2024年中考物理单元复习：内能的利用（含答案与解析）

专题14内能的利用

经典例题

中考真题

。模块一知识要点

知识点一、内能的利用

内能的利用方式

利用内能来加热：实质是热传递。

利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。

知识点二、热机

1、热机:

定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。

热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等

2、内燃机:

内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲

轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。

在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（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。

压缩冲程将机械能转化为内能。

做功冲程是由内能转化为机械能。

汽油机工作过程:

1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气

动，吸进汽油与空气的混合物体做功，机械能转化为内能，气体温度升高

r

3.进气门关闭、排气门关闭。化学能转化为内能，4.进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废

气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能

3、汽油机和柴油机的比较：

①汽油机的气缸顶部是火花塞；

柴油机的气缸顶部是喷油嘴。

②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;

柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。

③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；

柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。

④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。

⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

4、热值

燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。

定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。

单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米

（J/m3）o

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

等无关。

公式：@Q=qmm=—

一qm

Q----放出的热量----焦耳（J）;q----热值---焦耳每千克（J/kg）；m----燃料质量----千

克（kg）.

QQ

@Q=qVr=-q=~

qV

Q——放出的热量——焦耳（J）;q——热值—焦耳每立方米（J/m3）；%——燃料体积——

立方米（irf）。

物理意义：酒精的热值是3.0xl07j/kg,它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0xl07j。

煤气的热值是3.9xlO7j/m3,它表示：In?煤气完全燃烧放出的热量是3.9xlO7j。

知识点三、热机效率

影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有

一小部分被有效利用。

有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强

的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。

热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。

公式：〃=冬昆Q,e^—Q有用=Q总1

。总〃

由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于lo

热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。

提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；②机件间保持良好的润

滑，减小摩擦。③在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高

燃料利用率的重要措施。

常见热机的效率：蒸汽机6%〜15%、汽油机20%〜30%、柴油机30%〜45%

内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。

・考点

考点一。分子的热运动

1.（2023•长沙）下列现象能说明分子做无规则运动的是（）

A.春风拂面，柳絮飞扬B.晨曦微露，雾漫山野

C.百花齐放，花香四溢D.天寒地冻，大雪纷飞

考点二。热机

2.（2023•辽宁）如图是喷气式飞机，它利用燃料燃烧后产生的高温、高压气体提供动力。下列有关

该飞机说法正确的是（）

A.发动机属于热机

B.在升空的过程中，飞机周围的大气压逐渐变大

C.加速升空时，飞机所受的力为平衡力

D.飞机水平飞行时，机翼上方的气体流速大，压强大

3.（2023•南岗区模拟）关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（）

A.将势能转化为动能

B.将机械能转化为化学能

C.将内能转化为机械能

D.主要目的是通过热传递改变内能

考点三。有关热机的计算

4.（2023•常州）压缩空气动力车。

（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车，当气球向右喷气时，静止的

小车向左运动起来，如图甲所示，该现象说明力的作用是;还说明力可以改变物体

的o

（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动

机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是（进

气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度o若该发动机的转速为1200r/min,

则1s内发动机对外做功次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度，

考点四.燃料的热值及其计算

5.（2023•株洲）如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出。

A.管内水蒸气的内能不变

B.管内水蒸气对橡胶塞做了功

C.水所含的热量增加

D.灯中剩余酒精的热值变小

6.（2023•长沙）砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见证了人类

迈向文明的历程，下列说法正确的是（）

A.晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量越多

B.高温烧制时，通过热传递的方式改变砖块的内能

C.烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值越大

D.在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的密度变小

7.（2023•东营）下列说法正确的是（）

A.打扫卫生时尘土飞扬，属于扩散现象

B.天然气燃烧越充分，其热值就越大

C.炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块也具有内能

D.楼房中的“暖气”用水作为介质，是因为水的比热容较小

8.（2023•临沂）自劳动课成为中小学一门独立课程以来，小明已学会了多种菜肴的烹饪方法，下列

与烹饪有关的说法，正确的是（）

A.锅把手上刻有花纹可以增大摩擦

B.燃气的热值大小与是否完全燃烧有关

C.菜被炒熟是做功改变了它的内能

D.油和水很难融合表明分子间没有间隙

9.（2023•朝阳二模）下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（）

A.使燃料燃烧更充分，可以增大热值

B.燃料燃烧释放的热量越大，热值越大

C.热值和热机效率都是定值，与外界条件无关

D.使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率

10.（2023•东港区校级二模）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，

两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用At表示（水未沸腾）

（）

B.若At相同，m越大，燃料的热值越大

C.若m与At的比值越大，燃料的热值越大

D.若m与At的比值越小，燃料的热值越大

11.（2023•祁江区二模）如图所示，用同样的器材进行实验，现要求仅根据温度计示数的变化（△

t）,比较不同物质的吸热本领（实验1）或者比较不同燃料的热值（实验2）,则以下说法中正确

的是（）

--物质

于燃料

A.这两个实验均需要控制被加热的物质的种类一样

B.这两个实验均需要控制实验中用完全相同的燃料

C.正确完成实验1后，若At越小，则该物质的比热容越大

D.在实验2中，加热相同时间后，若At越大，则该燃料的热值一定越大

12.（2023•泸溪县模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g。烧

杯内的液体质量和初温也相同。

/温度计

.液体a

燃料2

乙

（1）比较不同燃料的热值，应选择

通过来反映的;

（2）比较不同物质吸热能力的特点:

①应选择两图进行实验；

②不同物质吸热的多少是通过来反映的；

③关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是:

A.采用相同的加热方法

B.烧杯中分别装入相同质量的同种液体

C.使用相同的烧杯

D.控制液体初温度相同

④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间

变化的图象如图丁所示，分析图象可知，液体的吸热能力更强，A、B两种液体的比热容

之比为O

13.（2023•隆回县一模）如图所示，规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体，m¥=m&=

2kgo用两个规格不同的加热器加热，该过程中忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸

收，得到如图丙所示的温度与加热时间的图线

加热器1

甲液体

甲

丙T

（1）前12min甲、乙两杯液体吸收的热量情况如图丁所示，则两种液体的比热容c甲c乙

（选填”或“无法比较”）；

（2）甲液体比热容的大小为。甲=J/（kg*℃）；

（3）利用酒精灯装置加热甲杯中液体，假设酒精完全燃烧放出的热量有70%能被液体吸收，要

使甲杯中液体温度升高60℃（忽略液体蒸发），则至少需燃烧质量为g的酒精（己知酒

精的热值为30X106J/kg）o

14.（2023•聊城）高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具

将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是4.2X103j/（kg.℃）,高能聚合油的热值约

为4.2X107j/kg。求：

（1）这些水吸收的热量；

（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%,则燃烧了多少千克高能聚合油。

考点五.热机的效率

15.（2023•随州）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程

及能量流向图。下列有关说法正确的是（)

克用陛揭机械散热废气带走

甲乙

A.甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高

B.由乙图可知该汽油机的效率是30%

C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值

D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值

16.（2023•官渡区二模）2023年1月1日起，国内全面推行国六B汽油，相比国六A汽油，国六B

汽油烯燃（碳氢元素组成的化合物）含量降低约3%,因此汽车发动机工作时，能有效减少尾气

中污染物的排放。图为汽车发动机某冲程的示意图，下列说法正确的是（）

A.更换国六B汽油，发动机效率就可达到100%

B.更换国六B汽油，发动机积碳会增多

C.该冲程为压缩冲程，机械能转化为内能

D.该冲程中气缸内压强减小

17.（2023•娄底）如图所示是一台手扶双轮压路机，质量为550kg,水箱容积为15L。在一次压路作

业中，以0.2m/s的速度在水平路面上匀速行驶lOmin,行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4

倍。求：（g取10N/kg,柴油的热值取4Xl（）7j/kg）

（1）压路机在这次压路作业中运动的距离是多少？

（2）压路机静止在水平路面上时，与地面的接触面积为O.OZn?,该压路机对路面的压强是多少？

(3)压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？

(4)若发动机效率为30%,这次作业要消耗多少千克柴油？

(5)水箱装满水是为了降低发动机的温度，确保发动机正常工作，当满水箱的水从20℃上升到

80℃可以吸收多少热量？水的比热容为4.2X103j/(kg«℃)„

18.(2023•隆回县二模)负压救护车能“负压隔离”，使外界环境免受污染，防止疫情进一步扩散,

主要用于传染病员的安全隔离与转运，被称为“特大号的N95口罩”。如果某负压救护车沿水平

路面匀速直线行驶10km,消耗柴油1.05kg,发动机做功1.26X107J,求：已水=4.2Xl()3j/(kg

•℃),q柴油=4X107旅团

(1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量；

(2)救护车发动机的效率；

(3)若1.05kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可将多少千克的水从10℃加热到60℃。

19.(2023•鞍山模拟)某新型四轮沙滩卡丁车如图所示，其满载时的质量为500kg。该卡丁车满载

时在水平沙滩上做匀速直线运动，行驶了lOmin,共消耗了1.2kg的汽油，其发动机将汽油完全

燃烧释放的热量转化为机械能的效率是25%o行驶过程中卡丁车所受阻力为其总重力的0.2倍。

(q汽油=4.6Xl()7j/kg,g=10N/kg)求：

(1)卡丁车匀速行驶时受到的阻力是多大？

(2)这段时间内卡丁车发动机的机械功率是多少？

(3)卡丁车匀速行驶的速度是多少？

20.(2023•西乡塘区校级模拟)氢燃料被公认为是21世纪最理想的能源。某氢燃料新能源公交车满

载时的重力为2X1()5N,某次满载后匀速直线运行1200m从A站到B站，用时2分钟，汽车所

受阻力是总重力的0.07倍,汽车消耗氢燃料0.25kg（氢的热值是1.4X1081/1%）。求此过程中:

（1）牵引力所做的功；

（2）牵引力的功率；

（3）汽车发动机的效率。

目模块三巩固提升

一.选择题（共15小题）

1.o（2023•济南二模）有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置及能量的分析正确的是（）

A.能的总量是不变的，我们不需要节约能源

B.如果没有能量补充，装置最终会停下来

C.根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去

D.装置中小球的动能和重力势能不会相互转化

2.（2023•沂源县一模）“淄博烧烤”是淄博饮食文化的重要组成部分，已经成为淄博的新名片。“烧

烤”过程中涉及的物理知识分析正确的是（）

A.烧烤签常选用不锈钢，主要是利用不锈钢的比热容大

B.烧烤时边烤边撒佐料，利用了温度越高扩散现象越慢

C.烤肉变熟的过程，通过热传递改变其内能

D.木炭燃烧的过程中，释放内能，热值变小

3.（2023•广陵区校级二模）2023年4月24日是第八个“中国航天日”，学校飞天社团的同学制作

了水火箭，如图是某水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增

大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法

错误的是（

打

气

筒

变

械能不

阶段机

速升空

火箭加

A.水

的

是相互

的作用

由于力

升空是

水火箭

出会使

向下喷

B.水

同

冲程相

的压缩

汽油机

转化与

时能量

筒打气

用打气

C.使

增大

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，水

过程

气的

内打

火箭

筒向水

用打气

D.使

料燃烧

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现象

温的

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2所示

图1和

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区一模

•兖州

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图2

图1

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升温

吸热

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中，

实验

所示

图1

C.如

同时间

燃烧相

碎纸片

酒精和