第14章 内能的利用（高频考点精讲）-最新中考物理一轮复习高频考点精讲与易错题精练（全国通用）

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6.“齐头并进”法：在复习过程中，由于要复习的学科多，所以必须合理安排时间。
第14章 内能的利用（高频考点精讲）
考点01 热机
【高频考点精讲】
一、热机
1、定义：把内能转化为机械能的机械叫做热机。
2、热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
二、内燃机
1、内燃机是现代社会中最常见的一种热机，分为汽油机和柴油机两大类。
2、内燃机工作过程
（1）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
（2）内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。活塞往复运动2次。
（3）四冲程汽油机工作示意图
①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸。
②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。机械能转化为内能。
③做功冲程：火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。内能转化为机械能。
④排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
总结：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程。
三、汽油机和柴油机区别
汽油机：汽缸顶部为火花塞，吸入汽油和空气的混合物，点火方式为点燃式，效率较低。
柴油机：汽缸顶部为喷油嘴，吸入空气，点火方式为压燃式、效率较高。
【热点题型精练】
1．我国电影近年来涌现出大批优秀的作品，科幻大片《流浪地球》就是其中的佼佼者。如图所示，电影中，为帮助地球脱离木星的吸引，主人公点燃了木星上的可燃气体，从而将地球推离木星。其中“点燃木星”将地球推开的过程相当于内燃机的（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
2．热机在工作过程时，能量的转化过程是（ ）
A．内能→化学能→机械能B．化学能→内能→机械能
C．化学能→机械能→内能D．化学能→机械能→化学能
3．如图是内燃机的某个冲程示意图，关于这个冲程下列分析正确的是（ ）
A．此时活塞正向上运动
B．这是吸气冲程
C．此过程中气缸内温度会升高
D．此过程中内能转化为机械能
4．李丽周末和家人乘车去游玩，某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min，她向爸爸了解到汽车发动机为四冲程发动机，则此时汽车在1s内完成了（ ）
A．60个冲程，做了15次功B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功D．30个冲程，做了30次功
5．如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ ）
A．图a中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD
6．如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。
7．如图所示，由中国自主研发的我国第一部“空气动力发动机汽车”在第十四届中国北京国际科技产业博览会上展出。它是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开动时将空气的 能转化为 能，类似柴油机的活塞做功，排气口排摔出的是冷空气，为绿色环保产品。
8．甲图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能将 （选填“增大”“不变”或“减小”）。该过程的能量转化过程与图 （选填“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同。
9．（1）图甲是一台单缸四冲程汽油机 冲程的示意图，其能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同，此过程中通过 方式改变汽缸内燃料混合物的 。
（2）科学家设计了一款单缸六冲程汽油机，它的构造和工作循环的前四个冲程与四冲程汽油机相似，在第四冲程结束后，再完成两个冲程。
①第五冲程中，向汽缸内喷水，水在汽缸内迅速 成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，则第五冲程为 （选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）冲程。
②第六冲程中活塞向 运动。（选填“上”或“下”）
考点02 热机的效率
【高频考点精讲】
一、热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。
2、定义式：，燃料完全燃烧放出的热量，气体燃料燃烧常用
3、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等均无关。
4、燃料燃烧过程：化学能转化为内能。
二、热机效率
1、定义：热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2、公式：，因为热机在工作过程中总是有能量损失，所以。
3、热机的能量流图
4、提高热机效率的主要途径
（1）使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。
（2）尽量减小各种热散失。
（3）减小各部件间的摩擦，保持良好润滑，以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。
（4）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。
【热点题型精练】
10．2022年1月26日，我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号丙运载火箭，成功发射陆地探测号01组A星。火箭用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的（ ）
A．温度高B．热值大C．比热容大D．热量多
11．某学校每天向学生提供100kg开水，下表所列为几种常见燃料的热值。现将质量为100kg，初温为20℃的水烧开，所需燃料质量最少的是（燃料完全燃烧）（ ）
A．燃料油B．酒精C．无烟煤D．烟煤
12．图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．有用机械能较大B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大D．热机效率较低
13．2022年北京冬奥会和冬残奥会比赛期间，所有冬奥场馆全部使用“绿电”（“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零，比火力发电等其他方式对环境的影响大幅度减小），这是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应，预计消耗“绿电”约4×108kW•h，可以节约1.28×108kg标准煤，减排二氧化碳3.2×108kg。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为（q标准煤约为2.9×107J/kg）（ ）
A．3.7×1015JB．9.3×1015JC．3.7×1016JD．9.3×1016J
14．小明利用图甲装置研究某燃料热值，他取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min，然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g，并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放出热量只有60%被水吸收。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），整个过程中忽略水的质量变化。下列说法中正确的是（ ）
A．通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520J
B．通过计算得出该燃料的热值为2×106J/kg
C．这种方法计算出的热值比实际的热值偏大
D．若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b线所示图像，则这杯水的质量小于上一杯水的质量
15．现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧 放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
16．小明想测量薯片的热值，他将薯片放入燃烧皿，燃烧后对水加热，如图所示。小明燃烧100g的薯片，使水的内能增加6.8×104J，则薯片的热值为 J/kg，加热过程中是通过 的方式改变水的内能的；小明发现自己测出的结果比包装盒上标准的热量值小很多，请你帮他分析可能的原因是 。（写出一条即可）
17．合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1kg垃圾能“榨”出0.17kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J，燃烧时燃料油的化学能转化为 能；如果这些热量的42%被水吸收，则可以使 kg的水温度从20℃升高到100℃，这是通过 的方式改变水的内能。
18．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初温相等外，还应控制水的 相等。
（2）安装实验器材时，应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装，实验中燃料燃烧放出的热量，通过 方式使水的内能增大，温度升高；本实验是用 选填（选填“水温升高的多少”或“加热时间的长短”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。
（3）根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
（4）小明同学根据Q吸＝cmΔt计算出水吸收的热量，再根据Q＝mq计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”或“偏小”），写出一个可能的原因是： 。
（5）小红用同样的装置进行实验，得到的实验结论与小明的正好相反，你认为小红在实验中最有可能遗漏的操作是： （写出一个）。
（6）小亮小组实验时发现两杯水都沸腾了，无法比较煤油和菜籽油两种燃料热值的大小，写出一个可能的原因： 。
19．小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）在这个过程中水吸收了多少热量？
（2）请你帮小明算出天然气的热值。
考点03 能量的转化和守恒
【高频考点精讲】
一、能量的转化和转移
1、能量的存在形式：机械能、内能、光能、化学能、电能等。
2、在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。例如，摩擦生热：机械能转化为内能；水电站：机械能转化为电能；光合作用：光能转化为化学能；燃料燃烧：化学能转化为内能。
能量转化和转移的判断
（1）能量的转移：能量形式未发生变化，例如，热传递。
（2）能量的转化：能量形式发生变化，例如，燃料燃烧时，化学能转化为内能。
二、能量守恒定律
1、能量既不会凭空消灭，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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2、“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。
3、机械能守恒与能量守恒区别：能量守恒定律的成立不需要条件，机械能守恒必须满足物体只存在着动能和势能之间的转化。
【热点题型精练】
20．下列关于能量转化和转移的实例中，分析正确的是（ ）
A．燃料燃烧时发热，化学能转化为内能
B．水轮机带动发电机发电，电能转化为机械能
C．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为内能
D．在热传递中，热量总是从内能多的物体传到内能少的物体
21．中国力争在2030年前实现“碳达峰”。为了践行绿色低碳发展，我市推行纯电动汽车（如图）。汽车蓄电池充电过程中将（ ）
A．机械能转化为电能B．电能转化为机械能
C．电能转化为化学能D．化学能转化为电能
22．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ）
①燃煤电厂 ②空调 ③树林 ④太阳
A．①②③④B．②③④①C．④③①②D．②①③④
23．如图所示，关于能量转化图的说法不正确的是（ ）
A．摩擦生热，机械能转化为内能
B．能量转化是非常普遍的现象，但是各种形式的能量之间不能自由的相互转化
C．随着技术的发展，电灯通电后可以全部转化为光能
D．燃料燃烧时，将化学能转化为光能和内能
24．从19世纪末世界上建成第一座水电站以来，水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是水力发电站的原理图，关于水力发电下列说法正确的一组是（ ）
①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能保持不变；
②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能；
③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能；
④要加大水力发电的功率，可以采用“增大落水差”的方法。
A．①②B．①③C．②D．②④
25．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。平衡车刹车时， 转化为内能，内能最终散失到空气中，此过程中所有的能量总和 （选填“增大”“不变”“减小”）。散失到空气中的内能无法再直接利用了，这是因为能量的转化和转移具有 性。
26．湖南正全面推进生态文明建设，很多地区建有风力发电场。如图所示，风力发电是把风能转化为 能的过程，与使用化石燃料相比，请描述风力发电特有的一项优点： 。
27．混合动力汽车拥有汽油机和电动机两套动力系统。某辆油电混合动力汽车在平直路面上加速行驶时，仪表盘上显示只有汽油机在工作。在这个过程中，汽油机把 能转化为汽车的 能。某一时刻，汽车的动能为E1，驾驶员踩下制动踏板。在车辆停下来的过程中，仪表盘显示汽车正在进行“动能回收”，把回收的能量转化为蓄电池的化学能E2，进行储存。当汽车再次起步时，仪表盘显示此时只有电动机在提供动力，蓄电池和电动机把刚才储存下来的能量又重新转化为车的动能E3。你认为E1、E2、E3的大小关系是 。
28．汽车在给人们的出行带来便利的同时，也带来了能源消耗、尾气污染等问题。
材料一：如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量，大约只有13%用于驱动汽车前进，而其余87%的能量则被损耗掉了。
材料二：排出的尾气除了CO2、H2O外，还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。
结合材料：
（1）对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。
（2）请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。
几种常见燃料的热值/（J•kg﹣1）
燃料油
酒精
无烟煤
烟煤
4.2×107
3.0×107
约3.4×107
约2.9×107
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
20
39
菜籽油
20
29