2020年中考物理考点09热机及其效率（带解析）

1 考点 09 热机及其效率 【知识回顾】 考点一、热机 1.热机：利用内能做功的机械叫热机。 热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴 油机两类。 2. 内燃机的工作原理 （1）汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物； 压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高； 做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能； 排气冲程—靠惯性运动，排出废气。 （2）柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。 柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混 合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅 是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。2 考点二、热机效率 1．热值（q）：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。 （1）燃料燃烧放出热量：Q放 ＝qm；（Q 放 是燃料放出的热量，单位是J；q 是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位 是kg。） 对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg 是指燃料的质量， 如果燃料的质量不是 1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料 的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则 1kg 燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热 值所确定的值。 （2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的 本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均 无关。 2.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的 效率是热机性能的一个重要指标。公式： 3.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）； ②废 气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。 考点三、能量转化与守恒 1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个 物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题 还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 【考点梳理】 考点一、热机 1.考点解析 热机是内能利用的典型实例，也是内能利用的重点，在复习中应该着重掌握热机的工作原理和热机能 量转化过程。本节知识点有：汽油机和柴油机的特点，汽油机的四冲程跟踪过程，各冲程能量的转化过程。 对各冲程的判断、工作过程以及能量的转化是本节主要考点。考试题型以选择题为主（考查工作过程的判 断、能量的转化），填空题为辅（能量的转化）。 qm W Q W 有用 总 有用 ==η3 纵观各地中考考纲和近三年考卷来看，对本节知识点的考查主要集中在汽油机四冲程的判断和能量转 化两个方面。此问题一般与热现象的其他知识点结合在一起组成一个考题，也有单独作为一个考题的情况。 考点二、热机效率 热机效率是本考点重点内容，主要涉及到热值的概念及其相关计算，热机效率的计算三个方面。故本 节主要内容是应用热值进行有关计算问题，希望在复习中加强学生计算能力的培养。中考试卷中有关效率 和热值的计算，虽然分值不一定很高，但在考查学生计算能力和对效率概念的理解上，属于典型考题；考 试题型以选择题、填空题为主，有的也作为一个知识点与其他压轴题结合。 纵观各地中考考纲和近三年考卷来看，对本节知识点的考查主要集中在热机效率的计算和热值概念的 应用两个方面。本节考点在 2020 年中考物理试卷中出现概率很大，也会延续以前的考查方式和规律，不会 有很大变化。考查思路主要分为：考查学生计算能量和对热机效率的计算能力，以及热值的应用等方面。 考点三、能量转化与守恒 能量转化与守恒比较抽象，也是学生学习热学内容的收尾，在本节主要考查能量的转化形式和理解能 量的守恒概念。尤其是对能量守恒概念的理解是学生学习的难点，同样也是本节的重点。中考试卷中有关 转化与守恒的问题也会经常出现，希望引起大家的重视。本节内容一般不会单独组成一个试题，大多数会 和热学部分的其他知识点结合在一起组成一个题目；考查主要方向是能量之间的转化，考试题型以选择题、 填空题为主。 考点一、热机 【典例一】（2019·武威）如图所示是汽油机的______冲程。 【答案】做功。 【解析】由图知，两气门都关闭，火花塞冒出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程。 故答案：做功。 【举一反三】4 1.（2018·滨州）如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（　　）。 A．压缩冲程，将化学能转化成内能；B．压缩冲程，将机械能转化成内能； C．做功冲程，将内能转化成机械能；D．做功冲程，将机械能转化成内能 【答案】C。 【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量 转化关系是气体的内能转化为机械能,故选 C。 2.（2019·达州）下列关于热现象的说法中正确的是（　　）。 A．物体的温度越高所含的热量越多； B．内燃机的做功冲程将机械能转化成内能； C．打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动； D．物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强 【答案】D。 【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，只能说吸收热量或放出热量，故 A 错误； B、内燃机的一个工作循环有四个冲程，做功冲程是将内能转化成机械能，故 B 错误； C、灰尘是可以看得见的物体，因此灰尘的飞扬不是分子的运动，而是物体的机械运动，故 C 错误； D、比热容是物质的一种特性，它反映了物质吸收或放出热量的能力，比热容越大反映了物质吸收或放 出热量的能力越强，故 D 正确。故选 D。 3.（2017•烟台）如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（　）。 A． B． C． D． 【答案】Ｃ。 【解析】A：进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意。 B：两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意。5 C：两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意。 D：排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意。正确答案是 C。 考点二、热机效率 【典例二】（2019·湘潭）图是某电水壶的铭牌，该电水壶正常工作 1min 产生　 　J 的热量，如果 这些热量 84%被冷水吸收能使 2.0L 的水温度升高上　 　℃。 【答案】9×104；9。 【解析】（1）由图知，电水壶的额定功率为 1500W，所以正常工作 1 分钟产生的热量： Q＝W＝Pt＝1500W×60s＝9×104J； （2）由 ρ＝ 可得水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.0×10﹣3m3＝2kg， 这些热量 84%被冷水吸收，即 Q 吸＝84%Q 放， 由 Q＝cm△t 得水升高的温度：△t＝ ＝ ＝9℃。 故答案为：9×104；9。 【举一反三】 1.（2018·荆州）某家庭用的电热水器将体积为 60L，温度为 20℃的自来水加热到 50℃，则水吸收的 热量为 J［水的比热容 4.2×103J/（kg·℃）］。若热水器的功率为 2000W，用时 5000s，则该热水器 的效率为 。 【答案】7.56×106J；75.6%。 【解析】根据公式 求 60L 水从温度为 20℃加热到 50℃，吸收的热量为： （每升水质量为 1kg）； 热水器发出的热量： ； 故效率为： 。 答案：7.56×106J；75.6%。 tcmQ ∆=吸 JCCkgCkgJtcmQ 63 1056.7)2050(60)·/(102.4 ×=°−°××°×=∆=吸 JsWPtQ 710150002000 ×=×==放 %6.75%100101 107.56%100 7 6J =×× ×=×= JQ Q 放 吸η6 2.（2019·苏州）苏州如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞 迅速下压，棉花被点燃。此过程的能量转化方式与汽油机的______冲程相同。某效率为 25%的汽油机在一次 工作中消耗了 4kg 汽油，该汽油机对外做的机械功为______J。（汽油热值为 4.6×107J/kg） 【答案】压缩；4.6×107。 【解析】（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃 烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气 的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同； （2）汽油完全燃烧放出的热量：Q 放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J； 输出的机械能为：E=ηQ 放=25%×1.84×108J=4.6×107J。 故答案为：压缩；4.6×107。 3.（2019·绵阳）一个标准大气压下，将质量 1.0kg 的水从 20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 ________J。小明家天然气热水器的热效率是 84%，他某次洗澡，耗水 40kg，自来水进热水器的温度是 24℃，出热水器的温度是 40℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是 4.2×103J/ （kg℃），天然气的热值是 3.2×107J/m3。 【答案】3.36×105；0.1。 【解析】（1）水吸收的热量： Q 吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.0kg×（100℃-20℃）=3.36×105J； （2）他某次洗澡时水吸收的热量： Q 吸′=cm′△t′=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（40℃-24℃）=2.688×106J； 由 η= 可得，天然气放出的热量： ； 由 Q 放=Vq 可得，消耗天然气体积： 。 故答案为：3.36×105；0.1。 考点三、能量转化与守恒 【典例三】（2018•温州）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7 百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　）。 A．电能→机械能→光能；B．光能→机械能→电能； C．光能→电能→机械能；D．机械能→电能→光 【答案】C。 【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节 百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。故选 C。 【举一反三】 1.（2019·邵阳）电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中，它 们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是（　　）。 A．电能转化成热能； B．电能转化成机械能； C．机械能转化成电能；D．太阳能转化成机械能 【答案】B。 【解答】电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故 B 正确。故选 B。 2.（2017•岳阳）随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识说法正确的 是（ ）。 A．用甘油做发电机的冷却剂； B．发电机做功冲程将内能转化为机械能； C．精心保养可使发电机的效率达到 100%；D．排出的尾气对环境没有任何污染 【答案】B。 【解析】A．用甘油做发电机的冷却剂，错误；用水的比热容大的特性，用水做冷却剂。 B．发电机做功冲程将内能 转化为机械能，正确。 C．精心保养可使发电机的效率达到 100%，错误，任何机械运动都会发热做额外功。 D．排出的尾气对环境没有任何污染，错误，排出的尾气对环境有污染。故选 B。 3.16.（2018•聊城）在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是　 　冲程。汽油机工作时要产 生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水　 　的特性。 【答案】压缩；比热容大。 【解析】（1）在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是压缩冲程。 （2）汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的 热量，降低发动机的温度。 故答案为：压缩；比热容大。8 一、选择题 1．（2019·深圳市龙岗区中考一模）下列说法中正确的是（　　）。 A．汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能； B．燃料不完全燃烧，其热值会变小； C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率； D．物体的内能增加时温度可能不变 【答案】D。 【解析】A、压缩冲程中活塞压缩气缸内气体做功，将活塞的机械能转化为燃气的内能，故 A 错误； B、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 B 错误； C、用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的 效率，故 C 错误； D、物体内能增加时，温度可能不变，例如，晶体吸热熔化时，故 D 正确。故选 D。 2.（2019·濮阳市中考物理二模）如图所示是汽油机工作时某个冲程的示意图，下列说法正确的是 （　　）。 A. 该冲程是压缩冲程； B. 该冲程是机械能转化为内能； C. 该冲程是内能转化为机械能；D. 随着汽油的燃烧，汽油的热值会减小 【答案】C。 【解析】A、根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做 功冲程，故 A 错误； BC、在做功冲程中将内能转化为机械能，故 B 错误，C 正确； D、热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，因此当汽油不断减少时，汽油的热值不变，故 D 错 误。故选 C。 3.（2019·深圳市龙岗区中考一模）如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，9 把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃 瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，瓶口出现大量白气，关于此实验，分析正确的是（　　）。 A．矿泉水瓶中的酒精如果没有完全燃烧，其热值会变小； B．纸筒飞出后的瞬间瓶口出现的白气是汽化形成的； C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程； D．纸筒飞出时发生的能量转换是内能转化为机械能 【答案】D。 【解析】A、热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故 A 错 误； B、瓶口出现的白气是由水蒸气液化形成的，故 B 错误； C、燃气推动纸筒飞出的过程是燃气推动纸筒做功的过程，相当于内燃机的做功冲程，故 C 错误； D、纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，内能转化为机械能，故 D 正确。故选 D。 4．（2019·济南市历城区中考一模）下列常见的现象中，能量转化的描述正确的是（　　）。 A．弯折铁丝﹣机械能转化为内能；B．保温瓶的瓶盖蹦起﹣内能转化为机械能； C．燃料燃烧﹣化学能转化为内能；D．干电池供电﹣电能转化为化学能 【答案】ABC。 【解析】A、弯折铁丝是通过做功的方式将机械能转化为内能，故 A 正确； B、保温瓶的瓶盖蹦起，是气体对外做功，将内能转化为机械能，故 B 正确； C、燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程，故 C 正确； D、干电池供电的过程，是将化学能转化为电能的过程，故 D 错误。故选 ABC。 5．（2019·深圳市龙岗区中考一模）甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是 （　　）。 A．甲种燃料比乙种燃料的热量少； B．完全燃烧 mkg 乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用 mkg 甲种燃料也能烧开这壶水； C．完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多； D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大10 【答案】C。 【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，所以甲种燃料的热值小于乙种燃料的热 值，不能说甲种燃料比乙种燃料的热量少，故 A 不正确； B、根据 Q＝mq 可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放 出的热量多，所以 mkg 乙种燃料刚好烧开一壶水，则 mkg 甲种燃料不能烧开这壶水，故 B 不正确； C、根据 Q＝mq 可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放 出的热量多，故 C 正确； D、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 D 不正确。 故选 C。 6．（2019·深圳市龙岗区中考一模）下列说法中正确的是（　　）。 A． 如图中的验电器是检测物体是否带电的仪器，工作原理是同种电荷互相排斥； B． 如图表示用测电笔辨别火线与零线，若氖管发光，则此线可能是零线； C． 如图是研究做功可改变内能的装置，当活塞迅速压缩空气时，空气内能会减小 D． 如图表示的是内燃机压缩冲程，该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度减弱 【答案】A。 【解析】A、当带电物体靠近不带电的验电器时，由于静电感应，验电器的金属箔片会带上同种电荷而 相互排斥，金属箔片会张开一定角度，故验电器的原理是同种电荷互相排斥，故 A 正确； B、用测电笔辨别火线与零线，若氖管发光，此线是火线，若氖管不发光，此线是零线，故 B 错误； C、如图是研究做功可改变内能的装置，缓慢压缩空气，对空气做功，空气内能增大，故 C 错误； D、由图可知，该冲程是内燃机压缩冲程，缸内气体内能增大，温度升高，该冲程中气缸内分子运动的 剧烈程度加强，故 D 错误。故选 A。 7.（2019·巴中市巴州区中考一模）汽车油箱中的汽油用掉一半后，剩下的汽油（　　）。11 A. 比热容和热值都不变； B. 比热容不变，热值变为原来的一半； C. 热值不变，比热容变为原来的一半； D. 比热容变为原来的一半，热值变为原来的一半 【答案】A。 【解析】比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热，某种物质的比热容和其体积大小无关； 燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量 m 和体积 V 无关，故 BCD 错误，A 正确。故选 A。 8.（2019·巴中市巴州区中考一模）关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）。 A. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高； B. 热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多； C. 热机的效率越高说明做功越快； D. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 【答案】A。 【解析】A、柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。故 A 正确； B、热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的 燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多。故 B 错误； C、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然 联系。故 C 错误； D、在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多。故 D 错误。故选 A。 9.（2019·自贡市中考模拟）关于热机，下列说法是正确的（　　）。 A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞； B. 柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸； C. 汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开； D. 汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能 【答案】D。 【解析】A、汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴； B、柴油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸； C、汽油机在做功冲程中，进气门和排气门都是关闭的； D、汽油机的做功冲程中，将内能转化成了机械能。故选 D。12 10．（2019·镇平县九年级第一次中招模拟）柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转化为内 能的是（　　）。 A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B。 【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转 化为内能，温度升高、内能增加；在做功冲程中，高温高压的燃料被点燃燃烧形成高温高压的燃气，燃气 膨胀做功，将内能转化为机械能。故选 B。 二、填空题 11．（2019·保定市莲池区中考一模）汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由 机械能转化为内能的是　 　冲程。已知汽油的热值为 4.6×107J/kg，2kg 汽油完全燃烧时释放的热量为　 　 J。已知汽车防冻液的比热容为 4.2×103J/（kg•℃）。某汽车中的防冻液从 90℃冷却到 20℃的过程中，放 出的热量为 2.94×106J，则该汽车中防冻液的质量为　 　kg。 【答案】压缩；9.2×107；10。 【解析】（1）在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增大、温度升高， 机械能转化为内能； （2）完全燃烧 2kg 汽油放出的热量： Q 放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J； （3）由 Q 放＝cm△t 可得，汽车防冻液的质量： m＝ ＝ ＝10kg。 故答案为：压缩；9.2×107；10。 12.（2019·常德市中考最后一模）王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水 比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的______不同；若现将 1.5kg 初温为 20℃的水烧开 （标准大气压下），需要吸收的热量为______。 【答案】热值；5.04×105J。 【解析】（1）烧开一壶水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为天然气的热值高； （2）水吸收的热量： Q 吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×105J。 故答案为：热值；5.04×105J。13 13．（2019·长沙市雨花区中考一模）据央视网：“从 12 月 1 日零时起，国内汽油价格每吨降低 540 元，降价后，92 号汽油每升下降 0.43 元。”据此估测汽油的密度约为　 　kg/m3，完全燃烧 3kg 汽油所 放出的热量为　 　J（q 汽油＝4.6×107J/kg）。 【答案】0.8×103；1.38×108。 【解析】（1）汽油每吨降低 540 元，每升将下降 0.43 元， 则降价 540 元汽油的体积即 1t 汽油的体积： V＝ ×1L＝ L＝ m3， 所以，汽油的密度：ρ＝ ＝ ≈0.8×103kg/m3； （2）完全燃烧 3kg 汽油所放出的热量： Q 放＝m′q 汽油＝3kg×4.6×107J/kg＝1.38×108J。 故答案为：0.8×103；1.38×108。 14．（2019·辽阳市中考考前最后一卷）一台四冲程汽油机在一个工作循环中，把内能转化为机械能的 冲程是　 　冲程。汽油机用水作为冷却剂，这是利用了水　 　的性质。 【答案】做功；比热容大。 【解析】（1）在四冲程汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是做功冲程； （2）汽油机用水作为冷却剂，是利用水的比热容大，散热效果好。 故答案为：做功；比热容大。 15. （2019·济宁市中考三模）两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人喜爱，如图 所示，表格中是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数，锂电池充电时，______能转化为______能，若 电动机以额定功率工作，则锂电池充足一次电最多可骑行______秒。 整车质量 20kg 锂电池电压 48V 锂电池容量 12A•h14 电动车额定电压 48V 电动机额定功率 360W 【答案】电；化学；5760。 【解析】锂电池充电时相当于用电器，消耗电能，得到化学能，所以是电能转化为化学能； 由表格数据可知锂电池的电压为 48V，容量为 12A•h， 则锂电池充足一次电储存的电能：W 电=UIt=48V×12A×3600s=2.0736×106J， 由 P= 可得最多可骑行的时间：t′= = =5760s。 故答案为：电；化学；5760。 16．（2019·临沂市平邑县中考二模）如图所示，一配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花， 当迅速压下活塞时，可看见桶内棉花燃烧起来。这是通过　 　的方式使玻璃筒内的空气　 　增加、 温度升高的。从能量转化的角度看，汽油机工作时　 　冲程与该图实验相同。 【答案】做功；内能；压缩。 【解析】当迅速压下活塞时，可看见桶内棉花燃烧起来。这是通过做功的方式使玻璃筒内的空气内能 增加、温度升高的。从能量转化的角度看，汽油机工作时压缩冲程与该图实验相同。 故答案为：做功；内能；压缩。 17．（2019·泰安市新泰市中考一模）在倡导新旧动能转换，节约能源的今天，很多出租车使用天然气 代替柴油或汽油，某段时间一辆出租车消耗 0.4m3 天燃气，如果该出租车发动机的效率为 20%，则得到的机 械能为　 　J。（天然气的热值为 7×107J/m3） 【答案】5.6×106。 【解析】由热机效率公式可得出租车得到的机械能为： W 机械能＝Q 放×20%＝mq×20%＝7×107J/m3×0.4m3×20%＝5.6×106J。 故答案为：5.6×106。 18．（2019·庆阳市物理模拟)若可燃冰的热值为 4.2×107J/m3，完全燃烧 1m3 的可燃冰可放出的热量是　 　 J，这些热量有 60%被水吸收，可把　 　kg 的水从 20℃加热到 80℃。[水的比热容 c 水＝4.2×103J/15 （kg•℃）] 【答案】4.2×l07；100。 【解析】1m3 天然气完全燃烧产生热量： Q 放＝Vq＝1m3×4.2×107J/m3＝4.2×107J； 由题知，水吸收的热量：Q 吸＝60%×Q 放＝60%×4.2×107J＝2.52×107J； 由 Q 吸＝cm（t﹣t0）可得加热水的质量： m＝ ＝ ＝100kg。 故答案为：4.2×l07；100。 19．（2019·菏泽市牡丹区最后一次模拟）质量为 2kg，温度为 15℃的水，吸收 1.68×105J 的热量后， 温度升高到　 　℃。[已知水的比热容是 4.2×103J/（kg•℃）]．育才中学教室里安装电灯的总功率是 10kW， 如果每年上课时间按 200 天算，每天少开灯 1h，则节约的电能相当于　 　kg 的标准煤完全燃烧时释放 的能量。（标准煤的热值约为 3.0×07J/kg）。 【答案】故答案为：35；240。 【解析】（1）由 Q 吸＝cm△t，可得， △t＝ ＝ ＝20℃。 则温度升高到 15℃+20℃＝35℃； （2）由 P＝ 可得：每天少开灯 1h，节约的电能： W 电＝Pt＝10kW×1h×200＝2000kW•h＝7.2×109J， 由题知，Q 放＝mq＝W 电， 需要完全燃烧煤的质量：m＝ ＝ ＝240kg。 故答案为：35；240。 三、计算题 20.（2019·深圳市龙岗区中考一模）小明家新买来一台容积为 80L 的天然气热水器。小明学习了热效 率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为 40L，“出水温度”设置为 40℃后，开 始加热。当水温达到 40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是 20℃，加热前天然气表的示数为 129.96m3，停止加热后变为 130.06m3，天然气的热值 q 天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容 c 水＝4.2×103J/16 （kg•℃），1L＝1.0﹣3m3．求： （1）水箱中水的质量； （2）水箱中水吸收的热量： （3）该热水器的热效率 【解析】（1）把“进水量”设置为 40L，则水箱中水的体积： V＝40L＝40dm3＝40×10﹣3m3， 由 ρ＝ 得水箱中水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×40×10﹣3m3＝40kg， （2）由题意可得，水吸收的热量： Q 吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（40℃﹣20℃）＝3.36×106J； （3）使用天然气的体积：V 气＝130.06m3﹣129.96m3＝0.1m3， 天然气完全燃烧释放的热量：Q 放＝qV 气＝4.2×107J/m3×0.1m3＝4.2×106J； 该热水器的热效率：η＝ ＝ ×100%＝80%。 答：（1）水箱中水的质量为 40kg；（2）水箱中水吸收的热量为 3.36×106J；（3）该热水器的热效率 为 80%。