苏科版九年级上册12.4机械能与内能的相互转化 同步练习（含解析）

苏科版九年级上册 12.4 机械能与内能的相互转化
一、单选题
1．如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是
A．做功冲程，将机械能转化为内能
B．做功冲程，将内能转化为机械能
C．压缩冲程，将机械能转化为内能
D．压缩冲程，将内能转化为机械能
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．下列现象中，利用热传递使物体的内能减小的是（　　）
A．冬天手接触冰块会觉得很冷 B．太阳能热水器中的水温度升高
C．来回弯折的铁丝温度会升高 D．自行车轮胎放气时，气门嘴处温度会降低
4．下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．物体从外界吸收热量，其温度一定升高
B．温度高的物体内能多，温度低的物体内能少
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
D．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
5．2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船，5月30日，天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是（　　）
A．天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒
B．天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C．天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D．对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态
6．关于分子和物体内能，下列说法正确的是（　　）
A．同一物体，温度越高，内能越大
B．0℃冰熔化成0℃水，温度、内能都不变
C．用力搓手，手发热是通过热传递增加手的内能
D．杯子里的水可以任意倒出，说明水分子间没有引力
7．2021年5月29日20时55分，货运飞船“天舟二号”在海南文昌发射场成功发射，并在8小时后与“天和核心舱”成功实现自主交会对接。则下列说法中错误的是（　　）
A．用氢作燃料，是因为氢的热值大
B．“天舟二号”打开太阳能帆板后可将太阳能转化为电能
C．火箭向下喷燃气才能上升，是因为力的作用是相互的
D．“天舟二号”和“天和核心舱”对接时，两者的动能均为0
8．有张有驰，在学校鼓励号召下，现在鲁能巴蜀的课余时间，很多同学走出了教室；在教学楼之间的花园里就有很多同学打羽毛球。有关羽毛球运动，下列说法正确的是（　　）
A．挥拍击出的羽毛球能继续飞行，是因为惯性的作用
B．小明击球时只有球拍发生了形变
C．羽毛球在空中飞行时与空气摩擦内能增加
D．运动时穿运动鞋，因为鞋底的花纹在跑跳时可减小摩擦
9．图是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是（　　）
A．甲图为吸气冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能
B．乙图为压缩冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能
C．甲图为做功冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能
D．乙图为排气冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能
10．如图为靳老师在课堂上给学生做的一个小实验：试管内装些水，用橡皮塞塞住管口，用酒精灯将水加热一段时间，可以看到塞子飞出，瓶口有白雾产生。下列说法正确的是（　　）
A．瓶口的白雾是水蒸气
B．酒精燃烧越充分，其热值越大
C．试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少
D．高温水蒸气将塞子顶出的过程中的能量转化与内燃机压缩冲程的能量转化是相同的
11．如图所示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，正确的排列顺序为（　　）
A．DBCA B．DACB C．CBDA D．CADB
12．下列关于内能、温度和热量的说法，正确的是（ ）
A．物体温度升高，内能一定增大 B．物体吸收热量，温度一定升高
C．两杯水温度相同，内能也一定相同 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
13．在汽油机工作的四个冲程中，目的是发生内能和机械能相互转化的是（　　）
A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和排气冲程
C．吸气冲程和做功冲程 D．压缩冲程和做功冲程
14．如图是四冲程发动机的工作循环示意图，其中将气体内能转化为机械能的是（　　）
A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图丁
15．如图向下压缩活塞，玻璃筒内的空气能量转化情况与下列选项中内燃机工作过程相同的是（　　 ）
A． B． C． D．
二、填空题
16．2020年5月5日，我国“长征五号B”大型运载火箭首飞成功，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的______较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是内能转化为______能。
17．如图一只瓶子，内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过_______方法，后者是通过_______方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程。仅凭铁屑温度的改变，能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能 _____(选填“能”或“不能”)，这是因为____________________。
18．如图所示一只瓶子，内装一些铁屑。通过不停地振荡，铁屑的温度会升高，从改变物体内能的方式来看，这是通过______方式来增大铁屑的内能。
19．某单缸四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速为3600r/min，若每次做功冲程对外所做的有用功为150J，若1min汽油机燃烧汽油0.03L，则汽油机的效率是_______。（某标号汽油的热值为4.5×107J/kg，密度为0.8×103 kg/m3）
20．在体育考试中，小超投出的实心球在空中的运动轨连如图所示。球从最高点到落地点的过程中，重力势能______，忽略空气阻力，球的机械能______（均选填“增加”、“不变”“减小”）。在最高点时球的动能______（选填“大于”或“等于”）零。
三、综合题
21．阅读短文，回答问题。
热岛效应
热岛效应指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象，该现象属于城市气候最明显的特征之一：
（1）在相同的日照情况下，城市地区比郊区升温较___________（选填“快”或“慢”）；其主原因是城市建筑群密集、柏油路和水泥路比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容；
（2）减弱热岛效应的措施之一：保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用，这主要是利用了水的___________的特性；
（3）减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水___________（填某一物态变化）有___________的作用（选填“吸热”或“放热”）；
（4）研究表明，现在城市机动车保有量越来越大，机动车也是造成热岛效应因素之一，以四冲程发动机小车为例，回答下列问题：
①四冲程汽油机工作过程中，实现机械能转化为内能的是___________；
②在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过___________方式增加物体内能的。
22．请阅读下文并回答题。
神舟飞船成功回家
2021年9月17日13时30分，神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，神十二安全降落在东风着陆场预定区域，这是神舟飞船首次在东风着陆场着陆历史性的一刻，神舟十二号成功回家!
　　
伴随着神舟十二号的返回，我国三名在太空出差长达3个月时间的宇航员，航天器返回过程背后的难度，其实是超乎我们想象的!
首先来说，神舟十二号是首次从天宫空间站返回地面，首次在东风着陆场完成着陆由于空间站的轨道高度不固定，是会随着不同时间节点变化的，而此前则都是从固定轨道返回地球，这就要求神舟团队必须改进返回算法，以适应变更后的返回轨道，提高返回舱返回的成功率。
神舟十二号返回舱返回地球时，需要面临的最大考验就是穿越地球大气距离地表100公里处被称为卡门线，卡门线是界定太空的最低标准，也就是说进入卡门线，就意味着返回舱正式进入了大气层。虽然只有短短100公的距离，但也正是这短短的100公里，却成为了关乎返回舱机组人员生死存亡的关键。正常来说，返回舱进入卡门线的速度是接近第一宇宙速度，大约7.9km/s，返回舱以这样的速度进入大气时，空气粒子会强烈撞击返回舱的表面，在这个过程中，返回舱的表面将会产生，最高超过2000℃的高温。在这样的高温之下，像铁这种熔点只有1500多度的金属，就算几秒钟的时间可能也都挺不过去因此返回舱所用的材料，就必须是高度耐热的烧蚀材料，这样才能保护返回舱不被烧毁。
其次，进入大气不被烧毁只是返回舱成功返回地球的前提，在这样的前提之下，返回舱还需要面对一个最危险的挑战。那就是返回舱和大气摩擦时，是会产生等离子气体层将其包表的，而这层包裹着返回舱的等离子气体层，是具有电磁屏蔽作用的因此，从进入大气80公里左右，到下降至35公里高空期间，地面与返回舱内的航天员都无法取得联系这个区间也被称为“黑障区”。由于地面无法与返回舱取得联系，“黑障区”也就成了返回舱最令人揪心的一段返程。不过，成功度过“黑障区”也并不味着返回舱就安全了，因为此时返回舱的速度依然是非常高的。
9月17日，三位航天员搭乘神舟十二号返回地球。神舟飞船的前段是轨道舱，轨道舱和返回舱进行分离，神舟十二号飞船降到返回轨道。随后发动机开机，飞船将从393公里高度逐步下降，在进入大气层之前，飞船要完成推进舱分离。
飞船返回舱进入大气层后是返回过程中环境最为恶劣的阶段。空气密度越来越大，返回舱与空气剧烈摩擦，使其底部温度高达1600-1800摄氏度，返回舱周围被火焰所包围。在距地面10公里左右的高度，返回舱将打开降落伞并抛掉防热大底，速度将下降至每秒3.5米左右。在距地面1米左右时启动反推发动机最终使返回舱实现安全着陆。
（1）返回舱以第一宇宙速度进入大气时，空气粒子会强烈撞击返回舱的表面，在这个过程中，返回舱的表面将会产生最高超过2000℃的高温，返回舱降落过程中___________能转化成___________能。
（2）“黑障区”也就成了返回舱最令人揪心的一段返程，原因是___________。
23．热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一、1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车如图甲所示，传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧如图乙所示，热转化效率为5%~8%之间；
材料二、862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩：③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出；
材料三、1876年，德国人奥托制造出了四冲程煤气内燃机。目前，柴油机的热转化效率已高达40%；
（1）德罗夏提出的四冲程循环理论，“产生巨大爆发力”可由图中汽油机的______（选填“A”“B”“C”“D”）冲程实现；
（2）传统蒸汽机存在不足之处，德罗夏提出内燃的方式正是为了改进这一不足，这一不足之处是______；
（3）老师在利用如图所示的装置演示“做功可以改变内能”的实验时，迅速向下压活塞，硝化棉就燃烧起来，这种点火方式，与______（选填“汽油机”“柴油机”）的点火方式更相似；
（4）若让一台正在正常开动的柴油机停止转动，一般应对它进行的操作是______。
A．断开它的电路，停止给它供电
B．关停它的油路，停止给它供油
C．以上两种方法都可以
D．以上两种方法都不行
24．请阅读《太空快递，稳稳送达》，回答问题。
太空快递，稳稳送达
“叮咚~尊敬的天和核心舱，天舟二号已出发送货，正在派送途中，请注意查收。”北京时间5月29日20时55分搭载着天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在位于海南省的文昌航天发射场点火发射，约604秒后，天舟二号飞船与火箭成功分离，精确进入预定轨道。在天和核心舱发射升空30天后，中国向空间站核心舱成功发出了第一件快递“包裹”。天舟二号和天舟一号货运飞船在构型上基本一致，但也有着自己的鲜明特色。它总长10.6米，最大直径3.35米，最大起飞质量13.5吨，物资上行能力达6.9吨，载货比0.51，在轨寿命不小于1年，供电能力不小于2700瓦。作为货运飞船、运载能力自然是第一评估要素。专家称，“目前世界上最大运载能力超过5吨的现役货运飞船只有两型，中国的天舟就是其中之一，天舟货运飞船的运载能力处于国际领先水平。”天舟二号货运飞船不仅装得多，而且送得快，它快速交互对接系统已经提前安排好入轨后的动作时序，节省了指令在天地间传达的时间，也免去地面临时注入程序的流程，从地面“发货”到“快递小哥”来敲门的时间大约7个小时，堪比“同城快递”，实现了空间站任务物资运输快速补给。除了运输生活物资、实验设施外，天舟二号还携带了3吨推进剂，交会对接之后，就摇身一变成为空间站的“加油站”。天舟二号还能给空间站充电，它有自己独立的能源系统，可以实现能源自给自足。靠泊空间站期间，天舟二号处于休眠状态，自身能源需求小，富余出来的电能就可以输送到空间站，为航天员活动提供保障，同时支撑一些电能消耗较大的科学实验。天舟二号还是一个太空“垃圾桶”，航天员在空间站里产生的生活垃圾、人体排泄物，都会集中到天舟二号舱内存放，完成使命后，天舟二号将带走这些废弃物，在坠入大气层的过程中一同烧毁。天舟二号已将首批物资发往太空，接下来就让我们静待太空之家的“住户”航天员的到来吧!
（1）搭载着天舟二号的长征七号遥三运载火箭从点火到船箭分离，约604s。此过程中，天舟二号的动能______，机械能______（均选填“增加”“不变”或“减小”）；
（2）天舟二号有自己的鲜明特色，请你写出一条它的特色______；
（3）请你说说什么是载货比______。
25．随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气；仪表处安装了气体检测报警器，具有数字显示，声光报警，气体检测报警器采用9V干电池供电，能够使电池保持长久供电；小明想：将一壶水烧开的能量利用效率如何？他通过实践收集如下数据：
水壶里放入2000cm3、20℃的水，用天然气加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3；[气压为1标准大气压；c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）干电池给气体检测报警器供电时，______转化为______；
（2）正常装水的质量是多少？______
（3）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？______
（4）烧开这壶水，需要燃烧0.021m3的天然气，求这些天然气完全燃烧放出的热量______；求小明家天然气炉具的效率。______
26．阅读短文，回答文后问题。
航速优化
化石燃料的广泛应用加快了人类文明的进程，但同时也污染了环境。因为大量燃烧化石燃料使大气中CO2浓度增加，引起温室效应而导致全球变暖。人们意识到环境保护的重要性，开始从各个方面着手减少碳排放。
船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分。航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少，达到节能减排的目的。
（1）在柴油发动机的工作循环中，排出CO2等气体的冲程是 ______；
（2）若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力为f=kv2（k为常量）。则理想情况下，推进功率和速度的关系为P推=______；
（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，则最省油的航速约为 ______m/s；
（4）若题（3）中船舶的最大航速为10m/s，柴油发动机的效率为40%，柴油的热值为4.3×107J/kg，则航速从最大航速降低到最省油航速，每公里航程少消耗柴油______kg。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
如图所示，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化成机械能，ACD错误，B正确。故选B。
2．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．A
【详解】
A．冬天用手接触冰块时，冰块从手上吸收热量，所以手会觉得很冷，是通过热传递的方式减小手的内能的，故A符合题意；
B．太阳能热器中的水吸收太阳能，使水的内能增加，温度升高，是热传递使物体的内能增加的，故B不符合题意；
C．来回弯折的铁丝是通过做功的方法使铁丝的内能增加，故C不符合题意；
D．自行车轮胎放气时，气门嘴处温度会降低是物体对外做功，物体的内能减少，故D不符合题意。
故选A。
4．C
【详解】
A．物体从外界吸收热量，其温度可能不变，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B．内能与物体的温度、质量都有关系，温度高的物体内能不一定多，温度低的物体内能也不一定少，故B错误；
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与相同质量的其它物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，故C正确；
D．煤的热值比干木柴的大，但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知，所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
ABC．机械能是动能和势能之和，天舟二号货运飞船加速上升过程中，重力势能和动能都增大，机械能变大，是将燃料的内能转化为机械能，故ABC错误；
D．对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓的相对位置没有发生改变，同步运行，处于相对静止状态，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．同一物体的质量和状态均相同，温度越高，其内能越大，故A正确；
B．把0℃的冰块加热熔化成0℃的水，该过程中冰吸收热量，其内能会增加，温度不变，故B错误；
C．用力搓手，由于需要克服摩擦力做功，所以手发热是通过做功的方式增加手的内能，故C错误；
D．杯子里的水可以任意倒出，说明水具有流动性，不能说明分子间没有引力，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．氢相比其它常规燃料，热值更大，较适合做飞船的燃料，故A正确，A不符合题意；
B．太阳能板是一种将太阳能转化为电能的装置，故B正确，B不符合题意；
C．火箭向下喷气，根据力的作用是相互的可知，气会对火箭一个向上的力，故C正确，C不符合题意；
D．“天舟二号”和“天和核心舱”对接时，它们都一直在运动，所以两者都存在动能，故D错误，D符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
A．挥拍击出的羽毛球能继续飞行，是因为羽毛球具有惯性，惯性是一种性质，不是力，不能说惯性的作用，故A错误；
B．物体间力的作用是相互的。小明击球时，球拍与羽毛球都发生了形变，故B错误；
C．羽毛球在空中飞行时与空气摩擦，羽毛球克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，内能增加，故C正确；
D．运动时穿运动鞋，因为鞋底的花纹增大接触面的粗糙程度，在跑跳时可增大摩擦，故D不符合题意。
故选C。
9．B
【详解】
AC．甲图两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能，故AC错误；
BD．乙图两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能，故B正确，D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．瓶口的白雾是水蒸气液化而成的小水滴，故A错误；
B．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故B错误；
C．物体对外做功，内能减少，试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，故C正确；
D．高温水蒸气将塞子顶出的过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
A图中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程；
B图中的排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
C图中的气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程；
D图中的进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
所以正确排列顺序是DACB，故B正确。
故选B。
12．A
【详解】
A．物体温度升高，对于同一个物质，质量已经相同，温度升高，分子运动越剧烈，故内能一定增大，故A正确；
B．物体吸收热量，温度不一定升高，因为晶体熔化时，温度不变，故B错误；
C．两杯水温度相同，质量未知，故内能大小未知，故C错误；
D．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，热传递的条件是温度差，而不是内能的大小，故D错误。
故选A。
13．D
【详解】
内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程。压缩冲程活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
14．C
【详解】
A．图甲两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，即机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．图乙排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，故B不符合题意；
C．图丙两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，即内能转化为机械能，故C符合题意；
D．图丁进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，故D不符合题意。
故选C。
15．B
【详解】
向下压缩活塞，发生的能量转化是将机械能转化为内能。
A．进气门开，排气门关，活塞向下，是吸气冲程，无能量转化，故A不符合题意；
B．进气门关，排气门关，活塞向上，是压缩冲程，是将机械能转化为内能，故B符合题意；
C．进气门关，排气门关，活塞向下，是做功冲程，是将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．进气门关，排气门开，活塞向上，是排气冲程，没有能量的转化，故D不符合题意。
故选B。
16． 热值 机械能
【详解】
[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值较大，燃烧同样质量的液氢和其他燃料，液氢放出的热量更多。
[2] 火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是燃气对火箭做功，使火箭机械能增加，是内能转化为机械能能。
17． 做功 热传递 不能 做功和热传递改变物体的内能是等效的
【详解】
[1]通过振荡，使铁屑的温度升高，内能增大，是通过做功的方法改变物体的内能。
[2]通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大，是通过热传递的方法改变物体的内能。
[3]仅凭铁屑温度的改变，不能确定采用了什么方法改变了铁屑的内能。
[4]因为做功和热传递改变物体的内能是等效的。
18．做功
【详解】
改变内能的方式有热传递和做功两种方式。热传递的实质是内能的转移，做功的实质是能量的转化；不停地振荡，铁屑的温度会升高，是将机械能转化为内能，使铁屑的内能增大。
19．25%
【详解】
1min汽车对外做的有用功为
1min汽油机燃烧汽油0.03L，汽油完全燃烧释放的热量为
汽油机的效率是
汽油机的效率是。
20． 减小 不变 大于
【详解】
[1][2]球从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，则重力势能减小；由于忽略空气阻力，则在下降过程中，重力势能转化为动能，又由于机械能等于动能与势能之和，则机械能不变。
[3]球在最高点时有水平速度，则动能大于零。
21． 快 比热容大 汽化##蒸发 吸热 压缩冲程 做功
【详解】
（1）[1]城市地区的建筑群、柏油路中的砂石、水泥的比热容小，在相同日照条件下，城市地区比郊区温度上升更明显。
（2）[2]因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质（沙石、土壤等）比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，所以，保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，可以大大减弱城市的“热岛效应”。
（3）[3][4]采用喷雾系统是利用了水汽化能够从周围物体中吸收热量，起到降温的作用。
（4）①[5]在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能。
②[6]在紧急刹车时，刹车片发烫，是因为刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变物体的内能。
22． 机械能 内 地面与返回舱内的航天员在黑障区无法取得联系
【详解】
[1][2]在返回舱降落过程，返回舱的表面会与空气摩擦，所以返回舱的机械能减少，内能增加，机械能转化为内能。
[3]返回舱和大气摩擦时，产生等离子气体层将其包表，而这层包裹着返回舱的等离子气体层，具有电磁屏蔽作用，使地面与返回舱内的航天员在此区域无法取得联系，而成了返回舱最令人揪心的一段返程。
23． C 燃料在气缸外部燃烧，热量损失多，效率低 柴油机 B
【详解】
（1）[1] “巨大爆发力”是由高压燃烧气体产生的，和汽油机的做功冲程一样，图C中两个气门关闭，火花塞喷火，产生高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功。
（2）[2]蒸汽机的效率只有5%~8%，因为燃料在气缸外部燃烧，热量损失比较多，导致效率偏低，这就是蒸汽机相对内燃机的不足之处。
（3）[3]柴油机气缸顶端只有喷油嘴，没有火花塞，点火方式是压燃式，所以这种点火方式和柴油机的点火方式相似。
4）[4] 让一台正在正常开动的柴油机停止转动，一般应关停它的油路，停止给它供油，柴油机的点火方式是压燃式，没有火花塞，所以断电不能让柴油机停止转动。
24． 增加 增加 装的多（或送的快、是空间站的“加油站”等） 物资质量与最大起飞质量之比
【详解】
（1）[1][2]搭载着天舟二号的长征七号遥三运载火箭从点火到船箭分离，即火箭升空的过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以动能和重力势能都变大，所以机械能变大。
（2）[3]目前世界上最大运载能力超过5吨的现役货运飞船只有两型，中国的天舟就是其中之一，天舟货运飞船的运载能力处于国际领先水平，说明天舟二号装得多；它快速交互对接系统已经提前安排好入轨后的动作时序，节省了指令在天地间传达的时间，也免去地面临时注入程序的流程，说明送得快；天舟二号还能给空间站充电，它有自己独立的能源系统，可以实现能源自给自足，是空间站的“加油站”。
（3）[4]由材料可知，最大起飞质量13.5吨，物资上行能力达6.9吨，载货比0.51，说明载货比为物资质量与最大起飞质量之比。
25． 化学能 电能 2kg 6.72×105J 1.68×106J 40%
【详解】
（1）[1][2]干电池给气体检测报警器供电时，化学能转化为电能。
（2）[3]由密度公式可得水的质量
（3）[4]1标准大气压水的沸点为100℃，则水吸收的热量
（4）[5]这些天然气完全燃烧放出的热量
[6]天然气炉具的效率
26． 排气冲程 kv3 6 29
【详解】
（1）[1]在柴油发动机的工作循环中，排出CO2等气体的冲程是排气冲程；
（2）[2]若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等；由于
故推进的功率为
P推=Fv=fv=kv2×v=kv3
（3）[3]根据图像知道，当推进功为2×108J，辅助功为5×108J时，推进功和辅助功的和是7×108J，是最小的，此时最省油，对应的速度为6m/s。
（4）[4]由图知道，当v'=10m/s时的推进功约为8.5×108J，辅助功约为3.5×108J，与最省油时相比，节省的功为
W'=8.5×108J+3.5×108J-2×108J-5×108J=5×108J
柴油发动机的效率为40%，则完全燃烧节省的柴油放出的热量为
每公里航程少消耗柴油的质量为
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