2023年中考物理熱點復習：熱機能量的轉化和守恒（精講）

知識梳理

定義利用內能做功的機械叫熱機

能量轉化內能轉化為機械能

蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等

定

燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機叫內燃機

義

種

汽油機、柴油機

類

工作

吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

過程

汽示

分內

油意Q?斡?

類燃

機圖

機1

?

進、

作

進氣門打進氣門、排進氣門、排進氣門關

排氣

示

開，排氣門氣門都關氣門都關閉，排氣門

門及

意

關閉，活塞閉，活塞向閉，活塞向打開，活塞

活塞

圖

向下運動上運動下運動向上運動

狀態

能量機械能轉化內能轉化為

無無

轉化為內能機械能

定義熱機用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比

熱

η=U血（其中W有用=FS=PtQ放=mq=Vq）

公式

機。放

效

提高利用1.讓燃料燃燒更充分2.減少各種能量損失

率

率措施3.設法利用廢氣的能量

能量的轉化和守恒

1.在一定條件下，各種形式的能量是可以相互轉化的

2.能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形

式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變

3.能量的轉移、轉化具有方向性。

典例講解

例1如圖所示是某單缸四沖程汽油機的工作示意圖。下列說法正確的是（）

甲乙丙丁

A.一個工作循環的正確順序是：丁、丙、甲、乙

B.熱機常用水做冷卻劑，是因為水的沸點高

C.丙圖沖程是做功沖程，汽缸內氣體的內能減小，溫度降低

D.飛輪的轉速為1800r∕min,則該汽油機每秒鐘做功30次

【分析】（1）判斷汽油機的四個沖程，先看進氣門和排氣門的關閉情況，進氣門打開的是吸氣

沖程，排氣門打開的是排氣沖程，進氣門和排氣門都關閉的是壓縮沖程或者做功沖程；活塞

上行為壓縮沖程和排氣沖程；活塞下行為吸氣沖程和做功沖程；在壓縮沖程中機械能轉化為

內能；做功沖程中內能轉化為機械能；對外提供內能的沖程只有做功沖程，其它三個沖程都

是依靠慣性完成的；

（2）因為水的比熱容較大，常用來做冷卻劑；

（3）內燃機的四個沖程中有兩個沖程發生了能量轉化，在壓縮沖程中機械能轉化為內能，在

做功沖程中內能轉化為機械能；

（4）四沖程內燃機曲軸轉一圈，完成2個沖程，活塞往復1次，1個工作循環中包括4個沖

程并對外做功1次。

【解答】甲沖程，兩氣門都關閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，將機械能轉化

為了內能，是第二沖程；

乙沖程，排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程，是第四沖程；

丙沖程，氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程，將內能轉化

為了機械能是第三沖程；

丁沖程，進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，是第一沖程；

A、四個沖程的正確順序是丁甲丙乙，故A錯誤；

B、熱機常用水做冷卻劑，是因為水的比熱容大，吸熱效果好，故B錯誤；

C、丙圖是做功沖程，汽油機的做功沖程將內能轉化為機械能，氣缸內氣體內能減少，溫度降

低，故C正確；

D、四沖程汽油機的飛輪轉速為1800r∕min,則該飛輪每秒鐘轉30圈，完成了60個沖程，對

外做功15次，故D錯誤。

故選：Co

例2如圖所示，是汽油機的能量流向圖，對照此圖，下列說法不正確的是（）

燃解全燃燒放出的

熱里（Ioo%）

輸

廢氣(33%)

出

有冷卻水(30%)—?

用

壁擦與輻射（）

功7%—?

A.廢氣的排放所占的比例最大，減少該部分能量損失可以提高熱機效率

B.冷卻水能量的二次利用可以提高能量的利用率

C.增加該汽油機的工作時間會提高其機械效率

D.該汽油機的效率為30%

【分析】（1）熱機的效率是指有利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，要提高其效率,

應盡量減少能量的損失;

（2）熱機效率與做功多少，工作時間無關。

【解答】A、由圖示知，廢氣帶走了很大一部分的能量，所以減少該部分的能量損失是提高熱

機效率的有效手段，故A正確;

B、冷卻水帶走的熱量僅次于廢氣帶走的熱量，所以冷卻水能量的二次利用可以提高能量利用

率，故B正確;

C、熱機的效率是指有利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，與做功多少，工作時間無

關，故C錯誤;

D、該汽油機的熱機效率為η=100%-33%-30%-7%=30%,故D正確。

故選：Co

例3下列關于熱機的說法正確的是（）

A.甲圖的工作原理與乙圖相同

B.乙圖氣缸內氣體的溫度升高

C.丙圖是吸氣沖程

D.熱機是把機械能轉化為內能的機械

【分析】四沖程內燃機一個工作循環有四個沖程，分別是吸氣、做功、壓縮和排氣，根據氣門

的狀態、活塞運動的方向確定沖程的種類；其中只有做功沖程對外做功，將內能轉化為機械

能，壓縮沖程將機械能轉化為內能。

【解答】熱機是把內能轉化為機械能的機械；

甲圖中，水蒸氣推動風車轉動，是內能轉化為機械能：

乙圖中兩個氣門關閉、活塞上行，為壓縮沖程，此過程中機械能轉化為內能，缸內氣體的溫度

升高，所以甲圖的工作原理與乙圖不相同；

丙圖中兩個氣門關閉、活塞下行，為做功沖程，此過程中內能轉化為機械能；

綜上所述，B正確。

故選：

例4以下提高熱機效率的方法中，錯誤的是（）

A.想辦法把燃料燃燒放出的熱量全部用來做有用功

B.盡量使燃料充分燃燒

C.保證轉動部分良好的潤滑

D.盡量減少各種熱散失

【分析】熱機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，提高燃料的利用率

和減少能量損失可以提高熱機效率。

【解答】熱機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，提高燃料的利用

率，如使燃料充分燃燒，減少能量的散失，如減少部件的摩擦，保證良好的潤滑，減少各種熱

散失，都可以提高熱機效率；但燃料燃燒放出的熱量是無法全部轉化為有用功的，故B、C、

D正確；A錯誤。

故選：Ao

例5（多選）下列關于能量轉化和守恒說法正確的是（）

A.熱傳遞改變物體內能是相同形式的能的互相轉移

B.做功改變物體的內能是不同形式的能的相互轉化

C.在一定條件下各種形式的能量可以相互轉化

D.能量在轉移和轉化的過程中總會有損耗，但能量的總量總保持不變

E.自然界任何制造永動機的設想，無論它多么巧妙，都是徒勞

F.“摩擦生熱”是創造熱能的過程，說明能量可以從無到有創造出來

G.一個單擺在來回擺動多次后總會停下來，說明能量是不守恒的

【分析】改變內能的方法有兩種：做功和熱傳遞；

自然界中存在不同形式的能量，各種不同的能量可以相互轉化，同種能量也可在不同物體間

進行轉移，在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。

【解答】A、熱傳遞是不同物體間的內能相互轉移，故A正確；

B、做功改變物體的內能是不同形式的能的相互轉化，如摩擦生熱中是將機械能轉化為內能，

故B正確；

C、自然界中存在不同形式的能量，在一定條件下各種不同形式的能量間可以相互轉化，故C

正確；

D、能量在轉化和轉移的過程中總會有損耗，例如電動機的工作原理就是電能轉化為機械能，

但是因為機械之間存在摩擦，摩擦生熱，所以有一部分電能轉化為內能，而這部分的能量轉

化是我們不需要的，所以可以稱這部分能量損耗了，但能量的總量總保持不變，故D正確；

E、自然界任何制造永動機的設想，無論它多么巧妙，都是徒勞，因為它違背了能量守恒定律，

故E正確；

F、“摩擦生熱”是將機械能轉化為內能，不是創造熱能的過程，故F錯誤；

G、一個單擺在來回擺動多次后總會停下來，是因為一部分機械能轉化為了內能，并不能說明

能量是不守恒的，故G錯誤。

故選：ABCDEo

例6為保護環境，我國多個城市采用了氫燃料新能源公交車（