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初中物理第十二章 机械能和内能综合与测试单元测试随堂练习题
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这是一份初中物理第十二章 机械能和内能综合与测试单元测试随堂练习题，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
苏科版初中物理九年级上册第十二章《机械能和内能》单元测试卷
考试范围：第十二章；考试时间：75分钟；总分：80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，如图．不计空气阻力，下列说法正确的是 ( )
A. 只要A点高于D点，小环就能到达D点
B. 若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动
C. 小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D. 小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
2. 如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上，墙壁足够高，则物块( )
A. 运动速度变大
B. 所受摩擦力变大
C. 动能先变大后不变
D. 机械能先减小后不变
3. 2022年2月北京冬奥会顺利举办，如图是我国运动员苏翊鸣在单板滑雪男子大跳台比赛中奋力拼搏的场景。他从加速助滑到跳台腾空而起完成技术动作，落地后滑行一段进行缓冲。以下说法正确的是( )
A. 他在起跳前加速下滑的过程，动能增大
B. 他在起跳点用力蹬地起跳后，受到平衡力
C. 他起跳后在空中滑行时，重力势能保持不变
D. 他落地后滑行时，看到观众向后退，是以观众为参照物
4. 如图所示是甲、乙两种物质的熔化图象，下列说法正确的是( )
A. 0～4min甲比乙吸热多
B. 4～8min甲不吸热
C. 0～10min甲和乙内能不断增加
D. 0～10min甲和乙温度不断升高
5. 下列说法正确的是( )
A. 晶体熔化时，吸热、温度不变，内能不变
B. 物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C. 物体的温度越高，含有的热量越多
D. 内能是物体内所有分子动能和势能的总和
6. 如图所示，是机器人“大白”正在泡茶的情景，下列说法中正确的是( )
A. 茶水沸腾时的温度一定是100℃
B. 泡热茶时水壶口上方的“白气”是水蒸气
C. 茶的香味充满整个房间是分子间的力相互作用的结果
D. 把热茶倒入茶杯中，杯身变热是通过热传递改变内能
7. 将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了6℃。如果继续向容器中倒入5杯同样的热水，则容器中的水温会升高(不计热量损失)( )
A. 14℃ B. 12℃ C. 9℃ D. 4℃
8. 如图甲所示，将质量相等的甲、乙两种物质分别装在两个相同的试管中，放入装有水的烧杯中加热，绘制出温度随时间变化的图象(如图乙所示)，下列说法正确的是( )
A. 甲物质是晶体，乙物质是非晶体
B. 0～2min 内乙物质比甲物质吸收的热量多
C. 乙物质在CD段的比热容比AB段的比热容大
D. 乙物质在BC段不断吸热，温度不变，内能不变
9. 下列一些关于生活中的物理现象及其解析正确的是( )
A. 夏天，盛冷饮的杯子外壁出现水珠，这是水的汽化现象
B. 寒冬，房间窗户玻璃的内表面出现冰花，这属于凝华现象
C. 夏天，在教室内洒水可以降温，是利用水的比热容大的原故
D. 寒冬，在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除雪，是因为盐可以提高冰雪的熔点
10. 质量相等的两金属块A、B长时间放在沸水中，将它们从沸水中取出后，立刻分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中。不计热量损失，当甲、乙两杯水的温度不再升高时，发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度。则下列说法中正确的有的是( )
①金属块A末温比B的末温高
②金属块B放出的热量比A的多
③金属块A的比热容比B的比热容小
④甲杯中的水比乙杯中的水吸收的热量少
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
11. 关于温度、内能和热量的说法中，正确的是( )
A. 物体吸收热量时内能增加，温度一定升高
B. 在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能
C. 用锯条锯木板，锯条从木板吸收了热量，锯条的温度升高
D. 人们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
12. 下列关于热现象的说法中正确的是( )
A. 用手摸冰感到比用手摸水凉，是因为冰的温度一定比水的温度低
B. 物体的温度升高，内能一定增加
C. 一瓶水的温度升高了，一定是通过热传递的方式改变水的内能
D. 煤的热值大于干木材的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木材放出的热量多
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 2022年6月5日，“神舟十四号”火箭发射成功。火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的______较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是______能转化为机械能。
14. 第24届冬奥会于2022年2月4日在北京召开，如图是2022年北京冬奥会的会徽，名字叫“冬梦”，以汉字“冬”为灵感，运用书法艺术形态，传递出实现“三亿人参与冰雪运动”的目标，短道速滑是我国的一个优势项目，运动员在起跑时，冰刀用力向后蹬冰面，运动员向前跑出，这是因为力的作用是______的；在滑行的过程中，以冰面为参照物，运动员是______(选填“运动”或“静止”)的；滑行时由于摩擦，冰刀的温度升高，这是通过______的方式增加了冰刀的内能；冲过终点后运动员并不能立刻停下来，其原因是运动员具有______。
15. 如图所示，轻质弹簧下端固定，另一端连接一个大小不计的重物。用手抓住重物向下压缩弹簧到点d，松手后弹簧推重物上升依次经过点c、b到最高点a，其中点b是弹簧不放重物静止时的位置，点c是重物放在弹簧上端静止时的位置。则重物点d运动到点a过程中，在______点动能最大，在______点机械能最大。(不计空气阻力)
16. 小李在实验室取出−10℃的冰进行加热实验，她观察冰熔化成水直到沸腾的过程并记录相关数据，绘制成如图所示的温度随时间变化的图象。根据图象可知0～4min内这块冰的内能______(选填“增加”、“减小”或“不变”)，加热到6min时，将处于______(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)，加热到______min，水开始沸腾。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 如图为某同学正在投铅球过程，请画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图象。(设铅球刚离开手时动能为E0)
18. 如图所示，画出内燃机做功冲程活塞运动的箭头方向和吸气冲程气缸门的开闭情况。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5m /s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是______，小球机械能的变化情况是______；
(2)全过程中，弹簧中弹力的最大值为______N；
(3)实验中所用小球的质量为______；
(4)如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______态(填“平衡”或“非平衡”)。
20. 如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置．小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中．用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5 min测量一次温度，数据记录在下表中．
加热时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
温度/℃
色拉油
20.0
20.3
20.7
21.5
23.0
25.0
27.0
29.0
31.0
水
20.0
20.2
20.5
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
(1)选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水________相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水________．
(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有________吸收热量．为尽量减小这种影响，写出一种改进方法：_________________________．
(3)根据上表实验数据，在图中画出水的温度随时间变化的图像．分析图像可知，当色拉油和水升高相同温度时，________需要的时间短，________需要吸收的热量更多．
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 随着科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络理元程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.5t，车轮与路面接触的总面积为750cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶12km，用时10min，行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.08倍。(汽车匀速行驶过程中功率恒定；汽油热值q=4.5×107J/kg，g取10N/kg))求：
(1)该车静止在水平路面上时对路面的压强。
(2)这段时间内牵引力所做的功和功率。
(3)该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油多少千克？
22. 如图所示的负压救护车在救治和转运传染病等特殊疾病时可以最大限度地减少医务人员交叉感染的机率。该车满载时总质量为4t，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，救护车受到的阻力为1×103N，该车柴油发动机的效率为40%.(g=10N/kg，柴油热值取4.3×107J/kg)。求：
(1)该车满载静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为2000cm2，则车对地面的压强是多大？
(2)此次行驶牵引力做功的功率多大？
(3)按这种方式行驶，100kg柴油可使汽车行驶多少距离？
23. 为改善城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车内水箱底部出水口面积为50cm2。(g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油的热值取4.0×107J/kg)求：
(1)洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力；
(2)洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机的功率为80kW，此时雾炮车受到的阻力；
(3)雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min，若柴油机效率为40%，需要消耗柴油的质量。
24. 国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行。若某新型天然气灶烧水的效率为40%，已知天然气热值约为q=4.0×107J/m3。将2kg的水倒入烧水壶中，水的初温是20℃。在一个标准大气压下，需要完全燃烧多少体积的天然气才能将这壶水烧开？(忽略壶吸收的热量及其他热损失)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】质量为m的小环在光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，不计空气阻力，小环的运动过程中机械能是守恒的，由A到B，小环的重力势能转化为动能，动能增加，机械能保持不变，故D正确；
由B到C动能转化为重力势能，重力势能增加，故C错误；
由C到D重力势能转化为动能，由于机械能守恒，所以只要A点高于或等于C点高度，小环就能到达C点，从而到达D点，故A错误；
小环到达D点后，由于惯性会继续沿CD方向运动一段距离，故B错误．故选D．
2.【答案】D
【解析】
【分析】
此题通过一个场景，综合考查了摩擦力大小的影响因素、动能和势能的大小变化等多个物理知识点，本题关键是通过对物块进行正确的受力分析，对物块在滑落过程中的运动状态作出准确判断，有一定难度。
【解答】
用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上，此时重力与拉力是一对平衡力；
当剪断细绳时，拉力消失，但同时用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上，则木块对墙面产生压力，进而产生沿墙壁向上的摩擦力，且摩擦力随着压力的增大而变大；开始时摩擦力较小，小于重力，物块向下做加速运动；随着摩擦力的增大，摩擦力大于重力后，向下做减速运动；所以，摩擦力先逐渐增大，当速度减小为0，摩擦力突然减小，减小到与重力相等后不再变化。
则：
A、物块的速度先变大再变小后不变，故A错误；
B、物块所受摩擦力先变大再变小后不变，故B错误；
C、物块的动能先变大再变小后不变，故C错误；
D、物块向下滑落的过程中，需要克服摩擦力做功，机械能减小；当物块静止后，机械能不再变化，故机械能先减小后不变，故D正确。
故选：D。
3.【答案】A
【解析】解：A、他在起跳前加速下滑的过程中质量不变，速度越来越大，所以动能越来越大，故A正确；
B、他在起跳点用力蹬地起跳后，速度和方向不断变化，处于非平衡状态，受到非平衡力的作用，故B错误；
C、重力势能的大小与物体质量和高度有关，他起跳后在空中滑行时质量不变，高度不断变化，重力势能不断变化，故C错误；
D、他落地后滑行时看到观众向后退，是以他自己为参照物，故D错误；
故选：A。
(1)动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能就越大；
(2)处于平衡状态的物体受到平衡力的作用；处于非平衡状态的物体受到非平衡力的作用；
(3)重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；
(4)一个物体相对于参照物，位置发生变化，这个物体是运动的；位置没有变化，这个物体是静止的。
此题涉及到的知识点较多，综合性很强，难度不大，是一道典型的题目。
4.【答案】C
【解析】解：
A、加热相同的时间，吸收的热量相同，故0～4min甲乙吸热一样多，故A错误；
B、甲物质的温度整体呈上升趋势，且有一段时间物质吸热但温度不再高，说甲是晶体熔化的图象，熔化过程吸热温度不变；乙吸热温度一直升高是非晶体，故B错误；
CD、0～10min甲和乙都吸热，内能都不断增加，只是甲是晶体，吸热温度不变，乙是非晶体，吸热温度升高，故C正确，D错误。
故选：C。
(1)相同时间吸收的热量相同；
(2)明确图象中横纵坐标所表示的内容，可以看出物质的温度整体呈上升趋势，且有一段时间物质吸热但温度不再高，说明这是晶体熔化的图象，熔化过程吸热温度不变；
(3)无论晶体还是非晶体吸热内能都增加；
(4)晶体熔化过程吸热温度不变；非晶体吸热温度升高。
分析物质熔化图象时，既要看温度随时间的整体变化趋势，更要学会观察关键的温度点和时间点，这样才能做出全面的分析。
5.【答案】D
【解析】解：A、晶体在熔化的过程中吸热，温度不变，但内能增加，故A错误；
B、物体内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界物体对它做了功，故B错误；
C、热量是一个过程量，不能用“含有”来修饰，故C错误；
D、内能是物体内部所有分子具有的分子动能和分子势能的总和，故D正确。
故选：D。
(1)晶体熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变。
(2)物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的；
(3)热量是指热传递过程中，物体传递能量的多少，是一个过程量，不能用“含有”“具有”来修饰；
(4)内能是物体内部所有分子做无规则运动具有的分子动能和分子势能的总和。
本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握，是中考的热点。
6.【答案】D
【解析】解：A、水在不同气压下的沸点不同，故茶水只有在一标准大气压沸腾的温度才是100℃，故A错误；
B、烧水泡茶时水壶口上方的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故B错误；
C、茶的香味充满整个房间是茶香不停地做无规则运动的结果，故C错误；
D、把热茶倒入茶杯中，杯身吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递改变内能，故D正确。
故选：D。
(1)液体的沸点跟气压的大小有关，气压增大，沸点升高；气压减小，沸点降低；
(2)物质由气态变成液态的过程叫液化；
(3)根据分子动理论的基本观点：分子不停地做无规则运动进行解答；
(4)改变内能的方法有两种：做功和热传递。
利用所学物理知识解释解决实际生活问题，学以致用，是学习的最终目的，平时要注意练习。
7.【答案】B
【解析】解：设热水和冷水的温度差为t，
因为质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了10℃，
所以Q吸=Q放，即cm0(t−10℃)=cm×10℃-------①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了6℃，
Q吸=Q放，即cm0(t−10℃−6℃)=c(m+m0)×6℃-------②
联立①②可得：m=3m0；
代入①式可得，t=40℃；
再向容器内倒入同样三杯热水，则由热平衡方程可知：
5m0c(40℃−10℃−6℃−Δt)=(m+2m0)cΔt
即5m0c(40℃−10℃−6℃−Δt)=(3m0+2m0)cΔt
Δt=12℃。
故选：B。
热传递过程中高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同。
知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化，利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式，可解得容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差；
则假设一次性将全部热水倒入，则可求得冷水升高的总温度，即可求得再加1杯水时容器内的水升高的温度。
解决此类综合分析题目，要结合热量公式和热传递的条件进行分析解答。不计热量的损失，可利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式，进行解答即可。
8.【答案】C
【解析】解：
A.由图乙可知，乙物质在第2min到第4min温度保持不变，所以乙为晶体，甲的温度一直上升，甲为非晶体，故A错误；
B.0～2min时间内，加热时间相同，两物质吸收热量相同，故B错误；
C.根据公式Q吸=cmΔt可以知道，当质量和吸收的热量相同时，比热容和升高的温度成反比，加热相同时间，即吸收相同的热量，AB段升高的温度比CD段升高的温度大，由此可知，AB段的比热容比CD段的比热容小，故C正确；
D.因为乙为晶体，晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增大，故乙物质在BC段不断吸热，温度不变，内能增加，故D错误。
故选：C。
(1)晶体熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增大；非晶体熔化过程中吸收热量，温度升高，内能增大；
(2)相同的加热装置，相同时间，物质吸收的热量相同；
(3)运用公式Q吸=cmΔt可以知道，当质量和吸收的热量相同时，比热容c和升高的温度Δt成反比。
根据图象是否有不变的温度判断是晶体还是非晶体，要学会从图象中找出与晶体有关的信息，解题的关键是理解图象中每一阶段表示的含义及物质的状态。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
(1)物质由液态变为气态的过程叫汽化、物质由气态变为液态的过程叫液化；
(2)物质由固态变为气态的过程叫升华、物质由气态变为固态的过程叫凝华；
(3)水蒸发要从周围空气吸热，使周围的空气温度降低，达到降温的目的；
(4)影响晶体熔点高低的因素：物质的种类、压力的大小、是否有杂质。种类不同，熔点一般不同，当有杂质参入时熔点降低。
物态变化类的题目，分清楚物质前后各处于什么状态，结合概念就可以得出，属于基本概念的考查。
【解答】
A、夏天，盛冷饮的杯子外壁出现水珠，是空气中的水蒸气液化形成的小水珠。故A不符合题意；
B、寒冬房间窗户玻璃的内表面出现冰花，是室内水蒸气遇冷的玻璃凝华形成的。故B符合题意；
C、因水蒸发有致冷作用，使周围空气温度降低，所以夏天洒水是利用了蒸发吸热的道理，故C不符合题意；
D、寒冷的冬季，向积雪撒盐，在其它条件相同时，积雪上洒盐水是参有杂质，积雪的熔点降低，使积雪熔化，故D不符合题意。
故选：B。
10.【答案】C
【解析】解：①达到热平衡后，金属块的末温等于水的末温，因为甲杯水的温度低于乙杯水的温度，所以金属块A末温比金属块B的末温低，故①错误；
②④两金属块使水温升高，甲杯水的温度低于乙杯水的温度，而初温相同，两杯水甲的温度变化小，而甲、乙两杯水的质量相同，由吸热公式Q吸=cmΔt可知，甲杯里的水比乙杯里的水吸收的热量少；每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量，所以金属块A放热少，即金属块B放出的热量比A的多，故②④正确；
③两金属块都从沸水中取出、初温相同，
对于金属块A来说有：cAmA(t−tA)=c水m水(tA−t水初)…①
对于金属块B来说有：cBmB(t−tB)=c水m水(tB−t水初)…②
因为mA=mB，则①÷②得：
cA(t−tA)cB(t−tB)=tA−t水初tB−t水初，
又因为tA
所以cA
故选：C。
当水的温度不再升高时，每个杯中都达到了热平衡，金属块的末温等于水温、每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量，据此利用吸热和放热公式判断正误。
本题考查了学生对吸热公式、热平衡方程的掌握和运用，能确定甲、乙两金属块的末温关系是本题的关键。
11.【答案】B
【解析】解：A、晶体熔化过程中，吸热但温度不变，故A错误；
B、汽油机在压缩冲程中把机械能转化为内能，使汽油和空气混合物的内能增加，温度升高，故B正确；
C、用锯条锯木板，摩擦生热，机械能转化成内能，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；
D、热量是过程量，只能说吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量，故D错误。
故选：B。
(1)晶体熔化过程中，吸热但温度不变；
(2)汽油机压缩冲程是将机械能转化为内能的过程；
(3)物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，内能与物体的温度有关，温度升高，内能增大；
(4)热量是过程量，只能说吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量。
本题考查了物体内能的改变，温度与内能的关系，热机的特点等，属热学综合题。
12.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了常见的热现象，综合性较强，难度一般。
(1)根据固体在熔化过程中需要吸热的特点进行分析；
(2)内能是物体内所有做热运动的分子的动能和分子势能的总和。不同物体的内能不但和物体的温度有关，还与物体的质量和状态有关；
(3)改变物体内能的方式有：做功和热传递；
(4)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【解答】
A.0℃的水和0℃的冰温度相同，当感觉冰比水凉，是因为冰首先要熔化成0℃水，在此过程需要吸热，故A错误；
B.同一物体的温度升高，内能一定增加，故B正确；
C.一瓶水的温度升高了，可能是通过热传递的方式改变了水的内能，也可能是通过对水做功改变水的内能，故C错误；
D.煤的热值比干木柴大，说明1kg的煤完全燃烧放出的热量比1kg干木柴完全燃烧放出的热量多，本选项的说法中两者质量不一定相等，且不一定完全燃烧，因此放出热量的多少不确定，故D错误。
13.【答案】热值 内能
【解析】解：运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量；并且所需的液态氢的体积小，便于储存和运输。火箭在推力作用下，加速上升，是内能转化为机械能。
故答案为：热值；内能。
(1)运载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，与其他物质相比完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
(2)火箭是热机的一种，它的工作原理就是将内能转化为机械能。
本题的解题关键是正确理解热机的工作原理和热值的概念，基础题。
14.【答案】相互 运动 做功 惯性
【解析】解：(1)运动员在起跑时，冰刀用力向后蹬冰面，冰刀对冰面有一个向后的作用力，运动员向后用力身体却向前运动，则说明冰面对冰刀产生一个向前的作用力，这是因为物体间力的作用是相互的；
(2)运动员在滑行的过程中，以冰面为参照物，运动员的位置发生了改变，所以他是运动的；
(3)滑行时由于摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变了物体的内能；
(4)运动员冲过终点后不能立刻停下来，是因为运动员具有惯性而继续向前运动。
故答案为：相互；运动；做功；惯性。
(1)物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体；
(2)要判断物体的动与静，就要判断物体与参照物的位置关系。如果物体相对于参照物的位置发生了变化，则这个物体是运动的；如果物体相对于参照物的位置没有发生变化，则这个物体是静止的；
(3)改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程；
(4)物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，任何物体都具有惯性。
本题通过短道速滑比赛考查了其中蕴含的物理知识，注重了物理联系实际的考查，是中考的热点。
15.【答案】c b
【解析】解：重物从d运动到a的过程中，b是弹簧不放重物静止时的位置，即b是弹簧处于原长的位置；c是重物放在弹簧上端静止时的位置，此时重物受到的弹力和重力相等；
从d运动到c的过程中，重物受到向下的重力和向上的弹力，弹力大于重力，合力竖直向上，重物向上做加速运动；
c点时，弹力等于重力，合力为0，不再加速，速度达到最大，动能最大；
从c运动到b的过程中，弹力小于重力，合力向下，此时重物做减速运动；
不计空气阻力，由于重物和弹簧组成的系统机械能守恒，b点时，弹力为零，弹性势能为0，重物的机械能最大。
故答案为：c；b。
动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，位置越高，重力势能越大。
分析重物从d运动到a的过程中，质量、速度、高度的变化，确定哪点的重力势能最大、动能最大。
本题考查了动能、重力势能和弹性势能的相互转化，关键是弄清不同阶段的受力情况，抓住重物和弹簧组成的系统机械能守恒即可正确解题
16.【答案】增加 固液共存态 14
【解析】解：
如图所示的温度随时间变化的图象，根据图象可知0～4min内这块冰的温度升高，内能增加；
该物质是晶体，第6min时处于该物质的熔化过程中，所以在6min时固体处于固液共存态；
由图可知，加热到14min，液体温度不再变化，此时水开始沸腾。
故答案为：增加；固液共存态；14。
(1)冰温度升高，内能增加；
(2)晶体熔化时不断吸热，熔化过程中吸热温度不变；晶体熔化过程中物质处于固液共存态；
(3)液体沸腾温度保持不变。
本题考查熔化和沸腾实验，关键是将实验操作要求及结论熟练掌握。
17.【答案】解：铅球离手后，铅球在上升过程中，质量不变，速度不断减小，动能不断变小；铅球在下降过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大。
铅球在最高点时，仍有一定的速度，故其动能不为零，即图线不能与横轴相交。所以在整个运动过程中，铅球的动能先变小后变大，如图所示：
【解析】动能大小的影响因素：质量、速度。速度一定时，质量越大动能越大；在质量一定时，速度越大，动能越大。
掌握动能大小的影响因素，利用控制变量法，解释动能大小的变化，并通过画图来表示。
18.【答案】解：
在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动；吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；如下图所示：
【解析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动。
熟悉每个冲程的特征是作图的关键；本题的难点是准确作图。
19.【答案】(1)先变大后变小 减小 (2)8.14 (3) 0.1kg (4)非平衡
【解析】(1)小于接触弹簧向下压的过程中，受到弹簧向上的弹力及竖直向下的重力的作用，且随着压缩量变大，弹力也增大。当弹力小于重力时，小球所受的合力向下，其速度越来越大，质量在整个过程保持不变，所以此阶段，动能增大；当弹力等于重力时，速度最大，动能也最大。当弹力小于重力时，小球所受合力向上，其速度越来越小直到为0，动能也越来越小，所以小球动能的变化情况是：先变大后变小。
整个过程中，小球对弹簧做功，将自身的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球机械能减小。
(2)由图丁知，弹簧被压缩的最大长度为40.7cm，而弹簧每受到0.2N的压力就缩短1cm，且整个过程始终发生弹性形变，所以弹簧中弹力的最大值
F=0.2N1cm×40.7cm=8.14N
(3)由图丁知，小球的最大速度为5.05m/s，此时弹簧缩短了5cm，则此时小球所受的重力与弹力相等。所以小球的重力G=F1=0.2N1cm×5cm=1N
小球的质量m=Gg=1N10N/kg=0.1kg
(4)当弹簧的压缩量最大时，小球受到向上弹力及竖直向下重力的作用，且重力小球弹力，所受的两个力不是平衡力，处于非平衡状态。
20.【答案】(1)吸收的热量；均匀受热；
(2)烧杯；从第2 min开始测量并记录温度；
(3)；色拉油；水
【解析】
【分析】
本题考查了物质的吸热能力的探究实验，考查控制变量法和转换法及对实验方案的改进。
(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；实验中不断地用搅拌器搅拌，目的是使得物质受热均匀；
(2)加热过程中，烧杯和石棉网会吸收热量，据此分析；
(3)由描点法作图；根据表格中的数据分析推理回答。
【解答】
(1)选取相同的酒精灯的目的是使单位时间内色拉油和水吸收的热量相同；实验中不断地用搅拌器搅拌，目的是使得物质均匀受热；
(2)加热过程中，烧杯会吸收热量，所以开始部分不是直线；为了减少这种影响，最好是从第2 min开始测量并记录温度；
(3)根据描点法作图，如下所示：
；
由表格中的数据可知，当色拉油和水加热相同时间，水升温慢，据此推理，当升高相同温度时，水的加热时间长，色拉油的时间短，这说明水需要吸收的热量更多。
故答案为：(1)吸收的热量；均匀受热；(2)烧杯；从第2 min开始测量并记录温度；(3)见上图；色拉油；水。
21.【答案】解：(1)汽车静止在水平地面上时，对地面的压力：
F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N；
车轮与路面接触的总面积为S=750cm2=0.075m2，
对地面的压强：
p=FS=1.5×104N0.075m2=2×105Pa；
(2)行驶过程中汽车受到的阻力：f=0.08G=0.08×1.5×104N=1200N；
由于汽车匀速行驶，行驶的牵引力F牵=f=1200N；
牵引力所做的功：W=F牵s=1200N×12×1000m=1.44×107J；
牵引力做功的时间t=10min=600s，
牵引力的功率：P=Wt=1.44×107J600s=2.4×104W；
(3)由题意知，汽油完全燃烧放出的热量Q放=W=1.8×108J；
由Q放=mq可知，完全燃烧汽油的质量：m汽油=Q放q=1.8×108J4.5×107J/kg=4kg。
答：(1)该车静止在水平路面上时对路面的压强为2×105Pa；
(2)这段时间内牵引力所做的功为1.44×107J；牵引力的功率为2.4×104W；
(3)该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油4千克。
【解析】(1)汽车静止在水平地面上时，对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，根据p=FS 求出汽车对地面的压强；
(2)根据题意求出行驶过程中汽车受到的阻力，由于汽车匀速行驶，行驶的牵引力等于阻力，利用W=F牵s计算出牵引力所做的功；利用P=Wt计算出牵引力做功的功率；
(3)由题意知，汽油完全燃烧放出的热量Q放=W，利用Q放=mq计算出完全燃烧汽油的质量。
本题是力学和热学的综合题，考查了学生对重力公式、压强公式、燃料完全燃烧放热公式、功的公式以功率公式的理解与应用，是一道综合题。
22.【答案】解：
(1)该车满载静止在水平地面上时，对地面的压力：
F压=G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N，
对地面的压强：
p=FS=4×104N0.2m2=2×105Pa；
(2)因货车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，货车牵引力的大小：
F=f=1×103N，
v=72km/h=72×13.6m/s=20m/s，
此次行驶牵引力做功的功率：
P=Wt=Fst=Fv=1×103N×20m/s=2×104W；
(3)100kg柴油完全燃烧放出的热量Q放=mq=100kg×4.3×107J/kg=4.3×109J；
由η=WQ放可得，
牵引力做功W=Q放η=4.3×109J×40%=1.72×109J，
由W=Fs得s=WF=1.72×109N1×103N=1.72×106m。
答：(1)车对地面的压强是2×105Pa
(2)此次行驶牵引力做功的功率2×104W；
(3)100kg 柴油可使汽车行驶1.72×106m。
【解析】(1)该车停在水平公路上时，对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，又知道车轮与地面的总接触面积，根据p=FS求出对地面的压强；
(2)车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F=f求出其大小，根据P=Wt=Fst=Fv求出这段时间内车牵引力的功率；
(3)由Q=mq可求得100kg柴油完全燃烧放出的热量，已知该车柴油发动机的效率，再利用η=WQ放可求得W，然后利用W=Fs可求得100kg柴油可使汽车行驶多少距离。
本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、功率公式、效率公式、燃料完全燃烧释放热量公式以及二力平衡条件的应用，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。
23.【答案】解：(1)出水口面积为：S=50cm2=5×10−3m2；
出水口受到水的压强为：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa；
由p=FS得，出水口所受压力为：F=pS=1×104Pa×5×10−3m2=50N。
(2)发动机的功率为：P=80kW=80000W；
由P=Wt=Fst=Fv得，牵引力为：F=Pv=80000W10m/s=8000N。
因为汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力为一对平衡力，所以f=F=8000N。
(3)汽车行驶时间为：t=20min=1200s；
有用机械能为：W=Pt=80000W×1200s=9.6×107J；
由η=WQ放得，柴油完全燃烧放出的热量为：Q放=Wη=9.6×107J40%=2.4×108J；
柴油的质量为m=Q放q=2.4×108J4×107J/kg=6kg。
答：(1)洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力为50N；
(2)雾炮车受到的阻力为8000N；
(3)需要消耗柴油的质量为6kg。
【解析】(1)先根据液体的压强公式p=ρgh求出出水口受到水的压强，再根据公式p=FS的变形式求出出水口所受压力。
(2)先根据P=Wt=Fst=Fv的变形式计算出牵引力的大小，再根据二力平衡的特点得出阻力的大小。
(3)先根据W=Pt求出有用机械能的大小，再根据效率公式η=WQ放求出柴油完全燃烧放出的热量，最后根据m=Q放q求出柴油的质量。
本题考查压强公式、功率公式、效率公式和燃料完全燃烧放热公式的灵活应用。熟练应用这些公式及其变形式是解答本题的关键。
24.【答案】解：一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
在一个标准大气压下，水吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−20℃)=6.72×105J；
由η=Q吸Q放可知，天然气完全燃烧需要放出的热量：Q放=Q吸η=6.72×105J40%=1.68×106J；
由Q放=Vq可知，完全燃烧天然气的体积：V=Q放q=1.68×106J4.0×107J/m3=0.042m3。
答：需要完全燃烧0.042m3体积的天然气才能将这壶水烧开。
【解析】利用Q吸=cm(t−t0)计算出在一个标准大气压下，水吸收的热量；利用效率公式计算出天然气完全燃烧需要放出的热量，利用Q放=Vq计算出完全燃烧天然气的体积。
本题考查吸热公式、效率公式以及燃料完全燃烧放热公式的应用，一道热学常考题。
苏科版初中物理九年级上册第十二章《机械能和内能》单元测试卷
考试范围：第十二章；考试时间：75分钟；总分：80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，如图．不计空气阻力，下列说法正确的是 ( )
A. 只要A点高于D点，小环就能到达D点
B. 若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动
C. 小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D. 小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
2. 如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上，墙壁足够高，则物块( )
A. 运动速度变大
B. 所受摩擦力变大
C. 动能先变大后不变
D. 机械能先减小后不变
3. 2022年2月北京冬奥会顺利举办，如图是我国运动员苏翊鸣在单板滑雪男子大跳台比赛中奋力拼搏的场景。他从加速助滑到跳台腾空而起完成技术动作，落地后滑行一段进行缓冲。以下说法正确的是( )
A. 他在起跳前加速下滑的过程，动能增大
B. 他在起跳点用力蹬地起跳后，受到平衡力
C. 他起跳后在空中滑行时，重力势能保持不变
D. 他落地后滑行时，看到观众向后退，是以观众为参照物
4. 如图所示是甲、乙两种物质的熔化图象，下列说法正确的是( )
A. 0～4min甲比乙吸热多
B. 4～8min甲不吸热
C. 0～10min甲和乙内能不断增加
D. 0～10min甲和乙温度不断升高
5. 下列说法正确的是( )
A. 晶体熔化时，吸热、温度不变，内能不变
B. 物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C. 物体的温度越高，含有的热量越多
D. 内能是物体内所有分子动能和势能的总和
6. 如图所示，是机器人“大白”正在泡茶的情景，下列说法中正确的是( )
A. 茶水沸腾时的温度一定是100℃
B. 泡热茶时水壶口上方的“白气”是水蒸气
C. 茶的香味充满整个房间是分子间的力相互作用的结果
D. 把热茶倒入茶杯中，杯身变热是通过热传递改变内能
7. 将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了6℃。如果继续向容器中倒入5杯同样的热水，则容器中的水温会升高(不计热量损失)( )
A. 14℃ B. 12℃ C. 9℃ D. 4℃
8. 如图甲所示，将质量相等的甲、乙两种物质分别装在两个相同的试管中，放入装有水的烧杯中加热，绘制出温度随时间变化的图象(如图乙所示)，下列说法正确的是( )
A. 甲物质是晶体，乙物质是非晶体
B. 0～2min 内乙物质比甲物质吸收的热量多
C. 乙物质在CD段的比热容比AB段的比热容大
D. 乙物质在BC段不断吸热，温度不变，内能不变
9. 下列一些关于生活中的物理现象及其解析正确的是( )
A. 夏天，盛冷饮的杯子外壁出现水珠，这是水的汽化现象
B. 寒冬，房间窗户玻璃的内表面出现冰花，这属于凝华现象
C. 夏天，在教室内洒水可以降温，是利用水的比热容大的原故
D. 寒冬，在冰雪覆盖的路面上撒盐便于除雪，是因为盐可以提高冰雪的熔点
10. 质量相等的两金属块A、B长时间放在沸水中，将它们从沸水中取出后，立刻分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中。不计热量损失，当甲、乙两杯水的温度不再升高时，发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度。则下列说法中正确的有的是( )
①金属块A末温比B的末温高
②金属块B放出的热量比A的多
③金属块A的比热容比B的比热容小
④甲杯中的水比乙杯中的水吸收的热量少
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
11. 关于温度、内能和热量的说法中，正确的是( )
A. 物体吸收热量时内能增加，温度一定升高
B. 在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为内能
C. 用锯条锯木板，锯条从木板吸收了热量，锯条的温度升高
D. 人们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
12. 下列关于热现象的说法中正确的是( )
A. 用手摸冰感到比用手摸水凉，是因为冰的温度一定比水的温度低
B. 物体的温度升高，内能一定增加
C. 一瓶水的温度升高了，一定是通过热传递的方式改变水的内能
D. 煤的热值大于干木材的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木材放出的热量多
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 2022年6月5日，“神舟十四号”火箭发射成功。火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的______较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是______能转化为机械能。
14. 第24届冬奥会于2022年2月4日在北京召开，如图是2022年北京冬奥会的会徽，名字叫“冬梦”，以汉字“冬”为灵感，运用书法艺术形态，传递出实现“三亿人参与冰雪运动”的目标，短道速滑是我国的一个优势项目，运动员在起跑时，冰刀用力向后蹬冰面，运动员向前跑出，这是因为力的作用是______的；在滑行的过程中，以冰面为参照物，运动员是______(选填“运动”或“静止”)的；滑行时由于摩擦，冰刀的温度升高，这是通过______的方式增加了冰刀的内能；冲过终点后运动员并不能立刻停下来，其原因是运动员具有______。
15. 如图所示，轻质弹簧下端固定，另一端连接一个大小不计的重物。用手抓住重物向下压缩弹簧到点d，松手后弹簧推重物上升依次经过点c、b到最高点a，其中点b是弹簧不放重物静止时的位置，点c是重物放在弹簧上端静止时的位置。则重物点d运动到点a过程中，在______点动能最大，在______点机械能最大。(不计空气阻力)
16. 小李在实验室取出−10℃的冰进行加热实验，她观察冰熔化成水直到沸腾的过程并记录相关数据，绘制成如图所示的温度随时间变化的图象。根据图象可知0～4min内这块冰的内能______(选填“增加”、“减小”或“不变”)，加热到6min时，将处于______(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)，加热到______min，水开始沸腾。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 如图为某同学正在投铅球过程，请画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图象。(设铅球刚离开手时动能为E0)
18. 如图所示，画出内燃机做功冲程活塞运动的箭头方向和吸气冲程气缸门的开闭情况。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度为5m /s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v和弹簧缩短的长度ΔL之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.2 N的压力就缩短1 cm，并且轻弹簧在受到撞击到压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是______，小球机械能的变化情况是______；
(2)全过程中，弹簧中弹力的最大值为______N；
(3)实验中所用小球的质量为______；
(4)如图，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______态(填“平衡”或“非平衡”)。
20. 如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置．小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中．用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5 min测量一次温度，数据记录在下表中．
加热时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
温度/℃
色拉油
20.0
20.3
20.7
21.5
23.0
25.0
27.0
29.0
31.0
水
20.0
20.2
20.5
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
(1)选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水________相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水________．
(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有________吸收热量．为尽量减小这种影响，写出一种改进方法：_________________________．
(3)根据上表实验数据，在图中画出水的温度随时间变化的图像．分析图像可知，当色拉油和水升高相同温度时，________需要的时间短，________需要吸收的热量更多．
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 随着科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络理元程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.5t，车轮与路面接触的总面积为750cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶12km，用时10min，行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.08倍。(汽车匀速行驶过程中功率恒定；汽油热值q=4.5×107J/kg，g取10N/kg))求：
(1)该车静止在水平路面上时对路面的压强。
(2)这段时间内牵引力所做的功和功率。
(3)该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油多少千克？
22. 如图所示的负压救护车在救治和转运传染病等特殊疾病时可以最大限度地减少医务人员交叉感染的机率。该车满载时总质量为4t，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，救护车受到的阻力为1×103N，该车柴油发动机的效率为40%.(g=10N/kg，柴油热值取4.3×107J/kg)。求：
(1)该车满载静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为2000cm2，则车对地面的压强是多大？
(2)此次行驶牵引力做功的功率多大？
(3)按这种方式行驶，100kg柴油可使汽车行驶多少距离？
23. 为改善城市空气质量，很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车，车内水箱底部出水口面积为50cm2。(g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，柴油的热值取4.0×107J/kg)求：
(1)洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力；
(2)洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动，发动机的功率为80kW，此时雾炮车受到的阻力；
(3)雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min，若柴油机效率为40%，需要消耗柴油的质量。
24. 国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行。若某新型天然气灶烧水的效率为40%，已知天然气热值约为q=4.0×107J/m3。将2kg的水倒入烧水壶中，水的初温是20℃。在一个标准大气压下，需要完全燃烧多少体积的天然气才能将这壶水烧开？(忽略壶吸收的热量及其他热损失)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】质量为m的小环在光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，不计空气阻力，小环的运动过程中机械能是守恒的，由A到B，小环的重力势能转化为动能，动能增加，机械能保持不变，故D正确；
由B到C动能转化为重力势能，重力势能增加，故C错误；
由C到D重力势能转化为动能，由于机械能守恒，所以只要A点高于或等于C点高度，小环就能到达C点，从而到达D点，故A错误；
小环到达D点后，由于惯性会继续沿CD方向运动一段距离，故B错误．故选D．
2.【答案】D
【解析】
【分析】
此题通过一个场景，综合考查了摩擦力大小的影响因素、动能和势能的大小变化等多个物理知识点，本题关键是通过对物块进行正确的受力分析，对物块在滑落过程中的运动状态作出准确判断，有一定难度。
【解答】
用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上，此时重力与拉力是一对平衡力；
当剪断细绳时，拉力消失，但同时用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上，则木块对墙面产生压力，进而产生沿墙壁向上的摩擦力，且摩擦力随着压力的增大而变大；开始时摩擦力较小，小于重力，物块向下做加速运动；随着摩擦力的增大，摩擦力大于重力后，向下做减速运动；所以，摩擦力先逐渐增大，当速度减小为0，摩擦力突然减小，减小到与重力相等后不再变化。
则：
A、物块的速度先变大再变小后不变，故A错误；
B、物块所受摩擦力先变大再变小后不变，故B错误；
C、物块的动能先变大再变小后不变，故C错误；
D、物块向下滑落的过程中，需要克服摩擦力做功，机械能减小；当物块静止后，机械能不再变化，故机械能先减小后不变，故D正确。
故选：D。
3.【答案】A
【解析】解：A、他在起跳前加速下滑的过程中质量不变，速度越来越大，所以动能越来越大，故A正确；
B、他在起跳点用力蹬地起跳后，速度和方向不断变化，处于非平衡状态，受到非平衡力的作用，故B错误；
C、重力势能的大小与物体质量和高度有关，他起跳后在空中滑行时质量不变，高度不断变化，重力势能不断变化，故C错误；
D、他落地后滑行时看到观众向后退，是以他自己为参照物，故D错误；
故选：A。
(1)动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能就越大；
(2)处于平衡状态的物体受到平衡力的作用；处于非平衡状态的物体受到非平衡力的作用；
(3)重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；
(4)一个物体相对于参照物，位置发生变化，这个物体是运动的；位置没有变化，这个物体是静止的。
此题涉及到的知识点较多，综合性很强，难度不大，是一道典型的题目。
4.【答案】C
【解析】解：
A、加热相同的时间，吸收的热量相同，故0～4min甲乙吸热一样多，故A错误；
B、甲物质的温度整体呈上升趋势，且有一段时间物质吸热但温度不再高，说甲是晶体熔化的图象，熔化过程吸热温度不变；乙吸热温度一直升高是非晶体，故B错误；
CD、0～10min甲和乙都吸热，内能都不断增加，只是甲是晶体，吸热温度不变，乙是非晶体，吸热温度升高，故C正确，D错误。
故选：C。
(1)相同时间吸收的热量相同；
(2)明确图象中横纵坐标所表示的内容，可以看出物质的温度整体呈上升趋势，且有一段时间物质吸热但温度不再高，说明这是晶体熔化的图象，熔化过程吸热温度不变；
(3)无论晶体还是非晶体吸热内能都增加；
(4)晶体熔化过程吸热温度不变；非晶体吸热温度升高。
分析物质熔化图象时，既要看温度随时间的整体变化趋势，更要学会观察关键的温度点和时间点，这样才能做出全面的分析。
5.【答案】D
【解析】解：A、晶体在熔化的过程中吸热，温度不变，但内能增加，故A错误；
B、物体内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界物体对它做了功，故B错误；
C、热量是一个过程量，不能用“含有”来修饰，故C错误；
D、内能是物体内部所有分子具有的分子动能和分子势能的总和，故D正确。
故选：D。
(1)晶体熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变。
(2)物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的；
(3)热量是指热传递过程中，物体传递能量的多少，是一个过程量，不能用“含有”“具有”来修饰；
(4)内能是物体内部所有分子做无规则运动具有的分子动能和分子势能的总和。
本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握，是中考的热点。
6.【答案】D
【解析】解：A、水在不同气压下的沸点不同，故茶水只有在一标准大气压沸腾的温度才是100℃，故A错误；
B、烧水泡茶时水壶口上方的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故B错误；
C、茶的香味充满整个房间是茶香不停地做无规则运动的结果，故C错误；
D、把热茶倒入茶杯中，杯身吸收热量，内能增加，温度升高，是通过热传递改变内能，故D正确。
故选：D。
(1)液体的沸点跟气压的大小有关，气压增大，沸点升高；气压减小，沸点降低；
(2)物质由气态变成液态的过程叫液化；
(3)根据分子动理论的基本观点：分子不停地做无规则运动进行解答；
(4)改变内能的方法有两种：做功和热传递。
利用所学物理知识解释解决实际生活问题，学以致用，是学习的最终目的，平时要注意练习。
7.【答案】B
【解析】解：设热水和冷水的温度差为t，
因为质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了10℃，
所以Q吸=Q放，即cm0(t−10℃)=cm×10℃-------①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了6℃，
Q吸=Q放，即cm0(t−10℃−6℃)=c(m+m0)×6℃-------②
联立①②可得：m=3m0；
代入①式可得，t=40℃；
再向容器内倒入同样三杯热水，则由热平衡方程可知：
5m0c(40℃−10℃−6℃−Δt)=(m+2m0)cΔt
即5m0c(40℃−10℃−6℃−Δt)=(3m0+2m0)cΔt
Δt=12℃。
故选：B。
热传递过程中高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同。
知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化，利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式，可解得容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差；
则假设一次性将全部热水倒入，则可求得冷水升高的总温度，即可求得再加1杯水时容器内的水升高的温度。
解决此类综合分析题目，要结合热量公式和热传递的条件进行分析解答。不计热量的损失，可利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式，进行解答即可。
8.【答案】C
【解析】解：
A.由图乙可知，乙物质在第2min到第4min温度保持不变，所以乙为晶体，甲的温度一直上升，甲为非晶体，故A错误；
B.0～2min时间内，加热时间相同，两物质吸收热量相同，故B错误；
C.根据公式Q吸=cmΔt可以知道，当质量和吸收的热量相同时，比热容和升高的温度成反比，加热相同时间，即吸收相同的热量，AB段升高的温度比CD段升高的温度大，由此可知，AB段的比热容比CD段的比热容小，故C正确；
D.因为乙为晶体，晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增大，故乙物质在BC段不断吸热，温度不变，内能增加，故D错误。
故选：C。
(1)晶体熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增大；非晶体熔化过程中吸收热量，温度升高，内能增大；
(2)相同的加热装置，相同时间，物质吸收的热量相同；
(3)运用公式Q吸=cmΔt可以知道，当质量和吸收的热量相同时，比热容c和升高的温度Δt成反比。
根据图象是否有不变的温度判断是晶体还是非晶体，要学会从图象中找出与晶体有关的信息，解题的关键是理解图象中每一阶段表示的含义及物质的状态。
9.【答案】B
【解析】
【分析】
(1)物质由液态变为气态的过程叫汽化、物质由气态变为液态的过程叫液化；
(2)物质由固态变为气态的过程叫升华、物质由气态变为固态的过程叫凝华；
(3)水蒸发要从周围空气吸热，使周围的空气温度降低，达到降温的目的；
(4)影响晶体熔点高低的因素：物质的种类、压力的大小、是否有杂质。种类不同，熔点一般不同，当有杂质参入时熔点降低。
物态变化类的题目，分清楚物质前后各处于什么状态，结合概念就可以得出，属于基本概念的考查。
【解答】
A、夏天，盛冷饮的杯子外壁出现水珠，是空气中的水蒸气液化形成的小水珠。故A不符合题意；
B、寒冬房间窗户玻璃的内表面出现冰花，是室内水蒸气遇冷的玻璃凝华形成的。故B符合题意；
C、因水蒸发有致冷作用，使周围空气温度降低，所以夏天洒水是利用了蒸发吸热的道理，故C不符合题意；
D、寒冷的冬季，向积雪撒盐，在其它条件相同时，积雪上洒盐水是参有杂质，积雪的熔点降低，使积雪熔化，故D不符合题意。
故选：B。
10.【答案】C
【解析】解：①达到热平衡后，金属块的末温等于水的末温，因为甲杯水的温度低于乙杯水的温度，所以金属块A末温比金属块B的末温低，故①错误；
②④两金属块使水温升高，甲杯水的温度低于乙杯水的温度，而初温相同，两杯水甲的温度变化小，而甲、乙两杯水的质量相同，由吸热公式Q吸=cmΔt可知，甲杯里的水比乙杯里的水吸收的热量少；每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量，所以金属块A放热少，即金属块B放出的热量比A的多，故②④正确；
③两金属块都从沸水中取出、初温相同，
对于金属块A来说有：cAmA(t−tA)=c水m水(tA−t水初)…①
对于金属块B来说有：cBmB(t−tB)=c水m水(tB−t水初)…②
因为mA=mB，则①÷②得：
cA(t−tA)cB(t−tB)=tA−t水初tB−t水初，
又因为tA
所以cA
故选：C。
当水的温度不再升高时，每个杯中都达到了热平衡，金属块的末温等于水温、每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量，据此利用吸热和放热公式判断正误。
本题考查了学生对吸热公式、热平衡方程的掌握和运用，能确定甲、乙两金属块的末温关系是本题的关键。
11.【答案】B
【解析】解：A、晶体熔化过程中，吸热但温度不变，故A错误；
B、汽油机在压缩冲程中把机械能转化为内能，使汽油和空气混合物的内能增加，温度升高，故B正确；
C、用锯条锯木板，摩擦生热，机械能转化成内能，锯条的温度升高，是通过做功的方式增加了锯条和木板的内能，故C错误；
D、热量是过程量，只能说吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量，故D错误。
故选：B。
(1)晶体熔化过程中，吸热但温度不变；
(2)汽油机压缩冲程是将机械能转化为内能的过程；
(3)物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，内能与物体的温度有关，温度升高，内能增大；
(4)热量是过程量，只能说吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量。
本题考查了物体内能的改变，温度与内能的关系，热机的特点等，属热学综合题。
12.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了常见的热现象，综合性较强，难度一般。
(1)根据固体在熔化过程中需要吸热的特点进行分析；
(2)内能是物体内所有做热运动的分子的动能和分子势能的总和。不同物体的内能不但和物体的温度有关，还与物体的质量和状态有关；
(3)改变物体内能的方式有：做功和热传递；
(4)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
【解答】
A.0℃的水和0℃的冰温度相同，当感觉冰比水凉，是因为冰首先要熔化成0℃水，在此过程需要吸热，故A错误；
B.同一物体的温度升高，内能一定增加，故B正确；
C.一瓶水的温度升高了，可能是通过热传递的方式改变了水的内能，也可能是通过对水做功改变水的内能，故C错误；
D.煤的热值比干木柴大，说明1kg的煤完全燃烧放出的热量比1kg干木柴完全燃烧放出的热量多，本选项的说法中两者质量不一定相等，且不一定完全燃烧，因此放出热量的多少不确定，故D错误。
13.【答案】热值 内能
【解析】解：运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量；并且所需的液态氢的体积小，便于储存和运输。火箭在推力作用下，加速上升，是内能转化为机械能。
故答案为：热值；内能。
(1)运载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，与其他物质相比完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
(2)火箭是热机的一种，它的工作原理就是将内能转化为机械能。
本题的解题关键是正确理解热机的工作原理和热值的概念，基础题。
14.【答案】相互 运动 做功 惯性
【解析】解：(1)运动员在起跑时，冰刀用力向后蹬冰面，冰刀对冰面有一个向后的作用力，运动员向后用力身体却向前运动，则说明冰面对冰刀产生一个向前的作用力，这是因为物体间力的作用是相互的；
(2)运动员在滑行的过程中，以冰面为参照物，运动员的位置发生了改变，所以他是运动的；
(3)滑行时由于摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变了物体的内能；
(4)运动员冲过终点后不能立刻停下来，是因为运动员具有惯性而继续向前运动。
故答案为：相互；运动；做功；惯性。
(1)物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体；
(2)要判断物体的动与静，就要判断物体与参照物的位置关系。如果物体相对于参照物的位置发生了变化，则这个物体是运动的；如果物体相对于参照物的位置没有发生变化，则这个物体是静止的；
(3)改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程；
(4)物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，任何物体都具有惯性。
本题通过短道速滑比赛考查了其中蕴含的物理知识，注重了物理联系实际的考查，是中考的热点。
15.【答案】c b
【解析】解：重物从d运动到a的过程中，b是弹簧不放重物静止时的位置，即b是弹簧处于原长的位置；c是重物放在弹簧上端静止时的位置，此时重物受到的弹力和重力相等；
从d运动到c的过程中，重物受到向下的重力和向上的弹力，弹力大于重力，合力竖直向上，重物向上做加速运动；
c点时，弹力等于重力，合力为0，不再加速，速度达到最大，动能最大；
从c运动到b的过程中，弹力小于重力，合力向下，此时重物做减速运动；
不计空气阻力，由于重物和弹簧组成的系统机械能守恒，b点时，弹力为零，弹性势能为0，重物的机械能最大。
故答案为：c；b。
动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，位置越高，重力势能越大。
分析重物从d运动到a的过程中，质量、速度、高度的变化，确定哪点的重力势能最大、动能最大。
本题考查了动能、重力势能和弹性势能的相互转化，关键是弄清不同阶段的受力情况，抓住重物和弹簧组成的系统机械能守恒即可正确解题
16.【答案】增加 固液共存态 14
【解析】解：
如图所示的温度随时间变化的图象，根据图象可知0～4min内这块冰的温度升高，内能增加；
该物质是晶体，第6min时处于该物质的熔化过程中，所以在6min时固体处于固液共存态；
由图可知，加热到14min，液体温度不再变化，此时水开始沸腾。
故答案为：增加；固液共存态；14。
(1)冰温度升高，内能增加；
(2)晶体熔化时不断吸热，熔化过程中吸热温度不变；晶体熔化过程中物质处于固液共存态；
(3)液体沸腾温度保持不变。
本题考查熔化和沸腾实验，关键是将实验操作要求及结论熟练掌握。
17.【答案】解：铅球离手后，铅球在上升过程中，质量不变，速度不断减小，动能不断变小；铅球在下降过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大。
铅球在最高点时，仍有一定的速度，故其动能不为零，即图线不能与横轴相交。所以在整个运动过程中，铅球的动能先变小后变大，如图所示：
【解析】动能大小的影响因素：质量、速度。速度一定时，质量越大动能越大；在质量一定时，速度越大，动能越大。
掌握动能大小的影响因素，利用控制变量法，解释动能大小的变化，并通过画图来表示。
18.【答案】解：
在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动；吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；如下图所示：
【解析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动。
熟悉每个冲程的特征是作图的关键；本题的难点是准确作图。
19.【答案】(1)先变大后变小 减小 (2)8.14 (3) 0.1kg (4)非平衡
【解析】(1)小于接触弹簧向下压的过程中，受到弹簧向上的弹力及竖直向下的重力的作用，且随着压缩量变大，弹力也增大。当弹力小于重力时，小球所受的合力向下，其速度越来越大，质量在整个过程保持不变，所以此阶段，动能增大；当弹力等于重力时，速度最大，动能也最大。当弹力小于重力时，小球所受合力向上，其速度越来越小直到为0，动能也越来越小，所以小球动能的变化情况是：先变大后变小。
整个过程中，小球对弹簧做功，将自身的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球机械能减小。
(2)由图丁知，弹簧被压缩的最大长度为40.7cm，而弹簧每受到0.2N的压力就缩短1cm，且整个过程始终发生弹性形变，所以弹簧中弹力的最大值
F=0.2N1cm×40.7cm=8.14N
(3)由图丁知，小球的最大速度为5.05m/s，此时弹簧缩短了5cm，则此时小球所受的重力与弹力相等。所以小球的重力G=F1=0.2N1cm×5cm=1N
小球的质量m=Gg=1N10N/kg=0.1kg
(4)当弹簧的压缩量最大时，小球受到向上弹力及竖直向下重力的作用，且重力小球弹力，所受的两个力不是平衡力，处于非平衡状态。
20.【答案】(1)吸收的热量；均匀受热；
(2)烧杯；从第2 min开始测量并记录温度；
(3)；色拉油；水
【解析】
【分析】
本题考查了物质的吸热能力的探究实验，考查控制变量法和转换法及对实验方案的改进。
(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；实验中不断地用搅拌器搅拌，目的是使得物质受热均匀；
(2)加热过程中，烧杯和石棉网会吸收热量，据此分析；
(3)由描点法作图；根据表格中的数据分析推理回答。
【解答】
(1)选取相同的酒精灯的目的是使单位时间内色拉油和水吸收的热量相同；实验中不断地用搅拌器搅拌，目的是使得物质均匀受热；
(2)加热过程中，烧杯会吸收热量，所以开始部分不是直线；为了减少这种影响，最好是从第2 min开始测量并记录温度；
(3)根据描点法作图，如下所示：
；
由表格中的数据可知，当色拉油和水加热相同时间，水升温慢，据此推理，当升高相同温度时，水的加热时间长，色拉油的时间短，这说明水需要吸收的热量更多。
故答案为：(1)吸收的热量；均匀受热；(2)烧杯；从第2 min开始测量并记录温度；(3)见上图；色拉油；水。
21.【答案】解：(1)汽车静止在水平地面上时，对地面的压力：
F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N；
车轮与路面接触的总面积为S=750cm2=0.075m2，
对地面的压强：
p=FS=1.5×104N0.075m2=2×105Pa；
(2)行驶过程中汽车受到的阻力：f=0.08G=0.08×1.5×104N=1200N；
由于汽车匀速行驶，行驶的牵引力F牵=f=1200N；
牵引力所做的功：W=F牵s=1200N×12×1000m=1.44×107J；
牵引力做功的时间t=10min=600s，
牵引力的功率：P=Wt=1.44×107J600s=2.4×104W；
(3)由题意知，汽油完全燃烧放出的热量Q放=W=1.8×108J；
由Q放=mq可知，完全燃烧汽油的质量：m汽油=Q放q=1.8×108J4.5×107J/kg=4kg。
答：(1)该车静止在水平路面上时对路面的压强为2×105Pa；
(2)这段时间内牵引力所做的功为1.44×107J；牵引力的功率为2.4×104W；
(3)该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相当于完全燃烧汽油4千克。
【解析】(1)汽车静止在水平地面上时，对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，根据p=FS 求出汽车对地面的压强；
(2)根据题意求出行驶过程中汽车受到的阻力，由于汽车匀速行驶，行驶的牵引力等于阻力，利用W=F牵s计算出牵引力所做的功；利用P=Wt计算出牵引力做功的功率；
(3)由题意知，汽油完全燃烧放出的热量Q放=W，利用Q放=mq计算出完全燃烧汽油的质量。
本题是力学和热学的综合题，考查了学生对重力公式、压强公式、燃料完全燃烧放热公式、功的公式以功率公式的理解与应用，是一道综合题。
22.【答案】解：
(1)该车满载静止在水平地面上时，对地面的压力：
F压=G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N，
对地面的压强：
p=FS=4×104N0.2m2=2×105Pa；
(2)因货车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，货车牵引力的大小：
F=f=1×103N，
v=72km/h=72×13.6m/s=20m/s，
此次行驶牵引力做功的功率：
P=Wt=Fst=Fv=1×103N×20m/s=2×104W；
(3)100kg柴油完全燃烧放出的热量Q放=mq=100kg×4.3×107J/kg=4.3×109J；
由η=WQ放可得，
牵引力做功W=Q放η=4.3×109J×40%=1.72×109J，
由W=Fs得s=WF=1.72×109N1×103N=1.72×106m。
答：(1)车对地面的压强是2×105Pa
(2)此次行驶牵引力做功的功率2×104W；
(3)100kg 柴油可使汽车行驶1.72×106m。
【解析】(1)该车停在水平公路上时，对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，又知道车轮与地面的总接触面积，根据p=FS求出对地面的压强；
(2)车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F=f求出其大小，根据P=Wt=Fst=Fv求出这段时间内车牵引力的功率；
(3)由Q=mq可求得100kg柴油完全燃烧放出的热量，已知该车柴油发动机的效率，再利用η=WQ放可求得W，然后利用W=Fs可求得100kg柴油可使汽车行驶多少距离。
本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、功率公式、效率公式、燃料完全燃烧释放热量公式以及二力平衡条件的应用，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。
23.【答案】解：(1)出水口面积为：S=50cm2=5×10−3m2；
出水口受到水的压强为：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa；
由p=FS得，出水口所受压力为：F=pS=1×104Pa×5×10−3m2=50N。
(2)发动机的功率为：P=80kW=80000W；
由P=Wt=Fst=Fv得，牵引力为：F=Pv=80000W10m/s=8000N。
因为汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力为一对平衡力，所以f=F=8000N。
(3)汽车行驶时间为：t=20min=1200s；
有用机械能为：W=Pt=80000W×1200s=9.6×107J；
由η=WQ放得，柴油完全燃烧放出的热量为：Q放=Wη=9.6×107J40%=2.4×108J；
柴油的质量为m=Q放q=2.4×108J4×107J/kg=6kg。
答：(1)洒水前水箱中水深1m，出水口所受压力为50N；
(2)雾炮车受到的阻力为8000N；
(3)需要消耗柴油的质量为6kg。
【解析】(1)先根据液体的压强公式p=ρgh求出出水口受到水的压强，再根据公式p=FS的变形式求出出水口所受压力。
(2)先根据P=Wt=Fst=Fv的变形式计算出牵引力的大小，再根据二力平衡的特点得出阻力的大小。
(3)先根据W=Pt求出有用机械能的大小，再根据效率公式η=WQ放求出柴油完全燃烧放出的热量，最后根据m=Q放q求出柴油的质量。
本题考查压强公式、功率公式、效率公式和燃料完全燃烧放热公式的灵活应用。熟练应用这些公式及其变形式是解答本题的关键。
24.【答案】解：一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
在一个标准大气压下，水吸收的热量：Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−20℃)=6.72×105J；
由η=Q吸Q放可知，天然气完全燃烧需要放出的热量：Q放=Q吸η=6.72×105J40%=1.68×106J；
由Q放=Vq可知，完全燃烧天然气的体积：V=Q放q=1.68×106J4.0×107J/m3=0.042m3。
答：需要完全燃烧0.042m3体积的天然气才能将这壶水烧开。
【解析】利用Q吸=cm(t−t0)计算出在一个标准大气压下，水吸收的热量；利用效率公式计算出天然气完全燃烧需要放出的热量，利用Q放=Vq计算出完全燃烧天然气的体积。
本题考查吸热公式、效率公式以及燃料完全燃烧放热公式的应用，一道热学常考题。
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