中考物理復(fù)習(xí)第14講內(nèi)能的利用課件

這是一份中考物理復(fù)習(xí)第14講內(nèi)能的利用課件，共60頁(yè)。PPT課件主要包含了棗莊中考·考情分析，完全燃燒，有用功，相互轉(zhuǎn)化，保持不變，不可能，72×105，化學(xué)能，94×107，2×106等內(nèi)容，歡迎下載使用。
過(guò)教材 串知識(shí) 夯基礎(chǔ)
知識(shí)點(diǎn)1　熱機(jī)1．熱機(jī)：利用內(nèi)能________的機(jī)械。2．種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
3．四沖程汽油機(jī)工作示意圖
方法點(diǎn)撥：汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括4個(gè)沖程，對(duì)外做功1次，活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2周。
知識(shí)點(diǎn)2　熱機(jī)的效率1．燃料的熱值(1)意義：表示燃料在完全燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)大小的物理量。(2)概念：某種燃料__________放出的熱量與其質(zhì)量(或體積)之比。(3)單位：__________________________________。(4)性質(zhì)：與燃料的形態(tài)、體積、質(zhì)量、是否完全燃燒無(wú)關(guān)，只與燃料的種類有關(guān)。
焦每千克(J/kg)[或焦每立方米(J/m3)]
2．熱機(jī)的效率(1)定義：用來(lái)做________的那部分能量，與燃料_______________放出的能量之比。(2)公式：________________________。(3)提高熱機(jī)效率的方法：①讓燃料燃燒更充分；②在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，以減小各種能量損失；③設(shè)法利用廢氣的能量。
知識(shí)點(diǎn)3　能量的轉(zhuǎn)化和守恒1．能量的轉(zhuǎn)化：在一定條件下，各種形式的能量是可以________的。2．能量守恒定律(1)內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式________為其他形式，或者從一個(gè)物體________到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量__________。(2)根據(jù)能量守恒定律，使人們認(rèn)識(shí)到，________(選填“可能”或“不可能”)制造出永動(dòng)機(jī)。
研重難 學(xué)方法 提能力
重難點(diǎn)1　熱機(jī)沖程的辨別【典例1】　(2021·棗莊T17)如圖是四沖程汽油機(jī)的某個(gè)沖程，由圖可看出它正處于__________沖程，該沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________能，若該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是60 r/s，則汽油機(jī)每秒鐘對(duì)外做功________次。
判斷依據(jù)：汽油機(jī)四個(gè)沖程辨識(shí)依據(jù)
解析：從題圖中可以看出，兩個(gè)氣門(mén)關(guān)閉，活塞上行，是壓縮沖程，此沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；飛輪的轉(zhuǎn)速是60 r/s，因?yàn)轱w輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成兩個(gè)沖程，所以1 s可以完成2×60＝120個(gè)沖程，完成四個(gè)沖程，對(duì)外做功一次，所以1 s可以做功30次。
【變式1】　(2023·棗莊一模)汽車在高速行駛的過(guò)程中輪胎會(huì)發(fā)燙，這是通過(guò)__________的方式增加了物體內(nèi)能。在汽車的汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是________沖程。
解析：改變內(nèi)能的方式包括做功和熱傳遞，汽車在高速行駛的過(guò)程中輪胎會(huì)發(fā)燙，這是通過(guò)做功的方式增加了物體內(nèi)能。在汽車的汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，做功沖程中，燃料燃燒釋放能量，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
重難點(diǎn)2　熱學(xué)綜合計(jì)算【典例2】　(2023·棗莊T14)為全面推進(jìn)“鄉(xiāng)村振興”工程，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村綠色發(fā)展，我市部分農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)使用上了天然氣燒水煮飯。小明同學(xué)用他家的天然氣灶將質(zhì)量為2 kg，初溫為20 ℃的水加熱到100 ℃，水吸收的熱量是___________J；消耗了0.03 m3的天然氣，則此天然氣灶的熱效率為_(kāi)_______。[水的比熱容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然氣的熱值q＝7.0×107 J/m3]
(1)水吸收的熱量；(2)該太陽(yáng)能熱水器的效率；(3)若這些水吸收的熱量由天然氣來(lái)提供，假設(shè)天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，則需要多少立方米的天然氣。
答案：(1)2.1×107 J　(2)37.5%　(3)0.6 m3
重難點(diǎn)3　能量的轉(zhuǎn)化和守恒【典例3】　(2024·棗莊三模)如圖所示，在滾擺實(shí)驗(yàn)中，滾擺不斷地做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滾擺每次上升的高度總比上次要低一些。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．滾擺上升過(guò)程中，它的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加B．滾擺下降過(guò)程中，它的動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增加C．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滾擺會(huì)逐漸停下來(lái)，說(shuō)明能量不守恒D．這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化
D　[滾擺上升過(guò)程中，質(zhì)量不變，速度減小，動(dòng)能減小，高度增加，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故A錯(cuò)誤；滾擺下降過(guò)程中，質(zhì)量不變，高度降低，重力勢(shì)能減小，速度增大，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中滾擺會(huì)逐漸停下來(lái)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，整個(gè)過(guò)程中能量守恒，但機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；滾擺下降過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，上升過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，故D正確。]
【變式3】　下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象的說(shuō)法中，正確的是(　　)A．蓄電池充電時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能　B．植物進(jìn)行光合作用時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能　C．太陽(yáng)能電池板工作時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．發(fā)電機(jī)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
A　[給蓄電池充電時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A正確；植物進(jìn)行光合作用時(shí)，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B錯(cuò)誤；太陽(yáng)能電池板工作時(shí)，將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能，C錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)工作時(shí)，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，D錯(cuò)誤。]
1．如圖所示是汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程，其中表示機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是(　　)
課時(shí)分層評(píng)價(jià)卷(十六)　內(nèi)能的利用
(說(shuō)明：選擇題每題2分，填空題每空1分，總分98分)
[A]　　 [B]　　　 [C]　　 [D]
2．以下機(jī)械的動(dòng)力裝置不屬于熱機(jī)的是(　　)[A]燃油汽車　　　　　　 [B]噴氣式飛機(jī)[C]火箭 [D]玉兔號(hào)月球車
3．下列關(guān)于熱學(xué)知識(shí)的表述正確的是(　　)[A]燃料不完全燃燒時(shí)，燃料的熱值會(huì)變小[B]一個(gè)物體的溫度不變時(shí)，內(nèi)能也一定不變[C]四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的壓縮沖程是通過(guò)做功改變內(nèi)能的[D]熱量總是從內(nèi)能多的物體傳遞到內(nèi)能少的物體
4．下列能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的情景中，屬于能量轉(zhuǎn)移的是(　　)[A]燃料燃燒時(shí)發(fā)熱　[B]用熱水袋取暖　[C]鉆木取火　[D]電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面
5．如圖所示，不同形式的能量可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化，圖中已經(jīng)給出了兩個(gè)實(shí)例，小東同學(xué)又進(jìn)行了一系列的補(bǔ)充，其中你認(rèn)為不正確的是(　　)[A]電動(dòng)機(jī)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能　[B]電飯鍋，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能　[C]摩擦起電，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能　[D]植物光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
6．如圖甲、乙所示是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”和“比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”的兩組實(shí)驗(yàn)裝置，下列關(guān)于該兩組實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是(　　)
[A]每組實(shí)驗(yàn)中，燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)該相等[B]甲組實(shí)驗(yàn)中，可以根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)變化來(lái)比較吸熱的多少[C]乙組實(shí)驗(yàn)中，燃料燃燒的時(shí)間必須相等[D]乙組實(shí)驗(yàn)中，可以根據(jù)加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較吸熱的多少
7．渦軸9“玉龍”是我國(guó)完全自主研發(fā)的航空渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，其大致工作過(guò)程是：空氣通過(guò)進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)，被壓氣機(jī)壓縮后進(jìn)入燃燒室與燃料混合，燃料在燃燒室燃燒后，產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出動(dòng)力。關(guān)于該發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的相關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)[A]燃燒室中燃料燃燒越充分，發(fā)動(dòng)機(jī)效率越高[B]燃料和壓縮空氣混合后，燃料的熱值增大[C]壓氣機(jī)壓縮空氣，空氣的內(nèi)能減小[D]高溫高壓氣體推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
8．內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖如圖所示。內(nèi)燃機(jī)的效率為(　　)[A]7% [B]28%[C]31% [D]34%
9．如圖所示的是甲、乙、丙三部汽油機(jī)的參數(shù)。甲、乙、丙相比，正確的是(　　)[A]甲輸出的機(jī)械能比丙多，效率比丙高[B]在消耗質(zhì)量相同的同種燃料時(shí)，乙輸出機(jī)械能與甲一樣多[C]在輸出的機(jī)械能相同時(shí)，乙比丙消耗更多的同種燃料[D]三部汽油機(jī)中，乙的效率最高
10．如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，塑料瓶?jī)?nèi)盛少量水。給瓶?jī)?nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳起時(shí)，看到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白霧。此時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的______能，與四沖程內(nèi)燃機(jī)________(選填“壓縮”或“做功”)沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。
解析：當(dāng)瓶塞跳起時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)瓶塞做功，瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能減少，瓶塞跳起，增加了機(jī)械能，瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的機(jī)械能，瓶塞跳起過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化情況與內(nèi)燃機(jī)做功沖程相同。
11．(2024·棗莊三模)在寒冷的冬季，人們通常采用搓手的方法來(lái)暖手，這是通過(guò)__________的方式來(lái)改變物體內(nèi)能的。用天然氣做飯時(shí)，把燃料的________轉(zhuǎn)化為內(nèi)能給食物加熱，完全燃燒0.7 m3天然氣釋放的熱量為_(kāi)__________J(q天然氣＝4.2×107 J/m3)。
解析：搓手時(shí)，兩手克服摩擦做功，使手的內(nèi)能增加，溫度升高，故該過(guò)程是通過(guò)做功的方式使手的內(nèi)能增加。天然氣燃燒時(shí)，消耗自身化學(xué)能向外釋放能量，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。完全燃燒0.7 m3的天然氣可以放出熱量為Q＝q天然氣V＝4.2×107 J/m3×0.7 m3＝2.94×107 J。
12．完全燃燒0.1 m3的天然氣放出的熱量是_________J；若這些熱量的20%被4 kg的液體吸收，使其溫度升高50 ℃，則該液體的比熱容是__________ J/(kg·℃)(q天然氣＝4.2×107 J/m3)。
13．(7分)(2024·棗莊一模)如圖所示是北京冬奧會(huì)期間運(yùn)營(yíng)的某款氫燃料電池大巴，可實(shí)現(xiàn)－30 ℃極寒低溫啟動(dòng)，解決了冬奧會(huì)期間的運(yùn)輸難題。該款大巴最大儲(chǔ)氫量為42 kg。已知?dú)淙剂系臒嶂祋氫＝1.4×108 J/kg，水的比熱容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。(1)該大巴儲(chǔ)滿的氫燃料完全燃燒放出的熱量是多少焦耳？(2)這些熱量的30%能使多少千克水的溫度升高10 ℃？
答案：(1)5.88×109 J　(2)4.2×104 kg
14．(10分)(2024·棗莊二模)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919于2023年5月28日完成首次商業(yè)飛行。如圖所示是某架C919大型客機(jī)。其有關(guān)參數(shù)如表。(g取10 N/kg)
(1)空載時(shí)，飛機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？(2)若飛機(jī)在空中勻速水平飛行時(shí)所受阻力是飛機(jī)總重的0.1倍，飛行720 km/h時(shí)，飛機(jī)飛行的功率是多少？(3)若該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)保持5 000 kW的輸出功率勻速飛行1 h，則發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量相當(dāng)于質(zhì)量為多少千克的航空燃油完全燃燒放出的熱量？(航空燃油的熱值約為5×107 J/kg)
答案：(1)2.3×105 Pa　(2)9.2×106 W　(3)360 kg
15．如圖所示是《天工開(kāi)物》中記錄的鑄造銅鐘的過(guò)程，大致分為“制模—熔煉—澆鑄—脫?！蚰ァ蔽鍌€(gè)步驟。下列說(shuō)法中正確的是(　　)[A]加熱時(shí)推動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)可以提高燃料的熱值[B]熔煉過(guò)程中，銅的溫度和內(nèi)能都不變[C]澆鑄過(guò)程中，銅所含熱量不斷減少[D]打磨過(guò)程中，銅的密度不變
D　[加熱時(shí)推動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)可以提高燃料的利用率，但熱值與燃料種類有關(guān)，熱值不變，故A錯(cuò)誤；熔煉過(guò)程中需要吸熱，銅熔化時(shí)溫度保持不變，但內(nèi)能增大，故B錯(cuò)誤；熱量是過(guò)程量，不能用含有來(lái)描述，故C錯(cuò)誤；打磨過(guò)程中，銅這種材料不變，銅的密度不變，故D正確。故選D。]
16．下列說(shuō)法正確的是(　　)[A]在熱傳遞過(guò)程中，能量也可能從內(nèi)能少的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能多的物體[B]物體吸收熱量，其溫度一定升高[C]冰熔化過(guò)程中溫度保持不變，所以內(nèi)能不變[D]內(nèi)燃機(jī)消耗的燃料越多，其效率越高
A　[熱傳遞的條件是有溫度差，內(nèi)能小的物體可能溫度高，所以熱量可能從內(nèi)能少的物體傳遞給內(nèi)能多的物體，故A正確；物體吸收熱量，內(nèi)能增大，但溫度不一定升高，比如晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量，而溫度保持不變，故B錯(cuò)誤；冰熔化成水的過(guò)程中吸熱，雖然溫度不變，質(zhì)量不變，但是狀態(tài)改變了，故內(nèi)能增加，故C錯(cuò)誤；熱機(jī)效率是指熱機(jī)所做有用功與燃料完全燃燒釋放的熱量之比，這個(gè)比值越大，效率就越高，內(nèi)燃機(jī)消耗的燃料越多，所做有用功多少未知，其效率不一定越高，故D錯(cuò)誤。故選A。]
17．如圖是單缸四沖程汽油機(jī)的工作示意圖，下列說(shuō)法正確的是(　　)[A]甲沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能[B]這四個(gè)沖程的正確順序是乙→丙→甲→丁[C]每個(gè)工作循環(huán)活塞往返1次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2周[D]若該汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為1 200 r/min，則完成一個(gè)工作循環(huán)的時(shí)間為0.2 s
18．如圖所示是甲、乙兩臺(tái)汽油機(jī)燃燒不同質(zhì)量的同種燃油的能量流向及比例的餅形圖，下列說(shuō)法正確的是(　　)
[A]若對(duì)外做功的能量相同，甲汽油機(jī)更省油[B]若燃燒質(zhì)量相同的同種燃油，乙汽油機(jī)能量損失的總和更多[C]若增加燃燒同種燃油的質(zhì)量，甲汽油機(jī)的機(jī)械效率可以更高[D]乙汽油機(jī)做有用功的比例比甲汽油機(jī)大，乙汽油機(jī)的機(jī)械效率更大
D　[汽油機(jī)對(duì)外做功的能量是汽油機(jī)做的有用功，由題圖可知，乙汽油機(jī)做有用功所占的比例比甲汽油機(jī)大，乙的機(jī)械效率更大，若對(duì)外做功的能量相同，即有用功相同，乙的機(jī)械效率大，燃料完全燃燒放出的熱量少，燃燒的燃油質(zhì)量小，更省油，故A錯(cuò)誤，D正確；因?yàn)橐业臋C(jī)械效率更大，故若燃燒質(zhì)量相同的同種燃油，乙汽油機(jī)各種能量損失的總和更少，故B錯(cuò)誤；機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，若增加燃燒同種燃油的質(zhì)量，甲的機(jī)械效率不變，故C錯(cuò)誤。故選D。]
19．(2024·棗莊三模)某汽車集團(tuán)研發(fā)了一款新型汽車。與舊款汽車在同樣油耗和使用條件下，新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，尾氣中“汽油味”明顯降低，動(dòng)力更強(qiáng)勁。如圖所示為其發(fā)動(dòng)機(jī)某一沖程示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)[A]尾氣中“汽油味”降低，是因?yàn)槠驮谄字腥紵容^完全[B]該沖程為壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能[C]汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)效率可達(dá)100%[D]該技術(shù)革新雖然減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的碳排放，但同時(shí)也降低了它的效率
A　[尾氣中“汽油味”降低，說(shuō)明汽油燃燒更充分，故A正確；題圖中氣門(mén)關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒，由于存在熱散失、克服摩擦做功等，發(fā)動(dòng)機(jī)效率不可能達(dá)到100%，故C錯(cuò)誤；該技術(shù)革新減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的碳排放，提高了汽油的利用率，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，故D錯(cuò)誤。故選A。]
20．(2024·棗莊一模)2023年5月30日16時(shí)許，神舟十六號(hào)載人飛船與空間站天和核心艙成功對(duì)接，“太空之吻”再現(xiàn)蒼穹。下列說(shuō)法正確的是(　　)[A]飛船在升空過(guò)程中，只存在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化[B]漂浮在空間站中的宇航員重力勢(shì)能為零[C]空間站組合體在軌穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械能守恒[D]火箭用液態(tài)氫做燃料，是因?yàn)橐簯B(tài)氫比熱容大
C　[飛船在升空過(guò)程中，需要燃燒燃料為其提供動(dòng)力，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)還需要克服空氣阻力做功，因此不只是存在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，故A錯(cuò)誤；物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能，其大小與物體的質(zhì)量與高度有關(guān)，漂浮在空間站中的宇航員的質(zhì)量不為零，且具有一定的高度，因此重力勢(shì)能不為零，故B錯(cuò)誤；太空是真空，沒(méi)有空氣阻力，因此空間站組合體在軌穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中只存在動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，故C正確；火箭用液態(tài)氫做燃料，是因?yàn)橐簯B(tài)氫熱值大，與比熱容無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。]
21．(10分)(2023·棗莊一模)如圖甲是網(wǎng)上曾熱銷的一種“55度杯”，其宣傳“能很快將開(kāi)水變成適飲的溫水，而后又能將涼水變成適飲的溫水”。為破解此中秘密，某中學(xué)物理小組設(shè)計(jì)了如圖乙模型。此杯內(nèi)膽中被封存著300 g水，室溫20 ℃，不計(jì)熱量損失。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107 J/kg]
(1)若向杯中倒入0.1 kg、100 ℃開(kāi)水，搖一搖，杯中水的溫度迅速降至40 ℃，倒入的水放出了多少熱量？(2)完全燃燒2 g的酒精放出熱量為多少？
解析：(1)倒入的水放出的熱量為Q放＝c水m(t0－t)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃－40 ℃)＝2.52×104 J。(2)完全燃燒2 g的酒精放出熱量為Q′放＝m酒精q酒精＝2×10-3 kg×3.0×107 J/kg＝6×104 J。
答案：(1)2.52×104 J　(2)6×104 J
22．(2024·棗莊T8)古代的人們?cè)l(fā)明一種活塞式點(diǎn)火器，如圖所示，以牛角作套筒，木質(zhì)推桿前端粘附艾絨，取火時(shí)，一手握住套筒，另一手猛推推桿，艾絨即燃。下列事例與猛推推桿入筒的過(guò)程中，能量轉(zhuǎn)化情況不同的是(　　)[A]內(nèi)燃機(jī)的做功沖程 [B]內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程[C]鉆木取火 [D]流星雨的形成
A　[猛推推桿入筒的過(guò)程中，推桿壓縮筒內(nèi)空氣做功，使筒內(nèi)氣體溫度升高，內(nèi)能增加，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A符合題意；內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程中，活塞壓縮燃料做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B不符合題意；鉆木取火時(shí)，樹(shù)枝間相互摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C不符合題意；流星穿過(guò)大氣層時(shí)，與空氣劇烈摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D不符合題意。故選A。]
23．(2023·聊城)如圖所示是一種太陽(yáng)能背包。它的前面有一個(gè)太陽(yáng)能電池板，里面有一個(gè)蓄電池，可以給手機(jī)、小風(fēng)扇或數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品供電。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)[A]太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能　[B]給蓄電池充電將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能　[C]蓄電池放電將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能　[D]小風(fēng)扇工作時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D　[太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；給蓄電池充電，蓄電池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B正確；蓄電池放電，蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C正確；小風(fēng)扇工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，D錯(cuò)誤。]
24．(2024·連云港)下列關(guān)于燃料的熱值說(shuō)法正確的是(　　)[A]燃料燃燒越充分，其熱值越大[B]燃料的熱值越小，完全燃燒放出的熱量越少[C]一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的熱值將減小[D]焦炭的熱值是3.0×107 J/kg，完全燃燒1 kg焦炭能放出3.0×107 J的熱量
D　[熱值是燃料的特性，其大小僅與燃料的種類有關(guān)，而與燃料的質(zhì)量和燃燒程度無(wú)關(guān)，故A、C錯(cuò)誤；根據(jù)Q放＝mq知在質(zhì)量相同時(shí)，燃料的熱值越小，完全燃燒放出的熱量越少，故B錯(cuò)誤；焦炭放出的熱量Q放＝mq＝1 kg×3.0×107 J/kg＝3.0×107 J，故D正確。故選D。]
25．(2024·泰安)關(guān)于下列四幅圖的說(shuō)法中(　　)
①如甲圖所示，試管中的水在升溫過(guò)程中是通過(guò)熱傳遞的方式增加內(nèi)能的?、谌缫覉D所示，兩塊表面光滑的鉛塊壓緊后，下方可掛起重物，說(shuō)明分子間有引力?、廴绫麍D所示，燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能　④如丁圖所示，水沸騰時(shí)不斷吸收熱量，溫度保持不變[A]只有①③正確 [B]只有①②④正確[C]只有②④正確 [D]①②③④都正確
26．(2023·棗莊)如圖所示，給試管內(nèi)水加熱至一定程度，發(fā)現(xiàn)試管口木塞會(huì)被推出。給水加熱是通過(guò)__________的方式使水的內(nèi)能增加；四沖程內(nèi)燃機(jī)的________沖程與上述實(shí)驗(yàn)?zāi)救煌瞥鲞^(guò)程的能量轉(zhuǎn)化相同。
解析：用酒精燈加熱水的過(guò)程中，水從酒精燈火焰吸收熱量，是通過(guò)熱傳遞的方式使水的內(nèi)能增加的；試管口木塞會(huì)被推出時(shí)，水蒸氣對(duì)木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能，則水蒸氣內(nèi)能變小；四沖程內(nèi)燃機(jī)的做功沖程，高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能，與這個(gè)原理相同。
27．(2024·廣元)隨著科技發(fā)展，人們已經(jīng)開(kāi)始將氫能作為一種新能源加以利用。已知?dú)淙剂系臒嶂禐?.4×108 J/kg，水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)。如果一輛汽車平均每月消耗氫燃料30 kg，這些氫燃料完全燃燒釋放的熱量為_(kāi)_________J，若這些熱量完全被水吸收，可使__________kg水的溫度從20 ℃升高到100 ℃。
解析：氫燃料的質(zhì)量為m＝30 kg，氫燃料完全燃燒釋放的熱量為Q放＝mq＝30 kg×1.4×108 J/kg＝4.2×109 J。氫燃料完全燃燒釋放出的熱量全部被初始溫度為20 ℃的水吸收，則水吸收的熱量為Q吸＝Q放＝4.2×109 J；由公式Q吸＝cm水Δt得，4.2×109 J＝4.2×103 J/(kg·℃)×m水×(100 ℃－20 ℃)，解得m水＝1.25×104 kg。
28．(2024·宜賓)2024年4月19日，兩輛以氫為燃料的汽車，實(shí)現(xiàn)了從北京到上海1 500公里長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)氖状螠y(cè)試。選用氫為燃料是因?yàn)闅涞腳_______大。假設(shè)汽車在一段平直公路上以恒定功率75 kW勻速行駛，速度為108 km/h，則汽車所受阻力為_(kāi)_______N。
29．(10分)(2024·聊城)隨著新能源政策的引導(dǎo)及風(fēng)力發(fā)電、并網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電開(kāi)發(fā)走在了世界前列，裝機(jī)容量居全球第一。某地有一風(fēng)力發(fā)電站，其中一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)1 s內(nèi)提供的電能約為1.8×104 J，1年內(nèi)提供的電能約為4.8×1011 J。(1)若該風(fēng)力發(fā)電機(jī)1 s內(nèi)提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，并有70%被水吸收，可以使100 g常溫下的水升高多少攝氏度[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]?
(2)若該風(fēng)力發(fā)電機(jī)1年內(nèi)提供的電能改由火力發(fā)電機(jī)來(lái)提供，且火力發(fā)電機(jī)工作時(shí)煤炭燃燒產(chǎn)生的熱量約40%轉(zhuǎn)化為電能，則需要完全燃燒多少千克煤炭(煤炭的熱值q約為3.0×107 J/kg)?
答案：(1)30 ℃　(2)4×104 kg
30．(10分)(2024·湖北)據(jù)統(tǒng)計(jì)，每燃燒1 kg燃油約排放3.3 kg二氧化碳。為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)，氫能作為一種綠色低碳的清潔能源在我國(guó)交通領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)大，使用氫燃料電池的交通工具不斷豐富，其應(yīng)用流程如圖所示。
(1)氫燃料電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能；(2)當(dāng)儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為3.5×107 Pa時(shí)，求瓶?jī)?nèi)壁1 cm2的面積上受到的壓力；
(3)以氫燃料電池卡車為例，若卡車在水平路面上勻速行駛72 km用時(shí)1 h，功率為172 kW。①求卡車的行駛速度；②求卡車所受牽引力；③與燃油卡車相比，氫燃料電池卡車行駛72 km可減排二氧化碳的質(zhì)量為多少(燃油機(jī)的效率取36%，燃油的熱值q取4.3×107 J/kg)?