2025年人教版九年级物理寒假提升专题训练二：内能的利用

2025年人教版九年级物理寒假提升专题训练二：内能的利用 一、单项选择题 1. 2024年6月，搭载两台AEC2.0L航空重油活塞发动机的HH﹣100航空商用无人运输机首飞成功。它有多个汽缸，工作时经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程（如图）中，能为飞机提供动力的是（　　） A． B． C． D． 2．关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（　　） A．物体内能减少时，一定对外做功 B．物体内能增加时，温度一定升高 C．汽油机的压缩冲程把机械能转化为内能 D．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 3．巴黎奥运会盛李豪夺得气步枪金牌。气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸完成射击的，内燃机工作循环中与此过程能量转化相同的冲程是（　　） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 4．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的大功率航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合。燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列关于该发动机工作过程中的说法正确的是（　　） A．压气机压缩空气，空气的内能减小 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值减小 C．使燃烧室中燃料燃烧更充分，可以提高发动机的效率 D．高温高压气体推动涡轮转动，类似于做功冲程，将机械能转化为内能 5．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（　　） A．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 D．放出热量多，热值就大 6．如图所示，用完全相同的装置利用燃料加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式等均相同，不计热量损失，将燃料点燃直至燃尽，甲、乙、丙三套装置的烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，则下列说法错误的是（　　） A．选择甲、乙两图可比较不同燃料的热值 B．选择甲、丙两图可比较不同液体的比热容 C．液体a和液体b的比热容之比为1：2 D．燃料1和燃料2的热值之比为3：4 7．运动员经常喝功能饮料来补充能量，有一种功能饮料标有“能量密度：2.84kJ/mL”的字样，下列物理量中与“能量密度”的含义相似的是（　　） A．内能 B．热量 C．热值 D．比热容 8．如图所示，共享单车的车筐底部安装了太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，从而为GPS和通信模块供电。关于太阳能发电板为蓄电池充电的过程，下列说法正确的是（　　） A．太阳能发电板将太阳能转化为电能 B．太阳能发电板相当于用电器 C．蓄电池相当于开关 D．蓄电池被充电时将化学能转化为电能 9．如图是电风扇工作时的能量流向图（箭头粗细不代表能量的多少），括号的能量应该是（　　） A．电能 B．内能 C．化学能 D．机械能 10．热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（　　） A．酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变 B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙 C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度升高，内能增大 D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大 11．有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 12．今年，我国发射的“天舟四号”货运飞船与“天和号”核心舱在太空成功对接。对接后，它们一起绕地球转动。对这一过程所涉及的物理知识说法错误的是（　　） A．火箭加速升空过程与汽油机做功冲程的能量转化形式相同 B．运载火箭用液态氢做燃料，是因其热值较大 C．对接后以“天舟四号”为参照物，“天和号”是运动的 D．地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程 二、填空题 13．如图是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转化为 　 　能，内燃机工作的 　 　冲程原理与该过程相同。 14．在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 　 　J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气 　 　m3。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。 15．有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 　 　W，机械效率是 　 　。 16．“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是提高了内燃机的 　 　（填写物理量名称）。 17．汽油通常从石油中提炼而成。0.5kg汽油完全燃烧放出的热量是 　 　J。如图为某汽油机工作时的能量流向图，该汽油机消耗0.5kg汽油可输出有用功 　 　J。根据如图能量流向图，请你提出一条提高热机效率的措施：　 　。[汽油的热值为4.6×107J/kg] 18．我国是新能源汽车生产大国，现在的电动汽车都有能量回收功能，刹车和减速时可以将车辆的动能再次转化为电能，这一过程中利用的物理原理是　 　。有人认为“既然电能和动能之间可以互相转化，这样的电动汽车应该可以不用充电，一直行驶。”你认为此观点　 　（填“不正确”或“正确”），理由是　 　。 三、实验探究题 19．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）下列说法正确的是　 　； A．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图 B．比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图 C．比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图 D．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图 （2）为了研究不同物质的吸热升温的现象，利用其中两幅图进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图丁所示： ①实验中，用　 　（选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）间接反映液体吸收热量的多少。 ②由图可以看出，液体a的比热容　 　液体b的比热容，上述两种液体中选择液体　 　作为汽车发动机的冷却剂较好。 （3）为了比较不同燃料的热值，利用其中两幅图进行实验，点燃燃料，经过相同的一段时间后，小明发现其中一只烧杯中的液体温度升高得多，据此能否判断出该烧杯下方燃料热值的大小，答：　 　。 四、计算题 20.如图所示是一款远程无人驾驶清扫车，自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况，该款车以10m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶5min，消耗汽油0.3kg。已知，清扫车行驶过程中的牵引力为1380N，汽油的热值为4.6×107J/kg。求： （1）0.3kg汽油完全燃烧放出的热量； （2）在此过程中清扫车发动机的效率是多少？ （3）假设此过程中，汽油完全燃烧，除了做有用功外，其余能量全部用来加热水。在不考虑其他热损失的情况下，可使初温为20℃，质量92kg的水升高到多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 21．如图所示，是我国自主研制的第一代实用型地效飞行器DXF100，地效飞行器是一种可以在水面上滑行和起降的飞行器，在客运、货运、旅游救护、海上缉私、海洋监测等方面具有广阔的应用前景。地效飞行器在某次执行任务中，以3.6×105W的恒定功率飞行0.5h，消耗了36kg的燃油。[燃油的热值为4.5×107J/kg] 求：地效飞行器在这次执行任务过程中： （1）消耗的燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）发动机的效率是多少？ 参考答案与试题解释 一、单项选择题 1．2024年6月，搭载两台AEC2.0L航空重油活塞发动机的HH﹣100航空商用无人运输机首飞成功。它有多个汽缸，工作时经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程（如图）中，能为飞机提供动力的是（　　） A． B． C． D． 【分析】在四冲程内燃机中，为飞机提供动力的是做功冲程，根据气门的开合和活塞的运动情况判断各选项属于哪个冲程，选出正确选项。 【解答】解：在四冲程内燃机中，为飞机提供动力的是做功冲程，做功冲程进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，符合条件的选项是C，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查四冲程的判断，要会根据气门的开合和活塞的运动情况判断冲程。 2．关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（　　） A．物体内能减少时，一定对外做功 B．物体内能增加时，温度一定升高 C．汽油机的压缩冲程把机械能转化为内能 D．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 【分析】（1）改变物体的内能的方法有做功和热传递。且两种方法在改变物体内能上是等效的。 （2）内能与物体的质量、温度和状态有关。 （3）汽油机的压缩冲程机械能转化为内能。 （4）根据热量的描述进行判断。 【解答】解：A、物体内能减少时，可能是对外做功，也可能是放出了热量，故A错误； B、物体内能增加时，温度不一定升高，可能是质量的增加或状态的改变，故B错误。 C、汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，故C正确； D、热量只可以说吸收或放出热量，不可以说含有热量，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查学生对温度、内能、热量关系的了解和掌握。是中考的热点。 3．巴黎奥运会盛李豪夺得气步枪金牌。气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸完成射击的，内燃机工作循环中与此过程能量转化相同的冲程是（　　） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 【分析】四冲程工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。 【解答】解：气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，此过程中气体对弹丸做功，内能转化为机械能；在汽油机的四个冲程中，将内能转化为机械能的只有做功冲程，与气步枪击发弹丸时的能量转化相同，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 【点评】本题考查了能量的转化、改变物体内能的方法。 4．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的大功率航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合。燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列关于该发动机工作过程中的说法正确的是（　　） A．压气机压缩空气，空气的内能减小 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值减小 C．使燃烧室中燃料燃烧更充分，可以提高发动机的效率 D．高温高压气体推动涡轮转动，类似于做功冲程，将机械能转化为内能 【分析】提高热机效率的方法： 改善燃烧条件‌；减少摩擦损失‌；充分利用废气能量‌；减少热量损失‌；采用先进技术‌。 知道改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。 燃料的热值与燃料的种类有关，‌而与燃料的质量、‌体积、‌是否完全燃烧以及燃料的状态（‌固态、‌液态或气态）‌无关。‌ 【解答】解：A.压气机压缩空气，空气的内能增大，故A错误； B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误； C.使燃烧室中燃料燃烧更充分，可以提高发动机的效率，故C正确； D.高温高压气体推动涡轮转动，类似于做功冲程，将内能转化为机械能，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查提高热机效率及热值，四冲程能量转化，属于基础题。 5．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（　　） A．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B．容易燃烧的燃料，热值一定大 C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多 D．放出热量多，热值就大 【分析】（1）燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少以及燃烧情况无关； （2）根据Q放＝mq分析燃料完全燃烧放出热量的多少。 【解答】解：ABD、燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少以及燃烧情况无关，故A正确、BD错误； C、根据Q放＝mq可知，燃料燃烧放出热量的多少与燃料的热值和燃料的质量有关，煤的热值大于干木柴的热值，但是由于不知道煤和干木柴的质量关系，所以无法比较燃烧煤放出的热量与燃烧干木柴放出热量多少的关系，故C错误。 故选：A。 【点评】本题考查对燃料热值概念的理解，是一道基础题。 6．如图所示，用完全相同的装置利用燃料加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式等均相同，不计热量损失，将燃料点燃直至燃尽，甲、乙、丙三套装置的烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，则下列说法错误的是（　　） A．选择甲、乙两图可比较不同燃料的热值 B．选择甲、丙两图可比较不同液体的比热容 C．液体a和液体b的比热容之比为1：2 D．燃料1和燃料2的热值之比为3：4 【分析】（1）根据控制变量法的应用规则，要比较不同燃料的热值，必须取不同种类的燃料；要比较不同物质的比热，就要取不同种类的液体； （2）比较不同物质的吸热能力时，需要控制两种物质的质量和初温相同；比较不同燃料的热值时，需要控制两种燃料的质量相同； （3）相同质量的不同物体吸收相同的热量，温度变化越小的，比热容越大，吸热能力越强；根据图象和Qa＝Qb＝cmΔt即可求出比热容之比； （4）从图丁中读出数据，运用公式Q＝qm和Q＝cmΔt可求出两燃料的热值之比。 【解答】解： A．为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，需要选择甲、乙两图进行实验，故A正确； B．为了比较两种液体的吸热能力的大小，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，且液体的质量相同，在加热时间相同时，根据转换法可知，通过温度计的示数高低进而判断两种比热容的大小关系，需要选择甲、丙两图进行实验，故B正确； C．由图丁可知，相同质量的a、b液体，被加热相同的时间（吸收相同的热量），a液体升温快，b液体升温慢，说明b液体的吸热本领强；根据图丁可知，a、b都加热tmin，a温度变化量为2T0，b温度变化量为T0； 由Qa＝Qb＝cmΔt可得：camΔta＝cbmΔtb，则caΔta＝cbΔtb；则：ca：cb＝Δtb：Δta＝T0：2T0＝1：2，故C正确； D．根据图丁可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了tmin，燃料2燃烧了2tmin，且甲图中液体温度变化量为2T0，乙图中液体温度变化量为1.5T0，不计热量损失，且两杯液体的质量、比热容均相同，根据公式Q＝cmΔt可知，二者放出的热量之比为；燃料的质量相同，根据公式Q＝qm可知，燃料1与燃料2的热值之比为q1：q2＝Q1：Q2＝4：3，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查比热容、热值计算公式的运用和控制变量法、转换法的应用，为热学中的重要实验。 7．运动员经常喝功能饮料来补充能量，有一种功能饮料标有“能量密度：2.84kJ/mL”的字样，下列物理量中与“能量密度”的含义相似的是（　　） A．内能 B．热量 C．热值 D．比热容 【分析】1kg或1m3某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值，单位J/kg或J/m3。 【解答】解：盒上标有“能量：284kJ/100mL”，表示完喝100mL牛奶可以获得284kJ的热量，所以其中“能量”的含义与热值相似。 故选：C。 【点评】本题考查对热值特性的理解，属于基础题目。 8．如图所示，共享单车的车筐底部安装了太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，从而为GPS和通信模块供电。关于太阳能发电板为蓄电池充电的过程，下列说法正确的是（　　） A．太阳能发电板将太阳能转化为电能 B．太阳能发电板相当于用电器 C．蓄电池相当于开关 D．蓄电池被充电时将化学能转化为电能 【分析】（1）判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。 （2）电源提供电能，用电器消耗电能，开关控制电路的通断。 【解答】解：A、太阳能发电板工作时，消耗太阳能，获得电能，将太阳能转化为电能，故A正确； B、太阳能发电板将太阳能转化为电能，蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来，此时发电板相当于电源，故B错误； CD、太阳能发电板为蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，转化为化学能储存起来，蓄电池相当于简单电路中的用电器，故CD错误。 故选：A。 【点评】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。在自然界中，能量转化的现象很多，但需要通过一些器械装置或在一定条件下进行。 9．如图是电风扇工作时的能量流向图（箭头粗细不代表能量的多少），括号的能量应该是（　　） A．电能 B．内能 C．化学能 D．机械能 【分析】我们能判断出电动机在工作时，消耗了哪种形式的能，进而转化为哪种形式的能是解决该题的关键。 【解答】解：电动机属于用电器，在工作时，消耗电能，转化为机械能和内能。 故选：A。 【点评】解决此题的关键是，电风扇工作时的能量转化，难度不大。 10．热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（　　） A．酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变 B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙 C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度升高，内能增大 D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大 【分析】（1）燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料的质量大小和燃烧是否充分无关； （2）固体很难被压缩说明分子间存在斥力； （3）改变内能的方法是做功和热传递； （4）水的比热容比砂石的较大，因此在同样受冷和受热时，水的温度变化较小，砂石的温度变化较大。 【解答】解：A、热值是燃料的一种特性，与燃料的质量大小无关，酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变，故A正确； B、铁块很难被压缩，说明固体分子间存在斥力，故B错误； C、内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度降低，内能减小，故C错误； D、内陆地区比沿海地区昼夜温差大，原因内陆地区多砂石，沿海地区多水，砂石的比热容比水的比热容小，同样受冷和受热时砂石的温度变化小、水的温度变化大，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查热值、分子动理论、内燃机和水的比热容较大的应用，属于综合题。 11．有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 【分析】（1）能量之间可以相互转化；电能可以转化为其他形式的能； （2）改变物体内能的方式：做功和热传递。 【解答】解：A、电烤炉取暖是利用电流的热效应工作的，是电能先转化为内能，内能通过热传递转移到人体，故A错误； B、古人钻木取火是通过做功方式将机械能转化为内能，故B错误； C、热水泡脚，是通过热传递的方式将水的内能转移到脚上，增大脚部的内能，故C正确； D、对着手“呵气”取暖，是热的传递过程，属通过热传递改变物体内能，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查了改变内能的两种方式、能量的理解，转化和转移，属于基础题。 12．今年，我国发射的“天舟四号”货运飞船与“天和号”核心舱在太空成功对接。对接后，它们一起绕地球转动。对这一过程所涉及的物理知识说法错误的是（　　） A．火箭加速升空过程与汽油机做功冲程的能量转化形式相同 B．运载火箭用液态氢做燃料，是因其热值较大 C．对接后以“天舟四号”为参照物，“天和号”是运动的 D．地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程 【分析】A、火箭加速升空过程，速度增加，高度增加，所以机械能增加，是内能转化为机械能； B、氢能热值较大，常用来作为燃料； C、天舟四号”货运飞船与“天和号”对接后一起绕地球转动，以“天舟四号”为参照物，“天和号”是静止的； D、电磁波能在真空中传播。 【解答】解：A、火箭加速升空过程与汽油机做功冲程的能量转化都是内能转化为机械能，故A正确； B、运载火箭用液态氢做燃料，是因其热值较大，故B正确； C、天舟四号”货运飞船与“天和号”对接后一起绕地球转动，以“天舟四号”为参照物，“天和号”是静止的，故C错误； D、电磁波能在真空中传播，地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程，故D正确。 故选：C。 【点评】本题考查了能量的转化、氢能的认识、参照物的选择和电磁波的认识。属于基础题。 二、填空题 13．如图是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转化为 　内　能，内燃机工作的 　压缩　冲程原理与该过程相同。 【分析】当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能。 【解答】解：把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中压缩套筒内空气做功，使套筒内气体的内能增加，达到艾绒的着火点。在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同； 故答案为：内；压缩。 【点评】本题考查改变机械能和内能的相互转化以及内燃机的工作过程，难度不大 14．在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是 　3.36×105　J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气 　0.075　m3。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。 【分析】此题为热量的综合计算，利用比热容和热值的定义，代入题中所给数据即可求解。 【解答】解：1标准大气压下水沸点为100℃，故1kg水吸收的热量Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J。 小明本次用水升温△t＝42℃﹣22℃＝20℃，水需吸热 热水器效率为70%，则需要天然气放热； 消耗的天然气体积； 故答案为：3.36×105；0.075。 【点评】只要用好比热容和热值的公式，理解加热效率，计算准确即可将此题解出，难度中等。 15．有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 　1250　W，机械效率是 　32.6%　。 【分析】根据四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次求出汽油机每分钟对外做功的次数，进而求出汽油机1min做的总功，利用P求汽油机的功率； 根据Q＝mq求出5g汽油完全燃烧释放的热量，根据利用η100%求机械效率。 【解答】解：单缸四冲程汽油机的一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，因此汽油机每分钟共有150个工作循环，对外做功150次， 则汽油机工作1min做的功W＝150×500J＝7.5×104J， 该汽油机的功率。 5g汽油完全燃烧释放的热量， 满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率。 故答案为：1250；32.6%。 【点评】本题考查四冲程内燃机的工作过程、功率和效率公式的应用，关键是求出四冲程内燃机1min对外做功的次数。 16．“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是提高了内燃机的 　效率　（填写物理量名称）。 【分析】提高热机效率的方法：‌（1）改善燃烧条件‌；‌（2）减少摩擦损失‌；（3）减少热量损失‌；‌（4）采用先进技术‌。 【解答】解：“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是提高了内燃机的效率。 故答案为：效率。 【点评】本题主要考查了提高热机效率的方法。 17．汽油通常从石油中提炼而成。0.5kg汽油完全燃烧放出的热量是 　2.3×107　J。如图为某汽油机工作时的能量流向图，该汽油机消耗0.5kg汽油可输出有用功 　8.05×106　J。根据如图能量流向图，请你提出一条提高热机效率的措施：　加润滑油，减小摩擦　。[汽油的热值为4.6×107J/kg] 【分析】只有完全燃烧时，才能用Q＝qm或Q＝qV计算。用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 【解答】解：汽油通常从石油中提炼而成。0.5kg汽油完全燃烧放出的热量是Q＝qm＝4.6×107J/kg×0.5kg＝2.3×107J。如图为某汽油机工作时的能量流向图，可得汽油机的效率为η＝100%﹣33%﹣25%﹣7%＝35%，该汽油机消耗0.5kg汽油可输出有用功W有用＝ηQ＝35%×2.3×107J＝8.05×106J。根据如图能量流向图，请你提出一条提高热机效率的措施：加润滑油，减小摩擦。 故答案为：2.3×107；8.05×106；加润滑油，减小摩擦。 【点评】本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq、Q吸＝cm（t﹣t0）和提高热机效率的方法。 18．我国是新能源汽车生产大国，现在的电动汽车都有能量回收功能，刹车和减速时可以将车辆的动能再次转化为电能，这一过程中利用的物理原理是　电磁感应　。有人认为“既然电能和动能之间可以互相转化，这样的电动汽车应该可以不用充电，一直行驶。”你认为此观点　不正确　（填“不正确”或“正确”），理由是　在能量转化和转移过程中存在能量损耗，不可能实现能量的完全转化和循环利用　。 【分析】根据电磁感应原理、能量守恒分析。 【解答】解：当电动汽车刹车和减速时，电机处于发电状态，电机的线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，将车辆的动能转化为电能储存起来，这正是电磁感应现象的应用；在能量转化和转移过程中，不可避免地会存在能量损耗。例如，在动能转化为电能过程中，电机等部件存在电阻，会有一部分电能转化为内能散失掉；在电能转化为动能驱动汽车行驶过程中，也会因为机械摩擦等因素产生能量损耗，不可能实现能量的完全转化和循环利用，所以电动汽车不能不用充电一直行驶。 故答案为：电磁感应；不正确；在能量转化和转移过程中存在能量损耗，不可能实现能量的完全转化和循环利用。 【点评】紧密联系生活实际，考察了电磁感应原理、能量守恒。 3、 实验探究题 19．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）下列说法正确的是　C　； A．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图 B．比较不同燃料的热值，可以选择甲、丙两图 C．比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图 D．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图 （2）为了研究不同物质的吸热升温的现象，利用其中两幅图进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图丁所示： ①实验中，用　加热时间　（选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）间接反映液体吸收热量的多少。 ②由图可以看出，液体a的比热容　小于　液体b的比热容，上述两种液体中选择液体　b　作为汽车发动机的冷却剂较好。 （3）为了比较不同燃料的热值，利用其中两幅图进行实验，点燃燃料，经过相同的一段时间后，小明发现其中一只烧杯中的液体温度升高得多，据此能否判断出该烧杯下方燃料热值的大小，答：　不能　。 【分析】（1）①燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；②为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系； （2）①物质吸收热量的多少可以通过加热时间来反映；②升高相同的温度，我们可以在纵轴上取一相同的温度，做横轴的平行线，看谁的加热时间长，谁的比热容就大，加热时间越短，吸热能力越弱； （3）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。 【解答】解：（1）AB、为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验，故AB错误； CD、为了比较不同液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验，故C正确，D错误； （2）①不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；②由图示图象可知，a和b升高相同的温度，如温度都升到80℃，a需要的是时间是10min，b需要的时间是20min，b需要更长的加热时间，这也就说明了b的吸热能力强一些，a的吸热能力弱，所以b液体的比热容较大；使用b液体作为发动机的冷却液； （3）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。 燃料燃烧相同的时间无法比较已经燃烧的燃烧的燃料的质量相同，所以不能说明热值的大小。 故答案为：（1）C；（2）加热时间；②小于；b；（3）不能。 【点评】本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键。 4、 计算题 20．如图所示是一款远程无人驾驶清扫车，自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况，该款车以10m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶5min，消耗汽油0.3kg。已知，清扫车行驶过程中的牵引力为1380N，汽油的热值为4.6×107J/kg。求： （1）0.3kg汽油完全燃烧放出的热量； （2）在此过程中清扫车发动机的效率是多少？ （3）假设此过程中，汽油完全燃烧，除了做有用功外，其余能量全部用来加热水。在不考虑其他热损失的情况下，可使初温为20℃，质量92kg的水升高到多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】（1）根据Q放＝qm求出0.3kg汽油完全燃烧放出的热量； （2）根据W＝Fs＝Fvt求出清扫车发动机做的机械功，利用η100%求出清扫车发动机的效率； （3）根据Q吸＝Q放﹣W求出水吸收的热量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水升高的温度。 【解答】解：（1）0.3kg汽油完全燃烧放出的热量为 Q放＝qm油＝4.6×107J/kg×0.3kg＝1.38×107J； （2）在此过程中清扫车发动机做的机械功为： W＝Fs＝Fvt＝1380N×10m/s×5×60s＝4.14×106J， 在此过程中清扫车发动机的效率为： η100%100%＝30%； （3）假设此过程中，汽油完全燃烧，除了做有用功外，其余能量全部用来加热水，水吸收的热量为： Q吸＝Q放﹣W＝1.38×107J﹣4.14×106J＝9.66×106J， 根据Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水升高到的温度为： 。 答：（1）0.3kg汽油完全燃烧放出的热量为1.38×107J； （2）在此过程中清扫车发动机的效率是30%； （3）在不考虑其他热损失的情况下，可使初温为20℃，质量92kg的水升高到45℃。 【点评】本题考查了比热容、热值和热效率的相关计算，属于基础计算题，难度不大。 21．如图所示，是我国自主研制的第一代实用型地效飞行器DXF100，地效飞行器是一种可以在水面上滑行和起降的飞行器，在客运、货运、旅游救护、海上缉私、海洋监测等方面具有广阔的应用前景。地效飞行器在某次执行任务中，以3.6×105W的恒定功率飞行0.5h，消耗了36kg的燃油。[燃油的热值为4.5×107J/kg] 求：地效飞行器在这次执行任务过程中： （1）消耗的燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）发动机的效率是多少？ 【分析】（1）利用Q放＝qm可求出汽油完全燃烧放出的热量； （2）利用P求出所做的功，再根据η100%计算发动机的热机效率。 【解答】解：（1）消耗的燃油完全燃烧放出的热量为： Q放＝qm＝4.5×107J/kg×36kg＝1.62×109J； （2）由P知，所做的功： W＝Pt＝3.6×105W×0.5×3600s＝6.48×108J， 发动机的热机效率： η100%100%＝40%。 答：（1）消耗的燃油完全燃烧放出的热量是1.62×109J； （2）发动机的热机效率是40%。 学科网（北京）股份有限公司 $$