搜索
章末复习第十四章内能的利用整合归纳章末复习核心框架内能的利用热机定义：利用内能做功的机械分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等汽油机内燃机一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程；曲轴和飞轮转2周，活塞往复2次，对外做功1次柴油机能量转化：在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能章末复习内能的利用热机的效率热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。符号为q，单位是J/kg燃烧热的计算：Q=qm或Q=qV热机的效率：热机工作时，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，η=W有用Q放提高热机效率的途径章末复习内能的利用能量的转化和守恒能量的转化：不同形式能量之间的转化能量的转移：同种形式的能量在不同物体之间或同一物体不同部分之间的转移能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变章末复习知识纵横内燃机的四个冲程吸气冲程压缩冲程：机械能转化为内能做功冲程：内能转化为机械能排气冲程章末复习两种计算燃料燃烧放出热量的计算：Q放=qm（或qV）热机效率的计算：η=W有用Q放一个定律能量守恒定律章末复习实战中考考点一汽油机工作过程及冲程的判断（1）汽油机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程中内能转化为机械能。（2）根据气门开闭情况和活塞的运动情况判断冲程：①进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程；②进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程；③两个气门都关闭，活塞向上运动为压缩冲程；④两个气门都关闭，活塞向下运动，同时火花塞点火，为做功冲程。章末复习例1[泰州中考]汽油机是热机的一种，汽油在汽缸内燃烧时将______能转化为______能。如图14-Z-1所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在______冲程。内机械做功章末复习考点二燃料的热值及热量的计算（1）热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放热的多少均没有关系。（2）燃料燃烧放出热量的公式：Q放=qm；变形式：m=Q放q，q=Q放m。（3）热机效率的计算式：η=W有用Q放;变形式：W有用=ηQ放，Q放=W有用η。（4）热机的效率不能达到100%；提高热机效率的主要途径是提高燃料的利用率。章末复习例2[柳州中考]完全燃烧1kg柴油放出的热量能使多少千克的水温度升高20℃［已知柴油的热值是4.2×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），假定放出的热量被水完全吸收］（）A．2kgB．20kgC．50kgD．500kgD章末复习例3[荆州中考]每年麦收时节，农民往往把麦秸秆堆在田里焚烧，这样既污染环境，又浪费资源。据测算，1t麦秸秆在沼气池中可以产生270m3沼气，剩余的残渣还是优质有机肥料。统计表明，荆州市农村一个村一般每年可产生500t麦秸秆，若这些麦秸秆用来在沼气池中产生沼气，产生的沼气完全燃烧后，可以放出_________J的热量；在标准大气压下，这些热量可以将__________壶装有质量为2.5kg、初温为20℃的水烧开。［沼气的热值取1.9×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）］2.565×10123.05×106章末复习考点三能量的转化和守恒（1）自然界中各种现象都是相互联系的，在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。（2）变化前后，能量的形式没有发生变化的属于能量的转移，能量的形式发生变化的属于能量的转化。（3）能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。（4）所有能量转化的过程都遵从能量守恒定律。章末复习例4[淮安中考]太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法中正确的是（）A章末复习A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为自身的化学能B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能章末复习走进重高培优点一汽油机的工作过程和热机的效率汽油机的工作过程涵盖了速度、惯性、压强、压力、机械功和功率、燃料的燃烧热、能量转化、热机效率等知识，是中考考查的热点内容，可以以多种形式的综合题型出现，其中难度较大的是求解做功冲程中燃气压力做功情况，要求同学们既要理解活塞在汽缸内的运行状况，又能准确地运用公式W=Fs计算功的大小。章末复习典例1（拓展材料题）阅读短文，回答问题。汽车发动机发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际上汽车往往采用多缸发动机。章末复习如图14-Z-3所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个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吸气、压缩和排气冲程。章末复习（1）汽油机工作时将燃料燃烧获得的内能转化为________能。（2）若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为________（用字母表示）。（3）若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是____________。机械pV增大牵引力章末复习（4）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是________。（填序号）A．吸气B．压缩C．做功D．排气A章末复习（5）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为________s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为n时该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为________。（填序号）A．P=np0V排2B．P=np0V排C．P=2np0V排D．P=4np0V排0.04A章末复习典例2（中考压轴题）[陕西中考]某款油电混合动力小汽车，具有省油、能量利用率高等特点，其相关信息如下表。在某次水平道路测试中，该车以中速匀速行驶170km，共消耗汽油10L。测试过程中，内燃机既向车轮提供能量，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进。之后，工作人员又进行了制动测试，描绘出了制动距离（从刹车开始到车停止的距离）与制动时的速度关系图像，如图14-Z-4所示。章末复习章末复习驱动模式纯电动启动、低速油电混动中速纯燃油高速汽车质量1200kg车轮与地面总接触面积0.096m2章末复习（1）由图像可知，车速越_________，制动距离越长。（2）该车空载静止时，对水平地面的压强是多少？（g取10N/kg）（3）在水平道路中速匀速行驶测试中，若平均阻力为1000N，牵引力做的功是多少？（4）在水平道路中速匀速行驶测试中，若该车内燃机的效率为53%，此过程最终使蓄电池增加了多少能量？（忽略蓄电池和电动机的热损失，ρ汽油取0.7×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）章末复习解：（1）由图像可知，汽车的速度越大，制动距离越长。（2）汽车的重力：G=mg=1200kg×10N/kg=12000N，汽车静止时对水平地面的压力：F=G=12000N，受力面积S=0.096m2，该车空载静止时，对水平地面的压强：p=FS=12000N0.096m2（3）由题可知，汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小是相等的，可得牵引力F牵=f=1000N，汽车牵引力做的功：W机械=F牵s=1000N×1.7×105m=1.7×108J。章末复习（4）由ρ=mV可知，汽车消耗汽油的质量：m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放=q汽油m汽油=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J，由η=W有用Q放用可得，内燃机输出的有用能量：W有用=Q放η=3.22×108J×53%=1.7066×108J；最终蓄电池增加的能量：W=W有用-W机械=1.7066×108J-1.7×108J=6.6×105J。章末复习培优点二能量守恒定律用能量转化来分析物理现象，是探究物理现象及其规律的又一途径，是以后要进一步来学习的重要内容。初中阶段解决此类问题，要求同学们掌握能量的概念、常见的能量及其影响因素、能量守恒定律、功的计算等相关的知识，尤其要知道不同形式能量之间的转化是通过做功的方式来实现的。章末复习典例3（开放探究题）[温州中考]根据能量守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图14-Z-5所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热容计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。章末复习（1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有_________________。（2）该兴趣小组在实验过程中发现：水内能的增加量小于重物做功的大小。请写出造成这种象的一种原因____________________________________。转轴处存在摩擦（或液体散热）（其他答案合理均可）刻度尺、温度计章末复习实验序号重物质量/kg下降高度/m升高温度/℃实验序号重物质量/kg下降高度/m升高温度/℃12050.5410100.5220101.0530101.0320151.5640101.5（3）改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25kg的重物需下降_______米。20