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中考一轮复习知识点梳理与针对性分层训练
第14章《内能的利用》
【知识点1、热机】
一、热机
1．利用_______做功的机械叫做热机。
2．热机的种类很多，例如_______、______、______、_________等。
3．燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做_________。
4．内燃机分为______和_______两大类。
二、汽油机
1．汽油机由汽缸、进气门、排气门、火花塞、活塞、连杆、曲轴几部分组成。
2．活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个________。
3．多数汽油机是由_____、____、_____、_____四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
示意图
无能量转化
能的转化 无能量转化
1．1个工作循环中，有________个冲程，曲轴和飞轮转动________周（转），对外
做功________次
联系
2．在一个工作循环中，只有做功冲程燃气对外做功，其他3个辅助冲程，依靠飞
轮的惯性完成，不但不做功，还要消耗机械能
三、汽油机与柴油机的比较
内燃机
汽油机 柴油机
项目
构造 汽缸顶部有________ 汽缸顶部有________
燃料 ________ ________
吸气冲程 汽油机在吸气冲程中吸入的是________ 柴油机在吸气冲程中吸入的是_________
压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出柴油，
压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃
点火方式 遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点
料，称为_________
燃，称为______
效率 效率低，20%~30% 效率较高，30%~45%
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学科网（北京）股份有限公司机体轻便，主要用于汽车、飞机、摩托 机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮
应用
车等 船等
【经典例题考查】
1．近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪，下列机械的动力装置不是使用热机的是
（ ）
A．玉兔号月球车 B．山东号航母
C．C919客机 D．长征五号火箭
2．关于热机，下列说法正确的是（ ）
①汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
②柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸
③在压缩冲程中有很明显的机械能转化为内能的过程。
④在做功冲程中存在着化学能转化为内能的过程
⑤在做功冲程中存在着内能转化为机械能的过程；
⑥汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
A．①②③④⑤⑥正确B．①②③④⑥正确 C．②③⑤⑥正确 D．③④⑤⑥正确
3．如图甲所示，壶中的水沸腾时，壶盖不断地跳动，壶嘴喷出大量“白气”，在这个过程中水蒸
气对壶盖 ，内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），温度降低；图乙中汽
油机的 （选填）冲程和此过程的工作原理是一样的。
4．如图为汽车的四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上并使各
汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做
吸气、压缩和排气工作。在上述四个冲程中，使汽车获得动力的是 冲程。发动机在对
外做功时将 能转化为 能。若在图示状态中，气缸1正在做功，气缸2正在压缩，
则气缸3正在 ，气缸4正在 。飞轮转动半周后，正在做功的是气缸 。
2
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学科网（北京）股份有限公司5．船舶航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比，降低航速可以大大减少航行阻力，发动
机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程
中还有其他辅助设备工作，需要发动机做功；航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，
虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机做的功包括推进功和辅助功两部分。
（1）在发动机的工作循环中，排出CO 等气体的冲程是 ；
2
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
（2）若船舶以速度匀速直线航行，航行时受到的阻力为 f＝kv2（k为常量），则理想情况下，
推进功率和速度的关系为P ＝ ；
推
（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，则最省油的航速为
m/s（取横坐标上的整数值）；若船舶以此速度匀速航行，船舶受到的推力为 N。
【知识点2、热机的效率】
一、燃料的热值
1．某种燃料完全燃烧所放出的_______与_______之比，叫做这种燃料的_____。
2．热值的符号是______，单位是________或________。
3．酒精的热值是3×107 J/kg，它的物理意义是：________________________________。
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学科网（北京）股份有限公司4．热值是物质本身的一种特性，与燃料的质量、燃烧的状态、放出热量的多少无关。
二、热机的效率
1．对于热机而言，用来做有用功的那一部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率。
2．蒸汽机的效率只有6%~15%，汽油机的效率可以达到20%~30%，柴油机的效率可以达到30%~45%。
3．热机的效率是热机性能的重要指标。提高热机效率，可以节约能源，减少污染。
提高效率的途径： ① ； ②
三、热量、燃料燃烧、热机效率等相关计算
知识点 热量的计算 燃料燃烧放热 热机效率
公式
注 意 ： 物 体 的 初 适 用 于 固 适用于气体 W 指有效利用的能量，Q 指
有 放
备注 温、末温和变化的 体、液体 总能量
温度
【经典例题考查】
6．如图所示，为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置
相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同。当燃料燃尽时，立即读取相应温度计的读
数，分别为t 、t 、t ，且有t ＞t ＞t 。
甲 乙 丙 甲 乙 丙
（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的 必须相同；
（2）比较a、b两种液体的比热容，应选择 两图进行实验，液体a的比热容c 与液体b
a
的比热容c 相比，c c（选填“＞”、“＝”、“＜”）；
b a b
（3）比较1、2两种燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料1的热值q 与燃料2的热
1
值q 相比，q q（选填“＞”、“＝”、“＜”）。
2 1 2
7．关于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）
A．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示每燃烧1kg的汽油可以获得4.6×107J的热量
B．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
C．燃料不燃烧时，热值为0
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学科网（北京）股份有限公司D．燃料的热值与燃料燃烧时放出的热量和质量无关
8．如图所示是柴油机的示意图，已知柴油的热值为4.2×107J/kg。若该柴油机的效率为30%，下列
关于柴油机工作过程描述正确的是（ ）
A．如图所示的是压缩冲程
B．该柴油机消耗100g柴油可以获得约1.26×106J的有用功
C．该冲程将内能转化为机械能
D．该柴油机燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
9．如图所示是汽油机 冲程。完全燃烧1kg汽油放出的热量是 J，若其效率为
25%，则消耗1kg汽油转化为机械能是 J（q ＝4.6×107J/kg）。
汽油
10．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600r/min，该柴油机活塞1s对外做功 次。若其
效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是多少J？（柴油的热值为4.3×107J/kg）
11．如图是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是 20cm2．做功冲程中，燃气对活
塞的平均压强是1.0×106Pa，活塞移动的距离是40mm，所用时间是0.01s．试求：
（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？
（2）做功冲程中，平均压力做的功率是多少？
（3）设做功冲程中汽油完全燃烧，放出的热量是800J，则该汽油机的效率是多少？
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学科网（北京）股份有限公司【知识点3、能量的转化和守恒】
一、能量的转化
科学家们经过长期的探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相
互转化的。
1. 摩擦生热，______能转化为______能；
2. 水电站力水轮机带动发电机，______能转化为______能；
3. 电动机带动水泵把谁送到高处，______能转化为______能；
4. 植物吸收太阳光进行光合作用，______能转化为______能；
5. 燃料燃烧时发热，______能转化为______能。
二、能量守恒定律
能量既不会凭空______，也不会凭空_____，它只会从一种形式____为其他形式，或者从一个物体
______到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和_______。这就是能量守恒定律。
三、永动机
1．定义：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。
2．永动机失败的原因：它违背了_________________。
12．燃油汽车的动力机械是内燃机。汽车匀速行驶时，内燃机通过燃烧汽油把 能转化为气
体的内能，然后通过做功冲程把 能转化成汽车的 能；而运动的汽车制时由于
摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的 能，这些消耗的能量不能再用来驱动汽车，
可见，能量的转化和转移过程是有 性的。
13．从19世纪末世界上建成第一座水电站以来，水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是
水力发电站的原理图，关于水力发电下列说法正确的一组是（ ）
①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能保持不变；
②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能；
③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能；
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学科网（北京）股份有限公司④要加大水力发电的功率，可以采用“增大落水差”的方法。
A．①② B．①③ C．② D．②④
14．有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
15．目前，市区里的老旧小区正在进行水路改造，改造中用到了冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电
动机的带动下，不断地冲击墙壁打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，关于其能量转化
正确的是（ ）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和电能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
16．如图所示，是武汉江滩公园中安装的一款太阳能路灯，顶端是太阳能电池板，它白天向灯杆中
的蓄电池充电，而夜晚则由蓄电池给路灯供电。下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为化学能
B．白天太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能
C．白天阳光照射太阳能电池板时，太阳能转化为电能
D．夜晚蓄电池给路灯供电时，电能转化为化学能
【精选真题演练】
17．（2021•淮安）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机
哪一个冲程能量转化相同？（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
18．（2021•东营）下列说法正确的是（ ）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B．物体的温度不变，它的内能一定不变
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
19．（2021•天门）如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（ ）
A．进气门打开，排气门关闭
B．喷油嘴喷出雾状汽油
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学科网（北京）股份有限公司C．靠飞轮的惯性完成
D．内能转化为机械能
20．（2021•苏州）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热
量”的甲、乙两组实验装置。下列关于该两组实验的说法正确的是（ ）
A．每组实验中，燃料的质量均应相等
B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
21．（2021•邵阳）电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇、电动
耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（ ）
A．电能转化成机械能 B．机械能转化成电能
C．太阳能转化成机械能 D．内能转化成机械能
22．（2021•宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住
筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可
模拟四冲程汽油机工作时的（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
23．（2021•牡丹江）现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。则这款
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学科网（北京）股份有限公司鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是（ ）
A．机械能转化为电能，再转化为光能
B．电能转化为机械能，再转化为光能
C．机械能转化为光能，再转化为电能
D．光能转化为机械能，再转化为电能
24．（2021•邵阳）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有
关汽油机的说法正确的是（ ）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气
B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式
D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
25．（2021•朝阳）图中是某四冲程内燃机工作循环中的 冲程，若此内燃机1秒内对外做
功20次，则飞轮转速是 r/min。
26．（2021•常州）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，①利用电动工具使
螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部 （物态变
化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 冲程相
同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部 （物质变化名）牢牢套住螺钉，
利用该技术，铜螺钉可以拧入表格中 物质制作的板材。
物质 熔点/℃
铁 1535
铜 1083
铝 660
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学科网（北京）股份有限公司27．（2021•河北）小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温
度﹣时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 （选填“＞”“＜”或“＝”）乙
物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 方式实现的。
实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
28．（2021•盐城）用煤气灶把初温为20℃，质量为2kg的水加热到70℃，水吸收的热量为
J。若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧 kg的煤气。事实上，将这
壶水加热到70℃需要的煤气质量更 。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热
值为4.2×107J/kg]
29．（2021•哈尔滨）哈尔滨市正在进行的老旧小区改造措施惠及万民，其中为房屋外墙安装保温
层、更换门窗等措施可减少散热，提高室温，实现“节能减排”，因此某居民楼一冬天可节约
燃煤2.8×104kg，这些煤完全燃烧可放出的热量为 J，这些热量可使太阳岛人工湖中
1.0×108kg 的水温度升高 ℃。[水的比热容为 4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为
3.0×107J/kg]
30．（2021•十堰）如图所示，小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞
迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与柴油机的 冲程相同。小明参加了一
次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧 m3的天然气，若天
然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将 kg、20℃的
水烧开。（c ＝4.2×103J/（kg•℃）；q ＝4×107J/m3）
水 天然气
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学科网（北京）股份有限公司31．（2021•常州）生活垃圾的热值为3×106J/kg，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全
燃烧 800t 生活垃圾，放出热量 J，放出热量的 30%用来发电，每天可发电
kW•h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大气压下，每天可将 kg的水由
20℃恰好加热至沸腾。[c ＝4.2×103J/（kg•℃）]
水
32．（2021•荆门）目前正在我市进行试验飞行的国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600装有4台国
产WJ6涡轮螺旋桨发动机，是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途
民用飞机。飞机在空中满载时的最大巡航速度为460km/h，发动机巡航推力为5×104N。
（1）AG600在高空所受的大气压强，比水面附近的大气压强 ；为了执行灭火任务飞机
停在水面吸水，随着吸水量增加，它受到的浮力 （选填“增大”、“不变”或“减
小”）。
（2）某次试飞中AG600以最大速度满载巡航1h，消耗燃油2×103kg，燃油完全燃烧产生的内能
为 J，发动机的工作效率为 （燃油的热值取4.6×107J/kg）。
33．（2021•南京）小明一家驾车旅行。
（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在 ；
（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是 ；
（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，
则1L汽油完全燃烧放出的热量是 J，车所受牵引力是 N，车的工作效率是
%。（ρ ＝0.8×103kg/m3，q ＝4.5×107J/kg，g取10N/kg）
汽油 汽油
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学科网（北京）股份有限公司34．（2021•遂宁）如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如下表所
示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，压缩冲程中
气缸内气体内能增加是通过 方式实现的；正常工作1min，柴油机输出的有用功
J，消耗柴油 kg，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 N。（q ＝
柴油
4.0×107J/kg）
型号 HR05b
活塞行程 100mm
转速 2400r/min
输出功率 8kW
效率 40%
35．（2021•陕西）有一辆由汽油机提供动力的汽车，该车的输出功率与汽油机转速的关系如图所
示。这辆汽车在某次测试时以90km/h的速度在水平公路上匀速行驶了10min，消耗1.1kg的汽
油，此过程中汽油机的转速为2000r/min（汽油的热值q ＝4.6×107J/kg）。
汽油
（1）汽油机是一种将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为 能的装置。
（2）该汽车在这段时间内行驶了多少路程？
（3）1.1kg的汽油完全燃烧能产生多少热量？
（4）此过程中汽油机的效率是多少？（百分数保留到0.1位）
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学科网（北京）股份有限公司36．（2021•丹东）某品牌汽车空载静止时对水平地面的压强为3×105Pa，轮胎与地面总接触面积
为400cm2。当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，功率为50kW。求：
（1）汽车的重力是多少？
（2）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，所受到的阻力是多少？
（3）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶100km时，燃烧10kg汽油，则发动机的效率是多
少？（汽油热值q＝4.6×107J/kg）（结果保留到0.1%）
37．（2021•广安）菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在 150℃到180℃之间。某酒
店厨师在炸制酥肉时，将2kg的菜油从20℃加热到170℃（未沸腾），求：
（1）菜油吸收的热量[取c ＝2.0×103J/（kg•℃）]；
菜油
（2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少m3的天然气（假设天然气完全燃
烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为4.0×107J/m3）。
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