2024-2025學(xué)年人教版物理九年級(jí)《內(nèi)能的利用》單元情境測(cè)試A卷（解析版）

2024-2025學(xué)年人教版物理九年級(jí)全冊(cè)單元及期末考試核心素養(yǎng)情境AB卷

03.《內(nèi)能的利用》單元情境測(cè)試A卷

本套試卷有五道大題26小題，試卷滿分100分，答題時(shí)間90分鐘

一、選擇題（本大題有10小題，每小題3分，共30分）

1.內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖如圖所示。內(nèi)燃機(jī)的效率為（）

【答案】D

【解析】?jī)?nèi)燃機(jī)的效率是指用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，所以，結(jié)

合能量流向圖可知，該內(nèi)燃機(jī)的效率為34%。故選D。

2.（2024山東臨沂）2024年4月20日，我國(guó)研制的全球首款本體熱效率達(dá)53.09%的柴油

機(jī)正式亮相世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)，刷新了柴油機(jī)熱效率的世界紀(jì)錄。下圖所示內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程,

氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能最小的是（）

【答案】D

【解析】A.如圖，兩氣門(mén)關(guān)閉，活塞下行，為做功沖程，缸內(nèi)氣體推動(dòng)活塞對(duì)外做功；

B.如圖，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，為排氣沖程；

C.如圖，兩氣門(mén)關(guān)閉，活塞上行，為壓縮沖程，活塞壓縮缸內(nèi)氣體，對(duì)氣體做功，機(jī)械能

轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

D.如圖，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉，為吸氣沖程；

順序?yàn)槲鼩?、壓縮、做功、排氣，壓縮沖程后氣體溫度都對(duì)吸氣沖程中氣體的溫度高，故吸

氣沖程中氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能最小，故D符合題意，ABC不符合題意。

故選D。

3.（2024江蘇連云港）下列關(guān)于燃料的熱值說(shuō)法正確的是（）

A.燃料燃燒越充分，其熱值越大

B.燃料的熱值越小，完全燃燒放出的熱量越少

C.一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的熱值將減小

D.焦炭的熱值是3.0X1（）7"kg,完全燃燒1kg焦炭能放出3.0x107J的熱量

【答案】D

【解析】A.燃料的熱值僅與燃料的種類有關(guān)，而與燃料的燃燒程度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)Q=mq可知，放出的熱量與熱值、質(zhì)量有關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C.一瓶酒精用去三分之一后，質(zhì)量變化、熱值不變，故C錯(cuò)誤；

D.焦炭的熱值是3.0xl07j/kg,它表示的意思是1kg的焦炭完全燃燒時(shí)放出的熱量是

3.0xl07J,故D正確。

故選D。

4.（2024齊齊哈爾市）關(guān)于單缸四沖程汽油機(jī)，下列說(shuō)法正確的是（）

A,加潤(rùn)滑油可以減小汽油機(jī)零部件間的摩擦

B.通過(guò)改進(jìn)可以使汽油機(jī)的效率達(dá)到100%

C.除做功沖程外，其他三個(gè)沖程都是依靠飛輪的慣性完成的

D.若飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1200r/min,則該汽油機(jī)每秒鐘對(duì)外做功40次

【答案】AC

【解析】A.加入潤(rùn)滑油使各零部件彼此分離，可以減小汽油機(jī)零部件間的摩擦，故A正確;

B.熱機(jī)在工作時(shí)，總要克服機(jī)器零件間的摩擦做功，還有熱量的散失，導(dǎo)致熱機(jī)的熱效率

總小于1（100%）,故B錯(cuò)誤；

C.四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程組成的；在內(nèi)燃機(jī)

工作的四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其它沖程是靠飛輪的慣性來(lái)工作的，故c正確;

D.若一臺(tái)汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速是1200r/min=20r/s,表示每秒飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)20圈，因?yàn)橐粋€(gè)工作循環(huán)

飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成四個(gè)工作沖程，做功1次，所以，1s內(nèi)飛輪轉(zhuǎn)20圈，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)20

次，共10個(gè)工作循環(huán)，40個(gè)沖程，做功10次，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

5.（2024陜西）渦軸9“玉龍”是我國(guó)完全自主研發(fā)的航空渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，其大致工作過(guò)程

是：空氣通過(guò)進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)，被壓氣機(jī)壓縮后進(jìn)入燃燒室與燃料混合，燃料在燃燒室燃

燒后，產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出動(dòng)力。該發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的相關(guān)說(shuō)法

正確的是（）

A.燃燒室中燃料燃燒越充分，發(fā)動(dòng)機(jī)效率越高

B.燃料和壓縮空氣混合后，燃料的熱值增大

C.壓氣機(jī)壓縮空氣，空氣的內(nèi)能減小

D.高溫高壓氣體推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

【答案】A

【解析】A.使燃料燃燒越充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機(jī)的效率，故A正確；

B.熱值是燃料的一種特性，大小取決于燃料的種類，與其它因素?zé)o關(guān)，燃料和壓縮空氣混

合后，燃料的熱值不變，故B錯(cuò)誤；

C.壓氣機(jī)壓縮空氣，壓氣機(jī)對(duì)空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，故C錯(cuò)誤；

D.高溫高壓氣體推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，消耗內(nèi)能，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

6.（2024四川眉山）熱學(xué)知識(shí)與人類生活息息相關(guān)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.酒精燃燒過(guò)程中，質(zhì)量減少，熱值不變

B.鐵塊很難被壓縮，說(shuō)明固體分子之間不存在間隙

C.內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中，氣缸內(nèi)氣體溫度升高，內(nèi)能增大

D.內(nèi)陸地區(qū)比沿海地區(qū)晝夜溫差大，是由于砂石的比熱容比水的比熱容大

【答案】A

【解析】A.酒精燃燒過(guò)程中越來(lái)越少，所以質(zhì)量減少，燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān),

與質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以熱值不變，故A正確；

B.鐵塊很難被壓縮，是因?yàn)殍F塊被壓縮時(shí)，分子間距變小，由于分子間存在相互的斥力,

致使鐵塊很難被壓縮，故B錯(cuò)誤；

C.內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中，氣缸內(nèi)氣體對(duì)活塞做功，內(nèi)能減小，故C錯(cuò)誤；

D.內(nèi)陸地區(qū)和沿海地區(qū)相比，內(nèi)陸地區(qū)砂石的比熱容小，在相同的吸放熱條件下，砂石的

溫度變化大，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

7.下列關(guān)于內(nèi)能、熱量和熱機(jī)的說(shuō)法正確的是（）

A.（TC物體內(nèi)能一定為零

B.物體的內(nèi)能增加一定是從外界吸收熱量

C.熱機(jī)的功率越大效率越高

D.柴油機(jī)的壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

【答案】D

【解析】A.一切物體在任何溫度時(shí)都有內(nèi)能，0。（2物體內(nèi)能不為零，故A錯(cuò)誤；

B.物體內(nèi)能增加，可能是吸熱，可能是外界對(duì)物體做功，故B錯(cuò)誤；

C.熱機(jī)的功率和效率沒(méi)有必然聯(lián)系，功率大，效率不一定高，故C錯(cuò)誤；

D.柴油機(jī)的壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確。故選D。

8.下列能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的情景中，屬于能量轉(zhuǎn)移的是（）

A.燃料燃燒時(shí)發(fā)熱

B.用熱水袋取暖

C.鉆木取火

D.電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面

【答案】B

【解析】A.燃料燃燒時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于能量的轉(zhuǎn)化，故A不符合題意；

B.用熱水袋取暖，是熱傳遞過(guò)程，內(nèi)能從熱水袋轉(zhuǎn)移到其它物體向上，屬于能量的轉(zhuǎn)移,

故B符合題意；

C.鉆木取火，是克服摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于能量的轉(zhuǎn)化，故C不符合題意；

D.電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把地下水送到地面，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，屬于能量的轉(zhuǎn)

化，故D不符合題意。故選B。

9.關(guān)于能量守恒定律，下列說(shuō)法正確的是（）

A.能量可以憑空消失

B.能量可以憑空產(chǎn)生

C.能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中，能量的總量保持不變

D.熱機(jī)在工作的過(guò)程中不遵循能量守恒定律

【答案】C

【解析】ABC.由能量守恒定律可知，能量既不能憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，當(dāng)能量從

一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體或從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式時(shí)，總量保持不變，故AB錯(cuò)誤，C

正確；

D.能量守恒定律適用于自然界中任何形式能的相互轉(zhuǎn)化，熱機(jī)的工作過(guò)程也遵循能量守恒

定律，故D錯(cuò)誤。故選C。

10.（2024青海?。┡c固體燃料相比，液體燃料火箭無(wú)需人工雕刻火藥。甲烷是天然氣的

主要成分。液態(tài)甲烷作為火箭發(fā)射的燃料之一，其密度約為0.42X103kg/m3,熱值為

7

5.0xl0J/kgo酒精的密度為0.8X103kg/m3,熱值為3.0xl（）7j/kg,下列關(guān)于液態(tài)甲烷和酒精

的敘述正確的是（）

A.酒精的密度比液態(tài)甲烷的密度小

B.液態(tài)甲烷燃燒時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C,相同體積的液態(tài)甲烷和酒精，液態(tài)甲烷的質(zhì)量更大

D.10kg的液態(tài)甲烷完全燃燒，放出的熱量為5.0xl08j

【答案】D

【解析】A.液態(tài)甲烷密度約為0.42xl03kg/m3,酒精的密度為0.8xl03kg/m3,酒精的密度比

液態(tài)甲烷的密度大，故A錯(cuò)誤；

B.液態(tài)甲烷燃燒時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；

C.酒精的密度比液態(tài)甲烷的密度大，根據(jù)加=2匕，相同體積的液態(tài)甲烷和酒精，液態(tài)甲

烷的質(zhì)量較小，故C錯(cuò)誤；

D.10kg的液態(tài)甲烷完全燃燒，放出的熱量為

78

。放=機(jī)q甲烷=10kgx5.0xl0J/kg=5.0xl0J

故D正確。

故選D。

二、填空題（本大題有10小題，每空1分，共22分）

11.（2024黑龍江龍東）汽油機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是沖程，某單缸四沖程汽油

機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速是2400r/min,則此汽油機(jī)每秒對(duì)外做功次。

【答案】做功20

【解析】汽油機(jī)的做功沖程是通過(guò)氣體對(duì)外做功將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的。

汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為2400r/min,說(shuō)明Is內(nèi)汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)等于40r,一個(gè)工作循環(huán)中,

曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功一次，1s內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)40次，故對(duì)外做功20次。

12.如圖所示是一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)的（選填“壓縮”或“做功”）沖程，這個(gè)沖程是

通過(guò)（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式改變氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能。

【答案】壓縮做功

【解析】由圖可知，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)均關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮氣缸內(nèi)的氣體,

對(duì)氣體做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，氣體的內(nèi)能增大。因此圖中是一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)的壓縮

沖程，這個(gè)沖程是通過(guò)做功的方式改變氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能。

13.（2022廣東）圖表示四沖程汽油機(jī)處于沖程。汽車尾氣帶走的能量________（選

填“能”或“不能”）自動(dòng)匯集回來(lái)轉(zhuǎn)化成燃料的化學(xué)能，這反映了能量的轉(zhuǎn)化具有O

【答案】排氣不能方向性

【解析】由圖示知，汽缸的進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是排氣沖程。

燃料燃燒放出的能量中有部分熱散失，被尾氣帶走，而尾氣帶走的能量不會(huì)再自動(dòng)變成燃料

的化學(xué)能，這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化具有方向性。

14.（2024江西）某同學(xué)用餐時(shí)發(fā)現(xiàn)從熱湯中取出的金屬勺很燙手，這是通過(guò)

的方式改變物體的內(nèi)能，在這種內(nèi)能改變的過(guò)程中，內(nèi)能總是自動(dòng)地從高溫物體向低溫物體

轉(zhuǎn)移，說(shuō)明能量在轉(zhuǎn)移過(guò)程中具有性。

【答案】熱傳遞方向

【解析】用餐時(shí)發(fā)現(xiàn)從熱湯中取出的金屬勺很燙手，是熱湯中的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到金屬勺，這是通

過(guò)熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能。

內(nèi)能總是自動(dòng)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移，不能自動(dòng)從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，這說(shuō)明

能量在轉(zhuǎn)移過(guò)程中具有方向性。

15.我市在“創(chuàng)建文明城市”活動(dòng)中，同學(xué)們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下一起到居民小區(qū)勞動(dòng)?！靶V

告”粘在建筑物上不易被清除掉，因?yàn)榉肿娱g存在_____;用鋼絲球清除“小廣告”，過(guò)了

一會(huì)兒鋼絲球發(fā)熱，這是通過(guò)方式改變內(nèi)能的，其能量轉(zhuǎn)化方式與熱機(jī)中的沖

程相同。

【答案】引力做功壓縮

【解析】分子之間存在相互作用的引力和斥力，“小廣告”粘在建筑物上不易被清除掉，因

為分子間存在引力。

清除“小廣告”時(shí)，克服摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這是通過(guò)做功方式改變內(nèi)能的。

四沖程熱機(jī)工作循環(huán)中，壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，

故能量轉(zhuǎn)化方式與熱機(jī)中的壓縮沖程相同。

16.小紅在家用天然氣灶燒開(kāi)水，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，5kg水從20。(2加熱至沸騰，完全燃燒了

0」m3的天然氣，此過(guò)程中，水吸收的熱量是J,天然氣灶燒水的熱效率為o[水

的比熱容為4.2xl03j/(kg.℃),天然氣的熱值為4.0xl07j/m3]

【答案】1.68x10642%

【解析】水吸收的熱量是

0吸=cmAt=4.2x103J/(kg?℃)x5kgx(100℃-20℃)=1.68x106J

天然氣完全燃燒釋放的熱量為

=^KMxlO7J/m3xO.lm3MxlO6J

天然氣灶燒水的熱效率為

〃=4X100%=1"8義12JX100%=42%

Q放4xlO6J

17.三峽水電站年發(fā)電量約為8xl()i0kW-h,合J(用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示)。已知燃煤發(fā)電

的效率為40%,標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為3xl07j/kg,三峽水電站運(yùn)行一年大約為國(guó)家節(jié)約萬(wàn)

噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

【答案】2.88x10172400

【解析】由lkWh=3.6xlO6J

可知，三峽水電站年發(fā)電量約為8xl0i(>kW-h,所以有

8xlOlokW-h=8xlOlox3.6xlO6J=2.88xlO17J

已知燃煤發(fā)電的效率為40%,則發(fā)出2.88xlO17J的電量需要完全燃燒煤產(chǎn)生的熱量是

2.88xl0"j

=7.2X1017J

40%

所需煤的質(zhì)量是

m=—=J=2.4x1010kg=2.4xl07t

q3X107J

合2400萬(wàn)噸。故三峽水電站運(yùn)行一年大約為國(guó)家節(jié)約2400萬(wàn)噸的標(biāo)準(zhǔn)煤。

18.單位質(zhì)量的氣體物質(zhì)，在體積不變的條件下溫度升高1。（2所吸收的熱量稱為該氣體的定

容比熱，己知氨氣的定容比熱為3100J/（kg「C）。如圖所示，質(zhì)量為0.02kg的氨氣被密封在

圓柱形氣缸內(nèi)，氣缸內(nèi)氨氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定，當(dāng)氨氣的溫度從

2（TC升高到30^時(shí)，氨氣吸收的熱量是Jo撤去力，氯氣推動(dòng)活塞做功，這一過(guò)程的

能量轉(zhuǎn)化形式與四沖程汽油機(jī)的沖程相同。

A

B

【答案】620做功

【解析】氨氣吸收的熱量

Q吸=￡：心（《0）=3100J/（kg—℃）x0.02kgx（30-20）°C=620J

撤去力，氨氣推動(dòng)活塞做功，將氨氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能，這個(gè)過(guò)程與汽油機(jī)的做功

沖程相同。

19.如圖所示，用酒精燈加熱試管中的水，當(dāng)水沸騰一段時(shí)間以后，塞子被試管內(nèi)水蒸氣推

出。這是通過(guò)的方式將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能（選填“做功”或“熱

傳遞”）。圖（選填“甲”或“乙”）中汽油機(jī)的工作過(guò)程與這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中原理是

一致的。

【答案】做功乙

【解析】塞子被試管內(nèi)水蒸氣推出，氣體膨脹對(duì)外做功，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，涉及

能量的轉(zhuǎn)換，故是做功。

如圖甲所示，進(jìn)氣門(mén)關(guān)、排氣門(mén)關(guān)，活塞向上，壓縮氣體做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而乙

圖是進(jìn)氣門(mén)關(guān)、排氣門(mén)關(guān)，活塞向下，高溫高壓氣體對(duì)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故

圖乙中能量轉(zhuǎn)化與氣體對(duì)活塞做功實(shí)驗(yàn)的原理相同。

20.如圖所示，小雨起床給家人煮湯圓，為將鍋中初溫為20℃、質(zhì)量為2kg的水燒開(kāi)，水

至少需要吸收J(rèn)的熱量，若燃?xì)庠畹募訜嵝蕿?0%,則需要消耗HP的天然氣。

【c水=4.2X103J/(kg?℃),q天然氣=8.4X107J/m3,水面上方的氣壓為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓】

【答案】6.72X1050.016

【解析】1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃,水至少需要吸收的熱量為

35

Q^c*m(t-t0)=4.2X10J/(kg?℃)X2kgX(100℃-20℃)=6.72X10J

根據(jù)

〃=%_=Q吸xioo%

Q放夕天然氣"

需要消耗天然氣的體積為

6.72X105J

y=Q吸_=0.016m3

73

4天然氣〃8.4xlOJ/mx50%

三、簡(jiǎn)答題(本大題有2小題，共8分)

21.(4分)2022年4月16日，神州十三號(hào)載人飛船返回艙進(jìn)入大氣層后下落(如圖所

示)。接近地面時(shí)反推發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，最終返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟著陸。

(1)返回艙剛進(jìn)入大氣層下落時(shí)，機(jī)械能大小如何變化，為什么？

(2)反推發(fā)動(dòng)機(jī)屬于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，反推發(fā)動(dòng)機(jī)是否屬于熱機(jī)？

【答案】（1）見(jiàn)解析（2）是

【解析】（1）機(jī)械能減小。原因是返回艙剛進(jìn)入大氣層后，降落傘相繼打開(kāi)，臨近地面時(shí),

反推發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)向下噴氣，給氣體一個(gè)向下的力，由于物體間力的作用是相互的，氣體給返

回艙一個(gè)向上的力，迫使返回艙減速“剎車”，由于速度減小，故動(dòng)能減?。环祷嘏撓侣溥^(guò)

程中高度減小，故重力勢(shì)能減小；由于返回艙與大氣摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機(jī)械能減

小。

（2）熱機(jī)的種類很多，例如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)都屬于熱機(jī)。

22.（4分）汽車在給人們的出行帶來(lái)便利的同時(shí)，也帶來(lái)了能源消耗、尾氣污染等問(wèn)題。

材料一：圖是一輛小汽車行駛時(shí)的能耗分配圖、汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒時(shí)放出的能量，大約

只有13%用于驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)，而其余87%的能量則被損耗掉了。

材料二：排出的尾氣除了CO2，H2O外，還有CO、NO、NO2及未燃燒的碳復(fù)化合物等有害

氣體。

結(jié)合材料：

（1）對(duì)汽車行駛時(shí)能量形式的轉(zhuǎn)化與損耗途徑作出分析。

（2）請(qǐng)從節(jié)能、減排等方面對(duì)燃油汽車提出技術(shù)改進(jìn)建議。

汽油蒸發(fā)損失2%

?發(fā)動(dòng)機(jī)損失11%

/散熱器輸出功率

13%

損失37%

排氣管損

V17%/

汽車行駛時(shí)的能耗分配圖

【答案】（1）見(jiàn)解析；（2）見(jiàn)解析

【解析】（1）汽車行駛時(shí)能量轉(zhuǎn)化分析：汽油的化學(xué)能一氣體的內(nèi)能一活塞的動(dòng)能一汽車的

機(jī)械能。

損耗途徑分析：絕大部分是以熱能形式報(bào)失；部分未完全燃燒的碳?xì)浠衔飺p失；少量汽油

蒸發(fā)損失。

（2）技術(shù)改進(jìn)建議：減少散熱器、排氣管和發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失；減少汽油的蒸發(fā)；使汽油能

充分燃燒；研制和使用混合動(dòng)力或純電動(dòng)的新能源汽車。

四、計(jì)算題（本大題有2小題，共30分）

23.（9分）（2024蘇州）如圖所示為某折疊卡式爐，采用丁烷氣體作為燃料。水壺裝入2L

初溫為25℃的水，用卡式爐加熱至100℃,消耗了25g丁烷氣體（水的比熱容為

4.2xlO3J/（kg-℃）,丁烷的熱值為4.8x107j/kg）。求：

（1）壺中水的質(zhì)量；

（2）水吸收的熱量；

（3）卡式爐的加熱效率。

【答案】(1)2kg；(2)6.3X105J；(3)52.5%

【解析】（1）壺中水的質(zhì)量為

加水=0水曝=1.0xl03kg/m3x2xl0-3m3=2kg

（2）水吸收的熱量為

0水=c水加水4水=4.2xl03J/（kg-℃）x2kgx（100-25）℃=6.3xl05J

（3）丁烷放出的熱量

0丁烷=機(jī)丁烷?！竿?2.5x102kgx4.8xlO7J/kg=1.2xlO6J

卡式爐的加熱效率為

77=^^X1OO%=6.3xlO5J

xl00%=52.5%

。丁烷1.2X106J

（1）壺中水的質(zhì)量為2kg；

（2）水吸收的熱量為6.3xl05j；

（3）卡式爐的加熱效率為52.5%。

24.（9分）（2024山西）山西擁有豐富的歷史文化遺產(chǎn)。暑假期間小明一家從平遙古城自

駕前往五臺(tái)山，進(jìn)行古建筑研學(xué)旅行。平遙古城到五臺(tái)山全程約360km,駕車前往大約需要

4h?（汽油的熱值q取4.5xl07j/kg,汽油的密度〃取0.8xl03kg/m3）

（1）求汽車的平均速度。

（2）汽車全程消耗汽油25L,求汽油完全燃燒放出的熱量0。

(3)若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)全程的平均功率為25kW,求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

【答案】(1)90km/h；(2)9xlO8J；(3)40%

【解析】(1)汽車的平均速度

v=￡=360km=h

t4h,

(2)全程消耗汽油的體積為

^25L=0.025m3

汽油的質(zhì)量為

m=p7=0.8x103kg/m3x0.025m3=20kg

汽油完全燃燒放出的熱量

2=w^=20kgx4.5xl07J/kg=9xl08J

(3)汽車全程所做的有用功為

^=Pf=25xl03Wx4x3600s=3.6xl08J

則汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率

77=—X100%=JX100%=40%

Q9X108J

答：(1)汽車的平均速度為90km/h；

(2)汽汽油完全燃燒放出的熱量為9xl08j；

(3)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%。

25.(12分)某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示

的加熱過(guò)程中水溫隨時(shí)間變化的圖線。若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為

4.2X103J/(kg?℃),煤的熱值為3Xl(FJ/kg。

M/8時(shí)間，min+，

求：(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；

(2)經(jīng)過(guò)6min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量；

(3)煤爐燒水時(shí)的熱效率。

【答案】(1)6X3J；(2)2.52X106J；(3)4.2%。

【解析】(1)燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量，直接利用Q&=mq,這個(gè)公式熱值為J/kg,m是燃料

的質(zhì)量，單位是kg。Q放=m煤q=2kgX3X107j/kg=6X107j

(2)從圖像分析知道經(jīng)過(guò)6min時(shí)間加熱，水的溫度從20℃升高到80℃.水的質(zhì)量10kg,

水的比熱容為4.2X103J/(kg?℃)根據(jù)吸收熱量公式得到

6

、吸=311水(t-t0)=4.2X103J/(]^.℃)X10kgX60℃=2.52X