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初中物理中考复习－第14章　内能的利用
一、热机
定义 利用　　　　　做功的机械。　　　　能 燃料燃烧 　　　　能 做　功 　　　　　　能
热机种类 蒸汽机　内燃机　喷气发动机等
内　　　燃　　　机
定义 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。包括　　　　　和　　　　　。
汽油机 工作过 程图解
进气门　　　，排气门
　　，活塞向　　运动 进气门　　　，排气门
　　，活塞向　　运动 进气门　　　，排气门
　　，活塞向　　运动 进气门　　　，排气门
　　，活塞向　　运动
1、每一个工作循环曲轴和飞轮转　　　周，活塞上下往复　　　次，对外做功　　　次。 2、吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的　　　　　完成。 3、压缩冲程将　　　能转化为　　　能；做功冲程将　　　能转化为　　　　能。
汽油机与柴油机的区　　别 1、工作过程与原理相同，都是四个冲程，都是将内能转化为机械能。 2、结构不同： （1）汽油机顶部是　　　　　，用于点火，属点燃式内燃机，吸入气缸的是　　　　； （2）柴油机顶部是　　　　　，用于喷出雾状燃料，属压燃式，吸入气缸的是　　　　　　
二、热机效率
热值 定义 单位质量的某种燃料　　　　　　燃烧放出的热量多少叫这种燃料的热值。与　　　有关
单位 物理量用符号　　　　表示，其单位是　　　　　和　　　　　。（用符号表示）
公式 燃料完全燃烧放出热量计算公式是：　　　　　　　　（质量）、　　　　　　　（体积）
物理意义 如酒精的热值是3.0×107J/kg，表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 如煤气的热值是3.9×107J/m3，表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
三、能量的转化和守恒
项目 概念 举例
能的 转化 能量由一种形式转变为另一种形式。（能的名称发生了改变，发生在不同物体之间） 电灯发光：电能转化为光能和内能
能的 转移 能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体上，或者从物体的一端转移到另一端。（能的名称未发生改变，发生要不同物体间，也可以发生在同一物体间） 碰撞时，运动从一个物体转移到另一个物体上
能　量　守　恒　定　律
内容 能量既不会消失，也不会凭空产生。只会发生转移或转化，且在其转移或转化过程中总量保持不变，能量的转化和转移都是有方向性的。
几　种　特　殊　的　能　量
核能 1、原子核中质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就叫做核能。 2、获得方式主要是核裂变和核聚变。 3、应用：原子弹与核反应堆。
太阳能 1、氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。 2、主要优点：环保、无污染、能源充足。主要缺点：分散，环境影响大，转换率低。 3、应用：光热能转换、光电能转换、光化学能转换。
能　源　的　分　类
一次能源 可以直接从自然界中获得。如：风能、太阳能、核能、化石能源等。
二次能源 通过消耗一次能源才能得到的能源。如：电能、汽油、酒精等
可再生能源 可以在自然界里多次获得的能源。如：水能、风能、太阳能、生物能等。
不可再生能源 不能在短期内从自然界获得的能源。如：化石能源、核能等。
未来理想能源 1、必须足够丰富，可以保证长期使用。 2、必须足够便宜，可以保证多数人用得起。 3、相关技术必须成熟，可以保证大规模使用。 4、必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
考点知识训练：
1．下列关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．水力发电--内能转化为电能　　　　B．柴油机做功冲程--内能转化为机械能
C．手机充电--电能转化为机械能　　　D．下落的小球--动能转化为重力势能
2．下列对能量转化的描述不正确的是（　　）
A．摩擦生热属于机械能转化为内能　　　　　B．发电机工作属于电能转化为机械能
C．光合作用属于光能转化为化学能　　　　　D．蓄电池充电属于电能转化为化学能
3．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（　　）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进　
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
4．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（　　）
A．①②③④ 　　B．②③④① 　　　C．②①③④ 　　　　　　　D．①③④②
5．“可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力．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，这表示“可燃冰”的（　　）
A．热量很大 B．温度很高 C．热值很大 D．比热容很大
6．下列关于“热机”的说法中，正确的是（　　）
A．通过技术改进，热机效率可达100% B．做功冲程将机械能转化为内能
C．热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高 D．火箭发动机属于热机
7．下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是（　　）
A．热机所用燃料的热值越大，效率越高 B．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高
C．物体的内能越大，温度越高 D．摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能
8．现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是（　　）
A． B． C． D．
9．如图是四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法正确的是（　　）
A．该图表示的是压缩冲程
B．该冲程是内能转化为机械能的过程
C．该冲程中汽缸内气体分子运动剧烈程度减弱
D．该冲程中主要是通过热传递的方式改变汽缸内物质的内能
10．四冲程汽油机工作时与图中能量转化相同的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程　　　　C．做功冲程　　　D．排气冲程
11．一颗数十吨的陨石被地球俘获，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧，犹如一颗火球扑向俄罗斯．陨石下落过程中，其能量转化过程是（　　）
A．重力势能一动能一内能 B．动能一重力势能一内能
C．重力势能一内能一动能 D．内能一重力势能一动能
夯实基础训练：
下列交通工具中，动力设备不是热机的是（　　）
A．远洋轮船　　　 B．载重汽车　　　 C．战斗机 　　D．电动摩托
如图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
下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（　　）
A．做功和热传递在改变物体热量上是等效的 B．某种燃料在燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值
C．热量是在传递过程中物体内能改变的多少 D．温度越高的物体具有的热量越多
在汽油机压缩冲程中，气缸内气体的（　　）
A．温度降低 　　B．密度变小 　　C．热量增多 　　D．内能增加
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
有关热学知识，下列说法中正确的是（　　）
A．烧杯中的水沸腾后继续加热，水的温度会升高 B．内燃机的做功冲程将内能转化为机械能
C．物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 D．锯木头时锯条发热，这是利用热传递的方式改变了锯条的内能
烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的（　　）
A．热值　　　　 B．比热容 　　　C．内能　　　　 D．热量
近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的（　　）
A．热值 　　B．比热容 　　C．温度 　　　D．质量
汽车油箱的汽油用掉一半后，关于油箱内汽油的说法正确的是（　　）
A．它的质量变为原来的一半　　　　　　　　B．它的密度变为原来的一半
C．它的热值变为原来的一半　　　　　　　　D．它的比热容变为原来的一半
某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是（　　）
A．热机 　B．电动机 　C．发电机 　D．电热水器
某中学为学生供应开水，用焦炭作为燃料，已知焦炭的热值是3×107J/kg，现完全燃烧了4.2kg的焦炭，放出的热量　　　　，设该热量有25%被水吸收，能将　　　　kg的水从25℃加热到100℃．[已知c水=4.2×103J/（kg ℃）]．
中考提升训练：
在火电站内，燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能，蒸汽轮机的作用是将　　　能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%，则火电站的效率为　　　。
某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为200C，经8750s时间后上升到450C【C水=4.2×103)/(kg·℃)】。请计算：
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳？
(2)垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？
“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为4O％。已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L。（汽油热值q=3.3×107J/L，g=10N/kg)
（1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？
（2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？
某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），煤的热值约为3×107J/kg．求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率．
发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸．若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示．
（1）汽车以100km/h速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功　　　　　J．
（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是　　　　　　　（对甲、乙、丙、丁重新排序），　　　　　图所示的冲程内燃机给汽车提供动力．
（3）汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比．下表是汽车发动机数据表，当汽车以100km/h速度匀速运动时，根据表中数据求汽车发动机的效率．（计算结果保留一小数）
如图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将　　　能转化为　　　　　能．（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．
①该发动机在1s内做功　　　J，单缸排量v=　　　L．
②在每个做功冲程里，发动机做功W=　　　　J．
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pv，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=　　Pa(1L=10-3m3)．
（4）如图为发动机在做功冲程中的示意图．下面给出了公式W=pv的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F=　　　　，燃气对活塞所做的功W=　　　　，又根据数学知识可知发动机的单缸排量v=　　　　　，故W=pV．

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