专题06 热机与热效率(全国通用)(3大考点)2026年中考物理二模分类汇编
2026-05-19
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3份
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70页
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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 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 热机 |
| 使用场景 | 中考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 33.59 MB |
| 发布时间 | 2026-05-19 |
| 更新时间 | 2026-05-19 |
| 作者 | 初中物理志强工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57931861.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦热机与热效率三大考点,融合科技前沿(C919、长征火箭)、地方特色(重庆小面)及跨学科实践,通过选择、实验、计算等多元题型实现基础巩固与能力提升的梯度设计。
**题型特征**
|题型|知识覆盖|命题特色|
|----|----------|----------|
|单选|热机冲程、热值特性|结合甲醇重卡、航天发射等真实情境|
|实验题|比热容与热值比较|设计控制变量实验,数据表格分析|
|计算题|热效率计算|联系电热水器、混动汽车等生活应用|
|阅读题|跨学科实践|制作简易热机模型,整合力学与电学知识|
内容正文:
专题06 热机与热效率
3大考点概览
考点01热机、燃料热值
考点02热机效率
考点03综合应用
热机、燃料热值
考点1
一、单选题
1.(2026·天津北辰·二模)图中,在烧杯内盛少量的水,并盖紧瓶塞。向瓶内打气,当瓶塞跳起时有能量发生转化。汽油机的四个冲程中,与此时能量转化相同的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【详解】向瓶内打气后,瓶内气体推动瓶塞做功,内能转化为机械能。汽油机的吸气冲程、排气冲程没有主要的能量转化;压缩冲程是将机械能转化为内能;做功冲程中,高温高压燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,和题干实验的能量转化一致。
故选C。
2.(2026·陕西汉中·二模)如图是我国自主研发的一款甲醇重卡,以甲醇为燃料,通过高效内燃机驱动实现了低碳运输。下列对于该重卡工作过程中所涉及的知识分析正确的是( )
A.轮胎上刻有很深的花纹,是为了减小压力从而减小摩擦力
B.高压精准喷射技术使甲醇燃烧更充分,热值更大
C.压缩冲程中,气缸内的气体内能增大、温度升高
D.工作时发动机外壳热得发烫,这是通过做功的方式改变了内能
【答案】C
【详解】A.轮胎上刻有很深的花纹,是为了增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力,故A错误;
B.高压精准喷射技术使甲醇燃烧更充分,但是热值属于甲醇的固有属性,与是否完全燃烧无关,在燃烧过程中甲醇的热值不变,故B错误;
C.压缩冲程中,活塞的机械能转化为气体的内能,气缸内的气体内能增大、温度升高,故C正确;
D.工作时发动机外壳热得发烫,这是通过热传递的方式改变了内能,故D错误。
故选C。
3.(2026·重庆綦江·二模)【地方特色】重庆小面是重庆的美食之一,清代诗人袁枚在《随园食单》中所言:“面条如银丝,煮之不烂,嚼之有劲。”下列有关说法正确的是( )
A.锅盖上会出现大量的小水珠,是因为发生了汽化吸热
B.小面被煮熟,是通过热传递的方式改变了面的内能
C.煮面时,锅中的水沸腾后,加大火力,水的温度继续升高
D.在煮面的过程中,随着燃料不断燃烧,燃料热值不断减小
【答案】B
【详解】A.煮面过程中,锅内的水吸热汽化为水蒸气,水蒸气接触温度较低的锅盖时,遇冷放热液化形成小水珠附着在锅盖上,故A错误;
B.面被煮熟,面从外界吸收热量,是通过热传递的方式改变了面的内能,故B正确;
C.煮面时,锅中的水沸腾后,温度保持不变,加大火力,水的温度不会升高,故C错误
D.燃料热值大小只与燃料的种类有关,在煮面的过程中,随着燃料不断燃烧,燃料热值不变,故D错误;
故选B。
4.(2026·湖南张家界·二模)【科技热点】2月23日19时30分,我国在文昌航天发射场使用长征五号遥七运载火箭,成功将通信技术试验卫星十一号发射升空。火箭喷气发动机是火箭的动力。下列说法正确的是( )
A.火箭喷气发动机不属于热机
B.火箭通常选用热值较大的物质作为燃料
C.火箭发射升空,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
D.燃料燃烧得越充分,燃料热值就会越大
【答案】B
【详解】A.火箭喷气发动机工作时把内能转化成机械能,属于热机,故A错误;
B.相同质量的燃料,热值较大的燃料完全燃烧时,可以释放出更多的热量,所以火箭通常选用热值较大的物质作为燃料,故B正确;
C.火箭发射升空,燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能,内能对外做功,转化为火箭的机械能,在能量转化的过程中,有一部分能量散失掉了,燃料的化学能没有全部转化为火箭的机械能,故C错误;
D.燃料的热值仅与燃料的种类有关,与燃料燃烧是否充分无关,故D错误。
故选B。
5.(2026·安徽·二模)如图所示,在试管里盛适量的水,用带玻璃管的胶塞塞住试管口,用酒精灯加热试管使水沸腾,玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是( )
A.水在沸腾时,不断吸收热量,温度升高
B.加热过程中闻到酒精味说明分子间存在引力
C.实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
D.“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
【答案】C
【详解】A.水在沸腾时,吸收热量,但温度保持在沸点不变,故A错误;
B.加热过程中闻到酒精味说明分子在不停地做无规则运动,故B错误;
C.对水加热过程中,水吸收热量,是通过热传递使试管内水的内能增大的,故C正确;
D.“白气”使小叶轮转动的过程中,内能转化为机械能,相当于汽油机的做功冲程,故D错误。
故选C。
6.(2026·安徽宣城·二模)如图所示,小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图a);扭转瓶子压缩瓶内的气体(如图b);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图c)。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是( )
A.甲和乙 B.丁和乙 C.丙和甲 D.丁和甲
【答案】B
【详解】图a:瓶中留有少量水,盖上瓶盖,此时瓶内气体处于初始状态。
图b:扭转瓶子,压缩瓶内的气体,此时外力对瓶内气体做功,气体的内能增加,温度升高。
图c:轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的高压气体冲出,同时瓶内出现白雾。这是由于瓶内气体膨胀对外做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化形成白雾。
图甲进气门打开,排气门关闭,为吸气冲程,无能量转化。
图乙进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,为做功冲程,将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能。
图丙进气门关闭,排气门打开,为排气冲程,排出废气,无能量转化。
图丁进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,将活塞的机械能转化为气体的内能。
图b扭转瓶子压缩气体,机械能转化为内能,与内燃机的压缩冲程(丁)相似,图c气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程(乙)相似。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(2026·广东广州·二模)如图所示,将一个空易拉罐的底部钻一个小孔,从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾,然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的打火枪靠近底部的小孔,纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中,下列说法正确的是( )
A.罐内气体对纸杯做了功
B.罐内气体的内能增加
C.能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同
D.能量转化情况与内燃机的排气冲程相同
【答案】A
【详解】AB.纸杯飞出去时,易拉罐内的酒精气体对纸杯做功,气体的内能减小,故A正确、B错误;
CD.纸杯飞出过程中,内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相同,故CD错误。
故选A。
二、多选题
8.(2026·辽宁抚顺·二模)如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程,下列说法正确的是( )
A.此冲程为压缩冲程
B.在此冲程中内能转化为机械能
C.若飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟完成15个工作循环
D.在一段时间内消耗了500g汽油(q汽油=4.6×107J/kg),若这些汽油完全燃烧,则放出的热量是2.3×107J
【答案】ACD
【详解】AB.由图可知,两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,在压缩冲程中机械能转化为内能。故A正确,B错误;
C.一个工作循环飞轮转动两转。若飞轮转速为
即每秒飞轮转动30转,则该汽油机每秒钟完成工作循环。故C正确;
D.500g汽油完全燃烧,则放出的热量是
故D正确。
故选ACD。
三、填空题
9.(2026·广东茂名·二模)【科技前沿】中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成,正式走向全球民航市场。C919飞机为了能在万米高空飞行,飞机外壳要求轻巧、耐高温,因此飞机外壳材料应具有___________小、强度高的特性;C919发动机采用航空煤油做燃料,因为煤油的___________(选填“比热容”或“热值”)较大;C919飞机能够升空,主要是利用了机翼上方空气流速快,压强___________(选填“大”或“小”)的原理。
【答案】 密度 热值 小
【详解】飞机外壳要求轻巧,意味着在体积一定时,质量要小。根据公式,在体积一定时,材料的密度越小,质量就越小,所以外壳材料应具有密度小的特性;发动机选用航空煤油作为燃料,是因为煤油的热值较大,相同质量下能释放更多的能量,更适合作为航空燃料;飞机机翼的截面设计为上凸下平的形状。当空气流过机翼时,机翼上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,从而产生向上的升力,使飞机升空。
10.(2026·江苏苏州·二模)如图,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花会燃烧起来。该过程中的能量转化过程与图__________装置相同。已知某单缸汽油机每秒对外做功25次,则它的飞轮转速为__________r/min。
【答案】 乙 3000
【详解】[1]在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来;说明压缩筒内空气做功,该过程将机械能转化为内能,使空气的内能增大,温度升高;压缩过程中,活塞的机械能转化为空气的内能,故该过程的能量转化,与内燃机的压缩冲程相同,乙装置的两个阀门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,故该过程中的能量转化过程与图乙装置相同。
[2]某单缸四冲程汽油机每秒对外做功25次,单缸四冲程汽油机飞轮每转动2圈对外做功1次,则该汽油机每秒钟转50圈,则该四冲程汽油机的飞轮转速是50r/s,合3000r/min。
11.(2026·重庆秀山·二模)为满足环保需求及确保能源安全,我县很多出租车已使用天然气来代替燃油。某出租车在一段时间内消耗了天然气,若这些天然气完全燃烧放出的热量是_____,这些热量可使质量为_____的水由升高到。【水的比热容为,天然气的热值取】
【答案】 25
【详解】[1]因为消耗的天然气的质量为
所以天然气完全燃烧放出的热量为
[2]因为
所以由可得可加热的水的质量为
12.(2026·辽宁大连·二模)【课外活动】如图为某科技小组发射水火箭的过程,可乐瓶内的水向后喷出,水火箭就向上飞出,这一现象说明了力的作用是相互的;从能量转化角度来看,水火箭的机械能是由高压气体的___________能转化来的,这一过程的能量转化与汽油机的___________冲程能量转化方式相同。
【答案】 内 做功
【详解】[1]高压气体具有内能,水火箭飞出时,高压气体的内能转化为水火箭的机械能。
[2]汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能,这一过程的能量转化方式与之相同。
13.(2026·上海青浦·二模)电动汽车逐渐取代燃油车,被广泛使用。
(1)行驶时,电动汽车比燃油车更加安静,这主要是指汽车行驶时发出声音的( )
A.频率 B.响度 C.音调 D.音色
(2)从能量利用率上比较,电动汽车优于燃油车,电动汽车用电动机带动车轮行驶,电动机工作时将_____转化为机械能;燃油车利用内燃机带动车轮行驶,内燃机工作时的_____冲程将内能转化为机械能。
【答案】(1)B
(2)
电能
做功
【详解】(1)声音的特性中,响度表示声音的大小,题目中“更加安静”指声音更小,即响度更小,故选B。
(2)电动机工作时消耗电能,得到机械能,因此将电能转化为机械能;内燃机的四个冲程中,只有做功冲程是燃气膨胀对外做功,将内能转化为机械能。
四、实验题
14.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)学习完比热容与热值的知识后,小莉想利用这些知识研究相关热学问题。她在实验室找到并组装了下图中的实验器材,测量工具选择了天平、秒表、温度计。(实验中不计热量损失且认为燃料完全燃烧)
(1)为比较不同物质的比热容,她应选择______两图进行实验,加热相同一段时间后发现,液体a比液体b 升温多,由此可知:液体______(选填“a”或“b”)的比热容大;
(2)为比较两种燃料的热值她选取了甲图和丁图进行实验,实验所得数据如下表,则燃料1的热值______燃料2的热值(选填“大于”“小于”或“等于”),燃料1的热值为______J/kg。由于燃料在燃烧时存在热量损失且该条件下很难完全燃烧,所以这样求出的热值比标准值______(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。[]
燃料1
燃料2
水的质量
200g
200g
水的初温
水的末温
燃料燃烧前的质量
50g
50g
燃料燃烧后的质量
48g
48g
(3)若水和煤油的比热容未知,她也可以选取______两图进行实验来比较两种燃料的热值的大小。
(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,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,取质量相等的另外两种燃料,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示,根据戊图可得燃料1和燃料2的热值之比为______。
【答案】(1) 甲、丙 b
(2) 大于 偏小
(3)乙、丁
(4)
【详解】(1)[1][2]比较不同物质的比热容,要控制燃料相同(保证相同时间放出热量相同),物质质量相同,所以应选甲、丙两图。加热相同时间,吸收热量相同,根据,质量相同,吸收的热量相同,小的比热容大,液体b升温少,所以液体b比热容大。
(2)[1]根据,水的质量、初温相同,燃料1加热的水末温高,说明燃料1燃烧放出热量多。燃料质量相同,根据,燃料1的热值大于燃料2的热值。
[2]燃料1燃烧放出的热量
燃料1的质量
则燃料1的热值
[3]由于燃料燃烧有热量损失且不能完全燃烧,实际放出热量比计算的大,根据,求出的热值比标准值偏小。
(3)乙、丁两图中,设完全燃烧的燃料质量相同,即燃料1和燃料2质量均为;乙、丁两图中被加热液体均为水,比热容相同;乙图水的质量400g,丁图水的质量200g,设丁图水的质量为,则乙图水的质量为
设乙、丁燃料完全燃烧燃尽,水均未沸腾,乙、丁图中,水升高的温度分别为、。因为忽略热量损失,燃料完全燃烧放出的热量等于液体吸收的热量。由,,则乙图中燃料1放出的热量
则丁图中燃料2放出的热量
由热值公式,则燃料1的热值
则燃料2的热值
相同,若
即,则,则乙图燃料1热值大于丁图燃料2热值,即
若,即,则,则乙图燃料1热值小于丁图燃料2热值,即
若,即,则乙、丁图燃料燃烧放出的热量相等,即,则燃料1和燃料2的热值相等,即
综上,可以选取乙、丁两图进行实验来比较两种燃料的热值的大小。
(4)由图戊,由题意,实验中不计热量损失且认为燃料完全燃烧。对于燃料1来说,在相同时间内放出的热量是相同的,由图像可知,燃料1用5min让水从升高到,则水吸收的热量
燃料1用了10min才燃烧完,且5min后水沸腾,则整个过程中水吸收的热量
不考虑热损失,,则燃料1放出的热量
……①
对于燃料2来说,不考虑热损失,
燃料2用15min让水从升高到,则燃料2放出的热量……②
联立①②,解得两种燃料热值之比为
五、阅读题
15.(2026·江苏南通·二模)【新题型】阅读短文,回答问题。
跨学科实践——制作简易热机模型
【任务要求】设计并制作一个能够演示热机工作原理的简易模型。该模型需完成能量转换,驱动负载运动,并实现对转速的监测。
表一:能量转换系统参数
汽缸容积/
300
活塞面积/
10
平均推力/N
100
表二:动力输出系统参数
曲轴半径/cm
5
负载轮半径/cm
10
热机效率/%
5
【制作过程】
任务一:能量转换系统。如图甲,通过酒精灯加热使水汽化,利用水蒸气推动活塞,酒精灯加热功率恒定。活塞经曲轴将直线运动转为旋转运动,正常工作时参数见表一。活塞运动速度v随汽缸内气体温度t的变化关系如图乙。
任务二:动力输出系统。当水蒸气压力达到预设值,活塞驱动曲轴旋转,进而带动负载轮。表二为正常工作时动力输出系统参数,传动比(曲轴与负载轮转速之比)等于负载轮半径与曲轴半径之比。
任务三:转速监测系统。图丙为该系统的工作流程。
图丁为转速监测电路原理图,其中电源电压为6V,监测仪表由某种电表改装而成,定值电阻。曲轴带动变阻器R的滑片移动,改变接入电阻。每一转速对应滑片P位于固定位置,通过测量分析得出电表示数与曲轴转速成正比。已知曲轴转速为时,变阻器接入电路的阻值为2Ω。
【交流评价】小组间就模型制作中的问题、运行效果及创新点进行交流与评价。
(1)监测仪表是由________表改装而成。图丙中,环节A应为________(选填“交流评价”或“反思改进”)。
(2)关于该实践活动,下列说法中正确的是________。
A.图甲中仅存在内能与机械能之间的转化
B.图乙可知,活塞运动速度与酒精灯加热功率成正比
C.图丁中,若R与并联接入电路,转速监测系统仍能正常工作
D.若曲轴转速为,则负载轮转速为
(3)热机输出功率保持不变,若热机效率降至4%,则除改进结构外,燃料的加热功率需提升至原来的________倍。(设燃料完全燃烧,加热效率100%)
(4)测试中,系统正常工作。当曲轴转速为时,变阻器接入电路的阻值为________Ω;当汽缸内气体温度为90℃时,完成一个做功冲程热机的有用功率为________W,消耗酒精________g。(酒精的热值)
(5)实验发现汽缸内气体温度较低时热机难以持续工作,原因可能是________。为提高低温工作稳定性,可改进的措施是________。(写出一条即可)
【答案】(1)
电压
反思改进
(2)D
(3)
1.25
(4)
6
45
0.02
(5)
见解析
见解析
【详解】(1)[1]由电路图可知,监测仪表与变阻器R并联,所以监测仪表是由电压表改装而成(电压表要并联在电路中测量电压)。
[2]图丙的流程是 “方案设计→机械连接设计→电路制作→系统校准→集成测试→B”,环节A位于 “方案设计” 之后、“机械连接设计” 之前。“反思改进” 是在设计阶段对方案进行优化调整的环节,而 “交流评价” 通常在系统完成后进行,因此环节A应为反思改进。
(2)A. 图甲中,不仅存在内能与机械能的转化,还存在化学能与内能之间的转化,并非仅存在内能与机械能之间的转化,故A错误;
B. 图乙中,酒精灯加热功率影响热量产生的快慢,进而影响活塞运动,但“活塞运动速度与酒精灯加热功率成正比”这种表述过于绝对,实际还受其他因素(如装置的热损失、气体的性质等)影响,故B错误;
C. 图丁中,若R与R0并联接入电路,电路结构改变,电压表测量电源电压,示数不再变化,转速监测系统不能正常工作,故C错误;
D. 负载轮半径是曲轴轮半径的2倍,曲轴转2圈,负载轮转1圈,当曲轴转速为90r/min时,负载轮转速为45r/min,故D正确。
故选D。
(3)热机原来的热机效率为,燃料加热功率为P1;效率降至时,加热功率为P2, 因为热机输出功率保持不变,所以,则
(4)[1]分析电路图丁,电表测R0两端的电压,滑动变阻器与R0串联,已知电源电压,定值电阻,当曲轴转速为时,变阻器接入电路的阻值为R=2Ω,根据串联电路电阻的特点,此时电路中的总电阻
根据欧姆定律,可得电路中的电流
R0两端的电压为
已知电表示数与曲轴转速成正比,设电表示数与转速n的关系为(k为比例系数),当为时,,代入可得,所以
当曲轴转速为时,此时R0两端的电压
根据欧姆定律,此时电路中的电流
电路中的总电阻
根据串联电路中电阻的特点,可得此时接入电路中滑动变阻器的电阻
[2]当汽缸内气体温度为90℃时,分析图乙,此时活塞的运动速度v为0.45m/s,表格一中平均推力F为100N,根据功率计算公式,一个做功冲程热机的有用功率
[3]表格一中汽缸容积
活塞面积为
平均推力F为100N,所以一个做功冲程活塞移动的距离
有用功
热机的效率为5%,根据热机效率公式,可得
已知酒精的热值,根据热量计算公式可得酒精质量
(5)[1]实验发现汽缸内气体温度较低时热机难以持续工作,原因可能是低温时水蒸气压强不足以推动活塞或低温时水蒸气对活塞的推力小于活塞受到的阻力。
[2]为提高低温工作稳定性,可以增加酒精灯的加热功率;还可以为汽缸/试管添加保温材料;采用减小活塞与汽缸间的摩擦;减小负载等措施。
热机效率
考点2
一、单选题
1.(2026·山西忻州·二模)【航空航天】歼-20是我国研发的第五代重型隐身战斗机,它是我国现代空中力量的代表作。如图所示,在国产涡扇-15发动机提供的强劲动力下,歼-20战斗机在空中高速飞行时( )
A.与通信卫星间通过超声波传递信息
B.机翼上方的空气流速越大,压强越大
C.航空煤油的质量减少,其热值不变
D.改进发动机结构,不能提高发动机的效率
【答案】C
【详解】A.电磁波可以在真空中传播,超声波不能在真空中传播,与通信卫星间通过电磁波传递信息,故A不符合题意;
B.机翼上方的空气流速越大,压强越小,机翼下方的空气流速越小,压强越大,会产生一个向上的压强差,这一压强差使飞机获得竖直向上的升力,故B不符合题意;
C.燃料的热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,与燃料的质量大小和燃烧是否充分无关,航空煤油燃烧过程中,质量减少,热值不变,故C符合题意;
D.改进发动机结构,减小摩擦,减少热损失,能提高发动机的效率,故D不符合题意。
故选C。
2.(2026·陕西西安·二模)2025年11月25日,神舟二十二号载人飞船在长征二号F遥二十二运载火箭的推动下,直飞碧空如洗的苍穹,如图所示。关于火箭发动机,下列说法正确的是( )
A.火箭发动机是将机械能转化为内能的机器
B.火箭燃料燃烧越充分,燃料的热值越大
C.火箭在大气层中加速升空时,载人飞船动能变大
D.随着科技进步,火箭发动机的热效率可达100%
【答案】C
【详解】A.火箭发动机是将内能转化为机械能的机器,故A错误;
B.热值是燃料的固有属性,与燃料燃烧的情况无关,故B错误;
C.火箭在大气层中加速升空时,载人飞船的质量不变,速度变大,则动能变大,故C正确;
D.火箭发动机属于热机,热机工作时存在能量损耗,效率不可能达到100%。故D错误。
故选C。
3.(2026·湖南邵阳·二模)2026年3月25日,我国自主研发建造的新一代超大型油轮“君望”号交付使用,其排水量为30.7万吨。当油轮满载原油停靠码头时,下列说法正确的是( )
A.漂浮在水面的油轮所受合力为零
B.制造油轮的钢铁密度小于水的密度
C.油轮满载时,油轮的重力大于它受到的浮力
D.油轮以经济速度行驶时,热机效率可达100%
【答案】A
【详解】A.漂浮在水面的油轮处于平衡状态,根据平衡状态的受力特点,物体所受合力为零,故A正确;
B.制造油轮的钢铁密度大于水的密度,故B错误;
C.油轮满载时处于漂浮状态,根据漂浮条件,油轮的重力等于它受到的浮力,故C错误;
D.热机工作过程中,会有废气带走热量、机械散热和摩擦损耗等能量损失,所以热机效率不可能达到100%,故D错误。
故选A。
二、多选题
4.(2026·河南周口·二模)【跨学科实践】小刚制作了一个如图所示的简易热机模型:向易拉罐内注入半罐水,将去掉笔芯的中性笔管插入罐中,并将易拉罐与中性笔连接处密封,笔尖对准小风扇的扇叶。点燃罐下的酒精灯加热,一段时间后,中性笔管一端有蒸汽喷出,扇叶转动。下列说法正确的是( )
A.此热机模型属于内燃机
B.该热机模型利用了内能转化为机械能
C.增加易拉罐的保温性能可以提高该热机模型的效率
D.为提高扇叶转动的速度,可以增加酒精灯的高度,用其内焰加热
【答案】BC
【详解】A.内燃机是燃料在气缸内部燃烧,推动活塞做功。这里酒精灯在罐外加热水产生蒸汽,属于外燃机(类似蒸汽机原理),不是内燃机。故A错误;
B.该热机模型中,水蒸气从笔管喷出推动扇叶转动,将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能,属于热机,故B正确;
C.增加易拉罐的保温性能,可以减少热量散失,使水能够吸收更多的热量,从而有更多的水蒸气的内能转化为机械能,能提高该热机模型的效率,故C正确;
D.酒精灯的外焰温度比较高,为提高扇叶转动的速度,用酒精灯的外焰加热,故D错误。
故选BC。
三、填空题
5.(2026·辽宁铁岭·二模)环保炭是一种人工机制炭,具有易燃、污染小、成本低等特点。用环保炭将2.5kg的水从20℃加热到100℃,消耗了0.28kg环保炭。这一过程水吸收的热量为_____J,则这一过程的加热效率为_____。【,】
【答案】 20
【详解】[1]根据得水吸收的热量为
[2]根据得环保炭燃烧放出的热量
则加热效率
6.(2026·河北邯郸·二模)用某型号天然气热水器烧水,需要完全燃烧热值为4.2×107J/m3的天然气2m3,天然气完全燃烧放出的热量为_____________J。若该热水器的加热效率为81%,则释放的这些热量能使质量为300kg、初温为25℃的水温度升高到_______℃。[c=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 8.4×107 79
【详解】[1]天然气完全燃烧放出的热量为
[2]若该热水器的加热效率为81%,由得,水吸收的热量为
由得,水升高的温度为
水温度升高到
7.(2026·重庆·二模)某款混合动力汽车在刹车时通过“能量回收系统”将一部分机械能转化为电能储存在电池中,如图所示。若该系统回收的能量为,这些能量完全用于加热质量为10kg的车内座椅,可将座椅温度升高_____℃。若这些回收的能量由汽油燃烧提供,且回收的效率为40%,则需要完全燃烧汽油_____g。(座椅的比热容,汽油热值)。
【答案】 15 20
【详解】[1]回收的能量全部用于加热座椅,温度变化
[2]汽油完全燃烧放出的总热量
汽油质量
8.(2026·江苏南京·二模)小明观察到电水壶的额定功率为1000W,电能表常数模糊不清.电水壶正常工作时将2kg水从20℃加热到70℃用时8min,水的内能增加______J,电水壶的效率为______%,若家里只有电水壶工作,电能表指示灯闪烁400次,可推算出电能表常数为______imp/(kW·h)[]。
【答案】
【详解】[1]水增加的内能为
[2]此过程中消耗的电能为
电水壶的效率为
[3]电能表常数为
9.(2026·重庆沙坪坝·二模)“生活即教育”,小敏习惯了在周末做家务。她将一锅质量为2kg,初温为20℃的水加热到100℃,水要吸收的热量为_____________J;若天然气灶烧水的效率为80%,则在此过程中消耗的天然气为 _________m3。
【答案】 6.72×105 0.02
【详解】[1][2]水吸收的热量
因天然气灶烧水的效率为80%,则天然气放出的热量
此过程消耗天然气
10.(2026·辽宁大连·二模)汽油机工作的过程,燃料在汽缸内燃烧,产生的高温高压气体推动活塞运动,使汽车获得动力的是___________冲程。一台汽油机,燃料完全燃烧可以放出的能量为E1;由于汽油不完全燃烧、克服机器摩擦、热量散失等原因共损失的能量为E2,.则这台汽油机的效率为η=___________×100%。
【答案】 做功
【详解】[1]热机冲程中,做功冲程将内能转化为机械能,因此使汽车获得动力的是做功冲程。
[2]因为用来做有用功的那部分能量为
所以热机效率为
11.(2026·安徽合肥·二模)已知汽油热值为,则小汽车牵引力做了机械功的过程中消耗了0.1kg的汽油,则该汽油机的效率为______。
【答案】30%
【详解】根据燃料完全燃烧放热公式,得汽油释放的总热量
汽油机的效率
12.(2026·江苏南京·二模)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
【详解】[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
四、计算题
13.(2026·湖北十堰·二模)小飞家响应国家家电以旧换新惠民政策,置换了一台储水式电热水器,铭牌如表,原理如图,R1、R2是储水箱中加热器内的电阻,S1为漏电保护开关,S2为温控开关。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3。
额定加热功率
2000W
额定电压
220V
额定保温功率
440W
防水等级
IPX4
温度范围
室温
额定容量
50L
加热方式
双管加热
内胆材质
金属板搪瓷
(1)求保温挡正常工作的电流;
(2)求R1的阻值;
(3)该电热水器在加热状态下正常工作40min,使额定容量的水温度升高20℃,求它的热效率。
【答案】(1)2A
(2)
(3)
【详解】(1)由得,保温状态电流
(2)当闭合、接时,和串联,总电阻最大,由可知,总功率最小,热水器处于保温状态。此时电路总电阻
当闭合、接时,只有工作,总电阻最小,总功率最大,热水器处于加热状态。
由得,的电阻
则的电阻
(3)热水器加热40min消耗的电能
额定容量水的质量
水温升高20℃所需吸收的热量
热水器加热效率
14.(2026·重庆·二模)如图所示的超级混动汽车,内燃机可驱动车轮并同时给动力电池充电。在某段行驶过程中,内燃机消耗燃油2.5kg,汽车以80km/h匀速直线行驶1h,汽车受到的阻力f 恒为700N,动力电池电能增加。()
(1)请在图中重心O点画出汽车匀速直线行驶时受到的向前的牵引力;
(2)内燃机做功冲程将内能转化为___________能,发电机将机械能转化为___________能,最终动力电池将能量以化学能的形式储存起来;
(3)请计算此次行驶中,内燃机的能量转化效率是多少。
【答案】(1)
(2) 机械 电
(3)60%
【详解】(1)汽车匀速行驶时,向前的牵引力方向为水平向左,作用点在重心O,据此作图。
(2)内燃机做功冲程中,燃气的内能转化为活塞运动的机械能;发电机发电时,将机械能转化为电能,最终以化学能形式储存在动力电池中。
(3)燃油完全燃烧放出的总能量
汽车匀速行驶,牵引力与阻力平衡,得
行驶的路程
牵引力做的功
有效利用的能量
内燃机的能量转化效率
15.(2026·江苏常州·二模)如图甲所示为某烧水壶的简化电路图,其中和为发热电阻。该壶有“加热”和“保温”两挡。为总开关,为温控开关,1和2分别为开关的两个接触点。该壶部分信息如乙表所示。
水壶容量
1L
额定电压
220V
保温功率
加热功率
1100W
阻值
176
乙
(1)闭合,接1时,烧水壶处于______挡。
(2)阻值是多少?烧水壶的保温功率是多少?
(3)装有1L水的烧水壶在加热挡正常工作时,利用温度计测出不同时刻的水温,绘出水温随时间变化的图像如图丙所示。请结合图丙计算加热2~4min内水吸收的热量。
(4)若烧水壶在2~4min内的加热效率为,4~6min内的加热效率为。结合图丙可判断出______(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)加热
(2),
(3)
(4)>
【详解】(1)S2接触点1,电路中只接入R2,总电阻较小,根据,此时电功率较大,处于高温挡。
(2)由表格中的数据可以知道,加热挡功率,根据得,
S2接触点2时,电阻R1与R2串联,总电阻较大,根据,此时电功率较小,处于保温挡。此时总电阻
保温功率
(3)水的体积
水的质量
由图像可知,时间内,水的温度由升高到,水吸收的热量
(4)和时间相等,电水壶的加热功率不变,由,这两个时间段内消耗的电能相等。由图像可知,和时间内水的温度变化量,根据得,这两段时间水吸收的热量,再根据得,这两段时间加热效率。
16.(2026·陕西西安·二模)【新题型】江苏金坛“盐穴压缩空气储能电站”已正式投入使用。压缩空气储能电站相当于一个“巨大的充电宝”,其流程简化图如图所示。在用电低谷时,它利用电网富余的电能,通过压缩机将空气压缩到巨大的盐穴中;在用电高峰时,释放压缩空气,推动发电机发电,补充电网能量,从而实现削峰填谷,提升电网调节能力。压缩空气储能电站分为“补燃式”和“非补燃式”两种。“非补燃式”是指储能电站利用回热技术将压缩空气时产生的热储存起来,在高峰发电时补给发电机发电;“补燃式”是没有利用压缩空气时产生的内能,在高峰发电时需要燃烧燃料,辅助发电。
(1)低谷时,利用电网多余的电能压缩空气会“产生热”,这是通过___________的方式增加气体的内能。
(2)江苏金坛的“压缩空气储能电站”是世界上首座“非补燃式”压缩空气储能电站。在用电低谷期,电网向储能电站输入的电能叫“充电能量”;用电高峰期,储能电站向电网输出的电能叫“调峰电量”。某一个储能周期内,储能电站的充电能量为度,调峰电量为度,放电功率为,可满足一座城市的用电需求,则:
①上述工作过程中,储能电站可以给一座城市持续供电_________小时?
②该“非补燃式”压缩空气储能电站的整体能量转换效率是_________?
③若某“补燃式”压缩空气储能电站同样需要完成充电能量为度,调峰电量为度的电能,需燃
烧质量为的标准煤辅助发电,标准煤的热值为,煤的辅助发电效率为。某权威资料显示该“补燃式”压缩空气储能电站通过盐穴的能量转换效率可达以上,请你通过计算判断该说法是否正确_________?
【答案】(1)做功
(2) 9 60% 不正确
【详解】(1)低谷时,压缩空气“产生热”是通过做功的方式增加气体的内能。压缩机对空气做功,将电能转化为气体内能,导致温度升高。
(2)[1]调峰电量为
放电功率为
由得,一个储能周期内,储能电站可以给一座城市持续供电的时间为
[2] 该“非补燃式”压缩空气储能电站的整体能量转换效率
[3] 输出电能
20t的标准煤获得的电能
通过盐穴的能量转换获得电能
该“补燃式”压缩空气储能电站通过盐穴的能量转换效率
由于,该权威资料说法不正确。
17.(2026·江苏无锡·二模)【新题型】如图所示,家用冷凝式燃气热水器,是符合国家一级能效标准的高效、节能型热水器。其结构简图如图乙所示。工作时,天然气燃烧产生约1500℃的高温烟气,首先在主热交换器中对水流加热,烟气温度降至约250℃;随后,鼓风机转动,将烟气送入冷凝热交换器再次对水流加热,烟气温度进一步降至50℃以下,排出室外。已知图丙中的“额定热负荷”是指热水器正常工作时,天然气稳定燃烧所释放的有效热功率。
(1)热水器工作时,高温烟气在主热交换器中通过_______的方式使水的内能增加;鼓风机工作时,将电能主要转化为_______能。图中A、B为水管接口,为使冷凝热交换器中的烟气温度降得更低,冷水应从接口_______(选填“A”或“B”)进入热水器;
(2)根据能效标识图中,额定热负荷可知,该热水器在额定热负荷下工作1min,产生的热量最多为多少焦耳?这些热量能将多少kg的水温度提升40℃?已知水的比热容。
(3)图丙中,额定热负荷情况下,标注的“热水效率”为105%,从传统角度看,效率超过100%,似乎难以理解。小明通过AI助手查阅得知,这其实是计算的基准(分母)不同引起的。天然气燃烧时,会产生水蒸气并“偷走”大量热量,这部分热量在普通热水器中随烟气排出,难以回收。因此,国家标准将燃气完全燃烧释放的热量,扣除水蒸气“偷走”的热量后的结果,定义为“低位发热量”,以此为“基准”,将加热水吸收的热量与“低位发热量”的比值定义为“热水效率”。冷凝式热水器回收了部分水蒸气“偷走”的热量,用于水的加热,因此“热水效率”超过了100%。已知的天然气完全燃烧产生1.6kg水蒸气,1kg水汽化需要吸收的热量,天然气热值。根据图丙中标识的“热效率”105%,可以推算该热水器在小题(2)的状态下,每分钟消耗的天然气体积是多少?(计算结果保留两位小数)
【答案】(1) 热传递 机械 B
(2),10
(3)0.04
【详解】(1)[1]热水器工作时,高温烟气与水存在温度差,水吸收热量,高温烟气通过热传递的方式使水的内能增加。
[2]鼓风机工作时,消耗电能,主要将电能转化为机械能,使空气流动。
[3]为使水吸收交换器中的烟气更多的热量,冷水应从接口B进入,这样冷水能与烟气更充分地接触,吸收更多的热量。
(2)热水器在额定热负荷下工作1min,产生的热量最多为
由得,水的质量为
(3)每分钟水吸收的热量为,由热水效率为105%得,“低位发热量”为……①
设每分钟消耗天然气的体积为V,则放出的总热量为……②
水汽化吸收的总热量为……③
则“低位发热量”、放出的总热量及水汽化吸收的热量之间的关系为……④
联立①②③④得,每分钟消耗的天然气体积是
五、阅读题
18.(2026·广东东莞·二模)【新题型】阅读材料,回答问题。
热岛效应
如今的人们会感觉到城市的温度高于郊区,这就是常说的热岛效应。分析城市“热岛效应”的主要原因:一是工厂、交通工具、电气设备和人群排放大量的热量;二是建筑群、马路中的矿石、水泥,在相同的日照条件下温度上升更明显;三是城区内有自然水的面积小,水的蒸发少,降温作用减弱;四是城区内楼群林立,难以形成空气对流。为了改善城市的人居环境,人们应采取一些有效的措施,例如植树造林,提高资源利用率,更多地利用太阳能、水能、风能,都可以控制环境的热污染。
回答:
(1)要改善城市热岛效应,请你建议:______(写一个)。
(2)在我国,随着轿车大量走进家庭,热污染更加严重。汽油机是工农业生产中常用的热机。某型号汽油机的结构如图甲,小白同学阅读了某牌号汽车发动机说明书后,将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表,该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图丙所示。
①若汽油机飞轮转速是1200r/min,这个气缸每秒钟内完成_____个冲程。
②请根据图乙给出的信息,该汽油机的效率为_____%;汽车按此效率以50km/h的速度行驶1h,汽车牵引力_______N,耗油约为_____kg(保留两位小数)。(汽油的热值为J/kg)
【答案】(1)修建人工湖
(2) 40 30 2000 8.33
【详解】(1)水的比热容大,吸热能力强,温度上升慢,要改善城市热岛效应,可增大城市中水的含量,比如修建人工湖等。
(2)[1]汽油机飞轮转速是1200r/min=20r/s,已知飞轮每转2圈,完成4个冲程,则这个气缸每秒钟内完成40个冲程。
[2]据乙图中的能量转化图可知,该汽油机的效率为
[3][4]据丙图可知,速度为50km/h时阻力为2000N,此时汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,因此牵引力是2000N,此时汽车运动的路程为
牵引力做的功为
则燃料完全燃烧放出的热量为
耗油的质量约为
综合应用
考点3
一、单选题
1.(2026·江苏南通·二模)下列关于热机或家用电器的工作原理与物理知识相对应的是( )
A.汽油机——压缩冲程能够对外提供动力
B.油烟机——流体的流速越大压强越大
C.电水壶——用三孔插座将金属外壳接地
D.压力锅——沸点随气压的增大而降低
【答案】C
【详解】A.汽油机——做功冲程能够对外提供动力,故A不符合题意;
B.油烟机——流体的流速越大压强越小,故B不符合题意;
C.电水壶——用三孔插座将金属外壳接地,避免用电器漏电时发生触电,故C符合题意;
D.压力锅——沸点随气压的增大而增大,故D不符合题意。
故选C。
2.(2026·江苏南京·二模)关于热量的三个探究实验中,若被加热的液体均未沸腾,以下说法正确的是( )
①三个实验中被加热物体的质量都需要相等
②乙、丙实验中被加热物质的种类都要相同
③甲、乙实验中加热的时间都需要相同
④实验结果均可通过被加热物体升高的温度反映
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】①甲实验(红外线加热沙子和水):探究不同物质的吸热能力,需要控制质量相同、初温相同。
乙实验(相同质量不同燃料的燃烧):探究不同燃料的热值,需要控制被加热物质的质量相同、初温相同。
丙实验(影响电流热效应的因素):探究电流产生的热量与电阻、电流、时间的关系,需要控制被加热物质(如空气或液体)的质量相同。 所以①正确;
②乙实验:为了通过被加热物质升温情况反映燃料放出的热量,需要保证被加热物质的种类相同(如都用
水)。
丙实验:为了通过被加热物质升温情况反映电流产生的热量,也需要保证被加热物质的种类相同(如都用空气或都用同种液体)。 所以②正确;
③甲实验:探究不同物质的吸热能力,需要加热时间相同(即吸收的热量相同),比较升温情况。
乙实验:探究不同燃料的热值,需要让燃料完全燃烧,不需要控制加热时间相同,而是通过被加热物质的升温情况反映燃料放出的热量。 所以③错误;
④甲实验:通过升高的温度反映不同物质的吸热能力。
乙实验:通过升高的温度反映不同燃料放出的热量。
丙实验:通过升高的温度反映电流产生的热量。 所以④正确。
综上,正确的选项是①②④。
故选C。
3.(2026·山东淄博·二模)如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.管口出现的“白气”是水蒸气
B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能减少
C.水蒸气推出橡胶塞的过程,相当于四冲程汽油机的排气冲程
D.水被加热的过程中,其内能是通过做功的方式改变的
【答案】B
【详解】A.管口出现的“白气”是试管内喷出的高温水蒸气遇到外界较冷的空气液化形成的小水滴,水蒸气是无色透明的气体,是看不见的。故A错误;
B.水蒸气对橡胶塞做功,将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能,所以水蒸气的内能会减少,温度降低。故B正确;
C.水蒸气推出橡胶塞的过程,是内能转化为机械能的过程,相当于四冲程汽油机的做功冲程,而排气冲程是排出废气。故C错误;
D.水被加热的过程中,是通过酒精灯的火焰,从外界吸收热量,使水的内能增加,温度升高。这是通过热传递的方式改变内能的。故D错误。
故选B。
4.(2026·河南安阳·二模)【科技热点】2025年10月31日,“神舟二十一号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功,随后与“天和核心舱”成功对接并进入预定轨道,进入预定轨道后,“天和核心舱”打开两侧的太阳能电池板为空间站供电,如图所示。下列说法正确的是( )
A.火箭采用液氢作为燃料主要是利用了其密度小的性质
B.火箭升空时,燃料燃烧产生的内能主要转化为机械能
C.航天员与地面工作人员通过超声波传递信息
D.太阳能电池板能将电能转化为太阳能
【答案】B
【详解】A.火箭采用液氢作为燃料,是因为液氢热值大,相同质量的液氢完全燃烧能释放更多热量,故A错误;
B.火箭升空时,燃料燃烧产生的内能,最终转化为火箭的机械能,故B正确;
C.太空是真空环境,真空不能传声,超声波无法在真空中传播,航天员与地面是通过电磁波传递信息的,故C错误;
D.太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能,为空间站供电,故D错误。
故选B。
5.(2026·四川资阳·二模)中国日报消息:11月19日凌晨2时7分,长征三号乙运载火箭,在西昌卫星发射中心把两颗北斗三号卫星成功送入预定轨道。这两颗卫星将和其他17颗已经在轨运行的北斗三号系统卫星组成基本网络, 并在今年年底前向“一带一路”沿线国家和地区提供基本导航服务。以下说法正确的是( )
A.卫星与地面导航接收设备之间是靠超声波传递信息
B.卫星绕地球运动时,受到非平衡力的作用
C.卫星导航信息处理设备中的集成电路是用超导体材料制作
D.该型号运载火箭第三级用能效高的液态氢作燃料,这里的“能效高”指的是比热容大
【答案】B
【详解】A.太空是真空环境,超声波无法在真空中传播,卫星与地面之间是依靠电磁波传递信息,故A错误;
B.卫星绕地球做圆周运动时,运动方向不断改变,运动状态持续变化,因此受到非平衡力的作用,故B正确;
C.集成电路的核心材料是半导体,故C错误;
D.火箭选择液态氢做燃料,“能效高”指的是液态氢的热值大,相同质量的液态氢完全燃烧可以释放更多的能量,不是比热容大,故D错误。
故选B。
6.(2026·陕西延安·二模)如图甲所示是太阳能热水器,天气晴朗时,可将水箱中100kg、10℃的水加热至60℃。图乙是浴室安装的混水阀,通过混水阀可以将冷水管中的冷水与太阳能热水器中的热水按照一定比例混合,使出水温度达到适宜洗澡的温度。某次洗澡时,使出水温度稳定在35℃,共消耗60℃的热水20kg,若不计冷热水混合过程的热损失,,J/kg,则下列说法错误的是( )
A.水箱中的水吸收热量后,水的温度升高,内能增大,比热容不变
B.水箱中的水吸收的热量是J
C.若水箱中的水吸收的热量由加热效率为40%的煤炉提供,至少需要消耗1.75kg的煤
D.洗澡过程中,冷水管出10℃冷水的质量为25kg
【答案】D
【详解】A.水箱中的水吸收热量后,水的温度升高,内能增大,比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,故水加热后比热容不变,故A正确,不符合题意;
B.水箱内水吸收的热量为
故B正确,不符合题意;
C.由可知,煤炉放出的热量为
则需要消耗煤的质量为,故C正确,不符合题意;
D.由题意可知,,即
解得,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题
7.(2026·广东深圳·二模)【科技前沿】“九天”无人机配备高清光电吊舱(摄像设备)、合成孔径雷达,机腹内置模块化任务舱,可容纳上百架小型无人机,实现蜂群作战,被誉为“空中无人机航母”。无人机移动侦察时,被观测的山体位于光电吊舱透镜的______(选填“一倍焦距内”、“一二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”);以无人机为参照物,山体是______(选填“运动”或“静止”)的;其涡扇发动机工作时,高温燃气推动涡轮旋转带动风扇产生推力,该过程与乙图中______(选填“A”或“B”)冲程相似。
【答案】 二倍焦距以外 运动 B
【详解】光电吊舱的摄像设备成像原理和照相机相同,利用凸透镜成倒立、缩小实像的规律,根据凸透镜成像规律,只有当物体位于凸透镜二倍焦距以外时,才能成倒立缩小的实像。
无人机移动侦察时,山体相对于无人机的位置不断改变,因此以无人机为参照物,山体是运动的。
涡扇发动机中高温燃气推动涡轮做功,将内能转化为机械能,和热机的做功冲程原理相同;
图A:气门关闭,活塞上行,是压缩冲程,将机械能转化为内能;
图B:气门关闭,火花塞点火,活塞下行,是做功冲程,将内能转化为机械能,因此选B。
8.(2026·四川德阳·二模)小明家12月初的燃气表示数为:318.767m3,12月末的燃气表的示数如图所示,则该月小明家使用的燃气为______m3,这些燃气完全燃烧释放的热量相当于完全燃烧______kg焦炭所释放的热量,若这些热量完全被水吸收可使质量为______kg的水温度升高50℃。(燃气的热值取4.2×107J/m3,焦炭的热值取3.0×107J/kg。)
【答案】 50 70 104
【详解】[1]由图可知,小明家该月消耗燃气的体积为
V=368.767m3﹣318.767m3=50m3
[2]这些燃气完全燃烧释放的热量为
Q放=Vq燃气=50m3×4.2×107J/m3=2.1×109J
焦炭完全燃烧放出的热量为
Q2=Q放=2.1×109J
由Q放=mq可知,需要焦炭的质量为
[3]根据题意可知,水吸收的热量为
Q吸=Q放=2.1×109J
由Q吸=cmΔt可知,水的质量为
9.(2026·山东临沂·二模)现在多数同学中午都在学校食堂就餐。在同学们上课期间伙房的师傅们就忙碌起来,有的师傅用电蒸箱蒸米饭,将电能转化为______能将米饭蒸熟;有的师傅用燃气灶炒菜,采用______方法增大了肉、菜的内能将菜炒熟;炒菜时,锅灶上方有时弥漫着大量“白气”,是由炒菜产生的水蒸气______形成的;炒菜过程随着燃气质量的减少燃气的热值将______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 内 热传递 液化 不变
【详解】[1][2]用电蒸箱蒸米饭,消耗电能,产生内能,将电能转化为内能,用燃气灶炒菜,菜吸收热量,内能增大,通过热传递的方式改变物体的内能。
[3]锅灶上方有时弥漫着大量“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
[4]热值是燃料的一种特性,与质量无关,炒菜过程随着燃气质量的减少燃气的热值将不变。
10.(2026·上海青浦·二模)双休日,小明帮妈妈做家务。
(1)利用重垂线辅助,挂画框不歪斜,这是利用了重力方向总是_____的性质;
(2)将羽绒被放入塑料袋,抽去袋中空气后体积明显变小,这是利用了_____的作用;
(3)用细线切皮蛋,又快又好,这是利用了_____的方法增大了细线对皮蛋的压强;
(4)小明用0.05kg的固体酒精烧水,锅内水的质量为2kg,完全燃尽酒精,水温升高了50°C,水吸收的热量为_____J,酒精燃烧放出的热量为_____J。【】
【答案】(1)
竖直向下
(2)
大气压
(3)
减小受力面积
(4)
4.2×10⁵
1.5×10⁶
【详解】(1)重力的方向总是竖直向下,重垂线正是利用该性质,当画框与重垂线保持平行时,画框就不会歪斜。
(2)抽去塑料袋内空气后,袋内气压远小于外界大气压,在外界大气压的作用下,塑料袋被压瘪,羽绒被体积随之明显变小。
(3)根据压强公式,在压力一定时,减小受力面积可以增大压强。用细线切皮蛋时,细线与皮蛋的接触面积小,从而增大了细线对皮蛋的压强,实现快速切开。
(4)水吸收的热量
酒精燃烧放出的热量
11.(2026·江苏苏州·二模)小明观察到家里电水壶的额定功率为1000W,电能表参数。电水壶正常工作时将2kg水从20℃加热到70℃需用时8分钟。电水壶是利用电流的______效应工作的,此过程水的内能增加______J,水内能的改变是通过______方式实现的,电水壶的效率为______。若此时家里只有电水壶用电,则电能表指示灯闪烁______次。[水的比热容为]
【答案】 热 4.2×105 热传递 87.5% 400
【详解】[1]热效应是指导体通电时会发热的现象,电热水壶是利用电流的热效应工作的。
[2]电水壶正常工作时将2kg水从20℃加热到70℃,水吸收的热量为
[3]用电水壶给水加热是用热传递的方式改变水的内能。
[4]此过程消耗的电能为
[5]表示每消耗的电能,电能表指示灯闪烁3000次,若此时家里只有电水壶用电,则电能表指示灯闪烁次数为
三、计算题
12.(2026·陕西榆林·二模)为践行节能减排,某学校计划将传统燃气锅炉房升级为“光—热”能源耦合锅炉房,新系统如图所示。锅炉房屋顶安装太阳能集热系统,并备用一台高效燃气锅炉。每日需要将生活用水从15℃加热到55℃,部分参数见如下表格。以下计算中每日太阳的照射时长等于日均有效日照时长,问:[,]
地面太阳辐射功率
日均有效日照
太阳能系统面积
日均生活用水
光热转换效率
50%
燃气锅炉效率
80%
(1)太阳能属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)通过计算说明每日需要消耗多少的天然气通过燃气锅炉补充热量?
(3)某同学提出还可通过电加热的方式代替燃气锅炉补充热量。若天然气价格为2.2元/,电价格为0.5元,仅考虑每日支付的费用[水费、燃气费(或电费)],采用电加热还是燃气加热补充热量的方式更省费用?(电加热过程不计热量损失)
【答案】(1)可再生
(2)
(3)燃气加热补充
【详解】(1)太阳能可以源源不断从自然界获得,因此属于可再生能源。
(2)每日太阳能集热系统在有效日照时间内输出的有效热量
水的质量
水需要吸收的热量
,每日需要补充的热量
采用燃气补充,每日需要补充消耗的天然气的体积
(3)不论采用哪种方式,每日支付的水费相同。采用燃气补充,每日需要支付燃气费用为
采用电加热补充
每日需要支付的电费为
所以采用燃气补充更节省费用。
13.(2026·内蒙古呼和浩特·二模)为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,2025年9月3日举行了盛大的阅兵仪式。如图是首次亮相的某款无人驾驶战车,在平直的长安街路面上匀速行驶0.1h通过了3.6km的路程。已知战车质量为2t,车轮与地面的接触面积为,发动机的功率为10kW,匀速行驶过程中消耗柴油0.3kg。()通过计算分析战车:
(1)静止在水平地面时对地面的压强;
(2)在匀速行驶过程中受到的阻力大小;
(3)发动机的效率。
【答案】(1)
(2)1000N
(3)30%
【详解】(1)静止在水平地面时,战车对地面的压力
静止在水平地面时对地面的压强
(2)战车行驶速度
匀速行驶时,由
可得牵引力
战车匀速行驶,阻力与牵引力平衡,因此在匀速行驶过程中受到的阻力大小
(3)发动机做的有用功
柴油完全燃烧放出的总热量
发动机效率
14.(2026·山西晋城·二模)小梦家有如图甲所示的电饭煲,它有加热和保温两种功能(内部有两根电热丝)。在电饭煲中放入质量为2.5kg的食物和水,正常加热15min后,锅内的食物和水从20℃升高到100℃,然后自动转入保温状态。在某次使用时,发现只有加热挡能正常工作,经检查知道电饭煲内有一根电热丝R₂烧断。小梦从电饭煲铭牌上得到部分参数如表格中所示。[食物和水在加热过程中比热容为 ]求解下列问题:
额定电压
220V
额定功率
加热挡
1kW
保温挡
220W
自重
1.5kg
(1)请根据以上信息,在图乙的虚线框内画出电饭煲内部的电路图。
(2)在加热食物和水的过程中,电饭煲的加热效率是多少?(结果保留至0.1%)
(3)小梦想买一根新的电热丝更换烧坏的电阻丝,要使电饭锅的功率不变,她应该买一根多大阻值的电热丝?
【答案】(1)
(2)88.9%
(3)171.6Ω
【详解】(1)电饭煲有加热和保温两种功能,由电功率公式可知,在电源电压一定时,电路的总电阻越小,电功率越大。因此,加热挡的总电阻小于保温挡的总电阻。题中烧断后,只有加热挡能正常工作,说明保温挡电路因烧断而断路,而加热挡电路未受影响。由此可判断,保温时,和串联工作;加热时,开关闭合,将短路,只有工作。当烧断时,保温挡电路断路,无法工作。加热挡闭合时,电流只通过,可以正常工作。
(2)食物和水吸收的热量
加热过程中消耗的电能
电饭煲的加热效率
(3)由电路图分析可知,当均闭合时,电路中只有,此时电阻较小,功率较大,电饭煲处于加热挡。根据铭牌可知,加热挡的额定功率
由电功率公式可得,电热丝的阻值
当闭合、断开时,与串联,此时电阻较大,功率较小,电饭煲处于保温挡。根据铭牌可知,保温挡的额定功率
总电阻
电热丝的阻值
所以小梦应该买一根阻值为的电热丝
四、阅读题
15.(2026·江苏扬州·二模)【航空航天】阅读短文,回答问题
第五代战斗机“歼﹣20”
珠海国际航空展上,我国第五代战斗机“歼﹣20”首次公开亮相.它融合了全球优秀战斗机的特点,配备了大功率雷达,为解决散热问题,采用了新一代液体冷却系统,舱内先进的“呼吸系统”使飞机在万米高空时,能将机外﹣50℃以下的低压冷空气不断压缩,使得送入舱内的空气温度达到50℃以上。同时,可自动调节,使舱内气压和温度达到舒适值,该飞机最大航速度达600m/s,飞机航行时所受阻力大小与速度平方的关系见表:(g取10N/kg)
速度v2(×104m2•s﹣2)
1
4
9
16
25
阻力f/(×104N)
0.3
1.2
2.7
7.5
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标,发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。飞机的部分参数如下表所示:
空战质量
25t
最大起飞质量
37t
最大巡航速度
600m/s
发动机最大巡航推力
1.08×105N
发动机的热效率
40%
发动机的推进效率
(1)飞行过程中机翼和空气摩擦,内能____(选填“增大”或“减小”),这是通过____的方式改变内能的。
(2)关于“歼﹣20”战斗机,下列说法中正确的是( )
A.舱外气体进入舱内后,气体内能增加
B.新式冷却系统使雷达含有的热量减少
C.为确保舱内温度舒适,机内空调需不断制热
D.通过热传递的方式使进入舱内的气体温度升高
(3)当飞机以400m/s在水平方向匀速飞行时,所受阻力为__________N,推力做功的功率为____W。
(4)“歼﹣20”以最大速度巡航0.25h,消耗燃油5t,此过程中发动机推力做功__________J,发动机的推进效率为____%。(燃油的热值q=4.86×107J/kg)
【答案】(1) 增大 做功
(2)A
(3) 4.8×104 1.92×107
(4) 5.832×1010 60
【解析】【小题1】[1][2]做功和热传递都能改变物体的内能。飞行过程中机翼和空气摩擦温度升高,内能增大,这是通过做功的方式改变内能的。
【小题2】AD.由题可知,舱外气体进入舱内后,被不断压缩,对气体做功,气体内能增加,故A正确,D错误;
B.热量是指在热传递过程中改变内能的多少,是过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C.送入舱内的空气温度达到50℃以,机内空调需不断制冷,才能确保舱内温度舒适,故C错误。
故选A。
【小题3】[1][2]由表格中的数据可知阻力与速度的关系为,当飞机以在水平方向匀速飞行时,所受阻力为
因为飞机匀速飞行,所以飞机受到的动力等于受到的阻力为
则推力做功的功率为
【小题4】[1][2]由题可知燃料完全燃烧放出的热量为
根据可知,发动机获得的机械能为
匀速巡航0.25h过程中,飞机通过的路程为
由表中的数据可知,发动机最大巡航推力为,飞机克服阻力所做的功(推力所做的功)为
所以发动机的推进效率为
试卷第1页,共3页
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专题06 热机与热效率
3大考点概览
考点01热机、燃料热值
考点02热机效率
考点03综合应用
热机、燃料热值
考点1
一、单选题
1.(2026·天津北辰·二模)图中,在烧杯内盛少量的水,并盖紧瓶塞。向瓶内打气,当瓶塞跳起时有能量发生转化。汽油机的四个冲程中,与此时能量转化相同的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
2.(2026·陕西汉中·二模)如图是我国自主研发的一款甲醇重卡,以甲醇为燃料,通过高效内燃机驱动实现了低碳运输。下列对于该重卡工作过程中所涉及的知识分析正确的是( )
A.轮胎上刻有很深的花纹,是为了减小压力从而减小摩擦力
B.高压精准喷射技术使甲醇燃烧更充分,热值更大
C.压缩冲程中,气缸内的气体内能增大、温度升高
D.工作时发动机外壳热得发烫,这是通过做功的方式改变了内能
3.(2026·重庆綦江·二模)【地方特色】重庆小面是重庆的美食之一,清代诗人袁枚在《随园食单》中所言:“面条如银丝,煮之不烂,嚼之有劲。”下列有关说法正确的是( )
A.锅盖上会出现大量的小水珠,是因为发生了汽化吸热
B.小面被煮熟,是通过热传递的方式改变了面的内能
C.煮面时,锅中的水沸腾后,加大火力,水的温度继续升高
D.在煮面的过程中,随着燃料不断燃烧,燃料热值不断减小
4.(2026·湖南张家界·二模)【科技热点】2月23日19时30分,我国在文昌航天发射场使用长征五号遥七运载火箭,成功将通信技术试验卫星十一号发射升空。火箭喷气发动机是火箭的动力。下列说法正确的是( )
A.火箭喷气发动机不属于热机
B.火箭通常选用热值较大的物质作为燃料
C.火箭发射升空,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
D.燃料燃烧得越充分,燃料热值就会越大
5.(2026·安徽·二模)如图所示,在试管里盛适量的水,用带玻璃管的胶塞塞住试管口,用酒精灯加热试管使水沸腾,玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是( )
A.水在沸腾时,不断吸收热量,温度升高
B.加热过程中闻到酒精味说明分子间存在引力
C.实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
D.“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
6.(2026·安徽宣城·二模)如图所示,小华用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图a);扭转瓶子压缩瓶内的气体(如图b);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图c)。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是( )
A.甲和乙 B.丁和乙 C.丙和甲 D.丁和甲
7.(2026·广东广州·二模)如图所示,将一个空易拉罐的底部钻一个小孔,从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾,然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的打火枪靠近底部的小孔,纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中,下列说法正确的是( )
A.罐内气体对纸杯做了功
B.罐内气体的内能增加
C.能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同
D.能量转化情况与内燃机的排气冲程相同
二、多选题
8.(2026·辽宁抚顺·二模)如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程,下列说法正确的是( )
A.此冲程为压缩冲程
B.在此冲程中内能转化为机械能
C.若飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟完成15个工作循环
D.在一段时间内消耗了500g汽油(q汽油=4.6×107J/kg),若这些汽油完全燃烧,则放出的热量是2.3×107J
三、填空题
9.(2026·广东茂名·二模)【科技前沿】中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成,正式走向全球民航市场。C919飞机为了能在万米高空飞行,飞机外壳要求轻巧、耐高温,因此飞机外壳材料应具有___________小、强度高的特性;C919发动机采用航空煤油做燃料,因为煤油的___________(选填“比热容”或“热值”)较大;C919飞机能够升空,主要是利用了机翼上方空气流速快,压强___________(选填“大”或“小”)的原理。
10.(2026·江苏苏州·二模)如图,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花会燃烧起来。该过程中的能量转化过程与图__________装置相同。已知某单缸汽油机每秒对外做功25次,则它的飞轮转速为__________r/min。
11.(2026·重庆秀山·二模)为满足环保需求及确保能源安全,我县很多出租车已使用天然气来代替燃油。某出租车在一段时间内消耗了天然气,若这些天然气完全燃烧放出的热量是_____,这些热量可使质量为_____的水由升高到。【水的比热容为,天然气的热值取】
12.(2026·辽宁大连·二模)【课外活动】如图为某科技小组发射水火箭的过程,可乐瓶内的水向后喷出,水火箭就向上飞出,这一现象说明了力的作用是相互的;从能量转化角度来看,水火箭的机械能是由高压气体的___________能转化来的,这一过程的能量转化与汽油机的___________冲程能量转化方式相同。
13.(2026·上海青浦·二模)电动汽车逐渐取代燃油车,被广泛使用。
(1)行驶时,电动汽车比燃油车更加安静,这主要是指汽车行驶时发出声音的( )
A.频率 B.响度 C.音调 D.音色
(2)从能量利用率上比较,电动汽车优于燃油车,电动汽车用电动机带动车轮行驶,电动机工作时将_____转化为机械能;燃油车利用内燃机带动车轮行驶,内燃机工作时的_____冲程将内能转化为机械能。
四、实验题
14.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)学习完比热容与热值的知识后,小莉想利用这些知识研究相关热学问题。她在实验室找到并组装了下图中的实验器材,测量工具选择了天平、秒表、温度计。(实验中不计热量损失且认为燃料完全燃烧)
(1)为比较不同物质的比热容,她应选择______两图进行实验,加热相同一段时间后发现,液体a比液体b 升温多,由此可知:液体______(选填“a”或“b”)的比热容大;
(2)为比较两种燃料的热值她选取了甲图和丁图进行实验,实验所得数据如下表,则燃料1的热值______燃料2的热值(选填“大于”“小于”或“等于”),燃料1的热值为______J/kg。由于燃料在燃烧时存在热量损失且该条件下很难完全燃烧,所以这样求出的热值比标准值______(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。[]
燃料1
燃料2
水的质量
200g
200g
水的初温
水的末温
燃料燃烧前的质量
50g
50g
燃料燃烧后的质量
48g
48g
(3)若水和煤油的比热容未知,她也可以选取______两图进行实验来比较两种燃料的热值的大小。
(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,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,取质量相等的另外两种燃料,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示,根据戊图可得燃料1和燃料2的热值之比为______。
五、阅读题
15.(2026·江苏南通·二模)【新题型】阅读短文,回答问题。
跨学科实践——制作简易热机模型
【任务要求】设计并制作一个能够演示热机工作原理的简易模型。该模型需完成能量转换,驱动负载运动,并实现对转速的监测。
表一:能量转换系统参数
汽缸容积/
300
活塞面积/
10
平均推力/N
100
表二:动力输出系统参数
曲轴半径/cm
5
负载轮半径/cm
10
热机效率/%
5
【制作过程】
任务一:能量转换系统。如图甲,通过酒精灯加热使水汽化,利用水蒸气推动活塞,酒精灯加热功率恒定。活塞经曲轴将直线运动转为旋转运动,正常工作时参数见表一。活塞运动速度v随汽缸内气体温度t的变化关系如图乙。
任务二:动力输出系统。当水蒸气压力达到预设值,活塞驱动曲轴旋转,进而带动负载轮。表二为正常工作时动力输出系统参数,传动比(曲轴与负载轮转速之比)等于负载轮半径与曲轴半径之比。
任务三:转速监测系统。图丙为该系统的工作流程。
图丁为转速监测电路原理图,其中电源电压为6V,监测仪表由某种电表改装而成,定值电阻。曲轴带动变阻器R的滑片移动,改变接入电阻。每一转速对应滑片P位于固定位置,通过测量分析得出电表示数与曲轴转速成正比。已知曲轴转速为时,变阻器接入电路的阻值为2Ω。
【交流评价】小组间就模型制作中的问题、运行效果及创新点进行交流与评价。
(1)监测仪表是由________表改装而成。图丙中,环节A应为________(选填“交流评价”或“反思改进”)。
(2)关于该实践活动,下列说法中正确的是________。
A.图甲中仅存在内能与机械能之间的转化
B.图乙可知,活塞运动速度与酒精灯加热功率成正比
C.图丁中,若R与并联接入电路,转速监测系统仍能正常工作
D.若曲轴转速为,则负载轮转速为
(3)热机输出功率保持不变,若热机效率降至4%,则除改进结构外,燃料的加热功率需提升至原来的________倍。(设燃料完全燃烧,加热效率100%)
(4)测试中,系统正常工作。当曲轴转速为时,变阻器接入电路的阻值为________Ω;当汽缸内气体温度为90℃时,完成一个做功冲程热机的有用功率为________W,消耗酒精________g。(酒精的热值)
(5)实验发现汽缸内气体温度较低时热机难以持续工作,原因可能是________。为提高低温工作稳定性,可改进的措施是________。(写出一条即可)
热机效率
考点2
一、单选题
1.(2026·山西忻州·二模)【航空航天】歼-20是我国研发的第五代重型隐身战斗机,它是我国现代空中力量的代表作。如图所示,在国产涡扇-15发动机提供的强劲动力下,歼-20战斗机在空中高速飞行时( )
A.与通信卫星间通过超声波传递信息
B.机翼上方的空气流速越大,压强越大
C.航空煤油的质量减少,其热值不变
D.改进发动机结构,不能提高发动机的效率
2.(2026·陕西西安·二模)2025年11月25日,神舟二十二号载人飞船在长征二号F遥二十二运载火箭的推动下,直飞碧空如洗的苍穹,如图所示。关于火箭发动机,下列说法正确的是( )
A.火箭发动机是将机械能转化为内能的机器
B.火箭燃料燃烧越充分,燃料的热值越大
C.火箭在大气层中加速升空时,载人飞船动能变大
D.随着科技进步,火箭发动机的热效率可达100%
3.(2026·湖南邵阳·二模)2026年3月25日,我国自主研发建造的新一代超大型油轮“君望”号交付使用,其排水量为30.7万吨。当油轮满载原油停靠码头时,下列说法正确的是( )
A.漂浮在水面的油轮所受合力为零
B.制造油轮的钢铁密度小于水的密度
C.油轮满载时,油轮的重力大于它受到的浮力
D.油轮以经济速度行驶时,热机效率可达100%
二、多选题
4.(2026·河南周口·二模)【跨学科实践】小刚制作了一个如图所示的简易热机模型:向易拉罐内注入半罐水,将去掉笔芯的中性笔管插入罐中,并将易拉罐与中性笔连接处密封,笔尖对准小风扇的扇叶。点燃罐下的酒精灯加热,一段时间后,中性笔管一端有蒸汽喷出,扇叶转动。下列说法正确的是( )
A.此热机模型属于内燃机
B.该热机模型利用了内能转化为机械能
C.增加易拉罐的保温性能可以提高该热机模型的效率
D.为提高扇叶转动的速度,可以增加酒精灯的高度,用其内焰加热
三、填空题
5.(2026·辽宁铁岭·二模)环保炭是一种人工机制炭,具有易燃、污染小、成本低等特点。用环保炭将2.5kg的水从20℃加热到100℃,消耗了0.28kg环保炭。这一过程水吸收的热量为_____J,则这一过程的加热效率为_____。【,】
6.(2026·河北邯郸·二模)用某型号天然气热水器烧水,需要完全燃烧热值为4.2×107J/m3的天然气2m3,天然气完全燃烧放出的热量为_____________J。若该热水器的加热效率为81%,则释放的这些热量能使质量为300kg、初温为25℃的水温度升高到_______℃。[c=4.2×103J/(kg·℃)]
7.(2026·重庆·二模)某款混合动力汽车在刹车时通过“能量回收系统”将一部分机械能转化为电能储存在电池中,如图所示。若该系统回收的能量为,这些能量完全用于加热质量为10kg的车内座椅,可将座椅温度升高_____℃。若这些回收的能量由汽油燃烧提供,且回收的效率为40%,则需要完全燃烧汽油_____g。(座椅的比热容,汽油热值)。
8.(2026·江苏南京·二模)小明观察到电水壶的额定功率为1000W,电能表常数模糊不清.电水壶正常工作时将2kg水从20℃加热到70℃用时8min,水的内能增加______J,电水壶的效率为______%,若家里只有电水壶工作,电能表指示灯闪烁400次,可推算出电能表常数为______imp/(kW·h)[]。
9.(2026·重庆沙坪坝·二模)“生活即教育”,小敏习惯了在周末做家务。她将一锅质量为2kg,初温为20℃的水加热到100℃,水要吸收的热量为_____________J;若天然气灶烧水的效率为80%,则在此过程中消耗的天然气为 _________m3。
10.(2026·辽宁大连·二模)汽油机工作的过程,燃料在汽缸内燃烧,产生的高温高压气体推动活塞运动,使汽车获得动力的是___________冲程。一台汽油机,燃料完全燃烧可以放出的能量为E1;由于汽油不完全燃烧、克服机器摩擦、热量散失等原因共损失的能量为E2,.则这台汽油机的效率为η=___________×100%。
11.(2026·安徽合肥·二模)已知汽油热值为,则小汽车牵引力做了机械功的过程中消耗了0.1kg的汽油,则该汽油机的效率为______。
12.(2026·江苏南京·二模)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)
四、计算题
13.(2026·湖北十堰·二模)小飞家响应国家家电以旧换新惠民政策,置换了一台储水式电热水器,铭牌如表,原理如图,R1、R2是储水箱中加热器内的电阻,S1为漏电保护开关,S2为温控开关。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3。
额定加热功率
2000W
额定电压
220V
额定保温功率
440W
防水等级
IPX4
温度范围
室温
额定容量
50L
加热方式
双管加热
内胆材质
金属板搪瓷
(1)求保温挡正常工作的电流;
(2)求R1的阻值;
(3)该电热水器在加热状态下正常工作40min,使额定容量的水温度升高20℃,求它的热效率。
14.(2026·重庆·二模)如图所示的超级混动汽车,内燃机可驱动车轮并同时给动力电池充电。在某段行驶过程中,内燃机消耗燃油2.5kg,汽车以80km/h匀速直线行驶1h,汽车受到的阻力f 恒为700N,动力电池电能增加。()
(1)请在图中重心O点画出汽车匀速直线行驶时受到的向前的牵引力;
(2)内燃机做功冲程将内能转化为___________能,发电机将机械能转化为___________能,最终动力电池将能量以化学能的形式储存起来;
(3)请计算此次行驶中,内燃机的能量转化效率是多少。
15.(2026·江苏常州·二模)如图甲所示为某烧水壶的简化电路图,其中和为发热电阻。该壶有“加热”和“保温”两挡。为总开关,为温控开关,1和2分别为开关的两个接触点。该壶部分信息如乙表所示。
水壶容量
1L
额定电压
220V
保温功率
加热功率
1100W
阻值
176
乙
(1)闭合,接1时,烧水壶处于______挡。
(2)阻值是多少?烧水壶的保温功率是多少?
(3)装有1L水的烧水壶在加热挡正常工作时,利用温度计测出不同时刻的水温,绘出水温随时间变化的图像如图丙所示。请结合图丙计算加热2~4min内水吸收的热量。
(4)若烧水壶在2~4min内的加热效率为,4~6min内的加热效率为。结合图丙可判断出______(选填“>”“<”或“=”)。
16.(2026·陕西西安·二模)【新题型】江苏金坛“盐穴压缩空气储能电站”已正式投入使用。压缩空气储能电站相当于一个“巨大的充电宝”,其流程简化图如图所示。在用电低谷时,它利用电网富余的电能,通过压缩机将空气压缩到巨大的盐穴中;在用电高峰时,释放压缩空气,推动发电机发电,补充电网能量,从而实现削峰填谷,提升电网调节能力。压缩空气储能电站分为“补燃式”和“非补燃式”两种。“非补燃式”是指储能电站利用回热技术将压缩空气时产生的热储存起来,在高峰发电时补给发电机发电;“补燃式”是没有利用压缩空气时产生的内能,在高峰发电时需要燃烧燃料,辅助发电。
(1)低谷时,利用电网多余的电能压缩空气会“产生热”,这是通过___________的方式增加气体的内能。
(2)江苏金坛的“压缩空气储能电站”是世界上首座“非补燃式”压缩空气储能电站。在用电低谷期,电网向储能电站输入的电能叫“充电能量”;用电高峰期,储能电站向电网输出的电能叫“调峰电量”。某一个储能周期内,储能电站的充电能量为度,调峰电量为度,放电功率为,可满足一座城市的用电需求,则:
①上述工作过程中,储能电站可以给一座城市持续供电_________小时?
②该“非补燃式”压缩空气储能电站的整体能量转换效率是_________?
③若某“补燃式”压缩空气储能电站同样需要完成充电能量为度,调峰电量为度的电能,需燃
烧质量为的标准煤辅助发电,标准煤的热值为,煤的辅助发电效率为。某权威资料显示该“补燃式”压缩空气储能电站通过盐穴的能量转换效率可达以上,请你通过计算判断该说法是否正确_________?
17.(2026·江苏无锡·二模)【新题型】如图所示,家用冷凝式燃气热水器,是符合国家一级能效标准的高效、节能型热水器。其结构简图如图乙所示。工作时,天然气燃烧产生约1500℃的高温烟气,首先在主热交换器中对水流加热,烟气温度降至约250℃;随后,鼓风机转动,将烟气送入冷凝热交换器再次对水流加热,烟气温度进一步降至50℃以下,排出室外。已知图丙中的“额定热负荷”是指热水器正常工作时,天然气稳定燃烧所释放的有效热功率。
(1)热水器工作时,高温烟气在主热交换器中通过_______的方式使水的内能增加;鼓风机工作时,将电能主要转化为_______能。图中A、B为水管接口,为使冷凝热交换器中的烟气温度降得更低,冷水应从接口_______(选填“A”或“B”)进入热水器;
(2)根据能效标识图中,额定热负荷可知,该热水器在额定热负荷下工作1min,产生的热量最多为多少焦耳?这些热量能将多少kg的水温度提升40℃?已知水的比热容。
(3)图丙中,额定热负荷情况下,标注的“热水效率”为105%,从传统角度看,效率超过100%,似乎难以理解。小明通过AI助手查阅得知,这其实是计算的基准(分母)不同引起的。天然气燃烧时,会产生水蒸气并“偷走”大量热量,这部分热量在普通热水器中随烟气排出,难以回收。因此,国家标准将燃气完全燃烧释放的热量,扣除水蒸气“偷走”的热量后的结果,定义为“低位发热量”,以此为“基准”,将加热水吸收的热量与“低位发热量”的比值定义为“热水效率”。冷凝式热水器回收了部分水蒸气“偷走”的热量,用于水的加热,因此“热水效率”超过了100%。已知的天然气完全燃烧产生1.6kg水蒸气,1kg水汽化需要吸收的热量,天然气热值。根据图丙中标识的“热效率”105%,可以推算该热水器在小题(2)的状态下,每分钟消耗的天然气体积是多少?(计算结果保留两位小数)
五、阅读题
18.(2026·广东东莞·二模)【新题型】阅读材料,回答问题。
热岛效应
如今的人们会感觉到城市的温度高于郊区,这就是常说的热岛效应。分析城市“热岛效应”的主要原因:一是工厂、交通工具、电气设备和人群排放大量的热量;二是建筑群、马路中的矿石、水泥,在相同的日照条件下温度上升更明显;三是城区内有自然水的面积小,水的蒸发少,降温作用减弱;四是城区内楼群林立,难以形成空气对流。为了改善城市的人居环境,人们应采取一些有效的措施,例如植树造林,提高资源利用率,更多地利用太阳能、水能、风能,都可以控制环境的热污染。
回答:
(1)要改善城市热岛效应,请你建议:______(写一个)。
(2)在我国,随着轿车大量走进家庭,热污染更加严重。汽油机是工农业生产中常用的热机。某型号汽油机的结构如图甲,小白同学阅读了某牌号汽车发动机说明书后,将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表,该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图丙所示。
①若汽油机飞轮转速是1200r/min,这个气缸每秒钟内完成_____个冲程。
②请根据图乙给出的信息,该汽油机的效率为_____%;汽车按此效率以50km/h的速度行驶1h,汽车牵引力_______N,耗油约为_____kg(保留两位小数)。(汽油的热值为J/kg)
综合应用
考点3
一、单选题
1.(2026·江苏南通·二模)下列关于热机或家用电器的工作原理与物理知识相对应的是( )
A.汽油机——压缩冲程能够对外提供动力
B.油烟机——流体的流速越大压强越大
C.电水壶——用三孔插座将金属外壳接地
D.压力锅——沸点随气压的增大而降低
2.(2026·江苏南京·二模)关于热量的三个探究实验中,若被加热的液体均未沸腾,以下说法正确的是( )
①三个实验中被加热物体的质量都需要相等
②乙、丙实验中被加热物质的种类都要相同
③甲、乙实验中加热的时间都需要相同
④实验结果均可通过被加热物体升高的温度反映
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.(2026·山东淄博·二模)如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.管口出现的“白气”是水蒸气
B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能减少
C.水蒸气推出橡胶塞的过程,相当于四冲程汽油机的排气冲程
D.水被加热的过程中,其内能是通过做功的方式改变的
4.(2026·河南安阳·二模)【科技热点】2025年10月31日,“神舟二十一号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功,随后与“天和核心舱”成功对接并进入预定轨道,进入预定轨道后,“天和核心舱”打开两侧的太阳能电池板为空间站供电,如图所示。下列说法正确的是( )
A.火箭采用液氢作为燃料主要是利用了其密度小的性质
B.火箭升空时,燃料燃烧产生的内能主要转化为机械能
C.航天员与地面工作人员通过超声波传递信息
D.太阳能电池板能将电能转化为太阳能
5.(2026·四川资阳·二模)中国日报消息:11月19日凌晨2时7分,长征三号乙运载火箭,在西昌卫星发射中心把两颗北斗三号卫星成功送入预定轨道。这两颗卫星将和其他17颗已经在轨运行的北斗三号系统卫星组成基本网络, 并在今年年底前向“一带一路”沿线国家和地区提供基本导航服务。以下说法正确的是( )
A.卫星与地面导航接收设备之间是靠超声波传递信息
B.卫星绕地球运动时,受到非平衡力的作用
C.卫星导航信息处理设备中的集成电路是用超导体材料制作
D.该型号运载火箭第三级用能效高的液态氢作燃料,这里的“能效高”指的是比热容大
6.(2026·陕西延安·二模)如图甲所示是太阳能热水器,天气晴朗时,可将水箱中100kg、10℃的水加热至60℃。图乙是浴室安装的混水阀,通过混水阀可以将冷水管中的冷水与太阳能热水器中的热水按照一定比例混合,使出水温度达到适宜洗澡的温度。某次洗澡时,使出水温度稳定在35℃,共消耗60℃的热水20kg,若不计冷热水混合过程的热损失,,J/kg,则下列说法错误的是( )
A.水箱中的水吸收热量后,水的温度升高,内能增大,比热容不变
B.水箱中的水吸收的热量是J
C.若水箱中的水吸收的热量由加热效率为40%的煤炉提供,至少需要消耗1.75kg的煤
D.洗澡过程中,冷水管出10℃冷水的质量为25kg
二、填空题
7.(2026·广东深圳·二模)【科技前沿】“九天”无人机配备高清光电吊舱(摄像设备)、合成孔径雷达,机腹内置模块化任务舱,可容纳上百架小型无人机,实现蜂群作战,被誉为“空中无人机航母”。无人机移动侦察时,被观测的山体位于光电吊舱透镜的______(选填“一倍焦距内”、“一二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”);以无人机为参照物,山体是______(选填“运动”或“静止”)的;其涡扇发动机工作时,高温燃气推动涡轮旋转带动风扇产生推力,该过程与乙图中______(选填“A”或“B”)冲程相似。
8.(2026·四川德阳·二模)小明家12月初的燃气表示数为:318.767m3,12月末的燃气表的示数如图所示,则该月小明家使用的燃气为______m3,这些燃气完全燃烧释放的热量相当于完全燃烧______kg焦炭所释放的热量,若这些热量完全被水吸收可使质量为______kg的水温度升高50℃。(燃气的热值取4.2×107J/m3,焦炭的热值取3.0×107J/kg。)
9.(2026·山东临沂·二模)现在多数同学中午都在学校食堂就餐。在同学们上课期间伙房的师傅们就忙碌起来,有的师傅用电蒸箱蒸米饭,将电能转化为______能将米饭蒸熟;有的师傅用燃气灶炒菜,采用______方法增大了肉、菜的内能将菜炒熟;炒菜时,锅灶上方有时弥漫着大量“白气”,是由炒菜产生的水蒸气______形成的;炒菜过程随着燃气质量的减少燃气的热值将______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
10.(2026·上海青浦·二模)双休日,小明帮妈妈做家务。
(1)利用重垂线辅助,挂画框不歪斜,这是利用了重力方向总是_____的性质;
(2)将羽绒被放入塑料袋,抽去袋中空气后体积明显变小,这是利用了_____的作用;
(3)用细线切皮蛋,又快又好,这是利用了_____的方法增大了细线对皮蛋的压强;
(4)小明用0.05kg的固体酒精烧水,锅内水的质量为2kg,完全燃尽酒精,水温升高了50°C,水吸收的热量为_____J,酒精燃烧放出的热量为_____J。【】
11.(2026·江苏苏州·二模)小明观察到家里电水壶的额定功率为1000W,电能表参数。电水壶正常工作时将2kg水从20℃加热到70℃需用时8分钟。电水壶是利用电流的______效应工作的,此过程水的内能增加______J,水内能的改变是通过______方式实现的,电水壶的效率为______。若此时家里只有电水壶用电,则电能表指示灯闪烁______次。[水的比热容为]
三、计算题
12.(2026·陕西榆林·二模)为践行节能减排,某学校计划将传统燃气锅炉房升级为“光—热”能源耦合锅炉房,新系统如图所示。锅炉房屋顶安装太阳能集热系统,并备用一台高效燃气锅炉。每日需要将生活用水从15℃加热到55℃,部分参数见如下表格。以下计算中每日太阳的照射时长等于日均有效日照时长,问:[,]
地面太阳辐射功率
日均有效日照
太阳能系统面积
日均生活用水
光热转换效率
50%
燃气锅炉效率
80%
(1)太阳能属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)通过计算说明每日需要消耗多少的天然气通过燃气锅炉补充热量?
(3)某同学提出还可通过电加热的方式代替燃气锅炉补充热量。若天然气价格为2.2元/,电价格为0.5元,仅考虑每日支付的费用[水费、燃气费(或电费)],采用电加热还是燃气加热补充热量的方式更省费用?(电加热过程不计热量损失)
13.(2026·内蒙古呼和浩特·二模)为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,2025年9月3日举行了盛大的阅兵仪式。如图是首次亮相的某款无人驾驶战车,在平直的长安街路面上匀速行驶0.1h通过了3.6km的路程。已知战车质量为2t,车轮与地面的接触面积为,发动机的功率为10kW,匀速行驶过程中消耗柴油0.3kg。()通过计算分析战车:
(1)静止在水平地面时对地面的压强;
(2)在匀速行驶过程中受到的阻力大小;
(3)发动机的效率。
14.(2026·山西晋城·二模)小梦家有如图甲所示的电饭煲,它有加热和保温两种功能(内部有两根电热丝)。在电饭煲中放入质量为2.5kg的食物和水,正常加热15min后,锅内的食物和水从20℃升高到100℃,然后自动转入保温状态。在某次使用时,发现只有加热挡能正常工作,经检查知道电饭煲内有一根电热丝R₂烧断。小梦从电饭煲铭牌上得到部分参数如表格中所示。[食物和水在加热过程中比热容为 ]求解下列问题:
额定电压
220V
额定功率
加热挡
1kW
保温挡
220W
自重
1.5kg
(1)请根据以上信息,在图乙的虚线框内画出电饭煲内部的电路图。
(2)在加热食物和水的过程中,电饭煲的加热效率是多少?(结果保留至0.1%)
(3)小梦想买一根新的电热丝更换烧坏的电阻丝,要使电饭锅的功率不变,她应该买一根多大阻值的电热丝?
四、阅读题
15.(2026·江苏扬州·二模)【航空航天】阅读短文,回答问题
第五代战斗机“歼﹣20”
珠海国际航空展上,我国第五代战斗机“歼﹣20”首次公开亮相.它融合了全球优秀战斗机的特点,配备了大功率雷达,为解决散热问题,采用了新一代液体冷却系统,舱内先进的“呼吸系统”使飞机在万米高空时,能将机外﹣50℃以下的低压冷空气不断压缩,使得送入舱内的空气温度达到50℃以上。同时,可自动调节,使舱内气压和温度达到舒适值,该飞机最大航速度达600m/s,飞机航行时所受阻力大小与速度平方的关系见表:(g取10N/kg)
速度v2(×104m2•s﹣2)
1
4
9
16
25
阻力f/(×104N)
0.3
1.2
2.7
7.5
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标,发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。飞机的部分参数如下表所示:
空战质量
25t
最大起飞质量
37t
最大巡航速度
600m/s
发动机最大巡航推力
1.08×105N
发动机的热效率
40%
发动机的推进效率
(1)飞行过程中机翼和空气摩擦,内能____(选填“增大”或“减小”),这是通过____的方式改变内能的。
(2)关于“歼﹣20”战斗机,下列说法中正确的是( )
A.舱外气体进入舱内后,气体内能增加
B.新式冷却系统使雷达含有的热量减少
C.为确保舱内温度舒适,机内空调需不断制热
D.通过热传递的方式使进入舱内的气体温度升高
(3)当飞机以400m/s在水平方向匀速飞行时,所受阻力为__________N,推力做功的功率为____W。
(4)“歼﹣20”以最大速度巡航0.25h,消耗燃油5t,此过程中发动机推力做功__________J,发动机的推进效率为____%。(燃油的热值q=4.86×107J/kg)
试卷第1页,共3页
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专题06 热机与热效率
热机、燃料热值
考点1
一、单选题
1.C 2.C 3.B 4.B 5.C 6.B 7.A
二、多选题
8. ACD
三、填空题
9.密度 热值 小
10.乙 3000
11. 25
12.内 做功
13. (1)B
(2)
电能
做功
四、实验题
14. (1) 甲、丙 b
(2) 大于 偏小
(3)乙、丁
(4)
五、阅读题
15. (1) 电压 反思改进
(2)D
(3)1.25
(4) 6 45 0.02
(5) [1]实验发现汽缸内气体温度较低时热机难以持续工作,原因可能是低温时水蒸气压强不足以推动活塞或低温时水蒸气对活塞的推力小于活塞受到的阻力。
[2]为提高低温工作稳定性,可以增加酒精灯的加热功率;还可以为汽缸/试管添加保温材料;采用减小活塞与汽缸间的摩擦;减小负载等措施。
热机效率
考点2
一、单选题
1.C 2.C 3.A
二、多选题
4.BC
三、填空题
5. 20
6.8.4×107 79
7. 15 20
8.
9.6.72×105 0.02
10.做功
11. 30%
12.20
四、计算题
13.(1)2A
(2)
(3)
【详解】(1)由得,保温状态电流
(2)当闭合、接时,和串联,总电阻最大,由可知,总功率最小,热水器处于保温状态。此时电路总电阻
当闭合、接时,只有工作,总电阻最小,总功率最大,热水器处于加热状态。
由得,的电阻
则的电阻
(3)热水器加热40min消耗的电能
额定容量水的质量
水温升高20℃所需吸收的热量
热水器加热效率
14. (1)
(2) 机械 电
(3)60%
【详解】(1)汽车匀速行驶时,向前的牵引力方向为水平向左,作用点在重心O,据此作图。
(2)内燃机做功冲程中,燃气的内能转化为活塞运动的机械能;发电机发电时,将机械能转化为电能,最终以化学能形式储存在动力电池中。
(3)燃油完全燃烧放出的总能量
汽车匀速行驶,牵引力与阻力平衡,得
行驶的路程
牵引力做的功
有效利用的能量
内燃机的能量转化效率
15.(1)加热
(2),
(3)
(4)>
【详解】(1)S2接触点1,电路中只接入R2,总电阻较小,根据,此时电功率较大,处于高温挡。
(2)由表格中的数据可以知道,加热挡功率,根据得,
S2接触点2时,电阻R1与R2串联,总电阻较大,根据,此时电功率较小,处于保温挡。此时总电阻
保温功率
(3)水的体积
水的质量
由图像可知,时间内,水的温度由升高到,水吸收的热量
(4)和时间相等,电水壶的加热功率不变,由,这两个时间段内消耗的电能相等。由图像可知,和时间内水的温度变化量,根据得,这两段时间水吸收的热量,再根据得,这两段时间加热效率。
16.(1)做功
(2) 9 60% 不正确
17. (1) 热传递 机械 B
(2),10
(3)0.04
五、阅读题
18.(1)修建人工湖
(2) 40 30 2000 8.33
综合应用
考点3
一、单选题
1.C 2.C 3.B 4.B 5.B 6.D
二、填空题
7.二倍焦距以外 运动 B
8.50 70 104
9.内 热传递 液化 不变
10. (1)竖直向下
(2)大气压
(3)减小受力面积
(4) 4.2×10⁵ 1.5×10⁶
11.热 4.2×105 热传递 87.5% 400
三、计算题
12.(1)可再生
(2)
(3)燃气加热补充
【详解】(1)太阳能可以源源不断从自然界获得,因此属于可再生能源。
(2)每日太阳能集热系统在有效日照时间内输出的有效热量
水的质量
水需要吸收的热量
,每日需要补充的热量
采用燃气补充,每日需要补充消耗的天然气的体积
(3)不论采用哪种方式,每日支付的水费相同。采用燃气补充,每日需要支付燃气费用为
采用电加热补充
每日需要支付的电费为
所以采用燃气补充更节省费用。
13. (1)
(2)1000N
(3)30%
【详解】(1)静止在水平地面时,战车对地面的压力
静止在水平地面时对地面的压强
(2)战车行驶速度
匀速行驶时,由
可得牵引力
战车匀速行驶,阻力与牵引力平衡,因此在匀速行驶过程中受到的阻力大小
(3)发动机做的有用功
柴油完全燃烧放出的总热量
发动机效率
14. (1)
(2)88.9%
(3)171.6Ω
【详解】(1)电饭煲有加热和保温两种功能,由电功率公式可知,在电源电压一定时,电路的总电阻越小,电功率越大。因此,加热挡的总电阻小于保温挡的总电阻。题中烧断后,只有加热挡能正常工作,说明保温挡电路因烧断而断路,而加热挡电路未受影响。由此可判断,保温时,和串联工作;加热时,开关闭合,将短路,只有工作。当烧断时,保温挡电路断路,无法工作。加热挡闭合时,电流只通过,可以正常工作。
(2)食物和水吸收的热量
加热过程中消耗的电能
电饭煲的加热效率
(3)由电路图分析可知,当均闭合时,电路中只有,此时电阻较小,功率较大,电饭煲处于加热挡。根据铭牌可知,加热挡的额定功率
由电功率公式可得,电热丝的阻值
当闭合、断开时,与串联,此时电阻较大,功率较小,电饭煲处于保温挡。根据铭牌可知,保温挡的额定功率
总电阻
电热丝的阻值
所以小梦应该买一根阻值为的电热丝
四、阅读题
15. (1) 增大 做功
(2)A
(3) 4.8×104 1.92×107
(4) 5.832×1010 60
试卷第1页,共3页
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