专题03 内能的利用（9大考点）同步培优训练2025-2026 学年九年级物理上册（人教版2024）

专题03 内能的利用 9大高频考点概览 考点01 内燃机的四个冲程（共4小题） 考点02 内燃机工作循环的计算（共5小题） 考点03 固体和液体的热值计算（共5小题） 考点04 气体的热值计算（共6小题） 考点05 比较不同燃料的热值大小（共4小题） 考点06 热机的效率公式与计算（共7小题） 考点07 提高热机效率的方法（共3小题） 考点08 能量的转化与转移（共5小题） 考点09 能量的利用效率（共6小题） 地 城 考点01 内燃机的四个冲程 1．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（　　） A．甲图撤去玻璃板后，二氧化氮气体和空气混合在一起，说明了分子间存在引力 B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为大气压把它们压在一起 C．丙图中活塞向上运动，是内燃机的做功冲程 D．丁图中小朋友下滑时，机械能转化为内能，是通过做功方式使物体内能增加 2．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题： （1）载重汽车都安装了较多的车轮，其目的是 　　 　 且轮胎上有凸凹不平的花纹，其目的是 　　 　 ； （2）汽车的重力势能大小与 　　 　 　 有关，汽车的汽油机 　 冲程将机械能转化为内能。 （3）一天，李明乘坐爸爸的汽车出去游玩，从公路交通牌上看到，汽车在一段平直的路段上行驶了9km，汽车速度计的指针一直停在如图所示的位置，爸爸告诉他：汽车在这段时间的功率大约是50kW。请试求以下两问。 ①汽车在这段时间内做的功是 　 　 J； ②汽车的牵引力为 　 N。 3．如图所示，是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知： （1）这种内燃机是 　 机； （2）它表示的是 　 冲程； （3）在这个冲程中 　 能转化为 　 能； （4）完成这一冲程，曲轴和飞轮转 　 圈； （5）仔细观察其铭牌，可看见“1800r/min“字样，则它正常工作时，1秒钟对外做功　 次。 4．一台四冲程汽油机，其中　　 冲程将机械能转化为内能；已知所用汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧2g汽油所释放的内能是　　 　 J，若热机效率为40%，燃烧2g汽油转化的机械能是　　 　 J。 地 城 考点02 内燃机工作循环的计算 5．如图所示，瓶中装少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，看到塞子从瓶口跳起。瓶塞跳出时，瓶内气体温度 　 （选填“升高”“不变”、“降低”），此过程相当于汽油机的　 　冲程。一台四冲程内燃机1s时间内完成了80个冲程，曲轴的转速为 　 r/min。 6．有两台单缸四冲程汽油机，其中甲汽油机飞轮转速为3600r/min，其效率为20%，则消耗5kg的汽油转化成的机械能是　 J．乙汽油机的效率是25%，汽油机甲的功率是乙的1.5倍。那么汽油机甲与乙每小时消耗的油量之比为　 。 （q汽油＝4.2×107J/kg） 7．一单缸四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，该气缸做功冲程一次对外做功1800J，则该内燃机对外输出功率为 　 　 W；在压缩冲程，物质内能的改变是通过 　 方式实现的。（忽略能量损失） 8．某单缸四冲程汽油机的气缸直径为Dmm，一个冲程活塞子在气缸中移动的距离是Lmm满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为pPa，飞轮1min转动1800圈，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油VL，汽油的密度ρkg/m3汽油的热值为qJ/kg，则一个做功冲程中的燃气对活塞做的功　　 ；该汽油机的效率为　 　 。 9．汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的气缸总排量为2L（发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为气缸排量），发动机工作时，吸入气缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度ρ＝1.44kg/m3，汽油和空气的质量比为1：15，汽油的热值q＝4.5×107J/kg。如果发动机曲轴在1min转动3×103转，发动机的效率为40%，那么在这种情况下： （1）汽车在1min做的有用功是多少？ （2）汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为f＝3×103N，汽车行驶的速度是多少？ 地 城 考点03 固体和液体的热值计算 10．小明在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热100g的冰，每2min完全燃烧的酒精质量均为0.2g，保持加热效率不变时，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：冰全部熔化成水后4min吸收热量为 　 　 J，0.2g酒精完全燃烧放出的热量为　 J，该实验中酒精灯的加热效率为　 %，BC过程中被加热物质的内能将增加 　 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3×107J/kg] 11．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给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6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg，煤完全燃烧产生的热量 　 J；在烧水过程中，　 　 热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），0～4min的热效率为 　 　 。 12．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2kg初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），丁烷的热值为4.8×107J/kg）。求： （1）水吸收的热量； （2）丁烷完全燃烧放出的热量； （3）卡式炉的加热效率。 13．暑假，媛媛同学去云南旅游品尝到了当地著名的过桥米线：把熬制好的滚烫的高汤盛入大碗中，表面覆盖厚厚的鸡油保持温度，加入预先准备好的肉片和其他食材，最后放入米线，搭配调料即可食用。现有以下材料：高汤的质量2kg，初温100℃，比热容4.2×103J/（kg•℃）；肉片的初温20℃，比热容3×103J/（kg•℃）。肉类必须最少加热至90℃才能食用。求： （1）当汤的温度从100℃降低到90℃时放出多少热量？ （2）如果高汤放出的热量全部被肉片吸收，碗内最多可以放入多少kg的肉片？ （3）如果在某个时间段汤吸收了3×105J的热量是由酒精炉内燃烧0.025kg酒精来提供，则酒精炉的加热效率为多少？（酒精的热值是3.0×107J/kg） 14．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；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （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千克煤炭。（煤炭的热值q约3.0×107J/kg） 地 城 考点04 气体的热值计算 15．某同学家使用天然气热水器，平均每天需将质量为100kg的水从18℃加热到58℃，水吸收的热量为 　 　 J；若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气　 m3。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.0×107J/m3] 16．某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 　4.2×106　 J，煤气放出的热量是 　 　 J，该燃气热水器烧水的效率是　 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3，煤气的热值为4×107J/m3]。 17．小王想测量家里天然气灶的热效率，他给10kg的水加热，在6min内完全燃烧了0.1m3的天然气，水温从20℃升高到80℃。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝3.6×107J/m3。求： （1）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）天然气灶烧水时的热效率。 18．如图所示，小明从冰箱里拿出一盒10℃、200g的牛奶，要用60℃的热水给这盒牛奶加热到40℃，这个过程热水放出2.1×104J的热量。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃），燃气的热值为4.2×107J/kg，燃气灶的热效率为25%。求： （1）牛奶吸收的热量； （2）至少需要60℃热水的质量； （3）热水放出的热量，相当于用燃气灶至少燃烧多少千克的燃气？ 19．某地区在冬季利用地热能为用户取暖。某县内有一口自喷状态的地热井，出水温度为92℃，每小时出水量为150m3。问：[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3] （1）每小时流出的地热水温度降低到52℃时，放出的热量是多少？ （2）如果这些热量由天然气蒸汽锅炉提供，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则天然气完全燃烧放出的热量为多少？ （3）需完全燃烧天然气的体积为多少？ 20．随着乡村振兴战略的提出，农村煤改气改造工程使天然气进入农村家庭，方便了农民生活，缩小了城乡差距。小明家改造前，烧开一壶初温为20℃、质量为4kg的水，需要燃烧0.2kg的煤炭，当地气压为标准大气压。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤炭的热值为3.2×107J/kg，天然气的热值为4×107J/m3]求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）改造前，用煤炭烧水的效率是多少？ （3）改造后，烧开同样的水需要燃烧的天然气是多少？（假设效率一样） 地 城 考点05 比较不同燃料的热值大小 21．有甲、乙两种不同的燃料，甲燃料的质量为2kg，乙燃料的质量为1kg，当甲、乙温度都升高1℃，吸收的热量如图a所示；甲、乙的燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲燃料的比热容等于乙的比热容 B．甲燃料的热值大于乙的热值 C．甲、乙物体温度都降低1℃，甲、乙放出的热量一样多 D．相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，甲放出的热量比乙的多 22．如图，在比较不同燃料热值的实验中，小刚利用完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后都对质量为50g、初温为10℃的水加热，燃烧相同时间后（此时燃料甲，乙都未燃尽），用甲加热的水温度为35℃，另一杯水温度为22℃。此过程中，水的内能 　 （填“增加”或“减少”），燃料甲放出的热量 　 （填“大于”或“小于”）燃料乙放出的热量，比较两种燃料的热值 　　 　 （填“甲大”、“乙大”或“无法比较”）。 23．在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的密度不同。 （1）在烧杯中分别装入　 相等的两种液体（选填“质量”或“体积”）； （2）若要比较不同物质的吸热本领： ①应选择 　　 两图进行实验； ②该实验是通过比较 　　 　 来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）； ③冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质（使用过程中温度不容易降低），由图丁可知，应选择　 （A或者B），若该种液体为水，则另一种液体的比热容是 　　 J/（kg•℃）。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （3）若要比较不同燃料的热值： 应选择 　　 两图进行实验；为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较 　　 　 　 来得出结论（选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）。 24．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，烧杯内液体的质量都是500g，烧杯内液体的初温都是20℃。 （1）为了比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择　　 两图进行实验。 ②实验时，不同物质吸热的多少应相等，可通过　　 　 来控制。 ③液体b温度升高40℃，液体b吸收热量　 　 J。（cb＝2.1×103J/（kg•℃）） （2）为了比较不同燃料的热值： ①应选择　　 两图进行实验。 ②燃料1完全燃料可放出　 　 J。（q1＝3.0×107J/kg） ③小明利用选好的装置进行实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录燃烧相同时间液体升高的温度。小明设计的方案存在明显的缺陷，请简要说明正确的实验方案：　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。 地 城 考点06 热机的效率公式与计算 25．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 26．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，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ） ①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20% A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④ 27．摩托车的汽油机工作时的热损失情况：汽缸散热损失30%、废气带走35%、机械摩擦损耗10%。则完全燃烧20g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得机械能为 　　 J。 28．在我国，汽车早已进入了普通百姓的家庭。在挑选汽车时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可通过闻尾气的气味做出初步的判断。输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越　 ，原因是 　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 。燃烧0.1kg的高能汽油，放出的热量为4.62×106J．如果这些热量被质量为100kg、初温为20℃的水完全吸收，可以使水的温度升高　 ℃。c水＝4.2×103J/（kg•℃）。 29．如图所示是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为0.2m2。车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶时，发动机的输出功率为13.8kW。求：（q汽油＝4.6×107J/kg取10N/kg） （1）“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？ （2）以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km客车做的功是多少？ （3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗多少千克汽油？ 30．2023年9月28日德州市新能源汽车下乡巡展（首站）启动仪式在陵城区举行。新能源汽车采用的是电能、氢燃料等非常规的能源作为动力来源。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源。测试员开车在一水平面上匀速行驶了10km。消耗0.3kg的氢燃料，汽车的牵引力为1260N。（q氢＝1.4×108J/kg）求： （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。 （2）汽车发动机牵引力做的功。 （3）该汽车发动机的效率。 31．小明同学从说明书中了解到她家汽车内燃机的能量流向如图所示。某段时间内，汽车消耗了70g汽油。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃））求： （1）求70g汽油完全燃烧放出的热量； （2）内燃机的工作效率； （3）使用时需不断地对气缸周围进行水冷却，如果流入气缸周围的冷却水温度是60℃，从气缸周围流出的冷却水温度达到83℃，则这段时间内流过气缸周围冷却水的质量是多少千克？ 地 城 考点07 提高热机效率的方法 32．某台柴油机中的所有燃料完全燃烧能放出8×107J的热量。若工作时用完全部燃料损失了4.8×107J的能量，下列说法正确的是（　　） A．用来做有用功的能量为8×107J B．该柴油机的效率为60% C．通过科技进步，在未来可以实现能量零损失 D．减少机械间的摩擦可以提高热机效率 33．关于热机效率的说法正确的是（　　） A．用热值大的燃料，就能提高热机效率 B．减少各种热损失，可以提高热效率 C．多燃烧燃料，就能提高热机效率 D．采用适当方法，热效率可以等于或大于1 34．有一台以汽油机为动力的茶园修剪机。其油箱最多可装3kg的汽油，消耗一箱油做功3.45×107J，求：（q汽油＝4.6×107J/kg） （1）一箱汽油完全燃烧放出的热量； （2）汽油机工作的效率； （3）如果这台油机的效率提高到50%，则做同样的有用功，可节约多少千克的汽油； （4）简述提高汽油机效率的方法。 地 城 考点08 能量的转化与转移 35．如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图（图中a、b、c分别表示某种形式的能量）。下列判断正确的是（　　） A．a是电能，b是电能，c是光能 B．a是内能，b是机械能，c是光能 C．a是机械能，b是内能，c是光能 D．a是内能，b是光能，c是电能 36．2025年春晚《秧BOT》节目火遍全网，“机器人扭秧歌”从能量转化的角度来说，是把电能转化为　 　 能；人通过曲臂使手臂转动来拿起重物，此时人的手臂相当于 　 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 37．该图是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。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；车轮的轮毂其实是四个风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 　 能，充入自身电池储存起来。 38．四旋翼无人机，它依靠电池为电动机供电，带动机翼旋转实现升空。小明操纵遥控器，使无人机从地面先加速上升，然后减速上升，最后悬停在某一高度进行摄影。则无人机在加速上升过程中，电动机将 　 能转化为 　　 　 能。 39．3月28日下午，山东省龙口市下丁家镇发生山火。随后，交通运输部北海救助局派遣救助直升机“B﹣7126”从蓬莱起飞前往扑救。救援人员结合火势和现场风力风向，精准操作吊桶进行空中洒水扑救。截至18时，救助直升机洒水15桶，共计30吨。目前，火势已得到控制。 阅读以下材料，回答问题。 （1）将水洒到山火中可以灭火的物理原理是：过程中，水发生了由液态向 　 态的物态变化；此过程要 　 热量（“吸收”或“放出”）； （2）直升机凭借优秀的发动机可以将很大质量的水拉起，在飞行过程中发动机将内能转化为　 。 （3）直升机可以悬停在空中的力学原理是：　 。 A.浮力 B.二力平衡 C.流体压强 地 城 考点09 能量的利用效率 40．某校的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（　　） A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧 B．煤磨成粉，用空气吹进炉膛 C．向炉内多加些煤 D．用各种办法增大受热面积 41．小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将1kg的水从20℃加热到60℃，消耗了0.01m3的天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.0×107J/m3，则此次燃气灶烧水的效率为　 。 42．2022年4月21日长安汽车发布中国首款量产氢燃料电池轿车，如图所示，其续航里程可达700公里以上，可实现3分钟超快补能。该车氢燃料电池每消耗1kg氢可发电7.2×107J，然后利用电动机驱动车前进。（q氢＝1.4×108J/kg） （1）该车氢燃料电池发电效率为　 %（结果保留一位小数）。 （2）若电动机工作的效率是83%，则电动机可以将消耗　 能的83%转化为 　 能。 43．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，宗诚用酒精灯均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示。通过查阅资料已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg•℃）。 （1）该物质在B点时的内能　 （大于/小于/等于）在A点时的内能； （2）该物质从第6min到第10min共吸收　 　 J热量，该物质在固态（OA阶段）时的比热容为　 J/（kg•℃）； （3）经测量BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g（酒精完全燃烧），则在BC阶段的热转化效率为　 。 44．小明同学看到燃气灶的火焰很旺，旁边的物品都被烤得很热，他想：这些热量不都白白浪费了吗？他想计算一下他家燃气灶烧水时的热效率。将1.5kg的水倒入烧水壶中，并测出水的初温为15℃，刚开始加热时燃气表的示数为365.339m3，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，燃气表的示数为365.384m3。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。求： （1）这些水从加热到烧开吸收多少热量？ （2）这一过程中燃气灶的加热效率是多少？ （3）请你说出两条影响燃气灶加热效率的因素。 45．冬季供暖的家用暖气通常根据安装参数由多个相同规格的单片暖气构成一组。客厅的一组水流量为0.6m3/h的暖气片中水流进户温度是60℃，回水温度是50℃．采暖时热量利用效率为60%，c水＝4.2×103J/（kg•℃），q煤＝3.6×107J/kg。请回答下列问题： （1）供暖1h，客厅暖气片内的热水在循环过程中释放的有效热量为多少？ （2）完全燃烧多少千克的无烟煤放出的热量与上述有效热量相当？ （3）既要金山银山，也要绿水青山。据了解某市热力总公司对传统的燃煤锅炉进行改造，请你站在环保角度为热力公司提出一条建议。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 内能的利用 9大高频考点概览 考点01 内燃机的四个冲程（共4小题） 考点02 内燃机工作循环的计算（共5小题） 考点03 固体和液体的热值计算（共5小题） 考点04 气体的热值计算（共6小题） 考点05 比较不同燃料的热值大小（共4小题） 考点06 热机的效率公式与计算（共7小题） 考点07 提高热机效率的方法（共3小题） 考点08 能量的转化与转移（共5小题） 考点09 能量的利用效率（共6小题） 地 城 考点01 内燃机的四个冲程 1．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（　　） A．甲图撤去玻璃板后，二氧化氮气体和空气混合在一起，说明了分子间存在引力 B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为大气压把它们压在一起 C．丙图中活塞向上运动，是内燃机的做功冲程 D．丁图中小朋友下滑时，机械能转化为内能，是通过做功方式使物体内能增加 【答案】D 【解答】解：A、甲图中抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，故A错误； B、乙图中两个压紧的铅块能吊起重物，主要是因为分子间存在引力，故B错误； C、图中两气门都关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，故C错误； D、图中小朋友下滑时臀部感觉热，是因为克服摩擦做功，将部分机械能转化为内能，故D正确。 故选：D。 2．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。汽车应用了许多物理知识。请你运用所学的物理知识解答下列问题： （1）载重汽车都安装了较多的车轮，其目的是 　减小压强　 且轮胎上有凸凹不平的花纹，其目的是 　增大摩擦力　 ； （2）汽车的重力势能大小与 　汽车的质量和高度　 有关，汽车的汽油机 　压缩　 冲程将机械能转化为内能。 （3）一天，李明乘坐爸爸的汽车出去游玩，从公路交通牌上看到，汽车在一段平直的路段上行驶了9km，汽车速度计的指针一直停在如图所示的位置，爸爸告诉他：汽车在这段时间的功率大约是50kW。请试求以下两问。 ①汽车在这段时间内做的功是 　1.8×107　 J； ②汽车的牵引力为 　2000　 N。 【答案】（1）减小压强；增大摩擦力；（2）汽车的质量和高度；压缩；（3）①1.8×107；②2000。 【解答】解：（1）载重汽车都安装了较多的车轮可以增大接触面积，其目的是减小压强；且轮胎上有凸凹不平的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，其目的是增大摩擦力； （2）汽车的重力势能大小与汽车的质量和高度有关；汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能； （3）①根据速度公式可得汽车的运动时间为：； 汽车的功率为：P＝50kW＝50000W； 所以汽车做的功为：W＝Pt＝50000W×360s＝1.8×107J； ②汽车的行驶路程为：s＝9km＝9000m； 根据W＝FS可以得到汽车的牵引力为：。 故答案为：（1）减小压强；增大摩擦力；（2）汽车的质量和高度；压缩；（3）①1.8×107；②2000。 3．如图所示，是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知： （1）这种内燃机是 　柴油　 机； （2）它表示的是 　压缩　 冲程； （3）在这个冲程中 　机械　 能转化为 　内　 能； （4）完成这一冲程，曲轴和飞轮转 　半　 圈； （5）仔细观察其铭牌，可看见“1800r/min“字样，则它正常工作时，1秒钟对外做功 　15　 次。 【答案】柴油；压缩；机械、内；半；15。 【解答】解：（1）、由图可知，内燃机的顶端是喷油嘴，所以该内燃机是柴油机； （2）、图中的气门闭合、活塞上行，所以是压缩冲程； （3）、压缩冲程是机械能转化为内能的冲程； （4）、曲轴转一圈可以完成2个冲程，所以完成一个压缩冲程时曲轴转动半圈； （5）、四冲程汽油机曲轴转速是1800 r/min，所以此汽油机每秒钟转30圈，可完成15个工作循环，60个冲程，对外做15次功； 故答案为：柴油；压缩；机械、内；半；15。 4．一台四冲程汽油机，其中　压缩　 冲程将机械能转化为内能；已知所用汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧2g汽油所释放的内能是　9.2×104　 J，若热机效率为40%，燃烧2g汽油转化的机械能是　3.68×104　 J。 【答案】压缩；9.2×104；3.68×104。 【解答】解：（1）内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转化成内能； （2）2g汽油完全燃烧要放出的热量：Q＝qm＝4.6×107J/kg×0.002kg＝9.2×104J； （3）燃烧2g汽油转化的机械能为40%×9.2×104J＝3.68×104J。 故答案为：压缩；9.2×104；3.68×104。 地 城 考点02 内燃机工作循环的计算 5．如图所示，瓶中装少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，看到塞子从瓶口跳起。瓶塞跳出时，瓶内气体温度 　降低　 （选填“升高”“不变”、“降低”），此过程相当于汽油机的 　做功　 冲程。一台四冲程内燃机1s时间内完成了80个冲程，曲轴的转速为 　2400　 r/min。 【答案】降低；做功；2400。 【解答】解：（1）瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功，内能转化为了瓶塞的机械能，瓶内气体内能减少，瓶内气体温度降低，相当于汽油机的做功冲程； （2）由于四冲程内燃机的一个工作循环完成四个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功一次， 所以，内燃机1s时间内完成了80个冲程，在1s时间内有20个工作循环，对外做功20次，飞轮的转速n＝2×20r/s＝40r/s＝2400r/min。 故答案为：降低；做功；2400。 6．有两台单缸四冲程汽油机，其中甲汽油机飞轮转速为3600r/min，其效率为20%，则消耗5kg的汽油转化成的机械能是　4.2×107　 J．乙汽油机的效率是25%，汽油机甲的功率是乙的1.5倍。那么汽油机甲与乙每小时消耗的油量之比为　15：8　 。 （q汽油＝4.2×107J/kg） 【答案】（1）4.2×107；（2）15：8。 【解答】解：（1）5kg的汽油完全燃烧放出的热量：Q甲＝m甲q＝5kg×4.2×107J/kg＝2.1×108J， 汽油机效率是20%，所以，η甲， 20%， W＝4.2×107J。 （2）设：甲的功率为P甲，乙的功率为P乙，效率为η甲，效率为η乙，汽油的热值为q，做功时间为t， 甲在时间t内做的有用功：W甲＝P甲t。 则由题意知：1.5，， 甲在时间t内消耗的总能量：Q甲。 甲在时间t内的耗油量：m甲。 同理可以得到乙在时间t内的耗油量的表达式：m乙。 甲、乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比就等于两表达式之比：：15：8。 故答案为：（1）4.2×107；（2）15：8。 7．一单缸四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，该气缸做功冲程一次对外做功1800J，则该内燃机对外输出功率为 　2.7×104　 W；在压缩冲程，物质内能的改变是通过 　做功　 方式实现的。（忽略能量损失） 【答案】2.7×104；做功。 【解答】解： （1）四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成，一个工作循环活塞上下往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次； 飞轮转速为1800r/min＝30r/s，也就是1s飞轮转动30r，完成30×2＝60个冲程，燃气对活塞做功15次，做一次功所用的时间：ts， 忽略能量损失，内燃机对外输出功率：P2.7×104W； （2）在压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体，即对气体做功，使得气体的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变了气缸内物质的内能。 故答案为：2.7×104；做功。 8．某单缸四冲程汽油机的气缸直径为Dmm，一个冲程活塞子在气缸中移动的距离是Lmm满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为pPa，飞轮1min转动1800圈，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油VL，汽油的密度ρkg/m3汽油的热值为qJ/kg，则一个做功冲程中的燃气对活塞做的功　LJ　 ；该汽油机的效率为　　 。 【答案】L；。 【解答】解：（1）∵p＝pPa，活塞的面积是：S＝πr210﹣6 m2； ∴燃气对活塞的平均压力为：F＝pSN。 ∵s＝Lmm＝0.001Lm， ∴一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W＝Fs＝pSN×0.001LmLJ。 （2）飞轮1min转动1800圈，飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次， ∴燃气对活塞做的总功为：W总＝W×900900J； 汽油完全燃烧释放的热量： Q放＝mq＝ρkg/m3×V×10﹣3m3×qJ/kg＝ρVq×10﹣3J， 汽油机把内能转化为机械能的效率： η100%100%。 故答案为：L；。 9．汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的气缸总排量为2L（发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为气缸排量），发动机工作时，吸入气缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度ρ＝1.44kg/m3，汽油和空气的质量比为1：15，汽油的热值q＝4.5×107J/kg。如果发动机曲轴在1min转动3×103转，发动机的效率为40%，那么在这种情况下： （1）汽车在1min做的有用功是多少？ （2）汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为f＝3×103N，汽车行驶的速度是多少？ 【答案】解： （1）根据ρ可得，一次吸入混合物的质量： m1＝ρV＝1.44kg/m3×2×10﹣3m3＝2.88×10﹣3kg， 因为曲轴每转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，也做一次功， 所以，发动机曲轴在1min转动3×103转，吸气和做功都为1500次， 汽油和空气的质量比为1：15，可见汽油占混合物总质量的； 则发动机在1min内吸入汽油的总质量： m＝m1×15002.88×10﹣3kg×15000.27kg； 这些汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.27kg×4.5×107J/kg＝1.215×107J， 根据η可得汽车在1min做的有用功：W＝Q放η＝1.215×107J×40%＝4.86×106J； （2）汽车在1min做的有用功的功率为：P8.1×104W。 因为汽车匀速行驶， 所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，即F＝f＝3×103N， 根据P＝Fv可得，汽车行驶的速度： v27m/s。 答：（1）汽车在1min做的有用功是4.86×106J； （2）汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为f＝3×103N，汽车行驶的速度是27m/s。 地 城 考点03 固体和液体的热值计算 10．小明在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热100g的冰，每2min完全燃烧的酒精质量均为0.2g，保持加热效率不变时，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：冰全部熔化成水后4min吸收热量为 　2.1×103　 J，0.2g酒精完全燃烧放出的热量为 　6×103　 J，该实验中酒精灯的加热效率为 　17.5　 %，BC过程中被加热物质的内能将增加 　2.1×103　 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3×107J/kg] 【答案】2.1×103；6×103；17.5；2.1×103 【解答】解：（1）由图知，冰全部熔化成水后质量不变，4min内水升高的温度，Δt＝5℃， 水4min吸收热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×5℃＝2.1×103J； （2）0.2g酒精完全燃烧放出的热量：Q放＝m酒精q酒精＝0.2×10﹣3kg×3×107J/kg＝ 6×103J； 由题知，每2min完全燃烧的酒精质量均为0.2g，所以4min燃烧酒精的质量m＝0.4g， 4min酒精完全燃烧放出的热量：Q放′＝mq酒精＝0.4×10﹣3kg×3×107J/kg＝1.2×104J， 实验中酒精灯的加热效率：η17.5%； （3）由图知，BC过程加热时间为4min，加热效率不变时，则物质吸收的热量与加热水4min吸收的热量相等，大小为2.1×103J， 所以被加热物质的内能将增加为2.1×103J。 故答案为：2.1×103；6×103；17.5；2.1×103。 11．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给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6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg，煤完全燃烧产生的热量 　6×106　 J；在烧水过程中，　0～2min　 热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），0～4min的热效率为 　52.5%　 。 【答案】6×106；0～2min；52.5%。 【解答】解：（1）煤完全燃烧放出的热量： Q放＝m煤q煤＝0.2kg×3×107J/kg＝6×106J； （2）在相同时间内，煤完全燃烧放出的热量相同， 在“0～2min”、“2～4min”、“4～6min”水升高的温度分别为30℃、20℃、10℃， 则在这三段时间内，升高30℃时水吸收的热量最多， 由η可知，这段时间内的效率最高，即在烧水过程中，0～2min热效率最高； （3）0～4min水升高的温度：Δt＝70℃﹣20℃＝50℃， 水吸收的热量： Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×50℃＝2.1×106J， 0～4min消耗煤的质量： m煤′4minkg， 这些煤完全燃烧放出的热量： Q放′＝m煤′q煤kg×3×107J/kg＝4×106J； 热效率： η100%＝52.5%。 故答案为：6×106；0～2min；52.5%。 12．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2kg初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），丁烷的热值为4.8×107J/kg）。求： （1）水吸收的热量； （2）丁烷完全燃烧放出的热量； （3）卡式炉的加热效率。 【答案】（1）水吸收的热量是6.3×105J； （2）丁烷完全燃烧放出的热量是1.2×106J； （3）卡式炉的加热效率是52.5%。 【解答】解：（1）水吸收的热量为 ； （2）丁烷完全燃烧放出的热量为 ； （3）卡式炉的加热效率为 。 答：（1）水吸收的热量是6.3×105J； （2）丁烷完全燃烧放出的热量是1.2×106J； （3）卡式炉的加热效率是52.5%。 13．暑假，媛媛同学去云南旅游品尝到了当地著名的过桥米线：把熬制好的滚烫的高汤盛入大碗中，表面覆盖厚厚的鸡油保持温度，加入预先准备好的肉片和其他食材，最后放入米线，搭配调料即可食用。现有以下材料：高汤的质量2kg，初温100℃，比热容4.2×103J/（kg•℃）；肉片的初温20℃，比热容3×103J/（kg•℃）。肉类必须最少加热至90℃才能食用。求： （1）当汤的温度从100℃降低到90℃时放出多少热量？ （2）如果高汤放出的热量全部被肉片吸收，碗内最多可以放入多少kg的肉片？ （3）如果在某个时间段汤吸收了3×105J的热量是由酒精炉内燃烧0.025kg酒精来提供，则酒精炉的加热效率为多少？（酒精的热值是3.0×107J/kg） 【答案】（1）当汤的温度从100℃降低到90℃时放出8.4×104J的热量； （2）碗内最多可以放入0.4kg的肉片； （3）酒精炉的加热效率为40%。 【解答】解：（1）汤放出热量为： Q放＝c汤m汤（t0汤﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣90℃）＝8.4×104J； （2）不计热损失，肉吸收的热量Q吸＝Q放＝8.4×104J， 由Q吸＝cmΔt得肉的质量： m肉0.4kg； （3）0.025kg酒精完全燃烧放出热量： Q＝qm酒精＝3.0×107J/kg×0.025kg＝7.5×105J， 酒精炉的加热效率： η100%＝40%。 答：（1）当汤的温度从100℃降低到90℃时放出8.4×104J的热量； （2）碗内最多可以放入0.4kg的肉片； （3）酒精炉的加热效率为40%。 14．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；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （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千克煤炭。（煤炭的热值q约3.0×107J/kg） 【答案】（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30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4×104kg煤炭。 【解答】解：根据题意得，一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J， 1s内所产生的电能（70%被水吸收），则Q吸＝70%W电＝70%×1.8×104J＝1.26×104J， 由Q吸＝cmΔt可得：Δt30℃； （2）一台风力发电机1年内提供的电能约为4.8×1011J， 火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能，Q火1.2×1012J； 煤炭质量m4×104kg。 答：（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30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4×104kg煤炭。 地 城 考点04 气体的热值计算 15．某同学家使用天然气热水器，平均每天需将质量为100kg的水从18℃加热到58℃，水吸收的热量为 　1.68×107　 J；若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气 　0.6　 m3。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.0×107J/m3] 【答案】1.68×107；0.6。 【解答】解：水吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（58℃﹣18℃）＝1.68×107J； 由η得，需要天然气放出的热量： Q放2.4×107J； 由Q放＝qV可得，天然气的体积： V0.6m3。 故答案为：1.68×107；0.6。 16．某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 　4.2×106　 J，煤气放出的热量是 　8.4×106　 J，该燃气热水器烧水的效率是 　50%　 。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3，煤气的热值为4×107J/m3]。 【答案】4.2×106；8.4×106；50%。 【解答】解：（1）水的质量m＝ρV水＝1.0×103kg/m3×20×10﹣3m3＝20kg， 水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×106J； （2）这些煤气完全燃烧放出的热量： Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J， 热水器烧水的效率： η100%100%＝50%。 故答案为：4.2×106；8.4×106；50%。 17．小王想测量家里天然气灶的热效率，他给10kg的水加热，在6min内完全燃烧了0.1m3的天然气，水温从20℃升高到80℃。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝3.6×107J/m3。求： （1）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）天然气灶烧水时的热效率。 【答案】（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J； （2）天然气完全燃烧产生的热量为3.6×106J； （3）天然气灶烧水时的热效率为70%。 【解答】解：（1）6min内水的初温t0＝20℃，水的末温t＝80℃， 经过6min时间加热，水所吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×106J； （2）天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝Vq天然气＝0.1m3×3.6×107J/m3＝3.6×106J； （3）煤炉烧水的热效率：η100%100%＝70%。 答：（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J； （2）天然气完全燃烧产生的热量为3.6×106J； （3）天然气灶烧水时的热效率为70%%。 18．如图所示，小明从冰箱里拿出一盒10℃、200g的牛奶，要用60℃的热水给这盒牛奶加热到40℃，这个过程热水放出2.1×104J的热量。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃），燃气的热值为4.2×107J/kg，燃气灶的热效率为25%。求： （1）牛奶吸收的热量； （2）至少需要60℃热水的质量； （3）热水放出的热量，相当于用燃气灶至少燃烧多少千克的燃气？ 【答案】（1）牛奶吸收的热量为1.26×104J； （2）至少需要60℃热水的质量为0.25kg； （3）热水放出的热量，相当于用燃气灶至少燃烧0.002kg的燃气。 【解答】解：（1）牛奶的质量m1＝200g＝0.2kg， 这袋牛奶的温度从10℃加热到40℃吸收的热量： Q吸＝c1m1（t﹣t01）＝2.1×103J/（kg•℃）×0.2kg×（40℃﹣10℃）＝1.26×104J； （2）由题知，热水放出的热量：Q放＝2.1×104J， 由Q放＝cm（t0﹣t）得至少需要热水的质量： m20.25kg； （3）由题知，热水放出的热量由燃气燃烧提供， 由效率公式可得燃气完全燃烧放出的热量： Q′放8.4×104J， 由Q′放＝mq可得，需要完全燃烧燃气的质量： m燃气0.002kg。 答：（1）牛奶吸收的热量为1.26×104J； （2）至少需要60℃热水的质量为0.25kg； （3）热水放出的热量，相当于用燃气灶至少燃烧0.002kg的燃气。 19．某地区在冬季利用地热能为用户取暖。某县内有一口自喷状态的地热井，出水温度为92℃，每小时出水量为150m3。问：[ρ水＝1×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3] （1）每小时流出的地热水温度降低到52℃时，放出的热量是多少？ （2）如果这些热量由天然气蒸汽锅炉提供，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则天然气完全燃烧放出的热量为多少？ （3）需完全燃烧天然气的体积为多少？ 【答案】（1）每小时流出的地热水温度降低到52℃时，放出的热量是2.52×1010J； （2）如果这些热量由天然气蒸汽锅炉提供，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则天然气完全燃烧放出的热量为2.8×1010J； （3）需完全燃烧天然气的体积为700m3。 【解答】解：（1）已知出水流量为150m3/h，由得，每小时流出的水的质量为 ， 每小时流出的水放出的热量为 ； （2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则天然气需要放出的热量为 ； （3）由Q天然气＝Vq得天然气的体积为 。 答：（1）每小时流出的地热水温度降低到52℃时，放出的热量是2.52×1010J； （2）如果这些热量由天然气蒸汽锅炉提供，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则天然气完全燃烧放出的热量为2.8×1010J； （3）需完全燃烧天然气的体积为700m3。 20．随着乡村振兴战略的提出，农村煤改气改造工程使天然气进入农村家庭，方便了农民生活，缩小了城乡差距。小明家改造前，烧开一壶初温为20℃、质量为4kg的水，需要燃烧0.2kg的煤炭，当地气压为标准大气压。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤炭的热值为3.2×107J/kg，天然气的热值为4×107J/m3]求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）改造前，用煤炭烧水的效率是多少？ （3）改造后，烧开同样的水需要燃烧的天然气是多少？（假设效率一样） 【答案】（1）水吸收的热量是1.344×106J； （2）改造前，用煤炭烧水的效率是21%； （3）改造后，烧开同样的水需要燃烧的天然气是0.16m3。 【解答】解：（1）在1标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃， 水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×106J； （2）煤炭完全燃烧放出的热量： Q放＝m煤炭q煤炭＝0.2kg×3.2×107J/kg＝6.4×106J； 用煤炭烧水的效率： η100%100%＝21%； （3）假设效率一样，完全燃烧天然气放出的热量等于完全燃烧煤炭放出的热量， 由Q放＝Vq可得完全燃烧天然气的体积： V0.16m3。 答：（1）水吸收的热量是1.344×106J； （2）改造前，用煤炭烧水的效率是21%； （3）改造后，烧开同样的水需要燃烧的天然气是0.16m3。 地 城 考点05 比较不同燃料的热值大小 21．有甲、乙两种不同的燃料，甲燃料的质量为2kg，乙燃料的质量为1kg，当甲、乙温度都升高1℃，吸收的热量如图a所示；甲、乙的燃料完全燃烧后放出的热量如图b所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲燃料的比热容等于乙的比热容 B．甲燃料的热值大于乙的热值 C．甲、乙物体温度都降低1℃，甲、乙放出的热量一样多 D．相同质量的甲、乙燃料完全燃烧，甲放出的热量比乙的多 【答案】C 【解答】解： A、由图a知，甲、乙升高相同的温度，吸收相同的热量，m甲＝2m乙，由c可知，c甲c乙，即：甲的比热容小于乙的比热容，故A错误； B、m甲＝2m乙，完全燃烧后甲、乙产生的热量Q甲：Q乙＝4×107J：3×107J＝4：3，由q可知，q甲：q乙2：3，即：甲的热值小于乙的热值，故B错误； C、c甲c乙，m甲＝2m乙，都降低1℃，由Q放＝cmΔt可知，放出的热量相等，故C正确； D、甲的热值小于乙的热值，由Q放＝mq可知，相同质量的甲、乙燃料完全燃烧放出的热量，Q甲＜Q乙，故D错误。 故选：C。 22．如图，在比较不同燃料热值的实验中，小刚利用完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后都对质量为50g、初温为10℃的水加热，燃烧相同时间后（此时燃料甲，乙都未燃尽），用甲加热的水温度为35℃，另一杯水温度为22℃。此过程中，水的内能 　增加　 （填“增加”或“减少”），燃料甲放出的热量 　大于　 （填“大于”或“小于”）燃料乙放出的热量，比较两种燃料的热值 　无法比较　 （填“甲大”、“乙大”或“无法比较”）。 【答案】增大；大于；无法比较。 【解答】解：在加热过程中，水吸收热量，内能增加，温度升高； 虽然在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，根据Q＝cmΔt可知，用甲加热的水吸收热量多，即甲燃烧产生的热量多，但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，所以不能比较热值的大小。 故答案为：增大；大于；无法比较。 23．在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的密度不同。 （1）在烧杯中分别装入 　质量　 相等的两种液体（选填“质量”或“体积”）； （2）若要比较不同物质的吸热本领： ①应选择 　甲、丙　 两图进行实验； ②该实验是通过比较 　加热时间　 来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）； ③冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质（使用过程中温度不容易降低），由图丁可知，应选择 　B　 （A或者B），若该种液体为水，则另一种液体的比热容是 　2.1×103　 J/（kg•℃）。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （3）若要比较不同燃料的热值： 应选择 　甲、乙　 两图进行实验；为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较 　温度计示数的变化量　 来得出结论（选填“温度计示数的变化量”或“加热时间”）。 【答案】（1）质量；（2）甲、丙；加热时间；B；2.1×103；（3）甲、乙；温度计示数的变化量。 【解答】解： （1）根据控制变量法可知，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，通过温度计的示数高低得出吸热多少；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间判断两种比热容的大小关系；因此在烧杯中分别装入质量相等的两种液体； （2）①为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，因此选择甲和丙两图进行实验； ②该实验是通过比较加热时间来间接反映液体吸收热量的多少，相同时间内，两种液体吸收的热量相同，这是转换法的应用； ③因质量相等、初温相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，B加热时间长，吸热多，B的吸热能力强，比热容大，根据Q＝cmΔt，质量相同的A、B液体降低相同的温度，B放热多，效果好，故选B； 由于水的比热容较大，所以B为水，根据，在质量和升高温度相同的情况下，吸收的热量与比热容成正比，由图丁可知，升高相同的温度（从10℃升高到80℃），A的加热时间是10min，B的加热时间是20min，B吸收的热量是A吸收热量的两倍，则A的比热容为水的比热容的一半，即A液体的比热容为： ； （3）为了比较不同燃料的热值大小，根据控制变量法，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，因此选择甲和乙两图进行实验； 根据分析可知，为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较温度计示数的变化量来得出结论。 故答案为：（1）质量；（2）甲、丙；加热时间；B；2.1×103；（3）甲、乙；温度计示数的变化量。 24．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，烧杯内液体的质量都是500g，烧杯内液体的初温都是20℃。 （1）为了比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择　甲、丙　 两图进行实验。 ②实验时，不同物质吸热的多少应相等，可通过　加热时间　 来控制。 ③液体b温度升高40℃，液体b吸收热量　4.2×104　 J。（cb＝2.1×103J/（kg•℃）） （2）为了比较不同燃料的热值： ①应选择　甲、乙　 两图进行实验。 ②燃料1完全燃料可放出　3.0×105　 J。（q1＝3.0×107J/kg） ③小明利用选好的装置进行实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录燃烧相同时间液体升高的温度。小明设计的方案存在明显的缺陷，请简要说明正确的实验方案：　点燃两种燃料给烧杯内的液体加热，直至它们完全燃烧，记录并比较两温度计示数的变化　 。 【答案】（1）①甲、丙；②加热时间；③4.2×104；（2）①甲、乙；②3.0×105；③点燃两种燃料给烧杯内的液体加热，直至它们完全燃烧，记录并比较两温度计示数的变化。 【解答】解：（1）①由图可知，甲、丙两实验燃料相同，被加热的液体质量相同而种类不同，因此可以用甲、丙两实验比较不同物质的吸热升温的特点； ②因为加热时间能反映物质吸收热量的多少，所以不同液体吸热的多少是通过加热时间来反映的； ③根据Q＝cmΔt可知，液体b温度升高40℃，液体b吸收热量Qb＝cbmΔt＝2.1×103J/（kg•℃）×0.5kg×40℃＝4.2×104J； （2）①由图可知，甲、乙两图被加热的水相同、加热用的燃料不同，可用甲、乙两图进行实验，比较不同燃料的热值； ②10g燃料1完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝0.01kg×3.0×107J/kg＝3.0×105J； ③改进的方案为：点燃两种燃料给烧杯内的液体加热，直至它们完全燃烧，记录并比较两温度计示数的变化。 故答案为：（1）①甲、丙；②加热时间；③4.2×104；（2）①甲、乙；②3.0×105；③点燃两种燃料给烧杯内的液体加热，直至它们完全燃烧，记录并比较两温度计示数的变化。 地 城 考点06 热机的效率公式与计算 25．涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 【答案】A 【解答】解：A、使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B、热值只跟燃料的种类有关，燃料和压缩空气混合后，燃料的种类不变，燃料的热值不变，故B错误； C、压气机压缩空气，对空气做功时，机械能转化为内能，空气的内能增加，故C错误； D、高温高压气体推动涡轮转动时，将内能转化为机械能，故D错误。 故选：A。 26．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，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ） ①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20% A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④ 【答案】D 【解答】解： ①已知汽车行驶的路程s＝6.9km，所用时间t＝5min45sh， 则汽车的速度为：v72km/h，故①错误； ②消耗的1.5kg燃油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4.6×l07J/kg×1.5kg＝6.9×107J，故②正确； ③已知汽车的速度v＝72km/h＝20m/s， 则汽车牵引力做功的功率为：P2000N×20m/s＝4×104W＝40kW，故③错误； ④汽车牵引力做的功为：W＝Pt＝4×104W×（5×60s+45s）＝1.38×107J， 则汽车发动机的效率为：η20%，故④正确。 故选：D。 27．摩托车的汽油机工作时的热损失情况：汽缸散热损失30%、废气带走35%、机械摩擦损耗10%。则完全燃烧20g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得机械能为 　2.3×105　 J。 【答案】2.3×105。 【解答】解：某单缸摩托车的汽油机工作时的热损失情况是汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则该汽油机的热机效率为η＝1﹣30%﹣35%﹣10%＝25%； 完全燃烧20g汽油释放的热量为： Q放＝mq＝0.02kg×4.6×107J/kg＝9.2×105J， 获得的机械能为： W＝ηQ放＝25%×9.2×105J＝2.3×105J。 故答案为：2.3×105。 28．在我国，汽车早已进入了普通百姓的家庭。在挑选汽车时，发动机（汽油机）效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可通过闻尾气的气味做出初步的判断。输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越 　高　 ，原因是 　汽油味越淡，汽油燃烧的越充分，燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，使得发动机的效率越高　 。燃烧0.1kg的高能汽油，放出的热量为4.62×106J．如果这些热量被质量为100kg、初温为20℃的水完全吸收，可以使水的温度升高 　11　 ℃。c水＝4.2×103J/（kg•℃）。 【答案】高；汽油味越淡，汽油燃烧的越充分，燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，使得发动机的效率越高；11。 【解答】解： （1）输出功率相同的汽车，燃烧相同的汽油（消耗的总能量相同），汽油味越淡，说明汽油燃烧的越充分，燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，使得发动机的效率越高； （2）由题意知，水吸收的热量Q放＝Q吸＝4.62×106J， 由Q吸＝cmΔt得，水温度升高值： Δt11℃。 故答案为：高；汽油味越淡，汽油燃烧的越充分，燃烧放出的热量越多，转化成的有用功越多，使得发动机的效率越高；11。 29．如图所示是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3000kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为0.2m2。车满载时以36km/h的速度匀速直线行驶时，发动机的输出功率为13.8kW。求：（q汽油＝4.6×107J/kg取10N/kg） （1）“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？ （2）以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km客车做的功是多少？ （3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗多少千克汽油？ 【答案】（1）“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是1.5×105Pa； （2）以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km客车做的功是1.38×106J； （3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗0.1kg汽油 【解答】解：（1）空车的重力： G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N， 因为车在水平地面上，所以对地的压力： F压＝G＝3×104N， 对路面的压强： p1.5×105Pa； （2）36km/h＝10m/s， 由PFv可知牵引力：F1380N， 因为车匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以牵引力F牵＝f＝1380 N； 以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km做的功： W＝Fs＝1380N×1000m＝1.38×106J； （3）根据η100%知汽油完全燃烧释放的热量： Q放4.6×106J， 利用Q放＝mq知， 需要消耗汽油的质量： m汽油0.1kg。 答：（1）“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是1.5×105Pa； （2）以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km客车做的功是1.38×106J； （3）若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36km/h的速度满载匀速直线行驶了1km，则需消耗0.1kg汽油。 30．2023年9月28日德州市新能源汽车下乡巡展（首站）启动仪式在陵城区举行。新能源汽车采用的是电能、氢燃料等非常规的能源作为动力来源。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源。测试员开车在一水平面上匀速行驶了10km。消耗0.3kg的氢燃料，汽车的牵引力为1260N。（q氢＝1.4×108J/kg）求： （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。 （2）汽车发动机牵引力做的功。 （3）该汽车发动机的效率。 【答案】（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J； （2）汽车发动机牵引力做的功为1.26×107J； （3）该汽车发动机的效率为30%。 【解答】解： （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J； （2）汽车发动机牵引力做的功W＝Fs＝1260N×10×103m＝1.26×107J； （3）汽车发动机的效率为：η30%。 答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J； （2）汽车发动机牵引力做的功为1.26×107J； （3）该汽车发动机的效率为30%。 31．小明同学从说明书中了解到她家汽车内燃机的能量流向如图所示。某段时间内，汽车消耗了70g汽油。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃））求： （1）求70g汽油完全燃烧放出的热量； （2）内燃机的工作效率； （3）使用时需不断地对气缸周围进行水冷却，如果流入气缸周围的冷却水温度是60℃，从气缸周围流出的冷却水温度达到83℃，则这段时间内流过气缸周围冷却水的质量是多少千克？ 【答案】（1）70g汽油完全燃烧放出的热量为3.22×106J； （2）内燃机的工作效率为30%； （3）水的质量为10kg。 【解答】解：（1）70g汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.07kg×4.6×107J/kg＝3.22×106J （2）内燃机的工作效率η＝1﹣32%﹣30%﹣8%＝30% （3）冷却水吸收的热量：Q吸＝Q放×30%＝3.22×106J×30%＝9.66×105J 水的质量10kg 答：（1）70g汽油完全燃烧放出的热量为3.22×106J； （2）内燃机的工作效率为30%； （3）水的质量为10kg。 地 城 考点07 提高热机效率的方法 32．某台柴油机中的所有燃料完全燃烧能放出8×107J的热量。若工作时用完全部燃料损失了4.8×107J的能量，下列说法正确的是（　　） A．用来做有用功的能量为8×107J B．该柴油机的效率为60% C．通过科技进步，在未来可以实现能量零损失 D．减少机械间的摩擦可以提高热机效率 【答案】D 【解答】解：A、用来做有用功的能量为：W有＝Q放﹣W损＝8×107J﹣4.8×107J＝3.2×107J，故A错误； B、该柴油机的效率为：η40%，故B错误； C、柴油机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而产生额外功，因此效率不能达到100%，即不能实现能量零损失，故C错误； D、减少机械间的摩擦可以减少能量的损失，因此可以提高热机效率，故D正确。 故选：D。 33．关于热机效率的说法正确的是（　　） A．用热值大的燃料，就能提高热机效率 B．减少各种热损失，可以提高热效率 C．多燃烧燃料，就能提高热机效率 D．采用适当方法，热效率可以等于或大于1 【答案】B 【解答】解：A．用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高，故A错误； B．减少燃烧燃料热量的损失，可以提高热机效率，故B正确； C．多燃烧燃料，可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高，故C错误； D．热机工作时，总要克服摩擦做功、总有部分能量散失到空中，用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量，所以热机效率一定小于1，故D错误。 故选：B。 34．有一台以汽油机为动力的茶园修剪机。其油箱最多可装3kg的汽油，消耗一箱油做功3.45×107J，求：（q汽油＝4.6×107J/kg） （1）一箱汽油完全燃烧放出的热量； （2）汽油机工作的效率； （3）如果这台油机的效率提高到50%，则做同样的有用功，可节约多少千克的汽油； （4）简述提高汽油机效率的方法。 【答案】（1）一箱汽油完全燃烧放出的热量为1.38×108J； （2）汽油机工作的效率为25%； （3）如果这台油机的效率提高到50%，则做同样的有用功，可节约汽油1.5kg； （4）能量的二次利用可以提高利用率；还可以涂润滑油，减小摩擦等。 【解答】解：（1）一箱汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×3kg＝1.38×108J； （2）汽油机工作的效率为：100%100%＝25%； （3）由η100%得，做同样的有用功，消耗的汽油完全燃烧放出的热量为： Q放′6.9×107J， 由Q放＝qm得，消耗汽油的质量为：m′1.5kg，可节约3kg﹣1.5kg＝1.5kg千克的汽油； （4）能量的二次利用可以提高利用率；还可以涂润滑油，减小摩擦等。 答：（1）一箱汽油完全燃烧放出的热量为1.38×108J； （2）汽油机工作的效率为25%； （3）如果这台油机的效率提高到50%，则做同样的有用功，可节约汽油1.5kg； （4）能量的二次利用可以提高利用率；还可以涂润滑油，减小摩擦等。 地 城 考点08 能量的转化与转移 35．如图甲所示的某路灯，白天光伏电池对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，图乙是这一过程中的能量转化图（图中a、b、c分别表示某种形式的能量）。下列判断正确的是（　　） A．a是电能，b是电能，c是光能 B．a是内能，b是机械能，c是光能 C．a是机械能，b是内能，c是光能 D．a是内能，b是光能，c是电能 【答案】A 【解答】解：太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，其能量转化过程如下：太阳能→电能→化学能→电能→光能。故A正确，BCD错误。 故选：A。 36．2025年春晚《秧BOT》节目火遍全网，“机器人扭秧歌”从能量转化的角度来说，是把电能转化为 　机械　 能；人通过曲臂使手臂转动来拿起重物，此时人的手臂相当于 　费力　 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 【答案】机械；费力。 【解答】解：电动机是把电能转化为机械能的装置；人通过曲臂使手臂转动来拿起重物，是在力的作用下绕肘点转动的，动力臂小于阻力臂，动力将大于阻力，所以人的手臂相当于简单机械中的费力杠杆。 故答案为：机械；费力。 37．该图是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将 　光　 能转化为电能；车轮的轮毂其实是四个风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为 　电　 能，充入自身电池储存起来。 【答案】光；电。 【解答】解：高效光电转换器，它可将光能转化为电能； 风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为电能，充入自身电池，再将电能转化为化学能储存起来。 故答案为：光；电。 38．四旋翼无人机，它依靠电池为电动机供电，带动机翼旋转实现升空。小明操纵遥控器，使无人机从地面先加速上升，然后减速上升，最后悬停在某一高度进行摄影。则无人机在加速上升过程中，电动机将 　电　 能转化为 　机械　 能。 【答案】电；机械。 【解答】解：电动机工作的过程中消耗电能得到机械能，故电动机将电能转化为机械能； 故答案为：电；机械。 39．3月28日下午，山东省龙口市下丁家镇发生山火。随后，交通运输部北海救助局派遣救助直升机“B﹣7126”从蓬莱起飞前往扑救。救援人员结合火势和现场风力风向，精准操作吊桶进行空中洒水扑救。截至18时，救助直升机洒水15桶，共计30吨。目前，火势已得到控制。 阅读以下材料，回答问题。 （1）将水洒到山火中可以灭火的物理原理是：过程中，水发生了由液态向 　气　 态的物态变化；此过程要 　吸收　 热量（“吸收”或“放出”）； （2）直升机凭借优秀的发动机可以将很大质量的水拉起，在飞行过程中发动机将内能转化为 　机械能　 。 （3）直升机可以悬停在空中的力学原理是：　B　 。 A.浮力 B.二力平衡 C.流体压强 【答案】（1）气；吸收；（2）机械能；（3）B。 【解答】解： （1）用水灭火的过程中，水由液态变为气态，发生汽化，汽化吸收热量。 （2）直升机的发动机将内能转化为 机械能。 （3）直升机悬停在空中时处于静止状态，受力平衡，所以受到向上的升力和向下的重力是一对平衡力。则直升机可以悬停在空中的力学原理是二力平衡，故选B。 故答案为：（1）气；吸收；（2）机械能；（3）B。 地 城 考点09 能量的利用效率 40．某校的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（　　） A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧 B．煤磨成粉，用空气吹进炉膛 C．向炉内多加些煤 D．用各种办法增大受热面积 【答案】C 【解答】解：要提高炉子的效率，需要使燃料充分燃烧，并且减少能量的损失。 A、鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧，可以使煤燃烧的更充分，可以提高燃料的利用率； B、煤磨成粉，用空气吹进炉膛，可以使煤充分燃烧，可以提高炉子的效率； C、向炉内多加些煤，这是消耗更多的燃料，不能提高炉子的效率； D、用各种办法增大受热面积，可以让热量被充分吸收，可以提高炉子的效率。 故选：C。 41．小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将1kg的水从20℃加热到60℃，消耗了0.01m3的天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.0×107J/m3，则此次燃气灶烧水的效率为 　42%　 。 【答案】42%。 【解答】解：水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×105J； 天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.01m3×4.0×107J/m3＝4×105J； 此次燃气灶烧水的效率：η42%。 故答案为：42%。 42．2022年4月21日长安汽车发布中国首款量产氢燃料电池轿车，如图所示，其续航里程可达700公里以上，可实现3分钟超快补能。该车氢燃料电池每消耗1kg氢可发电7.2×107J，然后利用电动机驱动车前进。（q氢＝1.4×108J/kg） （1）该车氢燃料电池发电效率为 　51.4　 %（结果保留一位小数）。 （2）若电动机工作的效率是83%，则电动机可以将消耗 　电　 能的83%转化为 　机械　 能。 【答案】（1）51.4；（2）电；机械。 【解答】解：（1）已知车氢燃料电池每1kg氢气可发电7.2×107J； 1kg氢全部反应产生的能量为： Q放＝mq氢＝1kg×1.4×108J/kg＝1.4×108J， 则氢燃料电池发电效率为： η； （2）若电动机工作的效率是83%，则电动机可以将消耗电能的83%转化为机械能。 故答案为：（1）51.4；（2）电；机械。 43．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，宗诚用酒精灯均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示。通过查阅资料已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg•℃）。 （1）该物质在B点时的内能　大于　 （大于/小于/等于）在A点时的内能； （2）该物质从第6min到第10min共吸收　4.8×104　 J热量，该物质在固态（OA阶段）时的比热容为　1.5×103　 J/（kg•℃）； （3）经测量BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g（酒精完全燃烧），则在BC阶段的热转化效率为　16%　 。 【答案】（1）大于；（2）4.8×104J；1.5×103；（3）16%。 【解答】解：（1）该物质是晶体，在熔化过程中温度不变，但要不断吸热，内能增大，因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能； （2）由图象知，在第6min水的温度为50℃，在第10min，温度为90℃，则： Q吸＝cmΔt＝3×103J/（kg•℃）×0.4kg×（90℃﹣50℃）＝4.8×104J； 由图知OA阶段吸收的热量为BC阶段的一半，由Q吸＝cmΔt，可得， c1.5×103J/（kg•℃）； （3）Q总＝mq酒精＝0.01kg×3.0×107J/kg＝3×105J， 则η100%100%＝16%。 故答案为：（1）大于；（2）4.8×104J；1.5×103；（3）16%。 44．小明同学看到燃气灶的火焰很旺，旁边的物品都被烤得很热，他想：这些热量不都白白浪费了吗？他想计算一下他家燃气灶烧水时的热效率。将1.5kg的水倒入烧水壶中，并测出水的初温为15℃，刚开始加热时燃气表的示数为365.339m3，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，燃气表的示数为365.384m3。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。求： （1）这些水从加热到烧开吸收多少热量？ （2）这一过程中燃气灶的加热效率是多少？ （3）请你说出两条影响燃气灶加热效率的因素。 【答案】（1）这些水从加热到烧开吸收了5.355×105J的热量； （2）这一过程中燃气灶的加热效率是29.75%； （3）影响燃气灶热效率的因素有：燃料不能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不能被水全部吸收等。 【解答】解：（1）在一个标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量： Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃﹣15℃）＝5.355×105J； （2）烧开这壶水所消耗的天然气： V＝365.384m3﹣365.339m3＝0.045m3， 天然气完全燃烧放出的热量： Q放＝Vq＝0.045m3×4.0×107J/m3＝1.8×106J， 这一过程中燃气灶的加热效率： η100%100%＝29.75%； （3）影响燃气灶热效率的因素有：燃料不能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不能被水全部吸收等。 答：（1）这些水从加热到烧开吸收了5.355×105J的热量； （2）这一过程中燃气灶的加热效率是29.75%； （3）影响燃气灶热效率的因素有：燃料不能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不能被水全部吸收等。 45．冬季供暖的家用暖气通常根据安装参数由多个相同规格的单片暖气构成一组。客厅的一组水流量为0.6m3/h的暖气片中水流进户温度是60℃，回水温度是50℃．采暖时热量利用效率为60%，c水＝4.2×103J/（kg•℃），q煤＝3.6×107J/kg。请回答下列问题： （1）供暖1h，客厅暖气片内的热水在循环过程中释放的有效热量为多少？ （2）完全燃烧多少千克的无烟煤放出的热量与上述有效热量相当？ （3）既要金山银山，也要绿水青山。据了解某市热力总公司对传统的燃煤锅炉进行改造，请你站在环保角度为热力公司提出一条建议。 【答案】解： （1）供暖1h，客厅的一组暖气片进入热水的体积：V＝0.6m3/h×1h＝0.6m3； 由ρ得，水的质量： m＝ρV＝1×103kg/m3×0.6m3＝0.6×103kg； 热水放出的热量： Q放＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.6×103kg×（60℃﹣50℃）＝2.52×107 J； 采暖时有效利用的热量： Q有效＝Q放×η＝2.52×107 J×60%＝1.512×107J； （2）放出相同的热量需要完全燃烧无烟煤的质量： m′0.42kg。 （3）从环保角度考虑，要使用更加清洁的燃料，或对废气进行处理之后再进行排放，充分利用余热等。 答：（1）供暖1h，客厅暖气片内的热水在循环过程中释放的有效热量为1.512×107J； （2）完全燃烧0.42kg的无烟煤放出的热量与上述有效热量相当； （3）使用更加清洁的燃料（或对废气进行处理之后再进行排放、利用余热等）。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $