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第10章：机械能、内能及其转化-2023-2024学年初中物理单元培优提升题型练习（北师大版）
一、单选题
1．两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。关于初始时篮球的重力势能（相对于同一参考平面），下列说法正确的是（ ）
A．两个一样大 B．落在a处的大 C．落在b处的大 D．无法比较大小
2．以下过程中，机械能守恒的是（ ）
A．雨滴落地之前在空中匀速下落 B．飞船搭乘火箭加速上升
C．物体沿光滑斜面下滑 D．汽车刹车后在水平路面上滑行
3．2019年6月5日，我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空．火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能（ ）
A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断
4．下列关于温度、内能、热量说法正确的是( )
A．物体温度越低，含有的热量越少
B．做功和热传递都可以改变物体内能
C．物体内能增加，温度一定升高
D．物体机械能越大，内能越大
5．下表列出一些物质的比热容，根据表中数据,下列判断正确的是
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/( J˙kg-1˙℃-1) 4.2×103 2.1×103 2. l×103 0.88×103 0.39×103
A．不同物质的比热容一定不同
B．物质的物态发生变化，比热容不变
C．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多
D．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多
6．某品牌汽车在一段平直公路上匀速行驶6. 9km，用时5min 45s，消耗燃油1. 5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为，假设燃油完全燃烧．则正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②汽车发动机的效率是20% ③做功冲程机械能转化为内能
④消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 ⑤汽车牵引力做功的功率是30kW
A．只有①、②、⑤ B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
7．如图所示，是由微颗粒（1﹣50nm）制备得到新型防菌“纳米纸”．在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾．与此现象有关的判断正确的是（ ）
A．组成“纳米纸”的分子间没有间隙
B．油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力
C．“纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动
D．油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠
8．如图，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．人和伞的总重力大于空气的阻力
B．人和伞的总重力等于空气的阻力
C．人和伞的重力势能在增大
D．人和伞的动能在减小
9．关于燃料的热值，以下说法中正确的是
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
10．图是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A．t4时刻物体内能为零
B．t2、t3时刻物体内能相等
C．t2时刻物体内能比 t3小
D．t1时刻物体分子动能比 t2时大
11．关于燃料的热值下列说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
12．下列关于热现象的说法中正确的是
A．热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C．0℃的水变成0℃的冰，温度不变，内能减小
D．火箭使用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多
13．利用如图所示的装置，为了便于比较酒精和碎纸片的热值，下列做法不正确的是
A．酒精和碎纸片的质量相同 B．加热时间相同
C．两只烧杯内水的质量相同 D．两个烧杯要相同
14．年北京奥运会提出“绿色、科技、人文”三大理念，下列做法没有体现该理念的是
A．用我国自主创新生产的合金材料钢材建造“鸟巢”
B．及时清理垃圾并在场外焚烧，以保持比赛场馆内清洁卫生
C．安装太阳能电池板为奥运村提供电力
D．在低温、大风、缺氧等极端条件下奥运圣火成功登顶珠峰
15．下列说法中不正确的是
A．发电机工作时，将机械能转化为电能
B．电风扇工作时，扇叶的机械能是由电能转化的
C．在被阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
D．干电池给小灯泡供电时，干电池将电能转化为化学能
16．下列说法不正确的是
A．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本规律之一
B．一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的
C．实际过程中，能量经转化后，可利用的能量只会减少，不会增加
D．发电机把机械能转化为电能，电动机又可以把电能转化为机械能．因此，自然界中所有的能量转化都是可逆的
17．随着现代科学技术的进步，人们研究开发出不少新奇的发电方式，其中一项是雨滴发电，据测定，直径为的雨滴，降落速度为；直径达的雨滴，降落速度为，因而，可利用下落的雨滴的能量来驱动发电机发电，这个过程中
A．雨滴的内能转化为电能 B．雨滴的机械能转化为电能
C．雨滴的内能转化为机械能 D．雨滴的机械能转化为内能
18．下列关于热现象的说法，正确的是
A．温度相同的两个物体之间也可能发生热传递
B．的水变成的冰，温度不变，故内能不变
C．火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢含有的热量多
D．集中供暖采用热水循环，是因为水的比热容大
19．下列过程中，重力势能转化为动能的是
A．地球人造卫星从近地点向远地点运动的过程
B．跳水运动员将跳板压弯起跳的过程
C．滚摆上升的过程
D．人骑自行车从坡上自行滑下的过程
20．关于如图所示的实验，下列说法不正确的是( )
A．这个实验说明物体的内能可用来对外做功
B．对木塞做功的过程中水蒸气的内能增加
C．此过程中水蒸气的内能转化为木塞的机械能
D．这个实验基本反映出了热机的工作原理
二、填空题
21．人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量．如图画出了太阳能三种转化的方框图．其中椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能所转化的另一种能量形式．请在图中的三个空白处填入相关的文字．
22．一杯水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），若将此杯水倒掉一半，剩下半杯水的比热容 （变大、变小或不变） 如图所示为汽油机工作循环中的 冲程．
23．汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是 冲程．某单缸四冲程内燃机飞轮转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次
24．两块底面平整.干净的铅柱压紧后会粘在一起，需要一定的外力才能将它们拉开，这一个现象表明 ；烤熟的地瓜香气扑鼻，该现象表明 ．
25．在烈日当空的海边玩耍，你会发现沙子烫脚，而海水是凉凉的，这是因为海水的 较大；沙子温度的升高，是通过 的方式改变内能的．泡方便面时，调料包很难被撕开，说明分子间存在 力；倒入开水，过一会儿闻到香味，这是 现象．此现象表明 ．
26．氢能源具有来源广、无污染等优点，火箭发动机用氢作燃料是因为氢的 很大，氢气的热值为1.4×108J/kg，完全燃烧0.5kg的氢气可放 J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 （填“大于”“等于”或“小于”）1.4×108J/kg．
27．当今社会所倡导的绿色生活方式是“低碳生活”，利用太阳能将1000kg的水从5℃加热到45℃，需要吸收 J的热量，可以至少节约 kg无烟煤．[无烟煤的热值为3.4×107 J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]．
28．铁水很热，冰块很冷，但它们都具有 能．冬天搓手可以感到温暖，是通过 的方式改变内能；用热水袋取暖，是通过 的力式改变内能．它们在改变内能上是 ．
29．电动机带动水泵抽水是 能转化成 能，植物吸收阳光进行光合作用是 能转化为 能，燃料燃烧时发热是 能转化为 能．
30．高速公路上行驶的车辆不能超速超载：不能超速是因为当车的质量一定时， 越大，动能越大，行驶时就越危险；不能超载是因为当车的速度一定时， 越大，动能越大，行驶时就越危险．
三、实验题
31．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，某实验小组提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。为此，某实验小组选用材料不同的两根弹簧A和B（长度10cm和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置和记录数据的表格进行探究。
实验次数 使用的弹 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离s
1 弹簧A 5
2 弹簧A 8
3 弹簧B 5
4 弹簧B 8
(1)表格中木块移动的距离越大，表示弹性势能越 。
(2)请将下列探究实验步骤补充完整。
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；
②压缩弹簧，使其长度为5cm。放手后，小球被弹出，刻度尺测量推动木块移动了一段距离并记录；
③将木块放回原来的位置，压缩弹簧，使其长度为 cm，放手后，小球被弹出，刻度尺测量推动木块移动的距离并记录；
④换弹簧B，重复 的实验步骤，并记录数据；
⑤分析数据，得出结论。
(3)弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的 能。
(4)验证猜想一或猜想二的过程中，采用的实验方法叫做 。
(5)为了探究猜想二，可选用实验次数2和 的数据进行比较分析，若木块移动的距离 （选填“相同”或“不同”），说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
四、计算题
32．目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视．某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了2.5L汽油．
（1）请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整．
① ② ；
（2）请计算这段路程消耗汽油的质量．（汽油密度ρ=0.8×103kg/m3）
（3）汽油完全燃烧，放出的热量．（q汽油=4.6×107J/kg）
（4）已知牵引力为600N，则牵引力做多少功？
（5）此汽油机的效率为多少？
（6）汽油机的效率较低，请你就如何提高它的效率提一条合理化建议．____
33．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．小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾．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）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？
34．燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/m3.求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率．
35．某家庭需要将50 kg、10℃的水加热到50℃做为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8 kg的煤气．已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容为（C=4.2×103J/ (kg．℃)．求：
(1)把50 kg、10℃的水加热到50℃需吸收的热量；
(2)0.8 kg的煤气完全燃烧时放出的热量；
(3)煤气灶烧水的效率．
36．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图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，水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)，煤的热值约为3×107J／kg．求：
(1)煤完全燃烧产生的热量：
(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量；
(3)煤炉烧水时的热效率．
五、综合题
37．某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1=3×107J，其中η1=60%来自汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2=2×106J．设汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽油热值q=5×107J/kg．
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电．电机发电的原理是 ，产生的电能是从汽车的 能转化而来的；
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示．
①求汽车所消耗汽油的质量m；
②请将下列表达式填写完整：η1 E1= （用q、m 、η2和E2表示）．
38．热水器的“能效比”是衡量热水器性能的指标之一．空气源热泵热水器是新一代高“能效比”(“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比)的热水装置，其工作原理简化为如图末－15所示．工作物质在蒸发器中吸收空气的热迅速汽化，通过消耗少量电能驱动的压缩机将其压缩成高温高压的气体，在冷凝器内液化放出热量，并对冷水加热，使水温升高，达到制热水的目的．下表是某型号热泵热水器的部分参数，其中“65 L/h”表示此热水器当进水温度为15 ℃，出水温度为55 ℃时，每小时可出热水65 L．请你解答：
(1)65 L水温度从15 ℃升高到55 ℃吸收的热量 ．
(2)此热水器正常工作1 h消耗的电能 ．
(3)此热水器的“能效比” 100%(填“>”“＝”或“<”)．结合工作原理说明使用该热水器比电热水器节省费用的原因 ．
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第10章：机械能、内能及其转化-2023-2024学年初中物理单元培优提升题型练习（北师大版）
一、单选题
1．两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。关于初始时篮球的重力势能（相对于同一参考平面），下列说法正确的是（ ）
A．两个一样大 B．落在a处的大 C．落在b处的大 D．无法比较大小
【答案】B
【详解】篮球从静止开始下落，是由重力势能转化为动能；到达地面后，篮球撞击地面，是由动能转化为弹性势能；根据篮球留下的印迹可知，a处的印迹大，说明篮球落在a处时具有的弹性势能大，所以其开始下落时具有的重力势能就大。故选B。
2．以下过程中，机械能守恒的是（ ）
A．雨滴落地之前在空中匀速下落 B．飞船搭乘火箭加速上升
C．物体沿光滑斜面下滑 D．汽车刹车后在水平路面上滑行
【答案】C
【详解】A．雨滴落地前在空中匀速下落的过程，说明雨滴处于受力平衡状态，这一过程中，会有一部分机械能转化为内能，其机械能不守恒，故A不符合题意；
B．飞船搭乘火箭加速升空的过程，动能和重力势能都增大，所以机械能不守恒，故B不符合题意；
C．物体沿光滑斜面下滑的过程，不受摩擦力，所以只有重力势能和动能的转化，机械能守恒，故C符合题意；
D．汽车刹车后在水平路面上滑行的过程，克服摩擦做功，会有一部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故D不符合题意。
故选C。
3．2019年6月5日，我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空．火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能（ ）
A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断
【答案】C
【详解】动能的大小与速度和质量有关，火箭加速升空的过程中，质量不变，速度变大，则动能变大，故C选项正确．
4．下列关于温度、内能、热量说法正确的是( )
A．物体温度越低，含有的热量越少
B．做功和热传递都可以改变物体内能
C．物体内能增加，温度一定升高
D．物体机械能越大，内能越大
【答案】B
【详解】A．热量是一个过程量，不能说含有的热量，故A错误；
B．改变物体内能的两种方式为做功和热传递，故B正确；
C．晶体的熔化过程，吸收热量、内能增大，但温度不变；故C错误；
D．内能是物体内所有分子热运动的动能和势能之和，而机械能是物体的动能和势能之和，两种形式的能没有关系，故D错误．
5．下表列出一些物质的比热容，根据表中数据,下列判断正确的是
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/( J˙kg-1˙℃-1) 4.2×103 2.1×103 2. l×103 0.88×103 0.39×103
A．不同物质的比热容一定不同
B．物质的物态发生变化，比热容不变
C．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多
D．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多
【答案】C
【详解】A. 由表格中的数据可知，冰和煤油的比热容是相同的，故错误；
B.比热容是物质的一种特性，决定于物质的种类和状态，不同的物质比热容一般不同，同种物质状态改变，比热容也发生改变，故错误；
C. 质量相等的铝和铜，升高相同的温度，根据吸热公式Q=cm△t知，铝比铜的比热容大，铝吸收的热量多，故正确；
D. 质量相等的水和煤油吸收相等的热量后，根据公式 知，煤油比水的比热容小，因此煤油升高的温度更多，故错误．
6．某品牌汽车在一段平直公路上匀速行驶6. 9km，用时5min 45s，消耗燃油1. 5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为，假设燃油完全燃烧．则正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②汽车发动机的效率是20% ③做功冲程机械能转化为内能
④消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 ⑤汽车牵引力做功的功率是30kW
A．只有①、②、⑤ B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
【答案】D
【详解】①汽车行驶速度是v===20m/s=72km/h，①错误．②汽车发动机的效率是η====20%，②正确．③做功冲程是将内能转化为机械能，③错误．④消耗的燃油完全燃烧放出的热量是Q=mq=1.5kg×=，④正确． ⑤汽车牵引力做功的功率是P====40000W=40kW，⑤错误．故选择D选项．
7．如图所示，是由微颗粒（1﹣50nm）制备得到新型防菌“纳米纸”．在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾．与此现象有关的判断正确的是（ ）
A．组成“纳米纸”的分子间没有间隙
B．油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力
C．“纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动
D．油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠
【答案】D
【详解】任何分子之间都有空隙，“纳米纸”只是空隙较小，选项A说法不正确；分子间的引力和斥力是同时存在的，该选项B说法不正确；一切分子都在不停地做无规则运动，“纳米纸”不能阻止细菌分子无规则运动，选项C说法不正确；因为分子间有引力，所以靠得很近的两滴油能自动结合成一滴，选项D说法正确．
8．如图，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．人和伞的总重力大于空气的阻力
B．人和伞的总重力等于空气的阻力
C．人和伞的重力势能在增大
D．人和伞的动能在减小
【答案】B
【详解】AB．跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，处于平衡状态，受到的人和伞的总重力与空气阻力是一对平衡力，大小相等，故A错误，B正确；
CD．在下降的过程中，人和伞的高度减小，质量不变，重力势能减小，人和伞匀速下降，速度大小不变，人和伞的动能不变，故CD错误。
故选B。
9．关于燃料的热值，以下说法中正确的是
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
【答案】A
【详解】A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，符合题意．
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，不符合题意．
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大：热值与质量无关，只与燃料种类有关，不符合题意．
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小，燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，不符合题意．
10．图是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A．t4时刻物体内能为零
B．t2、t3时刻物体内能相等
C．t2时刻物体内能比 t3小
D．t1时刻物体分子动能比 t2时大
【答案】D
【详解】试题分析：此处考察物态变化中凝固图像中的能量变化．晶体在凝固过程中，不断放出热量，内能减少，物体内能不为零，因此答案为 D
11．关于燃料的热值下列说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
【答案】D
【详解】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．
A．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，选项A不正确；
B．热值大小与燃料是否容易燃烧无关，选项B不正确；
C．燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系，因此热值大的燃料不一定放出的热量多，选项C错误；
D．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大，选项D说法正确；
12．下列关于热现象的说法中正确的是
A．热机消耗的燃料越多，效率就越低
B．热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C．0℃的水变成0℃的冰，温度不变，内能减小
D．火箭使用液态氢作燃料，是因为它含有的热量多
【答案】C
【详解】A、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多，但用来做有用功的能量可能更多，即效率可能更高，所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的，故A错误；
B、热传递中，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，传递的不是温度，故B错误；
C、0℃的水变成0℃的冰，温度不变，但需要放热，所以内能减小，故C正确；
D、火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢热值大，故D错误；故选C．
13．利用如图所示的装置，为了便于比较酒精和碎纸片的热值，下列做法不正确的是
A．酒精和碎纸片的质量相同 B．加热时间相同
C．两只烧杯内水的质量相同 D．两个烧杯要相同
【答案】B
【详解】为了便于比较酒精和碎纸片的热值，实验时要控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内；
因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化来比较燃料热值的大小关系，所以应该控制酒精和碎纸片的质量、两只烧杯内水的质量相同，两个烧杯也要相同，但加热时间相同不属于控制变量的范围，故B符合题意．
故选B．
14．年北京奥运会提出“绿色、科技、人文”三大理念，下列做法没有体现该理念的是
A．用我国自主创新生产的合金材料钢材建造“鸟巢”
B．及时清理垃圾并在场外焚烧，以保持比赛场馆内清洁卫生
C．安装太阳能电池板为奥运村提供电力
D．在低温、大风、缺氧等极端条件下奥运圣火成功登顶珠峰
【答案】B
【详解】用我国自主创新生产的合金材料-Q460钢材建造“鸟巢”，是科技理念的展现，故A符合题意；及时清理垃圾并在场外焚烧，以保持比赛场馆内清洁卫生，污染环境，与绿色理念相违背，故B符合题意；安装太阳能电池板为奥运村提供电力，是科技理念的展现，故C不符合题意；在低温、大风、缺氧等极端条件下奥运圣火成功登顶珠峰，是科技理念的展现，故D不符合题意，故选B．
15．下列说法中不正确的是
A．发电机工作时，将机械能转化为电能
B．电风扇工作时，扇叶的机械能是由电能转化的
C．在被阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
D．干电池给小灯泡供电时，干电池将电能转化为化学能
【答案】D
【详解】发电机、电风扇在工作过程中，都是消耗机械能，得到电能，即是机械能转化为电能，故AB正确；在被阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能，故C正确；干电池给小灯泡供电时，干电池将化学能转化为电能再提供给小灯泡，故D错误，故选D．
16．下列说法不正确的是
A．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本规律之一
B．一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的
C．实际过程中，能量经转化后，可利用的能量只会减少，不会增加
D．发电机把机械能转化为电能，电动机又可以把电能转化为机械能．因此，自然界中所有的能量转化都是可逆的
【答案】D
【详解】能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变，这就是能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本规律之一，故A正确；由于在实际过程中，能量经过转化后，可利用的能量只会减少，不会增加，并且自然界自发的能量转化过程中，能量的转化和转移是有方向的，一切与热现象有关的宏观过程都是有方向的，即不是所有的能量转化都是可逆的，故B、C正确，D错误，故选D．
17．随着现代科学技术的进步，人们研究开发出不少新奇的发电方式，其中一项是雨滴发电，据测定，直径为的雨滴，降落速度为；直径达的雨滴，降落速度为，因而，可利用下落的雨滴的能量来驱动发电机发电，这个过程中
A．雨滴的内能转化为电能 B．雨滴的机械能转化为电能
C．雨滴的内能转化为机械能 D．雨滴的机械能转化为内能
【答案】B
【详解】根据题意知道，雨滴原来处于高空且是运动的，即具有机械能，当雨滴下落到发电机上推动发电机转动时，其本身所具有的机械能会减小，所以，该过程中是雨滴机械能转化为电能的过程，故选B．
18．下列关于热现象的说法，正确的是
A．温度相同的两个物体之间也可能发生热传递
B．的水变成的冰，温度不变，故内能不变
C．火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢含有的热量多
D．集中供暖采用热水循环，是因为水的比热容大
【答案】D
【详解】发生热传递的条件是存在温度差，所以，温度相同的两个物体之间不可能发生热传递，故A错误；0℃的水凝固成0℃的冰，温度不变，但会需要放热，所以内能减小，故B错误；火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢热值大，故C错误；水的比热容较大，即相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以供暖采用热水循环，故D正确，故选D．
19．下列过程中，重力势能转化为动能的是
A．地球人造卫星从近地点向远地点运动的过程
B．跳水运动员将跳板压弯起跳的过程
C．滚摆上升的过程
D．人骑自行车从坡上自行滑下的过程
【答案】D
【详解】地球人造卫星从近地点向远地点运动的过程中，质量不变，高度增大，即重力势能增加；速度减小，动能减少，即动能变成了重力势能，故A不符合题意；跳水运动员将跳板压弯起跳的过程中，是弹性势能转化为动能的过程，故B不符合题意；滚摆上升过程中，速度越来越小，高度越来越大，即动能逐渐转化为重力势能，故C不符合题意；人骑自行车从坡上自行滑下，质量不变，速度变大，即动能变大，高度降低，即重力势能减小，所以，是重力势能转化为动能，故D符合题意，故选D．
20．关于如图所示的实验，下列说法不正确的是( )
A．这个实验说明物体的内能可用来对外做功
B．对木塞做功的过程中水蒸气的内能增加
C．此过程中水蒸气的内能转化为木塞的机械能
D．这个实验基本反映出了热机的工作原理
【答案】B
【详解】A．图中水蒸气对软木塞做功，说明内能可用来对外做功，该选项说法正确；
B．图示的实验中，软木塞被顶起，蒸气对木塞做功，说明可以利用蒸气的内能来做功，温度降低，内能减小，该选项说法不正确；
C．图中软木塞被蒸气顶起，内能转化为机械能，该选项说法正确；
D．热机就是把内能转化成机械能的装置，此图反应了热机的工作原理，该选项说法正确。
故选B。
二、填空题
21．人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量．如图画出了太阳能三种转化的方框图．其中椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示由太阳能所转化的另一种能量形式．请在图中的三个空白处填入相关的文字．
【答案】答案见解析
【分析】太阳能在生活中的应用一般都是转化为其它形式的能量进行使用，主要采用光转化为电、光转化为热、光转化为化学能等方式，据以上内容解答．
【详解】光热转换是把太阳能转化为内能，例如太阳能热水器的使用；光电转换是指把太阳能转化为电能；例如：太阳能电池可以把太阳能转化为电能；光化转换是指把太阳能转化为化学能，例如：绿色植物的生长是将太阳能转化为化学能储存在体内．
22．一杯水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），若将此杯水倒掉一半，剩下半杯水的比热容 （变大、变小或不变） 如图所示为汽油机工作循环中的 冲程．
【答案】 不变 做功
【分析】比热容是物质的一种热性，物质的比热容只跟物体的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关；根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向，再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程．
【详解】比热容是物质的一种热性．物质的比热容只跟物体的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关，所以，将此杯水倒掉一半，剩下半杯水的比热容不变；由图知道，此时气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，汽缸容积增大，所以，应是做功冲程．
23．汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是 冲程．某单缸四冲程内燃机飞轮转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次
【答案】 压缩 10
【详解】四冲程热机，将机械能转化为内能的是压缩冲程．飞轮每转2转，内燃机对外做功1次．飞轮的转速是1200r/min，每秒转20次，每秒对外做功10次．
24．两块底面平整.干净的铅柱压紧后会粘在一起，需要一定的外力才能将它们拉开，这一个现象表明 ；烤熟的地瓜香气扑鼻，该现象表明 ．
【答案】 分子之间存在引力 分子在不停的做无规则运动
【详解】由分子动理论知道，分子间同时存在斥力和引力；两个底面平整、干净的铅柱压紧后会粘在一起，需要用一定的外力才能将它们拉开，就是因为当分子相互靠近时，产生相互作用的引力，这一个现象表明了分子之间存在引力；烤熟的地瓜香气扑鼻，是因为地瓜的香味分子扩散在空气中，这种现象说明了分子在不停的做无规则的运动．
【点睛】本题考查的是分子运动论的内容和扩散现象在生活中的运用，考查了学生应用物理知识解决实际问题的能力．
25．在烈日当空的海边玩耍，你会发现沙子烫脚，而海水是凉凉的，这是因为海水的 较大；沙子温度的升高，是通过 的方式改变内能的．泡方便面时，调料包很难被撕开，说明分子间存在 力；倒入开水，过一会儿闻到香味，这是 现象．此现象表明 ．
【答案】 比热容 热传递 引 扩散 分子在不停地做无规则运动
【详解】因为海水的比热容比沙子大．在太阳的照射下，海水和沙子吸收的热量大致相等，沙子比热容小，温度就会上升很多，所以我们感觉很烫；而海水比热容大，温度上升少，所以感觉会很凉．
改变物体内能的方式有做功和热传递．
沙子温度的升高，是通过热传递的方式改变内能的．
泡方便面时，调料包很难被撕开，说明分子间存在引力；
倒入开水，过一会儿闻到香味，这是扩散现象．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动．
【点睛】注意了解水的比热容的物理意义及其在生产、生活中的应用，总结水的比热容较大的应用实例，如作为热机的冷却物质，作为北方冬季的取暖物质，本题中解释海陆性质的不同等．
26．氢能源具有来源广、无污染等优点，火箭发动机用氢作燃料是因为氢的 很大，氢气的热值为1.4×108J/kg，完全燃烧0.5kg的氢气可放 J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 （填“大于”“等于”或“小于”）1.4×108J/kg．
【答案】 热值 7×107J 等于
【详解】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氢和其它燃料时，可以释放出更多的热量．
氢气的热值为1.4×108J/kg，完全燃烧0.5kg的氢气可放出的热量为：
；
热值是燃料的特性，与燃料的质量和体积无关，所以氢气用去了一半，则剩余氢气的热值不变，即热值仍等于1.4×108J/kg．
27．当今社会所倡导的绿色生活方式是“低碳生活”，利用太阳能将1000kg的水从5℃加热到45℃，需要吸收 J的热量，可以至少节约 kg无烟煤．[无烟煤的热值为3.4×107 J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]．
【答案】 4.94
【详解】1000kg的水从5℃升高到45℃吸收的热量：
；
根据得，完全燃烧煤的质量为：
．
28．铁水很热，冰块很冷，但它们都具有 能．冬天搓手可以感到温暖，是通过 的方式改变内能；用热水袋取暖，是通过 的力式改变内能．它们在改变内能上是 ．
【答案】 内 做功 热传递 等效的
【详解】任何物体都有内能．
虽然铁水很热，冰块很冷，但它们都具有内能．
改变物体内能的方式有做功和热传递．
冬天搓手可以感到温暖，消耗了机械能，获得了内能，所以是通过做功的方式改变内能；
用热水袋取暖，水放出热量，人吸收热量，所以是通过热传递的方式改变内能．
做功和热传递在改变内能上是等效的．
29．电动机带动水泵抽水是 能转化成 能，植物吸收阳光进行光合作用是 能转化为 能，燃料燃烧时发热是 能转化为 能．
【答案】 电 机械 光 化学 化学 内
【详解】电动机带动水泵抽水，消耗电能，将电能转化为机器的机械能．植物进行光合作用，将光能转化为化学能蕴藏在体内．燃料燃烧时，释放出大量的热，将体内蕴含的化学能转化为内能．
【点睛】电动机是将电能转化为机械能的装置；光合作用将光能转化为内能；燃料燃烧都是将化学能转化为内能．
30．高速公路上行驶的车辆不能超速超载：不能超速是因为当车的质量一定时， 越大，动能越大，行驶时就越危险；不能超载是因为当车的速度一定时， 越大，动能越大，行驶时就越危险．
【答案】 速度 质量
【详解】超速、超载易引发交通安全事故．这是因为在质量一定时，速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以要对汽车进行限速；在速度一定时，质量越大，动能就越大，越不容易刹车，所以要对汽车进行限载。
三、实验题
31．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，某实验小组提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。为此，某实验小组选用材料不同的两根弹簧A和B（长度10cm和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置和记录数据的表格进行探究。
实验次数 使用的弹 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离s
1 弹簧A 5
2 弹簧A 8
3 弹簧B 5
4 弹簧B 8
(1)表格中木块移动的距离越大，表示弹性势能越 。
(2)请将下列探究实验步骤补充完整。
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；
②压缩弹簧，使其长度为5cm。放手后，小球被弹出，刻度尺测量推动木块移动了一段距离并记录；
③将木块放回原来的位置，压缩弹簧，使其长度为 cm，放手后，小球被弹出，刻度尺测量推动木块移动的距离并记录；
④换弹簧B，重复 的实验步骤，并记录数据；
⑤分析数据，得出结论。
(3)弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的 能。
(4)验证猜想一或猜想二的过程中，采用的实验方法叫做 。
(5)为了探究猜想二，可选用实验次数2和 的数据进行比较分析，若木块移动的距离 （选填“相同”或“不同”），说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
【答案】 大 8 ①②③ 动 控制变量法 4 不同
【分析】(1)弹性势能的大小是通过木块被弹开的远近来比较弹性势能的多少，这种研究方法叫转换法；
(2)要弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关，根据控制变量法的思想，必须选择同样的弹簧，改变压缩程度，比较木块移动的距离得出结论；
(3)弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的动能；
(4)当被研究问题受多个因素影响时，研究问题和某一个因素的关系时要控制其他因素一定，这种方法叫控制变量法；
(5)为了探究弹性势能的大小是弹簧的材料有关，必须控制压缩程度相同，改变材料，比较木块移动的距离得出结论。
【详解】(1)[1]由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法；木块移动的距离越大，表示弹性势能越大。
(2)③[2]探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关时，应选择相同的弹簧，改变压缩的程度，比较小球被弹出，推动木块移动的距离得出结论，则应该将木块放回原来的位置，压缩弹簧，使其长度为8cm，放手后，小球被弹出，刻度尺测量推动木块移动的距离并记录。
④[3]换弹簧B，重复①②③的实验步骤，并记录数据。
(3)[4]弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的动能。
(4)[5]验证猜想一或猜想二的过程中主要采用的实验方法是控制变量法。
(5)[6][7]为了探究猜想二，必须控制压缩程度相同，改变弹簧的材料，可选用实验次数②和④的数据，若s2≠s4，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
四、计算题
32．目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视．某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了2.5L汽油．
（1）请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整．
① ② ；
（2）请计算这段路程消耗汽油的质量．（汽油密度ρ=0.8×103kg/m3）
（3）汽油完全燃烧，放出的热量．（q汽油=4.6×107J/kg）
（4）已知牵引力为600N，则牵引力做多少功？
（5）此汽油机的效率为多少？
（6）汽油机的效率较低，请你就如何提高它的效率提一条合理化建议．____
【答案】 废气带走热量 克服摩擦耗能 2kg 19.6%；使燃料尽可能完全燃烧（合理即可）
【分析】热机的各种能量损失：克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量；由m=ρV计算出汽油的质量；由Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的能量；由W=Fs计算牵引力所做的功；由计算热机的效率；提高热机效率的方法可以通过减少散热损失、机械损失等方法，主要途径还是要减少废气带走的能量．
【详解】（1）热机的各种能量损失是：克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量，所以，图中汽油机工作时，需要补充的能流是：①废气带走热量；②克服摩擦耗能；
（2）由知道，这段路程消耗的2.5L汽油的质量是：；
（3）由Q=mq知道，汽油完全燃烧，放出的热量是：
Q=mq=；
（4）由于牵引力为600N，匀速行驶的路程是30km，所以牵引力做功是：
W=Fs=；
（5）由以上的计算知道，汽油机的效率是：
（6）从内燃机的能流图知道，热量损失主要有燃料没有完全燃烧、废气带走的热量、克服摩擦损耗的能量、散失的热量，所以，若要提高热机效率，主要途径之一是：使燃料尽可能完全燃烧．
【点睛】本题考查的是热机效率的概念及热机工作过程中热量的走向，解题的关键是通过给出有关数据及信息考查对热机效率的理解．
33．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．小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾．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）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？
【答案】（1）6.72×105J；（2）2.1×10﹣2m3．
【详解】
（1）水的质量：
m=ρV=1.0g/cm3×2000cm3=2000g=2kg，
水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J；
（2）天然气放出的热量：
Q放= =1.68×106J，
∵Q放=Vq，
∴天然气的体积：
V==2.1×10﹣2m3。
34．燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/m3.求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率．
【答案】（1）6.72×105J （2）1.68×106J （3）40%
【详解】（1）在此过程中，水吸收的热量：
Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放热：
Q放=Vq=8.4×107J/m3×0．02m3=1.68×106J；
（3）燃气灶烧水的效率：
η= [Q吸/ Q放]×100%= [6.72×105J/1.68×106J]×100%=40%．
35．某家庭需要将50 kg、10℃的水加热到50℃做为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8 kg的煤气．已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容为（C=4.2×103J/ (kg．℃)．求：
(1)把50 kg、10℃的水加热到50℃需吸收的热量；
(2)0.8 kg的煤气完全燃烧时放出的热量；
(3)煤气灶烧水的效率．
【答案】（1）8.4×106J； （2）3.36×107J； （3）25%
【详解】（1）由题意知水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J；（2）0.8kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J；
（3）燃气灶烧水的效率为：
．
36．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图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，水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)，煤的热值约为3×107J／kg．求：
(1)煤完全燃烧产生的热量：
(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量；
(3)煤炉烧水时的热效率．
【答案】(1) 6×l07J(2) 2.52×106J(3) 4.2%
【分析】(1)由煤的质量与热值即可计算出煤完全燃烧放出的热量；（2）由图像可知，水加热6min时间内其温度升高60℃，再由热量的计算公式计算可得；（3）烧水的效率等于水吸收的热量除煤全燃烧放出的热量．
【详解】(1)由热值的计算公式得Q放=mq=2kg×3×107J／kg=6×l07J；
(2)Q吸=cm△t=4.2×103J／(kg℃)×10kg×60℃=2.52×106J
(3) 烧水时的热效率η==4.2％
五、综合题
37．某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1=3×107J，其中η1=60%来自汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2=2×106J．设汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽油热值q=5×107J/kg．
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电．电机发电的原理是 ，产生的电能是从汽车的 能转化而来的；
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示．
①求汽车所消耗汽油的质量m；
②请将下列表达式填写完整：η1 E1= （用q、m 、η2和E2表示）．
【答案】 电磁感应 机械 2000N 1kg η2qm－E2
【详解】第一空、第二空．驱动电机反转为发电机给蓄电池充电，将汽车的机械能转化为电能，它的基本原理是电磁感应；
第三空．汽车牵引力为：
因为匀速行驶，所以受力平衡，阻力等于牵引力为2000N；
第四空．驱动汽车行驶消耗的来自燃油的能量为：
驱动汽车行驶和对蓄电池充电的总能量为：
燃料燃烧放出的总热量为：
汽车所消耗汽油的质量为：
；
第五空．η1 E1即驱动汽车前进消耗的来自燃料的能量，燃料燃烧放出的总热量为： ，其中的η2用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，用于充电的能量为E2，因此用于驱动汽车行驶的能量为：
，
即：
η1 E1=η2qm－E2．
38．热水器的“能效比”是衡量热水器性能的指标之一．空气源热泵热水器是新一代高“能效比”(“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比)的热水装置，其工作原理简化为如图末－15所示．工作物质在蒸发器中吸收空气的热迅速汽化，通过消耗少量电能驱动的压缩机将其压缩成高温高压的气体，在冷凝器内液化放出热量，并对冷水加热，使水温升高，达到制热水的目的．下表是某型号热泵热水器的部分参数，其中“65 L/h”表示此热水器当进水温度为15 ℃，出水温度为55 ℃时，每小时可出热水65 L．请你解答：
(1)65 L水温度从15 ℃升高到55 ℃吸收的热量 ．
(2)此热水器正常工作1 h消耗的电能 ．
(3)此热水器的“能效比” 100%(填“>”“＝”或“<”)．结合工作原理说明使用该热水器比电热水器节省费用的原因 ．
【答案】 1.092×107 J 2.772×106 J > 在热泵热水器中，水获得的内能大部分来源于空气，其余来源于电能，而空气提供的内能是免费的．
【详解】水的体积为65L，故可得水的质量 m=ρv=1.0×103kg/m3×65×10﹣3m3=65kg；当水温度从15℃升高到55℃时，水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×65kg×（55℃﹣15℃）=1.092×107J．
从表格可以得出额定输入功率为770W，可得1h热水器消耗的电能W=Pt=770W×1×3600s=2.772×106J．
因为“能效比”为热泵机组产出的热量与投入的电能之比，所以每小时，65L水温度从15℃升高到55℃吸收的热量为1.092×107J，而消耗的电能为2.772×106J．1.092×107J大于2.772×106J，所以热水器的“能效比”大于100%；因为在热泵热水器中，水吸收的热量有一大部分来源于空气，然后通过消耗少量电能获得，而电热水器完全是电能转化为内能的．
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