专题14 内能的利用（知识清单）2026年中考物理一轮复习讲练测

专题14 内能的利用 目 录 01 锚・复习目标：指引复习方向，落实核心素养 02 理・思维导图：构建知识体系，呈现结构关系 03 盘・知识梳理：兼顾主干细节，夯实基础框架 知识点一 能量的转化与守恒 知识点二 热机 知识点三 热机的效率 知识点四 跨学科实践：制作简易热机模型 04 炼・方法总结：精炼方法技巧，精准突破难点 方法一 汽油机工作冲程的判断 方法二 热效率、热机的效率的计算方法 05 辨・易混易错：警示常见误区，辨析细微差别 易错点一 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 易错点二 不能正确理解内燃机的工作循环 06 究・考点命题：中考考点研析，全面应用提升 考点一 热值 考点二 能量转化和守恒 考点三 热机 考点四 热学综合题 考点五 热量相关计算 考点六 跨学科实践 1．知道各种形式的能量可以相互转化，理解能量守恒定律，明确能量不会凭空产生或消失，总量保持不变。 2．了解热机的原理，掌握四冲程热机的吸气、压缩、做功、排气工作过程及能量转化。 3．理解热机效率的概念，知道热机效率总小于100%，了解减少能量损失、提高热机效率的常用方法。 4．知道简易热机模型的制作原理，了解基本制作步骤，能分析模型工作时的能量转化与简单运行问题。 知识点一 一、能量的转化和转移 1．能量的存在形式 2．能量的转化和转移 类型 能量的转化 能量的转移 定义 在一定条件下，能量从一种形式转化为其他形式 能量从一个物体转移到其他物体，或从物体的一部分转移到另一部分 示例 ①电灯发光：电能转化为光能和内能 ②摩擦生热：机械能转化为内能 ③光合作用：太阳能转化为化学能 ④燃料燃烧：化学能转化为内能 ⑤发电机发电：机械能转化为电能 ①碰撞时，动能由一个物体转移到另一个物体 ②烤火时，内能从火炉转移到人体 不同点 ①通过做功可以使能量转化 ②能量转化过程中，能量的形式 ①通过热传递可以使能量转移 ②能量转移过程中，能量的形式 相同点 能量的转化和转移都是有 性的 能量转移和转化的判断：变化前后，能量的形式是否发生变化。能量形式未发生变化的是能量的 ，如热传递；能量形式发生变化的是能量的 ，如通过做功改变物体的内能。 二、能量守恒定律 1．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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 。 2．意义：从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体，小到原子核内部，只要有能量转化，就一定遵循能量守恒定律。 3．永动机不可能实现的原因 （1）违背了能量守恒定律；（2）违反了能量的转化和转移的方向性。 知识点二 热机 一、热机 1．定义：利用 的机械。 2．原理（能量转化） 3．种类：常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 二、汽油机和柴油机 1．内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，最常见的是汽油机和柴油机。 2．四冲程汽油机的工作过程 过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图示 进气门 打开 关闭 排气门 关闭 打开 活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 能量转化 无 能→ 能 能→ 能 无 作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物 高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 把废气排出汽缸 说明： 1．热机冲程的辨识主要看的是气门和活塞的状态，如果火花塞产生电火花，一定是做功冲程。 2．四冲程汽油机工作过程数量关系：一个工作循环包含四个冲程，活塞往复运动 次，曲轴和飞轮转动 周，对外做功 次（一个循环：4221）。 3．在一个工作循环中，只有 冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是依靠飞轮的 来完成的，并且还要消耗机械能。 三、汽油机和柴油机的区别 汽油机 柴油机 不同点 燃料 汽油 柴油 构造 顶部是 顶部是 点火方式 式 式 吸入物质 压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大 做功冲程 火花塞产生电火花，使混合物燃烧 喷出的雾状柴油遇到高温高压的热空气燃烧 主要特点 轻巧，输出功率小 笨重，输出功率大 工作效率 20%~40% 30%~45% 相同点 工作循环 ①一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成的； ②启动时都靠外力先使曲轴转动起来 知识点三 热机的效率 一、燃料的热值 1．燃料：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类最常见的是按其物理状态分类。 2．燃料的热值 （1）定义：把某种燃料 与其质量之比，热值用字母q表示。 （2）单位：焦每千克，符号是 J/kg。气体燃料的热值单位一般是焦每立方米，符号是J/m3。 （3）燃料燃烧放出热量的公式 ①固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量：。 ②气体燃料完全燃烧时放出的热量：。 对燃料热值的理解： 1．热值是燃料本身的一种性质，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。不能错误地认为q与Q放成正比，与m（或V）成反比。 2．燃料只有完全燃烧时放出的热量才等于根据热值计算出的热量如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小，但这时不能说燃料的热值变小，在实际生产生活中，完全燃烧是很难达到的一种状态。 3．热值反映了不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。 二、比较不同燃料的热值大小 1．实验方法 （1）控制变量法：实验中，控制燃烧燃料的质量相同，水的质量和初温相同，通过比较燃料燃尽后水温的变化得出结论。 （2）实验中，用水吸收的热量来表示燃料燃烧放出的热量。 2．实验结论 用相同质量的燃料甲和燃料乙燃烧后加热相同质量的水，燃料燃尽后水的温度升高得多的燃料燃烧放出的热量多，说明该燃料热值 。 三、热机的效率 1．内燃机中燃料燃烧的能量流向图 2．热机的效率 （1）定义：用来做 功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。 （2）公式：。 （3）常见热机的效率：蒸汽机6% ~ 15%，汽油机20% ~ 40%，柴油机30% ~ 45%。 3．提高热机效率的途径 （1）使燃料充分燃烧，如将块状燃料研磨成粉末等； （2）保证良好润滑，减小机械摩擦； （3）充分利用废气能量； （4）减少各种热量损失。 知识点四 跨学科实践：制作简易热机模型 一、热机基础知识与工作原理 1．热机：热机是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能的装置，广泛应用于汽车、发电站、火箭等领域。其原理是能量转化：燃料通过燃烧释放热量→工作物质受热膨胀做功→机械能输出。 2．常见的热机类型及原理 热机类型 工作原理 应用 蒸汽机 锅炉加热水产生高压蒸汽，推动活塞或涡轮转动 早期火车、发电厂等 内燃机 汽油或柴油在气缸内燃烧，气体膨胀推动活塞往复运动 汽车、摩托车等 燃气轮机 高温燃气直接推动涡轮叶片旋转 军舰 喷气发动机 在燃烧室燃烧，向后喷出高速气体从而获得前进的动力 飞机、火箭等 二、制作步骤 1．项目器材：一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯， 2．实施步骤 （1）向易拉罐内部注入大约半罐水，将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。 （2）将易拉罐如图所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 三、知识考查 1．酒精灯易拉罐底部加热导致水温升高，这是通过 的方式改变水的内能。 2．加热水时，看到“蒸汽”喷出，该过程中水经历的物态变化是先 后 ，此过程需要先 热后 热。 3．当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此过程相当于热机的 冲程。 四、实验中的问题及处理 1．蒸汽喷射力不足，风扇不转动 ·原因：密封不严导致蒸汽泄漏；喷嘴直径过大，蒸汽流速不足；火力太小。 ·解决方法：重新密封接口，可用耐高温环氧树脂胶加固；更换更细的喷嘴；加大酒精灯火焰等。 2．塑料笔杆受热变形 ·原因：罐内水量过少，导致易拉罐侧壁受热后将塑料笔杆软化。 ·解决方法：水要保持一定的量，避免易拉罐罐体温度过高。 3．安全问题 （1）酒精灯使用时须远离易燃物，熄灭时用灯帽盖灭，切勿吹熄。 （2）加热后的易拉罐温度极高，需冷却后再触碰。 方法一 汽油机工作冲程的判断 【典例】如图是单缸四冲程汽油机的某个冲程，关于这个汽油机，下列说法正确的是（　　） A．这是压缩冲程 B．这一冲程将内能转化为机械能 C．汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 D．这一冲程是利用飞轮的惯性完成的 方法二 热效率、热机的效率的计算方法 1．燃料燃烧加热：。例如：用燃气灶烧水。 2．燃料燃烧做功：。 3．驱车：，例如：汽车匀速直线行驶中发动机效率。 【典例】人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶了，发动机提供的牵引力为，消耗柴油2.1kg。[]，求： （1）消耗的柴油完全燃烧释放的热量； （2）汽车发动机的效率。 易错点一 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 能量守恒定律的成立是无条件的， 机械能守恒是有条件的 机械能守恒的条件是只有动能、重力势能和弹性势能之间的转化，若还有其他形式能量参与转化过程，则机械能总量发生改变，机械能不再守恒，例如，木块沿斜面下滑过程中克服摩擦做功，木块机械能的总量将减少损失的机械能转化为了内能。但总的能量还是守恒的，只是从一种形式变成了另一种形式，简单来说，机械能守恒是能量守恒的一种特殊情况，它需要满足特定条件，而能量守恒适用于所有情况。 【典例】荡秋千的小敏在荡起一定高度以后，让秋千自由摆动，每次上升的高度逐渐减小，最后停下来，下列说法中正确的是（    ） A．在此过程中机械能守恒 B．能量在逐渐消失 C．机械能最终转化为内能，且总的能量守恒 D．只存在动能和重力势能的相互转化 易错点二 不能正确理解内燃机的工作循环 解答此类问题需谨记：四冲程汽油机在一个工作循环中，活塞上下往复两次，曲轴转两圈、做功一次、完成四个冲程。 【典例】一台四冲程汽油机的转速为3000r/min，则1s内活塞往复______次，曲轴转动______周，对外做功______次，完成 ______个冲程。如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于_____冲程，该冲程将_____转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功______次，飞轮转过_______圈。 考点一 热值 【典例1】（2025·山东·中考真题）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（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 【典例2】（2025·江苏连云港·中考真题）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．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 【典例3】（2024·山东济南·中考真题）完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（　　） A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大 【典例4】（2025·江苏无锡·中考真题）取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量___________（选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为___________J/kg。酒精和花生米中，___________的热值大。 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 5.6g酒精 22 70 5.6g花生米 22 52 【典例5】（2025·黑龙江·中考真题）质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 考点二 能量转化和守恒 【典例6】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）能量的获取和应用与我们的生活息息相关，下列关于能量说法正确的是（　　） A．核电站发电是将核能最终转化为电能 B．根据能量守恒定律永动机是存在的 C．能量的转移和转化不具有方向性 D．光在光纤中传播，光能损耗非常多 【典例7】（2025·福建·中考真题）抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”，用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电，如图：关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是（　　） A．用电低谷时，以电能的形式储能 B．用电高峰时，机械能转化为电能 C．选址时，上下水库的高度差要小 D．存储的能量可以全部转化为电能 【典例8】（2025·江苏苏州·中考真题）关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（　　） A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小 B．核电站利用核裂变释放的能量来发电 C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能 D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源 【典例9】（2025·宁夏·中考真题）如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将________能转化为________能；你认为钢珠在往复运动过程中，________（选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量。 【典例10】（2025·山东·中考真题）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有 性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持 。 考点三 热机 【典例11】（2025·山东东营·中考真题）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程判断正确的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【典例12】（2025·四川攀枝花·中考真题）下列关于四冲程汽油机的说法中，正确的是（　　） A．汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能 B．汽油机散发出汽油味属于扩散现象 C．汽油燃烧产生的高温高压气体对外做功时，气体的内能增加 D．汽油机的气缸外壁可用水冷却，是因为水的比热容较小 【典例13】（2025·甘肃兰州·中考真题）课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（    ） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴 【典例14】（2025·黑龙江·中考真题）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/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．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 【典例15】（2025·天津·中考真题）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（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【典例16】（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．蒸汽机不属于热机 B．柴油机的效率能达到100% C．汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D．内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 【典例17】（2025·陕西·中考真题）将一根铁丝反复弯折后，铁丝弯折处温度升高，这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式，改变了铁丝的内能。该过程的能量转化与内燃机______冲程的能量转化相同。 【典例18】（2025·江苏南京·中考真题）如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程，在此冲程中_____能转化为_______能；若飞轮转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟完成_______个工作循环；在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，则放出的热量是____________J。（q汽油=4.6×107J/kg） 【典例19】（2025·山东济南·中考真题）如图甲为一种经常在喜庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如图乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的_____________，此过程中的能量转化与内燃机的______________冲程相同。 【典例20】（2025·新疆·中考真题）为提高内燃机的效率，科学家在传统四冲程发动机的基础上发明了六冲程发动机。 （1）六冲程发动机在完成传统四冲程后，把水注入汽缸，使水瞬间______（选填“汽化”或“升华”）成高温高压的水蒸气，水蒸气推动活塞做功，该过程为第五冲程；然后将水蒸气排放到冷凝器内，再次变成水，该过程为第六冲程，至此完成了一个完整的工作循环。第五冲程中注入的水的内能急剧增加是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式实现的。六冲程汽油发动机使用的燃料是从石油中提炼出来的，石油属于______（选填“可再生”或“不可再生”）的能源。 （2）六冲程发动机在一个完整的工作循环中，有______（选填“1”或“2”）个做功冲程，第四个冲程是______冲程。六冲程发动机的效率是传统四冲程发动机的倍，则在做功相同的情况下，六冲程发动机比传统四冲程发动机节省燃料约______%（选填“30”或“42”）。 考点四 热学综合题 【典例21】（2025·山东滨州·中考真题）厨房不仅是加工食材的场所，也是充满热现象的“实验室”。以下现象及给出的解释，合理的是（　　） A．能闻到凉拌菜的香味，说明分子热运动与温度无关 B．用蒸锅将馒头蒸熟的过程是通过热传递的方式改变馒头的内能 C．高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化，与热机的压缩冲程相同 D．用高科技的燃气灶，其热效率可以提高到100% 【典例22】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）实验是科学探究的重要形式，关于下面四个实验，说法正确的是（　　） A．甲实验：玻璃板很难被拉离水面，说明分子之间有斥力 B．乙实验：墨水在热水中扩散快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈 C．丙实验：沙子中温度计示数升高快，说明沙子吸热能力比水强 D．丁实验：风车越转越快，说明风车的动能正在减小 【典例23】（2025·山东淄博·中考真题）花馍是一种传统美食，以下有关用燃气灶蒸花馍的说法正确的是（　　） A．燃气燃烧时，化学能转化为内能 B．燃气燃烧越充分，其热值就越大 C．花馍的内能是通过做功的方式增大的 D．刚出锅的花馍温度高，含有的热量多 【典例24】（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃，它的尺寸如图。下列说法中正确的是（　　） A．这种取火器的体积太大，不便于携带 B．取火时是通过做功增加筒内空气的内能 C．取火时是通过热传递增加筒内空气的内能 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同 【典例25】（2025·四川广元·中考真题）端午节，小梅随爸爸妈妈开车先去加油，随后回老家看望爷爷奶奶。下列说法正确的是（   ） A．刚一进门，粽香扑鼻而来，表明分子在不停地做无规则运动 B．水常作为汽车发动机冷却剂，是因为水的热值大 C．小汽车内燃机的压缩冲程，将内能转化为机械能 D．小汽车内燃机的曲轴转动一周，对外做功一次 【典例26】（2025·湖北·中考真题）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧时内能转化为化学能 B．燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C．燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D．火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 【典例27】（2025·福建·中考真题）如图，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的是（　　） A．“萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发 B．“揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状 C．“发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动 D．“烘干”是通过做功减小茶叶的内能 考点五 热量相关计算 【典例28】（2025·四川绵阳·中考真题）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，将0.2kg温度为27℃的水，加热到沸腾时的97℃，此过程中，水吸收的热量为_______J；若酒精灯消耗酒精4.9g，则酒精灯的加热效率为________%。[忽略加热过程中水的质量变化，已知，] 【典例29】（2025·青海西宁·中考真题）小宁家自来水温度为，他把燃气热水器的温度设定为、洗澡时用了20kg的热水。这些水吸收的热量是______J；若加热效率为，则需要完全燃烧______的天然气。 【典例30】（2025·山东德州·中考真题）如图为某班级使用的一体机，其铭牌的部分数据如下表所示。学校每节课时长45min，若整节课使用一体机消耗______kW·h的电能；某天放学后，一体机忘记关机导致处于熄屏待机状态长达10h，此过程消耗的电能相当于完全燃烧______kg煤所产生的热量。（q煤=3.4×107J/kg）。 【典例31】（2025·山东德州·中考真题）铜冰鉴是我国战国时代发明的即可“制冷”又可“制热”的两用“冰箱”，如图甲所示。冰鉴是一件双层器皿，鉴腹内有一尊缶，如图乙所示。冬季，在鉴腹内装入热水用来给尊缶内的酒加热，已知热水质量为150kg、初温为，酒的质量为80kg、初温为，最终两者温度相同为，则给酒加热的热效率为________。[，] 【典例32】（2025·四川广元·中考真题）如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行10km消耗的汽油为100kg，受到的阻力为1.15×105N，则飞机发动机的热机效率为______；为节能减排，现设法回收未利用的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放出能量的21%，可使______kg水的温度升高50℃。【汽油热值为，水的比热容为】 【典例33】（2025·山东威海·中考真题）小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg） （1）水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？ （2）在海拔约5000m的米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，] 【典例34】（2025·江苏苏州·中考真题）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： （1）水吸收的热量； （2）煤气完全燃烧放出的热量； （3）煤气炉加热的效率。 【典例35】（2025·四川广安·中考真题）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： （1）汽车通过隧道的平均速度； （2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； （3）汽车通过隧道发动机的效率。 考点六 跨学科实践 【典例36】（2025·内蒙古·中考真题）如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．水的内能增加的方式是热传递 C．蒸汽被喷出后内能保持不变 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 【典例37】（2025·山西·中考真题）跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 （1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________； （2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_________________；（答出一条即可） （3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：_________________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题14 内能的利用 目 录 01 锚・复习目标：指引复习方向，落实核心素养 02 理・思维导图：构建知识体系，呈现结构关系 03 盘・知识梳理：兼顾主干细节，夯实基础框架 知识点一 能量的转化与守恒 知识点二 热机 知识点三 热机的效率 知识点四 跨学科实践：制作简易热机模型 04 炼・方法总结：精炼方法技巧，精准突破难点 方法一 汽油机工作冲程的判断 方法二 热效率、热机的效率的计算方法 05 辨・易混易错：警示常见误区，辨析细微差别 易错点一 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 易错点二 不能正确理解内燃机的工作循环 06 究・考点命题：中考考点研析，全面应用提升 考点一 热值 考点二 能量转化和守恒 考点三 热机 考点四 热学综合题 考点五 热量相关计算 考点六 跨学科实践 1．知道各种形式的能量可以相互转化，理解能量守恒定律，明确能量不会凭空产生或消失，总量保持不变。 2．了解热机的原理，掌握四冲程热机的吸气、压缩、做功、排气工作过程及能量转化。 3．理解热机效率的概念，知道热机效率总小于100%，了解减少能量损失、提高热机效率的常用方法。 4．知道简易热机模型的制作原理，了解基本制作步骤，能分析模型工作时的能量转化与简单运行问题。 知识点一 一、能量的转化和转移 1．能量的存在形式 2．能量的转化和转移 类型 能量的转化 能量的转移 定义 在一定条件下，能量从一种形式转化为其他形式 能量从一个物体转移到其他物体，或从物体的一部分转移到另一部分 示例 ①电灯发光：电能转化为光能和内能 ②摩擦生热：机械能转化为内能 ③光合作用：太阳能转化为化学能 ④燃料燃烧：化学能转化为内能 ⑤发电机发电：机械能转化为电能 ①碰撞时，动能由一个物体转移到另一个物体 ②烤火时，内能从火炉转移到人体 不同点 ①通过做功可以使能量转化 ②能量转化过程中，能量的形式发生变化 ①通过热传递可以使能量转移 ②能量转移过程中，能量的形式不发生变化 相同点 能量的转化和转移都是有方向性的 能量转移和转化的判断：变化前后，能量的形式是否发生变化。能量形式未发生变化的是能量的转移，如热传递；能量形式发生变化的是能量的转化，如通过做功改变物体的内能。 二、能量守恒定律 1．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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 2．意义：从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体，小到原子核内部，只要有能量转化，就一定遵循能量守恒定律。 3．永动机不可能实现的原因 （1）违背了能量守恒定律；（2）违反了能量的转化和转移的方向性。 知识点二 热机 一、热机 1．定义：利用内能做功的机械。 2．原理（能量转化） 3．种类：常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 二、汽油机和柴油机 1．内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，最常见的是汽油机和柴油机。 2．四冲程汽油机的工作过程 过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图示 进气门 打开 关闭 排气门 关闭 打开 活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 能量转化 无 机械能→内能 内能→机械能 无 作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物 高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 把废气排出汽缸 说明： 1．热机冲程的辨识主要看的是气门和活塞的状态，如果火花塞产生电火花，一定是做功冲程。 2．四冲程汽油机工作过程数量关系：一个工作循环包含四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，对外做功1次（一个循环：4221）。 3．在一个工作循环中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，并且还要消耗机械能。 三、汽油机和柴油机的区别 汽油机 柴油机 不同点 燃料 汽油 柴油 构造 顶部是火花塞 顶部是喷油嘴 点火方式 点燃式 压燃式 吸入物质 空气和汽油的混合物 空气 压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大 做功冲程 火花塞产生电火花，使混合物燃烧 喷出的雾状柴油遇到高温高压的热空气燃烧 主要特点 轻巧，输出功率小 笨重，输出功率大 工作效率 20%~40% 30%~45% 相同点 工作循环 ①一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成的； ②启动时都靠外力先使曲轴转动起来 知识点三 热机的效率 一、燃料的热值 1．燃料：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类最常见的是按其物理状态分类。 2．燃料的热值 （1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，热值用字母q表示。 （2）单位：焦每千克，符号是 J/kg。气体燃料的热值单位一般是焦每立方米，符号是J/m3。 （3）燃料燃烧放出热量的公式 ①固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量：。 ②气体燃料完全燃烧时放出的热量：。 对燃料热值的理解： 1．热值是燃料本身的一种性质，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。不能错误地认为q与Q放成正比，与m（或V）成反比。 2．燃料只有完全燃烧时放出的热量才等于根据热值计算出的热量如果没有完全燃烧，放出的热量比按热值计算出的热量要小，但这时不能说燃料的热值变小，在实际生产生活中，完全燃烧是很难达到的一种状态。 3．热值反映了不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。 二、比较不同燃料的热值大小 1．实验方法 （1）控制变量法：实验中，控制燃烧燃料的质量相同，水的质量和初温相同，通过比较燃料燃尽后水温的变化得出结论。 （2）实验中，用水吸收的热量来表示燃料燃烧放出的热量。 2．实验结论 用相同质量的燃料甲和燃料乙燃烧后加热相同质量的水，燃料燃尽后水的温度升高得多的燃料燃烧放出的热量多，说明该燃料热值大。 三、热机的效率 1．内燃机中燃料燃烧的能量流向图 2．热机的效率 （1）定义：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，叫作热机的效率。 （2）公式：。 （3）常见热机的效率：蒸汽机6% ~ 15%，汽油机20% ~ 40%，柴油机30% ~ 45%。 3．提高热机效率的途径 （1）使燃料充分燃烧，如将块状燃料研磨成粉末等； （2）保证良好润滑，减小机械摩擦； （3）充分利用废气能量； （4）减少各种热量损失。 知识点四 跨学科实践：制作简易热机模型 一、热机基础知识与工作原理 1．热机：热机是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能的装置，广泛应用于汽车、发电站、火箭等领域。其原理是能量转化：燃料通过燃烧释放热量→工作物质受热膨胀做功→机械能输出。 2．常见的热机类型及原理 热机类型 工作原理 应用 蒸汽机 锅炉加热水产生高压蒸汽，推动活塞或涡轮转动 早期火车、发电厂等 内燃机 汽油或柴油在气缸内燃烧，气体膨胀推动活塞往复运动 汽车、摩托车等 燃气轮机 高温燃气直接推动涡轮叶片旋转 军舰 喷气发动机 在燃烧室燃烧，向后喷出高速气体从而获得前进的动力 飞机、火箭等 二、制作步骤 1．项目器材：一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯， 2．实施步骤 （1）向易拉罐内部注入大约半罐水，将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。 （2）将易拉罐如图所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 三、知识考查 1．酒精灯易拉罐底部加热导致水温升高，这是通过热传递的方式改变水的内能。 2．加热水时，看到“蒸汽”喷出，该过程中水经历的物态变化是先汽化后液化，此过程需要先吸热后放热。 3．当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此过程相当于热机的做功冲程。 四、实验中的问题及处理 1．蒸汽喷射力不足，风扇不转动 ·原因：密封不严导致蒸汽泄漏；喷嘴直径过大，蒸汽流速不足；火力太小。 ·解决方法：重新密封接口，可用耐高温环氧树脂胶加固；更换更细的喷嘴；加大酒精灯火焰等。 2．塑料笔杆受热变形 ·原因：罐内水量过少，导致易拉罐侧壁受热后将塑料笔杆软化。 ·解决方法：水要保持一定的量，避免易拉罐罐体温度过高。 3．安全问题 （1）酒精灯使用时须远离易燃物，熄灭时用灯帽盖灭，切勿吹熄。 （2）加热后的易拉罐温度极高，需冷却后再触碰。 方法一 汽油机工作冲程的判断 【典例】如图是单缸四冲程汽油机的某个冲程，关于这个汽油机，下列说法正确的是（　　） A．这是压缩冲程 B．这一冲程将内能转化为机械能 C．汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 D．这一冲程是利用飞轮的惯性完成的 【答案】B 【解析】A．由图可知，压缩冲程是进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气体。图中是火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程。故A错误； B．做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能。故B正确； C．汽缸内的气体推动活塞向下运动时，是气体对外做功的过程，气体的内能会减小，温度降低。故C错误； D．做功冲程是产生动力的冲程，不是依靠飞轮的惯性完成的。吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的。故D错误。 故选B。 方法二 热效率、热机的效率的计算方法 1．燃料燃烧加热：。例如：用燃气灶烧水。 2．燃料燃烧做功：。 3．驱车：，例如：汽车匀速直线行驶中发动机效率。 【典例】人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶了，发动机提供的牵引力为，消耗柴油2.1kg。[]，求： （1）消耗的柴油完全燃烧释放的热量； （2）汽车发动机的效率。 【答案】（1） （2）40% 【解析】（1）消耗的柴油完全燃烧释放的热量 （2）牵引力做的有用功 汽车发动机的效率 易错点一 机械能守恒和能量守恒的区别与联系 能量守恒定律的成立是无条件的， 机械能守恒是有条件的 机械能守恒的条件是只有动能、重力势能和弹性势能之间的转化，若还有其他形式能量参与转化过程，则机械能总量发生改变，机械能不再守恒，例如，木块沿斜面下滑过程中克服摩擦做功，木块机械能的总量将减少损失的机械能转化为了内能。但总的能量还是守恒的，只是从一种形式变成了另一种形式，简单来说，机械能守恒是能量守恒的一种特殊情况，它需要满足特定条件，而能量守恒适用于所有情况。 【典例】荡秋千的小敏在荡起一定高度以后，让秋千自由摆动，每次上升的高度逐渐减小，最后停下来，下列说法中正确的是（    ） A．在此过程中机械能守恒 B．能量在逐渐消失 C．机械能最终转化为内能，且总的能量守恒 D．只存在动能和重力势能的相互转化 【答案】C 【解析】ACD．秋千自由摆动的过程中，由于受到阻力的作用，机械能最终会全部转化为内能，即机械能不守恒，但总的能量保持不变，故AD错误，C正确； B．根据能量守恒定律，能量不会凭空消失，也不会凭空产生，因此能量不会逐渐消失，故B错误。 故选C。 易错点二 不能正确理解内燃机的工作循环 解答此类问题需谨记：四冲程汽油机在一个工作循环中，活塞上下往复两次，曲轴转两圈、做功一次、完成四个冲程。 【典例】一台四冲程汽油机的转速为3000r/min，则1s内活塞往复______次，曲轴转动______周，对外做功______次，完成 ______个冲程。如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于_____冲程，该冲程将_____转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功______次，飞轮转过_______圈。 【答案】50 50 25 100 做功 内能 10 20 【解析】四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；在一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。 [1][2]已知汽油机转速为3000r/min=50r/s，即曲轴每秒转动50周。因为曲轴每转1周，活塞往复1次，所以1s内活塞往复50次。 [3]因为曲轴每转2周对外做功1次，所以1s内对外做功的次数为次。 [4]因为一个工作循环包括4个冲程，且曲轴每转2周完成一个工作循环，所以1s内完成的冲程数为。 [5][6]观察图可知，进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以该冲程是做功冲程；在做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能。 [7]因为一个工作循环包括4个冲程，且一个工作循环对外做功1次，所以每秒完成40个冲程时，对外做功的次数为次。 [8]因为一个工作循环中曲轴转动2周，所以每秒完成40个冲程（即10个工作循环）时，飞轮转过的圈数为10×2=20圈。 考点一 热值 【典例1】（2025·山东·中考真题）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（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 【答案】C 【解析】热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关。维护后燃烧更充分，说明相同质量的汽油燃烧，释放的热量更多，但热值不变。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【典例2】（2025·江苏连云港·中考真题）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．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 【答案】A 【解析】A．液态氢具有较大的热值，这意味着单位质量的氢燃料完全燃烧时能释放出更多的热量，可以为火箭提供更大的推力，故A符合题意； B．虽然液态氢的沸点较低（-252.8℃），但这只是其物理特性，与作为燃料的优越性无直接关系，故B不符合题意； C．比热容表示物质吸热或放热的能力，但火箭燃料需要的是燃烧时释放大量能量，而不是储存热量的能力，故C不符合题意； D．凝固点高低与燃料性能无关，且氢的凝固点极低（-259℃），这反而增加了储存难度，故D不符合题意。 故选A。 【典例3】（2024·山东济南·中考真题）完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（　　） A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大 【答案】C 【解析】由于完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，即相同质量的液态氢和汽油完全燃烧，液态氢能放出更多的热量，所以液态氢比汽油的热值大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【典例4】（2025·江苏无锡·中考真题）取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量___________（选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为___________J/kg。酒精和花生米中，___________的热值大。 燃料 加热前的水温/℃ 加热后的水温/℃ 5.6g酒精 22 70 5.6g花生米 22 52 【答案】不相等 1.8×106 酒精 【解析】[1]质量相等的酒精和花生米充分燃烧，加热相同质量的水，水升高的温度不同，说明水吸收的热量不同，而水吸收的热量来自燃料燃烧放出的热量，所以质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量不相等。 [2]水升高的温度为 水吸收的热量为 因为花生米充分燃烧放出的热量等于水吸收的热量，花生米的质量5.6g=0.0056kg，根据热值公式 [3]质量相等的不同燃料完全燃烧，使相同质量的水升高的温度越高，说明燃料放出的热量越多，热值越大。酒精加热后水的温度升高得更多，所以酒精的热值大。 【典例5】（2025·黑龙江·中考真题）质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】相同 50 【解析】[1]热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关，所以质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值相同。 [2]酒精完全燃烧放出的热量 由题意， 由，则水的质量 考点二 能量转化和守恒 【典例6】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）能量的获取和应用与我们的生活息息相关，下列关于能量说法正确的是（　　） A．核电站发电是将核能最终转化为电能 B．根据能量守恒定律永动机是存在的 C．能量的转移和转化不具有方向性 D．光在光纤中传播，光能损耗非常多 【答案】A 【解析】A．核电站发电过程：核能先转化为内能；水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能；蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故A正确； B．根据能量守恒定律：能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会发生转化和转移。根据功的机械原理，机械在对能量在利用过程中，会有一部分能源未被利用而损失掉，因此能源的利用率都会低于100%，因此永动机不存在，故B错误； C．能量的转移和转化具有方向性，如内能只能从高温物体转移到低温物体，不能直接从低温物体转移到高温物体，故C错误； D．光在光纤中全反射传播，传播时能量消耗非常少，故D错误。 故选A。 【典例7】（2025·福建·中考真题）抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”，用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库，用电高峰时段再放水至下水库发电，如图：关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是（　　） A．用电低谷时，以电能的形式储能 B．用电高峰时，机械能转化为电能 C．选址时，上下水库的高度差要小 D．存储的能量可以全部转化为电能 【答案】B 【解析】A．由题意知，用电低谷时，电动机将水抽到高处，将电能转化为机械能，即以机械能的形式储能，故A错误； BD．用电高峰时利用存储的能量发电，水能带动水轮机转动，将机械能转化为电能，由于能量损耗，无法将全部的机械能部分转化为电能，故B正确，D错误； C．由图可知，抽水蓄能电站由上游水库、下游水库和水电站组成，要求水资源丰沛、上下游有落差，因此选址时需要考虑地理位置的问题，故C错误。 故选B。 【典例8】（2025·江苏苏州·中考真题）关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（　　） A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小 B．核电站利用核裂变释放的能量来发电 C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能 D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源 【答案】A 【解析】A．金属汤勺放在热汤中，金属汤勺吸收热量，内能增加，温度升高，故A错误，符合题意； B．核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应，故B正确，不符合题意； C．汽油机的做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．能量的转移与转化具有方向性，可利用的能源是有限的，所以要节约能源，故D正确，不符合题意。 故选A。 【典例9】（2025·宁夏·中考真题）如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将________能转化为________能；你认为钢珠在往复运动过程中，________（选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量。 【答案】动 重力势 需要 【解析】[1][2]钢珠离开轨道B点上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大，主要是将动能转化为重力势能。 [3]根据能量守恒定律，钢珠在往复运动过程中，由于受到摩擦力等阻力的作用，机械能会逐渐减小，所以需要消耗其他形式的能量来维持运动。 【典例10】（2025·山东·中考真题）2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有____性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持____。 【答案】方向 不变 【解析】[1]在核聚变中，核能可转化为内能，但内能无法自发转化为核能，这体现了能量转化具有方向性，即能量的转化和转移是有特定方向的，不能随意反向进行。 [2]根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，在能量的转化和转移过程中，能量的总量始终保持不变。 考点三 热机 【典例11】（2025·山东东营·中考真题）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程判断正确的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【解析】如图所示，四冲程汽油机的进气门、排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故B正确，ACD错误。 故选B。 【典例12】（2025·四川攀枝花·中考真题）下列关于四冲程汽油机的说法中，正确的是（　　） A．汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能 B．汽油机散发出汽油味属于扩散现象 C．汽油燃烧产生的高温高压气体对外做功时，气体的内能增加 D．汽油机的气缸外壁可用水冷却，是因为水的比热容较小 【答案】B 【解析】A．汽油机的压缩冲程是活塞压缩气缸内气体，机械能转化为内能，故A错误； B．汽油机散发出汽油味，是汽油分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故B正确； C．汽油燃烧产生的高温高压气体对外做功时，气体的内能会减少，故C错误； D．气缸外壁用水冷却，是因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度能吸收更多热量，故D错误。 故选B。 【典例13】（2025·甘肃兰州·中考真题）课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（    ） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D．瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴 【答案】B 【解析】A．矿泉水瓶在力的作用下被拧成图示形状，瓶子的形状发生了改变，说明力可以使物体发生形变，故A正确，不符合题意。 B．瓶盖弹出前，拧瓶子时，瓶子体积变小，压缩瓶内气体，是对气体做功，瓶内气体内能增大，此过程与汽油机的压缩冲程类似，都是将机械能转化为内能；而汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误，符合题意。 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，使瓶盖获得动能而飞出，故C正确，不符合题意。 D．瓶盖被弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷液化形成小水滴，从而出现白雾现象，故D正确，不符合题意。 故选B。 【典例14】（2025·黑龙江·中考真题）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/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．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 【答案】A 【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。 故选A。 【典例15】（2025·天津·中考真题）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（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解析】柴油机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【典例16】（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）关于热机，下列说法正确的是（　　） A．蒸汽机不属于热机 B．柴油机的效率能达到100% C．汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D．内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 【答案】C 【解析】A．蒸汽机属于热机中的一种，故A错误； B．柴油机在工作的过程中不可避免的要做额外功，所以柴油机的效率不能达到100%，故B错误； C．由于构成物质的分子在不停地做无规则运动，汽油分子会运动到空气中，这是扩散现象，所以我们能闻到汽油味，故C正确； D．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 【典例17】（2025·陕西·中考真题）将一根铁丝反复弯折后，铁丝弯折处温度升高，这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式，改变了铁丝的内能。该过程的能量转化与内燃机______冲程的能量转化相同。 【答案】做功 压缩 【解析】[1][2]改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。将铁丝反复弯折，铁丝弯折处温度升高，此过程中将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变了铁丝的内能，内燃机在压缩冲程中也是将机械能转化为内能，因此与内燃机的压缩冲程的能量转化相同。 【典例18】（2025·江苏南京·中考真题）如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程，在此冲程中_____能转化为_______能；若飞轮转速为1800r/min，则该汽油机每秒钟完成_______个工作循环；在一段时间内消耗了500g汽油，若这些汽油完全燃烧，则放出的热量是____________J。（q汽油=4.6×107J/kg） 【答案】内 机械 15 2.3×107 【解析】[1]由图可知，两个气门都关闭，火花塞产生电火花，活塞向下运动，因此是做功冲程； [2]汽油机的做功冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能； [3]四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min=30r/s，即在1s内飞轮转30r；因为每完成一个工作循环飞轮转2r，所以该汽油机在1s内完成了15个工作循环； [4]500g汽油完全燃烧放出的热量 【典例19】（2025·山东济南·中考真题）如图甲为一种经常在喜庆场合使用的手持礼炮，其结构简化图如图乙所示。使用时，气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的_____________，此过程中的能量转化与内燃机的______________冲程相同。 【答案】运动状态 做功 【解析】[1]力可以改变物体的形状和运动状态，因此气罐内的高压气体推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物体的运动状态。 [2]在喷出彩条的过程中，罐内的压缩空气对彩条做功，空气内能转化为彩条的机械能，罐内气体内能减少；汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以与做功冲程能量转化相同。 【典例20】（2025·新疆·中考真题）为提高内燃机的效率，科学家在传统四冲程发动机的基础上发明了六冲程发动机。 （1）六冲程发动机在完成传统四冲程后，把水注入汽缸，使水瞬间______（选填“汽化”或“升华”）成高温高压的水蒸气，水蒸气推动活塞做功，该过程为第五冲程；然后将水蒸气排放到冷凝器内，再次变成水，该过程为第六冲程，至此完成了一个完整的工作循环。第五冲程中注入的水的内能急剧增加是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式实现的。六冲程汽油发动机使用的燃料是从石油中提炼出来的，石油属于______（选填“可再生”或“不可再生”）的能源。 （2）六冲程发动机在一个完整的工作循环中，有______（选填“1”或“2”）个做功冲程，第四个冲程是______冲程。六冲程发动机的效率是传统四冲程发动机的倍，则在做功相同的情况下，六冲程发动机比传统四冲程发动机节省燃料约______%（选填“30”或“42”）。 【答案】（1）汽化 热传递 不可再生 （2）2 排气 30 【解析】（1）[1]六冲程发动机在完成传统四冲程后，把水注入汽缸，使水瞬间变成高温高压的水蒸气，属于汽化现象。 [2]第五冲程在气缸中水时，水吸收气缸的热量，注入水的内能急剧增加，是通过热传递的方式实现的。 [3]六冲程汽油发动机使用的燃料是从石油中提炼出来的，石油的形成要经过漫长的地质年代，石油属于不可再生的能源。 （2）[1]六冲程发动机在一个完整的工作循环由吸气、压缩、做功、排气、做功、排气六个冲程，有2个做功冲程，第四个冲程是排气冲程。 [2]设四冲程发动机的效率为，六冲程发动机的效率是传统四冲程发动机的1.4～1.45倍，则在做功相同的情况下，六冲程发动机的效率约为，四冲程发动机做功需要的总功 六冲程发动机做同样功需要的总功 发动机做的总功由燃料提供，六冲程发动机比传统四冲程发动机节省燃料的百分比 六冲程发动机比传统四冲程发动机节省燃料约30%。 考点四 热学综合题 【典例21】（2025·山东滨州·中考真题）厨房不仅是加工食材的场所，也是充满热现象的“实验室”。以下现象及给出的解释，合理的是（　　） A．能闻到凉拌菜的香味，说明分子热运动与温度无关 B．用蒸锅将馒头蒸熟的过程是通过热传递的方式改变馒头的内能 C．高压锅限压阀被顶起过程中的能量转化，与热机的压缩冲程相同 D．用高科技的燃气灶，其热效率可以提高到100% 【答案】B 【解析】A．能闻到凉拌菜的香味，说明分子在不停地做无规则运动，不能说明分子热运动的剧烈程度与温度无关，故A错误； B．用蒸锅将馒头蒸熟的过程中，水蒸气将热量传递给馒头，是通过热传递的方式改变馒头的内能，故B正确； C．高压锅限压阀被水蒸气顶起，是水蒸气对阀门做功的结果，因此这时水蒸气的内能转化为限压阀的机械能；压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，使气缸内的气体的内能增加，温度升高，因此是将机械能转化为内能，故C错误； D．燃气灶在工作过程中总有能量损失，所以燃气灶的效率总小于100%，故D错误。 故选B。 【典例22】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）实验是科学探究的重要形式，关于下面四个实验，说法正确的是（　　） A．甲实验：玻璃板很难被拉离水面，说明分子之间有斥力 B．乙实验：墨水在热水中扩散快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈 C．丙实验：沙子中温度计示数升高快，说明沙子吸热能力比水强 D．丁实验：风车越转越快，说明风车的动能正在减小 【答案】B 【解析】A．甲实验：玻璃板很难被拉离水面，说明分子之间有引力，故A错误； B．乙实验：墨水在热水中扩散快，说明分子热运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，故B正确； C．丙实验：加热相同时间，吸收相同热量，沙子中温度计示数升高快，说明沙子吸热能力比水弱，故C错误； D．丁实验：动能与速度有关，风车越转越快，说明风车的动能正在增大，故D错误。 故选B。 【典例23】（2025·山东淄博·中考真题）花馍是一种传统美食，以下有关用燃气灶蒸花馍的说法正确的是（　　） A．燃气燃烧时，化学能转化为内能 B．燃气燃烧越充分，其热值就越大 C．花馍的内能是通过做功的方式增大的 D．刚出锅的花馍温度高，含有的热量多 【答案】A 【解析】A．燃气燃烧时，发生化学反应，将燃料的化学能转化为内能，故A正确； B．热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧以及放热多少等因素无关，故B错误； C．花馍的内能是通过热传递的方式增大的，故C错误； D．热量是过程量，不是状态量，只能说“传递热量”或者“吸收”“放出”热量，不能说“含有”热量，故D错误。 故选A。 【典例24】（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃，它的尺寸如图。下列说法中正确的是（　　） A．这种取火器的体积太大，不便于携带 B．取火时是通过做功增加筒内空气的内能 C．取火时是通过热传递增加筒内空气的内能 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同 【答案】B 【解析】A．由图可知，这种取火器全长接近15cm，横截面直径约为2.5cm，体积较小，便于携带，故A错误； BC．取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒的过程中，压缩内部的气体，推杆对筒内气体做功，使得筒内气体内能增大，温度升高，是通过做功增大了筒内空气的内能，故B正确，C错误； D．手推杆入筒的过程中，压缩内部的气体，对筒内气体做功，使得筒内气体内能增大，机械能转化为内能，相当于四冲程汽油机的压缩冲程，故D错误。 故选B。 【典例25】（2025·四川广元·中考真题）端午节，小梅随爸爸妈妈开车先去加油，随后回老家看望爷爷奶奶。下列说法正确的是（   ） A．刚一进门，粽香扑鼻而来，表明分子在不停地做无规则运动 B．水常作为汽车发动机冷却剂，是因为水的热值大 C．小汽车内燃机的压缩冲程，将内能转化为机械能 D．小汽车内燃机的曲轴转动一周，对外做功一次 【答案】A 【解析】A．能闻到粽香，是分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中被闻到，故A正确； B．水作冷却剂是因为水的比热容大，不是热值大，故B错误； C．内燃机压缩冲程是机械能转化为内能，故C错误； D．内燃机一个工作循环曲轴转两周，对外做功一次，故D错误。 故选A。 【典例26】（2025·湖北·中考真题）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧时内能转化为化学能 B．燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C．燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D．火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 【答案】B 【解析】A．燃料燃烧时，燃料的化学能转化为内能，故A错误； BC．热值是燃料的特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，所以燃料箱燃料减少，热值不变。热值与放出热量的多少无关，故B正确，故C错误； D．火箭前进时，是将燃气的内能转化为机械能，由于有热量损失，燃料不可能全部燃烧等因素影响，燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能，故D错误。 故选B。 【典例27】（2025·福建·中考真题）如图，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的是（　　） A．“萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发 B．“揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状 C．“发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动 D．“烘干”是通过做功减小茶叶的内能 【答案】D 【解析】A．“萎凋”时将茶叶摊开，是通过增大液体的表面积加水分蒸发，故A正确，不符合题意； B．“揉捻”使茶叶卷缩，则茶叶发生形变，说明力可改变物体的形状，故B正确，不符合题意； C．“发酵”时能闻到茶叶的清香，这是扩散的现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确，不符合题意； D．“烘干”过程采用高温烘焙，是通过热传递增加茶叶的内能，故D错误，符合题意。 故选D。 考点五 热量相关计算 【典例28】（2025·四川绵阳·中考真题）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，将0.2kg温度为27℃的水，加热到沸腾时的97℃，此过程中，水吸收的热量为_______J；若酒精灯消耗酒精4.9g，则酒精灯的加热效率为________%。[忽略加热过程中水的质量变化，已知，] 【答案】 40 【解析】[1]水的质量，水的比热容，水升高的温度 水吸收的热量 [2]酒精的热值，消耗的酒精质量 酒精完全燃烧放出的热量 酒精灯的加热效率 【典例29】（2025·青海西宁·中考真题）小宁家自来水温度为，他把燃气热水器的温度设定为、洗澡时用了20kg的热水。这些水吸收的热量是______J；若加热效率为，则需要完全燃烧______的天然气。 【答案】 0.05 【解析】[1]这些水吸收的热量为 [2]天然气完全燃烧放出的热量为 则需要天然气的体积为 【典例30】（2025·山东德州·中考真题）如图为某班级使用的一体机，其铭牌的部分数据如下表所示。学校每节课时长45min，若整节课使用一体机消耗______kW·h的电能；某天放学后，一体机忘记关机导致处于熄屏待机状态长达10h，此过程消耗的电能相当于完全燃烧______kg煤所产生的热量。（q煤=3.4×107J/kg）。 【答案】0.21 0.0018 【解析】【小题1】[1]由表可知：工作功率 一节课时间 整节课消耗电能： [2]由表可知：待机功率 待机时间 ，待机消耗的电能 已知煤的热值 ，所需煤的质量 【典例31】（2025·山东德州·中考真题）铜冰鉴是我国战国时代发明的即可“制冷”又可“制热”的两用“冰箱”，如图甲所示。冰鉴是一件双层器皿，鉴腹内有一尊缶，如图乙所示。冬季，在鉴腹内装入热水用来给尊缶内的酒加热，已知热水质量为150kg、初温为，酒的质量为80kg、初温为，最终两者温度相同为，则给酒加热的热效率为________。[，] 【答案】20% 【解析】酒吸收的热量 水放出的热量 给酒加热的热效率 【典例32】（2025·四川广元·中考真题）如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行10km消耗的汽油为100kg，受到的阻力为1.15×105N，则飞机发动机的热机效率为______；为节能减排，现设法回收未利用的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放出能量的21%，可使______kg水的温度升高50℃。【汽油热值为，水的比热容为】 【答案】25% 4600 【解析】[1]大型客机C919在高空水平定速巡航飞行时，做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力 则牵引力做功为 汽油完全燃烧放出的热量为 则飞机发动机的热机效率为 [2]回收的能量为 则水的质量为 【典例33】（2025·山东威海·中考真题）小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg） （1）水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？ （2）在海拔约5000m的米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，] 【答案】（1）4200N， 7×10⁴Pa （2）8.4×105J， 0.056kg 【解析】（1）摩托车对地面的压力F=G=m总g=420kg×10N/kg=4200N 摩托车对地面的压强 （2）水吸收热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(83℃-3℃)=8.4×105J 燃气释放热量 燃气质量 【典例34】（2025·江苏苏州·中考真题）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： （1）水吸收的热量； （2）煤气完全燃烧放出的热量； （3）煤气炉加热的效率。 【答案】（1）； （2）； （3）40% 【解析】（1）水吸收的热量 （2）煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气炉加热的效率 【典例35】（2025·四川广安·中考真题）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： （1）汽车通过隧道的平均速度； （2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； （3）汽车通过隧道发动机的效率。 【答案】（1）20m/s （2） （3）30% 【解析】（1）汽车通过隧道的平均速度 （2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 （3）汽车通过隧道牵引力做的有用功 汽车通过隧道发动机的效率 考点六 跨学科实践 【典例36】（2025·内蒙古·中考真题）如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．水的内能增加的方式是热传递 C．蒸汽被喷出后内能保持不变 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 【答案】B 【解析】A．酒精燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程，故A不符合题意； B．加热过程中，易拉罐中的水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加内能，故B符合题意； C．蒸汽喷出后，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，故C不符合题意； D．因为热量损失，所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能，故D不符合题意。 故选B。 【典例37】（2025·山西·中考真题）跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 （1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________； （2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_________________；（答出一条即可） （3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：_________________。 【答案】（1）内能 机械能（2）见解析（3）见解析 【解析】（1）[1][2][3]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 （2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。 （3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $转化：能量的形式发生变化 能量的转化和转移 转移：能量的形式没有发生变化 能量的转化与守恒 能量守恒定律 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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总最保持不变 永动机不可能制成 定义一利用内能做功的机械 热机的种类一蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等 内燃机的能量转化一 燃料的化学能一内能→机械能 吸气：吸入空气和汽油的混合物 2 热机 压缩：将燃料混合物压缩 四冲程汽油机的工作过程 做功：火花塞点火，燃料燃烧，推动活塞对外做功 排气：排出废气 内 汽油机和柴油机的异同点 能的利 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比 单位： J/kg或Jm 热值 用 公式： 2敏=mq或Q镇=g 性质： 与燃料的种类有关 定义：用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比 热机的效率 3 热机的效率 公式： 7=题10% 2u 地料来完女燃提 黄气金走大 使燃料充分燃烧 蜡料落显的化 时外做的有用功 提高热机效率的途径 减少热损失 机体款热相 克根厚棒力细相 年分能量 减小机械摩擦 热机的能量损失：废气带走的能量最多 热机基础知识与工作原理 热机是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能的装置 ④ 跨学科实践：制作简易热机模型 制作步骤 蒸汽喷射力不足，风扇不转 实验中的问题及处理 塑料笔杆受热变形