第十四章 内能的利用（高效培优·单元测试）物理人教版2024九年级全一册

第14章 内能的利用 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级第15章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．如图所示，走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转，下列四个场景中，能量转化方式与走马灯类似的是（　　） A．热机某冲程 B．滚摆向下运动 C．向下压缩引火仪 D．钻木取火 2．热学知识与人类生活息息相关。下列说法中正确的是（　　） A．高压锅可将食物快速煮熟，是因为气压高，沸点低，水可以更快的沸腾 B．夏日花香四溢，说明温度越高，扩散现象越明显 C．内燃机在做功过程中，气缸内气体温度升高，内能增大 D．“一朝秋暮露成霜”霜是露凝华而成的 3．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．热机的效率越高说明热机做功越快 B．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越低 C．热机的原理是化学能转化为机械能 D．相同质量的不同燃料，放出的热量越多，热值越大，热值与放出的热量成正比 4．如图所示为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．在一个工作循环中，工作过程依次是丁、乙、丙、甲 B．乙图冲程能量转化是内能转化为机械能 C．丙图中汽缸内气体温度在降低 D．丁冲程是吸气冲程，吸入的是空气 5．2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热机效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列关于四冲程柴油机的说法错误的是（   ） A．给外界提供动力的是做功冲程 B．压缩冲程中机械能转化为内能 C．柴油机的热机效率不可能达到100% D．若该柴油机飞轮的转速为，则柴油机在内对外做功30次 6．物理学中，一些物理量间的变化关系常用图像来表示。下列图像表示正确的是（　　） A．图甲表示物质的质量与其体积之间的关系 B．图乙表示水加热时温度与时间的关系 C．图丙表示燃料的热值与燃料的质量之间的关系 D．图丁表示压力一定时压强与受力面积之间的关系 7．2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功．关于载人飞船加速升空的过程，下列说法不正确的是（　　） A．以载人飞船为参照物，航天员是静止的 B．载人飞船动能增大，势能增大，机械能增大 C．用液氢作为燃料，主要利用了氢的热值大 D．火箭与大气剧烈摩擦，这是通过热传递的方式使火箭表面的内能增加 8．“端午节”是中国四大传统节日之一、临近节日，小明妈妈选择品质优良的竹叶、江米、红枣等材料，制作了美味的“粽子”。下列制作过程中的说法正确的是（　　） A．闻到“粽子”的香味是食材扩散到空气中 B．炖煮“粽子”是利用做功的方法使“粽子”的内能增加 C．用高压锅更容易煮熟“粽子”，是因为增大气压，提高了水的沸点 D．用高压锅炖煮过程中，蒸汽推开限压阀的过程类似于内燃机的压缩冲程 9．《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（　　） A．加热时铜的温度升高，是通过热传递改变了它的内能 B．熔炼过程中，铜熔化吸热，温度不变，内能不变 C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同 10．2025年4月11日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射，成功将通信技术试验卫星十七号发射升空。下列说法正确的是（　　） A．火箭搭载着卫星升空的过程中，以卫星为参照物，火箭是静止的 B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 D．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 11．在2025年春节联欢晚会上，人形机器人与舞蹈演员配合表演了创意融合舞蹈《秧BOT》节目，展现了现代科技与传统艺术的完美融合，如图所示。下列有关说法正确的是（    ） A．机器人行走时与舞台之间没有摩擦 B．机器人行走时将内能转化为机械能 C．手绢抛出后能向上运动是由于具有惯性 D．匀速转动的手绢运动状态不会发生变化 12．小南将塑料圆珠笔的一端在毛衣上摩擦后靠近细小水流，发生的现象如图所示。下列说法正确的是（   ） A．圆珠笔和毛衣摩擦的过程中，创造了电荷 B．圆珠笔和毛衣摩擦后，圆珠笔带电而毛衣不带电 C．圆珠笔和毛衣摩擦的过程中，机械能全部转化为电能 D．毛衣摩擦过的圆珠笔能吸引细小水流是因为带电体能吸引轻小物体 13．下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．钻木取火——内能转化为机械能 B．电动机——机械能转化为电能 C．手机充电——化学能转化为电能 D．燃料燃烧——化学能转化为内能 14．燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图所示是某燃油车的汽油机（有四个冲程）的能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．汽油燃烧越充分，它的热值越大 B．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能 C．改良发动机结构，汽油机的效率可达100% D．由图可知该汽油机的效率小于30% 15．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 16．在标准大气压下，小美同学用同一个加热器分别加热质量均为200g的水和甲液体，用测得的数据绘制的温度随时间变化图像如图所示。甲液体从20℃加热至沸腾用时10min，水从20℃加热至沸腾消耗了8g酒精。若单位时间内水吸收的热量与甲液体吸收的热量相等[，]，则下列说法中正确的是（    ） A．沸腾时甲的末温比水的高，所以吸热能力更强 B．酒精灯的加热效率为38% C．甲液体的比热容为 D．甲液体的沸点为200℃ 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分） 17．能量是人类文明跃升的动力，让我们开启跨越时空的能量之旅：“钻木取火”在蛮荒中书写文明的开篇，它是通过 方式来改变内能。蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，蒸汽机工作时推动机械运动，其能量转化与汽油机的 冲程相同。 18．《天工开物》中记载的“透火焙干”是造纸的一道工序，其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上，如图所示。给墙壁烤火是通过 的方式来增大湿纸的内能，将湿纸“焙干”，燃料燃烧时将 能转化为内能。 19．某台四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 次功；2023年5月30日，在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值 （选填“变大”、“不变”或“变小”） 20．2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。该款氢能源汽车在公路上行驶 30km， 用时0.4h， 受到的牵引力1.4×103N， 消耗氢0.8kg， 则此过程中汽车行驶的平均速度为 km/h， 利用氢能的效率为 。（q 氢=1.4×108J/kg） 21．汽油通常从石油中提炼而成，10kg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，其消耗10kg汽油输出的有用功可以让质量为1000kg、初温为20℃的水升高到 ℃。（汽油的热值， 22．物理课堂上，老师用如图所示的装置测量一种燃料的热值：首先在空酒精灯内加入适量该液态燃料，接着在空烧杯内加入0.5kg水，点燃“燃料”开始对水加热；当水的温度变化了50℃时，立即熄灭“燃料”，测得消耗燃料10g。，若用该装置加热水的效率为40%，该液态燃料的热值为 J/kg，用此装置加热水的过程中，除了水吸收热量外，还有 也吸收热量（举一例即可）。 三．实验题（本题共3小题，共22分） 23．利用易拉罐做以下几个小实验； （1）如图1，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，可以看到油柱 ，这是利用气体的 制作简易温度计； （2）如图2，在易拉罐中放入盐和敲碎的冰，用筷子轻轻搅拌半分钟，可以看到罐底出现“白霜”，这是空气中的水蒸气发生了 现象； （3）如图3，将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料，放入滴有酒精的小块脱脂棉花，轻轻晃动易拉罐，把电火花发生器紧紧塞进孔中，按动按钮，观察到罐子飞出去了，这个过程与汽油机的 冲程能量转化方式一致； （4）如图4，在易拉罐中注入少量水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时将罐口堵住。撤去酒精灯让易拉罐冷却，观察到 ，说明了 。 24．【探究名称】比较不同物质吸热本领的大小。 【问题】夏天我们在海边玩耍时，会觉得沙子烫脚，而海水却凉凉的，那么沙子和水的吸热本领有什么不同呢？ 【证据】 （1）为了比较沙子和水吸热本领的大小，小丽设计了图a、b所示的实验。在实验中，如果有图c中甲、乙、丙三个酒精灯，则应选取 两个酒精灯进行实验。 （2）本实验可以用两种方式进行：①等质量的沙子和水升高相同的温度，比较 ；②等质量的沙子和水加热相同的时间，比较 。 （3）小丽实验时，每隔2min读取一次温度计示数并记录在下表中。 加热时间/min 0 2 4 水的温度/℃ 15 21 27 沙子的温度/℃ 15 29 43 【解释】分析表中数据可知， （选填“沙子”或“水”）的吸热本领更强。 【交流】 （1）实验中仔细观察的同组同学小华还发现：刚开始加热时，沙子升温较慢。结合沙子与水的特性，你认为产生这种现象可能的原因是 。 （2）本实验中，水和沙子吸收热量的多少是通过 来比较的。 【拓展】小丽同学又利用图a、b所示的装置探究酒精和煤油的热值是否相等。要完成该实验，除了把图a中的沙子换成与图b中质量和初温都相同的水，还应把图a中的酒精灯里的酒精换成 相同的煤油，比较燃料 （选填“燃烧相同时间”或“燃尽后”）两个烧杯中水升高的温度。 25．如图甲所示，在两只相同的烧杯里装入初温和质量均相同的水和食用油，用规格相同的电加热器给它们加热，探究它们吸热本领的强弱。 (1)在此实验中，由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，可根据 来间接比较水和食用油吸收热量的多少（选填“加热时间”或“升高的温度”）；除天平和温度计外，本实验还用到的测量仪器是 。 (2)经过实验和记录数据，绘出了图乙所示的坐标。经过观察思考，由图可知； ①质量相同的水和食用油，升高相同的温度，吸收热量较多的是 ，所以其吸热能力较 ； ②质量相同的水和食用油，吸收相同的热量，温度变化较大的是 ，所以其吸热能力较 ； (3)学习了比热容和热值的知识后，某同学想利用如图所示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为，烧杯中水的质量为,初温为，点燃酒精，当水温升高到时，立即熄灭火焰。他想利用来计算酒精的热值，还需进行的实验操作是 ，他所测算出的热值与真实值相比偏 。 四．计算题（本题共3小题，共26分） 26．如图是我国自主研发的大型远程战略军用运输机运﹣20。运﹣20可在复杂气象条件下执行各种物资和人员的长距离运输任务，增强了我国空军的战略投送能力和远程作战能力。若该飞机以4.8×105N的水平推力匀速直线航行60km，飞机消耗航空燃油1800kg，航空燃油的热值为4×107J/kg。 (1)求消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 (2)求飞机发动机的效率。 27．“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： (1)汽车通过隧道的平均速度； (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； (3)汽车通过隧道发动机的效率。 28．2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想号”（如图所示）在广东广州正式入列。作为我国深海探测关键技术装备领域的重大突破，“梦想号”大洋钻探船承担着深海资源勘探、大洋科学钻探和深远海科学考察等多项使命。“梦想”号满载排水量为42600t，具备海域11000米的钻探能力，世界领先。（g取10N/kg）。请根据上述素材，回答下列问题： 燃料 热值/（） 可燃冰 煤 (1)求“梦想”号满载时受到的浮力； (2)求钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强；（取） (3)钻探船一次在某3000米深海域开采可燃冰，求这些可燃冰的质量。（取） (4)若可燃冰的燃烧效率为90%，煤的燃烧效率为45%，那么这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了多少质量的煤？ 五．解答题（共1小题，共8分） 29．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能 ； (2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能 ；（答出一条即可） (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施： 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第14章 内能的利用 注意事项： 1．测试范围：人教版九年级第15章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．如图所示，走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转，下列四个场景中，能量转化方式与走马灯类似的是（　　） A．热机某冲程 B．滚摆向下运动 C．向下压缩引火仪 D．钻木取火 【答案】A 【详解】蜡烛燃烧产生热量，走马灯内的气体吸收热量，温度升高，密度变小，周围空气的密度大，所以热气会向上运动，形成气流，一部分内能转化为叶轮的动能，从而使推动叶轮旋转，此过程中是通过做功的方式将内能转化为机械能。 A．图中两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故A符合题意； B．滚摆向下运动时将重力势能转化为动能，故B不符合题意； C．向下压缩引火仪，对瓶内气体做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．钻木取火是将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选A。 2．热学知识与人类生活息息相关。下列说法中正确的是（　　） A．高压锅可将食物快速煮熟，是因为气压高，沸点低，水可以更快的沸腾 B．夏日花香四溢，说明温度越高，扩散现象越明显 C．内燃机在做功过程中，气缸内气体温度升高，内能增大 D．“一朝秋暮露成霜”霜是露凝华而成的 【答案】B 【详解】A．高压锅可将食物快速煮熟，是因为气压越高，水的沸点越高，可以使食物更容易熟，故A错误； B．夏日花香四溢，这是扩散现象，说明温度越高，分子无规则热运动越剧烈，扩散现象越明显，故B正确； C．内燃机在做功过程中，气缸内气体推动活塞做功，气体的内能转化为机械能，气体温度降低，内能减小，故C错误； D．“一朝秋暮露成霜”，霜是空气中的水蒸气遇冷凝华而成的，故D错误。 故选 B。 3．关于热机，下列说法正确的是（　　） A．热机的效率越高说明热机做功越快 B．在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越低 C．热机的原理是化学能转化为机械能 D．相同质量的不同燃料，放出的热量越多，热值越大，热值与放出的热量成正比 【答案】B 【详解】A．热机的效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，做功快慢是代表热机的功率，热机效率与功率大小无关，故A错误； B．由热机效率的概念可知，在做功同样多的情况下，消耗的燃料越多，热机的效率越低，故B正确； C．热机的原理是内能转化为机械能，故C错误； D．由可知，相同质量的不同燃料完全燃烧后放出热量越多的，热值越大；但热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量、放出的热量等无关，故D错误。 故选B。 4．如图所示为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．在一个工作循环中，工作过程依次是丁、乙、丙、甲 B．乙图冲程能量转化是内能转化为机械能 C．丙图中汽缸内气体温度在降低 D．丁冲程是吸气冲程，吸入的是空气 【答案】B 【详解】BCD．甲图中进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程；乙图中气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，内能转化为机械能；丙图中气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，活塞对汽缸内气体做功，机械能转化为内能，汽缸内气体温度升高，内能增大；丁图中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物。故B正确，CD错误； A．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、丙、乙、甲，故A错误。 故选B。 5．2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热机效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列关于四冲程柴油机的说法错误的是（   ） A．给外界提供动力的是做功冲程 B．压缩冲程中机械能转化为内能 C．柴油机的热机效率不可能达到100% D．若该柴油机飞轮的转速为，则柴油机在内对外做功30次 【答案】D 【详解】A．在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞运动，对外做功，将内能转化为机械能，给外界提供动力的是做功冲程，故A正确，不符合题意； B．柴油机压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能，使空气的内能增加、温度升高，故B正确，不符合题意； C．柴油机在工作过程中，不可避免地会有能量损失，如摩擦损失、散热损失等，所以柴油机的热机效率不可能达到100%，故C正确，不符合题意； D．该柴油机飞轮的转速为1800r/min=30r/s，一个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，对外做功1次，该柴油机每秒内飞轮转动30圈，对外做功15次，故D错误，符合题意。 故选D。 6．物理学中，一些物理量间的变化关系常用图像来表示。下列图像表示正确的是（　　） A．图甲表示物质的质量与其体积之间的关系 B．图乙表示水加热时温度与时间的关系 C．图丙表示燃料的热值与燃料的质量之间的关系 D．图丁表示压力一定时压强与受力面积之间的关系 【答案】B 【详解】A．同种物质质量与体积成正比，图像应过原点，甲图不过原点，故A错误； B．水加热时，温度升高，水加热到沸点后温度不变，故B正确； C．热值是燃料的一种特性，与质量无关，图像应平行于横轴，丙图不符，故C错误； D．压力一定，压强与受力面积成反比，是曲线关系，而非直线，故D错误。 故选B。 7．2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功．关于载人飞船加速升空的过程，下列说法不正确的是（　　） A．以载人飞船为参照物，航天员是静止的 B．载人飞船动能增大，势能增大，机械能增大 C．用液氢作为燃料，主要利用了氢的热值大 D．火箭与大气剧烈摩擦，这是通过热传递的方式使火箭表面的内能增加 【答案】D 【详解】A．以 “神舟十九号”飞船为参照物，航天员的位置并未发生改变，是静止的，故A正确，不符合题意； B．在火箭加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度增大，动能增大，高度增加，重力势能增大，机械能增大,故B正确，不符合题意； C．用液态氢作为燃料，主要原因是液态氢的热值大，故C正确，不符合题意； D．火箭与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使得火箭表面温度急剧升高，内能增加，故D错误，符合题意。 故选D。 8．“端午节”是中国四大传统节日之一、临近节日，小明妈妈选择品质优良的竹叶、江米、红枣等材料，制作了美味的“粽子”。下列制作过程中的说法正确的是（　　） A．闻到“粽子”的香味是食材扩散到空气中 B．炖煮“粽子”是利用做功的方法使“粽子”的内能增加 C．用高压锅更容易煮熟“粽子”，是因为增大气压，提高了水的沸点 D．用高压锅炖煮过程中，蒸汽推开限压阀的过程类似于内燃机的压缩冲程 【答案】C 【详解】A．分子在不停地做无规则运动，闻到“粽子”的香味是粽子的香味分子扩散到了空气中，故A错误； B．炖煮“粽子”时，锅温度较高，热量从锅传递给粽子，是利用热传递的方法使“粽子”的内能增加，故B错误； C．水的沸点随大气压的升高而升高，高压锅内气压高，提高了水的沸点，因此用高压锅更容易煮熟“粽子”，故C正确； D．内燃机的排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，用高压锅炖煮过程中，蒸汽推开限压阀，相当于内燃机的排气冲程，故D错误。 故选C。 9．《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（　　） A．加热时铜的温度升高，是通过热传递改变了它的内能 B．熔炼过程中，铜熔化吸热，温度不变，内能不变 C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同 【答案】A 【详解】A．加热时，铜吸收热量，温度升高，这是通过热传递改变了它的内能，故A正确； B．熔炼过程中，铜熔化时吸收热量但温度不变，内能增大，故B错误； C．热量是一个过程量，不能说“含有”多少热量，故C错误； D．打磨过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，两者不同，故D错误。 故选A。 10．2025年4月11日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射，成功将通信技术试验卫星十七号发射升空。下列说法正确的是（　　） A．火箭搭载着卫星升空的过程中，以卫星为参照物，火箭是静止的 B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100% C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 D．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 【答案】A 【详解】A．火箭搭载卫星升空过程中，火箭和卫星之间的位置没有改变，故火箭是静止的，故A正确； B．一切机械的效率都小于100%，火箭发动机的热机效率一定小于100%，故B错误； C．一切物体都有内能，内能为0的物体不存在，液氢燃料的内能一定大于0，故C错误； D．热值是燃料的特性，与燃料的种类和状态有关，与燃料是否充分燃烧无关，故D错误。 故选A。 11．在2025年春节联欢晚会上，人形机器人与舞蹈演员配合表演了创意融合舞蹈《秧BOT》节目，展现了现代科技与传统艺术的完美融合，如图所示。下列有关说法正确的是（    ） A．机器人行走时与舞台之间没有摩擦 B．机器人行走时将内能转化为机械能 C．手绢抛出后能向上运动是由于具有惯性 D．匀速转动的手绢运动状态不会发生变化 【答案】C 【详解】A．机器人行走时，若与舞台之间没有摩擦，机器人就无法前进，因为摩擦力是使物体前进的动力之一，故A错误； B．机器人行走时，通常是消耗电能转化为机械能，而不是内能转化为机械能，故B错误； C．手绢抛出后能向上运动，是因为手绢具有惯性，要保持原来向上的运动状态，故C正确； D．匀速转动的手绢，其运动方向在不断变化，而运动状态包括速度大小和运动方向，所以运动状态发生了变化，故D错误。 故选C。 12．小南将塑料圆珠笔的一端在毛衣上摩擦后靠近细小水流，发生的现象如图所示。下列说法正确的是（   ） A．圆珠笔和毛衣摩擦的过程中，创造了电荷 B．圆珠笔和毛衣摩擦后，圆珠笔带电而毛衣不带电 C．圆珠笔和毛衣摩擦的过程中，机械能全部转化为电能 D．毛衣摩擦过的圆珠笔能吸引细小水流是因为带电体能吸引轻小物体 【答案】D 【详解】A．摩擦起电的实质是电荷的转移，并非创造了电荷，故A错误； B．摩擦起电的实质是电荷的转移，一个物体失去电子带正电，另一个物体得到电子带负电，两个物体带上的是等量的异种电荷，则毛衣摩擦圆珠笔后，圆珠笔和毛衣带等量的异种电荷，故B错误； C．圆珠笔和毛衣摩擦的过程中，一部分机械能转化为电能，故C错误； D．带电体具有吸引轻小物体的性质，所以圆珠笔带电后能吸引细小水流，故D正确。 故选D。 13．下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．钻木取火——内能转化为机械能 B．电动机——机械能转化为电能 C．手机充电——化学能转化为电能 D．燃料燃烧——化学能转化为内能 【答案】D 【详解】A．钻木取火，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A错误； B．电动机工作时，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能，故B错误； C．手机充电，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故C错误； D．燃料燃烧时，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能，故D正确。 故选D。 14．燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图所示是某燃油车的汽油机（有四个冲程）的能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．汽油燃烧越充分，它的热值越大 B．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能 C．改良发动机结构，汽油机的效率可达100% D．由图可知该汽油机的效率小于30% 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关 。所以无论汽油燃烧是否充分，其热值大小是固定不变的，故A错误； B．汽油机的做功冲程中，是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能 ，而压缩冲程才是将机械能转化为内能，故B错误； C．由于热机在工作过程中，不可避免地存在废气带走热量、机械散热、克服摩擦做功等能量损失，所以即使改良发动机结构，也不可能让燃料完全燃烧释放的能量全部用来做有用功，汽油机的效率不可能达到 100%，故C错误； D．由图乙可知该汽油机的效率为，故D正确。 故选D。 15．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。 16．在标准大气压下，小美同学用同一个加热器分别加热质量均为200g的水和甲液体，用测得的数据绘制的温度随时间变化图像如图所示。甲液体从20℃加热至沸腾用时10min，水从20℃加热至沸腾消耗了8g酒精。若单位时间内水吸收的热量与甲液体吸收的热量相等[，]，则下列说法中正确的是（    ） A．沸腾时甲的末温比水的高，所以吸热能力更强 B．酒精灯的加热效率为38% C．甲液体的比热容为 D．甲液体的沸点为200℃ 【答案】C 【详解】A．根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像可知：质量相等的甲液体和水两种液体，在升高相同的温度时，水加热时间长，水吸收的热量较多；根据比较吸热能力的方法可知，水的吸热能力强，比热容大，故A错误； B．由图可知，水从20℃加热至沸腾100℃，用时6min，水吸收的热量 燃烧8g酒精放出的热量 酒精灯的加热效率 故B错误； C．加热4min，甲液体温度升高80℃，加热6min，水温度升高80℃，因为加热的装置相同，故相同的时间内，甲液体、水吸收的热量相同，又因为甲液体、水质量相同，根据可知 解得 故C正确； D．10min甲吸收的热量与水吸收的热量相等，根据Q吸=cmΔt可知 代入数据解得t甲=220℃，则甲液体的沸点为220℃。故D错误。 故选C。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分） 17．能量是人类文明跃升的动力，让我们开启跨越时空的能量之旅：“钻木取火”在蛮荒中书写文明的开篇，它是通过 方式来改变内能。蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，蒸汽机工作时推动机械运动，其能量转化与汽油机的 冲程相同。 【答案】 做功 做功 【详解】[1]改变物体内能有两种方式：做功和热传递。“钻木取火”是通过克服摩擦力做功，将机械能转化为木头的内能，使木头的内能增加、温度升高，达到着火点而燃烧，所以“钻木取火”是通过做功方式来改变内能。 [2]蒸汽机工作时推动机械运动，将内能转化为机械能。与汽油机的做功冲程能量转化相同。 18．《天工开物》中记载的“透火焙干”是造纸的一道工序，其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上，如图所示。给墙壁烤火是通过 的方式来增大湿纸的内能，将湿纸“焙干”，燃料燃烧时将 能转化为内能。 【答案】 热传递 化学 【详解】[1]改变物体内能的方式有做功和热传递，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。给墙壁烤火时能量从火焰上转移到墙壁上和纸上，是通过热传递的方式来增大湿纸的内能的。 [2]燃料燃烧时消耗化学能，产生内能，此过程将化学能转化为内能。 19．某台四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了 次功；2023年5月30日，在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值 （选填“变大”、“不变”或“变小”） 【答案】 10 不变 【详解】[1]四冲程汽油机的转速为1200r/min，则1s转20转，每两转做一次功，则在1s内汽油机对外做了10次功。 [2]燃料的热值只与燃料的种类有关，因此飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值不变。 20．2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。该款氢能源汽车在公路上行驶 30km， 用时0.4h， 受到的牵引力1.4×103N， 消耗氢0.8kg， 则此过程中汽车行驶的平均速度为 km/h， 利用氢能的效率为 。（q 氢=1.4×108J/kg） 【答案】 75 37.5% 【详解】[1]在这个过程中汽车行驶的平均速度 [2]牵引力做的功为W=Fs=1.4×103N×30×103m=4.2×107J 0.8kg氢完全燃烧放出的热量Q放=mq氢=0.8kg×1.4×108J/kg=1.12×108J 利用氢能的效率 21．汽油通常从石油中提炼而成，10kg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，其消耗10kg汽油输出的有用功可以让质量为1000kg、初温为20℃的水升高到 ℃。（汽油的热值， 【答案】 【详解】[1]10kg汽油完全燃烧放出的热量： [2] 由汽油机工作时的能量流向图可得汽油机的效率 该汽油机消耗10kg汽油可输出有用功 由题知，水吸收的热量 由可得水升高的温度 水温升高到 22．物理课堂上，老师用如图所示的装置测量一种燃料的热值：首先在空酒精灯内加入适量该液态燃料，接着在空烧杯内加入0.5kg水，点燃“燃料”开始对水加热；当水的温度变化了50℃时，立即熄灭“燃料”，测得消耗燃料10g。，若用该装置加热水的效率为40%，该液态燃料的热值为 J/kg，用此装置加热水的过程中，除了水吸收热量外，还有 也吸收热量（举一例即可）。 【答案】 2.625×107 烧杯 【详解】[1]水吸收的热量为 由得，若用该装置加热水的效率为40%，燃料完全燃烧过程中释放的热量 由得，该液态燃料的热值为 [2]用此装置加热水的过程中，除了水吸收热量外，实验过程中烧杯、石棉网也吸收热量。 三．实验题（本题共3小题，共22分） 23．利用易拉罐做以下几个小实验； （1）如图1，向空易拉罐中插入透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，可以看到油柱 ，这是利用气体的 制作简易温度计； （2）如图2，在易拉罐中放入盐和敲碎的冰，用筷子轻轻搅拌半分钟，可以看到罐底出现“白霜”，这是空气中的水蒸气发生了 现象； （3）如图3，将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料，放入滴有酒精的小块脱脂棉花，轻轻晃动易拉罐，把电火花发生器紧紧塞进孔中，按动按钮，观察到罐子飞出去了，这个过程与汽油机的 冲程能量转化方式一致； （4）如图4，在易拉罐中注入少量水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时将罐口堵住。撤去酒精灯让易拉罐冷却，观察到 ，说明了 。 【答案】 上升 热胀冷缩 凝华 做功 易拉罐变瘪了 大气压强的存在 【详解】（1）[1][2]在吸管内引入一小段油柱，把罐体放在热水中，密封罐内气体受热膨胀却不能排出，所以管内的油柱上升；温度不同，油柱的高度也不会不同，所以这是利用气体的热胀冷缩制作简易温度计的。 （2）[3]罐底出现“白霜”，这是空气中的水蒸气遇冷直接变成的小冰晶，是凝华现象。 （3）[4]电火花打火时，酒精气体燃烧体积膨胀，对外做功，使罐子飞出去，因此酒精燃烧后产生的燃气的内能转化为罐子的机械能，汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，所以这与汽油机的做功冲程能量转化方式一致。 （4）[5][6]水吸热汽化成水蒸气，水蒸气把易拉罐内的空气排出，封住罐口，停止加热，罐内气体温度降低，气体压强减小，小于大气压，大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪这个现象可以表明大气压强的存在。 24．【探究名称】比较不同物质吸热本领的大小。 【问题】夏天我们在海边玩耍时，会觉得沙子烫脚，而海水却凉凉的，那么沙子和水的吸热本领有什么不同呢？ 【证据】 （1）为了比较沙子和水吸热本领的大小，小丽设计了图a、b所示的实验。在实验中，如果有图c中甲、乙、丙三个酒精灯，则应选取 两个酒精灯进行实验。 （2）本实验可以用两种方式进行：①等质量的沙子和水升高相同的温度，比较 ；②等质量的沙子和水加热相同的时间，比较 。 （3）小丽实验时，每隔2min读取一次温度计示数并记录在下表中。 加热时间/min 0 2 4 水的温度/℃ 15 21 27 沙子的温度/℃ 15 29 43 【解释】分析表中数据可知， （选填“沙子”或“水”）的吸热本领更强。 【交流】 （1）实验中仔细观察的同组同学小华还发现：刚开始加热时，沙子升温较慢。结合沙子与水的特性，你认为产生这种现象可能的原因是 。 （2）本实验中，水和沙子吸收热量的多少是通过 来比较的。 【拓展】小丽同学又利用图a、b所示的装置探究酒精和煤油的热值是否相等。要完成该实验，除了把图a中的沙子换成与图b中质量和初温都相同的水，还应把图a中的酒精灯里的酒精换成 相同的煤油，比较燃料 （选填“燃烧相同时间”或“燃尽后”）两个烧杯中水升高的温度。 【答案】 乙、丙 加热时间 升高的温度 水 沙子受热不均匀 加热时间的长短 质量 燃尽后 【详解】【证据】 （1）[1]根据转换法，用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，在此实验中，如果有图（c）中甲、乙、丙三个酒精灯，乙、丙酒精灯火焰几乎相同，则应选取乙、丙两个酒精灯进行实验。 （2）[2]等质量的沙子和水升高相同的温度，比较吸收的热量（加热时间），加热时间长的吸收的热量多，吸热能力强。 [3]等质量的沙子和水加热相同的时间，比较升高的温度，升高温度少的，吸热能力强。 （3）[4]由表格数据知：等质量的沙子和水加热相同的时间，沙子的温度上升得多，根据比较吸热能力的方法知，水的吸热本领更强。 【交流】 （1）[5]实验中，沙子与水相比，水具有更好的流动性，所以水受热比沙子更均匀。故刚开始加热时，沙子升温较慢的原因可能是：沙子开始受热不均匀。 （2）[6]本实验中，使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，所以水和沙子吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较的。 【拓展】 [7][8]小丽同学又利用图（a）、（b）所示的装置探究酒精和煤油的热值是否相等。要完成该实验，除了把图（a）中的沙子换成与图（b）中质量和初温相同的水之外，还应把图（a）中的酒精灯里的酒精换成质量相同的煤油，比较它们燃料燃尽后两个烧杯中水升高的温度。 【点睛】 25．如图甲所示，在两只相同的烧杯里装入初温和质量均相同的水和食用油，用规格相同的电加热器给它们加热，探究它们吸热本领的强弱。 (1)在此实验中，由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，可根据 来间接比较水和食用油吸收热量的多少（选填“加热时间”或“升高的温度”）；除天平和温度计外，本实验还用到的测量仪器是 。 (2)经过实验和记录数据，绘出了图乙所示的坐标。经过观察思考，由图可知； ①质量相同的水和食用油，升高相同的温度，吸收热量较多的是 ，所以其吸热能力较 ； ②质量相同的水和食用油，吸收相同的热量，温度变化较大的是 ，所以其吸热能力较 ； (3)学习了比热容和热值的知识后，某同学想利用如图所示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为，烧杯中水的质量为,初温为，点燃酒精，当水温升高到时，立即熄灭火焰。他想利用来计算酒精的热值，还需进行的实验操作是 ，他所测算出的热值与真实值相比偏 。 【答案】(1) 加热时间 秒表 (2) 水 强 食用油 弱 (3) 测量剩余酒精的质量 低 【详解】（1）[1]由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，可根据加热时间的长短来反应吸收热量的多少，加热时间越长，物质吸收的热量越多。 [2]根据图中物理量可知，除天平和温度计外，本实验还用到的测量时间的仪器秒表。 （2）[1][2]由图乙可知，水和食用油在升高相同温度的情况下，水加热时间较长，水吸收的热量较多，说明水的吸热能力强。 [3][4]由图乙可知，水和食用油加热相同的时间，即吸收相同的热量，食用油温度变化较大，说明食用油的吸热能力弱，水温度变化较小，说明水的吸热能力强。 （3）[1]利用计算酒精的热值，还需进行的实验操作是测量燃烧皿中剩余酒精的质量，根据计算出酒精的热值。 [2]由于存在热量损失，酒精燃烧放出的热量没有被水全部吸收，即测得的放偏小，又因为燃烧掉酒精的质量是一定的，根据可知，实验所测酒精的热值与真实值相比偏低。 四．计算题（本题共3小题，共26分） 26．如图是我国自主研发的大型远程战略军用运输机运﹣20。运﹣20可在复杂气象条件下执行各种物资和人员的长距离运输任务，增强了我国空军的战略投送能力和远程作战能力。若该飞机以4.8×105N的水平推力匀速直线航行60km，飞机消耗航空燃油1800kg，航空燃油的热值为4×107J/kg。 (1)求消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 (2)求飞机发动机的效率。 【答案】(1)7.2×1010J (2)40% 【详解】（1）航空燃油完全燃烧放出的热量为 （2）飞机飞行时推力做的有用功为 发动机的效率为 27．“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求： (1)汽车通过隧道的平均速度； (2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量； (3)汽车通过隧道发动机的效率。 【答案】(1)20m/s (2) (3)30% 【详解】（1）汽车通过隧道的平均速度 （2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量 （3）汽车通过隧道牵引力做的有用功 汽车通过隧道发动机的效率 28．2024年11月17日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想号”（如图所示）在广东广州正式入列。作为我国深海探测关键技术装备领域的重大突破，“梦想号”大洋钻探船承担着深海资源勘探、大洋科学钻探和深远海科学考察等多项使命。“梦想”号满载排水量为42600t，具备海域11000米的钻探能力，世界领先。（g取10N/kg）。请根据上述素材，回答下列问题： 燃料 热值/（） 可燃冰 煤 (1)求“梦想”号满载时受到的浮力； (2)求钻探系统的钻头在海域3000m深处受到海水的压强；（取） (3)钻探船一次在某3000米深海域开采可燃冰，求这些可燃冰的质量。（取） (4)若可燃冰的燃烧效率为90%，煤的燃烧效率为45%，那么这次开采的可燃冰相当于为我们国家节约了多少质量的煤？ 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）“梦想”号满载时受到的浮力 （2）钻头受到海水的压强为 （3）这些可燃冰的质量为 （4）可燃冰完全燃烧放出的热量为 实际利用的热量 煤的质量为 五．解答题（共1小题，共8分） 29．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能 ； (2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能 ；（答出一条即可） (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施： 。 【答案】(1) 内能 机械能 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）[1][2][3]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 （2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。 （3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$