第14章 内能的利用 基础诊断卷-2025-2026学年新教材九年级物理全一册单元大小卷（人教版2024）

第十四章 内能的利用 基础诊断卷 时间：𝟔𝟎 𝐦𝐢𝐧 满分：100 分 一、选择题(每小题 3 分） 1.下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是( ) A.木帆船 B.C919 客机 C.载重汽车 D.远洋货轮 2.热机的特点是将燃料燃烧获得内能，然后通过做功驱动机器。 这是利用了储存在燃料中的( ) A.势能 B.电能 C.化学能 D.机械能 3.礼花在空中绽放的过程与热机工作时某个冲程的能量转化相似， 这一冲程对应选项中的( ) A. B. C. D. 12/142 4. 1 立方米可燃冰可转化为 164 立方米的天然气和 0.8 立方米的水。通过以上资料，可以认识 到“可燃冰”应该具有( ) A.较高的热量 B.较高的热值 C.较大的比热容 D.较大的内能 5.为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提高热机效率 有用的是( ) A.尽量增加废气带走的热量 B.用导热性更好的材料做内燃机气缸 C.增加燃料的质量 D.尽量使燃料充分燃烧 6.下列符合普通汽车使用的热机的能量流向的是( ) A B C D 7.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，水会从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。则下列说法正确的是( ) A.根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 B.使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C.水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D.水从水火箭中喷出相当于汽油机的排气冲程 13/142 8.某电力科技有限公司声称研发出了一款“突破能量守恒定律”的机组，该公司称这一技术为“一 种补偿式自循环发电系统”，下列有关该装置的分析正确的是( ) A.根据能量守恒定律，该装置会一直运转下去 B.如果没有能量及时补充，该装置最终会停止运行 C.该发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 D.不靠任何能量补充，该装置可实现发电量巨大提升 9.一台单缸四冲程内燃机转速为 600 转/分，则下列说法正确的是( ) A.每分钟做功 100 次，共有 600 个冲程 B.每分钟做功 200 次，共有 200 个冲程 C.每秒做功 20 次，共有 10 个冲程 D.每秒做功 5 次，共有 20 个冲程 10.将热值为4.8 × 107 J/kg 的汽油和同体积的醇基燃料完全燃烧，二者释放的热量之比 𝑄 汽油 : 𝑄 醇基 = 5: 3 。已知该汽油与醇基燃料的密度之比为5: 6 ，则醇基燃料的热值为( ) A.2.4 × 107 J/kg B.2.1 × 107 J/kg C.1.8 × 107 J/kg D.2.8 × 107 J/kg 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 11.小明随爸爸去汽车销售服务4S 店保养车，师傅告诉小明爸爸“这辆车该换火花塞了”，则小 明家的车用的发动机是________（选填“汽油机”或“柴油机”）。 12.如图是某科技馆展出的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电 转换器，光电转换器的能量转化过程是________________，该过程中能量的总量__________ （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 14/142 13.图甲为某便携式丁烷燃气炉，用该燃气炉烧水时，图乙为水的温度随加热时间变化的图像， 由图乙可以判断出在烧水过程中，_________（选填“0～2 min”“2～4 min”或“4～6 min ”）内 的加热效率最高；因设备问题，导致丁烷没能完全燃烧，丁烷的热值______（选填“变小”“变 大”或“不变”）。 14.有一个吹好的气球，使其快速放气，气体会推动气球运动，气球嘴部的温度______（选填“变 高”“变低”或“无变化”），汽油机工作过程中的______冲程与这一实验过程中能量的转化相同。 当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，汽油机的工作效率会______（选填“增大”“不变” 或“减小”）。 15.使用清洁能源有助于实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2 kg，初温为 15 ℃的水刚好加热到95 ℃ ，水吸收的热量是_________J；若此过程的热效率为40%，则需完 全燃烧天然气_____m3 。［水的比热容为4.2 × 103 J/(kg ⋅ ℃)，天然气热值为4.2 × 107 J/m3 ］ 15/142 三、简答题（本题共 1 小题，共 10 分） 16.（10 分）如图为某国产插电混动汽车工作的原理图。单独用汽油为燃料，内燃机驱动（虚 线框内的结构原理）时，最多可以行驶 600 千米，单独充满电只用电驱动时，最多可以行驶 1 00 千米。如果是满油并且满电状态，内燃机和电动机共同工作，最多可以行驶 1 000 千米。 根据上述描述，回答下列问题。 （1） 在单独用电驱动汽车时，能量是如何转化的？ （2）请结合插电混动汽车工作的原理图，用能量转化知识说明该车在满油且满电状态下行驶 里程超过纯油和纯电状态行驶里程总和的原因。 16/142 四、实验探究题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 22 分） 17.（10 分）如图所示，甲、乙、丙三图中的实验装置完全相同。燃料 1 是酒精，燃料 2 是煤 油，燃料的质量都是10 g ，烧杯内液体的质量都是100 g 。 （1）要比较不同燃料的热值，应选择________两图中的装置进行实验。表格中是比较燃料热 值的实验数据，表中①处应填写的内容是_____________________________，根据表中数据， 估算出煤油的热值是_________J/kg 。 燃料 加热前烧杯内液体的温度𝑡0/℃ ① 燃料的热值𝑞/(J⋅kg−1) 10 g 酒精 15 35 2.4×106 10 g 煤油 15 45 （2）实验后小明根据实验数据计算出液体吸收的热量，结合“10 g 酒精”这一数据，算出酒精 的热值。小明算出的酒精的热值与实际值相比______（选填“偏大”或“偏小”），为什么？请说 出一个理由：___________________________________________________________。 17/142 18.（12 分）小明和小华做“比较燃料热值大小”的实验。为了比较不同燃料的热值，小明采用 与图甲完全相同的两套装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。 （1）实验前调整铁夹𝐴 的位置，其目的是使________（选填“陶土网”或“温度计”）处于适当 的高度。 （2）实验中应控制燃料的______相同；根据__________________（选填“温度计示数的变化” 或“加热的时间”）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，直至燃料燃尽，小明记下了各个时刻烧杯中的水 温并绘制出了图乙中的图像。 （4）小华也用与图甲完全相同的两套装置进行实验,比较燃料𝑐和燃料𝑑 的热值，在烧杯内加 入初温和质量相同的水，在燃料燃烧完后也绘制出了水温随时间变化的图像，如图丙所示;图 丙中图线𝑐在6 min 后变为水平，说明温度计的示数不变，其原因是__________。 （5）分析图乙可初步判断燃料___（选填“𝑎”或“𝑏 ”）的热值大。 （6）根据图丙____（选填“能”或“不能”）比较这两种燃料热值的大小。 18/142 五、综合计算题（本题共 2 小题，共 18 分） 19.（8 分）新能源的开发利用为我们的日常生活带来了极大的方便。如图是某款空气能热水器， 它每小时能将400 kg水的温度从15 ℃升高到55 ℃ ，已知𝑐 水 = 4.2 × 103 J/(kg ⋅ ℃)，𝑞 无烟煤 = 2 .8 × 107 J/kg 。 （1）求水吸收的热量。 （2）若这些热量是无烟煤在效率为75% 的锅炉里完全燃烧提供的，则需要燃烧多少千克的无 烟煤？ 19/142 20.（10 分）百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时，每一百公里的平均燃料消耗量。由于多 数车辆以90 km/h 的速度匀速行驶时接近经济车速，因此对外公布的理论油耗通常为以90 km /h 的速度匀速行驶时的百公里油耗。某品牌汽车的百公里油耗为8 L，汽车所受的阻力恒为 945 N （已知汽油的密度为0.75 × 103 kg/m3，热值为4.5 × 107 J/kg ）。 （1）汽油在燃烧的过程中，将化学能转化为____能。汽油用掉一半时，其热值______（选填“变 大”“变小”或“不变”）。 （2）求8 L 汽油完全燃烧放出的热量。 （3）求该品牌汽车匀速直线行驶100 km 发动机所做的功。 （4）求该品牌汽车发动机的效率。 20/142 第十四章 内能的利用 基础诊断卷 时间：𝟔𝟎 𝐦𝐢𝐧 满分：100 分 一、选择题(每小题 3 分） 1.下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是( ) A.木帆船 B.C919 客机 C.载重汽车 D.远洋货轮 解析：C919 客机、载重汽车、远洋货轮的动力设备都是热机，故 B、C、D 不正确；木帆船 是利用风力工作的，动力设备不是热机，故 A 正确。 2.热机的特点是将燃料燃烧获得内能，然后通过做功驱动机器。 这是利用了储存在燃料中的( ) A.势能 B.电能 C.化学能 D.机械能 解析：热机工作时将燃料的化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化成机械能，故 A、B、D 错误，C 正确。 3.礼花在空中绽放的过程与热机工作时某个冲程的能量转化相似， 这一冲程对应选项中的( ) 18/234 A. B. C. D. 解析：礼花在空中绽放时高压气体对外做功，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能量转化相似。 选项 图中状态描述 判断 A 只有进气门打开，活塞下行（吸气冲程） 错误 B 两个气门都关闭，活塞上行（压缩冲程） 错误 C 两个气门都关闭，活塞下行（做功冲程） 正确 D 只有排气门打开，活塞上行（排气冲程） 错误 4. 1 立方米可燃冰可转化为 164 立方米的天然气和 0.8 立方米的水。通过以上资料，可以认识 到“可燃冰”应该具有( ) A.较高的热量 B.较高的热值 C.较大的比热容 D.较大的内能 解析：热值反映了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小，1 立方米的可燃冰 可转化为 164 立方米的天然气，则与质量相同的其他燃料相比，完全燃 烧放出的热量较多，说明可燃冰的热值较高。 热值的理解 热值反映了燃料燃烧时放热的能力,它的大小仅与燃料的种类有关；燃料燃烧时放热 的多少,不仅要看燃料的放热能力（热值）,还要看消耗燃料的多少以及是否完全燃烧。 19/234 5.为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提高热机效率 有用的是( ) A.尽量增加废气带走的热量 B.用导热性更好的材料做内燃机气缸 C.增加燃料的质量 D.尽量使燃料充分燃烧 解析：增加废气带走的热量，会增大能量的损失，降低热机效率，故 A 不符合题意；用导热 性更好的材料做内燃机气缸，会增大散热带走的热量，会增大能量的损失，降低热机效率，故 B 不符合题意；增加燃料的质量不能提升热机效率，故 C 不符合题意；尽量使燃料充分燃烧可 以增大可以利用的能量，可以提高热机效率， 故 D 符合题意。 提高热机效率的方法 要提高热机的效率就要尽可能让燃料充分燃烧,减少能量的损失。热机效率与热机功率无关,与 热机工作时间无关。 6.下列符合普通汽车使用的热机的能量流向的是( ) A B C D 解析：热机是利用内能来做功的机械，故 B 错误；普通汽车热机的效率通常在20%～30% ， 只有 D 选项中热机工作时的效率符合题意，故 A、C 错误，D 正确。 7.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，水会从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。则下列说法正确的是( ) 20/234 A.根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 B.使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C.水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D.水从水火箭中喷出相当于汽油机的排气冲程 解析：整个过程中水火箭与外界发生了能量的转化和转移，因此，仅对水火箭而言，其能量 不守恒，故 A 错误；使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同，都是压缩 气体，将机械能转化为内能，故 B 正确；水火箭中的“水”不能燃烧，不属于燃料，故 C 错误； 水从水火箭中喷出的过程中，内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故 D 错误。 8.某电力科技有限公司声称研发出了一款“突破能量守恒定律”的机组，该公司称这一技术为“一 种补偿式自循环发电系统”，下列有关该装置的分析正确的是( ) A.根据能量守恒定律，该装置会一直运转下去 B.如果没有能量及时补充，该装置最终会停止运行 C.该发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒 D.不靠任何能量补充，该装置可实现发电量巨大提升 解析：发电时由于要克服摩擦等做功，会有一部分能量损失，根据能量守恒定 律可知，如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故 A 错 误，B 正确；发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，但在转化过程中，总的 能量是守恒的，故 C 错误；根据能量守恒定律可知，不靠任何能量补充，该装置的 发电量是不会巨大提升的，故 D 错误。 21/234 9.一台单缸四冲程内燃机转速为 600 转/分，则下列说法正确的是( ) A.每分钟做功 100 次，共有 600 个冲程 B.每分钟做功 200 次，共有 200 个冲程 C.每秒做功 20 次，共有 10 个冲程 D.每秒做功 5 次，共有 20 个冲程 解析：一台单缸四冲程内燃机转速为 600 转/分= 10 转/秒，一个工作循环有 4 个冲程，一个 工作循环做功 1 次。 问题 答案 判断 每分钟做功次数 600 转/分÷ 2 = 300 （次） A、B 错误 每分钟冲程总数 600 转/分× 2 = 1 200 （次） 每秒做功次数 10 转/秒÷ 2 = 5 （次） C 错误，D 正确 每秒冲程总数 10 转/秒× 2 = 20 （次） 四冲程内燃机的计算 单缸四冲程内燃机的一个工作循环中,飞轮转两圈,完成四个冲程,对外做一次功。 10.将热值为4.8 × 107 J/kg 的汽油和同体积的醇基燃料完全燃烧，二者释放的热量之比 𝑄 汽油 : 𝑄 醇基 = 5: 3 。已知该汽油与醇基燃料的密度之比为5: 6 ，则醇基燃料的热值为( ) A.2.4 × 107 J/kg B.2.1 × 107 J/kg C.1.8 × 107 J/kg D.2.8 × 107 J/kg 解析：由题知，完全燃烧的汽油的体积与完全燃烧的醇基燃料的体积相同，密度之比为 𝜌 汽油 𝜌 醇基 = 5 6 ， 释放热量之比为 𝑄 汽油 𝑄 醇基 = 5 3 ，由𝜌 = 𝑚 𝑉 可得汽油与醇基燃料的质量之比为 𝑚 汽油 𝑚 醇基 = 𝜌 汽油 𝑉 𝜌 醇基 𝑉 = 5 6 ，二者 热值之比为 𝑞 汽油 𝑞 醇基 = 𝑄 汽油 𝑚 汽油 𝑄 醇基 𝑚 醇基 = 𝑄 汽油 𝑄 醇基 × 𝑚 醇基 𝑚 汽油 = 5 3 × 6 5 = 2 1 ，则醇基燃料的热值为𝑞 醇基 = 𝑞 汽油 2 = 4.8×107 J/kg 2 = 2.4 × 107 J/kg 。故 A 正确，B、C、D 错误。 22/234 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 11.小明随爸爸去汽车销售服务4S 店保养车，师傅告诉小明爸爸“这辆车该换火花塞了”，则小 明家的车用的发动机是________（选填“汽油机”或“柴油机”）。 解析：汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴；则小明家 的车用的发动机是汽油机。 12.如图是某科技馆展出的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电 转换器，光电转换器的能量转化过程是________________，该过程中能量的总量__________ （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 解析：光电转换器是把光能转化为电能的装置。能量既不能凭空产生也不能凭 空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或是从一个物体转移到其他物体， 在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 13.图甲为某便携式丁烷燃气炉，用该燃气炉烧水时，图乙为水的温度随加热时间变化的图像， 由图乙可以判断出在烧水过程中，_________（选填“0～2 min”“2～4 min”或“4～6 min ”）内 的加热效率最高；因设备问题，导致丁烷没能完全燃烧，丁烷的热值______（选填“变小”“变 大”或“不变”）。 23/234 解析：由题意可知，三个时间段均为2 min ，相同时间内燃烧丁烷放出的热量相 同，由图乙知，0～2 min内水温升高得最多，由𝑄 吸 = 𝑐𝑚Δ𝑡 可知，水吸收的热量 最多，由𝜂 = 𝑄 吸 𝑄 放 × 100%可知，0～2 min 内的加热效率最高；热值是燃料的一种 特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关，所以丁烷虽然 没能完全燃烧，但其热值不变。 14.有一个吹好的气球，使其快速放气，气体会推动气球运动，气球嘴部的温度______（选填“变 高”“变低”或“无变化”），汽油机工作过程中的______冲程与这一实验过程中能量的转化相同。 当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，汽油机的工作效率会______（选填“增大”“不变” 或“减小”）。 答案：变低，做功，减小 解析：气球内的气体快速放出时，气体的内能转化为机械能，气体的内能减小，温度降低， 所以气球嘴部的温度变低，汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，故汽油机的做功冲程与这 一实验过程中能量的转化相同；由于汽油不能充分燃烧，所以做的有用功与汽油完全燃烧放出 的能量的比值变小，故汽油机的工作效率减小。 24/234 15.使用清洁能源有助于实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2 kg，初温为 15 ℃的水刚好加热到95 ℃ ，水吸收的热量是___________J；若此过程的热效率为40%，则需 完全燃烧天然气_____m3 。［水的比热容为4.2 × 103 J/(kg ⋅ ℃)，天然气热值为4.2 × 107 J/m3 ］ 解析：水吸收的热量为 𝑄 吸 = 𝑐𝑚(𝑡 − 𝑡0) = 4.2 × 10 3 J/(kg ⋅ ℃) × 2 kg × (95 ℃ − 15 ℃) = 6.72 × 105 J ； 由𝜂 = 𝑄 吸 𝑄 放 可知，天然气完全燃烧放出的热量为𝑄 放 = 𝑄 吸 𝜂 = 6.72×105 J 40% = 1.68 × 106 J ； 由𝑄 放 = 𝑉𝑞可知，消耗的天然气的体积为𝑉 = 𝑄 放 𝑞 = 1.68×106 J 4.2×107 J/m3 = 0.04 m3 。 三、简答题（本题共 1 小题，共 10 分） 16.（10 分）如图为某国产插电混动汽车工作的原理图。单独用汽油为燃料，内燃机驱动（虚 线框内的结构原理）时，最多可以行驶 600 千米，单独充满电只用电驱动时，最多可以行驶 1 00 千米。如果是满油并且满电状态，内燃机和电动机共同工作，最多可以行驶 1 000 千米。 根据上述描述，回答下列问题。 （1）在单独用电驱动汽车时，能量是如何转化的？ 解：电池组的化学能先转化为电能，电能再转化为机械能。 解析：在单独用电驱动汽车时，电池组的化学能先转化为电能，电能再转化为机械能。 25/234 （2）请结合插电混动汽车工作的原理图，用能量转化知识说明该车在满油且满电状态下行驶 里程超过纯油和纯电状态行驶里程总和的原因。 解：插电混动汽车在内燃机和电动机共同工作时，内燃机一边带动驱动轴转动，一边带动发 电机发电，将动能转化为电能，电能通过电动机又可以驱动汽车前进，这样提高了能量的转化 效率，所以汽车行驶的里程超过纯油和纯电状态行驶里程的总和。 解析：由插电混动汽车工作原理图可知，该车在内燃机和电动机共同工作的状态下行驶时， 内燃机一边带动驱动轴转动，一边带动发电机发电，将动能转化为电能，电能通过电动机又可 以驱动汽车前进，这样提高了能量的转化效率，所以汽车行驶的里程超过纯油和纯电状态行驶 里程的总和。 四、实验探究题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 22 分） 17.（10 分）如图所示，甲、乙、丙三图中的实验装置完全相同。燃料 1 是酒精，燃料 2 是煤 油，燃料的质量都是10 g ，烧杯内液体的质量都是100 g 。 （1）要比较不同燃料的热值，应选择________两图中的装置进行实验。表格中是比较燃料热 值的实验数据，表中①处应填写的内容是_____________________________，根据表中数据， 估算出煤油的热值是_________J/kg 。 燃料 加热前烧杯内液体的温度𝑡0/℃ ① 燃料的热值𝑞/(J⋅kg−1) 10 g 酒精 15 35 2.4×106 10 g 煤油 15 45 26/234 答案：甲、乙 ， 加热后烧杯内液体的温度𝑡/℃ ， 3.6 × 106 解析：为了比较热值大小，要用质量相同的不同燃料加热初温、质量相同的同种液体，根据𝑄 = 𝑐𝑚Δ𝑡 可知，质量相同的同种液体升温越多，说明燃料放出的热量越多，即这种燃料的热值 越大，故要比较不同燃料的热值应选择甲、乙两图中的装置进行实验；表格中是比较燃料热值 的实验数据，表中①处应填写的内容是加热后烧杯内液体的温度𝑡/℃ ；根据表中数据可知， 相同质量的酒精和煤油燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将烧杯内液体的温度升高20 ℃ ， 煤油燃烧放出的热量可以将烧杯内液体的温度升高30 ℃ ，因烧杯内液体的质量相同，根据𝑄 = 𝑐𝑚Δ𝑡 可知，煤油燃烧放出的热量约是酒精燃烧放出的热量的 1.5 倍，根据𝑄 = 𝑚𝑞可知，煤 油的热值约是酒精的 1.5 倍，所以煤油的热值约为3.6 × 106 J/kg 。 （2）实验后小明根据实验数据计算出液体吸收的热量，结合“10 g 酒精”这一数据，算出酒精 的热值。小明算出的酒精的热值与实际值相比______（选填“偏大”或“偏小”），为什么？请说 出一个理由：___________________________________________________________。 解析：由于酒精燃烧放出的热量不能被烧杯内的液体全部吸收，即存在热损失，所以测出的 酒精的热值与实际值相比偏小。 18.（12 分）小明和小华做“比较燃料热值大小”的实验。为了比较不同燃料的热值，小明采用 与图甲完全相同的两套装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。 （1）实验前调整铁夹𝐴 的位置，其目的是使________（选填“陶土网”或“温度计”）处于适当 的高度。 27/234 解析：调整铁夹𝐴 的位置，其目的是使陶土网处于适当的高度，确保实验中用酒精灯的外焰 加热。 （2）实验中应控制燃料的______相同；根据__________________（选填“温度计示数的变化” 或“加热的时间”）比较燃料燃烧放出热量的多少。 解析：实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计示数的变化来比较燃料燃烧放出 热量的多少。 （3）小明选用了燃料𝑎和燃料𝑏 进行实验，直至燃料燃尽，小明记下了各个时刻烧杯中的水 温并绘制出了图乙中的图像。 （4）小华也用与图甲完全相同的两套装置进行实验,比较燃料𝑐和燃料𝑑 的热值，在烧杯内加 入初温和质量相同的水，在燃料燃烧完后也绘制出了水温随时间变化的图像，如图丙所示;图 丙中图线𝑐在6 min 后变为水平，说明温度计的示数不变，其原因是__________。 解析：燃料𝑐在燃烧6 min 后，温度计的示数不变，说明水沸腾了。 （5）分析图乙可初步判断燃料___（选填“𝑎”或“𝑏 ”）的热值大。 解析：由图乙知，从开始燃烧到燃料燃尽，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。 （6）根据图丙____（选填“能”或“不能”）比较这两种燃料热值的大小。 解析：由图丙可知，两种燃料从开始燃烧到全部燃尽，𝑐 燃料使水升高的温度更大，则𝑐燃烧 放出的热量多，𝑐 的热值大，故能比较两种燃料热值的大小。 28/234 五、综合计算题（本题共 2 小题，共 18 分） 19.（8 分）新能源的开发利用为我们的日常生活带来了极大的方便。如图是某款空气能热水器， 它每小时能将400 kg水的温度从15 ℃升高到55 ℃ ，已知𝑐 水 = 4.2 × 103 J/(kg ⋅ ℃)，𝑞 无烟煤 = 2 .8 × 107 J/kg 。 （1）求水吸收的热量。 解：水吸收的热量𝑄 吸 = 𝑐 水 𝑚 水 (𝑡 − 𝑡0) = 4.2 × 10 3 J/(kg ⋅ ℃) × 400 kg × (55 ℃ − 15 ℃) = 6. 72 × 107 J…（3 分） （2）若这些热量是无烟煤在效率为75% 的锅炉里完全燃烧提供的，则需要燃烧多少千克的无 烟煤？ 解：由𝜂 = 𝑄 吸 𝑄 放 可知，无烟煤完全燃烧放出的热量𝑄 放 = 𝑄 吸 𝜂 = 6.72×107 J 75% = 8.96 × 107 J ……（2 分） 由𝑄 放 = 𝑚𝑞 得，需要燃烧的无烟煤的质量𝑚 = 𝑄 放 𝑞 无烟煤 = 8.96×107 J 2.8×107 J/kg = 3.2 kg …（3 分 20.（10 分）百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时，每一百公里的平均燃料消耗量。由于多 数车辆以90 km/h 的速度匀速行驶时接近经济车速，因此对外公布的理论油耗通常为以90 km /h 的速度匀速行驶时的百公里油耗。某品牌汽车的百公里油耗为8 L，汽车所受的阻力恒为 945 N （已知汽油的密度为0.75 × 103 kg/m3，热值为4.5 × 107 J/kg ）。 29/234 （1）汽油在燃烧的过程中，将化学能转化为____能。汽油用掉一半时，其热值______（选填“变 大”“变小”或“不变”）。 解析：汽油在燃烧的过程中，将化学能转化为内能；燃料的热值是燃料的一种特性，只取决 于燃料的种类，与燃料的质量和燃烧情况等无关，所以汽油用掉一半时，其热值不变。 （2）求8 L 汽油完全燃烧放出的热量。 解：汽油的体积𝑉 = 8 L = 8 dm3 = 8 × 10−3 m3，8 L 汽油的质量𝑚 油 = 𝜌 油 𝑉 = 0.75 × 103 kg /m3 × 8 × 10−3 m3 = 6 kg …（2 分） 8 L 汽油完全燃烧放出的热量𝑄 放 = 𝑚 油 𝑞 油 = 6 kg × 4.5 × 107 J/kg = 2.7 × 108 J …（2 分） （3）求该品牌汽车匀速直线行驶100 km 发动机所做的功。 解：汽车匀速直线行驶，处于平衡状态，所以其所受牵引力𝐹 = 𝑓 = 945 N ，汽车匀速直线 行驶100 km ，发动机所做的功𝑊 = 𝐹𝑠 = 945 N × 100 × 1 000 m = 9.45 × 107 J ……（2 分） （4）求该品牌汽车发动机的效率。 解：该品牌汽车发动机的效率𝜂 = 𝑊 𝑄 放 × 100% = 9.45×107 J 2.7×108 J × 100% = 35%…（2 分） 30/234