2022年中考物理专题内能的利用复习导学案

内能的利用专题导学案

【学习目标】

1.了解热机的工作原理，知道汽油机、柴油机的工作原理及能量转化；

2.知道热机的效率；知道提高热机效率的途径；

3.知道能量的转化和守恒。

【学习重、难点】

重点：知道汽油机、柴油机的工作原理及能量转化

难点：知道热机的效率；知道提高热机效率的途径

【学习方法】：：自主复习、合作探究、展示交流、质疑反思

【学习过程】：

自主学习

考点1热值

1．燃料    __   放出的热量与燃料质量(或体积)的__ _叫该燃料的热值，用字母q表示．

2．公式：q＝或q＝，单位是焦每千克或者焦每立方米，符号是_               ．

3．酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是__       __．

4．公式应用：Q＝qm或Q＝qV..

【提示】　热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关．与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等因素无关．

练习

1．(2020·无锡)煤炭是一种重要能源．为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的(  )

A．比热容  B．密度 

C．热值  D．温度

2．(2020·枣庄)关于热机的效率，下列说法正确的是(   )

A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多

B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高

C．热机的效率越高说明做功越快

D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

3．(多选)2020年6月2日，“长征三号乙”运载火箭搭载着“北斗三号”最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署，下列说法正确的是(   )

A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能

B．火箭用液态氢作为燃料， 是因为液态氢的热值大

C．卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能

D．液态氢在燃烧过程中，热值会变小

1．热机

(1)利用__ __做功的机械．

(2)原理：

(3)种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等．

2．内燃机

(1)定义：燃料直接在汽缸内燃烧产生__   __的热机．

(2)分类：汽油机和柴油机．

(3)汽油机的四个工作冲程：

　　3.热机效率

(1)定义：热机用来做__    __的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比．

(2)公式：η＝或η＝.

(3)提高热机效率的途径：①让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉，加大送风量等；②利用废气的能量；③机件间保持良好的润滑，减小摩擦．

【练习】

1．如图1所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内的水蒸气推出．此过程中酒精燃烧，酒精的__  __能转化为_ __能，这部分内能又传递给水，使水的内能增加，温度__ _，直至沸腾；水沸腾后产生大量水蒸气，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，即水蒸气的_ __转化为塞子的动能．

图1

2．如图2所示表示正在进行的是__ __冲程．在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的内能变__ __，__  __降低，密度变__ __．

　　　　图2

考点3　能量的转化与守恒

1．能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互__ __的．

2．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式_ __为其他形式，或者从一个物体__ __到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量__       __．

合作探究

重难点1　热量的计算

1　现有0.028 kg酒精，完全燃烧释放的热量为__     _J，与完全燃烧__    _m3的天然气放出的热量相等，若这些热量完全被水吸收，可以使10 kg的水，温度从20 ℃升高到_ __℃.[q酒精＝3×107 J/kg，q天然气＝7×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]

重难点2　热机及热效率

2　(2020·自贡)用煤气灶把2 kg、初温为20 ℃的水加热到70 ℃，消耗了20 g煤气．已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.0×107 J/kg，则水吸收的热量为__   __J，煤气灶烧水的效率为_      _．

【拓展训练2】　汽车在平直公路上匀速行驶10 km，消耗燃油1 kg，已知汽车的牵引力是2 000 N，则汽车发动机的效率是__    __．(燃油热值取4.6×107J/kg，精确到0.1%)

3　(2019·石家庄43中二模)汽车散热器等制冷设备常用水作为冷却剂，这是利用了水的_    __较大的性质；如图是四冲程汽油机工作过程中获得动力的__    __冲程．若该汽油机功率为10 kW，效率为36%，使用的乙醇汽油热值为4×107 J/kg，则此汽油机工作1小时消耗__      _kg乙醇汽油．

中考链接

命题点1　热值的理解与计算

1．(2018·河北)有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料__    __(填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小．燃料燃烧，__   __转化为内能，用比热容__ __(填“大”或“小”)的液体可以使实验现象更明显．(实验中液体没有沸腾)

2．(2017·河北)汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将__   __能转化成__ _能；一辆汽车一年行驶三万公里，消耗汽油2 t，这些汽油完全燃烧放出_    _   的热量．(q汽油＝4.6×107 J/kg)

3．(2016·河北)天然气燃烧时将__ __能转化为__ __能，至少需要消耗__  __m3的天然气才能将质量为20 kg、初温为20 ℃的水烧开．[标准大气压下、c水＝4.2×103 J/(kg·℃)、q天然气＝3.2×107 J/m3]

4．(2014·河北节选)双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐．(已知汽油的热值为3.2×107 J/L、天然气的热值为7.2×107 J/m3)

(1)内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为__    __的机器．

(2)完全燃烧9 L汽油放出的热量与完全燃烧_     __m3的天然气放出的热量相等．

命题点2　能量的转化

5．(2012·河北)下列对能量转化的描述不正确的是(  )

A．蓄电池充电：电能→化学能

B．发电机工作：电能→机械能C．萤火虫发光：生物质能→光能

D．内燃机工作：化学能→内能→机械能

6．(2016·河北)如图所示，瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体能量转化情况与四冲程汽油机的__   __冲程相同．

【当堂检测】

7．(2020·朝阳)内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的__ __冲程，若飞轮转动40周，则对外做功__ __次．

　　第7题图

8．(2020·宜昌)扣动步枪扳机，射出一颗子弹．弹壳内火药燃烧将__ __能转化为燃气的内能，燃气推动子弹在枪膛中运动，该过程相当于内燃机的     _冲程．

9．(2020·苏州)某燃气热水器将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃，完全燃烧了0.21 m3的煤气，水吸收的热量是__   __J，热水器烧水的效率是__   _．[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4×107 J/m3]

10．(2019·石家庄17中一模)可燃冰是一种固态晶体，在常温下会迅速__  __(填物态变化名称)为气态，它的热值为1.4×1010 J/m3，2 m3的可燃冰完全燃烧时可放出__     __J的热量，若这些热量的60%被水吸收，可以将__    __kg的水温度升高100 ℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]

11．(2020·无锡)某辆行驶的小轿车，其正常工作时的能量转化情况如图所示，若输入的化学能为2 000 J，输出的动能为300 J，则输出的内能和声能共计__   __J；输出的有用能量是动能，则小轿车正常工作时的效率为_    __．

第11题图

12．(2019·广州)(1)完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的__ __倍.0.7 g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104 J，这些热量全部被100 g的液体A吸收，液体的温度升高了50 ℃；完全燃烧1.4 g酒精释放的热量全部被200 g的液体A吸收，液体的温度升高了Δt＝__   __℃(不考虑散热)．

(2)现用如图所示装置加热200 g的液体A，燃烧了1.4 g酒精，液体升高的温度小于Δt，有哪些原因会导致这个结果 _                               ．

第12题图

【课后反思】