7. 科学探究小制作（2025 河南郑州中学期中改编）
如图所示是小明在校园科技节中的作品.在塑料瓶内装入少量的液态乙醚,待乙醚充满整个塑料瓶后,启动电子打火器,活塞会瞬间向前飞出一段距离.当活塞飞出时,瓶内气体的能转化为活塞的能,能量转化情况与汽油机冲程的能量转化情况相同.

7. 内 机械 做功

【分析】
要解决这道题，需先分析活塞飞出过程的能量变化：瓶内气体膨胀推动活塞时，气体对外做功，内能减少，转化为活塞的机械能；再结合汽油机各冲程的能量特点，判断对应冲程。
【解析】
当活塞飞出时，瓶内气体对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能；汽油机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，二者的能量转化情况一致。
【答案】
内 机械 做功
【知识点】
内能的转化、汽油机冲程
【点评】
本题结合实验装置考查能量转化与汽油机冲程的对应关系，将物理知识与实际小制作结合，注重知识的应用，属于基础题。
【难度系数】
0.6

8. (2025湖北中考省卷)如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图.输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧,产生气体喷出推动火箭前进.下列说法正确的是 ()


A.燃料燃烧时内能转化为化学能
B.燃料箱燃料减少,燃料热值不变
C.燃烧放出热量越多,燃料热值越大
D.火箭前进时,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能

8. B 【解析】燃料燃烧时化学能转化为内能,A错误;热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧放出热量多少、燃烧情况等均无关,所以燃料箱燃料减少,燃料热值不变,B正确,C错误;火箭前进时,燃料的化学能转化为内能,内能再转化为火箭的机械能,但在转化过程中会有能量损失,不可能全部转化为机械能,D错误.故选B.

【分析】
本题考查燃料的热值特性与能量转化的知识，需结合热值的定义、能量转化的规律逐一分析选项，明确各概念的本质，即可得出正确答案。
【解析】
选项A：燃料燃烧时，发生化学反应，将自身的化学能转化为内能，而非内能转化为化学能，故A错误。
选项B：热值是燃料的一种固有特性，仅与燃料的种类有关，和燃料的质量、体积等因素无关，因此燃料箱中燃料减少时，燃料的热值不变，故B正确。
选项C：热值的定义是单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，与实际燃烧放出的总热量多少无关，不能说燃烧放出热量越多，燃料热值越大，故C错误。
选项D：火箭前进时，燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为火箭的机械能，但转化过程中会存在热量散失、部件散热等能量损失，不可能将化学能全部转化为火箭的机械能，故D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
燃料的热值、能量的转化
【点评】
本题属于基础概念类题目，重点考查对热值特性和能量转化规律的理解，需准确把握概念的本质，避免概念混淆，难度较低。
【难度系数】
0.3

9. 我国首台兆瓦级纯氢燃气轮机工作时,氢气作为燃料在燃烧室燃烧.燃烧时将氢气的化学能转化为能,燃烧后的高温高压气体进入设备中膨胀做功,在此过程中,气体的能转化为叶轮旋转的机械能;纯氢燃气轮机(选填"属于"或"不属于")热机.

9. 内 内 属于 【解析】氢气作为燃料在燃烧室燃烧,氢气的化学能转化为燃烧产物的内能,燃烧后的高温高压气体进入设备中膨胀做功,推动叶轮旋转,在此过程中,气体的内能转化为叶轮旋转的机械能;热机是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能,然后通过做功,把内能转化为机械能的机器,所以纯氢燃气轮机属于热机.

【分析】
本题考查能量转化和热机的概念，解题时需明确两个能量转化过程的本质，以及热机的定义。第一步，燃料燃烧是化学能转化为内能的过程；第二步，气体膨胀做功是内能转化为机械能的过程；第三步，根据热机的定义判断纯氢燃气轮机是否属于热机。
【解析】
1. 氢气作为燃料燃烧时，消耗氢气的化学能，转化为燃烧产物的内能，因此第一空填“内”；
2. 燃烧后的高温高压气体具有内能，膨胀做功时推动叶轮旋转，将气体的内能转化为叶轮的机械能，因此第二空填“内”；
3. 热机是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，再将内能转化为机械能的机器，纯氢燃气轮机符合热机的特征，因此第三空填“属于”。
【答案】
内；内；属于
【知识点】
能量的转化、热机的概念
【点评】
本题为基础概念题，主要考查能量转化和热机的定义，难度不大，准确掌握相关基础知识点即可解答。
【难度系数】
0.7

10.（黑白卷改编）年夜饭体现的是亲人团聚的传统，用燃料蒸煮食物时锅盖被不断顶起，这与内燃机冲程的能量转化情况相同，整个蒸煮过程中能量（选填“守恒”或“不守恒”）。

10. 做功 守恒

【分析】
首先分析题目中的现象：燃料蒸煮食物时，锅内气体受热膨胀，对锅盖做功，将内能转化为机械能。接着回忆内燃机的冲程，做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，与该现象一致；再根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中总量保持不变，因此整个蒸煮过程能量守恒。
【解析】
1. 锅盖被顶起的过程：锅内气体获得内能后膨胀，对锅盖做功，将内能转化为机械能。内燃机的做功冲程中，燃气燃烧产生的内能推动活塞做功，同样是内能转化为机械能，因此二者能量转化情况相同，故第一个空填“做功”。
2. 根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，因此整个蒸煮过程能量守恒，故第二个空填“守恒”。
【答案】
做功；守恒
【知识点】
内燃机的冲程；能量守恒定律
【点评】
本题结合生活中的常见现象考查物理基础知识，难度较低，重点考查学生对能量转化、内燃机冲程及能量守恒定律的理解应用。
【难度系数】
0.7

11.（教材图改编）如图所示为小红坐滑梯时的情景.
(1)在匀速爬上滑梯的过程中,小红的机械能（选填“增大”或“减小”）.
(2)当在滑梯上匀速下滑过程中,小红感到臀部有灼热感,这是通过改变物体内能的,该能量转化过程相当于内燃机的冲程.

11. (1)增大 (2)做功 压缩 【解析】(1)小红在匀速爬上滑梯的过程中,动能不变,重力势能增大,所以机械能增大;(2)小红在滑梯上匀速下滑过程中,克服摩擦力做功,内能增大,温度升高,机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变物体内能的,能量转化过程相当于内燃机的压缩冲程.

【分析】
要解决本题，需分两小问逐步分析：
(1) 机械能由动能和势能组成，匀速爬滑梯时，速度不变则动能不变，高度升高则重力势能增大，据此判断机械能变化；
(2) 下滑时臀部灼热源于摩擦力做功改变内能，再结合内燃机冲程的能量转化，确定对应冲程。
【解析】
(1) 小红匀速爬上滑梯的过程中，质量不变，速度不变，因此动能不变；质量不变，高度增加，重力势能增大。机械能是动能与势能的总和，所以小红的机械能增大。
(2) 小红匀速下滑时，臀部与滑梯间的摩擦力做功，机械能转化为内能，使臀部内能增加、温度升高，这是通过做功的方式改变物体内能；内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，将机械能转化为内能，与该能量转化过程一致，因此相当于压缩冲程。
【答案】
(1)增大；(2)做功；压缩
【知识点】
机械能变化、内能改变、内燃机冲程
【点评】
本题结合生活中的滑梯情景，考查机械能、内能改变及内燃机冲程的基础知识点，将物理知识与实际生活紧密联系，难度适中，能有效考查学生对核心概念的掌握情况。
【难度系数】
0.5

12. (2025江苏连云港中考)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有 ()

A.较大的热值
B.较低的沸点
C.较大的比热容
D.较高的凝固点

12. A 【解析】液态氢的热值较大,在质量相同时能释放更多热量,因此更适合作为火箭燃料,A正确.故选A.

【分析】
要解决这道题，需明确火箭燃料的核心选择要求：相同质量的燃料能释放更多能量。首先回忆相关物理概念：热值是衡量燃料释放能量能力的物理量，指单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。接着逐一分析选项：A选项较大的热值，符合火箭对高能量释放的需求；B选项较低的沸点、C选项较大的比热容、D选项较高的凝固点，均与燃料燃烧释放能量的能力无关，因此排除B、C、D，确定选A。
【解析】
热值是燃料的特性，反映单位质量燃料完全燃烧释放热量的多少。运载火箭需要燃料在质量较小时提供大量能量，因此选择热值大的燃料。液态氢具有较大的热值，相同质量的液态氢完全燃烧时比其他燃料释放更多热量，适合作为火箭燃料，故A正确；B选项较低的沸点、C选项较大的比热容、D选项较高的凝固点，都不是选择火箭燃料的依据，因此B、C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
燃料的热值
【点评】
本题考查热值在实际生活中的应用，属于基础概念题，难度较低，主要考查学生对热值概念的理解与应用。
【难度系数】
0.9

13. 在实验室中主要使用酒精灯加热物质,某次实验中水吸收的热量为$2.52× 10^6$ J,若酒精完全燃烧且释放的热量全部被水吸收,则消耗酒精 g. (已知酒精的热值为$3.0× 10^7$ J/kg)

13. 84 【解析】酒精完全燃烧且释放的热量全部被水吸收,所以$Q_{放}=Q_{吸}=qm$,即消耗酒精的质量$m=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.52×10^6\ \mathrm{J}}{3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.084\ \mathrm{kg}=84\ \mathrm{g}$.

【分析】首先根据题意明确酒精完全燃烧释放的热量全部被水吸收，因此酒精燃烧放出的热量等于水吸收的热量；再结合热值的计算公式，将公式变形后代入已知量计算酒精质量，最后完成单位换算得到结果。
【解析】由题意可知，酒精完全燃烧释放的热量全部被水吸收，故$Q_{放}=Q_{吸}=2.52×10^6\ \mathrm{J}$。根据热值公式$Q_{放}=qm$，变形可得消耗酒精的质量：
$m=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.52×10^6\ \mathrm{J}}{3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}}=0.084\ \mathrm{kg}$
因为$1\ \mathrm{kg}=1000\ \mathrm{g}$，所以$0.084\ \mathrm{kg}=0.084×1000\ \mathrm{g}=84\ \mathrm{g}$。
【答案】84
【知识点】热值计算、热量计算、单位换算
【点评】本题考查热值公式的应用，核心是利用“酒精燃烧放热全部被水吸收”建立等量关系，计算时需注意单位统一与换算，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】0.7

14. 河南素有“中原粮仓”之称，农业机械化水平较高.拖拉机是常见的重要设备，许多拖拉机依靠热机提供动力.某农户新购置了一台用柴油机提供动力的拖拉机，其柴油机参数上标有：飞轮转速3 000 r/min，则该柴油机在1 s内可以完成个工作循环，飞轮转动圈.

14. 25 50 【解析】柴油机的一个工作循环中,飞轮转动2圈,完成4个冲程.飞轮转速为3 000 r/min,则每秒转速为$\frac{3\ 000\ \mathrm{r}}{60\ \mathrm{s}}=50\ \mathrm{r/s}$,所以1 s内飞轮转动50圈,完成的工作循环数为$\frac{50}{2}=25$个.

【分析】要解决该问题，需先将飞轮转速的单位从“转/分钟”转换为“转/秒”，得到1秒内飞轮转动的圈数；再根据柴油机的工作特点：一个工作循环飞轮转动2圈，用飞轮每秒转的圈数除以2，即可算出1秒内完成的工作循环数。
【解析】第一步，转换飞轮转速单位：飞轮转速为3000 r/min，换算为每秒的转速是$\frac{3000\ \mathrm{r}}{60\ \mathrm{s}} = 50\ \mathrm{r/s}$，因此1 s内飞轮转动50圈；第二步，计算工作循环数：由于柴油机一个工作循环飞轮转动2圈，所以1 s内完成的工作循环数为$\frac{50}{2} = 25$个。
【答案】25；50
【知识点】热机工作循环、转速单位换算
【点评】本题考查热机工作循环与飞轮转速的关系，核心是掌握“一个工作循环飞轮转2圈”的规律，单位转换是解题基础，属于热机部分的基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6

15. 天然气发电厂使用燃气轮机发电,已知该燃气轮机每小时可发出电能$2.52×10^{10}$ J,效率为60%,则该燃气轮机每小时消耗天然气 $m^3$,天然气在燃烧过程中其热值(选填“变大”“不变”或“变小”).
(天然气的热值取$4.2×10^7$ J/$m^3$)

15. 1 000 不变 【解析】燃气轮机每小时消耗的天然气放出的热量$Q_{放}=\frac{Q}{\eta}=\frac{2.52×10^{10}\ \mathrm{J}}{60\%}=4.2×10^{10}\ \mathrm{J}$,需要消耗天然气的体积$V=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{4.2×10^{10}\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=1\ 000\ \mathrm{m^3}$;热值的大小只与燃料的种类有关,故天然气在燃烧过程中热值大小不变.

【分析】
要解决这道题，首先需明确热机效率的定义：效率是输出的电能与燃料完全燃烧放出热量的比值，据此可算出天然气需放出的总热量；再结合热值公式，由总热量和天然气热值算出消耗的天然气体积。另外，热值是燃料的固有特性，只与燃料种类有关，与燃烧情况无关，据此判断热值变化。
【解析】
1. 计算天然气完全燃烧需放出的热量：根据热机效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}$，变形得$Q_{放}=\frac{W}{\eta}$，代入数据$W=2.52×10^{10}\ \mathrm{J}$，$\eta=60\%$，得$Q_{放}=\frac{2.52×10^{10}\ \mathrm{J}}{60\%}=4.2×10^{10}\ \mathrm{J}$。
2. 计算消耗天然气的体积：根据热值公式$Q_{放}=Vq$，变形得$V=\frac{Q_{放}}{q}$，代入$Q_{放}=4.2×10^{10}\ \mathrm{J}$，$q=4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3}$，得$V=\frac{4.2×10^{10}\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=1000\ \mathrm{m^3}$。
3. 判断热值变化：热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与燃烧过程无关，因此天然气燃烧时热值不变。
【答案】
1000；不变
【知识点】
热机效率、热值
【点评】
本题考查热机效率的计算和热值的基本特性，属于基础概念应用题，解题关键是牢记效率公式和热值的定义，难度较低。
【难度系数】
0.7

16. (改编自《压轴题》)如图所示,小明家新买了固体酒精炉,其宣传加热效率可达到33%,为了测定该宣传的固体酒精炉的热效率是否真实,小明在炉中放入20 g的固体酒精,当固体酒精完全燃烧后,锅中1 kg的水温度从20 ℃升高到了45 ℃,则水吸收的热量为J,该固体酒精炉的宣传(选填“真实”或“不真实”).[固体酒精的热值取$1.5×10^7$ J/kg,水的比热容是$4.2×10^3$ J/(kg·℃)]

16. $1.05×10^5$ 真实 【解析】水吸收的热量$Q_{吸}=cm_{水}(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}×(45\ ℃-20\ ℃)=1.05×10^5\ \mathrm{J}$,20 g固体酒精完全燃烧放出的热量$Q_{放}=qm=1.5×10^7\ \mathrm{J/kg}×20×10^{-3}\ \mathrm{kg}=3×10^5\ \mathrm{J}$,固体酒精炉的热效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}=\frac{1.05×10^5\ \mathrm{J}}{3×10^5\ \mathrm{J}}=0.35=35\%＞33\%$,所以该固体酒精炉的宣传真实.

【分析】
本题考查热量计算与热效率的应用，解题思路为：①利用水的吸热公式计算水吸收的热量；②利用燃料完全燃烧放热公式计算固体酒精完全燃烧放出的热量；③根据热效率公式计算实际热效率，与宣传的33%对比，判断宣传是否真实。
【解析】
1. 计算水吸收的热量：
根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_0)$，代入数据：
$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，$m_{水}=1\ \mathrm{kg}$，温度差$\Delta t=45℃-20℃=25℃$，
则$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}×25℃=1.05×10^5\ \mathrm{J}$。
2. 计算固体酒精完全燃烧放出的热量：
固体酒精质量$m=20\ \mathrm{g}=0.02\ \mathrm{kg}$，根据放热公式$Q_{放}=qm$，代入数据：
$q=1.5×10^7\ \mathrm{J/kg}$，
则$Q_{放}=1.5×10^7\ \mathrm{J/kg}×0.02\ \mathrm{kg}=3×10^5\ \mathrm{J}$。
3. 计算热效率并判断：
热效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.05×10^5\ \mathrm{J}}{3×10^5\ \mathrm{J}}×100\%=35\%$，
因为$35\%＞33\%$，所以该固体酒精炉的宣传真实。
【答案】
$1.05×10^5$；真实
【知识点】
热量计算、热效率
【点评】
本题结合固体酒精炉的实际应用，考查吸热公式、燃料放热公式及热效率的计算，属于基础应用题型，关键是正确进行单位换算和公式代入。
【难度系数】
0.6