2025年中考物理一轮复习备考考点突破：内能的利用实验、计算题

2025年中考物理一轮复习备考考点突破：内能的利用实验、计算题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图1和2所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 前后温度 煤油 菜籽油 加热前的水温/℃ 25 25 燃料燃尽后的水温/℃ 44 34 (1)为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量相同。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整： ①小辉认为实验中是直接用 来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同； ②小明认为因为探究过程中他们采用了 法，所以只有燃料的 不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的 就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化小的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同； ③你认为 （小明/小辉）的想法更合理； (2)根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是 ； (3)小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。并由记录的数据，利用公式Q吸=cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量。小辉想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是 的（可靠/不可靠）。 2．如图所示，甲、乙、丙三个装置完全相同，加热器内燃料的质量都相等且充足，烧杯内液体的质量、初温相同。 （1）若探究“质量相等的不同燃料燃烧时放出热量”，应选择 两图进行实验；该实验过程中，燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较 （选填“温度计的示数”或“加热时间”）来判断的； （2）若探究“不同物质吸热升温的特点”，应选择 两个图进行实验；该实验过程中，下列做法和要求中需要注意的有哪些 。 A．选用相同的烧杯 B．烧杯中分别装入相同体积的不同液体 C．相同质量的燃料 D．尽量使用外焰加热 3．如图所示，A、B、C三个实验装置 完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同． （1）为了比较不同燃料的热值应选择 两个装置，为了比较不同物质的比热容应选择 两个装置（选填装置序号A、B、C）； （2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计的 来比较燃料燃烧放出热量的多少． 质量的燃料完全燃烧后放出热量越多的，热值越 ． （3）比较不同物质的比热容的实验时，比较相同质量的不同物质，吸收 热量后，温度升高的越多的，比热容越 ． 4．为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验。实验装置完全相同。燃料的质量，烧杯内水的初温、质量也都相同。实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。 （1）实验中还应控制燃料燃烧的 （选填“时间”或“质量”）相同； （2）燃料烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图象如图丙所示．由此可知，燃料1燃烧10min放出的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2燃烧15min放出的热量； （3）燃料1与燃料2的热值之比为 ． （4）燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的 倍。 5．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分钟记录了杯中水的温度（见下表）． 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（在甲图中）：先调整固定 的位置，再调整固定 的位置（选填“A”或“B”）．     （2）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 ．      （3）通过表中记录本的数据，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？ ． 6．现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题： （1）如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整，① ；② ；③ ；④ ； （2）如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是 能转化为 能，图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的 冲程； （3）单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是 冲程； （4）我们发现热机工作时，一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水 的特性，这是采用 的方式来减小汽缸的内能。的． 7．在探究“燃料热值与燃料种类关系”的实验中，组装了甲、乙两套实验装置，如图所示，每隔1分钟记录一次烧杯中的水温度。 （1）为了保证实验结论的可靠性，实验时应控制两灯具内所盛酒精和煤油的质量相同，两个相同的烧杯内盛有初温和质量相同的水； （2）通过观察水温的高低，由此判断两种燃料的热值大小。当两灯的燃料完全燃烧后，甲装置中水温度为80℃，乙装置中水温度为90℃，由此可以初步判断 （选填“酒精”或“煤油”）的热值更大一些； （3）根据计算出水吸收的热量，再根据Q=mq计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”或“偏小”），理由是： 。 8．根据所学知识完成实验：     （1）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关系。实验时，他组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，点燃两盏油灯，并每隔1min记录了杯中水的温度（见下表）： 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甲图中，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是： （选填“先A后B”或“先B后A”）； ②为保证实验结论的可靠性，实验时，除了两套实验装置相同外，还需要控制相同的有： 、 ； 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 ； （2）如图所示为四缸发动机工作原理，内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。 排量 2.0L 输出功率 120kW 转速 6000r/min ①发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时发生的能量转化是： ；（选填“机械能转化为内能”或“内能转化为机械能”） ②有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长），转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数，则该发动机单缸排量V= L；在每个做功冲程里，发动机做功W= J。 二、计算题 9．酒精的热值q酒精＝3×107J/kg，现有28g酒精，请计算完全燃烧释放的热量为多少？ 10．小高家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg，她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。 (1)若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少? (2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg?（液化石油气的热值是） 11．桂林着力打造广西风电基地，预计到“十二五”期末，全市建成的风电装机容量达到100万千瓦．如图，风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动，继而带动发电机工作输出电能．若风力发电机，每片风叶质量为6t，长为40m．下表给出了1kg空气在不同风速下速度（ν）与动能（E）的关系：（空气密度取1.2kg/m3） 动能E（J） 10 20 30 40 50 风速v（m/s） 2 4 6 8 10 （1）当风速为6m/s时, 每千克空气具有的动能是多少焦耳？ （2）如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能，则1000台这样的风力发电机，一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量？（一年工作时间按3000h计算，煤的热值为3×107J/kg） （3）当风速为10m/s时, 若风力发电机风轮正面迎风，这台发电机每秒钟能对外提供3.8×105J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？ 12．王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水．铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．如果木炭的热值为3.4×107J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收．求： （1）在这个过程中水吸收的热量； （2）在这个过程中用掉多少木炭． 13．一辆汽车的牵引力为500N，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了9.2×104m，消耗了汽油4kg。求： （1）汽车牵引力做的功； （2）4kg汽油完全燃烧放出的热量（q汽油=4.6×107J/kg）； （3）该汽车发动机的效率； （4）若其他条件不变，如果能把汽车发动机的效率提高到30%，汽车在该路段节约的汽油质量约是多少（结果保留1位小数）。 14．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图.汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况.该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗汽油1.5L .假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30% ,那么,在这段运动过程中, (汽油的密度为0.8×103kg/m3 ,汽油的热值为4.5×107 J/kg)求: （1）汽油完全燃烧放出的热量; （2）汽车行驶时受到的阻力. （3）汽车的输出功率. 15．一辆汽车牵引力是4×103N，行驶10km消耗3kg汽油，这辆汽车的效率是多少?已知汽油的热值q=4.6×107J／kg。 16．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积取S=3.0×10-3m2，活塞冲程长度为L=5cm，做功冲程燃气的平均压强为p=1.0×106Pa，活塞以n=2400r/min做往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次。 (1)汽油机在此工作状态下的功率是多少？ (2)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（保留一位小数，q汽=4.6×107J/kg、不计摩擦） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理一轮复习备考考点突破：内能的利用实验、计算题》参考答案 1． 水温升高的多少 控制变量 种类 散热 小明 煤油 不可靠 【详解】(1)①[1]水吸收热量后温度的变化，与吸热的多少及质量有关，所以还要控制两杯水的质量相等；质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。 ②[2][3][4]要探究不同燃料热值的大小，应使其它条件相同，只有燃料的种类不同，即用到控制变量法；根据热传递的条件，水温与周围环境温度相差越大，越容易发生热传递，若水的初温不同，便可造成水的散热情况不同，所以实验中应控制水的初温相同。 ③[5]由上分析知，小明的分析更加合理。 (2)[6]根据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，使用煤油加热的水温升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值较大。 (3)[7]在实验过程中，燃油不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收，同时水也会向外散热，所以不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量，计算结果不准确。 2． 乙、丙 温度计的示数 甲、乙 AD 【详解】（1）[1][2]为了比较不同燃料燃烧时放出热量，要选择不同燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，由可知，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值的大小，应选择乙和丙两图进行实验。 （2）[3]为了比较不同物质吸热升温的特点，需要燃烧相同的燃料，使两种物质相同时间内吸收相同的热量，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和乙两图进行实验。 [4]实验过程中，为得到正确的结论，必须选择相同的烧杯，防止因为烧杯的吸热和导热不同而产生较大的影响；烧杯中分别装入相同质量的不同液体，不是相同体积；探究“不同物质吸热升温的特点”时，燃料的质量不一定要相同，足够燃烧就可以；用酒精灯加热时要尽量使用外焰加热；故BC不符合题意，AD符合题意。 故选AD。 3． BC AB 示数变化 相同 大 相同 小 【详解】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择B和C两图进行实验；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择A和B两图进行实验；(2) 在“比较不同燃料的热值”的实验中，燃料燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应；据q＝可知，相同质量的燃料完全燃烧后放出热量越多的，热值越大．（3）比较不同物质的比热容的实验时，相同质量的不同物质，吸收相同热量后，据c＝可知，温度升高的越多的，比热容越小． 【点睛】（1）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；（2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系． 4． 质量 大于 8∶3 4 【详解】（1）[1]在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中，还应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数变化来比较燃料燃烧放出热量的多少。 （2）[2]读图丙可知，燃料燃烧完时，甲图中水升温更多，说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。 （3）[3]实验中忽略热量的散失，且两杯水的质量、比热容均相同，则由公式可得，燃料1虽然燃烧了10分钟，但是5分钟的时候已经让水达到了沸腾，所以完全燃烧相同燃料，二者放出的热量之比为 燃料的质量相同，由公式Q=qm可得，燃料1与燃料2的热值之比为 （4）[4]由图可得，两种燃料完全燃烧完所用的时间之比为 放出热量之比为8∶3，则燃烧率之比为 所以燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的4倍。 5． B A 水的质量 初温相同 酒精 不可靠 因为：一燃烧时不能保证燃料完全燃烧；二是火焰的内能会大量散发到空气中，即燃料燃烧释放的内能只有一部分被水吸收，所以根据水吸收的热量计算热值是不可靠的． 【详解】(1)使用酒精灯加热的实验中在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是从下到上，所以先调整固定B的位置，再调整固定A的位置． (2)根据控制变量的思想，为了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：相同的加热时间，水的质量和初温相同． (3)通过表中记录的数据，两种燃料燃烧相同时间时，甲杯的温度升高的更高，所以酒精的热值更大一些． (4)根据实验过程只能粗略的比较热值的大小，要计算出热值是不可靠的，因为：一燃烧时不能保证燃料完全燃烧；二是火焰的内能会大量散发到空气中，即燃料燃烧释放的内能只有一部分被水吸收，所以根据水吸收的热量计算热值是不可靠的． 6． 压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能 内 机械 做功 惯性 做功 比热容大 热传递 【详解】（1）[1][2][3][4]内燃机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程(压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能)、做功冲程(做功冲程高温高压的燃气推动活塞对活塞做功，将内能转化为机械能)、排气冲程。 （2）[5][6][7]当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；此过程的能量转化关系是内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程类似。 （3）[8][9]在内燃机的做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，而吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的。 （4）[10][11]一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是因为水的比热容相对较大，所以在质量相同的情况下可以吸收更多的热量，这是采用热传递的方式来减小汽缸的内能的。 7． 煤油 偏小 燃料燃烧放出的热量未被水完全吸收 【详解】（2）[1]当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃，由知道，煤油灯加热的那杯水吸热多，说明在质量相同时煤油放出的热量较多，由Q放=mq知道，煤油的热值大于酒精的热值。 （3）[2][3]由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以煤油燃烧放出的热量大部分未被水吸收或煤油燃烧不充分等，则由知道，计算出水吸收的热量偏小，由Q放=mq知道，计算出的煤油的热值偏小。 8． 先B后A 煤油和菜籽油的质量相同 水的质量相同 煤油 内能转化为机械能 0.5 600 【详解】（1）[1]①为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，使温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底。 [2][3]②探究煤油和菜籽油的热值关系，要采用质量相同的煤油和菜籽油完全燃烧去加热相同质量的水，通过观察水温度的变化比较煤油和菜籽油热值的大小。 [4]③分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，说明甲酒精灯燃烧产生的热量多，所以煤油的热值大。 （2）[5]①在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀对活塞做功，燃气将内能转化为活塞的机械能。 [6]②由于四缸总排量为2.0L，单缸排量 [7]由，所以发动机在1s内做功 发动机有四个缸同时工作，每个缸1s内做功 又因为转速为6000r/min，即100r/s，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，所以1s内做功次数为50次。因此在每个做功冲程里，发动机做功 9．8.4×105J 【详解】根据热值计算公式可知，酒精完全燃烧所释放的热量为 答：完全燃烧0.028kg的酒精放出热量为。 10．(1) (2)0.3kg 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，则液化石油气放出的热量为 每天可节约液化石油气为 11．（1）30J （2）4.32×107kg （3）12.6％ 【详解】试题分析：（1）由表格中的数据可知，当风速为6m/s时, 每千克空气具有的动能是30J． （2）1000台这样的风力发电机，一年获得的电能， 需要完全燃烧煤的质量． （3）每秒钟通过风轮的空气质量， 空气的动能， 它将风能转化为电能的效率． 考点：动能  电能   热值   能量转化的效率 12．（1）1.68×106J（2）0.49kg 【详解】（1）吸收的热量 Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(98℃﹣18℃)=1.68×106J； （2）由η=得： Q放==1.68×107J， 由Q放=mq得，需要的木炭： m==0.49kg． 答：（1）在这个过程中水吸收1.68×106J的热量； （2）在这个过程中用掉0.49kg木炭． 13．（1）4.6×107J；（2）1.84×108J；（3）25%；（4）0.7kg 【详解】解：（1）汽车牵引力做的功 （2）汽油完全燃烧放出的热量是 （3）该汽车发动机的效率 （4）已知汽车所做的功相同，把汽车发动机的效率提高到30%时，汽油燃烧放出的热量为 需要的汽油质量为 节约的汽油质量为 答：（1）汽车牵引力做的功； （2）4kg汽油完全燃烧放出的热量； （3）该汽车发动机的效率； （4）汽车在该路段节约的汽油质量约是。 14．(1) 5.4×107J；(2)2025N；(3) 4.05×104W 【分析】(1)根据ρ=求出消耗汽油的质量；利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量； (2)利用效率公式η=的变形公式W=ηQ放可求出牵引力做的功；知道前进的距离，利用公式W=Fs求出汽车的牵引力，知道汽车做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，可求阻力； (3)知道前进的距离，利用t=求出汽车运动的时间，利用P=即可求出功率． 【详解】(1)由ρ=得，消耗汽油的质量为： m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3 m3=1.2kg； 汽油完全燃烧放出的热量： Q放=mq=1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J； (2)由η=得，汽油机的有用功： W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J； 由W=Fs得汽车发动机的牵引力： F===2025N， 汽车受到的阻力： f=F=2025N； (3)由v=得，汽车运动的时间： t===h=400s， 汽车的输出功率： P===4.05×104W． 答：(1)汽油完全燃烧放出的热量为5.4×107J； (2)汽车受到的阻力为2025N； (3)该汽车的输出功率为4.05×104W． 15．29% 【详解】根据题意可知 s=10km=104m 则，根据功的计算式可得 W=Fs=4000N×104m=4×107J 3kg汽油完全燃烧放出的热量 Q放=qm=4.6×107J/kg×3kg=1.38×108J 则效率 η=×100%=×100%≈29% 答：这辆车的效率是29%。 16．(1)3000W；(2)19.6% 【详解】(1) 汽油机做功冲程，做一次功是 n=2400r/min，则1min转2400r，则1s转了40r，则1s做功次数为30次，故1s做的总功为 汽油机在此工作状态下的功率是 (2)如果此工作状态下，每分钟做的功是 工作状态下20g汽油完全燃烧释放的热量是 内能转化为机械能的效率 汽油机把内能转化为机械能的效率是19.6%。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$