第十四章 内能的利用（填空题50道）-【刷好题】2024-2025学年九年级物理上册热点题型专练（2024人教版）

第章 第十四章 内能的利用（填空题50道）用（填空题50道） 1．如图甲所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成的小叶轮。加热试管使水沸腾，观察到小叶轮转动，该过程与图 （选填“乙”或“丙”）冲程工作原理相同。“白气”是水蒸气 （写出物态变化名称）形成的。 【答案】 丙 液化 【详解】[1]由图甲知，加热试管使水沸腾，水蒸气推动小风车做功，使之不停地转动，这一过程中内能转化为机械能；乙图中，两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；丙图中，两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；则图甲实验中能量转化方式与图丙冲程工作原理相同。 [2]物质由气态变为液态的过程叫做液化，甲图中的“白气”是小水珠，所以“白气”是水蒸气液化形成的。 2．水能和风能的利用 （1）利用水能发电：水电站工作时将水的 能转化为 能，带动发电机发电。 （2）利用风能发电：风吹动风力发电机的叶片，带动发电机发电。 【答案】 重力势 动 【详解】[1][2]水电站工作时，水从高处往下流动冲击发电机的轮片转动，将水的重力势能转化为发电机扇叶的动能，带动发电机发电。 3．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，它主要部件有：汽油机、蓄电池、电动机等，若汽油机完全燃烧5kg 汽油，则可以释放 J的热量。 （） 【答案】 【详解】若汽油机完全燃烧5kg 汽油，则可以释放的热量 4．电动平衡车行驶时，最主要的能量转化是将电能转化为 能；刹车时，能量从机械能转化为内能，此过程中所有的能量总和 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 机械 不变 【详解】[1]电动平衡车行驶时，主要将电能转化为机械能。 [2]根据能量守恒定律，在能量转化过程中，能量总和不变。 5．《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。湿纸之间难以分开是因为分子间有 ；将湿纸“焙干”，燃料燃烧时将 能转化为内能。 【答案】 引力 化学 【详解】[1]分子间同时存在引力和斥力。湿纸之间难以分开是因为引力起作用。 [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。 6．如图为麻省理工大学教授课堂演示情景，教授将一个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这是因为摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能减少，这一过程 （选填“符合”或“不符合”）能量的转化和守恒定律。 【答案】符合 【详解】[1]摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能减少，这一过程同样符合能量的转化和守恒定律，即在能量转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 7．我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的成就。2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用 能；电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 能转化为电能，再将电能转化为 能储存在蓄电池里。 【答案】 核 机械 化学 【详解】[1]获得核能的两种途径，核裂变和核聚变，所以，2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用核能。 [2][3]汽车的发电机可以将剩余的机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池中，所以，能量回收方式是踩下制动踏板时，将机械能转化为电能，再将电能转化为化学能储存在蓄电池里。 8．2024年8月23日，国家标准《新能源汽车运行安全性能检验规程》正式发布。我国新能源汽车保有量已达2472万辆，占汽车总量的7.18%，其中纯电动汽车占比高达73.35%数量达1813.4万辆。小茗同学针对新能源汽车和燃油汽车做了相关调查了解，汽油机内汽油的燃烧过程是将燃料的 能转化内能，若这台汽油机完全燃烧2kg汽油﹐可以放出 J的热量。（汽油的热值为4.6×107J/kg）。 【答案】 化学 9.2×107 【详解】[1]燃料燃烧过程是与氧气产生化学反应的过程，所以是将燃料的化学能转化为内能。 [2]由热值公式变形可得完全燃烧2kg汽油﹐可以放出的热量Q=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J 9．实验小组用矿泉水瓶做了如下实验∶如图1所示，将矿泉水瓶子从中间剪开，将小音箱放在瓶内，在瓶盖上钻一小孔。当打开音箱时，看到前方蜡烛的烛焰在晃动，这个现象说明声音可以传递 ；如图2所示，在空矿泉水瓶中装入少量热水，迅速倒出，再快速盖上瓶盖，发现瓶子变瘪了，该现象验证的是 的存在；如图3所示，在矿泉水瓶中留有少量水，盖上瓶盖，扭转瓶子，轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾，扭转瓶子的过程是通过 的方式使瓶内水蒸气内能增加，将瓶盖冲出的过程与单缸四冲程汽油机的 冲程能量转化相同。 【答案】 能量 大气压强/大气压 做功 做功 【详解】[1]当打开音箱时，看到前方蜡烛的烛焰在晃动，这个现象说明声音可以传递能量。因为声音以波的形式传播，具有能量，能使烛焰晃动。 [2]在空矿泉水瓶中装入少量热水，迅速倒出，再快速盖上瓶盖，瓶内气体温度降低，压强减小，小于外界大气压，在大气压的作用下瓶子变瘪了，该现象验证的是大气压的存在。 [3]扭转瓶子的过程中，对瓶内气体做功，机械能转化为内能，使瓶内水蒸气内能增加，所以是通过做功的方式改变内能。 [4]将瓶盖冲出的过程中，瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这与单缸四冲程汽油机的做功冲程能量转化相同，在做功冲程中，燃气膨胀对外做功，内能转化为机械能。 10．绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳目标”，我国大力发展节能项目，请参照示例，另外列举一个项目，并写出对应的原理。 【示例】项目：光伏发电。 原理：太阳能转化为电能。 项目： ； 原理： 。 【答案】 风能发电 机械能转化为电能 【详解】[1][2]践行绿色发展和“双碳目标”我国大力发展大批量节能项目，如：新能源汽车项目，原理是电能转化为机械能；风能发电项目，原理是机械能转化为电能。 11．2025年3月小明家“以旧换新”的天然气热水器完全燃烧0.5m3的天然气可将100kg的水从18°C加热到58°C，则水吸收的热量是 J，该热水器的效率是 。[，] 【答案】 1.68×107 84% 【详解】[1]水吸收的热量是 [2]完全燃烧0.5m3的天然气放出的热量为 该热水器的效率是 12．小明家使用的是天然气热水器。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的40℃热水注入洗衣机，已知自来水的温度为15℃，注水前后天然气表的示数变化了0.16m3，则该热水器的效率为 %。[c水=4.2103J/（kg·℃），q天然气=3.2107J/m3），百分号前保留整数] 【答案】82 【详解】水的体积，由，水的质量 水吸收热量温度变化，根据热量公式，水吸收的热量 天然气燃烧放热 热水器效率 13．如图是小李家天然气的两次示数照片，则小李家11月份使用天然气 ，完全燃烧这些天然气放出的热量为 J；已知天然气价格为2.50元/，小李家11月份天然气的费用为 元。（天然气的热值为） 【答案】 30 75 【详解】[1][2][3]由图可知，天然气表最后三位为小数位，则2024年11月1日的示数为，2024年12月1日的示数为，则小李家11月份使用天然气 完全燃烧这些天然气放出的热量为 已知天然气价格为2.50元/，小李家11月份天然气的费用为 14．如图甲和乙所示分别是我国研发出首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车，甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的 能转化为机械能，乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将 能转化为电能，以上能量的转化过程中，能的总量 （填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 内 太阳（光） 不变 【详解】[1]空气膨胀推动活塞运动，属于空气的内能转化为机械能。 [2]光电转换器是将太阳能转化为电能。 [3]由能量守恒可知，在转化过程中，能的总量不发生变化。 15．沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭．已知沼气的热值为，它表示的物理意义是 ．完全燃烧沼气，放出的热量为 J． 【答案】 沼气完全燃烧放出的热量是 【详解】[1]沼气的热值物理意义为沼气完全燃烧放出的热量是. [2] 16．如图所示是不同形式能量的相互转化图，其中圆圈内B的能量形式是 能，序号1的实例可以是 。 【答案】 电 发电机 【详解】[1]由图可知，加热器不存在发电的功能，但可以将电能转化为内能，因此圆圈内A的能量形式是内能，B是电能。 [2]序号1是机械能转化为电能，故实例可以是发电机。 17．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图 是将机械能转化为内能的冲程，图 为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，这台汽油机每分钟完成 个冲程，对外做了 次功。 【答案】 乙 丙 3600 900 【详解】[1]图乙为压缩冲程，把机械能转化为内能。 [2]图丙为做功冲程，靠燃料燃烧做功来完成该冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程。 [3]飞轮转2转完成1个工作循环，有4个冲程；飞轮的转速为1800r/min ，即1分钟转1800转，完成900个工作循环，冲程数为 900×4 = 3600个 [4]1个工作循环对外做功1次，900个工作循环做功900次。 18．如图所示是小明用可乐瓶制作的水火箭。在瓶中装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气。打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中，此过程的能量转化情况与热机的 冲程相同，瓶内气体通过 的方式改变内能。 【答案】 做功 做功 【详解】[1][2]旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打气时，压缩瓶内气体做功，瓶中气体内能增加。打开阀门后，瓶内高压气体对水做功，水从尾部的金属管向下喷出，瓶内气体的内能转化为水火箭的机械能；热机做功冲程中，燃气的内能转化为机械能，所以此过程的能量转化情况与热机的做功冲程相同。 19．手机在充电的过程中存在能量的 ；用热水袋取暖属于能量的 。（均选填“转移”或“转化”） 【答案】 转化 转移 【详解】[1]在给手机充电的过程中，电池内部发生了化学反应，所以是将电能变成化学能存储起来，能量的形式发生了变化，所以是能量发生了转化。 [2]用热水袋取暖，能量的形式都是内能，没有发生变化，所以是能量发生了转移。 【点睛】 20．如图是小明制作的汽轮机模型，在试管中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后产生的蒸汽就能冲击叶轮转动。在这一过程中，水蒸气的 能转化为叶轮的 能，这一过程与汽油机的 冲程作用相似。 【答案】 内 机械 做功 【详解】[1][2]水蒸气由水吸热汽化而成，水汽化时吸收热量，内能增大，当其从试管口喷出时，水蒸气冲击叶轮，对叶轮做功，使叶轮转动起来，即水蒸气的内能转化为叶轮的机械能。 [3]此过程中，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，这与汽油机的做功冲程能量转化情况相同，做功冲程也是燃气内能转化为活塞的机械能。 21．5月29日，我国探月工程天宫一号顺利升空，琴琴和小林同学一起观看了这一过程，琴琴同学提出：火箭加速上升过程中，燃料燃烧放出热量 （全部/部分）转化为机械能，天宫一号进入轨道后， （有/无）惯性。 【答案】 部分 有 【详解】[1]火箭加速上升过程中，受到大气的阻力，火箭克服阻力做功，燃料燃烧放出热量会有一部分转化为火箭表面的内能，只有有一部分转化为机械能。 [2]一切物体在任何情况下都有惯性，天宫一号进入轨道后有惯性。 22．下图是某科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力由压缩空气膨胀推动活塞做功提供。光电转换器的作用实际就是把 能转化为 能，能量转化过程中，能的总量 （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 【答案】 光 电 保持不变 【详解】[1][2]光电转换器的作用实际就是把光能转化为电能，供用电器使用。 [3]能量转化过程中，遵循能量守恒定律，能的总量保持不变。 23．如图，是节日燃放的双响炮，燃放时竖直立于地面点燃引线，第一响后它会飞向空中，此过程中的能量转化为：火药的 ，这与内燃机工作时的 冲程相似。 【答案】 见解析 做功 【详解】[1][2]双响炮燃放时，内部的火药燃烧产生的高温高压气体将鞭炮推向空中，此过程中化学能转化为内能，内能转化成机械能。在内燃机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，内能转化成机械能；因此双响炮的能量转化与做功冲程相似。 24．用天然气灶给5kg的水加热，水温从20℃上升到80℃用时6min，燃烧了的天然气，这一过程中水吸收的热量是 J，天然气完全燃烧释放的热量为 J。〔天然气的热值为，水的比热容为〕 【答案】 【详解】[1]这一过程中水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(80℃-20℃)=1.26×106J [2]0.1m3天然气完全燃烧产生热量Q放=V气q=0.1m3×3.6×107J/m3=3.6×106J 25．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。 26．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。 27．用某型号天然气热水器烧水，完全燃烧热值为的天然气，放出热量 J；若用这些热量去烧水，结果发现将初始温度为的水加热到，则此热水器的加热效率是 []。 【答案】 4×106 84% 【详解】[1]完全燃烧热值为的天然气，放出热量 [2]将初始温度为的水加热到，水吸收热量 热水器的加热效率 28．如图甲所示的某国产摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机，汽油机工作时的能量流向图如图乙所示，则完全燃烧20g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是 J。如果发动机转速为1800r/min，则发动机每秒钟对外做 次功。 【答案】 15 【详解】[1]热机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，由图乙可知，输出有用机械能所占比例为 即该汽油机的效率为；20g汽油完全燃烧放出的热量为 汽油机获得的机械能为 [2]四冲程汽油机的飞轮转速是 即汽油机飞轮每秒转30圈，而飞轮每转动2圈，燃气对外做功1次，则发动机每秒钟对外做15次。 29．2022年6月5日，“神舟十四号”火箭发射成功，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的 较大；火箭发射升空时，液态氢燃烧把化学能转化为 能，再转化为火箭的机械能。 【答案】 热值 内 【详解】[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值比较大，相同质量的燃料，液态氢完全燃烧释放的热量多。 [2]火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，再将内能转化为机械能，从而实现了火箭升空。 30．如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，在热空气上升驱动扇叶转动的过程中，能量的转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同。某汽油机的热机效率为30%，用0.5kg的汽油完全燃烧可以转化为 J的机械能。（q=4.6×107J/kg） 【答案】 做功 【详解】[1]点燃底部蜡烛，在热空气上升驱动扇叶转动的过程中，热空气的内能转化为机械能，汽油机的做功冲程中，缸内气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以，题中能量的转化方式与四冲程汽油机的做功冲程相同。 [2]汽油完全燃烧放出的热量为 转化为的机械能为 31．如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按下电火花发生器的按钮，将看到的现象是 。在此过程中，酒精燃烧后燃气的 能转化为塞子的机械能。 【答案】 盒盖飞出 内 【详解】[1][2]酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，对盒盖做功，使盒盖飞出去，燃气的内能转化为盒盖的机械能。 32．如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程与汽油机的 冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机每秒钟对外做功20次该汽油机飞轮的转速是 r/min。 【答案】 做功 2400 【详解】[1]软木塞会跳起来，这一过程中瓶内气体对木塞做功，内能减小，气体的内能转化为木塞的机械能。汽油机的做功冲程中，汽缸内的气体对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能，故做功冲程也发生同样的能量转化。 [2]汽油机的一个工作循环中，飞轮转动两周，对外做功一次，如果该汽油机每秒钟对外做功20次；则此汽油机飞轮每秒转动的转速为 33．某热水器使用天然气作为燃料，天然气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。现将 10kg 的水从 20℃加热到 39℃，若天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，需要 m3 的天然气。真实情况下，上述加热过程需要消耗天然气 21.3g，则该热水器的加热效率为 %。[c 水=4.2×103J/（kg·℃），标准大气压下 q 天然气=3.8×107J/m3，ρ天然气=0.71kg/m3] 【答案】 不可再生 2.1×10-2 70 【详解】[1]天然气是经过数百万年地质变化形成的化石能源，短期内无法再生，因此属于不可再生能源。 [2]水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(39℃-20℃)=7.98×105J 由于Q放=Q吸，由Q放=qV得，需要天然气的体积 [3]21.3g天然气的体积 其完全燃烧放出的热量Q放=qV气=3.8×107J/m3×3×10-2m3=1.14×106J 加热效率 34．如甲图所示是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖飞出去。乙、丙两图为汽油机的其中两个冲程，有一个冲程跟上述现象一致，它是 （乙/丙）图。这个冲程中，燃气内能的改变是通过 的方式。 【答案】 丙 做功 【详解】[1][2]甲图，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，酒精气体燃烧膨胀做功，使盒盖飞出去，因此将内能转化为盒盖的机械能。乙图，气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，此时机械能转化为内能；丙图，气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，且上端的火花塞发出电火花，是做功冲程，在这一过程中，内能是转化为机械能的，在这个冲程中，燃气内能的改变是通过做功的方式，故跟甲图现象一致的是丙图。 35．如图是汽油机工作过程中的 冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒内对外做功 次。 【答案】 做功 30 【详解】[1]图中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油机的做功冲程。 [2]汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，因为该汽油机飞轮的转速是3600r/min=60r/s，所以飞轮每秒转动60周，则汽油机每秒钟对外做功30次。 36．一个汽油机上标有“3000r/min”的字样，则每秒钟汽油机完成对外做功 次，其中发生能量转化共 次。 【答案】 25 50 【详解】[1]汽油机飞轮转速，四冲程汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在一个工作循环中，飞轮转2圈，对外做功1次。则汽油机每秒完成的工作循环数为，由于一个工作循环对外做功1次，所以每秒对外做功的次数为25次。 [2]在四冲程汽油机的一个工作循环中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，即一个工作循环中发生2次能量转化。每秒完成25个工作循环，那么每秒发生能量转化的次数为。 37．如图所示，甲、乙两图中，与压缩冲程原理相同的是 图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图，利用内能来做功的冲程是 图；已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，则完全燃烧500 g汽油放出的热量为 J。 【答案】 乙 丙 2.3×107 【详解】[1]甲图中气体对活塞做功，气体将内能转化为活塞的机械能；乙图中，活塞对桶内气体做功，活塞将机械能转化为气体的内能，则甲、乙两图中，与压缩冲程原理相同的是乙图，能量转化均为将机械能转化为内能。 [2]丙图中火花塞点火，是做功冲程，缸内的气体对活塞做功，使活塞向下运动；图丁中的冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞对缸内气体做功，则利用内能来做功的冲程是丙图。 [3]已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，则完全燃烧500 g汽油放出的热量为 38．现在很多电动汽车为了节能安装了一套“能量回收装置”。在刹车时该装置可带动发电机发电，将机械能转化为电能储存起来，但轮胎与地面摩擦会产生大量内能，这些内能是无法自动转化成机械能供汽车运动的，这是因为能量的转移和转化具有 。此种“能量回收装置”工作时 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 【答案】 方向性 遵循 【详解】[1]在刹车时该装置可带动发电机发电，将机械能转化为电能储存起来，但轮胎与地面摩擦会产生大量内能，这些内能是无法自动转化成机械能供汽车运动的，即能量只能朝一个方向自动转化，而不能反方向进行，这是因为能量的转移和转化具有方向性。 [2]自然界的物理现象都遵循能量守恒定律，所以，此种“能量回收装置”工作时也遵循能量守恒定律。 39．小明家的太阳能热水器最大容积为50L。某天热水器装满水后，经过4h阳光照射，水温从20℃升高到40℃。若水吸收的热量由效率为40%的天然气灶来提供，则需要燃烧 m3的天然气。【已知，，】 【答案】0.35 【详解】水的体积 由可得，水的质量 水吸收的热量； 由题知，燃烧天然气放出的热量 由知，需要天然气的体积 40．某同学用燃烧汽油的方法来加热水 ，他将水从加热到，共消耗汽油6mL，若汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则可加热的水的质量为 kg。[已知汽油密度为 ，热值为， ] 【答案】0.9 【详解】消耗汽油的质量为 汽油完全燃烧放出的热量为 汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，水吸收的热量为 水升高的温度 由可知，可加热水的质量为 41．如图所示，用酒精灯对试管加热，水沸腾后，蒸汽把软木塞顶跑。蒸气把软木塞顶跑这一过程是 能转化为机械能，此过程相当于汽油机的 冲程。 【答案】 内 做功 【详解】[1][2]水蒸气对软木塞做功，将塞子推出，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以能量转化跟汽油机的做功冲程相同。 42．山东老师发明新能源自行车，不用脚蹬，只要有空气就能跑。他将空气压缩后存储在高压气罐中，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车。该车在行驶时将 能转化为自行车的机械能。空气动力自行车行完全不依赖汽油或电池， （选填“违背”或“不违背”）能量守恒定律。 【答案】 内 不违背 【详解】[1]根据题意知道，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车，由于空气被压缩，空气内能增大，所以驱动自行车的过程是内能转化为机械能。 [2]空气动力自行车行完全不依赖汽油或电池，但可以通过其他形式的能量转化成机械能，所以并没有违背能量守恒定律。 43．生物航煤是以动植物油脂、餐饮废油等为原料生产的航空燃油。国产大飞机C919加注了我国自主研发的生物航煤，成功完成试飞任务。 (1)若C919飞行450km用时0.5h，则C919的飞行速度为 ； (2)飞机机翼横截面形状如图所示，这样设计主要是使机翼下方空气流速小，压强 ，从而获得升力； (3)生物航煤燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 。在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。 【答案】(1)250 (2)大 (3) 方向性 不变 【详解】（1）C919的飞行速度为 （2）在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小。飞机的机翼设计成上凸下平，就是为了使机翼下方空气流速小，压强大，从而获得升力。 （3）[1]生物航煤燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有方向性，所以我们要节约能源。 [2]在能量转化和转移的过程中，能量的总量不变，这是能量守恒定律。 44．如图所示，小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离。活塞飞出的过程相当于热机的 冲程，该过程中乙醚燃烧产生的内能转化为活塞的 能。 【答案】 做功 机械 【详解】[1]塑料瓶内的乙醚燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞瞬间向前飞出一段距离，这与热机的做功冲程中燃气推动活塞做功的过程是相似的，所以活塞飞出的过程相当于热机的做功冲程。 [2]在活塞飞出的过程中，乙醚燃烧释放出内能，高温高压的燃气推动活塞运动，使活塞获得了动能，也就是将乙醚燃烧产生的内能转化为了活塞的机械能。 45．如图是单缸四冲程汽油机的 冲程，汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的比热容大的特点；若水，温度升高，则水吸收的热量为 J。【】 【答案】 压缩 【详解】[1]由图可知，汽油机的两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。 [2]水吸收的热量为 46．手机在充电的过程中存在能量的 （选填“转移”或“转化”）；西电东输属于能量的 （选填“转移”或“转化”）。 【答案】 转化 转移 【详解】[1]在给手机充电的过程中，电池内发生了化学反应，所以是将电能变成化学能存储起来，能量的形式发生了变化，所以是能量发生了转化。 [2]在西电东输中，将西部的电能输送到东部使用，能量的形式都是电能，没有发生变化，所以是能量发生了转移。 47．物理科技文化节中，同学们展示了自制水火箭，结构如图所示。在塑料瓶中装入适量水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，发射时用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体的内能 （选填“增加”“减少”或“不变”）。 【答案】 压缩 减少 【详解】[1][2]汽油机的压缩冲程是由机械能转化为内能，用打气筒将空气压入水火箭，当外界对物体做功时，物体的内能增大，伴随着能量转化是由机械能转化为内能，所以用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的压缩冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体对外做功，内能转化为机械能，所以内能减少。 48．将质量为10kg的水由10℃加热到30℃，吸收的热量是 J；若这些热量的60%由酒精完全燃烧提供，则至少需要完全燃烧 g酒精。[水的比热容是（，酒精的热值是] 【答案】 8.4×105 16.8 【详解】[1]吸收的热量为 [2]燃烧酒精的质量为 49．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 50．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是 图。此单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程。 【答案】 乙 丙 80 【详解】[1]压缩冲程是机械能转化为内能，与之相同的只有图乙，甲是内能转化为机械能； [2]图丙火花塞点火是做功冲程，利用内能做功，图丁，是压缩冲程； [3]问每秒完成多少冲程，给的数据是分钟，先将分钟化成秒 因为一个工作循环内，飞轮转2转，对应4个冲程，现在1s内转40r，对应80个冲程。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14章 内能的利用（填空题50道） 1．如图甲所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成的小叶轮。加热试管使水沸腾，观察到小叶轮转动，该过程与图 （选填“乙”或“丙”）冲程工作原理相同。“白气”是水蒸气 （写出物态变化名称）形成的。 2．水能和风能的利用 （1）利用水能发电：水电站工作时将水的 能转化为 能，带动发电机发电。 （2）利用风能发电：风吹动风力发电机的叶片，带动发电机发电。 3．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，它主要部件有：汽油机、蓄电池、电动机等，若汽油机完全燃烧5kg 汽油，则可以释放 J的热量。 （） 4．电动平衡车行驶时，最主要的能量转化是将电能转化为 能；刹车时，能量从机械能转化为内能，此过程中所有的能量总和 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 5．《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。湿纸之间难以分开是因为分子间有 ；将湿纸“焙干”，燃料燃烧时将 能转化为内能。 6．如图为麻省理工大学教授课堂演示情景，教授将一个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这是因为摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能减少，这一过程 （选填“符合”或“不符合”）能量的转化和守恒定律。 7．我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的成就。2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用 能；电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 能转化为电能，再将电能转化为 能储存在蓄电池里。 8．2024年8月23日，国家标准《新能源汽车运行安全性能检验规程》正式发布。我国新能源汽车保有量已达2472万辆，占汽车总量的7.18%，其中纯电动汽车占比高达73.35%数量达1813.4万辆。小茗同学针对新能源汽车和燃油汽车做了相关调查了解，汽油机内汽油的燃烧过程是将燃料的 能转化内能，若这台汽油机完全燃烧2kg汽油﹐可以放出 J的热量。（汽油的热值为4.6×107J/kg）。 9．实验小组用矿泉水瓶做了如下实验∶如图1所示，将矿泉水瓶子从中间剪开，将小音箱放在瓶内，在瓶盖上钻一小孔。当打开音箱时，看到前方蜡烛的烛焰在晃动，这个现象说明声音可以传递 ；如图2所示，在空矿泉水瓶中装入少量热水，迅速倒出，再快速盖上瓶盖，发现瓶子变瘪了，该现象验证的是 的存在；如图3所示，在矿泉水瓶中留有少量水，盖上瓶盖，扭转瓶子，轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾，扭转瓶子的过程是通过 的方式使瓶内水蒸气内能增加，将瓶盖冲出的过程与单缸四冲程汽油机的 冲程能量转化相同。 10．绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳目标”，我国大力发展节能项目，请参照示例，另外列举一个项目，并写出对应的原理。 【示例】项目：光伏发电。 原理：太阳能转化为电能。 项目： ； 原理： 。 11．2025年3月小明家“以旧换新”的天然气热水器完全燃烧0.5m3的天然气可将100kg的水从18°C加热到58°C，则水吸收的热量是 J，该热水器的效率是 。[，] 12．小明家使用的是天然气热水器。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的40℃热水注入洗衣机，已知自来水的温度为15℃，注水前后天然气表的示数变化了0.16m3，则该热水器的效率为 %。[c水=4.2103J/（kg·℃），q天然气=3.2107J/m3），百分号前保留整数] 13．如图是小李家天然气的两次示数照片，则小李家11月份使用天然气 ，完全燃烧这些天然气放出的热量为 J；已知天然气价格为2.50元/，小李家11月份天然气的费用为 元。（天然气的热值为） 14．如图甲和乙所示分别是我国研发出首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车，甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的 能转化为机械能，乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将 能转化为电能，以上能量的转化过程中，能的总量 （填“变大”“变小”或“不变”）。 15．沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭．已知沼气的热值为，它表示的物理意义是 ．完全燃烧沼气，放出的热量为 J． 16．如图所示是不同形式能量的相互转化图，其中圆圈内B的能量形式是 能，序号1的实例可以是 。 17．如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图 是将机械能转化为内能的冲程，图 为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，这台汽油机每分钟完成 个冲程，对外做了 次功。 18．如图所示是小明用可乐瓶制作的水火箭。在瓶中装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气。打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中，此过程的能量转化情况与热机的 冲程相同，瓶内气体通过 的方式改变内能。 19．手机在充电的过程中存在能量的 ；用热水袋取暖属于能量的 。（均选填“转移”或“转化”） 20．如图是小明制作的汽轮机模型，在试管中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后产生的蒸汽就能冲击叶轮转动。在这一过程中，水蒸气的 能转化为叶轮的 能，这一过程与汽油机的 冲程作用相似。 21．5月29日，我国探月工程天宫一号顺利升空，琴琴和小林同学一起观看了这一过程，琴琴同学提出：火箭加速上升过程中，燃料燃烧放出热量 （全部/部分）转化为机械能，天宫一号进入轨道后， （有/无）惯性。 22．下图是某科技馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车，汽车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，车子的动力由压缩空气膨胀推动活塞做功提供。光电转换器的作用实际就是把 能转化为 能，能量转化过程中，能的总量 （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。 23．如图，是节日燃放的双响炮，燃放时竖直立于地面点燃引线，第一响后它会飞向空中，此过程中的能量转化为：火药的 ，这与内燃机工作时的 冲程相似。 24．用天然气灶给5kg的水加热，水温从20℃上升到80℃用时6min，燃烧了的天然气，这一过程中水吸收的热量是 J，天然气完全燃烧释放的热量为 J。〔天然气的热值为，水的比热容为〕 25．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。 26．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。 27．用某型号天然气热水器烧水，完全燃烧热值为的天然气，放出热量 J；若用这些热量去烧水，结果发现将初始温度为的水加热到，则此热水器的加热效率是 []。 28．如图甲所示的某国产摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机，汽油机工作时的能量流向图如图乙所示，则完全燃烧20g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是 J。如果发动机转速为1800r/min，则发动机每秒钟对外做 次功。 29．2022年6月5日，“神舟十四号”火箭发射成功，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的 较大；火箭发射升空时，液态氢燃烧把化学能转化为 能，再转化为火箭的机械能。 30．如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，在热空气上升驱动扇叶转动的过程中，能量的转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同。某汽油机的热机效率为30%，用0.5kg的汽油完全燃烧可以转化为 J的机械能。（q=4.6×107J/kg） 31．如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按下电火花发生器的按钮，将看到的现象是 。在此过程中，酒精燃烧后燃气的 能转化为塞子的机械能。 32．如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程与汽油机的 冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机每秒钟对外做功20次该汽油机飞轮的转速是 r/min。 33．某热水器使用天然气作为燃料，天然气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。现将 10kg 的水从 20℃加热到 39℃，若天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，需要 m3 的天然气。真实情况下，上述加热过程需要消耗天然气 21.3g，则该热水器的加热效率为 %。[c 水=4.2×103J/（kg·℃），标准大气压下 q 天然气=3.8×107J/m3，ρ天然气=0.71kg/m3] 34．如甲图所示是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖飞出去。乙、丙两图为汽油机的其中两个冲程，有一个冲程跟上述现象一致，它是 （乙/丙）图。这个冲程中，燃气内能的改变是通过 的方式。 35．如图是汽油机工作过程中的 冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min，则该汽油机每秒内对外做功 次。 36．一个汽油机上标有“3000r/min”的字样，则每秒钟汽油机完成对外做功 次，其中发生能量转化共 次。 37．如图所示，甲、乙两图中，与压缩冲程原理相同的是 图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图，利用内能来做功的冲程是 图；已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，则完全燃烧500 g汽油放出的热量为 J。 38．现在很多电动汽车为了节能安装了一套“能量回收装置”。在刹车时该装置可带动发电机发电，将机械能转化为电能储存起来，但轮胎与地面摩擦会产生大量内能，这些内能是无法自动转化成机械能供汽车运动的，这是因为能量的转移和转化具有 。此种“能量回收装置”工作时 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。 39．小明家的太阳能热水器最大容积为50L。某天热水器装满水后，经过4h阳光照射，水温从20℃升高到40℃。若水吸收的热量由效率为40%的天然气灶来提供，则需要燃烧 m3的天然气。【已知，，】 40．某同学用燃烧汽油的方法来加热水 ，他将水从加热到，共消耗汽油6mL，若汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则可加热的水的质量为 kg。[已知汽油密度为 ，热值为， ] 41．如图所示，用酒精灯对试管加热，水沸腾后，蒸汽把软木塞顶跑。蒸气把软木塞顶跑这一过程是 能转化为机械能，此过程相当于汽油机的 冲程。 42．山东老师发明新能源自行车，不用脚蹬，只要有空气就能跑。他将空气压缩后存储在高压气罐中，通过控制压缩空气的释放来驱动自行车。该车在行驶时将 能转化为自行车的机械能。空气动力自行车行完全不依赖汽油或电池， （选填“违背”或“不违背”）能量守恒定律。 43．生物航煤是以动植物油脂、餐饮废油等为原料生产的航空燃油。国产大飞机C919加注了我国自主研发的生物航煤，成功完成试飞任务。 (1)若C919飞行450km用时0.5h，则C919的飞行速度为 ； (2)飞机机翼横截面形状如图所示，这样设计主要是使机翼下方空气流速小，压强 ，从而获得升力； (3)生物航煤燃烧时将化学能转化为内能，但内能不能自发地转化为化学能，说明能量的转化具有 。在能量转化和转移的过程中，能量的总量 。 44．如图所示，小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间向前飞出一段距离。活塞飞出的过程相当于热机的 冲程，该过程中乙醚燃烧产生的内能转化为活塞的 能。 45．如图是单缸四冲程汽油机的 冲程，汽油机工作时，需要用水为其降温，这是利用水的比热容大的特点；若水，温度升高，则水吸收的热量为 J。【】 46．手机在充电的过程中存在能量的 （选填“转移”或“转化”）；西电东输属于能量的 （选填“转移”或“转化”）。 47．物理科技文化节中，同学们展示了自制水火箭，结构如图所示。在塑料瓶中装入适量水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，发射时用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭升空。用打气筒将空气压入水火箭的能量转化与汽油机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程相同；水火箭上升过程中，瓶内气体的内能 （选填“增加”“减少”或“不变”）。 48．将质量为10kg的水由10℃加热到30℃，吸收的热量是 J；若这些热量的60%由酒精完全燃烧提供，则至少需要完全燃烧 g酒精。[水的比热容是（，酒精的热值是] 49．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。（） 50．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是 图。此单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $