考点09 热机及其效率
【知识回顾】
考点一、热机
1.热机：利用内能做功的机械叫热机。
热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2. 内燃机的工作原理
（1）汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。
冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；
压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；
做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；
排气冲程—靠惯性运动，排出废气。
（2）柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。
柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。
考点二、热机效率
1．热值（q）：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。
（1）燃料燃烧放出热量：Q放＝qm；（Q放是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。）
对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
2.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：qm W Q W 有用总有用
==η
3.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）； ②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
考点三、能量转化与守恒
1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
【考点梳理】
考点一、热机
1.考点解析
热机是内能利用的典型实例，也是内能利用的重点，在复习中应该着重掌握热机的工作原理和热机能量转化过程。本节知识点有：汽油机和柴油机的特点，汽油机的四冲程跟踪过程，各冲程能量的转化过程。对各冲程的判断、工作过程以及能量的转化是本节主要考点。考试题型以选择题为主（考查工作过程的判断、能量的转化），填空题为辅（能量的转化）。
纵观各地中考考纲和近三年考卷来看，对本节知识点的考查主要集中在汽油机四冲程的判断和能量转
化两个方面。此问题一般与热现象的其他知识点结合在一起组成一个考题，也有单独作为一个考题的情况。
考点二、热机效率
热机效率是本考点重点内容，主要涉及到热值的概念及其相关计算，热机效率的计算三个方面。故本节主要内容是应用热值进行有关计算问题，希望在复习中加强学生计算能力的培养。中考试卷中有关效率和热值的计算，虽然分值不一定很高，但在考查学生计算能力和对效率概念的理解上，属于典型考题；考试题型以选择题、填空题为主，有的也作为一个知识点与其他压轴题结合。
纵观各地中考考纲和近三年考卷来看，对本节知识点的考查主要集中在热机效率的计算和热值概念的
应用两个方面。本节考点在2020年中考物理试卷中出现概率很大，也会延续以前的考查方式和规律，不会有很大变化。考查思路主要分为：考查学生计算能量和对热机效率的计算能力，以及热值的应用等方面。
考点三、能量转化与守恒
能量转化与守恒比较抽象，也是学生学习热学内容的收尾，在本节主要考查能量的转化形式和理解能量的守恒概念。尤其是对能量守恒概念的理解是学生学习的难点，同样也是本节的重点。中考试卷中有关转化与守恒的问题也会经常出现，希望引起大家的重视。本节内容一般不会单独组成一个试题，大多数会和热学部分的其他知识点结合在一起组成一个题目；考查主要方向是能量之间的转化，考试题型以选择题、填空题为主。
考点一、热机
【典例一】（2019·武威）如图所示是汽油机的______冲程。
【答案】做功。
【解析】由图知，两气门都关闭，火花塞冒出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程。
故答案：做功。
【举一反三】
1.（2018·滨州）如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）。
A．压缩冲程，将化学能转化成内能；B．压缩冲程，将机械能转化成内能；
C．做功冲程，将内能转化成机械能；D．做功冲程，将机械能转化成内能
【答案】C。
【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能,故选C。
2.（2019·达州）下列关于热现象的说法中正确的是（）。
A．物体的温度越高所含的热量越多；
B．内燃机的做功冲程将机械能转化成内能；
C．打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动；
D．物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强
【答案】D。
【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，只能说吸收热量或放出热量，故A错误；
B、内燃机的一个工作循环有四个冲程，做功冲程是将内能转化成机械能，故B错误；
C、灰尘是可以看得见的物体，因此灰尘的飞扬不是分子的运动，而是物体的机械运动，故C错误；
D、比热容是物质的一种特性，它反映了物质吸收或放出热量的能力，比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强，故D正确。故选D。
3.（2017?烟台）如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（）。
A． B．C．D．
【答案】Ｃ。
【解析】A：进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意。
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：两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意。
D：排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意。正确答案是C。
考点二、热机效率
【典例二】（2019·湘潭）图是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作1min产生J的热量，如果这些热量84%被冷水吸收能使2.0L的水温度升高上℃。
【答案】9×
104；9。 【解析】（1）由图知，电水壶的额定功率为1500W ，所以正常工作1分钟产生的热量：
Q ＝W ＝Pt ＝1500W×60s ＝9×104J ；
（2）由ρ＝可得水的质量：m ＝ρV ＝1.0×
103kg/m 3×2.0×10﹣3m 3＝2kg ， 这些热量84%被冷水吸收，即Q 吸＝84%Q 放，
由Q ＝cm △t 得水升高的温度：△t ＝＝＝9℃。
故答案为：9×
104；9。 【举一反三】
1.（2018·荆州）某家庭用的电热水器将体积为60L ，温度为20℃的自来水加热到50℃，则水吸收的热量为 J ［水的比热容4.2×103J/（kg·℃）］。若热水器的功率为2000W ，用时5000s ，则该热水器的效率
为 。
【答案】7.56×
106J ；75.6%。 【解析】根据公式t cm Q ?=吸求60L 水从温度为20℃加热到50℃，吸收的热量为：
J C C kg C kg J t cm Q 631056.7)2050(60)·/(102.4?=?-?????=?=吸（每升水质量为1kg ）；
热水器发出的热量：J s W Pt Q 710150002000?=?==放； 故效率为：%6.75%100101107.56%10076J =???=?=J
Q Q 放吸η。 答案：7.56×
106J ；75.6%。 2.（2019·苏州）苏州如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃。此过程的能量转化方式与汽油机的______冲程相同。某效率为25%的汽油机在一次
工作中消耗了4kg 汽油，该汽油机对外做的机械功为______J 。（汽油热值为4.6×
107J /kg ）
【答案】压缩；4.6×
107。 【解析】（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气
的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J；
输出的机械能为：E=ηQ放=25%×1.84×108J=4.6×107J。
故答案为：压缩；4.6×107。
3.（2019·绵阳）一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是________J。小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是
4.2×103J/（kg℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。
【答案】3.36×105；0.1。
【解析】（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1.0kg×（100℃-20℃）=3.36×105J；
（2）他某次洗澡时水吸收的热量：
Q吸′=cm′△t′=4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（40℃-24℃）=2.688×106J；
由η=可得，天然气放出的热量：；
由Q放=Vq可得，消耗天然气体积：。
故答案为：3.36×105；0.1。
考点三、能量转化与守恒
【典例三】（2018?温州）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（）。
A．电能→机械能→光能；B．光能→机械能→电能；
C．光能→电能→机械能；D．机械能→电能→光
【答案】C。
【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。故选C。
【举一反三】
1.（2019·邵阳）电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是（）。
A．电能转化成热能；B．电能转化成机械能；
C．机械能转化成电能；D．太阳能转化成机械能
【答案】B。
【解答】电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故B正确。故选B。
2.（2017?岳阳）随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的是（）。
A．用甘油做发电机的冷却剂；B．发电机做功冲程将内能转化为机械能；
C．精心保养可使发电机的效率达到100%；D．排出的尾气对环境没有任何污染
【答案】B。
【解析】A．用甘油做发电机的冷却剂，错误；用水的比热容大的特性，用水做冷却剂。
B．发电机做功冲程将内能转化为机械能，正确。
C．精心保养可使发电机的效率达到100%，错误，任何机械运动都会发热做额外功。
D．排出的尾气对环境没有任何污染，错误，排出的尾气对环境有污染。故选B。
3.16.（2018?聊城）在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水的特性。
【答案】压缩；比热容大。
【解析】（1）在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是压缩冲程。
（2）汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
故答案为：压缩；比热容大。
一、选择题
1．（2019·深圳市龙岗区中考一模）下列说法中正确的是（）。
A．汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能；
B．燃料不完全燃烧，其热值会变小；
C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率；
D．物体的内能增加时温度可能不变
【答案】D。
【解析】A、压缩冲程中活塞压缩气缸内气体做功，将活塞的机械能转化为燃气的内能，故A错误；
B、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故B错误；
C、用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的效率，故C错误；
D、物体内能增加时，温度可能不变，例如，晶体吸热熔化时，故D正确。故选D。
2.（2019·濮阳市中考物理二模）如图所示是汽油机工作时某个冲程的示意图，下列说法正确的是（）。
A. 该冲程是压缩冲程；
B. 该冲程是机械能转化为内能；
C. 该冲程是内能转化为机械能；
D. 随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小
【答案】C。
【解析】A、根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程，故A错误；
BC、在做功冲程中将内能转化为机械能，故B错误，C正确；
D、热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，因此当汽油不断减少时，汽油的热值不变，故D
错误。故选C。
3.（2019·深圳市龙岗区中考一模）如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（）。
A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小；
B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的；
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程；
D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能
【答案】D。
【解析】A、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故A 错误；
B、瓶口出现的白气是由水蒸气液化形成的，故B错误；
C、燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故C错误；
D、纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，内能转化为机械能，故D正确。故选D。
4．（2019·济南市历城区中考一模）下列常见的现象中，能量转化的描述正确的是（）。
A．弯折铁丝﹣机械能转化为内能；B．保温瓶的瓶盖蹦起﹣内能转化为机械能；
C．燃料燃烧﹣化学能转化为内能；D．干电池供电﹣电能转化为化学能
【答案】ABC。
【解析】A、弯折铁丝是通过做功的方式将机械能转化为内能，故A正确；
B、保温瓶的瓶盖蹦起，是气体对外做功，将内能转化为机械能，故B正确；
C、燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程，故C正确；
D、干电池供电的过程，是将化学能转化为电能的过程，故D错误。故选ABC。
5．（2019·深圳市龙岗区中考一模）甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（）。
A．甲种燃料比乙种燃料的热量少；
B．完全燃烧mkg乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用mkg甲种燃料也能烧开这壶水；
C．完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多；
D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大
【答案】C。
【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，所以甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，不能说甲种燃料比乙种燃料的热量少，故A不正确；
B、根据Q＝mq可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，所以mkg乙种燃料刚好烧开一壶水，则mkg甲种燃料不能烧开这壶水，故B不正确；
C、根据Q＝mq可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，故C正确；
D、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故D不正确。故选C。
6．（2019·深圳市龙岗区中考一模）下列说法中正确的是（）。
A．如图中的验电器是检测物体是否带电的仪器，工作原理是同种电荷互相排斥；
B．如图表示用测电笔辨别火线与零线，若氖管发光，则此线可能是零线；
C．如图是研究做功可改变内能的装置，当活塞迅速压缩空气时，空气内能会减小
D．如图表示的是内燃机压缩冲程，该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度减弱
【答案】A。
【解析】A、当带电物体靠近不带电的验电器时，由于静电感应，验电器的金属箔片会带上同种电荷而相互排斥，金属箔片会张开一定角度，故验电器的原理是同种电荷互相排斥，故A正确；
B、用测电笔辨别火线与零线，若氖管发光，此线是火线，若氖管不发光，此线是零线，故B错误；
C、如图是研究做功可改变内能的装置，缓慢压缩空气，对空气做功，空气内能增大，故C错误；
D、由图可知，该冲程是内燃机压缩冲程，缸内气体内能增大，温度升高，该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度加强，故D错误。故选A。
7.（2019·巴中市巴州区中考一模）汽车油箱中的汽油用掉一半后，剩下的汽油（）。
A.比热容和热值都不变；
B. 比热容不变，热值变为原来的一半；
C. 热值不变，比热容变为原来的一半；
D. 比热容变为原来的一半，热值变为原来的一半
【答案】A。
【解析】比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热，某种物质的比热容和其体积大小无关；燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量m和体积V无关，故BCD错误，A正确。故选A。
8.（2019·巴中市巴州区中考一模）关于热机的效率，下列说法正确的是（）。
A. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高；
B. 热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多；
C. 热机的效率越高说明做功越快；
D. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
【答案】A。
【解析】A、柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。故A正确；
B、热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多。故B错误；
C、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然联系。故C错误；
D、在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多。故D错误。故选A。
9.（2019·自贡市中考模拟）关于热机，下列说法是正确的（）。
A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞；
B. 柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸；
C. 汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开；
D. 汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能
【答案】D。
【解析】A、汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴；
B、柴油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸；
C、汽油机在做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的；
D、汽油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能。故选D。
10．（2019·镇平县九年级第一次中招模拟）柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转化为内能的是（）。
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
【答案】B。
【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，温度升高、内能增加；在做功冲程中，高温高压的燃料被点燃燃烧形成高温高压的燃气，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能。故选B。
二、填空题
11．（2019·保定市莲池区中考一模）汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是冲程。已知汽油的热值为 4.6×107J/kg，2kg汽油完全燃烧时释放的热量为
J。已知汽车防冻液的比热容为4.2×103J/（kg?℃）。某汽车中的防冻液从90℃冷却到20℃的过程中，放出的热量为2.94×106J，则该汽车中防冻液的质量为kg。
【答案】压缩；9.2×107；10。
【解析】（1）在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增大、温度升高，机械能转化为内能；
（2）完全燃烧2kg汽油放出的热量：
Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
（3）由Q放＝cm△t可得，汽车防冻液的质量：
m＝＝＝10kg。
故答案为：压缩；9.2×107；10。
12.（2019·常德市中考最后一模）王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的______不同；若现将1.5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为______。
【答案】热值；5.04×105J。
【解析】（1）烧开一壶水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为天然气的热值高；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×105J。
故答案为：热值；5.04×105J。
13．（2019·长沙市雨花区中考一模）据央视网：“从12月1日零时起，国内汽油价格每吨降低540元，降价后，92号汽油每升下降0.43元。”据此估测汽油的密度约为kg/m3，完全燃烧3kg汽油所放出的热量为J（q汽油＝4.6×107J/kg）。
【答案】0.8×103；1.38×108。
【解析】（1）汽油每吨降低540元，每升将下降0.43元，
则降价540元汽油的体积即1t汽油的体积：
V＝×1L＝L＝m3，
所以，汽油的密度：ρ＝＝≈0.8×103kg/m3；
（2）完全燃烧3kg汽油所放出的热量：
Q放＝m′q汽油＝3kg×4.6×107J/kg＝1.38×108J。
故答案为：0.8×103；1.38×108。
14．（2019·辽阳市中考考前最后一卷）一台四冲程汽油机在一个工作循环中，把内能转化为机械能的冲程是冲程。汽油机用水作为冷却剂，这是利用了水的性质。
【答案】做功；比热容大。
【解析】（1）在四冲程汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是做功冲程；
（2）汽油机用水作为冷却剂，是利用水的比热容大，散热效果好。
故答案为：做功；比热容大。
15.（2019·济宁市中考三模）两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人喜爱，如图所示，表格中是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数，锂电池充电时，______能转化为______能，若电动机以额定功率工作，则锂电池充足一次电最多可骑行______秒。
整车质量20kg
锂电池电压48V
锂电池容量12A?h
电动车额定电压48V
电动机额定功率360W
【答案】电；化学；5760。
【解析】锂电池充电时相当于用电器，消耗电能，得到化学能，所以是电能转化为化学能；
由表格数据可知锂电池的电压为48V，容量为12A?h，
则锂电池充足一次电储存的电能：W电=UIt=48V×12A×3600s=2.0736×106J，
由P=可得最多可骑行的时间：t′===5760s。
故答案为：电；化学；5760。
16．（2019·临沂市平邑县中考二模）如图所示，一配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，当迅速压下活塞时，可看见桶内棉花燃烧起来。这是通过的方式使玻璃筒内的空气增加、
温度升高的。从能量转化的角度看，汽油机工作时冲程与该图实验相同。
【答案】做功；内能；压缩。
【解析】当迅速压下活塞时，可看见桶内棉花燃烧起来。这是通过做功的方式使玻璃筒内的空气内能增加、温度升高的。从能量转化的角度看，汽油机工作时压缩冲程与该图实验相同。
故答案为：做功；内能；压缩。
17．（2019·泰安市新泰市中考一模）在倡导新旧动能转换，节约能源的今天，很多出租车使用天然气代替柴油或汽油，某段时间一辆出租车消耗0.4m3天燃气，如果该出租车发动机的效率为20%，则得到的机械能为J。（天然气的热值为7×107J/m3）
【答案】5.6×106。
【解析】由热机效率公式可得出租车得到的机械能为：
W机械能＝Q放×20%＝mq×20%＝7×107J/m3×0.4m3×20%＝5.6×106J。
故答案为：5.6×106。
18．（2019·庆阳市物理模拟)若可燃冰的热值为4.2×107J/m3，完全燃烧1m3的可燃冰可放出的热量是J，这些热量有60%被水吸收，可把kg的水从20℃加热到80℃。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃）] 【答案】4.2×l07；100。
【解析】1m3天然气完全燃烧产生热量：
Q放＝Vq＝1m3×4.2×107J/m3＝4.2×107J；
由题知，水吸收的热量：Q吸＝60%×Q放＝60%×4.2×107J＝2.52×107J；
由Q吸＝cm（t﹣t0）可得加热水的质量：
m＝＝＝100kg。
故答案为：4.2×l07；100。
19．（2019·菏泽市牡丹区最后一次模拟）质量为2kg，温度为15℃的水，吸收1.68×105J的热量后，温度升高到℃。[已知水的比热容是4.2×103J/（kg?℃）]．育才中学教室里安装电灯的总功率是10kW，如果每年上课时间按200天算，每天少开灯1h，则节约的电能相当于kg的标准煤完全燃烧时释放
的能量。（标准煤的热值约为3.0×07J/kg）。
【答案】故答案为：35；240。
【解析】（1）由Q吸＝cm△t，可得，
△t＝＝＝20℃。
则温度升高到15℃+20℃＝35℃；
（2）由P＝可得：每天少开灯1h，节约的电能：
W电＝Pt＝10kW×1h×200＝2000kW?h＝7.2×109J，
由题知，Q放＝mq＝W电，
需要完全燃烧煤的质量：m＝＝＝240kg。
故答案为：35；240。
三、计算题
20.（2019·深圳市龙岗区中考一模）小明家新买来一台容积为80L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃），1L＝1.0﹣3m3．求：
（1）水箱中水的质量；
（2）水箱中水吸收的热量：
（3）该热水器的热效率
【解析】（1）把“进水量”设置为40L，则水箱中水的体积：
V＝40L＝40dm3＝40×10﹣3m3，
由ρ＝得水箱中水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×40×10﹣3m3＝40kg，
（2）由题意可得，水吸收的热量：
Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（40℃﹣20℃）＝3.36×106J；
（3）使用天然气的体积：V气＝130.06m3﹣129.96m3＝0.1m3，
天然气完全燃烧释放的热量：Q放＝qV气＝4.2×107J/m3×0.1m3＝4.2×106J；
该热水器的热效率：η＝＝×100%＝80%。
答：（1）水箱中水的质量为40kg；（2）水箱中水吸收的热量为3.36×106J；（3）该热水器的热效率为80%。