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1、广东省汕尾红海湾张静中学中考物理必考专讲（18）第十四讲 内能利用【考纲要求】1知道燃料的燃烧值并能进行简单的计算；2知道热机，了解汽油机的工作原理，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。3了解热机皎率，知道能的转化和守恒定律【命题趋势】 本章内容在中考试题中，主要以填空、选择和综合应用题的形式出现。主要考查热量的计算，热机的工作原理、热效率等。【考点探究】考点一、内能的利用【例2】从15米高处落下的水流,重力势能的30%转变为内能,并使它的温度升高,水流温度将升高_.解析：本题考查综合运用能量转化和守恒定律.效率及比热的知识解决有关问题的能力.答案：质量为m的水,下落高度为h,重力对水
2、做的功是WG,其中30%()转化为水的内能,使水温升高t.根据题意,有WG= Q吸Gh=cmtmgh=cmt t=(gh)/c=(0.39.8牛/千克15米)/4.2103焦/(千克.)=0.0105方法总结:遇到效率,要格外当心-考虑效率,就是打折扣,不要算反了.考点二、热机【例2】“在四冲程内燃机工作的一个工作循环中,存在着机械能转化为内能的过程,也存在着内能转化为机械能的过程,这两个能量转化的过程存在于( )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.吸气冲程和排气冲程解析:本题考查对于四冲程内燃机工作过程的了解.首先要明确:使用内燃机的目的,是利用燃烧燃料做
3、功,让内能转化为机械能-这一过程发生在做功冲程,这样,不包含做功冲程的选项A和选项D就被一举排除-四选一变成了(从选项B和选项C中)二选一.其次要理解:内燃机为什么需要存在机械能转化为内能的过程?(从表面看起来,这是和使用内燃机的目的-内能转化为机械能-背道而驰的).原来,做功冲程把内能转化为机械能的效率,取决于燃烧室(气缸)的温度,温度越高,转化效率越高.提高燃烧室的温度,以提高内燃机效率,这就是在做功冲程之前,插入一个(对气缸内的气体压缩做功的)压缩冲程的目的.弄清了这一点,问题便迎刃而解.答案：B方法总结:学物理,不悟理不行.不但要知其然,还要这知其所以然.对于选择题,排错(排除错误)+
4、择优是事半功倍的好方法.考点三 热机的效率【例2】 柴油机甲的效率高于柴油机乙的效率,这表明( )A.甲做功多B. 甲做功快C.甲消耗柴油少D.甲将热能转化为机械能的比例大解析:本题考查对于效率概念的掌握.题目要点如下:一.效率()是一个比值,即在总量中有用部分所占的份额(=W有用/W总).热机是把内能(总量)转化为机械能(有用部分)的机器,因此热机效率应为机械能/内能,选项D恰好符合题意.二.与效率容易混淆的概念是功率(P),即单位时间里所做的功-做功的快慢(P=W/t),选项B正是这类陷阱.三.至于做功的多少(W)(选项A),消耗燃料的质量(m燃料)(选项C),则更是答非所问!答案：D.方
5、法总结:对于相似的概念,遇到吃不准的情形,比较稳妥的解决方法是:列出各自的公式(或符号),加以分析比较。考点四：热学综合计算【例4】阳光垂直照射到地面,在每平方米的面积上,平均每分钟能得到8.4104焦耳的热量,如果我们能利用太阳光热的10%,那么在面积为50米2的屋顶上可以利用的太阳热的功率为_千瓦.解析:本题为效率与功率的综合题.可分步求解如下:1.在屋顶上每分钟能得到的热量Q总=n Q0=508.4104焦耳=4.2106焦耳2.其中我们能利用的热量Q有用=Q总=0.14.2106焦耳=4.2105焦耳3.在屋顶上可以利用的太阳热的功率P= Q有用/t=(4.2105焦耳)/60秒=71
6、03瓦特=7千瓦答案：详见解析。方法总结：本题上述解法,思路是已知所求,这种方法叫做综合法;也可以反过来,所求已知.这种方法叫做分析法.本题若用分析法求解,则为P= Q有用/t=(Q总) /t=(n Q0) /t=(0.1508.4104焦耳)/60秒= 7103瓦特=7千瓦 【经典考题】1(2013郴州)我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢是有( )A较小的密度 B较大的比热容C较高的热值 D较低的沸点2（2013四川自贡） 下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况关于对图中的补充正确的是（ ）A做功冲程内能转化为机械
7、能压缩冲程机械能转化为内能B压缩冲程内能转化为机械能做功冲程机械能转化为内能C压缩冲程机械能转化为内能做功冲程内能转化为机械能D做功冲程机械能转化为内能压缩冲程内能转化为机械能3（江苏南京2013）如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是( )4（2分）（2013沈阳）如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到塞子被弹出在塞子被弹出的过程中，水蒸气的能转化成塞子的能5（2013营口）（6分）随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20的水，大火加热直至沸腾。
8、又在物理书中查到天然气热值为8107J/m3。气压为1标准大气压；c水4.2103J(kg) （1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？ （2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？【模拟预测】1图1是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是( ) A烤火取暖 B搓手取暖 C向手“呵气”取暖D用热水袋取暖2四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（ ）A吸气冲程B压缩冲程 C做功冲 D排气冲程3.用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（ ） A.水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 B.水蒸气
9、的内能转化为软木塞的机械能C.能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同 D.软木塞的机械能守恒4摩托车上的热机工作时提供动力的是( )A吸气冲程B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程5四冲程内燃机工作时，将内能转化为机械能的冲程是( ) A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程6如图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（）ABCD7目前我国研发一款以压缩空气为动力的环保车汽车使用前需要压缩存储气体，这一过程通过的方式使气体内能增加，开动时，释放的气体推动发动机，将气体的内能转化为能，此车紧急刹车时，刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为能8（2013内江）38.在汽油机的
10、一个工作循环中，内能转化为机械能的是 冲程；某晶牌汽车行驶100公里消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出 J的热量(汽油的热值q=4.6107Jkg 参考答案【经典考题】1C2D3B 4内 机械5解： =V1.0 g/c32000c32000g=2kg （2分） 水吸收的热量： Q吸 =c水m水（tt0）= 4.2103J/（kg）2kg（10020） = 6.72105J（2分）Q放 = = 1.68106J（1分） V = = 1.68106J8107J/m3 = 2.110-23 （ 1分）答：水需要吸收热量6.72105J，烧开这壶水，需要燃烧2.110-2m 3的天然气 【模拟预测】12 C；3 4C5C6C7做功 机械 内8做功 3.22108
广东省汕尾红海湾张静中学中考物理必考专讲 (18)
