專題14 內(nèi)能及其利用本專題中考考點和要求（“”表示該標準要求屬于評價水平這一層次）評價目標和評價水平標準要求 知識性目標技能性目標體驗性目標了解認識理解獨立操作經(jīng)歷認同內(nèi)化1.從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。2.了解熱機的工作原理。知道內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。3.知道能量守恒定律。列舉日常生活中能量守恒的實例。有用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點分析問題的意識。4.從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度認識效率。5.知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。規(guī)律總結(jié)1：對汽油機和柴油機的認識及其相關(guān)問題的處理1.熱機定義：熱機是利用內(nèi)能來做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器。2.熱機的種類：蒸汽機、內(nèi)燃機（汽油機和柴油機）、汽輪機、噴氣發(fā)動機等內(nèi)燃機活塞在汽缸內(nèi)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(nèi)燃機包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在單缸四沖程內(nèi)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(zhuǎn)2周，活塞上下往復2次，做功1次。在這四個沖程中只有做功沖程是燃氣對活塞做功，而其它三個沖程（吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程）是依靠飛輪的慣性來完成的。壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。汽油機工作過程：柴油機工作過程：3.汽油機和柴油機的比較： 汽油機的氣缸頂部是火花塞；柴油機的氣缸頂部是噴油嘴。汽油機吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物；柴油機吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。汽油機做功沖程的點火方式是點燃式；柴油機做功沖程的點火方式是壓燃式。柴油機比汽油及效率高，比較經(jīng)濟，但笨重。汽油機和柴油機在運轉(zhuǎn)之前都要靠外力輔助啟動。規(guī)律總結(jié)2：解決熱值與熱效率問題思維方法與技巧1.燃料完全燃燒放出熱量（1）燃料完全燃燒釋放出的熱量公式為：Q放=mq。（2）氣體燃料完全燃燒釋放出的熱量公式也可為：Q放=qV。推導過程如下：說明：中的公式對固體、液體、氣體、均適用。只對氣體適用。兩個公式的得出都是根據(jù)熱值的定義式得到的。其中，Q放表示燃料完全燃燒放出的熱量，單位是J；q表示燃料的熱值，單位是J/kg；m表示質(zhì)量，單位是kg。V表示體積，單位是3。2.熱效率公式（1）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。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。汽車發(fā)動機的效率、飛機發(fā)動機的效率、輪船發(fā)動機的效率均屬于熱機的效率，其公式為：=。（2）爐具的熱效率：天然氣燃燒放出的熱量是爐具提供的總熱量，Q總=Q放，水吸收的熱量是有用的熱量Q有=Q吸，則=。（3）電熱水器的效率：電熱絲所產(chǎn)生熱量為Q總，總=Q放，水需要吸收熱量為Q有，有=Q吸，則=。規(guī)律總結(jié)3：用能量守恒定律解決問題思路1.要理解能量守恒定律（1） 能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。（2） 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(zhuǎn)化的過程，都遵從能量守恒定律。（3）“第一類永動機”永遠不可能實現(xiàn)，因為它違背了能量守恒定律。2.試論述能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移和守恒問題。（1）在一定條件下各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。能量轉(zhuǎn)化反映了各種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，如摩擦生熱說明了機械運動和熱現(xiàn)象之間存在的聯(lián)系；電風扇轉(zhuǎn)動說明了電現(xiàn)象和機械運動之間存在的聯(lián)系。（2）不同形式的能量通過做功可以相互轉(zhuǎn)化，同種形式的能量之間通過熱傳遞可以進行轉(zhuǎn)移，能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，也可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。（3）能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。（4）根據(jù)能量守恒定律，在分析自然現(xiàn)象時，如果發(fā)現(xiàn)某種形式的能量減少，一定能找到另一種形式的能量增加;反之，當某種形式的能量增大時，也一定可以找到另一種形式的能量減少?！纠}1】（2018成都）如圖所示是內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（ ）A.壓縮沖程，將化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D.做功沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】C【解析】圖中進氣門和排氣門均閉合，活塞向下運動，且火花塞放電，所以是內(nèi)燃機的做功沖程，此沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能.故選C.【例題2】（2019武漢）甲圖中，迅速向下壓活塞，能量的轉(zhuǎn)化情況是 。乙圖內(nèi)燃機的工作過程中與甲圖能轉(zhuǎn)化情況相同的是 (選填圖中的代號)?！敬鸢浮繖C械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；B。【解析】（1）對物體做功，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（2）由進氣門和排氣門的關(guān)閉和打開情況、活塞的上行和下行情況來判斷是哪個沖程；四個沖程中壓縮沖程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，排氣和吸氣沖程沒有能的轉(zhuǎn)化。圖甲中，迅速向下壓活塞，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為筒內(nèi)空氣的內(nèi)能；圖乙中：A.進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化；B.兩個氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B符合題意；C.兩個氣門都關(guān)閉，活塞向下運動，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；D.排氣門打開，進氣門關(guān)閉，活塞向上運動，是排氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化?！纠}3】（2018大慶）天然氣已經(jīng)被廣泛利用，它是一種 （選填“可”或“不可”）再生能源，完全燃燒0.07m3天然氣釋放的熱量為 J，若這些熱量的30%被水吸收，可以將4kg的水由20加熱到 q天然氣=4107J/m3，c水=4.2103J/（kg）【答案】不可；2.8106；70【解析】（1）天然氣屬于化石能源，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，屬于不可再生能源；（2）完全燃燒0.07m3天然氣釋放的熱量：Q放=Vq=0.07m34107J/m3=2.8106J；（3）由題知，水吸收的熱量：Q吸=30%Q放=30%2.8106J=8.4105J，由Q吸=cm（tt0）可得：8.4105J=4.2103J/（kg）4kg（t20），解得水的末溫：t=70。【例題4】（2019四川廣元）若家用天然氣的熱值為4.2107J/kg 水的比熱容為4.2103J/（kg）。（1）完全燃燒0.04m3天然氣放出的熱量是多少？（2）若某新型天然氣灶燒水的效率為40%，完全燃燒0.04m3天然氣可使室溫下5kg的水溫度升高多少？【答案】（1）1.68106J；（2）32?！窘馕觥浚?）燃燒0.04m3天然氣放出的熱量：Q放=Vq=0.04m34.2107J/m3=1.68106J；（2）由題知，水吸收的熱量：Q吸=Q放40%=1.68106J50%=6.72105J，由Q吸=cmt可得水升高的溫度：t=32。【例題5】（2018長沙）現(xiàn)在流行一款鞋，穿上它走路時，鞋會發(fā)光，站著不動就不會發(fā)光。則這款鞋發(fā)光的原理，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析正確的是（）A機械能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為光能B電能轉(zhuǎn)化為機械能，再轉(zhuǎn)化為光能C機械能轉(zhuǎn)化為光能，再轉(zhuǎn)化為電能D光能轉(zhuǎn)化為機械能，再轉(zhuǎn)化為電能【答案】A【解析】穿上鞋走路時，具有機械能，鞋會發(fā)光，具有光能；根據(jù)題意可知，該鞋（發(fā)電鞋）的工作原理是電磁感應現(xiàn)象，先是機械能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化為光能?！纠}6】（2019沈陽）根據(jù)能量守恒定律，下列情形可能發(fā)生的是( )A.隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展和提高，永動機是可以制成的B.兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面C.電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續(xù)下去D.出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續(xù)運動【答案】B【解析】永動機違反了能量守恒定律，永遠無法制成，故A項錯誤；兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，由于小球具有動能，會繼續(xù)沖上右斜面，故B項正確；在電水壺的使用過程中，消耗了電能，而水的溫度升高，內(nèi)能增加，斷電后，水不再吸收熱量，水的沸騰會停止，故C項錯誤；出槍膛的子彈高速運動，說明子彈具有動能，射穿木板時，由于摩擦生熱會使動能減小，它的速度減慢，故D項錯誤。故選B?！?019年題組】一、填空題1.（2019綿陽）把一個薄壁金屬管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞緊，拿一根繩子在管外繞幾圈，并迅速地來回拉動繩子，過一會兒，你會看到塞子跳了起來，如圖所示。從能量的角度分析,這個現(xiàn)象表明_______內(nèi)能轉(zhuǎn)化機械能__________________?！敬鸢浮績?nèi)能和機械能之間可以相互轉(zhuǎn)化（和轉(zhuǎn)移）【解析】繩子與金屬管摩擦，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；高溫筒壁對酒精加熱，這是能量的轉(zhuǎn)移；高溫酒精推動塞子做功，使塞子跳起，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。所以在整個過程中，存在著內(nèi)能和機械能之間的相互轉(zhuǎn)化，也存在著能量的轉(zhuǎn)移。能答出“內(nèi)能和機械能之間可以相互轉(zhuǎn)化”即可。2.（2019撫順）如圖表示汽油機的 沖程。汽油屬于 能源（可再生/不可再生），完全燃燒0.1kg的汽油，放出熱量為 J，如果這些熱量全部被質(zhì)量為100kg、初溫為20的水吸收，能使水的溫度升高 。（q汽油=4.6107J/kg，c水=4.2103（J/kg）【答案】壓縮；不可再生；4.6106；11【解析】（1）圖中，汽油機的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運動，是壓縮沖程；（2）汽油來源于石油，石油是經(jīng)過幾百萬年的演變形成的，汽油是從石油中提煉出來的，屬于不可再生能源；（3）完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量：Q放=m煤油q=0.1kg4.6107J/kg=4.6106J；（4）根據(jù)Q吸=cmt=Q放可知水溫度升高值：t=Q吸/ cm =11。二、選擇題3.（2019北部灣）在內(nèi)燃機的四個沖程中，如圖所示的是（ ）A吸氣沖程B壓縮沖程C做功沖程D排氣沖程【答案】C【解析】內(nèi)燃機的四個沖程中有兩個沖程發(fā)生能量轉(zhuǎn)化，一是壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；二是做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。判斷出是哪個沖程，再判斷能量是怎樣轉(zhuǎn)化的。由圖可以看出：內(nèi)燃機的兩個氣閥關(guān)閉，活塞向下運動，所以是做功沖程。4.（2019深圳）能量守恒定律表明的是（ ）A動能和勢能是守恒的B內(nèi)能和機械能是守恒的C能量的變化等于做功的多少D能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失【答案】D【解析】能量既不會消失，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變?nèi)⒑喆痤}5.（2019荊州）如圖，是承承在乒乓球比賽中，高拋發(fā)球時的情景，不計空氣阻力，請你回答下列問題：（1）在乒乓球上升的過程中，乒乓球的能量是如何轉(zhuǎn)化的？其機械能如何變化？（2）乒乓球運動到最高點時，是否處于平衡狀態(tài)？請說明理由【答案】（1）在乒乓球上升的過程中，乒乓球的質(zhì)量不變，速度變小，動能減小，同時高度升高，重力勢能變大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；機械能為動能和勢能之和，所以不計空氣阻力，機械能大小不變；（2）乒乓球運動到最高點時，不處于平衡狀態(tài)；因乒乓球運動到最高點時，只受重力作用，合外力不為零【解析】影響動能的影響因素是物體的質(zhì)量和物體運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度，其中動能和勢能統(tǒng)稱為機械能在分析各個能量的變化時，根據(jù)各自的影響因素進行分析處于平衡狀態(tài)的物體一定受到非平衡力的作用，對乒乓球運動到最高點時進行受力分析即可解答四、綜合計算題6.（2019湖北宜昌）近幾年來，我國大力推廣新能源汽車，2017年12月宜昌市正式發(fā)放新能源汽車牌照，某款電動汽車（如圖）以60km/h的速度勻速行駛了80km,所受的牽引力720N，耗電18kWh,請解答下列問題：（1)牽引力所做的功及功率各是多少？（2上述行駛過程中，電動車的效率是多少？（3）有一款與它外形、重量均相同的汽油車，在相同路面上以60km/h的速度行駛80km，其效率25，需要消耗多少kg汽油？（q汽油=4.5107J/kg)（4）我們常說新能源汽車能夠“節(jié)能減排”，請你回答，“減排”為什么是和“節(jié)能”連在一起的？【答案】見解析?！窘馕觥浚?）牽引力所做的功：牽引力的功率：（2）消耗的電能即總功：新能源車的效率：（3）汽油燃燒放出的熱量：汽油的質(zhì)量：（4）因為目前人類使用的主要能源是化石能源，其燃燒會產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫及其污染物，所以要“減排”就必須減少化石能源的消耗，即“節(jié)能”。【2018年題組】一、填空題1.（2018南京）由金屬桿組成如圖所示的導軌，其中水平面上兩平行導軌足夠長且全部置于豎直向上的磁場中，與傾斜放置的導軌ABCD平滑且固定連接將一金屬棒ab從傾斜導軌上一定高度由靜止釋放，運動過程中始終與導軌垂直接觸且不受摩擦，請你判斷ab棒在水平導軌上的運動情況： ；并從能量轉(zhuǎn)化的角度簡述理由： 【答案】減速運動，最后靜止；導體棒在下滑過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化動能；滑到水平導軌上后，導體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，機械能越來越小，速度越來越慢，最后靜止【解析】導體棒在下滑過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滑到水平導軌上后，根據(jù)右手定則判斷出導體棒中的電流方向，再根據(jù)左手定則判斷出導體棒受到安培力的方向，導體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，動能越來越小導體棒在下滑過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，做加速運動；滑到水平導軌上后，導體棒做切割磁感線運動，根據(jù)右手定則可以判斷出導體棒中的電流方向為ba，再根據(jù)左手定則判斷出導體棒受到安培力的方向和導體棒運動方向相反，對導體棒的運動起到阻礙作用，導體棒需要克服安培力做功，消耗機械能，機械能越來越小，所以做減速運動，最后靜止2.（2018牡丹江）汽車的發(fā)動機常用水作為降溫的物質(zhì)，這是因為水的_________較大的緣故。汽油的熱值是4.6107J/kg，1kg汽油完全燃燒放出的熱量是________J。目前熱機的效率還比較低，在熱機的能量損失中，_______帶走的能量最多，設(shè)法利用這部分能量，是提高燃料利用率的重要措施?！敬鸢浮勘葻崛?4.6107 廢氣【解析】汽車的發(fā)動機常用水作為降溫的物質(zhì)，是因為水的比熱容較大的緣故；1kg汽油完全燃燒放出的熱量是Q=qm=4.6107J/kg1kg=4.6107J；熱機的能量損失中，廢氣帶走的能量最多。二、選擇題3.（2018柳州）如圖是汽車四沖程發(fā)動機的一個沖程示意圖，下列說法正確的是（ ）A.該沖程是做功沖程 B.該沖程機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.這種汽車對環(huán)境沒有污染 D.此發(fā)動機的效率可達90%【答案】A【解析】做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。熱機對環(huán)境有一定污染，比如廢氣污染。4.（2018福建）根據(jù)能量守恒定律，下列情形可能發(fā)生的是（）A隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展和提高，永動機是可以制成的B兩個斜面相對連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面C電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續(xù)下去D出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續(xù)運動【答案】B【解析】A.永動機違反了能量的轉(zhuǎn)化與守恒，不可能實現(xiàn)，故A錯誤；B.兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，由于具有動能，會繼續(xù)沖上右斜面，故B正確；C.在電水壺的使用過程中，消耗了電能，而水的溫度升高，內(nèi)能增加，斷電后，水不再吸收熱量，水的沸騰會停止，故C錯誤；D.子彈射穿木板的情景，子彈高速運動，說明子彈具有動能，由于摩擦生熱會使動能減小，它的速度減慢，故D錯誤。三、簡答題5.（2018新疆）請閱讀下面的介紹，回答相關(guān)問題。焦耳是一位偉大的物理學家，他成功地發(fā)現(xiàn)了焦耳定律，測出了熱功當量。但他在探索科學真理的道路上，也走過彎路。年輕的時候，焦耳也和許多人一樣設(shè)想能制作出一種“永動機”不需要給它提供任何動力（即不消耗任何能源）就能自動工作起來的機械裝置。他曾通宵達旦地冥思苦想，不斷地設(shè)計、制作，但沒有一次是成功的。接連的失敗引起了焦耳的深思，他沒有像有些人那樣“執(zhí)迷不悟”，而是反思原來的設(shè)想，重新確定新的探究課題。經(jīng)過不懈地努力，他終于在新的研究領(lǐng)域中取得了成功，發(fā)現(xiàn)了科學真理。（1）“永動機”制造一直失敗的原因是：它違背了______________________。（2）你從焦耳科學探究的歷程中得到的啟示是: ______________________。【答案】（1）能量守恒定律（2）科學探究要善于思考，認清方向，經(jīng)常反思，不懈努力。【解析】解決此類問題，首先要靜下心來讀題，先粗讀，知道題目敘述的概況；后精讀，分析有關(guān)題目的內(nèi)容和特征。然后提取相關(guān)信息，排出干擾因素，弄清物理情景、物理過程，建立物理模型，找出物理規(guī)律。最后應用所學知識解答題目中的問題。四、綜合計算題6.（2018江西）某家庭用燃氣熱水器將質(zhì)量為100kg、溫度為20的自來水加熱到50，消耗的天然氣體積為1m3（假設(shè)天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2103J/(kg.)，天然氣的熱值為3.2107J/m3.求：（1）天然氣完全燃燒放出的熱量；（2）水吸收的熱量；（3）該熱水器工作的效率?！敬鸢浮浚?）3.2107J；（2）1.26107J；（3）39.38%.【解析】（1）天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放=qv=3.2107J/m31m3=3.2107J；（2）水吸收的熱量：Q吸=cmt=4.2103J/(kg.)100kg（50-20）=1.26107J；則熱水器工作效率：=Q吸/Q放100%=1.26107J/3.2107J100%39.38%【2020年模擬壓軸題組】一、填空題1.（2020齊齊哈爾三中模擬）在摩擦生熱的現(xiàn)象中機械能能轉(zhuǎn)化為________能；在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為________能；在熱傳遞的過程中，高溫物體的內(nèi)能________，低溫物體的內(nèi)能________，內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，而能的總量________【答案】內(nèi)；機械；減少；增加；保持不變【解析】分析此題的關(guān)鍵在于如何理解“能量守恒定律”中的“轉(zhuǎn)化”、“轉(zhuǎn)移”和“守恒”這幾個關(guān)鍵的詞，當能量發(fā)生轉(zhuǎn)化時一定表現(xiàn)為：一種形式的能減少而變化成另一種形式的能，則另一種形式的能增大而“轉(zhuǎn)移”則是指一種形式的能在物體與物體間，或同一物體的不同部分間發(fā)生了數(shù)量的變化，即增加與減少，而沒有形式的變化但能的總量卻保持不變所以無論在摩擦生熱現(xiàn)象中，氣體膨脹做功的過程中及熱傳遞的過程中，都服從“能量守恒”定律2.（2020天津模擬）可燃冰，石油、煤都屬于 （選填“可“或“不可”）再生能源。若可燃冰的熱值為4107J/m3，完全燃燒lm3的可燃冰可放出的熱量是 J，這些熱量有60%被水吸收，可把 kg的水從20加熱到80水的比熱容C=4.2103J/（kg）【答案】不可；4l07；95.2【解析】（1）可燃冰、石油、煤開發(fā)使用后，會越來越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，所以它們都屬于不可再生能源；（2）1m3天然氣完全燃燒產(chǎn)生熱量：Q放=Vq=1m34107J/m3=4107J；（3）由題知，水吸收的熱量：Q吸=60%Q放=60%4107J=2.4107J；由Q吸=cm（tt0）可得加熱水的質(zhì)量：m=Q吸/ c（tt0）95.2kg。二、選擇題3.（2020河北模擬）如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖，關(guān)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(nèi)氣體的內(nèi)能減小C做功沖程中，燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)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】四沖程汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程，分別是吸氣、做功、壓縮和排氣，其中只有做功沖程對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；另外還有壓縮沖程有能量轉(zhuǎn)化，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；根據(jù)氣門的狀態(tài)、活塞運動的方向確定沖程的種類。 A.汽油機在吸氣沖程中，進氣門打開、排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合物進入汽缸，故A正確； B.在壓縮沖程中，進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，氣體的內(nèi)能變大，此過程是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，故B錯誤；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)化為機械能，故C錯誤； D.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。 4.（2020濟南模擬）如圖所示是某老師的自制教具，他在礦泉水瓶的側(cè)壁上鉆一個孔,把電火花發(fā)生器緊緊塞進孔中，實驗時從瓶口噴入酒精并蓋上錐形紙筒，按動電火花發(fā)生器的按鈕，點燃瓶內(nèi)酒精后，紙筒即刻飛出。關(guān)于此實驗，下列分析不正確的是（ ）A.酒精不完全燃燒時熱值不變B.能聞到酒精的氣味說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動C.燃氣推動紙筒飛出的過程相當于內(nèi)燃機的壓縮沖程D.紙筒飛出后瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減小，溫度降低【答案】C 【解析】燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、是否完全燃燒等因素無關(guān)，故A選項說法正確；能聞到酒精的氣味是酒精分子永不停息地做無規(guī)則運動的結(jié)果，故B選項說法正確；燃氣推動紙筒飛出時將燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為紙筒的機械能，這時瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減小，溫度降低，這與內(nèi)燃機的做功沖程類似，故C選項說法不正確，D選項說法正確，故選C。三、簡答題5.（2020廊坊模擬）某校師生在學習了能量的轉(zhuǎn)化與守恒以后，組織興趣小組調(diào)查學校幾種爐灶的能量利用效率。他們發(fā)現(xiàn)學校的一個老式鍋爐燒水時，經(jīng)常冒出大量的黑煙，且燒水時鍋爐周圍的溫度很高，鍋爐的效率很低。（1）請你根據(jù)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象分析此鍋爐效率低的原因，并提出相應的改進措施。（2）要減少煙氣帶走的熱量，可以采用什么辦法？【答案】（1）鍋爐效率低的原因：鍋爐冒出大量的黑煙，說明煤燃燒不完全；鍋爐周圍的溫度很高，說明鍋爐向周圍散失的熱量太多。（2）改進措施：盡量使燃料燃燒充分；利用煙氣攜帶的熱量對其他的水進行預加熱，綜合利用內(nèi)能?！窘馕觥吭诋斀竦牡秃摹⒏咝У男问较拢仩t效率低是社會關(guān)注的焦點問題。在本題中，師生通過共同調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)了鍋爐效率低的主要原因表現(xiàn)癥狀：經(jīng)常冒出大量的黑煙；鍋爐周圍的溫度很高。針對這兩種表現(xiàn)，通過分析，揭示其效率低的原因：燃燒問題和散熱問題。發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，如何解決問題呢？煙氣帶走熱量，是普遍存在的問題，讓同學們提出解決方案，滲透、融合了情感態(tài)度價值觀的教育，可謂是一箭雙雕。6.（2020云南模擬）排球充氣后，讓排球從手上自由落下，排球每次彈回的高度都低于落下時的高度（1）解釋整個過程中能量是否守恒（2）排球從接觸地面到形變最大的過程中，速度v與形變大小V之間的關(guān)系大致如圖，請說明該過程中，排球受力情況與機械能變化的關(guān)系【答案】（1）整個過程中能量守恒排球從手上自由落下，排球每次彈回的高度都低于落下時的高度，是因為由于空氣的摩擦，有一部分機械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但能量總量是守恒的（2）排球從接觸地面到形變最大的過程中，受到重力和地面給予的彈力的作用，開始時重力大于彈力，速度逐漸增大；當重力等于彈力時，速度達到最大值；最后重力小于彈力，速度逐漸減小，直至速度為零同時這一過程中動能轉(zhuǎn)化為排球的彈性勢能【解析】根據(jù)能量守恒定律的觀點，結(jié)合機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化可做出解釋；排球從接觸地面到形變最大的過程中，受到重力與彈力的作用，同時動能轉(zhuǎn)化為球的彈性勢能，據(jù)此分析四、綜合計算題7.（2020河南模擬）某物理興趣小組的同學，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線。若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為4.2103J/（kg），煤的熱值約為3107J/kg。求：（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；（2）經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；（3）煤爐燒水時的熱效率?！敬鸢浮浚?）6107J（2）2.52106J（3）4.2。【解析】根據(jù)熱值公式能直接求出煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；在圖像獲得信息是經(jīng)過6min時間加熱，水的溫度從20升高到80，也就是溫度升高了60.根據(jù)吸熱公式很方便求得水所吸收的熱量；根據(jù)熱效率公式求得煤爐燒水時的熱效率。（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為Q放=m煤q=2kg3107J/kg=6107J（2）水所吸收的熱量為Q吸=cm水t=4.2103J/（kg）10kg60=2.52106J（3）煤爐燒水時的熱效率為=Q吸/Q放=（2.52106J/6107J）100=4.216