备战2020中考物理知识点基础演练——专题五十八：内能的利用

备战2020中考物理知识点基础演练——专题五十八：内能的利用

考点一：热机

1.在汽油机的四个冲程中，都发生能量转化的一组冲程是(　　)

A．吸气冲程和压缩冲程

B．压缩冲程和做功冲程

C．做功冲程和排气冲程

D．排气冲程和吸气冲程

2.从本质上来看，内燃机的工作能量来源于(　　)

A．机械能

B．热能

C．化学能

D．化学能和热能

3.四冲程内燃机工作的共同特点错误的是(　　)

A．都有燃料进入汽缸

B．将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质，使工作物质受热膨胀，对外作功

C．都能把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能

D．一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成

4.下列有关能量转化的实例中，说法不正确的是(　　)

A．不计空气阻力和摩擦，滚摆上升的过程中，动能转化为重力势能

B．汽油机在做功冲程中，机械能转化为内能

C．干电池、蓄电池对外供电时，化学能转化为电能

D．植物吸收太阳光进行光合作用时，光能转化为化学能

5.宇航员操纵着月球车在月球上行驶时，月球车的动力是由蓄电池提供的，月球车为什么不用内燃机来驱动呢？

考点二：热值

1.如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是(　　)

A．qA＜qB

B．qA＝qB

C．qA＞qB

D．无法比较

2.煤炭是一种重要能源，区别优劣煤最科学的办法是检测煤炭的(　　)

A．比热容

B．密度

C．热值

D．温度

3.少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量的中(　　)

A．热值

B．比热容

C．温度

D．质量

4.干木柴的热值比焦炭的热值小，表示的意思是：________的干木柴和焦炭，在________时，干木柴比焦炭________．

5.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到．则干木柴的热值为________ J/Kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将________．(选填“变大”“变小”或“不变”)

考点三：探究不同燃料的热值

1.小明想比较不同燃料的热值．他利用图示完全相同的两套实验装置装了质量相同的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度．

(1)小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来．

(2)小华针对小明方案中存在的问题，对方案的错误部分进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．

(3)为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．

(4)小华按正确方法进行实验后，发现(a)中温度计最后的示数是(b)中温度计最后示数的2倍，小华就认为酒精的热值是碎纸片的2倍的结论．这个结论是________．(选填“正确的”或“错误的”)

2.比较不同燃料的热值实验：

(1)为保证实验结论的可靠，小王同学在实验中应保持水的质量、________、以及两个烧杯等都应相同．

(2)实验数据记录如下表，根据表中数据，估算出燃料2的热值是________ J/kg.

(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________(大/小)，出现这样情况的主要原因是________________________________________________________________________．(写出一点)

3.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．(注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示)．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：

(1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要________(选填“相等”或“不相等”)．

(2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________．

(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________.利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(偏大或偏小)．

4.小明学习了燃料的热值知识后，自己设计了一个实验来比较煤油和菜子油的热值．他实验时组装了如图的装置，并且每隔1分钟记录了杯中水的温度．

(1)为了保证实验结论的可靠，小明在实验时应控制两套装置中相同的物理量有________．

(2)小明在实验前用天平测出了烧杯中水的质量及油灯中燃料的质量，并由记录的数据计算出了水吸收的热量，进而算出了煤油和菜子油的热值，你认为他所计算的燃料的热值可靠吗？为什么？

(3)小红提出，该实验在取燃料和水时都要注意适量，否则不利于得出实验结论．你认为，小红的“适量”含义为________．

考点四：热机效率

1.两台柴油机，甲的效率是40%，乙的效率是35%，这表明(　　)

A．甲柴油机的功率大于乙柴油机的功率

B．甲柴油机的功大于乙柴油机做的功

C．在相同的时间里，甲柴油机的耗油量多一些

D．在消耗等质量的柴油时，甲做的有用功多一些

2.普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为________能．发光二极管(LED)的发光原理是电能直接转化为光能，几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为________能的效率，成为科技创新的重要领域之一．

3.据英国《每日邮报》网站的报道，德国大众汽车公司近日宣布他们研制出了“世界上最省油的汽车”，百公里油耗仅约为1.0升，据悉这辆名为XL1的汽车的动力由一台小型柴油发动机和一个独立的电动马达及电池组提供，采用碳纤维材料的XL1的整车重量仅为380 kg，由于该车的特殊造型和材料，车辆匀速行驶时受到的阻力约为200 N．(柴油的热值为4.0×107J/kg，密度为0.85×103kg/m3)

试求：(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量；

(2)该汽车发动机的效率．

4.已知某品牌校车在正常行驶时，汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度0.7×103kg/m3)．试求：

(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳？

(2)当汽车以最高时速(1080 km/h)在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为3000 N，则连续行驶5 min，汽车所做的有用功是多大？这个过程消耗的汽油是多少千克？(保留两位小数)

5.某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶了6 km，消耗汽油2 kg，汽油的热值q汽油＝4.5×107J/kg.假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为40%，则该型号汽车在此过程中，受到的阻力是多大？

考点五：能量的转化与守恒

1.能量转化与守恒定律是自然界的基本规律之一，关于下列现象中的能量转化，说法正确的是(　　)

A．发电机工作时，将电能转化为机械能

B．给手机电池充电，是将化学能转化为电能

C．电动机工作时，消耗的动能大部分转化为内能

D．汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能

2.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是(　　)

A．图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能

B．图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能

C．图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能

D．图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能

3.下列关于能量转化的说法正确的是(　　)

A．跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能

B．拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能

C．给电池充电是将化学能转化为电能

D．核电站发电是将核能转化为电能

4.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是(　　)

A．摩擦生热是把机械能转化为内能

B．摩擦起电是把电能转化为机械能

C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能

D．燃料燃烧放热是把化学能转化为内能

5.下列有关能量转化的实例中，说法不正确的是(　　)

A．不计空气阻力和摩擦，滚摆上升的过程中，动能转化为重力势能

B．汽油机在做功冲程中，机械能转化为内能

C．干电池、蓄电池对外供电时，化学能转化为电能

D．植物吸收太阳光进行光合作用时，光能转化为化学能

6.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是(　　)

A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能

B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能

C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能

D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能

7.如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是(　　)

A．光电池板是将电能转化为光能

B．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能

C．照明灯是将内能转化为电能

D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能

8.能量守恒定律告诉我们：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量保持不变．生活中也一定有这样的例子，请试举两例．

备战2020中考物理知识点基础演练——专题五十八：内能的利用参考答案

考点一：热机

1.在汽油机的四个冲程中，都发生能量转化的一组冲程是(　　)

A．吸气冲程和压缩冲程

B．压缩冲程和做功冲程

C．做功冲程和排气冲程

D．排气冲程和吸气冲程

【答案】B

【解析】内燃机的四个冲程中吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．

2.从本质上来看，内燃机的工作能量来源于(　　)

A．机械能

B．热能

C．化学能

D．化学能和热能

【答案】C

【解析】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧燃烧转化为内能，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能．所以说从本质上来看，内燃机的工作能量来源于燃料的化学能．

3.四冲程内燃机工作的共同特点错误的是(　　)

A．都有燃料进入汽缸

B．将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质，使工作物质受热膨胀，对外作功

C．都能把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能

D．一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成

【答案】C

【解析】汽油机和柴油机的异同点：

(1)相同点：四个冲相同，能的转化相同；

(2)不同点：①吸入的物质不同；②结构不同；③压强不同，效率不同；④点火方式不同．汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油．产生高温高压的燃气推动活塞做功．柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大，温度升高达到柴油的着火点，汽油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油依靠压缩时内能增大，温度升高，达到柴油着火点而燃烧，点燃方式是压燃式．燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功．柴油机的压缩比例更大，温度更高，做功越多，效率越高

根据以上分析可以看出，该题中汽油机和柴油机工作的共同特点是：都有燃料进入气缸；都有四个冲程；且将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质，使工作物质受热膨胀，对外做功．A项，都有燃料进入汽缸，不合题意；B项，将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质，使工作物质受热膨胀，对外作功，不合题意；C项，都能把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能，符合题意；D项，一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成，不合题意．

4.下列有关能量转化的实例中，说法不正确的是(　　)

A．不计空气阻力和摩擦，滚摆上升的过程中，动能转化为重力势能

B．汽油机在做功冲程中，机械能转化为内能

C．干电池、蓄电池对外供电时，化学能转化为电能

D．植物吸收太阳光进行光合作用时，光能转化为化学能

【答案】B

【解析】A项，滚摆在上升的过程中，不计空气阻力和摩擦，机械能守恒，动能转化为重力势能，叙述正确，不符合题意；B项，汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能，叙述错误，符合题意；C项，干电池、蓄电池对外供电时，将化学能转化为电能，叙述正确，不符合题意；D项，植物吸收太阳光进行光合作用时，将光能转化为化学能贮存在体内，叙述正确，不符合题意．

5.宇航员操纵着月球车在月球上行驶时，月球车的动力是由蓄电池提供的，月球车为什么不用内燃机来驱动呢？

【答案】内燃机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为月球车的机械能，因为月球上没有空气，在月球上内燃机无法正常工作，所以月球车不用内燃机来驱动．

【解析】物质的燃烧需要空气中的氧气，在月球上没有空气，月球车不用内燃机来驱动．内燃机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为月球车的机械能，因为月球上没有空气，在月球上内燃机无法正常工作．

考点二：热值

1.如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是(　　)

A．qA＜qB

B．qA＝qB

C．qA＞qB

D．无法比较

【答案】C

【解析】根据图象可知，燃烧相同质量A、B两种燃料，A放出的热量大于B放出的热量，qA＞qB.

2.煤炭是一种重要能源，区别优劣煤最科学的办法是检测煤炭的(　　)

A．比热容

B．密度

C．热值

D．温度

【答案】C

【解析】衡量燃料优劣的方法是比较它们的热值，热值是指某种燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比，反映了完全燃烧相同质量的不同种燃料时放出热量的多少，优质的煤炭热值较高．

3.少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量的中(　　)

A．热值

B．比热容

C．温度

D．质量

【答案】A

【解析】热值是燃料的一种特性，是指1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分．而从比热容、质量、温度无法区分．

4.干木柴的热值比焦炭的热值小，表示的意思是：________的干木柴和焦炭，在________时，干木柴比焦炭________．

【答案】等质量；完全燃烧；放出热量少．

【解析】燃料的热值只与燃料的种类有关，干木柴的热值比焦炭的热值小，说明等质量的干木柴完全燃烧放出的热量比等质量的焦炭完全燃烧放出的热量少．

5.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到．则干木柴的热值为________ J/Kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将________．(选填“变大”“变小”或“不变”)

【答案】1.2×107　不变

【解析】：(1)由Q放＝mq可得，q＝＝＝1.2×107J/kg.

(2)热值是燃料的特性，其大小与燃料的质量无关，用掉一半后，干木柴的热值仍为1.2×107J/kg.

考点三：探究不同燃料的热值

1.小明想比较不同燃料的热值．他利用图示完全相同的两套实验装置装了质量相同的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度．

(1)小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来．

(2)小华针对小明方案中存在的问题，对方案的错误部分进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．

(3)为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．

(4)小华按正确方法进行实验后，发现(a)中温度计最后的示数是(b)中温度计最后示数的2倍，小华就认为酒精的热值是碎纸片的2倍的结论．这个结论是________．(选填“正确的”或“错误的”)

【答案】(1)不应比较相同时间内水升高的温度　(2)比较燃料完全燃尽后水升高的温度　(3)天平　(4)错误

【解析】(1)实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度比较酒精与纸的热值大小．

(2)由(1)可知，实验时应：比较相同质量的酒精与纸完全燃尽后水升高的温度，根据水升高的温度比较酒精与纸的热值大小．

(3)实验需要用天平测酒精、纸、水的质量．

(4)用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论．

2.比较不同燃料的热值实验：

(1)为保证实验结论的可靠，小王同学在实验中应保持水的质量、________、以及两个烧杯等都应相同．

(2)实验数据记录如下表，根据表中数据，估算出燃料2的热值是________ J/kg.

(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________(大/小)，出现这样情况的主要原因是________________________________________________________________________．(写出一点)

【答案】(1)燃料的质量　(2)1.2×  107　(3)小　燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收

【解析】(1)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；

(2)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20 ℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10 ℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×107J/kg；

(3)因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小．

3.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．(注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示)．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：

(1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要________(选填“相等”或“不相等”)．

(2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________．

(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________.利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(偏大或偏小)．

【答案】(1)质量　相等　(2)煤油　(3)天平　偏小　燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸

【解析】(1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等．

(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大．

(3)实验中，要控制质量相等，所以需要用天平来测量物质的质量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．

4.小明学习了燃料的热值知识后，自己设计了一个实验来比较煤油和菜子油的热值．他实验时组装了如图的装置，并且每隔1分钟记录了杯中水的温度．

(1)为了保证实验结论的可靠，小明在实验时应控制两套装置中相同的物理量有________．

(2)小明在实验前用天平测出了烧杯中水的质量及油灯中燃料的质量，并由记录的数据计算出了水吸收的热量，进而算出了煤油和菜子油的热值，你认为他所计算的燃料的热值可靠吗？为什么？

(3)小红提出，该实验在取燃料和水时都要注意适量，否则不利于得出实验结论．你认为，小红的“适量”含义为________．

【答案】(1)水的质量相同、烧杯相同和水的初温相同　(2)不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失　(3)所用燃料能足够将所用的水加热到所要求的温度，所用的水适合测量温度又不至于升温过慢

【解析】(1)为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量相同、烧杯相同和水的初温相同；(2)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠；(3)该实验在取燃料和水时都要注意适量，其中“适量”含义是：所用燃料能足够将所用的水加热到所要求的温度，所用的水适合测量温度又不至于升温过慢；所用水不宜过多或过少，过多时，加热时间过长，升温慢；过少升温过快，不易测量温度，都对实验不利．

考点四：热机效率

1.两台柴油机，甲的效率是40%，乙的效率是35%，这表明(　　)

A．甲柴油机的功率大于乙柴油机的功率

B．甲柴油机的功大于乙柴油机做的功

C．在相同的时间里，甲柴油机的耗油量多一些

D．在消耗等质量的柴油时，甲做的有用功多一些

【答案】D

【解析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，热机的效率越高．A项，功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是完全不同的概念，故A错误；B项，做功的多少与功率和做功时间的长短有关，与效率无关，故B错误；C项，耗油量的多少不仅与工作的时间有关，还与功率有关，与效率没有直接关系，故C错误；D项，热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，因此，在消耗等质量的柴油时，甲的效率高，所以做的有用功多一些，故D正确．

2.普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为________能．发光二极管(LED)的发光原理是电能直接转化为光能，几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为________能的效率，成为科技创新的重要领域之一．

【答案】内　光

【解析】因为白炽灯工作时，是将电能转化为光能和内能，因此普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为了内能．

发光二极管(LED)的发光原理是电能直接转化为光能，由于发光二极管(LED)几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为光能的效率，成为科技创新的重要领域之一．

3.据英国《每日邮报》网站的报道，德国大众汽车公司近日宣布他们研制出了“世界上最省油的汽车”，百公里油耗仅约为1.0升，据悉这辆名为XL1的汽车的动力由一台小型柴油发动机和一个独立的电动马达及电池组提供，采用碳纤维材料的XL1的整车重量仅为380 kg，由于该车的特殊造型和材料，车辆匀速行驶时受到的阻力约为200 N．(柴油的热值为4.0×107J/kg，密度为0.85×103kg/m3)

试求：(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量；

(2)该汽车发动机的效率．

【答案】解：(1)燃烧柴油的体积V＝1.0 L＝1.0×10－3m3,

由ρ＝得，柴油完全燃烧时放出的热量：

Q放＝mq＝ρVq＝0.85×103kg/m3×1.0×10－3m3×4.0×107J/kg＝3.4×107J；

(2)汽车行驶路程s＝100 km＝1.0×105m,

汽车克服阻力所做有用功

W有用＝Fs＝fs＝200 N×1.0×105m＝2×107J,

发动机效率：η＝×100%＝×100%≈58.8%.

答：(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量为3.4×107  J；

(2)该汽车发动机的效率是58.8%.

【解析】(1)知道柴油的质量和热值，根据Q＝mq求出完全燃烧时所产生的热量；

(2)根据W＝Fs求出行驶100 km克服摩擦阻力做的功即为有用功，然后利用效率公式求出发动机的效率．

4.已知某品牌校车在正常行驶时，汽油完全燃烧释放的能量转化为校车做功的效率是30%(汽油热值q＝4.6×107J/kg，汽油密度0.7×103kg/m3)．试求：

(1)10L汽油完全燃烧释放的热量为多少焦耳？

(2)当汽车以最高时速(1080 km/h)在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为3000 N，则连续行驶5 min，汽车所做的有用功是多大？这个过程消耗的汽油是多少千克？(保留两位小数)

【答案】解：(1)由ρ＝可得，汽油的质量m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10－3m3＝7 kg,

完全燃烧释放的热量Q＝mq＝7 kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；

(2)已知v＝1080 km/h＝30 m/s，t＝5 min＝300 s,

由v＝可得，s＝vt＝30 m/s×300  s＝9000 m

匀速行驶时，F＝f＝3000 N,

则汽车所做的有用功W有用＝Fs＝3000 N×9000  m＝2.7×107J,

已知η＝×100%＝30%，则Q＝＝＝9×107J,

由Q＝mq可得，m＝＝≈1.96  kg.

答：(1)10 L汽油完全燃烧释放的热量为3.22×108J；

(2)汽车所做的有用功是2.7×107J，这个过程消耗的汽油是1.96千克．

【解析】(1)已知汽油的体积，利用密度公式变形可求得其质量，再利用Q＝mg可求得完全燃烧释放的热量；

(2)由平衡条件求出汽车牵引力，由W＝Fs求出汽车做的有用功．

5.某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶了6 km，消耗汽油2 kg，汽油的热值q汽油＝4.5×107J/kg.假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为40%，则该型号汽车在此过程中，受到的阻力是多大？

【答案】解：(1)Q放＝mq汽油＝2 kg×4.5×107J/kg＝9×107J,

由效率公式η＝可得，

牵引力做的功：

W＝ηQ放＝40%×9×107J＝3.6×107J.

(2)由功的公式W＝Fs可得，

汽车的牵引力：F＝＝＝6×103N,

∵汽车做匀速直线运动，

∴阻力f＝F＝6.0×103N.

答：汽车在此过程中，受到的阻力是6.0×103N.

【解析】(1)知道消耗汽油的质量和汽油的热值，利用Q放＝mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式的变形公式W＝ηQ放可求出牵引力做的功．

(2)知道前进的距离，利用公式W＝Fs求出汽车的牵引力．根据汽车做匀速直线运动时，受到的牵引力等于阻力，可求阻力．

考点五：能量的转化与守恒

1.能量转化与守恒定律是自然界的基本规律之一，关于下列现象中的能量转化，说法正确的是(　　)

A．发电机工作时，将电能转化为机械能

B．给手机电池充电，是将化学能转化为电能

C．电动机工作时，消耗的动能大部分转化为内能

D．汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能

【答案】D

【解析】A项，发电机工作时，将机械能转化为电能，故A错误；B项，给手机电池充电，是将电能转化为化学能储存在电池中，故B错误；C项，电动机工作时，消耗的动能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故C错误；D项，汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能，故D正确.

2.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是(　　)

A．图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能

B．图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能

C．图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能

D．图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能

【答案】D

【解析】A项，图甲所示，过山车向下运动时高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故A正确；B项，图乙所示，水力发电，将机械能转化为电能，故B正确；C项，图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确；D项，图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能，故D错误．

3.下列关于能量转化的说法正确的是(　　)

A．跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能

B．拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能

C．给电池充电是将化学能转化为电能

D．核电站发电是将核能转化为电能

【答案】D

【解析】A项，跳伞运动员在空中匀速下落过程中，速度不变，动能不变，因此不是将重力势能转化为动能，故A错误；B项，拉弓射箭的过程是将弹性势能转化为箭的动能，故B错误；C项，给电池充电是将电能转化为化学能，储存在电池中，故C错误；D项，核电站发电是将核能转化为电能，故D正确．

4.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是(　　)

A．摩擦生热是把机械能转化为内能

B．摩擦起电是把电能转化为机械能

C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能

D．燃料燃烧放热是把化学能转化为内能

【答案】B

【解析】A项，摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确；B项，摩擦起电是电子的转移，可以把机械能转化为电能，故B错误；C项，电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D项，燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故D正确．

5.下列有关能量转化的实例中，说法不正确的是(　　)

A．不计空气阻力和摩擦，滚摆上升的过程中，动能转化为重力势能

B．汽油机在做功冲程中，机械能转化为内能

C．干电池、蓄电池对外供电时，化学能转化为电能

D．植物吸收太阳光进行光合作用时，光能转化为化学能

【答案】B

【解析】A项，滚摆在上升的过程中，不计空气阻力和摩擦，机械能守恒，动能转化为重力势能，叙述正确，不符合题意；B项，汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能，叙述错误，符合题意；C项，干电池、蓄电池对外供电时，将化学能转化为电能，叙述正确，不符合题意；D项，植物吸收太阳光进行光合作用时，将光能转化为化学能贮存在体内，叙述正确，不符合题意．

6.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是(　　)

A．图甲中，绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能

B．图乙中，太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能

C．图丙中，太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能

D．图丁中，首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能

【答案】A

【解析】太阳能的利用方式：一是利用太阳能热水器给它里面的水等物质加热，把太阳能转化为内能(光热转化)；二是利用光电转换装置，把太阳能转化为电能(光电转化)；三是植物光合作用转化化学能(光化转化)．

A项，绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能，储存在植物体内，故A正确；B项，太阳能热水器内的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误；C项，太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能，再转化为光能，故C错误；D项，太阳能飞机是先将太阳能转化为电能，再转化为机械能，故D错误．

7.如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是(　　)

A．光电池板是将电能转化为光能

B．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能

C．照明灯是将内能转化为电能

D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能

【答案】B

【解析】A项，这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能，故A说法错误；B项，“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，风能属于机械能的一种，故B说法正确；C项，照明灯工作时，将电能转化为光能，故C说法错误；D项，蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，而不是将电能转化为化学能，故D说法错误．

8.能量守恒定律告诉我们：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量保持不变．生活中也一定有这样的例子，请试举两例．

【答案】利用热水袋放热使人取暖，属于能量的转移　太阳能热水器在阳光的照射下转化为热能储存在水中，属于能量的转化

【解析】利用热水袋放热使人取暖，属于能量的转移；太阳能热水器在阳光的照射下转化为热能储存在水中，属于能量的转化等．