12.3-4比热容、热值、热机专题练习 --2024-2025学年苏科版九年级物理上学期

12.3-4比热容热值热机练习 一．选择题（共14小题） 1．热机的工作过程概括为：①工作物质获得内能，膨胀做功，把一部分内能转化为机械能；②燃料燃烧释放出内能；③内能传递给工作物质；④工作物质内能减少，温度降低。按工作过程排列，其顺序正确的是（　　） A．①②③④ B．③②④① C．②③①④ D．②①④③ 2．如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（　　） A．试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的 B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高 C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加 D．水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同 题2 题3 题4 3．在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．如图所示为单缸四冲程汽油机的四个冲程示意图，下列说法正确的是（　　） A．靠飞轮惯性完成冲程是乙、丙、丁 B．四冲程汽油机在一个工作循环中依次是丁、丙、乙、甲 C．图甲中能量的转化情况是内能转化为机械能 D．图丁中气缸内气体温度会下降 5．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　　） ①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20% A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④ 6．随州某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为（　　） A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙 C．q甲＜q乙＝q丙 D．无法确定 7．如图所示，将注射器的小孔用橡皮帽堵住，快速推动活塞，压缩注射器内的空气，则注射器内空气的（　　） A．密度变小 B．温度不变 C．压强不变 D．内能增大 8．某四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min，则在每秒钟内（　　） A．曲轴转120转 B．对外做功60次 C．完成120个冲程 D．完成80个工作循环 题7 题9 9．如图所示，甲图中活塞迅速下压后棉花燃烧；乙图中点火后盒盖飞出。在“活塞压缩空气”和“使盒盖飞出”的两个过程中，对比能量转化情况、改变筒内气体内能的方式和筒内气体内能的变化三个方面，它们（　　） A．三个方面都相同 B．三个方面都不相同 C．有两个方面相同，一个方面不同 D．有一个方面相同，两个方面不同 10．在标准大气压下，将质量为2kg、初温为25℃的水加热，当水吸收6.72×105J的热量后，水温会升高[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（　　） A．100℃ B．75℃ C．80℃ D．105℃ 11．如图甲、乙、丙、丁是某内燃机一个工作循环的四个冲程。以下说法不正确的（　　） A．甲图是压缩冲程，通过做功的方式来改变气缸内气体的内能 B．乙图是排气冲程，靠飞轮的惯性完成 C．丙图是做功冲程，将机械能转化为内能 D．丁图冲程吸入的物质是汽油和空气的混合物 12．一个单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min，则柴油机每秒钟内（　　） A．完成80个冲程，做功20次 B．完成20个冲程，做功80次 C．完成40个工作循环，做功20次 D．完成40个工作循环，做功40次 13．如图所示，用相同的加热器给甲、乙两杯液体加热（不计热量损失，加热装置与环境等因素完全一样），得到液体温度与加热时间的关系图，如图丙所示，下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙是质量相同两种液体，则甲、乙两杯中液体的比热容之比为2：3 B．若甲、乙是质量相同两种液体，则将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃（均未沸腾）所需时间比为1：2 C．若甲、乙是质量不同同种液体，则甲、乙两杯中液体的质量之比为3：2 D．若甲、乙是质量不同同种液体，则甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2：3 14．一冰块先后经历了三个过程：①﹣10℃的冰到0℃的冰，吸收热量Q1；②0℃的冰变为10℃的水，吸收热量Q2；③10℃的水到20℃的水，吸收热量Q3。已知c冰＜c水，在整个过程中质量保持不变，不考虑热量散失，则（　　） A．Q1＜Q2＝Q3 B．Q1＜Q2＜Q3 C．Q1＜Q3＜Q2 D．Q1＝Q2＝Q3 二．填空题（共14小题） 15．A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值 　 　（选填：“大于”、“小于”或“等于”）B燃料的热值，在标准大气压下，若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9×106J，其中有60%的热量被质量为10kg、初始温度为38℃的水吸收，c水＝4.2×103J/（kg•℃），则水的温度将升高到 　 　℃。 题15 题18 题19 16．水乃万物之源，生活处处离不开水。 （1）常用温水给发烧的病人擦拭身体，利用了水 　 　吸热。 （2）通常用水作为冷却剂，是利用水的 　 　较大的特性。 17．甲、乙两物体的质量之比为2：1，吸收的热量之比是4：3，它们升高的温度之比是1：3，则甲、乙两种物质的比热容之比是 　 　。若将甲物质使用一半，则剩下的部分比热容 　 　（变大/不变/变小）。 18．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压。玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能 　 　（填“增加”或“减少”），空气的内能是通过 　 　方式改变的，是将 　 　能转化为 　 　能；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过 　 　方式改变的，是内能从温度高的空气向棉花转移。 19．某台四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 　 　次功。如果汽油机在某段时间内消耗了400g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量为 　 　J，小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为 　 　J，另一种液体的比热容为 　 　J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q汽＝4.6×107J/kg] 20．现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体，若对这三种液体分别加热，根据它们各自吸收的热量和变化的温度，在升高的温度﹣热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图所示。则甲、丙之间比热容的关系是c甲　 　c丙，质量的关系是m甲　 　m丙（以上两个空均选填“＞”、“＜”或“＝”）。 题20 题21 21．如图所示，质量为200g的某液体，比热容是c＝2.5×103J/（kg•℃），在均匀放热的条件下凝固成固态，且质量不变。则：第20min的内能 　 　（填“大于”“小于”或“等于”）第10min的内能；凝固过程中该物质共放热 　 　J；该物质液态与固态的比热容之比为 　 　。 22．小芳探究用酒精灯给水加热的效率。她先测出酒精灯质量为181g，接着用该酒精灯将100g的水从20℃加热至70℃，结束加热后再次测量酒精灯的质量，天平平衡时右盘中的砝码及游码的位置如图，读数为 　 　g。实验中水吸收的热量为 　 　J，酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝　 　计算，则酒精灯给水加热的效率约为 　 　%[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3.0×107J/kg]。 题22 23．如图一只瓶子，内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过 　 　方法，后者是通过 　 　方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能？　 　（选填“能”或“不能”），这是因为 　 　。 24．现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题： （1）如图所示流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对如图中①②③④的补充正确的是 　 　。 A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能 B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能 C．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能 D．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能 （2）我们发现热机工作时，一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水比热容大的特性，这是采用 　 　的方式来减小汽缸的内能的； （3）若某汽油机飞轮转速为3600r/min，则该汽油机每秒对外做功 　 　次，有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向汽缸内喷水，水在汽缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程，做功 　 　次，这种汽油机这样设计的目的是 　 　。 25．2023年5月30日，在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值 　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收，水温升高了50℃，则水的质量为 　 　kg。[q液氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 26．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将600g水从10℃加热至沸腾（标准气压下）的过程中，提供给水的热量至少为 　 　J。如果用酒精灯给600g水加热升高同样温度，至少需要 　 　g酒精。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）、q酒精＝3×107J/kg] 27．建筑工地上有一台大型汽车吊，把200t建筑材料从地面吊到21.5m高处，汽车吊做的有用功为　 　J．在这过程中，汽车吊消耗柴油的质量为4.0kg，则完全燃烧4.0kg柴油释放的内能为　 　J，该过程中汽车吊的机械效率为　 　%．（g取10N/kg；柴油的热值为q＝4.3×107J/kg） 28．小刚同学家购买了一款如图﹣1所示户外分体式燃气炉，准备去户外露营。该燃气炉的铭牌如图﹣2所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。 （1）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s，燃气炉烧水时的效率是 　 　。 （2）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是 　 　J/kg。 三．实验探究题（共7小题） 29．如图所示是探究做功改变物体内能的实验。 （1）迅速地来回拉动绳子，过一会儿筒内的乙醚会冲开塞子，这说明乙醚的 　 　升高，　 　增加。（选填“温度”、“热量”或“内能”） （2）塞子被冲开后，乙醚蒸气的 　 　减少，转化为塞子的 　 　能。 （3）与“塞子冲开”过程中能量转化一致的热机冲程是 　 　。 题29 题30 30．如图所示是研究做功与内能改变的一个实验装置。玻璃瓶内装入少量的水，用塞子把瓶口塞紧，并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强增大到一定程度时，瓶塞会从瓶口跳起来。 （1）在这一实验中，你应该注意观察的是　 　。 A、打气的过程 B、打气的过程中瓶内的情况 C、瓶塞跳起的瞬间，瓶内发生的变化 D、瓶塞跳起的高度 （2）玻璃瓶内装入水量水的目的是　 　。 （3）在你认为应该观察的一项中，你所观察到的现象是　 　。 （4）这一现象所能说明的问题是　 　。 31．某小组用甲图所示装置比较食用油和水的吸热本领。 （1）实验中，水和食用油吸热的多少是通过 　 　（选填“温度计示数的变化”或“加热时间”）来反映的； （2）加热前，在一个烧杯里倒入270mL的水，那么需要在另一个烧杯里装入 　 　mL的食物油。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ食用油＝0.9×103kg/m3）。这是由于本实验需要采用 　 　法进行探究。 （3）用两个规格相同的电加热器来加热水和食用油，每隔1min记录一次温度，描点，作图，如图乙所示。可以判断，a物质是 　 　。相比较而言，水的吸热本领更 　 　。同时停止加热，在相同质量的水和食用油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比 　 　（填“大于”“等于”或“小于”）食用油放出的热量与降低的温度之比。则根据图像可知该食用油的比热容为 　 　J/（kg•℃）。 （4）下列事实能用上述实验结果解释的是 　 　。 A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小 B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸 C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色 D．夏天给教室洒水，感觉凉爽 （5）另一组同学做实验时，得到如图丙的图像。若a物质在OB段吸收的热量为Qa，b物质在AB段吸收的热量为Qb，则Qa　 　Qb（选填“＞”“＜”“＝”）。 32．某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。 （1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有 　 　和 　 　。加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过 　 　来判断的。 （2）实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表。 实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 200 25 40 13.5 煤油 200 25 40 6.5 2 水 200 25 40 12 煤油 200 25 40 5.5 通过分析实验数据，能够得出的结论是：　 　。 （3）图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是 　 　（选填序号）。 （4）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是 　 　。 （5）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是 　 　。 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）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 　 　（石棉网/温度计）处于适当的高度； （2）实验中应控制燃料燃烧的 　 　（时间/质量）相同，根据 　 　比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）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； （4）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，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； （5）你认为根据丙图像 　 　（能/不能）比较两种燃料热值的大小； （6）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．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择 　 　两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 　 　来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。 （2）若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的实验仪器是 　 　，小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为 　 　J。这个结果与包装盒上注明的“能量：2100kJ”不等，原因可能是 　 　。 （3）比较不同物质吸热升温的特点，应选择 　 　两图进行实验。比热容的概念采用比值定义法，物理学中，把物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。 （4）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，已知b是水，比热容为4.2×103J/（kg•℃）。吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体a的比热容为 　 　J/（kg•℃）。 35．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是　 　，图中　 　（选填“甲”或“乙”）是汽油机的工作原理图。一台四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，在1秒钟内内燃机的活塞做了　 　次功。 四．解答题（共1小题） 36．小米用天然气热水器烧初温为10℃，质量是40kg的洗澡水，需要8.4×106J的热量。（本题要求有公式或变形公式，数据代入及答案） （1）若不考虑热量损失，则可将水烧到多少摄氏度？ （2）若效率为40%，需要多少m3的天然气？（天然气热值为3×107J/m3） 37．某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg的煤气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg。求： （1）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量。 （2）水吸收的热量。 （3）燃气灶烧水的效率。 38．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．在6min内完全燃烧2kg煤炭放出的热量为6×107J，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），求： （1）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （2）煤炉烧水时的热效率； （3）若煤炭完全燃烧放出的热量完全由天然气来提供，则需要完全燃烧多少立方米的天然气？（q天然气＝4.0×107J/m3） 39．如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）发动机的效率是多少？ （3）飞机在航行过程中的阻力是多少？ 40．单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm。满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求： （1）燃气对活塞的平均压力。 （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功。 （3）该汽油机的功率。 41．如图甲所示，标准大气压下，普通煤炉把壶水内20℃、5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，某创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。在以上过程中，问： （1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？ （2）双加热煤炉的烧水效率有多大？ 42．百公里耗油量是汽车的参数之一。某型号轿车百公里耗油（以90km/h的速度匀速行驶100km）8.0L．（汽油的热值约为4.5×107J/kg、密度约为0.75×103kg/m3） 求：（1）该轿车以90km/h的速度匀速行驶100km汽油放出的热量为多少（设汽油充分燃烧）？ （2）若轿车发动机的效率是40%，当轿车以90km/h的速度匀速行驶时，发动机的牵引力多大？ 2024年比热容热值热机练习 参考答案与试题解析 一．选择题（共14小题） 1．【答案】C 【解答】解：热机的工作过程为：燃料燃烧释放出内能，内能传递给工作物质，工作物质获得内能，膨胀做功，把一部分内能转化为机械能，工作物质内能减少，温度降低。 故选：C。 2．【答案】D 【解答】解：加热过程中，水吸热，温度升高、内能增大，水的内能增大是通过热传递方式实现的； 水蒸气膨胀对塞子做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少；能量转化情况与汽油机的做功冲程相同。 综上所述D正确。 故选：D。 3．【答案】C 【解答】解：当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。 故选：C。 4．【答案】D 【解答】解：甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 乙图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程； 丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能； 丁图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程； A、由以上分析可知，在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮惯性完成的，它们分别是：甲、乙、丁冲程，故A错误； B、热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即乙、甲、丙、丁，故B错误； C、甲冲程是压缩冲程，是机械能转化为内能，故C错误； D、在排气冲程中，高温、高压的废气被排出，则气缸内气体温度会下降，故D正确。 故选：D。 5．【答案】D 【解答】解：①汽车行驶的时间为：t＝5min45s＝345s， 汽车的行驶速度为：v20m/s，故①错误； ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝1.5kg×4.6×107J/kg＝6.9×107J，故②正确； ③汽车牵引力做功的功率是：PFv＝2000N×20m/s＝40000W＝40kW，故③错误； ④该汽车牵引力所做的功为：W＝Fs＝2000N×6.9×103m＝1.38×107J， 汽车发动机的效率η100%100%＝20%，故④正确。 故选：D。 6．【答案】C 【解答】解： 由题意可知，在燃烧了质量相等的酒精、煤油和汽油，加热三个烧杯中质量相等的水时，甲杯水的温度升高的较低，即酒精燃烧产生的热量少，所以酒精的热值小，乙和丙两杯水升高的温度相同，且高于甲杯水升高的温度，说明煤油和汽油的热值相同，且大于酒精的热值；故C正确。 故选：C。 7．【答案】D 【解答】解：A、用手向内压活塞，在压缩过程中，筒内空气质量不变，空间体积减小，由公式ρ知：密度增大，故A错误； BD、活塞压缩空气，对空气做功，所以空气内能增加，温度升高，故B错误，D正确； C、空气质量一定，压缩空气体积减小，所以压强增大，故C错误。 故选：D。 8．【答案】C 【解答】解： 四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min＝60r/s，表示每秒飞轮转动60圈，故1s内活塞往复60次，曲轴转动60周，对外做功30次，完成30个工作循环，完成120个冲程，故C正确。 故选：C。 9．【答案】D 【解答】解： 图甲中，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，是将机械能转化为内能的过程； 图乙中，当按动电火花发生器的按钮时，酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，盖子飞出去，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的内能减小； 在“活塞压缩空气”过程中是机械能转化为内能，“使盒盖飞出”过程中是内能转化为机械能；改变筒内气体内能的方式都是做功；甲图筒内气体内能增大，乙图筒内气体内能减小，以上三个方面有一个方面相同，两个方面不同，故D正确。 故选：D。 10．【答案】B 【解答】解： 由Q吸＝cmΔt得： Δt80℃； 理论上水的末温：t＝Δt+t0＝80℃+25℃＝105℃， 在一个标准大气压下，水的沸点为100℃， 水的温度升高到100℃将不再上升，则水的实际水温会升高100℃﹣25℃＝75℃。 故选：B。 11．【答案】C 【解答】解：A、甲图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能，通过做功的方式来改变气缸内气体的内能，故A正确； B、乙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，靠飞轮的惯性完成，故B正确； C、丙图两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故C错误； D、丁图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，汽油机吸入的物质是汽油和空气的混合物，故D正确。 故选：C。 12．【答案】A 【解答】解：单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min＝40r/s，所以此柴油机每秒钟飞轮转40圈，可完成20个工作循环，80个冲程，对外做20次功。 故选：A。 13．【答案】A 【解答】解：由图丙可知，将甲、乙两种液体从20℃加热至40℃时，甲用时2min，乙用时3min，由于加热器相同，则甲乙所吸收的热量之比为：。 A、若甲乙是质量相同的两种液体，根据c可得甲、乙两杯中液体的比热容之比为： ，故A正确； B、若甲乙是质量相同的两种液体，则将甲、乙两种液体从20℃加热至60℃（均未沸腾），即温度变化相同，所需要吸收的热量之比为：， 而两个加热器是相同的，吸收热量多少与时间成正比，所以所需时间之比为：，故B错误； C、若甲乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中液体的质量之比为：，故C错误； D、用规格相同的加热器加热，意味着在相同时间内加热器放出的热量相同，甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比应为1：1，故D错误。 故选：A。 14．【答案】C 【解答】解：由题意可知：①﹣10℃的冰变为0℃的水，吸热为Q1；②0℃的冰变为10℃的水，吸热为Q2；③10℃的水变成20℃的水吸热为Q3， 比较①、③，由热量计算公式可知，冰和水二者总质量相等，升高温度也相等，因水的比热容大于冰的比热容，所以，结果Q3＞Q1； 而在②0℃的冰变为10℃的水，吸热为Q2中，实际包含了两个物理过程：首先是0℃的冰熔化成0℃的水，这个过程不升温但要不断吸热，然后是熔化成的0℃的水再变为10℃的水，这个过程跟③的变化过程在结果上是一样的，所以，在②中比③多吸收了热量，即Q2＞Q3。 故有Q1＜Q3＜Q2。 故选：C。 二．填空题（共14小题） 15．【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）如图，取相同质量m0，由图可知，QA＜QB 因为q可知，qA＜qB； （2）由η得， 水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝60%×4.9×106J＝2.94×106J； 由Q吸＝cmΔt得水升高的温度： Δt70℃， 水的末温t＝t0+Δt＝38℃+70℃＝108℃， 在标准大气压下水的沸点为100℃，因此水的温度将升高100℃。 故答案为：小于；100。 16．【答案】（1）蒸发；（2）比热容。 【解答】解：（1）水蒸发吸热，用温水给发烧的病人擦拭身体能够使发烧病人的体温降低； （2）水的比热容较大，由Q＝cmΔt知，与质量相同的其它比热容较小的物质相比，每升高1℃，水吸收的热量较多；常用做冷却剂。 故答案为：（1）蒸发；（2）比热容。 17．【答案】2：1；不变。 【解答】解：甲、乙两种物质的比热容之比； 甲物质使用一半，甲物质的种类和状态没有改变，故其比热容不变。 故答案为：2：1；不变。 18．【答案】增加；做功；机械；内；热传递。 【解答】解：迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方法增大空气内能的，将机械能转化为内能；当温度达到棉花的燃点时，棉花就会燃烧，这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。 故答案为：增加；做功；机械；内；热传递。 19．【答案】10；1.84×107；2.52×104；1.4×103。 【解答】解：汽油机飞轮1min转1200转，那么飞轮1s内的转数为20转；汽油机飞轮转2转就是一个工作循环，所以1s内的工作循环数：n＝10次；汽油机一个工作循环有4个冲程，但只有1次对外做功，所以1s内对外做功数：n＝10次； 汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq汽＝0.4kg×4.6×107J/kg＝1.84×107J。 由图知，水在16min内初温t0＝10℃，末温为40℃， 16min内水吸收的热量：Q吸水＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（40℃﹣10℃）＝2.52×104J； 另一种液体加热8min，吸收的热量为：Q'吸2.52×104J＝1.26×104J； 由Q吸＝c液m液（t液﹣t0）得：1.26×104J＝c液×0.3kg×（50℃﹣20℃）， 解得：c液＝1.4×103J/（kg•℃）。 故答案为：10；1.84×107；2.52×104；1.4×103。 20．【答案】＞；＜。 【解答】解： 甲、乙为质量相等的不同液体，由下图可知，甲、乙吸收相同的热量时，甲的温度变化小，由Q＝cmΔt可知，甲比乙的比热容大；而乙、丙是同种液体则比热容相同，所以甲比丙的比热容大，即c甲＞c丙； 乙、丙为质量不等的同种液体，其比热容相同，由下图可知，乙、丙吸收相同的热量时，乙的温度变化大，由Q＝cmΔt可知，乙的质量比丙小，又因为甲、乙的质量相等，所以甲的质量比丙小 故答案为：＞；＜。 21．【答案】小于；2×104；2：1。 【解答】解：（1）由凝固图象可知，该物质的凝固时温度保持0℃不变，物质在凝固时，放出热量、内能变小，所以第20min的内能小于第10min的内能； （2）由图象可知，物质从A点降温到B点时，用了5min，温度降低了10℃， 所以，此过程中放出的热量Q放＝c液mΔt＝2.5×103J/（kg•℃）×0.2kg×10℃＝5×103J； 因该物质是均匀放热，且质量不变， 所以，相同时间内，物质放出的热量相等， 故凝固过程用了20min，则放出热量为Q凝固放＝4Q放＝4×5×103J＝2×104J； 由图象知，液态降温10℃和固态降温20℃所用的时间相等，所以它们放出的热量相等，因为固态段和液态段物质的质量m相同，由图象知，放热时间相同，即热量相同，液态段降温是10℃，固态段降温是20℃，从而计算得比热容之比为： 2：1。 故答案为：小于；2×104；2：1。 22．【答案】178；2.1×104；mq；23 【解答】解：（1）天平平衡时右盘中的砝码及游码的位置如图，读数为m＝100g+50g+20g+5g+3g＝178g， （2）水的质量m水＝100g＝0.1kg， 水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×104J； （3）酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝mq计算； 消耗的酒精的质量m酒精＝181g﹣178g＝3g＝0.003kg， 酒精完全燃烧放出的热量： Q放＝m酒精q酒精＝3.0×107J/kg×0.003kg＝9×104J， 则酒精灯给水加热的效率： η100%≈23%。 故答案为：178；2.1×104；mq；23。 23．【答案】见试题解答内容 【解答】解：使铁屑内能增加的方法：①通过振荡，对瓶子和铁屑做功，将机械能转化为内能，使铁屑的内能增加，温度升高； ②将装铁屑的瓶子加热，铁屑的温度升高，这是通过热传递的方式改变铁屑的内能； 如果没有看到内能改变的过程，单凭铁屑温度的升高，不能判断出具体的方法，因为做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的。 故答案为：做功；热传递；不能；做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 24．【答案】（1）C；（2）热传递；（3）30；2；提高热机的效率。 【解答】解：（1）根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气体，将机械能转化为内能，第三个冲程是做功冲程，燃料燃烧产生的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，故C正确，ABD错误。 故选：C。 （2）一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水比热容大的特性，汽缸内温度高，水的温度低，水从汽缸中吸收热量，通过热传递的方式来减小汽缸的内能。 （3）汽油机完成一个工作循环，完成了四个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若某汽油机飞轮转速为3600r/min，即1min转3600r，那么1s内转了60r，转2周对外做功1次，则1s内对外做功30次。 在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向汽缸内喷水，水在汽缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，比原有的四冲程汽油机多做一次功，因此六冲程中共做功2次，因为是利用排气冲程后的余热，所以提高了热机的效率，节约了能源。 故答案为：（1）C；（2）热传递；（3）30；2；提高热机的效率。 25．【答案】不变：40。 【解答】解：（1）热值是燃料的特性，与燃料的质量无关；所以燃料燃烧提供火箭升空所需的能量，本身质量不断减小，热值不变； （2）100g液态氢完全燃烧释放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.1kg×1.4×108J/kg＝1.4×107J； 水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝60%×1.4×107J＝8.4×106J， 由Q吸＝cmΔt得水的质量为：m水40kg。 故答案为：不变：40。 26．【答案】见试题解答内容 【解答】解：一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水的质量m＝600g＝0.6kg， 水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.6kg×（100℃﹣10℃）＝2.268×105J； 不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸＝2.268×105J； 由Q放＝mq可知，需要完全燃烧酒精的质量：m酒精0.00756kg＝7.56g。 故答案为：2.268×105；7.56。 27．【答案】4.3×107；1.72×108；25。 【解答】解：①m＝200t＝2×105kg，h＝21.5m， 建筑材料的重力为：G＝mg＝2×105kg×10N/kg＝2×106N， 汽车吊做的有用功为：W有用＝Gh＝2×106N×21.5m＝4.3×107J。 ②m柴油＝4.0kg，q＝4.3×107J/kg， 柴油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝4.0kg×4.3×107J/kg＝1.72×108J。 ③汽车吊的效率为：η100%100%＝25%。 故答案为：4.3×107；1.72×108；25。 28．【答案】50%；5.4×107。 【解答】解：（1）水的体积：V水＝1L＝1dm3＝1.0×10﹣3m3， 由ρ可知，水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg； 在标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃， 水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J； 燃气完全燃烧放出的热量：Q放＝W＝Pt′＝4500W×140s＝6.3×105J； 则燃气炉烧水时的效率：η100%100%＝50%； （2）根据题意可知，燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，即15， 解得：m气＝300g/h，表示燃气炉每小时消耗300g的燃气； 由题意可知，燃气炉每小时放出的热量：Q总＝Pt″＝4500W×3600s＝1.62×107J， 由Q放＝mq 可知，该燃气炉所使用燃料的热值：q5.4×107J/kg。 故答案为：50%；5.4×107。 三．实验探究题（共7小题） 29．【答案】（1）温度；内能；（2）内能；机械；（3）做功冲程。 【解答】解：（1）当迅速地来回拉绳子，克服摩擦对铜管做功，过一会儿筒内的乙醚会冲开塞子，说明了乙醚的温度升高，内能增加； （2）当把塞子冲开后，乙醚蒸汽的内能减少，转化为塞子的机械能； （3）“塞子冲开”过程中内能转化为机械能，与内燃机做功冲程的能量转化相同。 故答案为：（1）温度；内能；（2）内能；机械；（3）做功冲程。 30．【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）本实验需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象； （2）玻璃瓶内装入少量的水，用打气筒往瓶内打气，瓶内气体温度升高，瓶内水汽化，产生大量的水蒸气，当气体对瓶塞做功，瓶塞跳起时，观察水蒸气的液化现象； （3）当瓶内气体冲开瓶塞时，因为瓶内气体对塞子做功，内能减少，温度降低，瓶内的水蒸气液化形成雾； （4）此现象说明物体对外做功，内能减少。 故答案为：（1）C； （2）产生大量的水蒸气，当气体对瓶塞做功，瓶塞跳起时，观察水蒸气的液化现象； （3）瓶内出现白雾； （4）物体对外做功，内能减少。 31．【答案】（1）加热时间；（2）300；控制变量；（3）食用油；强；大于；2.1×103；（4）A；（5）＝。 【解答】解：（1）实验中，水和食用油吸热的多少是通过加热时间来反映的，采用了转换法； （2）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量，加热前，在一个烧杯里倒入270mL的水，食用油的质量m油＝m水＝270g； 则食用油的体积：V油300cm3＝300mL； 那么需要在另一个烧杯里装入300mL的食物油。这是由于本实验需要采用控制变量法进行探究。 （3）根据图乙可知升高20℃，a、b的加热时间分别为3min和6min，b吸热多，吸热能力强，为水，a物质是食用油。相比较而言，水的吸热本领更强。 由Q＝cmΔt可知：放出的热量与降低的温度之cm，所以在质量和放出热量相同的情况下，降低的温度与比热容成反比，故水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。 根据图乙可知，升高20℃，a、b的加热时间分别为3min和6min，由转换法，a、b的吸热之比为1：2＝0.5，根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，则食用油的比热容为： c＝0.5×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。 （4）A、相同质量的水和干泥土相比较，在相同的受冷和受热的情况下，由于水的比热容大（水的吸热能力大），水温度变化慢，而干泥土温度变化快，故沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，故A符合题意； B、用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，这是因为分子是在永不停息地运动，故B不符合题意； C、长期堆放煤的水泥地面变成黑色，这也是由于分子运动造成的，故C不符合题意； D、夏天给教室洒水，感觉凉爽，这是由于水蒸发吸热造成的，故D不符合题意； 故选：A。 （5）图甲中a物质在OB段吸收的热量为Qa，b物质在AB段吸收热量为Qb，因两段加热时间相同，根据转换法，则Qa＝Qb。 故答案为：（1）加热时间；（2）300；控制变量；（3）食用油；强；大于；2.1×103；（4）A；（5）＝。 32．【答案】（1）天平；停表；加热时间长短；（2）质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸热的热量多；（3）C；（4）酒精灯的火焰大小不同；（5）在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。 【解答】解：（1）实验中需要用天平测量水和煤油的质量，用停表测量时间，故还需要的测量工具有天平、停表； 根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较； （2）通过分析实验数据，能够得出的结论是：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同（或质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸热的热量多）； （3）加热时间相同，吸收的热量相同，由（2）知，加热相同时间，水升温慢，故C正确； （4）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是：酒精灯的火焰大小不同； （5）将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是：在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。 故答案为：（1）天平；停表；加热时间长短；（2）质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸热的热量多；（3）C；（4）酒精灯的火焰大小不同；（5）在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。 33．【答案】（1）石棉网；（2）质量；温度计的示数；（3）b；（4）大于；（5）能；（6）偏小。 【解答】解：（1）实验时要用火焰的外焰加热；调整铁夹A的位置，其目的是使石棉网处于适当的高度，方便用外焰加热； （2）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； （3）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； （4）由图丙可知，燃料c燃烧10min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c放出的热量多； （5）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； （6）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菜籽油完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出菜籽油的热值，要比真实值偏小。 故答案为：（1）石棉网；（2）质量；温度计的示数；（3）b；（4）大于；（5）能；（6）偏小。 34．【答案】（1）甲、乙；温度计升高的示数；（2）天平；1.4×106；有热量的损失；（3）甲、丙；（4）2.1×103。 【解答】解：（1）比较不同燃料的热值，需要控制燃料的质量相同，分别加热质量和初温完全相同的同种液体，应选择甲、乙两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过温度计升高的示数来反映； （2）实验中要控制燃料、液体的质量相等，需要用天平来测量质量； 整盒薯片能提供的热量：Q放＝mq＝0.1kg×1.4×107J/kg＝1.4×106J＝1400kJ＜2100kJ； 用实验中测得的薯片的热值计算出整盒薯片能提供的热量小于包装盒上注明的能量，原因可能是实验中存在热量的损失，或实验时薯片没有完全燃烧； （3）比较不同物质吸热升温的特点：应控制燃料相同而吸热物质不同，选择甲、丙两图进行实验； （4）物质吸收热量的多少由加热时间，加热时间越长，物质吸收的热量越多； 由图丁可知，质量和初始温度均相同的a、b两种液体，从20℃加热到80℃，a液体用了10分钟，b液体用20分钟，因此b液体吸收的热量是a液体的两倍； 根据c可知，当质量和温度变化相同时，物质的比热容与吸收的热量成正比，由此可知，a液体的比热容是水的比热容的一半，即a的比热容：cacb＝2.1×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）甲、乙；温度计升高的示数；（2）天平；1.4×106；有热量的损失；（3）甲、丙；（4）2.1×103。 35．【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）蒸汽机和汽油机都属于热机，热机是将内能转化为机械能的机器； 由图甲可知，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能；此过程与蒸汽机的工作过程相似，反映了蒸汽机的工作原理。 在图乙中，火焰使上方空气温度升高、上升，热空气带动叶轮转动，内能转化为机械能；汽油机在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能；所以图乙反映了汽油机的工作原理。 （2）四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min＝30r/s，即每秒钟飞轮转30圈； 因为飞轮每转2圈，对外做功1次，所以在1秒钟内做功的次数为15次。 故答案为：内能转化为机械能；乙；15。 四．解答题（共1小题） 36．【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）由Q＝cm△t可得， △t50℃， t末＝t0+△t＝10℃+50℃＝60℃； （2）由题知，Q放×40%＝Q吸， Q放2.1×107J， Q放＝vq， 需要天然气的体积： V0.7m3。 答： （1）若不考虑热量损失，则可将水烧到60摄氏度； （2）若效率为40%，需要0.7m3的天然气。 五．计算题（共6小题） 37．【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝0.8kg×4.2×107J/kg＝3.36×107J。 （2）水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106J； （3）该燃气灶烧水的效率： η100%100%＝25%。 答（1）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量为3.36×107J。 （2）水吸收的热量为8.4×106J； （3）燃气灶烧水的效率为25%。 38．【答案】（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J； （2）煤炉烧水时的热效率4.2%； （3）若煤炭完全燃烧放出的热量完全由天然气来提供，则需要完全燃烧1.5m3的天然气。 【解答】解：（1）由图可知，经过6min加热，水升高的温度Δt＝80℃﹣20℃＝60℃， 经过6min时间加热，水所吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×60℃＝2.52×106J； （2）煤炭完全燃烧产生的热量：Q放1＝6×107J， 煤炉烧水时的效率： η100%100%＝4.2%； （3）天然气完全燃烧放出的热量Q放2＝Q放1＝6×107J， 由Q放＝Vq得需要完全燃烧天然气的体积： V1.5m3。 答：（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J； （2）煤炉烧水时的热效率4.2%； （3）若煤炭完全燃烧放出的热量完全由天然气来提供，则需要完全燃烧1.5m3的天然气。 39．【答案】（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是5.4×1010J； （2）发动机的效率约为55.56%； （3）飞机在航行过程中的阻力约为3.3×105N。 【解答】解：（1）已知消耗的航空燃油的质量m＝1.35t＝1350kg，航空燃油的热值q＝4×107J/kg， 则这些燃油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4×107J/kg×1350kg＝5.4×1010J； （2）飞机发动机做的功为：W＝Pt＝2.5×107W×20×60s＝3×1010J， 则发动机的效率为：η100%100%≈55.56%。 （3）已知飞机发动机的功率P＝2.5×107W，飞机匀速航行的速度v＝270km/h＝75m/s， 由P＝Fv可知飞机航行过程中的牵引力为：F3.3×105N， 由二力平衡的条件可知飞机航行过程中的阻力为：f＝F＝3.3×105N。 答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是5.4×1010J； （2）发动机的效率约为55.56%； （3）飞机在航行过程中的阻力约为3.3×105N。 40．【答案】（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N。 （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J。 （3）汽油机的功率为2025W。 【解答】解：（1）p＝9.0×105Pa，S＝30cm2＝3×10﹣3m2， 由p可得燃气对活塞的平均压力为： F＝pS＝9.0×105Pa×3×10﹣3m2＝2700N； （2）因为s＝50mm＝0.05m，所以一个做功冲程中燃气对活塞做的功： W＝Fs＝2700N×0.05m＝135J； （3）飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮每分钟转动1800周，要对外做功900次，则燃气对活塞做的总功为： W总＝W×900＝135J×900＝121500J， 而t＝1min＝60s，故汽油机的功率为： P2025W。 答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N。 （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J。 （3）汽油机的功率为2025W。 41．【答案】（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg； （2）双加热煤炉的烧水效率为42%。 【解答】解：（1）1标准大气压下水的沸点为100℃， 把壶内20℃，5kg水烧开，水吸收的热量： Q吸＝c水m水Δt1＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J； 普通煤炉的烧水效率为28%，煤完全燃烧放出的热量： Q放6×106J， 由Q放＝mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量： m煤0.2kg； （2）由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃， 则炉壁间水吸收的热量： Q吸′＝c水m水′Δt2＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×105J， 而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变， 所以，双加热煤炉中水吸收的总热量： Q吸总＝Q吸+Q吸′＝1.68×106J+8.4×105J＝2.52×106J； 由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变， 所以，双加热煤炉的烧水效率： η′100%＝42%。 答：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg； （2）双加热煤炉的烧水效率为42%。 42．【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）汽车百公里耗油的体积：V＝8L＝8×10﹣3m3； 由ρ得，汽油的质量：m＝ρV＝0.75×103kg/m3×8×10﹣3m3＝6kg； 汽油完全燃烧放出的能量：Q＝mq＝6kg×4.5×107J/kg＝2.7×108J； （2）已知轿车发动机的效率为40%，由η可知， 求轿车所做的功为：W＝ηQ放＝40%×2.7×108J＝1.08×108J； 根据公式v可知， 轿车行驶100km的时间为：th＝4000s； 轿车发动机的功率为：P2.7×104W； 根据公式P＝Fv可知， 轿车发动机的牵引力为：F1080N。 答： （1）该轿车以90km/h的速度匀速行驶100km汽油放出的热量为2.7×108J； （2）若轿车发动机的效率是40%，当轿车以90km/h的速度匀速行驶时，发动机的牵引力1080N。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/9/27 18:32:47；用户：杨峰；邮箱：dubuqing@126.com；学号：19082488 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$