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人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试测试题
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这是一份人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试测试题，共14页。试卷主要包含了选择题，填空题，简答题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．下列关于热机和热值的说法正确的是（ ）
A．热值与燃料的质量有关
B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C．热机消耗的燃料越少，效率一定越高
D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
2．一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L，若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，则以下说法正确的是（ ）
①小轿车是将机械能转化为内能的机器
②这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×108J
③汽车消耗的有用热量即有用功为9.66×107J
④这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N
A．①②③④均正确
B．只有①②③正确
C．只有②③④正确
D．只有②④正确
3．关于热机，下列说法正确的是（ ）
A．随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%
B．四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
4．西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空｡下列说法中正确的是（ ）
A．火箭升空过程中，将机械能转化为内能
B．燃料燃烧时将内能转化为化学能
C．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的比热容较大
D．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大
5．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用四缸汽油发动机，每个气缸都进行四冲程循环。如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（ ）
A．B．C．D．
6．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的冰块内能为0
B．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C．存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D．出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
7．利用如图所示的装置，为了便于比较酒精和碎纸片的热值，下列做法不正确的是（ ）
A．加热时间相同B．酒精和碎纸片的质量相同
C．两只烧杯内液体的种类相同D．两只烧杯内液体的质量相同
8．下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（ ）
A．热机效率越高，所做的有用功就越多
B．一个工作循环对外做功一次
C．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气
D．汽油机在压缩冲程中将内能转化为机械能
9．能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法正确的是（ ）
A．核电站中的反应堆是利用核裂变发电的
B．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
C．电能是广泛使用的一次能源
D．因为能量转化服从能量守恒定律，所以能源是取之不尽、用之不竭的
10．2020年5月27日，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其在发布会上表示，2020年6月前，计划再发射两颗地球静止轨道卫星，北斗三号系统将全面建成。关于卫星发射，下列说法中正确的是（ ）
A．火箭加速升空过程中，火箭的机械能总量不变
B．火箭加速升空过程中，它的重力势能转化为动能
C．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大
11．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．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
12．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是
A．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）
13．内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的_____冲程，若飞轮转动40周，则对外做功______次。
14．一台汽油机飞轮的转速为3600 r/min， 在1s内汽油机对外做了_______ 次功。如果汽油机在一段时间内消耗了 0.5kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量______ J。汽油机用水作冷却液，是利用水的_______大的特点。（q汽油=4.6×107J/kg）
15．王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的______不同；若现将1.5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为______。
16．利用图示装置可以将机械能转化为内能．当挂在滑轮上的两个重物落下时，装满水的容器中的叶片便转动起来，使水的温度升高．假设两边滑轮所挂重物的质量均为m1 ， 重物下落的高度为h，容器内水的质量为m2， 水升高的温度为△t，水的比热容为c，这台机器的效率为 ________．（用物理量符号表示）
17．有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值________（选填“更大”、“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用水进行冷却，这是利用水的______较大；若散热器中装有8kg的水，水温升高50℃，水吸收的热量是_________J；若汽油机曲轴的转速为3000r/min，汽油机每秒内对外做功______次。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
三、简答题（本大题共2小题，每小题3分，共6分）
18．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，用一个装有的酒精喷壶从易拉罐的开口端向里面喷两下，然后将一个空的纸杯迅速套上，用手拿着这个“冲天炮”对着上方。用点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞去。试分析说明“冲天炮”的工作原理，并对居家实验应注意的问题给出一条合理的建议。
19．如图是一种设想中的“永动机”，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作．这种“永动机”真的能永动吗？请你用学过的物理知识进行分析说明．
四、实验题（本大题共1小题，每空1分，共13分）
20．木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下列的数据：
（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是___________ 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越___________
（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，质量可改变，完全燃烧时，热量也随着改变，但是热量和质量的比值是___________ 的，这个不变的比值，反映了燃料的一种性质，在物理学上把它称之为___________
21．为了比较两种未知燃料的热值以及两种末知液体的比热容的大小，小明同学设计的实验如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同，当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T甲、T乙、T丙，且有T甲>T乙>T丙。
（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的______（选填“质量”或“体积”）必须相同；
（2）比较不同液体的比热容，应选择______两图进行实验，实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比，有ca______cb（选填“>”、“=”或“<”）；
（3）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，有q1______q2（选填“>”“=”或“<”）；
（4）若在研究不同燃料热值的实验中，记录数据如下表：
根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为______J；燃料2的热值是______J/kg，通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏______（填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原因是：______。
五、计算题（本大题共3小题，共30分）
22．某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内用去酒精5g，被加工的一只质量为36g的铜饰品温度从20℃升高到1070℃，求：
（1）铜饰品吸收的热量是多少？
（2）酒精完全燃烧放出的热量是多少？
（3）酒精喷灯的效率是多少？（c铜=0.39×103J/(kg·℃)，q酒精=3×107J/kg）
23．现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），如果小芳洗一次澡用热水0.05m3。求：
(1)所用热水的质量为多少？
(2)水从热水器中吸收多少热量？
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？（天然气的热值q=4×107J/m3，气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV，式中V表示燃烧气体的体积）
24．新能源电气混合公交车已经在我市“登陆”．公交车满载时总质量为8t，输出功率为72kW．（g取10N/kg，天然气的热值q=4×107J/m3）
（1）公交车在10min内行驶了9km求行驶的平均速度．
（2）公交车满载静止在水平地面上，对地面的压强是2×105Pa，求轮胎与地面接触的总面积．
（3）公交车匀速行驶10min，完全燃烧天然气2.7m3，求发动机的效率．
参考答案
1．D
【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况、燃料的质量无关，故A错误；
B．热值是燃料的特性，与燃烧情况、燃料的质量无关，故B错误；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；做功的多少不确定，热机效率的高低也不一定，故C错误；
D．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故D正确。
故选D。
2．C
【解析】①小轿车是将内能转化为机械能的机器，故①错误；
②消耗汽油的体积
由可得，行驶100km消耗汽油的质量
这些汽油完全燃烧放出的热量
故②正确；
③根据可知用来驱动汽车做的有用功
故③正确；
④由得轿车的牵引力
又因为轿车匀速行驶，所以轿车受到的阻力
故④正确。
故选C。
3．B
【解析】A．通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到100%，故A错误；
B．压缩冲程是进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，做功冲程是在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是燃料猛烈燃烧，高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，此时进气门和排气门都关闭，故B正确；
C．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故C错误；
D．柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，气缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关，故D错误。
故选B。
4．D
【解析】A．火箭升空过程中，燃料燃烧消耗内能转化为火箭的机械能，故A错误；
B．燃料燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
CD．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时可以释放出更多的热量，故C错误、D正确。
故选D。
5．C
【解析】A．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故C符合题意；
D．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
6．C
【解析】A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；
C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；
D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。
故选C。
7．A
【解析】为了便于比较酒精和碎纸片的热值，实验时为了控制变量，应用天平分别称出等质量的酒精和碎纸片，将其放入装置中的燃烧皿内，燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化，所以可以通过温度计示数的变化来比较燃料热值的大小关系，所以应该控制酒精和碎纸片的质量、两只烧杯内水的质量相同、两个烧杯相同，故A错误，A符合题意。
故选A。
8．B
【解析】A．热机效率越高，只能说明有用功在总功中的比例多。不能说明有用功多，故A项错误；
B．四冲程内燃机一个工作循环四个冲程，对外做功一次。故B项正确；
C．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物。故C项错误；
D．汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能。故D项错误。
故选B。
9．A
【解析】A．核电站中的反应堆是通过利用可控的核裂变来提供能量进行发电，故A正确；
B．天然气会随着使用逐渐枯竭，属于不可再生能源，故B错误；
C．电能是由其他能源转化而来，属于二次能源，故C错误；
D．能量虽然守恒，但是可利用的能源是有限的， 不是取之不尽、用之不竭，故D错误。
故选A。
10．D
【解析】A．火箭加速升空过程中，火箭的高度不断变大，重力势能不断变大，加速运动，速度不断变大，动能不断变大，所以火箭的机械能总量变大，故A错误；
B．火箭加速升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为动能和重力势能，故B错误；
C．火箭升空过程中，燃料燃烧将化学能转化为机械能，故C错误；
D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，燃烧时释放出的热量高，故D正确。
故选D。
11．B
【解析】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
12．D
【解析】A．机械表工作是靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，所以，不会默默地走了几十年，故A不符合题意；
B．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，温度升高，内能增加，断电后，水不再继续吸收热量，所以，沸腾会停止，故B不符合题意；
C．子弹高速运动时，由于摩擦生热会使动能减小，速度减慢，故C不符合题意；
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，故D符合题意。
13．压缩 20
【解析】[1]如图所示，活塞向上运动，进气阀和排气阀均关闭，所以如图所示的是工作循环中的压缩冲程。
[2]内燃机一个循环，四个冲程，飞轮转2周，做功1次，所以若飞轮转动40周，则对外做功20次。
14．30 比热容
【解析】[1]四冲程汽油机的飞轮转速为
3600r/min=60r/s
即在1s内飞轮转60r，汽油机完成了120个冲程，对外做功30次。
[2]这些汽油完全燃烧，可放出热量
[3] 水比热容大，其他条件相同的情况下，可吸收更多的热量，冷却效果更好。
15．热值 5.04×105J
【解析】[1]烧开一壶水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为天然气的热值高。
[2]水吸收的热量
16．
【解析】两边重物下落获取的机械能：
；
水吸收的热量：
；
所以这台机器的效率为：
．
17．一样大 比热容 1.68×106 25
【解析】[1]热值与物质的种类有关，那么加在不同轿车内的汽油热值不会改变。
[2]用水来做冷却剂是由于水的比热容较大，在升高相同的温度，能带走更加多的热量。
[3]水吸收的热量
Q=c水m∆t=4.2×103J/(kg⋅℃) ×8kg×50℃=1.68×106J
[4]汽油机一个工作过程对外做功一次，曲轴转动2次，则汽油机每秒对外做功的次数
18．答案见解析
【解析】用点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯中的酒精蒸汽会燃烧，化学能转化为内能，高温高压的燃气对外做功，内能转化为纸杯的机械能，所以纸杯就会“冲天”飞去；居家实验时，要注意安全，不能讲纸杯对准人或其他物体。
19．此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不会“永动下去”．
【解析】此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不会“永动下去”．
20．不同 多 不变 热值
【解析】（1）由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同。
对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多。
（2）对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比，比如对于焦炭
即放出热量与质量的比值不变。
物理学中用热值表示燃料的这一特性。
21．质量 甲丙 < 甲乙 > 2.4×104 1.2×106 小 燃料不可能完全燃烧同时燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收
【解析】（1）本实验甲与乙是比较不同燃料的热值，燃料燃烧放出的热量的多少是通过比较液体吸热时温度的变化来体现的。因此，要求液体的质量相同。甲与丙比较烧杯中两种液体的比热容大小，要求两种液体的质量也必须相同。
（2）比较两种液体的比热容，是在吸收热量、液体质量相同时，比较液体升高的温度；只有燃料质量相同、种类相同，才能保障放出的热量相同。因此，应该选择甲、丙两图进行比较。
液体初温相同，末温T甲>T乙>T丙，则吸收相同的热量，液体a升高的温度大，说明它的比热容小，故选<。
（3）比较燃料的热值，应该质量相同时，比较它们燃烧时放出热量的多少，而热量的多少是比较吸热物体升高的温度来体现的，要求吸热物体的质量与种类必须相同。所以应该选择甲、乙两图。
甲中温度计读数大，说明在甲中液体吸收的热量多，即甲燃料燃烧时放出的热量多。在质量相同时，完全燃烧时放出热量多的燃料的热值大，即燃料1的热值大，故选>。
（4）完全燃烧10g燃料1放出的热量为
Q=mq=10×10-3kg×2.4×106J/kg=2.4×104J
由Q吸=Q放可得，燃料1放出的热量为
cam1×(35-15)℃=m2×2.4×106J/kg
燃料2放出的热量为
cam1×(25-15)℃=m2×q2
联立两式可得
q2=1.2×106J/kg
因为燃料不可能完全燃烧同时燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收，所以测得的热值会偏小。
22．（1）1.4742×104J；（2）1.5×105J；（3）9.8%
【解析】解：（1）铜饰品吸收的热量
（2）酒精完全燃烧放出的热量
（3）酒精喷灯的效率为
答：（1）铜饰品吸收的热量是1.4742×104J；
（2）酒精完全燃烧放出的热量是1.5×105J；
（3）酒精喷灯的效率是9.8%。
23．(1)50kg；(2)6.3×106J；(3)0.225m3
【解析】(1)所用热水的质量为
(2)水从热水器中吸收热量为
(3)天然气完全燃烧释放热量为
需要消耗的天然气为
答：(1)所用热水的质量为50kg；(2)水从热水器中吸收热量为6.3×106J；(3)需要消耗多少0.225m3的天然气。
24．（1）15m/s；（2）0.4m2；（3）40%
【解析】（1）公交车行驶的平均速度：
v===54km/h；
（2）公交车满载时对地面的压力：
F=G=mg=8103kg10N/kg=8104N，
轮胎与地面接触的总面积：S===0.4m2；
（3）天然气燃烧放热：
Q放=Vq=2.7m34107J/m3=1.08108J，
公交车在10min内牵引力做功：
W=Pt=72103W10×60s=4.32×107J，
发动机的效率：===40．
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
1.2×107
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
燃料
加热前液体温度（℃）
燃料燃尽时液体温度（℃）
燃料的热值（J/kg）
1
15
35
2.4×106
2
15
25
？
1．下列关于热机和热值的说法正确的是（ ）
A．热值与燃料的质量有关
B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C．热机消耗的燃料越少，效率一定越高
D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
2．一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L，若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，则以下说法正确的是（ ）
①小轿车是将机械能转化为内能的机器
②这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×108J
③汽车消耗的有用热量即有用功为9.66×107J
④这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N
A．①②③④均正确
B．只有①②③正确
C．只有②③④正确
D．只有②④正确
3．关于热机，下列说法正确的是（ ）
A．随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%
B．四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
4．西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空｡下列说法中正确的是（ ）
A．火箭升空过程中，将机械能转化为内能
B．燃料燃烧时将内能转化为化学能
C．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的比热容较大
D．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大
5．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用四缸汽油发动机，每个气缸都进行四冲程循环。如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示做功冲程的是（ ）
A．B．C．D．
6．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的冰块内能为0
B．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C．存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D．出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
7．利用如图所示的装置，为了便于比较酒精和碎纸片的热值，下列做法不正确的是（ ）
A．加热时间相同B．酒精和碎纸片的质量相同
C．两只烧杯内液体的种类相同D．两只烧杯内液体的质量相同
8．下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（ ）
A．热机效率越高，所做的有用功就越多
B．一个工作循环对外做功一次
C．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气
D．汽油机在压缩冲程中将内能转化为机械能
9．能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法正确的是（ ）
A．核电站中的反应堆是利用核裂变发电的
B．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
C．电能是广泛使用的一次能源
D．因为能量转化服从能量守恒定律，所以能源是取之不尽、用之不竭的
10．2020年5月27日，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其在发布会上表示，2020年6月前，计划再发射两颗地球静止轨道卫星，北斗三号系统将全面建成。关于卫星发射，下列说法中正确的是（ ）
A．火箭加速升空过程中，火箭的机械能总量不变
B．火箭加速升空过程中，它的重力势能转化为动能
C．火箭升空过程中，燃料燃烧将机械能转化为化学能
D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大
11．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．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
12．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是
A．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）
13．内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的_____冲程，若飞轮转动40周，则对外做功______次。
14．一台汽油机飞轮的转速为3600 r/min， 在1s内汽油机对外做了_______ 次功。如果汽油机在一段时间内消耗了 0.5kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量______ J。汽油机用水作冷却液，是利用水的_______大的特点。（q汽油=4.6×107J/kg）
15．王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的______不同；若现将1.5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为______。
16．利用图示装置可以将机械能转化为内能．当挂在滑轮上的两个重物落下时，装满水的容器中的叶片便转动起来，使水的温度升高．假设两边滑轮所挂重物的质量均为m1 ， 重物下落的高度为h，容器内水的质量为m2， 水升高的温度为△t，水的比热容为c，这台机器的效率为 ________．（用物理量符号表示）
17．有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值________（选填“更大”、“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用水进行冷却，这是利用水的______较大；若散热器中装有8kg的水，水温升高50℃，水吸收的热量是_________J；若汽油机曲轴的转速为3000r/min，汽油机每秒内对外做功______次。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
三、简答题（本大题共2小题，每小题3分，共6分）
18．如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，用一个装有的酒精喷壶从易拉罐的开口端向里面喷两下，然后将一个空的纸杯迅速套上，用手拿着这个“冲天炮”对着上方。用点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞去。试分析说明“冲天炮”的工作原理，并对居家实验应注意的问题给出一条合理的建议。
19．如图是一种设想中的“永动机”，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作．这种“永动机”真的能永动吗？请你用学过的物理知识进行分析说明．
四、实验题（本大题共1小题，每空1分，共13分）
20．木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下列的数据：
（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是___________ 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越___________
（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，质量可改变，完全燃烧时，热量也随着改变，但是热量和质量的比值是___________ 的，这个不变的比值，反映了燃料的一种性质，在物理学上把它称之为___________
21．为了比较两种未知燃料的热值以及两种末知液体的比热容的大小，小明同学设计的实验如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同，当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T甲、T乙、T丙，且有T甲>T乙>T丙。
（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的______（选填“质量”或“体积”）必须相同；
（2）比较不同液体的比热容，应选择______两图进行实验，实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比，有ca______cb（选填“>”、“=”或“<”）；
（3）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，有q1______q2（选填“>”“=”或“<”）；
（4）若在研究不同燃料热值的实验中，记录数据如下表：
根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为______J；燃料2的热值是______J/kg，通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏______（填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原因是：______。
五、计算题（本大题共3小题，共30分）
22．某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内用去酒精5g，被加工的一只质量为36g的铜饰品温度从20℃升高到1070℃，求：
（1）铜饰品吸收的热量是多少？
（2）酒精完全燃烧放出的热量是多少？
（3）酒精喷灯的效率是多少？（c铜=0.39×103J/(kg·℃)，q酒精=3×107J/kg）
23．现代家庭装修中浴室大多用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），如果小芳洗一次澡用热水0.05m3。求：
(1)所用热水的质量为多少？
(2)水从热水器中吸收多少热量？
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？（天然气的热值q=4×107J/m3，气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV，式中V表示燃烧气体的体积）
24．新能源电气混合公交车已经在我市“登陆”．公交车满载时总质量为8t，输出功率为72kW．（g取10N/kg，天然气的热值q=4×107J/m3）
（1）公交车在10min内行驶了9km求行驶的平均速度．
（2）公交车满载静止在水平地面上，对地面的压强是2×105Pa，求轮胎与地面接触的总面积．
（3）公交车匀速行驶10min，完全燃烧天然气2.7m3，求发动机的效率．
参考答案
1．D
【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况、燃料的质量无关，故A错误；
B．热值是燃料的特性，与燃烧情况、燃料的质量无关，故B错误；
C．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高；做功的多少不确定，热机效率的高低也不一定，故C错误；
D．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故D正确。
故选D。
2．C
【解析】①小轿车是将内能转化为机械能的机器，故①错误；
②消耗汽油的体积
由可得，行驶100km消耗汽油的质量
这些汽油完全燃烧放出的热量
故②正确；
③根据可知用来驱动汽车做的有用功
故③正确；
④由得轿车的牵引力
又因为轿车匀速行驶，所以轿车受到的阻力
故④正确。
故选C。
3．B
【解析】A．通过技术改造只能提高热机的效率，但不可能达到100%，故A错误；
B．压缩冲程是进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，做功冲程是在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是燃料猛烈燃烧，高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，此时进气门和排气门都关闭，故B正确；
C．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故C错误；
D．柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，气缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关，故D错误。
故选B。
4．D
【解析】A．火箭升空过程中，燃料燃烧消耗内能转化为火箭的机械能，故A错误；
B．燃料燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
CD．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时可以释放出更多的热量，故C错误、D正确。
故选D。
5．C
【解析】A．进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故C符合题意；
D．排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
6．C
【解析】A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；
C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；
D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。
故选C。
7．A
【解析】为了便于比较酒精和碎纸片的热值，实验时为了控制变量，应用天平分别称出等质量的酒精和碎纸片，将其放入装置中的燃烧皿内，燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化，所以可以通过温度计示数的变化来比较燃料热值的大小关系，所以应该控制酒精和碎纸片的质量、两只烧杯内水的质量相同、两个烧杯相同，故A错误，A符合题意。
故选A。
8．B
【解析】A．热机效率越高，只能说明有用功在总功中的比例多。不能说明有用功多，故A项错误；
B．四冲程内燃机一个工作循环四个冲程，对外做功一次。故B项正确；
C．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物。故C项错误；
D．汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能。故D项错误。
故选B。
9．A
【解析】A．核电站中的反应堆是通过利用可控的核裂变来提供能量进行发电，故A正确；
B．天然气会随着使用逐渐枯竭，属于不可再生能源，故B错误；
C．电能是由其他能源转化而来，属于二次能源，故C错误；
D．能量虽然守恒，但是可利用的能源是有限的， 不是取之不尽、用之不竭，故D错误。
故选A。
10．D
【解析】A．火箭加速升空过程中，火箭的高度不断变大，重力势能不断变大，加速运动，速度不断变大，动能不断变大，所以火箭的机械能总量变大，故A错误；
B．火箭加速升空过程中，燃料燃烧产生的内能转化为动能和重力势能，故B错误；
C．火箭升空过程中，燃料燃烧将化学能转化为机械能，故C错误；
D．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，燃烧时释放出的热量高，故D正确。
故选D。
11．B
【解析】A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
12．D
【解析】A．机械表工作是靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，所以，不会默默地走了几十年，故A不符合题意；
B．在电水壶的使用过程中，消耗了电能，温度升高，内能增加，断电后，水不再继续吸收热量，所以，沸腾会停止，故B不符合题意；
C．子弹高速运动时，由于摩擦生热会使动能减小，速度减慢，故C不符合题意；
D．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，故D符合题意。
13．压缩 20
【解析】[1]如图所示，活塞向上运动，进气阀和排气阀均关闭，所以如图所示的是工作循环中的压缩冲程。
[2]内燃机一个循环，四个冲程，飞轮转2周，做功1次，所以若飞轮转动40周，则对外做功20次。
14．30 比热容
【解析】[1]四冲程汽油机的飞轮转速为
3600r/min=60r/s
即在1s内飞轮转60r，汽油机完成了120个冲程，对外做功30次。
[2]这些汽油完全燃烧，可放出热量
[3] 水比热容大，其他条件相同的情况下，可吸收更多的热量，冷却效果更好。
15．热值 5.04×105J
【解析】[1]烧开一壶水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为天然气的热值高。
[2]水吸收的热量
16．
【解析】两边重物下落获取的机械能：
；
水吸收的热量：
；
所以这台机器的效率为：
．
17．一样大 比热容 1.68×106 25
【解析】[1]热值与物质的种类有关，那么加在不同轿车内的汽油热值不会改变。
[2]用水来做冷却剂是由于水的比热容较大，在升高相同的温度，能带走更加多的热量。
[3]水吸收的热量
Q=c水m∆t=4.2×103J/(kg⋅℃) ×8kg×50℃=1.68×106J
[4]汽油机一个工作过程对外做功一次，曲轴转动2次，则汽油机每秒对外做功的次数
18．答案见解析
【解析】用点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯中的酒精蒸汽会燃烧，化学能转化为内能，高温高压的燃气对外做功，内能转化为纸杯的机械能，所以纸杯就会“冲天”飞去；居家实验时，要注意安全，不能讲纸杯对准人或其他物体。
19．此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不会“永动下去”．
【解析】此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不会“永动下去”．
20．不同 多 不变 热值
【解析】（1）由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同。
对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多。
（2）对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比，比如对于焦炭
即放出热量与质量的比值不变。
物理学中用热值表示燃料的这一特性。
21．质量 甲丙 < 甲乙 > 2.4×104 1.2×106 小 燃料不可能完全燃烧同时燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收
【解析】（1）本实验甲与乙是比较不同燃料的热值，燃料燃烧放出的热量的多少是通过比较液体吸热时温度的变化来体现的。因此，要求液体的质量相同。甲与丙比较烧杯中两种液体的比热容大小，要求两种液体的质量也必须相同。
（2）比较两种液体的比热容，是在吸收热量、液体质量相同时，比较液体升高的温度；只有燃料质量相同、种类相同，才能保障放出的热量相同。因此，应该选择甲、丙两图进行比较。
液体初温相同，末温T甲>T乙>T丙，则吸收相同的热量，液体a升高的温度大，说明它的比热容小，故选<。
（3）比较燃料的热值，应该质量相同时，比较它们燃烧时放出热量的多少，而热量的多少是比较吸热物体升高的温度来体现的，要求吸热物体的质量与种类必须相同。所以应该选择甲、乙两图。
甲中温度计读数大，说明在甲中液体吸收的热量多，即甲燃料燃烧时放出的热量多。在质量相同时，完全燃烧时放出热量多的燃料的热值大，即燃料1的热值大，故选>。
（4）完全燃烧10g燃料1放出的热量为
Q=mq=10×10-3kg×2.4×106J/kg=2.4×104J
由Q吸=Q放可得，燃料1放出的热量为
cam1×(35-15)℃=m2×2.4×106J/kg
燃料2放出的热量为
cam1×(25-15)℃=m2×q2
联立两式可得
q2=1.2×106J/kg
因为燃料不可能完全燃烧同时燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收，所以测得的热值会偏小。
22．（1）1.4742×104J；（2）1.5×105J；（3）9.8%
【解析】解：（1）铜饰品吸收的热量
（2）酒精完全燃烧放出的热量
（3）酒精喷灯的效率为
答：（1）铜饰品吸收的热量是1.4742×104J；
（2）酒精完全燃烧放出的热量是1.5×105J；
（3）酒精喷灯的效率是9.8%。
23．(1)50kg；(2)6.3×106J；(3)0.225m3
【解析】(1)所用热水的质量为
(2)水从热水器中吸收热量为
(3)天然气完全燃烧释放热量为
需要消耗的天然气为
答：(1)所用热水的质量为50kg；(2)水从热水器中吸收热量为6.3×106J；(3)需要消耗多少0.225m3的天然气。
24．（1）15m/s；（2）0.4m2；（3）40%
【解析】（1）公交车行驶的平均速度：
v===54km/h；
（2）公交车满载时对地面的压力：
F=G=mg=8103kg10N/kg=8104N，
轮胎与地面接触的总面积：S===0.4m2；
（3）天然气燃烧放热：
Q放=Vq=2.7m34107J/m3=1.08108J，
公交车在10min内牵引力做功：
W=Pt=72103W10×60s=4.32×107J，
发动机的效率：===40．
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
1.2×107
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
燃料
加热前液体温度（℃）
燃料燃尽时液体温度（℃）
燃料的热值（J/kg）
1
15
35
2.4×106
2
15
25
？
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