专题14内能的应用-2023中考物理考点剖析与提分技巧(原卷版+解析)

专题14内能的应用考点1.（一）内能的利用1．利用内能来加热物体，如用热水袋取暖，用燃料燃烧放出的热来做饭。2．利用内能来做功。如汽油机、柴油机等利用燃料燃烧释放的内能转化为机械能。考点2.热机热机的种类很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，所有热机在工作时能量转化的过程是相同的，即燃料燃烧使化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。因此，热机就是利用内能来做功的机器，或者说热机就是把内能转化为机械能的机器。内燃机是最常见的热机，其燃料——汽油或柴油是在它的汽缸内燃烧的。在汽缸内燃烧汽油的称为汽油机，燃烧柴油的称为柴油机。燃料在汽缸里面燃烧时生成高温、高压的燃气，用来推动活塞做功。考点3.汽油机和柴油机1．汽油机的工作过程冲程名称吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程示意图进气门开闭情况打开关闭关闭关闭排气门开闭情况关闭关闭关闭打开活塞运动方向向下向上向下向上冲程的作用吸入汽油和空气的混合物压缩汽油和空气混合物，使其压强增大，温度升高在压缩冲程末，火花塞放电点燃燃料，产生高温高压燃气。高温高压燃气推动活塞做功，通过连杆带动曲轴转动排出废气能的转化无能量转化压缩汽油和空气的混合物，机械能转化成内能燃料燃烧，化学能转化成燃气的内能；燃气推动活塞做功，内能转化成机械能无能量转化联系①每个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，完成—个做功冲程②在—个工作循环中，只有做功冲程燃气对外做功，其他3个辅助冲程，依靠飞轮的惯性完成，不但不做功，还要消耗机械能2．汽油机与柴油机的比较内燃机项目汽油机（如图）柴油机(如图)构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气压缩比压缩冲程末，气体体积被压缩为吸进体积（汽缸体积）的压缩冲程末，气体体积被压缩为吸进体积的点火方式压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出柴油，遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式做功冲程做功冲程中燃气压强可达到30～50个大气压，温度达2000℃～2500℃，高温高压气体推动活塞做功做功冲程中燃气压强可达50～100个大气压，温度达1700℃～2000℃，高温高压气体推动活塞做功效率效率低，20%～30%效率较高，30%～45%应用机体轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等考点4.燃料的热值1．燃料燃烧获得内能燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。2．热值的概念某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。热值用来表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小。由于燃料的成分不同，相同质量（比如1kg）的不同种类的燃料在完全燃烧时放出的热量不同，这种不同就用热值来区别。所以，热值反应燃料的燃烧特性。热值大，反映1kg的这种燃料完全燃烧时放出的热量多，或者说化学能转化成的内能多。综上所述，热值和密度、比热容等物理量一样，是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、放热多少、燃烧时间长短、燃料是否完全燃烧都无关。3．热值的单位：J/kg，读作焦每千克。某些气体燃料热值的单位用J/m3。4．公式：由热值的定义得，则。对于某些气体来说，，则。5．热值表示的物理意义：，它表示1kg的焦炭完全燃烧放出的热量是；，它表示1m3的煤气完全燃烧放出的热量是。考点5.效率1．热效率：，其中指有效利用的热量，E指总能量。如果是炉子，则E为燃料完全燃烧放出的热量(E=Q总=qm)；如果是太阳能热水器，则E为太阳光照射到热水器上的总能量；如果是电热器，则E为电流做功放出的热量(E=W=UIt)。2．热机的效率：，其中指用来做有用功的能量，指燃料完全燃烧释放的能量。考点6.能量转化与守恒能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，宅只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。注意：(l)能量转化和守恒定律是自然界中普遍定律之一。(2)通过做功可以使能量转化，做功越多能量转化越多；通过热传递可以使能量转移。转化和转移是不一样的：能量转化过程中，能量的形式发生变化；能量转移过程中，能量的形式不变。考点7.永动机1．定义：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。2．永动机研制失败的原因：它违背了能量守恒定律。题型一：热机1．（2022·江苏镇江·统考中考真题）水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，汽油机的四个冲程中，能量转化与之相同的是（）A． B．C． D．2．（2022·山东滨州·统考中考真题）关于内能和内能的利用。下列说法中正确的是（）A．5月的街头，杨花飞絮随风舞，好似雪花满天飞，说明分子在不停地做热运动B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100%C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能3．（2022·山东日照·统考中考真题）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扰动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（）A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程4．（2022·广西柳州·统考中考真题）下列关于热机的说法正确的是（）A．热机的效率为100% B．热机只有汽油机和柴油机两种C．好的热机工作时不排放废气 D．热机工作时都要利用燃料的化学能5．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）宁静家园，净化环境。摩托车发动机上加装消音器是为了防止_____产生，发动机工作时提供动力的是_____冲程。6．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）游文化古城，品襄阳美食。游客们乘坐的旅游汽车的燃料燃烧产生的_____能转化为汽车的机械能。漫步古城老街，会闻到襄阳牛肉面四溢的香味，从物理学的角度看，“香味四溢”是_____现象。7．（2022·辽宁朝阳·统考中考真题）如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的__________冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内完成__________个冲程。8．（2022·湖南张家界·统考中考真题）如图是汽油机工作过程中的___________冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒内对外做功___________次。9．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）一台单缸四冲程汽油机，只有第三个冲程中燃气对外做功，其他冲程是靠飞轮的___________来完成的；若飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功___________次。10．（2022·辽宁阜新·统考中考真题）我市在“创建文明城市”活动中，同学们在老师的带领下一起到居民小区劳动。“小广告”粘在建筑物上不易被清除掉，因为分子间存在______；用钢丝球清除“小广告”，过了一会儿钢丝球发热，这是通过______方式改变内能的，其能量转化方式与热机中的______冲程相同。题型二：热值及热机效率1．（2022·山东淄博·统考中考真题）天然气是一种低污染燃料，它是___________________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，完全燃烧0.021m3的天然气可放出__________________J的热量。若这些热量全部被水吸收，可使___________________kg的水温度从20℃升高到60℃。[q天然气=4×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)]2．（2022·山东菏泽·统考中考真题）三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h，合______J（用科学记数法表示）。已知燃煤发电的效率为40%，标准煤的热值为3×107J/kg，三峡水电站运行一年大约为国家节约______万吨标准煤。3．（2022·贵州黔西·统考中考真题）火箭橇是在专用的轨道上，利用火箭发动机作动力，推动火箭滑车高速前进。火箭工作时，把内能转化为___________能，它以液态氢为燃料，是因为液态氢的热值___________。4．（2022·辽宁盘锦·统考中考真题）如图所示，油罐车尾部装有连接大地的导体，这是为了及时导走因___________现象而积累的电荷，避免发生危险。在行驶过程中将车窗打开，车内的窗帘向外飘，原因是窗外空气流速大，压强___________。某段时间内油罐车消耗柴油2kg，这些柴油完全燃烧放出___________J热量。（柴油热值4.3×107J/kg）5．（2022·江苏镇江·统考中考真题）北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。（1）求A、B两地之间距离。（2）求此过程中产生的电能E电。（3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量。②请通过计算判断乙车能否到达B地。6．（2022·江苏南通·统考中考真题）氢能源汽车具有零排放的环保优势，某款氢能源汽车总质量为1.5×103kg，在水平公路上以70km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，行驶0.5h消耗氢0.6kg，已如氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求汽车：（1）受到的重力和牵引大的大小；（2）行驶的距离和牵引力做的功；（3）利用氢能的效率。7．（2022·内蒙古通辽·统考中考真题）一辆5G无人环卫车，质量为460kg，车与地面的总接触面积为200cm2，在水平路面上匀速直线行驶过程中阻力为车所受重力的，g取10N/kg。（1）该车静止时对水平路面的压强是多大？（2）该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做了多少功？若功率相同的燃油汽车以相同的速度行驶相同的路程，消耗的汽油为0.6kg，此燃油汽车的效率是多少？（q汽=4.6×107J/kg）8．（2022·辽宁·统考中考真题）新能源汽车正逐步取代传统燃油车。如图是一款无人驾驶智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为1.2×105Pa，车胎与地面接触总面积为1000cm2，最高时速可达180km/h，此时车的功率为90kW。（q汽油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求：（1）电动车的质量；（2）若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力；（3）在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油所释放的能量。9．（2022·甘肃金昌·中考真题）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；（3）天然气灶的效率η。10．（2022·广西桂林·统考中考真题）用天然气灶烧水时，把质量为、初温为的水，加热到，此过程中天然气完全燃烧放出的热量为。已知水的比热容为。求：（1）水吸收的热量是多少J？（2）天然气灶烧水时的热效率是多少？题型三：能量的转化与守恒1．（2022·湖南湘西·统考中考真题）以下情景中，将电能转化为机械能的是（）A．核电站利用反应堆产生内能 B．电动机通电转动的过程C．光伏电池充电的过程 D．汽油机的做功冲程2．（2022·上海·统考中考真题）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中，能量转化的顺序为（）A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能3．（2022·四川眉山·统考中考真题）人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及到的能量转化正确的是（）A．用天然气灶炒菜，是电能转化为内能B．电梯运行过程中，是机械能转化为电能C．用太阳能电池板，是太阳能转化为电能D．秋千向下摆的过程中，是动能转化为重力势能4．（2022·广东深圳·统考中考真题）2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。以下说法正确的是（）A．火箭发射前内能为零 B．火箭的燃料热值大C．火箭燃料的化学能全部转化为机械能 D．加速升空过程中火箭的机械能增大5．（2022·江苏镇江·统考中考真题）手机屏幕工作时将___________能转化为光能，其发出的蓝光属于___________光（选填“可见”或“不可见”），对人眼伤害较大，造成近视时需要佩戴___________透镜进行矫正。6．（2022·山东日照·统考中考真题）使用天然气烧水，天然气燃烧所消耗的___________能转化为水的内能。小明想测量家中利用天然气烧开一壶水的效率，他记录了水壶的容积、水的比热容和密度、当地水的沸点、天然气的热值、燃烧的天然气体积，还应记录___________就可完成测量。7．（2022·山东菏泽·统考中考真题）水从高处流向低处后，无法自发回到同样的高度，说明能量的转化具有___________，所以尽管能量是守恒的，我们仍然要节约能源。请列举一例可再生能源：___________。8．（2022·湖南张家界·统考中考真题）常用打火机的打火方式有两种，一种是用一个粗糙的小轮摩擦“火石”打火；另一种是利用高压电装置打火。从能量转化角度看，前者是把___________能转化为内能；后者是把___________能转化为内能。9．（2022·辽宁阜新·统考中考真题）2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船发射圆满成功。航天英雄在太空中利用______与地面互相传递信息；当飞船的太阳能帆板打开时会把太阳能转化为______能；太阳能属于______能源（填“一次”或“二次”）。10．（2022·江苏常州·统考中考真题）麻省理工学院的研究团队将直径为9nm、合_________m的特殊颗粒植入豆瓣菜叶子中，发现在黑暗环境下，叶子发出微弱的光，实现化学能向_________能的转化，如图甲所示。研究者通过凸透镜观察到如图乙所示的_________（选填“虚”或“实”）像，该透镜可用来矫正_________（选填“近视”或“远视”）眼。一、选择题1．（2022·四川泸州·四川省泸县第四中学校考一模）下列关于热现象的说法中正确的是（）A．火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢含有的热量多B．0℃的水变成0℃的冰，温度不变，内能不变C．集中供暖采用热水循环，是利用了水的比热容较大的性质D．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能2．（2022·山东泰安·东平县实验中学校考一模）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程3．（2022·山东聊城·统考一模）关于热和能，下列说法中正确的是（）A．热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能不变C．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能D．物体内能增加，可能是外界对物体做了功4．（2022·四川泸州·泸县五中校考一模）关于燃料的热值，下列说法正确的是（）A．燃料完全燃烧放出的热量越多，燃料的热值越大B．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大C．一瓶汽油的热值比一滴汽油的热值大得多D．燃料的热值是燃料的一种特性，和燃料的质量及燃烧状况无关5．（2022·湖南·校考一模）从能量转化的角度来看，下列说法正确的是（）A．电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能B．核电站工作时主要将电能转化为核能C．电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将机械能转化为电能D．人造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器6．（2022·湖南长沙·长沙市雅礼实验中学校考三模）如图所示的物理过程中，下列分析正确的是（）A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩，与汽油机的压缩冲程能量转化相同B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大C．图丙，是通过热传递的方式使试管内的水内能增大D．图丁，是压缩冲程，该过程的能量转化是内能转化为机械能7．（2022·湖南长沙·校考二模）2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神舟十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，六个月后将顺利返航。下列说法正确的是（

）A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能B．火箭加速升空时，动能转化为重力势能C．空间站的太阳能电池板将太阳能转化为化学能D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能8．（2022·湖南衡阳·统考一模）关于核电站、能量和能源，下列说法正确的是（）A．目前人类已建成的核电站，都是利用核裂变发电B．核电站的核废料可以直接堆放在露天垃圾场C．所有能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律D．水能，风能和太阳能都属于不可再生能源9．（2022·山东济南·统考一模）下列关于能量转化的效率理解正确的是（）A．某柴油机工作效率是35%，该柴油机工作时可以把35%的化学能转化为机械能B．某太阳能电池的光电转换效率是20%，该电池可以把20%的太阳能转化为电能C．某电动车行驶的效率是80%，该电动车行驶时可以把80%的内能转化为机械能D．某电热水器工作的效率是87%，该热水器工作时把87%的电能转化为水的内能二、填空题10．（2022·四川泸州·泸县五中校考一模）如图所示，这是汽车汽油机的_____冲程，该冲程通过_____的方式改变了气缸内物质的内能。汽油在汽油机中燃烧越充分，汽油的热值_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。11．（2022·四川泸州·四川省泸县第四中学校考一模）如图所示是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。这是因为酒精燃烧产生的燃气对盒盖________，这与四冲程汽油机的_______冲程的能量转化相同。如果汽油机的转速为2400r/min，那么1s内，可以完成_________个冲程。12．（2022·江苏无锡·校考二模）某插秧机使用的是四冲程汽油机，如图所示是汽油机的______冲程，如果该汽油机飞轮的转速是2400r/min，汽油机每秒钟对外做功______次．若插秧机消耗汽油0.2kg，这些汽油完全燃烧，放出的热量为______J。（q汽油=4.6×107J/kg）13．（2022·黑龙江佳木斯·佳木斯市第五中学校考三模）2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号火箭在酒泉发射，火箭加速升空的动力由航天发动机提供，此发动机___________（是或不是）热机。14．（2022·陕西铜川·统考一模）汽车作为一种主要的交通工具，已经进入千家万户，打开汽车油箱盖子，会闻到浓烈的汽油味，这是属于___________现象；若单缸四冲程汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒做功___________次。15．（2022·吉林长春·统考一模）汽车是生活中最为常见的交通工具。如图所示，有的汽车车内的收音机是通过特别的玻璃天线接收___________波；汽车行驶时，仪表盘上转数表示数为1800r/min，此时1s内汽油机向外输出功___________次。16．（2022·四川泸州·四川省泸县第四中学校考一模）一辆汽车在800N的牵引力的作用下匀速直线行驶了600m，汽车发动机的热机效率为25%。行驶后汽车油箱中剩余汽油的热值______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；该行驶过程中消耗汽油______kg。（汽油的热值取4×107J/kg）17．（2022·四川泸州·泸县五中校考一模）2022年9月28日，我国再次成功发射一箭三星，该组卫星用于国土普查等领域。长征运载火箭用液态氢作燃料是因为氢的_____大，完全燃烧20g的氢（热值为1.4×108J/kg），放出的热量是_____J。18．（2022·宁夏吴忠·统考二模）小越参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到，则干木柴的热值为___________J/kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。19．（2022·重庆·重庆巴蜀中学校考二模）小扬家的电热水壶上标有1000W字样，该热水壶正常工作7分钟消耗的电能为___________J；若这些电能的80%被水壶内2kg的水吸收（水未沸腾），则水温将升高___________℃。【c水=4.2×103J/（kg·℃）】20．（2022·陕西西安·校考模拟预测）如图为我国首座潮光互补型光伏电站——浙江温岭潮光互补智能电站，已实现全容量并网发电。这也是我国首次将太阳能和月亮潮汐能互补开发的创新应用，利用太阳能电池板、发电机来获得电能。潮汐能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源；太阳能电池板将太阳能转化为______能。21．（2022·广西贺州·统考模拟预测）2022年4月16日上午，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。假设图为火箭发射时的场景，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。22．（2022·山西晋中·统考模拟预测）太原市清徐县有一座垃圾填埋气发电厂。该电厂将垃圾填埋后，采用科学方法使其发酵，并把产生的燃气收集起来用于发电，将这些垃圾的化学能最终转化为_____能。这种燃气是一种_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。垃圾发酵产生的燃气能源源不断获得，所以燃气属于可再生能源。23．（2022·四川凉山·统考模拟预测）汽油机在工作过程中将机械能转化为内能的冲程是___________；将内能转化为机械能的冲程是___________；汽油燃烧是将___________能转化为内能。24．（2022·湖南长沙·校考二模）2022年3月30日，长征十一号运载火箭以“一箭三星”的方式，托举天平二号A、B、C卫星点火起飞，随后卫星顺利进入轨道，在点火升空时，伴随大量的“白气”出现，这是大量高温水蒸气_______形成大量的“白气”这种壮观景象。火箭在上升过程中，燃料的化学能转化为_______能，最终转化为火箭的机械能。25．（2022·广东东莞·统考一模）太阳能来源于太阳内部发生的核___________（选填“聚变”或“裂变”），如图所示为一种新型的“风光互补”景观照明灯。白天工作时，光电池板将太阳能转化为___________能；晚上工作时，蓄电池放电，将___________转化为电能供照明灯使用。三、计算题26．（2022·福建福州·福建省福州教育学院附属中学校考模拟预测）小良家天然气热水器的热效率是，他某次洗澡耗水40L，自来水进热水器的温度是24℃，出水温度是40℃，[；；]求：（1）小良此次洗澡耗水质量为多少？（2）水吸收的热量为多少？（3）小良这次洗澡消耗天然气多少？27．（2022·安徽黄山·统考一模）油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电，已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h，行驶过程中所受阻力大小为900N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机消耗汽油2.5kg。（汽油的热值q油=4.6×107J/kg）求：（1）2.5kg燃油完全燃烧放出的热量；（2）该过程中汽车牵引力做的功；（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。28．（2022·广西柳州·统考三模）太阳能热水器深受广大用户的青睐，如图是常见的太阳能热水器。假如该热水器内盛有100kg、25℃的水，在阳光的照射下，水温升高到55℃，那么这些水吸收了多少热量？这些热量相当于多少焦炭完全燃烧所释放的热量？（水的比热容为，焦炭的热值是3.0×107J/Kg）29．（2022·山东临沂·统考一模）2022年北京冬奥会成功举办，带动3亿人上冰雪。如图所示是一款雪地摩托，其净重为160kg，静止时与地面接触的总面积为2000cm2，当其以最大功率36kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达108km/h（g＝10N/kg）。（1）雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少？（2）当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？（3）该车发动机为一款单缸4冲程汽油机，若其效率为24%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23min，需要多少千克汽油？（汽油的热值为q＝4.6×107J/kg）30．（2022·江苏·校联考模拟预测）随着国家的发展，我国人民的生活水平不断提高，汽车已进入千家万户，某品牌国产汽车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶50km，消耗汽油3L，汽车发动机功率为12kW，已知：汽油的热值q＝4.6×107J/kg，汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3。求该汽车匀速行驶50km过程中：（1）汽车发动机的牵引力；（2）3L汽油完全燃烧产生的热量；（3）发动机的效率（结果保留整数）。专题14内能的应用考点1.（一）内能的利用1．利用内能来加热物体，如用热水袋取暖，用燃料燃烧放出的热来做饭。2．利用内能来做功。如汽油机、柴油机等利用燃料燃烧释放的内能转化为机械能。考点2.热机热机的种类很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，所有热机在工作时能量转化的过程是相同的，即燃料燃烧使化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。因此，热机就是利用内能来做功的机器，或者说热机就是把内能转化为机械能的机器。内燃机是最常见的热机，其燃料——汽油或柴油是在它的汽缸内燃烧的。在汽缸内燃烧汽油的称为汽油机，燃烧柴油的称为柴油机。燃料在汽缸里面燃烧时生成高温、高压的燃气，用来推动活塞做功。考点3.汽油机和柴油机1．汽油机的工作过程冲程名称吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程示意图进气门开闭情况打开关闭关闭关闭排气门开闭情况关闭关闭关闭打开活塞运动方向向下向上向下向上冲程的作用吸入汽油和空气的混合物压缩汽油和空气混合物，使其压强增大，温度升高在压缩冲程末，火花塞放电点燃燃料，产生高温高压燃气。高温高压燃气推动活塞做功，通过连杆带动曲轴转动排出废气能的转化无能量转化压缩汽油和空气的混合物，机械能转化成内能燃料燃烧，化学能转化成燃气的内能；燃气推动活塞做功，内能转化成机械能无能量转化联系①每个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，完成—个做功冲程②在—个工作循环中，只有做功冲程燃气对外做功，其他3个辅助冲程，依靠飞轮的惯性完成，不但不做功，还要消耗机械能2．汽油机与柴油机的比较内燃机项目汽油机（如图）柴油机(如图)构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气压缩比压缩冲程末，气体体积被压缩为吸进体积（汽缸体积）的压缩冲程末，气体体积被压缩为吸进体积的点火方式压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出柴油，遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式做功冲程做功冲程中燃气压强可达到30～50个大气压，温度达2000℃～2500℃，高温高压气体推动活塞做功做功冲程中燃气压强可达50～100个大气压，温度达1700℃～2000℃，高温高压气体推动活塞做功效率效率低，20%～30%效率较高，30%～45%应用机体轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等考点4.燃料的热值1．燃料燃烧获得内能燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。2．热值的概念某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。热值用来表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小。由于燃料的成分不同，相同质量（比如1kg）的不同种类的燃料在完全燃烧时放出的热量不同，这种不同就用热值来区别。所以，热值反应燃料的燃烧特性。热值大，反映1kg的这种燃料完全燃烧时放出的热量多，或者说化学能转化成的内能多。综上所述，热值和密度、比热容等物理量一样，是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、放热多少、燃烧时间长短、燃料是否完全燃烧都无关。3．热值的单位：J/kg，读作焦每千克。某些气体燃料热值的单位用J/m3。4．公式：由热值的定义得，则。对于某些气体来说，，则。5．热值表示的物理意义：，它表示1kg的焦炭完全燃烧放出的热量是；，它表示1m3的煤气完全燃烧放出的热量是。考点5.效率1．热效率：，其中指有效利用的热量，E指总能量。如果是炉子，则E为燃料完全燃烧放出的热量(E=Q总=qm)；如果是太阳能热水器，则E为太阳光照射到热水器上的总能量；如果是电热器，则E为电流做功放出的热量(E=W=UIt)。2．热机的效率：，其中指用来做有用功的能量，指燃料完全燃烧释放的能量。考点6.能量转化与守恒能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，宅只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。注意：(l)能量转化和守恒定律是自然界中普遍定律之一。(2)通过做功可以使能量转化，做功越多能量转化越多；通过热传递可以使能量转移。转化和转移是不一样的：能量转化过程中，能量的形式发生变化；能量转移过程中，能量的形式不变。考点7.永动机1．定义：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。2．永动机研制失败的原因：它违背了能量守恒定律。题型一：热机1．（2022·江苏镇江·统考中考真题）水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，汽油机的四个冲程中，能量转化与之相同的是（）A． B．C． D．【答案】C【解析】水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，水蒸气的内能会转化为壶盖的机械能；A．汽油机进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能，故A不符合题意；B．汽油机进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此冲程没有能量转化，故B不符合题意；C．汽油机进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程内能转化为机械能，故C符合题意；D．汽油机进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程没有能量转化，故D不符合题意。故选C。2．（2022·山东滨州·统考中考真题）关于内能和内能的利用。下列说法中正确的是（）A．5月的街头，杨花飞絮随风舞，好似雪花满天飞，说明分子在不停地做热运动B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100%C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能【答案】D【解析】A．杨花飞絮随风舞，杨花飞絮不是分子，故其运动也不是分子运动，故A错误；B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率不可能达到了100%，因为必然有克服摩擦力的做功而损失的内能，故B错误；C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的热值大，相同质量的燃烧，氢燃烧放出的热量多，故C错误；D．内燃机的压缩冲程，对气体做功，气体的内能增大，机械能转化为内能，故D正确。故选D。3．（2022·山东日照·统考中考真题）喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶子（如图乙）；轻轻扰动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是（）A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程【答案】B【解析】扭转瓶子（如图乙），对气体做功，机械能转化为内能，相当于为压缩冲程；如图丙，膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程，故B符合题意；ACD不符合题意。故选B。4．（2022·广西柳州·统考中考真题）下列关于热机的说法正确的是（）A．热机的效率为100% B．热机只有汽油机和柴油机两种C．好的热机工作时不排放废气 D．热机工作时都要利用燃料的化学能【答案】D【解析】A．热机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而做额外功，无法使热机的效率达到100%，故A错误；B．蒸汽机、火箭、柴油机、汽油机等都属于热机，故B错误；C．热机排气冲程中排出废气，故C错误；D．热机工作时时，热机先将燃料的化学能转化为内能，后把内能转化为机械能，故D正确。故选D。5．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）宁静家园，净化环境。摩托车发动机上加装消音器是为了防止_____产生，发动机工作时提供动力的是_____冲程。【答案】

噪音

做功【解析】摩托车发动机上加装消音器是为了防止噪声产生，是在声源处减弱噪声；发动机的四个冲程中，做功冲程将内能转化为机械能，提供动力，其他三个冲程是依靠飞轮的惯性完成的。6．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）游文化古城，品襄阳美食。游客们乘坐的旅游汽车的燃料燃烧产生的_____能转化为汽车的机械能。漫步古城老街，会闻到襄阳牛肉面四溢的香味，从物理学的角度看，“香味四溢”是_____现象。【答案】

内

扩散【解析】汽车的机械能是由汽车的燃料燃烧产生的内能转化来的。闻到襄阳牛肉面四溢的香味，从物理学的角度看，“香味四溢”是分子热运动导致的，即扩散现象。7．（2022·辽宁朝阳·统考中考真题）如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的__________冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内完成__________个冲程。【答案】

做功

40【解析】木塞冲出时，水蒸气的内能对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低，内燃机的做功冲程也是将内能转化为机械能的过程。飞轮转速是表示每秒飞轮转动20圈，要经过40个冲程，对外做功10次。8．（2022·湖南张家界·统考中考真题）如图是汽油机工作过程中的___________冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒内对外做功___________次。【答案】

做功

30【解析】图中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油机的做功冲程。汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，因为该汽油机飞轮的转速是3600r/min=60r/s，所以飞轮每秒转动60周，则汽油机每秒钟对外做功30次。9．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）一台单缸四冲程汽油机，只有第三个冲程中燃气对外做功，其他冲程是靠飞轮的___________来完成的；若飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功___________次。【答案】

惯性

10【解析】汽油机的四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。只有做功冲程对外做功，提供动力，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。单缸四冲程汽油机，一个工作循环，飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功一次。由题可知飞轮的转速1200r/min＝20r/s即飞轮每秒钟转动20圈，则该汽油机每秒钟做功10次。10．（2022·辽宁阜新·统考中考真题）我市在“创建文明城市”活动中，同学们在老师的带领下一起到居民小区劳动。“小广告”粘在建筑物上不易被清除掉，因为分子间存在______；用钢丝球清除“小广告”，过了一会儿钢丝球发热，这是通过______方式改变内能的，其能量转化方式与热机中的______冲程相同。【答案】

引力

做功

压缩【解析】分子之间存在相互作用的引力和斥力，“小广告”粘在建筑物上不易被清除掉，因为分子间存在引力。清除“小广告”时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，这是通过做功方式改变内能的。四冲程热机工作循环中，压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能，故能量转化方式与热机中的压缩冲程相同。题型二：热值及热机效率1．（2022·山东淄博·统考中考真题）天然气是一种低污染燃料，它是___________________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，完全燃烧0.021m3的天然气可放出__________________J的热量。若这些热量全部被水吸收，可使___________________kg的水温度从20℃升高到60℃。[q天然气=4×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】

不可再生

5【解析】天然气是化石能源的一种，化石能源、核能等能源会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。根据热量的计算公式可得，消耗0.021m3的天然气释放的能源为由题意可知，有根据可得，水的质量为2．（2022·山东菏泽·统考中考真题）三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h，合______J（用科学记数法表示）。已知燃煤发电的效率为40%，标准煤的热值为3×107J/kg，三峡水电站运行一年大约为国家节约______万吨标准煤。【答案】

2.88×1017

2400【解析】由1kW·h=3.6×106J可知，三峡水电站年发电量约为8×1010kW·h，所以有8×1010kW·h=8×1010×3.6×106J=2.88×1017J已知燃煤发电的效率为40%，则发出2.88×1017J的电量需要完全燃烧煤产生的热量是所需煤的质量是合2400万吨。故三峡水电站运行一年大约为国家节约2400万吨的标准煤。3．（2022·贵州黔西·统考中考真题）火箭橇是在专用的轨道上，利用火箭发动机作动力，推动火箭滑车高速前进。火箭工作时，把内能转化为___________能，它以液态氢为燃料，是因为液态氢的热值___________。【答案】

机械

大【解析】火箭橇是利用火箭发动机作动力，推动火箭滑车高速前进，该过程将内能转化为机械能。液态氢具有较大的热值，与其它燃料相比，燃烧质量相同时，液态氢能放出更多的热量，通常用于助推燃料。4．（2022·辽宁盘锦·统考中考真题）如图所示，油罐车尾部装有连接大地的导体，这是为了及时导走因___________现象而积累的电荷，避免发生危险。在行驶过程中将车窗打开，车内的窗帘向外飘，原因是窗外空气流速大，压强___________。某段时间内油罐车消耗柴油2kg，这些柴油完全燃烧放出___________J热量。（柴油热值4.3×107J/kg）【答案】

摩擦起电

小

【解析】油罐车尾部装有连接大地的导体，这是为了及时导走因油管内因摩擦而产生的电荷聚集，避免产生危险。在行驶过程中将车窗打开，车内的窗帘向外飘，原因是窗外空气流速大，根据流体压强与流速的关系可知流速快的地方压强小，所以窗内外产生压强差，窗帘向外飘。消耗柴油质量为2kg，柴油热值4.3×107J/kg，故完全燃烧可以放出的热量为5．（2022·江苏镇江·统考中考真题）北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。（1）求A、B两地之间距离。（2）求此过程中产生的电能E电。（3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量。②请通过计算判断乙车能否到达B地。【答案】（1）90km；（2）1.125×108J；（3）①1×108J；②乙车不能到达B地。【解析】解：（1）A、B两地之间距离为sAB=vt=90km/h×1h=90km=90000m（2）由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力为F=f=1000N汽车牵引力做的功为W=FsAB=1000N×90000m=9×107J此过程中产生的电能为（3）①由每加注1kg氢燃料所需的费用为30元可知，消耗0.8kg氢燃料的费用为0.8kg×30元/kg=24元由每加注1kg汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽油为m==2kg乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为Q放=mq=2kg×5×107J/kg=1×108J②燃烧汽油时汽车获得的机械能为W机械=η汽Q放=30%×1×108J=3×107J汽车行驶的距离为s==3×104m=30km＜90km因此乙车不能到达B地答：（1）A、B两地之间距离为90km。（2）此过程中产生的电能为1.125×108J。（3）①乙3车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为1×108J。②乙车不能到达B地。6．（2022·江苏南通·统考中考真题）氢能源汽车具有零排放的环保优势，某款氢能源汽车总质量为1.5×103kg，在水平公路上以70km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，行驶0.5h消耗氢0.6kg，已如氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求汽车：（1）受到的重力和牵引大的大小；（2）行驶的距离和牵引力做的功；（3）利用氢能的效率。【答案】（1）1.5×104N，1.2×103N；（2）3.5×104m，4.2×107J；（3）50%【解析】解：（1）汽车受到的重力G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N因为匀速行驶，根据二力平衡原理，汽车受到的牵引力F牵=f=1.2×103N（2）汽车行驶的距离为s=vt=70km/h×0.5h=35km=3.5×104m牵引力做的功为W=F牵s=1.2×103N×3.5×104m=4.2×107J（3）氢完全燃烧所产生的热量Q=mq=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J汽车利用氢能的效率答：（1）汽车受到的重力为1.5×104N，汽车受到的牵引力为1.2×103N；（2）汽车行驶的距离为3.5×104m，牵引力做的功为4.2×107J；（3）汽车利用氢能的效率为50%。7．（2022·内蒙古通辽·统考中考真题）一辆5G无人环卫车，质量为460kg，车与地面的总接触面积为200cm2，在水平路面上匀速直线行驶过程中阻力为车所受重力的，g取10N/kg。（1）该车静止时对水平路面的压强是多大？（2）该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做了多少功？若功率相同的燃油汽车以相同的速度行驶相同的路程，消耗的汽油为0.6kg，此燃油汽车的效率是多少？（q汽=4.6×107J/kg）【答案】（1）；（2）；25%【解析】解：（1）由知道，环卫车的重力对水平地面的压力F=G=4600N环卫车对水平地面的压强（2）环卫车匀速行驶受到的阻力由于环卫车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，则牵引力F牵=f=2300N由知道，该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做功由知道，燃烧燃油释放的能量由知道，此燃油汽车的效率是答：（1）该车静止时对水平路面的压强是；（2）该车在水平路面上沿直线匀速行驶3000m时，牵引力做功；此燃油汽车的效率是25%。8．（2022·辽宁·统考中考真题）新能源汽车正逐步取代传统燃油车。如图是一款无人驾驶智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为1.2×105Pa，车胎与地面接触总面积为1000cm2，最高时速可达180km/h，此时车的功率为90kW。（q汽油=4.6×107J/kg，g取10N/kg）。求：（1）电动车的质量；（2）若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力；（3）在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油所释放的能量。【答案】（1）1.2×103kg；（2）1.8×103N；（3）0.2kg【解析】解：（1）静止在水平地面上的电动车对地面的压力等于其重力大小，由公式可得，电动车的重力G=F=pS=1.2×105Pa×1000×10-4m2=1.2×104N电动车的质量（2）由题意可知，电动车的最高时速v=180km/h=50m/s由公式P=Fv可得，电动车以最高时速匀速行驶时，所受的阻力（3）电动车以最高时速匀速行驶4.6km时，牵引力做的功W有用=Fs=1.8×103N×4.6×103m=8.28×106J已知车的电动机效率为90%，则由公式可得，电动车以最高时速匀速行驶4.6km所消耗的电能若这些电能由完全燃烧的汽油提供，需要汽油的质量答：（1）电动车的质量是1.2×103kg；（2）电动车以最高时速匀速行驶时所受的阻力为1.8×103N；（3）消耗的电能相当于完全燃烧0.2千克的汽油所释放的能量。9．（2022·甘肃金昌·中考真题）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；（3）天然气灶的效率η。【答案】（1）1.68×106J；（2）3.2×106J；（3）52.5%【解析】解：（1）水的质量水吸收的热量（2）天然气放出的热量（3）天然气灶的效率答：（1）水吸收的热量为；（2）天然气放出的热量为；（3）天然气灶的效率。10．（2022·广西桂林·统考中考真题）用天然气灶烧水时，把质量为、初温为的水，加热到，此过程中天然气完全燃烧放出的热量为。已知水的比热容为。求：（1）水吸收的热量是多少J？（2）天然气灶烧水时的热效率是多少？【答案】（1）；（2）20%【解析】解：（1）水吸收的热量是（2）天然气灶烧水时的热效率是答：（1）水吸收的热量是；（2）天然气灶烧水时的热效率是20%。题型三：能量的转化与守恒1．（2022·湖南湘西·统考中考真题）以下情景中，将电能转化为机械能的是（）A．核电站利用反应堆产生内能 B．电动机通电转动的过程C．光伏电池充电的过程 D．汽油机的做功冲程【答案】B【解析】A．核电站利用反应堆产生内能，将核能转化为内能，故A不符合题意；B．电动机通电转动的过程，将电能转化为机械能，故B符合题意；C．光伏电池充电的过程，将光能转化为电能，故C不符合题意；D．汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，故D不符合题意。故选B。2．（2022·上海·统考中考真题）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中，能量转化的顺序为（）A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能【答案】B【解析】瀑布中的水在高处时具有重力势能，当水从高处倾泻而下时，将水的重力势能转化为动能，冲动发电机的叶轮旋转，从而将动能转化为电能。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。3．（2022·四川眉山·统考中考真题）人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及到的能量转化正确的是（）A．用天然气灶炒菜，是电能转化为内能B．电梯运行过程中，是机械能转化为电能C．用太阳能电池板，是太阳能转化为电能D．秋千向下摆的过程中，是动能转化为重力势能【答案】C【解析】A．用天然气灶炒菜，是化学能转化为内能，故A错误；B．电梯运行过程中，是电能转化为机械能，故B错误；C．用太阳能电池板，利用太阳光发电，是太阳能转化为电能，故C正确；D．秋千向下摆的过程中，是重力势能转化为动能，故D错误。故选C。4．（2022·广东深圳·统考中考真题）2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。以下说法正确的是（）A．火箭发射前内能为零 B．火箭的燃料热值大C．火箭燃料的化学能全部转化为机械能 D．加速升空过程中火箭的机械能增大【答案】BD【解析】A．任何物体都具有内能，火箭发射前也有内能，故A错误；B．火箭燃料使用液态氢，是因为它的热值大，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故B正确；C．火箭燃料燃烧产生高温高压燃气，化学能转化为内能，根据力的作用是相互的原理，高温高压燃气推动火箭上升，内能转化为机械能；在整个过程中有能量损失，只有一部分转化为机械能，故C错误；D．机械能包括动能和势能，动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关；火箭在加速升空过程中，速度和高度都变大，所以动能和重力势能都变大，机械能变大，故D正确。故选BD。5．（2022·江苏镇江·统考中考真题）手机屏幕工作时将___________能转化为光能，其发出的蓝光属于___________光（选填“可见”或“不可见”），对人眼伤害较大，造成近视时需要佩戴___________透镜进行矫正。【答案】

电

可见

凹【解析】手机屏幕工作时依赖电池提供能量必光，故是将电能转化为光能。蓝光人眼能够看得见，属于可见光。近视眼是因为晶状体比较厚，折光能力比较强，光线会聚在视网膜的前面，可以配戴具有发散作用的凹透镜进行矫正。6．（2022·山东日照·统考中考真题）使用天然气烧水，天然气燃烧所消耗的___________能转化为水的内能。小明想测量家中利用天然气烧开一壶水的效率，他记录了水壶的容积、水的比热容和密度、当地水的沸点、天然气的热值、燃烧的天然气体积，还应记录___________就可完成测量。【答案】

化学

初温【解析】使用天然气烧水，天然气燃烧时释放化学能，通过热传递转化为水的内能。测量家中利用天然气烧开一壶水的效率，小明需要计算天然气燃烧产生的热量和水吸收的热量，利用计算出效率；由天然气的热值、燃烧的天然气体积可以计算出；水壶的容积、水的密度可以得到水的质量m，要计算出，除了水的比热容、当地水的沸点，还应记录水的初温。7．（2022·山东菏泽·统考中考真题）水从高处流向低处后，无法自发回到同样的高度，说明能量的转化具有___________，所以尽管能量是守恒的，我们仍然要节约能源。请列举一例可再生能源：___________。【答案】

方向性（不可逆性）

风能（水能、太阳能、潮汐能等，）【解析】水在高处时，由于位置较高，所以高处的水具有较大的重力势能，当水流向低处时，由于水的流速加快，所处的位置降低，所以水具有的动能增加，重力势能减小，因此“水往低处流”是将重力势能转化为动能；水从高处流向低处后，无法自发回到同样的高度，说明能量的转化具有方向性。比较常见的可再生能源有太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。8．（2022·湖南张家界·统考中考真题）常用打火机的打火方式有两种，一种是用一个粗糙的小轮摩擦“火石”打火；另一种是利用高压电装置打火。从能量转化角度看，前者是把___________能转化为内能；后者是把___________能转化为内能。【答案】

机械

电【解析】小轮摩擦“火石”的过程，消耗了机械能，产生了内能，将机械能转化为内能。利用高压电装置打火时，消耗了电能，产生了内能，将电能转化为内能。9．（2022·辽宁阜新·统考中考真题）2022年6月5日，我国神舟十四号载人飞船发射圆满成功。航天英雄在太空中利用______与地面互相传递信息；当飞船的太阳能帆板打开时会把太阳能转化为______能；太阳能属于______能源（填“一次”或“二次”）。【答案】

电磁波

电

一次【解析】电磁波能在真空中传播，所以航天英雄在太空中利用电磁波与地面互相传递信息。太阳能帆板能将太阳能转化为电能。一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，又称天然能源；二次能源是一次能源经过加工，转化成另一种形态的能源，太阳能可直接从自然界获得，属于一次能源。10．（2022·江苏常州·统考中考真题）麻省理工学院的研究团队将直径为9nm、合_________m的特殊颗粒植入豆瓣菜叶子中，发现在黑暗环境下，叶子发出微弱的光，实现化学能向_________能的转化，如图甲所示。研究者通过凸透镜观察到如图乙所示的_________（选填“虚”或“实”）像，该透镜可用来矫正_________（选填“近视”或“远视”）眼。【答案】

9×10-9

光

虚

远视【解析】长度单位换算1nm=10-9m，所以9nm=9×10-9m。叶子发出微弱的光，所以是化学能转化为光能。通过凸透镜观察到如图乙中正立放大的像，则把凸透镜当放大镜用，放大镜成正立放大的虚像。远视眼成像时成到视网膜的后方，凸透镜可以用来矫正远视眼。一、选择题1．（2022·四川泸州·四川省泸县第四中学校考一模）下列关于热现象的说法中正确的是（）A．火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢含有的热量多B．0℃的水变成0℃的冰，温度不变，内能不变C．集中供暖采用热水循环，是利用了水的比热容较大的性质D．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能【答案】C【解析】A．火箭发射利用的燃料是液态氢，是因为它的热值高，故A错误；B．0℃的水变成0℃的冰，属于凝固现象，需要放出热量，因此内能减小，故B错误；C．因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，吸收或放出的热量多，所以暖气中用水做传热介质，故C正确；D．汽油机的压缩冲程中，是机械能转化为内能，故D错误。故选C。2．（2022·山东泰安·东平县实验中学校考一模）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】B【解析】双手对搓后感觉手上发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。3．（2022·山东聊城·统考一模）关于热和能，下列说法中正确的是（）A．热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能不变C．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能D．物体内能增加，可能是外界对物体做了功【答案】D【解析】A．发生热传递时，传递的是热量而不是温度，热量总是从高温物体传递给低温物体，故A错误；B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故B错误；C．内燃机的压缩冲程，活塞压缩气缸内物质，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故C错误；D．物体内能增加，可能是外界对物体做了功，也可能是物体吸收了热量，故D正确。故选D。4．（2022·四川泸州·泸县五中校考一模）关于燃料的热值，下列说法正确的是（）A．燃料完全燃烧放出的热量越多，燃料的热值越大B．燃料燃烧越充分，燃料的热值越大C．一瓶汽油的热值比一滴汽油的热值大得多D．燃料的热值是燃料的一种特性，和燃料的质量及燃烧状况无关【答案】D【解析】热值是指1kg某种燃料完全燃烧所放出的热量多少，是燃料的一种特性，只和燃料的种类有关，和燃料的质量、是否充分燃烧以及放出热量的多少均无关，故D正确，ABC错误。故选D。5．（2022·湖南·校考一模）从能量转化的角度来看，下列说法正确的是（）A．电暖气正常工作时，主要是将电能转化为机械能B．核电站工作时主要将电能转化为核能C．电动汽车在行驶过程中，发生的能量转化主要是将机械能转化为电能D．人造卫星展开太阳能电池板，把太阳能转化为电能供给卫星用电器【答案】D【解析】A．电暖气正常工作时，消耗电能，产生热量，主要是将电能转化为内能，故A错误；B．核电站是利用核燃料的裂变来获得能量的，是核能转化为内能，内能转化为机械能，然后机械能转化为电能，故B错误；C．电动汽车在行驶过程中，消耗电能，产生机械能，所以发生的能量转化是电能转化为机械能，故C错误；D．太阳能电池板吸收太阳能，用电器消耗电能，太阳能电池板把太阳能转化为电能供给卫星的用电器，故D正确。故选D。6．（2022·湖南长沙·长沙市雅礼实验中学校考三模）如图所示的物理过程中，下列分析正确的是（）A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩，与汽油机的压缩冲程能量转化相同B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大C．图丙，是通过热传递的方式使试管内的水内能增大D．图丁，是压缩冲程，该过程的能量转化是内能转化为机械能【答案】AC【解析】A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩，活塞对空气做功，空气内能增加，温度升高，将机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程也是将机械能转化为内能，两者能量转化相同，故A正确；B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气内能减小，故B错误；C．图丙，酒精灯给水加热，水吸收热量，是通过热传递的方式使试管内的水内能增大，故C正确；D．图丁，两个气门关闭，火花塞打出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，该过程的能量转化是内能转化为机械能，故D错误。故选AC。7．（2022·湖南长沙·校考二模）2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神舟十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，六个月后将顺利返航。下列说法正确的是（

）A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能B．火箭加速升空时，动能转化为重力势能C．空间站的太阳能电池板将太阳能转化为化学能D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能【答案】AD【解析】A．燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故A正确；B．火箭加速升空，质量不变，速度增大，动能增大，同时高度增大，势能也增大，机械能增大，是燃料燃烧所释放的内能转化为机械能，没有动能转化为重力势能，故B错误；C．太阳能电池板把太阳能转化为电能，供空间站工作时使用，故C错误；D．返回舱进入大气层后与空气剧烈摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D正确。故选AD。8．（2022·湖南衡阳·统考一模）关于核电站、能量和能源，下列说法正确的是（）A．目前人类已建成的核电站，都是利用核裂变发电B．核电站的核废料可以直接堆放在露天垃圾场C．所有能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律D．水能，风能和太阳能都属于不可再生能源【答案】AC【解析】A．目前人类已建成的核电站，都是利用核裂变发电，故A正确；B．核废料具有放射性，会对环境和生物造成严重的危害，不能直接堆放在露天垃圾场，要做防辐射处理，故B错误；C．所有能量的转移和转化过程都遵循能量守恒定律，故C正确；D．能够源源不断地从自然界中获得或可重复利用的能源是可再生能源，太阳能、风能和水能是可再生能源，故D错误。故选AC。9．（2022·山东济南·统考一模）下列关于能量转化的效率理解正确的是（）A．某柴油机工作效率是35%，该柴油机工作时可以把35%的化学能转化为机械能B．某太阳能电池的光电转换效率是20%，该电池可以把20%的太阳能转化为电能C．某电动车行驶的效率是80%，该电动车行驶时可以把80%的内能转化为机械能D．某电热水器工作的效率是87%，该热水器工作时把87%的电能转化为水的内能【答案】ABD【解析】A．工作效率是35%的柴油机工作时把35%的化学能转化为机械能，故A正确；B．光电转换效率是20%的太阳能电池工作时把20%的太阳能转化为电能，故B正确；C．行驶效率是80%的电动车行驶时把80%的电能转化为机械能，故C错误；D．工作效率是87%的电热水器工作时把87%的电能转化为水的内能，故D正确。故选ABD。二、填空题10．（2022·四川泸州·泸县五中校考一模）如图所示，这是汽车汽油机的_____冲程，该冲程通过_____的方式改变了气缸内物质的内能。汽油在汽油机中燃烧越充分，汽油的热值_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】

压缩

做功

不变【解析】图中两气门关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程。在这一冲程中，活塞压缩燃料混合物，对其做功，使燃料混合物的内能变大、温度升高，是通过做功的方式改变内能的。燃料的热值是燃料的一种性质，只与燃料种类有关，燃料不变，热值不变。11．（2022·四川泸州·四川省泸县第四中学校考一模）如图所示是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。这是因为酒精燃烧产生的燃气对盒盖________，这与四冲程汽油机的_______冲程的能量转化相同。如果汽油机的转速为2400r/min，那么1s内，可以完成_________个冲程。【答案】

做功

做功

80【解析】酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的内能减小；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。汽油机的转速为2400r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动40圈；一个工作循环中，轴转两圈，完成4个冲程，对外做功一次，故汽油机在1s内完成80个冲程，对外做功20次。12．（2022·江苏无锡·校考二模）某插秧机使用的是四冲程汽油机，如图所示是汽油机的______冲程，如果该汽油机飞轮的转速是2400r/min，汽油机每秒钟对外做功______次．若插秧机消耗汽油0.2kg，这些汽油完全燃烧，放出的热量为______J。（q汽油=4.6×107J/kg）【答案】

压缩

20

9.2×106【解析】从图中可以看出，两气门关闭和活塞向上移动，可以判断这个冲程是压缩冲程。汽油机完成一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转动两周，燃气对外做功一次。飞轮的转速是2400r/min即40r/s，所以汽油机每秒钟对外做功20次。汽油完全燃烧放出的热量Q放=m油q汽油=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J13．（2022·黑龙江佳木斯·佳木斯市第五中学校考三模）2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号火箭在酒泉发射，火箭加速升空的动力由航天发动机提供，此发动机___________（是或不是）热机。【答案】是【解析】热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程。火箭升空过程中，火箭的机械能增大，是燃料燃烧释放的内能通过做功的方式转化为火箭的机械能，所以火箭发动机是热机。14．（2022·陕西铜川·统考一模）汽车作为一种主要的交通工具，已经进入千家万户，打开汽车油箱盖子，会闻到浓烈的汽油味，这是属于___________现象；若单缸四冲程汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒做功___________次。【答案】

扩散

30【解析】打开汽车油箱盖子，会闻到浓烈的汽油味，说明汽油分子运动到空气中，这是扩散现象。已知冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min=60r/s即每秒钟转60圈，完成30个工作循环，每个工作循环对外做功1次，所以对外做功30次。15．（2022·吉林长春·统考一模）汽车是生活中最为常见的交通工具。如图所示，有的汽车车内的收音机是通过特别的玻璃天线接收___________波；汽车行驶时，仪表盘上转数表示数为1800r/min，此时1s内汽油机向外输出功___________次。【答案】

电磁

15【解析】收音机通过天线来接收电磁波的，而且可以通过调节自身接收电磁波的频率来接收各种各样的电磁波。仪表盘上转数表示数为1800r/min，即飞轮的转速是1800r/min，则每秒