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【章末归纳整合】
【体系构建】
请将右面表格中正确答案的序号填入对应的横线上方。
　
①I　②F　③C　④E　⑤D　⑥A　⑦G　⑧B　⑨H
【中考体验】
考点1　热机
在中考中，对于热机的考查主要侧重于热机的工作过程的相关知识。例如，能量转化过程，气门的开闭情况，活塞的运动方向，以及一个工作循环与冲程数、做功次数、活塞往复次数、曲轴转动次数的关系。主要以选择题和填空题的形式出现。
【例1】图14－1所示是四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为
(　　)
甲　
　　乙
　
丙
　　丁
图14－1
A．甲、乙、丙、丁　B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丁、乙、丙
D．甲、丙、乙、丁
分析：甲图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；乙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；丙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
答案：C
【点拨】
判断内燃机的工作冲程应抓住两点：一是进气门和排气门的开关状态，二是活塞的运动方向。如下表。
气门的开与关
只有一个气门打开
两个气门都关闭
两个气门都关闭
只有一个气门打开
活塞运动方向
活塞向下
活塞向上
活塞向下
活塞向上
冲程名称
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
考点2　燃料的热值
本考点主要考查对燃料热值的理解以及涉及到燃料热值的简单计算。经常会结合比热容和热机效率进行考查。主要出现在选择题、填空题和部分计算题中。
【例2】向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内原来的部分相比较
(　　)
A．变大
B．不变C．变小
D．无法确定
分析：向酒精灯内添加适量酒精后，酒精的质量增加，但是燃料的种类不变，热值不变。
答案：B
【点拨】
热值和密度、比热容等物理量一样，是物质本身的一种特性，它只与物质的种类有关，与燃料的质量、体积、燃烧的情况无关。
考点3　热量、效率的综合计算
本考点比较综合，在中考题中属于中等以上的难度。经常会结合比热容、燃料热值、能量转化和传递、热机效率和能量转化率等知识点综合考查。主要出现在填空题和计算题中。
【例3】王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有5
kg水，把水从18
℃加热至98
℃，已知水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)。木炭的热值为3.4×107
J/kg，它燃烧放出的热量有10%被水吸收。求：
(1)在这个过程中水吸收的热量；
(2)在这个过程中用掉多少木炭？
分析：(1)知道水的质量和始末温度，利用热量公式Q吸＝cm(t－t0)t计算水吸收的热量；(2)因为燃烧放出的热量有10%被水吸收，所以根据公式η＝变形得出Q放，再由公式Q放＝mq变形得m＝计算需要的木炭的质量。
解：(1)水吸收的热量
Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103
J/(kg·℃)×5
kg×(98
℃－18
℃)＝1.68×106
J；
(2)由公式η＝变形得
Q放＝＝＝1.68×107
J，
由公式Q放＝mq变形得，需要的木炭的质量
m′＝＝＝0.49
kg。
【点拨】
【真题集训】
一、选择题
1．图14－2所示是四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是
(　　)
图14－2
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
2．下列关于内燃机的说法正确的是
(　　)
A．汽车的发动机是内燃机
B．蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是内燃机
C．内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能
D．先进的制造技术能将内燃机的效率提高到100%
3．某机器的能量流向如图14－3所示，据此推理该机器可能是
(　　)
图14－3
A．热机
B．电动机C．发电机
D．电热水器
4．图14－4是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是
(　　)
图14－4
A．25%
B．40%
C．75%
D．35%
5．下列说法正确的是
(　　)
A．电饭锅工作时，将内能转化为电能
B．电风扇工作时，将机械能转化为电能
C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能
D．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
6．图14－5所示情景，属于将内能转化为机械能的是
(　　)
　
A．滑下滑梯　　　　
B．弯折铁丝
C．做功冲程　　
　　D．压缩点火
图14－5
7．下列关于热值和热机效率的描述，正确的是
(　　)
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关
二、非选择题
8．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意。比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是__________________；图14－6中________是汽油机的工作原理图。
　　
甲　　　　　乙
图14－6
9．中国南海海底探明有大量的“可燃冰”。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。以10倍的关系粗略计算，1
kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________J，可以使________kg的水从20
℃加热至60
℃。[q煤气＝4.2×107
J/kg，水的比热容c＝4.2×103
J/(kg·℃)]
10．菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通。具体操作是，先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是____________________，高温高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的________冲程。
11．木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料
完全
燃烧
放出
的热
量/J
Q木柴
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q木炭
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，________________________和____________的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称为________，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01
m3的天然气放出的热量是________J；如果这些热量完全用于加热水，可使________kg的水温度升高10
℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水容器，另外一部分传给了________(答一个即可)。[q天然气＝4.2×107
J/m3，c水＝4.2×103
J/(kg·℃)]
(4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入________来描述，它的值越________越好。
12．某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给100
g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60
℃，消耗了4.2
g
酒精。已知：水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107
J/kg。求：
(1)此过程中水吸收的热量；
(2)4.2
g酒精完全燃烧放出的热量；
(3)酒精灯烧水时的热效率。
章末归纳整合
【真题集训】
1．C　解析：本题考查对内燃机的四个冲程的判断。从图中可以看出：两气门都关闭，活塞向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程。故选C。
2．A　解析：蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机都属于热机。内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能。热机在工作时，由于废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，因此热机的效率不可能达到100%。综合分析只有A选项说法正确。
3．B　解析：题图中的能量流向是将电能主要转化为机械能，一少部分转化为内能，故属于电动机。
4．D　解析：热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以内燃机的热机效率η＝1－25%－40%＝35%。
5．D　解析：电饭锅主要是用来发热的，因此，电饭锅工作时，主要将电能转化为内能；电风扇工作时，消耗电能，使电风扇转动，得到的是机械能；干电池给灯泡供电时，将化学能转化为电能，再提供给灯泡；在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能。
6．C　解析：滑下滑梯感觉热，是摩擦生热，是机械能转化为内能。弯折铁丝，铁丝发热，是对物体做功，物体的内能增大，是机械能转化为内能。内燃机正在工作，高温高压的燃气推动活塞做功，是内能转化为机械能。压缩点火，是对空气做功使空气的内能增加，温度升高达到了棉花的燃点，是机械能转化为内能。
7．B　解析：热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故A、C选项说法错误；燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，在工作过程中，燃料燃烧越充分，损失的能量越少，热机的效率越高，故B选项说法正确，D选项说法错误。
8．内能转化为机械能　乙　解析：蒸汽机和汽油机都属于热机，是将内能转化为机械能的机器。由题图甲可知，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，从玻璃管口喷出的水蒸气对叶轮做功，驱动叶轮转动，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，此过程与蒸汽机的工作过程相似，反映了蒸汽机的工作原理。在题图乙中，火焰使上方空气温度升高、上升，热空气带动叶轮转动，内能转化为机械能，与汽油机的工作原理相同。
9．热值　4.2×108　2
500　解析：在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；1
kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq煤气＝1
kg×4.2×107
J/kg＝4.2×107
J，1
kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放′＝Q放×10＝4.2×107
J×10＝4.2×108
J；由题知，Q吸＝Q放′＝4.2×108
J，由Q吸＝cmΔt得，水的质量：m水＝＝＝
2
500
kg。
10．化学能转化为内能　做功
解析：疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，此时温度升高，内能增加，是化学能转化为内能；通过高温高压气体的膨胀将管道疏通，该过程是内能转化为机械能，汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能。
11．(1)不同　多
(2)燃料完全燃料放出的热量　质量　热值
(3)4.2×105
J　10　空气
(4)热效率　高
解析：(1)由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多。
(2)对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比，即放出热量与质量的比值不变；物理学中用热值表示燃料的这一特性。
(3)完全燃烧0.01
m3的天然气放出的热量：
Q放＝Vq＝0.01
m3×4.2×107
J/m3＝4.2×105
J；
Q吸＝Q放，由Q＝cmΔt得，水的质量：m＝＝＝10
kg；天然气完全燃烧放出的热量除被水吸收外，还会被容器、空气等吸收。
(4)为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入的是热效率的概念；能量损失越少，热效率越高，越节约能源，对环境的破坏也越小。
12．解：(1)m＝100
g＝0.1
kg，水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103
J/(kg·℃)×0.1
kg×60
℃＝2.52×104
J；
(2)酒精完全燃烧放出的热量：
Q放＝m′q＝0.0042
kg×3×107
J/kg＝1.26×105
J；
(3)酒精灯烧水时的热效率：
η＝＝＝20%。
解析：利用吸热公式Q吸＝cmΔt求水吸收的热量；已知酒精的质量和热值，利用Q＝mq可求酒精完全燃烧放出的热量；烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
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