专题06 热机和能源的利用（4知识点+4考点2角度）-备战2025年中考物理一轮复习重难点讲与练

明天成功的您定会感谢今天辛苦奋斗的自己 专题07 热机和能源的利用（解析版） 特别说明： 典例主要是2024年的中考真题，变式是最新的全国各地名校的模拟题，课后作业真题训练，全部来自于2024年的中考真题。 知识点以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记忆。 目 录 【教学目标】 2 【知识梳理】 2 知识点1：热机 2 知识点3：能量的转化与守恒 3 知识点4：能源的分类 4 【考点必备】 5 考点一 内燃机的工作过程 5 角度1：汽油机和柴油机的工作过程及能量转化 5 角度2：火箭的构造与工作原理 6 考点二 燃烧放热的计算 9 考点三 热机效率的计算 10 考点四 能源的概念及分类 12 【真题训练】 14 1. 了解热机的分类和工作原理； 2. 掌握汽油机和柴油机的工作过程，并区分柴油机和汽油机的异同点； 3. 了解燃料的热值，并掌握燃烧放热的计算； 4. 掌握热机效率的计算； 5. 掌握能量的转化与守恒，并掌握能源的不同分类形式； 知识点1：热机 1. 热机 （1）定义：把______能转化为______能的机器； （2）原理：； （3）种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等； 2. 内燃机 （1）定义：燃料在气缸内燃烧产生动力的热机； （2）分类：汽油机和柴油机； （3）工作过程 ①每个工作循环分为四个冲程：_____冲程、______冲程、_____冲程和_____冲程； ②一个工作循环中只有_______冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的_______来完成； ③压缩冲程中_______转化为______，在做功冲程中，______转化为_______； 【答案】内　机械　吸气　压缩　做功　排气　做功　惯性　机械能　内能　内能　机械能　有用功　废气带走　机械损失　散热损失 知识点2：热值 1. 定义：燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的_________，叫做这种燃料的热值； 2. 单位：_____________，符号是_____________； 3. 公式：； 4. 理解 （1）酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示_____________________________； （2）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的________________有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系； 【提示】对于气体燃料来说，热值q=Q/V，热值单位为“J/m3”. 5. 热机效率 （1）定义：热机用来做____的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比； （2）公式： （3）能量流向 6. 提高热机效率途径 （1）让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等； （2）利用废气的能量； （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦 【答案】比值　焦每千克　J/kg　1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J　种类 知识点3：能量的转化与守恒 1. 内容：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式_______为其他形式，或者从一个物体_________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量______； 2.说明 （1）能量的转化和转移都是具有方向性的； （2）能的转化是通过物体做功来实现的，能的转化过程中，能量的形式发生了改变； （3）能的转移过程中能量的形式没有发生变化； 【提示】 能量守恒定律不同于机械能守恒定律.所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的. 【答案】　转化　转移　保持不变 知识点4：能源的分类 分类标准 类型 定义 实例 是否要 加工 一次能源 可以_____从自然界获取的能源 风能、太阳能、核能、化石能源等 二次能源 无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源 电能、汽油、酒精灯 可否再生 可再生 能源 可以从自然界源源____地得到的能源 水能、风能、太阳能、生物质能等 不可再 生能源 在短期内不可能从自然界___________的能源 核能、化石能源等 1. 核能 （1）定义：原子核________或________时释放的能量叫核能； （2）获得方式及应用 2. 太阳能 （1）来源：氢原子核在超高温下发生_______，释放出巨大的核能； （2）优点：取之不尽、用之不竭，环保无污染； （3）利用：间接利用：化石燃料； 直接利用： 【提示】 核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，使核能平缓地释放出来，便于利用. 【答案】直接　不断　得到补充　分裂　结合　聚变　电　热　化学 考点一 内燃机的工作过程 1. 热机：利用燃料燃烧获得内能，在利用内能做功的机械叫做热机，其能量转化是：化学能转化为内能转化为机械能； 2. 汽油机和柴油机在吸气冲程吸入的物质不一样，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气； 3. 压缩冲程：体积减小，温度升高，压强增大，机械能转化为内能； 4. 做功冲程：燃料燃烧，推动活塞运动，体积增大，对外做功，温度降低，压强减小，内能转化为机械能； 5. 一个完整的工作循环，活塞（曲轴或飞轮）往复运动二周，完成四个冲程，对外做功一次（1241）； 角度1：汽油机和柴油机的工作过程及能量转化 【典例1】（2024·四川广安·中考真题）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（　　） A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】B 【详解】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 故B正确； C．飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误； D．由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。 故选B。 【变式1-1】（2024·云南·模拟预测）如图所示的四冲程内燃机处于 冲程，该内燃机工作时的转速为3000r/min，则1s对外做功 次。 【答案】 做功 25 【详解】[1] 图中两个气门关闭，活塞向下运动，内燃机处于做功冲程。 [2] 飞轮的转速是3000r/min，所以每秒转动的圈数为50r，转两圈，对外做功一次，1s对外做功25次。 【变式1-2】（2024·甘肃兰州·二模）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 。这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。某台汽油机飞轮的转速为1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次。 【答案】 增加 压缩 10 【详解】[1][2]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来，说明活塞压缩筒内空气做功，机械能转化为内能，使筒内空气的内能增加，这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同。 [3]汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该飞轮每秒钟转20圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以每秒飞轮转20圈，共10个工作循环，完成40个工作冲程，对外做功10次。 角度2：火箭的构造与工作原理 【典例2】（多选）（2024·山东滨州·中考真题）2024年5月3日17时27分，长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。下列说法正确的是（    ） A．火箭应选用密度小、热值大的燃料 B．火箭点火时，底座的温度升高，含有的热量增大 C．火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似 D．地面监控通信系统通过电磁波监控火箭发射过程 【答案】AD 【详解】A．火箭在选用燃料时，应选用密度小、热值大的燃料，因为在燃烧相同燃料时，可以释放更多的热量，故A正确； B．火箭点火时，底座的温度升高，含有的内能增大，热量是过程量，不能说含有，故B错误； C．火箭升空时，向下喷气获得推力是利用力的作用是相互的，内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能，因此不同，故C错误； D．电磁波可以传递信息且传播不需要介质，因此地面监控通信系统是通过电磁波监控火箭发射过程，故D正确。 故选AD。 【变式2-1】（2024·河北邯郸·模拟预测）2023年7月12日，位于巴丹吉林沙漠深处的酒泉卫星发射中心正在书写着人类航天的史书——全球首款成功入轨飞行的液氧甲烷火箭朱雀二号发射成功，我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得重大突破。关于火箭，下列说法错误的是（　　） A．燃气对火箭的推力改变了火箭的运动状态 B．火箭燃料燃烧时，化学能转化为内能 C．燃气对火箭的推力大于火箭对燃气的推力 D．火箭发动机是利用内能做功的机械 【答案】C 【详解】A．燃气对火箭的推力使火箭由静止开始向上运动，改变了火箭的运动状态，故A正确，不符合题意； B．火箭燃料燃烧时，放出热量，将燃料储存的化学能转化为内能，然后利用内能对外做功，所以火箭发动机是利用内能做功的机械，故BD正确，不符合题意； C．火箭对燃气向下的力和气体对火箭向上的力是一对相互作用力，它们的大小相等，故C错误，符合题意。 故选C。 【变式2-2】（2024·陕西西安·三模）4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空（如图甲）。火箭加速升空时，神舟十八号载人飞船的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。如图乙是用可乐瓶自制的水“火箭”，用气筒向瓶内打气过程中是通过 方式使瓶内空气的内能增大的。水冲开塞子喷射出来，“火箭”向上飞向空中，该过程相当于内燃机的 冲程。 【答案】 增大 做功 做功 【详解】[1]火箭加速升空时，质量不变，速度增大，则动能增大，高度增加，则重力势能增大，所以神州十八号载人飞船的机械能增大。 [2]用可乐瓶自制的水“火箭”，用气筒向瓶内打气过程中，对瓶内空气做功，气体内能增大，是通过做功的方式使瓶内空气的内能增大的。 [3]水冲开塞子喷射出来，“火箭”向上飞向空中，内能转化为机械能，该过程相当于内燃机的做功冲程。 考点二 燃烧放热的计算 1.燃烧放热的公式：，在公式的选择时，看清热值q的单位； 2.注意：热值是燃料的一种特征，只与物质的种类有关，与物质的多少无关； 3.目前为止，我们学过的密度（ρ）、比热容（c）和热值（q）都是物质的一种特征，只与物质的种类有关，与物质的多少无关。 【典例3】（2024·四川巴中·中考真题）小丽去郊游，上车时闻到汽油味，这是 现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机，若某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500g汽油，这些汽油完全燃烧可释放的热量为 J（q汽油=4.6×107J/kg）。 【答案】 扩散 10 2.3×107 【详解】[1]当小丽上车时，她能够闻到汽油的味道，这是因为汽油分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。 [2]四冲程汽油机飞轮的转速 因为完成四个冲程是一个工作循环，飞轮转2r，对外做功一次。所以1s内飞轮转20r，对外做功10次。 [3]根据公式知道，汽油放出的热量 【变式3-1】（2024·四川南充·模拟预测）我国自主研发建造的“深海一号”超深水大气田成为世界首个具备远程遥控生产能力的超深水半潜式生产储油平台，水下1500m深的海底输送油气的管道承受的海水压强约为 （填“15”“150”或“1500”）个标准大气压。若“深海一号”一期工程年产天然气3×109m3，天然气的热值为3.6×107J/m3，也可以表示为5.0×107J/kg，则这些天然气完全燃烧可以放出的热量 J。 【答案】 150 【详解】[1]一标准大气压等于，由可知，水下深度每增加10m，相当于增加一个标准大气压。故水下1500m深的海底输送油气的管道承受的海水压强约为150个标准大气压。 [2]若“深海一号”一期工程年产天然气3×109m3，天然气的热值为3.6×107J/m3，则这些天然气完全燃烧可以放出的热量为 【变式3-2】（2024·四川乐山·模拟预测）通常普通居民家庭使用燃气烧水，若将2kg水从20℃加热到80℃，水吸收的热量是 J，不考虑能量损失，水吸收的热量全部由热值为3×107J/kg的煤完全燃烧提供，则需要燃烧 kg的煤。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】 5.04×105 0.0168 【详解】[1]水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J [2]因为不考虑能量损失Q放=Q吸=5.04×105J 由Q放=mq得需要煤的质量为 考点三 热机效率的计算 1. 热机效率是指热机用来做的有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出出的热量的比值； 2. 公式： 3. 热机效率的高低是检验热机性能好坏的一个重要标志； 4. 提高热机效率的方法 （1）让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等； （2）利用废气的能量； （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦； 【典例4】（2024·山东日照·中考真题）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。（） 【答案】 1250 32.6% 【详解】[1]因单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，已知飞轮的转速是300r/min，所以，每分钟共有150个工作循环，对外做功150次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作1min做的功 该汽油机的功率 [2]每分钟消耗5g汽油，5g汽油完全燃烧释放的热量 满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率 【变式4-1】（2024·广东东莞·二模）汽车是我们生活中最重要的交通运输工具之一，某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa，汽油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是 J；每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J，此汽油机的机械效率是 。 【答案】 1800 8.28×103 19.6% 【详解】[1]气体膨胀对活塞产生的压力F＝pS＝5×105Pa×120×10﹣4m2＝6000N 气体每次膨胀对活塞做功W＝Fs＝6000N×30×0.01m＝1800J [2]每次汽油燃烧放出的热量为Q＝mq＝0.2×10﹣3kg×90%×4.6×107J/kg＝8.28×103J [3]汽油燃烧放出的总热量为Q总＝m′q＝0.2×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝9.2×103J 此汽油机的机械效率为 【变式4-2】（2024·辽宁鞍山·模拟预测）假期，小乔一家去景点游玩，如图是他们乘坐的新型太阳能电动观光车。车的顶部有的太阳能电池板，5h接收到的太阳能为，太阳能电池板接收的太阳能，转化成了的电能。求： (1)该车太阳能电池的光电转化效率是多少？ (2)该观光车电能转化为机械能的效率为，充满电后最多可输出多少机械能？ (3)若上述机械能由效率为30%的内燃机提供，需消耗1.2kg的燃油，则燃油的热值是多少？ 【答案】(1)20% (2) (3) 【详解】（1）该车太阳能电池的光电转化效率是 （2）充满电后最多可输出的机械能为 （3）燃烧燃料放出的热量为 燃油的热值为 考点四 能源的概念及分类 1. 能源的分类 （1） 能否加工 （2） 能否再生 2. 核能 （1） 核聚变：制造氢弹（不可控） （2） 核裂变：制造原子弹；核反应堆发电（人为可控） 3. 注意：核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，使核能平缓地释放出来，便于利用. 【典例5】（2024·陕西·中考真题）“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（   ） A．该核反应是核裂变 B．太阳内部发生的也是这种核反应 C．核能属于可再生能源 D．原子核是由中子和电子组成的 【答案】A 【详解】A．由题图可知用中子轰击质量比较大的原子核，使其发生裂变，因此该核反应是核裂变，故A正确； B．太阳内部发生的是核聚变，故B错误； C．核能在短期内不能源源不断地获取，属于不可再生能源，故C错误； D．原子核是由中子和质子组成的，故D错误。 故选A。 【变式5-1】（2024·河北·模拟预测）人类的发展离不开能源，实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。综合实践活动中，同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法正确的是（　　） A．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 B．目前，核电站利用核聚变释放的核能发电 C．煤、石油、天然气、地热能是可再生能源 D．电动汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放 【答案】A 【详解】A．太阳能电池在使用时，消耗了太阳能，得到了电能，因此是将太阳能转化为电能，故A正确； B．目前的核电站主要是利用可被控制的重核裂变产生的能量，可被控制的轻核聚变目前只能在实验室中短暂的实现，故B错误； C．可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一种取之不尽的能源，例如太阳能、风能、水能、地热能；煤、石油、天然气短时间内无法再生，属于不可再生能源，故C错误； D．燃油汽车在使用时会排出大量的二氧化碳气体，所以电动汽车替代燃油汽车，可以减少碳的排放，故D错误。 故选A。 【变式5-2】（2024·云南·模拟预测）社会发展的三大支柱是能源、信息和材料，以下说法正确的是（　　） A．芯片的主要材料是超导体 B．宇航员与地面指挥中心的通信依靠电磁波完成 C．核能、太阳能、风能都是可再生能源 D．给手机充电是将化学能转化为电能 【答案】B 【详解】A．芯片的主要材料是半导体，故A错误； B．宇航员与地面指挥中心的通信依靠电磁波完成，故B正确； C．核能短期内不能从自然界中得到补充，是不可再生能源，故C错误； D．给手机充电，消耗电能，是将电能转化为化学能，故D错误。 故选B。 一、选择题 1．（2024·贵州·中考真题）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（    ） A．电动机 B．计算机 C．汽油机 D．照相机 【答案】C 【详解】A．电动机是利用电能转化为机械能来工作的，故A不符合题意； B．计算机是利用电能工作的，故B不符合题意； C．汽油机属于热机，是利用内能转化为机械能来工作的，故C符合题意； D．照相机是利用凸透镜成像的原理工作的，当物体在二倍焦距之外时，成倒立缩小的实像，故D不符合题意。 故选C。 2．（2024·山东临沂·中考真题）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功； B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程； C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能； D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程； 顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都比吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．（2024·新疆·中考真题）下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．长征系列火箭 【答案】C 【详解】ABD．喷气式发动机、柴油机、长征系列火箭在工作中，都是将燃料燃烧产生的内能最终转化为机械能，属于热机，故ABD不符合题意； C．纯电动汽车利用的是电动机，将电能转化为机械能，故C符合题意。 故选C。 4．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）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 【答案】C 【详解】A．蒸汽机属于热机中的一种，故A错误； B．柴油机在工作的过程中不可避免的要做额外功，所以柴油机的效率不能达到100%，故B错误； C．由于构成物质的分子在不停地做无规则运动，汽油分子会运动到空气中，这是扩散现象，所以我们能闻到汽油味，故C正确； D．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 5．（2024·山东菏泽·中考真题）家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A．汽油燃烧时它的热值减小 B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 【答案】C 【详解】A．热值是物质本身的一种特性，热值只与物质种类有关，汽油燃烧时它的热值不变，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有热量的多少，故B错误； C．汽油机的做功冲程，燃烧产生的高温气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确； D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越不充分，故D错误。 故选C。 6．（2024·山东济南·中考真题）完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（　　） A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大 【答案】C 【详解】由于完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，即相同质量的液态氢和汽油完全燃烧，液态氢能放出更多的热量，所以液态氢比汽油的热值大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．（2024·云南·中考真题）2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108J/kg）。下列说法正确的是（　　） A．氢能不属于清洁能源 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100% 【答案】C 【详解】A．液氢燃烧的产物只有水，属于清洁能源，故A错误； B．用液氢作燃料是因为液氢热值大，在完全燃烧等质量的燃料时，放出的热量更多，且热量是过程量，不能“含有”，故B错误； C．完全燃烧100kg的液氢放出的热量 故C正确； D．额外功不可避免，所以氢能重卡的热机效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 8．（多选）（2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦 B．通过改进可以使汽油机的效率达到100% C．除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D．若飞轮的转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次 【答案】AC 【详解】A．加入润滑油使各零部件彼此分离，可以减小汽油机零部件间的摩擦，故A正确； B．热机在工作时，总要克服机器零件间的摩擦做功，还有热量的散失，导致热机的热效率总小于1（100%），故B错误； C．四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的，故C正确； D．若一台汽油机的转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以，1s内飞轮转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，40个冲程，做功10次，故D错误。 故选AC。 二、填空题 9．（2024·山东德州·中考真题）如图是某同学用高压锅煮饭的情景，限压阀被气流顶起的过程与内燃机的 冲程原理相同，我们在开饭前就能闻到饭菜的香味，这是生活中的 现象。 【答案】 做功 扩散 【详解】[1]限压阀被气流顶起，锅内气体的内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程原理相同。 [2]闻到饭菜的香味，是由于香味物质的分子在不停地做无规则运动而进入空气中，这是扩散现象。 10．（2024·海南·中考真题）火箭用液态气作为燃料，因为液态氢具有较高的 （选填“热值”或“比热容”）；火箭升空过程中，燃料燃烧将 能转化为内能。 【答案】 热值 化学 【详解】[1]火箭用液态气作为燃料，因为液态氢具有较高的热值，和相同质量的其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多的热量。 [2]火箭升空过程中，燃料燃烧，通过化学反应将其具有的化学能转化为内能。 11．（2024·江苏淮安·中考真题）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶，用时，受到的牵引力为，消耗氢气，则此过程中汽车行驶的平均速度为 ，氢气燃烧放出的热量为 J，利用氢能的效率为 。（） 【答案】 75 【详解】[1]汽车行驶的平均速度为 [2]氢气燃烧放出的热量为 [3]牵引力做功为 则利用氢能的效率为 12．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）汽油机将内能转化为机械能的是 冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 【答案】 做功 20 【详解】[1]汽油机的做功冲程是通过气体对外做功将内能转化为机械能的。 [2]汽油机的转速为2400r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40r，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，故对外做功20次。 13．（2024·辽宁·中考真题）汽油机在 冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗 kg的汽油（汽油的热值取）。 【答案】 做功 2 【详解】[1] 汽油机在做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动活塞，将内能转化为机械能。 [2] 汽油完全燃烧放出的热量为 则汽油的质量为 14．（2024·内蒙古·中考真题）用水壶烧质量为1kg的水，温度从5℃升高10℃时，吸收的热量为 J。水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相似。[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】 4.2×104 做功 【详解】[1] 水吸收的热量为 [2] 水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相同，都是内能转化为机械能。 三、综合题 15．（2024·山东德州·中考真题）近年来我国大力提倡风力发电，如图为某小型风力发电机，已知该发电机1s内获得的风能E为8×104J，风能转化为电能的效率为25%，当地平均风速v为10m/s，发电机一天工作时间按5h计算。 (1)若发电机在1s内获得的风能E与风速v的定量关系为E=kv3，则常数k= J·（m/s）-3； (2)发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg） (3)若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力，可供牵引力为1.2×103N的电动汽车以100km/h的速度匀速直线行驶多少小时。 【答案】(1)80 (2)12kg (3)3h 【详解】（1）由题可知，该发电机内获得的风能，当地平均风速，代入，解得 （2）发电机1天内产生的电能为 煤放出的热量为 需要完全燃烧煤的质量： （3）由得，可供电动汽车行驶的路程为 可供电动汽车行驶的时间为 16．（2024·海南·中考真题）科技助“荔”打造智慧果园。海南荔枝农利用植保无人机巡逻、喷药、施肥，百苗荔枝施肥只需三小时。作业前，装满药剂和汽油的无人机停在水平地面上，对水平地面的压强为，支架与水平地面的总接触面积为。作业时，该无人机先匀速直线上升3m，接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机上升时空气阻力和汽油消耗忽略不计。请完成下列问题。（，，取） (1)无人机匀速上升时升力与总重力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。 (2)满载时无人机的总质量为多少kg？ (3)上升过程升力做了多少功？ (4)若无人机的热机效率是40%，无人机消耗200mL汽油所做的有用功是多少？ 【答案】(1)是 (2)25kg (3) (4) 【详解】（1）无人机匀速上升时处于平衡状态，在竖直方向上受到的升力与总重力是一对平衡力，大小相等。 （2）满载时无人机的总重力为 满载时无人机的总质量为 （3）上升过程升力大小为 上升过程升力做的功为 （4）200mL汽油的质量为 200mL汽油完全燃烧放出的热量为 无人机消耗200mL汽油所做的有用功为 四、计算题 17．（2024·山东潍坊·中考真题）某建筑工地上，起重机在10s内将质量为2.15t的重物沿竖直方向匀速提升6m，此过程起重机消耗柴油0.01kg。柴油的热值，g取10N/kg。 (1)求重物上升的速度； (2)求起重机提升重物的功率； (3)若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率，用字母表示，求起重机的提升效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）重物上升的速度为 （2）起重机在10s内将质量为2.15t的重物沿竖直方向匀速提升6m，重物处于平衡状态，起重机对重物的拉力F等于重物的重力，起重机提升重物的功率为 （3）起重机的提升效率为 18．（2024·陕西·中考真题）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为。（g取，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 【答案】(1) (2)20m/s，1800N (3)0.13kg 【详解】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力和自身的重力相等， 即 受力面积为0.1m2，则对地面的压强 （2）该车行驶的行驶的速度 由可得，受到的牵引力 （3）牵引力做的功 由可得，氢燃料完全燃烧释放的热量 由可得，消耗氢燃料的质量 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$明天成功的您定会感谢今天辛苦奋斗的自己 专题07 热机和能源的利用（原卷版） 特别说明： 典例主要是2024年的中考真题，变式是最新的全国各地名校的模拟题，课后作业真题训练，全部来自于2024年的中考真题。 知识点以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记忆。 目 录 【教学目标】 2 【知识梳理】 2 知识点1：热机 2 知识点2：热值 2 知识点3：能量的转化与守恒 3 知识点4：能源的分类 4 【考点必备】 5 考点一 内燃机的工作过程 5 角度1：汽油机和柴油机的工作过程及能量转化 5 角度2：火箭的构造与工作原理 6 考点二 燃烧放热的计算 7 考点三 热机效率的计算 8 考点四 能源的概念及分类 9 【真题训练】 10 1. 了解热机的分类和工作原理； 2. 掌握汽油机和柴油机的工作过程，并区分柴油机和汽油机的异同点； 3. 了解燃料的热值，并掌握燃烧放热的计算； 4. 掌握热机效率的计算； 5. 掌握能量的转化与守恒，并掌握能源的不同分类形式； 知识点1：热机 1. 热机 （1）定义：把______能转化为______能的机器； （2）原理：； （3）种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等； 2. 内燃机 （1）定义：燃料在气缸内燃烧产生动力的热机； （2）分类：汽油机和柴油机； （3）工作过程 ①每个工作循环分为四个冲程：_____冲程、______冲程、_____冲程和_____冲程； ②一个工作循环中只有_______冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的_______来完成； ③压缩冲程中_______转化为______，在做功冲程中，______转化为_______； 【答案】内　机械　吸气　压缩　做功　排气　做功　惯性　机械能　内能　内能　机械能　有用功　废气带走　机械损失　散热损失 知识点2：热值 1. 定义：燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的_________，叫做这种燃料的热值； 2. 单位：_____________，符号是_____________； 3. 公式：； 4. 理解 （1）酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示_____________________________； （2）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的________________有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系； 【提示】对于气体燃料来说，热值q=Q/V，热值单位为“J/m3”. 5. 热机效率 （1）定义：热机用来做____的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比； （2）公式： （3）能量流向 6. 提高热机效率途径 （1）让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等； （2）利用废气的能量； （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦 【答案】比值　焦每千克　J/kg　1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J　种类 知识点3：能量的转化与守恒 1. 内容：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式_______为其他形式，或者从一个物体_________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量______； 2.说明 （1）能量的转化和转移都是具有方向性的； （2）能的转化是通过物体做功来实现的，能的转化过程中，能量的形式发生了改变； （3）能的转移过程中能量的形式没有发生变化； 【提示】 能量守恒定律不同于机械能守恒定律.所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的. 【答案】　转化　转移　保持不变 知识点4：能源的分类 分类标准 类型 定义 实例 是否要 加工 一次能源 可以_____从自然界获取的能源 风能、太阳能、核能、化石能源等 二次能源 无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源 电能、汽油、酒精灯 可否再生 可再生 能源 可以从自然界源源____地得到的能源 水能、风能、太阳能、生物质能等 不可再 生能源 在短期内不可能从自然界___________的能源 核能、化石能源等 1. 核能 （1）定义：原子核________或________时释放的能量叫核能； （2）获得方式及应用 2. 太阳能 （1）来源：氢原子核在超高温下发生_______，释放出巨大的核能； （2）优点：取之不尽、用之不竭，环保无污染； （3）利用：间接利用：化石燃料； 直接利用： 【提示】 核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，使核能平缓地释放出来，便于利用. 【答案】直接　不断　得到补充　分裂　结合　聚变　电　热　化学 考点一 内燃机的工作过程 1. 热机：利用燃料燃烧获得内能，在利用内能做功的机械叫做热机，其能量转化是：化学能转化为内能转化为机械能； 2. 汽油机和柴油机在吸气冲程吸入的物质不一样，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气； 3. 压缩冲程：体积减小，温度升高，压强增大，机械能转化为内能； 4. 做功冲程：燃料燃烧，推动活塞运动，体积增大，对外做功，温度降低，压强减小，内能转化为机械能； 5. 一个完整的工作循环，活塞（曲轴或飞轮）往复运动二周，完成四个冲程，对外做功一次（1241）； 角度1：汽油机和柴油机的工作过程及能量转化 【典例1】（2024·四川广安·中考真题）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（　　） A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 C．该汽油机在1s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【变式1-1】（2024·云南·模拟预测）如图所示的四冲程内燃机处于 冲程，该内燃机工作时的转速为3000r/min，则1s对外做功 次。 【变式1-2】（2024·甘肃兰州·二模）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 。这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。某台汽油机飞轮的转速为1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次。 角度2：火箭的构造与工作原理 【典例2】（多选）（2024·山东滨州·中考真题）2024年5月3日17时27分，长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。下列说法正确的是（    ） A．火箭应选用密度小、热值大的燃料 B．火箭点火时，底座的温度升高，含有的热量增大 C．火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似 D．地面监控通信系统通过电磁波监控火箭发射过程 【变式2-1】（2024·河北邯郸·模拟预测）2023年7月12日，位于巴丹吉林沙漠深处的酒泉卫星发射中心正在书写着人类航天的史书——全球首款成功入轨飞行的液氧甲烷火箭朱雀二号发射成功，我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得重大突破。关于火箭，下列说法错误的是（　　） A．燃气对火箭的推力改变了火箭的运动状态 B．火箭燃料燃烧时，化学能转化为内能 C．燃气对火箭的推力大于火箭对燃气的推力 D．火箭发动机是利用内能做功的机械 【变式2-2】（2024·陕西西安·三模）4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空（如图甲）。火箭加速升空时，神舟十八号载人飞船的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。如图乙是用可乐瓶自制的水“火箭”，用气筒向瓶内打气过程中是通过 方式使瓶内空气的内能增大的。水冲开塞子喷射出来，“火箭”向上飞向空中，该过程相当于内燃机的 冲程。 考点二 燃烧放热的计算 1.燃烧放热的公式：，在公式的选择时，看清热值q的单位； 2.注意：热值是燃料的一种特征，只与物质的种类有关，与物质的多少无关； 3.目前为止，我们学过的密度（ρ）、比热容（c）和热值（q）都是物质的一种特征，只与物质的种类有关，与物质的多少无关。 【典例3】（2024·四川巴中·中考真题）小丽去郊游，上车时闻到汽油味，这是 现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机，若某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500g汽油，这些汽油完全燃烧可释放的热量为 J（q汽油=4.6×107J/kg）。 【变式3-1】（2024·四川南充·模拟预测）我国自主研发建造的“深海一号”超深水大气田成为世界首个具备远程遥控生产能力的超深水半潜式生产储油平台，水下1500m深的海底输送油气的管道承受的海水压强约为 （填“15”“150”或“1500”）个标准大气压。若“深海一号”一期工程年产天然气3×109m3，天然气的热值为3.6×107J/m3，也可以表示为5.0×107J/kg，则这些天然气完全燃烧可以放出的热量 J。 【变式3-2】（2024·四川乐山·模拟预测）通常普通居民家庭使用燃气烧水，若将2kg水从20℃加热到80℃，水吸收的热量是 J，不考虑能量损失，水吸收的热量全部由热值为3×107J/kg的煤完全燃烧提供，则需要燃烧 kg的煤。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 考点三 热机效率的计算 1. 热机效率是指热机用来做的有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出出的热量的比值； 2. 公式： 3. 热机效率的高低是检验热机性能好坏的一个重要标志； 4. 提高热机效率的方法 （1）让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等； （2）利用废气的能量； （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦； 【典例4】（2024·山东日照·中考真题）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。（） 【变式4-1】（2024·广东东莞·二模）汽车是我们生活中最重要的交通运输工具之一，某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa，汽油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是 J；每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J，此汽油机的机械效率是 。 【变式4-2】（2024·辽宁鞍山·模拟预测）假期，小乔一家去景点游玩，如图是他们乘坐的新型太阳能电动观光车。车的顶部有的太阳能电池板，5h接收到的太阳能为，太阳能电池板接收的太阳能，转化成了的电能。求： (1)该车太阳能电池的光电转化效率是多少？ (2)该观光车电能转化为机械能的效率为，充满电后最多可输出多少机械能？ (3)若上述机械能由效率为30%的内燃机提供，需消耗1.2kg的燃油，则燃油的热值是多少？ 考点四 能源的概念及分类 1. 能源的分类 （1） 能否加工 （2） 能否再生 2. 核能 （1） 核聚变：制造氢弹（不可控） （2） 核裂变：制造原子弹；核反应堆发电（人为可控） 3. 注意：核电站的核心设备是核反应堆：控制链式反应的速度，使核能平缓地释放出来，便于利用. 【典例5】（2024·陕西·中考真题）“玲珑一号”是我国研发的新一代小型核电机组，它利用如图所示的核反应释放的能量来发电。下列说法正确的是（   ） A．该核反应是核裂变 B．太阳内部发生的也是这种核反应 C．核能属于可再生能源 D．原子核是由中子和电子组成的 【变式5-1】（2024·河北·模拟预测）人类的发展离不开能源，实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。综合实践活动中，同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法正确的是（　　） A．太阳能电池可以将太阳能转化为电能 B．目前，核电站利用核聚变释放的核能发电 C．煤、石油、天然气、地热能是可再生能源 D．电动汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放 【变式5-2】（2024·云南·模拟预测）社会发展的三大支柱是能源、信息和材料，以下说法正确的是（　　） A．芯片的主要材料是超导体 B．宇航员与地面指挥中心的通信依靠电磁波完成 C．核能、太阳能、风能都是可再生能源 D．给手机充电是将化学能转化为电能 一、选择题 1．（2024·贵州·中考真题）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（    ） A．电动机 B．计算机 C．汽油机 D．照相机 2．（2024·山东临沂·中考真题）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A． B． C． D． 3．（2024·新疆·中考真题）下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　） A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机 C．纯电动汽车 D．长征系列火箭 4．（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）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 5．（2024·山东菏泽·中考真题）家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　　） A．汽油燃烧时它的热值减小 B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多 C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能 D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分 6．（2024·山东济南·中考真题）完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（　　） A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大 7．（2024·云南·中考真题）2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108J/kg）。下列说法正确的是（　　） A．氢能不属于清洁能源 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100% 8．（多选）（2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦 B．通过改进可以使汽油机的效率达到100% C．除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D．若飞轮的转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次 二、填空题 9．（2024·山东德州·中考真题）如图是某同学用高压锅煮饭的情景，限压阀被气流顶起的过程与内燃机的 冲程原理相同，我们在开饭前就能闻到饭菜的香味，这是生活中的 现象。 10．（2024·海南·中考真题）火箭用液态气作为燃料，因为液态氢具有较高的 （选填“热值”或“比热容”）；火箭升空过程中，燃料燃烧将 能转化为内能。 11．（2024·江苏淮安·中考真题）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶，用时，受到的牵引力为，消耗氢气，则此过程中汽车行驶的平均速度为 ，氢气燃烧放出的热量为 J，利用氢能的效率为 。（） 12．（2024·黑龙江鸡西·中考真题）汽油机将内能转化为机械能的是 冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 13．（2024·辽宁·中考真题）汽油机在 冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗 kg的汽油（汽油的热值取）。 14．（2024·内蒙古·中考真题）用水壶烧质量为1kg的水，温度从5℃升高10℃时，吸收的热量为 J。水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相似。[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 三、综合题 15．（2024·山东德州·中考真题）近年来我国大力提倡风力发电，如图为某小型风力发电机，已知该发电机1s内获得的风能E为8×104J，风能转化为电能的效率为25%，当地平均风速v为10m/s，发电机一天工作时间按5h计算。 (1)若发电机在1s内获得的风能E与风速v的定量关系为E=kv3，则常数k= J·（m/s）-3； (2)发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg） (3)若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力，可供牵引力为1.2×103N的电动汽车以100km/h的速度匀速直线行驶多少小时。 16．（2024·海南·中考真题）科技助“荔”打造智慧果园。海南荔枝农利用植保无人机巡逻、喷药、施肥，百苗荔枝施肥只需三小时。作业前，装满药剂和汽油的无人机停在水平地面上，对水平地面的压强为，支架与水平地面的总接触面积为。作业时，该无人机先匀速直线上升3m，接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机上升时空气阻力和汽油消耗忽略不计。请完成下列问题。（，，取） (1)无人机匀速上升时升力与总重力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力。 (2)满载时无人机的总质量为多少kg？ (3)上升过程升力做了多少功？ (4)若无人机的热机效率是40%，无人机消耗200mL汽油所做的有用功是多少？ 四、计算题 17．（2024·山东潍坊·中考真题）某建筑工地上，起重机在10s内将质量为2.15t的重物沿竖直方向匀速提升6m，此过程起重机消耗柴油0.01kg。柴油的热值，g取10N/kg。 (1)求重物上升的速度； (2)求起重机提升重物的功率； (3)若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率，用字母表示，求起重机的提升效率。 18．（2024·陕西·中考真题）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为。（g取，氢燃料的热值为，假设氢燃料完全燃烧） (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ (3)本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$