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人教版（2024）九年级全册第2节 内能精品单元测试课时作业
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这是一份人教版（2024）九年级全册第2节 内能精品单元测试课时作业，文件包含第14章《内能的利用》单元测试卷基础卷原卷版docx、第14章《内能的利用》单元测试卷基础卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共41页， 欢迎下载使用。
注意事项：
1．测试范围：人教版九年级第14章。
2．g=10N/kg。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．一台四冲程内燃机飞轮转速为3600r/min，它1s完成了（ ）
A．30个冲程，做了30次功B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功D．60个冲程，做了15次功
【答案】C
【分析】内燃机一个工作循环活塞往复2次，完成4个冲程，曲轴转动2周，做功1次。
【解答】解：
已知飞轮转速为3600r/min＝60r/s，
因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次，
所以该内燃机1s完成30个工作循环，完成120个冲程，对外做功30次，故C正确。
故选：C。
2．（2023春•利通区校级期中）若将一瓶煤油倒去一半，则剩下的一半（ ）
A．密度、比热容和热值都不变
B．密度不变，比热容和热值变为原来一半
C．比热容和热值不变，密度变为原来的一半
D．密度、比热容和热值都变为原来的一半
【答案】A
【分析】密度、比热容和热值都反映了物质在某种性质上的差别，它们都是物质的一种特性，都与物体的质量和体积无关。
【解答】解：
单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，由此可知同种物质，密度是一定的，密度与物体的质量和体积无关；
单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量叫做这种物质的比热容，由此可知同种物质比热容一定，与质量和体积无关；
单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，由此可知同种物质热值一定，与质量和体积无关。
故选：A。
3．（2022秋•崇阳县校级月考）下列关于功和能的叙述中正确的是（ ）
A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
B．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能
C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多
D．没有做功的物体不具有能
【答案】A
【分析】从功和能之间的关系进行分析。
【解答】解：A、物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，故A正确；
B、吊在天花板上的吊灯静止，相对于地面具有重力势能，故B错误；
C、一个物体能够做的功越多，说明这个物体的能量越大，故C错误；
D、物体不论有没有做功，只要能够对外做功，这个物体就具有能量，故D错误。
故选：A。
4．（2022秋•南关区期末）下列没有利用热机的交通工具是（ ）
A．蒸汽火车B．山地自行车C．喷气式飞机D．越野摩托车
【答案】B
【分析】热机的工作是通过燃料燃烧，将内能转化为机械能，从而对外做功。
【解答】解：蒸汽火车、喷气飞机、越野摩托车工作时都要使用化石能源作燃料，将内能转化为机械能，所以都是使用热机工作的；山地自行车靠人力作为动力，没有使用热机；故B符合题意。
故选：B。
5．（2023•广陵区校级二模）2023年4月24日是第八个“中国航天日”，学校飞天社团的同学制作了水火箭，如图是某水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（ ）
A．水火箭加速升空阶段机械能不变
B．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的
C．使用打气筒打气时能量转化与汽油机的压缩冲程相同
D．使用打气筒向水火箭内打气的过程，水火箭中空气的内能在增大
【答案】A
【分析】（1）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能；
（2）物体间力的作用是相互的；
（3）汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能；
（4）做功可以改变物体的内能，物体对外做功，内能减少，外界对物体做功用，内能增加。
【解答】解：A、水火箭加速升空阶段，质量不变，高度和速度都变大，则动能和势能都增大，所以机械能在增大，故A错误；
B、水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故B正确；
C、向烧瓶内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能；能量转化方式是相同的，故C正确；
D、利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故D正确。
故选：A。
6．（2023•天宁区校级模拟）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高。四冲程汽油机的四个冲程中，与上述的能量转化方式相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【分析】（1）做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，机械能转化为内能，物体的内能增加；当物体对外做功时，内能转化为机械能，物体的内能减少。
（2）在汽油机的四冲程中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，根据活塞和气门的情况判断出每一个图是哪一冲程。
【解答】解：将铁丝快速弯折十余次，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，此过程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同；
A、图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A符合题意；
B、图中一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故B不符合题意；
C、图中两气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故C不符合题意；
D、图中一个气门打开，一个气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意。
故选：A。
7．（2023•开原市开学）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（ ）
A．天然气与汽油相比，燃烧时天然气对环境的污染较小
B．在做功冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
C．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
【答案】A
【分析】（1）天然气燃烧更充分，对空气污染小；
（2）对物体做功（克服摩擦、压缩气体），物体的温度升高、内能增大；
（3）以天然气为燃料，仍有热散失，仍需克服摩擦做额外功，有用功小于总功，η仍小于1；
（4）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，由Q放＝mq分析判断。
【解答】解：A、用天然气作燃料，目的是减少对环境的污染，故A正确；
B、在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，温度升高、内能增加，故B错误；
C、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故C错误；
D、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故D错误。
故选：A。
8．（2022秋•来宾期末）下列选项中，基本符合汽车燃料燃烧产生的能量流向示意图的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【分析】先明确汽车工作时的能量转化，再根据内燃机效率的大小得出能流图中能量的大小关系。
【解答】解：汽油机的效率在30%左右，它表示1000J的内能中约有300J的能量转化为机械能，有70%的内能输出，部分散失掉、部分克服摩擦做了功，故C正确。
故选：C。
9．（2022秋•镇原县校级期中）据澎湃新闻，广西宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（ ）
A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒
B．如果没有能量补充，装置最终会停下
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．不靠任何能量补充，该装置可以一直转动下去
【答案】B
【分析】能量既不会消灭也不会产生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变；永动机在工作的过程中，会克服摩擦做功，其机械能不守恒。
【解答】解：A、发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，在转化过程中，总的能量是守恒的，故A错误；
B、如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故B正确；
CD、根据能量守恒定律，会有一部分能量转化为内能，因此，装置不能一直转动下去，故CD错误。
故选：B。
10．（2023•未央区校级模拟）对下图中关于热现象的认识正确的是 （ ）
A．甲图烧杯中的水沸腾时继续吸热，温度保持不变，内能增大
B．乙图是两个压紧的铅块能吊起一个重物，两铅块未被拉开是因为存在大气压
C．丙图中由于砂石的比热容比海水的比热容小，导致沙漠地区昼夜温差比沿海地区小
D．丁图是内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能
【答案】A
【分析】（1）液体沸腾时吸热温度不变，内能增加；
（2）分子间既有引力也有斥力；
（3）沿海地区，水多，因为水的比热容较大，相同质量的水和泥土沙石比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；
（4）根据气门的开闭情况和活塞的运动方向可判断图中哪个冲程；在内燃机的压缩冲程中，压缩气体做功，将机械能转化为内能；在做功冲程中，将内能转化为机械能。
【解答】解：A、水沸腾时吸热，温度保持不变，水的内能增加，故A正确；
B、图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故B错误；
C、沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多，因为砂石的比热容比海水的比热容小，白天，相同质量的沙石和水比较，吸收相同的热量，沙石的温度升高的多；夜晚，放出相同的热量，沙石的温度降低的多，导致沙漠地区昼夜温差比沿海地区大，故C错误；
D、图中气缸的排气门打开，活塞向上运动，是内燃机的排气冲程，在冲程中没有能量的转化，故D错误。
故选：A。
11．（2023•崂山区二模）如图是一个擦窗机器人，它的“腹部”有吸盘。通电后，真空泵会将吸盘内的空气向外抽出，使它就能牢牢“粘”在竖直玻璃上不掉落。下列说法错误的是（ ）
A．擦窗机器人通电后电能转化为机械能
B．擦窗机器人能吸在竖直玻璃上是因为分子间存在引力
C．擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到竖直向上的摩擦力
D．擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，真空泵继续向外抽气，机器人受到的摩擦力不变
【答案】B
【分析】（1）了解擦窗机器人中真空泵的工作原理，可判断其能量的转化；
（2）明确大气压与分子引力的区别可做出判断；
（3）摩擦力总是阻碍物体的相对运动，据此判断；
（4）根据擦窗机器人所处的状态，分析其受力情况可做出判断。
【解答】解：A、擦窗机器人中真空泵工作时，将空气向外抽出，这一过程将电能转化为机械能，故A正确；
B、擦窗机器人能吸在竖直玻璃上是因为受到大气压的作用，而不是因为分子间存在引力，故B错误；
C、擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到的重力与摩擦力是一对平衡力，因此，摩擦力的方向竖直向上，故C正确；
D、擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到的重力与摩擦力是一对平衡力，因此，真空泵继续向外抽气，机器人受到的摩擦力不变，故D正确。
故选：B。
12．（2023•青岛二模）近日，我国最新的一艘055型驱逐舰咸阳舰正式服役，中国海军已有8艘055型驱逐舰官宣服役，逐梦深蓝、向海图强，为人民海军点赞。关于舰船以下说法错误的是（ ）
A．舰船上的汽轮机是一种热机
B．舰船所用的雷达发射的是声波
C．舰船排开的水越多受到的浮力越大
D．舰船螺旋桨利用力的作用是相互的使船运动
【答案】B
【分析】（1）热机是把内能转化为机械能的装置；
热机的种类分为：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机；
（2）舰船上所用的雷达是利用电磁波来确定物体位置和速度的设备；
（3）根据阿基米德原理可知：浮力与物体排开液体受到的重力相等，据此分析；
（4）力的作用是相互的，当舰船螺旋桨向后划水，水会给舰船螺旋桨一个反作用力。
【解答】解：A、舰船上的汽轮机是一种热机，故A正确；
B、舰船上所用的雷达是利用电磁波来确定物体位置和速度的设备，因此发射的是电磁波，故B错误；
C、根据阿基米德原理可知：浮力与物体排开液体受到的重力相等，所以舰船排开的水越多受到的浮力就越大，故C正确；
D、根据力的作用是相互的，当舰船螺旋桨向后划水，水会给舰船螺旋桨一个反作用力，从而使舰船运动，故D正确。
故选：B。
13．（2023•金坛区二模）2022年11月，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，神舟十五号载人飞船将3名航天员送入中国空间站。下列分析正确的是（ ）
A．运运载火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大
B．载火箭刚发射升空时，重力势能增加，机械能不变
C．运载火箭加速升空时，以飞船为参照物，宇航员是运动的
D．中国空间站实验室能使用天平测出物体的质量
【答案】A
【分析】（1）热值是指1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量；在质量相同时，热值越大，燃料完全燃烧时放出的热量越多；
（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度．物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度，物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大；机械能为动能、势能的和；
（3）判断物体是运动还是静止，首先要确定所选的参照物，若被研究的物体和参照物之间发生了位置的改变，则被研究的物体是运动的，否则是静止的；
（4）在天宫二号空间，为失重状态，物体不受重力。
【解答】解：A、发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A正确；
B、运载火箭加速升空时，气体推力推动其前进，质量不变，速度变大，动能增加，高度变高，重力势能增加，所以机械能增加，故B错误；
C、若以飞船为参照物，宇航员与飞船的相对位置没有发生改变，所以宇航员是静止的，故C错误；
D、在天宫二号空间，为失重状态，物体不受重力，实验室不能使用天平测出物体的质量，故D错误。
故选：A。
14．（2023春•姜堰区校级月考）如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，烧杯内液体的初温与质量相同，燃料的质量相同，假设燃料都完全燃烧且不考虑热量损失。下列判断正确的是（ ）
A．根据乙、丙两图中液体升高的温度可比较液体的比热容大小
B．根据乙、丙两图中液体升高的温度可比较燃料热值的大小
C．甲、丙两图中，液体a和液体b最终吸收的热量相等
D．甲、乙两图中，液体a升高的温度一定相等
【答案】C
【分析】根据控制变量法的要求，根据实验目的选择符合要求的实验。
【解答】解：A．乙、丙两图中燃料种类不同（热值不同），最终放出的热量不相等，液体吸收的热量不相等，不能比较比热容大小（通过液体最终升温来比较比热容的大小，要控制吸收的热量相等），故A错误；
B．比较不同燃料的热值时，需要不同的燃料加热相同质量和种类的液体，乙、丙两图中被加热的液体的种类不同，因此不能完成探究，故B错误；
C．对比甲、丙两图，燃料相同，相同时间内放出的热量是相同的，因此液体a和液体b最终吸收的热量相等，故C正确；
D．甲、乙两图中，液体的初温与质量相同，且燃料的质量相同，由于不知道燃料的热值，加热相同时间后，无法判定放出热量的多少，因此无法判定液体升高的温度大小，故D错误。
故选：C。
15．（2023•滨城区一模）我国古代科技著作《天工开物》中，对釜的铸造有“铁化如水，以泥固针铁柄勺从嘴受注。一杓约一釜之料，倾注模底孔内，不候冷定即揭开盖模，看视辞绽未周之处，此时釜身尚通红未黑，有不到处即浇少许于上补完，打湿草片按亚，若无痕迹。”（如图）这样的记载。下列描述正确的是（ ）
A．“铁化如水”描述的物态变化是液化
B．“铁化如水”描述的物态变化过程需放出热量
C．“倾注模底孔内，不候冷定即揭开盖模”描述铁水在模具内的物态变化是凝固
D．燃料在熔炉内燃烧过程是机械能转化为内能
【答案】C
【分析】（1）物质从固态变为液态的过程叫做熔化，物质从液体变为固态的过程叫做凝固；熔化过程吸热，凝固过程放热；
（2）燃料的燃烧属于化学变化，将燃料的化学能转化为内能。
【解答】解：AB、铁化如水是固态变为液态的过程称为熔化，熔化吸热，故AB错误；
C、铁水在模具内由液态变为固态，物态变化是凝固，故C正确；
D、燃料在熔炉内燃烧过程是化学能转化为内能，故D错误。
故选：C。
16．（2023•渭滨区二模）如图所示，雾炮车一边行驶一边向空中喷雾，喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。下列关于雾炮车的说法中正确的是（ ）
A．若雾炮车一直保持匀速行驶，则行驶过程中雾炮车的动能不变
B．该雾炮车发动机四个冲程中的做功冲程实现了机械能转化为内能
C．如果雾炮车汽油机里的单个汽缸每秒对外做功20次，则单个汽缸每秒完成40个冲程
D．若雾炮车汽油机里汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧0.2kg汽油放出的热量是9.2×106J
【答案】D
【分析】（1）根据影响物体动能大小的因素分析判断；
（2）在柴油机的做功冲程中将内能转化为机械能，压缩冲程中将机械能转化为内能；
（3）四冲程内燃机曲轴转2圈，完成1个工作循环、4个冲程并对外做功1次；
（4）根据Q＝qm计算。
【解答】解：A、雾炮车在路面上喷洒水雾，在匀速水平行驶喷洒的过程中，速度不变，质量减小，所以车的动能变小，故A错误；
B、该雾炮车发动机四个冲程中的做功冲程实现了内能转化为机械能，故B错误；
C、汽油机每秒内对外做功20次，完成了20个工作循环，80个冲程，故C错误；
D、完全燃烧0.2kg汽油放出的热量：Q＝qm＝4.6×107J/kg×0.2kg＝9.2×106J，故D正确。
故选：D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题（本题共6小题，每题2分，共12分）
17．（2023•抚远市二模）2022年最后一场流星雨——小熊座流星雨于12月23日迎来极大，极大时平均每6min一滴“雨”。流星雨一般是彗星的碎片穿越大气层与大气摩擦形成的现象，其形成过程中发生的能量转化是 机械 能转化为 内 能。
【答案】机械；内
【分析】运动的物体克服摩擦做功，将机械能转化为内能。
【解答】解：彗星的碎片穿越大气层与大气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。
故答案为：机械；内。
18．（2023•黑龙江一模）在如图所示的漫画中，老入和小孩的感觉虽然不同，但从物理的角度看，两幅图都说明了 做功 可以改变物体的内能；四冲程内燃机的 压缩 冲程把机械能转化为内能。
【答案】做功；压缩。
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，其中做功过程是能量的转化过程，当对物体做功时，机械能转化为内能；当物体对外做功时，内能转化为机械能。
四冲程内燃机工作中，吸气和排气冲程没有能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能。
【解答】解：搓手时，两手克服摩擦做功，机械能转化为手的内能，使手的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能；从滑梯上下滑时，臀部与滑梯摩擦做功，机械能转化为臀部的内能，使臀部的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能，故两幅图都是通过做功改变物体内能的；
四冲程内燃机的压缩冲程把机械能转化为内能。
故答案为：做功；压缩。
19．（2023•南岗区校级模拟）汽车散热器等制冷设备常用水作冷却剂，这是利用了水的 比热容大 性质；现利用某燃气热水器烧水，完全燃烧了0.3m3的煤气。则煤气完全燃烧放出的热量是 1.2×107J 。（已知q煤＝4×107J/m3）
【答案】比热容大；1.2×107J。
【分析】（1）水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（2）利用热量的计算公式Q放＝qV可求0.3m3的煤气完全燃烧放出的热量。
【解答】解：汽车散热器等制冷设备常用水作冷却剂，是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多；
煤气完全燃烧放出的热量是：Q放＝q煤V＝4×107J/m3×0.3m3＝1.2×107J。
故答案为：比热容大；1.2×107J。
20．（2023•宁阳县二模）如图所示为热水与冷水混合后温度随时间变化的图像，若热水的质量为10kg，则在400s时间内热水放出的热量为 1.26×106 J，若这些热量通过燃烧酒精获得，则需要酒精的质量为 42 g（不计热量损失）（q酒精＝3.0×107J/kg）。
【答案】1.26×106；42。
【分析】根据Q吸＝cmΔt得出400s时间内热水放出的热量；
若这些热量通过燃烧酒精获得，根据Q放＝qm得出需要酒精的质量。
【解答】解：400s时间内热水放出的热量；
若这些热量通过燃烧酒精获得，则需要酒精的质量。
故答案为：1.26×106；42。
21．（2023•长沙县二模）北京时间2023年2月23日19时49分，中国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号卫星搭乘长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心起飞。该运载火箭是以氢作为燃料，是因为氢气的 热值 大，火箭发射时周围出现大量“白气”，这涉及的物态变化是 液化 。
【答案】热值；液化。
【分析】（1）热值的定义是1m3（或1kg）的某种燃料完全燃烧时放出的热量，热值是燃料的一种特性；
（2）物质由气态转变为液态的过程叫做液化，液化是放热过程。
【解答】解：发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；发射台下是水池，火箭发射时让火焰喷射到水中，水会汽化为水蒸气，这些水蒸气散发到空气中，遇到冷空气液化成的小水珠就是我们看到的“白气”。
故答案为：热值；液化。
22．（2023•东方校级二模）随着科学技术的创新，厨余垃圾也能变航空燃油，若此航空燃油的热值为4.0×107J/kg，完全燃烧15g这种航空燃油可以释放 6×105 J的热量，这些热量的70%被10kg的水吸收，则水升高的温度为 10 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】6×105；10。
【分析】利用Q放＝mq求出航空燃油完全燃烧释放出的热量；
利用Q吸＝70%Q放求出水吸收的热量，再利用Q吸＝cmΔt求出水升高的温度。
【解答】解：航空燃油完全燃烧释放的热量：
Q放＝mq＝0.015kg×4.0×107J/kg＝6×105J；
水吸收的热量：
Q吸＝70%Q放＝70%×6×105J＝4.2×105J，
根据Q吸＝c水m水Δt可得水升高的温度：
Δt＝＝＝10℃。
故答案为：6×105；10。
三．实验题（本题共2小题，共12分）
23．（2023•天宁区校级模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初也相同。
（1）在组装装置时，应按 自下而上 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。
（2）比较不同燃料的热值，应选择 甲、乙 两图进行实验；实验时要观察 升高的温度 （选填“加热的时间”或“升高的温度”）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 甲、丙 两图实验，实验时通过观察 加热的时间 （选填“加热的时间”或“升高的温度”）反映物体吸热的多少。
（3）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图象（图丁），由图象可看出液体a的比热容 小于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容，因此，冬天在自制暖手袋时，应选 b 作为供暖物质，效果更佳；（均选填“a”或“b”）。
（4）通过实验可知水的吸热能力较强，下列属于水的这种特性的应用的是 C 。
A.夏天给教室洒水，感觉凉
B.用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸
C.用水冷却汽车的发动机
D.冰熔化成水需要吸收热量
【答案】（1）自下而上；（2）甲、乙；升高的温度；甲、丙；加热的时间；（3）小于；b；（4）C。
【分析】（1）根据实验中要用火焰的外焰加热分析；
（2）比较不同燃料的燃烧值，由控制变量法，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应；
比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同，根据升高的温度变化来研究；实验中通过加热时间反映吸收热量的多少，这是转换法的应用；
（3）比较吸热能力的方法：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；
（4）水的比热容较大，与其它物质相比，在同样吸热或放热的情况下，水的温度变化小。
【解答】解：（1）实验中要用火焰的外焰加热，在组装如图所示的装置时，应按自下而上的顺序组装；
（2）比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验。根据转换法，同时点燃燃料后，需等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度来比较两种燃料热值大小；
比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同，故应甲、丙两图进行实验；实验中通过加热时间反映吸收热量的多少；
（3）根据绘制出温度﹣时间图象（如上图丁），升高相同的温度，b加热时间是长，根据比较吸热能力的第1种方法，液体a的比热容小于液体b的比热容；
根据Q＝cmΔt可知，相同质量的ab两种液体升高相同的温度时，b吸热多，故应选b液体作发动机冷却液；
（4）水的吸热能力较强，则水的比热容较大；
A、夏天给教室洒水，感觉凉，是利用水蒸发吸热，具有致冷作用，故A与题意不符，
B、用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，是分子运动的结果，故B与题意不符；
C、用水冷却汽车的发动机，是利用水的比热大的特点，故C与题意相符；
D、冰熔化成水需要吸收热量，是指熔化过程需要吸热，故D与题意不符。
故选：C。
故答案为：（1）自下而上；（2）甲、乙；升高的温度；甲、丙；加热的时间；（3）小于；b；（4）C。
24．（2023•碑林区校级模拟）小溪做了几个热学相关的小实验，完成下列填空：
（1）如图﹣1所示，质量相同的燃料A、B，将等质量的水从20℃加热到60℃，剩余较多的燃料热值 大 （选填“大”或“小”）；
（2）如图﹣2所示，用两盏相同的酒精灯和烧杯同时加热质量、初温相等的液体A、B，一段时间后（液体都未沸腾），温度较高的液体比热容 小 （选填“大”或“小”）；
（3）如图﹣3所示，用酒精灯和烧杯加热碎冰，烧杯中装有适量的水，试管中装有适量的碎冰，烧杯和试管中分别放有温度计，用酒精灯加热一段时间，水沸腾和晶体熔化时的共同特点是 吸收热量，温度保持不变 ；
（4）如图﹣4所示过程与内燃机的 做功 冲程原理相似。
【答案】（1）大；（2）小；（3）吸收热量，温度保持不变；（4）做功。
【分析】（1）加热相同质量的水，升高相同的温度，吸收的热量相同；液体吸收的热量等于燃料完全燃烧释放的热量；不同种类的燃料完全燃烧释放相同的热量，根据消耗的燃料的多少判断其热值大小；
（2）完全相同的两盏酒精灯相同时间内放出的热量相同；液体吸收的热量等于燃料完全燃烧释放的热量；相同质量、初温相等的不同种液体，根据升高温度的多少判断其比热容大小；
（3）沸腾的特点：吸收热量，温度保持不变；晶体熔化的特点：吸收热量，温度保持不变；
（4）改变内能的方式有做功和热传递；对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，其内能会减小；在内燃机的做功冲程中能量转化关系是内能转化为机械能。
【解答】解：（1）图﹣1中等质量的水从20℃加热到60℃吸收的热量相同，需要燃料完全燃烧放出的热量相同，消耗的燃料越少，该燃料的热值越大，所以等质量的燃料A、B剩余较多的燃料热值大；
（2）图﹣2中用两盏相同的酒精灯和烧杯同时加热质量、初温相等的液体A、B，一段时间后（液体都未沸腾），温度较高的液体比热容小；
（3）图﹣3所示，用酒精灯和烧杯加热碎冰，烧杯中装有适量的水，试管中装有适量的碎冰，烧杯和试管中分别放有温度计，用酒精灯加热一段时间，水沸腾和晶体熔化时的共同特点是吸收热量，温度保持不变；
（4）图﹣4中，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，故该过程与内燃机的做功冲程原理相似。
故答案为：（1）大；（2）小；（3）吸收热量，温度保持不变；（4）做功。
四．计算题（本题共3小题，共24分）
25．（2023•天门二模）国产某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为50cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离为50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8.0×105Pa，飞轮转速为1800r/min。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦损失，汽油的热值为4.5×107J/kg），求：
（1）汽油机的功率多少W？
（2）若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为多少？
【答案】（1）汽油机的功率为3×103W；
（2）若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为40%。
【分析】（1）单缸四冲程汽油机飞轮每转一圈有两个冲程，然后结合转数求出该内燃机每分钟对外做功的次数；
求出燃气对活塞做的总功，利用P＝求出汽油机的功率；
（2）根据Q放＝mq求出汽油完全燃烧释放的热量，利用η＝×100%求出该汽油机的效率。
【解答】解：
（1）因飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800r/min，一分钟汽油机对外做功900次；
由p＝可得，这种汽油机燃气对活塞的平均压力F＝pS＝8.0×105Pa×50×10﹣4m2＝4000N，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
W1＝Fs＝4000N×50×10﹣3m＝200J，
则燃气对活塞做的总功：
W＝W1×900＝200J×900＝1.8×105J，
汽油机的功率为：P＝＝＝3×103W；
（2）汽油机每分钟消耗汽油10g，则汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝mq汽油＝10×10﹣3kg×4.5×107J/kg＝4.5×105J，
则该汽油机的效率：
η＝×100%＝×100%＝40%。
答：（1）汽油机的功率为3×103W；
（2）若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为40%。
26．（2023•无为市一模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深20m，物体重2500N，汽车质量为2.5t，匀速行驶时汽车对绳子的拉力为1000N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。（g＝10N/kg）求：
（1）汽车将重物提升20m牵引力做的功是多少？
（2）如汽车发动机的效率为25%，当汽车将物体匀速直线拉到井口时，消耗的汽油为多少g？（q汽＝4.2×107J/kg）
【答案】（1）汽车将重物提升20m牵引力做的功是2.1×105J；
（2）消耗的汽油为20g。
【分析】（1）根据G＝mg计算汽车的重力，从而求得汽车受到的阻力，汽车牵引力大小等于绳子的拉力与阻力之和，由图知，滑轮组中绳子的有效股数n＝3，根据s＝nh计算汽车运动的距离，根据公式W＝Fs计算牵引力做的功；
（2）根据热机效率公式计算汽油完全燃烧放出的热量，由Q放＝mq求出消耗的汽油。
【解答】解：（1）已知汽车质量m＝2.5t＝2.5×103kg，汽车受到的重力：
G＝mg＝2.5×103kg×10N/kg＝2.5×104N，
汽车受到的阻力为车重的0.1倍，即f阻＝0.1G＝0.1×2.5×104N＝2.5×103N；
汽车匀速运动时：F牵＝f阻+F拉＝2.5×103N+1000N＝3.5×103N；
由图知，滑轮组中绳子的有效股数为n＝3，将重物提升h＝20m时，汽车运动的距离为：
s＝3h＝3×20m＝60m；
汽车牵引力做的功：
W＝F牵s＝3.5×103N×60m＝2.1×105J；
（2）已知汽车发动机的效率η＝25%，根据η＝可得，汽油完全燃烧放出放热量：
Q放＝＝＝8.4×105J，
由Q放＝mq可知，消耗的汽油：m汽油＝＝＝2×10﹣2kg＝20g。
答：（1）汽车将重物提升20m牵引力做的功是2.1×105J；
（2）消耗的汽油为20g。
27．（2023•南通模拟）我国的第一艘极地科学考察破冰船正式开工建造。设计满载时总质量为1.4×104t，某次它在1.5m厚冰层上以7.2km/h的速度匀速破冰10min，此时所受的阻力为8×106N，发动机转换为机械能的效率为40%。（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103kg/m3，q燃油＝4.0×107J/kg）求：
（1）破冰船满载时，静止在海水中排开海水的体积；
（2）此次破冰，破冰船行驶的路程；
（3）此次破冰，破冰船消耗的燃油质量。
【答案】（1）破冰船满载时，静止在海水中排开海水的体积为.4×104m3；
（2）此次破冰，破冰船行驶的路程为1200m；
（3）轮船破冰10min消耗的燃油质量为600kg。
【分析】（1）知道满载时破冰船的总质量，利用G＝mg求破冰船满载时受到的重力；破冰船漂浮，破冰船受到的浮力等于破冰船的重力；利用F浮＝ρ海水V排g求排开海水的体积；
（2）知道破冰船行驶的速度和时间，根据s＝vt求出行驶的路程；
（3）破冰船以2m/s的速度匀速破冰时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W＝Fs求出破冰船推进做功，再根据η＝求出燃油完全燃烧放出的热量，最后根据Q放＝mq求出消耗燃油的质量。
【解答】解：
（1）破冰船满载时受到的重力：
G＝mg＝1.4×107kg×10N/kg＝1.4×108N；
因为破冰船漂浮，所以破冰船满载时，受到的浮力：F浮＝G＝1.4×108N，
由F浮＝ρ海水V排g可知船排开海水的体积：
V排＝＝＝1.4×104m3；
（2）破冰船行驶速度：v＝7.2km/h＝2m/s，
由v＝可得，破冰船10min前行路程：s＝vt＝2m/s×10×60s＝1200m，
（3）因破冰船匀速破冰时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，破冰船推进力F＝f＝8×106N，
破冰船推进做的功：W＝Fs＝8×106N×1200m＝9.6×109J，
由η＝可得，燃油完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝2.4×1010J，
由Q放＝mq可得，消耗燃油的质量：
m燃油＝＝＝600kg。
答：（1）破冰船满载时，静止在海水中排开海水的体积为.4×104m3；
（2）此次破冰，破冰船行驶的路程为1200m；
（3）轮船破冰10min消耗的燃油质量为600kg。
五．解答题（共3小题，共20分）
28．（2022秋•明山区校级月考）如图所示是路边崩爆米花的场景：一声巨响，一团浓浓的“白雾”，伴随着令人回味的香味，将大大的爆米花崩进网袋。请回答：
（1）路边走过为什么会闻到香味？
（2）高温高压气体将爆米花崩出时，能量是如何转化的？
（3）崩好的爆米花冷却降温的过程中，内能大小如何变化？
【答案】（1）空气中弥漫着爆米花的浓香味，是爆米花的香味分子在空气中发生的扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
（2）高温高压气体将爆米花崩出时，内能转化为机械能；
（3）崩好的爆米花冷却降温的过程中，内能逐渐减小。
【分析】（1）不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；
（2）高温高压气体将爆米花蹦出时，内能转化为机械能；
（3）热传递可以改变物体的内能。
【解答】答：（1）空气中弥漫着爆米花的浓香味，是爆米花的香味分子在空气中发生的扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
（2）高温高压气体将爆米花崩出时，内能转化为机械能；
（3）崩好的爆米花冷却降温的过程中，内能逐渐减小。
29．（2022秋•雁塔区校级期末）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示，若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）
（1）筒车工作时，将水的动能转化成 重力势 能；
（2）求该筒车旋转一小时对进入接水槽的水所做的功；
（3）若水流冲击筒车的功率为40W，求简车旋转一小时取水的机械效率；
（4）若采用效率为30%的柴油发动机代替水车抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是多少？（柴油的热值为：q＝3.3×107J/kg）
【答案】（1）重力势；
（2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1920J；
（3）筒车旋转一周取水的机械效率为80%；
（4）需要燃烧柴油的质量是0.01kg。
【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关，机械能为动能和势能的和；
（2）根据W＝Gh求出该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功；
（3）根据W＝Pt求出水流所做的功，然后根据机械效率的定义求出机械效率的大小；
（4）根据对水做的有用功和柴油发电机的效率，计算柴油放出的热量，再根据热量公式计算燃烧柴油的质量。
【解答】解：（1）水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能；
（2）该筒车旋转一小时旋转的周数为：n＝＝60r，
一周提升的水的质量为：m1＝12×4kg＝48kg；
则一小时提升水的质量为：m＝nm1＝60×48kg＝2880kg，
对水所做的功为：W＝Gh＝mgh＝2880kg×10N/kg×4m＝115200J；
（3）水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的功为：W'＝Pt＝40W×3600s＝144000J；
筒车旋转一周取水的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝80%；
（4）由（2）可知，对水所做的功为：W＝15200J；
则燃烧柴油放出的热量为：Q放＝＝＝3.84×105J，
则需要燃烧柴油的质量是：m＝＝≈0.01kg。
故答案为：（1）重力势；
（2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1920J；
（3）筒车旋转一周取水的机械效率为80%；
（4）需要燃烧柴油的质量是0.01kg。
30．（2022秋•唐河县期中）小军从说明书中了解到他家汽车的发动机为汽油机，发动机的能量流向如图甲所示。某段时间内，汽车消耗了500g汽油，若汽油的热值q＝4.6×107J/kg。请完成以下问题：
（1）该汽车发动机的热机效率为 31% ；图乙所示为汽油机的 做功 冲程。
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为多少？
（3）这段时间内冷却水吸收的热量是多少？
（4）发动机用循环流动的水冷却气缸。若流入气缸周围的冷却水温度是65℃，从气缸周围流出的冷却水温度是80℃，则这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是多少？[结果保留整数，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】（1）31%；做功；
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为2.3×107J；
（3）这段时间内冷却水吸收的热量是6.9×106J；
（4）这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是110kg。
【分析】（1）热机的效率是指热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值；
（2）根据Q放＝mq计算这段时间内汽油完全燃烧放出的热量；
（3）根据Q吸＝ηQ放计算这段时间内冷却水吸收的热量；
（4）根据m＝计算冷却水的质量。
【解答】解：（1）该汽车发动机的热机效率η＝1﹣33%﹣30%﹣6%＝31%；
乙图中气缸的两个阀门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J；
（3）这段时间内冷却水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝30%×2.3×107J＝6.9×106J；
（4）冷却水的质量m水＝＝≈110kg。
答：（1）31%；做功；
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为2.3×107J；
（3）这段时间内冷却水吸收的热量是6.9×106J；
（4）这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是110kg。
注意事项：
1．测试范围：人教版九年级第14章。
2．g=10N/kg。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．一台四冲程内燃机飞轮转速为3600r/min，它1s完成了（ ）
A．30个冲程，做了30次功B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功D．60个冲程，做了15次功
【答案】C
【分析】内燃机一个工作循环活塞往复2次，完成4个冲程，曲轴转动2周，做功1次。
【解答】解：
已知飞轮转速为3600r/min＝60r/s，
因为一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次，
所以该内燃机1s完成30个工作循环，完成120个冲程，对外做功30次，故C正确。
故选：C。
2．（2023春•利通区校级期中）若将一瓶煤油倒去一半，则剩下的一半（ ）
A．密度、比热容和热值都不变
B．密度不变，比热容和热值变为原来一半
C．比热容和热值不变，密度变为原来的一半
D．密度、比热容和热值都变为原来的一半
【答案】A
【分析】密度、比热容和热值都反映了物质在某种性质上的差别，它们都是物质的一种特性，都与物体的质量和体积无关。
【解答】解：
单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，由此可知同种物质，密度是一定的，密度与物体的质量和体积无关；
单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量叫做这种物质的比热容，由此可知同种物质比热容一定，与质量和体积无关；
单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，由此可知同种物质热值一定，与质量和体积无关。
故选：A。
3．（2022秋•崇阳县校级月考）下列关于功和能的叙述中正确的是（ ）
A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
B．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能
C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多
D．没有做功的物体不具有能
【答案】A
【分析】从功和能之间的关系进行分析。
【解答】解：A、物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，故A正确；
B、吊在天花板上的吊灯静止，相对于地面具有重力势能，故B错误；
C、一个物体能够做的功越多，说明这个物体的能量越大，故C错误；
D、物体不论有没有做功，只要能够对外做功，这个物体就具有能量，故D错误。
故选：A。
4．（2022秋•南关区期末）下列没有利用热机的交通工具是（ ）
A．蒸汽火车B．山地自行车C．喷气式飞机D．越野摩托车
【答案】B
【分析】热机的工作是通过燃料燃烧，将内能转化为机械能，从而对外做功。
【解答】解：蒸汽火车、喷气飞机、越野摩托车工作时都要使用化石能源作燃料，将内能转化为机械能，所以都是使用热机工作的；山地自行车靠人力作为动力，没有使用热机；故B符合题意。
故选：B。
5．（2023•广陵区校级二模）2023年4月24日是第八个“中国航天日”，学校飞天社团的同学制作了水火箭，如图是某水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（ ）
A．水火箭加速升空阶段机械能不变
B．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的
C．使用打气筒打气时能量转化与汽油机的压缩冲程相同
D．使用打气筒向水火箭内打气的过程，水火箭中空气的内能在增大
【答案】A
【分析】（1）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能；
（2）物体间力的作用是相互的；
（3）汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能；
（4）做功可以改变物体的内能，物体对外做功，内能减少，外界对物体做功用，内能增加。
【解答】解：A、水火箭加速升空阶段，质量不变，高度和速度都变大，则动能和势能都增大，所以机械能在增大，故A错误；
B、水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故B正确；
C、向烧瓶内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能；能量转化方式是相同的，故C正确；
D、利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故D正确。
故选：A。
6．（2023•天宁区校级模拟）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高。四冲程汽油机的四个冲程中，与上述的能量转化方式相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【分析】（1）做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，机械能转化为内能，物体的内能增加；当物体对外做功时，内能转化为机械能，物体的内能减少。
（2）在汽油机的四冲程中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，根据活塞和气门的情况判断出每一个图是哪一冲程。
【解答】解：将铁丝快速弯折十余次，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，此过程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同；
A、图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A符合题意；
B、图中一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故B不符合题意；
C、图中两气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故C不符合题意；
D、图中一个气门打开，一个气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意。
故选：A。
7．（2023•开原市开学）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（ ）
A．天然气与汽油相比，燃烧时天然气对环境的污染较小
B．在做功冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
C．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
【答案】A
【分析】（1）天然气燃烧更充分，对空气污染小；
（2）对物体做功（克服摩擦、压缩气体），物体的温度升高、内能增大；
（3）以天然气为燃料，仍有热散失，仍需克服摩擦做额外功，有用功小于总功，η仍小于1；
（4）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，由Q放＝mq分析判断。
【解答】解：A、用天然气作燃料，目的是减少对环境的污染，故A正确；
B、在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，温度升高、内能增加，故B错误；
C、以天然气为燃料时，仍有热散失、仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故C错误；
D、由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故D错误。
故选：A。
8．（2022秋•来宾期末）下列选项中，基本符合汽车燃料燃烧产生的能量流向示意图的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【分析】先明确汽车工作时的能量转化，再根据内燃机效率的大小得出能流图中能量的大小关系。
【解答】解：汽油机的效率在30%左右，它表示1000J的内能中约有300J的能量转化为机械能，有70%的内能输出，部分散失掉、部分克服摩擦做了功，故C正确。
故选：C。
9．（2022秋•镇原县校级期中）据澎湃新闻，广西宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（ ）
A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒
B．如果没有能量补充，装置最终会停下
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
D．不靠任何能量补充，该装置可以一直转动下去
【答案】B
【分析】能量既不会消灭也不会产生，它只会从一种形式转化成另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移的过程中，能的总量保持不变；永动机在工作的过程中，会克服摩擦做功，其机械能不守恒。
【解答】解：A、发电的过程中，其他形式的能量转化为电能，在转化过程中，总的能量是守恒的，故A错误；
B、如果没有能量补充，转化的电能会越来越少，装置最终会停下来，故B正确；
CD、根据能量守恒定律，会有一部分能量转化为内能，因此，装置不能一直转动下去，故CD错误。
故选：B。
10．（2023•未央区校级模拟）对下图中关于热现象的认识正确的是 （ ）
A．甲图烧杯中的水沸腾时继续吸热，温度保持不变，内能增大
B．乙图是两个压紧的铅块能吊起一个重物，两铅块未被拉开是因为存在大气压
C．丙图中由于砂石的比热容比海水的比热容小，导致沙漠地区昼夜温差比沿海地区小
D．丁图是内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能
【答案】A
【分析】（1）液体沸腾时吸热温度不变，内能增加；
（2）分子间既有引力也有斥力；
（3）沿海地区，水多，因为水的比热容较大，相同质量的水和泥土沙石比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；
（4）根据气门的开闭情况和活塞的运动方向可判断图中哪个冲程；在内燃机的压缩冲程中，压缩气体做功，将机械能转化为内能；在做功冲程中，将内能转化为机械能。
【解答】解：A、水沸腾时吸热，温度保持不变，水的内能增加，故A正确；
B、图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故B错误；
C、沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多，因为砂石的比热容比海水的比热容小，白天，相同质量的沙石和水比较，吸收相同的热量，沙石的温度升高的多；夜晚，放出相同的热量，沙石的温度降低的多，导致沙漠地区昼夜温差比沿海地区大，故C错误；
D、图中气缸的排气门打开，活塞向上运动，是内燃机的排气冲程，在冲程中没有能量的转化，故D错误。
故选：A。
11．（2023•崂山区二模）如图是一个擦窗机器人，它的“腹部”有吸盘。通电后，真空泵会将吸盘内的空气向外抽出，使它就能牢牢“粘”在竖直玻璃上不掉落。下列说法错误的是（ ）
A．擦窗机器人通电后电能转化为机械能
B．擦窗机器人能吸在竖直玻璃上是因为分子间存在引力
C．擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到竖直向上的摩擦力
D．擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，真空泵继续向外抽气，机器人受到的摩擦力不变
【答案】B
【分析】（1）了解擦窗机器人中真空泵的工作原理，可判断其能量的转化；
（2）明确大气压与分子引力的区别可做出判断；
（3）摩擦力总是阻碍物体的相对运动，据此判断；
（4）根据擦窗机器人所处的状态，分析其受力情况可做出判断。
【解答】解：A、擦窗机器人中真空泵工作时，将空气向外抽出，这一过程将电能转化为机械能，故A正确；
B、擦窗机器人能吸在竖直玻璃上是因为受到大气压的作用，而不是因为分子间存在引力，故B错误；
C、擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到的重力与摩擦力是一对平衡力，因此，摩擦力的方向竖直向上，故C正确；
D、擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到的重力与摩擦力是一对平衡力，因此，真空泵继续向外抽气，机器人受到的摩擦力不变，故D正确。
故选：B。
12．（2023•青岛二模）近日，我国最新的一艘055型驱逐舰咸阳舰正式服役，中国海军已有8艘055型驱逐舰官宣服役，逐梦深蓝、向海图强，为人民海军点赞。关于舰船以下说法错误的是（ ）
A．舰船上的汽轮机是一种热机
B．舰船所用的雷达发射的是声波
C．舰船排开的水越多受到的浮力越大
D．舰船螺旋桨利用力的作用是相互的使船运动
【答案】B
【分析】（1）热机是把内能转化为机械能的装置；
热机的种类分为：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机；
（2）舰船上所用的雷达是利用电磁波来确定物体位置和速度的设备；
（3）根据阿基米德原理可知：浮力与物体排开液体受到的重力相等，据此分析；
（4）力的作用是相互的，当舰船螺旋桨向后划水，水会给舰船螺旋桨一个反作用力。
【解答】解：A、舰船上的汽轮机是一种热机，故A正确；
B、舰船上所用的雷达是利用电磁波来确定物体位置和速度的设备，因此发射的是电磁波，故B错误；
C、根据阿基米德原理可知：浮力与物体排开液体受到的重力相等，所以舰船排开的水越多受到的浮力就越大，故C正确；
D、根据力的作用是相互的，当舰船螺旋桨向后划水，水会给舰船螺旋桨一个反作用力，从而使舰船运动，故D正确。
故选：B。
13．（2023•金坛区二模）2022年11月，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，神舟十五号载人飞船将3名航天员送入中国空间站。下列分析正确的是（ ）
A．运运载火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大
B．载火箭刚发射升空时，重力势能增加，机械能不变
C．运载火箭加速升空时，以飞船为参照物，宇航员是运动的
D．中国空间站实验室能使用天平测出物体的质量
【答案】A
【分析】（1）热值是指1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量；在质量相同时，热值越大，燃料完全燃烧时放出的热量越多；
（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度．物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度，物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大；机械能为动能、势能的和；
（3）判断物体是运动还是静止，首先要确定所选的参照物，若被研究的物体和参照物之间发生了位置的改变，则被研究的物体是运动的，否则是静止的；
（4）在天宫二号空间，为失重状态，物体不受重力。
【解答】解：A、发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A正确；
B、运载火箭加速升空时，气体推力推动其前进，质量不变，速度变大，动能增加，高度变高，重力势能增加，所以机械能增加，故B错误；
C、若以飞船为参照物，宇航员与飞船的相对位置没有发生改变，所以宇航员是静止的，故C错误；
D、在天宫二号空间，为失重状态，物体不受重力，实验室不能使用天平测出物体的质量，故D错误。
故选：A。
14．（2023春•姜堰区校级月考）如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，烧杯内液体的初温与质量相同，燃料的质量相同，假设燃料都完全燃烧且不考虑热量损失。下列判断正确的是（ ）
A．根据乙、丙两图中液体升高的温度可比较液体的比热容大小
B．根据乙、丙两图中液体升高的温度可比较燃料热值的大小
C．甲、丙两图中，液体a和液体b最终吸收的热量相等
D．甲、乙两图中，液体a升高的温度一定相等
【答案】C
【分析】根据控制变量法的要求，根据实验目的选择符合要求的实验。
【解答】解：A．乙、丙两图中燃料种类不同（热值不同），最终放出的热量不相等，液体吸收的热量不相等，不能比较比热容大小（通过液体最终升温来比较比热容的大小，要控制吸收的热量相等），故A错误；
B．比较不同燃料的热值时，需要不同的燃料加热相同质量和种类的液体，乙、丙两图中被加热的液体的种类不同，因此不能完成探究，故B错误；
C．对比甲、丙两图，燃料相同，相同时间内放出的热量是相同的，因此液体a和液体b最终吸收的热量相等，故C正确；
D．甲、乙两图中，液体的初温与质量相同，且燃料的质量相同，由于不知道燃料的热值，加热相同时间后，无法判定放出热量的多少，因此无法判定液体升高的温度大小，故D错误。
故选：C。
15．（2023•滨城区一模）我国古代科技著作《天工开物》中，对釜的铸造有“铁化如水，以泥固针铁柄勺从嘴受注。一杓约一釜之料，倾注模底孔内，不候冷定即揭开盖模，看视辞绽未周之处，此时釜身尚通红未黑，有不到处即浇少许于上补完，打湿草片按亚，若无痕迹。”（如图）这样的记载。下列描述正确的是（ ）
A．“铁化如水”描述的物态变化是液化
B．“铁化如水”描述的物态变化过程需放出热量
C．“倾注模底孔内，不候冷定即揭开盖模”描述铁水在模具内的物态变化是凝固
D．燃料在熔炉内燃烧过程是机械能转化为内能
【答案】C
【分析】（1）物质从固态变为液态的过程叫做熔化，物质从液体变为固态的过程叫做凝固；熔化过程吸热，凝固过程放热；
（2）燃料的燃烧属于化学变化，将燃料的化学能转化为内能。
【解答】解：AB、铁化如水是固态变为液态的过程称为熔化，熔化吸热，故AB错误；
C、铁水在模具内由液态变为固态，物态变化是凝固，故C正确；
D、燃料在熔炉内燃烧过程是化学能转化为内能，故D错误。
故选：C。
16．（2023•渭滨区二模）如图所示，雾炮车一边行驶一边向空中喷雾，喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。下列关于雾炮车的说法中正确的是（ ）
A．若雾炮车一直保持匀速行驶，则行驶过程中雾炮车的动能不变
B．该雾炮车发动机四个冲程中的做功冲程实现了机械能转化为内能
C．如果雾炮车汽油机里的单个汽缸每秒对外做功20次，则单个汽缸每秒完成40个冲程
D．若雾炮车汽油机里汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧0.2kg汽油放出的热量是9.2×106J
【答案】D
【分析】（1）根据影响物体动能大小的因素分析判断；
（2）在柴油机的做功冲程中将内能转化为机械能，压缩冲程中将机械能转化为内能；
（3）四冲程内燃机曲轴转2圈，完成1个工作循环、4个冲程并对外做功1次；
（4）根据Q＝qm计算。
【解答】解：A、雾炮车在路面上喷洒水雾，在匀速水平行驶喷洒的过程中，速度不变，质量减小，所以车的动能变小，故A错误；
B、该雾炮车发动机四个冲程中的做功冲程实现了内能转化为机械能，故B错误；
C、汽油机每秒内对外做功20次，完成了20个工作循环，80个冲程，故C错误；
D、完全燃烧0.2kg汽油放出的热量：Q＝qm＝4.6×107J/kg×0.2kg＝9.2×106J，故D正确。
故选：D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题（本题共6小题，每题2分，共12分）
17．（2023•抚远市二模）2022年最后一场流星雨——小熊座流星雨于12月23日迎来极大，极大时平均每6min一滴“雨”。流星雨一般是彗星的碎片穿越大气层与大气摩擦形成的现象，其形成过程中发生的能量转化是 机械 能转化为 内 能。
【答案】机械；内
【分析】运动的物体克服摩擦做功，将机械能转化为内能。
【解答】解：彗星的碎片穿越大气层与大气摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。
故答案为：机械；内。
18．（2023•黑龙江一模）在如图所示的漫画中，老入和小孩的感觉虽然不同，但从物理的角度看，两幅图都说明了 做功 可以改变物体的内能；四冲程内燃机的 压缩 冲程把机械能转化为内能。
【答案】做功；压缩。
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，其中做功过程是能量的转化过程，当对物体做功时，机械能转化为内能；当物体对外做功时，内能转化为机械能。
四冲程内燃机工作中，吸气和排气冲程没有能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能。
【解答】解：搓手时，两手克服摩擦做功，机械能转化为手的内能，使手的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能；从滑梯上下滑时，臀部与滑梯摩擦做功，机械能转化为臀部的内能，使臀部的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变物体的内能，故两幅图都是通过做功改变物体内能的；
四冲程内燃机的压缩冲程把机械能转化为内能。
故答案为：做功；压缩。
19．（2023•南岗区校级模拟）汽车散热器等制冷设备常用水作冷却剂，这是利用了水的 比热容大 性质；现利用某燃气热水器烧水，完全燃烧了0.3m3的煤气。则煤气完全燃烧放出的热量是 1.2×107J 。（已知q煤＝4×107J/m3）
【答案】比热容大；1.2×107J。
【分析】（1）水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（2）利用热量的计算公式Q放＝qV可求0.3m3的煤气完全燃烧放出的热量。
【解答】解：汽车散热器等制冷设备常用水作冷却剂，是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多；
煤气完全燃烧放出的热量是：Q放＝q煤V＝4×107J/m3×0.3m3＝1.2×107J。
故答案为：比热容大；1.2×107J。
20．（2023•宁阳县二模）如图所示为热水与冷水混合后温度随时间变化的图像，若热水的质量为10kg，则在400s时间内热水放出的热量为 1.26×106 J，若这些热量通过燃烧酒精获得，则需要酒精的质量为 42 g（不计热量损失）（q酒精＝3.0×107J/kg）。
【答案】1.26×106；42。
【分析】根据Q吸＝cmΔt得出400s时间内热水放出的热量；
若这些热量通过燃烧酒精获得，根据Q放＝qm得出需要酒精的质量。
【解答】解：400s时间内热水放出的热量；
若这些热量通过燃烧酒精获得，则需要酒精的质量。
故答案为：1.26×106；42。
21．（2023•长沙县二模）北京时间2023年2月23日19时49分，中国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号卫星搭乘长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心起飞。该运载火箭是以氢作为燃料，是因为氢气的 热值 大，火箭发射时周围出现大量“白气”，这涉及的物态变化是 液化 。
【答案】热值；液化。
【分析】（1）热值的定义是1m3（或1kg）的某种燃料完全燃烧时放出的热量，热值是燃料的一种特性；
（2）物质由气态转变为液态的过程叫做液化，液化是放热过程。
【解答】解：发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；发射台下是水池，火箭发射时让火焰喷射到水中，水会汽化为水蒸气，这些水蒸气散发到空气中，遇到冷空气液化成的小水珠就是我们看到的“白气”。
故答案为：热值；液化。
22．（2023•东方校级二模）随着科学技术的创新，厨余垃圾也能变航空燃油，若此航空燃油的热值为4.0×107J/kg，完全燃烧15g这种航空燃油可以释放 6×105 J的热量，这些热量的70%被10kg的水吸收，则水升高的温度为 10 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】6×105；10。
【分析】利用Q放＝mq求出航空燃油完全燃烧释放出的热量；
利用Q吸＝70%Q放求出水吸收的热量，再利用Q吸＝cmΔt求出水升高的温度。
【解答】解：航空燃油完全燃烧释放的热量：
Q放＝mq＝0.015kg×4.0×107J/kg＝6×105J；
水吸收的热量：
Q吸＝70%Q放＝70%×6×105J＝4.2×105J，
根据Q吸＝c水m水Δt可得水升高的温度：
Δt＝＝＝10℃。
故答案为：6×105；10。
三．实验题（本题共2小题，共12分）
23．（2023•天宁区校级模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初也相同。
（1）在组装装置时，应按 自下而上 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。
（2）比较不同燃料的热值，应选择 甲、乙 两图进行实验；实验时要观察 升高的温度 （选填“加热的时间”或“升高的温度”）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 甲、丙 两图实验，实验时通过观察 加热的时间 （选填“加热的时间”或“升高的温度”）反映物体吸热的多少。
（3）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图象（图丁），由图象可看出液体a的比热容 小于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容，因此，冬天在自制暖手袋时，应选 b 作为供暖物质，效果更佳；（均选填“a”或“b”）。
（4）通过实验可知水的吸热能力较强，下列属于水的这种特性的应用的是 C 。
A.夏天给教室洒水，感觉凉
B.用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸
C.用水冷却汽车的发动机
D.冰熔化成水需要吸收热量
【答案】（1）自下而上；（2）甲、乙；升高的温度；甲、丙；加热的时间；（3）小于；b；（4）C。
【分析】（1）根据实验中要用火焰的外焰加热分析；
（2）比较不同燃料的燃烧值，由控制变量法，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应；
比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同，根据升高的温度变化来研究；实验中通过加热时间反映吸收热量的多少，这是转换法的应用；
（3）比较吸热能力的方法：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；
（4）水的比热容较大，与其它物质相比，在同样吸热或放热的情况下，水的温度变化小。
【解答】解：（1）实验中要用火焰的外焰加热，在组装如图所示的装置时，应按自下而上的顺序组装；
（2）比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验。根据转换法，同时点燃燃料后，需等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度来比较两种燃料热值大小；
比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同，故应甲、丙两图进行实验；实验中通过加热时间反映吸收热量的多少；
（3）根据绘制出温度﹣时间图象（如上图丁），升高相同的温度，b加热时间是长，根据比较吸热能力的第1种方法，液体a的比热容小于液体b的比热容；
根据Q＝cmΔt可知，相同质量的ab两种液体升高相同的温度时，b吸热多，故应选b液体作发动机冷却液；
（4）水的吸热能力较强，则水的比热容较大；
A、夏天给教室洒水，感觉凉，是利用水蒸发吸热，具有致冷作用，故A与题意不符，
B、用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，是分子运动的结果，故B与题意不符；
C、用水冷却汽车的发动机，是利用水的比热大的特点，故C与题意相符；
D、冰熔化成水需要吸收热量，是指熔化过程需要吸热，故D与题意不符。
故选：C。
故答案为：（1）自下而上；（2）甲、乙；升高的温度；甲、丙；加热的时间；（3）小于；b；（4）C。
24．（2023•碑林区校级模拟）小溪做了几个热学相关的小实验，完成下列填空：
（1）如图﹣1所示，质量相同的燃料A、B，将等质量的水从20℃加热到60℃，剩余较多的燃料热值 大 （选填“大”或“小”）；
（2）如图﹣2所示，用两盏相同的酒精灯和烧杯同时加热质量、初温相等的液体A、B，一段时间后（液体都未沸腾），温度较高的液体比热容 小 （选填“大”或“小”）；
（3）如图﹣3所示，用酒精灯和烧杯加热碎冰，烧杯中装有适量的水，试管中装有适量的碎冰，烧杯和试管中分别放有温度计，用酒精灯加热一段时间，水沸腾和晶体熔化时的共同特点是 吸收热量，温度保持不变 ；
（4）如图﹣4所示过程与内燃机的 做功 冲程原理相似。
【答案】（1）大；（2）小；（3）吸收热量，温度保持不变；（4）做功。
【分析】（1）加热相同质量的水，升高相同的温度，吸收的热量相同；液体吸收的热量等于燃料完全燃烧释放的热量；不同种类的燃料完全燃烧释放相同的热量，根据消耗的燃料的多少判断其热值大小；
（2）完全相同的两盏酒精灯相同时间内放出的热量相同；液体吸收的热量等于燃料完全燃烧释放的热量；相同质量、初温相等的不同种液体，根据升高温度的多少判断其比热容大小；
（3）沸腾的特点：吸收热量，温度保持不变；晶体熔化的特点：吸收热量，温度保持不变；
（4）改变内能的方式有做功和热传递；对物体做功，物体的内能会增加，物体对外做功，其内能会减小；在内燃机的做功冲程中能量转化关系是内能转化为机械能。
【解答】解：（1）图﹣1中等质量的水从20℃加热到60℃吸收的热量相同，需要燃料完全燃烧放出的热量相同，消耗的燃料越少，该燃料的热值越大，所以等质量的燃料A、B剩余较多的燃料热值大；
（2）图﹣2中用两盏相同的酒精灯和烧杯同时加热质量、初温相等的液体A、B，一段时间后（液体都未沸腾），温度较高的液体比热容小；
（3）图﹣3所示，用酒精灯和烧杯加热碎冰，烧杯中装有适量的水，试管中装有适量的碎冰，烧杯和试管中分别放有温度计，用酒精灯加热一段时间，水沸腾和晶体熔化时的共同特点是吸收热量，温度保持不变；
（4）图﹣4中，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能，故该过程与内燃机的做功冲程原理相似。
故答案为：（1）大；（2）小；（3）吸收热量，温度保持不变；（4）做功。
四．计算题（本题共3小题，共24分）
25．（2023•天门二模）国产某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为50cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离为50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为8.0×105Pa，飞轮转速为1800r/min。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦损失，汽油的热值为4.5×107J/kg），求：
（1）汽油机的功率多少W？
（2）若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为多少？
【答案】（1）汽油机的功率为3×103W；
（2）若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为40%。
【分析】（1）单缸四冲程汽油机飞轮每转一圈有两个冲程，然后结合转数求出该内燃机每分钟对外做功的次数；
求出燃气对活塞做的总功，利用P＝求出汽油机的功率；
（2）根据Q放＝mq求出汽油完全燃烧释放的热量，利用η＝×100%求出该汽油机的效率。
【解答】解：
（1）因飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800r/min，一分钟汽油机对外做功900次；
由p＝可得，这种汽油机燃气对活塞的平均压力F＝pS＝8.0×105Pa×50×10﹣4m2＝4000N，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
W1＝Fs＝4000N×50×10﹣3m＝200J，
则燃气对活塞做的总功：
W＝W1×900＝200J×900＝1.8×105J，
汽油机的功率为：P＝＝＝3×103W；
（2）汽油机每分钟消耗汽油10g，则汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝mq汽油＝10×10﹣3kg×4.5×107J/kg＝4.5×105J，
则该汽油机的效率：
η＝×100%＝×100%＝40%。
答：（1）汽油机的功率为3×103W；
（2）若汽油机每分钟消耗汽油10g，该汽油机的效率为40%。
26．（2023•无为市一模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深20m，物体重2500N，汽车质量为2.5t，匀速行驶时汽车对绳子的拉力为1000N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。（g＝10N/kg）求：
（1）汽车将重物提升20m牵引力做的功是多少？
（2）如汽车发动机的效率为25%，当汽车将物体匀速直线拉到井口时，消耗的汽油为多少g？（q汽＝4.2×107J/kg）
【答案】（1）汽车将重物提升20m牵引力做的功是2.1×105J；
（2）消耗的汽油为20g。
【分析】（1）根据G＝mg计算汽车的重力，从而求得汽车受到的阻力，汽车牵引力大小等于绳子的拉力与阻力之和，由图知，滑轮组中绳子的有效股数n＝3，根据s＝nh计算汽车运动的距离，根据公式W＝Fs计算牵引力做的功；
（2）根据热机效率公式计算汽油完全燃烧放出的热量，由Q放＝mq求出消耗的汽油。
【解答】解：（1）已知汽车质量m＝2.5t＝2.5×103kg，汽车受到的重力：
G＝mg＝2.5×103kg×10N/kg＝2.5×104N，
汽车受到的阻力为车重的0.1倍，即f阻＝0.1G＝0.1×2.5×104N＝2.5×103N；
汽车匀速运动时：F牵＝f阻+F拉＝2.5×103N+1000N＝3.5×103N；
由图知，滑轮组中绳子的有效股数为n＝3，将重物提升h＝20m时，汽车运动的距离为：
s＝3h＝3×20m＝60m；
汽车牵引力做的功：
W＝F牵s＝3.5×103N×60m＝2.1×105J；
（2）已知汽车发动机的效率η＝25%，根据η＝可得，汽油完全燃烧放出放热量：
Q放＝＝＝8.4×105J，
由Q放＝mq可知，消耗的汽油：m汽油＝＝＝2×10﹣2kg＝20g。
答：（1）汽车将重物提升20m牵引力做的功是2.1×105J；
（2）消耗的汽油为20g。
27．（2023•南通模拟）我国的第一艘极地科学考察破冰船正式开工建造。设计满载时总质量为1.4×104t，某次它在1.5m厚冰层上以7.2km/h的速度匀速破冰10min，此时所受的阻力为8×106N，发动机转换为机械能的效率为40%。（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103kg/m3，q燃油＝4.0×107J/kg）求：
（1）破冰船满载时，静止在海水中排开海水的体积；
（2）此次破冰，破冰船行驶的路程；
（3）此次破冰，破冰船消耗的燃油质量。
【答案】（1）破冰船满载时，静止在海水中排开海水的体积为.4×104m3；
（2）此次破冰，破冰船行驶的路程为1200m；
（3）轮船破冰10min消耗的燃油质量为600kg。
【分析】（1）知道满载时破冰船的总质量，利用G＝mg求破冰船满载时受到的重力；破冰船漂浮，破冰船受到的浮力等于破冰船的重力；利用F浮＝ρ海水V排g求排开海水的体积；
（2）知道破冰船行驶的速度和时间，根据s＝vt求出行驶的路程；
（3）破冰船以2m/s的速度匀速破冰时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W＝Fs求出破冰船推进做功，再根据η＝求出燃油完全燃烧放出的热量，最后根据Q放＝mq求出消耗燃油的质量。
【解答】解：
（1）破冰船满载时受到的重力：
G＝mg＝1.4×107kg×10N/kg＝1.4×108N；
因为破冰船漂浮，所以破冰船满载时，受到的浮力：F浮＝G＝1.4×108N，
由F浮＝ρ海水V排g可知船排开海水的体积：
V排＝＝＝1.4×104m3；
（2）破冰船行驶速度：v＝7.2km/h＝2m/s，
由v＝可得，破冰船10min前行路程：s＝vt＝2m/s×10×60s＝1200m，
（3）因破冰船匀速破冰时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，破冰船推进力F＝f＝8×106N，
破冰船推进做的功：W＝Fs＝8×106N×1200m＝9.6×109J，
由η＝可得，燃油完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝2.4×1010J，
由Q放＝mq可得，消耗燃油的质量：
m燃油＝＝＝600kg。
答：（1）破冰船满载时，静止在海水中排开海水的体积为.4×104m3；
（2）此次破冰，破冰船行驶的路程为1200m；
（3）轮船破冰10min消耗的燃油质量为600kg。
五．解答题（共3小题，共20分）
28．（2022秋•明山区校级月考）如图所示是路边崩爆米花的场景：一声巨响，一团浓浓的“白雾”，伴随着令人回味的香味，将大大的爆米花崩进网袋。请回答：
（1）路边走过为什么会闻到香味？
（2）高温高压气体将爆米花崩出时，能量是如何转化的？
（3）崩好的爆米花冷却降温的过程中，内能大小如何变化？
【答案】（1）空气中弥漫着爆米花的浓香味，是爆米花的香味分子在空气中发生的扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
（2）高温高压气体将爆米花崩出时，内能转化为机械能；
（3）崩好的爆米花冷却降温的过程中，内能逐渐减小。
【分析】（1）不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；
（2）高温高压气体将爆米花蹦出时，内能转化为机械能；
（3）热传递可以改变物体的内能。
【解答】答：（1）空气中弥漫着爆米花的浓香味，是爆米花的香味分子在空气中发生的扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；
（2）高温高压气体将爆米花崩出时，内能转化为机械能；
（3）崩好的爆米花冷却降温的过程中，内能逐渐减小。
29．（2022秋•雁塔区校级期末）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示，若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）
（1）筒车工作时，将水的动能转化成 重力势 能；
（2）求该筒车旋转一小时对进入接水槽的水所做的功；
（3）若水流冲击筒车的功率为40W，求简车旋转一小时取水的机械效率；
（4）若采用效率为30%的柴油发动机代替水车抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是多少？（柴油的热值为：q＝3.3×107J/kg）
【答案】（1）重力势；
（2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1920J；
（3）筒车旋转一周取水的机械效率为80%；
（4）需要燃烧柴油的质量是0.01kg。
【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关，机械能为动能和势能的和；
（2）根据W＝Gh求出该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功；
（3）根据W＝Pt求出水流所做的功，然后根据机械效率的定义求出机械效率的大小；
（4）根据对水做的有用功和柴油发电机的效率，计算柴油放出的热量，再根据热量公式计算燃烧柴油的质量。
【解答】解：（1）水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能；
（2）该筒车旋转一小时旋转的周数为：n＝＝60r，
一周提升的水的质量为：m1＝12×4kg＝48kg；
则一小时提升水的质量为：m＝nm1＝60×48kg＝2880kg，
对水所做的功为：W＝Gh＝mgh＝2880kg×10N/kg×4m＝115200J；
（3）水流冲击筒车的功率为40W，水流所做的功为：W'＝Pt＝40W×3600s＝144000J；
筒车旋转一周取水的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝80%；
（4）由（2）可知，对水所做的功为：W＝15200J；
则燃烧柴油放出的热量为：Q放＝＝＝3.84×105J，
则需要燃烧柴油的质量是：m＝＝≈0.01kg。
故答案为：（1）重力势；
（2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1920J；
（3）筒车旋转一周取水的机械效率为80%；
（4）需要燃烧柴油的质量是0.01kg。
30．（2022秋•唐河县期中）小军从说明书中了解到他家汽车的发动机为汽油机，发动机的能量流向如图甲所示。某段时间内，汽车消耗了500g汽油，若汽油的热值q＝4.6×107J/kg。请完成以下问题：
（1）该汽车发动机的热机效率为 31% ；图乙所示为汽油机的 做功 冲程。
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为多少？
（3）这段时间内冷却水吸收的热量是多少？
（4）发动机用循环流动的水冷却气缸。若流入气缸周围的冷却水温度是65℃，从气缸周围流出的冷却水温度是80℃，则这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是多少？[结果保留整数，水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】（1）31%；做功；
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为2.3×107J；
（3）这段时间内冷却水吸收的热量是6.9×106J；
（4）这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是110kg。
【分析】（1）热机的效率是指热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值；
（2）根据Q放＝mq计算这段时间内汽油完全燃烧放出的热量；
（3）根据Q吸＝ηQ放计算这段时间内冷却水吸收的热量；
（4）根据m＝计算冷却水的质量。
【解答】解：（1）该汽车发动机的热机效率η＝1﹣33%﹣30%﹣6%＝31%；
乙图中气缸的两个阀门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J；
（3）这段时间内冷却水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝30%×2.3×107J＝6.9×106J；
（4）冷却水的质量m水＝＝≈110kg。
答：（1）31%；做功；
（2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为2.3×107J；
（3）这段时间内冷却水吸收的热量是6.9×106J；
（4）这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是110kg。
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