专题02 内能的利用-【寒假分层作业】2025年九年级物理寒假培优练（人教版）

专题02 内能的利用 内容早知道 ☛第一层 巩固提升练（3大考点） 考点一 热机 考点二 热机的效率 考点三 能量的转化与守恒 ☛第二层 能力提升练 ☛第三层 拓展突破练 热机 ⭐积累与运用 （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．下列关于分子动理论知识，说法正确的是（   ） A．阳光下，我们看到灰尘飞舞，这是属于扩散现象 B．面包容易被压缩说明分子间存在引力 C．“破镜难圆”是因为固体分子间存在斥力 D．端午节，粽子飘香是由于分子在永不停息地做无规则运动 2．如图所示，是某单缸四冲程汽油机工作的四个冲程示意图，该汽油机的效率是25%，汽油的热值为4×107J/kg，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→丁→甲→丙 B．通过改善汽油机结构，可将其效率从25%提升到100% C．若该汽油机飞轮转速为3600r/min，则1s内完成120个冲程 D．该汽油机工作时吸入100g汽油可输出1×105J的有用功 3．如图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，如图为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（   ） A．图a中气缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．气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A所示的原理相似 D．汽油机的一个工作循环的正确顺序是ABCD 4．2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射。运载飞船的火箭一般要选用热值 （选填“大”或“小”）的燃料，高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的 冲程相同；随着燃料质量的减少，燃料的热值 。 5．如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机做功冲程原理相同的是图 所示的演示的实验；丙、丁两图中表示汽油机压缩冲程的是图 。 热机的效率 ⭐积累与运用 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。 6．关于内燃机，下列说法中正确的是（    ） A．汽油机和柴油机均属于内燃机 B．在压缩冲程中，内能转化为机械能 C．在做功冲程中，飞轮靠惯性来完成 D．只要汽缸内的燃油完全燃烧，内燃机效率就可以达到100% 7．一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速行驶了12km，消耗了0．15kg的氢气。此过程中汽车发动机产生的牵引力为（氢气的热值取）。求： (1)氢气燃烧产生的热量； (2)汽车的牵引力做的功； (3)汽车发动机的效率。 8．如图是我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”，它可以承担大型灭火、水上救援等任务，若该两栖飞机以10m/s的速度匀速直线飞行60s，消耗航空燃油50kg，发动机的效率为40%，求： (1)它在此过程中飞行的路程； (2)50kg的航空燃油完全燃烧放出的热量； (3)飞机发动机的功率。 9．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从加热到，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是，无烟煤的热值是。求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？ 10．实验时小丁用煤炉给l00kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： (1)经过6min时间加热，水增加的内能； (2)该煤炉烧水时的效率。 能量的转化与守恒 ⭐积累与运用 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。 11．如图所示的是一件工艺品，就是合金制成的“马踏飞燕”立在水平木制底11．下列对实验的分析错误的是（   ） A．图甲饱和澄清石灰水变浑浊，说明氢氧化钠溶于水放热 B．图乙中得出水是由氢氧两种元素组成的结论的依据是质量守恒定律 C．图丙用滑轮组提升重物既省力又省功 D．图丁试管内水蒸气将软木塞推出，表明内能可以转化为机械能 12．2024年3月20日，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。如图是火箭与中继星组合体加速上升的情境，以下分析恰当的是（　　） A．鹊桥二号中继星升空时以地面为参照物它是静止的 B．火箭发动机使用的燃料应选用比热容大的燃料 C．鹊桥二号中继星随火箭升空时，燃料燃烧，质量减少，惯性减小 D．穿越大气层时，鹊桥二号中继星和火箭克服摩擦做功，将内能转化为机械能 13．下列有关能量的转化和守恒的说法中，正确的是（ ） A．来回迅速摩擦双手，手掌变热，机械能转化为内能 B．黑塑料袋内盛有水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下，水的温度上升，内能转化为太阳能 C．将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片，发现钢笔杆能吸引纸片，电能转化为机械能 D．随着科技的进步和发展，如图所示的永动机是可以制造出来的 14．如图，敦煌熔盐塔式光热电站利用12000面定日镜，将太阳光会聚到熔盐吸热塔，熔盐被加热成液态流入下方的热盐罐中。需要发电时，热盐液和水进入蒸汽发生器，形成高温高压的水蒸气，然后推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．熔盐作为储热介质，具有熔点高、比热容大的特点 B．太阳光会聚到熔盐吸热塔，熔盐吸热发生液化现象 C．发电过程中，热盐液将温度传递给蒸汽发生器的水 D．水蒸气推动发电机发电的过程中，内能转化为电能 15．11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，火箭从点火到升空的过程中，燃料燃烧将 能转化为 能，最后又转化为火箭的机械能；火箭加速上升过程中，重力势能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 16．如图装置中，酒精灯加热一段时间后，塞子飞出。下列说法正确的是（　　） A．酒精具有化学能，不具有内能 B．酒精消耗一部分后，其热值减少 C．塞子飞出，塞子的动能由水蒸气的内能转化而来 D．塞子的动能，等于酒精燃烧时释放的能量 17．国庆长假，小明家自驾外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时受到的阻力是1000 N，若汽车以这样的状态行驶90km，用了5kg的汽油（汽油的热值取4.5×107J/kg），这段路程中汽车的功率是 W，汽车的效率是 。 18．将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿外，另提供天平和秒表。 （1）要“比较水和油的比热容大小”，器材选择：选择 两组装置进行实验，通过比较 来比较水和油吸收热量的多少？ （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，应选择 两组装置进行实验.进行实验时，在两个装置的燃烧皿中注入 相同的酒精和煤油，实验中两烧杯内的液体均未沸腾，待燃料 后，比较 就可比较出两种燃料热值大小； （3）用甲图中的装置“测量酒精的热值”，加热12min使水温升高了30°C，刚好消耗掉2g酒精，若不计热量损失，酒精的热值为 J/kg.[c水=4.2103J/（kg•°C） 19．某汽车发动机的能量流向如图所示，该车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油1kg。 （1）从能量流向图可得：该汽车发动机的效率为 ，“输出有用功”指的是 能。 （2）汽油完全燃烧放出的热量是多少 ？ （3）在1标准大气压下，废气带走的能量若全部被质量为200kg、初温为20℃的水吸收，则水温将升高多少℃ ？ （4）在此过程中，若发动机的功率恒为30kW，则汽车行驶的路程是多大 ？ 20．小明家购买的增程式电动汽车结构简图如图所示。相比纯电动汽车，它增加了一套发动机与发电机的组合。当电池电量耗尽时，可以通过燃烧汽油使发动机转动，从而带动发电机发电，使驱动电机工作，汽车继续行驶。若此款汽车满电的最大行驶里程为200km，满油满电的最大行驶里程为1000km，油箱最多装汽油60kg。 （1）60kg汽油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？（J/kg）( ) （2）最大行驶里程是汽车在水平公路上，以一定的速度匀速行驶测得的数据。若此时汽车所受阻力为1000N。则匀速行驶1000km的过程中： ①汽车克服阻力做功为多少？( ) ②若该过程中，发动机效率为40%，驱动电机效率为90%，则汽车发电机的发电效率为 %。（保留整数） 21．阅读短文，并回答问题。 航天器着陆的“平安之花” 2023年10月31日上午，一朵“红白伞花”缓缓降落在内蒙古的东风着陆场，“神舟十六号”载人飞船成功着陆 从距离地面300多公里的太空穿越大气层安全着陆，需要经历四次刹车。第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落。第二次刹车是在距离地面100km的时候，返回舱高速进入大气层后，因此产生大量的热，造成温度急剧升高，开始用降落伞减速。科学家为开伞设计了一套程序，先是打开一个引导伞，返回舱的下降速度可由180m/s减至80m/s，然后由引导伞拉出一具减速伞，主伞先开一个小口，慢慢地全部撑开，返回舱底部的反推发动机瞬间点火，最终把最后的一点速度也抵消掉 （1）从“神舟十六号”返回情况来看，需要经历四次刹车，其中仅需要依靠地球引力作用自由下落是第 次刹车； （2）在第二次刹车时，返回舱的温度升高的原因是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变了其内能，这个过程与内燃机的 冲程类似； （3）第三次刹车时，返回舱减小的机械能转化为 能。 22．阅读材料，回答问题 空气动力是指空气与物体相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。经过长时间探索，人们已经成功制造出使用空气作为动力的活塞式发动机。 如图甲是某新型空气动力汽车，储气罐总容量为80L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达144km/h，平均每加满一次气能行驶200km。该车发动机的工作原理如图乙和图丙所示。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单和“零”排放等优点。 虽然因为技术不成熟还存在某些缺点，但是这项技术仍然具有广阔的发展前景。 （1）空气动力汽车发动机工作时，将 能转化为机械能； （2）空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，当转速表显示3000r/min时，该空气发动机活塞每秒经历 个冲程，对外做功 次； （3）若该车在水平地面上以最高速度向前匀速行驶5min，受到的阻力为1000N，则牵引力对汽车做功为 J。 23．阅读短文，回答问题。 涡轮增压 现代柴油机具有节能、低污染的先天优势，能满足日益严格的排放法规要求，这得益于普遍采用了涡轮增压技术。 涡轮增压是一种利用内燃机运作产生的废气驱动空气压缩机的技术，大致原理如题21图所示：发动机排出的高温废气冲击涡轮运转，带动同轴的叶轮高速转动，叶轮将空气压缩后推进到气缸中。由于压缩后的空气密度增大，氧含量也增加，可以燃烧更多的燃料，让车子更有劲。一辆汽车装上涡轮增压器后，其最大功率和未装的时候相比可以增加40％甚至更高，从另一方面看，就是增加了燃油的经济性和降低废气的排放。 （1）图中的发动机处在 冲程； （2）废气推动涡轮转动的过程中，内能转化成 能，废气内能 （选填“增大”、“减少”或“不变”）； （3）安装了涡轮增压器的发动机和传统发动机相比，由于相同时间燃烧更多的燃料，因此具有更高的 ，由于它能够利用废气的能量，所以具有更高的 （以上两空均选填“功率”或“热机效率”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 内能的利用 内容早知道 ☛第一层 巩固提升练（3大考点） 考点一 热机 考点二 热机的效率 考点三 能量的转化与守恒 ☛第二层 能力提升练 ☛第三层 拓展突破练 热机 ⭐积累与运用 （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．下列关于分子动理论知识，说法正确的是（   ） A．阳光下，我们看到灰尘飞舞，这是属于扩散现象 B．面包容易被压缩说明分子间存在引力 C．“破镜难圆”是因为固体分子间存在斥力 D．端午节，粽子飘香是由于分子在永不停息地做无规则运动 【答案】D 【详解】A．阳光下，我们看到灰尘飞舞，不属于扩散现象，是宏观物体的机械运动，故A错误； B．面包中有许多空隙，面包容易被压缩是空隙缩小，不能说明分子间存在引力，故B错误； C．“破镜难圆”是因为破碎的镜子的分子间的的距离太大，不能达到分子间引力的作用范围，故C错误； D．端午节，粽子飘香是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故D正确。 故选D。 2．如图所示，是某单缸四冲程汽油机工作的四个冲程示意图，该汽油机的效率是25%，汽油的热值为4×107J/kg，下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→丁→甲→丙 B．通过改善汽油机结构，可将其效率从25%提升到100% C．若该汽油机飞轮转速为3600r/min，则1s内完成120个冲程 D．该汽油机工作时吸入100g汽油可输出1×105J的有用功 【答案】C 【详解】A．图甲中进气门、排气门均关闭、活塞由下向上运动，是压缩冲程；图乙中进气门打开、排气门关闭、活塞由上向下运动，是吸气冲程；图丙中进气门关闭、排气门打开、活塞由下向上运动，是排气冲程；丁图进气门、排气门均关闭、活塞由上向下运动，火花塞点火，是做功冲程，四冲程汽油机四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，所以该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙，故A错误； B．汽油机工作过程中有能量损耗，效率不可能达到100%，故B错误； C．汽油机的转速是3600r/min，即60r/s，因一个工作循环，曲轴转两圈，对外做功一次，所以，该汽油机每秒可以做功30次，完成120个冲程，故C正确； D．100g汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=0.1kg×4×107J/kg=4×106J汽油机的效率是25%，则所做的有用功 W=ηQ放=25%×4×106J=1×106J 故D错误。 故选C。 3．如图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，如图为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（   ） A．图a中气缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．气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A所示的原理相似 D．汽油机的一个工作循环的正确顺序是ABCD 【答案】C 【详解】AB．图a中的弹射装置工作时，气缸内的蒸汽体积膨胀，推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，蒸汽的内能减小，对外输出机械能，从而推动活塞使舰载机获得牵引力，故AB正确，不符合题意； C．图b中的C图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，将内能转化为机械能，从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图C所示的原理相似，故C错误，符合题意； D．图A，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；图B，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；图C，由以上解析可知，为做功冲程；图D，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，为排气冲程；汽油机的一个工作循环的正确顺序是ABCD，故D正确，不符合题意。 故选C。 4．2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射。运载飞船的火箭一般要选用热值 （选填“大”或“小”）的燃料，高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的 冲程相同；随着燃料质量的减少，燃料的热值 。 【答案】大 做功 不变 【详解】[1]火箭升空时，需要火箭的燃料在燃烧时释放出巨大的能量，才能获得较大的机械能，因此在燃料质量一定时，要选用热值大的燃料，完全燃烧放出的热量较多。 [2]高温燃气推动运载火箭升空时将内能转化为机械能，内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，所以高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的做功冲程相同。 [3]燃料的热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关，所以燃料的质量减少时，其热值不变。 5．如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机做功冲程原理相同的是图 所示的演示的实验；丙、丁两图中表示汽油机压缩冲程的是图 。 【答案】甲 丁 【详解】[1]甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；与汽油机的做功冲程原理相同； 乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；与汽油机压缩冲程原理相同； [2]丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程。 热机的效率 ⭐积累与运用 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。 6．关于内燃机，下列说法中正确的是（    ） A．汽油机和柴油机均属于内燃机 B．在压缩冲程中，内能转化为机械能 C．在做功冲程中，飞轮靠惯性来完成 D．只要汽缸内的燃油完全燃烧，内燃机效率就可以达到100% 【答案】A 【详解】A．汽油机和柴油机均属于内燃机，燃油在汽缸内燃烧产生动力，故A正确； B．在压缩冲程中，机械能转化为内能，故B错误； C．在做功冲程中，燃气推动活塞带动飞轮旋转，故C错误； D．因为存在热损失，内燃机效率不可能达到100%，故D错误。 故选A。 7．一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速行驶了12km，消耗了0．15kg的氢气。此过程中汽车发动机产生的牵引力为（氢气的热值取）。求： (1)氢气燃烧产生的热量； (2)汽车的牵引力做的功； (3)汽车发动机的效率。 【答案】(1)2.1×107J (2)1.2×107J (3)57.14% 【详解】（1）氢气燃烧产生的热量为 （2）汽车的牵引力做的功为 （3）汽车发动机的效率 8．如图是我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”，它可以承担大型灭火、水上救援等任务，若该两栖飞机以10m/s的速度匀速直线飞行60s，消耗航空燃油50kg，发动机的效率为40%，求： (1)它在此过程中飞行的路程； (2)50kg的航空燃油完全燃烧放出的热量； (3)飞机发动机的功率。 【答案】(1)600m； (2)2.1×109J； (3)1.4×107W 【详解】（1）它在此过程中飞行的路程 （2）50kg的航空燃油完全燃烧放出的热量 （3）飞机发动机做的功 飞机发动机的功率 9．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从加热到，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是，无烟煤的热值是。求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此锅炉的效率是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）锅炉内的水吸收的热量为 （2）无烟煤完全燃烧放出的热量为 （3）此锅炉的效率为 10．实验时小丁用煤炉给l00kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： (1)经过6min时间加热，水增加的内能； (2)该煤炉烧水时的效率。 【答案】(1)2.52×107J (2)42% 【详解】（1）由图像知道，水升高的温度 由知道，水增加的内能 （2）煤完全燃烧产生的热量 该煤炉烧水时的效率 能量的转化与守恒 ⭐积累与运用 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。 11．如图所示的是一件工艺品，就是合金制成的“马踏飞燕”立在水平木制底11．下列对实验的分析错误的是（   ） A．图甲饱和澄清石灰水变浑浊，说明氢氧化钠溶于水放热 B．图乙中得出水是由氢氧两种元素组成的结论的依据是质量守恒定律 C．图丙用滑轮组提升重物既省力又省功 D．图丁试管内水蒸气将软木塞推出，表明内能可以转化为机械能 【答案】C 【详解】A．实验中，氢氧化钠固体溶于水，发出大量的热，温度升高，氢氧化钙的溶解度减小，氢氧化钙析出，则饱和澄清石灰水变浑浊，故A正确，不符合题意； B．电解水得到氢气和氧气，氢气、氧气分别是由氢元素、氧元素组成，说明水是由氢氧两种元素组成，得出此结论的依据是质量守恒定律，故B正确，不符合题意； C．图丙用滑轮组提升重物能省力，不能省功，一切机械都要做额外功，故C错误，符合题意； D．图丁试管内水蒸气将软木塞推出，水蒸气对软木塞做功，将内能可以转化为软木塞的机械能，表明内能可以转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选C。 12．2024年3月20日，鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。如图是火箭与中继星组合体加速上升的情境，以下分析恰当的是（　　） A．鹊桥二号中继星升空时以地面为参照物它是静止的 B．火箭发动机使用的燃料应选用比热容大的燃料 C．鹊桥二号中继星随火箭升空时，燃料燃烧，质量减少，惯性减小 D．穿越大气层时，鹊桥二号中继星和火箭克服摩擦做功，将内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．鹊桥二号中继星升空时相对地面的位置发生变化，鹊桥二号中继星升空时以地面为参照物它是运动的，故A不符合题意； B．根据Q=mq，在质量相同时，燃料的质量相同，燃料的热值越大，放出的热量越多，火箭发动机使用的燃料应选用热值大的燃料，故B不符合题意； C．惯性大小取决于物体的质量，鹊桥二号中继星随火箭升空时，燃料燃烧，质量减少，惯性减小，故C符合题意； D．穿越大气层时，鹊桥二号中继星和火箭克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选C。 13．下列有关能量的转化和守恒的说法中，正确的是（ ） A．来回迅速摩擦双手，手掌变热，机械能转化为内能 B．黑塑料袋内盛有水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下，水的温度上升，内能转化为太阳能 C．将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片，发现钢笔杆能吸引纸片，电能转化为机械能 D．随着科技的进步和发展，如图所示的永动机是可以制造出来的 【答案】A 【详解】A．来回迅速摩擦双手，手掌变热，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A正确； B．黑塑料袋内盛有水，插入温度计后系好袋口，放在阳光下，水的温度上升，是太阳能转化为内能，故B错误； C．将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片，发现钢笔杆能吸引纸片，是摩擦起电现象，将机械能转化为电能，故C错误； D．机械能在转化的过程中一定会有损耗，永动机违背了能量守恒定律，不可能制造出来，故D错误。 故选A。 14．如图，敦煌熔盐塔式光热电站利用12000面定日镜，将太阳光会聚到熔盐吸热塔，熔盐被加热成液态流入下方的热盐罐中。需要发电时，热盐液和水进入蒸汽发生器，形成高温高压的水蒸气，然后推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是（　　） A．熔盐作为储热介质，具有熔点高、比热容大的特点 B．太阳光会聚到熔盐吸热塔，熔盐吸热发生液化现象 C．发电过程中，热盐液将温度传递给蒸汽发生器的水 D．水蒸气推动发电机发电的过程中，内能转化为电能 【答案】AD 【详解】A．为了储存热量，熔盐作为储热介质，要不易熔化，所以熔点高；吸、放热能力强，所以比热容大，故A正确； B．太阳光会聚到熔盐吸热塔，熔盐吸热发生熔化现象，故B错误； C．发电过程中，热盐液将热量传递给蒸汽发生器的水，产生水蒸气，故C错误； D．水蒸气推动发电机发电的过程中，内能转化机械能，最终通过发电机转化为电能，故D正确。 故选AD。 15．11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，火箭从点火到升空的过程中，燃料燃烧将 能转化为 能，最后又转化为火箭的机械能；火箭加速上升过程中，重力势能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】化学 内 增大 【详解】[1][2]燃料燃烧过程发生化学反应，将化学能转化为内能。 [3]火箭加速上升过程中，质量不变，高度增加，则重力势能增大。 16．如图装置中，酒精灯加热一段时间后，塞子飞出。下列说法正确的是（　　） A．酒精具有化学能，不具有内能 B．酒精消耗一部分后，其热值减少 C．塞子飞出，塞子的动能由水蒸气的内能转化而来 D．塞子的动能，等于酒精燃烧时释放的能量 【答案】C 【详解】A．任何物体都具有内能，酒精同样具有内能。故A错误； B．热值是燃料的本身的属性，燃料种类不变，热值不变。故B错误； C．管内的温度较高、压强较大的水蒸气对塞子施加一定的压力，让塞子通过一段距离，对塞子做了功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。故C正确； D．酒精燃烧释放的能量，有的散失到空气中，有的转移为试管与水的内能，没有完全转化为塞子的动能。故D错误。 故选C。 17．国庆长假，小明家自驾外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时受到的阻力是1000 N，若汽车以这样的状态行驶90km，用了5kg的汽油（汽油的热值取4.5×107J/kg），这段路程中汽车的功率是 W，汽车的效率是 。 【答案】3×104 40% 【详解】[1]因为汽车匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车受到的牵引力 F=f=1000N 汽车速度 v=108km/h=30m/s 牵引力做功 W=Fs=1000N×9×104m=9×107J 这时汽车牵引力做功的功率 [2]汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=5kg×4.5×107J/kg=2.25×108J 小汽车发动机的机械效率 18．将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿外，另提供天平和秒表。 （1）要“比较水和油的比热容大小”，器材选择：选择 两组装置进行实验，通过比较 来比较水和油吸收热量的多少？ （2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，应选择 两组装置进行实验.进行实验时，在两个装置的燃烧皿中注入 相同的酒精和煤油，实验中两烧杯内的液体均未沸腾，待燃料 后，比较 就可比较出两种燃料热值大小； （3）用甲图中的装置“测量酒精的热值”，加热12min使水温升高了30°C，刚好消耗掉2g酒精，若不计热量损失，酒精的热值为 J/kg.[c水=4.2103J/（kg•°C） 【答案】甲丁 加热时间 乙丙（丁戊） 质量 完全燃烧 液体升高的温度 【详解】（1）[1] 比较水和油的比热容大小，应选用相同的加热装置，且水和油的质量应相同，故可选择甲丁两组装置进行实验并得出结论。 [2] ）在实验中，通过加热时间的长短，来比较水和油吸收热量的多少。 （2）[3][4][5][6] 比较酒精和煤油的热值大小，应选用相同质量的酒精和煤油，加热相同质 量的同种物质，应该选择乙丙（丁戊）两组装置进行实验；选择正确后，在两个装置的燃烧皿中注入相同质量的酒精和煤油，待燃料完全燃尽后，比较液体的升高温度，就可判断燃料热值的大小。 （3）[7] 用甲图中的装置“测量酒精的热值”，加热12min使水温升高了30°C，刚好消耗掉2g酒精。若不计热量损失，水的比热容为4.2×103J/（kg•°C），水吸热为 水吸收的热量等于酒精放出的热量，即∶Q吸= Q放； 酒精的热值为 19．某汽车发动机的能量流向如图所示，该车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油1kg。 （1）从能量流向图可得：该汽车发动机的效率为 ，“输出有用功”指的是 能。 （2）汽油完全燃烧放出的热量是多少 ？ （3）在1标准大气压下，废气带走的能量若全部被质量为200kg、初温为20℃的水吸收，则水温将升高多少℃ ？ （4）在此过程中，若发动机的功率恒为30kW，则汽车行驶的路程是多大 ？ 【答案】30% 机械能 9200m 【详解】（1）[1]汽车发动机的效率为 [2]发动机的作用是克服阻力驱动汽车前进，对汽车做功，故有用功主要指机械能。 （2）[3]汽油完全燃烧放出的热量 （3）[4]水吸收的热量为 水升高的温度为 （4）[5]有用功为 汽车行驶的时间为 汽车行驶的路程为 20．小明家购买的增程式电动汽车结构简图如图所示。相比纯电动汽车，它增加了一套发动机与发电机的组合。当电池电量耗尽时，可以通过燃烧汽油使发动机转动，从而带动发电机发电，使驱动电机工作，汽车继续行驶。若此款汽车满电的最大行驶里程为200km，满油满电的最大行驶里程为1000km，油箱最多装汽油60kg。 （1）60kg汽油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？（J/kg）( ) （2）最大行驶里程是汽车在水平公路上，以一定的速度匀速行驶测得的数据。若此时汽车所受阻力为1000N。则匀速行驶1000km的过程中： ①汽车克服阻力做功为多少？( ) ②若该过程中，发动机效率为40%，驱动电机效率为90%，则汽车发电机的发电效率为 %。（保留整数） 【答案】J J 82 【详解】（1）[1]60kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）①[2]由可知，汽车克服阻力做功为 ②[3]汽车满电的最大行驶里程为200km，满油满电的最大行驶里程为1000km，该过程中，汽车发动机发出的电能 汽车发电机的发电效率为 21．阅读短文，并回答问题。 航天器着陆的“平安之花” 2023年10月31日上午，一朵“红白伞花”缓缓降落在内蒙古的东风着陆场，“神舟十六号”载人飞船成功着陆 从距离地面300多公里的太空穿越大气层安全着陆，需要经历四次刹车。第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落。第二次刹车是在距离地面100km的时候，返回舱高速进入大气层后，因此产生大量的热，造成温度急剧升高，开始用降落伞减速。科学家为开伞设计了一套程序，先是打开一个引导伞，返回舱的下降速度可由180m/s减至80m/s，然后由引导伞拉出一具减速伞，主伞先开一个小口，慢慢地全部撑开，返回舱底部的反推发动机瞬间点火，最终把最后的一点速度也抵消掉 （1）从“神舟十六号”返回情况来看，需要经历四次刹车，其中仅需要依靠地球引力作用自由下落是第 次刹车； （2）在第二次刹车时，返回舱的温度升高的原因是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变了其内能，这个过程与内燃机的 冲程类似； （3）第三次刹车时，返回舱减小的机械能转化为 能。 【答案】一 做功 压缩 内 【详解】（1）[1]阅读材料可知，从“神舟十六号”返回情况来看，其中第一次刹车是发动机点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落，即仅需要依靠地球引力作用自由下落。 （2）[2][3]神舟十六号飞船返回舱返回，在第二次刹车时，返回舱高速进入大气层后与大气摩擦，返回舱克服摩擦做功，即通过做功的方式改变了其内能，此过程将机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程类似。 （3）[4]第三次刹车时，开始用降落伞减速，克服阻力做功，返回舱减小的机械能转化为内能。 22．阅读材料，回答问题 空气动力是指空气与物体相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。经过长时间探索，人们已经成功制造出使用空气作为动力的活塞式发动机。 如图甲是某新型空气动力汽车，储气罐总容量为80L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达144km/h，平均每加满一次气能行驶200km。该车发动机的工作原理如图乙和图丙所示。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单和“零”排放等优点。 虽然因为技术不成熟还存在某些缺点，但是这项技术仍然具有广阔的发展前景。 （1）空气动力汽车发动机工作时，将 能转化为机械能； （2）空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，当转速表显示3000r/min时，该空气发动机活塞每秒经历 个冲程，对外做功 次； （3）若该车在水平地面上以最高速度向前匀速行驶5min，受到的阻力为1000N，则牵引力对汽车做功为 J。 【答案】 内能 100 50 1.2×107 【详解】（1）[1]空气动力汽车工作时压缩的气体对外做功，将内能转化为机械能。 （2）[2][3]空气发动机在工作过程中，曲轴转动一圈完成一个工作循环，1个工作循环2个冲程，对外做功1次；所以，空气发动机的飞轮转速是3000r/min，即每秒钟转50圈，做功50次，完成100个冲程。 （3）[4]因为匀速行驶，牵引力 最高速度可达 匀速行驶5min，通过的路程 牵引力对汽车做功为 23．阅读短文，回答问题。 涡轮增压 现代柴油机具有节能、低污染的先天优势，能满足日益严格的排放法规要求，这得益于普遍采用了涡轮增压技术。 涡轮增压是一种利用内燃机运作产生的废气驱动空气压缩机的技术，大致原理如题21图所示：发动机排出的高温废气冲击涡轮运转，带动同轴的叶轮高速转动，叶轮将空气压缩后推进到气缸中。由于压缩后的空气密度增大，氧含量也增加，可以燃烧更多的燃料，让车子更有劲。一辆汽车装上涡轮增压器后，其最大功率和未装的时候相比可以增加40％甚至更高，从另一方面看，就是增加了燃油的经济性和降低废气的排放。 （1）图中的发动机处在 冲程； （2）废气推动涡轮转动的过程中，内能转化成 能，废气内能 （选填“增大”、“减少”或“不变”）； （3）安装了涡轮增压器的发动机和传统发动机相比，由于相同时间燃烧更多的燃料，因此具有更高的 ，由于它能够利用废气的能量，所以具有更高的 （以上两空均选填“功率”或“热机效率”）。 【答案】排气 涡轮的机械能 减少 功率 热机效率 【详解】（1）[1]由图可知，排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，故是排气冲程。 （2）[2]废气推动涡轮，使涡轮转动起来，故是废气的内能转化为涡轮的机械能。 [3]废气对外做功，故废气的内能减少。 （3）[4]功率是表示做功快慢的物理量，相同时间燃烧更多的燃料，放出更多的热量，对外做功就越大，相同时间内对外做功就会更快，功率更大。 [5]能够利用废气的能量，燃烧相同质量的燃料做的有用功就会越多，热机效率就会更大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$