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第十四章 内能的利用 提升卷（解析版）
建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 12 题，每题 3 分，共 36 分。在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1 ．下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是 ( )
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A．
C．
远洋货轮
载重汽车
B．
D．
C919 客机
木帆船
2．2020 年 11 月 24 日凌晨 4 时 30 分，我国在文昌卫星发射中心用长征五号运载火箭将“嫦娥五号”发射升空，下列说法正确的是 ( )
A ．用液态氢作燃料，是因为氢在燃烧时的温度高
B ．氢在燃烧过程中，将内能转化为化学能
C ．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，能量不守恒
D ．火箭在大气层中高速升空时，其头部会发热的能量转化过程与钻木取火相同
3 ．配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电量大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是 ( )
A ．光伏发电是将光能转化为化学能 B ．风力发电是将风能转化为电能
C ．电机抽水是将电能转化为机械能 D ．放水发电是将水能转化为电能4 ．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是 ( )
A ．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒
B ．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C ．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能
D ．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的
5 ．图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图，图乙是空气压缩引火仪，图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“ 飞出” 。下列说法正确的是 ( )
A ．三个过程中改变气体内能的方式相同
B ．三个过程中气体内能大小的变化情况相同
C ．图甲是做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同
D ．若该汽油机每秒可完成 10 个图甲冲程，则其飞轮转速为 600r/min
6 ．如图所示，走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转，下列四个场景中，能量转化方式与走马灯类
似的是 ( )
A ．热机某冲程 B ．滚摆向下运动 C ．向下压缩引火仪 D ．钻木取火
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7 ．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是 ( )
A ． 压缩点燃棉花 B ． 蒸汽顶起壶盖 C ． 冬天哈气取暖 D ． 燃气推动活塞8 ．如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是 ( )
A ．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B ．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C ．飞轮转速 3000r/min ，则该汽油机 1s 能做功 25 次
D ．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙
9 ．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是 ( )
A ．柴油机的汽缸上是喷油，汽油机的顶部有火花
B ．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式
C ．柴油机比汽油机笨重，但燃料便宜
D ．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
10．涡轮喷气发动机的基本结构如图所示。工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力。下列有关说法正确的是 ( )
A ．高温高压燃气推动涡轮转动的过程，相当于内燃机的压缩冲程
B ．燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值就越大
C ．燃料燃烧越充分，喷气发动机的效率就越高
D ．燃气从尾喷管喷出获得动力的过程，其内能增大
11 ．关于q 的理解，下列说法中正确的是 ( )
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A ．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B ．若燃料燃烧不充分时，热值将减小
C ．当燃料未燃烧时，其热值为零 D ．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关12 ．做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是 ( )
柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油
甲 相同 3h 5kg
乙 2h 6kg
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A ．甲的功率小；热机效率高
C ．乙的功率小；热机效率高
二、填空题（共 4 题，每空 2 分，共 18 分）
B ．甲放出的热量多；做功快
D ．甲所用的柴油的热值比乙用的高
13．2024 年 9 月 25 日，中国人民解放军火箭军在海南岛执行了一次特殊的任务。一枚洲际弹道导弹划破长空，目标直指太平洋深处，展示了中国维护世界和平的能力和决心。这枚洲际导弹的推进器主要用氢做燃料是因为氢的 大；升空时是将 能转化为机械能。
14 ．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过 A、B 两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若 A 、B 两点为图甲中“①、②、③” 点中的某两点，则 B点可能是其中的 （选填“①”、“②”或“③”) 点；整个能量 转化的过程中，能的总量 （选填“ 守恒”或“不守恒”）。
15．二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程中非常环保的技术.起爆前高压泵将 CO2压缩成高压气体，气体内能 （选填“增大”或“减小”），温度 （选填“升高”或“ 降低”）；液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态 CO2迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，喷出时的能量转化与内燃机的 冲程一致。
16 ．如图所示，走马灯中的蜡烛点燃后会产生气流推动灯旋转，若不计热量损失，完全燃烧 1g 石
蜡，将使 kg 的空气温度升高 140℃ , 若在转轴处涂抹润滑油，则可以 （选填“增大”或“减小”）其旋转的效率。（c空气 = 103J/(kg.℃) ，q石蜡 = 4.2 x 107 J/kg ）
三、实验题（共 4 题，每空 2 分，共 28 分）
17．如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速下压活塞，观察到硝化棉燃烧起来。
(1)下压活塞时，通过 （选填“做功”或“ 热传递”）的方式使筒内空气的内能 （选填“增大”或“减小”），温度达到硝化棉的着火点，观察到硝化棉燃烧。
(2)该过程将 能转化为内能，其能量转化相当于内燃机的 冲程。
18．如图所示，甲、乙、丙三途中的装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体的质量及初温均相同。
(1)用甲、乙两图所示装置探究“ 比较不同燃料的热值” 的实验时，燃料燃烧放热的多少是通过 （选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较的；
(2)用甲、丙两图所示装置探究“ 比较不同物质吸热能力” 的实验时，两烧杯内液体的温度随时间变化的图像如图丁所示，分析图像可知，a 、b 两种液体的比热容之比为 。
19．小雨利用甲、乙、丙三套完全相同的装置完成热学实验，其中，液体 1 和 2 的质量和初温相同，燃料A 和B 的质量相同。
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(1)请指出以上装置在安装时出现的一处错误： ；
(2)同时点燃三套装置的燃料对液体进行加热，每隔半分钟记录液体升高的温度，直至燃料全部烧完。通过 （选填“ 甲”“ 乙”或“丙” ，下同）两套装置，可比较液体 1 和液体 2 的比热容；通过 两套装置，可比较燃料A 和B 的热值；燃料完全燃烧放出的热量，可以通过 （选填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映；
20 ．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）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都应保持 ；
（2）实验数据记录如下表：
燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值。J·kg- 1
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；
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （选填“大”或“ 小”），这是因为 。
四、计算题（共 2 题，第 21 题 8 分，第 22 题 10 分，共 18 分）
21 ．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入 4L 初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃ , （水的比热容为4.2 x 103 J /（kg.℃) , 丁烷的热值为4.8 x 107 J / kg ）。求：
(1)壶中水的质量；
(2)水吸收的热量；
(3)若卡式炉的加热效率为 70% ，则需要消耗多少克的丁烷。
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22．一辆四轮家庭轿车的部分数据如下表所示。一次旅行时，司机驾驶该汽车沿一平直公路持续行驶至 A 市的过程中，先后通过如图所示的甲、乙、丙三个标志牌，牌上的地址和数字表示从该标志牌处沿这一公路到达牌上地址的路程。途经甲时开始计时，到达乙时恰好用时 25min，从乙运动到丙的过程中，仪表盘显示汽车一直以 108km/h 的速度匀速行驶。g 取 10N/kg 。旅行中汽车部分数据表
汽车（包括人员及物品）总质量/kg 2000
停放时每个轮胎与地面的接触面积/cm2 250
汽油的热值/ J . L_1 3.6×107
汽油机效率 25%
(1)求这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强；
(2)求汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度；
(3)通过仪表盘显示的数据可知，从标志牌乙到丙的过程中，汽车消耗 0.7L 汽油，求这一过程中牵引力做功的功率。
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建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 12 题，每题 3 分，共 36 分。在每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1 ．下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是 ( )
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A．
C．
远洋货轮
载重汽车
B．
D．
C919 客机
木帆船
【答案】D
远洋货轮、C919 客机、载重汽车工作时都要使用化石能源作燃料，工作时将内能转换为机械能，都是使用热机工作的；木帆船是利用风力工作的，工作时没有使用热机，故 D 符合题意， ABC 不符合题意。故选 D。
2．2020 年 11 月 24 日凌晨 4 时 30 分，我国在文昌卫星发射中心用长征五号运载火箭将“嫦娥五号”发射升空，下列说法正确的是 ( )
A ．用液态氢作燃料，是因为氢在燃烧时的温度高
B ．氢在燃烧过程中，将内能转化为化学能
C ．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，能量不守恒
D ．火箭在大气层中高速升空时，其头部会发热的能量转化过程与钻木取火相同
【答案】D
A．火箭常用液态氢作燃料是因为液态氢的热值大，在相同情况下完全燃烧放出的热量多，故 A 错误；
B ．氢在燃烧过程中，释放出热量，是将化学能转化为内能，故 B 错误；
C．火箭在大气层中高速升空时，火箭克服摩擦，但是能量的总量是不变的，是守恒的，故 C 错误；
D ．火箭在大气层中高速升空时，与空气摩擦，其头部发热，此过程机械能转化为内能，与钻木取火相同，故 D 正确。故选 D。
3 ．配套千万千瓦级风、光电基地，河北丰宁抽水蓄能电站将低谷过剩电能转换为高峰电能，被誉为世界最大的“超级充电宝”。抽水蓄能电站在用电低谷时，用过剩电力抽水储存，在用电高峰时放水发电。如图所示，当风、光发电量大用不完时，电站从下水库向上水库抽水蓄能（a）；当风、光发电量不足时，电站则向下水库放水发电（b）。下列说法中错误的是 ( )
A ．光伏发电是将光能转化为化学能 B ．风力发电是将风能转化为电能
C ．电机抽水是将电能转化为机械能 D ．放水发电是将水能转化为电能
【答案】A
A ．光伏发电是将光能转化为电能，故 A 错误，符合题意﹔
B ．风力发电是将风能（风的机械能）转化为电能，故 B 正确，不符合题意；
C ．电机抽水是将电能转化为水的机械能，故 C 正确，不符合题意；
D ．放水发电是将水能（水的机械能）转化为电能，故 D 正确，不符合题意。故选 A。
4 ．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是 ( )
A ．小球弹起的高度越来越小，说明小球在此过程中能量不守恒
B ．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C ．在小球的运动中，有一部分机械能转化成了内能
D ．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的
【答案】C
A ．由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，所以小球的机械能减少；机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功，与地面撞击做功，将机械能转化成了部分内能，但能量的总量是守恒的，故 A 错误；
BC ．在小球的运动中，与空气摩擦做功或与地面撞击做功，有一部分机械能转化成了内能，所以小球的机械能总量会减小，故 B 错误，C 正确；
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D ．能量守恒定律适用于所有的能量转化过程，故 D 错误。故选 C。
5 ．图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图，图乙是空气压缩引火仪，图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“ 飞出” 。下列说法正确的是 ( )
A ．三个过程中改变气体内能的方式相同
B ．三个过程中气体内能大小的变化情况相同
C ．图甲是做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同
D ．若该汽油机每秒可完成 10 个图甲冲程，则其飞轮转速为 600r/min
【答案】A
ABC ．图甲，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，
气体内能增大，通过做功改变缸内气体内能，机械能转化为内能；图乙，向下压活塞，活塞压缩筒内气体，对气体做功，气体内能增大，通过做功改变筒内气体内能，机械能转化为内能；图丙，试管内气体推动塞子做功，气体内能减小，通过做功改变缸内气体内能，内能转化为机械能；故 A正确，BC 错误；
D ．汽油机一个工作循环包括四个冲程，其中只有一个压缩冲程，飞轮转两周；若该汽油机每秒可完成 10 个图甲冲程，即压缩冲程，则其飞轮转速为 20r/s=1200r/min ，故 D 错误。故选 A。
6 ．如图所示，走马灯点燃后会产生气流推动灯旋转，下列四个场景中，能量转化方式与走马灯类似的是 ( )
A ．热机某冲程 B ．滚摆向下运动 C ．向下压缩引火仪 D ．钻木取火【答案】A
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蜡烛燃烧产生热量，走马灯内的气体吸收热量，温度升高，密度变小，周围空气的密度大，所以热气会向上运动，形成气流，一部分内能转化为叶轮的动能，从而使推动叶轮旋转，此过程中是通过做功的方式将内能转化为机械能。
A ．图中两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故A 符合题意；
B ．滚摆向下运动时将重力势能转化为动能，故 B 不符合题意；
C ．向下压缩引火仪，对瓶内气体做功，将机械能转化为内能，故 C 不符合题意；
D ．钻木取火是将机械能转化为内能，故 D 不符合题意。故选 A。
7 ．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是 ( )
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A ． 压缩点燃棉花
B ． 蒸汽顶起壶盖 C ． 冬天哈气取暖 D ． 燃气推动活塞
【答案】A
A．压缩点燃棉花，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，棉花燃烧，故 A 符合题意；
B ．蒸汽顶起壶盖，内能转化为机械能，故 B 不符合题意；
C ．冬天哈气取暖，是热传递的过程，发生了内能的转移，不是能量的转化，故 C 不符合题意；
D ．燃气推动活塞，内能转化为机械能，故 D 不符合题意。故选 A。
8 ．如图为四冲程汽油机工作示意图，下列说法正确的是 ( )
A ．依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B ．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C ．飞轮转速 3000r/min ，则该汽油机 1s 能做功 25 次
D ．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙
【答案】CD ．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，进气门关
闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；所以正确的排序是乙、丁、甲、丙，故 D 错误；
A ．内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁，故 A错误；
B ．甲图是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故 B 错误；
C ．四冲程汽油机的飞轮转速为 3000r/min ，则该飞轮 1s 转 50 圈，因为一个工作循环飞轮转 2 圈，完成四个工作冲程，做功 1 次，所以 1s 飞轮转 50 圈，共 25 个工作循环，共 100 个冲程，共做功
25 次，故 C 正确。故选 C。
9 ．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中错误的是 ( )
A ．柴油机的汽缸上是喷油，汽油机的顶部有火花
B ．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式
C ．柴油机比汽油机笨重，但燃料便宜
D ．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
【答案】B
A. 柴油机和汽油机在结构上的不同是：柴油机的汽缸上是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞，故 A 正确；
B. 在做功冲程中,柴油机的点火方式叫压燃式,汽油机的点火方式叫点燃式，故 B 错误；
C. 柴油机比汽油机笨重,但燃料便宜，功率大，多用在拖拉机，坦克等笨重的机械上，故 C 正确；
D. 柴油机和汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的物质不同：柴油机吸入汽缸的只是空气,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故 D 正确；故选 B．
【点睛】注意掌握柴油机和汽油机在结构、吸气冲程、点火方式上的不同，是常考的知识点，要从其工作原理进行理解和掌握．
10．涡轮喷气发动机的基本结构如图所示。工作时，空气通过进气口进入压气机被压缩，再进入燃烧室与燃料混合后燃烧，产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力。下列有关说法正确的是 ( )
A ．高温高压燃气推动涡轮转动的过程，相当于内燃机的压缩冲程
B ．燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值就越大
C ．燃料燃烧越充分，喷气发动机的效率就越高
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D ．燃气从尾喷管喷出获得动力的过程，其内能增大
【答案】C
A ．高温高压燃气推动涡轮转动，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故 A 错误；
B ．热值是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与放出的热量无关，燃料燃烧放出的热量越多，燃料的热值不变，故 B 错误；
C ．燃料燃烧更充分时，可以增大有效利用的能量，提高了热机的效率，故 C 正确；
D ．涡轮喷气发动机中产生的高温高压燃气推动涡轮转动并从尾喷管高速喷出，从而获得动力，将内能转化为机械能，其内能会减小，故 D 错误。故选 C。
11 ．关于q 的理解，下列说法中正确的是 ( )
A ．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B ．若燃料燃烧不充分时，热值将减小
C ．当燃料未燃烧时，其热值为零 D ．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
【答案】D
A ．热值是质量为 1kg 的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故 A 错误；
B ．热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，故 B 错误；
C ．热值是燃料的一种特性，与燃料是否燃烧无关，故 C 错误；
D ．热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故 D 正确。故选 D。
12 ．做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是 ( )
柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油
甲 相同 3h 5kg
乙 2h 6kg
A ．甲的功率小；热机效率高 B ．甲放出的热量多；做功快
C ．乙的功率小；热机效率高 D ．甲所用的柴油的热值比乙用的高
【答案】A
AC ．由P = 可知，甲乙完成相同的功，乙所用时间少，则乙的功率大，甲的功率小；热机效率为η
甲乙完成相同的功，W 相同，消耗的都是柴油，燃料的热值 q 相同，甲消耗的柴油少，则甲的效率高， 综上所示可知甲的功率小，热机效率高，故 A 正确，C 错误；
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B ．由Q放 = mq 可知，甲消耗的柴油少，所以甲放出的热量少，根据上述分析可知，甲的功率小，所以甲做功慢，故 B 错误；
D ．热值只跟燃料的种类有关，由于甲乙消耗的都是柴油，所以燃料的热值相同，故 D 错误。故选 A。
二、填空题（共 4 题，每空 2 分，共 18 分）
13．2024 年 9 月 25 日，中国人民解放军火箭军在海南岛执行了一次特殊的任务。一枚洲际弹道导弹划破长空，目标直指太平洋深处，展示了中国维护世界和平的能力和决心。这枚洲际导弹的推进器主要用氢做燃料是因为氢的 大；升空时是将 能转化为机械能。
【答案】 热值 内
[ 1]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液态氢和其他燃料时，液态氢可以放出更多的热量。
[2]升空时不断燃烧液态氢，此过程产生大量高温高压的气体，将高温高压的气体的内能转化为导弹的机械能。
14 ．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过 A、B 两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若 A 、B 两点为图甲中“①、②、③” 点中的某两点，则 B点可能是其中的 （选填“①”、“②”或“③”) 点；整个能量 转化的过程中，能的总量 （选填“ 守恒”或“不守恒”）。
【答案】 ① 守恒
[ 1]B 点的动能 300J ， 占总能量的 60% ，总的机械能EB J B 点重力势能为 500J×40%=200J
A 点重力势能 200J ， 占总能量的 60% ，那么A 点的总机械能EA J
A、B 两点的重力势能，则它们高度相同，B 点的机械能比 A 点的机械能更大，故 B 点可能是①点。
[2] 自然界的能量不会变多，也不会变少，能量总是从一个物体转移到另一个物体，或者从一种能量转换成另一种能量，在能量转移和转化的过程中能量总是守恒的，故题中情形能量转化过程中，能量总是守恒的。
15．二氧化碳（CO ) 爆破技术是现代工程中非常环保的技术.起爆前高压泵将 CO 压缩成高压气体，气体内能 （选填“增大”或“减小”），温度 （选填“升高”或“ 降低”）；液化后输入
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爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态 CO 迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，喷出时的能量转化与内燃机的 冲程一致。
【答案】 增大 升高 做功
[ 1][2]将二氧化碳进行压缩时，压缩气体体积，对气体做功，内能变大，温度升高。
[3]当压缩气体迅速膨胀时，对外做功，内能转化为机械能；内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能，因此 CO 迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，喷出时的能量转化与内燃机的做功冲程一致。
16 ．如图所示，走马灯中的蜡烛点燃后会产生气流推动灯旋转，若不计热量损失，完全燃烧 1g 石蜡，将使 kg 的空气温度升高 140℃ , 若在转轴处涂抹润滑油，则可以 （选填“增大”或“减小”）其旋转的效率。（c空气 = 103J/(kg.℃) ，q石蜡 = 4.2 x 107 J/kg ）
【答案】 0.3 增大
[ 1]完全燃烧 1g 石蜡放出的热量为Q = q石蜡m石蜡 = 4.2 x 107 J/kg x 1.0 x 10_3kg=4.2 x 104 J使空气温度升高 140℃ , 则空气质量为m空气 kg
[2]若在转轴处涂抹润滑油，可以减小摩擦，从而减少由于摩擦而损失的能量，则可以增大其旋转的效率。
三、实验题（共 4 题，每空 2 分，共 28 分）
17．如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速下压活塞，观察到硝化棉燃烧起来。
第十四章 内能的利用 提升卷（解析版）
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(1)下压活塞时，通过 （选填“做功”或“ 热传递”）的方式使筒内空气的内能 （选填“增大”或“减小”），温度达到硝化棉的着火点，观察到硝化棉燃烧。
(2)该过程将 能转化为内能，其能量转化相当于内燃机的 冲程。
【答案】（1）做功；增大；（2）机械；压缩
（1）[ 1][2]下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，使得空气的内能增大。这是因为做功是改变物体内能的一种方式，当外界对物体做功时，物体的内能会增加。随着空气内能的增大，其温度也会升高。当温度达到硝化棉的着火点时，硝化棉就会燃烧起来。
（2）[ 1][2] 由于活塞对空气做功，使得空气的内能增加，因此这个过程是将机械能转化为内能。这种能量转化与内燃机的工作过程有相似之处。在内燃机的压缩冲程中，活塞也是向上运动，对汽缸内的混合气体做功，使得混合气体的内能增大，温度升高。因此，该过程相当于内燃机的压缩冲程。
18．如图所示，甲、乙、丙三途中的装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体的质量及初温均相同。
(1)用甲、乙两图所示装置探究“ 比较不同燃料的热值” 的实验时，燃料燃烧放热的多少是通过 （选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较的；
(2)用甲、丙两图所示装置探究“ 比较不同物质吸热能力” 的实验时，两烧杯内液体的温度随时间变化的图像如图丁所示，分析图像可知，a 、b 两种液体的比热容之比为 。
【答案】（1）液体升高的温度；（2）1 ∶2
（1）燃料燃烧放出的热量被液体吸收，燃料完全燃烧放出热量的多少，可以通过液体升高的温度来反映。
（2）根据图丁可知，两种液体在温度升高 80℃时，a、b 的加热时间分别为 10min 和 20min 。由转换法可知，对应的吸热之比为 1 ∶2，根据Q = cmΔt 可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，则 a 、b 两种液体的比热容之比为 1 ∶2。
19．小雨利用甲、乙、丙三套完全相同的装置完成热学实验，其中，液体 1 和 2 的质量和初温相同，燃料A 和B 的质量相同。
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(1)请指出以上装置在安装时出现的一处错误： ；
(2)同时点燃三套装置的燃料对液体进行加热，每隔半分钟记录液体升高的温度，直至燃料全部烧完。通过 （选填“ 甲”“ 乙”或“丙” ，下同）两套装置，可比较液体 1 和液体 2 的比热容；通过 两套装置，可比较燃料A 和B 的热值；燃料完全燃烧放出的热量，可以通过 （选填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映；
【答案】（1）丙图中温度计玻璃泡与容器底接触了；（2）甲、丙；乙、丙；温度计上升的示数
（1）温度计玻璃泡要与待测液体充分接触，不能与容器底和侧壁接触，所以安装中出现的错误是：丙图中温度计玻璃泡与容器底接触了。
（2）[ 1] 比较两种液体的比热容，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不同液体升高的温度，温度升高越多，则吸热能力越小，即比热容越下，则可以得出两种液体比热容的大小关系，所以应选择甲、丙两套装置。
[2]为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热质量和初温相同的同种液体，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，这种燃料热值越大，所以应选择乙、丙两套装置。
[3]燃料完全燃烧放出的热量，根据实验无法直接测出，我们可以比较温度计上升的示数来反映燃料燃烧放出热量的多少，温度上升的示数越多，说明燃料完全燃烧释放的热量越多，采用了转换法。
20 ．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）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都应保持 ；
（2）实验数据记录如下表：
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燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值。J·kg- 1
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；
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （选填“大”或“ 小”），这是因为 。 【答案】（1）相同 （2）1.2 x 106 （3）小；存在热损失或者燃料没有完全燃烧
（1） [ 1]为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同。
（2）[2]相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高
35℃- 15℃=20℃
碎纸片燃烧放出的热量可以使相同质量的水的温度升高 25℃- 15℃= 10℃
水吸收热量分别是酒精和纸片燃烧释放的，由Q吸 = cmΔt 可知燃烧相同质量的酒精和纸片，酒精放出的热量是纸片的两倍，再由q 可知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。
（3）[3][4] 因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，导致水吸收的热量比燃烧完全燃烧释放的能量少，即测得的 Q 放偏小，根据q 所以测得的热值会偏小。
四、计算题（共 2 题，第 21 题 8 分，第 22 题 10 分，共 18 分）
21 ．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入 4L 初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃ , （水的比热容为4.2 x 103 J /（kg.℃) , 丁烷的热值为4.8 x 107 J / kg ）。求：
(1)壶中水的质量；
(2)水吸收的热量；
(3)若卡式炉的加热效率为 70% ，则需要消耗多少克的丁烷。
【答案】(1)4kg；(2)1.26x 106 J ；(3)37.5g
（1）已知水的体积V = 4L = 4dm3 = 4 x 10_3 m3
由 p 可得水的质量m = pV = 1.0 x 103 kg / m3 x 4 x 10_3 m3 = 4kg
（2）水吸收的热量Q = cmΔt = 4.2 x 103 J /（kg ·OC）x 4kg x（100OC _ 25OC）= 1.26x 106 J
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（3）已知加热效率为 70% ，Q吸 = 1.26x 106 J ，由 x100% 得Q放 x 106 J由Q放 = mq得需要消耗的丁烷质量m kg = 37.5g
22．一辆四轮家庭轿车的部分数据如下表所示。一次旅行时，司机驾驶该汽车沿一平直公路持续行驶至 A 市的过程中，先后通过如图所示的甲、乙、丙三个标志牌，牌上的地址和数字表示从该标志牌处沿这一公路到达牌上地址的路程。途经甲时开始计时，到达乙时恰好用时 25min，从乙运动到丙的过程中，仪表盘显示汽车一直以 108km/h 的速度匀速行驶。g 取 10N/kg 。旅行中汽车部分数据表
汽车（包括人员及物品）总质量/kg 2000
停放时每个轮胎与地面的接触面积/cm2 250
汽油的热值/ J . L_1 3.6×107
汽油机效率 25%
(1)求这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强；
(2)求汽车从标志牌甲运动到丙这一过程中的平均速度；
(3)通过仪表盘显示的数据可知，从标志牌乙到丙的过程中，汽车消耗 0.7L 汽油，求这一过程中牵引力做功的功率。
【答案】(1)2 x 105 Pa ；(2)90km/h ；(3) 2. 1x 104 W
（1）这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压力等于汽车（包括人员及物品）总重力，对地面的压力 F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
这辆车（包括人员及物品）停放在水平地面上时对地面的压强p x 105 a （2）从乙运动到丙的过程中，通过的距离为 s= 11km-2km=9km
仪表盘显示汽车一直以 108km/h 的速度匀速行驶，由速度公式从乙运动到丙所用的时间为
汽车从标志牌甲运动到丙通过的距离为 s ′=47km-2km=45km所用的时间为t, = 5min + 25min=30min = 0.5h
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这一过程中的平均速度vkm/h
（3）汽油完全燃烧放出的热量 Q 放= Vq=0.7L×3.6×107J/L=2.52×107J牵引力做的功 W=ηQ 放=25%×2.52×107J=6.3×106J
这一过程中牵引力做功的功率P x 104 W
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