专题02 内能的利用（期中真题汇编，山西专用）九年级物理上学期

专题02 内能的利用 地 城 考点01 内燃机的构造与工作过程 1．（24-25九上·山西大同平城区多校·期中）比亚迪新能源油电混合动力汽车，搭载了传统的内燃机、高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（　　） A．电动机工作时将机械能转化为化学能 B．高效的电动机的工作效率可以达到100% C．给汽车动力电池充电时，动力电池相当于用电器 D．该汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的压缩冲程 【答案】C 【详解】A．电动机工作时将电能转化为机械能，从而带动汽车行驶，故A错误； B．任何机械都不可避免要做额外功，工作效率不可能达到100%，故B错误； C．给汽车动力电池充电时，将电能转化为化学能，动力电池相当于用电器，故C正确； D．如图乙所示，火花塞放电，活塞是向下运动，是汽油机的做功冲程，故D错误。 故选C。 2．（24-25九上·山西部分学校·期中）热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（　　） A．一瓶酒精用去三分之一后，剩余酒精的热值将减小 B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙 C．内燃机在做功冲程中，汽缸内气体温度降低，内能减小 D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大 【答案】C 【详解】A．热值是燃料完全燃烧放出的热量与质量之比，只与物质的种类有关，与质量的大小无关，故A错误； B．铁块很难被压缩，说明分子之间存在斥力，固体分子之间存在间隙，故B错误； C．内燃机在做功冲程中，高温燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，此时汽缸内气体温度降低，内能减小，故C正确； D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容小，质量相同的水和砂石吸收相同的热量，砂石的比热容比水的比热容小，升温比较快，降温也比较快，故内陆地区昼夜温差大，故D错误。 故选C。 3．（24-25九上·山西长治武乡县多校·期中）在一个配有活塞的玻璃筒内放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，可以看到棉花燃烧起来了。汽油机工作冲程与此过程的能量转化情况相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当迅速压下活塞时，可看见筒内硝化棉燃烧起来，这是通过压缩空气做功的方式使玻璃筒内的空气内能增加，温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，这个过程中，机械能转化为内能。内燃机的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内气体做功，使气体温度升高，内能增大，是机械能转化为内能，所以二者的能量转化形式相同。压缩冲程进气门、排气门关闭，活塞向上运动，即B选项为压缩冲程，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．（23-24九上·山西大同一中·期中）如图所示是某汽油机的四冲程工作示意图。下列说法正确的是（　　）    A．在一个工作循环中工作过程依次是乙、甲、丁、丙 B．汽油机在图乙冲程能获得动力 C．图丙冲程中没有能量的转化 D．图丁冲程中将内能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．甲是吸气冲程，乙是做功冲程，丙是压缩冲程，丁是排气冲程。故它们的正确排序是：甲、丙、乙、丁。故A错误； B．乙是做功冲程，此冲程中热机对外提供动力。故B正确； C．丙是压缩冲程，活塞压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能。故C错误； D．丁为排气冲程，没有能量转化。故D错误。 故选B。 5．（24-25九上·山西大同平城区多校·期中）如图所示，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开。水蒸气把软木塞冲开的过程涉及的能量转化与下列汽油机的冲程相同的是（　　） 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】在试管中装入适量的水，用胶塞塞住试管口，然后用酒精灯对水加热使水沸腾，水沸腾产生的水蒸气会把胶塞冲出，在此过程中水蒸气的内能转化为胶塞的机械能，而汽油机的做功冲程中是燃气的内能转化为活塞的机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．（24-25九上·山西晋中寿阳多校·期中）在吹气球时，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了！ 图甲情景中的能量转化过程与图________（选填“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同。若该热机的飞轮转速是1800r/min，则热机每秒对外做功________次。 【答案】 乙 15 【详解】[1]气球喷出气体的过程是内能转化为机械能。图乙中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程，热机的做功冲程是内能转化为机械能；如图丙，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程；因此图甲情景中的能量转化过程与图乙所示的冲程相同。 [2]因为热机在一个工作循环中，飞轮转动两圈，对外做功一次，完成4个冲程。该热机飞轮转速是1800r/min，因此有30r/s，即每秒钟飞轮转动30圈，完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做功15次。 7．（24-25九上·山西晋中榆次区·期中）学习小组利用如图所示的四幅图片进行章节总结。甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法正确的是（　　） A．图丁是做功冲程，其工作原理与图乙所示相同 B．图丁是压缩冲程，其工作原理与甲图所示相同 C．图丙是做功冲程，其工作原理与甲图所示相同 D．图丙是压缩冲程，其工作原理与乙图所示相同 【答案】A 【详解】图甲：用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是将机械能转化为内能的过程；图乙：对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；图丙：气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；图丁：气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能；综上所述，丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如图甲所示的实验；丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验，故A正确，BCD错误。 故选A。 地 城 考点02 热值的概念与计算 8．（24-25九上·山西朔州多校·期中）用酒精温度计测量热水温度的过程中，温度计内酒精的比热容、热值的情况是（　　） A．比热容和热值都变大 B．比热容和热值都不变 C．比热容变小，热值变大 D．比热容变大，热值变小 【答案】B 【详解】比热容和热值都是物质的一种特性，与物体的质量、体积、温度和形状都无关，所以酒精的比热容、热值都不变，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．（24-25九上·山西大同平城区多校·期中）2024年10月22日，我国使用“长征六号”运载火箭，成功将“天平三号”卫星发射升空，发射任务取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．火箭上升时外壳温度升高，内能增大 B．燃料在燃烧过程中，其热值逐渐变小 C．火箭上升时外壳温度升高，所含热量增多 D．火箭的发动机在工作过程中效率可达100% 【答案】A 【详解】A．火箭上升的过程中，克服摩擦力做功，温度升高，内能增大，故A正确； B．热值是燃料本身的一种性质，与质量的大小无关，故燃料在燃烧过程中，其热值不变，故B错误； C．热量为过程量，不能用“含有”描述，故C错误； D．使用任何机械都会有额外功，效率都不能达到100%，故D错误。 故选A。 10．（24-25九上·山西运城盐湖区实验初中·期中）2024年9月25日8时44分，解放军火箭军向太平洋发射了一发型号为东风-31AG的洲际导弹，导弹采用了固体燃料推进技术，你认为选择这种固体燃料的原因之一是（　　） A．热值大 B．比热容大 C．所含热量多 D．内能大 【答案】A 【详解】火箭使用新型固体燃料，主要原因是选用的这种固体燃料的热值大，完全燃烧等质量的燃料，该固体燃料放出的热量更多。 故选A。 11．（24-25九上·山西太原·期中）发射人造卫星和宇宙飞船的火箭喷气发动机，多采用液态氢作为燃料，是因为其具有较大的（　　） A．燃点 B．沸点 C．比热容 D．热值 【答案】D 【详解】燃料的属性是热值，因此液态氢作为燃料，是由于其具有较大的热值，在相同条件下燃烧放出的热量多，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 12．（24-25九上·山西吕梁交城·期中）山西的花馍远近闻名，不仅是它的色彩鲜艳，形态栩栩如生，还有它那刚出锅时甜香浓郁的面香味。闻到面香味是____现象，随着花馍渐渐变凉，香味就没有那么浓郁了，这是因为分子热运动与_____有关；现在蒸花馍已用天然气代替柴火，是因为天然气的______比木柴大；蒸花馍的过程中人们设置冷凝水回收系统，将蒸锅排出的冷凝水收集并重新利用，这样可以_______能源利用效率。 【答案】 扩散 温度 热值 提高 【详解】[1][2]扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象，扩散是由于分子热运动而产生的，温度越高运动越剧烈，温度越低运动越缓慢。因此闻到面香味是扩散现象；随着花馍渐渐变凉，香味就没有那么浓郁了，这是因为分子热运动与温度有关。 [3]热值也称为燃料发热量，指固体或液体单位质量或气体单位体积的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）所释放出来的热量。天然气代替柴火，是因为天然气比木材有更大的热值。 [4]将蒸锅排出的冷凝水收集并重新利用，这样可以减少资源浪费，提高能源利用效率。 13．（24-25九上·山西运城盐湖区实验初中·期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体质量均为。 (1)若想探究燃料的热值，应选择___________两图进行实验。 (2)燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过相同质量的同种液体___________来反映的。 (3)若甲图烧杯中为水，燃料完全燃烧可使温度计示数升高30℃，本实验根据公式，计算出燃料的热值与其标准值相比会___________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。原因是___________。 (4)若比较两种液体的比热容，应选择___________两图进行实验；让不同物质升高相同温度时，运用转换法通过___________来比较物质吸收的热量是不同的。 【答案】(1)甲、丙 (2)温度升高的多少 (3) 偏小 见解析 (4) 甲、乙 加热时间 【详解】（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，应选择甲、丙两图进行实验。 （2）燃料完全燃烧放出热量的多少，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小。 （3）[1][2]实验中，燃料未能完全燃烧，且燃料燃烧释放的热量大部分未被水吸收，使得实验得到的燃料热值偏小。 （4）[1][2]为比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料 (确保相同时间放出的热量相同) 加热相同的时间，比较质量和初温相同的不同种液体升高的温度，应选择甲、乙两图进行实验。根据转换法，在此实验中通过比较加热时间来比较物质吸收的热量是不同的。 14．（24-25九上·山西运城稷山·期中）2024年5月3日17时27分，长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。下列说法正确的是（    ） A．火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的比热容 B．燃料充分燃烧时，火箭发动机的效率可以达到100% C．火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似 D．火箭发射升空的过程中，燃料燃烧产生的内能一部分转化为了火箭的机械能 【答案】D 【详解】A．火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，故A错误； B．火箭发动机在工作时不可避免的有能量损失，而且要克服机械部件间的摩擦做额外功，燃料充分燃烧时，火箭发动机的效率不能达到100%，故B错误； C．火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的做功冲程相似，故C错误； D．火箭发射升空的过程中，燃料燃烧产生的内能有一部分转化为了火箭的机械能，使火箭升空，故D正确。 故选D。 地 城 考点04 提高热机效率的方法 15．（24-25九上·山西晋中左权·期中）2024年9月21日，“晋情消费  以旧换新”山西省2024年加力支持汽车以旧换新活动在太原启动。下列关于汽车的说法中正确的是（　　） A．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，为汽车提供动力 B．使汽油燃烧更充分，可以增大汽油的热值，提高汽油机的效率 C．“零排放”的纯电动新能源汽车的电动机的效率可达100％ D．氢能源汽车工作过程中，氢燃料电池将电能转化为化学能 【答案】A 【详解】A．汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，为汽车提供动力，故A正确； B．热值是燃料的属性，与燃料是否完全燃烧无关，故B错误； C．纯电动新能源汽车在行驶过程中会存在能量的损失，即可能将电能转化为内能，即所有的电能不可能全部有效利用，因此效率不可能达到100％，故C错误； D．氢能源汽车工作过程中，对外供电，因此氢燃料电池将化学能转化为电能，故D错误。 故选A。 地 城 考点05 能量的转化和守恒 16．（24-25九上·山西忻州岢岚多校·期中）如图所示，这是《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．加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值 B．熔炼过程中，铜的温度不变，但内能增大 C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨过程中，铜的内能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．燃料的热值是燃料本身的一种性质，与外界环境无关，故A错误； B．熔炼过程属于熔化，因为铜是晶体，所以在温度达到熔点后铜开始熔化，吸收热量，内能增大，温度不变，故B正确； C．热量是一个过程量，存在于热传递过程中，只能说吸收或放出热量，不能说含有或具有热量，故C错误； D．打磨过程中，打磨工具对铜做功，打磨工具的机械能转化为铜的内能，故D错误。 故选B。 17．（24-25九上·山西大同·期中）如图所示是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型。将盛有适量水的铜制容器安装在“船体”上，并用蜡烛对其底部进行加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，通过铜管向右喷出，“蒸汽船”就会向左行驶。下列说法正确的是（　　） A．水变热是通过做功来改变内能的 B．水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 C．“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 D．“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 【答案】C 【详解】A．水变热是因为吸收了热量，是通过热传递的发生改变内能的，故A错误； B．水在沸腾时会有热量的散失，散失的热量被周围空气等吸收，能量仍守恒，故B错误； CD．“蒸汽船”运动时能量转化形式为：将内能转化为机械能，与热机做功冲程的能量转化形式相同，故C正确，D错误。 故选C。 18．（24-25九上·山西晋中介休·期中）9月25日，中国人民解放军火箭军成功发射了一发洲际弹道导弹，射程约12000公里，创下了全球洲际导弹实际测试中的最远纪录。当该导弹在飞行时，下列说法正确的是（　　） A．导弹的燃料燃烧越充分，其热值就越大 B．导弹燃料燃烧过程中，内能转化为化学能 C．导弹飞行过程与空气摩擦，其内能增大 D．导弹发动机工作时，将机械能转化为内能 【答案】C 【详解】A．燃料的热值是燃料的一种属性，与燃料是否完全燃烧无关，故A错误； B．导弹燃料燃烧过程中，是由燃料的化学能转化为内能，故B错误； C．导弹飞行过程与空气摩擦，摩擦生热，内能增大，故C正确； D．导弹发动机工作时，是将内能转化为机械能，故D错误。 故选C。 19．（24-25九上·山西部分学校·期中）学校开展以“给父母做一道家常菜”为主题的劳动实践教育活动，小明在妈妈的指导下学习炖排骨，他发现做菜时会涉及很多物理知识．下列说法中正确的是（　　） A．炖排骨时使用的天然气，燃烧越充分，其热值越大 B．排骨汤沸腾后将锅盖顶起，此时内能转化为机械能 C．刚出锅的排骨“热”得烫嘴，“热”表示所含的热量多 D．炖排骨过程中香气四溢，是因为汤汁发生了扩散现象 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的属性，与燃料是否完全燃烧无关，故A错误； B．排骨汤沸腾后将锅盖顶起，排骨汤对锅盖做功，将排骨汤的内能转化为机械能，故B正确； C．热量是过程量不能描述为含有或具有热量，故C错误； D．炖排骨过程中香气四溢，是由于分子不停地做无规则运动形成的扩散现象，故D错误。 故选B。 20．（24-25九上·山西晋中祁县多校·期中）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将适量的汽油喷入厚壁有机玻璃圆筒内，用软木塞塞住筒口，筒内底转有两根与静电起电机（电源）相连接的放电针，当放电针释放电火花时，以下说法正确的是（　　） A．汽油的热值随其质量的减小而减小 B．此装置可模拟四冲程汽油机工作时的压缩冲程 C．电火花放电使汽油燃烧的过程，将电能转化为汽油的化学能 D．燃气将软木塞冲出的过程，燃气的内能转化为软木塞的机械能 【答案】D 【详解】A．燃料的热值是燃料的特性，不会随着质量的改变而改变，故A错误； B．将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲，而汽油机的做功冲程对外做功，所以，该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程，故B错误； C．当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，该过程中电能转化为内能，故C错误； D．汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，燃气的内能转化为软木塞的机械能，燃气的内能减小，故D正确。 故选D。 21．（24-25九上·山西太原·期中）如图所示，小明给吹好的气球嘴部系线时，不小心气球脱手飞出，气球飞出过程中，_______能转化为_______能，气球嘴部温度将_______；汽油机的_______冲程与此过程的能量转化相同。 【答案】 内 机械 降低 做功 【详解】[1][2][3][4]气球内的气体向外喷出，气体对外做功，气体的内能转化为机械能，内能减小，气体的温度降低，使得喷气的嘴部温度降低；汽油机在做功冲程中，将内能转化成机械能，即汽油机在工作时做功冲程与这一过程中能量的转化是一致的。 22．（24-25九上·山西太原·期中）砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见证了人类迈向文明的历程。下列说法正确的是（　　） A．晒制时泥坯温度越高含有的热量越多 B．高温烧制是通过热传递改变砖块内能 C．烧制时燃料燃烧越充分，其热值越大 D．烧制结束，冷却后的红砖内能为零 【答案】B 【详解】A．热量是过程量，不能说含有的热量多少，故A错误； B．高温烧制，砖块吸收热量，内能增大，是通过热传递改变砖块内能，故B正确； C．热值与燃料燃烧的充分程度无关，烧制时燃料燃烧越充分，其热值不变，故C错误； D．任何物体都具有内能，烧制结束，冷却后的红砖内能大于零，故D错误。 故选B。 考点06 热量、热值、热效率的综合计算 23．（24-25九上·山西阳泉盂县·期中）王师傅开着装有24t沙子的货车在平直的公路上匀速行驶30km，货车自身质量是6t，货车受到的阻力是货车总重力的0.02倍，消耗柴油10kg，这一过程中货车牵引力所做的功是_______J，货车发动机的效率是_______（计算结果精确到1%）（g取，） 【答案】 42%⁠ 【详解】[1]货车做匀速直线运动牵引力等于阻力 牵引力所做的功是 [2]根据求货车发动机的效率是 24．（24-25九上·山西大同平城区多校·期中）小伟家买了一台天然气热水器。某次用热水器烧水时，把质量为80kg、初温为20℃的水加热到40℃，共消耗了0.2m3的天然气，求：[天然气的热值取4.0×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）] (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)天然气热水器的加热效率。 【答案】(1) (2) (3)84% 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）天然气热水器的加热效率为 25．（24-25九上·山西部分学校·期中）山西作为全国能源革命综合改革试点省份，正在加快推广应用能源新宠“氢能”。据报道今年将有3000辆氢能共享单车在山西投入运行。氢能单车在外形上与普通共享单车一样，唯一的区别是车架装置设置了一个储氢器，另有一个小型氢燃料电池系统在单车坐垫下方，氢能单车一次性充满0.05kg氢气，3h能匀速骑行60km。若骑行时氢能单车热机效率为45%。氢气热值为，g取10N/kg。求： (1)氢能单车的平均速度； (2)0.05kg氢气完全燃烧放出的热量Q； (3)该氢能单车在骑行时做的有用功。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）氢能单车的平均速度为 （2）0.05kg氢气完全燃烧放出的热量为 （3）根据可知，氢能单车骑行时做的有用功为 26．（24-25九上·山西大同·期中）大同作为历史文化名城，在积极践行环保理念，以氢为燃料的公交车正在融入市民生活。如图所示的氢能源公交车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg氢气，已知氢气的热值为，求： (1)汽车发动机全程做的功； (2)该过程中汽车消耗的氢气完全燃烧释放出的热量； (3)该氢能源公交车发动机的效率。 【答案】(1) (2) (3)45% 【详解】（1）时间，汽车全程所做的功为 （2）氢气完全燃烧放出的热量 （3）汽车发动机的效率 27．（24-25九上·山西太原·期中）在学习了效率相关知识后，小雨和爸爸在家对天然气灶烧水的效率展开研究。通过测量发现：将2kg的水从25°C加热到75°C，，需要消耗天然气0.02m3，已知天然气的热值为4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·°C)，请你计算： (1)天然气完全燃烧放出的热量。 (2)天然气灶烧水的效率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）天然气完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 天然气灶烧水的效率 28．（24-25九上·山西晋城陵川多校·期中）如图所示的洒水车常用于路面冲洗、树木灌溉等。一台洒水车装满水后的总质量为10t，该车沿平直公路匀速行驶4.6km后到达目的地（期间未洒水），其受到的阻力为车总重的0.1倍，行驶过程中共消耗汽油2.5kg，求：（汽油的热值q=4.6×107J/kg，g取10N/kg） (1)洒水车匀速行驶过程中牵引力做的功； (2)洒水车发动机的效率。 【答案】(1)4.6×107J (2)40% 【详解】（1）洒水车受到的总重力 G=mg=10×103kg×10N/kg=1×105N 洒水车匀速行驶，受力平衡，受到的牵引力为 牵引力所做的功为 W=Fs=1×104N×4.6×103m=4.6×107J （2）完全燃烧2.5kg汽油，放出的热量为 则洒水车发动机的效率为 29．（24-25九上·山西运城实验中学·期中）小明坚持天天锻炼身体。若从1楼跑步到20楼，小明克服重力做的功2.55×104J。已知天然气的热值3.0×107J/m3，水的比热容是。问： (1)完全燃烧多少立方米天然气放出的热量与小明做的功相等； (2)如果这些热量有70%被水吸收，能使多少千克水的温度升高1℃。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）天然气放出的热量为 由可知，燃烧的天然气体积为 （2）由可知，水吸收的热量为 由可知，水的质量为 30．（24-25九上·山西朔州多校·期中）我国科学家在南海试采可燃冰取得圆满成功。如图所示，可燃冰是一种清洁无污染的新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质。用燃气锅炉烧水时，把质量为125kg、初温为20℃的水刚好加热到100℃，共燃烧了天然气，已知水的比热容，天然气的热值，可燃冰的热值为同体积天然气的150倍。 (1)水吸收的热量是多少？ (2)燃气锅炉烧水的效率是多少？ (3)若换用可燃冰，在锅炉烧水效率不变的情况下，应使用多少体积的可燃冰？ 【答案】(1) (2)70% (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放出的热量 燃气锅炉烧水的效率 （3）可燃冰的热值为同体积天然气的150倍，则可燃冰的热值 若换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积 31．（24-25九上·山西晋中榆次区·期中）小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为4kg、初温为20℃的水加热到60℃，燃烧100g木炭。已知水的比热容，木炭的热值。 求： (1)水吸收的热量； (2)该火炉烧水的热效率。 【答案】(1)6.72×105J (2)20% 【详解】（1）水吸收的热量 （2）木炭的质量 木炭完全燃烧放出的热量 该火炉烧水的热效率 32．（24-25九上·山西晋中太谷区·期中）环境保护小组的同学在实践活动中对小云家新装的燃气热水器（如图甲），耗能进行测试，先在热水器水箱中注满水，将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后，开始用天然气加热，计算机显示出热水器中水温随时间变化的图象如图乙所示，本次测试的其他数据如下表。（已知：水的密度是，水的比热容是，天然气的热值是）试求：    XX型燃气热水器 能耗等级 容量/L 适应水压/MPa 适用：天然气、液化石油气 Ⅱ 13 0.02-0.8 (1)水箱中注满水时，水的质量； (2)加热4min，水吸收的热量； (3)加热4min，消耗0.091m3的天然气完全燃烧放出的热量； (4)燃气热水器加热水的效率是多少。 【答案】(1)13kg (2) (3) (4) 【详解】（1）由可知，水的质量为 （2）由图乙可知，加热，水从20℃升高到70℃，则水吸收的热量 （3）加热4min，消耗0.091m3的天然气完全燃烧放出的热量 （4）燃气热水器加热水的效率是 33．（24-25九上·山西忻州岢岚多校·期中）如图所示的是我国自行研制的大型运输机“运20”，它首次参加珠海国际航展。若“运20”从某基地以最大飞行速度飞到珠海，飞行距离为1800km，飞行中受到的平均阻力为，发动机效率为40%，航空燃料的热值，请你计算“运20”： (1)在飞行中克服阻力做的功； (2)飞机在起飞前至少要装载的航空燃料的质量。 【答案】(1)9×1011J (2) 【详解】（1）由题意可知以最大飞行速度飞到珠海，受到的平均阻力f=5×105N，飞行距离为 根据公式W=Fs可知，克服阻力做的功为 （2）燃料利用效率为40%，由得航空燃料完全燃烧放出的热量为 根据Q=mq得消耗燃料的质量 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 内能的利用 地 城 考点01 内燃机的构造与工作过程 1．（24-25九上·山西大同平城区多校·期中）比亚迪新能源油电混合动力汽车，搭载了传统的内燃机、高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（　　） A．电动机工作时将机械能转化为化学能 B．高效的电动机的工作效率可以达到100% C．给汽车动力电池充电时，动力电池相当于用电器 D．该汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的压缩冲程 2．（24-25九上·山西部分学校·期中）热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是（　　） A．一瓶酒精用去三分之一后，剩余酒精的热值将减小 B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙 C．内燃机在做功冲程中，汽缸内气体温度降低，内能减小 D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大 3．（24-25九上·山西长治武乡县多校·期中）在一个配有活塞的玻璃筒内放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，可以看到棉花燃烧起来了。汽油机工作冲程与此过程的能量转化情况相同的是（　　） A． B． C． D． 4．（23-24九上·山西大同一中·期中）如图所示是某汽油机的四冲程工作示意图。下列说法正确的是（　　）    A．在一个工作循环中工作过程依次是乙、甲、丁、丙 B．汽油机在图乙冲程能获得动力 C．图丙冲程中没有能量的转化 D．图丁冲程中将内能转化为机械能 5．（24-25九上·山西大同平城区多校·期中）如图所示，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开。水蒸气把软木塞冲开的过程涉及的能量转化与下列汽油机的冲程相同的是（　　） 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·山西晋中寿阳多校·期中）在吹气球时，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了！ 图甲情景中的能量转化过程与图________（选填“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同。若该热机的飞轮转速是1800r/min，则热机每秒对外做功________次。 7．（24-25九上·山西晋中榆次区·期中）学习小组利用如图所示的四幅图片进行章节总结。甲、乙是两个演示实验的示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法正确的是（　　） A．图丁是做功冲程，其工作原理与图乙所示相同 B．图丁是压缩冲程，其工作原理与甲图所示相同 C．图丙是做功冲程，其工作原理与甲图所示相同 D．图丙是压缩冲程，其工作原理与乙图所示相同 地 城 考点02 热值的概念与计算 8．（24-25九上·山西朔州多校·期中）用酒精温度计测量热水温度的过程中，温度计内酒精的比热容、热值的情况是（　　） A．比热容和热值都变大 B．比热容和热值都不变 C．比热容变小，热值变大 D．比热容变大，热值变小 9．（24-25九上·山西大同平城区多校·期中）2024年10月22日，我国使用“长征六号”运载火箭，成功将“天平三号”卫星发射升空，发射任务取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．火箭上升时外壳温度升高，内能增大 B．燃料在燃烧过程中，其热值逐渐变小 C．火箭上升时外壳温度升高，所含热量增多 D．火箭的发动机在工作过程中效率可达100% 10．（24-25九上·山西运城盐湖区实验初中·期中）2024年9月25日8时44分，解放军火箭军向太平洋发射了一发型号为东风-31AG的洲际导弹，导弹采用了固体燃料推进技术，你认为选择这种固体燃料的原因之一是（　　） A．热值大 B．比热容大 C．所含热量多 D．内能大 11．（24-25九上·山西太原·期中）发射人造卫星和宇宙飞船的火箭喷气发动机，多采用液态氢作为燃料，是因为其具有较大的（　　） A．燃点 B．沸点 C．比热容 D．热值 12．（24-25九上·山西吕梁交城·期中）山西的花馍远近闻名，不仅是它的色彩鲜艳，形态栩栩如生，还有它那刚出锅时甜香浓郁的面香味。闻到面香味是____现象，随着花馍渐渐变凉，香味就没有那么浓郁了，这是因为分子热运动与_____有关；现在蒸花馍已用天然气代替柴火，是因为天然气的______比木柴大；蒸花馍的过程中人们设置冷凝水回收系统，将蒸锅排出的冷凝水收集并重新利用，这样可以_______能源利用效率。 13．（24-25九上·山西运城盐湖区实验初中·期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体质量均为。 (1)若想探究燃料的热值，应选择___________两图进行实验。 (2)燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过相同质量的同种液体___________来反映的。 (3)若甲图烧杯中为水，燃料完全燃烧可使温度计示数升高30℃，本实验根据公式，计算出燃料的热值与其标准值相比会___________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。原因是___________。 (4)若比较两种液体的比热容，应选择___________两图进行实验；让不同物质升高相同温度时，运用转换法通过___________来比较物质吸收的热量是不同的。 14．（24-25九上·山西运城稷山·期中）2024年5月3日17时27分，长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。下列说法正确的是（    ） A．火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的比热容 B．燃料充分燃烧时，火箭发动机的效率可以达到100% C．火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似 D．火箭发射升空的过程中，燃料燃烧产生的内能一部分转化为了火箭的机械能 地 城 考点04 提高热机效率的方法 15．（24-25九上·山西晋中左权·期中）2024年9月21日，“晋情消费  以旧换新”山西省2024年加力支持汽车以旧换新活动在太原启动。下列关于汽车的说法中正确的是（　　） A．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，为汽车提供动力 B．使汽油燃烧更充分，可以增大汽油的热值，提高汽油机的效率 C．“零排放”的纯电动新能源汽车的电动机的效率可达100％ D．氢能源汽车工作过程中，氢燃料电池将电能转化为化学能 地 城 考点05 能量的转化和守恒 16．（24-25九上·山西忻州岢岚多校·期中）如图所示，这是《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．加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值 B．熔炼过程中，铜的温度不变，但内能增大 C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨过程中，铜的内能转化为机械能 17．（24-25九上·山西大同·期中）如图所示是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型。将盛有适量水的铜制容器安装在“船体”上，并用蜡烛对其底部进行加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，通过铜管向右喷出，“蒸汽船”就会向左行驶。下列说法正确的是（　　） A．水变热是通过做功来改变内能的 B．水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 C．“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 D．“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 18．（24-25九上·山西晋中介休·期中）9月25日，中国人民解放军火箭军成功发射了一发洲际弹道导弹，射程约12000公里，创下了全球洲际导弹实际测试中的最远纪录。当该导弹在飞行时，下列说法正确的是（　　） A．导弹的燃料燃烧越充分，其热值就越大 B．导弹燃料燃烧过程中，内能转化为化学能 C．导弹飞行过程与空气摩擦，其内能增大 D．导弹发动机工作时，将机械能转化为内能 19．（24-25九上·山西部分学校·期中）学校开展以“给父母做一道家常菜”为主题的劳动实践教育活动，小明在妈妈的指导下学习炖排骨，他发现做菜时会涉及很多物理知识．下列说法中正确的是（　　） A．炖排骨时使用的天然气，燃烧越充分，其热值越大 B．排骨汤沸腾后将锅盖顶起，此时内能转化为机械能 C．刚出锅的排骨“热”得烫嘴，“热”表示所含的热量多 D．炖排骨过程中香气四溢，是因为汤汁发生了扩散现象 20．（24-25九上·山西晋中祁县多校·期中）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将适量的汽油喷入厚壁有机玻璃圆筒内，用软木塞塞住筒口，筒内底转有两根与静电起电机（电源）相连接的放电针，当放电针释放电火花时，以下说法正确的是（　　） A．汽油的热值随其质量的减小而减小 B．此装置可模拟四冲程汽油机工作时的压缩冲程 C．电火花放电使汽油燃烧的过程，将电能转化为汽油的化学能 D．燃气将软木塞冲出的过程，燃气的内能转化为软木塞的机械能 21．（24-25九上·山西太原·期中）如图所示，小明给吹好的气球嘴部系线时，不小心气球脱手飞出，气球飞出过程中，_______能转化为_______能，气球嘴部温度将_______；汽油机的_______冲程与此过程的能量转化相同。 22．（24-25九上·山西太原·期中）砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见证了人类迈向文明的历程。下列说法正确的是（　　） A．晒制时泥坯温度越高含有的热量越多 B．高温烧制是通过热传递改变砖块内能 C．烧制时燃料燃烧越充分，其热值越大 D．烧制结束，冷却后的红砖内能为零 考点06 热量、热值、热效率的综合计算 23．（24-25九上·山西阳泉盂县·期中）王师傅开着装有24t沙子的货车在平直的公路上匀速行驶30km，货车自身质量是6t，货车受到的阻力是货车总重力的0.02倍，消耗柴油10kg，这一过程中货车牵引力所做的功是_______J，货车发动机的效率是_______（计算结果精确到1%）（g取，） 24．（24-25九上·山西大同平城区多校·期中）小伟家买了一台天然气热水器。某次用热水器烧水时，把质量为80kg、初温为20℃的水加热到40℃，共消耗了0.2m3的天然气，求：[天然气的热值取4.0×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）] (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)天然气热水器的加热效率。 25．（24-25九上·山西部分学校·期中）山西作为全国能源革命综合改革试点省份，正在加快推广应用能源新宠“氢能”。据报道今年将有3000辆氢能共享单车在山西投入运行。氢能单车在外形上与普通共享单车一样，唯一的区别是车架装置设置了一个储氢器，另有一个小型氢燃料电池系统在单车坐垫下方，氢能单车一次性充满0.05kg氢气，3h能匀速骑行60km。若骑行时氢能单车热机效率为45%。氢气热值为，g取10N/kg。求： (1)氢能单车的平均速度； (2)0.05kg氢气完全燃烧放出的热量Q； (3)该氢能单车在骑行时做的有用功。 26．（24-25九上·山西大同·期中）大同作为历史文化名城，在积极践行环保理念，以氢为燃料的公交车正在融入市民生活。如图所示的氢能源公交车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg氢气，已知氢气的热值为，求： (1)汽车发动机全程做的功； (2)该过程中汽车消耗的氢气完全燃烧释放出的热量； (3)该氢能源公交车发动机的效率。 27．（24-25九上·山西太原·期中）在学习了效率相关知识后，小雨和爸爸在家对天然气灶烧水的效率展开研究。通过测量发现：将2kg的水从25°C加热到75°C，，需要消耗天然气0.02m3，已知天然气的热值为4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·°C)，请你计算： (1)天然气完全燃烧放出的热量。 (2)天然气灶烧水的效率。 28．（24-25九上·山西晋城陵川多校·期中）如图所示的洒水车常用于路面冲洗、树木灌溉等。一台洒水车装满水后的总质量为10t，该车沿平直公路匀速行驶4.6km后到达目的地（期间未洒水），其受到的阻力为车总重的0.1倍，行驶过程中共消耗汽油2.5kg，求：（汽油的热值q=4.6×107J/kg，g取10N/kg） (1)洒水车匀速行驶过程中牵引力做的功； (2)洒水车发动机的效率。 29．（24-25九上·山西运城实验中学·期中）小明坚持天天锻炼身体。若从1楼跑步到20楼，小明克服重力做的功2.55×104J。已知天然气的热值3.0×107J/m3，水的比热容是。问： (1)完全燃烧多少立方米天然气放出的热量与小明做的功相等； (2)如果这些热量有70%被水吸收，能使多少千克水的温度升高1℃。 30．（24-25九上·山西朔州多校·期中）我国科学家在南海试采可燃冰取得圆满成功。如图所示，可燃冰是一种清洁无污染的新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质。用燃气锅炉烧水时，把质量为125kg、初温为20℃的水刚好加热到100℃，共燃烧了天然气，已知水的比热容，天然气的热值，可燃冰的热值为同体积天然气的150倍。 (1)水吸收的热量是多少？ (2)燃气锅炉烧水的效率是多少？ (3)若换用可燃冰，在锅炉烧水效率不变的情况下，应使用多少体积的可燃冰？ 31．（24-25九上·山西晋中榆次区·期中）小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为4kg、初温为20℃的水加热到60℃，燃烧100g木炭。已知水的比热容，木炭的热值。 求： (1)水吸收的热量； (2)该火炉烧水的热效率。 32．（24-25九上·山西晋中太谷区·期中）环境保护小组的同学在实践活动中对小云家新装的燃气热水器（如图甲），耗能进行测试，先在热水器水箱中注满水，将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后，开始用天然气加热，计算机显示出热水器中水温随时间变化的图象如图乙所示，本次测试的其他数据如下表。（已知：水的密度是，水的比热容是，天然气的热值是）试求：    XX型燃气热水器 能耗等级 容量/L 适应水压/MPa 适用：天然气、液化石油气 Ⅱ 13 0.02-0.8 (1)水箱中注满水时，水的质量； (2)加热4min，水吸收的热量； (3)加热4min，消耗0.091m3的天然气完全燃烧放出的热量； (4)燃气热水器加热水的效率是多少。 33．（24-25九上·山西忻州岢岚多校·期中）如图所示的是我国自行研制的大型运输机“运20”，它首次参加珠海国际航展。若“运20”从某基地以最大飞行速度飞到珠海，飞行距离为1800km，飞行中受到的平均阻力为，发动机效率为40%，航空燃料的热值，请你计算“运20”： (1)在飞行中克服阻力做的功； (2)飞机在起飞前至少要装载的航空燃料的质量。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$