第14章 内能的利用 章末复习（含单元检测卷）（思维导图+知识点+重难点+单元检测卷）--【课堂助手】2024-2025学年九年级物理全一册讲与练（人教版）

第14章 内能的利用 章末复习 目录 一、单元思维导图 1 二、主要知识点 1 知识点1：热值 1 知识点2：热机 2 知识点3：能量的转化与守恒 3 三、重难点讲解 3 重难点1：内燃机冲程及其能量转化情况 3 重难点2：内能的利用与能量转化和转移分析 6 重难点3：燃烧放热与“三率”的计算 9 四、单元检测卷 13 一、单元思维导图 二、主要知识点 知识点1：热值 1. 定义：燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的_________，叫做这种燃料的热值 2. 单位：_____________，符号是_____________ 3. 公式：q=Q/m 4. 理解 （1）酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示_____________________________ （2）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的________________有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系 【提示】对于气体燃料来说，热值q=Q/V，热值单位为“J/m3”. 知识点2：热机 1. 定义：把______能转化为______能的机器 2. 原理 3. 种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等 内燃机 1. 定义：燃料在气缸内燃烧产生动力的热机 2. 分类：汽油机和柴油机 3. 工作过程 （1）每个工作循环分为四个冲程：_____冲程、______冲程、_____冲程和_____冲程 （2）一个工作循环中只有_______冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的_______来完成 （3）压缩冲程中_______转化为______，在做功冲程中，______转化为_______ 热机效率 1. 定义：热机用来做____的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比 2. 公式:η=（Q有用／Q总）×100% 3. 能量流向 4. 提高热机效率途径 ①让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等； ②利用废气的能量； ③机件间保持良好的润滑、减小摩擦 知识点3：能量的转化与守恒 1. 内容: 能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式_______为其他形式，或者从一个物体_________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量______ 2. 说明 ①能量的转化和转移都是具有方向性的 ②能的转化是通过物体做功来实现的.能的转化过程中，能量的形式发生了改变 ③能的转移过程中能量的形式没有发生变化 【提示】 能量守恒定律不同于机械能守恒定律.所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的. 三、重难点讲解 重难点1：内燃机冲程及其能量转化情况 （1）四冲程内燃机的工作过程分为吸气、压缩、做功和排气四个冲程； （2）四个冲程组成一个工作循环。一个工作循环活塞往返两次，曲轴转动两周，对外做功一次； （3）压缩冲程将机械能转化为内能，气缸内的气体体积减小→内能增加→温度升高→压强增大；做功冲程将内能转化为机械能，气缸内气体体积增大→内能减少→温度降低→压强减小。 1．（24-25九年级上·全国·假期作业）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．（24-25九年级上·全国·假期作业）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．（24-25九年级上·全国·假期作业）2024年春节期间多地发布了相关规定，允许在一定时间和区域内燃放烟花爆竹，以渲染过节热闹气氛。点燃爆竹后，它内部的化学物质剧烈燃烧，产生高温高压气体，冲破爆竹的外壳发爆炸。此过程与内燃机四个冲程中原理相似的是（　　） A． B． C． D． 4．（2024·山东济南·二模）如图所示，将一盖好瓶盖的空矿泉水瓶的下半截用力拧几圈，瓶内上半截的气体被挤压导致体积变小、压强变大，此时再缓慢拧动瓶盖，某一瞬间瓶盖突然被猛烈弹出、同时瓶内出现了白雾。对此过程的下列分析正确的是（　　） A．甲图中，用力拧瓶子下半截时，上半截的气体内能减小 B．甲图中，能量转化的过程和内燃机的做功冲程基本一致 C．乙图中，瓶盖被弹出时的原理和内燃机的排气冲程相同 D．乙图中，瓶内出现白雾是由瓶子内的水蒸气液化形成的 5．（2024·北京·模拟预测）如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断正确的是（　　） A．舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸气体积收缩，从而拉动活塞 B．汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中B所示的原理相似 D．图乙中，汽油机一个工作循环的正确顺序是A、D、C、B 6．（2024·湖北·一模）如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（　　） A．甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭 B．甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花 C．乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物 D．乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油 7．（2024·山东济南·一模）曾有人做过如图所示的实验，在一个薄铜管里装上适量的乙醚（一种沸点很低的挥发性液体），用软木塞塞紧管口，把铜管固定在底座上，用结实的软绳在铜管上绕一圈，再用两手很快地牵动绳子，让绳子跟铜管摩擦。一会儿发现铜管发热了，接着铜管内的乙醚沸腾了，沸腾的乙醚蒸气能把软木塞冲起。以下几个阶段中，与内燃机做功冲程的能量转化情况基本相同的是（    ） A．两手很快的牵动绳子 B．绳子跟铜管快速摩擦 C．铜管内的乙醚沸腾了 D．乙醚蒸气把木塞冲开 8．（23-24九年级上·山东菏泽·期末）氢能源具有来源广、无污染等优点。火箭发动机用氢作燃料是因为氢的 ，若汽油机飞轮的转速为1800r/min，那么该内燃机1s对外做功 次。 9．（2024·江苏苏州·二模）柴油机的构造与汽油机类似，不同点在于柴油机有一个喷油嘴而没有火花塞，其压缩冲程结束时，气缸内气体被压缩为高温气体，温度超过柴油的燃点，此时由喷油嘴向气缸内喷入雾化的柴油，柴油迅速燃烧，从而推动活塞做功，则如图中图 是柴油机的做功冲程，柴油燃烧时将 能转化为 能。 10．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）如图所示的实验装置，酒精燃烧时，将 能转化为内能，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化成塞子的 能。这个能量转化过程与汽油机工作时 冲程的能量转化过程一样。汽车行驶过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水 的特点。 重难点2：内能的利用与能量转化和转移分析 人们利用内能的形式主要有两种：一是利用内能做功，典型的例子就是内燃机；二是利用内能加热，常见的与煤气灶、锅炉、天然气灶等。 1.利用内能做功的过程是内能的转化为其他形式能的过程。做拉力多少功，有就多少内能发生的转化，转化前后能量是守恒的。 2.利用内能加热是能量的转移过程。例如，一杯热水一杯冷水混合，不考虑能量损失时，热水降温减少了多少内能，冷水变热就增加多少内能，转移前后能量是守恒的。 自然界中除了内能可以同其他形式的能发生转化外，其他各种形式的能量之间也可以发生相互转化。在分析能量转化和转移过程中，要明确研究对象和所研究的过程，注意分析物体的起始状态和最终状态所具有的能的形式。 1．（2024·广东广州·二模）某热机的能量流向图如图所示（箭头粗细不代表能量多少），已知其工作效率为80%，输出机械能为400J，以下说法中正确的是（    ） A．能量A为电能，能量B为内能 B．能量A为内能，能量B为电能 C．能量A和B均为内能，能量B为500J D．能量A和B均为内能，能量B为100J 2．（23-24九年级下·湖南长沙·期中）下列关于“热机”说法中，正确的是（　　） A．汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的沸点高 B．汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 C．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大 D．发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能直接转化为机械能 3．（2024·甘肃兰州·一模）下列有关能源及能的转化中说法错误的是（　　） A．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．泥石流流速快，流量大，因此泥石流的重力势能大 C．燃烧化石能源产生酸性气体形成的酸雨，可以腐蚀成分为碳酸钙或金属的建筑物 D．镁条燃烧发出耀眼的白光，此过程中化学能转化为光能和内能 4．（23-24九年级下·全国·课后作业）人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是（　　） A．现代生活离不开电，电能是一次能源 B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一 C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值 D．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，所以不用节约能源 5．（23-24九年级上·河南郑州·期末）中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是（　　） A．下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能大小 B．“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律 C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，饮水鸟会慢慢地停下来 D．如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来 6．（23-24九年级上·山西晋城·期末）如图所示，2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．燃烧释放的高温燃气含有的热量多 B．使用液氢作燃料，是因为它的热值大 C．燃料燃烧的越充分，其热值就越大 D．燃烧释放的内能全部转化为机械能 7．（23-24九年级上·山东青岛·期末）2024年1月11日11时52分，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天行一号02星发射升空。下列描述正确的是（　　） A．火箭使用新型燃料，主要是因为新型燃料的比热容大 B．火箭燃料在燃烧过程中，热值不断减小 C．火箭升空过程中，燃料燃烧将内能转化为化学能 D．火箭升空过程中，外壳与大气摩擦温度升高，其机械能转化为内能 8．（多选）（2024·辽宁葫芦岛·一模）下列说法中正确的是（　　） A．卫星从近地点向远地点运动的过程中将势能转化为动能 B．热量总是自发地从温度高的物体传向温度低的物体 C．能量在转化或转移过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源 D．能量在转移和转化的过程中，各种形式的能量的总量不变 9．（2024·山东济南·二模）诗人陆游的笔记中曾记载如图所示的省油灯，灯体内部有一夹层，将水注入夹层用来吸热以减慢油的蒸发，达到省油的目的，这是利用了水的 较大。灯油燃烧时将化学能转化为 。 10．（23-24九年级下·吉林长春·期中）制作棉花糖的过程：先将白糖倒入机器中加热成糖浆，再经过出丝的高速旋转被甩出，糖浆马上就凝聚成长长的糖丝，用竹签绕在一起就制成了棉花糖。 （1）机器能够对白糖加热，是利用了 的方式改变了白糖的内能。 （2）糖浆经过高速旋转被甩出，是由于运动的糖浆具有 。 （3）机器耗散的能量无法再次收集起来用于做功，这是由于能量在转移和转化过程中具有 。 重难点3：燃烧放热与“三率”的计算 1. 燃料燃烧时放出的热量：或。 2.“三率”的区分与计算 热机效率 燃料的利用率 能量的转化率 转化成机械能的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比 被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比 在能量转化时，的得到的新能量与被转化的总能量之比 求解效率问题的通法：得到的那部分能量（有用能量）和消耗掉的能量（总能量）之比。可统一记为 3. 解答计算热量与“三率”问题一般有以下两种思路： （1）分析题目所给的已知条件，思考根据这些条件能求出什么量，再根据求出的物理量思考还能求出什么量，逐步由前往后推导，直至推出题目所要求的量； （2）分析题目所问的问题，思考求解这些问题需要哪些物理量，要得到这些物理量，又需要什么，逐步由前往后推导。 1．（2023·江苏泰州·二模）小杰同学在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热的冰，每2分钟完全燃烧的酒精质量均为，保持加热效率不变时，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：冰全部熔化成水后4分钟吸收热量为 J，该实验中酒精灯的加热效率为 ，BC过程中被加热物质的内能将增加 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q酒精=3×107J/kg] 2．（2024·辽宁本溪·二模）某拖拉机耕地时行驶一公里消耗柴油1kg，若此柴油机的效率为30%，则这些柴油完全燃烧输出的有用功为 J；柴油机的水箱中装有100kg的水，每升高1℃，吸收的热量为 J。【柴油的热值为，水的比热容为 3．（2024·陕西西安·二模）2023年杭州举办第 19 届亚运会，首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，助力打造首届碳中和亚运会。若甲醇的热值为，则完全燃烧2kg甲醇释放的热量是 J，该热量的84%被水吸收，可以使质量为 1t、温度为25 ℃的水升高 ℃[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。  在燃烧过程中，若甲醇燃烧不充分，则甲醇的热值将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 4．（23-24九年级上·陕西西安·期末）2023年12月18日23时59分甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震，西部战区空军调动运—20飞机，运送西部战区应急指挥组赶赴灾区一线，统筹抗震救灾工作。若运—20飞机在高空中飞行1h发动机提供的机械功为1.5×1011J，需要燃烧航空煤油5000kg。已知航空煤油的热值为4×107J/kg。则在这1h内航空煤油完全燃烧放出的热量是 J，该飞机发动机的热机效率是 。 5．（23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·期末）某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J，煤气放出的热量是 J，该燃气热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3，煤气的热值为4×107J/m3]。 6．（23-24九年级上·新疆喀什·期中）（1）“深海一号”一期工程年产天然气3×109m3，天然气的热值为3.6×107J/m3，则这些天然气完全燃烧可以放出的热量 J； （2）充电桩为电动汽车的电池充电时，电能转化为 （填“机械”或“化学”）能，这个过程中电池是 （填“用电器”或“电源”）； （3）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较 。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，则1kg水温度升高1℃吸收的热量为 J。 7．（2024·江苏南通·二模）如图所示是我国自主研发的某款水陆两栖飞机，已知飞机的总质量为51t，轮胎与跑道的总接触面积为，最大巡航速度为500km/h。（g取10N/kg） （1）求飞机漂浮在水面上时受到的浮力； （2）求飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强； （3）飞机以最大巡航速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为的航 空煤油4t，若发动机的效率为40%，求飞机航行时获得的水平推力。 8．（2024·山东济南·二模）新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点，当混合动力汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，提高了内燃机的效率，如图所示是该汽车内燃机工作时热机的能量走向图。若该车在某次高速行驶测试中，内燃机启动消耗了汽油，汽油的密度为，匀速行驶了。查阅资料发现此过程中汽车发动机提供的牵引力为，汽油完全燃烧释放出的热量是，蓄电池的电能增加了。此过程中， （1）内燃机消耗的汽油的质量是多少？ （2）牵引力做的功是多少？ （3）内燃机的效率是多少？ 9．（2024·山东日照·二模）小朋的爸爸开着厢式货车满载货物从滨州开往日照，高速全程约330km，货车以100km/h的速度在高速上匀速行驶，货车受到的阻力是货车总重的0.05倍。小明家厢式货车的一些数据如表所示。g取10N/kg，求： 空车质量 2t 满载时载货量 2.8t 空载百千米油耗 15L 满载百千米油耗 20L 燃油密度 燃油热值 车轮个数 6 每个轮胎与地面接触面积 （1）该货车满载时静止在水平路面上对地面的压强； （2）该货车在高速上行驶全程所用的时间； （3）该货车在高速上行驶全程后，消耗的燃油完全燃烧放出的热量； （4）该货车在高速上行驶时，发动机的效率。 10．（2024·山东菏泽·二模）如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为，每条履带与地面的接触面积为，水上最快航速可达，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为的水域。已知、、、。求： （1）该战车停在水平地面时对地面的压强； （2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间； （3）该战车在水面漂浮时排开水的体积： （4）该战车在此次任务中消耗燃油，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。 四、单元检测卷 第14章 内能的利用 单元检测卷 一、单选题（共45分） 1．（本题3分）如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少 2．（本题3分）2024年4月24日是第九个“中国航天日”。物理社团的涵涵制作了水火箭，如图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法错误的是（　　） A．打气时，水火箭内部空气的内能增大 B．水火箭头部做成流线型是为了减小空气阻力 C．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的 D．打气筒打气时能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 3．（本题3分）今年是我国载人航天发展第20周年。11月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心顺利发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭应该选取密度大，热值小的燃料 B．飞船上升过程中机械能始终不变 C．火箭加速上升阶段，内能转化为机械能 D．火箭在大气层与空气摩擦，内能转化为机械能 4．（本题3分）如图为探究物质的吸热能力的实验，实验过程中，对酒精灯中的酒精而言，一定发生变化的物理量是（　　） A．密度 B．质量 C．热值 D．比热容 5．（本题3分）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 6．（本题3分）如图所示，在一个配有活塞的密闭厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧，根据实验现象判断下列说法中正确的是（ ） A．活塞迅速下压棉花燃烧，表明筒内气体温度升高了 B．活塞迅速下压的过程中，筒内气体的内能保持不变 C．活塞下压过程的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 D．实验中棉花的点燃方式与汽油机中汽油的点燃方式相同 7．（本题3分）质量为5kg的汽油，用去一半后，剩下的汽油（　　） A．密度、比热容都变为原来的一半 B．密度不变，比热容变为原来的一半 C．密度、比热容变为原来的一半，热值不变 D．密度、比热容都不变 8．（本题3分）如图是学习内能时进行的一个实验，此实验与汽油机的工作的四个冲程示意图原理相同的是（　　） A． B． C． D． 9．（本题3分）如图所示为四冲程汽油机的某一冲程。下列说法正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，将机械能转化为内能 B．热机对外输出的有用功小于燃料燃烧放出的能量，说明能量不守恒 C．若汽油在汽缸内完全燃烧，则发动机效率可达100% D．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则每秒对外做功10次 10．（本题3分）如图是比较燃料热值的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．实验时应控制燃料燃烧的时间相同 B．实验时应控制烧杯中的液体升高的温度相同 C．两燃烧皿中应分别装入种类不同、质量相同的燃料 D．两烧杯中应分别装入种类不同、质量相同的液体 11．（本题3分）关于能量转化，下列说法中正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．电暖气工作时，电能主要转化为内能 C．燃料燃烧时，内能转化为化学能 D．洗衣机工作时，机械能转化为电能 12．（本题3分）汽车行驶过程中，发动机（汽油机）的冷却水温度升高，油箱里的油减少，则（　　） A．油箱里的油热值不变 B．汽油机在图示冲程，将内能转化为机械能 C．某零件传热给冷却水，说明此零件内能大于冷却水 D．用水冷却是因为水比热容大，吸热时内能保持不变 13．（本题3分）随着东航MU9191航班由上海飞抵北京首都国际机场，标志着国产C919飞机的商业首飞圆满成功，正式走向全球民航市场，下列说法正确的是（　　） A．飞机在匀速缓降时机械能保持不变 B．随着飞机的升空，舱外大气压强逐渐增大 C．喷气式飞机利用力的作用是相互的获得向前的推力 D．喷气式发动机进气量很大，可以提高燃料的热值 14．（本题3分）如图，四冲程汽油机在工作过程中，将机械能转化为内能的是（    ） A． B． C． D． 15．（本题3分）在学校科技节活动中，小明用饮料瓶自制了火箭模型，如图，他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器（按下按钮会产生电火花）。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，关于此过程分析正确的是（　　） A．酒精没有完全燃烧的情况下，热值将变小 B．纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度降低 C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 D．能闻到了浓浓的酒精味，这是因为分子间存在斥力 二、填空题（共24分） 16．（本题4分）如图所示，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，这是用 的方式使物体内能增加，其能量转化与汽油机的 冲程相同。 17．（本题4分）某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”如图甲所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下 喷出，推动“火箭”飞向空中。往“水火箭”里打气相当于图乙中 （选填“A” 或“B”）所示的内燃机冲程；要使“水火箭”飞得更高，可以采取的一条措施是 （合理即可）。 18．（本题6分）汽油机是汽车的“心脏”，图甲表示的是 冲程；若飞轮转速是1200r/min，则该汽油机每秒对外做功 次；某型号汽车发动机能量流向如图乙所示，该发动机的效率为 。 19．（本题4分）燃气灶将20kg的水由42℃加热到62℃，这是通过 （选填“热传递”或“做功”）方式改变水的内能，若天然气完全燃烧放出的热量有42%被水吸收，需要消耗 m3的天然气。[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气热值q=4×107J/m3] 20．（本题6分）人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤、天然气的放热本领不同，是因为它们的 （选填“热值”“热量”或“温度”）不同。西宁市已广泛使用天然气，完全燃烧0.1m3天然气可以放出 J的热量，这些热量若只有42%被水吸收，则可以使1标准大气压下温度为21℃、质量5kg的水温度升高到 ℃。[水的比热容为、天然气的热值为]。 三、实验题（共8分） 21．（本题8分）如图所示，小潇准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究不同物质的比热容和不同燃料的热值，其中液体质量、燃料质量均相等。 （1）探究不同物质的比热容时： ①应选择 两图进行实验；应该 安装实验器材（选填“自上而下”或“自下而上”）； ②不同物质吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； ③小潇根据测得的实验数据，画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像（如图丁所示），由图可知， 液体的比热容较大。若a的比热容是，b的比热容是，则= （填数量关系）。 （2）探究不同燃料的热值时应选择 两图进行实验，实验时比较燃料热值的大小是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；燃料1在燃烧过程中，其热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 四、计算题（共23分） 22．（本题7分）某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃。问： （1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热量？   （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量的40%损失，液化气的热值是5.0×107J/ m3） 23．（本题7分）热效率水平是一个国家柴油机技术综合实力的核心标志，提升热效率是柴油机诞生以来全行业的共同追求。某集团于2022年正式发布全球首款热效率突破52.28%的商用柴油机。该商用柴油机的热效率远远高于目前市场现有主流产品平均46%的热效率。某型号安装此柴油机的载重汽车在某次测试中，在一段平直的公路上匀速行驶10km，牵引力恒为，该柴油机的实际热效率为50%。（柴油的热值）求此次测试过程中： （1）牵引力做的功； （2）消耗柴油的质量。 24．（本题9分）除雪车是冬季必不可少的应急车辆，如图所示为一辆冬季除雪卡车，卡车和车厢内积雪总质量为3t，卡车共有6个车轮，每个车轮与地面的接触面积为500cm2，当它以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，受到的阻力为卡车总重的。（g取10N/kg）求： （1）除雪卡车静止时，车轮对地面的压强； （2）除雪卡车匀速行驶时卡车所受的牵引力； （3）若该卡车以汽油为燃料，汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡车运动的机械能，则卡车行驶5min牵引力所做的功为多少？此过程中消耗汽油的质量为多少？（汽油的热值q＝4.5×107J/kg） 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第14章 内能的利用 章末复习 目录 一、单元思维导图 1 二、主要知识点 1 知识点1：热值 1 知识点2：热机 2 知识点3：能量的转化与守恒 3 三、重难点讲解 3 重难点1：内燃机冲程及其能量转化情况 3 重难点2：内能的利用与能量转化和转移分析 8 重难点3：燃烧放热与“三率”的计算 14 四、单元检测卷 24 一、单元思维导图 二、主要知识点 知识点1：热值 1. 定义：燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的_________，叫做这种燃料的热值 2. 单位：_____________，符号是_____________ 3. 公式：q=Q/m 4. 理解 （1）酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示_____________________________ （2）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的________________有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系 【提示】对于气体燃料来说，热值q=Q/V，热值单位为“J/m3”. 答案：比值 　焦每千克　 J/kg 　1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J 　种类 知识点2：热机 1. 定义：把______能转化为______能的机器 2. 原理 3. 种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等 内燃机 1. 定义：燃料在气缸内燃烧产生动力的热机 2. 分类：汽油机和柴油机 3. 工作过程 （1）每个工作循环分为四个冲程：_____冲程、______冲程、_____冲程和_____冲程 （2）一个工作循环中只有_______冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的_______来完成 （3）压缩冲程中_______转化为______，在做功冲程中，______转化为_______ 热机效率 1. 定义：热机用来做____的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比 2. 公式:η=（Q有用／Q总）×100% 3. 能量流向 4. 提高热机效率途径 ①让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等； ②利用废气的能量； ③机件间保持良好的润滑、减小摩擦 答案：内　机械　吸气　压缩　做功　排气　做功　惯性　机械能　内能　内能　机械能　有用功　废气带走　机械损失　散热损失 知识点3：能量的转化与守恒 1. 内容: 能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式_______为其他形式，或者从一个物体_________到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量______ 2. 说明 ①能量的转化和转移都是具有方向性的 ②能的转化是通过物体做功来实现的.能的转化过程中，能量的形式发生了改变 ③能的转移过程中能量的形式没有发生变化 【提示】 能量守恒定律不同于机械能守恒定律.所有的能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律，而机械能守恒是有一定条件的. 答案：转化　转移　保持不变 三、重难点讲解 重难点1：内燃机冲程及其能量转化情况 （1）四冲程内燃机的工作过程分为吸气、压缩、做功和排气四个冲程； （2）四个冲程组成一个工作循环。一个工作循环活塞往返两次，曲轴转动两周，对外做功一次； （3）压缩冲程将机械能转化为内能，气缸内的气体体积减小→内能增加→温度升高→压强增大；做功冲程将内能转化为机械能，气缸内气体体积增大→内能减少→温度降低→压强减小。 1．（24-25九年级上·全国·假期作业）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】在四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，吸气冲程和排气冲程没有发生能量转化。 故选C。 2．（24-25九年级上·全国·假期作业）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，即为压缩冲程，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．（24-25九年级上·全国·假期作业）2024年春节期间多地发布了相关规定，允许在一定时间和区域内燃放烟花爆竹，以渲染过节热闹气氛。点燃爆竹后，它内部的化学物质剧烈燃烧，产生高温高压气体，冲破爆竹的外壳发爆炸。此过程与内燃机四个冲程中原理相似的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程是将内能转化为机械能；在热机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以与热机的做功冲程的原理相似。 A．进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故B不符合题意； C．进气门关闭，排气门打开，是排气冲程，故C不符合题意； D．两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，故D符合题意。 故选D。 4．（2024·山东济南·二模）如图所示，将一盖好瓶盖的空矿泉水瓶的下半截用力拧几圈，瓶内上半截的气体被挤压导致体积变小、压强变大，此时再缓慢拧动瓶盖，某一瞬间瓶盖突然被猛烈弹出、同时瓶内出现了白雾。对此过程的下列分析正确的是（　　） A．甲图中，用力拧瓶子下半截时，上半截的气体内能减小 B．甲图中，能量转化的过程和内燃机的做功冲程基本一致 C．乙图中，瓶盖被弹出时的原理和内燃机的排气冲程相同 D．乙图中，瓶内出现白雾是由瓶子内的水蒸气液化形成的 【答案】D 【详解】A．用力拧瓶子下半截时，外界对气体做功，上半截的气体内能增大，故A错误； B．甲图中外界对气体做功，机械能转化为内能，能量转化的过程和内燃机的压缩冲程基本一致，做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误； C．瓶盖被弹出时的原理是气体对外做功，内能转化为机械能和内燃机的做功冲程相同，故C错误； D．瓶内出现白雾是由瓶子内的水蒸气向外放热、温度降低后液化形成的，故D正确。 故选D。 5．（2024·北京·模拟预测）如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断正确的是（　　） A．舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸气体积收缩，从而拉动活塞 B．汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中B所示的原理相似 D．图乙中，汽油机一个工作循环的正确顺序是A、D、C、B 【答案】B 【详解】AB．图甲中，汽缸内的蒸气体积膨胀，对外做功，向右推动活塞，拉动绕过滑轮的牵引索，使舰载机获得向前的牵引力。该过程中，内能转化为机械能，蒸汽内能减小，故B正确，A错误； C．图乙B中，汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，即机械能转化为内能的过程，与蒸汽弹射装置工作时的原理不同，故C错误； D．图乙中，A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程，汽油机一个工作循环的正确顺序是A、B、C、D，故D错误。 故选B。 6．（2024·湖北·一模）如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（　　） A．甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭 B．甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花 C．乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物 D．乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油 【答案】B 【详解】AB．根据图示可知，两个气门关闭，活塞下行，汽缸顶部的火花塞产生电火花，为做功冲程，故A错误、B正确； CD．根据图示可知，进气门打开、排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；气缸的顶部有个喷油嘴，是柴油机的吸气冲程，吸入的只是空气，故CD错误。 故选B。 7．（2024·山东济南·一模）曾有人做过如图所示的实验，在一个薄铜管里装上适量的乙醚（一种沸点很低的挥发性液体），用软木塞塞紧管口，把铜管固定在底座上，用结实的软绳在铜管上绕一圈，再用两手很快地牵动绳子，让绳子跟铜管摩擦。一会儿发现铜管发热了，接着铜管内的乙醚沸腾了，沸腾的乙醚蒸气能把软木塞冲起。以下几个阶段中，与内燃机做功冲程的能量转化情况基本相同的是（    ） A．两手很快的牵动绳子 B．绳子跟铜管快速摩擦 C．铜管内的乙醚沸腾了 D．乙醚蒸气把木塞冲开 【答案】D 【详解】内燃机做功冲程的能量转化情况是内能转化为机械能。 AB．两手很快的牵动绳子，绳子跟铜管快速摩擦，能量转化情况是机械能转化为内能，故AB不符合题意； C．铜管内的乙醚沸腾了，是通过热传递改变内能，本质是能量的转移，故C不符合题意； D．乙醚蒸气把木塞冲开，能量转化情况是内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化情况相同，故D符合题意。 故选D。 8．（23-24九年级上·山东菏泽·期末）氢能源具有来源广、无污染等优点。火箭发动机用氢作燃料是因为氢的 ，若汽油机飞轮的转速为1800r/min，那么该内燃机1s对外做功 次。 【答案】 热值很大 15 【详解】[1]火箭发动机用氢作燃料是因为氢的热值很大，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，以获得更大的推力。 [2]汽油机飞轮的转速为1800r/min=30r/s，即飞轮每秒转30次，因为飞轮转2r，对外做功1次，所以飞轮1秒转30r，1秒对外做功15次。 9．（2024·江苏苏州·二模）柴油机的构造与汽油机类似，不同点在于柴油机有一个喷油嘴而没有火花塞，其压缩冲程结束时，气缸内气体被压缩为高温气体，温度超过柴油的燃点，此时由喷油嘴向气缸内喷入雾化的柴油，柴油迅速燃烧，从而推动活塞做功，则如图中图 是柴油机的做功冲程，柴油燃烧时将 能转化为 能。 【答案】 甲 化学 内 【详解】[1]图中甲图燃料燃烧，气体对外做功，内能转化为机械能，活塞向下移动，所以图甲表示的是做功冲程。 [2][3]柴油燃烧时向外放热，将储存的化学能转化为内能。 10．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）如图所示的实验装置，酒精燃烧时，将 能转化为内能，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化成塞子的 能。这个能量转化过程与汽油机工作时 冲程的能量转化过程一样。汽车行驶过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水 的特点。 【答案】 化学 机械 做功 比热容 【详解】[1]酒精燃烧时，将化学能转化为内能。 [2]当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能。 [3]汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，因此这一现象与做功冲程的能量转化相同。 [4]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。 重难点2：内能的利用与能量转化和转移分析 人们利用内能的形式主要有两种：一是利用内能做功，典型的例子就是内燃机；二是利用内能加热，常见的与煤气灶、锅炉、天然气灶等。 1.利用内能做功的过程是内能的转化为其他形式能的过程。做拉力多少功，有就多少内能发生的转化，转化前后能量是守恒的。 2.利用内能加热是能量的转移过程。例如，一杯热水一杯冷水混合，不考虑能量损失时，热水降温减少了多少内能，冷水变热就增加多少内能，转移前后能量是守恒的。 自然界中除了内能可以同其他形式的能发生转化外，其他各种形式的能量之间也可以发生相互转化。在分析能量转化和转移过程中，要明确研究对象和所研究的过程，注意分析物体的起始状态和最终状态所具有的能的形式。 1．（2024·广东广州·二模）某热机的能量流向图如图所示（箭头粗细不代表能量多少），已知其工作效率为80%，输出机械能为400J，以下说法中正确的是（    ） A．能量A为电能，能量B为内能 B．能量A为内能，能量B为电能 C．能量A和B均为内能，能量B为500J D．能量A和B均为内能，能量B为100J 【答案】D 【详解】热机是将内能转化为机械能的装置，因此能量A和B均为内能；已知其工作效率为80%，输出机械能为400J，根据 可知，能量A为 由能量流向图可知，能量B为 QB=Q放-W=500J-400J=100J 故ABC错误，D正确。 故选D。 2．（23-24九年级下·湖南长沙·期中）下列关于“热机”说法中，正确的是（　　） A．汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的沸点高 B．汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 C．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大 D．发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能直接转化为机械能 【答案】C 【详解】A．汽车的发动机用水做冷却剂，主要是因为水的比热容大，与其他物质质量相同时，吸收相同热量，升高温度较少，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，汽油机工作时如果汽油没有完全燃烧，则汽油的热值不会改变，故B错误； C．发射火箭时利用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值大，燃烧质量相同时，释放热量较大，故C正确； D．发射出的火箭在加速上升的过程中，化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 3．（2024·甘肃兰州·一模）下列有关能源及能的转化中说法错误的是（　　） A．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B．泥石流流速快，流量大，因此泥石流的重力势能大 C．燃烧化石能源产生酸性气体形成的酸雨，可以腐蚀成分为碳酸钙或金属的建筑物 D．镁条燃烧发出耀眼的白光，此过程中化学能转化为光能和内能 【答案】B 【详解】A． 能量转化是指各种能量之间在一定条件下互相转化过程，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，故A正确，不符合题意； B．石流流速快，流量大，因此泥石流的动能大，动能大重力势能不一定大，故B错误，符合题意； C．能量转化是指各种能量之间在一定条件下互相转化过程，燃烧化石能源产生酸性气体形成的酸雨，可以腐蚀成分为碳酸钙或金属的建筑物，故C正确，不符合题意； D．能量转化是指各种能量之间在一定条件下互相转化过程，镁条燃烧发出耀眼的白光，此过程中化学能转化为光能和内能，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．（23-24九年级下·全国·课后作业）人类的发展离不开能源，“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源，下列说法中正确的是（　　） A．现代生活离不开电，电能是一次能源 B．提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一 C．新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值 D．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，所以不用节约能源 【答案】B 【详解】A．电能不能直接从环境中获取，所以属于二次能源，A错误； B．提高能量转化效率，可减少能量的损失，实现“节能减排”，B正确； C．新能源的开发和利用技术尽管难且成本高，但有较高的实用价值，C错误； D．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，但在转化和转移的过程中，可利用的能量不断减少，故人类需要节约能源，D错误。 故选B。 5．（23-24九年级上·河南郑州·期末）中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”，如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚（乙醚极易汽化），乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球，饮水鸟的重心上移“低头喝水”，如图乙；此时上下球连通气压相同，乙醚流回下球，恢复甲图状态，如此反复。下列说法不正确的是（　　） A．下球中乙醚汽化的过程，是通过做功的方式改变了内能大小 B．“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律 C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，饮水鸟会慢慢地停下来 D．如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来 【答案】A 【详解】A．下球中乙醚汽化的过程，吸收热量，是通过热传递的方式改变了内能大小，故A错误，A符合题意； B．“饮水鸟”和外界有能量交换，不是凭空动起来的，因此根据能量守恒定律可知，“饮水鸟”不是永动机，其能量转化过程符合能量守恒定律，故B正确，B不符合题意； C．若空气温度很低，饮水鸟内的乙醚汽化太慢，气压变小，很难将乙醚压入上球，饮水鸟的重心不能上移，则饮水鸟会慢慢地停下来，故C正确，C不符合题意； D．饮水鸟内装有乙醚液体，鸟头四周包有棉花，平时如甲图，鸟身略向前倾，上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽，当给鸟的嘴滴上水后，水分蒸发吸热，使上球乙醚蒸汽温度下降，气压减小，小于下球乙醚饱和蒸汽的气压，使下球的乙醚被压倒上球，于是整个鸟的重心上移，形成如图乙的状态，鸟嘴“喝水”，同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合，气压趋于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，饮水鸟的姿态又回到图甲的状态，如此循环往复。据此可知如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来，故D正确，D不符合题意。 故选A。 6．（23-24九年级上·山西晋城·期末）如图所示，2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．燃烧释放的高温燃气含有的热量多 B．使用液氢作燃料，是因为它的热值大 C．燃料燃烧的越充分，其热值就越大 D．燃烧释放的内能全部转化为机械能 【答案】B 【详解】AD．燃烧释放的高温燃气含有的热量多是错误的说法，热量是一个过程量，不能说含有，故A错误； B．发射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氢和其他燃料时，可以释放出更多的热量，故B正确； C．燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的燃烧程度无关，故C错误； D．火箭升空时，燃料燃烧放出的内能一部分转化为机械能，另一部分转化为其他形式的能量，故D错误。 故选B。 7．（23-24九年级上·山东青岛·期末）2024年1月11日11时52分，我国在酒泉卫星发射中心使用快舟一号甲运载火箭，成功将天行一号02星发射升空。下列描述正确的是（　　） A．火箭使用新型燃料，主要是因为新型燃料的比热容大 B．火箭燃料在燃烧过程中，热值不断减小 C．火箭升空过程中，燃料燃烧将内能转化为化学能 D．火箭升空过程中，外壳与大气摩擦温度升高，其机械能转化为内能 【答案】D 【详解】A．火箭使用新型燃料，主要是利用了新型燃料的热值大，故A错误； B．因为燃料的热值是燃料的特性，与燃料的质量和燃烧程度无关，所以火箭燃料在燃烧过程中，热值不变， 故B错误； C．火箭升空的过程中，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能，故C错误； D．火箭升空的过程中，外壳与空气摩擦，通过做功的方式使外壳的内能增大，温度升高，故D正确。 故选D。 8．（2024·辽宁葫芦岛·一模）下列说法中正确的是（　　） A．卫星从近地点向远地点运动的过程中将势能转化为动能 B．热量总是自发地从温度高的物体传向温度低的物体 C．能量在转化或转移过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源 D．能量在转移和转化的过程中，各种形式的能量的总量不变 【答案】BD 【详解】A．卫星从近地点向远地点运动的过程中高度变高，重力势能变大，速度变小，动能变小，所以是将动能转化为势能，故A错误； B．热传递具有方向性，热量总是自发地从温度高的物体传向温度低的物体，或自发地从物体的高温部分传递到物体的低温部分，故B正确； C．由能量守恒定律可知，能量在转化或转移过程中总量保持不变，但并不是说我们不需要节约能源，因为能量的转移或传递具有方向性，例如能源储存的化学能转化为内能后，不能重新转化为化学能，所以我们要节约能源，故C错误； D．由能量守恒定律可知，能量在转移和转化的过程中，各种形式的能量的总量不变，故D正确。 故选BD。 9．（2024·山东济南·二模）诗人陆游的笔记中曾记载如图所示的省油灯，灯体内部有一夹层，将水注入夹层用来吸热以减慢油的蒸发，达到省油的目的，这是利用了水的 较大。灯油燃烧时将化学能转化为 。 【答案】 比热容 内能 【详解】[1]液体的温度越高蒸发的越快。利用水比热容大，相同条件下能吸收更多热量的特性，可以使油升温变慢，从而减少油的蒸发。 [2]灯油燃烧时放出热量，将化学能转化为内能。 10．（23-24九年级下·吉林长春·期中）制作棉花糖的过程：先将白糖倒入机器中加热成糖浆，再经过出丝的高速旋转被甩出，糖浆马上就凝聚成长长的糖丝，用竹签绕在一起就制成了棉花糖。 （1）机器能够对白糖加热，是利用了 的方式改变了白糖的内能。 （2）糖浆经过高速旋转被甩出，是由于运动的糖浆具有 。 （3）机器耗散的能量无法再次收集起来用于做功，这是由于能量在转移和转化过程中具有 。 【答案】 热传递 惯性 方向性 【详解】（1）[1]改变物体内能的方法：一是做功，二是热传递。白糖经过加热后，温度升高，内能增大，属于热传递改变内能。 （2）[2]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。运动的糖浆具有惯性，其要保持原来的运动状态，所以当高速旋转时糖浆就会被甩出。 （3）[3]能量可以从某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，在转化或转移的过程中能量的总量保持不变。但是能量在转移和转化过程中具有方向性，所以在制作棉花糖的过程中，机器损耗的能量不能再收集起来用于做功。 重难点3：燃烧放热与“三率”的计算 1. 燃料燃烧时放出的热量：或。 2.“三率”的区分与计算 热机效率 燃料的利用率 能量的转化率 转化成机械能的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比 被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比 在能量转化时，的得到的新能量与被转化的总能量之比 求解效率问题的通法：得到的那部分能量（有用能量）和消耗掉的能量（总能量）之比。可统一记为 3. 解答计算热量与“三率”问题一般有以下两种思路： （1）分析题目所给的已知条件，思考根据这些条件能求出什么量，再根据求出的物理量思考还能求出什么量，逐步由前往后推导，直至推出题目所要求的量； （2）分析题目所问的问题，思考求解这些问题需要哪些物理量，要得到这些物理量，又需要什么，逐步由前往后推导。 1．（2023·江苏泰州·二模）小杰同学在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热的冰，每2分钟完全燃烧的酒精质量均为，保持加热效率不变时，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：冰全部熔化成水后4分钟吸收热量为 J，该实验中酒精灯的加热效率为 ，BC过程中被加热物质的内能将增加 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q酒精=3×107J/kg] 【答案】 1050 17.5 1050 【详解】[1]从图中可以看出，冰熔化过程用了4min，冰熔化过程中温度不变，完全熔化成水后温度才会上升，也就是图中的8min~12min，此时段，水温从0℃上升到5℃，水温升高了5℃，冰化成水后质量不变，则 冰全部熔化成水后4分钟吸收热量为 [2]酒精灯加热4分钟全燃烧的酒精放出的热量 该实验中酒精灯的加热效率为 [3]因加热效率不变，则冰熔化过程中吸收的热量和水加热4min吸收的热量相等，BC段物质吸收的热量转化成了物质的内能，所以和CD段吸收热量相同为1050J，所以内能增加了1050J。 2．（2024·辽宁本溪·二模）某拖拉机耕地时行驶一公里消耗柴油1kg，若此柴油机的效率为30%，则这些柴油完全燃烧输出的有用功为 J；柴油机的水箱中装有100kg的水，每升高1℃，吸收的热量为 J。【柴油的热值为，水的比热容为 【答案】 【详解】[1]拖拉机耕地时行驶一公里消耗柴油1kg，释放的热量为 若此柴油机的效率为30%，则这些柴油完全燃烧输出的有用功为 [2]柴油机的水箱中装有100kg的水，每升高1℃，吸收的热量为 3．（2024·陕西西安·二模）2023年杭州举办第 19 届亚运会，首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，助力打造首届碳中和亚运会。若甲醇的热值为，则完全燃烧2kg甲醇释放的热量是 J，该热量的84%被水吸收，可以使质量为 1t、温度为25 ℃的水升高 ℃[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。  在燃烧过程中，若甲醇燃烧不充分，则甲醇的热值将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 9.2 不变 【详解】[1]完全燃烧2kg甲醇释放的热量为 [2]该热量的84%被水吸收，水吸收的热量为 这些热量可以使1t温度25°C的水升高的温度为 [3]热值与燃料种类有关，与燃料的质量和是否完全燃烧无关，如果在燃烧的过程中甲醇燃烧不完全，甲醇的热值不变。 4．（23-24九年级上·陕西西安·期末）2023年12月18日23时59分甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震，西部战区空军调动运—20飞机，运送西部战区应急指挥组赶赴灾区一线，统筹抗震救灾工作。若运—20飞机在高空中飞行1h发动机提供的机械功为1.5×1011J，需要燃烧航空煤油5000kg。已知航空煤油的热值为4×107J/kg。则在这1h内航空煤油完全燃烧放出的热量是 J，该飞机发动机的热机效率是 。 【答案】 2×1011 75% 【详解】[1]根据Q=mq可得，航空煤油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=5000kg×4×107J/kg=2×1011J [2]由题意可知，飞行1h发动机提供的机械功为1.5×1011J，则该飞机发动机的热机效率 5．（23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·期末）某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J，煤气放出的热量是 J，该燃气热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3，煤气的热值为4×107J/m3]。 【答案】 4.2×106 8.4×106 50% 【详解】[1] 水的质量为 水吸收的热量为 [2] 煤气放出的热量为 [3] 则该燃气热水器烧水的效率为 6．（23-24九年级上·新疆喀什·期中）（1）“深海一号”一期工程年产天然气3×109m3，天然气的热值为3.6×107J/m3，则这些天然气完全燃烧可以放出的热量 J； （2）充电桩为电动汽车的电池充电时，电能转化为 （填“机械”或“化学”）能，这个过程中电池是 （填“用电器”或“电源”）； （3）用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较 。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，则1kg水温度升高1℃吸收的热量为 J。 【答案】 1.08×1017 化学 用电器 大 4.2×103 【详解】[1]天然气V=3×109m3，天然气的热值q=3.6×107J/m3，则这些天然气完全燃烧可以放出的热量为 Q放=Vq=3×109m3×3.6×107J/m3=1.08×1017J [2][3]蓄电池充电时消耗电能，产生化学能，所以是将电能转化为化学能的过程，故电池相当于电路中的用电器。 [4]用水做冷却剂给核反应堆的堆芯降温，其原因是水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时吸收的热量多。 [5]水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，是指1kg水温度每升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J，1kg水温度升高1℃吸收的热量为4.2×103J。 7．（2024·江苏南通·二模）如图所示是我国自主研发的某款水陆两栖飞机，已知飞机的总质量为51t，轮胎与跑道的总接触面积为，最大巡航速度为500km/h。（g取10N/kg） （1）求飞机漂浮在水面上时受到的浮力； （2）求飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强； （3）飞机以最大巡航速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为的航 空煤油4t，若发动机的效率为40%，求飞机航行时获得的水平推力。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）由物体浮沉条件可知，飞机漂浮在水面上时受到的浮力等于自身重力，即 （2）飞机静止在水平跑道上时对跑道的压力 飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强 （3）4t航空煤油完全燃烧释放的热量 若发动机的效率为40%，则发动机输出的机械功 最大巡航速度为500km/h，飞机以最大巡航速度沿水平方向匀速航行1h，飞行的路程 由可知，飞机获得的水平推力为 答：（1）飞机漂浮在水面上时受到的浮力为； （2）飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强为； （3）飞机航行时获得的水平推力为。 8．（2024·山东济南·二模）新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点，当混合动力汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，提高了内燃机的效率，如图所示是该汽车内燃机工作时热机的能量走向图。若该车在某次高速行驶测试中，内燃机启动消耗了汽油，汽油的密度为，匀速行驶了。查阅资料发现此过程中汽车发动机提供的牵引力为，汽油完全燃烧释放出的热量是，蓄电池的电能增加了。此过程中， （1）内燃机消耗的汽油的质量是多少？ （2）牵引力做的功是多少？ （3）内燃机的效率是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）42% 【详解】解：（1）若该车在某次高速行驶测试中，内燃机启动消耗了8L汽油，则汽油的体积 内燃机消耗的汽油的质量 （2）汽车通过的距离 汽车牵引力做的功 （3）该过程中内燃机内能转化为机械能和电能的总和为 此过程中内燃机的效率 答：（1）内燃机消耗的汽油的质量是； （2）牵引力做的功是； （3）内燃机的效率是42%。 9．（2024·山东日照·二模）小朋的爸爸开着厢式货车满载货物从滨州开往日照，高速全程约330km，货车以100km/h的速度在高速上匀速行驶，货车受到的阻力是货车总重的0.05倍。小明家厢式货车的一些数据如表所示。g取10N/kg，求： 空车质量 2t 满载时载货量 2.8t 空载百千米油耗 15L 满载百千米油耗 20L 燃油密度 燃油热值 车轮个数 6 每个轮胎与地面接触面积 （1）该货车满载时静止在水平路面上对地面的压强； （2）该货车在高速上行驶全程所用的时间； （3）该货车在高速上行驶全程后，消耗的燃油完全燃烧放出的热量； （4）该货车在高速上行驶时，发动机的效率。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）该货车满载时静止在水平路面上对地面的压力为 则该货车满载时静止在水平路面上对地面的压强为 （2）该货车在高速上行驶全程所用的时间为 （3）消耗的燃油体积为 则消耗的燃油质量为 则消耗的燃油完全燃烧放出的热量为 （4）货车以100km/h的速度在高速上匀速行驶，受力平衡，则牵引力为 则牵引力做的功为 则发动机的效率为 答：（1）该货车满载时静止在水平路面上对地面的压强为； （2）该货车在高速上行驶全程所用的时间为； （3）该货车在高速上行驶全程后，消耗的燃油完全燃烧放出的热量为； （4）该货车在高速上行驶时，发动机的效率为。 10．（2024·山东菏泽·二模）如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为，每条履带与地面的接触面积为，水上最快航速可达，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为的水域。已知、、、。求： （1）该战车停在水平地面时对地面的压强； （2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间； （3）该战车在水面漂浮时排开水的体积： （4）该战车在此次任务中消耗燃油，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）战车停在水平地面时对地面的压力 战车对地面的压强 （2）根据，该战车穿过此水域所用时间 （3）战车在水中漂浮，根据二力平衡，其所受浮力 由得，排开水的体积为 （4）根据密度公式得，消耗燃油的质量 燃油完全燃烧放出的热量为 答：（1）该战车停在水平地面时对地面的压强是； （2）此次任务中该战车穿过该水域需要的时间； （3）该战车在水面漂浮时排开水的体积是； （4）这些燃油完全燃烧放出的热量是。 四、单元检测卷 第14章 内能的利用 单元检测卷 一、单选题（共45分） 1．（本题3分）如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　） A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变 B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少 【答案】D 【详解】A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，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，内能转化为机械能，空气的内能减小，故B错误； C．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对活塞做功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减小，故C错误； D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时，即做功冲程，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。 故选D。 2．（本题3分）2024年4月24日是第九个“中国航天日”。物理社团的涵涵制作了水火箭，如图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法错误的是（　　） A．打气时，水火箭内部空气的内能增大 B．水火箭头部做成流线型是为了减小空气阻力 C．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的 D．打气筒打气时能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 【答案】D 【详解】A．打气时，水火箭中的空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故A正确，不符合题意； B．水火箭头部做成流线型，减小了与空气的接触面积，这是为了减小空气阻力，故B正确，不符合题意； C．水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故C正确，不符合题意； D．向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的做功冲程中内能转化为机械能；能量转化方式是不相同的，故D错误，符合题意。 故选D。 3．（本题3分）今年是我国载人航天发展第20周年。11月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心顺利发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭应该选取密度大，热值小的燃料 B．飞船上升过程中机械能始终不变 C．火箭加速上升阶段，内能转化为机械能 D．火箭在大气层与空气摩擦，内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．火箭带入太空的质量是有限的，要求其燃料在质量一定的情况下，能够释放出足够多的热量，即热值大。故A错误； B．飞船上升时，质量不变，速度变大，高度增加，动能与重力势能均变大，机械能也在变大。故B错误； C．火箭升空时，高温高压燃气向下喷出，推动火箭上升，是内能转化为机械能。故C正确； D．火箭与空气摩擦，机械能转化为内能。故D错误。 故选C。 4．（本题3分）如图为探究物质的吸热能力的实验，实验过程中，对酒精灯中的酒精而言，一定发生变化的物理量是（　　） A．密度 B．质量 C．热值 D．比热容 【答案】B 【详解】将一瓶酒精用去部分后，所含物质总量减少，所以剩余的酒精质量减少但密度、比热容、燃料的热值都属于物质的特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，不会发生变化，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．（本题3分）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】双手相互摩擦时感觉发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。吸气冲程和排气冲程没有能量转化，做功冲程内能转化为机械能与题意不符。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．（本题3分）如图所示，在一个配有活塞的密闭厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧，根据实验现象判断下列说法中正确的是（ ） A．活塞迅速下压棉花燃烧，表明筒内气体温度升高了 B．活塞迅速下压的过程中，筒内气体的内能保持不变 C．活塞下压过程的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 D．实验中棉花的点燃方式与汽油机中汽油的点燃方式相同 【答案】A 【详解】活塞迅速下压，机械能转化为筒内气体的内能，内能提高，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧，这一过程与热机压缩冲程的能量转化相同；汽油的燃点低，汽油机采用点燃式点火方式，而实验中棉花的点燃方式是压燃式。 故选A。 7．（本题3分）质量为5kg的汽油，用去一半后，剩下的汽油（　　） A．密度、比热容都变为原来的一半 B．密度不变，比热容变为原来的一半 C．密度、比热容变为原来的一半，热值不变 D．密度、比热容都不变 【答案】D 【详解】密度、比热容、热值三个物理量，是从不同的角度来描述物质的特性，同种物质的密度、比热容只与物质的种类和状态有关，与质量、体积等无关，热值是燃料的一种属性，与燃料的体积质量无关。质量为5kg的汽油用去一半后，质量、体积发生变化，但剩下的汽油的密度、比热容、热值都不变，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．（本题3分）如图是学习内能时进行的一个实验，此实验与汽油机的工作的四个冲程示意图原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．如图所示实验中压缩活塞，将活塞的机械能转化为气体的内能。A中进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程，活塞向下运动，吸进燃气和空气的混合气体。故A不符合题意； B．进气门排气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，故B符合题意； C．进气门排气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料燃烧产生的燃气膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能，故C不符合题意； D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，活塞向上运动，排出废气，故D不符合题意。 故选B。 9．（本题3分）如图所示为四冲程汽油机的某一冲程。下列说法正确的是（　　） A．该冲程为做功冲程，将机械能转化为内能 B．热机对外输出的有用功小于燃料燃烧放出的能量，说明能量不守恒 C．若汽油在汽缸内完全燃烧，则发动机效率可达100% D．若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，则每秒对外做功10次 【答案】D 【详解】A．如图所示，两气门关闭，高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，该冲程为做功冲程，故A错误； B．热机对外输出的有用功小于燃料燃烧放出的能量，是因为存在热损失等因素，能量的总量是保持不变的，仍然符合能量守恒，故B错误； C．由于存在热损失及机械摩擦，汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率也不可能达100%，故C错误； D．汽油机一个工作循环包括4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，若该汽油机飞轮的转速为1200r/min，即20r/s，则每秒对外做功10次，故D正确。 故选D。 10．（本题3分）如图是比较燃料热值的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．实验时应控制燃料燃烧的时间相同 B．实验时应控制烧杯中的液体升高的温度相同 C．两燃烧皿中应分别装入种类不同、质量相同的燃料 D．两烧杯中应分别装入种类不同、质量相同的液体 【答案】C 【详解】比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类、质量相同而燃料的种类不同、质量相同；质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，根据可知，实验中可以通过温度计示数变化来反应放出热量多少，从而判断两种燃料热值的大小，所以实验中不控制烧杯中的液体升高的温度，应让燃料完全燃烧，故ABD错误，C正确。 故选C。 11．（本题3分）关于能量转化，下列说法中正确的是（　　） A．给手机充电时，化学能转化为电能 B．电暖气工作时，电能主要转化为内能 C．燃料燃烧时，内能转化为化学能 D．洗衣机工作时，机械能转化为电能 【答案】B 【详解】A．给手机充电时，将电能转化为化学能，故A错误； B．电暖气工作时，利用电流的热效应，将电能转化为内能，故B正确； C．燃料燃烧时，将化学能转化为内能，故C错误； D．洗衣机工作时，将电能转化为机械能，故D错误。 故选B。 12．（本题3分）汽车行驶过程中，发动机（汽油机）的冷却水温度升高，油箱里的油减少，则（　　） A．油箱里的油热值不变 B．汽油机在图示冲程，将内能转化为机械能 C．某零件传热给冷却水，说明此零件内能大于冷却水 D．用水冷却是因为水比热容大，吸热时内能保持不变 【答案】A 【详解】A．热值是燃料的一种性质，与燃料的种类有关，与质量等无关，故A符合题意； B．两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化成内能，故B不符合题意； C．发生热传递的条件是有温度差，某零件传热给冷却水，说明该零件和冷却水之间存在温度差，与内能多少无关，故C不符合题意； D．水的比热容大，和同样质量的其他物质相比，升高相同的温度，从发动机处吸收的热量多，内能变大，故D不符合题意。 故选A。 13．（本题3分）随着东航MU9191航班由上海飞抵北京首都国际机场，标志着国产C919飞机的商业首飞圆满成功，正式走向全球民航市场，下列说法正确的是（　　） A．飞机在匀速缓降时机械能保持不变 B．随着飞机的升空，舱外大气压强逐渐增大 C．喷气式飞机利用力的作用是相互的获得向前的推力 D．喷气式发动机进气量很大，可以提高燃料的热值 【答案】C 【详解】A．飞机在匀速缓降时，速度不变，质量不变，高度降低，所以动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，故A错误； B．气压随海拔高度的增加而减小，因此随着飞机的升空，舱外大气压强逐渐减小，故B错误； C．力的作用是相互的，喷气式飞机向后喷气，从而获得向前的推力，故C正确； D．热值是燃料的一种属性，只与燃料的种类有关，与其他因素无关，故D错误。 故选C。 14．（本题3分）如图，四冲程汽油机在工作过程中，将机械能转化为内能的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．吸气冲程中没有发生能量的转化，故A错误，不符合题意； B．图中为做功冲程，气体对活塞做功，把内能转化为活塞的机械能，故B错误，不符合题意 C．在压缩冲程中，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，故C正确，符合题意； D．排气冲程中没有发生能量的转化，故D错误，不符合题意。 故选C。 15．（本题3分）在学校科技节活动中，小明用饮料瓶自制了火箭模型，如图，他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器（按下按钮会产生电火花）。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，关于此过程分析正确的是（　　） A．酒精没有完全燃烧的情况下，热值将变小 B．纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度降低 C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 D．能闻到了浓浓的酒精味，这是因为分子间存在斥力 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，所以酒精不完全燃烧时热值不变，故A错误； B．气体对纸筒做功，纸筒飞出，瓶内气体内能减小，温度降低，气体内能转化为纸筒的机械能，故B正确； C．燃气推动纸筒飞出去，将内能转化为机械能，而内燃机的做功冲程也将内能转化为机械能，因此燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，故C错误； D．能闻到酒精的气味说明酒精分子在永不停息地做无规则运动，故D错误。 故选B。 二、填空题（共24分） 16．（本题4分）如图所示，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，这是用 的方式使物体内能增加，其能量转化与汽油机的 冲程相同。 【答案】 做功 压缩 【详解】[1][2]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，这是因为活塞压缩筒内气体，对气体做功，使空气的内能增加、温度升高，达到了棉花的着火点，所以这是通过做功的方式来使物体内能增加；在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内气体，对缸内气体做功，使缸内气体内能增大，温度升高，所以，实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同。 17．（本题4分）某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”如图甲所示，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下 喷出，推动“火箭”飞向空中。往“水火箭”里打气相当于图乙中 （选填“A” 或“B”）所示的内燃机冲程；要使“水火箭”飞得更高，可以采取的一条措施是 （合理即可）。 【答案】 A 将“水火箭”竖起来发射 【详解】[1]往“水火箭”里打气时，压缩瓶内空气做功，空气的内能增大，温度升高，相当于图乙中A所示的内燃机压缩冲程，而B是做功冲程。 [2]要使“水火箭”飞得更高，就要使“水火箭”获得更多的能量，在质量一定时，高度越高，重力势能越大，转化的动能越多；质量越大、速度越大，动能越大，使“水火箭”获得更大的能量，则可以使“水火箭”装更多的水、将“水火箭”竖起来发射等。 18．（本题6分）汽油机是汽车的“心脏”，图甲表示的是 冲程；若飞轮转速是1200r/min，则该汽油机每秒对外做功 次；某型号汽车发动机能量流向如图乙所示，该发动机的效率为 。 【答案】 压缩 10 30% 【详解】[1]图甲中两气门关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能，表示的是压缩冲程。 [2]汽油机每个工作循环飞轮转2圈，对外做功一次，飞轮转速1200r/min=20 r/s，汽油机每秒完成10个工作循环，对外做功10次。 [3]如图乙的图表，该内燃机的效率为 19．（本题4分）燃气灶将20kg的水由42℃加热到62℃，这是通过 （选填“热传递”或“做功”）方式改变水的内能，若天然气完全燃烧放出的热量有42%被水吸收，需要消耗 m3的天然气。[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气热值q=4×107J/m3] 【答案】 热传递 0.1 【详解】[1]水吸收热量，内能增加，这是通过热传递的方式改变水的内能。 [2]水吸收的热量 由得，天然气完全燃烧放出的热量 由得，需要天然气的体积 20．（本题6分）人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤、天然气的放热本领不同，是因为它们的 （选填“热值”“热量”或“温度”）不同。西宁市已广泛使用天然气，完全燃烧0.1m3天然气可以放出 J的热量，这些热量若只有42%被水吸收，则可以使1标准大气压下温度为21℃、质量5kg的水温度升高到 ℃。[水的比热容为、天然气的热值为]。 【答案】 热值 100 【详解】[1]热值是完全燃烧放出的热量与质量的比，体现了燃料放热的本领，干木柴、煤、天然气的放热本领不同，是因为它们的热值不同。 [2][3]完全燃烧0.1m3天然气可以放出 [3]水吸收的热量为 水升高的温度为 则水的末温为 故在1标准大气压下水的温度上升到100℃。 三、实验题（共8分） 21．（本题8分）如图所示，小潇准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究不同物质的比热容和不同燃料的热值，其中液体质量、燃料质量均相等。 （1）探究不同物质的比热容时： ①应选择 两图进行实验；应该 安装实验器材（选填“自上而下”或“自下而上”）； ②不同物质吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； ③小潇根据测得的实验数据，画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像（如图丁所示），由图可知， 液体的比热容较大。若a的比热容是，b的比热容是，则= （填数量关系）。 （2）探究不同燃料的热值时应选择 两图进行实验，实验时比较燃料热值的大小是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；燃料1在燃烧过程中，其热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 甲、丙 自下而上 加热时间 b 甲、乙 温度计示数 不变 【详解】（1）①[1]比较不同物质的比热容，应控制燃料相同而吸热物质不同，选择甲、丙两图进行实验。 [2]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，因此必须按照自下而上的顺序进行。 ② [3]实验加热的时间越长，相同燃料燃烧的质量越多，放出的热量越多，液体吸收的就越多，故通过加热时间来反映物质吸热的多少。 ③ [4][5]由图丁知道，液体a在10min钟内温度上升40℃，质量相同的液体b在20min钟内温度上升40℃，所以它们吸收热量 由知道，a液体的比热容为 （2）[6][7]为了比较不同燃料的热值，要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同种液体，由知道，温度计上升的示数越高，故燃料热值的大小是通过温度计的示数来反映的；被加热的液体吸收的热量越多，则燃料完全燃烧放出的热量越多，这种燃料热值越大，故应选择甲、乙两图进行实验。 [8]热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以在燃烧的过程中，燃料的热值将不变。 四、计算题（共23分） 22．（本题7分）某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃。问： （1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热量？   （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量的40%损失，液化气的热值是5.0×107J/ m3） 【答案】（1）1.26×105J；（2）4.2×10-3m3 【详解】解：（1）水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×5℃=1.26×105J （2）燃料燃烧需要放出的热量 液化气的体积 答：（1）实验时6kg的水15min内吸收的热量为1.26×105J； （2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧4.2×10-3m3的液化气。 23．（本题7分）热效率水平是一个国家柴油机技术综合实力的核心标志，提升热效率是柴油机诞生以来全行业的共同追求。某集团于2022年正式发布全球首款热效率突破52.28%的商用柴油机。该商用柴油机的热效率远远高于目前市场现有主流产品平均46%的热效率。某型号安装此柴油机的载重汽车在某次测试中，在一段平直的公路上匀速行驶10km，牵引力恒为，该柴油机的实际热效率为50%。（柴油的热值）求此次测试过程中： （1）牵引力做的功； （2）消耗柴油的质量。 【答案】（1）；（2） 【详解】解：（1）牵引力做的功 （2）消耗的柴油完全燃烧放出的热量 由得，消耗柴油的质量 答;（1）牵引力做的功4.3×107J； （2）消耗柴油的质量2kg。 24．（本题9分）除雪车是冬季必不可少的应急车辆，如图所示为一辆冬季除雪卡车，卡车和车厢内积雪总质量为3t，卡车共有6个车轮，每个车轮与地面的接触面积为500cm2，当它以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，受到的阻力为卡车总重的。（g取10N/kg）求： （1）除雪卡车静止时，车轮对地面的压强； （2）除雪卡车匀速行驶时卡车所受的牵引力； （3）若该卡车以汽油为燃料，汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡车运动的机械能，则卡车行驶5min牵引力所做的功为多少？此过程中消耗汽油的质量为多少？（汽油的热值q＝4.5×107J/kg） 【答案】（1）1×105Pa；（2）1500N；（3）9×106J，0.8kg 【详解】解：（1）静止在水平面上，车轮对地面的压力为 车轮与地面的接触面积为 车轮对地面的压强为 （2）除雪卡车匀速行驶时，水平方向上二力平衡，牵引力的大小为 （3）卡车运动速度为 由可得，卡车移动的路程为 牵引力所做的功为 由可知，汽油燃烧放出的热量为 由可知，消耗汽油的质量为 答：（1）除雪卡车静止时，车轮对地面的压强为； （2）除雪卡车匀速行驶时卡车所受的牵引力为； （3）卡车行驶5min牵引力所做的功为，此过程中消耗汽油的质量为0.8kg。 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $$