第14章 内能的利用 单元测试卷-2026-2027学年九年级物理全一册人教版

**基本信息** 新人教版初中物理第十四章“内能的利用”单元卷，满分70分，通过跨学科实践（简易汽轮机模型）、科技前沿（压缩空气储能、空轨列车）及实验探究，覆盖内能、热机、比热容等核心知识点，适配单元复习，培养物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/30分|能量守恒（题1）、热机冲程（题5）、比热容（题7）|结合图像分析（题9温度-时间图像），考查科学推理| |非选择题|10题/40分|实验探究（题19比较水与食用油吸热）、综合计算（题20热水器效率）、科技应用（题13压缩空气储能）|情境具时代性（空轨列车能量转化），体现科学探究与社会责任|

第十四章 内能的利用 单元测试卷 满分70分 考试用时70分钟 亲爱的同学： 在你答题前，请认真阅读下面的注意事项。 1. 答题前，请将你的姓名、准考证号填写在“答题卡”相应位置。 2. 答第I 卷（选择题）时，选出每小题答案后，用2B铅笔把“答题卡”上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答在“试卷”上无效。 3. 答第II卷（非选择题）时，答案用0.5毫米黑色笔迹签字笔书写在“答题卡”上，答在“试卷”上无效。 4. 认真阅读答题卡上的注意事项。 5.第14章 内能的利用 新人教版 可能用到的物理常量：g=10N/kg ρ水=1.0×103kg/m3 第I 卷 一、选择题。（本题包括10小题，每小题只有1个正确选项。每题3分，共30分） 1．下列说法正确的是（　　） A．甲图中，壶中水的温度升高，内能变大，说明能量可以凭空产生 B．乙图中，小球弹跳的高度逐渐降低，机械能不守恒，但能量总量守恒 C．丙图中，火箭升空时，燃料减少的化学能等于火箭增加的机械能 D．丁图中，由于能量总量保持不变，所以机械能不变，于是科学家们发明了永动机 2．在跨学科实践活动中，同学们制作了如图所示的简易汽轮机模型，实验时向易拉罐内注半罐水，用处理后的中性笔管连接易拉罐与小风扇，点燃酒精灯，蒸汽喷出可使扇叶转动。下列说法正确的是（　　） A．汽轮机模型工作时，能量转化顺序是：化学能→机械能→内能 B．用保温性能更好的材料包裹易拉罐，可提高该简易汽轮机效率 C．若扇叶不转动，一定是因为酒精灯火焰太小 D．该模型工作原理与汽油机压缩冲程能量转化相同 3．如图所示为风光互补景观照明灯，其最上端装有风力发电机，灯柱配有太阳能电池板，底部的蓄电池可储存电能。以下关于该景观照明灯在储能和照明时的能量转化，说法正确的是（　　） A．风力发电机将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 C．蓄电池充电时将化学能转化为电能 D．照明灯照明时将电能转化为光能和内能 4．关于温度、热值、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．一个物体吸收了热量，它的温度不一定会升高 B．一块0℃的冰比同等质量0℃的水含有的热量小 C．热量一定是从内能大的物体向内能小的物体转移 D．汽油温度降低，内能会减少，但密度变大，热值也会变大 5．小洪同学看到爸爸开汽车时，转速表如图所示。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，此时发动机一个气缸的相关数据正确的是（　　） A．曲轴转速为每分钟3周 B．每分钟的冲程数为3000个 C．每秒钟排气冲程数为1500个 D．每秒钟对外做功数为25次 6．关于热机，下列说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C．在热机的能量损失中，废气带走的能量最多 D．改进技术后，热机的效率可以达到100% 【答案】C 7．关于比热容和热值，下列说法正确的是（　　） A．c水＞c煤油，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度升得更高 B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关；燃料的热值只与燃料的种类有关 C．比热容与Q成正比，与mΔt的乘积成反比 D．同种物质的比热容不一定相同，同种燃料的热值一定相同 8．如图所示是验证“做功可以改变物体内能”的实验，下列说法正确的是（　　） A．甲图，打气时对气体做功，瓶内气体内能增大，当塞子跳出时，机械能转化成内能 B．甲图，当塞子跳出时，看到瓶内有白雾出现，是瓶内空气发生了液化现象 C．乙图，硝化棉是通过热传递的方式改变内能 D．乙图，筒内空气内能增大主要是因为活塞与筒壁摩擦，能量转化过程与汽油机压缩冲程相同 9．小林在老师指导下，用如图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精，若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，。则下列说法中正确的是（　　） A．8min后甲不再吸热，所以温度保持不变 B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力 C．0～8min乙吸收的热量为3.36×104J D．该酒精灯的加热效率为65% 10．图1甲为注射器，在室温恒为T1的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（　　） ①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能 ②t1∼t2过程的能量转化与图2中丙相同 ③密封气体在t2时刻的内能小于t3时刻的内能 ④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在T2 ⑤图2丙存在化学能转化成内能的过程 ⑥若图2内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及内能和机械能相互转化的冲程有60次 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 第II卷 二、非选择题（本题包括10小题，共40分） 11．（2分）如图是某中学物理兴趣小组的同学们制作的简易汽轮机模型如图所示。汽轮机模型工作过程中酒精燃烧的能量转化情况为：　 　 ，该模型的工作物质是　 　 （填“水蒸气”或“酒精”）。 12．（3分）2023年10月1日，武汉光谷空轨旅游线项目首列“光谷光子号”空轨列车在武汉市东湖高新区试运营。空轨为全封闭电力驱动，无噪音，无任何污染，占地面积极小，是最为环保的交通工具。先行建设的一期工程起于九峰山，止于龙泉山，长约10.5公里，若某次试运行时全程用时14min，则平均速度为 　 　 km/h。该列车行驶时主要是将 　 　 能转化为 　 　 能。 13．（4分）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气 （填能量形式）增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外 　 　 ，使膨胀机转动，将内能转化为 　 　 ，带动发电机产生电能输送至电网。在用电高峰期高压空气驱使膨胀机转动的情况与汽油机 　 　 冲程的能量转化情况相同。 14．（4分）某单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1800r/min，则该柴油机每秒内完成　 　 个冲程，对外做功　 　 次。该车在行驶过程中，发动机的温度会升高，为了防止发动机过热，通常用水来冷却，这是因为水的　 　 较大，冷却效果好。发动机工作时，　 　 冲程将内能转化为机械能。 15．（3分）某品牌“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能、排气更清洁，同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比，热值 　 　 （选填“更大”“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用水进行冷却，这是利用水的 　 　 较大。如图所示是某沿海城市与某内陆城市同一天的气温变化曲线，则曲线 　 表示的是内陆城市的年气温变化曲线。 16．（4分）（1）如图甲是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上，在巷中生火，砖的温度升高，湿纸膜上的水分逐渐蒸发，干透后揭下来就是成品纸了。 ①砖的温度升高是通过 　 　 的方式来改变内能的。 ②湿纸膜上的水分蒸发成水蒸气时，水分子间的距离 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）如图乙是某同学制作的简易汽轮机模型。他向易拉罐内部注入大约半罐水。将去掉了笔芯和尾塞的中性笔的尖端朝外，对准小风扇的扇叶。笔尾一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。 ①点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。这个过程中的能量转化和汽油机的 　 　 冲程相同。 ②蒸汽喷出后会形成“白雾”，这是水蒸气 　 　 （填物态变化名称）形成的。 17．（4分）如图甲所示是内燃机工作时的 　 　 冲程。小明同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图乙所示，转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数，则此时发动机一个气缸每分钟完成 　 　 次做功冲程；汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，消耗汽油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，该汽车的效率为 　 　 %；若这辆汽车一年消耗3100L汽油，如果效率提高1%，则一年可节省 　 　 L汽油。（汽油的热值4.6×107J/kg） 18．（4分）小明在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热50g的冰，每2min完全燃烧的酒精质量均为0.1g，保持加热效率不变时，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：冰全部熔化成水后4min吸收热量为　 　 J，该实验中酒精灯的加热效率为　 　 %，BC过程中被加热物质的内能将增加　 　 J，冰的比热容为　 　 。[酒精的热值为，水的比热容为] 19．（5分）某实验小组用如图所示的装置比较水和食用油的吸热情况。（ρ油＝0.9×103kg/m3） （1）如图甲，加热前，在一个烧杯中倒入200mL的食用油，需要在另一个相同烧杯中倒入 　 　 g的水。 （2）选用规格相同的电加热器给两种液体加热，这样做的目的是为了通过 　 　 （填“加热时间”或“升高的温度”）来反映液体吸收热量的多少；根据实验测得的数据分别描绘出了两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，说明 　 　 液体的吸热能力更强（填“a”或“b”）；另一种液体的比热容为 　 J/（kg•℃）。 （3）下列生活现象产生的原因没有利用水的比热容大的是 　 　 （填序号）。 ①夏天吃冰棒解暑 ②人游泳上岸后，风一吹感觉更冷 ③我国北方楼房中的暖气用水作为介质运输能量 ④生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 20．（10分）小深家新装的天然气热水器如图所示。小深将热水器的出水温度设定在45℃，某次洗澡时，用时10min，使用水的质量为100kg。已知进入热水器的冷水温度为15℃，该热水器消耗的燃气体积为0.5m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），燃气的热值q＝3.0×107J/m3。 （1）求该过程中水吸收的热量； （2）若消耗的燃气完全燃烧，求其放出的热量； （3）能效等级根据热效率来划分，其中三级能效的热效率大于或等于84%，二级能效的热效率大于或等于89%，一级能效的热效率大于或等于96%。该燃气热水器铭牌上标注二级能效，请你通过计算判断该标注是否正确？ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能的利用 单元测试卷 满分70分 考试用时70分钟 亲爱的同学： 在你答题前，请认真阅读下面的注意事项。 1. 答题前，请将你的姓名、准考证号填写在“答题卡”相应位置。 2. 答第I 卷（选择题）时，选出每小题答案后，用2B铅笔把“答题卡”上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答在“试卷”上无效。 3. 答第II卷（非选择题）时，答案用0.5毫米黑色笔迹签字笔书写在“答题卡”上，答在“试卷”上无效。 4. 认真阅读答题卡上的注意事项。 5.第14章 内能的利用 新人教版 可能用到的物理常量：g=10N/kg ρ水=1.0×103kg/m3 第I 卷 一、选择题。（本题包括10小题，每小题只有1个正确选项。每题3分，共30分） 1．下列说法正确的是（　　） A．甲图中，壶中水的温度升高，内能变大，说明能量可以凭空产生 B．乙图中，小球弹跳的高度逐渐降低，机械能不守恒，但能量总量守恒 C．丙图中，火箭升空时，燃料减少的化学能等于火箭增加的机械能 D．丁图中，由于能量总量保持不变，所以机械能不变，于是科学家们发明了永动机 【答案】B 【解析】A、燃料燃烧时将化学能转化为内能，通过热传递的方式，壶中水吸收热量，温度升高，内能变大，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，故A错误； B、在小球的运动中，每次跳起的高度在减小，表明小球的机械能在减小，原因是小球在运动过程中与空气摩擦有一部分机械能转化成了内能，小球的机械能不守恒，但能量的总量仍然不变，能量守恒，故B正确； C、火箭升空工作过程中，燃料减少的化学能有一部分被废气带走，所以燃料减少的化学能大于火箭增加的机械能，故C错误； D、根据能量守恒定律，能量的总量保持不变，但是有一部分能量转化成了其它形式的能，所以能量有损失，故永动机不可能发明出来的，故D错误。故选：B。 2．在跨学科实践活动中，同学们制作了如图所示的简易汽轮机模型，实验时向易拉罐内注半罐水，用处理后的中性笔管连接易拉罐与小风扇，点燃酒精灯，蒸汽喷出可使扇叶转动。下列说法正确的是（　　） A．汽轮机模型工作时，能量转化顺序是：化学能→机械能→内能 B．用保温性能更好的材料包裹易拉罐，可提高该简易汽轮机效率 C．若扇叶不转动，一定是因为酒精灯火焰太小 D．该模型工作原理与汽油机压缩冲程能量转化相同 【答案】B 【解析】A、汽轮机模型工作时，能量转化顺序是：化学能→内能→机械能，故A错误； B、用保温性能更好的材料包裹易拉罐，可以减少热量的散失，可提高该简易汽轮机的效率，故B正确； C、风车不转动，可能是因为酒精灯火焰太小、蒸汽的内能太小，也能是扇叶的阻力较大等，故C错误； D、该模型工作原理是内能转化为机械能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，两者的能量转化不相同，故D错误。故选：B。 3．如图所示为风光互补景观照明灯，其最上端装有风力发电机，灯柱配有太阳能电池板，底部的蓄电池可储存电能。以下关于该景观照明灯在储能和照明时的能量转化，说法正确的是（　　） A．风力发电机将电能转化为机械能 B．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 C．蓄电池充电时将化学能转化为电能 D．照明灯照明时将电能转化为光能和内能 【答案】D 【解析】A．风力发电机工作时将机械能转化为电能，故A错误； B．太阳能电池板的核心功能是将太阳能直接转化为电能，故B错误； C．蓄电池充电时，是将外界输入的电能转化为化学能储存起来，故C错误； D．夜晚照明时将电能转化为光能和内能，故D正确。 故选：D。 4．关于温度、热值、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．一个物体吸收了热量，它的温度不一定会升高 B．一块0℃的冰比同等质量0℃的水含有的热量小 C．热量一定是从内能大的物体向内能小的物体转移 D．汽油温度降低，内能会减少，但密度变大，热值也会变大 【答案】A 【解析】A、物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但温度保持不变。故A正确。 B、热量是一个过程量，只有在热传递过程中才能说吸收或放出多少热量，不能说物体“含有”多少热量，故B错误。 C、热传递的条件是存在温度差，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，而不是从内能大的物体向内能小的物体转移。内能大的物体温度不一定高，故C错误。 D、汽油温度降低，分子热运动减慢，内能会减少。但密度和热值是物质的特性，与温度无关，所以汽油的密度和热值都不会因温度降低而改变，故D错误。故选：A。 5．小洪同学看到爸爸开汽车时，转速表如图所示。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，此时发动机一个气缸的相关数据正确的是（　　） A．曲轴转速为每分钟3周 B．每分钟的冲程数为3000个 C．每秒钟排气冲程数为1500个 D．每秒钟对外做功数为25次 【答案】D 【解析】汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次。 AB、由图可知，该汽油机的飞轮转速是3000r/min，即曲轴转速为每分钟3000周，每分钟的冲程数为6000个，故AB错误； CD、汽油机的飞轮转速是3000r/min＝50r/s，即汽油机的飞轮每秒转50圈，所以该汽油机的曲轴每秒转50圈，完成25个工作循环，即每秒钟排气冲程数为25个，对外做功数为25次，故C错误，D正确。 故选：D。 6．关于热机，下列说法中正确的是（　　） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C．在热机的能量损失中，废气带走的能量最多 D．改进技术后，热机的效率可以达到100% 【答案】C 【解析】A、由汽油机和柴油机的结构可知，汽油机的顶部有火花塞，柴油机的顶部有喷油嘴，故A错误； B、柴油机在吸气冲程中，只将空气吸入气缸，故B错误； C、在热机的能量损失中，废气带走的能量最多，故C正确； D、热机在工作时不可避免地有能量的损耗与散失，故热机的效率不可能达到100%，故D错误。故选：C。 7．关于比热容和热值，下列说法正确的是（　　） A．c水＞c煤油，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度升得更高 B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关；燃料的热值只与燃料的种类有关 C．比热容与Q成正比，与mΔt的乘积成反比 D．同种物质的比热容不一定相同，同种燃料的热值一定相同 【答案】D 【解析】A．水的比热容大，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，结合可知煤油的温度升得更高，故A错误； BC．物质的比热容取决于物质的种类，还与物质的状态有关，比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关；燃料的热值只与燃料的种类有关，故B、C错误； D．同种物质的状态不同时比热容不同，同种燃料的热值一定相同，故D正确。故选：D。 8．如图所示是验证“做功可以改变物体内能”的实验，下列说法正确的是（　　） A．甲图，打气时对气体做功，瓶内气体内能增大，当塞子跳出时，机械能转化成内能 B．甲图，当塞子跳出时，看到瓶内有白雾出现，是瓶内空气发生了液化现象 C．乙图，硝化棉是通过热传递的方式改变内能 D．乙图，筒内空气内能增大主要是因为活塞与筒壁摩擦，能量转化过程与汽油机压缩冲程相同 【答案】C 【解析】A、当瓶塞被崩起时，瓶内的空气对瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，内能转化为机械能，故A错误； B、当瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，水蒸气遇冷液化形成了小水滴，形成了白雾，故B错误； C、迅速下压活塞时，对筒内空气做功，则空气的内能增加、温度升高；筒内空气将热量传递给硝化棉，使硝化棉的温度达到燃点而被引燃，所以硝化棉是通过热传递的方式被引燃的，故C正确。 D、往瓶内打气的过程中，要压缩气体做功，将机械能转化成内能，使瓶内气体内能增大，能量转化与汽油机压缩冲程相同，故D错误；故选：C。 9．小林在老师指导下，用如图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精，若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，。则下列说法中正确的是（　　） A．8min后甲不再吸热，所以温度保持不变 B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力 C．0～8min乙吸收的热量为3.36×104J D．该酒精灯的加热效率为65% 【答案】C 【解析】A、由图可见，甲在8min后温度保持不变，说明甲处于沸腾状态，沸腾时需要持续吸热，故A错误； B、由图可知，加热相同时间，如4min，乙升高的温度比甲升高的温度多，根据可知，吸收热量相同、质量相同时，温度变化量越大，比热容越小，吸热能力弱，因此甲的吸热能力比乙强，由于正常情况下，水的比热容较大，所以甲为水，故B错误； C、相同的加热仪器，说明相同加热时间两种液体吸收的热量相同，所以0～8min乙吸收的热量为： Q乙＝Q甲＝c水mΔt水＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×104J，故C正确； D、4g酒精完全燃烧放出的热量为： Q放＝qm＝3.0×107J/kg×0.004kg＝1.2×105J， 乙加热8min吸收的热量为3.36×104J，则加热10min吸收的热量为： ， 该酒精灯的加热效率为：，故D错误。故选：C。 10．图1甲为注射器，在室温恒为T1的环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图1乙，（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的变化），则说法正确的个数是（　　） ①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能 ②t1∼t2过程的能量转化与图2中丙相同 ③密封气体在t2时刻的内能小于t3时刻的内能 ④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在T2 ⑤图2丙存在化学能转化成内能的过程 ⑥若图2内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及内能和机械能相互转化的冲程有60次 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【答案】B 【解析】①活塞下压时，针筒内气体被做功，内能增大，是通过做功改变针筒内气体的内能，故①正确； ②t1∼t2过程是针筒内气体被压缩的过程，针筒内气体被做功，内能增大，温度升高，此过程中机械能转化为内能，图2中丙是内燃机的做功冲程，内能转化为机械能，二者能量转化不同，故②错误； ③t2～t3时间内，针筒内密封气体对活塞做功，内能减小，温度降低，所以在t2时刻的内能大于t3时刻的内能，故③错误； ④装置会与周围的空气发生热传递，最终会与室温平衡，温度相等，所以密封气体的温度最终保持在T1，故④错误； ⑤图2丙中，火花塞打火使燃料燃烧放出热量，将化学能转化为内能，故⑤正确； ⑥3600r/min＝60r/s，表示每秒飞轮转动60周，完成30个工作循环，对外做功30次，由于做功冲程将内能转化为机械能、压缩冲程将机械能转化为内能，即一个工作循环有两次内能和机械能相互转化的冲程，则每秒完成内能和机械能相互转化的冲程有60次，故⑥正确。 说法正确的有①⑤⑥，共3个，故B正确，ACD不正确。故选：B。 第II卷 二、非选择题（本题包括10小题，共40分） 11．（2分）如图是某中学物理兴趣小组的同学们制作的简易汽轮机模型如图所示。汽轮机模型工作过程中酒精燃烧的能量转化情况为：　 　 ，该模型的工作物质是　 　 （填“水蒸气”或“酒精”）。 【答案】化学能→内能→机械能；水蒸气。 【解析】酒精灯燃烧，酒精的化学能转化为内能，使水吸热升温汽化产生蒸汽。蒸汽喷出时，对扇叶做功，将内能转化为扇叶的机械能，使扇叶转动。因此汽轮机模型工作过程中酒精燃烧的能量转化情况为化学能→内能→机械能，工作的物质是水蒸气。 12．（3分）2023年10月1日，武汉光谷空轨旅游线项目首列“光谷光子号”空轨列车在武汉市东湖高新区试运营。空轨为全封闭电力驱动，无噪音，无任何污染，占地面积极小，是最为环保的交通工具。先行建设的一期工程起于九峰山，止于龙泉山，长约10.5公里，若某次试运行时全程用时14min，则平均速度为 　 　 km/h。该列车行驶时主要是将 　 　 能转化为 　 　 能。 【答案】45；电；机械。 【解析】已知路程s ＝ 10.5公里＝10.5km，时间t＝14min。平均速度v45km/h。 由题中“空轨为全封闭电力驱动”可知，列车是由电动机驱动的，电动机工作时消耗电能，获得机械能，从而使列车运动，所以该列车行驶时主要是将电能转化为机械能。 13．（4分）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气 （填能量形式）增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外 　 　 ，使膨胀机转动，将内能转化为 　 　 ，带动发电机产生电能输送至电网。在用电高峰期高压空气驱使膨胀机转动的情况与汽油机 　 　 冲程的能量转化情况相同。 【答案】内能；做功；机械能；做功。 【解析】在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，对空气做功，使空气内能增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能； 在用电高峰期高压空气驱使膨胀机转动的情况与汽油机做功冲程的能量转化情况相同。 14．（4分）某单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1800r/min，则该柴油机每秒内完成　 　 个冲程，对外做功　 　 次。该车在行驶过程中，发动机的温度会升高，为了防止发动机过热，通常用水来冷却，这是因为水的　 　 较大，冷却效果好。发动机工作时，　 　 冲程将内能转化为机械能。 【答案】60；15；比热容；做功。 【解析】若飞轮转速是1800r/min＝30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，因飞轮每转动2周对外做功1次，所以1s内汽油机对外做功15次，完成60个冲程； 汽车的发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容较大，升高相同的温度时，水吸收的热量多，冷却效果好； 发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能。 15．（3分）某品牌“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能、排气更清洁，同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比，热值 　 　 （选填“更大”“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用水进行冷却，这是利用水的 　 　 较大。如图所示是某沿海城市与某内陆城市同一天的气温变化曲线，则曲线 　 表示的是内陆城市的年气温变化曲线。 【答案】一样大；比热容；C。 【解析】热值只与燃料的种类有关，与燃烧情况无关，因此汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内热值一样大。 发动机用水冷却，是因为质量和升高的温度相同时，由于水的比热容较大，能带走更多的热量。 水的比热容较大，吸收相同的热量，水的温度升高的少，放出相同的热量，水的温度降低的少，所以沿海城市的温差较小，内陆城市的温度变化量大，故曲线D表示的是沿海城市的年气温变化曲线，曲线C表示的是内陆城市的年气温变化曲线。 16．（4分）（1）如图甲是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上，在巷中生火，砖的温度升高，湿纸膜上的水分逐渐蒸发，干透后揭下来就是成品纸了。 ①砖的温度升高是通过 　 　 的方式来改变内能的。 ②湿纸膜上的水分蒸发成水蒸气时，水分子间的距离 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）如图乙是某同学制作的简易汽轮机模型。他向易拉罐内部注入大约半罐水。将去掉了笔芯和尾塞的中性笔的尖端朝外，对准小风扇的扇叶。笔尾一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。 ①点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。这个过程中的能量转化和汽油机的 　 　 冲程相同。 ②蒸汽喷出后会形成“白雾”，这是水蒸气 　 　 （填物态变化名称）形成的。 【答案】（1）热传递；变大；（2）做功；液化。 【解析】（1）①在巷中生火，砖吸收热量，温度升高，这是通过热传递改变了砖的内能； ②湿纸膜上的水分蒸发成水蒸气时，水分子间的距离变大； （2）①点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。这个过程中将内能转化为机械能，能量转化和汽油机的做功冲程相同。 ②蒸汽喷出后会形成“白雾”，这是水蒸气液化形成的小液滴。 17．（4分）如图甲所示是内燃机工作时的 　 　 冲程。小明同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图乙所示，转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数，则此时发动机一个气缸每分钟完成 　 　 次做功冲程；汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，消耗汽油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，该汽车的效率为 　 　 %；若这辆汽车一年消耗3100L汽油，如果效率提高1%，则一年可节省 　 　 L汽油。（汽油的热值4.6×107J/kg） 【答案】压缩；400；30；100。 【解析】①图甲中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，这是内燃机的压缩冲程； ②由图乙可知，转速表示数为0.8×1000r/min＝800r/min，即发动机曲轴每分钟转动800圈； 内燃机每完成1个工作循环，曲轴转2圈，完成1次做功冲程； 发动机曲轴每分钟转动800圈，则每分钟完成做功冲程的次数为：次； ③汽车的牵引力F＝2000N，在一段平直公路上匀速行驶的路程s＝6.9km＝6900s，则牵引力所做的有用功为：； 消耗汽油1kg，则汽油完全燃烧放出的热量为：； 该汽油机的效率为：； ④原来汽车一年消耗汽油的体积为V1＝3100L，汽油机效率η1＝30%，汽油机提高后的效率为η2＝31%； 汽油机效率提高后，牵引力所做的有用功不变，则η1Q1＝η2Q2； 因为汽油完全燃烧放出的热量Q＝Vq，则有η1V1q＝η2V2q，q＝η2V2q，即η1V1＝η2V2； 则效率提高后，现在汽车一年消耗汽油的体积为：V23000L； 一年可节省汽油的体积为：ΔV＝V2﹣V1＝3100L﹣3000L＝100L。 18．（4分）小明在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热50g的冰，每2min完全燃烧的酒精质量均为0.1g，保持加热效率不变时，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：冰全部熔化成水后4min吸收热量为　 　 J，该实验中酒精灯的加热效率为　 　 %，BC过程中被加热物质的内能将增加　 　 J，冰的比热容为　 　 。[酒精的热值为，水的比热容为] 【答案】1050；17.5；1050；2.1×103J/（kg•℃）。 【解析】冰熔化过程中温度不变，完全熔化成水后温度才会上升，也就是图中的8min～12min，此时段，水温从0℃上升到5℃，水温升高了5℃，冰化成水后质量不变，m水＝m冰＝50g＝5×10﹣2kg，则4min内水吸收的热量为：Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/（kg•℃）×5×102kg×5℃＝1050J； 每2min完全燃烧酒精0.1g，4min燃烧酒精0.2g，所以放出的热量为： Q放＝m酒精q酒精＝0.2×10﹣3kg×3×107J/kg＝6000J， 则加热效率为：η100%100%＝17.5%； BC段物质吸收的热量转化成了物质的内能，所以BC段也加热4min，所以和CD段吸收热量相同为1050J，所以内能增加了1050J；从图中可知，4min内，冰的温度升高10℃，加热效率不变，冰吸收的热量为： ， 冰的比热容为：。 19．（5分）某实验小组用如图所示的装置比较水和食用油的吸热情况。（ρ油＝0.9×103kg/m3） （1）如图甲，加热前，在一个烧杯中倒入200mL的食用油，需要在另一个相同烧杯中倒入 　 　 g的水。 （2）选用规格相同的电加热器给两种液体加热，这样做的目的是为了通过 　 　 （填“加热时间”或“升高的温度”）来反映液体吸收热量的多少；根据实验测得的数据分别描绘出了两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，说明 　 　 液体的吸热能力更强（填“a”或“b”）；另一种液体的比热容为 　 J/（kg•℃）。 （3）下列生活现象产生的原因没有利用水的比热容大的是 　 　 （填序号）。 ①夏天吃冰棒解暑 ②人游泳上岸后，风一吹感觉更冷 ③我国北方楼房中的暖气用水作为介质运输能量 ④生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 【答案】（1）180；（2）加热时间；b；1.8×103；（3）①②。 【解析】（1）在探究水和食用油的吸热能力时，应控制水和食用油的质量相同，所以水的质量m水＝m油＝ρ食用油V＝0.9g/cm3×200cm3＝180g；（2）由转换法，选用相同的电加热器目的是：使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量；实验中水和食用油吸热多少是通过加热时间来体现出来的； 根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，所以a是水，若a是水，比热容为4.2×103J/（kg•℃），则b物质的比热容：cb4.2×103J/（kg•℃）＝1.8×103J/（kg•℃）； （3）①、夏天吃冰棒，冰棒熔化，吸收热量，没有利用水的比热容大的特点，故①错误；②、人游泳上岸后，风一吹感觉更冷，水蒸发吸收热量，不是利用水的比热容大的特点，故②错误； ③、冬天暖气设备用水作为介质传递热量，因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，更容易把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖，故③正确； ④、生物体内水的比例很大，有助于调节自身的温度，是利用了水的比热容大的特点，故④正确。 20．（10分）小深家新装的天然气热水器如图所示。小深将热水器的出水温度设定在45℃，某次洗澡时，用时10min，使用水的质量为100kg。已知进入热水器的冷水温度为15℃，该热水器消耗的燃气体积为0.5m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），燃气的热值q＝3.0×107J/m3。 （1）求该过程中水吸收的热量； （2）若消耗的燃气完全燃烧，求其放出的热量； （3）能效等级根据热效率来划分，其中三级能效的热效率大于或等于84%，二级能效的热效率大于或等于89%，一级能效的热效率大于或等于96%。该燃气热水器铭牌上标注二级能效，请你通过计算判断该标注是否正确？ 【解析】（1）水的温度变化量为：Δt＝45℃﹣15℃＝30℃，由题可知，水吸收的热量为： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×30℃＝1.26×107J；（3分） （2）燃气完全燃烧放出的热量为： Q放＝qV＝3.0×107J/m3×0.5m3＝1.5×107J；（3分） （3）热水器的热效率为：η100%100%＝84%，（2分） 能效等级根据热效率来划分，其中三级能效的热效率大于或等于84%，二级能效的热效率大于或等于89%，一级能效的热效率大于或等于96%，因此该燃气热水器铭牌上标注三级能效，故该标注错误。（2分） 答：（1）该过程中水吸收的热量为1.26×107J； （2）若消耗的燃气完全燃烧，其放出的热量为1.5×107J； （3）该标注错误。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $