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（最新）中考物理知识点基础训练——专题：内能的利用【含答案】
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中考物理知识点基础训练——专题：内能的利用
考点一：热值
1.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，同学们发现分别使5 g的酒精和 5 g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各 100 g、25 ℃ 的水的温度分别上升到80 ℃ 和 45 ℃ ，这说明( )
A． 酒精的热值比碎纸片的热值大
B． 酒精含有的热量比碎纸片大得多
C． 燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
D． 酒精的内能比碎纸片内能大得多
2.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 10 kg的水加热，同时绘了如下图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了 0.2 kg的煤，煤的热值为3×107J/kg.6min内煤完全燃烧产生的热量________ J；在烧水过程中，热效率最高(选填“0～2 min”、“2～4 min”或“4～6 min”)．(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
3.烧开一壶水，需要吸收2.3×106焦的热量，需要完全燃烧______克的煤油．(已知煤油的热值是4.6×107J/kg)
4.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_________________.
5.为比较酒精和汽油热值的大小，小小制定了以下实验方案：
(1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯．
(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量也相同)如图所示
(3)通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小．
请根据小小的设计方案回答：
①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.由此判断________的热值比较大．
②实验中燃料燃烧放出的热量，通过________方式使水的内能增大．
③根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比________(选填：“偏大”或“偏小”)．结合装置图，分析原因：________.(只写出一个即可)
6.某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器(内装有水)，B为下部开了许多通气孔的罩子．
(1)观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量___________间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，除了图中的实验器材，还必需的测量工具是___________和__________；
(3)某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q＝___________ J/kg.
(4)本实验测出的热值会比真实值更__________，造成这一偏差的原因是______________(写一条即可)．
7.阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上 装有个塑料袋，通过导管收集牛体内排放出的气体，从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21 kg甲烷．若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20 ℃升高到70 ℃？
[q甲烷＝5.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
考点二：热机
1.如图所示为四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为()
A． 甲丁乙丙
B． 甲乙丙丁
C． 丙乙丁甲
D． 丙丁乙甲
2.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是( )
A． 丙和丁
B． 甲和丙
C． 甲和乙
D． 乙和丁
3.如图是美国“宾夕法尼亚”号核潜艇在水下30 m深处发射导弹的示意图．固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气，水因过热而顿时转化为蒸汽，蒸汽推送导弹穿越海面，导弹在空气中点火升空．关于水下发射导弹，下列说法中，不正确的是( )
A． 水变为水蒸气，是热传递的结果
B． 水变为水蒸气，使缸内内能增加
C． 水蒸气推送导弹后，缸内内能减小
D． 水蒸气推送导弹，导弹机械能不变
4.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是( )
A． 燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B． 在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C． 在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D． 在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
5.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中，正确的是( )
A． 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B． 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C． 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D． 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
6.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度________(选填“升高”、“降低”或“不变”)，其内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率．为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程应是________冲程．
考点三：热机效率
1.小华家使用的天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能．小华尝试估测该热水器的热效率，以核对名牌上的数值是否准确．他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注水的体积达到40L的时候洗衣机会自动停止注水．已知当时自来水的温度是15 ℃，热水器输出热水的温度为40 ℃，注水前天然气表的示数是2365.89 m3，注水后变为2366.05 m3，天然气的热值为3.2×107J/m3.解决以下问题：(6分)
(1)注入洗衣机的水在热水器中所吸收的热量是多少J?
(2)天然气热水器加热注入洗衣机里的水时，消耗了多少化学能？
(3)热水器的热效率？
2.已知某品牌校车在正常行驶时，汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度0.7×103kg/m3)．试求：
(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳？
(2)当汽车以最高时速(1080 km/h)在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为3000 N，则连续行驶5 min，汽车所做的有用功是多大？这个过程消耗的汽油是多少千克？(保留两位小数)
考点四：能量的转化与守恒
1.2013年某天，一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是( )
A． 动能增加、内能增加
B． 动能增加、内能减小
C． 动能减小、内能增加
D． 动能减小、内能减小
2.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中( )
A． 只有电能和内能的转化
B． 只有电能和机械能的转化
C． 有电能、机械能和内能的转化
D． 没有机械能和内能的转化
3.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是( )
A． 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B． 图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C． 图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D． 图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
4.下列实例中，属于内能转化成机械能的是( )
A． 太阳能热水器
B． 用电风扇吹风
C． 陨石进入大气层成为流星
D． 暖瓶塞被热气弹开
5.如图是某科技馆的一台“永动机”．由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是( )
A． 科技发展制造出了永动机
B． 转动会使水温升得更高
C． 记忆合金是一种新型化合物
D． 水的内能转化为转轮的机械能
6.下列关于能量转化的说法正确的是( )
A． 跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能
B． 拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C． 给电池充电是将化学能转化为电能
D． 核电站发电是将核能转化为电能
7.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是( )
A． 化学能→内能→动能→电能
B． 化学能→内能→机械能→电能
C． 内能→机械能→电能
D． 化学能→内能→电能
8.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是( )
A． 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B． 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能
C． 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D． 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
9.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是( )
A． 摩擦生热是把机械能转化为内能
B． 摩擦起电是把电能转化为机械能
C． 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D． 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
备战2020中考物理知识点基础训练——专题四：内能的利用参考答案
考点一：热值
1.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，同学们发现分别使5 g的酒精和 5 g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各 100 g、25 ℃ 的水的温度分别上升到80 ℃ 和 45 ℃ ，这说明( )
A． 酒精的热值比碎纸片的热值大
B． 酒精含有的热量比碎纸片大得多
C． 燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
D． 酒精的内能比碎纸片内能大得多
【答案】A
【解析】相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出的热量越多，则这种燃料的热值越大.5 g的酒精和5 g的碎纸片充分燃烧后，产生的热量被相同质量、相同初温的水吸收，酒精加热的水温上升的高，反映了酒精产生的热较多；说明酒精的热值比碎纸片的热值大，故A正确；热量是过程量，含有热量的说法是错误的，故B错误；在质量不确定的情况下，无法确定物体燃烧放出的热量，故C错误；内能是与物质种类、质量、温度等因素相关的物理量，与燃烧放热无关，故D错误．
2.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 10 kg的水加热，同时绘了如下图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了 0.2 kg的煤，煤的热值为3×107J/kg.6min内煤完全燃烧产生的热量________ J；在烧水过程中，热效率最高(选填“0～2 min”、“2～4 min”或“4～6 min”)．(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
【答案】6×106 0～2 min
【解析】已知煤的质量和热值，利用Q＝mq可求得煤完全燃烧产生的热量；由于每段时间内煤燃烧放出的热量相同，由图知，0－2 min时间加热，水升高的温度最高可知其热效率最高．
(1)煤完全燃烧产生的热量Q放＝mq＝0.2 kg×3×107J/kg＝6×106J；
(2)图中所示在0～2 min时间内，水的温度升高最快，所以该时间段热效率最高．
3.烧开一壶水，需要吸收2.3×106焦的热量，需要完全燃烧______克的煤油．(已知煤油的热值是4.6×107J/kg)
【答案】50
【解析】需要煤油的质量为：
m＝＝＝0.05 kg＝50 g.
4.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_________________.
【答案】(1)B (2)初温 质量 (3)煤油 (4)不可靠 燃料完全燃烧的热不能全部被水吸收
【解析】(1)实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，所以应先调整、固定B的位置；
(2)实验时应控制两套装置中相同的量，加热时间，水的质量，水的初温．
(3)甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；
在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q＝qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，所以是煤油的热值大；
(4)要考虑实验的严密性，实验时有可能燃料并没有完全燃烧，或燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失，所以实验结果是不可靠的．
5.为比较酒精和汽油热值的大小，小小制定了以下实验方案：
(1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯．
(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量也相同)如图所示
(3)通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小．
请根据小小的设计方案回答：
①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.由此判断________的热值比较大．
②实验中燃料燃烧放出的热量，通过________方式使水的内能增大．
③根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比________(选填：“偏大”或“偏小”)．结合装置图，分析原因：________.(只写出一个即可)
【答案】①汽油 ②热传递 ③偏小 烧杯没有加盖，在进行热传递时，有部分内能直接散失了
【解析】①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.根据公式Q吸＝cmΔt得，汽油相同情况下汽油放出的热量较多．
根据公式Q放＝mq得，q＝，所以汽油的热值大于酒精的热值．
②热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程．所以燃料燃烧放出的热量是通过热传递的方式使水的内能增大的．
③由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸收，所以根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q＝＝计算出的汽油的热值偏小．
6.某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器(内装有水)，B为下部开了许多通气孔的罩子．
(1)观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量___________间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，除了图中的实验器材，还必需的测量工具是___________和__________；
(3)某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q＝___________ J/kg.
(4)本实验测出的热值会比真实值更__________，造成这一偏差的原因是____________________(写一条即可)．
【答案】(1)水吸收的热量 (2)天平 温度计
(3)1.575×107 (4)小 蜡烛燃烧产生的热量中，有部分散失于空气中
【解析】(1)由实验装置可知，蜡烛燃烧给水加热，通过测量A容器中水升高的温度和水的质量可以间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平；
(3)这支蜡烛的热值：
q＝＝＝
＝＝1.575×107J/kg.
(4)实验过程中蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此实验测出的热值比真实值小
7.阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上 装有个塑料袋，通过导管收集牛体内排放出的气体，从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21 kg甲烷．若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20 ℃升高到70 ℃？
[q甲烷＝5.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】解：甲烷完全燃烧放出的热量：
Q放＝m1q＝0.21 kg×5.6×107J/kg＝1.176×107J,
由题意可知，
Q吸＝Q放＝1.176×107J,
根据Q吸＝cm(t﹣t0)可得，
m＝＝＝56 kg.
答：若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使56kg的水从20 ℃升高到70 ℃.
【解析】(1)已知甲烷的热值和质量，根据Q＝mq求出完全燃烧0.21 kg的甲烷能放出的热量；(2)水吸收的热量和甲烷放出的热量相等，根据Q吸＝cm(t－t0)的变形式求出水的质量．
考点二：热机
1.如图所示为四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为()
A． 甲丁乙丙
B． 甲乙丙丁
C． 丙乙丁甲
D． 丙丁乙甲
【答案】A
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．
由甲图可知，进气门打开，活塞下行，所以是吸气冲程，故排除C、D；
由丙图可知，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，排在四个冲程的后面，所以排除B.
2.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是( )
A． 丙和丁
B． 甲和丙
C． 甲和乙
D． 乙和丁
【答案】D
【解析】甲是将机械能转化内能；乙为做功冲程，则为内能转化为动能的过程；丙消耗电能转化为内能，为电能转化为内能的过程；丁通过加热使活塞飞出，为内能转化为动能的过程；
故能量转化相同的为乙与丁．
3.如图是美国“宾夕法尼亚”号核潜艇在水下30 m深处发射导弹的示意图．固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气，水因过热而顿时转化为蒸汽，蒸汽推送导弹穿越海面，导弹在空气中点火升空．关于水下发射导弹，下列说法中，不正确的是( )
A． 水变为水蒸气，是热传递的结果
B． 水变为水蒸气，使缸内内能增加
C． 水蒸气推送导弹后，缸内内能减小
D． 水蒸气推送导弹，导弹机械能不变
【答案】D
【解析】A项，固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气使得水变成水蒸气，故是热传递的结果，故不符合题意；B项，水变为水蒸气，其温度升高，同时其分子间的距离变大，故使缸内内能增加，故不符合题意；C项，水蒸气推动导弹做功，其本身的内能减小，温度降低，故缸内内能减小，故不符合题意；D项，导弹有静止变为运动时，其质量不变，速度变快，故动能变大，同时其高度增加，故其重力势能也变大，故其机械能增加，故该选项符合题意．
4.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是( )
A． 燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B． 在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C． 在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D． 在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
【答案】D
【解析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程．A项，燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，说法正确；B、D项，在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能，故B说法正确，D说法错误；C项，在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能，说法正确．
5.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中，正确的是( )
A． 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B． 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C． 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D． 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
【答案】B
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．
由图丙，气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；
由图丁，气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能．
图甲，往锥形瓶中打气后，瓶内压缩气体推动瓶塞做功，将内能转化为机械能；
由图乙，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．是将机械能转化为内能的过程．
由此可知，A、C、D错误，B正确．
6.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度________(选填“升高”、“降低”或“不变”)，其内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率．为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程应是________冲程．
【答案】降低 减小 排气
【解析】在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度降低，内能减小；这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率．为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程．
考点三：热机效率
1.小华家使用的天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能．小华尝试估测该热水器的热效率，以核对名牌上的数值是否准确．他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注水的体积达到40L的时候洗衣机会自动停止注水．已知当时自来水的温度是15 ℃，热水器输出热水的温度为40 ℃，注水前天然气表的示数是2365.89 m3，注水后变为2366.05 m3，天然气的热值为3.2×107J/m3.解决以下问题：(6分)
(1)注入洗衣机的水在热水器中所吸收的热量是多少J?
(2)天然气热水器加热注入洗衣机里的水时，消耗了多少化学能？
(3)热水器的热效率？
【答案】解：
(1)水的质量：
m＝ρV水＝1.0×103kg/m3×40×10－3m3＝40 kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－15 ℃)＝4.2×106J；
(2)天然气释放的能量：
Q＝qv＝3.2×107J/m3×(2366.05 m3－2365.89 m3)＝5.12×106J；
(3)该热水器的热效率：
η＝×100%＝×100%≈82%.
【解析】(1)热水器加热过程中天然气释放的能量根据Q＝qv即可求出；
(2)直接根据Q＝cmΔt即可求出洗衣机中的水所吸收的热量；
(3)机械效率等于水吸收的热量与消耗总的能量之比．
2.已知某品牌校车在正常行驶时，汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度0.7×103kg/m3)．试求：
(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳？
(2)当汽车以最高时速(1080 km/h)在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为3000 N，则连续行驶5 min，汽车所做的有用功是多大？这个过程消耗的汽油是多少千克？(保留两位小数)
【答案】解：(1)由ρ＝可得，汽油的质量m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10－3m3＝7 kg,
完全燃烧释放的热量Q＝mq＝7 kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；
(2)已知v＝1080 km/h＝30 m/s，t＝5 min＝300 s,
由v＝可得，s＝vt＝30 m/s×300 s＝9000 m
匀速行驶时，F＝f＝3000 N,
则汽车所做的有用功W有用＝Fs＝3000 N×9000 m＝2.7×107J,
已知η＝×100%＝30%，则Q＝＝＝9×107J,
由Q＝mq可得，m＝＝≈1.96 kg.
答：(1)10 L汽油完全燃烧释放的热量为3.22×108J；
(2)汽车所做的有用功是2.7×107J，这个过程消耗的汽油是1.96千克．
【解析】(1)已知汽油的体积，利用密度公式变形可求得其质量，再利用Q＝mg可求得完全燃烧释放的热量；
(2)由平衡条件求出汽车牵引力，由W＝Fs求出汽车做的有用功．
考点四：能量的转化与守恒
1.2013年某天，一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是( )
A． 动能增加、内能增加
B． 动能增加、内能减小
C． 动能减小、内能增加
D． 动能减小、内能减小
【答案】A
【解析】陨石在下落过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，动能增加；陨石下落过程与大气剧烈摩擦导致温度升高，这是通过克服摩擦做功的方法改变其内能的，机械能转化为内能，内能增加．
2.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中( )
A． 只有电能和内能的转化
B． 只有电能和机械能的转化
C． 有电能、机械能和内能的转化
D． 没有机械能和内能的转化
【答案】C
【解析】(1)当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
(2)钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化．
3.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是( )
A． 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B． 图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C． 图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D． 图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
【答案】A
【解析】太阳能的利用方式：一是利用太阳能热水器给它里面的水等物质加热，把太阳能转化为内能(光热转化)；二是利用光电转换装置，把太阳能转化为电能(光电转化)；三是植物光合作用转化化学能(光化转化)．
A项，绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；B项，太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C项，太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D项，太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误．
4.下列实例中，属于内能转化成机械能的是( )
A． 太阳能热水器
B． 用电风扇吹风
C． 陨石进入大气层成为流星
D． 暖瓶塞被热气弹开
【答案】D
【解析】A项，太阳能热水器是将太阳能转化为水的内能，A不合题意；B项，用电风扇吹风，是将电能转化为机械能，B不合题意；C项，陨石进入大气层成为流星，是陨石与空气摩擦，将机械能转化为内能，C不合题意；D项，暖瓶塞被热气弹开，是气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，D符合题意.
5.如图是某科技馆的一台“永动机”．由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是( )
A． 科技发展制造出了永动机
B． 转动会使水温升得更高
C． 记忆合金是一种新型化合物
D． 水的内能转化为转轮的机械能
【答案】D
【解析】自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性(如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体)，所以无法制造“永动机”．由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能(或者如果热水变成了冷水)，它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律．
6.下列关于能量转化的说法正确的是( )
A． 跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能
B． 拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C． 给电池充电是将化学能转化为电能
D． 核电站发电是将核能转化为电能
【答案】D
【解析】A项，跳伞运动员在空中匀速下落过程中，速度不变，动能不变，因此不是将重力势能转化为动能，故A错误；B项，拉弓射箭的过程是将弹性势能转化为箭的动能，故B错误；C项，给电池充电是将电能转化为化学能，储存在电池中，故C错误；D项，核电站发电是将核能转化为电能，故D正确．
7.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是( )
A． 化学能→内能→动能→电能
B． 化学能→内能→机械能→电能
C． 内能→机械能→电能
D． 化学能→内能→电能
【答案】B
【解析】火力发电是通过煤、石油等燃料的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为汽轮机的机械能，汽轮机带动发电机转动将机械能转化为电能．
8.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是( )
A． 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B． 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能
C． 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D． 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
【答案】D
【解析】A项，图甲所示，过山车向下运动时高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故A正确；B项，图乙所示，水力发电，将机械能转化为电能，故B正确；C项，图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确；D项，图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能，故D错误．
9.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是( )
A． 摩擦生热是把机械能转化为内能
B． 摩擦起电是把电能转化为机械能
C． 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D． 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
【答案】B
【解析】A项，摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确；B项，摩擦起电是电子的转移，可以把机械能转化为电能，故B错误；C项，电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D项，燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故D正确．
考点一：热值
1.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，同学们发现分别使5 g的酒精和 5 g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各 100 g、25 ℃ 的水的温度分别上升到80 ℃ 和 45 ℃ ，这说明( )
A． 酒精的热值比碎纸片的热值大
B． 酒精含有的热量比碎纸片大得多
C． 燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
D． 酒精的内能比碎纸片内能大得多
2.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 10 kg的水加热，同时绘了如下图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了 0.2 kg的煤，煤的热值为3×107J/kg.6min内煤完全燃烧产生的热量________ J；在烧水过程中，热效率最高(选填“0～2 min”、“2～4 min”或“4～6 min”)．(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
3.烧开一壶水，需要吸收2.3×106焦的热量，需要完全燃烧______克的煤油．(已知煤油的热值是4.6×107J/kg)
4.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_________________.
5.为比较酒精和汽油热值的大小，小小制定了以下实验方案：
(1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯．
(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量也相同)如图所示
(3)通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小．
请根据小小的设计方案回答：
①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.由此判断________的热值比较大．
②实验中燃料燃烧放出的热量，通过________方式使水的内能增大．
③根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比________(选填：“偏大”或“偏小”)．结合装置图，分析原因：________.(只写出一个即可)
6.某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器(内装有水)，B为下部开了许多通气孔的罩子．
(1)观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量___________间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，除了图中的实验器材，还必需的测量工具是___________和__________；
(3)某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q＝___________ J/kg.
(4)本实验测出的热值会比真实值更__________，造成这一偏差的原因是______________(写一条即可)．
7.阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上 装有个塑料袋，通过导管收集牛体内排放出的气体，从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21 kg甲烷．若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20 ℃升高到70 ℃？
[q甲烷＝5.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
考点二：热机
1.如图所示为四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为()
A． 甲丁乙丙
B． 甲乙丙丁
C． 丙乙丁甲
D． 丙丁乙甲
2.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是( )
A． 丙和丁
B． 甲和丙
C． 甲和乙
D． 乙和丁
3.如图是美国“宾夕法尼亚”号核潜艇在水下30 m深处发射导弹的示意图．固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气，水因过热而顿时转化为蒸汽，蒸汽推送导弹穿越海面，导弹在空气中点火升空．关于水下发射导弹，下列说法中，不正确的是( )
A． 水变为水蒸气，是热传递的结果
B． 水变为水蒸气，使缸内内能增加
C． 水蒸气推送导弹后，缸内内能减小
D． 水蒸气推送导弹，导弹机械能不变
4.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是( )
A． 燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B． 在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C． 在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D． 在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
5.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中，正确的是( )
A． 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B． 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C． 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D． 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
6.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度________(选填“升高”、“降低”或“不变”)，其内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率．为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程应是________冲程．
考点三：热机效率
1.小华家使用的天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能．小华尝试估测该热水器的热效率，以核对名牌上的数值是否准确．他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注水的体积达到40L的时候洗衣机会自动停止注水．已知当时自来水的温度是15 ℃，热水器输出热水的温度为40 ℃，注水前天然气表的示数是2365.89 m3，注水后变为2366.05 m3，天然气的热值为3.2×107J/m3.解决以下问题：(6分)
(1)注入洗衣机的水在热水器中所吸收的热量是多少J?
(2)天然气热水器加热注入洗衣机里的水时，消耗了多少化学能？
(3)热水器的热效率？
2.已知某品牌校车在正常行驶时，汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度0.7×103kg/m3)．试求：
(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳？
(2)当汽车以最高时速(1080 km/h)在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为3000 N，则连续行驶5 min，汽车所做的有用功是多大？这个过程消耗的汽油是多少千克？(保留两位小数)
考点四：能量的转化与守恒
1.2013年某天，一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是( )
A． 动能增加、内能增加
B． 动能增加、内能减小
C． 动能减小、内能增加
D． 动能减小、内能减小
2.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中( )
A． 只有电能和内能的转化
B． 只有电能和机械能的转化
C． 有电能、机械能和内能的转化
D． 没有机械能和内能的转化
3.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是( )
A． 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B． 图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C． 图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D． 图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
4.下列实例中，属于内能转化成机械能的是( )
A． 太阳能热水器
B． 用电风扇吹风
C． 陨石进入大气层成为流星
D． 暖瓶塞被热气弹开
5.如图是某科技馆的一台“永动机”．由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是( )
A． 科技发展制造出了永动机
B． 转动会使水温升得更高
C． 记忆合金是一种新型化合物
D． 水的内能转化为转轮的机械能
6.下列关于能量转化的说法正确的是( )
A． 跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能
B． 拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C． 给电池充电是将化学能转化为电能
D． 核电站发电是将核能转化为电能
7.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是( )
A． 化学能→内能→动能→电能
B． 化学能→内能→机械能→电能
C． 内能→机械能→电能
D． 化学能→内能→电能
8.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是( )
A． 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B． 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能
C． 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D． 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
9.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是( )
A． 摩擦生热是把机械能转化为内能
B． 摩擦起电是把电能转化为机械能
C． 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D． 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
备战2020中考物理知识点基础训练——专题四：内能的利用参考答案
考点一：热值
1.在“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，同学们发现分别使5 g的酒精和 5 g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各 100 g、25 ℃ 的水的温度分别上升到80 ℃ 和 45 ℃ ，这说明( )
A． 酒精的热值比碎纸片的热值大
B． 酒精含有的热量比碎纸片大得多
C． 燃烧酒精总比燃烧碎纸片放出的热量多
D． 酒精的内能比碎纸片内能大得多
【答案】A
【解析】相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出的热量越多，则这种燃料的热值越大.5 g的酒精和5 g的碎纸片充分燃烧后，产生的热量被相同质量、相同初温的水吸收，酒精加热的水温上升的高，反映了酒精产生的热较多；说明酒精的热值比碎纸片的热值大，故A正确；热量是过程量，含有热量的说法是错误的，故B错误；在质量不确定的情况下，无法确定物体燃烧放出的热量，故C错误；内能是与物质种类、质量、温度等因素相关的物理量，与燃烧放热无关，故D错误．
2.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 10 kg的水加热，同时绘了如下图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了 0.2 kg的煤，煤的热值为3×107J/kg.6min内煤完全燃烧产生的热量________ J；在烧水过程中，热效率最高(选填“0～2 min”、“2～4 min”或“4～6 min”)．(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
【答案】6×106 0～2 min
【解析】已知煤的质量和热值，利用Q＝mq可求得煤完全燃烧产生的热量；由于每段时间内煤燃烧放出的热量相同，由图知，0－2 min时间加热，水升高的温度最高可知其热效率最高．
(1)煤完全燃烧产生的热量Q放＝mq＝0.2 kg×3×107J/kg＝6×106J；
(2)图中所示在0～2 min时间内，水的温度升高最快，所以该时间段热效率最高．
3.烧开一壶水，需要吸收2.3×106焦的热量，需要完全燃烧______克的煤油．(已知煤油的热值是4.6×107J/kg)
【答案】50
【解析】需要煤油的质量为：
m＝＝＝0.05 kg＝50 g.
4.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_________________.
【答案】(1)B (2)初温 质量 (3)煤油 (4)不可靠 燃料完全燃烧的热不能全部被水吸收
【解析】(1)实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，所以应先调整、固定B的位置；
(2)实验时应控制两套装置中相同的量，加热时间，水的质量，水的初温．
(3)甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；
在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q＝qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，所以是煤油的热值大；
(4)要考虑实验的严密性，实验时有可能燃料并没有完全燃烧，或燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失，所以实验结果是不可靠的．
5.为比较酒精和汽油热值的大小，小小制定了以下实验方案：
(1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯．
(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量也相同)如图所示
(3)通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小．
请根据小小的设计方案回答：
①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.由此判断________的热值比较大．
②实验中燃料燃烧放出的热量，通过________方式使水的内能增大．
③根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比________(选填：“偏大”或“偏小”)．结合装置图，分析原因：________.(只写出一个即可)
【答案】①汽油 ②热传递 ③偏小 烧杯没有加盖，在进行热传递时，有部分内能直接散失了
【解析】①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.根据公式Q吸＝cmΔt得，汽油相同情况下汽油放出的热量较多．
根据公式Q放＝mq得，q＝，所以汽油的热值大于酒精的热值．
②热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程．所以燃料燃烧放出的热量是通过热传递的方式使水的内能增大的．
③由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸收，所以根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q＝＝计算出的汽油的热值偏小．
6.某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器(内装有水)，B为下部开了许多通气孔的罩子．
(1)观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量___________间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，除了图中的实验器材，还必需的测量工具是___________和__________；
(3)某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q＝___________ J/kg.
(4)本实验测出的热值会比真实值更__________，造成这一偏差的原因是____________________(写一条即可)．
【答案】(1)水吸收的热量 (2)天平 温度计
(3)1.575×107 (4)小 蜡烛燃烧产生的热量中，有部分散失于空气中
【解析】(1)由实验装置可知，蜡烛燃烧给水加热，通过测量A容器中水升高的温度和水的质量可以间接测量蜡烛燃烧放出的热量；
(2)要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平；
(3)这支蜡烛的热值：
q＝＝＝
＝＝1.575×107J/kg.
(4)实验过程中蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此实验测出的热值比真实值小
7.阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上 装有个塑料袋，通过导管收集牛体内排放出的气体，从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21 kg甲烷．若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20 ℃升高到70 ℃？
[q甲烷＝5.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】解：甲烷完全燃烧放出的热量：
Q放＝m1q＝0.21 kg×5.6×107J/kg＝1.176×107J,
由题意可知，
Q吸＝Q放＝1.176×107J,
根据Q吸＝cm(t﹣t0)可得，
m＝＝＝56 kg.
答：若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使56kg的水从20 ℃升高到70 ℃.
【解析】(1)已知甲烷的热值和质量，根据Q＝mq求出完全燃烧0.21 kg的甲烷能放出的热量；(2)水吸收的热量和甲烷放出的热量相等，根据Q吸＝cm(t－t0)的变形式求出水的质量．
考点二：热机
1.如图所示为四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为()
A． 甲丁乙丙
B． 甲乙丙丁
C． 丙乙丁甲
D． 丙丁乙甲
【答案】A
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．
由甲图可知，进气门打开，活塞下行，所以是吸气冲程，故排除C、D；
由丙图可知，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，排在四个冲程的后面，所以排除B.
2.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是( )
A． 丙和丁
B． 甲和丙
C． 甲和乙
D． 乙和丁
【答案】D
【解析】甲是将机械能转化内能；乙为做功冲程，则为内能转化为动能的过程；丙消耗电能转化为内能，为电能转化为内能的过程；丁通过加热使活塞飞出，为内能转化为动能的过程；
故能量转化相同的为乙与丁．
3.如图是美国“宾夕法尼亚”号核潜艇在水下30 m深处发射导弹的示意图．固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气，水因过热而顿时转化为蒸汽，蒸汽推送导弹穿越海面，导弹在空气中点火升空．关于水下发射导弹，下列说法中，不正确的是( )
A． 水变为水蒸气，是热传递的结果
B． 水变为水蒸气，使缸内内能增加
C． 水蒸气推送导弹后，缸内内能减小
D． 水蒸气推送导弹，导弹机械能不变
【答案】D
【解析】A项，固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气使得水变成水蒸气，故是热传递的结果，故不符合题意；B项，水变为水蒸气，其温度升高，同时其分子间的距离变大，故使缸内内能增加，故不符合题意；C项，水蒸气推动导弹做功，其本身的内能减小，温度降低，故缸内内能减小，故不符合题意；D项，导弹有静止变为运动时，其质量不变，速度变快，故动能变大，同时其高度增加，故其重力势能也变大，故其机械能增加，故该选项符合题意．
4.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是( )
A． 燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B． 在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C． 在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D． 在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
【答案】D
【解析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程．A项，燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，说法正确；B、D项，在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能，故B说法正确，D说法错误；C项，在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能，说法正确．
5.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中，正确的是( )
A． 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B． 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C． 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D． 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
【答案】B
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．
由图丙，气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；
由图丁，气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能．
图甲，往锥形瓶中打气后，瓶内压缩气体推动瓶塞做功，将内能转化为机械能；
由图乙，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．是将机械能转化为内能的过程．
由此可知，A、C、D错误，B正确．
6.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度________(选填“升高”、“降低”或“不变”)，其内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率．为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程应是________冲程．
【答案】降低 减小 排气
【解析】在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度降低，内能减小；这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率．为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是排气冲程．
考点三：热机效率
1.小华家使用的天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能．小华尝试估测该热水器的热效率，以核对名牌上的数值是否准确．他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注水的体积达到40L的时候洗衣机会自动停止注水．已知当时自来水的温度是15 ℃，热水器输出热水的温度为40 ℃，注水前天然气表的示数是2365.89 m3，注水后变为2366.05 m3，天然气的热值为3.2×107J/m3.解决以下问题：(6分)
(1)注入洗衣机的水在热水器中所吸收的热量是多少J?
(2)天然气热水器加热注入洗衣机里的水时，消耗了多少化学能？
(3)热水器的热效率？
【答案】解：
(1)水的质量：
m＝ρV水＝1.0×103kg/m3×40×10－3m3＝40 kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－15 ℃)＝4.2×106J；
(2)天然气释放的能量：
Q＝qv＝3.2×107J/m3×(2366.05 m3－2365.89 m3)＝5.12×106J；
(3)该热水器的热效率：
η＝×100%＝×100%≈82%.
【解析】(1)热水器加热过程中天然气释放的能量根据Q＝qv即可求出；
(2)直接根据Q＝cmΔt即可求出洗衣机中的水所吸收的热量；
(3)机械效率等于水吸收的热量与消耗总的能量之比．
2.已知某品牌校车在正常行驶时，汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度0.7×103kg/m3)．试求：
(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳？
(2)当汽车以最高时速(1080 km/h)在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为3000 N，则连续行驶5 min，汽车所做的有用功是多大？这个过程消耗的汽油是多少千克？(保留两位小数)
【答案】解：(1)由ρ＝可得，汽油的质量m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10－3m3＝7 kg,
完全燃烧释放的热量Q＝mq＝7 kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；
(2)已知v＝1080 km/h＝30 m/s，t＝5 min＝300 s,
由v＝可得，s＝vt＝30 m/s×300 s＝9000 m
匀速行驶时，F＝f＝3000 N,
则汽车所做的有用功W有用＝Fs＝3000 N×9000 m＝2.7×107J,
已知η＝×100%＝30%，则Q＝＝＝9×107J,
由Q＝mq可得，m＝＝≈1.96 kg.
答：(1)10 L汽油完全燃烧释放的热量为3.22×108J；
(2)汽车所做的有用功是2.7×107J，这个过程消耗的汽油是1.96千克．
【解析】(1)已知汽油的体积，利用密度公式变形可求得其质量，再利用Q＝mg可求得完全燃烧释放的热量；
(2)由平衡条件求出汽车牵引力，由W＝Fs求出汽车做的有用功．
考点四：能量的转化与守恒
1.2013年某天，一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是( )
A． 动能增加、内能增加
B． 动能增加、内能减小
C． 动能减小、内能增加
D． 动能减小、内能减小
【答案】A
【解析】陨石在下落过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，动能增加；陨石下落过程与大气剧烈摩擦导致温度升高，这是通过克服摩擦做功的方法改变其内能的，机械能转化为内能，内能增加．
2.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中( )
A． 只有电能和内能的转化
B． 只有电能和机械能的转化
C． 有电能、机械能和内能的转化
D． 没有机械能和内能的转化
【答案】C
【解析】(1)当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
(2)钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化．
3.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是( )
A． 图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B． 图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C． 图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D． 图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
【答案】A
【解析】太阳能的利用方式：一是利用太阳能热水器给它里面的水等物质加热，把太阳能转化为内能(光热转化)；二是利用光电转换装置，把太阳能转化为电能(光电转化)；三是植物光合作用转化化学能(光化转化)．
A项，绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；B项，太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C项，太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D项，太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误．
4.下列实例中，属于内能转化成机械能的是( )
A． 太阳能热水器
B． 用电风扇吹风
C． 陨石进入大气层成为流星
D． 暖瓶塞被热气弹开
【答案】D
【解析】A项，太阳能热水器是将太阳能转化为水的内能，A不合题意；B项，用电风扇吹风，是将电能转化为机械能，B不合题意；C项，陨石进入大气层成为流星，是陨石与空气摩擦，将机械能转化为内能，C不合题意；D项，暖瓶塞被热气弹开，是气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，D符合题意.
5.如图是某科技馆的一台“永动机”．由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原．关于该“永动机”的说法正确的是( )
A． 科技发展制造出了永动机
B． 转动会使水温升得更高
C． 记忆合金是一种新型化合物
D． 水的内能转化为转轮的机械能
【答案】D
【解析】自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，但由于能量的转化或转移具有方向性(如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体)，所以无法制造“永动机”．由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，消耗热能(或者如果热水变成了冷水)，它也就不转了，因此永动机违背了能量守恒定律．
6.下列关于能量转化的说法正确的是( )
A． 跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能
B． 拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C． 给电池充电是将化学能转化为电能
D． 核电站发电是将核能转化为电能
【答案】D
【解析】A项，跳伞运动员在空中匀速下落过程中，速度不变，动能不变，因此不是将重力势能转化为动能，故A错误；B项，拉弓射箭的过程是将弹性势能转化为箭的动能，故B错误；C项，给电池充电是将电能转化为化学能，储存在电池中，故C错误；D项，核电站发电是将核能转化为电能，故D正确．
7.目前，大连地区电能的主要来源是火力发电．关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是( )
A． 化学能→内能→动能→电能
B． 化学能→内能→机械能→电能
C． 内能→机械能→电能
D． 化学能→内能→电能
【答案】B
【解析】火力发电是通过煤、石油等燃料的燃烧，将燃料的化学能转化为水的内能，水蒸气膨胀做功转化为汽轮机的机械能，汽轮机带动发电机转动将机械能转化为电能．
8.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是( )
A． 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B． 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能
C． 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D． 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
【答案】D
【解析】A项，图甲所示，过山车向下运动时高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故A正确；B项，图乙所示，水力发电，将机械能转化为电能，故B正确；C项，图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确；D项，图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能，故D错误．
9.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是( )
A． 摩擦生热是把机械能转化为内能
B． 摩擦起电是把电能转化为机械能
C． 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D． 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
【答案】B
【解析】A项，摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确；B项，摩擦起电是电子的转移，可以把机械能转化为电能，故B错误；C项，电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D项，燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故D正确．
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