第28講 物體的內(nèi)能-內(nèi)燃機(jī)及效率（解析版）

第28講物體的內(nèi)能--內(nèi)燃機(jī)及其效率內(nèi)燃機(jī)及其沖程內(nèi)燃機(jī)的效率一.熱機(jī)1.定義：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械2.常見的內(nèi)燃機(jī)種類：（1）蒸汽機(jī)（2）噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)二.內(nèi)燃機(jī)1.定義：燃料在機(jī)器汽缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)。汽油機(jī)和柴油機(jī)是兩種常見的內(nèi)燃機(jī)。2.常見的內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)和柴油機(jī)3.汽油機(jī)工作原理：氣缸吸入汽油和空氣的混合物，經(jīng)火花塞點(diǎn)火將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，推動(dòng)著活塞運(yùn)動(dòng)。4.柴油機(jī)工作原理：氣缸吸入空氣，經(jīng)噴油嘴把柴油噴進(jìn)高溫的氣缸點(diǎn)燃，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，推動(dòng)著活塞運(yùn)動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)的工作：對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的活塞上下運(yùn)動(dòng)我們把內(nèi)燃機(jī)的工作分為四個(gè)沖程，作為一個(gè)工作循環(huán)，轉(zhuǎn)兩圈，做一次功，只有做功沖程是對(duì)外做功，其他沖程都是靠慣性完成內(nèi)燃機(jī)的工作（以汽油機(jī)的圖示為例）吸氣沖程---進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下，將空氣吸入氣缸（汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的混合物）壓縮沖程---進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向上，壓縮氣缸里的氣體（將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）做功沖程---進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門關(guān)閉，活塞向下，氣缸里燃料燃燒（將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，汽油機(jī)需要火花塞點(diǎn)火，柴油機(jī)壓燃）排氣沖程---進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上，將氣缸里的氣體排出7.汽油機(jī)與柴油機(jī)的區(qū)別：（1）缸內(nèi)吸入的氣體：汽油機(jī)吸入的是空氣與汽油的混合氣體，柴油機(jī)吸入的是空氣（2）點(diǎn)火方式：汽油機(jī)在壓縮沖程結(jié)束通過火花塞電子打火點(diǎn)燃，柴油機(jī)是壓縮沖程結(jié)束通過噴油嘴噴入柴油蒸氣后直接壓燃（3）結(jié)構(gòu)上：汽油機(jī)的火花塞，柴油機(jī)有噴油嘴。（4）效率上：柴油機(jī)的效率高于汽油機(jī)（5）體積上：柴油機(jī)更大，功率也相對(duì)大些?？键c(diǎn)一：內(nèi)燃機(jī)及其沖程【例1】光發(fā)動(dòng)機(jī)可用于衛(wèi)星的能源補(bǔ)充，原理如圖，密閉氣室中在光照下會(huì)分解，使氣室氣壓增大，推動(dòng)活塞右移，無光條件下發(fā)生逆反應(yīng)；控制光照即可實(shí)現(xiàn)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；钊乙七^程相當(dāng)于汽油機(jī)（）

A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】C【解析】當(dāng)活塞右移時(shí)，活塞對(duì)外做功，則該過程相當(dāng)于汽油機(jī)四個(gè)沖程中的做功沖程。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C?！纠?】如圖是四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)某一沖程的示意圖，下列說法正確的是（）

A．該沖程為排氣沖程，廢氣帶走的能量最少B．該汽油機(jī)吸氣沖程中吸入的只有空氣C．若汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒，則發(fā)動(dòng)機(jī)效率可達(dá)100%D．若汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為1800r/min，則在1min內(nèi)對(duì)外做功900次【答案】D【解析】A．由圖可知，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，該沖程為壓縮沖程，故A錯(cuò)誤；B．汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入汽缸的是空氣和汽油的混合物，故B錯(cuò)誤；C．即使汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒，但是汽油機(jī)在工作過程存在摩擦、廢氣也會(huì)帶走很大一部分能量，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的效率不可能達(dá)到，故C錯(cuò)誤；D．若汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為，由于汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)完成4個(gè)沖程，飛輪和曲軸轉(zhuǎn)2圈，對(duì)外做功1次，則該汽油機(jī)內(nèi)對(duì)外做功900次，故D正確?？键c(diǎn)二：內(nèi)燃機(jī)效率【例1】如圖所示為戶外分體式燃?xì)鉅t，該燃?xì)鉅t的功率為4500W（指氣體燃料完全燃燒時(shí)燃?xì)鉅t每秒放出4500J的熱量）。某次野炊時(shí)，用該燃?xì)鉅t將1L水從25℃加熱到沸騰用時(shí)140s（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），已知水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，下列有關(guān)說法正確的是（）A．燒水過程中燃料的熱值不斷減小B．使用過程中，燃?xì)夤蕹鰵饪诘臏囟葧?huì)升高C．該過程中水吸收的熱量為6.3×105JD．燃?xì)鉅t燒水過程的效率是50%【答案】D【解析】A.熱值是燃料的一種特性，熱值的大小與質(zhì)量無關(guān)，因此燃料在燃燒過程中熱值不變，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)燃?xì)鈴某鰵饪跊_出時(shí)，燃?xì)鈱?duì)外做功，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能減小，溫度會(huì)降低，使得燃?xì)夤蕹鰵饪诘臏囟冉档?，故B錯(cuò)誤；C．由可知，水的質(zhì)量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3=1kg在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水沸騰時(shí)的溫度為100℃，水吸收的熱量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃﹣25℃)=3.15×105J故C錯(cuò)誤；D．燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃縌放=Pt=4500W×140s=6.3×105J則燃?xì)鉅t燒水時(shí)的效率故D正確。故選D?！纠?】汽油的熱值為4.6×107J/kg。這個(gè)數(shù)值究竟有多大?我們可以通過一個(gè)具體例子來認(rèn)識(shí)汽油熱值的大小：一個(gè)50kg的中學(xué)生，從大廈的1樓步行至第11樓（走了10層樓），每層樓的層高為3m，如果汽油完全燃燒獲得熱量的焦耳數(shù)和該中學(xué)生克服重力做的功相等，就可以算出所需汽油的質(zhì)量mo。下列相關(guān)說法正確的是（）A．該中學(xué)生克服重力做了1.5×103J的功B．汽油的熱值與汽油燃燒的情況有關(guān)C．汽油的熱值為4.6×107J/kg，表示1kg汽油燃燒放出的熱量為4.6×107JD．通過計(jì)算可知m0約為0.33g【答案】D【解析】A．該中學(xué)生克服重力做的功為故A錯(cuò)誤；B．熱值是燃料的一種特性，汽油的熱值與汽油燃燒的情況無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．汽油的熱值為4.6×107J/kg，物理意義為1kg汽油完全燃燒放出的熱量為4.6×107J，故C錯(cuò)誤；D．依題意得由得，m0約為故D正確。1．汽車是現(xiàn)代生活中最常見的一種交通工具，如圖甲、乙分別是某汽油機(jī)的某沖程及能量流向圖。下列有關(guān)說法正確的是（）

A．甲圖是壓縮沖程，活塞對(duì)氣缸內(nèi)的氣體做功，氣體的溫度升高B．由乙圖可知該汽油機(jī)的效率是30%C．汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分，這會(huì)降低燃料的熱值D．為節(jié)能冬天汽車都會(huì)利用尾氣中的余熱給車內(nèi)供暖，該舉措大大提高了燃料的熱值【答案】A【解析】A．如圖甲所示，進(jìn)氣孔和排氣孔都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮氣體，對(duì)氣體做功，氣體溫度升高，這是汽油機(jī)的壓縮沖程，故A正確；B．由乙圖可知該汽油機(jī)的效率為η=100%-6%-30%-36%=28%故B錯(cuò)誤；CD．熱值是燃料完全燃燒時(shí)的放出的熱量和質(zhì)量之比，燃料的熱值只與燃料的種類和狀態(tài)有關(guān)，與燃料是否完全燃燒無關(guān)，燃料燃燒得越不充分，這會(huì)降低燃料的利用率，不會(huì)降低燃料的熱值；為節(jié)能冬天汽車都會(huì)利用尾氣中的余熱給車內(nèi)供暖，該舉措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的熱值，故CD錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于家用汽車的說法中，正確的是（）A．汽油機(jī)工作時(shí)，在做功沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．燃料在氣缸內(nèi)燃燒得越充分，燃料的熱值越大C．乙醇汽油替代汽油作為燃料，可以節(jié)約石油資源D．能量是守恒的，汽油機(jī)的效率可以達(dá)到100%【答案】C【解析】A．汽油機(jī)工作時(shí)，在做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A錯(cuò)誤；B．熱值只與燃料種類有關(guān)，與是否完全燃燒無關(guān)，燃料燃燒得越充分，它的熱值不變，故B錯(cuò)誤；C．乙醇是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料，將乙醇和普通汽油按定比例混配形成一種新型替代能源乙醇汽油，為了節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，我國(guó)部分地區(qū)已開始推廣使用乙醇汽油作為機(jī)動(dòng)車的燃料，故C正確；D．熱機(jī)工作時(shí)，要散失熱量、要克服摩擦做功，使得燃料完全燃燒放出的熱量并不能全用來做有用功，所以熱機(jī)的效率總小于100%，故D錯(cuò)誤。故選C。3．如圖所示是武漢市的氫能源公交車。這種公交車不用加油、無需充電，3分鐘“喝”滿氫氣，就能一口氣跑上600公里，且全程零碳排放，連“滴”出來的水也能直接飲用。下列說法正確的是（

）

A．氫能源公交車使用的氫能源是一次能源B．停在站臺(tái)上的公交車以旁邊緩緩出站的另一輛公交車為參照物是靜止的C．公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的能量損失中，燃?xì)鈳ё叩哪芰孔钌貲．汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能【答案】D【解析】A．氫能源公交車使用的氫能源是二次能源，因?yàn)樗峭ㄟ^一定的方法利用其它能源制取的，故A錯(cuò)誤；B．停在站臺(tái)上的公交車以旁邊緩緩出站的另一輛公交車為參照物是運(yùn)動(dòng)的，兩輛車的位置發(fā)生變化，故B錯(cuò)誤；C．公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的能量損失有很多，其中燃?xì)鈳ё叩哪芰渴亲疃嗟?，故C錯(cuò)誤；D．汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了空氣和地面的內(nèi)能，故D正確。故選D。4．小美在老師指導(dǎo)下進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：甲、乙兩燒杯各裝100g水，用酒精燈加熱甲燒杯，煤油燈加熱乙燒杯，直至杯內(nèi)水沸騰1分鐘即熄滅該燈，測(cè)得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了水溫與加熱時(shí)間關(guān)系的圖像（如圖）。若水沸騰前質(zhì)量不改變，同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，，，，則下列說法正確的是（）

A．整個(gè)過程，甲杯中的水吸收的熱量更多B．前3分鐘，乙杯中的水吸收的熱量為C．消耗的煤油完全燃燒放出的熱量為D．酒精燈加熱的效率為28%【答案】B【解析】A．由題意，由于甲、乙兩燒杯各裝水的質(zhì)量相等，水的初始溫度相同，根據(jù)可知水沸騰前，兩杯水吸收的熱量相等，為且同一杯水沸騰前后單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，則整個(gè)過程甲、乙兩杯水所吸收的熱量分別為所以整個(gè)過程，乙杯中的水吸收的熱量更多，故A錯(cuò)誤；B．由圖可得，3分鐘時(shí)乙杯中的水恰好沸騰，則吸收的熱量為故B正確；C．整個(gè)過程消耗的煤油完全燃燒放出的熱量為故C錯(cuò)誤；D．在整個(gè)過程中，燃燒4g酒精所釋放的熱量為可得酒精燈加熱的效率為故D錯(cuò)誤。5．如圖所示，是街邊師傅嘣爆米花的情景。關(guān)于嘣爆米花以下說法錯(cuò)誤的是（）

A．煤的燃燒過程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．加熱過程中不斷搖動(dòng)手柄是通過做功的方法增加玉米內(nèi)能的C．打開鍋蓋將爆米花嘣出的一瞬間，鍋內(nèi)的溫度降低，內(nèi)能減小D．打開鍋蓋將爆米花嘣出的過程，與汽油機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同【答案】B【解析】A．煤的燃燒過程，消耗化學(xué)能，產(chǎn)生內(nèi)能，其中的能量轉(zhuǎn)化過程為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確，不符合題意；B．加熱過程中，火的熱傳給鍋、玉米，是通過熱傳遞的方法增加玉米內(nèi)能的，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．鍋蓋被打開的一瞬間，鍋內(nèi)的氣體膨脹做功，內(nèi)能減小，溫度降低，故C正確，不符合題意；D．鍋蓋打開爆米花被崩出，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與汽油機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同，故D正確，不符合題意。故選B。6．如圖所示為汽油機(jī)工作過程中的一個(gè)沖程，則（）

A．是壓縮沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．是壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．是做功沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】D【解析】由圖得，該沖程兩氣閥關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。7．關(guān)于熱機(jī)及其效率，下列說法正確的是（）A．熱機(jī)做的有用功越多，效率就一定越高B．熱機(jī)的功率越大，效率就一定越高C．熱機(jī)把燃料燃燒所釋放出的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．以上說法都不正確【答案】D【解析】A．熱機(jī)效率是有用功與燃料完全燃燒放出熱量的比值，熱機(jī)做的有用功多，但無法確定燃料完全燃燒放出的熱量，因此效率不一定高，故A錯(cuò)誤；B．功率是反映物體做功快慢的物理量，與效率無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．有一部分內(nèi)能通過廢氣散失掉，還有一部分克服機(jī)械摩擦做了功，所以燃料燃燒所釋放出的內(nèi)能沒有全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；D．綜上，以上選項(xiàng)均不正確，故D正確。故選D。8．關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)描述正確的是（）A．汽油機(jī)頂部有噴油嘴，柴油機(jī)頂部有火花塞B．柴油機(jī)在吸氣沖程中，柴油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸C．做功沖程中，燃料釋放的能量100%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的大部分能量【答案】D【解析】A．汽油機(jī)頂部有火花塞，柴油機(jī)頂部有噴油嘴，故A錯(cuò)誤；B．柴油機(jī)在吸氣沖程中，將空氣吸入汽缸（沒有吸入柴油），故B錯(cuò)誤；C．在做功沖程中，燃料燃燒釋放的內(nèi)能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失，只有一少部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；D．在排氣沖程中，排出的廢氣溫度仍很高，廢氣帶走了燃料釋放的大部分能量，故D正確。故選D。9．如圖a為航母上簡(jiǎn)化的蒸汽彈射裝置，能帶動(dòng)艦載機(jī)在兩秒鐘內(nèi)達(dá)到起飛速度，如圖b為四沖程汽油機(jī)的工作示意圖。下列判斷不正確的是（）A．汽油用掉一半之后，汽油的熱值變成原來的一半B．汽油機(jī)的壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．從能量轉(zhuǎn)化角度講，蒸汽彈射裝置工作時(shí)與圖丙所示的原理相似D．圖a中氣缸內(nèi)的蒸氣體積膨脹，從而推動(dòng)活塞使艦載機(jī)獲得牽引力【答案】A【解析】A．熱值是物體的特性之一，汽油用掉一半之后，汽油的熱值不變，故A錯(cuò)誤，符合題意；B．汽油機(jī)的壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，氣缸內(nèi)氣體的溫度升高，故B正確，不符合題意；C．從能量轉(zhuǎn)化角度講，蒸汽彈射裝置工作時(shí)與圖丙所示的原理相似，都將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確，不符合題意；D．圖a中氣缸內(nèi)的蒸氣體積膨脹，從而推動(dòng)活塞，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使艦載機(jī)獲得牽引力，故D正確，不符合題意。故選A。10．學(xué)習(xí)了熱機(jī)，聰聰聯(lián)想到了一種游戲。他用留有少量水塑料礦泉水瓶蓋上蓋子，扭轉(zhuǎn)瓶子，然后輕輕扭動(dòng)瓶蓋，瓶蓋被沖出，同時(shí)瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白氣”，如圖所示。關(guān)于這個(gè)游戲過程，下列理解正確的是（

）

A．瓶子被扭變形說明力可以改變物體形狀B．扭動(dòng)瓶子，空氣被壓縮，瓶?jī)?nèi)氣體密度不變C．瓶中的“白氣”是瓶?jī)?nèi)的水汽化形成的D．瓶蓋被瓶?jī)?nèi)氣體沖出與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相似【答案】A【解析】A．瓶子在力的作用下被扭變形說明力可以改變物體形狀，這是力的作用效果，故A正確；B．扭動(dòng)瓶子，空氣質(zhì)量一定，被壓縮后體積變小，根據(jù)可知瓶?jī)?nèi)氣體密度變大，故B錯(cuò)誤；C．氣體沖出時(shí)，氣體對(duì)外做功，自身的內(nèi)能減小、溫度降低，使水蒸氣遇冷液化成白霧，故C錯(cuò)誤；D．氣體沖出時(shí)，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能量轉(zhuǎn)化類似四沖程內(nèi)燃機(jī)的做功沖程，故D錯(cuò)誤。故選A。11.汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)是內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種，下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說法，正確的是（）A．熱機(jī)排出的尾氣沒有內(nèi)能B．熱機(jī)的效率能達(dá)到100%C．熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染D．汽油機(jī)的吸氣沖程吸入的是空氣【答案】C【解析】A．熱機(jī)工作時(shí)，排出的尾氣帶走了大部分內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B．熱機(jī)工作時(shí)由于要克服機(jī)械間的摩擦做額外功、同時(shí)也存在熱散失、并且廢氣帶走大部分能量，所以熱機(jī)的效率很低，不能達(dá)到100%，故B錯(cuò)誤；C．熱機(jī)工作時(shí)，燃料燃燒放出的廢氣會(huì)造成環(huán)境污染，所以熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染，故C正確；D．汽油機(jī)的吸氣沖程吸入的是空氣和汽油混合氣體，故D錯(cuò)誤。故選C。12．如圖是某汽油機(jī)的主要能量流向和相關(guān)參數(shù)圖，下列說法正確的是（）A．有用機(jī)械能所占比例最大B．廢氣帶走的能量占比為25%C．該汽油機(jī)的效率為35%D．減少機(jī)械摩擦不能提高汽油機(jī)效率【答案】A【解析】ABC．由兩圖知，燃料完全燃燒的內(nèi)能，有用機(jī)械能所占比為40%，即該汽油機(jī)的效率為40%；廢氣帶走的能量占比為35%；機(jī)械自身消耗的能量占比為1-35%-40%=25%故BC錯(cuò)誤，A正確；D．減少機(jī)械摩擦能提高汽油機(jī)效率，故D錯(cuò)誤。13．關(guān)于熱機(jī)，下列說法正確的是（）A．熱機(jī)消耗的燃料越多，熱機(jī)效率越高B．四沖程汽油機(jī)工作過程中，壓縮沖程是把活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．熱機(jī)的對(duì)外輸出功率越大，熱機(jī)效率越高D．熱機(jī)所做機(jī)械功越多，熱機(jī)效率越高【答案】B【解析】A．熱機(jī)消耗的燃料多，但不知道有用功多少，因此無法確定熱機(jī)效率高低，故A錯(cuò)誤；B．四沖程汽油機(jī)工作過程中，壓縮沖程中，活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮汽缸內(nèi)燃料混合物，溫度升高，把活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確；C．熱機(jī)效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，功率是指做功的快慢，熱機(jī)效率與功率無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．熱機(jī)的機(jī)械功越多，可能燃燒的燃料也越多，則有用功與燃料完全燃燒放出的能量之比不一定大，所以效率不一定高，故D錯(cuò)誤。故選B。14．下圖是四沖程汽油機(jī)的工作示意圖。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是（）A．

B．

C．

D．

【答案】A【解析】A．圖中的沖程兩氣閥關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A符合題意；B．圖中的沖程進(jìn)氣閥開啟，排氣閥關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是吸氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化，故B不符合題意；C．圖中的沖程進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥開啟，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是排氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化，故C不符合題意；D．圖中的沖程兩氣閥關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，火花塞點(diǎn)火，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D不符合題意。故選A。15．利用一燃?xì)鉄崴鲗?duì)10kg、20℃的水進(jìn)行加熱時(shí)，完全燃燒了0.105m3的煤氣。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值為4×107J/m3，該熱水器燒水的效率是50%。下列說法正確的是（）①煤氣完全燃燒放出的熱量是4.41×103J②水吸收的熱量是2.1×106J③水溫升高了50℃④加熱過程中水的內(nèi)能保持不變A．只有②③ B．只有①④ C．只有①② D．只有③④【答案】A【解析】①煤氣完全燃燒放出的熱量Q放＝Vq＝0.105m3×4×107J/m3＝4.2×106J故①錯(cuò)誤；②由得水吸收的熱量Q吸＝ηQ放＝50%×4.2×106J＝2.1×106J故②正確；③由Q吸＝cmΔt可得水升高的溫度：故③正確；④在加熱過程中，水的溫度升高、內(nèi)能增大，故④錯(cuò)誤。16．燃油汽車的動(dòng)力裝置是內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類，它們分別用汽油和柴油作為燃料。如圖是汽油機(jī)的能量流向圖，下列有關(guān)說法正確的是（）A．汽油屬于不可再生能源，柴油屬于可再生能源B．C．汽油機(jī)的做功沖程主要將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．使燃料充分燃燒可以提高燃料的熱值，從而提高熱機(jī)的效率【答案】C【解析】A.汽油和柴油都是由石油提煉而來，消耗后短時(shí)間內(nèi)不會(huì)再生，都屬于不可再生能源，故A錯(cuò)誤；B．燃料完全燃燒放出的熱量等于實(shí)際放出的熱量加上因未完全燃燒損失的能量故B錯(cuò)誤；C．汽油機(jī)的做功沖程高溫高壓的燃?xì)鈱?duì)活塞做功，主要將高溫高壓燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能，故C正確；D．熱值是燃料的一種性質(zhì)，與燃料的種類有關(guān)，是一個(gè)固定值；燃料充分燃燒，可以提高熱機(jī)的效率，故D錯(cuò)誤。17．某汽車在一段平直的高速公路上勻速行駛15km，消耗汽油2L，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功率為50.4kW，汽油機(jī)效率為35%。已知ρ汽油＝0.8×103kg/m3；q汽油＝4.5×107J/kg，假設(shè)汽油完全燃燒。通過計(jì)算可知，下列結(jié)果正確的是（）①消耗的汽油的質(zhì)量是2kg②消耗的汽油完全燃燒放出的熱量是7.2×107J③汽車受到的阻力是1680N④汽車行駛速度是120km/hA．只有②和③ B．只有①和② C．只有①和④ D．只有②和④【答案】A【解析】①已知消耗汽油的體積V=2L=2×10-3m3消耗的汽油的質(zhì)量m=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×2×10-3m3=1.6kg故①錯(cuò)誤；②由熱值公式可得汽油完全燃燒放出的熱量故②正確；③汽車所做機(jī)械功W=ηQ=35%×7.2×107J=2.52×107J汽車所受牽引力的大小汽車勻速行駛，所受牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，則阻力f=F=1680N故③正確；④由P=Fv可得汽車行駛速度故④錯(cuò)誤。18．如圖是四沖程汽油機(jī)工作示意圖，該汽油機(jī)每秒對(duì)外做功20次，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．汽油機(jī)工作時(shí)各沖程的順序依次為：丙、丁、甲、乙B．該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/minC．加潤(rùn)滑油減少各部件之間的摩擦可以提高熱機(jī)效率D．如果汽油能更充分燃燒，既能提高熱機(jī)效率，汽油的熱值變大【答案】D【解析】A．由圖可知，甲圖中進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，為做功沖程；乙圖中進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，為排氣沖程；丙圖中進(jìn)氣門打開，排氣關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，為吸氣沖程；丁圖中進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，為壓縮沖程。所以汽油機(jī)工作時(shí)各沖程的順序依次為：丙、丁、甲、乙，故A正確，不符合題意；B．汽油機(jī)每秒對(duì)外做功20次，則汽油機(jī)飛輪每秒轉(zhuǎn)40周，所以該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，故B正確，不符合題意；C．加潤(rùn)滑油減少各部件之間的摩擦，可以減小汽油機(jī)克服摩擦所做的額外功，所以可以提高熱機(jī)效率，故C正確，不符合題意；D．如果汽油能更充分燃燒，可以減小額外功，則能提高熱機(jī)效率，但是燃料是熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的燃燒情況無關(guān)，所以汽油更充分燃燒不能使汽油的熱值變大，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。19．如圖是柴油車在4S店保養(yǎng)的情景，下列說法正確的是（）A．柴油機(jī)吸入汽缸的是霧化柴油和空氣的混合物B．為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)加潤(rùn)滑油，減小摩擦，可以提高熱機(jī)效率C．柴油機(jī)的效率大于汽油機(jī)，柴油機(jī)做的功一定比汽油機(jī)多D．若柴油不能完全燃燒，柴油的熱值會(huì)變小【答案】B【解析】A．在吸氣沖程中，汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油和空氣的混合物，柴油機(jī)吸入的是空氣，故A錯(cuò)誤；B．為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)加潤(rùn)滑油，減小摩擦，在有用功一定時(shí)，減小額外功，可以提高熱機(jī)效率，故B正確；C．用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率；做功多少和功率和做功時(shí)間有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．燃料的熱值是燃料的一種特性，只決定于燃料的種類，與質(zhì)量和燃燒情況等無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選B。20．如圖所示，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃?xì)馊紵尫诺哪芰恐挥猩俨糠洲D(zhuǎn)化為機(jī)械能被利用，其余的都散失掉了。下列說法中無法有效提高燃料利用率的是（）A．利用渦輪增壓技術(shù)，增加進(jìn)氣量B．選用符合標(biāo)準(zhǔn)的低黏度潤(rùn)滑油C．增加汽缸的個(gè)數(shù)或容積D．將原來由吸氣沖程吸入燃油的供油方式改為缸內(nèi)直噴，使燃燒更充分【答案】C【解析】A．采用增加進(jìn)氣量的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以使燃料燃燒更充分，減少了能量損失，可以提高熱機(jī)的效率，故A不符合題意；B．選用符合標(biāo)準(zhǔn)的低黏度潤(rùn)滑油減少機(jī)器部件間的摩擦可以減少熱量的損失，提高熱機(jī)效率，故B不符合題意；C．增加汽缸的個(gè)數(shù)或容積不能改善燃料燃燒的充分程度，也不能減少熱量損失，不能提高熱機(jī)效率，故C符合題意；D．將原來由吸氣沖程吸入燃油的供油方式改為缸內(nèi)直噴，使燃燒更充分，減少了能量損失，可以提高熱機(jī)的效率，故D不符合題意。故選C。21．由熱值的定義可知，熱值，式中m是燃料的質(zhì)量，Q是燃料完全燃燒放出的熱量，那么（）A．熱值的大小與Q成正比B．熱值的大小與m成反比C．煤的熱值大于干柴的熱值，燃燒煤所放出的熱量一定比燃燒干柴放出的熱量多D．熱值的大小與Q、m都無關(guān)，由燃料的種類決定【答案】D【解析】ABD.熱值是質(zhì)量為1kg的燃料完全燃燒時(shí)所釋放出的熱量；熱值是燃料本身的特性，熱值的大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃燒程度無關(guān)、與燃料的質(zhì)量和放出的熱量無關(guān)，故D符合題意，AB不符合題意；C．煤的熱值大于干柴的熱值，相同質(zhì)量的煤和干柴完全燃燒，煤放出的熱量多，故C不符合題意。故選D。22．圖1甲為注射器，在室溫恒為T1的環(huán)境中，張老師快速向下推動(dòng)活塞壓縮針筒內(nèi)的氣體后松手，活塞即刻被向上彈起，此過程中針筒內(nèi)均處于密封，針筒內(nèi)物質(zhì)均處于氣態(tài)，針筒內(nèi)氣體溫度隨時(shí)間變化圖像如圖1乙所示，（由于氣體分子間距離比較大，此實(shí)驗(yàn)過程不考慮分子勢(shì)能的變化）（）A．活塞下壓時(shí)，是通過熱傳遞改變針筒內(nèi)氣體的內(nèi)能B．t1－t2過程的能量轉(zhuǎn)化與圖2乙相同C．密封氣體在t2時(shí)刻的內(nèi)能小于t3時(shí)刻的內(nèi)能D．活塞靜止后，密封氣體的溫度最終保持在T2【答案】B【解析】A．活塞下壓時(shí)，壓縮氣體做功，所以，是通過做功改變針筒內(nèi)氣體的內(nèi)能，故A不符合題意；B．乙圖是內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，該過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)為內(nèi)能，應(yīng)該對(duì)應(yīng)的是密封氣體內(nèi)能增加的那一段過程，即t1～t2過程，故B符合題意；C.由圖知道，密閉氣體的質(zhì)量不變，t2時(shí)刻溫度比t3時(shí)刻的高，因此t2時(shí)刻氣體內(nèi)能更大，故C不符合題意；D.裝置會(huì)與周圍的空氣發(fā)生熱傳遞，最終會(huì)與室溫平衡，溫度相等，所以最終溫度為T1，故D不符合題意。23．如圖所示是單缸四沖程汽油機(jī)某一沖程工作示意圖，該沖程是___________沖程。若該汽油機(jī)1s對(duì)外做功15次，則汽油機(jī)的飛輪速度為___________。

【答案】壓縮1800【解析】圖中的進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以是壓縮沖程。四沖程汽油機(jī)在1s內(nèi)對(duì)外做功15次，則汽油機(jī)1min做功900次，由于汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)完成4個(gè)沖程，飛輪和曲軸轉(zhuǎn)2圈，對(duì)外做功1次，所以汽油機(jī)的飛輪1min內(nèi)飛輪轉(zhuǎn)1800次，即該汽油機(jī)工作時(shí)飛輪的轉(zhuǎn)速為1800r/min。24．便攜燃料罐（圖）給戶外活動(dòng)帶來了方便，罐內(nèi)填充液化的丁烷（C4H10），打開氣罐時(shí)液態(tài)丁烷先__________（填物態(tài)變化），點(diǎn)燃丁烷，丁烷完全燃燒的產(chǎn)物為__________。丁烷熱值為4.57×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg·C），一罐120g的丁烷完全燃燒可以將__________kg水從20℃加熱到沸騰（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

【答案】汽化二氧化碳和水16.3【解析】打開氣罐時(shí)，罐里的液體丁烷變成氣體噴出來，這發(fā)生的是汽化現(xiàn)象。丁烷由碳、氫兩種元素組成，燃燒然燒產(chǎn)物為二氧化碳和水。120g丁烷完全燃燒放出的熱量水從20℃到沸騰吸收的熱量，根據(jù)得25．我國(guó)確立了到2025年實(shí)現(xiàn)可再生能源年發(fā)電量在3.3×1012千瓦時(shí)左右的目標(biāo)，為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，可以大力發(fā)展風(fēng)能發(fā)電和水能發(fā)電。我國(guó)的“奮進(jìn)號(hào)”潮流能發(fā)電機(jī)組是世界上單臺(tái)容量最大的潮流能發(fā)電機(jī)組，它的吊裝如圖所示，其核心部件是“水下大風(fēng)車”，將它安裝在海底，可以利用海水的潮流能發(fā)電。請(qǐng)回答下列問題：（1）3.3×1012千瓦時(shí)=___________焦耳。（2）漲潮或落潮期間，海水沖擊位于海底的“水下大風(fēng)車”，帶動(dòng)潮流能發(fā)電機(jī)發(fā)電，在這個(gè)過程中___________能轉(zhuǎn)化為___________能。

【答