专题02 内能的利用（期中真题汇编，新疆专用）九年级物理上学期

专题02 内能的利用 考点一 热机 1．（24-25九上·新疆巴州华山中学·期中）4月24日是中国航天日，物理兴趣小组的同学们用饮料瓶自制了火箭模型，如图所示，在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器，按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，此过程分析正确的是（　　） A．瓶口喷入的雾状酒精是气体 B．电火花放电使酒精燃烧的过程，将电能转化为酒精的化学能 C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于汽油机的压缩冲程 D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度降低 【答案】D 【详解】A．瓶口喷入的雾状酒精是液态酒精，故A错误； B．酒精燃烧时，消耗化学能，产生内能，故是将化学能转化为内能的过程，故B错误； C．燃气推动纸筒飞出去，将内能转化为机械能，内燃机的做功冲程也将内能转化机械能，因此燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，故C错误； D．气体对纸筒做功，纸筒飞出，瓶内气体内能减小，温度降低，故D正确。 故选D。 2．（24-25九上·新疆昌吉回族·期中）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（   ） A．甲图中厚玻璃瓶内的空气被压缩，空气内能减少 B．乙图中瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶子内空气的内能增加 C．丙图中气缸的气体推动活塞向下运动时，气缸内气体的内能减少 D．丁甲图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能增大. 【答案】C 【详解】A．图甲，厚玻璃瓶内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误； B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对塞子做功，瓶子内空气的内能减小，故B错误； C．图丙，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少，故C正确； D．图丁试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，故D错误。 故选C。 3．（24-25九上·新疆·期中）四冲程内燃机工作时，机械能转化成内能的冲程是(   ) A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】在四冲程内燃机的四个冲程中，压缩冲程中活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能．故选B． 4．（24-25九上·新疆岳普湖县第三中学·期中）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是 A．柴油机的汽缸上是喷油，汽油机的顶部有火花 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式 C．柴油机比汽油机笨重，但燃料便宜 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 【答案】B 【详解】A. 柴油机和汽油机在结构上的不同是：柴油机的汽缸上是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞，故A正确； B. 在做功冲程中,柴油机的点火方式叫压燃式,汽油机的点火方式叫点燃式，故B错误； C. 柴油机比汽油机笨重,但燃料便宜，功率大，多用在拖拉机，坦克等笨重的机械上，故C正确； D. 柴油机和汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的物质不同：柴油机吸入汽缸的只是空气,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故D正确； 故选B． 5．（24-25九上·新疆·期中）如图所示是汽油机的 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，两气阀门都关闭，并且活塞上压，所以这是内燃机的压缩冲程。 故选B。 6．（24-25九上·新疆岳普湖县第三中学·期中）下列有关能量变化的说法，正确的是 A．物体从斜面上匀速滑下，其机械能增大 B．物体从斜面上匀速滑下，其机械能不变 C．汽油机压缩冲程是将内能转化为机械能 D．汽油机做功冲程是将内能转化为机械能 【答案】D 【详解】AB．物体从斜面上匀速滑下，其质量不变，速度不变，故动能不变；高度减小，故重力势能减小，其机械能减小，因此，故AB错误； C．在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能，故C错误； D．在做功冲程中，内能转化为机械能，故D正确。 故选D。 7．（24-25九上·新疆喀什·期中）提高热机效率的有效途径是（　　） A．采用优质的燃料 B．避免使用热机 C．降低热机的功率 D．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑 【答案】D 【详解】A．采用优质的燃料，提高燃料的热值，并不能提高热机的效率，所以A错误； B．不使用热机，并不能提高热机的效率，所以B错误； C．降低热机的效率很明显不符合题意，所以C错误； D．减少热机的各种热损失，保证良好的 润滑，可以提高有效利用的能量与总能量之比，所以D正确。 故选D。 8．（24-25九上·新疆库车实验中学教育集团·期中）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分： (1)传统燃油汽车的发动机_________（选填“属于”或“不属于”）内燃机，它将燃料燃烧后产生的_________能转化为机械能，再通过传动机构将动力传给车轮，使汽车行驶。汽车的燃料是汽油或柴油，相比于老式火车所烧的煤炭，汽油、煤油的_________更大。在大力提倡新能源的今天，电车逐渐取代燃油车。电动汽车在充电时，将电能转化为_________能； (2)在开关车门时有时候会被电到，这是因为我们穿的纤维质地的衣服与车内材料相互摩擦后，发生了_________现象。这一过程中人体带有的负电，这是因为在摩擦过程中人体_________了电子。汽车的后方有两个刹车灯，脚踩刹车时，车灯就会亮起，刹车此时相当于电路中的_________。这两个刹车灯即使一个坏了，另一个也能正常发光，两个刹车灯之间是_________连接的。 【答案】(1) 属于 内能 热值 化学 (2) 摩擦起电 得到 开关 并联 【详解】（1）[1][2]传统燃油汽车的发动机是燃料在汽缸内燃烧，将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能，使汽车获得动力，故属于内燃机。 [3]质量相同的不同燃料，完全燃烧放出热量的多少取决于其热值，热值大完全燃烧放出的热量多。所以相比煤炭，汽油、煤油的热值更大。 [4]电动汽车在充电时，消耗电能，且以化学能的形式储存起来，故此过程将电能转化为化学能。 （2）[1]通过摩擦的方法使物体带电，为摩擦起电。我们穿的纤维质地的衣服与车内材料相互摩擦后，发生了摩擦起电现象，所以在开关车门时有时候会被电到。 [2]摩擦起电的实质是电子的转移。在此摩擦过程中，人体带有的负电，说明负电荷多余正电荷，即人体得到了电子。 [3]这两个刹车灯即使一个坏了，另一个也能正常发光，说明两刹车灯互不影响，故连接方式为并联。 9．（24-25九上·新疆哈密四中·期中）生活中有许多有趣的热现象，请结合你对生活中的观察，完成下列内容： (1)如图，将用丝绸摩擦过的玻璃棒与验电器的金属球接触，丝绸带______电，瞬间电流方向是从______（选填“金属球到玻璃棒”或“玻璃棒到金属球”）； (2)某款充电宝带有手电筒功能。给充电宝充电时，充电宝相当于电路中的______（选填“电源”或、“用电器”）。发光二极管是用______ 材料制成的；对人体的安全电压是______； (3)电动汽车是未来汽车发展的方向，一个单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/ min，则1s时间内完成______个冲程，对外做______次功。 【答案】(1) 负 玻璃棒到金属球 (2) 用电器 半导体 不高于36V (3) 120 30 【详解】（1）[1]玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒失去电子带正电，丝绸得到电子带负电。 [2]将用丝绸摩擦过的玻璃棒与验电器的金属球接触，金属球上的电子向玻璃棒转移，电流的方向是正电荷定向移动的方向，所以瞬间电流方向是从玻璃棒到金属球。 （2）[1]给充电宝充电时，充电宝消耗电能，相当于电路中的用电器。 [2]发光二极管是用半导体材料制成的，具有单向导电性。 [3]对人体的安全电压是不高于36V，过高的电压对人易造成危险。 （3）[1][2]单缸四冲程汽油机的一个工作循环中有四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次。转速为3600r/ min，即，则1s时间内完成120个冲程，对外做30次功。 10．（24-25九上·新疆巴音·期中）一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒内完成___________个冲程，对外做功___________次。 【答案】 60 15 【详解】[1][2]由题知，一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min=30r/s，即每秒钟飞轮转30圈。因为四冲程内燃机在一个工作循环中，曲轴转动2周（飞轮转2圈），完成4个冲程，对外做1次功，所以，该汽油机每秒内完成60个冲程，对外做功15次。 11．（24-25九上·新疆乌鲁木齐第七十中学·期中）小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案：将A、B两种液体分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度； （1）组装器材时应按照______（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装； （2）实验时，选取______相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过______方式来增大液体内能的； （3）此实验通过______（选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来反映液体吸收热量的多少； （4）加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为______℃； （5）根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示，则液体______（选填“A”或“B”）更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。 【答案】 自下而上 质量 热传递 加热时间的长短 33 B 【详解】（1）[1]实验时要用酒精灯的外焰加热，故组装器材时，先安装酒精灯，应按照自下而上的顺序依次安装。 （2）[2][3]根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，实验时，选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过热传递方式来增大液体内能的。 （3）[4]实验中运用转换法，通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。 （4）[5]由乙图可知，温度计分度值为1℃，加热一段时间后，液体B的温度为33℃。 （5）[6]根据绘制出的温度—时间图象可知，升高相同的温度，B加热时间长，B的吸热能力强，比热容大，根据Q=cmΔt，在质量和降低的温度相同时，B放热多，故液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。 考点二 热值及热机效率 1．（24-25九上·新疆师市·期中）以下符合生活实际和安全要求的有（   ） A．石河子秋天平均气温为 B．某电动自行车的电瓶电压为48V，人可以直接触摸 C．制造热机时，热机的效率是热机性能的重要指标 D．夸克是科学研究中遇到的最小粒子，所以夸克直接构成了原子 【答案】C 【详解】A．石河子位于中国新疆维吾尔自治区，秋天平均气温约为8℃，故A不符合题意； B．人体的安全电压为不高于36V，某电动自行车的电瓶电压为48V，高于人体的安全电压，所以，人不可以直接触摸，故B不符合题意； C．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叫做热机的效率，制造热机时，热机的效率是热机性能的重要指标，故C符合题意； D．夸克是目前科学研究中遇到的最小粒子，但根据原子的结构特点可知，原子是由原子核和核外电子构成，因此，夸克不能直接构成原子，故D不符合题意。 故选C。 2．（24-25九上·新疆喀什·期中）下列几种说法最符合实际情况的是（　　） A．人体感觉舒适的温度为 B．PM2.5颗粒直径小于等于 C．柴油机的热机效率比汽油机高 D．家用电冰箱正常工作时，通过的电流可达 【答案】C 【详解】A．人体感觉舒适的温度为22℃左右，故A不符合题意； B．PM2.5颗粒直径小于等于2.5μm，故B不符合题意； C．柴油机使用压燃式，压缩比更大，获得的动力更强劲，转化出的有用机械能占比更大，所以柴油机的热机效率比汽油机高，故C符合题意； D．家用电冰箱正常工作时，通过的电流约为1A，故D不符合题意。 故选C。 3．（24-25九上·新疆和田·期中）如图，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是（　　） A．酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大 B．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收 C．试管中水的内能是通过热传递的方式增加的 D．橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程 【答案】C 【详解】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，燃料的质量无关，故A错误； B．酒精燃烧放出的热量要散失到空气中一部分，被试管吸收一部分，所以，酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收，故B错误； C．加热过程中，通过热传递的方式增加水的内能，故C正确； D．塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故D错误。 故选C。 4．（24-25九上·新疆·期中）两台汽油机，甲做的功是乙的1.5倍，甲的效率是25% ，乙的效率是30% ，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是（  ） A．9：5 B．5：9 C．5：6 D．6：5 【答案】A 【详解】甲、乙两台汽油机的效率分别是25%，30%，则二者效率之比为5：6；根据热机效率公式可得：； ； 所以：； 又因为Q=mq，即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是9：5。 故选A。 5．（24-25九上·新疆和田·期中）我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机．这种发动机主要是因为氢是有（　　） A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较高的热值 D．较低的沸点 【答案】C 【详解】大功率发动机要求燃烧相同质量的燃料释放出的内能越大越好，由Q=qm可知燃料热值越大越好．故研制大功率液氢发动机的主要原因是氢的热值较高．C选项符合题意． 6．（24-25九上·新疆巴州华山中学·期中）两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是 A．12：5 B．5：12 C．15：4 D．4：15 【答案】C 【详解】由热机效率公式η=得： Q总甲=， Q总乙= ； =×= ； 又因为Q=mq，即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是15：4。 故选C 7．（24-25九上·新疆吐鲁番·期中）某单缸四冲程汽油机，在吸气冲程中，吸进汽缸的是________（选填“汽油”或者“汽油和空气的混合物”）；若飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功________次。若该汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所放出能量的四分之一，则该汽油机的热机效率是________。 【答案】 汽油和空气的混合物 25 25％ 【详解】[1]某单缸四冲程汽油机，汽缸顶部是火花塞，在吸气冲程中，吸进汽缸的是汽油和空气的混合物。 [2]四冲程汽油机的飞轮转速：3000r/min=50r/s，即汽油机飞轮每秒转50圈，由于四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每秒对外做功25次。 [3]热机效率是用来对外做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出能量的比值。故若该汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所放出能量的四分之一，则该汽油机的热机效率是25％。 8．（24-25九上·新疆吐鲁番·期中）燃料的种类非常多，例如汽油、柴油、煤炭、天然气等，而现代火箭用的燃料是液态氢，这是因为液态氢具有_________（选填“较低的沸点”、“较高的凝固点”或“较大的热值”）；火箭喷气发动机在大气层外________（选填“能”或“不能”）工作。 【答案】 较大的热值 能 【详解】[1]火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，可以释放出更多的热量。 [2]火箭喷气发动机本身带有燃料和氧化剂，不需要外界空气来助燃，所以即使大气层外没有足够的氧气，燃料也可以继续燃烧，所以能在大气层外工作。 9．（24-25九上·新疆乌鲁木齐七十中学·期中）汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，则做功______次，内能转化为机械能的冲程是______冲程，此过程汽油机的汽缸容积为，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，则汽油机甲做功冲程一次对外做功______J；若汽油机甲与汽油机乙的效率比值为，汽油机甲的功率是乙的2.5倍，甲乙汽油机相同时间的油耗（质量）之比为______（汽油的热值为）。 【答案】 20 做功 300 【详解】[1]汽油机一个工作循环有四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次。汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，则飞轮转40圈，做功20次。 [2]汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞，内能转化为机械能。 [3]根据，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压力为，则汽油机甲做功冲程一次对外做功为 [4]汽油机的效率为 则油耗为。则甲乙汽油机相同时间的油耗（质量）之比为 10．（24-25九上·新疆巴州华山中学·期中）锅炉的加热效率是锅炉的一个重要参数，提高锅炉效率不仅可以降低成本，还可以减少环境污染。在1标准大气压下，用热值为7×107J/kg的标准煤将200kg初温为20℃的水加热至沸腾，水吸收的热量为_______J，若锅炉的效率是40%，则需要消耗__________kg标准煤；若将锅炉的效率提高到60%，则可以节省_______kg标准煤。 【答案】 6.72×107 2.4 0.8 【详解】[1]水吸收的热量 [2]由可得，标准煤完全燃烧释放的热量 由可得，需要标准煤的质量 [3]将锅炉的效率提高到60％时，标准煤完全燃烧释放的热量 需要标准煤的质量 则可减少燃烧标准煤的质量 11．（24-25九上·新疆乌鲁木齐七十中学·期中）氢燃料汽车是指以氢为主要能量来移动的汽车，其燃烧产物是水和少量氮氧化合物，对空气污染很少，并且氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，制作时也不需要对汽车发动机进行大的改装。2024年国内某氢燃料大巴车以的恒定功率匀速行驶，燃烧氢燃料，求： (1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (2)若这些热量的50%被质量为、温度为的水吸收，能使水的温度升高多少℃？ (3)该段时间内，氢燃料电池大巴车的能最转化效率为多少？ 【答案】(1) (2)25℃ (3)50% 【详解】（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）根据题意知道 ，水吸收的热量 由知道，水升高的温度 （3）由 知道，氢燃料电池大巴所做的功 氢燃料电池大巴车的能量转化效率 12．（24-25九上·新疆·期中）随着人们生活水平的提高，小汽车走进了百姓人家。一辆使用汽油作为燃料的小汽车，发动机的实际功率为：，若小汽车行驶5000s，汽油的热值为，小汽车发动机的效率为25%。小汽车在这段时间内，求： (1)发动机所做的功； (2)汽油燃烧释放的热量； (3)消耗汽油的质量（结果保留一位小数）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）发动机所做的功 （2）由题意可知，小汽车发动机的效率为25%，即 汽油燃烧释放的热量 （3）消耗汽油的质量 13．（24-25九上·新疆巴州华山中学·期中）随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J。1年内提供的电能约为4.8×1011J。求： (1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的水升高多少摄氏度? (2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少t煤炭?（煤炭的热值q约3.0×107J/kg） 【答案】(1)30℃ (2)40t 【解析】（1）若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，水吸收能量为 升高的温度为 （2）火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则煤炭完全燃烧释放的能量为 需要煤炭的质量为 14．（24-25九上·新疆·期中）某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为，煤气的热值为。求： (1)煤气完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该热水器烧水的效率。 【答案】(1)1.68×107J (2)4.2×106J (3)25% 【详解】（1）煤气完全燃烧放出的热量为 （2）水吸收的热量为 （3）该热水器烧水的效率为 15．（24-25九上·新疆巴音·期中）用天然气烧水，燃烧0.5m3的天然气使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容，天然气的热值，求： (1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放； (2)水吸收的热量Q吸； (3)天然气灶的效率。 【答案】(1)3.5×107J (2)2.1×107J (3)60% 【详解】（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量为 （2）水吸收的热量为 （3）天然气灶的效率为 16．（24-25九上·新疆吐鲁番·期中）天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，用天然气灶将质量为2kg的水，从20℃加热至沸腾。已知水的比热容 c水＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q＝4.2×107J/m3，求： (1)水吸收的热量； (2)若天然气完全燃烧放出的热量80%被水吸收，烧开这壶水需要多少m3天然气。 【答案】(1)6.72×105J (2)0.02m3 【详解】（1）在一个标准大气压下，水沸腾时，温度为100℃，将质量为2kg的水，从20℃加热至沸腾，水吸收的热量为Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－20℃)＝6.72×105J （2）天然气完全燃烧放出的热量为 消耗天然气的体积为 17．（24-25九上·新疆和田第三中学·期中）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4．2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃．求： （1）热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）] （2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E； （3）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少m3的天然气放出的热量？（天然气的热值q=7×107J/m3） 【答案】（1）8.4×106J（2）2.1×107J（3）0.3 m3 【详解】（1）水吸收的热量: Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(46℃-26℃)=8.4×106J （2）热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能:E=5×4.2×106J=2.1×107J （3）根据题意知:Q放=E=2.1×107J， 则需要完全燃烧的天然气:V=m3 1．（24-25九上·新疆哈密第四中学·期中）如图甲所示，1个标准大气压下，使用效率为50%的普通煤炉将壶内20℃的2.5kg水烧开。已知：，，求： （1）把壶内水烧开，水需要吸收的热量Q吸； （2）普通煤炉至少燃烧煤的质量m煤。 （3）为提高煤炉效率，某创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可以额外把炉壁间2kg水从20℃加热至40℃。求此双加热煤炉的烧水效率η2。 【答案】（1）8.4×105J；（2）0.056kg；（3）60% 【详解】解：（1）1个标准大气压下水的沸点为100℃，把壶内水烧开，水需要吸收的热量 （2）煤燃烧放出的热量 普通煤炉至少燃烧煤的质量 （3）炉壁间的水吸收的热量 在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，煤燃烧放出的热量不变，壶内水吸收的热量不变，则吸收的总的热量为 此双加热煤炉的烧水效率 2．（24-25九上·新疆师市·期中）汽车是现代社会一个重要工具，也是科技的化身。 (1)发动机是汽车的心脏，其一个工作循环有四个冲程，右图所示的冲程为汽油机的______冲程，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功______次；不少人曾经设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机，其违背了______定律； (2)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，若汽油机的汽缸在温度升高的过程中，水套中的水不断______（选填“吸收”或“放出”）热量，选择水降温是利用了水的______（选填“密度”、“比热容”或“热值”）比较大这一性质； (3)某品牌国产汽车在平直的公路上以23m/s的速度匀速行驶了1小时，消耗汽油12kg。已知该汽车发动机的牵引力为2000N，汽油的热值为。假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，求该汽车在匀速行驶的过程中汽车发动机牵引力所做的功为______J，这段时间发动机的功率为______W，该汽车发动机的效率为______。若发动机效率提高前后的有用功是相同的，把发动机的效率提高10%，则此次行驶过程可以节约______kg的汽油。 【答案】(1) 做功 30 能量守恒 (2) 吸收 比热容 (3) 30% 3 【详解】（1）[1]图中的两个阀门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程。 [2]四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，经历四个冲程，活塞往复2次，所以1s内飞轮转60圈，共完成30个工作循环，做功30次。 [3]不少人曾经设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机，根据能量守恒定律，能量不会凭空的产生和消灭，所以其违背了能量守恒定律。 （2）[1][2]水的比热容大，升高相同的温度吸收的热量更多。汽缸外有一个水套，若汽油机的汽缸在温度升高的过程中，水套中的水不断吸收热量。选择水降温是利用了水的比热容比较大这一性质。 （3）[1]国产汽车在平直的公路上行驶的路程 该汽车在匀速行驶的过程中汽车发动机牵引力所做的功为 [2]这段时间发动机的功率为 [3]燃料完全燃烧放出的热量为 该汽车发动机的效率为 [4]若发动机效率提高前后的有用功是相同的，把发动机的效率提高10%，此时燃料完全燃烧放出的热量为 此时消耗的汽油为 此次行驶过程可以节约汽油为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 内能的利用 考点一 热机 1．（24-25九上·新疆巴州华山中学·期中）4月24日是中国航天日，物理兴趣小组的同学们用饮料瓶自制了火箭模型，如图所示，在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器，按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，此过程分析正确的是（　　） A．瓶口喷入的雾状酒精是气体 B．电火花放电使酒精燃烧的过程，将电能转化为酒精的化学能 C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于汽油机的压缩冲程 D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减少，温度降低 2．（24-25九上·新疆昌吉回族·期中）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（   ） A．甲图中厚玻璃瓶内的空气被压缩，空气内能减少 B．乙图中瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶子内空气的内能增加 C．丙图中气缸的气体推动活塞向下运动时，气缸内气体的内能减少 D．丁甲图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能增大. 3．（24-25九上·新疆·期中）四冲程内燃机工作时，机械能转化成内能的冲程是(   ) A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4．（24-25九上·新疆岳普湖县第三中学·期中）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是 A．柴油机的汽缸上是喷油，汽油机的顶部有火花 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式 C．柴油机比汽油机笨重，但燃料便宜 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 5．（24-25九上·新疆·期中）如图所示是汽油机的 A．吸气冲程      B．压缩冲程      C．做功冲程     D．排气冲程 6．（24-25九上·新疆岳普湖县第三中学·期中）下列有关能量变化的说法，正确的是 A．物体从斜面上匀速滑下，其机械能增大 B．物体从斜面上匀速滑下，其机械能不变 C．汽油机压缩冲程是将内能转化为机械能 D．汽油机做功冲程是将内能转化为机械能 7．（24-25九上·新疆喀什·期中）提高热机效率的有效途径是（　　） A．采用优质的燃料 B．避免使用热机 C．降低热机的功率 D．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑 8．（24-25九上·新疆库车实验中学教育集团·期中）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分： (1)传统燃油汽车的发动机_________（选填“属于”或“不属于”）内燃机，它将燃料燃烧后产生的_________能转化为机械能，再通过传动机构将动力传给车轮，使汽车行驶。汽车的燃料是汽油或柴油，相比于老式火车所烧的煤炭，汽油、煤油的_________更大。在大力提倡新能源的今天，电车逐渐取代燃油车。电动汽车在充电时，将电能转化为_________能； (2)在开关车门时有时候会被电到，这是因为我们穿的纤维质地的衣服与车内材料相互摩擦后，发生了_________现象。这一过程中人体带有的负电，这是因为在摩擦过程中人体_________了电子。汽车的后方有两个刹车灯，脚踩刹车时，车灯就会亮起，刹车此时相当于电路中的_________。这两个刹车灯即使一个坏了，另一个也能正常发光，两个刹车灯之间是_________连接的。 9．（24-25九上·新疆哈密四中·期中）生活中有许多有趣的热现象，请结合你对生活中的观察，完成下列内容： (1)如图，将用丝绸摩擦过的玻璃棒与验电器的金属球接触，丝绸带______电，瞬间电流方向是从______（选填“金属球到玻璃棒”或“玻璃棒到金属球”）； (2)某款充电宝带有手电筒功能。给充电宝充电时，充电宝相当于电路中的______（选填“电源”或、“用电器”）。发光二极管是用______ 材料制成的；对人体的安全电压是______； (3)电动汽车是未来汽车发展的方向，一个单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/ min，则1s时间内完成______个冲程，对外做______次功。 10．（24-25九上·新疆巴音·期中）一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒内完成___________个冲程，对外做功___________次。 11．（24-25九上·新疆乌鲁木齐第七十中学·期中）小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案：将A、B两种液体分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度； （1）组装器材时应按照______（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装； （2）实验时，选取______相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过______方式来增大液体内能的； （3）此实验通过______（选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来反映液体吸收热量的多少； （4）加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为______℃； （5）根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示，则液体______（选填“A”或“B”）更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。 考点二 热值及热机效率 1．（24-25九上·新疆师市·期中）以下符合生活实际和安全要求的有（   ） A．石河子秋天平均气温为 B．某电动自行车的电瓶电压为48V，人可以直接触摸 C．制造热机时，热机的效率是热机性能的重要指标 D．夸克是科学研究中遇到的最小粒子，所以夸克直接构成了原子 2．（24-25九上·新疆喀什·期中）下列几种说法最符合实际情况的是（　　） A．人体感觉舒适的温度为 B．PM2.5颗粒直径小于等于 C．柴油机的热机效率比汽油机高 D．家用电冰箱正常工作时，通过的电流可达 3．（24-25九上·新疆和田·期中）如图，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是（　　） A．酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大 B．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收 C．试管中水的内能是通过热传递的方式增加的 D．橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程 4．（24-25九上·新疆·期中）两台汽油机，甲做的功是乙的1.5倍，甲的效率是25% ，乙的效率是30% ，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是（  ） A．9：5 B．5：9 C．5：6 D．6：5 5．（24-25九上·新疆和田·期中）我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机．这种发动机主要是因为氢是有（　　） A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较高的热值 D．较低的沸点 6．（24-25九上·新疆巴州华山中学·期中）两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是 A．12：5 B．5：12 C．15：4 D．4：15 7．（24-25九上·新疆吐鲁番·期中）某单缸四冲程汽油机，在吸气冲程中，吸进汽缸的是________（选填“汽油”或者“汽油和空气的混合物”）；若飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功________次。若该汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所放出能量的四分之一，则该汽油机的热机效率是________。 8．（24-25九上·新疆吐鲁番·期中）燃料的种类非常多，例如汽油、柴油、煤炭、天然气等，而现代火箭用的燃料是液态氢，这是因为液态氢具有_________（选填“较低的沸点”、“较高的凝固点”或“较大的热值”）；火箭喷气发动机在大气层外________（选填“能”或“不能”）工作。 9．（24-25九上·新疆乌鲁木齐七十中学·期中）汽油机甲，飞轮每分钟转2400转，则做功______次，内能转化为机械能的冲程是______冲程，此过程汽油机的汽缸容积为，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为，则汽油机甲做功冲程一次对外做功______J；若汽油机甲与汽油机乙的效率比值为，汽油机甲的功率是乙的2.5倍，甲乙汽油机相同时间的油耗（质量）之比为______（汽油的热值为）。 10．（24-25九上·新疆巴州华山中学·期中）锅炉的加热效率是锅炉的一个重要参数，提高锅炉效率不仅可以降低成本，还可以减少环境污染。在1标准大气压下，用热值为7×107J/kg的标准煤将200kg初温为20℃的水加热至沸腾，水吸收的热量为_______J，若锅炉的效率是40%，则需要消耗__________kg标准煤；若将锅炉的效率提高到60%，则可以节省_______kg标准煤。 11．（24-25九上·新疆乌鲁木齐七十中学·期中）氢燃料汽车是指以氢为主要能量来移动的汽车，其燃烧产物是水和少量氮氧化合物，对空气污染很少，并且氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，制作时也不需要对汽车发动机进行大的改装。2024年国内某氢燃料大巴车以的恒定功率匀速行驶，燃烧氢燃料，求： (1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ (2)若这些热量的50%被质量为、温度为的水吸收，能使水的温度升高多少℃？ (3)该段时间内，氢燃料电池大巴车的能最转化效率为多少？ 12．（24-25九上·新疆·期中）随着人们生活水平的提高，小汽车走进了百姓人家。一辆使用汽油作为燃料的小汽车，发动机的实际功率为：，若小汽车行驶5000s，汽油的热值为，小汽车发动机的效率为25%。小汽车在这段时间内，求： (1)发动机所做的功； (2)汽油燃烧释放的热量； (3)消耗汽油的质量（结果保留一位小数）。 13．（24-25九上·新疆巴州华山中学·期中）随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列，装机容量居全球第一。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J。1年内提供的电能约为4.8×1011J。求： (1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70%被水吸收，可以使100g常温下的水升高多少摄氏度? (2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，则需要完全燃烧多少t煤炭?（煤炭的热值q约3.0×107J/kg） 14．（24-25九上·新疆·期中）某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为，煤气的热值为。求： (1)煤气完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该热水器烧水的效率。 15．（24-25九上·新疆巴音·期中）用天然气烧水，燃烧0.5m3的天然气使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容，天然气的热值，求： (1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放； (2)水吸收的热量Q吸； (3)天然气灶的效率。 16．（24-25九上·新疆吐鲁番·期中）天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，用天然气灶将质量为2kg的水，从20℃加热至沸腾。已知水的比热容 c水＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q＝4.2×107J/m3，求： (1)水吸收的热量； (2)若天然气完全燃烧放出的热量80%被水吸收，烧开这壶水需要多少m3天然气。 17．（24-25九上·新疆和田第三中学·期中）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4．2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃．求： （1）热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）] （2）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能E； （3）热水器5小时有效照射内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少m3的天然气放出的热量？（天然气的热值q=7×107J/m3） 1．（24-25九上·新疆哈密第四中学·期中）如图甲所示，1个标准大气压下，使用效率为50%的普通煤炉将壶内20℃的2.5kg水烧开。已知：，，求： （1）把壶内水烧开，水需要吸收的热量Q吸； （2）普通煤炉至少燃烧煤的质量m煤。 （3）为提高煤炉效率，某创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可以额外把炉壁间2kg水从20℃加热至40℃。求此双加热煤炉的烧水效率η2。 2．（24-25九上·新疆师市·期中）汽车是现代社会一个重要工具，也是科技的化身。 (1)发动机是汽车的心脏，其一个工作循环有四个冲程，右图所示的冲程为汽油机的______冲程，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功______次；不少人曾经设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机，其违背了______定律； (2)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，若汽油机的汽缸在温度升高的过程中，水套中的水不断______（选填“吸收”或“放出”）热量，选择水降温是利用了水的______（选填“密度”、“比热容”或“热值”）比较大这一性质； (3)某品牌国产汽车在平直的公路上以23m/s的速度匀速行驶了1小时，消耗汽油12kg。已知该汽车发动机的牵引力为2000N，汽油的热值为。假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，求该汽车在匀速行驶的过程中汽车发动机牵引力所做的功为______J，这段时间发动机的功率为______W，该汽车发动机的效率为______。若发动机效率提高前后的有用功是相同的，把发动机的效率提高10%，则此次行驶过程可以节约______kg的汽油。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$