专题08 机械能和内能（期末压轴题训练）九年级物理上学期新教材苏科版

专题08 机械能和内能重难点分析 题型01 探究动能、势能的影响因素 1．（24-25九年级上·江苏镇江·期末）某兴趣小组的同学利用小球和相关实验器材完成了如下实验： 实验一：如图甲，在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中， （1）该实验中所探究物体的动能是指物体 ________（选填“A”或“B”）的动能； （2）该实验装置要探究的是物体动能的大小与________的关系； （3）该实验物体动能的大小是通过________来反映的。 实验二：如图乙，在探究“弹性势能的大小与物体弹性形变的关系”的实验中， （4）应将同一个弹簧压缩________（选填“相同”或“不同”）的长度； （5）弹簧恢复原长过程中，主要是将弹簧的________能转化为小球的________能。 【答案】（1）A （2）速度 （3）物体B被撞击后移动的距离 （4）不同 （5） ①. 弹性势 ②. 动 【小问1详解】 实验中通过小球撞击木块移动距离的远近来表示小球具有动能的大小，因此该实验中所探究物体的动能是指物体A的动能。 【小问2详解】 实验中，物体A从不同的高度静止滑下，到达水平面的速度不同，探究的是物体的动能与速度的关系。 【小问3详解】 根据转换法，该实验物体动能的大小是通过物体B被撞击后移动的距离来反映的。 【小问4详解】 探究弹性势能的大小与物体的弹性形变程度的关系，要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度。 【小问5详解】 [1][2]弹簧恢复原长过程中，弹性形变程度变小，弹性势能减小，小球的动能增大，因此主要是将弹簧的弹性势能转化为小球的动能。 2. （24-25九年级上·江苏泰州·期末）小聪做“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，实验时让质量不同的小车从同一斜面的同一高度由静止释放。 （1）该实验物体的动能是指___________（木块／小车）的动能，探究的是物体动能与___________的关系。物体动能的大小是通过___________来反映的； （2）第一次实验的情景如图所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块___________； （3）第三次实验，小聪在小车上加了两个钩码正确操作，发现木块滑出木板。小聪认为该次实验失败，需对实验进行改进，否则无法得出结论。你认为是否需要，说出你的理由。___________（需要／不需要），理由是___________。 【答案】 ①. 小车 ②. 质量 ③. 木块移动的距离 ④. 放回原处 ⑤. 不需要 ⑥. 见解析 【详解】（1）[1][2][3]本实验的研究对象是小车，因此该实验物体的动能是指小车的动能，由于小车的动能大小用肉眼很难判断，所以根据转换法可知，小车的动能大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的。本实验中，让质量不同的小车从同一斜面的同一高度由静止释放，质量不同，速度相同，因此探究的是物体动能与质量的关系。 （2）[4]在实验的过程中，通过木块滑动的距离来判定动能的大小，故重新实验时，应把木块恢复到原位置，即在进行第二次实验前，应先将撞出的木块放回原处。 （3）[5][6]在本实验中，探究的是物体的动能与质量的关系，小车的动能大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的，木块移动的距离越大，说明小车的动能就越大，第三次实验时，小车的质量比前两次的大，小车撞击木块使得木块滑出木板，木块移动的距离比前两次大，说明第三次实验小车的动能比前两次的大，符合实验要求，故不需要对实验进行改进。 3. （24-25九年级上·江苏启东·期末）小明和小华在研究“物体的重力势能与高度有什么关系”时，做了如下实验： 第一步，小明让一个沾有水的篮球从1m高处由静止释放，留在水泥地面上的形状如图a。 第二步，再分别从1.4m、1.8m高处由静止分别释放，留在水泥地面上的形状如图b、c。 根据实验过程，回答下列问题： （1）该实验中，小明是用______来反映重力势能的大小； （2）对比三次实验可以得到的结论是：______； （3）从能量角度看，篮球下落并在地面上留下印迹的过程中，经历了篮球的重力势能先转化为______能，再转化为______能的过程。 （4）细心的小华观察到，在做“从1.4m、1.8m高处由静止分别释放”的实验中，原先篮球中沾的水变少了，他觉得根据刚才收集的信息得出结论的有误。你支持小华的说法吗？______（选填“支持”或“不支持”），理由是______。 【答案】（1）球与地面接触面积的大小 （2）质量一定时，物体的高度越大，重力势能越大 （3） ①. 动 ②. 弹性势 （4） ①. 不支持 ②. 见解析 【小问1详解】 小明是用球与地面接触面积的大小来反映重力势能的大小。这是通过观察篮球在不同高度释放后，留在地面上的印迹大小来间接反映篮球的重力势能大小。这种方法称为转换法，即通过观察一个易于测量的物理量（如印迹大小）来间接了解另一个物理量（如重力势能）。 【小问2详解】 三次实验中，篮球的质量是相同的，下落的高度不同，高度越高，球与地面接触面积就越大，所以结论为：质量一定时，物体的高度越大，重力势能越大 【小问3详解】 [1][2]篮球下落并在地面上留下印迹的过程中，高度先减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，当篮球与地面接触后，篮球的动能会转化为篮球的弹性势能，使篮球发生形变，从而在地面上留下印迹。 【小问4详解】 [1][2]对于小华的说法，我们不支持。理由是：篮球沾水的减少可能是因为水在下落过程中飞溅出去，但这并不影响实验结论的正确性。实验结论是基于篮球撞击地面时留下的印迹大小来判断重力势能的大小，而不是篮球沾水的多少。因此，即使篮球沾的水变少了，只要篮球的质量没有显著变化，实验结论仍然是有效的。 4. （24-25九年级上·江苏徐州·期末）我国高速公路总里程位居世界前列，为探究高速公路上超速和超载的危害，小明设计了图示三次实验，实验中球体积均相同，同一弹簧的压缩量，木块被撞后静止时的位置如虚线木块所示。根据上述实验可探究（　　） A. 超载的危害 B. 超速的危害 C. 超速和超载的危害 D. 超速和超载都不可探究 【答案】B 【详解】乙、丙两次实验中，乙实验弹簧的压缩量较大，具有弹性势能较大，转化为小球的动能也较大；两次实验中均为铁球，质量相同，所以乙实验中铁球的速度较大，推动木块的距离也较大，可以探究超速的危害；要反映超载的危害，应使小球的速度相同而质量不同；由题可知，塑料球和铁球质量不同，但是甲、乙或甲、丙两组实验都不能控制两小球的速度相同，所以，不能探究超载的危害。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 题型02 动、势能的相互转化 5. （24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图甲所示，是学校安装的乒乓球发球机。如图乙所示，乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，三个球到达乒乓球台的速度（ ） A. va最大 B. vb最大 C. vc最大 D. 一样大 【答案】D 【详解】三只球在离开发球机后，只受重力作用。根据机械能守恒定律，在不计空气阻力的情况下，球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒。由于三只球初始高度相同，初速度相同，三个球的初始动能和重力势能是相同的。因此，无论球飞出的方向如何，它们到达台面时的机械能相同，其高度相同，其重力势能相同，则其动能相同，又因为其质量相同，所以其速度相同。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6. （24-25九年级上·江苏兴化·期末）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将________（选填“铁块”或“泡沫块”）用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后，将魔罐在水平桌面上向前推出，罐子向前滚动一段距离后会自己返回，罐子返回的过程中是________能转化为动能。该魔罐在制作的过程中要使橡皮筋的张紧度适当，若橡皮筋张得过松会导致罐子________（选填“一直向前滚”或“滚动一段距离后停在原地”）。 【答案】 ①. 铁块​ ②. 弹性势能 ③. 滚动一段距离后停在原地 【详解】[1]罐子返回的关键是橡皮筋储存的弹性势能转化为动能。铁块密度大、惯性大，在罐子滚动时能更有效地拉伸橡皮筋储存能量；泡沫块质量过轻，难以使橡皮筋充分形变储存足够的弹性势能。 [2]罐子向前滚动时，铁块因惯性滞后使橡皮筋被拉伸，罐子的动能转化为橡皮筋的弹性势能；返回时，橡皮筋收缩，将储存的弹性势能转化为罐子的动能。 [3]若橡皮筋过松，其形变程度不足，储存的弹性势能较少，可能仅能抵消摩擦损耗，无法提供足够能量使罐子返回，导致罐子滚动一段后直接停止。 7. （24-25九年级上·江苏吴江·期末）如图为一轻质弹簧，左端固定在竖直墙壁上，右端与一物块接触（不连接），物块在A处时弹簧处于原长，水平面不光滑。现缓慢推动物块将弹簧压缩至O点，松手后物块被向右弹出，最终停在B点。则下列说法正确的是（ ） A. 物块速度最大的位置在A点左侧 B. 刚松手瞬间弹簧对物块的力大于物块对弹簧的力 C. 从O点运动到A点过程，物块的动能不断增加 D. 物块向右运动过程中，弹簧减小的弹性势能完全转化为物块增加的动能 【答案】A 【详解】A．物块从O点松手后，刚开始受到向右的弹力大于向左的摩擦力，做加速运动，随 着物块的移动，弹簧的弹力逐渐减小，当向右的弹力等于向左的摩擦力时，速度达到最大， 此后弹力小于摩擦力，便开始减速，过了A点后物块离开了弹簧，不再受弹簧的作用力，由于 惯性继续运动，运动过程中受向左的摩擦力而不断减速，最终停在B点，所以速度最大的位置 在A点左侧。故A正确 B．根据牛顿第三定律，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。在这里，弹簧对物块的力和物块对弹簧的力就是一对作用力和反作用力。所以，刚松手瞬间，弹簧对物块的力一定等于物块对弹簧的力，故B错误； C．从O点到A点物块的运动过程中，物块受到向右的弹力和向左的摩擦力，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，物块加速运动，当弹簧的弹力小于摩擦力时物块开始减速，所以物块的动能是先增加后减小的，故C错误； D．物块向右运动过程中，弹簧的弹性势能逐渐减小，转化为物块的动能和由于摩擦产生的内能。所以，弹簧减小的弹性势能并没有完全转化为物块增加的动能，还有一部分转化为了内能，故D错误。 故选A。 8. （24-25九年级上·江苏扬州·期末）如图所示，从点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，为球与水平地面的接触点，C、F两处等高，小球从A到B的过程中重力势能________（选填“增大”“减小”或“不变”），从B向D下落过程中________能增大，C点动能_______（填“>”“=”或“<”）F点的动能。 【答案】 ①. 不变 ②. 动 ③. > 【详解】[1]小球从A到B的过程中，质量不变，高度不变，重力势能不变。 [2]从B向D下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，是重力势能转化为动能。 [3]整个过程中小球由于有空气阻力、与地面碰撞，存在能量损失，因此机械能会一直减少，因此F点的机械能小于C点的机械能；图中C、F两点的高度相同，重力势能相同，因此C点动能大于F点的动能。 题型03 探究物质的比热容 9. （24-25九年级上·江苏宿迁·期末）小明用如图甲所示的实验装置来探究“不同物质吸热升温的现象”。 （1）实验中需要量取_____相等的沙子和水。 （2）用图示的方式对水和沙子加热的好处是_____（写一种即可）。 （3）实验中用温度计测量水和沙子的温度，数据记录后绘制出如图乙所示的图像。根据图像分析，加热相同的时间，沙子的温度上升得多，两者吸收的热量_____（</=/>）；说明_____的吸热本领强；不计热损失，沙子比热容为_____。 （4）小明还发现刚开始加热时，沙子升温速度比水小，可能的原因是：_____。 （5）夏天夜晚，小明赤脚走在海边的沙滩上与走进海水里相比，感觉_____比较凉。 【答案】（1）质量 （2）相同时间内沙子和水吸收的热量相等##加热方式更均匀 （3） ①. = ②. 水 ③. （4）未充分搅拌沙子##沙子受热不均匀 （5）沙滩 【小问1详解】 探究不同物质的吸热能力，需控制质量这一变量，根据吸热公式，质量会影响吸热升温情况。 【小问2详解】 同一红外灯同时加热，能保证相同时间内沙子和水吸收的热量相等或加热方式更均匀。 【小问3详解】 [1]同一热源加热相同时间，吸收的热量相等。 [2]加热相同时间，水的温度升高慢，根据，水的比热容大，吸热本领强。 [3]由图，加热5分钟，Q相同、m相同，沙子 根据公式，，代入化简得 【小问4详解】 沙子是固体，导热能力弱，刚开始加热时热量集中在表面，内部温度上升慢；而水的流动性强，受热更均匀，升温更快。 【小问5详解】 水的比热容较大，相同质量的水和沙子比较，夜晚时，水和沙子放出相同的热量，水的温度降低的少，沙子降低的温度多，所以沙滩比较凉。 题型04 探究燃料的热值 10.（24-25九年级上·江苏宜兴·期末） 小明和小华设计探究酒精和碎纸片热值大小的实验，安装了如图的实验装置，假设燃料燃烧均匀放热，记录数据如下表。 表一：酒精 水温/℃ 25 100 100 加热时间/min 0 5（刚好沸腾） 10（燃尽） 表二：碎纸片 水温/℃ 25 50 75 100 加热时间/min 0 5 10 15（燃尽） （1）实验时用两套相同装置，应______（选“自下而上”或“自上而下”）安装器材，并控制________（选“燃料质量”“水的质量”或“燃料与水的质量”）相等，实验中通过________来表示两种燃料放出热量的多少。 （2）小华认为实验时间过长，可以在燃烧5min时就读数比较，小明认为不对，理由是_______。为了缩短实验时间，你认为可行的方法是________。 （3）若实验中燃料完全燃烧，忽略热损失，可得酒精和碎纸片的热值之比为_______。 （4）小明查阅酒精的热值为3×107J/kg，已知消耗的酒精质量，利用表一中数据，测算水的比热容，测得的比热容比真实值偏_______（选“大”或“小”）。 【答案】（1） ①. 自下而上 ②. 燃料与水的质量 ③. 水升高的温度 （2） ①. 没有控制燃料燃烧的质量相等 ②. 减少燃料的质量 （3）2:1 （4）大 【小问1详解】 [1]在安装器材时，为了确保酒精灯用外焰加热，温度计的玻璃泡浸没在被测液体中，且不碰到试管壁与试管底，应按照自下而上的顺序安装器材。 [2]本实验探究不同燃料的热值，根据控制变量法的原则，实验中只能改变燃料的种类，燃料的质量和加热物质的种类及质量必须相同，故实验应控制燃料与水的质量相同。 [3]实验采用转换法，通过水升高的温度来表示两种燃料放出热量的多少，水升高温度越多，表明水吸收的热量越多，燃料释放的热量越多。 【小问2详解】 [1]小华认为燃料燃尽的时间过长，可以在燃烧5min时就读数比较，这种做法是错误的，原因是没有控制燃料燃烧的质量相等。 [2]为节省时间，可减少燃料的质量，让燃料完全燃烧再比较水升高的温度。 【小问3详解】 根据表格中的数据可知，酒精燃烧5min时就使水沸腾了，水吸收的热量为 酒精够燃烧10min，所以全部酒精燃烧释放的热量为 则酒精的热值为 碎纸片燃烧释放的热量为 则碎纸热值为 则热值之比为 【小问4详解】 根据题中的数据，根据，展开可得 则，因为有热量散失，燃料放出的热量没有完全被水吸收，水实际升高的温度偏小，故水的比热容偏大。 题型05 内能、改变物体内能的方式 11. （24-25九年级上·江苏江阴·期末）南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是℃。如图，南极上的小企鹅豆豆和丁丁之间发生了一次有趣的对话，它们的部分说法如下，其中正确的是（　　） A. 豆豆：咱们行动迟缓，有利于维持体能，说明内能与物体的运动速度有关 B. 丁丁：热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体 C. 豆豆：冰山熔化成水的过程，质量和温度都不变，内能也不会变化 D. 丁丁：冰山也具有内能 【答案】D 【详解】A．内能是物体内部所有分子动能和势能的总和，影响因素有物体的质量、温度、物态等，与物体的运动速度无关，只是物体运动会消耗内能，将内能转化为其他形式的能，故A错误； B．发生热传递的条件是存在温度差，且热量是由高温物体传递给低温物体，不是由内能大的传给内能小的，故B错误； C．冰山熔化成水的过程，质量和温度都不变，但需要吸收热量，内能会增加，故C错误； D．根据内能的定义可知，一切物体都具有内能，无论温度的高低、质量的大小，以及处于何种状态，都具有内能，故D正确。 故选D。 12. （24-25九年级上·江苏姜堰·期末）小博用打气筒给篮球打气，发现打气筒外壁发热。他猜想发热的主要原因是不断压缩气体做功。支持这一猜想的是（ ） A. 筒壁上部明显发热，筒壁下部基本不发热 B. 筒壁上部基本不发热，筒壁下部明显发热 C. 筒壁上下部都明显发热，且温度几乎相同 D. 筒壁上下部都明显发热，上部比下部更热 【答案】B 【详解】用打气筒打气时，压缩筒内空气做功，使筒内下部的空气内能增大、温度升高，由于摩擦以及升温的空气通过热传递会使筒壁温度升高，所以筒壁会发热；因被压缩的气体主要在下部，所以打气筒的下部筒壁比上部热得多，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 13. （24-25九年级上·江苏如皋·期末）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团可燃物，压下活塞，会看到可燃物燃烧。为了让实验现象明显，对于可燃物的选择以及对活塞的操作，下列说法正确的是（　　） A. 着火点高，迅速下压 B. 着火点低，迅速下压 C. 着火点高，缓慢下压 D. 着火点低，缓慢下压 【答案】B 【详解】要使可燃物容易燃烧要选择着火点低的可燃物，同时快速下压活塞，压缩气体做功，机械能转化为气体的内能，使气体温度达到或超过可燃物的着火点，可燃物会燃烧起来，故B正确，ACD错误。 故选B。 14. （24-25九年级上·江苏南京苏州·期末）如图是某小组的物理实践作业——走马灯：点燃蜡烛后，空气被加热上升，从纸杯顶部特殊设计的开口流出，使纸杯转动起来。关于走马灯，下面说法正确的是（ ） A. 燃烧越充分，蜡的热值越大 B. 蜡烛燃烧时内能转化为化学能 C. 热空气对纸杯做功后内能增加 D. 热空气的内能转化为走马灯的机械能 【答案】D 【详解】A．热值是燃料完全燃烧时放出热量与质量之比，与燃烧充不充分无关，故A错误； B．蜡烛燃烧时将蜡烛中化学能转化为内能和光能，故B错误； CD．热空气对纸杯做功后，内能转化为纸杯的机械能，热空气的内能减少，故C错误，D正确。 故选D。 题型06 热机 15. （24-25九年级上·江苏南京秦淮区·期末）如图甲所示是四冲程汽油机某冲程示意图，图乙为空气压缩引火仪，图丙对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出”。关于这三幅图，下列说法正确的是（ ） A. 三幅图所示的过程改变气体内能的方式不同 B. 三幅图所示的过程气体内能大小的变化情况相同 C. 甲图为汽油机的做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D. 若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程，则其飞轮转速为 【答案】D 【详解】ABC．甲图中进气门和排气门都关闭，活塞上行，是汽油机的压缩冲程，活塞压缩汽缸内的气体，对气体做功，气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能，属于做功增加气体的内能；乙图中活塞迅速下压，压缩筒内的空气，对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，硝化棉燃烧，机械能转化为活塞内气体的内能，属于做功改变内能；丙图中，试管内高温高压的水蒸气对塞子做功，将塞子推出，水蒸气内能减小，内能转化为机械能，属于做功改变内能。故ABC错误； D．汽油机的一个工作循环有四个冲程，压缩一次汽缸内气体，飞轮转两圈，若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程，即每秒飞轮转20圈，则飞轮转速为，故D正确。 故选D。 16. （24-25九年级上·江苏南京鼓楼区·期末）小明用塑料矿泉水瓶子装上少量水，将瓶盖未全拧紧在瓶口上，如图甲所示，用力扭转瓶子，如图乙所示，观察到瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶中出现白雾，如图丙所示。本实验中图乙和图丙所示的过程，与四冲程汽油机的两个冲程非常相似，这两个冲程是（　　） A. 吸气冲程和压缩冲程 B. 压缩冲程和做功冲程 C. 做功冲程和排气冲程 D. 排气冲程和吸气冲程 【答案】B 【详解】如图乙，扭转瓶子时，小明施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 题型07 比热容与热值相关的计算 17. （24-25九年级上·江苏南京六合区·期末）如图甲所示是一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下，水温便可降至55℃左右，并能保温3小时，如图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，该材料在常温下是固态，并随着温度的变化发生可逆的固液转换。现取0.3kg该晶体材料，对其进行加热，测量相关数据绘制其温度与吸收热量的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 杯中沸水温度下降时，水分子运动越剧烈 B. 该晶体材料在AB段吸收了2.64J的热量 C. 该晶体材料的比热容为 D. 该晶体材料的内能先增大后不变 【答案】C 【详解】A．温度越高，分子热运动越剧烈；故沸水温度下降时，水分子热运动变缓慢，故A错误； BC．由图丙可知，该晶体材料在AB段吸收的热量为 该晶体材料在AB段升高的温度为Δt=40℃−30℃=10℃ 则该晶体材料的比热容为 故B错误，C正确； D．该晶体在整个过程中持续吸热，故内能逐渐增大，故D错误。 故选C。 18. （24-25九年级上·江苏昆山·期末）如图甲所示，为了比较、两种物质吸热升温的现象，将质量均为的粉末状样品、分别放入相同的烧杯中，并用相同的酒精灯分别给、两种物质加热，其中。根据实验数据作出的温度随时间变化图像如图乙所示。样品均匀受热，不计热损失。下列说法中正确的是（ ） A. 物质吸收的热量少 B. 和两物质的比热容之比 C. 60s后物质温度不变，则内能不变 D. 内物质吸收热量 【答案】D 【详解】A．用相同的酒精灯分别对两种物质进行加热，两物质在相同时间内吸收的热量一样，即0~80s，两物质吸收的热量一样多，故A错误； B．由图可知，加热60s时，a、b升高的温度分别为Δta=60℃-30℃=30℃，Δtb=60℃-20℃=40℃ a和b两种物质的比热容之比 故B错误； C．由图象可知，a物质60s后继续吸热，内能增加，但温度不变，故C错误； D．由图可知，b物质0~60s内吸收的热量为Qb=cbmbΔtb=3×103J/(kg·℃)×0.1kg×40℃=1.2×104J 又因为用相同的酒精灯分别对两种物质进行加热，两物质在相同时间内吸收的热量一样，所以a物质在0~80s内吸收的热量为 故D正确。 故选D。 19.（24-25九年级上·江苏无锡·期末） 无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可称之为轮式移动机器人，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示为某款无人驾驶汽车，该车在一段平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶了4km，消耗汽油1.2kg。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（汽油的热值为） （1）该汽车在这段运动中所受的阻力； （2）该汽车发动机输出功率？ 【答案】（1） 4050N （2） 【小问1详解】 根据可得，1.2kg汽油完全燃烧放出的热量 根据公式可得，有用功 根据公式可得牵引力 因为汽车在平直的公路上匀速行驶，所以汽车处于平衡状态，其所受的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以汽车所受的阻力 【小问2详解】 由题可知，汽车行驶的速度 根据可得，发动机功率 20．（24-25九年级上·江苏高邮市·期末）如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油2kg。汽油的热值为4.5×107 J/kg，c=4.2×103 J/（kg·℃），那么，在这段运动过程中，求： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少J? (2)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，在1标准大气压下，这些废气带走的能量全部被质量为900kg，初温为20℃的水吸收，水升高的温度是多少? 【答案】(1)9×107 J (2)10℃ 【详解】（1）汽油完全燃烧放出的热量是 （2）由得 由得，水升高的温度 21. （24-25九年级上·江苏姜堰市·期末）某油电混合动力汽车沿平直公路以72km/h的速度匀速行驶，从A处到B处用时1h，此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶，汽车行驶过程中所受阻力恒为1000N，设汽油在汽缸内完全燃烧，且热值近似取q=5×107J/kg。求在上述行驶过程中： （1）牵引力对汽车所做的功； （2）消耗的汽油质量； （3）从B处开始，司机关闭发动机，汽车滑行至C处停止。在此过程中，汽车通过动能回收装置获得8.4×104J电能，这些能量能使多少千克的水温度升高10℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】（1）7.2×107J （2）4.8kg （3）2kg 【小问1详解】 汽车行驶的距离s=vt=72km/h×1h=72km=7.2×104m 因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则F= f=1000N 牵引力对汽车所做的功W=Fs=1000N×7.2×104m=7.2×107J 【小问2详解】 汽油完全燃烧放出的热量 根据Q放=mq可知，消耗的汽油质量 【小问3详解】 根据题意，水吸收的热量等于动能回收装置获得的电能，即Q吸=E电=8.4×104J 根据Q吸=cmΔt可得，水的质量 22. 足球比赛时，一队员由于技术失误，导致下落的足球出界，先后在草地和水泥地面上弹起，你认为足球运动的轨迹最有可能的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 23. 如图甲所示，用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部，然后将橡皮筋穿过塑料罐两侧的小孔并固定，就制成一个“魔罐”。将“魔罐”放在图乙水平桌面O位置，用手向前推出，“魔罐”滚到M位置后又自动滚回到N位置，之后在MN之间来回滚动并停下来．以下分析正确的是（　　） A. 魔罐从M位置滚回到O位置过程中机械能不变 B. 魔罐在M位置时橡皮筋的弹性势能最大 C. 魔罐从N位置滚回到O位置过程中动能变小 D. 魔罐在N位置时橡皮筋的弹性势能最大 【答案】B 【详解】A．“魔罐”从M位置滚回到O位置过程中，“魔罐”会克服摩擦做功消耗了一部分机械能，使机械能总量减小，故A错误； BD．弹性势能与弹性形变有关，弹性形变越大，弹性势能越大，橡皮筋在M位置弹性形变最大，因此在M位置弹性形变最大，因此在M位置时橡皮筋的弹性势能最大，故B正确，D错误； C．“魔罐”从N位置滚回到O位置过程中弹性势能逐渐减小，弹性势能转化为动能，因此动能增大，故C错误。 故选B。 24. 如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法正确的是（　　） A. 温度计示数变小 B. 通过热传递改变气体内能 C. 保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变 D. 撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小 【答案】D 【详解】AB．向左推动活塞，压缩气体做功，将机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故温度计示数变大，是通过做功改变气体内能，故AB错误； C．保持活塞不动，取下橡皮帽，注射器内压缩的气体向左喷出，对外做功，内能减小，温度降低，故温度计示数变小，故C错误； D．撤去外力，活塞快速向右运动，对外做功，内能减小，温度降低，故温度计示数变小，故D正确。 故选D。 25．如图所示，用完全相同的装置加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式均相同。不计热损失，将燃料点燃直至燃尽，三个烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如丁所示，则下列说法正确的是（　　） A．仅用乙、丙两图可以比较不同燃料的热值 B．甲、丙装置中的液体在0﹣t内吸收的热量之比为2：1 C．a、b两种液体的比热容之比为1：2 D．燃料1和燃料2的热值之比为3：2 【答案】C。 【详解】 A、比较不同燃料的热值，需要控制被加热的液体种类相同，燃料种类不同；由乙、丙两图可知，燃料种类不相同，液体种类也不同，所以仅用乙、丙两图不能比较不同燃料的热值，故A错误； B、加热装置相同，相同时间内放出的热量相同，甲、丙装置中的液体在0﹣t内加热时间相同，所以吸收的热量相同，即甲、丙装置中的液体在0﹣t内吸收的热量之比为1：1，故B错误； C、根据Q吸＝cmΔt，在质量和吸收热量相同的情况下，比热容与温度变化量成反比；甲、丙中液体质量相同，加热相同时间吸收热量相同，甲中液体升高的温度是丙中液体升高温度的2倍，所以a、b两种液体的比热容之比为1：2，故C正确； D、由图丁可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了tmin，燃料2燃烧了2tmin，且甲图中液体温度变化量为2T0，乙图中液体温度变化量为1.5T0，实验中忽略热量的散失，且两杯液体的质量、比热容均相同，则由公式Q吸＝cmΔt可得，二者放出的热量之比为： ， 燃料的质量相同，由公式Q放＝qm可得，燃料1与燃料2的热值之比为： ，解得：q1：q2＝4：3，即燃料1和燃料2的热值之比为4：3，故D错误。 故选：C。 26. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A. 人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 B. 人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 C. 人在B点时动能最大 D. 弹性绳的弹性势能在B点时最大 【答案】C 【详解】A．人从到的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加；段速度逐渐变大，动能逐渐变大；段速度逐渐变小，动能逐渐变小，故A错误； B．从到的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，故B错误； C．人的质量一定，在点时速度最大，动能最大，故C正确； D．弹性绳在点时弹性形变最大，弹性势能最大，故D错误。 故选C。 27. 蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。根据图像可知，下列描述正确的是 （ ） A. 弹性细绳原长为1.5m B. 小球在下落过程中动能先变大后不变 C. 小球下落到最低点时受平衡力 D. 已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，则弹性细绳的最大弹性势能为7.2J 【答案】D 【详解】A．从图丙可以看到，当时，细绳拉力F开始有数值，这说明了弹性细绳的原长是1.2m，故A错误； B．动能大小由质量和速度决定，小球质量不变，由乙图可知小球速度先增大后减小，故小球下落过程中动能先增大后减小，故B错误； C．由乙图可知小球在1.5m后开始做减速运动，从此往后绳子拉力一直大于小球重力，因此小球下落到最低点时绳子对其拉力大于小球重力，故小球在最低点不受平衡力，故C错误； D．由乙图可知小球下降高度总共2.4m，在1.5m后开始做减速运动，可知小球在1.5m处受到绳子的拉力等于其重力，由丙可知1.5m处小球受到拉力为3N,则小球重力为3N,小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功，则弹性细绳的最大弹性势能为 故D正确。 故选D 。 28. 如图所示，“会跳的卡片”，为卡片内侧，为外侧，实验时把_______（选填“”或“”）面朝下紧贴桌面，压平后松手，卡片跳起来高度；换一张相同的卡片乙，减小豁口间的距离，同样上述操作，卡片跳起高度，则比较和的大小：_______；将乙卡片沿虚线部分剪去少许，卡片跳起的高度，则比较和的大小：_______。 【答案】 ①. A ②. 大于 ③. 小于 【详解】[1]“会跳的卡片”利用卡片的弹性形变产生的，弹性势能转化为动能和重力势能使卡片跳起，实验时，应将A面朝下紧贴桌面，这样才能使卡片产生较大的弹性势能。 [2]换相同的卡片乙，减小豁口之间的距离，此时卡片发生的弹性形变变小，储存的弹性势能减少，所以转化的动能和重力势能减少，故上升高度减小。 [3]将乙卡片沿虚线部分剪去少许，卡片的质量减小，弹性势能相同时，质量越小，跳起的高度越高，即。 29.嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能 _______（选填“变大”“不变”或“变小”）；BC段返回器的机械能 _______（选填“变大”“不变”或“变小”），CD段返回器动能增加量 _______（选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的减小量。 【答案】 ①. 变小 ②. 不变 ③. 小于 【详解】[1] AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小。 [2] BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，保持不变。 [3]CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，由于克服空气阻力做功，一部分重力势能转化为内能，所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量。 30.如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验小组将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，，。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，______能转化为动能，小钢球的动能大小是通过______来反映的； （2）分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越______； （3）比较______两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度______（相等/不相等）； （4）实验过程中，小明发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施：______，小华发现钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小华提供一种改进方案：______。 【答案】（1） ①. 重力势 ②. 木块移动的距离 （2）大 （3） ①. 甲、丙 ②. 相等 （4） ①. 换用质量更小的木块 ②. 在斜面上建立滑轨 【小问1详解】 [1]小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程。 [2]根据转换法，木块在水平面受到的摩擦力不变，小钢球的动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的。 【小问2详解】 比较甲、乙两图，小钢球质量相同，甲中小钢球释放的高度较高，到达水平面时的速度较大，木块移动的距离较远，可得：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 【小问3详解】 [1][2]根据控制变量法，要探究动能与质量的关系，应控制小钢球刚到达水平面时的速度相同，改变小钢球的质量，所以应比较甲、丙两图。 【小问4详解】 [1]实验过程中，小明发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较，这是因为木块在水平面上受到的阻力较大，可以换用质量更小的木块，减小木块受到的阻力。 [2]小华发现钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，可以在斜面上建立滑轨来控制钢球的运动方向。 31. 在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明进行了如下图所示的实验： （1）实验时通过比较_______来判断物体动能的大小。 （2）实验中探究的动能是指（　　）（填序号）。 A. 小球在斜面上时的动能 B. 小球撞击木块前瞬间的动能 C. 小球撞击木块后瞬间的动能 D. 木块被小球撞击后瞬间的动能 （3）若要解释“为什么相同路段不同车型的限速不同”，应选择_______两个图进行比较。 （4）小丽利用如图丁所示装置探究“物体动能大小和哪些因素有关”，小车刚开始处于B处（与弹簧接触但不连接，且此时弹簧无形变）。用手推动小车压缩弹簧至A点，然后迅速松手，小车在水平面上向右运动一段距离后停下，记录小车在木板上的运动距离，则在整个实验过程中，小车速度最大时位于_______（选填“B点”、“B点左侧”或“B点右侧”）。若第一次使小车压缩弹簧至A点后迅速松手，记录小车运动距离为；第二次在小车上放置两个钩码同样压缩弹簧至A点后撤去外力，记录小车运动的距离为。通过本实验，小丽_______（选填“能”或“不能”）探究“物体动能大小与质量的关系”，理由是_______。 【答案】（1）木块移动的距离 （2）B （3）甲、丙 （4） ①. B点左侧 ②. 不能 ③. 未控制小车速度相同 【小问1详解】 在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，动能的大小无法直接测量，我们采用转换法，通过观察小球撞击木块后木块移动的距离来间接判断小球动能的大小，木块移动的距离越远，说明小球对木块做功越多，小球的动能就越大。 【小问2详解】 在探究动能大小的实验中，我们的目的是探究小球的动能大小与哪些因素有关。实验的设计思路是：让小球从斜面上不同高度由静止滚下，到达水平面（撞击木块前瞬间）时具有不同的速度，然后观察小球撞击木块后，木块被推动的距离，以此来判断小球动能的大小，这里探究的动能是指小球撞击木块前瞬间的动能。 故选B。 【小问3详解】 相同路段不同车型的限速不同，是因为不同质量的车在速度相同时动能不同，质量越大，动能越大，越不容易刹车。所以要探究动能与质量的关系，根据控制变量法，需要控制小球下滑的高度相同，即到达水平面时的速度相同，改变小球的质量。甲图中小球质量较小，要探究动能与质量的关系，还需要一个质量不同但下滑高度相同的实验，丙图中小球质量大且下滑高度与甲图相同，所以应选择甲、丙两个图进行比较。 【小问4详解】 [1]小车从A到B的过程中，受到向右的弹力和向左的摩擦力，松手后一段时间内向右的弹力大于向左的摩擦力，小车做加速运动，当弹力和摩擦力大小相等时小车的速度最大，在B点时小车在水平方向只受到摩擦力，此时速度不是最大，所以小车在B点左侧时速度最大。 [2][3]探究动能与质量的关系时，需要控制小车的速度相同，而在本实验中，虽然压缩弹簧至A点，弹簧的弹性势能转化为小车的动能相同，但小车质量不同，小车离开弹簧时的速度不同，没有控制速度相同，所以不能探究。 32. 如图所示，用斜面、木块、两个小球甲、乙（m乙＞m甲），探究影响物体动能大小的因素。 （1）木块被推动的越远，球对木块的推力________越多，说明小球动能越大； （2）前两次实验，甲球分别从A、B两点由静止释放，这是为了探究动能大小与_________的关系，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块__________； （3）为了探究动能大小与质量的关系，第三次实验不能使乙球从__________点由静止释放（选填“A”、“B”或“C”）； （4）以下实验中，用着重号“•”标注的器材和本实验木块起到不同作用的是_________。 A．甲图中，研究弹性势能实验中的卡片 B．乙图中，研究重力势能实验中的木块 C．丙图中，研究做功能否改变物体的内能，空气压缩引火仪内的棉花 【答案】 ① 做功 ②. 速度 ③. 放回原处 ④. C ⑤. B 【详解】（1）[1]在本实验中，当小球从斜面滚下时，推动木块向前运动，木块移动得越远，说明小球对木块做的功越多，小球的动能越大。 （2）[2]让同一小球从斜面的不同高度处由静止滚下，到达水平面时，质量相同，速度不同，因此探究的是动能与速度的关系。 [3]在第二次实验前应先将木块放回原处，若没有放回原处，由于水平面上摩擦力的影响，会导致小球撞击到木块的速度不同，不满足控制变量法的要求。 （3）[4]要探究动能大小与质量的关系，应让质量不同的小球从同一高度处滚下，因前两次实验分别在A、B处释放，故第三次实验不能从C处释放。 （4）[5]A．研究弹性势能实验中，卡片弹起的高度反映橡皮筋弹性势能的大小，故A不符合题意； B．研究重力势能的实验中，桌腿陷入沙中的深度反映木块的重力势能大小，故B符合题意； C．研究做功能否改变物体的内能的实验中，通过引火仪内棉花的燃烧来反映活塞压缩气体对气体做的功改变气体的内能，故C不符合题意。 故选B。 33. 完成下列两个热学实验的填空： 实验一：观察不同物质吸热升温的现象，教材中采用了如图甲所示的装置进行实验，将质量均为50g的沙子和水分别倒入两个瓷盘中，用温度计测出室温为24℃，用红外灯照射两个瓷盘一段时间后，用红外热成像仪拍摄的红外照片（含对象的温度）如图乙所示，其中对象为沙子。 （1）该过程中，沙子升高的温度为___________℃。实验中通过控制___________（加热相同时间/升高相同温度）来实现沙子和水吸收相同的热量。 （2）分析实验数据可知：当升高相同温度时，___________吸收的热量多；水的比热容是沙子比热容的___________倍。（结果保留一位小数） 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，小明采用如图丙、丁所示的两套完全相同的装置对试管中的水进行加热。 （3）加热前控制试管内水的初温和___________均相同，控制燃料a、b的___________相同。使燃料a、b充分燃烧对试管中的水加热，通过记录___________（燃料的燃烧时间/水升高的温度）来比较两种燃料燃烧放出的热量。 （4）为了改善对环境的影响，一些地区尝试将汽车用油由原来的汽油改为在汽油内掺入乙醇的“乙醇汽油”，乙醇汽油中，若乙醇和汽油的质量比为1∶4，已知乙醇的热值为，汽油的热值为，该“乙醇汽油”的热值为___________J/kg。 【答案】（1） ①. 31.4 ②. 加热相同时间 （2） ①. 水 ②. 4.7 （3） ①. 质量 ②. 质量 ③. 水升高的温度 （4） 【小问1详解】 [1]沙子升高的温度：初始温度为24℃，沙子的温度为55.4℃，则升高的温度为 [2]实验中通过控制加热相同时间来实现沙子和水吸收相同的热量，因为用同一红外灯照射，相同时间内提供的热量相同。 【小问2详解】 [1][2]水的温度升高了 沙子升高了31.4℃，若要升高相同温度，水需要的加热时间更长，因此水吸收的热量多。 根据，质量m相同，相同加热时间（Q相同）时，，因此 【小问3详解】 [1]实验目的是比较“燃料燃烧放出的热量”，而热量会被水吸收，水吸收的热量。为了通过“水的吸热情况”反映 “燃料的放热情况”，需要控制水的初温和质量相同，这样水的Δt才能唯一由吸收的热量决定。 [2]实验是“比较质量相等的不同燃料”的放热，所以需要控制燃料a、b的质量相同。 [3]燃料燃烧放出的热量越多，水吸收的热量就越多，水的温度升高得越多。因此通过记录水升高的温度，就能间接比较两种燃料放出的热量 【小问4详解】 由热量公式可得，乙醇完全燃烧释放的热量： 汽油完全燃烧释放的热量： 乙醇汽油的热值： 34. 氢燃料电池汽车利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机，从而驱动汽车行驶。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以72km/h的速度行驶1h到达B地，若氢燃料电池将化学能转化为电能的效率为75%，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，汽车行驶时所受的阻力为1000N，氢燃料的热值为1.5×108J/kg。 （1）求此过程中产生的电能E电。 （2）求此过程中需要消耗的氢燃料的质量。（假设氢燃料完全燃烧） （3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以72km/h的速度匀速行驶，所受阻力与甲车相同，汽油在汽缸内完全燃烧，需要燃烧5.3kg汽油用来维持汽车匀速行驶，汽油的热值q=4.6×107J/kg，同样到达B地，汽车乙发动机的效率为多少？（计算结果精确到0.1%） 【答案】（1）9×107J；（2）0.8kg；（3）29.5%。 【详解】解：（1）由可知，AB两地的距离为 s=vt=72km/h×1h=72km=7.2×104m 汽车甲在平直公路上匀速行驶，汽车甲受到的阻力和汽车的牵引力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车甲的奉引力为 F=f=1000N 汽车甲所做的有用功为 W=Fs=1000N×7.2×104m=7.2×107J 产生的电能 （2）由于氢燃料电池将化学能转化为电能的效率为75%，所以燃料完全燃烧放出的热量为 需要消耗的氢燃料的质量为 （3）汽油完全燃烧放出的热量为 Q汽油=m汽油q汽油=5.3kg×4.6×107J/kg =2.438×108J 根据题意可知，燃油汽车乙所做的有用功为 W′= W= 7.2×107J 汽车乙发动机的效率为 答：（1）此过程中产生的电能E电为9×107J； （2）此过程中需要消耗的氢燃料的质量为0.8kg； （3）汽车乙发动机的效率为29.5%。 35. 阅读短文，回答问题。 实际生活中的汽车往往采用多缸发动机，发动机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度），而所有汽缸的“工作容积”之和称为发动机排量。如图甲所示，发动机有4个汽缸（图甲中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有1个汽缸在做功，其它3个汽缸分别在吸气、压缩和排气。目前大多数汽车刹车时均采用油压制动。油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉，导致了能源的浪费。而现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能产生汽车所需的制动力，同时把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存起来，从而有效减少了汽车的燃油消耗、污染物的排放和制动器摩擦片的磨损。 若汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，则仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求。某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如表所示。再生制动器只会把一部分的动能再生使用，其余的动能转化为内能。汽车正常行驶时，将发动机关闭直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率。 时间t/s 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 阻力 8.0 8.1 8.4 9.0 10.0 10.0 10.0 7.5 5.0 （1）根据图甲中曲轴的位置可知，四缸发动机中4号汽缸处在做功冲程中，2号汽缸处在___________冲程中； （2）当四缸发动机曲轴转速为3000r/min时，四缸发动机每秒做功___________次；设做功冲程中燃气对活塞的平均压强是，四缸发动机排量为，当发动机曲轴每秒转过n圈时，该汽车的输出功率P与发动机排量的关系式为___________（用符号表示）； （3）根据表中数据在图乙中画出汽车刹车时再生制动器在0~1s内产生的刹车阻力随时间变化的关系图像； （4）如果汽车制动时需要的恒定刹车阻力为，由图像可知，当时，油压制动器大约还需产生___________N的刹车阻力； （5）某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器的两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度v，计算出动能，画出了对应的图像，如图丙所示，则表示开启再生制动器的图线是___________，该次测试中储能效率为___________。 【答案】（1）吸气 （2） ①. 100## ②. （3） （4）600 （5） ①. ② ②. 40% 【小问1详解】 由图甲可知，1号汽缸中进气门和排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；2号汽缸中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；3号汽缸中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；4号汽缸中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，即4号汽缸处在做功冲程中，2号汽缸处在吸气冲程中。 【小问2详解】 [1]四缸发动机曲轴转速为3000r/min,即转速为 所以1s内曲轴转动50圈，因为四缸发动机在飞轮转动的每半周里，都有1个汽缸在做功，即曲轴转动1圈，四缸发动机对外做功2次，所以四缸发动机每秒做功的次数为100次。 [2]设活塞的横截面积为S，冲程长度为L，工作容积为V，则 因为所有汽缸的“工作容积”之和称为发动机排量，而四缸发动机排量为，则 一次做功冲程中，发动机所做的功为 当发动机曲轴每秒转过n圈时，每秒做功的次数为2n，则1s发动机做的总功为 则发动机的功率为 【小问3详解】 由表格中的数据进行描点并用平滑的曲线连接可得汽车刹车时再生制动器在0~1s内产生的刹车阻力随时间变化的关系图像，如图所示： 【小问4详解】 由第3问的图像可知，当时，再生制动器产生的刹车阻力约为，因为汽车制动时需要的恒定刹车阻力为，所以油压制动器还需产生的刹车阻力约为 【小问5详解】 [1]再生制动器只会把一部分的动能再生使用，其余的动能转化为内能，因此开启再生制动器时产生的内能相对较少，克服摩擦力做的功较少，汽车的制动距离较短，由图可知，②的制动距离较短，所以表示开启再生制动器的图线是②。 [2]在不开启再生制动器时，汽车制动时减小的动能全部转化为内能，即减小的动能等于克服摩擦力所做的功，由丙图中的①图线可知，此时汽车制动距离为 则减小的动能为 由丙图中的②图线可知，开启再生制动器时，汽车制动距离为 产生的内能即克服摩擦力做的功为 通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率，由题意可知，转化为的电能为两次克服摩擦力所做的功的差，即 则储能效率为 36. “十一”假期，小明全家驾驶一辆油电混合动力汽车外出旅游，油电混合动力汽车工作原理如图所示。当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，驱动汽车行驶所需的总能量，发动机工作的效率为40%，发动机获得的能量中，一部分为驱动汽车的能量，一部分用于充电的能量。若汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽车行驶过程中阻力不变，汽油热值，则油电混合动力汽车在匀速行驶过程中， （1）驱动汽车的牵引力做功的功率为多少？ （2）汽车行驶时，受到的阻力为多少？ （3）此过程中，油电混合动力汽车消耗汽油的质量为多少？ 【答案】（1）33333.3W （2）1333.3N （3）1.8kg 【小问1详解】 根据题意，已知发动机获得的能量中，一部分为驱动汽车的能量，则驱动汽车的牵引力做功的功率为 【小问2详解】 汽车匀速行驶10min行驶的路程为 汽车行驶时受到的牵引力为 因汽车匀速行驶，根据二力平衡可知， 【小问3详解】 汽油完全燃烧放出的热量为 此过程中，油电混合动力汽车消耗汽油的质量为 37. 小明在操场上进行体育活动。 （1）小明引体向上的运动如图甲，为估测其功率进行了以下实验： ①用体重秤测出自身的质量m； ②测出1次引体向上过程中上升的高度h； ③记录n次引体向上的_____； ④则小明引体向上时的功率P=_____（用所测物理量符号表示）。 （2）小明向右上方投出实心球，M、N和S是球出手后经过的三点，球在M、S两点时所具有的机械能如图乙所示。则丙中的运动轨迹与图乙的能量状态相符的是_____，N点机械能的大小范围可能是_____。 【答案】（1） ①. 时间t ②. （2） ①. （a）、（b） ②. 1.5J~1.8J 【小问1详解】 [1][2]引体向上是克服自身重力做功，小明引体向上时的功率，所以还需要记录n次引体向上的时间t。 小问2详解】 [1][2]由图2可知，M点的动能，重力势能，则M点的机械能为，S点的动能，重力势能，则S点的机械能为 因此M点的机械能大于S点的机械能，由于小球在运动过程中受空气阻力，所以机械能会越来越小，所以先经过M点，再经过S点，故运动轨迹可能是（a）、（b）；因为N点在M点和S点之间，所以N点机械能可能为1.5J~1.8J之间。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 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 $ 专题08 机械能和内能重难点分析 题型01 探究动能、势能的影响因素 1．（24-25九年级上·江苏镇江·期末）某兴趣小组的同学利用小球和相关实验器材完成了如下实验： 实验一：如图甲，在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中， （1）该实验中所探究物体的动能是指物体 ________（选填“A”或“B”）的动能； （2）该实验装置要探究的是物体动能的大小与________的关系； （3）该实验物体动能的大小是通过________来反映的。 实验二：如图乙，在探究“弹性势能的大小与物体弹性形变的关系”的实验中， （4）应将同一个弹簧压缩________（选填“相同”或“不同”）的长度； （5）弹簧恢复原长过程中，主要是将弹簧的________能转化为小球的________能。 2. （24-25九年级上·江苏泰州·期末）小聪做“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验，实验时让质量不同的小车从同一斜面的同一高度由静止释放。 （1）该实验物体的动能是指___________（木块／小车）的动能，探究的是物体动能与___________的关系。物体动能的大小是通过___________来反映的； （2）第一次实验的情景如图所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块___________； （3）第三次实验，小聪在小车上加了两个钩码正确操作，发现木块滑出木板。小聪认为该次实验失败，需对实验进行改进，否则无法得出结论。你认为是否需要，说出你的理由。___________（需要／不需要），理由是___________。 3. （24-25九年级上·江苏启东·期末）小明和小华在研究“物体的重力势能与高度有什么关系”时，做了如下实验： 第一步，小明让一个沾有水的篮球从1m高处由静止释放，留在水泥地面上的形状如图a。 第二步，再分别从1.4m、1.8m高处由静止分别释放，留在水泥地面上的形状如图b、c。 根据实验过程，回答下列问题： （1）该实验中，小明是用______来反映重力势能的大小； （2）对比三次实验可以得到的结论是：______； （3）从能量角度看，篮球下落并在地面上留下印迹的过程中，经历了篮球的重力势能先转化为______能，再转化为______能的过程。 （4）细心的小华观察到，在做“从1.4m、1.8m高处由静止分别释放”的实验中，原先篮球中沾的水变少了，他觉得根据刚才收集的信息得出结论的有误。你支持小华的说法吗？______（选填“支持”或“不支持”），理由是______。 4. （24-25九年级上·江苏徐州·期末）我国高速公路总里程位居世界前列，为探究高速公路上超速和超载的危害，小明设计了图示三次实验，实验中球体积均相同，同一弹簧的压缩量，木块被撞后静止时的位置如虚线木块所示。根据上述实验可探究（　　） A. 超载的危害 B. 超速的危害 C. 超速和超载的危害 D. 超速和超载都不可探究 题型02 动、势能的相互转化 5. （24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图甲所示，是学校安装的乒乓球发球机。如图乙所示，乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，三个球到达乒乓球台的速度（ ） A. va最大 B. vb最大 C. vc最大 D. 一样大 6. （24-25九年级上·江苏兴化·期末）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将________（选填“铁块”或“泡沫块”）用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后，将魔罐在水平桌面上向前推出，罐子向前滚动一段距离后会自己返回，罐子返回的过程中是________能转化为动能。该魔罐在制作的过程中要使橡皮筋的张紧度适当，若橡皮筋张得过松会导致罐子________（选填“一直向前滚”或“滚动一段距离后停在原地”）。 7. （24-25九年级上·江苏吴江·期末）如图为一轻质弹簧，左端固定在竖直墙壁上，右端与一物块接触（不连接），物块在A处时弹簧处于原长，水平面不光滑。现缓慢推动物块将弹簧压缩至O点，松手后物块被向右弹出，最终停在B点。则下列说法正确的是（ ） A. 物块速度最大的位置在A点左侧 B. 刚松手瞬间弹簧对物块的力大于物块对弹簧的力 C. 从O点运动到A点过程，物块的动能不断增加 D. 物块向右运动过程中，弹簧减小的弹性势能完全转化为物块增加的动能 8. （24-25九年级上·江苏扬州·期末）如图所示，从点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，为球与水平地面的接触点，C、F两处等高，小球从A到B的过程中重力势能________（选填“增大”“减小”或“不变”），从B向D下落过程中________能增大，C点动能_______（填“>”“=”或“<”）F点的动能。 题型03 探究物质的比热容 9. （24-25九年级上·江苏宿迁·期末）小明用如图甲所示的实验装置来探究“不同物质吸热升温的现象”。 （1）实验中需要量取_____相等的沙子和水。 （2）用图示的方式对水和沙子加热的好处是_____（写一种即可）。 （3）实验中用温度计测量水和沙子的温度，数据记录后绘制出如图乙所示的图像。根据图像分析，加热相同的时间，沙子的温度上升得多，两者吸收的热量_____（</=/>）；说明_____的吸热本领强；不计热损失，沙子比热容为_____。 （4）小明还发现刚开始加热时，沙子升温速度比水小，可能的原因是：_____。 （5）夏天夜晚，小明赤脚走在海边的沙滩上与走进海水里相比，感觉_____比较凉。 题型04 探究燃料的热值 10.（24-25九年级上·江苏宜兴·期末） 小明和小华设计探究酒精和碎纸片热值大小的实验，安装了如图的实验装置，假设燃料燃烧均匀放热，记录数据如下表。 表一：酒精 水温/℃ 25 100 100 加热时间/min 0 5（刚好沸腾） 10（燃尽） 表二：碎纸片 水温/℃ 25 50 75 100 加热时间/min 0 5 10 15（燃尽） （1）实验时用两套相同装置，应______（选“自下而上”或“自上而下”）安装器材，并控制________（选“燃料质量”“水的质量”或“燃料与水的质量”）相等，实验中通过________来表示两种燃料放出热量的多少。 （2）小华认为实验时间过长，可以在燃烧5min时就读数比较，小明认为不对，理由是_______。为了缩短实验时间，你认为可行的方法是________。 （3）若实验中燃料完全燃烧，忽略热损失，可得酒精和碎纸片的热值之比为_______。 （4）小明查阅酒精的热值为3×107J/kg，已知消耗的酒精质量，利用表一中数据，测算水的比热容，测得的比热容比真实值偏_______（选“大”或“小”）。 题型05 内能、改变物体内能的方式 11. （24-25九年级上·江苏江阴·期末）南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是℃。如图，南极上的小企鹅豆豆和丁丁之间发生了一次有趣的对话，它们的部分说法如下，其中正确的是（　　） A. 豆豆：咱们行动迟缓，有利于维持体能，说明内能与物体的运动速度有关 B. 丁丁：热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体 C. 豆豆：冰山熔化成水的过程，质量和温度都不变，内能也不会变化 D. 丁丁：冰山也具有内能 12. （24-25九年级上·江苏姜堰·期末）小博用打气筒给篮球打气，发现打气筒外壁发热。他猜想发热的主要原因是不断压缩气体做功。支持这一猜想的是（ ） A. 筒壁上部明显发热，筒壁下部基本不发热 B. 筒壁上部基本不发热，筒壁下部明显发热 C. 筒壁上下部都明显发热，且温度几乎相同 D. 筒壁上下部都明显发热，上部比下部更热 13. （24-25九年级上·江苏如皋·期末）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团可燃物，压下活塞，会看到可燃物燃烧。为了让实验现象明显，对于可燃物的选择以及对活塞的操作，下列说法正确的是（　　） A. 着火点高，迅速下压 B. 着火点低，迅速下压 C. 着火点高，缓慢下压 D. 着火点低，缓慢下压 14. （24-25九年级上·江苏南京苏州·期末）如图是某小组的物理实践作业——走马灯：点燃蜡烛后，空气被加热上升，从纸杯顶部特殊设计的开口流出，使纸杯转动起来。关于走马灯，下面说法正确的是（ ） A. 燃烧越充分，蜡的热值越大 B. 蜡烛燃烧时内能转化为化学能 C. 热空气对纸杯做功后内能增加 D. 热空气的内能转化为走马灯的机械能 题型06 热机 15. （24-25九年级上·江苏南京秦淮区·期末）如图甲所示是四冲程汽油机某冲程示意图，图乙为空气压缩引火仪，图丙对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出”。关于这三幅图，下列说法正确的是（ ） A. 三幅图所示的过程改变气体内能的方式不同 B. 三幅图所示的过程气体内能大小的变化情况相同 C. 甲图为汽油机的做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D. 若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程，则其飞轮转速为 16. （24-25九年级上·江苏南京鼓楼区·期末）小明用塑料矿泉水瓶子装上少量水，将瓶盖未全拧紧在瓶口上，如图甲所示，用力扭转瓶子，如图乙所示，观察到瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶中出现白雾，如图丙所示。本实验中图乙和图丙所示的过程，与四冲程汽油机的两个冲程非常相似，这两个冲程是（　　） A. 吸气冲程和压缩冲程 B. 压缩冲程和做功冲程 C. 做功冲程和排气冲程 D. 排气冲程和吸气冲程 题型07 比热容与热值相关的计算 17. （24-25九年级上·江苏南京六合区·期末）如图甲所示是一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下，水温便可降至55℃左右，并能保温3小时，如图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，该材料在常温下是固态，并随着温度的变化发生可逆的固液转换。现取0.3kg该晶体材料，对其进行加热，测量相关数据绘制其温度与吸收热量的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 杯中沸水温度下降时，水分子运动越剧烈 B. 该晶体材料在AB段吸收了2.64J的热量 C. 该晶体材料的比热容为 D. 该晶体材料的内能先增大后不变 18. （24-25九年级上·江苏昆山·期末）如图甲所示，为了比较、两种物质吸热升温的现象，将质量均为的粉末状样品、分别放入相同的烧杯中，并用相同的酒精灯分别给、两种物质加热，其中。根据实验数据作出的温度随时间变化图像如图乙所示。样品均匀受热，不计热损失。下列说法中正确的是（ ） A. 物质吸收的热量少 B. 和两物质的比热容之比 C. 60s后物质温度不变，则内能不变 D. 内物质吸收热量 19.（24-25九年级上·江苏无锡·期末） 无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可称之为轮式移动机器人，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示为某款无人驾驶汽车，该车在一段平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶了4km，消耗汽油1.2kg。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（汽油的热值为） （1）该汽车在这段运动中所受的阻力； （2）该汽车发动机输出功率？ 20．（24-25九年级上·江苏高邮市·期末）如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油2kg。汽油的热值为4.5×107 J/kg，c=4.2×103 J/（kg·℃），那么，在这段运动过程中，求： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少J? (2)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，在1标准大气压下，这些废气带走的能量全部被质量为900kg，初温为20℃的水吸收，水升高的温度是多少? A处到B处用时1h，此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶，汽车行驶过程中所受阻力恒为1000N，设汽油在汽缸内完全燃烧，且热值近似取q=5×107J/kg。求在上述行驶过程中： （1）牵引力对汽车所做的功； （2）消耗的汽油质量； （3）从B处开始，司机关闭发动机，汽车滑行至C处停止。在此过程中，汽车通过动能回收装置获得8.4×104J电能，这些能量能使多少千克的水温度升高10℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 22. 足球比赛时，一队员由于技术失误，导致下落的足球出界，先后在草地和水泥地面上弹起，你认为足球运动的轨迹最有可能的是（　　） A. B. C. D. 23. 如图甲所示，用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部，然后将橡皮筋穿过塑料罐两侧的小孔并固定，就制成一个“魔罐”。将“魔罐”放在图乙水平桌面O位置，用手向前推出，“魔罐”滚到M位置后又自动滚回到N位置，之后在MN之间来回滚动并停下来．以下分析正确的是（　　） A. 魔罐从M位置滚回到O位置过程中机械能不变 B. 魔罐在M位置时橡皮筋的弹性势能最大 C. 魔罐从N位置滚回到O位置过程中动能变小 D. 魔罐在N位置时橡皮筋的弹性势能最大 24. 如图，小明将测温探头置于注射器内并密封，向左推动活塞并观察温度计示数变化。关于此过程说法正确的是（　　） A. 温度计示数变小 B. 通过热传递改变气体内能 C. 保持活塞不动，取下橡皮帽，温度计示数不变 D. 撤去外力，活塞快速向右运动，温度计示数减小 25．如图所示，用完全相同的装置加热液体。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式均相同。不计热损失，将燃料点燃直至燃尽，三个烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如丁所示，则下列说法正确的是（　　） A．仅用乙、丙两图可以比较不同燃料的热值 B．甲、丙装置中的液体在0﹣t内吸收的热量之比为2：1 C．a、b两种液体的比热容之比为1：2 D．燃料1和燃料2的热值之比为3：2 26. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A. 人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 B. 人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 C. 人在B点时动能最大 D. 弹性绳的弹性势能在B点时最大 27. 蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。根据图像可知，下列描述正确的是 （ ） A. 弹性细绳原长为1.5m B. 小球在下落过程中动能先变大后不变 C. 小球下落到最低点时受平衡力 D. 已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，则弹性细绳的最大弹性势能为7.2J 28. 如图所示，“会跳的卡片”，为卡片内侧，为外侧，实验时把_______（选填“”或“”）面朝下紧贴桌面，压平后松手，卡片跳起来高度；换一张相同的卡片乙，减小豁口间的距离，同样上述操作，卡片跳起高度，则比较和的大小：_______；将乙卡片沿虚线部分剪去少许，卡片跳起的高度，则比较和的大小：_______。 29.嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能 _______（选填“变大”“不变”或“变小”）；BC段返回器的机械能 _______（选填“变大”“不变”或“变小”），CD段返回器动能增加量 _______（选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的减小量。 30.如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验小组将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，，。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，______能转化为动能，小钢球的动能大小是通过______来反映的； （2）分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越______； （3）比较______两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度______（相等/不相等）； （4）实验过程中，小明发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施：______，小华发现钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小华提供一种改进方案：______。 31. 在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明进行了如下图所示的实验： （1）实验时通过比较_______来判断物体动能的大小。 （2）实验中探究的动能是指（　　）（填序号）。 A. 小球在斜面上时的动能 B. 小球撞击木块前瞬间的动能 C. 小球撞击木块后瞬间的动能 D. 木块被小球撞击后瞬间的动能 （3）若要解释“为什么相同路段不同车型的限速不同”，应选择_______两个图进行比较。 （4）小丽利用如图丁所示装置探究“物体动能大小和哪些因素有关”，小车刚开始处于B处（与弹簧接触但不连接，且此时弹簧无形变）。用手推动小车压缩弹簧至A点，然后迅速松手，小车在水平面上向右运动一段距离后停下，记录小车在木板上的运动距离，则在整个实验过程中，小车速度最大时位于_______（选填“B点”、“B点左侧”或“B点右侧”）。若第一次使小车压缩弹簧至A点后迅速松手，记录小车运动距离为；第二次在小车上放置两个钩码同样压缩弹簧至A点后撤去外力，记录小车运动的距离为。通过本实验，小丽_______（选填“能”或“不能”）探究“物体动能大小与质量的关系”，理由是_______。 32. 如图所示，用斜面、木块、两个小球甲、乙（m乙＞m甲），探究影响物体动能大小的因素。 （1）木块被推动的越远，球对木块的推力________越多，说明小球动能越大； （2）前两次实验，甲球分别从A、B两点由静止释放，这是为了探究动能大小与_________的关系，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块__________； （3）为了探究动能大小与质量的关系，第三次实验不能使乙球从__________点由静止释放（选填“A”、“B”或“C”）； （4）以下实验中，用着重号“•”标注的器材和本实验木块起到不同作用的是_________。 A．甲图中，研究弹性势能实验中的卡片 B．乙图中，研究重力势能实验中的木块 C．丙图中，研究做功能否改变物体的内能，空气压缩引火仪内的棉花 33. 完成下列两个热学实验的填空： 实验一：观察不同物质吸热升温的现象，教材中采用了如图甲所示的装置进行实验，将质量均为50g的沙子和水分别倒入两个瓷盘中，用温度计测出室温为24℃，用红外灯照射两个瓷盘一段时间后，用红外热成像仪拍摄的红外照片（含对象的温度）如图乙所示，其中对象为沙子。 （1）该过程中，沙子升高的温度为___________℃。实验中通过控制___________（加热相同时间/升高相同温度）来实现沙子和水吸收相同的热量。 （2）分析实验数据可知：当升高相同温度时，___________吸收的热量多；水的比热容是沙子比热容的___________倍。（结果保留一位小数） 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，小明采用如图丙、丁所示的两套完全相同的装置对试管中的水进行加热。 （3）加热前控制试管内水的初温和___________均相同，控制燃料a、b的___________相同。使燃料a、b充分燃烧对试管中的水加热，通过记录___________（燃料的燃烧时间/水升高的温度）来比较两种燃料燃烧放出的热量。 （4）为了改善对环境的影响，一些地区尝试将汽车用油由原来的汽油改为在汽油内掺入乙醇的“乙醇汽油”，乙醇汽油中，若乙醇和汽油的质量比为1∶4，已知乙醇的热值为，汽油的热值为，该“乙醇汽油”的热值为___________J/kg。 34. 氢燃料电池汽车利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机，从而驱动汽车行驶。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以72km/h的速度行驶1h到达B地，若氢燃料电池将化学能转化为电能的效率为75%，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，汽车行驶时所受的阻力为1000N，氢燃料的热值为1.5×108J/kg。 （1）求此过程中产生的电能E电。 （2）求此过程中需要消耗的氢燃料的质量。（假设氢燃料完全燃烧） （3）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以72km/h的速度匀速行驶，所受阻力与甲车相同，汽油在汽缸内完全燃烧，需要燃烧5.3kg汽油用来维持汽车匀速行驶，汽油的热值q=4.6×107J/kg，同样到达B地，汽车乙发动机的效率为多少？（计算结果精确到0.1%） 35. 阅读短文，回答问题。 实际生活中的汽车往往采用多缸发动机，发动机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度），而所有汽缸的“工作容积”之和称为发动机排量。如图甲所示，发动机有4个汽缸（图甲中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有1个汽缸在做功，其它3个汽缸分别在吸气、压缩和排气。目前大多数汽车刹车时均采用油压制动。油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉，导致了能源的浪费。而现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能产生汽车所需的制动力，同时把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存起来，从而有效减少了汽车的燃油消耗、污染物的排放和制动器摩擦片的磨损。 若汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，则仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求。某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如表所示。再生制动器只会把一部分的动能再生使用，其余的动能转化为内能。汽车正常行驶时，将发动机关闭直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率。 时间t/s 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 阻力 8.0 8.1 8.4 9.0 10.0 10.0 10.0 7.5 5.0 （1）根据图甲中曲轴的位置可知，四缸发动机中4号汽缸处在做功冲程中，2号汽缸处在___________冲程中； （2）当四缸发动机曲轴转速为3000r/min时，四缸发动机每秒做功___________次；设做功冲程中燃气对活塞的平均压强是，四缸发动机排量为，当发动机曲轴每秒转过n圈时，该汽车的输出功率P与发动机排量的关系式为___________（用符号表示）； （3）根据表中数据在图乙中画出汽车刹车时再生制动器在0~1s内产生的刹车阻力随时间变化的关系图像； （4）如果汽车制动时需要的恒定刹车阻力为，由图像可知，当时，油压制动器大约还需产生___________N的刹车阻力； （5）某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器的两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度v，计算出动能，画出了对应的图像，如图丙所示，则表示开启再生制动器的图线是___________，该次测试中储能效率为___________。 36. “十一”假期，小明全家驾驶一辆油电混合动力汽车外出旅游，油电混合动力汽车工作原理如图所示。当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，驱动汽车行驶所需的总能量，发动机工作的效率为40%，发动机获得的能量中，一部分为驱动汽车的能量，一部分用于充电的能量。若汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽车行驶过程中阻力不变，汽油热值，则油电混合动力汽车在匀速行驶过程中， （1）驱动汽车的牵引力做功的功率为多少？ （2）汽车行驶时，受到的阻力为多少？ （3）此过程中，油电混合动力汽车消耗汽油的质量为多少？ 37. 小明在操场上进行体育活动。 （1）小明引体向上的运动如图甲，为估测其功率进行了以下实验： ①用体重秤测出自身的质量m； ②测出1次引体向上过程中上升的高度h； ③记录n次引体向上的_____； ④则小明引体向上时的功率P=_____（用所测物理量符号表示）。 （2）小明向右上方投出实心球，M、N和S是球出手后经过的三点，球在M、S两点时所具有的机械能如图乙所示。则丙中的运动轨迹与图乙的能量状态相符的是_____，N点机械能的大小范围可能是_____。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 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 $