12.4机械能与内能的相互转化 达标测试卷 2021-2022学年苏科版九年级物理上册（含答案）

2021-2022学年苏科版九年级物理上
《12.4机械能与内能的相互转化》达标测试卷
（时间：90分钟 满分：100分）
一．选择题(每小题2分 共40分)
1．燃烧煤炭易造成环境污染，氢是一种自然界中储量巨大的清洁能源．已知：无烟煤的热值是3.4×107J/kg，氢的热值是1.4×108J/kg．下列说法正确的是（ ）
A．燃烧1kg的无烟煤，放出的热量为3.4×107J
B．完全燃烧1kg的氢，放出的热量为1.4×108 J/kg
C．1kg的氢和无烟煤均完全燃烧，氢放出的热量为无烟煤的四倍以上
D．氢和无烟煤均完全燃烧，放出相同的热量，氢的质量为无烟煤的两倍以上
几种常见燃料的热值/（J kg-1）
汽油 酒精 无烟煤 烟煤
4.6×107 3.0×107 3.4×107 2.9×107
2．右表中所列为几种常见燃料的热值．学校在室温10℃时，每天向学生供100kg开水，若使用表中所示的燃料烧这些水，则所需燃料最少的是（ ）
A．汽油 B．酒精 C．无烟煤 D．烟煤
3.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中(　　)
A． 只有电能和内能的转化 B． 只有电能和机械能的转化
C． 有电能、机械能和内能的转化 D． 没有机械能和内能的转化
第3题图 第8题图 第9题图
4.向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内原来的部分相比较(　　)
A． 变大 B． 不变 C． 变小D． 无法确定
5．在水平桌面上滑行的小车，速度越来越慢直至停止，下列描述中错误的是（ ）
A．小车的机械能转化为内能 B．小车克服阻力做功动能减小
C．摩擦力改变了小车的运动状态 D．小车的惯性逐渐变小直至为零
6．现代航天器使用液态氢作燃料，是因为它具有（ ）
A．较小的质量 B．较大的体积 C．较大的热值 D．较大的比热
7．有些不法商贩把一种黑石头掺入优质煤中高价出售．客户为了不上当受骗，辨别煤中是否掺杂的最恰当的方法是检测下面哪一个物理量？（ ）
A．质量 B．温度 C．比热容 D．热值
8．如图所示，把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是（　 　）
A．煤气的燃烧过程是内能转化为化学能 B．煤气燃烧越充分，它的热值越大
C．水的温度越高，水分子运动越剧烈 D．烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能
9．如图所示，中国载人航天飞船神舟十三号由长征火箭推进加速升空，关于此过程说法错误的是（ ）
A．火箭推力对飞船做了功 B．飞船的动能和势能不断增加
C．火箭升空是利用压强与流速的关系 D．燃料的化学能转化为飞船的机械能
10.内燃机安装飞轮的主要作用是(　　)
A． 使机器美观协调，增加稳定性 B． 利用飞轮惯性，完成三个辅助冲程
C． 增加机器重力 D． 以上都不对
11.下列图形中，属于内能转化为机械能的是(　　)
A．滑下滑梯 B．弯折铁丝 C．做功冲程 D．压缩空气点火
汽油机吸气冲程吸入气缸内的物质是(　　)
A． 柴油 B． 汽油和空气C． 汽油D． 空气
13．一支蜡烛在燃烧过程中，它的（ ）
A．质量变小，比热容变小，热值变小 B．质量不变，比热容变小，热值不变
C．质量不变，比热容不变，热值变小 D．质量变小，比热容不变，热值不变
14．下列有关热机的说法中不正确的是（ ）
A．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性
C．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
D．热机的大量使用会造成环境污染
15．一台四冲程内燃机转速为，则（ ）
A．每分钟内做功次，共有个冲程 B．每分钟内做功次，共有个冲程
C．每秒内做功次，共有个冲程 D．每秒内做功次，共有个冲程
16.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中，正确的是(　　)
A． 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B． 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C． 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D． 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
17.现代火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢具有(　　)
A． 较大的热值 B． 较高的凝固点C． 较低的沸点D． 较大的比热容
18.汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是(　　)
A． 温度降低，内能增大 B． 温度不变，内能不变
C． 温度升高，内能增大 D． 温度降低，内能减小
19.已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法中正确的是(　　)
A．甲种燃料含有的热量比乙种燃料多
B．完全燃烧一定质量的甲种燃料，刚好烧开一壶水，那么用同样质量的乙种燃料就不能烧开这壶水
C．燃烧相同质量的两种燃料，甲种放出的热量多
D．只要通风条件好，供氧充足，乙的热值可能大于甲的热值
20.下列关于热值说法正确的是(　　)
A．燃料燃烧越充分热值越大
B．2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大
C．1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/kg
D．热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
二．填空题( 共20分)
21．“神舟”飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，通过＿＿＿的方式，将＿＿＿能转化为内能．为避免飞船因高温而损坏，其外壳涂有的烧蚀材料在升温后，可迅速＿＿＿（填物态变化名称）成气体，并＿＿＿大量的热．
如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧．此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能＿＿＿，这与四冲程汽油机的＿＿＿冲程的能量转化相同．某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成＿＿＿个工作循环．
第22题图 第23题图 第28题图
23．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热．燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯温度为24℃．此过程水的内能＿＿＿（增大/减小），用甲加热的水吸收的热量为＿＿＿J，此时＿＿＿（能/不能）说明甲的热值较大．水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)．
24．在很长的下坡路段，如果使自行车匀速下坡，则骑行者的机械能将＿＿＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”）；有经验的骑行者在下坡一段距离后会停车休息，因为长时间刹车使刹车片的＿＿＿＿＿能明显增大，容易损坏刹车片．
25．火柴可以擦燃，也可以在火上点燃，前者是用＿＿＿＿＿的方法使火柴燃烧，后者是用＿＿＿＿＿的方法使火柴燃烧．两种方法都可以改变火柴的内能．
26．一台柴油机飞轮的转速为2400 r/min，则在1s内，柴油机完成＿＿＿＿个冲程，对外做功的次数是＿＿＿＿．
27．菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通。具体操作是，先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是＿＿＿，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的＿＿＿冲程。
28.提高热机效率是节能减排的途径之一。大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。
（1）请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整。
（2）若汽油机效率从30%提高到36%，那么该车以等大的牵引力在同一路段，匀速行驶相同的路程，发动机前后两次消耗的燃油 （选填“前者多”或“后者多”）
（3）若汽油机效率为30%时，消耗一定质量的汽油，该汽车能够在某平直道路上匀速行驶20km；那么当效率提高为36%后，消耗等质量的汽油，该车在同一道路，相同阻力的情况下能匀速行驶的距离又是多少km？
三．解答题(共40分)
29.（6分）比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相 同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧．
(1)小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整．
(2)实验后小明根据实验数据利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的热量，结合“10 g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠，请说明理由__________.
30.（6分）如表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg.
为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，某同学设计了一个探究方案如下：
(1)实验时所选用燃料种类应________，质量应________．(选填“相同”或“不同”)
(2)若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了盛水容器相同，水的质量要相等外，你认为还应保持________相同．
(3)通过比较________，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关．
32．（6分）“西气东输”工程中，某同学所在的地区终于用上了天然气．利用星期天，某班物理活动小组的同学们开展了一次社会实践活动，对目前普遍使用的生活燃料进行社会调查．同学们通过查阅资料、询问当地居民等方式，得到如下调查结果：
燃料 热值 毒性 燃烧性 对环境的影响 价格
煤 3.0×107J/kg 无 不易 产生大面积烟尘污染 0.85元/kg
煤气 3.9×107J/m3 有 轻易 有大量的有害气体排放 2.8元/m3
天然气 7.8×107J/m3 无 轻易 有少量二氧化碳排放 5.00元/m3
（1）如某用户平均每个月燃烧燃料获取的能量为1.56×109J．以天然气为燃料时，每月至少需支出多少燃料费用？
（2）根据上表提供的信息，从节能、环保和安全的角度考虑，你会建议使用哪种燃料？说出三条理由．
33．（6分）提高热机效率是“节能减排”的一个重要途径．如果汽油机的效率从η1=30%提高到η2=36%，那么一辆轿车在汽油机效率为30%时，消耗一定质量汽油，能够在平直道路上匀速行驶10km；当效率变为36%后，在相同道路情况下，以相同速度匀速行驶，并消耗相同质量汽油的情况下，能够行驶多少千米？
车型 某品牌轿车
测试道路 标准水平国道
测试距离 100km
测试速度 80km/h匀速行驶
整车质量 900kg
消耗汽油 9L
受到阻力 整车重的0.08倍
34．（9分）近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场．以下是我国某品牌轿车的测试报告．
（1）汽油的热值q=3.3×107J/L，燃料完全燃烧放出热量的公式是Q=qv，式中v表示燃料的体积．请计算该品牌轿车在测试过程中，汽油完全燃烧产生的内能转化为发动机牵引轿车前进所需能量的效率．（g取10N/kg）
（2）近年来，我国部分省份开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体积的汽油混合而成，已知乙醇的热值q=2.4×107J/L，设混合后总体积不变，请计算乙醇汽油的热值为多少焦/升．
（3）乙醇，俗称酒精．推广使用乙醇汽油，有何积极意义？（请写出一点）
35.（7分）阅读短文，回答问题：
小明家买了一款大众轿车，发现尾部标有TSI，“SI”二个字母是红色的．大众轿车的TSI技术指机器双增压(涡轮和机械增压)分层喷射技术．属于大功率、低转速大扭矩的发动机．涡轮增压的原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，发动机的输出功率就得到了较大的提升. “I”字母是红色的是1.4TSI，“SI”二个字母是红色的是1.8TSI，“TSI“”三个字母是红色的是2.0TSI.这辆汽车的最低油耗可达0.2 kg/(kW·h)，已知汽油的热值为4.6×107J/kg.(温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2 kg/(kW·h)表示获得1 kW·h能量消耗0.2 kg汽油).
(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？
(2)该汽车发动机的效率最高可达多少？(结果保留整数)
教师样卷
一．选择题(每小题2分 共40分)
1．燃烧煤炭易造成环境污染，氢是一种自然界中储量巨大的清洁能源．已知：无烟煤的热值是3.4×107J/kg，氢的热值是1.4×108J/kg．下列说法正确的是（ ）
A．燃烧1kg的无烟煤，放出的热量为3.4×107J
B．完全燃烧1kg的氢，放出的热量为1.4×108 J/kg
C．1kg的氢和无烟煤均完全燃烧，氢放出的热量为无烟煤的四倍以上
D．氢和无烟煤均完全燃烧，放出相同的热量，氢的质量为无烟煤的两倍以上
【答案】C
几种常见燃料的热值/（J kg-1）
汽油 酒精 无烟煤 烟煤
4.6×107 3.0×107 3.4×107 2.9×107
2．右表中所列为几种常见燃料的热值．学校在室温10℃时，每天向学生供100kg开水，若使用表中所示的燃料烧这些水，则所需燃料最少的是（ A ）
A．汽油 B．酒精 C．无烟煤 D．烟煤
【答案】A
3.冲击钻是一种打孔的工具．工作时，钻头在电动机带动下不断地冲击墙壁打出圆孔(如图所示)．冲击钻在工作的过程中(　　)
A． 只有电能和内能的转化 B． 只有电能和机械能的转化
C． 有电能、机械能和内能的转化 D． 没有机械能和内能的转化
【答案】C【解析】(1)当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；(2)钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化．
第3题图 第8题图 第9题图
4.向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内原来的部分相比较(　　)
A． 变大 B． 不变 C． 变小D． 无法确定
【答案】B 【解析】向酒精灯内添加适量酒精后，酒精的质量增加，但是燃料的热值与质量无关，热值不变．
5．在水平桌面上滑行的小车，速度越来越慢直至停止，下列描述中错误的是（ ）
A．小车的机械能转化为内能 B．小车克服阻力做功动能减小
C．摩擦力改变了小车的运动状态 D．小车的惯性逐渐变小直至为零
【答案】D
6．现代航天器使用液态氢作燃料，是因为它具有（ C ）
A．较小的质量 B．较大的体积 C．较大的热值 D．较大的比热
【答案】C
7．有些不法商贩把一种黑石头掺入优质煤中高价出售．客户为了不上当受骗，辨别煤中是否掺杂的最恰当的方法是检测下面哪一个物理量？（ D ）
A．质量 B．温度 C．比热容 D．热值
【答案】D
8．如图所示，把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是（　C　）
A．煤气的燃烧过程是内能转化为化学能 B．煤气燃烧越充分，它的热值越大
C．水的温度越高，水分子运动越剧烈 D．烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能
【答案】C
9．如图所示，中国载人航天飞船神舟十三号由长征火箭推进加速升空，关于此过程说法错误的是（ ）
A．火箭推力对飞船做了功 B．飞船的动能和势能不断增加
C．火箭升空是利用压强与流速的关系 D．燃料的化学能转化为飞船的机械能
【答案】C
10.内燃机安装飞轮的主要作用是(　　)
A． 使机器美观协调，增加稳定性 B． 利用飞轮惯性，完成三个辅助冲程
C． 增加机器重力 D． 以上都不对
【答案】B【解析】汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力．其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成．
11.下列图形中，属于内能转化为机械能的是(　　)
A．滑下滑梯 B．弯折铁丝 C．做功冲程 D．压缩空气点火
【答案】C【解析】A项，滑下滑梯时，与滑梯发生摩擦做功，将机械能转化为内能，不合题意；B项，弯折铁丝时，是通过做功将机械能转化为内能，不合题意；C项，在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，符合题意；D项，压缩点火，属压缩气体做功，将机械能转化为内能，不合题意．
汽油机吸气冲程吸入气缸内的物质是(　　)
A． 柴油 B． 汽油和空气C． 汽油D． 空气
【答案】B【解析】四冲程汽油机的吸气冲程中，吸入的气缸的气体是汽油和空气的混合物．
13．一支蜡烛在燃烧过程中，它的（ ）
A．质量变小，比热容变小，热值变小 B．质量不变，比热容变小，热值不变
C．质量不变，比热容不变，热值变小 D．质量变小，比热容不变，热值不变
【答案】D
14．下列有关热机的说法中不正确的是（ ）
A．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性
C．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
D．热机的大量使用会造成环境污染
【答案】A
15．一台四冲程内燃机转速为，则（ ）
A．每分钟内做功次，共有个冲程 B．每分钟内做功次，共有个冲程
C．每秒内做功次，共有个冲程 D．每秒内做功次，共有个冲程
【答案】D
16.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中，正确的是(　　)
A． 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B． 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C． 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D． 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
【答案】B【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．由图丙，气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；由图丁，气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能．图甲，往锥形瓶中打气后，瓶内压缩气体推动瓶塞做功，将内能转化为机械能；由图乙，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．是将机械能转化为内能的过程．由此可知，A、C、D错误，B正确．
17.现代火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢具有(　　)
A． 较大的热值 B． 较高的凝固点C． 较低的沸点D． 较大的比热容
【答案】A【解析】运载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它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量．
18.汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是(　　)
A． 温度降低，内能增大 B． 温度不变，内能不变
C． 温度升高，内能增大 D． 温度降低，内能减小
【答案】D
19.已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法中正确的是(　　)
A．甲种燃料含有的热量比乙种燃料多
B．完全燃烧一定质量的甲种燃料，刚好烧开一壶水，那么用同样质量的乙种燃料就不能烧开这壶水
C．燃烧相同质量的两种燃料，甲种放出的热量多
D．只要通风条件好，供氧充足，乙的热值可能大于甲的热值
【答案】B【解析】A项，热值是1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，热量只存在于热传递的过程之中，不能说含有热量，故A错误；B项，由于甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，所以完全燃烧一定质量的甲种燃料放出的热量，比完全燃烧相同质量的乙种燃料放出的热量要多，故B正确；C项，甲的热值虽然大，但如果燃烧不充分，它放出的热量也未必多，故C错误；D项，热值与燃料的种类有关，跟通风条件和供氧情况无关，故D错误．
20.下列关于热值说法正确的是(　　)
A．燃料燃烧越充分热值越大
B．2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大
C．1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/kg
D．热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
【答案】D【解析】A、B项，燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故AB错误；C项，由于不确定燃料是否完全燃烧，故C错误；D项，热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同，说法正确．
二．填空题( 共20分)
21．“神舟”飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，通过＿＿＿的方式，将＿＿＿能转化为内能．为避免飞船因高温而损坏，其外壳涂有的烧蚀材料在升温后，可迅速＿＿＿（填物态变化名称）成气体，并＿＿＿大量的热．
【答案】做功 机械能 放出
如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧．此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能＿＿＿，这与四冲程汽油机的＿＿＿冲程的能量转化相同．某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成＿＿＿个工作循环．
【答案】增加 压缩 1200
第22题图 第23题图 第28题图
23．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热．燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯温度为24℃．此过程水的内能＿＿＿（增大/减小），用甲加热的水吸收的热量为＿＿＿J，此时＿＿＿（能/不能）说明甲的热值较大．水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)．
【答案】增大 4.2×103J 不能
24．在很长的下坡路段，如果使自行车匀速下坡，则骑行者的机械能将＿＿＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”）；有经验的骑行者在下坡一段距离后会停车休息，因为长时间刹车使刹车片的＿＿＿＿＿能明显增大，容易损坏刹车片．
【答案】减小 内能
25．火柴可以擦燃，也可以在火上点燃，前者是用＿＿＿＿＿的方法使火柴燃烧，后者是用＿＿＿＿＿的方法使火柴燃烧．两种方法都可以改变火柴的内能．
【答案】做功 热传递
26．一台柴油机飞轮的转速为2400 r/min，则在1s内，柴油机完成＿＿＿＿个冲程，对外做功的次数是＿＿＿＿．
【答案】80 20
27．菲菲家的下水道堵了，爸爸用固体疏通剂进行疏通。具体操作是，先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是＿＿＿，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的＿＿＿冲程。
【答案】化学能转化为热能 做功
28.提高热机效率是节能减排的途径之一。大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。
（1）请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整。
（2）若汽油机效率从30%提高到36%，那么该车以等大的牵引力在同一路段，匀速行驶相同的路程，发动机前后两次消耗的燃油 （选填“前者多”或“后者多”）
（3）若汽油机效率为30%时，消耗一定质量的汽油，该汽车能够在某平直道路上匀速行驶20km；那么当效率提高为36%后，消耗等质量的汽油，该车在同一道路，相同阻力的情况下能匀速行驶的距离又是多少km？
答案：（1）摩擦生热耗能；废气带走的能量；（2）前者多；（3）又能够行驶24km。
三．解答题(共40分)
29.（6分）比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相 同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧．
(1)小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整．
(2)实验后小明根据实验数据利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的热量，结合“10 g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠，请说明理由__________.
【答案】(1)①加热后的水温/℃　②10 g碎纸片　(2)酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收【解析】(1)①需要记录加热前后水的温度，用来计算水吸收的热量；
②根据控制变量法的思想，酒精和碎纸片的质量必须相等；
(2)酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收，故算出的酒精热值要小于真实值．
30.（6分）如表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg.
为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，某同学设计了一个探究方案如下：
(1)实验时所选用燃料种类应________，质量应________．(选填“相同”或“不同”)
(2)若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了盛水容器相同，水的质量要相等外，你认为还应保持________相同．
(3)通过比较________，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关．
【答案】(1)不同　相同　(2)燃料的燃烧装置　(3)水升高的温度
【解析】探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，应当选用不同的物质，实验中应用控制变量法，保证物质的质量相同．由Q＝qm公式可判断，哪种物质放出的热量多，升高的温度高的热值就大．(1)探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关，就应该选择种类不同，质量相同；(2)若燃烧放出的热量用水吸收，则实验中，除了水的质量要相等外，还应使燃料在同一装置内燃烧．(3)通过比较水温升高的多少，可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关．
32．（6分）“西气东输”工程中，某同学所在的地区终于用上了天然气．利用星期天，某班物理活动小组的同学们开展了一次社会实践活动，对目前普遍使用的生活燃料进行社会调查．同学们通过查阅资料、询问当地居民等方式，得到如下调查结果：
燃料 热值 毒性 燃烧性 对环境的影响 价格
煤 3.0×107J/kg 无 不易 产生大面积烟尘污染 0.85元/kg
煤气 3.9×107J/m3 有 轻易 有大量的有害气体排放 2.8元/m3
天然气 7.8×107J/m3 无 轻易 有少量二氧化碳排放 5.00元/m3
（1）如某用户平均每个月燃烧燃料获取的能量为1.56×109J．以天然气为燃料时，每月至少需支出多少燃料费用？
（2）根据上表提供的信息，从节能、环保和安全的角度考虑，你会建议使用哪种燃料？说出三条理由．
解：（1）∵Q=Vq，∴V===20m3，每月燃料费用：5元/m3×20m3=100元．
（2）选择天然气，因为天然气无毒、安全、热值高、对环境污染小．
答：以天然气为燃料时，每月至少需支出100元燃料费用．
（2）选择天然气，因为天然气无毒、安全、热值高、对环境污染小．
33．（6分）提高热机效率是“节能减排”的一个重要途径．如果汽油机的效率从η1=30%提高到η2=36%，那么一辆轿车在汽油机效率为30%时，消耗一定质量汽油，能够在平直道路上匀速行驶10km；当效率变为36%后，在相同道路情况下，以相同速度匀速行驶，并消耗相同质量汽油的情况下，能够行驶多少千米？
解：设汽油的热值为q，汽油的质量为m，汽车的牵引力为F（汽车两次都是匀速直线运动，牵引力等于摩擦力，而摩擦力不变，所以牵引力不变），热机效率为30%时汽车行驶的距离为S1，热机效率为36%时汽车行驶的距离为S2，则汽油完全燃烧放出的热量为：Q=mq，热机效率为30%时汽车牵引力所做的功：W1=FS1=F×10km，热机效率为36%时汽车牵引力所做的功：W2=FS2，根据题意得：η1=，则W1=Qη1 F×10km=mq×30%，①
η2=，则W2=Qη2 FS2=mq×36%，② 由于①式和②式中的F、m、q都相同，所以用②÷①可得：=，解得：S2=12km．
答：当效率变为36%后，在相同道路情况下，以相同速度匀速行驶，并消耗相同质量汽油的情况下，能够行驶12km．
车型 某品牌轿车
测试道路 标准水平国道
测试距离 100km
测试速度 80km/h匀速行驶
整车质量 900kg
消耗汽油 9L
受到阻力 整车重的0.08倍
34．（9分）近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场．以下是我国某品牌轿车的测试报告．
（1）汽油的热值q=3.3×107J/L，燃料完全燃烧放出热量的公式是Q=qv，式中v表示燃料的体积．请计算该品牌轿车在测试过程中，汽油完全燃烧产生的内能转化为发动机牵引轿车前进所需能量的效率．（g取10N/kg）
（2）近年来，我国部分省份开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体积的汽油混合而成，已知乙醇的热值q=2.4×107J/L，设混合后总体积不变，请计算乙醇汽油的热值为多少焦/升．
（3）乙醇，俗称酒精．推广使用乙醇汽油，有何积极意义？（请写出一点）
解：由表格信息可知：轿车的牵引力F=f=0.08G=0.08×900kg×10N/kg=720N
牵引力做的功W=Fs=720N×100×103m=7.2×107J汽油完全燃烧产生的内能
Q放=Vq汽油=9L×3.3×107J/L=2.97×108Jη=×100%=×100%≈24%．
（2）设乙醇汽油的体积为V，由于混合后总体积不变，根据Q=qv得，汽油完全燃烧放出的热量：Q汽油=V×90%×q汽油=0.9Vq汽油，乙醇完全燃烧放出的热量：Q乙醇=V×10%×q乙醇=0.1Vq乙醇，所以，乙醇汽油的热值为
q===3.21×107（J/L）；
（3）乙醇，是由碳元素和氢元素组成，在燃烧时，产生水和二氧化碳对环境影响小，且生活中容易得到等，故乙醇汽油积极意义：减少对环境的污染；节省一次性能源等合理即可．
答：（1）轿车前进所需能量的效率约为24%；（2）乙醇汽油的热值为3.21×107J/L；（3）减少对环境的污染．
35.（7分）阅读短文，回答问题：
小明家买了一款大众轿车，发现尾部标有TSI，“SI”二个字母是红色的．大众轿车的TSI技术指机器双增压(涡轮和机械增压)分层喷射技术．属于大功率、低转速大扭矩的发动机．涡轮增压的原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，发动机的输出功率就得到了较大的提升. “I”字母是红色的是1.4TSI，“SI”二个字母是红色的是1.8TSI，“TSI“”三个字母是红色的是2.0TSI.这辆汽车的最低油耗可达0.2 kg/(kW·h)，已知汽油的热值为4.6×107J/kg.(温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2 kg/(kW·h)表示获得1 kW·h能量消耗0.2 kg汽油).
(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？
(2)该汽车发动机的效率最高可达多少？(结果保留整数)
解：(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量：Q放＝mq＝0.2 kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J；
(2)根据题意可知，完全燃烧0.2 kg汽油获得的能量为W＝1kW·h＝3.6×106J，
汽车发动机的效率：η＝×100%＝×100%≈39%答：(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量为9.2×106J；(2)该汽车发动机的效率最高可达39%.