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2025中考九年级物理专题复习内能的利用精选练习题
一、题型梳理
题型1 汽油机的工作过程
1. 在汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能，对外提供动力的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
2. 关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
3. 下图是四冲程汽油机的工作示意图。从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是（　）
A B C D
4. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（　　）
A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙
B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/min
D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能
5. 关于汽油机和柴油机描述正确的是（　　）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸
C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量
题型2 汽油机、柴油机及相关计算
1. 如图所示，在试管内装适量的水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯加热一段时间后，橡胶塞被出。下列选项中与试管内气体将塞子推出的过程原理相同的是（　　）
A B C D
2. 如图所示的汽油机处于 （选填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程将 能转化为 能。某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。

题型3 热值及其相关计算
1. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零 B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
2. 某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该汽油机每分钟做功 次。如果完全燃烧500g汽油放出的热量是 J。（汽油的热值是4.6107J/kg）
3. 太阳能汽车利用太阳能板将太阳能转化为电能驱动汽车前进。某品牌太阳能汽车在试验场地内进行测试，30min行驶了27km的路程，消耗的电能为。已知汽油的热值q=4.6×107J/kg，在该测试过程中，求：
（1）太阳能汽车行驶的平均速度；
（2）消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油释放的能量。
4. 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中：
（1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于 ；
（2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是 ；
（3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作：
①先点燃酒精，再点燃碎纸片；
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数；
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数；
小红认为上述操作中，操作 是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是 。
题型4 热机效率及其计算
1. 甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　）
A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多
B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大
C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多
D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多
2. 下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（　　）
A． B．
C． D．
3. 利用一燃气热水器对10kg、20℃的水进行加热时，完全燃烧了0.105m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4×107J/m3，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中（　）
①煤气完全燃烧放出的热量是4.41×103J； ②水吸收的热量是2.1×106J；
③水温升高了50℃； ④加热过程中水的内能保持不变
A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有②③④正确
4. 一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶了72km，能量流向图如图所示，消耗汽油1.5×10-3m3（假设汽油完全燃烧）。若汽油的密度0.8×103kg/m3，汽油的热值为4×107J/kg，求：
（1）该汽车的热机效率；
（2）在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量；
（3）在这段时间内汽车的牵引力大小。
5. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志，如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液体氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为1.4×108J/kg。
（1）某火箭发射时携带6×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）若这些热量只有20%被水吸收，则质量为5×106kg、初温为30℃的水能升温到多少℃？
[c水=4.2×103J/（kg·℃），当地大气压为1标准大气压]
（3）氢作为一种清洁能源，在汽车中也有应用，例如氢能源车。工作时，发动机将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧，某次测试中，该车只利用了第一问燃料放出热量的万分之一，就能以70kW的功率匀速行驶了2h。求该发动机的效率。
题型5 能量的转化与转移
1. 人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及到的能量转化正确的是（　　）
A．用天然气灶炒菜，是电能转化为内能
B．电梯运行过程中，是机械能转化为电能
C．用太阳能电池板，是太阳能转化为电能
D．秋千向下摆的过程中，是动能转化为重力势能
2. 如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（　　）
A．内能——机械能——化学能 B．化学能——内能——机械能
C．机械能——内能——化学能 D．内能——化学能——机械能
3. 关于图中四个事例涉及的能量转化，以下说法错误的是（ ）

A．甲： 风机桨叶带动发电机发电，把机械能转化为电能
B．乙：自行车运动员奋力蹬车时，把化学能转化为机械能
C．丙：行驶的高速电动列车，把电能转化为机械能
D．丁：古人“钻木取火”，把内能转化为机械能
4. 一杯热水慢慢变凉后不会自己重新变热，说明能量的转移和转化具有 ；经过一段时间后水会蒸发变少，是因为水分子不停地 。
5. 下列现象中属于能量转移的是 ，属于能量转化的是 。
煤炭燃烧 ②热水自然冷却 ③搓手取暖 ④灯泡发光
6. 如图所示是风光互补路灯，由太阳能电池板、小型风力发电机各自给蓄电池充电。其中太阳能是 能源（选填“可再生”或“不可再生”），给蓄电池充电是将电能转化为 能。当风速为5m/s时，当风速为5m/s时，持续光照10h，蓄电池的电能增加5.76×106J，风力发电机输出功率为40W，在此过程中太阳能电池板发电的平均输出功率是 W。
题型6 能量守恒定律
1. 关于能量守恒定律，下列说法正确的是（　　）
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
2. 如图甲所示是2022年2月27日11时06分“长征八号”遥二运载火箭在文昌航天发射场点火加速升空时的情景，此次任务成功将22颗卫星送入预定轨道。如图乙所示是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景。下列说法正确的是（　　）
A．如图甲火箭加速上升的过程中，机械能转化为内能
B．如图乙人造地球卫星运行时，只有动能和势能的转化
C．如图乙人造地球卫星运行时，在近地点的动能最小
D．图甲、图乙中卫星的机械能都不变
3. 关于能量的转化与守恒，下列说法中正确的是（　　）
A．能量守恒定律只适用于能量的转化过程
B．给手机充电时是将电能转化为化学能
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
4. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。 它的部分运动轨迹如图所示，皮球经过同一高度的A、B两点时，在A点时的动能 B点时的动能，皮球在C点时的重力势能 在D点时的重力势能，皮球在D点时的机械能 在C点时的机械能（选填“大于”、“等于”或“小于”）
二、直击中考
1.（2024·山东济南·中考真题）完全燃烧1g液态氢能释放出1.4×105J的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（　　）
A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大
2. （2024·江苏南通·中考真题）2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（　　）
A．热机做功冲程 B．钻木取火过程
C．水力发电过程 D．物体上抛过程
3.（2024·北京·中考真题）下列说法正确的是（　　）
A．铁块很难被压缩，说明分子间只存在斥力
B．燃料完全燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C．汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能
D．物体吸收热量，温度一定升高
4.（2024·菏泽·中考真题）家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　）
A．汽油燃烧时它的热值减小
B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多
C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
5.（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．蒸汽机不属于热机
B．柴油机的效率能达到100%
C．汽油机会散发出汽油味属于扩散现象
D．内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
6.（2024·青海·中考真题）与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　）
A．酒精的密度比液态甲烷的密度小
B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能
C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大
D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J
7.（2024·山东临沂·中考真题）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　）
A B C D
8.（2024·日照·中考真题）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。（q=4.6×107J/kg）
9. （2024·江苏常州·中考真题）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”；
②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热；
③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。
已知实验时气压为1标准大气压，c水=4.2×103J/（kg·℃），用该装置加热水的效率为42%。求：
（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量；
（2）该液态燃料的热值。
10.（2024·山东德州·中考真题）近年来我国大力提倡风力发电，如图为某小型风力发电机，已知该发电机1s内获得的风能E为8×104J，风能转化为电能的效率为25%，当地平均风速v为10m/s，发电机一天工作时间按5h计算。
（1）若发电机在1s内获得的风能E与风速v的定量关系为E=kv3，则常数k= J·（m/s）-3；
（2）发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg）
（3）若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力，可供牵引力为1.2×103N的电动汽车以100km/h的速度匀速直线行驶多少小时。
三、新题+综合题
1．如图所示为汽油机和柴油机的剖面图，下列说法不正确的是（　　）
A．柴油机和汽油机的不同之处是柴油机的汽缸顶部没有火花塞而有一个喷油嘴
B．不管是汽油机还是柴油机，只要燃料完全燃烧，热机效率就可以达到100%
C．汽油机和柴油机都具有吸气、压缩、做功、排气四个冲程
D．柴油机可以输出更大功率，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车上面
2．如图为风力发电机，已知当地每秒每平方米发电机面积吹过的风的能量为200J，若一台风机有效迎风面积约为500m2，风机把风能转换为电能存进电池的效率为25%。
（1）500m2的面积每秒吹过的风的能量为多少J
（2）1min时间内，最终转换成电能的能量为多少J
3. 据中国载人航天工程办公室，2024年将实施神舟十九号载人飞行任务，航天员乘组已经选定，正在开展任务训练。神舟十九号载人飞行任务标识是由中国空间站、神舟载人飞船、地球、星空等图案构成的一个红、黄、蓝配色的圆形标识。数字“19”融入中国龙的元素，舞动上升。周围的点点星辰共十九颗，对应神舟十九号载人飞行任务，共同体现我国航天事业的繁荣昌盛。
（1）火箭点火瞬间周围会产生大量的“白气”，这些“白气”的形成是 现象（填写物态变化）；
（2）火箭用液态氢作为燃料，是因为液态氢的 高，液态氢气是通过 的方法来实现气体液化，在某一阶段共消耗5吨液态氢，这些氢气完全燃烧共释放出 J的热量（q氢气=1.4×108J/kg）；
（3）火箭飞行时燃料燃烧释放的 能转化为 能，这与四冲程汽油机中的 冲程原理相同；
（4）火箭在大气层飞行时，会与空气摩擦，使箭体温度升高，内能 ，这是通过 方式改变物体的内能，所以火箭箭体需要选用熔点 （高或低）的材料。
4. 汽油机是热机的一种，常用在家用轿车上。汽油机的部分工作原理图如下图所示，现有某家用轿车在水平路面上行驶了一段路程，共消耗了2kg汽油。（汽油热值q=4.6×107J/ kg）
（1）图1中甲是 冲程，乙是 冲程； 冲程是汽油机获取动力的冲程，其他冲程都是靠飞轮的惯性来工作的；
（2）当汽油在汽油机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油机的效率 （选填“升高”“不变”或“降低”）；图2是汽油机的能量流向图，其效率为 ×100%（用图中的符号表示）；
（3）若该家用轿车在行驶过程中汽油完全燃烧，求汽油完全燃烧释放的热量。
5. 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收缩，从而拉动活塞
B．汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中B所示的原理相似
D．图乙中，汽油机一个工作循环的正确顺序是A、D、C、B
6. 如图是一款太阳能和其它能量混合驱动汽车，车身上装载了5m2的太阳能电池板，用于给蓄电池充电或直接作为动力源。已知太阳能电池板每小时1m2接收的太阳能为6×106J，已知太阳能转化为电能的效率为25%，该汽车利用电能行驶时，电动机的将电能转化为机械能的效率为80%。
（1）若驾驶该车通过一长为18000m的隧道，用时12min，则该车速度是多少km/h
（2）若该车以36km/h匀速行驶时，所受阻力为1200N，则该车的电动机输出功率多大
（3）利用6h的正常日照获得的太阳能使该车以36km/h匀速行驶，该车能行驶多少路程
7. 如图所示，这是水电站的示意图。
（1）我们知道水电站是利用水能资源的一项重大工程。那么，水电站到底是怎样“发电”的？其实它是利用能量的转化来“发电”的：把水库里的水蓄高后，打开水坝导管的闸门，水就会沿着导管泻下，推动水轮机把“电”发出来。请你根据以上的文字说明，试从能量转化的角度来说明水电站的工作原理。
（2）建设水电站选址时，从能量的利用来看，你将选择图中的（A）址还是（B）址？请说说你的看法。
8. 阅读材料，完成下列小题：
如图所示，是我国高超音速导弹“东风17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，因此它突防能力强，难以拦截。

（1）从起飞点到关机点是燃料燃烧推动导弹加速上升，在此过程中，下列说法正确的是（　）
A．燃料燃烧推动导弹加速上升时，动能转化为重力势能
B．东风17火箭发动机用一种新型常温液体燃料，主要是利用燃料的比热容大的特点
C．给导弹推力的施力物体是燃气
D．燃料燃烧释放的能量全部转化为导弹的机械能
（2）图中正确表示导弹到达最高点时所受重力方向的是（　　）

A．① B．② C．③ D．④
（3）若关机点在导弹刚好离开大气层位置，b点为刚好进入大气层的位置。导弹从关机点到b点过程中，动能Ek与其离开大气层的高度h关系的大致图线是图中的（　　）

A．① B．② C．③ D．④
（4）若导弹的质量为15000kg，最高点高度为1500km，大气层高度为1000km。导弹从最高点运动到b点重力做的功为（　　）
A．2.25×1010J B．1.5×1011J C．3×1011J D．7.5×1010J
参考答案
一、题型梳理
题型1 汽油机的工作过程
1. 在汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能，对外提供动力的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【详解】在汽油机的工作循环中，做功冲程将内能转化为机械能，提供动力，压缩冲程将机械能转化为内能，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
2. 关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
【答案】C
【详解】A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
3. 下图是四冲程汽油机的工作示意图。从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是（　）
A B C D
【答案】A
【详解】A．图中两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，A符合题意；
B．图中的冲程进气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化，故B不符合题意；
C．图中的冲程进气阀关闭，排气阀开启，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化，故C不符合题意；
D．图中的冲程两气阀关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故D不符合题意。
故选A。
4. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（　　）
A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙
B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/min
D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能
【答案】C
【详解】A．甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，乙图是进气门打开，排气门关闭，此时活塞向下运动，是吸气冲程，丙图中进气门关闭，排气门打开，此时活塞向上运动，是排气冲程，丁图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，所以，该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误；
B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油和空气混合物，故B错误；
C．由题知，该内燃机每秒做功10次，每分钟做功600次，因飞轮每转2周对外做功一次，则飞轮的转速为1200 r/min ，故C正确；
D．图丁是做功冲程，是把燃气的内能转化为机械能，故D错误。
故选C。
5. 关于汽油机和柴油机描述正确的是（　　）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸
C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量
【答案】D
【详解】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸（没有吸入柴油），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，排出的废气温度仍很高，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D正确。
故选D。
题型2 汽油机、柴油机及相关计算
1. 如图所示，在试管内装适量的水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯加热一段时间后，橡胶塞被出。下列选项中与试管内气体将塞子推出的过程原理相同的是（　　）
A B C D
【答案】C
【详解】由图可知，试管内的水蒸气当用酒精灯加热一定程度时，水蒸气会对塞子做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能。此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。由图知道C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2. 如图所示的汽油机处于 （选填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程将 能转化为 能。某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。

【答案】 压缩 机械 内 20
【详解】由图可知，内燃机两气门都关闭，活塞向上运动，故可以判断这个冲程是压缩冲程，此冲程是通过压缩气体做功，将活塞运动的机械能转化为汽缸内混合气体的内能。
汽油机的转速为2400r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40r，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，对外做功20次。
题型3 热值及其相关计算
1. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　）
A．没有燃烧的燃料，热值等于零 B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
【答案】C
【详解】ABC．热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，故AB错误，C正确；
D．根据公式Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关，故D错误。
故选C。
2. 某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该汽油机每分钟做功 次。如果完全燃烧500g汽油放出的热量是 J。（汽油的热值是4.6107J/kg）
【答案】 1500 2.3×107
【详解】飞轮转速为3000r/min，即汽油机飞轮每分钟转3000圈，由于四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮中曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每分钟做功1500次。
完全燃烧500g汽油放出的热量为
Q放=mq=500×10-3kg×4.6×107J/kg=2.3×107 J
3. 太阳能汽车利用太阳能板将太阳能转化为电能驱动汽车前进。某品牌太阳能汽车在试验场地内进行测试，30min行驶了27km的路程，消耗的电能为。已知汽油的热值q=4.6×107J/kg，在该测试过程中，求：
（1）太阳能汽车行驶的平均速度；
（2）消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油释放的能量。
【答案】（1）15m/s；（2）0.4
【详解】（1）太阳能汽车行驶的平均速度
（2）由得，消耗的电能相当于燃烧
的汽油释放的热量。
答：（1）太阳能汽车行驶的平均速度15m/s；
（2）消耗的电能相当于完全燃烧0.4千克的汽油释放的能量。
4. 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中：
（1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于 ；
（2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是 ；
（3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作：
①先点燃酒精，再点燃碎纸片；
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数；
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数；
小红认为上述操作中，操作 是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是 。
【答案】 质量 根据温度计示数确定水吸收热量的多少 温度计液泡没有浸没在水中 ② 燃烧过程中有热量损失
【详解】（1）燃料充分燃烧放出热量的多少还与燃料的质量有关，所以要控制质量相等。
根据Q吸=cmΔt，实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，观察末态温度，末态温度高说明吸收热量多，反之，吸收热量少。
（2）使用温度计测量液体，应将温度计液泡完全浸没在液体中。
（3）保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，但燃料燃烧速度未知，被燃烧的燃料质量不一定相等，故②错误。
燃烧过程中有热量损失，水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量。
题型4 热机效率及其计算
1. 甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　）
A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多
B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大
C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多
D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多
【答案】D
【详解】A．做功的多少与功率和做功的时间有关系，与其效率无关，故A错误；
B．效率表示功的利用率；功率表示做功快慢，这两个物理量是没有必然的联系的。故B错误；
C．汽油机燃烧汽油的多少与功率和效率都有关系，其主要与汽油机的功率有关，故C错误；
D．甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多，即输出的能量多，故D正确。故选D。
2. 下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有相当部分能量散失了。而汽油机的效率一般为20%~30%，则机械能约为
W机械能=ηW=30%×1000J=300J
散失的内能W内能=W-W机械能=1000J-300J=700J
故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
3. 利用一燃气热水器对10kg、20℃的水进行加热时，完全燃烧了0.105m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4×107J/m3，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中（　）
①煤气完全燃烧放出的热量是4.41×103J； ②水吸收的热量是2.1×106J；
③水温升高了50℃； ④加热过程中水的内能保持不变
A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有②③④正确
【答案】B
【详解】①由知道，煤气完全燃烧放出的热量是
故①错误；
②由于该热水器烧水的效率是50%，所以，水吸收的热量是
故②错误；
③由Q吸=cmΔt知道，水温升高了
故③正确；
④加热过程中水的温度升高内能增大，故④错误。
故选B。
4. 一辆汽车在一段平直公路上匀速行驶了72km，能量流向图如图所示，消耗汽油1.5×10-3m3（假设汽油完全燃烧）。若汽油的密度0.8×103kg/m3，汽油的热值为4×107J/kg，求：
（1）该汽车的热机效率；
（2）在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量；
（3）在这段时间内汽车的牵引力大小。
【答案】（1）30%；（2）4.8×107J；（3）200N
【详解】（1）由图可知，该汽车的热机效率为
（2）汽油完全燃烧所产生的热量
（3）由可知，汽车输出的有用功
由W=Fs可得，汽车的牵引力
5. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志，如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液体氢作为燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为1.4×108J/kg。
（1）某火箭发射时携带6×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）若这些热量只有20%被水吸收，则质量为5×106kg、初温为30℃的水能升温到多少℃？
[c水=4.2×103J/（kg·℃），当地大气压为1标准大气压]
（3）氢作为一种清洁能源，在汽车中也有应用，例如氢能源车。工作时，发动机将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧，某次测试中，该车只利用了第一问燃料放出热量的万分之一，就能以70kW的功率匀速行驶了2h。求该发动机的效率。
【答案】（1）8.4×1012J；（2）100℃；（3）60%
【详解】（1）某火箭发射时携带6×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是
（2）若第一问放出的热量只有20%被水吸收，水吸收的热量为
由得，这些热量能使质量为5×106kg、初温为30℃的水温度升高温度为
水的末温可为
但1标准大气压下水的沸点为100℃，则水能升温到100℃。
（3）第一问燃料放出热量的万分之一为
由P=W/t得，氢能源车的牵引力做的功为
该发动机的效率
题型5 能量的转化与转移
1. 人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及到的能量转化正确的是（　　）
A．用天然气灶炒菜，是电能转化为内能
B．电梯运行过程中，是机械能转化为电能
C．用太阳能电池板，是太阳能转化为电能
D．秋千向下摆的过程中，是动能转化为重力势能
【答案】C
【详解】A．用天然气灶炒菜，是化学能转化为内能，故A错误；
B．电梯运行过程中，是电能转化为机械能，故B错误；
C．用太阳能电池板，利用太阳光发电，是太阳能转化为电能，故C正确；
D．秋千向下摆的过程中，是重力势能转化为动能，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（　　）
A．内能——机械能——化学能 B．化学能——内能——机械能
C．机械能——内能——化学能 D．内能——化学能——机械能
【答案】B
【详解】用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出，此过程中试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能，所以，这个过程中能量转化的顺序是：化学能→内能→机械能，故B正确。故选B。
3. 关于图中四个事例涉及的能量转化，以下说法错误的是（ ）

A．甲： 风机桨叶带动发电机发电，把机械能转化为电能
B．乙：自行车运动员奋力蹬车时，把化学能转化为机械能
C．丙：行驶的高速电动列车，把电能转化为机械能
D．丁：古人“钻木取火”，把内能转化为机械能
【答案】D
【详解】A．甲图中风力发电是将机械能（风能）转化为电能，故A正确，不符合题意；
B．乙图中骑车时用力蹬车，是消耗人体的化学能转化成车子运动的机械能，故B正确，不符合题意；
C．丙图中的高速电动列车行驶时消耗电能，转化为车子前进的机械能，故C正确，不符合题意；
D．丁图中钻木取火是克服摩擦做功，机械能转化为内能，故D错误，符合题意。
故选D。
4. 一杯热水慢慢变凉后不会自己重新变热，说明能量的转移和转化具有 ；经过一段时间后水会蒸发变少，是因为水分子不停地 。
【答案】 方向性 热运动（或无规则运动）
【详解】一杯热水慢慢变凉后，其内能减小，在没有外界干预的情况下，不会自己重新变热，说明能量的转移和转化具有方向性。
因为水分子不停地做无规则运动，所以经过一段时间后水会蒸发变少。
5. 下列现象中属于能量转移的是 ，属于能量转化的是 。
①煤炭燃烧 ②热水自然冷却 ③搓手取暖 ④灯泡发光
【答案】 ② ①③④
【详解】①煤炭燃烧时发热，将燃料的化学能转化为内能，属于能量的转化；
②热水自然冷却，是热传递改变水的内能，属于能量的转移；
③搓手取暖，是做功改变物体的内能，机械能转化为内能，属于能量的转化；
④灯泡发光，是电能转化为光能和内能，属于能量的转化。
故属于能量转移的是②，属于能量转化的是①③④。
6. 如图所示是风光互补路灯，由太阳能电池板、小型风力发电机各自给蓄电池充电。其中太阳能是 能源（选填“可再生”或“不可再生”），给蓄电池充电是将电能转化为 能。当风速为5m/s时，当风速为5m/s时，持续光照10h，蓄电池的电能增加5.76×106J，风力发电机输出功率为40W，在此过程中太阳能电池板发电的平均输出功率是 W。
【答案】 可再生 化学 120
【详解】太阳能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源。太阳能电池板吸收太阳能，将太阳能转化为电能，在蓄电池中将电能转化为化学能。
总的输出功率为
太阳能电池板发电的平均输出功率是160W-40W＝120W
题型6 能量守恒定律
1. 关于能量守恒定律，下列说法正确的是（　　）
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变
D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
【答案】C
【详解】ABC．由能量守恒定律可知，能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量保持不变，故AB错误，C正确；
D．能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故D错误。
故选C。
2. 如图甲所示是2022年2月27日11时06分“长征八号”遥二运载火箭在文昌航天发射场点火加速升空时的情景，此次任务成功将22颗卫星送入预定轨道。如图乙所示是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景。下列说法正确的是（　　）
A．如图甲火箭加速上升的过程中，机械能转化为内能
B．如图乙人造地球卫星运行时，只有动能和势能的转化
C．如图乙人造地球卫星运行时，在近地点的动能最小
D．图甲、图乙中卫星的机械能都不变
【答案】B
【详解】A．甲火箭加速上升的过程中，火箭内的燃料燃烧时将化学能转化为内能，内能再转化为火箭的机械能，使火箭机械能增大，A错误；
B．太空中是真空，卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，不受空气阻力，机械能守恒，只有动能和势能的相互转化，B正确；
C．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，由于机械能保持不变，在近地点时重力势能最小，动能最大，C错误；
D．图甲中卫星加速上升过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大，同时高度增大，重力势能增大，卫星的动能与重力势能都增大，则卫星的机械能增大，图乙中卫星的机械能不变，D错误。
故选B。
3. 关于能量的转化与守恒，下列说法中正确的是（　　）
A．能量守恒定律只适用于能量的转化过程
B．给手机充电时是将电能转化为化学能
C．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
D．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
【答案】B
【详解】A．能量守恒定律也适用于能量转移的情形。故A错误；
B．充电时，消耗电能，电池内部发生化学反应，是将电能转化为化学能。故B正确；
C．摩擦生热没有创造热，是将机械能转化为内能，使物体温度升高。故C错误；
D．能量的转化和转移是具有方向性的，不是所有的能量都可以利用。故D错误。
故选B。
4. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。 它的部分运动轨迹如图所示，皮球经过同一高度的A、B两点时，在A点时的动能 B点时的动能，皮球在C点时的重力势能 在D点时的重力势能，皮球在D点时的机械能 在C点时的机械能（选填“大于”、“等于”或“小于”）
【答案】 大于 小于 小于
【详解】物体的机械能等于物体动能与势能的总和。皮球在地面弹起的过程中，因为与地面碰撞的原因，要损失一部分能量，所以，机械能总量要减小。
A处的皮球落到地面弹起，再升到与A点高度相同的B点时，因为皮球质量不变，所处高度相等，所以皮球在两点的重力势能相等。
但因为皮球从A处落到地面再弹起时，损失了一部分能量，所以，皮球在A处的机械能要大于在B处的机械能，又因为皮球在两点的重力势能相等，因此，皮球在A点的动能大于在B点的动能。
物体质量越大，所处的高度越大，其重力势能就越大。同一个皮球，质量不变，因为C点高度小于D点高度，所以在C点的重力势能小于在D点的重力势能。
皮球从C点落到地面再弹起时，损失了一部分能量，所以，它在C点的机械能大于在D点的机械能。即它在D点的机械能小于在C点的机械能。
二、直击中考
1.（2024·山东济南·中考真题）完全燃烧1g液态氢能释放出1.4×105J的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（　　）
A．内能大 B．温度高 C．热值大 D．密度大
【答案】C
【详解】由于完全燃烧1g液态氢能释放出1.4×105J的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，即相同质量的液态氢和汽油完全燃烧，液态氢能放出更多的热量，所以液态氢比汽油的热值大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2. （2024·江苏南通·中考真题）2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（　　）
A．热机做功冲程 B．钻木取火过程 C．水力发电过程 D．物体上抛过程
【答案】A
【详解】火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，该过程为内能转化成机械能。
A．热机做功冲程中内能转化成机械能，故A符合题意；
B．钻木取火过程机械能转化成内能，故B不符合题意；
C．水力发电过程为机械能转化成电能，故C不符合题意；
D．物体上抛过程中克服阻力做功，机械能转化成内能，故D不符合题意。
故选A。
3.（2024·北京·中考真题）下列说法正确的是（　　）
A．铁块很难被压缩，说明分子间只存在斥力
B．燃料完全燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C．汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能
D．物体吸收热量，温度一定升高
【答案】C
【详解】A．铁块很难被压缩，说明分子间存在斥力，引力和斥力是同时存在的，故A错误；
B．热值是燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比，只与燃料的种类有关，质量未知，无法比较热值的大小，故B错误；
C．汽油机的做功冲程主要是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D．晶体熔化时，物体吸收热量，温度不变，故D错误。
故选C。
4.（2024·菏泽·中考真题）家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（　）
A．汽油燃烧时它的热值减小
B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多
C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
【答案】C
【详解】A．热值是物质本身的一种特性，热值只与物质种类有关，汽油燃烧时它的热值不变，故A错误；
B．热量是过程量，不能说含有热量的多少，故B错误；
C．汽油机的做功冲程，燃烧产生的高温气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越不充分，故D错误。
故选C。
5.（2024·黑龙江牡丹江·中考真题）关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．蒸汽机不属于热机
B．柴油机的效率能达到100%
C．汽油机会散发出汽油味属于扩散现象
D．内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
【答案】C
【详解】A．蒸汽机属于热机中的一种，故A错误；
B．柴油机在工作过程中不可避免的要做额外功，柴油机的效率不能达到100%，故B错误；
C．由于构成物质的分子在不停地做无规则运动，汽油分子会运动到空气中，这是扩散现象，所以我们能闻到汽油味，故C正确；
D．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
6.（2024·青海·中考真题）与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0.42×103kg/m3，热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3，热值为3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（　　）
A．酒精的密度比液态甲烷的密度小
B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能
C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大
D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5.0×108J
【答案】D
【详解】A．液态甲烷密度约为0.42×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故A错误；
B．液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故B错误；
C．酒精的密度比液态甲烷的密度大，根据m=ρV，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故C错误；
D．10kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为
故D正确。故选D。
7.（2024·山东临沂·中考真题）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　）
A B C D
【答案】D
【详解】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功；
B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；
C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能；
D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；
顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都比吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
8.（2024·山东日照·中考真题）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。
（q=4.6×107J/kg）
【答案】 1250 32.6%
【详解】[1]因单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，已知飞轮的转速是300r/min，所以，每分钟共有150个工作循环，对外做功150次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作1min做的功
该汽油机的功率
[2]每分钟消耗5g汽油，5g汽油完全燃烧释放的热量
满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率
9. （2024·江苏常州·中考真题）中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳，合成液态燃料，作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验，测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料，得到“燃料灯”；
②在空烧杯内加入1kg水，测得水的初温为31℃，点燃“燃料灯”开始加热；
③当水恰好沸腾时，立即熄灭“燃料灯”，测得“燃料灯”消耗燃料30g。
已知实验时气压为1标准大气压，c水=4.2×103J/（kg·℃），用该装置加热水的效率为42%。求：
（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量；
（2）该液态燃料的热值。
【答案】（1）2.898×105J（2）2.3×107J/kg
【详解】（1）烧杯内水吸收的热量为
（2）该液态燃料完全燃烧放出的热量为
该液态燃料的热值为
答：（1）此过程中，烧杯内水吸收的热量为2.898×105J；
（2）该液态燃料的热值为2.3×107J/kg。
10.（2024·山东德州·中考真题）近年来我国大力提倡风力发电，如图为某小型风力发电机，已知该发电机1s内获得的风能E为8×104J，风能转化为电能的效率为25%，当地平均风速v为10m/s，发电机一天工作时间按5h计算。
（1）若发电机在1s内获得的风能E与风速v的定量关系为E=kv3，则常数k= J·（m/s）-3；
（2）发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg）
（3）若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力，可供牵引力为1.2×103N的电动汽车以100km/h的速度匀速直线行驶多少小时。
【答案】（1）80；（2）12kg；（3）3h
【详解】（1）由题可知，该发电机1s内获得的风能E=8×104J，当地平均风速v=10m/s，代入E=kv3，解得
（2）发电机1天内产生的电能为
煤放出的热量为
需要完全燃烧煤的质量：
（3）由得，可供电动汽车行驶的路程为
可供电动汽车行驶的时间为
三、新题+综合题
1．如图所示为汽油机和柴油机的剖面图，下列说法不正确的是（　　）
A．柴油机和汽油机的不同之处是柴油机的汽缸顶部没有火花塞而有一个喷油嘴
B．不管是汽油机还是柴油机，只要燃料完全燃烧，热机效率就可以达到100%
C．汽油机和柴油机都具有吸气、压缩、做功、排气四个冲程
D．柴油机可以输出更大功率，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车上面
【答案】B
B．热机在工作时，总存在能量损失，热机效率不可能达到100%，故B错误，符合题意；
C．四冲程热机的工作过程包括吸气、压缩、做功和排气冲程，故C正确，不符合题意；
D．柴油机的效率更高，可输出更大功率，且经济性能好，适用于卡车和大型客车，故D正确，不符合题意。故选B。
2．如图为风力发电机，已知当地每秒每平方米发电机面积吹过的风的能量为200J，若一台风机有效迎风面积约为500m2，风机把风能转换为电能存进电池的效率为25%。
（1）500m2的面积每秒吹过的风的能量为多少J
（2）1min时间内，最终转换成电能的能量为多少J
【答案】（1）105J；（2）1.5×106J
【详解】（1）500m2的面积每秒吹过的风的能量为
（2）1min时间内，最终转换成电能的能量为
3. 据中国载人航天工程办公室，2024年将实施神舟十九号载人飞行任务，航天员乘组已经选定，正在开展任务训练。神舟十九号载人飞行任务标识是由中国空间站、神舟载人飞船、地球、星空等图案构成的一个红、黄、蓝配色的圆形标识。数字“19”融入中国龙的元素，舞动上升。周围的点点星辰共十九颗，对应神舟十九号载人飞行任务，共同体现我国航天事业的繁荣昌盛。
（1）火箭点火瞬间周围会产生大量的“白气”，这些“白气”的形成是 现象；（填写物态变化）
（2）火箭用液态氢作为燃料，是因为液态氢的 高，液态氢气是通过 的方法来实现气体液化，在某一阶段共消耗5吨液态氢，这些氢气完全燃烧共释放出 J的热量（q氢气=1.4×108J/kg）；
（3）火箭飞行时燃料燃烧释放的 能转化为 能，这与四冲程汽油机中的 冲程原理相同；
（4）火箭在大气层飞行时，会与空气摩擦，使箭体温度升高，内能 ，这是通过 方式改变物体的内能，所以火箭箭体需要选用熔点 （高或低）的材料。
【答案】（1）液化；（2）热值，压缩体积，7×1011；（3）内，机械，做功；（4）增加，做功， 高
【详解】（1）物质由气态变成液态的过程叫液化，火箭发射时产生的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
（2）火箭采用液态氢作为燃料，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。
液化可以采用两种方法，降低温度和压缩体积。常温下液态氢是通过压缩体积的方法使其液化。
这些氢气完全燃烧共释放出的热量
Q放=mq氢气=5×1000kg×1.4×108J/kg=7×1011J
（3）燃料燃烧是化学变化，因此燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的机械能。此能量的转化与汽油机工作中的做功冲程能量转化相同。
（4）火箭在大气层飞行时，会与空气摩擦，克服摩擦做功，物体内能会增加，通过做功的方式改变物体的内能；为了防止火箭箭体在高温下熔化，火箭必须由熔点高的材料制成。
4. 汽油机是热机的一种，常用在家用轿车上。汽油机的部分工作原理图如下图所示，现有某家用轿车在水平路面上行驶了一段路程，共消耗了2kg汽油。（汽油热值q=4.6×107J/ kg）
（1）图1中甲是 冲程，乙是 冲程； 冲程是汽油机获取动力的冲程，其他冲程都是靠飞轮的惯性来工作的；
（2）当汽油在汽油机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时汽油机的效率 （选填“升高”“不变”或“降低”）；图2是汽油机的能量流向图，其效率为 ×100%（用图中的符号表示）；
（3）若该家用轿车在行驶过程中汽油完全燃烧，求汽油完全燃烧释放的热量。
【答案】（1） 排气 压缩 做功；（2） 降低 ；（3）9.2×107 J
【详解】（1）图1甲中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；乙中两气门关闭，活塞向上运动是压缩冲程；做功冲程将内能转化为机械能，是汽油机获取动力的冲程，其他冲程都是靠飞轮的惯性完成的。
（2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，说明汽油燃烧不充分，在消耗相同的燃料时，转化的有用功将会减少，则发动机的热机效率会降低。
热机做的有用功是E2，燃气内能为E，热机效率为
（3）轿车在水平路面上行驶了一段路程，共消耗了2kg汽油，则汽油完全燃烧释放的热量
Q=mq=2kg×4.6×107J/ kg=9.2×107J
5. 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收缩，从而拉动活塞
B．汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙中B所示的原理相似
D．图乙中，汽油机一个工作循环的正确顺序是A、D、C、B
【答案】B
【详解】AB．图甲中，汽缸内的蒸气体积膨胀，对外做功，向右推动活塞，拉动绕过滑轮的牵引索，使舰载机获得向前的牵引力。该过程中，内能转化为机械能，蒸汽内能减小，故B正确，A错误；
C．图乙B中，汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是汽油机的压缩冲程，即机械能转化为内能的过程，与蒸汽弹射装置工作时的原理不同，故C错误；
D．图乙中，A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程，汽油机一个工作循环的正确顺序是A、B、C、D，故D错误。
故选B。
6. 如图是一款太阳能和其它能量混合驱动汽车，车身上装载了5m2的太阳能电池板，用于给蓄电池充电或直接作为动力源。已知太阳能电池板每小时1m2接收的太阳能为6×106J，已知太阳能转化为电能的效率为25%，该汽车利用电能行驶时，电动机的将电能转化为机械能的效率为80%。
（1）若驾驶该车通过一长为18000m的隧道，用时12min，则该车速度是多少km/h
（2）若该车以36km/h匀速行驶时，所受阻力为1200N，则该车的电动机输出功率多大
（3）利用6h的正常日照获得的太阳能使该车以36km/h匀速行驶，该车能行驶多少路程
【答案】（1）90km/h；（2）1.2×104W；（3）3×104m
【详解】（1）由题意可知，18000m=18km 12min=0.2h，所以该车的速度为
（2）由题意可知，36km/h=10m/s
汽车匀速行驶，由二力平衡可知其在水平方向上电动机输出的拉力与其受到的阻力相等，即
F拉=F阻=1200N
所以该车的电动机的输出功率为
P输出=F拉v=1200N×10m/s=1.2×104W
（3）由题意可知，太阳能电池板接受到的太阳能为
W1=5×6×6×106J=1.8×108J
其转化成的电能为W电=η1W1=25%×1.8×108J=4.5×107J
电能经过电动机转化成的机械能为
W机=η2W电=80%×4.5×107J=3.6×107J
这些机械能能够支持电动机在该车36km/h匀速行驶的情况下行驶的时间为
所以汽车能够行驶的路程为s=vt=10m/s×3000s=3×104m
答：（1）汽车的速度是90km/h；（2）该车的电动机输出功率是1.2×104W；（3）汽车能够行驶的路程是3×104m。
7. 如图所示，这是水电站的示意图。
（1）我们知道水电站是利用水能资源的一项重大工程。那么，水电站到底是怎样“发电”的？其实它是利用能量的转化来“发电”的：把水库里的水蓄高后，打开水坝导管的闸门，水就会沿着导管泻下，推动水轮机把“电”发出来。请你根据以上的文字说明，试从能量转化的角度来说明水电站的工作原理。
（2）建设水电站选址时，从能量的利用来看，你将选择图中的（A）址还是（B）址？请说说你的看法。
【答案】见解析
【详解】（1）水力发电是让水库中的水从闸门中奔泻下来，冲击水轮机，水轮机带动发电机转动发电，将水的机械能转化为电能。
（2）（B）址处水的落差较大，水奔流下来具有的机械能较大，可以将更多的机械能转化为电能，故选择（B）址建设水电站要好一些。
8. 阅读材料，完成下列小题：
如图所示，是我国高超音速导弹“东风17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，因此它突防能力强，难以拦截。

（1）从起飞点到关机点是燃料燃烧推动导弹加速上升，在此过程中，下列说法正确的是（　）
A．燃料燃烧推动导弹加速上升时，动能转化为重力势能
B．东风17火箭发动机用一种新型常温液体燃料，主要是利用燃料的比热容大的特点
C．给导弹推力的施力物体是燃气
D．燃料燃烧释放的能量全部转化为导弹的机械能
（2）图中正确表示导弹到达最高点时所受重力方向的是（　　）

A．① B．② C．③ D．④
（3）若关机点在导弹刚好离开大气层位置，b点为刚好进入大气层的位置。导弹从关机点到b点过程中，动能Ek与其离开大气层的高度h关系的大致图线是图中的（　　）

A．① B．② C．③ D．④
（4）若导弹的质量为15000kg，最高点高度为1500km，大气层高度为1000km。导弹从最高点运动到b点重力做的功为（　　）
A．2.25×1010J B．1.5×1011J C．3×1011J D．7.5×1010J
【答案】（1）C；（2）A；（3）A；（4）D
【详解】（1）A．导弹刚开始上升时，其质量不变，速度和高度都变大，则动能和重力势能都增大，所以此过程中是燃料燃烧时化学能转化内能，再通过导弹发动机将内能转化为机械能（动能和重力势能），故A错误；
B．因为燃料的热值是燃料的特性，东风17火箭发动机用一种新型常温液体燃料，主要是利用燃料的热值大的特点，故B错误；
C．导弹从起飞点到关机点，发动机对外喷射出燃气，根据力的作用是相互的，给导弹推力的施力物体是喷射出的燃气，故C正确；
D．导弹升空时燃料燃烧放出的能量一部分转化为机械能，一部分转化为其他形式的能量，故D错误。
故选C。
（2）因为重力的方向是竖直向下的，即垂直于（当地的）水平面向下，所以①符合题意；故A正确，BCD错误。故选A。
（3）影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；由图可知从关机点到b点运动的过程中，导弹离开大气层的高度h是先大后小，所以导弹的高度也是先大后小，因此导弹的重力势能EP是先变大后变小；
在大气层外，由于没有空气，所以导弹关机后运动过程中机械能守恒，即动能与势能的和不变；所以导弹的动能Ek是先变小后变大，由于b点的高度低于关机点的高度，所以b点的重力势能小于关机点的重力势能，b点的动能大于关机点的动能，图像①符合题意；故A正确，BCD错误。故选A。
（4）根据题意可知，导弹的重力为
G=mg=15000kg×10N/kg=1.5×105N
根据最高点的高度和大气层的高度差可得导弹在重力方向上移动的距离为
h=1500km-1000km=500km=5×105m
导弹从最高点运动到b点重力做的功为
W=Gh=1.5×105N×5×105m=7.5×1010J
故ABC错误，D正确。故选D。
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