第19课时 热机 热机的效率 能量的转化和守恒-【中考宝典】2026年物理总复习（广东专用版）

第一部分基础过关 第19课时热机 热机的效率 能量的转化与守恒 考点梳理 定义：利用内能做功的机械。常见的热机有：汽油机、柴油机、蒸汽机、喷气发动机等。 内燃机原理：燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，把① 转化为② 然后 燃气推动活塞做功，把③ 转化为④ 分类：内燃机分为⑤ 和⑥ 两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。 汽油机的工作过程及特点 冲程名称 ⑦ 冲程 ⑧ 冲程 ⑨ 冲程 ⑩ 冲程 热热 图示 机机 进气门 打开 关闭 关闭 关闭 热 工作 机 排气门 关闭 关闭 关闭 打开 过程 的 活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 效 ① 能转化 ® 能转化 率 能量转化 为② 能 为四 能 注：四冲程内燃机的一个工作循环包含4个冲程，活塞往复2次，曲轴（飞轮）转2圈，对外做功1次。 能 多 在4个冲程中只有做功冲程对外做功，其他3个冲程都是靠飞轮的惯性完成。 定义：某种燃料⑤ 燃烧放出的热量与其⑥ 之比。 的 转热值 单位符号：固体和液体燃料用① 。气体燃料用J/m3。 化 计算公式：固体和液体燃料：Q效=⑧ 。气体燃料：Q做=qV。 与 注：热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、形状、是否完全燃烧等均无关。 守 定义：用来做有用功的那部分能量，与© 放出的热量之比。 恒 热机 计第公式：17严（因体和液体燃料。（2②，（气体然料） 的效氵 注：热机的效率总是小于1。 率 提高热机效率的途径：(1)让燃料尽可能地充分燃烧。 (2)在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少能量的损失。 (3)设法利用废气的能量。 能量能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量都可以相互②四 的转 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 化与 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 守恒 因此，随着科技的发展，人类② (选填“能”或“不能”)制造出永动机。 129 口新课标中考宝典·物理（广东专用版） 课前小测 1.【人教、粤沪素材】如图是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中图 是压缩冲程。汽油机 飞轮转速为1800r/min,则每秒可完成 个冲程，燃气推动活塞对外做功 次。 2.【人教素材】如图是某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向图。由图中信息可知，该汽油机的效率为 %。摩擦消耗的能量以 能的形式损失，汽油机在工作过程中能量 (选填 “守恒”或“不守恒”)。 废气带走40%热能 摩擦消耗10 30 燃烧的化学能100%有用机越能 3 未完全燃烧20% (第1题图) (第2题图) (第3题图) 3.【人教素材】如图是用天然气烧水的情景。0.0423天然气完全燃烧放出的热量为 J。 若烧水的效率为25%，这些热量可使常温下2.5kg水的温度升高 ℃。天然气被使用一部分 后，它的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然 气的热值取4×10'J/m3] 4.(2025·广东)可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。下列属于可再生能源的是( A煤 B.石油 C.天然气 D.风能 5.【人教素材】将太阳能电池连在小风扇上，在太阳光下可以看到小风扇开始转动。此时太阳能通过太 阳能电池板先转化为 能，再通过风扇转化为机械能；小风扇转动时 (选填“有”或“没 有”)内能产生，此过程能量 (选填“守恒”或“不守恒”)。 易错辨析 易错点内燃机工作时做功、压缩冲程的能量转化与内能演示实验的联系 【例1【人教素材】如图所示，图甲和乙是演示实验的示意图，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意 图。图B是 冲程，与它能量转化相同的是图 所示的演示实验；在汽油机工作的过程 中，机械能转化为内能的是图 对应的冲程，与演示实验中的图 的原理相同。 【方法指导】(1)图甲所示的是给试管内的水加热产生水蒸气，当水蒸气的内能很大时，冲开试管口的塞 子，原理是气体对塞子做功，气体的内能转化为塞子的机械能，此过程与汽油机工作时的做功冲程的能 量转化相同；(2)图乙是压缩引火演示器，迅速按压活塞，玻璃管内的气体被快速压缩，内能增大，温度 升高，当温度达到玻璃管内硝化棉的着火点时，硝化棉燃烧，看到火光，此过程与汽油机工作时的压缩 冲程的能量转化类似。 130 第一部分基础过关 举一反三1.1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃 烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程 A.是压缩冲程 B.气体对外做功，内能转化为机械能 C,活塞依靠飞轮的惯性而运动 D.气体对外做功，气体的内能增加 易错点2热效率的计算 【例2】如图所示，一款新型无人驾驶汽车在平直路面上匀速行驶一段距离后，消耗汽油4kg。已知该 汽车发动机的效率为30%，汽油的热值为4.5×10J/kg。在这段运动过程中： (1)求汽油完全燃烧放出的热量； (2)求发动机输出的有用功； (3)若该汽车的发动机效率提高至50%，其他条件不变，则该汽车在此路段能够节 省汽油的质量是多少？ 【技巧规律】计算热效率相关问题时，重，点在于找到有用功。对于热传递过程，有用功通常为Q@(一般用 Q=c△t计算)；对于热机做功过程，有用功通常为热机做的机械功（一般用W=Fs或W=Pt计算）。 举一反2.小铭的爸爸在家用天然气将质量为2kg、温度为20℃的水烧开（标准大气压下），则水吸 收的热量为 J；小铭的爸爸检查燃气表后，发现烧水时消耗了0.016m3的天然气，则这些 天然气完全燃烧放出的热量为 J,小铭家的燃气灶热效率为 。9天然气=7.0X 10J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)] 真题训练 考点1)热机(5年3考) 1.(2023·广东)如图是四冲程内燃机的某一冲程示意图，该冲程是 A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 2.(2022·广东)如图所示，表示四冲程汽油机处于 冲程。汽车尾气带走的能量 (选填“能”或“不能”)自动汇集回来转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化 具有 3.(2021·广东)关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是 A.吸气冲程：只吸入空气 B.压缩冲程：缸内温度降低 C.做功冲程：气体推动活塞做功 D.排气冲程：内能转化为机械能 131 口新课标中考宝典·物理（广东专用版） 拓展提升4.【人教素材】如图所示，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热 使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开。在水蒸气把软木塞冲开的过程中，水蒸气膨胀对 软木塞 ,水蒸气的内能 (选填“增大”或“减小”)，这个过程与热机 冲程的能量转化相同。 5.(2025·江苏改编)某单缸四冲程汽油机的飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功 次。若每 次对外做功100J,连续工作1小时对外做功为 J。若该汽油机的效率为25%，则连续工 作1小时需消耗汽油为 kg。(最后一空结果保留2位小数，9汽油=4.6×10J/kg) 考点2幻热值、热机效率及计算(5年4考) 6.(2021·广东)如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的 大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为 能，再转化为火箭的机 械能，这个过程中火箭的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。 7.(2024·广东改编)如图，飞艇低速水平匀速直线飞行时，发动机的牵引力为2.25×103N,匀速飞行 了100km,此过程发动机牵引力做功为 J;若此过程消耗10kg 燃油，且燃油完全燃烧，则燃烧燃油放出的热量为 J,发动机的效 率为 。 (燃油热值q油=4.5×10？J/kg) 拓展提升8.【生活情境】太阳能热水器如今已经走进了千家万户，为我们的日常生活提供了便利。 已知某家庭的太阳能热水器中水的质量为100kg,则这些水从25℃升温至45℃吸收的热量为 J。若该太阳能热水器的铭牌上显示其加热效率为50%，则在水升温的这段时间内，太 阳能热水器接收到的太阳能为 J,这些能量相当于 m的天然气完全燃烧释 放的能量。[9天然气=7.0×102J/m2,c水=4.2×103J/(kg·℃)] 考点3]能量的转化与守恒(5年5考) 9.(2022·广东)关于能量和能源，下列说法正确的是 A.煤、石油、天然气都是可再生能源 B.电能是一次能源 C.水力发电是将水的机械能转化为电能 D.太阳释放的能量是核裂变产生的 10.(2024·广东)在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 (选填“聚变”或“裂变”)，释放出巨 大的核能。太阳能属 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。请写出太阳能的1个优点： 拓展提升11.(2024·广东改编)我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气可通过电 解水的方式来制备。电解水制备氧气的过程中，发生的能量转化是： 能主要转化为 能，此过程 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。 12.(2023·广东改编)风力发电是人类利用清洁能源的方法之一，风力发电机组的 部分图片如图所示，其主要能量转化是：风能（通过叶片）转化为 (通过发电机)转化为 。 能量在转化的过程中是 (选填“守 恒”或“不守恒”)的。 132 第一部分基础过关 加 素养题 2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫 星发射中心，点火发射，约10分钟后，神舟十八号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆 满成功。请完成13~15题。 13.火箭加速升空过程中，下列说法正确的是 A.质量变大 B.燃料的热值不变 C.密度变小 D.惯性变大 14.火箭发射时向后喷出气体，使其向前运动，说明物体间力的作用是 的，神舟十八号载人飞 船加速升空的过程中，受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。 15.火箭点火时，燃料的 能转化为 能，再转化为火箭的 能；冲出大气层的过 程中将部分 能转化为 能；飞船的太阳能帆主要的作用是将 能转化为 能。 16.(2024·深圳模拟)中国自主研制的“鲲龙”AG600M灭火飞机成功完成1.2X103kg投汲水试验。若该 飞机某段时间内消耗航空燃油1t,飞机发动机做的功为2×10J。航空燃油的热值为4×10J/kg,水 的密度为1.0×103kg/m3。问： (1)1.2×103kg水的体积有多大？ (2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量有多大？ (3)发动机的效率是多大？ 133新课标中考宝典·物理（广东专用版】 第18课时分子热运动 内能比热容 【考点梳理】 ①分子②原子③原子核④电子⑤质子⑥中子 ⑦正⑧原子⑨无规则的运动©热运动①剧烈 ②间隙③引④斥⑤动能⑥分子势能⑦增加 ⑧减少四质量四增大④减小四热量 ⑧J/(kg·℃)@4.2×103⑤Q煲=cm(t-t) 西Q放=cm(t一t)⑦Q=cm△t 江课前水测】 1.正大于不显2.扩撤无规则运动有剧烈 3.好增大热传递4.减小降低液化 5.甲乙6.热传递1.5×104不变 重点实验 【例】(1)天平秒表(2)质量(3)在相同的时间内 加热时间长短转换(4)等于小于(5)受热均匀 (6)加热时间的长短升高的温度(7)水 (8)煤油更容易受热均匀食用油（写出一种，合理即可） (9)能更准确地实现相同时间内放出的热量相同 (10)2：12.1×103 【易错辨析】 【例1】B 举一反三1.B 【例2】A 举-反三2.4.2×1042.1×103 【真题训练】 1.D 2.B AA 3.A 4.D 5.D 6.热传递扩散剧烈7.A8.C 9.热传递扩散不变10.A11.热传递变小吸 12.C13.B14.大差高 15.1.68×105热传递大于16.D 17.B大小 汇素养题 18.解：（1)水在1min内吸收的热量： Q级=c*m△t=4.2X103J/(kg·℃)100×10-3kg× (96℃-94℃)=840J (2)因为是同一个加热源，相同时间吸收的热量是相 同的，故沸腾l0min水吸收的热量： Q题'=10×840J=8400J 所以每蒸发1g水吸收的热量： Q级"=8400J÷4=2100J 第19课时热机热机的效率 能量的转化与守恒 【考点梳理】 ①化学能②内能③内能④机械能⑤汽油机 ⑥柴油机⑦吸气⑧压缩⑨做功⑩排气①机械 ②内国内④机械⑤完全⑥质量（或体积） ⑦J/kg⑧qm©燃料完全燃烧②@转化 @保持不变四不能 【课前小测 1.甲60152.30内守恒 3.1.68×10540不变4.D5.电有守恒 【易错辨析】 【例1】做功甲C乙 举一反三1.B 【例2】解：(1)汽油完全燃烧放出的热量： Q做=q%油m=4.5X107J/kg×4kg=1.8×108J (2)发动机输出的有用功： W有用=Q微7=1.8×108JX30%=5.4×10J (3)发动机效率提升后，行驶相同距离 汽油完全燃烧需放出的热量： Qa'-w里=5.4X10J=1,08×10J 50% 需消耗的汽油质量：m=Q'=108X10。=2.4kg 9汽油4.5×102J/kg 节省的汽油质量：△m=m一m'=4kg一2.4kg=1.6kg ￥-反三2.6.72×1051.12X10°60% 【真题训练】： 1.C2.压缩不能方向性3.C 4.做功减小做功5.259×100.78 6.热值内不守恒7.2.25×1084.5×1050% 8.8.4×1051.68×100.249.C 10.聚变可再生清洁环保11.电化学遵循 12.机械能电能守恒 【素养题】 13.B14.相互非平衡力 15.化学内机械机械内太阳电 16.解：(1)1.2×103kg水的体积： V水=水= 1.2×103kg =1.2m3 p*1.0X103kg/m3 (2)消耗的航空燃油完全然烧放出的热量： Q=qm=4×10J/kg×1×103kg=4×1010J (3)发动机的效率： 2=WX1006=CAo×100%=50% 4×1010J 第四板块 电与磁 第20课时电流和电路 【考点梳理】 ①负②正③转移④轻小物体⑤正⑥负 ⑦排斥⑧吸引⑨同种电荷互相排斥⑩容易 ①不容易②电源⑧用电器④开关⑤闭合 ⑥接通⑦断开⑧用电器©一②⑩位置②相等 ②I1=I2©之和②④I1十I2⑤之和硒U1+U2 @U1=U2⑧电荷的定向移动四正0电流强弱 ①1②安培8A0.02西0.1西调零团串联 ⑧正©负④0~3 0