第2讲 内能及其利用课后专项突破（练） -【划重点】2024-2025学年九年级物理上学期中期末复习精细讲义

第2讲 内能及其利用 ——划重点初三期中期末之复习讲义 一、单选题 1．有关汽油机和柴油机的异同，下列说法错误的是（　　） A．汽油机与柴油机使用的燃料不同 B．柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械 C．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高 2．北京时间2023年10月26日11时14分，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点火发射，发射任务取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值就越大 B．燃气对火箭做功，燃气的内能会增加 C．高温高压的燃气推动火箭升空把内能转化为机械能 D．用热值大的燃料，就能提高热机的效率 3．如图四幅图片分别表示四冲程内燃机的四个冲程，它们正确的工作循环是（　　） A．甲、丁、丙、乙 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、乙、丙、丁 D．甲、丙、乙、丁 4．如图是小明用塑料瓶制作的水火箭。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶感，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列说法正确的是（　　） A．瓶内气体是通过热传递改变内能的 B．水火箭升空时与热机的压缩冲程工作原理相似 C．水火箭升空时受到平衡力的作用 D．水火箭升空时高压气体的内能转化为水火箭的机械能 5．配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电盘大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（　　） A．光伏发电是将光能转化为化学能 B．风力发电是将风能转化为电能 C．电机抽水是将电能转化为机械能 D．放水发电是将水能转化为电能 6．下列关于内能、比热容、热值和热机效率的说法中正确的是（　　） A．用铁锅炒菜是利用了铁的比热容大的特点 B．汽车长时间行驶轮胎会发热，是通过做功来改变物体内能的 C．如果煤炭燃烧不完全，其热值会变小 D．柴油机的功率一般比汽油机大，故柴油机的热机效率也比汽油机大 7．随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭，如图是汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（    ） A．该冲程是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能 B．该冲程是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能 C．该汽油机工作时冒黑烟，说明汽油燃烧不充分，其热值变小 D．该汽油机消耗的能量越多，说明汽油机的工作效率一定越高 二、填空题 8．热机是利用 能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、 、汽轮机、 等。 9．生活中的“热”字表示“热量、内能或温度”不同的含义；如“热胀冷缩”中的“热”表示 ；“热机”中的“热”表示 。 10．在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。但是在供吸过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，这一现象说明能量的转移具有 。 11．如图所示，用酒精灯给水加热，随着酒精逐渐减少，其热值会 （填“增大”“减小”或“不变”）；一段时间后，观察到软木塞冲出试管口，此过程中，水蒸气的 能转化为软木塞的机械能。 12．如图所示是四冲程内燃机工作循环中的 冲程。若此内燃机内对外做功1200次，则曲轴的转速是 。在一个工作循环中消耗了20g汽油，完全燃烧放出的热量为 J；若这台汽油机的效率为，则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。用水冷却汽车发动机是因为水的 大。 13．如图甲是汽车上的四冲程汽油机的 冲程。图乙是一辆汽车的汽油机的能量流向图，这个汽油机的效率为 ；请根据给出的信息计算；完全燃烧0.2kg的汽油能够输出 J的有用功。（汽油的热值为4.5×107J/kg） 14．机动车经常采用汽油机作为发动机，某四冲程汽油机的曲轴转速为1800r/min，则该汽油机每秒内共完成 个冲程，该汽油机每分钟对外做功 次。 15．太阳能是人类能源的宝库。太阳能热水器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热，太阳能热水器主要由集热板和贮水器两部分组成。 (1)太阳能热水器是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式改变水内能； (2)贮水器总比集热板的位置高，是因为水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，形成 （选填“对流”、“传导”或“辐射”），保持集热板中水温较 （选填“高”或“低”），利于对水继续加热； (3)小花家的太阳能热水器，最大装水质量为200kg。周末小花进行了一次观察活动：她用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱装满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，水箱中的水吸收的热量 J。如果这些水吸收的热量由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，至少需要燃烧 kg煤气。（c水=4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为q=4.2×107J/kg） 16．小明现有100kg干木柴，其热值为，完全燃烧掉50kg干木柴后，剩下干木柴的热值是 J/kg，完全燃烧1kg干木柴放出的热量是 J。质量为10kg的水，温度升高1℃，需要吸收 J的热量。（比热容） 三、实验题 17．为了比较不同燃料的热值，陆久帅同学设计了如下实验方案。用天平量取相同质量的酒精和碎纸片，组装了如图所示的装置进行实验，请帮助小董完成以下环节： (1)实验中选择用水吸热升温来反映燃料燃烧放出热量的多少，装置中两烧杯中水的质量需要 （选填“相同”或“不同”）； (2)在组装实验装置时应按照 （选填“先下后上”或“先上后下”）的顺序； (3)当两种燃料均燃尽后，发现甲装置中温度计示数上升较多，可知道 的热值更大； (4)陆久帅同学测出了水的质量，结合公式计算出水在这个过程中吸收的热量，然后利用公式，计算得出酒精的热值，请分析陆久帅同学测得的酒精热值的数值 （选填“准确”或“偏小”或“偏大”）。请你说明原因： 。 18．为比较两种液体的吸热能力，小军用图甲中两个相同的实验装置做实验。    (1)除了图甲中实验装置，还需要的测量器材有 和 ，收集的实验数据记录如下表所示； 物理量物质 质量/g 初始温度/°C 加热时间/min 最终温度/°C 液体1 50 20 5 45 液体2 50 20 5 68 (2)实验中，用 间接反映液体吸收热量的多少； (3)通过分析表中的数据可知， （选填“液体1”或“液体2”）的吸热能力较强。物理上用 这个物理量来描述物质的吸热能力； (4)如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两只相同规格的烧杯装相同质量的水，取质量 （选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中。点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。 四、计算题 19．天然气的热值为3.5×107J/m3，这个数值非常大，有人通过一个具体例子来认识天然气热值的大小：一个60kg的人，从大厦的1楼步行至第22楼（走了21层楼），每层楼的层高为3m。求： (1)他克服重力做了多少焦耳的功？如果天然气完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，需要多少m3天然气？ (2)天然气灶使用方便、经济环保。若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，完全燃烧1m3的天然气，在一个标准大气压下，可将温度为20℃的水加热至沸腾，水的质量是多少？已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃） 20．2023年7月底，受台风“杜苏芮”残余环流北上影响，北京地区发生特大洪水，光下泄的洪水流量就达到3700立方米/秒，洪水给人民生命财产安全等造成了很大损失和影响。如图所示是一辆正在执行任务的救护车，该车满载时总质量为4t，救护车以60kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时30min。（，柴油热值取）。 (1)该车满载静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为，求车对地面的压强是多大？ (2)求救护车受到的阻力为多少？ (3)若该车发动机发动机的效率为40%，求该过程消耗柴油的质量为多少？（计算结果保留一位小数） 五、科普阅读题 21．近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动： 实验次数 1 2 3 4 5 速度/（km•h-1） 40 60 80 100 120 制动距离/m 8 18 32 50 (1)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的 较大的特点，同样情况下能吸收更多的热量。假如在标准大气压下，现有、初温度为的水，吸收的热量后，温度升高了 ； (2)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够放出 J的能量，这些能量能产生 J的有用功；（汽油的热值为4.6×107 J/kg） (3)若汽油机工作时的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功 次， 把该汽油机运至月球上，则能否正常工作， （选填能/不能）； (4)若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示。则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功 J，轿车在运动过程中受到的阻力是 N； (5)汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为 （用给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）； (6)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），数据如表丙所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时，对应的制动距离是 m。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2讲 内能及其利用 ——划重点初三期中期末之复习讲义 一、单选题 1．有关汽油机和柴油机的异同，下列说法错误的是（　　） A．汽油机与柴油机使用的燃料不同 B．柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械 C．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 D．柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高 【答案】C 【详解】A．柴油机和汽油机都属于内燃机，汽油机与柴油机使用的燃料不同，柴油机使用柴油，汽油机使用汽油，故A正确，不符合题意； BD．柴油机属于压燃式，压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高，所以柴油机一般用于大型、重型机械，汽油机一般用于轻型、小型机械，故BD正确，不符合题意； C．工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故C错误，符合题意。 故选C。 2．北京时间2023年10月26日11时14分，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点火发射，发射任务取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值就越大 B．燃气对火箭做功，燃气的内能会增加 C．高温高压的燃气推动火箭升空把内能转化为机械能 D．用热值大的燃料，就能提高热机的效率 【答案】C 【详解】 A．热值是燃料的一种特性，与质量和燃烧情况等无关，其热值不变，故A错误； BC．燃气对火箭做功，内能转化为机械能，燃气的内能会减小，故B错误，故C正确； D．采用热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，故D错误。 故选C。 3．如图四幅图片分别表示四冲程内燃机的四个冲程，它们正确的工作循环是（　　） A．甲、丁、丙、乙 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、乙、丙、丁 D．甲、丙、乙、丁 【答案】A 【详解】甲进气门开，排气门关为吸气冲程，乙进气门排气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程，丙进气门关闭，排气门打开，为排气冲程，丁进气门排气门都关闭，活塞向上，为压缩冲程，按顺序为甲丁丙乙，故A正确。 故选A。 4．如图是小明用塑料瓶制作的水火箭。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶感，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列说法正确的是（　　） A．瓶内气体是通过热传递改变内能的 B．水火箭升空时与热机的压缩冲程工作原理相似 C．水火箭升空时受到平衡力的作用 D．水火箭升空时高压气体的内能转化为水火箭的机械能 【答案】D 【详解】A．瓶内气体是通过做功改变内能的，故A错误； B．水火箭升空时，是里面的气体对外做功，相当于内燃机的做功冲程，故B错误； C．水火箭加速升空，运动速度发生了改变，运动状态发生改变，受到的力不是平衡力，故C错误； D．水火箭升空过程中，高压气体对外做功，将高压气体的内能转化为水火箭的机械能，故D正确。 故选D。 5．配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电盘大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是（　　） A．光伏发电是将光能转化为化学能 B．风力发电是将风能转化为电能 C．电机抽水是将电能转化为机械能 D．放水发电是将水能转化为电能 【答案】A 【详解】A．光伏发电是将光能转化为电能，故A错误，符合题意﹔ B．风力发电是将风能（风的机械能）转化为电能，故B正确，不符合题意； C．电机抽水是将电能转化为水的机械能，故C正确，不符合题意； D．放水发电是将水能（水的机械能）转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．下列关于内能、比热容、热值和热机效率的说法中正确的是（　　） A．用铁锅炒菜是利用了铁的比热容大的特点 B．汽车长时间行驶轮胎会发热，是通过做功来改变物体内能的 C．如果煤炭燃烧不完全，其热值会变小 D．柴油机的功率一般比汽油机大，故柴油机的热机效率也比汽油机大 【答案】B 【详解】A．用铁锅炒菜是利用了铁的比热容小的特点，相同条件下，吸热升温快，故A错误； B．汽车长时间行驶轮胎会发热，是因为要克服摩擦做功导致的，是通过做功来改变物体内能的，故B正确； C．燃料的热值大小只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关，故C错误； D．功率是指做功的快慢，热机的效率是输出的有用功与输入的总能量的比值，二者并无直接关系，故D错误。 故选B。 7．随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭，如图是汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是（    ） A．该冲程是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能 B．该冲程是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能 C．该汽油机工作时冒黑烟，说明汽油燃烧不充分，其热值变小 D．该汽油机消耗的能量越多，说明汽油机的工作效率一定越高 【答案】B 【详解】AB．由图可知，汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧推动活塞做功，将内能转化为机械能，故A错误，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，排气管冒黑烟，汽油燃烧不充分，其热值不变，故C错误； D．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，消耗的能量越多，由于有用功未知，所以不能说明汽油机的工作效率一定越高，故D错误。 故选B。 二、填空题 8．热机是利用 能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、 、汽轮机、 等。 【答案】 内 内燃机 喷气发动机 【详解】[1]热机是指各种利用内能做功的机械。是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器。 [2] [3]热机的种类有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 9．生活中的“热”字表示“热量、内能或温度”不同的含义；如“热胀冷缩”中的“热”表示 ；“热机”中的“热”表示 。 【答案】 温度 内能 【详解】[1]“热胀冷缩”指的是物体在温度高时膨胀，温度低时收缩，因此“热胀冷缩”中的“热”表示的是温度高。 [2]“热机”是利用内能对外做功的，所以“热”指内能。 10．在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。但是在供吸过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反，这一现象说明能量的转移具有 。 【答案】 不变 方向性 【详解】[1]在能量转化和转移的过程中，遵守能量守恒，能量的总量不变。 [2]能量的转移具有方向性，因此在供吸过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。 11．如图所示，用酒精灯给水加热，随着酒精逐渐减少，其热值会 （填“增大”“减小”或“不变”）；一段时间后，观察到软木塞冲出试管口，此过程中，水蒸气的 能转化为软木塞的机械能。 【答案】 不变 内 【详解】[1]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，用酒精灯给水加热，随着酒精逐渐减少，其热值不变。 [2]木塞冲出试管口，与内燃机做功冲能量转化相同。此过程中，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。 12．如图所示是四冲程内燃机工作循环中的 冲程。若此内燃机内对外做功1200次，则曲轴的转速是 。在一个工作循环中消耗了20g汽油，完全燃烧放出的热量为 J；若这台汽油机的效率为，则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。用水冷却汽车发动机是因为水的 大。 【答案】 做功 2400 比热容/比热 【详解】[1]图中，内燃机两气门都关闭，火花塞点火，活塞由上向下运动，汽缸容积变大，是做功冲程。 [2]四冲程内燃机的曲轴转2圈，完成4个冲程，并对外做功1次，每分钟对外做功1200次，曲轴转2400圈，因此曲轴的转速为。 [3]汽油完全燃烧放出的热量 [4]燃料放出的总热量相当于机械做的总功，一个工作循环中输出的有用机械能 [5]水的比热容较大，与相同质量的其它液态物质相比，升高相同温度时可以吸收较多的热量，所以用来冷却汽车发动机。 13．如图甲是汽车上的四冲程汽油机的 冲程。图乙是一辆汽车的汽油机的能量流向图，这个汽油机的效率为 ；请根据给出的信息计算；完全燃烧0.2kg的汽油能够输出 J的有用功。（汽油的热值为4.5×107J/kg） 【答案】 压缩 30% 2.7×106 【详解】（1）如图甲，汽油机的进气阀和排气阀关闭，活塞向上压缩气体，是汽车上的四冲程汽油机的压缩冲程。 （2）图乙是一辆汽车的汽油机的能量流向图，汽油机的效率 η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30% 完全燃烧0.8kg的汽油放出的热量 Q放＝mq＝0.2kg×4.5×107J/kg＝9×106J 输出的有用功 W有＝ηQ放＝30%×9×106J＝2.7×106J 14．机动车经常采用汽油机作为发动机，某四冲程汽油机的曲轴转速为1800r/min，则该汽油机每秒内共完成 个冲程，该汽油机每分钟对外做功 次。 【答案】 60 900 【详解】[1]汽油机的一个工作循环包含四个冲程，只有做功冲程对外做功，曲轴转两周。某四冲程汽油机的曲轴转速为 1800r/min=30r/s 则该汽油机每秒内共完成60个冲程。 [2]某四冲程汽油机的曲轴转速为1800r/min，则该汽油机每分钟完成900个工作循环，对外做功900次。 15．太阳能是人类能源的宝库。太阳能热水器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热，太阳能热水器主要由集热板和贮水器两部分组成。 (1)太阳能热水器是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式改变水内能； (2)贮水器总比集热板的位置高，是因为水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，形成 （选填“对流”、“传导”或“辐射”），保持集热板中水温较 （选填“高”或“低”），利于对水继续加热； (3)小花家的太阳能热水器，最大装水质量为200kg。周末小花进行了一次观察活动：她用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱装满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，水箱中的水吸收的热量 J。如果这些水吸收的热量由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，至少需要燃烧 kg煤气。（c水=4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为q=4.2×107J/kg） 【答案】(1)热传递 (2) 对流 低 (3) 2.1×107 1.25 【详解】（1）太阳能热水器中的水是通过吸热使温度升高的，因此是通过热传递的方式改变水的内能。 （2）[1][2]贮水器总比集热板的位置高，是因为水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，形成冷热对流，这样能保持集热板中水温较低，利于对水继续加热。 （3）[1]水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×(45℃-20℃)=2.1×107J [2]由题知，需要煤气完全燃烧放出的热量为 所以至少需要燃烧煤气的质量 16．小明现有100kg干木柴，其热值为，完全燃烧掉50kg干木柴后，剩下干木柴的热值是 J/kg，完全燃烧1kg干木柴放出的热量是 J。质量为10kg的水，温度升高1℃，需要吸收 J的热量。（比热容） 【答案】 【详解】[1]燃烧部分后的干木柴，其热值不变，仍为，因为热值是物质的属性，与质量无关。 [2]完全燃烧1kg的干木柴放出的热量 [3]10kg水吸收的热量 三、实验题 17．为了比较不同燃料的热值，陆久帅同学设计了如下实验方案。用天平量取相同质量的酒精和碎纸片，组装了如图所示的装置进行实验，请帮助小董完成以下环节： (1)实验中选择用水吸热升温来反映燃料燃烧放出热量的多少，装置中两烧杯中水的质量需要 （选填“相同”或“不同”）； (2)在组装实验装置时应按照 （选填“先下后上”或“先上后下”）的顺序； (3)当两种燃料均燃尽后，发现甲装置中温度计示数上升较多，可知道 的热值更大； (4)陆久帅同学测出了水的质量，结合公式计算出水在这个过程中吸收的热量，然后利用公式，计算得出酒精的热值，请分析陆久帅同学测得的酒精热值的数值 （选填“准确”或“偏小”或“偏大”）。请你说明原因： 。 【答案】(1)相同 (2)先下后上 (3)酒精 (4) 偏小 见解析 【详解】（1）比较不同燃料燃烧时放出的热量，实验中控制酒精与碎纸片质量相等，烧杯中水的质量与初温相等。 （2）实验中为了使燃料燃烧时外焰加热，按照先下后上的顺序。 （3）当两种燃料均燃尽后，甲装置中温度计示数上升较多，说明酒精放出的热量较多，在燃料的质量相同的情况下，根据Q=mq可知，酒精的热值大。 （4）[1][2]由于给水加热时有热损失，因此根据公式计算出水吸收的热量要比燃料完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出燃料的热值，要比课本中给出的燃料热值偏小。 18．为比较两种液体的吸热能力，小军用图甲中两个相同的实验装置做实验。    (1)除了图甲中实验装置，还需要的测量器材有 和 ，收集的实验数据记录如下表所示； 物理量物质 质量/g 初始温度/°C 加热时间/min 最终温度/°C 液体1 50 20 5 45 液体2 50 20 5 68 (2)实验中，用 间接反映液体吸收热量的多少； (3)通过分析表中的数据可知， （选填“液体1”或“液体2”）的吸热能力较强。物理上用 这个物理量来描述物质的吸热能力； (4)如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两只相同规格的烧杯装相同质量的水，取质量 （选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中。点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。 【答案】(1) 天平 停表 (2)加热时间 (3) 液体1 比热容 (4) 相等 升高的温度 【详解】（1）[1][2]比较两种液体的吸热能力的实验中，需取质量相等的两种液体，所以需要测量质量的工具天平；实验时，需要通过测量加热时间来反映液体吸热的多少，所以需要秒表或停表。 （2）实验中，液体吸收的热量多少无法直接看见，可以用加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，这是转换法的应用。 （3）[1][2]由表中实验数据可知，相同初温相同质量的液体加热相同的时间，吸收相等的热量，液体1最终温度低，升高的温度少，说明液体1的吸热能力强；物理学上用比热容表示物质吸热能力的大小，吸热能力越强，比热容越大。 （4）[1][2]燃料燃烧放出的热量与燃料的热值、质量以及燃烧情况有关，该实验中为了控制变量，应用天平分别测出质量相等的酒精和碎纸片，将其放入装置中的燃烧皿内；由于燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化，所以可以通过温度计示数的变化，即水升高的温度来比较燃料热值的大小关系。 四、计算题 19．天然气的热值为3.5×107J/m3，这个数值非常大，有人通过一个具体例子来认识天然气热值的大小：一个60kg的人，从大厦的1楼步行至第22楼（走了21层楼），每层楼的层高为3m。求： (1)他克服重力做了多少焦耳的功？如果天然气完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，需要多少m3天然气？ (2)天然气灶使用方便、经济环保。若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，完全燃烧1m3的天然气，在一个标准大气压下，可将温度为20℃的水加热至沸腾，水的质量是多少？已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃） 【答案】(1)3.78×104；1.08×10﹣3 (2)62.5kg 【详解】（1）上升的高度为 人受到的重力 克服重力做功 由题意知，，所以需要燃烧天然气的体积 （2）完全燃烧1m3的天然气释放的燃料 水吸收的热量 水的质量为 20．2023年7月底，受台风“杜苏芮”残余环流北上影响，北京地区发生特大洪水，光下泄的洪水流量就达到3700立方米/秒，洪水给人民生命财产安全等造成了很大损失和影响。如图所示是一辆正在执行任务的救护车，该车满载时总质量为4t，救护车以60kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时30min。（，柴油热值取）。 (1)该车满载静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为，求车对地面的压强是多大？ (2)求救护车受到的阻力为多少？ (3)若该车发动机发动机的效率为40%，求该过程消耗柴油的质量为多少？（计算结果保留一位小数） 【答案】(1) (2)3000N (3)6.3kg 【详解】（1）该车满载时总质量为 m=4t=4×103kg 轮胎与地面的总接触面积为 S=2000cm2=0.2m2 该车满载静止在水平地面上时，对地面的压力为 F压=G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N 对地面的压强为 （2）救护车匀速行驶时，牵引力做的功为 W=Pt=60×103W×30×60s=1.08×108J 由W=Fs可得，牵引力为 因为救护车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即 f=F=3000N （3）柴油完全燃烧放出的热量为 则消耗柴油的质量为 五、科普阅读题 21．近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动： 实验次数 1 2 3 4 5 速度/（km•h-1） 40 60 80 100 120 制动距离/m 8 18 32 50 (1)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的 较大的特点，同样情况下能吸收更多的热量。假如在标准大气压下，现有、初温度为的水，吸收的热量后，温度升高了 ； (2)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够放出 J的能量，这些能量能产生 J的有用功；（汽油的热值为4.6×107 J/kg） (3)若汽油机工作时的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功 次， 把该汽油机运至月球上，则能否正常工作， （选填能/不能）； (4)若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示。则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功 J，轿车在运动过程中受到的阻力是 N； (5)汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为 （用给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）； (6)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），数据如表丙所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时，对应的制动距离是 m。 【答案】(1) 比热容 45 (2) (3) 不能 (4) (5) (6)72 【详解】（1）[1]汽车发动机常用水散热，主要是利用了水的比热容较大，吸收更多的热量。 [2]根据质量、热量，计算温度差为 已知初温为55℃，则末温为 标准大气压下，水的最高温度是100℃，则温度差为 （2）[1]根据图甲，发动机的效率 计算汽油完全燃烧放出的能量为 [2]根据热机效率，计算有用功 （3）[1][2]根据汽油机工作时的转速，计算1s内对外做功 汽油机工作需要空气，月球上是真空的，不能正常工作。 （4）[1]根据轿车的功率P=60kW，运行5s做功 [2]根据乙图，轿车的速度为30m/s，此后做匀速直线运动，阻力与牵引力是一对平衡力，阻力不变，则运动过程中受到的阻力为 （5）根据汽车做的功，计算距离为 （6）根据表丙，制动距离的变化，是速度变化的平方，关系为 解得s=72m。 学科网（北京）股份有限公司 $$