专题02 内能的利用（专项训练）物理人教版2024九年级全一册

专题02 内能的利用（原卷版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、能量的转化和守恒 1 题型二、热机 2 题型三、热值 3 题型四、热机的效率 5 题型五、热效率 6 B综合攻坚・能力跃升 6 题型一、能量的转化和守恒 1．图是“风能——太阳能”路灯电路示意图，下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．风力发电机：电能→机械能 B．太阳能电池：太阳能→电能 C．蓄电池充电：化学能→电能 D．路灯工作：电能→化学能 2．有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　） A．装置所具有的机械能始终不变 B．如果没有能量补充，装置最终会停下来 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 3．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（　　） A．在自然界中不是所有能量都能利用 B．能量的利用是有条件的，也是有代价的 C．不同温度的物体发生热传递时，热量可以自发地从高温物体传到低温物体 D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力 题型二、热机 4．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 5．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是（　　） ①做功冲程，机械能转化为内能；②做功冲程，内能转化为机械能； ③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同 A．①③ B．②③ C．②④ D．②③④ 6．如图所示为汽油机工作循环中的某个冲程，下列关于此冲程的说法正确的是（　　） A．活塞向上运动 B．喷油嘴喷出雾状汽油 C．内能转化为机械能 D．飞轮在此过程中转一圈 7．2025年2月8日在哈尔滨举行的第九届亚冬会速度滑冰男子100米决赛中，中国选手高亭宇获得冠军。刷新亚洲纪录。如图是运动员在赛道上奋勇拼搏的镜头。在此过程中，冰刀温度升高，这是通过 的方式增加了它的内能。能量转化过程与图中 （选填“A”或“B”）所示的冲程相同。 8．如图甲所示，是中国特色工艺品“走马灯”，其内部结构如图乙所示。使用时点燃“走马灯”下的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，此时内部空气密度变小而上升，形成气流，使纸筒顶部的风车转动；从而带动固定在转轴上的纸马转动，从能量转化的角度分析“纸马转动”的原理是： 。 9．内燃机一个工作循环有四个冲程，题图表示的是其中的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被小包围着，用水来冷却汽缸是因为水的 较大。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机一秒钟总共可以完成 个冲程。 题型三、热值 10．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体质量和初温也相同，烧杯内液体加热后均未沸腾，下列关于实验说法中正确的是（　　） A．比较不同燃料的热值应选择图甲和图乙进行实验，并控制燃料燃烧时间相同 B．比较不同物质吸热升温的特点应选图甲、丙进行实验，燃料燃烧完全后读出温度计示数 C．比较不同物质吸热升温的特点实验，吸热的多少通过加热时间反映 D．比较不同燃料热值和不同物质吸热的多少均可通过液体升高的温度反映 11．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 12．班级厨艺展示活动中，小丽用煤气灶做的湖南特色菜“剁椒鱼头”香气四溢。“剁椒鱼头”香气四溢是 现象，说明分子在不停地做无规则的运动。细心的她发现火苗呈黄色，这是煤气燃烧不充分的表现，此时应注意通风。煤气燃烧不充分时，其热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 13．太阳能属于可再生能源。某光伏发电站年均发电量约为，相当于完全燃烧 kg煤炭释放的热量。（） 14．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 （1）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保持被加热液体的种类、质量，燃料的质量以及两个烧杯都应相同； （2）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg； 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg 酒精 15 35 碎纸片 15 25 ？ （3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点） 15．小明利用如图装置，完成以下两个课本实验： 实验一：探究不同物质吸热升温的现象； 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量。 (1)在探究实验一时：除了图示的器材外，还需要的测量工具有 ；实验中通过 来反映物质吸收的热量； (2)在探究实验二时：应选用 （选填“甲”、“乙”或“丙”）两组器材。实验中液体温度随时间的变化如图丁所示，设实验中燃料完全燃烧、且放出的热量全部被液体吸收，则燃料1和2的热值之比是 ； (3)关于这两个实验，下列说法正确的是______（填序号） A．燃料的质量都要相等 B．被加热液体的质量都要相等 C．都可以根据温度计上升示数得出正确结论 题型四、热机的效率 16．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（   ） A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率 B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高 C．1kg煤油燃烧放出的热量，就是汽油的热值 D．把煤磨成煤粉或煤粒，加氧气使其燃烧更充分，可以提高煤的热值 17．如图为某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值q取。以下说法正确的是（　　） A．汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小 B．完全燃烧10kg汽油可放出的热量 C．在做功冲程，该汽油机气缸中的气体内能增大 D．该汽油机工作效率可达65% 18．如图是某景区的观光艇，该观光艇空艇质量为800kg，最大载重量480kg。小明乘坐观光艇满载游玩时，发动机的输出功率为4.2×104W，航速为36km/h。（g=10N/kg，q柴油=4.2×107J/kg）求： (1)若观光艇空艇放在水平沙滩上，与沙滩的接触面积是5m2，则观光艇对沙滩的压强是多少？ (2)小明游玩时观光艇受到水的平均阻力是多大？ (3)若发动机的效率为40%，小明游玩30min需要消耗柴油的质量是多少？ 题型五、热效率 19．金属铍的能量密度非常高，是一种潜在的高能燃料，其热值高达6.3×107J/ kg。现有2kg的铍完全燃烧，放出的热量有50%被水吸收，可以使初温为20℃、质量为300 kg的水温度升高 ℃。[] 20．某太阳能热水器水箱的容积为100L，太阳照射一段时间后，满水箱的水由20℃升高到40℃。若用加热效率为40%的液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要完全燃烧 kg液化气。[c水=4.2×103 J/（kg⋅℃），q液化气=5×107 J/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3] 21．周末，小苏全家一起外出露营，妈妈用卡式炉为大家烧水泡茶。如图所示为某品牌卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶中装入2.5kg初温为20℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体。已知水的比热容为，丁烷的热值为4.8×107J/kg。求： (1)水吸收的热量为多少焦? (2)25g丁烷气体完全燃烧放出的热量为多少焦? (3)卡式炉的加热效率为多少? 22．甲、乙两台汽油机使用相同的汽油，若在同一时间内，甲、乙两汽油机做的有用功之比为3∶2，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在同样的时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（　　） A．2∶5 B．5∶2 C．5∶6 D．6∶5 23．小明同学用如图甲所示装置加热质量为100g的冰，直至水沸腾。根据实验记录的数据，小明绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像。已知0~2min消耗酒精的质量为0.4g，c冰=2.1×103J/（kg•℃），c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3×107J/kg。若单位时间内物质吸收热量相等，下列分析正确的是（　　） A．BC段是熔化过程，温度不变，内能不变 B．0~12min，物质共吸收热量4.2×103J C．通过计算可得图乙中tx的值为32 D．该酒精灯的加热效率为30% 24．物理兴趣小组用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了加热过程中水温随时间变化的曲线，如图所示。若6min内共燃烧了0.6kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值取3×107J/kg。假设单位时间内燃烧煤的质量相同，下列判断正确的是（　　） A．煤的热值表示煤完全燃烧可以释放3×107J的热量 B．0~4min内水吸收的热量为2.52×106J C．此次加热过程中的热效率为14% D．将煤磨成粉末，可以增大煤的热值 25．图1甲为注射器，在室温恒为T₁的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（    ） ①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能 ②t1-t2过程的能量转化与图2中丙相同 ③密封气体在t2时刻的内能小于t3时刻的内能 ④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 T₂ ⑤图2丙存在化学能能转化成内能的过程 ⑥若图 2 内燃机飞轮转动速度为3600r/ min，则每秒完成涉及内能和机械能相互转化的冲程有30次 A．2个 B．3 个 C．4个 D．5个 26．用相同的酒精灯分别加热质量均为200g、初温均为0℃的甲、乙两种液体，它们的温度随时间变化的图像如图所示，已知6~8min消耗酒精的质量为0.8g，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容，酒精的热值（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法不正确的是（　　） A．乙液体的比热容（） B．甲液体在0～10min吸收的热量是 C．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ D．6~8min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% 27．图甲中气球在放气时，它喷气的嘴部温度和原来相比 （变高/变低/没有变化），此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 （A/B）图所示过程的能量转化是一致的。某汽车四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，若气缸在做功冲程中每次做功400J，则每秒钟对外做功 J。若汽油燃烧不充分，汽油的热值将 （变大/变小/不变）。若每辆汽车每年消耗汽油1.86t，汽车内燃机的效率平均取值30%。如果能把内燃机效率提高1%，一辆汽车每年可以节约 L汽油。（） 28．2024年3月6日，全球最大的新能源汽车制造商宣布了最新版电车的上市，又一次拉开新能源电车和燃油车的第四轮价格之战，有一种混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当以混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg，电池容量44kW·h，汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，取10N/kg。求： (1)所用燃料的热值为，在上述某行驶过程中消耗10kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少? (2)小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时，汽车受到的牵引力是多少? (3)小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其的速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少? 29．某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为，天然气的热值为。 (1)完全燃烧天然气释放的热量为多少？ (2)“”水吸收的热量为多少？ (3)在烧水过程中，“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？ 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 内能的利用（解析版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、能量的转化和守恒 1 题型二、热机 2 题型三、热值 5 题型四、热机的效率 8 题型五、热效率 10 B综合攻坚・能力跃升 11 题型一、能量的转化和守恒 1．图是“风能——太阳能”路灯电路示意图，下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．风力发电机：电能→机械能 B．太阳能电池：太阳能→电能 C．蓄电池充电：化学能→电能 D．路灯工作：电能→化学能 【答案】B 【详解】A．风力发电机工作时消耗了机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故A错误； B．太阳能电池将太阳能转化为电能提供给路灯，故B正确； C．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，故C错误； D．路灯工作时，消耗了电能，是电能转化为光能和内能，故D错误。 故选B。 2．有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（　　） A．装置所具有的机械能始终不变 B．如果没有能量补充，装置最终会停下来 C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去 D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化 【答案】B 【详解】ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确； D．装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。 故选B。 3．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，不正确的是（　　） A．在自然界中不是所有能量都能利用 B．能量的利用是有条件的，也是有代价的 C．不同温度的物体发生热传递时，热量可以自发地从高温物体传到低温物体 D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，这些内能可以收集起来，再作为车行驶的动力 【答案】D 【详解】A．在自然界中不是所有能量都能利用，例如雷电带来的能量，还不能被人类所利用，故A正确，不符合题意； B．能量的利用是有条件的，也是有代价的，例如利用核能来发电，一旦核泄漏造程度的后果将不堪想象，故B正确，不符合题意； C．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，说明能量转移具有方向性，故C正确，不符合题意； D．汽车刹车时，车的动能转化为内能，内能不可以自动地、不引起其它变化地完全转化为机械能，说能量转化具有方向性，故D错误，符合题意。 故选D。 题型二、热机 4．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。 5．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是（　　） ①做功冲程，机械能转化为内能；②做功冲程，内能转化为机械能； ③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同 A．①③ B．②③ C．②④ D．②③④ 【答案】B 【详解】汽油机四冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，机械能转化为内能；在做功冲程中，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，是内能转化为机械能；四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其它三个冲程都依靠飞轮的惯性完成，故①错误，②③正确；④汽油机顶部有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴，采用压燃式点火，汽油机和柴油机的点火方式不相同，故④错误。故ACD错误，B正确。 故选B。 6．如图所示为汽油机工作循环中的某个冲程，下列关于此冲程的说法正确的是（　　） A．活塞向上运动 B．喷油嘴喷出雾状汽油 C．内能转化为机械能 D．飞轮在此过程中转一圈 【答案】C 【详解】如图所示为汽油机，汽油机没有喷油嘴，有火花塞，此时火花塞点火，气缸内的混合气体迅速燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，每个冲程飞轮转半圈，为做功冲程，故C正确，ABD错误。 故选C。 7．2025年2月8日在哈尔滨举行的第九届亚冬会速度滑冰男子100米决赛中，中国选手高亭宇获得冠军。刷新亚洲纪录。如图是运动员在赛道上奋勇拼搏的镜头。在此过程中，冰刀温度升高，这是通过 的方式增加了它的内能。能量转化过程与图中 （选填“A”或“B”）所示的冲程相同。 【答案】 做功 A 【详解】[1]在此过程中，冰刀与冰面摩擦，温度升高，这是将机械能转化为内能，是通过做功的方式增加了它的内能。 [2]图A中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，图B中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，内能转化为机械能，冰刀温度升高的能量转化过程与图A中所示的冲程相同。 8．如图甲所示，是中国特色工艺品“走马灯”，其内部结构如图乙所示。使用时点燃“走马灯”下的蜡烛，纸筒内部的空气温度升高，体积膨胀，此时内部空气密度变小而上升，形成气流，使纸筒顶部的风车转动；从而带动固定在转轴上的纸马转动，从能量转化的角度分析“纸马转动”的原理是： 。 【答案】内能转化为机械能 【详解】点燃蜡烛，上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动，该过程中，空气的内能转化为风车的机械能。 9．内燃机一个工作循环有四个冲程，题图表示的是其中的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被小包围着，用水来冷却汽缸是因为水的 较大。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机一秒钟总共可以完成 个冲程。 【答案】 做功 比热容 80 【详解】[1]图中两气门都关闭，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。 [2]用水来冷却汽缸，是利用了水的比热容大的特点，相同条件下水吸收的热量多，冷却效果好。 [3]飞轮转速是2400r/min=40r/s表示每秒飞轮转动40圈，而飞轮每转动2圈，燃气对外做功1次，对应4个冲程。所以1s内对外做功20次，完成80个冲程。 题型三、热值 10．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体质量和初温也相同，烧杯内液体加热后均未沸腾，下列关于实验说法中正确的是（　　） A．比较不同燃料的热值应选择图甲和图乙进行实验，并控制燃料燃烧时间相同 B．比较不同物质吸热升温的特点应选图甲、丙进行实验，燃料燃烧完全后读出温度计示数 C．比较不同物质吸热升温的特点实验，吸热的多少通过加热时间反映 D．比较不同燃料热值和不同物质吸热的多少均可通过液体升高的温度反映 【答案】C 【详解】A．为了比较不同燃料的热值，要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同种液体，根据Q=cmΔt，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，这种燃料热值越大，故应选择甲、乙两图进行实验，燃料燃烧放出热量的多少，是通过温度计示数的变化来反映的，故A错误； BC．比较不同物质吸热升温的特点时，需要用相同的加热器加热质量和初温相同的不同种类的物体，所以应对比甲、丙两图；我们使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少，故B错误，C正确； D．“探究不同物质吸热升温的现象”，在燃烧皿中放入同种燃料，用秒表记录加热时间，用加热时间反映液体吸热的多少；“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”，在燃烧皿中放入不同燃料，燃料充分燃烧完后，用温度计记录烧杯中液体的温度，燃料燃烧放出热量的多少，是通过温度计示数的变化来反映的，故D错误。 故选C。 11．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。 12．班级厨艺展示活动中，小丽用煤气灶做的湖南特色菜“剁椒鱼头”香气四溢。“剁椒鱼头”香气四溢是 现象，说明分子在不停地做无规则的运动。细心的她发现火苗呈黄色，这是煤气燃烧不充分的表现，此时应注意通风。煤气燃烧不充分时，其热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 扩散 不变 【详解】[1]不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散。“剁椒鱼头” 香气四溢，是因为组成 “剁椒鱼头” 香味的分子在不停地做无规则运动，进入到空气中，属于扩散现象。 [2]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、燃烧程度等均无关。所以煤气燃烧不充分时，其热值不变。 13．太阳能属于可再生能源。某光伏发电站年均发电量约为，相当于完全燃烧 kg煤炭释放的热量。（） 【答案】1ｘ105 【详解】依题意得根据燃料完全燃烧放出的热量等于电站年发电量，由热值计算公式可知 需要完全燃烧煤炭的质量 14．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 （1）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保持被加热液体的种类、质量，燃料的质量以及两个烧杯都应相同； （2）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg； 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg 酒精 15 35 碎纸片 15 25 ？ （3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点） 【答案】 小 有热量损失 【详解】[1]相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃，可见酒精放出的热量是碎纸片放出热量的两倍，根据可知，酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为。 [2][3]因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，故测得的放出的热量偏小，根据可知，测得的热值会偏小。 15．小明利用如图装置，完成以下两个课本实验： 实验一：探究不同物质吸热升温的现象； 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量。 (1)在探究实验一时：除了图示的器材外，还需要的测量工具有 ；实验中通过 来反映物质吸收的热量； (2)在探究实验二时：应选用 （选填“甲”、“乙”或“丙”）两组器材。实验中液体温度随时间的变化如图丁所示，设实验中燃料完全燃烧、且放出的热量全部被液体吸收，则燃料1和2的热值之比是 ； (3)关于这两个实验，下列说法正确的是______（填序号） A．燃料的质量都要相等 B．被加热液体的质量都要相等 C．都可以根据温度计上升示数得出正确结论 【答案】(1) 天平和停表 加热时间 (2) 甲、乙 5∶3 (3)BC 【详解】（1）[1][2]探究不同物质吸热升温的现象，方法一是质量相等的不同物质加热相同时间比较升高的温度；方法二是质量相等的不同物质升高相同的温度比较加热的时间。所以除了图示的器材外，还需要的测量工具有天平、停表；测量加热时间的目的是：通过加热时间来反映物质吸收的热量，这种方法叫转换法。 （2）[1][2]在探究实验二时：需燃烧相同质量的不同燃料，给质量相同的同种液体加热，比较液体升高的温度，所以应选用甲、乙两组器材；由图丁可知，燃料1所加热液体a温度升高50℃，燃料1所加热液体a温度升高30℃，且液体质量相同，比热容相同，根据公式可知，两次实验液体a吸热的热量之比为 燃料放出的热量全部被液体吸收，则燃料1与燃料2完全燃烧放出的热量之比为 燃料质量相同，则燃料1和2的热值之比是 （3）A．探究不同物质吸热升温的现象，需要燃烧的燃料种类相同，但所加燃料的质量不一定相等；比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，燃料的质量要相等，故A错误； B. 不论是探究不同物质吸热升温的现象还是比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，都要控制被加热液体的质量相等，故B正确； C. 探究不同物质吸热升温的现象，通过加热时间的多少反映出物质吸收热量的多少，质量相等的不同液体，加热相同时间，吸收相等热量，温度计示数变化小的吸热能力强；比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，是通过温度计示数的变化来反映燃料放出热量的多少，再结合质量相等得出结论，故C正确。 故选BC。 题型四、热机的效率 16．关于热值和热机效率，下列说法正确的是（   ） A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率 B．热机使用的燃料的热值越大，热机效率就越高 C．1kg煤油燃烧放出的热量，就是汽油的热值 D．把煤磨成煤粉或煤粒，加氧气使其燃烧更充分，可以提高煤的热值 【答案】A 【详解】A．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与燃料的热值无关，故B错误； CD．1kg汽油完全燃烧放出的热量叫做汽油的热值，热值是燃料的一种特性，和燃料是否燃烧、是否完全燃烧、密度、存放时间的长短无关，故CD错误。 故选A。 17．如图为某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值q取。以下说法正确的是（　　） A．汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小 B．完全燃烧10kg汽油可放出的热量 C．在做功冲程，该汽油机气缸中的气体内能增大 D．该汽油机工作效率可达65% 【答案】B 【详解】A．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故A错误； B．完全燃烧10kg汽油放出的热量，故B正确； C．四冲程汽油机在做功冲程中，高温高压气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，故C错误； D．由图可知，输出的有用功在总能量中所占的比例100%-33%-25%-7%=35% 所以内燃机的效率为35%，故D错误。 故选B。 18．如图是某景区的观光艇，该观光艇空艇质量为800kg，最大载重量480kg。小明乘坐观光艇满载游玩时，发动机的输出功率为4.2×104W，航速为36km/h。（g=10N/kg，q柴油=4.2×107J/kg）求： (1)若观光艇空艇放在水平沙滩上，与沙滩的接触面积是5m2，则观光艇对沙滩的压强是多少？ (2)小明游玩时观光艇受到水的平均阻力是多大？ (3)若发动机的效率为40%，小明游玩30min需要消耗柴油的质量是多少？ 【答案】(1)1.6×103Pa (2)4200N (3)4.5kg 【详解】（1）观光艇空艇放在水平沙滩上时，压力为F=G空=m空g=800kg×10N/kg=8000N 观光艇对沙滩的压强为 （2）根据 可知发动机牵引力为 由二力平衡可知，小明游玩时观光艇受到水的平均阻力为f=F牵=4200N （3）游玩30min输出的有用功为W有=Pt=4.2×104W×30×60s=7.56×107J 需要完全燃烧柴油放出的热量为 需要消耗柴油的质量为 题型五、热效率 19．金属铍的能量密度非常高，是一种潜在的高能燃料，其热值高达6.3×107J/ kg。现有2kg的铍完全燃烧，放出的热量有50%被水吸收，可以使初温为20℃、质量为300 kg的水温度升高 ℃。[] 【答案】50 【详解】2kg铍完全燃烧放出的热量Q放=m铍q铍=2kg×6.3×107J/kg=1.26×108J 由题知，水吸收的热量Q吸=ηQ放=50%×1.26×108J=6.3×107J 由Q吸=cmΔt得水升高的温度为 20．某太阳能热水器水箱的容积为100L，太阳照射一段时间后，满水箱的水由20℃升高到40℃。若用加热效率为40%的液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要完全燃烧 kg液化气。[c水=4.2×103 J/（kg⋅℃），q液化气=5×107 J/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3] 【答案】0.42 【详解】太阳能热水器水箱中水的体积是 水的质量是 水吸收的热量为 液化气完全燃烧放出的热量为 需要完全燃烧液化气的质量为 21．周末，小苏全家一起外出露营，妈妈用卡式炉为大家烧水泡茶。如图所示为某品牌卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶中装入2.5kg初温为20℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体。已知水的比热容为，丁烷的热值为4.8×107J/kg。求： (1)水吸收的热量为多少焦? (2)25g丁烷气体完全燃烧放出的热量为多少焦? (3)卡式炉的加热效率为多少? 【答案】(1)8.4×105J (2)1.2×106J (3)70% 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）25g丁烷气体完全燃烧放出的热量为 （3）卡式炉的加热效率为 22．甲、乙两台汽油机使用相同的汽油，若在同一时间内，甲、乙两汽油机做的有用功之比为3∶2，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在同样的时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（　　） A．2∶5 B．5∶2 C．5∶6 D．6∶5 【答案】D 【详解】由热机效率公式可得 由于两台汽油机使用相同的汽油，且汽油的热值相同，设为q，由得甲、乙两台汽油机在t时间内消耗的汽油质量之比为 故选D。 23．小明同学用如图甲所示装置加热质量为100g的冰，直至水沸腾。根据实验记录的数据，小明绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像。已知0~2min消耗酒精的质量为0.4g，c冰=2.1×103J/（kg•℃），c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3×107J/kg。若单位时间内物质吸收热量相等，下列分析正确的是（　　） A．BC段是熔化过程，温度不变，内能不变 B．0~12min，物质共吸收热量4.2×103J C．通过计算可得图乙中tx的值为32 D．该酒精灯的加热效率为30% 【答案】C 【详解】A．BC 段是冰的熔化过程，晶体熔化时吸收热量，温度不变，但内能增大。故A错误； BC．0~2min冰吸收热量 0 ~12min 是 0~2min 时间的 6 倍，且单位时间内物质吸收热量相等，所以 0 ~12min 物质吸收热量为 CD 段水从0℃升高到100℃，水吸收热量 即水吸收的热量为冰吸收热量的10倍，因为单位时间吸热相等，故水吸收热量时间为冰吸吸收热量时间的10倍为20min。 所以 故B错误，C正确； D．0~2min消耗酒精的质量为0.4g，酒精完全燃烧放出热量为 该酒精灯的加热效率为 故D错误。 故选C。 24．物理兴趣小组用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了加热过程中水温随时间变化的曲线，如图所示。若6min内共燃烧了0.6kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值取3×107J/kg。假设单位时间内燃烧煤的质量相同，下列判断正确的是（　　） A．煤的热值表示煤完全燃烧可以释放3×107J的热量 B．0~4min内水吸收的热量为2.52×106J C．此次加热过程中的热效率为14% D．将煤磨成粉末，可以增大煤的热值 【答案】C 【详解】A．煤的热值是指1kg煤完全燃烧时放出的热量为3×107J，故A错误； B．由图象可知，0∼4min内，水的温度变化量 Δt=t−t0=70∘C−20∘C=50∘C则水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×50∘C=2.1×106J故B错误； C．6min内煤完全燃烧释放的热量 Q放=mq=0.6kg×3×107J/kg=1.8×107J0∼6min内水吸收的热量 此次加热过程中的热效率 故C正确； D．将煤磨成粉末，可以燃烧的更充分，但煤的热值不变，因为热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关，故D错误。 故选C。 25．图1甲为注射器，在室温恒为T₁的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（    ） ①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能 ②t1-t2过程的能量转化与图2中丙相同 ③密封气体在t2时刻的内能小于t3时刻的内能 ④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 T₂ ⑤图2丙存在化学能能转化成内能的过程 ⑥若图 2 内燃机飞轮转动速度为3600r/ min，则每秒完成涉及内能和机械能相互转化的冲程有30次 A．2个 B．3 个 C．4个 D．5个 【答案】A 【详解】塞下压时，压缩气体做功，是通过做功改变针筒内气体的内能，故①正确； ②乙图是内燃机的压缩冲程，该过程是机械能转为内能，应该对应的是密封气体内能增加的那一段过程，即t1～t2过程，故②错误； ③由图知道，密闭气体的质量不变，t2时刻温度比t3时刻的高，因此t2时刻气体内能更大，故③错误； ④装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以最终温度为T1，故④错误； ⑤图2丙中，两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，将内能转化为机械能，故⑤正确； ⑥若图2内燃机飞轮转动速度为 3600r/min=60r/s 表示每秒飞轮转动60周，完成30个工作循环，对外做功30次，由于做功冲程将内能转化为机械能、压缩冲程将机械能转化为内能，则每秒完成内能和机械能相互转化的冲程有60次，故⑦错误。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 26．用相同的酒精灯分别加热质量均为200g、初温均为0℃的甲、乙两种液体，它们的温度随时间变化的图像如图所示，已知6~8min消耗酒精的质量为0.8g，甲、乙单位时间吸收的热量相等，甲的比热容，酒精的热值（单位时间消耗酒精的质量相同）。下列说法不正确的是（　　） A．乙液体的比热容（） B．甲液体在0～10min吸收的热量是 C．甲液体的沸点为80℃，乙液体的沸点为40℃ D．6~8min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3% 【答案】B 【详解】A．甲液体在6min~8min内吸收的热量Q吸=c甲mΔt=2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(80℃-60℃)=8×103J 由题知，甲、乙单位时间吸收的热量相等，由图可知，在0~6min内，物质乙吸收的热量Q吸乙=3Q吸=3×8×103J =2.4×104J 由Q=cmΔt可知物质乙的比热容 故A正确，不符合题意； B．由A知，甲液体在6min~8min内吸收的热量Q吸=8×103J，则甲液体在0~10min吸收的热量是Q吸'=5×8×103J=4×104J 故B错误，符合题意； C．由图象可知，甲液体在8min后吸收热量、温度不变，甲液体的沸点为80℃；乙液体在6min后吸收热量、温度不变，乙液体的沸点为40℃，故C正确，不符合题意； D．0.8g酒精完全燃烧放出的热量Q放=m酒精q=0.8×10-3kg×3×107J/kg=2.4×104J 即2min酒精完全燃烧放出的热量为2.4×104J，6min~8min酒精灯对物质甲的加热效率 故D正确，不符合题意。 故选B。 27．图甲中气球在放气时，它喷气的嘴部温度和原来相比 （变高/变低/没有变化），此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 （A/B）图所示过程的能量转化是一致的。某汽车四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，若气缸在做功冲程中每次做功400J，则每秒钟对外做功 J。若汽油燃烧不充分，汽油的热值将 （变大/变小/不变）。若每辆汽车每年消耗汽油1.86t，汽车内燃机的效率平均取值30%。如果能把内燃机效率提高1%，一辆汽车每年可以节约 L汽油。（） 【答案】 降低 A 不变 75 【详解】[1]膨胀的气体对外做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低。 [2]此过程发生的能量转化是内能转化为机械能，图乙中的内燃机A是做功冲程，进气门、排气门关闭，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，B图是进气门、排气门关闭，压缩气体，对气体做功，将机械能转化为内能。 [3]某汽车四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，若气缸在做功冲程中每次做功400J，则每秒钟对外做功 每秒钟飞轮转了50r，一个工作循环，四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，故每秒钟飞轮转了50r，一共25个工作循环，对外做功25次。若气缸在做功冲程中每次做功400J，则每秒钟对外做功 [4]热值是热量完全燃烧放出的热量与质量之比，热值与种类有关，与燃烧充分程度无关，若汽油燃烧不充分，汽油的热值将不变。 [5]若每辆汽车每年消耗汽油1.86t，汽车内燃机的效率平均取值30%，则获得的机械能为 如果能把内燃机效率提高1%，获得相同的机械能，所需汽油完全燃烧放出的热量为 一辆汽车所需的汽油质量为 一辆汽车每年节约的汽油质量为 一辆汽车每年节约的汽油体积为 28．2024年3月6日，全球最大的新能源汽车制造商宣布了最新版电车的上市，又一次拉开新能源电车和燃油车的第四轮价格之战，有一种混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当以混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg，电池容量44kW·h，汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，取10N/kg。求： (1)所用燃料的热值为，在上述某行驶过程中消耗10kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少? (2)小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时，汽车受到的牵引力是多少? (3)小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其的速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少? 【答案】(1) (2)1200N (3)，18000W 【详解】（1）放出的总热量 （2）总质量 总重力 则阻力 因为汽车匀速行驶，F=f，所以牵引力。 （3）该汽车的路程 故牵引力做功 功率 29．某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为，天然气的热值为。 (1)完全燃烧天然气释放的热量为多少？ (2)“”水吸收的热量为多少？ (3)在烧水过程中，“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高？最高热效率为多少？ 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）因为天然气的质量为，天然气的热值为，所以 天然气完全燃烧释放的热量为 （2）由题意得，内水的温度变化度数为，所以水吸收的热量为 （3）由题意可知，每分钟放热相同，所以在相等的时间段内，天然气放出的热量相等，而随着水温的不断升高，温度变化越来越慢，故可判断时间内，在吸收热量相同的情况下，水升高的温度最大，热效率最高； 内，水吸收的热量为，天然气完全燃烧释放的热量为 故最高的热效率为 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$