8 从粒子到宇宙 内能与热机 能源与能量守恒定律-2025年中考物理专题复习强化练习（沪粤版）

8 从粒子到宇宙 内能与热机 能源与能量守恒定律 题号 一 二 三 总分 累分人 得分 说明:共三大题,22小题,满分80分,作答时间为80分钟。 中考对接点 1.分子动理论 2.内能及改变内能的方式 3.热效率的计算 4.能源及其分类 5.热机及热机效率计算 第Ⅰ卷　选择题(共30分) 一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求) 1.古诗词是中华传统文化的精髓之一,我们在欣赏的时候,经常发现与物理知识息息相关。“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”。寒冬梅花香气扑鼻而来,这是因为 (　　) A.分子之间有空隙 B.分子在不停地运动 C.分子之间存在斥力 D.分子之间存在引力 2.第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,场馆均采用全绿电供应,即使用清洁能源和可再生能源发电,实现绿电入网,下列属于可再生能源的是 (　　) A.石油、地热能 B.天然气、氢能 C.风能、太阳能 D.核能、煤 3.释放化学能的过程不断地发生在人体内,食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞内与氧结合,提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2361 kJ/100 g”,该标识的含义与以下物理量的含义类似的是 (　　) A.热值 B.热量 C.内能 D.比热容 4.2023年10月31日8时11分,神舟十六号返回舱带着三名航天员顺利返回地球。返回舱进入大气层,与大气层摩擦产生高温形成火球进入黑障区(如图)。下列改变内能的方式,与“火球”的形成不同的是 (　　) A.钻木取火 B.敷冰降温 C.搓手取暖 D.擦燃火柴 5.汽车已成为现代生活不可缺少的交通工具之一。多数汽车采用汽油机作为发动机,如图所示,这是四冲程汽油机工作时的某个冲程的示意图,则该冲程是 (　　) A.压缩冲程,将内能转化为机械能 B.压缩冲程,将机械能转化为内能 C.做功冲程,将内能转化为机械能 D.做功冲程,将机械能转化为内能 6.如图所示,活塞和厚玻璃筒里密闭着一段空气柱,在玻璃筒内放有一小团硝化棉。把活塞迅速压下去,硝化棉会燃烧起来。关于这个实验,下列说法中错误的是 (　　) A.空气能被压缩,说明空气分子之间存在间隙 B.活塞向下运动时,筒内空气内能变大 C.活塞迅速压下去时,是把机械能转化为内能 D.压缩活塞时,能量转化方式与热机的做功冲程相同 7.太阳能被认为是理想的“终极能源”。科学家们设想在宇宙空间建立太阳能电站来利用太阳能。这种空间太阳能电站建在赤道平面内的地球同步轨道上,其工作过程如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.太阳能来自太阳内部的核裂变 B.太阳能收集板将太阳能转化为电能 C.利用微波实现“无缆传输”,微波是一种电磁波 D.太阳能是一种清洁,无污染的可再生能源 8.热机效率是热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,是热机性能的重要指标。如图,这是甲、乙两汽油机的能量输出比例图,白色部分表示“损耗的能量”,深色部分表示“有用机械能”。分析图中数据可知 (　　) A.甲汽油机热机效率较高 B.乙汽油机热机效率较高 C.甲汽油机做的功较多 D.乙汽油机的功率较大 9.家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图甲所示。海边,仅在海陆风因素的影响下,图乙、图丙所示的情形通常分别发生在 (　　) A.白天、夜晚 B.夜晚、白天 C.白天、白天 D.夜晚、夜晚 10.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示 (　　) A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B.加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度多 C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D.升高相同的温度,两液体吸收的热量相同 第Ⅱ卷　非选择题(共50分) 二、实验探究(本大题共5个小题,11小题4分,12小题6分,13小题7分,14小题4分,15小题3分,共24分) 11.小明同学在研究分子动理论知识时,进行了如下实验探究。 (1)“1+1”等于几?很多人都会说等于2啊。可做了如图甲所示的实验,你就会发现“1+1”有时也不一定等于2。等体积的水和酒精混合后的总体积小于混合前二者体积之和。该实验现象说明了分子间有　　　　　　　　　。  (2)如图乙所示,在一个铁丝圈中间系着一根较松弛的棉线,浸过肥皂水后用手指轻碰一下棉线的左边,发现棉线左边的肥皂膜破了,棉线被拉向右边,这个实验说明了分子间存在相互作用的　。  (3)如图丙所示,在量筒的下方装入　　　　(选填“清水”或“硫酸铜溶液”),静放一段时间后,观察到的现象是水和硫酸铜溶液的分界面变　　　　　　　　了。  12.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录一次杯中水的温度(见表),6 min后等质量的两种燃料均燃尽。 加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 (1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定　　　　(选填“铁杆A”或“铁圈B”)。  (2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的　　　　、　　　　。  (3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是　　　　。  (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并根据记录的数据、利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗?　　　　,为什么?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  13.在“比较水和煤油吸热能力的大小”的实验中: (1)本实验中,通过比较　　　　的多少来反映物质吸收热量的多少。  (2)组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出　　　　相等的水和煤油,分别加热相同的时间,比较水和煤油　　　　,得出结论。要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是　　　　。  (3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙,由图像可知水的沸点是　　　　℃,　　　　的吸热本领较强。  (4)在对实验进行反思时,他们认为原方案有需要两次加热、耗时长等缺点,因此改进方案并设计了图丙所示的装置。与原方案相比,该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是　　　　　　　　　　　　。(答出一个即可)  14.生活中大部分物体都有热胀冷缩的性质,小丽注意到温度计中不同液体热胀冷缩的程度似乎不同,她思考:物体热胀冷缩的程度与哪些因素有关呢?小丽和同学利用身边横截面积相同的铜线和铝线进行实验探究,下表是小丽和同学探究影响物体线膨胀(物体受热时在长度方向上的膨胀叫作线膨胀)因素的实验记录。 实验序号 材料 原长/m 升高的温度/℃ 伸长量/m 1 铜 1 10 0.19 2 铜 2 10 0.38 3 铜 1 30 0.57 4 1 30 0.69 (1)请根据实验记录完成下列各题。 ①比较实验序号　　　　,可得结论:当材料和升高的温度相等时,固体的线膨胀与原长有关。  ②比较实验序号1、3,可得结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③要探究物体热胀冷缩的程度与物质的种类是否有关,表格中空格里应填写的信息是　　　　。  (2)由上述结论可知:冬天施工架设输电线,要将电线适当　　　　(选填“绷紧”或“放松”)些。  15.学习分子的有关知识后,小明等同学提出了这样一个问题:分子的运动快慢与温度有什么关系?他们进行了实验,并观察到了如图所示的实验现象。请你帮助小明对上述实验进行总结。 (1)实验用到的器材有:冷水、热水、烧杯、红墨水、滴管、　　　　　　　　　　　　;  (2)实验过程:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  (3)实验现象及结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  三、综合应用(本大题共7个小题,16小题4分,17小题2分,18、19小题各4分,20小题2分,21小题4分,22小题6分,共26分) 16.刀削面是山西的一种传统特色面食,因其风味独特而驰名中外。用刀削出的面条,中厚边薄,形似柳叶,如图所示。煮面时,水沸腾后锅盖被顶起与内燃机的　　　　冲程能量转化相同;煮面条时主要通过　　　　的方式改变了面条的内能;刚出锅的刀削面“热”得烫嘴,“热”表示的是　　　　(选填“温度”“热量”或“内能”);浇上特制臊子的面条香气扑鼻,这是　　　　现象。  17.为了节能,电动汽车安装了能量回收装置,在刹车时带动发电机发电。有人认为,只要不断改进,这种汽车就可以一边行驶,一边发电,永远运动下去,这种观念违背了　　　　　　　　　　　;在汽车制动时,与轮胎接触的地面、轮胎及空气等获得的内能,无法自动转化回去,这是因为能量的转移和转化具有　　　　。  18.阅读短文,回答问题。 空间站如何应对“冰火两重天” 中国空间站位于距离地面约400 km的太空环境中,由于没有大气层的保护,空间站表面温度最高可达150 ℃,最低可达-100 ℃。在这种“冰火两重天”的太空环境中,为保证航天员能有一个适宜工作和生活的空间站环境,就需要热控系统来实现对温度的控制。空间站的热控系统中的“中央空调”——流体回路是空间站热控系统的核心,通过特殊液体在管路内的循环实现散热和补热功能。空间站的外部还涂有银闪闪的低吸收——低发射型热控涂层。低吸收,顾名思义就是涂层材料自身具有较低的太阳光吸收特性,可有效减弱太阳辐照导致的温度升高。低发射,则是指涂层具有较低的红外发射率,可有效阻隔飞船内部向外部深冷环境的辐射,避免舱内温度的不断降低。 (1)中国空间站位于距离地面约　　　　m的太空环境中,外太空的最低温度可达　　　　℃。  (2)一束光射向神舟飞船表面,这束光大部分会被飞船的低吸收——低发射型热控涂层　　　　(选填“反射”“折射”或“吸收”)。  (3)空间站的热控系统中的“中央空调”——流体回路中的特殊液体,为了实现散热和补热功能,应具有什么热学特征:　　　　。(写出一种即可)  19.中央气象台每天都会发布全国主要城市的天气预报,如图,这是列出的某日沿海城市深圳和内地城市太原两地的气温情况。请根据两座城市的气温变化判别城市甲和城市乙分别对应哪座城市,应用所学的知识进行简要的说明。 2023年×月×日 城市甲:晴27~32 ℃ 城市乙:晴19~33 ℃ 20.如图甲所示,这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图,请在图乙中画出做功冲程中活塞的运动方向和进气门、排气门的开闭情况。 温馨提示:21、22小题,解题过程要有必要的文字说明、计算公式和演算步骤,只写最后结果不得分。 21.太阳能清洁无污染,取之不尽,用之不竭,是未来理想的能源之一。某地太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103 J/(m2·s),若如图所示的太阳能热水器集热器面积S=2 m2,在该地用此太阳能热水器将质量为100 kg,初温为20 ℃的水加热到50 ℃需要5 h。则:【C水=4.2×103 J/(kg·℃)】 (1)太阳能热水器5 h接收到的太阳能(用字母E表示)是多少? (2)该太阳能热水器的加热效率是多大? 22.某款小轿车质量为1565 kg,四个轮子与地面的总接触面积为1000 cm2,轿车在水平路面上做匀速直线运动,2.5 h行驶了225 km,该车的发动机的额定功率为124 kW。(g取10 N/kg,q汽油=4.8×107 J/kg) (1)求小轿车空车静止时对地面的压强; (2)求小轿车在这次行驶过程中受到的牵引力; (3)若汽油完全燃烧产生的热量的30%转化为小轿车运动时的机械能,则这次行驶中要消耗多少kg的汽油? 参考答案 1.B　2.C　3.A　4.B　5.B　6.D　7.A　8.B　9.A　10.B 11.(1)间隙 (2)引力 (3)硫酸铜溶液　模糊 评分标准:每空1分,共4分;有其他合理答案均参照给分 12.(1)铁圈B (2)质量　初温 (3)煤油 (4)不可靠　燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收,存在热量损失 评分标准:每空1分,共6分;有其他合理答案均参照给分 13.(1)加热时间 (2)质量　温度的变化量　秒表 (3)98　水 (4)用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等 评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分 14.(1)①1、2　②当材料、原长相同时,固体的线膨胀与升高的温度有关 ③铝 (2)绷紧 评分标准:每空1分,共4分;有其他合理答案均参照给分 15.(1)秒表　(1分) (2)①在两个烧杯中分别装入冷水和热水;②用滴管分别在烧杯中滴入两滴红墨水,记录烧杯中的水完全变红的时间　(1分) (3)热水完全变红的时间短,说明温度越高,分子热运动越剧烈　(1分) 16.做功　热传递　温度　扩散 17.能量守恒定律　方向性 18.(1)400000　-100 (2)反射 (3)比热容大(或汽化吸热,液化放热) 评分标准:每空1分,共4分;有其他合理答案均参照给分 19.答:因为水的比热容较大,与质量相同的其他物质相比,吸收或放出相同的热量,温度变化较小。(2分)沿海城市水多,所以昼夜温差较小,内地城市水少,所以昼夜温差较大。图中城市甲昼夜温差较小,城市乙昼夜温差较大,所以城市甲是深圳,城市乙是太原。(2分) 20.如图所示: 21.解:(1)太阳能热水器5 h接收到的太阳能: E=PSt=1.4×103 J/(m2·s)×2 m2×5×3600 s=5.04×107 J　(2分) (2)水吸收的热量: Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃-20 ℃)=1.26×107 J　(1分) 太阳能热水器的加热效率: η=×100%=×100%=25%　(1分) 22.解:(1)小轿车空车静止时对地面的压力: F=G=mg=1565 kg×10 N/kg=15650 N　(1分) 汽车对地面压强: p===1.565×105 Pa　(1分) (2)根据公式P=可得,小轿车行驶过程牵引力所做的功: W=Pt=124×103 W×2.5×3600 s=1.116×109 J　(1分) 根据W=Fs可得,汽车牵引力: F===4.96×103 N　(1分) (3)根据η=×100%可得,放出的热量: Q放===3.72×109 J　(1分) 根据Q=mq可得,需要汽油的质量: m===77.5 kg　(1分) 学科网（北京）股份有限公司 $$