登录
5.右图为某汽车的内燃机的能流图，根据图中数据可知该汽油机输出的有用功的范围为
燃料释放的热量(100 %)
24%～30%
。若汽车发动机效率为30%，已知该汽车匀速行驶6.9 km，消耗燃油1 kg，该燃油的热值为$4.6×10^7$ J/kg，则该汽车行驶过程中牵引力的大小为2 000
N。燃料释放的热量(100 %)
答案
5.24%～30%;2 000
解析
【分析】
要解决这道题，需明确热机效率的定义：热机效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值。第一问通过总能量减去各类能量损失的百分比，计算有用功的范围；第二问结合热值、效率、功的公式，逐步推导牵引力的大小。
【解析】
1. 计算有用功的范围：
总能量为100%，能量损失包括废气（33%~35%）、冷却水（30%~32%）、摩擦与辐射（7%~9%），因此有用功的百分比范围为：
下限：$100\% - 35\% - 32\% - 9\% = 24\%$；
上限：$100\% - 33\% - 30\% - 7\% = 30\%$；
故有用功范围为$24\%～30\%$。
2. 计算牵引力大小：
先计算1kg燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq=1\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.6×10^7\ \mathrm{J}$；
已知发动机效率$\eta=30\%$，则有用功：
$W=\eta Q_{放}=30\%×4.6×10^7\ \mathrm{J}=1.38×10^7\ \mathrm{J}$；
汽车行驶距离$s=6.9\ \mathrm{km}=6900\ \mathrm{m}$，根据$W=Fs$，可得牵引力：
$F=\frac{W}{s}=\frac{1.38×10^7\ \mathrm{J}}{6900\ \mathrm{m}}=2000\ \mathrm{N}$。
【答案】
24%～30%；2000
【知识点】
热机效率、热值计算、功的计算
【点评】
本题考查热机效率的基础应用，需理解热机效率的概念，熟练运用热值、功的相关公式，属于难度适中的基础题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确热机效率的定义：热机效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧释放总能量的比值。第一问通过总能量减去各类能量损失的百分比，计算有用功的范围；第二问结合热值、效率、功的公式，逐步推导牵引力的大小。
【解析】
1. 计算有用功的范围：
总能量为100%，能量损失包括废气（33%~35%）、冷却水（30%~32%）、摩擦与辐射（7%~9%），因此有用功的百分比范围为：
下限：$100\% - 35\% - 32\% - 9\% = 24\%$；
上限：$100\% - 33\% - 30\% - 7\% = 30\%$；
故有用功范围为$24\%～30\%$。
2. 计算牵引力大小：
先计算1kg燃油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq=1\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.6×10^7\ \mathrm{J}$；
已知发动机效率$\eta=30\%$，则有用功：
$W=\eta Q_{放}=30\%×4.6×10^7\ \mathrm{J}=1.38×10^7\ \mathrm{J}$；
汽车行驶距离$s=6.9\ \mathrm{km}=6900\ \mathrm{m}$，根据$W=Fs$，可得牵引力：
$F=\frac{W}{s}=\frac{1.38×10^7\ \mathrm{J}}{6900\ \mathrm{m}}=2000\ \mathrm{N}$。
【答案】
24%～30%；2000
【知识点】
热机效率、热值计算、功的计算
【点评】
本题考查热机效率的基础应用，需理解热机效率的概念，熟练运用热值、功的相关公式，属于难度适中的基础题。
【难度系数】
0.6
1.一粒水稻种子从土壤到餐桌的奇妙旅程，本质上是一场能量的宏大接力。对这个过程描述正确的是 （
A.光合作用——叶绿素将太阳能转化为机械能
B.收获加工——碾米电机将电能转化为化学能
C.蒸煮烹饪——天然气灶将化学能转化为内能
D.消化吸收——胃肠道将化学能转化为机械能
C
）A.光合作用——叶绿素将太阳能转化为机械能
B.收获加工——碾米电机将电能转化为化学能
C.蒸煮烹饪——天然气灶将化学能转化为内能
D.消化吸收——胃肠道将化学能转化为机械能
答案
1.C
2. 新考法 某国产油电混合动力汽车在高速行驶或蓄电池电量过低时，能量转化流程如图所示，请把空格处填写完整。
①
①
机械
；②化学
。答案
2.机械；化学
解析
【分析】本题考查能量转化的相关知识，需结合内燃机和蓄电池的能量转化规律分析：内燃机的功能是将内能转化为机械能；蓄电池充电时，电能会转化为化学能储存，据此可确定空格处的能量形式。
【解析】1. 确定①：内燃机工作时，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，因此内能经过内燃机后转化为机械能，故①处为机械能；2. 确定②：电能给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，所以蓄电池储存的能量是化学能，故②处为化学能。
【答案】机械；化学
【知识点】能量转化、内燃机能量转化、蓄电池能量转化
【点评】本题结合油电混合动力汽车的能量转化场景，考查常见能量形式的转化，需掌握内燃机和蓄电池的能量转化特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.3
【解析】1. 确定①：内燃机工作时，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，因此内能经过内燃机后转化为机械能，故①处为机械能；2. 确定②：电能给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，所以蓄电池储存的能量是化学能，故②处为化学能。
【答案】机械；化学
【知识点】能量转化、内燃机能量转化、蓄电池能量转化
【点评】本题结合油电混合动力汽车的能量转化场景，考查常见能量形式的转化，需掌握内燃机和蓄电池的能量转化特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.3
3.如图所示的为某柴油机的四个冲程简易示意图。
(1)该柴油机在吸气冲程中吸入的是
(2)没有利用曲轴惯性完成的冲程是
(3)下列选项是小明学习气功的四个基本动作，他联想到这四个动作与热机的一个工作循环的四个冲程相似。请你判断与压缩冲程相似的是
A.气沉丹田 B.排山倒海 C.打完收工 D.鼻孔吸气
(4)某单缸四冲程内燃机1 s内对外做功15次，则其曲轴的转速为
(1)该柴油机在吸气冲程中吸入的是
空气
，其一个工作循环的正确顺序是乙丁甲丙
。(2)没有利用曲轴惯性完成的冲程是
甲
。该冲程中活塞向下
（填“上”或“下”）运动，气缸内气体的温度降低
，内能减小
（填“增大”“减小”或“不变”），发生的能量转化是内能转化为机械能
。(3)下列选项是小明学习气功的四个基本动作，他联想到这四个动作与热机的一个工作循环的四个冲程相似。请你判断与压缩冲程相似的是
A
。A.气沉丹田 B.排山倒海 C.打完收工 D.鼻孔吸气
(4)某单缸四冲程内燃机1 s内对外做功15次，则其曲轴的转速为
1 800
r/min。若做功冲程推动活塞一次做功1200 J，则该内燃机工作时的功率是$1.8×10^4$
W。答案
3.(1)空气；乙丁甲丙
(2)甲；下；降低；减小；内能转化为机械能
(3)A
(4)1 800；$1.8×10^4$
(2)甲；下；降低；减小；内能转化为机械能
(3)A
(4)1 800；$1.8×10^4$
4.妈妈用燃气灶烧水时告诉小丽：“液化石油气比天然气更‘经烧’，同样烧开一壶水用的液化石油气更少。”这里的“经烧”主要是指液化
石油气的 （
A.价格更便宜
B.热值更大
C.密度更小
D.火焰温度更高
石油气的 （
B
）A.价格更便宜
B.热值更大
C.密度更小
D.火焰温度更高
答案
4.B
解析
【分析】首先明确题目中“经烧”的含义：指相同条件下，完成相同的能量需求（烧开同一壶水）时，消耗的燃料更少。烧开同一壶水，水吸收的热量是固定的，需结合燃料燃烧放热公式分析各选项，判断“经烧”对应的物理量。
【解析】烧开同一壶水，水需要吸收的热量Q是相同的。燃料完全燃烧放出的热量公式为$Q_{放}=mq$，当$Q_{放}=Q$时，燃料的热值$q$越大，所需燃料的质量$m$越小，即消耗更少燃料就能完成烧水，也就是“经烧”。A选项价格与消耗燃料多少无关；C选项密度和“经烧”无直接关联；D选项火焰温度不是“经烧”的核心原因，核心是单位质量燃料放出热量多，即热值大。因此选B。
【答案】B
【知识点】燃料的热值
【点评】本题考查热值的物理意义，属于基础概念应用，关键是理解“经烧”对应燃料放热能力的强弱，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】烧开同一壶水，水需要吸收的热量Q是相同的。燃料完全燃烧放出的热量公式为$Q_{放}=mq$，当$Q_{放}=Q$时，燃料的热值$q$越大，所需燃料的质量$m$越小，即消耗更少燃料就能完成烧水，也就是“经烧”。A选项价格与消耗燃料多少无关；C选项密度和“经烧”无直接关联；D选项火焰温度不是“经烧”的核心原因，核心是单位质量燃料放出热量多，即热值大。因此选B。
【答案】B
【知识点】燃料的热值
【点评】本题考查热值的物理意义，属于基础概念应用，关键是理解“经烧”对应燃料放热能力的强弱，难度较低。
【难度系数】0.7
