2020年中考物理重難點專練06 內能的利用（專項二 熱學）（含解析）

專項二 熱學重難點05 內能的利用【知識梳理】1.利用內能的兩種方式：利用內能加熱；利用內能做功。2.單杠四沖程內燃機的四個沖程沖程名稱進氣門排氣門能量轉化能量來源備注吸取沖程開閉飛輪轉動的慣性1個工作循環(huán)，飛輪轉動2周，經(jīng)歷4個沖程，對外做功1次。壓縮沖程閉閉機械能轉化為內能飛輪轉動的慣性做功沖程閉閉內能轉化為機械能燃料燃燒釋放的內能排氣沖程閉開飛輪轉動的慣性3.汽油機與柴油機的區(qū)別比較項目結構點火方式吸入的物質燃料熱機效率應用汽油機頂部有火花塞點燃式空氣和汽油汽油26-40%轎車等較輕便的機械柴油機頂部有噴油嘴壓燃式空氣柴油34-45%輪船等較笨重的機械4.熱機效率：熱機所做的有用功與所用燃料完全燃燒釋放的熱量之比。其值一定小于1.公式：=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt計算。Q放=mq計算。提高熱機效率的一些途徑：讓燃料燃燒更充分；減輕熱機的質量；較少熱機各部件之間的摩擦；廢氣再利用等。5.熱機與環(huán)保：熱機在使用過程中帶來的環(huán)境污染主要是大氣污染（燃燒汽油、柴油產(chǎn)生的大量氮氧化物，碳氧化物和鉛）、排放的二氧化碳產(chǎn)生的溫室效應、粉塵、噪聲等。解決問題的方向：研究開發(fā)低能耗、少污染的熱機；控制、減少污染?！窘忸}思路】題型1.判斷單杠四沖程汽油機的沖程。解題方法：熟記1表。觀察進氣門和排氣門的開閉情況，進氣門開是吸氣沖程；排氣門開是排氣沖程。觀察火花塞：若兩門都關閉，火花塞點火的是做功沖程，沒有則是壓縮沖程。題型2：根據(jù)轉速，計算沖程或者做功次數(shù)。解題方法：牢記1個工作循環(huán)，飛輪轉動2周，經(jīng)歷4個沖程，對外做功1次。題型3.熱機效率的計算。解題方法：公式=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt計算有用功。Q放=mq計算燃料完全燃燒釋放的熱量。注意將單位統(tǒng)一成國際單位。注意計算Q放的公式：Q放=. 題型4：熱機與環(huán)保的關系：既要利用熱機為我們工作，又要改進熱機，減少污染的產(chǎn)生?！菊骖}再現(xiàn)】1.（2019昆明）如圖是汽油機工作的四個沖程，其中表示排氣沖程的是（ ）A甲 B乙 C丙 D【答案】C【簡析】排氣門打開的那個沖程即為排氣沖程，觀察3可知是丙圖。2.（2019山東棗莊）如圖所示是內燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（）A壓縮沖程，將化學能轉化成內能B壓縮沖程，將機械能轉化成內能C做功沖程，將內能轉化成機械能D做功沖程，將機械能轉化成內能【答案】C【簡析】觀察圖中2門關閉，火花塞點火，是做功沖程，將內能轉化為機械能。3.（2019湖北武漢）如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖，關于其四個沖程的描述正確的是（）A吸氣沖程中，汽油和空氣的混合物進入汽缸B壓縮沖程中，通過做功的方式使汽缸內氣體的內能減小C做功沖程中，燃料釋放的能量絕大部分轉化為機械能D排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分【答案】A【簡析】汽油機在吸氣沖程中，吸入的是汽油和空氣的混合物，故A正確。在壓縮沖程中是機械能轉化為內能的過程，氣缸內氣體的溫度升高，內能增大，B錯。在做功沖程中，燃料燃燒釋放的內能大部分需要克服摩擦、發(fā)生熱傳遞而散失，只有一少部分轉化為機械能，C錯。在排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的三分之一左右，不是極少部分，故D錯。 3.（2019·湘西土家族苗族自治州）多數(shù)汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，從能量轉化的角度看，存在著內能轉化為機械能的過程的是（ ）A吸氣沖程 B壓縮沖程C做功沖程 D排氣沖程【答案】C【簡析】汽油機的四個沖程中，吸氣、排氣沖程無能量轉化，壓縮沖程將機械能轉化為內能，做功沖程將內能轉化為機械能。4.（2019·江蘇無錫）如圖所示，用電火花發(fā)生器點燃塑料盒內的酒精氣體，能將盒蓋噴出很遠。此過程中的能量轉化方式與汽油機的哪一個沖程相似（ ）A壓縮沖程 B吸氣沖程C排氣沖程 D做功沖程【答案】D【簡析】按動電火花發(fā)生器的按鈕，點燃盒內酒精，盒蓋被打出去，將內能轉化為機械能，與汽油機的做功沖程相似。5.（2016·四川）為緩解城市交通壓力，近幾年成都大力發(fā)展有軌交通，幾條地鐵線路已經(jīng)開通運行，同時又在積極投建有軌電車，以取代部分用柴油機作動力的公交車關于電車和柴油車，下列說法不正確的是（ ）A.電車電動機工作時利用了磁場對電流的作用B.電車電動機能夠將電能全部轉化為機械能C.一般情況下，電車電動機的效率比柴油機的效率高D.電車對環(huán)境的污染比柴油車對環(huán)境的污染小【答案】B【簡析】電車電動機工作時利用了磁場對電流的作用，A正確。電車電動機能夠將電能大部分轉化為機械能，但也會產(chǎn)生一小部分內能，B錯。一般情況下，電車電動機的能量損失較小，效率比柴油機的效率高，C正確。電車不存在尾氣的排放、噪音小，所以對環(huán)境的污染比柴油車對壞境的污染小，D正確6.（2019·湖南常德）前不久，據(jù)河南南陽炒作很熱的“水氫發(fā)動機”的宣傳說，“水氫發(fā)動機”可以用水來制取氫氣，從而為發(fā)動機提供高能燃料。中央電視臺對此作了專題報道，認為目前的技術尚不成熟，所謂的“水氫發(fā)動機”要真正投入實用還有長的路要走。對此，下列分析不正確的是（ ）A氫氣燃燒無污染是“水氫發(fā)動機”備受關注的原因之一B氫氣是發(fā)動機的一種理想燃料，是因為氫氣的熱值大C“水氫發(fā)動機”是利用內能做功的機械D目前利用水制取氫氣耗能高，因此“水氫發(fā)動機”的效率很高【答案】D【簡析】“水氫發(fā)動機”可以用水來制取氫氣，將水分解成氫氣和氧氣，在給車輛提供動力的同時排放物是水，對環(huán)境無污染，無限循環(huán)，A正確。氫氣的熱值為1.4×108J/m3，而且氫氣燃燒生成水，對環(huán)境無污染，是發(fā)動機的一種理想燃料，B正確?！八畾浒l(fā)動機”是一種熱機，將內能轉化為機械能，C正確。水制取氫氣目前的技術手段，對能源消耗高，轉換效率很低，故D錯。7.（2019天津市）如圖是某四沖程汽油機的_沖程，在此沖程中內能轉化為_能?！敬鸢浮孔龉?機械【簡析】由圖可知，兩個氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運動，因此是做功沖程，將內能轉化為機械能。 8.（2019·江蘇揚州）如圖所示是汽油機的_沖程。在壓縮沖程中，是通過_方式增加燃氣的內能。汽油機的轉速為3 000 r/min，則1 s內汽油機對外做功_次?！敬鸢浮孔龉?做功 25【簡析】進氣口、出氣口關閉，活塞向下，為做功沖程；壓縮沖程時通過做功的方式增加其他內能；3 000 r/min=3000r/60s=50r/s，一個工作循環(huán)有4沖程，飛輪轉2轉，對外做功1次，這里1s內轉了50轉，所以經(jīng)歷了50/2=25個工作循環(huán)，多外做功25次。9.（2019·江蘇蘇州）如圖所示，在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速下壓，棉花被點燃，此過程的能量轉化方式與汽油機的_沖程相同；某效率為25%的汽油機在一次工作中消耗了體4 kg汽油，該汽油機對外做的機械功為_（汽油熱值為4.6×107 J/kg）。【答案】壓縮 4.6×107【簡析】用力將活塞迅速向下壓，棉絮燃燒起來，機械能轉化為空氣的內能，與內燃機的壓縮沖程相似；汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=4 kg×4.6×107 J/kg=1.84×108J；機械功w=Q放=25%×1.84×108 J=4.6×107 J。10.（2019·四川德陽）用天燃氣燒水，水燒沸騰時，壺蓋不斷向上跳動，此過程中能量轉化與四沖程汽油機的_沖程的能量轉化相同；在標準大氣壓下用天燃氣把3kg的水從20加熱至剛沸騰時，水吸收了_J的熱量。c水=4.2×103J/（kg·）【答案】做功 1.008×l06【簡析】水燒開以后，水蒸氣膨脹對壺蓋做功，把壺蓋頂起來，將水蒸氣的內能轉化為壺蓋的機械能，與汽油機的做功沖程的能量轉化相似。在標準大氣壓下水的沸點為100 ，所以，水吸收的熱量是：Q吸=c水m水t=4.2×103 J/（kg·）×3 kg×（100 20 ）=1.008×106 J。11.（2019·湖北）一輛廂式小貨車某次運貨，滿載后總質量是5.0×103kg，在平直的公路上勻速行駛100km，耗油10kg，貨車受到的阻力是總重力的0.05倍，發(fā)動機的牽引功率是50kW（油的熱值是5.0×107J/kg，10N/kg），求：（1）貨車受到的牽引力；（2）貨車勻速行駛的速度；（3）貨車發(fā)動機的效率?！敬鸢浮控涇囀艿降臓恳?500N；貨車勻速行駛的速度為20m/s；貨車發(fā)動機的效率為50%。【簡析】貨車的重力Gmg5.0×103kg×10N/kg5.0×104N，貨車做勻速運動，所以貨車受的牽引力：Ff0.05G0.05×5.0×104N2500N；貨車勻速行駛的速度：v=P/F=50000W/2500N=20m/s；牽引力做的功WFs2500N×1×105m2.5×108J，燃油燃燒放出的能量：Qmq10kg×5.0×107J/kg5.0×108J，貨車發(fā)動機的效率：=W/Q×100%=W/Q×100%=2.5×108J/5×108J×100%50%?！驹瓌?chuàng)預測】12.下列減小熱機帶來的環(huán)境污染措施中，不可行的是（ ）A.改進設計方案，使熱機工作時噪聲更小B使用天然氣、酒精替代部分汽油、柴油做燃料C淘汰熱機，徹底解決問題D盡量使氣缸內燃燒更充分一些【答案】C【簡析】根據(jù)目前的技術和實際需要，淘汰熱機不現(xiàn)實。13.單缸四沖程柴油機的轉速是6000r/min,則它每秒完成 個吸氣沖程?！敬鸢浮?0【簡析】6000r/min=6000r/60s=100r/s. 單缸四沖程柴油機每1個工作循環(huán)轉2r，有1次吸氣沖程，所以它每秒有100/2=50個吸氣沖程。