【精校】2019年中考物理总复习系列14内能的利用

1 第十四章《内能的利用》

知识点1：热值

1.定义：燃料完全燃烧放出的热量Q与其质量m的__比值__，叫做这种燃料的热值。用字母q表示。

2.单位：_焦每千克__或焦每立方米，符号是__J/kg__或J/ m3

3.公式：q＝Qm 或 q＝QV

知识点2：热机

1.定义：把__内__能转化为__机械__能的机器。

2.种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

3.内燃机分类：汽油机和柴油机。

4.内燃机工作过程：（1）每个工作循环分为四个冲程：__吸气__冲程、__压缩__冲程、__做功__冲程和__排气__冲程；（2）一个工作循环中只有__做功__冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的__惯性__完成；（3）压缩冲程中__机械__能转化为__内__能，做功冲程中__内__能转化为__机械__能。

5.热机效率

（1）定义：热机用做__有用功__的那部分能量和燃料__完全燃烧__放出的能量之比。

（2）公式：η＝Q有Q总

知识点3：能量的转化和守恒

（1）内容：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__到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量__保持不变__。

（2）说明：①能量的转化和转移都是具有方向性的；

②能量的转化是通过物体做功实现的。能量在转化

过程中，能量的形式发生了改变；

③能量在转移过程中，能量的形式没有发生变化。

【提示】能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所

有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，

而机械能守恒是有一定条件的。

1.考查热点： 热值的简单计算，热机的四个冲程，热机

的效率和能量转化

2.考查题型：以选择题、填空题为主

3.备考重点：热机能量的转化，热值的简单计算 ★知识梳理

★备考指导 ★考纲要求：

1. 从能量转化的角度认识燃料的热值；热机的工作进程.（认识）

2. 内能的利用.（认识）

3. 能量及其存在的不同形式；各种各样的能量和生活的关系.（认识）

4. 能量守恒定律及生活中能量守恒的实例.（认识）

5. 用能量转化与守恒的观点分析物理现象.（认识）

6. 能量的转化与转移，从能量的转化和转移认识效率.（认识）

7. 能量的转化和转移有一定的方向性.（认识） 2

考点1：热值与热机的效率的综合计算

例5 太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，如表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：

太阳照射时间/h 10

装水量/kg 100

吸热板面积/m2 2.5

水升高的温度/℃ 50

水的比热容/[J·(kg·℃)－1] 4.2×103

太阳辐射功率/[J·(m2·h)－1] 1.68×106

其中太阳辐射功率是指1 h内投射到1 m2面积上的太阳能，则：

(1)水在10 h内吸收多少热量？

(2)如果水吸收的热量用天然气提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？(q天然气＝8.4×107 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)

(3)该太阳能热水器的能量转化效率是多大？

解：(1)水吸收的热量(有用能量)Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×50 ℃＝2.1×107 J。

(2)由题意知，Q放＝Q吸＝2.1×107 J，根据q＝Q放V得，需要天然气的体积V＝Q放q天然气＝2.1×107 J8.4×107 J/m3＝0.25 m3。

(3)10 h太阳能热水器吸收的太阳能(总能量)Q总＝1.68×106 J/(m2·h)×2.5 m2×10 h＝4.2×107 J，该太阳能热水器的能量转化效率η＝Q吸Q总＝2.1×107 J4.2×107 J＝50%。

方法点拨关于热值的计算要注意是气体的热值还是液体的热值，要注意气体的热值一般与它的体积有关，液体的热值一般与它的质量有关，运用单位时，不要写错公式。

考点2：热机的四个冲程

例6 在四冲程汽油机的工作过程中，内能转化为机械能的冲程是( C )

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

方法点拨1．汽油机的一个工作循环有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程也有能量转化，将机械能转化为内能。汽油机的做功冲程火花塞要点燃。

2．四冲程汽油机的一个工作循环中，高温高压的燃气推动活塞向下运动的是做功冲程。

考点3：能量的转化和守恒

例7 如图所示，点燃酒精灯，给试管底部加热，这是通过__热传递__方式改变了水的内能；水沸腾后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，此时能量转化情况与四冲程汽油机的__做功__冲程类似。

方法点拨1．自然界中的各种现象都是互相联系的，说明在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。

2．能量的转化是通过物体做功实现的。能量在转化过程中，能量的形式发生了变化，能量的转移过程中能量的形式没有发生变化。 ★突破考点，典例呈现 3 3．能量的转化和转移都是具有方向性的。

1.（2018四川成都）在四冲程汽油机的工作过程中，内能转化为机械能的是（ C ）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

2.（2018山东临沂）小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（ C ）

A．煤气燃烧越充分，其热值越大B．加热过程中水的比热容变大

C．壶内水温度升高的过程中内能增大D．水沸腾过程中吸收热量，温度不断升高

3.（2018四川遂宁）小军帮妈妈煲鸡汤时，联想到了许多物理知识.下列说法错误的是（B）

A.鸡汤香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动

B.鸡汤沸腾过程中吸收热量，温度不变，内能不变

C.煲鸡汤过程中，限压阀转动，此过程的能量转化与内燃机的做功冲程相似

D.限压阀口“烟雾缭绕”，这是水蒸气液化形成的小水珠

4.（2018湖南省邵阳市）清明节是中国的传统节日，期间全国上下要燃放大量鞭炮，气氛甚是热烈！据报道由此引发的大大小小火灾甚多，造成损失很大，国家提倡要改良。今年小军同学放假回家，先到网上下载了别人录制好的鞭炮声mp3到U盘，到时插到身边听音乐用的随身听上播放，呵呵！这电子鞭炮声效果妙极了！下列说法中错．误．的是（ D ）

A．保证了声音音色的逼真 B．可随意调节声音响度到最合适

C．轻松避免了火灾，不留垃圾，更加环保 D．使声能转化成电能

5.（2018四川遂宁）下列有关声和能的说法中正确的是（ D ）

A.声纹锁在房主说出暗语时才能被打开，是因为它能辨别声音的音调

B.“辽宁号”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔，这是从传播过程中减弱噪声

C.太阳能、风能、核能是目前正在努力研究、开发的新能，它们都是可再生能

D.能量的转化和转移具有方向性，在转化和转移过程中能量的总量总保持不变

6.（2018山东泰安）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4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ D ）

①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J

③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%

A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④ ★中考连接，挑战自我 4 7.（2018山东东营）水煎包是东营特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。在水煎包的制作过程中，以下说法正确的是（B）

①水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动

②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低

③木柴燃烧时将化学能转化为内能

④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的

⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能

A．①②③⑤ B．①③⑤ C．①③④⑤ D．②③④⑤

8.（2018湖北荆门）世界是由物质组成的，下列关于物质的一些说法中，正确的是（A ）

A．我们常说摩擦生热，那是因为做功改变了物体的内能

B．组成物质的原子核是由质子、中子和电子组成的

C．热胀冷缩的常识告诉我们，物体温度升高时，体积一定变大

D．在绕地球飞行的神舟飞船内，物体的质量消失了，所以天平不能使用了

9.（2018四川巴中）在内燃机的四个冲程中，如图所示的是（ C ）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

10.（2018四川成都）小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从20℃加热到45℃，消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3，则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（ C ）

A．水吸收的热量与水的末温成正比 B．水吸收的热量是3.15×105J

C．热水器的能量转化效率是52.5% D．热水器的能量转化效率与环境温度无关

11.（2018湖北武汉）在室温下，用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上，然后把瓶子放入热水中，如图所示，橡皮膜会向外凸。下列关于瓶内气体的描述错误的是（ D ）

A．分于子的无规则运动会加剧 B．内能会增大

C．质量会不变 D．压强会减小

12.（2018四川省内江市）根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是( B )

A.随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的

B.两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面

C.电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去

D.出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动

13.（2018浙江省温州市）某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（ C ）

A．电能→机械能→光能 B．光能→机能→电能