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人教版物理中考总复习 三轮冲刺 《内能的利用》中考试题精选(原卷+解析卷)
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这是一份人教版物理中考总复习 三轮冲刺 《内能的利用》中考试题精选(原卷+解析卷)，共30页。
《内能的利用》中考试题精选
一．选择题（共14小题）
1．如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是（ ）
A． 鼻孔吸气 B． 气沉丹田
C． 排山倒海 D． 打完收工
2．世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈弗大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（ ）
A．动能→电能→化学能→光能
B．电能→动能→化学能→光能
C．动能→电能→光能→化学能
D．电能→动能→光能→化学能
3．目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
4．如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．25% B．40% C．75% D．35%
5．关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（ ）
A．热量可以从低温物体转移到高温物体
B．能量转移和转化没有方向性
C．电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用
D．汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
6．前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入实用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（ ）
A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
7．下列关于热机、热值的说法正确的是（ ）
A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是kg/J
C．柴油机工作的效率是35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功
D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
8．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精。盒盖迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
9．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
10．某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg。下列说法中（ ）
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确
11．有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗的汽油之比为（ ）
A．2：5 B．8：5 C．5：8 D．5：2
12．据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星。发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（ ）
A．热值大 B．比热容大
C．密度大 D．以上说法都不正确
13．汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%．机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）
A．2.76×104J B．3.22×104J C．0.92×104J D．2.3×104 J
14．下列说法正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C．同一物体，温度降低的越多，放出热量就越多
D．人体内水的比例很高，有助于调节体温，以免温度变化太快对身体造成危害
二．多选题（共2小题）
15．如图所示是“风能太阳能互补”节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计解释合理的是（ ）
A．太阳能电池板是将太阳能转化电能
B．蓄电池储存能量的过程是将机械能和太阳能转化成电能
C．节能灯工作时是将电能转化成光能和内能
D．小风扇工作时将机械能转化为电能
16．有关能量守恒定律，下列说法中不正确的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
三．填空题（共4小题）
17．四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的是 冲程，如果汽油机的转速表显示3000revs/min，那么该汽油机每秒内做 次功。给汽车加油时能闻到汽油的味道说明 。
18．氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池工作原理如图所示。工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气，在氢电极上由于催化剂的作用氢气变为氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，如果将两电极用灯泡连接，则会在灯泡上形成 （选填“向左”或“向右”）的电流。如果已知某氢燃料电池车输出功率为40千瓦，以80km/h的速度行驶100km，则需要消耗氢气 kg（已知燃料电池车能量转化效率为60%，每千克氢气能释放的能量为1.5×108J），这些氢气的总能量大约相当于 kg汽油完全燃烧放出的热量（结果保留一位小数，已知汽油的热值为4.5×107J/kg）。
19．2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。
（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机 （填“属于”或“不属于“）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断 （填“增大”或“减小”），“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器是 （填“运动”或“静止”）的。
（2）“嫦娥四号”降落到距月球表面100m时，开始悬停并寻找着陆点。悬停时，“嫦娥四号”发动机的推力为2.5×103N，则“嫦娥四号”的重力为 N．“嫦娥四号”从100m高竖直降落到月球表面所用的时间为80s，该过程中“嫦娥四号”的平均速度为 m/s，重力（忽略其变化）做的功为 J。
20．某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是 L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是 %（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
四．实验探究题（共3小题）
21．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。
（1）比较不同燃料的热值应选择 两个装置，比较不同物质的比热容应选择 两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是 法
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计 比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做 法。
（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是 J，如果认为若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是 J/kg，算出的热值比标准值 。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]
22．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是 （由下而上/由上而下）。
（2）为保证实验结论的可靠，在实验中应控制的因素有： ， 等。
（3）实验数据记录如表：
燃 料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值J/kg
酒 精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
？
根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （选填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是： 。
（5）另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？ （能/不能）理由： ，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？ 。
23．阅读短文，回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 能。
（2）若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为 （用字母表示）。
（3）若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是 。
（4）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是 。
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（5）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为 s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为nr/s时该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为 ：
A．np0V排2 B．np0V排C.2np0V排D.4np0V排。
五．计算题（共1小题）
24．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油1kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/kg•℃）求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
参考答案与试题解析
一．选择题（共14小题）
1．如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是（ ）
A． 鼻孔吸气 B． 气沉丹田
C． 排山倒海 D． 打完收工
【解答】解：小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，打完收工相当于排气冲程；排山倒海时对外做功，相当于做功冲程；
故选：C。
2．世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈弗大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（ ）
A．动能→电能→化学能→光能
B．电能→动能→化学能→光能
C．动能→电能→光能→化学能
D．电能→动能→光能→化学能
【解答】解：球在被踢的过程中，其内部的小发电机工作，是将动能转化为电能；然后再将电能转化为化学能储存在蓄电池中；LED灯发光时，将化学能转化为光能；故A正确，BCD错误。
故选：A。
3．目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
【解答】解：
（1）当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
（2）钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
故选：D。
4．如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．25% B．40% C．75% D．35%
【解答】解：
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。即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以内燃机的热机效率η＝1﹣25%﹣40%＝35%。
故选：D。
5．关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（ ）
A．热量可以从低温物体转移到高温物体
B．能量转移和转化没有方向性
C．电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用
D．汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
【解答】解：A、热量不可以自发的从低温物体转移到高温物体，在外界的影响下，热量可以从低温物体转移到高温物体，例如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下，热量可以从低温物体转移到高温物体，故A正确。
B、能量转移和转化有方向性，故B错误；
C、电取暧器辐射到房间里的热量被人和房间吸收，由于内能的转移具有方向性，所以这部分内能不可以再利用，故C错误；
D、汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用，因此不能驱动汽车，故D错误。
故选：A。
6．前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入实用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（ ）
A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
【解答】解：
A、氢气燃烧生成水，其燃烧无污染是最大的优点，因此也是“水氢发动机”备受关注的原因之一，故A正确；
B、因为氢气的热值高、密度小，所以氢气是发动机的一种理想燃料，故B正确；
C、“水氢发动机”是利用氢气燃烧释放的内能来对外做功，从而推动机器运转，故C正确；
D、利用水制取氢气耗能高，即消耗其他形式的能量多于氢气燃烧释放的内能，且内能不可能全部转化为机械能，所以“水氢发动机”的效率较低，这也是它没有真正投入使用的重要原因，故D错误。
故选：D。
7．下列关于热机、热值的说法正确的是（ ）
A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是kg/J
C．柴油机工作的效率是35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功
D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
【解答】解：A、汽油机和柴油机构造不同。汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴。故A错误；
B、单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值，所以热值的单位是J/kg。故B错误；
C、柴油机的效率为35%，说明它工作时柴油完全燃烧放出的热量的35%转化为有用功。故C错误；
D、四冲程内燃机是吸气、压缩、做功、排气四个冲程连续工作的循环过程。故D正确。
故选：D。
8．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精。盒盖迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【解答】解：
如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，转化为盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；
四冲程汽油机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，也是将内能转化为机械能。
故选：C。
9．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
【解答】解：
A、汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；
B、在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；
C、在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；
D、在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。
故选：A。
10．某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg。下列说法中（ ）
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确
【解答】解：
①完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放＝m柴油q＝0.7kg×4.3×107J/kg＝3.01×107J，故①错误；
②柴油发动机做功：W＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J，柴油发动机的效率：η=WQ放×100%=9.03×106J3.01×107J×100%＝30%，故②正确；
③汽车速度：v＝72km/h＝72×13.6m/s＝20m/s，由P=Wt=Fst=Fv得，汽车的牵引力：F=Pv=210×103W20m/s=1.05×104N，故③正确；
④由p=FS得，公路所能承受的最大压力：F＝pS＝8×105Pa×0.5m2＝4×105N，汽车与货物的质量之和：m总=G总g=Fg=4×105N10N/kg=4×104kg＝40t，汽车最多能装载货物质量：m＝m总﹣m车＝40t﹣12t＝28t，故④错误。
综上，①④错误，②③正确。
故选：D。
11．有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗的汽油之比为（ ）
A．2：5 B．8：5 C．5：8 D．5：2
【解答】解：
由热机效率公式η=Q有用Q总可得：Q总甲=Q有用甲η甲，Q总乙=Q有用乙η乙，
所以Q甲总：Q乙总=Q有用甲η甲：Q有用乙η乙=25：14=8：5；
又因为Q＝mq，即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8：5。
故选：B。
12．据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星。发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（ ）
A．热值大 B．比热容大
C．密度大 D．以上说法都不正确
【解答】解：发射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。
故选：A。
13．汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%．机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）
A．2.76×104J B．3.22×104J C．0.92×104J D．2.3×104 J
【解答】解：
（1）汽油机的效率：η＝100%﹣35%﹣30%﹣10%＝25%；
（2）2g汽油完全燃烧产生的热量：
Q＝mq＝2×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝9.2×104J；
（3）根据η=WQ可知获得的机械能：
W＝ηQ＝25%×9.2×104J＝2.3×104J。
故选：D。
14．下列说法正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C．同一物体，温度降低的越多，放出热量就越多
D．人体内水的比例很高，有助于调节体温，以免温度变化太快对身体造成危害
【解答】解：A、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故A错误；
B、热传递中，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，传递的不是温度，故B错误；
C、由Q＝cm△t可知，没有外界做功时，同一物体，温度降得越多，放出的热量就越多，若物体的状态改变，c也随之改变，故C错误；
D、生物体内水的比例很高，在外界环境温度升高时，生物体即使吸收较多的热量，由于水的比热容较大，体温不会升的过高；同理在外界环境温度降低时，由于水的比热容较大，即使放出较多的热量，体温也不会过低，所以生物体内的水分有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成损害。故D正确。
故选：D。
二．多选题（共2小题）
15．如图所示是“风能太阳能互补”节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计解释合理的是（ ）
A．太阳能电池板是将太阳能转化电能
B．蓄电池储存能量的过程是将机械能和太阳能转化成电能
C．节能灯工作时是将电能转化成光能和内能
D．小风扇工作时将机械能转化为电能
【解答】解：A、太阳能电池板，消耗太阳能，产生电能，故是把太阳能转化为电能，故A正确；
B、蓄电池储存能量的过程是充电过程，即消耗电能，产生化学能，所以是将电能转化为化学能的过程，故B错误；
C、节能灯工作时，消耗电能，产生光能和内能，所以是将电能转化为光能和内能的过程，故C正确；
D、图中的小风扇工作时，消耗风能，产生电能，故是把风能转化为电能，故D正确；
故选：ACD。
16．有关能量守恒定律，下列说法中不正确的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
【解答】解：A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；
B、能量守恒定律既适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；
C、“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；
D、据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确；
故选：ABC。
三．填空题（共4小题）
17．四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的是 做功 冲程，如果汽油机的转速表显示3000revs/min，那么该汽油机每秒内做 25 次功。给汽车加油时能闻到汽油的味道说明 分子不停地做无规则运动 。
【解答】解：
做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，燃气的内能减小，活塞机械能增加，即将内能转化为机械能；
汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，
3000r/min＝50r/s，即每秒飞轮转50圈，完成25个工作循环，对外做功25次。
汽车加油时能闻到汽油的气味，是因为汽油分子不停地做无规则运动，这是扩散现象。
故答案为：做功；25；分子不停地做无规则运动。
18．氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池工作原理如图所示。工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气，在氢电极上由于催化剂的作用氢气变为氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，如果将两电极用灯泡连接，则会在灯泡上形成 向左 （选填“向左”或“向右”）的电流。如果已知某氢燃料电池车输出功率为40千瓦，以80km/h的速度行驶100km，则需要消耗氢气 2 kg（已知燃料电池车能量转化效率为60%，每千克氢气能释放的能量为1.5×108J），这些氢气的总能量大约相当于 6.7 kg汽油完全燃烧放出的热量（结果保留一位小数，已知汽油的热值为4.5×107J/kg）。
【解答】解：（1）由题知，氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，可以得出氧电极为电源的正极，则氢电极为电源的负极，因为在电源外部，电流的方向是从正极经用电器回到负极；故灯泡中的电流方向向左。
（2）以80km/h的速度行驶100km，则行驶的时间为：t=sv=100km80km/h=1.25h＝4500s；
氢燃料电池做的有用功为：W＝Pt＝4×104W×4500s＝1.8×108J；
已知燃料电池车能量转化效率为60%，
故需要氢气提供的能量为：Q=Wη=1.8×108J60%=3×108J；
则需要氢气的质量为：m=Qq=3×108J1.5×108J/kg=2kg；
若氢气的总能量由汽油完全燃烧放出的热量提供，
则需要汽油的质量为：m汽油=Qq汽油=3×108J4.5×107J/kg≈6.7kg；
故答案为：向左；2；6.7。
19．2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。
（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机 属于 （填“属于”或“不属于“）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断 减小 （填“增大”或“减小”），“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器是 静止 （填“运动”或“静止”）的。
（2）“嫦娥四号”降落到距月球表面100m时，开始悬停并寻找着陆点。悬停时，“嫦娥四号”发动机的推力为2.5×103N，则“嫦娥四号”的重力为 2.5×103 N．“嫦娥四号”从100m高竖直降落到月球表面所用的时间为80s，该过程中“嫦娥四号”的平均速度为 1.25 m/s，重力（忽略其变化）做的功为 2.5×105 J。
【解答】解：（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机将燃料燃烧产生的内能转化为发动机的机械能，是热机；
“嫦娥四号”减速落月过程中，质量减小，速度减小，其动能减小；
“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器没有位置的变化，是静止的；
（2）悬停时，“嫦娥四号”处于平衡状态，受到重力和发动机的推力一对平衡力的作用，大小相等，即G＝F＝2.5×103N；
从100m高竖直降落到月球表面的平均速度为：v=st=100m80s=1.25m/s；
重力做的功为：W＝Gh＝2.5×103N×100m＝2.5×105J。
故答案为：（1）属于；减小；静止；（2）2.5×103；1.25；2.5×105。
20．某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是 0.6 L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是 25 %（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
【解答】解：
（1）由v=st得汽车行驶距离：
s＝vt＝20m/s×500s＝10000m＝10km，
因为每百公里的油耗为6L，
所以行驶10km（公里）消耗汽油：
V=10100×6L＝0.6L；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.6L×3.3×107J/L＝1.98×107J，
因为汽车匀速行驶，
所以汽车牵引力：
F＝f＝495N，
牵引力做功：
W＝Fs＝495N×10000m＝4.95×106J，
汽油机的效率：
η=WQ放=4.95×106J1.98×107J×100%＝25%。
故答案为：0.6；25。
四．实验探究题（共3小题）
21．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。
（1）比较不同燃料的热值应选择 乙丙 两个装置，比较不同物质的比热容应选择 甲乙 两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是 控制变量 法
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计 示数的变化 比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做 转换 法。
（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是 4.2×104 J，如果认为若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是 4.2×106 J/kg，算出的热值比标准值 偏小 。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]
【解答】解：（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数的变化得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择乙和丙两图进行实验；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和乙两图进行实验，这用到了控制变量法；
（2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应，这用到了转换法；
（3）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J；
如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，即Q放＝Q吸＝4.2×104J；
根据Q放＝mq知酒精的热值：
q酒精=Q放m=4.2×104J0.01kg=4.2×106J/kg，
因为加热时有热量的散失以及燃料不完全燃烧，会使得测量的热值偏小。
故答案为：（1）乙丙； 甲乙； 控制变量；（2）示数的变化；转换；（3）4.2×104 ； 4.2×106 ；偏小。
22．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是 由下而上 （由下而上/由上而下）。
（2）为保证实验结论的可靠，在实验中应控制的因素有： 酒精和碎纸片的质量 ， 两杯水的质量 等。
（3）实验数据记录如表：
燃 料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值J/kg
酒 精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
？
根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 1.2×106 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 小 （选填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是： 存在热损失或者燃料没有完全燃烧 。
（5）另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？ 不能 （能/不能）理由： 水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少 ，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？ 增加水的质量或减少燃料的质量 。
【解答】解：
（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材；
（2）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；
（3）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1.2×106J/kg；
（4）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。
（5）因为水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少，所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，将不能比较两种燃料的热值；为避免出现在实验中水沸腾的现象，应增加水的质量或减少燃料的质量。
故答案为：（1）由下而上；（2）酒精和碎纸片的质量；两杯水的质量；（3）1.2×106；（4）小；存在热损失或者燃料没有完全燃烧；（5）不能；水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少；增加水的质量或减少燃料的质量。
23．阅读短文，回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 机械 能。
（2）若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为 pV （用字母表示）。
（3）若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是 增大牵引力 。
（4）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是 A 。
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（5）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为 0.04 s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为nr/s时该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为 C ：
A．np0V排2 B．np0V排C.2np0V排D.4np0V排。
【解答】解：
（1）内燃机就是将内能转化为机械能的机器；
（2）在做功冲程，活塞移动的距离为l，发动机的单缸排量V＝SL，燃气对活塞所做的功：W＝FL＝pSL＝pV；
（3）因为发动机的功率P＝Fv，即功率一定时，降低速度是为了增大牵引力；
（4）四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，据此可知
四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的是吸气冲程，故选A；
（5）在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，所以发动机转速为3000r/min时，完成1500个工作循环，
每个工作循环所需要的时间为t=601500s＝0.04s；
设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量14V排，
做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F＝p0S，
每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：W0＝FL＝p0SL=14p0V排，
做的总功：W＝4W0＝4×14p0V排＝p0V排，
发动机转速为nr/s时，燃气对活塞做功的功率：P=Wt=P0V排12n=2n×P0V排＝2nP0V排，
所以，在发动机转速nr/s，做功冲程汽缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比。故选C
故答案为：（1）机械；（2）pV；（3）增大牵引力；（4）A；（5）0.04；C。
五．计算题（共1小题）
24．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油1kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/kg•℃）求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
【解答】解：
（1）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝1kg×4.5×107J/kg＝4.5×107J，
（2）由η=Q吸Q放可知，
水吸收的热量为：
Q吸＝ηQ放＝42%×4.5×107J＝1.89×107J；
由Q吸＝cm△t得水升高的温度：
△t=Q吸cm=1.89×107J4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg=45℃；
（3）已知汽车所做的功相同，根据W＝ηQ可知，W＝η1Q1＝η2Q2，即：30%mq＝40%m′q，
所以m′=30%×1kg40%=0.75kg。
答：
（1）汽油完全燃烧放出的热量为4.5×107J；
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的 热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度为45℃；
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油为0.75kg。
《内能的利用》中考试题精选
一．选择题（共14小题）
1．如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是（ ）
A． 鼻孔吸气 B． 气沉丹田
C． 排山倒海 D． 打完收工
2．世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈弗大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（ ）
A．动能→电能→化学能→光能
B．电能→动能→化学能→光能
C．动能→电能→光能→化学能
D．电能→动能→光能→化学能
3．目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
4．如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．25% B．40% C．75% D．35%
5．关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（ ）
A．热量可以从低温物体转移到高温物体
B．能量转移和转化没有方向性
C．电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用
D．汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
6．前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入实用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（ ）
A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
7．下列关于热机、热值的说法正确的是（ ）
A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是kg/J
C．柴油机工作的效率是35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功
D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
8．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精。盒盖迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
9．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
10．某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg。下列说法中（ ）
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确
11．有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗的汽油之比为（ ）
A．2：5 B．8：5 C．5：8 D．5：2
12．据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星。发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（ ）
A．热值大 B．比热容大
C．密度大 D．以上说法都不正确
13．汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%．机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）
A．2.76×104J B．3.22×104J C．0.92×104J D．2.3×104 J
14．下列说法正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C．同一物体，温度降低的越多，放出热量就越多
D．人体内水的比例很高，有助于调节体温，以免温度变化太快对身体造成危害
二．多选题（共2小题）
15．如图所示是“风能太阳能互补”节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计解释合理的是（ ）
A．太阳能电池板是将太阳能转化电能
B．蓄电池储存能量的过程是将机械能和太阳能转化成电能
C．节能灯工作时是将电能转化成光能和内能
D．小风扇工作时将机械能转化为电能
16．有关能量守恒定律，下列说法中不正确的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
三．填空题（共4小题）
17．四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的是 冲程，如果汽油机的转速表显示3000revs/min，那么该汽油机每秒内做 次功。给汽车加油时能闻到汽油的味道说明 。
18．氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池工作原理如图所示。工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气，在氢电极上由于催化剂的作用氢气变为氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，如果将两电极用灯泡连接，则会在灯泡上形成 （选填“向左”或“向右”）的电流。如果已知某氢燃料电池车输出功率为40千瓦，以80km/h的速度行驶100km，则需要消耗氢气 kg（已知燃料电池车能量转化效率为60%，每千克氢气能释放的能量为1.5×108J），这些氢气的总能量大约相当于 kg汽油完全燃烧放出的热量（结果保留一位小数，已知汽油的热值为4.5×107J/kg）。
19．2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。
（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机 （填“属于”或“不属于“）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断 （填“增大”或“减小”），“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器是 （填“运动”或“静止”）的。
（2）“嫦娥四号”降落到距月球表面100m时，开始悬停并寻找着陆点。悬停时，“嫦娥四号”发动机的推力为2.5×103N，则“嫦娥四号”的重力为 N．“嫦娥四号”从100m高竖直降落到月球表面所用的时间为80s，该过程中“嫦娥四号”的平均速度为 m/s，重力（忽略其变化）做的功为 J。
20．某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是 L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是 %（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
四．实验探究题（共3小题）
21．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。
（1）比较不同燃料的热值应选择 两个装置，比较不同物质的比热容应选择 两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是 法
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计 比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做 法。
（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是 J，如果认为若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是 J/kg，算出的热值比标准值 。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]
22．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是 （由下而上/由上而下）。
（2）为保证实验结论的可靠，在实验中应控制的因素有： ， 等。
（3）实验数据记录如表：
燃 料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值J/kg
酒 精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
？
根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （选填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是： 。
（5）另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？ （能/不能）理由： ，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？ 。
23．阅读短文，回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 能。
（2）若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为 （用字母表示）。
（3）若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是 。
（4）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是 。
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（5）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为 s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为nr/s时该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为 ：
A．np0V排2 B．np0V排C.2np0V排D.4np0V排。
五．计算题（共1小题）
24．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油1kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/kg•℃）求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
参考答案与试题解析
一．选择题（共14小题）
1．如图所示，是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是（ ）
A． 鼻孔吸气 B． 气沉丹田
C． 排山倒海 D． 打完收工
【解答】解：小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，打完收工相当于排气冲程；排山倒海时对外做功，相当于做功冲程；
故选：C。
2．世界上还有许多欠发达地区至今用不上电。美国哈弗大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（ ）
A．动能→电能→化学能→光能
B．电能→动能→化学能→光能
C．动能→电能→光能→化学能
D．电能→动能→光能→化学能
【解答】解：球在被踢的过程中，其内部的小发电机工作，是将动能转化为电能；然后再将电能转化为化学能储存在蓄电池中；LED灯发光时，将化学能转化为光能；故A正确，BCD错误。
故选：A。
3．目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（ ）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
【解答】解：
（1）当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
（2）钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
故选：D。
4．如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．25% B．40% C．75% D．35%
【解答】解：
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。即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，所以内燃机的热机效率η＝1﹣25%﹣40%＝35%。
故选：D。
5．关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（ ）
A．热量可以从低温物体转移到高温物体
B．能量转移和转化没有方向性
C．电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用
D．汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
【解答】解：A、热量不可以自发的从低温物体转移到高温物体，在外界的影响下，热量可以从低温物体转移到高温物体，例如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下，热量可以从低温物体转移到高温物体，故A正确。
B、能量转移和转化有方向性，故B错误；
C、电取暧器辐射到房间里的热量被人和房间吸收，由于内能的转移具有方向性，所以这部分内能不可以再利用，故C错误；
D、汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用，因此不能驱动汽车，故D错误。
故选：A。
6．前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以利用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入实用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（ ）
A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
【解答】解：
A、氢气燃烧生成水，其燃烧无污染是最大的优点，因此也是“水氢发动机”备受关注的原因之一，故A正确；
B、因为氢气的热值高、密度小，所以氢气是发动机的一种理想燃料，故B正确；
C、“水氢发动机”是利用氢气燃烧释放的内能来对外做功，从而推动机器运转，故C正确；
D、利用水制取氢气耗能高，即消耗其他形式的能量多于氢气燃烧释放的内能，且内能不可能全部转化为机械能，所以“水氢发动机”的效率较低，这也是它没有真正投入使用的重要原因，故D错误。
故选：D。
7．下列关于热机、热值的说法正确的是（ ）
A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是kg/J
C．柴油机工作的效率是35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功
D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
【解答】解：A、汽油机和柴油机构造不同。汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴。故A错误；
B、单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值，所以热值的单位是J/kg。故B错误；
C、柴油机的效率为35%，说明它工作时柴油完全燃烧放出的热量的35%转化为有用功。故C错误；
D、四冲程内燃机是吸气、压缩、做功、排气四个冲程连续工作的循环过程。故D正确。
故选：D。
8．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精。盒盖迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【解答】解：
如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，转化为盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；
四冲程汽油机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，也是将内能转化为机械能。
故选：C。
9．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
【解答】解：
A、汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；
B、在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；
C、在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；
D、在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。
故选：A。
10．某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg。下列说法中（ ）
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104N
④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物
A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有①③正确 D．只有②③正确
【解答】解：
①完全燃烧700g干木柴放出的热量：Q放＝m柴油q＝0.7kg×4.3×107J/kg＝3.01×107J，故①错误；
②柴油发动机做功：W＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J，柴油发动机的效率：η=WQ放×100%=9.03×106J3.01×107J×100%＝30%，故②正确；
③汽车速度：v＝72km/h＝72×13.6m/s＝20m/s，由P=Wt=Fst=Fv得，汽车的牵引力：F=Pv=210×103W20m/s=1.05×104N，故③正确；
④由p=FS得，公路所能承受的最大压力：F＝pS＝8×105Pa×0.5m2＝4×105N，汽车与货物的质量之和：m总=G总g=Fg=4×105N10N/kg=4×104kg＝40t，汽车最多能装载货物质量：m＝m总﹣m车＝40t﹣12t＝28t，故④错误。
综上，①④错误，②③正确。
故选：D。
11．有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25%，乙的效率是20%，则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗的汽油之比为（ ）
A．2：5 B．8：5 C．5：8 D．5：2
【解答】解：
由热机效率公式η=Q有用Q总可得：Q总甲=Q有用甲η甲，Q总乙=Q有用乙η乙，
所以Q甲总：Q乙总=Q有用甲η甲：Q有用乙η乙=25：14=8：5；
又因为Q＝mq，即甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8：5。
故选：B。
12．据中央电视台新闻联播报道，2016年7月，我国将发射全球首颗量子通信卫星。发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的（ ）
A．热值大 B．比热容大
C．密度大 D．以上说法都不正确
【解答】解：发射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。
故选：A。
13．汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%．机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）
A．2.76×104J B．3.22×104J C．0.92×104J D．2.3×104 J
【解答】解：
（1）汽油机的效率：η＝100%﹣35%﹣30%﹣10%＝25%；
（2）2g汽油完全燃烧产生的热量：
Q＝mq＝2×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝9.2×104J；
（3）根据η=WQ可知获得的机械能：
W＝ηQ＝25%×9.2×104J＝2.3×104J。
故选：D。
14．下列说法正确的是（ ）
A．热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C．同一物体，温度降低的越多，放出热量就越多
D．人体内水的比例很高，有助于调节体温，以免温度变化太快对身体造成危害
【解答】解：A、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故A错误；
B、热传递中，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，传递的不是温度，故B错误；
C、由Q＝cm△t可知，没有外界做功时，同一物体，温度降得越多，放出的热量就越多，若物体的状态改变，c也随之改变，故C错误；
D、生物体内水的比例很高，在外界环境温度升高时，生物体即使吸收较多的热量，由于水的比热容较大，体温不会升的过高；同理在外界环境温度降低时，由于水的比热容较大，即使放出较多的热量，体温也不会过低，所以生物体内的水分有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成损害。故D正确。
故选：D。
二．多选题（共2小题）
15．如图所示是“风能太阳能互补”节能灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板，“腰插”蓄电池。关于节能灯的设计解释合理的是（ ）
A．太阳能电池板是将太阳能转化电能
B．蓄电池储存能量的过程是将机械能和太阳能转化成电能
C．节能灯工作时是将电能转化成光能和内能
D．小风扇工作时将机械能转化为电能
【解答】解：A、太阳能电池板，消耗太阳能，产生电能，故是把太阳能转化为电能，故A正确；
B、蓄电池储存能量的过程是充电过程，即消耗电能，产生化学能，所以是将电能转化为化学能的过程，故B错误；
C、节能灯工作时，消耗电能，产生光能和内能，所以是将电能转化为光能和内能的过程，故C正确；
D、图中的小风扇工作时，消耗风能，产生电能，故是把风能转化为电能，故D正确；
故选：ACD。
16．有关能量守恒定律，下列说法中不正确的是（ ）
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
【解答】解：A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故错误；
B、能量守恒定律既适用能量转化过程，又适用于能量的转移过程，故错误；
C、“摩擦生热”是将机械转化为内能的过程，所以它也是符合能量守恒定律的，故错误；
D、据能量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故正确；
故选：ABC。
三．填空题（共4小题）
17．四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的是 做功 冲程，如果汽油机的转速表显示3000revs/min，那么该汽油机每秒内做 25 次功。给汽车加油时能闻到汽油的味道说明 分子不停地做无规则运动 。
【解答】解：
做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，燃气的内能减小，活塞机械能增加，即将内能转化为机械能；
汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，
3000r/min＝50r/s，即每秒飞轮转50圈，完成25个工作循环，对外做功25次。
汽车加油时能闻到汽油的气味，是因为汽油分子不停地做无规则运动，这是扩散现象。
故答案为：做功；25；分子不停地做无规则运动。
18．氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池工作原理如图所示。工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气，在氢电极上由于催化剂的作用氢气变为氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，如果将两电极用灯泡连接，则会在灯泡上形成 向左 （选填“向左”或“向右”）的电流。如果已知某氢燃料电池车输出功率为40千瓦，以80km/h的速度行驶100km，则需要消耗氢气 2 kg（已知燃料电池车能量转化效率为60%，每千克氢气能释放的能量为1.5×108J），这些氢气的总能量大约相当于 6.7 kg汽油完全燃烧放出的热量（结果保留一位小数，已知汽油的热值为4.5×107J/kg）。
【解答】解：（1）由题知，氢离子向氧电极移动，最后在氧电极上聚集，电子则留在氢电极上，可以得出氧电极为电源的正极，则氢电极为电源的负极，因为在电源外部，电流的方向是从正极经用电器回到负极；故灯泡中的电流方向向左。
（2）以80km/h的速度行驶100km，则行驶的时间为：t=sv=100km80km/h=1.25h＝4500s；
氢燃料电池做的有用功为：W＝Pt＝4×104W×4500s＝1.8×108J；
已知燃料电池车能量转化效率为60%，
故需要氢气提供的能量为：Q=Wη=1.8×108J60%=3×108J；
则需要氢气的质量为：m=Qq=3×108J1.5×108J/kg=2kg；
若氢气的总能量由汽油完全燃烧放出的热量提供，
则需要汽油的质量为：m汽油=Qq汽油=3×108J4.5×107J/kg≈6.7kg；
故答案为：向左；2；6.7。
19．2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。
（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机 属于 （填“属于”或“不属于“）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断 减小 （填“增大”或“减小”），“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器是 静止 （填“运动”或“静止”）的。
（2）“嫦娥四号”降落到距月球表面100m时，开始悬停并寻找着陆点。悬停时，“嫦娥四号”发动机的推力为2.5×103N，则“嫦娥四号”的重力为 2.5×103 N．“嫦娥四号”从100m高竖直降落到月球表面所用的时间为80s，该过程中“嫦娥四号”的平均速度为 1.25 m/s，重力（忽略其变化）做的功为 2.5×105 J。
【解答】解：（1）“嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机将燃料燃烧产生的内能转化为发动机的机械能，是热机；
“嫦娥四号”减速落月过程中，质量减小，速度减小，其动能减小；
“嫦娥四号“相对于其内部的巡视器没有位置的变化，是静止的；
（2）悬停时，“嫦娥四号”处于平衡状态，受到重力和发动机的推力一对平衡力的作用，大小相等，即G＝F＝2.5×103N；
从100m高竖直降落到月球表面的平均速度为：v=st=100m80s=1.25m/s；
重力做的功为：W＝Gh＝2.5×103N×100m＝2.5×105J。
故答案为：（1）属于；减小；静止；（2）2.5×103；1.25；2.5×105。
20．某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L．当汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是 0.6 L．假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N．则汽油机的效率是 25 %（已知汽油的热值是3.3×107J/L）。
【解答】解：
（1）由v=st得汽车行驶距离：
s＝vt＝20m/s×500s＝10000m＝10km，
因为每百公里的油耗为6L，
所以行驶10km（公里）消耗汽油：
V=10100×6L＝0.6L；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.6L×3.3×107J/L＝1.98×107J，
因为汽车匀速行驶，
所以汽车牵引力：
F＝f＝495N，
牵引力做功：
W＝Fs＝495N×10000m＝4.95×106J，
汽油机的效率：
η=WQ放=4.95×106J1.98×107J×100%＝25%。
故答案为：0.6；25。
四．实验探究题（共3小题）
21．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。
（1）比较不同燃料的热值应选择 乙丙 两个装置，比较不同物质的比热容应选择 甲乙 两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是 控制变量 法
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计 示数的变化 比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做 转换 法。
（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是 4.2×104 J，如果认为若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是 4.2×106 J/kg，算出的热值比标准值 偏小 。（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]
【解答】解：（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数的变化得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择乙和丙两图进行实验；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和乙两图进行实验，这用到了控制变量法；
（2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应，这用到了转换法；
（3）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J；
如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，即Q放＝Q吸＝4.2×104J；
根据Q放＝mq知酒精的热值：
q酒精=Q放m=4.2×104J0.01kg=4.2×106J/kg，
因为加热时有热量的散失以及燃料不完全燃烧，会使得测量的热值偏小。
故答案为：（1）乙丙； 甲乙； 控制变量；（2）示数的变化；转换；（3）4.2×104 ； 4.2×106 ；偏小。
22．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是 由下而上 （由下而上/由上而下）。
（2）为保证实验结论的可靠，在实验中应控制的因素有： 酒精和碎纸片的质量 ， 两杯水的质量 等。
（3）实验数据记录如表：
燃 料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值J/kg
酒 精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
？
根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 1.2×106 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 小 （选填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是： 存在热损失或者燃料没有完全燃烧 。
（5）另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？ 不能 （能/不能）理由： 水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少 ，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？ 增加水的质量或减少燃料的质量 。
【解答】解：
（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材；
（2）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；
（3）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1.2×106J/kg；
（4）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。
（5）因为水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少，所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，将不能比较两种燃料的热值；为避免出现在实验中水沸腾的现象，应增加水的质量或减少燃料的质量。
故答案为：（1）由下而上；（2）酒精和碎纸片的质量；两杯水的质量；（3）1.2×106；（4）小；存在热损失或者燃料没有完全燃烧；（5）不能；水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少；增加水的质量或减少燃料的质量。
23．阅读短文，回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一根汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
（1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 机械 能。
（2）若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为 pV （用字母表示）。
（3）若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是 增大牵引力 。
（4）四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的冲程是 A 。
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气
（5）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为 0.04 s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为nr/s时该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为 C ：
A．np0V排2 B．np0V排C.2np0V排D.4np0V排。
【解答】解：
（1）内燃机就是将内能转化为机械能的机器；
（2）在做功冲程，活塞移动的距离为l，发动机的单缸排量V＝SL，燃气对活塞所做的功：W＝FL＝pSL＝pV；
（3）因为发动机的功率P＝Fv，即功率一定时，降低速度是为了增大牵引力；
（4）四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，据此可知
四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，4号汽缸所处的是吸气冲程，故选A；
（5）在发动机中，飞轮转2周完成一个工作循环，所以发动机转速为3000r/min时，完成1500个工作循环，
每个工作循环所需要的时间为t=601500s＝0.04s；
设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量14V排，
做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F＝p0S，
每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：W0＝FL＝p0SL=14p0V排，
做的总功：W＝4W0＝4×14p0V排＝p0V排，
发动机转速为nr/s时，燃气对活塞做功的功率：P=Wt=P0V排12n=2n×P0V排＝2nP0V排，
所以，在发动机转速nr/s，做功冲程汽缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比。故选C
故答案为：（1）机械；（2）pV；（3）增大牵引力；（4）A；（5）0.04；C。
五．计算题（共1小题）
24．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油1kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/kg•℃）求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
【解答】解：
（1）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝1kg×4.5×107J/kg＝4.5×107J，
（2）由η=Q吸Q放可知，
水吸收的热量为：
Q吸＝ηQ放＝42%×4.5×107J＝1.89×107J；
由Q吸＝cm△t得水升高的温度：
△t=Q吸cm=1.89×107J4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg=45℃；
（3）已知汽车所做的功相同，根据W＝ηQ可知，W＝η1Q1＝η2Q2，即：30%mq＝40%m′q，
所以m′=30%×1kg40%=0.75kg。
答：
（1）汽油完全燃烧放出的热量为4.5×107J；
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的 热量的42%，这些废气的能量全部被质量100kg的水吸收，水升高的温度为45℃；
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油为0.75kg。
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