专题07 内能和机械能的相互转化（期中压轴题训练）九年级物理上学期新教材苏科版

专题07 内能和机械能的相互转化 1．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　） A．物体内能增加，一定是从外界吸了热 B．两个内能相同的物体互相接触时，有可能发生热传递 C．物体温度越高，其含有的热量越多 D．静止在水平地面上0℃的冰块，它的机械能和内能都为零 【答案】B 【详解】A．改变物体内能有两种方式：做功和热传递。物体内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故A错误； B．两个内能相同的物体互相接触时，如果二者的温度不同，即存在温度差，就有可能发生热传递，故B正确； C．物体温度越高，不能说其含有的热量越多，因为热量是过程量而不是状态量，只能说传递了多少热量或者散失了多少热量，故C错误； D．静止在水平地面上0℃的冰块，如果选取地面作为零势能面，则它的机械能为零，内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，是物体自身的一种能量形式，一切物体都具有内能，即使是0℃的冰块也具有内能，故D错误。 故选B。 2．开启啤酒瓶盖瞬间伴有“嘭”的一声，瓶口有一股“白烟”，下列说法正确的是（　　） A．瓶内外温度相等，啤酒内能不变 B．瓶内气体对外做功，啤酒内能增加 C．瓶口“白烟”是瓶内CO2液化形成的 D．瓶口“白烟”是瓶口水蒸气液化形成的 【答案】D 【详解】开启啤酒瓶时伴有嘭的一声，是瓶内空气迅速膨胀发出响声，同时对瓶盖做功，瓶内空气的内能转化为瓶盖动能，瓶内空气内能减小，温度降低，空气中的水蒸气由于温度降低而液化成小水珠，于是在瓶口周围形成白烟，故ABC错误，D正确。 故选D。 3．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　） A．0℃的水和0℃的冰质量相等时，内能也相等 B．内能小的物体也有可能将热量传递给内能大的物体 C．温度越高的物体，所含有的热量一定越多 D．物体的温度不变时，物体的内能就一定不变 【答案】B 【详解】A．质量相等且温度为0℃的水如果凝固成冰，需要放出热量，但温度不变，内能减小，所以水的内能大一些，故A错误； B．热传递的条件是存在温度差，内能小的物体如果温度高于内能大的物体，就可以将热量传递给内能大的物体，故B正确； C．热量是一个过程量，它描述的是热传递过程中能量的转移量，而不是物体“含有”或“具有”的热量，故C错误； D．内能的大小不仅与温度有关，还与物体的质量、状态等因素有关。例如，晶体在熔化和凝固过程中，温度保持不变，熔化时吸热，内能增加；凝固时放热，内能减少，故D错误。 故选B。 4．下列说法中正确的是（　　） A．10℃的水比等质量的20℃的水含有的热量少 B．物体的内能增加，温度一定升高 C．把生鸡蛋放到沸水中，水将温度传给鸡蛋 D．把烧红的铁块放到冷水中，铁块的内能一定减少 【答案】D 【详解】A．热量是一个过程量，不能用含有来表示，故A错误； B．物体内能增加时，温度不一定升高，例如，晶体吸热熔化时，温度不变，故B错误； C．把生鸡蛋放到沸水中，水将热量传给鸡蛋，温度不能被传递，故C错误； D．把烧红的铁块放到冷水中，铁块放出热量，铁块的内能一定减少，故D正确。 故选D。 5．蒸汽弹射器是一种飞机弹射器。有人提出将航母蒸汽轮机的蒸汽连动到弹射器上，进而发明了航母用的蒸汽弹射器，如图为其简化示意图，该蒸汽弹射器能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。下列说法正确的是（　　） A．气缸内的蒸汽推动活塞时，蒸汽的内能增大 B．蒸汽弹射器工作时与热机的压缩冲程能量转化相似 C．舰载机水平加速过程中蒸汽的内能将全部转化为舰载机的机械能 D．气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 【答案】D 【详解】A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，则蒸汽的内能减少，故A错误； B．蒸汽弹射装置工作时，将蒸汽的内能转化为活塞的机械能，热机的做功冲程实现了内能转化为机械能，故B错误； C．舰载机水平加速过程中，蒸汽做功，将其内能转化为舰载机的机械能，但存在热量的散失及克服摩擦做功，有能量损失，故C错误； D．汽缸内的蒸汽体积膨胀，推动活塞拉动牵引索，对舰载机施加拉力，使舰载机获得牵引力，故D正确。 故选D。 6．如图所示用同一个实验装置分别加热的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线，乙从加热至沸腾刚好消耗了酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。已知，，下列说法中（　　） ① ②乙的吸热能力大于甲的吸热能力 ③乙吸收的热量为 ④该酒精灯的加热效率为17.5% A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 【答案】C 【详解】由图2知，温度由20摄氏度升高至100摄氏度，甲所需时间为8min，乙所需时间为4min，实验中用相同的实验装置加热，则在相同的时间内酒精灯放出的热量相同，相同的时间内，两种液体吸收的热量相等，升高相同的温度80摄氏度时，甲吸收的热量比乙大，则甲的吸热能力比乙的强，甲的比热容比乙大，所以甲是水。此加热过程，甲和乙吸收热量的关系 解得， ①②错误；0~8min，乙吸收的热量与甲吸收的热量相等，为 ③正确；乙从20摄氏度加热至沸腾用时10min，吸收的热量 消耗酒精放出的热量 该酒精灯的加热效率 ④正确。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 7．如图是同学们制作的一个简易热机模型。在易拉罐内装适量水，瓶口密封安装的吸管正对着小风扇。点燃下方的蜡烛，小风扇转动起来。下列说法正确的是（　　） A．罐内的水在加热过程中，温度升高，所含的热量增加 B．该过程的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 C．通过改进热机模型的结构，其效率可达100% D．蜡烛用掉一部分后，蜡烛的热值变小 【答案】B 【详解】A．热量是过程量，不能说物质所含的热量增加，故A错误； B．点燃易拉罐下面的酒精灯，当有水蒸气喷出时，扇叶就转动起来，水蒸气喷出推动扇叶转动，内能转化为机械能；该过程的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同，都是将内能转化为机械能，故B正确; C．通过改进热机模型的结构，由于存在热损失，其效率小于100%，故C错误； D．热值是燃料的一种特性，蜡烛用掉一部分后，蜡烛的热值不变，故D错误。 故选B。 8．二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图甲所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态CO2迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，下列说法正确的是（　　） A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低 B．高压CO2喷出时的能量转化与图乙中B一致 C．图乙中汽油机一个工作循环的顺序是ACDB D．若图乙中汽油机的飞轮转速为2400r/min，则每秒完成20次做功冲程 【答案】D 【详解】A．高压泵压缩CO2，对CO2气体做功，气体内能增大，温度升高，故A错误； B．高压CO2喷出时气体膨胀对外做功，气体的内能转化为机械能。图乙中C图冲程中是高温高压燃气推动活塞做功，内能转化为机械能，是做功冲程。所以高压CO2喷出时的能量转化与图乙中C一致。故B错误； C．图乙中A冲程，进气门开，排气门关，活塞向下运动是吸气冲程；B冲程，进气门关，排气门开，活塞向上运动是排气冲程；结合前面分析可知C冲程，是做功冲程；D冲程，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。所以汽油机一个工作循环的顺序是ADCB，故C错误； D．若图乙中汽油机的飞轮转速为 即1s的时间内飞轮转动40转。根据汽油机一个工作循环飞轮转动２转对外做功１次可知，每秒完成次做功冲程。故D正确。 故选D。 9．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶身（如图乙）；拧松瓶盖（如图丙），瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶口出现白雾（如图丁），这四个过程分析正确的是（   ） A．瓶口出现的白雾是水蒸气 B．扭转瓶身的过程，相当于汽油机的压缩冲程 C．瓶盖冲出后瓶内气体的内能增加，温度降低 D．瓶盖被瓶内的气体冲出的过程，机械能转化为内能 【答案】B 【详解】A．瓶口出现的白雾是水蒸气遇冷液化的小水珠，不是水蒸气，因为水蒸气人眼看不到，故A错误； B．扭转瓶身的过程中，压缩瓶内气体做功，将机械能转化为瓶内气体的内能，相当于汽油机的压缩冲程，故B正确； C．瓶盖冲出时，瓶内气体对瓶盖做功，将内能转化为盖子的机械能，故瓶内气体的内能减小，温度降低，故C错误； D．瓶盖被瓶内的气体冲出的过程，瓶内气体的内能转化为瓶盖的机械能，故D错误。 故选B。 10．汽油机是很多工具的动力来源，若某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速稳定在1200r/min，图甲、乙分别是该汽油机的某冲程及能量流向图。则下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．该汽油机每秒对外做功20次 【答案】A 【详解】A．根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率是，故B错误； C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，而热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧充分与否无关，所以不会降低热值，故C错误； D．该汽油机飞轮的转速为，即汽油机飞轮每秒转圈，由于汽油机一个工作循环完成个冲程，飞轮和曲轴转圈，对外做功一次，则在内汽油机对外做了次功，故D错误。 故选A。 11．全球汽车保有量在迅速增长，汽车中燃料直接在发动机汽缸燃烧产生动力，汽油的热值是，其物理含义是__________________。截至2025年，假设全球处于使用状态的汽车数量为N，每辆汽车每年耗油的质量为M，汽车内燃机的效率平均值取。如果能把内燃机效率提高到，全球每年可以节约的燃油质量表达式为____________（用题中的字母表示）。 【答案】 1千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J 【详解】[1]汽油的热值是4.6×107J/kg。其物理含义是1千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。 [2]当汽车内燃机的效率为时，全球每年汽车消耗燃油的总质量为 燃烧燃油提供的有用机械能为 当汽车内燃机的效率提高为时，燃烧燃油提供的有用机械能保持不变，则全球每年汽车消耗燃油的总质量为 则汽车内燃机的效率提高为时，全球每年可以节约的燃油质量为 12．周末，小李在家为父母煮鸳鸯火锅。他在左边加入牛油红汤，右边加入菌菇清汤，两种汤料质量均为1.5kg，初温均为20℃，沸点都是100℃。将火锅放在天然气灶上加热，经过6min牛油红汤开始沸腾，又过了3min菌菇清汤开始沸腾，该过程共消耗0.05m3天然气。若相同时间红汤和清汤的吸热相同，汤料质量变化不计，且不考虑红汤和清汤之间的热传递，菌菇清汤比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为4×107J/m3，红汤沸腾后继续加热温度升高，比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；牛油红汤的比热容为______；该天然气灶的加热效率为______ 【答案】 不变 2.8×10³ J/(kg•℃) 42% 【详解】[1]比热容是物质的特性，与温度和吸收的热量无关，所以红汤沸腾后继续加热温度升高，比热容不变。 [2]假设天然气灶每分钟放出的热量为Q，则红汤6min吸收的热量为6Q，清汤9min吸收的热量为9Q，由比热容公式得，清汤吸收的热量为 则，红汤吸收的热量为 则红汤的比热容为 [3]红汤和清汤吸收的总热量为 天然气放出的热量为 则天然气灶的加热效率为 13．如图所示，是某单缸四冲程汽油机的某一冲程示意图，它表示的是______冲程，若该汽油机的气缸活塞面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气平均压强为，飞轮转速为2400r/min，则汽油机一个冲程燃气对活塞做的功为______J，汽油机的功率为______W。 【答案】 压缩 90 1800 【详解】[1]从图中可以看出，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程。 [2]根据公式，可计算出 活塞表面所受压力为 活塞在气缸中移动的距离是 则汽油机一个冲程燃气对活塞做的功为 [3]飞轮转速为2400r/min，则1min时间活塞对外做功1200次，则总功为 则功率为 14．一辆轿车平均车速为100km/h，它的输出功率，平均油耗为10L/100km。参考以上的数据，分析这辆车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________（已知汽油的热值为J/kg ，密度为kg/m3）。通过理论推导发现发动机的输出功率与其排量有一定的关系，并可据此计算出汽缸在做功冲程中的平均压强。该轿车采用直列四缸发动机，如图所示，排量为2.0L（所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量），请你计算当发动机转速（即曲轴转速）为3000r/min且它的输出功率时做功冲程中汽缸内的平均压强___________Pa。 【答案】 30% 【详解】[1]轿车行驶100km的时间为 发动机做的有用功为 由题意可知，汽车行驶100km消耗汽油的体积为 汽车行驶100km消耗汽油的质量为 则这些汽油完全燃烧放出的热量为 所以发动机的效率为 [2]设做功冲程燃气对活塞的平均压强为，发动机的排量为，每个活塞的受力面积为S，活塞移动的距离为L；由于该发动机为四缸发动机，则。做功冲程中燃气对一个活塞的平均压力为，每完成一个工作循环，在做功冲程中燃气对一个活塞做的功为 则一个工作循环中，四个气缸的燃气对活塞做的总功 发动机转速为每秒n转时，由于每个工作循环，飞轮转动两圈，则一个工作循环所用时间为 故四缸发动机一个工作循环时间内燃气对活塞做功的功率为 发动机排量为 发动机转速为 所以气缸内的平均压强为 15．实验室现有a、b、c三种液体，以及1、2、3三种燃料，需要完成如下两个实验:实验一是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，实验二是探究不同物质吸热升温的现象，如图所示，小明设计了甲、乙、丙三套装置。 （1）为完成实验一，应选用________两套装置，实验时通过比较液体的_____来反映燃料燃烧放热多少； （2）为了两个实验都能完成，须对图中器材进行调整，以下方案可行的是( )； A．将甲图中的液体换成c      B．将乙图中的液体换成c C．将甲图中的燃料换成3         D．将乙图中的燃料换成1     （3）小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a比热容是液体b的________倍； （4）如果用“单位质量的某种物质吸收（或放出）1J的热量所升高（或降低）的温度∆t”来比较物质的这种物理属性，用符号K来表示。 ①则K的表达式是K=__________； ②液体a的K值_____（选“>”、“=”或“<”）液体b的K值。 【答案】 甲和丙 升高的温度 D 0.4 > 【详解】（1）[1]实验一是探究质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，据控制变量法，除了燃料的种类不同，其它因素都应相同，所以应选用甲、丙两套装置进行实验。 [2]燃料燃烧放出热量，液体吸收的热量不同，升高的温度也不同，所以实验时通过比较液体温度变化来反映燃料燃烧放热的多少。 （2）[3]由第（1）小题知，图甲和丙可完成实验一。实验二探究不同物质吸热升温现象，据控制变量法，除了液体种类不同，其它因素应相同，所以可将图乙的燃料换成1或3，或者将图丙中的燃料换成2，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）[4]两燃料充分燃烧用时5min，放出的热量分别为 ， 且 所以 由图丁知，5min内，a、b液体升温分别为 ， 燃料燃烧放出的热量全部被液体吸收，a、b液体吸收的热量分别为 ， 即 解得，。 （4）①[5]由题意知，K的表达式 ②[6]由第（3）小题分析知，a液体的比热容比b的比热容小，则吸收相同热量时，相同质量的a升温比b快，所以液体a的K值比b的K值大。 16．小张同学在家里试验用固体酒精烧水，他将10kg的水从加热到。已知固体酒精的热值为，水的比热容是，煤油的比热容是。 (1)求在这一过程中水吸收的热量； (2)若固体酒精加热水时有30%的能量损失了，则在此次烧水过程中实际使用的固体酒精的质量是多少kg？ (3)若水吸收的热量全部被煤油吸收且使煤油温度升高了，求煤油的质量； (4)在标准大气压下，若初温、质量相同的水吸收的热量，求水的末温。 【答案】(1) (2)0.1kg (3)20kg (4)100℃ 【详解】（1）水的温度变化量 水吸收的热量 （2）30%能量损失说明水吸收的热量占固体酒精完全燃烧释放总能量的比例为 因此酒精完全燃烧的总放热，结合燃料放热公式可得，酒精质量 （3）由题意可知煤油吸收的热量等于水吸收的热量，即 利用吸热公式变形得 （4）由吸热公式计算理论升温量 理论末温为 但标准大气压下水的沸点为100℃，水沸腾时持续吸热但温度保持不变，因此水的实际末温为100℃。 17．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。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以60km/h的速度匀速行驶了0.5h，所受阻力为6000N，求： (1)测试过程中牵引力做了多少J的功? (2)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗15kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少J? (3)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J? 【答案】(1)1.8×J (2)6.75×J (3)2.25×J 【详解】（1）汽车通过的距离为s=vt=60km/h×0.5h=30km=3×104m 牵引力做的功为W=Fs= F阻s=6000N×3×104m=1.8×108J （2）燃料完全燃烧放出的热量为Q放=mq=15kg×4.5×107J/kg=6.75×108J （3）总的有用能量为W总==30%×6.75×108J=2.025×108J 发电量为 18．小洪同学看到爸爸开汽车时，转速表如图所示。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，此时发动机一个汽缸的相关数据正确的是（　　） A．曲轴转速为每分钟3周 B．每分钟的冲程数为3000个 C．每秒钟排气冲程数为1500个 D．每秒钟对外做功数为25次 【答案】D 【详解】A．由转速表可知，其示数为3000r/min，这表示曲轴每分钟转动3000周，故A错误； B．四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，曲轴转动2周，那么曲轴每分钟转动3000周时，每分钟完成的工作循环数为个，每个工作循环有4个冲程，所以每分钟的冲程数为个，故B错误； C．每分钟完成的工作循环数为个，每秒钟排气冲程数为个，故C错误； D．一个工作循环对外做功1次，每分钟完成的工作循环为1500个，所以每秒钟完成个工作循环，所以每秒钟对外做功数为25次，故D正确。 故选D。 19．全球汽车保有量在迅速增长，截至2022年底，我国燃油汽车保有量约为3.2亿辆。假设每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】每辆汽车每年耗油1.8t，放出的热量 汽车内燃机的效率平均值取30%，获得的机械能 如果能把内燃机效率提高1%， 机械效率提高后获得相同的机械能，需要消耗燃油的质量为 获得相同的机械能 所以 每辆车节约燃油 3.2亿辆汽车共节约燃油 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 20．关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收了热量，温度一定升高 B．物体内能减少时，可能对外做功 C．物体温度升高，所含热量增加 D．物体温度升高，一定是吸收了热量 【答案】B 【详解】A．晶体熔化过程中，吸热温度保持不变，则物体吸收了热量，温度不一定升高，故A错误； B．内能减少可能通过对外做功（如气体膨胀）实现，故B正确； C．热量是过程量，不说所含热量，故C错误； D．物体温度升高，不一定是吸收了热量，还有可能是外界对物体做了功，故D错误。 故选B。 21．气球被压进某种气体。松开气孔，球内气体被气球压出球外，气球同时在空气中到处乱窜，在此过程中（　　） A．气球的能量在减少 B．气球的动能转化为球内气体的内能 C．气球做的是热运动 D．气体被气球压出后，其分子间距变小 【答案】A 【详解】A．球内气体被压出的过程中，气球对气体做功，所以其能量减少，故A符合题意； B．气体被压出时，气球对气体有力的作用，同时气体对气球也有力的作用，所以气球在空中乱窜，气球的动能是气体的内能转化而来的，故B不符合题意； C．气球所做的运动是肉眼能看到的，不是热运动，而是机械运动，故C不符合题意； D．气体被压出后，体积变大，所以分子单摆间距变大，故D不符合题意。 故选A。 22．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示（水未沸腾）（　　） A．组装实验装置时，先固定上面铁圈的高度 B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大 C．若的值越大，燃料的热值越大 D．若的值越大，燃料的热值越大 【答案】C 【详解】燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用c水m水Δt水=mq来比较。 A．要用酒精灯的外焰加热，所以应先固定酒精灯的位置，再固定铁圈的位置，所以应按从下往上的顺序调节，故A不符合题意； B．若Δt相同，由可知，m越大，燃料的热值越小，故B不符合题意； C．若的值越大，由可知，燃料的热值越大，故C符合题意； D．若的值越大，的值越小，由可知，燃料的热值越小，故D不符合题意。 故选C。 23．有甲、乙两个物体，它们的质量之比是3:1，吸收的热量之比是2:1，升高的温度之比是5:3，则甲、乙两物质的比热容之比是___________。质量和初温都相同的铁块和铜块（c铁>c铜），分别___________（选填“吸收”或“放出”）相同的热量后立即接触，热量由铁传给铜。两台汽油机，相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是___________。 【答案】 2:5 放出 9:5 【详解】[1]有甲、乙两个物体，它们的质量之比是3:1，吸收的热量之比是2:1，升高的温度之比是5:3，由得，甲、乙两物质的比热容之比是 [2]质量和初温都相同的铁块和铜块，由于c铁>c铜，由得，铁块和铜块吸收或放出的热量相同时，铁块升高或降低的温度较小；铁块和铜块吸收或放出的热量相同后立即接触，热量由铁传给铜，说明铁的末温高于铜的末温；若铁块和铜块吸收热量，温度升高，由于铁块升高的温度较小，则铁块的末温较低，不符合题意；若铁块和铜块放出热量，温度降低，由于铁块降低的温度较小，则铁块的末温较高，符合题意。 [3]两台汽油机，相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，由得，甲与乙消耗的汽油完全燃烧释放的热量比为 24．某单缸四冲程汽油机每秒完成120个冲程，则飞轮转速为____ r/min，每个冲程活塞移动行程为0.1m，做功冲程中气缸内燃气的平均推力为300N，汽油机的功率为____W；若该汽油机的效率为30%，消耗100g汽油，对外做功 ____J。 （q汽油=4.6×107J/kg） 【答案】 3600 900 1.38×106 【详解】[1]四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次。若每秒完成120个冲程，就完成30个工作循环，飞轮转60圈，则1min飞轮转3600圈，即飞轮的转速为3600 r/min。 [2]一个工作循环对外做功一次，每秒完成30个工作循环，所以每秒对外做功30次。每次做功冲程中，燃气对活塞做的功 每秒做的总功 根据功率公式，可得汽油机的功率 [3]汽油完全燃烧放出的热量 由可得，汽油机对外做功 25．如图所示是质量是200g固体的熔化实验装置和根据实验数据绘制出的曲线图，如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为3.0×107J/kg的酒精5g，假设酒精灯在相等的时间内提供的内能一样多，此过程中，则CD段吸收的热量为________J，ABCD段的热转化效率是________。[该物质液态时的比热容为1.5×103J/（kg·℃）] 【答案】 1.2×104 32% 【详解】[1]从图象上可知，该物质CD段即从第6分钟至第8分钟，温度由升高到，温度升高了 该物质从第6分钟至第8分钟吸收的热量为 [2]酒精燃烧放出的总热量为 由于从第到第该物质共吸热，所以该物质每分钟吸热为，由图乙可知，从开始记录到刚沸腾共用时，所以该物质共吸热为 此过程中，热转化效率为 26．随着人们生活水平的日益提高，汽车越来越多地走进了百姓人家。当一辆燃油车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW，此过程中汽车所受的阻力为______N；若汽车行驶的路程为144km，汽油的热值， 汽车发动机的效率为30%，则汽车发动机所做的功为______J和汽车消耗汽油的质量为______kg。 【答案】 1000 12 【详解】[1]速度单位换算 发动机功率 汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，即 由功率公式，可得 所以阻力 [2]行驶路程 速度，根据速度公式，可得行驶时间 发动机做的功 [3]已知发动机效率 根据效率公式，可得汽油燃烧放出的热量 已知汽油热值，根据，可得消耗汽油的质量 27．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成如下两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象：实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。 提供：三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。 (1)为了两个实验都完成，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的有___________； A．将甲图中的液体换成c B．将乙图中的燃料换成1 C．将甲图中的燃料换成3 D．将丙图中的液体换成b (2)为了完成实验二，应选用___________两套装置，实验时通过比较___________来反映燃料燃烧放热多少； (3)小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a比热容是液体b的___________倍。 【答案】(1)B (2) 甲、丙 液体升高的温度 (3)0.4 【详解】（1）实验一是探究不同物质吸热升温的现象，需要选取相同质量的相同燃料、相同质量的不同物质进行实验；实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，需要选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验。 A．将甲图中的液体换成，甲、乙、丙三套装置的燃料与待测液体都不相同，两个实验都不能完成，故A不符合题意； B．将乙图中的燃料换成1，甲、乙两套装置中，燃料的种类相同，液体的种类不同，可以完成实验一；甲、丙两套装置中，燃料的种类不同，液体的质量、种类相同，可以完成实验二，故B符合题意； C．将甲图中的燃料换成3，甲、丙两套装置中，燃料的种类相同，液体的种类也相同，相当于同一套装置，乙与甲丙的燃料、液体种类都不相同，两个实验都不能完成，故C不符合题意； D．将丙图中的液体换成，甲、乙、丙三套装置的燃料种类都不相同，乙丙液体相同，可以完成实验二，由于燃料都不相同，不能完成实验一，故D不符合题意。 故选B。 （2）[1]实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，要保证选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验，所以，为了完成实验二，应选用甲、丙两套装置。 [2]根据转换法可知，甲丙待加热液体相同，实验时通过比较液体升高的温度来反映燃料燃烧放热多少。 （3）因为，燃料1，即；则燃料2，即；所以 所以液体比热容是液体的倍。 28．某实验小组用如图所示的装置粗略测量蜡的热值q，图中A桶内装有水，B为下部开了许多通气孔的罩子。 （1）要完成本实验，还需要的测量工具是 ___________和 ___________； （2）罩子B的主要作用是 ___________； （3）实验收集的数据为：A桶中水的质量为m水，水的初温为t1，末温为t2，蜡烛燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2。则蜡的热值q=___________[不计热损失，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]； （4）实验测出的热值会比真实值偏小，造成这一偏差的原因可能是 ___________（至少有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）。 A．蜡烛没有完全燃烧 B．桶A中水的质量太多 C．桶A吸收了部分热量 D．蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中 【答案】 温度计 天平 减少热量的损失 ACD 【详解】（1）[1][2]要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平。 （2）[3]罩子B可以减少热量的损失。 （3）[4]这支蜡烛的热值 （4）[5]实验过程中蜡烛没有完全燃烧，桶A吸收了部分热量或蜡烛燃烧产生的热量有部分散失于空气中，蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此实验测出的热值比真实值小，故ACD正确。 29．如图甲所示是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量20%停止供电。在某次测试中，司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘发现这段时间内然机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，该汽车的某些参数如表所示。（燃油热值） 电池 整车 输出电压/V 最大容量/J 质量/t 300 1.2×108 1 (1)在测试过程中，该车克服阻力做的功的大小？ (2)汽车的能量利用率（热机效率）？ (3)若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能，该车在蓄电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶多少千米？ 【答案】(1)1.0×108J (2)40% (3)96km 【详解】（1）在测试过程中，汽车行驶的距离为 汽车匀速行驶，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。由图乙可知，当速度为50km/h时，汽车的牵引力F=f=2000N 该车克服阻力做的功为 （2）内燃机消耗燃油放出的总热量为 向蓄电池充电的能量为 内燃机输出的有用能量为克服阻力做的功和向蓄电池充电的能量之和，即 汽车的能量利用率（热机效率）为 （3）蓄电池充满电后可用的能量为 当车速v'=25km/h时，由图乙可知，汽车所受的阻力 因为电能全部转化为机械能，所以克服阻力做的功等于蓄电池可用的能量， 所以汽车能行驶的最大距离为 30．我国近几年在新能源汽车和大飞机领域取得了骄人的成绩，这些先进的交通工具中蕴藏着丰富的物理知识，请回答下列问题： （1）a.一辆太阳能汽车的功率为12kW，平均每天要行驶2h，需要消耗多少kW⋅h的电能？ b.若这些电能全部由车顶的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板1m2面积上接收到的太阳平均辐射功率为1kW，光电转化效率为20%，每天日照时间按10h，求太阳能电池板的面积小多少m2； （2）我国研制的大客机C919于2017年5月75日首飞成功，下表是该客机的部分技术参数； 最大起飞质量 72t 客舱内气压 8.0×104Pa 巡航速度 900km/h 发动机巡航推力 4×104N 若该客机以巡航速度水平飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热机效率η1为40%，则此过程中发动机的推进效率η2为多大？（燃然油的热值取4×107J/kg，提示：发动机的“热机效率”是指燃料完全燃烧所产生的内能转化为机械能的比例；“推进效率”是指推力做的功占发动机输出机械能的比例） 【答案】（1）120kW⋅h；12m2；（2）75% 【详解】解：（1）一辆太阳能汽车的功率为12kW，平均每天要行驶2h，太阳能汽车消耗的电能 接收的太阳能 接收太阳光的总功率 已知该太阳能电池板面积上接收到的太阳平均辐射功率为1kW，太阳能电池板的最小面积 （2）燃油完全燃烧放出的热量 由得，发动机输出的机械功 由得，飞机通过的路程 发动机的推力做功 则此过程中发动机的推进效率 答：（1）需要消耗的电能；太阳能电池板的最小面积为； （2）此过程中发动机的推进效率为。 31．某种晶体在熔化时变成同温度的液体所吸收的热量与其质量的比值叫作这种晶体的熔化热，用字母表示。现将质量为初温为-20℃的冰，使用天然气灶加热，其温度随加热时间变化的关系图线如图所示。水的比热容为，天然气的热值为。若段冰熔化时消耗的天然气体积为，天然气灶效率为40%，求： (1)CD段水吸收的热量； (2)BC段冰熔化过程，消耗的天然气放出热量； (3)冰的熔化过程吸收的热量； (4)冰的熔化热。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）由质量属性可知，1kg的冰熔化成水的质量保持不变，故水的质量为1kg。 CD段水升高的温度为 吸收的热量为 （2）天然气放出热量为 （3）天然气灶效率为40%，则冰的熔化过程吸收的热量为 （4）由题意可知，冰的熔化热为 32．一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后关闭发动机，滑行100m停下，此过程一共消耗汽油0.32kg。其v-t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，汽油的热值为 求： (1)整个过程中发动机做的功； (2)汽车的最大速度vm； (3)全程中汽车的发动机效率.（百分号前保留一位小数） 【答案】(1) (2)20m/s (3)21.7% 【详解】（1）根据题意和v-t图像可知，发动机在0~40s内工作，工作时间 汽车的额定功率 整个过程中发动机做的功 （2）汽车的质量 汽车所受的重力 汽车运动过程中受到的阻力 当汽车达到最大速度v时，汽车做匀速直线运动，此时牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即 根据功率公式，可得最大速度 （3）消耗的汽油质量，汽油完全燃烧放出的总热量 发动机做的有用功即为第（1）问中求得的总功 全程中汽车发动机的效率 33．如图中甲图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 以最高速度行驶时受到的水平阻力 300N (1)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？ (2)如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（mm），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（），求该汽车发动机的百公里耗油量V（）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）汽车以最高车速匀速行驶，处于平衡状态，其牵引力与水平阻力是一对平衡力。设汽车的牵引力为F，水平阻力为f，则F=f=300N 汽车的最高速度v=120km/h 牵引力做功的功率 （2）汽车行驶100km所用的时间 发动机在此时间内的总转数n总=Nt=Nr/min×60min=60N 因为是四冲程发动机，曲轴每转2周完成一个工作循环，做功1次，所以发动机做功的次数 发动机一个做功冲程做的功W单次=pS'L' 其中活塞面积S'=Scm2=S×10-4m2 活塞移动距离L'=Lmm=L×10-3m 所以，W单次=p×(S×10⁻⁴ m2) × (L×10⁻3m) =pSL×10⁻⁷J 发动机在100km内做的总功（有用功）W总=n×W单次=30N×pSL×10⁻⁷J=3pSLN×10⁻⁶J 设该汽车百公里耗油量为V，消耗汽油的质量m=ρ0V 汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=ρ0Vq 根据发动机效率公式η=可得 所以，该汽车发动机的百公里耗油量 34．2023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 【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 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 内能和机械能的相互转化 1．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　） A．物体内能增加，一定是从外界吸了热 B．两个内能相同的物体互相接触时，有可能发生热传递 C．物体温度越高，其含有的热量越多 D．静止在水平地面上0℃的冰块，它的机械能和内能都为零 2．开启啤酒瓶盖瞬间伴有“嘭”的一声，瓶口有一股“白烟”，下列说法正确的是（　　） A．瓶内外温度相等，啤酒内能不变 B．瓶内气体对外做功，啤酒内能增加 C．瓶口“白烟”是瓶内CO2液化形成的 D．瓶口“白烟”是瓶口水蒸气液化形成的 3．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　） A．0℃的水和0℃的冰质量相等时，内能也相等 B．内能小的物体也有可能将热量传递给内能大的物体 C．温度越高的物体，所含有的热量一定越多 D．物体的温度不变时，物体的内能就一定不变 4．下列说法中正确的是（　　） A．10℃的水比等质量的20℃的水含有的热量少 B．物体的内能增加，温度一定升高 C．把生鸡蛋放到沸水中，水将温度传给鸡蛋 D．把烧红的铁块放到冷水中，铁块的内能一定减少 5．蒸汽弹射器是一种飞机弹射器。有人提出将航母蒸汽轮机的蒸汽连动到弹射器上，进而发明了航母用的蒸汽弹射器，如图为其简化示意图，该蒸汽弹射器能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。下列说法正确的是（　　） A．气缸内的蒸汽推动活塞时，蒸汽的内能增大 B．蒸汽弹射器工作时与热机的压缩冲程能量转化相似 C．舰载机水平加速过程中蒸汽的内能将全部转化为舰载机的机械能 D．气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 6．如图所示用同一个实验装置分别加热的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化的图线，乙从加热至沸腾刚好消耗了酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等。已知，，下列说法中（　　） ① ②乙的吸热能力大于甲的吸热能力 ③乙吸收的热量为 ④该酒精灯的加热效率为17.5% A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有③④正确 D．只有①④正确 7．如图是同学们制作的一个简易热机模型。在易拉罐内装适量水，瓶口密封安装的吸管正对着小风扇。点燃下方的蜡烛，小风扇转动起来。下列说法正确的是（　　） A．罐内的水在加热过程中，温度升高，所含的热量增加 B．该过程的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同 C．通过改进热机模型的结构，其效率可达100% D．蜡烛用掉一部分后，蜡烛的热值变小 8．二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图甲所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态CO2迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，下列说法正确的是（　　） A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低 B．高压CO2喷出时的能量转化与图乙中B一致 C．图乙中汽油机一个工作循环的顺序是ACDB D．若图乙中汽油机的飞轮转速为2400r/min，则每秒完成20次做功冲程 9．喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖（如图甲）；扭转瓶身（如图乙）；拧松瓶盖（如图丙），瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶口出现白雾（如图丁），这四个过程分析正确的是（   ） A．瓶口出现的白雾是水蒸气 B．扭转瓶身的过程，相当于汽油机的压缩冲程 C．瓶盖冲出后瓶内气体的内能增加，温度降低 D．瓶盖被瓶内的气体冲出的过程，机械能转化为内能 10．汽油机是很多工具的动力来源，若某台单缸四冲程汽油机的飞轮转速稳定在1200r/min，图甲、乙分别是该汽油机的某冲程及能量流向图。则下列有关说法正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．该汽油机每秒对外做功20次 11．全球汽车保有量在迅速增长，汽车中燃料直接在发动机汽缸燃烧产生动力，汽油的热值是，其物理含义是__________________。截至2025年，假设全球处于使用状态的汽车数量为N，每辆汽车每年耗油的质量为M，汽车内燃机的效率平均值取。如果能把内燃机效率提高到，全球每年可以节约的燃油质量表达式为____________（用题中的字母表示）。 12．周末，小李在家为父母煮鸳鸯火锅。他在左边加入牛油红汤，右边加入菌菇清汤，两种汤料质量均为1.5kg，初温均为20℃，沸点都是100℃。将火锅放在天然气灶上加热，经过6min牛油红汤开始沸腾，又过了3min菌菇清汤开始沸腾，该过程共消耗0.05m3天然气。若相同时间红汤和清汤的吸热相同，汤料质量变化不计，且不考虑红汤和清汤之间的热传递，菌菇清汤比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为4×107J/m3，红汤沸腾后继续加热温度升高，比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；牛油红汤的比热容为______；该天然气灶的加热效率为______ 13．如图所示，是某单缸四冲程汽油机的某一冲程示意图，它表示的是______冲程，若该汽油机的气缸活塞面积为，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气平均压强为，飞轮转速为2400r/min，则汽油机一个冲程燃气对活塞做的功为______J，汽油机的功率为______W。 14．一辆轿车平均车速为100km/h，它的输出功率，平均油耗为10L/100km。参考以上的数据，分析这辆车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________（已知汽油的热值为J/kg ，密度为kg/m3）。通过理论推导发现发动机的输出功率与其排量有一定的关系，并可据此计算出汽缸在做功冲程中的平均压强。该轿车采用直列四缸发动机，如图所示，排量为2.0L（所有汽缸“工作容积”之和称为发动机排量），请你计算当发动机转速（即曲轴转速）为3000r/min且它的输出功率时做功冲程中汽缸内的平均压强___________Pa。 15．实验室现有a、b、c三种液体，以及1、2、3三种燃料，需要完成如下两个实验:实验一是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，实验二是探究不同物质吸热升温的现象，如图所示，小明设计了甲、乙、丙三套装置。 （1）为完成实验一，应选用________两套装置，实验时通过比较液体的_____来反映燃料燃烧放热多少； （2）为了两个实验都能完成，须对图中器材进行调整，以下方案可行的是( )； A．将甲图中的液体换成c      B．将乙图中的液体换成c C．将甲图中的燃料换成3         D．将乙图中的燃料换成1     （3）小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a比热容是液体b的________倍； （4）如果用“单位质量的某种物质吸收（或放出）1J的热量所升高（或降低）的温度∆t”来比较物质的这种物理属性，用符号K来表示。 ①则K的表达式是K=__________； ②液体a的K值_____（选“>”、“=”或“<”）液体b的K值。 16．小张同学在家里试验用固体酒精烧水，他将10kg的水从加热到。已知固体酒精的热值为，水的比热容是，煤油的比热容是。 (1)求在这一过程中水吸收的热量； (2)若固体酒精加热水时有30%的能量损失了，则在此次烧水过程中实际使用的固体酒精的质量是多少kg？ (3)若水吸收的热量全部被煤油吸收且使煤油温度升高了，求煤油的质量； (4)在标准大气压下，若初温、质量相同的水吸收的热量，求水的末温。 17．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。在某次测试中，由内燃机提供能量，汽车以60km/h的速度匀速行驶了0.5h，所受阻力为6000N，求： (1)测试过程中牵引力做了多少J的功? (2)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗15kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少J? (3)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J? 18．小洪同学看到爸爸开汽车时，转速表如图所示。转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，此时发动机一个汽缸的相关数据正确的是（　　） A．曲轴转速为每分钟3周 B．每分钟的冲程数为3000个 C．每秒钟排气冲程数为1500个 D．每秒钟对外做功数为25次 19．全球汽车保有量在迅速增长，截至2022年底，我国燃油汽车保有量约为3.2亿辆。假设每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油（　　） A． B． C． D． 20．关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收了热量，温度一定升高 B．物体内能减少时，可能对外做功 C．物体温度升高，所含热量增加 D．物体温度升高，一定是吸收了热量 21．气球被压进某种气体。松开气孔，球内气体被气球压出球外，气球同时在空气中到处乱窜，在此过程中（　　） A．气球的能量在减少 B．气球的动能转化为球内气体的内能 C．气球做的是热运动 D．气体被气球压出后，其分子间距变小 22．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示（水未沸腾）（　　） A．组装实验装置时，先固定上面铁圈的高度 B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大 C．若的值越大，燃料的热值越大 D．若的值越大，燃料的热值越大 23．有甲、乙两个物体，它们的质量之比是3:1，吸收的热量之比是2:1，升高的温度之比是5:3，则甲、乙两物质的比热容之比是___________。质量和初温都相同的铁块和铜块（c铁>c铜），分别___________（选填“吸收”或“放出”）相同的热量后立即接触，热量由铁传给铜。两台汽油机，相同时间内甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是___________。 24．某单缸四冲程汽油机每秒完成120个冲程，则飞轮转速为____ r/min，每个冲程活塞移动行程为0.1m，做功冲程中气缸内燃气的平均推力为300N，汽油机的功率为____W；若该汽油机的效率为30%，消耗100g汽油，对外做功 ____J。 （q汽油=4.6×107J/kg） 25．如图所示是质量是200g固体的熔化实验装置和根据实验数据绘制出的曲线图，如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为3.0×107J/kg的酒精5g，假设酒精灯在相等的时间内提供的内能一样多，此过程中，则CD段吸收的热量为________J，ABCD段的热转化效率是________。[该物质液态时的比热容为1.5×103J/（kg·℃）] 26．随着人们生活水平的日益提高，汽车越来越多地走进了百姓人家。当一辆燃油车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW，此过程中汽车所受的阻力为______N；若汽车行驶的路程为144km，汽油的热值， 汽车发动机的效率为30%，则汽车发动机所做的功为______J和汽车消耗汽油的质量为______kg。 27．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成如下两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象：实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。 提供：三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。 (1)为了两个实验都完成，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的有___________； A．将甲图中的液体换成c B．将乙图中的燃料换成1 C．将甲图中的燃料换成3 D．将丙图中的液体换成b (2)为了完成实验二，应选用___________两套装置，实验时通过比较___________来反映燃料燃烧放热多少； (3)小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a比热容是液体b的___________倍。 28．某实验小组用如图所示的装置粗略测量蜡的热值q，图中A桶内装有水，B为下部开了许多通气孔的罩子。 （1）要完成本实验，还需要的测量工具是 ___________和 ___________； （2）罩子B的主要作用是 ___________； （3）实验收集的数据为：A桶中水的质量为m水，水的初温为t1，末温为t2，蜡烛燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2。则蜡的热值q=___________[不计热损失，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]； （4）实验测出的热值会比真实值偏小，造成这一偏差的原因可能是 ___________（至少有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）。 A．蜡烛没有完全燃烧 B．桶A中水的质量太多 C．桶A吸收了部分热量 D．蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中 29．如图甲所示是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量20%停止供电。在某次测试中，司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘发现这段时间内然机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，该汽车的某些参数如表所示。（燃油热值） 电池 整车 输出电压/V 最大容量/J 质量/t 300 1.2×108 1 (1)在测试过程中，该车克服阻力做的功的大小？ (2)汽车的能量利用率（热机效率）？ (3)若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能，该车在蓄电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶多少千米？ 30．我国近几年在新能源汽车和大飞机领域取得了骄人的成绩，这些先进的交通工具中蕴藏着丰富的物理知识，请回答下列问题： （1）a.一辆太阳能汽车的功率为12kW，平均每天要行驶2h，需要消耗多少kW⋅h的电能？ b.若这些电能全部由车顶的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板1m2面积上接收到的太阳平均辐射功率为1kW，光电转化效率为20%，每天日照时间按10h，求太阳能电池板的面积小多少m2； （2）我国研制的大客机C919于2017年5月75日首飞成功，下表是该客机的部分技术参数； 最大起飞质量 72t 客舱内气压 8.0×104Pa 巡航速度 900km/h 发动机巡航推力 4×104N 若该客机以巡航速度水平飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热机效率η1为40%，则此过程中发动机的推进效率η2为多大？（燃然油的热值取4×107J/kg，提示：发动机的“热机效率”是指燃料完全燃烧所产生的内能转化为机械能的比例；“推进效率”是指推力做的功占发动机输出机械能的比例） 31．某种晶体在熔化时变成同温度的液体所吸收的热量与其质量的比值叫作这种晶体的熔化热，用字母表示。现将质量为初温为-20℃的冰，使用天然气灶加热，其温度随加热时间变化的关系图线如图所示。水的比热容为，天然气的热值为。若段冰熔化时消耗的天然气体积为，天然气灶效率为40%，求： (1)CD段水吸收的热量； (2)BC段冰熔化过程，消耗的天然气放出热量； (3)冰的熔化过程吸收的热量； (4)冰的熔化热。 32．一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后关闭发动机，滑行100m停下，此过程一共消耗汽油0.32kg。其v-t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，汽油的热值为 求： (1)整个过程中发动机做的功； (2)汽车的最大速度vm； (3)全程中汽车的发动机效率.（百分号前保留一位小数） 33．如图中甲图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 以最高速度行驶时受到的水平阻力 300N (1)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？ (2)如图乙所示，若该发动机的气缸活塞面积为S（），一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L（mm），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（），求该汽车发动机的百公里耗油量V（）为多少？（结果用题目所给的字母表示） 34．2023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？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $