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专题13 内能 内能的利用
分子动理论
1.(2025·四川省绵阳市·三模)下列有关分子热运动的说法中正确的是( )
A.海绵容易被压缩,表明分子间有间隔
B.破镜不能重圆是因为分子间距太大,作用力太小
C.100的水的内能比0的冰的内能大
D.尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动
2.(2025·陕西省西安市·三模)西安灌汤包历史悠久,面皮薄透、馅料丰富汤汁鲜美、咬开后有浓郁汤汁,口感鲜美,包子顶部有褶皱,形似花朵,蒸熟后晶莹剔透。下列有关包子说法正确的是( )
A.蒸包子的过程中,是通过做功的方式改变包子的内能
B.包子散发的阵阵香气,说明分子在做无规则运动
C.包子冒的“白气”是水蒸气汽化而成的小水珠
D.包子入口烫嘴,说明含有很多热量
3.(2025·陕西省西安市·三模)周日的午后,小秦和爸爸在家里煮茶喝,如图所示是煮茶时的情景,小秦联想到学过的物理知识,下列有关说法中正确的是( )
A.煮茶时满屋都是茶香,是分子运动的结果
B.喝茶时身体感觉变暖,主要是通过做功的方式改变了身体的内能
C.水沸腾后壶盖被顶起,其工作过程和内燃机的排气冲程原理相同
D.壶中的茶水在沸腾后继续加热,温度和内能都不变
4.(2025·陕西省西安市·三模)春节期间,学校开展“寻根同源,记住年味”活动,同学们晒的“年味”照片如图所示。下列描述正确的是( )
A.图甲中,玉润饱满的汤圆温度降低时,内能不变
B.图乙中,红糖糍粑入嘴时很烫,是因为糍粑含有的热量很高
C.图丙中,翻炒瓜子时,主要通过做功的方式增加瓜子的内能
D.图丁中,燃放“擦炮”时,可以闻到火药味,这是扩散现象
5.春天是百花争艳的季节,街道、田野间均弥漫着阵阵花香,这是因为分子在永不停息地做无规则____________。
6.(2025·辽宁省鞍山市·三模)茶起源于中国,盛行于世界。泡茶时能闻到浓浓茶香,这是___________现象,温度越高,茶香越浓,这是因为温度越高,分子无规则运动越___________。
7.(2025·甘肃省定西市·三模)打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是___________现象。慢火熬制,等药汤沸腾后,药香味更加浓郁,这说明温度越高,分子的运动越___________(选填“剧烈”或“缓慢”)。捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在___________(选填“引力”或“斥力”)。
8.(2025·甘肃省定西市·三模)如图所示,在超市里常喷一些水雾来保鲜蔬菜和水果,利用这种水雾在发生___________的过程中___________(填“吸收”或“放出”)热量,使蔬菜和水果内的分子运动速度___________(填“加快”或“减慢”),来达到保鲜的目的。
9.(2025·山东省东营市·三模)如图甲,在一个烧杯中装半杯热水,另一个同样的烧杯中装等量的冷水。同时滴入一滴红墨水,发现装热水的杯子变红的速度更快,这说明了分子的运动跟_________有关。如图乙,将两个铅柱的底面削平,然后紧紧地压在一起,在下面吊一个重物都不能把它们拉开,这说明了分子之间存在_________。
10.手擀面象征着陕西人的踏实与韧劲,淳朴与巧道。如图,是一位师傅正在制作手擀面。他用力不停的推、拉、擀,面皮越来越薄,说明力可以使物体发生________;煮熟的面条散发出诱人的香味,说明分子在做永不停息的________。
11.(2025·山东省东营市·三模)1.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,中国茶文化源远流长。茶壶的壶嘴与壶身构成一个______,使液面总能保持相平。隔着很远,人们能闻到茶香是因为 ______。
12.(2025·陕西省西安市·三模)宋词如画,将万千情感融入音律,勾勒出世间万象,宛如一曲流转变迁的古老乐章,唤醒沉睡的心灵;宋词如曲,旋律悠扬,唱出历史的华章;宋词如茶,品味其香,感受那独特的文学韵味;宋词如梦,演绎着悲欢离合,让人陶醉其中。如《解语花•上元》中写道“箫鼓喧,人影参差,满路飘香麝”,其中“箫鼓喧”是由于_________产生的,“满路飘香麝”是由于_________。
13.(2025·陕西省西安市·三模)如图所示,小明在参加生物实验操作考试时,用小刀将洋葱切片,划“井”字,再用镊子夹取洋葱内膜,制作和观察洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片.小明使用的小刀很锋利,是通过__________的方法来增大压强;实验时使用的镊子属于__________杠杆.小明实验时,手没有接触眼睛,但眼睛也有很“辣”的感受,从分子的角度分析,主要原因是洋葱中致辣的物质分子在不停地做__________运动。
内能
1.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)家住昆明的小徐同学在爸爸指导下,走进厨房进行劳动实践,他发现厨房里涉及到很多物理知识,下列说法不正确的是( )
A.排骨汤盛出后不容易凉,是因为汤含有的热量多
B.冷冻室取出的排骨表面有“白霜”,“白霜”是固态
C.在排骨的“解冻”过程中,排骨中的冰吸热熔化成水
D.普通汤锅里的排骨汤煮沸后继续加热,汤的温度不会高于100摄氏度
2.(2025·甘肃省定西市·三模)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.物体内能增加,一定是吸热了
C.物体吸收的热量越多,温度一定越高
D.物体温度升高,内能增加
3.(2025·四川省绵阳市·三模)如图所示为目前流行的一种自热火锅。该自热火锅配有发热包,发热包的主要成分包括生石灰、活性炭、硅藻土、土和铝粉等。将发热包放到冷水中,生石灰与水产生化学反应,生成氢氧化钙,并放出大量的热,从而加热上层食物。有关自热火锅说法不正确的是( )
A.食物被加热的过程中,食物含有的热量增多
B.食物被加热的过程中,是通过热传递的方式使其内能增加
C.食物被加热的过程中,香味四溢,说明分子在不停的做无规则运动
D.发热包放到水中,将化学能转化为内能
4.《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程,大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是( )
A.加热时铜的温度升高,是通过热传递改变了它的内能
B.熔炼过程中,铜熔化吸热,温度不变,内能不变
C.浇铸过程中,铜所含热量不断减少
D.打磨过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同
5.(2025·山东省东营市·三模)“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水暖手 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
6.(2025·陕西省西安市·三模)2024中国国际氢能及燃料电池产业展览会,一辆名为“氢迹”的厢式货车格外引人注目。氢燃料电池电堆是氢能货车最主要的组成部分,被誉为燃料电池货车的“心脏”。下列说法正确的是( )
A.氢能和电能属于新能源,同时也都属于一次能源
B.燃料的热值越大,货车发动机的效率一定越高
C.氢燃烧时温度升高,内能一定增大
D.氢燃料电池货车行驶时将化学能转化为内能
7.下列生活实例中,利用热传递改变物体内能的是( )
A.小朋友溜滑梯臀部发热 B.钻木取火
C.烧水水温升高 D.搓手取暖
8.(2025·陕西省西安市·三模)4月11日0时47分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将通信技术试验卫星十七号发射升空,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.运载火箭用液态氢作燃料,主要是因为液态氢的比热容较大
B.火箭加速升空时,以卫星为参照物,火箭是运动的
C.火箭发射时周围冒出大量的“白烟”,说明分子在不停地做无规则运动
D.火箭与大气剧烈摩擦,通过做功的方式使得火箭表面温度急剧升高
9.(2025·辽宁省鞍山市·三模)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射成功,载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,神舟十九号航天员乘组入驻“天宫”,下列说法正确的是( )
A.火箭的发动机的效率最高可达到100%
B.燃料燃烧是将化学能转化为内能
C.火箭的发射过程中,燃料若不完全燃烧,热值会减小
D.火箭飞入太空后,太空温度很低,其内能为零
10.(2025·陕西省西安市·三模)五一期间,某学校举行了“劳动使我快乐”的主题活动,很多同学在“下厨房”的过程中体会到了劳动的乐趣。下列情景中所涉及的物理知识分析正确的是( )
A.如图-1,使用碗夹提蒸笼中的碗时,碗夹是一个省力杠杆
B.如图-2,砂锅煲汤是通过热传递的方式增大内能
C.如图-3,包饺子时用力捏出花边,说明力可以改变物体的运动状态
D.如图-4,炒菜时油烟机能将油烟吸走,是因为油烟机内部空气流速大压强大
11.(2025·陕西省西安市·三模)烤肉对陕西来说是一种文化,一年四季都必不可少,尤其在陕西关中地区到了夏季,街头巷尾随处可见,就是这一把把烤肉承载了几代人的情怀。如图所示,是羊肉串架在炭火上烤的情景.关于烤羊肉串涉及的物理现象,下列说法中不正确的是( )
A.肉烤熟是通过热传递的方式改变其内能
B.肉温度越高,所含热量越多
C.木炭在燃烧的过程中,热值不变
D.烧烤时边烤边撒佐料,利用了温度越高扩散现象越快
12.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)冬至时节煮饺子,下列说法正确的是( )
A.冷冻饺子中的分子不运动
B.冷冻饺子升温过程中内能增大
C.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象
D.煮熟的饺子冷却是通过做功的方式改变内能
13.(2025·陕西省西安市·三模)3.中医是我国的四大国粹之一。拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图甲所示方法迅速将火罐按到皮肤上,罐内气体的温度 __________(选填“升高”“降低”或“不变”),内能 __________(选填“增大”“减小”或“不变”)。如图乙所示,“艾灸”时通过 __________的方式改变了穴位处的内能。
14.如图,是空气能热水器工作原理,热泵中封装了沸点很低的制冷剂,液态制冷剂经过配套节流器件缓慢地进入蒸发器,从空气中吸收热量并在蒸发器中迅速______(填写物态变化名称),蒸气进入压缩机被压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器,再通过______的方式改变了冷水的内能,并液化成低压的液体,经配套节流装置,不断循环。由空气能热水器制热原理可知,其制热效果与环境温度______(选填“有”或“没有”)关系。
15.(2025·陕西省西安市·三模)实验小组的成员组装了图甲所示装置,试管中盛有热水,将温度传感器与计算机相连,在热水自然冷却过程中采集部分温度随时间变化的数据,绘制的图像如图乙所示。
(1)根据图乙分析热水自然冷却过程中温度下降的规律:______。
(2)实验小组的成员思考:热水冷却的快慢与哪些因素有关?经讨论后,提出了以下猜想:
猜想1:与热水表面空气的流速有关;
猜想2:与盛水容器的材料有关;
猜想3:与温差有关。
他们选用三个玻璃杯、一个塑料杯、一个铝杯(杯子的大小、杯壁厚度、形状完全相同),在杯中分别倒入热水并放在温度可调、空气流动可控的房间里做了5次实验,每次实验杯子中都装满质量相等、温度相同的热水,用温度计和秒表记录每次实验中热水温度从90℃降至50℃所用的时间,只有第2次实验用电风扇对杯子上方吹风。实验数据记录如下表所示:
实验次数
杯子的材料
有无电风扇吹风
起始温度/℃
最终温度/℃
室内环境温度/℃
冷却时间/s
1
玻璃
无
90
50
30
920
2
玻璃
有
90
50
30
612
3
玻璃
无
90
50
15
665
4
塑料
无
90
50
15
700
5
铝
无
90
50
15
508
①实验中是根据______来判断热水冷却的快慢的。
②分析表中1、2次实验数据可知:在其他条件相同时,热水表面的空气流速越快,水蒸发越______,达到相同冷却效果的时间越______;分析表中______次实验数据可以验证猜想2;分析表中1、3次实验数据可知:在其他条件相同时,温差越______,热水冷却越快。
③在冬天,为了让热水保温时间更长,在其他条件相同的情况下,应该选用______(选填“玻璃”“塑料”或“铝”)材料制成的容器。
比热容
1.(2025·湖北省襄阳市·三模)新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,这主要是因为沙石的( )
A.密度较大 B.熔点较高
C.比热容较小 D.导热性好
2.(2025·甘肃省定西市·三模)尊老爱幼是中华民族的优良传统!如图所示是小聪和爸爸给奶奶泡脚和搓脚、妈妈为奶奶梳头的温馨画面。下列说法正确的是( )
A.泡脚和搓脚改变脚的内能的方式是相同的
B.泡脚时,水温下降比较慢,是因为水的比热容大
C.梳头发过程中,若梳子失去电子将带负电荷
D.奶奶的头发越梳越蓬松是由于异种电荷相互排斥
3.学校兴趣小组在开展“生活处处有物理”的观察实践活动中,小明观察了厨房设备,在他所观察到的现象和对现象的解释中,正确的是( )
A.菜刀的刀刃锋利是为了增大压力
B.用相同的热源给铁锅中质量相同的水和油加热,油升温快,是因为油的比热容小
C.电冰箱的冷冻室所结的霜是冰箱内水蒸气放热凝固形成的
D.锅铲柄、电水壶把手都有凸凹花纹,是为了减小摩擦
4.(2025·辽宁省鞍山市·三模)如图,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,R1=5Ω,R2=R3=10Ω,电源电压18V。当只闭合开关S1,通电120s后,甲中温度计的示数为29℃。已知R1、R2在实验过程中的加热效率都是75%。则以下判断正确的是( )
A.电流通过R1产生的热量是8640J
B.液体的比热容为1.62×103J/(kg•℃)
C.当闭合开关S1和S2时,R1两端电压等于R3两端电压
D.当闭合开关S1和S2时,R1和R2产生热量的电热功率之比为4∶1
5.(2025·四川省绵阳市·三模)小华同学在“探究不同物质吸热情况"的实验中,将水和煤袖分别装在两个相同的烧杯中(ρ水>ρ煤油)用两个相同的酒精灯加热,每隔2 min记录1次温度。
(1)图甲是小华同学的实验装置。其中有1处明显错误。请指出错误之处:___________
(2)纠正错误后继续实验。小华同学根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像。由图像可知___________的吸热能力强。
(3)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。则煤油的比热容为___________J/(kg·℃)。
6.将一温度为20℃质量为4.2kg的铁块的温度升高到80℃,需要吸收 ___________J的热量。然后将其放入温度为10℃,质量为1.15kg的水中,通过 ________(选填“做功”或“热传递”)的方式可使水的温度升高到 _______℃。[忽略热损耗,c水=4.2×103J/(kg·℃),c铁=0.46×103J/(kg·℃)]
7.(2025·辽宁省鞍山市·三模)周末,小明在家开启了一场趣味十足的“牛奶加热实验”。他把盒装牛奶小心翼翼地放入热水中,在这个过程中,是通过___________方式改变了牛奶的内能。已知这盒牛奶的质量为200g,经过一段时间的水浴加热,牛奶温度升高了20℃。那么,这盒牛奶吸收的热量为_________J。(牛奶的比热容
8.(2025·江西省上饶市·三模)俊俊同学在实验室对热学中的相关实验进行探究。
(1)俊俊同学用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲所示),探究水和煤油的吸热能力。
①组装实验装置时,放置陶土网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置的调节非常重要。实验时他应当先调整固定___________(填“铁圈”或“铁夹”)的位置;
②在两个相同的烧杯中应加入初温和___________相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内___________;
③水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示。根据图乙可判断:a物质是___________(填“水”或“煤油”),b物质吸热能力较___________(填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,俊俊用两个相同规格的烧杯装相等质量的水,取质量___________(填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较___________(填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小。
热机
1.(2025·陕西省西安市·三模)图甲是某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”升空的场景。其升空原理是瓶内气体膨胀,内能减小,使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中。图中内燃机的四个冲程中能量转化与“水火箭”发射相同的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·陕西省西安市·三模)氢发动机是用气态氢作为燃料,代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机,氢气燃烧的生成物为水。某氢气发动机汽车的四冲程内燃机转速为。下列说法正确的是( )
A.氢气燃烧的越充分,它的热值越高
B.四冲程内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
C.该车内燃机1s对外做功20次
D.氢气燃烧的生成物为水,所以氢发动机的效率可达100%
3.(2025·安徽省合肥市·三模)如图是一种常用“柴油平板夯机”,广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力,激荡器带动夯板上下运动。下列关于使用该夯机说法正确的是( )
A.可通过火花塞点火启动
B.发动机将内能转化为机械能
C.利用水比热容小的特性降温
D.行走轮辅助移动可减小压力
4.(2025·辽宁省鞍山市·三模)如图所示为氢气爆炸实验装置,向纸杯中通入适量的氢气与空气混合,用火柴点燃气体,发生爆炸,纸杯被崩起。在氢气爆炸实验中,将氢气燃烧释放的内能转化为纸杯的________能,此过程与汽油机的________冲程相同。
5.(2025·辽宁省鞍山市·三模)小杨家聚餐时想打开一瓶红酒,但家中没有起瓶器。于是小杨用打火机对瓶口附近加热,如图瓶塞慢慢上升最后飞出,瓶塞飞出的过程与热机的______冲程能量转化相同。瓶塞飞出时,瓶内气体的内能会______(填“增大”“减小”或“不变” )。
6.(2025·安徽省合肥市·三模)如图甲所示是四冲程汽油机的______冲程示意图,它将______能转化为机械能,与它原理相同的是______(选填“乙”或“丙”)图所示的演示实验。
热值及热机的效率
1.(2025·陕西省西安市·三模)装配WS10B矢量发动机歼-10B战机可在空中完成很多的华丽的机动动作,喷气式发动机向后喷出高温高压的燃气,可将战机推向前方,这主要利用了_______________;喷气式发动机的工作过程可分为:进气、压缩、燃烧、排气,喷气式发动机的排气过程中的能量转化相当于四冲程汽油机的__________冲程,某次执行任务时,歼-10B以1.2马赫的速度匀速飞行了20min,消耗航空燃油1.02t,已知所受阻力5×10⁴N,则发动机的效率是__________(马赫数等于飞行器速度与声速的比值,声速取340m/s,航空燃油的热值q=5×10⁷J/kg)。
2.(2025·四川省绵阳市·三模)兴趣小组的同学们一起设计并制作了“简易孔明灯”,结构如图所示,四个轻质支架撑起一个垃圾袋,使其成为一个长宽各为20cm、高为50cm且下端开口的长方体,在垃圾袋下端的燃烧皿中加入适量的酒精,通过容器中水位的高度调节燃烧皿的高度,容器放在电子秤.上实时监测质量的变化。经测量,垃圾袋中温度为50时孔明灯刚起飞,电子秤示数变化了1g,则酒精完全燃烧放出的热量为_____J;若“孔明灯”刚好起飞时,里面的空气密度为1.05kg/m3,从加热到起飞的过程中,燃烧皿的加热效率至少为_____%。[空气的比热容为,酒精的热值为3.0107J/kg,g取10N/kg,垃圾袋的厚度忽略不计,室内温度为20]
3.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)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,水的比热容为。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg,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℃。
4.(2025·陕西省西安市·三模)相约春天,一起“趣”春游。小明一家开车在平直公路上匀速行驶,到达露营公园野炊,若该过程汽车牵引力为2000N,消耗汽油1kg,则汽车发动机的效率为______,汽油燃烧过程中,热值______(选填“变大”“变小”或“不变”)。野炊时,用如图所示的卡式炉将2kg初温为的水加热到,水吸收的热量为______J,该过程消耗了气罐中的丁烷气体,则卡式炉烧水的效率为______。[,,]
5.有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值 ___________(选填“更大”、“一样大”或“更小”);某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,在1s内汽油机对外做功 ___________次。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将 ___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
6.(2025·湖北省襄阳市·三模)我国自主研制的新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该战斗机最大起飞质量为37 t,最大飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),最大载油量为10t,战斗机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表:
速度v/(m·s-1)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知战斗机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%,战斗机使用的航空汽油的热值为。作战半径:战斗机携带正常作战载荷,不进行空中加油,自机场起飞,沿指定航线飞行,执行完任务后,返回原机场所能达到的最远单程距离。请解答下列问题:
(1)若不计战斗机燃油质量的变化,当战斗机腾空加速上升时,其机械能的增加量______。(选填“大于”“不变”或“小于”)动能的增加量,并请说明理由______;
(2)该战斗机以400m/s的速度巡航时,求发动机的输出功率;
(3)某次执行紧急任务起飞时,战斗机的油量还有,如果以500m/s的速度巡航,求此次该战斗机的最大作战半径。
7.(2025·山东省东营市·三模)如图是为了上山方便而修建的盘山公路(盘山公路近似处理为如图乙所示的斜面)。若从山底到山顶的盘山公路长200m,山高30m,一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变,用时50s。汽油热值q=4×107J/kg,g取10N/kg。求:
(1)小货车从坡底爬到坡顶的过程中,牵引力所做的功;
(2)该盘山公路的机械效率;
(3)小货车在匀速爬坡的过程中,汽车的功率是多少?
(4)不计热量损失,汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油?
8.(2025·陕西省西安市·三模)2025年1月18日,海南(陵水)低空经济常态化运营首航启动仪式在海南省陵水黎族自治县举行,海南恒美亿航智能应急科技有限公司的EH216-S无人驾驶载人航空器亮相,该航空器核载两人,续航超300km,最高时速可达200km/h,主要应用于旅游观光领域。随着全新的AI时代的到来,自动驾驶甚至是无人驾驶将加速到来。人们不再为堵车而烦恼,飞行汽车带你飞越拥堵。近日,在以“智能为先,探索无限”为主题的汽车科技日中,如图所示的首款飞行汽车来了,其具体参数见下表。(g取10 N/kg)
品牌
XXX牌
参数
车身材料
空载质量
最大载重
载客人数
电池容量
最高续航
飞行高度
最大时速
碳纤维
560kg
200 kg
2人
80kW·h
35min
1000 m
100 km/h
(1)利用充电桩给电动飞行汽车的电池充电时,电池相当于___________(选填“电源”或“用电器”);该款飞行汽车空载悬停在空中,这时飞行汽车获得的升力大小为多少_________?
(2)某次飞行测试中,飞行汽车搭载着200 kg的货物,从水平地面竖直向上飞行,达到该款飞行汽车的最大飞行高度时,用时2min,则该飞行汽车克服重力做功的平均功率是多少?(结果保留一位小数)
(3)如果该次飞行测试中刚好使用了4.5%的电量,则该飞行汽车的电动机效率是多少?(除电动机工作外,不考虑飞行汽车上其他用电器的用电损耗,结果精确到0.1%)
(4)如果该次飞行测试中使用传统的燃料汽油来获得动力所需的电量(假设油电转化效率为100%),需要完全燃烧多少千克汽油?(汽油的热值为,结果保留两位小数)
9.(2025·陕西省延安市·三模)西安的渭河综合治理工作持续推进,渭河生态全面改善,已经成为西安建设“海绵城市”、恢复“八水绕长安”工程的经典之作。如图为一艘保洁船正在清理水中的垃圾,该船由柴油机提供动力,热机效率为40%。(ρ水=1.0×103kg/m3,,取10N/kg)
(1)使柴油机获得动力的冲程为______ 冲程;
(2)沉在水底1.5m处的垃圾,受到水的压强是多少?
(3)若该船以800N的动力在水面上匀速行驶2km,需要消耗多少kg的柴油?
10.(2025·陕西省西安市·三模)今年国庆假期期间,小雨同学家购买了一款如图所示户外分体式燃气炉,去户外野炊。该燃气炉的铭牌如图所示,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。
【品名】XX牌分体式防风燃气炉
【材料】不锈钢 铜 铸铝
【规格】展开260×116mm 折叠127×132mm
【功率】4500W
(1)在标准大气压下,用该燃气炉将1kg的水从25℃加热到沸腾用时140s,水的比热容为;求:
①水吸收的热量是多少?
②燃气炉烧水时的效率是多少?
(2)小雨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: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,求燃气炉所使用燃料的热值是多少?
11.(2025·陕西省西安市·三模)据统计,每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为___________能。
(2)当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时,求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受摩擦力。
③与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少?(燃油机的效率取36%,燃油的热值q取4.3×107J/kg)
12.(2025·陕西省西安市·三模)海上风电的发展有助于减少对化石燃料的依赖,促进能源结构向更加清洁、低碳的方向转变。一般装机容量是4兆瓦(1兆瓦)风机转一圈,只能发不到4度的电。而目前已公开的世界上最大26兆瓦海上风机,转一圈能发电50度左右,我国主流的风电机组集中安装在水深50米的近海海域,其中离岸距离大于100千来,水深超过50米的深远海域风能资源更加手富。图1和图2是风力发电的原理及输电示意图。求:
(1)海上风电是一种__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)26兆瓦海上风机转动一圈所用时间;(精确到)
(3)若风力发电向远距离输电时某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在安全的情况下利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量,已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为,电压表示数为,电流表示数为,则短路位置到甲地的距离为多远?
(4)目前已公开的世界上最大兆瓦的海上风机,在输电时存在输电损耗,其效率为80%。在一个标准大气压下,此风机转一圈产生的电能,由一个热效率90%的电磁炉给水加热,可以使多少千克20℃的水沸腾?[结果保留整数,]
13.(2025·陕西省西安市·三模)如图为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。其基本的工作原理,是天然气燃烧产生的高温,对热交换器中的冷水加热。该燃气热水器的技术参数如表
适用燃气
天然气
热值
3×107J/m3
须定耗
3.6m3/h
(1)两个指示灯是二极管灯泡,该灯泡由 __________(选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制作,它们应 __________联在电路中;
(2)某次洗浴,热交换器在15min内将体积为200L的水的水温升高30℃,求该过程中吸收的热量是多少__________?
(3)某次洗浴,燃气热水器以额定耗气量正常工作15min。若该过程燃气完全燃烧,放出的热量为多少__________?
(4)燃气热水器的热效率通常指热水器吸收热量的效率。能效等级是根据热效率来划分的,其中三级能效的热效率需大于或等于84%,二级能效的热效率需大于或等于89%,而一级能效的热效率则需大于或等于98%。请根据计算判断该燃气热水器属于几级能效__________?
14.“歼﹣20”作为中国第五代战斗机,融合了全球优秀战斗机的特点,具备了很强的隐形性能、机动性能等。该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20km,最大航行速度达2880km/h,最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表:(已知飞机发动机的效率是30%,航空燃油的热值为:5×107J/kg,飞机巡航时近似认为做匀速直线运动)
速度v(m/s)
100
200
300
400
500
1000
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
30×104
(1)“歼﹣20”飞机表面能 ___________(反射/吸收)对方雷达发射的电磁波,从而实现电磁隐身。
(2)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程为多少?
(3)根据表中数据分析可知,阻力f与速度v的关系式为:___________。
(4)飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的牵引力与最大起飞重力的比值,则该“歼﹣20”飞机的推重比约为多少?(计算结果保留1位小数)
15.电解海水制氢是一种利用电能将海水中的水分子分解成氢气和氧气的技术。我国对于海水制氢技术不断取得突破,利用可再生能源风电来电解海水制氢,所得氢气的浓度可达99.9%~99.99%。将电解海水制氢与风能、太阳能等可再生能源结合,利用可再生能源进行氧气生产,降低了制氢成本。随着技术的不断进步和成本的逐步降低,电解海水制氢技术有望在未来得到更广泛的应用。
(1)大力发展氢能源不仅因为氢的热值大,而且从环境保护角度来看氢能属于______能源,可以通过电解海水制氢,说明海水属于______(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)某设备的电解能耗约为(表示制取的氢气需要消耗5kW·h的电能),则该设备的能量转化效率(电解所得氢气完全燃烧释放的热量与对应消耗电能的比)为多少?
(3)珠海桂山风电场31号风机机组供电的电解槽功率为400kW,使用的设备的能量转化效率为63%,则一小时可以制取纯度99.99%以上的氢气多少立方米?
16.(2025·陕西省西安市·三模)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒,在标准大气压下,用该燃气灶加热质量为5kg、初温为20℃的水,加热到沸腾,共消耗了的天然气;[水的比热容为,天然气的热值为]求:
(1)水吸收的热量;
(2)该燃气灶烧水的热效率。
17.(2025·甘肃省定西市·三模)全球首创的十秒级闪充超级电容储能式现代电车,在宁波生产基地正式下线,如图所示。这种电车采用超级电容作为电能存储设备,这种超级电容安全环保,可反复充放电100万次以上,使用寿命长达十年。与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点,充满电后,可让电车持续正常行驶5km以上、若这种电车满载时的质量为1.5×104kg,正常匀速行驶时,电车受到的平均阻力f为车重G的0.02倍。(g=10N/kg)求:
(1)电车满载时对地面的压力多大?
(2)已知电车车胎与地面的总接触面积为0.3m2,满载时对地面的压强为多大?
(3)若该车正常行驶时电能转化为机械能的效率为50%,则每次从充电桩获得的能量相当于完全燃烧多少千克柴油所释放的能量?(q煤油=3.0×107J/kg)
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专题13 内能 内能的利用
分子动理论
1.(2025·四川省绵阳市·三模)下列有关分子热运动的说法中正确的是( )
A.海绵容易被压缩,表明分子间有间隔
B.破镜不能重圆是因为分子间距太大,作用力太小
C.100的水的内能比0的冰的内能大
D.尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动
【答案】B
【来源】2025年四川省绵阳市安州区中考三模物理试题
【解析】A.海绵里面有气孔,用手捏时海绵里的空气跑出来,则海绵的体积变小了,但不能说明分子间有间隙,故A错误;
B.分子间的作用力跟分子间的距离有关,破镜不能重圆是因为镜破处分子间的距离太大了,超过分子直径10倍,分子间作用力几乎不存在了,故B正确;
C.内能与质量、温度等因素有关,质量不确定,所以100的水的内能不一定比0的冰的内能大,故C错误;
D.尘土不是分子,尘土飞扬属于机械运动,不能说明分子在不停地做无规则运动,故D错误。
故选B。
2.(2025·陕西省西安市·三模)西安灌汤包历史悠久,面皮薄透、馅料丰富汤汁鲜美、咬开后有浓郁汤汁,口感鲜美,包子顶部有褶皱,形似花朵,蒸熟后晶莹剔透。下列有关包子说法正确的是( )
A.蒸包子的过程中,是通过做功的方式改变包子的内能
B.包子散发的阵阵香气,说明分子在做无规则运动
C.包子冒的“白气”是水蒸气汽化而成的小水珠
D.包子入口烫嘴,说明含有很多热量
【答案】B
【来源】2025年陕西省西安市高新区第三初级中学中考三模物理试题
【解析】A.蒸包子的过程中,包子吸收热量,是通过热传递的方式改变包子的内能,故A错误;
B.包子散发的阵阵香气,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故B正确;
C.包子冒的“白气”是水蒸气液化而成的小水珠,故C错误;
D.包子入口烫嘴,说明包子温度高,热量是过程量,不能用含有描述,故D错误。
故选B。
3.(2025·陕西省西安市·三模)周日的午后,小秦和爸爸在家里煮茶喝,如图所示是煮茶时的情景,小秦联想到学过的物理知识,下列有关说法中正确的是( )
A.煮茶时满屋都是茶香,是分子运动的结果
B.喝茶时身体感觉变暖,主要是通过做功的方式改变了身体的内能
C.水沸腾后壶盖被顶起,其工作过程和内燃机的排气冲程原理相同
D.壶中的茶水在沸腾后继续加热,温度和内能都不变
【答案】A
【来源】2025年陕西省西安市灞桥区部分学校中考第三次模拟物理试题
【解析】A.煮茶时满屋都是茶香,这是扩散现象,是分子不停做无规则热运动的结果,故A正确;
B.喝茶时身体感觉变暖,人吸收热量,主要是通过热传递的方式改变了身体的内能,故B错误;
C.水沸腾后壶盖被顶起,内能转化为机械能,其工作过程和内燃机的做功冲程原理相同,故C错误;
D.壶中的茶水在沸腾后继续加热,水吸收热量,温度不变,内能增大,故D错误。
故选A。
4.(2025·陕西省西安市·三模)春节期间,学校开展“寻根同源,记住年味”活动,同学们晒的“年味”照片如图所示。下列描述正确的是( )
A.图甲中,玉润饱满的汤圆温度降低时,内能不变
B.图乙中,红糖糍粑入嘴时很烫,是因为糍粑含有的热量很高
C.图丙中,翻炒瓜子时,主要通过做功的方式增加瓜子的内能
D.图丁中,燃放“擦炮”时,可以闻到火药味,这是扩散现象
【答案】D
【来源】2025年陕西省西安市碑林区西安工业大学附中中考三模物理试题
【解析】A.图甲中,玉润饱满的汤圆温度降低时,内能减少,故A错误;
B.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C.翻炒瓜子时,瓜子吸收热量,内能增大,主要通过热传递的方式增加瓜子的内能,故C错误;
D.燃放“擦炮”时,附近的人能闻到火药味,是分子热运动导致的扩散现象,故D正确。
故选D。
5.春天是百花争艳的季节,街道、田野间均弥漫着阵阵花香,这是因为分子在永不停息地做无规则____________。
【答案】运动
【来源】2025年贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县中考三模物理试题
【解析】春天是百花争艳的季节,街道、田野间均弥漫着阵阵花香,这种现象属于扩散现象,是因为分子在永不停息地做无规则运动。
6.(2025·辽宁省鞍山市·三模)茶起源于中国,盛行于世界。泡茶时能闻到浓浓茶香,这是___________现象,温度越高,茶香越浓,这是因为温度越高,分子无规则运动越___________。
【答案】扩散 剧烈
【来源】2025年辽宁省鞍山市立山区中考三模物理试题
【解析】[1]泡茶时能闻到茶香,是茶叶的香味分子不停地做无规则运动跑到了空气中,这是扩散现象。
[2]温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散进行的越快,茶香越浓,说明这种现象的剧烈程度与温度有关。
7.(2025·甘肃省定西市·三模)打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是___________现象。慢火熬制,等药汤沸腾后,药香味更加浓郁,这说明温度越高,分子的运动越___________(选填“剧烈”或“缓慢”)。捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在___________(选填“引力”或“斥力”)。
【答案】扩散 剧烈 引力
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】[1]打开中药包会闻到淡淡的药香味,是因为分子在不停地做无规则运动,即扩散现象。
[2]温度越高,分子的无规则运动越剧烈,闻到的药香味越浓郁。
[3]分子间存在着相互作用的引力和斥力。细绳很难被拉断,是因为分子间存在相互作用的引力。
8.(2025·甘肃省定西市·三模)如图所示,在超市里常喷一些水雾来保鲜蔬菜和水果,利用这种水雾在发生___________的过程中___________(填“吸收”或“放出”)热量,使蔬菜和水果内的分子运动速度___________(填“加快”或“减慢”),来达到保鲜的目的。
【答案】汽化 吸收 减慢
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】[1][2]水雾是液态的小水滴变成气态的水蒸气,属于汽化现象,汽化要吸收热量。
[3]水雾汽化过程中吸收热量使蔬菜和水果的温度降低,内部分子运动变缓慢,从而达到了保鲜的目的。
9.(2025·山东省东营市·三模)如图甲,在一个烧杯中装半杯热水,另一个同样的烧杯中装等量的冷水。同时滴入一滴红墨水,发现装热水的杯子变红的速度更快,这说明了分子的运动跟_________有关。如图乙,将两个铅柱的底面削平,然后紧紧地压在一起,在下面吊一个重物都不能把它们拉开,这说明了分子之间存在_________。
【答案】温度 引力
【来源】2025年山东省东营市实验中学中考三模物理试题
【解析】[1]由于分子在不停地做无规则运动,温度越高,分子无规则热运动越剧烈。由于热水的温度高,热水中的墨水扩散的快,所以热水的杯子变红的速度更快,这说明了分子的运动跟温度有关。
[2]将两个铅柱的底面削平、削干净、然后紧紧地压在一起,两铅块的底面分子间的距离较小,分子间的引力使两铅块结合起来,甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。
10.手擀面象征着陕西人的踏实与韧劲,淳朴与巧道。如图,是一位师傅正在制作手擀面。他用力不停的推、拉、擀,面皮越来越薄,说明力可以使物体发生________;煮熟的面条散发出诱人的香味,说明分子在做永不停息的________。
【答案】形变 无规则运动
【来源】2025年陕西省西安交通大学附中中考三模物理试题
【解析】[1]用力不停的推、拉、擀,面皮越来越薄,在此过程中,对面皮施加了力的作用,面皮由厚变薄,说明力可以使物体发生形变。
[2]煮熟的面条散发出诱人的香味,这是扩散现象,说明分子在做永不停息的无规则运动。
11.(2025·山东省东营市·三模)1.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,中国茶文化源远流长。茶壶的壶嘴与壶身构成一个______,使液面总能保持相平。隔着很远,人们能闻到茶香是因为 ______。
【答案】连通器 分子不停地做无规则运动
【来源】2025年山东省东营市实验中学中考三模物理试题
【解析】[1]茶壶的壶嘴与壶身上端开口,底部相连通,构成一个连通器。
[2]隔着很远,人们都能闻到茶香是因为发生了扩散现象,说明分子不停地做无规则运动。
12.(2025·陕西省西安市·三模)宋词如画,将万千情感融入音律,勾勒出世间万象,宛如一曲流转变迁的古老乐章,唤醒沉睡的心灵;宋词如曲,旋律悠扬,唱出历史的华章;宋词如茶,品味其香,感受那独特的文学韵味;宋词如梦,演绎着悲欢离合,让人陶醉其中。如《解语花•上元》中写道“箫鼓喧,人影参差,满路飘香麝”,其中“箫鼓喧”是由于_________产生的,“满路飘香麝”是由于_________。
【答案】发声体振动 见解析
【来源】2025年陕西省西安市高新唐南中学中考三模物理试题
【解析】[1]声音是由物体的振动产生的,“箫鼓喧”是由于发声体振动产生的。
[2]一切物质的分子都在不停地做无规则运动,“满路飘香麝”是由于分子在不停地做无规则运动。
13.(2025·陕西省西安市·三模)如图所示,小明在参加生物实验操作考试时,用小刀将洋葱切片,划“井”字,再用镊子夹取洋葱内膜,制作和观察洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片.小明使用的小刀很锋利,是通过__________的方法来增大压强;实验时使用的镊子属于__________杠杆.小明实验时,手没有接触眼睛,但眼睛也有很“辣”的感受,从分子的角度分析,主要原因是洋葱中致辣的物质分子在不停地做__________运动。
【答案】减小受力面积 费力 无规则
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】[1]压强大小与压力和受力面积大小有关,由题意可知,使用的小刀很锋利,说明在压力一定时,通过减小受力面积的方法来增大压强。
[2]根据公式可知,镊子的动力臂小于阻力臂,故动力大于阻力,所以是费力杠杆。
[3]切洋葱时眼睛也有很“辣”的感受,是与扩散现象有关,因为洋葱中致辣的物质分子在不停地做无规则运动,向四周扩散。
内能
1.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)家住昆明的小徐同学在爸爸指导下,走进厨房进行劳动实践,他发现厨房里涉及到很多物理知识,下列说法不正确的是( )
A.排骨汤盛出后不容易凉,是因为汤含有的热量多
B.冷冻室取出的排骨表面有“白霜”,“白霜”是固态
C.在排骨的“解冻”过程中,排骨中的冰吸热熔化成水
D.普通汤锅里的排骨汤煮沸后继续加热,汤的温度不会高于100摄氏度
【答案】A
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州禄丰市中考三模物理试题
【解析】A.排骨汤盛出后,汤不容易凉,是因为汤的表面有一层油,使水蒸发的慢,而蒸发吸热,能使汤降温,热量是过程量,不能说含有,故A错误,符合题意;
B.凝华是指物质由气态直接变成固态的过程,霜的形成属于凝华现象,是水蒸气凝华形成的小冰晶,“白霜”是固态,故B正确,不符合题意;
C.熔化是指物质由固态变成液态的过程,解冻过程属于熔化,熔化过程吸热,故C正确,不符合题意;
D.液体沸腾的条件是达到沸点,吸收热量,液体沸腾过程中吸热温度不变, 排骨汤煮沸后继续加热,汤的温度不会高于100摄氏度,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.(2025·甘肃省定西市·三模)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.物体内能增加,一定是吸热了
C.物体吸收的热量越多,温度一定越高
D.物体温度升高,内能增加
【答案】D
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】A.影响内能大小的因素有质量、温度、状态和物质的种类,故温度高的物体内能不一定大,故A错误;
B.物体内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B错误;
C.物体吸收的热量越多,内能增加越多,但温度不一定升高越多,甚至不升高,如晶体的熔化过程,吸收热量,内能增加,但温度不升高,故C错误;
D.结合选项A,同一物体温度升高,内能一定增加,故D正确。
故选D。
3.(2025·四川省绵阳市·三模)如图所示为目前流行的一种自热火锅。该自热火锅配有发热包,发热包的主要成分包括生石灰、活性炭、硅藻土、土和铝粉等。将发热包放到冷水中,生石灰与水产生化学反应,生成氢氧化钙,并放出大量的热,从而加热上层食物。有关自热火锅说法不正确的是( )
A.食物被加热的过程中,食物含有的热量增多
B.食物被加热的过程中,是通过热传递的方式使其内能增加
C.食物被加热的过程中,香味四溢,说明分子在不停的做无规则运动
D.发热包放到水中,将化学能转化为内能
【答案】A
【来源】2025年四川省绵阳市游仙区中考三模物理试题
【解析】A.热量是过程量,不能说含有,故A错误,符合题意;
B.食物被加热的过程中,食物吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式使其内能增加,故B正确,不符合题意;
C.食物被加热的过程中,香味四溢,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确,不符合题意;
D.生石灰与水反应会放出大量的热,此反应过程中的能量转化关系是化学能转化为内能,故D正确,不符合题意。
故选A。
4.《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程,大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是( )
A.加热时铜的温度升高,是通过热传递改变了它的内能
B.熔炼过程中,铜熔化吸热,温度不变,内能不变
C.浇铸过程中,铜所含热量不断减少
D.打磨过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同
【答案】A
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】A.加热时,铜吸收热量,温度升高,这是通过热传递改变了它的内能,故A正确;
B.熔炼过程中,铜熔化时吸收热量但温度不变,内能增大,故B错误;
C.热量是一个过程量,不能说“含有”多少热量,故C错误;
D.打磨过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能,两者不同,故D错误。
故选A。
5.(2025·山东省东营市·三模)“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水暖手 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
【答案】A
【来源】2025年山东省东营市实验中学中考三模物理试题
【解析】“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物,这是通过热传递改变内能;
A.热水暖手,这是通过热传递改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上相同,故A符合题意;
BCD.钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴,这是通过做功改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上不相同,故BCD不符合题意。
故选A。
6.(2025·陕西省西安市·三模)2024中国国际氢能及燃料电池产业展览会,一辆名为“氢迹”的厢式货车格外引人注目。氢燃料电池电堆是氢能货车最主要的组成部分,被誉为燃料电池货车的“心脏”。下列说法正确的是( )
A.氢能和电能属于新能源,同时也都属于一次能源
B.燃料的热值越大,货车发动机的效率一定越高
C.氢燃烧时温度升高,内能一定增大
D.氢燃料电池货车行驶时将化学能转化为内能
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安市第八十五中学中考三模物理试题
【解析】A.氢能属于新能源,氢能和电能都是消耗其它能源才能产生的能源,属于二次能源,故A错误;
B.燃料的热值越大,燃烧相同质量的燃料产生的热量越多,但不能说明有用的热量所占的总热量的比例越大,即汽车发动机的效率不变,故B错误;
C.同一物体,温度升高时,内能会增加,因此氢燃烧时温度升高,内能一定增大,故C正确;
D.氢燃料电池汽车行驶时,将化学能转化为电能,电能再转化为机械能,故D错误。
故选C。
7.下列生活实例中,利用热传递改变物体内能的是( )
A.小朋友溜滑梯臀部发热 B.钻木取火
C.烧水水温升高 D.搓手取暖
【答案】C
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州双柏县中考三模物理试题
【解析】A.小朋友溜滑梯臀部发热是通过做功的方式改变内能,故A不符合题意;
B.钻木取火是通过做功的方式改变内能,故B不符合题意;
C.烧水水温升高是通过热传递的方式改变内能,故C符合题意;
D.搓手取暖通过做功的方式改变内能,故D不符合题意。
故选C。
8.(2025·陕西省西安市·三模)4月11日0时47分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将通信技术试验卫星十七号发射升空,如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.运载火箭用液态氢作燃料,主要是因为液态氢的比热容较大
B.火箭加速升空时,以卫星为参照物,火箭是运动的
C.火箭发射时周围冒出大量的“白烟”,说明分子在不停地做无规则运动
D.火箭与大气剧烈摩擦,通过做功的方式使得火箭表面温度急剧升高
【答案】D
【来源】2025年陕西省西安市新城区中考三模物理试题
【解析】A.因为液态氢的热值较大,与其它质量相同的燃料相比,在完全燃烧时,能放出更多的热量,所以火箭的燃料一般是液态氢,故A错误;
B.火箭加速升空的过程中,以卫星为参照物,火箭相对于卫星没有位置的变化,是静止的,故B错误;
C.白色的烟,肉眼可见,不是分子,不能说明分子在不停地做无规则运动,故B错误;
D.改变物体内能的两种方式:做功和热传递。火箭与大气剧烈摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,这是通过做功的方式使得火箭表面温度急剧升高,故D正确。
故选D。
9.(2025·辽宁省鞍山市·三模)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射成功,载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,神舟十九号航天员乘组入驻“天宫”,下列说法正确的是( )
A.火箭的发动机的效率最高可达到100%
B.燃料燃烧是将化学能转化为内能
C.火箭的发射过程中,燃料若不完全燃烧,热值会减小
D.火箭飞入太空后,太空温度很低,其内能为零
【答案】B
【来源】2025年辽宁省鞍山市立山区中考三模物理试题
【解析】A.火箭的发动机工作时,由于散热、燃料不完全燃烧、废气带走热量等因素影响,火箭发动机的效率不可能达到100%,故A错误;
B.燃料储存化学能,燃烧放热,化学能转化为内能,故B正确;
C.热值是燃料的一种特性,与燃烧情况无关,所以燃料若不完全燃烧,热值不变,故C错误;
D.任何物体在任何情况下都具有内能,火箭飞入太空后,太空温度很低,仍具有内能,故D错误。
故选B。
10.(2025·陕西省西安市·三模)五一期间,某学校举行了“劳动使我快乐”的主题活动,很多同学在“下厨房”的过程中体会到了劳动的乐趣。下列情景中所涉及的物理知识分析正确的是( )
A.如图-1,使用碗夹提蒸笼中的碗时,碗夹是一个省力杠杆
B.如图-2,砂锅煲汤是通过热传递的方式增大内能
C.如图-3,包饺子时用力捏出花边,说明力可以改变物体的运动状态
D.如图-4,炒菜时油烟机能将油烟吸走,是因为油烟机内部空气流速大压强大
【答案】B
【来源】2025年陕西省西安市高新唐南中学中考三模物理试题
【解析】A.碗夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;
B.砂锅煲汤,汤吸收热量,内能增大,通过热传递的方式改变汤汁内能的,故B正确;
C.包饺子时用力捏出花边,说明力可以改变物体的形状,故C错误;
D.由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,可知抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出,故D错误。
故选B。
11.(2025·陕西省西安市·三模)烤肉对陕西来说是一种文化,一年四季都必不可少,尤其在陕西关中地区到了夏季,街头巷尾随处可见,就是这一把把烤肉承载了几代人的情怀。如图所示,是羊肉串架在炭火上烤的情景.关于烤羊肉串涉及的物理现象,下列说法中不正确的是( )
A.肉烤熟是通过热传递的方式改变其内能
B.肉温度越高,所含热量越多
C.木炭在燃烧的过程中,热值不变
D.烧烤时边烤边撒佐料,利用了温度越高扩散现象越快
【答案】B
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】A.用炭火烤羊肉串的过程,是炭火把内能传递给羊肉串的过程,这个过程并没有能量的转化,而是一个能量转移的过程,属于热传递改变物体的内能,故A正确,不符合题意;
B.热量是一过程量,只能用吸收和放出来描述,不能用含有,故B错误,符合题意;
C.热值是燃料的一种特性,热值的大小与燃料的种类有关,与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关,故C正确,不符合题意;
D.烧烤时要边烤边撒佐料,是因为温度越高,分子运动越剧烈,扩散现象越快,故D正确,不符合题意。
故选B。
12.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)冬至时节煮饺子,下列说法正确的是( )
A.冷冻饺子中的分子不运动
B.冷冻饺子升温过程中内能增大
C.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象
D.煮熟的饺子冷却是通过做功的方式改变内能
【答案】BC
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州禄丰市中考三模物理试题
【解析】A.分子在永不停息地做无规则运动,冷冻饺子中的分子也在运动,故A错误;
B.同一物体,温度越高,内能越大,冷冻饺子升温过程中内能增大,故B正确;
C.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象,是分子不停做无规则运动造成的,故C正确;
D.煮熟的饺子冷却时,饺子向外放热,是通过热传递的方式改变内能,故D错误。
故选BC。
13.(2025·陕西省西安市·三模)3.中医是我国的四大国粹之一。拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图甲所示方法迅速将火罐按到皮肤上,罐内气体的温度 __________(选填“升高”“降低”或“不变”),内能 __________(选填“增大”“减小”或“不变”)。如图乙所示,“艾灸”时通过 __________的方式改变了穴位处的内能。
【答案】降低 减小 热传递
【来源】2025年陕西省西安市曲江第一中学中考三模物理试题
【解析】[1][2]火罐按到皮肤上时,罐内的空气温度较高,高于室内温度,一段时间后,罐内气体向外放热,气体的温度降低,内能减小。
[3]“艾灸”时,人从艾条吸收热量,通过热传递的方式改变了穴位处的内能。
14.如图,是空气能热水器工作原理,热泵中封装了沸点很低的制冷剂,液态制冷剂经过配套节流器件缓慢地进入蒸发器,从空气中吸收热量并在蒸发器中迅速______(填写物态变化名称),蒸气进入压缩机被压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器,再通过______的方式改变了冷水的内能,并液化成低压的液体,经配套节流装置,不断循环。由空气能热水器制热原理可知,其制热效果与环境温度______(选填“有”或“没有”)关系。
【答案】汽化 热传递 有
【来源】2025年陕西省西安交通大学附中中考三模物理试题
【解析】[1]由题意知,液态制冷剂从空气中吸收热量,在蒸发器迅速汽化,变成蒸气。
[2]改变内能的方式有做功和热传递,所以在冷凝器中,高温高压的蒸气将热量传递给冷水并液化成液态制冷剂,这是通过热传递的方式改变了冷水的内能。
[3]当环境温度较低时,空气能热水器从空气中吸收的热量会减少,导致制热效果下降,因此由空气能热水器制热原理可知,其制热效果与环境温度有关系。
15.(2025·陕西省西安市·三模)实验小组的成员组装了图甲所示装置,试管中盛有热水,将温度传感器与计算机相连,在热水自然冷却过程中采集部分温度随时间变化的数据,绘制的图像如图乙所示。
(1)根据图乙分析热水自然冷却过程中温度下降的规律:______。
(2)实验小组的成员思考:热水冷却的快慢与哪些因素有关?经讨论后,提出了以下猜想:
猜想1:与热水表面空气的流速有关;
猜想2:与盛水容器的材料有关;
猜想3:与温差有关。
他们选用三个玻璃杯、一个塑料杯、一个铝杯(杯子的大小、杯壁厚度、形状完全相同),在杯中分别倒入热水并放在温度可调、空气流动可控的房间里做了5次实验,每次实验杯子中都装满质量相等、温度相同的热水,用温度计和秒表记录每次实验中热水温度从90℃降至50℃所用的时间,只有第2次实验用电风扇对杯子上方吹风。实验数据记录如下表所示:
实验次数
杯子的材料
有无电风扇吹风
起始温度/℃
最终温度/℃
室内环境温度/℃
冷却时间/s
1
玻璃
无
90
50
30
920
2
玻璃
有
90
50
30
612
3
玻璃
无
90
50
15
665
4
塑料
无
90
50
15
700
5
铝
无
90
50
15
508
①实验中是根据______来判断热水冷却的快慢的。
②分析表中1、2次实验数据可知:在其他条件相同时,热水表面的空气流速越快,水蒸发越______,达到相同冷却效果的时间越______;分析表中______次实验数据可以验证猜想2;分析表中1、3次实验数据可知:在其他条件相同时,温差越______,热水冷却越快。
③在冬天,为了让热水保温时间更长,在其他条件相同的情况下,应该选用______(选填“玻璃”“塑料”或“铝”)材料制成的容器。
【答案】(1)先快后慢
(2)冷却时间 快 短 3、4、5 大 塑料
【来源】2025年陕西省西安市新城区中考三模物理试题
【解析】(1)根据常见的热水自然冷却规律,结合图乙中信息,可知热水自然冷却过程中温度下降的规律是温度下降先快后慢。因为随着热水与周围环境的温差逐渐减小,热传递的速度也会逐渐变慢,所以温度下降的速度逐渐变缓。
(2)[1]实验中是根据冷却时间来判断热水冷却的快慢的,所用时间越短,说明冷却越快;所用时间越长,说明冷却越慢。
[2][3]在其他条件相同时,热水表面的空气流速越快,水蒸发越快,带走的热量越多,达到相同冷却效果的时间越短。
[4]由控制变量法可知,探究热水冷却的快慢与与盛水容器的材料是否有关时,应保证其他因素都相同,只改变盛水容器的材料,所以应选第3、4、5次实验数据进行分析。
[5]分析表中1、3次实验数据可知:在其他条件相同时,温差越大,热水将到相同温度用时越短,即热水冷却越快。
[6]由实验数据可知,在相同条件下,塑料杯中的热水冷却时间比玻璃杯和铝杯都长,说明塑料的保温性能更好,所以应选用塑料材料制成的容器。
比热容
1.(2025·湖北省襄阳市·三模)新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,这主要是因为沙石的( )
A.密度较大 B.熔点较高
C.比热容较小 D.导热性好
【答案】C
【来源】2025年湖北省襄阳市襄州区中考三模物理试题
【解析】由于沙子的比热容较小,白天吸收热量后,沙子的温度升高的多,气温较高;夜晚放出热量后,沙子的温度下降的多;新疆吐鲁番的火焰山属于沙漠地带,基本上都是砂石,所以吐鲁番的火焰山昼夜温差大,故C符合题意,ABC不符合题意。
故选C。
2.(2025·甘肃省定西市·三模)尊老爱幼是中华民族的优良传统!如图所示是小聪和爸爸给奶奶泡脚和搓脚、妈妈为奶奶梳头的温馨画面。下列说法正确的是( )
A.泡脚和搓脚改变脚的内能的方式是相同的
B.泡脚时,水温下降比较慢,是因为水的比热容大
C.梳头发过程中,若梳子失去电子将带负电荷
D.奶奶的头发越梳越蓬松是由于异种电荷相互排斥
【答案】B
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】A.泡脚是用热传递的方式改变脚的内能,搓脚是用做功的方式改变脚的内能,泡脚和搓脚改变脚的内能的方式不同,故A错误;
B.热水泡脚是利用水比热容较大,与其它物质相比,质量相同,放出的热量更多时,温度变化小,故B正确;
C.电子带负电,梳头发过程中,若梳子失去电子将因缺少电子而带正电荷,故C错误;
D.梳头发过程中通过摩擦起电,头发和头发带有同种电荷,所以用干燥的梳子梳头发,越梳头发越蓬松是由于同种电荷相互排斥,故D错误。
故选B。
3.学校兴趣小组在开展“生活处处有物理”的观察实践活动中,小明观察了厨房设备,在他所观察到的现象和对现象的解释中,正确的是( )
A.菜刀的刀刃锋利是为了增大压力
B.用相同的热源给铁锅中质量相同的水和油加热,油升温快,是因为油的比热容小
C.电冰箱的冷冻室所结的霜是冰箱内水蒸气放热凝固形成的
D.锅铲柄、电水壶把手都有凸凹花纹,是为了减小摩擦
【答案】B
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】A.刀刃很锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A错误;
B.质量相同的水和油,用相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同,油吸热升温较快,是因为油的比热容小,故B正确;
C.霜是水蒸气遇冷凝华成小冰晶,故C错误;
D.菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D错误。
故选B。
4.(2025·辽宁省鞍山市·三模)如图,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,R1=5Ω,R2=R3=10Ω,电源电压18V。当只闭合开关S1,通电120s后,甲中温度计的示数为29℃。已知R1、R2在实验过程中的加热效率都是75%。则以下判断正确的是( )
A.电流通过R1产生的热量是8640J
B.液体的比热容为1.62×103J/(kg•℃)
C.当闭合开关S1和S2时,R1两端电压等于R3两端电压
D.当闭合开关S1和S2时,R1和R2产生热量的电热功率之比为4∶1
【答案】BC
【来源】2025年辽宁省鞍山市育才中学中考三模物理试题
【解析】A.图得,只闭合开关S1,R1、R2串联,电流表测量电路电流。
电路电流为
串联电路中电流处处相等,电流通过R1产生的热量是
故A错误;
B.得,甲容器中液体吸收的热量为
由得,液体的比热容为
故B正确;
C.当闭合开关S1和S2时,R2、R3并联后再与R1串联,由并联电路特点得,由于并联电路各支路两端的电压相等,R2、R3的阻值相等,由欧姆定律得,R2、R3的电流相等,由并联电路特点得,
R3阻值为R1阻值的2倍,由欧姆定律得,R1两端电压等于R3两端电压,故C正确;
D.当闭合开关S1和S2时, 由得,R1和R2产生热量的电热功率之比为
故D错误。
故选BC。
5.(2025·四川省绵阳市·三模)小华同学在“探究不同物质吸热情况"的实验中,将水和煤袖分别装在两个相同的烧杯中(ρ水>ρ煤油)用两个相同的酒精灯加热,每隔2 min记录1次温度。
(1)图甲是小华同学的实验装置。其中有1处明显错误。请指出错误之处:___________
(2)纠正错误后继续实验。小华同学根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像。由图像可知___________的吸热能力强。
(3)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。则煤油的比热容为___________J/(kg·℃)。
【答案】(1)未控制液体的质量相同
(2)水
(3)2.13
【来源】2025年四川省绵阳市游仙区中考三模物理试题
【解析】(1)要探究不同物质的吸热能力,需要控制液体的质量相同,图甲中液面相平,液体的体积相同,由于液体的密度不相同,根据密度公式知,液体的质量不相同,故甲图中的错误是没有控制液体的质量相同。
(2)根据图像分析可知,加热相同的时间,水的温度变化小,升温较慢;根据等质量的不同种物质吸收同样多的热量,升温慢的吸热能力强,可知水的吸热能力强。
(3)由图乙可以看出,升高相同温度,煤油需要加热4min,水需要加热8min,相同电加热器加热相同时间吸收的热量相同,加热不同时间,时间越长吸收的热量越多。即升高相同温度,水吸收的热量是煤油的两倍,根据可知,在质量和升高温度相同的情况下,吸收热量的比值为比热容的比值,即
则煤油的比热容为。
6.将一温度为20℃质量为4.2kg的铁块的温度升高到80℃,需要吸收 ___________J的热量。然后将其放入温度为10℃,质量为1.15kg的水中,通过 ________(选填“做功”或“热传递”)的方式可使水的温度升高到 _______℃。[忽略热损耗,c水=4.2×103J/(kg·℃),c铁=0.46×103J/(kg·℃)]
【答案】1.1592×105 热传递 30
【来源】2025年陕西省西安市碑林区西安工业大学附中中考三模物理试题
【解析】[1][2][3]铁块吸收的热量为Q吸=c铁m铁(t-t0)=0.46×103J/(kg·℃)×4.2kg×(80℃-20℃)=1.1592×105J
将铁块投入到热水中时,发生热传递,达到热平衡时,铁块和水的末温度相同,设末温为t,铁块放出的热量等于水吸收的热量,即Q水吸=Q铁放
而Q水吸=c水m水(t-t0水),Q铁放=c铁m铁(t0铁-t)
所以有c水m水(t-t0水)=c铁m铁(t0铁-t)
即4.2×103J/(kg·℃)×1.15kg×(t-10℃)=0.46×103J/(kg·℃)×4.2kg×(80℃-t)
解得t=30℃。
7.(2025·辽宁省鞍山市·三模)周末,小明在家开启了一场趣味十足的“牛奶加热实验”。他把盒装牛奶小心翼翼地放入热水中,在这个过程中,是通过___________方式改变了牛奶的内能。已知这盒牛奶的质量为200g,经过一段时间的水浴加热,牛奶温度升高了20℃。那么,这盒牛奶吸收的热量为_________J。(牛奶的比热容
【答案】热传递
【来源】2025年辽宁省鞍山市立山区中考三模物理试题
【解析】[1]牛奶放入热水中,牛奶吸收热水的热量,温度升高,内能增加,在这个过程中,是通过热传递方式改变了牛奶的内能。
[2]这盒牛奶吸收的热量
8.(2025·江西省上饶市·三模)俊俊同学在实验室对热学中的相关实验进行探究。
(1)俊俊同学用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲所示),探究水和煤油的吸热能力。
①组装实验装置时,放置陶土网的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置的调节非常重要。实验时他应当先调整固定___________(填“铁圈”或“铁夹”)的位置;
②在两个相同的烧杯中应加入初温和___________相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内___________;
③水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示。根据图乙可判断:a物质是___________(填“水”或“煤油”),b物质吸热能力较___________(填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,俊俊用两个相同规格的烧杯装相等质量的水,取质量___________(填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较___________(填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小。
【答案】(1)铁圈 质量 吸收相等的热量 水 弱
(2)相等 水升高的温度
【来源】2025年江西省上饶市部分学校中考三模物理试题
【解析】(1)[1]由于需要用酒精灯的外焰加热,所以实验装置应按自下而上的顺序组装,应当先调整固定铁圈的位置。
[2][3]为了达到实验目的前提条件是:在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油,选取相同的酒精灯可以在相同的时间内提供的热量相同,使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。
[4][5]由图乙可知,a、b两物质加热相同时间后(吸热相同),b物质的温度变化的快,b物质的吸热本领弱,b物质是煤油,a物质是水。
(2)[1]燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制燃料的质量相同。
[2]将酒精和碎纸片放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃烧,通过比较水升高的温度比较热值的大小,水升高的温度比较多,说明该燃料的热值较大。
热机
1.(2025·陕西省西安市·三模)图甲是某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”升空的场景。其升空原理是瓶内气体膨胀,内能减小,使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中。图中内燃机的四个冲程中能量转化与“水火箭”发射相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安市曲江第一中学中考三模物理试题
【解析】A.“水火箭”升空时,瓶内气体膨胀,内能减小,使水从“火箭”尾部向下喷出,将内能转化为机械能。图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,无能量转化,故A不符合题意;
B.图中进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故B不符合题意;
C.图中进气门和排气门都关闭,火花塞产生电火花,活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能,故C符合题意;
D.图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,无能量转化,故D不符合题意。
故选C。
2.(2025·陕西省西安市·三模)氢发动机是用气态氢作为燃料,代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机,氢气燃烧的生成物为水。某氢气发动机汽车的四冲程内燃机转速为。下列说法正确的是( )
A.氢气燃烧的越充分,它的热值越高
B.四冲程内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
C.该车内燃机1s对外做功20次
D.氢气燃烧的生成物为水,所以氢发动机的效率可达100%
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安市西光中学教育集团中考三模联考物理试题
【解析】A.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧是否充分等均无关 。所以无论氢气燃烧是否充分,其热值都不变,故A错误;
B.四冲程内燃机的压缩冲程中,活塞对气缸内的气体做功,将机械能转化为内能,使气体的内能增加、温度升高 。而做功冲程是将内能转化为机械能,故B错误;
C.已知内燃机转速为,即每秒飞轮转动40圈。因为飞轮每转2圈,完成4个冲程,对外做功1次,所以每秒对外做功次数次,故C正确;
D.即使氢气燃烧的生成物为水,但在实际工作过程中,氢发动机工作时,由于要克服机械部件间的摩擦做额外功、存在热量散失等,燃料完全燃烧放出的热量并不能全部用来做有用功,所以发动机的效率不可能达到100% ,故D错误。
故选C。
3.(2025·安徽省合肥市·三模)如图是一种常用“柴油平板夯机”,广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力,激荡器带动夯板上下运动。下列关于使用该夯机说法正确的是( )
A.可通过火花塞点火启动
B.发动机将内能转化为机械能
C.利用水比热容小的特性降温
D.行走轮辅助移动可减小压力
【答案】B
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】A.柴油机是压燃式点燃柴油,即通过压缩空气直接点燃柴油,故A错误;
B.发动机的做功冲程将内能转化为机械能,从而提供动力,故B正确;
C.利用水来降温,是因为水的比热容较大,与其它质量相同的液体相比,在吸收相同热量时,升温不明显,故C错误;
D.行走轮的受力面积较大,可在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选B。
4.(2025·辽宁省鞍山市·三模)如图所示为氢气爆炸实验装置,向纸杯中通入适量的氢气与空气混合,用火柴点燃气体,发生爆炸,纸杯被崩起。在氢气爆炸实验中,将氢气燃烧释放的内能转化为纸杯的________能,此过程与汽油机的________冲程相同。
【答案】机械 做功
【来源】2025年辽宁省鞍山市育才中学中考三模物理试题
【解析】[1][2]在氢气爆炸实验中,将氢气燃烧对纸杯做功,氢气燃烧产生的内能转化为纸杯的机械能。汽油机的做功冲程中,燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动,气体的内能转化为机械能。因此在氢气爆炸实验中能量转化与汽油机的做功冲程的能量转化相同。
5.(2025·辽宁省鞍山市·三模)小杨家聚餐时想打开一瓶红酒,但家中没有起瓶器。于是小杨用打火机对瓶口附近加热,如图瓶塞慢慢上升最后飞出,瓶塞飞出的过程与热机的______冲程能量转化相同。瓶塞飞出时,瓶内气体的内能会______(填“增大”“减小”或“不变” )。
【答案】做功 减小
【来源】2025年辽宁省鞍山市立山区中考三模物理试题
【解析】[1][2]如图瓶塞慢慢上升最后飞出,瓶塞飞出的过程将内能转化为机械能,内燃机的做功冲程中,内能转化为机械能,则瓶塞飞出的过程与热机的做功冲程能量转化相同,瓶塞飞出时,瓶内气体的内能会减小。
6.(2025·安徽省合肥市·三模)如图甲所示是四冲程汽油机的______冲程示意图,它将______能转化为机械能,与它原理相同的是______(选填“乙”或“丙”)图所示的演示实验。
【答案】做功 内 丙
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】[1][2][3]乙图是用力将活塞压下,活塞对筒内空气做功,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;丙图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水蒸气的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;如图甲所示,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,所以,与它原理相同的是丙图所示的演示实验。
热值及热机的效率
1.(2025·陕西省西安市·三模)装配WS10B矢量发动机歼-10B战机可在空中完成很多的华丽的机动动作,喷气式发动机向后喷出高温高压的燃气,可将战机推向前方,这主要利用了_______________;喷气式发动机的工作过程可分为:进气、压缩、燃烧、排气,喷气式发动机的排气过程中的能量转化相当于四冲程汽油机的__________冲程,某次执行任务时,歼-10B以1.2马赫的速度匀速飞行了20min,消耗航空燃油1.02t,已知所受阻力5×10⁴N,则发动机的效率是__________(马赫数等于飞行器速度与声速的比值,声速取340m/s,航空燃油的热值q=5×10⁷J/kg)。
【答案】力的作用是相互的 做功 48%
【来源】2025年陕西省西安市第八十五中学中考三模物理试题
【解析】[1]喷气式发动机向后喷出高温高压的燃气,因为力的作用是相互的,所以火箭会受到燃气的反作用力,从而推动火箭向上运动。
[2]喷气式发动机通过排气过程的反作用力获得机械能,能量转化过程相当于四冲程汽油机的做功冲程。
[3]因为火箭是匀速飞行,所以火箭受到的推力和阻力大小相等,火箭飞行时的速度v=1.2v声=1.2×340m/s=408m/s
由平均速度公式变形可得火箭飞行的路程s=vt=408m/s×20×60s=4.896×105m
由功的公式可得推力做的有用功W=Fs=5×10⁴N×4.896×105m=2.448×1011J
由热值公式变形可得燃料燃烧释放的能量Q=mq=1.02×103kg×5×10⁷J/kg=5.1×1011J
由效率公式可得发动机的效率
2.(2025·四川省绵阳市·三模)兴趣小组的同学们一起设计并制作了“简易孔明灯”,结构如图所示,四个轻质支架撑起一个垃圾袋,使其成为一个长宽各为20cm、高为50cm且下端开口的长方体,在垃圾袋下端的燃烧皿中加入适量的酒精,通过容器中水位的高度调节燃烧皿的高度,容器放在电子秤.上实时监测质量的变化。经测量,垃圾袋中温度为50时孔明灯刚起飞,电子秤示数变化了1g,则酒精完全燃烧放出的热量为_____J;若“孔明灯”刚好起飞时,里面的空气密度为1.05kg/m3,从加热到起飞的过程中,燃烧皿的加热效率至少为_____%。[空气的比热容为,酒精的热值为3.0107J/kg,g取10N/kg,垃圾袋的厚度忽略不计,室内温度为20]
【答案】3.0104 2.1
【来源】2025年四川省绵阳市安州区中考三模物理试题
【解析】[1]当“孔明灯”刚起飞时,电子秤示数变化了1g,则酒精燃烧了的质量为1g,故酒精完全燃烧放出的热量为。
[2]由题意可知“孔明灯”刚好起飞时,袋内空气温度为50℃,袋内空气的质量为
吸收的热量为
从加热到起飞的过程中,燃烧皿的加热效率至少为。
3.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)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,水的比热容为。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg,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℃。
【答案】
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州禄丰市中考三模物理试题
【解析】[1]这些氢燃料完全燃烧释放的热量
这些氢燃料完全燃烧释放的热量为。
[2]若这些热量完全被水吸收,水的质量
可使水的温度从20℃升高到100℃。
4.(2025·陕西省西安市·三模)相约春天,一起“趣”春游。小明一家开车在平直公路上匀速行驶,到达露营公园野炊,若该过程汽车牵引力为2000N,消耗汽油1kg,则汽车发动机的效率为______,汽油燃烧过程中,热值______(选填“变大”“变小”或“不变”)。野炊时,用如图所示的卡式炉将2kg初温为的水加热到,水吸收的热量为______J,该过程消耗了气罐中的丁烷气体,则卡式炉烧水的效率为______。[,,]
【答案】30% 不变 28%
【来源】2025年陕西省西安市新城区中考三模物理试题
【解析】[1]牵引力做的功为
汽油完全燃烧放出的热量为
汽车发动机的效率为
[2]热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,因此汽油燃烧过程中热值不变。
[3][4]水吸收的热量为
丁烷气体完全燃烧放出的热量为
则卡式炉烧水的效率为
5.有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值 ___________(选填“更大”、“一样大”或“更小”);某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,在1s内汽油机对外做功 ___________次。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将 ___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】一样大 10 变小
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】[1]热值是燃料本身的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热量多少均没关系。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比,燃料相同,热值一样大。
[2]某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为
每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次,在1s内汽油机对外做功10次。
[3]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,当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将变小。
6.(2025·湖北省襄阳市·三模)我国自主研制的新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该战斗机最大起飞质量为37 t,最大飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),最大载油量为10t,战斗机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表:
速度v/(m·s-1)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
已知战斗机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是30%,战斗机使用的航空汽油的热值为。作战半径:战斗机携带正常作战载荷,不进行空中加油,自机场起飞,沿指定航线飞行,执行完任务后,返回原机场所能达到的最远单程距离。请解答下列问题:
(1)若不计战斗机燃油质量的变化,当战斗机腾空加速上升时,其机械能的增加量______。(选填“大于”“不变”或“小于”)动能的增加量,并请说明理由______;
(2)该战斗机以400m/s的速度巡航时,求发动机的输出功率;
(3)某次执行紧急任务起飞时,战斗机的油量还有,如果以500m/s的速度巡航,求此次该战斗机的最大作战半径。
【答案】(1)大于 见解析
(2)
(3)
【来源】2025年湖北省襄阳市襄州区中考三模物理试题
【解析】(1)[1][2]若不计战斗机燃油质量的变化,当战斗机腾空加速上升时,速度变大,则动能变大,高度增加,则重力势能变大,所以机械能变大。因为机械能等于动能与势能之和,所以机械能的增加量大于动能的增加量。
(2)由表可知,该战斗机以400m/s的速度巡航时,受到的阻力为,因为做匀速直线运动,所以牵引力为
则发动机的输出功率
(3)剩余燃油完全燃烧放出的热量
则获得的有用机械能为
以500m/s的速度巡航时,牵引力为
则最大飞行距离为
则战斗机的最大作战半径
7.(2025·山东省东营市·三模)如图是为了上山方便而修建的盘山公路(盘山公路近似处理为如图乙所示的斜面)。若从山底到山顶的盘山公路长200m,山高30m,一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变,用时50s。汽油热值q=4×107J/kg,g取10N/kg。求:
(1)小货车从坡底爬到坡顶的过程中,牵引力所做的功;
(2)该盘山公路的机械效率;
(3)小货车在匀速爬坡的过程中,汽车的功率是多少?
(4)不计热量损失,汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油?
【答案】(1)5×106J
(2)30%
(3)1×105W
(4)0.125kg
【来源】2025年山东省东营市实验中学中考三模物理试题
【解析】(1)车行驶过程中牵引力所做的功W总=Fs=2.5×104N×200m=5×106J
(2)货车的重力G=mg=5000kg×10N/kg=5×104N
所做的有用功W有用=Gh=5×104N×30m=1.5×106J
该盘山公路的机械效率
(3)小货车在匀速爬坡的过程中,汽车的功率
(4)不计热量损失,则Q放=W总=5×106J
由Q放=mq知,消耗汽油的质量
8.(2025·陕西省西安市·三模)2025年1月18日,海南(陵水)低空经济常态化运营首航启动仪式在海南省陵水黎族自治县举行,海南恒美亿航智能应急科技有限公司的EH216-S无人驾驶载人航空器亮相,该航空器核载两人,续航超300km,最高时速可达200km/h,主要应用于旅游观光领域。随着全新的AI时代的到来,自动驾驶甚至是无人驾驶将加速到来。人们不再为堵车而烦恼,飞行汽车带你飞越拥堵。近日,在以“智能为先,探索无限”为主题的汽车科技日中,如图所示的首款飞行汽车来了,其具体参数见下表。(g取10 N/kg)
品牌
XXX牌
参数
车身材料
空载质量
最大载重
载客人数
电池容量
最高续航
飞行高度
最大时速
碳纤维
560kg
200 kg
2人
80kW·h
35min
1000 m
100 km/h
(1)利用充电桩给电动飞行汽车的电池充电时,电池相当于___________(选填“电源”或“用电器”);该款飞行汽车空载悬停在空中,这时飞行汽车获得的升力大小为多少_________?
(2)某次飞行测试中,飞行汽车搭载着200 kg的货物,从水平地面竖直向上飞行,达到该款飞行汽车的最大飞行高度时,用时2min,则该飞行汽车克服重力做功的平均功率是多少?(结果保留一位小数)
(3)如果该次飞行测试中刚好使用了4.5%的电量,则该飞行汽车的电动机效率是多少?(除电动机工作外,不考虑飞行汽车上其他用电器的用电损耗,结果精确到0.1%)
(4)如果该次飞行测试中使用传统的燃料汽油来获得动力所需的电量(假设油电转化效率为100%),需要完全燃烧多少千克汽油?(汽油的热值为,结果保留两位小数)
【答案】(1)用电器 5600N
(2)6.3×104W
(3)58.6%
(4)0.28kg
【来源】2025年陕西省西安市灞桥区部分学校中考第三次模拟物理试题
【解析】(1)[1]利用充电桩给电池充电时,电池消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,所以此时电池相当于用电器。
[2]飞行汽车空载时受到的重力大小
悬停时,处于平衡状态,所以受到的升力等于重力,飞行汽车获得的升力为5600N。
(2)该过程中飞行汽车克服所受的总重力做的功W=G′h=m′gh=(560kg+200kg)×10N/kg×1000m=7.6×106J
则该飞行汽车克服重力做功的平均功率是
(3)消耗的电能
所以飞行汽车的电动机效率
(4)由汽油完全燃烧来提供,即Q放=W=1.296×107J
则需要消耗汽油的质量为
9.(2025·陕西省延安市·三模)西安的渭河综合治理工作持续推进,渭河生态全面改善,已经成为西安建设“海绵城市”、恢复“八水绕长安”工程的经典之作。如图为一艘保洁船正在清理水中的垃圾,该船由柴油机提供动力,热机效率为40%。(ρ水=1.0×103kg/m3,,取10N/kg)
(1)使柴油机获得动力的冲程为______ 冲程;
(2)沉在水底1.5m处的垃圾,受到水的压强是多少?
(3)若该船以800N的动力在水面上匀速行驶2km,需要消耗多少kg的柴油?
【答案】(1)做功
(2)1.5×104Pa
(3)0.1kg
【来源】2025年陕西省延安市安塞区初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)使柴油机获得动力的冲程为做功冲程,将内能转化为机械能。
(2)沉在水底1.5m处的垃圾,受到水的压强
(3)动力做功为
则柴油完全燃烧放出的热量为
则柴油质量为
10.(2025·陕西省西安市·三模)今年国庆假期期间,小雨同学家购买了一款如图所示户外分体式燃气炉,去户外野炊。该燃气炉的铭牌如图所示,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。
【品名】XX牌分体式防风燃气炉
【材料】不锈钢 铜 铸铝
【规格】展开260×116mm 折叠127×132mm
【功率】4500W
(1)在标准大气压下,用该燃气炉将1kg的水从25℃加热到沸腾用时140s,水的比热容为;求:
①水吸收的热量是多少?
②燃气炉烧水时的效率是多少?
(2)小雨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: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,求燃气炉所使用燃料的热值是多少?
【答案】(1)①②50%
(2)
【来源】2025年陕西省西安市高新唐南中学中考三模物理试题
【解析】(1)解:①在标准大气压下,水沸腾时的温度为100℃,则水吸收的热量为
②根据题意可知,燃气完全燃烧放出的热量为
则燃气炉烧水时的效率为
(2)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
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为
由可知,该燃气炉所使用燃料的热值为
11.(2025·陕西省西安市·三模)据统计,每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为___________能。
(2)当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时,求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受摩擦力。
③与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少?(燃油机的效率取36%,燃油的热值q取4.3×107J/kg)
【答案】(1)电
(2)3500N
(3)①20m/s;②8600N;③132kg。
【来源】2025年陕西省西安市高新唐南中学中考三模物理试题
【解析】(1)如图所示,氢气输入到氢燃料电池中,氢燃料电池将化学能直接转化为电能,为电动机供电。
(2)根据压强的定义可得瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为F压=pS=3.5×107Pa×1×10-4m2=3500N
(3)①由题意可知,卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,则其速度为
②由题意可知,卡车在水平路面上做匀速直线运动,处于平衡状态,则由二力平衡条件可知F牵=f,由公式P=F牵v可得卡车所受摩擦力大小为
③由题意可知,卡车在水平路面上匀速行驶1h,发动机输出的有用功为W有=Pt=172000W×3600s=6.192×108J
若改用燃油卡车,发动机效率取36%,则需燃料提供的能量为
需要消耗燃油的质量为
释放的二氧化碳的质量为m0=40×3.3kg=132kg
12.(2025·陕西省西安市·三模)海上风电的发展有助于减少对化石燃料的依赖,促进能源结构向更加清洁、低碳的方向转变。一般装机容量是4兆瓦(1兆瓦)风机转一圈,只能发不到4度的电。而目前已公开的世界上最大26兆瓦海上风机,转一圈能发电50度左右,我国主流的风电机组集中安装在水深50米的近海海域,其中离岸距离大于100千来,水深超过50米的深远海域风能资源更加手富。图1和图2是风力发电的原理及输电示意图。求:
(1)海上风电是一种__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)26兆瓦海上风机转动一圈所用时间;(精确到)
(3)若风力发电向远距离输电时某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在安全的情况下利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量,已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为,电压表示数为,电流表示数为,则短路位置到甲地的距离为多远?
(4)目前已公开的世界上最大兆瓦的海上风机,在输电时存在输电损耗,其效率为80%。在一个标准大气压下,此风机转一圈产生的电能,由一个热效率90%的电磁炉给水加热,可以使多少千克20℃的水沸腾?[结果保留整数,]
【答案】(1)可再生
(2)6.9s
(3)12.5km
(4)386kg
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)风能是能够源源不断的从自然界获得的能源,属于可再生能源。
(2)已知
由题意可知,海上风机转一圈能发电
风机转动一圈所用时间为
(3)由图2可知电压表测导线两端的电压,电流表测电路中的电流,由欧姆定律可得电路中总电阻为
因每根输电线每千米的电阻为,则导线的总长度为
因为导线是双股的,所以短路位置到甲地的距离为
(4)电磁炉获得的电能为
水吸收的热量为:
根据可知,水的质量为
13.(2025·陕西省西安市·三模)如图为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。其基本的工作原理,是天然气燃烧产生的高温,对热交换器中的冷水加热。该燃气热水器的技术参数如表
适用燃气
天然气
热值
3×107J/m3
须定耗
3.6m3/h
(1)两个指示灯是二极管灯泡,该灯泡由 __________(选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制作,它们应 __________联在电路中;
(2)某次洗浴,热交换器在15min内将体积为200L的水的水温升高30℃,求该过程中吸收的热量是多少__________?
(3)某次洗浴,燃气热水器以额定耗气量正常工作15min。若该过程燃气完全燃烧,放出的热量为多少__________?
(4)燃气热水器的热效率通常指热水器吸收热量的效率。能效等级是根据热效率来划分的,其中三级能效的热效率需大于或等于84%,二级能效的热效率需大于或等于89%,而一级能效的热效率则需大于或等于98%。请根据计算判断该燃气热水器属于几级能效__________?
【答案】(1)半导体 并
(2)2.52×107J
(3)2.7×107J
(4)二级能效
【来源】2025年陕西省西安市曲江第一中学中考三模物理试题
【解析】(1)[1][2]二极管是由半导体材料做成的,两个指示灯与热水器工作时互不影响,所以指示灯应并联在电路中。
(2)该过程中吸收的热量是
(3)该过程燃气完全燃烧,放出的热量为
(4)该热水器加热效率为,
该燃气热水器属于二级能效。
14.“歼﹣20”作为中国第五代战斗机,融合了全球优秀战斗机的特点,具备了很强的隐形性能、机动性能等。该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20km,最大航行速度达2880km/h,最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表:(已知飞机发动机的效率是30%,航空燃油的热值为:5×107J/kg,飞机巡航时近似认为做匀速直线运动)
速度v(m/s)
100
200
300
400
500
1000
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
30×104
(1)“歼﹣20”飞机表面能 ___________(反射/吸收)对方雷达发射的电磁波,从而实现电磁隐身。
(2)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度巡航时,飞机的最大航程为多少?
(3)根据表中数据分析可知,阻力f与速度v的关系式为:___________。
(4)飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的牵引力与最大起飞重力的比值,则该“歼﹣20”飞机的推重比约为多少?(计算结果保留1位小数)
【答案】(1)吸收
(2)2000km
(3)f=0.3v2
(4)0.5
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)歼﹣20具备了很强的隐形性能,能吸收对方雷达发射的电磁波,从而实现电磁隐身。
(2)10t燃油完全燃烧放出的热量
已知飞机发动机的效率是30%,则有用功
由表可知,飞机以500m/s的速度巡航时,飞机的牵引力为
由可得飞机的最大航程
(3)根据表中数据计算分析可知,
阻力f与速度v的关系式为
(4)飞机的推重比是指飞机以最大航行速度匀速飞行时的牵引力与最大起飞重力的比值,飞机的最大飞行速度为
根据表中的数据可知,阻力的大小与速度的平方成正比,则由二力平衡条件可得此时的牵引力为
该“歼﹣20”飞机的推重比约为
15.电解海水制氢是一种利用电能将海水中的水分子分解成氢气和氧气的技术。我国对于海水制氢技术不断取得突破,利用可再生能源风电来电解海水制氢,所得氢气的浓度可达99.9%~99.99%。将电解海水制氢与风能、太阳能等可再生能源结合,利用可再生能源进行氧气生产,降低了制氢成本。随着技术的不断进步和成本的逐步降低,电解海水制氢技术有望在未来得到更广泛的应用。
(1)大力发展氢能源不仅因为氢的热值大,而且从环境保护角度来看氢能属于______能源,可以通过电解海水制氢,说明海水属于______(选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)某设备的电解能耗约为(表示制取的氢气需要消耗5kW·h的电能),则该设备的能量转化效率(电解所得氢气完全燃烧释放的热量与对应消耗电能的比)为多少?
(3)珠海桂山风电场31号风机机组供电的电解槽功率为400kW,使用的设备的能量转化效率为63%,则一小时可以制取纯度99.99%以上的氢气多少立方米?
【答案】(1)清洁 导体
(2)70%
(3)72m3
【来源】2025年陕西省西安理工大学附属中学中考三模物理试题
【解析】(1)[1]氢气燃烧的产物是水,清洁无污染,从环境保护角度来看氢能属于清洁能源。
[2] 可以通过电解海水制氢,说明海水属于导体。
(2)的氢气的质量
则的氢气完全燃烧释放的热量
此过程中消耗的电能
则转化效率
(3)电解槽1h消耗的电能
则制取的氢气完全燃烧释放的热量
制取得到的氢气的质量
因此一小时可以制取纯度以上的氢气体积
16.(2025·陕西省西安市·三模)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒,在标准大气压下,用该燃气灶加热质量为5kg、初温为20℃的水,加热到沸腾,共消耗了的天然气;[水的比热容为,天然气的热值为]求:
(1)水吸收的热量;
(2)该燃气灶烧水的热效率。
【答案】(1)
(2)
【来源】2025年陕西省西安市高新区第三初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)水吸收的热量为
(2)天然气的完全燃烧放出的热量为
该燃气灶烧水的热效率为
17.(2025·甘肃省定西市·三模)全球首创的十秒级闪充超级电容储能式现代电车,在宁波生产基地正式下线,如图所示。这种电车采用超级电容作为电能存储设备,这种超级电容安全环保,可反复充放电100万次以上,使用寿命长达十年。与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点,充满电后,可让电车持续正常行驶5km以上、若这种电车满载时的质量为1.5×104kg,正常匀速行驶时,电车受到的平均阻力f为车重G的0.02倍。(g=10N/kg)求:
(1)电车满载时对地面的压力多大?
(2)已知电车车胎与地面的总接触面积为0.3m2,满载时对地面的压强为多大?
(3)若该车正常行驶时电能转化为机械能的效率为50%,则每次从充电桩获得的能量相当于完全燃烧多少千克柴油所释放的能量?(q煤油=3.0×107J/kg)
【答案】(1)1.5×105N;(2)5×105Pa;(3)1千克
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】解:(1)电车满载时对水平地面的压力
F=G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N
(2)车满载时对地面的压强
(3)由题意可知,电车受到的阻力
f=0.02G=0.02×1.5×105N=3000N
因为电车做匀速直线运动,因此牵引力和阻力是一对平衡力,即
F牵=f=3000N
充满一次电车做的功
W=F牵s=3000N×5×1000m=1.5×107J
根据题意可知
W电×η=W
即
W电×50%=1.5×107J
解得
W电=3×107J
由
W电=Q=m柴油q
可得
答:(1)电车满载时对地面的压力为1.5×105N;
(2)满载时对地面的压强为5×105Pa;
(3)每次从充电桩获得的能量相当于完全燃烧1千克柴油所释放的能量。
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