专题10 机械能和内能（5年汇编）（陕西专用）2022-2026年中考物理真题分类汇编

专题9 机械能和内能 5年真题1年模拟 参考答案 考点1 机械能及其转化 1． A； 2.A； 3．B； 4．C； 5．地磁场 ； 相互 ； 电磁波 ； 增大 ； 6．12500 ； 变小 ； 动 ； 7．直线传播 ； 大气压 ； 内能 ； 2． 考点2 内能、比热容、热值、热机 1.B 2.D 3.D 4.大；6.3×108 5. 6.5；（2）做功；（3）垂直；平面内 6. 6.72×105；0.016；热传递；不变 7.机械；做功；大气压 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/9/29 14:44:24；用户：李国娇； 考点3 探究动能大小影响因素实验 1.（1）60；（2）晶体；（3）大，相同 考点4 热平衡及热效率相关计算 17．（1）（1）电热丝R1的阻值为220Ω，则电路中的电流是1A。 （2）该电路工作300s产生的热量，可使保温箱内空气的温度升高6℃。 （3）。 ； 18．（1）产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为6.4×1011J； （2）“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是40%； （3）相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约0.035kg标准煤。 ； 19．（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是1.8×105Pa；（2）本次测试中，该车行驶的速度是20m/s；受到的牵引力是1800N；（3）本次测试中，消耗氢燃料的质量是0.13kg。 ； 20．小 ； 21．压缩体积 ； 吸收 ； 邮箱：15379435498；学号：45066297 精选模拟题 1．A； 2．B； 3．B； 4．B； 5．A； 6．B； 7．2.4 ； 减小压力 ； 比热容 ； 8．1.8 ； 压缩 ； 大小相等 ； 虚 ； 9．做功 ； 乙 ； 2400 ； 10．热值 ； 7×107 ； 做功 ； 11．增大 ； 做功 ； 机械能 ； 12．形状 ； 无规则运动 ； 引力 ； 变大 ； 13．相同 ； 不同 ； 质量 ； 加热时间 ； 电流 ； 14．钢球 ； 甲、丙 ； 不同 ； 大 ； 15．加热时间 ； 煤油 ； 水 ； 2.1×103 ； 甲、乙 ； 液体升高的温度 ； 大 ； 16．（1）产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为6.4×1011J； （2）“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是40%； （3）相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约0.035kg标准煤。 ； 17．清洁 ； 18．机械 ； 内 ； 19．不可再生 ； 20．（1）将质量为1.5kg的水从初温20℃加热到40℃，水需要吸收的热量是1.26×105J； （2）R的阻值为165Ω； （3）此时家庭电路两端的实际电压小于220V。 ； 21．建立大型沼气储气柜，在夏季沼气产量充足时进行储存，以备冬季使用 ； 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/10/26 9:02:26；用户：李国娇；邮箱：15379435498；学号：45066297 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题9 机械能和内能 5年真题1年模拟 考点分类 陕西考情 命题规律 考点1 机械能及 其转化 2026填空题 2025选择题 2024选择题、填空题 2023选择题、填空题） 2022选择题 35 分 命题规律：情境载体丰富，高频素材：航天火箭、大飞机、水陆两栖飞机、滑雪、投掷实心球等体育运动、中国古代科技（司南、火龙火箭）。 高频考法：判断动能、重力势能大小变化、机械能增减；结合二力平衡、流体压强、力的相互作用、电磁波进行小综合；填空题常结合其他模块多空拼盘。 选择题：以正误辨析为主，要抓住质量、速度、高度三个核心要素判断机械能变化。 填空侧重基础理解，一般不单独考复杂计算，以概念判断、能量转化为主。 考点变化 1.传统考法稳定：动能势能影响因素、机械能转化持续考查，5 年没有删减核心知识点。 2.传统文化素材增加：2026 年出现古代司南、火龙二级火箭，把中国古代科技作为命题背景，属于新命题方向。 3.跨模块融合进一步加强：机械能不再单独出题，经常混合力、压强、电磁波知识在同一道题，一道题同时覆盖力学、能量、电磁。 4.体育运动、国产重大科技装备仍是主流情境，素材不断更新，但考查原理不变。 考点2 内能、比热容、热值、热机 2026选择题、填空题 2025填空题 2024选择题、填空题 2023填空题 2022选择题 46 分 命题规律：概念辨析是重中之重：区分热量、温度、内能；热值是物质固有属性，与燃烧充分程度、质量无关；区分做功、热传递两种改变内能的方式；分子无规则运动（香气四溢）高频出现。 情境：陕西本土生活（陕南绿茶、槐花麦饭）、古代生活（陶甑蒸煮食物）、秧田防冻、航空发动机、压缩引火仪小实验。 填空题：包含简单比热容计算，属于直接套公式的基础计算。 热机考查：能量转化、效率影响因素，不一定考四冲程结构图，侧重能量转化判断。 考点变化 基础核心不变：改变内能两种方式、水的比热容大应用、热值概念、分子动理论持续高频考查。 古代生活情境增多：2026 年以新石器陶甑蒸煮食物命题，结合物态变化、热传递。 实验以课本小装置（空气压缩引火仪）填空小设问形式出现，很少出完整大实验。 易错概念持续强化：“物体含有热量” 这类错误选项反复出现，强调热量是过程量。 考点3 探究动能大小 影响因素实验 2024 实验题（2分） 02 分（隔年考查） 命题规律：以填空小片段形式出现，不独立设置完整大实验题，和量筒读数、晶体熔化图像拼在同一道实验填空题中。 核心考控制变量法：质量相同改变高度（改变速度）；从同一高度释放控制速度相同，改变小球质量。 转换法：通过纸盒被推动距离反映小球动能大小是隐含考点。 设问直白，以填结论、填操作条件为主，难度低。 考点变化 不再是完整大题，改为碎片化实验填空，分值压缩为 2 分。 轮换考查：不是每年必考，会和其他热学、光学小实验轮换。 不考复杂误差分析，只考操作、控制变量、实验结论。 考点4 热平衡及热效率相关计算 2026 综合题（2分） 2025 综合题（4分） 2024综合题（4分） 2022综合题（2分） 26 分 公式核心：Q吸、Q放，效率公式 多模块大综合，经常组合：电能、电功率、可再生 / 不可再生能源、力学压强、速度、牵引力做功，一道题融合热学 + 电学 + 力学。 情境分两类：①生活模型：燃气炉烧水、电热保温箱；②工业 / 新能源真实模型：海上风电、氢能汽车、碳氢风电耦合系统、太阳能蓄热供暖。 多小问层层递进，前面小问为后面计算提供数据；部分题目增加电路设计的作图设问。 考点变化 传统烧水模型还在，但新能源、工业真实情境占比越来越高：风电、氢能、富氧燃烧、太阳能供暖成为主流，不再局限家庭生活烧水做饭。 跨模块深度融合：热效率与电能结合考法明显增多，把电能 kW・h 和焦耳单位换算作为高频难点。 出现新题型：除计算外增加电路设计（保温箱高低挡位电路连接），不只考纯数学运算。 结合双碳、节能减排背景，出现节约燃料、提高燃烧效率类实际应用计算。 考点1 机械能及其转化 1．（2025•陕西）如图，是我国为满足森林灭火和水上救援等迫切需求而研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600。工作时，它可在20秒内吸水12吨，并在4秒内倾泻完毕，能实现水源与火场之间多次往返。下列关于“鲲龙”的说法正确的是（　　） A．停在水面上不工作时，处于平衡状态 B．停在水面上吸水过程中，下表面受到水的压强不变 C．在空中水平匀速飞行时，机翼上方空气流速大，压强大 D．降落过程中，重力势能不变 2．（2024•陕西）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 3．（2023•陕西）近年来，我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就，实现了毛主席在《水调歌头•重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的情景。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是（　　） A．如图﹣1，中国空间站与地面控制中心的通讯，是通过电磁波实现的 B．如图﹣2，国产C919大型客机起飞爬升过程中，重力势能不变 C．如图﹣3，“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，所受海水的压强越大 D．如图﹣4，“雪龙”号破冰船利用自身重力破冰，说明力可以使物体发生形变 4．（2022•陕西）如图，滑雪运动员正在比赛。下列分析正确的是（　　） A．雪地上的影子是光的折射形成的 B．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能不变 C．滑雪板可以减小运动员对雪地的压强 D．运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，运动状态保持不变 5．（2026•陕西）《韩非子•有度》中记载的“司南”是世界上最古老的指向仪器，在________ 的作用下勺柄静止时指向南方；《武备志》中记载的“火龙”是世界上最早的二级火箭，点燃火药后，“火龙”向后喷出高温气体，同时这种气体也对“火龙”施加了推力，说明物体间力的作用是_______ 的；北斗卫星导航系统是利用________ 传递信息的；长征七号改运载火箭加速升空时，机械能_______ 。 6．（2024•陕西）如图，某同学拿着实心球静止站立在水平地面上，该同学和实心球总重500N，双脚与地面的总接触面积为0.04m2，此时他对地面的压强为 __________ Pa。该同学将实心球投出后，双脚站立在水平地面上保持静止，他对地面的压强与投出实心球之前相比 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。实心球下落过程中，重力势能转化为 _____ 能。（忽略空气阻力） 7．（2023•陕西）如图﹣1，在纸杯口蒙上一层薄纸巾，纸杯底部中央戳一个小孔，让小孔对准“F”光源，可在薄纸巾上观察到倒立的“F”图样，这是由于光的 _________ 形成的；如图﹣2，纸杯中装满水，用硬卡片盖住杯口，用手压住卡片，倒置纸杯，手离开卡片后，卡片不掉落，证明了 ________ 的存在；如图﹣3，在纸杯侧壁剪开若干个小口，折叠成扇叶状，将其杯口朝下悬挂在蜡烛正上方，点燃蜡烛后，纸杯旋转起来，此过程中热空气的 _______ 转化为纸杯的机械能。 考点2 内能、比热容、热值、热机 1．（2026•陕西）新石器时期，古人就将盛有食物的陶甑置于盛水的陶罐上，加热陶罐中的水，产生的水蒸气通过陶甑底部的孔眼将食物加热，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．加热时，陶罐中的水发生了升华 B．水蒸气与食物接触后，发生了液化 C．水蒸气与食物接触后，温度从水蒸气传递给了食物 D．陶甑中食物的内能是通过做功的方式改变的 2．（2024•陕西）“五一”假期，小明乘车回老家看望亲人。一家人在一起摘槐花、吃槐花麦饭……这些都是小明最真切的童年记忆。下列有关说法正确的是（　　） A．刚出锅的槐花麦饭很烫，是因为麦饭含有的热量多 B．槐树叶看上去呈绿色，是因为叶子吸收了绿光 C．小明在行驶的车上看到槐树向后运动，是以地面为参照物的 D．槐花香气四溢，是因为分子在永不停息地做无规则运动 3．（2022•陕西）陕西秦岭以南具有“雨洗青山四季春”的宜茶环境。如图为一杯陕南富硒绿茶，茶叶翠绿，茶香袭人。下列说法正确的是（　　） A．茶杯受到的重力与桌面对它的支持力是相互作用力 B．热茶暖手是通过做功改变物体的内能 C．绿色的茶叶吸收绿光 D．茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动 4．（2026•陕西）春季出现“倒春寒”的低温天气时，农民常用给秧田灌水的方式以防止秧苗冻坏，这是利用了水的比热容_____ 的特点。某天傍晚在一块稻田里灌入3×104kg的水，夜晚水的温度降低了5℃，此过程中水放出的热量为____________ J。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 5．（2025•陕西）请完成下列填空。 （1）如图﹣1，体温计的示数为 _________ ℃。 （2）如图﹣2，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，观察到棉花燃烧，此现象表明 _______ （选填“做功”或“热传递”）可以改变物体的内能。 （3）如图﹣3（a），在“探究光的反射定律”的实验中，将一块平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板立在平面镜上，使纸板上的ON线与平面镜 _______ 。如图﹣3（b），将纸板NOF沿ON线向前或向后翻折，可以探究反射光线、入射光线和法线是否在同一 ________ 。 6．（2023•陕西）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是 _____________ J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧 __________ kg的煤气，这是通过 ________ 的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”）[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg]。 7．（2024•陕西）如图﹣1，将水桶平放在地面上，向桶中倒入少量酒精，点燃酒精后，水桶向后喷出燃气并加速向前运动，此过程中，内能转化为 _______ 能，该能量转化过程与汽油机 _______ 冲程的相同。燃气停止喷出后，迅速堵住水桶口，在 ________ 的作用下，水桶变扁，如图﹣2所示。 考点3 探究动能大小影响因素实验 1．（2024•陕西）请完成下列填空。 （1）如图﹣1，量筒中液体的体积为 _______ mL。 （2）如图﹣2，是某固体熔化前后温度随时间变化的图像，分析图像可知该固体是 _______ （选填“晶体”或“非晶体”）。 （3）如图﹣3，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，将质量相同的小球从同一斜面的不同高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离可知：质量相同的物体，速度越大，动能越 _____ 。如果要探究动能大小与物体质量的关系，应该将质量不同的小球从同一斜面的 _______ （选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离。 考点4 热平衡及热效率相关计算 1．（2026•陕西）2026年，我国海上风电累计并网装机容量占全球总装机容量的一半以上，为全球海上风电大型化、规模化发展树立了新标杆。 （1）风能属于________ （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）某海上风电机组平均发电功率为1.8×104kW，则持续发电1h所发出的电能为多少？ （3）若某家庭平均每月消耗电能300kW•h，则该海上风电机组1h发出的电能，可供该家庭使用多少个月？ （4）某火电厂的煤电转换效率为36%，若海上风电机组1h所发出的电能全部由该火电厂提供，则需要完全燃烧多少千克标准煤？（为便于计算，标准煤的热值q取3.0×107J/kg） 2．（2025•陕西）劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱，其电路如图﹣1所示。 （1）电热丝R1的阻值为220Ω，则电路中的电流是多少？ （2）已知保温箱内空气的质量为11kg，图﹣1所示电路工作300s产生的热量，可使保温箱内空气的温度升高多少？[不计热损失，空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃）] （3）现增加一个阻值为44Ω的电热丝R2，根据实际需求，利用电热丝R1与R2，为保温箱设计两个挡位，高温挡的电功率为1100W，低温挡的电功率为220W。请根据需求，在图﹣2的虚线框内将电路连接完整。 3．（2025•陕西）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率为火电站发出的电能，Q总为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳一氢一风一电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 （1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW•h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） （2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW•h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ （3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW•h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） 4．（2024•陕西）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐。某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为0.1m2。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为60%。（g取10N/kg，氢燃料的热值为1.4×108J/kg，假设氢燃料完全燃烧） （1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （2）本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ （3）本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 5．（2024•陕西）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） 3×106J 4×104m2 1.74×1011J （1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热的原因之一是：藏区海拔高，大气压强 _____ （选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢。 （2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ （3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 6．（2022•陕西）今年“五一”假期，广大市民按照疫情防控要求，积极响应“非必要不离市”号召，在郊区、公园指定区域进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图﹣1所示户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如表所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。 品名 XX牌分体式防风燃气炉 材质 不锈钢钢铸铝 规格 展开φ260×116mm 折叠φ127×132mm 功率 4500W （1）气体燃料在常温下是通过 _________ 的方式液化存储在储气罐内。使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要 _______ （选填“吸收”或“放出”）热量。 （2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s，燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 （3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少？ （4）小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，下表是他出发前做的规划，则小刚至少应携带几个如图﹣2所示的新储气罐？ 内容 每次耗时/min 次数/次 炒菜 8 3 煮汤 10 1 烧水 3 2 精选模拟题 1．（2026•碑林区校级一模）2025年9月29日，长征二号丁运载火箭，成功将试验三十号卫星01、02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。该火箭使用的燃料偏二甲肼属于化石燃料。如图是火箭发射的场景，下列有关说法正确的是（　　） A．火箭在加速升空过程中，卫星的机械能增大 B．偏二甲肼属于可再生能源 C．偏二甲肼在常温下内能为零 D．偏二甲肼燃烧越充分热值越大 2．（2026•碑林区校级模拟）陕北铁锅炖羊肉是当地的一道特色小吃，历史悠久，肉香汤鲜，营养丰富，下列有关说法中正确的是（　　） A．烹饪时使煤球燃烧更加充分可以增大燃料的热值 B．把羊肉煮熟是通过热传递的方式增加其内能 C．刚出锅的羊肉很烫是因为它含有的热量多 D．羊肉汤香味扑鼻而来是因为分子不停地做有规则运动 3．（2026•碑林区校级二模）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 4．（2026•雁塔区校级四模）如图所示，2025年9月，在中国空间站“天和”核心舱上，一款大面积、高效率的柔性三结砷化镓（化合物半导体材料）太阳能电池翼成功完成了在轨验证。下列相关说法正确的是（　　） A．太阳能电池翼将太阳能主要转化为内能 B．太阳能来源于太阳内部的核聚变 C．砷化镓的导电性要比金属更好 D．太阳能是不可再生能源 5．（2026•碑林区校级模拟）2025年5月29日，我国西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭成功发射天问二号小行星探测器。在火箭高速穿越大气层时，表面与空气剧烈摩擦，使表面热防护层熔化。下列说法正确的是（　　） A．此过程中能量转化与汽油机工作循环的压缩冲程相似 B．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至﹣253℃，内能为零 D．此过程中，动能转化为重力势能 6．（2026•碑林区校级模拟）同学们学习热学相关知识时，老师做了如图所示的实验，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，两个铅块没有被重物拉开，说明分子之间存在引力 B．图乙中，水蒸气将软木塞推出，水蒸气的机械能转化为软木塞的内能 C．图丙中，红墨水在热水中扩散更快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈 D．图丁中，将一定量的水与酒精混合后总体积变小，原因是分子间存在间隙 7．（2026•碑林区校级一模）在铺设园区人行道时，工程师面临两种地砖选择：A砖（实心，密度2.0×103kg/m3）和B砖（有规则孔洞，密度1.2×103kg/m3），单块砖体积均为1.2×10﹣3m3。则一块A砖的质量为________ kg。最终选择B砖，一是考虑可以通过_________ 的方式减小载重卡车运输砖过程中对地面的压强，避免损坏道路；二是考虑了其孔洞结构有利于通过渗水缓解城市热岛效应，这是利用了水的________ 较大的特性。 8．（2026•碑林区校级一模）请完成下列填空。 （1）如图1，物体的重力是________ N。 （2）如图2，将铁丝快速地多次弯折，弯折部位的温度升高，此过程的能量转化与四冲程汽油机的_______ 冲程相同。 （3）如图3，在“探究平面镜成像的特点”的实验中，将玻璃板竖立在铺有白纸的水平桌面上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，将外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直至蜡烛B和A的像完全重合，这说明像和物_________ ；移去蜡烛B，在该位置放置的光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明通过平面镜所成的像是_____ 像。 9．（2026•碑林区校级模拟）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程为 _______ 冲程。它的能量转化情况与 _____ （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为 _________ r/min。 10．（2026•雁塔区校级四模）搭载神舟二十一号载人飞船的运载火箭于2025年10月31日在酒泉卫星发射中心成功发射。载人飞船火箭采用液态氢做燃料，主要是因为氢的_______ （选填“比热容”或“热值”）很大，其数值约为1.4×108J/kg。若完全燃烧0.5kg液态氢，释放的能量为__________ J。 火箭发动机启动，使飞船调整飞行姿态时，火箭发动机的能量转化方式与内燃机的_______ 冲程相似（选填“压缩”或“做功”）。 11．（2026•碑林区校级模拟）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气内能_______ （选填“增大”“减小”或“不变”）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外_______ ，使膨胀机转动，将内能转化为________ ，带动发电机产生电能输送至电网。 12．（2026•碑林区校级三模）山东潍坊风筝是国家级非物质文化遗产之一，其制作主要经过“扎”“绘”“糊”“放”等过程。 （1）“扎”的过程，用力将竹篾弯折，说明力可以改变物体的 _______ ； （2）“绘”的过程，闻到颜料淡淡的气味，是因为分子在不停地做 __________ ； （3）“糊”的过程，胶水能将纸和框架粘住主要是因为分子间存在 _______ ； （4）“放”的过程，风筝上升时，其重力势能 _______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．（2026•碑林区校级模拟）按要求填空。 （1）如图﹣1所示，小李在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。为控制小球到达水平面时的速度相等，小李应让不同质量的小球从斜面的_______ （选填“不同”或“相同”）高度处释放。 （2）如图﹣2所示，小明在做探究并联电路电流规律的实验，实验中，小明应该选择的两个小灯泡规格是_______ （选填“相同”或“不同”）的。 （3）如图﹣3所示，为探究水和煤油的吸热能力，在两烧杯中分别装入初温相同且_______ 相等的煤油和水，实验中通过比较_________ （选填“温度计示数”或“加热时间”）来间接反映煤油和水吸收的热量。 （4）如图﹣4所示，小华在进行“探究影响电流热效应的因素”实验时，将图甲所示的装置按照图乙接入电路。保持通电时间一定，调节滑动变阻器，是在探究电流通过导体产生的热量与_______ 的关系； 14．（2026•碑林区校级模拟）为了探究“影响动能大小的因素”，小秦利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。 （1）实验中，研究对象是_______ （选填“钢球”“木块”）。 （2）为了探究钢球动能大小与质量的关系，应选择________ 两图进行实验分析。 （3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面_______ （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越_____ 。 15．（2026•碑林区校级二模）如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同； （1）为了比较水和煤油的吸热本领的大小，实验时要用相同的热源对它们加热，通过比较 _________ （选填“加热时间”或“温度计示数变化”）来判断它们吸热的多少；小东作出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像（如图丁），由图可知，_______ 的温度升高得快，_____ 的吸热能力更强； （2）已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容是 ____________ J/（kg•℃）； （3）为了比较酒精和煤油的热值，应该选择 ________ 两图进行实验。完全燃烧等质量的燃料后，通过比较 ____________ 来判断燃料放出热量的多少；放出的热量越多，说明此燃料的热值越 _____ 。 16．（2026•碑林区校级二模）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率为火电站发出的电能，Q总为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳一氢一风一电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 （1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW•h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） （2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW•h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ （3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW•h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） 17．（2026•碑林区校级模拟）西安地铁15号线细柳车辆段位于陕西省西安市高新区，是全国首个地铁车辆段“氢赋能零碳智慧能源中心”示范项目。该项目采用“光伏+蓄电池储能+氢燃料电池”供能模式。其供能模式如下： 白天有光照时：光伏发电优先满足厂区自用，剩余电能先为蓄电池充电；蓄电池充满后，仍有剩余的电能再用于电解水制氢：若还有剩余可并网出售。 夜间/阴天时：优先使用蓄电池供电；若蓄电池电量不足或用电高负荷时，储存的氢气可通过氢燃料电池转化为电能，供厂区使用。 该项目设备相关参数如下表： 光伏发电功率 7×103kW 蓄电池容量 5×103kW•h 制氢效率指电解水时，输入电能转化为氢气化学能的比例） 75% 氢燃料电池供电效率（指氢气的化学能转化为输出电能的比例） 40% 地源热泵系统的制热性能系数COP 6 （即消耗1kW•h电能可获得6kW•h的制热量） （1）光能、氢能、地热能均属于_______ （选填“清洁”或“非清洁”）能源。 （2）冬季某日，该项目光伏系统有效发电时长为5h，厂区此日自用电2.2×104kW•h，按“优先自用→再充蓄电池→剩余制氢”的顺序，除去自用和充满蓄电池后，还有多少电能可用于电解水制氢？（不考虑蓄电池充放电损耗，且蓄电池原始电量为0） （3）若实际提供4000kW•h电能用于电解水制氢，再通过氢燃料电池发电，可重新获得多少电能？ （4）若氢燃料电池输出功率为300kW，输出的电能全部带动地源热泵工作，则每小时地源热泵提供的制热量，相当于完全燃烧多少千克标准煤放出的热量？（标准煤的热值为2.9×107J/kg，结果保留一位小数） 18．（2026•碑林区校级模拟）我国新型储能技术——压缩空气储能项目并网发电。该项目工作原理如图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，能够保障超过20万户家庭用电需求，可连续放电6小时，使用期长达40年，装机功率300兆瓦，储存1000J电能最终能放出720J的电能，每年发电量可达6亿千瓦时。 （1）空气压缩机的把_______ 能转化为_____ 能； （2）该项目的能量转换效率为多少？ （3）已知标准煤的二氧化碳排放系数约为2.5（每消耗1kg标准煤排放的二氧化碳的质量为2.5kg），煤发电的效率为36%，若该储能站一年的发电量全部用煤来发电，相当于每年可以减少排放二氧化碳多少吨？（） 19．（2026•碑林区校级三模）小明家在陕北，冬季气温较低，能量消耗较高，小明统计了家中一个冬天采暖和做饭的能耗，如下表所示。（天然气的热值为4.0×107J/m3） 能源用途 采暖 做饭 能源名称 天然气 天然气 电 消耗量 2000m3 300m3 500kW•h （1）天然气属于_________ （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）已知小明家中做饭用的电器加热效率为90%，天然气灶的热效率为60%，若完全用天然气灶替代电器，则一个冬天需要多消耗天然气的体积是多少？ （3）如图是供暖系统的能量流向图，为了保持冬季室内的温度恒定，壁挂炉需长时间处于工作状态；小明查阅资料了解到，采暖系统产生的热量主要通过窗户和墙壁散失到外界空气中，为了降低采暖能量损耗，小明建议改造家中的墙壁，改造后使家中的平均传热率（N）由2W/（m2•℃）降至1.65W/（m2•℃）（传热率指每平方米的窗户和墙壁向外传热的功率与室内外温差的比值）。已知家中墙壁和窗户与外界冷空气接触的总面积为200m2，冬季室内外平均温差保持30℃不变。 ①相比于改造前，冬季室内每小时向外传递的热量减少了多少？ ②已知壁挂炉每小时流出水的质量为450kg，在回水温度不变的情况下，出水温度相较于改造前降低了多少℃？[假设管道中水放出的热量全部被房间吸收，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）] 20．（2026•碑林区校级模拟）如图甲所示是一款智能养生壶，通电后，机器将水箱中质量为1.5kg的水加热，壶下有自动加热装置，能进行保温或加热，简化后的电路如图乙所示，其中R0是发热电阻丝，R为限流电阻。在额定电压（220V）下正常工作时，发热电阻丝R0在加热和保温时的功率分别为880W和55W。求： （1）将质量为1.5kg的水从初温20℃加热到40℃，水需要吸收的热量；[已知 （2）R的阻值； （3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有养生壶工作，工作周期如图丙（前110s加热，后110s保温）观察到标有“3600r/（kW•h）”的电能表转盘在220s内转了110转，请通过计算判断工作时的实际电压是否为220V？ 21．（2026•碑林区校级一模）某村委会为处理和利用村办养殖场的动物粪便，计划建设多个小规模“太阳能余热增温沼气互补供暖系统”，利用养殖场粪便为村子进行供暖，取代旧式燃煤锅炉。该系统综合利用太阳能和沼气（一种由粪便、秸秆等发酵产生的可燃气体）。系统工作原理如图所示，晴天时，屋顶太阳能集热器吸收阳光，加热管道中的水，热水可直接用于建筑供暖，若白天产热过剩，多余热量会输送到沼气池，为其增温，维持35℃中温发酵，保证发酵稳定高效。村里的有机废弃物每日在沼气池中发酵，产生固定量的沼气。当阳光不足时，沼气被送入专用锅炉燃烧，补充供暖。当以上两种能源均供不应求时，自动启动辅助电锅炉，确保供暖不间断。 （1）冬季某晴天，当地太阳平均辐照强度为600W/m2，有效日照时间10h，太阳能辐射的42%用于给缓冲水箱的水加热，缓冲水箱用于储存太阳能盈余热量。部分参数如下表所示： 项目 日供暖需求 太阳能集热器 沼气日生产 沼气热值 沼气锅炉热效率 水的比热容 参数 1.2×109J 100m2 80m3 2×107J/m3 75% 4.2×103J/（kg•℃） ①该天缓冲水箱中的水获得的总热量是多少J？ ②这些热量中，有75%用于对用户全天持续供暖，有12.5%的热量损失或输送给沼气发酵罐，剩余能量使缓冲水箱内水的温度升高了10℃，求该蓄水箱中储水的质量为多少kg？ （2）遇到连续阴雨天，需要启动辅助热源进行辅助补热，要求在10h内完成补充，请计算辅助热源的功率为多少W？（已知太阳能集热系统只能为用户提供6×107J的热量。沼气锅炉工作产生热量的50%用于为用户供热，其余热量为热损失或用于为自身供热。电锅炉消耗的电能全部用于为用户供暖） （3）该村的沼气原料供应存在“夏丰冬欠”的季节性波动。请从工程或管理角度，提出一条可操作的建议，以帮助系统在冬季稳定运行：____________________ 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题9 机械能和内能 5年真题1年模拟 考点分类 陕西考情 命题规律 考点1 机械能及 其转化 2026填空题 2025选择题 2024选择题、填空题 2023选择题、填空题） 2022选择题 35 分 命题规律：情境载体丰富，高频素材：航天火箭、大飞机、水陆两栖飞机、滑雪、投掷实心球等体育运动、中国古代科技（司南、火龙火箭）。 高频考法：判断动能、重力势能大小变化、机械能增减；结合二力平衡、流体压强、力的相互作用、电磁波进行小综合；填空题常结合其他模块多空拼盘。 选择题：以正误辨析为主，要抓住质量、速度、高度三个核心要素判断机械能变化。 填空侧重基础理解，一般不单独考复杂计算，以概念判断、能量转化为主。 考点变化 1.传统考法稳定：动能势能影响因素、机械能转化持续考查，5 年没有删减核心知识点。 2.传统文化素材增加：2026 年出现古代司南、火龙二级火箭，把中国古代科技作为命题背景，属于新命题方向。 3.跨模块融合进一步加强：机械能不再单独出题，经常混合力、压强、电磁波知识在同一道题，一道题同时覆盖力学、能量、电磁。 4.体育运动、国产重大科技装备仍是主流情境，素材不断更新，但考查原理不变。 考点2 内能、比热容、热值、热机 2026选择题、填空题 2025填空题 2024选择题、填空题 2023填空题 2022选择题 46 分 命题规律：概念辨析是重中之重：区分热量、温度、内能；热值是物质固有属性，与燃烧充分程度、质量无关；区分做功、热传递两种改变内能的方式；分子无规则运动（香气四溢）高频出现。 情境：陕西本土生活（陕南绿茶、槐花麦饭）、古代生活（陶甑蒸煮食物）、秧田防冻、航空发动机、压缩引火仪小实验。 填空题：包含简单比热容计算，属于直接套公式的基础计算。 热机考查：能量转化、效率影响因素，不一定考四冲程结构图，侧重能量转化判断。 考点变化 基础核心不变：改变内能两种方式、水的比热容大应用、热值概念、分子动理论持续高频考查。 古代生活情境增多：2026 年以新石器陶甑蒸煮食物命题，结合物态变化、热传递。 实验以课本小装置（空气压缩引火仪）填空小设问形式出现，很少出完整大实验。 易错概念持续强化：“物体含有热量” 这类错误选项反复出现，强调热量是过程量。 考点3 探究动能大小 影响因素实验 2024 实验题（2分） 02 分（隔年考查） 命题规律：以填空小片段形式出现，不独立设置完整大实验题，和量筒读数、晶体熔化图像拼在同一道实验填空题中。 核心考控制变量法：质量相同改变高度（改变速度）；从同一高度释放控制速度相同，改变小球质量。 转换法：通过纸盒被推动距离反映小球动能大小是隐含考点。 设问直白，以填结论、填操作条件为主，难度低。 考点变化 不再是完整大题，改为碎片化实验填空，分值压缩为 2 分。 轮换考查：不是每年必考，会和其他热学、光学小实验轮换。 不考复杂误差分析，只考操作、控制变量、实验结论。 考点4 热平衡及热效率相关计算 2026 综合题（2分） 2025 综合题（4分） 2024综合题（4分） 2022综合题（2分） 26 分 公式核心：Q吸、Q放，效率公式 多模块大综合，经常组合：电能、电功率、可再生 / 不可再生能源、力学压强、速度、牵引力做功，一道题融合热学 + 电学 + 力学。 情境分两类：①生活模型：燃气炉烧水、电热保温箱；②工业 / 新能源真实模型：海上风电、氢能汽车、碳氢风电耦合系统、太阳能蓄热供暖。 多小问层层递进，前面小问为后面计算提供数据；部分题目增加电路设计的作图设问。 考点变化 传统烧水模型还在，但新能源、工业真实情境占比越来越高：风电、氢能、富氧燃烧、太阳能供暖成为主流，不再局限家庭生活烧水做饭。 跨模块深度融合：热效率与电能结合考法明显增多，把电能 kW・h 和焦耳单位换算作为高频难点。 出现新题型：除计算外增加电路设计（保温箱高低挡位电路连接），不只考纯数学运算。 结合双碳、节能减排背景，出现节约燃料、提高燃烧效率类实际应用计算。 考点1 机械能及其转化 1．（2025•陕西）如图，是我国为满足森林灭火和水上救援等迫切需求而研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600。工作时，它可在20秒内吸水12吨，并在4秒内倾泻完毕，能实现水源与火场之间多次往返。下列关于“鲲龙”的说法正确的是（　　） A．停在水面上不工作时，处于平衡状态 B．停在水面上吸水过程中，下表面受到水的压强不变 C．在空中水平匀速飞行时，机翼上方空气流速大，压强大 D．降落过程中，重力势能不变 【分析】（1）物体静止和做匀速直线运动时，可能不受力，也可能受到平衡力的作用。 （2）液体的压强随深度的增加而增大。 （3）在流体中，流速越大的位置压强越小。 （4）重力势能的大小与物体的质量和高度有关。 【解答】解：A、水陆两栖飞机停在水面上不工作时，受重力和浮力作用，处于平衡状态，故A正确； B、停在水面上吸水过程中，整个飞机下沉，下表面受到水的压强增大，故B错误； C、在空中水平匀速飞行时，机翼上方空气流速大，压强小，故C错误； D、降落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故D错误。 故选：A。 2．（2024•陕西）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A．燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C．压气机压缩空气，空气的内能减小 D．高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 【分析】（1）在工作过程中，燃料燃烧越充分，损失的能量越少，热机的效率越高； （2）燃料的热值是物质本身固有的一种性质，只与燃料的种类有关； （3）压缩空气做功，机械能转化为内能； （4）高温高压气体推动涡轮转动时，将内能转化为机械能。 【解答】解：A、使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确； B、热值只跟燃料的种类有关，燃料和压缩空气混合后，燃料的种类不变，燃料的热值不变，故B错误； C、压气机压缩空气，对空气做功时，机械能转化为内能，空气的内能增加，故C错误； D、高温高压气体推动涡轮转动时，将内能转化为机械能，故D错误。 故选：A。 3．（2023•陕西）近年来，我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就，实现了毛主席在《水调歌头•重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的情景。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是（　　） A．如图﹣1，中国空间站与地面控制中心的通讯，是通过电磁波实现的 B．如图﹣2，国产C919大型客机起飞爬升过程中，重力势能不变 C．如图﹣3，“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，所受海水的压强越大 D．如图﹣4，“雪龙”号破冰船利用自身重力破冰，说明力可以使物体发生形变 【分析】（1）电磁波能在真空中传播，电磁波能传递信息； （2）重力势能与物体的质量和高度有关； （3）液体内部压强与液体的密度和深度有关； （4）力的作用效果有两个：力可以改变物体的形状即使物体发生形变，力可以改变物体的运动状态。 【解答】解：A、中国空间站与地面控制中心的通讯，是通过电磁波实现的，故A正确； B、国产C919大型客机起飞爬升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，故B错误； C、“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，海水的密度不变，所受海水的压强越大，故C正确； D、“雪龙”号破冰船利用自身重力破冰，说明力可以使物体发生形变，故D正确。 故选：B。 4．（2022•陕西）如图，滑雪运动员正在比赛。下列分析正确的是（　　） A．雪地上的影子是光的折射形成的 B．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能不变 C．滑雪板可以减小运动员对雪地的压强 D．运动员在沿倾斜赛道加速下滑过程中，运动状态保持不变 【分析】（1）光在同种均匀介质中沿直线传播的，当光遇到不透明的物体被阻挡时，在不透明物体的后面形成影子； （2）影响重力势能大小的因素：质量和高度，物体的质量越大、高度越大，物体的重力势能越大； （3）减小压强的方法：在受力面积一定时，减小压力；在压力一定时，增大受力面积； （4）物体的运动状态的改变包括速度大小和运动方向的变化，如果速度大小和方向不变，说明运动状态不变。 【解答】解： A、雪地上的影子是光沿直线传播形成的，故A错误； B、运动员在沿倾斜的赛道下滑时，质量不变，其高度减小，重力势能不断减小，故B错误； C、滑雪板一般都做得宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对雪地的压强，防止陷入雪地，故C正确； D、运动员在下滑过程中，速度不断变大，其运动状态发生改变，故D错误。 故选：C。 5．（2026•陕西）《韩非子•有度》中记载的“司南”是世界上最古老的指向仪器，在　地磁场　 的作用下勺柄静止时指向南方；《武备志》中记载的“火龙”是世界上最早的二级火箭，点燃火药后，“火龙”向后喷出高温气体，同时这种气体也对“火龙”施加了推力，说明物体间力的作用是　相互　 的；北斗卫星导航系统是利用　电磁波　 传递信息的；长征七号改运载火箭加速升空时，机械能　增大　 。 【分析】（1）地球本身是巨大磁体，在地磁场作用下，可自由转动的磁勺静止时勺柄指向南方。 （2）物体间力的作用是相互的。 （3）电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 （4）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能＝动能+势能。 【解答】解：司南由天然磁石制成，地球本身是巨大磁体，在地磁场作用下，可自由转动的磁勺静止时勺柄指向南方。 火龙向后喷出高温气体，气体同时给火龙向前的推力，说明一个物体对另一个物体施力时，也会受到对方施加的反作用力，即物体间力的作用是相互的。 太空是真空环境，声音无法传播，北斗卫星导航系统依靠电磁波在卫星与地面终端之间传递定位、通信信息。 长征七号改火箭加速升空时：速度变大，动能增大；高度升高，重力势能增大；机械能 ＝ 动能+势能，因此机械能增大。 故答案为：地磁场；相互；电磁波；增大。 6．（2024•陕西）如图，某同学拿着实心球静止站立在水平地面上，该同学和实心球总重500N，双脚与地面的总接触面积为0.04m2，此时他对地面的压强为 　12500　 Pa。该同学将实心球投出后，双脚站立在水平地面上保持静止，他对地面的压强与投出实心球之前相比 　变小　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。实心球下落过程中，重力势能转化为 　动　 能。（忽略空气阻力） 【分析】（1）利用压强公式求出对水平地面的压强； （2）投掷后，受力面积不变，压力减小，据此分析压强变化； （3）重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关。 【解答】解：对地面的压强为： p1.25×104Pa； 投掷后，受力面积不变，压力变小，对地面的压强也变小； 实心球下落过程中，高度减小，质量不变，重力势能减小，转化为动能。 故答案为：1.25×104；变小；动。 7．（2023•陕西）如图﹣1，在纸杯口蒙上一层薄纸巾，纸杯底部中央戳一个小孔，让小孔对准“F”光源，可在薄纸巾上观察到倒立的“F”图样，这是由于光的 　直线传播　 形成的；如图﹣2，纸杯中装满水，用硬卡片盖住杯口，用手压住卡片，倒置纸杯，手离开卡片后，卡片不掉落，证明了 　大气压　 的存在；如图﹣3，在纸杯侧壁剪开若干个小口，折叠成扇叶状，将其杯口朝下悬挂在蜡烛正上方，点燃蜡烛后，纸杯旋转起来，此过程中热空气的 　内能　 转化为纸杯的机械能。 【分析】（1）小孔成像原理是光的直线传播； （2）实验中水不会下落，是因为纸片下部受到了大气压的作用，说明了大气压强的存在； （3）点燃蜡烛后，上方的空气，吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度减小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动，是内能转化为机械能。 【解答】解：（1）在薄纸巾上观察到倒立的“F”图样，是小孔成像现象，小孔成像是由于光的直线传播形成的； （2）一标准大气压相当于10m高的水产生的压强，纸外受到大气压的作用，纸内受到管中水产生的压强的作用，大气压远大于杯中水产生的压强，所以水和纸片被大气压托着，不会下落； （3）蜡烛燃烧将化学能转化为内能，蜡烛上方的空气，吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度减小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动，将热气的内能转化为扇叶的机械能。 故答案为：直线传播；大气压；内能。 考点2 内能、比热容、热值、热机 1.（2026•陕西）新石器时期，古人就将盛有食物的陶甑置于盛水的陶罐上，加热陶罐中的水，产生的水蒸气通过陶甑底部的孔眼将食物加热，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．加热时，陶罐中的水发生了升华 B．水蒸气与食物接触后，发生了液化 C．水蒸气与食物接触后，温度从水蒸气传递给了食物 D．陶甑中食物的内能是通过做功的方式改变的 【分析】（1）物质由液态变为气态的过程叫汽化。 （2）物质由气态变为液态的过程叫液化。 （3）热传递过程传递的是热量； （4）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。 【解答】解：A、加热时，陶罐中的水由液态变为气态，这个过程是汽化，故A错误。 B、水蒸气与食物接触后，由气态变为液态，这个过程是液化，故B正确。 C、水蒸气与食物接触时，是热量从高温的水蒸气传递到低温的食物，而不是“温度”传递，温度是状态量，不能传递，故C错误。 D、陶甑中食物的内能是通过热传递（水蒸气放热、食物吸热）的方式改变的，不是做功，故D错误。 故选：B。 2．（2024•陕西）“五一”假期，小明乘车回老家看望亲人。一家人在一起摘槐花、吃槐花麦饭……这些都是小明最真切的童年记忆。下列有关说法正确的是（　　） A．刚出锅的槐花麦饭很烫，是因为麦饭含有的热量多 B．槐树叶看上去呈绿色，是因为叶子吸收了绿光 C．小明在行驶的车上看到槐树向后运动，是以地面为参照物的 D．槐花香气四溢，是因为分子在永不停息地做无规则运动 【分析】（1）热量是热传递过程中内能的转移量，是个过程量，不能用“含有”来表述； （2）不透明物体反射本色光，吸收其它色光； （3）物体相对于参照物有位置变化时，我们就说物体是运动的，反之，就说物体是静止的； （4）我们能闻到花香，这是扩散现象，原因是分子在永不停息地做无规则运动。 【解答】解：A、热量是热传递过程中内能的转移量，是个过程量，不能用“含有”来表述，刚出锅的槐花麦饭很烫，是因为它的温度较高，故A错误； B、槐树叶看上去呈绿色，是因为叶子吸收了其它色光，反射了绿光进入了我们眼睛，故B错误； C、以地面为参照物，槐树与地面之间没有位置变化，是静止的，故C错误； D、槐花香气四溢，这是扩散现象，原因是分子在永不停息地做无规则运动，故D正确。 故选：D。 3．（2022•陕西）陕西秦岭以南具有“雨洗青山四季春”的宜茶环境。如图为一杯陕南富硒绿茶，茶叶翠绿，茶香袭人。下列说法正确的是（　　） A．茶杯受到的重力与桌面对它的支持力是相互作用力 B．热茶暖手是通过做功改变物体的内能 C．绿色的茶叶吸收绿光 D．茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动 【分析】（1）相互作用力的特点是：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在两个物体上； （2）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程； （3）不透明物体的颜色是由反射的色光所决定的； （4）一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这一运动的外在表现就是扩散现象的产生。 【解答】解：A、茶杯受到的重力与桌面对它的支持力是作用在同一物体上的两个力，所以不是相互作用力，故A错误； B、热茶暖手，手吸收热量，是通过热传递的方式改变手的内能，故B错误； C、不透明物体的颜色是由反射的色光所决定的；茶叶呈绿色是因为反射了绿色光，故C错误； D、茶香袭人，是因为茶叶的香味分子在永不停息地做无规则运动引起的，属扩散现象，故D正确。 故选：D。 4．（2026•陕西）春季出现“倒春寒”的低温天气时，农民常用给秧田灌水的方式以防止秧苗冻坏，这是利用了水的比热容　大　 的特点。某天傍晚在一块稻田里灌入3×104kg的水，夜晚水的温度降低了5℃，此过程中水放出的热量为　6.3×108 J。[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，据此分析。 利用Q放＝cmΔt的计算水放出的热量。 【解答】解：水的比热容大，夜晚降温时，稻田里的水会释放大量热量，减缓秧田整体温度下降速度，使秧苗周围气温不至于过低，避免秧苗被冻伤，因此利用了水比热容大的特性。 此过程中水放出的热量Q放＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×3×104kg×5℃＝6.3×108J。 故答案为：大；6.3×108。 5．（2025•陕西）请完成下列填空。 （1）如图﹣1，体温计的示数为 　36.5　 ℃。 （2）如图﹣2，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，观察到棉花燃烧，此现象表明 　做功　 （选填“做功”或“热传递”）可以改变物体的内能。 （3）如图﹣3（a），在“探究光的反射定律”的实验中，将一块平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板立在平面镜上，使纸板上的ON线与平面镜 　垂直　 。如图﹣3（b），将纸板NOF沿ON线向前或向后翻折，可以探究反射光线、入射光线和法线是否在同一 　平面内　 。 【分析】（1）体温计读数时先明确体温计的量程和分度值，再根据液面位置读数。 （2）做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。 （3）实验中纸板应与镜面垂直，否则在纸板F面上就看不到反射光线；要验证反射光线与入射光线是否在同一平面上，可以通过让纸板F与纸板E不在同一平面上来研究。 【解答】解：（1）由图可知，体温计的分度值为0.1℃，体温计的示数为36.5℃。 （2）在空气压缩引火仪的实验中，用力将活塞迅速下压，观察到棉花燃烧，此现象表明做功可以改变物体的内能。下压活塞时，活塞对筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高，达到棉花的着火点，从而使棉花燃烧。 （3）在“探究光的反射定律”的实验中，将一块平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板立在平面镜上，使纸板上的 ON 线与平面镜垂直。将纸板NOF沿ON线向前或向后翻折，可以探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 故答案为：（1）36.5；（2）做功；（3）垂直；平面内。 6．（2023•陕西）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是 　6.72×105 J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧 　0.016　 kg的煤气，这是通过 　热传递　 的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值 　不变　 （选填“变大”“变小”或“不变”）[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值q煤气＝4.2×107J/kg]。 【分析】根据Q吸＝cmΔt求水吸收的热量，不计热量损失，根据Q吸＝Q放＝mq计算需要完全燃烧煤气的质量；做功和热传递都可以改变物体的内能；热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。 【解答】解：水吸收的热量： Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J； 不计热量损失，根据Q吸＝Q放＝mq，所以需要完全燃烧煤气的质量： m0.016kg； 用煤气灶烧水的过程中，能量发生了转移，是通过热传递的方式使水的内能增加；热值是燃料的一种特性，未使用完的煤气的热值不变。 故答案为：6.72×105；0.016；热传递；不变。 7．（2024•陕西）如图﹣1，将水桶平放在地面上，向桶中倒入少量酒精，点燃酒精后，水桶向后喷出燃气并加速向前运动，此过程中，内能转化为 　机械　 能，该能量转化过程与汽油机 　做功　 冲程的相同。燃气停止喷出后，迅速堵住水桶口，在 　大气压　 的作用下，水桶变扁，如图﹣2所示。 【分析】燃料燃烧将化学能转化为内能，气体膨胀做功相当于做功冲程；内部压强小于大气压会把桶压扁。 【解答】解：酒精燃烧时将化学能转化为内能，当水桶向后喷出燃气并加速向前运动时，此过程中内能转化为机械能，该能量转化过程与汽油机做功冲程的相 同；燃气停止喷出后，迅速堵住水桶口，桶内气压减小，水桶在外界大气压的作用下，水桶被压扁。 故答案为：机械；做功；大气压。 考点3 探究动能大小影响因素实验 1.（2024•陕西）请完成下列填空。 （1）如图﹣1，量筒中液体的体积为 　60　 mL。 （2）如图﹣2，是某固体熔化前后温度随时间变化的图像，分析图像可知该固体是 　晶体　 （选填“晶体”或“非晶体”）。 （3）如图﹣3，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，将质量相同的小球从同一斜面的不同高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离可知：质量相同的物体，速度越大，动能越 　大　 。如果要探究动能大小与物体质量的关系，应该将质量不同的小球从同一斜面的 　相同　 （选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离。 【分析】（1）量筒读数视线应与凹液面最低点和凸液面最高点相平； （2）晶体和非晶体的熔化特点可知物体是否是晶体；晶体熔化时，吸收热量温度不变； （3）影响物体动能大小的因素有质量和速度。 【解答】解：（1）量筒中液体的体积为 60mL； （2）是某固体熔化前后温度随时间变化的图像，分析图像可知该固体是晶体，因为晶体有固定熔点； （3）质量相同的物体，速度越大，动能越 大，如果要探究动能大小与物体质量的关系，应该将质量不同的小球从同一斜面的 相同高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离，利用控制变量法。 故答案为：（1）60；（2）晶体；（3）大，相同。 考点4 热平衡及热效率相关计算 （2026•陕西）2026年，我国海上风电累计并网装机容量占全球总装机容量的一半以上，为全球海上风电大型化、规模化发展树立了新标杆。 （1）风能属于　可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）某海上风电机组平均发电功率为1.8×104kW，则持续发电1h所发出的电能为多少？ （3）若某家庭平均每月消耗电能300kW•h，则该海上风电机组1h发出的电能，可供该家庭使用多少个月？ （4）某火电厂的煤电转换效率为36%，若海上风电机组1h所发出的电能全部由该火电厂提供，则需要完全燃烧多少千克标准煤？（为便于计算，标准煤的热值q取3.0×107J/kg） 【分析】（1）可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能； （2）重力势能与质量和高度有关； （3）根据W＝Pt求出单个风力发电机组发电1h产生的电能； （4）根据煤电转换效率为36%结合Q＝qm计算质量。 【解答】解：（1）可再生能源是指自然界中能够通过自然循环过程持续再生的能源形式，风能能够通过自然循环重复获得，属于可再生能源。 （2）单个风力发电机组发电1h平均产生的电能W＝Pt＝1.8×104kW×1h＝1.8×104kW•h； （3）某家庭平均每月消耗电能300kW•h，可供使用的时间n60月； （4）某火电厂的煤电转换效率为36%，根据Q＝qm可知： W＝ηQ＝ηqm； 即1.8×104×3.6×106J＝36%×3.0×107J/kg×m； 解得m＝6000kg。 答：（1）可再生； （2）持续发电1h所发出的电能为1.8×104； （3）供该家庭使用60个月； （4）需要完全燃烧多少千克标准煤6000kg。 17．（2025•陕西）劳动实践小组为温室育苗基地制作了一个保温箱，其电路如图﹣1所示。 （1）电热丝R1的阻值为220Ω，则电路中的电流是多少？ （2）已知保温箱内空气的质量为11kg，图﹣1所示电路工作300s产生的热量，可使保温箱内空气的温度升高多少？[不计热损失，空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃）] （3）现增加一个阻值为44Ω的电热丝R2，根据实际需求，利用电热丝R1与R2，为保温箱设计两个挡位，高温挡的电功率为1100W，低温挡的电功率为220W。请根据需求，在图﹣2的虚线框内将电路连接完整。 【分析】（1）根据欧姆定律进行计算。 （2）根据W＝Pt和吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）进行计算。 （3）根据和串并联电路的特点进行电路设计。 【解答】解：（1）根据欧姆定律，电路中的电流为：。 （2）电热丝R1工作的电功率为：P1＝UI＝220V×1A＝220W； 该电路工作300s产生的热量为：； 不计热损失，Q吸＝Q1＝cm（t﹣t0）；所以保温箱内空气的温度升高： 。 （3）增加一个阻值为44Ω的电热丝R2，根据实际需求，利用电热丝R1与R2，为保温箱设计两个挡位，高温挡的电功率为1100W，此时的电阻为：； 此时只有一个电阻R2接入电路，如图所示： 。 答：（1）电热丝R1的阻值为220Ω，则电路中的电流是1A。 （2）该电路工作300s产生的热量，可使保温箱内空气的温度升高6℃。 （3）。 18．（2025•陕西）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率为火电站发出的电能，Q总为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳一氢一风一电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 （1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW•h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） （2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW•h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ （3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW•h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） 【分析】（1）根据W＝Pt求出1天所发出的电能，即可求出用于电解水制氢的电能，从而得到电解水制氢的体积，利用Q放＝Vq求得产生的氢气完全燃烧时释放的热量； （2）利用Q放＝mq求得消耗0.31kg的标准煤放出的热量，利用η求得“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率； （3）先求得技术革新之前的煤电转化效率，利用η求得完全燃烧标准煤放出的热量，再利用Q放＝mq计算完全燃烧标准煤的质量，从而得到能节约标准煤的质量。 【解答】解：（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计，则1天向电网输送的能量： W＝Pt＝105kW×10h＝106kW•h； 则全部用于电解水制氢的电能： W′＝106kW•h﹣8.2×105kW•h＝1.8×105kW•h， 每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能，则电解水制氢的体积： V5×104m3， 产生的氢气完全燃烧时释放的热量： Q放＝Vq＝5×104m3×1.28×107J/m3＝6.4×1011J； （2）消耗0.31kg的标准煤放出的热量： Q放＝mq＝0.31kg×2.9×107J/kg＝8.99×106J， “富氧燃烧”条件下，煤电转化效率： η40%； （3）由题意知，技术革新之前的煤电转化效率：η′＝40%﹣4%＝36%， 由η知，完全燃烧标准煤放出的热量： Q放′107J， 由Q放＝mq知，完全燃烧标准煤的质量： m′0.345kg， 则相比应用“富氧燃烧”技术前能节约标准煤的质量： m″＝m′﹣m＝0.345kg﹣0.31kg＝0.035kg。 答：（1）产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为6.4×1011J； （2）“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是40%； （3）相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约0.035kg标准煤。 19．（2024•陕西）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐。某款氢内燃机汽车的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为0.1m2。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为60%。（g取10N/kg，氢燃料的热值为1.4×108J/kg，假设氢燃料完全燃烧） （1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （2）本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？ （3）本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数） 【分析】（1）已知氢内燃机汽车质量，利用G＝mg求其重力，氢内燃机汽车的压力等于本身的重力； 知道车轮与地面的总接触面积（受力面积），利用p，求氢内燃机汽车对地面的压强； （2）速度公式：v（s用m做单位时，t应用s做单位，得出v的单位是m/s；s用km做单位时，t应该用h做单位）；由P，联立W＝Fs，得PFv； （3）定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：η和Q放＝mq，求得消耗氢燃料的质量。 【解答】解：（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是1.8×105Pa； （2）该车匀速直线行驶6km用时5min，本次测试中，该车行驶的速度是，牵引力做功的功率恒为36kW，由P，联立W＝Fs，得PFv，则受到的牵引力； （3）用时5min，牵引力做功为W＝Pt＝36000W×5×60s＝1.08×107J，由η得，氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放，本次测试中，消耗氢燃料的质量为m氢， 故答案为：（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是1.8×105Pa；（2）本次测试中，该车行驶的速度是20m/s；受到的牵引力是1800N；（3）本次测试中，消耗氢燃料的质量是0.13kg。 20．（2024•陕西）某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题，实现“不用煤，不用气，不用电，温暖整个县城千家万户！” 同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3] 集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） 3×106J 4×104m2 1.74×1011J （1）同学们查阅资料了解到，在西藏地区选用该系统供热的原因之一是：藏区海拔高，大气压强 　小　 （选填“大”或“小”），空气密度小，蓄水箱对流散热慢。 （2）若这一天光照时长为10h，集热板的光热转化效率为60%，则集热板中的水获得的内能是多少？这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。请分析计算该蓄水箱的容积至少是多少？ （3）假设该县城用户均采用地暖供热。根据地暖供热标准，用户的进水温度不低于40℃。若这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为48℃，接下来为连续阴雨天气，请你通过计算分析，蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖3天？（计算结果保留一位小数） 【分析】（1）大气压随高度升高而减小； （2）根据集热板面积和转化效率计算热量，得出水吸收的热量，根据热量公式计算质量，根据密度计算体积； （3）根据水降低温度放出热量与每天需要的热量比较得出天数。 【解答】解：（1）大气压随高度升高而减小；藏区海拔高，大气压强小； （2）集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量3×106J；集热板的光热转化效率为60%， 集热板中的水获得的内能Q＝ηPSt＝60%×3×106J/（h•m2）×10h×4×104m2＝7.2×1011J； 蓄水吸收的热量Q'＝Q﹣E＝7.2×1011J﹣1.74×1011J＝5.46×1011J； 水的质量m1.3×107kg； 水箱容积V1.3×104m3； （3）水箱中水降低温度可以放出的热量Q''＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.3×107kg×（48℃﹣40℃）＝4.368×1011J； 可以供暖的天数n2.5天，不能满足3天的要求。 故答案为：（1）小；（2）该蓄水箱的容积至少是1.3×104m3； （3）蓄水箱储存的内能不能为县城用户按标准持续供暖3天。 21．（2022•陕西）今年“五一”假期，广大市民按照疫情防控要求，积极响应“非必要不离市”号召，在郊区、公园指定区域进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图﹣1所示户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如表所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。 品名 XX牌分体式防风燃气炉 材质 不锈钢钢铸铝 规格 展开φ260×116mm 折叠φ127×132mm 功率 4500W （1）气体燃料在常温下是通过 　压缩体积　 的方式液化存储在储气罐内。使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要 　吸收　 （选填“吸收”或“放出”）热量。 （2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s，燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 （3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少？ （4）小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，下表是他出发前做的规划，则小刚至少应携带几个如图﹣2所示的新储气罐？ 内容 每次耗时/min 次数/次 炒菜 8 3 煮汤 10 1 烧水 3 2 【分析】（1）液化方法：①降低温度：只要科学条件允许，任何气体温度降到足够低的时候，都可以液化；②压缩体积：有的气体在常温下压缩体积就能液化，如一次性打火机中的丁烷； 汽化会吸收热量。 （2）根据Q吸＝cmΔt和Q放＝Pt算出水吸收的热量和气体放出的热量，根据效率η100%可得出燃气炉烧水时的效率； （3）根据燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，可得耗气量； 根据q可得燃气炉所使用燃料的热值； （4）从表格中分析和计算出炒菜炒菜、煮汤、烧水一共需要使用燃气的时间，然后根据Q＝Pt可得一共消耗的热量； 根据Q0＝m0q先计算出一罐储气罐提供的热量，根据n可得需要的数量。 【解答】解：（1）有的气体在常温下压缩体积就能液化，燃料汽化会吸收热量，使周围温度降低。 （2）m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg； Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣25℃）＝3.15×105J； Q放＝Pt＝4500W×140s＝6.3×105J； 燃气炉烧水时的效率η100%50%； （3）燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，即 15；解得m气＝300g/h； 该燃气炉所使用燃料的热值q5.4×104J/g＝5.4×107J/kg； （4）炒菜总共用时t′＝8min×3+10min+3min×2＝40min＝2400s； 一共消耗的热量Q′＝Pt′＝4500W×2400s＝1.08×107J； 一罐储气罐提供的热量Q0＝m0q＝120g×5.4×104J/g＝6.48×106J； n1.7；所以小刚至少要带两个； 答：（1）压缩体积；吸收； （2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s，燃气炉烧水时的效率是50%； （3）该燃气炉所使用燃料的热值是5.4×107J/kg； （4）小刚至少应携带2个如图﹣2所示的新储气罐。 精选模拟题 1．（2026•碑林区校级一模）2025年9月29日，长征二号丁运载火箭，成功将试验三十号卫星01、02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。该火箭使用的燃料偏二甲肼属于化石燃料。如图是火箭发射的场景，下列有关说法正确的是（　　） A．火箭在加速升空过程中，卫星的机械能增大 B．偏二甲肼属于可再生能源 C．偏二甲肼在常温下内能为零 D．偏二甲肼燃烧越充分热值越大 【分析】机械能包括动能和重力势能，动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关，两者之和为机械能。 可再生能源的定义：可以在自然界中源源不断地得到补充的能源，如太阳能、风能、水能等；不可再生能源是在短期内无法从自然界得到补充的能源，如化石燃料、核能等。 内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，一切物体在任何温度下都具有内能。 热值是燃料的一种固有属性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧是否充分等因素无关。 【解答】解：A．火箭加速升空时，卫星的质量不变，速度增大导致动能增大，高度升高导致重力势能增大，机械能是动能与势能的总和，所以机械能会增大，故A正确。 B．偏二甲肼是一种人工合成的有机燃料，其生产依赖化石原料，在短期内无法从自然界中源源不断地得到补充，属于不可再生能源，故B错误。 C．一切物体在任何温度下都具有内能，即使在常温下，偏二甲肼内部的分子也在不停地做无规则运动，分子间也存在相互作用，因此具有内能，故C错误。 D．热值是燃料的固有属性，只由燃料的种类决定，和燃烧是否充分没有关系。燃烧充分只能提高燃料的利用率，让更多的化学能转化为内能，但不能改变燃料本身的热值，故D错误。 故选：A。 2．（2026•碑林区校级模拟）陕北铁锅炖羊肉是当地的一道特色小吃，历史悠久，肉香汤鲜，营养丰富，下列有关说法中正确的是（　　） A．烹饪时使煤球燃烧更加充分可以增大燃料的热值 B．把羊肉煮熟是通过热传递的方式增加其内能 C．刚出锅的羊肉很烫是因为它含有的热量多 D．羊肉汤香味扑鼻而来是因为分子不停地做有规则运动 【分析】（1）燃料的热值只取决于燃料的种类，与燃烧情况无关； （2）改变物体内能方式有两种：做功和热传递，做功的实质是能量的转化，热传递的实质是能量的转移； （3）热量是过程量，不能用含有、具有来修饰； （4）物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动。 【解答】解：A、燃料的热值只取决于燃料的种类，与燃烧情况无关，使燃料充分燃烧，不能增大燃料的热值，故A错误； B、把羊肉煮熟是通过热传递的方式增加其内能，故B正确； C、刚出锅的羊肉很烫是因为它的温度高，而热量是一个过程量，不能说含有的热量多，故C错误； D、物质是由分子组成的，分子永不停息地做无规则运动，故D错误。 故选：B。 3．（2026•碑林区校级二模）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 【分析】动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能＝动能+势能。 【解答】解： 飞船加速升空时，质量不变，速度增大，所以动能增加；高度升高，所以重力势能增加。机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能增加，故B正确。 故选：B。 4．（2026•雁塔区校级四模）如图所示，2025年9月，在中国空间站“天和”核心舱上，一款大面积、高效率的柔性三结砷化镓（化合物半导体材料）太阳能电池翼成功完成了在轨验证。下列相关说法正确的是（　　） A．太阳能电池翼将太阳能主要转化为内能 B．太阳能来源于太阳内部的核聚变 C．砷化镓的导电性要比金属更好 D．太阳能是不可再生能源 【分析】（1）太阳能电池可将太阳能转化为电能； （2）太阳能来源于太阳内部的核聚变； （3）砷化镓属于半导体材料，据此判断； （4）太阳能可源源不断获得，属于可再生能源。 【解答】解：A、太阳能电池翼将太阳能主要转化为电能，故A错误； B、太阳内部不断发生着核聚变，从而释放大量的能量，故B正确； C、由题意知，砷化镓属于半导体材料，因此，砷化镓的导电性要比金属差，故C错误； D、太阳能可源源不断获得，属于可再生能源，故D错误。 故选：B。 5．（2026•碑林区校级模拟）2025年5月29日，我国西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭成功发射天问二号小行星探测器。在火箭高速穿越大气层时，表面与空气剧烈摩擦，使表面热防护层熔化。下列说法正确的是（　　） A．此过程中能量转化与汽油机工作循环的压缩冲程相似 B．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至﹣253℃，内能为零 D．此过程中，动能转化为重力势能 【分析】（1）火箭表面与空气剧烈摩擦，机械能转化为内能；汽油机压缩冲程中机械能转化为内能； （2）热值是燃料的一种特性，热值大小只决定于燃料的种类，与燃料的燃烧情况无关； （3）一切物体在任何温度下都有内能； （4）动能转化为重力势能是指物体在上升过程中，速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增加。 【解答】解：A．在火箭高速穿越大气层时，火箭表面与空气剧烈摩擦，机械能转化为内能，使表面热防护层熔化；汽油机压缩冲程中机械能转化为内能，所以此过程中能量转化与汽油机工作循环的压缩冲程相似，故A正确； B．热值是燃料的一种特性，热值大小只决定于燃料的种类，与燃料的燃烧情况无关，无论火箭的燃料燃烧的是否充分，其热值都是固定不变的，故B错误； C．一切物体在任何温度下都有内能，即使火箭“体内”的液氢燃料温度低至﹣253℃，其内能也不为零，故C错误； D．在火箭高速穿越大气层时，火箭表面与空气剧烈摩擦，机械能转化为内能，而不是动能转化为重力势能，故D错误。 故选：A。 6．（2026•碑林区校级模拟）同学们学习热学相关知识时，老师做了如图所示的实验，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，两个铅块没有被重物拉开，说明分子之间存在引力 B．图乙中，水蒸气将软木塞推出，水蒸气的机械能转化为软木塞的内能 C．图丙中，红墨水在热水中扩散更快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈 D．图丁中，将一定量的水与酒精混合后总体积变小，原因是分子间存在间隙 【分析】分子间存在着相互作用的引力与斥力。 物体对外做功，内能减小，内能转化为机械能； 分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈； 分子之间存在间隙。 【解答】解：A、分子间同时存在引力和斥力，两个铅块相互压紧后，能悬挂重物而不分开，是引力发挥了主要作用，故A正确； B、在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，故B错误； C、在冷水杯和热水杯中滴入红墨水，由于热水的温度高，故分子运动剧烈，会看到热水中的红墨水扩散得快，这表明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，故C正确； D、将一定量水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在间隙，故D正确； 故选：B。 7．（2026•碑林区校级一模）在铺设园区人行道时，工程师面临两种地砖选择：A砖（实心，密度2.0×103kg/m3）和B砖（有规则孔洞，密度1.2×103kg/m3），单块砖体积均为1.2×10﹣3m3。则一块A砖的质量为　2.4　 kg。最终选择B砖，一是考虑可以通过　减小压力　 的方式减小载重卡车运输砖过程中对地面的压强，避免损坏道路；二是考虑了其孔洞结构有利于通过渗水缓解城市热岛效应，这是利用了水的　比热容　 较大的特性。 【分析】利用密度计算公式求得A砖的质量。 减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力。 水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 【解答】解：A砖的质量为m＝ρV＝2.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3＝2.4kg。 B砖的密度较小，体积相同的情况下，质量较小，对水平面的压力较小，减小了对地面的压强。 通过渗水缓解城市热岛效应与水的比热容较大的特性有关，水和其它物质比较，吸收相同的热量时水温度升高的小。 故答案为：2.4；减小压力；比热容。 8．（2026•碑林区校级一模）请完成下列填空。 （1）如图1，物体的重力是　1.8　 N。 （2）如图2，将铁丝快速地多次弯折，弯折部位的温度升高，此过程的能量转化与四冲程汽油机的　压缩　 冲程相同。 （3）如图3，在“探究平面镜成像的特点”的实验中，将玻璃板竖立在铺有白纸的水平桌面上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，将外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直至蜡烛B和A的像完全重合，这说明像和物　大小相等　 ；移去蜡烛B，在该位置放置的光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明通过平面镜所成的像是　虚　 像。 【分析】（1）结合弹簧测力计的分度值读数； （2）工作过程中能量的转化： ①压缩冲程：机械能→内能； ②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能； （3）平面镜成像属于光的反射，成正立等大的虚像。 【解答】解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为1.8N，故物体的重力为1.8N。 （2）快速地将铁丝进行多次弯折，弯折的部位会发烫，这是通过做功的方式改变物体的内能，该过程中的能量转化由机械能转化为内能，与四冲程汽油机的压缩冲程相似。 （3）平面镜成像属于光的反射，实验时，将玻璃板竖立在铺有纸的水平桌面上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，将外形相同但未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，人眼在玻璃板的前面观察，直至蜡烛B和A的像完全重合，可知B和A的像大小相等，这说明像和物的大小相等；移去蜡烛B，在该位置放置的光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明通过平面镜所成的像是虚像。 故答案为：（1）1.8；（2）压缩；（3）大小相等；虚。 9．（2026•碑林区校级模拟）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程为 　做功　 冲程。它的能量转化情况与 　乙　 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为 　2400　 r/min。 【分析】（1）如图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能；图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能；图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，据此分析。 （2）热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案。 【解答】解：（1）如图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能， 图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，故图甲中的能量转化情况与图乙相同。 （2）如果此汽油机每秒内对外做功20次，则每秒完成20个工作循环，飞轮每秒转40圈，所以，飞轮的转速为2400r/min。 故答案为：做功；乙；2400。 10．（2026•雁塔区校级四模）搭载神舟二十一号载人飞船的运载火箭于2025年10月31日在酒泉卫星发射中心成功发射。载人飞船火箭采用液态氢做燃料，主要是因为氢的　热值　 （选填“比热容”或“热值”）很大，其数值约为1.4×108J/kg。若完全燃烧0.5kg液态氢，释放的能量为　7×107 J。 火箭发动机启动，使飞船调整飞行姿态时，火箭发动机的能量转化方式与内燃机的　做功　 冲程相似（选填“压缩”或“做功”）。 【分析】（1）火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢具有较大的热值； （2）根据Q放＝mq求出0.5kg液态氢完全燃烧放出的热量。 （3）内燃机的压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将内能转化为机械能。 【解答】解：（1）火箭选用液态氢作为燃料，主要原因是液氢具有较大的热值，与完全燃烧相同质量的其它燃料相比放出的热量更多； （2）完全燃烧0.5kg液态氢放出的热量为： Q放＝mq＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J； （3）火箭发动机工作时将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相似。 故答案为：热值；7×107；做功。 11．（2026•碑林区校级模拟）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气内能　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外　做功　 ，使膨胀机转动，将内能转化为　机械能　 ，带动发电机产生电能输送至电网。 【分析】做功和热传递可改变物体的内能；对物体做功，物体内能增大；物体对外做功，内能减少。 【解答】解：在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气做功，将机械能转化为内能，使空气内能增大； 在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能。 故答案为：增大；做功；机械能。 12．（2026•碑林区校级三模）山东潍坊风筝是国家级非物质文化遗产之一，其制作主要经过“扎”“绘”“糊”“放”等过程。 （1）“扎”的过程，用力将竹篾弯折，说明力可以改变物体的 　形状　 ； （2）“绘”的过程，闻到颜料淡淡的气味，是因为分子在不停地做 　无规则运动　 ； （3）“糊”的过程，胶水能将纸和框架粘住主要是因为分子间存在 　引力　 ； （4）“放”的过程，风筝上升时，其重力势能 　变大　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【分析】（1）力可以改变物体的形状，力可以改变物体的运动状态。 （2）一切物质的分子都在不停地做无规则运动，这种无规则运动叫作分子的热运动。 （3）分子间同时存在相互作用的引力和斥力。 （4）重力势能大小与质量和高度有关。 【解答】解： （1）“扎”风筝的过程，人对竹篾施加了力的作用，竹篾在力的作用下，形状发生了变化，所以说明力可以改变物体的形状； （2）“绘”风筝的过程，闻到颜料淡淡的气味，属于扩散现象，是因为分子在不停地做无规则运动的结果； （3）“糊”风筝的过程，胶水能将纸和框架粘住主要是因为分子间存在引力； （4）“放”风筝的过程，风筝上升时，质量不变，高度变大，所以其重力势能变大。 故答案为：（1）形状；（2）无规则运动；（3）引力；（4）变大。 13．（2026•碑林区校级模拟）按要求填空。 （1）如图﹣1所示，小李在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。为控制小球到达水平面时的速度相等，小李应让不同质量的小球从斜面的　相同　 （选填“不同”或“相同”）高度处释放。 （2）如图﹣2所示，小明在做探究并联电路电流规律的实验，实验中，小明应该选择的两个小灯泡规格是　不同　 （选填“相同”或“不同”）的。 （3）如图﹣3所示，为探究水和煤油的吸热能力，在两烧杯中分别装入初温相同且　质量　 相等的煤油和水，实验中通过比较　加热时间　 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来间接反映煤油和水吸收的热量。 （4）如图﹣4所示，小华在进行“探究影响电流热效应的因素”实验时，将图甲所示的装置按照图乙接入电路。保持通电时间一定，调节滑动变阻器，是在探究电流通过导体产生的热量与　电流　 的关系； 【分析】（1）在探究物体动能大小与质量的关系时，要控制速度这一变量相同。 （2）探究并联电路电流规律时，选择不同规格的小灯泡进行实验， （3）探究水和煤油的吸热能力时，要控制初温、质量相同，改变物质种类；通过比较加热时间来间接反映吸收热量的多少。 （4）图中两个电阻丝的阻值相同、通电时间相同，调节滑动变阻器探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。 【解答】解：（1）在探究物体动能大小与质量的关系时，要控制速度这一变量相同。让不同质量的小球从斜面相同高度处释放，小球到达水平面时的速度就相等。 （2）探究并联电路电流规律时，选择不同规格的小灯泡进行实验，能避免实验的偶然性，使得出的结论更具普遍性。 （3）探究水和煤油的吸热能力时，要控制初温、质量相同，改变物质种类；实验中用相同的加热器加热，相同时间内两种物质吸收的热量相同，因此通过比较加热时间来间接反映吸收热量的多少。 （4）图中两个电阻丝的阻值相同、通电时间相同，调节滑动变阻器会改变电路中的电流大小，因此是在探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。 故答案为：（1）相同；（2）不同；（3）质量；加热时间；（4）电流。 14．（2026•碑林区校级模拟）为了探究“影响动能大小的因素”，小秦利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。 （1）实验中，研究对象是　钢球　 （选填“钢球”“木块”）。 （2）为了探究钢球动能大小与质量的关系，应选择　甲、丙　 两图进行实验分析。 （3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面　不同　 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越　大　 。 【分析】（1）本实验通过木块移动的距离来间接推断钢球的动能大小，这是转换法的运用。 （2）若探究动能大小与质量关系，应该控制速度相同，据此分析。 （3）要探究动能与速度的关系，要改变小球的速度，故要让小球从同一斜面的不同高度滚下。 在其他情况相同时，速度越大，动能越大。 【解答】解：（1）实验中小球撞击木块，钢球具有动能，所以研究对象是钢球。 （2）要探究钢球动能大小与质量的关系，需要控制速度相同，改变质量。甲、丙两图中钢球从同一高度滚下，速度相同，质量不同，符合控制变量法的要求。 （3）高度不同，钢球到达水平面的速度不同。实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下。图甲、乙实验现象是，质量一定时，速度越大，木块移动的距离越远，说明动能越大。 故答案为：（1）钢球；（2）甲、丙；（3）不同；大。 15．（2026•碑林区校级二模）如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同； （1）为了比较水和煤油的吸热本领的大小，实验时要用相同的热源对它们加热，通过比较 　加热时间　 （选填“加热时间”或“温度计示数变化”）来判断它们吸热的多少；小东作出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像（如图丁），由图可知，　煤油　 的温度升高得快，　水　 的吸热能力更强； （2）已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容是 　2.1×103 J/（kg•℃）； （3）为了比较酒精和煤油的热值，应该选择 　甲、乙　 两图进行实验。完全燃烧等质量的燃料后，通过比较 　液体升高的温度　 来判断燃料放出热量的多少；放出的热量越多，说明此燃料的热值越 　大　 。 【分析】（1）我们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；使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强； （2）根据已知条件，由Q＝cmΔt求解； （3）为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，在燃料都烧完后，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，这种燃料热值越大。 【解答】解：（1）实验时要用相同的热源对它们加热，相同的时间内不同种液体吸收的热量相同，加热时间越长，吸收的热量越多，故通过比较加热时间来判断吸收热量的多少。如图丁所示，都加热10min，煤油从68℃升温至98℃，升高了30℃，水从68℃升温至83℃，升高了15℃，故煤油的温度升高得快，水升温慢，水的吸热能力更强。 （2）都加热10min，吸收的热量相同，故煤油的比热容是（3）为了比较酒精和煤油的热值，燃料不同，待测液体相同，故选择甲、乙两图进行实验。 完全燃烧等质量的燃料后，水吸收热量温度上升，由于同等质量的不同燃料完全燃烧放出的热量不同，故水升高的温度不同，故可以通过比较液体升高的温度来判断燃料放出热量的多少，质量相同时，放出的热量越多，说明此燃料的热值越大。 故答案为：（1）加热时间；煤油；水；（2）2.1×103；（3）甲、乙；液体升高的温度；大。 16．（2026•碑林区校级二模）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率为火电站发出的电能，Q总为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳一氢一风一电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。 （1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW•h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3） （2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW•h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？ （3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW•h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg） 【分析】（1）根据W＝Pt求出1天所发出的电能，即可求出用于电解水制氢的电能，从而得到电解水制氢的体积，利用Q放＝Vq求得产生的氢气完全燃烧时释放的热量； （2）利用Q放＝mq求得消耗0.31kg的标准煤放出的热量，利用η求得“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率； （3）先求得技术革新之前的煤电转化效率，利用η求得完全燃烧标准煤放出的热量，再利用Q放＝mq计算完全燃烧标准煤的质量，从而得到能节约标准煤的质量。 【解答】解：（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计，则1天向电网输送的能量： W＝Pt＝105kW×10h＝106kW•h； 则全部用于电解水制氢的电能： W′＝106kW•h﹣8.2×105kW•h＝1.8×105kW•h， 每产生1m3氢气消耗3.6kW•h的电能，则电解水制氢的体积： V5×104m3， 产生的氢气完全燃烧时释放的热量： Q放＝Vq＝5×104m3×1.28×107J/m3＝6.4×1011J； （2）消耗0.31kg的标准煤放出的热量： Q放＝mq＝0.31kg×2.9×107J/kg＝8.99×106J， “富氧燃烧”条件下，煤电转化效率： η40%； （3）由题意知，技术革新之前的煤电转化效率：η′＝40%﹣4%＝36%， 由η知，完全燃烧标准煤放出的热量： Q放′107J， 由Q放＝mq知，完全燃烧标准煤的质量： m′0.345kg， 则相比应用“富氧燃烧”技术前能节约标准煤的质量： m″＝m′﹣m＝0.345kg﹣0.31kg＝0.035kg。 答：（1）产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为6.4×1011J； （2）“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是40%； （3）相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约0.035kg标准煤。 17．（2026•碑林区校级模拟）西安地铁15号线细柳车辆段位于陕西省西安市高新区，是全国首个地铁车辆段“氢赋能零碳智慧能源中心”示范项目。该项目采用“光伏+蓄电池储能+氢燃料电池”供能模式。其供能模式如下： 白天有光照时：光伏发电优先满足厂区自用，剩余电能先为蓄电池充电；蓄电池充满后，仍有剩余的电能再用于电解水制氢：若还有剩余可并网出售。 夜间/阴天时：优先使用蓄电池供电；若蓄电池电量不足或用电高负荷时，储存的氢气可通过氢燃料电池转化为电能，供厂区使用。 该项目设备相关参数如下表： 光伏发电功率 7×103kW 蓄电池容量 5×103kW•h 制氢效率指电解水时，输入电能转化为氢气化学能的比例） 75% 氢燃料电池供电效率（指氢气的化学能转化为输出电能的比例） 40% 地源热泵系统的制热性能系数COP 6 （即消耗1kW•h电能可获得6kW•h的制热量） （1）光能、氢能、地热能均属于　清洁　 （选填“清洁”或“非清洁”）能源。 （2）冬季某日，该项目光伏系统有效发电时长为5h，厂区此日自用电2.2×104kW•h，按“优先自用→再充蓄电池→剩余制氢”的顺序，除去自用和充满蓄电池后，还有多少电能可用于电解水制氢？（不考虑蓄电池充放电损耗，且蓄电池原始电量为0） （3）若实际提供4000kW•h电能用于电解水制氢，再通过氢燃料电池发电，可重新获得多少电能？ （4）若氢燃料电池输出功率为300kW，输出的电能全部带动地源热泵工作，则每小时地源热泵提供的制热量，相当于完全燃烧多少千克标准煤放出的热量？（标准煤的热值为2.9×107J/kg，结果保留一位小数） 【分析】（1）清洁能源：使用时对环境没有污染或污染较轻的能源，例如：太阳能、电能、风能、水能、潮汐能、地热能等；污染能源：使用时对环境污染较重的能源，例如：煤、石油、柴薪等； （2）根据W＝Pt求出光伏发电机每日发电量，每日发电量减去自用和充满蓄电池的电量，即可得到用于电解水制氢的电能； （3）由表中数据可知制氢效率为75%，可计算出电解水制氢的化学能W氢；已知氢燃料电池供电效率为40%，可计算氢燃料电池转化的电能； （4）氢燃料电池输出功率为300kW，根据W＝Pt可计算1小时地源热泵消耗的电能；由表中数据可知，消耗1kW•h电能可产生6kW•h热能，据此求出1小时地源热泵提供的制热量，再根据Q放＝mq求出所需标准煤的质量。 【解答】解：（1）光能、氢能、地热能在使用过程中几乎不产生污染，均属于清洁能源； （2）由表中数据可知，光伏发电装机功率为P＝7×103kW，平均每天有效发电时长为5h，则光伏发电机每日发电量为：W＝Pt＝7×103kW×5h＝3.5×104kW•h； 除去自用和充满蓄电池后，可用于电解水制氢的电能为： W制氢＝W﹣W自用﹣W蓄电池＝3.5×104kW•h﹣2.2×104kW•h﹣5×103kW•h＝8×103kW•h； （3）由表中数据可知，制氢效率为75%，则电解水制氢的化学能为： W氢＝W输入×η制氢＝4000kW•h×75%＝3000kW•h； 氢燃料电池供电效率为40%，则氢燃料电池转化的电能为：W输出＝W氢×η发电＝3000kW•h×40%＝1200kW•h； （4）氢燃料电池输出功率为300kW，则1小时地源热泵消耗的电能为： W电＝P输出t＝300kW×1h＝300kW•h； 由表中数据可知，地源热泵系统的制热性能系数COP为6，即消耗1kW•h电能可获得6kW•h的制热量，则1小时地源热泵提供的制热量为：Q＝6W电＝6×300kW•h＝1800kW•h＝6.48×109J； 由Q放＝mq可得，所需标准煤的质量为：m223.4kg。 故答案为：（1）清洁； （2）除去自用和充满蓄电池后，还有8×103kW•h电能可用于电解水制氢； （3）可重新获得1200kW•h电能； （4）每小时地源热泵提供的制热量，相当于完全燃烧223.4千克标准煤放出的热量。 18．（2026•碑林区校级模拟）我国新型储能技术——压缩空气储能项目并网发电。该项目工作原理如图所示，用电低谷时段，将电网多余的电能通过空气压缩机把空气压缩到地下盐穴中（地下盐层中的洞穴）；用电高峰时段，将储存在盐穴中的高压空气释放，驱动空气膨胀机转动，连接发电机发电。 该工程就像一个“超级充电宝”，能够保障超过20万户家庭用电需求，可连续放电6小时，使用期长达40年，装机功率300兆瓦，储存1000J电能最终能放出720J的电能，每年发电量可达6亿千瓦时。 （1）空气压缩机的把　机械　 能转化为　内　 能； （2）该项目的能量转换效率为多少？ （3）已知标准煤的二氧化碳排放系数约为2.5（每消耗1kg标准煤排放的二氧化碳的质量为2.5kg），煤发电的效率为36%，若该储能站一年的发电量全部用煤来发电，相当于每年可以减少排放二氧化碳多少吨？（） 【分析】（1）压缩机工作时将机械能转化为内能； （2）根据η求出该项目的能量转换效率； （3）根据η求出煤完全燃烧放出的热量，利用Q放＝mq求出煤的质量，据此求出每年可以减少排放二氧化碳的质量。 【解答】解：（1）空气压缩机的能量转化是机械能转化为内能； （2）该项目的能量转换效率为： η100%＝72%； （3）若该储能站每年发电量可达6亿千瓦时，即W＝6×108kW•h＝2.16×1015J， 煤完全燃烧放出的热量为： Q放6×1015J， 煤的质量为： m2×108kg， 已知标准煤的二氧化碳排放系数约为2.5，则每年可以减少排放二氧化碳的质量为： m'＝2.5×2×108kg＝5×108kg＝5×105t。 答：（1）机械；内； （2）该项目的能量转换效率为72%； （3）若该储能站一年的发电量全部用煤来发电，相当于每年可以减少排放二氧化碳5×105吨。 19．（2026•碑林区校级三模）小明家在陕北，冬季气温较低，能量消耗较高，小明统计了家中一个冬天采暖和做饭的能耗，如下表所示。（天然气的热值为4.0×107J/m3） 能源用途 采暖 做饭 能源名称 天然气 天然气 电 消耗量 2000m3 300m3 500kW•h （1）天然气属于　不可再生　 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）已知小明家中做饭用的电器加热效率为90%，天然气灶的热效率为60%，若完全用天然气灶替代电器，则一个冬天需要多消耗天然气的体积是多少？ （3）如图是供暖系统的能量流向图，为了保持冬季室内的温度恒定，壁挂炉需长时间处于工作状态；小明查阅资料了解到，采暖系统产生的热量主要通过窗户和墙壁散失到外界空气中，为了降低采暖能量损耗，小明建议改造家中的墙壁，改造后使家中的平均传热率（N）由2W/（m2•℃）降至1.65W/（m2•℃）（传热率指每平方米的窗户和墙壁向外传热的功率与室内外温差的比值）。已知家中墙壁和窗户与外界冷空气接触的总面积为200m2，冬季室内外平均温差保持30℃不变。 ①相比于改造前，冬季室内每小时向外传递的热量减少了多少？ ②已知壁挂炉每小时流出水的质量为450kg，在回水温度不变的情况下，出水温度相较于改造前降低了多少℃？[假设管道中水放出的热量全部被房间吸收，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】（1）天然气是不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。 （2）先确定做饭所需有效热量，再分别计算电器和天然气灶提供该热量时的能耗，进而得出多消耗的天然气体积。 （3）①利用传热率公式，结合面积、温差和时间，计算改造前后热量传递的差值。 ②根据水放出热量与房间吸收热量的关系，结合热量公式Q＝cmΔt求解温度变化。 【解答】解：（1）天然气是经过漫长地质年代形成的，在短期内不能再生，属于不可再生能源； （2）用电器做饭消耗的电能为W＝500kW•h＝500×3.6×106J＝1.8×109J， 由，可得用电器产生的热量为， 由，可得天然气灶提供这些有用热量需要的天然气完全燃烧放出的热量为， 由Q放＝Vq，可得需要消耗天然气的体积为； （3）①传热率N定义为每平方米窗户和墙壁向外传热的功率与室内外温差的比值，即，可得传热功率， 改造后，同理可得传热功率， 每小时向外传递的热量减少量为； ②因为管道中水放出的热量全部被房间吸收，即ΔQ吸＝ΔQ放。由Q＝cmΔt，可得出水温度相较于改造前降低的温度为。 故答案为：（1）不可再生； （2）67.5m3； （3）7.56×106J；4℃。 20．（2026•碑林区校级模拟）如图甲所示是一款智能养生壶，通电后，机器将水箱中质量为1.5kg的水加热，壶下有自动加热装置，能进行保温或加热，简化后的电路如图乙所示，其中R0是发热电阻丝，R为限流电阻。在额定电压（220V）下正常工作时，发热电阻丝R0在加热和保温时的功率分别为880W和55W。求： （1）将质量为1.5kg的水从初温20℃加热到40℃，水需要吸收的热量；[已知 （2）R的阻值； （3）在某用电高峰期，若家庭电路中只有养生壶工作，工作周期如图丙（前110s加热，后110s保温）观察到标有“3600r/（kW•h）”的电能表转盘在220s内转了110转，请通过计算判断工作时的实际电压是否为220V？ 【分析】（1）利用Q吸＝cmΔt求出水吸收热量； （2）由图乙可知，当开关与触点a连接时，电路处于断开状态，当开关与触点b连接时，R0、R串联，当开关与触点c连接时，只有R0工作，根据串联电路的特点和P可知加热和保温状态下的电路连接，由图丙可知加热状态时的电功率，利用P可求出R0的阻值；根据题意可知R0在保温挡时的电功率，根据P可求出保温挡时R0两端的电压，根据欧姆定律求出保温挡时电路中的电流，根据串联电路的特点和欧姆定律求出R的阻值； （3）3600r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3600转，据此求出电能表转了100转，养生壶消耗的电能，由图丙可知养生壶加热挡和保温挡工作的时间，根据Wt求出家庭电路两端的实际电压。 【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（40℃﹣20℃）＝1.26×105J； （2）由P可知，加热时的功率为880W，只有R0工作，R0的电阻：R055Ω， 保温两个电阻串联，由P可知，保温时，R0两端电压：，此时电路中电流：，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，R的阻值：； （3）3600r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3600转， 则养生壶消耗的电能：W ＝ kW•h＝1.1×105J， 由图丙可知，养生壶加热挡工作时间为110s，保温挡工作时间为110s，由可知，，解得U实2＝200V×220V，即U实＜220V。 答：（1）将质量为1.5kg的水从初温20℃加热到40℃，水需要吸收的热量是1.26×105J； （2）R的阻值为165Ω； （3）此时家庭电路两端的实际电压小于220V。 21．（2026•碑林区校级一模）某村委会为处理和利用村办养殖场的动物粪便，计划建设多个小规模“太阳能余热增温沼气互补供暖系统”，利用养殖场粪便为村子进行供暖，取代旧式燃煤锅炉。该系统综合利用太阳能和沼气（一种由粪便、秸秆等发酵产生的可燃气体）。系统工作原理如图所示，晴天时，屋顶太阳能集热器吸收阳光，加热管道中的水，热水可直接用于建筑供暖，若白天产热过剩，多余热量会输送到沼气池，为其增温，维持35℃中温发酵，保证发酵稳定高效。村里的有机废弃物每日在沼气池中发酵，产生固定量的沼气。当阳光不足时，沼气被送入专用锅炉燃烧，补充供暖。当以上两种能源均供不应求时，自动启动辅助电锅炉，确保供暖不间断。 （1）冬季某晴天，当地太阳平均辐照强度为600W/m2，有效日照时间10h，太阳能辐射的42%用于给缓冲水箱的水加热，缓冲水箱用于储存太阳能盈余热量。部分参数如下表所示： 项目 日供暖需求 太阳能集热器 沼气日生产 沼气热值 沼气锅炉热效率 水的比热容 参数 1.2×109J 100m2 80m3 2×107J/m3 75% 4.2×103J/（kg•℃） ①该天缓冲水箱中的水获得的总热量是多少J？ ②这些热量中，有75%用于对用户全天持续供暖，有12.5%的热量损失或输送给沼气发酵罐，剩余能量使缓冲水箱内水的温度升高了10℃，求该蓄水箱中储水的质量为多少kg？ （2）遇到连续阴雨天，需要启动辅助热源进行辅助补热，要求在10h内完成补充，请计算辅助热源的功率为多少W？（已知太阳能集热系统只能为用户提供6×107J的热量。沼气锅炉工作产生热量的50%用于为用户供热，其余热量为热损失或用于为自身供热。电锅炉消耗的电能全部用于为用户供暖） （3）该村的沼气原料供应存在“夏丰冬欠”的季节性波动。请从工程或管理角度，提出一条可操作的建议，以帮助系统在冬季稳定运行：　建立大型沼气储气柜，在夏季沼气产量充足时进行储存，以备冬季使用　 。 【分析】（1）①根据E＝ISt求出太阳能集热器接收的总辐射能量，根据太阳能辐射的加热效率求出缓冲水箱中水获得的总热量；②总占比减去供暖和热量损失占比等于剩余热量占比，根据剩余热量占比求出剩余热量，根据可求出蓄水箱中储水的质量； （2）根据热值公式结合锅炉热效率和供热效率求出沼气锅炉提供的供暖热量，日供暖需求减去太阳能提供能量和沼气锅炉提供的供暖热量等于辅助热源需要补充的热量，根据P求出辅助热源的功率； （3）题目提到沼气原料供应存在“夏丰冬欠”的季节性波动，导致冬季产气不足 【解答】解：（1）①太阳能平均辐照强度I＝600W/m2，集热器面积S＝100m2，有效日照时间t＝10h＝10×3600s＝3.6×104s。太阳能集热器接收的总辐射能量为：； 其中42%用于加热缓冲水箱的水，所以缓冲水箱中水获得的总热量为：； ②已知：75%热量用于供暖，12.5%热量损失或输送给沼气发酵罐，剩余热量占比为1﹣75%﹣12.5%＝12.5%； 剩余热量为： ； 根据可得蓄水箱中储水的质量为： m2700kg； （2）日供暖需求为，太阳能提供能量为，沼气日生产体积沼气为V＝80m3，热值q＝2×107J/m3，热效率75%，其中50%用于用户供热。沼气锅炉提供的供暖热量为：； 辅助热源需要补充的热量：； 辅助热源工作时间t＝10h＝3.6×104s，辅助热源的功率为： P； （3）系统冬季稳定运行的建议： 工程角度：建立更大容量的沼气储存装置（储气柜），在夏季产气量大时将多余沼气储存起来，留到冬季使用； 管理/工艺角度：除了原有的发酵原料外，在夏季收集并储存秸秆、水葫芦等其他生物质原料，经过处理后在冬季作为补充原料加入沼气发酵罐，以提高冬季产气量； 辅助能源：优化系统控制，优先使用太阳能，不足部分由沼气补充，最后才启动电锅炉，以降低运行成本。 答：（1）①缓冲水箱中水获得的总热量为； ②蓄水箱中储水的质量为 ； （2）辅助热源的功率为； （3）建立大型沼气储气柜，在夏季沼气产量充足时进行储存，以备冬季使用。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $