专题15 内能的利用(复习讲义,安徽专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-01-28
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2份
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32页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 内能的利用 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.42 MB |
| 发布时间 | 2026-01-28 |
| 更新时间 | 2026-01-28 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-01-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56194212.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题15 内能的利用
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 1
02·思维导图·网络构建 3
03·考通关·靶向突破 3
考点1 热值 3
考点2 热机 4
考点3 能量的转化和守恒 6
04·素养拓展·思维进阶 7
拓展01 项目化学习情境创设
05·优题精选·练能提分 9
考点
考查形式
考查内容
考法分析
热量相关计算
☑填空题☑计算题
主要计算公式:①Q吸=cmΔt,②Q放=qm(固体或液体),Q放=qV(气体)
生活情景:天然气烧水,如 2019・安徽卷・6题;电热水器,如 2018・安徽卷・10题;秸秆,2017·安徽卷·7题;燃气热水器烧水,2015·安徽卷·22题
热效率相关计算
☑填空题☑计算题
主要计算公式:;
生活情景:燃气灶烧水,如 2022・安徽卷・7题;燃气热水器烧水,如 2020・安徽卷・9题;汽车发动机的效率,2016·安徽卷·21题;燃气热水器烧水,2015·安徽卷·22题
能量转化
☑填空题☑选择题
热机工作实质,内燃机的做功冲程
热机工作实质,如 2020・安徽卷・12 题(D选项)
内燃机的做功冲程,2015・安徽卷・12 题(D选项)
命题新趋势
1、情境创新:聚焦新能源与生活低碳场景延续天然气烧水、燃气热水器等传统生活情境,新增新能源应用与低碳生活相关素材:
热量与热效率计算:结合 “太阳能热水器辅助天然气加热”“空气能热泵供暖”“生物质燃料(秸秆、木屑)取暖” 等场景,考查热值、比热容与热效率的综合计算;引入 “家用储能电站的能量转化效率”“新能源汽车动力电池的充放电能量损耗” 等前沿情境,强化知识与时代发展的关联。
能量转化判断:新增 “氢能发动机的能量转化”“垃圾焚烧发电的能量流向”“潮汐能发电与内能的关联” 等素材,突破传统内燃机的考查范畴。
2、考查深化:从单一计算到综合逻辑推导
热量与热效率计算:突破 “已知热值求放热量” 的基础考法,升级为多热源、多损耗的综合计算,如 “太阳能热水器白天吸热,夜晚用燃气补热,计算总能耗与综合热效率”;新增 “热效率影响因素分析” 设问,如 “分析燃气热水器燃烧不充分时热效率降低的原因”“探究太阳能热水器集热管涂层对吸热效率的影响”,考查计算与分析的结合能力。
能量转化分析:从 “内燃机做功冲程的能量转化”,拓展至全产业链能量转化路径分析,如 “从天然气开采→运输→燃烧加热水的整个过程,梳理化学能→内能→机械能→内能的转化环节”;结合热机工作原理,考查 “压缩冲程与做功冲程的能量转化对比”“热机效率偏低的本质原因(能量损耗途径)”。
3、题型升级:强化图表数据处理与实际应用
计算类题目新增数据表格或图像,要求学生从 “燃料热值表”“热水器工作参数表”“温度—时间变化图像” 中提取信息进行计算,如给出不同燃料的热值数据,要求选择性价比最高的燃料并计算成本;
热效率计算引入实际损耗因素,如 “燃气燃烧放热的 30% 散失到空气中,20% 被热水器外壳吸收,计算水的实际吸热量”,贴近真实生活场景,避免理想化计算。
4、素养导向:渗透节能意识与科学决策能力通过 “对比天然气、电能、太阳能三种加热方式的能耗与成本”“计算更换高效热水器后的年节能总量” 等设问,引导学生运用物理知识分析生活中的节能方案;结合 “双碳目标”,考查 “提高热机效率对减少碳排放的意义”,渗透社会责任与科学素养。
命题预测
一、热量相关计算
1.考查形式
填空题、计算题,计算题常与热效率结合,属于中档难度题型。
2.考查内容
吸热公式、放热公式 (固、液体)/(气体)的直接应用;多热源加热的热量叠加计算;从图表、生活场景中提取物理量(质量、温度变化量、热值)进行计算。
二、热效率相关计算
1.考查形式
填空题、计算题,综合计算为中考压轴题高频考点。
2.考查内容
热效率公式 的应用;考虑热量损耗的实际效率计算;热效率与能耗、成本的关联分析。
三、能量转化
1.考查形式
填空题、选择题,基础必考点,难度偏低。
2.考查内容
热机工作过程的能量转化(化学能→内能→机械能);内燃机四个冲程的判断及能量转化(重点为做功冲程);新能源设备的能量转化路径分析。
考点1 热值
【课标要求】
3.3.1从能量转化的角度认识燃料的热值。
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J/m3。
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。
1.【教材素材链接(称重法测浮力)考查密度计算】(2025·安徽宿州·模拟预测)如图所示,加热前酒精灯的质量为m1,加热一段时间后变为m2,烧杯中水的质量为m,水的初温为t0,末温为t,水的比热容用c表示,则测得酒精的热值q= (假设酒精完全燃烧,且放出的热量全部被水吸收,用题中所给字母表示)。
2.【教材素材链接(称重法测浮力)考查密度计算】(2025·安徽·二模)天然气烧水时,若用效率为50%的天然气灶将30L初温40℃的水烧开(1个标准大气压),则需消耗 m3天然气。[水的比热容为,天然气的热值为]
3.【教材素材链接(称重法测浮力)考查液体密度计算】(2025·安徽淮南·一模)某燃气热水器内可以让的水温度升高,若燃气热水器效率为,燃气热值为,则该燃气热水器需要消耗燃气 。
考点2 热机
【课标要求】
3.3.3了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
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。
4.【教材素材链接(浮沉条件)考查浮力计算】(2025·安徽·三模)现代工程建设中大都采用如图所示的二氧化碳(CO2)爆破技术,起爆前高压泵将气态CO2压缩成液体后注入爆破筒内。爆破时电加热管通电发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩气态CO2,是通过热传递方式改变内能
B.高压 CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
C.进行工程爆破时电加热管将电能转化成机械能
D.爆破时能量转化与汽油机的压缩冲程相同
5.【教材素材链接(浮沉条件)考查浮力计算】(2025·安徽蚌埠·三模)一辆小汽车的发动机的效率是,这辆小汽车在一次行驶中,用去汽油。求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?(所用汽油的热值为)
(2)发动机做了多少有用功?
(3)若将这辆小汽车发动机的效率提高到,其他性能不变,则在上述行驶过程中可以节约多少汽油?
6.【教材素材链接(漂浮条件)考查液体密度计算】(2025·安徽亳州·模拟预测)利用生活中的设施进行测量是科学探究的重要形式,如用家中的燃气表和温度计就可以测量燃气灶烧水的效率。在锅中装入2kg的水,测出将水从加热到消耗了0.015m3的天然气(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3,则此燃气灶烧水的效率为 。
考点3 能量的转化和守恒
3.5.1知道能量守恒定律。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
3.5.3列举能量转化和转移具有方向性的常见事例。
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。
7.【教材素材链接(浮力、压强综合)考查密度计算】(2025·安徽淮南·一模)我国太空电站于2025年3月试验成功。太空电站距离地面高度约为,需要通过火箭发射完成。当太空电站发电时,是将 (填“卫星的机械能”或“太阳能”)转化为电能。
8.【综合应用(结冰悬浮场景)考查密度与压力计算】(2025·安徽·三模)我国国产航母“福建舰”上使用了电磁弹射装置,其原理如图所示,通电时线圈周围产生磁场,炮弹(铁质)被磁化,受到强大的作用力而高速飞出炮口。此过程中能量转化是:电能主要转化为 能。
9.【以生活场景(牛奶加热)为切入点考查密度与浮力综合计算】(2025·安徽合肥·二模)在2025年央视春晚的舞台上,创意融合舞蹈《秧BOT》成为全场焦点,如图所示。机器人“扭秧歌”时使用的电能是 (选填“一次”或“二次”)能源。
一、项目化情景创设
1.紧扣基础考点,覆盖热学与能源核心模块:核心知识点聚焦:集中考查热值与热量计算(Q=mq、Q=cmΔt)、热效率计算()、能量转化(电能→机械能、机械能→内能、太阳能→电能)、比热容特性应用、能源分类(一次、二次能源)、电路连接(串并联判断)。难度定位精准:基础题侧重公式直接应用(如热值推导、热效率计算)和概念辨析(如能源分类、能量转化判断),中档题侧重多公式综合(如燃气热水器流量计算需结合耗气量、热量、密度公式)。
2.与安徽中考真题的关联性:类似真题示例 1:2024 安徽中考物理第 13 题(考查热值与热效率计算)、第 14 题(考查能量转化),均以生活情境为载体,侧重公式综合应用,与本次题目命题逻辑完全一致。
类似真题示例 2:2023 安徽中考物理第 12 题(考查比热容应用与热量计算)、第 15 题(考查能源分类与能量转化),题型、难度与本次题目高度契合。差异点:本次题目中 “国防科技(电磁弹射、福建舰)”“太空电站” 等情境更具时代性,而安徽中考真题情境更侧重生活实用,但核心考点、计算逻辑、难度梯度完全一致,符合中考 “稳中求新” 的命题节奏。
【教考衔接综合考查】1.(2025·贵州黔西·改编)阅读短文,回答问题。
燃气热水器
燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。如图为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。
适用燃气
天然气
热值
3×107J/m3
额定耗气量
3.6m3/h
热水产出率
12L/min
热水器加热效率
70%
使用热水器时,先通电,绿色指示灯亮,再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀,之后打开热水阀电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气,此时红色指示灯亮,同时风机工作,高温烟气上升,流经热交换器,将从A点处流入热交换器的冷水加热,产生的热水从B点处源源不断流出热交换器,低温烟气从排烟管排出;关闭热水阀时,热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表,其中“热水产出率”的含义是:每分钟使水温升高25℃时的出水体积;“额定耗气量”的含义是:热水器正常工作消耗的燃气体积。
(1)热水器由家庭电路直接供电,工作时两端电压为220V;两个指示灯是二极管灯泡,该灯泡由半导体材料制作而成,它们应 联在电路中。
(2)下列措施中能提高热水器加热效率的是_______。
A.采用热值更高的燃料 B.提高进水口冷水的初温
C.加长热交换器中水管长度 D.使水管中的进水量减小
(3)该热水器正常工作时热水产出率为12L/min,1min内水吸收的热量为 J。
(4)某次洗浴,设定热水管出水温度为45℃,测得冷水管进水温度为15℃,热水器正常工作用时15min(热水器加热效率不变,耗气量等于额定耗气量),则该过程热水器的出水流量为多少L/min。
2.(2025·吉林长春·改编)运用所学物理知识解决问题:
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:水的比热容 ,海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水 ;
(2)下列现象中,属于机械能转化为内能的是( )(选填字母)
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热
B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时,爆竹腾空而起
D.电灯发出光和热
(3)火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小且 大;
(4)嫦娥一号卫星进行了深度撞月试验。地面对卫星发出的撞月指令是通过 传递的;
(5)“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降, 减小,这是通过 的方式改变物体的内能。
一、单选题
1.(2025·安徽合肥·一模)用同样的酒精灯加热初温相同(未知)、质量均为100g的两种物质甲、乙,已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g,它们的温度随时间变化的图像如图所示,物质甲、乙单位时间吸收的热量相等,物质甲的比热容为,酒精的热值为(单位时间消耗酒精的质量相同)。下列说法正确的是( )
A.物质甲的沸点一定为80℃,物质乙的沸点一定为40℃
B.0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3%
C.物质甲、乙的初温为20℃
D.物质乙的比热容为
2.(2025·安徽合肥·一模)小明在家做饭的过程中,发现很多现象与物理知识相关。下列说法正确的是( )
A.做饭前去离家600m的超市购买调料,步行10min,小明的平均速度为3.6km/h
B.炖汤时,壶盖被顶起的能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化相同
C.利用天然气灶台烧菜时,调大火力可以提高天然气的热值
D.在烧菜的翻炒过程中,主要是通过做功方式增加菜的内能
3.(2025·安徽合肥·二模)《天工开物》中记载了古代冶炼青铜的方法:“凡铸铜,必先炼铜,铜矿入炉,鼓风燃炭,铜汁流出,注模成器”。下列说法正确的是( )
A.铜矿变成铜汁是升华过程
B.“鼓风燃炭”过程中,碳的热值逐渐减小
C.铜汁注模成器是熔化过程
D.铜矿变成铜汁的过程中,铜矿的内能增大
4.(2025·安徽·二模)如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”,它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机,通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法,正确的是( )
A.太阳能是二次能源
B.太阳能电池板是由超导材料制成的
C.地面通过电磁波控制“启明星50”
D.太阳能是太阳内部发生核裂变产生的能量
5.(2025·安徽蚌埠·三模)中国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月,从“天问”探火到“羲和”追日,一步步迈进探索星辰大海的伟大征程。下列说法正确的是( )
A.“天宫”中的航天员通过电磁波与地面遥控中心进行信息的传递
B.“月壤”被“嫦娥”从月球带回地面后质量变大
C.“天问”绕着火星做匀速运动过程中始终处于平衡状态
D.探索星辰大海利用的太阳能属于不可再生能源
二、填空题
6.(2025·安徽黄山·模拟预测)用热值为的酒精给某种液体加热,完全燃烧14g的酒精后,将10kg的该液体从加热到,若酒精完全燃烧且放出的热量全部被该液体吸收,则该液体的比热容为 。
7.(2025·安徽阜阳·模拟预测)如图所示,古人利用火井(天然气)对卤水进行加热煮盐,若完全燃烧的天然气可将的卤水从20℃加热至沸腾(标准大气压下),,,则火井煮盐的加热效率为 。
8.(2025·安徽淮北·模拟预测)小泽学习物理了解了锅炉效率后,想利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶的效率。他在锅中装入的水,测出水从加热到,消耗了的天然气。已知水的比热容为,天然气的热值为,则此燃气灶烧水的效率为 。
9.(2025·安徽·模拟预测)如图所示,网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为、初温为的鱼汤,鹅卵石放热使鱼汤正好沸腾。若鹅卵石放出的这些热量由天然气提供,不考虑热传递中的热量损失,需要完全燃烧的天然气,则鱼汤吸热的效率是 %[环境气压为一标准大气压,鱼汤的比热容,]。
10.(2025·安徽宿州·一模)近年来,我省涡阳县坚持高质量绿色发展理念,科学合理利用当地丰富的风力资源,发展生态环保风电产业,改善当地用电环境,助力乡村振兴。风能属于 (选填“可再生能源”或“不可再生能源”)。
11.(2024·安徽合肥·二模)若实现可控核聚变,人类就可拥有源源不断的清洁新能源。在理论上1L海水可提取约0.03g的氘,其产生的聚变能量约为1×1010J。则人类如果实现可控核聚变后,1L海水提供的能量如有84%被水吸收,可让 kg的水从20℃升高到60℃。
三、实验题
12.(2025·安徽滁州·三模)如图所示,甲、乙、丙三途中的装置完全相同,燃料的质量、烧杯内液体的质量及初温均相同。
(1)用甲、乙两图所示装置探究“比较不同燃料的热值”的实验时,燃料燃烧放热的多少是通过 (选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较的;
(2)用甲、丙两图所示装置探究“比较不同物质吸热能力”的实验时,两烧杯内液体的温度随时间变化的图像如图丁所示,分析图像可知,a、b两种液体的比热容之比为 。
13.(2025·安徽宿州·模拟预测)如图所示,烧杯中液体的质量和初温均相同,燃料的质量也相同,燃料燃烧完后,烧杯内液体温度,(液体均未沸腾)分析可知,液体a和液体b的比热容 ;燃料1和2的热值 。(以上两空均选填“”“”或“”)
14.(2024·安徽安庆·二模)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量的损失:
(1)实验前调整铁夹A的位置,其目的是使 (石棉网/温度计)处于适当的高度;
(2)实验中应控制燃料燃烧的 (时间/质量)相同,根据 (温度计的示数/加热的时间)比较燃料燃烧放出热量的多少;
(3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验;当燃料燃尽时,小明记下了各个时刻烧杯中水温,绘制了图乙的图像,则可初步判断燃料 (a/b)的热值大;
(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,比较燃料c和燃料d的热值,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙,燃料c在6min时水就沸腾了,造成水过早沸腾的原因可能是 。分析图像可知燃料c燃烧10min放出的热量 (大于/等于/小于)燃料d燃烧15min放出的热量。
四、计算题
15.(2025·安徽安庆·模拟预测)某款混合动力汽车质量为1.5t,内部装有汽油机和电动机,蓄电池供电能使电动机单独驱动汽车,汽油机也能直接给汽车提供牵引力,两套系统还能同时工作。某次车辆在混合动力模式下,沿平直路面以20m/s的速度匀速行驶了10min,消耗燃油0.6kg,若汽油机仅提供全部牵引力的,已知匀速行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:(q燃油=4.6×107J/kg,g取10N/kg)
(1)汽车在平直路面匀速行驶时受到的牵引力;
(2)混合动力模式下,此次电动机的输出功率;
(3)此次行驶过程中汽油机的效率(百分号前保留一位小数)。
16.(2025·安徽滁州·模拟预测)小红利用如图所示的电热水壶,在标准大气压下,将初温为20℃的最大容量的水烧开,电热水壶正常工作了。电热水壶的铭牌如下表。已知水的比热容,水的密度。求:
自动电热水壶
型号
ZDH100B
电源
额定功率
最大容量
(1)壶中的水吸收的热量,
(2)电热水壶的热效率。
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专题15 内能的利用
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 1
02·思维导图·网络构建 3
03·考通关·靶向突破 3
考点1 热值 3
考点2 热机 5
考点3 能量的转化和守恒 7
04·素养拓展·思维进阶 8
拓展01 项目化学习情境创设
05·优题精选·练能提分 11
考点
考查形式
考查内容
考法分析
热量相关计算
☑填空题☑计算题
主要计算公式:①Q吸=cmΔt,②Q放=qm(固体或液体),Q放=qV(气体)
生活情景:天然气烧水,如 2019・安徽卷・6题;电热水器,如 2018・安徽卷・10题;秸秆,2017·安徽卷·7题;燃气热水器烧水,2015·安徽卷·22题
热效率相关计算
☑填空题☑计算题
主要计算公式:;
生活情景:燃气灶烧水,如 2022・安徽卷・7题;燃气热水器烧水,如 2020・安徽卷・9题;汽车发动机的效率,2016·安徽卷·21题;燃气热水器烧水,2015·安徽卷·22题
能量转化
☑填空题☑选择题
热机工作实质,内燃机的做功冲程
热机工作实质,如 2020・安徽卷・12 题(D选项)
内燃机的做功冲程,2015・安徽卷・12 题(D选项)
命题新趋势
1、情境创新:聚焦新能源与生活低碳场景延续天然气烧水、燃气热水器等传统生活情境,新增新能源应用与低碳生活相关素材:
热量与热效率计算:结合 “太阳能热水器辅助天然气加热”“空气能热泵供暖”“生物质燃料(秸秆、木屑)取暖” 等场景,考查热值、比热容与热效率的综合计算;引入 “家用储能电站的能量转化效率”“新能源汽车动力电池的充放电能量损耗” 等前沿情境,强化知识与时代发展的关联。
能量转化判断:新增 “氢能发动机的能量转化”“垃圾焚烧发电的能量流向”“潮汐能发电与内能的关联” 等素材,突破传统内燃机的考查范畴。
2、考查深化:从单一计算到综合逻辑推导
热量与热效率计算:突破 “已知热值求放热量” 的基础考法,升级为多热源、多损耗的综合计算,如 “太阳能热水器白天吸热,夜晚用燃气补热,计算总能耗与综合热效率”;新增 “热效率影响因素分析” 设问,如 “分析燃气热水器燃烧不充分时热效率降低的原因”“探究太阳能热水器集热管涂层对吸热效率的影响”,考查计算与分析的结合能力。
能量转化分析:从 “内燃机做功冲程的能量转化”,拓展至全产业链能量转化路径分析,如 “从天然气开采→运输→燃烧加热水的整个过程,梳理化学能→内能→机械能→内能的转化环节”;结合热机工作原理,考查 “压缩冲程与做功冲程的能量转化对比”“热机效率偏低的本质原因(能量损耗途径)”。
3、题型升级:强化图表数据处理与实际应用
计算类题目新增数据表格或图像,要求学生从 “燃料热值表”“热水器工作参数表”“温度—时间变化图像” 中提取信息进行计算,如给出不同燃料的热值数据,要求选择性价比最高的燃料并计算成本;
热效率计算引入实际损耗因素,如 “燃气燃烧放热的 30% 散失到空气中,20% 被热水器外壳吸收,计算水的实际吸热量”,贴近真实生活场景,避免理想化计算。
4、素养导向:渗透节能意识与科学决策能力通过 “对比天然气、电能、太阳能三种加热方式的能耗与成本”“计算更换高效热水器后的年节能总量” 等设问,引导学生运用物理知识分析生活中的节能方案;结合 “双碳目标”,考查 “提高热机效率对减少碳排放的意义”,渗透社会责任与科学素养。
命题预测
一、热量相关计算
1.考查形式
填空题、计算题,计算题常与热效率结合,属于中档难度题型。
2.考查内容
吸热公式、放热公式 (固、液体)/(气体)的直接应用;多热源加热的热量叠加计算;从图表、生活场景中提取物理量(质量、温度变化量、热值)进行计算。
二、热效率相关计算
1.考查形式
填空题、计算题,综合计算为中考压轴题高频考点。
2.考查内容
热效率公式 的应用;考虑热量损耗的实际效率计算;热效率与能耗、成本的关联分析。
三、能量转化
1.考查形式
填空题、选择题,基础必考点,难度偏低。
2.考查内容
热机工作过程的能量转化(化学能→内能→机械能);内燃机四个冲程的判断及能量转化(重点为做功冲程);新能源设备的能量转化路径分析。
考点1 热值
【课标要求】
3.3.1从能量转化的角度认识燃料的热值。
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。
1.【教材素材链接(称重法测浮力)考查密度计算】(2025·安徽宿州·模拟预测)如图所示,加热前酒精灯的质量为m1,加热一段时间后变为m2,烧杯中水的质量为m,水的初温为t0,末温为t,水的比热容用c表示,则测得酒精的热值q= (假设酒精完全燃烧,且放出的热量全部被水吸收,用题中所给字母表示)。
【答案】
【解析】水吸收的热量
燃烧酒精的质量
不考虑热损失,酒精灯放出的热量
由可得酒精的热值
2.【教材素材链接(称重法测浮力)考查密度计算】(2025·安徽·二模)天然气烧水时,若用效率为50%的天然气灶将30L初温40℃的水烧开(1个标准大气压),则需消耗 m3天然气。[水的比热容为,天然气的热值为]
【答案】0.36
【解析】水的质量为
水吸收的热量为
则天然气完全燃烧放出的热量为
则需消耗天然气的体积为
3.【教材素材链接(称重法测浮力)考查液体密度计算】(2025·安徽淮南·一模)某燃气热水器内可以让的水温度升高,若燃气热水器效率为,燃气热值为,则该燃气热水器需要消耗燃气 。
【答案】0.25
【解析】水的质量m=
水吸收的热量
燃气完全燃烧放出的热量
消耗燃气的体积
考点2 热机
【课标要求】
3.3.3了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
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。
4.【教材素材链接(浮沉条件)考查浮力计算】(2025·安徽·三模)现代工程建设中大都采用如图所示的二氧化碳(CO2)爆破技术,起爆前高压泵将气态CO2压缩成液体后注入爆破筒内。爆破时电加热管通电发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩气态CO2,是通过热传递方式改变内能
B.高压 CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
C.进行工程爆破时电加热管将电能转化成机械能
D.爆破时能量转化与汽油机的压缩冲程相同
【答案】B
【解析】A.做功和热传递都可以改变物体的内能,高压泵压缩气态CO2,是对气体做功的过程,因此是通过做功的方式改变CO2的内能,故A错误;
B.高压 CO2气体喷出时,由于气体对外做功,其内能会减小,温度也会降低。故B正确;
C.爆破时电加热管通电发热,将电能转化成内能,故C错误;
D.爆破时高压 CO2气体喷出,对外做功,内能转化为机械能,能量转化与汽油机的做功冲程相同,故D错误。
故选B。
5.【教材素材链接(浮沉条件)考查浮力计算】(2025·安徽蚌埠·三模)一辆小汽车的发动机的效率是,这辆小汽车在一次行驶中,用去汽油。求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?(所用汽油的热值为)
(2)发动机做了多少有用功?
(3)若将这辆小汽车发动机的效率提高到,其他性能不变,则在上述行驶过程中可以节约多少汽油?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)2kg汽油完全燃烧放出的热量
(2)由可知,发动机所做的有用功
(3)根据题意可知,由可知,效率提高后汽油完全燃烧放出的热量
由可知,效率提高后消耗的汽油质量
在上述行驶过程中可以节约汽油的质量
6.【教材素材链接(漂浮条件)考查液体密度计算】(2025·安徽亳州·模拟预测)利用生活中的设施进行测量是科学探究的重要形式,如用家中的燃气表和温度计就可以测量燃气灶烧水的效率。在锅中装入2kg的水,测出将水从加热到消耗了0.015m3的天然气(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3,则此燃气灶烧水的效率为 。
【答案】84%
【解析】水吸收的热量为
天然气放出的热量为
则燃气灶烧水的效率为
考点3 能量的转化和守恒
3.5.1知道能量守恒定律。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
3.5.3列举能量转化和转移具有方向性的常见事例。
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。
7.【教材素材链接(浮力、压强综合)考查密度计算】(2025·安徽淮南·一模)我国太空电站于2025年3月试验成功。太空电站距离地面高度约为,需要通过火箭发射完成。当太空电站发电时,是将 (填“卫星的机械能”或“太阳能”)转化为电能。
【答案】太阳能
【解析】当太空电站发电时,消耗了太阳能,获得了电能,是将太阳能转化为电能。
8.【综合应用(结冰悬浮场景)考查密度与压力计算】(2025·安徽·三模)我国国产航母“福建舰”上使用了电磁弹射装置,其原理如图所示,通电时线圈周围产生磁场,炮弹(铁质)被磁化,受到强大的作用力而高速飞出炮口。此过程中能量转化是:电能主要转化为 能。
【答案】机械/动
【解析】由图可知,电流从通电螺线管(炮管)的左端进入,从右端流出,根据安培定则可知,通电螺线管(炮管)的左端是N极,根据异名磁极相互吸引可知,炮弹头是S极;电磁弹射装置将电能转化为机械能或动能;给电磁弹射装置线圈提供电流时产生磁场,炮弹(铁质)被磁化,受到强大的作用力而加速运动,达到线圈中间时,迅速断电,炮弹飞出炮口。
9.【以生活场景(牛奶加热)为切入点考查密度与浮力综合计算】(2025·安徽合肥·二模)在2025年央视春晚的舞台上,创意融合舞蹈《秧BOT》成为全场焦点,如图所示。机器人“扭秧歌”时使用的电能是 (选填“一次”或“二次”)能源。
【答案】二次
【解析】生活中我们使用的电能不能从自然界直接获取,所以电能是二次能源。
一、项目化情景创设
1.紧扣基础考点,覆盖热学与能源核心模块:核心知识点聚焦:集中考查热值与热量计算(Q=mq、Q=cmΔt)、热效率计算()、能量转化(电能→机械能、机械能→内能、太阳能→电能)、比热容特性应用、能源分类(一次、二次能源)、电路连接(串并联判断)。难度定位精准:基础题侧重公式直接应用(如热值推导、热效率计算)和概念辨析(如能源分类、能量转化判断),中档题侧重多公式综合(如燃气热水器流量计算需结合耗气量、热量、密度公式)。
2.与安徽中考真题的关联性:类似真题示例 1:2024 安徽中考物理第 13 题(考查热值与热效率计算)、第 14 题(考查能量转化),均以生活情境为载体,侧重公式综合应用,与本次题目命题逻辑完全一致。
类似真题示例 2:2023 安徽中考物理第 12 题(考查比热容应用与热量计算)、第 15 题(考查能源分类与能量转化),题型、难度与本次题目高度契合。差异点:本次题目中 “国防科技(电磁弹射、福建舰)”“太空电站” 等情境更具时代性,而安徽中考真题情境更侧重生活实用,但核心考点、计算逻辑、难度梯度完全一致,符合中考 “稳中求新” 的命题节奏。
【教考衔接综合考查】1.(2025·贵州黔西·改编)阅读短文,回答问题。
燃气热水器
燃气热水器是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。如图为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。
适用燃气
天然气
热值
3×107J/m3
额定耗气量
3.6m3/h
热水产出率
12L/min
热水器加热效率
70%
使用热水器时,先通电,绿色指示灯亮,再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀,之后打开热水阀电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温烟气,此时红色指示灯亮,同时风机工作,高温烟气上升,流经热交换器,将从A点处流入热交换器的冷水加热,产生的热水从B点处源源不断流出热交换器,低温烟气从排烟管排出;关闭热水阀时,热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表,其中“热水产出率”的含义是:每分钟使水温升高25℃时的出水体积;“额定耗气量”的含义是:热水器正常工作消耗的燃气体积。
(1)热水器由家庭电路直接供电,工作时两端电压为220V;两个指示灯是二极管灯泡,该灯泡由半导体材料制作而成,它们应 联在电路中。
(2)下列措施中能提高热水器加热效率的是_______。
A.采用热值更高的燃料 B.提高进水口冷水的初温
C.加长热交换器中水管长度 D.使水管中的进水量减小
(3)该热水器正常工作时热水产出率为12L/min,1min内水吸收的热量为 J。
(4)某次洗浴,设定热水管出水温度为45℃,测得冷水管进水温度为15℃,热水器正常工作用时15min(热水器加热效率不变,耗气量等于额定耗气量),则该过程热水器的出水流量为多少L/min。
【答案】(1)并;(2)C;(3)1.26×106;(4)10
【解析】(1)使用热水器时,先通电,绿色指示灯亮,燃气在燃烧器内燃烧,产生高温时,红色指示灯才亮,两个指示灯是独立工作,互不影响,是并联。
(2)ABD.热水器加热效率是指被水吸收的热量与燃料完全燃烧产生的能量之比,只与水吸收的热量和燃料完全燃烧产生的能量有关,与燃料的热值,进水口冷水的初温,水管中的进水量的多少等无关,故ABD不符合题意;
C.热交换器中,烟气与水之间单位时间传递的热量随交换器内水管表面积的增大而增大,所以加长热交换器中水管长度可以增加水吸收的热量,减少了热损失,可以提高热水器加热效率,故C符合题意;
故选C。
(3)由题意可知,1min流出热水的体积
水升高的温度
热水的质量
水吸收的热量
(4)由表格可知,该热水器的额定耗气量为3.6m3/h,则15min耗气的体积
则燃气完全燃烧放出的热量
由表可知,热水器加热效率
则热水器工作15min,水吸收的热量
吸收热量的水的质量
则水的体积
热水器工作时间
该过程热水器的出水流量为
2.(2025·吉林长春·改编)运用所学物理知识解决问题:
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:水的比热容 ,海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水 ;
(2)下列现象中,属于机械能转化为内能的是( )(选填字母)
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热
B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时,爆竹腾空而起
D.电灯发出光和热
(3)火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小且 大;
(4)嫦娥一号卫星进行了深度撞月试验。地面对卫星发出的撞月指令是通过 传递的;
(5)“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降, 减小,这是通过 的方式改变物体的内能。
【答案】(1)大 大;(2)A;(3)热值;(4)电磁波;(5)内能 热传递
【解析】【小题1】[1][2]根据可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度改变较小;水的比热容较大,同样受热的情况下,吸收相同热量,沙子的温度变化比海水大,因此,小明光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉。
【小题2】A.航天飞行器穿越大气层时,与大气层发生摩擦,表面发热内能增加,属于通过做功的方式使内能增加,机械能转化为内能,故A符合题意;
B.冬天用热水袋取暖,是通过热传递的方式增加物体的内能,故B不符合题意;
C.爆竹点燃后腾空升起,是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能,故C不符合题意;
D.电灯消耗电能发出光和热,是电能转化为光能和内能,故D不符合题意。
故选A。
【小题3】火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小,单位体积质量小,且热值大,根据可知,在同样情况下,完全燃烧时,可以释放更多的热量。
【小题4】月球没有空气,不能传播声音,但电磁波可以在真空中传播。地面对卫星发出的撞月指令是通过电磁波传递的。
【小题5】[1][2]没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降,即其质量不变,温度降低,内能减小,这是通过热传递的方式改变物体内能的。
一、单选题
1.(2025·安徽合肥·一模)用同样的酒精灯加热初温相同(未知)、质量均为100g的两种物质甲、乙,已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g,它们的温度随时间变化的图像如图所示,物质甲、乙单位时间吸收的热量相等,物质甲的比热容为,酒精的热值为(单位时间消耗酒精的质量相同)。下列说法正确的是( )
A.物质甲的沸点一定为80℃,物质乙的沸点一定为40℃
B.0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3%
C.物质甲、乙的初温为20℃
D.物质乙的比热容为
【答案】B
【解析】A.晶体在熔化时,温度不变,液体沸腾时,温度也保持不变,所以80℃可能是甲的熔点,也可能是其沸点,40℃可能是乙的熔点,也可能是其沸点,故A错误;
B.由图示知,甲在6min到8min,温度变化量为
在这2min内,甲吸收的热量
消耗的酒精完全燃烧放出的热量
甲和乙单位时间吸收的热量相等,单位时间消耗酒精的质量相同,所以在0~8min,酒精灯对甲的加热效率不变,则0~6min酒精灯对物质甲的加热效率为,故B正确;
C.甲和乙单位时间吸收的热量相等,0~6min这6分钟内,甲吸收的热量为
则甲在0~6min升高的温度为
则甲的初温为
甲乙初温相同,所以乙的初温也为0℃,故C错误;
D.乙在0~6min升温40℃,吸收的热量为12000J,则乙的比热容,故D错误。
故选B。
2.(2025·安徽合肥·一模)小明在家做饭的过程中,发现很多现象与物理知识相关。下列说法正确的是( )
A.做饭前去离家600m的超市购买调料,步行10min,小明的平均速度为3.6km/h
B.炖汤时,壶盖被顶起的能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化相同
C.利用天然气灶台烧菜时,调大火力可以提高天然气的热值
D.在烧菜的翻炒过程中,主要是通过做功方式增加菜的内能
【答案】A
【解析】A.做饭前去离家600m的超市购买调料,步行10min,小明的平均速度为
故A正确;
B.炖汤时,壶盖被顶起时,水蒸气对壶盖做功,内能转化为机械能,壶盖被顶起的能量转化与内燃机的做功冲程能量转化相同,故B错误;
C.热值是燃料的一种特性,只与燃料种类有关,与燃烧状况无关,利用天然气灶台烧菜时,调大火力也不可以提高天然气的热值,故C错误;
D.在烧菜的翻炒过程中,菜吸收热量,主要是通过热传递方式增加菜的内能,故D错误。
故选A。
3.(2025·安徽合肥·二模)《天工开物》中记载了古代冶炼青铜的方法:“凡铸铜,必先炼铜,铜矿入炉,鼓风燃炭,铜汁流出,注模成器”。下列说法正确的是( )
A.铜矿变成铜汁是升华过程
B.“鼓风燃炭”过程中,碳的热值逐渐减小
C.铜汁注模成器是熔化过程
D.铜矿变成铜汁的过程中,铜矿的内能增大
【答案】D
【解析】A.铜矿变成铜汁是铜由固态变为液态的过程,属于熔化,而非升华,故A错误;
B.热值是燃料的特性,与燃料的质量、燃烧放出的热量以及燃烧情况等无关,故B错误;
C.铜汁注模成器是铜由液态变为固态的过程,属于凝固,而非熔化,故C错误;
D.铜矿变成铜汁的过程中,吸收热量,通过热传递的方式增大了内能,故D正确。
故选 D。
4.(2025·安徽·二模)如图所示是我国的太阳能无人机“启明星50”,它是第一款以太阳能为唯一动力能源的全电大型无人机,通过在全身布满太阳能电池板为无人机提供动力。下列有关说法,正确的是( )
A.太阳能是二次能源
B.太阳能电池板是由超导材料制成的
C.地面通过电磁波控制“启明星50”
D.太阳能是太阳内部发生核裂变产生的能量
【答案】C
【解析】A.太阳能是从自然界中直接获取的能源,是一次能源,故A错误;
B.太阳能电池板是由半导体材料制成的,故B错误;
C.地面控制台是利用电磁波控制“启明星50”飞行轨迹的,故C正确;
D.太阳内部有大量氢核,所以太阳能是太阳内部发生核聚变产生的能量,故D错误。
故选C。
5.(2025·安徽蚌埠·三模)中国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月,从“天问”探火到“羲和”追日,一步步迈进探索星辰大海的伟大征程。下列说法正确的是( )
A.“天宫”中的航天员通过电磁波与地面遥控中心进行信息的传递
B.“月壤”被“嫦娥”从月球带回地面后质量变大
C.“天问”绕着火星做匀速运动过程中始终处于平衡状态
D.探索星辰大海利用的太阳能属于不可再生能源
【答案】A
【解析】A.由于声音的传播需要介质,太空属于真空环境,所以“天宫”中的航天员通过电磁波与地面遥控中心进行信息的传递,故A正确;
B.物体的质量与所处的位置没有关系,则“嫦娥”从月球将“月壤”带回地面,“月壤”到达地面后质量不变,故B错误;
C.“天问”绕着火星做匀速运动的过程中,运动方向不断变化,处于非平衡状态,故C错误;
D.太阳能可以从自然界中源源不断获得,所以是可再生能源,故D错误。
故选A。
二、填空题
6.(2025·安徽黄山·模拟预测)用热值为的酒精给某种液体加热,完全燃烧14g的酒精后,将10kg的该液体从加热到,若酒精完全燃烧且放出的热量全部被该液体吸收,则该液体的比热容为 。
【答案】2100/
【解析】酒精完全燃烧放出的热量是
酒精完全燃烧放出的热量全部被该液体吸收,则该液体吸收的热量为
由知,该液体的比热容
7.(2025·安徽阜阳·模拟预测)如图所示,古人利用火井(天然气)对卤水进行加热煮盐,若完全燃烧的天然气可将的卤水从20℃加热至沸腾(标准大气压下),,,则火井煮盐的加热效率为 。
【答案】24%
【解析】由题意知,标准大气压下,卤水的沸点为100℃。则卤水吸收的热量
完全燃烧天然气放出的热量
火井煮盐的加热效率
8.(2025·安徽淮北·模拟预测)小泽学习物理了解了锅炉效率后,想利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶的效率。他在锅中装入的水,测出水从加热到,消耗了的天然气。已知水的比热容为,天然气的热值为,则此燃气灶烧水的效率为 。
【答案】87.5%
【解析】根据公式可知,水吸收的热量为
根据公式可知,天然气放出的热量为
根据公式可知,此燃气灶烧水的效率为
9.(2025·安徽·模拟预测)如图所示,网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为、初温为的鱼汤,鹅卵石放热使鱼汤正好沸腾。若鹅卵石放出的这些热量由天然气提供,不考虑热传递中的热量损失,需要完全燃烧的天然气,则鱼汤吸热的效率是 %[环境气压为一标准大气压,鱼汤的比热容,]。
【答案】
【解析】鱼汤吸收的热量
天然气燃烧放出的热量
鱼汤吸热的效率是
10.(2025·安徽宿州·一模)近年来,我省涡阳县坚持高质量绿色发展理念,科学合理利用当地丰富的风力资源,发展生态环保风电产业,改善当地用电环境,助力乡村振兴。风能属于 (选填“可再生能源”或“不可再生能源”)。
【答案】可再生能源
【解析】风能可以从自然界源源不断获得,属于可再生能源。
11.(2024·安徽合肥·二模)若实现可控核聚变,人类就可拥有源源不断的清洁新能源。在理论上1L海水可提取约0.03g的氘,其产生的聚变能量约为1×1010J。则人类如果实现可控核聚变后,1L海水提供的能量如有84%被水吸收,可让 kg的水从20℃升高到60℃。
【答案】
【解析】根据题意可知,水吸收的热量
由可知,水的质量
三、实验题
12.(2025·安徽滁州·三模)如图所示,甲、乙、丙三途中的装置完全相同,燃料的质量、烧杯内液体的质量及初温均相同。
(1)用甲、乙两图所示装置探究“比较不同燃料的热值”的实验时,燃料燃烧放热的多少是通过 (选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较的;
(2)用甲、丙两图所示装置探究“比较不同物质吸热能力”的实验时,两烧杯内液体的温度随时间变化的图像如图丁所示,分析图像可知,a、b两种液体的比热容之比为 。
【答案】(1)液体升高的温度;(2)
【解析】(1)燃料燃烧放出的热量被液体吸收,燃料完全燃烧放出热量的多少,可以通过液体升高的温度来反映。
(2)根据图丁可知,两种液体在温度升高80℃时,a、b的加热时间分别为10min和20min。由转换法可知,对应的吸热之比为1∶2,根据可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,则a、b两种液体的比热容之比为1∶2。
13.(2025·安徽宿州·模拟预测)如图所示,烧杯中液体的质量和初温均相同,燃料的质量也相同,燃料燃烧完后,烧杯内液体温度,(液体均未沸腾)分析可知,液体a和液体b的比热容 ;燃料1和2的热值 。(以上两空均选填“”“”或“”)
【答案】
【解析】[1]比较液体a和b的比热容:使用相同燃料1时,液体a的末温t甲高于液体b的末温t乙(t甲>t乙)。吸收相同热量(来自燃料1),温度升高越小,比热容越大。因此,液体b升温较少,说明其比热容较大,即ca > cb。
[2] 比较燃料1和2的热值:对同种液体a,使用燃料1时温度达到t甲,使用燃料2时温度达到t丙(t甲>t丙)。燃料质量相同,液体a升温越高,说明燃料释放的热量越多,热值越大。因此,燃料1使液体升温更多,说明其热值较大,即q1 > q2。
14.(2024·安徽安庆·二模)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量的损失:
(1)实验前调整铁夹A的位置,其目的是使 (石棉网/温度计)处于适当的高度;
(2)实验中应控制燃料燃烧的 (时间/质量)相同,根据 (温度计的示数/加热的时间)比较燃料燃烧放出热量的多少;
(3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验;当燃料燃尽时,小明记下了各个时刻烧杯中水温,绘制了图乙的图像,则可初步判断燃料 (a/b)的热值大;
(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,比较燃料c和燃料d的热值,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙,燃料c在6min时水就沸腾了,造成水过早沸腾的原因可能是 。分析图像可知燃料c燃烧10min放出的热量 (大于/等于/小于)燃料d燃烧15min放出的热量。
【答案】(1)石棉网;(2)质量 温度计的示数;(3)b;(4)燃料c的燃烧过程比较快 大于
【解析】(1)为确保用酒精灯外焰加热,组装器材应按自下而上的顺序,故应先调节A使石棉网处于适当高度。
(2)[1][2]比较两种燃料的热值,应控制燃料的质量相同,比较燃料燃尽时温度计示数来比较燃料燃烧放出热量的多少。
(3)由图乙可知,燃料燃尽时,燃料b燃烧放出的热量使温度计示数变化大,故b的热值大。
(4)[1]如图丙,燃料c在6min时水就沸腾了,说明单位时间燃料c燃烧放热多,即燃料c的燃烧过程比较快。
[2]分析图像可知燃料c燃烧10min水的温度高于燃料d燃烧15min水的温度,已知水的质量、初温相同,根据得,用燃料c加热水吸收的热量多,即燃料c燃烧10min放出的热量大于燃料d燃烧15min放出的热量。
四、计算题
15.(2025·安徽安庆·模拟预测)某款混合动力汽车质量为1.5t,内部装有汽油机和电动机,蓄电池供电能使电动机单独驱动汽车,汽油机也能直接给汽车提供牵引力,两套系统还能同时工作。某次车辆在混合动力模式下,沿平直路面以20m/s的速度匀速行驶了10min,消耗燃油0.6kg,若汽油机仅提供全部牵引力的,已知匀速行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:(q燃油=4.6×107J/kg,g取10N/kg)
(1)汽车在平直路面匀速行驶时受到的牵引力;
(2)混合动力模式下,此次电动机的输出功率;
(3)此次行驶过程中汽油机的效率(百分号前保留一位小数)。
【答案】(1)1500N;(2);(3)
【解析】(1)汽车匀速行驶时,牵引力等于阻力。车的重力
阻力
则牵引力
(2)汽油机提供总牵引力的,即
电动机提供牵引力
匀速行驶时,电动机输出功率
(3)汽车行驶的路程
故汽油机做功
汽油燃烧放出的热量
汽油机效率
16.(2025·安徽滁州·模拟预测)小红利用如图所示的电热水壶,在标准大气压下,将初温为20℃的最大容量的水烧开,电热水壶正常工作了。电热水壶的铭牌如下表。已知水的比热容,水的密度。求:
自动电热水壶
型号
ZDH100B
电源
额定功率
最大容量
(1)壶中的水吸收的热量,
(2)电热水壶的热效率。
【答案】(1);(2)
【解析】(1)已知水的密度,电热水壶中水的体积
根据公式,可得水的质量
在标准大气压下,水的沸点为100℃,水沸腾时温度变化
则水吸收的热量
(2)电热水壶正常工作,其实际功率等于额定功率
加热时间
电热水壶消耗的电能
电热水壶的热效率
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