第2节 热机 热机效率 能量的转化与守恒-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理课堂精讲册（广西专用）

　 众相原创 赋能中考　广西物理 第２节　热机　热机效率　能量的转化与守恒 !"# $%&'()* !" １ {™ （２０２３．１７第一空；北部湾２０２０．２１第二空、２０１７．１３） １．热机的定义：利用　内能　做功的机械。蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都属于热机。 ２．热机工作的能量转化：化学能 → 燃烧 内能 → 做功 机械能。 ３．内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。最常见的是汽油机和柴油机。 ４．汽油机四冲程示意图 工作冲程 吸气冲程 　　　　冲程 　　　　冲程 排气冲程 示意图 进气门 打开 关闭 关闭 关闭 排气门 关闭 关闭 关闭 打开 火花塞 未点火 未点火 　点火　 未点火 活塞运动方向 向下 　向上　 　向下　 向上 能的转化 无 　机械　能转化为 　内　能 　内　能转化为 　机械　能 无 说明 （１）一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，对外做功一次； （２）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮的　惯性　完成 　 　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　１． （２０１７北部湾１３题）汽车上的热机工作时，使汽车获得动力的冲程是 （Ｃ ） Ａ．吸气冲程 Ｂ．压缩冲程 Ｃ．做功冲程 Ｄ．排气冲程 ２． （ＨＫ九全Ｐ３５图１３－３改编）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，筒 内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧。此过程中通过　做功　的方式增加了筒内空气的内 能，能量的转化方式与汽油机的　压缩　冲程相同，是将　机械　能转化成　内　能。 第２题图 　　　　　　　　 甲 　　 乙 　　 丙 　　　　　　　 　第３题图 ３． （ＲＪ九全Ｐ１７图１４．１－１改编）如图甲所示，将水加热至沸腾后，水蒸气将塞子冲出， 水蒸气对外　做功　，内能减少，与汽油机的　做功　冲程工作原理相同。图　丙　（选填“乙” 或“丙”）的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 ２３ 　 第五单元　内能　内能的利用 ４． （２０２３广西１７题）２０２３年５月３０日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号Ｆ遥十六 运载火箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为　机械　能，散失的能量越少，发 动机效率越　高　（选填“高”或“低”）。 !" ２ š›%{œ （北部湾６年３考） １．定义：燃料完全燃烧放出的　热量　与其　质量　之比。 ２．符号及单位：热值用字母　ｑ　表示，热值的单位是　Ｊ／ｋｇ　或Ｊ／ｍ３（气体燃料的热值）。汽油的 热值是４．６×１０７　Ｊ／ｋｇ，表示的物理意义是　完全燃烧１ｋｇ汽油，放出的热量是４．６×１０７Ｊ　。 ３．特点：热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧、形状、体积等均无关。 ４．燃料完全燃烧时放出热量的计算公式 （１）　Ｑ＝ｍｑ　（适用于固体和液体，ｑ的单位是Ｊ／ｋｇ）； （２）　Ｑ＝Ｖｑ　（适用于气体，ｑ的单位是Ｊ／ｍ３）。 　 　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　５． （ＲＪ九全Ｐ２６习题改编）煤油的热值ｑ煤油 ＝４．６×１０ ７Ｊ／ｋｇ，其意义为　完全燃烧１ｋｇ 的煤油，放出的热量是４．６×１０７Ｊ　，如果完全燃烧干木柴跟完全燃烧煤油放出的热量相同，干木 柴的质量应该是煤油质量的　３．８　倍。（干木柴的热值ｑ＝１．２×１０７Ｊ／ｋｇ，计算结果保留１位 小数） !" ３ {™ž （２０２３．１７第二空；北部湾２０２０．２１第二空、２０１７．１３） １．定义：热机用来做　有用功　的那部分能量与燃料　完全燃烧　放出的能量之比。 ２．公式：η＝ Ｗ有用 Ｑ放 ×１００％。 ３．提高热机效率的措施（２０２３．１７第二空） （１）让燃料　充分　燃烧； （２）在设计和制造过程中不断改进热机，减少各种热量的　损失　； （３）机件间保持良好的润滑，减小摩擦消耗； （４）设法利用废气中的能量。 　 　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　６． （ＲＪ九全Ｐ２６习题改编）天然气是一种清洁能源。若某款天然气热水器完全燃烧一定 量天然气放出的热量为１×１０６Ｊ时，可把质量为５ｋｇ、温度为５０℃的水加热到９０℃。已知水的比 热容为４．２×１０３Ｊ（ｋｇ·℃），则水吸收的热量为　８．４×１０５　 Ｊ；该热水器的效率为　８４％　。 ７． （２０１９北部湾２０题节选）汽油的热值是４．６×１０７Ｊ／ｋｇ，２ｋｇ汽油完全燃烧放出的热量 是　９．２×１０７　 Ｊ。目前热机的效率还比较低，在热机的能量损失中，　废气　带走的能量最多， 设法利用这部分能量，是提高燃料利用率的重要措施。 ８． （２０２０北部湾２１题节选）将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃。此过程能量转化 方式与汽油机的　压缩　冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了 ２ｋｇ汽油，对外做功为 ２．３×１０７Ｊ，则汽油机的效率是　２５％　。（汽油热值为４．６×１０７Ｊ／ｋｇ） !" ４ ‹Ÿ% k(¡¢ （２０２３．１７第一空；北部湾６年４考） １．能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互　转化　的。如太阳能电池板工作时将 光能转化为电能。 ３３ 　 众相原创 赋能中考　广西物理 ２．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，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　。 ３．能量转移、转化的特点：具有　方向性　。 ９． （ＲＪ九全Ｐ２８想想议议改编）如图所示，掉在地上的弹性小球会跳起，但是为什么会 越跳越低，这是由于小球与空气摩擦，有一部分　机械　能转化为　内　能。 第９题图 +"# ,-./0123 4" １ {£Ž;<|} （２０２３．１８；北部湾 ６年６考）传统文化、真实生活 １．【传统文化情境】砖的制作工艺流传数千年， 从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见 证了人类迈向文明的历程，下列说法正确的 是 （Ｂ ） Ａ．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量越多 Ｂ．高温烧制时，通过热传递的方式改变砖块 的内能 Ｃ．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值越大 Ｄ．在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的密度变小 ２． 【真实生活情境—人教八上新教 材新增】星期天，小星的妈妈在厨房里用燃气 灶煲鸡汤，请回答下列问题： （１）小星在客厅里就能闻到阵阵香味，这是 　扩散　现象。这种现象说明构成物质的分 子在不停地做　无规则　的运动，分子间存在 　间隙　。 （２）锅盖很烫，“烫”是指锅盖　温度高　（选填 “热量多”“温度高”或“内能大”），煲汤过程是 通过　热传递　的方式改变鸡肉的内能的。 （３）在用锅烧汤时，锅盖会被蒸气顶起来，这 时蒸气对加压阀做了　功　，蒸气的内能会 　减小　，温度将　降低　，该过程与热机的 　做功　冲程的能量转化相同。 （４）加热鸡汤过程中，鸡汤沸腾前持续吸热，将 燃气的　化学能　转化为鸡汤的　内能　，燃 气的热值　不变　，此过程中鸡汤的内能 　增加　；鸡汤沸腾后改用小火慢炖，此过程 中鸡汤持续吸热，温度　不变　。 4" ２ {ŸD{žŽg （北部湾６ 年５考） 效率的通用计算公式为 η＝ Ｗ有用 Ｗ总 。①计算热效率时，Ｗ有用 ＝Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ， Ｗ总 ＝Ｑ放 ＝ｍｑ或 Ｖｑ；②计算热机效率时， Ｗ有用 ＝Ｆｓ（或Ｐｔ），Ｗ总 ＝Ｑ放 ＝ｍｑ（或Ｑ放 ＝Ｖｑ）。 ３．【天然气烧水】天然气是一种清洁能源。若某 款天然气热水器完全燃烧一定量天然气放出 的热量为１×１０６Ｊ时，可把质量为１０ｋｇ、温度 为３０℃的水加热到５０℃。已知水的比热容 为４．２×１０３Ｊ／（ｋｇ·℃）。ｇ取１０Ｎ／ｋｇ，求： （１）水的重力； （２）水吸收的热量； （３）该热水器的效率。 则重力Ｇ＝ｍｇ＝１０ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝１００Ｎ； （２）水吸收的热量 Ｑ吸 ＝ｃｍ（ｔ－ｔ０）＝４．２× １０３Ｊ／（ｋｇ·℃）×１０ｋｇ×（５０℃ －３０℃）＝ ８．４×１０５Ｊ； （３）热水器的效率η＝ Ｑ吸 Ｑ放 ×１００％＝８．４×１０ ５Ｊ １×１０６Ｊ × １００％＝８４％                                               。 请完成分层进阶练习册 Ｐ１３～１４习题 ４３ 　 第五单元　内能　内能的利用 ¤<‡¥n¦ 随着汽车科技的不断进步，混合动力汽车（简称：混动汽车）逐渐受到人们的青睐，目前广泛使 用的混动汽车主要部件有：汽油机、蓄电池、电动机等，它们单独或组合向汽车提供动力。混动汽车 有串联式和并联式等种类。 串联式混动汽车的工作流程如图１甲所示，蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车；汽油机仅 带动发电机发电，产生的电能一部分输入电动机驱动汽车，另一部分还能通过发电机向蓄电池充电。 并联式混动汽车的工作流程如图１乙所示，其内部结构透视图如图２所示，汽油机和电动机分 属两套独立的工作系统，蓄电池通过电动机能单独驱动汽车，汽油机也能直接给汽车提供动力，两套 系统还能同时工作驱动汽车。 甲 乙 　　　　　　　　　　　　　　　　图１ 图２ （１）若将汽车控制面板中动感模式打开，电机驱动汽车时会听都“嗡嗡”声，对于乘客来说这是噪声， 关闭设置就听不到声音，这是在　声源处　控制噪声。 （２）汽油机做功冲程过程中，燃料燃烧将　化学　能转化为高温高压燃气的　内　能，燃气推动活 塞做功，这是通过　做功　的方式改变燃气的内能。 （３）汽车发动机常用水做冷却液，这是因为水的　比热容　大；长时间行驶后，轮胎的温度升高，内 能　增加　，这是通过　做功　的方式改变轮胎的内能。 （４）驾驶汽车变道时需要看后视镜，若在后视镜中看到后方车辆较远即可安全变道，驾驶员可以看 到后视镜的车，这是利用了　光的反射　原理，若看到后车越来越远，后车在后视镜（凸面镜）中的 像　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （５）北方冬天行车时，汽车挡风玻璃容易出现一层水雾，这是　液化　（填物态变化名称）现象，此过 程需要　放热　（选填“吸热”或“放热”），水雾出现在汽车挡风玻璃　内　（选填“内”或“外”）侧。 （６）去油站加油时总能闻到汽油味，这是　扩散　现象，说明分子在不停地做　无规则运动　。 （７）若两种方式混动汽车的质量相同，相同部件能量转化的效率相同，油电系统同时工作，蓄电池仅 处于放电状态且放电情况相同。请对比图１甲、乙两图的工作流程分析，在汽车整体输出能量相同 的情况下，并联式汽油机能量转化方面损耗更　少　（选填“多”或“少”），效率较　高　（选填“高” 或“低”）。 （８）汽油机完全燃烧２ｋｇ汽油，释放的热量是多少？（ｑ汽油 ＝４．６×１０ ７Ｊ／ｋｇ） （９）若混合动力汽车的储液箱装满水的质量为５ｋｇ，水温从２０℃升高到５０℃吸收的热量是多少。 ［水的比热容是４．２×１０３Ｊ／（ｋｇ·℃）］ 解：水温从２０℃升高到５０℃吸收的热量 Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×５ｋｇ×（５０℃ － ２０℃）＝６．３×１０５Ｊ。 ５３ 　 参考答案及解析 ２．１×１０３　（８）控制变量　转换　（９）不正确　用相同 的加热器加热相同的时间，液体吸收的热量相同　 （１０）用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等 （或该方案避免两次加热）；可以更加直观地看出两种液 体温度变化的特点　（１１）水　（１２）比热容大　热量 第２节　热机　热机效率　能量的转化与守恒 (,)-./0123 　 考点１　热机 　 内能　压缩　做功　点火　向上　向下　机械　内 　内　机械　惯性 考点２　燃料的热值 　 热量　质量　ｑ　Ｊ／ｋｇ　完全燃烧１ｋｇ汽油，放出的 热量是４．６×１０７Ｊ　Ｑ＝ｍｑ　Ｑ＝Ｖｑ 考点３　热机效率 　 有用功　完全燃烧　充分　损失 考点４　能量的转化与守恒 　 转化　转化　转移　保持不变　方向性 溯源针对练 １．Ｃ　２．做功　压缩　机械　内　３．做功　做功　丙　 ４．机械　高　５．完全燃烧 １ｋｇ的煤油，放出的热量是 ４．６×１０７Ｊ　３．８　６．８．４×１０５　８４％　７．９．２×１０７　废气 ８．压缩　２５％　９．机械　内 4,)567&89:; 　 １．Ｂ　２．（１）扩散　无规则　间隙　（２）温度高　热传递 （３）功　减小　降低　做功　（４）化学能　内能　不变 增加　不变 ３．解：（１）水的质量ｍ＝１０ｋｇ， 则重力Ｇ＝ｍｇ＝１０ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝１００Ｎ； （２）水吸收的热量Ｑ吸 ＝ｃｍ（ｔ－ｔ０）＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）× １０ｋｇ×（５０℃－３０℃）＝８．４×１０５Ｊ； （３）热水器的效率 η＝ Ｑ吸 Ｑ放 ×１００％ ＝８．４×１０ ５Ｊ １×１０６Ｊ × １００％＝８４％。 一题一单元 （１）声源处　（２）化学　内　做功　（３）比热容　增加　 做功　（４）光的反射　不变　（５）液化　放热　内 （６）扩散　无规则运动　（７）少　高　（８）见解析 （９）见解析　【解析】（８）Ｑ放 ＝ｑ汽油ｍ＝４．６×１０ ７Ｊ／ｋｇ× ２ｋｇ＝９．２×１０７Ｊ；（９）水温从２０℃升高到５０℃吸收的热 量Ｑ吸 ＝ｃｍΔｔ＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×５ｋｇ×（５０℃ － ２０℃）＝６．３×１０５Ｊ。 &'D)E)+ 第六单元　机械运动 (,)-./0123 　 考点１　长度及其测量 　 米　ｍ　ｋｍ　ｃｍ　ｎｍ　１０３　１０－１　１０－２　１０－３ １０－６　１０－９　刻度尺　零刻度线　量程　分度值　量程 垂直　下一位　单位　ｃｍ　ｍ　ｃｍ　ｍ　ｃｍ 考点２　时间及其测量 　 秒　ｓ　６０　３６００　６０ 考点３　参照物的选取及物体运动状态的判断 　 运动　静止 考点４　速度及相关计算 　 路程　时间　快慢　 ｓｔ　３．６　ｖｔ　 ｓ ｖ　不变　改变 溯源针对练 １．Ｃ　２．１　１０．５　【变式训练】Ｃ　３．Ｃ　４．Ａ　５．静止　 地面　６．车通过的最大速度不能超过６０ｋｍ／ｈ　６１．５　 有　７．匀速　３０　３７．５　５　８．０．５　运动 4,)567&89:; 　 １．（１）　（２）√　（３）　（４）　２．Ａ　３．Ｂ　４．Ｄ ５．静止　４　【变式训练】加速　３　减速　改变 =,)>;7?@1AB 　 例（１）ｖ＝ｓｔ　（２）刻度尺　（３）较小　减慢小车下滑的 速度，便于测量时间　（４）静止　计算平均值，减小误 差　（５）３５．０　０．５　０．４　（６）小于　加速　不平衡 （７）Ｃ　（８）＞　（９）Ｄ　（１０）不可行　所测时间不是 小车实际通过ＢＤ段所用的时间　（１１）偏小　偏大 （１２）偏大　（１３）加速　０．４ 第七单元　力　运动和力 第１节　力　牛顿第一定律 (,)-./0123 　 考点１　力 　 受力物体　牛顿　牛　Ｎ　形状　运动状态　大小　 方向　作用点　方向　作用点　大小　相互的　施力 物体 考点２　弹力、弹簧测力计 　 大　相反　长　正　量程　分度值　调零　弹簧测 力计的轴线　量程　５　０．２　３．６Ｎ 考点３　重力 　 Ｇ　质量　ｍｇ　竖直向下　１　５ 考点４　牛顿第一定律　惯性 　 阻力　匀速直线运动　静止　科学推理　不变　 质量 溯源针对练 １．Ｃ　２．形状　放热　３．作用点　方向 ４．形状　运动员　重　地球 ５．如答图所示 第５题答图 ６．６００　竖直向下　１００　６０ ７．Ｄ　８．Ａ　９．力可以改变物体的运动状态　惯性 4,)567&89:; 　 １．地球　不变　受　剪断悬线ＯＡ，观察小球的下落情况 【变式训练】Ｂ ２．（１）　（２）　（３）　（４）√　（５） ３．相互　运动状态　大小　形状　有 ４．如答图所示 第４题答图                                                                       ３