专题04 内能的利用-2023年中考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练（全国通用）

专题04 内能的利用 目录 一、热点题型归纳 【题型一】 热机 【题型二】 热机效率 【题型三】 能量转换与守恒 二、最新模考题组练 【题型一】热机 【典例分析】 如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（　　）。 A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【提分秘籍】 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。 【变式演练】 1．（2022·湖南湘潭·统考中考真题）如图，蒸粽子时，锅盖被水蒸气顶起而发生“跳动”，下列说法正确的是（　　） A．水沸腾时，温度继续升高 B．蒸锅烫手，因为它含有的温度多 C．闻到粽香，说明加热后分子才运动 D．水蒸气顶起锅盖过程的能量转化与内燃机做功冲程相似 2．（2022·浙江·中考真题）2022年3月，我国最大推力的氢氧发动机在北京完成首次试车。氢氧发动机为火箭腾飞提供“硬核”动力，结构简图如图。 （1）为便于运输和储存，通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气 _____（填物态变化名称）后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱； （2）燃料燃烧产生的高温高压气体，使发动机对火箭持续做功，直至上升到特定轨道，该过程中能量的转化是 _____。 3．（2022·江苏扬州·统考中考真题）利用气球可以完成下列实验： （1）在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它___________，可模拟宇宙膨胀现象。 （2）如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明___________，此过程发生的能量转化与图___________（选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。 【题型二】 热机效率 【典例分析】 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。 表1   第1代 第2代 第3代 第4代 燃  料 氧气和汽油混合 偏二甲胼 煤  油 液态氢 氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧 表2 燃料 热值 燃料 热值 汽油   4.6×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg 柴油   4.3×107J/kg 氢  1.4×108J/kg （1）使用氢作为燃料的主要优点是：______和______； （2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为的水加热至沸腾______？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，当地大气压为1标准大气压] （3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率______。 【提分秘籍】 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