寒假专项训练：内能、内能的利用综合题专练 -2025-2026学年人教版物理九年级全一册

2026年人教版九年级上册物理寒假专项训练：内能、内能的利用综合题专练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 1.请阅读空气能热水器并回答问题。 空气能热水器 空气能热水器也称热泵热水器，由于它具有高效、节能、环保、安全等优点，已成为继燃气热水器、电热水器、太阳能热水器之后的新一代热水器。 如图所示，空气能热水器由过滤器、膨胀阀、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件构成。其工作过程是：经过滤器过滤后的低沸点冷媒工作介质通过膨胀阀进入蒸发器发生汽化，并从周围空气中吸收热量；蒸发后的气态冷媒被压缩机压缩成高温高压的气体，并进入冷凝器，这一过程中压缩机消耗的电能为；高温高压的冷媒在冷凝器中液化释放热量，从而将冷凝器中的冷水加热成为热水。由于压缩机压缩气态冷媒过程中，所消耗的电能大部分转化为机械能，机械能再转化为冷媒的内能。若不考虑冷凝器中的热量损失，冷水吸收的热量。 空气能热水器在一个工作循环中，冷水吸收的热量与压缩机消耗的电能之比，被定义为空气能热水器的能效比，即。虽然，但是，所以空气能热水器的能效比大于。这一特点是空气能热水器与一般热水器能效比总小于的最大区别之处，也是它能够节能的主要原因。空气能热水器是通过从外部环境中“搬运”能量的方式，使冷水增加的内能多于压缩机消耗的电能，并非是在工作中创生了能量，因此它工作时依旧遵循能量守恒定律。 请根据上述材料，回答下列问题： 冷媒通过膨胀阀进入蒸发器发生汽化，从周围空气中______热量。 压缩机将冷媒变成高温高压气体的过程中，其能量转化相当于四冲程汽油机的______冲程。 空气能热水器在一个工作循环中，冷水吸收的热量______压缩机消耗的电能。选填“大于”“等于”或“小于” 某空气能热水器压缩机的额定功率为，它正常工作，可以将水从加热至已知水的比热容为，该空气能热水器的能效比为______。 2.金秋十月，小明从市区出发，自驾经过上海长江大桥到达崇明东滩钓螃蟹。 所用轿车的发动机是一个四缸的四冲程汽油机，图中能对外做功的是哪个冲程______ 如图上海长江大桥是一座斜拉桥，相比于全部使用桥墩支撑的桥体，斜拉桥的一个显著优点是______ A.方便大型船只通航 B.减少桥面振动 C.让桥更美观 图为上海长江大桥的部分简化结构模型，请在图中绘制该桥面所受力的示意图。 如图所示小明在钓螃蟹，该钓竿属于什么类型的杠杆______ A.省力杠杆 B.等臂杠杆 C.费力杠杆 3.从燃油车到新能源车 情景：小理家准备将旧的燃油车更换为新能源汽车，他对比了两种汽车动力系统的不同。 爸爸说，燃油车的心脏是汽油机。如图展示了汽油机的一个工作循环，正确的顺序是______ A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丁、丙 C.丙、乙、甲、丁 D.丁、甲、乙、丙 在汽油机的四个冲程中，为汽车提供动力的是______冲程，该冲程将______能转化为机械能。 计算若该汽油机的效率是，燃烧汽油热值为对外做的有用功是多少焦耳？ 计算小理家看中了一款纯电动汽车，其电池容量为。 这块电池充满电后，储存的电能可供一个“，”的节能灯最多正常工作多少小时？ 若该车在测试中将电池储存的电能完全用于驱动，匀速直线行驶了，求该车在测试中行驶时受到的平均阻力。 4.从木船渡江到航母斩浪，百年巨变，国家实力愈发强大。请完成下面小题。 古人用羊皮囊制成充气羊皮筏渡河时，需将羊皮囊扎紧并充满空气。此时囊内空气的密度          选填“大于”“小于”或“等于”水的密度，使皮囊能够漂浮；渡河时羊皮筏上的人越多，排开水所受的重力          选填“越大”“越小”或“不变”。同时羊皮筏底部宽大的设计是为了通过          来减小压强，提高安全性；根据液体压强公式，理论上同一深度处的水对羊皮筏底部和侧壁的压强大小          选填“相等”或“不相等”。 航母在执行任务过程中会与多种卫星协同配合，如通信卫星保障航母编队的通信联络，侦察卫星为航母提供情报支持，导航卫星为航母及舰载机提供精确导航定位等。 航母通过卫星通信系统实时获取海面监测图像，卫星是利用          传送图像信息的。 如图为航母上简化的蒸汽弹射装置示意图，能带动舰载机在钟内达到起飞速度。此过程中，汽缸内蒸汽的体积膨胀，同时推动活塞，内能          选填“增大”“减小”或“不变”，使舰载机获得巨大的牵引力。这个过程相当于内燃机的          冲程。 5.材料一、年，英国植物学家布朗准备用显微镜观察微生物的活动特征。然而，他发现水中悬浮的花粉颗粒似乎在不停地运动。起初布朗还以为花粉是有生命的个体，所以在水中游动。当他把水换成酒精，又把花粉晒干，折腾数次后，希望能够彻底地杀死花粉，却发现液体中的花粉颗粒还是在不停地运动。换作其他无机小颗粒，也是运动不止。他把颗粒运动的轨迹给记录了下来，这些轨迹简直是一团乱糟糟的线，毫无规律可言。而且温度越高运动越剧烈，显然这并不是生命体的运动方式。后来人们把这种微小颗粒的无规则运动称作布朗运动。 布朗运动发现后的余年里，科学家一直没有很好地理解其中的奥秘。直到原子和分子的概念被人们广泛地接受之后，才有人指出，布朗运动其实是花粉颗粒受水分子的不均匀撞击所致。因为液体是由大量分子组成的，分子会不停地做无规则运动，从而不断撞击悬浮颗粒。当悬浮颗粒足够小时，它受到的液体分子撞击难以达到平衡，于是朝某个方向运动。由于分子运动是无规则的，反映到颗粒的运动也是无规则的。温度越高分子运动越剧烈，颗粒运动也越剧烈。颗粒越大受到的撞击更容易达到平衡，故小颗粒的布朗运动更明显。 布朗运动是指______的运动； A.水分子 B.花粉颗粒 从资料可知，液体是由大量______组成的；分子运动是看不见、摸不着的，其运动特征不容易研究，但科学家可以通过布朗运动认识它，这种方法叫做______法；直到原子和分子的概念被人们广泛地接受之后，科学家卢瑟福提出了原子核式结构，证明了原子是由原子核和核外______组成的。 根据上文，写一条使布朗运动更明显的措施：______。 材料二、观察如图所示的三个实验，回答下列问题： 甲图中，抽掉玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变均匀，这属于______现象。乙图中，红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子无规则运动快慢与______有关。丙图中，紧压两铅柱使它们合在一起，下面可以悬挂钩码，这说明固体分子间存在______。 6.发动机是汽车的核心部件，发动机的质量好坏决定了整车的性能和品质，现代汽车发动机主要分汽油机与柴油机两类。 图的所示为汽油机          选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”冲程，将          能转化为          能。图是汽油机的能量流向图，其热机效率为          用图中的物理量符号表示； 如图为甲、乙两汽油机的数据。两者相比，甲汽油机          填字母 A.热机效率较大 B.热机效率较小 C.产生的有用机械能较少 D.损耗的能量较少 由图、图可知汽油机的效率比较低，以下措施不能提高汽油机效率的是          填序号 使燃料更充分燃烧减少机械间的摩擦 尽量选用功率更大的发动机将燃烧排出的废气再利用 、、三台汽油机中燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出的机械能的柱状图如图所示，则          选填“”“”或“”汽油机的效率最高，消耗质量相同的燃料时，          选填“”“”或“”汽油机输出的机械能最多。 7.蒸汽机的出现曾引发了第一次工业革命。蒸汽机的燃烧室在气缸外，效率较低，直到世纪初，才逐渐被内燃机和汽轮机等替代。 如图甲所示是小萍设计的简易蒸汽机模型，易拉罐中的水被加热后产生水蒸气，罐的一侧开小孔让水蒸气喷出，推动风车转动，此过程主要能量转化是          能转化为          能； 如图乙所示是汽油机的四个冲程，其中将机械能转化为内能的是          填字母序号冲程。若该四冲程汽油机工作时转速为，则该汽油机每秒对外做功          次； 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。如图丙所示为发动机的能量流向图，这个发动机的效率是          。“涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，能有效提升燃油的利用率。由此可见“涡轮增压”是采取          填选项的方法来提高热机效率的； A.使燃料更充分燃烧减少热损失。 8.如图所示是我国自行设计研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”，理想情况下满载匀速飞行，最大航程。某次飞机飞行，消耗航空燃油，飞机发动机的热机效率为。航空燃油的热值为 热机是将          能转化为机械能的机器。请提出一条提高飞机发动机热机效率的措施：          ； 飞机飞行，发动机输出的有用功是多少          ？ 若的航空燃油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可以使质量为多少的水温度从升高到           水的比热容为 9.“能上九天揽月”的中国载人航天指挥部于年月日时分，将搭载有费俊龙、邓清明、张陆三位航天员的“神舟号”载人飞船在酒泉卫星发射中心送入预定轨道，成功完成“三船三舱”交会对接。他们与“神舟号”乘组首次“太空会师”之后，“神舟号”乘组将继续在轨驻留，等待“天舟六号”货运飞船和“神舟号”载人飞船的来访对接。如图所示的是运载火箭发射“神舟号”顺利升空的场景，请你结合所学知识解答下列问题：    若长征序列火箭用联氨又叫无水肼作燃料，用作助燃剂，燃烧后生成氮气和水，最后把“神舟号”送达空间站，这里发生的能量转化与汽油机的          冲程相似； 火箭在大气层中高速飞行，为了防止大气与飞船摩擦生热而损坏，所以飞船表面往往涂有保护层，利用它熔化时          ，汽化时          保护飞船均选填“吸热”或“放热”。 若燃料的热值约，火箭第一级注入的质量约吨，这些燃料完全燃烧后放出的热量是          。 10.我国坚持走可持续发展的道路，截止年我国处于使用状态的燃油车的数量突破亿辆；如图所示为燃油车中汽油机的结构图： 如图是汽油机的        冲程，把        转化为内能，在汽油机的吸气冲程中，吸入进气门的是        填“空气”、“汽油”或“空气与汽油的混合物”该汽油机运行时各种能量的损耗为：汽缸散热损失占，废气带走的能量占，摩擦等机械损耗占，则它的热机效率为        ； 现有甲、乙两台单缸四冲程汽油机，甲汽油机飞轮的转速是，甲汽油机每秒钟对外做功        次。其中甲汽油机其效率为，则消耗的汽油转化成的机械能是        。乙汽油机的效率是，汽油机甲的功率是乙的倍。那么汽油机甲与乙每小时消耗的油量之比为        。 每辆燃油车每年耗燃油，燃油车内燃机的效率平均值取；如果能把内燃机效率提高，则我国每年这亿辆燃油车可以节约        燃油。 11.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”的学习活动，下面是该小组同学交流的实践过程。 了解火箭的相关知识：年月日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号遥十九运载火箭点火发射，如图甲所示。火箭刚发射时，它的机械能______选填“增加”“减小“”或“不变”。火箭产生的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______填物态变化名称。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______填物态变化名称来吸收大量的热量。火箭升空的瞬间伴有的庞大白色气团实质是______选填“小水滴”“烟雾”或”水蒸气”。 制作并发射：同学们制作了“水火箭”并进行发射，如图乙、丙所示。给“水火箭”打气，打开阀门。水向下喷出，“水火箭”一飞冲天。使用打气筒打气时的能量转化与汽油机的______冲程的能量转化相同，使“水火箭”上升的力的施力物体是______选填“打气的同学”或“喷出的水”。 项目评估：小组的同学们制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向上升高的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量“水火箭”的______来评选出“最佳飞行奖”。写出一种方法即可 12.随着人民生活水平的提高，汽车开始进入普通百姓家庭。小明的爸爸最近也购买了一辆汽车，他高兴极了，把车的里里外外都观察了个够。通过观察，小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。 汽车的发动机是四冲程汽油机，图表示的是______冲程；压缩冲程可将______能转化为______能。 当四冲程汽油机的转速为时，在内汽油机对外做功的次数是______次。 汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：发动机外壳发烫；轮胎发热；刹车片发热；水箱中的水变热。其中属于通过做功改变内能的是______。 A. B. C. D. 小明通过上网查到了这种汽车的输出功率与转速的关系如图所示。小明又向爸爸询问了一些实测数据：汽车行驶的路况好，平均车速为，发动机转速为，平均油耗为，由图中数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，每小时对外所做的有用功为______，汽油机的效率是______结果保留一位小数。已知汽油的热值为，密度为 13.使用太阳能可以节能减排，减少雾霾天气。小明在项目化学习中，对学校的太阳能热水器如图展开了研究。 太阳能热水器在使用过程中通过          的方式增加水的内能；另一种改变物体内能的方式是通过          方式改变物体内能； 雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷          填物态变化形成的漂浮在空中的微小水滴，形成过程中要          选填“吸热”或“放热”； 雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物。如，它是指直径不大于．          选填“微米”或“纳米”的颗粒物；大气中的运动属于          选填“机械运动”或“分子热运动”； 如图中太阳能热水器接收阳光垂直照射的面积是，每平方米每秒接收到的太阳能为，热水器中装有水。垂直照射，水温可以升高          。不计一切热量损失。水的比热容为。 14.小明取两块大小质量均相等的冻肉，分别放入适量的的热水和的冷水中，观察现象并记录如下，请在表格中正确的推理前口内打“”_______： 解冻时间 热水中的冻肉 冷水中的冻肉 分钟 外层解冻，用手捏感觉内层有“硬核” 冷水中出现冰晶，外层解冻不明显 分钟 内层依然有“硬核” 外层明显解冻，内层基本解冻 分钟 内层“硬核”明显减小，但还存在 完全解冻 推理 热水中冻肉内、外层间由于热胀冷缩产生空隙，使内层冻肉吸热变慢热水中冻肉出现“硬核”，说明热量无法被内层冻肉吸收 冷水中出现冰晶时，冷水温度降至以下冷水结冰放出热量，这些热量更容易被内层冻肉吸收 15.内燃柴油叉车广泛用于工厂车间，仓库、物流配送中心等货物的装卸搬运作业。如图所示为某品牌的叉车及部分参数，某次它将的货物匀速竖直抬升至最高，消耗柴油，则：取，柴油的热值为， 型号 载重 起升高度 整车自重 货物在匀速上升时，内能______选填“增大”“减小”或“不变”； 叉车做的有用功是多少？ 抬升过程中叉车的机械效率是多少？ 柴油燃烧时的能量被水箱里的水吸收，水温升高多少？ 16.如图甲所示，小明将两个重力均为的铅柱、紧压在一起做实验，两个铅柱接触面的面积为。在铅柱下悬挂一个重力为的重物时，两个铅柱都没有被拉开。小明认为这个实验能够证明分子之间存在引力。小华却不这么认为，她观测到该实验室的大气压为，她认为两个铅柱之所以没被拉开，也可能是大气压的作用。图乙是小明听取小华的意见后，将铅柱和重物视为一个整体做出的受力分析图，他想：与接触，若对的作用力只有一个，那么这个力的方向应该竖直向上还是竖直向下呢？ 若对的作用力只有一个，请你通过计算说明对的作用力的方向__________，并将图乙中小明做的受力分析图补充完整__________。 请你计算出悬挂重物的重力最小值为多大时，才能证明分子间存在引力？ 17.请根据上述材料，回答下列问题： 聆听火焰：声学测温术如何丈量千度高温 声音的传播速度并非恒定值，而是与介质温度存在明确的定量关系，这一特性让“以声测温”成为炼钢炉等高温场景的安全测温方案无需接触灼热介质，仅通过分析声波传播数据，就能精准掌握炉内温度。 声音作为机械波，其传播依赖介质分子的振动传递，而分子热运动的剧烈程度直接决定了振动传递效率。这一宏观规律的背后，是微观世界的“速度”狂欢。气体由无数做无规则热运动的分子组成，温度升高，气体分子的平均热运动速度就显著增加。它们传递振动能量的“效率”就更高，扰动就能更快地“通知”到下一个分子。这好比在人群中传递消息，如果每个人都跑动起来分子速度大，消息自然传得飞快；如果大家都缓步行走，消息传递就慢。因此，宏观声速的增加，其根源在于微观分子热运动速度的增加。 经大量实验验证，科学家确立了空气中声速大小与温度高低的数值换算公式为：其中为声速，单位米秒；为环境温度，单位。 例如，当测得声速为米秒时，代入公式可计算出环境温度约为。该公式在至的工业高温区间内，能满足炼钢、窑炉等场景的测温需求。 “听声识温”已渗透多个领域：工业场景中，传统接触式测温仪在炼钢炉高温环境下易被烧毁，而声学测温技术可将声源与接收器安装在炉体外侧，让声波穿过炉内气体介质后再被反射回接收器，接收器结合往返距离及相应的时间间隔，即可算出声速，再通过经验公式推算出炉内温度，实现无损耗、实时的高温监测；气象观测中，便携式声速测温仪通过分析特定频率声波的传播时间，能快速获取近地面层温度梯度，为短期天气预报提供数据支持。 从物理公式到实际应用，声速与温度的关联不仅是基础物理知识的延伸，更展现了科学原理转化为实用技术的典型路径。 炼钢场景中采用声学测温而非传统接触式测温主要是为了避免_____； 下列对文中内容理解正确的是(    ) A.温度升高使气体分子平均速度增大，分子碰撞传递能量的效率更高，导致声速增大 B.温度升高使气体膨胀，密度变小，所以声音阻力变小，传得更快 C.高温物体会自己发出声音，音调越高代表温度越高 D.声学测温术可以满足所有高温场景测温需求 某工厂计划用声学测温技术监测高温管道内温度变化情况，在搭建测温系统计时，如果计时工具能记录的最小时间间隔为，则在炉内温度达到并持续升高的过程中，该设备能分辨的最小温度差为_____已知声波在炉内固定往返距离为米，在温度变化范围内，声速大小与温度的定量关系式为，其中为声速，单位米秒；为环境温度，单位；计算结果保留整数。 18.运用知识解决问题。 小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为：水的比热容          选填“比较大”或“比较小”，海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水          选填“明显”或“不明显” 已知水的比热容为，煤油的比热容为。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上质量相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀加热。下列图象正确的是          。用完全相同的热源对试管均匀加热，是为了让煤油和水在相同时间内          。 下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，正确的是          。 A.热机所用燃料的热值越大，效率越高热机功率越大，效率越高 C.物体的内能越大，温度越高               摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能 下列现象中，属于机械能转化为内能的是          。 A.航天飞行器穿越大气层时表面发热           冬天用热水袋取暖 C.放爆竹时，爆竹腾空而起                         电灯发出光和热 19.蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械能的往复式动力机械，它的出现曾引发了第一次工业革命。直到世纪初，才逐渐被内燃机和汽轮机等替代。 如图是思接千载的小萍设计的简易蒸汽机模型，燃料燃烧后加热水产生水蒸气，易拉罐的一侧开小孔后让蒸汽喷出，推动风车转动。此时工作物质是          选填“酒精”或“水蒸气”，该模型可以看成是          选填“内燃机”或“外燃机”； 图中汽油机的四个冲程，其中          选填冲程与图实验中的能量转化方式相同。该四冲程汽油机工作时转速为，则说法正确的是          填选项； A.分钟做功次，共有个冲程 B.秒共个冲程，曲轴转圈 C.分钟完成个工作循环，做功次 D.秒做功次，曲轴转圈 在挑选时，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。如图所示为发动机的能量流向图，这个发动机的效率是          。“涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，能有效提升燃油的利用率。由此可见“涡轮增压”是采取          填选项“”或“”的方法来提高热机效率的； A.使燃料更充分燃烧    减少热损失。 如图是一种可用于卫星的光发动机的工作原理图，密闭气室中在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，而在无光条件时则发生逆反应。由此，控制光照即可实现活塞往复运动。在该光发动机工作过程中能量的总量          选填“增加”、“减少”或“不变”。 20.阅读短文，回答问题。第五代战斗机“歼” 年月，珠海国际航空展上，我国第五代战斗机“歼”首次公开亮相。如图甲。它融合了全球优秀战斗机的特点，配备了大功率雷达，为解决散热问题，采用了新一代液体冷却系统，舱内先进的“呼吸系统”使飞机在万米高空时，能将机外以下的低压冷空气不断压缩，使得送入舱内的空气温度达到以上。同时，可自动调节，使舱内气压和温度达到舒适值，该飞机最大航速度达，飞机航行时所受阻力大小与速度平方的关系见表：取 速度 阻力 飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标，发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功推力所做的功与获得的机械能之比。飞机的部分参数如下表所示： 空战质量 最大起飞质量 最大巡航速度 发动机最大巡航推力 发动机的热效率 发动机的推进效率 飞行过程中机翼和空气摩擦温度升高，内能______选填“增大”或“减小”，这是通过______方式改变内能的。 关于“歼”战斗机，下列说法中正确的是______。 A.舱外气体进入舱内后，气体内能增加 B.新式冷却系统使雷达含有的热量减少 C.为确保舱内温度舒适，机内空调需不断制热 D.通过热传递的方式使进入舱内的气体温度升高 请在图乙中，用描点法画出阻力与速度平方的关系图像。 当飞机以在水平方向匀速飞行时，所受阻力为______，推力做功的功率为______。 “歼”以最大速度巡航，消耗燃油，此过程中发动机推力做功为______，发动机的推进效率为______。燃油的热值 答案和解析 1.【答案】吸收  压缩  大于    【解析】解：冷媒通过膨胀阀进入蒸发器发生汽化，从周围空气中吸收热量。 压缩机将冷媒变成高温高压气体的过程中，其能量转化相当于四冲程汽油机的压缩冲程。 压缩机压缩气态冷媒过程中，所消耗的电能大部分转化为机械能，机械能再转化为冷媒的内能。若不考虑冷凝器中的热量损失，冷水吸收的热量。 空气能热水器在一个工作循环中，冷水吸收的热量大于压缩机消耗的电能。 水从加热至，需要吸收的热量为：。 压缩机的额定功率为，它正常工作，消耗的电能为：。 该空气能热水器的能效比为：。 故答案为：吸收；压缩；大于；。 冷媒经过膨胀阀发生汽化，从周围空气中吸收热量。 压缩机将冷媒变成高温高压气体的过程中，相当于汽油机的压缩冲程。 冷水吸收的热量大于压缩机消耗的电能。 根据水吸收的热量和消耗的电能计算能效比。 本题考查的是能效比的计算；知道汽化吸热和内燃机的能量转化过程。 2.【答案】       【解析】解：能对外做功的是做功冲程，该冲程中进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞下行，故D符合题意。 上海长江大桥主通航孔跨度达米，斜拉桥的结构可以在江面上留出巨大的通航空间，相比全部使用桥墩支撑的桥梁，能有效避免桥墩阻碍航道，让万吨级的大型船只顺利通过。而减少桥面振动、美观并非斜拉桥相比桥墩桥最显著的优势，故A符合题意； 可以把桥面看作杠杆，点为支点，桥面受到的重力看作阻力，斜拉索的拉力看作动力，如图： 钓螃蟹的钓竿，支点在靠近手的一端，动力是手对钓竿的作用力，阻力是螃蟹的重力。动力臂远小于阻力臂，根据杠杆原理，费力但可以省距离，能让钓竿前端快速移动，更容易将螃蟹甩上岸，属于费力杠杆，故C符合题意。 故答案为：；；；。 汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功和排气冲程，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定哪个冲程，同时还可参考火花塞的状态进行判断；在四冲程内燃机工作过程中有两个冲程存在能量转化：一个是压缩冲程，将机械能转化为内能；另一个是做功冲程，将内能转化为机械能。 斜拉桥的结构可以在江面上留出巨大的通航空间，相比全部使用桥墩支撑的桥梁，能有效避免桥墩阻碍航道。 分析受力情况，画出力的示意图即可。 判断一种简单机械是否省力，主要看它的力臂的分配，同一种机械在使用方式不同时，它的省力情况也会发生变化。 此题考查了热机冲程的能量转化、杠杆的分类等。 3.【答案】  做功内  对外做的有用功是  储存的电能可供一个“，”的节能灯最多正常工作小时；该车在测试中行驶时受到的平均阻力为  【解析】解：甲图中两个气门都关闭，火花塞没有点火，此时活塞向下运动，应该是第二个冲程压缩冲程； 乙图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，应该是第三个冲程--做功冲程； 丙图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，应该是第四个冲程--排气冲程。 丁图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，应该是第一个冲程--吸气冲程； 按照四个冲程的先后顺序应该是丁、甲、乙、丙。 故选：。 汽油机的四个冲程中，只有做功冲程为汽车提供动力，将内能转化为机械能。 根据燃料燃烧释放热量公式可得放出热量：； 根据效率可知有用功：； 节能灯最多正常工作时间 该车在测试中将电池储存的电能完全用于驱动，牵引力， 汽车匀速行驶，牵引力等于阻力，即。 答：； 做功；内； 对外做的有用功是； 储存的电能可供一个“，”的节能灯最多正常工作小时； 该车在测试中行驶时受到的平均阻力为。 四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据两个气门的开关、活塞的运动方向以及火花塞是否点火可以确定每个冲程，从而排列出正确的顺序。 四冲程内燃机工作时，压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能。 根据燃料燃烧释放热量公式可得放出热量的多少；根据效率可知有用功的多少。 利用求得工作时间； 该车在测试中将电池储存的电能完全用于驱动，利用求得牵引力，汽车匀速行驶，牵引力等于阻力。 此题考查了热机冲程的认识及能量转化、热机效率的计算、电功计算公式的应用等。 4.【答案】【小题】 小于 越大 增大受力面积 相等 【小题】 电磁波 减小 做功   【解析】  羊皮囊扎紧并充满空气，此时囊内空气的密度远小于水的密度，根据物体的浮沉条件可知，此时皮囊能够漂浮。 渡河时羊皮筏漂浮在水面上，其受到的浮力等于总重力，因此上面的人越多，浮力越大，根据阿基米德原理可知，排开水所受的重力越大。 根据  可知，羊皮筏底部宽大的设计是为了在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。 根据液体压强公式  可知，同一深度处的水对羊皮筏底部和侧壁的压强大小相等。   卫星在太空中处于真空环境，电磁波可以在真空中传播，卫星是利用电磁波传送图像信息的。 汽缸内蒸汽的体积膨胀，同时推动活塞，气体对活塞做功，气体内能减小，活塞机械能增大，使舰载机获得巨大的牵引力，这个过程相当于内燃机的做功冲程。 5.【答案】；  分子；转换；电子；  降低颗粒大小；  扩散；温度；引力  【解析】资料中提到“水中悬浮的花粉颗粒这种微小颗粒的无规则运动称作布朗运动”，所以布朗运动是花粉颗粒的运动，选B。 由“液体是由大量分子组成的”可知，液体由大量分子组成。科学家通过布朗运动花粉颗粒运动认识分子运动，这种通过易观察的现象研究不易观察的微观运动的方法是转换法。 资料指出“温度越高分子运动越剧烈，颗粒运动也越剧烈”“颗粒越大布朗运动更明显”，所以可采取降低颗粒大小如使用更细的花粉颗粒或升高温度如加热液体的措施。 甲图抽掉玻璃板后气体混合均匀，这是扩散现象，表明分子在永不停息地做无规则运动。乙图红墨水在热水中扩散快，说明分子无规则运动快慢与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。丙图紧压铅柱后能挂钩码，说明固体分子间存在引力。 故答案为：分子；转换；电子； 降低颗粒大小； 扩散；温度；引力。 微小颗粒的无规则运动称作布朗运动。 液体由大量分子组成，通过易观察的现象研究不易观察的微观运动的方法是转换法。 依据布朗运动影响因素找措施； 扩散现象，表明分子在永不停息地做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈，分子间存在引力。 本题综合考查布朗运动的本质、分子动理论的内容分子组成、分子运动与温度的关系、分子间作用力、研究方法转换法及原子结构，需准确提取资料信息并联系相关物理概念。 6.【答案】压缩 机械 内   【解析】【详解】图的所示的冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动，故为压缩冲程，将机械能转化为内能。 热机效率的定义是热机对外做的有用机械能与燃料完全燃烧放出的总能量之比。由汽油机能量流向图可知，总能量用表示，有用机械能用表示，因此其效率为  由图可知，甲汽油机有用机械能的占比为，乙汽油机有用机械能的占比为，所以，甲汽油机热机效率较小，乙汽油机热机效率较大，故A不符合题意，符合题意； 由图可知，甲损耗的能量为，占比为，则甲获取的总能量  获得的有用机械能  同样，由图可知，乙损耗的能量为，占比为，则乙获取的总能量  获得的有用机械能  即  ，故CD不符合题意。 故选B。 使燃料更充分燃烧，可以让燃料释放出更多的能量用于做有用功，从而提高热机效率； 减少机械间的摩擦，可以减少额外功的消耗，使更多的能量用于做有用功，提高热机效率； 功率是表示做功快慢的物理量，选用功率更大的发动机并不能改变热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值，即不能提高热机效率； 将燃烧排出的废气再利用，可以充分利用燃料释放的能量，提高热机效率。 故符合题意，所以答案为。 从柱状图中可以看出，汽油机输出的机械能与燃料完全燃烧释放的内能之间的比例最大，因此汽油机的效率最高。 由于汽油机的效率最高，当消耗相同质量的燃料时，汽油机输出的机械能最多。 7.【答案】 内     机械   【解析】【详解】水被加热产生水蒸气，水蒸气喷出推动风车转动，是内能转化为机械能的过程。 将机械能转化为内能的是压缩冲程。压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内气体，机械能转化为内能。 汽油机转速为。四冲程汽油机每转圈完成一个工作循环，对外做功次，因此每秒对外做功次。 总能量： 效率：  “涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，利用了废气带走的能量，能有效提升燃油的利用率，因此是采取减少热损失的方法来提高热机效率。 8.【答案】内 增加废热回收系统   【解析】【详解】热机是利用内能对外做功，将内能转化为机械能的机器。 要提高飞机发动机热机效率，可以增加废热回收系统，利用废热能量，减少能量的损耗。 航空燃油完全燃烧放出的热量为  则发动机输出的有用功为  若  的航空燃油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，则水吸收的热量为  则水的质量为  9.【答案】做功 吸热 吸热   【解析】【详解】燃烧过程中，是化学能转化为内能，然后内能转化为机械能；汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；这里发生的能量转化与汽油机的做功冲程相似。 为了防止大气与飞船摩擦生热而损坏，所以飞船表面往往涂有保护层，利用它在摩擦的过程中发生熔化和汽化过程，熔化时吸热，汽化时吸热，从而使温度不致过高保护飞船。 这些燃料完全燃烧后放出的热量 10.【答案】压缩 机械能 空气与汽油的混合物 ：   【解析】解：图中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程；压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物物，将活塞的机械能转化为燃料混合物的内能；汽油机吸气冲程吸入的是空气与汽油的混合物； 汽油机的总效率为，损耗为，则热机效率为； 四冲程汽油机每完成一个工作循环，飞轮转动圈，对外做功次；汽油机飞轮转速，则甲汽油机每秒钟飞轮转动，完成个工作循环，对外做功次； 汽油完全燃烧放出的热量； 甲汽油机其效率为，则消耗的汽油转化成的机械能为：； 设甲汽油机功率为，乙汽油机功率为，汽油机甲的功率是乙的倍，则； 甲汽油机其效率为，乙汽油机的效率是，时间相同时间； 甲汽油机油耗，乙汽油机油耗； 则汽油机甲与乙每小时消耗的油量之比为：； 每辆燃油车汽车每年耗油量为，内燃机效率，则每辆燃油车每年做有用功的耗油量为； 把内燃机效率提高后，燃油车内燃机效率，则提高效率后每辆燃油车每年的耗油量为； 每辆燃油车每年节约的耗油量为； 我国燃油车为亿辆辆，则亿辆燃油车每年节约的耗油量为。 故答案为：压缩；机械能；空气与汽油的混合物；；；；：；。 根据图中活塞运动方向和气门状态判断汽油机的冲程类型；压缩冲程将活塞的机械能转化为燃料混合物的内能；汽油机吸气冲程吸入的是空气与汽油的混合物；总能量减去各损耗能量占比，得到汽油机的效率； 四冲程汽油机每完成一个工作循环，飞轮转动圈，对外做功次；根据飞轮转速和四冲程汽油机的工作特点，计算每秒做功次数；先求汽油完全燃烧放出的热量，再根据热机效率求机械能；通过功率、效率和时间的关系，推导油耗量之比； 先求出原效率下每辆燃油车每年做有用功的耗油量，再求提高效率后每辆燃油车每年的耗油量，最后求亿辆燃油车每年节约的耗油量。 本题考查汽油机的工作过程、做功次数的计算、热机效率的计算、油耗量的计算、效率提升的节能计算，难度较大。 11.【答案】增加；熔化；汽化；小水滴；  压缩；喷出的水；  飞行时间  【解析】火箭刚发射时，质量不变，速度增加，动能增加；高度增加，重力势能增加，因此机械能总量增加。 火焰的温度很高，所以发射台遇到高温的火焰会吸热而熔化。 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。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”。 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。 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。 “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。 故答案为：增加；熔化；汽化；小水滴；压缩；喷出的水；飞行时间。 动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能动能势能。物质从固态变成液态的变化过程叫作熔化。物质从液态变为气态的过程叫作汽化。 液化指物质由气态转变成液态。 汽油机的压缩冲程将机械能转化为气体的内能。任何两个物体之间的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。 “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。 本题考查四冲程能量的转化及熔化、汽化、液化的概念及现象，力的相互性及机械能的概念。 12.【答案】排气机械内        【解析】解：如图，进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，可以判断是排气冲程； 在内燃机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的混合气体，使其温度和压力都升高，这个过程中，活塞的机械能被转化为气体的内能； 飞轮转速是，表示每秒飞轮转动圈，而飞轮每转动圈，燃气对外做功次，所以内汽油机对外做功次； 发动机外壳发烫，是发动机的内能转移到外壳，使其温度升高，是通过热传递改变内能的； 轮胎发热，是轮胎和地面摩擦生热，是通过做功改变内能的； 刹车片发热，是刹车片和车轮摩擦生热，是通过做功改变内能的； 水箱中的水变热，是发动机的内能传递给水，使其温度升高，是通过热传递改变内能的； 综上所述，属于通过做功改变内能的是，故D符合题意，不符合题意； 故选：； 由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为时，其输出功率约为，每小时对外所做的有用功为； 行驶消耗的汽油是，则完全燃烧释放的热量为： ， 发动机的效率为： 。 故答案为：排气；机械；内；；；；。 根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程； 在内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能； 四冲程汽油机个工作循环完成个冲程，飞轮和曲轴转圈，对外做功次； 改变物体内能的两种方式：做功和热传递，做功是能量的转化，热传递是能量的转移； 由图乙读出发动机转速为时的输出功率，根据求出每小时对外所做的有用功； 根据和求出行驶汽油完全燃烧放出的热量，利用求出汽油机的效率。 本题考查了四冲程的判断和能量转化、热机效率、功率和热量的计算，属于基本公式的应用。 13.【答案】热传递     做功 液化 放热 微米 机械运动   【解析】改变物体内能有两种方式，分别是热传递和做功。太阳能热水器在使用过程中通过热传递的方式增加水的内能，则另一种改变物体内能的方式是通过做功。 雾是水蒸气遇冷由气态变为液态，这种物态变化是液化；液化过程需要放热。 是指直径不大于微米的颗粒物；是宏观物体，它的运动属于机械运动，而分子热运动是微观分子的无规则运动。 阳光垂直照射太阳能热水器时，不计一切热量损失，则水吸收的热量  水全部吸收后升高的温度为  14.【答案】【详解】热水中冻肉出现“硬核”，降低了热传递的速度，故正确的推理为第一种。冷水中出现冰晶时，冷水处于冰水共存状态，此时的温度是零摄氏度；冷水结冰凝固放出热量，这些热量更容易被内层冻肉吸水，故正确的推理为第二种。如下表所示： 推理 热水中冻肉内、外层间由于热胀冷缩产生空隙，使内层冻肉吸热变慢 热水中冻肉出现“硬核”，说明热量无法被内层冻肉吸收 冷水中出现冰晶时，冷水温度 降至以下 冷水结冰放出热量，这些热量 更容易被内层冻肉吸收   【解析】【详解】热水中冻肉出现“硬核”，降低了热传递的速度，故正确的推理为第一种。冷水中出现冰晶时，冷水处于冰水共存状态，此时的温度是零摄氏度；冷水结冰凝固放出热量，这些热量更容易被内层冻肉吸水，故正确的推理为第二种。如下表所示： 推理 热水中冻肉内、外层间由于热胀冷缩产生空隙，使内层冻肉吸热变慢 热水中冻肉出现“硬核”，说明热量无法被内层冻肉吸收 冷水中出现冰晶时，冷水温度 降至以下 冷水结冰放出热量，这些热量 更容易被内层冻肉吸收 15.【答案】不变  叉车做的有用功是  抬升过程中叉车的机械效率是  柴油燃烧时的能量被水箱里的水吸收，水温升高  【解析】解：物体内能的大小与温度、质量、物态有关；货物在匀速上升时，质量不变、温度不变，内能不变； 叉车做的有用功为： ； 柴油完全燃烧释放的热量为： ， 此时叉车机械效率为： ； 由和得，水升高的温度为； 。 答：不变； 叉车做的有用功是； 抬升过程中叉车的机械效率是； 柴油燃烧时的能量被水箱里的水吸收，水温升高。 物体内能的大小与温度、质量、物态有关； 根据求出车做的有用功； 根据求出柴油完全燃烧释放的热量，利用求出叉车机械效率； 根据和求出水升高的温度。 本题考查热量的计算，主要有做功公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式以及热效率公式的应用。 16.【答案】     竖直向下        【解析】大气压对铅柱的压力  悬挂重物所受的重力为  ，铅柱的重力为  ，铅柱与物体的总重力为  因为  ，若对的作用力只有一个，为了使铅柱和重物整体保持静止，根据力的平衡条件，对的作用力方向应该是竖直向下的，则铅柱对铅柱竖直向下的压力  受力分析图如下： 因为  ，所以小明做的铅柱实验不能说明分子之间存在引力。若要证明分子间存在引力，悬挂重物的重力最小值  17.【答案】 测温设备被烧毁   【解析】材料指出传统接触式测温仪在高温下易被烧毁，而声学测温通过外部安装避免接触高温介质，因此钢场景中采用声学测温而非传统接触式测温主要是为了避免避免测温设备被烧毁。 文中明确提到“温度升高，气体分子的平均热运动速度就显著增加。它们传递振动能量的效率就更高宏观声速的增加，其根源在于微观分子热运动速度的增加”，故 A正确； B.文中并未提及温度升高使气体膨胀、密度变小，声音阻力变小从而传得更快，故B错误； C.文章围绕的是通过分析声波传播数据来测温，并非高温物体会自己发出声音且音调越高温度越高，故C错误； D.文中说“该公式在至的工业高温区间内，能满足炼钢、窑炉等场景的测温需求”，并非满足所有高温场景，故D错误。 故选A。 炉内温度达到时的声速  计时工具能记录的最小时间差  将  和  带入上式可得  由  可知该设备能分辨的最小温度差  18.【答案】比较大     明显 吸收的热量相同   【解析】根据吸热公式 吸 可知，吸收的热量相同时，比热容越大的物体温度的升高量越小，因此在海边，沙子和海水受热相同的情况下，因为水的比热容较大，所以水的温升更小，沙子的温度变化比海水更明显，会出现沙子烫脚但是海水却还比较凉的情况。 由题意可知，水的比热容是煤油的比热容的倍，所以根据公式 吸 可知，当吸收的热量相同即加热时间相同时，煤油温度的升高量是水的温度的升高量的倍，只有选项符合题意，故选C。 完全相同的热源对装有水和煤油的试管分别均匀加热相同的时间，因为热源放出的热量是相同的，所以可认为水和煤油吸收的热量相同。 热机效率是指热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，因此跟热机燃料的热值以及热机的功率都无关，故AB错误； C.内能的大小与物体的温度、质量、体积、状态等因素有关，因此内能大的物体温度不一定高，故C错误； D.“摩擦生热”现象中，物体克服摩擦力做功，使内能增加，这是通过做功的方式来改变内能，故D正确。 故选D。 航天飞行器穿越大气层时克服空气阻力做功，机械能转化为内能，故A符合题意； B.冬天用热水袋取暖是通过热传递的方式改变物体的内能，只存在能量的转移，不存在能量的转化，故B不符合题意； C.放爆竹时，爆竹腾空而起，是火药的化学能转化为内能，内能再转化为机械能的过程，故C不符合题意； D.电灯发出光和热是电能转化为光能和内能的过程，故D不符合题意。 故选A。 19.【答案】 水蒸气     外燃机 不变   【解析】燃料燃烧后加热水产生水蒸气，大量的水蒸气会从小孔喷出，推动风车转动，对风车做功，将内能转化为机械能，因此工作的物质是水蒸气。该热机模型是在易拉罐外燃烧燃料，属于外燃机。 图实验中高温水蒸气推动风车转动，对风车做功，水蒸气的内能转化为风车的机械能。图汽油机的四个冲程中，图所示进气门和排气门关闭，活塞向下运动，此时高温高压的燃气推动活塞对外做功，水蒸气的内能转化为活塞的机械能；图为吸气冲程，没有内能与机械能的转化；为压缩冲程，发生的能量转化是机械能转化为内能；为排气冲程，没有内能与机械能的转化。故ABD不符合题意，符合题意。 故选C。 一台四冲程内燃机转速为，已知飞轮每转转完成个工作循环，对外做功次，包含个冲程，则该内燃机每分钟完成个工作循环，对外做功次，包含个冲程，故AC错误； 一台四冲程内燃机转速为，则飞轮转过的转数是，已知飞轮转数与曲轴的转数相同，且飞轮每转对外做功次，包含个冲程，则该内燃机每秒钟做功次，曲轴转，包含个冲程，故B错误，D正确。 故选D。 由能量流向图可知燃料完全燃烧放出的能量为  用来做有用功的能量为，这个发动机的效率是  根据题意可知，“涡轮增压”技术可利用热机排出的废气带动涡轮旋转，将新鲜空气压缩后再送到进气门，利用热机排出的废气具有的能量带动涡轮旋转，是通过减少热损失来提高热机效率的。故B符合题意，不符合题意。 故选B。 由题意可知，这种光发动机可以将吸收到的光能最终转化为机械能，根据能量守恒定律，在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。故该光发动机工作过程中能量的总量不变。 20.【答案】增大做功          【解析】解：飞行过程中机翼和空气摩擦温度升高，内能增大，这是通过做功的方式改变内能的； “歼”战斗机通过压缩做功，使进入舱内空气温度升高，将机械能转化为内能，使舱内空气内能增加，是通过做功的方式改变气体的内能，故A正确，D错误； B.热量是过程量，不能说“含有”热量，故B错误； C.送入舱内的空气温度达到以下，为确保舱内温度舒适，机内空调才需不断制冷，使空气温度降低，故C错误。 故选：。 根据表中数据描点作图，如下图所示： 由表格中的数据可知阻力与速度的关系为，当飞机以最大速度在水平方向匀速飞行时，所受阻力为： ， 因为飞机匀速飞行，所以飞机受到的动力等于受到的阻力为：  ， 则推力做功的功率为：  ； 由题可知燃料完全燃烧放出的热量为： ， 根据可知，发动机获得的机械能为： ， 匀速巡航过程中，飞机通过的路程为： ， 由表中的数据可知，发动机最大巡航推力为 ，飞机克服阻力所做的功 推力所做的功 为： ， 所以发动机的推进效率为： 。 故答案为：增大；做功；； ； ；；；。 内能的大小与物体的质量、温度、状态等都有关系；同一物体温度升高，内能一定增加； 做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，物体的内能增大、温度升高； 根据所给材料内容分析； 根据飞机航行时所受阻力大小与速度平方的关系表中的数据进行描点作图； 由表格数据知阻力与速度的关系为：，据此求出当飞机以在水平方向匀速飞行时，所受阻力，根据求出推力做功的功率； 根据算出燃料完全燃烧放出的热量； 根据算出发动机获得的机械能；根据算出移动的距离；根据算出发动机传递给飞机的推进功，根据发动机的推进效率。 本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，有一定的难度。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $