文档内容
四、机械能与内能的相互转化
目录
【A 夯基础】............................................................................................................................1
一、热机....................................................................................................................................................1
二、汽油机的工作原理...........................................................................................................................2
三、汽油机工作原理的应用...................................................................................................................4
*四、汽油机、柴油机的联系与区别.....................................................................................................7
五、计算汽油机工作循环过程中的有关参数.......................................................................................9
六、热值及其应用..................................................................................................................................10
七、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验（选择题）.........................................................13
八、计算题..............................................................................................................................................15
九、实验题..............................................................................................................................................17
【B 提能力】..........................................................................................................................20
【C 链中考】..........................................................................................................................32
一、热机
1．下列设备不属于热机的是（ ）
A．洗衣机 B．汽油机 C．柴油机 D．蒸汽机
【答案】A
【详解】汽油机、柴油机、蒸汽机都是燃料燃烧产生的内能最终转化为机械能，都属于热机，而洗衣机是
将电能转化为机械能，不属于热机。
故选A。
2．下列运载工具中，利用热机工作的是（ ）
A．汽车 B．竹筏 C．无轨电车 D．自行车
【答案】A
【详解】A．汽车的动力由汽油机提供，汽油机属于热机，故A符合题意；
B．竹筏利用水流前进，没有利用热机，故B不符合题意；
C．无轨电车利用电动机驱动，没有利用热机，故C不符合题意；
D．自行车利用人力提供动力前进，没有利用热机，故D不符合题意。
故选A。
3．热机是把 转化成 的机器，请举出一种生产生活中使用的热机 。
【答案】 内能 机械能 内燃机【详解】[1][2]热机是指利用内能做功的机械，热机在使用过程中将内能转化为机械能。
[3]热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机等。
4．内燃机是将 能转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由 个冲程组成的。其中压缩
冲程是把 能转化为 能。
【答案】 内 四 机械 内
【详解】[1][2][3][4]内燃机是依靠燃料燃烧将内能转化为机械能的装置，内燃机的一个工作循环有四个冲
程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在压缩冲程中，活塞由上向下压缩汽缸内的空气，即
对空气做功，使得空气的内能增加，温度升高，将机械能转化为内能。
二、汽油机的工作原理
5．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
【答案】C
【详解】A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内
能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
6．汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，一个工作循环包括 个冲程。在 冲
程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，内能转化为 能。
【答案】 四 做功 机械
【详解】[1][2][3]汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气；做功冲程中燃料燃
烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能。
7．如图所示，A是 冲程；B是 冲程；C是 冲程；D是 冲程。其中 冲
程是内能转化为机械能， 冲程是机械能转化为内能。
【答案】 压缩 吸气 做功 排气 做功 压缩
【详解】[1]图A进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
[2]图B进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。
[3]图C进气门关闭、排气门关闭，火花塞打火，活塞向下运动，是做功冲程。[4]图D进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程。
[5][6]其中做功冲程是内能转化为机械能，压缩冲程是机械能转化为内能。
8．双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
【详解】双手相互摩擦时感觉发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械
能转化为内能的是压缩冲程。吸气冲程和排气冲程没有能量转化，做功冲程内能转化为机械能与题意不符。
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9．四冲程汽油机工作时，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
【答案】C
【详解】热机的四个冲程中，压缩冲程和做功冲程有明显的能量转化，压缩冲程将机械能转化成内能，做
功冲程将内能转化成机械能，故C符合题意。ABD不符合题意。
故选C。
10．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能
②在做功冲程中，气体内能增加，温度升高
③只有做功冲程是燃气对外做功
④用水循环来降低热机的温度，主要是利用水比热容较大的特性
以上说法中正确的是（ ）
A．只有②③ B．只有②③④ C．只有①③④ D．①②③④
【答案】C
【详解】①②③汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，内能减小，温度
降低，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①③正确、②错误；
④水的比热容比较大，质量相同的水与其它物质相比，升高相同的温度，水吸收更多的热量，所以利用水
来降低热机的温度，故④正确。
故ABD错误，C正确。
故选C。
三、汽油机工作原理的应用
11．改变内能有不同的方式，如图所示是通过 方式增加试管里的水的内能。水沸腾后，水蒸气推
动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”），在“试管塞”被推出
的过程中，能量转化情况与内燃机的 冲程相同。【答案】 热传递 减小 做功
【详解】[1]如图，用酒精灯对水进行加热，水从外界吸收热量，是通过热传递的方式来增加试管里的水的
内能。
[2]沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气推动试管塞对外做功，将内能转化为机械能，水
蒸气的内能减小。
[3]在“试管塞”被推出的过程中，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，
将内能转化为机械能，所以，在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的做功冲程相同。
12．古代原始人在生活中学会了钻木取火．以下四个事例中能量转化与之相同的是（ ）
A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁
【答案】D
【详解】钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为内能。
甲、按动电火花发生器按钮，盒盖飞出，是内能转化为机械能，故甲不合题意；
乙、活塞迅速下压，棉花燃烧，是压缩气体做功，将机械能转化为内能，故乙符合题意；
丙、汽油机的做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能，故丙不合题意；
丁、汽油机的压缩冲程中，压缩气缸内物质做功，将机械能转化为内能，故丁符合题意。
综上所述，四个事例中能量转化与钻木取火相同的是乙、丁。
故选D。
13．电火花发生器点燃塑料盒内的酒精，酒精燃烧产生的燃气能将盒盖喷出很远。实验时在盒内滴入
2×10-4kg的酒精（q =3×107J/kg）。对于此实验过程，以下说法不正确的是（ ）
酒精A．燃气在喷出的过程中温度会降低
B．燃气的内能转化为盒盖的机械能
C．能量转化方式与汽油机的做功冲程相同
D．酒精燃烧放出的热量一定是6000J
【答案】D
【详解】ABC．燃气在喷出的过程中，燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的温度会降低，能量转化方
式与汽油机的做功冲程相同，故ABC正确，不符合题意；
D．酒精完全燃烧放出的热量为
在燃烧过程中，酒精若不能完全燃烧，酒精燃烧放出的热量将小于6000J，故D错误，符合题意。
故选D。
14．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个
空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就
会“向前”飞去。以下说法正确的是（ ）
A．酒精燃烧越充分，其热值越大
B．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功
C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小
D．纸杯飞出过程中的能量转化，与内燃机的压缩冲程相同
【答案】C
【详解】A．燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的种类有关，与质量和燃烧情况等无关，
因此酒精是否充分燃烧，其热值不变，故A错误；
BC．纸杯飞出去时，易拉罐内的酒精燃烧产生的气体对纸杯做功，气体的内能减小，故B错误，C正确；
D．纸杯飞出过程中，内能转化为机械能，内燃机的压缩冲程中将机械能转化为内能，两者能量转化不同，
故D错误。
故选C。
15．如图所示，图甲汽油机与图 （填“乙”“丙”或“乙和丙”）中能量转化情况相同，如
果该汽油机飞轮的转速是360r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次；图乙中，棉花的内能增大主
要是通过 方式实现的。【答案】 丙 3 热传递
【详解】[1]图甲所示冲程中，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油
机的做功冲程，在此过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；图乙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化
为内能，使气体内能增加，温度升高；图丙中，高温气体将塞子冲出时，将内能转化为机械能。对比三图
所示情景的能量转化情况可知，图甲所示冲程的能量转化情况与丙图所示情景的能量转化相同。
[2]汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，因为该汽油机飞轮的转速是
360r/min，所以飞轮每秒转动6周，则汽油机每秒钟对外做功3次。
[3]图乙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化为内能，通过做功的方式使筒内气体内能增加，温度升高，气
体的热量传递给棉花，棉花的内能增大，这是通过热传递方式来实现的。
16．如图所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，他及时捡起气球，感
觉到气球喷气嘴处的温度和原来相比 （变高/变低/没有变化），这是因为该过程，气体的
能转化为 能。其能量转换情况与下图单缸四冲程汽油机的 （甲/乙）冲程相同，
若汽油机的转速是 3000r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。
【答案】 变低 内 机械 乙 25
【详解】[1][2][3]根据题意可知，气球内的气体对外做功，把气体的内能转化为气球的机械能，气体的内
能减小，温度降低，所以会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比变低了。
[4]由图甲可知，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，为汽油机的压缩冲程，在压缩冲程中，将机械能转
化为内能；由图乙可知，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，为汽油机的做功冲程，在做功冲程中，将
内能转为机械能，所以其能量转换情况与下图单缸四冲程汽油机的乙冲程相同。
[5]这台汽油机飞轮转速是
即汽油机的飞轮每秒转50转，由于汽油机的一个工作循环要完成4个冲程，飞轮和曲轴转2转，对外做功
1次，所以该汽油机每秒对外做功25次。
17．如图所示，在放有一支温度计的瓶内盛少量水，用橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气。当瓶内
气压达到足够大时，塞子从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾。对“塞子从瓶口冲出”分析正确的是（ ）
A．塞子冲出过程与汽油机的压缩冲程原理相似
B．原来透明的瓶内充满了“白雾”是小水珠，原因是瓶内空气液化形成的
C．塞子冲出过程是外界对气体做功，使气体内能增大
D．温度计示数下降是瓶内气体对外做功引起内能减少
【答案】D
【详解】A．塞子将从瓶口冲出，瓶内气体对塞子做功，内能转化为机械能，而汽油的压缩冲程是将机械
能转化为内能，故A错误；
BD．瓶内的气体压强增大到一定程度，对瓶塞做功，将瓶塞冲出，气体对外做功，将内能转化为机械能，
气体的内能减少，温度降低，温度计示数减小，瓶中的水蒸气遇冷液化成小液滴从而形成白雾，故B错误，
D正确；
C．塞子冲出过程是瓶内气体对外做功，气体内能减少，故C错误。
故选D。
*四、汽油机、柴油机的联系与区别
18．如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴
油机”或“汽油机”）做为发动机。
【答案】 柴油机 汽油机
【详解】[1]柴油机和汽油机构造上的区别：柴油机汽缸顶部有喷油嘴，而汽油机顶部有火花塞，图中顶部
是喷油嘴，所以这是一个柴油机的模型。
[2]汽油机轻巧、便利，噪声相对较小，一般家用汽车的发动机是汽油机。
19．如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知：
（1）这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是 （选填
“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）；
（2）内燃机的一个工作循环中活塞往复运动 次。【答案】 柴油机 空气 2
【详解】（1）[1][2]由题知，内燃机的顶端有喷油嘴，所以该内燃机是柴油机；在柴油机的吸气冲程中吸
入的是空气。
（2）[3]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，所以内
燃机的一个工作循环中活塞往复运动2次。
20．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
【答案】B
【详解】A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确；
B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误；
C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确；
D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正
确。
故选B。
五、计算汽油机工作循环过程中的有关参数
21．某四冲程汽油机的转速是1500r/min，那么在1min时间内，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是
（ ）
A．3000个，6000次 B．6000个，3000次 C．3000个，750次 D．750个，
3000次
【答案】C
【详解】汽油机飞轮转2周做功一次，做一次功需4个冲程，由题意可知，四冲程汽油机的转速是
1500r/min，可知做功为750次，需冲程为3000个，故C正确，符合题意，ABD错误，不符合题意。
故选C。22．一台内燃机的飞轮转速是1440转/分，那么在每秒钟内（ ）
A．飞轮转动24转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程
B．飞轮转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程
C．飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程
D．飞轮转动24转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程
【答案】C
【详解】已知飞轮转速为1440r/min=24r/s，在1个工作循环中，飞轮转2圈，完成4个冲程并对外做功1
次；所以，在每秒钟内，该内燃机的飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程，故
ABD错误，C正确。
故选C。
23．如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时同，塞子被试管内水蒸气推出，这与图
（选填“A”、“B”、“C”或“D”）所示汽油机 冲程的能量转化是一致的，若飞轮转速是
600r/min该汽油机每秒钟内完成 个冲程，做功 次。
【答案】 C 做功 20 5
【详解】[1][2]用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，能量转化是
水蒸气的内能转化为塞子的机械能，图C是汽油机火花塞点火高温高压燃气推动活塞做功，能量转化也是
燃气内能转化为塞子机械能，此冲程称为做功冲程，这与图C所示汽油机的做功冲程能量转化一致。
[3][4]一台汽油机一个工作循环飞轮转2转，飞轮转速是600r/min，1s飞轮转10转，进行了5个工作循环，
一个工作循环有四个冲程，做一次功，所以该汽油机每秒钟内完成20个冲程，做功5次。
六、热值及其应用
24．下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．5kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料的热值是燃料本身的特性
【答案】D
【详解】A．燃料的热值与质量无关，5kg煤的热值等于1kg煤的热值，故A错误；
B．由 可知，燃料热值越大，质量若小，燃烧放出的热量不一定越多，故B错误；
C．燃料的热值与是否完全燃烧无关，燃料燃烧不完全时热值不变，故C错误；
D．燃料的热值是燃料本身的特性，与质量、体积、是否完全燃烧等无关，故D正确。
故选D。25．释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，
提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的
含义类似的是（ ）
A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能
【答案】B
【详解】饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，是指每100g饼干提供的能量是2400kJ，据此可得每克
饼干提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值类
似，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
26．火箭常用液态氢气作燃料，这主要是因为液态氢的（ ）
A．热量多 B．比热容大 C．热值大 D．密度小
【答案】C
【详解】火箭常用液态氢为燃料是因为液态氢的热值大，完全燃烧相同质量的燃料时，液态氢能够放出更
多的热量，与其他因素无关。
故选C。
27．木炭的热值是 ，它的物理意义是 。完全燃烧 kg木炭，可以得到 的
热量。
【答案】 见详解 0.2
【详解】[1]根据热值的定义，热值是1kg燃料完全燃烧放出的热量，木炭的热值为3.4×107J/kg，它的物理
意义是1kg木炭完全燃烧放出的热量为3.4×107J。
[2]放出6.8×106J的热量完全燃烧木炭的质量为
28．为了减少对大气污染，可对秸秤进行回收加工制成秸秤煤，完全燃烧2kg秸秤煤可放出 J热量；
若这些热量完全被水吸收，可使 kg的水由20℃升高到40℃；若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值会
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（q =2.1×107J/kg，c =4.2×103J/（kg·℃））
秸 水
【答案】 500 不变
【详解】[1]完全燃烧2kg秸秤煤可放出的热量为
[2]若这些热量完全被水吸收，则根据 可算出由20℃升高到40℃水的质量，即
[3]热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值不变。
29．如图所示， 2024年4月25日， 搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫
星发射中心成功发射。下列说法正确的是（ ）A．火箭的燃料燃烧得越充分， 热值越大
B．火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的质量大
C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃时，内能为零
D．火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，质量减少，热值不变
【答案】D
【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误；
B．火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的热值较大，燃烧时释放的能量多，故B错误；
C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故
C错误；
D．火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，燃料的质量在变小，即质量变小，而热值是燃料的属性，因
此热值不变，故D正确。
故选D。
30．汽油机是工农业生产中常用的热机，某型号汽油机的飞轮转速是1200r/ min。
(1)此汽油机每秒钟完成 个做功冲程，此冲程将 能转化为 能；
(2)当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油的热值将 （“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】(1) 10 内 机械
(2)不变
【详解】（1）[1][2][3]汽油机工作一个循环四个冲程，飞轮转2r，完成一个做功冲程。飞轮转速是1200r/
min，则每秒转20r，共10个工作循环，完成10个做功冲程，该冲程将内能转化为机械能，对外做功。
（2）燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料是否充分燃烧无关，故当汽油燃烧不充分时，汽油的热
值不变。
31．根据表中提供的信息，下列判断正确的是（ ）
物质 比热容/［J/（kg·℃）］ 热值/（J/kg）
酒精
煤油
A．酒精和煤油吸收相同的热量，升高的温度可能相同B．质量相同的酒精和煤油，升高相同的温度，酒精吸收的热量少
C．酒精不完全燃烧时，热值将变小
D．完全燃烧放出相同的热量，所需煤油的质量比酒精大
【答案】A
【详解】A．根据 可知，酒精和煤油吸收相同的热量，由于比热容不同，则质量和升高的温度
的乘积不同，由于不确定质量关系，所以升高的温度可能相同，故A正确；
B．根据 可知，质量相同的酒精和煤油，升高相同的温度，由于酒精的比热容比煤油大，所以
酒精吸收的热量多，故B错误；
C．热值是燃料本身具有的性质，与是否完全燃烧无关，所以酒精不完全燃烧时，热值将不变，故C错误；
D．根据 可知，完全燃烧放出相同的热量，由于酒精的热值比煤油小，则所需酒精的质量比煤油
大，故D错误。
故选A。
七、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验（选择题）
32．如图所示在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．研究方法是控制变量和转换法
B．研究对象是烧杯中被加热的液体
C．实验中还需要的器材是天平和秒表
D．相同时间内温度计示数越大，该燃料的热值一定越大
【答案】A
【详解】A．在该实验中，为了比较不同燃料燃烧放出的热量，要控制燃料的质量相同、被加热液体的种
类和质量相同等，运用了控制变量法；燃料燃烧放出的热量不能直接测量，而是通过被加热液体升高的温
度来体现，这运用了转换法，所以研究方法是控制变量和转换法，故A正确；
B．该实验的研究对象是不同的燃料，通过比较燃料燃烧放出热量的多少来比较燃料的情况，而不是烧杯
中被加热的液体，故B错误；
C．实验中需要用天平测量燃料的质量，保证燃料质量相同，但不需要秒表，因为不是比较相同时间内的
情况，而是比较燃料完全燃烧放出的热量，故C错误；
D．燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与相同时间内温度计示数大小无关，相同时间
内温度计示数越大，只能说明在相同时间内该燃料放出的热量多，但不能说明其热值一定大，故D错误。故选A。
33．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说
法正确的是（ ）
A．比较不同液体吸热升温现象，可以选择甲丙两图
B．比较不同液体吸热升温现象，可以选择乙丙两图
C．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择乙丙两图
D．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲丙两图
【答案】A
【详解】AB．比较两种液体的比热容，必须控制燃料的种类相同，改变液体的种类，控制液体的质量相
同，根据温度计的示数高低得出吸热多少，从而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验，
故A正确，B错误；
CD．比较不同燃料热值大小要控制加热的液体种类、液体质量，改变燃料的种类，根据温度计的示数高
低得出吸热多少，从而判断热值大小，因此选择甲、乙两图进行实验；故CD错误。
故选A。
34．如图所示，在两组相同的装置中，用甲、乙两种燃料分别加热质量和初温相同的水，燃料的质量用m
表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾），不计热量损失。下列说法正确的是（ ）
A．m相同时，Δt越小，燃料的热值越大
B．Δt相同时，m越大，燃料的热值越大
C． 的比值越大，燃料的热值越大
D． 的比值越小，燃料的热值越大
【答案】C
【详解】A．燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，即 ，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，则有 ，可得 ，
由 可知，若m相同，△t越小，燃料的热值越小，故A错误；
B．由 可知，若Δt相同，m越大，燃料的热值越小，故B错误；
CD．由 可知，若 的比值越大，燃料的热值越大， 的比值越小，燃料的热值越
小，故C正确，D错误。
故选C。
八、计算题
35．已知煤气的热值为 ，小王洗澡需要燃烧 的煤气，求
(1)这些煤气完全燃烧放出的热量是多少；
(2)若这些热量的70%被温度为30℃，质量为100kg的水吸收，则水温升高多少？（已知
）
【答案】(1)
(2)18℃
【详解】（1）这些煤气完全燃烧放出的热量是
（2）若这些热量的70%被水吸收，水吸收的热量为
水温升高的温度为
36．小明将质量为20kg的水从25℃加热到45℃，[水的比热容为 。天然气的热值为
]。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若天然气燃烧产生的热量中80%被这些水吸收，则需要多少 天然气。
【答案】（1） ；（2）
【详解】解：（1）水吸收的热量为
（2）天然气燃烧产生的热量为需要的天然气体积为
答：（1）水吸收的热量为 ；
（2）需要0.06m3的天然气。
37．有一种便携式气炉，用丁烷气体为燃料。一次烧水时，将2kg初温为20℃的水加热至 90℃，消耗了
25g丁烷气体。已知水的比热容c为4.2×103J/（kg℃），丁烷的热值q=4.8×107J/kg。求 ：
(1)加热过程中水吸收的热量；
(2)消耗的丁烷气体完全燃烧释放的热量。
【答案】(1)5.88×105J
(2)1.2×106J
【详解】（1）加热过程中水吸收的热量Q =c m(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(90℃-20℃)=5.88×105J
吸 水 0
（2）消耗的丁烷气体完全燃烧释放的热量Q =mq=25×10-3kg×4.8×107J/kg=1.2×106J
放
38．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时
间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为
3×107J/kg。
（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量是多少？
（2）煤完全燃烧产生的热量？
【答案】（1）2.52×106 J；（2）6×106J
【详解】解：（1）由题图可知，6min内，水温由20℃升高到80℃，根据 可得，经过6min时间
加热，水所吸收的热量是
（2）根据 可得，煤完全燃烧产生的热量为
答：（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量是2.52×106 J；
（2）煤完全燃烧产生的热量为6×106J。
39．用燃气灶把质量为3kg、初温为20℃的水加热至沸腾，一共消耗了30g燃气[燃气的热值是4.2×107J/
kg，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]。在此过程中，求：(1)水增加的内能；
(2)燃气完全燃烧放出的热量；
(3)燃气灶加热的效率。
【答案】(1) ；
(2) ；
(3)80%
【详解】（1）在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量为
则水增加的内能为1.008 × 106J。
（2）燃气完全燃烧放出的热量为
（3）燃气灶加热的效率为
九、实验题
40．为了“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”，小华设计如图甲、乙所示的实验：在两个燃烧
皿中放入质量相同的两种燃料，分别加热质量 （选填“相等”或“不相等”）的两杯水，燃料
（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后，通过比较 （选填“燃烧时间”或“温度变化量”）
来比较两种燃料放出热量多少。实验结束后画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示，则燃料1与
燃料2的热值之比为 。
【答案】 相等 全部燃烧 温度变化量 4∶3
【详解】[1][2][3]根据题意可知，比较不同燃料的热值实验中，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，需等燃料全部燃烧，通过观察温度计示数的变化量来比较两种燃
料热值的大小。
[4]两杯水的质量，比热容均相同，则由公式 可得，二者吸收的热量之比为
不计热量损失，水吸收的热量等于燃料完全燃烧放出的热量，由公式 可得，燃料1与燃料2的热
值之比为41．如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30g水放入烧杯中，将温度传
感器插入水中，并连接电脑；取0.7g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，
传感器获得温度一时间的图像如图乙所示。（c =4.2×103J/(kg·℃)）
水
(1)实验中花生米燃烧放出的热量是通过 来显示；
(2)①实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，这样做的目的是 ；
②根据乙图像，粗略测得花生米的热值为 J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这
会导致测得的热值 真实值。
【答案】(1)水升高的温度
(2) 使花生米燃烧充分 5.4×106 小于
【详解】（1）本实验采用转换法，通过水升高的温度来间接表示花生米燃烧放出热量的多少。
（2）[1]实验过程中适当转动花生米，可以使花生米燃烧充分。
[2]根据乙图像，根据Q=cmΔt可以求得，水吸收的热量Q =c m(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.03kg×(44.6℃-
吸 水 0
14.6℃)=3.78×103J
不计热量损失，则有Q =Q ，粗略测得花生米的热值为
吸 放
[3]由于花生燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此这种计算方法不准确，计算结果与真实值相比偏小。
42．为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和
碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和碎
纸片完全燃烧。
(1)小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整。燃料 加热前水温度/℃ ①
10g酒精
②
(2)实验后小明根据实验数据利用公式 算出了水吸收的热量，结合“10g”酒精这一数据，算出了酒
精的热值，算出的酒精热值是否可靠? ，请说明理由 。
【答案】 加热后水温度/℃ 10g碎纸片 不可靠 酒精完全燃烧放出的热量不可能全部被
水吸收
【详解】(1)①[1]为了算出水吸收的热量，应为加热后水温度/℃；为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值。
②[2]根据控制变量法的思想，酒精和碎纸片的质量必须相等，应为10g碎纸片。
(2)[3]由于烧杯及温度计也要吸收热量，即酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收，由于火焰的种类不
同，所以两种火焰相同时间放出的热量不同，故算出的酒精的热值不可靠。
43．如图1所示，甲、乙，丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g。烧杯内的液体质量和初温也
相同。根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化关系的图像如图2所示。
(1)烧杯内液体的质量应该 （选填“相同”或“不同”）；
(2)比较不同燃料的热值应选择 两个装置，比较不同物质的比热容应选择 两个装置；
(3)在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少；（选填
“温度计示数”或“加热时间”）
(4)如果已知b液体的比热容是 ，则a液体的比热容是 ；
(5)通过实验得到的燃料热值与燃料的实际热值相比偏 （选填“大”或“小”）。
【答案】(1)相同
(2) 甲乙 甲丙
(3)温度计示数
(4)2×103
(5)小
【详解】（1）由 可知，比较不同液体的吸热能力时，要控制液体的质量相同。若用同种液体的
温度变化量来反映不同燃料的热值，也应该控制液体的质量相同。
（2）[1]在比较不同燃料的热值时，应控制烧杯中的液体种类相同而燃料的种类不同，所以应选择甲、乙两个装置进行实验探究。
[2]在比较不同物质的比热容时，应控制液体吸收的热量相同，即燃料的种类相同而液体的种类不同，故应
选择甲丙两个装置进行实验探究。
（3）燃料燃烧放出热量的多少不易观察，实验时通过比较温度计示数来反映燃料燃烧放出热量的多少，
采用了转换法，温度计示数变化量越大，说明燃料燃烧放出的热量越多。
（4）由图像可知，同样从20 升高至80 ，a需要加热10min，b需要加热20min，b吸收的热量是a的2
倍，由 可知，b的比热容是a的2倍，故a的比热容为
（5）燃料放出的热量没有被液体完全吸收，由液体温度变化量计算所得的热量小于燃料放出的热量，所
以实验测得的热值与实际热值相比偏小。
一、单选题
1．如图，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是（ ）
A．这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能
B．这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能
C．这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能
D．这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能
【答案】D
【详解】图中的进气门与排气门都关闭，活塞上行（汽缸容积变小），是压缩冲程，把机械能转化为内能，
故ABC错误， D正确。
故选D。
2．如图甲、乙、丙、丁所示实验，涉及的研究对象分别是：①厚玻璃筒内气体； ②盒内气体； ③铁丝；
④气缸内燃气。在发生下列物理过程时，以上研究对象的内能减小的有①下压活塞棉花燃烧 ②点火后盒
盖飞出 ③被弯折的铁丝变热 ④火花塞点火后活塞向下运动（ ）A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
【答案】B
【详解】图甲中，下压过程，活塞对筒内气体做功，机械能转化为内能，筒内气体的内能增大；图乙中，
点火后，盒盖飞出，盒内气体对盒盖做功，内能转化为机械能，盒内气体的内能减小；图丙中，被弯折的
铁丝变热，是手对铁丝做功，将机械能转化为内能，铁丝的内能增大；图丁中，火花塞点火后，气缸内燃
气对活塞做功，将内能转化为机械能，气缸内燃气的内能减小。研究对象内能减小的有②④，故B符合题
意，ACD不符合题意。
故选B。
3．如图所示的某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D．乙图中汽缸内气体温度会下降
【答案】D
【详解】甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；
乙图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程；
丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，
为汽车提供动力；
丁图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程；
A．由以上分析可知，在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成
的，即依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故A错误；
B．热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁、甲、丙、乙，故B错误；C．甲图中能量的转化是机械能转化为内能，故C错误；
D．在排气冲程中，高温、高压的废气被排出，则汽缸内气体温度会下降，故D正确。
故选D。
4．如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法
正确的是（ ）
A．温度计示数变小
B．通过热传递改变气体内能
C．保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变
D．撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小
【答案】D
【详解】AB．向左推动活塞，压缩气体做功，将机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故温度
计示数变大，是通过做功改变气体内能，故AB错误；
C．保持活塞不动，取下橡皮帽，注射器内压缩的气体向左喷出，对外做功，内能减小，温度降低，故温
度计示数变小，故C错误；
D．撤去外力，活塞快速向右运动，对外做功，内能减小，温度降低，故温度计示数变小，故D正确。
故选D。
5．如图是小明用塑料瓶制作的水火箭。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋
紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列
说法正确的是（ ）
A．水火箭上升过程中瓶内气体温度升高
B．瓶内气体是通过热传递改变内能的
C．水火箭升空时与热机的压缩冲程工作原理相似
D．水火箭升空时的机械能由高压气体内能转化而来【答案】D
【详解】AB．水火箭升空时，是里面的气体对外做功，内能减小，温度降低，通过做功的方式改变物体
的内能，故AB错误；
C．水火箭升空时，是里面的气体对外做功，将内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；
D．水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能，故D正确。
故选 D。
6．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，烧杯内液体的初温与质量相同，燃料的质量相同，假设
燃料都完全燃烧且不考虑热量损失，液体的末温分别为 、 、 。下列判断不正确的是（ ）
A．研究燃料热值，选择甲、乙两图，若 ，则燃料1的热值大
B．研究燃料热值，选择乙、丙两图，若 ，则燃料2的热值大
C．甲、丙两图实验中，加热时间的长短表示液体吸收热量的多少
D．选择甲、乙两图实验和甲、丙两图实验所用测量工具不同
【答案】B
【详解】AB．研究燃料热值，需改变燃料种类，控制燃料质量相同，给同种液体加热，故选择甲、乙两
图，若t >t ，根据Q=cmΔt以及Q=qm可知，燃料1的热值大，故A正确，不符合题意，B错误，符合
甲 乙
题意；
C．甲、丙两图实验中，燃料种类相同，液体种类不同，可探究物质吸热能力，加热时间的长短表示液体
吸 收热量的多少，应用了转换法，故C正确，不符合题意；
D．选择甲、乙两图实验，需测量液体的温度、质量，不需要测量时间，故需要温度计和天平；甲、丙两
图实验，需要测量液体温度、加热时间以及液体质量，故需要温度计、停表和天平，故测量工具不同，故
D正确，不符合题意。
故选B。
7．如图所示，用完全相同的装置加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式均相同。不
计热损失，将燃料点燃直至燃尽，三个烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如丁所示，则下列说法正
确的是（ ）A．仅用乙、丙两图可以比较不同燃料的热值
B．甲、丙装置中的液体在0-t内吸收的热量之比为2∶1
C．a、b两种液体的比热容之比为
D．燃料1和燃料2的热值之比为
【答案】C
【详解】A．比较不同燃料的热值，需要控制被加热的液体种类相同，燃料种类不同。乙、丙两图中燃料
种类不相同，液体种类也不同，所以不能比较不同燃料的热值，故A错误；
B．因为加热装置相同，相同时间内放出的热量相同，甲、丙装置中的液体在 内加热时间相同，所以
吸收的热量相同，吸收的热量之比为 1∶1，故B错误；
C．根据 ，在质量和吸收热量相同的情况下，比热容与温度变化量成反比。甲、丙中液体质量相
同，加热相同时间吸收热量相同，甲中液体升高的温度是丙中液体升高温度的 2 倍，所以a、b两种液体
的比热容之比为 1∶2，故C正确；
D．由图丁可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了tmin，燃料2燃烧了2tmin，且甲图中液体温度变化量为
，乙图中液体温度变化量为 ，实验中忽略热量的散失，且两杯液体的质量、比热容均相同，则由
公式 可得，二者放出的热量之比
燃料的质量相同，由公式 可得，燃料1与燃料2的热值之比
则
故D错误。
故选C。
二、填空题
8．小华利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g，烧杯中水的质量为200g，初温为
15℃，点燃酒精，当水温升高到35℃时，立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量为 J。他
想利Q ＝Q 计算酒精的热值，还需测量 ，他所测出的酒精热值 （大于/小于）真
放 吸
实值。[c ＝4.2×103J/(kg·℃)，q ＝3×107J/kg]
水 酒精【答案】 1.68×104 剩余酒精的质量 小于
【详解】[1]水吸收的热量为Q =c m (t−t)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×(35℃−15℃)=1.68×104J
吸 水 水 0
[2]根据题意可知，Q ＝Q ，由 可知，还需计算出燃烧酒精的质量，才能计算酒精的热值，所以
放 吸
应测量出剩余酒精的质量。
[3]由于存在热量损失，酒精燃烧放出的热量没有全部被水吸收，即Q
