期末必刷常考题：内能的利用--2024-2025学年上学期初中物理（人教版）九年级

2024-2025学年上学期初中物理人教新版九年级期末必刷常考题之内能的利用 一．选择题（共8小题） 1．（2024秋•吴江区期中）关于生活中常见的一些数据，下列说法中不正确的是（　　） A．将一本九年级物理书从地上捡起来放在桌子上做功约2J B．中学生正常从1楼爬到4楼做的功约为4500J C．人正常骑自行车的功率约80W D．汽油机正常工作的效率可以达到100% 2．（2024秋•市中区期中）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花温度升高到着火点而燃烧。燃烧前棉花温度升高是因为以下哪种形式的能量转化成了内能（　　） A．机械能 B．内能 C．电能 D．化学能 3．（2024秋•齐齐哈尔期中）乙醇汽油热值约为4.6×107J/kg，某汽车发动机的能量流向图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该车发动机的效率为27% B．0.2kg的乙醇汽油燃烧一定能够释放9.2×106J的能量 C．利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径 D．发动机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能 4．（2024秋•通许县期中）科幻大片《流浪地球》中，为了让地球脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星上的可燃气体将地球推开”的过程，相当于热机的做功冲程。人类最早发明的热机是（　　） A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机 5．（2024秋•吴江区期中）如图是小明用塑料瓶制作的水火箭。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列说法正确的是（　　） A．水火箭上升过程中瓶内气体温度升高 B．瓶内气体是通过热传递改变内能的 C．水火箭升空时与热机的压缩冲程工作原理相似 D．水火箭升空时的机械能由高压气体内能转化而来 6．（2024秋•西城区校级期中）如图所示是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中错误的是（　　） A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物 B．吸气、压缩、做功和排气四个冲程，图中的排序是甲、乙、丁、丙 C．使汽车获得动力的冲程是丁图所示冲程 D．乙图是压缩冲程，发生的能量转化是把内能转化成机械能 7．（2024秋•兰山区校级月考）对于图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，筒内空气的内能减少 B．图乙：瓶内的空气推动塞子跳起时，瓶口白雾的形成是汽化现象 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增大 D．图丁：该过程为内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能 8．（2024秋•中山区期中）如图所示，这是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（　　） A．加热时，推动鼓风机可以提高燃料的热值 B．熔炼过程中，铜的温度不变，但内能增大 C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨过程中，铜的内能转化为机械能 二．填空题（共5小题） 9．（2024秋•临洮县期中）如图甲所示，这是一台单缸四冲程汽油机工作状态的示意图，此时它正处在　 　冲程，其能量转化情况与　 　（选填“乙”或“丙”）图相同。 10．（2024秋•曲阜市期中）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是 　 　J，若此煤气灶的效率为40%，则需完全燃烧 　 　g的煤气。[水的比热容4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg] 11．（2024秋•和平区校级期中）如图为火箭升空过程，选择液氢作为燃料，是因为液氢的 　 　大。进入大气层后，火箭外部会因为剧烈摩擦而升温，此过程将 　 　能转化为内能。 12．（2024秋•苏仙区期中）一台单缸四冲程汽油机工作时，将机械能转化为内能的冲程是 　 　冲程。若飞轮转速是5400r/min，该汽油机每秒内完成 　 　次做功冲程。 13．（2024秋•吴江区期中）小星在科技馆看到一种奇思妙想的设计——六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程能量转换情况类似于 　 　（做功冲程/压缩冲程），这种内燃机一个工作循环对外做功 　 　次。 三．实验探究题（共1小题） 14．（2024秋•宜兴市期中）在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中，将质量和初温相同的a、b两种液体分别倒入相同容器中，用相同的热源加热，如甲、乙两图所示。每隔相同时间，测量液体的温度，并根据记录的数据画出温度随加热时间变化的图像，如图丙所示。 （1）两种液体吸收热量的多少可通过 　 　（液体升高的温度/加热时间）来比较。 （2）由a、b两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像可知：若升高相同的温度（均未达到沸腾），液体 　 　（a/b）吸收的热量更多。 （3）小明认为利用此装置还可以比较不同燃料燃烧时放出的热量关系，于是增加了相同的装置如图丁，向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量 　 　（相等/不相等），燃烧相同质量的燃料后应与图 　 　（甲/乙）所示的实验相比较。 四．计算题（共1小题） 15．（2024秋•槐荫区期中）为估算家中天然气灶烧水的效率，小明进行了如下操作：①查看家中的天然气表，示数为7006.505m3；②将1kg的水倒入烧水壶中并测出水温为20℃；③打开天然气灶进行烧水，在标准气压下把水刚加热到100℃时，查看天然气表，示数为7006.525m3；④查阅资料知道：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3。假设天然气完全燃烧，通过计算回答： （1）将壶中的水烧开，水需要吸收多少热量？ （2）将壶中的水烧开时，天然气完全燃烧放出了多少热量？ （3）小明家中天然气灶烧水的效率是多少？ 2024-2025学年上学期初中物理人教新版九年级期末必刷常考题之内能的利用 参考答案与试题解析 一．选择题（共8小题） 1．（2024秋•吴江区期中）关于生活中常见的一些数据，下列说法中不正确的是（　　） A．将一本九年级物理书从地上捡起来放在桌子上做功约2J B．中学生正常从1楼爬到4楼做的功约为4500J C．人正常骑自行车的功率约80W D．汽油机正常工作的效率可以达到100% 【考点】常见热机的效率；功的估算；功率的估测．版权所有 【专题】其他综合题；获取知识解决问题能力． 【答案】D 【分析】掌握一些常见的热机效率、功和功率的估算。 【解答】解：A.将一本九年级物理书从地上捡起来放在桌子上做功约W＝mgh＝0.25kg×10N/kg×0.8m＝2J，故A正确，不符合题意； B.中学生正常从1楼爬到4楼做的功约为W＝mgh＝50kg×10N/kg×9m＝4500J，故B正确，不符合题意； C.由物理常识可知，人正常骑自行车的功率约80W，故C正确，不符合题意； D.汽油机正常工作的效率不可能达到100%，因为热机的效率总小于1，故D错误，符合题意； 故选：D。 【点评】本题考查了常见的热机效率、功和功率的估算。 2．（2024秋•市中区期中）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花温度升高到着火点而燃烧。燃烧前棉花温度升高是因为以下哪种形式的能量转化成了内能（　　） A．机械能 B．内能 C．电能 D．化学能 【考点】能量的转化与转移；做功改变物体的内能．版权所有 【专题】应用题；分子热运动、内能；应用能力． 【答案】A 【分析】根据能量的转化分析。 【解答】解：迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高。 故选：A。 【点评】本题考查了能量的转化，属于基础题。 3．（2024秋•齐齐哈尔期中）乙醇汽油热值约为4.6×107J/kg，某汽车发动机的能量流向图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该车发动机的效率为27% B．0.2kg的乙醇汽油燃烧一定能够释放9.2×106J的能量 C．利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径 D．发动机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能 【考点】热机的效率公式与计算；四冲程的能量转化；固体和液体的热值计算．版权所有 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）由图示可得该车发动机的效率； （2）根据Q放＝mq求0.2kg的乙醇汽油完全燃烧放出的热量，若汽油燃烧不完全，则放出的 热量会偏少； （3）设法利用废气的能量、减小摩擦、使燃料充分燃烧等是提高热机效率的有效途径； （4）发动机压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能。 【解答】解：A、由图示可得该车发动机的效率：η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝70%，故A错误； B、0.2kg的乙醇汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.2kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J， 若汽油燃烧不完全，则放出的热量小于9.2×106J，故B错误； C、设法利用废气的能量、减小摩擦、使燃料充分燃烧等是提高热机效率的有效途径，故C正确； D、发动机压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查热量、热机效率的有关计算和热机的工作过程，难度不大。 4．（2024秋•通许县期中）科幻大片《流浪地球》中，为了让地球脱离木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星，其中“点燃木星上的可燃气体将地球推开”的过程，相当于热机的做功冲程。人类最早发明的热机是（　　） A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机 【考点】热机的定义与种类．版权所有 【专题】定性思想；比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】A 【分析】热机是利用内能做功，将内能转化成机械能的装置。 【解答】解：根据热机的定义可知：热机是将内能转化为机械能的机械，而人类最早发明的热机是用蒸汽做功的蒸汽机。 故选：A。 【点评】本题考查了热机种类的判断，难度不大。 5．（2024秋•吴江区期中）如图是小明用塑料瓶制作的水火箭。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列说法正确的是（　　） A．水火箭上升过程中瓶内气体温度升高 B．瓶内气体是通过热传递改变内能的 C．水火箭升空时与热机的压缩冲程工作原理相似 D．水火箭升空时的机械能由高压气体内能转化而来 【考点】四冲程的能量转化；能量的转化与转移；做功改变物体的内能；内能的大小变化．版权所有 【专题】比热容、热机、热值；分析、综合能力． 【答案】D 【分析】（1）做功和热传递都能改变物体的内能。 （2）当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小。 【解答】解：水火箭上升过程中，瓶内高压气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，内能转化为机械能，高压气体温度降低，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 【点评】本题考查水火箭升空原理，属于基础题。 6．（2024秋•西城区校级期中）如图所示是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中错误的是（　　） A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物 B．吸气、压缩、做功和排气四个冲程，图中的排序是甲、乙、丁、丙 C．使汽车获得动力的冲程是丁图所示冲程 D．乙图是压缩冲程，发生的能量转化是把内能转化成机械能 【考点】四冲程的能量转化；四冲程的判断；四冲程的顺序．版权所有 【专题】比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】D 【分析】（1）汽油机在吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物。 （2）根据四个冲程的气门开合状态和活塞的运动方向来判断四个冲程。 （3）内燃机的做功冲程把内能转化为机械能。 （4）内燃机的压缩冲程把机械能转化为内能。 【解答】解：A、汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A正确； B、甲是吸气冲程，乙是压缩冲程，丙是排气冲程，丁是做功冲程，所以吸气、压缩、做功和排气四个冲程，图中的排序是甲、乙、丁、丙，故B正确； C、使汽车获得动力的冲程是丁图所示冲程，丁是做功冲程，故C正确； D、乙图是压缩冲程，发生的能量转化是把机械能转化成内能，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查的内燃机的四个冲程的判断；知道做功冲程和压缩冲程的能量转化过程。 7．（2024秋•兰山区校级月考）对于图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，筒内空气的内能减少 B．图乙：瓶内的空气推动塞子跳起时，瓶口白雾的形成是汽化现象 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增大 D．图丁：该过程为内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能 【考点】四冲程的能量转化；液化的概念及现象；做功改变物体的内能．版权所有 【专题】分子热运动、内能；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】D 【分析】（1）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小； （2）液化是物质由气态变成液态的过程； （3）内燃机在做功冲程中，燃气推动活塞做功，燃气内能转化为机械能。 【解答】解：AC、图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大，故A错误； 试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，故C错误； B、图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，内能转化为机械能，空气的内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化形成白雾，故B错误； D、图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），将内能转化为机械能，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查做功改变物体的内能、液化，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。 8．（2024秋•中山区期中）如图所示，这是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（　　） A．加热时，推动鼓风机可以提高燃料的热值 B．熔炼过程中，铜的温度不变，但内能增大 C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨过程中，铜的内能转化为机械能 【考点】燃料热值的影响因素；晶体熔化的特点；做功改变物体的内能．版权所有 【专题】应用题；分子热运动、内能；应用能力． 【答案】B 【分析】（1）热值与燃料种类有关，与是否完全燃烧无关； （2）改变内能的方式有做功和热传递，晶体熔化吸收热量，温度不变，内能增加； （3）热量是过程量，不能说含有热量； （4）打磨过程机械能转化为内能。 【解答】解：A．加热时推动鼓风机可以提高燃料的利用率，但热值与燃料种类有关，热值不变，故A错误； B．熔炼过程中需要吸热，铜熔化时温度保持不变，但吸热内能增大，故B正确； C．热量是过程量，不能说所含热量的多少，故C错误； D．打磨过程中，克服摩擦力做功，通过做功的方式增大了铜的内能，是机械能转化为内能，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查热值、改变内能的方式等有关知识，难度不大。 二．填空题（共5小题） 9．（2024秋•临洮县期中）如图甲所示，这是一台单缸四冲程汽油机工作状态的示意图，此时它正处在　压缩　冲程，其能量转化情况与　丙　（选填“乙”或“丙”）图相同。 【考点】四冲程的能量转化；四冲程的判断．版权所有 【专题】分子热运动、内能；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】压缩；丙。 【分析】（1）内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析； （2）改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。 【解答】解：图甲中，汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程，该冲程机械能转化为内能； 乙图中，水蒸气体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能； 丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程； 因此与压缩冲程中能量转化情况相同的是丙图实验。 故答案为：压缩；丙。 【点评】此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法，是一道比较简单的实验题，掌握热机的工作原理，学会变通。 10．（2024秋•曲阜市期中）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是 　6.72×105　J，若此煤气灶的效率为40%，则需完全燃烧 　40　g的煤气。[水的比热容4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg] 【考点】热值的简单计算；能量的利用效率；利用比热容的公式计算热量．版权所有 【专题】应用题；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】6.72×105；40。 【分析】根据Q吸＝cmΔt求水吸收的热量，该煤气灶烧水的效率是40%，根据Q吸＝40%Q放＝40%mq计算需要完全燃烧煤气的质量。 【解答】解：水吸收的热量： Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J； 该煤气灶烧水的效率是40%，根据Q吸＝40%Q放， 则Q放＝＝＝1.68×106J， 所以需要完全燃烧煤气的质量： m＝＝＝0.04kg＝40g。 故答案为：6.72×105；40。 【点评】本题主要考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，有一定综合性，但难度不大。 11．（2024秋•和平区校级期中）如图为火箭升空过程，选择液氢作为燃料，是因为液氢的 　热值　大。进入大气层后，火箭外部会因为剧烈摩擦而升温，此过程将 　机械　能转化为内能。 【考点】燃料热值的概念；能量的转化与转移；做功改变物体的内能．版权所有 【专题】定性思想；比热容、热机、热值；理解能力． 【答案】热值；机械。 【分析】（1）某种物质完全燃烧放出的热量和质量的比值叫热值，热值在数值上等于1kg燃料完全燃烧所放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小； （2）做功可以改变物体的内能，其实质是将内能转化为机械能。 【解答】解：火箭采用液氢作为火箭的燃料，是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量； 进入大气层后，火箭外层克服空气阻力做功，使表面温度升高，内能增大，这是机械能转化为内能的过程。 故答案为：热值；机械。 【点评】本题考查热值的概念以及能量守恒定律，难度不大。 12．（2024秋•苏仙区期中）一台单缸四冲程汽油机工作时，将机械能转化为内能的冲程是 　压缩　冲程。若飞轮转速是5400r/min，该汽油机每秒内完成 　45　次做功冲程。 【考点】四冲程的能量转化；冲程的个数．版权所有 【专题】定量思想；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】压缩；45。 【分析】单缸四冲程汽油机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次； 在内燃机的做功冲程中能量转化是内能转化为机械能、压缩冲程中能量转化是机械能转化为内能。 【解答】解：在压缩冲程中，将机械能转化为了内能； 飞轮转速是5400r/min＝90r/s，因为一个工作循环飞轮转2圈，做功一次，所以汽油机1s可以做功的次数：n＝×90＝45次。 故答案为：压缩；45。 【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，记住相关的数据，会根据转速进行相关计算。 13．（2024秋•吴江区期中）小星在科技馆看到一种奇思妙想的设计——六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。则第五冲程能量转换情况类似于 　做功冲程　（做功冲程/压缩冲程），这种内燃机一个工作循环对外做功 　2　次。 【考点】四冲程的判断；四冲程的能量转化；做功的次数．版权所有 【专题】定性思想；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】做功冲程；2。 【分析】汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高。做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。 【解答】解：水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，所以是内能转化成机械能，相当于做功冲程。这种引擎在完成四冲程工作的过程中，其中的第三冲程即做功冲程就要对外做功1次，现在第五冲程相当于做功冲程，也要对外做功1次，所以这种内燃机一个工作循环对外做功 2次。 故答案为：做功冲程；2。 【点评】此题要结合内燃机的四个冲程特点和冲程中的能量转化关系进行解答。 三．实验探究题（共1小题） 14．（2024秋•宜兴市期中）在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中，将质量和初温相同的a、b两种液体分别倒入相同容器中，用相同的热源加热，如甲、乙两图所示。每隔相同时间，测量液体的温度，并根据记录的数据画出温度随加热时间变化的图像，如图丙所示。 （1）两种液体吸收热量的多少可通过 　加热时间　（液体升高的温度/加热时间）来比较。 （2）由a、b两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像可知：若升高相同的温度（均未达到沸腾），液体 　b　（a/b）吸收的热量更多。 （3）小明认为利用此装置还可以比较不同燃料燃烧时放出的热量关系，于是增加了相同的装置如图丁，向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量 　相等　（相等/不相等），燃烧相同质量的燃料后应与图 　甲　（甲/乙）所示的实验相比较。 【考点】比较不同燃料的热值大小；比较不同物质吸热的情况．版权所有 【专题】实验题；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】（1）加热时间； （2）b； （3）相等；甲。 【分析】（1）使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法； （2）根据图丙结合转换法分析回答； （3）探究不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系，在设计实验时应使用控制变量法进行设计实验。 【解答】解：（1）由于使用相同的酒精灯进行加热，所以，根据转换法可知，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间来比较； （2）分析图丙的图象可知：质量相等的a和b两种液体，在升高相同温度时，b的加热时间长，说明b吸收的热量较多； （3）利用上述装置探究不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系。根据控制变量法可知要控制燃料的质量相等然后比较放出的热量的多少，由于燃烧时放出的热量是通过比较容器里的液体吸收的热量的多少判断的，所以图丁的相同装置中，向容器内倒入的液体种类、质量都相同，所以，由于图丁的相同装置的容器内倒入的液体是液体a，所以与其比较的装置中的液体种类相同、质量相等，所以，燃烧相同质量的燃料后应与图甲所示的实验相比较。 故答案为： （1）加热时间； （2）b； （3）相等；甲。 【点评】本题是比较不同物质的吸热能力实验，考查器材的选择、注意事项、控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。 四．计算题（共1小题） 15．（2024秋•槐荫区期中）为估算家中天然气灶烧水的效率，小明进行了如下操作：①查看家中的天然气表，示数为7006.505m3；②将1kg的水倒入烧水壶中并测出水温为20℃；③打开天然气灶进行烧水，在标准气压下把水刚加热到100℃时，查看天然气表，示数为7006.525m3；④查阅资料知道：水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3。假设天然气完全燃烧，通过计算回答： （1）将壶中的水烧开，水需要吸收多少热量？ （2）将壶中的水烧开时，天然气完全燃烧放出了多少热量？ （3）小明家中天然气灶烧水的效率是多少？ 【考点】气体的热值计算；能量的利用效率；利用比热容的公式计算热量．版权所有 【专题】计算题；比热容、热机、热值；应用能力． 【答案】（1）将壶中的水烧开，水需要吸收的热量为3.36×105J； （2）将壶中的水烧开时，天然气完全燃烧放出了8×105J的热量； （3）小明家中天然气灶烧水的效率是42%。 【分析】（1）根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水需要吸收的热量； （2）根据题意求出完全燃烧天然气的体积，根据Q放＝Vq求出天然气完全燃烧放出的热量； （3）根据效率公式求出天然气灶烧水的效率。 【解答】解：（1）水需要吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J； （2）完全燃烧天然气的体积：V＝7006.525m3﹣7006.505m3＝0.02m3， 天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.02m3×4×107J/m3＝8×105J； （3）天然气灶烧水的效率：η＝＝＝42%。 答：（1）将壶中的水烧开，水需要吸收的热量为3.36×105J； （2）将壶中的水烧开时，天然气完全燃烧放出了8×105J的热量； （3）小明家中天然气灶烧水的效率是42%。 【点评】本题考查热量的计算，能熟记公式并灵活运用是解题的关键。 考点卡片 1．功的估算 【知识点的认识】 首先估测力的大小，然后再估测距离，最后根据功的公式计算即可。 【命题方向】 考查对功的估算。 例：小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（　　） A.0.2焦 B.2焦 C.20焦 D.200焦 分析：首先估测物理课本的质量，然后计算它的重力，然后再估测课桌的高度，最后根据功的公式计算即可。 解析：解：物理书的重力约2.5牛，将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，课桌的高度约为0.8米，他对课本所做功 W＝Fs＝2.5N×0.8m＝2J 故选：B。 点评：本题的难点在于对物理课本质量的估测，这是易错的地方，这要求我们对于生活中常见的物体要多观察、多思考。 【解题方法点拨】 对功的估算通常使用计算法，通过估测力和距离的大小，通过计算得出结果。 2．功率的估测 【知识点的认识】 首先估测功的大小，然后再估测时间，最后根据功率的公式计算即可。 【命题方向】 考查对功率的估测，选择题中常与其他量的估测放在一起考查。 例：在体育活动中，八年级的小明同学正在练习跳绳，小亮同学测得小明在1min内跳了180次。请你根据测量信息估测小明跳绳时的功率约为（　　） A.0.9W B.9W C.90W D.900W 分析：首先估测出小明同学的重力和每次跳起的高度，而跳绳的过程是克服自身重力做功的过程，知道小明在1min内跳了180次，利用公式W＝nGh求出1min内克服自身重力所做的总功，又知道做功的时间，再利用公式P＝计算跳绳时的功率。 解析：解：八年级小明同学的重力约为500N，每次跳起的高度约为5cm＝0.05m， 小明在1min内跳了180次，则1min内克服自身重力所做的总功：W＝nGh＝180×500N×0.05m＝4500J； t＝1min＝60s， 则跳绳时的功率为：P＝＝＝75W，接近于90W。 故选：C。 点评：此题考查了功与功率的计算，关键是重力和每次跳起高度的估测；需要注意的是跳绳所做的总功等于每次所做的功乘以跳绳的次数。 【解题方法点拨】 对功率的估算通常使用计算法，通过估测功和时间的大小，计算得出结果。 3．晶体熔化的特点 【知识点的认识】 晶体熔化的特点： （1）有固定熔点，并达到熔点才能熔化。 （2）熔化过程中不断吸热，但温度不变。 （3）熔化过程中可能是固态，液态，固液混合态。 【命题方向】 考查晶体熔化的特点 例：在海鲜的下面铺上一层碎冰的目的是：冰粒在　熔化　（填物态变化名称）时要　吸收　（填“吸收”或“放出”）热量，但温度　不变　，以达到保鲜的效果。所以冰是　晶体　（晶体，非晶体） 分析：物质由固态变为液态的过程叫熔化，晶体在熔化过程中需要吸热，但温度保持不变。 解析：解：冰是晶体，在海鲜的周围铺一层碎冰块，这样冰块在熔化时吸热但温度保持不变，具有制冷作用，能起到保鲜的作用。 故答案是：熔化；吸收；不变；晶体。 点评：此题考查的是熔化现象在实际生活中的应用，体现了物理规律对实际生活的指导作用。 【解题方法点拨】 记忆性知识，牢记即可。 4．液化的概念及现象 【知识点的认识】 液化指物质由气态转变成液态。 【命题方向】 根据现象判断物态的变化是中考的热点。 例：暑假，小江与家人坐空调旅游大巴去黄果树旅游，途中发现车窗变模糊了，该现象涉及的物态变化是（　　） A.液化 B.汽化 C.凝固 D.凝华 分析：液化指物质由气态转变成液态，液化要放热。 解析：解：暑假，空调大巴里的空气比车外低，车窗外热的水蒸气遇到冷的玻璃，马上液化放热，此现象是液化。 故选：A。 点评：本题考查了液化现象，属于基础题。 【解题方法点拨】 在做题中要注意，白气和雾都是可以看见的，所以是液态。 5．做功改变物体的内能 【知识点的认识】 做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。 【命题方向】 考查做功改变物体的内能的概念，以及现象。 例：下列事例中，通过做功的方式改变物体内能的是（　　） A.冬天用热水袋暖手 B.两手相互摩擦发热 C.冬天室内用电炉取暖 D.用火炉烧水 分析：知道改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。 解析：解：A、冬天，用热水袋暖手，手的温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，故A不符合题意； B、两手相互摩擦，手的温度升高，是手克服摩擦力做功，属于做功改变物体的内能，故B符合题意； C、冬天室内用电炉取暖，温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，故C不符合题意； D、用火炉烧水，水的温度升高，是水吸收了热量，属于热传递改变物体的内能，故D不符合题意。 故选：B。 点评：此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别，是中考热点，属于易错题目。 【解题方法点拨】 做功改变物体的内能的实例： 钻木取火；搓手取暖；磨刀；折铁丝；用打气筒打气筒壁变热；水蒸气将壶盖顶起；打开易拉罐盖时，上面出现白雾；电炉丝通电后发热。 6．内能的大小变化 【知识点的认识】 （1）热传递可以改变物体的内能 ①热传递：温度不同的物体互相接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低的过程叫做热传递。 ②热传递的结果：高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到物体的温度相同为止。 （2）做功可以改变物体的内能： ①对物体做功，物体的内能会增加。 ②物体对外做功，物体的内能会减少。 【命题方向】 考查物体的内能是增加了还是减少了。 例：下列有关热现象的说法中正确的是（　　） A.高空中的冰晶在空气中下落变成雨滴时，内能增加了 B.初冬地面上结有一层白霜属于水蒸气升华，水蒸气内能增加了 C.所有物体在熔化过程中温度不变，内能不变 D.0℃物体没有内能 分析：（1）做功和热传递都可以改变物体的内能，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加。 （2）物质由气态变为固态的过程是凝华。 （3）固体分晶体和非晶体，晶体和非晶体的重要区别：晶体在熔化时温度保持不变，非晶体在熔化过程中，温度不断升高。 （4）一切物体在任何温度下都具有内能。 解析：解： A、高空中的冰晶在空气中下落时，冰晶和空气之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大，增大的内能使冰晶熔化变成雨滴，故A正确； B、白霜是由水蒸气凝华而成的，水蒸气凝华过程中，放出热量，内能减小，故B错误； C、晶体在熔化时温度保持不变，非晶体在熔化过程中，吸收热量，内能变大，温度不断升高，故C错误； D、物体在任何温度下都有内能，故D错误。 故选：A。 点评：本题考查了内能的改变、物态变化等知识，难度不大。 【解题方法点拨】 做功不一定都使物体的内能发生变化。做功是否一定会引起物体内能的改变，这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。如举高物体时，做功所消耗的能量变成了物体的势能，并未转化为物体的内能，所以物体的内能就没有改变。 热传递可以改变内能，但更多不是引起物体内能的改变。热传递更多是通过改变温度来相应地改变内能，而做功的方式其实引起了内能的相关改变。 7．比较不同物质吸热的情况 【知识点的认识】 1、实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、秒表等。 2、实验装置： 3、实验方法： ①控制变量法：控制不同物质的质量相同，吸收热量相同，比较升高的温度，从而比较吸热能力大小；或控制不同物质的质量相同，升高的温度相同，比较吸收的热量，从而比较吸热能力的大小。 ②转换法：由于物质吸收的热量不容易测量，可以通过转换法，将物质吸收热量的多少转换成加热时间，因此比较加热时间，就可以比较得出吸收热量的多少。 4、实验设计： ①液体的选取，应保证质量相同。 ②选用相同热源的目的是相同时间内，控制吸收热量相同。 ③实验数据分析： （1）让两种液体吸收相同的热量，比较液体的温度变化，温度变化小的吸热本领强； （2）让两种液体变化相同的温度，比较液体吸收热量的多少，吸收热量多的吸热本领强。 5、实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，比热容大的物质吸收热量多。 【命题方向】 考查比较不同物质吸热的情况的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：同样日照条件下，夏天中午海边的沙子热得烫脚，但海水较凉爽；傍晚日落后，海边的沙子很快变凉，而海水仍然温暖。对此现象小强提出猜想，并利用如图实验装置进行探究。 （1）小强的猜想是物质温度变化的快慢可能与　物质种类　有关； （2）实验时需要的测量工具有温度计、停表和　天平　； （3）用相同酒精灯加热，控制水和沙子的质量和加热时间相同，通过比较水和沙子　升高的温度　，来验证猜想。 （4）同组的小红提出不同的猜想：中午海水比沙子温度低，可能是因为海水蒸发吸热造成的。大家基于此猜想进一步推理，得出日落后海水比沙子降温　快　（选填“快”或“慢”），这与实际不符。 分析：（1）物质温度变化的快慢可能与物质的种类有关； （2）实验需要的器材，可根据Q＝cmΔt来判断，采用控制变量法实验； （3）实验中采用了转换法，通过观察温度的变化来研究水和沙子的吸热能力； （4）我们知道，海水的昼夜温差小，是由于水的比热容比砂石的比热容大，不是由于海水蒸发吸热所致，因此可通过举反例来推翻这部分同学的猜想。 解析：解：（1）夏天中午海边的沙子热得烫脚，但海水较凉爽；傍晚日落后，海边的沙子很快变凉，而海水仍然温暖。对此小强的猜想是物质温度变化的快慢可能与物质的种类有关； （2）根据Q＝cmΔt，必须控制变量，控制水和沙子的质量相同，就需要用天平； （3）比较“水和沙子吸热能力”的方法是：在实验过程中控制加热时间相同，通过比较升高的温度，来比较水和沙子吸热能力，温度升高的越多，吸热能力越弱； （4）海水蒸发吸热，在白天和晚上都会进行；如果猜想正确，那么无论白天、晚上，都会因海水的蒸发吸热导致其温度较低，日落后海水比沙子降温快，显然与事实不符。 故答案为：（1）物质种类；（2）天平；（3）升高的温度；（4）快。 点评：本题的探究实际上是对沙子和水吸放热能力的比较，而物质吸放热能力是用比热容来量度的，在实验过程中，影响的量较多，有质量、加热时间、升高温度等，因此，要注意结论的严密性。 【解题方法点拨】 1、实验方法：控制变量法 转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。 2、实验液体的选择：质量相同的不同液体。 3、选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。 4、使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。 5、实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。 6、描述物体吸热能力的物理量是：比热容。 7、结论：相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。 8、实验中，物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。 8．利用比热容的公式计算热量 【知识点的认识】 物体的温度升高时吸收热量为：Q吸＝cm（t﹣t0） 物体的温度降低时放出的热量为：Q放＝cm（t0﹣t） 式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用Δt表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q＝cm△t． 【命题方向】 考查利用热量的计算公式，计算热量。 例：一壶质量为2千克、温度为20℃的水，加热后使其升高到70℃，这些水吸收了多少热量？[水的比热容为4.2×103焦/（千克•℃）]。 分析：掌握热量公式：Q＝cm△t的计算公式是解答本题的关键，题干中已知水的质量是2kg，水的初温和末温分别是20℃、70℃，把数据代入公式即可求出水吸收的热量。 解析：解：由分析知水吸收的热量为：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J 答：这些水吸收了4.2×105J的热量。 点评：本题主要考查学生对热量的计算公式的理解和掌握，是一道中档题。 【解题方法点拨】 t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，注意题干中对于他们的说法是有差别的，如“升高到”，“降低到”指的是末温，而“升高了”，“降低了”表示的是温度的变化。 9．热机的定义与种类 【知识点的认识】 （1）定义：利用内能做功（将内能转化为机械能）的机械称为热机。 （2）分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等 （3）热机工作时的能量转化： 燃烧的化学能→内能→机械能。 【命题方向】 考查热机的概念，判断机械是否属于热机，通常以概念为主。 例：关于热机，下列说法正确的是（　　） A.蒸汽机不属于热机 B.柴油机的效率能达到100% C.汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D.内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 分析：（1）利用内能做功的机器属于热机； （2）热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失； （3）物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动； （4）四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，由进气门、排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；其中压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将内能转化为机械能。 解析：解： A、蒸汽机属于热机，故A错误； B、因为额外功和热量散失是不可避免的，所以无论怎样改良，柴油机的效率也不可能达到100%，故B错误； C、汽油机工作时，会闻到汽油味，属于扩散现象，故C正确； D、内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能，故D错误。 故选：C。 点评：本题主要考查了对热学中一些基本规律或现象的理解，有一定的综合性，但总体难度不大。 【解题方法点拨】 判断机械是否是热机，要从能量转化的角度来判断。例如：电动机是将电能转化为机械能，不属于热机。 10．四冲程的判断 【知识点的认识】 内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机．内燃机分为汽油机和柴油机． （1）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能． （2）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图． ①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸． ②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高． ③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功． ④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸． （3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能． （4）柴油机是以柴油为燃料的内燃机，在工作时与汽油机工作原理相同． 区别：①在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物； ②在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强更大，温度更高； ③点火方式：柴油机﹣压燃式；汽油机﹣点燃式． 【命题方向】 考查测量平均速度的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：如图所示的是内燃机工作循环中的一个冲程，关于该冲程的下列说法中正确的是（　　） A.压缩冲程，将化学能转化为内能 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 分析：汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功和排气冲程，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定哪个冲程，同时还可参考火花塞的状态进行判断；在四冲程内燃机工作过程中有两个冲程存在能量转化：一个是压缩冲程，将机械能转化为内能；另一个是做功冲程，将内能转化为机械能。 解析：解：由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程中燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确，ABD错误。 故选：C。点评：此题考查了对汽油机做功冲程和压缩冲程的判断以及对能量转化情况的分析，比较简单。 【解题方法点拨】 根据各冲程的特点确定是哪一个冲程，一般从2个方面突破：①看进气门和排气门的开、闭．进气门开的为吸气冲程，排气门开的为排气冲程，进气门和排气门都闭合为压缩或做功冲程②看活塞的运动方向．活塞向下运动为吸气或做功冲程，活塞向上运动为压缩或排气冲程． 11．四冲程的顺序 【知识点的认识】 汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图． ①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸． ②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高． ③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功． ④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸． 【命题方向】 根据图示判断各个冲程，并且按照一个工作循环进行排序，常考查选择题和填空题中的一小问。 例：如图所示为内燃机的四个冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　） A.甲图冲程能获得动力 B.乙图冲程有明显机械能转化为内能的过程 C.丙图冲程存在化学能转化为内能的过程 D.一个工作循环的正确顺序是丙、丁、乙、甲 分析：四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功和排气，根据气门的状态、活塞运动的方向确定是什么冲程；其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。 解析：解：A、甲图中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，不能获得动力，故A错误； B、乙图中进气门打开，活塞向下运行，是吸气冲程，将内能转化为机械能，故B错误； C、丙图中进气门打开，活塞向下运行，是吸气冲程，没有能量转化，故C错误； D、丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，一个工作循环的正确顺序是丙、丁、乙、甲，故D正确。 故选：D。 点评：此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。 【解题方法点拨】 牢记四个冲程的顺序排列，要结合气门和活塞运动情况进行判断处在哪个冲程，结合图片进行分析。 12．四冲程的能量转化 【知识点的认识】 工作过程中能量的转化： ①压缩冲程：机械能→内能； ②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能． 【命题方向】 根据题干信息，判断与题目相同能量转化的冲程，或者以概念的形式进行考查，常以选择填空中一小问为主。 例：如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，利用酒精灯加热一段时间，观察现象。对时于这个过程的分析，下列说法正确的是（　　） A.酒精燃烧过程中将化学能转化为内能 B.管内水沸腾后将橡胶塞冲出，水蒸气的内能会减少 C.管内水沸腾后将橡胶塞冲出，管口出现的“白气”是水蒸气 D.该过程的能量转化跟内燃机的做功冲程相同 分析：（1）燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程。 （2）做功和热传递都能改变物体的内能。 （3）当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小。 解析：解： A、酒精燃烧将化学能转化为内能，故A正确。 BC、水蒸气对软木塞做功，将塞子推出，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气内能减小、温度降低，液化成小水珠飘散在空中，即“白气”，故B正确，C错误。 D、水蒸气对软木塞做功，将塞子推出，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以能量转化跟内燃机的做功冲程相同，故D正确。 故选：ABD。 点评：本题考查了能量的转化、改变物体内能的方法，注意做功和热传递的区分：做功实质是能量的转化，热传递实质是能量的转移。 【解题方法点拨】 理解对汽油机工作过程，牢记即可。 13．做功的次数 【知识点的认识】 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 【命题方向】 考查做功次数的计算。 例：汽车不但要“吃油”，也要“喝水”用水冷却汽车发动机是因为水的　比热容　大，在发动机开始工作一段时间后，水箱中水的温度会升高，这是用　热传递　的方法改变了水的内能，一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒做功　30　次，如图所示的汽油机正处于　做功　冲程，此冲程中气缸内气体的内能　减小　（填“增大”或“减小”）。 分析：（1）用水冷却发动机，区别于其他液体的关键，就是其在同样吸热升高到相同温度时，可以吸收更多的热量，即要从比热容的角度考虑。 （2）改变物体内能的方法有做功和热传递。 （3）飞轮每转动一转活塞往返一次，两个冲程。由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程。 解析：解：水的比热容大，在同等情况下（同质量的液体、升高相同的温度）水吸收的热量多，用做发动机的冷却正好利用这一点；发动机工作时，会产生热量，通过热传递的方式将内能转移给水； 一台单缸四冲程汽油机，飞轮每转动2周，就完成4个冲程，对外做功一次；飞轮转速是3600r/min，即每分钟做功1800次，那么每秒钟做功30次； 如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放电，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故内能减小。 故答案为：比热容；热传递；30；做功；减小。 点评：此题考查知识较全面；涉及到热学的诸多方面；对物理概念的认识和对热机的工作过程的理解是解决此题的关键。 【解题方法点拨】 转数与做功次数和工作循环的个数的关系： 一个工作循环＝四个冲程＝曲轴、飞轮转动两周＝活塞往复运动两次＝对外做功一次＝两次能量转化 14．冲程的个数 【知识点的认识】 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 【命题方向】 考查冲程个数的计算。 例：科幻大片《流浪地球》中地球为摆脱木星，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。在推离过程中能的转化方式，与四冲程内燃机的　做功　冲程的能量转化方式相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内完成　40　个冲程。 分析：（1）四冲程内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能； （2）四冲程汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。 解析：解：可燃气体燃烧时产生大量的内能，内能转化为机械能，从而将地球推离木星；而四冲程内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以在推离过程中能的转化方式，与四冲程内燃机的做功冲程的能量转化方式相同； 单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min＝20r/s，即汽油机的飞轮每秒转20圈，由于四冲程汽油机的一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机1s内完成40个冲程。 故答案为：做功；40。 点评：本题考查内燃机工作过程中的能量转化、燃料燃烧过程中的能量转化以及热机的有关计算，是一道基础题。 【解题方法点拨】 转数与做功次数和工作循环的个数的关系： 一个工作循环＝四个冲程＝曲轴、飞轮转动两周＝活塞往复运动两次＝对外做功一次＝两次能量转化 15．燃料热值的概念 【知识点的认识】 燃料热值的理解 （1）燃料的热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （2）“某种燃料”说明热值与燃料的种类有关。 （3）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。 （4）热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小，也就是说，热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热值多少均没关系。 （5）计算气体燃料完全燃烧时放出的热量用Q放＝Vq。 16．燃料热值的影响因素 【知识点的认识】 燃料的热值与燃料的种类有关，‌而与燃料的质量、‌体积、‌是否完全燃烧以及燃料的状态（‌固态、‌液态或气态）‌无关。‌ 【命题方向】 考查燃料只有燃料的种类有关，以概念辨析为主。 例：在一个标准大气压下使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，此过程中水吸收的热量是　6.72×105　J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧　0.016　kg的煤气。未使用完的煤气的热值　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。（煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg） 分析：根据Q吸＝cmΔt求水吸收的热量； 不计热量损失，Q吸＝Q放＝mq计算需要完全燃烧煤气的质量； 热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。 解析：解：水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J； 不计热量损失，根据Q吸＝Q放＝mq，所以需要完全燃烧煤气的质量： m＝＝＝0.016kg； 用煤气灶烧水的过程中，能量发生了转移，是通过热传递的方式使水的内能增加；热值是燃料的一种特性，未使用完的煤气的热值不变。 故答案为：6.72×105；0.016；不变。 点评：本题主要考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的应用以及热值概念的理解，有一定综合性，但难度不大。 【解题方法点拨】 燃料的热值是燃料的一种特性，‌反映了不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的能力。‌热值是燃料本身的一种属性，‌不同燃料的热值一般不同。‌ 17．热值的简单计算 【知识点的认识】 固体和液体：q＝；Q＝qm。 18．固体和液体的热值计算 【知识点的认识】 固体和液体：q＝；Q＝qm。 气体：q＝；Q＝qV。 【命题方向】 考查固体和液体的热值运算，常考查计算放出的热量。 例：某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为10℃的自来水加热到60℃，消耗的天然气质量为2kg（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/kg，求在此过程中： （1）自来水吸收的热量； （2）该热水器工作时的效率。 分析：（1）利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水吸收的热量； （2）由Q放＝mq可求出天然气完全燃烧放出的热量；水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于该热水器工作时的效率。 解析：解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣10℃）＝2.1×107J； （2）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×3.5×107J/m3＝7×107J； 该热水器工作时的效率：η＝×100%＝×100%＝30%。 答：（1）水吸收的热量为2.1×107J； （2）该热水器工作时的效率是30%。 点评：本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq、Q吸＝cm（t﹣t0）和效率公式η＝的掌握和运用，要求掌握公式的正确应用。 【解题方法点拨】 只有完全燃烧时，才能用Q＝qm或Q＝qV计算。 19．气体的热值计算 【知识点的认识】 气体：q＝；Q＝qV。 【命题方向】 考查气体的热值运算，常考查计算放出的热量。 例：小量家的燃气热水器将2kg的水从40℃加热到100℃，消耗了0.02m3的天然气，水吸收的热量是　5.04×105　J，燃气热水器的热效率是　72%　。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝3.5×107J/m3] 分析：（1）根据Q吸＝c水m水（t﹣t0）求出水吸收的热量； （2）根据Q放＝q天然气V求得燃烧0.02m3的天然气放出的热量，再利用η＝×100%求得燃气热水器的热效率。 解析：解：小量家的燃气热水器将2kg的水从40℃加热到100℃，水吸收的热量为： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣40℃）＝5.04×105J； 燃烧0.02m3的天然气放出的热量为： Q放＝q天然气V＝0.02m3×3.5×107J/m3＝7×105J， 则燃气热水器的热效率为： η＝×100%＝×100%＝72%。 故答案为：5.04×105；72%。 点评：此题考查了热量的计算及热机效率的计算，属于基础知识。 【解题方法点拨】 只有完全燃烧时，才能用Q＝qm或Q＝qV计算。 20．比较不同燃料的热值大小 【知识点的认识】 准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌ 设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌ 控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌ 进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌ 分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌ 【命题方向】 考查比较不同燃料的热值大小的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：如图甲、乙是小明和小华“探究不同物质吸热情况”和“比较不同燃料燃烧时的放热能力”的实验装置。 （1）甲、乙两组实验中均用到的实验探究方法有　控制变量法　和　转换法　。 （2）甲、乙两组实验中，杯中物质的质量应　相等　（选填“相等”或“不相等”）；　乙　（选填“甲”或“乙”）组实验中燃料的质量应相等。 （3）甲组实验中，当温度计示数相同时，可以根据　加热时间　来比较吸热的多少；乙组实验中，当燃料燃尽时，可以根据　液体升高的温度　来比较燃料放出热量的多少。 分析：探究“探究不同物质吸热情况”，需要用相同的加热装置，燃烧相同的燃料（根据转换法，确保相同时间放出的热量相同），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度； 为比较不同燃料燃烧时的放热能力，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，液体升温越高，则燃料放出的热量越多； 这两个实验都用到了控制变量法和转换法。 解析：解：甲装置是比较不同物质吸热升温的现象，需要利用相同的热源（确保相同时间放出的热量相同），对质量和初温相同的不同物质加热，这用到了控制变量法；通过加热时间来比较不同物质吸收热量的多少，利用了转换法； 乙装置是为了比较不同燃料燃烧时的放热能力，需要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同一种液体，用到了控制变量法；通过液体升高的温度来比较不同燃料放出热量的多少，利用了转换法； 可见：（1）甲、乙两组实验中均用到的实验方法有控制变量法和转换法； （2）甲、乙两组实验中，杯中物质的质量应相等；甲组实验中燃料的质量应相等； （3）甲组实验中，当温度计示数相同时，可以根据加热时间来比较吸热的多少；乙组实验中，当燃料燃尽时，可以根据液体升高的温度来比较燃料放出热的多少。 故答案为：（1）控制变量法；转换法；（2）相等；乙；（2）加热时间；液体升高的温度。 点评：本题研究“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”，考查转换法和控制变量法及两实验的相同与不同之处。 【解题方法点拨】 理解实验原理以及实验步骤，掌握控制变量法的应用。 21．热机的效率公式与计算 【知识点的认识】 （1）定义：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，叫做热机的效率，其表达式为：η＝×100%．由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1． （2）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是描述热机性能的一个重要指标。 【命题方向】 热机效率会以条件出现，也会考查热机效率的计算，通常在综合计算中考查。 例：如图，是一台以柴油为动力的双履带消防机器人，质量为1000kg，静止时履带与地面接触总面积为0.4m2。在某段平直公路上，机器人以3m/s的速度匀速行驶3min，其受到的阻力为2000N，通过这段路程共消耗0.09kg柴油（q柴油＝4.0×107J/kg；g取10N/kg）。求： （1）机器人3min通过的路程； （2）机器人静止时，对水平地面产生的压强； （3）机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。 分析：（1）利用速度计算公式求得机器人3min通过的路程； （2）利用G＝mg可求出机器人的重力，在水平地面上，机器人对地面的压力等于机器人的重力，根据p＝得到机器人静止在水平地面时对地面产生的压强； （3）根据题意和二力平衡条件求出机器人受到的牵引力，利用W＝Fs求得牵引力做功，利用Q放＝mq求得柴油燃烧放出的热量，进一步求得机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。 解析：解：（1）机器人3min通过的路程 s＝vt＝3m/s×3×60s＝540m （2）机器人静止时对地面的压力 F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N 对水平地面产生的压强 （3）机器人匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力的大小 F′＝f＝2000N 牵引力做的功 W＝F′s＝2000N×540m＝1.08×106J 柴油完全燃烧释放的热量 Q放＝mq＝0.09kg×4.0×107J/kg＝3.6×106J 牵引力做功的效率 答：（1）机器人3min通过的路程为540m； （2）机器人静止时，对水平地面产生的压强为2.5×104Pa； （3）机器人在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率为30%。点评：本题考查了速度公式、压强公式以及功率公式，注意当机器人匀速直线运动时，牵引力与阻力是一对平衡力。 【解题方法点拨】 对于热机效率可与机械效率进行对比理解，热机效率是衡量热机性能好坏的一个重要参数，要提高热机的效率就是要提高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，并且热机的效率总小于1． 22．常见热机的效率 【知识点的认识】 蒸汽机的效率：6%～15% 汽油机的效率：20%～30% 柴油机的效率：30%～45% 热机的效率总小于1． 【命题方向】 主要考查热机的效率总小于1这个概念的理解。 例：下列关于热机的说法错误的是（　　） A.汽油机和柴油机都属于内燃机，它们在吸气冲程中，吸入的物质不同 B.蒸汽机的效率通常低于喷气发动机效率 C.在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可以达到100% D.热机的效率一定小于100% 分析：（1）在吸气冲程吸入的物质不同，汽油机吸入空气和汽油的混合物，柴油机吸入的只有空气； （2）在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率； （3）任何机器的都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%。解析：解：A、汽油机在吸气冲程中，吸入的是空气和汽油的混合物，而柴油机吸入的是空气，故A正确； B、喷气发动机中燃料的利用率要大于蒸汽机的燃料利用率，故B正确； C、在完全无摩擦的道路上，汽车发动机的效率可以提高，但不可能达到100%，故C错误； D、热机在工作时不可避免的有能量损失，而且要克服机械部件间的摩擦做额外功，效率一定小于100%，故D正确。 故选：C。 点评：本题综合考查了热机的效率，知道任何机器都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%。 【解题方法点拨】 概念性知识，牢记即可。 23．能量的转化与转移 【知识点的认识】 （1）能量的形式：在自然界和生活中，能量以多种形式存在，主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。 ①机械能：分动能和势能两类，机械能是物体所具有的动能和势能的和。 ②内能：物体内所有分子的动能和势能的和叫内能，与物体的温度、质量等因素有系。 ③电磁能：指的是储存在特定物体或空间中的能量，比如说，两个带电体相互靠近时会相互影响，同级相斥异极相吸；通电导体在磁场中会受到力的作用；两块磁铁相互靠近，也会相互影响，这些都是电磁能 ④化学能：是指南于化学反应，物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热，以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。 ⑤核能：是指由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量，以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。 （2）能量的转移：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体； （3）正确理解能量守恒定律中的“转化”和“转移” ①能的转化：a．在一定条件下，一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量，这种现象即为能量的转化。如内燃机工作时，燃料在汽缸内燃烧，燃料内部储存的化学能通过燃烧转化成高温燃气的内能，高温燃气膨胀推动活塞运动做功，燃气的内能又转化为机械能，驱动机器转动。如果使用内燃机带动发电机发电，机械能又可以转化成电能，电能输送到各种用电器（电灯、电动机•电热器等），电能又转化为其他形的能量（光能机械能内能等）。 b．能量的转化有方向性：我们利用的各种形式的能最终会自然地转化成内能，散失到周围空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。如电灯在工作时，将电能转化为内能和光能，被周围的空气吸收，最终都变成了空气的内能，这是自然发生的，而空气的内能不能自动变成其他形式的能量。 ②能的转移：a．指同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式并没有发生变化。能量的形式没有发生变化，但存在的位置发生了变化。内能够发生转移，其他形式的能也能够发生转移，如风吹帆船运动，流动空气的部分动能 b．能量的转移也有方向性：在热传递过程中，热量总是自然地由高温物体传向低温物体，故内能也总是自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自然地从低温物体转移到高温物体。所以能量的转移是有方向的。 实例：碰撞时：动能从一个物体转移到另一物体；围着火炉烤火：内能从火炉转移到人体. （4）补充常见的能量转化形式有： ①电灯发光时，电能转化为光能和内能； ②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内； ③人对机械做功，将人体的化学能转化为机械能； ④摩擦生热，机械能转化为内能； ⑤水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能； ⑥电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能； ⑦燃料燃烧时发热，化学能转化为内能。 【命题方向】 自然界中能量的形式很多：内能、机械能、化学能、热能、电能、声能、核能、风能等在初中段这些能量之间的转化是中考命题的热点。 例：如图所示是鄂尔多斯市的“风光互补”照明灯，它头“顶”小风扇，肩“扛”光电池板，腰“挎”照明灯，脚“踩”蓄电池，下列解释合理的是（　　） A.光电池板将电能转化为光能 B.小风扇利用风力发电，将电能转化为机械能 C.照明灯将电能转化为光能和内能 D.蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能 分析：分析电池板、发电机、照明灯、蓄电池工作时消耗和获得的能量是什么，可逐一做出判断。 解析：解：A、光电池板将电能直接转化为电能，故A错误； B、小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能，故B错误； C、照明灯工作时将电能转化为光能和内能，故C正确； D、蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，故D错误。 故选：C。 点评：本题考查能量的转化，难度不大。风能和太阳能都是清洁能源，且能量取之不尽用之不竭，能够巧妙的设计利用是关键。 【解题方法点拨】 （1）能量的转化和转移的本质是不同的，“转化”是指能量由一种形式变为另一种形式；“转移”只是能量由一个物体传递到另一个物体，能量的形式不变。 （2）有能量转化时，必定会有一种形式的能量减少，另一种形式的能量增加。 （3）要明白消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程，能在具体情景中分析能量形式的转化例。 24．能量的利用效率 【知识点的认识】 有用能量和总能量的比例为能量效率．举例，手机电池要充电，用时放电，比如充电充入10焦耳能量，在手机上用完电放出了8焦耳能量，能量效率是80%，损失2焦耳（电阻发热等消耗）． 【命题方向】 中考时一般以计算题中的某一问来出现：求电动机的效率、热量的利用等． 例：湖南路路面改造的过程中使用了如图所示的一款双轮压路机。它的发动机是柴油机。为确保发动机正常工作，该压路机配有冷却水箱，水箱容纳水的质量为20kg，在一次压路作业中，水箱加满水后，压路机在水平路面上匀速行驶了2000m，消耗柴油0.3kg。若行驶过程中压路机受到的平均阻力是1800N，水箱内的水从20℃上升到80℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），柴油的热值取4×107J/kg]。求： （1）压路机在这次压路作业中做的功是多少？ （2）水箱内的水吸收的热量是多少？（不考虑水的质量变化） （3）柴油完全燃烧释放出的热量是多少？ （4）压路机此次作业的效率是多少？ 分析：（1）根据速度公式求出压路机行驶的距离；压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W＝Fs求出压路机做的功； （2）根据密度公式求出水的质量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量； （3）根据公式Q放＝mq求出柴油完全燃烧释放出的热量； （4）利用热机效率的计算公式求得压路机此次作业的效率。 解析：解：（1）压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等， 即F牵＝f＝1800N， 压路机做的功：W＝F牵s＝1800N×2000m＝3.6×106J； （2）水吸收的热量为： Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（80℃﹣20℃）＝5.04×106J； （3）柴油完全燃烧释放出的热量： Q放＝m柴油q＝0.3kg×4×107J/kg＝1.2×107J； （4）压路机此次作业的效率η＝＝30%。 答：（1）压路机在这次压路作业中做的功是3.6×106J； （2）水箱内的水吸收的热量是5.04×106J； （3）柴油完全燃烧释放出的热量是1.2×107J； （4）压路机此次作业的效率是30%。 点评：本题考查了做功公式、燃料完全燃烧释放热公式和吸热公式、机械效率计算公式的应用，涉及到的知识点较多，难度适中。 【解题方法点拨】 解题是找到有用的能力、总的能力、消耗的能力是关键，利用有用能量和总能量的比例为能量效率解题． 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$