第十四章 内能的利用（单元培优）-2025-2026学年九年级全一册物理人教版（2024）

第十四章 内能的利用 一、单选题 1．甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（　　） A．甲的功率大于乙的功率 B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料 C．乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大 D．工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少 2．如图所示，用热水壶烧水至沸腾时，水蒸气会顶开壶盖。热机工作中，与此能量转化相同的冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加 B．图乙中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力 C．图丙中活塞向下运动与内燃机的做功冲程原理相同 D．图丁中小朋友下滑时，内能转化为机械能 4．下列关于四冲程内燃机说法正确的是（　　） A．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气 B．压缩冲程中将内能转化为机械能 C．热机消耗相同质量燃料，化学能转化成的内能越多，该热机的效率就越高 D．某台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则1s内该汽油机对外做功10次 5．如图是某同学自制的“水火箭”，用打气筒不断向它打气，一会“水火箭”发射升空。下列说法中不正确的是（　　） A．打气时，“水火箭”内气体的内能会增加 B．“水火箭”的“水”是一种热值较大的燃料 C．“水火箭”加速起飞时将内能转化为机械能 D．打气时，气筒壁发热是机械能转化为内能 6．频闪照片是研究物体运动的重要手段．通常一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示，是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样．比较1、2、3位置正确的是（　　） ​ A．1位置的机械能小于3位置的机械能 B．1位置的动能最大，3位置的势能最大，2位置的机械能最小 C．由1到3的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变 D．1位置和2位置的势能相等，动能相等 7．当火箭由地面腾空而起加速上升的过程中（　　） A．机械能减少，内能增加 B．机械能增加，内能减少 C．机械能和内能都增加 D．机械能不变，内能增加 8．小李家使用的热水器，30min内均匀消耗了900g的天然气，将30kg的水从25℃加热到50℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.2×107J/m3，天然气的密度为3kg/m3，则关于该过程的说法正确的是（　　） A．水吸收的热量是3.5×10J B．热水器的能量转化效率为25% C．天然气的化学能全部转化为水的内能 D．如果将此热水器效率再提高5%，则加热时间将节约1.5min 9．关于热机效率，下列说法中正确的是（　　） A．热机做的有用功多，效率一定高 B．热机的效率可以达到100% C．提高热机的效率的方法之一是减少热量损失 D．以上说法都不对 10．某汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为2.1×105W，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列计算中有几项是正确的（　　） ①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×107J ②该柴油发动机效率为70% ③汽车的牵引力为1.05×103N ④汽车行驶8.6km消耗柴油7kg A．一项 B．二项 C．三项 D．四项 11．下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（　　） A．热机效率越高，所做的有用功就越多 B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气 C．汽车在行驶时，内燃机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能 D．一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机活塞做功25次 12．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 13．用如图1所示的同一个实验装置分别加热质量均为100g的甲、乙两种液体（其中一种是水）。用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像（如图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法正确的是（　　） A． B．乙液体是水 C．0~8min乙吸收的热量为 D．该酒精灯的加热效率为35% 二、多选题 14．关于热机，下列说法正确的有（　　） A．热机是将内能转化为机械能的工具 B．四冲程汽油机工作时，只有一个冲程对外做功 C．随着科学技术的日新月异，热机的效率可以达到100% D．柴油机和汽油机在吸气冲程，吸进气缸的都是汽油混合器 15．关于热值和热机效率，下列说法错误的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可提高热机效率 B．热机使用的燃料热值越大，热机效率就越高 C．1kg汽油在汽缸内燃烧放出的热量，就是汽油的热值 D．把煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量使其燃烧更充分，可以提高煤的热值 16．如图所示，用酒精灯给试管加热，试管口的软木塞在冲出去的过程中，下列说法正确的是（　　） A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C．酒精在燃烧的过程中，是将酒精的化学能转化为内能 D．酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大 17．关于燃料的热值，下列说法中不正确的是（　　） A．烧水时，用的燃料越少，燃料的热值越大 B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大 C．相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出热量较多的燃料，热值较大 D．不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值较小 18．关于如图所示的四个情景，下列说法正确的是（　　） A．甲图：两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物，表明分子间存在引力 B．乙图：试管内的水沸腾后软木塞被推出，试管内气体的内能转化为软木塞的机械能 C．丙图：抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明空气密度较大 D．丁图：活塞向上运动，这是内燃机的做功冲程 19．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力做功为1.38×107J，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。下列说法正确的是（　　） A．汽车牵引力做功的功率为4×105W B．消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J C．汽车发动机的效率是20% D．汽车启动时，小明闻到汽油味说明分子在不停地做无规则运动 20．某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是（　　） A．汽油机每秒内完成30个冲程 B．汽油机的功率为2025W C．做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N D．一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×105J 三、填空题 21．用天然气热水器将质量为40kg、温度为15℃的水加热到40℃，完全燃烧了的天然气。水需吸收　 　J的热量。热水器的效率为　 　%。[水的比热容是，天然气的热值是] 22．如图是汽车的　 　冲程，空气和汽油的混合气体如图进入汽缸内是　 　的作用；若汽油燃烧的热量全部被水吸收，则4.2g汽油完全燃烧放出的热量可以使质量为5kg、初温为10℃的水温度升高　 　℃。[水的比热容为，汽油的热值为] 23．一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是　 　J．小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃，小明这次洗澡消耗天然气　 　m3．已知水的比热容是4.2×10³ J/(kg℃)，天然气的热值是3.2×107J/m3． 24．某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该汽油机每分钟做功　 　次。如果完全燃烧500g汽油放出的热量是　 　J。（汽油的热值是4.6107J/kg） 25．2023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”）；若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收，水温升高了50℃　 　kg。[q液氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 26．小明同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他用酒精灯给质量为100kg、初温为20℃的水加热，测出水温升高60℃时共消耗了4.2kg的酒精（ ）。此过程中水吸收的热量为　 　 J（ ）；酒精完全燃烧放出的热量为　 　 J；酒精灯烧水时的热效率为　 　。 27．在现代化发展的今天，农业仍然是我国的基础产业之一．拖拉机在农业生产中扮演着重要的角色，在农业运输、生产等多个环节中起着重要作用．已知某品牌拖拉机（靠柴油机提供动力）的功率为3.3×104W，运行150s消耗燃油0.4kg，则这辆拖拉机的效率为　 　 （假设柴油完全燃烧，柴油的热值为3.3×107J/kg） 28．汽车的发动机是汽车的“心脏”，给汽车提供运动的动力。 （1）加油时，闻到汽油味，说明分子在　 　； （2）如图甲是某汽油机的某一冲程，该冲程的能量转化情况是　 　； （3）若汽油机的飞轮速度为1800转/min，则该汽油机2s对外做功　 　次； （4）某品牌汽车汽油机的能量流程图如图乙所示，该热机的效率约为　 　。若汽车行驶过程中消耗燃油1.5L（燃油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3），假如这些燃油完全燃烧，牵引力做的功是　 　J； （5）汽车行驶过程中，散失的能量越少，发动机的效率越　 　。 四、实验探究题 29．为比较酒精和煤油这两种燃料的热值大小关系，小明采用了如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和煤油分别加入两灯中点燃它们，分别将装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和煤油燃烧完。小明设计了一张记录数据的表格，并记录了数据： 燃料 加热前的水温 加热后的水温 10g酒精 20 50 10g煤油 20 43 （1）组装仪器时，应先固定　 　（填“B”或“A”）的位置； （2）上面设计的表格中存在的不足之处是　 　； （3）分析表中数据可知，煤油和酒精两种燃料中，热值较大的是　 　； （4）实验后小明根据实验数据计算出了水吸收的热量Q，结合“10g酒精”这一数据，利用公式，算出了酒精的热值，算出的酒精热值与真实值相比　 　（填“偏大”“偏小”或“相等”），你这样判断的依据是　 　。 30．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 （1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是　 　（选填“自下而上”或“自上而下”）； （2）比较不同燃料的热值，应选择　 　两图进行实验，实验时要观察　 　比较两种燃料的热值大小； （3）比较不同物质的比热容，应选择　 　两图进行实验，实验中不同物质吸收热量的多少是通过　 　来反映的； （4）小华在实验前用天平分别测出了烧杯中液体的质量以及燃料的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了液体吸收的热量，小华他想通过这些数据计算出燃料1和燃料2的热值，你认为他的计算结果是　 　（可靠/不可靠），理由是　 　。 31．如图甲所示，是“探究不同物质吸热升温的规律”实验装置，在两个相同的烧杯中，分别装有水和煤油，用相同的酒精灯分别对它们加热相同的时间。实验数据记录画成图象如图乙： （1）实验中应保证水和煤油的　 　（选填“质量”或“体积”）相同，实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同时间，水吸收的热量　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量； （2）对水和煤油加热相同的时间后，可以观察到水升高的温度　 　（选填“高于”、“等于”或“低于”）煤油升高的温度； （3）实验表明，　 　（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强，在物理学中，我们用比热容这一物理量来描述物质的这种特性，已知水的比热容是4.2×103J/（kg⋅℃），请根据图中数据计算出煤油的比热容是　 　J/（kg⋅℃）； （4）小明又利用如图丙所示的两套相同装置，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水，通过比较燃料　 　（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料热值的大小。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-1 酒精 25 45 2.4×106 碎纸片 25 35 / 五、计算题 32．小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃，燃烧了100g木炭。已知水的比热容为，求： （1）水吸收的热量； （2）若木炭放出的热量完全被水吸收，求木炭的热值。 33．小明在学习完《内能的利用》知识后想粗略测一下自己家的燃气灶的效率，于是他找来爸爸帮忙。在一次用燃气灶烧水时，使10kg的水从20℃升高到70℃。爸爸通过计算告诉他燃烧了100g的煤气，已知水的比热容为4.2×103J/(kg▪℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg。求： (1)100g煤气完全燃烧放出的热量是多少？ (2)水吸收的热量是多少？ (3)燃气灶烧水的效率是多少？ 34．太阳能是一种清洁、无污染的理想能源，太阳能热水器内盛有25℃的水200kg，在阳光的照射下，温度上升了40℃，求： （1）水吸收了多少的热量？ （2）这些热量只占完全燃烧液化石油气放出热量的70%，则要完全燃烧多少千克的液化石油气？[q石油气=4.9×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)] 35．某家庭利用煤气灶将质量50kg的水从10℃加热到50℃，燃烧了1kg的煤气。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg]求： （1）水吸收的热量； （2）1kg的煤气完全燃烧放出的热量； （3）煤气灶烧水时的热效率。 36．如图所示是现在一些城市的道路两边安装的一种“风光互补路灯”，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，风扇在风中不停的转动，俨然一道亮丽的风景。它不需要挖路面埋管铺设输电线路，无风有光时，通过太阳能电池板发电，有风无光时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并可日夜为蓄电池充电。以一杆传统的路灯和该新颖路灯对比，“风光互补路灯”1年大约可以节省电能3.6×109J，减少碳粉尘排放300kg。请回答下列问题： （1）若煤炭的热值为3×107J/kg，一盏这样的路灯每年可节约煤炭多少千克？ （2）若每年节约的能量有14%被水吸收，可将多少千克的水由20℃加热到沸腾？（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）、大气压强为标准大气压） 37．如图所示，我国自主研发的第五代重型隐身战斗机“歼一20”，该机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060 km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表。 速度v/（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求： （1）完全燃烧10t航空燃油放出的热量； （2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率； （3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以600 m/s的速度匀速巡航时，飞机的最大航程。（保留2位有效数字） 六、作图题 38．如图所示，甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，试在乙图中用“T”表示阀门，画出做功冲程左侧门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向。 39．甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙、丙中分别画出做功和排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况． 　 　 40．请在如图坐标系中画出煤油的热值与其完全燃烧所放出的热量 Q 的关系图象。 七、综合题 41．如图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供．接收太阳能的电池板面积为。某次试车过程中，该车在水平路面上以恒定功率P做直线运动，其速度-时间图像如图乙所示。已知汽车（包括司乘人员）的总重为4800N，汽车行驶过程中所受阻力大小恒为车重的0.02倍（汽车运动过程中太阳光照情况不变）。 （1）10-15s内汽车的功率P是多少W？0~15s内汽车牵引力做的功是多少J？ （2）若电池板吸收太阳能的20%供给汽车牵引力做功，则0~15s吸收的太阳能是　 　J，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率是　 　W。 （3）若0~15s吸收的太阳能由燃烧干木柴来获得，则至少需要多少g干木柴？ 42．水暖在暖通行业被称为最舒适的采暖方式。随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖，其原理是以温度不高于60的水作为介质，加热整个地板（如图所示）改变房间空气的温度。 （1）水地暖改变房间内空气的温度是通过　 　方式进行的；利用水作为介质，主要是因为水　 　的特点； （2）某房间一段时间内循环流动的水质量为800kg，进水温度为55，出水温度为40℃，所需热量由热效率为90%的某品牌的燃气热水器燃烧天然气提供，这段时间要消耗多少m3的天然气？（q天然气=3.2×107J/m3） （3）水向外界放出的热量有5%被房间内的空气吸收，能使房间内150kg空气升高多少？（空气的比热容） 43．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。则 （1）在0~10s内汽车的平均速度为　 　m/s； （2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为[=4000N，则汽车行驶时的功率为　 　W； （3）在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是　 　J； （4）若发动机的转化效率为40%，则需要燃烧　 　kg汽油才能使发动机做这么多功？ ( 已知汽油的热值大约为5×107J/kg) 44．小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg．她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器． （1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？ （2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0×107J/kg） （3）请你说出太阳能热水器的优点．（至少说出一条） 45．阅读材料，回答问题。 混合动力汽车 随着汽车科技的不断进步，混合动力汽车逐渐受到人们的青睐。插电式混合动力是当前比较流行的新能源汽车动力模式，它是介于纯电动汽车和燃油汽车之间的新能源汽车，具有传统汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱和电池，可以外接充电。油电混合动力汽车燃油经济性高，驾驶性能优异。油电混合动力汽车的发动机需要燃油，起步和加速时，在电动机的辅助下，可以降低油耗。当电池电量充足时，以电动模式行驶，实现“零油耗”和“零排放”；当电池电量不足时，以燃油模式行驶，又能给电池充电，综合油耗依然比传统燃油车更低。 （1）汽车的后视镜是一个　 　镜，能让司机看到车后更大的范围； （2）汽车上的“倒车防撞可视雷达”，通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物，障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立　 　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，这个像通过电子装置加工、调整并传递到显示屏上，如果看到显示屏中的障碍物的像变大，则障碍物离车尾的距离变　 　（远、近）； （3）已知该车电池能够储存电能，小王驾驶充满电的汽车沿平直公路如图甲从A地匀速行驶至B地（路面对汽车的阻力恒定不变），假设电池消耗的电能全部用来驱动汽车行驶。当行驶到C地时，电池的能量还剩余30%，随即开启燃油模式。当汽车行驶到B地时，电池能量显示为50%（忽略充电过程中的能量损失），若该行驶模式过程中恰好消耗3L汽油，则汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率为　 　（汽油的热值取）。 （4）如图乙为四冲程汽油机某气缸的各冲程示意图，一个工作循环合理的顺序为　 　。若该汽油机以3000r/min的速度运行，则该气缸每秒对外做功　 　次。 （5）请说出混合动力汽车的优点　 　。 答案解析部分 1．【答案】C 【解析】【解答】A、功率是表示物体做功快慢的物理量，也就是单位时间做的功。与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误；B、虽然甲的效率比乙低，但不清楚两台柴油机做功多少的情况下，无法确定谁消耗的燃料多，故B错误；C、甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，说明乙柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，故C正确；D、相同时间内消耗燃料的多少与功率有关，与效率无关，故D错误．故选C． 【分析】热机的效率定义：热机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，热机的效率越高．利用率越高但效率一定是小于1的。 2．【答案】C 3．【答案】B 【解析】【解答】A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少，A不符合题意； B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，B符合题意； C．丙图中活塞向下运动时，压缩气体做功，内能转化为机械能，与内燃机的压缩冲程相同，C不符合题意； D．丁图中小朋友下滑时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】分子间存在相互作用的引力和斥力；能量间相互转化，是做功改变内能。 4．【答案】D 5．【答案】B 【解析】 【解答】A．打气时，压缩筒对筒内气体做功，机械能转化为气体内能，故A正确，A不符合题意； B．水不是燃料，故B错误，B符合题意； C．发射时，瓶内高压气体的内能转化为机械能，故C正确，C不符合题意； D．打气时，机械能转化为空气内能，通过热传递使得气筒壁发热，活塞与筒壁摩擦，摩擦生热，机械能转化为内能，故D正确，D不符合题意。 故选B。 【分析】1、活塞压缩空气，类似打气筒，活塞的机械能转化为空气的内能，空气温度增加，通过热传递使得棉花燃烧； 2、加热水使得瓶塞喷射，通过热传递使得水的温度升高，吸收热量，水不断汽化为水蒸气，水蒸气内能增加，转化为瓶盖的机械能，水的内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化为小水珠。 6．【答案】B 【解析】【解答】解：A、因为小球弹跳的高度会越来越低，说明机械能逐渐减小．小球由1位置运动到3位置时机械能还要变小，所以1位置的机械能大于3位置的机械能，故A错误； B、小球在3位置，高度最大，所以3位置的势能最大；小球由1位置运动到3位置速度减小，所以1位置的动能大于3位置的动能，又因1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但机械能在1处的大，所以1位置的动能大于2位置的动能，故1位置的动能最大；因为小球由1到3再到2，机械能逐渐变小，所以2位置的机械能最小．故B正确． C、小球在由1到3的过程中，速度减小，高度增加，所以动能减少，势能增大，但是机械能不断变小，故C错误； D、小球在1位置比2位置机械能大，重力势能相等，故1位置比2位置动能大．故D错误． 故选B． 【分析】对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定，物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大，机械能包括物体的动能和势能，小球弹跳的高度会越来越低隐含的信息是机械能逐渐减小． 7．【答案】C 【解析】【解答】分析火箭起飞时的情形可知，火箭在大气里加速上升的过程中，航天器的速度越来越大、高度越来越高，因此其机械能在不断增加；火箭在大气层里加速上升，克服摩擦做功，使火箭的内能增加、温度升高。综上所述，只有C的说法符合题意。 故答案为：C. 【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. 8．【答案】B 【解析】【解答】 A.根据公式可求得水吸收热量为3.15×106J，故A错误； B.根据公式可求得消耗天然气体积为0.3m3，根据公式Q放=Vq可求得天然气释放的热量为1.26 × 107J，则热水器的能量转化效率，故B正确； C.由于Q吸<Q放，所以天然气的化学能没有全部转化为水的内能，故C错误； D.如果将此热水器效率再提高5%，则转化效率为30%，则.需要消耗天然气的体积，已知消耗0.3m3天然气用时30min，则消耗0.25m3天然气需要25min，故可节约5min，故D错误； 故答案为：B。 【分析】 （1）根据公式求水吸收热量； （2）根据公式Q放=Vq求天然气释放热量； （3）根据公式求转化效率。 9．【答案】C 【解析】【解答】A、热机的效率等于有用功除以总功，这里面只说了有用功，没有说总功，所以说有用功多，效率不一定高，故A错误。 B、任何热机的效率都不可能达到100%，故B错误。 C、提高热机效率的方法之一是减少热量损失，故C正确。 D、C正确，所以D错误。 答案为：C 【分析】（1）热机的效率与有用功和总功有关。 （2）任何机械的机械效率都不可能达到100%。 （3）减少热量损失可以提高机械效率。 10．【答案】C 11．【答案】D 12．【答案】A 【解析】【解答】①活塞下压时，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。 【分析】①根据改变物体内能的方式解答； ②根据内燃机的能量转化过程判断； ③内能大小与温度高低有关； ④气体的最终温度与外界温度相平； ⑤根据活塞的运行方向和气门的开合确定冲程名称，弄清能量转化； ⑥四冲程内燃机的一个工作循环中，飞轮转动2圈，对外做功1次。 13．【答案】D 14．【答案】A,B 【解析】【解答】A. 热机是将燃料的内能转化为机械能的工具，A符合题意；B. 四冲程汽油机工作时，只有做功冲程对外做功，B符合题意；C. 无论科技如何发展，热机的效率可以提高，总存在摩擦、要做额外功，效率一定不会达到100%，C不符合题意。D汽油机在吸气冲程，吸进气缸的是汽油混合器，而柴油机吸进的只有柴油，D不符合题意。 故答案为：AB. 【分析】热机是将燃料的内能转化为机械能的工具. 内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周. 在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施. 15．【答案】B,C,D 16．【答案】B,C 【解析】【解答】A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能减小，温度降低，故A错误； B．该过程是水蒸气的内能转化为软木塞机械能的过程，故B正确； C．酒精在燃烧的过程中，酒精含有化学能，是将酒精的化学能转化为内能，故C正确； D．燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故D错误。 故选BC。 【分析】单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，水蒸气的内能转化为软木塞机械能，做功导致内能减小。 17．【答案】A,B,D 【解析】【解答】AB、燃料的热值只与燃料的种类有关，故AB错误； C、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，其热值越大，故C正确； D、不同的燃料完全燃烧，放出相同热量，所用燃料的质量越少，热值越大，故D错误。 故选：C。 【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。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。 18．【答案】A,B 19．【答案】B,C,D 20．【答案】B,C 21．【答案】；80 22．【答案】吸气；大气压；9.2 【解析】【解答】 如图是汽车的 吸气冲程， 空气和汽油的混合气体如图进入汽缸内是 大气压的作用， 4.2g汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq= 4.2×10-3kg ×=2.07×105J，根据热量计算公式Q=cmΔt可知，Δt=2.07×105J/× 5kg =9.8℃ 综上第1空为吸气；第2空为大气压；第3空为9.8 【分析】根据吸气冲程特点、热量的计算填空 1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移 2、热量的计算：放热公式Q=mq，据题可知，m=4.2g，据此计算 4.2g汽油完全燃烧放出的热量 ，水吸收热量Q=cmΔt，据题可知m=5kg，据此计算温度变化量 23．【答案】3.36×105；0.1 【解析】【解答】一个标准大气压下水的沸点是100℃，则将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾需要吸收的热量是Q=cm△t=4.2×10³ J/(kg℃)×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105 J；初温为24℃，质量为40kg的自来水温度升到40℃需要吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×10³ J/(kg℃)×40kg×（40℃-24℃）=2.688×106 J，因天然气热水器的热效率是84%，根据η= ，则天然气需要放出的总热量为Q放= = =3.2×106 J．再根据燃料放热公式Q放=Vq，则消耗天然气为V= = =0.1m3． 【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算吸收的热量；根据吸收的热量和热效率的比值计算总热，结合燃料的热值，计算燃料的体积。 24．【答案】1500；2.3107 【解析】【解答】汽油机的飞轮转数是做功数是2倍，飞轮转数为3000转时，做功数为1500次，燃料燃烧放出的热量为Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J。 【分析】汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，根据燃料的质量和热值的乘积计算热量。 25．【答案】不变；40 【解析】【解答】热值是燃料的特性，与燃料的多少无关，所以飞船升空过程中，燃料舱内的液态氢的热值不变；已知液态氢质量m液氢=100g=0.1kg，热值为q液氢＝1.4×108J/kg，所以液态氢完全燃烧放出的热量为Q放=m液氢q液氢=0.1kg×1.4×108J/kg=1.4×107J；已知水吸热效率η= 60%，所以水吸收的热量为Q吸=ηQ放= 60%×1.4×107J=8.4×106J；已知水升高的温度，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），所以水的质量为。 【分析】热值是燃料的特性，与燃料的多少无关；已知液态氢的质量和热值，根据热值定义式的变形公式，可求液态氢完全燃烧放出的热量；已知液态氢放出的热量和水的吸热效率，根据效率的变形公式Q吸=ηQ放，可求水吸收的热量；已知水吸收的热量、水升高的温度、水的比热容，根据比热容定义式的变形公式，可求水的质量。 26．【答案】；；20% 【解析】【解答】此过程中水吸收的热量 酒精完全燃烧放出的热量 酒精灯烧水时的热效率 【分析】利用比热容、质量和温度差的乘积计算热量；燃料的热值和质量的乘积计算热量。吸收的热量和总热的比值计算热效率。 27．【答案】37.5% 【解析】【解答】解：由P=可得：W=Pt=3.3×104W×150s=4.95×106J； 燃油放出的热量为Q=mq=0.4kg×3.3×107J/kg=1.32×107J 则拖拉机的效率为η=×100%=×100%=37.5% 故答案为：37.5% 【分析】利用W=Pt先求出所做的有用功，再利用Q=mq求出燃油放出的热量，结合效率公式求出效率． 28．【答案】（1）不停地做无规则运动 （2）机械能转化为内能 （3）30 （4）35%；1.932×107 （5）高 29．【答案】B；缺少了温度的单位；酒精；偏小；酒精燃烧放出的热量不能被水全部吸收 30．【答案】自下而上；甲和乙；液体吸热升高的温度（或温度计的示数变化）；甲和丙；加热的时间；不可靠；燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收（或加热时存在热损失） 31．【答案】（1）质量；等于 （2）低于 （3）水；2.1×103 （4）全部燃烧；1.2×106 【解析】【解答】（1）实验中应保证水和煤油的质量相同，实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同时间，水吸收的热量等于煤油吸收的热量； （2）根据乙图可知，当二者都加热4min时，煤油升高到60℃，水升高到大约45℃左右，那么水升高的温度低于煤油升高的温度； （3）①根据（2）中可知，吸收相同的热量时水升高的温度小，即水的吸热能力更强； ②根据乙图可知，当二者都升高到60℃时，煤油需要加热4min，而水需要8min， 那么得到：； ； 解得：c煤油=2.1×103J/(kg·℃). （4）①明又利用如图丙所示的两套相同装置，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水，通过比较燃料全部燃烧后温度计示数的变化，来判断两种燃料热值的大小。 ②水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量， 则水吸收的热量之比等于燃料放出热量之比，即：； ； ； ； 解得：q纸=1.2×106J/kg。 【分析】（1）①根据Q=cm△t可知，当质量相同的不同物质吸收相同的热量时，温度升高越大，则吸热能力越强； ②相同的酒精灯发热功率相同，根据W=Pt可知，相同时间内放出相同的热量。 （2）根据乙图分析解答； （3）①升高温度越少则吸热本领越强，根据前面的现象分析。 ②根据乙图可知，当二者都升高到60℃时，煤油需要加热4min，而水需要8min，据此根据Q=cm△t计算煤油的比热容即可。 （4）①根据Q=cm△t比较燃料放热多少，再根据比较燃料热值大小； ②水吸收的热量等于燃料放出的热量，则水吸收的热量之比等于燃料放热之比，据此列式计算。 32．【答案】（1） （2） 33．【答案】解：(1)由燃料的热值公式可知，100g煤气完全燃烧放出的热量为Q放=mq=0.1kg×4.2×107J/kg=4.2×106J； (2)由吸热公式可知，水吸收的热量为Q吸=c水m水(t-t0)= 4.2×103J/(kg▪℃)×10kg×(70℃-20℃)=2.1×106J； (3)燃气灶烧水的效率为。 答：(1)100g煤气完全燃烧放出的热量是4.2×106J； (2)水吸收的热量是2.1×106J； (3)燃气灶烧水的效率是50%。 (1)4.2×106J；(2)2.1×106J；(3)50% 【解析】【分析】(1) 煤气的热值为4.2×107J/kg ，根据Q放=mq计算100g煤气完全燃烧放出的热量； (2)水的比热容为4.2×103J/(kg℃)，水的质量为2kg，温度变化量为50℃，由吸热公式Q吸=c水m水(t-t0)可计算水吸收的热量； (3)燃气灶烧水的效率为。 34．【答案】（1）解：水吸收的热量为Q吸=c水m1Δt=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×40℃=3.36×107J 答：水吸收的热量是3.36×107J； （2）解：液化石油气放出的热量是 完全燃烧液化石油气的质量为 答：要完全燃烧0.98kg液化石油气。 【解析】【分析】（1）根据公式 Q吸=c水m1Δt ，可求出水吸收的热量； （2）根据公式，可求出液化石油气的质量。 35．【答案】（1）8.4×106J （2）4.2×107J （3）20% 36．【答案】（1）解：根据题意可知，煤炭放出的热量Q放＝3.6×109J， 根据Q放＝mq， 所以一盏这样的路灯每年可节约煤炭的质量： m煤炭＝ ＝ ＝120kg 答：一盏这样的路灯每年可节约煤炭120kg （2）解：根据题意可知，水吸收的热量： Q吸＝3.6×109J×14%＝5.04×108J， 根据Q吸＝cm（t﹣t0）， 所以可加热到沸腾水的质量： m水＝ ＝ ＝1500kg 答：可将1500kg的水由20℃加热到沸腾。 【解析】【分析】（1）根据热量和热值的比值计算燃料的质量； （2）根据能量和效率计算水吸收热量，利用热量和水的比热容、温度差可以计算水中的质量。 37．【答案】（1）5×1011J；（2）1.92×107 W；（3）1.85×106m（1.85×103km） 38．【答案】 39．【答案】 【解析】【解答】四冲程汽油机分四个冲程，分别为吸气，压缩，做功，排气冲程，每个冲程的特点不同。 做功冲程，两个气门都是关闭的，活塞向下运动； 排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞是向上运动的，由此可以画出如下图所示： 【分析】本题考查四冲程汽油机的工作过程。四冲程汽油机包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程。每个冲程中，活塞、曲轴、进气门和排气门的状态各不相同。本题要求根据吸气冲程的示意图，画出做功和排气冲程中活塞和曲轴的位置以及进气门、排气门的开闭情况。 40．【答案】 【解析】【解答】热值是燃料本身的一种性质，只与燃料的种类有关，与燃料的体积、质量、放出的热量等无关，即当煤油放出的热量增大时，而煤油的热值保持不变，如下图所示： 【分析】根据热值的特点分析解答。 41．【答案】（1）960W；14400J （2）72000；800 （3）6g 42．【答案】（1）热传递；比热容大 （2）1.75m3 （3）16.8 43．【答案】（1）12 （2）8×104 （3）8×105 （4）0.04 【解析】【解答】 （1）0~10s内汽车的平均速度：V平= ，所以本小题的第一空应该填：12 ； （2）由图可知：汽车在匀速行驶过程中的速度为：v=20m/s，F=4000N，由P=FV可知：汽车匀速行驶的功率：p=FV=4×103N ×20m/s=8× 104W ，所以本小题第一空应该填：8×104 ； （3） 由于汽车以恒定功率运动，所以在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是：W=Pt=8×104 W×10s=8×105J ，所以本小题的第一空应填：8×105 ； （4）由于汽车在 0~10s内 发动机所做的有用功为：W有= 8×105 J，由 ，由Q放=W总=mq ，得：m= ，所以本小题的第一空应填：0.04 。 【分析】 （1）本小题直接利用已知条件和速度公式 v=s/t 进行计算； （2）本小题直接利用已知条件以及（1）的结论和功率公式 p=FV 进行计算； （3）由于题中告诉了汽车是以恒定功率行驶，所以直接利用 W=Pt 进行计算即可； （4）由于题中告诉了发动机机的效率，我们可以利用有用功及热机效率，算出发动机所做的总功，然后利用 Q放=W总=mq，得出发动机需要燃烧汽油的质量。 44．【答案】（1）解：水吸收的热量： Q吸=cm（t﹣t0） =4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣20℃） =1.68×107J． 答：这些水吸收的热量是1.68×107J； （2）解：由η= ×100%得，液化石油气完全燃烧放出的热量： Q放= = =2.4×107J， 由Q放=m气q气得，需要完全燃烧的液化石油气的质量， 即每天节约的液化石油气质量： m气= = =0.3kg． 答：平均每天可节约液化石油气0.3kg； （3）解：太阳能热水器是将太阳能转化为内能，被水吸收，温度升高，供人使用，对环境无污染． 答：对环境无污染． 【解析】【分析】（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量； （2）根据η= ×100%的变形公式Q放= 求出液化石油气完全燃烧放出的热量， 再利用Q放=mq的变形公式m= 求出需要完全燃烧的液化石油气的质量，即每天节约的液化石油气质量； （3）从环保、节约能源（省钱）、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点． 45．【答案】凸面；缩小；近；40%；DACB；25；混合动力汽车的优点：节能，低排放，动力性能好，经济性高，驾驶性能优异等，电动模式行驶，实现“零油耗”和“零排放”等 【解析】【解答】（1）汽车的后视镜是凸面镜；对光有发散作用，可以扩大视野，能更好地注意到后方路况； （2）摄像头的镜头相当于凸透镜，成像时，u>2f，成倒立、缩小的实像。 凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大；显示屏中的像变大，则障碍物离车尾的距离变近。 （3）汽车从A地到C地电池消耗的电能为：W1=(1-η)W=(1-30%)×20kW·h=14kW·h， 汽车匀速行驶时，受到的牵引力为：， 匀速行驶，汽车从C地到B地做的功：W汽=Fs2=840N×40×103m=3.36×107J， 从C地到B地，获得的电能：W2​=(50%−30%)W=(50%−30%)×20kW⋅h=4kW⋅h=1.44×107J， 汽油利用有用能量：W有=W汽+W2​=3.36×107J+1.44×107J=4.8×107J， 汽油完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=3×10-3m3×4.0×107J/m3=1.2×108J， 汽油的综合利用效率：； （4）汽油机的一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程； A图中，两个气门都关闭，活塞向上运动，压缩缸内气体，是压缩冲程； B图，排气门打开，活塞向上运动，排出废气，是排气冲程； C图，两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞喷出电火花，点燃燃气，是做功冲程； D图，进气门打开，活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物，是吸气冲程。 正确的顺序是：DACB。 汽油机的转速是3000r/min=50r/s，1个工作循环，飞轮转动2圈，活塞往复2次，对外做功1次，每秒飞轮转动50圈，则对外做功25次。 （5）混合动力汽车的优点：节能，低排放，动力性能好，经济性高，驾驶性能优异等，电动模式行驶，实现“零油耗”和“零排放”等。 【分析】（1）汽车的后视镜是凸面镜，可以看到更大范围； （2）倒车镜头是凸透镜，物体在镜头的二倍焦距外，成倒立缩小的实像，物距减小时，像距变大，像变大； （3）根据剩余能量和总能量，计算消耗的电能；根据，计算牵引力做功多少；利用W=Fs，计算做功，利用Q=Vq，计算燃料放出的热量，根据，计算能量的利用率； （4）根据汽油机的气门的状态和活塞运行方向，判断冲程；汽油机的工作过程是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；汽油机工作时，飞轮转动数是做功数的2倍； （5）油电混合动力汽车，有节能，低排放，动力性能好，经济性高，驾驶性能优异等优点。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$