2025年中考物理强基训练：改变世界的热机

2025年中考物理强基训练：改变世界的热机 一、单选题 1．从本质上来看，内燃机的工作能量来源于 A．机械能 B．热能 C．化学能 D．化学能和热能 2．在学校科技节活动中，小明用饮料瓶自制了火箭模型，如图所示，他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器，按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，关于此过程分析正确的是（　　）    A．纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度降低 B．能闻到酒精的气味是因为分子间存在斥力 C．酒精不完全燃烧时热值变小 D．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 3．关于热值、内能和热量，下列说法中正确的是（ ） A．物体内能增大，一定从外界吸收了热量 B．同一物体，温度越高内能越大 C．燃料燃烧时，它的热值越来越小 D．燃料燃烧得越充分，它的热值越大 4．如图是演示实验示意图，下列汽油机的四个冲程工作示意图中，与如图改变内能方式相同的是（　　） A． B． C． D． 5．单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下列说法中正确的是（  ） A．完成一个工作循环，曲轴转动四周 B．汽油机吸气冲程中吸入汽缸的物质是汽油 C．柴油机做功冲程中点火方式是压燃式 D．压缩冲程中，汽油机的压缩程度要比柴油机压缩程度大 6．煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（　　） A．煤油比酒精含有的热量多 B．燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些 C．完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水（效率相同条件下） D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大 二、填空题 7．汽油机是热机的一种，汽油在汽缸内燃烧时将 能转化为 能如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程． 8．如图如汽油机两个冲程的示意图，其中 图中的冲程为汽车提供动力．汽油机在吸气冲程吸入汽缸的是 （填“空气”或“汽油和空气”）；汽车发动机用水来冷却，是利用了水的 大的特点． 9．如果用燃料释放的能量来开动热机，用来做 功的那部分能量与燃料完全燃烧时所放出的能量之比，叫做热机的效率，一般来说，汽油机的效率 (选填“高于”或“低于”)柴油机的效率。 10．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则它的热机效率为 ． 11．小刚爸爸购买了一款户外分体式燃气炉，如图甲。该燃气炉的铭牌如图乙所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。 （1）气体燃料在常温下是通过 的方式使其液化存储在储气罐内； （2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s，燃气炉烧水时的效率是 %；[，] （3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是 J/kg； 内容 每次耗时/min 次数 炒菜 8 3 煮汤 10 1 烧水 3 2 （4）小刚同学打算展示烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，右表是他做的规划，则小刚至少应提前准备 个如图丙所示的新储气罐。 三、实验题 12．小明想测量薯片的热值，他将薯片放入燃烧皿，燃烧后对水加热，如图所示。小明燃烧100g的薯片，使水的内能增加6.8×104J，则薯片的热值为 J/kg，加热过程中是通过 的方式改变水的内能的；小明发现自己测出的结果比包装盒上标准的热量值小很多，请你帮他分析可能的原因是 。（写出一条即可） 13．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？ ． 四、计算题 14．某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练。甲、乙2名志愿者将质量为100kg的救生筏（内含汽油发动机等）放在轮船的水平甲板上，救生筏与甲板接触面积为，已知甲、乙两人的质量均为50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg） （1）救生筏对甲板的压强是多少？ （2）演练地点离最近的海岸50km，将救生筏从轮船放入海中，甲、乙两人乘坐救生筏，救生筏沿海面匀速行驶，救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍，汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能。若发动机装有汽油3kg，请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸。 五、简答题 15．提高热机的效率具有哪些积极意义？请你列出一个回答问题的提纲，不必展开陈述． 16．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 。 (2)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。 (3)有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向汽缸内喷水，水在汽缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程，做功 次，这种汽油机这样设计的目的是 。 六、科普阅读题 17．阅读短文，回答问题。 汽车发动机       发动机是汽车的动力源，汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关，汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度），如果发动机有若干个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。 如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 能； （2）若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为 （用字母表示）； （3）若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是 ； （4）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是 ； A．吸气         B．压缩         C．做功         D．排气 （5）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为 s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为n时该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为 ： A．        B．np0V排               C．2np0V排                  D．4np0V排 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 C A B C C C 1．C 【详解】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧燃烧转化为内能，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能．所以说从本质上来看，内燃机的工作能量来源于燃料的化学能．故选C． 【点睛】内燃机工作的原理：燃料的化学能变成内能推动活塞做功把内能转化成机械能． 2．A 【详解】A．气体对纸筒做功，纸筒飞出，瓶内气体内能减小，温度降低，气体内能转化为纸筒的机械能，故A正确； B．能闻到酒精的气味说明酒精分子在永不停息地做无规则运动，故B错误； C．热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，所以酒精不全燃烧时热值不变，故C错误； D．燃气推动纸筒飞出去，将内能转化为机械能，而内燃机的做功冲程也将内能转化机械能，因此燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，故D错误。 故选A。 3．B 【详解】A．物体内能增大，可能吸收了热量，也可能是对物体做了功，故A错误； B．同一物体，温度越高，分子做无规则运动的分子动能越大，则物体的内能越大，故B正确； CD．热值与物质的种类和状态有关，与燃烧情况无关，故CD错误。 故选B。 4．C 【详解】图中是用力将活塞压下,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. A.图中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程，故错误； B.图中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程，故错误； C.图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中将机械能转化为内能,因此与图中实验原理相同的是压缩冲程,故正确； D．图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能，故错误． 故选C 5．C 【详解】A．完成一个工作循环，即四个冲程，曲轴转动两周，故A不正确； B．汽油机吸气冲程吸入汽缸的物质是汽油和空气的混合物，故B不正确； C．柴油机和汽油机的点火方式不同，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式，故C正确； D．压缩冲程中，柴油机的压缩程度比汽油机的压缩程度大，故D不正确。 故选C。 6．C 【详解】A．热值是单位质量的燃料完全燃烧时所释放出的热量，不能说含有热量，故A错误； B．煤油的热值比酒精大，在完全燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些，题目中没有完全燃烧，故B错误； C．煤油的热值比酒精大，所以完全燃烧相同质量的两种燃料时，煤油释放的热量多，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水效率相同条件下，故C正确； D．因为热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故D错误。 故选C。 7． 化学 内 做功 【详解】[1][2]汽油机是热机的一种，汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能； [3]从图中可以看出，火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程． 8． 乙 汽油和空气 比热容 【详解】第一空．为汽车提供动力的是做功冲程．由图可知，甲图活塞向上运动，进气门和排气门都关闭，为压缩冲程；乙图活塞向下运动，进气门和排气门都关闭，同时点火花塞点火，为做功冲程．故乙图中的冲程为汽车提供动力． 第二空．柴油机在吸气冲程中只吸入空气，汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气的混合物． 第三空．相同质量的水和其它物质，升高相同的温度，水吸收的热量多，即水的吸热本领强，比热容大．所以汽车发动机用水来冷却，是利用了水的比热容大的特点． 9． 有用 低于 【详解】[1]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，叫做热机效率，通常用字母来表示。 [2]汽油机是点燃式，压缩冲程压缩的程度不大，内能转化为机械能的效率较低；但汽油机轻巧，所以用在飞机等一些设备上，柴油机笨重，所以用在一些大型设备上，故汽油机的效率低于柴油机的效率。 10．35％ 【详解】用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率．用来做有用功的那部分能量与汽缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量．各种能量损耗的总和是： 25%+30%+10%=65%， 所以它的机械效率为： η=100%-65%=35%． 11． 压缩体积 50 5.4×107 2 【详解】（1）[1]使气体液化的方法：降低温度和压缩体积；气体燃料在常温下是通过压缩体积的方式液化存储在储气罐内。 （2）[2]水的质量 m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3=1kg 在标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃，水吸收的热量 Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-25℃)=3.15×105J 燃气完全燃烧放出的热量 Q放=Pt′=4500W×140s=6.3×105J 则燃气炉烧水时的效率 （3）[3]燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，即 解得m气=300g/h，表示燃气炉每小时消耗300g的燃气，由题意可知，燃气炉每小时放出的热量 Q=Pt'=4500W×3600s=1.62×107J 该燃气炉所使用燃料的热值 （4）[4]做饭总共用时 t′=8min×3+10min+3min×2=40min=2400s 一共消耗的热量 Q总=Pt′=4500W×2400s=1.08×107J 一罐储气罐提供的热量 Q0=m0q=120×10-3kg×5.4×107J/kg=6.48×106J 需要新储气罐的数量 所以小刚至少要带两个新储气罐。 12． 6.8×105 热传递 薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收 【详解】[1]薯片放出的热量等于水的内能增加，即Q放＝6.8×104J，则薯片的热值 [2]火焰的温度高于水的初温，加热过程中是火焰的热量传递到水，所以是通过热传递的方式改变水的内能的。 [3]小明测得薯片热值比包装盒上的数据小很多，可能原因是薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收，一部分会逸散到周围空气中。 13． 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． 14．（1）250Pa；（2）能安全到达 【详解】解：（1）救生筏对甲板的压力为 救生筏对甲板的压强是 （2）匀速直线行驶 汽油完全燃烧放出的热量为 有效利用的机械能为 救生筏通过的路程为 因为s>50km，所以能安全到达。 答：（1）救生筏对甲板的压强是； （2）能够安全到达。 15．提高热机的效率可以降低成本，节约能源，减小对环境的污染． 【详解】热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，提高其利用率．结合提高效率的方法即可得到提高热机效率的意义：提高热机的效率可以降低成本，节约能源，减小对环境的污染． 16． 压缩冲程 内能转化为机械能 比热容大 热传递 2次 提高热机效率 【详解】(1)[1][2]汽油机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，压缩冲程中，活塞上升压缩汽缸内的气体，使气体内能增大，燃料燃烧产生高温高压的燃气，机械能转化为内能；做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能。 (2)[3][4]因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高相同的温度时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好，此时存在温度差，故采用热传递的方式来减小汽缸的内能。 (3)[5][6]这种汽油机一个工作循环有六个冲程，比原有的四冲程汽油机多做一次功，因此六冲程中共做功2次，因为是利用排气冲程后的余热，所以大大的提高了热机的效率，节约了能源。 17． 机械 pV 增大牵引力 A 0.04 A 【详解】（1）[1]内燃机就是将内能转化为机械能的机器。 （2）[2]在做功冲程，活塞移动的距离为l，发动机的单缸排量 燃气对活塞所做的功 （3）[3]因为发动机的功率 即功率一定时，降低速度是为了增大牵引力。 （4）[4]四汽缸发动机，各个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吸气、压缩和排气冲程，据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的是吸气冲程。 故选A。 （5）[5]在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，所以发动机转速为3000r/min时，完成1500个工作循环，每个工作循环所需要的时间为 [6]设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0,发动机排量为V排,则一个活塞的排气量，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力 每个做功冲程燃气对一个活塞做的功 发动机转速为n时,燃气对活塞做功的功率 所以,在发动机转速n，做功冲程汽缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比。 故选A。 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 $$