第十四章 内能的利用
中考真题
1.(2021广东)关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是( )
A.吸气冲程：只吸入空气 B.压缩冲程：缸内温度降低
C.做功冲程：气体推动活塞做功 D.排气冲程：内能转化为机械能
2.(2023广东)如图是四冲程内燃机的某一冲程示意图，该冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
3.(2021广东)如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的________大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为________能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能________(选填“守恒”或“不守恒”).
第3题图 第4题图
4.(2022广东)如图表示四冲程汽油机处于________冲程；汽车尾气带走的能量________(选填“能”或“不能”)自动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有________.
随堂测验
1．(2024新疆)下列运载工具中，不需要利用热机的是( )
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．长征系列火箭
2．(2024扬州)家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是( )
A．汽油机的效率能达到100%
B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
3．(2024陕西)涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力．该发动机工作过程中的相关说法正确的是( )
A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C．压气机压缩空气，空气的内能减小
D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能
4．(2024镇江)下列汽油机工作的四个冲程中，做功冲程是( )
A B C D
5．(2024枣庄)古代的人们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．下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不同的是( )
A．内燃机的做功冲程 B．内燃机的压缩冲程
C．钻木取火 D．流星雨的形成
6．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5 min 45 s，消耗燃油1.5 kg，已知汽车的牵引力是2000 N，燃油的热值为4.6×107 J/kg，假设燃油完全燃烧．通过计算可知，下列结果正确的是( )
①汽车行驶速度是20 km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107 J ③汽车牵引力做功的功率是30 kW ④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
7．把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是( )
A.是由水的内能转化来的
B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的
D．是由乒乓球的化学能转化来的
8．汽车刹车的过程，伴随着能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程能量的总和________(选填“增大”“缩小”或“不变”).散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有________性．
9．有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料____________(选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小．燃料燃烧，________转化为内能，用比热容________(选填“大”或“小”)的液体可以使实验现象更明显．(实验中液体没有沸腾)
第9题图 第10题图
10．(2023齐齐哈尔)如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是________冲程．若该汽油机1 s对外做功15次，则汽油机的飞轮速度为________r/min.
11．(2024辽宁)汽油机在________冲程中将内能转化为机械能．若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107 J，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗________kg的汽油(汽油的热值取4.6×107 J/kg).
12．(2024泰安)某地利用地热资源建立温泉浴池．某温泉浴池注入了6×103 kg的水，初始水温为42 ℃，一段时间后水温降至30 ℃，放出的热量为Q，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝3.2×107 J/m3.求：
(1)Q的大小；
(2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与Q的大小相等．
13．(2024山西)山西拥有丰富的历史文化遗产．暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行．平遥古城到五台山全程约360 km，驾车前往大约需要4 h．(汽油的热值q取4.5×107 J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度．
(2)汽车全程消耗汽油25 L，求汽油完全燃烧放出的热量Q.
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW，求汽车发动机的效率．
14.阅读短文，回答问题．
空调热水器
空调热水器，又名空气能热泵热水器．其工作原理示意图如图所示．工作过程中空调热水器通过一种工作媒介在蒸发器里迅速变成气态，再经过压缩机(消耗少量电能)将其压缩成高温高压的气体，然后在冷凝器中重新变成液态，达到给水加热的目的．空调热水器具有高效节能的特点，产生相同的热水量，比传统的电热水器和燃气热水器的能量更高．
热水产出率和能效比是衡量空调热水器性能的两个重要指标．热水产出率是指当进水温度为20 ℃，出水温度为50 ℃时，该热水器每小时可出热水的体积数，能效比是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值．下表为两种型号空调热水器在进水温度为20 ℃时测定的部分参数．
型号 A B
出水温度/℃ 50
额定功率/kW 1 2
额定电压/V 220
热水产出率/(L·h-1) 100
环境温度范围/℃ －10～50
(1)空调热水器工作时产生的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)它所消耗的电能．
(2)下列关于空调热水器的判断中，正确的是________．
A．工作媒介在冷凝器中不断吸热
B．空调热水器消耗的电能越少，其能效比越高
C．由于电流的热效应，热水吸收的热量一部分来自电流产生的热量
D．压缩机通过做功的方式增加了工作媒介的内能
(3)A型热水器正常加热过程中，每小时流经冷凝器中的水吸收的热量为________J，其能效比为________．
(4)若B型热水器的能效比为4.2，则它的热水产出率为________L/h.
答案解析
【中考真题】
1．C 2.C
3．热值 内 不守恒
4．排气 不能 方向性
【随堂检测】
1．C 2.B 3.A 4.C 5.A 6.D 7.B
8．不变 方向
9．全部燃烧 化学能 小
10．压缩 1800
11．做功 2
12．解：(1)水温下降时，放出的热量为
Q＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×6×103 kg×(42 ℃－30 ℃)＝3.024×108 J；
(2)此热量如果靠天然气燃烧放热，则需要天然气的体积
V＝＝＝9.45 m3.
13．解：(1)汽车平均速度为
v＝＝＝90 km/h.
(2)消耗汽油的质量为
m＝ρV＝25 L×0.8×103 kg/m3＝20 kg；
汽油完全燃烧放出的热量为
Q＝qm＝4.5×107 J/kg×20 kg＝9×108 J.
(3)汽车发动机全程所做的功为
W＝Pt＝25×103 W×4×3600 s＝3.6×108 J；
汽车发动机的效率为
η＝×100%＝＝40%.
14．(1)大于
(2)D
(3)1.26×107 3.5
(4)240
