第二章内能的应用
一、课前小测限时15分钟
1. 2024年9月25日，我国东风31AG洲际导弹成功命中目标，向世界展示了中国有能力捍卫国家安全。下列关于导弹升空表述正确的是（）
A. 燃料燃烧越充分，其热值越大B. 发动机使用的燃料应选比热容大的燃料
C. 导弹燃料燃烧推动其升空，推进系统属于热机
D. 导弹与空气摩擦生热，是通过热传递的方式改变物体的内能
2. 《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒醅灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序，关于大豆进行蒸煮的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 煮大豆是通过做功的方式增加内能B. 用火种引燃木柴的过程与钻木取火的原理相同
C. 灶里木柴燃烧的过程，木柴的热值变小D. 将木柴架空一些火能燃烧更旺，能提高木柴的热效率
3. 下列现象中，分析正确的是（ ）
A. 甲图中，茶水沸腾时吸热，内能和比热容都增加B. 乙图中，电子显微镜下的碳化硅分子，静止不动
C. 丙图中，两个铅块紧压后粘在一起，说明分子间存在引力
D. 丁图中，夏天自来水管“出汗”，因为分子间存在空隙
4. 下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，壶中水的温度升高，内能变大，说明能量可以凭空产生
B. 乙图中，小球弹跳的高度逐渐降低，机械能不守恒，但能量总量守恒
C. 丙图中，火箭升空时，燃料减少燃料的热值变小
D. 丁图中，由于能量总量保持不变，所以机械能不变，于是科学家们发明了永动机
5. 燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图1所示是某燃油车的汽油机（有四个冲程）的能量流向图。下列说法正确的是（ ）
A. 汽油燃烧越充分，它的热值越大B. 汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
C. 改良发动机结构，汽油机的效率可达100%D. 由图可知该汽油机的效率小于30%
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图1图2
6. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图2甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法错误的是（）
A. 甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高
B. 由乙图可知该汽油机的效率是38%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低热机的效率
D. 冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措可以节能
二、易错精讲20分钟
1．汽油机工作原理要点诠释
吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程
转化为转化为
说明：汽油机的工作过程是一个往复的过程。四冲程汽油机在一个工作循环中有个冲程，
活塞往复运动次，曲轴和飞轮转动周。工作时只有个做功冲程使机车获得动力，
其他三个冲程均为辅助冲程，依靠安装在曲轴上飞轮的来完成。
4:2:2:1比例关系继续应用与计算
例如飞轮转速600r/min=600r/(60s)=10r/s
随练1、如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（ ）
A. 汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙
B. 随着技术的提高，汽油机的热机效率可以达到100%
C. 若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/minD. 图丁是做功冲程，机械能转化为内能
随练2、有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min，那么该柴油机每秒完成 个冲程，做功 次，活塞往复 次，飞轮转 转。
2．柴油机和汽油机的对比分析要点诠释
（1）构造区别：汽油机汽缸顶部有，而柴油机汽缸顶部有。
（2）燃料区别：汽油机燃料是，而柴油机燃料是。
（3）工作区别：
①吸气冲程：汽油机吸进的是，柴油机吸进的仅仅是；
②压缩冲程：汽油机压缩的是，汽油机压缩的仅仅是；
③做功冲程：汽油机用（点燃），柴油机用（压燃）。
（4）应用区别：汽油机多用于、，如轿车、摩托车等
柴油机多用于、，如载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船等．
随练1、下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是（）
A.柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞
B.在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式
C.柴油机比汽油机笨重，但燃料便宜
D.柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物
随练2、（多选）下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ）
A．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同
B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
C．汽油机与柴油机都是热机，也都属于外燃机
D．柴油机采用点燃式点火，汽油机采用压燃式点火
3．能量守恒定律要点诠释
最伟大的规律，一切物理现象都可以通过；比受力分析更加、；
随练1、如图所示，轻轻推倒第一块小木板就会产生连锁反应，使最后一块大木板被推倒。有人认为，实验说明了用很少的能量可以产生较多的能量，所以能量守恒定律不成立。你认为他的说法正确吗？请判断并简要说明理由。
随练2、从能量守恒角度解释一下串联、并联电路的电流规律。
三、计算强化15分钟
计算公式
（1）固体和液体热值公式：
（
表示热量，
表示热值，
表示燃料的质量--使用国际制单位kg）；
（2）气体热值公式：Q=Vq，（Q表示热量（J），q表示热值( J/m3 )，V表示体积（m3））
（3）效率公式：
效率结果化为百分数。
公式补充
物体在竖直向上运动h的过程中,物体克服重力做功,功的大小为；
物体在水平方向上向前运动s,物体克服摩擦力做功,功的大小为。
总功是有用功与额外功之和，即。机械效率公式为，式中η表示机械效率。
随练1、如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是 10g。
（1）比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，然后通过观察___________（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较两种燃料热值大小；
（2）某同学用图戊装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2，烧杯中水的质量为M，水的初温t1，末温t2，水的比热容用c表示。则该同学测酒精热值q的计算式：q=_ _____（用物理量的符号表示）；通过实验得到的燃料热值与实际相比会_____（选填“偏大”、“偏小”）。
随练2、小明学习热机知识后，查阅资料得知：自家汽车使用的是92号汽油，油箱最多可容纳50kg的汽油。
。
（1）满箱汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若汽油机工作时的能量流向如图所示，则满箱汽油使用完后，冷却输出有用功水吸收的热量是多少？若这部分热量全部用来给水加热，则可以使质量为5000kg的水升高多少℃？
（3）若汽车做匀速直线运动，受到的平均阻力是1000N，满箱汽油使用完后，汽车输出的有用功是多少？汽车能够行驶多少千米？
四、当堂训练30分钟
1. 如图为简易热机的制作，易拉罐内部注入小半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。下列说法正确的是（B）
A. 该简易热机模型工作时，只有能量转化，没有能量转移
B. 该简易热机模型工作时，充当能量传递和转化的核心介质是水蒸气
C. 同学们在测试过程中，发现点燃酒精灯扇叶不转动，是因为能量消失了
D. 交流讨论中，同学提出增大燃料热值必定能提高简易汽轮机效率
2.在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能_____，这与四冲程汽油机的_____冲程的能量转化相同。
3.一杯酒精倒出一半，剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况是（ ）
A.质量、密度、比热容和热值不变B.质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
C.质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变D.质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
4.人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的 （选填“热值”、“热量”或“温度”）不同。月月参加了一次长跑，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。（天然气热值q＝4.0×107J/m3）。
5．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（ ）
A．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
B．在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高
C．在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
D．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气
6．一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3.6×103r/min，则柴油机每秒钟（ ）
A．完成60个循环，120个冲程B．做功30次，活塞往复60次
C．完成60个循环，60个冲程D．做功1200次，活塞往复1200次
7. 随着环保减排目标的推进，各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策，推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时，将一壶质量为1.5kg的水由50℃烧至90℃时，消耗了天然气
、天然气的热值为
]在标准大气压环境下,求：
（1）壶中水吸收的热量。（2）用天然气烧水时的热效率。
（3）若不计热损失，完全燃烧
天然气可使1.5kg的水由50℃的水升高多少
？
8. 在用酒精灯做“冰的熔化”实验时，描绘出温度随加热时间变化的关系图像如图所示。根据相关知识，若冰的质量是
，比热容是
，酒精热值为
，若燃烧始终稳定，且加热过程中酒精灯的热效率始终为
。求：
（1）冰从第
至第
吸收的热量？（2）从第
至第
，消耗酒精的质量是多少？
（3）分析说明图像中
和
倾斜程度不同的原因？
五、作业反思10分钟
