第十四章 内能的利用 单元练习-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 聚焦“内能的利用”单元，融合科技（神舟火箭）、文化（火龙出水）、生活（燃气灶）情境，通过选择、填空、实验、计算梯度设计，适配暑假预习单元复习，强化物理观念与科学探究。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|9|能量转化、热机冲程、热值|结合火龙出水考能量转化，神舟火箭情境体现科学态度| |填空题|10|热机效率、比热容、扩散现象|联系机器人、西气东输，强化能量观念| |实验题|3|燃料热值比较、自制汽轮机|跨学科实践简易热机模型，突出科学探究| |计算题|2|热量计算、热机效率|结合燃气灶、卡式炉，落实科学推理|

第十四章内能的利用单元练习（暑假预习作业） 一、选择题（本题共9小题， 1~6题为单选题，7~9题为多选题。） 1．某机器的能量流向如图所示，下列家用电器工作时，符合此能量流向的是（     ） A．电灯 B．电风扇 C．电视机 D．电热水壶 2．如图所示是我国明代发明的一种多级火箭武器——火龙出水。它利用火药燃烧产生大量高温气体向后喷出，从而推动自身向前飞行。下列汽油机冲程中，能量转化情况与之相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 4．完全燃烧1kg甲烷能释放出的热量，是完全燃烧1kg煤炭释放热量的2倍，由此可知甲烷比煤炭（　　　） A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大 5．热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（     ） A．增加热机的工作时间 B．减少热机部件的摩擦 C．使用热值更小的燃料 D．增加废气带走的热量 6．2026年5月24日神舟二十三号载人飞船发射，发射取得圆满成功。如图是神舟火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（     ） A．燃料燃烧时内能转化为化学能 B．燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C．火箭发射加速升空时，火箭的机械能不变 D．火箭升空时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 7．下列四个物理实验现象及其说明的问题，正确的是（     ）    A．图甲：滚摆从高点释放后，能上下来回滚动，说明动能和重力势能可以相互转化 B．图乙：迅速下压活塞，硝化棉会燃烧起来，说明了对物体做功，物体的内能增加 C．图丙：瓶塞喷出，是水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，利用该原理制造了热机 D．图丁：掉在地上的弹性小球在不断跳起过程中会越跳越低，说明能量是不守恒的 8．如图所示，在金属管内装一些酒精，当迅速来回拉动绕过金属管的粗绳时，筒壁会发热，一会儿，看到紧塞在管口的塞子突然被射出，同时听到“呯”的一声。根据这些现象，下列说法正确的是（   ） A．来回拉动粗绳时，将机械能转化为内能 B．塞子被射出，将内能转化为机械能 C．筒壁会发热，原因是克服摩擦做功，物体内能增加 D．筒壁会发热，原因是酒精的化学能转化为内能 9．如图所示，这是某汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法正确的是（　　） A．减少废气带走的能量是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率 C．若该汽油机工作时汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 D．该汽油机的能量利用率为 二、填空题 10．人形机器人亮出“功夫模式”，春晚上，机器人翻跟头的动作由其腿部的数个关节电动机协同完成，该过程中其电能主要转化为___________。 11．如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为___________能。火箭加速上升过程中，火箭的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”，忽略燃料减少引起的质量变化）。 12．小亮放学一进家门，就闻到妈妈炒菜的香味，这是___________现象；家里小汽车汽油机吸气冲程吸入汽缸的是___________（选填“空气”或“汽油和空气”）。 13．如图所示是一台四冲程汽油机的__________冲程；若飞轮转速为1800 r/min，则该汽油机每分钟完成__________个工作循环；在一段时间内消耗了500 g汽油，若这些汽油完全燃烧，则放出的热量是__________J。（ ） 14．如图，在模拟热机原理的实践活动中，向盒内喷酒精后，用点火枪点燃盒内的气态酒精，酒精燃烧爆炸，盒盖飞出。这一过程是因为酒精具有可燃性，且__________较大，燃烧后放出大量的热量，这一过程中与内燃机的__________冲程能量转换情况相同。 15．在安全教育活动中，老师用图示装置演示面粉爆炸现象。面粉被吹入塑料桶后，遇到火焰爆燃，桶口的硬纸板被迅速弹飞。面粉燃烧释放的内能转化为硬纸板的________，该过程相当于汽油机工作时的________冲程。 16．汽油机一个工作循环要经历四个冲程，在四个冲程中，有_____ 个冲程要靠飞轮转动的能量来完成的；汽油机的效率________ （选填“可以”或“不可以”）达到100%。 17．国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源——天然气。已知天然气的热值为，则每输送的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了___________的能量。柴油机的效率___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）汽油机的效率。 18．小明在燃气灶上烧水，将质量为初始温度为的水，升高了，需要燃烧_________的天然气，这是通过__________的方式来改变水的内能。（不计热量损失）[，天然气的热值] 19．人类发展史也是燃料的利用史，干木柴、煤燃烧时的放热本领不同，是因为它们的______不同。完全燃烧的天然气放出的热量的42%被水吸收，则：可以使5kg的水温度上升_________℃。［天然气的热值为，水的比热容]。 三、实验题 20．小明采用如图所示的装置探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 酒精 25 65 纸片 25 44 (1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的________和________相等； (2)实验时，可以通过比较________________（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片放出热量的多少； (3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，________放出的热量多； (4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是________（选填“相同”或“不同”）的； (5)在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比（）称为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称为比值法，热值是能够燃烧的物质的属性。下列用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：________（填写序号）。 ①速度    ②功率    ③密度    ④压强 21．某创新实践小组的学生在校园科技节上展示了“自制汽轮机”的实践过程： ①制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动，如图甲所示； ②组装“汽轮机”：按照如图乙所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对着叶片； ③给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转动了起来； ④探究思考： (1)给烧瓶中的水加热的过程中，是通过______的方式改变水的内能； (2)汽轮机工作时，水蒸气对叶轮做功，水蒸气的内能转化为叶轮的______，此过程与图中汽油机的______（选填字母）冲程工作原理相同； A．    B．    C．     D． (3)在标准大气压下，烧瓶中装有300g、初温为20℃的水，将水加热至沸腾需要吸收热量______J；酒精灯里的酒精在燃烧的过程中，______转化为内能。若酒精完全燃烧放出的热量只有14%被烧杯中水吸收，则需要完全燃烧酒精______g；【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg】 (4)汽轮机的效率比较低，以下措施不能提高热机效率的是（　　） A．使燃料更充分燃烧 B．减少机械间的摩擦 C．尽量选用功率更大的发动机 D．将燃烧排出的废气再利用 22．跨学科实践 制作简易热机模型 在日常生活中，我们经常利用内能转化为机械能的原理。同学们成立了制作简易热机模型的项目团队，按照“项目提出、项目分析、项目实施、展示交流”的学习流程，研究了制作一个简易热机模型的方法，收集材料并组装了如图所示的简易热机装置。 取一个空易拉罐，根据易拉罐的形状制作支架，向易拉罐内注入大约半罐水，将笔外壳的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封；将易拉罐放在支架上，笔外壳的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下方的酒精灯，罐内的水蒸气通过笔外壳喷出，推动风扇转动。这样就完成了一个简易热机模型的制作。 (1)该简易热机模型工作时，充当能量传递和转化的核心介质是_________（选填“扇叶”或“水蒸气”）。 (2)这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理，蒸汽机属于热机的一种，热机的原理是先将_________能转化为内能，再将内能转化为_________能。 四、计算题 23．用燃气灶将4kg的水从20℃ 加热到70℃，完全燃烧 0.03kg 的天然气。已知水的比热容c=4.2×J/(kg·℃)，天然气热值q=4×J/kg。求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)燃气灶烧水的效率。 24．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2L初温为的水。用卡式炉加热至，消耗了25g丁烷气体。已知该装置加热水的效率为，，。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)丁烷气体的热值。 试卷第6页，共8页 试卷第5页，共8页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章内能的利用单元练习（暑假预习作业） 一、选择题（本题共9小题， 1~6题为单选题，7~9题为多选题。） 1．某机器的能量流向如图所示，下列家用电器工作时，符合此能量流向的是（     ） A．电灯 B．电风扇 C．电视机 D．电热水壶 【答案】B 【详解】由能量流向图可知，该用电器工作时，输入电能，最终输出机械能和内能，即电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能。 A．电灯工作时，将电能转化为内能和光能，不输出机械能，故A不符合题意； B．电风扇工作时，输入电能后，大部分电能转化为机械能输出，少部分因为电流热效应转化为内能输出，符合图中能量流向，故B符合题意； C．电视机工作时，将电能主要转化为光能、声能和内能，几乎不输出机械能，故C不符合题意； D．电热水壶工作时，将电能几乎全部转化为内能，没有机械能输出，故D不符合题意。   故选B。 2．如图所示是我国明代发明的一种多级火箭武器——火龙出水。它利用火药燃烧产生大量高温气体向后喷出，从而推动自身向前飞行。下列汽油机冲程中，能量转化情况与之相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】火龙出水能量转化为：火药燃烧将化学能转化为内能，高温燃气向后喷出推动火箭前进，内能转化为机械能。 汽油机各冲程能量变化： AD．吸气、排气冲程中无能量转化，依靠飞轮惯性完成； B．在压缩冲程中，活塞压缩气体，将机械能转化为内能； C．在做功冲程中，汽油燃烧产生高温燃气推动活塞，将内能转化为机械能，和火龙出水能量转化一致。 故选C。 3．如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 【答案】C 【详解】甲图：左侧进气门打开，右侧排气门关闭，活塞向下运动，外界混合气被吸入气缸，为吸气冲程； 丁图：两个气门全部关闭，活塞向上运动，气缸内气体被压缩，为压缩冲程； 乙图：两个气门全部关闭，活塞向下运动，燃气燃烧膨胀推动活塞下行做功，为做功冲程； 丙图：右侧排气门打开，左侧进气门关闭，活塞向上运动，气缸内废气被排出，为排气冲程； 四冲程标准顺序为吸气、压缩、做功、排气，对应甲、丁、乙、丙，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．完全燃烧1kg甲烷能释放出的热量，是完全燃烧1kg煤炭释放热量的2倍，由此可知甲烷比煤炭（　　　） A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大 【答案】C 【详解】热值的定义是单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量。由题意可知：相同质量的甲烷完全燃烧放出的热量比煤炭更大，因此甲烷的热值比煤炭大，故选C。 5．热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（     ） A．增加热机的工作时间 B．减少热机部件的摩擦 C．使用热值更小的燃料 D．增加废气带走的热量 【答案】B 【详解】A．增加热机工作时间，只会增加总做功和总消耗燃料的量，不会改变有用功占总能量的比值，无法提高热机效率，故A不符合题意； B．减少热机部件的摩擦，可以减少克服摩擦消耗的额外能量，让更多能量用来做有用功，提高了有用功占总能量的比例，因此可以提高热机效率，故B符合题意； C．热机效率和燃料热值无关，热值只反映燃料放热能力，不改变能量利用率，使用热值更小的燃料不会提高效率，故C不符合题意； D． 增加废气带走的热量，意味着能量损失更多，有用功占总能量的比例降低，热机效率下降，故D不符合题意。 故选B。 6．2026年5月24日神舟二十三号载人飞船发射，发射取得圆满成功。如图是神舟火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（     ） A．燃料燃烧时内能转化为化学能 B．燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C．火箭发射加速升空时，火箭的机械能不变 D．火箭升空时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 【答案】B 【详解】A．燃料燃烧时，是将燃料储存的化学能转化为内能，不是内能转化为化学能，故A错误； B．热值是燃料本身的特性，热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此燃料箱内燃料减少时，燃料的热值不变，故B正确； C．机械能等于动能与重力势能的总和。火箭加速升空时，速度增大，动能增大；高度升高，重力势能增大，因此火箭的机械能增大，故C错误； D．燃料的化学能转化过程中，一部分能量会随高温废气散失到空气中，存在能量损失，不能全部转化为火箭的机械能，故D错误。 故选B。 7．下列四个物理实验现象及其说明的问题，正确的是（     ）    A．图甲：滚摆从高点释放后，能上下来回滚动，说明动能和重力势能可以相互转化 B．图乙：迅速下压活塞，硝化棉会燃烧起来，说明了对物体做功，物体的内能增加 C．图丙：瓶塞喷出，是水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，利用该原理制造了热机 D．图丁：掉在地上的弹性小球在不断跳起过程中会越跳越低，说明能量是不守恒的 【答案】ABC 【详解】A．滚摆下降时高度降低、速度变大，重力势能转化为动能，上升时速度减小、高度升高，动能转化为重力势能，滚摆能上下来回滚动，说明动能和势能可以相互转化，故A正确； B．迅速下压活塞，活塞对筒内气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气体内能增大、温度升高，达到硝化棉燃点后硝化棉燃烧，说明对物体做功，物体的内能增加，故B正确； C．瓶塞喷出过程中，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，热机做功冲程的原理就是内能转化为机械能，该过程和热机原理相同，故C正确； D．弹性小球越跳越低，是因为部分机械能转化为内能，机械能减少，但总能量仍然守恒，能量守恒定律普遍成立，故D错误。 故选ABC。 8．如图所示，在金属管内装一些酒精，当迅速来回拉动绕过金属管的粗绳时，筒壁会发热，一会儿，看到紧塞在管口的塞子突然被射出，同时听到“呯”的一声。根据这些现象，下列说法正确的是（   ） A．来回拉动粗绳时，将机械能转化为内能 B．塞子被射出，将内能转化为机械能 C．筒壁会发热，原因是克服摩擦做功，物体内能增加 D．筒壁会发热，原因是酒精的化学能转化为内能 【答案】ABC 【详解】A．来回拉动粗绳时，绳子与筒壁克服摩擦做功，消耗机械能，使筒壁内能增加，该过程将机械能转化为内能，故A正确； B．塞子被射出时，金属管内的高压气体对塞子做功，气体的内能转化为塞子的机械能，故B正确； C．筒壁发热的原因是，绳子与筒壁相互克服摩擦做功，机械能转化为内能，物体内能增加温度升高，故C正确； D．该过程中酒精没有发生化学变化，筒壁发热是克服摩擦做功，机械能转化为内能，不是酒精的化学能转化为内能，故D错误。 故选ABC。 9．如图所示，这是某汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法正确的是（　　） A．减少废气带走的能量是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率 C．若该汽油机工作时汽油没有完全燃烧，则汽油的热值会减小 D．该汽油机的能量利用率为 【答案】ABD 【详解】A．由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，故A正确； B．冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，故B正确； C．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧没有关系，因此汽油没有完全燃烧时，热值不变，故C错误； D．该汽油机的热机效率为，故D正确。 故选ABD。 二、填空题 10．人形机器人亮出“功夫模式”，春晚上，机器人翻跟头的动作由其腿部的数个关节电动机协同完成，该过程中其电能主要转化为___________。 【答案】机械能 【详解】电动机工作时，电能主要转化为机械能（会有少量电能转化为内能）。机器人通过腿部关节电动机完成翻跟头动作，电动机驱动关节带动机器人运动，该过程电能主要转化为使机器人完成动作的机械能。 11．如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为___________能。火箭加速上升过程中，火箭的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”，忽略燃料减少引起的质量变化）。 【答案】 内 不守恒 【详解】燃料在燃烧过程中产生高温高压的气体，将化学能转化为内能。火箭加速上升过程中，质量不变，速度和高度增大，动能和重力势能都增大，所以机械能不守恒。 12．小亮放学一进家门，就闻到妈妈炒菜的香味，这是___________现象；家里小汽车汽油机吸气冲程吸入汽缸的是___________（选填“空气”或“汽油和空气”）。 【答案】 扩散 汽油和空气 【详解】分子在永不停息地做无规则运动，炒菜的香味分子会扩散到空气中，被人闻到，这一现象属于扩散现象。 汽油机和柴油机吸气冲程有区别，柴油机吸气冲程只吸入空气，而汽油机的吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。 13．如图所示是一台四冲程汽油机的__________冲程；若飞轮转速为1800 r/min，则该汽油机每分钟完成__________个工作循环；在一段时间内消耗了500 g汽油，若这些汽油完全燃烧，则放出的热量是__________J。（ ） 【答案】 做功 900 【详解】图中两个气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合四冲程汽油机做功冲程的特征。 四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈，飞轮转速为，因此每分钟完成的工作循环数为：个。 汽油质量 汽油完全燃烧放出热量 14．如图，在模拟热机原理的实践活动中，向盒内喷酒精后，用点火枪点燃盒内的气态酒精，酒精燃烧爆炸，盒盖飞出。这一过程是因为酒精具有可燃性，且__________较大，燃烧后放出大量的热量，这一过程中与内燃机的__________冲程能量转换情况相同。 【答案】 热值 做功 【详解】酒精具有可燃性，且热值较大，相同质量的酒精完全燃烧时能放出更多的热量；该过程中，酒精燃烧产生的高温燃气膨胀对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，这和内燃机做功冲程的能量转化情况相同。 15．在安全教育活动中，老师用图示装置演示面粉爆炸现象。面粉被吹入塑料桶后，遇到火焰爆燃，桶口的硬纸板被迅速弹飞。面粉燃烧释放的内能转化为硬纸板的________，该过程相当于汽油机工作时的________冲程。 【答案】 机械能/动能 做功 【详解】硬纸板被冲起，面粉燃烧释放的内能转化为硬纸板的机械能。汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，它们的能量转化情况相同。 16．汽油机一个工作循环要经历四个冲程，在四个冲程中，有_____ 个冲程要靠飞轮转动的能量来完成的；汽油机的效率________ （选填“可以”或“不可以”）达到100%。 【答案】 三 不可以 【详解】在汽油机一个工作循环中，只有做功冲程对外做功，把内能转化为机械能，其它冲程是靠飞轮转动的能量来完成的。 汽油机工作时，会因为散热、废气带走热量、机械摩擦等原因损失能量，任何热机的效率都不可能达到 100%。 17．国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源——天然气。已知天然气的热值为，则每输送的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了___________的能量。柴油机的效率___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）汽油机的效率。 【答案】 大于 【详解】[1]根据燃料完全燃烧放热公式，代入天然气热值和输送体积，计算得 [2]柴油机的压缩比大于汽油机，燃料燃烧更充分，废气带走的能量等损失更少，因此柴油机的效率大于汽油机的效率。 18．小明在燃气灶上烧水，将质量为初始温度为的水，升高了，需要燃烧_________的天然气，这是通过__________的方式来改变水的内能。（不计热量损失）[，天然气的热值] 【答案】 0.016 热传递 【详解】水吸收的热量 不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热量 需要燃烧天然气的体积 水从天然气燃烧放出的热量中吸热，内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式改变水的内能。 19．人类发展史也是燃料的利用史，干木柴、煤燃烧时的放热本领不同，是因为它们的______不同。完全燃烧的天然气放出的热量的42%被水吸收，则：可以使5kg的水温度上升_________℃。［天然气的热值为，水的比热容]。 【答案】 热值 40 【详解】燃料的放热本领由热值决定，热值是单位体积（或质量）燃料完全燃烧时释放的热量，不同燃料的热值不同，因此干木柴和煤的放热本领不同是因为它们的热值不同。 完全燃烧0.05m3的天然气放出的热量为 水吸收的热量为 可以使5kg的水温度上升 三、实验题 20．小明采用如图所示的装置探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 酒精 25 65 纸片 25 44 (1)探究过程中，要控制两套装置中燃料的质量和烧杯中水的________和________相等； (2)实验时，可以通过比较________________（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片放出热量的多少； (3)从表格中数据可以发现，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，________放出的热量多； (4)通过实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是________（选填“相同”或“不同”）的； (5)在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比（）称为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称为比值法，热值是能够燃烧的物质的属性。下列用比值法定义，并反映物质属性的物理量有：________（填写序号）。 ①速度    ②功率    ③密度    ④压强 【答案】(1) 质量 初温 (2)水升高的温度 (3)酒精 (4)不同 (5)③ 【详解】（1）本实验使用控制变量法，根据吸热公式，要通过水温变化反映燃料放热多少，需要控制燃料质量，以及烧杯中水的质量和初温相等，才能进行比较。 （2）本实验用转换法比较放热，两种燃料都充分燃烧完，水升高的温度大的，吸收的热量多，即燃料放出的热量多，所以通过观察水升高的温度判断放热多少。 （3）由表格数据可知，酒精燃烧使水温升高了，碎纸片使水温升高了，酒精燃烧使水温升高更大，说明质量相同的酒精完全燃烧放出的热量更多。 （4）实验结果表明，酒精和碎纸片燃烧放出的热量是不同的，即质量相等的不同燃料，充分燃烧放出的热量一般是不同的，这是不同燃料热值不同的体现。 （5）比值法定义且反映物质属性，速度描述运动快慢、功率描述做功快慢、压强描述压力作用效果，都不是物质本身固有的属性；密度是物质的固有属性，与质量和体积的大小无关，用质量和体积的比值定义，符合要求，因此选③。 21．某创新实践小组的学生在校园科技节上展示了“自制汽轮机”的实践过程： ①制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动，如图甲所示； ②组装“汽轮机”：按照如图乙所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对着叶片； ③给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转动了起来； ④探究思考： (1)给烧瓶中的水加热的过程中，是通过______的方式改变水的内能； (2)汽轮机工作时，水蒸气对叶轮做功，水蒸气的内能转化为叶轮的______，此过程与图中汽油机的______（选填字母）冲程工作原理相同； A．    B．    C．     D． (3)在标准大气压下，烧瓶中装有300g、初温为20℃的水，将水加热至沸腾需要吸收热量______J；酒精灯里的酒精在燃烧的过程中，______转化为内能。若酒精完全燃烧放出的热量只有14%被烧杯中水吸收，则需要完全燃烧酒精______g；【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg】 (4)汽轮机的效率比较低，以下措施不能提高热机效率的是（　　） A．使燃料更充分燃烧 B．减少机械间的摩擦 C．尽量选用功率更大的发动机 D．将燃烧排出的废气再利用 【答案】(1)热传递 (2) 机械能 C (3) 1.008×105 化学能 24 (4)C 【详解】（1）改变内能的方式有两种，分别是做功和热传递，用酒精灯给烧瓶中的水加热，是通过热传递改变水的内能。 （2）[1][2]汽轮机工作时，水蒸气推动塞子冲出，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。而汽油机工作时压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能，做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，A图中进气门打开，是吸气冲程，D图中排气门打开，是排气冲程，C图中两气门关闭，活塞下行，火花塞点火，所以是汽油机的做功冲程，B图中两气门关闭，活塞上行，所以是汽油机的压缩冲程，所以汽轮机工作时，水蒸气对活塞做功，与图中汽油机的做功冲程工作原理相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3）[1]将300g初温为20℃的水，加热到100℃需要吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×300×10-3kg×(100℃-20℃)=1.008×105J [2]酒精燃烧过程中，消耗化学能，内能增大，将化学能转化为内能。 [3]酒精完全燃烧放出的热量只有14%被烧杯中水吸收，则酒精完全燃烧放出的热量 完全燃烧酒精的质量 （4）热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，使燃料更充分燃烧、将燃烧排出的废气再利用、减少机械间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。而热机效率与功率无关，所以尽量选用功率更大的发动机不能提高热机效率，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 22．跨学科实践 制作简易热机模型 在日常生活中，我们经常利用内能转化为机械能的原理。同学们成立了制作简易热机模型的项目团队，按照“项目提出、项目分析、项目实施、展示交流”的学习流程，研究了制作一个简易热机模型的方法，收集材料并组装了如图所示的简易热机装置。 取一个空易拉罐，根据易拉罐的形状制作支架，向易拉罐内注入大约半罐水，将笔外壳的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封；将易拉罐放在支架上，笔外壳的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下方的酒精灯，罐内的水蒸气通过笔外壳喷出，推动风扇转动。这样就完成了一个简易热机模型的制作。 (1)该简易热机模型工作时，充当能量传递和转化的核心介质是_________（选填“扇叶”或“水蒸气”）。 (2)这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理，蒸汽机属于热机的一种，热机的原理是先将_________能转化为内能，再将内能转化为_________能。 【答案】(1)水蒸气 (2) 化学 机械 【详解】（1）该简易热机模型工作时，充当能量传递和转化的核心介质是水蒸气，给罐内的水加热，水汽化为高温的水蒸气，罐内的水蒸气通过笔外壳喷出，推动风扇转动，将内能转化为机械能。 （2）[1][2]热机的工作原理是：燃料燃烧，发生化学变化，产生大量的热，先将化学能转化为内能，高温气体在做功冲程中对外做功，将内能转化为机械能。 四、计算题 23．用燃气灶将4kg的水从20℃ 加热到70℃，完全燃烧 0.03kg 的天然气。已知水的比热容c=4.2×J/(kg·℃)，天然气热值q=4×J/kg。求： (1)水吸收的热量； (2)天然气完全燃烧放出的热量； (3)燃气灶烧水的效率。 【答案】(1)8.4×J (2)1.2×J (3)70% 【详解】（1）水的质量，水的初温，末温，水的比热容，水升高的温度 故水吸收的热量 （2）天然气的质量，天然气的热值 故天然气完全燃烧放出的热量 （3）燃气灶烧水的效率 24．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2L初温为的水。用卡式炉加热至，消耗了25g丁烷气体。已知该装置加热水的效率为，，。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)丁烷气体的热值。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水的体积 水的质量 （2）水升高的温度 根据吸热公式 ，代入数据计算 （3）根据加热效率公式 ，变形得丁烷完全燃烧放出的热量 丁烷的质量 根据燃料放热公式 ，变形得热值 ，代入数据计算 试卷第14页，共15页 试卷第11页，共15页 学科网（北京）股份有限公司 $