油氣混合物的體積變小，是壓縮沖程；[3][4]四沖程內燃機飛輪的轉速為4800r/min＝80r/s即1s內飛輪轉過80圈，因為在一個工作循環(huán)中，飛輪每轉動兩周，對外做功一次，所以該內燃機每秒對外做功40次，完成160個沖程。3．（2020·河北淶水·九年級期末）如圖所示：（1）如圖A中，紅墨水在熱水中比在冷水中擴散得______，說明分子運動的快慢跟______有關；（2）如圖B中，燒瓶中放有少量水，用打氣筒向瓶中打氣，當橡膠塞被推出時，瓶內有______產生，這是因為瓶內氣體對外______，內能______，溫度______，水蒸氣液化成小水滴。橡膠塞被推出的過程與內燃機______沖程能量轉化原理相同；（3）如圖C中，端面磨平的兩個鉛塊壓緊后能連接在一起是因為______，圖D中，表面平滑的鉛板和金板長時間壓在一起會相互滲入、緊密結合，說明______?！敬鸢浮靠鞙囟劝嘴F做功減小降低做功分子間存在引力分子在不停地做無規(guī)則運動【解析】（1）[1][2]紅墨水在熱水中擴散的比冷水中快，說明溫度越高，擴散越快，說明分子做無規(guī)則運動的劇烈程度與溫度有關。（2）[3][4][5][6]瓶內會有“白霧”產生，用打氣筒往瓶里打氣，打氣筒對瓶內的空氣做功，使瓶內空氣的內能增大，當橡膠塞被推出時，瓶內的空氣對瓶塞做功，空氣的內能轉化為塞子的機械能，空氣的內能減小，溫度降低；空氣中的水蒸氣遇冷發(fā)生液化現象，凝結成小水滴，這就是在瓶內看到的“白霧”。[7]橡膠塞被推出的過程是水蒸氣的內能轉化為橡膠塞的機械能，橡膠塞被推出的過程與內燃機做功沖程能量轉化原理相同。（3）[8]端面磨平的鉛棒壓緊后能夠吊住大鉤碼，說明分子間存在著相互作用的引力。[9]鉛板和金板長時間壓緊在一起，鉛和金會互相滲透，屬于擴散現象，說明固體分子在不停地做無規(guī)則運動。二、單選題4．（2021·山西榆次·九年級期中）某社區(qū)舉行建黨100周年慶典，五彩繽紛的禮花在晴朗的上空競相綻放。禮花筒利用筒內的高壓空氣膨脹，將彩帶噴向空中，產生喜慶效果（如圖所示）。下列沖程與這一過程能量轉化相同的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】禮花筒利用筒內的高壓空氣膨脹，將彩帶噴向空中，是高壓氣體對外做功，內能轉化為機械能。A．兩氣門關閉，活塞向上運動為壓縮沖程，在這個沖程中壓縮氣體做功，機械能轉化為內能，故A不符合題意；B．排氣門打開為排氣沖程，此沖程無能量轉化過程，故B不符合題意；C．兩氣門關閉，活塞向下運動為做功沖程，在這個沖程中高溫高壓的氣體推動活塞向下運動做功，內能轉化為機械能。故C符合題意；D．進氣門打開為吸氣沖程，此沖程無能量轉化過程，故D不符合題意。故選C。5．（2021·陜西興平·九年級期中）現在華北地區(qū)廣大的農村正在進行“煤改氣”活動，將人們以前習慣以煤作為取暖燃料，改為用“天然氣”為燃料。除了環(huán)保因素外，還由于天然氣比煤炭（）A．比熱容大 B．熱值高 C．密度小 D．熔點低【答案】B【解析】燃料完全燃燒時，釋放熱量的多少取決于燃料的種類和質量。人們以前習慣以煤作為取暖燃料，改為用“天然氣”為燃料，除了環(huán)保因素外，還由于天然氣比煤炭熱值高，相同質量的天然氣和煤炭，完全燃燒時天然氣能釋放更多的熱量。故選B。6．（2020·河南登封·九年級期末）從拖拉機、輪船、火車到現在的概念車等生活中常見的交通工具，其動力大都來源于內燃機。下面對內燃機的有關敘述中，不合理的是（）A．內燃機靠產生的高溫、高壓燃氣做功B．在內燃機的熱量損失中，廢氣帶走的能量最多C．汽油機壓縮沖程中燃料混合物的溫度升高，內能增加D．四沖程內燃機的吸氣、壓縮和做功沖程靠飛輪的慣性完成【答案】D【解析】A．內燃機在做功沖程中靠燃料燃燒產生的高溫、高壓燃氣對外做功，故A正確，不符合題意；B．在各種熱量損失中，廢氣的溫度很高，帶走的能量最多，故B正確，不符合題意；C．在壓縮沖程中，對燃料混合物做功，使其內能增大、溫度升高，故C正確，不符合題意；D．四沖程內燃機的吸氣、壓縮、排氣沖程是由飛輪的慣性帶動曲軸旋轉完成的，故D錯誤，符合題意；故選D。三、實驗題7．（2021·江蘇·南通市東方中學九年級期末）某小組的同學研究水受到太陽照射時升溫的情況，對水溫上升快慢的影響因素進行了猜想。猜想1：太陽光照時間猜想2：水量的多少猜想3：水受到的光照面積（簡稱受光面積）（1）關于猜想1小明同學認為借助______（填“功率”或“效率”）的概念可以判斷猜想1是錯誤的；（2）在研究猜想2時，小明利用圖甲所示的裝置，分別在玻璃水槽中裝入不同質量的水，發(fā)現在相同的照射時間中，水質量越大，水溫變化越慢，這樣的操作過程______（選填“合理”或“不合理”），理由是______；（3）為研究猜想3，小明準備了三個側面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽（有蓋，忽略水微弱形變帶來的受光面積變化），在水槽A中裝滿水使光垂直照射在透明玻璃水槽的表面，同學們記錄了A水槽中水溫隨照射時間的變化情況，如下表所示：t/min02468ΔT/℃03.04.85.65.9①請在圖乙中描點作出t-ΔT圖像；______②為進行對比，小明應在水槽______（選填B、C）中裝入水，再進行實驗；③小明發(fā)現經過一段時間后，水溫趨于穩(wěn)定；小明了解到，水接受太陽輻射的同時，也在對周圍環(huán)境放熱；已知水的受光面積為S，此時太陽光單位面積輻射功率為P1，水每側單位面積（研究中忽略薄水槽較小的側、底面積）對周邊的散熱功率為P2；則利用給定的字母寫出水溫穩(wěn)定時，水對太陽能的吸收效率為______；（4）你對水吸收太陽能的升溫快慢的影響因素還有什么猜想：______。【答案】效率不合理沒有控制受光面積相等C光照的角度、光照的強度【解析】（1）[1]功率是指做功的快慢，單位時間內做功越多，功率越大。效率指有效轉化的能量占總能量的比重，與做功的總量及做功時間的長短沒有直接關系。光熱的轉化效率越高，則單位時間內，水吸熱越多，水升溫越快，因此，根據效率的概念可知，水升溫快慢與光照時間的長短沒有關系，猜想1是錯誤的。（2）[2][3]探究水量的多少對水升溫快慢的影響時，根據控制變量法，應控制水的受光面積相同，改變水量的大小，小明在做實驗時，沒有控制受光面積相同，受光面積的不同也有可能影響水溫升高的快慢，因此，這樣的操作過程不合理。（3）①[4]在坐標系中描出時間和溫度對應點，用光滑的曲線連接起來，如圖所示②[5]為了對比明顯，應選擇側面厚度相差較大的水槽進行實驗，因此，應選水槽C。③[6]水槽接收到的太陽能為P1S，水槽兩面向周邊散失的熱量為2P2S，則水對太陽能的吸收效率為（4）[7]對水吸收太陽能的升溫快慢的影響因素還可能有光照的角度、光照的強度等。8．（2021·江蘇揚州·中考真題）利用易拉罐做以下兒個小實驗，（1）如圖1，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內引入一小段油柱，把罐體放在熱水中，可以看到油柱______，這是利用氣