第十章 机械能、内能及其转化 热点题型专练（综合题30道）2026-2027学年九年级物理上册北师大版

**基本信息** 聚焦机械能与内能转化，以30道综合题构建"概念辨析-公式应用-实际场景"三阶训练体系，强化能量观念与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |能量转化|8题（如火箭发射、热机冲程）|填空+选择|从能量形式判断到转化过程分析，衔接力学与热学能量观| |热学计算|12题（如烧水效率、燃料放热）|公式应用+综合计算|以Q=cmΔt和Q=mq为核心，构建"吸热-放热-效率"逻辑链| |力学综合|10题（如滑雪做功、汽车功率）|跨知识点综合|结合机械能守恒与机械效率，体现科学探究中的模型建构|

第10章 机械能、内能及其转化（综合题30道） 1．用煤气炉将4kg的水从20℃加热到70℃，消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： (1)煤气在燃烧过程中，发生的能量转化，是______能转化成______能。 (2)水吸收的热量； (3)煤气完全燃烧放出的热量； (4)煤气炉加热的效率。 2．世界三大氢能展之一的2026北京国际氢能技术装备展览会于2026年3月在北京召开，氢能再次被世人关注。目前，我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用，请解答下列问题：[已知，] (1)请结合所学的知识，列举一条使用氢能源的优点______。 (2)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ (3)若这些热量全部被质量为250kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？ (4)若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率沿直线匀速行驶5min，则该氢能源公交车发动机的效率是多少？ 3．2025年4月11日0时47分，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，将通信技术试验卫星十七号顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。 (1)发射火箭时，为了保护发射台的铁架不被火箭向下喷射的高温火焰所熔化，工作人员在台底建造了一个大水池（导流槽），当高温火焰喷到水中时，产生了迅速扩展的庞大的白色“气团”，这些白色“气团”是______（选填“水蒸气”或“小水珠”）；试验卫星十七号发射的时候，试验卫星十七号相对于火箭是______（选填“静止”或“运动”）的； (2)如果试验卫星十七号在太空发射很强的超声波，在地球上______（选填“能”或“不能”）收到信号； (3)火箭发射成功时，长征三号乙运载火箭的专家们流下了激动的泪水，对于他们来说，火箭发射时巨大的声响属于________（选填“噪声”或“乐音”）； (4)火箭发射时，燃料燃烧释放的能量转化为火箭的______能。从能量转化的角度分析，这与四冲程汽油机的______冲程能量转化情况相似。 4．汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分： (1)如图（a）（b）（c）（d）为汽车内燃机工作四个冲程的示意图。图________是提供动力的冲程，其主要是将________转化为________。其余三个冲程都是靠飞轮的惯性带动曲轴连杆转动。图（b）中气体的温度________（选填A：升高或B：降低）。 (2)某汽车在高速公路上行驶，发动机做的有用功为，消耗汽油。已知汽油的热值约为。求：【，大气压为1个标准大气压】 ①汽油完全燃烧放出的热量________； ②若有的能量被质量为、初温为80℃的水吸收，水的温度将升高多少________； ③该汽油机的效率为________，下列提高热机效率的途径中，可行的有________。 A．使燃料充分更燃烧    B．增加更多的燃料    C．增大活塞和气缸的摩擦 5．某室内滑雪滑雪道长200米、垂直落差60米，一位滑雪运动员在雪道上加速下滑，如图所示。请回答下列问题： (1)室内滑雪场的人造雪，是由造雪机将水雾喷到低温空气中形成的，这一过程主要发生了_______； A．液化 B．凝固 C．凝华 D．汽化 (2)滑雪时，运动员使用宽大的滑雪板，主要是为了_______； A．减小压力 B．减小压强 C．增大压力 D．增大压强 (3)雪在熔化过程中，会【多选】_______； A．温度升高 B．温度不变 C．吸收热量 D．放出热量 (4)自然界中的水不停地运动，构成了一个巨大的水循环系统。夜间气温降低时，空气中的水蒸气遇到较冷的花草、石块等物体表面，会________（填物态变化名称）成小水珠（露）。白天在阳光照射下，这些小水珠________（填物态变化名称）成水蒸气，重新回到空气中。驱动地球上水循环的主要能量来源是________。 (5)运动员加速下滑的过程中，动能________，重力势能________，机械能________。 A．增大    B．不变    C．减小 (6)若运动员重500N，从垂直高度60m的起点滑到最底下的终点，重力做功________J；若滑雪板与雪地接触面积为，运动员站立在水平雪面上时，雪板对雪地的压强为________Pa。 6．第一次工业革命以来，热机的广泛使用使人类摆脱了繁重的体力劳动，促进生产力发展。 (1)若汽油机的气缸中吸入0.1kg汽油，其完全燃烧后释放的能量约为______J（汽油热值）；若汽油没有完全燃烧，则其热值将______。（选填“变小”、“变大”或“不变”）。 (2)如图所示是汽油机工作的四个冲程，其中压缩冲程是______。 A． B． C． D． 7．某型号汽车发动机的额定功率为，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1600N。 (1)汽车以恒定功率爬坡时要采用低挡上坡，这样做是为了增大汽车________；爬坡时汽车的重力势能将会________； (2)求在额定功率下，当汽车在水平路面上匀速行驶时，发动机所提供的牵引力大小； (3)求在额定功率下，当汽车在水平路面上匀速行驶时，汽车行驶20min牵引力所做的功； (4)求在额定功率下，当汽车在水平路面上匀速行驶时，汽车行驶速度的大小。 8．随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你解答： (1)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会______（选填“升高”“降低”或“不变”）；从图中知该汽油机的热机效率为______。 (2)汽车发动机的一个工作循环包括如图所示的四个冲程。请按一个工作循环的过程，将四个冲程图重新排序：______，图______所示的冲程是给汽车提供动力的； (3)小洁家汽车的单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120J，飞轮的转速是1500r/min，每分钟消耗10g汽油。1分钟内，做______次功。满负荷工作时该汽油机的功率是______W，若将满负荷工作时热机的效率提高10%，满负荷工作10小时可以节省汽油______kg。（汽油的热值为） 9．如图所示为一台自走式割草机，它以汽油机为动力，通过传动轴推动底部刀片组割草，同时驱动履带行走。已知割草机工作时输出有用机械能（用于刀片割草和驱动履带行走）的最大功率为4kW，汽油机工作时输出有用机械能的效率为60%，输出的有用机械能用于驱动履带行走的效率为10%。一条河岸长7.2km，用这台割草机修理河岸草坪，从一端匀速直线运动到另一端，割草机运动时受到的平均阻力为200N。请回答下列问题：（汽油的热值为） (1)求割草机从一端到另一端所用的时间； (2)求此过程中割草机消耗汽油的质量；（结果保留一位小数） (3)求割草机从一端到另一端的过程中，刀片割草所做的功； (4)请结合生活实际提出一条提高该汽油机工作时输出有用机械能的效率的方法。 10．如图所示，“鲲龙”AG600是我国自主研制的首款大型灭火和水上救援的水陆两栖飞机，飞机空载时质量为41.5吨。（取，） (1)飞机起飞时，机翼下方空气流动的速度____________机翼上方空气流动的速度，从而形成向上的升力；若在飞行过程中，飞机受到的所有力同时消失，飞机将处于____________状态。 (2)空载的飞机在水中漂浮时，它排开水的体积为____________；飞机在水面实施汲水时，机身排开水的体积会变大，飞机受到的浮力将____________。 (3)若飞机在执行某次灭火任务时，保持一定高度水平匀速飞行进行投水灭火，则在这一过程中，飞机的机械能如何变化？____________ 11．2025年10月26日，恰逢霜降节气，第三届亚洲青年运动会在中国湖北武汉隆重开幕。开幕式上，流光溢彩的主火炬塔（如图）的点燃仪式将现场气氛推向高潮。若主火炬塔每小时燃烧的天然气，已知水的比热容，天然气的热值。求： (1)天然气燃烧时，火炬塔的金属外壳温度升高，其内能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。天然气燃烧时将___________能转化为___________能； (2)的天然气完全燃烧，能释放出多少热量？ (3)在一个标准大气压下，若这些热量全部被初温为20℃、质量为500t的水吸收，则可使水的温度升高到多少℃？ 12．如图甲所示，实验小组用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热，以探究水和煤油吸热能力的大小。[] (1)在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将________（选填“A处向上”或“B处向下”）调整。 (2)为了便于比较，实验中用相同的酒精灯加热，目的是使水和煤油在相同的时间内________（选填“吸收的热量”或“升高的温度”）相等；加热一段时间后，丙图所示温度为______℃；观察甲图水中的气泡可知，此时水在________（选填“沸腾前”或“沸腾中”）。 (3)根据实验数据，实验小组作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图丁所示。由图象可知，煤油的比热容是________J/（kg·℃）。 (4)做完上面实验，同学们想起在吃家乡小炒肉这道经典菜时，碗的下方有点燃的蜡烛在给菜加热，于是想用如图戊所示装置测出蜡烛的热值。B为下部开了许多通气孔的罩子，A桶中水的质量为，水的初温为，末温为，蜡烛燃烧前的质量为。燃烧后的质量为，A桶吸收的热量经测量后计算为，已知水的比热容为，则蜡烛的热值________（不计热损失，用题中给定的物理量符号表示）。 13．小金同学参加铅球比赛。 (1)如图1（a）是他托举铅球时的情景，手臂可看作一个杠杆如图1（b）所示，O点是支点，请在图1（b）中画出力F1和F2的力臂。 (2)如图2所示，铅球离开手后，从位置A运动到位置C，图3中的________（选图“A甲”“B乙”或“C丙”）图能大致反映铅球的动能大小随时间变化的关系。 (3)铅球运动过程中（考虑空气阻力），以下说法正确的是________。 A．在A点重力势能最小 B．在B点受平衡力的作用 C．A→B的过程人对球做功 D．从B→C的过程中机械能减小 14．地效飞行器（如图）是一种可以低空高速飞行的飞机，它能停在水面或地面上。某次，该飞行器以最大速度飞行1440km，消耗燃油32t，飞行过程中发动机推力恒为，求：（燃油的热值为） (1)飞行器的发动机将燃油燃烧获得的___________能转化为___________能； (2)32t燃油完全燃烧放出的热量； (3)该飞行器发动机的效率。（结果精确至） 15．小明记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 习题：某单缸四冲程内燃机每秒对外做功20次，则其曲轴转速为___________r/min。 解：内燃机工作1个循环，完成4个冲程，活塞往复2次，曲轴转2圈，做2次功。内燃机1s内对外做功20次，即1s的时间内曲轴转20圈，即1min转1200圈，所以其曲轴的转速为1200r/min。 错误之处：___________ 错因分析：___________ 正确解答：___________ 请根据要求填写： (1)错误之处：________________________________________________； (2)错因分析：________________________________________________； (3)正确解答：________________________________________________。 16．用电冰箱研究物态变化现象： (1)如图甲所示，电冰箱的原理是制冷剂循环发生汽化和液化过程，其中发生汽化现象的是在__________（选填“冷冻室”或“冷凝管”）处，该过程需要__________热； (2)实验室中温度计的量程只有，活动中若冰箱冷冻室某测量点的温度为，则温度计中液体上表面的位置大致上在图乙中所示的__________（填“A”、“B”或“C”）位置； (3)为解决测量凝固点不方便的问题，可以采取先将不同的液体放入冷冻室速冻，然后再取出测量它们的熔点的方法，从而得到凝固点，这样做的理由是__________； (4)有同学认为，电冰箱既然能够制冷，那么打开电冰箱的门，让其持续工作就可以像空调一样降低室内温度，你认为这种说法__________（选填“正确”或“错误”），因为他违背了__________。 17．汽油机主要用于汽车的发动机，为汽车提供强劲的动力。 (1)【多选】关于汽油机，下列说法正确的是（　　） A．汽油机是利用燃料燃烧释放能量做功的机械 B．汽油机的一个工作循环过程包括四个冲程 C．汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能 D．汽油机的做功冲程靠飞轮的惯性来完成 E．通过技术改进，可以使汽油机的效率达到100% (2)汽车发动机的汽缸盖需要将燃烧室产生的热量快速传递出去，因此通常采用铝合金制造，这是因为铝合金是热的___________（选填“A．良导体”或“B．不良导体”）。 (3)汽车发动机常用水来做冷却剂，质量为5kg的水温度升高2℃，计算水吸收的热量Q吸。 [c水=4.2×103J/（kg·℃）] 18．跨学科实践。 小小汽轮机 “牛顿”学习小组的同学们在项目化学习过程中，制作了如图所示的器具研究热机原理。实验时向烧瓶内部注入适量的水，塞上带导气管的塞子。将导气管的另一端管口对准叶轮的叶片。点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸汽喷出时，叶片就转动起来。 (1)该装置工作时，涉及多处能量转化或转移，请仿照示例写出一例。 【示例】现象：酒精灯加热水使水温升高。能量转化或转移：通过热传递使内能发生了转移。 现象：________________________。 能量转化或转移：________________________________________。 (2)实验时若叶轮不转动，请你写出一个解决办法：________________。 (3)这种热机的效率能不能达到100％？请你说明判断的理由：________________________________。 19．大多数人会随季节增减衣服，然而，夏天穿得少不一定更凉快。 (1)高温红色预警信号是指24小时内最高气温升至（　　）以上； A． B． C． D． (2)人体通过排汗蒸发的方式调节体温，蒸发是______（填物态变化）的两种方式之一，当外界温度高于人的体表温度时，容易发生中暑，这是通过______（选填“A：做功”或“B：热传递”）的方式改变了人体的内能； (3)当外界温度低于人的体表温度时，为了加快汗液蒸发，往往少穿衣服暴露皮肤的表面积，这主要是由于增加（　　）从而加快汗液蒸发。 A．液体的温度 B．液体的表面积 C．液体附近空气流通速度 20．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利。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)如图甲是潇潇制作的酒精炮，当易拉罐内酒精被点燃后，易拉罐口的纸杯会向外飞出，此过程中，与小汽车的________冲程原理相同；此时纸杯增加的机械能________（选填“大于”“等于”或“小于”）易拉罐内酒精燃烧产生的内能； (2)根据图乙中提供的物理量求出此小汽车发动机的效率；（写表达式） (3)据统计，昆明市2025年燃油汽车的保有量约300万辆。每辆汽车全年平均耗油900kg，内燃机的效率大约为29%。若能把内燃机的效率提高1%，则2025年全市的汽车节约的燃油完全燃烧大约能释放出多少热量？（燃油的热值为） 21．不同形式的能量可以在一定条件下相互转化，如图所示。请你判断以下事例中发生的能量转化（只需考虑最主要的能量转化），并将图中能量转化对应的字母序号填写在相应的横线上。 (1)电热水器工作时：___________。 (2)钻木取火：___________。 (3)给手机充电时：___________。 (4)植物吸收太阳光进行光合作用：___________。 (5)烧水时水蒸气顶起壶盖：___________。 22．现有质量和初温都相同的水和砂石，若使它们升高相同的温度，则________吸收的热量较多；若使它们放出相同的热量，则________的温度降低较多，请在图中画出放热相同时间（放出相同的热量），砂石的温度随时间变化的大致图像________；若水和砂石的比热容之比为14∶3，它们放出相同的热量，则水和砂石降低的温度之比为________。 23．青铜器是以青铜合金制作的器具。 (1)我国秦汉时期制作的青铜器，是将熔化的合金液体浇注入模具里________成器的（填写物态变化名称）。汉代博山炉是极具代表性的青铜熏香炉，只要点上香炉，立刻芳香四溢，这表明了分子在不停地做________运动。 (2)青铜合金的密度比纯铜小，用这两种物质制成形状大小完全相同的器具，质量较大的是（　　） A．青铜器具 B．纯铜器具 24．2025年3月30日00时05分，我国在文昌航天发射场用长征七号改运载火箭（CZ-7A），成功将通信技术试验卫星十六号送入预定轨道。该火箭使用的YF-100液氧煤油发动机推力为，燃料混合比为煤油∶液氧（质量比），航天煤油热值为，比冲为300（N·s）/kg。“比冲”是衡量火箭引擎燃料的能量利用效率的一种标准量，它是火箭产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量（推力单位是牛顿，时间单位是秒，质量单位是千克）。 (1)火箭加速升空时，燃料的________能通过燃烧转化为燃气的内能，最终推动火箭，使其机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (2)若一级火箭携带煤油，这些煤油完全燃烧放出的热量是多少J？ (3)若完全燃烧煤油释放热量的5%被发射台水冷系统吸收，水的初温是25℃，能将的水加热升温多少摄氏度？[，已知当地大气压为1标准大气压，结果保留整数] (4)YF-100液氧煤油发动机在起飞阶段工作18秒，消耗煤油的质量是多少千克？ 25．某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知锅内水的质量为5kg，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了60L天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。已知水的比热容为，天然气的热值为。求： (1)天然气完全燃烧放出的热量； (2)上述过程中水吸收的热量； (3)通过计算判断当时的大气压___________于（选填高，低）标准大气压。 26．2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。物理跨学科实践课上，小明学习小组开展了“设计制作火箭模型”的实践活动。下面是该组同学的实践过程： (1)设计火箭：为探究火箭发射原理，小明先做了如下实验，如图甲所示，在试管内装水，用橡胶塞塞住管口后加热，一会儿后观察到橡胶塞喷出，该过程与内燃机的_______冲程原理相似。由此，学习小组设计了水火箭的结构图，如图乙所示。 制作并发射：如图丙所示，小明制作了水火箭并进行发射，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭成功升空。 方案评估：升空距离比较短，不能实现自动定时发射。 (2)设计改进：利用燃料燃烧获得能量，查阅资料获知一些燃料的热值，如表格所示，优先选择_______作为火箭的燃料，这是因为_______（选填“质量”或“体积”）相同的该燃料完全燃烧放出的热量更多。 燃料 酒精 煤油 柴油 热值 (3)优化火箭发射系统：小明在实践过程中考虑到直接用打火器点燃燃料有些危险，于是设计了如图丁所示电路，当起爆器有电流通过时能实现自动点火。在起爆器点火前，电路中的开关S应_______（选填“闭合”或“断开”），目的是使起爆器处于_______（选填“短路”或“断路”）的状态。 (4)项目拓展：经查阅资料，了解到火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似。一架飞机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如表，表中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。已知飞机所受空气阻力与运行速度平方的关系如图戊所示，当飞机以的速度水平匀速巡航0.5h的过程中，发动机的推力为多少？需要多少t的航空燃油？（航空燃油热值为） 27．为了改善农村焚烧秸秆带来的环境污染，并能让秸秆再次利用。某村用如图甲所示的秸秆打捆机将田里的玉米秸秆打包成一个圆柱体，打捆后的秸秆可用于生产秸秆颗粒燃料，如图乙所示。已知秸秆颗粒的热值，。请回答下列问题： (1)完全燃烧秸秆颗粒能放出多少的热量？ (2)在标准大气压下，将质量为、初温为的水烧开需要多少热量？ (3)在上个问题中使用秸秆颗粒燃料来烧水，炉子的效率为30%，需要燃烧多少千克的秸秆颗粒？（结果保留两位小数） (4)请你就如何提高炉子的效率问题谈谈你的建议。 28．小华在游乐场乘坐过山车，过山车沿轨道运动的轨迹如图所示。 表 位置 A B C D E 动能 0 0.30E0 0.92E0 0.21E0 0.76E0 重力势能 E0 0.67E0 0 / 0 (1)过山车下滑过程中，轨道的温度会升高，这是通过______的方式改变了其内能； (2)若A位置与C位置的高度差为30m，过山车和乘客总重为5×104N，从A到C用时5s，求该过程中重力所做的功W和功率P； (3)过山车从A位置由静止自由下滑，沿轨道运动至E位置的过程中无需外部供能，仅依靠自身能量转化沿轨道完成运动。过山车在各位置的动能和重力势能的大小如表所示。请根据相关信息分析，将D位置的高度设计成低于A位置的原因。 29．目前，我国在航天领域处于世界领先地位。请你结合物理知识完成下列问题： (1)如图甲所示，火箭被点燃后加速升空，载人飞船中的宇航员的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）；火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的______较大的性质和水发生物态变化时带走大量的热量，防止发射塔被烧坏。 (2)如图乙为火箭发射的人造卫星在外太空运行，当卫星从远地点向近地点运动的过程中______能增大。 (3)如图丙为单缸四冲程汽油机的______冲程，若汽油机飞轮转速是3600 r/min，该汽油机工作时每秒对外做功______次。 (4)如图丁是该汽油机的能量流向图，由图可知该汽油机的效率是______。工作一段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是______（选填序号：①质量；②密度；③比热容；④热值）。 30．如图所示为一款号称最轻便的可折叠的空气自行车，它由尼龙材料通过3D打印制作而成，它的质量为1.2kg。某次，一名质量为58.8kg的骑手骑着该自行车在水平路面先加速骑行一段路程，然后保持车速为直线骑行，匀速直线骑行时，自行车所受阻力为总重的0.1倍。（取） (1)骑手加速骑行时，骑手的动能______，重力势能______；（均选填“增大”“不变”或“减小”） (2)匀速直线骑行阶段，自行车所受牵引力做功的功率是多少？ (3)若匀速直线骑行30min，自行车所受牵引力做的功是多少？ 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．(1) 化学 内 (2) (3) (4) 【详解】（1）煤气属于燃料，储存着化学能，燃烧时发生化学反应释放热量，因此是将化学能转化为内能。 （2）温度变化量 水吸收的热量 （3）煤气完全燃烧放出的热量 （4）煤气炉加热的效率 2．(1)无污染 (2) (3)80℃ (4)50% 【详解】（1）氢能源的优点：清洁无污染，热值高，燃烧产物为水。 （2）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是 （3）水吸收的热量 水升高的温度 （4）公交车做功 发动机效率 3．(1) 小水珠 静止 (2)不能 (3)乐音 (4) 机械 做功 【详解】（1）[1][2]当高温火焰喷到水中时，水迅速汽化成大量高温水蒸气，然后水蒸气在水面上方液化形式小水珠，产生了迅速扩展的庞大的白色“气团”；试验卫星十七号发射的时候，试验卫星十七号相对于火箭位置不变，是静止的。 （2）声音的传播需要介质，真空不能传声，所以如果试验卫星十七号在太空发射很强的超声波，在地球上不能收到信号。 （3）火箭发射时巨大的声响对于专家来说使他们激动、愉悦，属于乐音。 （4）[1][2]火箭发射时，燃料燃烧时化学能转化为内能，利用内能做功转化为火箭的机械能；四冲程汽油机的做功冲程也是把内能转化为机械能，所以这与四冲程汽油机的做功冲程能量转化情况相似。 4．(1) （d） 内能 机械能 A (2) 20℃ 30% A 【详解】（1）[1][2][3][4]图（a）中进气门打开，排气门关闭，活塞下行是吸气冲程，是将汽油和空气的混合气体吸入气缸，靠飞轮的惯性完成，图（b）中两气门关闭，活塞上行，火花塞未点火，是压缩冲程，在这里活塞压缩气缸内混合气体，对气体做功，将活塞的机械能转化为气体的内能，使气体温度升高，同样也是靠飞轮的惯性完成，图（d）中，两气门关闭，活塞下行，火花塞点火，是做功冲程，在这里气体被点燃，迅速膨胀对活塞做功，将气体内能转化为活塞的机械能，活塞带动飞轮，从而为汽车提供动力，图（c）中，进气门关闭，排气门打开，火花塞未点火，活塞上行，将产生的废气排出气缸，是排气冲程。 （2）①[1]由题可得，10kg汽油完全燃烧放出的热量 ②[2]根据可得，0.1kg的水吸收热量后，升高的温度为 所以水的末温 由于在标准大气压下水的沸点为100℃，所以实际上水的末温只能为100℃，因此实际水升高的温度 ③[3]由①可得，该汽油机的效率 [4]要提高热机效率，可以增大有用功，减小额外功，比热使燃料燃烧更充分，这样可以减少废气带走的能量损失，或者通过涂抹润滑油减小机械摩擦，即减小额外功等，增加更多的燃料增加了燃料放出的总能量，不能提高热机的效率，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 5．(1)B (2)B (3)BC (4) 液化 汽化 太阳能 (5) A C C (6) 30000 2500 【详解】（1）造雪机将水雾喷到低温空气中形成人造雪，是由液态变为固态，这一过程是凝固。 故选B。 （2）运动员使用宽大的滑雪板，增大了受力面积S，在压力F不变的情况下，压强p减小，所以主要是为了减小压强。 故选B。 （3）雪是晶体，晶体在熔化过程中，吸收热量，但温度不变。 故选BC。 （4）[1]水蒸气遇到物体表面，由气态变为液态，会液化成小水珠。 [2]白天在阳光照射下，小水珠吸收热量，由液态变为气态，汽化成水蒸气。 [3]水循环的主要是通过吸收太阳能，吸收热量，完成物态变化，促进水循环。 （5）[1]运动员加速下滑的过程中，质量不变，速度增大，动能增大。 故选A。 [2]运动员加速下滑的过程中，高度降低，重力势能减小。 故选C。 [3]下滑过程需要克服阻力做功，故机械能减少。 故选C。 （6）[1]重力做功 [2]对雪地压强 6．(1) 不变 (2)B 【详解】（1）[1]汽油完全燃烧后释放的能量 [2]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，因此汽油没有完全燃烧，其热值将不变。 （2）A．进气门开启，活塞向下运动，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞向上运动，气缸容积变小，是压缩冲程，故B符合题意； C．两气门都关闭，活塞向下运动，气缸容积变大，火花塞点火，是做功冲程，故C不符合题意； D．排气门开启，活塞向上运动，废气被排出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。 故选B。 7．(1) 牵引力 增大 (2)1600N (3) (4)25m/s 【详解】（1）[1]汽车发动机的功率是一定的，根据公式P=Fv，在功率P不变时，速度v越小，牵引力F越大。所以汽车以恒定功率爬坡时采用低挡上坡，是为了减小速度，从而增大汽车的牵引力。 [2]爬坡时汽车的质量不变，高度增加，汽车的重力势能将会增大。 （2）当汽车在水平路面上匀速行驶时，处于平衡状态，在水平方向上受到的牵引力F和阻力f是一对平衡力，大小相等。已知阻力f=1600N，所以发动机所提供的牵引力F=f=1600N （3）由可得，汽车行驶20min牵引力所做的功 （4）由可得，汽车行驶速度 8．(1) 降低 30% (2) 丙甲丁乙 丁 (3) 750 1500 2 【详解】（1）[1]燃料燃烧不充分时，提供做同样的有用功的能量需要消耗更多的燃料，因此发动机的效率会降低。 [2]从图中知该汽油机的热机效率为 （2）[1]甲图中活塞向上运动，两个气门关闭，为压缩冲程；图乙的活塞向上运动，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；图丙的活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程；图丁中活塞向下运动，两气门关闭，是做功冲程。汽油机的一个工作循环中四个冲程按先后顺序为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，所以正确的顺序为丙、甲、丁、乙。 [2]给汽车提供动力的是做功冲程，所以是图丁所示的冲程。 （3）[1]汽油机一个工作循环飞轮转2转，对外做功一次，所以1min内，飞轮转1500转，完成750个做功循环，对外做功750次。 [2]1min内，汽油机满负荷工作时对外做功为W=120J×750=90000J 则汽油机满负荷工作时的功率为 [3]满负荷工作1min消耗10g汽油，完全燃烧释放的热量为Q=qm=4.5×107J/kg×0.01kg=4.5×105J 则满负荷工作时热机的效率是 [4]满负荷工作10小时做的有用功为W1=Pt1=1500W×60×60×10s=5.4×107J 则效率提高10%后，效率变成了30%，燃料释放的热量为 消耗的汽油质量为 原效率下，汽油机满负荷工作10小时燃料释放的热量为 消耗的汽油质量为 则节省的汽油质量为 9．(1)3600s (2)0.5kg (3) (4)在部件间涂抹润滑油，减小割草机各部分之间的摩擦 【详解】（1）割草机匀速直线运动，故牵引力等于平均阻力，即 由得，割草机的速度 割草机从一端到另一端所用的时间 （2）由题意可知，汽油机工作时输出有用机械能 由得，汽油完全燃烧释放的热量 消耗汽油的质量 （3）割草机从一端到另一端刀片割草所做的功 （4）在部件间涂抹润滑油，减小割草机各部分之间的摩擦。 10．(1) 小于 匀速直线运动 (2) 41.5 变大 (3)减小 【详解】（1）飞机的机翼设计成上表面凸起、下表面相对平直的形状。当飞机起飞时，空气流过机翼，在相同时间内，机翼上方的空气流过的路程比下方的长，因此机翼上方空气的流速大于下方空气的流速。根据伯努利原理（流体流速越大的地方压强越小），机翼上方的压强小于下方的压强，从而产生一个向上的压力差，即升力； 飞机在飞行过程中是运动的，如果此时它受到的所有力都同时消失，根据牛顿第一定律可知，它将保持力消失瞬间的速度和方向，做匀速直线运动。 （2）由题可知，飞机质量 ，飞机的重力 当飞机在水中漂浮时，它受到的浮力等于自身的重力，即 根据阿基米德原理，可得排开水的体积； 飞机在水面实施汲水时，水被吸入飞机，导致飞机的总质量增加。由于飞机仍然漂浮在水面，其受到的浮力始终等于其总重力。总质量增加，总重力也随之增加，因此飞机受到的浮力将变大。 （3）在投水灭火的过程中，飞机保持水平匀速飞行，意味着其速度不变。但是，由于不断投水，飞机的总质量在减小。因此，飞机的动能减小。同时高度不变，所以，飞机的重力势能也减小，因此飞机的总机械能减小。 11．(1) 增大 化学 内 (2) (3)100℃ 【详解】（1）[1]点燃火炬后，天然气燃烧，火炬塔的金属外壳吸收热量，内能增大，温度升高。 [2]天然气燃烧时发生化学变化，将储存在燃料中的化学能转化为内能。 （2）由可得，天然气完全燃烧释放的热量 （3）水的质量 水吸收的热量等于天然气完全燃烧释放的热量，则水吸收的热量 水升高的温度 则水的末温为 由于在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水的温度最高只能达到100℃。 12．(1)A处向上 (2) 吸收的热量 96 沸腾前 (3)2.1×103 (4) 【详解】（1）装器材时按照自下而上的顺序，温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，只需将温度计向上调整就可以，故应适当将A处向上调整。 （2）[1]实验中用相同的热源加热目的是使物质在相同的时间内吸收热量相同，故用相同的酒精灯加热，目的是使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相等。 [2]图中温度计的分度值为1℃，丙图所示温度示数为96℃。 [3]甲图中水的气泡向上运动时逐渐变小，说明烧杯中水上方和下方温度不同，水还没有沸腾，故此时水在沸腾前。 （3）水吸收的热量为Q水=c水m水Δt水 煤油吸收的热量为Q煤油=c煤油m煤油Δt煤油 用相同的热源加热20分钟水和加热10分钟煤油吸收热量关系为c水m水Δt水=2c煤油m煤油Δt煤油 结合丁图和题中条件可推出 （4）A桶中水吸收的热量为Q水=c水m水(t2-t1) 蜡烛完全燃烧释放的热量为Q放=(m1-m2)q 不计热损失蜡烛完全燃烧释放的热量等于水吸收的热量与A桶吸收的热量之和：(m1-m2)q=c水m水(t2-t1)+Qc 则蜡烛的热值 13．(1) (2)B乙 (3)D 【详解】（1）从支点O分别向两个力的作用线作垂线段，垂线段就是两个力的力臂，分别标注为L1（F1​的力臂）和L2​（F2的力臂）。 （2）铅球离开手后，A到B上升过程中速度减小，动能减小；B到C下落过程中速度增大，动能增大；且最高点B处铅球仍有水平方向的速度，动能不为零。甲图B点动能为0，错误；丙图动能一直减小，错误；故乙图正确。 （3）A．重力势能与高度有关，C点在地面高度最低，重力势能最小，故A错误； B．B点铅球运动状态改变，不是平衡状态，不受平衡力，故B错误； C．A到B过程铅球已经离开人手，人对铅球没有力的作用，不做功，故C错误； D．运动过程考虑空气阻力，铅球克服空气阻力做功，机械能减小，故D正确。 故选D。 14．(1) 内 机械 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]燃料燃烧是化学变化，将燃料的化学能转化为内能，又将内能转化为飞行器的机械能，从而获得动力。 （2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量为 （3）飞行器发动机产生的有用机械能为 则发动机的热机效率为 15．(1)内燃机工作1个循环做2次功 (2)内燃机1个工作循环中只有做功冲程对外做功，所以内燃机工作1个循环做1次功 (3)1个工作循环中包括4个冲程，曲轴转2圈并对外做功1次，某单缸四冲程内燃机每秒对外做功20次，则内燃机在1s内完成了20个循环，所以1s内转动的圈数为20×2=40r，则1min转动的圈数为，故该内燃机工作时曲轴的转速为2400r/min 【详解】（1）略 （2）略 （3）略 16．(1) 冷冻室 吸 (2)B (3)同种物质的凝固点和熔点数值相等 (4) 错误 能量守恒定律 【详解】（1）制冷剂在冷冻室内发生汽化，吸收周围热量，使冷冻室温度降低；在冷凝管内发生液化，放出热量。 （2）温度计的分度值为1℃，刻度从上到下依次为20、10、0。-10℃在 0℃以下第10个小格，对应图中B位置（A 在 - 5℃，B 在- 10℃，C 在- 15℃）。 （3）同种晶体的熔点和凝固点相同，因此可以通过测量晶体熔化时的温度（熔点），来间接得到其凝固点，避免直接测量凝固点的不便。 （4）说法错误； 因此电冰箱工作时，只是将内部的热量转移到外部，整体上并没有减少室内的热量，且压缩机工作时会额外产生热量，违背了能量守恒定律（室内总热量不会减少，反而会增加），因此无法降低室内温度。 17．(1)ABC (2)良导体 (3) 【详解】（1）A．汽油机属于热机，是利用燃料燃烧释放的内能转化为机械能做功的机械，故A正确； B．汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，故B正确；   C．压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，将机械能转化为内能，故C正确；   D．做功冲程是燃气推动活塞做功，是主动的冲程，靠飞轮惯性完成的是吸气、压缩、排气冲程，故D错误；   E．由于热量散失、机械摩擦等不可避免的损耗，热机效率不可能达到100%，故E错误。 故选ABC。 （2）汽缸盖需要快速传递热量，因此需要用热的良导体，铝合金能快速导热，属于热的良导体。 （3）根据热量公式，质量为5kg的水温度升高2℃，水吸收的热 18．(1) 蒸汽喷出使叶轮转动 内能转化为机械能 (2)增大酒精灯火焰 (3)不能；存在热量损失，机械能不可能完全转化为有用功 【详解】（1）蒸汽从管口喷出具有内能，推动叶轮使其转动起来，叶轮获得了机械能，这是内能向机械能的转化过程。 现象：蒸汽推动叶轮转动。 能量转化或转移：蒸汽的内能转化为叶轮的机械能。 （2）如果叶轮不转动，可能是蒸汽产生的动力不足，增大酒精灯火焰可以使水更快地沸腾产生更多蒸汽，从而增大蒸汽的动力；检查装置气密性是因为如果装置漏气，蒸汽的压力会减小，导致无法推动叶轮转动。 （3）不能达到100%。理由：在热机工作过程中，燃料燃烧放出的能量，一部分用来做有用功推动叶轮转动，但是还有一部分能量会散失到周围环境中（如向外界散热、克服机械间的摩擦等），所以热机效率不能达到100%。 19．(1)C (2) 汽化 B (3)B 【详解】（1）高温红色预警信号是气象部门发布的最高级别高温预警，属于高温预警分级中的第三级，主要用于提示公众防范极端高温引发的健康风险及次生灾害。 中央气象台发布标准为过去48小时内四个及以上省份部分地区连续出现40℃以上高温且预计持续，地方气象台通常以24小时内气温升至40℃以上为判定标准，故选C。 （2）[1]蒸发和沸腾是汽化的两种方式之一。 [2]当外界温度高于人的体表温度时，人体吸收热量，温度升高，容易发生中暑，这是通过热传递的方式改变了人体的内能，故选B。 （3）影响液体蒸发快慢的因素：液体的温度、液体的表面积、液体表面上方空气的流动速度。当外界温度低于人的体表温度时，为了加快汗液蒸发，往往少穿衣服暴露皮肤的表面积，这主要是由于增加液体的表面积从而加快汗液蒸发。故选B。 20．(1) 做功 小于 (2) (3) 【详解】（1）[1]酒精被点燃后，易拉罐口的纸杯会向外飞出，酒精燃烧的内能转化为纸杯的机械能，这与小汽车的做功冲程原理相同（做功冲程也是内能转化为机械能）。 [2]由于能量转化过程中存在热量散失等损耗，纸杯增加的机械能小于易拉罐内酒精燃烧产生的内能。 （2）发动机效率是有用机械能与燃料完全燃烧释放能量的比值。由图乙可知，总能量为 E，损失的能量为 ​，则有用机械能为​。所以效率表达式为 （3）每辆车年耗油量，原效率，则每辆车获得的有用能量 ​效率提高到，有用能量不变，则新耗油量  满足 联立得 每辆车节约的油量 全市总节约油量 完全燃烧释放的热量 21．(1)K (2)C (3)J (4)G (5)D 【详解】（1）（1）电热水器工作时，消耗电能，使水的内能增加，是电能转化为内能。从图中看到，从电能到内能的能量转化对应的字母序号为K 。 （2）（2）钻木取火时，克服摩擦力做功，消耗机械能，产生内能，是机械能转化为内能。从图中看到，从机械能到内能的能量转化对应的字母序号是C 。 （3）（3）给手机充电时，消耗电能，使手机电池内的化学能增加，是电能转化为化学能。从图中看到，从电能到化学能的能量转化对应的字母序号为J 。 （4）（4）植物吸收太阳光进行光合作用，吸收光能，合成有机物，使化学能增加，是光能转化为化学能。从图中看到，从光能到化学能的能量转化对应的字母序号是G 。 （5）（5）烧水时水蒸气顶起壶盖，水蒸气膨胀对外做功，消耗内能，使壶盖获得机械能，是内能转化为机械能。从图中看到，从内能到机械能的能量转化对应的字母序号为D 。 22． 水 砂石 3∶14 【详解】[1]由于水的比热容大于砂石的比热容，根据可知，质量和初温都相同的水和砂石，若使它们升高相同的温度，则水吸收的热量较多。 [2][3]根据可知，质量和初温都相同的水和砂石，若使它们放出相同的热量，则砂石的温度降低较多。所以，放热相同时间（放出相同的热量）。如图所示： [4]若水和砂石的比热容之比为14∶3，它们放出相同的热量，根据，则水和砂石降低的温度之比为 23．(1) 凝固 无规则 (2)B 【详解】（1）[1]熔化的合金液体为液态，注入模具后成为固态器具，液态变为固态的过程是凝固现象。 [2]点上香炉，立刻芳香四溢，这是扩散现象，说明芳香分子在不停地做无规则运动。 （2）青铜合金与纯铜制成形状大小完全相同的器具，说明两者体积相同，根据密度公式，当体积相同时，密度越大，质量越大；已知青铜合金密度比纯铜小，即纯铜密度更大，所以纯铜器具质量较大。 24．(1) 化学 增大 (2) (3) (4) 【详解】（1）燃料具有化学能，燃烧将化学能转化为内能；火箭加速升空，速度增大、高度升高，动能与重力势能均变大，所以机械能增大。 （2）煤油完全燃烧放出的热量是 （3）水吸收的热量 由得水升高的温度 因末温，水未沸腾，故升温61℃。 （4）由比冲定义得总燃料质量 因煤油与液氧质量比为，故煤油质量 25．(1) (2) (3)高 【详解】（1）天然气的体积为，天然气完全燃烧放出的热量为 （2）燃气灶热效率为70%，则水吸收的热量为 （3）水升高的温度为 则水的末温为 由题意可知，此时水“刚好烧开”，即沸点为，而标准大气压下沸点为。水的沸点升高，说明当时大气压高于标准大气压。 26．(1)做功 (2) 煤油 质量 (3) 闭合 短路 (4)36000N，1.08t 【详解】（1）在试管内装水，加热后橡胶塞喷出，是内能转化为机械能，该过程与内燃机的做功冲程原理相似。 （2）[1][2]由表格可知，煤油的热值最大，当质量相同时完全燃烧煤油放出的热量更多，所以优先选择煤油做火箭的燃料。 （3）[1][2]在起爆器点火前，电路中的开关S应闭合，此时起爆器被短路，目的是使起爆器处于短路的状态，防止提前点火。 （4）如图戊所示，飞机所受空气阻力与运行速度平方成正比，设，代入数据可知 可得出 当飞机以的速度水平匀速巡航0.5h的过程中，阻力为 飞机 处于平衡状态，所受推力 飞机运动路程 飞机推力做的功 获得的机械能 燃料完全燃烧放出的热量 需要航空燃油的质量 27．(1) (2) (3) (4)增大燃料与空气的接触面积，让燃料燃烧更充分；减少热量散失，比如给炉子加保温层、改进炉体结构 【详解】（1）根据燃料完全燃烧放热公式可得 （2）在标准大气压下，水的沸点为100℃，所以水升高的温度 根据吸热公式可得 （3）根据炉子效率公式，可得燃料完全燃烧放出的热量 再根据燃料燃烧放热公式可得，需要燃烧的秸秆颗粒质量 （4）提高炉子效率的核心在于两个方面：一是让燃料燃烧得更充分，释放更多的热量；二是减少热量的散失，让更多的热量被水吸收。例如增大燃料与空气的接触面积，让燃料燃烧更充分；减少热量散失，比如给炉子加保温层、改进炉体结构等。 28．(1)做功 (2)， (3)机械能是势能和动能的统称，由表可知，过山车机械能总量逐渐减小，D处的动能大于A处的动能，因此D处的重力势能小于A处；质量相同，高度越小，重力势能越小，因此D处必须设置得低于A处。 【详解】（1）过山车下滑时与轨道摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，使轨道内能增加、温度升高，这是通过做功的方式改变内能。 （2）重力所做的功 重力做功的功率为 （3）略 29．(1) 增大 比热容 (2)动能 (3) 做功 30 (4) 30% ②③④ 【详解】（1）[1]火箭加速升空时，宇航员的质量不变，速度增大，动能增大；高度升高，重力势能增大。机械能等于动能与势能之和，所以宇航员的机械能增大。 [2]火箭发射时向发射塔喷射大量的水，利用了水的比热容较大的性质，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度能吸收更多热量，同时水汽化时会带走大量热量，从而防止发射塔被烧坏。 （2）人造卫星在外太空运行，当卫星从远地点向近地点运动的过程中，其相对于地球的高度降低，重力势能减小，动能增大。 （3）[1]如图丙可观察到进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是单缸四冲程汽油机的做功冲程，其将内能转化为机械能。 [2]若汽油机飞轮转速是3600r/min，即60r/s；单缸四冲程汽油机一个工作循环，有四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，因此该汽油机工作时每秒对外做功30次。 （4）[1]如图丁可得该汽油机的效率 [2]物质的密度、比热容及热值都是物质自身的特性之一，汽油机工作一段时间后，汽油质量减少，但其密度、比热容及热值都不会发生变化。 30．(1) 增大 不变 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]骑手在水平路面加速骑行时，质量不变，速度变大，骑手的动能增大；高度不变，重力势能不变。 （2）由题可知，骑手骑车时的总重 骑手骑着该自行车在水平路面匀速直线骑行，牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力为 骑手骑车时牵引力的功率 （3）由可得，骑行30min牵引力所做的功 学科网（北京）股份有限公司 $