第14章 内能的利用（提升练） 单元练习--2026-2027学年人教版物理九年级全一册

单元素养训练（四） 第14章 内能的利用（提升练） 一、选择题（本大题共10小题。每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。） 1．如图所示，共享单车的车筐底部安装了太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，从而为GPS和通信模块供电。关于太阳能发电板为蓄电池充电的过程，下列说法正确的是（　　） A．太阳能发电板将太阳能转化为电能 B．太阳能发电板相当于用电器 C．蓄电池相当于开关 D．蓄电池被充电时将化学能转化为电能 2．礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．罐内气体分子热运动加剧 C．罐内气体通过热传递方式改变了其内能 D．该过程能转化方式与汽油机做功冲程相同 3．如图所示是某单缸四冲程汽油机的两个冲程示意图，该汽油机工作时飞轮转速为2400r/min。以下有关说法正确的是（　　） A．甲冲程是吸气冲程，乙冲程是做功冲程 B．该汽油机每秒对外做功20次 C．乙冲程发生的能量转化为机械能转化为内能 D．乙冲程是靠飞轮的惯性完成的 4．由热值的定义可知，热值q＝Q/m，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（　　） A．热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定 B．热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定 C．热值的大小与m成反比，燃烧的燃料越少，燃料的热值就越大 D．热值的大小与Q成正比，燃烧放出的热量越多，则燃料的热值就越大 5．干木柴、焦炭和无烟煤的热值如图所示的柱状图，下列说法正确的是（　　） A．在完全燃烧的条件下，无烟煤放出的热量最多 B．在质量相同的条件下，干木柴燃烧放出的热量最少 C．0.5kg焦炭的热值等于1kg焦炭的热值 D．燃烧0.5kg焦炭放出的热量小于燃烧1kg焦炭放出的热量 6．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图象如图所示，则下列分析正确的是（　　） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾，所需乙燃料的质量更小 C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多 D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100% 7．一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其速度随时间变化的图象如图所示，在0～10s内通过的路程为150m，10～15s共燃烧了0.015kg的汽油，下列说法不正确的是（　　）（汽油的热值） A．汽车在0～10s内的平均速度为20m/s B．汽车在运动过程中牵引力先变大后不变 C．汽车在10～15s内牵引力做功2.4×105J D．汽车在10～15s内发动机的工作效率为12% 8．（多选）如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模一熔炼一浇铸一脱模一打磨”五个步骤。下列说法中正确的是（　　） A．加热时推动鼓风机可以提离燃料热值 B．熔炼过程中，铜熔化时内能不断增加 C．打磨的过程中，机械能转化为内能 D．浇铸的过程中，铜所含热量不断减少 9．（多选）如图甲所示是国产某品牌的油电混合动力汽车，该车的动力主要来源于汽油机，并配备了第二个动力源电池，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（　　） A．当汽车使用动力电池行驶时，汽油机内汽油的热值变小 B．该汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的做功冲程 C．如图丙是小汽车汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该汽油机的效率为30% D．汽油机单缸一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转两周，对外做功两次 10．（多选）小美在老师指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯，测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图象。若水沸腾前质量不改变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，，，，则下列说法正确的是（　　） A．整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多 B．前3分钟，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104J C．消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108J D．酒精灯加热的效率为33.6% 二、填空题（本大题共6小题） 11．该图是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将____________能转化为电能；车轮的轮毂其实是四个风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为__________能，充入自身电池储存起来。 12．2024年9月25日8时44分，中国发射了一枚洲际弹道导弹，准确落入了太平洋预定海域。洲际弹道导弹在加速升空的过程中，是___________能转化为机械能，该能量转化与四冲程汽油机的___________冲程相同。 13．小明爸爸去4S店保养车。小明爸爸问师傅“该换什么了？”师傅告诉小明爸爸“该换火花塞了”，通过此对话你判断他家的车用的机器是内燃机中的___________。在4S店车间里，他看到某单缸四冲程内燃机的飞轮上标有2400转/分钟，该内燃机按着这个转速工作时，1s对外做__________次功。 14．《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。筒车“昼夜不息”，_________（选填“能”或“不能”）说明它就是永动机，理由是_____________________________________________________。 15．两种不同的燃料，甲的质量为2kg，乙的质量为1kg，甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示，则甲的热值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙的热值，甲燃料的热值是_____________J/kg。 16．阅读短文，回答问题。 科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，第六冲程让水蒸气排放到冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高，“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%，在一定程度上能够缓解如今由于能源供应短缺而导致的能源危机。 （1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为________能； （2）“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的_________冲程，如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是1800r/min,则该发动机每秒钟对外做功________次，若每次做功为500J，“六冲程引擎”发动机的功率为________W。 三、实验探究题（本大题共2小题） 17．创新实践小组的同学在校园科技节上展示了自制“汽轮机”的过程： （1）制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动，如图甲所示。 （2）组装“汽轮机”：按照如图乙所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对着叶片。 （3）给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转动了起来。 （4）探究思考： ①汽轮机的能量转化过程是__________________________________________。 ②汽轮机工作时，水蒸气对叶轮_________，水蒸气的内能____________（选填“增加”“减少”或“不变”）。 ③请你说出一种提高此汽轮机效率的方法：________________________________________________。（合理即可） 18．根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热容计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。 （1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：______________、_______________。 （2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因：___________。 （3）改进实验后，获得了如表所示数据，规律得到验证。若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25kg的重物需下降_______m。 实验序号 重物质量（kg） 下降高度（m） 升高温度（℃） 实验序号 重物质量（kg） 下降高度（m） 升高温度（℃） 1 20 5 0.5 4 10 10 0.5 2 20 10 1.0 5 30 10 1.5 3 20 15 1.5 6 40 10 2.0 （4）若已知容器中水的质量是0.2kg，则第2次实验中当重物下降时，重物的重力做功转化为水的内能的效率为__________%。[g＝10N/kg，] 四、综合题（本大题共2小题）要求：（1）语言表述简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算。 19．中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。 ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，c水＝4.2×103J/（kg•℃），用该装置加热水的效率为42%。求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量。 （2）该液态燃料的热值。 20．如图所示是我国自主研制的3321型气垫两栖登陆艇。该艇具备极快的运行速度和适应能力，可以在短时间内将主战坦克直接送上滩头，空前强化了中国军队的两栖登陆能力。它的质量约为2.15×105kg。登陆艇的推进力为3.0×105N时，匀速行驶4500m时耗油120kg。（g取10N/kg，燃油热值约为4.5×107J/kg）求： （1）它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少？ （2）则登陆艇的推进力做多少功？ （3）则发动机的推进效率是多少？ 【答案与解析】 一、选择题（本大题共10小题。每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。） 1．如图所示，共享单车的车筐底部安装了太阳能发电板，通过阳光给里面的蓄电池充电，从而为GPS和通信模块供电。关于太阳能发电板为蓄电池充电的过程，下列说法正确的是（　　） A．太阳能发电板将太阳能转化为电能 B．太阳能发电板相当于用电器 C．蓄电池相当于开关 D．蓄电池被充电时将化学能转化为电能 A 【解析】太阳能发电板工作时，消耗太阳能，获得电能，将太阳能转化为电能，故A正确；太阳能发电板将太阳能转化为电能，蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来，此时发电板相当于电源，故B错误；太阳能发电板为蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，转化为化学能储存起来，蓄电池相当于简单电路中的用电器，故CD错误。 2．礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．罐内气体分子热运动加剧 C．罐内气体通过热传递方式改变了其内能 D．该过程能转化方式与汽油机做功冲程相同 D 【解析】在喷出礼花的过程中，罐内的压缩空气对礼花做功，空气内能转化为礼花的机械能；罐内气体内能减少，故AC错误；罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，故B错误；汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处时，也是将内能转化为机械能，故D正确。 3．如图所示是某单缸四冲程汽油机的两个冲程示意图，该汽油机工作时飞轮转速为2400r/min。以下有关说法正确的是（　　） A．甲冲程是吸气冲程，乙冲程是做功冲程 B．该汽油机每秒对外做功20次 C．乙冲程发生的能量转化为机械能转化为内能 D．乙冲程是靠飞轮的惯性完成的 B 【解析】甲图中进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程；乙图中气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，故A错误；飞轮转速是2400r/min＝40r/s，即飞轮每秒转40r，因为飞轮转2r，完成4个冲程，对外做功1次，所以1s飞轮转40r，完成80个冲程，对外做功20次，故B正确；做功冲程内能转化为机械能，汽油机在此冲程获得动力，除了做功冲程外，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的，故CD错误。 4．由热值的定义可知，热值q＝Q/m，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么（　　） A．热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定 B．热值的大小与Q、m都有关，由Q与m共同决定 C．热值的大小与m成反比，燃烧的燃料越少，燃料的热值就越大 D．热值的大小与Q成正比，燃烧放出的热量越多，则燃料的热值就越大 A 【解析】热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量；热值是燃料本身的特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关、与燃料的质量和放出的热量无关，故A正确、BCD错误。 5．干木柴、焦炭和无烟煤的热值如图所示的柱状图，下列说法正确的是（　　） A．在完全燃烧的条件下，无烟煤放出的热量最多 B．在质量相同的条件下，干木柴燃烧放出的热量最少 C．0.5kg焦炭的热值等于1kg焦炭的热值 D．燃烧0.5kg焦炭放出的热量小于燃烧1kg焦炭放出的热量 C 【解析】燃料燃烧放出热量的多少与燃料的热值、燃料的质量有关，只根据热值无法判定放出热量的多少，故A错误；在质量相同的条件下，燃料燃烧放出的热量除了与热值有关外，还与是否完全燃烧有关，所以干木柴燃烧放出的热量不一定最少，故B错误；热值的大小与质量无关，0.5kg焦炭与1kg焦炭的热值相等，故C正确；燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧有关，所以0.5kg焦炭放出的热量不一定小于燃烧1kg焦炭放出的热量，故D错误。 6．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图象如图所示，则下列分析正确的是（　　） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾，所需乙燃料的质量更小 C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多 D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100% C 【解析】由图可知，取相同质量时，Q甲＞Q乙，根据q=可知，q甲＞q乙，即甲燃料的热值大于乙燃料的热值，故A错误；分别燃烧甲、乙两种燃料将同一锅水加热至沸腾，则水吸收的热量相同，燃料燃烧放出的热量相同，q甲＞q乙，根据m=可知，甲燃料的质量更小，故B错误；完全燃烧相同质量的两种燃料，q甲＞q乙，根据Q放=mq可知，甲放出的热量更多，故C正确；甲燃料的热值大，由Q放=mq可知，完全燃烧相同质量的甲燃料和其它燃料相比，甲放出的热量多，但使用甲燃料的热机做的有用功不一定多；使用甲燃料的热机做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比不一定大，即热机效率不一定高（热机效率肯定小于 100%是正确的），故D错误。 7．一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其速度随时间变化的图象如图所示，在0～10s内通过的路程为150m，10～15s共燃烧了0.015kg的汽油，下列说法不正确的是（　　）（汽油的热值） A．汽车在0～10s内的平均速度为20m/s B．汽车在运动过程中牵引力先变大后不变 C．汽车在10～15s内牵引力做功2.4×105J D．汽车在10～15s内发动机的工作效率为12% C 【解析】由题知，在0﹣10s内通过的路程为150m，则在0～10s内汽车的平均速度为：v＝＝＝15m/s，故A错误；由图可知，汽车先加速行驶后匀速行驶，根据力与运动的关系可知，当牵引力大于阻力时汽车做加速运动，当牵引力等于阻力时汽车做匀速运动，所以汽车匀速行驶的牵引力小于加速时的牵引力，即该行驶过程中，汽车牵引力逐渐减小后不变，故B错误；行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，行驶中所受阻力大小为：F阻＝0.1G＝0.1×2.4×104N＝2.4×103N，汽车在10﹣15s内做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力等于阻力，F牵＝F阻＝2.4×103N，由图可知，汽车在10﹣15s内行驶的路程为：s＝vt＝20m/s×5s＝100m，汽车在10﹣15s内牵引力做功为：W＝F牵s＝2.4×103N×100m＝2.4×105J，故C正确；汽车在10﹣15s燃烧汽油释放的能量为：Q放＝mq汽油＝0.015kg×5×107J/kg＝7.5×105J，发动机的工作效率为：η＝×100%＝×100%＝32%，故D错误。 8．（多选）如图所示是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模一熔炼一浇铸一脱模一打磨”五个步骤。下列说法中正确的是（　　） A．加热时推动鼓风机可以提离燃料热值 B．熔炼过程中，铜熔化时内能不断增加 C．打磨的过程中，机械能转化为内能 D．浇铸的过程中，铜所含热量不断减少 BC 【解析】加热时推动鼓风机可以提高燃料的利用率，但热值与燃料种类有关，热值不变，故A错误；熔炼过程中需要吸热，铜熔化时温度保持不变，但吸热内能增大，故B正确；打磨过程中，克服摩擦力做功，通过做功的方式增大了打磨工具的内能，与压缩冲程的能量转化相同，故C正确；热量是过程量，不能说所含热量的多少，故D错误。 9．（多选）如图甲所示是国产某品牌的油电混合动力汽车，该车的动力主要来源于汽油机，并配备了第二个动力源电池，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（　　） A．当汽车使用动力电池行驶时，汽油机内汽油的热值变小 B．该汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，如图乙所示是汽油机的做功冲程 C．如图丙是小汽车汽油机的能量流向图，根据图中给出的信息，该汽油机的效率为30% D．汽油机单缸一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转两周，对外做功两次 BC 【解析】随着汽油的消耗，油箱中剩余汽油的热值不变，故A错误；由图乙可知，该汽油机的进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，说明是汽油机的做功冲程，故B正确；热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用功所占比例为：100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%，即该汽油机的效率为30%，故C正确；汽油机完成一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，故D错误。 10．（多选）小美在老师指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯，测得消耗酒精4g、煤油2.5g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图象。若水沸腾前质量不改变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，，，，则下列说法正确的是（　　） A．整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多 B．前3分钟，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104J C．消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108J D．酒精灯加热的效率为33.6% BD 【解析】由题意，由于甲、乙两烧杯各装水的质量相等，水的初始温度相同，根据Q吸＝cmΔt可知水沸腾前，两杯水吸收的热量相等，为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（98﹣18）℃＝3.36×104J，且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为：Q甲＝，Q乙＝，所以整个过程，乙杯中的水吸收的热量更多，故A错误，B正确；整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量为：Q煤油＝q煤油m煤油＝4.6×107J/kg×2.5×10﹣3kg＝1.15×105J，故C错误；在整个过程中，燃烧4g酒精所释放的热量为：Q酒精＝q酒精m酒精＝3×107J/kg×4×10﹣3kg＝1.2×105J，则酒精灯加热的效率为：η＝＝＝33.6%，故D正确。 二、填空题（本大题共6小题） 11．该图是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将____________能转化为电能；车轮的轮毂其实是四个风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为__________能，充入自身电池储存起来。 光 电 12．2024年9月25日8时44分，中国发射了一枚洲际弹道导弹，准确落入了太平洋预定海域。洲际弹道导弹在加速升空的过程中，是___________能转化为机械能，该能量转化与四冲程汽油机的___________冲程相同。 内 做功 13．小明爸爸去4S店保养车。小明爸爸问师傅“该换什么了？”师傅告诉小明爸爸“该换火花塞了”，通过此对话你判断他家的车用的机器是内燃机中的___________。在4S店车间里，他看到某单缸四冲程内燃机的飞轮上标有2400转/分钟，该内燃机按着这个转速工作时，1s对外做__________次功。 汽油机 20 【解析】汽油机做功冲程采用火花塞点火，柴油机顶部有喷油嘴，采用压燃式点火。师傅说“该换火花塞了”，说明他家的车用的机器是内燃机中的汽油机。 单缸四冲程内燃机，飞轮转2圈，对外做功1次，轮上标有2400转/分钟，即40转/秒，所以每秒对外做功20次。 14．《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。筒车“昼夜不息”，_________（选填“能”或“不能”）说明它就是永动机，理由是_____________________________________________________。 （1）不能 （2）筒车工作时消耗了水的动能，将水流的动能转化为筒车的机械能 15．两种不同的燃料，甲的质量为2kg，乙的质量为1kg，甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示，则甲的热值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙的热值，甲燃料的热值是_____________J/kg。 小于 1×107 【解析】由题知，m甲＝2kg，m乙＝1kg，由图知，甲、乙放出的热量：Q甲放＝2×107J，Q乙放＝3×107J，甲的热值：q甲＝＝＝1×107J/kg，乙的热值：q乙＝＝＝3×107J/kg，所以，甲的热值小于乙的热值。 16．阅读短文，回答问题。 科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，第六冲程让水蒸气排放到冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高，“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%，在一定程度上能够缓解如今由于能源供应短缺而导致的能源危机。 （1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为________能； （2）“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的_________冲程，如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是1800r/min,则该发动机每秒钟对外做功________次，若每次做功为500J，“六冲程引擎”发动机的功率为________W。 （1）机械 （2）做功 20 10000 【解析】（1）如图所示，汽油机的进气门与排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，汽油机处于做功冲程，是内能转化为机械能； （2）第五冲程，为汽车提供动力，是做功冲程；单缸六冲程内燃机飞轮转速：1800r/min=30r/s,由题可知，完成一个工作循环飞轮转3r,对外做功2次，所以该汽油机每秒对外做功的次数为×2=20次；1s内汽油机做的功W=500J×20=10000J，则该汽油机的功率为10000W。 三、实验探究题（本大题共2小题） 17．创新实践小组的同学在校园科技节上展示了自制“汽轮机”的过程： （1）制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在小缝中，在叶轮中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使叶轮能在铁丝上自由转动，如图甲所示。 （2）组装“汽轮机”：按照如图乙所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对着叶片。 （3）给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转动了起来。 （4）探究思考： ①汽轮机的能量转化过程是__________________________________________。 ②汽轮机工作时，水蒸气对叶轮_________，水蒸气的内能____________（选填“增加”“减少”或“不变”）。 ③请你说出一种提高此汽轮机效率的方法：________________________________________________。（合理即可） ①燃料燃烧时化学能转化为内能，内能再转化为机械能 ②做功 减少 ③在小孔处加润滑油，减小软木塞转动时与铁丝之间的摩擦 【解析】（1）燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为水蒸气的内能，水蒸气的内能转化为叶轮的机械能； （2）水蒸气推动叶轮转动，水蒸气对叶轮做功；水蒸气对叶轮做功，水蒸气的内能减少，温度降低，水蒸气的内能转化为机械能； （3）汽轮机工作时，机械结构存在摩擦，是额外功，在小孔处加润滑油，减小机械结构之间的摩擦可以提高机械效率。 18．根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热容计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。 （1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：______________、_______________。 （2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因：___________。 （3）改进实验后，获得了如表所示数据，规律得到验证。若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25kg的重物需下降_______m。 实验序号 重物质量（kg） 下降高度（m） 升高温度（℃） 实验序号 重物质量（kg） 下降高度（m） 升高温度（℃） 1 20 5 0.5 4 10 10 0.5 2 20 10 1.0 5 30 10 1.5 3 20 15 1.5 6 40 10 2.0 （4）若已知容器中水的质量是0.2kg，则第2次实验中当重物下降时，重物的重力做功转化为水的内能的效率为__________%。[g＝10N/kg，] （1）刻度尺 温度计 （2）滑轮存在摩擦 （3）20 （4）42 【解析】（1）实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高度、用温度计水升高的温度； （2）在实验的过程中，由于滑轮存在摩擦、液体会散热等情况，使得水内能的增加量小于重物做功的大小； （3）由实验可知，20kg的重物高度下降5m，水温升高0.5℃，即1kg的重物高度下降1m，水温升高0.005℃，则有25kg的重物高度下降1m，水温升高0.125℃，要使水温升高2.5℃，根据比例可知需要下降的高度为20m； （4）重物的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N， 重物的重力做功：W＝Gh＝200N×10m＝2000J； 水增加的内能为：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×1.0℃＝840J。 重物的重力做功转化为水的内能增加的效率：η＝＝×100%＝42%。 四、综合题（本大题共2小题）要求：（1）语言表述简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算。 19．中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。 ①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”； ②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热； ③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为1标准大气压，c水＝4.2×103J/（kg•℃），用该装置加热水的效率为42%。求： （1）此过程中，烧杯内水吸收的热量。 （2）该液态燃料的热值。 解：（1）水吸收的热量为：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣31℃）＝2.898×105J； （2）酒精燃烧放出的热量为：Q放＝＝＝6.9×105J； q酒＝＝＝2.3×107J/kg。 20．如图所示是我国自主研制的3321型气垫两栖登陆艇。该艇具备极快的运行速度和适应能力，可以在短时间内将主战坦克直接送上滩头，空前强化了中国军队的两栖登陆能力。它的质量约为2.15×105kg。登陆艇的推进力为3.0×105N时，匀速行驶4500m时耗油120kg。（g取10N/kg，燃油热值约为4.5×107J/kg）求： （1）它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少？ （2）则登陆艇的推进力做多少功？ （3）则发动机的推进效率是多少？ 解：（1）由题意可知，登陆艇受到的重力为G＝mg＝2.15×105kg×10N/kg＝2.15×106N， 因为登陆艇漂浮在海面上，所以受到的浮力为： F浮＝G＝2.15×106N； （2）由题意可知，登陆艇的推进力为3.0×105N时，匀速行驶4500m，则推进力做的功为：W＝Fs＝3.0×105N×4500m＝1.35×109J； （3）汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝120kg×4.5×107J/kg＝5.4×109J， 发动机的推进效率为：。 学科网（北京）股份有限公司 $