内能的利用（原卷版+解析）-2022年中考物理二轮专项复习

专题27内能的利用

【核心考点讲解】

1、热机

(1)定义：把内能转化为机械能的机器叫热机。

(2)内燃机：

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内燃机的工作过程：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。其中,

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，是由内

能转化为机械能。压缩冲程将机械能转化为内能。

③汽油机和柴油机区别

汽油机：气缸顶、吸入空气和汽油混合、点燃式、效率较低；

柴油机：气缸顶、吸入空气、压燃式、效率较高。

2、热机效率

(1)燃料的热值

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：q=Q/m(q为热值)(若燃料是气体，则q=Q/v)

③单位：J/kg,读作：焦耳每千克J/m3读作：焦耳每立方米。

④注意：热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小,

它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、体积等均无关。

(2)热机的效率

①热机的能量流图

废气带走能量

机械自身4终

消耗能量/\

燃料燃烧的有蒯居》

----------k/

真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。

②定义：热机工作时，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叫做热机的效率。

③公式：n=Q有/Q总X100%其中，Q有为做有用功的能量；Q总为燃料完全燃烧释放的能量。

④提高热机效率的主要途径

1°改善燃烧环境，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。

【必刷题型精练】

1.（2021•淮安中考）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能

量转化相同？（）

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

2.（2021•广东中考）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

3.（2021•宁波中考）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（）

，圆筒

L「放电针

连接起电机

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

4.（2021•邵阳中考）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说

法正确的是（）

A.汽油机的吸气冲程吸入的是空气

B.汽油机的效率一般比柴油机的效率高

C.汽油机的点火方式是压燃式

D.汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能

5.（2021•湘潭中考）如图所示，四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图，它是（）

A.压缩冲程，将内能转化为机械能

B.压缩冲程，将机械能转化为内能

C.做功冲程，将内能转化为机械能

D.做功冲程，将机械能转化为内能

6.（2021•自贡中考）关于四冲程内燃机，下列说法正确的是（）

A.汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同

B.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的

C.燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小

D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能

7.（2021•成都模拟）有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25%,

乙的效率是20%,则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗的汽油之比为（）

A.2：5B.8：5C.5：8D.5：2

8.（2021•邵阳中考）电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风扇、电动耕田机等，对

其工作过程中能量转换表述正确的是（）

A.电能转化成机械能B.机械能转化成电能

C.太阳能转化成机械能D.内能转化成机械能

9.（2021•杭州模拟）一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min,它Is完成了（）

A.30个冲程，做了30次功B.60个冲程，做了60次功

C.120个冲程，做了30次功D.60个冲程，做了15次功

10.（2020•枣庄中考）关于热机的效率，下列说法正确的是（）

A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多

B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高

C.热机的效率越高说明做功越快

D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

11.（2020•海南中考）如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能

量转化的顺序为（）

A.内能-机械能-化学能B.化学能-内能-机械能

C.机械能-内能-化学能D.内能-化学能-机械能

12.（2021•泰安模拟）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,消耗燃油1.5kg,已

知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6Xl（）7j/kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是

)

①汽车行驶速度是20km/h②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9X107J

③汽车牵引力做功的功率是30kW④汽车发动机的效率是20%

A.只有①和②B.只有②和③C.只有①和④D.只有②和④

13.（2021•广东中考）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”）。

14.（2021•常州中考）生活垃圾的热值为3Xl（）6j/kg,位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧800t生活

垃圾，放出热量J,放出热量的30%用来发电，每天可发电kW-h,放出热量的42%用来加热水

供给附近小区，1标准大气压下，每天可将kg的水由20℃恰好加热至沸腾。［c水=4.2Xl（）3j/（kg-℃）］

15.（2021•黔东南州中考）如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程能量是由能

转化为能，这一特点与汽油机冲程相同。完全燃烧0.5kg的汽油，放出的热量是J（已

知汽油的热值为4.6X107J/kg）o

16.（2021•苏州中考）如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”。轮子边缘上通过可以自由转动的钱链等距安装

了12个相同的活动短杆，杆端分别套上一个相同重球。他认为由于右侧重球距离转轴较远，也即重力的

较大，转轮会沿顺时针方向越转越快，其实根据的原理，无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实

现的。

17.（2021•遂宁中考）如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如下表所示，其中活塞

行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，压缩冲程中气缸内气体内能增加是通过

方式实现的；正常工作Imin,柴油机输出的有用功J,消耗柴油kg,做功冲程中燃气对活塞的

平均压力为N„(q^=4.0X107J/kg)

型号HR05b

活塞行程100mm

转速2400r/min

输出功率8kW

效率40%

18.（2021•南京中考）小明一家驾车旅行。

（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在；

（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是；

（3）若车的总质量为L5t,匀速直线行驶9km,所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L,则1L汽油完全燃

烧放出的热量是J,车所受牵引力是N,车的工作效率是%0笄汽油=0.8*1。31^/1113,4

汽油=4.5X107J/kg,g取10N/kg）

19.（2021•黄石中考）某兴趣小组为了比较水和煤油的吸热能力，进行了如下的实验：

（1）提出问题

烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水

却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么不同物质的温度不一样呢？

（2）设计实验

实验装置如图所示：

①除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平（或量筒）和0

②本实验的主要探究方法是法和转换法。

（3）进行实验

该兴趣小组设计了如下实验步骤，其中存在错误的是

A.在两个同样的试管中分别装入等体积的水和煤油

B.用温度计测量这两种液体的初温，发现温度计示数相同

C.把两个试管同时放入同一烧杯中加热（如图所示），且加热相同的时间

D.用温度计测出两种液体的末温，发现两温度计的示数不相同

（4）数据分析

改正错误后，下图是该兴趣小组绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象，能正确描述这两种液体真实

情况的图象是

温

煤汩

水

时间

己知在标准大气压下，水、煤油的沸点分别为100℃、90℃«如图所示，如果烧杯中的水已沸腾，则两试管中液

体的沸腾情况，下列判断正确的是

A.水、煤油都沸腾

B.水、煤油都不沸腾

C.水沸腾，煤油不沸腾

D.水不沸腾，f煤油沸腾

加

度

计

煤

冰

油

20.（2020•绍兴中考）热机发明后，一直在持续的改进和发展中。

材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙）,

热效率为5%〜8%之间。

图甲图乙图丙

材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运

动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体

产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。

材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往

复，内燃机的效率达到14%。

（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的冲程实现。

（2）德罗夏提到的内燃方式是基于的猜想;

（3）老师在重复演示“做功改变内能”实验（图丙）之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃

机的（选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程的原理相似。

21.（2021•宜昌中考）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=4.2X103j/（kg«℃）o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。

22.（2021•云南中考）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股煤油液态氢

氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧

表2

燃料热值燃料热值

7

汽油4.6X10J/kg煤油4.6XIO7j7kg

柴油4.3XIff侬氢1.4X1()8j7kg

（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BXIO4kg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=4.2Xl（）3j/（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。

专题27内能的利用

【核心考点讲解】

1、热机

(1)定义：把内能转化为机械能的机器叫热机。

(2)内燃机：

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内燃机的工作过程：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。其中，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，是由内能转化为机械能。压缩冲程将机械能转化为

内能。

③汽油机和柴油机区别

汽油机：气缸顶、吸入空气和汽油混合、点燃式、效率较低；

柴油机：气缸顶、吸入空气、压燃式、效率较高。

2、热机效率

(1)燃料的热值

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：q=Q/m(q为热值)(若燃料是气体，则q=Q/v)

③单位：J/kg,读作：焦耳每千克J/m3读作：焦耳每立方米。

④注意：热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能

转变成内能的本领大小，它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、体积等均无关。

(2)热机的效率

①热机的能量流图

废气带走能量

机械自身4终

消耗能量/\

燃料燃烧的有蒯豳》

二-V

真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。

②定义：热机工作时，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叫做热

机的效率。

③公式：n=Q有/Q总X100%其中，Q有为做有用功的能量；Q总为燃料完全燃烧释放的能

量。

④提高热机效率的主要途径

1°改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。

20尽量减小各种热散失。

3°减小各部件间的摩擦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。

【必刷题型精练】

1.（2021•淮安中考）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲

程汽油机哪一个冲程能量转化相同？（）

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

解：将铁丝快速弯折十余次，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，此过程中机械

能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同。

答案：Bo

2.（2021•广东中考）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

解:

A、汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误；

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，

故B错误；

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，故C正确；

D、排气冲程中没有能量的转化，故D错误。

答案：C»

3.（2021•宁波中考）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（）

,软木塞

，圆筒

・放电针

连接起电机

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

解：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。

答案：C«

4.（2021•邵阳中考）小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机,

下列有关汽油机的说法正确的是（）

A.汽油机的吸气冲程吸入的是空气

B.汽油机的效率一般比柴油机的效率高

C.汽油机的点火方式是压燃式

D.汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能

解：A、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混

合物，故A错误；

B、压缩冲程柴油机压缩程度更大，压缩冲程末温度更高，所以柴油机属于压燃式，它的

机械效率更高，故B错误；

C、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故C错误;

D、汽油机在压缩冲程，将机械能转化内能，故D正确。

答案：D„

5.（2021•湘潭中考）如图所示，四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图，它是（）

A.压缩冲程，将内能转化为机械能

B.压缩冲程，将机械能转化为内能

C.做功冲程，将内能转化为机械能

D.做功冲程，将机械能转化为内能

解：图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程；在做功冲程中，将内能转化机械

能。

答案：C«

6.（2021•自贡中考）关于四冲程内燃机，下列说法正确的是（）

A.汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同

B.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的

C.燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小

D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能

解：

A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,

柴油机吸入的是空气，故A错误；

B、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；

C、燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保持不变，故C错误；

D、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故D正确。

答案：Do

7.（2021•成都模拟）有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功

的2倍，甲的效率是25%,乙的效率是20%,则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗的

汽油之比为（）

A.2：5B.8：5C.5：8D.5：2

解：

QQQ

—三曳可得：Q总甲=商用甲c7有用乙

由热机效率公式n=--------，Q总乙----------------，

Q舄n甲n乙

QQ

“有用甲有用乙21

所以Q甲总：Q乙总=・•O•J;

*n乙54

又因为Q=mq,即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8：5o

答案：Bo

8.（2021•邵阳中考）电动机已广泛应用到现代化生活了，如电动汽车、电动摩托车、电风

扇、电动耕田机等，对其工作过程中能量转换表述正确的是（）

A.电能转化成机械能B.机械能转化成电能

C.太阳能转化成机械能D.内能转化成机械能

解：电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，电动汽车、电动摩托车、电

风扇、电动耕田机都应用了电动机，故A正确。

答案：Ao

9.（2021•杭州模拟）一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min,它Is完成了（）

A.30个冲程，做了30次功B.60个冲程，做了60次功

C.120个冲程，做了30次功D.60个冲程，做了15次功

解：四冲程热机的飞轮转速为1800r/min,则该飞轮每秒钟转30圈。

因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以飞轮转30圈共完成

60个冲程，做功15次。

由上述可知选项A、B、C都不正确。

答案：Do

10.（2020•枣庄中考）关于热机的效率，下列说法正确的是（）

A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多

B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高

C.热机的效率越高说明做功越快

D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的

解：

A.热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的

情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。

B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；

C.热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功

与总功的比值越大；功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个

不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；

D.根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。

答案：Bo

11.（2020•海南中考）如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空

中。在这个过程中，能量转化的顺序为（）

A.内能-机械能-化学能B.化学能-内能-机械能

C.机械能-内能-化学能D.内能-化学能-机械能

解：

用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量

的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出；此时试管内水

蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能，即能量转化的顺序为化学

能f内能一机械能，故B正确。

答案：B。

12.(2021•泰安模拟)某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,

消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6Xl()7j/kg,假设燃油完

全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是()

①汽车行驶速度是20km/h②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9X107J

③汽车牵引力做功的功率是30kW④汽车发动机的效率是20%

A.只有①和②B.只有②和③C.只有①和④D.只有②和④

解：

①汽车的行驶速度：

s6.9km

v=——=-------------------------------------=72km/h,故①错误；

(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=1.5kgX4.6X107J/kg=6,9X107J,故②正确;

(3)该汽车牵引力所做的功：

W=FS=2X103NX6.9X103m=1.38X107J,

该汽车牵引力所做功的功率：

W1.38X107；

P=——=--------------------=40000W=40kW,故③错误;

t5X60+45s

(4)汽车消耗燃油的产生的热量：

Q放=mq=1.5kgX4.6Xl()7j/kg=6.9X107J,

该汽车的效率：

W

T]=--------=X100%=20%,故④正确。

Q旅

答案：Do

13.(2021•广东中考)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

热值大,火箭发射升空时，燃料的化学能转化为内能,再转化为火箭的机械能,

这个过程中火箭的机械能不守恒(选填“守恒”或“不守恒”)。

解：(1)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。

(2)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。

答案：热值；内；不守恒。

14.(2021•常州中考)生活垃圾的热值为3Xl()6j/kg,位于武进区遥观镇的垃圾焚烧发电厂

每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量2.4X1012J,放出热量的30%用来发电，每

天可发电2义1()5kW・h,放出热量的42%用来加热水供给附近小区,1标准大气压下,

每天可将3Xkg的水由20℃恰好加热至沸腾。[c水=4.2X1()3J/(kg«℃)]

解：生活垃圾的质量为：m=800t=8X105kg,生活垃圾的热值为：q=3X106J/kg,

5612

燃烧放出的热量为：Qffi=mq=8X10kgX3X10J/kg=2.4X10J；

放出热量的30%用来发电，则电能为：W电=t]Q放=30%X2.4X10i2j=7.2X10Uj=2X

105kWh；

水吸收的热量为：(2吸=限Q放=42%X2.4X1012J=L008X1()12J,

Q吸

由Q吸=加41得，水的质量为：m水

cAt

1.008X1012/

=3X106kg；

3

4.2X10X(100t-20C)

答案：2.4X1012；2X105；3X106O

15.(2021•黔东南州中考)如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该

过程能量是由机械能转化为内能,这一特点与汽油机压缩冲程相同。完

全燃烧0.5kg的汽油，放出的热量是2.3义1。7j(已知汽油的热值为4.6Xl()7j/kg)。

解：用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程能量是由机械能转化为内

能，这一特点与汽油机的压缩冲程相同。

完全燃烧0.5kg的汽油，放出的热量是：Q=mq=0.5kgX4.6X107J/kg=2.3X107Jo

答案：机械；内；压缩；2.3X107。

16.(2021•苏州中考)如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”。轮子边缘上通过可以自

由转动的钱链等距安装了12个相同的活动短杆，杆端分别套上一个相同重球。他认为由

于右侧重球距离转轴较远，也即重力的力臂较大,转轮会沿顺时针方向越转越快，

其实根据能量守恒的原理,无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实现的。

解：由图可知，转轮相当于轮轴，重球离轴越远，其轮半径越大，即直当于重力的力臂

越大；

根能量守恒定律可知，能量在相互转化和转移的过程中，能的总量保持不变，而转轮在

旋转过程中，一定会克服摩擦和空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，因此不可能

出现“转轮会沿顺时针方向越转越快”的情况，这违背了能量守恒定律。

答案：力臂；能量守恒。

17.(2021•遂宁中考)如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息

如下表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃

机，压缩冲程中气缸内气体内能增加是通过做功方式实现的;正常工作Imin,柴

油机输出的有用功4.8X1Q5J,消耗柴油0.03kg,做功冲程中燃气对活塞的平

均压力为4000No(q柴油=4.0Xl()7j/kg)

型号HR05b

活塞行程100mm

转速2400r/min

输出功率8kW

效率40%

解：（1）柴油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物做功，活塞的机械能转化为气缸内

气体的内能；

W

（2）根据P=——知柴油机输出的有用功为：

t

W=Pt=8X103WX60s=4.8X105J；

W

根据效率公式n=——得燃料完全燃烧放出的热量为:

Q旅

W4.8X105/6

6

Q放=——=-----------------------=1.2X1OJ；

n40%

利用Q=mq知消耗柴油的质量为：

疆油4.0X10J/kg

飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮Imin转动2400周，要对外做功1200次,

一次做功为:

5

W4.8X10/

W，=400J

n1200

做功冲程中燃气对活塞的平均压力为:

犷400J

F==4000No

-3

S100X10m

答案：做功；4.8X105；0.03；4000o

18.（2021•南京中考）小明一家驾车旅行。

（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在不停地做无规则运动；

（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是机械能转化为内能；

（3）若车的总质量为1.53匀速直线行驶9km,所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽

油1L,则1L汽油完全燃烧放出的热量是3.6X1Q7J,车所受牵引力是1.5X103

N,车的工作效率是37.5%。（0汽油=0.8Xl（）3k£/m3,q汽油=4.5义1。71乐£,£取10N/kg）

解：（1）给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象

表明这汽油分子在不停地做无规则运动；

（2）图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能；

m

（3）根据密度公式p=—算出汽油的质量为：

V

m=pKiftV=0.8X103kg/m3X1X103m3=0J8kg,

汽油完全燃烧释放出的热量为：

Q®t=mq汽油=0.8kgX4.5X107J/kg=3.6X107J；

车的质量为m'=1.5t=1.5X103kg,

车受到的重力：G=m'g=1.5X103kgX10N/kg=1.5X104N；

车所受阻力：f阻=0.1G=0.1X1.5X104N=1.5X103N；

因为车匀速行驶，所以牵引力F=f阻=1.5X1（）3N；

牵引力做的功：W=Fs=1.5X103NX9X103m=1.35X107J；

车的效率：

W1.35X10）

T]=-------x100%=---------------------X100%=37.5%o

Q的3.6X10）

答案：（1）不停地做无规则动；（2）机械能转化为内能；（3）3.6X107；1.5X103；37.5。

19.（2021•黄石中考）某兴趣小组为了比较水和煤油的吸热能力，进行了如下的实验：

（1）提出问题

烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙

子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么不同物质的温度不一

样呢？

（2）设计实验

实验装置如图所示：

①除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平（或量筒）和停表。

②本实验的主要探究方法是控制变量法和转换法。

（3）进行实验

该兴趣小组设计了如下实验步骤，其中存在错误的是A

A.在两个同样的试管中分别装入等体积的水和煤油

B.用温度计测量这两种液体的初温，发现温度计示数相同

C.把两个试管同时放入同一烧杯中加热（如图所示），且加热相同的时间

D.用温度计测出两种液体的末温，发现两温度计的示数不相同

（4）数据分析

改正错误后，下图是该兴趣小组绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象，能

正确描述这两种液体真实情况的图象是C

温

（5）拓展应用

已知在标准大气压下，水、煤油的沸点分别为100℃、90℃o如图所示，如果烧杯中的水

已沸腾，则两试管中液体的沸腾情况，下列判断正确的是D

A.水、煤油都沸腾

B.水、煤油都不沸腾

C.水沸腾，煤油不沸腾

D.水不沸腾，煤油沸腾

解：（2）①本实验中，两只试管中的煤油和水处于同一杯水中，所以加热条件相同；为

比较煤油和水的吸热能力，应控制二者的质量相同，利用天平（量筒）可以达到这样的

目的；为绘制处“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象，还需要计时工具，所以还

应添加“停表”或其他计时工具。②本实验中需控制试管内煤油与水的质量相同、加热

条件相同，所以采用了控制变量法；本实验是通过比较两只温度计的示数变化来比较煤

油与水的吸热能力的，所以还用到了转化法。

（3）为比较煤油和水的吸热能力，应使试管中的煤油与水的质量相同，而不是体积相同,

故步骤A错误。

（4）本实验中，两只试管中的煤油和水处于同一杯水中，所以加热条件相同，即两只试

管内的煤油和水在相同时间内吸收的热量相同，即A、B两图中，煤油和水吸收热量的

图线是重合的，故A、B错误。煤油的比热容小于水的比热容，所以在相同时间内（液

体均未沸腾的情况下），水的温度改变量较煤油的小，即在初温相同的情况下，加热相同

时间，水的末温低于煤油的末温。故C、D两图中，C图符合要求。

（5）烧杯中的水沸腾后，试管中的水虽然温度也可以达到其沸点，但是因与烧杯中水不

存在温差,无法从烧杯中水处吸收到热量，所以试管中的水无法沸腾。煤油的沸点为90℃,

在烧杯中水的温度超过90℃后，煤油的即使达到90℃仍可以继续吸取热量，所以煤油可

以沸腾。

答案：（2）①停表；②控制变量法。（3）A„（4）Co（5）Do

20.（2020•绍兴中考）热机发明后，一直在持续的改进和发展中。

材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料

在气缸外部燃烧（图乙），热效率为5%〜8%之间。

图甲图乙图丙

材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环

理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动

对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气

从气缸中排出。

材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使

四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。

（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的C冲程实现。

（2）德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜

想；

（3）老师在重复演示“做功改变内能”实验（图丙）之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒

甩几下，其目的与内燃机的排气（选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程的

原理相似。

解：（1）在四冲程内燃机中，提供动力的是做功冲程；由图可知，A中进气门打开，活

塞下行，为吸气冲程；B中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；C中两个气门关闭，

活塞下行，为做功冲程；D中排气门打开，活塞上行，为排气冲程；故”巨大爆发力”

由C冲程实现；

（2）德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高的猜想；

（3）老师需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的是排出里面的废气，相当于内燃机

的排气冲程。

答案：（1）C；（2）燃料在气缸内燃烧，热量损失少，热效率高；（3）排气。

21.（2021•宜昌中考）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