1、 2020 年中考物理总复习系列之年中考物理总复习系列之 14：内能的利用（含答案）：内能的利用（含答案） 第十四章内能的利用第十四章内能的利用 知识回顾知识回顾 知识点知识点 1：热值热值 1.定义：燃料完全燃烧放出的热量 Q 与其质量 m 的 比值 ，叫做这种燃料的热值。用字母 q 表示。 【提示】热值大小与燃料的多少，是否完全燃烧无关。 2.单位： 焦每千克 或焦每立方米，符号是 J/kg 或 J/ m3 。 3.公式： m Q q 或 V Q q 知识点知识点 2：热机热机 1.定义：把 内 能转化为 机械 能的机器。 2.种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3.内燃机分类：
2、汽油机和柴油机。 4.内燃机工作过程： （1）每个工作循环分为四个冲程： 吸气 冲程、 压缩 冲程、 做功 冲程和 排气 冲程； （2）一个工作循环中只有 做功 冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴 上的飞轮的 惯性 来完成； （3）压缩冲程中 机械 能转化为 内 能，做功冲程中 内 能转化为 机械 能。 （4）一个工作循环活塞往复两次、曲轴转两周、燃气做功一次、进气门和排气门各开一次。 5.热机效率 （1）定义：热机用来做 有用功 的那部分能量和燃料 完全燃烧 放出的能量之比。 （2）公式： 总 有 Q Q 知识点知识点 3：能量的转化和守恒能量的转化和守恒 （1）内容：能量
3、既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式 转化 为其他形式， 或者从一个物体 转移 到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变 。 （2）说明： 能量的转化和转移都是具有方向性的； 能量的转化是通过物体做功来实现的。能量在转化过程中，能量的形式发生了改变； 能量在转移过程中，能量的形式没有发生变化。 【提示】能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守 恒定律，而机械能守恒是有一定条件的。 考点分析考点分析 1.考查热点： 热值的简单计算，热机的四个冲程，热机的效率和能量转化 2.考查题型：以选择题、填空题为主 3.备考重点：热机能量的转化，燃
4、料燃烧放热的简单计算 经典例题经典例题 考点考点 1：热值与热机的效率的综合计算热值与热机的效率的综合计算 例 1 合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，1 吨垃圾能”榨”出 170kg 燃料油， 若燃料油的热值为 4.0 107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J，燃烧时燃 料油的化学能转化为 能。 【答案】【答案】6.8 109；内 方法点拨方法点拨：利用 Q放=mq 进行计算，注意质量的单位要用 kg。燃烧是一种化学变化，燃烧过 程中化学能转化为内能。 例 2 太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，如表是小明家的太阳能热水器某天 在阳光照射下的相关信息： 太阳照
5、射时间/h 10 装水量/kg 100 吸热板面积/m2 2.5 水升高的温度/ 50 水的比热容/J (kg ) 1 4.2 103 太阳辐射功率/J (m2 h) 1 1.68 106 其中太阳辐射功率是指 1 h 内投射到 1 m2面积上的太阳能，则： (1)水在 10 h 内吸收多少热量？ (2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？(q天然气8.4 107 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收) (3)该太阳能热水器的能量转化效率是多大？ 解：(1)水吸收的热量(有用能量)Q吸cmt4.2 103 J/(kg ) 100 kg 50 2.1 107
6、 J。 (2)由题意知， Q放Q吸2.1 107 J， 根据 qQ 放 V 得， 需要天然气的体积 V Q放 q天然气 2.1 107 J 8.4 107 J/m3 0.25 m3。 (3)10 h 太阳能热水器吸收的太阳能(总能量)Q总1.68 106 J/(m2 h) 2.5 m2 10 h4.2 107 J， 该太阳能热水器的能量转化效率 Q 吸 Q总 2.1 107 J 4.2 107 J50%。 方法点拨方法点拨：关于热值的计算要注意是气体的热值还是液体的热值，要注意气体的热值一般与 它的体积有关，液体的热值一般与它的质量有关，运用单位时，不要写错公式。 考点考点 2：热机的四个冲程
7、热机的四个冲程 例 3 在四冲程汽油机的工作过程中，内能转化为机械能的冲程是( C ) A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程 方法点拨方法点拨：1汽油机的一个工作循环有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和 排气冲程。做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程也有能量转化，将机械能转 化为内能。汽油机的做功冲程火花塞要点燃。 2四冲程汽油机的一个工作循环中，高温高压的燃气推动活塞向下运动的是做功冲程。 考点考点 3：能量的转化和守恒能量的转化和守恒 例 7 热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内 气体的 能转化为软木塞的 能，该能量转化
8、过程与汽油机的 冲程相同。 【答案】内【答案】内 机械机械 做功做功 方法点拨方法点拨：1自然界中的各种现象都是互相联系的，说明在一定条件下，各种形式的能量是 可以相互转化的。 2能量的转化是通过物体做功来实现的。能量在转化过程中，能量的形式发生了变化，能量 的转移过程中能量的形式没有发生变化。 中考链接中考链接 1. （2018 四川巴中）四川巴中）在内燃机的四个冲程中，如图所示的是（ ） A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程 2. (2018 辽宁辽宁葫芦岛）葫芦岛）关于图甲和图乙下列说法中正确的是（ ） A图甲中塞子冲出时受的力为平衡力 B图乙所示冲程能够提供动力 C图甲中试管
9、相对于飞出的塞子是运动的 D图甲和图乙包含着相同的能量转化 3.（2019 枣庄）枣庄）如图所示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 4.（2018 山东临沂）山东临沂）小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（ ） A煤气燃烧越充分，其热值越大 B加热过程中水的比热容变大 C壶内水温度升高的过程中内能增大 D水沸腾过程中吸收热量，温度不断升高 5.（2018 四川遂宁）四川遂宁）小军帮妈妈煲鸡汤时，联想到了许多物理知识。下列说法错误 的是（ ） A鸡
10、汤香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动 B鸡汤沸腾过程中吸收热量，温度不变，内能不变 C煲鸡汤过程中，限压阀转动，此过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似 D限压阀口“烟雾缭绕”，这是水蒸气液化形成的小水珠 6.（2018 山东泰安）山东泰安）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 6.9km，用时 5min45s， 消耗燃油 1.5kg， 已知汽车的牵引力是 2000N， 燃油的热值为 4.6 107J/kg， 假设燃油完全燃烧。 通过计算可知，下列结果正确的是（ ） 汽车行驶速度是 20km/h 消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 6.9 107J 汽车牵引力做功的功率是 30k
11、W 汽车发动机的效率是 20% A只有和 B只有和 C只有和 D只有和 7.（2018 山东东营）山东东营）水煎包是东营特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面 焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。在水煎包的制作过程中，以下说法正确的是（ ） 水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动 水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低 木柴燃烧时将化学能转化为内能 往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的 锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能 A B C D 8.（2018 湖北荆门）湖北荆门）世界是由物质组成的，下列关于物
12、质的一些说法中，正确的是（ ） A我们常说摩擦生热，那是因为做功改变了物体的内能 B组成物质的原子核是由质子、中子和电子组成的 C热胀冷缩的常识告诉我们，物体温度升高时，体积一定变大 D在绕地球飞行的神舟飞船内，物体的质量消失了，所以天平不能使用了 9. （2018 四川省内江市）四川省内江市）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ） A随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的 B两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面 C电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去 D出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动 10.（2018 四川成都）四川成都）小李家使用的燃气热水器
13、，将 30kg 的水从 20加热到 45，消耗了 0.15m3的天然气。已知水的比热容为 4.2 103J/（kg），天然气的热值为 4 107J/m3，则下 列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（ ） A水吸收的热量与水的末温成正比 B水吸收的热量是 3.15 105J C热水器的能量转化效率是 52.5% D热水器的能量转化效率与环境温度无关 11.（2018 湖北武汉）湖北武汉）在室温下，用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上，然后把瓶子放 入热水中，如图所示，橡皮膜会向外凸。下列关于瓶内气体的描述错误 的是（ ） A分于子的无规则运动会加剧 B内能会增大 C质量会不变 D压强会减小
14、12.（2018 浙江省温州市）浙江省温州市）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光能机能电能 C光能电能机械能 D机械能电能光能 13.（2019 辽阳）辽阳）如图是汽油机两个冲程的示意图，其中 图中的冲程为汽车提供了动 力。汽油机在吸气冲程吸入气缸的是 （填“空气”或“汽油和空气”）汽车发动机用水来 冷却、是利用了水的 大的特点。 14.（2018 湖北省荆州市）湖北省荆州市）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 4.2 103
15、J/（kg ） 若热水器的功率为 2000W，用时 5000s，则该热水器的效率为 。 15.（2018 湖北咸宁）湖北咸宁）用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四 冲程汽油机的 冲程的能量转化相同；若天然气完全燃烧放出的热量有 50%被水吸收， 在标准大气压下把 5kg 的水从 20加热至沸腾， 需完全燃烧 m3天然气。 （c水=4.2 103J/ （kg），q天然气=4 107J/m3） 16.（2019 梧州梧州）有一个封闭电热水袋，其额定电压为 220V，额定加热功率为 500W，袋中 装有质量为 1kg，温度为 10的水，将袋中的水加热到 60时自动断电，在这
16、过程中，袋内 水吸收的热量是 J，假设没有热量损失，加热时间要 s。水的比热容 c 水 =4.2 103J/(kg ) 17. （2019 广州）广州） (1)完全燃烧 1.4g 酒精释放的热量是完全燃烧 0.7g 酒精释放热量的 倍。 0.7g 酒精完全燃烧释放的热量是 2.1 104J。这些热量全部被 100g 的液体 A 吸收，液体的温度 升高了 50；完全燃烧 1.4g 酒精释放的热量全部被 200g 的液体 A 吸收，液体的温度升高了 t= (不考散热)。 (2)现用图所示装置加热 200g 的液体 A，燃烧了 1.4g 酒精，液体升高的温度小于 t，有哪些 原因会导致这个结果? 。
17、 18. （2019 沈阳沈阳）核能属于 （选填“可”或“不可”）再生能源。1g 铀 235 全部裂变释放 的能量相当于 2100kg 的煤完全燃烧放出的热量。若这些热量被 0的水完全吸收，则在 1 标 准大气压下，最多可以将 kg 的水从 0刚好加热至沸腾。水的比热容为 4.2 103J/ （kg），煤的热值为 3 107J/kg 19.（2019 眉眉山）山）发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以 92 号汽油为燃料的内燃机， 其一个工作循环的四个冲程如同所示，表中给出了发动机的相关数据（空燃比赛指汽缸内空 气和燃油的质量比） 1min 内完成对工作循环数 2400 次 汽缸内汽油和空气
18、混合气体的密度 1.3kg/m3 汽缸的工作容积 2.0L 汽油的热值 4.6 107J/kg 发动机的最大功率 82.8kW 空燃比 12:1 单杠缸冲程内燃机完成一个工作循环时，图中四个冲程的顺序是 ，燃料完全燃烧放出 的热量是 J。 20.（2018 四川巴中）四川巴中）一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为 3000r/min，则 1s 对外做功次，若其 效率为 30%，消耗 100g 汽油，对外做功 J。若水箱中 5kg 水由 20升高到 100， 水吸收 J 热量。（q汽油=4.6 107J/kg） 21.（2018 河北）河北）有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相 同的
19、不同燃料， 点燃后加热质量相等的同种液体， 通过比较燃料 (选填“燃 烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化，来判断两种然料的热值的大 小，燃料燃烧， 转化为内能，用比热容 的液体可以使实验现象更明 显。(实验中液体没有沸腾) 22. （2018 河北）河北）如图所示， 在一个配有适塞的厚透明筒里放一小团硝化棉， 把活塞迅速下压， 压缩空气 ，使筒内空气的内能增大，温度升高，观察到硝化棉 ，上述改变物体 内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温该表物体内能的方式 （选填“相同”或“不相 同”）。 23.（2018 四川达州市）四川达州市）小张驾驶一辆额定功率为 35 千瓦、效率为 30的汽
20、车在一段平直的 公路上匀速行驶， 在额定功率下行驶1小时至少需要 L汽油 （汽油的热值为3.5 107J/L） ； 若行驶的速度为 72km/h， 则汽车受到的阻力为 N， 汽油属于 能源 （选填“可 再生”或“不可再生”） 24.（2018 浙江省温州市）浙江省温州市）如图是小明制作的简易“蒸汽船”型。将盛有一定量水的铜容器安装 在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左 行驶。 （1）蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高这是通过 的方式改变水的内能。 （2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了 。 25.（2018 四川
21、南充）四川南充）某台汽油机飞轮的转速为 1800r/min，在 1s 内，汽油机完成了 个工 作循环。 如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油， 若这些汽油完全燃烧， 可放出热量 J。 (q汽油=4.6 107J/kg) 26.（2018 桂林市）桂林市）若家用天然气的热值为 4.2 107J/m3，水的比热容为 4.2 103J/(kg.)。 （1）完全燃烧 0.04m3天然气放出的热量是多少？ （2）若某新型天然气灶烧水的效率为 40%，完全燃烧 0.04m3天然气可使室温 5kg 的水温升 高多少？ 27.（2018 山东德州）山东德州）在一个标准大气压下，用炉子将 10kg 的水从
22、20加热至沸腾，燃烧了 0.5kg 的焦炭，已知水的比热容为 4.2 103J/（kg），焦炭的热值为 3.0 107J/kg。求： （1）水吸收的热量； （2）0.5kg 焦炭完全燃烧释放的热量； （3）炉子烧水的效率。 【参考答案参考答案】 选择题 1 2 3 4 5 6 C C B C B D 7 8 9 10 11 12 B A B C D C 填空题 13 乙；汽油和空气；比热容 20 1.38 106；1.68 106 14 7.56 106；75.6% 21 全部燃烧；化学能；小 15 做功；0.084 22 做功；燃烧；不相同 16 2.1 105 ；420 23 12；1750；不可再生 17 (1)2；50 (2)燃料没有完全燃烧；烧杯和 铁架吸收部分热量；加热过程中热量散 发到空气中而损失掉等(合理即可) 24 热传递 ；力的作用是相互的 18 不可；1.5 105 25 15；2.3 107 19 乙甲丁丙 9.2 103 计算题 26.（1）1.68 106J；（2）32。 27.（1）3.36 106J；（2）1.5 107J；（3）22.4%。
