第1部分 第5单元 第2节 热值 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（贵州专用）

　 第五单元　内能　内能的利用 第２节　热机　热机效率　能量的转化与守恒 !"# $%&'()* !"# １ ˆ® １．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。 ２．工作原理：燃料的化学能 → 燃烧 内能 → 做功 机械能。 ３．四冲程汽油机的工作原理 工作冲程 吸气冲程 ①　　　　冲程 ②　　　　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 活塞运动方向 向下 ③　向上　 ④　向下　 向上 能的转化 ／ ⑤　机械　能转化为 ⑥　内　能 ⑦　内　能转化为 ⑧　机械　能 ／ 说明 （１）一个工作循环中，活塞往复运动两次，飞轮转动两周，对外做功一次 （２）四个冲程中，除做功冲程对外做功，其余三个冲程都是依靠飞轮的⑨　惯性　完成 !"# ２ ¯°&ˆ±Bˆ®²³ １．燃料的热值 （１）定义：燃料完全燃烧放出的⑩　热量　与其瑏瑡　质量　之比，用字母瑏瑢　ｑ　表示。 （２）单位：瑏瑣　Ｊ／ｋｇ　或Ｊ／ｍ３。 （３）性质：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧、形状、体 积等均无关。 （４）公式 ａ．Ｑ放 ＝瑏瑤　ｍｑ　；（适用于固体和液体，ｑ的单位是Ｊ／ｋｇ） ｂ．Ｑ放 ＝瑏瑥　Ｖｑ　。（适用于气体，ｑ的单位是Ｊ／ｍ ３） ２．热机效率 （１）定义：热机用来做瑏瑦　有用功　的那部分能量与燃料瑏瑧　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：ａ．尽可能地使燃料充分燃烧；ｂ．在设计和制造过程中不断改进热机，减 少各种热量的损失；ｃ．机件间保持良好的润滑，减小摩擦消耗；ｄ．设法利用废气中的能量。 !"# ３ žy&´})µ¶ １．能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互瑏瑨　转化　的。 ５３ 　 众相原创 赋能中考　贵州物理 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瑏瑩　转化　为其他形式， 或者从一个物体瑐瑠　转移　到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量瑐瑡　保持不变　。 ３．特点：能量的转移和转化具有瑐瑢　方向性　。 １．工业、社会发展中设备的原理（２０２４贵州４题３分）内能的利用推动了工业和社会的快速发 展。下列机器设备利用内能工作的是 （Ｃ ） Ａ．电动机　　　　　　Ｂ．计算机　　　　　　Ｃ．汽油机　　　　　　Ｄ．照相机 +"# ,-./012 5# １ ˆ®12·Ypq （２０２４．４；贵阳６年２考） １．（改编自ＲＪ九全Ｐ２１Ｔ１）下列设备没有利用热 机的是 （Ｃ ） Ａ．火车　　　　　　Ｂ．飞机 Ｃ．帆船 Ｄ．摩托车 ２．（改编自ＲＪ九全Ｐ１９素材）如图所示，汽油机 处于工作过程中的两个冲程。下列叙述中正 确的是 （Ａ ） 　 Ａ．甲为做功冲程，内能转化为机械能 Ｂ．乙为做功冲程，机械能转化为内能 Ｃ．甲为压缩冲程，机械能转化为内能 Ｄ．乙为压缩冲程，内能转化为机械能 ３．（核心素养情境－２０２０贵阳１４题２分）内燃机 的问世极大改善了人类的交通运输方式，但同 时也带来许多环境污染问题，如四冲程内燃机 工作时就因　排气　冲程排放的废气对大气 造成污染。 ４．（２０１９贵阳１５题第二空１分）柴油机压缩冲程 中，随着活塞的运动，活塞的机械能转化为被 压缩空气的　内　能，使其温度更高、压强 更大。 ５．（古代科技情境 －２０２４贵阳 观山湖区二模）如图是我国 古代发明的取火器的模型， 把木质推杆迅速推入牛角套筒时，推杆前端的 艾绒立刻燃烧起来。推杆迅速推入牛角套筒 的过程相当于四冲程内燃机的　压缩　冲程                              。 5# ２ ˆyBˆ²³¨¥©ª ６．（改编自ＲＪ九全Ｐ２６Ｔ１）人类发展史也是利用 燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因 为它们的　热值　（选填“密度”“热值”或“比 热容”）不同。某公司研发的一款无人驾驶汽 车以一定的速度匀速直线行驶２０ｋｍ，共燃烧 ４ｋｇ汽油，完全燃烧４ｋｇ汽油放出的热量为 　１．６８×１０８　Ｊ，假设这些热量被质量为１０００ｋｇ、 初温为２０℃的水完全吸收，则可使水温升高 　４０　℃。［ｃ水 ＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃），ｑ汽油 ＝ ４．２×１０７Ｊ／ｋｇ］ ７．（改编自 ＲＪ九全 Ｐ２３素材改编）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％　。 ８．（改编自ＨＫ九年级 Ｐ５１素材）某新能源环卫 车，其燃料为天然气。环卫车以４４ｋＷ的恒定 功率匀速行驶２５ｍｉｎ，燃烧了２ｋｇ的天然气，                    该 ６３ 　 第五单元　内能　内能的利用 天然气完全燃烧放出的热量是　８．８×１０７　Ｊ，该 车发动机的效率是　７５　％。（ｑ天然气 ＝４．４× １０７Ｊ／ｋｇ） ９．（改编自ＲＪ九全Ｐ２６Ｔ３）全球汽车保有量在迅 速增长，截至２０１１年，全球处于使用状态的汽 车数量已突破 １０亿辆。设汽车的燃油为汽 油，每辆汽车每年耗油约２．１ｔ，若不计热量损 失，这些燃料完全燃烧可供１×１０６ｋｇ的水温 度升高　２３　℃；汽车内燃机的效率平均值取 ３０％，如果能把内燃机的效率提高１％，全球每 年可以节约　７×１０１０　ｋｇ燃油，从而减小全球 的碳排放，为环保作出贡献。［已知水的比热 容为 ４．２×１０３Ｊ／（ｋｇ·℃），汽油的热值为 ４．６×１０７Ｊ／ｋｇ］ １０．（改编自ＨＫ九年级Ｐ５１素材）杭州亚运会的 主火炬以零碳甲醇作为燃料，实现了废碳再 生、循环内零碳排放。完全燃烧２．１ｋｇ甲醇 放出的热量为　４．８３×１０７　Ｊ，若这些热量的 ４０％被水吸收，可使质量为 １００ｋｇ、温度为 ２０℃的水温度升高到　６６　℃（标准大气压 下）。若甲醇在燃烧过程中燃烧不充分，则甲 醇的热值将　不变　（选填“变大”“变小”或 “不变”）。［ｃ水 ＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃），ｑ甲醇 ＝ ２．３×１０７Ｊ／ｋｇ］ 【技巧点拨】（１）在应用公式Ｑ＝ｃｍΔｔ计算时， 需区分“升高到”与“升高了”“降低到”与“降 低了”，“升高到”“降低到”对应的是末温，“升 高了”“降低了”对应的是温度的改变量； （２）标准大气压下水的沸点为１００℃，水吸收 热量后，末温不会超过１００℃； （３）计算热效率时，若不计热量损失，则 Ｑ吸 ＝ Ｑ放                               。 5# ３ žy&´})µ¶ ［２０２３．２２（２）（４）］ １１．（改编自ＲＪ九全Ｐ２９图１４．３－２）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１１题图 　　 第１２题图 １２．（改编自ＲＪ九全 Ｐ２９图１４．３－３）如图是某 同学设计的一台机器，他的设想是：距地面一 定高度上架设一个水槽，槽底有个水管，当水 从槽底的水管流出时，冲击水轮机。在水轮 机的轴上安装着抽水机和砂轮。这样，抽水 机把地面水槽里的水抽上去，水就循环不断， 他就可以永久地利用砂轮做功磨制工件了。 你认为他的设计　不合理　（选填“合理”或 “不合理”），理由是 　 　                    。 5# ４ ¸žy´}&¹T§º[»<= （贵州、贵阳连续８年考查） １３．（现代科技情境 －２０２４黔南长顺县一模）如 图所示是我国的三峡大坝，它集防洪、发电、 航运、水资源利用等为一体，是当今世界上最 大的水利枢纽建筑之一。三峡大坝的上游每 年在夏季时降雨量较多，而在冬季则降雨量 较小。请从能量转化的角 度分析三峡大坝在夏季和 冬季中哪个季节发电量更 大？（假设发电机组均没有达到最大功率工作） 答：水力发电将水的机械能转化为电能，水的 机械能越大转化的电能就越多，由于夏季降 雨量大，冬季降雨量小，所以夏季水具有的机 械能更大，发电量更大。 １４．（航天工程情境 －２０２３铜仁期末）２０２３年１０ 月２６日１１时１４分，                搭载神舟十七号载人飞 ７３ 　 众相原创 赋能中考　贵州物理 船的长征二号Ｆ遥十七运载火箭在酒泉卫星 发射中心点火发射。长征二号Ｆ运载火箭采 用液态氢作为燃料。神舟十七号载人飞船执 行任务期间，将全面完成以天和核心舱、问天 实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间 站建造工作。问： （１）选用液态氢作为燃料的最主要原因是 什么？ （２）请从能量转化过程简要说明神舟十七号 发射升空的动力来源。 答：（１）选用液态氢作为燃料的 最主要原因是液态氢的热 值大。 （２）燃料燃烧将化学能转化为 内能，产生高温高压的燃气，燃气。 １５．（生活实际情境 －２０２４黔东南凯里学院附中 一模）如图是建筑工人用钻孔机在墙面上钻 孔的情景，通电后钻头就会转动从而在墙上 转孔，钻孔时钻头会发热。请用学过的物理 知识解释以下问题。 （１）通电后钻头为什么会转动，请从能量转化 的角度进行解释？ （２）钻孔时钻头会发热，请写出一种给钻头降 温的方法？ 答：（１）电动机通电后将电 能转化为机械能，所以通 电后钻头会转动。 （２）钻孔时钻头会发热，可以向钻头浇水，水 吸收钻头的热量，通过热传递的方式减小钻 头的内能，给钻头降温                                  。 )*+,-./0RSTU56 小土和小宅在家庭实验室中做了如图甲所示的实验，在透明塑料瓶上钻一个小孔，把电子 式火花发生器的放电针插进孔中，打开瓶盖，在瓶中滴入几滴酒精，再将瓶盖盖好，然后按动火 花发生器的按钮。 　　 （１）观察会发生什么现象？并作出简要解释； （２）从能量转化方面看，该实验过程与四冲程汽油机的　　　　冲程相似； （３）你认为这个“塑料瓶热机”应该属于热机中的哪一类？说明你的推测理由； （４）图中甲、乙两个装置都可以通过燃料燃烧，将化学能转化为内能，并利用内能做功。观察图 中情景，思考后对这两种热机的效率大小作出评价，并说出你评价的理由。 请完成分层进阶练习册Ｐ１１～１２习题 ８３ 　 贵州物理 瑐瑣增大　瑐瑤等效　瑐瑥焦耳　瑐瑦ｃ　瑐瑧焦每千克摄氏度　 瑐瑨质量为１ｋｇ的水温度升高（降低）１℃时，吸收（放出） 的热量是４．２×１０３Ｊ　瑐瑩小　瑑瑠大　瑑瑡小　瑑瑢ｃｍΔｔ 瑑瑣 ＱｃΔｔ 　瑑瑤Ｑｃｍ 易错易混　概念对比 １．Ｂ　２．Ｂ 4,) 56789:;　 １．Ｄ　２．电子 ３．（１）在永不停息地做无规则运动　（２）间隙　（３）分子 间存在引力　（４）斥力　（５）变大　引力 ４．做无规则运动　５．Ａ ６．答：病毒随喷嚏向四周飞散不是扩散现象，因为小液滴 不是分子，小液滴的运动属于宏观的机械运动。 ７．升高　增加　做功　热传递　８．Ｂ　９．低于　做功 １０．０．４６×１０３　无关　１１．比热容　８．４×１０１１　３４ １２．比热容　１３．８×１０４ <,) =;>?@AB　 实验　比较不同物质吸热的情况 （１）天平　（２）使液体受热均匀　（３）没有控制两种液体 的质量相同　（４）４２　吸收的热量　（５）加热时间 （６）①　水　２．１×１０３　不变　（７）不正确　用相同的酒 精灯加热相同的时间，液体吸收的热量相同　（８）用同一 热源加热，确保相同时间内提供的热量相等　（９）控制变 量　转换　（１０）水　大于　（１１）水　（１２）沿海地区水 多，内陆地区水少、沙石多。因为水的比热容较大，白天， 相同质量的水和沙石吸收相同的热量，水的温度升高得 少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低得少，使得沿海 地区昼夜的温差小　（１３）煤油　偏小 第２节　热机　热机效率　能量的转化与守恒 (,) -./0123　 ①压缩　②做功　③向上　④向下　⑤机械　⑥内 ⑦内　⑧机械　⑨惯性　⑩热量　瑏瑡质量　瑏瑢ｑ　瑏瑣Ｊ／ｋｇ 瑏瑤ｍｑ　瑏瑥Ｖｑ　瑏瑦有用功　瑏瑧完全燃烧　瑏瑨转化　瑏瑩转化 瑐瑠转移　瑐瑡保持不变　瑐瑢方向性 易错易混　概念对比 １．Ｃ 4,) 56789:;　 １．Ｃ　２．Ａ　３．排气　４．内　５．压缩 ６．热值　１．６８×１０８　４０　７．８．４×１０５　８４％ ８．８．８×１０７　７５　９．２３　７×１０１０ １０．４．８３×１０７　６６　不变　１１．机械　内 １２．不合理　他的设计违背了能量守恒定律 １３．答：水力发电将水的机械能转化为电能，水的机械能 越大转化的电能就越多，由于夏季降雨量大，冬季降 雨量小，所以夏季水具有的机械能更大，发电量更大。 １４．答：（１）选用液态氢作为燃料的最主要原因是液态氢 的热值大。 （２）燃料燃烧将化学能转化为内能，产生高温高压的 燃气，燃气迅速喷出做功，将内能转化为机械能，实现 神舟十七号发射升空。 １５．答：（１）电动机通电后将电能转化为机械能，所以通电 后钻头会转动。 （２）钻孔时钻头会发热，可以向钻头浇水，水吸收钻头 的热量，通过热传递的方式减小钻头的内能，给钻头 降温。 跨学科实践：制作简易热机模型 答：（１）观察到的现象：瓶盖冲出；解释：酒精与空气的混 合气体在瓶内遇到火花发生爆炸，产生的高温高压燃气 推动瓶盖做功，将内能转化为瓶盖的机械能。 （２）做功 （３）燃料在“汽缸”内燃烧，产生的燃气直接推动瓶盖做 功，这个“塑料瓶热机”属于内燃机。 （４）从图示情景可知，乙装置靠外部加热，热量损耗多，内 能利用率低；甲装置的燃料在瓶的内部燃烧，产生的燃气 直接推动瓶盖做功，内能利用率高，所以甲装置的效 率高。 第六单元　机械运动 (,) -./0123　 ①米　②１０３　③０．１　④１０－６　⑤分度值　⑥４．２０ｃｍ ⑦１ｍｍ　⑧０～１０ｃｍ　⑨垂直　⑩分度值　瑏瑡Ｂ 瑏瑢２．４８ｃｍ　瑏瑣秒　瑏瑤６０　瑏瑥６０　瑏瑦３３７．５　瑏瑧不可 瑏瑨平均值　瑏瑩可以　瑐瑠标准　瑐瑡运动　瑐瑢静止 瑐瑣参照物　瑐瑤快　瑐瑥快　瑐瑦快慢　瑐瑧 ｓｔ　瑐瑨不变　瑐瑩变化 4,) 56789:;　 １．运动　静止　运动　２．Ｄ　３．Ｃ　４．Ｄ　５．运动 ６．运动　７．运动　短　８．３　惯性　８．自己　３２．４ ９．车通过的速度不能超过６０ｋｍ／ｈ　６１．５　有　１０．Ｃ　 １１．Ｂ　１２．４　大　２０ <,) =;>?@AB　 实验　测量物体运动的速度 （１）ｖ＝ｓｔ　间接　（２）长度　１　（３）秒表　方便记录和 测量时间　（４）减小　时间　（５）同一位置　求平均值， 减小误差　（６）４０．０　１　０．４　（７）变速　（８）Ｄ　（９）Ａ （１０）＜　（１１）偏小　偏大　（１２）不可以　（１３）相同 （１４）大于　重力势　（１５）运动状态　远　匀速直线运动 第七单元　力　运动和力 第１节　力、弹力、重力、摩擦力 (,) -./0123　 ①受力物体　②牛顿　③Ｎ　④形状　⑤运动状态 ⑥大小　⑦方向　⑧作用点　⑨方向　⑩作用点 瑏瑡大小　瑏瑢相互的　瑏瑣施力物体　瑏瑤相等　瑏瑥相反 瑏瑦大　瑏瑧相反　瑏瑨长　瑏瑩正　瑐瑠量程　瑐瑡分度值　瑐瑢０～５ 瑐瑣０．２　瑐瑤调零　瑐瑥平行　瑐瑦４．０Ｎ　瑐瑧地球的吸引 瑐瑨Ｇ　瑐瑩正比　瑑瑠ｍｇ　瑑瑡竖直向下　瑑瑢阻碍　瑑瑣相反　 瑑瑤粗糙程度　瑑瑥压力　瑑瑦粗糙　瑑瑦大　瑑瑨压力 瑑瑩接触面的粗糙程度　瑒瑠压力　瑒瑡                                                                      接触面的粗糙程度 ３