专题05：内能及其利用-备战2025年中考物理精选考点专练(知识清单＋基础＋拔高)

专题05 内能及其利用(速记手册) 考点1　分子动理论 内容 要点 物质的构成 常见的物质是由极其微小的粒子——分子和原子构成的，原子是由________与绕核运动的________组成的。分子很小，人们通常以nm为单位来度量分子。 分子热运动 定义 因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动。 特点 一切物质的分子都在不停地做无规则运动。温度越________，分子热运动越剧烈。 扩散现象 定义 不同物质在相互接触时________________对方的现象。 说明 ________________________________，分子间存在________。 影响因素 扩散现象跟温度有关，温度越高，扩散进行得越________。 示例 “酒香不怕巷子深”、“蝴蝶嗅到花香”、“墙角放煤，日久变黑”、“桂花飘香”。 分子间的作用力 分子间存在引力，如被紧压在一起的铅柱很难被分开，分子间还存在斥力，如“破镜”无法“重圆”。 分子间的特点 当固体被压缩时，作用力表现为斥力。 当固体被拉伸时，作用力表现为引力。 如果分子间相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。 分子动理论 常见的物质是由________________________组成的。 一切物质的________都在________地________________。 分子间存在相互作用的________力和________力。 考点2　内能 内容 要点 内能 分子动能 构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。 分子势能 由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能，这种势能叫分子势能。 定义 构成物体的所有分子，其热运动的______与______的总和叫物体的内能。 影响因素 物体的内能与温度和质量有关，一切物体在任何情况下都有内能。 改变方式 热传递 做功 实质 内能的________。 机械能和内能的相互______。 示例 煮饭、热水袋取暖 钻木取火、搓手取暖 说明 条件：物体间存在________；规律：高温物体放出热量，内能________，温度________；低温物体吸收热量，内能________，温度________。 做功改变内能的两种情况：对物体做功，物体内能________；物体对外做功，内能________。 联系 做功和热传递改变内能是等效的，没有看到改变内能的具体过程，就无法判断物体内能改变的原因。 热量 概念 在热传递过程中，传递________的多少叫热量，用Q表示。 单位 焦耳(符号：________) 温度、热量和内能的关系 1.温度是一个状态量，通常用“是”“物体的”等词描述。物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热； 2．热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”“放出”等词修饰，不能用“有”“含有”“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，如晶体熔化、液体沸腾的过程； 3．内能是一个状态量，通常用“物体的”“物体有”等词修饰．物体内能增加，不一定是吸收了热量。物体内能增加，温度不一定升高。 考点3　比热容　 物理意义 描述物质吸热本领的物理量。 定义 某种物质，在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的________与它的________和升高(或降低)________的乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 公式 c＝________ 单位 焦耳每千克摄氏度，符号是________。 水的比热容及意义 水的比热容是________________，它表示的物理意义是：质量为1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时，吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。 水的比热容的应用 制冷剂、散热剂、调节气候。 补充 （1）吸热公式：Q吸＝________________； （2）放热公式：Q放＝________________。其中c表示比热容，m表示物体的质量，t0表示初温，t表示变化后的温度即末温。 （3）比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关。 考点4　热值 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。 单位 ________________，符号是________或________。 公式 q＝或q＝ 理解 酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示：________________________________________。 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。 考点5　热机 热机 定义 把________能转化为________能的机器。 原理 种类 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 内燃机 定义 燃料在气缸内燃烧产生动力的热机。 分类 汽油机和柴油机。 热机工作过程 每个工作循环分为四个冲程：________冲程、________冲程、________冲程和________冲程。 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________来完成的。 压缩冲程中，___________转化为__________，做功冲程中，_______________转化为________________。 热机效率 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。 公式 η＝×100% 能量流向 燃料完全燃烧放出的能量E的流向有：废气带走的能量E1、机械损失的能量E2、散热损失的能量E3、做有用功的能量E4。 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。 考点5　能量的转化和守恒 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________。 说明 （1）能量的转化和转移都是具有方向性的； （2）能量的转化是通过物体做功来实现的，能量的转化过程中，能量的形式发生了改变；（3）能量的转移过程中能量的形式没有发生变化； （4）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。 实验1　比较不同物质的吸热能力 1．实验器材：铁架台、烧杯、水、食用油、________、________________、酒精灯、搅拌器等。 2．实验方法：________________和________。 3．实验现象： （1）质量相同的水和食用油，加热相同的时间，升高的温度不同。 （2）质量相同的水，加热不同的时间，升高的温度不同。 4．实验结论： （1）质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量________。 （2）质量相等的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量________。 5．问题探究： （1）怎样得到质量相同的不同液体？ ________________________________________________________________________。 （2）怎样确定水和食用油吸收了相同的热量？ ________________________________________________________________________。 （3）为什么要让烧杯、温度计、搅拌器的规格都相同？ ________________________________________________________________________。 （4）实验中，搅拌器的作用是什么？ ________________________________。 （5）还可以用什么方法比较不同物质的吸热能力？ ________________________________________________________________________。 基础检测(限时30min) 一、单选题 1．“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食，凉面的口感、香气深受人们喜欢，下列说法正确的是（　　） A．油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力 B．香气四溢，表明分子在不停地做热运动 C．凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙 D．吃一口凉面，只有几个分子进入口中 2．随州的气候适宜兰草的生长，兰花盛开时，吸引了大量游客前来观赏，很远就能闻到兰花的香味。走进观看，甚至会看到兰花的叶片上挂着晶莹的露珠。下列说法中正确的是（　　） A．兰花的叶片上出现露珠，是因为叶片的温度高于外界的气温 B．晶莹的露珠到中午消失不见是液化现象，需要吸热 C．花香四溢不属于扩散现象 D．一般来说兰花中午比晚上更香，其中一个原因是温度越高，分子热运动越剧烈 3．小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　） A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高 C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能 4．2023年1月1日起，国内全面推行国六B汽油，相比国六A汽油，国六B汽油烯烃（碳氢元素组成的化合物）含量降低约3%，因此汽车发动机工作时，能有效减少尾气中污染物的排放。图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法正确的是（　　）    A．更换国六B汽油，发动机效率就可达到100% B．更换国六B汽油，发动机积碳会增多 C．该冲程为压缩冲程，机械能转化为内能 D．该冲程中气缸内压强减小 二、多选题 5．2023年5月10日，“天舟六号”货运飞船由“长征七号”遥七运载火箭发射成功，进入预定轨道后太阳能帆板顺利展开工作；“天舟六号”顺利完成状态设置后，与空间站“天和”核心舱成功对接，转入组合体飞行段，如图所示；此次，“天舟六号”带去了70kg的新鲜水果等物资，同时为空间站补加了推进剂。下列说法正确的是（　　）    A．为“天舟六号”提供电能的太阳能帆板，主要是由半导体材料制成的 B．在组合体飞行段，以“天和”核心舱为参照物“天舟六号”是静止的 C．水果从地面经“天舟六号”运送到“天和”核心舱，质量会变得很小 D．使用液氢作为推进剂的燃料，是因为液氢具有热值大和无污染等特点 三、填空题 6．工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过 的方式增加的，用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的 冲程相同。 7．淡水资源的短缺已越来越成为制约社会发展的重要因素，从海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义。用什么方法能除去海水中的盐得到淡水？小明进行了如图所示的实验，向大试管中加入的食盐水，组装好器材后，用酒精灯加热，一会儿看到小试管内出现淡化后的水。则加入的食盐水质量为 g；当食盐水从升高到的过程中，吸收的热量约为 J（不考虑食盐水质量的改变）。在淡化过程中，水蒸气变成水是 现象(填物态变化名称)。[食盐水比热容近似为，食盐水的密度取]    8．压缩空气动力车。 （1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该现象说明力的作用是 ；还说明力可以改变物体的 。    （2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 （进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度 。 9．热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月，我国潍柴集团发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机，这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小明，也想设计改造发动机，使热机的效率达80%。考虑影响热机效率的因素，你认为小明可以在哪些方面改进创新？ 。假如小明的设想实现了，会给我们的生活带来哪些影响？ 。（写出一条即可） 四、实验题 10．某实验小组用规格完全相同的实验器材，对初温相同的100g水，200g水、100g煤油进行加热，如图所示。        （1）若要探究不同物质的吸热差异应选择 （选填“甲、乙、丙”中的两个）两图进行对比实验； （2）水沸腾时，小组成员观察到烧杯内出现的气泡是 （选填“A”、“B”或“C”）图； （3）在处理实验数据时，小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化图像如图丁，分析可知100g煤油对应的图像是 （选填“b”或“c”），已知水的比热容大于煤油的比热容。 11．如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式： 方式一：薯片在烧杯中燃烧； 方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。 （1）两种加热方式中合理的是 ；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是 ； （2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏 ，原因是 。    五、计算题 12．有一块质量为3kg，初始温度为190℃的铁块和两个盛有5kg水的开口容器。将铁块先后浸入两个盛有5kg水的开口容器中，容器中的水初始水温为25℃。不计容器壁吸收的热量和热损失。当第一个容器中的水温稳定后再将铁块浸入第二个容器中。已知：铁的比热容为0.5×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），大气压强恒为1个标准大气压。求： （1）若其中一杯水吸收了1.89×106J的热量，则此时水温； （2）铁块投入第一个容器中，水温稳定时的温度； （3）铁块再投入第二个容器中，水温稳定时铁块的温度。 拔高检测(限时30min) 一、单选题 1．如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（　　） A．吸热，内能增加　　B．吸热，内能减少　　C．放热，内能增加　　D．放热，内能减少 2．农历五月初五，人们喜爱煮茶叶蛋为节日增添一道美食。下列关于制作茶叶蛋所涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．煮熟鸡蛋是通过做功增大鸡蛋内能 B．蛋壳能轻松被敲碎，说明蛋壳分子间不存在引力 C．蛋清从白色变成褐色的原因是发生了扩散现象 D．茶叶蛋在汤中越泡越咸，说明分子运动剧烈程度与温度无关 3．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（　　） A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能 C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100% D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 4．《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景，如图，下列过程与物理知识对应不正确的是（　　） A．加热——木炭燃烧时热值不变 B．蒸煮——油料含有的热量增加 C．翻炒——目的使油料受热均匀 D．飘香——分子在做无规则运动 二、多选题 5．一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其v-t图象如图所示，在0-10s内通过的路程为150m，10-15s共燃烧了0.015kg的汽油，下列说法正确的是（汽油的热值q汽油=5×107J/kg）（　　） A．汽车在0-10s内的平均速度为15m/s B．汽车在10-15s内牵引力做功2.4×105J C．汽车在运动过程中牵引力先变大后不变 D．汽车在10-15s内发动机的转化效率为32% 三、填空题 6．塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 。    7．小明用酒精灯均匀加热0.6kg某固体（酒精灯在单位时间内放出的热量相同），其熔化过程中温度随时间变化图像如图所示。则物质在A点时的内能 （大于/小于/等于）在B点时的内能，理由是 。它在固态与液态时吸收热量之比为 ，比热容之比是 。规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，如果该物质液态时的比热容为2×103J/(kg•℃)，试计算出该固体的熔化热为 J/kg。 8．如图A所示，迅速来回拉动绳子，可以看到塞子被顶出，塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的 （甲/乙/丙/丁）冲程能量转化过程。若B图中的四缸四冲程柴油机中某一缸的各参数如图C所示，1s内该缸对外做功 次，在每个做功冲程里该单缸对外做功 J，若该冲程消耗柴油0.0625g，理论上该冲程的热机效率为 %。（） 9．如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。 （1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明 （选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）； （2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速 （选填“大”“小”），压强 （选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强； （3）壶中装有密度为、质量为的水，则壶中水的体积为 。根据，若天然气的热值，完全燃烧的天然气放出热量为 J，其中的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg·℃），则水的温度升高了 ℃。 四、实验题 10．为了比较水和食用油的吸热能力，小新同学做了如图甲所示的实验。 （1）实验前应按照 （选填“自下面上”或“自上而下”）的顺序组装实验器材，实验中取质量相同的水和食用油，用 （选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映两种物质吸收的热量； （2）小新将记录的实验数据绘制成如图乙所示的温度－时间图像，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），根据图像可计算出食用油的比热容为 J/（kg·℃）； （3）小林同学受到小新实验的启发，设计了如下实验来比较铜和铝的比热容大小： ①小林先将质量相等的铜块和铝块放入沸水中加热足够长时间，如图丙所示（加热装置未画出）； ②再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度 （选填“相同”或“不相同”）的水的A、B两容器中，并将容器用隔热材料密封，如图丁所示； ③经过足够长的时间后，同时测量A、B两容器中水的温度，记录数据分别为40℃和47℃； ④分析比较铜块和铝块 （选填“吸收”或“放出”）的热量和其他相关的物理量，可以判断出 的比热容大。 五、计算题 11．如图甲所示是一款国产无人驾驶汽车。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，表格是它的部分参数。 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 800cm2 最高速度 120km/h 以最高道度行驶时受到的水平阻力 300N （1）该车在平直的高速路上匀速行驶一段距离时消耗汽油0.1kg，汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值q＝4.6×107J/kg） （2）若汽车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力做功的功率为多少？ （3）如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（m2），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p（Pa），发动机的转速为N（r/min）；若汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率为η，汽油的热值为q（J/kg）、汽油的密度为ρ0（kg/m3），求该汽车发动机的百公里耗油量V（m3）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 12．某款国产插电混动汽车，汽油发动机既可向车轮提供动力，又可向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。整车质量（含驾驶员）为1.8t，搭载电池电量为18.75kW•h，纯电行驶时效率约为80%，利用汽油发动机行驶时热机平均效率约为30%，在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶，受到的阻力为总重的k＝0.03倍。汽油热值约为q＝4.5×107J/kg，g＝10N/kg，求此时： （1）汽车需要的牵引力； （2）以纯电行驶时，假如电池从满电到耗尽电量，可以行驶的最大路程； （3）车辆行驶（2）中相同路程，如果以汽油发动机行驶时，需要燃烧的汽油质量。 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 $$ 专题05 内能及其利用(速记手册) 考点1　分子动理论 内容 要点 物质的构成 常见的物质是由极其微小的粒子——分子和原子构成的，原子是由原子核与绕核运动的电子组成的。分子很小，人们通常以nm为单位来度量分子。 分子热运动 定义 因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动。 特点 一切物质的分子都在不停地做无规则运动。温度越高，分子热运动越剧烈。 扩散现象 定义 不同物质在相互接触时彼此进入对方的现象。 说明 分子在不停地做无规则运动，分子间存在间隙。 影响因素 扩散现象跟温度有关，温度越高，扩散进行得越快。 示例 “酒香不怕巷子深”、“蝴蝶嗅到花香”、“墙角放煤，日久变黑”、“桂花飘香”。 分子间的作用力 分子间存在引力，如被紧压在一起的铅柱很难被分开，分子间还存在斥力，如“破镜”无法“重圆”。 分子间的特点 当固体被压缩时，作用力表现为斥力。 当固体被拉伸时，作用力表现为引力。 如果分子间相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。 分子动理论 常见的物质是由大量分子、原子组成的。 一切物质的分子_都在不停地做无规则运动。 分子间存在相互作用的引力和斥力。 考点2　内能 内容 要点 内能 分子动能 构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。 分子势能 由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能，这种势能叫分子势能。 定义 构成物体的所有分子，其热运动的动能与势能的总和叫物体的内能。 影响因素 物体的内能与温度和质量有关，一切物体在任何情况下都有内能。 改变方式 热传递 做功 实质 内能的转移。 机械能和内能的相互转化。 示例 煮饭、热水袋取暖 钻木取火、搓手取暖 说明 条件：物体间存在温度差；规律：高温物体放出热量，内能减小，温度降低；低温物体吸收热量，内能增大，温度升高。 做功改变内能的两种情况：对物体做功，物体内能增大；物体对外做功，内能减小。 联系 做功和热传递改变内能是等效的，没有看到改变内能的具体过程，就无法判断物体内能改变的原因。 热量 概念 在热传递过程中，传递内能的多少叫热量，用Q表示。 单位 焦耳(符号：J) 温度、热量和内能的关系 1.温度是一个状态量，通常用“是”“物体的”等词描述。物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热； 2．热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”“放出”等词修饰，不能用“有”“含有”“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，如晶体熔化、液体沸腾的过程； 3．内能是一个状态量，通常用“物体的”“物体有”等词修饰．物体内能增加，不一定是吸收了热量。物体内能增加，温度不一定升高。 考点3　比热容　 物理意义 描述物质吸热本领的物理量。 定义 某种物质，在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 公式 c＝ 单位 焦耳每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。 水的比热容及意义 水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：质量为1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时，吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。 水的比热容的应用 制冷剂、散热剂、调节气候。 补充 (1)吸热公式：Q吸＝cm(t－t0)； (2)放热公式：Q放＝cm(t0－t)。其中c表示比热容，m表示物体的质量，t0表示初温，t表示变化后的温度即末温。 (3)比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关。 考点4　热值 定义 燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比值，叫做这种燃料的热值。 单位 焦每千克，符号是J/kg或J/m3。 公式 q＝或q＝ 理解 酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示：1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J。 热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。 考点5　热机 热机 定义 把内能转化为机械能的机器。 原理 种类 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 内燃机 定义 燃料在气缸内燃烧产生动力的热机。 分类 汽油机和柴油机。 热机工作过程 每个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 一个工作循环中只有做功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惯性来完成的。 压缩冲程中，机械能转化为内能，做功冲程中，内能转化为机械能。 热机效率 定义 热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。 公式 η＝×100% 能量流向 燃料完全燃烧放出的能量E的流向有：废气带走的能量E1、机械损失的能量E2、散热损失的能量E3、做有用功的能量E4。 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。 考点5　能量的转化和守恒 内容 能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 说明 (1)能量的转化和转移都是具有方向性的； (2)能量的转化是通过物体做功来实现的，能量的转化过程中，能量的形式发生了改变；(3)能量的转移过程中能量的形式没有发生变化； (4)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。 实验1　比较不同物质的吸热能力 1．实验器材：铁架台、烧杯、水、食用油、秒表（或停表）、温度计、酒精灯、搅拌器等。 2．实验方法：控制变量法和转换法。 3．实验现象： (1)质量相同的水和食用油，加热相同的时间，升高的温度不同。 (2)质量相同的水，加热不同的时间，升高的温度不同。 4．实验结论： (1)质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 (2)质量相等的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量不同。 5．问题探究： (1)怎样得到质量相同的不同液体？ ①先确定好适当的质量，再查找两种不同液体的密度，计算出它们的体积，用量筒分别量取；②也可以用天平称出相同质量的液体；在天平的左、右两盘中放上质量相等的烧杯，向左盘烧杯中倒入一定量的水，然后向右盘中缓慢倒入另一种液体，直到天平再次平衡。 (2)怎样确定水和食用油吸收了相同的热量？ ①用两个完全相同的酒精灯(火焰的大小相同)，加热相同的时间；②也可以用两个完全相同的电加热器，通电相同时间。相比之下，第二种方式更好，因为酒精灯是外部加热，加热的位置、火焰的大小、散热情况等均不好控制。 (3)为什么要让烧杯、温度计、搅拌器的规格都相同？ 加热水和食用油的过程中，烧杯、温度计、搅拌器也要吸收热量，为了减小它们对实验结果的影响，应采用相同的规格。 (4)实验中，搅拌器的作用是什么？ 使液体受热均匀。 (5)还可以用什么方法比较不同物质的吸热能力？ 可让质量相同的不同物质升高相同的温度，比较它们加热的时间，加热时间长，说明吸热能力强。 基础检测(限时30min) 一、单选题 1．“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食，凉面的口感、香气深受人们喜欢，下列说法正确的是（　　） A．油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力 B．香气四溢，表明分子在不停地做热运动 C．凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙 D．吃一口凉面，只有几个分子进入口中 【答案】B 【解析】A．油辣子附着在凉面上，说明分子间存在引力，但分子间还存在斥力，故A错误； B．香气四溢，是扩散现象，表明分子在不停地做热运动，故B正确； C．凉面是看得见的物体，不是分子，所以凉面条之间有空隙，不能说明分子间有间隙，故C错误； D．物质是由大量的分子和原子组成，吃一口凉面，有大量的分子进入口中，故D错误。 故选B。 2．随州的气候适宜兰草的生长，兰花盛开时，吸引了大量游客前来观赏，很远就能闻到兰花的香味。走进观看，甚至会看到兰花的叶片上挂着晶莹的露珠。下列说法中正确的是（　　） A．兰花的叶片上出现露珠，是因为叶片的温度高于外界的气温 B．晶莹的露珠到中午消失不见是液化现象，需要吸热 C．花香四溢不属于扩散现象 D．一般来说兰花中午比晚上更香，其中一个原因是温度越高，分子热运动越剧烈 【答案】D 【解析】A．露珠的形成是由于空气中的水蒸气遇冷液化形成，因此叶片的温度低于外界的气温，故A错误； B．露珠到中午消失不见，是因为液态的露珠由液态变成了气态，这是汽化现象，汽化要吸热，故B错误； C．花香四溢说明分子在做无规则运动，这属于扩散现象，故C错误； D．温度越高，分子无规则运动越剧烈，故D正确。 故选D。 3．小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　） A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高 C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能 【答案】D 【解析】A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误； B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误； C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误； D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。 故选D。 4．2023年1月1日起，国内全面推行国六B汽油，相比国六A汽油，国六B汽油烯烃（碳氢元素组成的化合物）含量降低约3%，因此汽车发动机工作时，能有效减少尾气中污染物的排放。图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法正确的是（　　）    A．更换国六B汽油，发动机效率就可达到100% B．更换国六B汽油，发动机积碳会增多 C．该冲程为压缩冲程，机械能转化为内能 D．该冲程中气缸内压强减小 【答案】C 【解析】A．更换国六B汽油，由于需要做额外功，发动机效率也不能达到100%，故A错误； B．更换国六B汽油，能有效减少尾气中污染物的排放，故发动机积碳会减少，故B错误； CD．从图示可知，该冲程为压缩冲程，机械能转化为内能，气缸内压强增大，故C正确，D错误。 故选C。 二、多选题 5．2023年5月10日，“天舟六号”货运飞船由“长征七号”遥七运载火箭发射成功，进入预定轨道后太阳能帆板顺利展开工作；“天舟六号”顺利完成状态设置后，与空间站“天和”核心舱成功对接，转入组合体飞行段，如图所示；此次，“天舟六号”带去了70kg的新鲜水果等物资，同时为空间站补加了推进剂。下列说法正确的是（　　）    A．为“天舟六号”提供电能的太阳能帆板，主要是由半导体材料制成的 B．在组合体飞行段，以“天和”核心舱为参照物“天舟六号”是静止的 C．水果从地面经“天舟六号”运送到“天和”核心舱，质量会变得很小 D．使用液氢作为推进剂的燃料，是因为液氢具有热值大和无污染等特点 【答案】ABD 【解析】A．太阳能帆板主要是由硅晶体材料制成的，属于半导体材料，故A正确； B．在组合体飞行段，以“天和”核心舱为参照物，“天舟六号”的位置没有改变，“天舟六号”是静止的，故B正确； C．质量是物体的一种属性，与位置无关，水果从地面经“天舟六号”运送到“天和”核心舱，质量不变，故C错误； D．热值越大的燃料，完全燃烧相同质量时，放出热量越多，由于液态氢热值较大，完全燃烧相同质量的氢和其他燃料，液态氢放出的热量多，有更多的内能转化成机械能，使用液氢作为推进剂的燃料，液氢与氧气反应生成水，产物无污染，故D正确。 故选ABD。 三、填空题 6．工地上太阳暴晒的钢筋热得烫手，钢筋内能是通过 的方式增加的，用切割机切割钢筋，切割片温度急剧上升，该过程内能变化情况与热机的 冲程相同。 【答案】 热传递 压缩 【解析】[1]被太阳暴晒的钢筋热得烫手，则内能是通过热传递的方式增加的。 [2]切割机切割钢筋时，切割片克服摩擦做功，机械能转化为内能，使切割片的内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能的，内能变化情况与热机的压缩冲程相同。 7．淡水资源的短缺已越来越成为制约社会发展的重要因素，从海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义。用什么方法能除去海水中的盐得到淡水？小明进行了如图所示的实验，向大试管中加入的食盐水，组装好器材后，用酒精灯加热，一会儿看到小试管内出现淡化后的水。则加入的食盐水质量为 g；当食盐水从升高到的过程中，吸收的热量约为 J（不考虑食盐水质量的改变）。在淡化过程中，水蒸气变成水是 现象(填物态变化名称)。[食盐水比热容近似为，食盐水的密度取]    【答案】 10.3 2163 液化 【解析】[1]食盐水的密度为 食盐水质量为 [2]吸收的热量约为 [3]水蒸气变成水，即从气态变为液态，这个过程叫液化。 8．压缩空气动力车。 （1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该现象说明力的作用是 ；还说明力可以改变物体的 。    （2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 （进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度 。 【答案】 相互的 运动状态 进气 减低 20 减小 【解析】（1）[1][2]当气球向右喷气时，对给周围的空气有一个向右的力，由于物体间力的作用是相互的，空气也给气球有一个向左的力，所以静止的小车向左运动起来，该现象说明力的作用是相互的，还说明力可以改变物体的运动状态。 （2）[3][4]如图乙所示，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对活塞做功，将内能转化为机械能，钢瓶内压缩空气的内能减少，温度降低。 [5]该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，若该发动机飞轮的转速为，则1s内发动机有20个工作循环，对外做功20次。 [6]汽车行驶一段路程后，压缩空气的质量减小，体积不变，由知钢瓶内压缩空气的密度减小。 9．热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月，我国潍柴集团发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机，这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小明，也想设计改造发动机，使热机的效率达80%。考虑影响热机效率的因素，你认为小明可以在哪些方面改进创新？ 。假如小明的设想实现了，会给我们的生活带来哪些影响？ 。（写出一条即可） 【答案】 改良发动机结构 节能（环保） 【解析】[1]为了提高热机效率，可以改良发动机结构，减少能量损失，提高内能转化为机械能的效率。 [2]假如小明的设想实现了，热机效率的提高可以减少燃油的消耗，可以节能和保护环境。 四、实验题 10．某实验小组用规格完全相同的实验器材，对初温相同的100g水，200g水、100g煤油进行加热，如图所示。        （1）若要探究不同物质的吸热差异应选择 （选填“甲、乙、丙”中的两个）两图进行对比实验； （2）水沸腾时，小组成员观察到烧杯内出现的气泡是 （选填“A”、“B”或“C”）图； （3）在处理实验数据时，小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化图像如图丁，分析可知100g煤油对应的图像是 （选填“b”或“c”），已知水的比热容大于煤油的比热容。 【答案】 甲、丙 B c 【解析】（1）[1]若要探究不同物质的吸热差异，根据控制变量法的要求，要控制物质的质量相同，改变物质的种类，故应选择甲、丙两图进行对比实验。 （2）[2]水沸腾时，烧杯中的水进行剧烈的汽化现象，气泡在上升过程中不断变大，故小组成员观察到烧杯内出现的气泡是B图。 （3）[3]水的比热容大于煤油的比热容，质量相同的水和煤油相比，在吸收相同的热量（加热时间相同）时，煤油的温度变化量比较大，故100g煤油对应的图像是c。 11．如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式： 方式一：薯片在烧杯中燃烧； 方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。 （1）两种加热方式中合理的是 ；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是 ； （2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏 ，原因是 。    【答案】 方式二 把薯片碾碎 小 薯片燃烧放出的热量没有被水全部吸收 【解析】（1）[1]由于热空气上升，方式一中薯片燃烧产生的热量很大一部分损失到空气中，导致结果不准，所以两种加热方式中合理的是方式二。 [2]把薯片碾碎，增大了与空气的接触面积，可以使薯片充分燃烧。 （2）[3][4]由于薯片不能完全燃烧，且燃烧放出的热量不能全部被水吸收，导致水升高的温度偏低，计算出的热量偏小，根据公式可知，所测出的薯片热值偏小。 五、计算题 12．有一块质量为3kg，初始温度为190℃的铁块和两个盛有5kg水的开口容器。将铁块先后浸入两个盛有5kg水的开口容器中，容器中的水初始水温为25℃。不计容器壁吸收的热量和热损失。当第一个容器中的水温稳定后再将铁块浸入第二个容器中。已知：铁的比热容为0.5×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），大气压强恒为1个标准大气压。求： （1）若其中一杯水吸收了1.89×106J的热量，则此时水温； （2）铁块投入第一个容器中，水温稳定时的温度； （3）铁块再投入第二个容器中，水温稳定时铁块的温度。 【答案】（1）100℃；（2）36℃；（3）25.7℃ 【解析】解：（1）根据比热容公式，温度的变化量为 大气压强恒为1个标准大气压，故稳定时水温为100℃。 （2）铁块投入第一个容器，满足Q吸=Q放，即 解得 （3）铁块投入第二个容器，满足，即 解得 答：（1）若其中一杯水吸收了1.89×106J的热量，则此时水温为100℃； （2）铁块投入第一个容器中，水温稳定时的温度36℃； （3）铁块再投入第二个容器中，水温稳定时铁块的温度25.7℃。 拔高检测(限时30min) 一、单选题 1．如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（　　） A．吸热，内能增加　　B．吸热，内能减少　　C．放热，内能增加　　D．放热，内能减少 【答案】A 【解析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。点灯后，水在升温的过程中，水吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．农历五月初五，人们喜爱煮茶叶蛋为节日增添一道美食。下列关于制作茶叶蛋所涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．煮熟鸡蛋是通过做功增大鸡蛋内能 B．蛋壳能轻松被敲碎，说明蛋壳分子间不存在引力 C．蛋清从白色变成褐色的原因是发生了扩散现象 D．茶叶蛋在汤中越泡越咸，说明分子运动剧烈程度与温度无关 【答案】C 【解析】A．在煮熟鸡蛋的过程中，鸡蛋吸收热量，是通过热传递的方式来增大鸡蛋的内能，故A错误； B．分子间存在相互作用的引力和斥力，而蛋壳能轻松被敲碎与蛋壳的结构有关，与分子间的作用力无关，故B错误； C．由于茶水分子的无规则运动，进入到蛋清分子中去，发生了扩散现象，因此蛋清从白色变成褐色，故C正确； D．茶叶蛋在汤中，由于汤的温度高，茶水分子和盐水分子的运动程度加剧，进入蛋中的盐分子就越多，因此越泡越咸，可知，分子运动剧烈程度与温度有关。故D错误。 故选C。 3．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（　　） A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能 C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100% D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 【答案】C 【解析】A．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧较完全，故A正确，不符合题意； B．如图所示，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程燃气的内能转化为活塞的机械能，故B正确，不符合题意； C．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故C错误，符合题意； D．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景，如图，下列过程与物理知识对应不正确的是（　　） A．加热——木炭燃烧时热值不变 B．蒸煮——油料含有的热量增加 C．翻炒——目的使油料受热均匀 D．飘香——分子在做无规则运动 【答案】B 【解析】A．热值只与物质种类有关，与燃料是否完全燃烧、质量、放出的热量无关，故A正确，不符合题意； B．蒸煮时，油料温度升高，内能增加，热量为过程量，不能说含有热量，故B错误，符合题意； C．翻炒时能使油料均匀受热，故C正确，不符合题意； D．飘香是扩散现象，说明分子在做无规则运动，故D正确，不符合题意。 故选B。 二、多选题 5．一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其v-t图象如图所示，在0-10s内通过的路程为150m，10-15s共燃烧了0.015kg的汽油，下列说法正确的是（汽油的热值q汽油=5×107J/kg）（　　） A．汽车在0-10s内的平均速度为15m/s B．汽车在10-15s内牵引力做功2.4×105J C．汽车在运动过程中牵引力先变大后不变 D．汽车在10-15s内发动机的转化效率为32% 【答案】ABD 【解析】A．由题知，在0-10s内通过的路程为150m，则在0~10s内汽车的平均速度 故A正确； B．行驶中所受阻力大小为 由图可知，汽车在10-15s内做匀速直线运动，牵引力等于阻力 由图可知，汽车在10-15s内行驶的路程为 汽车在10-15s内牵引力做功 故B正确； C．由图可知，汽车先加速行驶后匀速行驶，根据力与运动的关系可知，当牵引力大于阻力时汽车做加速运动，当牵引力等于阻力时汽车做匀速运动，所以汽车匀速行驶的牵引力小于加速时的牵引力，所以该行驶过程中，汽车牵引力有减小的过程，故C错误； D．汽车在10-15s燃烧汽油释放的能量为 汽车在10-15s内发动机的转化效率为 故D正确。 故选ABD。 三、填空题 6．塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 。    【答案】 做功 做功 液化 【解析】[1]小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，把机械能转化为内能，使瓶内气压增加，气体内能增大，这是做功的发生改变瓶内气体的内能。 [2]当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这是瓶内气体对瓶盖做功，把气体的内能转化为瓶盖的机械能，内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以这一过程与内燃机的中国冲程的能量转化情况相同。 [3]瓶盖飞出的同时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口的水蒸气遇冷液化成小水珠。 7．小明用酒精灯均匀加热0.6kg某固体（酒精灯在单位时间内放出的热量相同），其熔化过程中温度随时间变化图像如图所示。则物质在A点时的内能 （大于/小于/等于）在B点时的内能，理由是 。它在固态与液态时吸收热量之比为 ，比热容之比是 。规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，如果该物质液态时的比热容为2×103J/(kg•℃)，试计算出该固体的熔化热为 J/kg。 【答案】 小于 熔化过程中需要吸收热量 1:2 1:4 6×104 【解析】[1][2]根据图像能看出，该物质在AB段处于熔化过程中，晶体在熔化过程中，继续吸热，温度不变，但内能增加，所以物质正在A点时的内能小于在B点时的内能。 [3]根据图中坐标信息可知，该物质在固态段升高的温度为 被加热2min；在液态段升高的温度为 被加热4min；因为是相同的酒精灯对晶体加热，晶体每分钟吸收的热量相同，晶体熔化后质量不变，所以该物质在开始2min吸热与后面4min吸热之比为1:2。 [4]根据，可得到，那么它们比热容之比为 它们比热容之比为1:4。 [5]晶体液态时的比热容，液态时升高的温度为，晶体的质量，由得该晶体液态时4min吸收的热量为 酒精灯在单位时间内放出的热量相同，则该晶体每一分钟吸收的热量为 由图像知，该晶体的熔化过程经历了6min，则其熔化过程中吸收的热量为 晶体的质量，根据定义可知，该晶体的熔化热为 该晶体的熔化热为。 8．如图A所示，迅速来回拉动绳子，可以看到塞子被顶出，塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的 （甲/乙/丙/丁）冲程能量转化过程。若B图中的四缸四冲程柴油机中某一缸的各参数如图C所示，1s内该缸对外做功 次，在每个做功冲程里该单缸对外做功 J，若该冲程消耗柴油0.0625g，理论上该冲程的热机效率为 %。（） 【答案】 乙 25 1000 40 【解析】[1]图A塞子被顶出的过程是内能转化为机械能的过程，其能量转化和内燃机的做功冲程相同；对比B图的四个冲程，乙冲程进排气门同时关闭，活塞向下运动，所以乙冲程是做功冲程，故塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的乙冲程能量转化过程。 [2]如图C，柴油机每分钟转3000转，则每秒转50转，每两转做一次功，故每秒做功25次。 [3]该单缸的功率为 每个做功冲程里该单缸对外做功为 [4]每个做功冲程消耗柴油的质量为 每个做功冲程柴油完全燃烧放出的热量是 该做功冲程的热机效率为 9．如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。 （1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明 （选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）； （2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速 （选填“大”“小”），压强 （选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强； （3）壶中装有密度为、质量为的水，则壶中水的体积为 。根据，若天然气的热值，完全燃烧的天然气放出热量为 J，其中的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg·℃），则水的温度升高了 ℃。 【答案】 分子做无规则运动 大 小于 20 【解析】（1）[1]拧动点火装置，若燃气未点燃，臭味分子通过空气传到人的鼻子，使人闻到臭味，这是一种扩散现象，表明分子做无规则运动。 （2）[2][3]拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，是因为天然气喷入后，进口处的空气流速增大，压强减小，小于大气压，在大气压的作用下不会外泄。 （3）[4]根据可得，壶中水的体积为 [5]根据，若天然气的热值，完全燃烧的天然气放出热量为 [6]根据可得，水的温度升高了 四、实验题 10．为了比较水和食用油的吸热能力，小新同学做了如图甲所示的实验。 (1)实验前应按照 （选填“自下面上”或“自上而下”）的顺序组装实验器材，实验中取质量相同的水和食用油，用 （选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映两种物质吸收的热量； (2)小新将记录的实验数据绘制成如图乙所示的温度－时间图像，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），根据图像可计算出食用油的比热容为 J/（kg·℃）； (3)小林同学受到小新实验的启发，设计了如下实验来比较铜和铝的比热容大小： ①小林先将质量相等的铜块和铝块放入沸水中加热足够长时间，如图丙所示（加热装置未画出）； ②再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度 （选填“相同”或“不相同”）的水的A、B两容器中，并将容器用隔热材料密封，如图丁所示； ③经过足够长的时间后，同时测量A、B两容器中水的温度，记录数据分别为40℃和47℃； ④分析比较铜块和铝块 （选填“吸收”或“放出”）的热量和其他相关的物理量，可以判断出 的比热容大。 【答案】(1)自下而上 加热的时间　　(2)2.1×103　　(3)相同 放出 铝 【解析】（1）[1][2]实验时需要使用酒精灯的外焰进行加热，因此组装器材时应该按照自下而上的顺序；采用相同的热源进行加热，相同热源在相同时间内放出的热量相等，因此可以用加热的时间来反映两种物质吸收的热量。 （2）由题图乙可知，质量相等的水和食用油，温度都从10℃升高到30℃时，食用油需要的加热时间是水需要加热时间的一半，即食用油吸收的热量，根据可得 （3）[1][2][3]根据可知，铜块和铝块质量相等时，要比较铜和铝的比热容，只需要比较二者吸收或放出热量与对应温度变化量的比值即可由步骤①可知，铜块和铝块加热后的末温与沸水温度相同，由于沸水的温度高于图丁中水的温度，由步骤②可知，铜块和铝块放入隔热材料密封的A、B两容器的水中后，铜块和铝块放出热量对水加热，最终铜块和铝块分别与容器中水的温度相同，忽略热损失，铜块和铝块放出的热量与水吸收的热量相等；由步骤③可知，实验最终记录了A、B两容器中水的末温，为了方便比较水吸收的热量，A、B两容器中水的质量和初温都应该相等，故比较A、B两容器中水吸收的热量即可得出铜块和铝块放出热量的大小关系，进而可以判断出铜和铝的比热容的大小关系，铜块和铝块放出的热量分别为 Q铜=c铜m铜(t沸-40℃)、Q铝=c铝m铝(t沸-47℃) 由题意可知，A、B两容器中水吸收的热量QA<QB，故Q铜<Q铝，由于m铜=m铝，所以 即 因此铝的比热容更大。 五、计算题 11．如图甲所示是一款国产无人驾驶汽车。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，表格是它的部分参数。 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 800cm2 最高速度 120km/h 以最高道度行驶时受到的水平阻力 300N (1)该车在平直的高速路上匀速行驶一段距离时消耗汽油0.1kg，汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值q＝4.6×107J/kg） (2)若汽车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力做功的功率为多少？ (3)如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（m2），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p（Pa），发动机的转速为N（r/min）；若汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率为η，汽油的热值为q（J/kg）、汽油的密度为ρ0（kg/m3），求该汽车发动机的百公里耗油量V（m3）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 【答案】(1)4.6×106J；(2)1×104W；(3) 【解析】（1）0.1kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，汽车受到的牵引力为 牵引力所做功的功率为 （3）由得，汽车行驶百公里的时间为 则发动机飞轮1h转过的转数为60N，则1h做功冲程的次数为 每次做功冲程做的功为 发动机1h做功为 1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量为 又因为 则 则 12．某款国产插电混动汽车，汽油发动机既可向车轮提供动力，又可向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。整车质量（含驾驶员）为1.8t，搭载电池电量为18.75kW•h，纯电行驶时效率约为80%，利用汽油发动机行驶时热机平均效率约为30%，在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶，受到的阻力为总重的k＝0.03倍。汽油热值约为q＝4.5×107J/kg，g＝10N/kg，求此时： （1）汽车需要的牵引力； （2）以纯电行驶时，假如电池从满电到耗尽电量，可以行驶的最大路程； （3）车辆行驶（2）中相同路程，如果以汽油发动机行驶时，需要燃烧的汽油质量。 【答案】（1）540N；（2）100km；（3）4kg。 【解析】解：（1）汽车匀速行驶时，根据二力平衡，牵引力等于阻力，则牵引力为 （2）电池从满电量到耗尽电量消耗的能量为 做的有用功为 行驶的路程为 （3）汽车行驶100km，如果以汽油发动机行驶需要消耗的能量 需要燃烧的汽油质量 答：（1）汽车需要的牵引力是540N； （2）汽车以纯电行驶从满电到耗尽电量可以行驶的最大路程是100km； （3）汽车以汽油发动机行驶（2）中相同路程时，需要燃烧的汽油质量是4kg。 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 $$