三年（2023-2025）四川中考物理真题分类汇编专题02 内能的利用（解析版）

专题02内能的利用1．（2024•眉山）【联系生活】热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（）A．酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度升高，内能增大D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大【答案】A【解答】解：A、热值是燃料的一种特性，与燃料的质量大小无关，酒精燃烧过程中质量减少，热值不变，故A正确；B、铁块很难被压缩，说明固体分子间存在斥力，故B错误；C、内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度降低，内能减小，故C错误；D、内陆地区比沿海地区昼夜温差大，原因内陆地区多砂石，沿海地区多水，砂石的比热容比水的比热容小，同样受冷和受热时砂石的温度变化小、水的温度变化大，故D错误。故选：A。2．（2023•成都）【联系生活】我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（）A．做功过程实质是能量的转化或转移过程B．能量转化具有方向性，所以能量不守恒C．核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展D．煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身【答案】A【解答】解：A、做功的过程是能量转化或转移的过程，例如：摩擦生热，机械能转化为内能；风吹帆船前行，属于机械能的转移，故A正确；B、能量的转移与转化具有方向性，所有能量在转化和转移的过程中，能量是守恒的，故B错误；C、由于有不可避免的损耗，核燃料能量转化的效率不可能达100%，故C错误；D、远古时期陆地和海洋的植物通过光合作用，将太阳能转化为生物质能，它们死后身体埋藏在地下和海底腐烂，多年之后形成化石能源，所以煤、石油、天然气等化石能源其根本来源是太阳能，故D错误。故选：A。考点一．能量的转化及守恒1．（2023•成都）我们生活在能量的世界，社会的进步和发展离不开能量。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（）A．做功过程实质是能量的转化或转移过程B．能量转化具有方向性，所以能量不守恒C．核燃料能量转化效率可达100%，需大力发展D．煤、石油、天然气提供的能量源自地球本身【答案】A【解答】解：A、做功的过程是能量转化或转移的过程，例如：摩擦生热，机械能转化为内能；风吹帆船前行，属于机械能的转移，故A正确；B、能量的转移与转化具有方向性，所有能量在转化和转移的过程中，能量是守恒的，故B错误；C、由于有不可避免的损耗，核燃料能量转化的效率不可能达100%，故C错误；D、远古时期陆地和海洋的植物通过光合作用，将太阳能转化为生物质能，它们死后身体埋藏在地下和海底腐烂，多年之后形成化石能源，所以煤、石油、天然气等化石能源其根本来源是太阳能，故D错误。故选：A。（2023•甘孜州）2022年12月，我国自主研制的大型客机C919正式交付使用。如图所示，飞机飞行时发动机把内能（选填“内能”或“风能”）转化为机械能，机翼做成上凸下平的形状，是利用了流体流速越大压强越小（选填“大”或“小”）的原理。【答案】内能；小。【解答】解：飞机飞行时发动机把内能转化为机械能，机翼做成上凸下平的形状，是利用了流体流速越大压强越小的原理。故答案为：内能；小。考点二．能量的利用效率（2023•广元）某研学活动小组在实践活动期间，粗略测量了一农家柴火灶的热效率。同学们在柴火灶的铁锅里倒入5kg水，盖上锅盖，完全燃烧了1kg干木柴使水温从20℃升高到80℃，水吸收的热量为1.26×106J，该柴火灶的热效率为_12.6_%。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），这种干木柴的热值是1.0×107J/kg]【答案】1.26×106J；12.6%。【解答】解：（1）1kg的干木柴完全燃烧放出的热量：Q放=m干木柴q干木柴=1kg×1.0×107J/kg=1×107J；水吸收的热量是：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（80℃-20℃）=1.26×106J；该柴火灶的效率：故答案为：1.26×106J；12.6%。（2023•广安）小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃，燃烧了100g木炭。已知：水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），木炭的热值q=3.36×107J/kg。求：（1）水吸收的热量；（2）该火炉烧水的热效率。【答案】（1）水吸收的热量为3.36×105J；该火炉烧水的热效率为10%。【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（60℃-20℃）=3.36×105J；（2）木炭完全燃烧放出的热量：Q放=m木炭q=100×10-3kg×3.36×107J/kg=3.36×106J，火炉烧水的热效率：答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；该火炉烧水的热效率为10%。考点三．固体和液体的热值计算（2024•广元）随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为4.2×109J，若这些热量完全被水吸收，可使1.25×104kg水的温度从20℃升高到100℃。【答案】4.2×109；1.25×104。【解答】解：（1）氢燃料的质量为m=30kg，氢燃料完全燃烧释放的热量为：Q放=mq=30kg×1.4×108J/kg=4.2×109J；（2）氢燃料完全燃烧释放出热量全部初始温度为20℃的水吸收，则水吸收的热量为：Q吸=Q放=4.2×109J；由公式Q吸=cm水Δt得：4.2×109J=4.2×103J/（kg•℃）×m水×（100℃-20℃）；解得：m水=1.25×104kg；故答案为：4.2×109；1.25×104。（2024•宜宾）2024年4月19日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京到上海1500公里长距离运输的首次测试。选用氢为燃料是因为氢的热值大。假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75kW匀速行驶，速度为108km/h,则汽车所受阻力为2500N。【答案】热值；2500。【解答】解：由于所有的燃料中，氢的热值较大，质量相同的氢与其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多的热量，所以汽车选用氢做燃料；汽车的速度v=108km/h=30m/s，汽车发动机的牵引力：因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以汽车受到的阻力：f=F=2500N。故答案为：热值；2500。考点四．气体的热值计算7．（2025•德阳）小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将初温为20℃、质量为2kg的水加热至沸腾（一个标准大气压下），该过程中水吸收的热量是6.72×105J，水吸收的热量相当于完全燃烧2.24×10-2m3天然气放出的热量，则天然气的热值为3×107J/m3。[c水=4.2×103J/（kg•℃）]【答案】6.72×105；3×107。【解答】解：（1）一个标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温t=100℃，水吸收的热量：Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J；由题知：Q放=Q吸=6.72×105J得，天然气的热值：故答案为：6.72×105；3×107。8．（2024•达州）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是3.36×105J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg,热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气0.075m3。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。【答案】3.36×105；0.075。【解答】解：1标准大气压下水沸点为100℃，故1kg水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J。小明本次用水升温△t=42℃-22℃=20℃，水需吸热Q吸´=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×20℃=1.68×106J。热水器效率为70%，则需要天然气放热消耗的天然气体积故答案为：3.36×105；0.075。考点五．热机的效率公式与计算9．（2025•广安）“五・一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s,消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为1.38×106J。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求：（1）汽车通过隧道的平均速度；（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量；（3）汽车通过隧道发动机的效率η。【答案】（1）汽车通过隧道的平均速度为20m/s；（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量为4.6×106J；（3）汽车通过隧道发动机的效率为30%。【解答】解：（1）汽车通过隧道的平均速度为：（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量为：（3）汽车通过隧道发动机的效率为：答：（1）汽车通过隧道的平均速度为20m/s；（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量为4.6×106J；（3）汽车通过隧道发动机的效率为30%。10．（2023•资阳）目前倡导“绿色出行，低碳生活”，油电混合动力汽车具有环保、节能、高效等诸多优势，正逐步取代传统燃油车。如图所示，某油电混合动力汽车（含驾驶员）质量m=1.6t，电池最大储能能量Em=150kW•h，当电能剩余E1=0.2Em时必须重新充电才能继续行驶；若汽车在某次性能测试中，沿水平道路行驶时所受阻力f为车重的k=0.05倍，电动机能量转化效率η=80%，燃油发动机能量转化效率η′=25%，汽油热值q=4.6×107J/kg，g取10N/kg。求：（1）该汽车充满电后，在纯电模式下沿该道路行驶的最大里程sm；（2）若换用燃油模式，要完成与（1）相同的行驶过程需要燃烧的汽油质量m′（不考虑燃油燃烧对汽车质量的影响，结果保留2位小数）。【答案】（1）该汽车充满电后，在纯电模式下沿该道路行驶的最大里程为432km；（2）若换用燃油模式，要完成与（1）相同的行驶过程需要燃烧的汽油质量为30.05kg。【解答】解：（1）汽车的重力：G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N，沿水平道路行驶时所受阻力f为车重的k=0.05倍，则f=0.05G=0.05×1.6×104N=8×10