12.4机械能与内能的相互转化 考点解读与训练（含答案）2024-2025学年苏科版九年级物理上册

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1、2024-2025学年九年级上册物理考点解读与训练124 机械能与内能的相互转化1、做功改变内能的另一种方式（1）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少；（2）做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。2、内燃机的四个冲程（1）内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机，内燃机分为汽油机和柴油机；（2）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；（3）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图：吸气冲程

2、：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸；压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。（4）工作过程中能量的转化：压缩冲程：机械能内能；做功冲程：先是化学能内能，再由内能机械能；（5）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。3、燃料的热值及其计算（1）热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热

3、量，叫做这种燃料的热值，符号时q。对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。热值是燃料的一种属性。（2）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。（3）公式：Q=mq M燃料的质量单位千克（kg）；q燃料的热值单位焦/千克（J/kg）；Q燃烧放出的热量单位焦耳（J）。（4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为340107J/kg。（5）同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。4、热机的效率（1）定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：，由于热机在工作过程中总有能量损失

4、，所以热机的效率总小于1；（2）热机在工作过程中造成能量损失的因素有： 燃料很难全部燃烧； 排出的废气带走能量； 热机部件要散热； 克服运转机件之间的摩擦消耗能量。（3）提高热机效率的方法： 尽量让燃料充分燃烧； 设法利用废气的能量； 减少能量损失； 保证良好的润滑。【考点1 做功改变内能的另一种方式】【典例1-1】）勤劳智慧的景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将杆拔出，口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中，筒内密封气体的（）A密度不变B内能增大C分子数增加D分子动能减小【典例1-2】如图所示的火柴

5、是实验室常用的点火工具。我们常将火柴头与擦火皮摩擦点燃火柴，这种点燃火柴的方式是通过_的方式改变了火柴头的内能；火柴燃烧时我们能闻到一股味道，这与分子在_运动有关。【变式1-1】下列实例中，用做功的方式来改变物体内能的是（）A刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋的温度降低B用热水袋暖手，手的温度升高C热水倒入茶杯，茶杯的温度升高D两手相互摩擦，手的温度升高【变式1-2】2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射升空。在加速升空的过程中，天舟六号相对运载火箭是_的。如图乙是用可乐瓶自制的水“火箭”，用气筒向瓶内打气过程中是通过_方式使瓶内空气的内能增大

6、的，增加到一定值时，水便冲开塞子喷射出来，使水“火箭”升空的力的施力物体是_。【考点2 内燃机的四个冲程】【典例2-1】光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中N2O4在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（）A吸气冲程B压缩冲程C做功冲程D排气冲程【典例2-2】如图是汽油机两个冲程的示意图，汽油机原理是工作时把燃料燃烧产生的内能转化成为能，其中是通过_图中的冲程来实现的。【变式2-1】随着人民生活水平的不断提高，小汽车已进入千家万户，小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。如图所示是四冲程汽油机的工作

7、示意图，其中表示压缩冲程的是（）A B C D【变式2-2】单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/（kg）。如图1所示，质量为002kg的氢气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氮气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氢气的温度从20升高到30时，氮气吸收的热量是_J。撤去力，氢气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与图汽油机工作冲程相同。【考点3 燃料的热值及其计算】【典例3-1】汽油的热值为46107J/kg。这个数值究竟有多大？我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个50kg的中学生，爬走10层楼，每层

8、楼的层高为3m，如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等，则所需汽油的质量m0的值约为（）A33gB33gC033gD0033g【典例3-2】在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20加热到100，水吸收的热量是_J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧_kg的煤气，这是通过_的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值_（选填“变大”“变小”或“不变”）水的比热容c水42103J/（kg），煤气的热值q煤气42107J/kg【变式3-1】用两套如图甲所示的相同装置，完成课本实验“探究不同物质吸热升温现象”和实验“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。实验中燃料点燃直至燃

9、尽，烧杯内液体的温度随时间变化的图像均如图乙所示（不计热损失）。以下判断正确的是（）A实验都要控制燃料质量和液体质量相等B实验都通过温度计上升的示数反映吸收热量的多少C若图像一、二为实验的数据所绘，则两种物质比热容之比为1：4D若图像一、二为实验的数据所绘，则两种燃料的热值之比为5：4【变式3-2】（多选）小华把质量相同的液体A和液体B分别装入两个相同的容器内，用相同的热源给它们加热，液体的温度随时间变化的图象如图所示，cA42103J/（kg），若不计热量损失，下列说法正确的是（）A燃料燃烧一半时，剩余燃料的热值变小B液体A的吸热能力比液体B的弱C液体A和液体B升高相同的温度，液体A吸收的热

10、量多D液体B的比热容为21103J/（kg）【变式3-3】小刚同学常听大人们牢骚说天然气质量不好，他就想测一下家中使用的天然气的热值。于是，他在家里将装有5kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20加热至80的过程中，观察到天然气表的数字变化了007m3。他通过上网查阅得知他家使用的天然气灶的效率约为36%，则在这个过程中水吸收的热量是_。由此小明算出天然气的热值是_。【考点4 热机的效率】【典例4-1】目前，燃油汽车的热机效率都不高，下列符合汽车热机能量流向的是（）ABCD【典例4-2】图甲所示是汽油机的_冲程，该冲程中燃气的内能是通过_方式改变的。某汽车发动机的能量流向如图乙所示

11、，该热机的效率是_A，完全燃烧07kg的汽油，废气带走的能量是_J。（q汽油46107J/kg）【典例4-3】某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时05小时，车的总质量为3t，受到的阻力为车重的01倍，其中g10N/kg，q燃油45107J/kg。求：（1）该汽车牵引力所做的功。（2）已知这一过程消耗燃油12kg，则该汽车发动机的效率。（假设燃油完全燃烧）。（3）若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s，发动机牵引力为F，其发动机效率，汽油的热值为q，请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量m的表达式。【变式4-1】一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路

12、面上匀速行驶时，发动机的实际输出功率为20kW。若小汽车行驶的路程为108km，已知汽油的热值q46107J/kg。小汽车发动机的效率为25%。则下列说法正确的是（）A运动的时间为1hB发动机所做的有用功为108108JC汽车所受的阻力为2000ND消耗汽油的质量为5kg【变式4-2】如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图，汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平的公路上匀速行驶了9km时，消耗汽油14kg，假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，汽油完全燃烧放出的热量为_，汽车行进过程中受到的阻力为_N。（汽油

13、的热值是45107J/kg）【变式4-3】中国国产第五代隐身战斗机“歼20”已成功列装中国空军部队。“歼20”的发动机是一种热机，通过航空燃油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。假设“歼20”某次在高空中飞行，在恒定的水平推力15105N作用下，沿水平方向匀速航行了360km，用时05h，燃烧航空油2250kg。（航空油的热值为q40107J/kg）在“歼20”的这一次航行中，求：（1）航行的速度。（2）发动机的功率。（3）发动机的热机效率。一、选择题。1如图所示的实例中，改变物体内能的方式与其它三项不同的是（）A给水加热B压缩空气C搓手取暖D钻木取火2关于内能及其改

14、变，下列说法正确的是（）A热传递过程中，内能大的物体放出热量B一杯茶的温度越高，含有的热量越多C冬天搓手变暖是通过热传递使手的内能增大D神舟十四号飞船返回舱下落过程中温度升高，是通过做功的方式增加其内能的3我国最新研发的63A式轻型水陆两栖坦克总质量约为24t，它在陆地上行驶时与水平地面接触的总面积为8m2，坦克的前部和后部各装有一个浮控箱，已知水1103kg/m3，g取10N/kg，下列说法正确的是（）A坦克在陆地上行驶时对水平地面的压强为3105PaB坦克由陆地行驶入水中的过程中，地面对坦克的支持力不变C当坦克在水面上漂浮时，排开水的体积为24m3D坦克的动力设备是内燃机，内燃机是把机械能

15、转化为内能的装置4下列关于内燃机的四个冲程说法中正确的是（）A如图是汽油机的压缩冲程B如图是汽油机的排气冲程C如图是汽油机的吸气冲程D如图是汽油机的做功冲程5下列现象的解释，说法正确的是（）A甲实验说明二氧化氮分子是运动的，空气分子是静止的B乙实验说明分子间有引力C丙实验说明空气被压缩时内能减少D丁图为四冲程汽油机的吸气冲程6汽油机是传统小汽车的“心脏”某四冲程单缸汽油机的曲轴在1min内转了1200转，该汽油机的汽缸横截面积为S，活塞冲程长为L，满负荷工作时做功冲程中燃气的平均压强为p。则（）A做功冲程中将机械能转化为内能B汽油机活塞每秒做功600次C汽油机满负荷工作1min做功为1200p

16、SLD汽油机满负荷工作时做功的功率为10pSL7自劳动课成为中小学一门独立课程以来，小明已学会了多种菜肴的烹饪方法，下列与烹饪有关的说法，正确的是（）A锅把手上刻有花纹可以增大摩擦B燃气的热值大小与是否完全燃烧有关C菜被炒熟是做功改变了它的内能D油和水很难融合表明分子间没有间隙8 2023年3月30日，我国在太原卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功发射“宏图一号”01组卫星。下列说法不正确的是（）A火箭发射利用了力的作用是相互的原理B燃料燃烧推动火箭升空是把内能转化为机械能C火箭加速上升过程中卫星的机械能不变D发射成功后，火箭中剩余燃料的热值不变9如图所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态

17、示意图，下列说法正确的是（）A此时汽油机正处在做功冲程B汽油机吸气冲程吸入的是空气C换用热值更高的燃料，可以提高汽油机的效率D若飞轮转速是800r/min，做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J，汽油机的功率是10kW10 2023年5月10日，长征七号遥七运载火箭托举天舟六号货运飞船成功发射（如图），并在5月11日5时16分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。下列有关说法正确的是（）A火箭发动机是最高效的热机，其效率可以达到100%B火箭外壳要求轻巧、耐高温，说明外壳材料密度大、熔点高C火箭升空过程中与空气摩擦，是通过做功的方式使火箭内能增加D对接成功后，以核心舱为参照物，天舟六号货运飞

18、船是运动的11（多选）如图所示是我国自主研制的舰载机，舰载机在航空母舰上起飞的情境。下列说法正确的是（）A舰载机机翼上方空气流速大，气体压强大B舰载机的燃料在燃烧过程中，热值不断减小C以起飞的舰载机为参照物航空母舰是运动的D舰载机起飞后，航空母舰受到的浮力减小二、填空题。12塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机_冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是_。13如图为内能的

19、部分知识结构图，图中线条表示知识间的联系。（1）图中A代表改变物体内能的方式是_，B代表的吸（放）热公式为_（2）热机的工作原理是将内能转化为_能。14如图所示，用酒精灯给水加热，一段时间后，管内的气压_（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压，软木塞冲出试管口，该过程的能量转化形式与汽油机的_冲程相似。试管口出现白雾，此时发生的物态变化过程中会_（选填“吸热”或“放热”）。15如图甲所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间后，塞子被试管内的水蒸气推开，这个过程中水蒸气的_能转化为塞子的机械能，这与汽油机图_（选填“乙”或“丙”）冲程中的能量转化相同。若汽油机的转速为1800r/min

20、，则每秒钟做功_次。16单缸柴油机吸气冲程，吸入汽缸的是_；它的下一个冲程是通过_方式增加汽缸内物质的内能；若柴油机飞轮的转数为1200r/min，每秒钟对外做功_次。17将质量为10kg的水由10加热到30，吸收的热量是_J，若这些热量由酒精完全燃烧提供，至少需要_kg酒精。水的比热容是42103J/（kg），酒精的热值是3107J/kg18（1）汽车发动机散热器常用水做冷却剂，因为水的_较大。在四冲程汽油机中、将机械能转化为内能的冲程是_冲程。（2）如图所示为一款雪地摩托车，当雪地车以36km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时，输出功率为8kW，则雪地车所受阻力是_N。若雪地车以8kW的输

21、出功率匀速行驶20min，发动机的效率为40%，则消耗燃油的质量为_kg。（假设燃油完全燃烧，燃油的热值取q40107J/kg）三、实验探究题。19为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。（1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使_（选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度。（2）实验中应控制燃料燃烧的_（选填“时间”或“质量”）相同，根据_比较燃料燃烧放出热量的多少。（3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料_的热值大。（4）另一组的

22、小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像，燃料1和燃料2的热值之比为_。四、计算题。20某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶了10km，消耗汽油2kg。已知该汽车发动机的有用功率为60kW，汽油的热值q5107J/kg。假设汽油完全燃烧，求：（1）该型号汽车在以此过程中做的有用功是多少？（2）该型号汽车发动机的效率是多少？21 2023年2月25日，由中国航空工业集团自主研制的第四架大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600M在广东珠海成功首飞。如图

23、所示，若“鲲龙”AG600M以270km/h的速度匀速直线滑行10min，消耗航空煤油675kg，飞机发动机的功率为225107W，求：（航空煤油的热值为4107J/kg，g取10N/kg，水1103kg/m3）（1）飞机停止在水面上时，舱底距水面15m处所受到的水的压强；（2）飞机在匀速直线滑行过程中受到的阻力；（3）发动机的效率。参考答案【考点1 做功改变内能的另一种方式】【典例1-1】B【分析】猛推推杆时间较短，气体来不及吸放热，主要是外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，压强增大。【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，分子动能增加，气体

24、体积减小，因为是封闭的气体，质量不变，所以分子数不会增加；由可知，筒内密封气体的密度变大。故选：B。【典例1-2】做功；不停地做无规则。【分析】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。分子在永不停息地做无规则运动。【解答】解：火柴头在火柴盒上轻轻划过，此过程对火柴做功，火柴的内能增大，温度升高，当达到火柴头的燃点时就会擦燃，这种点燃火柴的方式是通过做功的方式改变了火柴头的内能；火柴燃烧时我们能闻到一股味道，这与分子在不停地做无规则运动有关。故答案为：做功；不停地做无规则。【变式1-1】D【分析】改变物体内能的两种方式：做功和热传递，热

25、传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。【解答】解：A、刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋的温度降低，是通过热传递改变了物体的内能，不符合题意；B、用热水袋暖手，手的温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，不符合题意；C、热水倒入茶杯，茶杯的温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，不符合题意；D、两手相互摩擦，手的温度升高，是手克服摩擦力做功，属于做功改变物体的内能，符合题意。故选：D。【变式1-2】静止；做功；喷出的水。【分析】在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止；改变内能的方式包括做功和热传递；当一个物体对另一个物

26、体有力的作用时，另一个物体也同时对这个物体有力的作用，即力的作用是相互的。【解答】解：在加速升空的过程中，天舟六号相对运载火箭的位置没有改变，是静止的；用可乐瓶自制的水“火箭”，用气筒向瓶内打气过程中，对空气做功，是通过做功的方式使瓶内空气的内能增大的；向后喷水对水施加力根据力的作用是相互的，推动火箭向上加速运动的力的施力物体是喷出的水。故答案为：静止；做功；喷出的水。【考点2 内燃机的四个冲程】【典例2-1】C【分析】分析光发动机的能量转化，然后与汽油机的能量转化进行比较即可。【解答】解：当太阳光照射时，反应室内发生化学反应，导致室内气压增大，这时将化学能转化为机械能，从而推动活塞移动，相当

27、于汽油机的做功冲程。故选：C。【典例2-2】机械；乙。【分析】在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程压缩气体的过程中，将机械能转化为内能。【解答】解：汽油机原理工作时把燃料燃烧产生的内能转化成为机械能；发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能；由图甲可知，两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；乙图中，两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程。故答案为：机械；乙。【变式2-1】C【分析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向

28、下运动，排气冲程中活塞向上运动。【解答】解：A两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故A不符合题意；B进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，故B不符合题意；C两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C符合题意；D排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。故选：C。【变式2-2】620；3。【分析】（1）类比比热容的概念理解定容比热的概念，类比吸热公式计算氦气吸收的热量；（2）内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；其中在做功冲程中内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转

29、化为内能。【解答】解：由题意可知，单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1所吸收的热量称为该气体的定容比热，与比热容的概念相似，可以用c表示，类比吸热公式可得，氦气吸收的热量：Q吸cmt3100J/（kg）002kg（3020）620J；撤去力，氦气推动活塞做功，内能转化为机械能，此过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同；做功冲程中，两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，图3符合。故答案为：620；3。【考点3 燃料的热值及其计算】【典例3-1】C【分析】根据WGhmgh求出中学生克服重力所做的功，根据题意可知汽油完全燃烧放出的热量，根据Q放mq求出所需汽油的质量。【解

30、答】解：中学生克服重力所做的功：WGhmgh50kg10N/kg93m135104J，根据题意可知，汽油完全燃烧放出的热量：Q放W135104J，由Q放mq可知，所需汽油的质量：m汽油3104kg03g，C选项比较接近，故C正确。故选：C。【典例3-2】672105；0016；热传递；不变【分析】根据Q吸cmt求水吸收的热量，不计热量损失，根据Q吸Q放mq计算需要完全燃烧煤气的质量；做功和热传递都可以改变物体的内能；热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。【解答】解：水吸收的热量：Q吸cm水t42103J/（kg）2kg（10020）672105J；不计热量损失，根据

31、Q吸Q放mq，所以需要完全燃烧煤气的质量：m0016kg；用煤气灶烧水的过程中，能量发生了转移，是通过热传递的方式使水的内能增加；热值是燃料的一种特性，未使用完的煤气的热值不变。故答案为：672105；0016；热传递；不变。【变式3-1】C【分析】（1）比较不同物质吸热升温，则需要燃烧相同的燃料（确保相同时间放出的热量相同），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，由t比较温度的变化，温度升高越多，则吸热能力越小；为了比较不同燃料燃烧放出的热量热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据Qcmt，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，根据q，这种燃料热值越大；（2）实验“

32、使用相同的燃料（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，而实验比较不同燃料燃烧放出的热量热值大小时，用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，液体升温越高，则燃料放出的热量越多；（3）由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象得出升高10，图象一对应的物质和图象二对应的物质的加热时间之比；根据Qcmt，在质量和升高温度相同的情况下，比热容之比等于吸收热量之比，据此得出图象一和图象二表示两种物质的比热容之比；（4）不同燃料充分燃烧放热的现象中，燃料完全燃料，得出图象一、二对应的物质的升高503020，根据Qcmt得出两种物质吸热之比，根据q分析。【解答】解：A、比较不同物质吸热升温，则需要燃烧相

33、同的燃料，加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度；为了比较不同燃料燃烧放出的热量热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，所以两个实验中都要控制杯中液体质量相等，而燃料质量不一定相等，故A错误；B、实验“使用相同的燃料（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，而实验用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，故B错误；C、“不同物质吸热升温的现象”中，由探究由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象，升高10，图象一对应物质的加热时间为10分钟（注意是均匀升温）；而图象二对应物质的加热时间为40分钟；由转换法可知，两种物质吸收热量之比为10

34、min：40min1：4；根据Qcmt，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容成正比，故图象一和图象二表示两种物质的比热容之比为1：4，故C正确；D、不同燃料充分燃烧放热的现象中，燃料完全燃料（燃料质量相同），图象一对应的物质升高503020；图象二对应的物质升高403010；而同种液体的质量相同，根据Qcmt，吸热多少与升高的温度成正比，两种物质吸热之比为20：102：1，根据q，在燃料质量相同的条件下，吸热与热值成正比，故图象一和图象二表示两种燃料的热值之比为2：1，故D错误。故选：C。【变式3-2】CD【分析】（1）热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，而与质量大小、燃烧

35、程度无关；（2）（3）比较物质吸热能力的2种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。（4）从图中可知当放热15min时（放出热量相同），a和b的温度变化量，再根据Qcmt可知a和b的比热容的关系，已知a的比热容，进而可得出b的比热容。【解答】解：A、热值是燃料的一种特性，与质量大小、燃烧程度无关，燃料燃烧一半时，剩余燃料的热值不变，故A错误；B、观察图像可知，A和B质量相同，吸收相同的热量，A温度改变量小，比热容大，吸热能力强，所以A比B吸

36、热能力强，故B错误；C、液体A和液体B升高相同的温度，液体A吸热能量强，吸收的热量多，故C正确；D、加热5min，AB吸收的热量相等，为Q，由Qcmt可知：cA；cB；则cA：cBtB：tA40：202：1，则B的比热容为：cBcA42103J/（kg）21103J/（kg），故D正确。故选：CD。【变式3-3】（1）在这个过程中水吸收的热量是126106J；（2）天然气的热值是5107J/m3。【分析】（1）已知水的质量、初温、末温，根据Q吸cm（tt0）可求出水吸收的热量；（2）根据100%可求出天然气放出的热量，根据q可求出天然气的热值。【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸c水m（tt0

37、）42103J/（kg）5kg（8020）126106J；（2）天然气放出的热量Q放35106J，天然气的热值q5107J/m3。答：（1）在这个过程中水吸收的热量是126106J；（2）天然气的热值是5107J/m3。【考点4 热机的效率】【典例4-1】B【分析】热机是利用内能来做功的机器，热机的效率是指用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所放出的总能量的比值；汽车热机的效率通常为20%30%左右。【解答】解：汽车热机的效率通常为20%30%左右，只有B选项中汽车热机工作时，有30%的内能转化为机械能，故ACD错误、B正确。故选：B。【典例4-2】压缩、做功、30%、10626107J。【

38、分析】根据两个阀门的状态和活塞的运动情况判断属于哪个冲程；图中活塞压缩气体对气体做功使气体的内能增加；根据图中所示用100%减去废气、冷却水、摩擦与辐射所占的百分比，即为该热机的效率；根据Q放mq计算燃料完全燃烧放出的热，乘以废气占的百分比，即为废气带走的能量。【解答】解：图中进气阀门和排气阀门都关闭，活塞上移，是压缩冲程；因为图中活塞压缩气体对气体做功使气体的内能增加，所以是通过做功方式改变内能的；由图乙可知该热机的效率为100%33%30%7%30%；完全燃烧07kg汽油放出的热量Q放mq汽油07kg46107J/kg322107J；废气带走的能量QQ放322107J33%10626107

39、J。故答案为：压缩、做功、30%、10626107J。【典例4-3】（1）该汽车牵引力所做的功是108108J；（2）已知这一过程消耗燃油12kg，则该汽车发动机的效率是20%；（3）该汽车在这段路程内消耗汽油质量m的表达式是量。【分析】（1）知道车的质量，利用Gmg求车重，而受到的阻力为车重的01倍，可求车受到的阻力；由于车匀速行驶，车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，可求牵引力大小，又知道行驶的路程，利用WFs求牵引力做功；（2）（3）知道燃油的密度和体积，利用mV求燃油的质量，再利用Q放mq求燃油完全燃烧放出的热量，即热机消耗的总能量；利用效率公式100%求该汽车发动机的效率。【

40、解答】解：（1）汽车的重力Gmg3103kg10N/kg3104N，汽车受到的阻力f01G013104N3103N，因为车匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，汽车受到的牵引力Ff3103N，则牵引力做功WFs3103N36104m108108J；（2）燃油完全燃烧放出的热量（消耗的总能量）Q放m燃油q燃油12kg45107J/kg54108J，该汽车发动机的效率20%；（3）汽油完全燃烧放出的热量Q放mq，牵引力做的功WFs，由可得：Q放W，即：mqFs，则消耗汽油的质量。答：（1）该汽车牵引力所做的功是108108J；（2）已知这一过程消耗燃油12kg，则该汽车发动机的效率是20%；（3）该汽车

41、在这段路程内消耗汽油质量m的表达式是量。【变式4-1】B【分析】（1）已知汽车的行驶速度和行驶的距离，根据公式v可求运动时间；（2）已知发动机的实际功率和行驶的时间，根据公式WPt可求发动机所做的有用功；（3）根据F计算出牵引力，然后根据二力平衡的条件汽车汽车所受的阻力；（4）根据效率100%求出汽油完全燃烧释放的热量，然后根据Q放qm可求汽油的质量。【解答】解：A根据v可知，汽车的运动时间为：t15h5400s，故A错误；B发动机所做的有用功为：W有用Pt201000W5400s108108J，故B正确；C汽车的速度v72km/h20m/s，根据公式PFv可知，汽车的牵引力：F1000N，根

42、据二力平衡的条件汽车汽车所受的阻力为fF1000N，故C错误；D根据效率可得汽油完全燃烧释放的热量Q放432108J，根据Q放qm可得汽油的质量m94kg，故D错误。故选：B。【变式4-2】63107J；2100。【分析】根据Q放mq计算汽油完全燃烧放出的热量；根据WQ放计算汽车行进过程中做的有用功，根据F计算汽车的牵引力。【解答】解：汽油完全燃烧放出的热量Q放mq14kg45107J/kg63107J；汽车行进过程中做的有用功WQ放63107J30%189107J，汽车的牵引力F2100N。故答案为：63107J；2100。【变式4-3】（1）飞机航行的速度为720km/h。（2）发动机的功

43、率为3107W。（3）发动机的热机效率为60%。【分析】（1）根据速度公式计算飞机航行的速度。（2）根据PFv计算发动机的功率。（3）根据效率公式计算热机效率。【解答】解：（1）飞机航行的速度为：200m/s。（2）发动机的功率为：3107W。（3）发动机做的有用功为：WFs15105N360103m541010J；航空油完全燃烧放出的热量为：；发动机的热机效率为：。答：（1）飞机航行的速度为720km/h。（2）发动机的功率为3107W。（3）发动机的热机效率为60%。1A【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，其中做功过程是能量的转化过程，是机械能和内能相互转化的过程；热传递是内能从高温转移到低温的过程，二者的本质不同。【解答】解：A、给水加热，水吸收热量，是热传递改变内能；B、压缩空气的过程中，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，是做功改变内能；C、搓手取暖的过程中，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使手内能增加，温度升高，是做功改变内能；D、钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是做功改变内能；A与BCD改变物体内能的方式不同，故A符合题意。故选：A。2D【分析】（1）热传递的条件是存在温度差。（2）热量是一个过程量；（3）做功和热传递都可以改变物体的内能。【解答】解：A、热传递过程中，温度高的物