2023届中考物理解答题专练：能量的转化与守恒
（共10题）
如图甲所示是某固体的熔化实验装置，根据实验数据绘制出的曲线图如图乙。
(1) 由乙图可知该物质是 （选填“晶体”或“非晶体”）。在该物质熔化过程中需要吸收热量同时温度 （选填“升高”或“降低”或“不变”）。
(2) 实验中，热量只能自发的由酒精灯的火焰传递给水，却不会反过来传递，说明能量的转移具有方向性。
(3) 根据图象和相关知识，该物质从第 分钟至第 分钟共吸收 的热。（该物质质量是 ，液态时的比热容 )。如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为 的酒精 ，则可估算出此过程中热转化效率是 。
能量的转移和转化的区别关键看能量的形式有无改变。
(1) 如果能量的形式没有发生变化，例如： ，就是能量的转移。
(2) 如果能量的形式发生变化，例如： ，就是能量的转化。
请回答问题：
(1) 夏日午后，海边的沙子热得烫脚，而海水却很清凉；傍晩日落，沙子凉了海水却暖暖的。这主要是因为水和沙子具有不同的 （选填“密度”、“热量”、“比热容”或“内能”）
(2) 汽油机是汽车的“心脏”，汽油燃烧时将 能转化为内能。
运用知识解决问题：
(1) 打开啤酒瓶时，瓶内气体 ，内能 ，温度 ，水蒸气遇冷液化成“白气”,所以会看到有“白气”冒出。煤燃烧时， 能转化成 能，热机工作时，是将 能转化成 能。
(2) 已知干木柴的热值是 ，完全燃烧 干木柴能放出的热量是 。
(3) 已知某液体的比热容是 ，求标准大气压下， 该液体放热时，从 降低 时放出的热量是多少。写出计算过程。
百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标，由于多数车辆在 接近经济车速，因此对外公布的理论油耗通常为 的百公里匀速油耗，某品牌汽车行驶 油耗为 ，汽车发动机的输出功率为 （已知汽油的密度为 ，热值为 ）。求：
(1) 汽油在燃烧的过程中，将 能转化为 能，汽油用掉一半时，其热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
(2) 汽油完全燃烧放出的热量。
(3) 行驶 时间内发动机所做的功 。
(4) 该品牌汽车发动机的热机效率 （百分号前保留整数）。
如图所示，回答下列问题：
(1) 如图甲对试管中的水加热，水沸腾后，观察到软木塞冲出试管口，此过程中，软木塞增加的机械能 （填“大于”“等于“或“小于”）试管中水蒸气减小的内能，这与内燃机的 冲程相似，如图乙是某内燃机的能流图；
(2) 根据图乙中提供的物理量可知此内燃机效率为 ；（填表达式）
(3) 据统计，武汉市 年汽车的保有量约 万辆。每辆汽车全年平均耗油 ，内燃机的效率平均值取 ，燃油的热值取 。若能把内燃机的效率提高 ，则 年全市的汽车节约的燃油完全燃烧大约能释放出 的热量；
如图是我国用长征系列火箭发射卫星时的壮观情景。
(1) 火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的 能，再转化为火箭的 能；
(2) 卫星绕月飞行飞到月球背面时没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降，内能 ，这是通过 的方式改变了物体的内能；
(3) 卫星在轨道上从远地点到近地点运行的过程中，飞船的势能 ，速度 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
你听说过“乙醇汽油吗”
有这样一则报道：一个美国农民面对自己家里堆积如山的玉米愁容满面：玉米既售价低廉而且销路不好。他梦想着怎样将这些有着黄金一样颜色的东西变成真正的黄金。他不顾大家都讥笑他异想天开，专程为他的“异想天开”去请教了一位科学家。这位科学家既同情他也对他的“异想天开”很感兴趣。经过一段时间的研究和考察，这位科学家开发出了“乙醇汽油”，即用玉米生产乙醇，然后以一定比例与汽油混合，就可以供汽车等作为能源使用。
石油被称为“液体黄金”，但是使用传统能源所带来的环境问题以及能源危机正越来越严重地困扰着人类。所以“乙醇汽油”的开发和利用或许能给人类开发新的能源带来一种新的途径。
请你根据上述材料和所学知识分析回答下列问题：
(1) 乙醇燃烧的过程是 能转化为热能的过程。理论上，完全燃烧 乙醇可以产生 的热量，如果这些热量完全被水吸收，在 标准大气压下，可以将多少千克 的水加热到沸腾？[水的比热容： ]
(2) 按照能源的分类，乙醇汽油属于 能源，使用乙醇汽油作为能源，与使用传统汽油、柴油等相比具有明显的好处，请你说出一点： 。
(3) 请你结合上述事例，谈谈我们在学习中应该具有什么样的精神？
把两种不同材料的导线（如铁线和铜线）组成如图所示的闭合回路。当 两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点 和 间的温度差的大小有关，温度差越大，回路电流越大。（酒精灯外焰温度约 ）请回答下列问题：
(1) 如图所示， 其它条件不变，只将 处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流 ， 其它条件不变，移去酒精灯，将 放入另一杯冰水混合物中，稳定后，电路电流 （各空白均选填“变大”、“变小”、“不变”、“变为零”）。
(2) 这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由 能转化而来，热电偶电路可以把温度信号换成 信号。
随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。
(1) “轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的 大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会 ，这是通过 方式来改变内能的。
(2) 下列四个实验中（图乙所示），其能量转化方式与图甲所示汽油机对应冲程类似的是 。
(3) 轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是 。
A．安全B．省油C．减小行驶时的阻力D．增大爬坡的牵引力
(4) 小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为 时对应的制动距离是 。
(5) 小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为 ，发动机转速为 ，平均油耗为 ，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为 。（已知汽油的热值为 ，密度为 ）
(6) 太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染。汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为 ，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为 ，如将太阳能转化为电能的效率为 ，则电池的输出功率为 ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为 ，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为 ，则汽车的行驶速度为 。
答案
一、综合应用题（共10题）
1. 【答案】
(1) 晶体；不变
(2) 略
(3) ；
【解析】
(1) 由图象知， 段，属于该物质的熔化过程，在此过程中温度保持不变，所以该物质是晶体；在 段属于沸腾过程；停止对物质加热，便停止熔化，说明熔化过程需要吸热；
(2) 热总是从温度较高的火焰传递给水，说明热传递具有方向性；
(3) 由图象知，该物质在第 温度为 ，在第 温度为 ，物质吸收的热量为：；由于用一个酒精灯加热，在相同时间内放出的热量是相同的，从开始记录到刚沸腾时所用的是时间为 ，则吸收的热量为：；酒精放出的热量为：；则加热的效率为：
2. 【答案】
(1) 热传递
(2) 煤的燃烧
3. 【答案】
(1) 比热容
(2) 化学能
【解析】
(1) 水的比热容比沙子的比热容大，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，因此，在受太阳照射条件相同时，海水比沙滩的温度低，放出相同热量时，海水比沙滩的温度高。
(2) 汽油机是汽车的“心脏”，汽油燃烧时将化学能转化为内能。
4. 【答案】
(1) 对外做功；减小；降低；化学；内；内；机械
(2)
(3) ，
。
5. 【答案】
(1) 化学；内；不变
(2)
(3)
(4)
【解析】
(1) 油在燃烧的过程中，将化学能转化为内能，热值是燃煷的一种特性，汽油用掉一半时，燃料的种类不变，其热值不变。
(2) 汽车百公里耗油的体积：
，
由 得，汽油的质量：，
汽油完全燃烧放出的能量：。
(3) 汽车的速度：
，
由 得，在一百公里内发动机做的功为：。
(4) 发动机的效率：。
6. 【答案】
(1) 小于；做功；
(2) ；
(3) 。
【解析】
(1) 水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能；该过程与热机的做功冲程能量转化相同；
(2) 由图可知，有用功的能量：，故效率为：；
(3) 每辆汽车做有用功所需燃油：，
内燃机效率提高后为：，
效率提高后所需燃油量：，
每辆车每年节约燃油：， 万辆车每年节约燃油：，
这些汽油完全燃烧放出的热量：。
7. 【答案】
(1) 内；机械
(2) 减小；热传递
(3) 变小；变大
【解析】
(2) 没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降，即其质量不变，温度降低，故其内能减小，这是通过热传递的方式改变物体内能的。
(3) 卫星在轨道上从远地点到近地点运行的过程中，其质量不变，高度变小，故重力势能变小；同时其质量不变，速度变快，即其动能变大。
8. 【答案】
(1) 化学；
(2) 新（或二次、可再生）；可再生、污染少
(3) 大胆想象；勇于实践；勤学好问
9. 【答案】
(1) 变小；变为零
(2) 内；电
【解析】
(1) 其它条件不变，只将 处杯中的冰水混合物换为沸水，则 两处的温度差减小，电路电流变小；其它条件不变，移去酒精灯，将 放入另一杯冰水混合物中，则 两端没有温度差，电流变为零。
(2) 要产生电流，两接点间必须存在温度差，说明热电偶是将内能转化为电能的装置；根据热电偶电路中电流的特点及产生条件可知，电流的大小直接反映了两接点间温度差的大小，即热电偶电路可以把温度信号转换成电信号。
10. 【答案】
(1) 不可再生；比热容；增大；热传递；
(2) A
(3) D
(4)
(5) ；
(6) ；。
【解析】
(1) 从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；
汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作。由公式 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好。发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增加。这是通过热传递的方式改变内能的。
(2) 电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A正确；
滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B错误；
向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C错误；
酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D错误；
(3) 由 的变形式 可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D。
(4) 通过对 、 、 、 的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，
故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，
所以有 ，
解得： 的制动距离为 ；
(5) 由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为 时，其输出功率约为 ，
每小时对外所做的有用功：
；
行驶 消耗的汽油是 ，则完全燃烧释放的热量：
，
发动机的效率：
。
(6) 太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为 ，如将太阳能转化为电能的效率为 ，则电池的输出功率为 ；
因为电能最终转化为机械能的效率为 ，所以 ；
由公式 可得汽车的行驶速度：
。
