初中物理9上第十二章机械能和内能之机械能和内能的相互转化同步练习卷
一、单选题
1．（2021·广东）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
2．（2021·湘西）随着人民生活水平的不断提高，小汽车已进入了千家万户，小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图，其中做功冲程是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2021·邵阳模拟）现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。因为液态氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较低的沸点
C．较大的比热容 D．较高的热值
4．（2021·武侯模拟）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
5．（2020九上·武侯期末）质量为5kg的汽油用去了三分之一，剩下的汽油（ ）
A．比热容为原来的三分之一，热值不变
B．热值为原来的三分之一，比热容不变
C．比热容保持不变，热值也保持不变
D．比热容、热值均变为原来的三分之一
6．（2020九上·柳州期末）下列关于柴油机与汽油机的说法中最恰当的是（ ）
A．柴油机工作时噪声较小
B．柴油机工作时效率较高
C．柴油机主要用于轻便机械
D．二者结构相同，只是所用燃料不同
7．（2020九上·新疆期末）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程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
8．（2020九上·乌鲁木齐期末）某四冲程汽油机的转速表显示3000revs/min，那么该汽油机每秒内做功（ ）
A．25次 B．50次 C．100次 D．1500次
9．（2021·贵港）如图所示，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是（ ）
A．这个过程与内燃机的做功冲程类似
B．试管内水的内能增加是通过做功方式改变
C．酒精燃烧时是内能转化为化学能
D．管内水蒸气的内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气
10．（2021·苏州）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ）
A．每组实验中，燃料的质量均应相等
B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
11．（2021·武胜模拟）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲，空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，塞子的机械能转化为空气的内能
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，瓶口出现大量白雾，气体的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
12．（2020九上·青羊期末）关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能②在做功冲程中，是内能转化为机械能③只有做功冲程是燃气对外做功④汽油机和柴油机的点火方式相同；上述说法中正确的是（ ）
A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④
二、填空题
13．（2021·娄底）汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，在 冲程中，通过做功使燃料混合物温度升高；汽油机工作时选择水来降温是因为 。
14．（2021·南充）汽油机在工作过程中将机械能转化为内能的冲程是 ﹔汽油的热值是 ，完全燃烧40g的汽油所释放的热量为 J。
15．（2021·松原模拟）如图所示的A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示做功改变物体内能的实验示意图。A图是四冲程汽油机的 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是 图。（后两空选填字母）
16．（2021·泗阳模拟）汽油机工作时将机械能转化为内能的是 冲程；一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒钟做功 次。
17．（2020九上·马鞍山期末）在玩耍中探究物理问题是学习物理的好方法。如图课间休息时许多同学会用含有少量水的薄壁矿泉水瓶这样玩：首先将含有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着两手分别握住瓶的上、下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，同时瓶口和瓶内出现白气，这是因为瓶内气体对外做功，内能转化为 ，内能减少，温度降低， 遇冷液化为“白气”。
18．（2020九上·松北期末）质量为2kg水的温度由20℃升高到60℃，这杯水的内能 （选填“增加”、“减少”或“不变”），这些热量相当于完全燃烧 g酒精。（q酒精=3.0×107J/kg）
19．（2021·河北）小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间的图像如图所示，由图可知，甲物质比热容 （选填“>”“<”或“=”）乙物质比热容，用酒精灯给物体加热，物体内能增大，温度升高，这是通过 方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
20．（2021·港南模拟）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程能量转化方式与汽油机的 冲程相同；把2kg水从20℃加热到50℃，需要吸收 J热量。（c水=4.2×103J/（kg·℃））
三、计算题
21．（2021·石家庄模拟）塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区．该油田向我国东部地区输送天然气超过800亿立方米，惠泽我国14个省市自治区的80多个大中型城市3亿居民．
（1）从物理角度来看，则每输送100m3的天然气就相当于输送了多少焦的能量？（天然气的热值为8.4×107J/m3）．
（2）若100m3的天然气完全燃烧放出的热量的80%被水吸收，可以使多少千克的水从20℃升高到100℃？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
22．（2020九上·云南期末）某中学为学生供应开水，用锅炉将100kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了3kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg。
求∶
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）锅炉此次烧水的热效率是多少？
23．（2021·大庆）某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为 ，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取 ， ）。针对这一过程，求：
（1）汽车行驶的路程；
（2）汽车受到的阻力；
（3）汽车发动机的效率。
四、实验探究题
24．（2021·松原模拟）学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是 （由下而上/由上而下）。
（2）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保持 、 、以及两个烧杯都应相同。
（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点）
燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg
酒精 15 35 2.4×106
碎纸片 15 25 ？
25．（2020九上·蜀山期中）如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联想到内燃机。
（1）酒精灯燃烧， 能转化为 能；
（2）水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的 能；
（3）水蒸气冲开瓶塞后，水蒸气的温度 ，内能 ；
（4）水蒸气冲开瓶塞的过程， 能转化为 能，这相当于四冲程内燃机的 冲程。
26．（2020九上·随县月考）
（1）用相同的酒精灯分别对a、b两种液体（质量相同）加热，如图甲所示；根据测得的实验数据分别描绘出两种液体的温度随时间变化的图象如图乙所示。不计液体的热量散失，分别用ca、cb表示a、b两液体的比热容，则ca cb（选填“>”、“<”或“=”）；
（2）某同学用如图丙装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温tl，末温t2，水的比热容用c表示。用以上符号表达该同学测酒精热值的计算式是 。该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因： ；
（3）本实验器材的安装顺序是 。（填“从上往下”或“从下往上”）
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】热机
【解析】【解答】A.吸气冲程吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B.压缩冲程将机械能转化为内能，因此缸内温度很高，故B错误；
C.做功冲程中，气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D.排气冲程中没有能量转化，故D错误。
故选C。
【分析】根据热机工作过程和能量转化的知识分析判断。
2．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．图中进气门打开、排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，A不符合题意；
B．图中进气门、排气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，B不符合题意；
C．图中进气门、排气门都关闭，电火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，C符合题意；
D．图中进气门关闭、排气门打开，活塞上行，是排气冲程，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】做功冲程的特点是：进气门、排气门都关闭，电火花塞点火，活塞下行。
3．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】由于液态氢具有较高的热值，则根据Q=Vq可知，完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。
故答案为：D。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值越大，单位质量的热量完全燃烧释放的热量多。
4．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
5．【答案】C
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】比热容和热值是物体本身的属性，比热容和热值的大小与物体的体积、质量、形状都无关，与物质的种类有关。
故答案为：C。
【分析】比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量，它与物体的质量、初末温度无关，只与物体的种类有关系；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
6．【答案】B
【知识点】热机
【解析】【解答】ABC．柴油机工作时噪声比较大，柴油机的效率比汽油机高，但柴油机比较笨重，B符合题意，AC不符合题意；
D．汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物，汽油作燃料；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气，柴油作燃料，二者结构和燃料不同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
7．【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】双手相互摩擦时感觉发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。
故答案为：B。
【分析】不同物体间摩擦，可以通过做功改变内能；且机械能转化为内能，和汽油机的压缩冲程相同。
8．【答案】A
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】四冲程汽油机的转速表为3000revs/min，即飞轮转速50revs/s，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功一次，所以飞轮转50圈，共100个冲程，25个做功冲程。
故答案为：A。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。
9．【答案】A
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A ．在汽油机的做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程是此原理的应用，A符合题意。
B．用酒精灯加热，是通过热传递的方式使得水的内能增加，产生大量水蒸气，B不符合题意；
C．酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，C不符合题意；
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能木塞冲出；此时水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，即我们看到的白雾，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
10．【答案】B
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A．探究不同物质吸热升温的现象，只需控制加热时间相同，不用控制燃料质量相等，A不符合题意；
B．探究不同物质吸热升温的现象和比较不同燃料燃烧时放出的热量两个实验，为了控制变量，观察温度计示数变化，两组实验的杯中物质的质量应相等，B符合题意；
C．甲组实验中，吸热多少用加热时间来表示，若加热时间相同，则吸热相同，沙子比热容小，沙子中放的温度计示数变化大，C不符合题意；
D．乙组实验中，燃烧相同质量的燃料，看水温变化，燃料燃烧速度不同，不能用加热时间长短来吸热多少，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】探究不同物质的吸放热能力，需要控制他们的质量、初始温度相同。
11．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；A不符合题意；
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，内能转化为机械能；B不符合题意；
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，发生液化现象，变成小水滴，出现“白雾”；C符合题意；
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，内能减小；D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】做功可以改变物体的内能，外界对物体做功物体的内能增加，物体对外界做功物体的内能减小。
12．【答案】A
【知识点】热机；内燃机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①②③正确；
汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故④错误。
故答案为：A。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。汽油机和柴油机都有四个冲程，一个循环对外做功一次，不同之处有吸入的气体、点火方式和结构上的细微差别。
13．【答案】压缩；水的比热容大
【知识点】比热容；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】压缩冲程时，活塞对燃料的混合物做功，机械能转化为内能，燃料混合物的内能增大，温度升高。
水的比热容大，质量相同的水相对于其它液体，在升高相同温度时可以吸收更多的热量，所以汽油机工作时选择水来降温。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能；水的比热容大，相同质量的水可以吸收更多的热量，冷却效果更好；相同质量的水可以放出更多的热量，取暖效果更好。
14．【答案】压缩冲程；
【知识点】热量的计算；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的压缩冲程中活塞的机械能转化为内能。汽油的质量 m汽油 = 40g =0.04kg
汽油完全燃烧所放出的热量Q放=m汽油q=0.04kg×4.6×107J/kg=1.84×106J
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能；结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量。
15．【答案】做功；F；D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A图火花塞点火，是做功冲程，E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能，故与A相同的是F。
汽油机机械能转化为内能的冲程是压缩冲程，D两气门关闭，活塞向上，是压缩冲程。
【分析】每个冲程都有相对应的特征，进气冲程是进气阀打开，排气冲程是排气阀打开，做功冲程是火花塞点火，那么最后一个就是压缩冲程；内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
16．【答案】压缩；15
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程。飞轮转速是1800r/min，即30r/s，即每秒钟转30圈，完成15个工作循环，所以汽油机每秒钟对外做功15次。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。汽油机工作一个循环，包含四个冲程，活塞往返运动两次，曲轴连杆转动两周，对外做功一次，结合题目条件计算即可。
17．【答案】机械能；水蒸气
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】使劲拧瓶的下部，使其严重变形，人对瓶子做功，瓶子内部气体内能变大，迅速旋开瓶盖，瓶内气体对外做功，将瓶盖弹出，气体的内能转化为瓶盖的机械能。气体对外做功，内能减小，温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴，就是我们看见的“白气”。
【分析】内能对外做功时转化为机械能；水蒸气液化时形成“白气”。
18．【答案】增加；11.2
【知识点】内能的概念；燃料的热值
【解析】【解答】质量为2kg水温度由20℃升高到60℃，温度升高，分子运动加剧，分子动能增加，所以内能增加；水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(60℃-20℃)=3.36×105J
酒精完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=3.36×105J
完全燃烧的酒精质量为 =0.0112kg=11.2g
【分析】热传递可以改变物体的内能，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加，其中两个物体中间传递的能量叫做热量；结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，利用水吸收的热量除以酒精的热值即为酒精的质量。
19．【答案】<；热传递；不变
【知识点】比热容；燃料的热值；热传递的概念与方式
【解析】【解答】根据比热容公式Q=cmΔt，质量相等的甲、乙两种物质，加热相同时间，吸收的热量相同，从图中可知，甲的温度升高得较高，那么甲的比热容较小，即甲物质比热容小于乙物质比热容。
改变物体内能有做功和热传递两种方式，给物体加热时，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式实现的。
热值是燃料本身的属性，不会随燃料质量的变化而变化，故答案为：填不变。
【分析】比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量，相同质量的物体上升相同的温度，比热容大的物体吸收的热量多，相同质量的物体下降相同的温度，比热容大的物体释放的热量多；热传递可以改变物体的内能，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加，其中两个物体中间传递的能量叫做热量；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
20．【答案】压缩；2.52×105
【知识点】热量的计算；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，活塞将机械能转化为内能，此过程能量转化方式与汽油机的活塞冲程相同。
把2kg水从20℃加热到50℃，需要吸收的热量
【分析】每个冲程都有相对应的特征，进气冲程是进气阀打开，排气冲程是排气阀打开，做功冲程是火花塞点火，那么最后一个就是压缩冲程;结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可.
21．【答案】（1）解：每输送100m3的天然气相当于输送的能量
（2）解：由题意可知，水吸收的热量 ，
由 得水的质量：
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）已知燃料的热值和燃料的质量（液体）或燃料的体积（气体），求放出的热量，用Q=mq或vq。
（2）物质吸收热量公式及变形式的相关计算，用Q=cm（t末-t初）；
(3)在能量没有损失的情况下，燃料完全燃烧的热量等于物质吸收的热量。
22．【答案】（1）解：锅炉内的水吸收的热量是
答：锅炉内的水吸收的热量是 ；
（2）解：无烟煤完全燃烧放出的热量是
答：无烟煤完全燃烧放出的热量是 ；
（3）解：锅炉此次烧水的热效率是
答：锅炉此次烧水的热效率是33%。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）利用比热容、质量和温度差的乘积，计算吸热的多少；（2）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；（3）利用吸热和放热的比值计算热效率。
23．【答案】（1）解：汽车行驶的路程
答：汽车行驶的路程为 ；
（2）解：汽车匀速行驶，受到的阻力和牵引力大小相等。由 可知
答：汽车受到的阻力为
（3）解：汽油完全燃烧放出的热量
汽车发动机的效率
答：汽车发动机的效率为 。
【知识点】热机的效率；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】（1）已知汽车的速度和行驶时间，由s=vt求出汽车行驶的路程大小；
（2）先由功的公式W=Fs求拉力大小，然后由二力平衡知识：两个力大小相等、方向相反、同一直线、同一物体，根据牵引力求阻力大小；
（3）先由汽油完全燃烧的质量和热值，由Q=mq求出燃料完全燃烧放出的热量大小，然后由求出汽车发动机的效率大小。
24．【答案】（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量；水的质量
（3）1.2×106
（4）小；是热量损失或燃料燃烧不完全
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则；
（2）为了尽量减小各种因素对实验的影响，保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量、水的质量以及两个烧杯都应相同。
（3）不计热量损失的情况下，根据表中数据和Q=cm t可知，水从酒精吸收的热量和从碎纸片吸收的热量之比为2∶1，则酒精完全燃烧放出的热量和从碎纸片完全燃烧放出的热量之比为2∶1，由 可知，碎纸片的热值是酒精的热值一半，即为1.2×106J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，出现这样情况的主要原因是燃料燃烧不完全、热量燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【分析】（1）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装；
（2）比较不用燃料的热值，需要控制燃料的质量相同即可；通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少，故要控制烧杯内的液体质量相同；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，除以燃料的质量即为热值；
（4）燃料释放的热量不能被水完全吸收掉，故计算得到的热值偏小。
25．【答案】（1）化学；内
（2）内
（3）降低；减小
（4）内；机械；做功
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】(1)酒精灯燃烧，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能。(2)水的温度升高，这是用热传递方法增加了水的内能。(3)水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞做功。水蒸气的温度减小，内能减小。(4)水蒸气冲开瓶塞的过程，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同。
【分析】（1）燃烧为化学变化，酒精燃烧消耗化学能，释放内能；
（2）热传递可以改变物体的内能，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加，其中两个物体中间传递的能量叫做热量；
（3）（4）气体对瓶塞做功，自身内能增加，瓶塞动能增加，内能转化为机械能。
26．【答案】（1）<
（2）；酒精燃烧实际放出热量大于水吸收的热量，故测量值比标准值要小
（3）从下往上
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)由图乙可知，加热相同时间，两液体吸收热量相同，质量相等，a升温较快，比热容较小。(2)水吸收的热量为
不计热量损失，与酒精放出的热量相等，消耗的酒精为m1-m2，酒精的热值为 。酒精燃烧实际放出热量大于水吸收的热量，故测量值比标准值要小。(3)酒精灯要用外焰加热，温度计玻璃泡不能接触杯底，故应从下往安装。
【分析】（1）结合液体的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解液体吸收的热量，利用该热量除以燃料的热值即可；燃料释放的热量不能完全被水吸收，故计算得到的热值偏小；
（2）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装。
1 / 1初中物理9上第十二章机械能和内能之机械能和内能的相互转化同步练习卷
一、单选题
1．（2021·广东）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
【知识点】热机
【解析】【解答】A.吸气冲程吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B.压缩冲程将机械能转化为内能，因此缸内温度很高，故B错误；
C.做功冲程中，气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D.排气冲程中没有能量转化，故D错误。
故选C。
【分析】根据热机工作过程和能量转化的知识分析判断。
2．（2021·湘西）随着人民生活水平的不断提高，小汽车已进入了千家万户，小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图，其中做功冲程是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．图中进气门打开、排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，A不符合题意；
B．图中进气门、排气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，B不符合题意；
C．图中进气门、排气门都关闭，电火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，C符合题意；
D．图中进气门关闭、排气门打开，活塞上行，是排气冲程，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】做功冲程的特点是：进气门、排气门都关闭，电火花塞点火，活塞下行。
3．（2021·邵阳模拟）现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。因为液态氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较低的沸点
C．较大的比热容 D．较高的热值
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】由于液态氢具有较高的热值，则根据Q=Vq可知，完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。
故答案为：D。
【分析】燃料的热值指的是1千克的燃料完全燃烧释放的热量，燃料的热值越大，单位质量的热量完全燃烧释放的热量多。
4．（2021·武侯模拟）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
5．（2020九上·武侯期末）质量为5kg的汽油用去了三分之一，剩下的汽油（ ）
A．比热容为原来的三分之一，热值不变
B．热值为原来的三分之一，比热容不变
C．比热容保持不变，热值也保持不变
D．比热容、热值均变为原来的三分之一
【答案】C
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】比热容和热值是物体本身的属性，比热容和热值的大小与物体的体积、质量、形状都无关，与物质的种类有关。
故答案为：C。
【分析】比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量，它与物体的质量、初末温度无关，只与物体的种类有关系；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
6．（2020九上·柳州期末）下列关于柴油机与汽油机的说法中最恰当的是（ ）
A．柴油机工作时噪声较小
B．柴油机工作时效率较高
C．柴油机主要用于轻便机械
D．二者结构相同，只是所用燃料不同
【答案】B
【知识点】热机
【解析】【解答】ABC．柴油机工作时噪声比较大，柴油机的效率比汽油机高，但柴油机比较笨重，B符合题意，AC不符合题意；
D．汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物，汽油作燃料；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气，柴油作燃料，二者结构和燃料不同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
7．（2020九上·新疆期末）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程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
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】双手相互摩擦时感觉发热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能；汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是压缩冲程。
故答案为：B。
【分析】不同物体间摩擦，可以通过做功改变内能；且机械能转化为内能，和汽油机的压缩冲程相同。
8．（2020九上·乌鲁木齐期末）某四冲程汽油机的转速表显示3000revs/min，那么该汽油机每秒内做功（ ）
A．25次 B．50次 C．100次 D．1500次
【答案】A
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】四冲程汽油机的转速表为3000revs/min，即飞轮转速50revs/s，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功一次，所以飞轮转50圈，共100个冲程，25个做功冲程。
故答案为：A。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。
9．（2021·贵港）如图所示，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是（ ）
A．这个过程与内燃机的做功冲程类似
B．试管内水的内能增加是通过做功方式改变
C．酒精燃烧时是内能转化为化学能
D．管内水蒸气的内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气
【答案】A
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A ．在汽油机的做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程是此原理的应用，A符合题意。
B．用酒精灯加热，是通过热传递的方式使得水的内能增加，产生大量水蒸气，B不符合题意；
C．酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，C不符合题意；
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能木塞冲出；此时水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，即我们看到的白雾，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
10．（2021·苏州）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ）
A．每组实验中，燃料的质量均应相等
B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
【答案】B
【知识点】燃料的热值；比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A．探究不同物质吸热升温的现象，只需控制加热时间相同，不用控制燃料质量相等，A不符合题意；
B．探究不同物质吸热升温的现象和比较不同燃料燃烧时放出的热量两个实验，为了控制变量，观察温度计示数变化，两组实验的杯中物质的质量应相等，B符合题意；
C．甲组实验中，吸热多少用加热时间来表示，若加热时间相同，则吸热相同，沙子比热容小，沙子中放的温度计示数变化大，C不符合题意；
D．乙组实验中，燃烧相同质量的燃料，看水温变化，燃料燃烧速度不同，不能用加热时间长短来吸热多少，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】探究不同物质的吸放热能力，需要控制他们的质量、初始温度相同。
11．（2021·武胜模拟）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲，空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，塞子的机械能转化为空气的内能
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，瓶口出现大量白雾，气体的内能减少
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；A不符合题意；
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，内能转化为机械能；B不符合题意；
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，温度降低，发生液化现象，变成小水滴，出现“白雾”；C符合题意；
D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，内能减小；D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】做功可以改变物体的内能，外界对物体做功物体的内能增加，物体对外界做功物体的内能减小。
12．（2020九上·青羊期末）关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能②在做功冲程中，是内能转化为机械能③只有做功冲程是燃气对外做功④汽油机和柴油机的点火方式相同；上述说法中正确的是（ ）
A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④
【答案】A
【知识点】热机；内燃机的四个冲程；能量的转化或转移
【解析】【解答】汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①②③正确；
汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故④错误。
故答案为：A。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。汽油机和柴油机都有四个冲程，一个循环对外做功一次，不同之处有吸入的气体、点火方式和结构上的细微差别。
二、填空题
13．（2021·娄底）汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，在 冲程中，通过做功使燃料混合物温度升高；汽油机工作时选择水来降温是因为 。
【答案】压缩；水的比热容大
【知识点】比热容；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】压缩冲程时，活塞对燃料的混合物做功，机械能转化为内能，燃料混合物的内能增大，温度升高。
水的比热容大，质量相同的水相对于其它液体，在升高相同温度时可以吸收更多的热量，所以汽油机工作时选择水来降温。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能；水的比热容大，相同质量的水可以吸收更多的热量，冷却效果更好；相同质量的水可以放出更多的热量，取暖效果更好。
14．（2021·南充）汽油机在工作过程中将机械能转化为内能的冲程是 ﹔汽油的热值是 ，完全燃烧40g的汽油所释放的热量为 J。
【答案】压缩冲程；
【知识点】热量的计算；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的压缩冲程中活塞的机械能转化为内能。汽油的质量 m汽油 = 40g =0.04kg
汽油完全燃烧所放出的热量Q放=m汽油q=0.04kg×4.6×107J/kg=1.84×106J
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能；结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量。
15．（2021·松原模拟）如图所示的A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示做功改变物体内能的实验示意图。A图是四冲程汽油机的 冲程，与它原理相同的是 图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是 图。（后两空选填字母）
【答案】做功；F；D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A图火花塞点火，是做功冲程，E图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；F图是水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，是内能转化为机械能，故与A相同的是F。
汽油机机械能转化为内能的冲程是压缩冲程，D两气门关闭，活塞向上，是压缩冲程。
【分析】每个冲程都有相对应的特征，进气冲程是进气阀打开，排气冲程是排气阀打开，做功冲程是火花塞点火，那么最后一个就是压缩冲程；内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
16．（2021·泗阳模拟）汽油机工作时将机械能转化为内能的是 冲程；一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒钟做功 次。
【答案】压缩；15
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程。飞轮转速是1800r/min，即30r/s，即每秒钟转30圈，完成15个工作循环，所以汽油机每秒钟对外做功15次。
【分析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。汽油机工作一个循环，包含四个冲程，活塞往返运动两次，曲轴连杆转动两周，对外做功一次，结合题目条件计算即可。
17．（2020九上·马鞍山期末）在玩耍中探究物理问题是学习物理的好方法。如图课间休息时许多同学会用含有少量水的薄壁矿泉水瓶这样玩：首先将含有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着两手分别握住瓶的上、下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，同时瓶口和瓶内出现白气，这是因为瓶内气体对外做功，内能转化为 ，内能减少，温度降低， 遇冷液化为“白气”。
【答案】机械能；水蒸气
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】使劲拧瓶的下部，使其严重变形，人对瓶子做功，瓶子内部气体内能变大，迅速旋开瓶盖，瓶内气体对外做功，将瓶盖弹出，气体的内能转化为瓶盖的机械能。气体对外做功，内能减小，温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化为小水滴，就是我们看见的“白气”。
【分析】内能对外做功时转化为机械能；水蒸气液化时形成“白气”。
18．（2020九上·松北期末）质量为2kg水的温度由20℃升高到60℃，这杯水的内能 （选填“增加”、“减少”或“不变”），这些热量相当于完全燃烧 g酒精。（q酒精=3.0×107J/kg）
【答案】增加；11.2
【知识点】内能的概念；燃料的热值
【解析】【解答】质量为2kg水温度由20℃升高到60℃，温度升高，分子运动加剧，分子动能增加，所以内能增加；水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(60℃-20℃)=3.36×105J
酒精完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=3.36×105J
完全燃烧的酒精质量为 =0.0112kg=11.2g
【分析】热传递可以改变物体的内能，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加，其中两个物体中间传递的能量叫做热量；结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，利用水吸收的热量除以酒精的热值即为酒精的质量。
19．（2021·河北）小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间的图像如图所示，由图可知，甲物质比热容 （选填“>”“<”或“=”）乙物质比热容，用酒精灯给物体加热，物体内能增大，温度升高，这是通过 方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】<；热传递；不变
【知识点】比热容；燃料的热值；热传递的概念与方式
【解析】【解答】根据比热容公式Q=cmΔt，质量相等的甲、乙两种物质，加热相同时间，吸收的热量相同，从图中可知，甲的温度升高得较高，那么甲的比热容较小，即甲物质比热容小于乙物质比热容。
改变物体内能有做功和热传递两种方式，给物体加热时，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式实现的。
热值是燃料本身的属性，不会随燃料质量的变化而变化，故答案为：填不变。
【分析】比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量，相同质量的物体上升相同的温度，比热容大的物体吸收的热量多，相同质量的物体下降相同的温度，比热容大的物体释放的热量多；热传递可以改变物体的内能，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加，其中两个物体中间传递的能量叫做热量；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧是否充分燃烧没有关系。
20．（2021·港南模拟）如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程能量转化方式与汽油机的 冲程相同；把2kg水从20℃加热到50℃，需要吸收 J热量。（c水=4.2×103J/（kg·℃））
【答案】压缩；2.52×105
【知识点】热量的计算；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，活塞将机械能转化为内能，此过程能量转化方式与汽油机的活塞冲程相同。
把2kg水从20℃加热到50℃，需要吸收的热量
【分析】每个冲程都有相对应的特征，进气冲程是进气阀打开，排气冲程是排气阀打开，做功冲程是火花塞点火，那么最后一个就是压缩冲程;结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可.
三、计算题
21．（2021·石家庄模拟）塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区．该油田向我国东部地区输送天然气超过800亿立方米，惠泽我国14个省市自治区的80多个大中型城市3亿居民．
（1）从物理角度来看，则每输送100m3的天然气就相当于输送了多少焦的能量？（天然气的热值为8.4×107J/m3）．
（2）若100m3的天然气完全燃烧放出的热量的80%被水吸收，可以使多少千克的水从20℃升高到100℃？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】（1）解：每输送100m3的天然气相当于输送的能量
（2）解：由题意可知，水吸收的热量 ，
由 得水的质量：
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）已知燃料的热值和燃料的质量（液体）或燃料的体积（气体），求放出的热量，用Q=mq或vq。
（2）物质吸收热量公式及变形式的相关计算，用Q=cm（t末-t初）；
(3)在能量没有损失的情况下，燃料完全燃烧的热量等于物质吸收的热量。
22．（2020九上·云南期末）某中学为学生供应开水，用锅炉将100kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了3kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg。
求∶
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）锅炉此次烧水的热效率是多少？
【答案】（1）解：锅炉内的水吸收的热量是
答：锅炉内的水吸收的热量是 ；
（2）解：无烟煤完全燃烧放出的热量是
答：无烟煤完全燃烧放出的热量是 ；
（3）解：锅炉此次烧水的热效率是
答：锅炉此次烧水的热效率是33%。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）利用比热容、质量和温度差的乘积，计算吸热的多少；（2）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；（3）利用吸热和放热的比值计算热效率。
23．（2021·大庆）某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为 ，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取 ， ）。针对这一过程，求：
（1）汽车行驶的路程；
（2）汽车受到的阻力；
（3）汽车发动机的效率。
【答案】（1）解：汽车行驶的路程
答：汽车行驶的路程为 ；
（2）解：汽车匀速行驶，受到的阻力和牵引力大小相等。由 可知
答：汽车受到的阻力为
（3）解：汽油完全燃烧放出的热量
汽车发动机的效率
答：汽车发动机的效率为 。
【知识点】热机的效率；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】（1）已知汽车的速度和行驶时间，由s=vt求出汽车行驶的路程大小；
（2）先由功的公式W=Fs求拉力大小，然后由二力平衡知识：两个力大小相等、方向相反、同一直线、同一物体，根据牵引力求阻力大小；
（3）先由汽油完全燃烧的质量和热值，由Q=mq求出燃料完全燃烧放出的热量大小，然后由求出汽车发动机的效率大小。
四、实验探究题
24．（2021·松原模拟）学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是 （由下而上/由上而下）。
（2）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保持 、 、以及两个烧杯都应相同。
（3）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点）
燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg
酒精 15 35 2.4×106
碎纸片 15 25 ？
【答案】（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量；水的质量
（3）1.2×106
（4）小；是热量损失或燃料燃烧不完全
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则；
（2）为了尽量减小各种因素对实验的影响，保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量、水的质量以及两个烧杯都应相同。
（3）不计热量损失的情况下，根据表中数据和Q=cm t可知，水从酒精吸收的热量和从碎纸片吸收的热量之比为2∶1，则酒精完全燃烧放出的热量和从碎纸片完全燃烧放出的热量之比为2∶1，由 可知，碎纸片的热值是酒精的热值一半，即为1.2×106J/kg。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，出现这样情况的主要原因是燃料燃烧不完全、热量燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【分析】（1）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装；
（2）比较不用燃料的热值，需要控制燃料的质量相同即可；通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少，故要控制烧杯内的液体质量相同；
（3）结合水的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量，除以燃料的质量即为热值；
（4）燃料释放的热量不能被水完全吸收掉，故计算得到的热值偏小。
25．（2020九上·蜀山期中）如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联想到内燃机。
（1）酒精灯燃烧， 能转化为 能；
（2）水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的 能；
（3）水蒸气冲开瓶塞后，水蒸气的温度 ，内能 ；
（4）水蒸气冲开瓶塞的过程， 能转化为 能，这相当于四冲程内燃机的 冲程。
【答案】（1）化学；内
（2）内
（3）降低；减小
（4）内；机械；做功
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】(1)酒精灯燃烧，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能。(2)水的温度升高，这是用热传递方法增加了水的内能。(3)水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞做功。水蒸气的温度减小，内能减小。(4)水蒸气冲开瓶塞的过程，将内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程相同。
【分析】（1）燃烧为化学变化，酒精燃烧消耗化学能，释放内能；
（2）热传递可以改变物体的内能，热量向外界传递，物体的内能减小，热量由外界传向物体，物体的内能增加，其中两个物体中间传递的能量叫做热量；
（3）（4）气体对瓶塞做功，自身内能增加，瓶塞动能增加，内能转化为机械能。
26．（2020九上·随县月考）
（1）用相同的酒精灯分别对a、b两种液体（质量相同）加热，如图甲所示；根据测得的实验数据分别描绘出两种液体的温度随时间变化的图象如图乙所示。不计液体的热量散失，分别用ca、cb表示a、b两液体的比热容，则ca cb（选填“>”、“<”或“=”）；
（2）某同学用如图丙装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温tl，末温t2，水的比热容用c表示。用以上符号表达该同学测酒精热值的计算式是 。该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因： ；
（3）本实验器材的安装顺序是 。（填“从上往下”或“从下往上”）
【答案】（1）<
（2）；酒精燃烧实际放出热量大于水吸收的热量，故测量值比标准值要小
（3）从下往上
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)由图乙可知，加热相同时间，两液体吸收热量相同，质量相等，a升温较快，比热容较小。(2)水吸收的热量为
不计热量损失，与酒精放出的热量相等，消耗的酒精为m1-m2，酒精的热值为 。酒精燃烧实际放出热量大于水吸收的热量，故测量值比标准值要小。(3)酒精灯要用外焰加热，温度计玻璃泡不能接触杯底，故应从下往安装。
【分析】（1）结合液体的质量和温度的变化量，利用比热容公式求解液体吸收的热量，利用该热量除以燃料的热值即可；燃料释放的热量不能完全被水吸收，故计算得到的热值偏小；
（2）在组装实验仪器的时候应该按照自下而上的顺序进行组装。
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