1、专题06内能利用第一部分 基础练习一、选择题1如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）。A压缩冲程，将化学能转化成内能 B压缩冲程，将机械能转化成内能C做功冲程，将内能转化成机械能 D做功冲程，将机械能转化成内能2四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（ ）。A吸气冲程；B压缩冲程；C做功冲程；D排气冲程3.点火爆炸实验中，电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气将塑料盒盖喷出很远。此过程的能量转化方式类似于汽油机的（ ）。A吸气冲程 B压缩冲程C做功冲程 D排气冲程4四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（ ）。A 吸气冲程B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程
2、5关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法：在吸气冲程中，都会吸入空气；在做功冲程中，是机械能转化为内能；只有做功冲程是燃气对外做功；汽油机和柴油机的点火方式相同；以上说法中正确的是（）。A只有B只有C只有D只有6.生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（）。A摩擦生热是把内能转化为机械能；B燃料燃烧放热是把内能转化为化学能；C电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能；D摩擦起电是把电能转化为机械能72018年4月2日，天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号，在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大
3、约1.5t残骸坠入南太平洋。在这个过程中，天宫一号的部分机械能（）。A通过热传递转化为大气的内能； B通过重力做功转化为大气的内能；C通过摩擦做功转化为大气的内能；D通过重力做功转化为残骸的内能8如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（）。A25% B40% C75% D35%二、填空题9.汽油机是热机中的一种，如图所示是汽油机的冲程，此过程是将内能转化为能。已知某型号汽油机效率是30%，假设在汽油机内完全燃烧2kg汽油，所放出的这些热量通过汽油机的转化可以对外做J的有用功（汽油的热值为5107J/kg）。10.可燃冰，石油、煤都属于(选填“可“或“不”再生能源。若可燃冰的热值为4.2
4、 103J/m3,完全燃烧lm3的可燃冰可放出的热量是J，这些热量有60%被水吸收，可把kg的水从20加热到80。水的比热容C=4.2103J/ (kg) 11如图所示的是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在_冲程；为了降低汽油机内汽缸的温度，汽缸外有一个水箱将汽缸包围住，这是通过_的方式减少汽缸的内能。12.如图，在一个配有活塞的厚透明筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速下压，结果观察到硝化棉燃烧，上述改变物体内能的方式是；此过程能量的转化是能转化成能。13甲图中，迅速向下压活塞，能量的转化情况是 。乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是 （选填图中的代号）。14.“页
5、岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，被誉为未来能源的“明星”。页岩气属于_（填“可再生”或“不可再生”）能源。页岩气的热值为3.2107J/m3，完全燃烧0.1m3页岩气可放出_J的热量。15.汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是冲程。已知汽油的热值为4.6107J/kg，2kg汽油完全燃烧时释放的热量为 J。已知汽车防冻液的比热容为4.2103J/（kg）。某汽车中的防冻液从90冷却到20的过程中，放出的热量为2.94106J，则该汽车中防冻液的质量为 kg。三、计算题16用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15的水加热到沸腾，求：（
6、1）水吸收了多少热量？水=1.0103kg/m3 C水=4.2103J/（kg）（2）若不计热量损失，需要燃烧多少m3的天然气？（q天燃气=4.2107J/m3）第二部分 提高练习一、选择题1（2020德州）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是（ ）。A. 做功冲程，将机械能转化为内能；B. 做功冲程，将内能转化为机械能；C. 压缩冲程，将机械能转化为内能；D. 压缩冲程，将内能转化为机械能2.（2020威海）关于能量的转化或转移过程，下列说法错误的是（）。A. 地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能；B. 自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒
7、定律；C. 空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能；D. 热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体3.（2020枣庄）关于热机的效率，下列说法正确的是（）。A. 在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多；B. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高；C. 热机的效率越高说明做功越快；D. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的4（2020陕西）下列与汽车有关的说法正确的是（）。A汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能；B司机和乘客系安全带，是为了防止惯性带来的危害；C汽车在行驶中，汽油的热值不断减小；D汽车两侧的后视镜是凹面镜，可以扩大视野5.（2
8、020江西）下列说法中正确的是（）。A. 敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤热值；B. 汽车在减速过程中，惯性减小，动能减小；C. 当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小；D. 与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上二、填空题6.（2020四川甘孜州）生活处处有物理。小朱发现汽车应用了大量物理知识。汽车的导航系统是通过_（选填“电磁波”或“声波 ）来传递信息的，其发动机是由吸气、_、 做功、 排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。7.（2020贵州黔西南）如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。(1)给水加热是通过_方式使水的内能增加；
9、木塞被推出后水蒸气的内能_（选填“增大”“减小”或“不变”）。(2)四冲程内燃机的_冲程与这个原理相同；内燃机工作时，产生的噪声和_会对环境造成污染。8.（2020江苏泰州）如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现24小时无人值守自动作业。(1)北斗导航卫星是通过_向插秧机发送位置信息的；(2)该插秧机使用四冲程汽油机，图乙中汽油机处于_冲程。如果该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功_次；(3)汽油属于_（选填“清洁”或“非清洁”）能源，某段时间插秧机消耗汽油0.21kg，汽油完全燃烧放出的热量是_J；若这些热量完全被40kg初温15C的水
10、吸收，则水温升高_C。q汽油=4.6107J/kg，c水=4.2103J/（kgC）9.（2020镇江）质量为10kg的水温度升高22，需要吸收的热量为_J，若不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧_g的天然气来提供，天然气是_ （选填“可再生”或“不可再生”）能源。c水=4.2103J/（kg），q天然气=4.4107J/kg10（2020苏州）某燃气热水器将20kg的水从10加热到60，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J热水器烧水的效率是 。已知水的比热容为4.2103J/（kg），煤气的热值为4107J/m311（2020无锡）某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图
11、所示，若输入的化学能为2000J，输出的动能为300J则输出的内能和声能共计 J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为 。12（2020宿迁）天然气的热气值放出为4.4107J/kg，小明烧开一壶水消耗了0.05kg。完全燃烧这些天然气放出热量为 J；水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为 能，汽油机的 冲程与此原理相似。13.（2020营口）如图所示，小刚从滑梯下滑的过程中，他的重力势能_（选填“增大”、“不变”或“减小”），在此过程中，小刚感觉到臀部发热，这说明通过_的方式可以改变物体的内能，这个过程发生的能量转化类似于四冲程汽油机的_冲程。14.（2020朝阳）内燃机的一个工作循
12、环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的_冲程，若飞轮转动40周，则对外做功_次。15.（2020丹东）一台四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的转速是2400r/min， 它每秒完成_个冲程，对外做功_次。16（2020眉山）完全燃烧20g热值为2.1107J/kg的某种燃料，放出的热量可以使质量10kg，温度25的水，温度升高 。四冲程汽油机，把机械能转化成内能的是 冲程。水的比热容c水4.2103J/（kg）17.（2020广元）可燃冰作为一种新型燃料。是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，可直接点燃，1m3可燃冰在常温常压下可释放160m3的天然气。根据以上信息可知，可
13、燃冰是_（选填“可再生”或“不可再生”）能源。1m3的可燃冰释放的天然气完全燃烧放出的热量为_J，若该热量全部被水吸收，可将_kg的水从10加热到90。c水=4.2103J/（kg），天然气的热值q =4.2107J/m3，环境为标准大气压三、计算题18（2020凉山）2020年5月13日，备受大家关注的“悬崖村”的村民们逐渐搬进位于凉山州昭觉县城的易地扶贫搬迁安置点，实现了“拎包入住”。易地扶贫搬迁安置户小强同学家里有一个容积为5L的水壶，水壶里装有3.5kg初温为50的水，他用家里的液化气炉具把水加热到70使用。（已知液化气的热值q4.9107J/m3）求：（1）烧水过程水吸收了多少热量？
14、（2）若实际使用了0.02m3的液化气，则该液化气炉具的效率是多少？参考答案第一部分 基础练习一、选择题1【答案】C。【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能,故选C。2【答案】C。【解析】吸气冲程、排气冲程都是消耗机械能的冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能，而做功冲程是把内能转化为机械能，故C是正确的。3.【答案】C。【解析】塑料盒相当于一个气缸，塑料盒的盖相当于活塞，酒精在塑料盒内燃烧，产生高温高压的燃气，推动塑料盒盖运动，把内能转化为机械能，这一过程与热机工作时的做功冲程类似。故选C。4【答案】D。【解析】在
15、做功冲程中，将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能，故选C。5【答案】B。【解析】汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气，所以在吸气冲程中，都会吸入空气，故正确；在汽油机的做功冲程中，是内能转化为机械能，故错；在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，故正确；汽油机和柴油机的点火方式不同，汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故错误。所以只有正确。故选B。6.【答案】C。【解析】A、摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故A错误；B、燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故B
16、错误；C、电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D、摩擦起电是消耗了机械能，获得了电能，故是把机械能转化为电能，故D错误。故选C。7【答案】D。【解析】天宫一号在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层时，高度减小，重力势能减小，克服与大气的摩擦做功，机械能转化为内能。故D正确。故选D。8【答案】D。【解析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以内燃机的热机效率=125%40%=35%。故选D。二、填空题9.【答案】做功；机械；3107。【解析】由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞下移，
17、是做功冲程；将燃气的内能转化为活塞的机械能；完全燃烧2kg汽油放出的热量：Q=mq=2kg5107J/kg=108J；根据=可知，汽油机对外做的有用功为：W=Q=108J30%=3107J。故答案为：做功；机械；3107。10.【答案】（1）不；（2）4.2103J；（3）0.01。【解析】（1）煤等燃料，一旦燃烧完毕不可再生，故是不可再生能源。（2）根据公式，计算完全燃烧lm3的可燃冰可放出的热量：。（3）根据比热容概念计算。质量为m的水从20加热到80，吸收的热为：，因为，所以有：，质量为：。11【答案】压缩；热传递。【解析】由图示可知，两气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。为了避
18、免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水箱，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量使得汽缸温度降低。这是通过热传递的方式改变内能的。答案是：压缩；热传递。12.【答案】做功；机械能；内能。【解析】把活塞迅速下压，活塞对空气做功，活塞的内能就会增加，空气的温度就会升高，达到硝化棉的燃烧点，硝化棉就燃烧起来。此过程能量的转化时机械能转化为内能。故答案是：做功；机械能；内能。13【答案】机械能转化为内能；B。【解析】图甲中，迅速向下压活塞，活塞的机械能转化为筒内空气的内能；图乙中：A、进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化；B、两个气门都关闭，活塞向上运动，是压
19、缩冲程，将机械能转化为内能，故B符合题意；C、两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；D、排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化。故答案为：机械能转化为内能；B。14.【答案】不可再生；3.2106J。【解析】（1）页岩气已经燃烧不可再生。（2）根据公式：，得：。故答案是：不可再生；3.2106J。15.【答案】压缩；9.2107；10。【解析】（1）在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增大、温度升高，机械能转化为内能；（2）完全燃烧2kg汽油放出的热量：Q放mq2kg4.6107J/kg9.2107J；（3）由Q放cmt
20、可得，汽车防冻液的质量：m10kg。故答案为：压缩；9.2107；10。三、计算题16【解析】（1）由=得，10L水的质量：m=V=1.0103kg/m310103m3=10kg，水吸收的热量：Q吸=c水m水（tt0）=4.2103J/（kg）10kg（10015）=3.57106J；（2）不计热量损失，则Q放=Q吸，由Q放=Vq可得，需要燃烧天然气的体积：V天然气=0.085m3。答：（1）水至少需要吸收的热量为3.57106J；（2）若不计热量损失，需要燃烧0.085m3的天然气。第二部分 提高练习一、选择题1【答案】B。【解析】如图所示，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料在缸内
21、燃烧，将燃料的内能转化成机械能，ACD错误，B正确。故选B。2.【答案】B。【解析】AB地球上的化石能源都是太阳能转化来的，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，从一个物体转移的另一个物体，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；C空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要压缩机运转，压缩机运转需消耗电能，故C正确，不符合题意；D热传递的条件是温度差，热水自然变凉，能量自发的从高温物体转移至低温物体，故D正确，不符合题意。故选B。3.【答案】B。【解析】A热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，
22、做功较多，故A错误。B一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；C热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；D根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。故选B。4【答案】B。【解析】A、汽油机的做功冲程是燃气推动活塞向外做功，是内能转化为机械能，故选项错误。B、司机和乘客系安全带是防止在汽车高速行驶时突然刹车，司机和乘客由于惯性会向前运动，避免惯性带来的危害，故选项正确。C、燃料热值跟燃料的种类有
23、关，跟是否燃烧没有关系，故选项错误。D、汽车两侧的后视镜是凸面镜，凸面镜成正立、缩小的虚像，可以扩大视野，故选项错误。故选：B。5.【答案】C。【解析】A热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，敲碎煤块使煤充分燃烧不能提高煤的热值，故A错误；B惯性与质量有关，汽车在减速过程中，质量不变，惯性不变，速度减小，动能减小，故B错误；C当仅有热传递时，高温物体放出热量，内能减小，低温物体吸收热量，内能增加，故C正确；D与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是玻璃棒上的原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，故D错误。故选C。二、填空题6.【答案】（1）电磁
24、波；（2）压缩。【解析】广播、电视台、移动通信等是利用电磁波来传递信息的。汽车的发动机属于内燃机，其一个工作循环有四个冲程，即吸气、压缩、做功、排气四个冲程。7.【答案】（1）热传递；（2）减小；（3）做功；（4）废气。【解析】(1)改变内能的方式有两种：做功和热传递。给水加热是通过热传递的方式，将酒精燃烧产生的内能转移到水中，使水的内能增加。木塞被推出是因为水蒸气通过做功的方式，将自身内能转化为木塞的机械能，此过程水蒸气内能减少，温度降低。(2)四冲程中，做功冲程是内燃机中高温高压的气体将内能转化为活塞的机械能，推动活塞向下运动，从而实现对外做功，与(1)中木塞被推出的原理相同。内燃机工作时
25、，产生的噪声和废气会对环境造成污染。8.【答案】（1）电磁波；（2）压缩；（3）30；（4）非清洁；（5）；（6）57.5。【解析】(1)电磁波可以在真空中传播，可以传递信息，北斗卫星导航系统在实现定位、导航和授时服务时，主要是利用电磁波传递信息的。(2)从图中可以看出，两气门关闭和活塞向上移动的特点，可以判断这个冲程是压缩冲程，将机械能转化为了内能。飞轮的转速是60r/s，飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成的冲程数量是完成四个冲程，对外做功一次，所以汽油机每秒钟对外做次数是(3)由于汽油燃烧后会产生污染大气的废气，所以汽油属于非清洁能源。汽油完全燃烧放出的热量是：由，得，水温升高：。
26、9.【答案】(1)9.24105；(2)21；(3)不可再生。【解析】质量为10kg的水温度升高22，需要吸收的热量为Q吸=c水m水t=4.2103J/（kg）10kg22=9.24105 J若不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧天然气的质量为m=0.021kg=21g天然气属于化石能源，在短时间内不能得到补充，是不可再生能源。10【答案】4.2106；50%。【解析】（1）水吸收的热量：Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）20kg（6010）4.2106J；（2）这些煤气完全燃烧放出的热量：Q放qV4107J/m30.21m38.4106J，热水器烧水的效率：100%50%。故答案为：
27、4.2106；50%。11【答案】1700；15%。【解析】（1）由图知，输入的化学能E2000J，输出的动能E1300J输出的内能和声能：E2EE12000J300J1700J；（2）小轿车正常工作时的效率：100%15%。故答案为：1700；15%。12【答案】2.2106；机械；做功。【解析】消耗0.05g天然气释放的热量：Qmq0.05kg4.4107J/kg2.2106J；水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为机械能，在汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能。故答案为：2.2106；机械；做功。13.【答案】(1)减小；(2)做功；(3)压缩。【解析】小刚从滑梯下
28、滑的过程中，他的质量不变，高度减小，故重力势能减小。小刚在下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以臀部有灼热的感觉，这是通过做功的方式改变了他的内能。四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能，与上述能量转化类似。14.【答案】(1)压缩；(2)20。【解析】如图所示，活塞向上运动，进气阀和排气阀均关闭，所以如图所示的是工作循环中的压缩冲程。内燃机一个循环，四个冲程，飞轮转2周，做功1次，所以若飞轮转动40周，则对外做功20次。15.【答案】(1)80；(2)20。【解析】飞轮转速是2400r/min，合40r/s，表示每秒钟飞轮转动40圈，因为一个工作循环完成四个冲
29、程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，对外做功1次，所以，该汽油机每秒完成80个冲程，对外做功20次。16【答案】10；压缩。【解析】（1）燃料的质量m20g0.02kg，则该燃料完全燃烧放出的热量：Q放mq0.02kg2.1107J/kg4.2105J，由题知，Q吸Q放4.2105J，由Q吸cmt得水升高的温度：t10；（2）四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物，使其内能增加、温度升高，该过程中机械能转化为内能。故答案为：10；压缩。17.【答案】(1)不可再生；(2)6.72109；(3)2104。【解析】由题知，可燃冰在短时间之内不可再生，所以可燃冰是不可再生能源。1m3可燃冰在常温常压下可释放出160m3的天然气，则完全燃烧160m3的天然气可放出的热量：天然气完全燃烧放出热量全部被水吸收，则有：Q吸=Q放=6.72109J由可得，这些热量可加热水的质量：三、计算题18【解析】（1）水吸收的热量：Q吸cmt4.2103J/（kg）3.5kg（7050）2.94105J；（2）0.02m3的液化气完全燃烧放出的热量：Q放Vq0.02m34.9107J/m39.8105J，该液化气炉具的效率：100%30%。答：（1）烧水过程水吸收的热量为2.94105J；（2）液化气炉具的效率是30%。