第06讲 内能的利用（4大题型）-备战2025年中考物理举一反三系列（全国通用）

第06讲 内能的利用 题型一 热机及其工作原理 题型二 热值的相关计算 题型三 热机效率的计算 题型四 能量的转化与转移 课标要求 命题预测 重难点 1.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义 《内能的利用》在中考中多以选择题（一般2分）的形式出现，难度不大。考查情景多结合日常生活或科技应用考察凸透镜成像规律的应用以及通过具体实验情境考察凸透镜成像规律。 1、了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。 2、理解并掌握内燃机的四个冲程的工作原理及其能量转化过程。 3、理解内能在不同形式之间的转化以及能量守恒定律的应用。 4、理解并掌握内能在日常生活和科技领域中的应用实例。 2.从能量转化的角度认识燃料的热值。从能量转化和转移的角度认识效率 3.了解能量及其存在的不同形式。描述不同形式的能量和生产生活的联系。 热机及其工作原理 题型一 【典型例题剖析】 【例1】（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 【中考考点对接】 1、热机：利用内能做功的机械叫热机，热机分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 2、内燃机的工作原理 （1）内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 （2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程对做功冲程起辅助作用，靠飞轮的惯性完成。 （3）做功冲程把内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能。 （4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。 3、汽油机和柴油机区别 （1）构造区别：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 （2）燃料区别：汽油机燃料是汽油，而柴油机燃料是柴油。 （3）工作区别： ①吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气； ②压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气； ③做功冲程：汽油机用火花塞点火（点燃），柴油机用喷油嘴喷油（压燃）。 【解题能力提升】 1.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。 2.汽油柴油机异同，关键先看气缸顶，汽油机用火花塞，柴油机用喷嘴油，汽油压末塞点火，柴油压末喷油雾。 【跟踪变式训练】 【变式1-1】（2024·山东泰安·中考真题）关于下列四幅图的说法中，正确的是（    ） ①如甲图，试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的 ②如乙图，两块表面光滑的铅块紧压后，下方可挂起重物，说明分子间有引力 ③如丙图，燃气推动活塞向下运动，活塞的机械能转化为燃气的内能 ④如丁图，水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变 A．只有①③正确 B．只有①②④正确 C．只有②④正确 D．①②③④都正确 【变式1-2】（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。 【变式1-3】（2023·江苏镇江·中考真题）如图为单缸四冲程汽油机的 冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的压强变 。若该汽油机转速为2400r/min，则它每分钟完成 个如图所示的冲程。 热值的相关计算 题型二 【典型例题剖析】 【例2】（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） 【中考考点对接】 1、热值：1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。 （1）热值单位：J/kg 或J/ m3 （2）公式：Q＝qm 或Q＝qv（q为热值）。 （3）热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少无关。 【解题能力提升】 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，所以只有完全燃烧时，才能用Q=qm或Q=qV计算。 2.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。 【跟踪变式训练】 【变式2-1】（2024·青海·中考真题）与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　） A．酒精的密度比液态甲烷的密度小 B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能 C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大 D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J 【变式2-2】（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2-3】（2024·山东泰安·中考真题）某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了的水，初始水温为42℃，一段时间后水温降至30℃，放出的热量为，已知。求： (1)的大小； (2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与的大小相等。 热机效率的计算 题型三 【典型例题剖析】 【例3】（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。 【中考考点对接】 1、热机效率：热机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。 （1）公式：。 （2）提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③机器零件间保持良好的润滑、减 小摩擦。在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 【解题能力提升】 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。 【跟踪变式训练】 【变式3-1】（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3-2】汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　）    A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【变式3-3】（2024·天津·中考真题）使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 能量的转化与转移 题型四 【典型例题剖析】 【例4】（2024·湖北·中考真题）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气 增大（填能量形式）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外 ，使膨胀机转动，将内能转化为 ，带动发电机产生电能输送至电网。    【中考考点对接】 1、能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 （1）能量及其存在的不同形式（各种不同形式的能量） （2）能量的转化和转移（不同形式间是能量转化，同种形式之间是能量转移） 2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 【解题能力提升】 （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。 【跟踪变式训练】 【变式4-1】（2024·内蒙古包头·中考真题）如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香薰液，一会儿，房间内充满了香气，对这过程分析正确的是（    ） A．蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B．香薰液通过做功增加内能 C．香薰液吸热升华变成香气 D．香气弥漫是扩散现象 【变式4-2】（2024·山西·中考真题）近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．风能和太阳能都属于不可再生能源 B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能 C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能 D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多 【变式4-3】（2024·湖南长沙·中考真题）我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将 能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动 （选填“电动机”或“发电机”）工作，将空气压缩后储存起来：电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。 1．（2024·河南漯河·一模）在实验创新课上，小明和他的小组制作了“水火箭”，如图甲所示。对“水火箭”打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天，图乙是“水火箭”飞行的大致路径，下列说法正确的是（　　） A．往“水火箭”里打气相当于内燃机的做功冲程 B．“水火箭”喷完水后，仍可以向上飞行一段距离是因为惯性的作用 C．若在空中飞行的“水火箭”所受的力全部消失，它一定沿水平方向做匀速直线运动 D．下降过程中，“水火箭”的重力势能转化为动能 2．（2024·内蒙古通辽·模拟预测）“车祸猛于虎”，很多交通事故都是由于超速、超载、疲劳驾驶等原因造成的，对家庭、社会造成巨大伤害。如图所示，大货车由于超速行驶，虽然紧急刹车，仍然追尾前方等红灯的小轿车。事故造成小轿车后备厢受损严重，大货车的前保险杠也发生轻微形变。下列关于本次事故的描述正确的是（　　） A．小轿车比大货车受损严重，是由于碰撞时大货车对小轿车的作用力大于小轿车对大货车的作用力 B．大货车速度过快，刹车后很难停下来是因为受到惯性 C．刹车过程中，地面对车轮的摩擦力改变了大货车的运动状态 D．大货车的发动机一般使用汽油机 3．（2024·湖南郴州·二模）下列关于热现象的说法正确的是（　　） A．固体很难被压缩，说明固体分子间不存在间隙 B．内能和温度有关，0℃以下的物体没有内能 C．四冲程内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能 D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动 4．（2024·湖北随州·一模）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．燃料完全燃烧时，它的热值最大 B．没有燃烧的燃料，热值等于零 C．燃料燃烧时放出的热量，一定比计算值小 D．燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量越多 5．（2024·湖北随州·一模）下列关于能量转化的说法，正确的是（　　） A．甲图中，风力发电将空气的机械能转化为电能 B．乙图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大 C．丙图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D．丁图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能 6．（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。 7．（2024·新疆昌吉·模拟预测）在卡塔尔举行的世界杯上使用了VAR（视频助理裁判技术），利用摄像机镜头跟踪运动员和足球，摄像机镜头是 （选填“凸透镜”或者“凹透镜”），运动员射门时，足球与门框上的镜头靠近时，若以足球为参照物，镜头是 （选填“运动”或“静止”）的，摄像机中足球的像将 （选填“变大”、“不变”或者“变小”）。卡塔尔是世界第一大液化天然气生产和出口国，年产8000万吨液化天然气，能为全球提供 J的能量。（，） 8．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）风力发电机发电时，风机叶片在风力的推动下转动，然后带动发电机发电。输入风机的风能的功率为，发电机1h输出电能约为。若传动装置和齿轮箱的能量损失不计，发电机的效率为，则风机的效率是 。 9．（2024·云南昆明·一模）农历腊月初八那天，家住北方的小华家中准备了美味的腊八粥，隔得很远都能闻到腊八粥的香味，这是因为分子在不停地做 ；他们家使用的是天然气，某次小华烧水，若将质量为3kg、初温为5℃的水刚好加热至沸腾，该过程中完全燃烧了天然气，则天然气完全燃烧产生的热量为 J；天然气灶的效率为 。[已知，，该地为标准大气压]。 10．（2024·山东聊城·二模）北京2022年冬奥会成功申办，冰雪运动越来越受到人们的喜爱，如图所示是一款雪地摩托，其净重为160kg，静止时与地面接触的总面积为，当其以最大功率75kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达100km/h。（g=10N/kg） (1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少？ (2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？ (3)该车发动机为一款单缸4冲程汽油机，若其效率为25%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶69min，需要多少千克汽油？（汽油的热值为） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第06讲 内能的利用 题型一 热机及其工作原理 题型二 热值的相关计算 题型三 热机效率的计算 题型四 能量的转化与转移 课标要求 命题预测 重难点 1.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义 《内能的利用》在中考中多以选择题（一般2分）的形式出现，难度不大。考查情景多结合日常生活或科技应用考察凸透镜成像规律的应用以及通过具体实验情境考察凸透镜成像规律。 1、了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。 2、理解并掌握内燃机的四个冲程的工作原理及其能量转化过程。 3、理解内能在不同形式之间的转化以及能量守恒定律的应用。 4、理解并掌握内能在日常生活和科技领域中的应用实例。 2.从能量转化的角度认识燃料的热值。从能量转化和转移的角度认识效率 3.了解能量及其存在的不同形式。描述不同形式的能量和生产生活的联系。 热机及其工作原理 题型一 【典型例题剖析】 【例1】（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B符合题意； C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意； D．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。 故选B。 【中考考点对接】 1、热机：利用内能做功的机械叫热机，热机分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 2、内燃机的工作原理 （1）内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 （2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程对做功冲程起辅助作用，靠飞轮的惯性完成。 （3）做功冲程把内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能。 （4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。 3、汽油机和柴油机区别 （1）构造区别：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。 （2）燃料区别：汽油机燃料是汽油，而柴油机燃料是柴油。 （3）工作区别： ①吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气； ②压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气； ③做功冲程：汽油机用火花塞点火（点燃），柴油机用喷油嘴喷油（压燃）。 【解题能力提升】 1.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。 2.汽油柴油机异同，关键先看气缸顶，汽油机用火花塞，柴油机用喷嘴油，汽油压末塞点火，柴油压末喷油雾。 【跟踪变式训练】 【变式1-1】（2024·山东泰安·中考真题）关于下列四幅图的说法中，正确的是（    ） ①如甲图，试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的 ②如乙图，两块表面光滑的铅块紧压后，下方可挂起重物，说明分子间有引力 ③如丙图，燃气推动活塞向下运动，活塞的机械能转化为燃气的内能 ④如丁图，水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变 A．只有①③正确 B．只有①②④正确 C．只有②④正确 D．①②③④都正确 【答案】B 【详解】①如甲图，酒精灯给水加热，水吸收热量，是通过热传递的方式使试管内的水内能增大，故①正确； ②分子间同时存在相互作用的引力和斥力，如乙图，两块表面光滑的铅块紧压后，下方可挂起重物，说明分子间有引力，故②正确； ③如丙图，燃气推动活塞向下运动，是做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能，故③错误； ④如丁图，用酒精灯给水加热，水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变，故④正确。 故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式1-2】（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。 【变式1-3】（2023·江苏镇江·中考真题）如图为单缸四冲程汽油机的 冲程，该冲程活塞移动时，汽缸内燃料混合气体的压强变 。若该汽油机转速为2400r/min，则它每分钟完成 个如图所示的冲程。 【答案】 压缩 大 1200 【详解】[1][2]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”，由图可知活塞向上运动，两气门关闭，因此是压缩冲程；压缩冲程过程中，汽缸内部体积变小，压强变大。 [3]热机完成一个工作循环中，飞轮转动2圈，完成压缩冲程1个，若该汽油机转速是2400r/min，表示每分钟飞轮转动2400圈，它每分钟完成1200个压缩冲程。 热值的相关计算 题型二 【典型例题剖析】 【例2】（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） 【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 【中考考点对接】 1、热值：1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。 （1）热值单位：J/kg 或J/ m3 （2）公式：Q＝qm 或Q＝qv（q为热值）。 （3）热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少无关。 【解题能力提升】 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，所以只有完全燃烧时，才能用Q=qm或Q=qV计算。 2.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。 【跟踪变式训练】 【变式2-1】（2024·青海·中考真题）与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　） A．酒精的密度比液态甲烷的密度小 B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能 C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大 D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J 【答案】D 【详解】A．液态甲烷密度约为0.42×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故A错误； B．液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故B错误； C．酒精的密度比液态甲烷的密度大，根据，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故C错误； D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为 故D正确。 故选D。 【变式2-2】（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2-3】（2024·山东泰安·中考真题）某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了的水，初始水温为42℃，一段时间后水温降至30℃，放出的热量为，已知。求： (1)的大小； (2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与的大小相等。 【详解】（1）放出的热量 Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×6×103kg×(42℃-30℃)=3.024×108J （2）天然气放出的热量 Q放=Q=3.024×108J 天然气的体积 热机效率的计算 题型三 【典型例题剖析】 【例3】（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。 【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 【中考考点对接】 1、热机效率：热机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。 （1）公式：。 （2）提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③机器零件间保持良好的润滑、减 小摩擦。在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 【解题能力提升】 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。 【跟踪变式训练】 【变式3-1】（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3-2】汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　）    A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【答案】A 【详解】A．如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率为 η=100%-6%-30%-36%=28% 故B错误； CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。 故选A。 【变式3-3】（2024·天津·中考真题）使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 【详解】解：（1）水吸收的热量为 （2）该热水器的热效率为 答：（1）水吸收的热量为6.3×105J； （2）该热水器的热效率为87.5%。 能量的转化与转移 题型四 【典型例题剖析】 【例4】（2024·湖北·中考真题）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气 增大（填能量形式）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外 ，使膨胀机转动，将内能转化为 ，带动发电机产生电能输送至电网。    【答案】 内能 做功 机械能 【详解】[1] 在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，对空气做功，使空气内能增大。 [2][3] 在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对膨胀机做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能，带动发电机产生电能输送至电网。 【中考考点对接】 1、能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 （1）能量及其存在的不同形式（各种不同形式的能量） （2）能量的转化和转移（不同形式间是能量转化，同种形式之间是能量转移） 2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 【解题能力提升】 （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。 【跟踪变式训练】 【变式4-1】（2024·内蒙古包头·中考真题）如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香薰液，一会儿，房间内充满了香气，对这过程分析正确的是（    ） A．蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B．香薰液通过做功增加内能 C．香薰液吸热升华变成香气 D．香气弥漫是扩散现象 【答案】D 【详解】A．蜡烛燃烧过程中将化学能转化为内能，故A错误； B．做功和热传递是改变内能的两种方法，香蕉液通过热传递增加内能，故B错误； C．物质由固态直接变为气态的过程叫升华，香蕉液吸热汽化变为香气，故C错误； D．香气弥漫说明分子永不停息地做无规则运动，是扩散现象，故D正确。 故选D。 【变式4-2】（2024·山西·中考真题）近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．风能和太阳能都属于不可再生能源 B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能 C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能 D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多 【答案】D 【详解】A．风能和太阳能都是自然界源源不断从自然界获得的能源，是可再生能源，故A错误； B．用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处，重物上升，电能转化为机械能，故B错误； C．用电高峰时，重物下降带动发电机发电，重物下降，机械能转化为电能，故C错误； D．重物质量一定，井越深，重物被提升的高度越大，重物具有的机械能越多，能储存的电能越多，故D正确。 故选D。 【变式4-3】（2024·湖南长沙·中考真题）我市积极探索建立绿色能源体系，在阳光充足的地方铺设光伏发电板，将 能转化为电能。电能充足时，利用富余的电能驱动 （选填“电动机”或“发电机”）工作，将空气压缩后储存起来：电能不足时，再利用压缩空气发电，充分发挥新能源的利用价值。 【答案】 光/太阳 电动机 【详解】[1]光伏发电板接收太阳能，将太阳能转化为电能。 [2]压缩空气时需要对空气做功，而压缩机是将电能转化为机械能，所以电能充足时，利用富余的电能驱动电动机工作。 1．（2024·河南漯河·一模）在实验创新课上，小明和他的小组制作了“水火箭”，如图甲所示。对“水火箭”打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天，图乙是“水火箭”飞行的大致路径，下列说法正确的是（　　） A．往“水火箭”里打气相当于内燃机的做功冲程 B．“水火箭”喷完水后，仍可以向上飞行一段距离是因为惯性的作用 C．若在空中飞行的“水火箭”所受的力全部消失，它一定沿水平方向做匀速直线运动 D．下降过程中，“水火箭”的重力势能转化为动能 【答案】D 【详解】A．往“水火箭”里打气，对气体做功，机械能转化为内能，相当于内燃机的压缩冲程，故A错误； B．惯性是物体的属性，不是力不能说作用，故B错误； C．“水火箭”在空中飞行的过程中，若它所受的力全部消失，它会沿着力消失时的运动方向做匀速直线运动，不一定是水平方向，故C错误； D．下降过程中，“水火箭”的高度变小，速度增大，“水火箭”的重力势能转化为动能，故D正确。 故选D。 2．（2024·内蒙古通辽·模拟预测）“车祸猛于虎”，很多交通事故都是由于超速、超载、疲劳驾驶等原因造成的，对家庭、社会造成巨大伤害。如图所示，大货车由于超速行驶，虽然紧急刹车，仍然追尾前方等红灯的小轿车。事故造成小轿车后备厢受损严重，大货车的前保险杠也发生轻微形变。下列关于本次事故的描述正确的是（　　） A．小轿车比大货车受损严重，是由于碰撞时大货车对小轿车的作用力大于小轿车对大货车的作用力 B．大货车速度过快，刹车后很难停下来是因为受到惯性 C．刹车过程中，地面对车轮的摩擦力改变了大货车的运动状态 D．大货车的发动机一般使用汽油机 【答案】C 【详解】A．小轿车比大货车受损严重是因为小轿车比大货车硬度小，碰撞时大货车对小轿车的作用力等于小轿车对大货车的作用力，故A错误； B．大货车速度过快，刹车后很难停下来是因为它具有惯性，要保持原来的运动状态，故B错误； C．力是改变物体运动状态的原因，刹车过程中，地面对车轮的摩擦力改变了大货车的运动状态，使大货车减速，故C正确； D．大货车的发动机一般使用柴油机，故D错误。 故选C。 3．（2024·湖南郴州·二模）下列关于热现象的说法正确的是（　　） A．固体很难被压缩，说明固体分子间不存在间隙 B．内能和温度有关，0℃以下的物体没有内能 C．四冲程内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能 D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动 【答案】C 【详解】A．固体很难被压缩，说明固体分子间存在相互作用的斥力，故A错误； B．内能和温度有关，同一物体温度越低内能越小，但是不同温度下，分子都在永不停息地做无规则运动，0℃以下的物体也具有内能，故B错误； C．四冲程内燃机的压缩冲程中，活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，温度升高，是将机械能转化为内能，故C正确； D．扫地时尘土飞扬是灰尘的机械运动，不是因为分子在不停地做无规则运动，故D错误。 故选C。 4．（2024·湖北随州·一模）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．燃料完全燃烧时，它的热值最大 B．没有燃烧的燃料，热值等于零 C．燃料燃烧时放出的热量，一定比计算值小 D．燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量越多 【答案】C 【详解】AB．热值是燃料的一种特性，与燃料种类有关，与燃料的质量和燃烧程度无关，故AB错误； C．在燃料燃烧的过程中，由于各种原因不能完全燃烧，所以放出的热量比计算值小，故C正确； D．燃料燃烧时放出的热量与燃烧程度和燃烧的质量有关，与燃料燃烧时的温度高低无关，燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量不一定越多，故D错误。 故选C。 5．（2024·湖北随州·一模）下列关于能量转化的说法，正确的是（　　） A．甲图中，风力发电将空气的机械能转化为电能 B．乙图中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大 C．丙图中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D．丁图中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能 【答案】A 【详解】A．风力发电是将机械能转化为电能，即将空气的动能转化为电能，故A正确； B．拉开的弹弓发生了弹性形变，具有弹性势能，当放开石子时，弹性势能转化为石子的动能，弹性势能变小，故B错误； C．当飞船着陆时，质量不变，速度减小，则动能减小；质量不变，高度越来越小，则重力势能减小，即机械能减小，故C错误； D．汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，速度和高度也不变，所以汽车的动能和重力势能都不变，故D错误。 故选A。 6．（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 7．（2024·新疆昌吉·模拟预测）在卡塔尔举行的世界杯上使用了VAR（视频助理裁判技术），利用摄像机镜头跟踪运动员和足球，摄像机镜头是 （选填“凸透镜”或者“凹透镜”），运动员射门时，足球与门框上的镜头靠近时，若以足球为参照物，镜头是 （选填“运动”或“静止”）的，摄像机中足球的像将 （选填“变大”、“不变”或者“变小”）。卡塔尔是世界第一大液化天然气生产和出口国，年产8000万吨液化天然气，能为全球提供 J的能量。（，） 【答案】 凸透镜 运动 变大 【详解】[1]摄像机镜头相当于一个凸透镜，成倒立、缩小的实像；足球向门框上镜头靠近的过程中，物距变小，像距变大，像变大。 [2]足球为参照物，镜头与足球之间发生了变化，所以是运动的。 [3]足球与门框上的镜头靠近时，物距变小，像距变大，像变大。 [4]由得，年产8000万吨液化天然气的体积 天然气完全燃烧后产生的能量为 8．（2024·辽宁鞍山·模拟预测）风力发电机发电时，风机叶片在风力的推动下转动，然后带动发电机发电。输入风机的风能的功率为，发电机1h输出电能约为。若传动装置和齿轮箱的能量损失不计，发电机的效率为，则风机的效率是 。 【答案】 【详解】1h风机输出给发电机的能量为W，则 输入风机的风能的功率为 则1h输入风机的风能为 所以风机的效率 9．（2024·云南昆明·一模）农历腊月初八那天，家住北方的小华家中准备了美味的腊八粥，隔得很远都能闻到腊八粥的香味，这是因为分子在不停地做 ；他们家使用的是天然气，某次小华烧水，若将质量为3kg、初温为5℃的水刚好加热至沸腾，该过程中完全燃烧了天然气，则天然气完全燃烧产生的热量为 J；天然气灶的效率为 。[已知，，该地为标准大气压]。 【答案】 无规则运动 28.5% 【详解】[1]我们闻到腊八粥的香味，这是因为腊八粥的分子在不停地做无规则运动，这种运动使得香味分子能够扩散到空气中，被我们嗅到。 [2]根据燃料完全燃烧放热公式Q放​=Vq，得到天然气完全燃烧产生的热量 [3]根据吸热公式，得到水吸收的热量 天然气灶的效率定义为水吸收的热量与天然气完全燃烧产生的热量之比，即 10．（2024·山东聊城·二模）北京2022年冬奥会成功申办，冰雪运动越来越受到人们的喜爱，如图所示是一款雪地摩托，其净重为160kg，静止时与地面接触的总面积为，当其以最大功率75kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达100km/h。（g=10N/kg） (1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少？ (2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？ (3)该车发动机为一款单缸4冲程汽油机，若其效率为25%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶69min，需要多少千克汽油？（汽油的热值为） 【详解】（1）解：雪地摩托的重力静止时对水平地面的压力为 雪地摩托静止时对水平地面的压强为 （2）题可知最大功率75kW，最高速度可达100km/h，由公式可得 因为在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶，由牛顿第二定律可得 （3）根据可得，该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶69min所做的功 根据可得，汽油完全燃烧放出的热量 根据可得，汽油的质量 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$