中考冲刺必刷：热机与能量守恒
一、选择题
1．（2022·长春）内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（ ）
A．7% B．28% C．31% D．34%
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，结合能量流向图可知，该内燃机的效率为34%。
故答案为：D。
【分析】内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2．（2017·烟台）如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】解：
A、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；
B、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；
C、两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；
D、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意．
故选C．
【分析】解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，判断冲程名称可用口诀：“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．”进行分析．
3．（2018·营口）下列有关物理量与质量的关系，说法正确的是
A．同一地点，物体所受重力大小与质量无关
B．同种物质，物质的密度大小与质量无关
C．同一高度，物体的重力势能大小与质量无关
D．同种燃料，燃烧放出的热量多少与质量无关
【答案】B
【知识点】密度及其特性；势能的影响因素；燃料的热值；重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、同一地点的重力常数相等，即物体受到的重力与它的质量成正比；A不符合题意；
B、因为密度是物质的一种特性，与物体的体积和质量没有关系，B符合题意；
C、影响重力势能的因素：重力和高度，同一高度，物体的重力势能大小与质量有关，C不符合题意；
D、由 可知，燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和燃料的质量有关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】重力的计算公式：G=mg，（式中g是重力与质量的比值：g=9.8 牛顿/千克，在粗略计算时也可取g=10牛顿/千克）；重力跟质量成正比.
密度：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.密度是物质的一种特性，不同种类的物质密度一般不同.
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.
燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和燃料的质量有关.
4．（2021·自贡）关于信息的传递和能源，下列说法中正确的是（ ）
A．电能是广泛使用的一次能源
B．手机通信是利用电磁波来传递信息的
C．北斗卫星是利用超声波来进行定位的
D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的
【答案】B
【知识点】能源及其分类；能源与可持续发展；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．电能是消耗一次能源得到的，是广泛使用的二次能源，A不符合题意；
B．手机通信是利用电磁波来传递信息的，手机既能发射电磁波，又能接受电磁波，B符合题意；
C．电磁波能够被反射，北斗卫星是利用电磁波的反射来实现进行定位的，C不符合题意；
D．能量在转移、转化过程中总是守恒的，但是能量的转移和转化具有方向性，在能源的使用过程中，使能源从便于利用的变成不便于利用的，所以说能量虽守恒但还是要节约能源，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】一次能源是指能从自然界直接获取的能源。二次能源是消耗一次能源来获得的；可再生与不可再生均是相对于一次能源来说的。
手机、卫星等都是利用电磁波来传递信息的。
能量的转移或转化是有方向性的。
5．（2018·威海）下列关于能源的说法，正确的是（ ）
A．风能是不可再生能源
B．太阳能、水能是二次能源
C．人类已建成的核电站是利用核聚变发电的
D．化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题
【答案】D
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】A. 风能可以循环作用，是不可再生能源，A不符合题意；
B. 太阳能、水能都可以从自然界直接获得，是一次能源，B不符合题意；
C. 人类已建成的核电站是利用核裂变反应发电的，C不符合题意；
D. 化石能源的大量使用向空气排放大量的污染性气体，造成了酸雨、雾霾等环境问题，帮D符合题意；
故答案为：D。
【分析】化石能源的利用会产生有污染的气体，对环境有影响.
6．（2022·牡丹江）下列能源，属于不可再生能源的是（ ）
A．煤炭 B．太阳能 C．风能 D．地热能
【答案】A
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A．煤炭是千百年前动植物遗体掩埋在地下形成的，短时间无法形成，会越用越少，故是不可再生能源，A符合题意；
B．太阳能的寿命还有50亿年，是取之不尽用之不竭的，故是可再生能源，B不符合题意；
C．空气流动形成了风，只要有太阳，就会形成温度差，就会造成空气流动，形成风能，故风能也是取之不尽用之不竭的，故是可再生能源，C不符合题意；
D．地热能是因为地壳处于岩浆上而获得能量，是取之不尽用之不竭，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】化石能源（煤、石油天然气）、核能等能源会越用越少，不能短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。
7．（2023·临沂）2023年5月28日12时31分，自上海虹桥国际机场起飞的国产大飞机C919安全抵达北京首都国际机场（如图），圆满完成了首个商业航班飞行。C919大飞机（ ）
A．机身是由密度大、硬度大的材料制成的
B．加速起飞的过程中所受空气浮力大于重力
C．匀速飞行时机翼上方的空气流速比下方的大
D．大功率航空发动机的效率能达到100%
【答案】C
【知识点】密度及其特性；热机的效率；流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.机身是由密度小、硬度大的材料制成的，A不符合题意；
B.加速起飞的过程中所受空气浮力大小不变，是受到了向上的升力，B不符合题意；
C.匀速飞行时机翼上方的空气流速比下方的大，C符合题意；
D.大功率航空发动机的效率不可能达到100%，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】飞机的材料利用密度较小的；飞机升空利用了升力；能量在转化时，不可避免有损失。
8．（2018·绵阳模拟）有一辆汽车在水平路面上用0.5h匀速行驶了36km，消耗汽油3 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5 t，车轮与地的接触总面积是0.5m2，汽油的热值为4.6×107 J／kg，g=10 N／kg。下列分析正确的是（ ）
A．该汽车对路面的压力等于l.5×104 N，该汽车克服阻力做的功是2.3×104J
B．该汽车通过这段路程的平均速度是200m／s，车对地的压强是30 Pa
C．该汽车的牵引力是1.5×104 N ，汽油燃烧放出的热量是1.38×108 J
D．该汽车发动机的效率是30％，该汽车的牵引力是1.15×103 N
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A. 汽车呈流线型，当汽车行驶时，车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，因此，会有一个向上的升力产生，使汽车对地面的压力小于车自身的重力，汽车的总重G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，A不符合题意；
B. 该汽车通过这段路程的平均速度是 ，B不符合题意；
CD. 汽油完全燃烧放出的热量为：Q＝mq＝3kg×4.6×107J/kg＝1.38×108J，η＝ ＝30%，该汽车的牵引力为：F＝ 1.15×103N， 所以C不符合题意误；D符合题意。
故答案为：D.
【分析】（1）利用F=G=mg计算压力；利用W=Pt求该汽车克服阻力做的功；
（2）利用速度公式v=求该汽车通过这段路程的平均速度，利用p=求车对地的压强；
（3）利用P=Fv求该汽车的牵引力；利用Q=mq求汽油燃烧放出的热量；
（3）汽车发动机的效率..
9．（2018九上·南山月考）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱．下列说法正确的是（ ）
A．纳米材料制成的物体其强度和硬度会大大提高
B．卫星通讯、互联网都是依靠电磁波传递信号的
C．在通常情况下，铜、铅笔芯和纯净水都属于导体
D．煤、石油、干电池、食物中贮存的能量是化学能
【答案】A
【知识点】能源及其分类；网络通信；光纤通信；卫星中继通信
【解析】【解答】A.因为纳米尺度很小，所以利用纳米科学技术生产的纳米材料制成的物体其强度和硬度会大大提高，A符合题意；
B.卫星通讯是利用微波传递信息，互联网也可以采用光纤通信方式，这个不是利用电磁波传递信息的，B不符合题意；
C.在通常情况下，纯净水是绝缘体，故C不符合题意；
D、煤、石油、干电池贮存的能量是化学能，食物中贮存的是生物能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】纳米科学技术是纳米尺度内（0.1nm～100nm）的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子；微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信都是利用电磁波传递信息；导体：容易导电的物体叫导体，如：金属，人体，大地，酸、碱、盐的水溶液等；绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体，如：橡胶，玻璃，陶瓷，塑料，油，纯水等；化学能是一种很隐蔽的能量它不能直接做功，只有在发生化学变化的时候才释放出来，变成热能或其它形式的能量。
10．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
【答案】C
【知识点】能量守恒
【解析】【解答】A、子弹射穿木板时，由于克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以它的动能减小，它的速度减慢，故A错误；
B在电水壶的使用过程中，消耗电能消耗电能产生热量，断电后不能放出热量，水不能吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；
C两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，到达斜面底端时由于具有动能，所以会继续冲上右斜面，故C正确；
D机械表工作将表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。
故选C
【分析】能量既不会消灭，也不会创生，它只能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，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．能量的转化和转移具有方向性。
二、填空题
11．（2020·南县）一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0 104N。卡车行驶1min后发动机做的功是 J，发动机做功的功率为 。
【答案】1.2 107；2 105W
【知识点】热机的效率；功的计算及应用
【解析】【解答】由 知道，卡车通过的距离为
在这段时间内卡车牵引力所做的功 卡车的牵引力做功的功率
【分析】利用速度和时间的乘积计算路程，根据力和距离的乘积计算功的大小，功和时间的比值计算功率。
12．（2021·阜新）煤属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是 J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是 （选填“原子弹”或“氢弹”）。
【答案】不可再生；6×1010；原子弹
【知识点】热量的计算；能源及其分类；核裂变
【解析】【解答】常见的不可再生资源有：煤、石油、天然气等。这些资源在短期内不能从自然界中得到补充，所以是不可再生资源。
根据 可知，2t煤完全燃烧放出的热量是
原子弹是利用核裂变原理制成的武器，氢弹是根据核聚变原理制成的武器。
【分析】在短时间内能再生的资源叫做可再生资源，比如水资源、太阳能；在短时间内不能再生的资源叫做可不可再生资源，比如核能、煤炭、石油；结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量；原子弹的原理是利用核裂变释放能量。
13．（2023·南充）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功 次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油 kg（q汽油=4.6×107J/kg）。
【答案】25；0.9
【知识点】燃料的热值；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的飞轮每分钟转3000转，每秒钟转动3000/60=50次/s，做功25次/s；1h做功为W=115J×25次/s×3600s=1.035×107J；根据汽油机的效率和热值，计算燃料的质量为；
【分析】汽油机的飞轮转数是做功数的2倍；根据做功多少和热机效率计算总能量，结合热值计算燃料的质量。
14．（2021·武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的 能转化为燃气的内能，卫星的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】化学；增大
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。
【分析】燃烧为化学变化，消耗化学能转化为内能；做的功除以做功需要的时间即为功率；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
15．（2022·海南）博鳌亚洲论坛2022年年会实现100%“绿电”供应。目前我国“绿电”主要以太阳能光伏发电和风力发电为主，太阳能、风能是 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。在日常生活中，你的节能举措有 （写出一条即可）。
【答案】可再生；随手关灯（合理即可）
【知识点】能源及其分类；能源与可持续发展
【解析】【解答】太阳能和风能都可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。
随手关灯可以减少灯的工作时间，能够有效的节约用电，节约能源。
【分析】像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或短时间内可以获得补充的能源属于可再生能源；结合生活实际选择恰当的节约能源方法。
16．（2023·广安）汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多采用四冲程汽油机，它主要通过 冲程获得动力。随着科技的发展，太阳能汽车进入了人们的视野，其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力，太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】做功；可再生
【知识点】内燃机的四个冲程；能源及其分类
【解析】【解答】第1空 四冲程汽油机，它主要通过做功冲程获得动力 。
第2空 太阳能是可再生能源。
【分析】第1空 四冲程汽油机获得动力的是做功冲程。
第2空 太阳能，今天用了，明天还会产生，所以是可再生能源。
17．（2020·遂宁）2020年6月23日9时43分，我国在四川西昌卫早发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射了北斗导航系统最后一颗组网卫星，标志着北斗导航卫星全球组网成功，能够为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航和授时服务。长征三号乙运载火箭发动机用的是偏二甲肼作为燃料，其热值是4.25×107J/kg，若完全燃烧2吨偏二甲肼，共放出 J热量；火箭加速上升时，火箭的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】8.5×1010；增大
【知识点】机械能及其转化；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧2吨偏二甲肼放出的热量Q=mq=2000kg×4.25×107J/kg=8.5×1010J
放出的热量为8.5×1010J。火箭加速上升的过程中，火箭的质量不变，其速度增大、高度增大，所以动能和重力势能都增大，即机械能增大。
【分析】利用燃料的质量和热值的乘积计算热量；质量不变，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大。
18．（2019·广东）某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为 冲程工作示意图，活塞向 运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为 。
【答案】压缩；上；内能
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】据图可知，两个气门全部关闭，活塞向上运动，因此这是压缩冲程，在这个过程里，活塞的机械能转化为燃料的内能。
【分析】（1）可以根据活塞的运行方向和气门的关闭情况判断冲程的名称：①吸气冲程：一个气门打开，活塞向下运动；②压缩冲程：气门全部关闭，活塞向上运动；③气门全部关闭，活塞向下运动；④一个气门打开，活塞向上运动；
（2）做功冲程，将内能转化为机械能；压缩冲程，将机械能转化为内能。
19．（2023九上·八步期中） 自然界中的各种形式的能量是可以相互转化的：摩擦生热，机械能转化为 能； 电动机带动抽水机把水送到高处，电能转化为 能。
【答案】内；机械
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】摩擦生热，机械能转化为内能； 电动机带动抽水机把水送到高处，电能转化为机械能。
【分析】根据能量转化的知识分析解答。
20．（2022·龙门模拟）风能是一种绿色环保新能源，它属于 （选填“一次”或“二次”）能源，同时也属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，风力发电机在工作过程中，将 能转化为电能。
【答案】一次；可再生；机械
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类
【解析】【解答】风能可以直接来自自然界，是一次能源，也可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它属于可再生能源。
风力发电机发电时，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能。
【分析】风能属于一次能源，也是可再生能源；发电机是将机械能转化为电能的装置。
21．（2024九上·安定期末）某燃气热水器将的水从加热到，完全燃烧了的煤气。水吸收的热量是 J。热水器烧水的效率是 。（已知水的比热容为，煤气的热值为）
【答案】；
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】（1）由题意可知水吸收的热量为；
（2）燃料完全燃烧释放的热量为，热水器的效率为。
【分析】（1）根据比热容的计算公式即可求解；（2）计算出煤气完全燃烧释放的热量，结合效率的公式即可求解。
22．（2024九下·龙马潭模拟） 如图是中国自主设计、建造的全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环（简称EAST）的原理图，该装置被称为“人造太阳”，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。核能属于 （选填“常规能源”或“新能源”）；该装置的线圈使用超导材料绕制，这些线圈工作在零下296摄氏度的超低温中，从而实现超导，处于超导状态时的线圈的电阻为 Ω。 “人造太阳”加热功率超过，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 。
【答案】新能源；0；
【知识点】能源及其分类；电功的计算
【解析】【解答】核能属于新能源，处于超导状态时的线圈的电阻为0，这种现象叫超导现象；每小时发电量： W=nPt=60%xWx1h=6xJ。故答案为：新能源；0；。
【分析】根据新能源指现在还没有大量使用的能源；超导现象指材料电阻为0的现象；发电量根据公式W=nP t计算。
23．（2024·西昌模拟）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统之后第三个成熟的卫星导航系统。如图所示卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供卫星使用。太阳能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。卫星与地面主控站之间通过 传递信息。
【答案】可再生；电磁波
【知识点】能源及其分类；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】太阳能能从自然界源源不断得到，属于可再生能源，电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息，故卫星是使用电磁波与地面站通信的。故答案为：可再生；电磁波。
【分析】(1)根据能从自然界源源不断得到或可重复利用的能源是可再生能源，不能从自然界源源不断得到或不能重复利用的能源是不可再生能源；
(2)电磁波可以在真空中传播，卫星通信是利用电磁波传输信号的，光纤通信是利用光的反射来传递信息的。
24．（2023·合肥模拟）某四冲程内燃机，飞轮转速为，活塞行程是，若做功冲程中燃气的平均压力是，则这台内燃机的功率是 。
【答案】
【知识点】内燃机的四个冲程；电功率的计算
【解析】【解答】一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=F's=6000Nx0.3m=1800J；飞轮转速为300r/ min，由于飞轮每转两圈对外做功一次，所以1 min转动300转，要做功150次，则1 min做的总功：W=W×150=1800J×150=2.7×105J
内燃机的功率：
故答案为： 4500。
【分析】利用W=Fs求一个冲程做的功；飞轮每转两圈对外做功一次，所以1 min转动300周，要做功150次， .求出1 min做的总功，再利用功率公式求内燃机的功率。
三、实验探究题
25．（2024·江城模拟）如图甲所示，这是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池存能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电。在某次测试中，司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h。这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图丙所示，
该汽车的某些参数如表所示。（燃油热值q＝4.0×107J/kg）
电机 电池 整车
输出最大功率/kW 输出电压/V 最大容量/] 质量/t
99 300 1.2×108
（1）汽车轮胎制有凹凸不平的花纹是为了增大 ；该混合动力汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，图乙是汽油机的 冲程；汽车行驶一段时间后，油箱中剩余燃油的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）驾驶员乘坐汽车时应系好安全带，这是防止汽车紧急刹车或碰撞时人由于 而被伤害。
（3）汽油机使用水做冷却剂，若4kg的水的温度升高50℃，水吸收的热量是 J。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）在测试过程中，该汽车的能量利用率为 %。
【答案】（1）摩擦；做功；不变
（2）惯性
（3）8.4×105
（4）40
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机；惯性及其现象；增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】（1）①汽车轮胎制有凹凸不平的花纹是为了通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力；
②由图可知，该汽油机的进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，说明是汽油机的做功冲程；
③热值是物质的一种特性，不会随着质量的改变而改变，所以热值是不变的；
（2）驾驶员乘坐汽车时应系好安全带，这是防止汽车紧急刹车或碰撞时人由于惯性而被伤害；
（3）水吸收的热量为：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×4kg×50℃=8.4×105J；
（4）已知内燃机消耗燃油质量m=10kg，
则这些燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=10kg×4.0×107J/kg=4.0×108J；
汽车在1h内行驶的路程s=vt=50km/h×1h=50km=50000m，
由丙图可知，当汽车的速度为50km/h时，受到的阻力f=2000N，
因为汽车做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知F牵=f=2000N，
所以在这段时间内牵引力所做的功W=F牵s=2000N×50000m=1×108J；
蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%，
则这段时间内转化为电能是W电=W大×80%-W大×30%=1.2×108J×50%=0.6×108J，
所以该汽车的能量利用率为。
【分析】（1）①摩擦力大小的影响因素：压力和接触面粗糙程度；
②根据进气门、排气门的状态和活塞的运动方向来判断；
③热值是物质的一种特性，不会随着质量的改变而改变，只与燃料的种类有关；
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性，根据惯性的知识分析；
（3）根据公式Q吸=cmΔt可以求出水吸收的热量；
（4）已知消耗的燃油质量，利用公式Q放=mq求出燃油完全燃烧放出的热量；已知汽车运动的速度和时间，利用公式s=vt求出汽车行驶的路程；由图读出当速度为50km/h时受到的阻力，根据二力平衡条件可知汽车的牵引力，利用公式W=Fs求出牵引力做功；根据蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至80%，求出这段时间内对蓄电池充电的电能，最后利用公式求出汽车的能量利用率。
26．（2023·明水模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验．
（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/（J/kg）
1 15 35 2.4×106
2 15 25 ？
根据表中数据计算，燃料2的热值为 J/kg．
（3）通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小，你认为出现这种情况的主要原因是 ．
【答案】（1）甲、乙；甲、丙
（2）1.2×106
（3）燃料不可能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】（1）①对质量相同的同种液体a进行加热，当两种燃料完全燃烧结束后，温度计示数高的吸收的热量多，对应燃料放出的热量多，则燃料的热值较大，故选甲和乙比较燃料热值；
②质量相同的同种燃料完全燃烧后，二者放出相同的热量。质量相同的不同液体，温度升高大的比热容小，故选甲和丙。
（2）完全燃烧10g燃料1放出的热量：Q1=mq1=0.01kg×2.4×106J/kg=2.4×104J；
若不计热损失，则Q放=Q吸，
对燃料1：camΔt1=m1q1，即cam（35℃-15℃）=m1×2.4×106J/kg ①；
对燃料2：camΔt2=m1q2，即cam（25℃-15℃）=m1×q2 ②，
①②联立计算得到：q2=1.2×106J/kg。
（3）通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小，你认为出现这种情况的主要原因是：燃料不可能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收。
【分析】（1）①比较燃料热值大小，关键是想办法比较产生热量多少，可根据Q=Cm△t分析选择实验；
②比较物质的比热容大小时，关键是控制吸收的热量相等，根据Q=qm分析选择实验；
（2）根据Q=qm计算燃料1放出的热量，然后根据Q吸=Q放为等量关系，结合Q=cm△t和Q=qm列式计算即可；
（3）主要燃料是否完全燃烧，以及向外散热对实验探究的影响即可。
27．（2023·崇川模拟）如图甲所示，是“探究不同物质吸热升温的规律”实验装置，在两个相同的烧杯中，分别装有水和煤油，用相同的酒精灯分别对它们加热相同的时间。实验数据记录画成图象如图乙：
（1）实验中应保证水和煤油的 （选填“质量”或“体积”）相同，实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同时间，水吸收的热量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；
（2）对水和煤油加热相同的时间后，可以观察到水升高的温度 （选填“高于”、“等于”或“低于”）煤油升高的温度；
（3）实验表明， （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强，在物理学中，我们用比热容这一物理量来描述物质的这种特性，已知水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），请根据图中数据计算出煤油的比热容是 J/（kg ℃）；
（4）小明又利用如图丙所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的水，通过比较燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料热值的大小。实验数据记录如表：根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽时水温/℃ 燃料的热值/J kg-1
酒精 25 45 2.4×106
碎纸片 25 35 /
【答案】（1）质量；等于
（2）低于
（3）水；2.1×103
（4）全部燃烧；1.2×106
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】（1）实验中应保证水和煤油的质量相同，实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同时间，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；
（2）根据乙图可知，当二者都加热4min时，煤油升高到60℃，水升高到大约45℃左右，那么水升高的温度低于煤油升高的温度；
（3）①根据（2）中可知，吸收相同的热量时水升高的温度小，即水的吸热能力更强；
②根据乙图可知，当二者都升高到60℃时，煤油需要加热4min，而水需要8min，
那么得到：；
；
解得：c煤油=2.1×103J/(kg·℃).
（4）①明又利用如图丙所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的水，通过比较燃料全部燃烧后温度计示数的变化，来判断两种燃料热值的大小。
②水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，
则水吸收的热量之比等于燃料放出热量之比，即：；
；
；
；
解得：q纸=1.2×106J/kg。
【分析】（1）①根据Q=cm△t可知，当质量相同的不同物质吸收相同的热量时，温度升高越大，则吸热能力越强；
②相同的酒精灯发热功率相同，根据W=Pt可知，相同时间内放出相同的热量。
（2）根据乙图分析解答；
（3）①升高温度越少则吸热本领越强，根据前面的现象分析。
②根据乙图可知，当二者都升高到60℃时，煤油需要加热4min，而水需要8min，据此根据Q=cm△t计算煤油的比热容即可。
（4）①根据Q=cm△t比较燃料放热多少，再根据比较燃料热值大小；
②水吸收的热量等于燃料放出的热量，则水吸收的热量之比等于燃料放热之比，据此列式计算。
四、计算题
28．（2023·德州中考） 如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为，每条履带与地面的接触面积为，水上最快航速可达，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为的水域。
已知、、、。求：
（1）该战车停在水平地面时对地面的压强；
（2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间；
（3）该战车在水面漂浮时排开水的体积；
（4）该战车在此次任务中消耗燃油，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。
【答案】（1）解：战车停在水平地面时对地面的压力
战车对地面的压强
答：战车停在水平地面时对地面的压强为.3×104Pa；
（2）解：根据，该战车穿过此水域所用时间
答：此次任务中该战车穿过该水域需要的时间为2.2h；
（3）解：战车在水中漂浮，根据二力平衡，其所受浮力
由得，排开水的体积为
答：该战车在水面漂浮时排开水的体积为26.5m3；
（4）解：根据密度公式得，消耗燃油的质量
燃油完全燃烧放出的热量为
答：该战车在此次任务中消耗燃油600L，这些燃油完全燃烧放出的热量是2.193×1010J。
【知识点】燃料的热值；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；阿基米德原理
【解析】【分析】（1）首先根据F=G=mg计算战车对地面的压力，再根据计算战车对地面的压强；
（2）根据计算战车需要的时间；
（3）首先根据漂浮条件 计算出战车受到的浮力，再根据 计算战车排开水的体积。
（4）根据 计算消耗燃油的质量，再根据 计算燃油完全燃烧放出的热量。
29．（2021·西宁）孝顺的小梅同学给爷爷网购了一台额定电压为220V的双档位电热足浴器。足浴器某次加热工作时的控制面板显示如图所示。
（1）足浴器在加热状态下正常工作时的电流是多大？
（2）足浴器装入质量为5kg，初温为20℃的水，当水温达到控制面板上显示的温度时，水吸收的热量是多少？加热所用的时间是多长？［不计热量损失，水的比热容 ］
（3）若晚上用电高峰时的实际电压只有200V，足浴器的实际加热功率是多少？（计算结果保留两位小数，电热丝阻值不变）
【答案】（1）解：加热状态下正常工作电流为
答：足浴器在加热状态下正常工作时的电流是4A
（2）解：水吸收的热量
若不计热量损失时，消耗的电能
加热时间
答：足浴器装入质量为5kg，初温为20℃的水，当水温达到控制面板上显示的温度时，水吸收的热量是 ，加热所用的时间是525s
（3）解：正常工作时，足浴器在加热状态下的电阻
电压为200V时的实际功率为
答：若晚上用电高峰时的实际电压只有200V，足浴器的实际加热功率是727.27W。
【知识点】热量的计算；热机的效率；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用P=UI求得加热状态下正常工作电流。
（2）利用求得水吸收的热量，若不计热量损失时，消耗的电能 ，据此求得加热时间。
（3）根据欧姆定律计算加热状态下足浴器的电阻，再根据P=计算足浴器的实际加热功率。
30．（2024·津市市模拟）某校积极创造条件为学生供应开水，已知锅炉的热效率为30%，若用该锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃。c水=4.2×103J/（kg ℃），q煤=3×107J/kg，求：
（1） 水吸收的热量
（2） 燃烧煤的质量
（3） 某同学将3kg、100℃的开水和质量为5kg的20℃的冷水混合，若不计混合过程的热量损失，则混合后温水的温度为多少
【答案】（1）解： 300kg的水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×300kg×（100℃-20℃）=1.008×108J；
（2）解： 根据 得煤完全燃烧放出的热量为：
根据Q放=m2q算出煤的质量为：
（3）解： 设冷水温度从20℃升高到t，吸收热量为Q1，热水温度从100℃降低到t，放出的热量为Q2，
不计热损失，Q1=Q2，
即：cm1（t-20℃）=cm2（100℃-t），
即：4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（t-20℃）=4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃-t），
解得：t=50℃。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据 Q吸=cm（t-t0） 计算水吸收的热量；
（2）首先根据 计算煤燃烧放出的热量，然后根据 计算煤的质量；
（3）在混合过程结束时，二者的终末温度相同，且热水放出的热量等于冷水吸收的热量，据此根据Q=cm△t列出方程计算即可。
五、科普阅读题
31．（2024·东莞模拟） 随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭，仔细观察和思考，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）如图1汽车的后视镜是一个凸面镜，对光有 作用；
（2）小汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹，目的是 ；
（3）汽车上的“倒车雷达”，可发射（3）汽车上的“倒车雷达” （超声波、电磁波），通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物，障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，这个像通过电子装置加工、调整并传递到显示屏上，如果看到显示屏中的障碍物的像变大 （远、近）；
（4）插电式混合动力是当前比较流行的新能源汽车动力模式如图2，当电池电量充足时，以电动模式行驶；当电池电量不足时，以燃油模式行驶，又能给电池充电，综合油耗依然比传统燃油车更低。已知该车电池能够储存电能20kW h，小王驾驶充满电的汽车沿平直公路如图丙从A地匀速行驶至B地（路面对汽车的阻力恒定不变），假设电池消耗的电能全部用来驱动汽车行驶。当行驶到C地时，电池的能量还剩余30%，随即开启燃油模式。当汽车行驶到B地时，电池能量显示为50%（忽略充电过程中的能量损失），汽油机的四个冲程如图2甲所示，其中 （填字母）属于做功冲程，若该行驶模式过程中恰好消耗3L汽油，则汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率为 （汽油的热值取q=4.0×107J/L）。
【答案】（1）发散
（2）在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦
（3）超声波；缩小；近
（4）C；70%
【知识点】凸面镜和凹面镜；凸透镜成像的应用；燃料的热值；增大或减小摩擦的方法；超声波与次声波
【解析】【解答】（1）汽车的观后镜是利用凸面镜，凸面镜对光线有发散的作用，应用在汽车的观后镜上，能扩大人的视野；
（2）小汽车的轮胎上有许多凹凸不平的花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦；
（3）①现代汽车广泛利用了倒车雷达，它在工作时会发出超声波，这些声波遇到障碍物时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，可以确定障碍物的位置；
②摄像头的工作原理是凸透镜成像，在大于2倍焦距之外的物体发出或反射的光经透镜折射后，物体经透镜成倒立、缩小的实像；
③由于物距越小，所成的像越大，所以如果看到显示屏中的障碍物的像变大，则障碍物离车尾的距离变近；
（4）①A.图中的进气门和排气门关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程；
B.图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此这是排气冲程；
C.图中的进气门和排气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程；
D.图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，因此这是吸气冲程；
则C为做功冲程；
②汽车从A地到C地电池消耗的电能为W1=20kW h；
汽车匀速行驶过程中受到的牵引力为：，
汽车从C地行驶至B地电池获得的电能：W电池=50%W=50%×20×3.6×106J=3.6×107J，
汽车从C地行驶至B地所做的功：W有用=Fs2=1200N×40×103m=4.8×107J，
燃油模式阶段汽车消耗汽油完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=3L×4.0×107J/L=1.2×108J，
汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率为：。
【分析】（1）根据凸面镜对光线的作用解答；
（2）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（3）①根据超声波的特点和应用解答；
②根据凸透镜成像的特点和应用解答；
③根据“物近像远大，物远像近小”的规律解答。
（4）①内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；根据气门的闭合情况和活塞的运动情况判定；
②由题意可知当电池电量剩余30%时，汽车由电动模式自动切换成燃油模式，根据W1=（1-η）W计算汽车从甲地到丙地电池消耗的电能；
根据做功公式计算汽车行驶过程中受到的牵引力；
当汽车从丙地行驶至乙地时，小王发现电池电量显示为50%，根据W电池=（50%-30%）W计算汽车从丙地行驶至乙地电池获得的电能，根据做功公式W有用=Fs'计算汽车从丙地行驶至乙地所做的功，利用Q放=Vq求出汽油完全燃烧放出的热量，根据求出汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率。
32．（2022·徐州模拟）阅读短文，回答文后问题：
热泵
目前，全世界的能源消耗正逐年大幅度增长。按照现在的能源消耗速度，地球上的不可再生能源在不久的将来将被消耗殆尽。依靠科技进步提高能源利用率已成为我国实现可持续发展的当务之急。热泵就是一种高效利用能源的装置，一般按热源种类不同分为：空气源热泵，水源热泵，地源热泵等。
如图所示是常用的压缩式热泵，在蒸发器中的液体工作物质（简称工质）从低温热源吸取热量，蒸发为低压蒸气，通过压缩机进入冷凝器中，把热量传给高温热源，冷凝成液体；随后通过节能阀膨胀后又成为液态工质进入蒸发器，不断循环往复。压缩机对工质做功W，工质在高温热源放出热量Q1，从低温热源吸取热量Q2。制冷系数 ，制热系数 、若ε热=5，即热泵消耗1kW·h电能可以得到5kW·h的热量。由于热泵既可制冷，又能制热，因而将热泵同时用于工业生产中降温与烘干等处时，热泵的综合效能比单一工作状态时更高，进一步提高了能源的有效利用率，达到节能的目的。
（1）热泵内的工质在冷凝器中通过 的方式改变水的内能（填“做功”或“热传递”）；
（2）如果电炉工作时，将电能全部转化为水吸收的热量。则将500kg、15℃的冷水加热到55℃，电炉消耗的电能为 J；
（3）若使用某型号家用热泵，压缩机功率为300W，24h的供热数量与题（2）中水吸收的热量相同时，则热泵比电炉节电 %；
（4）热泵实现同时制冷与供热的双重功能时，热泵综合效能的表达式为ε综合= 。
【答案】（1）热传递
（2）8.4×107
（3）69.1
（4）
【知识点】热传递改变物体内能；热机的效率；电功的计算
【解析】【解答】（1）热泵内的工质在冷凝器利用水吸收热量，涉及能量的转移，故是采用热传递的方式改变水的内能。
（2）电炉消耗的电能为
（3）热泵消耗的电能为
热泵比电炉节电
（4）热泵综合效能
【分析】（1）冷水流过热水器的冷凝器，水温度升高，这是通过热传递的方法改变水的内能。
（2）电能全部转化为水吸收的热量，根据W=Q吸=c水m水（t-t0）得出消耗的电能。
（3）根据W′=Pt得出使用某型号家用热泵24h消耗的电能，根据得出热泵比电炉节电的百分比。
（4）热泵实现同时制冷与供热的双重功能时，根据得出热泵综合效能的表达式。
1 / 1中考冲刺必刷：热机与能量守恒
一、选择题
1．（2022·长春）内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（ ）
A．7% B．28% C．31% D．34%
2．（2017·烟台）如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2018·营口）下列有关物理量与质量的关系，说法正确的是
A．同一地点，物体所受重力大小与质量无关
B．同种物质，物质的密度大小与质量无关
C．同一高度，物体的重力势能大小与质量无关
D．同种燃料，燃烧放出的热量多少与质量无关
4．（2021·自贡）关于信息的传递和能源，下列说法中正确的是（ ）
A．电能是广泛使用的一次能源
B．手机通信是利用电磁波来传递信息的
C．北斗卫星是利用超声波来进行定位的
D．因为能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的
5．（2018·威海）下列关于能源的说法，正确的是（ ）
A．风能是不可再生能源
B．太阳能、水能是二次能源
C．人类已建成的核电站是利用核聚变发电的
D．化石能源的大量使用造成了酸雨、雾霾等环境问题
6．（2022·牡丹江）下列能源，属于不可再生能源的是（ ）
A．煤炭 B．太阳能 C．风能 D．地热能
7．（2023·临沂）2023年5月28日12时31分，自上海虹桥国际机场起飞的国产大飞机C919安全抵达北京首都国际机场（如图），圆满完成了首个商业航班飞行。C919大飞机（ ）
A．机身是由密度大、硬度大的材料制成的
B．加速起飞的过程中所受空气浮力大于重力
C．匀速飞行时机翼上方的空气流速比下方的大
D．大功率航空发动机的效率能达到100%
8．（2018·绵阳模拟）有一辆汽车在水平路面上用0.5h匀速行驶了36km，消耗汽油3 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5 t，车轮与地的接触总面积是0.5m2，汽油的热值为4.6×107 J／kg，g=10 N／kg。下列分析正确的是（ ）
A．该汽车对路面的压力等于l.5×104 N，该汽车克服阻力做的功是2.3×104J
B．该汽车通过这段路程的平均速度是200m／s，车对地的压强是30 Pa
C．该汽车的牵引力是1.5×104 N ，汽油燃烧放出的热量是1.38×108 J
D．该汽车发动机的效率是30％，该汽车的牵引力是1.15×103 N
9．（2018九上·南山月考）能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱．下列说法正确的是（ ）
A．纳米材料制成的物体其强度和硬度会大大提高
B．卫星通讯、互联网都是依靠电磁波传递信号的
C．在通常情况下，铜、铅笔芯和纯净水都属于导体
D．煤、石油、干电池、食物中贮存的能量是化学能
10．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
二、填空题
11．（2020·南县）一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0 104N。卡车行驶1min后发动机做的功是 J，发动机做功的功率为 。
12．（2021·阜新）煤属于 能源（选填“可再生”或“不可再生”）；若煤的热值是3×107J/kg，2t煤完全燃烧放出的热量是 J。利用不加控制的核裂变，制造的毁灭性武器是 （选填“原子弹”或“氢弹”）。
13．（2023·南充）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功 次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油 kg（q汽油=4.6×107J/kg）。
14．（2021·武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的 能转化为燃气的内能，卫星的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
15．（2022·海南）博鳌亚洲论坛2022年年会实现100%“绿电”供应。目前我国“绿电”主要以太阳能光伏发电和风力发电为主，太阳能、风能是 能源（选填“可再生”或“不可再生”）。在日常生活中，你的节能举措有 （写出一条即可）。
16．（2023·广安）汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，燃油汽车多采用四冲程汽油机，它主要通过 冲程获得动力。随着科技的发展，太阳能汽车进入了人们的视野，其主要通过将太阳能转化为电能来获得动力，太阳能是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
17．（2020·遂宁）2020年6月23日9时43分，我国在四川西昌卫早发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射了北斗导航系统最后一颗组网卫星，标志着北斗导航卫星全球组网成功，能够为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航和授时服务。长征三号乙运载火箭发动机用的是偏二甲肼作为燃料，其热值是4.25×107J/kg，若完全燃烧2吨偏二甲肼，共放出 J热量；火箭加速上升时，火箭的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
18．（2019·广东）某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为 冲程工作示意图，活塞向 运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为 。
19．（2023九上·八步期中） 自然界中的各种形式的能量是可以相互转化的：摩擦生热，机械能转化为 能； 电动机带动抽水机把水送到高处，电能转化为 能。
20．（2022·龙门模拟）风能是一种绿色环保新能源，它属于 （选填“一次”或“二次”）能源，同时也属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，风力发电机在工作过程中，将 能转化为电能。
21．（2024九上·安定期末）某燃气热水器将的水从加热到，完全燃烧了的煤气。水吸收的热量是 J。热水器烧水的效率是 。（已知水的比热容为，煤气的热值为）
22．（2024九下·龙马潭模拟） 如图是中国自主设计、建造的全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环（简称EAST）的原理图，该装置被称为“人造太阳”，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。核能属于 （选填“常规能源”或“新能源”）；该装置的线圈使用超导材料绕制，这些线圈工作在零下296摄氏度的超低温中，从而实现超导，处于超导状态时的线圈的电阻为 Ω。 “人造太阳”加热功率超过，若利用“人造太阳”发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 。
23．（2024·西昌模拟）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统之后第三个成熟的卫星导航系统。如图所示卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供卫星使用。太阳能属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。卫星与地面主控站之间通过 传递信息。
24．（2023·合肥模拟）某四冲程内燃机，飞轮转速为，活塞行程是，若做功冲程中燃气的平均压力是，则这台内燃机的功率是 。
三、实验探究题
25．（2024·江城模拟）如图甲所示，这是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池存能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电。在某次测试中，司机驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶1h。这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图丙所示，
该汽车的某些参数如表所示。（燃油热值q＝4.0×107J/kg）
电机 电池 整车
输出最大功率/kW 输出电压/V 最大容量/] 质量/t
99 300 1.2×108
（1）汽车轮胎制有凹凸不平的花纹是为了增大 ；该混合动力汽车的内燃机是一台四冲程汽油机，图乙是汽油机的 冲程；汽车行驶一段时间后，油箱中剩余燃油的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）驾驶员乘坐汽车时应系好安全带，这是防止汽车紧急刹车或碰撞时人由于 而被伤害。
（3）汽油机使用水做冷却剂，若4kg的水的温度升高50℃，水吸收的热量是 J。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（4）在测试过程中，该汽车的能量利用率为 %。
26．（2023·明水模拟）如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验．
（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/（J/kg）
1 15 35 2.4×106
2 15 25 ？
根据表中数据计算，燃料2的热值为 J/kg．
（3）通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小，你认为出现这种情况的主要原因是 ．
27．（2023·崇川模拟）如图甲所示，是“探究不同物质吸热升温的规律”实验装置，在两个相同的烧杯中，分别装有水和煤油，用相同的酒精灯分别对它们加热相同的时间。实验数据记录画成图象如图乙：
（1）实验中应保证水和煤油的 （选填“质量”或“体积”）相同，实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同时间，水吸收的热量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；
（2）对水和煤油加热相同的时间后，可以观察到水升高的温度 （选填“高于”、“等于”或“低于”）煤油升高的温度；
（3）实验表明， （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强，在物理学中，我们用比热容这一物理量来描述物质的这种特性，已知水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），请根据图中数据计算出煤油的比热容是 J/（kg ℃）；
（4）小明又利用如图丙所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的水，通过比较燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料热值的大小。实验数据记录如表：根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/kg。
燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽时水温/℃ 燃料的热值/J kg-1
酒精 25 45 2.4×106
碎纸片 25 35 /
四、计算题
28．（2023·德州中考） 如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为，每条履带与地面的接触面积为，水上最快航速可达，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为的水域。
已知、、、。求：
（1）该战车停在水平地面时对地面的压强；
（2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间；
（3）该战车在水面漂浮时排开水的体积；
（4）该战车在此次任务中消耗燃油，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。
29．（2021·西宁）孝顺的小梅同学给爷爷网购了一台额定电压为220V的双档位电热足浴器。足浴器某次加热工作时的控制面板显示如图所示。
（1）足浴器在加热状态下正常工作时的电流是多大？
（2）足浴器装入质量为5kg，初温为20℃的水，当水温达到控制面板上显示的温度时，水吸收的热量是多少？加热所用的时间是多长？［不计热量损失，水的比热容 ］
（3）若晚上用电高峰时的实际电压只有200V，足浴器的实际加热功率是多少？（计算结果保留两位小数，电热丝阻值不变）
30．（2024·津市市模拟）某校积极创造条件为学生供应开水，已知锅炉的热效率为30%，若用该锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃。c水=4.2×103J/（kg ℃），q煤=3×107J/kg，求：
（1） 水吸收的热量
（2） 燃烧煤的质量
（3） 某同学将3kg、100℃的开水和质量为5kg的20℃的冷水混合，若不计混合过程的热量损失，则混合后温水的温度为多少
五、科普阅读题
31．（2024·东莞模拟） 随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭，仔细观察和思考，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）如图1汽车的后视镜是一个凸面镜，对光有 作用；
（2）小汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹，目的是 ；
（3）汽车上的“倒车雷达”，可发射（3）汽车上的“倒车雷达” （超声波、电磁波），通过安装在车尾的摄像头对准车后的障碍物，障碍物经摄像头中的凸透镜成倒立 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，这个像通过电子装置加工、调整并传递到显示屏上，如果看到显示屏中的障碍物的像变大 （远、近）；
（4）插电式混合动力是当前比较流行的新能源汽车动力模式如图2，当电池电量充足时，以电动模式行驶；当电池电量不足时，以燃油模式行驶，又能给电池充电，综合油耗依然比传统燃油车更低。已知该车电池能够储存电能20kW h，小王驾驶充满电的汽车沿平直公路如图丙从A地匀速行驶至B地（路面对汽车的阻力恒定不变），假设电池消耗的电能全部用来驱动汽车行驶。当行驶到C地时，电池的能量还剩余30%，随即开启燃油模式。当汽车行驶到B地时，电池能量显示为50%（忽略充电过程中的能量损失），汽油机的四个冲程如图2甲所示，其中 （填字母）属于做功冲程，若该行驶模式过程中恰好消耗3L汽油，则汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率为 （汽油的热值取q=4.0×107J/L）。
32．（2022·徐州模拟）阅读短文，回答文后问题：
热泵
目前，全世界的能源消耗正逐年大幅度增长。按照现在的能源消耗速度，地球上的不可再生能源在不久的将来将被消耗殆尽。依靠科技进步提高能源利用率已成为我国实现可持续发展的当务之急。热泵就是一种高效利用能源的装置，一般按热源种类不同分为：空气源热泵，水源热泵，地源热泵等。
如图所示是常用的压缩式热泵，在蒸发器中的液体工作物质（简称工质）从低温热源吸取热量，蒸发为低压蒸气，通过压缩机进入冷凝器中，把热量传给高温热源，冷凝成液体；随后通过节能阀膨胀后又成为液态工质进入蒸发器，不断循环往复。压缩机对工质做功W，工质在高温热源放出热量Q1，从低温热源吸取热量Q2。制冷系数 ，制热系数 、若ε热=5，即热泵消耗1kW·h电能可以得到5kW·h的热量。由于热泵既可制冷，又能制热，因而将热泵同时用于工业生产中降温与烘干等处时，热泵的综合效能比单一工作状态时更高，进一步提高了能源的有效利用率，达到节能的目的。
（1）热泵内的工质在冷凝器中通过 的方式改变水的内能（填“做功”或“热传递”）；
（2）如果电炉工作时，将电能全部转化为水吸收的热量。则将500kg、15℃的冷水加热到55℃，电炉消耗的电能为 J；
（3）若使用某型号家用热泵，压缩机功率为300W，24h的供热数量与题（2）中水吸收的热量相同时，则热泵比电炉节电 %；
（4）热泵实现同时制冷与供热的双重功能时，热泵综合效能的表达式为ε综合= 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，结合能量流向图可知，该内燃机的效率为34%。
故答案为：D。
【分析】内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】解：
A、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；
B、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；
C、两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；
D、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意．
故选C．
【分析】解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，判断冲程名称可用口诀：“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．”进行分析．
3．【答案】B
【知识点】密度及其特性；势能的影响因素；燃料的热值；重力及其大小的计算
【解析】【解答】A、同一地点的重力常数相等，即物体受到的重力与它的质量成正比；A不符合题意；
B、因为密度是物质的一种特性，与物体的体积和质量没有关系，B符合题意；
C、影响重力势能的因素：重力和高度，同一高度，物体的重力势能大小与质量有关，C不符合题意；
D、由 可知，燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和燃料的质量有关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】重力的计算公式：G=mg，（式中g是重力与质量的比值：g=9.8 牛顿/千克，在粗略计算时也可取g=10牛顿/千克）；重力跟质量成正比.
密度：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.密度是物质的一种特性，不同种类的物质密度一般不同.
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.
燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和燃料的质量有关.
4．【答案】B
【知识点】能源及其分类；能源与可持续发展；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A．电能是消耗一次能源得到的，是广泛使用的二次能源，A不符合题意；
B．手机通信是利用电磁波来传递信息的，手机既能发射电磁波，又能接受电磁波，B符合题意；
C．电磁波能够被反射，北斗卫星是利用电磁波的反射来实现进行定位的，C不符合题意；
D．能量在转移、转化过程中总是守恒的，但是能量的转移和转化具有方向性，在能源的使用过程中，使能源从便于利用的变成不便于利用的，所以说能量虽守恒但还是要节约能源，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】一次能源是指能从自然界直接获取的能源。二次能源是消耗一次能源来获得的；可再生与不可再生均是相对于一次能源来说的。
手机、卫星等都是利用电磁波来传递信息的。
能量的转移或转化是有方向性的。
5．【答案】D
【知识点】能源危机与能源消耗对环境的影响
【解析】【解答】A. 风能可以循环作用，是不可再生能源，A不符合题意；
B. 太阳能、水能都可以从自然界直接获得，是一次能源，B不符合题意；
C. 人类已建成的核电站是利用核裂变反应发电的，C不符合题意；
D. 化石能源的大量使用向空气排放大量的污染性气体，造成了酸雨、雾霾等环境问题，帮D符合题意；
故答案为：D。
【分析】化石能源的利用会产生有污染的气体，对环境有影响.
6．【答案】A
【知识点】能源及其分类
【解析】【解答】A．煤炭是千百年前动植物遗体掩埋在地下形成的，短时间无法形成，会越用越少，故是不可再生能源，A符合题意；
B．太阳能的寿命还有50亿年，是取之不尽用之不竭的，故是可再生能源，B不符合题意；
C．空气流动形成了风，只要有太阳，就会形成温度差，就会造成空气流动，形成风能，故风能也是取之不尽用之不竭的，故是可再生能源，C不符合题意；
D．地热能是因为地壳处于岩浆上而获得能量，是取之不尽用之不竭，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】化石能源（煤、石油天然气）、核能等能源会越用越少，不能短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。
7．【答案】C
【知识点】密度及其特性；热机的效率；流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.机身是由密度小、硬度大的材料制成的，A不符合题意；
B.加速起飞的过程中所受空气浮力大小不变，是受到了向上的升力，B不符合题意；
C.匀速飞行时机翼上方的空气流速比下方的大，C符合题意；
D.大功率航空发动机的效率不可能达到100%，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】飞机的材料利用密度较小的；飞机升空利用了升力；能量在转化时，不可避免有损失。
8．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A. 汽车呈流线型，当汽车行驶时，车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，因此，会有一个向上的升力产生，使汽车对地面的压力小于车自身的重力，汽车的总重G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，A不符合题意；
B. 该汽车通过这段路程的平均速度是 ，B不符合题意；
CD. 汽油完全燃烧放出的热量为：Q＝mq＝3kg×4.6×107J/kg＝1.38×108J，η＝ ＝30%，该汽车的牵引力为：F＝ 1.15×103N， 所以C不符合题意误；D符合题意。
故答案为：D.
【分析】（1）利用F=G=mg计算压力；利用W=Pt求该汽车克服阻力做的功；
（2）利用速度公式v=求该汽车通过这段路程的平均速度，利用p=求车对地的压强；
（3）利用P=Fv求该汽车的牵引力；利用Q=mq求汽油燃烧放出的热量；
（3）汽车发动机的效率..
9．【答案】A
【知识点】能源及其分类；网络通信；光纤通信；卫星中继通信
【解析】【解答】A.因为纳米尺度很小，所以利用纳米科学技术生产的纳米材料制成的物体其强度和硬度会大大提高，A符合题意；
B.卫星通讯是利用微波传递信息，互联网也可以采用光纤通信方式，这个不是利用电磁波传递信息的，B不符合题意；
C.在通常情况下，纯净水是绝缘体，故C不符合题意；
D、煤、石油、干电池贮存的能量是化学能，食物中贮存的是生物能，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】纳米科学技术是纳米尺度内（0.1nm～100nm）的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子；微波通信、卫星通信、光纤通信和网络通信都是利用电磁波传递信息；导体：容易导电的物体叫导体，如：金属，人体，大地，酸、碱、盐的水溶液等；绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体，如：橡胶，玻璃，陶瓷，塑料，油，纯水等；化学能是一种很隐蔽的能量它不能直接做功，只有在发生化学变化的时候才释放出来，变成热能或其它形式的能量。
10．【答案】C
【知识点】能量守恒
【解析】【解答】A、子弹射穿木板时，由于克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以它的动能减小，它的速度减慢，故A错误；
B在电水壶的使用过程中，消耗电能消耗电能产生热量，断电后不能放出热量，水不能吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；
C两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，到达斜面底端时由于具有动能，所以会继续冲上右斜面，故C正确；
D机械表工作将表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。
故选C
【分析】能量既不会消灭，也不会创生，它只能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，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．能量的转化和转移具有方向性。
11．【答案】1.2 107；2 105W
【知识点】热机的效率；功的计算及应用
【解析】【解答】由 知道，卡车通过的距离为
在这段时间内卡车牵引力所做的功 卡车的牵引力做功的功率
【分析】利用速度和时间的乘积计算路程，根据力和距离的乘积计算功的大小，功和时间的比值计算功率。
12．【答案】不可再生；6×1010；原子弹
【知识点】热量的计算；能源及其分类；核裂变
【解析】【解答】常见的不可再生资源有：煤、石油、天然气等。这些资源在短期内不能从自然界中得到补充，所以是不可再生资源。
根据 可知，2t煤完全燃烧放出的热量是
原子弹是利用核裂变原理制成的武器，氢弹是根据核聚变原理制成的武器。
【分析】在短时间内能再生的资源叫做可再生资源，比如水资源、太阳能；在短时间内不能再生的资源叫做可不可再生资源，比如核能、煤炭、石油；结合燃料的质量，利用热值公式求解燃料释放的热量；原子弹的原理是利用核裂变释放能量。
13．【答案】25；0.9
【知识点】燃料的热值；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的飞轮每分钟转3000转，每秒钟转动3000/60=50次/s，做功25次/s；1h做功为W=115J×25次/s×3600s=1.035×107J；根据汽油机的效率和热值，计算燃料的质量为；
【分析】汽油机的飞轮转数是做功数的2倍；根据做功多少和热机效率计算总能量，结合热值计算燃料的质量。
14．【答案】化学；增大
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。
【分析】燃烧为化学变化，消耗化学能转化为内能；做的功除以做功需要的时间即为功率；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能。
15．【答案】可再生；随手关灯（合理即可）
【知识点】能源及其分类；能源与可持续发展
【解析】【解答】太阳能和风能都可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。
随手关灯可以减少灯的工作时间，能够有效的节约用电，节约能源。
【分析】像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或短时间内可以获得补充的能源属于可再生能源；结合生活实际选择恰当的节约能源方法。
16．【答案】做功；可再生
【知识点】内燃机的四个冲程；能源及其分类
【解析】【解答】第1空 四冲程汽油机，它主要通过做功冲程获得动力 。
第2空 太阳能是可再生能源。
【分析】第1空 四冲程汽油机获得动力的是做功冲程。
第2空 太阳能，今天用了，明天还会产生，所以是可再生能源。
17．【答案】8.5×1010；增大
【知识点】机械能及其转化；燃料的热值
【解析】【解答】完全燃烧2吨偏二甲肼放出的热量Q=mq=2000kg×4.25×107J/kg=8.5×1010J
放出的热量为8.5×1010J。火箭加速上升的过程中，火箭的质量不变，其速度增大、高度增大，所以动能和重力势能都增大，即机械能增大。
【分析】利用燃料的质量和热值的乘积计算热量；质量不变，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大。
18．【答案】压缩；上；内能
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】据图可知，两个气门全部关闭，活塞向上运动，因此这是压缩冲程，在这个过程里，活塞的机械能转化为燃料的内能。
【分析】（1）可以根据活塞的运行方向和气门的关闭情况判断冲程的名称：①吸气冲程：一个气门打开，活塞向下运动；②压缩冲程：气门全部关闭，活塞向上运动；③气门全部关闭，活塞向下运动；④一个气门打开，活塞向上运动；
（2）做功冲程，将内能转化为机械能；压缩冲程，将机械能转化为内能。
19．【答案】内；机械
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】摩擦生热，机械能转化为内能； 电动机带动抽水机把水送到高处，电能转化为机械能。
【分析】根据能量转化的知识分析解答。
20．【答案】一次；可再生；机械
【知识点】能量的转化或转移；能源及其分类
【解析】【解答】风能可以直接来自自然界，是一次能源，也可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它属于可再生能源。
风力发电机发电时，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能。
【分析】风能属于一次能源，也是可再生能源；发电机是将机械能转化为电能的装置。
21．【答案】；
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】（1）由题意可知水吸收的热量为；
（2）燃料完全燃烧释放的热量为，热水器的效率为。
【分析】（1）根据比热容的计算公式即可求解；（2）计算出煤气完全燃烧释放的热量，结合效率的公式即可求解。
22．【答案】新能源；0；
【知识点】能源及其分类；电功的计算
【解析】【解答】核能属于新能源，处于超导状态时的线圈的电阻为0，这种现象叫超导现象；每小时发电量： W=nPt=60%xWx1h=6xJ。故答案为：新能源；0；。
【分析】根据新能源指现在还没有大量使用的能源；超导现象指材料电阻为0的现象；发电量根据公式W=nP t计算。
23．【答案】可再生；电磁波
【知识点】能源及其分类；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】太阳能能从自然界源源不断得到，属于可再生能源，电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息，故卫星是使用电磁波与地面站通信的。故答案为：可再生；电磁波。
【分析】(1)根据能从自然界源源不断得到或可重复利用的能源是可再生能源，不能从自然界源源不断得到或不能重复利用的能源是不可再生能源；
(2)电磁波可以在真空中传播，卫星通信是利用电磁波传输信号的，光纤通信是利用光的反射来传递信息的。
24．【答案】
【知识点】内燃机的四个冲程；电功率的计算
【解析】【解答】一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=F's=6000Nx0.3m=1800J；飞轮转速为300r/ min，由于飞轮每转两圈对外做功一次，所以1 min转动300转，要做功150次，则1 min做的总功：W=W×150=1800J×150=2.7×105J
内燃机的功率：
故答案为： 4500。
【分析】利用W=Fs求一个冲程做的功；飞轮每转两圈对外做功一次，所以1 min转动300周，要做功150次， .求出1 min做的总功，再利用功率公式求内燃机的功率。
25．【答案】（1）摩擦；做功；不变
（2）惯性
（3）8.4×105
（4）40
【知识点】热量的计算；燃料的热值；热机；惯性及其现象；增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】（1）①汽车轮胎制有凹凸不平的花纹是为了通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力；
②由图可知，该汽油机的进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，说明是汽油机的做功冲程；
③热值是物质的一种特性，不会随着质量的改变而改变，所以热值是不变的；
（2）驾驶员乘坐汽车时应系好安全带，这是防止汽车紧急刹车或碰撞时人由于惯性而被伤害；
（3）水吸收的热量为：Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×4kg×50℃=8.4×105J；
（4）已知内燃机消耗燃油质量m=10kg，
则这些燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=10kg×4.0×107J/kg=4.0×108J；
汽车在1h内行驶的路程s=vt=50km/h×1h=50km=50000m，
由丙图可知，当汽车的速度为50km/h时，受到的阻力f=2000N，
因为汽车做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知F牵=f=2000N，
所以在这段时间内牵引力所做的功W=F牵s=2000N×50000m=1×108J；
蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%，
则这段时间内转化为电能是W电=W大×80%-W大×30%=1.2×108J×50%=0.6×108J，
所以该汽车的能量利用率为。
【分析】（1）①摩擦力大小的影响因素：压力和接触面粗糙程度；
②根据进气门、排气门的状态和活塞的运动方向来判断；
③热值是物质的一种特性，不会随着质量的改变而改变，只与燃料的种类有关；
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性，根据惯性的知识分析；
（3）根据公式Q吸=cmΔt可以求出水吸收的热量；
（4）已知消耗的燃油质量，利用公式Q放=mq求出燃油完全燃烧放出的热量；已知汽车运动的速度和时间，利用公式s=vt求出汽车行驶的路程；由图读出当速度为50km/h时受到的阻力，根据二力平衡条件可知汽车的牵引力，利用公式W=Fs求出牵引力做功；根据蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至80%，求出这段时间内对蓄电池充电的电能，最后利用公式求出汽车的能量利用率。
26．【答案】（1）甲、乙；甲、丙
（2）1.2×106
（3）燃料不可能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收
【知识点】比热容；燃料的热值
【解析】【解答】（1）①对质量相同的同种液体a进行加热，当两种燃料完全燃烧结束后，温度计示数高的吸收的热量多，对应燃料放出的热量多，则燃料的热值较大，故选甲和乙比较燃料热值；
②质量相同的同种燃料完全燃烧后，二者放出相同的热量。质量相同的不同液体，温度升高大的比热容小，故选甲和丙。
（2）完全燃烧10g燃料1放出的热量：Q1=mq1=0.01kg×2.4×106J/kg=2.4×104J；
若不计热损失，则Q放=Q吸，
对燃料1：camΔt1=m1q1，即cam（35℃-15℃）=m1×2.4×106J/kg ①；
对燃料2：camΔt2=m1q2，即cam（25℃-15℃）=m1×q2 ②，
①②联立计算得到：q2=1.2×106J/kg。
（3）通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小，你认为出现这种情况的主要原因是：燃料不可能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收。
【分析】（1）①比较燃料热值大小，关键是想办法比较产生热量多少，可根据Q=Cm△t分析选择实验；
②比较物质的比热容大小时，关键是控制吸收的热量相等，根据Q=qm分析选择实验；
（2）根据Q=qm计算燃料1放出的热量，然后根据Q吸=Q放为等量关系，结合Q=cm△t和Q=qm列式计算即可；
（3）主要燃料是否完全燃烧，以及向外散热对实验探究的影响即可。
27．【答案】（1）质量；等于
（2）低于
（3）水；2.1×103
（4）全部燃烧；1.2×106
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值
【解析】【解答】（1）实验中应保证水和煤油的质量相同，实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同时间，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；
（2）根据乙图可知，当二者都加热4min时，煤油升高到60℃，水升高到大约45℃左右，那么水升高的温度低于煤油升高的温度；
（3）①根据（2）中可知，吸收相同的热量时水升高的温度小，即水的吸热能力更强；
②根据乙图可知，当二者都升高到60℃时，煤油需要加热4min，而水需要8min，
那么得到：；
；
解得：c煤油=2.1×103J/(kg·℃).
（4）①明又利用如图丙所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的水，通过比较燃料全部燃烧后温度计示数的变化，来判断两种燃料热值的大小。
②水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，
则水吸收的热量之比等于燃料放出热量之比，即：；
；
；
；
解得：q纸=1.2×106J/kg。
【分析】（1）①根据Q=cm△t可知，当质量相同的不同物质吸收相同的热量时，温度升高越大，则吸热能力越强；
②相同的酒精灯发热功率相同，根据W=Pt可知，相同时间内放出相同的热量。
（2）根据乙图分析解答；
（3）①升高温度越少则吸热本领越强，根据前面的现象分析。
②根据乙图可知，当二者都升高到60℃时，煤油需要加热4min，而水需要8min，据此根据Q=cm△t计算煤油的比热容即可。
（4）①根据Q=cm△t比较燃料放热多少，再根据比较燃料热值大小；
②水吸收的热量等于燃料放出的热量，则水吸收的热量之比等于燃料放热之比，据此列式计算。
28．【答案】（1）解：战车停在水平地面时对地面的压力
战车对地面的压强
答：战车停在水平地面时对地面的压强为.3×104Pa；
（2）解：根据，该战车穿过此水域所用时间
答：此次任务中该战车穿过该水域需要的时间为2.2h；
（3）解：战车在水中漂浮，根据二力平衡，其所受浮力
由得，排开水的体积为
答：该战车在水面漂浮时排开水的体积为26.5m3；
（4）解：根据密度公式得，消耗燃油的质量
燃油完全燃烧放出的热量为
答：该战车在此次任务中消耗燃油600L，这些燃油完全燃烧放出的热量是2.193×1010J。
【知识点】燃料的热值；速度公式及其应用；压强的大小及其计算；阿基米德原理
【解析】【分析】（1）首先根据F=G=mg计算战车对地面的压力，再根据计算战车对地面的压强；
（2）根据计算战车需要的时间；
（3）首先根据漂浮条件 计算出战车受到的浮力，再根据 计算战车排开水的体积。
（4）根据 计算消耗燃油的质量，再根据 计算燃油完全燃烧放出的热量。
29．【答案】（1）解：加热状态下正常工作电流为
答：足浴器在加热状态下正常工作时的电流是4A
（2）解：水吸收的热量
若不计热量损失时，消耗的电能
加热时间
答：足浴器装入质量为5kg，初温为20℃的水，当水温达到控制面板上显示的温度时，水吸收的热量是 ，加热所用的时间是525s
（3）解：正常工作时，足浴器在加热状态下的电阻
电压为200V时的实际功率为
答：若晚上用电高峰时的实际电压只有200V，足浴器的实际加热功率是727.27W。
【知识点】热量的计算；热机的效率；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）利用P=UI求得加热状态下正常工作电流。
（2）利用求得水吸收的热量，若不计热量损失时，消耗的电能 ，据此求得加热时间。
（3）根据欧姆定律计算加热状态下足浴器的电阻，再根据P=计算足浴器的实际加热功率。
30．【答案】（1）解： 300kg的水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×300kg×（100℃-20℃）=1.008×108J；
（2）解： 根据 得煤完全燃烧放出的热量为：
根据Q放=m2q算出煤的质量为：
（3）解： 设冷水温度从20℃升高到t，吸收热量为Q1，热水温度从100℃降低到t，放出的热量为Q2，
不计热损失，Q1=Q2，
即：cm1（t-20℃）=cm2（100℃-t），
即：4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（t-20℃）=4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃-t），
解得：t=50℃。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据 Q吸=cm（t-t0） 计算水吸收的热量；
（2）首先根据 计算煤燃烧放出的热量，然后根据 计算煤的质量；
（3）在混合过程结束时，二者的终末温度相同，且热水放出的热量等于冷水吸收的热量，据此根据Q=cm△t列出方程计算即可。
31．【答案】（1）发散
（2）在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦
（3）超声波；缩小；近
（4）C；70%
【知识点】凸面镜和凹面镜；凸透镜成像的应用；燃料的热值；增大或减小摩擦的方法；超声波与次声波
【解析】【解答】（1）汽车的观后镜是利用凸面镜，凸面镜对光线有发散的作用，应用在汽车的观后镜上，能扩大人的视野；
（2）小汽车的轮胎上有许多凹凸不平的花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦；
（3）①现代汽车广泛利用了倒车雷达，它在工作时会发出超声波，这些声波遇到障碍物时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，可以确定障碍物的位置；
②摄像头的工作原理是凸透镜成像，在大于2倍焦距之外的物体发出或反射的光经透镜折射后，物体经透镜成倒立、缩小的实像；
③由于物距越小，所成的像越大，所以如果看到显示屏中的障碍物的像变大，则障碍物离车尾的距离变近；
（4）①A.图中的进气门和排气门关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程；
B.图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此这是排气冲程；
C.图中的进气门和排气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程；
D.图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，因此这是吸气冲程；
则C为做功冲程；
②汽车从A地到C地电池消耗的电能为W1=20kW h；
汽车匀速行驶过程中受到的牵引力为：，
汽车从C地行驶至B地电池获得的电能：W电池=50%W=50%×20×3.6×106J=3.6×107J，
汽车从C地行驶至B地所做的功：W有用=Fs2=1200N×40×103m=4.8×107J，
燃油模式阶段汽车消耗汽油完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=3L×4.0×107J/L=1.2×108J，
汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率为：。
【分析】（1）根据凸面镜对光线的作用解答；
（2）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（3）①根据超声波的特点和应用解答；
②根据凸透镜成像的特点和应用解答；
③根据“物近像远大，物远像近小”的规律解答。
（4）①内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；根据气门的闭合情况和活塞的运动情况判定；
②由题意可知当电池电量剩余30%时，汽车由电动模式自动切换成燃油模式，根据W1=（1-η）W计算汽车从甲地到丙地电池消耗的电能；
根据做功公式计算汽车行驶过程中受到的牵引力；
当汽车从丙地行驶至乙地时，小王发现电池电量显示为50%，根据W电池=（50%-30%）W计算汽车从丙地行驶至乙地电池获得的电能，根据做功公式W有用=Fs'计算汽车从丙地行驶至乙地所做的功，利用Q放=Vq求出汽油完全燃烧放出的热量，根据求出汽车从C地到B地的过程中汽油的综合利用效率。
32．【答案】（1）热传递
（2）8.4×107
（3）69.1
（4）
【知识点】热传递改变物体内能；热机的效率；电功的计算
【解析】【解答】（1）热泵内的工质在冷凝器利用水吸收热量，涉及能量的转移，故是采用热传递的方式改变水的内能。
（2）电炉消耗的电能为
（3）热泵消耗的电能为
热泵比电炉节电
（4）热泵综合效能
【分析】（1）冷水流过热水器的冷凝器，水温度升高，这是通过热传递的方法改变水的内能。
（2）电能全部转化为水吸收的热量，根据W=Q吸=c水m水（t-t0）得出消耗的电能。
（3）根据W′=Pt得出使用某型号家用热泵24h消耗的电能，根据得出热泵比电炉节电的百分比。
（4）热泵实现同时制冷与供热的双重功能时，根据得出热泵综合效能的表达式。
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