124機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（分層練習(xí)）-2023-2024學(xué)年九年級物理上冊（蘇科版）

12.4機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（分層練習(xí)）一、單選題1．下列說法正確的是（）A．燃料的熱值與其是否完全燃燒有關(guān)B．沿海地區(qū)晝夜溫差小，是因為水的比熱容較大C．冰在熔化過程中，溫度與內(nèi)能均保持不變D．內(nèi)燃機在做功沖程中，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】B【解析】A．燃料的熱值是燃料的一種特性，只決定于燃料的種類，與其是否完全燃燒無關(guān)，故A錯誤；B．沿海地區(qū)水多，內(nèi)陸地區(qū)水少、沙石多，因為水的比熱容較大，白天，相同質(zhì)量的水和沙石比較，吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得沿海地區(qū)晝夜的溫差小，故B正確；C．冰在熔化過程中，吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增大，故C錯誤；D．內(nèi)燃機在做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故D錯誤。故選B。2．下列關(guān)于熱機的說法正確的是（）A．熱機的效率為100% B．熱機只有汽油機和柴油機兩種C．好的熱機工作時不排放廢氣 D．熱機工作時都要利用燃料的化學(xué)能【答案】D【解析】A．熱機工作過程中不可避免地要克服機件間的摩擦而做額外功，無法使熱機的效率達(dá)到100%，故A錯誤；B．蒸汽機、火箭、柴油機、汽油機等都屬于熱機，故B錯誤；C．熱機排氣沖程中排出廢氣，故C錯誤；D．熱機工作時時，熱機先將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，后把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故D正確。故選D。3．一瓶酒精用去三分之二后，剩下的酒精的比熱容、熱值（）A．都變?yōu)樵瓉淼娜种籅．比熱容不變，熱值變?yōu)樵瓉淼娜种籆．熱值不變，比熱容變?yōu)樵瓉淼娜种籇．都不變【答案】D【解析】比熱容是物質(zhì)的一種特性，各種物質(zhì)都有自己的比熱容，某種物質(zhì)的比熱容與質(zhì)量、體積、溫度無關(guān)，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的比熱容不變；燃料的熱值是燃料的一種特性，與燃料的質(zhì)量、溫度和體積無關(guān)，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的熱值也不變。故選D。4．如圖所示的情景中，通過做功使物體內(nèi)能增大的是（）A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．乙和丁【答案】B【解析】甲圖中，是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機械能，水蒸氣的內(nèi)能減少，故甲不符合題意；乙圖中，從滑梯滑下時，臀部和滑梯由于摩擦而生熱，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加，故乙符合題意；丙圖中，活塞壓縮氣體，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，氣體內(nèi)能增加，故丙符合題意；丁圖中汽油機兩個氣門關(guān)閉，活塞向下運動，這是做功沖程，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，燃?xì)鈨?nèi)能減少，故丁不符合題意，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。5．關(guān)于四沖程汽油機的工作過程，下列說法正確的是（）A．做功沖程：燃?xì)馔苿踊钊龉?B．壓縮沖程：缸內(nèi)溫度降低C．吸氣沖程：進(jìn)氣門和排氣門都打開 D．排氣沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能【答案】A【解析】A．在做功沖程氣體推動活塞對外做功，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能，故A正確；B．在壓縮沖程中，壓縮汽缸內(nèi)燃料混合物，溫度升高，內(nèi)能增加，故B錯誤；C．吸氣沖程中，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉．活塞由上端向下端運動，故C錯誤；D．排氣沖程，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，沒有能量的轉(zhuǎn)化，故D錯誤。故選A。6．關(guān)于燃料的熱值，下列說法中正確的是A．某種燃料燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值B．甲燃料完全燃燒放出的熱量比乙燃料完全燃燒放出的熱量多，則甲燃料的熱值一定比乙燃料的熱值大C．燃料的熱值越大，則燃料燃燒時放出的熱量越多D．煙煤的熱值是2.9×107J/kg，則完全燃燒1kg的煙煤能放出2.9×107J的熱量【答案】D【解析】A．1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，故A錯誤；B．甲燃料完全燃燒放出的熱量比乙燃料完全燃燒放出的熱量多，但沒有說明質(zhì)量相同，甲的熱值不一定比乙大，故B錯誤；C．燃料的熱值越大，但燃料燃燒不一定完全燃燒，質(zhì)量不定，放出的熱量不一定多，故C錯誤；D．1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值，煙煤的熱值是2.9×107J/kg，則完全燃燒1kg煙煤能放出2.9×107J熱量，故D正確．7．熱機效率是熱機性能的重要指標(biāo)，下列措施中，可以提高熱機效率的是（）A．盡量增加熱機的工作時間 B．盡量增加廢氣帶走的熱量C．盡量使用熱值更大的燃料 D．盡量減少熱機部件的摩擦【答案】D【解析】A．增加熱機的工作時間，并不能減少熱量的損失，所以不能提高熱機的效率，故A不符合題意；B．增加廢氣帶走的熱量，熱機的能量利用率降低，即熱機的效率降低，故B不符合題意；C．使用熱值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高熱機的效率，故C不符合題意；D．盡量減少熱機部件的摩擦，減少克服摩擦消耗的內(nèi)能，可以增大有用能量與燃料完全燃燒放出總能量的比值，可以提高熱機的效率，故D符合題意。故選D。8．在“比較燃料熱值大小”的實驗中，不需要控制相同或相等的因素是（）A．兩種燃料的質(zhì)量 B．兩只裝水的燒杯C．燒杯中水的質(zhì)量 D．各自加熱的時間【答案】D【解析】ABC．為了比較熱值大小要用不同的燃料，燃料的質(zhì)量相同，加熱同一種液體，讓液體和燒杯的質(zhì)量相同，通過溫度計的示數(shù)高低得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小，故ABC不符合題意；D．記錄燃料完全燃燒后液體的溫度，不需要控制各自的加熱時間，故D符合題意。故選D。9．如圖所示的某單缸四沖程汽油機，下列說法正確的是（）A．靠飛輪慣性完成沖程的是乙、丙、丁B．四沖程內(nèi)燃機在一個工作循環(huán)中工作過程依次是丁丙甲乙C．甲圖中能量的轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D．乙圖中汽缸內(nèi)氣體溫度會下降【答案】D【解析】甲圖：兩氣門都關(guān)閉，活塞向上運行，汽缸容積減小，是壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；乙圖：排氣門打開，活塞向上運動，汽缸容積減小，是排氣沖程；丙圖：兩氣門都關(guān)閉，活塞向下運行，汽缸容積增大，是做功沖程，將燃料燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，為汽車提供動力；丁圖：進(jìn)氣門打開，活塞向下運行，汽缸容積增大，是吸氣沖程；A．由以上分析可知，在熱機的四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其他三個沖程是靠飛輪的慣性完成的，即依靠飛輪慣性完成的沖程是：甲、乙、丁沖程，故A錯誤；B．熱機的四個沖程依次是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，即丁、甲、丙、乙，故B錯誤；C．甲圖中能量的轉(zhuǎn)化是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯誤；D．在排氣沖程中，高溫、高壓的廢氣被排出，則汽缸內(nèi)氣體溫度會下降，故D正確。故選D。10．用酒精燈給試管中的水加熱，如圖所示，在軟木塞被沖出試管口的過程中，下列說法正確的是（）A．水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機械能 B．軟木塞的機械能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能C．水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能增大 D．能量的轉(zhuǎn)化形式與熱機壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同【答案】A【解析】ABC．軟木塞沖出試管口的過程中是水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機械能，水蒸氣內(nèi)能減小，溫度降低，故A正確，BC錯誤；D．軟木塞沖出的過程中是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞機械能的過程，而熱機壓縮沖程是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤。故選A。11．小明閱讀了某汽車發(fā)動機的說明書后，將內(nèi)燃機的能量流向制成如圖所示，汽油熱值為4.6×107J/kg。下列說法錯誤的是（）A．發(fā)動機在做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B．該內(nèi)燃機的效率為30%C．為確保發(fā)動機正常工作，可用水對其冷卻D．燃燒1kg的汽油一定釋放4.6×107J的能量【答案】D【解析】A．汽車的內(nèi)燃機只有做功沖程和壓縮沖程有能量轉(zhuǎn)化，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確，不符合題意；B．由圖可知，該內(nèi)燃機的效率η=100%(33%+30%+7%)=30%故B正確，不符合題意；C．由Q=cmΔt可知，質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，升高相同溫度時，比熱容越大的物質(zhì)，吸收的熱量越多；水的比熱容較大，因此為確保發(fā)動機正常工作，可用水對其冷卻，故C正確，不符合題意；D．1kg的汽油完全燃燒可以放出4.6×107J的能量，但選項中未明確汽油完全燃燒，因此燃燒1kg的汽油不一定釋放4.6×107J的能量，故D錯誤，符合題意。故選D。12．如圖所示，在注射器中加入一些乙醚，用橡皮帽把針頭孔封死。向外拉活塞，可以看到液態(tài)乙醚消失；再用力推活塞，這時又可以重新看到液態(tài)的乙醚了。關(guān)于上述實驗，下列說法中正確的是（）A．向外拉活塞的過程中，液態(tài)乙醚升華變成乙醚蒸氣B．用力推活塞的過程中，乙醚蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能C．用力推活塞的過程中，乙醚由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，這說明在一定溫度下，壓縮氣體可以使氣體液化D．用力推活塞的過程中，乙醚蒸氣的內(nèi)能增加，這是通過熱傳遞的方式實現(xiàn)的【答案】C【解析】A．向外拉活塞的過程中，液態(tài)乙醚消失，液態(tài)乙醚汽化成乙醚蒸氣，故A錯誤；B．用力推活塞的過程中，活塞壓縮乙醚蒸氣，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為乙醚蒸氣的內(nèi)能，故B錯誤；C．用力推活塞的過程中，壓縮乙醚氣體，乙醚由氣態(tài)變?yōu)橐后w，說明壓縮體積可以使氣體液化，故C正確；D．用力推活塞的過程中，活塞壓縮乙醚蒸氣，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這是通過做功的方式實現(xiàn)的，故D錯誤。故選C。二、填空題13．2020年5月5日，我國“長征五號B”大型運載火箭首飛成功，火箭使用液態(tài)氫作燃料是因為液態(tài)氫的較大；火箭向下噴射燃?xì)猥@得推力加速上升，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為能?！敬鸢浮繜嶂禉C械能【解析】[1]火箭使用液態(tài)氫作燃料是因為液態(tài)氫的熱值較大，燃燒同樣質(zhì)量的液氫和其他燃料，液氫放出的熱量更多。[2]火箭向下噴射燃?xì)猥@得推力加速上升，是燃?xì)鈱鸺龉?，使火箭機械能增加，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能能。14．如圖所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到，在快速下壓活塞的過程中筒內(nèi)氣體內(nèi)能（選填“增大”不變”或“減小”），此過程能量轉(zhuǎn)化與汽油機沖程是相同的?！敬鸢浮棵藁ㄈ紵龃髩嚎s【解析】[1][2]在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速向下壓，活塞對筒內(nèi)空氣做功，將機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，溫度升高，達(dá)到著火點，會看到棉花燃燒起來。[3]壓火儀實驗中，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，與內(nèi)燃機的壓縮沖程相似。15．如圖所示，為生活中常用的熱水瓶，注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，軟木塞會跳起來。汽油機的沖程也發(fā)生同樣的能量轉(zhuǎn)化。如果該汽油機飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min，則該汽油機每分鐘內(nèi)對外做功次。【答案】做功900【解析】[1]注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，水蒸氣膨脹對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，汽油機的做功沖程是高溫高壓的氣體膨脹對活塞做功。[2]該汽油機飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min，每工作1min，飛輪轉(zhuǎn)1800r，而飛輪每轉(zhuǎn)2圈，對外做功一次，故每1min汽油機對外做功次數(shù)為900次。16．火柴可以擦燃，也可以用火點燃，則擦燃是用的方式使火柴燃燒，用火點燃是用的方式使火柴燃燒，使用這兩種方法都可以改變物體的內(nèi)能?！敬鸢浮孔龉醾鬟f【解析】[1]擦燃是用利用機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故是做功改變物體的內(nèi)能。[2]用火點燃是用是利用火焰的溫度將熱量傳遞給火柴，故是熱傳遞。17．把一個薄壁金屬管固定在桌上，里面放一些乙醚，用塞子塞緊，拿一根繩子在管外繞幾圈并迅速地來回拉繩子，將看到如圖所示的現(xiàn)象。關(guān)于這一過程中能量的轉(zhuǎn)化或者轉(zhuǎn)移有如下關(guān)系，請完成填空：拉動的繩子具有能，通過做功使金屬管的能增加，金屬管通過熱傳遞使乙醚的內(nèi)能增加，乙醚通過使金屬管的塞子能增加而彈出。【答案】機械內(nèi)做功機械【解析】[1][2]繩子在管外繞幾圈并迅速地來回拉繩子，則繩子具有機械能，此時繩子對金屬管做功，使其內(nèi)能增加，溫度升高，拉動繩子的機械能轉(zhuǎn)化為金屬管的內(nèi)能。[3][4]因為鐵管和乙醚有溫度差，所以鐵管會把熱量傳遞給乙醚，使乙醚的內(nèi)能增加，溫度升高，最終乙醚氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能，將塞子沖出。18．如圖所示，工作中的四沖程汽油機正處于沖程，在該沖程將能轉(zhuǎn)化為能。若該汽油機每秒完成60個沖程，則每秒它對外做功次?！敬鸢浮繅嚎s沖程機械能內(nèi)能15【解析】[1][2]由圖知道，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，活塞向上運動，可以判斷是壓縮沖程。[3]壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，排氣和吸氣沖程沒有能的轉(zhuǎn)化。[4]熱機完成一個工作循環(huán)，要經(jīng)過4個沖程，燃?xì)鈱ν庾龉?次，活塞往返2次，飛輪轉(zhuǎn)動2周，若該汽油機每秒完成60個沖程，則每秒它對外做功15次，飛輪轉(zhuǎn)動30周。19．隨著我國北斗導(dǎo)航組網(wǎng)成功，北斗導(dǎo)航逐步走進(jìn)人們的生活。如圖甲所示的無人駕駛插秧機使用北斗導(dǎo)航，農(nóng)民只需在作業(yè)前進(jìn)行相關(guān)設(shè)定，即可實現(xiàn)無人值守自動作業(yè)。如圖乙是汽油機，如果該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是60r/s，則汽油機每秒鐘對外做功次；某段時間插秧機消耗汽油0.21kg，汽油完全燃燒放出的熱量是J；若這些熱量完全被46kg、初溫為15℃的水吸收，則水溫升高℃（q汽油=4.6×107J/kg、c水=4.2×103J/(kg?℃)）?！敬鸢浮?09.66×10650【解析】[1]飛輪每轉(zhuǎn)動兩圈，燃?xì)鈱ν庾龉σ淮?，此時飛輪1s轉(zhuǎn)動60圈，則燃?xì)鈱ν庾龉?0次。[2]完全燃燒0.21kg汽油，放出的熱量Q=mq汽油=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J[3]汽油完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，由Q=c水m水Δt可得，則水溫升高Δt=Qcm=9.66×106J4.2×103J/(kg·℃)×46kg=50℃三、作圖題20．圖甲為內(nèi)燃機的吸氣沖程的示意圖，圖甲中畫出了吸氣沖程進(jìn)氣門、排氣門的開閉情況與活塞的運動情況。請在圖乙中用“T”表示閥門，畫出做功沖程進(jìn)氣門、排氣門的開閉情況，用“↑”或“↓”表示活塞運動方向，畫出做功沖程活塞的運動情況。【答案】【解析】在內(nèi)燃機的做功沖程中，兩個氣門都關(guān)閉，活塞向下運動，如圖乙所示：四、實驗題21．如圖所示，在估測薯片熱值的實驗中，小軍設(shè)計了兩種對水加熱的方式：方式一：薯片在燒杯中燃燒；方式二：薯片在燃燒皿中燃燒。（1）兩種加熱方式中合理的是；在進(jìn)行實驗時，要讓薯片充分燃燒，操作是；（2）用天平量取水，并測出一片薯片的質(zhì)量，用以上選取的方式燃盡薯片，并用溫度計測出水升高的溫度，所測出的薯片熱值偏，原因是。

【答案】方式二把薯片碾碎小薯片燃燒放出的熱量沒有被水全部吸收【解析】（1）[1]由于熱空氣上升，方式一中薯片燃燒產(chǎn)生的熱量很大一部分損失到空氣中，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)，所以兩種加熱方式中合理的是方式二。[2]把薯片碾碎，增大了與空氣的接觸面積，可以使薯片充分燃燒。（2）[3][4]由于薯片不能完全燃燒，且燃燒放出的熱量不能全部被水吸收，導(dǎo)致水升高的溫度偏低，計算出的熱量偏小，根據(jù)公式可知，所測出的薯片熱值偏小。22．（1）為了比較水和食用油的吸熱能力，小明用兩個相同的裝置做了如圖甲所示的實驗。

①在兩個相同的燒杯中應(yīng)加入初溫相同、質(zhì)量相同的水和煤油（ρ水>ρ煤油）。實驗中選用相同電加熱器的目的是：使水和煤油在相同時間內(nèi)；②水和煤油溫度隨時間變化如圖乙所示，根據(jù)圖甲可判斷出a物質(zhì)是。根據(jù)圖乙可判斷出b吸熱能力較（選填“強”或“弱”）；（2）如圖丙所示，為比較酒精和碎紙片的熱值，用兩只同規(guī)格的燒杯裝相等質(zhì)量的水，取質(zhì)量相等的酒精和碎紙片，分別放入兩個燃燒皿中，點燃分別給燒杯加熱，直到酒精和碎紙片完全燃燒完，通過比較（選填“加熱時間”或“升高的溫度”）來確定酒精和碎紙片熱值的大小。【答案】吸收的熱量相同水弱升高的溫度【解析】（1）①[1]實驗課題是探究不同物質(zhì)的吸熱能力，所以要保持水和煤油的質(zhì)量相同；選用相同的電加熱器目的是：使水和煤油在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等。②[2][3]圖甲中可知：，已知：，由可知，質(zhì)量相同時，，可判斷出a物質(zhì)是水，根據(jù)圖乙可知：在質(zhì)量、升高相同的溫度時，a物質(zhì)的加熱時間長，說明a物質(zhì)吸收的熱量比乙物質(zhì)吸收的熱量多；所以物質(zhì)a的吸熱能力強，物質(zhì)b的吸執(zhí)能力較弱。（2）[4]實驗時為了控制變量，應(yīng)用天平分別測出等質(zhì)量的酒精和碎紙屑，將其放入裝置中的燃燒皿內(nèi)；因燃料的熱值不能直接測量，但燃料燃燒放出的熱量可以被水吸收，從而使水溫發(fā)生變化，所以可以通過水升高的溫度來比較燃料熱值的大小關(guān)系。23．科技小組許多同學(xué)都有著航天夢、中國夢，他們在學(xué)校操場做了水火箭升空實驗。實驗器材有：飲料瓶、氣筒、自行車氣門、鐵絲、橡皮塞、水等。水火箭構(gòu)造如圖所示。在瓶中裝入適量的水，塞好瓶塞后放在發(fā)射器上，用氣筒向瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)上方氣體壓強達(dá)到一定程度，高壓氣體將水和橡皮塞從瓶口壓出，瓶飛向高空。

（1）用氣筒向瓶內(nèi)打氣，是通過的方式增大瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能。水從瓶口向下噴出會使水火箭向上升空是因為；（2）實驗結(jié)束后，小輝同學(xué)提出了一個問題：水火箭上升高度與哪些因素有關(guān)呢？小輝猜想：可能與瓶內(nèi)氣體的壓強有關(guān)；小華猜想：可能與瓶中水的體積有關(guān)；你認(rèn)為影響因素可能還有；（寫出一點，猜想必須合理）（3）同學(xué)們通過實驗發(fā)現(xiàn)，瓶塞插入深度不同，瓶塞被沖出前用氣筒充氣次數(shù)不同（設(shè)充一次氣氣量相同）。他們選用同一個可樂瓶，瓶中水量為200mL。通過站在不同樓層的觀察員目測進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，做了三次實驗，實驗結(jié)果如表格所示。瓶塞插入深度淺深更深水火箭上升高度/m2512從表格數(shù)據(jù)分析可驗證火箭上升高度與有關(guān)的猜想是正確的。實驗小組經(jīng)過討論和思考發(fā)現(xiàn)，瓶塞插入瓶口的深度加深，其目的是增大瓶塞與瓶口的力，使橡皮塞不易被壓出?！敬鸢浮孔龉αΦ淖饔檬窍嗷サ钠孔拥男螤钊拥牟迦肷疃饶Σ痢窘馕觥浚?）[1]用氣筒向瓶內(nèi)打氣，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，通過做功的方式增大氣體的內(nèi)能。[2]水從瓶口向下噴出，對水產(chǎn)生一個向下的力的同時，水也對瓶和高壓氣體產(chǎn)生一個向上的力，說明物體間力的作用是相互的。（2）[3]根據(jù)水火箭升空的原理，水火箭上升高度可能與受到阻力有關(guān)，結(jié)合實際火箭制成流線型，猜想可能與瓶子的形狀有關(guān)，也可猜想水火箭上升高度會與瓶塞噴射口徑的大小有關(guān)。（3）[4][5]從表中數(shù)據(jù)可知，瓶塞插入深度越深，水火箭上升高度越高，由此可驗證水火箭上升高度與塞子的插入深度有關(guān)的猜想是正確的；而瓶塞壓得越深，壓得越緊，增大了瓶塞與瓶壁之間的壓力，從而增大摩擦力。24．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量相等，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫也相同。

（1）比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實驗，燃料完全燃燒放出的熱量的多少是通過來反映的（選填“溫度計升高的示數(shù)”或“加熱時間”）；（2）若想利用上述裝置估測燃料的熱值，那么還需要補充的實驗儀器是；（3）比較不同物質(zhì)吸熱升溫的特點，應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實驗。所選a、b兩種液體的相同，吸收熱量的多少通過來反映的（選填“溫度計升高的示數(shù)”或“加熱時間”）。a、b兩種液體吸收熱量后溫度隨時間變化的圖像如圖丁所示，由圖可以看出，液體的溫度升高得較快；升高相同的溫度時，液體吸收熱量多。【答案】甲乙溫度計升高的示數(shù)天平甲、丙質(zhì)量加熱時間ab【解析】（1）[1][2]比較不同燃料的熱值，需要使被加熱的物質(zhì)相同而燃料不同，由圖可知應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實驗；在該實驗中，用不同燃料加熱相同質(zhì)量的同種液體，燃料完全燃燒放出的熱量越多，則容器中液體吸熱越多，根據(jù)Q=cmΔt可知液體升高的溫度越多，所以燃料完全燃燒放出熱量的多少是通過溫度計升高的示數(shù)來反映的。（2）[3]利用上述裝置估測燃料的熱值，要控制液體和燃料的質(zhì)量相等，需要用天平來測量。（3）[4][5][6]比較不同物質(zhì)吸熱升溫的特點，需要使燃料種類相同，被加熱物質(zhì)不同，由圖可知應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實驗。實驗中要控制兩種液體的質(zhì)量相等；用兩個相同的加熱器來進(jìn)行加熱的目的是在相同時間使物質(zhì)吸收相同的熱量，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，兩種液體吸收熱量的多少可通過加熱時間比較。[7][8]如果質(zhì)量和初始溫度均相同的a、b兩種液體，吸熱后它們的溫度隨時間變化的圖像如圖丁所示，由圖可以看出，a液體的溫度升高得較快；升高相同的溫度時，b液體需要加熱的時間長，所以b液體吸收熱量多。25．小明學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計了一個實驗來研究煤油和花生油熱值的大小關(guān)系，他組裝了如圖所示的兩套完全相同的裝置，加熱兩個燒杯中質(zhì)量和初溫都相等的水，實驗數(shù)據(jù)如表：燃料加熱前水溫/℃燃料燃盡后水溫/℃煤油2048花生油2038（1）小明組裝如圖甲乙所示的兩套裝置時，正確的順序是（選填“自上而下”或“自下而上”）；（2）為了保證實驗結(jié)論可靠，小明在實驗中還應(yīng)控制煤油和花生油的；（3）分析得出：煤油和花生油兩種燃料中，熱值較大的是。如果甲、乙中加熱前水溫并不同，（選填“能”或“不能”）得出相同結(jié)論；（4）在“探究不同物質(zhì)吸熱能力”實驗中。小紅在兩個相同的燒杯中，分別裝有質(zhì)量、初溫相同的甲、乙兩種液體，用兩個酒精燈對其加熱，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；液體質(zhì)量升溫10℃所需時間升溫20℃所需時間升溫30℃所需時間甲30g72s102s134s乙30g92s163s220s要控制兩酒精燈的火力相同，是為了使兩種液體在相同的時間內(nèi)吸收（選填“相同”或“不同”）的熱量；該實驗主要用（選填“液體升高的溫度”或“加熱時間的長短”）來表示兩種液體吸熱的多少；通過分析表格數(shù)據(jù)可得，當(dāng)物體的質(zhì)量和相同時，甲吸收的熱量（選填“大于”“等于”或“小于”）乙吸收的熱量?！敬鸢浮孔韵露腺|(zhì)量煤油能相同加熱時間的長短升高的溫度小于【解析】（1）[1]為了利用酒精燈的外焰給燒杯充分加熱，并且溫度計不要碰到燒杯壁和燒杯底，應(yīng)按照由下往上的順序組裝器材。（2）[2]為了保證實驗的可靠性，根據(jù)控制變量法，需要控制煤油和花生油的質(zhì)量相同。（3）[3]分析表格數(shù)據(jù)可知，燃料燃盡后甲杯中水的溫度升高的多，即煤油燃燒產(chǎn)生的熱量多，所以其熱值大。[4]由題意可知，是通過比較液體升高的溫度來比較熱值的，所以加熱前水溫不同不會對實驗造成影響，可以得出相同的結(jié)論。（4）[5]實驗中采用的是控制變量法，兩酒精燈的火力相同，則兩種液體在相同的時間內(nèi)吸收相同的熱量。[6]根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，該實驗主要用加熱時間的長短來表示兩種液體吸熱的多少，加熱時間長，液體吸收的熱量多。[7][8]通過分析表格數(shù)據(jù)可得，當(dāng)物體的質(zhì)量和升高的溫度相同時，甲的加熱時間短，則甲吸收的熱量小于乙吸收的熱量。五、計算題26．國家提倡節(jié)能減排，各地都在積極進(jìn)行“煤改氣”工程。某同學(xué)計算家中天然氣灶燒水的效率時，將20℃、2kg的水倒入燒水壺中。在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把水剛加熱到100℃時，測出消耗了的天然氣。已知水的比熱容為，天然氣的熱值為。請你計算將這些水燒開時：（1）水吸收的熱量；（2）燃燒的天然氣放出的熱量；（3）天然氣灶的效率?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）35%【解析】解：（1）由題意可知水吸收的熱量為（2）燃燒的天然氣放出的熱量為（3）天然氣灶的效率為答：（1）水吸收的熱量為；（2）燃燒的天然氣放出的熱量為；（3）天然氣灶的效率為35%。27．如圖所示為某種固體酒精爐，固體酒精爐比液體酒精爐使用時更安全。為了測定該固體酒精爐的熱效率，在爐中放入40g的固體酒精，當(dāng)固體酒精燃燒完后，鍋中1kg的水溫度從20℃升高到了70℃。已知固體酒精的熱值為1.5×107J/kg，水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃）。（1）若固體酒精完全燃燒，則放出的熱量是多少？（2）水吸收的熱量是多少？（3）小明測得固體酒精爐的熱效率是多大？（4）請寫出固體酒精爐熱效率不高的一個原因。

【答案】（1）6×105J；（2）2.1×105J；（3）35%；（4）見解析【解析】解：（1）若固體酒精完全燃燒，則放出的熱量是（2）水吸收的熱量為（3）小明測得固體酒精爐的熱效率為（4）燃燒不完全；部分熱量散發(fā)到空氣中；鍋吸收一部分熱量。答：（1）若固體酒精完全燃燒，則放出的熱量是6×105J；（2）水吸收的熱量是2.1×105J；（3）小明測得固體酒精爐的熱效率是35%；（4）燃燒不完全；部分熱量散發(fā)到空氣中；鍋吸收一部分熱量。一、單選題1．一臺內(nèi)燃機的飛輪轉(zhuǎn)速是1440轉(zhuǎn)/分，那么在每秒鐘內(nèi)（）A．飛輪轉(zhuǎn)動24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?20次，活塞完成2880個沖程B．飛輪轉(zhuǎn)動24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?4次，活塞完成24個沖程C．飛輪轉(zhuǎn)動24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?2次，活塞完成48個沖程D．飛輪轉(zhuǎn)動24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?440次，活塞完成1440個沖程【答案】C【解析】已知飛輪轉(zhuǎn)速為1440r/min=24r/s，在1個工作循環(huán)中，飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成4個沖程并對外做功1次；所以，在每秒鐘內(nèi)，該內(nèi)燃機的飛輪轉(zhuǎn)動24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?2次，活塞完成48個沖程，故ABD錯誤，C正確。故選C。2．干木柴、焦炭、無煙煤的熱值如圖所示，以下說法不正確的是（）A．都是完全燃燒的情況下，無煙煤放出的熱量最多B．都完全燃燒1kg，干木柴放出的熱量最少C．焦炭的熱值是3×107J/kg，完全燃燒2kg焦炭放出的熱量是6×107JD．焦炭的熱值是3×107J/kg，0.5kg焦炭熱值也為3×107J/kg【答案】A【解析】A．由圖知，三種燃料中，無煙煤的熱值最大，根據(jù)可知，在質(zhì)量不確定的情況下，無法判斷哪種燃料完全燃燒放出的熱量最多，故A錯誤，符合題意；B．由圖知，三種燃料中，干木柴的熱值最小，根據(jù)可知，都完全燃燒1kg，干木柴放出的熱量最少，故B正確，不符合題意；C．由圖知，焦炭的熱值是3×107J/kg，完全燃燒2kg焦炭放出的熱量故C正確，不符合題意；D．熱值是燃料的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量無關(guān)，所以0.5kg焦炭熱值也為3×107J/kg，故D正確，不符合題意。故選A。3．甲、乙、丙三個裝置完全相同，燃料的質(zhì)量、燒杯內(nèi)液體初溫和質(zhì)量也相同，不考慮熱量損失且液體均未沸騰，下列選項正確的是（）A．對比甲、乙兩圖：如果燃料2的熱值較高，最終乙圖中a液體內(nèi)能較大B．對比乙、丙兩圖：根據(jù)液體a、b最終升溫，可以比較兩種液體的比熱容C．對比乙、丙兩圖：若液體b最終升溫較高，則燃料1的熱值較大D．對比甲、丙兩圖：若液體b的比熱容比a大，則升高相同的溫度，液體a加熱時間長【答案】A【解析】A．燃料質(zhì)量相同，燃料2熱值較高，則乙圖中液體a獲得熱量更多，內(nèi)能較大，故A正確；B．乙、丙兩圖沒有控制燃料種類相同，無法比較兩種液體的比熱容，故B錯誤；C．乙、丙兩圖沒有控制被加熱液體種類相同，無法根據(jù)溫度比較兩種燃料的熱值，故C錯誤；D．甲、丙兩圖，燃料相同，液體a、b升高相同溫度，若液體b比熱容大，則b需要吸收更多熱量，加熱時間更長，故D錯誤。故選A。4．現(xiàn)有兩個使用同一種燃料的加熱器，用它們分別對甲、乙兩種不同的物質(zhì)加熱。已知甲物質(zhì)的比熱是乙物質(zhì)的2倍，甲物質(zhì)的質(zhì)量是乙物質(zhì)的，當(dāng)甲物質(zhì)升高的溫度是乙物質(zhì)的時（甲、乙物質(zhì)的物態(tài)都不發(fā)生改變），加熱甲物質(zhì)所用燃料是加熱乙物質(zhì)的，則兩加熱器利用熱能的效率之比是（）A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1【答案】A【解析】由題意可知，=2===由Q吸=cmt可得，甲乙物質(zhì)吸收的熱量之比===由Q放=mq可得，兩加熱器消耗燃料完全燃燒釋放的熱量之比====由=100可得，兩加熱器利用熱能的效率====故A符合題意；BCD不符合題意。故選A。5．小帆在老師指導(dǎo)下，用如圖所示的同一個實驗裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體（其中一種是水），用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時間變化圖像如圖，乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精（）。若單位時間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，，則下列說法中正確的是（）A．B．乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力C．0~8min乙吸收的熱量為D．該酒精燈的加熱效率為28%【答案】C【解析】ABC．由圖乙知，甲從20℃加熱至沸騰用時8min，乙從20℃加熱至沸騰用時10min。升高相同溫度，甲所需時間長，需要吸收的熱量多，那么甲的吸熱能力更強，則甲是水，甲從20℃升溫至100℃，需要吸收的熱量Q吸=c水m(tt0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(100℃20℃)=3.36×104J兩種液體在相同時間吸收的熱量相同，那么乙在8min內(nèi)吸收的熱量為3.36×104J。乙從20℃升溫至100℃，所需時間為4min，吸收的熱量那么乙的比熱容故AB錯誤，C正確；D．乙從20℃加熱至沸騰，所需時間為10min，吸收的熱量消耗的酒精放出的熱量Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J那么酒精燈的加熱效率故D錯誤。故選C。6．活塞式打氣筒為自行車輪胎打氣的過程中，會發(fā)現(xiàn)氣筒的筒壁發(fā)熱。筒壁發(fā)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生，有兩個方面的原因：a、打氣過程中活塞與筒壁之間不斷地克服摩擦做功使筒壁的內(nèi)能增加、溫度升高；b、打氣時活塞壓縮氣體做功使氣體的內(nèi)能增加，升溫的氣體通過熱傳遞使筒壁溫度升高。針對哪一個是主要原因問題，小明設(shè)計了如下實驗：先測出打氣前筒壁的溫度為t0，再將打氣筒不與輪胎相連空打氣適量的n次后測出筒壁溫度為t1，待筒壁溫度恢復(fù)t0后，再將打氣筒與輪胎相連，在相同的時間內(nèi)打相同的n次后測出筒壁溫度為t2。下列相關(guān)說法中正確的一項是（）A．若t2＞t1說明a是主要原因 B．若t1＞t2說明a是主要原因C．若t2t0＞t1t0說明b是主要原因 D．若t2t1＞t1t0說明b是主要原因【答案】D【解析】將打氣筒不與輪胎相連空打氣適量的n次后測出筒壁溫度為t1，此時筒壁溫度變化主要是由因為活塞與筒壁之間不斷地克服摩擦做功使筒壁的內(nèi)能增加、溫度升高，此時溫度變化量為，將打氣筒與輪胎相連，在相同的時間內(nèi)打相同的n次后測出筒壁溫度為t2，此時溫度變化是活塞與筒壁之間不斷地克服摩擦做功和打氣時活塞壓縮氣體做功使氣體的內(nèi)能增加，升溫的氣體通過熱傳遞使筒壁溫度升高共同作用，此時因打氣時活塞壓縮氣體做功使氣體的內(nèi)能增加，升溫的氣體通過熱傳遞使筒壁溫度升高導(dǎo)致的溫度變化量為，即，所以若說明b是主要原因，若說明a是主要原因。故選D。二、填空題7．為了使材料硬度增大，部分金屬工件需要進(jìn)行淬火處理，即將工件升溫到較高溫度保持一段時間后再快速冷卻。某工廠用天然氣處理爐對質(zhì)量為40kg的鋼工件進(jìn)行淬火處理，耗用0.25m3天然氣將工件從20℃加熱到550℃，然后投入淬火池的水中迅速冷卻，淬火池中的水溫度為20℃，質(zhì)量為460kg，已知天然氣熱值q=4.0×107J/m3，鋼的比熱容c鋼=0.46×103J/（kg?℃），水的比熱容c水=4.2×103J/（kg?℃），所耗用的天然氣完全燃燒放出的熱量J，鋼工件與水開始達(dá)到熱平衡的溫度為℃。（不計熱量損失）【答案】1×10725【解析】[1]天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=Vq=0.25m3×4×107J/m3=1×107J[2]設(shè)鋼工件與水開始達(dá)到熱平衡的溫度為t，根據(jù)題意可知，工件放出的熱量等于水吸收的熱量即0.46×103J/（kg?℃）×40kg×（550℃﹣t）=4.2×103J/（kg?℃）×460kg×（t﹣20℃）解得：t=25℃。8．中國是世界第一產(chǎn)氫大國，發(fā)展氫能具有較好的條件，且目前我國氫能發(fā)展較快，在全球新投資的氫能項目中占比較高，發(fā)展?jié)摿^大。小越所在的物理興趣小組用氫能源給40kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的水溫隨時間變化的圖像，若在4min內(nèi)完全燃燒了0.1kg的氫氣，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），氫氣的熱值約為1.4×108J/g，則經(jīng)過4min時間加熱，水所吸收的熱量為J；燒水時的熱效率約為?！敬鸢浮俊窘馕觥縖1]經(jīng)過4min時間加熱，水所吸收的熱量[2]氫氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量煤爐燒水時的熱效率9．小明在“探究不同物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象”時，分別用質(zhì)量均為0.5kg的甲、乙兩種液體進(jìn)行對比實驗，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖所示的圖像。實驗過程中，甲、乙兩種液體在相同時間內(nèi)放出的熱量相等，分析圖像可以得出：甲、乙兩種液體的比熱容大小關(guān)系是c甲c乙（選填“＞”、“＜”或“＝”），若乙液體的比熱容為（2.1×103J/（kg?℃），則甲液體的比熱容大小是J/（kg?℃）；甲液體在0～12min內(nèi)放出的熱量與完全燃燒kg的干木柴放出的熱量相同。（q干木柴＝1.2×107J/kg）【答案】＞4.2×103【解析】[1]時間相等時，兩種液體放出的熱量相等，由圖示可以看出，乙液體的溫度降低的快，甲液體溫度降低慢；利用熱量的計算公式可知，在質(zhì)量相等、初溫相同、放熱也相同的情況下，誰的溫度降低得快，它的比熱容小，所以，甲液體的比熱容大，乙液體的比熱容小。[2]由圖象知，放熱15min，甲降低的溫度為乙降低的溫度為也就是乙降溫幅度是甲的2倍，已知甲、乙質(zhì)量相同，15min時間內(nèi)放出的熱量相同，由公式，甲的比熱容是乙的2倍，所以[3]由圖象知，在0﹣15min，甲降低的溫度為由圖像知甲的溫度是均勻降低的，所以每分鐘降低的溫度為則12min降低的溫度為甲液體在0～12min內(nèi)放出的熱量為已知，因為，所以需要完全燃燒的干木柴質(zhì)量為10．如下圖所示，小明將氣球吹大后，讓氣球自行飛出，若及時撿拾起氣球，將會感覺到氣球球身的溫度和原來相比（選填“變高”“變低”或“沒有變化”），此過程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與（選填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）圖中的能量轉(zhuǎn)化是一致的。1min內(nèi)汽油機完成2400個工作循環(huán)，飛輪的轉(zhuǎn)速為r/s。汽油機完成一個工作循環(huán)時，需要吸入2L的燃料，其質(zhì)量為kg，這些燃料完全燃燒放出的熱量為J。若這些熱量有84%被質(zhì)量為10kg的水吸收，水的溫度能夠上升℃。（燃料1.4kg/m3，q燃料4.6107J/kg，c水4.2103J/（kgC））【答案】變低丙802.8×1031.288×1052.576【解析】[1]及時撿拾起氣球，氣球內(nèi)的氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度變低。[2]此過程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，而甲為壓縮沖程，是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而乙排氣沖程，丙是做功沖程，是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，而丁是吸氣沖程，故選丙。[3]1s內(nèi)汽油機完成工作循環(huán)數(shù)一個工作循環(huán)，飛輪轉(zhuǎn)兩圈，故飛輪的轉(zhuǎn)速為。[4]吸入2L的燃料，其質(zhì)量為[5]這些燃料完全燃燒放出的熱量為故這些燃料完全燃燒放出的熱量為。[6]水的溫度能夠上升故水的溫度能夠上升。11．發(fā)動機是汽車的核心部件，發(fā)動機的質(zhì)量決定了整車的性能和品質(zhì)，現(xiàn)代汽車主要分汽油與柴油兩類發(fā)動機。（1）如圖A所示，汽油機一個工作循環(huán)包括四個沖程，一個汽缸正常工作四個沖程順序是（按“甲、乙、丙、丁”重新排序），圖所示沖程汽油機給汽車提供動力，將燃料燃燒放出的能轉(zhuǎn)化為機械能。汽車發(fā)動機通常用水做冷卻劑是因為水的；（2）如圖B所示是某小轎車汽油機工作時的能量轉(zhuǎn)化示意圖，則該汽油機的效率是，該車完全燃燒2L汽油，釋放的熱量是J，若在效率不變的情況下，轉(zhuǎn)化為有用的機械能是J。（汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油的熱值q＝4.6×107J/kg）；（3）近年來，我國汽車保有量在迅速增長。若一輛汽車每年耗油1.8t，汽車發(fā)動機的平均效率為25%，如果能把發(fā)動機效率提高1%，則每輛汽車每年大約可節(jié)約kg汽油（結(jié)果保留整數(shù)）?！敬鸢浮考妆∫叶?nèi)比熱容大30%6.44×1071.932×10769【解析】（1）[1]甲中的一個氣閥打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程，是第一沖程；乙中的一個氣閥打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程，是第四沖程；丙中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是第二沖程；丁中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞下運動，所以為做功沖程，是第三沖程。故一個汽缸正常工作四個沖程順序是排序為：甲丙丁乙。[2][3]做功沖程燃料燃燒，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，高溫高壓的燃?xì)鈱钊龉?，把?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，給汽車提供動力。[4]汽車發(fā)動機工作時產(chǎn)生大量熱量，這些熱量如果不迅速轉(zhuǎn)移，就可能損害發(fā)動機，由于水的比熱容較大，質(zhì)量和初溫相同的水和其它液體相比較，升高相同的溫度時，水吸收的熱量多，因此汽車發(fā)動機通常用水做冷卻劑。（2）[5]該汽油機的效率2L汽油的質(zhì)量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×2×103m3=1.4kg[6]該車完全燃燒2L汽油，釋放的熱量Q=m汽油q=1.4kg×4.6×107J/kg=6.44×107J[7]若在效率不變的情況下，轉(zhuǎn)化為有用的機械能W有=ηW總=30%×6.44×107J=1.932×107J（3）[8]內(nèi)燃機效率提高1%，此時內(nèi)燃機的效率η2=η1+1%=25%+1%=26%由于可知因為內(nèi)燃機效率提高后有用功是相同的，所以每輛汽車的有用功η1qm1=η2qm2則則每輛汽車每年節(jié)約燃油的質(zhì)量三、實驗題12．如圖所示，用甲、乙、丙三套裝置完成實驗。實驗一：探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象。實驗二：比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量。三種供選擇的液體分別用a、b、c表示，三種燃料分別用1、2、3表示。（1）為了完成實驗一，應(yīng)選用兩套裝置，還需要添加一種測量儀器是，實驗時通過比較反映液體吸熱多少；（2）為了能完成兩個實驗，對圖中器材進(jìn)行以下幾種調(diào)整，其中可行的是A．將甲圖中的燃料換成3

B．將乙圖中的液體換成aC．將乙圖中的液體換成c

D．將丙圖中的燃料換成3（3）完成兩個實驗的過程中，設(shè)計了三個實驗方案：方案①：加熱燒杯內(nèi)液體，每隔相等的時間，記錄液體溫度；方案②：將燒杯內(nèi)初溫相同的液體加熱至相同溫度，記錄加熱時間；方案③：加熱燒杯內(nèi)的液體，分別記錄液體初溫和液體溫度；方案（用方案序號填寫）都是完成實驗一?！敬鸢浮考?、丙秒表加熱時間BC燃料燃盡后①②【解析】（1）[1]實驗一是探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象，由控制變量法可知，需要選取相同質(zhì)量的相同燃料和相同質(zhì)量的不同物質(zhì)進(jìn)行實驗，由圖可知，應(yīng)該選擇甲、丙兩套實驗裝置。[2][3]實驗過程中通過加熱時間的長短來反映液體吸收熱量的多少，因此還需要添加測量時間的秒表。（2）[4]實驗二是比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量，由控制變量法可知，需要選取相同質(zhì)量的相同液體和相同質(zhì)量的不同燃料進(jìn)行實驗；AD．將甲圖中的燃料換成3和將丙圖中的燃料換成3都不能保證液體相同，故AD不符合題意；B．將乙圖中的液體換成a，選取甲、乙可以完成實驗二，選取甲、丙可以完成實驗一，故B符合題意；C．將乙圖中的液體換成c，選取乙、丙可以完成實驗二，選取甲、丙可以完成實驗一，故C符合題意。故選BC。（3）[5]方案③：加熱燒杯內(nèi)的液體，分別記錄液體初溫和燃料燃盡后液體溫度，可比較不同燃料放出的熱量，因此可以完成實驗二。[6]方案①：加熱燒杯內(nèi)液體，每隔相等的時間，液體吸收的熱量相同，記錄液體溫度，由可比較不同物質(zhì)的吸熱能力，因此可以完成實驗一。方案②：將燒杯內(nèi)初溫相同的液體加熱至相同溫度，記錄加熱時間，根據(jù)加熱時間長度可知吸收熱量的多少，根據(jù)可比較不同物質(zhì)的吸熱能力，因此可以完成實驗一。因此方案①②都可以完成實驗一。13．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。（1）比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實驗；比較不同物質(zhì)的吸熱能力，應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實驗。（2）在這兩個實驗中，儀器安裝到位后，都要用到的測量器材是溫度計和。（3）為了比較液體a和液體b的吸熱能力，在設(shè)計實驗方案時，需要確定以下需要控制的變量，你認(rèn)為其中多余的是。A．采用的加熱方式B．酒精燈里所加酒精量C．液體a和液體b的質(zhì)量D．盛放液體a和液體b的容器（4）為了比較燃料1和燃料2的熱值，應(yīng)該在燃料完全燃燒后，通過比較來得出結(jié)論（溫度計示數(shù)/加熱時間）。（5）根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，分別描繪出a、b兩種液體的溫度隨加熱時間變化的圖像，如圖戊所示，分析圖像可知液體（a/b）的吸熱能力更強。若加熱過程中無熱量損失，則a、b兩種液體的比熱容之比ca：cb=。（6）某同學(xué)用圖丁裝置測酒精的熱值。加熱前酒精燈的質(zhì)量為m1，加熱一段時間后變?yōu)閙2；燒杯中水的質(zhì)量為M，水的初溫t1，末溫t2，水的比熱容用c表示。用以上物理量代入公式，可以粗略算出酒精熱值。但是，這種方法測出的熱值偏（大/?。??！敬鸢浮考住⒁壹?、丙天平B溫度計示數(shù)a2∶1小【解析】（1）[1]為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，通過溫度計的示數(shù)高低得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小，應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實驗。[2]為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒同種燃料，加熱不同的液體，且液體的質(zhì)量相同，在加熱時間相同時，通過溫度計的示數(shù)高低進(jìn)而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系，應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實驗。（2）[3]根據(jù)控制變量法可知，比較不同物質(zhì)的吸熱能力時，需要控制兩種物質(zhì)的質(zhì)量和初溫相同；比較不同燃料的熱值時，需要控制兩種燃料的質(zhì)量相同，需要用溫度計測量液體升高的溫度；所以都需要用到溫度計和天平。（3）[4]AD．采用完全相同的加熱方式，是為了控制熱源放出的熱量相同；盛放a液體和b液體的容器相同，目的使a和b兩種液體在相同的時間吸收相同的熱量，故AD有必要；B．酒精燈里所加酒精量相同，B多余；C．根據(jù)比較吸熱能力的方法，要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同，C有必要。故選B。（4）[5]實驗時應(yīng)比較相同質(zhì)量的燃料1和燃料2完全燃盡后液體升高的溫度，即根據(jù)溫度計上升的示數(shù)比較燃料熱值的大小。（5）[6]由圖乙可知，相同質(zhì)量的a、b液體，被加熱相同的時間（吸收相同的熱量），a液體升溫慢，b液體升溫快，說明a液體的吸熱本領(lǐng)強。[7]根據(jù)圖乙可知，a、b都加熱5min，A溫度變化量為Δta=30℃﹣10℃=20℃B溫度變化量為Δtb=50℃﹣10℃=40℃由Qa=Qb=cmΔt可得camΔta=cbmΔtb則（6）[8]水吸收的熱量Q吸=cM(t2﹣t1)酒精燈放出的熱量Q放=Q吸=cM(t2﹣t1)燃燒酒精的質(zhì)量m=m1﹣m2由Q=mq可得酒精的熱值因為燃料無法完全燃燒以及沒有考慮在加熱過程中熱量的散失，導(dǎo)致測量的Q放偏小，所以測量值比準(zhǔn)確值偏小。四、計算題14．我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機動性、超視距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機最大起飛質(zhì)量為37t，最大飛行高度達(dá)2×104m，最大航行速度達(dá)2.5倍聲速（合3060km/h），最大載油量為10t，飛機航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表：速度v/m·s1100200300400600阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×10410.8×104已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是45%，飛機使用的航空燃油的熱值為5×107J/kg。求：（1）飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的熱量是多少焦？（2）當(dāng)飛機以400m/s的速度巡航時，飛機發(fā)動機的輸出功率是多少瓦？（3）若在飛機油箱中加滿燃油，并且以500m/s的速度巡航時，飛機的最大航程約是多少千米？【答案】（1）5×1011；（2）1.92×107；（3）3×103【解析】解：（1）燃油完全燃燒放出的熱量為（2）由表中數(shù)據(jù)可知，飛機以400m/s的速度巡航時，所受阻力為f=4.8×104N，由于飛機做勻速直線運動，則牽引力等于阻力，即F＝f＝4.8×104N則飛機發(fā)動機的輸出功率為（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)阻力的大小與速度的平方成正比，則500m/s時的阻力為則飛機的牽引力為由（1）可知，Q＝5×1011J；已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%，則有用功為由W＝Fs，可得答：（1）飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的能量是5×1011J；（2）當(dāng)飛機以400m/s的速度勻速巡航時，飛機發(fā)動機的輸出功率是1.92×107W；（3）若在飛機油箱中加滿燃油，并且以500m/s的速度巡航時，飛機的最大航程約是3×103km。15．如圖是一款新型油電混合動力汽車。這種車在啟動或低速行駛時，內(nèi)燃機并不工作，動力電池通過驅(qū)動電機向車輪輸送能量；當(dāng)高速行駛或動力電池能量消耗過大時，內(nèi)燃機才開始工作，既可以向車輪提供動力，也可以同時帶動電機發(fā)電，給動力電池充電。某次行駛過程中，汽車先以20m/s的速度低速勻速行駛，電動機的輸出功率為10kW；然后再高速行駛在平直公路上勻速行駛了16km，行駛過程中受到的阻力為1000N，假設(shè)汽油完全燃燒所釋放能量的40%轉(zhuǎn)換為牽引力做的功和給動力電池充電，其中動力電池儲存的能量增加了7×106J。（已知：汽油的熱值q=4.6×107J/kg）（1）在低速行駛過程中，汽車受到的牽引力；（2）在這次高速行駛過程中汽車的牽引力做的功；（3）在這次高速行駛過程消耗汽油的質(zhì)量?！敬鸢浮浚?）500N；（2）1.6×107J；（3）1.25kg【解析】解：（1）由題意可知，低速行駛的速度為20m/s，電動機的輸出功率為10kW=104W，根據(jù)公式P=Fv可得，在低速行駛過程中，汽車受到的牽引力為（2）由題意可知，汽車高速行駛過程中，是在做勻速直線運動，即汽車處于平衡狀態(tài)，所以可得F牽=f=1000N又因為汽車高速行駛了16km=1.6×104m，所以在這次高速行駛過程汽車的牽引力做的功W=F牽s=1000N×1.6×104m=1.6×107J（3）由題意可知，汽油完全燃燒的有用能量為Q有=W+W電=1.6×107J+7×106J=2.3×107J再根據(jù)可得，汽油完全燃燒釋放的能量為根據(jù)Q放=mq可得，在這次高速行駛過程消耗汽油的質(zhì)量為答：（1）在低速行駛過程中，汽車受到的牽引力為500N；（2）在這次高速行駛過程汽車的牽引力做的功為1.6×107J；（3）在這次高速行駛過程消耗汽油的質(zhì)量為1.25kg。16．周末，小明對太陽能熱水器的加熱性能進(jìn)行研究，他用“溫度傳感器”測得裝滿水的水箱中水的溫度為20℃，太陽照射一段時間t后“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為40℃，已知水箱容積是100L。求：（1）該過程中水吸收的熱量；[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（2）若用液化氣灶加熱使水吸收同樣的熱量，需要燃燒多少kg液化氣？（液化氣灶的熱效率為40%，液化氣的熱值為q＝5×107J/kg）（3）該地太陽輻射到地面單位面積上的功率為P＝2.1×103W/m2，該太陽能熱水器的集熱面積為S＝2.5m2，熱轉(zhuǎn)化效率η＝40%（即將太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能）。求太陽光照射的時間t?！敬鸢浮浚?）8.4×106J；（2）0.42kg；（3）4000s【解析】解：(1)水的質(zhì)量為水吸收的熱量為(2)液化氣放出的熱量為燃燒的液化氣的質(zhì)量為(3)接收到的太陽能為集熱器接收太陽能的功率為需要的接收能量的時間為答：(1)水吸收