文档内容
第十四章 内能的利用
（考试时间：100分钟 试卷满分：100分）
满分培优卷
一、选择题：本题共15个小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是
符合题目要求的。
1．使用液态氢作为火箭燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较大的热值
C．较低的沸点 D．较大的比热容
【答案】B
【详解】使用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，
可以释放出更多的热量，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．下列设备中，没有利用热机的是（ ）
A． 火车 B． 飞机
C． 帆船 D． 摩托车
【答案】C
【详解】热机原理：燃料具有化学能，在压缩冲程的末端，燃料燃烧，燃烧时化学能转化为内能，
产生高温高压的燃气，推动活塞做功，内能转化为机械能。
火车、飞机、摩托车工作时都要使用化石能源作燃料，都是使用热机工作的；帆船工作时是通过风
力进行工作的，没有使用热机。
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．下列说法正确的是（ ）
A．一台单缸汽油机，飞轮每分钟转600转，那么这台汽油机每秒钟内对外做功10次B．热机的效率可以大于1
C．总的看来，内燃机实现了内能向机械能的转化，但在它的工作过程中，也有机械能转化为内
能的过程
D．燃料的燃烧值要随着燃料的不断燃烧而减小
【答案】C
【详解】A．一台单缸汽油机，飞轮每分钟 转600转那么这台汽油机每秒钟内飞轮转动10圈，对
外做功5次，故A错误；
B．在热机工作过程中总有能量的损耗，所以热机的效率总是小于1，故B错误；
C．在做功冲程中，将内能转化为机械能；在压缩冲程，将机械能转化为内能，故C正确；
D．热值是燃料的一种特性，和燃料的多少无关，故D错误。
故选C。
4．下列现象中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．航天飞行器穿越大气层时表面发热 B．冬天用热水袋取暖
C．放爆竹时，爆竹腾空而起 D．电灯发出光和热
【答案】A
【详解】A．航天飞行器穿越大气层时表面发热，此过程中是由机械能转化为内能发热，故A符合
题意；
B．冬天用热水袋取暖，是利用了热传递，是能量的转移，跟能量转化无关，故B不符合题意；
C．放爆竹时，爆竹腾空而起，此过程是由火药的化学能转化为爆竹的机械能，故C不符合题意；
D．电灯发出光和热，此过程是由电能转化为光能和内能，故D不符合题意。
故选A。
5．2022年11月29日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥十五运载火箭将“神舟十五号”
载人飞船成功发射。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．宇航员在太空仍具有惯性
B．科学实验柜由地球运到太空，质量变小
C．火箭燃料的热值随着燃烧的进行而减小
D．飞船与火箭分离前，以火箭为参照物，飞船是运动的【答案】A
【详解】A．惯性大小只与物体的质量有关，与位置无关，宇航员在太空仍具有惯性，故A正确；
B．科学实验柜由地球运到太空，位置变了，但所含物质的多少没有改变，所以其质量不会改变，
故B错误；
C．燃料的热值与燃料的质量的大小无关，所以热值保持不变，故C错误；
D．火箭和飞船分离前，火箭和飞船的相对位置没有发生变化，故以火箭为参照物，飞船是静止的，
故D错误。
故选A。
6．下列有关热和能的说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧过程中，是把内能转化为机械能
B．热机做功冲程中，内能转化为机械能
C．热机的效率越高，说明做功越快
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
【答案】B
【详解】A．燃料燃烧的过程中，是将化学能转化为内能的过程，故A错误；
B．热机做功过程中，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B正确；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比，而做功的快慢用功
率来表示，二者是不同的物理量，故C错误；
D．不知道燃料的质量和是否完全燃烧，不能确定其释放热量的多少，故D错误。
故选B。
7．2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星
发射中心点火发射，发射取得圆满成功，陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员入驻天和核心舱、将完成
中国空间站建设工作。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能
B．火箭向下喷出高温高压的燃气，火箭对燃气向下的力大于气体对火箭向上的力
C．火箭向下喷出高温高压的燃气，火箭对燃气向下的力小于气体对火箭向上的力
D．使火箭加速升空的力的施力物体是高温高压的燃气
【答案】D【详解】A．火箭加速升空过程中，速度和高度都增加，火箭的动能和势能都增大，机械能增大，
但不是动能转化为重力势能，故A错误；
BC．火箭对燃气向下的力和气体对火箭向上的力是一对相互作用力，它们的大小相等，方向相反，
作用在同一条直线上，故BC错误；
D．火箭升空是燃料燃烧时，产生高温高压的气体向后喷出，推动火箭升空，所以火箭加速升空的
力的施力物体是高温高压的燃气，故D正确。
故选D。
8．下列说法中，正确的是（ ）
A．钻木取火是通过热传递的方法改变物体内能
B．柴油机的压缩冲程，活塞对气体做功，机械能转化成内能
C．汽车发动机用水做冷却剂，主要是因为水的蒸发吸热从而实现降温
D．沙漠地区的气温比沿海地区变化明显是因为沙石的比热容比水大
【答案】B
【详解】A．钻木取火是利用了摩擦生热，即做功改变物体的内能，故A错误；
B．柴油机在压缩冲程中，活塞对汽缸中的气体做功，将活塞的机械能转化为气体的内能，使汽缸
中的气体内能增加、温度升高，是用做功的方法增加了汽缸内气体的内能，故B正确；
C．汽车发动机利用水的比热容大的特点，与其它物质相比，在质量相同、升高的温度相同时，水
吸收的热量多，使发动机的温度不致升得太高，故C错误；
D．由 知道，吸收相同热量的情况下，由于水的比热容较大，故沿海地区温度变化不明显，
而沙漠地区沙石的比热容小，故沙石的温度变化明显，故D错误。
故选B。
9．生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）
A．饭店里的干手器工作时把电能全部转化为机械能
B．天然气燃烧放热是把化学能转化为内能
C．电热水壶工作时，内能转化为电能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
【答案】B
【详解】A．干手器工作时，电动机转动的同时还可以吹出热风，消耗的是电能，获得的是机械能
和内能，将电能转化为内能和机械能，故A错误；
B．天然气燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故B正确；
C．电热水壶工作时，消耗电能，得到内能，是电能转化为内能，故C错误；
D．摩擦生热是把机械能转化为内能，故D错误。故选B。
10．下列说法中正确的是（ ）
A．摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程
B．一桶水的比热容和一杯水的比热容不同
C．阳光射入房间内看到尘土飞扬，可以说明分子在不停地做无规则运动
D．用锯条锯木头时锯条发热，锯条的内能增加，木板的内能减少
【答案】A
【详解】试题分析：内燃机的一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中，做功冲程
是主要冲程，把内能转化成机械能，是机车动力的来源，A是正确的；比热容是物质的一种特性，
其大小由物质的种类和状态决定，与质量、体积无关，所以一桶水和一杯水的比热容相同，B错；
尘土飞扬并不能说明分子的无规则运动，因为一粒尘土不是一个分子，而是包含无数个分子，所以
C错；锯木头时，锯条发热，锯条的内能增加，同时，木头也发热，其内能也增加，D错．所以，
只有A符合题意．
考点：分子热运动 内能
11．下面是小华同学的物理笔记中的摘录，其中正确的是（ ）
A．物体温度越高，含有的热量越多
B．比热容是物质的一种特性，与质量和热量无关，与种类和状态有关
C．在汽油机的压缩冲程中，将内能转化为机械能
D．燃料的质量和种类决定了燃料热值的大小
【答案】B
【详解】A．热量是一个过程量，只能说吸收 或者放出 了多少热量，不能说某物体含有多少热量，
故A错误；
B．比热容是物质的一种特性，与质量和热量无关，与种类和状态有关，物质的种类不同，状态不
同，比热容一般不同，故B正确；
C．四冲程汽油机在压缩冲程中是将机械能转化为内能，故C错误；
D．热值是质量为 的燃料完全燃烧时所释放出的热量；热值是燃料本身的特性，热值的大小只与
燃料的种类有关，与燃烧程度无关、与燃料的质量和放出的热量无关，故D错误。
故选B。
12．关于热机，下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入汽缸
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开D．汽油机在做功冲程中，是把机械能转化为内能
【答案】A
【详解】A. 汽油机点火方式是点燃式，顶部有火花塞，柴油机点火方式是压燃式，顶部有喷油嘴，
故A正确；
B. 柴油机在吸气冲程中，吸入汽缸的是新鲜的空气，故B错误；
C. 汽油机在做功冲程中，两气门关闭，高温高压的燃气推动活塞向下运动，故C错误；
D. 汽油机在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能转化为推动活塞向下运动，内能转化为机械能，故D
错误；
故选A．
13．小明同学为了比较质量均为200g的水和燃油的吸热能力，利用如图甲所示的实验装置进行实
验，实验中两个酒精灯完全一样，加热10min后每个酒精灯消耗酒精5g（q =3×107J/kg），水
酒精
的比热容为4.2×103J/（kg•℃），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（如图乙）。若单位
时间内水和煤油吸收的热量相等，则下列说法正确的是（ ）
A．煤油的末温比水的高，所以吸热能力更强
B．10min酒精完全燃烧放出的热量为1.5×104J
C．20min内煤油吸收的热量为1.26×104J
D．他使用的酒精灯的加热效率为8.4%
【答案】D
【详解】A．煤油和水的初始温度相同，吸收相同的热量（即加热相同的时间），煤油的末温比水
的高，所以水的吸热能力更强，故A错误；
B．10min酒精完全燃烧放出的热量为
Q放=q酒精m=3×107J/kg×5×10-3kg=1.5×105J
故B错误；C．水加热20分钟升高
98℃﹣68℃=30℃
20min内水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×30℃=2.52×104J
单位时间内水和煤油吸收的热量相等，故20min内煤油吸收的热量为2.52×104J，故C错误；
D．加热10min后每个酒精灯消耗酒精6g，加热20min后每个酒精灯消耗酒精10g，则酒精放出的热
量
Q放=m酒精q酒精=10×10﹣3kg×3×107J/kg=3×105J
他使用的酒精灯的加热效率为
故D正确。
故选D。
14．混合动力汽车具有节能、低排放等优点成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车
启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，内燃机
启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测
试中，由内燃机提供能量，汽车以某一速度匀速行驶了2.7×104m．用时0.5h，同时蓄电池的电能
增加了2kW•h．若所用燃料的热值是4.5×107J/kg，测试过程中消耗3.4kg的燃料。通过计算可知，
下列结果（ ）
①汽车的速度是45km/h ②汽车牵引力做的功5.4×107J
③燃料完全燃烧放出的热量是1.53×109J ④汽车发动机的效率是40%
A．只有②④正确 B．只有①③正确
C．只有②③正确 D．只有②③④正确
【答案】A【详解】①由题知，汽车以某一速度匀速行驶了
2.7×104m＝27km
用时0.5h，所以汽车的速度
故①错误；
②由图象可知，汽车速度为15m/s时，所受阻力为2000N，由于汽车匀速行驶，水平方向汽车的牵
引力与阻力是一对平衡力，所以
牵引力做功
故②正确
③测试过程中消耗3.4kg的燃料，所以燃料完全燃烧放出的热量
故③错误
④汽车牵引力做功使其前进的同时给蓄电池充电，电能增加了
燃料燃烧转化为有用的能量
汽车发动机的效率
故④正确。
故选A。
【点评】本题考查了速度、功、热量、效率的计算，本题关键是从图象读出汽车所受阻力的大小，
通过二力平衡条件求出牵引力，是一道综合题。
15．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切摩擦，用图甲绕法匀速提升
重为900N的物体时，机械效率为90%。下列判断正确的是（ ）A．拉力F的大小为450 N
1
B．用图乙绕法匀速提升400N的重物时，机械效率为80%
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法的机械效率更大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F、F做功不相等
1 2
【答案】B
【详解】A．图甲中n=2，因为机械效率
所以拉力为
故A错误
B．图甲中，忽略绳重及一切摩擦时
则动滑轮的重力：
G动=2F1﹣G物=2×500N﹣900N=100N
在图乙中，忽略绳重及一切摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，则滑轮组的机械效率为
故B正确；
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，由可知，两图中的机械效率相等，故C错误；
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度时，由W有=Gh可知，两图中的有用功相等，由
W额外=G动h可知，两图中的额外功相等，因为W总=W有+W额外，所以F1、F2做的总功相等，故D
错误。
故选B。
二、填空题：共8题，每空1分,共18分。
16．2011年，我国成功发射了“天宫”卫星．点火后燃气向后高速喷出，运载火箭腾空而起，燃气
的 能转化为火箭的 能；运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢具有较大的 ．
【答案】内 机械(或动) 热值
【详解】试题分析：（1）火箭升空时的能量转化：燃料的化学能先转化为内能，然后通过内燃机
把燃气内能转化为火箭的机械能；
（2）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的
氢时，可以释放出更多的热量；
考点：能量转化或转移现象的分析；燃料的热值．
点评：此题考查知识面广，了解能量的转化，利用热值解释生活中的现象，属于综合性的题目．
17．如图甲所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，给水加热。这是通过 的方式
改变水的内能。加热一段时间后，橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去。其能量转化情况与四冲程
热机 冲程相同。如图乙所示，在测量滑动摩擦力大小的实验中，用弹簧测力计拉着木
块水平向右做 运动，木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小。这里通过测量拉力大
小来间接测出摩擦力大小，运用了 （选填“转换法”或“放大法”）。
【答案】 热传递 做功 匀速直线 转换法
【详解】[1]改变物体内能的方式有热传递和做功，给水加热，这是通过热传递的方式改变水的内能。
[2]高温的水蒸气把橡胶塞推了出去，这是把内能转化为了机械能，热机的四个冲程中只有做功冲
程实现了把内能转化为机械能。
[3]做匀速直线运动的物体处于平衡状态，要受到平衡力的作用，此时水平方向上的拉力等于摩擦
力。
[4]实验中不能直接测出摩擦力的大小，只能通过二力平衡的原理，把摩擦力的大小转换为拉力的
大小进行测量。
18．如图中表示内燃机的两个冲程．从气门的启闭和活塞的运动可以判断甲是 冲程，乙是
冲程．四冲程内燃机工作时，内能转化为机械能的是 冲程，机械能转化为内能的是 冲程．
【答案】 做功 排气 做功 压缩
【详解】甲图中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；乙图中的进气门关闭，排气门打
开，活塞向上运动，是排气冲程；四冲程内燃机工作时，内能转化为机械能的是做功冲程，机械能
转化为内能的是压缩冲程．
【点睛】（1）解决此题要知道内燃机的四个冲程按照顺序有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排
气冲程；判断冲程可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关
下功”；其中，气阀门都关闭谓之关，只有一个气阀门打开谓之开．（2）四冲程内燃机工作时，
内能转化为机械能的是做功冲程，机械能转化为内能的是压缩冲程．
19．学校举行了“关化我们的校园”实践活动，同学们用砂纸擦除校园周边的“小广告”。擦除过
程中感觉砂纸发热，这是通过 （选填“做功“或”热传递"）改变内能，这个过程中，
能转化为内能。
【答案】 做功 机械
【详解】[1][2]砂纸在摩擦的过程中发热，这是一个摩擦生热的现象，此过程是将机械能转化为内
能。是通过做功的方式使物体内能增加的。
20．龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，提高了水的 能。水从大坝的上游流下时冲击水
轮机发电，水的能量最终转化为 能。
【答案】 重力势（机械） 电【详解】[1]水位上游升高，即水的位置升高，所以是水的重力势能增加了。
[2]水由上游流下冲击水轮机发电的过程是水的能量转化为电能。
21．汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水的 大的性质；火箭使用液氢为燃料，这是利用
了液氢的 大的性质．
【答案】 比热容 热值
【详解】[1]水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，
所以汽车发动机用水作冷却剂，可避免发动机工作时温度过高而损坏；
[2]火箭采用液氢作为燃料，原因是液氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出
更多的热量．
22．如图所示，面积较大的水池内水深为H，水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体物块，物
块的一半体积浸在水中。现用力将物块缓慢地压入水中直到池底，则从物块刚好浸没水中开始到最
终压在池底的过程中，池中水的能量增加了 。
【答案】2mg（H-a）
【详解】当物块的一半体积浸在水中时，根据物体的浮沉条件可知，此时物块所受的浮力等于其自
身重力，即为
则有 ，根据题意可得， 。物块完全浸没后所受的浮力为
手对物块的压力为
则从物块刚好浸没水中开始到最终压在池底的过程中，物块下移的距离为
压力F所做的功为同时物块由水面下降了H-a，因此势能减少了
根据能量守恒可得，压力F对物块做的功和物块下降减少的能量全部用于增加池中的水的能量，则
池中水的能量的增加量为
23．全球首款热效率达50%的商业化柴油机已发布，如果应用在汽车上将会节约更多的燃料。假设
某辆柴油机汽车原效率为40%，每年消耗柴油1800kg，换用新的柴油机后，每年可以节约燃油
kg。
【答案】360
【详解】每年消耗柴油1800kg，柴油放出的热量为
则柴油机有效利用的能量为
换用新的柴油机后，每年消耗的汽油质量为
每年可以节约燃油
故每年可以节约燃油为 。
三、识图、作图题，每小题2分，共8分。
24．如图所示，甲(a)为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位
置和进气门、排气门的开闭情况，请在图甲(b)中，画出另一个冲程中活塞运动的方向（用“ ”
或“ ”表示）。【答案】
【详解】由图可知，汽缸顶部的火花塞点火，是四冲程内燃机的做功冲程，在内燃机的做功冲程中，
两个气门都关闭，活塞向下运动。
25．如图甲所示，这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙中画出做功冲程中活塞和曲轴的
位置和进气门、排气门的开闭情况。
【答案】
【详解】图甲为吸气冲程，此时进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；在做功冲程中，两个气
门都关闭，活塞也向下运动，因此，活塞和曲轴的位置与甲图相同。如下图所示：四、实验探究题，每空2分，共24分。
26．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。
他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，
记录结果如表。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 20 39
菜籽
20 29
油
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初
温相等外，还应控制水的 相等；
（2）实验中燃料燃烧放出的热量，通过 方式使水的内能增大，温度升高；本实验是用
表示煤油和菜籽油放出热的多少；
（3）根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ；
（4）小明同学根据实验数据计算发现结果与书中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”或
“偏小”），写出一个可能的原因是 ；（5）小亮小组实验时发现两杯水都沸腾了，无法比较煤油和菜籽油两种燃料热值的大小，请你写
出一个改进的方法： 。
【答案】 质量 热传递 水温升高的多少 煤油 偏小 煤油燃烧放出的热
量，并没有全部被水吸收，有热量损失 适当增加水的质量
【详解】（1）[1]要比较煤油和菜籽油的热值大小，应控制煤油和菜籽油的质量相同，则燃烧放出
热量多的其热值大；另外还要控制水的初温和水的质量相同，通过水温升高的多少反映吸收热量的
多少，也反映了燃料燃烧放出热量的多少。
（2）[2]燃料燃烧放出的热量，水吸收热量，通过热传递方式使水的内能增大，温度升高。
[3]质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤
油和菜籽油放出热量的多少。
（3）[4]由表中数据可知，燃料燃尽后用煤油加热的那杯水升高温度多，说明这杯水吸收的热量多，
煤油燃烧放出热量的多，则煤油的热值较大。
（4）[5][6]由于给水加热时有热损失，因此根据 计算出水吸收的热量要比煤油完全
燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出煤油的热值，要比课本中给出的煤油热值偏小。
（5）[7]两杯水都沸腾了，水的温度升高较快，根据 可知，吸收的热量不变，可能的原因
是水的质量较少或水的初温较高，所以改进的方法是：可以适当增加水的质量或降低水的初始温度。
27．为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置
完全相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）组装实验装置时，装置的安装顺序为 （选填“从上到下”或“从下到上”），用
石棉网垫在烧杯下加热的目的是 ；
（2）实验中应该控制烧杯内水的初温、质量相同，还应控制燃料的 相同，燃料燃烧完
后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料1燃烧5min放出的热量
（选填“大于”、“小于”或“等于”）燃料2燃烧15min放出的热量；
（3）假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。【答案】 从下到上 使物质受热均匀 质量 大于 4∶3
【详解】（1）[1]实验室需要用火焰的外焰加热，首先要确定下面的铁架台的位置，所以装置的安
装顺序是由下往上。
[2]实验时需要液体受热均匀，石棉网的作用是使烧杯底部受热均匀。
（2）[3]在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中，还应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较别加热
物质温度计的示数变化来比较燃料燃烧放出热量的多少。
[4]读图丙可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了5min，燃料2燃烧了15min，则可知甲图中水升温更
多，说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。
（3）[5]实验中忽略热量的散失，且两杯水的质量、比热容均相同，则由公式 可得，放出
的热量之比
由公式 可得，燃料1与燃料2的热值之比
五、简答题与计算题，28题4分，29题4分，30题6分，31题6分，共20分。
28．汽油机和柴油机构造及工作过程有什么相同点，不同点？
【答案】见解析
【详解】汽油机与柴油机的异同点：
项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
气缸、构
气缸比较短，上方有一个火花塞 气缸比较长，上方有一个喷油嘴
造
不 吸入的物
汽油和空气的混合物 空气
质
同
点
压缩比 4~6 15~18
点燃方式 点燃式 压燃式
效率 20%~30% 30%~45%汽油机振动小、转速高，适用于轿车 柴油机功率大，经济性能好，适用于卡车
优缺点
和轻型车辆 和大型客车
将内能转化为机械能； 将内能转化为机械能；
相同点
燃烧化石燃料。 燃烧化石燃料。
29．我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车匀速行驶
5.4km，消耗汽油0.3kg，已知汽车发动机的牵引力是1000N，汽油的热值为4.5×107J/kg，试求：
（1）消耗的汽油若完全燃烧，产生的热量为多少J？
（2）发动机的效率是多少？
【答案】(1) 1.35×107J；(2) 40%．
【分析】(1)知道消耗汽油的质量，根据 求出汽油完全燃烧放出的热量；
(2)知道汽车匀速行驶的牵引力和距离，根据 求出汽车牵引力所做的功；再根据
求出汽油机的效率．
【详解】(1)汽油完全燃烧放出的热量：
；
(2)汽车发动机所做的有用功：
；
汽油机的效率：
．
答：(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量是1.35×107J；(2)发动机的效率是40%．
30．为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了燃气汽车。一辆出租车气罐中充有 的压缩
天然气，天然气的热值为 ，若天然气完全燃烧后产生的热量有30%用于出租车牵引力做
功，出租车行驶过程中受到的平均阻力为 。求：
（1）出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q；
（2）气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s。
【答案】（1） ；（2）【详解】解：（1）由题意可知，根据公式
可得，出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量
（2）因为出租车在公路上做匀速直线运动，所以
牵引力做功所消耗的能量为
根据公式
可得，气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程
答：（1）出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q为 ；
（2）气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s为 。
31．为响应国家“低碳环保•节能减排”的号召，岳阳市公交集团新上线一批以天然气为燃料的新
型公交汽车，其参数如图所示，某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg，所受阻力为总重
力的0.01倍。在40s的时间内，匀速直线行驶400m，共消耗天然气0.025kg（天然气完全燃烧。其
热值为6.4×107J/kg），针对此次行驶过程，求：[已知 ]
长度：12m，高度：3.2m
客车质量：13000kg，核载人数：75人
最大功率：180kW，最高时速：70km/h
轮胎与地面总接触面积：0.04m2
（1）汽车的功率；
（2）汽车发动机的效率。
【答案】（1）1.6×104W；（2）40%
【详解】解：（1）汽车和人物品的总重力汽车受的阻力
因为汽车匀速运动，牵引力与阻力是一对平衡力，所以
汽车的速度
汽车的功率
（2）0.025kg天然气完全燃烧放出的热量
汽车做的有用功
汽车发动机的效率
答：（1）汽车的功率是1.6×104W；
（2）汽车发动机的效率40%。
