第十四章 内能的利用 单元检测卷 2026-2027学年新人教版九年级物理全一册

**基本信息** 本卷为初中物理“内能的利用”单元检测卷，以C919、神舟飞船等科技前沿及走马灯、牛角点火器等文化素材为情境，覆盖热机原理、能量转化、热值计算等核心知识点，适配单元复习，强化物理观念与科学态度。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题/36分|热机冲程、能量转化判断|结合液态阳光技术等社会热点，考查科学推理| |填空题|5题/22分|比热容、热值、能量守恒|以潮汐发电、永动机等情境，落实物理观念| |实验探究题|2题/24分|热值比较、热机模型|设计简易热机实验，培养科学探究能力| |计算题|2题/18分|热量计算、热机效率|联系天然气灶、汽车行驶实际，强化模型建构|

第十四章 内能的利用单元检测卷 （满分100分，时间60min） 一、单项选择题（本大题共12个小题，每小题3分，共36分） 1．2024年2月18日，国产商用飞机C919在2024年新加坡航空展的飞行预演上亮相，如图所示。这是国产大飞机首次在海外试飞。下列说法正确的是（　　） A．飞机的发动机不属于热机 B．飞机加速起飞过程中，飞行员的动能增大，机械能不变 C．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 D．飞机外壳与空气摩擦，温度升高，这是通过做功的方式改变内能的 第1题图 第3题图 2．我国正大力发展液态阳光技术：利用太阳能发电，再将电能转化为甲醇中的化学能储存；甲醇作为燃料供给汽车，实现清洁高效利用。下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 B．未来液态阳光技术的能量转化效率可达100% C．发动机将燃料的化学能最终转化为汽车的机械能 D．能量在转化过程中总量会不断减少 3．我国传统的走马灯，使用蜡烛加热，空气受热后上升来推动轴及连带的剪纸人马转动。下列生活实例中涉及的主要能量转化过程与走马灯相同的是（　　） A．汽油机的做功冲程 B．植物的光合作用 C．充电宝充电 D．电风扇的旋转 4．如图所示的四种场景，能反映热机工作原理的是（　　） A． B． C．D． 5．我国古人发明的牛角点火器如图所示，取火时向内猛推推杆，套筒内空气被快速压缩，使前端艾绒被点燃，这个过程相当于汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 第5题图 第6题图 第7题图 6．如图所示是煮茶时的情景，下列说法中正确的是（　　） A．喝茶时感觉身体变暖了，是通过热传递的方式改变了内能 B．沸腾后壶盖被顶起的能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 C．茶水沸腾后，壶嘴产生了大量的“白气”，这是汽化现象 D．从壶中刚倒入杯中的茶水烫口是因为茶水含有的热量多 7．如图所示是“风光互补”景观照明灯，它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列解释正确的是（　　） A．太阳能电池板是将光能转化为内能的装置 B．小风扇是风力发电机，工作时将机械能转化为电能 C．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能 D．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，能量的总量不守恒 8．如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能 B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低 C．蒸汽推动小船前进，实现了机械能向内能的转化 D．蒸汽推动小船前进，能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同 9．下图是汽油机的某个冲程，下图中与该冲程能量转化方式相同的是（　　） A．瓶塞被推出 B．走马灯转动 C．简易汽轮机 D．搓手取暖 10．神舟二十二号飞船已于北京时间2025年11月25日12时11分在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧过程中，质量减小、热值减小 B．飞船加速上升过程中，重力势能增加 C．飞船加速上升过程中，动能减小 D．飞船加速上升过程中，机械能守恒 第10题图 第12题图 11．2025年10月18日，奇瑞汽车在全球创新大会上展出了热效率高达48%的鲲鹏天擎发动机，为了提高热机效率，可采取的措施是（　　） A．消耗更多的燃料 B．延长工作时间 C．保证良好的润滑，减少摩擦 D．降低热机功率 12．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图为压缩冲程 B．该汽油机的效率为30% C．甲图曲轴的转动靠惯性完成 D．汽油的热值不随汽油机效率的升高而增大 二、填空题（每空2分，共22分） 13．2024年10月30日，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成功发射。火箭发射塔下面的水池发挥作用是利用了水的　 　 大；火箭发动机的燃料里有液氢成分是因为液氢的　 　 大。 14．如图是人们设想中的永动机，它不能够永远工作下去，因为它违背了　 　 ，抽水机在工作过程中，机械能总量　 　 （填：增大、减少或不变），机械能　 　 （填：守恒、不守恒）。 第14题图 第15题图 15．潮汐是月球、太阳对地球的引力作用而产生的。每天的涨潮与落潮蕴含着巨大的能量，这种能量可以用来发电。如图所示，在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的动能传递给发电机，通过发电机转化为 　 　 能；图中甲、乙两幅图代表涨潮发电的是 　 　 图。 16．小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲所示）；扭转瓶子（如图乙所示），轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾。此时能量转化与图丙、丁中的图 　 　 相同；若某台汽油机1min内对外做功1800次，则飞轮转速是　 　 r/s。 17．“胖五”运载火箭使用液态氢作为燃料，升空过程中，随着液态氢质量的减少，液态氢的热值　 　 （填“增大”“减小”或“不变”）；5kg液态氢完全燃烧放出的热量为　 　 J。（液态氢q＝1.4×108J/kg） 3、 实验探究题（每空2分，共24分） 18．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。 （1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 　 　 （选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度。 （2）实验中应控制燃料燃烧的 　 　 （选填“时间”或“质量”）相同，根据 　 　 比较燃料燃烧放出热量的多少。 （3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 　 　 的热值大。 （4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像，燃料1和燃料2的热值之比为 　 　 。 19．如图1所示是某实验小组制作的简易热机模型：向易拉罐内注入约半罐水；将去掉笔芯和尾塞的中性笔的一端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封；将易拉罐放置在支架上，笔的一端对准小风扇的扇叶。 （1）热机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→　 　 →　 　 。 （2）将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子靠　 　 （填“上”或“下”）部分；将笔的　 　 端（选填“粗”或“细”）朝外，在水蒸气流量相同的情况下流速更大，产生的推力更大，推动扇叶转动效果更好。 （3）燃料燃烧后加热水，水在沸腾过程中，水的温度　 　 ； （4）如图2所示展示的是我国传统的“走马灯”，点燃底部蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。热空气上升驱动扇叶转动的过程中，能量转化与四冲程汽油机的　 　 冲程相似；图3中四个冲程的正确工作顺序是　 　 。 四、计算题（20题8分，21题10分，共18分） 20．小明家更换了新的天然气灶，用天然气灶将一壶质量为2kg的水由20℃加热至100℃时，消耗了0.025m3的天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.2×107J/m3。求： （1）壶中水吸收的热量。 （2）用天然气灶烧水时的效率。 21．如图，是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，[汽油的热值为4.5×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （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热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温10℃，质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？ （3）如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动时的受到阻力为900N，消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少？ 第十四章 内能的利用单元检测卷 参考答案与解析 1、 选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D C A C B A B C D B C D 1．2024年2月18日，国产商用飞机C919在2024年新加坡航空展的飞行预演上亮相，如图所示。这是国产大飞机首次在海外试飞。下列说法正确的是（　　） A．飞机的发动机不属于热机 B．飞机加速起飞过程中，飞行员的动能增大，机械能不变 C．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 D．飞机外壳与空气摩擦，温度升高，这是通过做功的方式改变内能的 【解答】解：A、飞机发动机是典型的热机，将燃料的化学能先转化为内能，再转化为机械能，因此属于热机。故A错误。 B、加速起飞时，飞行员的质量不变，速度变大（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，故机械能增大。故B错误。 C、水平滑行时，飞机高度不变，重力势能不变；速度减小，动能减小，动能转化为因摩擦产生的内能，而非重力势能。故C错误。 D、摩擦生热是通过做功的方式将机械能转化为内能，使外壳温度升高。故D正确。 故选：D。 2．我国正大力发展液态阳光技术：利用太阳能发电，再将电能转化为甲醇中的化学能储存；甲醇作为燃料供给汽车，实现清洁高效利用。下列关于能量转化的说法正确的是（　　） A．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 B．未来液态阳光技术的能量转化效率可达100% C．发动机将燃料的化学能最终转化为汽车的机械能 D．能量在转化过程中总量会不断减少 【解答】解：A．太阳能电池板吸收太阳能，将太阳能转化为电能，不是将太阳能转化为化学能，故A错误； B．能量的损失不可避免，能量转化效率不可能达到100%，故B错误； C．甲醇作为燃料供给汽车的发动机，最终驱动汽车行驶，所以发动机将甲醇的化学能最终转化为汽车的机械能，故C正确； D．根据能量守恒定律，能量在转化过程中总量不变，故D错误。 故选：C。 3．我国传统的走马灯，使用蜡烛加热，空气受热后上升来推动轴及连带的剪纸人马转动。下列生活实例中涉及的主要能量转化过程与走马灯相同的是（　　） A．汽油机的做功冲程 B．植物的光合作用 C．充电宝充电 D．电风扇的旋转 【解答】解：走马灯的工作原理是：蜡烛燃烧，将化学能转化为内能，加热灯罩内的空气；空气受热后，密度减小而上升，形成对流，推动叶轮转动，即将内能转化为机械能。 A．汽油机的做功冲程，是燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，与走马灯的能量转化过程相同，故A符合题意； B．植物的光合作用，是利用太阳光，主要将光能转化为化学能，故B不符合题意； C．充电宝充电，是消耗电能，主要将电能转化为化学能储存起来，故C不符合题意； D．电风扇的旋转时主要将电能转化为机械能，故D不符合题意。 故选：A。 4．如图所示的四种场景，能反映热机工作原理的是（　　） A． B． C．D． 【解答】解：利用内能做功（将内能转化为机械能）的机械称为热机， A．太阳能发电将太阳能转化为电能，和热机工作原理不同，故A不符合题意； B．风力发电工作原理是电磁感应，发电机将机械能转化为电能，和热机不同，故B不符合题意； C．试管中的水蒸气膨胀对软木塞做功，将水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，与热机将内能转化为机械能的工作原理相符，故C符合题意； D．钻木取火是将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选：C。 5．我国古人发明的牛角点火器如图所示，取火时向内猛推推杆，套筒内空气被快速压缩，使前端艾绒被点燃，这个过程相当于汽油机的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【解答】解：A、吸气冲程中进气门打开，活塞向下运动，把空气和汽油的混合物吸入气缸，此过程没有把机械能转化为内能，故A错误； B、压缩冲程中活塞向上运动，压缩气缸内的气体，活塞对气体做功，气体的内能增大、温度升高，机械能转化为内能；牛角点火器向内猛推推杆时，套筒内空气被快速压缩，也是通过做功使空气内能增大、温度升高，从而点燃艾绒，两者的能量转化方式相同，故B正确； C、做功冲程中高温高压燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能，与点火器的能量转化方向相反，故C错误； D、排气冲程只是把燃烧后的废气排出气缸，没有明显的内能和机械能转化，故D错误。 故选：B。 6．如图所示是煮茶时的情景，下列说法中正确的是（　　） A．喝茶时感觉身体变暖了，是通过热传递的方式改变了内能 B．沸腾后壶盖被顶起的能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 C．茶水沸腾后，壶嘴产生了大量的“白气”，这是汽化现象 D．从壶中刚倒入杯中的茶水烫口是因为茶水含有的热量多 【解答】解：A．喝茶时身体感觉变暖了，是由于身体吸收热量内能增加，通过热传递的方式改变身体的内能，故A正确； B．沸腾后壶盖被顶起工作过程是通过做功的方式，将内能转化为机械能，内燃机的压缩冲程中机械能转化为内能，两者不同，故B错误； C．“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故C错误； D．热量是热传递过程中传递能量的多少，是过程量，不能描述为含有或具有热量，故D错误。 故选：A。 7．如图所示是“风光互补”景观照明灯，它的最上端是一台风力发电机，灯柱上还配有太阳能电池板，底部的蓄电池可以储存电能。下列解释正确的是（　　） A．太阳能电池板是将光能转化为内能的装置 B．小风扇是风力发电机，工作时将机械能转化为电能 C．蓄电池在夜晚供电时，将电能转化为化学能 D．照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，能量的总量不守恒 【解答】解：A、光电池板是将光能转化为电能的装置，故A错误； B、小风扇是风力发电机，有风的时候小风扇转动，风能先转化为机械能，工作时将机械能转化为电能，故B正确； C、蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能，故C错误； D、照明灯工作时不能将电能全部转化为光能，还有一部分电能转化为其它能。根据能量守恒定律可知，此过程中能量的总量始终守恒，故D错误。 故选：B。 8．如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能 B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低 C．蒸汽推动小船前进，实现了机械能向内能的转化 D．蒸汽推动小船前进，能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同 【解答】解：A、加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能，故A正确，不符合题意； B、吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低，故B正确，不符合题意； C、蒸汽推动小船前进，实现了内能向机械能的转化，故C错误，符合题意； D、蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同，都是内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选：C。 9．下图是汽油机的某个冲程，下图中与该冲程能量转化方式相同的是（　　） A．瓶塞被推出 B．走马灯转动 C．简易汽轮机 D．搓手取暖 【解答】解：由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，因此是压缩冲程，将机械能转化为内能。 A．瓶塞冲出时，水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故A不正确； B．走马灯工作时，内部空气受热后密度变小，热空气向上流过叶片时，推动叶片旋转。是热空气的内能转化为叶片的机械能。故B不正确； C．简易汽轮机工作时，产生的高温水蒸气喷出后推动涡轮叶片旋转，是水蒸气的内能转化为叶片的机械能，故C不正确； D．搓手取暖是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故D正确。 故选：D。 10．神舟二十二号飞船已于北京时间2025年11月25日12时11分在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．燃料燃烧过程中，质量减小、热值减小 B．飞船加速上升过程中，重力势能增加 C．飞船加速上升过程中，动能减小 D．飞船加速上升过程中，机械能守恒 【解答】解：A．热值是燃料的一种属性，与质量、是否完全燃烧无关，燃料燃烧过程中，虽然质量减小，但是热值不变，故A错误； BCD．飞船随火箭加速上升过程中，质量不变，速度变大，动能增加，高度升高，重力势能增大，机械能增大，故B正确，CD错误。 故选：B。 11．2025年10月18日，奇瑞汽车在全球创新大会上展出了热效率高达48%的鲲鹏天擎发动机，为了提高热机效率，可采取的措施是（　　） A．消耗更多的燃料 B．延长工作时间 C．保证良好的润滑，减少摩擦 D．降低热机功率 【解答】解：A．热机的效率越高，在做功同样多的情况下，需要燃料燃烧产生的热量越少，需消耗的燃料越少，故A不符合题意； B．热机效率大小与热机的工作时间无关，故B不符合题意； C．保证良好的润滑，减小摩擦，可以减少因摩擦损失的热量，可以提高热机的效率，故C符合题意； D．热机效率大小与热机功率高低无关，D不符合题意。 故选：C。 12．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A．甲图为压缩冲程 B．该汽油机的效率为30% C．甲图曲轴的转动靠惯性完成 D．汽油的热值不随汽油机效率的升高而增大 【解答】解：A、由图甲可知，两个气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故A错误； B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图乙能量流向图可知，该汽油机的效率为100%﹣6%﹣30%﹣36%＝28%，故B错误； C、汽油机的工作冲程中，吸气、压缩、排气冲程均是由飞轮惯性完成，做功冲程靠燃料内能做功完成，故C错误； D、热值是燃料的属性，与热机的效率无关，因此汽油机效率的升高，热值不变，故D正确。 故选：D。 二、填空题 13.2024年10月30日，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成功发射。火箭发射塔下面的水池发挥作用是利用了水的　比热容　 大；火箭发动机的燃料里有液氢成分是因为液氢的　热值　 大。 【解答】解：水的比热容较大，相同的质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量较多，所以火箭发射时，对发射塔喷出大量的水来降温，是利用水的汽化吸热和水的比热容大带走大量的热量。 火箭使用液氢做燃料，是因为液氢的热值大，完全燃烧相同质量的液氢和其它燃料，液氢能放出更多的热量。 故答案为：比热容；热值。 14．如图是人们设想中的永动机，它不能够永远工作下去，因为它违背了　能量守恒定律　 ，抽水机在工作过程中，机械能总量　减少　 （填：增大、减少或不变），机械能　不守恒　 （填：守恒、不守恒）。 【解答】解：自然界中的一切变化都必须遵循能量守恒定律，即能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能量的总量保持不变。永动机设想在不消耗任何能量的情况下持续对外做功，这违背了能量守恒定律，因此不可能永远工作下去。在抽水机实际工作过程中，由于各部件之间存在摩擦，且水流也会受到阻力，抽水机需要克服摩擦和阻力做功，这使得一部分机械能转化为内能散失到周围环境中，导致机械能的总量不断减少。由于机械能总量在转化过程中发生了改变，有部分机械能转化为了其他形式的能量，因此该过程中的机械能不守恒。 故答案为：能量守恒定律；减少；不守恒。 15．潮汐是月球、太阳对地球的引力作用而产生的。每天的涨潮与落潮蕴含着巨大的能量，这种能量可以用来发电。如图所示，在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的动能传递给发电机，通过发电机转化为 　电　 能；图中甲、乙两幅图代表涨潮发电的是 　乙　 图。 【解答】解：在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的动能传递给发电机，通过发电机转化为电能；图中甲、乙两幅图代表涨潮发电的是乙。 故答案为：电；乙。 16．小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲所示）；扭转瓶子（如图乙所示），轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾。此时能量转化与图丙、丁中的图　丙　 相同；若某台汽油机1min内对外做功1800次，则飞轮转速是　60　 r/s。 【解答】解：瓶盖被瓶内气体冲出时，气体膨胀推动瓶盖做功，内能转化为机械能，同时气体内能减少、温度降低，水蒸气液化形成白雾；图丙中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，所以填“丙”。汽油机一个工作循环对外做功1次，飞轮转动2圈，1min内对外做功1800次，则每秒做功次数次/s，飞轮每秒转数＝2n＝2×30＝60r/s。 故答案为：丙；60。 17．“胖五”运载火箭使用液态氢作为燃料,升空过程中，随着液态氢质量的减少，液态氢的热值　不变　 （填“增大”“减小”或“不变”）；5kg液态氢完全燃烧放出的热量为　7×108 J。（液态氢q＝1.4×108J/kg） 【解答】解：热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量多少无关，所以在升空过程中，随着液态氢质量的减少，液态氢的热值不变； 5kg液态氢完全燃烧放出的热量为： 。 故答案为：大；不变；7×108。 三、实验探究题 18.为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。 （1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 　石棉网　 （选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度。 （2）实验中应控制燃料燃烧的 　质量　 （选填“时间”或“质量”）相同，根据 　温度计上升的示数　 比较燃料燃烧放出热量的多少。 （3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 　b　 的热值大。 （4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像，燃料1和燃料2的热值之比为 　8：3　 。 【解答】解：（1）实验时要用火焰的外焰加热；调整铁夹A的位置，其目的是使石棉网处于适当的高度，方便用外焰加热； （2）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大； （4）对于燃料来说，在相同的时间内放出的热量是相同的， 根据图可知，燃料1用5min让水从20℃升高到100℃，自5min到10min吸收相同的热量，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知：2c水m水Δt1＝mq1； 对于燃料2来说，燃料2用15min让水从20℃升高到80℃，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知：c水m水Δt2＝mq2； 解得，两种燃料热值之比为：8：3。 故答案为：（1）石棉网；（2）质量；温度计上升的示数；（3）b；（4）8：3。 19．如图1所示是某实验小组制作的简易热机模型：向易拉罐内注入约半罐水；将去掉笔芯和尾塞的中性笔的一端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封；将易拉罐放置在支架上，笔的一端对准小风扇的扇叶。 （1）热机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→　内能　 →　机械能　 。 （2）将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子靠　上　 （填“上”或“下”）部分；将笔的　细　 端（选填“粗”或“细”）朝外，在水蒸气流量相同的情况下流速更大，产生的推力更大，推动扇叶转动效果更好。 （3）燃料燃烧后加热水，水在沸腾过程中，水的温度　保持不变　 ； （4）如图2所示展示的是我国传统的“走马灯”，点燃底部蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。热空气上升驱动扇叶转动的过程中，能量转化与四冲程汽油机的　做功　 冲程相似；图3中四个冲程的正确工作顺序是　丙、甲、乙、丁　 。 【解答】解：（1）燃料燃烧时，化学能转化为内能，水蒸气推动叶轮转动，将内能转化为机械能，所以热机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→内能→机械能。 （2）让喷气的中性笔位于罐子靠上部分，这样有利于蒸汽喷出； 在水蒸气流量相同的情况下，笔的细端的流速更大，产生的推力更大，故水蒸气从笔的尖端细端喷出，推动扇叶转动效果更好； （3）由液体沸腾的特点可知，燃料燃烧后加热水，水在沸腾过程中，水的温度保持不变； （4）热空气上升驱动扇叶转动的过程中，内能转化为机械能，此过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同。 由图3可知，甲中，两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程； 乙中，两气门关闭，火花塞点火、活塞向下运动，是做功冲程； 丙中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程； 丁中，进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程。 故图3中四个冲程的正确工作顺序是丙、甲、乙、丁。故答案为：（1）内能；机械能；（2）上；细；（3）保持不变；（4）做功；丙、甲、乙、丁。 4、 计算题 20.小明家更换了新的天然气灶，用天然气灶将一壶质量为2kg的水由20℃加热至100℃时，消耗了0.025m3的天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.2×107J/m3。求： （1）壶中水吸收的热量。 （2）用天然气灶烧水时的效率。 【解答】解：（1）壶中水吸收的热量由比热容公式可得 。 （2）天然气完全燃烧释放的热量为 则天然气灶烧水时的效率 。 答：（1）壶中水吸收的热量为6.72×105J； （2）用天然气灶烧水时的效率为64%。 21．如图，是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，[汽油的热值为4.5×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]求： （1）汽油完全燃烧放出的热量是多少？ （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热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温10℃，质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？ （3）如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动时的受到阻力为900N，消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少？ 【解答】解：（1）4kg汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4.5×107J/kg×4kg＝1.8×108J； （2）由题可知废气带走的能量为：Q＝Q放η＝1.8×108J×42%＝7.56×107J， 即水吸收的热量为：Q吸＝Q＝7.56×107J， 由Q吸＝cmΔt可知水升高的温度为：Δt90℃， 一个标准大气压下水的沸点为100℃，且90℃+10℃＝100℃， 因此水升高的温度为Δt＝90℃； （3）已知汽油机的效率为η′＝30%， 汽车做的有用功为：W＝Q放η′＝1.8×108J×30%＝5.4×107J， 汽车匀速运动时的受到阻力与汽车的牵引力是对平衡力， 由二力平衡的条件可知，汽车的牵引力为：F＝f＝900N， 根据W＝Fs可知汽车通过的路程为：s60000m＝60km。 答：（1）汽油完全燃烧放出的热量是1.8×108J； （2）水升高的温度是90℃； （3）如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动时的受到阻力为900N，消耗4kg汽油汽车通过的路程是60km。 学科网（北京）股份有限公司 $