12.4 机械能与内能的相互转化（专题训练）【六大题型】-2024-2025学年九年级物理上册同步知识解读与专题训练（苏科版）

12.4 机械能与内能的相互转化（专题训练）【六大题型】 一．做功改变物体内能（共9小题） 二．热机（共3小题） 三．四冲程内燃机的工作过程（共6小题） 四．有关热机的计算（共6小题） 五．燃料的热值及其计算（共12小题） 六．热机的效率（共6小题） 一．做功改变物体内能（共9小题） 1．如图，老师将一个有部分水的矿泉水瓶盖紧盖子后，用力不断扭转瓶身，突然盖子飞出去了，伴随着响声的同时发现瓶内还出现了白气，对于该实验现象判断正确的是（　　） A．扭转瓶身时，将内能转化为机械能 B．扭转瓶身时，瓶内气体温度升高，内能增大 C．盖子飞出时，将机械能转化为内能 D．盖子飞出时，白雾的产生是液化形成的 2．如图所示，对于图中所描述的物理过程和图线，下列分析中正确的是（　　） A．图甲，向下压活塞时，空气的内能增加，是由于发生了热传递 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增加 C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁是某一内陆城市与某一沿海城市年气温变化曲线，其中实线表示的是沿海城市的年气温变化曲线 3．佛跳墙是福州的特色名菜，软嫩柔润，浓郁荤香，又荤而不腻，味中有味。如图是烹饪佛跳墙时的部分情景，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，切猪蹄的刀磨得锋利是为了增大压强 B．图乙中，通过做功的方式增大了食材的内能 C．图丙中，加热过程中，佛跳墙含有的热量不断增加 D．图丁中，汤汁发出香味说明分子间存在引力 4．如图中展示了一些我国古代劳动人民的智慧成果，关于其中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．在巨石下垫放圆木便于运输，是通过减小压力来减小摩擦 B．日晷测量时间利用了光的折射 C．拔火罐时，罐内的气压大于罐外的气压 D．火钢与火石撞击能产生火花，是通过做功的方式改变内能 5．炎炎夏季，县城气温往往比乡下要高2～3℃，这就是热岛效应，人们修建人工湖、喷水池，主要利用水的 　 　较大来调节气温；在寒冷的冬天，人们双手搓几下就感到暖和，这是通过 　 　（选填“做功”或“热传递”）的方式使手的内能增加。 6．（1）改变物体内能的方法有 　 　和 　 　两种。冬天我们感觉手冷时，我们可以将两手相互搓一搓，也可以用热水袋焐一焐。前者是用 　 　方法使手的内能增加的，在用后种方法增加手的内能时，能量发生了 　 　；在改变物体的内能时，两种方法可以产生同样的效果，即这两种方法对改变物体的内能是 　 　的。 （2）“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地做 　 　；将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起，说明分子间存在 　 　。 7．神舟飞船在返回地面过程中的一个瞬间，它像个“火球”，如图，是因为返回舱与大气摩擦，通过 　 　的方式，使返回舱的内能 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”），其实质是 　 　能转化为内能。 8．如图所示，下列三个实验都是同学们做过的实验，请你回答： （1）图A是探究气体扩散现象的实验，抽掉玻璃板后，过一会儿将观察到两瓶颜色都变成红棕色，要使实验具有说服力，正确的做法是：将两瓶 　 　。 （2）图B中，当向上拉测力计时，观察到测力计示数会 　 　，这说明了 　 　 。 （3）如图C所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出在这个过程中，燃料的 　 　能转化为 　 　能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的 　 　能转化为塞子的 　 　能。 9．乘坐汽车时，小凯的手刚接触车门时就被“电”了一下。在汽车行驶途中遇到突发情况时，司机紧急刹车，汽车向前滑行一段距离，并在路面上留下轮胎滑过的痕迹，轮胎温度急剧升高，如图所示。请你回答下列问题： （1）手在刚接触车门时就被“电”了一下，这是为什么？ （2）汽车滑行时，轮胎温度为什么升高？ 二．热机（共3小题） 10．若让一台正在正常开动的柴油机停止转动，一般应对它进行的操作是（　　） A．断开它的电路，停止给它供电 B．关停它的油路，停止给它供油 C．以上两种方法都可以 D．以上两种方法都不行 11．常见汽油机和柴油机都是内燃机。从能量转化的角度来看，内燃机是把内能转为 　 　能的机器。我们经常用循环水冷却内燃机，使内燃机降温，是因为水的 　 　大，带走的热量多。 12．我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机 　 　（选填“属于”或“不属于”）热机。热机工作过程中通过燃料燃烧获取 　 　转化为机械能。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的 　 较大的性质带走大量的热量，防止发射塔被烧坏。 三．四冲程内燃机的工作过程（共6小题） 13．如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，正确的顺序是（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丁、甲、丙 C．甲、丙、乙、丁 D．丁、丙、甲、乙 14．对于图中所示的四幅图，下列说法正确的是（　　） A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能减少 B．乙图中两个压紧的铅块能吊着钩码不动，主要是因为铅块对钩码做了功 C．丙图所示是内燃机的压缩冲程 D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能 15．下列有关热学知识的说法正确的是（　　） A．0℃的冰块内能为0 B．能量从温度高的物体传递到温度低的物体 C．“大雾不过晌，过晌听雨响”，雾的形成是汽化现象，需要吸热 D．内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能 16．四冲程汽油机工作过程中，把内能转化为机械能是 　 　冲程，把机械能转化为内能的是 　 冲程，不靠飞轮惯性工作的冲程是 　 　冲程。 17．亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。往塑料瓶里倒入适量热水并晃一晃，然后把热水倒出，迅速盖上瓶盖，过一会儿瓶子变瘪了，证明了 　 　的存在；往瓶内加入一些热水后，迅速盖上瓶盖，摇一摇，挤压瓶身，瓶盖会被顶出去，这个过程能量的转化与热机的 　 　冲程相同。 18．“六冲程发动机”是内燃机的一项新发展。在普通四冲程发动机的四个冲程工作后，把水喷进炽热的汽缸里面，水马上就变成了温度高的水蒸气，这属于 　 　（填物态变化）现象，缸里面水蒸气的内能 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”），体积急剧膨胀1600倍，推动活塞再次做功，产生第五冲程。如此一来，每6个冲程中就出现 　 　个做功冲程。 四．有关热机的计算（共6小题） 19．一台单缸四冲程汽油机飞轮转速是1200转/min，则此内燃机每秒做功的次数和完成的冲程是（　　） A．10次，完成40个冲程 B．20次，完成40个冲程 C．10次，完成20个冲程 D．20次，完成20个冲程 20．新能源是可持续发展的重要举措，现电动汽车逐渐遍布全国，与燃油车相比，电动汽车因使用成本低，转化效率高的优势，成为人们更热衷的代步工具。对下列情景的分析正确的是（　　） A．若汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该汽油机每秒完成120个冲程 B．冬天感觉汽车座垫冰冷，是因为冰冷的汽车座垫没有内能 C．燃油车内的汽油机只有在做功冲程时有能量转化 D．电动汽车的动力是通过将电能转化为机械能实现，而且效率可以达到100% 21．某品牌汽车以72km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（　　） A．每秒完成60个冲程 B．每秒对外做功15次 C．发动机提供的牵引力为4500N D．发动机的输出功率是80kW 22．汽车是我们现代生活中重要的交通运输工具之一。汽油机工作时将内能转化为机械能的是 　 　冲程；若此汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，对外做功的次数是 　次。 23．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，这与四冲程汽油机的 　 　冲程的能量转化相同，某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成 　 　个工作循环。 24．为了优化生活环境，城市建设部门在全市范围内展开了“雨污分流”工程建设。经太阳曝晒后发现砂石的温度明显高于旁边水池里的水温，这是因为砂石的比热容 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的比热容。如图所示为汽油机的 　 　冲程，若该单缸四冲程汽油机1s内对外做功20次，则汽油机转速为 　 转/min。 五．燃料的热值及其计算（共12小题） 25．长征五号火箭发动机的推进剂采用液氧、液氢和煤油，之所以采用液氢作为燃料，主要是因为液氢具有（　　） A．较大的密度 B．较大的热值 C．较高的沸点 D．较高的燃点 26．下列说法中正确的是（　　） A．把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油比热容变小 B．热传递中，温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体 C．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能 D．燃料燃烧得很充分，它的热值也不变 27．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，下列说法正确的是（　　） A．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同 B．通过调节铁圈A的位置，使温度计处于适当的高度 C．将两烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显 D．如要进一步研究不同物质的吸热能力，只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油 28．关于燃料的热值，以下说法正确的是（　　） A．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 D．0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的 29．为预防新型冠状病毒，公共场所的扶手可用75%的酒精进行擦拭。将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（　　） A．都不变 B．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二 C．都变为原来的三分之二 D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变 30．在标准大气压下，使用煤气灶将2kg水从20℃加热70℃，水吸收的热量是 　 　J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧 　 　kg的煤气。未使用完的煤气的热值会 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg] 31．网上称新能源车的电池组能量密度（能量与质量的比值）还没有无烟煤高，更别提汽油了。已知某新能源车的电池组电容量为3.6×108J，由7000多枚18650电池组成，电池组总质量约90kg。由此可知，能量密度相当于物理量 　 　（选填“密度”、“热量”、“功率”或“热值”）；新能源电池的“能量密度”是 　 　。 32．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）实验中燃料完全燃烧放出的热量，是通过液体吸热后温度的变化来反映的。本实验要比较不同燃料的热值，应选择 　 　两图进行实验； （2）比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择 　 　图进行实验； ②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体是相同时间内吸收 　 　 （选填“相同”或“不同”）的热量，所以该实验主要用 　 　（选填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少； ③如果质量和初始温度均相同的a、b液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则 　 　（选填“a”或“b”）液体的比热容较大； （3）某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部供液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1，加热一段时间变为m2；烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容用c表示，用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：q＝　 　。 33．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失： （1）实验中应控制燃料燃烧的 　 　（时间/质量）相同，根据 　 　（温度计的示数/加热的时间）比较燃料燃烧放出热量的多少。 （2）小明选用了燃料a和燃料b进行实验；当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图像，则可初步判断燃料 　 　（a/b）的热值大。 （3）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙，燃料c在6min时水就沸腾了，分析图像可知燃料c燃烧10min放出的热量 　 　（大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量。 （4）你认为根据丙图像 　 　（能/不能）比较两种燃料热值的大小。 （5）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出燃料c的热值，你认为他的计算结果与真实值相比 　 　（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 34．国庆期间，小明一家去户外野炊。他们使用木炭作为燃料，已知这种木炭的热值是2.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求： （1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将多少kg水加热至100℃？ 35．酒精是实验室里常用的燃料，酒精的热值，现用酒精灯来加热水做沸腾实验，在标准大气压下若要把0.5kg、20℃的水加热到100℃，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），求： （1）水吸收的热量； （2）若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，需要燃烧多少克酒精？ 36．我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。1kg可燃冰分解后，释放出约60m3的天然气，已知q天然气＝4.4×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）10kg可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？ （2）在一个标准大气压下，若上述热量70%被质量为55t、初温为25℃的水吸收，则水升高的温度是多少？ 六．热机的效率（共6小题） 37．汽车是人们出行的重要交通工具，多数采用汽油机作为发动机。下列说法中正确的是（　　） A．做功冲程中机械能转化为内能 B．压缩冲程通过做功的方式增大了气缸内气体的内能 C．若汽油燃烧不充分会导致汽油热值减小 D．定期保养更换机油不能提高发动机的效率 38．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。图甲中，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，这个冲程为汽油机的 　 　冲程；由图乙可知该汽油机的效率为 　 　。 39．如图是某汽车汽油机的能量流向及比例，则该汽油机的效率为 　 　，若该汽油箱为50L，则加满—箱油后，汽抽机可以对外输出的有用功为 　 　J。加满油后汽车可以行驶500km，则汽车行驶过程中的平均阻力大小为 　 　N。（已知汽油的热值为q＝4×107J/L） 40．周末，小红一家人驾车出门旅行，已知该汽油小汽车以20m/s的速度匀速行驶时，发动机的功率为2×104W，发动机的效率为30%。若汽车以此速度行驶2.7×104m，求在此过程中： （1）汽车牵引力大小。 （2）牵引力做的功。 （3）消耗汽油的质量（汽油的热值q汽＝4.5×107J/kg）。 41．小明同学从说明书中了解到她家汽车内燃机的能量流向如图所示。某段时间内，汽车消耗了70g汽油。[汽油的热值q＝4.6×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）内燃机的工作效率； （2）70g汽油完全燃烧放出的热量； （3）使用时需不断地对汽缸周围进行水冷却，如果流入汽缸周围的冷却水温度是60℃。从汽缸周围流出的冷却水温度达到83℃，则这段时间内流过汽缸周围冷却水的质量是多少千克？ 42．每年夏收，素有“中原粮仓”之称的河南都会投入数百万台农业机械参与麦收。某台收割机（如图）的相关参数如表所示。（g取10N/kg，q柴油约为4.0×107J/kg） 轮胎接地总面积（m2） 3.6 功率（kW） 120 发动机效率 40% 油箱容积（L） 200 满油时整机质量（kg） 5940 （1）收割过程中，以驾驶员为参照物，收割机是 　 　的。 （2）满油时收割机对地面的压强是多少？（驾驶员的质量忽略不计） （3）该收割机工作0.5h所做的功是多少？此过程中需要消耗柴油多少千克？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.4 机械能与内能的相互转化（专题训练）【六大题型】 一．做功改变物体内能（共9小题） 二．热机（共3小题） 三．四冲程内燃机的工作过程（共6小题） 四．有关热机的计算（共6小题） 五．燃料的热值及其计算（共12小题） 六．热机的效率（共6小题） 一．做功改变物体内能（共9小题） 1．如图，老师将一个有部分水的矿泉水瓶盖紧盖子后，用力不断扭转瓶身，突然盖子飞出去了，伴随着响声的同时发现瓶内还出现了白气，对于该实验现象判断正确的是（　　） A．扭转瓶身时，将内能转化为机械能 B．扭转瓶身时，瓶内气体温度升高，内能增大 C．盖子飞出时，将机械能转化为内能 D．盖子飞出时，白雾的产生是液化形成的 【答案】B 【解答】解：A、扭转瓶身时，对瓶内气体做功，将机械能转化为内能，故A错误； B、扭转瓶身时，对瓶内气体做功，瓶内气体温度升高，内能增大，故B正确； C、盖子飞出时，气体对外做功，将内能转化为机械能，故C错误； D、盖子飞出时，白雾的产生是因为瓶内气体内能减小，温度降低，水蒸气遇冷发生了液化，故D错误。 故选：B。 2．如图所示，对于图中所描述的物理过程和图线，下列分析中正确的是（　　） A．图甲，向下压活塞时，空气的内能增加，是由于发生了热传递 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增加 C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁是某一内陆城市与某一沿海城市年气温变化曲线，其中实线表示的是沿海城市的年气温变化曲线 【答案】C 【解答】解：A．图甲中厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，使得筒内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误； B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，水蒸气的内能转化为机械能，空气的内能减少，故B错误； C．图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C正确； D．由一年的气温变化曲线得出，实线表示的城市最高、最低气温差比虚线所示的城市的大；水的比热容比沙石大，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较小，所以实线表示的是内陆城市的年气温变化曲线，虚线表示的是沿海城市的年气温变化曲线，故D错误。 故选：C。 3．佛跳墙是福州的特色名菜，软嫩柔润，浓郁荤香，又荤而不腻，味中有味。如图是烹饪佛跳墙时的部分情景，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，切猪蹄的刀磨得锋利是为了增大压强 B．图乙中，通过做功的方式增大了食材的内能 C．图丙中，加热过程中，佛跳墙含有的热量不断增加 D．图丁中，汤汁发出香味说明分子间存在引力 【答案】A 【解答】解：A、切猪蹄的刀磨得锋利，在压力一定时，减小受力面积来增大压强，故A正确； B、图乙中，食材吸收热量，内能增大，温度升高，通过热传递的方式改变物体的内能，故B错误； C、热量是过程量，不能说“含有”热量，故C错误； D、汤汁发出香味说明分子在不停地做无规则运动，故D错误。 故选：A。 4．如图中展示了一些我国古代劳动人民的智慧成果，关于其中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．在巨石下垫放圆木便于运输，是通过减小压力来减小摩擦 B．日晷测量时间利用了光的折射 C．拔火罐时，罐内的气压大于罐外的气压 D．火钢与火石撞击能产生火花，是通过做功的方式改变内能 【答案】D 【解答】解：A、变滑动为滚动可以减小摩擦；巨石下面垫圆木是用滚动代替滑动来减小摩擦，故A错误； B、日晷测量时间利用了光的直线传播，故B错误； C、拔火罐时，先把酒精在罐内烧一下，罐内空气受热膨胀，此时迅速把罐扣在皮肤上，等到罐内的空气冷却后压强降低，罐内气压小于外面的大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，所以拔火罐时利用罐内高温气体气压小于外界大气压的原理，故C错误； D、火钢与火石撞击能产生火花，是克服摩擦做功，故D正确。 故选：D。 5．炎炎夏季，县城气温往往比乡下要高2～3℃，这就是热岛效应，人们修建人工湖、喷水池，主要利用水的 　比热容　较大来调节气温；在寒冷的冬天，人们双手搓几下就感到暖和，这是通过 　做功　（选填“做功”或“热传递”）的方式使手的内能增加。 【答案】比热容；做功。 【解答】解： 因为水的比热容较大，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，所以能调节气温； 在寒冷的冬天，人们双手搓几下就感到暖和，克服摩擦做功，这是通过做功的方式使手的内能增加。 故答案为：比热容；做功。 6．（1）改变物体内能的方法有 　做功　和 　热传递　两种。冬天我们感觉手冷时，我们可以将两手相互搓一搓，也可以用热水袋焐一焐。前者是用 　做功　方法使手的内能增加的，在用后种方法增加手的内能时，能量发生了 　转移　；在改变物体的内能时，两种方法可以产生同样的效果，即这两种方法对改变物体的内能是 　等效　的。 （2）“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地做 　无规则运动　；将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起，说明分子间存在 　引力　。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）改变物体内能的方法有做功和热传递。冬天我们将两手相互搓一搓，是通过做功的方法使手的内能增加的；用热水袋焐一焐，是通过热传递的方法增加手的内能，这一过程中能量发生了转移；做功和热传递对改变物体的内能是等效的。 （2）“酒香不怕巷子深”属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起，说明分子间存在引力。 故答案为：（1）做功；热传递；做功；转移；等效；（2）无规则运动；引力。 7．神舟飞船在返回地面过程中的一个瞬间，它像个“火球”，如图，是因为返回舱与大气摩擦，通过 　做功　的方式，使返回舱的内能 　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”），其实质是 　机械　能转化为内能。 【答案】做功；增大；机械。 【解答】解：返回舱进入大气层后，与大气摩擦，克服摩擦做功，机械能不守恒，机械能转化为内能，返回舱的内能增大；使得返回舱的机械能减小，这是通过做功的方式改变返回舱的内能。 故答案为：做功；增大；机械。 8．如图所示，下列三个实验都是同学们做过的实验，请你回答： （1）图A是探究气体扩散现象的实验，抽掉玻璃板后，过一会儿将观察到两瓶颜色都变成红棕色，要使实验具有说服力，正确的做法是：将两瓶 　位置互换　。 （2）图B中，当向上拉测力计时，观察到测力计示数会 　变大　，这说明了 　分子间存在引力　。 （3）如图C所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出在这个过程中，燃料的 　化学　能转化为 　内　能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的 　内　能转化为塞子的 　机械　能。 【答案】（1）位置互换；（2）变大；分子间存在引力；（3）化学；内；内；机械。 【解答】解：（1）如图所示，抽掉玻璃板后，过一会儿将观察到的现象是红棕色的二氧化氮气体充满整个容器。将盛有二氧化氮气体容器瓶放在上方，容易让人产生误解，因为二氧化氮的密度大于空气的密度，认为二氧化氮气体是在重力的作用下向下运动的，要使实验具有说服力，正确的做法是将两瓶位置互换； （2）当向上拉测力计时，观察到测力计示数会变大，这说明了：分子间存在引力； （3）在试管中装些水，用酒精灯加热的过程中，酒精的化学能转化内能，这些内能传递给试管中的水；使得水的内能增加，产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界的大气压，水蒸气就会将塞子冲出，即对塞子做功，将水的内能转化为塞子的机械能。 故答案为：（1）位置互换；（2）变大；分子间存在引力；（3）化学；内；内；机械。 9．乘坐汽车时，小凯的手刚接触车门时就被“电”了一下。在汽车行驶途中遇到突发情况时，司机紧急刹车，汽车向前滑行一段距离，并在路面上留下轮胎滑过的痕迹，轮胎温度急剧升高，如图所示。请你回答下列问题： （1）手在刚接触车门时就被“电”了一下，这是为什么？ （2）汽车滑行时，轮胎温度为什么升高？ 【答案】（1）汽车在行驶过程中与空气摩擦，产生摩擦起电现象，从而带了电，所以手刚触车门就被“电”了一下； （2）汽车急刹车时，车轮与地面之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为轮胎的内能，轮胎的温度升高。 【解答】答：（1）汽车在行驶过程中与空气摩擦，产生摩擦起电现象，从而带了电，所以手刚触车门就被“电”了一下； （2）汽车急刹车时，车轮与地面之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为轮胎的内能，轮胎的温度升高。 二．热机（共3小题） 10．若让一台正在正常开动的柴油机停止转动，一般应对它进行的操作是（　　） A．断开它的电路，停止给它供电 B．关停它的油路，停止给它供油 C．以上两种方法都可以 D．以上两种方法都不行 【答案】B 【解答】解：在压缩冲程末尾，喷油嘴会喷出雾状柴油，柴油燃烧，然后内能转化为机械能，对外做功，要想让一台正在正常开动的柴油机停止转动，需要停止供油即可，断开它的电路，停止给它供电，柴油机也可以工作，不能停止转动，故ACD错误，B正确。 故选：B。 11．常见汽油机和柴油机都是内燃机。从能量转化的角度来看，内燃机是把内能转为 　机械　能的机器。我们经常用循环水冷却内燃机，使内燃机降温，是因为水的 　比热容　大，带走的热量多。 【答案】机械；比热容。 【解答】解：内燃机是把内能转化为机械能的机器； 与其它液体相比较，水的比热容较大，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多，制冷效果最好。 故答案为：机械；比热容。 12．我国航天事业快速发展，长征系列火箭做出了巨大贡献！火箭的发动机 　属于　（选填“属于”或“不属于”）热机。热机工作过程中通过燃料燃烧获取 　内能　转化为机械能。火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的 　比热容　较大的性质带走大量的热量，防止发射塔被烧坏。 【答案】属于；内能；比热容。 【解答】解：火箭发动机利用燃料燃烧获取内能再通过做功的方式转化为机械能，是热机的一种； 因为水的比热容比较大，在质量相同、升高相同的温度相同时，可以吸收更多的热量，防止发射塔被烧坏。 故答案为：属于；内能；比热容。 三．四冲程内燃机的工作过程（共6小题） 13．如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，正确的顺序是（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．乙、丁、甲、丙 C．甲、丙、乙、丁 D．丁、丙、甲、乙 【答案】C 【解答】解： 甲图进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；乙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；丙图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；丁图排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；则一个工作循环顺序甲丙乙丁；故C正确。 故选：C。 14．对于图中所示的四幅图，下列说法正确的是（　　） A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能减少 B．乙图中两个压紧的铅块能吊着钩码不动，主要是因为铅块对钩码做了功 C．丙图所示是内燃机的压缩冲程 D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能 【答案】A 【解答】解： A、甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能减少，转化为木塞的机械能，故A正确； B、乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故B错误； C、丙图中活塞向下运动，两气门都关闭，是内燃机的做功冲程，故C错误； D、丁图中小朋友下滑时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故D错误。 故选：A。 15．下列有关热学知识的说法正确的是（　　） A．0℃的冰块内能为0 B．能量从温度高的物体传递到温度低的物体 C．“大雾不过晌，过晌听雨响”，雾的形成是汽化现象，需要吸热 D．内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能 【答案】B 【解答】解：A、分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都有内能，故A错误； B、发生热传递的条件是：有温度差，所以热量可自动地从高温物体转移到低温物体，故B正确； C、雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小液滴，液化过程需要放热，故C错误； D、做功冲程将内能转化为机械能，故D错误。 故选：B。 16．四冲程汽油机工作过程中，把内能转化为机械能是 　做功　冲程，把机械能转化为内能的是 　压缩　冲程，不靠飞轮惯性工作的冲程是 　做功　冲程。 【答案】做功；压缩；做功。 【解答】解：四冲程汽油机工作过程中，做功冲程是把内能转化为机械能，压缩冲程是把机械能转化为内能；对外提供机械能的冲程只有做功冲程，其它三个冲程都是依靠惯性完成的。 故答案为：做功；压缩；做功。 17．亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。往塑料瓶里倒入适量热水并晃一晃，然后把热水倒出，迅速盖上瓶盖，过一会儿瓶子变瘪了，证明了 　大气压　的存在；往瓶内加入一些热水后，迅速盖上瓶盖，摇一摇，挤压瓶身，瓶盖会被顶出去，这个过程能量的转化与热机的 　做功　冲程相同。 【答案】大气压；做功。 【解答】解：（1）往空矿泉水瓶内注入少量的热水，摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖，过一会儿瓶内水蒸气液化，瓶内气压变小，瓶子在外界大气压作用下慢慢向内凹陷，这说明大气压的存在； （2）盖子飞出时，瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能；汽油机的做功冲程是内能转化为机械能；二者能量转化形式相同。 故答案为：大气压；做功。 18．“六冲程发动机”是内燃机的一项新发展。在普通四冲程发动机的四个冲程工作后，把水喷进炽热的汽缸里面，水马上就变成了温度高的水蒸气，这属于 　汽化　（填物态变化）现象，缸里面水蒸气的内能 　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”），体积急剧膨胀1600倍，推动活塞再次做功，产生第五冲程。如此一来，每6个冲程中就出现 　2　个做功冲程。 【答案】汽化；增大；2。 【解答】解：（1）把水喷进炽热的汽缸里面，水马上就变成了温度高的水蒸气，由液态变为气态是汽化现象； （2）缸里面水蒸气的内能增大，体积急剧膨胀1600倍，推动活塞再次做功； （3）六冲程发动机一个工作循环，飞轮转动3圈，做功2次。 故答案为：汽化；增大；2。 四．有关热机的计算（共6小题） 19．一台单缸四冲程汽油机飞轮转速是1200转/min，则此内燃机每秒做功的次数和完成的冲程是（　　） A．10次，完成40个冲程 B．20次，完成40个冲程 C．10次，完成20个冲程 D．20次，完成20个冲程 【答案】A 【解答】解： 已知飞轮转速为1200r/min＝20r/s， 因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程， 所以该汽油机1s活塞往复20次，对外做功10次，完成40个冲程，故A正确。 故选：A。 20．新能源是可持续发展的重要举措，现电动汽车逐渐遍布全国，与燃油车相比，电动汽车因使用成本低，转化效率高的优势，成为人们更热衷的代步工具。对下列情景的分析正确的是（　　） A．若汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该汽油机每秒完成120个冲程 B．冬天感觉汽车座垫冰冷，是因为冰冷的汽车座垫没有内能 C．燃油车内的汽油机只有在做功冲程时有能量转化 D．电动汽车的动力是通过将电能转化为机械能实现，而且效率可以达到100% 【答案】A 【解答】解：A、飞轮转速是3600r/min＝60r/s，即曲轴和飞轮每秒转60r，因为四冲程汽油机工作时，一个工作循环4个冲程，曲轴和飞轮转两圈，对外做功一次，所以每秒完成120个冲程，故A正确； B、冰冷的汽车座垫也有内能，故B错误； C、汽油机工作过程中，在做功冲程将汽油的内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，故C错误； D、因为存在能量的损失，所以任何机器的效率不可能达到100%，故D错误。 故选：A。 21．某品牌汽车以72km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（　　） A．每秒完成60个冲程 B．每秒对外做功15次 C．发动机提供的牵引力为4500N D．发动机的输出功率是80kW 【答案】D 【解答】解：AB、发动机转速是1800r/min＝30r/s，即发动机的飞轮每秒转30圈，由于汽车发动机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽车发动机每秒完成60个冲程，对外做功15次，故AB正确； CD、发动机的输出功率：P＝＝＝9×104W＝90kW，汽车的速度v＝72km/h＝20m/s， 由P＝＝＝Fv可知，发动机提供的牵引力：F＝＝＝4500N，故C正确、D错误。 故选：D。 22．汽车是我们现代生活中重要的交通运输工具之一。汽油机工作时将内能转化为机械能的是 　做功　冲程；若此汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，对外做功的次数是 　20　次。 【答案】做功；20。 【解答】解：（1）汽油机在做功冲程，消耗燃气的内能，对外输出机械能，所以工作时将内能转化为机械能的是做功冲程； （2）汽油机在一个工作循环中经历4个冲程，飞轮转动2转，对外做功1次。汽油机的飞轮转速为2400 r/min，则在1 s内，飞轮转动40次，所以汽油机对外做功＝20次。 故答案为：做功；20。 23．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，这与四冲程汽油机的 　压缩　冲程的能量转化相同，某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成 　1200　个工作循环。 【答案】压缩；1200。 【解答】解：（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；压火仪实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似； （2）汽油机飞轮的转速为2400r/min，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个冲程，做功1次，所以1min完成1200个工作循环， 故答案为：压缩；1200。 24．为了优化生活环境，城市建设部门在全市范围内展开了“雨污分流”工程建设。经太阳曝晒后发现砂石的温度明显高于旁边水池里的水温，这是因为砂石的比热容 　小于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的比热容。如图所示为汽油机的 　压缩　冲程，若该单缸四冲程汽油机1s内对外做功20次，则汽油机转速为 　2400　转/min。 【答案】小于；压缩；2400。 【解答】解：（1）根据公式Q＝cmΔt可知，质量相同的沙石和水，从太阳处吸收相同的热量后，升高的温度Δt和比热c成反比，水的比热比沙石的比热大，因此水的温度升的低； （2）如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程；每秒可以对外做功20次，因一个工作循环转2圈，对外做功一次，飞轮转速40r/s＝2400r/min。 故答案为：小于；压缩；2400。 五．燃料的热值及其计算（共12小题） 25．长征五号火箭发动机的推进剂采用液氧、液氢和煤油，之所以采用液氢作为燃料，主要是因为液氢具有（　　） A．较大的密度 B．较大的热值 C．较高的沸点 D．较高的燃点 【答案】B 【解答】解：火箭发动机采用液氢做为燃料，原因是液氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液氢时，可以释放出更多的热量。 故选：B。 26．下列说法中正确的是（　　） A．把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油比热容变小 B．热传递中，温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体 C．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能 D．燃料燃烧得很充分，它的热值也不变 【答案】D 【解答】解：A、比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量无关，因此把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油比热容不变，故A错误； B、热传递是能量传递的过程，热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体，故B错误； C、因为柴油机吸入气缸的只有空气，在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故C错误； D、热值与质量和燃烧是否充分无关，只与燃料种类有关，燃料燃烧得很充分时，它的热值也不变，故D正确。 故选：D。 27．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，下列说法正确的是（　　） A．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同 B．通过调节铁圈A的位置，使温度计处于适当的高度 C．将两烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显 D．如要进一步研究不同物质的吸热能力，只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油 【答案】C 【解答】解： A、实验中采用的是控制变量法，需要控制两种燃料的质量相同，并且全部燃烧，不需要控制燃烧时间相同，故A错误； B、实验中通过调节铁圈B的位置，使温度计处于适当的高度，故B错误； C、将两烧杯中的水换成比热容小的液体，在吸收相同热量时，比热容越小，温度变化越大，可以使实验现象更明显，故C正确； D、如要进一步研究不同物质的吸热能力，实验中需要用相同的热源加热，即用相同的燃料进行加热，还需要将其中一个烧杯中的水换成等质量的煤油，故D错误。 故选：C。 28．关于燃料的热值，以下说法正确的是（　　） A．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 D．0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的 【答案】D 【解答】解：A、虽然煤的热值比干木柴大，但是煤和干木柴的质量不知道，所以无法比较燃烧煤放出的热量和燃烧干木柴放出的热量，故A错误； B、热值大小和容易燃烧与否无关，故B错误； C、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、燃烧程度等均无关，故C错误； D、同样是汽油，热值是相同的，与燃料的质量无关，故D正确。 故选：D。 29．为预防新型冠状病毒，公共场所的扶手可用75%的酒精进行擦拭。将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（　　） A．都不变 B．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二 C．都变为原来的三分之二 D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变 【答案】A 【解答】解：密度、比热容是物质的特性，其大小只与物质的种类和状态有关，与物质的质量或体积无关，故将一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的密度和比热容不变；热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量和体积无关，故将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的热值也不变，故A正确。 故选：A。 30．在标准大气压下，使用煤气灶将2kg水从20℃加热70℃，水吸收的热量是 　4.2×105　J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧 　0.01　kg的煤气。未使用完的煤气的热值会 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg] 【答案】4.2×105；0.01；不变 【解答】解：水吸收的热量： Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J； 不计热量损失，根据Q吸＝Q放＝mq，所以需要完全燃烧煤气的质量： m＝＝＝0.01kg； 热值是燃料的一种特性，其大小取决于物质的种类，与燃料的质量，放出的热量，是否完全燃烧无关，即未使用完的煤气的热值不变。 故答案为：4.2×105；0.01；不变。 31．网上称新能源车的电池组能量密度（能量与质量的比值）还没有无烟煤高，更别提汽油了。已知某新能源车的电池组电容量为3.6×108J，由7000多枚18650电池组成，电池组总质量约90kg。由此可知，能量密度相当于物理量 　热值　（选填“密度”、“热量”、“功率”或“热值”）；新能源电池的“能量密度”是 　4.0×106J/kg　。 【答案】热值；4.0×106J/kg。 【解答】解：（1）由题意知，电池组能量密度（能量与质量的比值），其单位为J/kg，而热值的单位也是J/kg，所以，“能量密度”相当燃料的热值； （2）新能源车的“能量密度”为：＝4×106J/kg。 故答案为：热值；4.0×106J/kg。 32．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）实验中燃料完全燃烧放出的热量，是通过液体吸热后温度的变化来反映的。本实验要比较不同燃料的热值，应选择 　甲、乙　两图进行实验； （2）比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择 　甲、丙　图进行实验； ②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体是相同时间内吸收 　相同　（选填“相同”或“不同”）的热量，所以该实验主要用 　加热时间的长短　（选填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少； ③如果质量和初始温度均相同的a、b液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则 　b　（选填“a”或“b”）液体的比热容较大； （3）某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部供液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1，加热一段时间变为m2；烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容用c表示，用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：q＝　　。 【答案】（1）甲、乙；（2）甲、丙；相同；加热时间的长短；b；（3）。 【解答】解：（1）为了比较不同燃料的热值，应选择燃料不同但液体相同的装置，即甲、乙两图进行实验。 （2）①为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择相同燃料但液体不同的实验装置，即甲、丙两图进行实验。 ②该实验主要用加热时间的长短来表示两种液体吸热的多少，这种方法是转换法。 ③如果，吸热后它们的温度随时间变化的图象，如图2所示，质量和初始温度均相同的a、b两种液体，温度升高慢的比热容大，所以，b液体的比热容较大。 （3）液体a吸收的热量：Q吸＝cama（t2﹣t1）， 酒精灯放出的热量：Q放＝Q吸＝cam酒精（t2﹣t1）， 燃烧酒精的质量：m＝m1﹣m2， 由Q＝mq可得酒精的热值：q酒精＝＝； 故答案为：（1）甲、乙；（2）甲、丙；相同；加热时间的长短；b；（3）。 33．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失： （1）实验中应控制燃料燃烧的 　质量　（时间/质量）相同，根据 　温度计的示数　（温度计的示数/加热的时间）比较燃料燃烧放出热量的多少。 （2）小明选用了燃料a和燃料b进行实验；当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图像，则可初步判断燃料 　b　（a/b）的热值大。 （3）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙，燃料c在6min时水就沸腾了，分析图像可知燃料c燃烧10min放出的热量 　大于　（大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量。 （4）你认为根据丙图像 　能　（能/不能）比较两种燃料热值的大小。 （5）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出燃料c的热值，你认为他的计算结果与真实值相比 　偏小　（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）质量；温度计的示数；（2）b；（3）大于；（4）能；（5）偏小。 【解答】解：（1）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少； （2）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大； （3）由图丙可知，燃料c燃烧6min放出的热量已经使水沸腾，燃料d燃烧15min放出的热量没有使水沸腾，表明燃料c放出的热量多； （4）由图丙可知，两种燃料全部燃尽时，c燃料使水升高的温度更大，则c的热值大，故能比较热值的大小； （5）由于燃料不一定完全燃烧，且给水加热时有热损失，因此根据Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量要比燃料c完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出燃料c的热值，要比真实值偏小。 故答案为：（1）质量；温度计的示数；（2）b；（3）大于；（4）能；（5）偏小。 34．国庆期间，小明一家去户外野炊。他们使用木炭作为燃料，已知这种木炭的热值是2.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求： （1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将多少kg水加热至100℃？ 【答案】（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是2.8×107J； （2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将95kg水加热至100℃ 【解答】解：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝1kg×2.8×107J/kg＝2.8×107J； （2）上述的热量全部被水吸收，则Q吸＝Q放； 水的质量为：m水＝＝≈95kg。 答：（1）1kg木炭完全燃烧放出的热量是2.8×107J； （2）若这些热量全部被锅内30℃的水吸收，可将95kg水加热至100℃。 35．酒精是实验室里常用的燃料，酒精的热值，现用酒精灯来加热水做沸腾实验，在标准大气压下若要把0.5kg、20℃的水加热到100℃，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），求： （1）水吸收的热量； （2）若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，需要燃烧多少克酒精？ 【答案】（1）水吸收的热量为1.68×105J； （2）若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，需要燃烧11.2g酒精。 【解答】解：（1）把0.5kg、20℃的水烧开所吸收的热量为： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×105J； （2）因为酒精燃烧放出的热量只有50%被水吸收，由η＝×100%可得， ， 由Q放＝mq可得产生这些热量需要完全燃烧的酒精质量： m酒精＝＝＝0.0112kg＝11.2g。 答：（1）水吸收的热量为1.68×105J； （2）若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，需要燃烧11.2g酒精。 36．我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。1kg可燃冰分解后，释放出约60m3的天然气，已知q天然气＝4.4×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）10kg可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？ （2）在一个标准大气压下，若上述热量70%被质量为55t、初温为25℃的水吸收，则水升高的温度是多少？ 【答案】（1）10kg可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是2.64×1010J； （2）在一个标准大气压下，若上述热量70% 被质量为55t、初温为25℃的水吸收，则水升高的温度是75℃。 【解答】解：（1）由题意可得，10kg可燃冰释放出天然气的体积为： V天然气＝10×60m3＝600m3， 10kg可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量： Q放＝V天然气q天然气＝600m3×4.4×107J/m3＝2.64×1010J； （2）由题意可知，水吸收的热量为： ， 根据Q吸＝cmΔt可得，理论上水可以升高的温度为： Δt＝＝＝80℃， 则理论上水的末温：t＝t0+Δt＝25℃+80℃＝105℃； 因为一个标准大气压下水的沸点是100℃，所以实际上水的温度升高至100℃就保持不变， 则水升高的温度为：Δt′＝t′﹣t0＝100℃﹣25℃＝75℃。 答：（1）10kg可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是2.64×1010J； （2）在一个标准大气压下，若上述热量70% 被质量为55t、初温为25℃的水吸收，则水升高的温度是75℃。 六．热机的效率（共6小题） 37．汽车是人们出行的重要交通工具，多数采用汽油机作为发动机。下列说法中正确的是（　　） A．做功冲程中机械能转化为内能 B．压缩冲程通过做功的方式增大了气缸内气体的内能 C．若汽油燃烧不充分会导致汽油热值减小 D．定期保养更换机油不能提高发动机的效率 【答案】B 【解答】解：A、做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，故A错误； B、内燃机的压缩冲程是活塞压缩气体对气体做功从而增大了气缸内气体的内能，故B正确； C、热值是燃料的一种特性，与它是否完全燃烧没有关系，汽油燃烧不充分，其热值不变，故C错误； D、定期保养更换机油能够提高发动机的效率，故D错误。 故选：B。 38．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。图甲中，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，这个冲程为汽油机的 　压缩　冲程；由图乙可知该汽油机的效率为 　28%　。 【答案】压缩；28%。 【解答】解：根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程； 热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用机械能所占比例为：100%﹣36%﹣30%﹣6%＝28%，即该汽油机的效率为28%。 故答案为：压缩；28%。 39．如图是某汽车汽油机的能量流向及比例，则该汽油机的效率为 　43%　，若该汽油箱为50L，则加满—箱油后，汽抽机可以对外输出的有用功为 　8.6×108　J。加满油后汽车可以行驶500km，则汽车行驶过程中的平均阻力大小为 　1720　N。（已知汽油的热值为q＝4×107J/L） 【答案】43%；8.6×108；1720。 【解答】解：热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，对外做功的能量所占比例为43%，即该汽油机的效率为43%； 50L汽油完全燃烧放出的热量为： Q放＝Vq＝50L×4×107J/L＝2×109J， 对外输出的有用功为： W＝ηQ放＝43%×2×109J＝8.6×108J； 根据W＝fs可知。平均阻力大小为： f＝＝＝1720N。 故答案为：43%；8.6×108；1720。 40．周末，小红一家人驾车出门旅行，已知该汽油小汽车以20m/s的速度匀速行驶时，发动机的功率为2×104W，发动机的效率为30%。若汽车以此速度行驶2.7×104m，求在此过程中： （1）汽车牵引力大小。 （2）牵引力做的功。 （3）消耗汽油的质量（汽油的热值q汽＝4.5×107J/kg）。 【答案】（1）汽车牵引力为1000N； （2）牵引力做的功为2.7×107J； （3）消耗汽油的质量2kg。 【解答】解：（1）因为牵引力的功率P＝＝＝Fv，所以牵引力F＝＝＝1000N； （2）牵引力做的功W＝Fs＝1000N×2.7×104m＝2.7×107J； （3）汽油燃烧放出的热量Q放＝＝＝9×107J； 消耗汽油的质量m＝＝＝2kg。 答：（1）汽车牵引力为1000N； （2）牵引力做的功为2.7×107J； （3）消耗汽油的质量2kg。 41．小明同学从说明书中了解到她家汽车内燃机的能量流向如图所示。某段时间内，汽车消耗了70g汽油。[汽油的热值q＝4.6×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）内燃机的工作效率； （2）70g汽油完全燃烧放出的热量； （3）使用时需不断地对汽缸周围进行水冷却，如果流入汽缸周围的冷却水温度是60℃。从汽缸周围流出的冷却水温度达到83℃，则这段时间内流过汽缸周围冷却水的质量是多少千克？ 【答案】（1）内燃机的工作效率为31%； （2）70g汽油完全燃烧放出的热量为3.22×106J。 （3）这段时间内流过气缸周围冷却水的质量是10kg。 【解答】解：（1）内燃机的工作效率为：η＝1﹣32%﹣30%﹣7%＝31%； （2）汽油的质量为：m＝70g＝0.07kg， 则汽油完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝0.07kg×4.6×107J/kg＝3.22×106J， （3）由η＝可知，冷却水吸收的热量：Q吸＝Q放×30%＝3.22×106J×30%＝9.66×105J， 由Q吸＝cmΔt可知冷却水的质量：m水＝＝＝10kg。 答：（1）内燃机的工作效率为31%； （2）70g汽油完全燃烧放出的热量为3.22×106J。 （3）这段时间内流过气缸周围冷却水的质量是10kg。 42．每年夏收，素有“中原粮仓”之称的河南都会投入数百万台农业机械参与麦收。某台收割机（如图）的相关参数如表所示。（g取10N/kg，q柴油约为4.0×107J/kg） 轮胎接地总面积（m2） 3.6 功率（kW） 120 发动机效率 40% 油箱容积（L） 200 满油时整机质量（kg） 5940 （1）收割过程中，以驾驶员为参照物，收割机是 　静止　的。 （2）满油时收割机对地面的压强是多少？（驾驶员的质量忽略不计） （3）该收割机工作0.5h所做的功是多少？此过程中需要消耗柴油多少千克？ 【答案】（1）静止；（2）收割机对水平地面的压强为1.65×104Pa；（3）该收割机做功为2.16×108J；在此过程中消耗柴油为13.5kg。 【解答】解：（1）收割过程中收割机相对于驾驶员位置没有变化，所以是静止的； （2）满油时收割机的重力为：G＝mg＝5940kg×10N/kg＝5.94×104N，收割机对水平地面的压强为：p＝＝＝1.65×104Pa； （3）该收割机做功为：W＝Pt＝120×103W×0.5×3600s＝2.16×108J，发动机的效率为η＝40%，根据效率公式得，Q＝＝＝5.4×108J 根据Q＝qm得，在此过程中消耗柴油为：m柴油＝＝＝13.5kg。 故答案为：（1）静止；（2）收割机对水平地面的压强为1.65×104Pa；（3）该收割机做功为2.16×108J；在此过程中消耗柴油为13.5kg。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$