2023 物理新中考二轮复习热点透析 核心考点06 内能的利用

这是一份2023 物理新中考二轮复习热点透析 核心考点06 内能的利用，文件包含2023物理新中考二轮复习热点透析核心考点06内能的利用解析版docx、2023物理新中考二轮复习热点透析核心考点06内能的利用原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共18页， 欢迎下载使用。
核心考点06 内能的利用一、考向分析1.分子热运动：扩散；分子间作用力。2.内能：影响物体内能大小的因素。3.内能的改变：做功和热传递。4.比热容：比热容的定义；热量的计算。5.热机：燃料的热值定义及意义；内能的利用方式；热机。6.能量的转化和守恒7.能与可持续发展：能的分类；新能的开发。命题主要以选择题、填空题、简答题，实验题或计算题的形式呈现。二、考点详解1.单缸四冲程汽油机的工作循环单缸四冲程内燃机的四个冲程冲程名称进气门排气门能量转化能量来备注吸气冲程开闭 飞轮转动的惯性1个工作循环，飞轮转动2周，经历4个冲程，对外做功1次。压缩冲程闭闭机械能转化为内能飞轮转动的惯性做功冲程闭闭内能转化为机械能燃料燃烧释放的内能排气冲程闭开 飞轮转动的惯性汽油机与柴油机的区别比较项目结构点火方式吸气冲程吸入的物质燃料热机效率应用汽油机顶部有火花塞点燃式空气和汽油汽油26-40%轿车等较轻便的机械柴油机顶部有喷油嘴压燃式空气柴油34-45%轮船等较笨重的机械2.热机的效率1.热机效率：热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比。其值一定小于1。公式：η=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt计算有用功；用Q放=mq或Q放=vq计算Q放。2.提高热机效率的一些途径：①让燃料燃烧更充分；②减轻热机的质量；③较少热机各部件之间的摩擦；④废气再利用等。3.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它形式，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。【注意】1.根据汽油机的转速计算单位时间内的做功、冲程数因为1个工作循环，飞轮转动2圈，经历4个冲程，对外做功1次。所以根据转速计算单位时间内的做功、冲程数时，关键看单位时间内飞轮转动的转数。设飞轮的转速为NR/min,则它等于。即1s内飞轮转过N/60转，所以做功冲程数为N/120；冲程数为N/30。（即做功次数等于转数的一半，冲程数等于转数的2倍）2.热机效率的计算计算公式：η=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt计算有用功；用Q放=mq计算Q放。注意各量的单位的统一。质量一定要用kg为单位；路程用m为单位；功率用W为单位；t用s为单位。若果q的单位是J/m3,则Q放=vq。 三、真题再现1.（2021海南）在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（    ）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】人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。选B。
2.（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【答案】C【解析】A.汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，A错。
B.在压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，B错。
C.做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，C正确。
D.排气冲程中没有能量的转化，D错。选C。3.（2020·江苏无锡市·中考真题）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底放一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速下压，观察到硝化棉燃烧。在下压过程中，下列说法正确的是（　　）A．筒内空气温度降低B．筒内空气的内能转化为活塞的机械能C．改变筒内空气内能的方式是热传递D．能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同【答案】D【详解】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化棉，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来，筒内空气温度升高，这是因为压缩筒空气做功，使筒内空气的内能增加；该实验中，压缩筒内空气做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程的能量转化相同。故D正确，ABC错误。故选D。4.（2020·山东烟台市·中考真题）如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（　　）A． B． C． D．【答案】C【详解】水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程是把水的内能转化为橡皮塞的机械能，与汽油机中的做功冲程能量转化过程相同。A为压缩冲程，B为排气冲程，C为做功冲程，D为吸气冲程。故选C。5.（2021怀化）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（　　）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】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，B正确。选B。6.（2021宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（    ）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】当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。选C。7.（2021菏泽）热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（   ）            A. 四月的荷泽牡丹飘香，说明分子间有空隙
B. 摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C. 热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D. 暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高【答案】 C   【解析】A．四月的荷泽牡丹飘香，说明分子在不停地坐无规则运动，A错。 B．摩擦生热，克服摩擦力做功产生热量，是通过做功改变了物体的内能，B错。C．热机通过压缩冲程对热机内气体做功，将机械能转化为内能，C正确。D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，当质量与降低相同温度时，水比其他液体放出的热量多，D错。选C。8.（2021贵港）如图所示，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是（   ）  A. 这个过程与内燃机的做功冲程类似
B. 试管内水的内能增加是通过做功方式改变
C. 酒精燃烧时是内能转化为化学能
D. 管内水蒸气的内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气【答案】 A     【解析】A ．在汽油机的做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程是此原理的应用，A正确。 B．用酒精灯加热，是通过热传递的方式使得水的内能增加，产生大量水蒸气，B错C．酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，C错。D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能木塞冲出；此时水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，即我们看到的白雾，D错。选A。9.（2020·广西玉林市·中考真题）如图所示，用酒精灯给试管里的水加热，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的______；若完全燃烧10g的酒精，则能释放出______J的热量。（酒精的热值为3.0×107J/kg）【答案】机械能    3.0×105    【分析】(1)当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小，内燃机的做功冲程就是利用这种原理。(2)知道酒精的热值和质量，根据进而可求出放出的热量。【详解】[1]在实验过程中，酒精燃烧产生的化学能会转化为试管内水和水蒸气的内能，当内能增大到一定程度时，水蒸气的内能会转化为塞子的机械能，把塞子冲出去。[2]完全燃烧10g的酒精，放出的热量为10.（2021黑龙江）如果汽油机飞轮转速是2400r/min，则该汽油机每秒完成______个冲程，对外做功______次。【答案】80    20    【解析】汽油机飞轮转速是2400r/min，则每秒钟飞轮转的转数为：n= r=40r。飞轮转1转对应的是两个冲程，所以40r对应着是80个冲程。一个工作循环飞轮转2转，飞轮转40转是20个工作循环，一个工作循环对外做功一次，则20个工作循环对外做功20次。11.2020苏州19)某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3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4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3]【答案】4.2×106     50%【解析】水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J。煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J。热水器烧水的效率：η= ×100%= ×100%=50%。12.（2021武威）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为________冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的________大的特性。  【答案】 做功    比热容      【解析】四冲程汽油机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。分析图，此时汽油机进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞正在点火，由此判断是四冲程汽油机的做功冲程。 通常选用比热容大的物质做冷却液，相同质量的该种物质，吸收相同的热量，温度升高得少。13.（2021达州）如图所示是四冲程汽油机的______ 冲程，该冲程中，汽缸内燃气的内能______ （选填“变大”“变小”“不变” ）；0.5kg汽油完全燃烧后放出热量的42%被质量为100kg、初温为25kg的水吸收，可使水温升高到______℃。【q油=4.6×107J/kg；c水=4.2×103J/（kg.℃）】  【答案】做功  变小  43【解析】图中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，在这一过程中化学能转化为内能再转化为机械能，汽缸内燃气的内能。
完全燃烧0.5kg汽油放出的热量Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J；水吸收的热量Q吸=ηQ放=42%×2.3×107J=9.66×106J；水升高到的温度为：Δt= = =23℃；水的温度升高到：t=t初+Δt=20℃+23℃=43℃。14.（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”）。
【答案】热值  内  不守恒【解析】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量；并且所需的液态氢的体积小，便于储存和运输。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的机械能，使得火箭的机械能增大，所以机械能不守恒。
15.（2021枣庄）如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于________冲程，该冲程将机械能转化为________能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功________次。  【答案】 压缩    内   30      【解析】【如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，它正处于压缩冲程。 此过程中活塞压缩气缸内的气体，对气体做功，使气体内能增加，将机械能转化为内能。若该汽油机飞轮的转速是60r/s，飞轮转2圈做一次功，则汽油机每秒钟对外做功30次。16.（2021嘉兴）核能是一种高效清洁的能。2020年11月，具有完全自主产权的“华龙一号”核电机组并网发电。如图是核电机组示意图，通过三个回路的设计有效提高了安全性。（1）一回路：反应堆中核燃料反应产生大量的热，从而将水加热到约320℃，气压达到150多个标准大气压，此时水不会沸腾的原因是______ 。
（2）二回路：蒸汽发生器中的水被加热后______ （填物态变化名称）成水蒸气，这些水蒸气推动汽轮机带动发电机发电。
（3）三回路：核电站通常建在海边用海水作冷凝剂，原因是海水量多且______ 。【答案】气压增大，水的沸点升高  汽化  比热容大【解析】（1）在一个标准大气压下，水的沸点是100℃。当上方气压增加时，沸点也增加，此题中水面上方有150多个标准大气压，所以将水加热到约320℃也不会沸腾。（2）蒸发器中的水是液体，被加热后变成了水蒸气，水蒸气是气体，水由液态变为气态是汽化。（3）因为在质量一定的情况下，升高相同的温度，物质比热容越大，吸收的热量就越多。核电站用水做冷却剂就是应用了水的比热容较大这一特性。17.（2020·湖南张家界市·中考真题）为节约能、保护环境，现把乡村大量农作物秸秆做成秸秆煤（热值为2.4× J/kg）。秸秆媒燃烧释放出的热量有40%被水吸收。现把50kg、20℃的水升高到100℃需要吸收___________热量，需完全燃烧秸秆煤___________kg。【答案】1.68×J    1.75    【详解】[1]烧水所需吸收的热量[2]秸秆煤所放出的热量燃烧秸秆煤的质量18.（2020·广西百色市·中考真题）如今太阳能热水器已走进了千家万户，某家庭太阳能热水器某天内接收太阳能的总热量为2.52×107J，使质量为80kg、初温为20℃的水温度升高到50℃，求：(1)已知干木柴的热值为q＝1.2×107J/kg，若由燃烧干木柴来提供2.52×107J的热量需要完全燃烧多少千克干木柴？(2)这天该太阳能热水器中的水吸收的热量是多少？[水的比热容为c＝4.2×103J/（kg·℃）](3)该太阳能热水器的效率是多少？【答案】(1)2.1kg；(2) ；(3)40%【详解】(1) 需要完全燃烧干木柴的质量是(2) 水吸收的热量是(3) 该太阳能热水器的效率是答：(1) 需要完全燃烧干木柴的质量是；(2) 水吸收的热量是；(3) 该太阳能热水器的效率是。