福建省2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—内能的利用 练习题(含解析)

福建省2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—内能的利用 练习题
一、单选题
1．（2022·福建南平·一模）目前，中国以划时代的卫星硬科技创新，成为了6G领域的领头羊，而发射卫星的火箭用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（　　）
A．质量大 B．比热容大 C．密度大 D．热值大
2．（2022·福建福州·一模）如图所示的某空气动力车，运行时车上储存的被高压压缩的空气能驱动发动机缸体内的活塞运动，使汽车前进。汽油机与空气动力车获得动力相似的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
3．（2022·福建漳州·一模）暑假期间，小雨家驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是（　　）
A．汽车前进的动力，由内燃机的压缩冲程提供
B．在海边闻到浓浓的海腥味，这说明分子在不停地做无规则运动
C．海滩的沙子热得烫脚，是通过做功的方式增加沙子的内能
D．海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉，是因为海水的比热容小
4．（2021·福建龙岩·二模）影片“流浪地球”开启了中国科幻元年，其中“点燃木星”将地球推开，相当于内燃机的（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
5．（2021·福建南平·二模）下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．吃冰棒感觉凉爽是由于冰熔化吸热
B．内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能
C．防疫人员所戴的护目镜上出现水雾是汽化现象
D．高压锅是利用增大锅内气压来降低液体沸点工作的
二、填空题
6．（2022·福建宁德·一模）质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量为________J，如果这些热量的50%被质量为50kg的水吸收，则水的温度将升高_______ ℃。[已知：干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为]
7．（2022·福建南平·一模）如图甲中加热试管中的水，最终塞子被喷出去是水蒸气的______能转化为塞子的机械能的过程，如图乙是单缸四冲程汽油机的______冲程，两者能量转化原理相同。
8．（2022·福建泉州·二模）“运—20”飞机是我国研造的新一代大型运输机。若“运—20”飞机在空中飞行1h，发动机输出的机械功为，需燃烧航空煤油5000kg，已知。则1h内，航空煤油完全燃烧放出的热量为______；发动机的热机效率为______。
9．（2022·福建南平·一模）小明在参加中考体育考试的过程中，其身体消耗的总能量为4.8×105 J，这些能量相当于完全燃烧______kg干木柴所释放的热量；当干木柴燃烧了一半，则剩余干木柴的热值为______J/kg。（q干木柴=1.2×107 J/kg）
10．（2022·福建漳州·二模）一台四冲程汽油机，飞轮转速3600转/分钟，则其活塞1秒内做功 _______ 次，将内能转化为机械能的冲程是 _______ 冲程。
11．（2022·福建漳州·模拟预测）汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，由图可知，现在它正处在 _____冲程；用水冷却汽车的发动机，这是利用水的 _____的特点。
12．（2022·福建漳州·二模）某同学家里使用燃气热水器，将100kg的水从23℃加热到63℃，水吸收的热量 _______；若天然气完全燃烧放出热量的60%被水吸收，此过程热水器消耗天然气 _______ [，]。
13．（2021·福建宁德·一模）把质量为2kg初温80℃的水放置一段时间，温度下降到30℃，放出的热量______J（不考虑水的蒸发）；这些热量需要完全燃烧______kg的煤气。[c水=，q煤气=4.2×107J/kg]。
三、实验题
14．（2022·福建福州·一模）甲醇与乙醇是两种不同物质，甲醇有毒，而乙醇可以杀菌消毒。小榕利用甲醇与乙醇热值不同的特点进行鉴别，设计了如图所示的实验，实验中两种液体分别装入两个燃料瓶中，并用字母、标识。
物质 热值
甲醇
乙醇
（1）安装实验装置时应 ______（选填“自下而上”或“自上而下” ）；
（2）在两相同规格的烧杯内装入 ______相同的水，由都加热至，燃料瓶内液体质量消耗较多，则是 ______；
（3）燃料瓶中剩余的燃料与燃烧前相比，热值大小 ______。
四、计算题
15．（2022·福建漳州·模拟预测）为了减少环境污染，部分农村地区改用液化气烧菜做饭．某钢瓶装有液化气10kg，已知液化气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）求：
（1）这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若（1）中放出的热量有40%被初温为20℃的水吸收，在标准大气压下可将多少质量的水烧开？
16．（2022·福建泉州·一模）某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。［c水 = 4.2×103 J/(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×107J/kg］试求：
（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳？
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？
（3）此锅炉的效率是多少？
17．（2022·福建三明·一模）我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”，可以承担大型灭火、水上救援等任务。如图所示，质量为40t的“鲲龙-600”吸起12t的水静止在水面上。
（1）求此时“鲲龙-600”所受的浮力及排开水的体积；（ρ水=1.0×103kg/m3）
（2）“鲲龙-600”以10m/s的速度匀速直线飞行60s，消耗航空燃油50kg，发动机的效率为40%，求“鲲龙-600”发动机的牵引力。（q燃油=4.2×107J/kg）
18．（2021·福建漳州·一模）某家庭用的煤气热水器，将 4 kg 的水从20℃加热到45℃，完全燃烧了0.021m3的煤气。已知 c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤气=4×107J/m3，求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器烧水的效率。
19．（2021·福建三明·一模）用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.5kg的烟煤。水的比热容是，烟煤的热值约为。求：
（1）水吸收的热量；
（2）1.5kg的烟煤完全燃烧放出的热量；
（3）烟煤烧水时的热效率。
20．（2021·福建南平·二模）如图是我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”，它可以承担大型灭火、水上救援等任务。若该两栖飞机以10m/s的速度匀速直线飞行60s，消耗航空燃油50kg，发动机的效率为40%，已知q燃油=4.2×107J/kg。求：
（1）它在此过程中飞行的路程。
（2）50kg的航空燃油完全燃烧放出的热量。
（3）飞机发动机的功率。
五、综合题
21．（2021·福建·中考真题）2021年5月15日，搭载“祝融号”火星车的探测器天问一号经历“黑色九分钟”，从约2万千米/小时的速度降至0千米/小时，顺利着陆火星表面。天问一号在进入火星大气层以后首先借助火星大气，进行气动减速，这个过程要克服高温的影响。接着天问一号打开降落伞进行伞系减速，然后通过反推发动机向下喷气进行动力减速。在距离火星表面100米时，天问一号进入悬停阶段。然后缓速下降抵达火星表面。
（1）任选一个减速过程，写出其中所包含的一个物理知识；
（2）为什么天问一号可以在火星表面上方处于悬停状态？
22．（2022·福建福州·模拟预测）实现碳中和的目标，北京冬奥会投放大量的氢燃料公交车。经测试，某品牌氢燃料公交车在平直公路上匀速行驶时所受阻力与速度的关系图像如图所示。某次测试时，该氢燃料公交车以50km/h的速度匀速直线行驶 3.6min消耗了0.2kg的氢燃料。（热值q 氢燃料 =1.2×108 J/kg）
（1）氢燃料具有燃烧无污染的优点，还具有______高，完全燃烧相同的质量放出的热量多的优点。
（2）氢燃料公交车在本次以50km/h的速度测试过程中，观察图像可得发动机牵引力多大？ ( ) 在本次测试过程中，发动机牵引力做的有用功是多少J？( )
（3）氢燃料公交车发动机的热机效率是多少？( )
参考答案：
1．D
【详解】火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
故选D。
2．C
【详解】空气动力汽车工作时利用压缩的气体对外做功，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，都是将内能转化为机械能。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
3．B
【详解】A．汽车的做功冲程将内能转化为机械能为汽车提供动力，故A错误；
B．在海边闻到浓浓的海腥味，说明分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故B正确；
C．海滩的沙子热得烫脚，是通过热传递的方式增加沙子的内能的，故C错误；
D．海水的比热容比沙子的比热容大，同样受热的情况下，水的温度变化比沙小，因此海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】点燃木星，通过燃烧将木星的化学能转化为内能释放出来，将地球推开时，对地球做了功，将内能转化为机械能，所以这个过程相当于内燃机的做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．A
【详解】A．吃冰棒感觉凉爽，是因为冰熔化吸热，故A正确；
B．内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误；
C．防疫人员所戴的护目镜上出现水雾是人呼出的水蒸气遇到温度低的镜片液化成的小水珠，故C错误；
D．高压锅是利用增大锅内气压来提高液体沸点工作的，故D错误。
故选A。
6． 40
【详解】[1]质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量
[2]水吸收的热量
水升高的温度
7． 内 做功
【详解】[1]图甲中的塞子被试管内的高温水蒸气推出，是水蒸气的内能转化为塞子的机械能的过程。
[2]图乙中两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将高温高压燃气的内能转化为机械能，所以两者的能量转化形式相似。
8． J 70%
【详解】[1]航空煤油完全燃烧放出的热量
Q放=mq航空煤油=4×107J/kg×5000kg=2×1011J
[2]发动机的热机效率
9． 0.04 1.2×107
【详解】[1]干木柴的质量
[2]热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的质量无关，用掉一半后，干木柴的热值仍为1.2×107J/kg。
10． 30 做功
【详解】[1]一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为
3600转/分=60转/秒
即1s飞轮转动60转，由于汽油机一个工作循环，飞轮转动2转，对外做功1次，因此这台汽油机活塞1s对外做功30次。
[2]汽油机做功冲程将内能转化为机械能，故将内能转化为机械能的冲程是做功冲程。
11． 做功 比热容大
【详解】[1]由图可知，汽油机两个气门关闭，火花塞点火，活塞下行，为做功冲程。
[2]因为水的比热容大，在升高相同的温度时，水吸收的热量多，所以人们用水做汽车发动机的冷却液。
12． 1.68×107J 0.7
【详解】[1]水吸收的热量为
[2]天然气放出的热量为
需要消耗天然气的体积为
13． 4.2×105 0.01
【详解】[1]质量为2kg初温80℃的水温度下降到30℃，放出的热量为
Q放=cm水Δt=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(80℃-30℃)=4.2×105J
[2]这些热量需要完全燃烧煤气的质量是
m=0.01kg
14． 自下而上 质量 甲醇 不变
【详解】（1）[1]酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，故应按照自下而上的顺序进行安装。
（2）[2]实验中通过水吸收热量的多少来判断燃料放出热量的多少，则需要水的质量和初温相同，则在两相同规格的烧杯内装入质量相同的水。
[3]质量相同的水由都加热至，水吸收的热量相同，燃料瓶内液体质量消耗较多，根据可知，的热值小，所以为甲醇。
（3）[4]燃料瓶中剩余的燃料与燃烧前相比，质量发生了变化，热值的大小只与燃料的种类有关，与质量和燃烧程度无关，所以热值大小不变。
15．（1）4.2×108J；（2）500kg
【分析】（1）由Q放 =mq计算整瓶液化气完全燃烧放出的热量；
（2）由于Q吸 =40%×Q放 ，在知道水的温度变化、水的比热容，再利用Q吸=cm△t计算水的质量即可．
【详解】(1)整瓶液化气完全燃烧释放热量：Q放＝mq＝10kg×4.2×107J/kg＝4.2×108J，(2)由题知，水吸收的热量：Q吸＝Q放×40%＝4.2×108J×40%＝1.68×108J，由Q吸＝c水m水(t t0)得水的质量：m水＝＝500kg.
【点睛】（1）利用Q放＝mq求整瓶液化气完全燃烧放出的热量；（2）已知放出的热量有40%被利用，用这些热量加热水，知道水的比热容和水的温度升高值，利用吸热公式求水的质量．
16．（1）6.3×107J；（2）2.04×108J；（3）30.9%
【详解】解：
（1）锅炉内200kg的水吸收的热量
Q吸= c水m(t-t0)= 4.2×103 J/(kg·℃)×200kg×(100℃-25℃)=6.3×107J
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量
Q放=m煤q=6kg×3.4×107J/kg=2.04×108J
（3）此锅炉的效率
答：（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是6.3×107J；
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J；
（3）此锅炉的效率是30.9%。
17．（1）4×105N，40m3；（2）1.4×106N
【详解】解：（1）飞机静止在水面上时处于漂浮状态，根据浮沉条件可知，浮力等于重力，则飞机受到的浮力
F浮=G=mg=40×103kg×10N/kg=4×105N
根据阿基米德原理可知，此时排开水的体积
（2）50kg的航空燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq燃油=50kg×4.2×107J/kg=2.1×109J
发动机的效率为40%，飞机发动机做的功
W=ηQ放=40%×2.1×109J=8.4×108J
以10m/s的速度匀速直线飞行60s，它在此过程中飞行的路程
s=vt=10m/s×60s=600m
则发动机的牵引力
答：（1）飞机所受的浮力为4×105N，排开水的体积为40m3；
（2）发动机的牵引力为1.4×106N。
18．（1）8.4×105J； （2）4.2×105J； （3）50%
【详解】解：（1）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量为
Q放=Vq=0.021m3×4×107J/m3=8.4×105J
（2）由题意可知，水吸收的热量为
（3）由（1）（2）可知，该热水器烧水的效率为
答：（1）煤气完全燃烧放出的热量为8.4×105J；
（2）水吸收的热量为4.2×105J；
（3）热水器烧水的效率为50%。
19．（1）3.36×106J；（2）4.5×107J；（3）7.5%
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×10kg×(100℃-20℃)=3.36×106J
（2）完全燃烧1.5kg的烟煤放出的热量
Q放=m烟煤q=1.5kg×3×107J/kg=4.5×107J
（3）烟煤烧水时的热效率
答：（1）水吸收的热量为3.36×106J；
（2）1.5kg的烟煤完全燃烧放出的热量为4.5×107J；
（3）烟煤烧水时的热效率为7.5%。
20．（1）600m；（2）2.1×109J；（3）1.4×107W
【详解】解：（1）它在此过程中飞行的路程
s=vt=10m/s×60s=600m
（2）50kg的航空燃油完全燃烧放出的热量
Q放＝mq=50kg×4.2×107J/kg=2.1×109J
（3）飞机发动机做的功
W=ηQ放=40%×2.1×109J=8.4×108J
飞机发动机的功率
P==1.4×107W
答：（1）它在此过程中飞行的路程是600m；。
（2）50kg的航空燃油完全燃烧放出的热量是2.1×109J；
（3）飞机发动机的功率是1.4×107W。
21．（1）见解析；（2）天问一号受到平衡力的作用，处于平衡状态
【详解】（1）气动减速：受到大气摩擦力的作用；力可以改变物体的运动状态；减速过程中机械能转化为内能；伞系减速：受到大气的阻力作用；力可以改变物体的运动状态；减速过程中机械能转化为内能；动力减速：向下喷气对天问一号产生向上的反推力；力可以改变物体的运动状态；力的作用是相互的；减速过程中机械能转化为内能。
（2）天问一号受到喷气的反推力和受到火星的吸引力（“火星重力”）是一对平衡力，天问一号处于平衡状态，于是悬停在火星上方100米处。
22． 热值 4000N 1.2×107J 50%
【详解】解：（1）[1]热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，反映了燃料燃烧放热的能力，因此氢燃料具有燃烧无污染的优点，还具有热值高，完全燃烧相同的质量放出的热量多的优点。
（2）[2][3]已知该公交车的速度为50km/h，由图可知该公交车的阻力为4000N，因公交车做匀速直线运动，公交车在水平方向上受到的牵引力与阻力是二力平衡，由二力平衡的条件可知，公交车的牵引力为
F=f=4000N
公交车的速度为50km/h，行驶的时间为3.6min，即0.06h，由可知公交车行驶的路程为
s=vt=50km/h×0.06h=3km=3000m
则发动机牵引力做的有用功为
W=Fs=4000N×3000m=1.2×107J
（3）[4]消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q放=q氢燃料m=1.2×108J/kg×0.2kg=2.4×107J
则氢燃料公交车发动机的热机效率