《2025年毕业班综合训练物理中考安徽专版》

3.（2024·合肥模拟）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m^{3}。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36％，已知水的比热容$c_{水}=4.2\times 10^{3}J/(kg\cdot℃)$。求：
（1）在这个过程中水吸收的热量；
（2）请你帮小明算出天然气的热值。

答案： 解析
(1)在这个过程中水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t - t_{0}) = 4.2\times10^{3}J/(kg\cdot℃)\times2kg\times(80℃ - 20℃)=5.04\times10^{5}J$；
(2)天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{5.04\times10^{5}J}{36\%}=1.4\times10^{6}J$，天然气的热值$q_{天然气}=\frac{Q_{放}}{V}=\frac{1.4\times10^{6}J}{0.035m^{3}} = 4\times10^{7}J/m^{3}$
答案
(1)$5.04\times10^{5}J$
(2)$4\times10^{7}J/m^{3}$

【典例4】（2022·赤峰）汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程 （ ）

【解析】A图中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以A为吸气冲程；B图中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是内能转化机械能；C图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；D图中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；在做功冲程中，燃料燃烧时，化学能转化为内能，然后对外做功时内能又转化为机械能，故B正确。
【答案】B
【点拨】（1）在热机的四个冲程中，由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。
（2）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其他物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低得少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。对于用水作为汽油机的冷却剂，可以理解为吸收相同的热量，水由于比热容大不容易升温。

答案： 【解析】A图中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以A为吸气冲程；B图中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是内能转化机械能；C图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能；D图中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；在做功冲程中，燃料燃烧时，化学能转化为内能，然后对外做功时内能又转化为机械能，故B正确。
【答案】B
【点拨】（1）在热机的四个冲程中，由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。
（2）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其他物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低得少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。对于用水作为汽油机的冷却剂，可以理解为吸收相同的热量，水由于比热容大不容易升温。

4.（2024·淮北模拟）如图所示是四冲程汽油机的______冲程，该冲程中，汽缸内燃气的内能______（选填“变大”“变小”或“不变”）；0.5 kg汽油完全燃烧后放出热量的42％被质量为100 kg、初温为25℃的水吸收，可使水温升高到______℃。[$q_{油}=4.6\times 10^{7}J/kg$，$c_{水}=4.2\times 10^{3}J/(kg\cdot℃)$]

答案： 解析 图中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程，在这一过程中化学能转化为内能再转化为机械能，汽缸内燃气的内能变小；完全燃烧0.5 kg汽油放出的热量42%被吸收，$Q_{放}=m_{汽油}q_{汽油}=0.5kg\times4.6\times10^{7}J/kg = 2.3\times10^{7}J$；根据$Q_{吸}=42\%Q_{放}=42\%cm\Delta t$可知，水升高到的温度为$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{cm}=\frac{42\%\times Q_{放}}{c_{水}m}=\frac{2.3\times10^{7}J\times42\%}{4.2\times10^{3}J/(kg\cdot℃)\times100kg}=23℃$，$t = t_{0}+\Delta t = 25℃ + 23℃ = 48℃$。
答案 做功 变小 48