2023年江苏省九年级物理中考模拟题分项选编：内能的利用
一、单选题
1．（2023·江苏南京·统考二模）用两套如图甲所示的相同装置，完成课本实验①“探究不同物质吸热升温现象”和实验②“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。实验①②中燃料点燃直至燃尽，烧杯内液体的温度随时间变化的图像均如图乙所示（不计热损失）。以下判断正确的是（ ）
A．实验①②都要控制燃料质量和液体质量相等
B．实验①②都通过温度计上升的示数反映吸收热量的多少
C．若图像一、二为实验①的数据所绘，则两种物质比热容之比为1∶4
D．若图像一、二为实验②的数据所绘，则两种燃料的热值之比为5∶4
2．（2023·江苏苏州·统考二模）氮气弹簧是一种以密闭高压氮气为工作介质的弹性组件，具有体积小、弹力大、工作平稳、使用寿命长等优点。它在生活和工业中具有广泛的应用，其工作结构简图如图。当活塞顶部受到压力向下运动时，下列说法正确的是（ ）
A．缸体内氮气的密度变大
B．缸体内的气体被压紧后，氮气分子不再运动
C．缸体内的气体压强减小
D．该过程中能量的转化方式与汽油机的做功冲程相同
3．（2023·江苏常州·统考一模）如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是（ ）
A．舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞
B．汽缸内的蒸汽推动活塞后，内能增加
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似
D．从能量转化角度讲，图乙中B冲程是把机械能转化为内能
4．（2023·江苏苏州·统考一模）如图所示，用完全相同的装置利用燃料加热液体.已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、加热方式等均相同，不计热量损失，将燃料点燃直至燃尽，甲、乙、丙三套装置的烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，则下列说法错误的是（ ）
A．选择甲、乙两图可比较不同燃料的热值
B．选择甲、丙两图可比较不同液体的比热容
C．液体a和液体b的比热容之比为1∶2
D．燃料1和燃料2的热值之比为3∶4
5．（2023·江苏南京·模拟预测）图是内燃机某冲程的工作示意图，下面四个事例中能量转化与之相同的是（ ）
A．用酒精灯使沙子变热
B．金属勺放在热汤里变热
C． 冬天搓手取暖
D．太阳能热水器使水变热
二、填空题
6．（2023·江苏南京·统考二模）我国航天技术世界领先，空间站创纪录完成多个任务。
（1）航天器的外壳轻巧、耐高温，其所用材料具备______小、熔点高的特点。
（2）火箭加速升空时，燃料燃烧产生的______能转化为火箭的机械能，此过程中能量转化与汽油机的______冲程相同。某四冲程汽油机的飞轮转速为1200 r/min，则它每秒对外做功______次。
（3）液态氢由于热值高而被选作火箭燃料。若完全燃烧500g氢燃料共放出热量，则该氢燃料的热值为______J/kg。
7．（2023·江苏常州·统考一模）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，对路面行人形成安全隐患，这是由于物体的重力势能与 _______有关，物体下落过程中重力势能转化为 _____能。利用能量转化可以造福人类，如热机是将 _____能转化为机械能的机械，若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1800 r/min，则该汽油机1s对外做功 _______次。
8．（2023·江苏泰州·统考一模）单缸汽油机工作时有四个冲程，图示的是汽油机的___________冲程；若该汽油机每秒完成20个冲程，则每分钟飞轮转过___________圈。
9．（2023·江苏泰州·统考一模）在日常生活中有很多热学的现象，烧开水时的“白气”是______现；壶内的水蒸气在推动壶盖的向上运动的过程中，这是通过______改变了水蒸气的内能；在内燃机的______冲程中，也存在这样的能量转化。
10．（2023·江苏泰州·统考三模）如图所示实验中，水蒸气会把软木塞冲出去，水蒸气膨胀对软木塞做功。这时水蒸气的部分 _____转化为塞子的机械能，汽油机的 _____冲程与这个过程相同。
11．（2023·江苏苏州·统考一模）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程是_________冲程，能量转化情况与_________（选填“乙”或“丙”）图相同；若该汽油机飞轮的转速是2400r/min，则汽油机每秒钟对外做功_________次。
12．（2023·江苏苏州·统考二模）如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机铭牌部分信息如下表所示，该柴油机正常工作10min，对外做功___________次，输出有用功___________J，此时油箱内剩余柴油的热值___________（增大/减小/不变）。
型号 HR05b
活塞行程 100mm
转速 2400r/min
输出功率 8kW
效率 40%
13．（2023·江苏宿迁·统考一模）如图为某单缸四冲程汽油机的______冲程，工作时气缸的温度升高，内能______，汽油机气缸冷却时是通过______方式来改变内能的，完全燃烧100g的汽油放出的热量是______J。若该汽油机每秒对外做功25次，那么该汽油机飞轮转速为______r/min。（汽油的热值为4.6×107J/kg）
14．（2023·江苏扬州·统考一模）如图是四冲程汽油机的__________冲程。如果该汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒钟对外做功__________次；若汽油机某次工作消耗汽油0.21kg，这些汽油完全燃烧，被92kg、初温为10℃的水全部吸收，则水温升高到__________℃。（q汽油=4.6×107J/kg、c水= 4.2×103 J/(kg·℃)
15．（2023·江苏无锡·统考一模）如图所示，小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃。在快速下压活塞的过程中筒内气体内能______ （选填“增大”或“减小”）。此过程的能量转化方式与汽油机的_______冲程相同。小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧_______kg的酒精（q酒精=3×107J/kg）。
16．（2023·江苏苏州·统考一模）一台四冲程汽油机，运行时每分钟完成4000个冲程，每个做功冲程消耗0.2g汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg），各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占30%，废气带走的能量占30%，摩擦等能量损耗占15%，则这台汽油机正常运行时每分钟对外做功 ___________次，每分钟输出的有用功为 ___________J。
17．（2023·江苏徐州·统考一模）2020年11月20日，我国某品牌汽车公司发布了高效发动机，热机效率全球领先，高达43%，以惊艳表现开启了中国汽车品牌超高热效率发动机新纪元。如图1表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是______冲程，把内能转化为______能，将内燃机的能量流向制成如图2所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为______%。
18．（2023·江苏苏州·统考一模）让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。
（1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是_________（变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）；
（2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于_________状态（平衡/非平衡）；
（3）实验中所用小球的重力为_________N。由a点到b点，动能变化量_________（大于/小于/等于）重力势能变化量。
三、实验题
19．（2023·江苏苏州·统考二模）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料及烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择______两图的装置进行实验；比较不同物质的比热容，应选择______两图的装置进行实验；
（2）比较不同物质比热容的实验中，一段时间后液体温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可知：实验2.5min时，液体A吸收的热量______（大于/等于/小于）液体B吸收的热量；
（3）比较不同燃料热值的实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料______（燃烧相同时间/燃烧完）然后通过观察______（液体升高的温度/液体被加热的时间）来比较两种燃料热值大小。
20．（2023·江苏泰州·统考一模）如图所示，是探究实验“比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的装置图．
（1）实验中是通过观察比较___________________得出燃料充分燃烧时放出热量的多少；
（2）实验中除了控制燃料的质量相等外，还要控制___________不变，若a杯中的水温升高较快，这说明质量相等的酒精与碎纸片完全燃烧时，酒精比碎纸片放出的热量________．
（3）为了表示燃料的这种物理属性，物理学引入___________这一物理量来表示．
四、计算题
21．（2023·江苏苏州·统考二模）小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器替代燃烧木柴加热水，小明观测到某日密闭铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照射，水温从20℃升高到60℃。已知铁皮桶的容积为50L，[c水=4.2×103J/（kg·℃]，求：
（1）当日桶内的水吸收的热量；
（2）若用燃烧木柴加热且木柴完全燃烧释放热量的28%被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约木柴的质量（q木=1.2×107J/kg）。
22．（2023·江苏宿迁·统考一模）如图所示是一款新型电动汽车，该电动汽车内部的电池能量为45kW h，电动机工作时把80%的电能转化为动能后需重新充电。（已知q汽油＝4.6×107J/kg，g＝10N/kg）求：
（1）该汽车以额定功率9.6kW匀速行驶，当速度为10m/s时，所受平均阻力；
（2）该汽车电池充满电后使用，以10m/s的速度在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶的路程；
（3）燃油汽车把汽油燃烧放出的能量转化为动能的效率为25%。与燃油汽车相比电动汽车内部的电池充满一次电来提供动能，燃油汽车需要燃烧多少千克的汽油（结果保留一位小数）。
23．（2023·江苏宿迁·统考二模）某汽车在水平地面上匀速行驶15000m，汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×107J，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，q汽油＝5×107J/kg，g＝10N/kg）。针对这一过程，求：
（1）汽车的牵引力；
（2）汽车发动机的效率；
（3）若这些汽油完全燃烧放出的热量有84%被20℃、100kg的水吸收，则可使水的温度升高多少摄氏度？（1个标准大气压下）。
24．（2023·江苏南通·统考一模）2023年2月国产航母“福建”号开始海试，可搭载质量为3×104kg的“歼-35”战机60架，航母用重油作为燃料，其发动机的最大功率1.6×108W。（g取10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，重油的热值为q=4.0×107J/kg）求：
（1）当20架“歼-35”战机从甲板上起飞，舰艇排开海水的体积将减小多少m3；
（2）若航母发动机的效率为30%，航母以最大功率航行2h，需要燃烧重油多少kg。
25．（2023·江苏扬州·统考一模）氢气﹣汽油发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，氢气和汽油的热值分别取q氢气=1.5×108J/kg、q汽油=4.5×107J/kg。某司机驾驶使用上述发动机的轿车沿平直公路从甲地至乙地，甲、乙两地相距225km，出发时油箱内汽油的质量25kg。设氢气和汽油在气缸内均完全燃烧，轿车行驶中所受阻力恒定，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶，全程分两个阶段，如图所示：
阶段一：轿车使用氢燃料从甲地出发，以25m/s的速度匀速行驶1h到达丙地，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，在使用氢燃料的情况下，轿车发动机的效率为50%；
阶段二：从丙地开始，由于氢气不足，司机切换汽油为燃料，轿车仍以25m/s的速度匀速行驶，到达乙地油箱内汽油的质量还剩15kg。求：
（1）甲、丙两地之间距离；
（2）阶段一中消耗的氢燃料的质量；
（3）阶段二中轿车发动机的效率。
26．（2023·江苏徐州·校考一模）初温为20℃，质量为5kg的一壶水温度升高到100℃，需要吸收多少热量？如果这些热量是由热值为4.2×107J/m3的煤气提供的，不计热量损失需要完全燃烧多少立方米的煤气？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃）]
27．（2023·江苏泰州·统考模拟预测）标准大气压下，一壶质量为2千克，温度为25℃的水，加热到80℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]求：
（1）水升高的温度Δt；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）如果水增加的这些内能由燃烧煤气来提供，需要完全燃烧煤气0.025kg，求煤气完全燃烧时释放的热量。（煤气的热值为q＝4.2×107J/kg）
（4）接着再继续加热，若水又吸收了2.52×105J的热量，求水的末温t末。
28．（2023·江苏苏州·统考一模）小明将质量为20kg的水从25℃加热到75℃，【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.5×107J/m3】。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若天然气燃烧的热量中50%被这些水吸收，则需要多少m3天然气。
29．（2023·江苏无锡·统考一模）随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭，下表为小军家小汽车的相关数据：
总质量：1600kg 额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积： 水箱容量：5L
（1）当水箱装满水，水温升高20℃时，需要吸收的热量为多少？（）
（2）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为多少？
（3）假如该车在水平路面上以46kW的功率匀速行驶10min，消耗汽油1.5 kg，则小汽车发动机的效率为多少？（）
五、综合题
30．（2023·江苏无锡·统考一模）某新能源环卫车，其燃料为天然气。
（1）为了防止发动机过热，一般用水来冷却，主要是利用了水的_______的特点，若发动机气缸曲轴的转速是2400r/min，则该汽油机每秒钟对外做功______次；
（2）对该车进行性能测试时，环卫车以44kW的恒定功率匀速行驶25min，燃烧了2kg的天然气，该天然气完全燃烧放出的热量是_______J，该车发动机的效率是_______%（q天然气=4.4×107J/kg）。
31．（2023·江苏徐州·统考模拟预测）阅读短文，回答问题。
我国研制的大客机C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪声，其单丝纤维直径只有3~5μm，1m3的质量为5kg。
机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩，使送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
该飞机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。（如表是飞机的部分技术参数，燃油热值为4.6×107J/kg）
最大起飞质量 72.5t 客舱内气压 8.0×104Pa
巡航速度 920km/h 发动机巡航推力 3.6×104N
（1）若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为 ___________m2；
（2）下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中，不正确的是 ___________；
A．单丝纤维比头发细
B．密度与玻璃差不多
C．隔音性能相对较好
D．导热能力相对较弱
（3）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为 ___________N；若飞机在以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1800kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为 ___________%。
32．（2023·江苏淮安·统考一模）嫦娥四号月球车“玉兔二号”于2019年1月3日10时26分成功着陆月球背面，此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆，开启了人类月球探测新篇章．
（1）“玉兔二号”上的太阳能帆板，让太阳能来给电池充电，再用电能驱动车身行驶进行探测．上述过程中的能量转化为：太阳能首先转化为_____能最终转化为_____能．
（2）玉兔二号月球车的制备材料中使用了镁铝合金，选用镁铝合金的优点是_____（填序号）
a、机械性能好、硬度小
b、密度小、强度大
c、密度大、耐腐蚀
参考答案：
1．C
【详解】A．比较不同物质吸热升温，则需要燃烧相同的燃料，加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度；为了比较不同燃料燃烧放出的热量热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，所以两个实验中都要控制杯中液体质量相等，而燃料质量不一定相等，故A错误；
B．实验①使用相同的燃料（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，而实验②用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，通过温度计上升的示数反映吸收热量的多少。故B错误；
C．“不同物质吸热升温的现象”中，由探究①由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像，升高10℃，图像一对应物质的加热时间为10分钟（注意是均匀升温）；而图像二对应物质的加热时间为40分钟；由转换法可知，两种物质吸收热量之比为
根据，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容成正比，故图像一和图像二表示两种物质的比热容之比为
故C正确；
D．不同燃料充分燃烧放热的现象中，燃料完全燃料（燃料质量相同)，图像一对应的物质升高
图像二对应的物质升高
而同种液体的质量相同，根据，吸热多少与升高的温度成正比，两种物质吸热之比为
根据，在燃料质量相同的条件下，吸热与热值成正比，故图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为
故D错误。
故选C。
2．A
【详解】A．活塞顶部受到压力向下运动时，缸体内氮气的质量不变、体积减小，根据可知，氮气的密度变大，故A正确；
B．组成物质的分子，不停地做无规则运动，缸体内的气体被压紧后，氮气分子仍做无规则运动，故B错误；
C．气体压缩后，体积变小、压强增大，故C错误；
D．活塞向下运动时，压缩气缸内的氮气，对缸内气体做功，机械能转化为氮气的内能，能量的转化方式与汽油机的压缩冲程相同，故D错误。
故选:A。
3．B
【详解】A．舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸气体积膨胀，从而推动活塞，内能转化为机械能，故A正确，A不符合题意；
B．汽缸内的蒸汽推动活塞后，内能转化为机械能，内能减小，故B错误，B符合题意；
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时将内能转化为机械能，与图乙中C所示的做功冲程原理相似，故C正确，C不符合题意；
D．从能量转化角度讲，图乙中B冲程压缩冲程，将机械能转化为内能，故D正确，D不符合题意。
故选B。
4．D
【详解】A．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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验，故A正确，不符合题意；
B．为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，且液体的质量相同，在加热时间相同时，通过温度计的示数高低进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验，故B正确，不符合题意；
C．由图丁可知，相同质量的a、b液体，被加热相同的时间（吸收相同的热量），a液体升温快，b液体升温慢，说明b液体的吸热本领强；根据图丁可知，a、b都加热tmin，a温度变化量为2T0，b温度变化量为T0；由
Qa=Qb=cmΔt
可得
camΔta=cbmΔtb
则
caΔta=cbΔtb
则
ca∶cb=Δtb∶Δta=T0∶2T0=1∶2
故C正确，不符合题意；
D．读图丁可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了tmin，燃料2燃烧了2tmin，且甲图中液体温度变化量为2T0，乙图中液体温度变化量为1.5T0，实验中忽略热量的散失，且两杯液体的质量、比热容均相同，则由公式Q=cmΔt可得，二者放出的热量之比
燃料的质量相同，由公式Q=qm可得，燃料1与燃料2的热值之比
q1∶q2=Q1∶Q2=4∶3
故D错误，符合题意。
故选D。
5．C
【详解】如图，内燃机的进气门、排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，能量转化情况是机械能转化为内能。
A．用酒精灯使沙子变热，是化学能转化为内能，故A不符合题意；
B．金属勺放在热汤里变热，发生的是热传递，没有能量的转化，只是能量的转移，故B不符合题意；
C．冬天搓手取暖，是做功改变物体的内能，机械能转化为内能，故C符合题意；
D．太阳能热水器使水变热，是电能转化为内能，故D不符合题意。
故选C。
6． 密度 内 做功 10
【详解】（1）[1] 航天器的外壳需要轻巧，所以材料需要具备密度小的特点。
（2）[2] 火箭加速升空时，燃料燃烧释放能量，将产生的内能转化为火箭的机械能。
[3] 汽油机的做功冲程是燃烧汽油产生高温高压的燃气将活塞向下推动，这是内能转化为机械能的过程，和火箭燃烧燃料产生的内能转化为机械能相同。
[4] 汽油机完成一个工作循环，四个冲程做功一次，飞轮转动2转。飞轮转速为1200r/min，则它每秒转动的转数为20转，汽油机可以完成10个工作循环，即汽油机每秒对外做功10次。
（3）[5] 氢燃料的热值为
7． 高度 动 内 15
【详解】[1] [2]重力势能的大小与质量和高度有关，质量一定时，物体高度越高，具有的重力势能越大，下落过程中物体的高度减小，速度增大，将重力势能转化为动能，对路人形成安全隐患。
[3]热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
[4]若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1800 r/min＝30 r/s，即汽油机飞轮每秒转30圈，四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机1s对外做功15次。
8． 吸气 600
【详解】[1]由图丙可知，进气门打开、排气门关闭，活塞下行，该冲程为吸气冲程。
[2]汽油机每两个冲程飞轮转一圈，若该汽油机每秒完成20个冲程，飞轮每秒转10圈， 则飞轮每分钟转过600圈。
9． 液化 做功 做功
【详解】[1]烧开水时的“白气”是水蒸气液化成的水珠。
[2]壶内的水蒸气在推动壶盖的向上运动的过程中，这是通过水蒸气对壶盖做功，将内能转化为机械能，是通过做功方式改变水蒸气的内能。
[3]在内燃机的做功冲程中，燃气释放的热量推动活塞向下运动，也是将内能转化为机械能。
10． 内能 做功
【详解】[1]水蒸气膨胀对软木塞做功时，塞子冲出去，水蒸气内能减少，塞子的机械能增加，即水蒸气的部分内能转化为塞子的机械能。
[2]汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，与该过程的能量转化形式相同。
11． 做功 乙 20
【详解】[1][2]图甲所示冲程中，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油机的做功冲程，在此过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；图乙中，高温水蒸气将塞子冲出时，将内能转化为机械能；图丙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化为内能，使气体内能增加，温度升高。对比三图所示情景的能量转化情况可知，图甲所示冲程的能量转化情况与乙图所示情景的能量转化相同。
[3]汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，因为该汽油机飞轮的转速是2400r/min=40r/s，所以飞轮每秒转动40周，则汽油机每秒钟对外做功20次。
12． 12000 4.8×106 不变
【详解】[1]柴油机工作一个循环，飞轮转动两圈，对外做功一次，则该柴油机正常工作10min，对外做功
[2]由得，输出的有用功为
[3]热值是燃料的特性，与量的大小无关，此时油箱内剩余柴油的热值不变。
13． 压缩 增加 热传递 4.6×106 3000
【详解】[1][2]由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽油机正处于压缩冲程，工作时，活塞对气缸内的燃料做功，气缸的温度升高，内能增加。
[3]汽油冷却时，放出热量，内能减少，是通过热传递方式来改变内能的。
[4]汽油完全燃烧放出的热量为
[5]该汽油机每秒对外做功25次，则汽油机每分钟对外做功1500次，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机飞轮每分钟飞轮转3000圈，即该汽油机飞轮转速为3000r/min。
14． 做功 30 35
【详解】[1]从图中可以看出，两气门关闭，火花塞点火，活塞向下移动，可以判断这个冲程是做功冲程。
[2]汽油机完成一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转动两周，燃气对外做功一次。飞轮的转速是3600r/min即60r/s,所以汽油机每秒钟对外做功30次。
[3]汽油完全燃烧放出的热量是
Q放=m油q汽油=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J
根据可知，水温升高的温度
水的末温
t=Δt+t0=25℃+10℃=35℃
15． 增大 压缩 0.28
【详解】[1][2]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速向下压，硝化棉燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，活塞的机械能转化为空气的内能，汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，与内燃机的压缩冲程相同。
[3]酒精完全燃烧放出的热量等于身体消耗的能量，则Q放=8.4×106J，需要酒精的质量
16． 1000 2.3×106
【详解】[1]因汽油机完成1个工作循环4个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，所以，汽油机运行时每分钟完成4000个冲程，所以每分钟对外做功1000次。
[2]汽油机正常运行时的效率
η=100%-30%-30%-15%=25%
由每个做功冲程消耗0.2g汽油可得，每分钟每分钟对外做功1000次,消耗汽油的质量
m=0.2g×1000=200g=0.2kg
汽油完全燃烧释放的热量
Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J
则每分钟输出有用功
W有=Q放η=9.2×106J×25%=2.3×106J
17． 做功 机械 30%
【详解】[1]由图可知火花塞产生火花，故该冲程是做功冲程。
[2]做功冲程的能量转化主要是把内能转化为机械能。
[3]由图可知，热机的效率为
18． 先变大再变小 非平衡 1 小于
【详解】（1）[1]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋所受弹力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能变化情况是先变大再变小。
（2）[2]当橡皮筋伸长量最大即弹性势能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态。
（3）[3]由图可知，在b点处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为
Δh=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m
橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为
因此小球的重力为1N。
[4]根据能量守恒可知，由a点到b点，小球减少的重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球的动能变化量小于重力势能的变化量。
19． 甲、乙 甲、丙 等于 燃烧完 液体升高的温度
【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类、液体的质量相同而燃料不同，通过比较燃料完全燃烧时，液体温度的变化量来判断燃料热值的大小，故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]比较不同物质的比热容，应选用相同的实验装置、相同的燃料、烧杯中加入相同质量的不同液体作为吸热物质，通过比较相同时间内液体的温度变化量来判断不同物质比热容的大小，故选用甲、丙两图的装置进行实验。
（2）[3]比较不同物质比热容的实验中，使用的相同的热源，物质相同的时间内吸收热量相等，所以实验2.5min时，液体a吸收的热量等于液体b吸收的热量。
（3）[4][5]比较不同燃料热值的实验中，应让相同质量的不同燃料完全燃烧，通过观察相同质量的液体升高温度的多少来比较两种燃料热值的大小，所以应该等待燃料燃烧完，然后通过观察液体升高的温度来比较两种燃料热值的大小。
20． 水升高的温度 水的质量 多 热值
【详解】(1)[1]根据图示可知，实验中是通过观察温度计示数，比较杯中水升高的温度得知燃料充分燃烧时放出的热量的；
(2)[2]依题意知，要通过观察比较水升高的温度来得知热量，根据可知，还需要控制水的质量不变；
[3]若a杯中温度升高较快，说明其吸收的热量较多，根据题中图示，则说明质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧时，酒精比碎纸片放出的热量多；
(3)[4]单位质量物质完全燃烧放出的热量叫做热值．
21．（1）8.4×106J；（2）2.5kg
【详解】解：（1）铁皮桶的容积，即水的体积
由的水的质量
水吸收的热量
（2）由题知，则
由得节约木材的质量
答：（1）水吸收了的热量；
（2）当日使用该太阳能热水器可节约木柴的质量2.5kg。
22．（1）960N；（2）135km；（3）11.3kg
【详解】解：（1）由可知，汽车匀速行驶时的牵引力
汽车匀速行驶时，汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车受到的平均阻力
（2）由可知，汽车获取的机械能
由可知，匀速行驶的路程
（3）由可知，出燃油完全燃烧需要放出的热量
由可知，需要完全燃烧燃油的质量
答：（1）该汽车以额定功率9.6kW匀速行驶，当速度为10m/s时，所受平均阻力为960N；
（2）该汽车电池充满电后使用，以10m/s的速度在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶的路程为135km；
（3）燃油汽车需要燃烧11.3kg的汽油。
23．（1）2000N；（2）60%；（3）80℃
【详解】解：（1）汽车的牵引力为
（2）消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
汽车发动机的效率为
（3）水吸收的热量为
水温升高的温度为
则水的末温为
1个标准大气压下水在100℃沸腾，并且沸腾时吸热温度保持不变，所以水的末温实际为100℃，升高的温度为
答：（1）汽车的牵引力为2000N；
（2）汽车发动机的效率为60%；
（3）水吸收的热量可使水的温度升高80℃。
24．（1）600m3；（2）9.6×104kg
【详解】解：（1）20架战机的重力为
G=mg=20×3×104kg×10N/kg=6×106N
航母漂浮在海面，所受的浮力等于自身的重力，战机起飞后，航母减小的浮力等于其减小的重力，即20架战机的重力，减小的浮力
F浮=G=6×106N
舰艇排开海水减小的体积
（2）航母以最大功率航行2h，做的有用功
W=Pt=1.6×108W×2×3600s=1.152×1012J
航行时，航母燃烧重油放出的热量
燃烧重油的质量
答：（1）舰艇排开海水的体积将减小600m3；
（2）需要燃烧重油9.6×104kg。
25．（1）90km；（2）0.96kg；（3）24%
【详解】解：（1）根据可得，甲、丙两地之间距离为
（2）阶段一牵引力所做的有用功为
消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量为
消耗的氢燃料的质量为
（3）由
可知，阶段一中轿车的牵引力为
阶段二中轿车从丙地到达乙地消耗汽油的质量为
m汽油=25kg-15kg=10kg
汽油完全燃烧放出的热量为
从丙地到乙地的距离为
由于轿车在行驶过程中所受阻力恒定，根据二力平衡条件可知，轿车的牵引力大小不变，则轿车从丙地到达乙地所做的有用功为
阶段二中轿车发动机的效率为
答：（1）甲、丙两地之间距离为90km；
（2）阶段一中消耗的氢燃料的质量为0.96kg；
（3）阶段二中轿车发动机的效率为24%。
26．1.68×106J，0.04m3
【详解】解：水吸收的热量为
由得，所以燃烧煤气的体积为
答：水吸收的热量为1.68×106J；燃烧煤气的体积为0.04m3。
27．（1）60℃；（2）4.62×105J；（3）1.05×106J；（4）100℃
【详解】解：（1）由题意可得，水升高的温度
Δt＝80℃-25℃＝55℃
（2）水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×55℃＝4.62×105J
（3）0.025kg煤气完全燃烧放出的热量
Q放＝m煤q＝0.025kg×4.2×107J/kg＝1.05×106J
（4）由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度
t末＝80℃+30℃＝110℃＞100℃
在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃。
答：（1）水升高的温度为60℃；
（2）水吸收的热量是4.62×105J；
（3）煤气完全燃烧时释放的热量为1.05×106J；
（4）水的末温为100℃。
28．（1）4.2×106J；（2）0.24m3
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(75℃-25℃)=4.2×106J
（2）天然气燃烧放出的热量
烧开这壶水需要天然气的体积
答：（1）这些水吸收的热量是4.2×106J；
（2）若天然气燃烧的热量中50%被这些水吸收，则需要0.24m3天然气。
29．（1）4.2×105J；（2）2×105pa；（3）40%
【详解】（1）5L水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×5.0×10-3m3=5kg
水吸收的热量
（2）车对地面的压力
F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×104N
车对地面的压强
（3）汽油释放的热量
Q =qm=4.6×107J/kg×1.5kg=6.9×107J
汽车做的功
W有用=Pt=46000W×600s=2.76×107J
发动机效率
答：（1）水吸收的热量为4.2×105J；
（2）车静止在水平地面上时，对地面的压强为2×105pa；
（3）小汽车发动机的效率为40%。
30． 比热容大 20 75
【详解】（1）[1]由于水的比热容较大，与质量相等的其它物质相比，升高相同的温度，吸收的热量多，降温效果好。
[2]汽车发动机曲轴转速为
2400r/min=2400r/60s=40r/s
因为曲轴转两转对外做功1次，所以该汽油机每秒钟对外做功的次数为
（2）[3]天然气完全燃烧放出的热量为
Q=mq天然气=2kg×4.4×107J/kg=8.8×107J
[4]该发动机输出的有用功为
W=Pt=44×103W×25×60s=6.6×107J
该车发动机的效率为
31． 145 B 3.6×104 50
【详解】（1）[1]飞机的最大起飞质量是72.5t，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值，机翼面积为
（2）[2]“超细航空级玻璃棉”性质有：直径只有3~5μm，比头发细。密度
密度比玻璃的密度小很多，还具有很好的隔音和保温效果，导热能力较弱。故B错误，符合题意，ACD正确，不符合题意。
故选B。
（3）[3][4]飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻力是平衡力，大小相等，故
f=F=3.6×104N
燃料完全燃烧放出的热量
Q放=m油q=1800kg×4.6×107J/kg=8.28×1010J
根据得发动机获得的机械能
W机械=ηQ放=40%×8.28×1010J=3.312×1010J
发动机巡航的距离为
s=vt=920km/h×0.5h=460km=460000m
飞机的推进功（推力所做的功）
W推力=Fs=3.6×104N×460000m=1.656×1010J
发动机的推进效率
32． 电 动 b
【详解】（1）太阳电池将太阳能转化成电能，电能又转化成月球车的动能；
（2）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金，具有密度小、强度高的优良性能，铝活泼易生成氧化铝覆盖在其表面阻止进一步腐蚀，选用镁铝合金为“玉兔”号月球车材料，优点是密度小，硬度大，耐腐蚀，故b正确．
