2025年中考物理臨考解題技法速練-專題17 內(nèi)能的利用（方法與技巧）（原卷版）

專題17內(nèi)能的應(yīng)用一．汽油機(jī)和柴油機(jī)有何異同？汽油機(jī)柴油機(jī)不同點(diǎn)構(gòu)造（汽缸頂部）火花塞噴油嘴汽油與空氣空氣點(diǎn)燃式壓燃式低高小型汽車、摩托車載重汽車、大型拖拉機(jī)相同點(diǎn)：①吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對(duì)外做功的沖程。②做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。③每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周，活塞往復(fù)2次，對(duì)外做功1次。二．如何識(shí)別汽油機(jī)的沖程？【解題技巧】首先要熟悉汽油機(jī)的主要結(jié)構(gòu)以及做功沖程和壓縮沖程中能量的轉(zhuǎn)化。辨別沖程時(shí)，要抓住四個(gè)沖程中的工作特點(diǎn)：進(jìn)氣門、排氣門的開、閉情況以及活塞上、下運(yùn)行情況。另外還要把握住吸氣沖程、做功沖程和排氣沖程的顯著特點(diǎn)：做功沖程中的顯著特點(diǎn)是火花塞產(chǎn)生電火花；吸氣沖程和排氣沖程有吸入物質(zhì)和排出廢氣的箭頭標(biāo)識(shí)?！镜淅饰觥咳鐖D所示，圖A、B、C、D是四沖程汽油機(jī)的工作示意圖。D圖是_______沖程，圖E、F是演示實(shí)驗(yàn)的示意圖，與D圖原理相同的是_______圖所示的演示實(shí)驗(yàn)（選填字母）。A．B．C．D．E．F．拓展：通過曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)位置是否通過汽缸最低點(diǎn)也可以間接判斷活塞運(yùn)行方向。如甲圖，曲軸沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)位置已過最低點(diǎn)，表明曲軸帶動(dòng)連桿使活塞向下運(yùn)動(dòng)。而乙圖，曲軸位置沒過汽缸最低點(diǎn)，此時(shí)，曲軸帶動(dòng)連桿只能使活塞向上運(yùn)動(dòng)。三、如何解答有關(guān)能量的相互轉(zhuǎn)化問題？【解題技巧】自然界中各種形式的能量不能孤立的，不同形式的能量會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，能量也會(huì)在不同的物體間相互轉(zhuǎn)移．能量轉(zhuǎn)化是個(gè)普遍現(xiàn)象，自然界中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的變化總伴隨著能量的相互轉(zhuǎn)化．解答此類問題的關(guān)鍵是明確消耗了什么形式的能，而最終獲得了什么形式的能?！镜淅饰觥?．下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)換的說法正確的是（）A．煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程B．化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來源于太陽能C．動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程D．植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽能轉(zhuǎn)變成熱能的過程2．火箭以液態(tài)氫做燃料主要原因是氫的______高，氫燃料燃燒將燃料的______能轉(zhuǎn)化為______能，轉(zhuǎn)化為火箭的______能，使火箭不斷上升，速度越來越大。四．如何計(jì)算能量轉(zhuǎn)化型熱量計(jì)算題？【解題技巧】【備注】無論是能量的轉(zhuǎn)移型，還是能量的轉(zhuǎn)化型，若無能量損失，則Q吸=Q放=E太=W電（機(jī)）若有能量的損失Q吸=ηQ放=ηE太=ηW電（機(jī)）上式中的η為轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的效率。【典例剖析】1．我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為Mt，最大飛行高度為Hm，最大航行速度達(dá)3馬赫[馬赫（Ma）是表示航空航天飛行器速度的量詞，又叫馬赫數(shù)（MachNumber），1Ma=v聲m/s]，油箱最大容積為V0L，若飛機(jī)巡航時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，巡航時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表：速度v/（m·s-1）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒放出的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是，飛機(jī)使用的航空燃油的密度為ρ0kg/m3，熱值為q0J/kg，求：(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒一滿油箱燃油獲得的能量是多少焦？(2)當(dāng)飛機(jī)以最大航行速度巡航時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦？(3)若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以最大航行速度巡航時(shí)，飛機(jī)的最大航程約是多少千米？（溫馨提示：在推導(dǎo)計(jì)算過程中需要的物理量，請(qǐng)?zhí)崆霸O(shè)定）2．一個(gè)天氣晴朗的正午，陽光直射，小明同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)粗略測定太陽的輻射功率．他取一個(gè)截面積s=3×10-2m2的薄壁金屬圓筒豎直在水平地面上，向筒內(nèi)注入質(zhì)量m=0.6kg的涼水，在陽光下照射2min后，水的溫度上升了1℃.（1）求水吸收的熱量Q吸____=4.2×103J/(kg·℃)]（2）計(jì)算在陽光直射下，地球表面1m2的面積上1s內(nèi)獲得的太陽能___（3）已知日地距離約為r=1.5×1011m，照射到大氣頂層的太陽能只有約40%到達(dá)地面，請(qǐng)你估算太陽的輻射功率____(半徑為r的球其表面積為4πr2)3．太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一．某品牌太陽能熱水器每小時(shí)平均接收4.2×106J的太陽能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為26℃的水，溫度升高到46℃．求：(1)熱水器中的水吸收的熱量Q吸；[水的比熱容c＝4.2×103J/(kg·℃)](2)熱水器5小時(shí)有效照射時(shí)間內(nèi)接收到的太陽能E；(3)熱水器5小時(shí)有效照射時(shí)間內(nèi)接收到的太陽能，相當(dāng)于完全燃燒多少天然氣放出的熱量？(天然氣的熱值q＝4.2×107J/m3)4．如圖甲所示為探究“冰的熔化特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)裝置.時(shí)間t00.511.5----溫度/℃（1）圖乙中讀數(shù)方法正確的是______（填序號(hào)），溫度計(jì)的示數(shù)是______℃；（2）如表所示為小明設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)記錄表格，請(qǐng)你幫小明完善表格設(shè)計(jì)，補(bǔ)全所缺內(nèi)容______；（3）如圖丙所示為冰熔化時(shí)溫度與時(shí)間關(guān)系的圖像，由圖可知，冰屬于______（晶體/非晶體）；（4）除了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材外，本實(shí)驗(yàn)還需要的測量器材是______；（5）為了更好地完成實(shí)驗(yàn)，冰塊要______（大/?。┬瑹械乃x用______（開水/溫水）；（6）將試管放入裝有熱水的燒杯中加熱的優(yōu)點(diǎn)是______而且冰的溫度升高較______（快/慢），便于記錄各個(gè)時(shí)刻的溫度，同時(shí)觀察試管中冰的______變化；（7）試管中的冰完全熔化后，若持續(xù)加熱，燒杯中的水沸騰時(shí)，試管中的液體______（會(huì)/不會(huì)）沸騰；（8）實(shí)驗(yàn)中，內(nèi)能從溫水傳遞給冰，卻不會(huì)反過來傳遞，說明能量的轉(zhuǎn)移具有______性；（9）如果用該裝置來探究燭蠟的熔化特點(diǎn)，需要改進(jìn)的是______。五．如何解答與內(nèi)燃機(jī)做功沖程有關(guān)的綜合計(jì)算題？【解題技巧】此類型題綜合考查壓強(qiáng)公式、做功公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、效率公式的應(yīng)用，難度大。思路如下：（1）首先，根據(jù)燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)p和活塞的面積S，利用F=pS可求出做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力；

（2）其次，根據(jù)活塞在氣缸中移動(dòng)的距離，利用W=Fs可求出一個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做的功，根據(jù)飛輪（曲軸）每轉(zhuǎn)兩圈對(duì)外做功一次，計(jì)算出飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)n周對(duì)外做功的次數(shù)，從而可求出燃?xì)鈱?duì)活塞做的總功W總=nW。（3）最后根據(jù)消耗汽油的質(zhì)量，利用Q放=mq可求出汽油完全燃燒釋放的熱量，再根據(jù)求出該汽油機(jī)的效率。

【典例剖析】1．如圖甲所示的某品牌插秧機(jī)使用北斗導(dǎo)航，農(nóng)民只需在作業(yè)前進(jìn)行相關(guān)設(shè)定，即可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人值守自動(dòng)作業(yè)。（1）該插秧機(jī)使用四沖程汽油機(jī)，圖乙中汽油機(jī)處于_____沖程。如果該汽油機(jī)飛