专题02 内能的利用（期中压轴题训练）九年级物理上学期新教材人教版

函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题01 声现象 公一、重难题型特训 【题型1能量的转化与守恒】 1.A 2.C 3.D 转移 不变 5 内 减小 符合 6. 不守恒 守恒 1 不能 内 【题型2热机】 1.D 2.A 3.D 火花塞 喷油嘴 空气2525 惯性 5.375 1/5 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 7 热值 做功 【题型3热值、效率的计算】 1.B 2.B 3. 1.008×107 4.2×10 24% A. 大 多 不变 5.(1)做功(2)降低(3) 9.2×106 2.76×106 6 8280 21.7% 【题型4比较不同燃料热值的实验】 1.(1) 自下而上 需要 (2)质量 (3) 温度计示数的变化 转换法 2.4×104 1.2×10 (4) 215 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 (5) 小 在实际实验中，燃料不可能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量也没有全部被水吸收，会 有一部分热量散失到周围环境中，水吸收的热量偏小，在质量一定时，根据Q=q,通过实验得到的燃料 热值与实际值相比偏小。 2.(1)甲、乙 (2)甲、丙 (3) 加热时间 水 (4)2.1×103 (5) a b 3.(1)外燃机 (2) 上 扇叶 (3) 热传递 化学 热传递 (4)C (5)A 【题型5热量及热效率的计算】 1.(1)50kg 28.4x10j 3.4x10 (4)60% 2.(1)2.1×105J 8.4×103J (2 3/5 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 2.1x10 /kg 3.(1) 热值 做功 28.4x10J (3)20℃ 【题型6热机效率的计算】 1.(1)2.88×10J 6.4×1010J (2 (3)45% 2.(1)2.1kg 1.68×10J (2 (3)0.3kg 公二、专题综合训练 1.B 2.c 3.A 4.B 5.B 6.B 7.D 8.C 4/5 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 9. 内能 做功 转移 10 压缩 120 11 热值 4.2×108 1000/1×103 12. 热传递 机械 做功 乙 13. 筒内气体 橡胶塞 14. 热值 比热容 15.(11.8×1038J (2)60℃ (3)60km 16.(1) 甲、乙 液体升高的温度 燃料2 (2) 甲、丙 大于 (3)8:3 17.(1) 内 机械 做功 (2)C 10 (3)扇叶 5/5 专题01 内能的利用 ⚒目录 ⚒一、重难题型特训 1 【题型1 能量的转化与守恒】 1 【题型2 热机】 2 【题型3 热值、效率的计算】 4 【题型4 比较不同燃料热值的实验】 5 【题型5 热量及热效率的计算】 8 【题型6 热机效率的计算】 9 ⚒二、专题综合训练 10 ⚒一、重难题型特训 【题型1 能量的转化与守恒】 1．下列过程中，能量发生转移的是（     ） A．杯中的热水慢慢变凉 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 2．下列四种现象中，只发生能量的转移而不发生能量的转化的过程是（     ） A．烧水时，水蒸气顶起壶盖 B．植物吸收太阳光进行光合作用 C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感到凉 D．给电动车的蓄电池充电 3．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（     ） A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中通过热传递的方式使其内能增加 D．小球和地面之间发生撞击，部分机械能转化为内能 4．下图是多米诺骨牌，第一张骨牌倒下的过程中，其重力势能转化为动能，部分机械能发生___________（选填“转移”或“转化”），传递给下一张骨牌；下一张骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越快。这个过程中能量的总量___________（选填“增多”“减少”或“不变”）。 5．如图为某大学教授课堂演示情景，教授将一个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这一过程摆球的一部分机械能转化为__________能，机械能__________（选填“减小”或“不变”），这一过程__________（选填“符合”或“不符合”）能量守恒定律。 第5题 第6题 第7题 6．小华在做如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小。在这个过程中，滚摆的一部分机械能转化成了________能，所以滚摆的机械能________，但总的能量________。（后两空均填“守恒”或“不守恒”） 7． 如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片：叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机_______（选填“能够”或“不能”）永远工作下去，因为在这一过程中会有一部分机械能转化为_______能，而能量的总量保持不变。 【题型2 热机】 1．如图为古代人们发明的一种活塞式点火器，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列对猛推推杆入筒的过程分析正确的是（   ） A．筒内气体温度降低 B．筒内气体内能不变 C．筒内气体分子运动变缓慢 D．推杆的机械能转化为气体的内能 2．如图为四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．在一个工作循环中的工作冲程依次是乙、丁、甲、丙 B．该汽油机在吸气冲程时，吸入的是空气 C．甲冲程依靠曲轴的惯性完成 D．丁冲程的能量转化是内能转化为机械能 3．如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（       ） A．水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小 B．水给柴油机降温时，水的比热容变大 C．柴油机工作时，将内能转化为化学能 D．柴油机工作时会造成环境污染 4．汽油机和柴油机在构造上的主要区别：汽油机汽缸顶部有______，而柴油机汽缸顶部有______；在吸气冲程中的不同：柴油机吸入汽缸里的是______；某柴油机的转速是3000r/min，它1秒钟完成______个工作循环，对外做功______次，除了做功冲程，其余三个冲程要靠飞轮转动的______才能完成。 5．某同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图所示，指针正对第三小格，表盘上方标有×1000 r/min字样。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，请根据图中信息计算此时发动机一个气缸每分钟完成___________次做功冲程。 第5题 第6题 6．如图甲所示，这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙中画出压缩冲程中活塞的运动方向、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。 【题型3 热值、效率的计算】 1．火箭主要用液态氢作为燃料，是因为液态氢具有较高的________。当火箭在大气中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，其温度会升高，内能会增大，这是通过________（选填“热传递”或“做功”）的方式改变物体的内能。 2．关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．热机的效率越高说明做功越快 B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 C．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 D．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 3．下列关于提高家用汽车汽油机热机效率的积极意义，说法错误的是（     ） A．可以降低日常出行的燃油消耗成本 B．能完全消除汽车行驶过程中产生的噪声 C．减少燃油燃烧的能量浪费，节约能源 D．降低尾气中未完全燃烧的污染物排放，利于环保 4．如图，古人利用火井（天然气）对卤水进行加热煮盐，若完全燃烧的天然气可将30kg的卤水从20℃加热至100℃，则卤水吸收的热量为__________J，消耗的天然气完全燃烧放出的热量为__________J，火井煮盐的加热效率为__________。[卤水的比热容为，天然气的热值为] 5．氢燃料汽车是指以氢为主要能源的汽车，选氢为汽车燃料，主要考虑的是氢燃料的热值___________（选填“大”或“小”），燃烧相同质量的燃料，放出的热量更___________（选填“多”或“少”）。燃料快耗完时，热值___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 6．随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利。 (1)汽油机是汽车的“心脏”，其中______冲程给汽车提供动力。 (2)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将______（选填“升高”“降低”或“不变”）。 (3)小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向绘制成了如图所示的图表，请根据给出的信息计算：完全燃烧0.2kg的汽油能够获得______J的能量，这些能量能产生______J的有用功（汽油的热值为）。 7．汽车是我们现代生活中重要的交通运输工具之一。某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是，做功冲程中活塞移动的距离是30cm。气体的平均压强是，汽油的热值是，每次做功耗油0.2g，若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是________J，此汽油机的效率约为________（计算结果保留至0.1%）。 【题型4 比较不同燃料热值的实验】 1．为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是10g。 (1)实验中应按照____________（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序安装实验器材。安装烧杯下方的铁圈时热源______（选填“需要”或“不需要”）点燃， (2)实验中需要控制被加热水的______和初温均相同。 (3)本实验中通过观察____________来比较燃料燃烧放出热量的多少，（填“温度计示数的变化”或“加热时间”）；这运用了____________法。 (4)实验数据如下表。根据数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为______J；燃料2的热值为______J/kg。[] 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽时水的温度/℃ 燃料的热值/（） 1 15 35 2 15 25 (5)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏______（选填“大”或“小”），出现这种情况的主要原因是______。 2．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等。烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值时，应选择______两图进行实验； (2)比较不同物质吸热升温快慢的特点，应选择______两图进行实验； (3)在探究物质吸热能力时，得到了下表的实验数据： 物质 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水 20 6 45 食用油 20 6 70 实验中，是通过比较______（选填“加热的时间”或“升高的温度”）来间接反映水和食用油吸收的热量的：由实验数据分析可知，______（填“水”或“食用油”）的吸热能力强。 (4)已知水的比热容为，根据实验数据可知，食用油的比热容为______； (5)如果该实验换另外的质量和初始温度均相同的a、b两种液体来做实验，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，则可以看出，______液体的温度升高得较快，______液体适合做冷却剂（填“a或b”）。 3．（26-27九年级上·新疆乌鲁木齐·阶段检测）如图是某学校卓越实验小组制作的简易热机模型。向易拉罐内注入约半罐水。将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内。 (1)此热机模型属于________（选填“内燃机”或“外燃机”）。 (2)用一小块泡沫将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子________（填“上”或“下”）部分，笔的尖端对准风扇的________（选填“扇叶”“中心”）。 (3)点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水沸腾后有“白气”喷出，风扇转动，此时要注意不要触碰扇叶防止烫伤，扇叶温度升高是通过________方式改变内能的。上述过程中酒精燃烧时将________能转化为内能，通过________（选填“热传递”或“做功”）将一部分内能转移给水，水沸腾产生大量水蒸气。 (4)该简易热机工作时相当于右侧图中的________。 (5)进行了调整后、再次测试、发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下两种解决方案中你认为可行的是________。 A．更换一个更细的喷嘴 B．增加加热时间 【题型5 热量及热效率的计算】 1．（26-27九年级上·辽宁沈阳·阶段检测）某同学用天然气灶将、的水加热到，消耗了的天然气。天然气的热值为，水的密度为，水的比热容为。求： (1)水的质量； (2)水吸收的热量； (3)天然气完全燃烧放出的热量； (4)天然气灶的效率 2．我国从餐饮废油（俗称地沟油）中成功提炼出了供飞机使用的生物航空煤油。为了测它的热值，二妹同学在水壶中装上质量为1 kg、初温为30℃的水，燃烧生物航空煤油给水加热，如图所示，完全燃烧40 g生物航空煤油后，测得水壶内水的温度为80℃。已知该加热装置的效率为25%，水的比热容为。求： (1)此过程中水吸收的热量； (2)此过程中生物航空煤油完全燃烧放出的热量； (3)生物航空煤油的热值。 3．我市有400辆左右氢燃料新能源公交车（如图所示）。氢燃料是具有清洁无污染、效率高等优点的理想能源（、）。 (1)公交车采用氢作为燃料主要是因为氢具有较高的______；公交车刹车时通过______的方式改变轮胎的内能。 (2)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出多少热量？ (3)在1标准大气压下，这些热量的50%被质量为400kg、温度为80℃的水吸收，则水升高的温度是多少？ 【题型6 热机效率的计算】 1．若一架飞机以288km/h的速度水平匀速直线航行96km，消耗航空燃油1600kg，飞机发动机的功率为。（航空燃油的热值为）求： (1)飞机在水平航行过程中发动机做的功是多少？ (2)消耗的航空燃油完全燃烧放出多少热量？ (3)发动机的效率是多少？ 2．无人驾驶汽车是一种智能汽车，依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。已知某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶8400 m，消耗的汽油完全燃烧释放的热量为9.66×107 J，汽车受到的牵引力是2000 N。求： (1)消耗的汽油的质量是多少？ (2)汽车牵引力做的功是多少？ (3)近年来我国的氢能源汽车产业快速发展，如果该汽车使用氢气作为燃料，且氢气完全燃烧产生热量的40%用于牵引力做功，则该过程需要消耗多少千克的氢气？ ⚒二、专题综合训练 1．下列关于能量转化的说法中正确的是（     ） A．洗衣机工作时，电能主要转化为内能 B．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能 C．锂电池充电时，化学能转化为电能 D．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 2．下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中属于做功冲程的是（     ） A． B． C． D． 3．下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（     ） A．让燃料尽可能完全燃烧，可以提高热机的效率 B．使燃料充分燃烧，可以增大燃料的热值 C．一瓶酒精用去一半，酒精的热值减少一半 D．在热机的能量损失中，燃料没有完全燃烧损失的能量最多 4．如图所示，2024年9月25日，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射一枚搭载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，并准确落入预定海域，彰显出我国军事的绝对实力。下列有关说法正确的是（    ） A．燃料燃烧过程中，将化学能转化为机械能 B．导弹发射升空的过程中，将燃料燃烧产生的内能转化为导弹的机械能 C．导弹在大气层内飞行过程中与空气摩擦生热，是通过热传递的方式改变导弹外壳的内能 D．导弹在大气层内飞行过程中需要克服空气阻力做功，能量不守恒 5．某汽油机的能量流向如图所示，下列有关说法正确的是（     ） A．由图可知，该汽油机的效率是72% B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，汽油机的效率越低 C．提高汽油机的机械性能可使其工作效率达到100% D．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，提高了燃料的热值 6．如图甲是某仿真发动机小汽车，点燃发动机的酒精炉后，发动机会使车运动起来，科创小组准备网购一个该仿真发动机小汽车进行研究，从网上了解到甲、乙两款仿真发动机小汽车的能量数据如图乙所示。下列分析正确的是（     ） A．酒精燃尽后，酒精所产生的能量消失了 B．由图中的参数可知，热机效率更高的是甲款发动机小汽车 C．要想提高发动机效率，可以让发动机工作更长时间 D．做功同样多的条件下，甲消耗的酒精燃料少，用时短，功率大 7．如图所示的是某折叠卡式炉（内置一瓶新的气瓶，含丁烷），采用丁烷气体作为燃料，携带十分方便，是露营时首选的加热装置。某次烧水时，环境的大气压为1标准大气压，在壶中装入质量为、初温为的水，用卡式炉将水烧开时，消耗了丁烷。已知水的比热容为，丁烷的热值为。下列说法正确的是（     ） A．丁烷燃烧一部分后，其热值会减小 B．瓶内全部丁烷完全燃烧放出的热量是 C．水吸收的热量为 D．卡式炉的加热效率为50% 8．物理是一门以实验为基础的学科，以下关于实验现象及相关知识的说法中（　　） ①图甲，抽去玻璃板后两瓶中的气体最终会变得均匀，说明分子在不停地做无规则运动 ②图乙，内燃机的压缩冲程，燃气内能转化为活塞的机械能 ③图丙，压缩厚玻璃管中的空气，管内空气的内能减小 ④图丁，水蒸气推动塞子冲出去后，水蒸气内能减小 A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有①④正确 D．只有②④正确 9．请补全下面关于能量的知识结构图①___________；②___________；③___________。 10．机器人在运动的过程中，需要缓冲装置吸收和耗散冲击动能从而保护机器人的精密部件。其中液压/气压缓冲装置，利用流体（油液或气体）被压缩时流经小孔产生的粘滞阻力，将动能转化为内能消散掉。这一工作过程，与热机工作的四个冲程中的________冲程类似。一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600 r/min，该汽油机活塞1 s完成________个冲程。 11．“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________，若热效率为80%，这些热量可以使________的水从20℃加热至100℃[，]。 12．为了更好地理解热机工作原理，晓华利用如图1所示的实验装置进行了实验，实验中通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式使试管内水和水蒸气的内能不断增加，水沸腾后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，水蒸气的内能转化为塞子的________能，此过程的能量转化情况与四冲程汽油机的________冲程相似，是图2中的________（选填“甲”或“乙”）冲程。 第12题 第13题 13．如图所示实验，将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面，用橡皮塞塞紧，来回快速拉动缠在金属管外的皮绳，过一会儿，可以观察到橡皮塞从管口飞出。橡皮塞从管口飞出，是___________的内能转化为___________的机械能。（两空均选填“筒内气体”或“橡胶塞”） 14．2026年5月24日搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，如图所示。火箭以液氢为燃料是利用液氢的________________________大的特性。火箭发射台四周有大量水池用来冷却发射台，这是利用了水的________________________大。 15．如图，是一款燃油汽车以某一速度在平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg，汽油机的效率为30%。[汽油的热值为，水的比热容为]在这段运动过程中，求： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，这些废气的能量全部被初温10℃，质量300kg的水吸收，水的温度升高多少？ (3)如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动时受到的动力为900N，消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少？ 16．如下图所示甲、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，且实验中忽略热量损失。 (1)为比较不同燃料的热值，应选择图______进行实验，实验时要观察______（选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较两种燃料的热值大小。小明根据此原理开展了实验：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①、②，则可初步判断______（选填“燃料1”或“燃料2”）的热值大； (2)为比较不同物质的比热容，应选择______图进行实验，加热相同一段时间后发现，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b吸收的热量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体a吸收的热量。 (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，根据图戊可得燃料1和燃料2的热值之比为______。 17．【项目提出】热值高的燃料，放出的热量能有多少真正转化为动力呢?带着这个问题，小曼制作了简易热机模型，模拟供暖设备中的能量转化过程，探究“燃料燃烧产生的内能是如何转化为动力的”。 【项目实施】将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝外，插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在如图甲所示的支架上，点燃酒精灯，过一会儿风车转动起来。 (1)该热机工作时，图甲中的水蒸气的________能转化为风车的_____能，这是通过________方式改变水蒸气能量。 【项目交流】 (2)实验过程中，高温水蒸气从笔尖喷出，冲击风车使其转动，这一过程与图中汽油机的________（选填字母）冲程的工作原理相同。若单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则它每秒内对外做功_________次。 (3)喷气时，笔尖应对准风车的_______（选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 内能的利用 ⚒目录 ⚒一、重难题型特训 1 【题型1 能量的转化与守恒】 1 【题型2 热机】 5 【题型3 热值、效率的计算】 8 【题型4 比较不同燃料热值的实验】 11 【题型5 热量及热效率的计算】 16 【题型6 热机效率的计算】 19 ⚒二、专题综合训练 20 ⚒一、重难题型特训 【题型1 能量的转化与守恒】 1．下列过程中，能量发生转移的是（     ） A．杯中的热水慢慢变凉 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 【答案】A 【详解】A．杯中的热水慢慢变凉，是热水的内能通过热传递的方式转移到周围空气中，内能的形式没有改变，属于能量的转移，故A符合题意。 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来，是水蒸气的内能转化为水壶盖的机械能，属于能量的转化，故B不符合题意。 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意。 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴，是流星克服空气摩擦做功，机械能转化为内能和光能，属于能量的转化，故D不符合题意。 故选A。 2．下列四种现象中，只发生能量的转移而不发生能量的转化的过程是（     ） A．烧水时，水蒸气顶起壶盖 B．植物吸收太阳光进行光合作用 C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感到凉 D．给电动车的蓄电池充电 【答案】C 【详解】A．水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，故A不符合题意； B．植物进行光合作用是将光能转化为化学能的过程，故B不符合题意； C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变内能，是能量的转移过程，故C符合题意； D．给电动车的蓄电池充电，是电能转化为化学能储存起来，是能量的转化过程，故D不符合题意。 故选C。 3．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（     ） A．小球弹起的高度越来越小，在此过程中能量不守恒 B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的 C．在小球的运动中通过热传递的方式使其内能增加 D．小球和地面之间发生撞击，部分机械能转化为内能 【答案】D 【详解】A. 小球弹起高度越来越小，是因为部分机械能转化为内能等其他形式的能，但根据能量守恒定律，自然界中总能量守恒，故A错误； B. 小球弹跳过程中要克服空气阻力做功、和地面撞击时也有能量损耗，机械能会不断转化为其他形式的能，因此机械能总量减小，故B错误； C. 小球运动中克服空气阻力做功，撞击地面时做功，通过做功的方式使其内能增加，故C错误； D. 小球和地面撞击时，会有部分机械能转化为内能，这也是小球弹起高度逐渐降低的原因之一，故D正确。 故选D。 4．下图是多米诺骨牌，第一张骨牌倒下的过程中，其重力势能转化为动能，部分机械能发生___________（选填“转移”或“转化”），传递给下一张骨牌；下一张骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越快。这个过程中能量的总量___________（选填“增多”“减少”或“不变”）。 【答案】 转移 不变 【详解】因骨牌间传递的能量形式未发生改变，部分机械能从第一张骨牌转移给下一张骨牌。 由能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，该过程中能量的总量保持不变。 5．如图为某大学教授课堂演示情景，教授将一个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这一过程摆球的一部分机械能转化为__________能，机械能__________（选填“减小”或“不变”），这一过程__________（选填“符合”或“不符合”）能量守恒定律。 【答案】 内 减小 符合 【详解】摆球在摆动过程中，需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为内能，因此摆球返回初始位置时的机械能比释放时更小，上升的最大高度低于初始高度，所以不会砸到下巴。 该过程中摆球的机械能总量减小，但只是能量的形式发生了转化，整体的能量总和保持不变，完全符合能量守恒定律。 6．小华在做如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小。在这个过程中，滚摆的一部分机械能转化成了________能，所以滚摆的机械能________，但总的能量________。（后两空均填“守恒”或“不守恒”） 【答案】 内 不守恒 守恒 【详解】因滚摆运动时需克服摩擦与空气阻力做功，故一部分机械能转化为内能，滚摆机械能总量减小，因此机械能不守恒；由能量守恒定律可知，能量在转化和转移过程中总量保持不变，故总的能量守恒。 7．如图所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片：叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处，从而循环工作，这种永动机_______（选填“能够”或“不能”）永远工作下去，因为在这一过程中会有一部分机械能转化为_______能，而能量的总量保持不变。 【答案】 不能 内 【详解】永动机工作时，水流冲击叶片、机械转动抽水的过程中，存在摩擦，部分机械能会持续转化为内能散失，可利用的机械能不断减少，无法实现水的循环往复工作，因此它不能永远工作下去。 【题型2 热机】 1．如图为古代人们发明的一种活塞式点火器，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列对猛推推杆入筒的过程分析正确的是（   ） A．筒内气体温度降低 B．筒内气体内能不变 C．筒内气体分子运动变缓慢 D．推杆的机械能转化为气体的内能 【答案】D 【详解】猛推推杆入筒时，人对筒内气体做功，推杆的机械能转化为气体的内能，使气体的内能增加，温度升高，达到艾绒的燃点，从而点火，此过程中气体的温度升高分子热运动变剧烈。故ABC错误， D正确。 故选D。 2．如图为四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．在一个工作循环中的工作冲程依次是乙、丁、甲、丙 B．该汽油机在吸气冲程时，吸入的是空气 C．甲冲程依靠曲轴的惯性完成 D．丁冲程的能量转化是内能转化为机械能 【答案】A 【详解】A．乙图进气门打开、排气门关闭、活塞下行，为吸气冲程；丁图两气门关闭、活塞上行，为压缩冲程；甲图两气门关闭、火花塞点火、活塞下行，为做功冲程；丙图进气门关闭、排气门打开、活塞上行，为排气冲程。四冲程汽油机一个工作循环的顺序就是吸气、压缩、做功、排气，对应乙、丁、甲、丙，故A正确； B．汽油机在吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故B错误； C．甲为做功冲程，燃气对外做功提供动力，吸气、压缩、排气冲程依靠飞轮惯性完成，故C错误； D．丁为压缩冲程，活塞压缩气体做功，机械能转化为内能，故D错误。 故选A。 3．如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（       ） A．水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小 B．水给柴油机降温时，水的比热容变大 C．柴油机工作时，将内能转化为化学能 D．柴油机工作时会造成环境污染 【答案】D 【详解】A．水可以给柴油机冷却降温是因为水的比热容较大，改变相同的温度，相同质量的水比其他液体吸收的热量更多。故A错误； B．比热容是物质的属性，同一物质在一定的范围内比热容不随温度而变化，给柴油机降温时，水的比热容不变。故B错误； C．柴油机工作时，燃烧柴油燃料产生高温高压燃气，将燃料的化学能转化为燃气的内能。故C错误； D．柴油机工作时会排放出尾气，尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等污染物，会造成环境污染。故D正确。 故选D。 4．汽油机和柴油机在构造上的主要区别：汽油机汽缸顶部有______，而柴油机汽缸顶部有______；在吸气冲程中的不同：柴油机吸入汽缸里的是______；某柴油机的转速是3000r/min，它1秒钟完成______个工作循环，对外做功______次，除了做功冲程，其余三个冲程要靠飞轮转动的______才能完成。 【答案】 火花塞 喷油嘴 空气 25 25 惯性 【详解】汽油机是点燃式点火，汽缸顶部安装火花塞；柴油机是压燃式点火，汽缸顶部是喷油嘴。 汽油机吸气冲程吸入汽油和空气的混合物，柴油机吸气冲程只吸入空气，后续再向汽缸内喷入雾状柴油。 每秒飞轮转速为 因四冲程内燃机1个工作循环飞轮转动2周、对外做功1次，故1s完成25个工作循环，对外做功25次。 四冲程热机的四个冲程里，只有做功冲程主动将内能转化为机械能获得动力，其余吸气、压缩、排气三个冲程，都要依靠飞轮转动的惯性来完成。 5．某同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图所示，指针正对第三小格，表盘上方标有×1000 r/min字样。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，请根据图中信息计算此时发动机一个气缸每分钟完成___________次做功冲程。 【答案】375 【详解】读仪表可知，曲轴此时每分钟转数为 四冲程汽油机，曲轴转2次完成一个工作循环，一个工作循环中做功一次，故1min内完成的做功冲程次数为 6．如图甲所示，这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙中画出压缩冲程中活塞的运动方向、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。 【答案】 【详解】在汽油机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动，连杆带动活塞上行，曲轴画到左侧（推动活塞向上），画出连杆连接活塞底部与曲轴，据此作图。 【题型3 热值、效率的计算】 1．火箭主要用液态氢作为燃料，是因为液态氢具有较高的________。当火箭在大气中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，其温度会升高，内能会增大，这是通过________（选填“热传递”或“做功”）的方式改变物体的内能。 【答案】 热值 做功 【详解】由于液态氢的热值大，相同质量的燃料完全燃烧时热值越高放出的热量越多，所以适合作火箭的燃料；火箭与大气层摩擦时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能的。 2．关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．热机的效率越高说明做功越快 B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 C．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 D．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 【答案】B 【详解】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放总能量的比值，功率反映做功快慢，二者无必然关联，故A错误； B．柴油机压缩冲程压缩比更大，燃料燃烧更充分，一般效率高于汽油机，故B正确； C．热机能量损失中，废气带走的能量最多，并非主要损失为机械摩擦，故C错误； D．由热机效率公式，变形得，当相同时，越高，越小，即消耗能量越少，故D错误。 故选B。 3．下列关于提高家用汽车汽油机热机效率的积极意义，说法错误的是（     ） A．可以降低日常出行的燃油消耗成本 B．能完全消除汽车行驶过程中产生的噪声 C．减少燃油燃烧的能量浪费，节约能源 D．降低尾气中未完全燃烧的污染物排放，利于环保 【答案】B 【详解】A．热机效率提升后，相同有用功下消耗的燃油更少，能直接降低出行成本，故A正确； B．提高热机效率只能减少能量损耗，无法完全消除汽车运行的机械噪声，故B错误； C．提高热机效率能让更多燃油内能转化为机械能，减少能量浪费，节约能源，故C正确； D．效率提升会让燃料燃烧更充分，减少尾气中有害污染物的排放，助力节能减排、保护环境，故D正确。 本题选错误的选项，因此选B。 4．如图，古人利用火井（天然气）对卤水进行加热煮盐，若完全燃烧的天然气可将30kg的卤水从20℃加热至100℃，则卤水吸收的热量为__________J，消耗的天然气完全燃烧放出的热量为__________J，火井煮盐的加热效率为__________。[卤水的比热容为，天然气的热值为] 【答案】 【详解】卤水吸收的热量为 天然气完全燃烧放出的热量为 火井煮盐的加热效率为 5．氢燃料汽车是指以氢为主要能源的汽车，选氢为汽车燃料，主要考虑的是氢燃料的热值___________（选填“大”或“小”），燃烧相同质量的燃料，放出的热量更___________（选填“多”或“少”）。燃料快耗完时，热值___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 大 多 不变 【详解】由可知，燃烧相同质量的燃料，热值越大，放出的热量越多，因此选氢作为汽车燃料是利用其热值大的特点，相同质量下放热更多。因热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与燃料质量无关，故燃料快耗完时热值不变。 6．随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利。 (1)汽油机是汽车的“心脏”，其中______冲程给汽车提供动力。 (2)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将______（选填“升高”“降低”或“不变”）。 (3)小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向绘制成了如图所示的图表，请根据给出的信息计算：完全燃烧0.2kg的汽油能够获得______J的能量，这些能量能产生______J的有用功（汽油的热值为）。 【答案】(1)做功 (2)降低 (3) 【详解】（1）汽油机的四个冲程里，只有做功冲程将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，为汽车行驶提供动力，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成。 （2）汽油燃烧不充分时，燃料的化学能没有完全释放转化为可利用的能量，浪费了部分燃料，有用功占燃料完全燃烧放出总热量的比值减小，故发动机效率降低。 （3）完全燃烧0.2kg汽油释放的热量为 发动机的效率为 有用功为 7．汽车是我们现代生活中重要的交通运输工具之一。某单缸汽油发动机汽缸的活塞面积是，做功冲程中活塞移动的距离是30cm。气体的平均压强是，汽油的热值是，每次做功耗油0.2g，若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是________J，此汽油机的效率约为________（计算结果保留至0.1%）。 【答案】 8280 21.7% 【详解】每次汽油燃烧放出的热量 气体对活塞的压力 气体做的有用功 汽油机效率 【题型4 比较不同燃料热值的实验】 1．为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是10g。 (1)实验中应按照____________（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序安装实验器材。安装烧杯下方的铁圈时热源______（选填“需要”或“不需要”）点燃， (2)实验中需要控制被加热水的______和初温均相同。 (3)本实验中通过观察____________来比较燃料燃烧放出热量的多少，（填“温度计示数的变化”或“加热时间”）；这运用了____________法。 (4)实验数据如下表。根据数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为______J；燃料2的热值为______J/kg。[] 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽时水的温度/℃ 燃料的热值/（） 1 15 35 2 15 25 (5)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏______（选填“大”或“小”），出现这种情况的主要原因是______。 【答案】(1) 自下而上 需要 (2)质量 (3) 温度计示数的变化 转换法 (4) (5) 小 在实际实验中，燃料不可能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量也没有全部被水吸收，会有一部分热量散失到周围环境中，水吸收的热量偏小，在质量一定时，根据Q=mq，通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小。 【详解】（1）实验需先调整酒精灯外焰高度确保用外焰加热，再依次向上固定烧杯、温度计，因此按自下而上顺序安装器材； 安装铁圈时需要点燃热源，才能准确调整铁圈高度，让烧杯处于外焰加热的位置。 （2）本实验用控制变量法，探究不同燃料放热能力时，需要控制被加热水的质量和初温完全相同，排除水自身差异对实验结果的干扰。 （3）本实验中燃料是一次性烧完的，不需要记录加热时长，相同条件下燃料放热越多，水升温越明显，因此通过观察温度计示数的变化比较放热多少； 将不易直接测量的燃料放热多少，转换为容易测量的温度计示数变化，这个方法是转换法。 （4） 完全燃烧10g燃料1放出的热量 实验装置相同，加热效率相同，水的质量、比热容均相同，由可知，水升温量和吸收的热量成正比：燃料1使水温升高 燃料2使水温升高 燃料2的放热是燃料1的，因此燃料2的热值是燃料1的，即。 （5）实验测得的热值比实际值偏小，因为燃料燃烧放出的热量会有部分散失到空气中、被实验装置吸收，没有全部被水吸收，通过水的升温计算得到的吸收热量，比燃料实际总放热量小，因此算出的热值偏小。 2．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等。烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值时，应选择______两图进行实验； (2)比较不同物质吸热升温快慢的特点，应选择______两图进行实验； (3)在探究物质吸热能力时，得到了下表的实验数据： 物质 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水 20 6 45 食用油 20 6 70 实验中，是通过比较______（选填“加热的时间”或“升高的温度”）来间接反映水和食用油吸收的热量的：由实验数据分析可知，______（填“水”或“食用油”）的吸热能力强。 (4)已知水的比热容为，根据实验数据可知，食用油的比热容为______； (5)如果该实验换另外的质量和初始温度均相同的a、b两种液体来做实验，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，则可以看出，______液体的温度升高得较快，______液体适合做冷却剂（填“a或b”）。 【答案】(1)甲、乙 (2)甲、丙 (3) 加热时间 水 (4)2.1×103 (5) a b 【详解】（1）比较不同燃料的热值时，应该控制相同质量的不同燃料，通过给相同液体加热，通过比较液体升高温度的多少来比较不同燃料的热值，故应选择甲、乙两图进行实验。 （2）比较不同物质吸热升温快慢的特点，应该控制同种燃料，通过给液体加热相同的时间，来比较液体升高温度的多少来比较液体吸热快慢，故应选择甲、丙两图进行实验。 （3）[1]实验中，两个加热器完全相同，相同时间产生的热量相同，通过比较加热时间来间接反映食用油和水吸收的热量，加热时间越长，物体吸收的热量越多，用到转换法。 [2]由实验数据分析可知，加热相同时间，吸收相同热量，水升温较慢，所以水的吸热能力强。 （4）已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，根据实验数据可知，食用油和水吸收相同的热量时，食用油的温度变化量是水的温度变化量的2倍，由可知，食用油的比热容为水的比热容的一半，为 （5）[1][2]如果换另外的质量和初始温度均相同的a、b两种液体来做实验，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示。则可以看出，加热相同时间，a液体的温度升高得较快，故b液体的比热容较大，b液体适合做冷却剂。 3．如图是某学校卓越实验小组制作的简易热机模型。向易拉罐内注入约半罐水。将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内。 (1)此热机模型属于________（选填“内燃机”或“外燃机”）。 (2)用一小块泡沫将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子________（填“上”或“下”）部分，笔的尖端对准风扇的________（选填“扇叶”“中心”）。 (3)点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水沸腾后有“白气”喷出，风扇转动，此时要注意不要触碰扇叶防止烫伤，扇叶温度升高是通过________方式改变内能的。上述过程中酒精燃烧时将________能转化为内能，通过________（选填“热传递”或“做功”）将一部分内能转移给水，水沸腾产生大量水蒸气。 (4)该简易热机工作时相当于右侧图中的________。 (5)进行了调整后、再次测试、发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下两种解决方案中你认为可行的是________。 A．更换一个更细的喷嘴 B．增加加热时间 【答案】(1)外燃机 (2) 上 扇叶 (3) 热传递 化学 热传递 (4)C (5)A 【详解】（1）内燃机的燃料在气缸内部燃烧，外燃机的燃料在气缸外部燃烧，该实验中酒精灯在易拉罐外部燃烧，因此属于外燃机； （2）易拉罐内的水沸腾后，会产生水蒸气，水蒸气聚集在易拉罐的上部空间，因此留喷口的中性笔需位于罐子的上部分；蒸汽喷出时要带动扇叶转动，扇叶可看作一个杠杆，笔的尖端对准扇叶时的动力臂要大于对准中心时的力臂，更容易让扇叶转动起来，因此笔的尖端要对准扇叶； （3）扇叶温度升高是因为接触到了温度较高的水蒸气，水蒸气将热量传递给扇叶，所以是通过热传递的方式改变内能的；酒精燃烧消耗自身的化学能，转化为内能；同时高温的火焰将热量传递给水，所以是通过热传递将内能转移给水； （4）该热机工作时将内能转化为机械能，对应内燃机的做功冲程，内燃机做功冲程的特点是：进气门、排气门关闭、活塞向下运动，故选C。 （5）A．更换一个更细的喷嘴，可以使得经喷嘴喷出的水蒸气流速更快，进而让风扇转动更快，故A符合题意； B．增加加热时间，水沸腾时的温度不变，所以喷出的水蒸气的流速不会发生变化，故B不符合题意。 故选A。 【题型5 热量及热效率的计算】 1．某同学用天然气灶将、的水加热到，消耗了的天然气。天然气的热值为，水的密度为，水的比热容为。求： (1)水的质量； (2)水吸收的热量； (3)天然气完全燃烧放出的热量； (4)天然气灶的效率 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）水的体积 由可得，水的质量 （2）水升高的温度 由可得，水吸收的热量 （3）由可得，天然气完全燃烧放出的热量 （4）天然气灶的效率 2．我国从餐饮废油（俗称地沟油）中成功提炼出了供飞机使用的生物航空煤油。为了测它的热值，二妹同学在水壶中装上质量为1 kg、初温为30℃的水，燃烧生物航空煤油给水加热，如图所示，完全燃烧40 g生物航空煤油后，测得水壶内水的温度为80℃。已知该加热装置的效率为25%，水的比热容为。求： (1)此过程中水吸收的热量； (2)此过程中生物航空煤油完全燃烧放出的热量； (3)生物航空煤油的热值。 【答案】(1) (2) (3)/kg 【详解】（1）水升高的温度为 水吸收的热量为 （2）煤油完全燃烧放出的热量为 （3）煤油的质量换算为 煤油的热值为 3．我市有400辆左右氢燃料新能源公交车（如图所示）。氢燃料是具有清洁无污染、效率高等优点的理想能源（、）。 (1)公交车采用氢作为燃料主要是因为氢具有较高的______；公交车刹车时通过______的方式改变轮胎的内能。 (2)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出多少热量？ (3)在1标准大气压下，这些热量的50%被质量为400kg、温度为80℃的水吸收，则水升高的温度是多少？ 【答案】(1) 热值 做功 (2) (3) 【详解】（1）氢燃料热值高，相同质量下可放出更多热量，适合作为公交车燃料；刹车时轮胎克服摩擦做功，通过做功的方式改变内能。 （2）氢燃料完全燃烧，由热值公式得放出的热量 （3）水吸收的热量 理论升高温度 因1标准大气压下水的沸点为，水沸腾后温度不变，故实际升高的温度为 【题型6 热机效率的计算】 1．若一架飞机以288km/h的速度水平匀速直线航行96km，消耗航空燃油1600kg，飞机发动机的功率为。（航空燃油的热值为）求： (1)飞机在水平航行过程中发动机做的功是多少？ (2)消耗的航空燃油完全燃烧放出多少热量？ (3)发动机的效率是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）飞机水平匀速直线航行，飞行时间 发动机做功 （2）燃油完全燃烧放出热量 （3）发动机效率为 2．无人驾驶汽车是一种智能汽车，依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。已知某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶8400 m，消耗的汽油完全燃烧释放的热量为9.66×107 J，汽车受到的牵引力是2000 N。求：（，，） (1)消耗的汽油的质量是多少？ (2)汽车牵引力做的功是多少？ (3)近年来我国的氢能源汽车产业快速发展，如果该汽车使用氢气作为燃料，且氢气完全燃烧产生热量的40%用于牵引力做功，则该过程需要消耗多少千克的氢气？ 【答案】(1)2.1 kg (2) (3)0.3 kg 【详解】（1）由燃料完全燃烧放热公式得 （2）汽车牵引力做的功 （3）由热机效率公式，先求氢气完全燃烧释放的总热量 则该过程需要消耗氢气的质量 ⚒二、专题综合训练 1．下列关于能量转化的说法中正确的是（     ） A．洗衣机工作时，电能主要转化为内能 B．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能 C．锂电池充电时，化学能转化为电能 D．太阳能电池板将太阳能转化为化学能 【答案】B 【详解】A．洗衣机工作时电能主要转化为机械能，仅少量转化为内能，故A错误； B．绿色植物的光合作用将光能转化为化学能储存在合成的有机物中，故B正确； C．锂电池充电时为用电器，能量转化为电能转化为化学能，故C错误； D．太阳能电池板的能量转化为太阳能转化为电能，故D错误。 故选B。 2．下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中属于做功冲程的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故B不符合题意； C．两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意； D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意； 故选C。 3．下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（     ） A．让燃料尽可能完全燃烧，可以提高热机的效率 B．使燃料充分燃烧，可以增大燃料的热值 C．一瓶酒精用去一半，酒精的热值减少一半 D．在热机的能量损失中，燃料没有完全燃烧损失的能量最多 【答案】A 【详解】A．热机效率公式为，燃料尽可能完全燃烧可减少不完全燃烧损失的能量，提升有效利用能量占总放热的比值，可提高热机效率，故A正确； B．热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，故B错误； C．热值与燃料质量无关，酒精用去一半后种类不变，热值不变，故C错误； D．热机的能量损失中，废气带走的能量最多，并非燃料未完全燃烧损失的能量最多，故D错误。 故选A。 4．如图所示，2024年9月25日，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射一枚搭载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，并准确落入预定海域，彰显出我国军事的绝对实力。下列有关说法正确的是（    ） A．燃料燃烧过程中，将化学能转化为机械能 B．导弹发射升空的过程中，将燃料燃烧产生的内能转化为导弹的机械能 C．导弹在大气层内飞行过程中与空气摩擦生热，是通过热传递的方式改变导弹外壳的内能 D．导弹在大气层内飞行过程中需要克服空气阻力做功，能量不守恒 【答案】B 【详解】A．燃料燃烧过程中，消耗化学能，产生内能，是将化学能转化为内能，故A错误； B．导弹发射升空的过程中，燃气膨胀对导弹做功，将燃料燃烧产生的内能转化为导弹的机械能，故B正确； C．导弹在大气层内飞行过程中与空气摩擦生热，克服摩擦做功，是通过做功的方式改变导弹外壳的内能，故C错误； D．导弹在大气层内飞行过程中需要克服空气阻力做功，机械能转化为内能，但能量的总量保持不变，能量守恒，故D错误。 故选B。 5．某汽油机的能量流向如图所示，下列有关说法正确的是（     ） A．由图可知，该汽油机的效率是72% B．汽车尾气中的“汽油味”越浓，汽油机的效率越低 C．提高汽油机的机械性能可使其工作效率达到100% D．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，提高了燃料的热值 【答案】B 【详解】A．汽油机效率 ，故A错误； B．尾气中“汽油味”越浓，说明燃料燃烧越不充分，有用机械能占比越小，效率越低，故B正确； C．热机工作时不可避免地存在能量损失，效率不可能达到100%，故C错误； D．热值是燃料本身的特性，利用尾气余热供暖提高了能量利用率，不能提高燃料的热值，故D错误。 故选B。 6．如图甲是某仿真发动机小汽车，点燃发动机的酒精炉后，发动机会使车运动起来，科创小组准备网购一个该仿真发动机小汽车进行研究，从网上了解到甲、乙两款仿真发动机小汽车的能量数据如图乙所示。下列分析正确的是（     ） A．酒精燃尽后，酒精所产生的能量消失了 B．由图中的参数可知，热机效率更高的是甲款发动机小汽车 C．要想提高发动机效率，可以让发动机工作更长时间 D．做功同样多的条件下，甲消耗的酒精燃料少，用时短，功率大 【答案】B 【详解】A．根据能量守恒定律，能量不会凭空消失，故A错误； B．甲发动机总能量 热机效率 乙发动机总能量 热机效率 ，故B正确； C．热机效率与工作时间无关，故C错误； D．由可知，未知做功时间，无法比较功率大小，故D错误。 故选B。 7．如图所示的是某折叠卡式炉（内置一瓶新的气瓶，含丁烷），采用丁烷气体作为燃料，携带十分方便，是露营时首选的加热装置。某次烧水时，环境的大气压为1标准大气压，在壶中装入质量为、初温为的水，用卡式炉将水烧开时，消耗了丁烷。已知水的比热容为，丁烷的热值为。下列说法正确的是（     ） A．丁烷燃烧一部分后，其热值会减小 B．瓶内全部丁烷完全燃烧放出的热量是 C．水吸收的热量为 D．卡式炉的加热效率为50% 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的特性，与质量无关，丁烷燃烧一部分后热值不变，故A错误； B．瓶内全部丁烷完全燃烧放出的热量 故B错误； C．1标准大气压下水的沸点为，水吸收的热量 故C错误； D．消耗丁烷完全燃烧放出的热量 卡式炉的加热效率 故D正确。 故选D。 8．物理是一门以实验为基础的学科，以下关于实验现象及相关知识的说法中（　　） ①图甲，抽去玻璃板后两瓶中的气体最终会变得均匀，说明分子在不停地做无规则运动 ②图乙，内燃机的压缩冲程，燃气内能转化为活塞的机械能 ③图丙，压缩厚玻璃管中的空气，管内空气的内能减小 ④图丁，水蒸气推动塞子冲出去后，水蒸气内能减小 A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有①④正确 D．只有②④正确 【答案】C 【详解】①图甲中抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故①正确； ②图乙中，内燃机的压缩冲程中，活塞对燃气做功，活塞的机械能转化为燃气内能，故②错误； ③图丙中，后玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故③错误； ④图丁中，试管中的水沸腾后，水蒸气将塞子推出，即水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为机械能，其内能减小，故④正确；故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 9．请补全下面关于能量的知识结构图①___________；②___________；③___________。 【答案】 内能 做功 转移 【详解】燃料燃烧将化学能转化为内能，故①为内能；改变内能有两种方式：做功和热传递。做功的实质是能量的转化，机械能和内能之间的转化为做功，故②为做功；热传递的实质是能量的转移，能量形式不变，只是从高温物体转移到低温物体，或者从同一物体的高温部分转移到低温部分，故③为转移。 10．机器人在运动的过程中，需要缓冲装置吸收和耗散冲击动能从而保护机器人的精密部件。其中液压/气压缓冲装置，利用流体（油液或气体）被压缩时流经小孔产生的粘滞阻力，将动能转化为内能消散掉。这一工作过程，与热机工作的四个冲程中的________冲程类似。一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3600 r/min，该汽油机活塞1 s完成________个冲程。 【答案】 压缩 120 【详解】缓冲装置将动能转化为内能，与热机压缩冲程的能量转化形式一致，故第一空填压缩； 1s内飞轮转动的转数为 因四冲程汽油机飞轮每转2周完成4个冲程，故1s完成的冲程数为 11．“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________，若热效率为80%，这些热量可以使________的水从20℃加热至100℃[，]。 【答案】 热值 1000/ 【详解】[1]同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这体现了“可燃冰”的热值很大。 [2]1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 [3]已知热效率为80%，根据可知，水吸收的热量为 根据可知，被加热的水的质量为 12．为了更好地理解热机工作原理，晓华利用如图1所示的实验装置进行了实验，实验中通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式使试管内水和水蒸气的内能不断增加，水沸腾后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，水蒸气的内能转化为塞子的________能，此过程的能量转化情况与四冲程汽油机的________冲程相似，是图2中的________（选填“甲”或“乙”）冲程。 【答案】 热传递 机械 做功 乙 【详解】[1]实验中，试管从火焰处吸收热量传给水，使试管内水和水蒸气的内能不断增加，这是通过热传递的方式实现的。 [2][3][4]水沸腾后，水蒸气越来越大，当压强达到一定程度时，将试管口上的塞子喷出，水蒸气对塞子做功，内能减小，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 在四冲程汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故此过程的能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。 甲图中，进气门、排气门都关闭，活塞向上移动，是压缩冲程； 乙图中，进气门、排气门都关闭，活塞向下移动，是做功冲程，故是图2中的乙冲程。 13．如图所示实验，将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面，用橡皮塞塞紧，来回快速拉动缠在金属管外的皮绳，过一会儿，可以观察到橡皮塞从管口飞出。橡皮塞从管口飞出，是___________的内能转化为___________的机械能。（两空均选填“筒内气体”或“橡胶塞”） 【答案】 筒内气体 橡胶塞 【详解】[1][2]将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面，用橡皮塞塞紧，来回快速拉动缠在金属管外的皮绳，通过做功的方式使筒内气体内能增大，过一会儿，可以观察到橡皮塞从管口飞出，此时筒内气体对橡皮塞做功使橡皮塞从管口飞出，是筒内气体的内能转化为橡胶塞的机械能。 14．2026年5月24日搭载神舟二十三号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，如图所示。火箭以液氢为燃料是利用液氢的________________________大的特性。火箭发射台四周有大量水池用来冷却发射台，这是利用了水的________________________大。 【答案】 热值 比热容 【详解】火箭选用液氢作为燃料，是因为液氢的热值大，相同质量的液氢完全燃烧时，可以释放出比其他燃料更多的内能，能为火箭提供充足的动力； 用水来冷却发射台，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，升高相同温度时可以吸收更多的热量，冷却效果更好，能够有效避免发射台因高温受损。 15．如图，是一款燃油汽车以某一速度在平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油4kg，汽油机的效率为30%。[汽油的热值为，水的比热容为]在这段运动过程中，求： (1)汽油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，这些废气的能量全部被初温10℃，质量300kg的水吸收，水的温度升高多少？ (3)如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动时受到的动力为900N，消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少？ 【答案】(1) (2)60℃ (3) 【详解】（1）4kg汽油完全燃烧放出的热量 （2）由题意可知，废气带走的能量 水吸收的热量 水升高的温度 一个标准大气压下水的沸点为100℃，， 因此水升高的温度为60℃。 （3）汽车做的有用功 根据可知汽车通过的路程 16．如下图所示甲、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，且实验中忽略热量损失。 (1)为比较不同燃料的热值，应选择图______进行实验，实验时要观察______（选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较两种燃料的热值大小。小明根据此原理开展了实验：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①、②，则可初步判断______（选填“燃料1”或“燃料2”）的热值大； (2)为比较不同物质的比热容，应选择______图进行实验，加热相同一段时间后发现，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b吸收的热量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体a吸收的热量。 (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，根据图戊可得燃料1和燃料2的热值之比为______。 【答案】(1) 甲、乙 液体升高的温度 燃料2 (2) 甲、丙 大于 (3)8:3 【详解】（1）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，通过比较液体升高的温度得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；由图丁可知，燃烧相同质量的燃料，燃料2对应的液体升高温度大，所以燃料2的热值大。 （2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，应选择甲和丙两图进行实验；加热相同时间后，即吸热相同热量，且两液体的质量相同，由可知，液体a升温多，则液体a的比热容小，故质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，由可知，液体b吸收的热量大于液体a吸收的热量。 （3）水的质量m相同，比热容c相同，忽略热量损失，，燃料1加热的水的温度变化量 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为 燃料2加热的水的温度变化量 燃料2完全燃烧放出的热量 由可得， 17．【项目提出】热值高的燃料，放出的热量能有多少真正转化为动力呢?带着这个问题，小曼制作了简易热机模型，模拟供暖设备中的能量转化过程，探究“燃料燃烧产生的内能是如何转化为动力的”。 【项目实施】将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝外，插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在如图甲所示的支架上，点燃酒精灯，过一会儿风车转动起来。 (1)该热机工作时，图甲中的水蒸气的________能转化为风车的_____能，这是通过________方式改变水蒸气能量。 【项目交流】 (2)实验过程中，高温水蒸气从笔尖喷出，冲击风车使其转动，这一过程与图中汽油机的________（选填字母）冲程的工作原理相同。若单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则它每秒内对外做功_________次。 (3)喷气时，笔尖应对准风车的_______（选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 【答案】(1) 内 机械 做功 (2) C 10 (3)扇叶 【详解】（1）该热机工作时，水蒸气冲击扇叶转动，是水蒸气的内能转化为风车的机械能，能量的形式发生了改变，所以是通过做功的方式改变水蒸气能量。 （2）高温水蒸气从笔尖喷出，冲击风车使其转动，水蒸气的内能转化为风车的机械能，这与热机的做功冲程能量转化方式完全一致（做功冲程将内能转化为机械能）。由图可知，A图中，气门一开一闭，活塞向下，是吸气冲程；B图中，两个气门都关闭，活塞向上，是压缩冲程；C图中，两个气门都关闭，活塞向下，是做功冲程；D图中，气门一开一闭，活塞向上，是排气冲程。故选C。 单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，即20r/s，该汽油机一个工作循环，活塞往复两次，曲轴和飞轮转两圈，四个冲程，对外做功一次，所以它每秒内对外做功10次。 （3）若喷气对准轴心，气流的力几乎无法带动风车转动；对准扇叶时，气流的作用力可以充分推动扇叶旋转，能让风车转得更快。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $