第十四章 内能的利用（单元测试.培优卷）-2025-2026学年九年级上册物理人教版（2024）

第十四章 内能的利用 一、单选题 1．社团课上同学们正在认真练习轮滑，此时轮滑鞋与地面摩擦温度升高。下列汽油机的四个冲程中能量转化与其相同的是（    ） A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 2．年月日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域，成功发射一枚携带训练模拟弹头的洲际弹道导弹“东风”，并准确落入预定海域，彰显了我国军事的绝对实力。以下有关说法正确的是（　　） A．发动机燃料的比热容最大 B．导弹升空过程中重力势能变小 C．燃料燃烧越充分，其热值越大 D．导弹与空气摩擦是通过做功的方式改变内能 3．如图所示，敦煌盐塔式光热电站将太阳光会聚到熔盐吸热塔，阳光的能量被熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气推动汽轮机发电，下列说法正确的是（　　） A．盐塔式光热电站实现了光电转化，将光能直接转化为电能 B．太阳能是不可再生能源 C．熔盐通过热传递的方式改变内能 D．能量在转移和转化过程中总量不断减少 4．假如“能量只能转移不能相互转化”，则下列现象还能发生的是（　　） A．钢铁在火炉中熔化 B．古人钻木取火 C．电动机通电转动 D．给手机充电 5．有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（　　） A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 6．北京时间 2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船发射成功。航天员乘组蔡旭哲、宋令东、王浩泽顺利入驻中国空间站，开启了为期约6个月的太空驻留。关于发射过程，下列说法错误的是（　　） A．火箭上升时，利用了力的作用是相互的原理 B．火箭刚开始上升时，速度越来越快，载人飞船的动能越来越大 C．火箭刚开始上升时，三位宇航员之间是相对静止的 D．火箭中的燃料燃烧时，把内能转化成机械能 7．2024世界内燃机大会上，潍柴动力发布了由我国自主研制的全球首款热机效率为的柴油机，创造了当今世界内燃机效率的最高纪录。四款柴油机的效率如表格所示，下列说法错误的是（　　） 柴油机型号 初代柴油机 潍柴动力柴油机 2020年 2022年 2024年 热机效率 约 A．在柴油机的吸气冲程中，吸进汽缸的只有空气 B．在柴油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭 C．在柴油机的压缩冲程中，存在着内能转化为机械能的过程 D．若输出的有用功相同，则四款柴油机中2024年产潍柴动力柴油机消耗的柴油最少 二、多选题 8．北京时间2024年10月30日4时27分，搭载“神舟十九号”载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射成功。下列说法正确的是（　　） A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B．火箭升空时的能量转化类似于汽油机的压缩冲程 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，但内能不为零 D．火箭发射塔下方水池里装水是利用水的比热容大的特性 9．如图是一种太阳能背包，背包面上有一太阳能电池板，书包里有一蓄电池，可以给手机、小风扇等电子产品供电。下列关于该背包的说法正确的是（   ） A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将内能转化为化学能 C．蓄电池放电时将化学能转化为电能 D．小风扇工作时将电能转化为机械能 10．如图所示是我国《农书》中记录的槽碓（dui）。大木勺积水较多会下沉，使石锤上升；当大木勺内的水流出变轻后，石锤落下击打石臼内的谷物。该槽碓（　　） A．机械效率可达100% B．是杠杆 C．机械效率不可能达到100% D．是热机 11．如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高； B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大； C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气； D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的做功冲程 12．如图所示，有关这个小小蒸汽轮机的说法正确的是（   ） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．水吸热发生了汽化现象 C．蒸汽的内能转化为轮子的机械能 D．酒精燃烧产生的内能全部转化为小轮的机械能 13．我国自主研发的氢燃料电池驱动客车已经亮相，氢燃料电池是使用氢作燃料，其基本原理是电解水的逆反应。与传统汽车相比，它的能量转化效率高达60%~80%，比内燃机效率高1.5~2倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出，实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程汽油内燃机的说法中，错误的是（    ） A．客车获得动力的是吸气冲程 B．氢燃料电池驱动客车行驶时的能量转化过程：化学能→内能→机械能 C．四冲程内燃机的四个冲程中，发生能量转化的冲程：压缩冲程、做功冲程 D．飞轮的转速为1800r/min的四冲程内燃机每秒钟的做功次数为30次 三、填空题 14．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。 15．如图所示，返回舱穿越大气层时温度升高，这是由于摩擦而将 能转化为 能，火箭发动机以液态氢为燃料是因为液氢 。 16．干木材的热值是，完全燃烧干木材，能放出 J热量，燃烧过程将 能转化成内能。 17．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。 18．体积为，热值为的煤气完全燃烧放出的热量为 J，若这些热量的10%被温度为30℃，质量为3kg的水吸收，已知当地气压为一标准大气压，则水的末温为 ℃。 19．近年来，我国航天事业取得了长足发展。运载火箭通常选用液态氢做燃料是因为液态氢 。假设某次发射，燃烧液态氢2.1×104kg，若这些热量用干木柴来获取，至少需要 kg干木柴。（已知：液态氢的热值为1.4×108J/kg，干木柴的热值为1.2×107J/kg） 四、作图题 20．按要求完成下列作图。 (1)如图1，这是探究冰熔化前后温度变化的特点实验时完成的部分图像的绘制，实验第8分钟时冰刚好完全熔化，已知加热到第12分钟时停止加热，请补全8~12分钟的图像。（） (2)请在如图2坐标系中画出煤油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像。 (3)甲是小型汽油耕作机，图乙是它的吸气冲程示意图，图中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图丙中用“T”画出做功冲程进气门的开闭情况；用“↑”“↓”的箭头表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动方向。 五、实验题 21．小明组装了下图所示的装置探究煤油和菜籽油的热值大小。 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽后水的温度/℃ 10g煤油 20 80 ① 20 50 (1)小明设计的实验数据表格如上表，其中①处内容漏写了，请你帮他补充完整： 。 (2)为使实验现象明显，烧杯中水的质量应适当 （选填“大”或“小”）一些。 (3)由表中记录数据可知， 的热值大。 22．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同。 温度/℃ 20 30 40 50 加热时间/s 液体a 0 40 82 126 液体b 0 18 40 64 (1)在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量 （选填“必须”或“无须”）相等； (2)若要比较不同燃料的热值大小，应选择图甲和图 进行实验；实验中，用 （选填“加热时间”或“升高温度”）来表示液体吸收热量的多少； (3)某同学选用甲、丙两图进行实验，所得数据如表所示，分析表中数据，你认为a、b两种液体中，比热容较大的是 （选填“a”或“b”）液体。 六、计算题 23．某品牌家用汽车满载时的质量为，四个轮子与水平地面的总接触面积为。某次它水平匀速行驶了，消耗汽油，若该车受到的阻力为车总重的0.1倍，求： (1)汽车行驶的速度是多少千米每时？ (2)满载时汽车对水平地面的压强是多少帕？ (3)若汽油的热值为，行驶过程中发动机的效率为多少？ 24．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10L的水加热，同时他们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2kg的煤，水的比热容为，水的密度为，煤的热值约为。求： (1)经过6min的加热，水所吸收的热量； (2)煤完全燃烧产生的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 25．绿水青山就是金山银山。为建设生态优美、幸福宜居的新农村，某市部分农村地区已用上绿色能源——天然气（）。 (1)天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (2)若这些热量的25%被初温为70℃、质量为12.5kg的水吸收，能使水的温度升高到多少？[，气压为标准大气压] 26．截至2024年底，中国新能源汽车年产销量迈上千万辆级台阶，新能源汽车产销量连续10年位居全球第一。如图所示，某品牌新能源汽车总质量为1000kg，该车在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.1倍，若它以50km/h速度匀速行驶距离2km，在此过程中消耗氢气20g（q氢气=1.4×108J/kg）求： (1)汽车匀速行驶时受到的牵引力做功；（g=10N/kg） (2)汽车匀速行驶时的机械效率。 七、综合题 27．阅读短文，回答文后问题。 载人飞艇 2024年，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作，飞艇采用氦气作为浮升气体，因其化学性质稳定且密度（0.18kg/m³）远小于空气（1.29kg/m³）。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功∶推动功指推力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。 当飞艇低速（v≤12m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示，飞艇部分参数如下表所示。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。 空载质量（不含氦气） 3500kg 气囊总容积 4000m3 发动机额定输出功率 3×105W 辅助功的功率 5×104W 发动机效率 36% 最大速度 72km/h (1)气囊采用轻质材料制作是为了减小 ； (2)气囊内装满氦气的质量为 kg； (3)飞艇先后以2m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为W1和W2，则W1∶W2= ； (4)经过测试发现：当消耗20kg燃油时，飞艇以10m/s的速度水平匀速直线飞行，可运动的最远。则飞行的最大距离为 km。（燃油热值） 28．如图所示，2025年2月21日，由中航工业自主研制的电动型载人飞艇“祥云”AS700D在湖北荆门成功完成科研首飞，其部分技术参数见下表。g取10N/kg。 最大起飞质量 4t 最大飞行高度 3000m 最大飞行速度 80km/h (1)飞艇是利用空气的 升空的。飞艇在加速上升过程中，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)飞艇利用激光测距仪探测前方建筑物距离，光脉冲往返时间为，求飞艇距离前方建筑物的距离 （光速取）。 (3)飞艇以最大起飞质量悬停在空中时，所受的浮力为多大 ? (4)若飞艇在水平方向上沿直线匀速飞行时，推进器提供的水平推力为F，飞艇推进系统的效率为η。按设计最大航程s计算，请推导飞艇携带的锂电池至少需要储存的电能W的表达式 。 八、科普阅读题 29．阅读短文，回答问题： 全球最大的“充电宝” 河北丰宁抽水蓄能电站有世界最大的“充电宝”之称。它的设计年发电量为66亿千瓦时，年抽水量为87亿千瓦时。每年可节约48.08万吨标准煤，减少二氧化碳排放120万吨，相当于造林24万亩。其规模和发电能力，都位列全球第一。 抽水蓄能电站被称作巨型“充电宝”，是因为通过电网调度，电站可以在用电低谷时从下水库抽水至上水库，等到了用电高峰期，上水库再放水到下水库，推动水轮机发电，由此解决了电能难以存储的难题。 现有的储能装置大体可分为机械储能（抽水蓄能、压缩空气、飞轮）、电磁储能（超导、电容器）和化学储能（电池）。相比于其他储能方式，抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点，因而得到了快速发展和广泛应用，是电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。丰宁电站首次实现抽蓄电站接入柔性直流电网，能有效支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行，为中国环首都地区提供绵绵绿电。 （1）现有的储能装置可分为机械储能、 、化学储能等几种方式； （2）该电站抽水蓄能时可将 能转化为机械能，发电时可将 能转化为电能； （3）说出一条抽水蓄能电站的特点 。 30．阅读短文，回答问题。 运载火箭 运载火箭是一种能够将人造卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入太空预定轨道的航天运输工具。 运载火箭由以下三部分构成： 箭体结构：包括整流罩、级间段、仪器舱、有效载荷舱和尾段等部分。整流罩用于保护卫星等有效载荷在穿越大气层时不受气动力和气动热的影响；级间段用于连接火箭的各级；仪器舱内装有各种测量仪器、控制设备和通信设备等；有效载荷舱用于安装卫星等有效载荷；尾段则装有发动机等设备。 发动机：是运载火箭的动力装置，为火箭提供推力。发动机的类型有液体发动机和固体发动机。液体发动机具有比冲高（较少的燃料让飞行器飞得更高、更远）、推力可调节等优点，但结构复杂、维护成本高；固体发动机结构简单、可靠性高、响应速度快，但比冲相对较低、推力不可调节。 控制系统：负责控制火箭的飞行姿态、轨道和发射时机等。控制系统由制导系统、姿态控制系统和飞行控制系统等组成。制导系统确保火箭能够准确地飞向预定轨道；姿态控制系统用于控制火箭的俯仰、偏航和滚动等姿态；飞行控制系统则对火箭的整个飞行过程进行监控和控制。 (1)运载火箭在穿越大气层时，整流罩为保护卫星等有效载荷，与气体摩擦后温度会升高，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式使整流罩的内能 （选填“增大”或“减小”）。 (2)比冲高的运载火箭液体发动机应选用热值较 （选填“大”或“小”）的燃料。 (3)随着科学技术的进步，运载火箭的热机效率 （选填“能”或“不能”）达到100%。 31．我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： （1）了解火箭的相关知识：2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的“长征二号F”火箭点火发射。如图甲所示，火箭刚发射时，高温火焰向下喷射到发射台的地面，发射台遇到这样的高温容易发生 。为了保护发射台，在发射台底建了一个大水池，让火焰喷射到水中，利用水的 来吸收大量的热量（前两空均填物态变化）火箭升空的瞬间，伴有庞大白色气团实质是 （选填“小水滴”“烟雾”或“水蒸气”）。 （2）制作并发射：火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射，如图乙，图丙是其结构示意图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的 冲程相同，使水火箭上升的施力物体是 （选填“地球”或“喷出的水”） （3）项目评估：各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量 来评选出“最佳飞行奖”。（写出一种方法即可） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．B 【详解】轮滑鞋与地面摩擦温度升高，是通过做功将机械能转化为内能。 A．做功冲程是内能转化为机械能，故A不符合题意； B．压缩冲程是活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，与摩擦生热的能量转化相同，故B符合题意； C．吸气冲程仅吸入混合气体，无能量转化，故C不符合题意； D．排气冲程仅排出废气，无能量转化，故D不符合题意。 故选B。 2．D 【详解】A．发动机燃料的比热容不变，比热容是物质的特性，是反映物质吸收热量或者放出热量的能力，没有对比，无法比较比热容的大小，故A错误； B．导弹升空过程中，质量不变，高度增加，重力势能变大，故B错误； C．热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故C错误； D．导弹与空气摩擦是通过做功的方式改变内能，涉及能量的转换，故D正确。 故选。 3．C 【详解】A．光热电站并不是直接将光能转化为电能，而是先将太阳能通过熔盐吸热转化为内能，再通过加热水产生蒸汽推动汽轮机转化为机械能，最后转化为电能，故A错误； B．太阳能是可再生能源，因为太阳的能量在人类时间尺度上是取之不尽、用之不竭的，故B错误； C．熔盐吸收阳光的能量是通过热传递实现的，其内能因此增加，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量在转移和转化过程中总量保持不变，故D错误。 故选C 。 4．A 【详解】A．钢铁在火炉中熔化并没有能量的转化，只是热能的转移。因此，这个现象在假设条件下仍然能发生，故A符合题意； B．古人钻木取火时，机械能转化为热能，涉及到了能量的转化，与假设条件相违背，故B不符合题意； C．电动机通电转动时，电能转化为机械能，涉及到了能量的转化，与假设条件相违背，故C不符合题意； D．手机充电时，电能转化为化学能，涉及到了能量的转化，与假设条件相违背，故D不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A．电烤炉取暖，电烤炉消耗电能转化为内能，然后内能转移到人体，故A错误； B．钻木取火，是通过做功的方式，将机械能转化为内能，故B错误； C．中医提倡的热水泡脚，脚从热水中吸收热量，因此是通过热传递的方式增大脚部的内能，故C正确； D．用嘴对着手哈气取暖，手从哈气中吸收热量，因此主要是通过热传递的方式增大手的内能，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．火箭上升时，火箭给燃气向下的力，利用力的作用是相互的原理，燃气给火箭向上的力，故A正确，不符合题意； B．火箭刚开始上升时，质量可视为不变，速度越来越快，载人飞船的动能越来越大，故B正确，不符合题意； C．火箭刚开始上升时，三位宇航员之间位置没有发生改变，是相对静止的，故C正确，不符合题意； D．火箭中的燃料燃烧时，把化学能转化成内能，故D错误，符合题意。 故选D。 7．C 【详解】四冲程工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能。 A．在柴油机的吸气冲程中，吸进汽缸的只有空气，故A正确，不符合题意； B．在柴油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，故B正确，不符合题意； C．在柴油机的压缩冲程中，存在着机械能转化为内能的过程，故C错误，符合题意； D．若输出的有用功相同，则四款柴油机中2024年产潍柴动力柴油机消耗的柴油最少，因为其效率是高，故D正确，不符合题意； 故选C。 8．CD 【详解】A．热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，其大小与燃料是否燃烧充分无关，故A错误； B．火箭升空时，是利用燃料燃烧时产生的高温、高压气体向后喷出而产生强大反推力工作的，所以是将内能转化为机械能，能量转化形式与汽油机的做功冲程相同，故B错误； C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C正确； D．火箭发射塔下方水池里装水是利用水的比热容大的特性，在吸收相同热量时，温度升高较小，故D正确。 故选CD。 9．ACD 【详解】A．太阳能电池板通过光伏效应将太阳辐射的光子能量直接转化为电能，故A正确； B．给蓄电池充电时是将电能转化为化学能储存，并非将内能转化为化学能，故B错误； C．蓄电池放电时通过电化学反应将储存的化学能转化为电能输出，故C正确； D．小风扇工作时，电动机将输入的电能转化为扇叶转动的机械能，故D正确。 故选ACD。 10．BC 【详解】AC．任何机械使用时，不可避免地做额外功，任何机械的效率都不可能达到或超过100%，故A不符合题意，C符合题意； B．结合图片和生活经验，槽碓在使用过程中，是绕着固定点转动的硬棒，属于杠杆，故B符合题意； D．槽碓使用时将水的机械能转化为石锤的机械能，没有将内能转化为机械能，不属于热机，故D不符合题意。 故选BC。 11．BD 【详解】A．液体沸腾的特点是：在沸腾过程中，不断吸收热量，但温度保持在沸点不变。所以水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度应保持不变，而不是升高，故A 错误； B．改变物体内能有两种方式：做功和热传递。对水加热时，热量从火焰传递到水中，水吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式使试管内水的内能增大，故B正确； C．物质由气态变为液态的过程叫液化。玻璃管口冒出的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴，而不是水汽化形成的水蒸气，水蒸气是无色透明的气体，肉眼是看不见的，故C错误； D．“白气”使小叶轮转动的过程中，“白气”的内能转化为小叶轮的机械能。在汽油机的做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，所以“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的做功冲程，故D正确。 故选BD。 12．BC 【详解】A．酒精燃烧是化学变化，在这个过程中，酒精的化学能转化为内能，而不是将内能转化为化学能，故A错误； B．水吸热后由液态变为气态，发生的是汽化现象（包括蒸发和沸腾，这里主要是沸腾），故B正确； C．蒸汽对外做功，推动轮子转动，蒸汽的内能转化为轮子的机械能，故C正确； D．酒精燃烧产生的内能一部分会散失到空气中，一部分会被装置吸收等，不能全部转化为小轮的机械能，存在能量损耗，故D错误。 故选BC。 13．ABD 【详解】A．四冲程内燃机中，做功冲程将内能转化为机械能，为客车提供动力，吸气冲程没有能量转化来提供动力，故A错误，符合题意； B．氢燃料电池工作时，氢气和氧气发生化学反应，化学能转化为电能，然后电能再转化为机械能，从而驱动客车行驶，能量转化过程为化学能→电能→机械能，故B错误，符合题意； C．四冲程内燃机的四个冲程里，压缩冲程中活塞对气体做功，将机械能转化为内能，做功冲程中燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，这两个冲程发生了能量转化，故C正确，不符合题意； D．四冲程内燃机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次。飞轮的转速为1800r/min=30r/s，则每秒钟飞轮转30圈，对外做功15次，故D错误，符合题意。 故选ABD。 14． 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。 15． 机械 内 热值大 【详解】[1][2]返回舱在穿越大气层时，与空气发生摩擦，此时返回器要克服摩擦做功，将机械能转化为内能。 [3]火箭发动机以液态氢为燃料，是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。 16． 4.8×107 化学 【详解】[1]完全燃烧干木材放出的热量 [2]燃烧过程是一种化学变化，将燃料的化学能转化为内能。 17． 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。 18． 100 【详解】[1]煤气完全燃烧放出的热量为 [2]水吸收的热量为 水的末温为 一标准大气压下水的沸点为100℃，水沸腾时温度保持不变，所以，水的实际末温为100℃。 19． 热值大 2.45×105 【详解】[1]火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。 [2]根据题意，干木柴完全燃烧放出的热量与燃烧液态氢放出的热量相等，即，由于，则可得 所以需要干木柴的质量为 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）已知冰在第8分钟全部熔化，8至12分钟，继续吸热，温度不断升高，由于冰比热容是水的比热容一半，冰和水的质量相同，在相同的时间内，吸收的热量相同，根据可知，水的温度变化是冰的温度变化的一半，冰在0~2min内升高的温度为4℃，则水在8~12min内升高的温度为4℃，如图所示： （2）热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，所以煤油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像，如图所示： （3）在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图所示： 21．(1)10g菜籽油 (2)小 (3)煤油 【详解】（1）要比较煤油和菜籽油这两种燃料的热值，根据控制变量法的思想，煤油和菜籽油的质量必须相等；所以①处添加：10g菜籽油。 （2）比较煤油和菜籽油热值，通过质量相同的燃料完全烧尽后水升高的温度来比较热值大小，烧杯中水的质量应该小一些，原因是水的比热容较大，温度变化不明显。 （3）由表中记录数据可知，煤油加热的水温度计升高的温度多，由Q吸=cmΔt知，煤油中水吸收的热量多，即煤油放出的热量较多；消耗燃料的质量相同，由知，燃料煤油的热值大。 22．(1)必须 (2) 乙 升高温度 (3)a 【详解】（1）在探究不同燃料热值或不同物质比热容的实验中，需要控制变量，改变烧杯内物质的种类或者燃料种类，需要其他因素相同，所以烧杯中a、b液体质量必须相等。 （2）[1]要比较不同燃料的热值大小，应控制被加热的液体种类、质量相同，燃料不同，所以应选择图甲和图乙进行实验（甲中燃料1，乙中燃料2，液体都是a且质量相同）。 [2]要比较不同燃料的热值大小实验中，是通过比较燃料燃尽后液体升高温度的多少来表示液体吸收热量的多少，升高的越多，吸收的热量越多，意味着燃料放出的热量越多，从而比较出热值的大小。 （3）甲、丙两图中，燃料相同（燃料1），则相同时间内放出热量相同，即单位时间内液体a和b吸收的热量相同。根据热量公式，质量m相同、Δt相同时，Q越大，c越大。 由表格数据，升高相同温度（如从20℃到30℃），液体a加热时间40s，液体b加热时间18s，a吸收的热量更多，所以a的比热容较大，即比热容较大的是a液体。 23．(1) (2) (3)40% 【详解】（1）水平匀速行驶了，则速度为 （2）汽车满载时的重力 汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压力 对地面的压强 （3）汽油的热值为 消耗汽油，消耗汽油完全燃烧释放的热量为 因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，汽车的牵引力 匀速行驶过程中牵引力所做的功 发动机的效率 24．(1) (2) (3) 【详解】（1）由图知，经过6min时间加热，水升高，根据，可知水的质量 水吸收的热量 （2）已知煤的质量和热值，煤完全燃烧产生的热量 （3）煤炉烧水时的热效率 25．(1) (2)100℃ 【详解】（1）对于气体燃料来说，完全燃烧燃料放出的热量，故天然气完全燃烧放出的热量 （2）水吸收的热量 由，得温度变化 水的初温，理论末温 但标准大气压下，水的沸点为100℃，水沸腾时温度保持不变，故实际上水的温度升高到100℃。 26．(1)2×106J (2)71.4% 【详解】（1）汽车总重力G=mg=1000kg×10N/kg=104N 汽车牵引力F=f=0.1G=0.1×104N=103N 汽车牵引力做功W=Fs=103N×2000m=2×106J （2）氢气完全燃烧放热Q=m氢q氢=20×10-3kg×1.4×108J/kg=2.8×106J 汽车机械效率 27．(1)质量 (2)720 (3)1∶9 (4)32.4 【详解】（1）轻质材料的密度较小，在体积一定时，物体的密度越小，质量越小，因此气囊采用轻质材料制作是为了减小质量。 （2）将气囊充满氦气，此时氦气质量为 （3）由图乙可知，空气阻力F阻与速度v的图线为一条过原点的斜线，即F阻=kv,当速度为12m/s时，空气阻力为6×103N，解得：k=500N•s/m；飞艇先后以2m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为 因飞艇水平匀速直线飞行，则 故 （4）20kg燃油完全燃烧放出的热量为 则发动机输出的能量为（即发动机所做的总功） 由图乙可知，飞艇受到的空气阻力F阻=500N•s/m×v，据题意可知W=W推+W辅，且辅助功的功率恒定，则W辅=P辅t，由题知推动功W推=F阻s，根据速度公式可得，所以可得W=F阻s+P辅t，代入数据有 整理可得飞艇飞行的距离 由不等式知识可知，当v=10m/s时，此时距离s有最大值，飞行的最大距离为 28．(1) 浮力 增大 (2) (3) (4) 【详解】（1）[1][2]飞艇浸没在空气中，受到竖直向上的浮力，飞艇是利用空气的浮力升空的。飞艇在加速上升过程中，质量不变，速度增大，高度升高，飞艇的动能、重力势能都增大，机械能等于动能与重力势能之和，因此飞艇的重力势能增大。 （2）飞艇距离前方建筑物的距离 （3）飞艇悬停时，受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等；飞艇以最大起飞质量悬停时受到的浮力 （4）飞艇推进器做的有用功 飞艇推进系统的效率为η，锂电池至少需要储存的电能 29． 电磁储能 电 机械 资金投入少、设备寿命长 【详解】（1）[1]阅读材料可知，现有的储能装置大体可分为机械储能（抽水蓄能、压缩空气、飞轮）、电磁储能（超导、电容器）和化学储能（电池）。 （2）[2] [3]该电站抽水蓄能时，可将电能转化为机械能储存起来，发电时可将机械能转化为电能。 （3）[4] 抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点。 30．(1) 做功 增大 (2)大 (3)不能 【详解】（1）[1][2]运载火箭在穿越大气层时，整流罩与大气层中的气体发生摩擦，这是通过做功的方式（即机械能转化为内能）使整流罩的内能增大，温度升高。 （2）[1]比冲是描述火箭发动机性能的一个重要参数，它表示单位质量燃料所能产生的推力。比冲高的运载火箭液体发动机意味着在相同的燃料质量下，能产生更大的推力，使火箭飞得更高、更远。为了达到这样的效果，应选用热值较大的燃料，因为热值大的燃料在完全燃烧时能释放出更多的能量。 （3）[1]热机效率是指热机工作过程中有用能量与总能量之比。由于热机在工作过程中总会有一部分能量以热能的形式散失到空气中，同时机械部件之间也会存在摩擦消耗一部分能量，因此热机的效率不可能达到100%。 31． 熔化 汽化 小水滴 压缩 喷出的水 飞行时间 【详解】（1）[1]火焰的温度很高，所以很多物体遇到高温的火焰会吸热而熔化。 [2]发射台下是水池，而让火焰喷射到水中，水从液态变为气态的水蒸气即发生汽化，从而能从周围吸取热量。 [3]这些水蒸气散发到空气中，遇到冷空气液化成的小水滴就是我们看到的“白气”。    （2）[4]使用打气筒打气时，活塞压缩气体做功，将机械能转化为气体的内能，与汽油机的压缩冲程相同。 [5]水火箭向下喷水，喷出的水给火箭一个向上的力，使火箭上升，所以使水火箭上升的施力物体是喷出的水。    （3）[6]“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量，可以测量水火箭在空中飞行的时间，时间越长，飞行的高度越高。    答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $