第18讲　热机　热机的效率　能量的转化和守恒 2025年中考物理一轮考点突破（青海）

第18讲　热机　热机的效率　能量的转化和守恒 青海真题分点练 命题点1　热机 1．(2024·青海)如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是(C) 　　　　　　 2．(2023·西宁)关于内能及内能的利用，说法正确的是(A) A．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能 B．温度为0 ℃的物体没有内能 C．燃料的热值越大，燃烧释放的热量越多 D．增大热机功率一定能提高它的效率 3．(2023·西宁)如图所示，在试管内装适量的水，用塞子塞住管口，加热一段时间后，塞子受到水蒸气的压力而冲出，此时水蒸气的内能转化为塞子的机械能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。 命题点2　热值的理解及相关计算 4．(2018·西宁)古语道：“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是(D) A．增大可燃物的热值 B．降低可燃物的着火点 C．能使可燃物完全燃烧 D．提高了可燃物的利用率 5．(2024·青海)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0.42×103 kg/m3，热值为5.0×107 J/kg。酒精的密度为0.8×103 kg/m3，热值为3.0×107 J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是(D) 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．10 kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108 J 6．(2024·西宁)西宁市已经普及电动公交车，电动公交车在充电时将电能转化为化学能；如果燃油公交车和电动公交车行驶相同的路程，燃油公交车消耗了2 kg的燃油，这些燃油完全燃烧放出的热量是8.6×107J。(q燃油＝4.3×107 J/kg) 7．(2023·西宁节选)小宁家的电饭煲额定电压为220 V，有加热和保温两种工作状态，额定加热功率为2 000 W。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求： (1)在正常加热状态下，将2.5 kg的水从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量是多少。(气压为标准大气压) (2)若此电饭煲的加热效率为84%，则上述过程需要加热多长时间。 解：(1)Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝8.4×105 J (2)根据η＝得，电饭煲消耗的电能为：W＝＝＝1×106 J 根据P＝得，此电饭煲至少需要加热的时间t＝＝＝500 s 命题点3　能量的转化与守恒 8．(2023·青海)下列说法中错误的是(B) A．热机是把内能转化为机械能的机械 B．风力发电机将电能转化为机械能 C．太阳能电池将太阳能转化为电能 D．太阳能和核能均属于一次能源 全国视野分层练 A组　夯基础 1．(2024· 临沂)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(D) 　 A　　 　　B　　　　 C　　　　D 2．(2024·广安)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1 800圈(q汽油＝4.6×107 J/kg)，则下列说法正确的是(B) A．图中所示冲程是做功冲程 B．若该汽油机完全燃烧5 kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107 J C．该汽油机在1 s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 3．(2024·湖南)2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号 F遥十八运载火箭(如图)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是(D) A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至－253 ℃，内能为零 D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 4．(2024·云南)2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1 000”研制成功，可助力氢能重卡突破1 000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＝1.4×108 J/kg)。下列说法正确的是(C) 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100 kg的液氢能释放1.4×1010 J 的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100% 5．(2024·湖南)有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是(C) A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 6．(2024·兰州)如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是(B) A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的 B．蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化 C．蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程 D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 7．(2024·广元)1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程(B) A．是压缩冲程 B．气体对外做功，内能转化为机械能 C．活塞依靠飞轮的惯性而运动 D．气体对外做功，气体的内能增加 8．(2024·广元)随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30 kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为4.2×109J，若这些热量完全被水吸收，可使1.25×104kg水的温度从20 ℃升高到100 ℃。 9.(2024·宿迁)氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02 kg氢气，2 h能匀速骑行50 km，氢能自行车与骑行者总质量为84 kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05倍，氢气热值为1.4×108 J/kg。氢气完全燃烧产生的热量是2.8×106J，氢气的利用效率是75%(g＝10 N/kg)。 10．(2024·苏州)如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，丁烷的热值为4.8×107 J/kg]。求： (1)壶中水的质量。 (2)水吸收的热量。 (3)卡式炉的加热效率。 解：(1)由ρ＝可知，水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg (2)水吸收的热量： Q水＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100－25)℃＝6.3×105 J (3)丁烷气体完全燃烧放出的热量： Q丁烷＝m丁烷q丁烷＝2.5×10－2 kg×4.8×107 J/kg＝1.2×106 J 卡式炉的加热效率： η＝ ×100%＝×100% ＝52.5% B组　提能力 11．(2024·苏州)据记载，唐朝时省油灯已在四川地区出现。瓷质灯体如碗状，腹部有中空夹层，可通过注水孔向夹层装水，碗内有油和灯芯，如图所示。燃灯前，向注水孔缓慢注入冷水，让空气及时排出。燃灯时，水吸收燃烧产生的热量后不断蒸发，使灯碗和灯油温度较低，灯油蒸发速度减小，以达到省油的目的。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第18讲　热机　热机的效率　能量的转化和守恒 青海真题分点练 命题点1　热机 1．(2024·青海)如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是( ) 　　　　　　 2．(2023·西宁)关于内能及内能的利用，说法正确的是( ) A．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能 B．温度为0 ℃的物体没有内能 C．燃料的热值越大，燃烧释放的热量越多 D．增大热机功率一定能提高它的效率 3．(2023·西宁)如图所示，在试管内装适量的水，用塞子塞住管口，加热一段时间后，塞子受到水蒸气的压力而冲出，此时水蒸气的内能转化为塞子的 能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的 冲程相同。 命题点2　热值的理解及相关计算 4．(2018·西宁)古语道：“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是( ) A．增大可燃物的热值 B．降低可燃物的着火点 C．能使可燃物完全燃烧 D．提高了可燃物的利用率 5．(2024·青海)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0.42×103 kg/m3，热值为5.0×107 J/kg。酒精的密度为0.8×103 kg/m3，热值为3.0×107 J/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．10 kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108 J 6．(2024·西宁)西宁市已经普及电动公交车，电动公交车在充电时将电能转化为 能；如果燃油公交车和电动公交车行驶相同的路程，燃油公交车消耗了2 kg的燃油，这些燃油完全燃烧放出的热量是 J。(q燃油＝4.3×107 J/kg) 7．(2023·西宁节选)小宁家的电饭煲额定电压为220 V，有加热和保温两种工作状态，额定加热功率为2 000 W。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]求： (1)在正常加热状态下，将2.5 kg的水从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量是多少。(气压为标准大气压) (2)若此电饭煲的加热效率为84%，则上述过程需要加热多长时间。 命题点3　能量的转化与守恒 8．(2023·青海)下列说法中错误的是( ) A．热机是把内能转化为机械能的机械 B．风力发电机将电能转化为机械能 C．太阳能电池将太阳能转化为电能 D．太阳能和核能均属于一次能源 全国视野分层练 A组　夯基础 1．(2024· 临沂)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 2．(2024·广安)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1 800圈(q汽油＝4.6×107 J/kg)，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5 kg汽油，则汽油机做的有用功为6.9×107 J C．该汽油机在1 s内做功30次 D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 3．(2024·湖南)2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号 F遥十八运载火箭(如图)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( ) A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至－253 ℃，内能为零 D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 4．(2024·云南)2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1 000”研制成功，可助力氢能重卡突破1 000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＝1.4×108 J/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100 kg的液氢能释放1.4×1010 J 的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100% 5．(2024·湖南)有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是( ) A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 6．(2024·兰州)如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是( ) A．用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的 B．蒸气把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化 C．蒸气把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程 D．试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 7．(2024·广元)1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程( ) A．是压缩冲程 B．气体对外做功，内能转化为机械能 C．活塞依靠飞轮的惯性而运动 D．气体对外做功，气体的内能增加 8．(2024·广元)随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30 kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为 J，若这些热量完全被水吸收，可使 kg水的温度从20 ℃升高到100 ℃。 9.(2024·宿迁)氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02 kg氢气，2 h能匀速骑行50 km，氢能自行车与骑行者总质量为84 kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05倍，氢气热值为1.4×108 J/kg。氢气完全燃烧产生的热量是 J，氢气的利用效率是 (g＝10 N/kg)。 10．(2024·苏州)如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，丁烷的热值为4.8×107 J/kg]。求： (1)壶中水的质量。 (2)水吸收的热量。 (3)卡式炉的加热效率。 B组　提能力 11．(2024·苏州)据记载，唐朝时省油灯已在四川地区出现。瓷质灯体如碗状，腹部有中空夹层，可通过注水孔向夹层装水，碗内有油和灯芯，如图所示。燃灯前，向注水孔缓慢注入冷水，让 及时排出。燃灯时， 吸收燃烧产生的热量后不断蒸发，使灯碗和灯油 较低，灯油蒸发速度 ，以达到省油的目的。 学科网（北京）股份有限公司 $$