第十四章 内能的利用（预习衔接.培优卷）-2025-2026学年九年级上册物理人教版（2024）

第十四章 内能的利用 一、单选题 1．关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机效率越高，热机消耗燃料越少 B．热机效率越高，热机做的有用功越多 C．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多 D．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多 2．下列有关热的说法正确的是（　　） A．在沿海，由于海水的比热容大，所以白天的风通常从陆地吹向大海 B．使用液态氢作为火箭发动机燃料，是因为它燃烧放热多 C．“神舟十五号”搭载的火箭发动机，也属于热机中的一种 D．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，该热机的效率就越高 3．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．采取有效措施，热机效率能达到100% B．柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率 C．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越少 D．热机的效率越高说明做功越快 4．如图，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，硝化棉会燃烧起来｡如图所示汽油机的四个冲程中与活塞压缩气体的能量转化相同的是（　　） A． B． C． D． 5．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（　　） A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1 6．甲内燃机比乙内燃机的效率高 , 表示（　　） A．甲的功率大 B．甲燃料的热值比乙燃料的热值大 C．工作时间相同 , 甲耗油较少 D．甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比较大 二、多选题 7．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在汽缸中移动的距离是L。满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p，t时间内曲轴转动N圈、消耗汽油的体积为V。已知汽油的密度为ρ，汽油的热值为q，不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失。求满负荷工作时下列说法错误的是（　　） A．这种汽油机做功冲程中燃气对活塞的平均压力是F=pS B．这种汽油机做功的功率是 C．这种汽油机把内能转化为机械能的效率 D．该汽油机t时间内燃气对活塞做功次 8．关于下图所示的四个情景，下列说法中正确的是（　　） A．甲图中用橡皮条摩擦铜管，铜管的温度升高，这是通过做功使铜管的内能增大 B．乙图中抽去玻璃板后，两瓶中的气体混合，这种扩散现象表明气体分子是运动的 C．丙图中活塞向下运动，这是内燃机的做功冲程，该过程中是将机械能转化为内能 D．丁图中水蒸气将橡皮塞顶出，说明水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增大 9．关于能量守恒定律，下列说法错误的是（　　） A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化 B．能量守恒定律只适用于能量转化的过程 C．摩擦生热是创造了热，并不符合能量守恒定律 D．按照能量守恒定律，宇宙中能量的总量永远不会增减 10．如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置。下列关于这两组实验的说法正确的是（　　） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等 C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少 D．乙组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少 11．下列对能量转化的描述不正确的是（　　） A．蓄电池充电：电能 化学能 B．发电机工作：电能 机械能 C．萤火虫发光：生物质能 光能 D．双手摩擦，手变热：内能 机械能 12．如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时。撤去拉力F。木块继续移动，运动得越来越慢。最后停在C点。下列说法中正确的是（　　） A．木块在AB所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 B．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到的摩擦力越来越大 C．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小 D．木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能 13．下列说法不正确的是（　　） A．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能 B．我们不敢大口的喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量 D．把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保险室中，一段时间后，冰块的内能会增加 14．关于如图所示的实验，下列说法正确的是（　　） A．胶塞冲出时看到“白气”说明物体对外做功内能增加 B．“白气”是水蒸气液化生成，说明物体对外做功内能减小 C．胶塞冲出时看到“白气”这个过程中内能转化为机械能 D．酒精灯燃烧的过程，内能转化为化学能 15．用相同的酒精灯加热初温相同（未知）、质量均为100g的甲、乙两种液体，已知68min消耗酒精的质量为0.4g，它们的温度随时间变化的图像如图，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容c甲=2×103J/（kg•℃），酒精的热值q酒 =3×107J/kg（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法正确的是（　　） A．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ B．68min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% C．甲、乙两种液体的初温都是0℃ D．乙液体的比热容c乙=4×103J/（kg•℃） 三、填空题 16．小越参加一次7公里长跑，身体消耗的能量约为，这些能量若以燃烧氢来提供，则需完全燃烧　 　kg的氢就能得到（氢的热值为） 17．热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内气体的　 　能转化为软木塞的　 　能，该能量转化过程与汽油机的　 　冲程相同；一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功　 　次，完成了　 　个冲程。 18．汽油机工作时，在　 　冲程获得动力。中秋节能能随爸爸妈妈自驾回老家看望爷爷奶奶，他发现汽车在高速公路上行驶时，仪表盘的转速稳定在，则此时1s内汽油机对外做功　 　次。 19．火箭发射升空时，燃料通过燃烧将　 　能转化为燃气的内能，火箭加注的燃料是氢，这是因为氢气的　 　大，内燃机有四个工作冲程，如图是内燃机的　 　 冲程，活塞下降时，燃气内能　 　（选填“减少”或“增加”）． 20．太阳能电池把太阳能转化为　 　能；炒菜时，是通过　 　的方式使菜的内能增加，附近能闻到菜香是　 　现象。将3cm3水和3cm3酒精注入一个量杯，摇晃后发现，水和酒精的总体积小于6cm3，这说明分子间有　 　。 21．小明一家驾车旅行。 （1）加油时，闻到汽油味是 　 　现象； （2）图示为车发动机的 　 　冲程； （3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是 　 　J，车所受牵引力是 　 　N，车的工作效率是 　 　%。（ρ汽油= 0.8×103kg/m3，g取10N/kg，） 22．小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要　 　L汽油（汽油的热值为3.5×107J/L）；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为　 　N。 四、作图题 23．如图甲所示，小方从滑梯上滑下时感觉屁股发热，这是通过　 　的方式将增大了内能。图乙中　 　（选填“A”或“B”）汽油机的工作过程与这一过程中能量的转化是一致的。 24．如图所示，图甲是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图乙是做功冲程示意图，请在图乙中画出活塞的运动方向和进气门、排气门的开闭情况。 五、实验探究题 25．小王设计一个探究酒精和碎纸片的热值大小实验。 (1)实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是　 　（由下而上／由上而下）。 (2)为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都保持　 　。 (3)实验数据记录如下表： 燃　料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值 酒　精 15 35 2.4×107 碎纸片 15 25 ？ 根据表中数据，计算出碎纸片的热值是　 　。 (4)通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏　 　（选填“大”或“小”），认为出现这种情况的主要原因是：　 　。 26．为了探究做功对物体内能的影响，小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 （1）如图甲，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数； （2）如图乙，用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；推动活塞过程中，小明感觉十分费力，证明分子间存在　 　力； （3）快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器示数　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；此过程中的能量转化与汽油机的　 　冲程相同。 27．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择　 　两图进行实验；在比较不同物质的比热容时，得到液体a、b温度随时间变化如图丁所示，则液体　 　的比热容较大； （2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/（J/kg） 1 15 35 2.4×106 2 15 25 　 根据表中数据计算，燃料2的热值为　 　J/kg； （3）通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏　 　（选填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原因是　 　。 六、计算题 28．作为“大湾区”创新核心区，西太湖科技产业园正规划建设佛山氢能源科技创新转化中心，氢能源汽车具有零排放的环保优势，某款氢能源汽车总质量为，在水平公路上以的速度匀速行驶时受到的阻力为汽车重力的0.15倍，行驶消耗氢，已知氢的热值为，g取，则上述行驶过程中： （1）汽车受到的牵引力多大？ （2）汽车行驶时牵引力做的功是多少？ （3）氢能转化为牵引汽车前进所需能量的效率是多少？ 29．太阳能热水器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能给水加热。 （1）用太阳能热水器将100kg的水从20℃加热至50℃，这些水至少要吸收多少热量？ （2）水吸收的这些热量相当于完全燃烧多少立方米天然气放出的热量？（天然气的热值为8.0×107J/m3） 30．节能牌燃气热水器，铭牌上标有，即开始加热后每分钟有的热水流出。若流进热水器水的初温为，流出热水的温度为，热水器的效率为，已知水的密度为，水的比热容为4.2×103 J/（kg⋅℃），天然气热值为求： （1）热水器内的水每分钟吸收的热量。 （2）天然气完全燃烧时，每分钟放出的热量。 （3）热水器工作需要燃烧多少天然气（保留小数点后两位）。 31．小华家使用的天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水内能．小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确．他把家里自动洗衣机的“水量”设置为 40L，用热水器输出的热水注入洗衣 机，当注入水的体积达到 40L 时洗衣机便会自动停止注水．已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365.89m3，注水后变为 2366.05m3，天然气 的热值为 3.2×107J/m3． 请计算：(1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧所消耗的化学能； (3)该热水器的热效率(结果保留至 1%)； (4)若这些天然气完全燃烧所消耗的化学能的 30%用来对 5kg 初温为 30℃的水加热，能使一标准大气压下的水温升高多少？(结果保留整数) 32．如图这是世界上第一款能容纳两名飞行员的隐形战斗机歼﹣20的双座版。若歼﹣20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行30min，需要燃烧航空煤油3t。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，（q油＝4×107J/kg、g＝10N/kg）试求： （1）如果歼﹣20质量为25t，静止在水平地面上时与地面的接触面积为1m2，对水平地面的压强p； （2）歼﹣20在上述航行30min的过程中获得的水平推力F； （3）歼﹣20发动机的热机效率η。 七、综合题 33．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕丁车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于视内，流入亩中。昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了简车这样一种以水流作动力，用来取水的机械。如题图所示，若接水槽离取水处的高度为4m， 水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4 kg， 筒车旋转一周所用时间为60 s。(接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg) （1）筒车的工作原理是将水的　 　能转化为水的　 　能。 （2）该筒车旋转一周取水的质量为　 　kg， 对进入接水槽的水所做的功为　 　J （3）若水流冲击筒车的功率为40W， 则筒车旋转一周，水流对筒车做的功为　 　 J，筒车取水的机械效率为　 　. 34．释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”．营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量．人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少，都有损于健康． (1) 某种巧克力的营养成分表上标有“每100g能量2000kJ”，该标识的含义与以下物理量含义类似 　 　． A.热量 B.内能 C.热值 D.比热容 (2) 小华同学质量为50kg，正常情况下步行上一层楼需要12s，他克服重力做多少功　 　?他克服重力做功的功率是多少　 　?(每层楼高3m，g=10N/kg） (3) 跳绳测试之前，小华同学吃了一块净含量50g的上述巧克力，如果他从巧克力获得的能量全部用于跳绳，若他每次跳起高度为5cm，他需要跳起多少次才能将这块巧克力的能量消耗完　 　? （g=10N/kg） 35．氢燃料被认为是21世纪最理想的能源。如图所示的氢燃料新能源公交车，满载时的质量为20t，某次满载后从A站出发，在水平地面上以36km/h的速度匀速行驶到B站，用时2min30s，此过程中公交车所受阻力为总重的0.07倍。（q氢=1.4×108J/kg，g=10N/kg）请作答： （1）公交车行驶时轮胎会发热，这是通过　 　的方式改变轮胎的内能；氢燃料具备的优点有　 　（写出一条即可）； （2）公交车行驶的路程是多少？ （3）该车满载匀速行驶时，发动机的输出功率是多少？ （4）若该公交车从A站出发到B站消耗氢燃料0.4kg，该公交车发动机的效率为多少？ 36．如图甲是小明家用的燃气热水器，乙图是连接在热水器上的一个混水阀。若将混水阀开关调到O位置左边并抬起把手，热水器自动点火，天然气燃烧，水龙头出热水； 往O 点右边调出冷水，按下把手则停止出水。小明在某次使用热水器时，把热水器的出水温度设定为44℃，此时测得从B管流进的自来水的流量为4L/ min，从C 管流出的温度为 40℃。小明检查燃气表，发现热水器工作1 分钟消耗天然气0.08m3（自来水的温度为20℃，天然气的热值是3.6×107J/m3）。请解决下列问题： （1）天然气燃烧时，　 　能转化为　 　能； （2）从A 管流进混水阀的热水的流量为多少L/ min？（计算过程中不计热损失） （3）该热水器的加热效率是多少？ 答案解析 1．【答案】D 2．【答案】C 【解析】【解答】A．陆地的比热容比海洋小，吸热后陆地升温快，温度高，气压低，海洋气压高，白天风通常从大海吹向陆地，故A错误； B．液态氢的热值大，消耗相同质量时，放热多，发射火箭时用液态氢作为燃料，故B错误； C．火箭发动机工作时，燃料燃烧获取内能并转化为机械能，属于热机的一种，故C正确； D．热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，故D错误。 故选C。 【分析】比热容越大，质量和吸收热量后，温度差越小；燃料的热值越大，质量相同时，放出热量越多；热机效率是有用功和总能量的比值。 3．【答案】C 【解析】【解答】A．无论科技如何发展，热机的效率都不可能达到100%，因为总存在摩擦及热量损失等，故A错误； B．柴油机上安装笨重的飞轮，是为了利用它的惯性完成吸气、压缩和排气冲程，不是为了提高效率，故B错误； C．热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下消耗的能量越少，故C正确； D．热机的效率与功率没有直接关系，效率高并不意味着做功快，故D错误。 故选C。 【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。比值越大，效率越高。功率是表示物体做功快慢的物理量，与效率是两个不同的概念。 4．【答案】B 【解析】【解答】A．图中，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，故是将机械能转化为内能的过程，故与内燃机的压缩冲程相类似；图中进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，A不符合题意； B．图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能，B符合题意； C．图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，C不符合题意； D．图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】压缩气体的体积，将机械能转化为内能，和汽油机的压缩冲程相同。 5．【答案】A 6．【答案】D 【解析】【解答】A、热机效率的高低和功率的大小没有直接的联系，A不合题意； B、甲的效率高说明汽油的化学能转化为机械能的百分比大，与燃料的热值无关，B不合题意； C、做相同的功，甲耗油较少，与工作时间无关，C不合题意； D、甲用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所放出的能量的比值比乙大，D符合题意 . 故答案为：D . 【分析】热机的效率指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所放出的能量的比值，功率表示做功的快慢 . 7．【答案】B,C 8．【答案】A,B 9．【答案】A,B,C 10．【答案】B,D 11．【答案】B,D 【解析】【解答】A、给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来，A不符合题意； B、发电机工作：机械能一电能，B符合题意； C、萤火虫发光：生物质能一光能，C不符合题意； D、双手摩擦，是克服摩擦做功，将机械能转化为了内能，D符合题意. 故答案为：BD。 【分析】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，因为总是消耗的能量转化为得到的能量． 12．【答案】A,C 13．【答案】A,B,C 14．【答案】B,C 15．【答案】A,B,C 16．【答案】0.02 17．【答案】内；机械；做功；25；100 【解析】【解答】瓶中注入热水后，盖上的软木塞被冲出，瓶内气体推动软塞对外做功，气体的内能转化为软木塞的机械能。在汽油机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，内能转化为机械能，二者能量转化相同。 汽油机的完成4个冲程，飞轮转两周，做功1次，已知汽油机飞轮转速为3000r/min=50r/s，则1s对外做功25次，完成了100个冲程。 【分析】内能对外做功时，内能转化为机械能；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；汽油机工作时，飞轮转2转，做功1次，完成4个冲程。 18．【答案】做功；15 19．【答案】化学；热值；做功；减少 【解析】【解答】（1）火箭发射升空时，燃料的化学能转化为燃气的内能； （2） 火箭加注的燃料是氢， 选择液体氢作燃料是因为氢气的热值大； （3）乙图火花塞正在喷出电火花，该冲程是内燃机的做功冲程，将燃气的内能转化为活塞的机械能，则燃气的内能减少。 【分析】（1）根据能量转化的知识解答； （2）根据Q=qm可知，当燃料的质量相同时，热值越大，则放出的热量越多； （3）根据火花塞点火确定冲程的名称，确定能量转化即可。 20．【答案】电；热传递；扩散；间隙 21．【答案】扩散；压缩；；；37.5 22．【答案】12；1750 【解析】【解答】汽车以额定功率行驶1h做的功： ＝35 103W 3600s＝1.26 108J，根据公式 得： ，消耗的汽油的体积：V汽油＝ ＝12L；汽车的速度：v车＝72km/h＝20m/s，根据公式 得：汽车受到的牵引力： ＝1750N.，汽车做匀速直线运动，所受的阻力和牵引力是平衡力，汽车受到的阻力：f＝F＝1750N. 故答案为：12；1750. 【分析】根据W=Pt求出小汽车牵引力所做的功，用η=求出放出的热量，再利用Q放=Vq可求出汽油的体积； 利用效率变形公式W=ηQ放可求出牵引力做的功；再利用公式W=Fs求出汽车的牵引力，汽车做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力. 23．【答案】做功；B 【解析】【解答】从滑梯上滑下，相互摩擦时，通过做功的方式增大了内能，将机械能转化为内能，图乙中B，气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化为内能。 【分析】物体间相互摩擦，是做功改变内能，将机械能转化为内能；汽油机的气门关闭活塞下行，是压缩冲程。 24．【答案】 25．【答案】自下而上；相同；1.2×107；小；烧杯和空气吸收了一部分热量或燃料不可能完全燃烧 26．【答案】增大；斥；变小；做功 【解析】【解答】（2）活塞压缩筒内气体做功，使气体内能增大， 推动活塞过程中，小明感觉十分费力，证明分子间存在斥力。 （3）快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，水蒸气液化为小水珠，内能减小，温度降低，内能转化为机械能，做功冲程的能量转换相同。 综上 第1空、 增大； 第2空、斥； 第3空变小； 第4空、做功 【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖，活塞压缩桶内气体属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能，比热容是物体的固有属性，与质量无关 2、做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能 27．【答案】甲乙；b；1.2×106；小；有热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收 28．【答案】（1）；（2）；（3）50% 29．【答案】（1）1.26×107J；（2）0.1575m3 30．【答案】（1）解：每分钟水可以有的热水流出，由，可得热水器每分钟加热的水的质量为 热水器的水每分钟吸收的热量为 答：热水器内的水每分钟吸收的热量； （2）解：热水器的效率为40%，根据可得，天然气完全燃烧时，每分钟放出的热量为 答：天然气完全燃烧时，每分钟放出的热量为； （3）解：一分钟天然气燃烧放出的热量为，五分钟需要燃烧天然气放出的热量 由可得，五分钟需要燃烧天然气 答：热水器工作需要燃烧的天然气。 【解析】【分析】（1）由可得热水器每分钟加热的水的质量，再利用Q吸=cm（t-t0）求每分钟水吸收的热量。 （2）利用热水器的效率求每分钟天然气完全燃烧释放的热量。 （3）利用Q放=qV求每分钟需要完全燃烧天然气的体积，进而求热水器工作5min需要燃烧天然气的体积。 31．【答案】(1)4.2×106J；(2) 5.12×106J；(3) 82%；(4) 70℃ 32．【答案】（1）解： 歼﹣20静止时，对水平地面的压力等于它的重力压＝G机＝m机g＝25×103kg×10N/kg＝2.5×105N， 战斗机与地面的接触面积即地面的受力面积为1m2，则战斗机对地面的压强为：； 答：歼﹣20对水平地面的压强p为2.5×105Pa； （2）解：航行30min，发动机做的功为：W＝Pt＝3.2×107W×30×60s＝5.76×1010J， 歼﹣20飞行的距离为：s＝vt＝720km/h×0.5h＝360km＝3.6×105m， 歼﹣20获得的水平推力为：； 答：歼﹣20在上述航行30min的过程中获得的水平推力F为1.6×105N； （3）解： 3t航空煤油完全燃烧放出的热量：Q放＝m油q油＝3×103kg×4×107J/kg＝1.2×1011J， 歼﹣20发动机的热机效率：。 答：歼﹣20发动机的热机效率η为48%。 【解析】【分析】（1）首先根据 F压＝G机＝m机g 计算歼-20对地面的压力，根据 计算战斗机对地面的压强。 （2）根据W=Pt计算发动机做的功，根据s=vt计算飞行的距离，最后根据 计算飞机获得的水平推力。 （3）根据 Q放＝m油q油 计算航空煤油放出的热量，再根据 计算发哦到南京的热效率。 33．【答案】（1）动；重力势 （2）48；1920 （3）2400；80% 【解析】【解答】（1） 筒车的工作原理是将水的动能转化为水的重力势能。 综上 第1空、动； 第2空、重力势； （2） 一个取水筒每次可取水4 kg ，共有12桶，所以质量为48kg，根据重力势能G=mg可知，水的重力为480N，根据重力做功可知W=480N×4m=1920J； 综上 第1空、 48；第2空、1920； （3） 筒车旋转一周时间为60s，根据W=Pt计算水流做功W=Pt=40W×60s=2400J，根据效率公式η=。 【分析】1、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比； 2、功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：η=。 34．【答案】C；1500；125；40000 35．【答案】（1）做功；热值高 （2）由题意可知，公交车行驶的速度为v=36km/h=10m/s 行驶时间为t=2min30s=150s 故由可得，公交车行驶的路程为s=vt=10m/s×150s=1500m 答：公交车行驶的路程是1500m； （3）由题意可知，公交车满载时的质量为m=20t=2×104kg 故公交车满载时的重力为G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N 公交车满载匀速行驶时，所受的阻力为总重的0.07倍，即f=0.07G=1.4×104N 因公交车做匀速直线运动，处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，公交车的牵引力等于所受阻力，即F=f=1.4×104N 由P=Fv可得，该车满载匀速行驶时，发动机的输出功率为P=Fv=1.4×104N×10m/s=1.4×105W 答：该车满载匀速行驶时，发动机的输出功率是1.4×105W； （4）由Q=qm可知，公交车消耗氢燃料0.4kg，释放的热量为Q=qm=1.4×108J/kg×0.4kg=5.6×107J 发动机输出的有用功为W=Fs=1.4×104N×1500m=2.1×107J 故公交车发动机的效率为 答：若该公交车从A站出发到B站消耗氢燃料0.4kg，该公交车发动机的效率为37.5%。 【解析】【解答】（1）公交车行驶时轮胎会发热，是由于轮胎要克服地面的摩擦阻力做功，使得轮胎的内能增大，这是通过做功的方式改变物体的内能。 氢燃料的热值大，与相同质量的其它燃料相比，氢燃料完全燃烧释放的热量更多。 【分析】（1）物体间摩擦时，通过做功改变内能；不同燃料的热值不同； （2）利用物体的速度和时间的乘积，计算路程； （3）根据物体的质量计算重力大小；根据物体受到的力和速度的乘积，计算功率的大小； （4）根据燃料的热值和质量的乘积，计算热量，利用力和距离的乘积，计算做过多少；根据功和热量的比值， 计算热机效率。 36．【答案】（1）化学；内 （2）解： 不计热损失，热水放出的热量全部被自来水吸收，热水放出的热量等于自来水吸收的热量， 即； 变形得； 从B管流进的自来水的流量为4L/min，即每分钟流进B管的冷水体积VB=4L， 根据，并将数据代入上式可得 ； 解得：； 故从A管流进混水阀的热水的流量为20L/min。 （3）解： 热水器的出水温度设定为44℃（即加热时水的末温），水加热前的初温为20℃； 被热水器加热的水的体积为VA=20L； 每分钟被热水器加热的水的质量为 ； 则热水器中水吸收的热量 天然气放出的热量为 ； 则烧水的效率为 。 【解析】【解答】（1）天然气燃烧时，消耗化学能，产生内能，所以是将化学能转化为内能的过程。 【分析】 （1）燃料燃烧过程是将化学能转化为内能的过程； （2）热水放出的热量全部被水吸收，根据吸热和放热公式求出水的流量； （3）根据吸热公式和放热公式求出热量，再根据效率公式求出烧水的热效率。 （1）[1][2]天然气燃烧时，消耗化学能，产生内能，所以是将化学能转化为内能的过程。 （2）不计热损失，热水放出的热量全部被自来水吸收，热水放出的热量等于自来水吸收的热量，即 变形得 从B管流进的自来水的流量为4L/min，即每分钟流进B管的冷水体积VB=4L，根据，并将数据代入上式可得 解得 故从A管流进混水阀的热水的流量为20L/min。 （3）热水器的出水温度设定为44℃（即加热时水的末温），水加热前的初温为20℃；被热水器加热的水的体积为VA=20L；每分钟被热水器加热的水的质量为 则热水器中水吸收的热量 天然气放出的热量为 则烧水的效率为 学科网（北京）股份有限公司 $$