四、机械能与内能的相互转化（分层作业）物理苏科版2024九年级上册

四、机械能与内能的相互转化 目录 【A 夯基础】 1 一、热机 1 二、汽油机的工作原理 2 三、汽油机工作原理的应用 4 *四、汽油机、柴油机的联系与区别 7 五、计算汽油机工作循环过程中的有关参数 9 六、热值及其应用 10 七、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验（选择题） 13 八、计算题 15 九、实验题 17 【B 提能力】 20 【C 链中考】 32 一、热机 1．下列设备不属于热机的是（   ） A．洗衣机 B．汽油机 C．柴油机 D．蒸汽机 【答案】A 【详解】汽油机、柴油机、蒸汽机都是燃料燃烧产生的内能最终转化为机械能，都属于热机，而洗衣机是将电能转化为机械能，不属于热机。 故选A。 2．下列运载工具中，利用热机工作的是（　　） A．汽车 B．竹筏 C．无轨电车 D．自行车 【答案】A 【详解】A．汽车的动力由汽油机提供，汽油机属于热机，故A符合题意； B．竹筏利用水流前进，没有利用热机，故B不符合题意； C．无轨电车利用电动机驱动，没有利用热机，故C不符合题意； D．自行车利用人力提供动力前进，没有利用热机，故D不符合题意。 故选A。 3．热机是把 转化成 的机器，请举出一种生产生活中使用的热机 。 【答案】 内能 机械能 内燃机 【详解】[1][2]热机是指利用内能做功的机械，热机在使用过程中将内能转化为机械能。 [3]热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机等。 4．内燃机是将 能转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由 个冲程组成的。其中压缩冲程是把 能转化为 能。 【答案】 内 四 机械 内 【详解】[1][2][3][4]内燃机是依靠燃料燃烧将内能转化为机械能的装置，内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在压缩冲程中，活塞由上向下压缩汽缸内的空气，即对空气做功，使得空气的内能增加，温度升高，将机械能转化为内能。 二、汽油机的工作原理 5．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误； B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误； C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确； D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。 故选C。 6．汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，一个工作循环包括 个冲程。在 冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，内能转化为 能。 【答案】 四 做功 机械 【详解】[1][2][3]汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气；做功冲程中燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能。 7．如图所示，A是 冲程；B是 冲程；C是 冲程；D是 冲程。其中 冲程是内能转化为机械能， 冲程是机械能转化为内能。 【答案】 压缩 吸气 做功 排气 做功 压缩 【详解】[1]图A进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 [2]图B进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。 [3]图C进气门关闭、排气门关闭，火花塞打火，活塞向下运动，是做功冲程。 [4]图D进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程。 [5][6]其中做功冲程是内能转化为机械能，压缩冲程是机械能转化为内能。 8．双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】双手相互摩擦时感觉发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。吸气冲程和排气冲程没有能量转化，做功冲程内能转化为机械能与题意不符。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．四冲程汽油机工作时，将内能转化为机械能的冲程是（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】热机的四个冲程中，压缩冲程和做功冲程有明显的能量转化，压缩冲程将机械能转化成内能，做功冲程将内能转化成机械能，故C符合题意。ABD不符合题意。 故选C。 10．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法： ①在压缩冲程中，是机械能转化为内能 ②在做功冲程中，气体内能增加，温度升高 ③只有做功冲程是燃气对外做功 ④用水循环来降低热机的温度，主要是利用水比热容较大的特性 以上说法中正确的是（　　） A．只有②③ B．只有②③④ C．只有①③④ D．①②③④ 【答案】C 【详解】①②③汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，内能减小，温度降低，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①③正确、②错误； ④水的比热容比较大，质量相同的水与其它物质相比，升高相同的温度，水吸收更多的热量，所以利用水来降低热机的温度，故④正确。 故ABD错误，C正确。 故选C。 三、汽油机工作原理的应用 11．改变内能有不同的方式，如图所示是通过 方式增加试管里的水的内能。水沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”），在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的 冲程相同。 【答案】 热传递 减小 做功 【详解】[1]如图，用酒精灯对水进行加热，水从外界吸收热量，是通过热传递的方式来增加试管里的水的内能。 [2]沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气推动试管塞对外做功，将内能转化为机械能，水蒸气的内能减小。 [3]在“试管塞”被推出的过程中，将内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以，在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的做功冲程相同。 12．古代原始人在生活中学会了钻木取火．以下四个事例中能量转化与之相同的是（　　） A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁 【答案】D 【详解】钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为内能。 甲、按动电火花发生器按钮，盒盖飞出，是内能转化为机械能，故甲不合题意； 乙、活塞迅速下压，棉花燃烧，是压缩气体做功，将机械能转化为内能，故乙符合题意； 丙、汽油机的做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能，故丙不合题意； 丁、汽油机的压缩冲程中，压缩气缸内物质做功，将机械能转化为内能，故丁符合题意。 综上所述，四个事例中能量转化与钻木取火相同的是乙、丁。 故选D。 13．电火花发生器点燃塑料盒内的酒精，酒精燃烧产生的燃气能将盒盖喷出很远。实验时在盒内滴入2×10-4kg的酒精（q酒精=3×107J/kg）。对于此实验过程，以下说法不正确的是（　　） A．燃气在喷出的过程中温度会降低 B．燃气的内能转化为盒盖的机械能 C．能量转化方式与汽油机的做功冲程相同 D．酒精燃烧放出的热量一定是6000J 【答案】D 【详解】ABC．燃气在喷出的过程中，燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的温度会降低，能量转化方式与汽油机的做功冲程相同，故ABC正确，不符合题意； D．酒精完全燃烧放出的热量为 在燃烧过程中，酒精若不能完全燃烧，酒精燃烧放出的热量将小于6000J，故D错误，符合题意。 故选D。 14．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧越充分，其热值越大 B．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出过程中的能量转化，与内燃机的压缩冲程相同 【答案】C 【详解】A．燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的种类有关，与质量和燃烧情况等无关，因此酒精是否充分燃烧，其热值不变，故A错误； BC．纸杯飞出去时，易拉罐内的酒精燃烧产生的气体对纸杯做功，气体的内能减小，故B错误，C正确； D．纸杯飞出过程中，内能转化为机械能，内燃机的压缩冲程中将机械能转化为内能，两者能量转化不同，故D错误。 故选C。 15．如图所示，图甲汽油机与图 （填“乙”“丙”或“乙和丙”）中能量转化情况相同，如果该汽油机飞轮的转速是360r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次；图乙中，棉花的内能增大主要是通过 方式实现的。 【答案】 丙 3 热传递 【详解】[1]图甲所示冲程中，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油机的做功冲程，在此过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；图乙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化为内能，使气体内能增加，温度升高；图丙中，高温气体将塞子冲出时，将内能转化为机械能。对比三图所示情景的能量转化情况可知，图甲所示冲程的能量转化情况与丙图所示情景的能量转化相同。 [2]汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，因为该汽油机飞轮的转速是360r/min，所以飞轮每秒转动6周，则汽油机每秒钟对外做功3次。 [3]图乙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化为内能，通过做功的方式使筒内气体内能增加，温度升高，气体的热量传递给棉花，棉花的内能增大，这是通过热传递方式来实现的。 16．如图所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，他及时捡起气球，感觉到气球喷气嘴处的温度和原来相比 （变高/变低/没有变化），这是因为该过程，气体的 能转化为 能。其能量转换情况与下图单缸四冲程汽油机的 （甲/乙）冲程相同，若汽油机的转速是 3000r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 【答案】 变低 内 机械 乙 25 【详解】[1][2][3]根据题意可知，气球内的气体对外做功，把气体的内能转化为气球的机械能，气体的内能减小，温度降低，所以会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比变低了。 [4]由图甲可知，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，为汽油机的压缩冲程，在压缩冲程中，将机械能转化为内能；由图乙可知，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，为汽油机的做功冲程，在做功冲程中，将内能转为机械能，所以其能量转换情况与下图单缸四冲程汽油机的乙冲程相同。 [5]这台汽油机飞轮转速是 即汽油机的飞轮每秒转50转，由于汽油机的一个工作循环要完成4个冲程，飞轮和曲轴转2转，对外做功1次，所以该汽油机每秒对外做功25次。 17．如图所示，在放有一支温度计的瓶内盛少量水，用橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气。当瓶内气压达到足够大时，塞子从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾。对“塞子从瓶口冲出”分析正确的是（　　） A．塞子冲出过程与汽油机的压缩冲程原理相似 B．原来透明的瓶内充满了“白雾”是小水珠，原因是瓶内空气液化形成的 C．塞子冲出过程是外界对气体做功，使气体内能增大 D．温度计示数下降是瓶内气体对外做功引起内能减少 【答案】D 【详解】A．塞子将从瓶口冲出，瓶内气体对塞子做功，内能转化为机械能，而汽油的压缩冲程是将机械能转化为内能，故A错误； BD．瓶内的气体压强增大到一定程度，对瓶塞做功，将瓶塞冲出，气体对外做功，将内能转化为机械能，气体的内能减少，温度降低，温度计示数减小，瓶中的水蒸气遇冷液化成小液滴从而形成白雾，故B错误，D正确； C．塞子冲出过程是瓶内气体对外做功，气体内能减少，故C错误。 故选D。 *四、汽油机、柴油机的联系与区别 18．如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。 【答案】 柴油机 汽油机 【详解】[1]柴油机和汽油机构造上的区别：柴油机汽缸顶部有喷油嘴，而汽油机顶部有火花塞，图中顶部是喷油嘴，所以这是一个柴油机的模型。 [2]汽油机轻巧、便利，噪声相对较小，一般家用汽车的发动机是汽油机。 19．如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知： （1）这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是 （选填“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）； （2）内燃机的一个工作循环中活塞往复运动 次。 【答案】 柴油机 空气 2 【详解】（1）[1][2]由题知，内燃机的顶端有喷油嘴，所以该内燃机是柴油机；在柴油机的吸气冲程中吸入的是空气。 （2）[3]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，所以内燃机的一个工作循环中活塞往复运动2次。 20．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴 B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火 C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气 D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机 【答案】B 【详解】A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确； B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误； C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确； D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。 故选B。 五、计算汽油机工作循环过程中的有关参数 21．某四冲程汽油机的转速是1500r/min，那么在1min时间内，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（　　） A．3000个，6000次 B．6000个，3000次 C．3000个，750次 D．750个，3000次 【答案】C 【详解】汽油机飞轮转2周做功一次，做一次功需4个冲程，由题意可知，四冲程汽油机的转速是1500r/min，可知做功为750次，需冲程为3000个，故C正确，符合题意，ABD错误，不符合题意。 故选C。 22．一台内燃机的飞轮转速是1440转/分，那么在每秒钟内（　　） A．飞轮转动24转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程 B．飞轮转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程 C．飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程 D．飞轮转动24转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程 【答案】C 【详解】已知飞轮转速为1440r/min=24r/s，在1个工作循环中，飞轮转2圈，完成4个冲程并对外做功1次；所以，在每秒钟内，该内燃机的飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程，故ABD错误，C正确。 故选C。 23．如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时同，塞子被试管内水蒸气推出，这与图 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）所示汽油机 冲程的能量转化是一致的，若飞轮转速是600r/min该汽油机每秒钟内完成 个冲程，做功 次。 【答案】 C 做功 20 5 【详解】[1][2]用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，能量转化是水蒸气的内能转化为塞子的机械能，图C是汽油机火花塞点火高温高压燃气推动活塞做功，能量转化也是燃气内能转化为塞子机械能，此冲程称为做功冲程，这与图C所示汽油机的做功冲程能量转化一致。 [3][4]一台汽油机一个工作循环飞轮转2转，飞轮转速是600r/min，1s飞轮转10转，进行了5个工作循环，一个工作循环有四个冲程，做一次功，所以该汽油机每秒钟内完成20个冲程，做功5次。 六、热值及其应用 24．下列关于热值的说法正确的是（　　） A．5kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料的热值是燃料本身的特性 【答案】D 【详解】A．燃料的热值与质量无关，5kg煤的热值等于1kg煤的热值，故A错误； B．由可知，燃料热值越大，质量若小，燃烧放出的热量不一定越多，故B错误； C．燃料的热值与是否完全燃烧无关，燃料燃烧不完全时热值不变，故C错误； D．燃料的热值是燃料本身的特性，与质量、体积、是否完全燃烧等无关，故D正确。 故选D。 25．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。一袋饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（　　） A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能 【答案】B 【详解】饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，是指每100g饼干提供的能量是2400kJ，据此可得每克饼干提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值类似，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 26．火箭常用液态氢气作燃料，这主要是因为液态氢的（    ） A．热量多 B．比热容大 C．热值大 D．密度小 【答案】C 【详解】火箭常用液态氢为燃料是因为液态氢的热值大，完全燃烧相同质量的燃料时，液态氢能够放出更多的热量，与其他因素无关。 故选C。 27．木炭的热值是，它的物理意义是 。完全燃烧 kg木炭，可以得到的热量。 【答案】 见详解 0.2 【详解】[1]根据热值的定义，热值是1kg燃料完全燃烧放出的热量，木炭的热值为3.4×107J/kg，它的物理意义是1kg木炭完全燃烧放出的热量为3.4×107J。 [2]放出6.8×106J的热量完全燃烧木炭的质量为 28．为了减少对大气污染，可对秸秤进行回收加工制成秸秤煤，完全燃烧2kg秸秤煤可放出 J热量；若这些热量完全被水吸收，可使 kg的水由20℃升高到40℃；若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（q秸=2.1×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）） 【答案】 500 不变 【详解】[1]完全燃烧2kg秸秤煤可放出的热量为 [2]若这些热量完全被水吸收，则根据可算出由20℃升高到40℃水的质量，即 [3]热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值不变。 29．如图所示， 2024年4月25日， 搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分， 热值越大 B．火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的质量大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃时，内能为零 D．火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，质量减少，热值不变 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误； B．火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的热值较大，燃烧时释放的能量多，故B错误； C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C错误； D．火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，燃料的质量在变小，即质量变小，而热值是燃料的属性，因此热值不变，故D正确。 故选D。 30．汽油机是工农业生产中常用的热机，某型号汽油机的飞轮转速是1200r/ min。 (1)此汽油机每秒钟完成 个做功冲程，此冲程将 能转化为 能； (2)当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油的热值将 （“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】(1) 10 内 机械 (2)不变 【详解】（1）[1][2][3]汽油机工作一个循环四个冲程，飞轮转2r，完成一个做功冲程。飞轮转速是1200r/ min，则每秒转20r，共10个工作循环，完成10个做功冲程，该冲程将内能转化为机械能，对外做功。 （2）燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料是否充分燃烧无关，故当汽油燃烧不充分时，汽油的热值不变。 31．根据表中提供的信息，下列判断正确的是（   ） 物质 比热容/［J/（kg·℃）］ 热值/（J/kg） 酒精 煤油 A．酒精和煤油吸收相同的热量，升高的温度可能相同 B．质量相同的酒精和煤油，升高相同的温度，酒精吸收的热量少 C．酒精不完全燃烧时，热值将变小 D．完全燃烧放出相同的热量，所需煤油的质量比酒精大 【答案】A 【详解】A．根据可知，酒精和煤油吸收相同的热量，由于比热容不同，则质量和升高的温度的乘积不同，由于不确定质量关系，所以升高的温度可能相同，故A正确； B．根据可知，质量相同的酒精和煤油，升高相同的温度，由于酒精的比热容比煤油大，所以酒精吸收的热量多，故B错误； C．热值是燃料本身具有的性质，与是否完全燃烧无关，所以酒精不完全燃烧时，热值将不变，故C错误； D．根据可知，完全燃烧放出相同的热量，由于酒精的热值比煤油小，则所需酒精的质量比煤油大，故D错误。 故选A。 七、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验（选择题） 32．如图所示在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．研究方法是控制变量和转换法 B．研究对象是烧杯中被加热的液体 C．实验中还需要的器材是天平和秒表 D．相同时间内温度计示数越大，该燃料的热值一定越大 【答案】A 【详解】A．在该实验中，为了比较不同燃料燃烧放出的热量，要控制燃料的质量相同、被加热液体的种类和质量相同等，运用了控制变量法；燃料燃烧放出的热量不能直接测量，而是通过被加热液体升高的温度来体现，这运用了转换法，所以研究方法是控制变量和转换法，故A正确； B．该实验的研究对象是不同的燃料，通过比较燃料燃烧放出热量的多少来比较燃料的情况，而不是烧杯中被加热的液体，故B错误； C．实验中需要用天平测量燃料的质量，保证燃料质量相同，但不需要秒表，因为不是比较相同时间内的情况，而是比较燃料完全燃烧放出的热量，故C错误； D．燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与相同时间内温度计示数大小无关，相同时间内温度计示数越大，只能说明在相同时间内该燃料放出的热量多，但不能说明其热值一定大，故D错误。 故选A。 33．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（　　） A．比较不同液体吸热升温现象，可以选择甲丙两图 B．比较不同液体吸热升温现象，可以选择乙丙两图 C．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择乙丙两图 D．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲丙两图 【答案】A 【详解】AB．比较两种液体的比热容，必须控制燃料的种类相同，改变液体的种类，控制液体的质量相同，根据温度计的示数高低得出吸热多少，从而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验，故A正确，B错误； CD．比较不同燃料热值大小要控制加热的液体种类、液体质量，改变燃料的种类，根据温度计的示数高低得出吸热多少，从而判断热值大小，因此选择甲、乙两图进行实验；故CD错误。 故选A。 34．如图所示，在两组相同的装置中，用甲、乙两种燃料分别加热质量和初温相同的水，燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾），不计热量损失。下列说法正确的是（　　） A．m相同时，Δt越小，燃料的热值越大 B．Δt相同时，m越大，燃料的热值越大 C．的比值越大，燃料的热值越大 D．的比值越小，燃料的热值越大 【答案】C 【详解】A．燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，即，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，则有，可得，由可知，若m相同，△t越小，燃料的热值越小，故A错误； B．由可知，若Δt相同，m越大，燃料的热值越小，故B错误； CD．由可知，若的比值越大，燃料的热值越大，的比值越小，燃料的热值越小，故C正确，D错误。 故选C。 八、计算题 35．已知煤气的热值为，小王洗澡需要燃烧的煤气，求 (1)这些煤气完全燃烧放出的热量是多少； (2)若这些热量的70%被温度为30℃，质量为100kg的水吸收，则水温升高多少？（已知） 【答案】(1) (2)18℃ 【详解】（1）这些煤气完全燃烧放出的热量是 （2）若这些热量的70%被水吸收，水吸收的热量为 水温升高的温度为 36．小明将质量为20kg的水从25℃加热到45℃，[水的比热容为。天然气的热值为]。求： （1）这些水吸收的热量； （2）若天然气燃烧产生的热量中80%被这些水吸收，则需要多少天然气。 【答案】（1）；（2） 【详解】解：（1）水吸收的热量为      （2）天然气燃烧产生的热量为          需要的天然气体积为 答：（1）水吸收的热量为； （2）需要0.06m3的天然气。 37．有一种便携式气炉，用丁烷气体为燃料。一次烧水时，将2kg初温为20℃的水加热至 90℃，消耗了25g丁烷气体。已知水的比热容c为4.2×103J/（kg℃），丁烷的热值q=4.8×107J/kg。求 ： (1)加热过程中水吸收的热量； (2)消耗的丁烷气体完全燃烧释放的热量。 【答案】(1)5.88×105J (2)1.2×106J 【详解】（1）加热过程中水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(90℃-20℃)=5.88×105J （2）消耗的丁烷气体完全燃烧释放的热量Q放=mq=25×10-3kg×4.8×107J/kg=1.2×106J 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。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。 （1）经过6min时间加热，水所吸收的热量是多少？ （2）煤完全燃烧产生的热量？ 【答案】（1）2.52×106 J；（2）6×106J 【详解】解：（1）由题图可知，6min内，水温由20℃升高到80℃，根据可得，经过6min时间加热，水所吸收的热量是 （2）根据可得，煤完全燃烧产生的热量为 答：（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量是2.52×106 J； （2）煤完全燃烧产生的热量为6×106J。 39．用燃气灶把质量为3kg、初温为20℃的水加热至沸腾，一共消耗了30g燃气[燃气的热值是4.2×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]。在此过程中，求： (1)水增加的内能； (2)燃气完全燃烧放出的热量； (3)燃气灶加热的效率。 【答案】(1)； (2)； (3)80% 【详解】（1）在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量为 则水增加的内能为1.008 × 106J。 （2）燃气完全燃烧放出的热量为 （3）燃气灶加热的效率为 九、实验题 40．为了“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”，小华设计如图甲、乙所示的实验：在两个燃烧皿中放入质量相同的两种燃料，分别加热质量 （选填“相等”或“不相等”）的两杯水，燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后，通过比较 （选填“燃烧时间”或“温度变化量”）来比较两种燃料放出热量多少。实验结束后画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 【答案】 相等 全部燃烧 温度变化量 4∶3 【详解】[1][2][3]根据题意可知，比较不同燃料的热值实验中，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，需等燃料全部燃烧，通过观察温度计示数的变化量来比较两种燃料热值的大小。 [4]两杯水的质量，比热容均相同，则由公式可得，二者吸收的热量之比为 不计热量损失，水吸收的热量等于燃料完全燃烧放出的热量，由公式可得，燃料1与燃料2的热值之比为 41．如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，传感器获得温度一时间的图像如图乙所示。（c水=4.2×103J/(kg·℃)） (1)实验中花生米燃烧放出的热量是通过 来显示； (2)①实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，这样做的目的是 ； ②根据乙图像，粗略测得花生米的热值为 J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值 真实值。 【答案】(1)水升高的温度 (2) 使花生米燃烧充分 5.4×106 小于 【详解】（1）本实验采用转换法，通过水升高的温度来间接表示花生米燃烧放出热量的多少。 （2）[1]实验过程中适当转动花生米，可以使花生米燃烧充分。 [2]根据乙图像，根据Q=cmΔt可以求得，水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.03kg×(44.6℃-14.6℃)=3.78×103J 不计热量损失，则有Q吸=Q放，粗略测得花生米的热值为 [3]由于花生燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此这种计算方法不准确，计算结果与真实值相比偏小。 42．为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧。 (1)小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整。 燃料 加热前水温度/℃ ① 10g酒精 ② (2)实验后小明根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量，结合“10g”酒精这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠? ，请说明理由 。 【答案】 加热后水温度/℃ 10g碎纸片 不可靠 酒精完全燃烧放出的热量不可能全部被水吸收 【详解】(1)①[1]为了算出水吸收的热量，应为加热后水温度/℃；为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值。 ②[2]根据控制变量法的思想，酒精和碎纸片的质量必须相等，应为10g碎纸片。 (2)[3]由于烧杯及温度计也要吸收热量，即酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收，由于火焰的种类不同，所以两种火焰相同时间放出的热量不同，故算出的酒精的热值不可靠。 43．如图1所示，甲、乙，丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g。烧杯内的液体质量和初温也相同。根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化关系的图像如图2所示。 (1)烧杯内液体的质量应该 （选填“相同”或“不同”）； (2)比较不同燃料的热值应选择 两个装置，比较不同物质的比热容应选择 两个装置； (3)在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少；（选填“温度计示数”或“加热时间”） (4)如果已知b液体的比热容是，则a液体的比热容是 ； (5)通过实验得到的燃料热值与燃料的实际热值相比偏 （选填“大”或“小”）。 【答案】(1)相同 (2) 甲乙 甲丙 (3)温度计示数 (4)2×103 (5)小 【详解】（1）由可知，比较不同液体的吸热能力时，要控制液体的质量相同。若用同种液体的温度变化量来反映不同燃料的热值，也应该控制液体的质量相同。 （2）[1]在比较不同燃料的热值时，应控制烧杯中的液体种类相同而燃料的种类不同，所以应选择甲、乙两个装置进行实验探究。 [2]在比较不同物质的比热容时，应控制液体吸收的热量相同，即燃料的种类相同而液体的种类不同，故应选择甲丙两个装置进行实验探究。 （3）燃料燃烧放出热量的多少不易观察，实验时通过比较温度计示数来反映燃料燃烧放出热量的多少，采用了转换法，温度计示数变化量越大，说明燃料燃烧放出的热量越多。 （4）由图像可知，同样从20升高至80，a需要加热10min，b需要加热20min，b吸收的热量是a的2倍，由可知，b的比热容是a的2倍，故a的比热容为 （5）燃料放出的热量没有被液体完全吸收，由液体温度变化量计算所得的热量小于燃料放出的热量，所以实验测得的热值与实际热值相比偏小。 一、单选题 1．如图，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是（　　） A．这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能 B．这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能 C．这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能 D．这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能 【答案】D 【详解】图中的进气门与排气门都关闭，活塞上行（汽缸容积变小），是压缩冲程，把机械能转化为内能，故ABC错误， D正确。 故选D。 2．如图甲、乙、丙、丁所示实验，涉及的研究对象分别是：①厚玻璃筒内气体； ②盒内气体； ③铁丝；④气缸内燃气。在发生下列物理过程时，以上研究对象的内能减小的有①下压活塞棉花燃烧  ②点火后盒盖飞出  ③被弯折的铁丝变热  ④火花塞点火后活塞向下运动（　　） A．①④ B．②④ C．②③ D．①③ 【答案】B 【详解】图甲中，下压过程，活塞对筒内气体做功，机械能转化为内能，筒内气体的内能增大；图乙中，点火后，盒盖飞出，盒内气体对盒盖做功，内能转化为机械能，盒内气体的内能减小；图丙中，被弯折的铁丝变热，是手对铁丝做功，将机械能转化为内能，铁丝的内能增大；图丁中，火花塞点火后，气缸内燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，气缸内燃气的内能减小。研究对象内能减小的有②④，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．如图所示的某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙 C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能 D．乙图中汽缸内气体温度会下降 【答案】D 【详解】甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 乙图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程； 丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，为汽车提供动力； 丁图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程； 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的惯性完成的，即依靠飞轮惯性完成的冲程是：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，即丁、甲、丙、乙，故B错误； C．甲图中能量的转化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，则汽缸内气体温度会下降，故D正确。 故选D。 4．如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法正确的是（　　） A．温度计示数变小 B．通过热传递改变气体内能 C．保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变 D．撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小 【答案】D 【详解】AB．向左推动活塞，压缩气体做功，将机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故温度计示数变大，是通过做功改变气体内能，故AB错误； C．保持活塞不动，取下橡皮帽，注射器内压缩的气体向左喷出，对外做功，内能减小，温度降低，故温度计示数变小，故C错误； D．撤去外力，活塞快速向右运动，对外做功，内能减小，温度降低，故温度计示数变小，故D正确。 故选D。 5．如图是小明用塑料瓶制作的水火箭。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列说法正确的是（　　） A．水火箭上升过程中瓶内气体温度升高 B．瓶内气体是通过热传递改变内能的 C．水火箭升空时与热机的压缩冲程工作原理相似 D．水火箭升空时的机械能由高压气体内能转化而来 【答案】D 【详解】AB．水火箭升空时，是里面的气体对外做功，内能减小，温度降低，通过做功的方式改变物体的内能，故AB错误； C．水火箭升空时，是里面的气体对外做功，将内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，故C错误； D．水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能，故D正确。 故选 D。 6．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，烧杯内液体的初温与质量相同，燃料的质量相同，假设燃料都完全燃烧且不考虑热量损失，液体的末温分别为、、。下列判断不正确的是（   ） A．研究燃料热值，选择甲、乙两图，若，则燃料1的热值大 B．研究燃料热值，选择乙、丙两图，若，则燃料2的热值大 C．甲、丙两图实验中，加热时间的长短表示液体吸收热量的多少 D．选择甲、乙两图实验和甲、丙两图实验所用测量工具不同 【答案】B 【详解】AB．研究燃料热值，需改变燃料种类，控制燃料质量相同，给同种液体加热，故选择甲、乙两图，若t甲>t乙，根据Q=cmΔt以及Q=qm可知，燃料1的热值大，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．甲、丙两图实验中，燃料种类相同，液体种类不同，可探究物质吸热能力，加热时间的长短表示液体吸 收热量的多少，应用了转换法，故C正确，不符合题意； D．选择甲、乙两图实验，需测量液体的温度、质量，不需要测量时间，故需要温度计和天平；甲、丙两图实验，需要测量液体温度、加热时间以及液体质量，故需要温度计、停表和天平，故测量工具不同，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．如图所示，用完全相同的装置加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式均相同。不计热损失，将燃料点燃直至燃尽，三个烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如丁所示，则下列说法正确的是（　　） A．仅用乙、丙两图可以比较不同燃料的热值 B．甲、丙装置中的液体在0-t内吸收的热量之比为2∶1 C．a、b两种液体的比热容之比为 D．燃料1和燃料2的热值之比为 【答案】C 【详解】A．比较不同燃料的热值，需要控制被加热的液体种类相同，燃料种类不同。乙、丙两图中燃料种类不相同，液体种类也不同，所以不能比较不同燃料的热值，故A错误； B．因为加热装置相同，相同时间内放出的热量相同，甲、丙装置中的液体在 内加热时间相同，所以吸收的热量相同，吸收的热量之比为 1∶1，故B错误； C．根据，在质量和吸收热量相同的情况下，比热容与温度变化量成反比。甲、丙中液体质量相同，加热相同时间吸收热量相同，甲中液体升高的温度是丙中液体升高温度的 2 倍，所以a、b两种液体的比热容之比为 1∶2，故C正确； D．由图丁可知，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，乙图中液体温度变化量为，实验中忽略热量的散失，且两杯液体的质量、比热容均相同，则由公式可得，二者放出的热量之比 燃料的质量相同，由公式可得，燃料1与燃料2的热值之比 则 故D错误。 故选C。 二、填空题 8．小华利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g，烧杯中水的质量为200g，初温为15℃，点燃酒精，当水温升高到35℃时，立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量为 J。他想利Q放＝Q吸计算酒精的热值，还需测量 ，他所测出的酒精热值 （大于/小于）真实值。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q酒精＝3×107J/kg] 【答案】 1.68×104 剩余酒精的质量 小于 【详解】[1]水吸收的热量为Q吸​=c水​m水​(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×(35℃−15℃)=1.68×104J [2]根据题意可知，Q放＝Q吸，由可知，还需计算出燃烧酒精的质量，才能计算酒精的热值，所以应测量出剩余酒精的质量。 [3]由于存在热量损失，酒精燃烧放出的热量没有全部被水吸收，即Q吸<Q放，根据可知，用Q吸代替Q放来计算酒精的热值，会使计算出的热值偏小，即他所测出的酒精热值小于真实值。 9．汽车应用了许多物理知识，请你解答： (1)汽油机是汽车的“心脏”，其中 冲程将机械能转化为内能； (2)某汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该汽油机1min内对外做功 次； (3)汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速。那么，在爬坡时减慢车速的目的是 ； (4)汽油机在一段时间内消耗了100g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量 J（） 【答案】(1)压缩 (2)1500 (3)增大牵引力 (4) 【详解】（1）汽油机是汽车的“心脏”，压缩冲程中两个气门都关闭，活塞上行，压缩气缸内的气体，压缩冲程将机械能转化为内能。 （2）某汽油机的飞轮转速为3000r/min，汽油机的飞轮转一圈为两个冲程，四个冲程为一个工作循环，飞轮做一次功，则该汽油机1min内对外做功1500次。 （3）汽车爬坡时，加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速；由可知，爬坡时功率一定，速度减小，动力增大，因此在爬坡时减慢车速的目的是增大牵引力。 （4）100g汽油完全燃烧可放出热量 10．小明购买了某品牌的一盒薯片，部分参数如表所示。利用如图所示的实验器材估测其热值。用天平分别测出3g薯片和0.1kg的水，将3g薯片放入燃烧皿中，待其燃尽后记下水升高的温度为50℃，则0.1kg的水升高50℃吸收的热量为 J。初步估算下薯片的热值为 J/kg，小明根据薯片盒上的数据也计算出其热值为 J/kg，两者相差很多，请你帮助他分析原因可能是（写出一条）： 。[已知水的比热容为] 营养成分表每份食用量：30g 项目 每份 能量 663000J 蛋白质 1.7g 脂肪 9.6g 【答案】 见解析 【详解】[1] 0.1kg的水升高50℃吸收的热量为 [2]初步估算下薯片的热值为 [3]根据薯片盒上的数据计算出其热值为 [4]实验过程中，燃料燃烧产生的热量有部分散失在空气中，没有全部被水吸收，加热装置也会吸收一部分热量，以及薯片不能充分燃烧，因此两次计算出的薯片热值相差很多。 三、实验题 11．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油热值的大小关系，他们组装了如图甲和乙所示的装置进行实验，两相同烧杯中水的质量相同，实验记录的结果如表一、表二所示。 表一 水温/℃ 30 100 100 加热时间/min 0 5 刚好沸腾 10 刚好燃尽 表二 水温/℃ 30 50 70 90 加热时间/min 0 5 10 15（刚好燃尽） (1)实验中是用 （填“温度计升高的示数”或“加热时间的长短”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少，实验时要控制煤油和菜籽油的 相等； (2)小明认为燃料完全燃烧完所需要的时间过长，可以在燃烧3min时就读数比较，小辉同学听后立即否定了小明同学的思路，理由是 ； (3)实验中，若燃料完全燃烧且不考虑热量的损失，煤油与菜籽油的热值之比为 ； (4)加热功率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则在题（3）条件下煤油的加热功率为菜籽油加热功率的 倍。 【答案】(1) 温度计升高的示数 质量 (2)在相同的时间内燃烧的燃料质量不一定相等，没有控制燃烧的燃料的质量相等 (3)7:3 (4)3.5 【详解】（1）[1]质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，则燃料燃烧放出的热量越多，所以实验中通过温度计升高的示数来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。 [2]实验采用控制变量法，所以实验时须控制煤油和菜籽油的质量相同。 （2）在相同的时间内燃烧的燃料质量不一定相等，没有控制燃烧的燃料的质量相等，所以实验思路是错误 的。 （3）使用煤油加热水时，水吸收的热量 根据题意和表格数据可知，所有的煤油完全燃烧放出的热量 煤油的热值 使用菜籽油加热水时，水吸收的热量 根据题意和表格数据可知，所有的菜籽油完全燃烧 放出的热量 菜籽油的热值 则煤油和与菜籽油的热值之比 （4）根据题意可知，煤油的加热功率 菜籽油的加热功率 则 四、综合题 12．阅读材料， 完成填空： 六冲程发动机 普通的四冲程发动机把75%的能量以热能的形式散发掉了，六冲程发动机则利用了部分散发的热能去制造蒸汽以回收部分本来会损失的能量。在普通四冲程发动机的“进气-压缩-做功-排气”四个冲程之后，第五个冲程开始的时候，把水喷进炽热的气缸里面，水马上就变成了温度高达816摄氏度的蒸汽，体积急剧膨胀1600倍，同时气缸内压强急剧增大， 推动活塞再次向下运动，为汽车提供动力。到了第6个冲程，发动机把水蒸气排放到一个冷却器，水蒸气在那里重新变成水，根据计算，六冲程发动机能比传统的四冲程发动机效率提高30%。如果是柴油机的话，还可以再提高5%。实际上，向内燃机气缸喷水（与燃油一起喷入），就可以提高输出功率和热效率，这种尝试几十年前就有人研究过但主要就是因为气缸腐蚀问题而放弃的。 “额定功率”是发动机工作时的最大输出功率。“额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速。“排气量”是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。六缸六冲程发动机，即通过连杆把六个气缸的活塞连在一起，使各气缸的六个冲程依次错开，则在曲轴转动的每半周里，都有2个气缸在做功。假定每个循环的两次做功冲程中，气体对活塞做功相同，设每次做功冲程中气缸内的气体对活塞的平均压强为p，排气量为V，发动机额定转速为n（单位：r/s，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV。 (1)六冲程发动机的第五冲程相当于四冲程内燃机的做功冲程，此冲程把 能转化为机械能。 (2)六冲程发动机通过下列 方式提高热机效率。 A．让燃料充分燃烧 B．提高燃料的热值 C．减少内能的散失 D．减少机械的摩擦 (3)根据提供的信息， 请写出六缸六冲程发动机额定功率的表达式 （用文中字母表示）。 (4)我国第一款自主品牌的高瑞豪华轿车“**HQ3”在某段平直公路上进行测试，总质量为2.2×103kg，汽车所受阻力是总重的0.1倍，普通汽车四冲程柴油发动机的效率为20%，若采用六冲程柴油发动机， 该汽车百公里耗油是 升（结果保留一位小数，g=10N/ kg，汽油的热值为4.6×107J/ kg，汽油的密度为（0.7×103kg/m3，柴油的热值为4.3×107J/ kg，柴油的密度为（0.72×103kg/m3）。 【答案】(1)内能 (2)C (3)P=4npV (4)12.1 【详解】（1）第五冲程也是蒸汽对活塞做功，将内能转化为机械能。 （2）六冲程发动机的第五冲程通过将水喷入炽热汽缸内，变成蒸汽对外做功，是通过减少内能散失了提高热机效率。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 （3）六冲程发动机一个工作循环，飞轮转动3圈，做功2次，所以六缸六冲程发动机转速是nr/s，每秒每个缸做功次，每次做功W1=pV，由此可知，每个缸每秒所做的功是 六缸六冲程每秒所做的功 即发动机的额定功率 P=4npV （4）汽车行驶100km，汽车所受牵引力 F=0.1G=0.1mg=0.1×2.2×103kg×10N/kg=2.2×103N 汽车牵引力做的功 W=Fs=2.2×103N×100×103m=2.2×108J 由于普通四冲程汽油发动机的效率是20%，六冲程汽油发动机比普通四冲程汽油发动机的效率提高30%，柴油机还可以再提高5%，所以六冲程柴油发动机的效率是 20%+30%+5%=55% 汽车行驶100km，燃烧柴油放出的热量 燃烧汽油的质量 燃烧汽油的体积 13．我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： （1）了解火箭的相关知识： 喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机，广泛用作飞行器的动力装置，按燃料燃烧时所需要的来源，可分为两大类：一类是火箭发动机，另一类是空气喷气发动机。如图甲为涡轮喷气发动机（属于空气喷气发动机的一种），压缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。 如图乙为火箭发动机的工作原理图，火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂如图乙，涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围大气层中汲取氧气，所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的都是火箭发动机。 如图丙，2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员顺利进入太空。 （2）制作并发射：火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射，如图丁的图一，图二是其结构示意图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的 冲程相同。水火箭起飞用到的物理原理是： 。当水火箭上升至最高点时，此时水火箭受到 （选填“平衡力”或“非平衡力”）。 （3）项目评估：各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量 来评选出“最佳飞行奖”。（写出一种方法即可） （4）项目拓展思考： ①如图丙所示是火箭发射时的情景，下列说法正确的是 ； A．火箭点火升空离开发射台期间，重力势能不变 B．涡轮喷气发动机可用于各种宇宙飞行器中 C．火箭升空过程中，燃料燃烧释放的内能全部转化为火箭的机械能 D．火箭升空过程中外壳温度会上升，这是通过做功的方式增加了外壳的内能 ②一架飞机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如表，表中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。已知飞机所受空气阻力与运行速度平方的关系如图戊所示，当飞机以200m/s的速度水平匀速巡航0.5h的过程中，此时需要 t的航空燃油。 热效率 40% 推进效率 60% 航空燃油热值q 5.0×107J/kg 【答案】 压缩 物体间力的作用是相互的 非平衡力 离地飞行的时间 D 1.08 【详解】（2）[1]使用打气筒打气时，通过做功增大气体的内能，将机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程相同。 [2]水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则水给火箭一个向上的力，使得火箭能够起飞。 [3]水火箭竖直上升到最高点时只受重力作用，因而受力不平衡，即受非平衡力。 （3）[4]水火箭在竖直方向上升的高度不容易测量，可测量水火箭离地飞行的时间，飞行时间越长，竖直方向的上升高度越高。 （4）①[5] A．火箭点火升空离开发射台期间，质量不变，高度增大，重力势能增大，故A错误； B．涡轮喷气式发动机需要大气中的氧气做氧化剂，不适合在真空中运行的宇宙飞行器，故B错误； C．火箭升空过程中，燃料燃烧释放的内能只有部分转化为火箭运动的机械能，有部分热量损失，故C错误； D．火箭上升过程中，需克服空气阻力做功，使火箭外壳温度升高，这是通过做功的方式增加了外壳的内能，故D正确。 故选D。 ②[6]由图戊可知，飞机飞行时所受的阻力与速度的平方成正比，设， 把，，代入上式得，所以当时，飞机飞行受到得阻力 飞机以200m/s的速度水平匀速巡航0.5h的距离 飞机克服阻力所做得功 飞机在水平方向上匀速飞行时，所以飞机飞行0.5h推力做的功 获得的机械能 需要的内能 需要航空燃油的质量 1．（2025·江苏扬州·中考真题）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（   ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内气体，火花塞未点火，即为压缩冲程，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B符合题意； C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意； D．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。 故选B。 3．（2024·江苏扬州·中考真题）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 【答案】B 【详解】A．由于摩擦等因素的存在，汽油机的效率不可能达到100%，故A错误； B．汽油机燃烧汽油时排放的尾气含有有害气体，会造成环境污染，故B正确； C．汽油机的一个工作循环中包含四个冲程，只有做功冲程对外做功1次，故C错误； D．油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故D错误。 故选B。 4．（2025·江苏苏州·中考真题）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)煤气完全燃烧放出的热量； (3)煤气炉加热的效率。 【答案】(1)； (2)； (3)40% 【详解】（1）水吸收的热量 （2）煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气炉加热的效率 5．（2024·江苏常州·中考真题）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料．工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值． ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，，用该装置加热水的效率为42%．求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量； （2）该液态燃料的热值。 【答案】（1）2.898×105J（2）2.3×107J/kg 【详解】解：（1）烧杯内水吸收的热量为 （2）该液态燃料完全燃烧放出的热量为 该液态燃料的热值为 答：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量为2.898×105J； （2）该液态燃料的热值为2.3×107J/kg。 6．（2023·江苏南京·中考真题）课本中做“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验的装置如图所示： （1）甲、乙实验中以下四个方面：①烧杯内液体种类：②烧杯内液体质量；③加热时间；④烧杯内液体温度的变化量。其中要求相等的有 （填序号）； （2）燃料燃烧过程中，其热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 ①② 不变 【详解】（1）[1]在比较不同燃料热值的实验中，应控制燃料燃烧的质量相同，因为燃料的热值指的是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量；通过升高温度显示热量，必须控制烧杯内液体种类和烧杯内液体质量相同，故选①②。 （2）[2]热值是燃料的一种特性，与燃料质量无关，因此燃烧时质量减小，热值不变。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 四、机械能与内能的相互转化 目录 【A 夯基础】 1 一、热机 1 二、汽油机的工作原理 1 三、汽油机工作原理的应用 2 *四、汽油机、柴油机的联系与区别 4 五、计算汽油机工作循环过程中的有关参数 5 六、热值及其应用 6 七、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验（选择题） 7 八、计算题 8 九、实验题 9 【B 提能力】 11 【C 链中考】 18 一、热机 1．下列设备不属于热机的是（   ） A．洗衣机 B．汽油机 C．柴油机 D．蒸汽机 2．下列运载工具中，利用热机工作的是（　　） A．汽车 B．竹筏 C．无轨电车 D．自行车 3．热机是把 转化成 的机器，请举出一种生产生活中使用的热机 。 4．内燃机是将 能转化机械能的装置。内燃机的一个工作循环是由 个冲程组成的。其中压缩冲程是把 能转化为 能。 二、汽油机的工作原理 5．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 6．汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，一个工作循环包括 个冲程。在 冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，内能转化为 能。 7．如图所示，A是 冲程；B是 冲程；C是 冲程；D是 冲程。其中 冲程是内能转化为机械能， 冲程是机械能转化为内能。 8．双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 9．四冲程汽油机工作时，将内能转化为机械能的冲程是（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 10．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法： ①在压缩冲程中，是机械能转化为内能 ②在做功冲程中，气体内能增加，温度升高 ③只有做功冲程是燃气对外做功 ④用水循环来降低热机的温度，主要是利用水比热容较大的特性 以上说法中正确的是（　　） A．只有②③ B．只有②③④ C．只有①③④ D．①②③④ 三、汽油机工作原理的应用 11．改变内能有不同的方式，如图所示是通过 方式增加试管里的水的内能。水沸腾后，水蒸气推动“试管塞”迅速冲出管口，水蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”），在“试管塞”被推出的过程中，能量转化情况与内燃机的 冲程相同。 12．古代原始人在生活中学会了钻木取火．以下四个事例中能量转化与之相同的是（　　） A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁 13．电火花发生器点燃塑料盒内的酒精，酒精燃烧产生的燃气能将盒盖喷出很远。实验时在盒内滴入2×10-4kg的酒精（q酒精=3×107J/kg）。对于此实验过程，以下说法不正确的是（　　） A．燃气在喷出的过程中温度会降低 B．燃气的内能转化为盒盖的机械能 C．能量转化方式与汽油机的做功冲程相同 D．酒精燃烧放出的热量一定是6000J 14．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧越充分，其热值越大 B．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出过程中的能量转化，与内燃机的压缩冲程相同 15．如图所示，图甲汽油机与图 （填“乙”“丙”或“乙和丙”）中能量转化情况相同，如果该汽油机飞轮的转速是360r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次；图乙中，棉花的内能增大主要是通过 方式实现的。 16．如图所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，他及时捡起气球，感觉到气球喷气嘴处的温度和原来相比 （变高/变低/没有变化），这是因为该过程，气体的 能转化为 能。其能量转换情况与下图单缸四冲程汽油机的 （甲/乙）冲程相同，若汽油机的转速是 3000r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 17．如图所示，在放有一支温度计的瓶内盛少量水，用橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶内打气。当瓶内气压达到足够大时，塞子从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾。对“塞子从瓶口冲出”分析正确的是（　　） A．塞子冲出过程与汽油机的压缩冲程原理相似 B．原来透明的瓶内充满了“白雾”是小水珠，原因是瓶内空气液化形成的 C．塞子冲出过程是外界对气体做功，使气体内能增大 D．温度计示数下降是瓶内气体对外做功引起内能减少 *四、汽油机、柴油机的联系与区别 18．如图所示，这是一个 （选填“柴油机”或“汽油机”）模型。家用汽车一般选用 （选填“柴油机”或“汽油机”）做为发动机。 19．如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知： （1）这种内燃机是 （选填“汽油机”或“柴油机”）；它在吸气冲程吸入的物质是 （选填“空气”“汽油”“柴油”或“空气和汽油的混合物”）； （2）内燃机的一个工作循环中活塞往复运动 次。 20．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴 B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火 C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气 D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机 五、计算汽油机工作循环过程中的有关参数 21．某四冲程汽油机的转速是1500r/min，那么在1min时间内，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（　　） A．3000个，6000次 B．6000个，3000次 C．3000个，750次 D．750个，3000次 22．一台内燃机的飞轮转速是1440转/分，那么在每秒钟内（　　） A．飞轮转动24转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程 B．飞轮转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程 C．飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程 D．飞轮转动24转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程 23．如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时同，塞子被试管内水蒸气推出，这与图 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）所示汽油机 冲程的能量转化是一致的，若飞轮转速是600r/min该汽油机每秒钟内完成 个冲程，做功 次。 六、热值及其应用 24．下列关于热值的说法正确的是（　　） A．5kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料的热值是燃料本身的特性 25．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。一袋饼干的营养成分表上标有“2400kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（　　） A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能 26．火箭常用液态氢气作燃料，这主要是因为液态氢的（    ） A．热量多 B．比热容大 C．热值大 D．密度小 27．木炭的热值是，它的物理意义是 。完全燃烧 kg木炭，可以得到的热量。 28．为了减少对大气污染，可对秸秤进行回收加工制成秸秤煤，完全燃烧2kg秸秤煤可放出 J热量；若这些热量完全被水吸收，可使 kg的水由20℃升高到40℃；若秸秤煤不完全燃烧，则它的热值会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（q秸=2.1×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）） 29．如图所示， 2024年4月25日， 搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分， 热值越大 B．火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的质量大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃时，内能为零 D．火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，质量减少，热值不变 30．汽油机是工农业生产中常用的热机，某型号汽油机的飞轮转速是1200r/ min。 (1)此汽油机每秒钟完成 个做功冲程，此冲程将 能转化为 能； (2)当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油的热值将 （“变大”、“不变”或“变小”）。 31．根据表中提供的信息，下列判断正确的是（   ） 物质 比热容/［J/（kg·℃）］ 热值/（J/kg） 酒精 煤油 A．酒精和煤油吸收相同的热量，升高的温度可能相同 B．质量相同的酒精和煤油，升高相同的温度，酒精吸收的热量少 C．酒精不完全燃烧时，热值将变小 D．完全燃烧放出相同的热量，所需煤油的质量比酒精大 七、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验（选择题） 32．如图所示在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．研究方法是控制变量和转换法 B．研究对象是烧杯中被加热的液体 C．实验中还需要的器材是天平和秒表 D．相同时间内温度计示数越大，该燃料的热值一定越大 33．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（　　） A．比较不同液体吸热升温现象，可以选择甲丙两图 B．比较不同液体吸热升温现象，可以选择乙丙两图 C．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择乙丙两图 D．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲丙两图 34．如图所示，在两组相同的装置中，用甲、乙两种燃料分别加热质量和初温相同的水，燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾），不计热量损失。下列说法正确的是（　　） A．m相同时，Δt越小，燃料的热值越大 B．Δt相同时，m越大，燃料的热值越大 C．的比值越大，燃料的热值越大 D．的比值越小，燃料的热值越大 八、计算题 35．已知煤气的热值为，小王洗澡需要燃烧的煤气，求 (1)这些煤气完全燃烧放出的热量是多少； (2)若这些热量的70%被温度为30℃，质量为100kg的水吸收，则水温升高多少？（已知） 36．小明将质量为20kg的水从25℃加热到45℃，[水的比热容为。天然气的热值为]。求： （1）这些水吸收的热量； （2）若天然气燃烧产生的热量中80%被这些水吸收，则需要多少天然气。 37．有一种便携式气炉，用丁烷气体为燃料。一次烧水时，将2kg初温为20℃的水加热至 90℃，消耗了25g丁烷气体。已知水的比热容c为4.2×103J/（kg℃），丁烷的热值q=4.8×107J/kg。求 ： (1)加热过程中水吸收的热量； (2)消耗的丁烷气体完全燃烧释放的热量。 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。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。 （1）经过6min时间加热，水所吸收的热量是多少？ （2）煤完全燃烧产生的热量？ 39．用燃气灶把质量为3kg、初温为20℃的水加热至沸腾，一共消耗了30g燃气[燃气的热值是4.2×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]。在此过程中，求： (1)水增加的内能； (2)燃气完全燃烧放出的热量； (3)燃气灶加热的效率。 九、实验题 40．为了“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”，小华设计如图甲、乙所示的实验：在两个燃烧皿中放入质量相同的两种燃料，分别加热质量 （选填“相等”或“不相等”）的两杯水，燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后，通过比较 （选填“燃烧时间”或“温度变化量”）来比较两种燃料放出热量多少。实验结束后画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 41．如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，传感器获得温度一时间的图像如图乙所示。（c水=4.2×103J/(kg·℃)） (1)实验中花生米燃烧放出的热量是通过 来显示； (2)①实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，这样做的目的是 ； ②根据乙图像，粗略测得花生米的热值为 J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值 真实值。 42．为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧。 (1)小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整。 燃料 加热前水温度/℃ ① 10g酒精 ② (2)实验后小明根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量，结合“10g”酒精这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠? ，请说明理由 。 43．如图1所示，甲、乙，丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g。烧杯内的液体质量和初温也相同。根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化关系的图像如图2所示。 (1)烧杯内液体的质量应该 （选填“相同”或“不同”）； (2)比较不同燃料的热值应选择 两个装置，比较不同物质的比热容应选择 两个装置； (3)在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少；（选填“温度计示数”或“加热时间”） (4)如果已知b液体的比热容是，则a液体的比热容是 ； (5)通过实验得到的燃料热值与燃料的实际热值相比偏 （选填“大”或“小”）。 一、单选题 1．如图，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是（　　） A．这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能 B．这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能 C．这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能 D．这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能 2．如图甲、乙、丙、丁所示实验，涉及的研究对象分别是：①厚玻璃筒内气体； ②盒内气体； ③铁丝；④气缸内燃气。在发生下列物理过程时，以上研究对象的内能减小的有①下压活塞棉花燃烧  ②点火后盒盖飞出  ③被弯折的铁丝变热  ④火花塞点火后活塞向下运动（　　） A．①④ B．②④ C．②③ D．①③ 3．如图所示的某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A．靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙 C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能 D．乙图中汽缸内气体温度会下降 4．如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法正确的是（　　） A．温度计示数变小 B．通过热传递改变气体内能 C．保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变 D．撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小 5．如图是小明用塑料瓶制作的水火箭。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中。下列说法正确的是（　　） A．水火箭上升过程中瓶内气体温度升高 B．瓶内气体是通过热传递改变内能的 C．水火箭升空时与热机的压缩冲程工作原理相似 D．水火箭升空时的机械能由高压气体内能转化而来 6．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，烧杯内液体的初温与质量相同，燃料的质量相同，假设燃料都完全燃烧且不考虑热量损失，液体的末温分别为、、。下列判断不正确的是（   ） A．研究燃料热值，选择甲、乙两图，若，则燃料1的热值大 B．研究燃料热值，选择乙、丙两图，若，则燃料2的热值大 C．甲、丙两图实验中，加热时间的长短表示液体吸收热量的多少 D．选择甲、乙两图实验和甲、丙两图实验所用测量工具不同 7．如图所示，用完全相同的装置加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式均相同。不计热损失，将燃料点燃直至燃尽，三个烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如丁所示，则下列说法正确的是（　　） A．仅用乙、丙两图可以比较不同燃料的热值 B．甲、丙装置中的液体在0-t内吸收的热量之比为2∶1 C．a、b两种液体的比热容之比为 D．燃料1和燃料2的热值之比为 二、填空题 8．小华利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g，烧杯中水的质量为200g，初温为15℃，点燃酒精，当水温升高到35℃时，立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量为 J。他想利Q放＝Q吸计算酒精的热值，还需测量 ，他所测出的酒精热值 （大于/小于）真实值。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q酒精＝3×107J/kg] 9．汽车应用了许多物理知识，请你解答： (1)汽油机是汽车的“心脏”，其中 冲程将机械能转化为内能； (2)某汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该汽油机1min内对外做功 次； (3)汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速。那么，在爬坡时减慢车速的目的是 ； (4)汽油机在一段时间内消耗了100g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量 J（） 10．小明购买了某品牌的一盒薯片，部分参数如表所示。利用如图所示的实验器材估测其热值。用天平分别测出3g薯片和0.1kg的水，将3g薯片放入燃烧皿中，待其燃尽后记下水升高的温度为50℃，则0.1kg的水升高50℃吸收的热量为 J。初步估算下薯片的热值为 J/kg，小明根据薯片盒上的数据也计算出其热值为 J/kg，两者相差很多，请你帮助他分析原因可能是（写出一条）： 。[已知水的比热容为] 营养成分表每份食用量：30g 项目 每份 能量 663000J 蛋白质 1.7g 脂肪 9.6g 三、实验题 11．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油热值的大小关系，他们组装了如图甲和乙所示的装置进行实验，两相同烧杯中水的质量相同，实验记录的结果如表一、表二所示。 表一 水温/℃ 30 100 100 加热时间/min 0 5 刚好沸腾 10 刚好燃尽 表二 水温/℃ 30 50 70 90 加热时间/min 0 5 10 15（刚好燃尽） (1)实验中是用 （填“温度计升高的示数”或“加热时间的长短”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少，实验时要控制煤油和菜籽油的 相等； (2)小明认为燃料完全燃烧完所需要的时间过长，可以在燃烧3min时就读数比较，小辉同学听后立即否定了小明同学的思路，理由是 ； (3)实验中，若燃料完全燃烧且不考虑热量的损失，煤油与菜籽油的热值之比为 ； (4)加热功率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则在题（3）条件下煤油的加热功率为菜籽油加热功率的 倍。 四、综合题 12．阅读材料， 完成填空： 六冲程发动机 普通的四冲程发动机把75%的能量以热能的形式散发掉了，六冲程发动机则利用了部分散发的热能去制造蒸汽以回收部分本来会损失的能量。在普通四冲程发动机的“进气-压缩-做功-排气”四个冲程之后，第五个冲程开始的时候，把水喷进炽热的气缸里面，水马上就变成了温度高达816摄氏度的蒸汽，体积急剧膨胀1600倍，同时气缸内压强急剧增大， 推动活塞再次向下运动，为汽车提供动力。到了第6个冲程，发动机把水蒸气排放到一个冷却器，水蒸气在那里重新变成水，根据计算，六冲程发动机能比传统的四冲程发动机效率提高30%。如果是柴油机的话，还可以再提高5%。实际上，向内燃机气缸喷水（与燃油一起喷入），就可以提高输出功率和热效率，这种尝试几十年前就有人研究过但主要就是因为气缸腐蚀问题而放弃的。 “额定功率”是发动机工作时的最大输出功率。“额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速。“排气量”是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。六缸六冲程发动机，即通过连杆把六个气缸的活塞连在一起，使各气缸的六个冲程依次错开，则在曲轴转动的每半周里，都有2个气缸在做功。假定每个循环的两次做功冲程中，气体对活塞做功相同，设每次做功冲程中气缸内的气体对活塞的平均压强为p，排气量为V，发动机额定转速为n（单位：r/s，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV。 (1)六冲程发动机的第五冲程相当于四冲程内燃机的做功冲程，此冲程把 能转化为机械能。 (2)六冲程发动机通过下列 方式提高热机效率。 A．让燃料充分燃烧 B．提高燃料的热值 C．减少内能的散失 D．减少机械的摩擦 (3)根据提供的信息， 请写出六缸六冲程发动机额定功率的表达式 （用文中字母表示）。 (4)我国第一款自主品牌的高瑞豪华轿车“**HQ3”在某段平直公路上进行测试，总质量为2.2×103kg，汽车所受阻力是总重的0.1倍，普通汽车四冲程柴油发动机的效率为20%，若采用六冲程柴油发动机， 该汽车百公里耗油是 升（结果保留一位小数，g=10N/ kg，汽油的热值为4.6×107J/ kg，汽油的密度为（0.7×103kg/m3，柴油的热值为4.3×107J/ kg，柴油的密度为（0.72×103kg/m3）。 13．我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： （1）了解火箭的相关知识： 喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机，广泛用作飞行器的动力装置，按燃料燃烧时所需要的来源，可分为两大类：一类是火箭发动机，另一类是空气喷气发动机。如图甲为涡轮喷气发动机（属于空气喷气发动机的一种），压缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。 如图乙为火箭发动机的工作原理图，火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂如图乙，涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围大气层中汲取氧气，所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的都是火箭发动机。 如图丙，2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员顺利进入太空。 （2）制作并发射：火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射，如图丁的图一，图二是其结构示意图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的 冲程相同。水火箭起飞用到的物理原理是： 。当水火箭上升至最高点时，此时水火箭受到 （选填“平衡力”或“非平衡力”）。 （3）项目评估：各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量 来评选出“最佳飞行奖”。（写出一种方法即可） （4）项目拓展思考： ①如图丙所示是火箭发射时的情景，下列说法正确的是 ； A．火箭点火升空离开发射台期间，重力势能不变 B．涡轮喷气发动机可用于各种宇宙飞行器中 C．火箭升空过程中，燃料燃烧释放的内能全部转化为火箭的机械能 D．火箭升空过程中外壳温度会上升，这是通过做功的方式增加了外壳的内能 ②一架飞机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如表，表中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。已知飞机所受空气阻力与运行速度平方的关系如图戊所示，当飞机以200m/s的速度水平匀速巡航0.5h的过程中，此时需要 t的航空燃油。 热效率 40% 推进效率 60% 航空燃油热值q 5.0×107J/kg 1．（2025·江苏扬州·中考真题）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（   ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是（　　） A． B． C． D． 3．（2024·江苏扬州·中考真题）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 4．（2025·江苏苏州·中考真题）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： (1)水吸收的热量； (2)煤气完全燃烧放出的热量； (3)煤气炉加热的效率。 5．（2024·江苏常州·中考真题）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料．工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值． ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，，用该装置加热水的效率为42%．求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量； （2）该液态燃料的热值。 6．（2023·江苏南京·中考真题）课本中做“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验的装置如图所示： （1）甲、乙实验中以下四个方面：①烧杯内液体种类：②烧杯内液体质量；③加热时间；④烧杯内液体温度的变化量。其中要求相等的有 （填序号）； （2）燃料燃烧过程中，其热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$