2023中考物理专题第十四讲-内能 内能的利用（第二节 热机 能量的转化与守恒）

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第十四讲 内能 内能的利用第二节 热机 能量的转化与守恒一、知识点梳理1.热机：（1）定义：热机是利用        做功的机械。（2）汽油机的工作过程：（3）能量转化：①压缩冲程：        能转化为        能；②做功冲程：        能转化为        能。2.燃料的热值：（1）定义：某种燃料          放出的热量与其质量之比，用符号     表示。（2）特点：只与燃料的种类有关，与燃料的形状、体积、质量      （选填“有关”或“无关”）。3.热量的计算：（1）利用比热容计算吸、放热：（2）利用热值计算放热：①固、液体燃料：②气体燃料：4.热机的效率：（1）定义：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。（2）公式：5.能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，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。二、真题练习选择题1.（2020省卷 3题 3分）下列关于热现象的说法正确的是（    ）A.固体很难被压缩，说明固体分子间无间隙B.内能和温度有关，０℃以上的物体才有内能C.四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能D.扫地时尘土飞杨是因为分子在不停地做无规则运动2.关于内燃机，下列说法正确的是（    ）A.四个冲程中只有一个冲程发生内能与机械能相互转化B.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能C.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的D.只要技术进步，内燃机的效率可以达到100%3.（2017省卷 6题 3分）如图所示的四幅图中能说明将电能转化为机械能的是（    ）      填空题4.（2015昆明卷 14题 2分）可充电电筒的电池能反复充放电使用，既节约了资源，也保护了环境。电池充电时，     能转化为化学能，用电筒照明时，小灯泡将电能转化为      能。5.（2017昆明卷 16题 2分）用细线悬挂的小球从如图所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能      下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能    小球在最高点所具有的势能（均选填“大于”“等于”或“小于”）。6.（2020省卷 15题 2分）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。某原味夹心饼干的营养成分表上标有“每100g能量2035kJ”，小华吃了一块20g的这种饼干，进入体内的化学能是      J，其中的一部分化学能转化为      能，以维持人体温度正常。7.（2016省卷 17题 2分）植物通过光合作用将太阳能转化为       能。资料显示，在地球上阳光充足的地方，1m2的面积上每年获得的太阳能可达4.2×109Ｊ。这些能量相当于      kg焦炭完全燃烧放出的热量（焦炭的热值为3.0×107J/kg）。8.（2017昆明卷 13题 3分）2017年5月18日，我国宣布可燃冰试采成功！中国成为世界上第一个掌握这项开采技术的国家，这个消息“不胫而走”，迅速传遍世界各地，是因为电磁波的传播速度与光的速度相同。可燃冰是天然气和水分子在低温高压下结合的水合物，因形似冰块却能燃烧而得名，科学家估算，其资源量甚至能够满足人类使用1000年。可燃冰属于         （选填“可再生”或“不可再生”）能源；0.1m3天然气完全燃烧可释放4.2×106J的热量，若这些热量被水完全吸收，可使       kg水温度升高10℃［］。9.（2018昆明卷 14题 3分）昆明冬天的早晨，会看到嘴里呼出的“白气”，这是      现象。“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册中。1卡是这样规定的：在一个标准大气压下，１克水温度升高１℃吸收的热量。那么1卡＝     焦耳。一辆汽车发动机的效率是３５％，那么该车完全燃烧1kg汽油做的有用功是        J［］。10.如图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化成塞子的      能。这个能量转化过程与汽油机工作时      冲程的能量转化过程一样。计算题11.（2019省卷 23题 8分）太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J，若阳光照射该热水器5h，可以使质量为80kg的水温度升高30℃。［］。求：（1）水吸收的热量；（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴提供，需要完全燃烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）；（3）该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。  12.（2017省卷 25题 9分）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题。据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先。用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气。已知水的比热容，天然气热值q＝4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍。求：（1）水吸收的热量；（2）燃气锅炉烧水时的效率；（3）若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰。      13.（2013省卷 25题 8分）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如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2kg的煤。水的比热容为，煤的热值约为3×107J/kg。求：（1）煤完全燃烧产生的热量；（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；（3）煤炉烧水时的热效率。    14.（2021省卷 26题 9分）中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。表1 第1代第2代第3代第4代燃料氧气和汽油混合偏二甲肼煤油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧表2燃料热值燃料热值汽油4.6×107J/kg煤油4.6×107J/kg柴油4.3×107J/kg氢1.4×108J/kg（1）使用氢作为燃料的主要优点是：　        　和 　         　。（2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为1标准大气压]（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。