2026年中考物理一轮复习课件（广东）第19讲内能的利用

第19讲　内能的利用 课标导航 1.从能量转化的角度认识燃料的热值。 2.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。 3.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。 4.从能量转化和转移的角度认识效率。 5.列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。 考情 导航 年份 2025年 2024年 2023年 题型 (分值) 计算题(2分) 综合能力题(1分) 综合能力题(1分) 考点 热值的计算 热值的计算 热值的计算 1. 定义：利用内能做功的机械叫作热机。常见的热机：蒸汽机、内燃 机、汽轮机、喷气发动机等。 2. 内燃机分为 和 两大类，它们分别用汽油和柴油 作为燃料。 汽油机　 柴油机　 考点1　热机 3. 四冲程汽油机 冲程名称 ⁠冲程 ⁠冲程 ⁠冲程 ⁠冲程 示意图 吸气　 压缩　 做功　 排气　 冲程名称 ⁠冲程 ⁠冲程 ⁠冲程 ⁠冲程 特点 ①进气门打开， 排气门关闭； ②活塞向下运 动， ⁠ ⁠进 入气缸 ①进气门和排气 门都关闭； ②活塞向 ⁠ 运动，燃料混合 物被压缩 火花塞产生电火 花、使燃料猛烈 燃烧，产生高温 高压的气体。高 温高压的气体推 动活塞向 ⁠ 运动，带动曲轴 转动，对外做功 ①进气门保持 关闭，排气门 打开； ②活塞向上运 动，把 ⁠⁠排出气缸 汽油和空 气的混合物　 上　 下　 废气 吸气　 压缩　 做功　 排气　 5 冲程名称 ⁠冲程 ⁠冲程 ⁠冲程 ⁠冲程 能量转化 无能量转化 ⁠能转化 为 ⁠能 ①化学能转化 为 能； ② ⁠能转化 为 ⁠能 无能量转化 注意　热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，飞轮转动2周，活塞往 返2次，对外做功1次。 机械　 内　 内　 内　 机械　 吸气　 压缩　 做功　 排气　 4. 汽油机和柴油机的比较 内燃机种类 汽油机 柴油机 气缸构造 有 ⁠ 有 ⁠ 吸入物质 ⁠ ⁠ 点燃方式 点燃式 压燃式 特点 对气体压缩程度较低，整体轻 巧、噪声小 对气体压缩程度较高， 整体笨重、噪声大 应用 小汽车、摩托车等 载重汽车、拖拉机、坦 克、火车、轮船等 火花塞　 喷油嘴　 汽油和空气混合物　 空气　 1. 如图是四冲程内燃机的某一冲程示意图，该冲程是(　A　) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 第1题图 A 2. 如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时 间，发现塞子受到水蒸气的压力而冲出去了，塞子冲出去的过程的能量 转化与内燃机的 冲程相同。 第2题图 做功　 1. 热值的定义：某种燃料 放出的热量与其 之比。 注意　热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的形状、质 量、是否完全燃烧无关， 与比热容和密度类似。 2. 热值的符号是 ，单位是 (固体和液体常用) 或 (气体常用)。 3. 燃料热量的计算公式是 或 。(根据热值的单位选 择对应的公式) 完全燃烧　 质量　 q　 焦每千克(J/kg)　 焦每立方米(J/m3)　 Q＝mq　 Q＝Vq　 考点2　燃料的热值 1. 定义：用来做 的那部分能量与燃料 ⁠放出的能 量之比。 2. 符号是 ，其表达式为 ，公式中的物理量及其单 位如下： 物理量(符号) ① ⁠ 有用功(W有用) 热量(Q放) 单位 无单位 ② ⁠ ③ ⁠ 有用功　 完全燃烧　 η　 η＝　 热机效率(η) 焦耳(J)　 焦耳(J)　 考点3　热机效率 3. 提高热机效率的途径：①让燃料尽可能地充分燃烧；②减少各种能量 损失；③设法利用废气带走的能量。 1. 能量的转化 (1)普遍性：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互 的。 (2)方向性：我们利用的各种形式的能量最终会自然地转化成内能，散失 到周围空气中，但内能不会自然地转化成其他形式的能量。 转化　 考点4　能量的转化与守恒 2. 能量守恒定律 (1)内容：能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只会从一 种形式 为其他形式，或者从一个物体 到其他物体，而 在转化和转移的过程中，能量的总量 ⁠。 (2)方向性：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而 不能无中生有地制造能量。因此， (选填“可能”或“不可 能”)造出永动机。 消灭　 产生　 转化　 转移　 保持不变　 不可能　 1. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是(　D　) A. 小球弹起的高度越来越小，说明在此过程中能量不守 恒 B. 能量守恒，此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C. 小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失 了 D. 在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能 第1题图 D 2. 如图所示是一种设想中的永动机，根据能量守恒定律可知，这种 永动机 (选填“能”或“不能”)制造出来。火箭发射升空 时，燃料燃烧将燃料的化学能转化为燃气的 能，再转化为火 箭的 能。 第2题图 不能　 内　 机械　 重难点1　四冲程内燃机 【例1】如图所示为内燃机四个冲程的工作示意图，下列说法中正确的是(　C　) 【例1】图 C A. 一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁 B. 图乙冲程能获得动力 C. 图丁冲程存在机械能转化为内能的过程 D. 图丙冲程存在化学能转化为内能的过程 【例2】小夏用塑料矿泉水瓶进行了如图所示的实验： ①瓶中留有少量水，盖紧瓶盖；②用力扭转瓶身；③松动瓶盖，瓶盖冲 出，同时瓶内出现白雾。②和③所示的过程，分别与四冲程内燃机连续 的两个冲程相似，这两个冲程是(　B　) 【例2】图 B A. 吸气冲程和压缩冲程 B. 压缩冲程和做功冲程 C. 做功冲程和排气冲程 D. 压缩冲程和排气冲程 【例3】如图甲所示是小明用可乐瓶制作的水火箭，小明先在瓶中装适量 水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打 足气；此时瓶中气体的内能 (选填“增加”“减少”或“不 变”)；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空 中，此过程的能量转化情况与热机的 (选填“乙”或“丙”)冲程相 似，如果此热机1 s做功20次，则汽油机曲轴转速为 r/min。 增加　 丙　 2 400　 【例3】图 重难点2　热值和热机效率的相关计算 【例4】燃气热水器将质量为30 kg、温度为15 ℃的水加热到65 ℃，共消 耗天然气0.18 m3，在此过程中是通过 (选填“做功”或“热 传递”)改变水的内能，水吸收的热量是 J，热水器烧水时的 效率是 。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)；q天然气＝4×107 J/m3] 热传递　 6.3×106　 87.5％　 【例5】快乐假期即将开始，为方便出行，乐乐家新买了一辆燃油小汽 车。细心的乐乐发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以90 km/h的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25 kW。若小汽车 以最省油的速度行驶270 km，消耗汽油的质量为20 kg，求在此过程中： (汽油的热值q汽＝4.5×107 J/kg) 【例5】图 (1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量； 解：(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq汽＝20 kg×4.5×107 J/kg＝9×108 J 答：(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量为9×108 J。 (2)小汽车所做的有用功； 解：(2)小汽车行驶的时间t＝＝＝3 h 小汽车所做的有用功 W＝Pt＝25×1 000 W×3×3 600 s＝2.7×108 J 答：(2)小汽车所做的有用功为2.7×108 J。 【例5】快乐假期即将开始，为方便出行，乐乐家新买了一辆燃油小汽 车。细心的乐乐发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以90 km/h的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25 kW。若小汽车 以最省油的速度行驶270 km，消耗汽油的质量为20 kg，求在此过程中： (汽油的热值q汽＝4.5×107 J/kg) 【例5】图 (3)汽车发动机的效率。 解：(3)汽车发动机的效率 η＝×100％＝×100％＝30％ 答：(3)汽车发动机的效率为30％。 【例5】快乐假期即将开始，为方便出行，乐乐家新买了一辆燃油小汽 车。细心的乐乐发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以90 km/h的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25 kW。若小汽车 以最省油的速度行驶270 km，消耗汽油的质量为20 kg，求在此过程中： (汽油的热值q汽＝4.5×107 J/kg) 【例5】图 重难点3　能量的转化与守恒 【例6】下列关于能量的转化与守恒的说法错误的是(　D　) A. 钻木取火是将机械能转化为内能 B. 酒精燃烧时将化学能转化为内能 C. 汽油机的做功冲程将内能转化为机械能 D. 人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生 D 【例7】某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电 池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是 (　C　) 【例7】图 A. 甲是“电能” B. 乙是“太阳能” C. 丙是“电能” D. 丁是“机械能” C 【例8】如图所示是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩 扛”电池板，“腰”挎照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释错误的是 (　A　) 【例8】图 A A. 小风扇是风力发电机，工作时将电能转化为机械能 B. 光电池板是将光能转化为电能的装置 C. 蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能 D. 照明灯工作时将电能转化为光能 易错点　内燃机的工作过程 【例1】如图所示，下列4幅图是四冲程内燃机工作时各冲程的示意图， 它们工作时正确的排列顺序为(　D　) 【例1】图 A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲 C. 甲、丙、乙、丁 D. 丙、乙、丁、甲 D 【例2】如图是四冲程汽油机工作原理示意图，下列说法正确的是 (　B　) 【例2】图 B A. 图甲是吸气冲程，吸入气缸的物质是汽油 B. 图乙冲程是通过做功使燃料混合物内能增加 C. 图丙冲程中，燃气的内能增加、温度升高 D. 甲、丙、丁是辅助冲程，靠飞轮惯性完成 考点1　热机 1. 如图是四冲程内燃机的某一冲程示意图，该冲程是(　C　) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 第1题图 C 2. (2025·天津)我国在柴油机的研制上已将本体热效率突破53％。在柴油 机的四个冲程中，内能转化为机械能的是(　C　) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 3. (2025·深圳)晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其 中压缩冲程过程中，柴油机气缸内气体(　D　) A. 质量变大 B. 内能减小 C. 体积变大 D. 温度升高 C D 4. (2025·黑龙江)一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2 400 r/min，则 此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是(　A　) A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次 C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次 A 5. (2024·枣庄)古代的人们曾发明一种活塞式点火器，如图所示，以牛角 作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推 推杆，艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中，能量转化情况不 同的是(　A　) A. 内燃机的做功冲程 B. 内燃机的压缩冲程 C. 钻木取火 D. 流星雨的形成 第5题图 A 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，水的内能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 第6题图 B 考点2　燃料的热值 7. (2025·连云港)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具 有(　A　) A. 较大的热值 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较高的凝固点 8. (2025·山东)汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机 性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值(　C　) A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 A C 9. (2025·烟台)汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油 机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：① ⁠， ② 。若汽油的热值为4.6×107 J/kg，则该工作过程中消耗的汽 油质量为 kg。 第9题图 1.61×105　 机械　 3.5×10－3　 考点3　热机效率 10. 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. 提高可燃物的利用率 D 11. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法错误的是(　B　) A. 图甲是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B. 由图乙可知该汽油机的效率是38％ C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，这会降低热机的效率 D. 冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措可以节能 第11题图 B 12. (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·℃)，水的密度为1×103 kg/m3，丁烷 的热值为4.8×107 J/kg]求： (1)壶中水的质量； 解：(1)壶中水的质量m水＝ρV＝1×103 kg/m3×2×10－3 m3 ＝2 kg 第12题图 解：(1)壶中水的质量m水＝ρV＝1×103 kg/m3×2×10－3 m3 ＝2 kg 答：(1)壶中水的质量为2 kg。 (2)水吸收的热量； 第12题图 解：(2)水吸收的热量 Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃－25 ℃)＝6.3×105 J 答：(2)水吸收的热量为6.3×105 J。 12. (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·℃)，水的密度为1×103 kg/m3，丁烷 的热值为4.8×107 J/kg]求： (3)卡式炉的加热效率。 第12题图 解：(3)丁烷燃烧放出的热量 Q放＝q丁烷m丁烷＝4.8×107 J/kg×0.025 kg＝1.2×106 J 卡式炉的加热效率η＝×100％＝×100％＝52.5％ 答：(3)卡式炉的加热效率为52.5％。 12. (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·℃)，水的密度为1×103 kg/m3，丁烷 的热值为4.8×107 J/kg]求： 考点4　能量的转化与守恒 13. 围炉煮茶是一种传统的文化活动，近两年又成为一种新颖、时尚的 生活方式。茶水沸腾后，人们发现茶壶盖在不断跳动，同时壶嘴上方产 生大量的“白气”，如图所示，下列有关说法正确的是(　D　) A. 木炭燃烧时将内能转化为化学能 B. 木炭燃烧放出的热量全部被茶水吸收 C. 壶盖跳动时水蒸气的内能增大 D. 整个煮茶过程中能量守恒 第13题图 D 14. 阅读短文，回答问题。 2024年5月28日，第五代DM技术发布会在陕西西安举行。作为插电 式混合动力的研发成果，第五代DM技术可实现最高发动机热效率高达 46％、最低百公里亏电油耗3 L和最长综合续航2 100 km，这些数据在全球 汽车市场首屈一指。 DMI5.0是最新一代的双模混合动力技术，该动力系统的汽车，在电池电量充足 的情况下，电池为电动机供电。当电池电量不足时，系统便启动发动机带动发电机 对电池进行充电。为节约能源，该混合动力汽车采用再生制动器，开启时它把汽车 刹车制动时消耗的一部分动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制 动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车 正常行驶时关闭发动机，开启再生制动器，直至汽车停止的过程中，通过发电机将 动能转化为电能的效率。其驱动原理如图甲所示，行驶动力可由电动机或发动机单 独提供，也可以由二者同时提供。 第14题图 (1)当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动 汽车行驶。此过程中电能转化为 能。 (2)当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内 燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功，图乙中发动机产生动 力的冲程是 (填字母)。 机械　 C　 第14题图 (3)汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，以减小行驶的速度，这样做的目 的是 (填字母)。 A. 增大能耗效率 B. 省电 C. 减小摩擦力 D. 增大爬坡的牵引力 D　 第14题图 (4)在测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出 开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小 v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图像如图丙所示。则图中表示开启 再生制动器的图线是 ，在本次测试过程中的储能效率为 ⁠。 ②　 40％ 第14题图 (5)汽车在亏电时正常匀速行驶100 km，汽油完全燃烧放出的能量 为 J，在此过程中所受阻力为400 N，如剩余能量则用于为 电池充电，则电池所增加的电能为 J。(汽油密度取 0.8×103 kg/m3，汽油热值取5×107 J/kg) 1.2×108　 1.52×107　 第14题图 $