专题12 机械能和内能
考点01:动能和势能的定义
1.新农人助力乡村振兴，如图所示，用无人机给农田施肥方便快捷又节省劳动力。若无人机在施肥的过程中水平匀速飞行，则它的( )
A. 动能减小，重力势能减小，机械能减小 B. 动能减小，重力势能增大，机械能不变
C. 动能减小，重力势能减小，机械能不变 D. 动能不变，重力势能不变，机械能不变
【答案】A
【解析】解：若无人机在施肥的过程中水平匀速飞行，高度不变，速度不变，无人机的质量减小，无人机的动能减小，重力势能减小；无人机没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能动能重力势能，机械能减小。
故选：。
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
机械能动能势能。
掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
2.如图所示的单摆，摆球在摆动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 位置的动能最大 B. 位置到位置的过程中，重力势能先变小后变大
C. 位置的重力势能最大 D. 位置到位置的过程中，动能先变小后变大
【答案】B
【解析】解：、据题意可知，单摆从点静止后会向点运动，所以在点时所处的高度最大，速度最小，故重力势能最大，动能最小，故A错误；
B、据题意可知，单摆从点静止后会向点运动，速度变大，从点向点运动，速度变小，高度增加，所以该过程中，动能先变大，后变小，重力势能先变小后变大，故B正确；
C、据上面的分析可知，单摆在点是位置最低，故重力势能最小，故C错误；
D、同理，单摆到过程中，质量不变，速度先变大，后变小，高度先变小，后变大，所以动能先变大后变小，重力势能先变小，后变大，故D错误；
故选：。
物体的动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；
判断出题目选项中每个情境的速度、高度的变化，即可判断正误。
知道并理解动能、重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
3.请写出下列物体分别具有哪种形式的机械能。
水平路面上行驶的汽车具有________。
被拉长的弹簧具有________。
高山上的巨石具有________。
【答案】动能；弹性势能；重力势能
【解析】【解答】水平路面上行驶的汽车，具有一定的速度，故具有动能。正在拉长的弹簧发生了弹性形变，故具有弹性势能。高山上的巨石具有一定的高度，所以具有重力势能。
故答案为：动能；弹性势能；重力势能。
【分析】关于机械能，我们学习了三种：物体由于运动而具有的能量叫做动能；物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。分析题中提到的三个物体所具有的特征，结合动能、重力势能、弹性势能的定义，即可得到此题的答案。物体具有什么形式的机械能，判断的依据就是：有没有运动动能、有没有一定的高度重力势能、有没有发生弹性形变弹性势能。
考点02:动能和势能的转化
4.把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“：按下后放手”到“：获得一个向上的速度”再到“：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“”阶段，______转化为动能；圆珠笔在“”阶段，动能转化为______。
【答案】弹性势能 重力势能
【解析】解：将弹簧圆珠笔的盖钮按到桌面上，此时圆珠笔具有弹性势能，圆珠笔在“”阶段，弹簧的弹性形变程度变小，弹性势能变小，松手后弹性势能转化为圆珠笔的动能；圆珠笔在“”阶段，圆珠笔上升，圆珠笔的质量不变，高度变大，重力势能增大，速度减小，动能减小，是动能又转化为重力势能。
故答案为：弹性势能；重力势能。
物体由于运动而具有的能叫动能，物体由于被举高而具有的能叫重力势能，物体由于发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。
解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
5.如图所示，用轻质弹簧弹簧质量和空气阻力忽略不计将小球挂在天花板上，小球和弹簧拉到水平位置此时弹簧处于原长从静止开始释放，摆动到最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球动能变化量大于小球重力势能变化量 B. 小球动能变化量小于小球重力势能变化量
C. 小球动能变化量等于小球重力势能变化量 D. 小球的机械能守恒
【答案】B
【解析】【分析】
此题考查动能和势能的转化与守恒，知道在整个运动过程中，动能、重力势能、弹性势能相互转化，结合能量守恒分析判断。
小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒。据此结合以下知识分析解答：
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
弹性势能的大小与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大；
不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
【解答】
D.当小球从如图水平位置放手后摆动到最低点的过程中，小球的质量不变，速度变大，同时高度降低，弹簧的弹性形变变大，故小球的重力势能减小、动能增加，弹簧弹性势能增加，即小球的重力势能一部分转化为小球的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能；弹簧质量和空气阻力忽略不计，小球和弹簧系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒，故D错误；
当小球从如图水平位置放手后摆动到最低点的过程中，重力势能减小，动能增加，弹性势能增加，重力势能的减小量等于小球动能的增加量与弹簧弹性势能增加量之和，所以小球重力势能的减小量大于小球动能的增加量，小球重力势能的减小量也大于弹簧弹性势能的增加量，故AC错误、B正确。
考点03:实验:探究影响物体动能/势能大小的因素
6.小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块、和质量为，他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫如图所示。
在这个实验中，可以通过观察______来比较铝块重力势能的大小。
甲、乙实验说明______；比较______实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。
分析上述实验，得出的结论是：______，它的重力势能越大。
【答案】铁钉插入泡沫的深度 在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大 甲、丙 物体的高度越高、质量越大
【解析】解：本实验中铝块重力势能的大小无法直接观察，我们是通过观察比较铁钉插入泡沫的深度来间接比较的，这是转换法的应用；
甲、乙实验中，两铝块质量相同，铝块被举的越高，铁钉插入泡沫的深度越深，重力势能越大，所以得到的结论是：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；
探究重力势能的大小与质量的关系时，需要控制下落的高度相同，铝块的质量不同，故需要对比甲、丙两次实验；
分析上述实验可知，物体的高度越高、质量越大，它的重力势能越大。
故答案为：铁钉插入泡沫的深度；在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；甲、丙；物体的高度越高、质量越大。
实验中用铁钉插入泡沫的深度来反映重力势能大小，铁钉陷入越深，铝块重力势能越大；
重力势能跟质量和被举的高度有关，探究重力势能跟质量关系时，控制被举的高度相同；探究重力势能跟被举高度关系时，控制质量相同；根据图片中的信息得出结论。
掌握重力势能大小的影响因素，利用控制变量法和转换法，探究重力势能大小各因素之间的关系。
7.小明在探究“阻力对物体运动的影响”时，让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端，然后在三种水平表面上滑行，如图所示。
实验中，每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑，目的是使小车到达斜面底部时具有相同的______，本实验用到的实验方法是______。
实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远，说明小车受到的阻力最______。
假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，小车从斜面上滑下后会在水平面上做______直线运动选填“匀速”“减速”或“加速”。
用图丙所示装置，让同一小车从斜面的不同高度由静止开始自由下滑，与另一辆放置在水平板上的小车相撞，则还可以探究小车______的关系选填答案序号：动能与质量动能与速度势能与质量。
【答案】初速度；控制变量法；小；匀速；。
【解析】解：
同一小车在同一斜面上从同一高度下滑的目的是为了保证初速度相同；该实验中，其他的物理量保持不变，通过改变小车接触面的粗糙程度从而来比较小车在水平面上运动的距离，这是控制变量法的运用；
木板是最光滑的，小车在木板上受到的阻力最小，速度减小的最慢，所以小车运动得最远；
由实验推理可得出，如果小车不受任何阻力，那么小车将在水平面上做匀速直线运动；
当小车从不同高度下滑到达斜面上的初速度不同，通过碰撞过后小车运动的距离可知小车到达水平面时的动能大小，所以还可以探究动能与速度的关系。
8.高空抛物严重危害生命安全。如果一个重的玻璃瓶从高处自由下落，重力对玻璃瓶所做的功为______，玻璃瓶的重力势能______选填“增大”、“减少”或“不变”，设动能变化的大小为，重力势能变化的大小为，则 ______选填“”“”或“”。
【答案】 减少
【解析】解：重力对玻璃瓶所做的功为：；
玻璃瓶下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少；
物体在飞行的上升阶段，质量不变，但速度减小，因此动能是减少的；由于存在空气阻力，因此机械能是减少的，减少的动能一部分转化为其重力势能，一部分转化为其本身的内能，因此减少的动能大于增加的重力势能。
故答案为：；减少；。
利用求重力对玻璃瓶所做的功；
重力势能的大小与质量、高度有关；
物体在空中飞行时，如果空气阻力不可忽略，则机械能是减少的；在上升过程，物体的动能会转化为物体的重力势能和物体的内能。
此题是考查功的计算、动能和重力势能之间的转化问题，解决此类题目的关键是看空气阻力是否考虑。
考点04:内能与温度、热量、质量的关系
9.关于热量，下列说法正确的是( )
A. 热水比冷水含的热量多 B. 一大桶水比一小桶水含的热量多
C. 一个物体内能越多，它具有的热量越多 D. 热量是热传递过程中物体内能的改变量
【答案】D
【解析】解：、热水比冷水含有热量多，不对，不能说含有或者具有热量．
B、一大桶水比一小桶水含有的热量多，不对，不能说含有或者具有热量．
C、一个物体内能越多，它具有的热量越多，不对，热量不是状态量，不能说含有或者具有热量．
D、热量总从高温物体传递到低温物体，正确，热量只存在于热传递或热交换过程中．
故选D．
热量是过程量，就是说，热量只存在于热传递或热交换过程中，只能说吸收或放出热量，热量传递等；热量不是状态量，不能说含有或者具有热量．
此题是一道易错题，很多同学不能理解：热量不是状态量，不能说含有或者具有热量，只能说放出或者吸收．
10.关于热量、内能和温度，下列说法正确的是( )
A. 在热传递过程中，热量是内能改变多少的量度
B. 内能小的物体也可以将温度传递给内能大的物体
C. 内能和机械能的单位都是，所以它们是同一种形式的能量
D. 物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就不变
【答案】A
【解析】解：、热传递过程中，内能传递的多少叫做热量，故A正确；
B、热传递的本质是内能的转移，内能从温度高的物体传递给温度低的物体，传递的内能而不是温度，故B错误；
C、能量的单位都是，内能是物体分子动能和分子势能的总和，机械能是指物体动能和势能的综合，所以内能和机械能是两个不同形式的能量，故C错误；
D、物体内能大小与温度、质量等因素有关，温度不变，但内能可能发生变化，比如晶体熔化，温度不变，内能增加，故D错误。
故选：。
内能转移的多少用热量表示；
热传递的条件是两个物体之间有温度差；内能从温度高的物体传递给温度低的物体；
能量的单位都是，内能是物体分子动能和分子势能的总和，机械能是指物体动能和势能的综合，是两个不同形式的能量；
物体的内能与物体的温度、质量和状态有关。
本题考查热量的概念、温度、热量与内能的关系、热传递的条件以及本质，是一道基础题。
考点05:改变物体内能的两种方式
11.以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是( )
A. 锯木头锯条发热 B. 铁丝反复弯折后发热
C. 阳光下路面发热 D. 搓手时手掌发热
【答案】C
【解析】解：
A、锯木头锯条发热是通过做功改变物体内能；
B、铁丝反复弯折后发热是通过做功改变物体内能；
C、阳光下路面发热是通过热传递的方式改变物体内能；
D、搓手时手掌发热是通过做功改变物体内能；
综上分析可知，其改变内能的方式与其他三个不同的是阳光下路面发热。
故选：。
改变物体内能的方式有两个：一是做功，二是热传递，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程，对照选项中的事例可做出判断。
做功和热传递都可以改变物体的内能，二者是等效的，但其实质不同，前者是能量的转化，后者是能量的转移。
12.内能是物体内部所有分子热运动的动能与势能的总和．如图所示是北极的冰山，它的温度可达零下数十摄氏度，则这些冰的分子 填“有”或“没有”，下同做热运动，所以这些冰 内能．若冰在太阳的照射下熔化，则在冰熔化的过程中，它的内能 ，这是通过 的方式改变的．
【答案】有
有
增加
热传递
【解析】 解：冰的分子在永不停息地运动，故冰山有内能；在阳光照射下冰会熔化，在熔化过程中，冰不断吸热，内能增加，属于热传递改变了内能．
13.如图所示，小明在玩摔炮危险动作，请谨慎模仿，他只要稍用力将摔炮摔向地面，摔炮就可以爆响。摔炮与地面发生碰撞时，通过________方式，使它的内能增加，火药爆炸时产生的气体膨胀对外做功后，自身的内能________选填“增大”“减小”或“不变”。
【答案】做功；减小
【解析】解：
甩炮与地面发生碰撞时，对甩炮做功，内能增加，温度升高，达到火药的着火点，内能迅速增大，短时间内不能释放，就会发生爆炸，即机械能转化为内能的过程；火药爆炸时产生的气体膨胀对外做功后，自身的内能减小温度降低。
故答案为：做功；减小。
改变内能的方式：做功和热传递；
做功改变物体内能，对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小。
本题考查做功改变物体内能，相对比较简单，属于基础题。
考点06:实验:比较不同物质的吸热能力
14.如图甲所示，用电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种液体加热，两种液体每秒吸收的热量相同不考虑液体与外界的热传递。两种液体温度加热时间的图像如图乙所示。
加热前两空均选填“大于”“等于”“小于”，甲的温度______乙的温度；甲吸收的热量______乙吸收的热量；： ______。
若初温及质量均相同的甲、乙两种液体放出相同的热量两种液体均未凝固后，甲的温度______乙的温度选填“大于”“等于”“小于”。
【答案】大于 等于 ： 小于
【解析】解：根据乙图可知，加热，甲的温度大于乙的温度；根据转换法，甲吸收的热量等于乙吸收的热量；
根据图可知，升高，甲、乙的加热时间分别为和，由转换法，对应的吸热之比为：，根据可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，故
：：。
若初温及质量均相同的甲、乙两种液体放出相同的热量两种液体均未凝固后，根据，因甲的比热容小，甲降温多，故甲的温度小于乙的温度。
故答案为：大于；等于；：；小于。
我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；根据乙图比较甲、乙的温度大小；根据转换法；
根据图得出升高甲、乙的加热时间，根据可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，据此得出：；
根据，结合甲的比热容小分析。
本题考查控制变量法、转换法的和的运用，为热学中的重要实验。
考点07:比热容的相关计算
15.一壶质量为千克，温度为的水，加热到已知焦千克。求：
水升高的温度；
水吸收的热量；
接着再继续加热，若水又吸收了焦的热量，求水的末温。标准大气压下
【答案】解：水升高的温度：；
水吸收的热量：；
由可知，水后来升高的温度：，
则水的末温，
在一个标准大气压下水的沸点为，所以水的末温为。
答：水升高的温度为；
水吸收的热量为；
水的末温为。
【解析】知道水的初温和末温，利用求出水升高的温度；
知道水的质量、比热容、初温和末温，利用求出水吸收的热量；
知道水吸收的热量、水的质量和比热容，利用求出水后来升高到的温度，然后根据一个标准大气压下水的沸点是确定水的末温。
本题考查热量的计算以及水沸腾的特点，解题的关键是对吸热公式的灵活运用。
16.“水地暖”取暖的原理是以温度不高于的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板，通过地面以热传递的方式向室内供热的一种供暖方式。如图所示，某房间一段时间内循环流动的水质量为千克，进水温度为，出水温度为。求这段时间里：
水降低的温度；
水向外界放出的热量。焦千克
【答案】解：水降低的温度；
水放出的热量：
。
答：水降低的温度为；
这段时间里水向外界放出的热量。
【解析】根据初温和末温计算温度的变化量；
由可知，水释放的热量的多少。
17.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的质量也相同，下列说法正确的是( )
A. 比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图 B. 比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图
C. 比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图 D. 比较不同燃料的热值，不可以选择甲乙两图
【答案】A
【解析】解：
、为了比较不同液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验，故A正确，C错误；
、为了比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出燃料放热的多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验，故BD错误。
故选：。
燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，
因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系。
本题考查了学生对热值概念、比热容概念、转换法和控制变量法的了解与掌握，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键。
18.用如图所示甲、乙两套相同的装置，可完成两个实验：实验一“探究不同物质吸热升温的现象”，实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。下列关于这两个实验的说法正确的是( )
A. 实验一中，烧杯中应装入质量相等的同种液体
B. 实验一中，在燃烧皿中放入同种燃料，用秒表记录加热时间
C. 实验二中，烧杯中应装入质量相等的不同液体
D. 实验二中，在燃烧皿中放入不同燃料，用秒表记录燃料充分燃烧所用时间
【答案】B
【解析】解：
A、实验一中“探究不同物质吸热升温的现象”，烧杯中应装入质量相等的不同液体，故A错误；
B、实验一中，“探究不同物质吸热升温的现象”，在燃烧皿中放入同种燃料，用秒表记录加热时间，用加热时间反映液体吸热的多少，故B正确；
C、实验二中“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”，烧杯中应装入质量相等的同种液体，故C错误；
D、实验二中，“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”，在燃烧皿中放入不同燃料，燃料充分燃烧完后，用温度计记录烧杯中液体的温度，故D错误。
故选：。
探究不同物质吸热升温的现象，应选用不同的液体；比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量多少时，应加热相同的液体；
加热时间的长短反映物质吸收热量的多少；相同质量的同种液体，升高的温度反映燃料放出热量的多少。
本题考查了学生对“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”实验探究，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键。
考点08:热值及其计算
19.甲、乙两种燃料，甲的质量是乙的倍，甲、乙完全燃烧后放出的热量之比为：，则甲、乙两种燃料的热值之比为( )
A. ： B. ： C. ： D. ：
【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了学生对热量公式的掌握和运用，代入比值时要细心，不要因颠倒出错。
知道两种燃料的热值和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式求这两种燃料完全燃烧放出的热量之比。
【解答】
解：由题意可知，，，根据可知：。
故选A。
20.甲、乙两种燃料的热值之比为，它们的质量之比为，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解：
由题知，两种燃料的：：，：：，
，
这两种燃料完全燃烧放出的热量之比：
。
故选：。
知道两种燃料的燃烧值和质量之比，利用燃料完全燃烧放热公式求这两种燃料完全燃烧放出的热量之比。
本题考查了学生对燃料完全放热公式的掌握和运用，因为是求比值，要细心，防止因颠倒而出错
21.如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为，则内完成 个冲程。
【答案】做功
【解析】塞子被冲出时，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，所以塞子被冲出时的能量转化方式与汽油机的做功冲程相同。飞轮转速是，表示每秒飞轮转动圈，完成个冲程，对外做功次。
考点09:燃机
22.如图所示为四冲程汽油机的_________冲程，在该冲程中，汽缸内气体的内能_________填“增大”或“减小”；该汽油机秒内对外做功次，则飞轮转速为_________，汽油在燃烧过程中把_________能转化为内能．
【答案】压缩增大化学
【解析】由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，所以该冲程为压缩冲程．压缩冲程中活塞对汽油蒸气和空气的混合物做功，使汽缸内的混合物内能增大．汽油机一个工作循环，飞轮转转，对外做功次，秒内对外做功次时飞轮转转，所以飞轮的转速为，即为汽油燃烧时，通过化学反应这一过程把储存的化学能转换为燃气的内能．
考点10:热机效率
23.改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以的速度在平直公路上匀速行驶，消耗了汽油，汽车发动机功率为，已知：汽油的热值为，汽油的密度为。求该汽车匀速行驶过程中：
消耗汽油的质量；
发动机所做的功；
发动机的效率百分号前保留整数。
【答案】解：，由密度公式变形可得消耗汽油的质量；
由速度公式变形可得汽车行驶用时为；
由公式可得发动机所做的功；
由放热公式可得汽油燃烧所放出的热量，
发动机的效率为。
【解析】本题考查质量的计算、功的计算与内燃机的效率，考查的知识点比较多，主要考查对所学物理知识的灵活应用能力。
已知汽油密度和体积，根据公式可计算出汽油的质量；
已知功率和运动的时间，根据公式可求发动机所做的功；
根据公式可求释放的能量，做的功与释放能量的比值就是发动机的效率。
24.某款汽车质量为，车轮与地面总接触面积为某次在水平高速公路上以速度匀速行驶了，所受阻力为汽车重力的倍。燃油的热值为，取。求：
汽车静止时，对水平地面的压强。
牵引力做功的功率。
若燃油完全燃烧，内燃机的效率是，至少消耗多少燃油？
【答案】解：
汽车质量，
其重力：
；
对水平地面的压力：
，
受力面积，
汽车对水平地面的压强：
；
由题知，汽车所受阻力：
，
因为汽车在水平高速公路上匀速行驶，
所以汽车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，
则汽车的牵引力：
，
汽车匀速行驶的路程：
，
牵引力做功：
，
牵引力做功功率：
；
由可得燃油完全燃烧放出的热量：
，
由可得完全燃烧燃油的质量：
。
答：汽车静止时，对水平地面的压强为；
牵引力做功的功率为；
若燃油完全燃烧，内燃机的效率是，至少消耗燃油。
【解析】知道汽车的质量，利用求其重力，汽车对水平地面的压力等于汽车的重力；知道受力面积，再利用求汽车对水平地面的压强；
由题知，汽车所受阻力，由于汽车在水平高速公路上匀速行驶，汽车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，可求汽车的牵引力；利用求汽车匀速行驶的路程，再利用求牵引力做功，利用求牵引力做功功率；
求出了牵引力做功，利用求燃油完全燃烧放出的热量，再利用求完全燃烧燃油的质量。
本题为力学、热学综合计算题，考查了重力公式、压强公式、速度公式、功的公式、功率公式、效率公式、燃料完全燃烧放热公式以及二力平衡条件的应用，虽然知识点多、综合性强，但都属于基础。
一、单选题
1.如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是( )
A. 返回舱的动能不变 B. 返回舱的重力势能不变
C. 返回舱的机械能不变 D. 返回舱的机械能变大
【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了动能和重力势能的影响因素、机械能的概念以及力是否做功的判断，相对比较简单，属于基础题。
动能的影响因素是质量和速度；
重力势能的影响因素是质量和高度；
动能和势能统称机械能；
做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在该力的方向上通过的距离。
【解答】
A.因为返回舱是匀速运动，且质量未改变，所以返回舱的动能不变，故A正确；
B.返回舱的质量未变，但其高度在不断减小，所以返回舱的重力势能变小，故B错误；
C.机械能等于动能和势能之和，动能不变，势能减小，所以机械能减小，故C错误；
D.重力竖直向下，返回舱在重力的方向上移动了距离，所以返回舱所受重力做功，故D错误。
故选A。
2.如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员( )
A. 助跑阶段机械能不变 B. 起跳时机械能为零
C. 经过最高点时动能最大 D. 经过最高点时重力势能最大
【答案】D
【解析】解：、运动员在助跑阶段由于速度不断加快，所以动能不断增大，故A错误；
B、运动员起跳时仍向前运动，所以有动能，故机械能不为零，故B错误；
C、运动员经过最高点时高度最高，但速度并不是最快，所以动能不是最大，故C错误；
D、运动员经过最高点时高度最高，所以重力势最大，故D正确。
影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；
影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；
机械能等于动能和势能之和。
本题主要考查了动能和重力势能的概念，及影响其大小的因素，属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时，要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。
3.沿水平桌面自由滚落的排球的运动轨迹如图，，两处高度相同，为球与水平地面的接触点，忽略空气阻力，关于排球的说法，正确的是
A. 点的动能等于点的动能 B. 点的重力势能等于点的重力势能
C. 点到点的过程中，机械能减小 D. 点到点过程中，弹性势能转化为动能
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查动能和势能的影响因素，动能和势能的相互转化，以及动能和势能的守恒等知识的理解和应用，难度不大。
动能的影响因素：质量和速度；重力势能的影响因素：质量和高度；弹性势能的影响因素：物体的弹性形变程度。
机械能等于动能和重力势能的总和；只有动能和势能相互转化时，机械能守恒。
【解答】
B、点和点的高度相同，所以点的重力势能等于点的重力势能，故 B正确；
A、由图可知，排球反弹高度降低，忽略空气阻力，说明排球撞击地面时有机械能转化为内能，所以点机械能大于点机械能，，点的重力势能等于点的重力势能，所以点的动能大于点的动能，故 A错误；
C、忽略空气阻力，点到点的过程中，机械能不变，故 C错误；
D、点到点过程中，动能转化为重力势能，故 D错误。
4.如图所示，小球从点由静止沿粗糙轨道开始运动，到达点时离开轨道，球在空中上升至最高点后开始下落，经过点。、处在同一水平高度。下列说法正确的是( )
A. 、两点的动能相同
B. 小球到达的最高点与点高度相同
C. 小球从到的过程，重力势能转化为内能和动能
D. 从到的过程，小球的重力势能转化为动能，再由动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】解：、由于小球以某速度从点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机机能转化为内能，因此球到达点的机械能一定小于在点的机械能，、处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在点的动能一定小于在点动能，故A错误；
B、小球从点由静止沿粗糙轨道开始运动，球在点只有重力势能，球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机机能转化为内能，球在最高点的机械能一定小于在点的机械能，在点具有动能恶和重力势能，所以在点的高度一定小于点的高度，故B错误；
C、小球从到的过程，高度减小，速度增大，同时克服摩擦做功，减少的重力势能转化为动能和内能，故C正确；
D、从到的过程，小球先升高再降低，动能转化为重力势能，再重力势能转化为动能，故D错误。
故选：。
机械能包括动能与重力势能；它们之间能相互转化，如果没有摩擦等阻力，机械能的总量保持不变，有摩擦阻力时，机械能的总量减小。
本题考查机械能的转化，要知道机械能守恒的条件，难度不大。
5.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
【答案】C
【解析】【分析】
在科技馆中的科技展品为内容，考查了影响动能、重力势能的因素，以及对做功情况、速度情况的比较，有一定综合性，值得我们关注。
动能的影响因素是质量和速度；重力势能的影响因素是质量和高度；据此判断动能和重力势能的大小；
功等于力与距离的乘积，据此判断其做功的多少；
根据，进而判断功率大小。
【解答】
由题意可知，两球的重力相同，最初的高度相同；
下降过程中乙球的高度不断减小，速度越来越快，则乙球的重力势能一直减小，动能一直增大，故A、D错误；
B.两球的重力相同，起点高度一样，终点高度也一样，则两球下落的高度相同，由可知，到最低点时两球重力所做的功相同，故B错误。
C.下降过程中，乙先到达终点，则乙的速度大，两球的重力做功相同，根据可知，重力对乙球做功的功率比重力对甲球做功的功率大，即重力对乙球做功更快，故C正确；
故选C。
6.如图所示的甲，乙两杯水温度都升高则( )
A. 甲杯水吸收的热量较多 B. 乙杯水吸收的热量较多
C. 甲、乙两杯水吸收的热量一样多 D. 无法比较
【答案】C
【解析】解：
由图可知：甲、乙两杯都是水，则比热容相同，质量相同，升高的温度相同，
根据可知它们吸收的热量相同。
故选：。
已知甲、乙两杯的水质量相同，升高相同的温度，可利用公式分析它们吸收的热量。
解决此题要结合条件利用热量公式进行比较。
7.如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是( )
A. 气体的内能转化为活塞的机械能 B. 筒内气体温度降低
C. 筒内气体的内能不变 D. 活塞对筒内气体做了功
【答案】D
【解析】解：、下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高，当温度升高达到棉花的着火点时，筒内棉花燃烧起来，故ABC错误；
D、活塞下压挤压空气，压缩空气体积，对空气做了功，故D正确。
故选：。
做功可以使内能与机械能之间进行转化：对物体做功，物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少。
知道做功可以改变物体的内能，并能准确判断其能量的转化过程是解决该题的关键。
8.假如“水的比热容变小，且变得比其他物质小”，下列现象可能发生的是( )
A. 沿海地区比内陆地区昼夜温差小 B. 烧开一壶水所用时间比原来变长
C. 夏天中午在海边，海水比沙子烫 D. 北方楼房中的暖气用水作为传热的介质
【答案】C
【解析】解：假如水的比热容变小，且变得比其他物质小。
A、假如水的比热容小于沙土的比热容，根据公式可知，相同情况下，陆地和海洋吸收相同的热量，沿海地区比内陆地区昼夜温差大，故A错误；
B、由公式知，由于水的比热容比较小，故相同情况下烧开一壶水需要的热量减少，烧开一壶水所用时间比原来变短，故B错误；
C、根据公式可知，相同情况下，海水和沙子吸收相同的热量，海水升高的温度大于沙子升高的温度，所以中午在海边，海水比沙子烫，故C正确；
D、由公式知，由于水的比热容比较小，故相同情况下吸收或放出的热量较少，所以暖气不会用水作为传热的介质，故D错误。
故选：。
利用比热容概念和比热容的物理意义以及比热容是物质的一种特性分析解答。
本题考查学生关于比热容的理解以及利用比热容进行分析实际问题的能力。
9.经常下厨的小关发现，同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些．这是因为( )
A. 水的比热容小，吸热后温度升高得快 B. 油的比热容小，吸热后温度升高得快
C. 在相同的时间内，水吸收的热量较多 D. 在相同的时间内，油吸收的热量较多
【答案】B
【解析】解：质量相等、初温相同的水和食用油，用相同的燃气灶加热，相同时间内水和食用油吸收的热量相同；
因，由知油的温度升高得快些．
10.家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在( )
A. 白天、夜晚 B. 夜晚、白天 C. 白天、白天 D. 夜晚、夜晚
【答案】A
【解析】解：水的比热容比泥土、沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风，所以白天风力发电机旋翼朝向大海，如图乙所示；
晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升，风从陆地吹向海面，形成陆风，所以夜晚风力发电机旋翼朝向陆地，如图丙所示。
故选：。
根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从高压区吹向低压区来分析海陆风的形成，进而判断风力发电机旋翼的朝向。
本题主要考查学生对水的比热容较大的应用的了解和掌握，涉及到海陆风的形成。
11.如图所示，用同样的装置进行“比较不同物质的吸热本领”和“比较不同燃料的热值”的实验，则以下说法中正确的是( )
A. 这两个实验都要控制被加热的物质的质量一样
B. 这两个实验都要控制被加热的物质的种类一样
C. 前一实验中，加热相同时间后，比热容大的物质吸收热量一定多
D. 后一实验中，加热相同时间后，若温度计示数升高得越多，则该燃料的热值一定越大
【答案】A
【解析】解：
A、比较不同物质的吸热本领时，需要控制两种物质的质量相同；比较不同燃料的热值时，需要控制被加热的物体的种类相同，物体的质量相同，故A正确；
B、比较不同物质的吸热本领时，需要改变物质的种类，比较不同燃料的热值时，需要加热相同种类的物体，故B错误；
C、比较不同物质的吸热本领时，用相同的加热器加热，相同时间内，物质吸收的热量是相同的，故C错误；
D、比较不同燃料的热值时，需要两种不同的燃料全部燃烧后，根据温度变化判定热值的大小；加热相同时间后，燃料燃烧的质量不一定相同，故D错误。
故选：。
比较两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料研究对象，加热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，由，比较温度的变化，温度升高越多，则吸热能力越小；
为了比较热值大小，要用质量相同不同的燃料，加热质量相同的同种液体研究对象，根据，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，根据，这种燃料热值越大，据此分析。
本题探究不同物质吸热升温现和比较不同燃料燃烧时放出的热量的实验，考查两实验相同和不同之处，要注意区分。
12.如图所示为四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲 C. 丙、甲、丁、乙 D. 甲、丁、乙、丙
【答案】C
【解析】解：由甲图可知，两个气门都关闭，活塞上行，因此是压缩冲程；
由乙图可知，排气门打开，活塞上行，因此是排气冲程；
由丙图可知，进气门打开，活塞下行，因此是吸气冲程；
由丁图可知，两个气门都关闭，活塞下行，因此是做功冲程；
所以顺序为：丙、甲、丁、乙。
故选：。
内燃机的四个冲程按照顺序有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
判断冲程可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功；”其中，气阀门都关闭谓之关，只有一个气阀门打开谓之开。
解决此类问题要结合内燃机的四个冲程特点进行判断分析，适当利用排除法进行分析解答。
13.如图是一单缸汽油机的某个冲程，下列说法正确的是( )
A. 该冲程是做功冲程 B. 该冲程中机械能转化为内能
C. 该冲程中气缸内压强变小 D. 该汽油机效率能达到
【答案】B
【解析】解：、如图，进气门关闭，排气门关闭，活塞上行，可以判断是压缩冲程，故A错误；
、压缩冲程中机械能转化为内能，气缸内压强增大，故B正确，C错误；
D、使用机械时，总会做额外功，因此该汽油机效率不会达到，故D错误。
故选：。
由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程；
压缩冲程中，机械能转化为内能，气缸内压强增大；
使用机械时，总会做额外功，故机械效率永远达不到。
本题考查了四冲程内燃机的工作过程、机械效率和能量的转化，属于基础题。
二、填空题
14.如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能________填“减小”或“增大”，卫星在________填“远”或“近”地点时重力势能最大．
【答案】增大；远
【解析】解：当卫星从近地点向远地点运动时，卫星的质量不变，高度变大，其重力势能变大；卫星在远地点时的高度最大，重力势能最大。
故答案为：增大；远。
动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能就越大；重力势能大小与质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。
本题主要考查了机械能守恒以及重力势能大小的判断，属于基础题。
15.蹦极是一种运动游戏。图中点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向点运动的过程中忽略空气阻力，其______能逐渐转化为动能；游戏者从点到点的过程中，绳子具有的______能逐渐增加；到达点时游戏者受到的弹力______选填“大于”“小于”或“等于”重力。
【答案】重力势 弹性势 大于
【解析】解：游戏者从最高点到时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能；
从点到点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大；
到达点时，绳子的形变程度最大，产生的弹力最大，此时的弹力要大于重力，在弹力的作用下，游戏者会向上运动。
故答案为：重力势；弹性势；大于。
动能的大小与速度和质量有关，重力势能的大小与质量和高度有关，据此判定能量的转化；
根据绳子的形变程度分析其弹性势能的变化；
根据弹簧形变程度的大小分析弹力与重力的大小关系。
该题考查了动能、重力势和弹性势能之间的变化，关键是对各自影响因素和受力情况的分析。
16.如图所示，质量为的金属小球从导轨的处自由滑下，依次经过处、处，到达处时恰好停下。在从到的过程中，重力做功为______；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为______。
【答案】
【解析】解：小球的重力：，
小球从到的过程中，重力做功：；
小球克服导轨摩擦消耗的机械能：。
故答案为：，。
分析：
在整个运动过程中，实现了重力势能和动能的相互转化，同时小球要克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能；求出小球在两点时的机械能，二者之差就是小球克服导轨摩擦消耗的机械能。
17.年月日时分，在位于内蒙古自治区的东风着陆场戈壁滩上，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。我们观察到着陆的返回舱的表面有明显的灼烧痕迹如图所示，这是因为返回舱进入大气层后，通过______方式增大了返回舱的内能，进而温度升高。返回舱在落回地面的过程中机械能是______选填“守恒”或“不守恒”的。
【答案】做功 不守恒
【解析】解：返回舱进入大气层后，与大气摩擦，克服摩擦做功，机械能不守恒，机械能转化为内能，使得返回舱的机械能减小，这是通过做功的方式改变返回舱的内能。
故答案为：做功；不守恒。
返回舱克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能不守恒。
本题考查了改变内能的方法、机械能的转化和守恒，属于基础题。
18.“拔丝地瓜”是很多人喜欢的菜品。刚出锅的“拔丝地瓜”香气特别浓，这是因为温度越高，分子的无规则运动越______选“剧烈”或“缓慢”；地瓜由生到熟，主要是通过______的方式改变内能的。
【答案】剧烈 热传递
【解析】解：刚出锅的“拔丝地瓜”香气特别浓，这是因为温度越高，分子的无规则运动越剧烈；
地瓜由生到熟，此过程中地瓜吸热，主要是通过热传递方式改变内能的。
故答案为：剧烈；热传递。
分子无规则运动的快慢与温度有关：温度越高，分子运动越剧烈；
改变内能有做功和热传递两种方式。
本题考查了分子热运动、热传递改变物体的内能，属于热学基础题，要求学生理解。
19.利用相同电加热器分别给质量相同的水和食用油加热，如图所示，这是通过______选填“做功”或“热传递”使液体内能增大。实验表明加热相同时间，食用油温度上升得比水快，这是因为食用油的比热容比水______选填“大”或“小”。
【答案】热传递 小
【解析】解：食用油和水的内能增加是通过热传递方式改变的。
加热相同时间，食用油温度上升得比水快，这是因为食用油的比热容比水小。
故答案为：热传递；小。
改变内能的方式包括做功和热传递；
质量相同的不同物质，温度变化小的，比热容越大，说明吸热能力越强。
本题考查比热容的概念及热传递改变物体的内能，属于基础题。
20.“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将水从加热至沸腾标准气压下的过程中，提供给水的热量至少为______。如果用酒精灯给水加热升高同样温度，至少需要______酒精。、
【答案】
【解析】解：一个标准大气压下，水的沸点是，水的质量，
水吸收的热量：；
不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量；
由可知，需要完全燃烧酒精的质量：。
故答案为：；。
知道水的质量、比热容、初温和末温，利用计算出水吸收的热量；不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量，根据计算出需要完全燃烧酒精的质量。
本题考查吸热公式、放热公式的灵活运用，是一道常考题。
21.已知砂石的比热容为，若质量为初温为的砂石吸收了的热量，那么砂石的温度会升高到______。城市的“热岛效应”是指市中心的温度比郊区高一些，这是因为砂石的比热容______填“大”或“小”。
【答案】 小
【解析】解：由得，砂石升高的温度为：
；
砂石的温度会升高到：；
城市中心建筑物主要用砂石、玻璃等建筑材料，郊区多水，砂石、玻璃等材料的比热容比水小，相同质量的砂石、玻璃等建筑材料与水相比较，在吸收或放出相同的热量时，砂石、玻璃等建筑材料的温度变化值比较大，水的温度变化值比较小，所以城市就形成了热岛效应。
故答案为：；小。
知道砂石的质量和吸收的热量，通过放热公式计算砂石升高的温度值；砂石的比热容较小，水的比热容较大。
本题考查了吸热公式的应用以及比热容的有关知识，属于基础题。
22.如图所示，小华在燃烧皿中放入酒精，对水加热，待酒精燃尽后，水温升高了。已知水的比热容为，酒精的热值为。在此过程中，酒精燃烧放出的热量为_________，水吸收的热量为_________，水的内能是通过_________方式增加的。
【答案】 ； ；热传递
【解析】略
23.随着生活水平的提高，汽车已进入寻常百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展
汽车应用了许多物理知识，请你解答：
汽油机是汽车的“心脏”
一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是，此汽油机每秒钟完成______个做功冲程；
当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将______选填“升高”、“不变”或“降低”．
【答案】 降低
【解析】【分析】
在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成个冲程，个工作循环中包括个冲程并对外做功次；
发动机的机械效率是有用功与消耗总功的比值。
本题考查了内燃机的四个冲程、热机效率的相关问题，要结合相关知识点进行分析解答，是中考的难点。
【解答】
已知四冲程汽油机曲轴转速是，所以此汽油机每秒钟转圈，可完成个工作循环，个冲程，汽油机每秒钟完成个做功冲程；
汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，消耗能量将会增加，故机械效率降低。
故答案为： 降低。
三、实验探究题
24.如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中，。
小钢球的动能大小是通过______选填“高度”或“距离来反映的。
分析比较甲、乙两组实验可知，物体质量相同时，速度越大，动能越______。
比较______两组实验可知物体的动能与质量的关系。
实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：
实验序号 小球的质量 小球自由滚下的高度 木块被撞后运动的距离
为了探究“超载”安全隐患，应选择______两个序号的实验进行比较；
为了探究“超速”安全隐患，应选择______两个序号的实验进行比较；
分析表格中对应的实验数据可知：______选填“质量”或“速度”对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
【答案】距离 大 甲、丙 、 、 速度
【解析】解：小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程；小球动能越大，那么小木块被撞滑行的距离就越远，因此小球的动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的；
分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，在斜面上的起始高度不同，起始高度越高的小钢球，滚到水平面的速度越大，推动小木块滑行的距离越远，故其动能越大；
根据控制变量法，甲、丙两组实验中物体的起始高度相同，到达斜面底端速度相同，由于质量不同，推动小木块滑行的距离不同，即小钢球的质量不同，动能不同，所以通过甲丙实验可得出物体的动能与质量的关系；
为了探究“超载”安全隐患，即质量的影响，应控制速度相同，应选择、两个序号的实验进行比较；
为了探究“超速”安全隐患，即速度不同，控制质量相等，应选择、两个序号的实验进行比较；
实验与实验相比，小球的质量相同，实验的小球自由滚下的高度是实验的两倍，实验的木块被撞后运动的距离是实验的倍；实验与实验相比，小球的自由滚下的高度相同，实验的小球的质量是实验的倍，实验的木块被撞后运动的距离才为实验的倍。而动能的大小由小木块被撞滑行的距离来体现，由此可知，在同等条件下，速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
故答案为：距离；大；甲、丙；、；、；速度。
小钢球从高处滚下，重力势能减小，动能增加；小球动能越大，推动木块移动的距离就越远；
从甲、乙两实验可以看出，质量相同的两个小球，达到水平面上的初速度越大，推动木块移动的距离越远，根据转换法判断小球的动能大小；
研究物体的动能与质量的关系，须控制两小球的速度相同，即两个小球在同一斜面，由静止下落的高度相同，据此判断正确答案；
根据表格中的数据，结合控制变量法分析；分别比较当速度加倍和质量加倍时，动能变成了原来的多少倍，从而判断谁对动能的影响较大。
本题考查了“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，能够运用控制变量法和转换法解决问题，是解答本题的关键。
25.小明利用实验小桌、沙箱、质量不同的重物、和，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将重物从高处图中水平虚线处由静止释放，重物自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知各次实验中小桌初始时桌腿陷入沙子中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在沙子中的位置。观察各次实验中桌腿陷入沙子中的深度情况，便可知物体开始下落时的重力势能大小的关系。已知实验中三个重物的质量关系为，重物下落的距离远大于重物的厚度和小桌陷入沙子中的深度。请观察甲、乙、丙、丁所示的实验操作与小桌最终陷入沙子中的结果，按要求回答下列问题：
比较______两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
比较甲、丙、丁可知，物体的重力势能与物体的质量有关：_____相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；
设乙实验操作中物体释放前的重力势能为，丁实验操作中物体释放前的重力势能为，则_____选填“大于”“小于”或“等于”。
【答案】甲、乙；
被举的高度；
小于
【解析】【分析】
本题考查探究重力势能大小与那些因素有关。在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析。在研究物理量的变化时常用转换法来分析。
探究重力势能与物体被举高的高度是否有关，应该控制质量不变；
利用控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，需控制质量其他的因素相同，只有质量不同，从图中找出符合条件的图即可。
小桌下陷入沙子越深反映了小球具有的重力势能越大。这用到了转换法。
【解答】
由甲、乙两次的实验结果可知，物体的质量相同，乙中物体被举的高度高，乙中物体下落后落在桌子上小桌下陷入沙子的深度大，说明乙中物体的重力势能大，可知物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
比较甲、丙、丁可知，物体被举的高度相同，丁中物体的质量大小，丁中物体下落后落在桌子上小桌下陷入沙子的深度大，重力势能大；物体的重力势能与物体的质量有关：被举的高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；
设乙实验操作中物体释放前的重力势能为，丁实验操作中物体释放前的重力势能为，由乙和丁可知，丁中小桌下陷入沙子的深度大，则小于。
故答案为：甲、乙；被举的高度；小于。
26.某实验小组利用如图所示的装置，探究“水和沙子吸热本领的大小”。
设计实验方案时，实验小组确定以下需控制的变量，其中多余的是______。
A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加的酒精量相同
C.取质量相同的水和沙子 D.盛水和沙子的容器相同
在实验过程中，水和沙子吸收热量的多少是通过______来反映的选填“温度计示数”或“加热时间”。
实验数据记录表格如下。
物质 质量 温度升高所
需要的时间 温度升高所
需要的时间 温度升高所
需要的时间
沙子
水
分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量______沙子吸收的热量选填“大于”、“小于”或“等于”。可以推想，如果给质量相同的水和沙子加热相同的时间，______选填“沙子”或“水”升高的温度会更高些。
【答案】 加热时间 大于 沙子
【解析】解：
用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式，与酒精灯里所加的酒精量无关，所以多余；
故选：；
在该实验中，用加热时间的长短，反应水和沙子吸收的热量的多少；
分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水加热的时间垂，故水吸的热量大于沙子吸收的热量。可以推想，如果给质量相同的水和沙子加热相同的时间，沙子升高的温度会更高些。
故答案为：；加热时间；大于；沙子。
探究物质比热容的大小需要控制的变量包括：吸收的热量，不同物质的质量，加热的时间和加热的方式；
水吸收热量的多少不能直接观察到，可以通过加热时间的长短间接反应，加热时间越长，水吸收的热量越多；
根据表中数据分析得出结论，根据结论推理。
本题考查的是比较物质吸热能力的方法，考查了学生对试验的操作能力，以及对于实验数据的分析能力，我们要能够根据相关的实验数据得出我们需要的知识，并能够将这些知识应用于生活，要注意物理实验中常常采用控制变量法。
27.如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为，烧杯内液体的质量都相同。
若比较不同燃料的热值应选择______两个装置：比较不同物质的比热容应选择______两个装置；选填装置序号：甲、乙、丙这里用到的研究方法是______法；
在“比较不同燃料的热值”的实验中，是通过观察______选填“升高的温度”或“加热时间”来比较燃料燃烧放出热量的多少的；
实验中需要的测量工具有温度计、秒表和______；
小明在测出燃料的质量后，并根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与实际相比______偏大、偏小、相等。分析原因：______写出一条即可。
【答案】乙、丙 甲、乙 控制变量 升高的温度 天平 偏小 燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收
【解析】解：若比较不同燃料的热值，应使燃料不同，被加热的液体相同，故应选择乙、丙两个装置。
比较不同物质的比热容时，应使被加热的物质不同，加热方式相同，故应选择甲、乙两个装置。
以上两个实验均用到了控制变量法；
在“比较不同燃料的热值”的实验中，热值是根据液体被加热时升高的温度进行比较的，液体温度升高越高，说明对应的燃料热值越大；
根据控制变量法知实验中需要控制液体的质量相同，故需要用天平测量质量，故实验中除了需要温度计外，还需要天平；
由于给水加热时燃料燃烧放出的热量没有完全被水吸收，存在热散失，或者燃料没有完全燃烧，因此根据计算出水吸收的热量要比煤油完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出煤油的热值，要比煤油的实际热值偏小。
故答案为：乙、丙；甲、乙；控制变量；升高的温度；天平；偏小；燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收。
燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，用到了控制变量法；
应用转换法，为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计升高的示数得出吸热多少，进而比较燃料燃烧放出的热量多少；
实验中需测量液体的质量和液体上升的温度；
由于给水加热时燃料燃烧放出的热量没有完全被水吸收，存在热散失，或者燃料没有完全燃烧，因此根据计算出水吸收的热量要比煤油完全燃烧放出的热量小，距离判断出计算的煤油热值变化。
本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，分析时用好控制变量法是本题的关键。
四、计算题
28.小宁同学学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少，于是，他在家里将装有水的水壶放到天然气灶上去烧，如图所示，用温度计测量水从加热至的过程中，观察到天然气表的数字变化了。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为。已知，求：
求水壶里水的质量。
在这个过程中水吸收的热量。
天然气的热值是多少。
【答案】解：由可得水的质量：
；
水吸收的热量：
；
已知天然气灶的效率约为，
由可得天然气完全燃烧放出的热量：
，
天然气的热值：
。
答：水壶里水的质量为；
在这个过程中水吸收的热量为；
天然气的热值为。
【解析】已知水的体积、密度，利用求水壶里水的质量；
又知道水的比热容、初温和末温，利用求水吸收的热量；
已知天然气灶的效率，根据求天然气完全燃烧放出的热量；再根据求天然气的热值。
本题考查了密度公式、吸热公式、热值公式、效率公式的应用，属于基础计算题，难度不大。
29.如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在的时间内，在水平路面上匀速行驶了，消耗汽油若已知该汽车发动机的功率即牵引力的功率为，汽车包括车上的人和物品质量为，汽油的热值为，求：
汽油完全燃烧放出的热量是多少？
该汽车克服阻力做的功是多少？
该汽车的热机效率是多少？
【答案】解：
汽油完全燃烧放出的热量为：；
汽车匀速运动，阻力等于牵引力，故该汽车克服阻力做的功等于牵引力做的功；
由可得，该汽车内克服阻力做的功：，
该汽车的热机效率：。
答：汽油完全燃烧放出的热量是；
该汽车克服阻力做的功是；
该汽车的热机效率是。
【解析】根据求出燃料发出的热量。
在水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力，克服阻力做的功等于牵引力做的功。要利用公式进行计算。
理解热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
此题主要考查了能量的损耗、热机效率的计算及功和功率的计算，考查得很全面。
一、单选题
1.某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处点开始下落，点是弹性绳的自由长度，在点运动员所受弹力恰好等于重力，点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力的大小随时间变化的情况如图乙所示蹦极过程视为在竖直方向的运动。下列判断错误的是( )
A. 运动员在点的动能大于在点动能 B. 从点到点绳的弹性势能增大
C. 运动员重力大小大于 D. 时刻运动员动能为
【答案】C
【解析】【分析】
当弹性势能与重力势能相等时，此时加速过程恰好完成，速度最快，动能最大；
弹性势能的大小与弹性形变程度有关；
运动员最后静止的位置，重力与弹力相等的位置；
动能和物体的运动速度、质量有关。
此题是有关能量的转化及运动和力的关系，能够分析出运动员在运动过程中速度的变化及受力变化是关键。
【解答】
由题知，在点运动员所受弹力恰好等于重力，点是第一次下落到达的最低点；
A.运动员从点到点过程中，由于弹力大于重力，所以人的运动速度减小，动能减小，因此运动员在点的动能大于在点动能，故A正确；
B.从点到点过程中，绳子的长度越来越长，形变程度越来越大，则绳的弹性势能越来越大，故B正确；
C.由图乙可知，最后绳的弹力几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时弹力与重力平衡，由图象可知，运动员的重力小于，故C错误；
D.由图乙可知，时刻弹力最大，则绳子的弹性形变是最大的，所以运动员应达到了最低点，此时速度为零，动能最小为零，故D正确。
故选C。
2.如图所示，重为的小球在点由静止开始释放，向右侧摆动。点是小球摆动的最低点，点是小球摆到右侧的最高点，且、两点到点的竖直距离。下列说法不正确的是( )
A. 摆动过程中，小球的机械能总量减小
B. 若小球摆动到点时绳子突然断裂，小球将保持静止状态
C. 若小球摆动经点时，外力全部消失，小球将沿水平方向做匀速直线运动
D. 小球最终会停在点，整个过程中克服摩擦力做功为
【答案】B
【解析】解：
A、摆动过程中，小球克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，小球的机械能总量减小，故正确；
B、当小球摆动经点时，绳子突然断裂，小球有向右的速度，在重力的作用下做抛物线运动，故B错误；
C、当小球摆动经点时，小球有向右的速度，外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将沿水平方向做匀速直线运动，故C正确；
D、小球最终会停在点，和的速度都为，高度不同，故整个过程中克服摩擦力做功为，故D正确。
故选：。
动能和势能合称机械能，由于克服空气阻力，一部分机械能会转化为内能；
据牛顿第一运动定律知，一切物体在没有受到任何外力时，其总是保持静止状态或匀速直线运动状态；
根据重力做功的公式分析。
此题考查了动能与势能的转化及运动状态的改变。需要清楚的是，不考虑空气阻力，机械能是守恒的；由于克服空气阻力，机械能总量是减少的。
3.甲、乙两物体质量、初温都相同，甲的比热大于乙的比热．当它们放出相同的热量后，相互接触，接触以后内能的变化情况是( )
A. 甲的内能增加，乙的内能减少 B. 甲的内能减少，乙的内能增加
C. 甲的内能不变，乙的内能减少 D. 甲、乙的内能都不变
【答案】B
【解析】解：因甲、乙两个不同的物体的质量、温度均相同，甲的比热容大于乙的比热容，所以当它们放出相同的热量后，乙降低的温度值比甲降低的大，所以甲的温度会高于乙的温度；
当它们接触后，温度高的甲会向温度低的乙传递热量，使甲的内能减少，乙的内能增加；
故选B．
解决此题要知道热传递发生的条件是要有温度差；质量相同的两种物质，放出相同的热量后，比热容小的物质降低的温度值大．
解决此题要结合比热容知识和热传递的条件进行分析解答．
4.以下有关“热”相关的现象的说法中正确的是( )
A. 新冠病毒随飞沫在空气中传播是一种分子的无规则运动
B. 热水放凉了，它具有的热量就减小了
C. 口罩可以对极细微的颗粒达到以上的过滤效率，是因为口罩材料分子之间没有间隙
D. 浅颜色的衣服和深颜色的衣服一起洗会被染色这是发生了扩散现象
【答案】D
【解析】解：、新冠病毒随飞沫在空气中传播，飞沫的直径远大于分子的直径，所以飞沫不是分子，飞沫在空气中的运动属于机械运动，不是分子的无规则运动；故A错误；
B、热量是指热传递过程中转移的能量的多少，不能说物体具有热量，故B错误；
C、过滤效率高，是因为口罩材料之间有很小的空隙，故C错误；
D、浅颜色的衣服和深颜色的衣服一起洗会被染色这是发生了扩散现象，故D正确。
故选：。
构成物质的分子，总在不停地做无规则运动，大量分子无规则的运动叫做分子的热运动；宏观物体位置的变化叫机械运动；
热量是指热传递过程中转移的能量的多少，是一个过程量；
分子间存在间隙；
不同物质的分子相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散。
本题考查了热运动和机械运动的判断、热量的概念、分子动理论、扩散现象，属于基础知识。
5.如图所示，在给自行车打气时，经过一段时间会发现气筒壁的下半部分发热，下列关于造成这个现象的主要原因的解释正确的是( )
A. 打气筒活塞与筒内壁摩擦，通过做功增加筒壁的内能
B. 打气筒活塞与筒内壁摩擦，通过热传递增加筒壁内能
C. 气筒内气体受压温度升高，热传给筒壁使其温度升高
D. 气筒内气体受压温度升高，通过做功使筒壁温度升高
【答案】C
【解析】解：用打气筒打气时，压缩筒内空气做功，使筒内下部的空气内能增大、温度升高，这样使打气筒外壁底部的温度较高；上部由于摩擦及升温的空气通过热传递使筒壁温度升高；故ABD错误，C正确。
故选：。
压缩气体做功，内能增大、温度升高；克服摩擦做功，物体内能增大、温度升高。
本题考查了改变内能的方式中的做功：压缩气体做功，克服摩擦做功；压缩气体做功是使筒壁变热的主要原因。
6.甲乙两金属质量和初温都相等，先把甲金属放入一杯热水中，热平衡时，结果水的温度下降了，把甲从水中取出，立即将乙金属投入这杯水中，热平衡时水温又降低了，不考虑热散失，则甲乙两金属的比热容大小( )
A. B.
C. D. 条件不够，不能确定
【答案】A
【解析】解：先后将甲乙两金属投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量相同，
不计热量损失，
，
甲乙两金属吸收的热量相同；
由题知，乙金属比甲金属少升高了，即乙金属的末温低；
由上述分析可知，质量相同的甲乙两金属，吸收相同的热量，乙金属升高的温度少，所以乙金属的比热容大。即：。
故选：。
甲、乙两金属块，先后投入到同一杯热水中，甲乙金属吸收热量、温度升高，水放出热量、温度降低；
由题知，两次水降低的温度相同，也就是水放出的热量相同，因为不计热量损失，由热平衡方程可知，甲乙两金属吸收的热量相同；
而甲、乙两金属的质量相等、初温相同，经吸热后，乙金属的末温比甲物体的末温低；
由上述分析可知，质量相同的甲乙两金属，吸收相同的热量，乙金属升高的温度少，所以乙金属的比热容大。
本题考查了比热容的概念、热平衡方程的应用、吸热公式的应用，能确定甲乙两金属的末温关系是本题的关键。
7.如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有和的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，则下列说法正确的是( )
A. 甲杯水中每分钟吸收的热量为
B. 甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为：
C. 加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比：
D. 将甲、乙两容器中的液体从加热至沸腾所需要的时间之比为：
【答案】C
【解析】解：
A、由图丙的甲图线可知，加热 时，甲容器中水升高的温度：
；
由图象还可知，水的温度变化随时间的增加而均匀升高，
所以，加热 时，甲容器中水升高的温度：
；
此时甲容器中的水吸收热量：
，故A错误；
B、由图丙可知，水的温度从升高到时，乙的加热时间为；此时乙容器中的水吸收热量：
，
乙容器中的水每分钟吸收热量为：
；
由于忽略散热损失，所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，则：
加热器每分钟放出的热量之比为：：：：，故B错误。
C、根据可知相同时间内，加热器放出的热量之比为：，则相同时间内，两杯水吸收的热量之比为：，根据可得两杯水升高的温度之比为：
，故C正确。
D、根据可得甲、乙两容器中的水从 加热至沸腾所需热量之比：
；
根据时间可得所用时间之比为：
：；故D错误。
故选：。
加热 时，由图丙的甲图线可知甲容器中水升高的温度；而水的温度变化随时间的增加而均匀升高，据此判断加热 时甲容器中水升高的温度，已知水的质量和比热容，利用计算此时甲容器中的水吸收热量；
由图丙可知，水的温度从升高到时，甲的加热时间为，乙的加热时间为；
已知两容器中水的质量和升高的温度均升高，由于忽略散热损失，由和即可求出每分钟放出的热量之比；
根据每分钟放出的热量之比可知加热相同的时间时水吸收的热量之比，然后根据可判断两杯水升高的温度之比。
根据可得甲、乙两容器中的水从 加热至沸腾所需热量之比；然后根据所用时间可求出所用时间之比。
本题考查了吸热公式的灵活运用，本题需要注意是利用的不同加热器，则相同的时间产生的热量不同，解题的关键是从图象中获取有用信息。
8.如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。水和沙子质量相等下列说法正确的是( )
A. 图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组装
B. 图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为零
C. 图乙中，温度计的示数为
D. 图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱
【答案】D
【解析】解：、要用酒精的外焰加热，故甲中，组装实验装置时应按自下而上的顺序组装，故A错误；
B、一切物体在任何温度下都有内能，热前水和沙子的内能不为零，故B错误；
C、图乙中，温度计的分度值为，示数为，故C错误；
D、根据图丙可知，加热相同的时间，质量相同的水和沙子，水升温慢，沙子比水的吸热能力弱，故D正确。
故选：。
要用酒精的外焰加热，据此分析；
一切物体在任何温度下都有内能；
根据温度计的分度值读数；
使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。
本题比较不同物质的吸热能力，考查器材安装顺序、温度计读数、内能概念的理解和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。
9.现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热，根据它们各自吸收的热量和末温度，在温度热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图所示，则甲、丙之间比热容和质量的大小关系，正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查热量公式的理解，分析问题应采用控制变量法。甲乙丙三种物质初温相同，甲、乙是质量相等的不同液体，从图上可以看出，在吸收热量相同的情况下，乙末温高，可知乙的比热容小。乙、丙是质量不等的同种液体，比热容相同，在吸收热量相同的情况下，乙末温高，可知丙的质量大。
【解答】
甲、乙为质量相等的不同液体，由下图可知，
甲、乙吸收相同的热量时，甲的温度变化小，由可知，甲比乙的比热容大；
而乙、丙是同种液体则比热容相同，所以甲比丙的比热容大，即；
乙、丙为质量不等的同种液体，其比热容相同，由图可知，乙、丙吸收相同的热量时，乙的温度变化大，由可知，乙的质量比丙小，又因为甲、乙的质量相等，所以甲的质量比丙小，故ABD错误、C正确。
10.两台汽油机，甲的功率是乙的倍，甲的效率为，乙的效率为，那么甲与乙每小时消耗油量之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【解析】
解决此类题目要知道求解发动机每小时消耗的油量就是求解发动机的总功率，这里所给出的功率实际是发动机的有用功率，对耗油量的表示，是本题的难点。
【答案】
设甲的功率为，其效率为，乙的功率为，其效率为，汽油的热值为，做功时间为，
由题意知：，，
甲在时间内做的有用功：，
由可得，甲在时间内消耗的总能量：，
由可得，甲在时间内的耗油量：。
同理可得乙在时间内的耗油量的表达式：。
甲乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比：
：。
故选：。
11.如图所示，当用打气筒不停的给自行车胎打气时，会发现打气筒的下部温度会比较高。则该过程能量的转化与汽油机的下列哪一冲程的能量转化相同( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查通过做功改变内能的能量转化与四冲程内燃机工作过程中的能量转化情况，掌握这些知识是解决此题的关键。
做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，机械能转化为内能，当物体对外做功时，内能转化为机械能；内燃机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能的过程。
【解答】
当用打气筒不停的给自行车胎打气时，会发现打气筒的下部温度会比较高，此过程中机械能转化为内能，此过程与汽油机的压缩冲程类似，在压缩冲程中也是将机械能能转化为内能。
A.由图可知，该冲程为吸气冲程，故A错误；
B.由图可知，该冲程为压缩冲程，故B正确；
C.由图可知，该冲程为做功冲程，故C错误；
D.由图可知，该冲程为排气冲程，故D错误；
故选B。
二、填空题
12.“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激运动。跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。如图所示是某运动员做蹦极运动的图象忽略空气阻力，规定运动员速度方向向下为正，由该图象可知在时间内运动员______能转化为______能，______时刻弹性绳的弹性势能最大，此时运动员的动能为______，______时刻运动员受到的重力等于弹性绳的拉力，______时刻运动员再次达到最高点。
【答案】重力势 动
【解析】解：由图可知，在时间内运动员的速度越来越大，高度越来越小，而运动员质量不变，其动能不断增大，重力势能不断减小，故是重力势能转化为动能；
时刻是弹性绳自然伸直状态，运动员继续向下运动，弹性绳逐渐被拉长，弹性形变逐渐增大，弹性势能不断增大，时刻运动员到达最低点，此时弹性绳的弹性形变最大，弹性绳的弹性势能最大；
时刻运动员到达最低点，此时运动员速度为，不计空气阻力，其所有的动能均转化为势能，故动能为；
时刻以后，运动员向上运动，所受拉力逐渐减小，时刻是弹性绳自然伸直状态，此时运动员受到的重力等于弹性绳的拉力；时刻拉力逐渐增大，时刻时刻运动员速度为，再次达到最高点，。
故答案为：重力势；动；；；；。
解答本题应抓住：
运动员向下运动速度增大，向上运动速度减小。根据速度图象，分析时间内速度和高度变化，判断运动员的能量转化；
由图分析时间内运动员的运动情况，确定何时运动员到达最低点，即可知道何时绳子拉力最大，弹性势能最大；
图象直线部分表示运动员做匀变速直线运动，绳子没有拉力，根据速度的方向及其变化情况，分析时刻运动员受到的重力和弹性绳的拉力的关系。
当跳跃者到达最低点和最高点时，速度为零，结合图象分析运动员再次达到最高点的时刻。
此题考查动能和势能的转化与守恒，难度很大，解题关键在于读懂图象，并根据图象的形状判断运动员的运动情况，确定何时到达最低点，何时到达最高点。
13.如图所示，在同一高度以大小相同的初速度分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的 能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时距水平地面的高度分别为和，速度为和；小球又下落到离地等高度时的速度大小分别为和，则 ， ， 选填“大于”、“等于”或“小于”。
【答案】动 大于 小于 等于
【解析】解：在同一高度以大小相同的初速度分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，因质量和抛出的速度相同，故小球的动能相同，不计空气阻力，故机械能守恒。小球上升时，小球的高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能。
小球竖直向上运动到最高点时速度为，动能为；而小球斜向上到达最高点时速度不为，故小于；小球斜向上到达最高点时有一定的动能，因机械能守恒，故竖直向上运动的小球运动到最高点时具有的重力势能比斜向上运动的小球到达最高点时的重力势能大，根据影响重力势能的大小，故有大于。
小球又下落到离地等高度时重力势能相等，因机械能守恒，故两种情况下此时的动能相同，根据影响动能大小的因素，故速度相同，即等于。
故答案为：动；大于；小于；等于。
两个小球在运动的过程中，只有重力做功，机械能都守恒，由机械能守恒定律分析动能势能关系。
本题考查影响物体动能与重力势能的转化，只有动能和重力势能相互转化时，机械能守恒，难度适中。
14.如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，是压缩弹簧后小球静止释放的位置，是弹簧原长时小球的位置，是小球到达最右端的位置。则小球从运动到的过程中，在______选填““”、“”或“”位置机械能最大；从到的过程中，小球的动能转化为弹簧的______。
【答案】；弹性势能
【解析】【分析】
本题主要考查了动能与弹性势能之间的转化，会分析物体的运动情况及动能与弹性势能的影响因素，是解答的关键。
动能的影响因素是质量和速度，弹性势能的影响因素是物体发生弹性形变的程度，据此可结合物体的运动情况做出判断。
【解答】
由题意可知，小球从运动到的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，到达点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；
再从运动到时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能会变小，因此，在点时小球的机械能最大。
故答案为：；弹性势能。
15.某物体具有的动能为焦，内能为焦，分子总动能为焦，重力势能为焦，弹性势能为焦，则它的机械能为______焦，分子总势能______焦．
【答案】；
【解析】解：机械能是动能和势能的统称，势能又包括重力势能和弹性势能．所以物体的机械能为：焦．
物体内所有分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能．所以分子总势能为：焦．
故答案为：，．
机械能是物体动能和势能的总和，内能是所有分子动能和分子势能的总和．
本题考查了学生对机械能和内能的理解及区别．机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量，内能是与分子运动相对应的能量．
16.如图所示，是一个被销钉锁住的活塞，气缸密封有少量空气，气缸内气压小于外界大气压，是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉拔出后，将观察到活塞缓慢向左移动，温度计的示数________选填“变大”“变小”或“不变”，原因是____________________________。
【答案】变大；外界对气体做功，物体的内能增加，温度升高
【解析】【分析】
做功改变物体内能，做功主要有摩擦生热和压缩气体做功；对物体做功，物体内能增加，温度升高，物体对外做功，物体内能减小，温度降低。
本题考查了做功改变物体内能，掌握物体做功可以改变物体的内能，及其实质是解决此题的关键。
【解答】
当拔去销钉后，气缸内的空气膨胀推动活塞向左运动，外界对活塞做功，外界对气体做功，物体的内能增加，温度升高，导致了温度计的示数升高。
故答案为：变大；外界对气体做功，物体的内能增加，温度升高。
17.有一种“涡轮增压”型轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车型更节能，排气更清洁。同样的汽油加在型轿车内与加在型轿车内相比热值 选填“更大”、“一样大”或“更小”；若散热器中装有的水，水温升高，水吸收的热量是 ；若汽油机曲轴的转速为，汽油机每秒内对外做功 次。
【答案】一样大
【解析】解：热值只与燃料的种类有关，与燃烧情况无关，因此汽油加在型轿车内与加在型轿车内热值一样大；
水吸收的热量：；
汽油机曲轴的转速为，即，也就是说每秒曲轴转圈，完成个冲程，对外做功次。
故答案为：一样大；；。
热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关；
直接利用热量计算公式计算；
四冲程汽油机工作时，一个工作循环个冲程，曲轴转两圈，对外做功一次。
本题主要考查对燃料热值的理解，还考查了内燃机工作时的四个冲程，需要熟练运用热量公式进行计算。
18.“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写，而沿海地区昼夜之间 变化却没有这么明显，这是由砂石与水的 不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为：，砂石和水的密度之比为：。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时，它们升高的温度之比为 。
【答案】温度 比热容 ：
【解析】解：沿海地区，水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小；
砂石和水两个物体的体积相同，由可得，，
由可得，
砂石和水吸收相同的热量时升高的温度之比：。
故答案为：温度；比热容；：。
水的比热容较大，质量相同的水与其它物质相比，吸收或放出一定热量时，温度变化小；温度变化一定时，可以吸收或放出更多热量；
根据计算甲、乙两物体的质量之比，根据求出吸收相同的热量时升高的温度之比。
本题考查了密度和热量公式的灵活应用，计算过程要注意各量之间的关系，不要颠倒。
19.图甲是一密闭针筒示意图，针筒初始状态及温度计示数如图甲所示在本实验中由于针筒内气体分子间距离很大，分子间作用力可忽略不计，因此可以不考虑分子势能的变化。小丽在实验中缓慢下压活塞在这个过程中，筒内分子数目不变，针筒末状态及温度计示数如图乙所示，则从甲到乙的过程中，缓慢下压活塞后，筒内气体的内能 选填“变大”、“变小”或“不变”，判断依据是 。
小明用塑料矿泉水瓶进行了如下操作：瓶中留有少量水，盖上瓶盖如图丙；扭转瓶子图丁；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾。瓶盖被瓶内的气体冲出的过程与图戊中热机的 选填字母冲程相似；若该热机消耗了汽油，则热机对外做功有可能为 选填序号。汽油热值
【答案】变大 分子体积变小，分子势能变大 做功
【解析】解：从甲图到乙图的过程中，质量不变、温度不变，但是气体体积变小，分子势能变大，内能变大；
如图乙，扭转瓶子时，小明施加的外力压缩瓶内的气体，是机械能转化为内能，这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似；当瓶盖被瓶内的气体冲出时，是瓶内气体对瓶盖做功，内能转化为机械能，这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似；
汽油完全燃烧释放的热量；汽油机的效率在左右，则热机对外做功有可能为：，故正确。
故答案为：变大；分子体积变小，分子势能变大；做功；。
物体的内能与温度、质量、状态有关；
压缩气体做功，可将机械能转化为内能；气体对瓶盖做功，内能转化为机械能；汽油机做功冲程中将内能转化为机械能，压缩冲程中将机械能转化为内能；根据公式计算出汽油完全燃烧释放的热量，根据效率求出做功的大小。
本题考查了内能的大小、内燃机的工作过程、热量的计算等，属于综合题。
三、实验探究题
20.如图为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气冲程。
排量
输出功率
转速
发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将______能转化为______能。
有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离即冲程长。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
该发动机在内做功______，单缸排量______。
在每个做功冲程里，发动机做功______。
在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为，式中表示燃气对活塞的压强，则______
【答案】内 机械
【解析】解：在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；
由可得，发动机在内做功：
，
因为四缸总排量为，
单缸排量：
，
发动机在内做功，
发动机有四个缸同时工作，
每个缸内做功：
，
又因为转速为，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，
所以内做功次，
每个做功冲程做功：
。
因为，，
所以燃气对活塞的压强：；
故答案为：燃气；内；机械；，，；。
发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能。
知道发动机的输出功率，利用功率公式计算发动机在内专题12 机械能和内能
考点01:动能和势能的定义
1.新农人助力乡村振兴，如图所示，用无人机给农田施肥方便快捷又节省劳动力。若无人机在施肥的过程中水平匀速飞行，则它的( )
A. 动能减小，重力势能减小，机械能减小 B. 动能减小，重力势能增大，机械能不变
C. 动能减小，重力势能减小，机械能不变 D. 动能不变，重力势能不变，机械能不变
2.如图所示的单摆，摆球在摆动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 位置的动能最大 B. 位置到位置的过程中，重力势能先变小后变大
C. 位置的重力势能最大 D. 位置到位置的过程中，动能先变小后变大
3.请写出下列物体分别具有哪种形式的机械能。
水平路面上行驶的汽车具有________。
被拉长的弹簧具有________。
高山上的巨石具有________。
考点02:动能和势能的转化
4.把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“：按下后放手”到“：获得一个向上的速度”再到“：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“”阶段，______转化为动能；圆珠笔在“”阶段，动能转化为______。
5.如图所示，用轻质弹簧弹簧质量和空气阻力忽略不计将小球挂在天花板上，小球和弹簧拉到水平位置此时弹簧处于原长从静止开始释放，摆动到最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球动能变化量大于小球重力势能变化量 B. 小球动能变化量小于小球重力势能变化量
C. 小球动能变化量等于小球重力势能变化量 D. 小球的机械能守恒
考点03:实验:探究影响物体动能/势能大小的因素
6.小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块、和质量为，他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫如图所示。
在这个实验中，可以通过观察______来比较铝块重力势能的大小。
甲、乙实验说明______；比较______实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。
分析上述实验，得出的结论是：______，它的重力势能越大。
7.小明在探究“阻力对物体运动的影响”时，让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端，然后在三种水平表面上滑行，如图所示。
实验中，每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑，目的是使小车到达斜面底部时具有相同的______，本实验用到的实验方法是______。
实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远，说明小车受到的阻力最______。
假设水平面绝对光滑，小车不受任何阻力，小车从斜面上滑下后会在水平面上做______直线运动选填“匀速”“减速”或“加速”。
用图丙所示装置，让同一小车从斜面的不同高度由静止开始自由下滑，与另一辆放置在水平板上的小车相撞，则还可以探究小车______的关系选填答案序号：动能与质量动能与速度势能与质量。
8.高空抛物严重危害生命安全。如果一个重的玻璃瓶从高处自由下落，重力对玻璃瓶所做的功为______，玻璃瓶的重力势能______选填“增大”、“减少”或“不变”，设动能变化的大小为，重力势能变化的大小为，则 ______选填“”“”或“”。
考点04:内能与温度、热量、质量的关系
9.关于热量，下列说法正确的是( )
A. 热水比冷水含的热量多 B. 一大桶水比一小桶水含的热量多
C. 一个物体内能越多，它具有的热量越多 D. 热量是热传递过程中物体内能的改变量
10.关于热量、内能和温度，下列说法正确的是( )
A. 在热传递过程中，热量是内能改变多少的量度
B. 内能小的物体也可以将温度传递给内能大的物体
C. 内能和机械能的单位都是，所以它们是同一种形式的能量
D. 物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就不变
考点05:改变物体内能的两种方式
11.以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是( )
A. 锯木头锯条发热 B. 铁丝反复弯折后发热
C. 阳光下路面发热 D. 搓手时手掌发热
12.内能是物体内部所有分子热运动的动能与势能的总和．如图所示是北极的冰山，它的温度可达零下数十摄氏度，则这些冰的分子 填“有”或“没有”，下同做热运动，所以这些冰 内能．若冰在太阳的照射下熔化，则在冰熔化的过程中，它的内能 ，这是通过 的方式改变的．
13.如图所示，小明在玩摔炮危险动作，请谨慎模仿，他只要稍用力将摔炮摔向地面，摔炮就可以爆响。摔炮与地面发生碰撞时，通过________方式，使它的内能增加，火药爆炸时产生的气体膨胀对外做功后，自身的内能________选填“增大”“减小”或“不变”。
考点06:实验:比较不同物质的吸热能力
14.如图甲所示，用电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种液体加热，两种液体每秒吸收的热量相同不考虑液体与外界的热传递。两种液体温度加热时间的图像如图乙所示。
加热前两空均选填“大于”“等于”“小于”，甲的温度______乙的温度；甲吸收的热量______乙吸收的热量；： ______。
若初温及质量均相同的甲、乙两种液体放出相同的热量两种液体均未凝固后，甲的温度______乙的温度选填“大于”“等于”“小于”。
考点07:比热容的相关计算
15.一壶质量为千克，温度为的水，加热到已知焦千克。求：
水升高的温度；
水吸收的热量；
接着再继续加热，若水又吸收了焦的热量，求水的末温。标准大气压下
16.“水地暖”取暖的原理是以温度不高于的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板，通过地面以热传递的方式向室内供热的一种供暖方式。如图所示，某房间一段时间内循环流动的水质量为千克，进水温度为，出水温度为。求这段时间里：
水降低的温度；
水向外界放出的热量。焦千克
17.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的质量也相同，下列说法正确的是( )
A. 比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图 B. 比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图
C. 比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图 D. 比较不同燃料的热值，不可以选择甲乙两图
18.用如图所示甲、乙两套相同的装置，可完成两个实验：实验一“探究不同物质吸热升温的现象”，实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。下列关于这两个实验的说法正确的是( )
A. 实验一中，烧杯中应装入质量相等的同种液体
B. 实验一中，在燃烧皿中放入同种燃料，用秒表记录加热时间
C. 实验二中，烧杯中应装入质量相等的不同液体
D. 实验二中，在燃烧皿中放入不同燃料，用秒表记录燃料充分燃烧所用时间
考点08:热值及其计算
19.甲、乙两种燃料，甲的质量是乙的倍，甲、乙完全燃烧后放出的热量之比为：，则甲、乙两种燃料的热值之比为( )
A. ： B. ： C. ： D. ：
20.甲、乙两种燃料的热值之比为，它们的质量之比为，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为( )
A. B. C. D.
21.如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为，则内完成 个冲程。
考点09:燃机
22.如图所示为四冲程汽油机的_________冲程，在该冲程中，汽缸内气体的内能_________填“增大”或“减小”；该汽油机秒内对外做功次，则飞轮转速为_________，汽油在燃烧过程中把_________能转化为内能．
考点10:热机效率
23.改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以的速度在平直公路上匀速行驶，消耗了汽油，汽车发动机功率为，已知：汽油的热值为，汽油的密度为。求该汽车匀速行驶过程中：
消耗汽油的质量；
发动机所做的功；
发动机的效率百分号前保留整数。
24.某款汽车质量为，车轮与地面总接触面积为某次在水平高速公路上以速度匀速行驶了，所受阻力为汽车重力的倍。燃油的热值为，取。求：
汽车静止时，对水平地面的压强。
牵引力做功的功率。
若燃油完全燃烧，内燃机的效率是，至少消耗多少燃油？
一、单选题
1.如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是( )
A. 返回舱的动能不变 B. 返回舱的重力势能不变
C. 返回舱的机械能不变 D. 返回舱的机械能变大
2.如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员( )
A. 助跑阶段机械能不变 B. 起跳时机械能为零
C. 经过最高点时动能最大 D. 经过最高点时重力势能最大
3.沿水平桌面自由滚落的排球的运动轨迹如图，，两处高度相同，为球与水平地面的接触点，忽略空气阻力，关于排球的说法，正确的是
A. 点的动能等于点的动能 B. 点的重力势能等于点的重力势能
C. 点到点的过程中，机械能减小 D. 点到点过程中，弹性势能转化为动能
4.如图所示，小球从点由静止沿粗糙轨道开始运动，到达点时离开轨道，球在空中上升至最高点后开始下落，经过点。、处在同一水平高度。下列说法正确的是( )
A. 、两点的动能相同
B. 小球到达的最高点与点高度相同
C. 小球从到的过程，重力势能转化为内能和动能
D. 从到的过程，小球的重力势能转化为动能，再由动能转化为重力势能
5.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
6.如图所示的甲，乙两杯水温度都升高则( )
A. 甲杯水吸收的热量较多 B. 乙杯水吸收的热量较多
C. 甲、乙两杯水吸收的热量一样多 D. 无法比较
7.如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是( )
A. 气体的内能转化为活塞的机械能 B. 筒内气体温度降低
C. 筒内气体的内能不变 D. 活塞对筒内气体做了功
8.假如“水的比热容变小，且变得比其他物质小”，下列现象可能发生的是( )
A. 沿海地区比内陆地区昼夜温差小 B. 烧开一壶水所用时间比原来变长
C. 夏天中午在海边，海水比沙子烫 D. 北方楼房中的暖气用水作为传热的介质
9.经常下厨的小关发现，同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些．这是因为( )
A. 水的比热容小，吸热后温度升高得快 B. 油的比热容小，吸热后温度升高得快
C. 在相同的时间内，水吸收的热量较多 D. 在相同的时间内，油吸收的热量较多
10.家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在( )
A. 白天、夜晚 B. 夜晚、白天 C. 白天、白天 D. 夜晚、夜晚
11.如图所示，用同样的装置进行“比较不同物质的吸热本领”和“比较不同燃料的热值”的实验，则以下说法中正确的是( )
A. 这两个实验都要控制被加热的物质的质量一样
B. 这两个实验都要控制被加热的物质的种类一样
C. 前一实验中，加热相同时间后，比热容大的物质吸收热量一定多
D. 后一实验中，加热相同时间后，若温度计示数升高得越多，则该燃料的热值一定越大
12.如图所示为四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、丙、乙、甲 C. 丙、甲、丁、乙 D. 甲、丁、乙、丙
13.如图是一单缸汽油机的某个冲程，下列说法正确的是( )
A. 该冲程是做功冲程 B. 该冲程中机械能转化为内能
C. 该冲程中气缸内压强变小 D. 该汽油机效率能达到
二、填空题
14.如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能________填“减小”或“增大”，卫星在________填“远”或“近”地点时重力势能最大．
15.蹦极是一种运动游戏。图中点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向点运动的过程中忽略空气阻力，其______能逐渐转化为动能；游戏者从点到点的过程中，绳子具有的______能逐渐增加；到达点时游戏者受到的弹力______选填“大于”“小于”或“等于”重力。
16.如图所示，质量为的金属小球从导轨的处自由滑下，依次经过处、处，到达处时恰好停下。在从到的过程中，重力做功为______；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为______。
17.年月日时分，在位于内蒙古自治区的东风着陆场戈壁滩上，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。我们观察到着陆的返回舱的表面有明显的灼烧痕迹如图所示，这是因为返回舱进入大气层后，通过______方式增大了返回舱的内能，进而温度升高。返回舱在落回地面的过程中机械能是______选填“守恒”或“不守恒”的。
18.“拔丝地瓜”是很多人喜欢的菜品。刚出锅的“拔丝地瓜”香气特别浓，这是因为温度越高，分子的无规则运动越______选“剧烈”或“缓慢”；地瓜由生到熟，主要是通过______的方式改变内能的。
19.利用相同电加热器分别给质量相同的水和食用油加热，如图所示，这是通过______选填“做功”或“热传递”使液体内能增大。实验表明加热相同时间，食用油温度上升得比水快，这是因为食用油的比热容比水______选填“大”或“小”。
20.“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将水从加热至沸腾标准气压下的过程中，提供给水的热量至少为______。如果用酒精灯给水加热升高同样温度，至少需要______酒精。、
21.已知砂石的比热容为，若质量为初温为的砂石吸收了的热量，那么砂石的温度会升高到______。城市的“热岛效应”是指市中心的温度比郊区高一些，这是因为砂石的比热容______填“大”或“小”。
22.如图所示，小华在燃烧皿中放入酒精，对水加热，待酒精燃尽后，水温升高了。已知水的比热容为，酒精的热值为。在此过程中，酒精燃烧放出的热量为_________，水吸收的热量为_________，水的内能是通过_________方式增加的。
23.随着生活水平的提高，汽车已进入寻常百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展
汽车应用了许多物理知识，请你解答：
汽油机是汽车的“心脏”
一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是，此汽油机每秒钟完成______个做功冲程；
当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将______选填“升高”、“不变”或“降低”．
三、实验探究题
24.如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中，。
小钢球的动能大小是通过______选填“高度”或“距离来反映的。
分析比较甲、乙两组实验可知，物体质量相同时，速度越大，动能越______。
比较______两组实验可知物体的动能与质量的关系。
实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：
实验序号 小球的质量 小球自由滚下的高度 木块被撞后运动的距离
为了探究“超载”安全隐患，应选择______两个序号的实验进行比较；
为了探究“超速”安全隐患，应选择______两个序号的实验进行比较；
分析表格中对应的实验数据可知：______选填“质量”或“速度”对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
25.小明利用实验小桌、沙箱、质量不同的重物、和，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将重物从高处图中水平虚线处由静止释放，重物自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知各次实验中小桌初始时桌腿陷入沙子中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在沙子中的位置。观察各次实验中桌腿陷入沙子中的深度情况，便可知物体开始下落时的重力势能大小的关系。已知实验中三个重物的质量关系为，重物下落的距离远大于重物的厚度和小桌陷入沙子中的深度。请观察甲、乙、丙、丁所示的实验操作与小桌最终陷入沙子中的结果，按要求回答下列问题：
比较______两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
比较甲、丙、丁可知，物体的重力势能与物体的质量有关：_____相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；
设乙实验操作中物体释放前的重力势能为，丁实验操作中物体释放前的重力势能为，则_____选填“大于”“小于”或“等于”。
26.某实验小组利用如图所示的装置，探究“水和沙子吸热本领的大小”。
设计实验方案时，实验小组确定以下需控制的变量，其中多余的是______。
A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加的酒精量相同
C.取质量相同的水和沙子 D.盛水和沙子的容器相同
在实验过程中，水和沙子吸收热量的多少是通过______来反映的选填“温度计示数”或“加热时间”。
实验数据记录表格如下。
物质 质量 温度升高所
需要的时间 温度升高所
需要的时间 温度升高所
需要的时间
沙子
水
分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量______沙子吸收的热量选填“大于”、“小于”或“等于”。可以推想，如果给质量相同的水和沙子加热相同的时间，______选填“沙子”或“水”升高的温度会更高些。
27.如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为，烧杯内液体的质量都相同。
若比较不同燃料的热值应选择______两个装置：比较不同物质的比热容应选择______两个装置；选填装置序号：甲、乙、丙这里用到的研究方法是______法；
在“比较不同燃料的热值”的实验中，是通过观察______选填“升高的温度”或“加热时间”来比较燃料燃烧放出热量的多少的；
实验中需要的测量工具有温度计、秒表和______；
小明在测出燃料的质量后，并根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与实际相比______偏大、偏小、相等。分析原因：______写出一条即可。
四、计算题
28.小宁同学学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少，于是，他在家里将装有水的水壶放到天然气灶上去烧，如图所示，用温度计测量水从加热至的过程中，观察到天然气表的数字变化了。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为。已知，求：
求水壶里水的质量。
在这个过程中水吸收的热量。
天然气的热值是多少。
29.如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在的时间内，在水平路面上匀速行驶了，消耗汽油若已知该汽车发动机的功率即牵引力的功率为，汽车包括车上的人和物品质量为，汽油的热值为，求：
汽油完全燃烧放出的热量是多少？
该汽车克服阻力做的功是多少？
该汽车的热机效率是多少？
一、单选题
1.某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处点开始下落，点是弹性绳的自由长度，在点运动员所受弹力恰好等于重力，点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力的大小随时间变化的情况如图乙所示蹦极过程视为在竖直方向的运动。下列判断错误的是( )
A. 运动员在点的动能大于在点动能 B. 从点到点绳的弹性势能增大
C. 运动员重力大小大于 D. 时刻运动员动能为
2.如图所示，重为的小球在点由静止开始释放，向右侧摆动。点是小球摆动的最低点，点是小球摆到右侧的最高点，且、两点到点的竖直距离。下列说法不正确的是( )
A. 摆动过程中，小球的机械能总量减小
B. 若小球摆动到点时绳子突然断裂，小球将保持静止状态
C. 若小球摆动经点时，外力全部消失，小球将沿水平方向做匀速直线运动
D. 小球最终会停在点，整个过程中克服摩擦力做功为
3.甲、乙两物体质量、初温都相同，甲的比热大于乙的比热．当它们放出相同的热量后，相互接触，接触以后内能的变化情况是( )
A. 甲的内能增加，乙的内能减少 B. 甲的内能减少，乙的内能增加
C. 甲的内能不变，乙的内能减少 D. 甲、乙的内能都不变
4.以下有关“热”相关的现象的说法中正确的是( )
A. 新冠病毒随飞沫在空气中传播是一种分子的无规则运动
B. 热水放凉了，它具有的热量就减小了
C. 口罩可以对极细微的颗粒达到以上的过滤效率，是因为口罩材料分子之间没有间隙
D. 浅颜色的衣服和深颜色的衣服一起洗会被染色这是发生了扩散现象
5.如图所示，在给自行车打气时，经过一段时间会发现气筒壁的下半部分发热，下列关于造成这个现象的主要原因的解释正确的是( )
A. 打气筒活塞与筒内壁摩擦，通过做功增加筒壁的内能
B. 打气筒活塞与筒内壁摩擦，通过热传递增加筒壁内能
C. 气筒内气体受压温度升高，热传给筒壁使其温度升高
D. 气筒内气体受压温度升高，通过做功使筒壁温度升高
6.甲乙两金属质量和初温都相等，先把甲金属放入一杯热水中，热平衡时，结果水的温度下降了，把甲从水中取出，立即将乙金属投入这杯水中，热平衡时水温又降低了，不考虑热散失，则甲乙两金属的比热容大小( )
A. B.
C. D. 条件不够，不能确定
7.如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有和的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，则下列说法正确的是( )
A. 甲杯水中每分钟吸收的热量为
B. 甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为：
C. 加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比：
D. 将甲、乙两容器中的液体从加热至沸腾所需要的时间之比为：
8.如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。水和沙子质量相等下列说法正确的是( )
A. 图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组装
B. 图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为零
C. 图乙中，温度计的示数为
D. 图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱
9.现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热，根据它们各自吸收的热量和末温度，在温度热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图所示，则甲、丙之间比热容和质量的大小关系，正确的是( )
A. B.
C. D.
10.两台汽油机，甲的功率是乙的倍，甲的效率为，乙的效率为，那么甲与乙每小时消耗油量之比为( )
A. B. C. D.
11.如图所示，当用打气筒不停的给自行车胎打气时，会发现打气筒的下部温度会比较高。则该过程能量的转化与汽油机的下列哪一冲程的能量转化相同( )
A. B. C. D.
二、填空题
12.“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激运动。跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。如图所示是某运动员做蹦极运动的图象忽略空气阻力，规定运动员速度方向向下为正，由该图象可知在时间内运动员______能转化为______能，______时刻弹性绳的弹性势能最大，此时运动员的动能为______，______时刻运动员受到的重力等于弹性绳的拉力，______时刻运动员再次达到最高点。
13.如图所示，在同一高度以大小相同的初速度分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的 能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时距水平地面的高度分别为和，速度为和；小球又下落到离地等高度时的速度大小分别为和，则 ， ， 选填“大于”、“等于”或“小于”。
14.如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，是压缩弹簧后小球静止释放的位置，是弹簧原长时小球的位置，是小球到达最右端的位置。则小球从运动到的过程中，在______选填““”、“”或“”位置机械能最大；从到的过程中，小球的动能转化为弹簧的______。
15.某物体具有的动能为焦，内能为焦，分子总动能为焦，重力势能为焦，弹性势能为焦，则它的机械能为______焦，分子总势能______焦．
16.如图所示，是一个被销钉锁住的活塞，气缸密封有少量空气，气缸内气压小于外界大气压，是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉拔出后，将观察到活塞缓慢向左移动，温度计的示数________选填“变大”“变小”或“不变”，原因是____________________________。
17.有一种“涡轮增压”型轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车型更节能，排气更清洁。同样的汽油加在型轿车内与加在型轿车内相比热值 选填“更大”、“一样大”或“更小”；若散热器中装有的水，水温升高，水吸收的热量是 ；若汽油机曲轴的转速为，汽油机每秒内对外做功 次。
18.“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写，而沿海地区昼夜之间 变化却没有这么明显，这是由砂石与水的 不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为：，砂石和水的密度之比为：。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时，它们升高的温度之比为 。
19.图甲是一密闭针筒示意图，针筒初始状态及温度计示数如图甲所示在本实验中由于针筒内气体分子间距离很大，分子间作用力可忽略不计，因此可以不考虑分子势能的变化。小丽在实验中缓慢下压活塞在这个过程中，筒内分子数目不变，针筒末状态及温度计示数如图乙所示，则从甲到乙的过程中，缓慢下压活塞后，筒内气体的内能 选填“变大”、“变小”或“不变”，判断依据是 。
小明用塑料矿泉水瓶进行了如下操作：瓶中留有少量水，盖上瓶盖如图丙；扭转瓶子图丁；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾。瓶盖被瓶内的气体冲出的过程与图戊中热机的 选填字母冲程相似；若该热机消耗了汽油，则热机对外做功有可能为 选填序号。汽油热值
三、实验探究题
20.如图为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气冲程。
排量
输出功率
转速
发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将______能转化为______能。
有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离即冲程长。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
该发动机在内做功______，单缸排量______。
在每个做功冲程里，发动机做功______。
在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为，式中表示燃气对活塞的压强，则______
四、综合题
21.请阅读汽车制动液并回答题。
汽车制动液
汽车制动液俗称刹车油，是液压制动系统中传递制动压力的液态介质。汽车刹车时，驾驶员踩踏板通过刹车管内的制动液把压力传递到刹车块，刹车块和车轮上的鼓轮摩擦，迫使车轮停止转动。制动时，制动蹄片与制动鼓之间不断摩擦产生热量，部分传给大气，部分传给制动液，从而使制动液温度逐渐升高，如果温度过高，制动液就会产生大量气体，使局部制动系统的管道内充满蒸汽，制动液就会失去制动能力，引起制动失灵。
要测量制动液的沸点，可以取适量制动液和一个质量为的铜块放入加热容器，加热至沸腾后，把铜块取出立即放入一个装有水的保温杯中，保温杯中水的质量为、温度为，等铜块和水的温度相同后，再测出水温，若从取出铜块到测出水温过程散失的热量为，铜的比热容为，水的比热容为，就可以计算得到制动液的沸点。
根据上述材料，回笍下列问题：
制动时，制功蹄片与制动鼓之间不断摩擦产生热量，这是通过______方式增加刹车系统的内能；
如果温度过高，制动液就会产生大量气体，这种物态变化是______；
A.液化 升华 汽化 凝华
制动液本身是吸水的，空气中的水分会通过通气孔渗透到刹车油壶中，时间久了刹车油中的水分就会变多。下表为某种制动液的含水里和对应的沸点，依据格数据可知，当制动液的含水量较______时，就应更换。选填“高”或“低”
含水量
沸点
根据文中信息写出制动液沸点的表达式__________。
22.阅读短文，回答问题。
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下小于，这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用表示，则牛顿冷却定律可以表示为，其中是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种
物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。
物体向周围散热，内能______选填“增大”“减小”或“不变”，这种改变内能的方式叫做______；
散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是______；
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
一个物体温度为，周围环境温度保持不变，此时物体的散热快慢为。当物体温度降低到时，散热快慢为______；
如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是，周围环境温度保持不变，保温杯敞开口，水和盐水温度随时间变化的图象如图乙所示温度低于的图象未画出。由图乙可知，降低相同温度时，杯中盐水与水放出的热量之比为______；已知水的比热容为，盐水的密度为，则盐水的比热容为______。
