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一、选择题（共8题，每小题6分，共48分）
1.如图实验中，小明在空矿泉水瓶侧壁钻一小孔，向瓶内喷入少量酒精，用纸杯盖住瓶口并在小孔处点火，纸杯瞬间飞出。“纸杯飞出”过程的能量转化与汽油机的哪个冲程相同( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
2.汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是单缸四冲程汽油机工作循环示意图( )
A.汽油机一个工作循环的工作过程依次是丁、乙、丙、甲
B.丙冲程把机械能转化为内能，使汽车获得了动力
C.丁冲程是吸气冲程，吸入的是空气
D.甲冲程中气体内能将增大、温度升高
3.如图是一种节能型燃气炉灶，据相关介绍，运用该类型炉灶相较于普通炉灶在烧开相同一锅水的情况下，能够节约约12%的燃气量。这是由于使用此炉灶能够( )
A.提高炉灶的燃烧效率
B.改变水的比热容
C.增大燃气的密度
D.增大燃气的热值
4.如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧时内能转化为化学能
B.燃料箱燃料减少，燃料热值不变
C.燃烧放出热量越多，燃料热值越大
D.火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
5.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.由乙图可知该汽油机的效率是30%
B.为节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措降低了燃料的利用率
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D.甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高
6.如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型，在铜制容器中盛有一定量的水，用酒精灯对铜制容器底部加热，一段时间后铜制容器内水温升高产生水蒸气，铜管会向右喷出水蒸气，“蒸汽船”就会向左行驶，下列说法正确的是( )
A.水变热是通过做功的方式来改变内能的
B.“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同
C.水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒
D.“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能
7.学校科技节活动中，组织水火箭制作比赛。如图甲为自制的水火箭结构示意图，图乙为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图。当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。关于水火箭以下说法正确的是( )
A.利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能减小
B.水火箭落回地面的过程中，若以水火箭为参照物，地面是向下运动的
C.水向下喷出会使水火箭升空，是由于力的作用是相互的
D.打气筒将空气压入水火箭内时，能量转化的过程与汽油机的做功冲程相同
8.某款以液态氢为燃料的汽车如图所示，该款汽车在平直公路上行驶20 km，受到的牵引力恒为。已知液态氢的热值为，关于该过程，下列说法中不正确的是( )
A.牵引力做的功为
B.若完全燃烧0.8 kg液态氢，则放出的热量为
C.若完全燃烧0.8 kg液态氢，则汽车利用氢能源的效率为25%
D.减少热机各部件间的摩擦，可以提高热机效率
二、非选择题（共7小题，共52分）
9.（4分）如图是小明用气球制作的“愤怒的小鸟”，当充气的气球松手后，“小鸟”快速地飞向前方。这一过程是__________转化为机械能，该过程与四冲程内燃机的__________冲程所包含的能量转化相同。
10.（4分）为了节能环保，政府部门禁止野外焚烧秸秆，将秸秆回收再利用，既可产生沼气，又可生成肥料。完全燃烧沼气，放出的热量为________J，若用这些热量来烧水，刚好能将质量为2 kg、初温为50 ℃的水加热到沸腾（一个标准大气压下），则烧水的效率是________。
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11.（6分）礼花喷射器原理如图，通过扭动气阀释放压缩气罐内气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，罐内气体温度________，内能________，此过程的能量转化与汽油机的________冲程相似。
12.（8分）近日，我国某动力公司发布最新款高热效率汽油机，刷新了全球纪录。图甲所示是汽油机的______冲程。它的能量转化是_______________，如图乙所示是该汽油机工作时的能量流向图，该汽油机的效率为_______。请根据能量流向图，写出一种提高热机效率的方法：_______________________________________________________________。
13.（4分）如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行10km消耗的汽油为100kg，受到的阻力为，则飞机发动机的热机效率为______；为节能减排，现设法回收未利用的能量，若回收的能量占汽油完全燃烧放出能量的21%，可使______kg水的温度升高50℃。【汽油热值为，水的比热容为】
14.（12分）某同学随家人户外露营时用酒精炉给10kg的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像。若在6min内完全燃烧了2kg的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为。
(1)求2kg酒精完全燃烧产生的热量；
(2)经过6min加热，水所吸收的热量；
(3)求酒精炉烧水时的热效率。
15.（14分）最新款的无人驾驶汽车在自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。这款车以72 km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km，消耗汽油1.5 L。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%（已知汽油的密度为，汽油的热值为）。在这段运动过程中，求：
（1）所消耗汽油的质量；
（2）汽油完全燃烧所放出的热量；
（3）汽车发动机的牵引力；
（4）汽车发动机的功率。
答案以及解析
1.答案：C
解析：该实验中，酒精燃烧后产生的高温高压气体膨胀对纸杯做功，内能转化为机械能。做功冲程是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，因此该过程的能量转化与汽油机的做功冲程相同。故选C。
2.答案：D
解析：A.由图可得，甲图两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化成内能；乙图进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程；丙图两气门关闭，活塞下行，火花塞有火花，是做功冲程，将内能转化为机械能；丁图进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程。汽油机一个工作循环的工作过程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，故正确的顺序是丁甲丙乙，故A不符合题意；
B.丙图是做功冲程，将内能转化为机械能，故B不符合题意；
C.丁图是吸气冲程，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，故C不符合题意；
D.甲图是压缩冲程，将机械能转化成内能，内能会增大，温度升高，故D符合题意。
故选D。
3.答案：A
解析：A.烧开同样一锅水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一锅水可以节约燃气，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，故A符合题意；
B.比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，使用此炉灶不能改变水的比热容，故B不符合题意；
C.密度是物质的一种特性，与物质的种类、状态等有关，使用此炉灶不能增大燃气的密度，故C不符合题意；
D.热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，使用此炉灶不能增大燃气的热值，故D不符合题意。
故选A。
4.答案：B
解析：燃料燃烧时化学能转化为内能，故A错误；热值是燃料的固有属性，与质量无关，燃料减少，热值不变，故B正确；燃料热值与燃烧放出热量的多少无关，故C错误；燃料的化学能无法全部转化为火箭的机械能，存在能量损耗，故D错误。故选B。
5.答案：D
解析：A.由乙图可知该汽油机的效率为
故A错误；
B.为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，将尾气中浪费的能量转化为有用的能量，大大提高了燃料的利用率，故B错误；
C.热值是燃料本身的一种特性，只由燃料本身决定，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关，故C错误；
D.根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故D正确。故选D。
6.答案：B
解析：酒精灯燃烧放出的热量被水吸收，使水的内能增大，这是通过热传递的方式改变水的内能，故A错误；“蒸汽船”运动过程中内能转化为机械能，这与热机做功冲程的能量转化相同，故B正确，D错误；水在沸腾时会有热量的散失，但能的总量不变，符合能量守恒定律，故C错误。
7.答案：C
解析：A.利用打气筒向水火箭内打气，压缩筒内空气，通过做功使水火箭中空气的内能增加，故A错误；
B.水火箭落回地面的过程中，若以水火箭为参照物，地面与火箭之间的距离变小，地面是向上运动的，故B错误；
C.水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故C正确；
D.打气筒将空气压入水火箭内时机械能转化为内能，汽油机的做功冲程中内能转化为机械能，所以两者能量转化方式不相同，故D错误。故选C。
8.答案：B
解析：牵引力做功为，故A正确，不符合题意；完全燃烧0.8 kg液态氢，则放出的热量为，故B错误，符合题意；完全燃烧0.8 kg液态氩，则汽车利用能源的效率为，故C正确，不符合题意；减少热机各部件间的摩擦可以提高热机效率，故D正确，不符合题意。
9.答案：内；做功；下平上凸
解析：气球内的气体向外喷出，气体对外做功，气体的内能转化为球的机械能，球内气体的内能减小、温度降低；汽油机的做功冲程中，火花塞放电，点燃混合气体，高温高压的燃气推动活塞做功，也是内能转化为机械能。根据流体压强与流速的关系可知，等质量的空气在相同的时间内同时通过翅膀的上表面和下表面，空气通过翅膀上表面的流速大，压强较小；通过下表面的流速较小，压强大；小鸟受到一个向上的升力，所以小鸟两侧的翅膀最好设计成下平上凸的形状。
10.答案：；30%
解析：沼气完全燃烧放出的热量：；一标准大气压下水的沸点为100 ℃，水的质量为，水吸收的热量：，烧水的效率：。
11.答案：降低；减少；做功
解析：罐内气体将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，对外做功，将罐内气体内能转化为礼花彩条的机械能，故罐内气体温度降低，内能减小，能量转化与汽油机的做功冲程相似。
12.答案：做功；内能转化为机械能；52%；减小因摩擦而消耗的能量
解析：图甲中，活塞向下运动，火花塞点火，这是汽油机的做功冲程。在做功冲程中，燃料燃烧产生的内能转化为机械能，推动活塞运动。根据图乙的能量流向图，汽油机的效率为有用机械能占燃料化学能的百分比，即。根据能量流向图，可以通过减小因摩擦而消耗的能量来提高热机效率。
13.答案：25%；4600
解析：大型客机C919在高空水平定速巡航飞行时，做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力
则牵引力做功为
汽油完全燃烧放出的热量为
则飞机发动机的热机效率为
回收的能量为
则水的质量为
14.答案：(1)
(2)
(3)4.2%
解析：(1)2kg酒精完全燃烧产生的热量
(2)水吸收的热量
(3)酒精炉烧水时的热效率
15.答案：（1）（2）（3）（4）
解析：（1）消耗汽油的体积为，消耗汽油的质量为。
（2）汽油完全燃烧放出的热量为。
（3）牵引力做的有用功为，汽车发动机的牵引力为。
（4）汽车行驶8 km所用的时间为，汽车发动机的功率为。

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