第十二章 机械能和内能 期末复习题 2022-2023学年苏科版物理九年级上册（江苏地区）（含解析）

第十二章 机械能和内能
一、单选题
1．如图,一个小球在地面上弹跳,下列分析错误是
A．小球从A处到B处重力势能增大
B．小球从B处到C处动能增大
C．小球在B处比D处重力势能大
D．小球在A、C、E三处机械能总量相等
2．在中国科技馆的展厅里，摆着一个如图所示，叫做“最速降线”的展品：两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样；一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力，则关于两小球从起点至终点的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．乙球的重力势能先变小后变大
B．甲球所受重力对甲球做的功比乙球所受重力对乙球做的功少
C．乙球所受重力对乙球做功比甲球所受重力对甲球做功快
D．乙球的动能先增大后减小
3．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．同一物体温度降低，内能一定减少
B．质量相同的热水比冷水含有的热量多
C．物体内能增大，一定吸收热量
D．热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
4．关于内能，下列说法中正确的是（　　）
A．温度低于0℃的物体不具有内能
B．物体具有内能，也可以同时具有机械能
C．具有机械能的物体不一定具有内能
D．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量
5．夏日晴朗的白天，在太阳光照射下，某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图（如图中箭头表示空气流动方向）合理的是（　　）
A． B．
C． D．
6．对生活中的热现象，下列说法正确的是（　　）
A．冰吸热熔化时温度保持不变，内能也不变
B．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是因为沙石的比热容比水小
C．两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
D．寒冬烤火取暖，说明做功能够改变物体的内能
7．在如图所示事例中，不属于做功改变内能的是（　　）
A． 冷天搓手取暖
B． 空气被压缩时内能增大
C． 烧水时水温升高
D． 下滑时臀部发热
8．如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（　　）
A．瓶塞飞出 B．弯折铁丝
C．压缩气体 D．钻木取火
二、填空题
9．如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 ______ （填“变大”“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中 ______ 能转化为 ______ 能。
10．如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的右端，然后用手将锯条的右端压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的________势能，增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的________越大，它的弹性势能越大．
11．城市中修建人工湖，不但可以美化生活环境，而且能有效调节其周围环境的气温．这是由于水的_______大，在同样受热或冷却时，温度变化_______(选填“大”或“小”)的缘故，
12．如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于_____冲程，该冲程将_____能转化为机械能．若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功_____次，飞轮转过_____圈．
13．一台单缸四冲程汽油机，将机械能转化为内能的是______冲程．若飞轮转速是2 400 r/min，该汽油机每秒做功______次。
14．2021年6月份，搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空。
　 　
（1）长征五号B遥二运载火箭是新一代运载火箭，火箭使用的燃料是液态氢，这是利用液态氢______的特点。若完全燃烧0.5kg的氢燃料，可放出热量______J，若这些热量有84%被质量为1×103kg的水吸收，水的温度能够上升______℃【q氢=1.4×108J/kg、c水=4.2×103J/（kg·℃）】；
（2）神舟十二号载人飞船返回舱载着三名航天员返回地球，返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦，通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能。返回舱减速降落的过程中，重力势能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
15．小红同学估算煤气灶烧水时的效率，他在水壶中装入2.5kg水，烧水前，水的温度为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化0.105m3，则水吸收的热量为_______J，燃气灶烧水效率是___________%。（煤气的热值取4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)）
16．某家用燃气热水器，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，该过程中水吸收的热量是______，该热水器烧水的效率是______%，这是利用______的方式改变水的内能。（c水=4.2×103J/(kg·℃)，q煤气=4×107J/m3）
三、实验题
17．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和2m，分别不从同的高度h和2h由静止开始放下，观察木块被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。
（1）小明通过观察___________来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是___________（选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（2）实验中若使用的木块质量较大，为保证较好的实验效果，请你说出采取的一种方法：___________
（3）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与___________有关；
（4）小明由乙、丙两图得出实验结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？__________（选填“正确”或“错误”），理由是：___________
18．某小组同学发现钟摆的摆动似乎是有规律的。于是他们在细绳下面挂一小球制成了单摆，研究在摆动角度θ不大的情况下，单摆的周期T（T为单摆来回摆动一次所用的时间）与哪些因素有关。如图所示，l为单摆的摆长，m为单摆摆球的质量。为了减小误差，同学在实验中每次测量单摆摆动30次（30T）的时间。该小组同学的实验数据分别记录在下表中。
实验序号 摆长l/m 摆球的质量m/g 摆动角度θ/度 摆动30次时间t/s
1 1.0 30 4 60
2 1.0 40 4 60
3 1.0 30 3 60
4 0.8 40 4 54
5 0.6 40 4 46
（1）同学在实验中观察到单摆摆球从A摆至O过程中重力势能 ___________，动能 ___________；
（2）①分析比较序号为1、2的实验，得出的结论是：当单摆的摆长和摆动角度相同时，单摆的周期与摆球的质量 ___________（选填“有关”或“无关”）；
②分析比较序号为 ___________的实验，得出的结论是：当单摆的摆长和摆球质量相同时，单摆的周期与 ___________；
（3）本实验中用到的科学探究方法是 ___________；
（4）某同学查资料得单摆周期公式为，又知道重力加速度g会随纬度的增加而增大，他爸将北京走时准确的摆钟买回启东，他如何调节 ___________，摆钟才会走时准确。
19．如图甲所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。
（1）加热过程中，用玻璃棒搅动的目的是 ___________；
（2）关于该实验的变量控制，下列做法不正确的是 ___________；
A．使用相同的酒精灯
B．使用相同的烧杯
C．使用相同的石棉网
D．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
（3）小明同学用正确的方法分别给质量和初温都相同的水和煤油加热，记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度T随时间t变化的图像（如图乙所示）。根据图像可知，水的比热容与煤油的比热容之比为 ___________。若使水和煤油升高相同的温度，应给 ___________（选填“水”或“煤油”，下同）加热更长的时间，这说明水和煤油中，___________的吸热能力强。
20．如图甲所示，为了探究不同物质吸热升温的现象，将两种质量相同的液体M、N分别装入两个完全相同的薄壁铝桶中，用两盏相同的酒精灯同时加热，两支相同的温度计分别测出薄壁铝桶中液体的温度。（不计热损失）
（1）酒精在燃烧过程中将______（机械能/化学能）转化为内能，剩余酒精热值______（改变/不变）；
（2）实验中，______（可以/不可以）通过加热时间来比较两种物质吸收热量的多少；
（3）实验中，用玻璃棒不断搅拌的目的是______；
（4）如图乙所示，若物质N的比热容为4.2×103J/（kg ℃），则物质M的比热容为______J/（kg ℃）。
21．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 ___________两图进行实验，实验时要观察 ___________比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 ___________两图进行实验，实验通过 ___________反映物体吸热的多少。
（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度～时间图像（如上图戊），由图像可看出液体a的比热容 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容。
（3）若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精燃烧后放出的热量被水吸收时，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是 ___________。这种方法测出的热值比“标准值”___________（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。理由是 ___________。
（4）进行比较不同燃料的热值实验过程中，某燃料还未燃尽时，烧杯内液体就沸腾了，此时小明立即在烧杯中添加了少量液体继续实验，燃料燃尽后烧杯内液体都未沸腾。这样的操作___________（可行/不可行），理由是 ___________。
22．在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：
（1）实验中水和煤油吸收的热量的多少根据 _____判断；
（2）实验中测得质量相等的水和煤油温度随时间变化的关系如图乙图象所示，由此可判断：a物质是 _____，根据图像还可以计算出煤油的比热容为 _____；
（3）某物理兴趣小组的同学改用煤炉完成这个实验，给10kg的水加热，绘制了如图丙所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了2kg的煤，煤完全燃烧产生的热量 _____J；热效率为 _____；在烧水过程中 _____热效率最高（选填“0~2min”、“2~4min”、“4~6min”）。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值3×107J/kg]
四、计算题
23．如图所示是我国自主研制的新一代喷气式大型客机C919，当发动机以1.2×105 N的推力时，C919在空中沿水平方向匀速飞行，飞行100s通过的路程为9×103 m。在这段时间里，求：
（1）发动机做了多少功？
（2）发动机的功率多大？
（3）若发动机的效率为48%（效率指发动机做的功与消耗燃油完全燃烧放出热量的比值），则消耗燃油的质量是多少（已知q燃油=4.5×107 J/kg）
24．一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶36km，若轿车匀速行驶过程中发动机的功率为40kW，轿车上的速度表如图所示。求：
（1）在此过程中汽车的牵引力所做的功是多少？
（2）该车匀速行驶过程中所受到的阻力是多大？
（3）若这段路程中轿车消耗5kg汽油，其发动机的效率为多大？（q汽油=4×107J/kg）
25．我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18m/s的速度匀速行驶了10min，已知汽车发动机的牵引力是1000N，发动机的效率是40%，（燃油的热值为4.5×107J/kg）试求：
（1）汽车牵引力所做的功是多少？
（2）发动机消耗燃油是多少？
26．某小组同学用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精。已知：水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），酒精的热值为3×107J/kg求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）此酒精灯加热的效率为多少。
五、综合题
27．（1）为了探究动能与质量的关系，小明设计的实验装置如图甲所示，实验过程如下：质量为m、M的两小球从斜面上同一高度下滑，m（2）如图乙是研究弹簧弹性势能与其形变程度间关系的实验装置，小球压缩弹簧，松手后小球被弹开，并撞击纸盒。本实验中弹簧将小球弹开的过程，是弹簧的弹性势能转化为小球_______能的过程，小球撞击纸盒的过程，是克服______做功的过程。假若水平面绝对光滑，本实验将_____（选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（3）如图丙，探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲＝m乙＜m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同，_______（选填“能”、“不能”）说明乙、丙的初始的重力势能相同。
（4）机械能的转化及其应用
张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了如图丁所示的设计方案图，李工上交了如图戊所示的设计方案图，若你是此公司代表，你将选择_______图的设计方案，结合你学到的物理知识，请简要谈谈你选择的理由是：_______。
参考答案：
1．D
【解析】A. 小球从A处到B处，质量不变高度增大，所以重力势能增大，故A选项正确；
B. 小球从B处到C处，质量不变，在重力作用下速度逐渐增大，所以动能增大，故B选项正确；
C. 小球在D处比B处，质量不变高度降低，所以重力势能变小，故C选项正确；
D. 看图可知小球在弹跳过程中，每次触地反弹至最高点的高度逐渐减小，说明其机械能在运动过程中减小，所以A、C、E三处机械能总量并不相等，故D选项错误符合题意．
2．C
【解析】AD．由题，乙球从弧形轨道的起点释放，下降过程中高度不断减小，势能一直减小，动能一直增大，故AD错误；
B．两球重力相同，在起点处小球甲和小球乙的高度相同，因此它们的重力势能相同，到最低点时重力所做的功相同，故B错误；
C．下降过程中，乙先到达终点，则乙的速度大，两球重力相同，由P=Fv可知，乙球所受重力对乙球做功的功率比甲球所受重力对甲球做功的功率大，即乙球所受重力对乙球做功比甲球所受重力对甲球做功快，故C正确。
故选C。
3．A
【解析】A．同一个物体质量不变，状态不变，温度降低，物体内能一定减少，故A正确；
B．热量是过程量，不能说物体含有热量，故B错误；
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对其做了功，故C错误；
D．两物体间发生热传递时热量是从温度高的物体传向温度低的物体，内能大的物体温度不一定高，故D错误。
故选A。
4．B
【解析】A．温度低于0℃的物体也具有内能，因为物体也是由分子组成的，分子也在运动，故存在分子动能，分子间也存在作用力，故有分子势能；
B．物体具有内能，也可以同时具有机械能是正确的，因为内能与机械能是描述物体不同方面的能量，任何物体都具有内能，当然也可以具有机械能；
C．一切物体都具有内能；
D．物体内能增加，也可能是通过做功的方法获得的，故D不对．
5．D
【解析】白天时，水和泥土吸收相同的热量，由于水的比热容比泥土大，水的温度升高慢，则此时陆地温度高于海水温度，陆地上方空气受热膨胀，向上运动，下方空气由海面空气补充，海面上层空气由陆地上升的空气补充，三者气体方向按照顺时针方向变化，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．B
【解析】A．冰是晶体，在熔化过程中要吸收热量，温度保持不变，但内能会变大，故A错误；
B．沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，而沙石的比热容较小，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，沙石的温度升高的多；夜晚，放出相同的热量，沙石的温度降低的多，使得内陆地区比沿海地区昼夜温差大，故B正确；
C．发生热传递的条件是有温度差，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分，而不是从内能大的物体转移到内能小的物体，故C错误；
D．寒冬烤火取暖，人吸收热量，说明是热传递改变物体的内能，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】A、冷天搓手取暖是通过做功的方式把机械能转化为内能；
B、空气被压缩时内能增大是通过做功的方式把机械能转化为内能；
C、烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能的；
D、下滑时臀部发热是通过做功的方式把机械能转化为内能；
故选C．
8．A
【解析】由图可知，内燃机两气门关闭，活塞下行，是做功冲程，对外做功时，内能转化为机械能。
A．当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，这一过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的能量转化相同。故A符合题意；
B．弯折铁丝是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故B不符合题意；
C．压缩气体做功，机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故C不符合题意；
D．钻木取火是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故D不符合题意。
故选A。
9． 变大 弹性势 动
【解析】[1]罐子开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，橡皮筋发生形变，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，橡皮筋的弹性势能变大。
[2][3]罐子滚回来橡皮筋弹性势能变小，罐子动能变大，弹性势能转化为动能。
10． 重力 弹性形变
【解析】松手后，棋子会被弹起一定的高度，钢锯条的弹性势能减小，棋子的重力势能增大，钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能．增加钢锯条被下压的距离，钢锯条形变更大，棋子被弹起的高度增加，表明物体的弹性形变程度越大，它的弹性势能越大．
11． 比热容 小
【解析】城市中修建人工湖，不但美化生活环境，而且能有效调节其周围环境的气温．这是由于水的比热容大，在同样受热或冷却时，温度变化小．
【点睛】因为水的比热容大，所以水在吸收（或者放出）热量时温度变化不明显，所以水可以作为汽车制冷剂，调节气温等作用．
12． 做功 内能 10 20
【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放电，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能．热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功10次，飞轮转动20周．
13． 压缩 20
【解析】[1]压缩冲程飞轮推动活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能。
[2]内燃机工作一个循环有4个冲程，飞轮转动2次，对外做功一次。轮转速是2 400 r/min，该汽油机每秒做功的次数
14． 热值大 7×107 14 做功 变小
【解析】（1）[1]火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了液态氢燃料的热值大的特点。
[2]质量为0.5kg的氢完全燃烧释放出的热量为
[3]根据知，水吸收的热量为
由得加热后水上升的温度为
（2）[4]火箭高速运动过程中，与空气摩擦而温度急剧升高，这是以做功的方式改变火箭的内能。
[5]返回舱减速降落的过程中，其质量不变，高度减小，所以重力势能变小。
15． 8.4×105 20
【解析】[1]水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J
[2]煤气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=0.105m3×4×107J/m3=4.2×106J
煤气灶烧水效率为
16． 4.2×106 50 热传递
【解析】[1]水吸收的热量是
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(60℃-10℃)=4.2×106J
[2]煤气放出的热量是
Q放=m煤气q煤气=0.21kg×4×107J/kg=8.4×106J
该热水器烧水的效率是
[3]煤气燃烧时温度较大，放出热量，把这些热量传递给水，水吸收热量后温度升高，内能增加。因此这是利用热传递的方式改变水的内能。
17． 木块在水平面上移动的距离 转换法 不能 提高钢球的释放高度##减小木块与水平面的粗糙程度 速度 错误 没有控制速度相同
【解析】（1）[1]实验中通过观察木块被撞击后在水平面上移动的距离，来判断钢球动能的大小，这里用到的物理方法是转换法。
[3]若水平面绝对光滑，则木块被撞击后运动时，不受摩擦力作用，将做匀速直线运动，就不能通过木块在水平面上移动的距离来判断钢球动能的大小，所以不能达到本实验的目的。
（2）[4]若使用的木块质量较大，钢球撞击木块后，木块移动距离较小，实验现象不明显，为了使实验现象更明显，可以通过增大钢球在斜面上释放的高度来增大钢球到达水平面时的速度，从而增大钢球的动能，增大对木块做的功，增大木块在水平面上移动的距离；也可以通过减小接触面的粗造程度来减小木块与水平面的摩擦力，使木块在水平面上移动的距离增大。
（3）[5]由甲、乙图可知，钢球质量相同，在同一斜面的高度不同，到达水平面时的速度不同，撞击木块后，木块移动的距离不同，所以物体的动能大小与速度有关。
（4）[6][7]小明的看法错误，因为探究动能与质量的关系，需要控制钢球的速度相同，改变钢球的质量，而如乙、丙两图所示，两球在斜面上释放的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以不能得出动能大小与质量的关系。
18． 减小 增大 无关 1、3 摆动角度无关 控制变量法 减小摆长
【解析】（1）[1][2]单摆摆球从A摆至O过程中质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大。
（2）①[3]由表中实验序号为1、2的实验数据可知，摆长与摆角相等而摆球质量不同，单摆的周期相同，由此可知：当单摆的摆长和摆动角度相同时，单摆的周期与摆球的质量无关。
②[4][5]由表中实验序号为1、3的实验数据可知，在摆长和质量相同的情况下，无论摆动角度怎么改变，单摆摆动30次所用的时间相同，即单摆的周期相同，由此可得：当单摆的摆长和摆球质量相同时，单摆的周期与摆动角度无关。
（3）[6]由（2）分析可知，本实验中用到的科学探究方法是控制变量法。
（4）[7]由北京移至启东，重力加速度变大，纬度降低，重力加速度g会随纬度的增加而增大，所以重力加速度减小，根据可知，周期变长，钟变慢，要使它准确应该使T减小，即减小摆长。
19． 使水和煤油受热均匀 D 2：1 水 水
【解析】（1）[1]加热水和煤油时，要用玻璃棒不断的搅拌，这样可以使水和煤油受热均匀。
（2）[2]要探究“比较水和煤油吸热升温特点”就要采用控制变量法，控制热源（酒精灯火焰的大小、相同的石棉网）、承装液体的容器相同和液体质量一定，因为水和煤油的密度是不同的，体积相同时，质量是不同的，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
（3）[3]①由图知，相同质量的水和煤油加热相同的时间，即吸收相同的热量，煤油升高温度是水升高温度的2倍，即
根据知，在质量相同、吸收的热量相同时，升高的温度与比热容成反比，所以水的比热容与煤油的比热容之比为2:1。
[4][5]由图得，若使水和煤油升高相同的温度，应给水加热更长时间，说明相同质量的水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量更多，由知，水的吸热能力强。
20． 化学能 不变 可以 使物质受热均匀 2.1×103
【解析】（1）[1][2]酒精燃烧过程中，是化学能转化为内能的过程；燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以剩余酒精的热值不变。
（2）[3]实验中，可以通过加热时间来比较两种物质吸收热量的多少，这用到了转换法。
（3）[4]实验中，用玻璃棒不断搅拌，可以使物质受热均匀。
（4）[5]由图象可知，当加热15min时，M液体升高的温度为
N液体升高的温度为
由于M、N两种物质吸收的热量相等，则有
则
21． 甲、乙 温度计的示数（或液体升高的温度） 甲、丙 加热时间的长短 小于 4.2×105J/kg 偏小 酒精未完全燃烧及热量存在散失 不可行 没有控制两杯液体的质量相同
【解析】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，根据得出不同燃料放出热量的多少，故应选择甲、乙两图进行实验；实验时要观察温度计的示数（或液体升高的温度）比较两种燃料的热值大小。
[3][4]比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制不同液体相同时间内吸热相同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力，应选择甲、丙两图进行实验。根据转换法，实验通过加热时间的长短反映物体吸热的多少。
（2）[5]根据绘制出温度～时间图象（如图戊）知，加热相同时间，a升温高，根据比较吸热能力的方法，液体a的比热容小于液体b的比热容。
（3）[6]50ml水的质量为
m=ρ水V=1×103kg/m3×50×10﹣6m3=0.05kg
温度计示数升高了20℃水吸收的热量
根据题意可知，Q吸=Q放，由Q放=qm可知，酒精的热值为
[7][8]这样算出的热值比标准值偏小，理由是：实际中， 酒精未完全燃烧及热量散失，导致吸收的热量小于放出的热量。
（4）[9][10]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热。实验中，燃料未燃尽，烧杯中的液体便沸腾了，于是往烧杯中添加同种液体，这样的操作不可行，因为实验中没有控制两杯液体的质量相同。
22． 加热时间 水 2.1×103J/(kg·℃) 6×107 4.2% 0~2min
【解析】（1）[1]实验中，由于使用相同的酒精灯加热，加热时间越长，液体物质吸收的热量就越多，因此水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的。
（2）[2]如图乙，质量和初始温度均相同的两种液体，a液体温度升高
30℃-10℃=20℃
用时6分钟，b液体温度升高20℃用时3分钟，相同情况下a物质吸热更多，则a物质吸热能力强，b物质吸热能力弱。由于水比煤油的吸热能力强，故a物质是水，b物质是煤油。
[3]由图乙可知，升高相同的温度，b吸收的热量是a吸收热量的
倍，根据可知，在质量和升高温度相同的情况下，比热容c与Q成正比，则煤油的比热容是
（3）[4]煤完全燃烧产生的热量
Q放=m煤q煤=2kg×3×107J/kg=6×107J
[5]水的质量m水=10kg，加热6min水温度升高的温度
Δt=80℃-20℃=60℃
水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×60℃=2.52×106J
煤炉烧水时的热效率
[6]三个时间段的时间相同，煤完全燃烧放出的热量相同，由图知，0~2min时间段加热，水升高的温度最多，由Q吸=c水m水Δt可知，此时间段吸收的热量最多，由可知，0～2min时间段煤炉的热效率最高。
23．（1）1.08×109J；（2）1.08×107W；（3）50kg
【解析】解：（1）发动机做的功
W=Fs=1.2×105N×9×103m=1.08×109J
（2）发动机的功率
（3）燃油完全燃烧放出热量
消耗燃油的质量
答：（1）发动机做功1.08×109J；
（2）发动机的功率是1.08×107W；
（3）若发动机的效率为48%（效率指发动机做的功与消耗燃油完全燃烧放出热量的比值），则消耗燃油的质量是50kg。
24．（1）5.76×107J；（2）1600N；（3）28.8%
【解析】解：（1）由速度表知轿车速度v=90km/h，由可得，轿车的行驶时间
所以汽车的牵引力所做的功
W=Pt=40×103W×1440s=5.76×107J
（2）由W=Fs可得，牵引力
汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，即阻力与牵引力是一对平衡力，由平衡条件得，车所受的阻力
f=F=1600N
（3）汽油完全燃烧释放的能量
Q=mq=5kg×4×107J/kg=2×108J
所以发动机的效率
答：（1）在此过程中汽车的牵引力所做的功是5.76×107J；
（2）该车行驶过程中所受到的阻力是1600N；
（3）若这段过程中轿车消耗汽油5kg，其发动机的效率是28.8%。
25．（1）1.08×107J；（2）0.6kg
【解析】解：（1）由可得汽车行驶的距离为
汽车牵引力所做的功（有用功）为
（2）由 得燃油完全燃烧放出的热量
由得发动机消耗燃油的质量
答：（1）汽车牵引力所做的功是1.08×107J；
（2）发动机消耗燃油是0.6kg。
26．（1）2.52×104J；（2）20%
【解析】解：（1）水的质量
水吸收的热量
（2）酒精完全燃烧产生的热量
酒精灯烧水时的热效率
答：（1）此过程中水吸收的热量是2.52×104J；
（2）酒精灯烧水时的热效率是20%。
27． 见解析
没有让木块从同一起点开始 动 摩擦力 不能 能 戊 火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能，可以降低车速，容易刹车
【解析】（1）[1][2]由于木块移动距离相同，由此推测物体动能大小与质量无关，结论是错误的，因为没有让木块从同一起点开始。
（2）[3]弹簧将小球弹开，小球有一定的速度，具有动能，弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
[4][5]小球推动纸盒移动一段距离后都要停下来，是因为水平面有摩擦力，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能；若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的。
（3）[6]实验中通过木桩扎入沙坑的深度反映重力势能的大小，图中B、C两物块质量不同，被举高度不同，但两木桩扎入沙坑的深度相同，即乙、丙两物体对B、C做功相同，所以能说明乙、丙的初始的重力势能相同。
（4）[7][8]根据动能与重力势能的转化可以知道丁图中火车进站时下坡，这一过程中又有一部分重力势能转化为车的动能，就会使得车速提高，难以刹车。故不合理；戊图设计中利用车上坡过程中一部分动能转化为重力势能，从而可以降低车速，容易刹车。