内能综合（内能/比热容/热机）练习 2026-2027学年沪科版九年级物理上学期

内能/比热容/热机综合（教师版） 一、实验题 1．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 (1)为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持被加热液体的________、________、燃料的________以及两个烧杯都应相同； (2)实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是____________J/kg； 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg 酒精 15 35 碎纸片 15 25 ？ (3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________（大/小），出现这样情况的主要原因是_______。（写出一点） 【答案】(1) 种类 质量 质量 (2) (3) 小 有热量损失 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小 【详解】（1）[1][2][3]热值是指完全燃烧单位质量的某种燃料放出的热量的多少，放出的热量不易计算，故通过计算被加热物质吸收的热量进行比较，故被加热液体的种类和质量应相同，且燃料的质量以及两个烧杯都应相同。 （2）由表格中数据可知，完全燃烧相同质量酒精和碎纸片，加热相同质量的水，燃料放出的热量等于水吸收的热量，用酒精加热时水升高的温度使用碎纸片加热时水升高温度的2倍，故酒精放出的热量是碎纸片放出热量的2倍，则酒精的热值是碎纸片热值的2倍，故碎纸片的热值为。 （3）[1][2]由于燃料放出的热量不能完全被水吸收，有热量损失，故通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小。 2．发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为___________能； （2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果汽车油箱装有40kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg；放出的热量为___________J，剩余汽油的热值为___________J/kg； （3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2号汽缸所处的冲程是___________； A．吸气       B．压缩            C．做功         D．排气 （4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需要的时间为___________秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P=___________。 【答案】 机械 8×107 4×107 D 0.05 20p0V排 【难度】0.4 【知识点】汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）[1]内燃机就是将内能转化为机械能的机器。 （2）[2]完全燃烧2kg的汽油放出的热量为 Q放=mq=2kg×4×107J/kg=8×107J [3]热值的大小与燃料的质量无关，所以剩余油热的热值不变，仍为4×107J/kg。 （3）[4]四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，活塞向下运动，2号和3号活塞都向上运动，是压缩冲程和排气冲程，4号汽缸活塞向下运动，所处的是吸气冲程，故选D。 （4）[5]在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，所以发动机转速为2400r/min时，完成1200个工作循环，每个工作循环所需要的时间为 [6]设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力F=p0S，每个做功冲程燃气对一个活塞做的功 发动机转速为2400r/s时，燃气对活塞做功的功率 由于发动机有4个汽缸，所以燃气对活塞做功的总功率 P总=4P=4×5p0V排=20p0V排 3．如图所示为“探究不同物质吸热能力”的实验装置。 (1)要完成该实验除了如图甲所示的器材外，还需要的测量工具有天平和________。实验时，应该控制两个玻璃杯中装的两种液体________（选填“质量”或“体积”）相同。 (2)实验中可通过________（选填“加热时间”或“温度计示数”）来反应物质吸收热量的多少。 (3)假设、两种液体中有一种是水，则________（选填或）是水；水的比热容为，则另一种液体的比热容是________。 【答案】(1) 秒表 质量 (2)加热时间 (3) a 【难度】0.4 【知识点】比热容的比例计算、计算物体温度变化时的吸放热、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1]使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，故要完成该实验除了如图甲所示的器材外，还需要的测量工具有天平和秒表。 [2]根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，实验时，应该控制两个玻璃杯中装的两种液体质量相同。 （2）实验中可通过加热时间反映物质吸收热量的多少，加热时间长表示吸收热量多，这是科学探究中常见的转换法。 （3）[1]分析图乙可知，升高相同的温度，a加热时间长，a的比热容大，根据Q=cmΔt，在质量和升高的温度相同时，a吸热多，故a液体是水。 [2]由图乙可知，两种液体升高相同的温度时，即从10℃都上升到30℃时，a需要的加热时间为6min，b需要的加热时间为3min，因实验中通过加热时间反映吸收热量的多少，因此 由可知，当质量和升高温度一定时，比热容与吸收的热量成正比，即 所以则另一种液体的比热容是 4．如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g。 （1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______（选填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映的。若已知液体a是水，计算出水吸收的热量，再计算出燃料的热值，他的计算结果是______的（选填“不变”“偏大”或“偏小”），理由是______； （2）比较不同物质的比热容，应选择在两只烧杯中应分别装入质量______（选填“相等”或“不相等”）的液体；通过观察______来反映液体吸收热量的多少。初始温度相同的a、b两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，求a、b两种液体的比热容之比为______； （3）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的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（如97#）加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”或“一样大”或“更小”）； （4）如图戊是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，根据上面探究过程中所获得的知识可知，曲线C表示的是______（选填“沿海”或“内陆”）城市。 【答案】 甲乙 温度计上升的示数 偏小 燃料燃烧放出的热量并没有全部被水吸收 相等 加热时间 1∶2 一样大 内陆 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1][2]比较不同燃料热值的实验中，应让相同质量的不同燃料充分燃烧，通过观察相同质量的同种液体升高温度的不同来比较两种燃料热值的大小，液体升高温度越高，燃料热值越大。故选择只有燃料不同的甲乙两图进行实验。 [3][4]因为燃料燃烧放出的热量并没有全部被水吸收，存在热损失，所以计算出的热值偏小。 （2）[5]根据控制变量法，比较两种液体的比热容，需要用相同的加热装置加热质量相同的两种液体，根据升高的温度进而判断两种液体比热容的大小关系。 [6]用相同的加热装置加热，两种液体相同时间内吸热相同，所以可以根据加热时间来比较吸热多少，这叫做转换法。 [7]如图丁所示，a、b两种液体都升温60℃，a液体需要加热10min，b液体需要20min，即吸收的热量之比为1∶2，根据，质量和温度变化量相同时，比热容和吸收的热量成正比，所以a、b两种液体的比热容之比也为1∶2。 （3）[8]热值是燃料的一种特性，和燃料是否充分燃烧无关，所以同样的汽油（如97#）加在T型轿车内与加在L型轿车内热值是一样大的。 （4）[9]水的比热容要大于砂石的比热容，吸收或者放出相同的热量温度变化不明显，所以沿海城市的气温年较差要比内陆城市的小，所以曲线C表示的是内陆城市。 5．小明和小华在探究物体放出热量的多少与哪些因素有关的实验时，先在两只完全相同的烧杯中分别放入100克和200克的温水，然后让它们自然冷却（设两杯水每分钟放出的热量相等），并将观察到的数据记录在表一中； ①小明仔细观察表一后发现，第一列第二行的项目名称“放出的热量/（焦）”与实际测量的事实不符，便将它修改为“______”； 表一 质量/（克） 100 200 100 200 100 200 放出的热量/（焦） 2 4 4 8 6 12 降低的温度/(℃) 1 1 2 2 3 3 ②为了便于分析物体放出热量与降低温度的关系，小华将表一拆成表二和表三，并将表一中的数据对应着填入表二和表三中，请你帮她补充完整______； 表二m1=100克水 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 表三m2=200克水 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 ③分析比较表二（或表三）中第一行和第二行的数据及相关条件，可得的初步结论是：______； ④进一步综合分析表二和表三的数据及相关条件，可得出的初步结论是：______； ⑤小明和小华发现上面的数据不能分析归纳得到“放出热量与______的关系”。为了进一步研究，他们又合作设计了实验方案，以及用于填写实验数据的表四； （a）请完成表四表头的填写______； （b）完成表四数据的实验采集后，他们应该将这组数据与表______对应数据进行比较，从而能分析得出这两者间的关系。 表四 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 【答案】 放热时间/（分钟） 见解析 质量相同的同种物体，放出的热量与降低的温度成正比 同种物质，放出热量与质量和降低温度乘积的比值是定值 物质种类 m3=100克酒精 二 【难度】0.4 【知识点】不同物质的吸热本领 【详解】①[1]实验过程中，水放出热量的多少，是不能直接测量出来的，这些数据是不能直接观察到的，由题意可知，两杯水每分钟放出的热量相等，可以用时间的长短去表示放出热量的多少，所以说第一列第二行的项目名称“放出的热量/（焦）”与实际测量的事实不符，应该改为“放热时间/（分钟）”。 ②[2]由题意可知，表二为m1=100克水的数据，从表一中提取数据，质量为100克水，放热时间2分钟，降低的温度为1℃，放热时间4分钟，降低的温度为2℃，放热时间6分钟，降低的温度为3℃，由此一一对应，填入表二即可，同理，对于表三m2=200克水，也一样，如下表所示。 表二m1=100克水 放热时间/（分钟） 0 2 4 6 降低温度/(℃) 0 1 2 3 表三m2=200克水 放热时间/（分钟） 0 4 8 12 降低温度/(℃) 0 1 2 3 ③[3]观察表二或表三的数据，可知质量相同的水，降低的温度越多，放热时间越长，即放出的热量越多，并且可知放热时间与降低温度成正比，放出的热量与降低的温度成正比，可得的初步结论是：质量相同的同种物体，放出的热量与降低的温度成正比。 ④[4]比较表二和表三知：同样都是水，同种物质，放热时间与质量和降低温度乘积的比值是定值，即同种物质，放出热量与质量和降低温度乘积的比值是定值。 ⑤[5][6]为了得到普遍规律，即放出热量与物质种类的关系，需要换用不同液体重新实验，实验中需要控制液体的质量相同，改变液体的种类，故表四表头应该为：m3=100克酒精（或其他液体）。 [7]由上述解析可知，可选择100克酒精，那么需要保证水的质量也相同，都是100克，则表四的数据与表二的数据进行比较，从而能分析得出这两者间的关系。 6．在标准大气压下，做“观察水的沸腾”的实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学分别从图甲中A、B两套实验装置中任选一套来完成实验。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 温度/℃ 90 92 94 96 98 100 101 102 102 102 102 102 （1）甲组从水温升高到90℃时开始记录数据，以后每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾5min为止，实验数据如表，分析表中的数据可知，甲组同学选择的是图甲中的______（选填“A”或“B”）套装置； （2）如图乙所示，______图（选填“左”或“右”）是水沸腾前气泡上升过程的情况； （3）实验过程中小刚不小心碰到了水沸腾时产生的水蒸气，感觉很烫。他进行了以下实验操作，如图丙所示，将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中，试管A放在装水的容器B内，过一段时间，你看到的现象是：试管A中有小水珠出现，温度计示数______（选填“升高”、“降低”或“不变”），这个实验说明______； （4）如图丁所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热，则经过一段时间后______； A．甲容器内的水先沸腾 B．甲容器、乙试管内的水同时沸腾 C．乙试管内的水先沸腾 D．甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾 （5）小明、小红两名同学分别探究“水的沸腾”的实验时，他们所用的器材规格完全相同，同时将水加热16min。如图戊是根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象。请根据图象分析，若不计热量损失，小明、小红从给水加热到水沸腾所需热量为Q1、Q2，则Q1∶Q2为______，若小明、小红所选水的质量为m1、m2，则m1______m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 B 左 升高 液化需要放热 C 1∶2 等于 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、探究水在沸腾前后温度变化的特点 【详解】（1）[1]由表格数据知，水从第6min开始，温度保持不变，说明水已经沸腾，此时水的温度保持为102℃，说明水上方空气压强大于1个标准大气压，因为水在1个标准大气压下，沸点为100℃。而图甲的装置A中，烧杯不加盖，装置B中，烧杯加盖，则此烧杯中水上方的空气压强会增大，水的沸点更高。所以甲组同学选择的是B套装置。 （2）[2]图乙左侧烧杯中水的气泡在上升过程中变小、消失，是水沸腾前的情况；右侧烧杯中水的气泡在上升过程中变大、到水面破裂开来，是沸腾时的情况。 （3）[3][4]图丙中，烧瓶内的水蒸气通往试管A中，温度较高的水蒸气遇到冷的试管壁液化成小水珠，且放出热量。烧杯B中的水吸收热量，温度升高，温度计示数升高。这个实验说明液化需要放热。手遇到水蒸气时，水蒸气遇冷液化，同时放热，则手吸收更多的热量，会感觉很烫。 （4）[5]图丁中，甲容器有密封盖，乙容器插入甲容器中，不加盖。给加容器加热，容器中的水会吸收热量，温度升高，乙试管中的水也吸收热量温度升高，当甲容器中的水温度达到100℃时，还未沸腾，因为加盖后，水上方空气压强大，沸点会升高。而乙试管中的水温度达到100℃时，开始沸腾。继续加热，甲容器中的水温度继续升高到一定程度，便会沸腾。故C符合题意，ABD不符合题意。 （5）[6]由图戊知，用相同器材进行实验，给水加热，从开始到沸腾，小明用时4min，小红用时8min，即小明实验时，水吸收的热量是小红实验时水吸收的热量的一半，即Q1∶Q2=1∶2。 [7]小明实验时，水由96℃升到99℃，小红实验时，水由93℃升到99℃。据Q吸=cm(t-t0)得 [cm1×(99℃-96℃)]∶[cm2×(99℃-93℃)]=1∶2 解得 m1=m2 7．学校将举办“科学嘉年华”活动，小明和同学们计划制作一个简易热机模型——蒸汽轮机，在活动中进行展示。请你协助他写好下列说明： (1)热机模型的核心功能是_________； (2)材料清单有：_________； (3)制作和操作时需要注意的事项：_________；（列举一条即可） (4)若要提高蒸汽轮机的效率，你的方法是_________。 【答案】(1)将内能转化为机械能 (2)易拉罐、酒精、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、密封胶、轻质叶轮、两个塑料瓶盖，铝片、锥子、铁丝、小刀、剪刀、水、一小块泡沫、火柴 (3)有“白气”喷出时防止被蒸汽烫伤等。 (4)更换一个更细的喷嘴/减小铁丝与瓶盖之间的摩擦 【难度】0.4 【知识点】提高热机的效率的方法 【详解】（1）制作一个简易热机模型——蒸汽轮机，是利用水蒸气的内能推动汽轮机转动，故能量转化是将内能转化为机械能。 （2）制作简易热机的模型需包含的能量转化为关键部件： 燃料：如酒精：提供化学能。 容器：易拉罐：用于加热水并产生蒸汽。 蒸汽通道：一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，引导蒸汽喷出。 密封材料：胶——密封易拉罐开口，防止蒸汽泄漏。 支架：铁丝、两个塑料瓶盖——支撑易拉罐和笔。 动力接收装置：轻质叶轮，固定在泡沫上。 故实验所需要的器材为易拉罐、酒精、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、密封胶、轻质叶轮、两个塑料瓶盖，铝片、锥子、铁丝、小刀、剪刀、水、一小块泡沫、火柴等。 （3）实验时需确保装置安全和能量转化有效： 安全方面：酒精易燃，需远离火源；有“白气”喷出时防止被蒸汽烫伤 密封方面：胶密封要牢固，防止蒸汽泄漏导致能量损失 加热方面：酒精灯的火焰需要对准易拉罐底部，确保水均匀受热 （4）若要提高蒸汽轮机的效率，你的方法是减小热量的损失，比如用保温杯套包裹易拉罐，减少蒸汽热量的损失，再比如减小铁丝与瓶盖之间的摩擦；还可以是优化蒸汽通道：选择更细的笔管，使蒸汽喷出更集中，减少能量的损耗。 8．请依据跨学科实践：制作简易热机模型，完善下列内容。 【项目提出】了解不同热机的工作原理，制作一个简易热机模型。 【项目分析】 （1）了解不同热机的工作原理。 （2）方案选择：制作热机需考虑用什么作热源、工作物质是什么，以及如何将内能转化成机械能（即内燃机或外燃机）。 【项目实施】制作一个简易的汽轮机模型。 （1）准备以下材料：空易拉罐、去掉笔芯和尾塞的中性笔、小风扇、酒精灯。 （2）向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。 （3）将易拉罐按图所示方式放置在支架上，笔尖对准小风扇的扇叶。 （4）①点燃酒精灯，易拉罐内的水温度升高，这是通过__________的方式来增大水的内能。②当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此过程中的能量转化与内燃机的________冲程相同。 【展示交流】 （1）若要缩短加热时间，应该_______（选填“提高”或“降低”）易拉罐内水的初温。 （2）为了加快扇叶的转动速度，小组成员提出了下列改进措施，其中不合理的是( ) A．延长加热的时间    B．使用更轻的材质制作扇叶 C．换用火力更大的酒精灯加热 （3）请你提出一种提高该汽轮机模型的效率的措施：_______。 【答案】 热传递 做功 提高 A 给易拉罐包裹隔热材料减少热量散失 【难度】0.45 【知识点】热传递改变物体的内能、热机工作过程中的能量转化、提高热机的效率的方法 【详解】[1]点燃酒精灯，酒精灯的火焰通过热传递的方式将热量传递给易拉罐内的水，使水的内能增大、温度升高。 [2]当蒸汽喷出时，蒸汽的内能转化为扇叶的机械能。内燃机的做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，也是内能转化为机械能，因此此过程的能量转化与内燃机的做功冲程相同。 [3]根据，水的质量和比热容不变，提高初温后，水升高到沸点需要吸收的热量更少，因此可以缩短加热时间。 [4]A．延长加热时间只会增加总的蒸汽量，但不会显著提高单位时间内蒸汽对扇叶的作用力，不会显著提高扇叶的转动速度，故A符合题意； B．使用更轻的扇叶，扇叶惯性小、更容易被蒸汽带动，转速加快，故B不符合题意； C．换用火力更大的酒精灯，加热更快、蒸汽产生更多，转速加快，故C不符合题意。 故选A。 [5]提高热机效率需要减少能量损失，可以给易拉罐隔热减少散热、减小转轴摩擦、对准喷口减少蒸汽能量浪费等，合理即可。 9．小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为 30g，点燃后对 100g 的热水加热 4min 立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量为 25.8g，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象如图乙中 a线所示。    （1）实验的第 2～4min 的过程中，水_____（选填“吸”或“不吸”）热； （2）已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅 60%能被水吸收，4min 内水吸收的热量为________J，则该燃料的热值为_________J/kg；[水的比热容为 4.2×103J/（kg•℃），整个过程中忽略水的质量变化] （3）若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中 b线，则这杯水的质量_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）上一杯水质量。 【答案】 吸 5.04×103 2×106 等于 【难度】0.15 【知识点】比较不同燃料的热值大小 【详解】（1）[1]此时段水处在沸腾状态，仍然要从外界吸热。 （2）[2][3]0~2min时间内水吸收的热量为 在相同的时间内燃料燃烧放出的热量是相等的，4min内燃料燃烧放出的热量为 燃料燃烧放出的热量为 燃料的热值为 （3）[4]相同的实验装置在相同的时间内放出的热量是相等的。对第一杯水加热，使水在2min时间内温度由93℃升高到99℃，温度升高了6℃；对第二本水加热，使水在在2min时间内温度由90℃升高到96℃，温度升高了6℃。吸收相同的热量，两杯水升高的温度相同，说明两杯水的质量相等。 10．请选择身边的器材设计实验证明“物体对外界做功，内能会减小”。 （1）实验器材：______； （2）实验步骤：______； （3）实验现象：______。 【答案】 矿泉水瓶（带瓶盖）、水 在矿泉水瓶中倒入少量的水，拧紧瓶盖；用力挤压并扭转矿泉水瓶，压缩矿泉水瓶内的空气，直到瓶盖冲出去，观察矿泉水瓶内的变化，压缩矿泉水瓶内的空气，对空气做功，空气的内能增大，直到瓶盖冲出去，高压气体对瓶盖做功，观察矿泉水瓶内的变化，可以知道气体的内能的变化。 矿泉水瓶内有白雾出现 【难度】0.4 【知识点】做功改变物体的内能 【详解】（1）[1]实验器材有矿泉水瓶（带瓶盖）、水。 （2）[2]略。 （3）[3]气体对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化成小水珠，形成的白雾，故看到白雾可以说明气体的内能减小。 11．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同。 （1）在组装器材时应该先固定______（A/B）的位置；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须______（相等/不相等）。 温度/oC 20 30 40 50 加热时间/s 液体a 0 40 82 126 液体b 0 18 40 64 （2）若要比较不同物质的比热容大小，则：应选择甲和______图进行实验；实验中，用______（加热时间/升高温度）来表示两种液体吸收热量的多少。分析表中数据：你认为a、b两种液体中，比热容较大的是______（a/b）液体。若要比较不同燃料的热值，应选择甲和______两图进行实验。 【答案】 B 相等 丙 加热时间 a 乙 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领 【详解】(1)[1]因用酒精灯的外焰加热，故在组装器材时应该自下而上调试器材，即应先固定B的位置。 [2]在实验中，由控制变量法，三个烧杯中a、b液体的质量必须相等。 (2)[3]若要比较不同物质的比热容大小，则需要燃烧相同的燃料（确保相同时间放出的热量相同），加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，故应选择甲和丙图进行实验； [4]根据转换法，用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少。 [5]分析表中数据知，升高相同的温度，a加热时间长，故a、b两种液体中，比热容较大的是a液体。 [6]若要比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲和乙两图进行实验。 12．课堂上，兴趣小组进行如图所示的热学实验探究。 (1)兴趣小组组装如图甲所示的实验器材时，组装顺序为__________（选填“从上往下”或“从下往上”）； (2)在甲、乙两个相同的烧杯中加入初温和__________（选填“质量”或“体积”）相同的水和煤油，实验中用相同的酒精灯加热目的是：使水和煤油在相同时间内__________； (3)水和煤油的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据图丙可判断出a物质是__________（选填“水”或“煤油”）； (4)如图丁，用燃烧皿替换两个相同的酒精灯，取质量相等的酒精和碎纸片分别放入燃烧皿中，给烧杯中质量、初温均相同的__________（选填“同种”或“不同种”）液体加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较_____________（选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。 【答案】(1)从下往上 (2) 质量 吸收相等的热量 (3)水 (4) 同种 液体升高的温度 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领 【详解】（1）因要使用酒精灯外焰加热，且温度计不能接触烧杯底，所以应从下往上组装器材。 （2）[1]探究物质吸热能力时，应该控制物质质量相等，因为物体吸收热量多少与物体质量有关。 [2]用相同的加热装置进行加热，保证在相同的时间内对外提供的热量相等，即物体吸收的热量相等。 （3）因为水的吸热能力强，在升高相同的温度下，吸收的热量多，即加热时间长，故a物质是水。 （4）[1][2]在比较燃料燃烧放热能力时，燃料燃烧放出热量的多少是通过质量与种类相同的物体升高的温度间接反映出来的，所以要对同种液体加热——质量相同的同种物质，升高的温度高的，吸收的热量多。 13．为比较水和煤油的吸热能力，小明同学用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。 （1）在组装该实验装置时，应按照_______（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序。实验中使用搅拌器的目的是_______； （2）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、_______（选填“质量”或“体积”）相同的水和煤油； （3）实验通过比较_______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较水和煤油吸收热量的多少； （4）实验中发现煤油温度升高较快，水温度升高较慢，这表明_______吸热能力较小； （5）为了比较酒精和碎纸片的热值，小明设计了如图乙所示实验，实验通过比较_______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。 【答案】 自下而上 使液体受热均匀 质量 加热时间 煤油 升高的温度 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1][2]为了方便实验，需要按照自下而上的顺序组装实验器材，搅拌的目的主要是为了使物质受热均匀。 （2）[3]比较不同物质的吸热能力需要控制不同物质的质量相同，用升高相同温度比较加热时间或加热相同时间比较升高温度的控制变量法来进行实验。 （3）[4]在加热装置相同时，加热时间的长短可以反映吸收热量的多少，加热相同时间，吸收相同的热量。 （4）[5]质量相同的不同物质，加热相同时间，吸收相同热量，温度升高的越高说明该物质的吸热能力越弱，因为煤油升温快，说明煤油的吸热能力弱。 （5）[6]如图乙的装置，容器中都是水，比热容相同，而质量也相同，根据 可知，燃料燃烧放出的热量越多，水吸收的热量就越多，水升高的温度就越高，所以可以通过比较水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少。 14．如图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择甲和______图进行实验，实验时要观察______来比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择甲和______图进行实验，实验通过______反映物体吸热的多少；（2，4空填“加热时间”或“液体升高的温度”） (2)比较不同物质的比热容，选用图中合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量______（填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量，液体______的比热容大； (3)小明选用图甲、乙两套装置进行实验。在烧杯内加入初温和质量相同的水，当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图丁所示的图像a、b，则可初步判断______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，另取另外两种燃料，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示，根据戊图像可知燃料1和燃料2的热值之比为______； (5)若甲图烧杯中为500mL的水，10g酒精完全燃烧后，温度计示数升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则可求出酒精的热值是______J/kg，这样求出的热值比标准值______（填“偏大”或“偏小”或“一样”）。 【答案】(1) 乙 液体升高的温度 丙 加热时间 (2) 小于 b (3)燃料2 (4)8∶3 (5) 偏小 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，应采用不同燃料加热同一物质，则应选择甲和乙图进行实验；实验时要观察液体升高的温度来比较两种燃料的热值，液体升高的温度越多，说明液体吸收的热量越多，燃料放出的热量越多，燃料完全燃烧的质量相同，由得，释放热量越多的燃料热值越大。 [3][4]比较不同物质的比热容，要选择相同燃料加热不同液体，应选择甲和丙图进行实验；实验采用相同加热装置加热，加热相同时间，燃料释放的热量相同，液体吸收的热量相同，则实验中通过加热时间反映物体吸热的多少。 （2）[1]加热相同一段时间后，即吸收相同热量，液体a升温多，故质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，液体a加热时间短，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量。 [2]加热相同一段时间，两种液体吸收的热量相等；液体a升温多、b升温低，由可知，液体b的比热容大。 （3）由图丁可知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的燃料1、2完全燃烧时燃料2放出的热量多，则燃料2的热值大。 （4）对于燃料1来说，在相同时间内放出的热量是相同的，由图戊可知，燃料1用5min让水从20℃升高到100℃，则水吸收的热量 燃料1用了10min才燃烧完，且5min后水沸腾，则整个过程中水吸收的热量 不考虑热损失，则燃料1放出的热量  ① 对于燃料2来说，燃料2用15min让水从从20℃升高到80℃，则燃料2放出的热量  ② 联立①②，解得两种燃料热值之比为 （5）[1]500mL水的质量为 水吸收的热量 若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则 由可知，酒精的热值为 [2]酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小。 15．学习完比热容与热值的知识后，小莉想利用这些知识研究相关热学问题。 她在实验室找到并组装了图中的实验器材，测量工具选择了天平、秒表、温度计。（燃料均匀燃烧且同种燃料相同时间内放出的热量相等） (1)为比较不同物质的比热容，她应选择________两图进行实验，运用了物理学中的________法和转换法。加热相同一段时间后发现，煤油比水升温多，由此可知：________的比热容大（选填“水”或“煤油”）； (2)为比较两种燃料的热值她选取了甲图和丁图进行实验，实验中燃料放热的多少是通过________（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）来反映的，实验所测数据如下表，则燃料1的热值________燃料2的热值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。小莉结合公式计算出图甲中水在这个过程中吸收的热量，然后利用公式计算得出燃料1的热值，请分析小莉测得的燃料1热值的数值________（选填“准确”或“偏小”或“偏大”）。 燃料1 燃料2 水的质量 200g 200g 水的初温 20℃ 20℃ 水的末温 80℃ 60℃ 燃料燃烧前的质量 50g 50g 燃料燃烧后的质量 48g 48g (3)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，取质量相等的另外两种燃料，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示，根据戊图可得燃料3和燃料4的热值之比为________（不计热量损失且认为燃料完全燃烧）。 【答案】(1) 甲、丙 控制变量 水 (2) 液体升高的温度 大于 偏小 (3)8︰3 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1][2]比较不同物质的比热容，要控制燃料相同（保证相同时间放出热量相同），物质质量相同，种类不同，所以应选甲、丙两图，这里应用了控制变量法；同时通过加热相同时间来反映物质吸收相同的热量，运用了转换法。 [3]加热相同时间，吸收热量相同，根据，质量相同，吸收的热量相同，温度变化小的比热容大，温度变化大的比热容小，因为煤油比水升温多，所以水的比热容大。 （2）[1][2]由甲图和丁图可知，被加热水的质量相同，则水升高的温度越大，吸收的热量越多，也就是燃料放出的热量越多，因此实验中燃料放热的多少是通过液体升高的温度来反映的；由表中数据可得，燃烧相同质量的燃料，燃料1加热的水升高的温度更大，即水吸收的热量更多，也就是燃料放出的热量更多，因此燃料1的热值大于燃料2的热值。 [3]由于燃料燃烧有热量损失且不能完全燃烧，因此根据，求出的热值比标准值偏小，所以小莉测得的燃料1热值的数值偏小。 （3）由图戊和题意可知，实验中不计热量损失且认为燃料完全燃烧，对于燃料3来说，在相同时间内放出的热量是相同的，由图像可知，燃料3用5min让水从20℃升高到100℃，则水吸收的热量 燃料3用了10min才燃烧完，且5min后水沸腾，则整个过程中水吸收的热量 不考虑热损失，，则燃料1放出的热量……① 对于燃料4来说，不考虑热损失，燃料4用15min让水从20℃升高到80℃，则燃料4放出的热量……② 联立①②，解得两种燃料热值之比为 16．为了比较水和食用油的比热容，某同学用如图所示的器材进行了实验．实验数据记录如下： 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水 200 20 6 45 食用油 200 20 6 70    （1）该实验除了图示中的实验器材以外，还需要的测量工具是停表、__________和__________； （2）实验中通过比较__________来比较水和食用油的吸热能力； （3）由实验数据可知，__________的吸热能力强； （4）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给__________加热更长的时间，此时水吸收的热量__________（填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量； （5）实验中用到的研究方法除了转换法外还有__________。实验中__________（填“能”或“不能”）用体积相等的两种液体来做实验，原因是__________； （6）已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则食用油的比热容为__________J/（kg·℃）； （7）汽车发动机常用水作为冷却剂，是因为和其他物质相比，水的__________较大；寒冷的冬天水箱要加防冻液，这是为了降低水的__________。 【答案】 天平 温度计 在加热相同的时间内升高的温度 水 水 大于 控制变量法 不能 体积相等的两种液体（密度不同）质量不同 2.1×103 比热容 凝固点 【难度】0.4 【知识点】不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1][2]由表中数据可知，要测量温度的变化，故要用到温度计；因要控制水和食用油的质量相同，故还需用到天平；实验中是通过加热时间来反映物质吸热的多少，所以还需要用停表来测量时间；由题意结合图可知还需要的测量工具是天平和温度计。 （2）[3]实验中，两烧杯内放入相同规格的电加热器，根据转换法，这样可以保证在相同的加热时间内，水和食用油吸收的热量相等，通过比较升高的温度来比较水和食用油的吸热能力。 （3）[4]由实验数据可知，加热相同时间，即吸收的热量相同，水升温较少，根据比较吸热能力的方法可知，水的吸热能力强。 （4）[5][6]因加热相同时间，水升温慢，故在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时水吸收的热量大于食用油吸收的热量。 （5）[7]由以上分析可知，实验中用到的研究方法除了转换法外还有控制变量法。 [8][9]根据m=ρV可知，体积相等的两种液体（密度不同）质量不同，故不能用体积相等的两种液体来做实验。 （6）[10]根据可知，在质量和吸热相同的情况下，不同物质的比热容与升高的温度成反比，故食用油的比热容为 （7）[11]汽车发动机常用水作为冷却剂，是因为水和其它物质相比，水的比热容较大，由可知，质量相同的水和其它液体相比，升高相同的温度水吸热多。 [12]寒冷的冬天汽车水箱要加防冻液，这是为了降低水的凝固点，避免水由于结冰而胀破水箱。 17．小明用相同的酒精灯分别给质量相同的水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力： （1）图甲是这位同学的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：_______； （2）加热10min，水吸收的热量_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量； （3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，煤油的比热容是_______； （4）这两种液体吸热能力更好的是_______。 【答案】 温度计的玻璃泡接触容器底 等于 2.1×103 水 【难度】0.4 【知识点】不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1]图甲中，温度计的玻璃泡碰到容器底，这会造成所测温度与水的真正温度有偏差。 （2）[2]在加热相同的温度时，酒精灯放出的热量相同，则水的煤油吸收的热量也相同。 （3）[3]由图像知，温度由68摄氏度升高到98摄氏度，升高相同温度时，水用时20min，煤油用时10min，即煤油吸收的热量是水吸收热量的一半，据Q吸=c m∆t得 c煤油m∆t=c水m∆t 解得，煤油的比热容 c煤油= （4）[4]由实验知，在放出相同热量时，水的温度变化比煤油的小，所以水的吸热能力更好。 18．物理探究小组进行了以下两个热学实验： (1)用图甲装置探究不同物质吸热升温的现象，若甲中两酒精灯规格相同，如果液体a和b升高了相同的温度，能否说明它们吸热相同？_____。 (2)已知酒精的热值为3×107J/kg，若燃烧皿中酒精的质量是10g，被加热的液体b质量为2kg，升高的温度为60℃。假设酒精放出的热量都被液体吸收，估算出液体b的比热容为_______J/（kg•℃），本次估算结果比真实值___。 (3)为了比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，烧杯内水的初温相同。实验中忽略热量的散失，设两种燃料燃烧时均匀放热。 实验中还应控制燃料燃烧的_____相同，燃料1与燃料2的热值之比为______，燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的___倍。 【答案】(1)不能 (2) 2.5×103 大 (3) 质量 8：3 4 【难度】0.45 【知识点】比较不同燃料的热值大小、计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、不同物质的吸热本领 【详解】（1）相同规格的酒精灯，相同时间放出热量相同，液体吸收热量的多少由加热时间决定。a、b比热容不同，升高相同温度时所需加热时间不同，因此吸收热量不同，故不能仅由升高的温度相同得出吸热相同。 （2）[1][2]酒精质量，完全燃烧放出热量 假设酒精热量全部被吸收，，由，得 实际实验中，酒精不能完全燃烧，且部分热量会散失，被液体吸收的热量小于酒精燃烧总热量，计算时我们用了偏大的热量值计算比热容，因此估算值比真实值偏大。 （3）[1]比较不同燃料燃烧放热能力（热值），根据控制变量法，需要控制燃料的质量相同。 [2]由图丙可知，燃料1加热5min使物质温度升高到100℃，即变化了 但其到10min才燃烧结束，相同燃料相同时间内燃烧放出的热量相同，所以燃料1燃烧结束，加热的液体吸收的热量为加热5min的两倍；燃料2使水温升高 忽略热量散失，，燃料质量相同，，因此 即热值比为。 [3]燃烧率，由图得燃料1燃烧时间，燃料2燃烧时间，因此 即燃料1燃烧率是燃料2的4倍。 19．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是 10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。    （1）比较不同燃料的热值，应选择___两图进行实验，实验时要观察 ___比较两种燃料的热值大小； （2）若图甲烧杯中为 50mL的水，若 10g 酒精燃烧后放出的热量被水吸收，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是___。这种方法测出的热值比“标准值”___（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。理由是 ___。 （3）比较不同物质的比热容，老师选用图丁中的装置进行试验，根据实验结果绘制出 a、b两种液体的温-时间图像（如图戊）。由图像可看出液体 a的比热容___（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体 b 的比热容。若液体 b 是水[]，则液体 a 的比热容为____。 【答案】 甲、乙 温度计升高的度数 小 酒精未完全燃烧及热量散失，导致吸收的热量小于放出的热量 小于 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后，给相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度， 得出不同燃料放出热量的多少；故应选择甲、乙两图进行实验，实验时要观察温度计的示数或液体升高的温度）比较两种燃料的热值大小。 （2）[3]50mL水的质量为 温度计示数升高了 20℃，水吸收的热量 酒精的热值为 [4][5]这样算出的热值比标准值偏小，理由是：酒精未完全燃烧及热量散失，导致吸收的热量小于放出的热量。 （3）[6]根据绘制出温度-时间图像可知，使用相同的热源，加热相同时间，液体吸收的热量相同，a升温高，说明a的吸热能力弱，液体a的比热容小于液体 b的比热容。 [7]若液体b 是水，a、b两种液体温度从20℃升高到60℃升高的温度相同，即，b用的时间是a的2倍，说明b吸收的热量使a吸收热量的2倍，即，则液体 a 的比热容为 20．如图，A、B两个实验装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的质量相同。 （1）利用该实验装置可以比较不同物质的比热容，实验中，通过 ___________反映液体吸收热量的多少； （2）图C是小芳通过A、B两装置的实验数据画出的液体a、液体b的温度和时间的关系图，由图像可知两种液体升高相同的温度，液体 ___________（选填“a”或者“b”）吸收的热量多。 （3）已知液体a、液体b中有一种是水，通过比较可以知道，液体 ___________（选填“a”或“b”）是水。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，由C图可知另一种液体的比热容为 ___________J/(kg·℃)； （4）小芳想利用该实验装置测量不同物质的热值，请你说出实验方案：___________。 【答案】 加热时间 a a 2.1×103 用质量相同的不同燃料给相同的液体加热 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、计算物体温度变化时的吸放热、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1]我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，即实验中，通过加热时间反映液体吸收热量的多少。 （2）[2]分析图像可知：对于质量相等的a和b两种液体，两者升高相同的温度，则a加热时间长，由转换法知，a吸收的热量较多。 （3）[3]使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强。根据（2）可知，则a的吸热能力强，比热容大，所以a是水。 [4]由图可知，质量相等的a和b两种液体，两者升高相同的温度（20℃），a的加热时间是6分钟，b的加热时间为3分钟，根据转化法，a的吸热是b的2倍，根据可知，在质量和升高的温度相同时，吸热多少与比热容成正比，故b的比热容是a的比热容的0.5倍，即另一种液体的比热容为为 c=0.5×4.2×103J/（kg·℃）=2.1×103J/（kg·℃） （4）[5]测量不同物质的热值时，需要控制燃料的质量相同，被加热的液体的种类和质量相同，根据液体升高的温度来判定燃料热值的大小，故实验方案为：用质量相同的不同燃料给相同的液体加热。 21．小方发现妈妈炒黄瓜时短短几分钟黄瓜就能入味，而腌黄瓜时却需要几个小时。爱学习的小方知道这种现象是因为温度越高，分子运动越剧烈。请利用生活中的物品设计一个实验，验证温度越高，分子运动越剧烈。 (1)实验器材：___________ (2)实验步骤：___________ (3)实验现象及结论：___________（开放性试题，答案合理即可） 【答案】(1)两个透明杯子、冷水、热水、墨水（或食用色素）、计时器。 (2)在两个杯子中分别倒入等量的冷水和热水。 同时向两杯水中各滴入 1 滴墨水。 观察并记录墨水扩散的速度和均匀所需的时间。 (3)现象：热水中的墨水扩散速度明显快于冷水。 结论：温度越高，分子运动越剧烈，扩散越快。 【难度】0.4 【知识点】扩散现象、分子的热运动、控制变量法、分子动理论解释生活现象 【详解】【小题1】选择生活中易得的物品：两个透明杯子（或玻璃碗），冷水与热水，墨水（或红墨水、食用色素），计时器（手机或手表）。 【小题2】①取两个相同的透明杯子，一个加入冷水，一个加入等量的热水（注意安全，热水温度不要过高以免烫伤）。 ②同时向两个杯子中滴入 1 滴墨水（滴入位置、高度尽量一致）。 ③观察并记录墨水在两个杯子中的扩散情况，比较扩散速度。 【小题3】现象：热水中的墨水扩散得更快，短时间内整杯水颜色变得均匀；冷水中的墨水扩散较慢，需要更长时间才能均匀。 结论：温度越高，分子运动越剧烈，扩散速度越快。 22．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量是通过_______（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来反映的。 (2)比较不同物质吸热升温的特点： ①在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同时间内吸收________（填“相同”或“不同”）的热量，此时使用的方法是_________法； ②如果质量和初始温度均相同的a、b液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则液体a的比热容_________（选填“小于”或“大于”）液体b的比热容。 (3)某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部被液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1，加热一段时间变为m2；烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容用c表示，用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：q=_________，按照这样的方法测算出来的热值_________真实的热值（选填“小于”“等于”或“大于”）。 【答案】(1) 甲乙 温度计升高的示数 (2) 相同 控制变量 小于 (3) 小于 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、控制变量法、热值的公式及相关计算、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，实验采用控制变量法，控制燃料的质量相同、加热的液体种类、质量、初温相同，只有燃料的种类不同，甲乙两图对比只有燃料的种类不同，所以选择甲乙两图进行实验。 [2]燃料燃烧放出的热量被液体a吸收，温度计升高的示数越大，说明液体a吸收的热量越多，也说明燃料燃烧放出的热量越多，所以，燃料完全燃烧放出的热量是通过温度计升高的示数来反映的。 （2）[1][2]探究不同物质吸热升温时的特点时，在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，这样在相同时间内燃料燃烧放出的热量相同，两种液体在相同时间内吸收的热量也相同；此时使用的方法是控制变量法。 [3]由图丁可知，质量和初始温度均相同的a、b液体，升高相同的温度，b液体加热的时间更长，吸收的热量更多；由可得，b液体的比热容较大。 （3）[1]不计热损失，燃料完全燃烧放出的热量全部被液体a吸收，即，由可得，燃料1的热值为 [2]实际燃烧的过程中，燃料1不可能做到完全燃烧，燃烧放出的热量也不可能全部被液体a吸收，即液体a吸收的热量小于燃料1完全燃烧放出的热量，即；所以，按照这样的方法测算出来的热值小于真实的热值。 23．如图所示，为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同，，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示（不计热量损失） (1)在实验中，三个烧杯中液体1和液体2的______（选填“质量”或“体积）必须相同。液体1的比热容与液体2的比热容相比，______（选填“＞”、“＝”、“＜”）。 (2)比较1、2两种液体的比热容，应选择______两图进行实验；比较A、B两种燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料A和B的热值之比为______。 【答案】(1) 质量 ＞ (2) 甲、丙 乙、丙 5:4 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、控制变量法、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1]根据比热容和热值的实验探究要求，在比较不同液体的比热容或不同燃料的热值时，需要控制液体的质量相同，这样才能通过温度变化来比较比热容或燃料放出热量的多少。所以三个烧杯中液体1和液体2的质量必须相同。 [2]由图可知，甲和丙装置中，燃料相同，即相同的燃料完全燃烧放出的热量相同，也就是液体吸收的热量相同。液体1和液体2的质量相同，初温相同，末温，根据可知，Q、m相同时，越大，c越小。因为液体1的温度变化量小于液体2的温度变化量​，所以。 （2）[1]要比较1、2两种液体的比热容，需要控制燃料相同，保证相同时间内放出热量相同，液体质量相同，改变液体种类，所以应选择甲、丙两图进行实验。 [2]要比较A、B两种燃料的热值，需要控制液体相同，保证吸收热量的物质相同，液体质量相同，改变燃料种类，所以应选择乙、丙两图进行实验。 [3]因为不计热量损失，液体吸收的热量即为燃料放出的热量。对于燃料A如丙图所示，燃料A放出的热量 对于燃料 B如乙图所示，燃料B放出的热量 所以 24．小梦学习小组的同学，利用如图所示的装置测量菜籽油的热值。 (1)观察实验装置可知，学习小组的同学是通过分析_________间接反映菜籽油燃烧放出热量的多少。 (2)加热前菜籽油的质量为，加热一段时间后变为；烧杯中水的质量为，水的初温是，加热一段时间后末温为，水的比热容用表示，菜籽油热值的计算式是_________。实验测出的热值会比真实值偏小，原因是_________。（写出一条即可） (3)有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车更节能，排气更清洁。同样的汽油（如图）加在型轿车内和加在普通轿车内相比，热值_________（选填“更大”“更小”或“一样大”）。 【答案】(1)水升高的温度和水的质量 (2) 菜籽油放出的热量没有全部被水吸收 (3)一样大 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、热值的公式及相关计算、热值的概念、单位和物理意义 【详解】（1）由实验装置可知，菜籽油燃烧给水加热，通过测量烧杯中水升高的温度和水的质量可以间接测量菜籽油燃烧放出的热量。 （2）[1]本实验中可认为，菜籽油放出的热量等于水吸收的热量 菜籽油的热值 [2]菜籽油燃烧放出的热量没有完全被水吸收，因此实验测出的热值比真实值偏小。 （3）热值只与燃料种类有关，与燃烧情况无关，因此同样的汽油加在T型轿车内与加在普通轿车内相比，热值一样大。 25．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验；燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过______来反映的； (2)比较不同物质吸热升温的特点：应选择甲、丙两图进行实验；不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是______； A．采用相同的加热方法 B．烧杯中分别装入相同体积的不同液体 C．使用相同的烧杯 (3)如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可以看出，A、B两种液体比热容之比是______； (4)测质量很小但温度较高的物体温度时，为了使测量值更接近真实值，应选择______（选项“酒精”或“水银”）温度计（两种温度计玻璃泡的容积相同），你的判断依据是______（已知c酒精=2.4×103J/(kg·℃)，ρ酒精=0.8×103kg/m3，c水银=0.14×103J/(kg·℃)，ρ水银=13.6×103kg/m3） 【答案】(1) 甲、乙 温度计上升的示数 (2)B (3)1:2 (4) 水银 等体积的水银吸收相同的热量升高的温度高，所以为了使测量值更接近真实值，应选择水银温度计。 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1][2]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计上升的示数得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验。 （2）A．比较不同物质吸热升温的特点，应采用相同的加热方法，故A正确，A不符合题意； B．比较不同物质吸热升温的特点，应控制液体的质量相等，烧杯中分别装入相同质量的不同液体，故B错误，B符合题意； C．根据控制变量法的要求，应使用相同的烧杯，故C正确，C不符合题意。 故选B。 （3）如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可以看出，升高相同的温度，A、B两种液体所需的加热时间之比为tA:tB=10min:20min=1:2 故两液体所吸收的热量之比为1:2，根据可知比热容之比是1:2。 （4）[1][2]若体积相同的水银和酒精吸收相同的热量，可以得到Q水银=Q酒精 水银吸收的热量为Q水银=c水银m水银Δt水银=c水银ρ水银VΔt水银 酒精吸收的热量为Q酒精=c酒精m酒精Δt酒精=c酒精ρ酒精VΔt酒精 由于两种温度计玻璃泡的容积相同，可得c水银ρ水银Δt水银=c酒精ρ酒精Δt酒精 即0.14×103J/(kg·℃)×13.6×103kg/m3×Δt水银=2.4×103J/(kg·℃)×0.8×103kg/m3×Δt酒精 解得Δt水银:Δt酒精=120:119 所以等体积的水银吸收相同的热量升高的温度高，所以为了使测量值更接近真实值，应选择水银温度计。 26．小南同学在1个标准大气压下完成了“探究冰熔化时温度变化规律”的实验，并根据实验数据，画出了温度随时间变化的图像，如图所示。（c水>c冰） （1）分析图像，根据冰熔化时温度变化特点可知：冰属于_____； （2）冰熔化后的温度随时间变化的图像可能是C____段； （3）有同学认为该实验没有用酒精灯加热，也可以完成，理由是______； （4）若将冰熔化后试管中的水倒掉，装入另一种液体。用酒精灯不断给烧杯加热时，最终发现烧杯中的水和试管中的液体都沸腾了，这说明水的沸点_____试管中液体的沸点。 【答案】 晶体 D 物质可以从空气中吸热熔化 高于 【难度】0.4 【知识点】探究固体熔化时实验装置的组装顺序、比热容的定义式、熔化和凝固的图像、沸腾的条件、沸点 【详解】（1）[1]分析图像，可看到，冰在BC段吸收热量，温度保持不变，只有晶体在熔化时，温度保持不变，所以冰属于晶体。 （2）[2]冰熔化后，变为水，而c水>c冰，从图中可以看到，从第10min到第14min，这4min水吸收的热量，大小等于冰一开始到第4min，吸收的热量，即，熔化前后，冰和水的质量是相同的，即，根据比热容公式可知，水升高的温度较小，冰升高的温度较大，由于冰一开始到第4min，升高的温度为4℃，则水升高的温度小于4℃，故冰熔化后的温度随时间变化的图像可能是CD段。 （3）[3]有同学认为该实验没有用酒精灯加热，也可以完成，因为冰是需要吸收热量才熔化，冰周围的空气温度高于冰块，冰可以从空气中吸热熔化，所以该实验没有用酒精灯加热，也可以完成。 （4）[4]假设水的沸点低于试管中液体的沸点，那么烧杯中水沸腾了，试管中液体的温度和烧杯水的温度相同，液体的温度没有达到自身的沸点，该液体不能沸腾，假设不成立；假设水的沸点等于试管中液体的沸点，那么烧杯中水沸腾了，试管中液体也达到了沸点，但是液体不能沸腾，因为烧杯中的水，和试管中的液体，温度相同，不能发生热传递，试管中的液体不能持续吸收热量，假设不成立；假设水的沸点高于试管中液体的沸点，那么烧杯中水沸腾了，水和液体之间有热传递，液体的温度会达到沸点，并且水的温度高于液体的沸点，存在温度差，液体达到沸点后，还会继续吸热，液体会沸腾，符合题意，假设成立，故水的沸点高于试管中液体的沸点。 27．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热；记录相关数据，并绘制如甲图所示的图像（不计热量损失）； (1)实验时，选用初温和__________均相等的甲，乙两种液体； (2)乙液体的比热容__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）甲液体；所以__________（选填“甲”或“乙”）液体更适合制作冷却液； (3)若甲液体比热容是，5kg的甲液体在内吸收的热量为__________J； (4)小林同学受到小明实验的启发，设计了如下实验来比较铜和铝的比热容大小； ①小林将质量相等的铜块和铝块放入持续沸水中加热足够长时间，如乙图所示（加热装置未画出）； ②再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度__________（选填“相同”或“不相同”）的水的A、B两容器中，并将容器用隔热材料密封，如丙图所示； ③经过足够长的时间后，同时测量A、B两容器中水的温度，记录数据分别为40℃和47℃； ④可见铜块放出的热量比铝块___________（选填“多”或“少”），由此可以判断出__________（选填“铜块”或“铝块”）的比热容大。 【答案】(1)质量 (2) 大于 乙 (3)6.03×105 (4) 相同 少 铝块 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、不同物质的吸热本领 【详解】（1）在“比较不同物质吸热能力”的实验中，由控制变量法可知，应控制液体的初温和质量相同，液体的种类不同。 （2）[1]实验中用相同的电加热器同时加热，加热相同时间时，两种液体吸收的热量相同，由图甲可知，加热相同时间时，乙液体温度升高慢，所以乙液体的比热容大于甲液体的比热容。 [2]由于乙液体的比热容较大，吸收相同的热量，乙液体的温度变化小，所以乙液体更适合制作冷却液。 （3）由图甲可知，甲液体在0~10min内温度由0℃升高至60℃，同种液体吸热能力不变，所以5kg的甲液体在内吸收的热量等于0~10min内吸收的热量，所以甲液体在内吸收的热量 （4）②[1]根据可知，铜块和铝块质量相等时，要比较铜和铝的比热容，只需要比较二者吸收或放出热量与对应温度变化量的比值即可；由步骤①可知，铜块和铝块加热后的末温与沸水温度相同，由于沸水的温度高于图丙中水的温度，由步骤②可知，铜块和铝块放入隔热材料密封的A、B两容器的水中后，铜块和铝块放出热量对水加热，最终铜块和铝块分别与容器中水的温度相同，忽略热损失，铜块和铝块放出的热量与水吸收的热量相等；由步骤③可知，实验最终记录了A、B两容器中水的末温，为了方便比较水吸收的热量，A、B两容器中水的质量和初温都应该相等。 ④[2][3]由于先将质量相等的铜块和铝块放入沸水中加热足够长时间，所以铜块和铝块放入盛有质量相等、温度相同的水的A、B两容器中时的温度都是100℃；由于经过足够长的时间后，同时测量A、B两容器中水的温度，记录数据分别为40℃和47℃，即B容器中水的温度变化大，由可知，B容器中水吸收热量较多，即在过程②中铝块放出的热量多，即铜块放出的热量比铝块少；由于铝的温度变化小，由可知，铝块的比热容大。 28．如图甲所示，小明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。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] （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）要完成该实验，除了图中甲、乙、丙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和_______； （3）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吸收的热量相等，通过_________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映吸收热量的多少；加热一段时间后，丙图所示温度为_______℃； （4）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图所示，由图象可知水的沸点是_______℃，煤油的比热容是____________J/(kg·℃)； （5）实验结束后，小明又找来了一些冰块，探究了冰熔化过程中温度随时间的变化规律如图所示，发现AB段与CD段倾斜程度不同，原因是______________； （6）做完上面实验，小明想起在吃宣威小炒肉这道经典的滇菜时，碗的下方有点燃的蜡烛在给菜加热，如图所示，B为下部开了许多通气孔的罩子。实验收集的数据为：A桶中水的质量为m水，水的初温为t0，末温为t1，蜡烛燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2，A桶吸收的热量经测量后计算为Q0，已知水的比热容为c水，则蜡的热值q=_____（不计热损失，用题中给定的物理量符号表示）。 【答案】 A处向上 天平 加热时间 96 98 2.1×103 水的比热容比冰的大 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1]由图可知，温度计固定在A上，为了确保酒精灯用外焰加热，B处不能移动；如果温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将A处向上调整。 （2）[2]为了保持水和煤油的质量相等，所以需要用天平来测量质量。 （3）[3] 在实验过程中，因为用的是相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热，所以加热的时间越长，物质吸收的热量就越多，即实验过程中通过加热的时间长短反映两种液体吸热的多少。 [4]由图可知，温度计的分度值为1℃，则示数为96℃。 （4）[5]根据水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图所示，由图象可知水的沸点是98℃。 [6]由图可知，温度升高30℃，水和煤油的加热时间分别为20min和10min，水、煤油的吸热之比为2∶1，根据Q吸＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸收的热量与比热容成正比，煤油的比热容是 （5）[7]冰熔化为水后质量不变，图象中AB、CD段升高的温度相同，但CD段加热的时间长，说明水吸收的热量较多，根据公式可知，这是因为水的比热容比冰的大。 （6）[8]水吸收的热量Q水吸=c水m水(t2-t1)，不计热损失，那么蜡烛燃烧放出的热量等于水吸收的热量与A桶吸收的热量之和，即 蜡烛燃烧的质量Δm=m1-m2，则这支蜡烛的热值 29．小明为了比较不同物质的吸热能力，在两个相同的烧杯中分别装入质量相等的甲、乙两种液体，并用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验。 加热时间/min 0 2 4 6 8 温度/℃ 甲 20 22.2 24 26 28 乙 20 21 22 23.1 24 （1）为了得到质量相等的甲和乙两种液体，在实验室里通常使用的测量工具是___________； （2）组装实验装置时，应按___________（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序安装，加热时，缓慢地搅动玻璃棒，这是为了使甲、乙两种液体___________； （3）在图装置中，用相同酒精灯给两种液体加热相同的时间，甲液体吸收的热量___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）乙液体吸收的热量； （4）经实验得到了如表记录的两组数据，分析实验数据可知，___________（选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力更强； （5）实验后，同学们交流后对实验的装置进行了改进，将分别装有甲、乙液体的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图所示，这样做的好处是___________。 【答案】 天平 自下而上 受热均匀 等于 乙 保证在相同的时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同 【难度】0.4 【知识点】不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1]在实验室质量的常用测量工具是天平，所以为了得到质量相等的甲和乙两种液体，需要的测量工具是天平。 （2）[2][3]根据组装实验器材的要求，需要自下而上组装实验器材，方便用酒精灯的外焰加热，温度计的玻璃泡放入被测液体中；搅动玻璃棒目的是使物体受热均匀。 （3）[4]本实验中，加热时间的长短反映的是物质吸收热量的多少，相同的加热装置加热相同时间说明吸收热量相同，所以甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量。 （4）[5]由数据可知，甲加热8分钟温度升高8℃，乙加热8分钟温度升高4℃，都加热8分钟说明吸收热量相同，质量相同，升高温度越低，物质的吸热能力越强，所以乙的吸热能力强。 （5）[6] 改进后将分别装有甲、乙液体的试管放在同一个烧杯中用水加热，使其加热条件相同，方便控制它们的加热时间相同，吸收热量也相同。 30．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（图甲所示），以探究水和煤油的吸热能力。 （1）本实验除了图甲用到的测量工具外，还需要的测量工具是停表和 ___________。 （2）加热10min，水吸收的热量 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。 （3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙所示），由图像可知煤油的比热容为______J/（kg•℃）[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。 （4）选用两套完全相同的装置分别给水和煤油加热，这样做的目的是 ___________。 （5）由图乙可知，如果要使水和煤油的升高相同的温度，就要给 ___________加热更长的时间，此时水吸收的热量 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。 （6）如果升高相同的温度但要减少加热的时间，可采取的做法 ___________。 【答案】 天平 等于 2.1×103 控制相同时间吸热相同 水 大于 适当减小液体的质量 【难度】0.4 【知识点】不同物质的吸热本领 【详解】（1）[1]根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，还需要的测量加热时间，故还需要的工具是停表和天平。 （2）[2]用相同的酒精灯分别给水和煤油加热，可以控制相同时间吸热相同，故加热10min水吸收的热量等于煤油吸收的热量。 （3）[3]根据作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图像知，根据Q=cmΔt可知，在mΔt相同的情况下，吸热与比热容成正比，即 （4）[4]选用两套完全相同的装置分别给水和煤油加热，这样做的目的是控制相同时间吸热相同。 （5）[5][6]由图乙可知，如果要使水和煤油的升高相同的温度，就要给水加热更长的时间，根据转换法可知，水吸收的热量大于煤油吸收的热量。 （6）[7]如果升高相同的温度但要减少加热的时间，即吸热要变小，可采取的做法是适当减小液体的质量。 二、计算题 31．如图甲所示的普通煤炉烧水效率为20%；在1个标准大气压下，某次用它烧水的过程中，其将一壶装有80℃、5kg的水烧开，求此过程中：【已知c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3.5×107J/kg】 （1）壶内水吸收的热量； （2）完全燃烧煤的质量； （3）为提高煤炉效率，生产厂家设计了如图乙所示的双加热煤炉；它在将壶内水烧开的过程中，还可以额外把炉壁间的1kg水从20℃加热至40℃，求此双加热煤炉的烧水效率为多少？ 【答案】（1）4.2×105J；（2）0.06kg；（3）24% 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、热机效率的计算 【详解】解：（1）1标准大气压下水的沸点为100℃，把壶内80℃，5kg水烧开，水吸收的热量 （2）普通煤炉的烧水效率为60%，煤完全燃烧放出的热量 由Q放=mq知道，普通煤炉完全燃烧煤的质量 （3）由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间1kg水从20℃加热至40℃，则炉壁间水吸收的热量 而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，所以，双加热煤炉中水吸收的总热量 Q吸总=Q吸+Q吸′=4.2×105J+8.4×104J=5.04×105J 由题意知道，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，所以，双加热煤炉的烧水效率 答：（1）壶内水吸收的热量4.2×105J； （2）完全燃烧煤的质量是0.06kg； （3）此双加热煤炉的烧水效率为24%。 32．某家用速热式电热水器的铭牌标明：加热功率，保温功率，水箱容积；其内部结构如图所示：、是水箱中加热盘内的电热丝，水箱放满水后闭合开关开始加热，当水温升高到40℃时，温控开关自动切换到保温状态。 （1）的阻值是多少？ （2）如果热水器每天平均保温，则这台电热水器正常工作时每天因保温要消耗的电能是多少？ （3）善于观察的张林发现，当只有热水器工作时，将一箱冷水加热，热水器显示屏显示水温由20℃上升到22℃，同时电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则该电热水器的效率多大？（，不考虑电阻随温度变化） 【答案】（1）473Ω；（2）7.2×106J；（3）87.5% 【难度】0.4 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、计算物体温度变化时的吸放热、热机效率的计算、电功率P=W/t的简单计算 【详解】解：（1）当开关闭合，接a时，电阻丝R1与R2串联，总电阻较大，根据可知，此时电热水器处于保温状态，由可得 当开关闭合，接b时，电路中只有电阻丝R2，总电阻较小，根据可知，此时电热水器处于加热状态，由可得 则电阻丝R1的阻值 R1=R总-R2=484Ω-11Ω=473Ω （2）这台电热水器正常工作时每天因保温要消耗的电能 W保温=P保温t=100W×20×3600s=7.2×106J （3）一箱水的质量 m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×25×10-3m3=25kg 水吸收的热量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×25kg×(22℃-20℃)=2.1×105J 指示灯闪烁了80次，则该电热水器消耗的电能      该电热水器的效率 答：（1）的阻值是473Ω； （2）这台电热水器正常工作时每天因保温要消耗的电能是7.2×106J； （3）该电热水器的效率为87.5%。 33．近年来，国家大力推动新能源汽车的发展，绿色环保的新能源汽车也即将走进千家万户。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。某纯电动汽车的功率为P，行驶s的距离所需时间为t，电动汽车电动机的机械效率为。在其他条件均相同时，传统燃油汽车仍行驶s的距离，需要热值为q的传统汽油燃料若干升，汽油发动机的热机效率为，通过查询可知：每消耗1L的传统汽油燃料需要排放出的有害尾气质量为m，试问：若两种汽车都行驶s的距离时，电动汽车比传统燃油汽车少排放有害气体的质量M为多少？（结果均用题目中所给字母表示） 【答案】 【难度】0.4 【知识点】热机效率的计算 【详解】某纯电动汽车汽车做的有用功为 由于在其他条件均相同时，故有用功为，那么汽油完全燃烧释放的热量为 则需要的汽油的体积为 某纯电动汽车不排有害气体，而每消耗1L的传统汽油燃料需要排放出的有害尾气质量为m，传统燃油汽车排放有害气体的质量M为 故电动汽车比传统燃油汽车少排放有害气体的质量M为。 34．“环境小组”的同学在探究性活动中对小明家新装燃气热水器（如图甲）耗能进行测试，按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水，开始加热，计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图象如图乙所示。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为4×107J/m3] 型JY燃气热水器 能耗等级 热效率 容量/L 适应水压/MPa 适用：天然气、液化石油气 Ⅱ 75% 15 0.02﹣0.8 求： （1）加热6min，水吸收的热量。 （2）加热6min，消耗了多少m3的天然气？ 【答案】（1）3.78×106J；（2）0.126m3 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、热机效率的计算 【详解】解：（1）水的质量为 水吸收的热量为 （2）天然气放出的热量为 消耗的天然气的体积为 答：（1）水吸收的热量为3.78×106J； （2）消耗了0.126m3的天然气。 35．横河实验学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热、他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）、加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，那么请问： （1）图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图像？为什么？ （2）请根据图像说出水在受热过程中温度变化的特点。 （3）加热满2min时，水吸收了多少热量？ （4）给水加热持续了10min时间，共消耗了多少酒精？这些酒精如果完全燃烧将放出多少热量？ （5）试求出沙子的比热容。 【答案】（1）a，因为沙子温度升得多；（2）温度变化呈先快后慢，至沸腾时温度保持不变；（3）42000J；（4）8×10﹣3kg，2.4×105J；（5） 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、不同物质的吸热本领、沸腾的现象及特征 【详解】解：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式可知，沙子温度升得多。 （2）水在受热过程中，温度变化呈先快后慢，至沸腾时温度保持不变的特点。 （3）根据比热容公式可知水吸收的热量为 （4）酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，加热10min时间消耗的酒精为 m＝0.8g×10＝8g＝8×10﹣3kg 利用公式Q放＝mq可得 （5）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，所以在2分钟的时间内，沙子吸收热量与水相同，即 Q沙吸＝Q水吸＝42000J 加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，所以 △t沙＝250℃﹣20℃＝230℃ m沙＝200g＝0.2kg 根据可得 答：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子温度升得多。 （2）水在受热过程中，温度变化呈先快后慢，至沸腾时温度保持不变的特点。 （3）水吸收了42000J的热量。 （4）共消耗了8×10﹣3kg的酒精，酒精完全燃烧将放出2.4×105J的热量。 （5）沙子的比热容为。 36．小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求： (1)汽车以50km/h速度匀速行驶时的牵引力； (2)测试过程中牵引力做的功； (3)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ (4)在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少？ 【答案】(1)4000N (2)1×108J (3)3.6×108J (4)8×106J 【难度】0.4 【知识点】二力或多力平衡问题、功的计算和估算、热值的公式及相关计算、运用推导公式求解路程和时间、热机效率的计算 【详解】（1）由二力平衡得，汽车以50km/h速度匀速行驶时的牵引力 （2）由得，测试过程中汽车运动的路程为 牵引力做的功 （3）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是 （4）在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是 37．随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表： 地面装饰材料散热管材料 陶瓷 塑料 木地板 聚乙烯（PE-RT） 136.6W/m2 103.5W/m2 93.5W/m2 聚丁烯（PB） 125.7W/m2 96.9W/m2 90.0W/m2 （1）若该地暖系统的总水量为2×103kg，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/(kg•℃)] （2）某家庭木地板的面积为100m2，散热管材料为聚丁烯（PB），供水温度为45℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？ （3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还有哪些与科学知识有关的因素？请至少写出两点。 【答案】（1）3.36×108J；（2）3.24×107J；（3）见解析 【难度】0.4 【知识点】生活中的比热容问题、水的比热容特点及应用、计算物体温度变化时的吸放热 【详解】解：（1）由题意可知，该地暖系统的总水量为2×103kg，这些水的温度变化量为 水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)，根据比热容公式，可知水吸收的热量 水吸收的热量为3.36×108J。 （2）由题意可知，散热管材料为聚丁烯、装饰层材料用木地板时，该家庭地面单位面积上的散热功率P=90.0W/m2，该家庭木地板的面积为100m2，该供暖系统每小时的散热量 该供暖系统每小时的散热量为3.24×107J。 （3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关。 答：（1）水至少需要吸收3.36×108J的热量； （2）该供暖系统每小时的散热量为3.24×107J； （3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关。 38．小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量，从说明书上查到：小亮家的汽车采用的是LFX直列四缸发动机（如图），排量为2.0L；从网上查找到了其输出特性曲线（如图所示）：小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为120km/h，此时发动机转速为2000r/min，平均行驶百公里油耗为10L；从物理书上查得汽油的热值为．密度为 (1)由这台发动机输出特性曲线可以看出，发动机转速为2000r/min时，以120km/h的平均车速行驶18km，发动机所做的有用功约为多少？ (2)这辆汽车以120km/h的平均车速行驶时，发动机的效率约为多少？ (3)设做功冲程燃气对活塞的平均压强为（Pa），发动机排量为（L），发动机转速为n（r/min），试通过公式推导在发动机转速在1000r/min~5000r/min范围内，发动机的输出功率与其排量的关系式。 【答案】(1) (2)34.8% (3) 【难度】0.4 【知识点】功的计算和估算、热值的公式及相关计算、P=W/t、热机效率的计算 【详解】（1）发动机工作的时间 由发动机输出特性曲线知道，当发动机转速为2000r/min时，它的输出功率P=40kW，故这段时间发动机所做的有用功约为 （2）由于该车平均行驶百公里油耗为10L，这辆汽车以120km/h的平均车速行驶1h，耗油的质量 汽油完全燃烧放出的热量为 当发动机转速为2000r/min时，它的输出功率P=40kW，故这段时间发动机所做的有用功约为 发动机的效率约为 （3）发动机排量为Vn，则一个汽缸的排量为，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力 每个冲程燃气对一个活塞做的功 则每个工作循环中，四个汽缸燃气对活塞做的总功 发动机的转速 nr/min=nr/60s 每个工作循环，发动机的转轴转2圈，所用的时间 燃气对活塞做功的功率 39．小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从刚上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0 L ；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。 (1)根据图象分析，在发动机转速为1 000∼5 000 r/min 范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？ (2)设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排 ，每个活塞的受力面积为S，活塞移动距离为L ，试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系式。 【答案】(1)见解析 (2) 【难度】0.4 【知识点】压强公式的简单应用、P=W/t、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）由这台发动机输出特性曲线可以看出在发动机转速为1000~5000 r/min 范围内，它的输出功率与转速的图线是过原点的倾斜直线，所以两者大致成正比关系。 （2）发动机排量为V排，则一个汽缸的排量为， 做功冲程燃气对一个活塞的平均压力 F=p0S 每个冲程燃气对一个活塞做的功 则每个工作循环中，四个汽缸燃气对活塞做的总功 W=4W0=p0V排 发动机的转速nr/min=nr/60s，每个工作循环，发动机的转轴转2圈，所用的时间 燃气对活塞做功的功率 40．在2024年广州新能源汽车展览会上各款车型争奇斗艳，参展的新能源汽车大部分为电动汽车。下表为某款电动汽车的参数，请完成下面的计算：（） 整车质量 960kg 电池额定输出电压 150V 单个轮胎与地接触面积 电池额定输出电流 80A 轮胎个数 4 (1)若电动机工作时把80%的电能转化为机械能，电动汽车在额定功率下以72km/h匀速行驶时，所受平均阻力是多少？ (2)若普通汽车行驶时平均阻力与电动汽车相同，汽油燃烧的能量转化为机械能的效率为20%。普通汽车以72km/h的速度匀速行驶80km，需要消耗多少千克汽油？（汽油的热值是） 【答案】(1)480N (2)4kg 【难度】0.4 【知识点】功的计算和估算、热值的公式及相关计算、电功的公式及简单应用、热机效率的计算 【详解】（1）电动汽车匀速行驶的速度为v=72km/h=20m/s 电动汽车消耗电能W电=UIt，在这段时间t内牵引力做的功即电能转化为的机械能为W机=Fs=Fvt 电能转化为机械能的效率η=80%，则W机=η×W电，所以Fvt=η×UIt 则电动汽车的牵引力为 由于电动汽车匀速行驶，电动汽车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，所以电动汽车受到的平均阻力为f=F牵=480N （2）普通汽车行驶时平均阻力与电动汽车相同，则普通汽车匀速行驶时的牵引力为F牵'=f=480N 行驶的路程为s'=80km=80000m 则汽车匀速行驶时牵引力做的有用功为W'=F牵's'=480N×80000m=3.84×107J 由于汽油燃烧的能量转化为机械能的效率为20%，则汽油完全燃烧释放的热量为 需要燃烧的汽油的质量为 41．如图甲所示是一款国产无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，表格是它的部分参数。 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 800cm2 最高速度 120km/h 以最高道度行驶时受到的水平阻力 300N (1)该车在平直的高速路上匀速行驶一段距离时消耗汽油0.1kg，汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值q＝4.6×107J/kg） (2)若汽车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力做功的功率为多少？ (3)如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（m2），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p（Pa），发动机的转速为N（r/min）；若汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率为η，汽油的热值为q（J/kg）、汽油的密度为ρ0（kg/m3），求该汽车发动机的百公里耗油量V（m3）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 【答案】(1)4.6×106J (2)1×104W (3) 【难度】0.4 【知识点】P=Fv、功的计算和估算、热值的公式及相关计算、热机效率的计算 【详解】（1）0.1kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，汽车受到的牵引力为 牵引力所做功的功率为 （3）由得，汽车行驶百公里的时间为 则发动机飞轮1h转过的转数为60N，则1h做功冲程的次数为 每次做功冲程做的功为 发动机1h做功为 1h消耗的汽油完全燃烧放出的热量为 又因为 则 则 42．图甲是一新款电火锅，图乙是其内部电路简化图，可实现高、中、低挡工作。仅闭合开关S、S1，电火锅在低温挡工作。仅闭合开关S、S2，电火锅在中温挡工作，已知低温挡的电功率为500W， R2的阻值为48.4Ω。求： (1)高温挡的电功率 (2)R1：R2 (3)电火锅正常工作时，用高温挡加热质量为2kg、初温为20℃的水，经过10min水温升高到100℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的加热效率， [] 【答案】(1)1500W (2) (3)；74.7% 【难度】0.4 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题、计算物体温度变化时的吸放热、加热效率的计算 【详解】（1）根据电路图，当开关S、S1、S2都闭合时，电阻R1和R2并联，电路总电阻最小，根据公式可知，此时电源电压U不变，电路的总功率最大，电火锅处于高温挡。 当仅闭合开关S、S1时，只有电阻R1工作，电火锅处于低温挡，。 当仅闭合开关S、S2时，只有电阻R2工作，电火锅处于中温挡。中温挡的电功率 高温挡时，总功率等于各支路功率之和。 （2）低温挡时，只有R1工作，其阻值为 所以，两电阻的阻值之比为 （3）水吸收的热量 加热时间 由可得，消耗的电能 电火锅的加热效率 43．如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg。它有大小两个加热挡位，其内部电路如图所示，电热丝R1=61.6Ω，R2=48.4Ω[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]；求： （1）小功率挡的额定功率； （2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量； （3）若用大功率挡加热题（2）中的水，且加热效率为80%，则需要多长时间。 【答案】（1）440W；（2）6.72×104J；（3）84s 【难度】0.4 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、计算物体温度变化时的吸放热、热机效率的计算 【详解】解：（1）当开关旋至1时，R1与R2串联，电路中电阻最大，由可知，电功率最小，为小功率档；电路中最大电阻为 Rmax=R1+R2=61.6Ω+48.4Ω=110Ω 则小功率档的额定功率为 （2）水温度的变化量为 Δt=t-t0=100℃-20℃=80℃ 则水吸收的热量为 Q吸=cmΔt= 4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×80℃=6.72×104J （3）用大功率挡加热题（2）中的水，且加热效率为80%，则电流做的功为 当快关旋至2时，只有R2接入的简单电路，此时电阻最小，由可知，电功率最大，为大功率档，则大功率档的电功率为 由可知，需要的加热时间为 答：（1）小功率挡的额定功率为440W； （2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收热量为6.72×104J； （3）若用大功率挡加热题（2）中的水，且加热效率为80%，则需要时间为84s。 44．如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W；电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变；求： （1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22圈；则该电饭锅的保温功率为多少？ （2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？ （3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81%≤η＜86%；他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为20℃、质量为2.5kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时820s；已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。 【答案】（1）88W；（2）40Ω，510Ω；（3）该电饭锅的热效率值达到三级能效 【难度】0.4 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、计算物体温度变化时的吸放热、电功的公式及简单应用、热机效率的计算、电功率P=W/t的简单计算 【详解】解：（1）“3000r/（kW•h）”表示每消耗1kW•h电能，电能表转盘转3000圈，只让电饭煲在“保温”状态下工作，转盘在5min内转了22转，消耗的电能为 电饭锅处于“保温”状态时的功率为 （2）由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态，当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态，所以R1的电阻 R1、R2的总电阻为 R2的电阻为 （3）水吸收的热量为 用时820s消耗的电能为 该电饭锅的热效率为 由于 因此该电饭锅的热效率值达到三级能效。 答：（1）该电饭锅的保温功率为88W； （2）电阻R1的阻值是40Ω；R2的阻值是510Ω； （3）该电饭锅的热效率值达到三级能效。 45．小明家的豆浆机的简化电路如图所示，铭牌中部分参数如表所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。小明用初温的水和少量豆子制作豆浆。水和少量豆子的总质量为1kg。[水和豆子的比热容取] （1）求加热器单独工作时电路中的电流； （2）求温控开关闭合前水和豆子吸收的热量； （3）本次制作豆浆共计用了的时间，若在温控开关闭合前加热器正常工作生产的热量被水和豆子吸收，求本次制作豆浆共消耗的电能。 豆浆机铭牌 最大容积V/L 2 加热器功率P热/W 880 额定电压U/V 220 电动机功率P动/W 1120 【答案】（1）4A；（2）1.848×105J；（3）7.44×105J 【难度】0.4 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、热机效率的计算、电功率P=W/t的简单计算 【详解】解：（1）由P=UI知道，加热器单独工作时电路中的电流 （2）温控开关闭合前水和豆子吸收的热量 （3）由知道，在温控开关闭合前加热器正常工作消耗的电能 由 知道，在温控开关闭合前加热器正常工作的时间 则电动机工作的时间 电动机消耗的电能 加热消耗的总电能 则本次制作豆浆共消耗的电能 答：（1）加热器单独工作时电路中的电流为4A； （2）温控开关闭合前水和豆子吸收的热量为1.848×105J； （3）本次制作豆浆共消耗的电能为7.44×105J。 46．用酒精灯加热某晶体，其温度变化图像如图所示，晶体的质量是1kg（假设酒精灯放热完全被加热物质吸收，忽略质量的变化），若该物质固态时比热容是。求： (1)晶体熔化过程中吸收的热量是多少？ (2)结合图像回答该物质液体时比热容和固体时比热容之比是多少？ 【答案】(1) (2) 【难度】0.4 【知识点】比热容的比例计算、计算物体温度变化时的吸放热 【详解】（1）晶体熔化之前吸收的热量 熔化时间是熔化前时间的4倍，则熔化过程中吸收的热量 （2）因为，，且， 所以 由图像可知，固态加热2min和液态加热4min，温度均升高，所以，则 47．现在常州很多公交车都升级换代成了新能源公交车，某新能源公交车空车质量为，轮胎接触地面总面积为，发动机额定功率为，配备能装入氢气的氢气瓶和容量为的动力电池。氢燃料用完后可切换到纯电模式继续运行。（已知取，） （1）某次运行，车上共有人，总质量，求此时公交车对地面的压强是多少？ （2）如果电池充满电并且氢气瓶装满氢气，在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离是多少？（发动机的综合效率为，行驶时阻力为） （3）部分新能源公交车还装有动能回收系统，可以将刹车过程中减少的动能的转化成电能，这部分电能除了供车内总功率为的用电器工作之外，其余电能全部储存到蓄电池中，假设某次刹车前车辆动能为，刹停后蓄电池中电能增加了，问刹车过程花了多少时间？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【难度】0.4 【知识点】压强公式的简单应用、功的计算和估算、热值的公式及相关计算 【详解】解：（1）公交车的总重力为 公交车对地面的压力为 此时公交车对地面的压强为 （2）氢气完全燃烧放出的热量为 新能源汽车的总能量为 由可知，发动机所做的有用功为 汽车匀速行驶时，牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，牵引力，由可知，在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离为 （3）汽车刹车时转化的电能为 用电器消耗的电能为 所以用电器工作的时间为 即刹车过程花的时间为。 答：（1）此时公交车对地面的压强是； （2）在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离是； （3）刹车过程花的时间为。 48．空气炸锅的内部电路结构如图所示，发热元件为两个电阻，，额定工作电压为，工作时有高温、低温两个挡位。 (1)高温挡正常工作时，求电路消耗的总功率。 (2)使用空气炸锅高温挡（电能转化为内能的效率为75%），将质量为、初温为的原料薯条加热到需要多长时间？〔〕 【答案】(1) (2) 【难度】0.4 【知识点】电功率的多挡位问题、电功的公式及简单应用、热机效率的计算 【详解】（1）根据电路图可知，当开关、都闭合时，电阻和并联，此时电路总电阻最小。根据电功率公式 可知，在电源电压U不变的情况下，总功率最大，空气炸锅处于高温挡。高温挡工作时，和并联，电路两端的电压 。 电阻消耗的功率为： 电阻消耗的功率为： 电路消耗的总功率为：。 （2）薯条的质量 薯条吸收的热量为： 空气炸锅消耗的电能为： 根据 可得，所需时间为：。 49．在“比较电动汽车与燃油汽车”的跨学科实践中，小明收集到某油电混合动力汽车相关信息：①汽车（含驾驶员）质量m＝1.6t，电池最大储能能量，当电能剩余时必须重新充电才能继续行驶；②汽车以60km/h的速度沿水平道路行驶时所受阻力f为车重的0.05倍；③电动机能量转化效率。（g取10N/kg） (1)求该汽车充满电后，在纯电模式下以60km/h的速度沿水平道路行驶的最大里程； (2)在某次测试中，在燃油模式下，汽车以60km/h的速度沿水平道路匀速行驶125km消耗了8kg的汽油，同时电池电量增加11kW·h。不考虑燃油燃烧对汽车质量的影响，汽油热值，求燃油发动机效率。（结果保留到0.1%） 【答案】(1)144km (2)38.8% 【难度】0.4 【知识点】运用推导公式求解路程和时间、热机效率的计算 【详解】（1）汽车质量 车重 又因为汽车以60km/h的速度沿水平道路行驶时所受阻力f为车重的0.05倍，故阻力 因为电池最大储能 ，当电能剩余时必须重新充电才能继续行驶，故实际可用电能 电动机能量转化效率，故机械能 又因为速度 ，牵引力 机械能用于克服阻力做功，故 故 （2）行驶距离 克服阻力做功 电池充电能量 总有用能量 又因为燃油质量 ，汽油热值 ，总能量 故燃油发动机效率 50．如图甲所示，把质量为的凉牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热，经过一段时间，牛奶和热水温度随时间变化图像如图乙所示，a为热水图像，b为牛奶图像。已知，。求： (1)牛奶不再升温时吸收的热量； (2)该过程热传递效率为，热水放出的热量： (3)热水的质量是多少千克（结果保留两位小数）。 【答案】(1) (2) (3) 【难度】0.4 【知识点】热平衡方程及其应用、计算物体温度变化时的吸放热、热机效率的计算 【详解】（1）凉牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热，牛奶的温度是升高的，热水的温度是降低的，则图乙中b曲线是牛奶，a曲线是热水，牛奶不再升温时，温度变化量为20℃，根据比热容公式可知，牛奶不再升温时吸收的热量为 （2）由（1）解析可知，牛奶不再升温时吸收的热量为，该过程热传递效率为，由，则水放出的热量为 （3）从图乙可以看到，水的温度变化量为40℃，由（2）解析可知，水放出的热量为，根据比热容公式可知，水的质量为 三、作图题 51．用一功率恒定的电加热器对一定质量的某晶体进行加热。请你在图中画出该物体的温度从升高到的过程中，内能随温度变化的大致图像。（已知其熔点为，且固态的比热容小于液态的比热容） 【答案】 【难度】0.4 【知识点】熔化的概念及现象、比热容的概念、单位和物理意义 【详解】该晶体在任何时候，内能始终大于0，故图像起点不能是坐标系原点；当该晶体的温度从38℃升高到48℃过程中，内能逐渐增大，此时为固态，比热容较小，故升温较快；当该晶体的温度达到熔点48℃时，处于熔化过程，温度不变，但继续吸热，所以内能依旧在增大；当温度从48℃升高到58℃过程中，该晶体为液态，比热容较大，升温较慢。由于液态时比热容大于固态时比热容，根据公式可知，质量一定，升高相同的温度时，液态时吸收热量更多。纵轴内能的变化量即为吸收热量的多少。如图所示： 52．如图所示的坐标图象描述的是在标准大气压下，初温为20 ℃的某晶体物质吸热从固态熔化为液态，且液态物质继续吸热一段时间，整个吸热过程中的加热源保持不变，物质的总质量保持不变。请分别画出该晶体物质在固态、液态时的比热容随吸收热量Q变化的大致图象（要求：所画的图象能够比较出该物质在两物态时的比热容大小的比值关系，且在对应的图象中标出物态名称）。 【答案】 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、熔化和凝固的图像 【详解】由题知，物质在固态和液态时的质量m相同，且加热源保持不变，即物质在相同时间内吸收的热量相同。由图甲可知，该晶体物质固态升温阶段（AB段）吸热时间 等于液态升温阶段（CD段）吸热时间 两阶段吸收的热量相同 据得该物质在两物态时的比热容大小 该物质在两物态时的比热容大小的比值关系 该晶体物质固液共存阶段，由于固态质量减小，液态质量增加，故比热容是变小，此阶段吸热时间 该晶体整个过程的吸热关系 该晶体物质在固态、液态时的比热容随吸收热量Q变化的大致图象如图所示 53．如图所示为我国民间传统的手摇式爆米花机的制作情景.将玉米放入爆米花机中加热一段时间t1后，爆米花师傅将爆米花机抱到指定位置t2时刻打开机盖，在机内气压的作用下，机内的高温高压气体连同加工的玉米一起喷射出来。由于外界的压强迅速下降，喷射出来的玉米迅速向外扩张，便被爆成爆米花。请作出从开始加热到爆成爆米花后的过程机内内能随时间的变化的大致图像。 【答案】 【难度】0.4 【知识点】做功改变物体的内能 【详解】将玉米放入爆米花机中加热一段时间t1，这个过程中，内能增大，爆米花师傅将爆米花机抱到指定位置t2，这个过程中，内能不变，再打开机盖，在机内气压的作用下，机内的高温高压气体连同加工的玉米一起喷射出来，内能转化为机械能，内能减少，因此内能随时间的变化的大致图像，如图所示： 54．质量相同、温度均为90℃的甲、乙两种液体，在常温下（25℃）放热。甲液体的比热容比乙液体的比热容小。图中已画出甲液体放热时温度随时间变化关系的大致图像，请在如图所示的坐标系中作出乙液体放热时温度随时间变化关系的大致图像。 【答案】 【难度】0.4 【知识点】不同物质的吸热本领 【详解】两种液体的初温都是90℃，所以乙液体放热图像与甲液体放热图像起点都是90℃；由于在常温下（25℃）放热，所以最终乙的末温为25℃，所以两种液体放热图像终点都是25℃；两种液体温度变化相等，由于甲液体的比热容比乙液体的比热容小，且两种液体质量相等，由Q放=cmΔt可知，则乙的温度下降的慢，即放热时间长，故作图如下： 55．如图，这是探究冰熔化前、后温度变化的特点实验时，完成的部分图像的绘制，实验第8分钟时冰刚好完全熔化，已知加热到第12分钟时停止加热，请补全8~12分钟的图像。（） 【答案】 【难度】0.47 【知识点】比热容的比例计算 【详解】已知冰在第8分钟全部熔化，8至12分钟，继续吸热，温度不断升高，由于冰的比热容是水的比热容的一半，冰和水的质量相同，升高相同的温度，由可知水吸收的热量是冰吸收的热量的2倍，冰温度升高4℃，加热时间是2min，水温度升高4℃，则加热时间为4min，如图所示： 四、简答题 56．国庆假期，小安和小海到泉州西湖公园乘坐小船游玩，清晨时分看到湖面上有很多薄雾。中午的时候，气温较高，小安建议把小船划到湖中间会凉快一些。小海说：“湖边靠岸处才凉爽呢！”请你分析①“薄雾”是怎么形成的？②小安和小海谁说得对，为什么？ 【答案】①“薄雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。②因为水的比热容较大，相同质量的水和泥土相比，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，水的温度变化较小，因此，中午湖水的温度要低于岸边的温度，所以小安的说法是对的。 【难度】0.65 【知识点】生活中的汽、液化现象、水的比热容特点及应用 【详解】略。 57．我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃。 (1)解释艾绒被点燃的原因（包含能量的观点）。 (2)艾绒被点燃的过程中相当于四冲程汽油机的哪个冲程。 【答案】(1)因为手向内猛推推杆，推杆压缩空气做功，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，达到艾绒的燃点，所以艾绒被点燃。 (2)压缩冲程 【难度】0.7 【知识点】热机工作过程中的能量转化、通过做功改变物体内能时，能量的转化 【详解】（1）略。 （2）艾绒被点燃过程相当于四冲程汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能。 58．小红发现供暖的“暖气”是用水作为介质，而电暖器里的工作物质是油而不是水。请解释为什么暖气和电暖器里的工作物质不同？ 【答案】见解析 【难度】0.65 【知识点】生活中的比热容问题 【详解】暖气中的水比热容大，在质量一定，降低相同温度的情况下，可以放出更多的热量，而电暖器中的油比热容小，相同情况下升温较快。 59．如图所示，是加热烤肠的情景，店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤，这样烤肠就不致被烤焦，请从物理的角度分析其中的道理。 【答案】见解析 【难度】0.65 【知识点】生活中的比热容问题 【详解】从物理角度分析，这是因为石子的比热容比铁大。根据比热容的公式Q=cmΔt，当质量m相同的石子和铁吸收相同的热量Q时，由于石子的比热容c更大，所以石子升高的温度Δt就更小。这样，烤肠放在石子上时，石子传递给烤肠的热量相对较少，温度升高得慢且不会过高，从而能使烤肠均匀受热，不致被烤焦；而如果直接放在铁锅内烤，铁的比热容小，吸收相同热量时，温度升高快，且温度高，容易导致烤肠被烤焦。 五、综合题 60．某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了80台速热式电热水器。该电热水器铭牌标明：加热功率4400W，保温功率100W，水箱容积25L，内部结构如甲图所示。R1、R₂是水箱中加热盘内的电热丝，S2为温控开关，当水温升高到时，温控开关S₂自动切换到保温状态。同学们为界清楚该电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成： （1）当水温升高到时，温控开关S2自动切换到__________（选填“a”或“b”）处，电路进入保温状态； （2）若每台每天平均保温20h，这80台电热水器在额定电压下每天因保温消耗的电能为多少kW·h__________? （3）求电阻R1的阻值__________； （4）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热1min，热水器显示屏显示水温由：上升到22℃，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则水吸收的热量为__________J，该电热水器的效率为__________。已知，不考虑电阻随温度变化。 【答案】 a 100 473Ω 2.1×105 87.5% 【难度】0.4 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、计算物体温度变化时的吸放热、电功的公式及简单应用、热机效率的计算、利用电能表的主要参数计算电能 【详解】（1）[1]由图甲可知，当温控开关S2接a时两电阻丝串联，总电阻大，当温控开关S2接b时，只有R2接入电路，电阻小，根据可知，电阻大，功率小，为保温状态，电阻小，功率大为加热状态，所以保温时，温控开关S2接a。 （2）[2] 80台电热水器保温总功率为 这80台电热水器在额定电压下每天因保温消耗的电能为 （3）[3] R2的电阻为 保温时串联总电阻为 电阻R1的阻值为 （4）[4]水吸收的热量为 [5]此时消耗的电能为 该电热水器的效率为 61．龙年首发！2月23日19时30分，在文昌航天发射场用长征五号遥七运载火箭成功将通信技术试验卫星十一号顺利送入预定轨道。如图所示，火箭使用液态氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为。 （1）火箭升空的过程中，燃料燃烧将其___________能转换为内能，火箭的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”）； （2）若火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J？___________ （3）若上一问放出的热量只有20%被水吸收，能将、初温为10℃的水加热至多少摄氏度___________？[），已知当地大气压为1标准大气压] （4）“比冲”是动力学家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，所以比冲单位是秒）。假设火箭使用的YF-77氢氧发动机，单台比冲为307s，推力为51t，工作时间是173s，则单台消耗燃料质量为多少t？___________（结果保留一位小数） 【答案】 化学 不守恒 8.4×1012J 90℃ 287.4 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、热机效率的计算 【详解】（1）[1]火箭在升空的过程中，燃料燃烧时消耗化学能，获得内能，将化学能转化为内能，内能再转化为火箭的机械能。 [2]火箭升空时，其动能、重力势能均增大，因此其机械能增大，火箭的机械能不守恒。 （2）[3]氢燃料完全燃烧放出的热量为 Q放=m氢q氢=6×104kg×1.4×108J/kg=8.4×1012J （3）[4]由题意可知，水吸收的热量是 Q吸=20%Q放=20%×8.4×1012J=1.68×1012J 水的温度变化为 水的末温为 t=t0+Δt=10℃+80℃=90℃ （4）[5]“比冲”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，由此可知， 已知单台的比冲为307s，推力为51t，即 推力=51000kg×10N/kg=510000N 工作时间为173s，则消耗燃料质量为 62．目前“节能减排”已引起全球的关注，如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。 (1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶，请你将如图中的汽车的能流图补充完整。______。 (2)如表是汽车厂家提供的某款汽车在某次测试过程的部分参数，请你计算完成该次测试过程中的下列问题。说明：测试过程汽车始终在平直公路上以的速度匀速行驶。 汽车质量 1.5t 汽车发动机输出功率 28kW 测试距离 100km 使用燃料92号汽油热值 每百公里耗油量 10L 汽油密度 ①汽车发动机所做的有用功是多少？_______ ②汽车发动机的效率是多少？_______ (3)武汉汽车保有量在迅速增长，消耗燃油量也就迅速增长。每辆汽车每年耗油1.6t，汽车内燃机的效率平均值取，如果能把内燃机效率提高，武汉城区汽车数量按160万辆来计算，每年可以节约多少吨燃油？ 【答案】(1)废气带走热量 (2) (3) 【难度】0.4 【知识点】热机燃料燃烧能量走向示意图、功的计算和估算、热值的公式及相关计算、密度公式的简单应用、热机效率的计算 【详解】（1）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，叫热机的效率。燃料释放的能量消耗包括：机械摩擦消耗内能、废气带走内能、机械散热耗能、有用机械能，它们都影响热机的效率。 （2）[1]由可得，汽车运动的时间 汽车发动机输出功率 由可得，汽车发动机所做的有用功 [2]百公里耗油量为 由可得，油的质量 汽油完全燃烧放出的热量 汽车发动机的效率 （3）内燃机效率提高5%，此时内燃机的效率 由可得 因为内燃机效率提高后有用功是相同的，每辆汽车的有用功 则 则每辆汽车每年节约燃油的质量 160万辆车每年节约燃油的质量 63．小华的爸爸最近购买了一辆某品牌的小汽车，如图甲所示。 实验次数 1 2 3 4 5 速度/(km/h) 40 60 80 100 120 制动距离/m 8 18 32 50 （1）某次自驾游的过程中，遇到一座比较高的桥。他爸爸在汽车开始上桥时立即加大油门同时减挡降速，其目的是为了________牵引力（选填“增大”或“减小”）； （2）小华上网查得该型号汽车在某次启动性能测试的有关数据，汽车以恒定功率的启动在水平路面上做直线运动，运动过程中受到的阻力为3000N且保持不变，运动速度v与时间t的关系如图乙所示。则在0~5s内，汽车运动60m，此过程汽车的机械能________（选填“变大”“变小”“不变”）；汽车匀速运动过程中牵引力的功率是________W； （3）在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过________的方式增加物体的内能； （4）小华还查到该型号轿车的行驶速度与对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表格所示；根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是________m。制动距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。图丁中所示的图线分别为甲、乙不同品牌汽车在同一路面上紧急刹车过程中的实际制动距离s与刹车前的车速v的关系图象。图中________（选填“甲”或“乙”）车的刹车性能较好。 【答案】 增大 变大 9×104 做功 72 乙 【难度】0.4 【知识点】P=Fv、辨析物体的机械能是否发生变化、做功改变物体的内能 【详解】（1）[1]根据P＝Fv可知，功率一定时，速度越小，提供的牵引力就越大，便于上坡。 （2）[2]在0~5s内，如图乙，汽车的速度增大，质量不变，故动能增大，机械能增大。 [3]汽车匀速行驶时，受到的力是平衡力，牵引力与阻力相等，为F＝f＝3000N 牵引力的功率为P＝Fv＝3000N×30m/s＝9×104W （3）[4]紧急刹车时，摩擦力做功，将机械能转化为内能，故这是通过做功的方式增加物体的内能。 （4）[5]析表中数据可知：速度变为原来的n倍，制动距离变为原来的n2倍。120km/h是40km/h的3倍，则这个速度时的制动距离为8m的9倍，为72m。 [6]同样的速度，刹车时的制动距离越短的，车的性能越好。从图象上看，刹车前速度相同时，乙的制动距离短。 64．增程式汽车作为一种新型绿色交通工具。它的动力系统主要由电池、电动机和增程器组成，增程器主要由一个发动机（内燃机）和发电机组成，如图所示。在电池能量充足的情况下，车辆以“纯电模式”行驶，此时发动机不工作，完全依赖电池进行驱动。当电池的电量不足时，车辆以“增程模式”行驶，增程器启动，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池，以备后续使用。通过这种方式，使汽车续航距离大大增加，并且在中低速行驶时（市区内），由于内燃机不直接参与驱动，因此可以一直维持较高的效率，相比普通燃油车更省油。下表是某品牌增程式汽车的部分参数，“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比，“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。 某品牌增程式电动汽车部分参数 电池容量 32kW·h 电动机的能量效率 90% 增程系统的效率 40% 风阻系数 0.24N·s2/（kg·m） 车身尺寸 （长l）5m×（宽b）2m×（高h）1.8m 车头正面投影面积/m2 0.8 (1)在“增程模式”下，当发电机给电池充电时，电池相当于________（选填“电源”或“用电器”）。 (2)小明的爸爸某天驾驶传统燃油汽车上下班，已知上下班的总路程为20km，传统燃油汽车的能量效率（指汽车行驶时克服阻力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比）为30%，每天的油耗为2kg。若驾驶该增程式汽车，在“增程模式”下行驶相同距离，相比传统燃油汽车一天可以节省多少kg汽油？（设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同，q汽油取4.5×107J/kg）（计算结果保留一位小数） (3)已知汽车的风阻系数=，则该款汽车以50km/h的时速行驶100km克服正面风阻力做多少功？（空气密度取1.2kg/m3） 【答案】(1)用电器 (2)0.4kg (3) 【难度】0.4 【知识点】功的计算和估算、热值的公式及相关计算、电路的组成部分及其作用、热机效率的计算 【详解】（1）当发电机给电池充电时，发电机相当于电源，电池相当于用电器。 （2）传统模式下每天的油耗为2kg，燃烧汽油放出的热量为 传统燃油汽车的能量效率为30%，则汽车克服阻力做的功为 在增程模式下行驶相同距离，电动机的能量效率为90%，则消耗的电能为 增程系统的效率为40%，则增程模式下汽油完全燃烧产生的热量为 增程模式下消耗汽油的质量为 一天可以节省的汽油质量为 （3）汽车的风阻系数=，汽车的风阻系数为，则汽车正面风阻力为 汽车行驶100km克服正面风阻力做的功为 65．某款洒水车的主要结构如图甲所示，配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷撒车前行，还要带动雾炮机电器箱里的发电机发电，然后发电机发电给风机、转向机、水泵和液压泵，水泵和液压泵可独立工作．机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒重心；工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处，然后被风机产生的强风喷射出去；转向机可以带动喷雾炮筒左右水平旋转，液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动，达到有效控制射程和喷洒面积的作用．喷洒车的部分参数如下表．喷水最大流量：单位时间内最大喷水体积；最大能效：以最大射程和流量工作时，最大射程和最大流量的乘积与发电机输出功率的比值． 发电机输出电压 柴油机效率 50% 最大能效 发电机效率 80% 水箱容积 喷水最大流量 (1)若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒_______min． (2)某次喷洒车以匀速行驶执行喷洒任务，柴油机以的转速运行，提供的牵引力的同时还实现发电机的输出功率为，使雾炮机以最大射程和最大流量工作，已知柴油的热值为，则 ①该雾炮机的最大射程为_______m； ②喷洒车工作消耗柴油多少千克?（写出必要的文字说明、表达式及最后结果）( ) 【答案】(1)100 (2) 60 1kg 【难度】0.4 【知识点】热值的公式及相关计算、运用推导公式求解路程和时间、P=W/t、热机效率的计算 【详解】（1）若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒的时间 （2）[1]喷水最大流量120L/min=2L/s，该雾炮机的最大射程为 [2]发电机5min内输出的电能 发电机5min消耗的能量 喷洒车5min行驶的路程 牵引力做的功 柴油机5min做的有效功为 柴油燃烧放出的热量为 喷洒车工作消耗柴油 66．插电式混合动力车（简称PHEV）是以电动为主，在电池电力耗尽后不能及时充电才以汽油机为辅的动力装置，电池的放电效率为80%，输出的电能全部转化为汽车的机械能。当汽油发动机工作时，将汽油燃烧放出的热量的20%用来驱动汽车行驶，5%转换成汽车电池中的电能。已知汽车以36km/h的车速匀速行驶时所受的阻力为1000N，汽油热值近似取q＝5×107J/kg。 （1）当汽车用电行驶时，将电能转化为________能。汽油发动机工作时每秒完成10个工作循环，则汽油发动机每分钟完成_______个冲程。 （2）一辆PHEV汽车在快充电充电，每秒消耗电能2×104J，快充充电桩充电2.5h将电池充满电，若在纯电模式下可供汽车在某平直路面上以36km/h的车速匀速行驶2h，求该汽车电池在快充时的充电效率__________? （3）若上述电池电力耗尽后依靠汽油机进行匀速行驶，已知油箱中有36kg汽油，求汽车距离下一次充电最多还能行驶多少路程__________？ 【答案】 机械 2400 50% 432km 【难度】0.4 【知识点】热值的公式及相关计算、热机效率的计算 【详解】（1）[1] 当汽车用电行驶时，消耗电能，转化为汽车的机械能。 [2]1个循环4个冲程，1s钟10个循环，则1min循环数为 10个×60＝600个 冲程数为 600个×4＝2400个 （2）[3]汽车行驶的路程为 s＝vt＝36km/h×2h＝72km＝7.2×104m 由二力平衡得 F牵＝f＝1000N 有用功为 W有＝F牵s＝1000N×7.2×104m＝7.2×107J 电池中储存的能量为 该汽车电池在快充时的充电效率为 （3）[4]汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq＝36kg×5×107J/kg＝1.8×109J 20%用来驱动汽车行驶，即 W＝20%×Q放＝20%×1.8×109J＝3.6×108J 汽车行驶的距离 5%转换成汽车电池中的电能，即 E'电＝5%×Q放＝5%×1.8×109J＝9×107J 电池还可以转化为车的机械能用于行驶，即 还能行驶的总路程 s＝s1＋s2＝360km＋72km＝432km 67．2024年6月，中国商飞公司两架飞机，圆满完成首次加注可持续航空燃料演示飞行任务，其使用的原料来自餐余废油，让曾经的餐桌噩梦“地沟油”华丽转身。据了解，按照现有生产工艺技术，1吨地沟油原料可生产0.85吨生物柴油，热值可达，每吨生物柴油可减排3吨左右二氧化碳。 (1)生物柴油燃烧将化学能直接转化为___________能，优点是：___________。 (2)我国每年产生的地沟油约400万吨，若将这些地沟油的20%制成生物柴油，完全燃烧释放的热量是多少？ (3)2024年上海使用生物柴油的车辆已经超过500万车次，平均每辆车一次性加油计，仅此一项每年就能为上海实现减排二氧化碳多少千克？（  g取） 【答案】(1) 内能 减少碳排量（或保护环境、减少化石燃料的使用） (2) (3) 【难度】0.4 【知识点】热值的公式及相关计算 【详解】（1）[1]生物柴油燃烧是将化学能直接转化为热能，即内能； [2]优点有很多，题中提到它的原料是地沟油这种餐余废油，实现了废物利用，并且每吨生物柴油可减排3吨左右二氧化碳，所以还有利于减少二氧化碳排放，即保护环境，减少化石燃料的使用。 （2）因为1吨地沟油原料可生产0.85吨生物柴油，所以生产的生物柴油为 （3）因为 根据可得每辆车加生物柴油的质量为 500万车次所使用生物柴油的质量为 因为一吨生物柴油可减排3吨左右二氧化碳，则，可减排二氧化碳的质量为 68．小明家购买的增程式电动汽车结构简图如图所示。相比纯电动汽车，它增加了一套发动机与发电机的组合。当电池电量耗尽时，可以通过燃烧汽油使发动机转动，从而带动发电机发电，使驱动电机工作，汽车继续行驶。若此款汽车满电的最大行驶里程为200km，满油满电的最大行驶里程为1000km，油箱最多装汽油60kg。 （1）60kg汽油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？（J/kg）( ) （2）最大行驶里程是汽车在水平公路上，以一定的速度匀速行驶测得的数据。若此时汽车所受阻力为1000N。则匀速行驶1000km的过程中： ①汽车克服阻力做功为多少？( ) ②若该过程中，发动机效率为40%，驱动电机效率为90%，则汽车发电机的发电效率为___________%。（保留整数） 【答案】 J J 82 【难度】0.4 【知识点】热值的公式及相关计算、热机效率的计算 【详解】（1）[1]60kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）①[2]由可知，汽车克服阻力做功为 ②[3]汽车满电的最大行驶里程为200km，满油满电的最大行驶里程为1000km，该过程中，汽车发动机发出的电能 汽车发电机的发电效率为 69．热机是人类工业文明进程中具有里程碑意义的伟大发明之一。图甲为一单缸四冲程内燃机，图乙是该内燃机的能量流向图。 (1)如图甲所示的内燃机是________（选填“汽油机”或“柴油机”），图为内燃机的________冲程。 (2)内燃机散热常用水作为冷却剂，是利用了水的________的特性。 (3)由图乙中信息可知，汽油机工作过程中输出有用功的效率为________。 (4)这台单缸四冲程内燃机排量为100cm3，做功冲程燃气的平均压强为3×106Pa，当转速为1200r/min，则该内燃机每秒完成________个冲程，内燃机输出的功率为________W。 【答案】(1) 汽油机 压缩 (2)比热容大 (3)35% (4) 40 3000 【难度】0.4 【知识点】水的比热容特点及应用、P=W/t、热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）[1]图甲中有火花塞，因此该内燃机是汽油机。 [2]图中进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程。 （2）内燃机散热用水作为冷却剂，是利用了水的比热容大的特性，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时吸收的热量更多。 （3）由图乙可知，有用机械能的占比为 因此汽油机工作过程中输出有用功的效率为 35%。 （4）[1]四冲程内燃机的转速为 每秒钟转20圈。由于一个工作循环包括4个冲程，飞轮转2圈，因此每秒完成的冲程数为 [2]首先计算做功冲程中燃气对活塞的压力 ，假设活塞行程为 L ，则，这里可先计算做功   转速为 1200r/min ，即每分钟完成 600 个工作循环（每 2 圈一个工作循环），每秒完成 10 个工作循环，每个工作循环做功一次，因此每秒做功 10 次。 输出功率 70．2023年5月28日，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919（如图甲所示），历时2h从上海到北京，标志着这一机型完成首次商业载客飞行。如图乙所示，为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作。工作时，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。C919客机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如下表，其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。 热效率η1 40% 推进效率η2 60% 航空燃油热值q 5.0×107J/kg (1)涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时内能_______ （选填“增大”“减小”或“不变”）；这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，此过程的能量转化相当于热机的_______ 冲程，涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却。 (2)关于涡轮喷气发动机，下列说法中不正确的是 。 A．进气道中吸入的是空气 B．燃烧室中，化学能转化为内能 C．燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动 D．尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功 (3)设可调管道的通风口面积为S1，当飞机加速飞行时，应使通风口面积_______ （选填“变大”“不变”或“变小”）。 (4)已知，涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的平方关系如图丙所示，当飞机以200m/s的速度水平匀速飞行0.5h的过程中，求飞机克服阻力做的功为多少J？此时需要消耗的航空燃油为多少kg？ 【答案】(1) 增大 做功 (2)C (3)变大 (4)，1080kg 【难度】0.35 【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释、热值的公式及相关计算、热机工作过程中的能量转化、热机效率的计算 【分析】识别改变物体内能的方式，熟知热机冲程的能量转化；利用发动机各部件的工作原理和能量转化过程排除不正确选项；根据流量与速度、横截面积的关系，判断通风口面积的变化；结合图丙，利用做功公式，求出阻力做的功；热效率是获得的机械能与燃料燃烧内能之比，利用热值公式计算消耗燃油的质量。 【详解】（1）[1]涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，此过程中压气机将机械能转化为空气的内能，则空气的内能增大。 [2]进入燃烧室中的空气与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，此过程的能量转化相当于热机的做功冲程，都将内能转化为机械能。 （2）A．由材料中信息得：工作时，空气首先进入发动机的进气道，故A正确，不符合题意； B．燃烧室中，燃料燃烧经历化学反应，将化学能转化为内能，故B正确，不符合题意； C．压气机压缩气体，将机械能转化为气体的内能，不能推动涡轮转动，故C错误，符合题意； D．尾喷管中喷出的高速气流对飞机有力的作用，飞机在力的方向上移动，则高速气流对飞机做功，故D正确，不符合题意。 故选C。 （3）当飞机加速飞行时，飞机要获得更大的推力，飞机需要燃烧更多的燃料，同时需要更多的氧气来助燃，则需要将大量空气压入通风口，所以应使通风口面积变大。 （4）飞机飞行的路程 此时 由图丙得，此时，则飞机克服阻力做的功 飞机获得的机械能 航空燃油完全燃烧释放的热量 需要消耗的航空燃油质量 71．汽油机是很多汽车的动力源，又称汽油发动机，其输出功率和排量有关。排量又称工作容积，指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，如图乙所示，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（如果发动机有多个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为排量）。通常汽车多用的汽油机是四缸，图甲所示汽车发动机的4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别处于吸气、压缩和排气冲程，所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程。汽车吸气时，吸入的是汽油与空气的混合体。如下表为某一发动机的主要性能指标，空燃比指汽缸内空气和燃油的质量之比。如果这个发动机以下面表格中的最大功率工作1min，这个过程中发动机对外做功的次数为___________次，发动机做功的效率为___________（结果保留到百分数的整数位） 排量 2L 汽缸内汽油和空气混合气体的密度 发动机最大功率 100kW 最大功率时发动机转速 5000r/min 空燃比 13：1 汽油的热值 【答案】 10000 26％ 【难度】0.4 【知识点】热值的公式及相关计算、密度公式的简单应用、P=W/t、热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【详解】[1]由题意可知，发动机在最大功率时转速 5000 r/min。对于该四缸发动机，“在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功”，即飞轮每转动一周，有2个汽缸对外做功；因此，发动机工作1min对外做功的次数为 在1min内，发动机对外做功的次数为10000次。 [2]发动机在1min内对外做的有用功 对于四冲程发动机，飞轮转2周完成一个工作循环，吸入一次混合气体，吸入气体的体积等于发动机的排量，1min内吸入混合气体的总体积为 1min内吸入混合气体的总质量为 已知空燃比为13:1，混合气体中燃料的质量即为1min内消耗汽油的质量 1min内燃料完全燃烧放出的总热量为 发动机的效率 72．随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，截至2020年9月，全国机动车保有量达3.65亿辆，其中汽车保有量2.75亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。 (1)根据图中的能量流向，该汽车行驶时造成的能量损耗最主要的是______。 (2)汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成______个做功冲程，其中______冲程将机械能转化为内能。 (3)若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为______%（结果保留一位小数）。 (4)一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里油耗为8L，发动机的效率为25%。设汽车通过50km的路程，汽油的密度，汽油的热值。该路段上消耗的汽油完全燃烧释放的热量是_______J，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为_______N。 (5)为了减少汽车行驶中的能量损耗，就你所知，提出一条建议：_______。 【答案】(1)排放废气损耗和散热器的损耗。 (2) 15 压缩 (3)12.5 (4) 675 (5)给机器加润滑油，减少有害摩擦 【难度】0.4 【知识点】热机燃料燃烧能量走向示意图、热值的公式及相关计算、热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）从能量流程图上可以读出，该轿车行驶时造成的能量损耗最主要的是排放废气损耗和散热器的损耗。 （2）[1][2]一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是 曲轴每转两圈对外做一次功，则该汽油机每秒对外做功次数为15次；其中压缩冲程将机械能转化为内能。 （3）轿车的能量转化效率为 （4）[1][2]百公里油耗为8L，文字说明∶汽车通过50km的路程所消耗的汽油是4L，即 根据可知，消耗的汽油的质量为 消耗的汽油完全燃烧释放的热量是 发动机的效率为25%，所以据可得，发动机所做的有用功为 据可知，发动机给汽车行驶提供的牵引力为 （5）给机器加润滑油，减少有害摩擦∶改进油箱的密闭性，减少蒸发损耗；控制汽车数量；提高汽油质量；对排放的尾气进行收集、再利用等。 73．燃气热水器以天然气作为燃料，通过燃烧加热的方式将热量传递到流经热交换器的冷水中以达到制备热水的目的，无需储水。如图所示为小明家新安装的燃气热水器，其加热功率为1.5×104W，标注的能效等级为二级。某次洗澡时，该热水器工作16min，花洒的出水量为5kg/min，洗澡水温为40℃，未加热前水的初温为4℃。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]则： (1)燃气热水器工作过程中，将天然气的化学能转化为水的_______； (2)若洗澡前后燃气表上显示的剩余气量分别为165.50m3和165.14m3，该过程中仅洗澡消耗燃气且燃气完全燃烧，则该燃气的热值是多少? (3)下表为国家规定的燃气热水器能效等级的热效率范围，请通过计算帮小明判断该款热水器的能效等级是否达标。 热效率（） ≥96% 88%≤<96% 84%≤<88% 能效等级 一级能效 二级能效 三级能效 【答案】(1)内能 (2)4×107J/m3 (3)能效等级不达标 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热值的公式及相关计算、热机效率的计算 【详解】（1）燃气热水器工作过程中燃烧天然气，将天然气的化学能转化为水的内能。 （2）洗澡过程中使用燃气的体积为 洗澡时加热水时燃气释放的热量为 燃气的热值为 （3）由题可知，洗澡时所用水的质量为 洗澡时加热的水所吸收的热量为 则热水器的热效率为 对比表格数据可知，这款燃气热水器为三级能效等级，能效等级不达标。 74．目前大多数汽车刹车采用油压制动；其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力使车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉，为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率； （1）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是________； A．①②③④ B．②④ C．②③ D．①③ （2）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m，汽车牵引力的功率为_________W；如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的s-t的关系如图甲所示，则在0~0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为_________J； （3）某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图象如图乙所示；则图中表示开启再生制动器的图线是________； （4）在本次测试过程中，由图象可知本次测试的储能效率为________。 【答案】 C 2.5×104 1.0×105 ② 40% 【难度】0.4 【知识点】P=Fv、热传递改变物体的内能、功的计算和估算、热机效率的计算、做功改变物体的内能 【详解】（1）[1]发动机外壳发烫，是由于内部机器运作，把热量传递到发动机外壳，从而外壳发烫，这是通过热传递改变内能；轮胎发热，是汽车行驶时，轮胎克服与路面的摩擦力，所做的功，从而改变轮胎内能，这是通过做功的方式；刹车片发热，是刹车过程，克服摩擦力做功，从而改变刹车片内能，这是通过做功的方式；水箱中的水变热，是发动机放出的热量传递给水箱中的水，从而温度升高，这是通过热传递改变内能；综上所述，通过做功改变内能的是②③；故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （2）[2]可知，牵引力为1000N，汽车速度为25m/s，根据可知，汽车牵引力的功率为 汽车牵引力的功率为2.5×104W。 [3]已知刹车阻力恒为1.0×104N，再结合图甲，在0~0.5s内汽车行驶的路程为10m，这过程汽车克服刹车阻力所做的功为 克服刹车阻力所做的功为1.0×105J。 （3）[4]当关闭发动机后，再关闭再生制动器，动能全部转化为内能；如果开启再生制动器，有部分动能转化为电能，动能变化量更大，所以表示开启再生制动器的图线是②。 （4）[5]从图乙可以看到，正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶的路程为 那么动能转化为内能的效率为 而储能效率为 本次测试的储能效率为40%。 75．如图（a）所示，甲、乙、丙分别是某物质在不同状态下的分子模型。100g该物质从甲状态变为了乙状态，如图（b）所示是该过程中物质的温度随时间变化的图像（物质的质量不变）。 (1)在点时的分子排列如图______（选填“甲”、“乙”、“丙”）所示。 (2)在点的分子动能______在点的分子动能，在点的内能______在点的内能。（以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”）。 (3)如图（b）所示，该物质每分钟吸收的热量相同，若段物质的比热容为2.1×103J/（kg·℃），则段物质吸收的热量是______J。 【答案】(1)甲 (2) 小于 小于 (3) 【难度】0.4 【知识点】分子的热运动、计算物体温度变化时的吸放热、影响物体内能大小的因素 【详解】（1）分析图b，物质在A点处于固态，分子排列紧密且有规则，故a图中的甲符合特点，故选甲。 （2）[1]物质在B点的温度低于D点，物体分子动能的大小和温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，分子动能越大，故B点分子动能小于D点分子动能。 [2]物质在B点与C点的温度相同，但物质从B点到C点的过程中，一直在持续吸收热量，所以B点的内能小于C点的内能。 （3）分析图b，AB段和CD段加热时间相同，所以吸收热量相同，物体质量为100g，AB段温度变化为，物质的比热容为，根据热量计算公式，可得AB段吸收的热量 所以 76．假期，小莘在海边散步，发现很多现象都和热学知识相关。 (1)小莘脚踩到砂子上，脚瞬间感觉“很烫”是因为脚和砂子存在______，从而在脚和砂子间发生了热传递。以下关于“热传递”理解正确的是( ) A．热量总是从热量多的物体传向热量少的物体 B．热传递是能量之间的转化 C．物体之间不接触就不能进行热传递 D．通过一定的方式可使热量从高温物体传给低温物体 (2)构成物体的所有的分子动能和______的总和，叫做物体的内能；在国际单位制中，内能的单位是______。 (3)在太阳的照射下砂子的温度升高，砂子的内能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。由此，小莘想：“要使物体的内能增大，一定是物体吸收了热量。”你认同他的观点吗？请说明理由：________ (4)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______。 (5)质量相同的甲、乙两物体放出相同的热量后接触，能量从甲传向乙，则关于两物体的初始温度、，及比热容、，下列关系式中可以成立的是（   ） A．， B．， C．， D．， 【答案】(1) 温度差 D (2) 分子势能（势能） 焦耳（J） (3) 增大 不认同，改变物体内能的方式有两种，做功和热传递。 (4) 砂石 3:14 (5)ABC 【难度】0.4 【知识点】热传递改变物体的内能、计算物体温度变化时的吸放热、热传递的条件和方向、不同物质的吸热本领、温度、热量与内能的区别与联系 【详解】（1）[1]热传递发生的条件是两个物体之间存在温度差。沙滩被太阳晒后温度升高，比脚的温度高，因此热量从沙子传向脚，使人感觉“很烫”。 [2]A．热量传递方向取决于温度高低，而不是“热量多少”，而且热量是过程量，不能说物体含有热量，故A错误； B．热传递是内能的转移，不是能量形式的转化，故B错误； C．热传递可以通过传导、对流、辐射三种方式。辐射不需要接触（如太阳加热地球），故C错误； D．热量会自发地从高温物体传向低温物体，故D正确。 故选D。 （2）[1][2]内能是构成物体的所有分子的动能与势能（分子间作用力相关的势能）的总和，单位是焦耳（J），与热量、功的单位相同。 （3）[1]沙子的温度升高，分子热运动加剧，内能增大。 [2]不认同，改变物体内能的方式有两种，做功和热传递。 （4）[1][2][3]根据公式，可知质量m相同，升高相同的温度，水的比热容大，水吸收热量多；放出的热量相同， 水的比热容大，所以温度降低的比沙子少，砂石的温度随时间变化的大致图像如下图所示： [4]若水和砂石的比热容之比为14∶3，它们放出相同的热量，根据可得， （5）由题可知，甲、乙质量相同，放出热量相同，接触后，能量从甲传向乙，说明甲的末温高于乙的末温，即，根据可知，若，则温度变化量不确定，当，则，当，则，当，则； 若，则甲的温度变化量比乙的小，则，故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 77．北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶lh到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。 （1）该车行驶时车上某些零件会发热，需要用水为其冷却。水作为冷却剂是利用了水的 ___________较大的特点，若该车水箱里有5kg、初温为15℃的水，到达B地时水温为75℃，求水吸收的热量Q吸；___________ （2）求此过程中产生的电能E电；___________ （3）有另一辆燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶，所受阻力与甲车相同，燃油在汽缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，燃油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg燃油所需的费用为12元，则在与甲车花费相同燃料费用的情况下： ①求乙车消耗的燃油完全燃烧所放出的热量；___________ ②请通过计算判断乙车能否到达B地。___________ 【答案】 比热容 1.26×106J 1.125×108J 1×108J 不能 【难度】0.4 【知识点】水的比热容特点及应用、功的计算和估算、计算物体温度变化时的吸放热、运用推导公式求解路程和时间、热机效率的计算 【详解】（1）[1]汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质，与其他物质相比，升高相同的温度可以带走更多的热量。 [2]水吸收的热量为 Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(75℃-15℃)=1.26×106J （2）[3]汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶lh到达B地，则汽车甲通过的路程为 sAB=vt=90km/h×1h=90km=9×104m 汽车克服阻力做的功为 Wf=f甲sAB=1000N×9×104m=9×107J 由可知，产生的电能为 （3）[4]根据题意：甲车加注氢燃料的费用 0.8kg×30元/kg=24元 乙车花同样费用的情况下所消耗的汽油质量 2kg汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=2kg×5×107J/kg=1×108J [5]根据题意可知，乙车放出热量的30%转化为机械能，用来克服阻力维持乙车匀速行驶，由得，乙车获得的机械能 W机械=η′Q放=30%×1×108J=3×107J 且 f乙=f甲=1000N 由W=fs可知，乙车行驶的距离 由于 s乙=3×104m<sAB=9×104m 所以，乙车不能到达B地。 78．在项目式学习中，某校举行了“家电维修小达人”活动。小明想把如图甲所示的有故障的电饭锅修好。查看铭牌和说明书得知了部分参数和内部工作电路，如图所示，、为阻值未知的电热丝。请你帮助他解决下列问题： 额定电压 220V 高温功率 1100W 低温功率 880W (1)由电路图可知：当开关闭合、___________（选填“A．断开”或“B．闭合”）时，电饭锅处于“高温”挡； (2)经过检查发现高温挡电阻烧坏，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻？ (3)修好后，向锅内装2kg温度为25℃的水，电饭锅用“高温”挡正常工作约90s，水温升高到35℃，这时电饭锅的加热效率是多少？[已知水的比热容为，电热丝的电阻不随温度变化] (4)小明想在不增加器材的情况下，将电饭锅改成一个有高、中、低三个挡位的加热装置，请你帮他在虚线框内设计出电路图（改装后的功率可能和原来的功率不同），并通过计算得出高温挡对应的电功率。 【答案】(1)闭合 (2)44 (3)84.85％ (4) 【难度】0.4 【知识点】电功率P=UI及推导式的简单计算、电功率的多挡位问题、加热效率的计算 【详解】（1）由电路图可知：当开关闭合、闭合时，电路为R1的简单电路，电路电阻小，由得，电路电功率大，电饭锅处于“高温”挡；当开关闭合、断开时， R1、R2串联，电路电阻大，由得，电路电功率小，电饭锅处于“低温”挡。 （2）经过检查发现高温挡电阻烧坏，由得，替换原发热电阻的电阻阻值为 （3）由得，电饭锅用“高温”挡正常工作约90s，消耗的电能为 锅内水吸收的热量为 这时电饭锅的加热效率是 （4）因为电路中有两个电阻和两个开关，设计成并联电路，可以单独闭合一个开关，也能同时闭合两个开关，电路图如图所示 当只闭合开关S1时，电路为R1，接在电源两端的简单电路，电路中的电阻为R1，电路消耗的功率为 当只闭合开关S1时，电路为R2，接在电源两端的简单电路，电路中的电阻为R2，电路消耗的功率为 当同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电路的总电阻R总，电路消耗的功率为 由并联电路电阻规律可得，根据可知 所以，当同时闭合开关S1、S2时为高温挡；当只闭合开关S1时为中温挡，当只闭合开关S2时为低温挡。 79．2025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） 【答案】(1)做功 (2) 煤油 质量 (3) 闭合 短路 (4)36000N，1.08t 【难度】0.4 【知识点】比较不同燃料的热值大小、短路的电路连接情况及短路的危害、热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【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 80．如图甲所示为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。 （1）图乙为发动机在做功冲程中的示意图。设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，推导发动机做的功W=______（用已给字母表示）； （2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数； 排量 2.0L 输出功率 120kW 转速 6000r/min ①该发动机在1s内做功______J； ②在每个做功冲程里，发动机做功是多少______？（写出计算过程） 【答案】 pSl 1.2×105 600J 【难度】0.4 【知识点】功的计算和估算、P=W/t、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）[1]由得活塞受到的压力 F=pS 因为在做功冲程，活塞移动的距离为l，所以燃气对活塞所做的功 W=Fl=pSl （2）①[2]根据得发动机在1s内做功为 W1=Pt=120×103W×1s=1.2×105J ②[3]转速为6000r/min，所以每秒转100圈，四缸每转2圈对外做功4次，每转1圈做功2次，所以1秒做功200次，每次做功 81．如图是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图。请根据所学知识回答下列问题： (1)如图是汽油机的哪个冲程？ (2)若此汽油机飞轮的转速为3600r/min，汽油机1s对外做功____次；若该汽油机提供的牵引力1min内做功，汽油机能量转化效率为40%，则工作1min需要燃烧汽油____kg。（汽油的热值为J/kg） 【答案】(1)做功 (2) 30 0.02kg 【难度】0.45 【知识点】热值的公式及相关计算、热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞喷出电火花，可判断是做功冲程。 （2）[1]汽油机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转动2周，对外做功一次。若此汽油机飞轮的转速为3600r/min，完成1800个工作循环，故汽油机1min对外做功1800次，则1s对外做功30次。 [2]由可得，汽油完全燃烧放出的热量 由可得，工作1min需要燃烧汽油的质量 82．汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注。在汽车发动机的设计过程中，要考虑能量的有效利用，节能减排。 （1）据统计，武汉市2022年汽车的保有量约300万辆。每辆汽车全年平均耗油1.8t，内燃机的效率平均值取29%。若能把内燃机的效率提高1%，则2022年全市的汽车可节约燃油_________t； （2）如图甲，所示是小秀家小轿车的仪表盘上，有一个显示汽车车门关闭状况的指示灯，只要四个车门中有一个没关闭（此时装在车门上的开关处于断开），指示灯就发光提醒，乙图四个电路中，能体现该装置工作原理的是__________________； （3）该汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶时，耗油量为10L/100km，发动机输出功率为23kW；已知汽油的热值为，密度为。则： ①该汽车行驶100km，发动机对汽车做的功是多少_______J? ②该汽车发动机的效率为多少______? （4）该车油箱容积为50L，那么当效率提高为36%后，则该车消耗一满箱的汽油，且在与(3)相同的情况下，能匀速行驶的距离是_________km。 【答案】 B 30% 600 【难度】0.4 【知识点】热值的公式及相关计算、密度公式的简单应用、运用推导公式求解路程和时间、P=W/t、热机效率的计算 【详解】解：（1）[1]内燃机效率提高后为 因为提高效率前、后每辆汽车做的有用功不变，则有 由可得 解得 则每辆汽车全年节约燃油的质量为 则300万辆车每年节约燃油的质量为 （2）[2]A．图中四个开关都闭合时灯泡发光，只要有一个开关断开灯泡都不会发光，故A不符合题意； B．图中四个开关都闭合时，灯泡被短路，不发光，只要任何一个开关断开时，灯泡不会被短路，灯泡都发光，故B符合题意； C．图中只要一个开关闭合灯泡就发光，在四个开关都断开时灯泡熄灭，故C不符合题意； D．图中只要S1、S3或S4中有一个断开，灯泡都不会发光，故D不符合题意； 故选B。 （3）①[3]汽车行驶100千米所用的时间为 在100km内发动机做的有用功为 ②[4]汽车行驶100km所用汽油的质量为 汽油完全燃烧放出的热量 发动机的效率为 （4）[5]一箱汽油的质量为 一箱汽油完全燃烧放出的热量为 汽车发动机做的有用功为 与(3)相同的情况下汽车匀速行驶时受到的牵引力为 则汽车匀速行驶的距离为 答：（1）2022年全市的汽车可节约燃油； （2）能体现该装置工作原理的是B； （3）①该汽车行驶100km，发动机对汽车做的功是，②该汽车发动机的效率为30%； （4）能匀速行驶的距离是600km。 83．一台单缸四冲程汽油机，转速为n（r/min），圆柱形汽缸内活塞的直径为d（m），一个冲程活塞在汽缸内移动的距离为L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p0（Pa）。 (1)在发动机工作时，将内能转化成机械能的冲程是______； (2)求这台汽油机的功率是多少瓦______； (3)若该汽油机10min消耗的汽油体积为V（m3），汽油的热值为q（J/kg），汽油的密度为ρ（kg/m3），求该汽油机的工作效率______。（结果用字母表示，不用带单位） 【答案】 做功冲程 【难度】0.4 【知识点】热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【详解】(1)[1]在发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能。 (2)[2]活塞的面积 一个做功冲程燃气做的功 则汽油机的功率 (3)[3]工作时间 汽油机做的有用功 汽油机放出的热量 则该汽油机的工作效率 答：(1)在发动机工作时，将内能转化成机械能的冲程是做功冲程； (2)这台汽油机的功率是瓦； (3)该汽油机的工作效率是。 84．某汽车发动机数据表如下，以最大输出功率工作时： 1分钟内飞轮转 4000次 92#汽油 1分钟燃烧汽油质量 200g 排气量（即气缸的容积） 2L 汽油热值 4.5×107J/kg 发动机最大功率 60kW 空燃比 15:1 (1)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是_____（对甲、乙、丙、丁重新排序，从吸气冲程开始），_____图所示的冲程内燃机给汽车提供机械能，1分钟内对外做功_____次； (2)发动机1分钟内做有用功_____J； (3)1分钟发动机完全燃烧汽油获得_____J热量，其热机效率是_____； (4)空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。根据表中数据可知，一次做功冲程中气缸内混合气体中空气的质量为_____g。 【答案】(1) 乙、甲、丁、丙 丁 2000 (2)3.6×106 (3) 9×106 40% (4)1.5 【难度】0.4 【知识点】热值的公式及相关计算、P=W/t、热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）[1]乙图中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程；甲图中两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程；丁图中两气门关闭，活塞下行，火花塞点火，是做功冲程；丙图中排气门打开，进气门关闭，活塞上行，是排气冲程。因此顺序为乙、甲、丁、丙。 [2]做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，为汽车提供动力，对应丁图。 [3]内燃机一个工作循环飞轮转2圈，对外做功1次。1分钟内飞轮转4000次，故做功次数为=2000次。 （2）发动机最大功率P=60kW=6×104W 工作时间t=1min=60s 有用功为W=Pt=6×104W×60s=3.6×106J （3）[1]汽油质量m=200g=0.2kg 汽油热值q=4.5×107J/kg，完全燃烧汽油获得的热量为Q=mq=0.2kg×4.5×107J/kg=9×106J [2]热机效率为 （4）1分钟燃烧200g汽油，1分钟做功2000次，故一次功消耗燃油 空燃比为15:1（空气：燃油），因此一次做功冲程中空气的质量m空​=15×0.1g=1.5g 六、科普阅读题 85．阅读短文，回答问题。 汽车发动机 汽油机发动机是很多汽车的动力源。其发动机的输出功率和排量有关。排量又称工作容积，指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（如果发动机有多个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量）。通常汽车多用的是四缸发动机，图甲所示为发动机的4个气缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个气缸的活塞连在一根曲轴上。各个气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别是另外三个冲程，所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程，所以气缸越多的汽车，其动力越平稳连续。汽车吸气时，吸入的是汽油与空气的混合体。下表为一发动机的主要性能指标，空燃比指气缸内空气和燃油的质量比。    排量 2.0L 气缸内汽油和空气混合气体的密度 发动机最大功率 92kW 最大功率时发动机转速 5000r/min 空燃比 12∶1 汽油的热值 （1）四缸发动机常用水来充当冷却剂，原因是___________；为适应严寒地区，在水中加入一种防冻液，使水箱的水有效地降低___________（沸点/凝固点）； （2）在排量一定的情况下，四缸发动机比单缸发动机具有___________（选填“功率大”或“动力连续”）的优势； （3）图甲中气缸做功冲程的点火顺序为1-3-4-2，1号气缸在做功冲程，4号汽缸是___________冲程； A．吸气    B．压缩    C．排气 （4）如图乙，一四缸发动机每个汽缸的工作容积均为V，做功冲程中燃气对活塞的平均压强为p。该四缸发动机中，一个气缸在一个做功冲程中燃气对活塞所做的功W=___________； （5）根据表中的参数，发动机以最大功率工作时，发动机的效率为___________。 【答案】 水的比热容大 凝固点 动力连续 A pV 24% 【难度】0.4 【知识点】功的计算和估算、热值的公式及相关计算、密度公式的简单应用、热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）[1]水的比热容较大，用水来充当冷却剂，在质量和升高的温度相同的情况下，水和其它液体相比，水吸收的热量更多。 [2]为适应严寒地区，应该降低其凝固时的温度，故在水中加入一种防冻液，使水箱的水有效地降低凝固点。 （2）[3]根据题意可知，各个气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别是另外三个冲程，所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程，在排量一定的情况下，四缸发动机比单缸发动机具有动力连续的优势。 （3）[4]四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气压缩和排气冲程，据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，活塞向下运动，2号和3号活塞都向上运动，是压缩冲程和排气冲程，4号汽缸活塞向下运动，所处的是吸气冲程故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （4）[5]发动机每个汽缸的工作容积均为V，做功冲程中燃气对活塞的平均压强为p，活塞的横截面积为S，长度为L，做功为 （5）[6]根据表中的参数，发动机以最大功率工作时，1min内做的有用功 W=Pt=92×103W×60s=5.52×106J 燃气的质量 m=ρV=1.3kg/m3×2.0×10-3m3=2.6×10-3kg 空燃比指气缸内空气和燃油的质量比，因为空燃比是12∶1，所以燃油的质量是整个质量的 做一次功消耗的汽油质量 这些汽油完全燃烧放出的热量为 Q=m油q=2×10-4kg×4.6×107J/kg=9.2×103J 由于最大功率时发动机转速5000r/min，即1min转5000r，完成2500个工作循环，做功2500次，1min内汽油燃烧释放的热量 Q′=Q×2500=9.2×103J×2500=2.3×107J 发动机的效率 86．阅读短文，回答问题。 涡轮喷气发动机 2023年5月28日，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919（如图甲所示），历时从上海到北京，标志着这一机型完成首次商业载客飞行。 如图乙所示，为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作。工作时，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。 C919客机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如下表，其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。 热效率 40% 推进效率 60% 航空燃油热值q (1)涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）；这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，此过程的能量转化相当于热机的_______冲程，涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却，这是因为水的______。 (2)设可调管道的通风口面积为S1，当飞机加速飞行时，应使通风口面积______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (3)已知，涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的平方关系如图丙所示，当飞机以200m/s的速度水平匀速飞行0.5h的过程中，飞机克服阻力做的功为_______J，需要消耗_______kg的航空燃油。 (4)涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体进入燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部喷出过程中，燃气的温度是不断变化的，下列能大致反应燃气温度随时间而变化的是图（　　） A． B． C． D． 【答案】(1) 增大 做功 比热容大 (2)变大 (3) 1.296×1010 1.08×103 (4)C 【难度】0.4 【知识点】功的计算和估算、热值的公式及相关计算、热机工作过程中的能量转化、热机效率的计算、做功改变物体的内能 【详解】（1）[1]空气流过压气机时，压气机的旋转叶片对空气做功，将机械能转化为空气的内能，所以空气的内能增大。 [2]高温高压气流推动涡轮转动，是内能转化为机械能的过程，这与热机的做功冲程能量转化相同。 [3]水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，因此常用水作为冷却剂。 （2）当飞机加速飞行时，飞行速度变大，而进入压气机气流速度有一定限制，为了使进入压气机的气体全由通风口进入，应使通风口面积变大，从而调整气流速度，保证压气机正常工作。 （3）[1]飞机飞行的时间t=0.5h = 0.5×3600s = 1800s 飞机飞行的距离s=vt=200m/s×1800s=3.6×105m 当速度为200m/s时，速度的平方为4×104(m/s)2，由图丙可知，对应的阻力f=3.6×104N。因为飞机匀速飞行，牵引力F=f=3.6×104N 克服阻力做的功W=Fs=3.6×104N×3.6×105m= 1.296×1010J [2]推进效率为60%，热效率为40%，燃料完全燃烧产生的内能 由Q = mq，可得消耗燃油的质量 （4）混合气体在燃烧室燃烧时，燃料化学能转化为内能，燃气温度升高；燃烧后的高温高压气体推动涡轮转动，内能转化为机械能，燃气温度降低。因此燃气温度随时间先升高后降低，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 87． 汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分。随着汽车工业的快速发展，随之而来的能源紧张和环境影响问题也变得更加突出，因此人们一直不断改进汽车，现阶段的汽车主要包括：传统燃油汽车、普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及电动汽车。 (1)传统燃油汽车 工作的原理是通过燃油发动机获得机械能。四冲程内燃机每个工作循环经历吸气、______、做功、排气四个冲程。做功冲程将______能转化为机械能。 传统燃油汽车油耗高的原因： ①发动机工作状态不同，油耗不同。汽车起步时，发动机负荷率低，做相同的功，实际油耗偏高，效率将偏______。（选填“高”或“低”） ②汽车整备质量大，传统车辆车体结构复杂，车身大部分采用钢材制造，总重量增加，油耗也随之增加。 ③汽车传动系统复杂，损耗大。 (2)普通混合动力汽车 该汽车发动机是一种结合了燃油发动机和电动系统的动力装置。它在高速行驶、急加速等需要大功率输出的场景下，燃油发动机发挥主要动力作用。在车辆启动、低速行驶的场景下发动机可以停止工作，减少燃油发动机在低效工况下运行时间，从而降低油耗。电动系统包括电机和电池。当汽车减速或刹车时，电机还能回收能量为电池充电，此时的电池相当于电路中的_________。（选填“电源”或“用电器”）。 (3)插电式混合动力汽车 该汽车结合了传统燃油汽车和纯电动汽车的特点。车上装有一套燃油发动机系统和一套电动系统。与普通混合动力汽车不同的是，插电式混合动力汽车的电池容量更大，可以通过外部电源充电。在纯电模式下，车辆仅依靠电机驱动，一般能满足日常短途通勤需求，实现零排放，此时如果想提高车速，在电压不变的情况下，要___________（“增大”或“减小”）通过电动机的电流。当电池电量不足或者需要长距离行驶、高速行驶、急加速等情况时，燃油发动机就会启动，提供动力或者与电机共同工作提供动力。 (4)纯电动汽车 该汽车以车载可充电电池作为动力源，用电机驱动车轮行驶的车辆。汽车的前进和后退是通过改变通过电动机中电流方向来实现的。下面同学们设计的模拟电路图中，通过开关拨动，能实现改变电动机电流方向最合理的是 （    ） A． B． C． D． 【答案】(1) 压缩 内 低 (2)用电器 (3)增大 (4)C 【难度】0.4 【知识点】提高热机的效率的方法 【详解】（1）[1][2]四冲程内燃机的四个冲程为：吸气、压缩、做功、排气。在做功冲程中，高温燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 [3]做相同的功，说明有用能量相同；实际油耗高，说明消耗的总能量大。根据效率等于有用的能量与消耗的总能量之比可以知道，此时效率低。 （2）[4]当为电池充电时，电池消耗电能，转化为化学能。故此时电池是用电器。 （3）[5]提高车速，即要提高电机的输出功率，根据P=UI可知，在电压不变时，需增大电流以提高功率。 （4）[6]A．此电路能够改变通过电动机的电流方向，但用了四个开关，比较复杂。故A不符合题意； B．无论怎样拨动开关，电流都是从电动机右端流入，无法改变通过电动机的电流方向。故B不符合题意； C．单刀双掷开关接上端，普通开关断开时，电流朋电动机右端流入。单刀双掷开关接下端，普通开关闭合时，电流从电动机左端流入。此电路能够改变通过电动机的电流。故C符合题意； D．此电路也能改变通过电动机电流的方向，但用了两个单刀双掷开关与一个普通开关，较C电路复杂。故D不符合题意。 故选C。 88．汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒，消耗的动能最终被释放掉，造成了能源的浪费。为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能部分转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。 (1)汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是______； A．①②③④ B．②④ C．②③ D．①③ (2)如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程s与时间t的关系如图甲所示，求在0∼0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功______J； (3)储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图像如图乙所示；则图中表示开启再生制动器的图线是______；依据图像计算本次测试的储能效率为______%。 【答案】(1)C (2) (3) ② 40 【难度】0.4 【知识点】功的计算和估算、做功改变物体的内能 【详解】（1）①发动机外壳发烫、④水箱中的水变热，都是热量从高温物体转移到低温物体，属于热传递改变内能；②轮胎和地面摩擦、③刹车片和车轮摩擦，都是通过摩擦做功将机械能转化为内能，属于做功改变内能。 故选C。 （2）从图甲可知， 内汽车行驶的路程 ，刹车阻力 因此克服刹车阻力做功 （3）[1]开启再生制动器时，部分动能会转化为电能储存起来，只有剩余动能用来克服摩擦力做功，因此汽车停止前行驶的路程更短，所以对应图线是②。 [2]设汽车受到的恒定摩擦力为，初始总动能为。关闭再生制动器时，动能全部用来克服摩擦力做功 开启再生制动器时，克服摩擦力做功 转化得到的电能 因此储能效率 89．固体的热膨胀 对于工程师来说，在建造公路桥梁时，要设计一些称为膨胀接口的小缝隙，为炎热的夏季留出部分膨胀的空间。一般固体受热时它们只会膨胀一点点，但对于100m长的桥梁来说，这“一点点”叠加起来可能就有几厘米了。如果没有膨胀接口，那么桥梁将会发生变形甚至会部分地损坏。同样，没有铺设膨胀接口的铁轨也会被高温损坏，如图所示。 铁轨在高温下变形 为了理解固体热膨胀的原因，我们可以把固体看做是由弹簧连接的分子的集合，这些弹簧代表分子间的吸引力。当分子靠近时，弹簧会推开分子以使它们分离。当固体被加热时，分子的动能增加，因此它们的振动加快，分子之间彼此离得越来越远，分子间的吸引力不断减弱。也就是当分子的振动由于温度的上升而变得更加激烈时，分子的平均间距加大，导致固体膨胀。 研究表明，固体长度的改变量与材料原长以及温度的变化量成正比。若已知固体温度在时长度为，那么当温度为时，固体长度可由下式求出：，其中称为材料的线膨胀系数，单位为℃-1。不同材料的热膨胀系数各不相同，在生产中应充分考虑到这一特点，例如钢筋和混凝土必须有相同的膨胀系数，否则由这两种材料制成的构件在夏季高温环境下，将会因为各部分膨胀不一致出现爆裂；补牙时所用的填充材料也必须与牙齿的珐琅质具有相同的膨胀率（和收缩率）。 请根据以上阅读材料，回答下列问题： (1)建造公路桥梁时，设计膨胀接口的原因是：______； (2)由公式，可得长度为的固体材料线膨胀系数，其中为该固体材料长度变化量，为温度变化量；由于固体的膨胀沿三个方向进行，根据线膨胀系数的表达式，写出体积为的固体体积膨胀系数的表达式：______（用、以及体积变化量表示）； (3)若某工程需要将铁棒与铝棒对接在一起制成长度为1m的金属棒，要求它的长度随温度膨胀的程度与1m长的铜棒相同，则铁棒的长度应为______m。 已知：，，。 【答案】(1)在建造公路桥梁时，要设计一些称为膨胀接口的小缝隙，可防止桥梁在炎热的夏季受热膨胀而发生变形甚至损坏。 (2) (3)0.5 【难度】0.4 【知识点】温度计的构造和原理、内能的概念、分子动理论解释生活现象 【详解】（1）略。 （2）由，其中为该固体材料长度变化量，为温度变化量，可推导出体积V1的固体体积膨胀系数表达式为。 （3）设铁棒的长度为L1，据知，铁棒的长度变化量 铝棒的长度变化量 1m铜棒在相同条件下的变化量 金属棒的长度随温度膨胀的程度与1m长的铜棒相同，则有 即 解得铁棒的长度为L1=0.5m。 90．阅读短文，回答文后的问题： 汽车发动机 发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机的吸气冲程吸入的是________（选填“空气”或“空气和汽油的混合物），汽油机工作时将燃料燃烧得到的内能转化为________能； （2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果该发动机装有4kg的汽油，若这些汽油充分燃烧2kg，应放出的热量为________J，剩余汽油热值是________J/kg； （3）四缸发动机的四个汽缸交替做功，这样可以保证动力稳定输出，若1号汽缸在做功冲程中，则4号汽缸所处的冲程是________；若3号汽缸在排气冲程中，则2号汽缸所处的冲程是________； A．吸气冲程　　B．压缩冲程 C．做功冲程　　D．排气冲程 （4）该发动机单汽缸转速为2400r/min时，每秒对外做功________次。 【答案】 空气和汽油的混合物 机械 8×107 4×107 A B 20 【难度】0.4 【知识点】热值的公式及相关计算、热机工作过程中的能量转化、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）[1]汽油机的吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物。 [2]内燃机就是将内能转化为机械能的机器。 （2）[3]完全燃烧2kg的汽油放出的热量为 Q放＝mq＝2kg×4×107J/kg＝8×107J [4]热值的大小与燃料的质量无关，所以剩余油热的热值不变，仍为4×107J/kg。 （3）[5]四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，活塞向下运动，2号和3号活塞都向上运动，是压缩冲程和排气冲程，4号汽缸活塞向下运动，所处的是吸气冲程，故A符合题意，BCD不符合题意，故选A。 [6]若四缸发动机中3号汽缸在排气冲程中，此时活塞应该向上运动，由于3号曲轴的位置和2号相同，所以2号活塞也向上运动，所以2号汽缸所处的冲程是压缩冲程，故B符合题意，故ACD不符合题意，故选B。 （4）[7]一个汽缸一个工作循环转动两转做一次功，该发动机单汽缸转速为 2400r/min=40r/s 即汽油机飞轮每秒转40圈，每秒完成20个循环，做20次功。 91．阅读短文，回答问题。 汽车发动机 汽油机发动机是很多汽车的动力源。其发动机的输出功率和排量有关。 排量又称工作容积，指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（如果发动机有多个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量）。 通常汽车多用的是四缸发动机，图甲所示为发动机的4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程。汽车吸气时，吸入的是汽油与空气的混合体。下表为一发动机的主要性能指标，空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。 排量 汽缸内汽油和空气混合气体的密度 发动机最大功率 最大功率时发动机转速 空燃比 汽油的热值 有些发动机为了增加输出功率，还使用了涡轮增压技术。涡轮增压器利用发动机排出废气的惯性来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮压送由管道送来的空气，使之增压进入汽缸，以提高进入汽缸气体的密度，可以燃烧更多的燃料。 （1）在排量一定的情况下，四缸发动机比单缸发动机具有 ___________（选填“功率大”或“动力连续”）的优势，四缸发动机常用水来充当冷却剂，原因是 ___________； （2）图甲中1号汽缸在做功冲程，4号汽缸所处的冲程是 ___________； A．吸气        B．压缩         C．做功        D．排气 （3）利用废气的惯性带动涡轮叶片的过程中，废气通过 ___________（选填“做功”或“热传递”）的方式，使叶轮的动能增加；叶轮压缩空气时，空气的温度会 ___________（选填“上升”或“下降”）； （4）如图乙，一四缸发动机每个汽缸的工作容积均为V，做功冲程中燃气对活塞的平均压强为p0。该四缸发动机中，一个汽缸在一个做功冲程中燃气对活塞所做的功W=___________；若该四缸发动机转速为50r/s时，发动机输出功率的表达式P=___________； （5）表中的发动机以最大功率工作时，发动机完成一个工作循环时，消耗的燃料质量为 ___________kg，此时发动机的效率为 ___________。 【答案】 动力连续 水的比热容较大 A 做功 上升 【难度】0.4 【知识点】压强公式的简单应用、水的比热容特点及应用、P=W/t、热机效率的计算、汽油机的构造与工作过程 【详解】（1）[1]四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，所以在排量一定的情况下，四缸发动机比单缸发动机具有动力连续的优势。 [2]发动机工作过程时，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作，由公式知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好。 （2）[3]图甲中1号汽缸活塞向下运动，在做功冲程，4号汽缸活塞也向下运动，同时因为四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，所以4号是吸气冲程，故A符合题意。BCD不符合题意。 故选A。 （3）[4]利用废气的惯性带动涡轮叶片的过程中，废气通过做功的方式将内能转化为机械能，使叶轮的动能增加。 [5]叶轮压缩空气时对空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增加，温度会上升。 （4）[6]在做功冲程，活塞移动的距离为，发动机的单缸排量 燃气对活塞所做的功 [7]在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，所以发动机转速为时，1s完成25个工作循环， 每个工作循环所需要的时间为 因为发动机有4个汽缸，所以燃气对活塞做功的功率 （5）[8][9]1min内做的有用功 燃气的质量 因为空燃比是，所以燃油的质量是整个质量的 做一次功消耗的汽油质量 这些汽油完全燃烧放出的热量为 由于最大功率时发动机转速，即1min转4800r，完成2400个工作循环，做功2400次，1min内汽油燃烧释放的热量 发动机的效率 92．阅读短文，回答问题。 无链条电动自行车 无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。如图1为一种在售的无链 条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。 为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160Wh/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。 整车 整车质量 40 kg 最大车速 26 km/h 最大噪声 ≤30 dB 锂电池 电压 36 V 容量 10 A•h 电动机 额定功率 180 W （1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过______转化为电能，然后电能又转化为______能存储在车的锂电池中； （2）与汽车相比，电动自行车启动较快的原因之一是电动自行车质量小，具有的______较小； （3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为______J，锂电池的质量为______kg； （4）若测试时质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，则电动机的效率为______。（g取10N/kg） 【答案】 发电机 化学 惯性 1.296×106 2.25 83.3% 【难度】0.4 【知识点】生活中的惯性现象、电源的种类及能量转化、电功的公式及简单应用、热机效率的计算 【详解】（1）[1][2]骑行者踩脚踏板的动能，通过发电机可转化为电能，然后电能又转化为化学能存储在车的锂电池中。 （2）[3]与汽车相比，电动自行车的质量较小，具有的惯性较小，运动状态容易改变，所以电动自行车启动较快。 （3）[4][5]由表格数据可知，锂电池的电压为36V，容量为10A•h，则这款车的锂电池最多所储存的电能为 W＝UIt＝36V×10Ah＝360Wh＝360W×3600s＝1.296×106J 根据能量密度的定义，由能量密度达160Wh/kg可得，锂电池的质量为 （4）[6]因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，电动自行车在平直路面上匀速行驶对地面的压力为 F＝G总＝(m车+m人)g＝(40kg+60kg)×10N/kg＝1000N 因电动自行车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动机的牵引力为 F牵＝f＝0.04F＝0.04×1000N＝40N 电动机牵引力做的功为 W1＝F牵s＝40N×2.7×104m＝1.08×106J 则电动机的效率为 93．人工心肺机就像发动机，为人体输送氧气与营养提供动力。 心动过缓时，医生会将心脏起搏器植入人体内辅助心脏正常工作，起搏器是一种电子装置，它产生的电脉冲（周期性变化的电流）刺激心脏收缩，从而提高心率，频率适应性起搏器能根据患者的活动情况调整起搏频率，起搏频率指起搏器每分钟发放电脉冲的次数。 体外肺膜氧合（简称ECMO）技术挽救了许多危重患者的生命。如图甲所示ECMO技术的原理是将体内的血液引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人体内，起到部分心肺替代作用。为使病人维持正常体温，需用热交换器对流入人体的血液进行加热；ECMO的工作电压与家庭电路电压相同，使用中如短时停电，可振动如图乙所示的摇把，维持血液循环。血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积）是衡量心肺功能的重要指标，研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比，当血管横截面积为正常值的n倍时，测得血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示，血液的比热容为0.85×103J/（kg·℃），密度为1.05×103kg/m3，人体组织的比热容与水相当，为4.2×103J/（kg·℃）。 n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60 v/ 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300 (1)体重500N的佩戴频率适应性起搏器的患者爬四层楼上楼时，楼房层高3m，克服自身重力做功______J，起搏器的起搏频率将______（选填“增大”或“减小”）； (2)血液经热交换器加热后使病人维持正常体温过程中，是利用______的方式使人体的内能增加的；当血流速度为0.25m/s，血流量为10-4m3/s时，对应血管的横截面积为______m2； (3)在一次抢救中使用ECMO技术，血流量为5L/min，若要将血液的温度升高6℃，不计热量损失，则血液每分钟需要从热交换器吸收的热量为______J； (4)正常人的心脏在一次搏动中泵出血液约80mL，在一次搏动中推动血液流动的平均压强为1.6×104Pa，设心脏每分钟搏动75次，则正常人心脏推动血液流动的平均功率为______W；若某病人心脏推动血液流动的平均功率为3.6W，则该病人与正常人血管的横截面积之比为______。 【答案】(1) 4500 增大 (2) 热传递 (3) (4) 1.6 【难度】0.42 【知识点】P=Fv、热传递改变物体的内能、压强公式的简单应用、功的计算和估算、计算物体温度变化时的吸放热 【详解】（1）[1]克服自身重力做功为 [2]患者爬楼克服重力做功，对外做功，人的内能减少，为维持人的体温，起搏器将刺激心脏收缩，从而提高心率，频率增大。 （2）[1]血液经热交换器加热后，使病人维持正常体温过程中，血液吸收热量，是利用热传递的方式使人体的内能增加的。 [2]血流量为10-4m3/s，则每秒通过血管横截面的血液体积为，血液流过的长度为 则对应血管的横截面积为 （3）血流量为5L/min，则每分钟流过的血液质量为 则血液每分钟需要从热交换器吸收的热量为 （4）[1]正常人心脏在一次搏动中做功为 心脏每分钟搏动75次，则每分钟做功为 则正常人心脏推动血液流动的平均功率为 [2]血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比，则。又因为，则有。因为 所以该病人与正常人血液的流速之比为。由表可知，v与n成反比，所以该病人与正常人血管的横截面积之比为。 94．阅读短文，回答文后问题。 牛顿冷却定律 当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢大小等于单位时间内散失热量的多少。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律，如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为q＝k(t物－t环)，其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同，由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。 (1)物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫做________；散热快慢q的单位是________。 (2)一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的散热系数为k，当物体温度降低到29℃时，散热快慢q＝________；散热系数k的单位是________。 (3)如题图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，保温杯散开口，将两个保温杯分别放置到图乙的电脑温控箱中； ①如果将温控箱的温度设置为10℃，且保持不变，则水和盐水在散热过程中的散热快慢q与(t物－t环)的关系说法正确的是( ) A．B． C．D．以上选项均不正确 ②如果将温控箱的温度设置为20℃，且保持与杯中液体温差不变，水和盐水温度随时间变化的图像如题图丙所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，盐水的体积为250mL，测出盐水的比热容为3×103J/(kg·℃)，则实验中所用盐水的密度为_________kg/m3，此过程盐水的散热快慢q为_________（计算结果保留一位小数，注意写单位）。 【答案】(1) 热传递 J/s (2) 9k J/（s·℃） (3) C 1.2×103 4.2J/s 【难度】0.4 【知识点】计算物体温度变化时的吸放热 【详解】（1）[1]物体向周围散热，将热量传递给周围物质，自身内能减少，这是通过热传递的方式改变内能。 [2]散热快慢q是指单位时间内散失热量的多少，其定义式可以写为，其中t为时间，单位为s，Q为时间t内散失的热量，单位为J，可以得到q的单位为J/s。 （2）[1]由于k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，所以当物体温度降低到29℃时，散热系数不变，由q＝k(t物－t环)知，此时散热快慢为 q＝k(t物－t环)＝k(29℃－20℃)＝9k [2]q的单位为J/s，温度单位为℃，根据q＝k(t物－t环)可得，k的表达式为 由此可以推知，k的单位为J/(s·℃) （3）[1]由于q＝k(t物－t环)，k与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，所以水和盐水的k值相同，则两者的q－(t物－t环)图像重合，故C正确，ABD错误。 故选C。 [2]两个同样的保温杯分别装满水和盐水，则水和盐水的体积相同，均为 V＝250mL＝250cm3所以水的质量为 m水＝ρ水V＝1g/cm3×250cm3＝250g＝0.25kg 如图丙，21min内水降低的温度为 Δt水＝30℃－25℃＝5℃ 21min内水放出的热量为 Q水＝c水m水Δt水＝4.2×103J/(kg·℃)×0.25kg×5℃＝5250J 1min内水放出的热量为 由于水和盐水散热快慢相同，所以盐水1min放出的热量也为250J，则盐水18min放出的热量为 Q盐水＝18×250J＝4500J 由图丙可知，盐水18min内降低的温度为 Δt盐水＝30℃－25℃＝5℃ 由Q＝cmΔt知，盐水的质量为 盐水的密度为 [3]此过程盐水的散热快慢q为 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 $ 内能/比热容/热机综合 一、实验题 1．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 (1)为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持被加热液体的________、________、燃料的________以及两个烧杯都应相同； (2)实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是____________J/kg； 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg 酒精 15 35 碎纸片 15 25 ？ (3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________（大/小），出现这样情况的主要原因是_______。（写出一点） 2．发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为___________能； （2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果汽车油箱装有40kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg；放出的热量为___________J，剩余汽油的热值为___________J/kg； （3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2号汽缸所处的冲程是___________； A．吸气       B．压缩            C．做功         D．排气 （4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需要的时间为___________秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P=___________。 3．如图所示为“探究不同物质吸热能力”的实验装置。 (1)要完成该实验除了如图甲所示的器材外，还需要的测量工具有天平和________。实验时，应该控制两个玻璃杯中装的两种液体________（选填“质量”或“体积”）相同。 (2)实验中可通过________（选填“加热时间”或“温度计示数”）来反应物质吸收热量的多少。 (3)假设、两种液体中有一种是水，则________（选填或）是水；水的比热容为，则另一种液体的比热容是________。 4．如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g。 （1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______（选填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映的。若已知液体a是水，计算出水吸收的热量，再计算出燃料的热值，他的计算结果是______的（选填“不变”“偏大”或“偏小”），理由是______； （2）比较不同物质的比热容，应选择在两只烧杯中应分别装入质量______（选填“相等”或“不相等”）的液体；通过观察______来反映液体吸收热量的多少。初始温度相同的a、b两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，求a、b两种液体的比热容之比为______； （3）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的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（如97#）加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”或“一样大”或“更小”）； （4）如图戊是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，根据上面探究过程中所获得的知识可知，曲线C表示的是______（选填“沿海”或“内陆”）城市。 5．小明和小华在探究物体放出热量的多少与哪些因素有关的实验时，先在两只完全相同的烧杯中分别放入100克和200克的温水，然后让它们自然冷却（设两杯水每分钟放出的热量相等），并将观察到的数据记录在表一中； ①小明仔细观察表一后发现，第一列第二行的项目名称“放出的热量/（焦）”与实际测量的事实不符，便将它修改为“______”； 表一 质量/（克） 100 200 100 200 100 200 放出的热量/（焦） 2 4 4 8 6 12 降低的温度/(℃) 1 1 2 2 3 3 ②为了便于分析物体放出热量与降低温度的关系，小华将表一拆成表二和表三，并将表一中的数据对应着填入表二和表三中，请你帮她补充完整______； 表二m1=100克水 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 表三m2=200克水 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 ③分析比较表二（或表三）中第一行和第二行的数据及相关条件，可得的初步结论是：______； ④进一步综合分析表二和表三的数据及相关条件，可得出的初步结论是：______； ⑤小明和小华发现上面的数据不能分析归纳得到“放出热量与______的关系”。为了进一步研究，他们又合作设计了实验方案，以及用于填写实验数据的表四； （a）请完成表四表头的填写______； （b）完成表四数据的实验采集后，他们应该将这组数据与表______对应数据进行比较，从而能分析得出这两者间的关系。 表四 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 6．在标准大气压下，做“观察水的沸腾”的实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学分别从图甲中A、B两套实验装置中任选一套来完成实验。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 温度/℃ 90 92 94 96 98 100 101 102 102 102 102 102 （1）甲组从水温升高到90℃时开始记录数据，以后每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾5min为止，实验数据如表，分析表中的数据可知，甲组同学选择的是图甲中的______（选填“A”或“B”）套装置； （2）如图乙所示，______图（选填“左”或“右”）是水沸腾前气泡上升过程的情况； （3）实验过程中小刚不小心碰到了水沸腾时产生的水蒸气，感觉很烫。他进行了以下实验操作，如图丙所示，将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中，试管A放在装水的容器B内，过一段时间，你看到的现象是：试管A中有小水珠出现，温度计示数______（选填“升高”、“降低”或“不变”），这个实验说明______； （4）如图丁所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热，则经过一段时间后______； A．甲容器内的水先沸腾 B．甲容器、乙试管内的水同时沸腾 C．乙试管内的水先沸腾 D．甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾 （5）小明、小红两名同学分别探究“水的沸腾”的实验时，他们所用的器材规格完全相同，同时将水加热16min。如图戊是根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象。请根据图象分析，若不计热量损失，小明、小红从给水加热到水沸腾所需热量为Q1、Q2，则Q1∶Q2为______，若小明、小红所选水的质量为m1、m2，则m1______m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 7．学校将举办“科学嘉年华”活动，小明和同学们计划制作一个简易热机模型——蒸汽轮机，在活动中进行展示。请你协助他写好下列说明： (1)热机模型的核心功能是_________； (2)材料清单有：_________； (3)制作和操作时需要注意的事项：_________；（列举一条即可） (4)若要提高蒸汽轮机的效率，你的方法是_________。 8．请依据跨学科实践：制作简易热机模型，完善下列内容。 【项目提出】了解不同热机的工作原理，制作一个简易热机模型。 【项目分析】 （1）了解不同热机的工作原理。 （2）方案选择：制作热机需考虑用什么作热源、工作物质是什么，以及如何将内能转化成机械能（即内燃机或外燃机）。 【项目实施】制作一个简易的汽轮机模型。 （1）准备以下材料：空易拉罐、去掉笔芯和尾塞的中性笔、小风扇、酒精灯。 （2）向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。 （3）将易拉罐按图所示方式放置在支架上，笔尖对准小风扇的扇叶。 （4）①点燃酒精灯，易拉罐内的水温度升高，这是通过__________的方式来增大水的内能。②当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此过程中的能量转化与内燃机的________冲程相同。 【展示交流】 （1）若要缩短加热时间，应该_______（选填“提高”或“降低”）易拉罐内水的初温。 （2）为了加快扇叶的转动速度，小组成员提出了下列改进措施，其中不合理的是( ) A．延长加热的时间    B．使用更轻的材质制作扇叶 C．换用火力更大的酒精灯加热 （3）请你提出一种提高该汽轮机模型的效率的措施：_______。 9．小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为 30g，点燃后对 100g 的热水加热 4min 立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量为 25.8g，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象如图乙中 a线所示。    （1）实验的第 2～4min 的过程中，水_____（选填“吸”或“不吸”）热； （2）已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅 60%能被水吸收，4min 内水吸收的热量为________J，则该燃料的热值为_________J/kg；[水的比热容为 4.2×103J/（kg•℃），整个过程中忽略水的质量变化] （3）若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中 b线，则这杯水的质量_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）上一杯水质量。 10．请选择身边的器材设计实验证明“物体对外界做功，内能会减小”。 （1）实验器材：______； （2）实验步骤：______； （3）实验现象：______。 11．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同。 （1）在组装器材时应该先固定______（A/B）的位置；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须______（相等/不相等）。 温度/oC 20 30 40 50 加热时间/s 液体a 0 40 82 126 液体b 0 18 40 64 （2）若要比较不同物质的比热容大小，则：应选择甲和______图进行实验；实验中，用______（加热时间/升高温度）来表示两种液体吸收热量的多少。分析表中数据：你认为a、b两种液体中，比热容较大的是______（a/b）液体。若要比较不同燃料的热值，应选择甲和______两图进行实验。 12．课堂上，兴趣小组进行如图所示的热学实验探究。 (1)兴趣小组组装如图甲所示的实验器材时，组装顺序为__________（选填“从上往下”或“从下往上”）； (2)在甲、乙两个相同的烧杯中加入初温和__________（选填“质量”或“体积”）相同的水和煤油，实验中用相同的酒精灯加热目的是：使水和煤油在相同时间内__________； (3)水和煤油的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据图丙可判断出a物质是__________（选填“水”或“煤油”）； (4)如图丁，用燃烧皿替换两个相同的酒精灯，取质量相等的酒精和碎纸片分别放入燃烧皿中，给烧杯中质量、初温均相同的__________（选填“同种”或“不同种”）液体加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较_____________（选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。 13．为比较水和煤油的吸热能力，小明同学用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。 （1）在组装该实验装置时，应按照_______（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序。实验中使用搅拌器的目的是_______； （2）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、_______（选填“质量”或“体积”）相同的水和煤油； （3）实验通过比较_______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较水和煤油吸收热量的多少； （4）实验中发现煤油温度升高较快，水温度升高较慢，这表明_______吸热能力较小； （5）为了比较酒精和碎纸片的热值，小明设计了如图乙所示实验，实验通过比较_______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。 14．如图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择甲和______图进行实验，实验时要观察______来比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择甲和______图进行实验，实验通过______反映物体吸热的多少；（2，4空填“加热时间”或“液体升高的温度”） (2)比较不同物质的比热容，选用图中合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量______（填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量，液体______的比热容大； (3)小明选用图甲、乙两套装置进行实验。在烧杯内加入初温和质量相同的水，当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图丁所示的图像a、b，则可初步判断______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，另取另外两种燃料，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示，根据戊图像可知燃料1和燃料2的热值之比为______； (5)若甲图烧杯中为500mL的水，10g酒精完全燃烧后，温度计示数升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则可求出酒精的热值是______J/kg，这样求出的热值比标准值______（填“偏大”或“偏小”或“一样”）。 15．学习完比热容与热值的知识后，小莉想利用这些知识研究相关热学问题。 她在实验室找到并组装了图中的实验器材，测量工具选择了天平、秒表、温度计。（燃料均匀燃烧且同种燃料相同时间内放出的热量相等） (1)为比较不同物质的比热容，她应选择________两图进行实验，运用了物理学中的________法和转换法。加热相同一段时间后发现，煤油比水升温多，由此可知：________的比热容大（选填“水”或“煤油”）； (2)为比较两种燃料的热值她选取了甲图和丁图进行实验，实验中燃料放热的多少是通过________（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）来反映的，实验所测数据如下表，则燃料1的热值________燃料2的热值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。小莉结合公式计算出图甲中水在这个过程中吸收的热量，然后利用公式计算得出燃料1的热值，请分析小莉测得的燃料1热值的数值________（选填“准确”或“偏小”或“偏大”）。 燃料1 燃料2 水的质量 200g 200g 水的初温 20℃ 20℃ 水的末温 80℃ 60℃ 燃料燃烧前的质量 50g 50g 燃料燃烧后的质量 48g 48g (3)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，取质量相等的另外两种燃料，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示，根据戊图可得燃料3和燃料4的热值之比为________（不计热量损失且认为燃料完全燃烧）。 16．为了比较水和食用油的比热容，某同学用如图所示的器材进行了实验．实验数据记录如下： 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水 200 20 6 45 食用油 200 20 6 70    （1）该实验除了图示中的实验器材以外，还需要的测量工具是停表、__________和__________； （2）实验中通过比较__________来比较水和食用油的吸热能力； （3）由实验数据可知，__________的吸热能力强； （4）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给__________加热更长的时间，此时水吸收的热量__________（填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量； （5）实验中用到的研究方法除了转换法外还有__________。实验中__________（填“能”或“不能”）用体积相等的两种液体来做实验，原因是__________； （6）已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则食用油的比热容为__________J/（kg·℃）； （7）汽车发动机常用水作为冷却剂，是因为和其他物质相比，水的__________较大；寒冷的冬天水箱要加防冻液，这是为了降低水的__________。 17．小明用相同的酒精灯分别给质量相同的水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力： （1）图甲是这位同学的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：_______； （2）加热10min，水吸收的热量_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量； （3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，煤油的比热容是_______； （4）这两种液体吸热能力更好的是_______。 18．物理探究小组进行了以下两个热学实验： (1)用图甲装置探究不同物质吸热升温的现象，若甲中两酒精灯规格相同，如果液体a和b升高了相同的温度，能否说明它们吸热相同？_____。 (2)已知酒精的热值为3×107J/kg，若燃烧皿中酒精的质量是10g，被加热的液体b质量为2kg，升高的温度为60℃。假设酒精放出的热量都被液体吸收，估算出液体b的比热容为_______J/（kg•℃），本次估算结果比真实值___。 (3)为了比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，烧杯内水的初温相同。实验中忽略热量的散失，设两种燃料燃烧时均匀放热。 实验中还应控制燃料燃烧的_____相同，燃料1与燃料2的热值之比为______，燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的___倍。 19．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是 10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。    （1）比较不同燃料的热值，应选择___两图进行实验，实验时要观察 ___比较两种燃料的热值大小； （2）若图甲烧杯中为 50mL的水，若 10g 酒精燃烧后放出的热量被水吸收，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是___。这种方法测出的热值比“标准值”___（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。理由是 ___。 （3）比较不同物质的比热容，老师选用图丁中的装置进行试验，根据实验结果绘制出 a、b两种液体的温-时间图像（如图戊）。由图像可看出液体 a的比热容___（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体 b 的比热容。若液体 b 是水[]，则液体 a 的比热容为____。 20．如图，A、B两个实验装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的质量相同。 （1）利用该实验装置可以比较不同物质的比热容，实验中，通过 ___________反映液体吸收热量的多少； （2）图C是小芳通过A、B两装置的实验数据画出的液体a、液体b的温度和时间的关系图，由图像可知两种液体升高相同的温度，液体 ___________（选填“a”或者“b”）吸收的热量多。 （3）已知液体a、液体b中有一种是水，通过比较可以知道，液体 ___________（选填“a”或“b”）是水。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，由C图可知另一种液体的比热容为 ___________J/(kg·℃)； （4）小芳想利用该实验装置测量不同物质的热值，请你说出实验方案：___________。 21．小方发现妈妈炒黄瓜时短短几分钟黄瓜就能入味，而腌黄瓜时却需要几个小时。爱学习的小方知道这种现象是因为温度越高，分子运动越剧烈。请利用生活中的物品设计一个实验，验证温度越高，分子运动越剧烈。 (1)实验器材：___________ (2)实验步骤：___________ (3)实验现象及结论：___________（开放性试题，答案合理即可） 22．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量是通过_______（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来反映的。 (2)比较不同物质吸热升温的特点： ①在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同时间内吸收________（填“相同”或“不同”）的热量，此时使用的方法是_________法； ②如果质量和初始温度均相同的a、b液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则液体a的比热容_________（选填“小于”或“大于”）液体b的比热容。 (3)某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部被液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1，加热一段时间变为m2；烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容用c表示，用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：q=_________，按照这样的方法测算出来的热值_________真实的热值（选填“小于”“等于”或“大于”）。 23．如图所示，为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同，，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示（不计热量损失） (1)在实验中，三个烧杯中液体1和液体2的______（选填“质量”或“体积）必须相同。液体1的比热容与液体2的比热容相比，______（选填“＞”、“＝”、“＜”）。 (2)比较1、2两种液体的比热容，应选择______两图进行实验；比较A、B两种燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料A和B的热值之比为______。 24．小梦学习小组的同学，利用如图所示的装置测量菜籽油的热值。 (1)观察实验装置可知，学习小组的同学是通过分析_________间接反映菜籽油燃烧放出热量的多少。 (2)加热前菜籽油的质量为，加热一段时间后变为；烧杯中水的质量为，水的初温是，加热一段时间后末温为，水的比热容用表示，菜籽油热值的计算式是_________。实验测出的热值会比真实值偏小，原因是_________。（写出一条即可） (3)有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车更节能，排气更清洁。同样的汽油（如图）加在型轿车内和加在普通轿车内相比，热值_________（选填“更大”“更小”或“一样大”）。 25．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验；燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过______来反映的； (2)比较不同物质吸热升温的特点：应选择甲、丙两图进行实验；不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是______； A．采用相同的加热方法 B．烧杯中分别装入相同体积的不同液体 C．使用相同的烧杯 (3)如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可以看出，A、B两种液体比热容之比是______； (4)测质量很小但温度较高的物体温度时，为了使测量值更接近真实值，应选择______（选项“酒精”或“水银”）温度计（两种温度计玻璃泡的容积相同），你的判断依据是______（已知c酒精=2.4×103J/(kg·℃)，ρ酒精=0.8×103kg/m3，c水银=0.14×103J/(kg·℃)，ρ水银=13.6×103kg/m3） 26．小南同学在1个标准大气压下完成了“探究冰熔化时温度变化规律”的实验，并根据实验数据，画出了温度随时间变化的图像，如图所示。（c水>c冰） （1）分析图像，根据冰熔化时温度变化特点可知：冰属于_____； （2）冰熔化后的温度随时间变化的图像可能是C____段； （3）有同学认为该实验没有用酒精灯加热，也可以完成，理由是______； （4）若将冰熔化后试管中的水倒掉，装入另一种液体。用酒精灯不断给烧杯加热时，最终发现烧杯中的水和试管中的液体都沸腾了，这说明水的沸点_____试管中液体的沸点。 27．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热；记录相关数据，并绘制如甲图所示的图像（不计热量损失）； (1)实验时，选用初温和__________均相等的甲，乙两种液体； (2)乙液体的比热容__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）甲液体；所以__________（选填“甲”或“乙”）液体更适合制作冷却液； (3)若甲液体比热容是，5kg的甲液体在内吸收的热量为__________J； (4)小林同学受到小明实验的启发，设计了如下实验来比较铜和铝的比热容大小； ①小林将质量相等的铜块和铝块放入持续沸水中加热足够长时间，如乙图所示（加热装置未画出）； ②再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度__________（选填“相同”或“不相同”）的水的A、B两容器中，并将容器用隔热材料密封，如丙图所示； ③经过足够长的时间后，同时测量A、B两容器中水的温度，记录数据分别为40℃和47℃； ④可见铜块放出的热量比铝块___________（选填“多”或“少”），由此可以判断出__________（选填“铜块”或“铝块”）的比热容大。 28．如图甲所示，小明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。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] （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）要完成该实验，除了图中甲、乙、丙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和_______； （3）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吸收的热量相等，通过_________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映吸收热量的多少；加热一段时间后，丙图所示温度为_______℃； （4）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图所示，由图象可知水的沸点是_______℃，煤油的比热容是____________J/(kg·℃)； （5）实验结束后，小明又找来了一些冰块，探究了冰熔化过程中温度随时间的变化规律如图所示，发现AB段与CD段倾斜程度不同，原因是______________； （6）做完上面实验，小明想起在吃宣威小炒肉这道经典的滇菜时，碗的下方有点燃的蜡烛在给菜加热，如图所示，B为下部开了许多通气孔的罩子。实验收集的数据为：A桶中水的质量为m水，水的初温为t0，末温为t1，蜡烛燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2，A桶吸收的热量经测量后计算为Q0，已知水的比热容为c水，则蜡的热值q=_____（不计热损失，用题中给定的物理量符号表示）。 29．小明为了比较不同物质的吸热能力，在两个相同的烧杯中分别装入质量相等的甲、乙两种液体，并用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验。 加热时间/min 0 2 4 6 8 温度/℃ 甲 20 22.2 24 26 28 乙 20 21 22 23.1 24 （1）为了得到质量相等的甲和乙两种液体，在实验室里通常使用的测量工具是___________； （2）组装实验装置时，应按___________（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序安装，加热时，缓慢地搅动玻璃棒，这是为了使甲、乙两种液体___________； （3）在图装置中，用相同酒精灯给两种液体加热相同的时间，甲液体吸收的热量___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）乙液体吸收的热量； （4）经实验得到了如表记录的两组数据，分析实验数据可知，___________（选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力更强； （5）实验后，同学们交流后对实验的装置进行了改进，将分别装有甲、乙液体的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图所示，这样做的好处是___________。 30．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（图甲所示），以探究水和煤油的吸热能力。 （1）本实验除了图甲用到的测量工具外，还需要的测量工具是停表和 ___________。 （2）加热10min，水吸收的热量 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。 （3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像（如图乙所示），由图像可知煤油的比热容为______J/（kg•℃）[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。 （4）选用两套完全相同的装置分别给水和煤油加热，这样做的目的是 ___________。 （5）由图乙可知，如果要使水和煤油的升高相同的温度，就要给 ___________加热更长的时间，此时水吸收的热量 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。 （6）如果升高相同的温度但要减少加热的时间，可采取的做法 ___________。 二、计算题 31．如图甲所示的普通煤炉烧水效率为20%；在1个标准大气压下，某次用它烧水的过程中，其将一壶装有80℃、5kg的水烧开，求此过程中：【已知c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3.5×107J/kg】 （1）壶内水吸收的热量； （2）完全燃烧煤的质量； （3）为提高煤炉效率，生产厂家设计了如图乙所示的双加热煤炉；它在将壶内水烧开的过程中，还可以额外把炉壁间的1kg水从20℃加热至40℃，求此双加热煤炉的烧水效率为多少？ 32．某家用速热式电热水器的铭牌标明：加热功率，保温功率，水箱容积；其内部结构如图所示：、是水箱中加热盘内的电热丝，水箱放满水后闭合开关开始加热，当水温升高到40℃时，温控开关自动切换到保温状态。 （1）的阻值是多少？ （2）如果热水器每天平均保温，则这台电热水器正常工作时每天因保温要消耗的电能是多少？ （3）善于观察的张林发现，当只有热水器工作时，将一箱冷水加热，热水器显示屏显示水温由20℃上升到22℃，同时电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则该电热水器的效率多大？（，不考虑电阻随温度变化） 33．近年来，国家大力推动新能源汽车的发展，绿色环保的新能源汽车也即将走进千家万户。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。某纯电动汽车的功率为P，行驶s的距离所需时间为t，电动汽车电动机的机械效率为。在其他条件均相同时，传统燃油汽车仍行驶s的距离，需要热值为q的传统汽油燃料若干升，汽油发动机的热机效率为，通过查询可知：每消耗1L的传统汽油燃料需要排放出的有害尾气质量为m，试问：若两种汽车都行驶s的距离时，电动汽车比传统燃油汽车少排放有害气体的质量M为多少？（结果均用题目中所给字母表示） 34．“环境小组”的同学在探究性活动中对小明家新装燃气热水器（如图甲）耗能进行测试，按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水，开始加热，计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图象如图乙所示。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为4×107J/m3] 型JY燃气热水器 能耗等级 热效率 容量/L 适应水压/MPa 适用：天然气、液化石油气 Ⅱ 75% 15 0.02﹣0.8 求： （1）加热6min，水吸收的热量。 （2）加热6min，消耗了多少m3的天然气？ 35．横河实验学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热、他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）、加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，那么请问： （1）图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图像？为什么？ （2）请根据图像说出水在受热过程中温度变化的特点。 （3）加热满2min时，水吸收了多少热量？ （4）给水加热持续了10min时间，共消耗了多少酒精？这些酒精如果完全燃烧将放出多少热量？ （5）试求出沙子的比热容。 36．小曹的混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求： (1)汽车以50km/h速度匀速行驶时的牵引力； (2)测试过程中牵引力做的功； (3)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ (4)在测试中，混合动力汽车的热机效率是30%，则本次测试过程中混合动力汽车的发电量是多少？ 37．随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表： 地面装饰材料散热管材料 陶瓷 塑料 木地板 聚乙烯（PE-RT） 136.6W/m2 103.5W/m2 93.5W/m2 聚丁烯（PB） 125.7W/m2 96.9W/m2 90.0W/m2 （1）若该地暖系统的总水量为2×103kg，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/(kg•℃)] （2）某家庭木地板的面积为100m2，散热管材料为聚丁烯（PB），供水温度为45℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？ （3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还有哪些与科学知识有关的因素？请至少写出两点。 38．小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量，从说明书上查到：小亮家的汽车采用的是LFX直列四缸发动机（如图），排量为2.0L；从网上查找到了其输出特性曲线（如图所示）：小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为120km/h，此时发动机转速为2000r/min，平均行驶百公里油耗为10L；从物理书上查得汽油的热值为．密度为 (1)由这台发动机输出特性曲线可以看出，发动机转速为2000r/min时，以120km/h的平均车速行驶18km，发动机所做的有用功约为多少？ (2)这辆汽车以120km/h的平均车速行驶时，发动机的效率约为多少？ (3)设做功冲程燃气对活塞的平均压强为（Pa），发动机排量为（L），发动机转速为n（r/min），试通过公式推导在发动机转速在1000r/min~5000r/min范围内，发动机的输出功率与其排量的关系式。 39．小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从刚上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0 L ；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。 (1)根据图象分析，在发动机转速为1 000∼5 000 r/min 范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？ (2)设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排 ，每个活塞的受力面积为S，活塞移动距离为L ，试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系式。 40．在2024年广州新能源汽车展览会上各款车型争奇斗艳，参展的新能源汽车大部分为电动汽车。下表为某款电动汽车的参数，请完成下面的计算：（） 整车质量 960kg 电池额定输出电压 150V 单个轮胎与地接触面积 电池额定输出电流 80A 轮胎个数 4 (1)若电动机工作时把80%的电能转化为机械能，电动汽车在额定功率下以72km/h匀速行驶时，所受平均阻力是多少？ (2)若普通汽车行驶时平均阻力与电动汽车相同，汽油燃烧的能量转化为机械能的效率为20%。普通汽车以72km/h的速度匀速行驶80km，需要消耗多少千克汽油？（汽油的热值是） 41．如图甲所示是一款国产无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，表格是它的部分参数。 整车质量 2000kg 与地面的总接触面积 800cm2 最高速度 120km/h 以最高道度行驶时受到的水平阻力 300N (1)该车在平直的高速路上匀速行驶一段距离时消耗汽油0.1kg，汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值q＝4.6×107J/kg） (2)若汽车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力做功的功率为多少？ (3)如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（m2），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p（Pa），发动机的转速为N（r/min）；若汽车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率为η，汽油的热值为q（J/kg）、汽油的密度为ρ0（kg/m3），求该汽车发动机的百公里耗油量V（m3）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 42．图甲是一新款电火锅，图乙是其内部电路简化图，可实现高、中、低挡工作。仅闭合开关S、S1，电火锅在低温挡工作。仅闭合开关S、S2，电火锅在中温挡工作，已知低温挡的电功率为500W， R2的阻值为48.4Ω。求： (1)高温挡的电功率 (2)R1：R2 (3)电火锅正常工作时，用高温挡加热质量为2kg、初温为20℃的水，经过10min水温升高到100℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的加热效率， [] 43．如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg。它有大小两个加热挡位，其内部电路如图所示，电热丝R1=61.6Ω，R2=48.4Ω[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]；求： （1）小功率挡的额定功率； （2）若用大功率挡将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，需要吸收多少热量； （3）若用大功率挡加热题（2）中的水，且加热效率为80%，则需要多长时间。 44．如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220V，加热功率为1210W；电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变；求： （1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其它用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了22圈；则该电饭锅的保温功率为多少？ （2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？ （3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81%≤η＜86%；他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为20℃、质量为2.5kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时820s；已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。 45．小明家的豆浆机的简化电路如图所示，铭牌中部分参数如表所示。豆浆机工作时加热器先加热，待水温达到时温控开关闭合，电动机开始打磨且加热器继续加热，直到产出豆浆成品，电源开关自动断开。小明用初温的水和少量豆子制作豆浆。水和少量豆子的总质量为1kg。[水和豆子的比热容取] （1）求加热器单独工作时电路中的电流； （2）求温控开关闭合前水和豆子吸收的热量； （3）本次制作豆浆共计用了的时间，若在温控开关闭合前加热器正常工作生产的热量被水和豆子吸收，求本次制作豆浆共消耗的电能。 豆浆机铭牌 最大容积V/L 2 加热器功率P热/W 880 额定电压U/V 220 电动机功率P动/W 1120 46．用酒精灯加热某晶体，其温度变化图像如图所示，晶体的质量是1kg（假设酒精灯放热完全被加热物质吸收，忽略质量的变化），若该物质固态时比热容是。求： (1)晶体熔化过程中吸收的热量是多少？ (2)结合图像回答该物质液体时比热容和固体时比热容之比是多少？ 47．现在常州很多公交车都升级换代成了新能源公交车，某新能源公交车空车质量为，轮胎接触地面总面积为，发动机额定功率为，配备能装入氢气的氢气瓶和容量为的动力电池。氢燃料用完后可切换到纯电模式继续运行。（已知取，） （1）某次运行，车上共有人，总质量，求此时公交车对地面的压强是多少？ （2）如果电池充满电并且氢气瓶装满氢气，在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离是多少？（发动机的综合效率为，行驶时阻力为） （3）部分新能源公交车还装有动能回收系统，可以将刹车过程中减少的动能的转化成电能，这部分电能除了供车内总功率为的用电器工作之外，其余电能全部储存到蓄电池中，假设某次刹车前车辆动能为，刹停后蓄电池中电能增加了，问刹车过程花了多少时间？ 48．空气炸锅的内部电路结构如图所示，发热元件为两个电阻，，额定工作电压为，工作时有高温、低温两个挡位。 (1)高温挡正常工作时，求电路消耗的总功率。 (2)使用空气炸锅高温挡（电能转化为内能的效率为75%），将质量为、初温为的原料薯条加热到需要多长时间？〔〕 49．在“比较电动汽车与燃油汽车”的跨学科实践中，小明收集到某油电混合动力汽车相关信息：①汽车（含驾驶员）质量m＝1.6t，电池最大储能能量，当电能剩余时必须重新充电才能继续行驶；②汽车以60km/h的速度沿水平道路行驶时所受阻力f为车重的0.05倍；③电动机能量转化效率。（g取10N/kg） (1)求该汽车充满电后，在纯电模式下以60km/h的速度沿水平道路行驶的最大里程； (2)在某次测试中，在燃油模式下，汽车以60km/h的速度沿水平道路匀速行驶125km消耗了8kg的汽油，同时电池电量增加11kW·h。不考虑燃油燃烧对汽车质量的影响，汽油热值，求燃油发动机效率。（结果保留到0.1%） 50．如图甲所示，把质量为的凉牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热，经过一段时间，牛奶和热水温度随时间变化图像如图乙所示，a为热水图像，b为牛奶图像。已知，。求： (1)牛奶不再升温时吸收的热量； (2)该过程热传递效率为，热水放出的热量： (3)热水的质量是多少千克（结果保留两位小数）。 三、作图题 51．用一功率恒定的电加热器对一定质量的某晶体进行加热。请你在图中画出该物体的温度从升高到的过程中，内能随温度变化的大致图像。（已知其熔点为，且固态的比热容小于液态的比热容） 52．如图所示的坐标图象描述的是在标准大气压下，初温为20 ℃的某晶体物质吸热从固态熔化为液态，且液态物质继续吸热一段时间，整个吸热过程中的加热源保持不变，物质的总质量保持不变。请分别画出该晶体物质在固态、液态时的比热容随吸收热量Q变化的大致图象（要求：所画的图象能够比较出该物质在两物态时的比热容大小的比值关系，且在对应的图象中标出物态名称）。 53．如图所示为我国民间传统的手摇式爆米花机的制作情景.将玉米放入爆米花机中加热一段时间t1后，爆米花师傅将爆米花机抱到指定位置t2时刻打开机盖，在机内气压的作用下，机内的高温高压气体连同加工的玉米一起喷射出来。由于外界的压强迅速下降，喷射出来的玉米迅速向外扩张，便被爆成爆米花。请作出从开始加热到爆成爆米花后的过程机内内能随时间的变化的大致图像。 54．质量相同、温度均为90℃的甲、乙两种液体，在常温下（25℃）放热。甲液体的比热容比乙液体的比热容小。图中已画出甲液体放热时温度随时间变化关系的大致图像，请在如图所示的坐标系中作出乙液体放热时温度随时间变化关系的大致图像。 55．如图，这是探究冰熔化前、后温度变化的特点实验时，完成的部分图像的绘制，实验第8分钟时冰刚好完全熔化，已知加热到第12分钟时停止加热，请补全8~12分钟的图像。（） 四、简答题 56．国庆假期，小安和小海到泉州西湖公园乘坐小船游玩，清晨时分看到湖面上有很多薄雾。中午的时候，气温较高，小安建议把小船划到湖中间会凉快一些。小海说：“湖边靠岸处才凉爽呢！”请你分析①“薄雾”是怎么形成的？②小安和小海谁说得对，为什么？ 57．我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒黏附在木质推杆前端，其结构如图所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃。 (1)解释艾绒被点燃的原因（包含能量的观点）。 (2)艾绒被点燃的过程中相当于四冲程汽油机的哪个冲程。 58．小红发现供暖的“暖气”是用水作为介质，而电暖器里的工作物质是油而不是水。请解释为什么暖气和电暖器里的工作物质不同？ 59．如图所示，是加热烤肠的情景，店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤，这样烤肠就不致被烤焦，请从物理的角度分析其中的道理。 五、综合题 60．某校为改善学生生活条件，给学生宿舍安装了80台速热式电热水器。该电热水器铭牌标明：加热功率4400W，保温功率100W，水箱容积25L，内部结构如甲图所示。R1、R₂是水箱中加热盘内的电热丝，S2为温控开关，当水温升高到时，温控开关S₂自动切换到保温状态。同学们为界清楚该电热水器性能，做了以下探究，请你帮助完成： （1）当水温升高到时，温控开关S2自动切换到__________（选填“a”或“b”）处，电路进入保温状态； （2）若每台每天平均保温20h，这80台电热水器在额定电压下每天因保温消耗的电能为多少kW·h__________? （3）求电阻R1的阻值__________； （4）善于观察的张林发现，当他们寝室只有热水器工作时，将一箱冷水加热1min，热水器显示屏显示水温由：上升到22℃，同时本寝室的电能表（如图乙）指示灯闪烁了80次，则水吸收的热量为__________J，该电热水器的效率为__________。已知，不考虑电阻随温度变化。 61．龙年首发！2月23日19时30分，在文昌航天发射场用长征五号遥七运载火箭成功将通信技术试验卫星十一号顺利送入预定轨道。如图所示，火箭使用液态氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为。 （1）火箭升空的过程中，燃料燃烧将其___________能转换为内能，火箭的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”）； （2）若火箭发射时携带液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J？___________ （3）若上一问放出的热量只有20%被水吸收，能将、初温为10℃的水加热至多少摄氏度___________？[），已知当地大气压为1标准大气压] （4）“比冲”是动力学家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，所以比冲单位是秒）。假设火箭使用的YF-77氢氧发动机，单台比冲为307s，推力为51t，工作时间是173s，则单台消耗燃料质量为多少t？___________（结果保留一位小数） 62．目前“节能减排”已引起全球的关注，如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。 (1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶，请你将如图中的汽车的能流图补充完整。______。 (2)如表是汽车厂家提供的某款汽车在某次测试过程的部分参数，请你计算完成该次测试过程中的下列问题。说明：测试过程汽车始终在平直公路上以的速度匀速行驶。 汽车质量 1.5t 汽车发动机输出功率 28kW 测试距离 100km 使用燃料92号汽油热值 每百公里耗油量 10L 汽油密度 ①汽车发动机所做的有用功是多少？_______ ②汽车发动机的效率是多少？_______ (3)武汉汽车保有量在迅速增长，消耗燃油量也就迅速增长。每辆汽车每年耗油1.6t，汽车内燃机的效率平均值取，如果能把内燃机效率提高，武汉城区汽车数量按160万辆来计算，每年可以节约多少吨燃油？ 63．小华的爸爸最近购买了一辆某品牌的小汽车，如图甲所示。 实验次数 1 2 3 4 5 速度/(km/h) 40 60 80 100 120 制动距离/m 8 18 32 50 （1）某次自驾游的过程中，遇到一座比较高的桥。他爸爸在汽车开始上桥时立即加大油门同时减挡降速，其目的是为了________牵引力（选填“增大”或“减小”）； （2）小华上网查得该型号汽车在某次启动性能测试的有关数据，汽车以恒定功率的启动在水平路面上做直线运动，运动过程中受到的阻力为3000N且保持不变，运动速度v与时间t的关系如图乙所示。则在0~5s内，汽车运动60m，此过程汽车的机械能________（选填“变大”“变小”“不变”）；汽车匀速运动过程中牵引力的功率是________W； （3）在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过________的方式增加物体的内能； （4）小华还查到该型号轿车的行驶速度与对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表格所示；根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是________m。制动距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。图丁中所示的图线分别为甲、乙不同品牌汽车在同一路面上紧急刹车过程中的实际制动距离s与刹车前的车速v的关系图象。图中________（选填“甲”或“乙”）车的刹车性能较好。 64．增程式汽车作为一种新型绿色交通工具。它的动力系统主要由电池、电动机和增程器组成，增程器主要由一个发动机（内燃机）和发电机组成，如图所示。在电池能量充足的情况下，车辆以“纯电模式”行驶，此时发动机不工作，完全依赖电池进行驱动。当电池的电量不足时，车辆以“增程模式”行驶，增程器启动，发动机驱动发电机产生电能，这些电能一部分直接驱动电动机，其余部分充入电池，以备后续使用。通过这种方式，使汽车续航距离大大增加，并且在中低速行驶时（市区内），由于内燃机不直接参与驱动，因此可以一直维持较高的效率，相比普通燃油车更省油。下表是某品牌增程式汽车的部分参数，“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比，“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。 某品牌增程式电动汽车部分参数 电池容量 32kW·h 电动机的能量效率 90% 增程系统的效率 40% 风阻系数 0.24N·s2/（kg·m） 车身尺寸 （长l）5m×（宽b）2m×（高h）1.8m 车头正面投影面积/m2 0.8 (1)在“增程模式”下，当发电机给电池充电时，电池相当于________（选填“电源”或“用电器”）。 (2)小明的爸爸某天驾驶传统燃油汽车上下班，已知上下班的总路程为20km，传统燃油汽车的能量效率（指汽车行驶时克服阻力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比）为30%，每天的油耗为2kg。若驾驶该增程式汽车，在“增程模式”下行驶相同距离，相比传统燃油汽车一天可以节省多少kg汽油？（设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同，q汽油取4.5×107J/kg）（计算结果保留一位小数） (3)已知汽车的风阻系数=，则该款汽车以50km/h的时速行驶100km克服正面风阻力做多少功？（空气密度取1.2kg/m3） 65．某款洒水车的主要结构如图甲所示，配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷撒车前行，还要带动雾炮机电器箱里的发电机发电，然后发电机发电给风机、转向机、水泵和液压泵，水泵和液压泵可独立工作．机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒重心；工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处，然后被风机产生的强风喷射出去；转向机可以带动喷雾炮筒左右水平旋转，液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动，达到有效控制射程和喷洒面积的作用．喷洒车的部分参数如下表．喷水最大流量：单位时间内最大喷水体积；最大能效：以最大射程和流量工作时，最大射程和最大流量的乘积与发电机输出功率的比值． 发电机输出电压 柴油机效率 50% 最大能效 发电机效率 80% 水箱容积 喷水最大流量 (1)若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒_______min． (2)某次喷洒车以匀速行驶执行喷洒任务，柴油机以的转速运行，提供的牵引力的同时还实现发电机的输出功率为，使雾炮机以最大射程和最大流量工作，已知柴油的热值为，则 ①该雾炮机的最大射程为_______m； ②喷洒车工作消耗柴油多少千克?（写出必要的文字说明、表达式及最后结果）( ) 66．插电式混合动力车（简称PHEV）是以电动为主，在电池电力耗尽后不能及时充电才以汽油机为辅的动力装置，电池的放电效率为80%，输出的电能全部转化为汽车的机械能。当汽油发动机工作时，将汽油燃烧放出的热量的20%用来驱动汽车行驶，5%转换成汽车电池中的电能。已知汽车以36km/h的车速匀速行驶时所受的阻力为1000N，汽油热值近似取q＝5×107J/kg。 （1）当汽车用电行驶时，将电能转化为________能。汽油发动机工作时每秒完成10个工作循环，则汽油发动机每分钟完成_______个冲程。 （2）一辆PHEV汽车在快充电充电，每秒消耗电能2×104J，快充充电桩充电2.5h将电池充满电，若在纯电模式下可供汽车在某平直路面上以36km/h的车速匀速行驶2h，求该汽车电池在快充时的充电效率__________? （3）若上述电池电力耗尽后依靠汽油机进行匀速行驶，已知油箱中有36kg汽油，求汽车距离下一次充电最多还能行驶多少路程__________？ 67．2024年6月，中国商飞公司两架飞机，圆满完成首次加注可持续航空燃料演示飞行任务，其使用的原料来自餐余废油，让曾经的餐桌噩梦“地沟油”华丽转身。据了解，按照现有生产工艺技术，1吨地沟油原料可生产0.85吨生物柴油，热值可达，每吨生物柴油可减排3吨左右二氧化碳。 (1)生物柴油燃烧将化学能直接转化为___________能，优点是：___________。 (2)我国每年产生的地沟油约400万吨，若将这些地沟油的20%制成生物柴油，完全燃烧释放的热量是多少？ (3)2024年上海使用生物柴油的车辆已经超过500万车次，平均每辆车一次性加油计，仅此一项每年就能为上海实现减排二氧化碳多少千克？（  g取） 68．小明家购买的增程式电动汽车结构简图如图所示。相比纯电动汽车，它增加了一套发动机与发电机的组合。当电池电量耗尽时，可以通过燃烧汽油使发动机转动，从而带动发电机发电，使驱动电机工作，汽车继续行驶。若此款汽车满电的最大行驶里程为200km，满油满电的最大行驶里程为1000km，油箱最多装汽油60kg。 （1）60kg汽油完全燃烧放出的热量为多少焦耳？（J/kg）( ) （2）最大行驶里程是汽车在水平公路上，以一定的速度匀速行驶测得的数据。若此时汽车所受阻力为1000N。则匀速行驶1000km的过程中： ①汽车克服阻力做功为多少？( ) ②若该过程中，发动机效率为40%，驱动电机效率为90%，则汽车发电机的发电效率为___________%。（保留整数） 69．热机是人类工业文明进程中具有里程碑意义的伟大发明之一。图甲为一单缸四冲程内燃机，图乙是该内燃机的能量流向图。 (1)如图甲所示的内燃机是________（选填“汽油机”或“柴油机”），图为内燃机的________冲程。 (2)内燃机散热常用水作为冷却剂，是利用了水的________的特性。 (3)由图乙中信息可知，汽油机工作过程中输出有用功的效率为________。 (4)这台单缸四冲程内燃机排量为100cm3，做功冲程燃气的平均压强为3×106Pa，当转速为1200r/min，则该内燃机每秒完成________个冲程，内燃机输出的功率为________W。 70．2023年5月28日，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919（如图甲所示），历时2h从上海到北京，标志着这一机型完成首次商业载客飞行。如图乙所示，为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作。工作时，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。C919客机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如下表，其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。 热效率η1 40% 推进效率η2 60% 航空燃油热值q 5.0×107J/kg (1)涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时内能_______ （选填“增大”“减小”或“不变”）；这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，此过程的能量转化相当于热机的_______ 冲程，涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却。 (2)关于涡轮喷气发动机，下列说法中不正确的是 。 A．进气道中吸入的是空气 B．燃烧室中，化学能转化为内能 C．燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动 D．尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功 (3)设可调管道的通风口面积为S1，当飞机加速飞行时，应使通风口面积_______ （选填“变大”“不变”或“变小”）。 (4)已知，涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的平方关系如图丙所示，当飞机以200m/s的速度水平匀速飞行0.5h的过程中，求飞机克服阻力做的功为多少J？此时需要消耗的航空燃油为多少kg？ 71．汽油机是很多汽车的动力源，又称汽油发动机，其输出功率和排量有关。排量又称工作容积，指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，如图乙所示，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（如果发动机有多个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为排量）。通常汽车多用的汽油机是四缸，图甲所示汽车发动机的4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别处于吸气、压缩和排气冲程，所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程。汽车吸气时，吸入的是汽油与空气的混合体。如下表为某一发动机的主要性能指标，空燃比指汽缸内空气和燃油的质量之比。如果这个发动机以下面表格中的最大功率工作1min，这个过程中发动机对外做功的次数为___________次，发动机做功的效率为___________（结果保留到百分数的整数位） 排量 2L 汽缸内汽油和空气混合气体的密度 发动机最大功率 100kW 最大功率时发动机转速 5000r/min 空燃比 13：1 汽油的热值 72．随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，截至2020年9月，全国机动车保有量达3.65亿辆，其中汽车保有量2.75亿辆。某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，请你参与讨论有关问题。 (1)根据图中的能量流向，该汽车行驶时造成的能量损耗最主要的是______。 (2)汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成______个做功冲程，其中______冲程将机械能转化为内能。 (3)若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为______%（结果保留一位小数）。 (4)一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里油耗为8L，发动机的效率为25%。设汽车通过50km的路程，汽油的密度，汽油的热值。该路段上消耗的汽油完全燃烧释放的热量是_______J，该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力为_______N。 (5)为了减少汽车行驶中的能量损耗，就你所知，提出一条建议：_______。 73．燃气热水器以天然气作为燃料，通过燃烧加热的方式将热量传递到流经热交换器的冷水中以达到制备热水的目的，无需储水。如图所示为小明家新安装的燃气热水器，其加热功率为1.5×104W，标注的能效等级为二级。某次洗澡时，该热水器工作16min，花洒的出水量为5kg/min，洗澡水温为40℃，未加热前水的初温为4℃。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]则： (1)燃气热水器工作过程中，将天然气的化学能转化为水的_______； (2)若洗澡前后燃气表上显示的剩余气量分别为165.50m3和165.14m3，该过程中仅洗澡消耗燃气且燃气完全燃烧，则该燃气的热值是多少? (3)下表为国家规定的燃气热水器能效等级的热效率范围，请通过计算帮小明判断该款热水器的能效等级是否达标。 热效率（） ≥96% 88%≤<96% 84%≤<88% 能效等级 一级能效 二级能效 三级能效 74．目前大多数汽车刹车采用油压制动；其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力使车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉，为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率； （1）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是________； A．①②③④ B．②④ C．②③ D．①③ （2）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m，汽车牵引力的功率为_________W；如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的s-t的关系如图甲所示，则在0~0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为_________J； （3）某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图象如图乙所示；则图中表示开启再生制动器的图线是________； （4）在本次测试过程中，由图象可知本次测试的储能效率为________。 75．如图（a）所示，甲、乙、丙分别是某物质在不同状态下的分子模型。100g该物质从甲状态变为了乙状态，如图（b）所示是该过程中物质的温度随时间变化的图像（物质的质量不变）。 (1)在点时的分子排列如图______（选填“甲”、“乙”、“丙”）所示。 (2)在点的分子动能______在点的分子动能，在点的内能______在点的内能。（以上两空均选填“大于”“等于”或“小于”）。 (3)如图（b）所示，该物质每分钟吸收的热量相同，若段物质的比热容为2.1×103J/（kg·℃），则段物质吸收的热量是______J。 76．假期，小莘在海边散步，发现很多现象都和热学知识相关。 (1)小莘脚踩到砂子上，脚瞬间感觉“很烫”是因为脚和砂子存在______，从而在脚和砂子间发生了热传递。以下关于“热传递”理解正确的是( ) A．热量总是从热量多的物体传向热量少的物体 B．热传递是能量之间的转化 C．物体之间不接触就不能进行热传递 D．通过一定的方式可使热量从高温物体传给低温物体 (2)构成物体的所有的分子动能和______的总和，叫做物体的内能；在国际单位制中，内能的单位是______。 (3)在太阳的照射下砂子的温度升高，砂子的内能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。由此，小莘想：“要使物体的内能增大，一定是物体吸收了热量。”你认同他的观点吗？请说明理由：________ (4)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______。 (5)质量相同的甲、乙两物体放出相同的热量后接触，能量从甲传向乙，则关于两物体的初始温度、，及比热容、，下列关系式中可以成立的是（   ） A．， B．， C．， D．， 77．北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶lh到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。 （1）该车行驶时车上某些零件会发热，需要用水为其冷却。水作为冷却剂是利用了水的 ___________较大的特点，若该车水箱里有5kg、初温为15℃的水，到达B地时水温为75℃，求水吸收的热量Q吸；___________ （2）求此过程中产生的电能E电；___________ （3）有另一辆燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶，所受阻力与甲车相同，燃油在汽缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，燃油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg燃油所需的费用为12元，则在与甲车花费相同燃料费用的情况下： ①求乙车消耗的燃油完全燃烧所放出的热量；___________ ②请通过计算判断乙车能否到达B地。___________ 78．在项目式学习中，某校举行了“家电维修小达人”活动。小明想把如图甲所示的有故障的电饭锅修好。查看铭牌和说明书得知了部分参数和内部工作电路，如图所示，、为阻值未知的电热丝。请你帮助他解决下列问题： 额定电压 220V 高温功率 1100W 低温功率 880W (1)由电路图可知：当开关闭合、___________（选填“A．断开”或“B．闭合”）时，电饭锅处于“高温”挡； (2)经过检查发现高温挡电阻烧坏，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻？ (3)修好后，向锅内装2kg温度为25℃的水，电饭锅用“高温”挡正常工作约90s，水温升高到35℃，这时电饭锅的加热效率是多少？[已知水的比热容为，电热丝的电阻不随温度变化] (4)小明想在不增加器材的情况下，将电饭锅改成一个有高、中、低三个挡位的加热装置，请你帮他在虚线框内设计出电路图（改装后的功率可能和原来的功率不同），并通过计算得出高温挡对应的电功率。 79．2025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） 80．如图甲所示为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。 （1）图乙为发动机在做功冲程中的示意图。设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，推导发动机做的功W=______（用已给字母表示）； （2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数； 排量 2.0L 输出功率 120kW 转速 6000r/min ①该发动机在1s内做功______J； ②在每个做功冲程里，发动机做功是多少______？（写出计算过程） 81．如图是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图。请根据所学知识回答下列问题： (1)如图是汽油机的哪个冲程？ (2)若此汽油机飞轮的转速为3600r/min，汽油机1s对外做功____次；若该汽油机提供的牵引力1min内做功，汽油机能量转化效率为40%，则工作1min需要燃烧汽油____kg。（汽油的热值为J/kg） 82．汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注。在汽车发动机的设计过程中，要考虑能量的有效利用，节能减排。 （1）据统计，武汉市2022年汽车的保有量约300万辆。每辆汽车全年平均耗油1.8t，内燃机的效率平均值取29%。若能把内燃机的效率提高1%，则2022年全市的汽车可节约燃油_________t； （2）如图甲，所示是小秀家小轿车的仪表盘上，有一个显示汽车车门关闭状况的指示灯，只要四个车门中有一个没关闭（此时装在车门上的开关处于断开），指示灯就发光提醒，乙图四个电路中，能体现该装置工作原理的是__________________； （3）该汽车在平直公路上以80km/h的速度匀速行驶时，耗油量为10L/100km，发动机输出功率为23kW；已知汽油的热值为，密度为。则： ①该汽车行驶100km，发动机对汽车做的功是多少_______J? ②该汽车发动机的效率为多少______? （4）该车油箱容积为50L，那么当效率提高为36%后，则该车消耗一满箱的汽油，且在与(3)相同的情况下，能匀速行驶的距离是_________km。 83．一台单缸四冲程汽油机，转速为n（r/min），圆柱形汽缸内活塞的直径为d（m），一个冲程活塞在汽缸内移动的距离为L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p0（Pa）。 (1)在发动机工作时，将内能转化成机械能的冲程是______； (2)求这台汽油机的功率是多少瓦______； (3)若该汽油机10min消耗的汽油体积为V（m3），汽油的热值为q（J/kg），汽油的密度为ρ（kg/m3），求该汽油机的工作效率______。（结果用字母表示，不用带单位） 84．某汽车发动机数据表如下，以最大输出功率工作时： 1分钟内飞轮转 4000次 92#汽油 1分钟燃烧汽油质量 200g 排气量（即气缸的容积） 2L 汽油热值 4.5×107J/kg 发动机最大功率 60kW 空燃比 15:1 (1)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是_____（对甲、乙、丙、丁重新排序，从吸气冲程开始），_____图所示的冲程内燃机给汽车提供机械能，1分钟内对外做功_____次； (2)发动机1分钟内做有用功_____J； (3)1分钟发动机完全燃烧汽油获得_____J热量，其热机效率是_____； (4)空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。根据表中数据可知，一次做功冲程中气缸内混合气体中空气的质量为_____g。 六、科普阅读题 85．阅读短文，回答问题。 汽车发动机 汽油机发动机是很多汽车的动力源。其发动机的输出功率和排量有关。排量又称工作容积，指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（如果发动机有多个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量）。通常汽车多用的是四缸发动机，图甲所示为发动机的4个气缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个气缸的活塞连在一根曲轴上。各个气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别是另外三个冲程，所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程，所以气缸越多的汽车，其动力越平稳连续。汽车吸气时，吸入的是汽油与空气的混合体。下表为一发动机的主要性能指标，空燃比指气缸内空气和燃油的质量比。    排量 2.0L 气缸内汽油和空气混合气体的密度 发动机最大功率 92kW 最大功率时发动机转速 5000r/min 空燃比 12∶1 汽油的热值 （1）四缸发动机常用水来充当冷却剂，原因是___________；为适应严寒地区，在水中加入一种防冻液，使水箱的水有效地降低___________（沸点/凝固点）； （2）在排量一定的情况下，四缸发动机比单缸发动机具有___________（选填“功率大”或“动力连续”）的优势； （3）图甲中气缸做功冲程的点火顺序为1-3-4-2，1号气缸在做功冲程，4号汽缸是___________冲程； A．吸气    B．压缩    C．排气 （4）如图乙，一四缸发动机每个汽缸的工作容积均为V，做功冲程中燃气对活塞的平均压强为p。该四缸发动机中，一个气缸在一个做功冲程中燃气对活塞所做的功W=___________； （5）根据表中的参数，发动机以最大功率工作时，发动机的效率为___________。 86．阅读短文，回答问题。 涡轮喷气发动机 2023年5月28日，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919（如图甲所示），历时从上海到北京，标志着这一机型完成首次商业载客飞行。 如图乙所示，为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作。工作时，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。 C919客机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如下表，其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。 热效率 40% 推进效率 60% 航空燃油热值q (1)涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）；这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，此过程的能量转化相当于热机的_______冲程，涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却，这是因为水的______。 (2)设可调管道的通风口面积为S1，当飞机加速飞行时，应使通风口面积______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (3)已知，涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的平方关系如图丙所示，当飞机以200m/s的速度水平匀速飞行0.5h的过程中，飞机克服阻力做的功为_______J，需要消耗_______kg的航空燃油。 (4)涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体进入燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部喷出过程中，燃气的温度是不断变化的，下列能大致反应燃气温度随时间而变化的是图（　　） A． B． C． D． 87． 汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分。随着汽车工业的快速发展，随之而来的能源紧张和环境影响问题也变得更加突出，因此人们一直不断改进汽车，现阶段的汽车主要包括：传统燃油汽车、普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及电动汽车。 (1)传统燃油汽车 工作的原理是通过燃油发动机获得机械能。四冲程内燃机每个工作循环经历吸气、______、做功、排气四个冲程。做功冲程将______能转化为机械能。 传统燃油汽车油耗高的原因： ①发动机工作状态不同，油耗不同。汽车起步时，发动机负荷率低，做相同的功，实际油耗偏高，效率将偏______。（选填“高”或“低”） ②汽车整备质量大，传统车辆车体结构复杂，车身大部分采用钢材制造，总重量增加，油耗也随之增加。 ③汽车传动系统复杂，损耗大。 (2)普通混合动力汽车 该汽车发动机是一种结合了燃油发动机和电动系统的动力装置。它在高速行驶、急加速等需要大功率输出的场景下，燃油发动机发挥主要动力作用。在车辆启动、低速行驶的场景下发动机可以停止工作，减少燃油发动机在低效工况下运行时间，从而降低油耗。电动系统包括电机和电池。当汽车减速或刹车时，电机还能回收能量为电池充电，此时的电池相当于电路中的_________。（选填“电源”或“用电器”）。 (3)插电式混合动力汽车 该汽车结合了传统燃油汽车和纯电动汽车的特点。车上装有一套燃油发动机系统和一套电动系统。与普通混合动力汽车不同的是，插电式混合动力汽车的电池容量更大，可以通过外部电源充电。在纯电模式下，车辆仅依靠电机驱动，一般能满足日常短途通勤需求，实现零排放，此时如果想提高车速，在电压不变的情况下，要___________（“增大”或“减小”）通过电动机的电流。当电池电量不足或者需要长距离行驶、高速行驶、急加速等情况时，燃油发动机就会启动，提供动力或者与电机共同工作提供动力。 (4)纯电动汽车 该汽车以车载可充电电池作为动力源，用电机驱动车轮行驶的车辆。汽车的前进和后退是通过改变通过电动机中电流方向来实现的。下面同学们设计的模拟电路图中，通过开关拨动，能实现改变电动机电流方向最合理的是 （    ） A． B． C． D． 88．汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒，消耗的动能最终被释放掉，造成了能源的浪费。为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能部分转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。 (1)汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是______； A．①②③④ B．②④ C．②③ D．①③ (2)如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程s与时间t的关系如图甲所示，求在0∼0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功______J； (3)储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图像如图乙所示；则图中表示开启再生制动器的图线是______；依据图像计算本次测试的储能效率为______%。 89．固体的热膨胀 对于工程师来说，在建造公路桥梁时，要设计一些称为膨胀接口的小缝隙，为炎热的夏季留出部分膨胀的空间。一般固体受热时它们只会膨胀一点点，但对于100m长的桥梁来说，这“一点点”叠加起来可能就有几厘米了。如果没有膨胀接口，那么桥梁将会发生变形甚至会部分地损坏。同样，没有铺设膨胀接口的铁轨也会被高温损坏，如图所示。 铁轨在高温下变形 为了理解固体热膨胀的原因，我们可以把固体看做是由弹簧连接的分子的集合，这些弹簧代表分子间的吸引力。当分子靠近时，弹簧会推开分子以使它们分离。当固体被加热时，分子的动能增加，因此它们的振动加快，分子之间彼此离得越来越远，分子间的吸引力不断减弱。也就是当分子的振动由于温度的上升而变得更加激烈时，分子的平均间距加大，导致固体膨胀。 研究表明，固体长度的改变量与材料原长以及温度的变化量成正比。若已知固体温度在时长度为，那么当温度为时，固体长度可由下式求出：，其中称为材料的线膨胀系数，单位为℃-1。不同材料的热膨胀系数各不相同，在生产中应充分考虑到这一特点，例如钢筋和混凝土必须有相同的膨胀系数，否则由这两种材料制成的构件在夏季高温环境下，将会因为各部分膨胀不一致出现爆裂；补牙时所用的填充材料也必须与牙齿的珐琅质具有相同的膨胀率（和收缩率）。 请根据以上阅读材料，回答下列问题： (1)建造公路桥梁时，设计膨胀接口的原因是：______； (2)由公式，可得长度为的固体材料线膨胀系数，其中为该固体材料长度变化量，为温度变化量；由于固体的膨胀沿三个方向进行，根据线膨胀系数的表达式，写出体积为的固体体积膨胀系数的表达式：______（用、以及体积变化量表示）； (3)若某工程需要将铁棒与铝棒对接在一起制成长度为1m的金属棒，要求它的长度随温度膨胀的程度与1m长的铜棒相同，则铁棒的长度应为______m。 已知：，，。 90．阅读短文，回答文后的问题： 汽车发动机 发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在汽缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机的吸气冲程吸入的是________（选填“空气”或“空气和汽油的混合物），汽油机工作时将燃料燃烧得到的内能转化为________能； （2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果该发动机装有4kg的汽油，若这些汽油充分燃烧2kg，应放出的热量为________J，剩余汽油热值是________J/kg； （3）四缸发动机的四个汽缸交替做功，这样可以保证动力稳定输出，若1号汽缸在做功冲程中，则4号汽缸所处的冲程是________；若3号汽缸在排气冲程中，则2号汽缸所处的冲程是________； A．吸气冲程　　B．压缩冲程 C．做功冲程　　D．排气冲程 （4）该发动机单汽缸转速为2400r/min时，每秒对外做功________次。 91．阅读短文，回答问题。 汽车发动机 汽油机发动机是很多汽车的动力源。其发动机的输出功率和排量有关。 排量又称工作容积，指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（如果发动机有多个汽缸，所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量）。 通常汽车多用的是四缸发动机，图甲所示为发动机的4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，所以汽车发动机的一个完整工作循环包含有四个做功冲程。汽车吸气时，吸入的是汽油与空气的混合体。下表为一发动机的主要性能指标，空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。 排量 汽缸内汽油和空气混合气体的密度 发动机最大功率 最大功率时发动机转速 空燃比 汽油的热值 有些发动机为了增加输出功率，还使用了涡轮增压技术。涡轮增压器利用发动机排出废气的惯性来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮压送由管道送来的空气，使之增压进入汽缸，以提高进入汽缸气体的密度，可以燃烧更多的燃料。 （1）在排量一定的情况下，四缸发动机比单缸发动机具有 ___________（选填“功率大”或“动力连续”）的优势，四缸发动机常用水来充当冷却剂，原因是 ___________； （2）图甲中1号汽缸在做功冲程，4号汽缸所处的冲程是 ___________； A．吸气        B．压缩         C．做功        D．排气 （3）利用废气的惯性带动涡轮叶片的过程中，废气通过 ___________（选填“做功”或“热传递”）的方式，使叶轮的动能增加；叶轮压缩空气时，空气的温度会 ___________（选填“上升”或“下降”）； （4）如图乙，一四缸发动机每个汽缸的工作容积均为V，做功冲程中燃气对活塞的平均压强为p0。该四缸发动机中，一个汽缸在一个做功冲程中燃气对活塞所做的功W=___________；若该四缸发动机转速为50r/s时，发动机输出功率的表达式P=___________； （5）表中的发动机以最大功率工作时，发动机完成一个工作循环时，消耗的燃料质量为 ___________kg，此时发动机的效率为 ___________。 92．阅读短文，回答问题。 无链条电动自行车 无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。如图1为一种在售的无链 条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。 为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160Wh/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。 整车 整车质量 40 kg 最大车速 26 km/h 最大噪声 ≤30 dB 锂电池 电压 36 V 容量 10 A•h 电动机 额定功率 180 W （1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过______转化为电能，然后电能又转化为______能存储在车的锂电池中； （2）与汽车相比，电动自行车启动较快的原因之一是电动自行车质量小，具有的______较小； （3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为______J，锂电池的质量为______kg； （4）若测试时质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，则电动机的效率为______。（g取10N/kg） 93．人工心肺机就像发动机，为人体输送氧气与营养提供动力。 心动过缓时，医生会将心脏起搏器植入人体内辅助心脏正常工作，起搏器是一种电子装置，它产生的电脉冲（周期性变化的电流）刺激心脏收缩，从而提高心率，频率适应性起搏器能根据患者的活动情况调整起搏频率，起搏频率指起搏器每分钟发放电脉冲的次数。 体外肺膜氧合（简称ECMO）技术挽救了许多危重患者的生命。如图甲所示ECMO技术的原理是将体内的血液引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人体内，起到部分心肺替代作用。为使病人维持正常体温，需用热交换器对流入人体的血液进行加热；ECMO的工作电压与家庭电路电压相同，使用中如短时停电，可振动如图乙所示的摇把，维持血液循环。血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积）是衡量心肺功能的重要指标，研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比，当血管横截面积为正常值的n倍时，测得血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示，血液的比热容为0.85×103J/（kg·℃），密度为1.05×103kg/m3，人体组织的比热容与水相当，为4.2×103J/（kg·℃）。 n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60 v/ 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300 (1)体重500N的佩戴频率适应性起搏器的患者爬四层楼上楼时，楼房层高3m，克服自身重力做功______J，起搏器的起搏频率将______（选填“增大”或“减小”）； (2)血液经热交换器加热后使病人维持正常体温过程中，是利用______的方式使人体的内能增加的；当血流速度为0.25m/s，血流量为10-4m3/s时，对应血管的横截面积为______m2； (3)在一次抢救中使用ECMO技术，血流量为5L/min，若要将血液的温度升高6℃，不计热量损失，则血液每分钟需要从热交换器吸收的热量为______J； (4)正常人的心脏在一次搏动中泵出血液约80mL，在一次搏动中推动血液流动的平均压强为1.6×104Pa，设心脏每分钟搏动75次，则正常人心脏推动血液流动的平均功率为______W；若某病人心脏推动血液流动的平均功率为3.6W，则该病人与正常人血管的横截面积之比为______。 94．阅读短文，回答文后问题。 牛顿冷却定律 当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢大小等于单位时间内散失热量的多少。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律，如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为q＝k(t物－t环)，其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同，由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。 (1)物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫做________；散热快慢q的单位是________。 (2)一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的散热系数为k，当物体温度降低到29℃时，散热快慢q＝________；散热系数k的单位是________。 (3)如题图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，保温杯散开口，将两个保温杯分别放置到图乙的电脑温控箱中； ①如果将温控箱的温度设置为10℃，且保持不变，则水和盐水在散热过程中的散热快慢q与(t物－t环)的关系说法正确的是( ) A．B． C．D．以上选项均不正确 ②如果将温控箱的温度设置为20℃，且保持与杯中液体温差不变，水和盐水温度随时间变化的图像如题图丙所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，盐水的体积为250mL，测出盐水的比热容为3×103J/(kg·℃)，则实验中所用盐水的密度为_________kg/m3，此过程盐水的散热快慢q为_________（计算结果保留一位小数，注意写单位）。 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 $