1、专题14内能的利用一选择题1（2020镇江）某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是（）ABCD【答案】C【解析】汽油机四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程，由图可知，C图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C正确；故选：C。2（2020无锡）煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（）A比热容B密度C热值D温度【答案】C【解析】热值是燃料的一种特性，单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的
2、热值越大，即是优质煤炭，故C正确。故选：C。3（2020苏州）下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是（）A钻木取火B煤炉烧水C压缩空气升温D搓手取暖【答案】B【解析】A、钻木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意；B、煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意；C、压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意；D、用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。故选：B。4（2019南通）生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“
3、不变”的判断正确的是（）A一瓶煤油燃烧一半前后煤油热值不变B声音向远处传播过程中声音响度不变C酒精与水充分混合前后体积之和不变D物体远离平面镜过程中物像间距不变【答案】A【解析】A、因为热值是煤油的特性，将一瓶煤油倒掉一半热值不变，故A正确；B、声音在向远处传播的过程中，响度越来越小，故B错误；C、酒精与水充分混合，水分子和酒精分子进入彼此的间隙中，混合后体积变小，故C错误；D、物体远离平面镜时像距增加，物距增加，故物像间距增加，故D错误。故选：A。5（2019淮安）如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精。盒盖迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量
4、转化相同（）A吸气冲程B压缩冲程C做功冲程D排气冲程【答案】C【解析】如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，转化为盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；四冲程汽油机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，也是将内能转化为机械能。故选：C。6（2019无锡）如图所示，用电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体，能将盒盖喷出很远，此过程中的能量转化方式与汽油机的哪一个冲程相似？（）A压缩冲程B吸气冲程C排气冲程D做功冲程【答案】D【解析】按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精
5、燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。故选：D。7（2018南通）如图，礼花筒利用筒内的高压空气膨胀，将彩带喷向空中，产生喜庆效果。则高压空气膨胀过程中（）A对外做功内能增加B分子热运动加剧C内能转化为机械能D向外界传递热量【答案】C【解析】A、礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，其自身的内能是减小的，故A错误；B、由于礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，其自身的内能减小、温度降低，所以分子热运动变慢，故B错误；C、礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，其自身的内能减小，转化为机械能，故C正
6、确；D、礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，而不是向外界传递热量，故D错误。故选：C。8（2018镇江）下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是（）ABCD【答案】C【解析】A、进气门开启，排气门关闭，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；B、两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，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、进气门关闭，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。故选：C。9（2018淮安）下列事例中，通过做功来改变物体内能的是（）A金属勺放在热汤中B食品放入冰箱C取暖器旁的物体温度升
7、高D反复弯折铁丝【答案】D【解析】A、金属汤勺放在热汤中，温度升高，属于热传递改变物体的内能，故A错误；B、食品放入电冰箱，温度降低，属于热传递改变物体的内能，故B错误；C、在取暖器旁的物体，温度升高，属于热传递改变物体的内能，故C错误；D、反复弯折铁丝，弯折处发烫，属于做功改变物体的内能，故D正确。故选：D。10（2018无锡）如图所示是汽油机工作时，做功冲程示意图，下列说法正确的是（）A该冲程中活塞往复运动两次B该冲程是机械能转化为内能C该冲程是内能转化为机械能D随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小【答案】C【解析】A、在四冲程汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动两次，燃气推动活塞做功一次，故
8、A错误；BC、根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程，在做功冲程中将内能转化为机械能，故B错误、C正确；D、热值是物质的一种属性，只与物质的种类有关，因此当汽油不断减少时，汽油的热值不变，故D错误。故选：C。11（2018南京）汽车紧急刹车时，轮胎温度急剧升高，内能增大，图中四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是（）A钻木取火B金属勺放在热汤中C食品放入冰箱内D物体放在取暖器旁【答案】A【解析】汽车紧急刹车时，轮胎与地面摩擦，克服摩擦做功，轮胎温度急剧升高，内能增大，是通过做功的方式改变内能的；A、钻木取火是克服摩擦做功，属于做功改变物体的内能。
9、故A正确；B、金属勺放在热汤中，金属勺吸收热量，是通过热传递改变内能，故B错误；C、食品放入冰箱内，食品放出热量，属于热传递改变内能，故C错误；D、物体放在取暖器旁边，会吸收热量，属于热传递改变内能，故D错误；故选：A。12（2018扬州）下列用做功的方式使冰熔化的是（）A太阳照射B相互摩擦C浸入热水D炉火加热【答案】B【解析】太阳辐射、浸入热水、炉火加热，都是通过热传递的方式改变冰的内能的；相互摩擦时克服摩擦做功，使冰的内能变大，故B正确。故选：B。二填空题13（2020常州）2020年1月18日，第十届江苏。“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上
10、升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为内能转化为机械能，这与四冲程汽油机的做功冲程相同。【答案】内能转化为机械能；做功。【解析】点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。14（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2.2106J；水沸腾时壶盖被顶起，这是内能转化为机械能，汽油机的做功冲程与此原理相似。【答案】2.2106；机械；做
11、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。15（2020盐城）燃油汽车的核心部件是热机，通过排气冲程将废气排出气缸，造成大气污染，电动汽车正逐步替代燃油汽车。一辆电动汽车在平直的公路上以54km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程是9km关闭电源后，由于惯性电动汽车还要继续向前滑行一段距离。【答案】排气；9；惯性。【解析】（1）热机的四个冲程中，排气冲程中活塞上行，汽缸内容积减小，将废气排出气缸；（2）由v得，汽车通过的路程：s
12、vt54km/hh9km；（3）关闭电源后，汽车由于惯性还要继续向前滑行一段距离。16（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1700J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为15%。【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%。17（2020扬州）如图，“长征五号B”运载火箭首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油的热值为
13、4.6107J/kg，完全燃烧2kg煤油放出的热量为9.2107J火箭升空后助推器会自动脱落。助推器脱落后在重力作用下落回地面。此时火箭相对地面是运动的。【答案】9.2107；重力；运动。【解析】完全燃烧2kg煤油放出的热量：Q放qm4.6107J/kg2kg9.2107J；火箭升空后助推器会自动脱落后，助推器会在重力的作用下落回地面，此时火箭相对于地面发生了位置的变化，则火箭是运动的。18（2020淮安）如图所示，用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压，玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧，下压过程将机械能转化为内能，此过程与汽油机的压缩冲程能量转化形式相同。【答案】内；压缩。【解析】用力将空气压缩引火仪的
14、活塞迅速下压，玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧，说明压缩筒内空气做功，筒内气体的内能增加、温度升高，当达到棉花的燃点，棉花冒烟燃烧，其能量转化方式是机械能转化为内能；在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，所以它们的能量转化情况相同。19（2019常州）家用轿车常用汽油机驱动，汽油机在做功冲程将内能转化为机械能。汽车行驶过程中，油箱内汽油越来越少，汽油的热值不变（选填“变小”“不变”或“变大”）。【答案】做功；内；不变。【解析】（1）汽油机工作时，在做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；（2）汽油的热值与汽油的质量大小无关，所以油箱内汽油越来越少，汽油的热值不变。20
15、（2019镇江）图中单缸四冲程汽油机正处在压缩冲程，若该汽油机转速为1800r/min，则它每秒钟完成60个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性。【答案】压缩；60；比热容。【解析】（1）由图可见，两个气门关闭，并且活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程；（2）汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，1800r/min30r/s，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次；（3）用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性。21（2019苏州）如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速
16、下压，棉花被点燃。此过程的能量转化方式与汽油机的压缩冲程相同。某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4kg汽油，该汽油机对外做的机械功为4.6107J（汽油热值为4.6107J/kg）【答案】压缩；4.6107。【解析】（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放mq4kg4.6107J/kg1.84108J；输出的机械能为：EQ放25%1.84108J4.6107J。22（2019扬州
17、）如图所示是汽油机的做功冲程。在压缩冲程中，是通过做功方式增加燃气的内能。汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功25次。【答案】做功；做功；25。【解析】（1）观察图可知，此时两个气门都关闭，活塞由上向下运动，气缸内气体膨胀，故该冲程是做功冲程；压缩冲程中活塞压缩燃气做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式增加燃气内能的；（2）汽油机转速为3000r/min50r/s，说明每秒钟飞轮转过50转，完成25个工作循环，对外做功25次。23（2018常州）如图所示，用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压，玻璃筒底部的干棉花冒烟燃烧，压缩过程能量的转化方式是机械能转化成内能。【答案】机
18、械；内。【解析】迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使筒内空气的内能增加、温度升高，当温度达到棉花的燃点时，棉花就会燃烧。三实验探究题（共1小题）24（2019镇江）在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图1所示，则他应将平衡螺母向左端调节；图2是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图3所示，则他还应称量6.5g的酒精；（2）小林组装的实验装置如图4所示，他在器材安装中的一处错误是温度计的玻璃泡接触到了容器底；（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的
19、多少是通过温度计的示数变化来反映的。（4）正确组装实验装置后，小林用（1）中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验，正确采集的数据如表所示，根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多。你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是控制被加热水的质量相等。温度燃料加热前的水温/燃料燃尽时的水温/水温的变化/酒精206545碎纸片208060【答案】（1）左；6.5；（2）温度计的玻璃泡接触到了容器底；（3）温度计的示数变化；（4）控制被加热水的质量相等。【解析】（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端的零刻线处；此时指针偏向右侧，说明天平的左侧上
20、翘，平衡螺母应向左移动；如图2和3所示，碎纸片的质量m5g+1.5g6.5g；为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，所以则他还应称量6.5g的酒精；（2）由图4知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底；（3）为了比较热值大小，要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；（4）实验中要用相同质量的不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，而小林却得出了与事实相反的实验结论：质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多，可能是没有控制被加热水的质量相等。四解答题25（2020南通）小明想估测薯片的热值，进行了如下实
21、验。（1）将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，则应将平衡螺母向右端调节：测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为6.2g。（2）如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5C，则水吸收的热量Q吸4.2103Jc水4.2103J/（kg）（3）根据Q放Q吸和Q放mq，算出薯片的热值比实际值小得多。原因是：因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收。【答案】（1）右； 6.2；（2）4.2103；（3）因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收。【解析】（1）在调节天平平衡时，指针偏左，应将平衡螺母向右调节。由题图，物体的质量m5g+1.2g6.
22、2g。（2）由题意，水吸收的热量：Q吸cmt4.2103J/（kg）0.2kg54.2103J。（3）因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收，即Q放Q吸，故算出的热值比实际值小。26（2020南通）5月5日，我国“长征五号B”大型运载火箭首飞成功，火箭使用液态氢作为燃料，氢能是（选填“是”或“不是”）清洁能源。火箭向下喷射燃气获得推力加速升空，说明力的作用是相互的，此过程中火箭受到非平衡（选填“平衡”或“非平衡”）力作用，搭载的试验飞船的动能将增大。【答案】是；相互；非平衡；增大。【解析】氢燃烧的产物是水，故氢能属于清洁能源；火箭在推力作用下，加速上升，说明力的作用是相互的。因火箭加速上升（非平衡状态），根据运动和力的关系，故火箭受到非平衡力作用。搭载的飞船质量不变，速度增大，故飞船的动能将增大。27（2020南通）南通啬园隧道侧壁采用新型装饰材料，即使用强光照射也不觉刺眼，是因为光在墙面上发生漫反射，隧道前有一段斜坡比较粗糙，是为了增大摩擦，汽车驶入斜坡时要刹车，刹车片温度会升高，这是通过做功方式增加了内能。【答案】漫；增大；做功【解析】强光照射在隧道的侧壁上，也不觉得刺眼，说明反射光线射向四面八方，即墙面发生漫反射的缘故；路面斜坡比较粗糙，是利用增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦力；刹车时刹车片温度上升，刹车片的内能增大，这是利用做功的方式来改变物体内能。