摘要:
**基本信息**
本试卷汇编2026年江苏各地市一模物理试题,聚焦内能利用五大考点,以真实情境(如天问三号、《天工开物》)和实验探究为载体,覆盖基础到综合应用,适配一模备考需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择|约15题|能源分类(太阳能/煤炭)、热机冲程(压缩/做功)|结合绿色电力、低碳物流等社会热点|
|填空|约10题|能量转化(高转筒车)、热值比较(酒精/花生米)|融入《天工开物》传统文化素材|
|实验探究|约5题|燃料放热能力(水温变化测量)、热机模型(易拉罐蒸汽机)|注重控制变量法和实验误差分析|
|计算|约8题|热效率(燃气灶/汽车)、热量综合(围炉煮茶/混合动力汽车)|多考点融合,如S2000发电系统结合力学与热学|
内容正文:
专题11内能的利用
5大考点概览
考点01 热值
考点02 能量转化和守恒
考点03 热机
考点04 热学综合题
考点05 热量相关计算
热值
考点1
1.(2026·江苏南通·一模)如图是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置。取酒精和面巾纸碎片各5g,点燃燃料对装有水的试管加热。实验中( )
A.需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温
B.必须同时点燃酒精和面巾纸碎片
C.燃料燃烧的时间反映燃料放出热量的多少
D.两试管中的水越少越好
2.(2026·江苏南京·一模)用燃气灶烧水时,把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了45g天然气(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为4.4×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。水的内能增加了_____J。燃气灶烧水的效率为_____。
3.(2026·江苏南京·一模)取质量相同的酒精和花生米,分别点燃,各自加热80g的水,充分燃烧,数据记录在下表中,花生米燃尽后,水吸收的热量为________J,计算得花生米的热值为________J/kg;酒精和花生米中,________的热值大。(不计热量损失)【】
燃料质量
加热前的水温/℃
燃尽后的水温/℃
5.6g酒精
22
70
5.6g花生米
22
52
4.(2026·江苏南京·一模)小明同学在“探究不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了一组实验装置如下图(烧杯内装有等质量的水):
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽时水温/℃
热值/(J/kg)
酒精
15
35
碎纸片
15
25
?
(1)实验中除了图中所示的温度计外,还需要的测量工具是_______;
(2)根据表中数据,计算出碎纸片的热值是_______J/kg;
(3)燃料热值的大小可以通过升高相同温度时燃料_______(选填“消耗的质量”或“剩余的质量”)来体现,该物理量越大,则对应燃料的热值就越大;
(4)另一组同学用同样的装置进行实验,在实验中两种等质量的燃料完全燃烧之前水就已经沸腾了,他们能否依据水温变化量来比较两种燃料热值的大小?_______(选填“能”或“不能”)。
能量转化和守恒
考点2
1.(2026·江苏徐州·一模)2026年1月,国家能源局明确对生物质发电等绿色电力的上网电量核发可交易绿证,以市场化方式体现其环境价值。生物质能属于可再生能源,下列能源中与其类型一致的是( )
A.石油 B.核能 C.太阳能 D.天然气
2.(2026·江苏泰州·一模)为实现碳排放持续大幅下降,应减少使用下列能源的是( )
A.风能 B.核能 C.煤炭 D.太阳能
3.(2026·江苏苏州·一模)下列能源属于可再生能源的是( )
A.太阳能 B.煤 C.石油 D.天然气
4.(2026·江苏无锡·一模)下列属于可再生能源的是( )
A.太阳能 B.核能 C.天然气 D.石油
5.(2026·江苏南京·一模)《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具--“高转筒车”(如图).使用时下方转轮安装在河道中,流水驱动轮子转动,系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中.下列说法正确的是( )
A.该装置不需要消耗人力便可不断做功,属于永动机
B.水被输送到高处的过程中重力势能增加
C.流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能
D.该机械不符合能量守恒定律
6.(2026·江苏无锡·一模)关于能源,下列说法正确的是( )
A.太阳能、风能、石油都属于可再生能源
B.太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C.目前的核电站发电利用的是可控的核聚变
D.氢弹利用的是链式反应
7.(2026·江苏常州·一模)关于信息和能源,下列说法正确的是( )
A.电磁波和超声波都可以在真空中传递信息
B.化石能源、核能、水能、太阳能,都属于不可再生能源
C.目前人类已建立的核电站,是利用核聚变释放的能量来发电的
D.光纤通信是利用光从光导纤维中的一端射入,在内壁多次反射后从另一端射出,从而把它携带的信息传到远方
8.(2026·江苏南京·一模)在荡秋千时,如果不继续用力每次上升的高度逐渐减小,会越荡越低,直至停止。这说明在这个过程中,人与秋千的总机械能在不断______,从能量角度分析其原因是____________。
9.(2026·江苏南京·一模)2025年我国“天问三号”火星探测器成功发射,开启火星探测新任务。
(1)探测器作为火箭的载荷加速升空过程中,以火箭为参照物,探测器是__________的,探测器的机械能__________(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)探测器通过太阳能电池板获得能量,太阳能属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)探测器在火星表面采集的影像通过__________波传回地球。
热机
考点3
1.(2026·江苏苏州·一模)四冲程内燃机工作时,机械能转化成内能的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
2.(2026·江苏苏州·一模)如图所示是木工师傅常用的气钉枪,它是利用压缩空气进入活塞顶部,推动活塞及撞针高速运动,完成打钉过程的,下列关于气钉枪使用说法正确的是( )
A.气钉枪是利用大气压工作的
B.空气被压缩时,质量和密度均不变
C.压缩气体对外做功时,自身的内能减少
D.利用压缩空气打钉的过程与内燃机的压缩冲程能量转化相同
3.(2026·江苏南通·一模)如图所示是汽油机工作时的四个冲程,其中说法正确的是
A.按一个工作循环其正确排列顺序是:丁乙丙甲
B.甲冲程中的能量转换过程为内能转换为机械能
C.使用热值更高的燃料可提高热机的工作效率
D.丁冲程中活塞向下运动汽缸内压强变小,大气压将汽油与空气混合物压入汽缸
4.(2026·江苏南通·一模)如图在易拉罐内装适量水,瓶口密封安装一根吸管并正对风扇。点燃下方蜡烛后,前方的小风扇转动起来。下列说法不正确的是( )
A.罐内的水在加热过程中,温度升高,内能增加
B.蜡烛用掉一部分后,蜡烛的热值不变
C.将蜡烛改成热值更大的燃料,装置效率提高
D.风扇被转动和热机做功冲程的能量转化相同
5.(2026·江苏无锡·一模)小俞同学利用一个空易拉罐,一支去掉笔芯和尾塞的中性笔,一台小风扇,一个酒精灯,一个支架自制了一个简易“蒸汽机”,如图甲所示。点燃酒精灯,给易拉罐中的水加热,喷嘴喷出的蒸汽成功地让风扇转了起来。下列说法错误的是( )
A.罐中水加满,实验容易成功
B.罐的开口处密封好,实验容易成功
C.若风扇转动较慢,可更换一个更细的喷嘴
D.乙图中走马灯底部蜡烛燃烧,扇叶转动起来其原理与甲图相同
6.(2026·江苏南京·一模)如图汽油机工作的 ______ 冲程。此过程将燃料的 ______ 能增加。汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热量带走,这是利用水 ______ 的特性。
7.(2026·江苏无锡·一模)在如图所示的四幅图中,甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图;丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是________图所示的演示实验。汽油机工作时,如果汽油机转速为3000r/min,则每秒钟曲轴可以转________圈,活塞对外做功________次。
8.(2026·江苏南京·一模)如图是汽油机工作的四个冲程(顺序已打乱),请按一个工作循环的过程,将四个图重新排序:______(选填字母序号);在______(选填字母序号)冲程中,气体的密度变大,温度升高。若这台汽油机共有4个汽缸,各个汽缸的转速是1200r/min,则在1min内,这台汽油机共对外做功______次。
9.(2026·江苏常州·一模)如图甲所示为小明同学制作的热机模型,经检查气密性良好,他多次快速向左推动活塞,通过______的方式改变了针筒内气体的内能,同时观察到数字温度计的示数变大,摸到管壁发热。该过程的能量转化与汽油机工作时______(选填“乙”或“丙”)图的冲程相似。打开弹簧夹后,数字温度计示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。若某台汽油机的飞轮转速为3600r/min,则该汽油机每秒内完成______个冲程,对外做功______次。
10.(2026·江苏南京·一模)如图所示是一台四冲程汽油机的______冲程,若飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟完成______个工作循环。
热学综合题
考点4
1.(2026·江苏无锡·一模)如图所示,为我国传统的走马灯,点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动纸片小马转动。下列说法中正确的是( )
A.蜡烛燃烧不充分,热值会变小
B.加热过程是通过做功增加灯内空气的内能
C.扇叶转动的原理与汽油机的做功冲程相同
D.走马灯的底部要密封,防止空气流通
2.(2026·江苏南京·一模)下列说法中,正确的是( )
A.机械能为零的物体,内能一定也为零
B.物体内能增大,一定从外界吸收热量
C.铁丝被快速弯折的过程中,温度升高是因为机械能转化成内能
D.汽油机的压缩冲程中,主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
3.(2026·江苏无锡·一模)如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低
C.蒸汽推动小船前进,实现了机械能向内能的转化
D.蒸汽推动小船前进,能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同
4.(2026·江苏泰州·一模)为防止汽车发动机温度过高,用水进行冷却,这是利用水的_____________较大。汽车散热器中装有5 kg的水,当水温升高50℃时水吸收的热量是______________J。若汽油机工作时曲轴转速为3000 r/min,则每秒内对外做功__________次。[]
5.(2026·江苏南通·一模)如图所示,我国S2000浮空风力发电系统悬停在2000m高空,利用风能发电。已知整个系统(浮空囊体、发电机等)的总质量,浮空囊体总体积,某时刻发电机功率密度(即发电机功率与其质量之比)为10kW/kg,发电机功率为。
(1)风能属于______能源,发电机是利用______原理工作的,系统悬停时,缆绳对系统竖直向下的拉力约为______N;(g取10N/kg)
(2)发电机的质量为______kg,某次运行一共发电400 kW·h,若火力发电的效率为50%,相当于节约了______kg的煤炭。()
6.(2026·江苏南京·一模)某汽车的发动机为单缸四冲程汽油机,当该汽油机的飞轮转速为时,汽油机每秒对外做功__________次。如图所示是该汽油机的能量流向图,完全燃烧0.5kg的汽油,该汽油机能够输出__________J的有用功;已知该汽车水箱容积为10L,当水箱中的冷却水温升高40℃时可以对外吸收__________J的热量。(汽油的热值为,水的比热容为)
7.(2026·江苏苏州·一模)如图甲,是小明接收到的快递物流信息,小明对“低碳智慧物流”产生了兴趣。
(1)经调查发现:早在去年,苏州某产业园已安装约1800块高效单晶硅组件,建立了光伏电站,该电站在运营期间累计可提供“绿电”3000万度,相当于完全燃烧标煤_____万吨所释放的能量,由于太阳能为______,践行了能源绿色低碳发展理念;
(2)包裹卸货后是通过传送带送到分拣处的,如图乙所示,当皮带轮顺时针启动时,皮带在A点受到的摩擦力方向为_____;当包裹与传送带一起水平匀速运动时,包裹受到的摩擦力大小为_____N;为防止皮带轮与传送带打滑,可把左右两个皮带轮间的距离调_____;
(3)智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。如图丙所示,工作人员将包裹放在机器人“黄人一号”的水平托盘上后,“黄人一号”扫码读取包裹目的地信息,经过数据分析后生成最优路线,在水平工作面上把的包裹沿直线运至高的常熟分拣口,运送过程中“黄人一号”对包裹的支持力对该包裹做功为_____J,翻转托盘将包裹投入分拣口后准备沿AB路线返回供包台,此时“黄人一号”探测到“黄人二号”自C点沿CB方向以2 m/s的速度匀速直线驶向昆山分拣口,已知机器人长、宽均为0.8m,AB间距离为3.6m,BC间距离为5.2m,且AB、CD分别在机器人左右对称轴上,两机器人要不发生碰撞,“黄人一号”通过AB段的平均速度应控制在_____区间内。
8.(2026·江苏无锡·一模)如图甲所示,是某种电热水壶的内部电路图,通过旋转开关实现加热、保温功能切换。其中均为电热丝,该电热水壶的相关参数如图乙所示。
(1)该电热水壶处于加热状态时,应将旋钮位置旋到图示________位置。电热丝阻值=________Ω。
(2)该水壶在7min内将体积1L的水从20℃加热到100℃,此过程中水吸收的热量为________J,电热水壶对水加热效率为________%。
9.(2026·江苏无锡·一模)《天工开物》中提到我国的淬火工艺,它是指将高温工件浸入冷的淬火介质中冷却,以提高金属工件性能的一种工艺。工件在冷却过程中是通过______的方式使内能减少的。如图所示的工人将一质量为2kg、温度为750℃的铁器迅速放入冷水中,当铁器温度降低到150℃时取出,此过程铁器放出的热量是______J,相当于完全燃烧______kg焦炭放出的热量。[,]
10.(2026·江苏徐州·一模)2025年2月,长征八号甲运载火箭点火升空,搭载的卫星被送入预定轨道。火箭使用液氢做燃料,主要是因为液氢的______大。燃料燃烧释放出的内能无法自发转化为化学能,说明能量转化具有______性。卫星进入轨道后,地面人员利用______与卫星通信。
11.(2026·江苏常州·一模)汽油的热值为4.6×107J/kg,这个数值究竟有多大?有人通过一个具体的例子来认识汽油热值的大小:一个60kg的人,从1楼步行至11楼,每层楼的高度为3m,他克服重力做了_________J的功,如果汽油完全燃烧放出的热量在数值上与这些功相等,则需要汽油的质量是_________g。(g取10N/kg,第二空结果精确到0.1)
12.(2026·江苏南通·一模)下表是某品牌汽车《驾驶守则》中的部分安全距离表格.
刹车前的车速v(km/h)
反应距离L(m)
刹车距离s (m)
停车距离x(m)
40
10
10
20
60
15
22.5
37.5
80
A=
40
120
30
90
120
其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离,刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离.停车距离x为反应距离与刹车距离之和.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一.图中所示的图线分别为甲、乙两不同品牌汽车在同一路面上紧急刹车过程中的实际刹车距离s与刹车前的车速v的关系图象.实验表明,一般家用小排量汽车的耗油量为每百公里7L﹣10L,而刹车过程中汽车的耗油量会有明显增加,因此在车辆较多的路面上应减速慢行,尽量减少刹车的次数.
(1)汽油属于________(选填“可再生”或“不可再生”)能源.
(2)一汽车在某次行驶中,消耗燃油0.63kg,则完全燃烧这些燃油产生的热量为________J,这些热量可以使________kg的水温升高60℃(燃油的热值q=4.6×107J/kg,水的比热容为c=4.2×103J/kg•℃).
(3)若驾驶员的反应时间(即汽车行驶反应距离L的过程中所经历的时间)一定,则表格中A的数据应为________.
(4)图中________(选填“甲”或“乙”)车的刹车性能较好,你判断的依据是________.
(5)汽车保持恒定功率80kw在平直路面行驶时,其所受阻力大小为4000N,则汽车匀速行驶时的速度为v=________km/h,根据表格中的数据可推断,这一速度所对应的安全停车距离应为________m.
13.(2026·江苏淮安·一模)高铁全列禁烟是因为吸烟后烟雾分子运动属于___________现象,会触发烟雾报警器报警,影响行车安全;清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在___________力。水是人类赖以生存的资源,那么水能属于___________能源(选填“新”或“常规”)。
14.(2026·江苏宿迁·一模)2025年我国“天问二号”火星探测器成功发射,开启火星探测新任务。
(1)探测器作为火箭的载荷加速升空过程中,以火箭为参照物,探测器是____的。
(2)探测器通过太阳能电池板获得能量,太阳能属于____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)探测器在火星表面采集的影像通过____波传回地球。
15.(2026·江苏连云港·一模)如图是一款风光互补路灯的照片,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,其中小风扇是一个小型风力发电机,其中风力发电机的发电原理是______。小风扇和太阳能电池板都能将其他形式的能转化成______能,并向放在灯杆中的蓄电池充电,充电时把电能转化为______能储存起来,夜晚蓄电池给路灯供电。
16.(2026·江苏无锡·一模)雅鲁藏布江下游大拐弯段天然落差巨大,水能资源丰富。其下游水电开发是一个举世瞩目也极为复杂的战略性工程。该工程理论装机容量高达千瓦,年发电量预估可达,规模远超目前世界上任何已建的水电站集群。工程采用“截弯取直、引水隧洞+地下厂房”的集群式开发方案,该方案可使水电站的效率达75%~85%之间。
(1)该水电开发工程利用的是水的______能,开发的水能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)若该工程水电站效率为80%,水位落差为2000m,则每年在上游需要引入的水的体积至少为多少?(,g取10N/kg)
17.(2026·江苏南通·一模)我国自行生产的混合动力汽车已经面世,混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电.汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过电机给蓄电池充电。
(1)内燃机工作时,汽油燃烧时释放出的______能转化为汽车的______能和蓄电池的_______能;
(2)当电机充当发电机时,它利用的工作原理是__________
A.磁场对电流的作用 B.电流的磁效应 C.电磁感应
(3)测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速直线行驶0.5h,汽车消耗汽油5kg,同时这个期间测试人员观察到:蓄电池组储存的能量由测试开始时最大值的80%增加到了最大值。已知汽油的热值为4.6×107J/kg。汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。计算:
输出电压/V
300
额定功率/kW
30
最大容量/kW∙h
30
质量/kg
320
①牵引力做功;
②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率。
热量相关计算
考点5
1.(2026·江苏无锡·一模)如图所示,“围炉煮茶”是一种休闲方式,源自云南的“火塘烤茶”,采用木炭作为燃料,茶壶中装入1kg初温为10℃的山泉水,用围炉加热至100℃消耗了一些木炭,水的比热容为、煤油的比热容是、木炭热值是(当地气压为一个标准大气压)求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)若这些热量完全用来加热煤油,可以使多少千克煤油温度升高?
(3)若该装置加热效率为50%,则这次围炉煮茶消耗的木炭质量为多少克?
2.(2026·江苏苏州·一模)某家庭需要将、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧的煤气。[,]
(1)这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为多少?
(2)的煤气完全燃烧放出的热量为多少?
(3)煤气灶烧水的效率为多少?
3.(2026·江苏常州·一模)某油电混合动力汽车沿平直公路以72km/h的速度匀速行驶,从A处到B处用时1h,此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶,汽车行驶过程中所受阻力恒为1000N,设汽油在汽缸内完全燃烧,且热值近似取。
(1)求A、B两地间的距离。
(2)求在上述行驶过程中:①牵引力对汽车所做的功;②消耗的汽油质量。
试卷第1页,共3页
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专题11内能的利用
5大考点概览
考点01 热值
考点02 能量转化和守恒
考点03 热机
考点04 热学综合题
考点05 热量相关计算
热值
考点1
1.(2026·江苏南通·一模)如图是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置。取酒精和面巾纸碎片各5g,点燃燃料对装有水的试管加热。实验中( )
A.需要记录的数据是加热前的水温和燃料燃尽时的水温
B.必须同时点燃酒精和面巾纸碎片
C.燃料燃烧的时间反映燃料放出热量的多少
D.两试管中的水越少越好
【答案】A
【解析】A.实验是通过比较水温的变化量来比较燃料释放的热量的多少,要得到水温的变化量,需要记录加热前水的初温、燃料燃尽后水的末温,故A正确;
B.实验只要求两种燃料质量相等、最终完全燃尽即可,不必同时点燃,故B错误;
C.燃料放热多少是通过水升高的温度反映的,不是燃烧时间,故C错误;
D.水太少会导致温度升高过快,甚至水沸腾后温度不再变化,无法比较温度差的大小,因此不是水越少越好,故D错误。故选A。
2.(2026·江苏南京·一模)用燃气灶烧水时,把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了45g天然气(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为4.4×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。水的内能增加了_____J。燃气灶烧水的效率为_____。
【答案】7.392×105 37.3%
【解析】[1]根据题意知道,2.2kg水吸收的热量是
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2.2kg×(100℃-20℃)=7.392×105J
由于水吸收的热量转化为水的内能,所以水的内能增加了7.392×105J。
[2]45g天然气完全燃烧放出的热量是:
Q放=mq=45×10-3kg×4.4×107J/kg=1.98×106J
所以,燃气灶的效率是
3.(2026·江苏南京·一模)取质量相同的酒精和花生米,分别点燃,各自加热80g的水,充分燃烧,数据记录在下表中,花生米燃尽后,水吸收的热量为________J,计算得花生米的热值为________J/kg;酒精和花生米中,________的热值大。(不计热量损失)【】
燃料质量
加热前的水温/℃
燃尽后的水温/℃
5.6g酒精
22
70
5.6g花生米
22
52
【答案】 酒精
【解析】[1]水吸收的热量为
[2]由题意可得,不计能量损失,花生米燃烧放出的热量全部被水吸收,花生米燃烧释放热量等于水吸收的热量
花生米的质量为
花生米的热值为
[3]由表格可知,酒精燃尽后,酒精放出热量与水吸收的热量相同
酒精的质量为
酒精的热值为
比较可得,所以酒精热值大。
4.(2026·江苏南京·一模)小明同学在“探究不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了一组实验装置如下图(烧杯内装有等质量的水):
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽时水温/℃
热值/(J/kg)
酒精
15
35
碎纸片
15
25
?
(1)实验中除了图中所示的温度计外,还需要的测量工具是_______;
(2)根据表中数据,计算出碎纸片的热值是_______J/kg;
(3)燃料热值的大小可以通过升高相同温度时燃料_______(选填“消耗的质量”或“剩余的质量”)来体现,该物理量越大,则对应燃料的热值就越大;
(4)另一组同学用同样的装置进行实验,在实验中两种等质量的燃料完全燃烧之前水就已经沸腾了,他们能否依据水温变化量来比较两种燃料热值的大小?_______(选填“能”或“不能”)。
【答案】(1)天平
(2)
(3)剩余的质量
(4)不能
【解析】(1)实验中除了测量温度外,还需要测量燃料的质量,因此还需要的测量工具是天平。
(2)水吸热等于酒精完全燃烧放热
得水的质量为
酒精和碎纸片质量相等,水吸热等于碎纸片完全燃烧放热
可得
(3)物体升高相同温度时,吸收热量相同,燃料热值为
燃料剩余的质量越大,则消耗的质量越小,即m越小,对应燃料的热值就越大。
(4)因为水沸腾后,吸收热量,温度保持不变,所以无法比较水吸收热量的多少,所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了,则不能比较两种燃料的热值。
能量转化和守恒
考点2
1.(2026·江苏徐州·一模)2026年1月,国家能源局明确对生物质发电等绿色电力的上网电量核发可交易绿证,以市场化方式体现其环境价值。生物质能属于可再生能源,下列能源中与其类型一致的是( )
A.石油 B.核能 C.太阳能 D.天然气
【答案】C
【解析】ABD.石油、天然气属于化石能源,核能的原料是核矿物,它们消耗后都无法在短时间内从自然界得到补充,都属于不可再生能源,故ABD不符合题意;
C.太阳能可以源源不断从自然界获取,属于可再生能源,故C符合题意。故选C。
2.(2026·江苏泰州·一模)为实现碳排放持续大幅下降,应减少使用下列能源的是( )
A.风能 B.核能 C.煤炭 D.太阳能
【答案】C
【解析】风能、核能、太阳能都属于清洁能源,在使用过程中几乎不产生或极少产生二氧化碳等温室气体。煤炭是化石能源,燃烧时会释放大量的二氧化碳,是碳排放的主要来源之一。因此,为实现碳排放持续大幅下降,应减少使用的能源是煤炭,故选C。
3.(2026·江苏苏州·一模)下列能源属于可再生能源的是( )
A.太阳能 B.煤 C.石油 D.天然气
【答案】A
【解析】太阳能属于可再生能源;煤、石油、天然气等化石能源都是不可再生能源,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4.(2026·江苏无锡·一模)下列属于可再生能源的是( )
A.太阳能 B.核能 C.天然气 D.石油
【答案】A
【解析】太阳能可直接从自然界中取得,并且取之不尽、用之不竭,属于可再生能源;核能、天然气、石油越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
5.(2026·江苏南京·一模)《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具--“高转筒车”(如图).使用时下方转轮安装在河道中,流水驱动轮子转动,系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中.下列说法正确的是( )
A.该装置不需要消耗人力便可不断做功,属于永动机
B.水被输送到高处的过程中重力势能增加
C.流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能
D.该机械不符合能量守恒定律
【答案】B
【解析】A.永动机是指不需要外界输入能量或只需要一个初始能量就可以永远持续做功的机器,它违背了能量守恒定律。高转筒车是利用流水的机械能来做功的,消耗了水的能量,所以它不是永动机。故A错误;
B.重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关。水被输送到高处的过程中,水的质量不变,高度增加,所以其重力势能增加。故B正确;
C.流水驱动轮子转动时,是流水的机械能(主要是动能)转化为轮子的机械能(动能),而不是内能转化为机械能。故C错误;
D.能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本定律,任何机械在工作时都遵循能量守恒定律。该装置工作时,流水的机械能一部分转化为被提升的水的重力势能,另一部分因摩擦等转化为内能,总能量是守恒的。故D错误。故选B。
6.(2026·江苏无锡·一模)关于能源,下列说法正确的是( )
A.太阳能、风能、石油都属于可再生能源
B.太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C.目前的核电站发电利用的是可控的核聚变
D.氢弹利用的是链式反应
【答案】B
【解析】A.石油不能短时间内再次获得,故石油不属于可再生能源,故A错误;
B.太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应等,直接把太阳能(太阳光的光能)转化为电能的装置,故B正确;
C.目前的核电站发电利用的是可控的核裂变,故C错误;
D.氢弹利用的是核聚变,故D错误。故选B。
7.(2026·江苏常州·一模)关于信息和能源,下列说法正确的是( )
A.电磁波和超声波都可以在真空中传递信息
B.化石能源、核能、水能、太阳能,都属于不可再生能源
C.目前人类已建立的核电站,是利用核聚变释放的能量来发电的
D.光纤通信是利用光从光导纤维中的一端射入,在内壁多次反射后从另一端射出,从而把它携带的信息传到远方
【答案】D
【解析】A.电磁波可以在真空中传递信息,超声波无法在真空中传播,故A错误;
B.化石能源、核能消耗后短时间内无法从自然界得到补充,属于不可再生能源;水能、太阳能可以从自然界源源不断获取,属于可再生能源,故B错误;
C.目前人类已建立的核电站,是利用核裂变释放的能量来发电的,故C错误;
D.光纤通信的实现依赖于光在光纤中的全反射,故D正确。故选D。
8.(2026·江苏南京·一模)在荡秋千时,如果不继续用力每次上升的高度逐渐减小,会越荡越低,直至停止。这说明在这个过程中,人与秋千的总机械能在不断______,从能量角度分析其原因是____________。
【答案】减小 见解析
【解析】[1][2]在荡秋千过程中,秋千要克服空气阻力做功,同时秋千与吊绳等部件之间存在摩擦,也要克服摩擦做功。根据能量转化原理,克服阻力和摩擦做功的过程中,机械能会转化为内能等其他形式的能,所以人与秋千的总机械能不断减少。
9.(2026·江苏南京·一模)2025年我国“天问三号”火星探测器成功发射,开启火星探测新任务。
(1)探测器作为火箭的载荷加速升空过程中,以火箭为参照物,探测器是__________的,探测器的机械能__________(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)探测器通过太阳能电池板获得能量,太阳能属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)探测器在火星表面采集的影像通过__________波传回地球。
【答案】(1)静止 增大
(2)可再生
(3)电磁
【解析】(1)[1]以火箭为参照物,探测器与火箭的相对位置未发生变化,因此探测器是静止的。
[2]探测器加速升空时,质量不变,速度增大则动能增大,高度升高则重力势能增大,因此机械能增大。
(2)太阳能能够从自然界源源不断地获取,符合可再生能源的定义,属于可再生能源。
(3)太空属于真空环境,电磁波可以在真空中传播,因此探测器采集的影像需通过电磁波传回地球。
热机
考点3
1.(2026·江苏苏州·一模)四冲程内燃机工作时,机械能转化成内能的冲程是( )
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】在四冲程内燃机的四个冲程中,压缩冲程中活塞压缩气体对其做功,将机械能转化为内能.故选B.
2.(2026·江苏苏州·一模)如图所示是木工师傅常用的气钉枪,它是利用压缩空气进入活塞顶部,推动活塞及撞针高速运动,完成打钉过程的,下列关于气钉枪使用说法正确的是( )
A.气钉枪是利用大气压工作的
B.空气被压缩时,质量和密度均不变
C.压缩气体对外做功时,自身的内能减少
D.利用压缩空气打钉的过程与内燃机的压缩冲程能量转化相同
【答案】C
【解析】A.气钉枪是依靠内部压缩空气的压强远大于外界大气压来产生巨大推力的,而不是依靠大气压工作,故A错误;
B.根据密度公式分析,定质量的密闭空气被压缩时,其质量保持不变,但体积减小,因此密度会变大,故B错误;
C.压缩空气膨胀推动活塞和撞针做功,将气体的内能转化为机械能,气体自身的内能因此减少,故C正确;
D.压缩空气打钉是将内能转化为机械能,而压缩冲程是机械能转化为内能,二者能量转化不同,故D错误。故选C。
3.(2026·江苏南通·一模)如图所示是汽油机工作时的四个冲程,其中说法正确的是
A.按一个工作循环其正确排列顺序是:丁乙丙甲
B.甲冲程中的能量转换过程为内能转换为机械能
C.使用热值更高的燃料可提高热机的工作效率
D.丁冲程中活塞向下运动汽缸内压强变小,大气压将汽油与空气混合物压入汽缸
【答案】D
【解析】A.丁图进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;甲图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;丙图两气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;乙图排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;故正确次序是丁甲丙乙,故A错误;
B.据上面的可知,甲图是压缩冲程,即机械能转化为内能,故B错误;
C.热值是燃料本身的一种属性,与热机的效率是无关的,故C错误;
D.丁图是吸气冲程,故活塞向下运动汽缸内压强变小,大气压将汽油与空气混合物压入汽缸,故D正确.
4.(2026·江苏南通·一模)如图在易拉罐内装适量水,瓶口密封安装一根吸管并正对风扇。点燃下方蜡烛后,前方的小风扇转动起来。下列说法不正确的是( )
A.罐内的水在加热过程中,温度升高,内能增加
B.蜡烛用掉一部分后,蜡烛的热值不变
C.将蜡烛改成热值更大的燃料,装置效率提高
D.风扇被转动和热机做功冲程的能量转化相同
【答案】C
【解析】A.罐内的水在加热过程中,通过热传递的方式吸收热量,温度升高,内能增加,故A正确;
B.热值与燃料的质量、燃烧程度等均无关,用掉一部分后,蜡烛的热值不变,故B正确;
C.将蜡烛改成热值更大的燃料,虽然燃料完全燃烧放出的热量增加,但装置效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比,由于不知道有用功如何变化,所以不能确定装置效率一定提高,故C错误;
D.风扇被转动时,是内能转化为机械能,热机做功冲程也是内能转化为机械能,二者能量转化相同,故D正确。
本题选择不正确的,故选C。
5.(2026·江苏无锡·一模)小俞同学利用一个空易拉罐,一支去掉笔芯和尾塞的中性笔,一台小风扇,一个酒精灯,一个支架自制了一个简易“蒸汽机”,如图甲所示。点燃酒精灯,给易拉罐中的水加热,喷嘴喷出的蒸汽成功地让风扇转了起来。下列说法错误的是( )
A.罐中水加满,实验容易成功
B.罐的开口处密封好,实验容易成功
C.若风扇转动较慢,可更换一个更细的喷嘴
D.乙图中走马灯底部蜡烛燃烧,扇叶转动起来其原理与甲图相同
【答案】A
【解析】A.罐中水加满后,水沸腾产生的蒸汽会没有足够的空间积聚,蒸汽喷出的力量会不足,反而不容易让风扇转动,故A错误,符合题意;
B.罐的开口处密封好,可以防止水蒸气从开口处泄漏,从而在罐内形成足够高的气压,使水蒸气从喷嘴高速喷出,有力地推动风扇转动。因此,密封好是实验成功的重要条件。故B正确,不符合题意;
C.当罐内水蒸气产生的速率一定时,根据流体压强与流速的关系,喷嘴的横截面积越小(越细),水蒸气喷出的速度就越大,对风扇的推动力就越强,风扇转动就越快。故C正确,不符合题意;
D.甲图的简易“蒸汽机”是将水的内能转化为风扇的机械能。乙图的走马灯是蜡烛加热空气,空气的内能增加,热空气上升形成气流,推动扇叶转动,也是将内能转化为机械能。从能量转化的角度看,二者的基本原理都是将内能转化为机械能。故D正确,不符合题意。故选A。
6.(2026·江苏南京·一模)如图汽油机工作的 ______ 冲程。此过程将燃料的 ______ 能增加。汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热量带走,这是利用水 ______ 的特性。
【答案】压缩 内能 比热容大
【解析】[1]由图可知,两气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程。
[2]在压缩冲程中燃料的内能增加。
[3]采用水循环将热量带走,利用水的比热容大的特性。
7.(2026·江苏无锡·一模)在如图所示的四幅图中,甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图;丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是________图所示的演示实验。汽油机工作时,如果汽油机转速为3000r/min,则每秒钟曲轴可以转________圈,活塞对外做功________次。
【答案】 甲 50 25
【解析】[1]甲图中用力将活塞压下,活塞对空气做功,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;乙图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,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;丙图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,压缩冲程是把机械能转化为内能的过程;丁图两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,做功冲程将内能转化为机械能;由以上分析可知,汽油机利用内能来做功的冲程是丁图;压缩冲程是机械能转化成内能,与此原理相同的是甲图所示的演示实验。
[2][3]若汽油机飞轮转速是3000r/min,即50r/s,所以此汽油机曲轴每秒钟转50圈,可完成25个工作循环,100个冲程,活塞对外做功25次。
8.(2026·江苏南京·一模)如图是汽油机工作的四个冲程(顺序已打乱),请按一个工作循环的过程,将四个图重新排序:______(选填字母序号);在______(选填字母序号)冲程中,气体的密度变大,温度升高。若这台汽油机共有4个汽缸,各个汽缸的转速是1200r/min,则在1min内,这台汽油机共对外做功______次。
【答案】DACB A 2400
【解析】[1] A图中的两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,B图中的一个气阀打开,活塞向上运动,所以为排气冲程,C图中的两个气阀都关闭,活塞下运动,所以为做功冲程,该过程中将内能转化为机械能,D图中的一个气阀打开,活塞向下运动,所以为吸气冲程,吸入的是空气和汽油的混合物,故正确的排列顺序应该为DACB。
[2]在压缩冲程中,活塞压缩汽缸内气体做功,汽缸内气体的体积变小,密度变大,温度升高。
[3]汽油机一个工作循环包括四个冲程,只有做功冲程对外做功,因此一个工作循环做功一次;已知飞轮转速为1200r/min,因为一个工作循环活塞往复2次,飞轮转动2周,做功1次,所以该汽油机的1个汽缸1min内完成600个工作循环,对外做功600次;汽油机共有4个汽缸,所以在1min内,这台汽油机共对外做功2400次。
9.(2026·江苏常州·一模)如图甲所示为小明同学制作的热机模型,经检查气密性良好,他多次快速向左推动活塞,通过______的方式改变了针筒内气体的内能,同时观察到数字温度计的示数变大,摸到管壁发热。该过程的能量转化与汽油机工作时______(选填“乙”或“丙”)图的冲程相似。打开弹簧夹后,数字温度计示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。若某台汽油机的飞轮转速为3600r/min,则该汽油机每秒内完成______个冲程,对外做功______次。
【答案】做功 乙 变小 120 30
【解析】[1]改变内能的方式有做功和热传递,快速向左推活塞时,活塞对针筒内气体做功,机械能转化为内能,因此是通过做功的方式改变内能。
[2]该过程机械能转化为内能,和汽油机压缩冲程的能量转化一致;压缩冲程的特点是两气门关闭、活塞向上运动,对应图中的乙。
[3]打开弹簧夹后,压缩的气体推动活塞对外做功,自身内能减小,温度降低,因此数字温度计示数将变小。
[4][5]飞轮转速,汽油机的飞轮每转2圈,完成4个冲程,对外做功1次;因此每秒飞轮转60圈时,完成个冲程,对外做功次。
10.(2026·江苏南京·一模)如图所示是一台四冲程汽油机的______冲程,若飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟完成______个工作循环。
【答案】做功 15
【解析】[1]图示为火花塞点火,活塞下行,是做功冲程。
[2]内燃机完成1个工作循环,完成四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次,转速是1800r/min,,则每秒转30转,所以每秒完成15个工作循环。
热学综合题
考点4
1.(2026·江苏无锡·一模)如图所示,为我国传统的走马灯,点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动纸片小马转动。下列说法中正确的是( )
A.蜡烛燃烧不充分,热值会变小
B.加热过程是通过做功增加灯内空气的内能
C.扇叶转动的原理与汽油机的做功冲程相同
D.走马灯的底部要密封,防止空气流通
【答案】C
【解析】A.热值是燃料的一种固有属性,仅由燃料的种类决定,与燃烧是否充分、质量多少无关。故A错误;
B.点燃蜡烛加热灯内空气,是通过热传递的方式将化学能转化为内能并传递给空气,故B错误;
C.热空气上升驱动扇叶转动,是将空气的内能转化为扇叶的机械能。汽油机的做功冲程中,高温高压燃气推动活塞做功,也是将内能转化为机械能。两者的能量转化原理相同,故C正确;
D.走马灯利用的是空气受热膨胀密度减小而上升的热对流现象。若底部密封,冷空气无法补充进入,无法形成持续的循环气流,扇叶将无法持续转动,故D错误。故选C。
2.(2026·江苏南京·一模)下列说法中,正确的是( )
A.机械能为零的物体,内能一定也为零
B.物体内能增大,一定从外界吸收热量
C.铁丝被快速弯折的过程中,温度升高是因为机械能转化成内能
D.汽油机的压缩冲程中,主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
【答案】C
【解析】A.一切物体都具有内能,机械能为零的物体,内能一定不为零,故A错误;
B.物体内能增大,可能是从外界吸收热量,也可能是外界对它做了功,故B错误;
C.铁丝被快速弯折的过程中,人对它做了功,通过做功来改变了内能,温度升高是因为机械能转化成内能,故C正确;
D.汽油机的压缩冲程中,活塞对缸内气体做功,主要是用做功的方式增加了气缸内物质的内能,故D错误。故选 C。
3.(2026·江苏无锡·一模)如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低
C.蒸汽推动小船前进,实现了机械能向内能的转化
D.蒸汽推动小船前进,能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同
【答案】C
【解析】A.加热过程中,玻璃瓶内的水吸收热量,内能增大,是通过热传递的方式增大内能,故A不符合题意;
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气对外做功,内能减小,温度降低,故B不符合题意;
C.蒸汽推动小船前进,实现了内能向机械能的转化,故C符合题意;
D.蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同,都是内能转化为机械能,故D不符合题意。故选C。
4.(2026·江苏泰州·一模)为防止汽车发动机温度过高,用水进行冷却,这是利用水的_____________较大。汽车散热器中装有5 kg的水,当水温升高50℃时水吸收的热量是______________J。若汽油机工作时曲轴转速为3000 r/min,则每秒内对外做功__________次。[]
【答案】比热容 25
【解析】水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时可以吸收更多热量,冷却效果更好,因此汽车发动机用水冷却利用了水比热容较大的特性。
水吸收的热量
曲轴转速为,即每秒曲轴转50圈;四冲程汽油机工作时,曲轴每转2圈完成1个工作循环,对外做功1次,因此每秒对外做功次数为25次。
5.(2026·江苏南通·一模)如图所示,我国S2000浮空风力发电系统悬停在2000m高空,利用风能发电。已知整个系统(浮空囊体、发电机等)的总质量,浮空囊体总体积,某时刻发电机功率密度(即发电机功率与其质量之比)为10kW/kg,发电机功率为。
(1)风能属于______能源,发电机是利用______原理工作的,系统悬停时,缆绳对系统竖直向下的拉力约为______N;(g取10N/kg)
(2)发电机的质量为______kg,某次运行一共发电400 kW·h,若火力发电的效率为50%,相当于节约了______kg的煤炭。()
【答案】(1)可再生 电磁感应
(2) 360 96
【解析】(1)[1]风能可以源源不断从自然界获取,属于可再生能源;
[2]发电机的工作原理是电磁感应,通过电磁感应将机械能转化为电能;
[3]系统总重力
根据阿基米德原理,浮空囊受到的空气浮力(取空气密度)
悬停时受力平衡:,因此缆绳拉力
(2)[1]发电机功率密度为,因此发电机的质量
[2]发电量为
火力发电效率,煤炭需要放出的总热量
由得,节约煤炭质量
6.(2026·江苏南京·一模)某汽车的发动机为单缸四冲程汽油机,当该汽油机的飞轮转速为时,汽油机每秒对外做功__________次。如图所示是该汽油机的能量流向图,完全燃烧0.5kg的汽油,该汽油机能够输出__________J的有用功;已知该汽车水箱容积为10L,当水箱中的冷却水温升高40℃时可以对外吸收__________J的热量。(汽油的热值为,水的比热容为)
【答案】20
【解析】[1]单缸四冲程汽油机的飞轮每转两圈完成一个工作循环,且每个工作循环对外做功一次。飞轮转速为2400 r/min,即每秒转数为
每秒完成的做功次数为
[2]完全燃烧0.5kg的汽油,放出的热量为
从图中可以看出,有用功的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比,即热机效率为
根据热机效率的定义,该汽油机能够输出的有用功为
[3]水箱中水的质量为
水温升高40℃时可以吸收的热量为
7.(2026·江苏苏州·一模)如图甲,是小明接收到的快递物流信息,小明对“低碳智慧物流”产生了兴趣。
(1)经调查发现:早在去年,苏州某产业园已安装约1800块高效单晶硅组件,建立了光伏电站,该电站在运营期间累计可提供“绿电”3000万度,相当于完全燃烧标煤_____万吨所释放的能量,由于太阳能为______,践行了能源绿色低碳发展理念;
(2)包裹卸货后是通过传送带送到分拣处的,如图乙所示,当皮带轮顺时针启动时,皮带在A点受到的摩擦力方向为_____;当包裹与传送带一起水平匀速运动时,包裹受到的摩擦力大小为_____N;为防止皮带轮与传送带打滑,可把左右两个皮带轮间的距离调_____;
(3)智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。如图丙所示,工作人员将包裹放在机器人“黄人一号”的水平托盘上后,“黄人一号”扫码读取包裹目的地信息,经过数据分析后生成最优路线,在水平工作面上把的包裹沿直线运至高的常熟分拣口,运送过程中“黄人一号”对包裹的支持力对该包裹做功为_____J,翻转托盘将包裹投入分拣口后准备沿AB路线返回供包台,此时“黄人一号”探测到“黄人二号”自C点沿CB方向以2 m/s的速度匀速直线驶向昆山分拣口,已知机器人长、宽均为0.8m,AB间距离为3.6m,BC间距离为5.2m,且AB、CD分别在机器人左右对称轴上,两机器人要不发生碰撞,“黄人一号”通过AB段的平均速度应控制在_____区间内。
【答案】(1) 0.36 可再生能源
(2)向右 0 大
(3) 40 小于或大于
【解析】(1)先换算3000万度电的能量
完全燃烧煤的质量
太阳能属于可再生能源(或一次能源、清洁能源),践行了能源绿色低碳发展理念。
(2)皮带轮顺时针启动时,皮带在A点相对于轮子有向右运动的趋势,所以摩擦力方向为水平向右。
当包裹与传送带一起水平匀速运动时,包裹和传送带之间没有相对运动趋势,所以摩擦力大小为0。
为防止皮带打滑,可把左右两个皮带轮间的距离增大,增大皮带的张紧程度,增大压力来增大摩擦力。
(3)包裹在水平托盘上被竖直运送时,支持力方向竖直向上,包裹在竖直方向移动距离
支持力
支持力对该包裹做功为
机器人“黄人二号”速度,BC距离,机器人宽。要避免碰撞,需分两种情况:当“黄人一号”通过AB后,“黄人二号”到达B点;“黄人二号”到B点的时间
“黄人一号”通过AB的时间
需,得
当“黄人二号”通过B点后,“黄人一号”到达B点;“黄人二号”通过B点的时间
“黄人一号”通过AB的时间
需,得
所以“黄人一号”通过AB段的平均速度应控制在小于或大于。
8.(2026·江苏无锡·一模)如图甲所示,是某种电热水壶的内部电路图,通过旋转开关实现加热、保温功能切换。其中均为电热丝,该电热水壶的相关参数如图乙所示。
(1)该电热水壶处于加热状态时,应将旋钮位置旋到图示________位置。电热丝阻值=________Ω。
(2)该水壶在7min内将体积1L的水从20℃加热到100℃,此过程中水吸收的热量为________J,电热水壶对水加热效率为________%。
【答案】(1)2 48.4
(2) 80
【解析】(1)[1]根据公式,电源电压U不变时,电阻越小,功率越大。旋钮旋到2位置时,只有接入电路,总电阻最小,功率最大,是加热状态;旋到1位置时,与串联,总电阻大,功率小,是保温状态。
[2]加热时,只有工作,电热丝阻值
(2)[1]水的质量为
水吸收的热量
[2]电水壶消耗的电能
加热效率
9.(2026·江苏无锡·一模)《天工开物》中提到我国的淬火工艺,它是指将高温工件浸入冷的淬火介质中冷却,以提高金属工件性能的一种工艺。工件在冷却过程中是通过______的方式使内能减少的。如图所示的工人将一质量为2kg、温度为750℃的铁器迅速放入冷水中,当铁器温度降低到150℃时取出,此过程铁器放出的热量是______J,相当于完全燃烧______kg焦炭放出的热量。[,]
【答案】热传递 0.0184
【解析】[1]工件在冷却过程中,高温工件与冷水之间存在温度差,通过热传递的方式将热量传递给冷水,从而使自身内能减少。
[2]此过程铁器放出的热量是
[3]由得,完全燃烧焦炭的质量为
10.(2026·江苏徐州·一模)2025年2月,长征八号甲运载火箭点火升空,搭载的卫星被送入预定轨道。火箭使用液氢做燃料,主要是因为液氢的______大。燃料燃烧释放出的内能无法自发转化为化学能,说明能量转化具有______性。卫星进入轨道后,地面人员利用______与卫星通信。
【答案】热值 方向 电磁波
【解析】[1]液氢的热值大,相同质量的液氢完全燃烧相比其他燃料能释放更多能量,可给火箭提供更强动力。
[2]燃料燃烧时化学能可自发转化为内能,但内能无法自发逆向转化为化学能,这体现了能量转化的方向性。
[3]电磁波能够在真空中传播,且传播速率快,能满足地面与轨道上卫星的远距离通信需求,所以地面人员利用电磁波与卫星通信。
11.(2026·江苏常州·一模)汽油的热值为4.6×107J/kg,这个数值究竟有多大?有人通过一个具体的例子来认识汽油热值的大小:一个60kg的人,从1楼步行至11楼,每层楼的高度为3m,他克服重力做了_________J的功,如果汽油完全燃烧放出的热量在数值上与这些功相等,则需要汽油的质量是_________g。(g取10N/kg,第二空结果精确到0.1)
【答案】 0.4
【解析】[1]人的重力
从1楼步行至11楼,上升的楼层间隔数是层,每层楼高度为,人克服重力做的功
[2]已知汽油完全燃烧放出的热量与克服重力做的功相等,即
消耗汽油质量
12.(2026·江苏南通·一模)下表是某品牌汽车《驾驶守则》中的部分安全距离表格.
刹车前的车速v(km/h)
反应距离L(m)
刹车距离s (m)
停车距离x(m)
40
10
10
20
60
15
22.5
37.5
80
A=
40
120
30
90
120
其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离,刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离.停车距离x为反应距离与刹车距离之和.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一.图中所示的图线分别为甲、乙两不同品牌汽车在同一路面上紧急刹车过程中的实际刹车距离s与刹车前的车速v的关系图象.实验表明,一般家用小排量汽车的耗油量为每百公里7L﹣10L,而刹车过程中汽车的耗油量会有明显增加,因此在车辆较多的路面上应减速慢行,尽量减少刹车的次数.
(1)汽油属于________(选填“可再生”或“不可再生”)能源.
(2)一汽车在某次行驶中,消耗燃油0.63kg,则完全燃烧这些燃油产生的热量为________J,这些热量可以使________kg的水温升高60℃(燃油的热值q=4.6×107J/kg,水的比热容为c=4.2×103J/kg•℃).
(3)若驾驶员的反应时间(即汽车行驶反应距离L的过程中所经历的时间)一定,则表格中A的数据应为________.
(4)图中________(选填“甲”或“乙”)车的刹车性能较好,你判断的依据是________.
(5)汽车保持恒定功率80kw在平直路面行驶时,其所受阻力大小为4000N,则汽车匀速行驶时的速度为v=________km/h,根据表格中的数据可推断,这一速度所对应的安全停车距离应为________m.
【答案】不可再生 2.898×107 115 20 乙 相同的速度,乙的刹车距离小 72 50.4
【解析】(1)汽油是一种化石能源,故在短期内无法再生,故是不可再生能源;(2)消耗燃油0.63kg,则完全燃烧这些燃油产生的热量为Q=mq=0.63kg×4.6×107J/kg=2.898×107 J,
这些热量全部被水吸收,据Q吸=cm△t知,m= =115kg, (3)由表格中第一行的数据可知:停车距离=反应距离+刹车距离,所以第二行的停车距离为15m+37.5m=52.5m,因为反应距离=行驶速度×反应时间,
已知:v1=40Km/h,s1=0.01km,所以,反应时间t==0.00025h,
同一人,不同速度下的“反应时间”是相同的,即反应时间t相等,v3=80km/h,所以,S3=v3t3=80km/h×0.00025h=0.02km=20m,
第三行的停车距离=反应距离+刹车距离=20m+40m=60m.
(4)分析图象不难看出,乙车的刹车性能好,因为相同的速度,乙的刹车距离小;
(5)P=FV,故V==20m/s=72km/h,
故其反应距离是S=vt=72km/h×0.00025h=0.018km=18m;
据,故s=32.4m,故停车距离=32.4m+18m=50.4m.
13.(2026·江苏淮安·一模)高铁全列禁烟是因为吸烟后烟雾分子运动属于___________现象,会触发烟雾报警器报警,影响行车安全;清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在___________力。水是人类赖以生存的资源,那么水能属于___________能源(选填“新”或“常规”)。
【答案】扩散 引 常规
【解析】烟雾分子会无规则运动进入空气中,不同物质相互接触后彼此进入对方的现象属于扩散现象。
两颗露珠接触后合并成更大的一颗水珠,是分子间相互吸引的结果,说明分子之间存在引力。
常规能源是指已经被大规模生产和广泛利用的能源,水能是人类长期以来广泛使用的能源,属于常规能源。
14.(2026·江苏宿迁·一模)2025年我国“天问二号”火星探测器成功发射,开启火星探测新任务。
(1)探测器作为火箭的载荷加速升空过程中,以火箭为参照物,探测器是____的。
(2)探测器通过太阳能电池板获得能量,太阳能属于____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)探测器在火星表面采集的影像通过____波传回地球。
【答案】(1)静止
(2)可再生
(3)电磁
【解析】(1)以火箭为参照物,探测器与火箭的相对位置没有发生变化,因此探测器是静止的。
(2)太阳能能够从自然界源源不断地获取,属于可再生能源。
(3)太空属于真空环境,电磁波可以在真空中传播,因此探测器采集的影像需通过电磁波传回地球。
15.(2026·江苏连云港·一模)如图是一款风光互补路灯的照片,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板,其中小风扇是一个小型风力发电机,其中风力发电机的发电原理是______。小风扇和太阳能电池板都能将其他形式的能转化成______能,并向放在灯杆中的蓄电池充电,充电时把电能转化为______能储存起来,夜晚蓄电池给路灯供电。
【答案】电磁感应现象 电 化学
【解析】[1]风力发电机的发电原理是电磁感应现象;
[2]小风扇和太阳能电池板都能将其他形式的能转化成电能;
[3]充电时把电能转化为化学能储存起来。
16.(2026·江苏无锡·一模)雅鲁藏布江下游大拐弯段天然落差巨大,水能资源丰富。其下游水电开发是一个举世瞩目也极为复杂的战略性工程。该工程理论装机容量高达千瓦,年发电量预估可达,规模远超目前世界上任何已建的水电站集群。工程采用“截弯取直、引水隧洞+地下厂房”的集群式开发方案,该方案可使水电站的效率达75%~85%之间。
(1)该水电开发工程利用的是水的______能,开发的水能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)若该工程水电站效率为80%,水位落差为2000m,则每年在上游需要引入的水的体积至少为多少?(,g取10N/kg)
【答案】(1) 机械 可再生
(2)
【解析】(1)[1]水电站利用水位落差,将水的机械能转化为电能,因此利用的是水的机械能。
[2]水能可以通过水循环源源不断地得到补充,属于可再生能源。
(2)根据效率公式得,水的机械能为
水的质量为
需要水的体积为
17.(2026·江苏南通·一模)我国自行生产的混合动力汽车已经面世,混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电.汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过电机给蓄电池充电。
(1)内燃机工作时,汽油燃烧时释放出的______能转化为汽车的______能和蓄电池的_______能;
(2)当电机充当发电机时,它利用的工作原理是__________
A.磁场对电流的作用 B.电流的磁效应 C.电磁感应
(3)测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速直线行驶0.5h,汽车消耗汽油5kg,同时这个期间测试人员观察到:蓄电池组储存的能量由测试开始时最大值的80%增加到了最大值。已知汽油的热值为4.6×107J/kg。汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。计算:
输出电压/V
300
额定功率/kW
30
最大容量/kW∙h
30
质量/kg
320
①牵引力做功;
②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率。
【答案】(1)内 机械 化学
(2)C
(3) 31%
【解析】(1)[1][2][3]内燃机工作时,汽油燃烧释放出的内能转化为汽车的机械能,给蓄电池充电转化为化学能。
(2)当电机充当发电机时,它利用的工作原理是电磁感应现象,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[1]汽车通过的路程
由图像可知,车速为50km/h时,阻力是2000N,因为车做匀速运动牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即牵引力也是2000N,牵引力做的功
[2]燃油放出的热量
蓄电池获得的电能
内燃机的效率
热量相关计算
考点5
1.(2026·江苏无锡·一模)如图所示,“围炉煮茶”是一种休闲方式,源自云南的“火塘烤茶”,采用木炭作为燃料,茶壶中装入1kg初温为10℃的山泉水,用围炉加热至100℃消耗了一些木炭,水的比热容为、煤油的比热容是、木炭热值是(当地气压为一个标准大气压)求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)若这些热量完全用来加热煤油,可以使多少千克煤油温度升高?
(3)若该装置加热效率为50%,则这次围炉煮茶消耗的木炭质量为多少克?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)水吸收的热量为
(2)煤油的质量为
(3)木炭完全燃烧放出的热量为
则这次围炉煮茶消耗的木炭质量为
2.(2026·江苏苏州·一模)某家庭需要将、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧的煤气。[,]
(1)这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为多少?
(2)的煤气完全燃烧放出的热量为多少?
(3)煤气灶烧水的效率为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)25%
【解析】(1)水吸收的热量
(2)煤气完全燃烧放出的热量
(3)煤气灶烧水的效率
3.(2026·江苏常州·一模)某油电混合动力汽车沿平直公路以72km/h的速度匀速行驶,从A处到B处用时1h,此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶,汽车行驶过程中所受阻力恒为1000N,设汽油在汽缸内完全燃烧,且热值近似取。
(1)求A、B两地间的距离。
(2)求在上述行驶过程中:①牵引力对汽车所做的功;②消耗的汽油质量。
【答案】(1)72km
(2);4.8kg
【解析】(1)由题意可知,A、B两地间的距离
(2)汽车匀速行驶,处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,即
A、B两地距离
牵引力做功
由题意可知,汽油完全燃烧放出的总热量
消耗的汽油质量
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专题11内能的利用
热值
考点1
1.A
2.7.392×105 37.3%
3. 酒精
4.(1)天平
(2)
(3)剩余的质量
(4)不能
能量转化和守恒
考点2
1.C
2.C
3.A
4.A
5.B
6.B
7.D
8.减小 见解析
9.(1)静止 增大
(2)可再生
(3)电磁
热机
考点3
1.B
2.C
3.D
4.C
5.A
6.压缩 内能 比热容大
7.甲 50 25
8.DACB A 2400
9.做功 乙 变小 120 30
10.做功 15
热学综合题
考点4
1.C
2.C
3.C
4.比热容 25
5.(1)可再生 电磁感应
(2) 360 96
6.20
7.(1) 0.36 可再生能源
(2)向右 0 大
(3) 40 小于或大于
8.(1)2 48.4 (2) 80
9.热传递 0.0184
10.热值 方向 电磁波
11. 0.4
12.不可再生 2.898×107 115 20 乙 相同的速度,乙的刹车距离小 72 50.4
13.扩散 引 常规
14.(1)静止
(2)可再生
(3)电磁
15.电磁感应现象 电 化学
16.(1) 机械 可再生
(2)
17.(1)内 机械 化学
(2)C
(3) 31%
热量相关计算
考点5
1.解:(1)水吸收的热量为
(2)煤油的质量为
(3)木炭完全燃烧放出的热量为
则这次围炉煮茶消耗的木炭质量为
2.解:(1)水吸收的热量
(2)煤气完全燃烧放出的热量
(3)煤气灶烧水的效率
3.解:(1)由题意可知,A、B两地间的距离
(2)汽车匀速行驶,处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,即
A、B两地距离
牵引力做功
由题意可知,汽油完全燃烧放出的总热量
消耗的汽油质量
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