苏科九上12.4机械能与内能的相互转换
（共19题）
一、选择题（共12题）
汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是
A．汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次
B．汽油机和柴油机都是内燃机
C．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物
D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高
如图是汽油机的四个冲程，你认为让汽车获得动力的冲程是
A． B． C． D．
如图所示实验或事例，与热机做功冲程能量转化相同的是
A. 由滑梯上滑下，臀部会有灼热感 B. 搓手取暖
C. 钻木取火 D. 水蒸气将软木塞冲出
如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是
A． B．
C． D．
下图是四冲程内燃机某个冲程的示意图。根出图中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况，可以判断该冲程是
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，缺少了一个冲程，这个冲程是
A．吸气冲程 B．排气冲程 C．压缩冲程 D．做功冲程
如图是四冲程汽油机工作的四个冲程示意图，其中使汽车获得动力的冲程是
A． B． C． D．
关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是
①物体温度越低，内能越小，所以 的物体没有内能
②热机在做功冲程中内能转化为机械能
③物体的温度不变，内能可能不变
④两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是
A．用鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧
B．把煤磨成粉，用空气吹进炉膛
C．向炉内多加些煤，加大火力
D．用各种办法增大受热面积
如图所示为四冲程汽油机的某一个工作冲程。汽油的热值为 ，下列说法中正确的是
A．此图所示为汽油机的吸气冲程
B．汽油燃烧可以放出的热量为
C．汽油机的效率越高，消耗的汽油就越少
D．质量 的汽油完全燃烧，放出 的热量
下面关于“热机”的说法正确的是
A．汽油机比柴油机动力大
B．四冲程汽油机在做功冲程中，燃气的化学能转化为机械能
C．吸气冲程是利用机械能转化为内能的过程
D．城市里大量使用的热机是造成城市“热岛效应”的一个原因
如图所示是四冲程汽油机工作的其中一个冲程的示意图，则此冲程是 。
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
二、填空题（共3题）
年 月 日，我国首次海域可燃冰（天然气水合物）试采成功，实现了历史性突破，可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，根据测算， 立方米可燃冰可以分解释放出 立方米以上的天然气，完全燃烧 立方米可燃冰产生的热量至少为 ，（天然气热值为 ），试写出可燃冰具备的两条优点 、 。
一单缸四冲程内燃机的飞轮转速为 ， 内燃料混合气体对活塞做功 次；在压缩冲程中，燃料混合气体内能的改变是通 方式实现的。
小明同学需要在标准大气压下烧开初温为 ，质量为 的一壶水，如天然气完全燃烧放出热量的 被水吸收，水吸收的热量是 ，则要完全燃烧 的天然气。【天然气的热值取 ， 】
三、综合应用题（共4题）
木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
(1) 从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 。
(2) 从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料， 和 的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为 ，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3) 完全燃烧 的天然气放出的热量是 ；如果这些热量完全用于加热水，可使 的水温度升高 ；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了 （答一个即可），
(4) 在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入 来描述，我们总是希望它的值越 越好。
太阳能是人类能源的宝库存，太阳能热水器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热，太阳能热水器主要由集热板和贮水器两部分组成。
(1) 太阳能热水器是用 （选填“做功”“热传递”）的方式改变水的内能。
(2) 贮水器总比集热板的位置高，是因为水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，形成 （选填“对流”“传导”“辐射”），保持集热板是水温较 （选填“高”“低”），利于太阳能对水继续加热。
(3) 小花家的太阳能热水器，最大装水质量为 ，周末小花进行了一次观察活动，她用温度计测得自来水的温度为 ，然后给热水器水箱装满水，中午时“温度传感器”显示水箱中水的温度为 ，水箱中的水吸收的热量是 ，如果这些水吸收的热量由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为 ，至少需要燃烧 煤气。[水的比热容为 ；煤气的热值为 ]。当煤气罐中的煤气用去一半后，剩余部分的热值 （选填“大于”“等于”或“小于”）。
如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。
(1) 给水加热是通过 方式使水的内能增加；木塞被推出后水蒸气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
(2) 四冲程内燃机的 冲程与这个原理相同；内燃机工作时，产生的噪声和 会对环境造成污染。
请回答下列问题：
(1) 卫星发射时火箭升空用的燃料使用液态氢，主要是因为它 大。卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳照射，卫星表面的温度急剧下降， 减小，这是通过 的方式改变物体的内能， 年 月 日，我国第一位“太空教师”王亚平在“天宫一号”进行授课直播。
(2) 她将一个金属圈插入饮用水袋，抽出后制作一个水膜，往表面贴上一片画有中国结图案的塑料片，水膜依旧完好，如图甲所示，表明分子之间存在 。
(3) 接着她用注射器向制作好的水球内注入少量红色液体，水球变成“红宝石”，如图乙所示，这表明分子在 。
答案
一、选择题（共12题）
1. 【答案】C
【解析】四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，只是在做功冲程对外做功一次，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，故A正确；
柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞的机械能，故B正确；
内燃机工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故C错误；
柴油机属于压燃式，压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高，故D正确。
2. 【答案】B
3. 【答案】D
4. 【答案】B
5. 【答案】A
【解析】【分析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，吸气冲程，进气门打开，排气门关闭；压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动。
【解析】解：由图可知，进气门打开，活塞向下运动，吸入气体，为吸气冲程。
故选：。
【点评】熟悉每个冲程的特征是解题的关键。
6. 【答案】D
【解析】甲图进气门打开、排气门都关闭，活塞由上向下运动，所以为吸气冲程；
乙图中进气门、排气门都关闭，活塞由下向上运动，所以为压缩冲程；
丙图进气门关闭、排气门打开，活塞由下向上运动，所以为排气冲程；
综上所述可以知道，在乙和丙之间补充做功冲程。
故选：D。
7. 【答案】A
【解析】由上述分析可知，使汽车获得动力的冲程是做功冲程，这一冲程中，将内能转化为机械能。
A 、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；符合题意；
B 、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；不符合题意；
C 、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意；
D 、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意。
8. 【答案】B
【解析】①一切物体在任何温度下都具有内能，所以 的物体仍具有内能，故①错误；
②做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故②正确；
③物体的温度不变，内能可能不变，故③正确；
④发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体，故④错误。
9. 【答案】C
【解析】要提高炉子的效率，需要使燃料充分燃烧，并且减少能量的损失。
A、鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧，可以使煤燃烧的更充分，可以提高燃料的利用率；
B、煤磨成粉，用空气吹进炉膛，可以使煤充分燃烧，可以提高炉子的效率；
C、向炉内多加些煤，加大火力，这是消耗更多的燃料，不能提高炉子的效率；
D、用各种办法增大受热面积，可以让热量被充分吸收，可以提高炉子的效率。
10. 【答案】D
11. 【答案】D
【解析】柴油机的功率比汽油机的功率大，也就是柴油机的动力比汽油机大，故A错误；
四冲程汽油机在做功冲程中，燃气的内能转化为机械能，故B错误；
吸气冲程是靠飞轮的惯性完成的，压缩冲程才是机械能转化成内能的过程，故C错误；
热机的大量使用（汽车尾气排放），是造成城市“热岛效应”的一个原因，故D正确；故选：D。
12. 【答案】B
二、填空题（共3题）
13. 【答案】；
【解析】（） 的“可燃冰”相当于的天然气的体积为：，
完全燃烧 立方米可燃冰产生热量：；
（）可燃冰的热值约为 ，天然气的热值约为 ，与传统燃料相比，可燃冰的优点是热值大、污染小。
14. 【答案】；
【解析】[ ]汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成，一个工作循环活塞上下往复 次，曲轴转动 周，对外做功一次；若飞轮转速为 ，表示 内飞轮转动 ，完成 个冲程，对外做功 次；
[ ]在压缩冲程中，活塞由上向下压缩气缸内的空气，即对空气做功，使得空气的内能增加，温度升高，所以，燃料混合气体内能的改变是通做功方式实现的。
15. 【答案】；
【解析】在一标准大气压下，水的沸点是 ，把水烧开，
水吸收的热量：；
由题知，，
需要完全燃烧天然气的体积：
。
三、综合应用题（共4题）
16. 【答案】
(1) 不同；多
(2) 燃料完全燃烧放出的热量；燃料的质量；热值
(3) ；；空气
(4) 热效率；大
17. 【答案】
(1) 热传递
(2) 对流；低
(3) ；；等于
【解析】
(1) 太阳能热水器吸收太阳能，使水的温度升高，是利用热传递改变物体的内能的。
(2) 水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，形成对流，保持集热板中水温较低，有利于对水继续加热。
(3) 热水吸收的热量为：，由题可知，煤气完全燃烧释放热量为：，因为 ，所以需要煤气的质量为：，
燃料的热值与燃料的种类有关，与其它因素无关，因此煤气罐内的煤气用去一半后，热值不变。
18. 【答案】
(1) 热传递；减小
(2) 做功；废气
【解析】
(1) 改变内能的方式有两种：做功和热传递。给水加热是通过热传递的方式，将酒精燃烧产生的内能转移到水中，使水的内能增加。
木塞被推出是因为水蒸气通过做功的方式，将自身内能转化为木塞的机械能，此过程水蒸气内能减少，温度降低。
(2) 四冲程中，做功冲程是内燃机中高温高压的气体将内能转化为活塞的机械能，推动活塞向下运动，从而实现对外做功，与（）中木塞被推出的原理相同。
内燃机工作时，产生的噪声和废气会对环境造成污染。
19. 【答案】
(1) 热值；内能；热传递
(2) 引力
(3) 永不停息地做无规则运动
