九上物理期中复习 第十二章《机械能和内能》 压轴题（江苏专用）
一、探究影响动能因素的实验装置及作用
1．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。A、B是两个质量不同的小球（mA＜mB），让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的小木块。
（1）实验中，通过观察 来判断小球的动能大小，这种研究方法叫 ；
（2）甲、 乙两次实验，让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的 ，对比甲、乙，可得出结论，当 一定时，物体的 越大，动能就越大；
（3）小华同学通过比较图乙、丙两图，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？ ；
（4）某同学在做丙实验时小木块被撞后滑出木板，如何改进呢？同学们展开了讨论：甲同学建议换用表面相同但长度较长的木板；乙同学建议换质量较大的木块；丙同学建议换用降低钢球释放高度；丁同学建议不作任何改进直接分析实验现象得出结论。其中 同学的建议是不正确的；
（5）完成实验后，同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面：让小车从同一斜面同一高度下滑，在不同的表面看滑行的距离远近不同，最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等 （选填“相等”或“不相等”）。
【答案】 小木块被撞后移动的距离 转换法 速度 速度 质量 没有控制速度相同 乙 相等
【详解】（1）[1][2]小球在水平面上撞击木块时推动木块做功，根据功的公式，木块的质量和木板的粗糙程度相同时，阻力相同，动能与距离成正比，故可以通过木块移动的距离来反映小球动能的大小，这种方法叫转换法。
（2）[3][4][5]甲、乙两次实验，让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，到达水平面时速度相同，质量大的推动木块移动的距离越远，所以这是为了研究动能大小与质量的关系，故结论为：当速度一定时，物体的质量越大，动能就越大。
（3）[6]图乙、丙两图小球的质量不同，也没有在同一高度滚下，没有控制速度相同，变量不唯一，无法得出可靠结论，这种做法是错误的。
（4）[7]本实验动能大小是通过木块移动的距离来反映的，故实验中木块受到的摩擦力是不能改变的，即木块质量和表面的粗糙程度是不可以改变的。甲同学更换表面相同，更长的木板，相当于延长了s；丙同学的方案让小球的释放高度降低，则到达斜面底端时的动能减小，对木板做的功也会减小，在木板上移动的距离也会减小；丁同学建议不作任何改进直接分析实验现象得出结论，因为滑出去的距离一定会比甲乙两次的距离大，根据远近即可判断；故甲丙丁同学的建议恰当。乙同学更换质量更大的木块，会导致木块对木板的压力增大，其所受到的阻力变大，这样就无法根据距离来比较动能做功的多少了，故乙同学建议不恰当。
（5）[8]让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，小车到达水平面时的动能是相同的，在滑行直到静止的过程中，动能全部克服阻力做了功，故动能相同时，在水平面上做的功也是一样的。
2．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）小伟猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图所示的实验，让小球沿光滑斜面向下运动，木块在水平面上移动一段距离后静止。
（1）实验中是通过观察 来判断小球的动能大小；
（2）图甲是控制两球的 相等，探究的是动能与 的关系，得出的结论是： ；
（3）木块被撞击后，最终会停下来，在此过程中将机械能转化为 能；
（4）小华发现，这个实验装置和研究“阻力对物体运动的影响”的实验装置很相似，只要去掉木块，实验表明小车受到的阻力越小，小车的速度减小得越 （选填“快”或“慢”）。实验中，小车在毛巾、木板表面整个滑行过程中克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1 P2（选填“大于”“小于”或“等于”）；
（5）小丽利用如图丙所示装置探究物体动能大小和哪些因素有关，小车刚开始处于B处（与弹簧接触但此时弹簧无形变）。用手推动小车压缩弹簧至A点后释放，小车在水平面上向右运动一段距离后停下，记录小车在木板上的运动距离，小车速度最大时位于 （选填“B点”，“B点左侧”或“B点右侧”），若第一次使小车压缩弹簧至A点后迅速松手，记录小车运动距离为s1；第二次在小车上放置两个钩码同样压缩弹簧至A点后撤去外力，记录小车运动的距离为s2。通过本实验，小丽 （选填“能”或“不能”）探究“动能大小与质量的关系”。
【答案】 木块移动的距离 质量 速度 质量一定时，物体的速度越大，动能越大 内 慢 大于 B点左侧 不能
【详解】
（1）[1]该实验是通过观察木块移动的距离来比较小车动能的大小，这是转换法。
（2）[2][3][4]根据控制变量法，让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始滑下，小车的质量相同，可探究动能大小与速度的关系，可得质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
（3）[5]木块被撞击后，最终会停下来，过程中克服摩擦做功，将机械能转化为内能。
（4）[6][7]研究阻力对物体运动的影响时，接触面越光滑，受到的阻力越小，速度减小的越慢；木块静止时，木块的动能全部克服摩擦力做功，即克服摩擦力做功一样，木块在毛巾面上运动的时间最短，根据可知，小车在毛巾表面滑行过程中克服阻力做功的功率更大。
（5）[8][9]小车从A到B的过程中，弹簧处于压缩状态，小车受到向右的弹力和向左的摩擦力，小车做加速运动，在B点时小车在水平方向只受到摩擦力，所以小车在B点左侧时速度最大；由实验过程可知，小车的动能是由弹簧的弹性势能转化而来，所以其弹性势能相同，并未控制小车速度相同，因此不能探究“动能大小与质量的关系”。
3．（23-24九年级上·江苏南通·期中）为探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲乙所示的实验方案。
（1）图甲探究的是动能与 的关系，实验中通过 来比较小球动能的大小；
（2）在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是 ；
A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块
（3）实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案：
①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离。你认为小明的实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）；
②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是 ；
③小刚设计了丁图所示的装置进行实验。
A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系；
B．若用A．B两个质量不同的小球（mA>mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA sB（选填“>”、“<”或“=”）；
（4）小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是 （选填“可行”或“不可行”）的。
【答案】 速度 木块移动距离的远近 AB 合理 体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同 速度 = 可行
【详解】（1）[1]图甲中，控制了小球质量相同，下降的高度不同，速度不同，探究的是动能与速度的关系。
[2]实验中小球动能大小无法直接反映，用小球撞击木块后，木块移动距离的远近来反映小球动能的大小。
（2）[3]当小球撞击木块时，小球的动能将部分或全部传递给木块，使木块移动。移动距离越远，说明小球传递给木块的动能越大。当木块被撞滑出木板，说明小球动能太大，或木块与木板之间克服摩擦力做的功较小，应减小小球的初动能或增大木块木板间的摩擦力。
A．适当降低钢球的高度，可以减小小球的速度，在质量不变下，小球的初动能减小，故A符合题意；
B．换用一个较重的木块，增大了压力，从而增大了木块与木板之间摩擦力，故B符合题意。
故选AB。
（3）①[4]“探究动能与速度关系”把小球动能大小转换成滑块移动的距离，当撤走木块，小球的动能转化成小球在水平木板上克服摩擦力做功，小球质量相同，移动的距离越长，克服摩擦力做功越多，则小球初动能越大，所以小明的实验方案是合理的。
②[5]体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，无法“探究动能大小与质量关系”。
③A[6]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，小球射出后速度大小不同，所以可以研究小球的动能大小与速度大小的关系。
B[7]用A．B两个质量不同的小球（mA>mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，弹簧具有的弹性势能转化为小球的动能，弹簧压缩量相同，射出后小球的动能相同，所以推动木块距离相同。
（4）影响重力势能的因素为物体的质量和高度，甲图可以控制质量相同，高度不同，乙图可以控制高度相同，质量不同，都可以用推动木块距离表示重力势能的大小。故小明的设想是可行的。
二、探究动能大小与速度的关系
4．（23-24九年级上·江苏常州·期中）如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究 （小球/木块）动能的大小与 （高度/速度）的关系；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 （相同/不同）。若小球在如图乙 AOB 所示光滑轨道从A点由静止滑下，沿轨道 AOB 到达 B 点后离开轨道，不计空气阻力，离开 B 点后最符合题意的运动轨迹是 （a/b/c/d）。
【答案】 小球 速度 相同 c
【详解】[1][2]让小球从斜面上滚下，小球运动，具有了动能。故此实验是探究小球动能大小与哪些因素有关。小球动能的大小是通过它推动木块的距离大小比较出来的。同一小球，质量不变；让小球从不同高度滚下，使小球到达平面时的速度不同，故此实验是探究小球动能大小与速度的关系。
[3]小球质量大小不同，受到的重力大小也不同，但由于小球受到的重力与小球的质量成正比，故在重力作用下，小球从同一高度滚下过程中，它们速度的变化程度是相同的，所以它们到达平面时的速度也是相同的。
[4]轨道是光滑的，且不考虑空气作用力，所以在整个过程中机械能没有损耗。在A点，小球有重力势能，没有动能；在B点，小球同时具有重力势能与动能。所以小球离开B点后到达最高点时，它的重力势能与动能总量与它在A点的重力势能相等，即它在B的点的重力势能小于它在A点的重力势能，故小球离开B点后的最高点比A点低。同时由于惯性，小球离开B点后还要继续上升。故它的轨迹最有可能是c。
三、探究动能大小与质量的关系
5．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）国庆期间小明利用家里常见物品如薄木板、茶叶盒、玉米面团和装有水的饮料瓶，依次探究动能和重力势能影响因素实验。如图甲，让饮料瓶从薄木板搭建的斜面上由静止释放，运动至桌面上后与茶叶盒碰撞；如图乙，让饮料瓶从高处落入面团中。
（1）甲图实验中通过观察比较 就可以反映饮料瓶动能的大小。
（2）根据图甲的探究，得出的结论是当质量相同时， 越大，动能越大。
（3）若要探究动能大小与另一个因素的关系，在不添加器材的情况下，小明的做法： 。
（4）要探究重力势能与被举高度的关系，应该选图乙中 两组实验进行对比。
【答案】 茶叶盒移动的距离 速度 减少饮料瓶中水的质量，将瓶从同一高度静止释放 ②③
【详解】（1）[1]本实验通过比较茶叶盒被撞后移动的距离反映饮料瓶的动能大小，运用了转换法。
（2）[2]图甲中两饮料瓶的质量相同，滚下的高度越大，到达水平面的速度越大，将茶叶盒推得越远，得出的结论是：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大。
（3）[3]要想探究动能与质量的关系。应该将两个装有不同质量水的饮料瓶从斜面的同一高度滚下，观察茶叶盒被撞后在水平面上移动的距离。
（4）[4]重力势能的大小与质量和被举高度有关，探究重力势能与被举高度的关系时，应控制物体的质量相同。被举的高度不同，所以应该选②③进行比较。
四、探究影响物体弹性势能因素的实验装置及作用
6．（23-24九年级上·江苏南通·期中）为了“探究弹性势能与跟哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究，将弹簧一端A固定，用小球（小球与弹簧不连结）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。
（1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过 来反映的，探究了弹簧弹性势能大小跟 的关系，放手后，小球在整个过程的运动情况是 ；
实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示，小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：
猜想1：与小球离开桌面时的速度有关；
猜想2：与小球离地的高度有关；
猜想3：与小球的质量有关。
（2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同，这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的；
（3）为了探究猜想2，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如下：
离地高度H/cm 5 45 80 125
水平飞行距离s/cm 5 15 20 25
根据表中数据，可得到s与H的定量关系式是 ；
（4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系，你认为小明的方案存在的问题是： 。
【答案】 木块滑行的距离 弹簧的形变程度 先加速后减速 正确 没有控制小球的速度不变
【详解】（1）[1]由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块移动的距离来判断弹簧的弹性势能大小。
[2]由实验步骤可知，压缩不同长度，弹簧的形变量不同，本实验探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变大小的关系。
[3]小球放手后，弹力大于摩擦阻力做加速的，然后弹力逐渐减小，当弹力小于阻力会减速运动，故先加速后减速运动。
（2）[4]根据控制变量法，要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1是正确的。
（3）[5]探究猜想2时保持小球质量为5g不变，将弹簧压缩到相同的长度释放小球即保持小球的开始速度相同，只改变桌子的高度；根据表格数据知离地高度H由5cm→20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm→10cm，变成原来的2倍；依此类推离地高度H由5cm→45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm→15cm，变成原来的3倍；离地高度H由5cm→80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm→20cm，变成原来的4倍；由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，即，代入第1组数据的
解得k=5，则。
（4）[6]要探究猜想3，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定，则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。
7．（23-24九年级上·江苏南通·期中）为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块．分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。
（1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过 来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大小跟 的关系。实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：
猜想1：与小球离地的高度有关；
猜想2：与小球离开桌面时的速度有关；
猜想3：与小球的质量有关；
（2）为了探究猜想1，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如表：
离地高度H/cm 5 20 45 80 125
水平飞行距离s/cm 5 10 15 20 25
①请根据表格中的数据，在图丙作s-H图像 ；
②根据表中数据，可以得出结论：当该小球以实验中相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为 cm时，小球水平飞行的距离s为40cm；
（3）为了验证猜想2是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同．这说明猜想2是 （正确/错误）的；
（4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是： 。
【答案】 弹性形变大小 木块移动的距离 320 正确 没有控制小球飞出桌面时的速度一定
【详解】（1）[1]由步骤可知，本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变大小的关系。
[2]由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块移动的距离来判断弹簧的弹性势能大小。
（2）[3]①利用描点法画出图像，如下图：
[4]②探究猜想2时保持小球质量为5g不变，将弹簧压缩到相同的长度释放小球即保持小球的开始速度相同，只改变桌子的高度；
根据表格数据知离地高度H由5cm→20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm→10cm，变成原来的2倍，
依此类推离地高度H由5cm→45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm→15cm，变成原来的3倍，
离地高度H由5cm→80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm→20cm，变成原来的4倍，
由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，
所以当小球水平飞行的距离s为40cm时，是原来的倍，离地高度H变成原来的82＝64倍，即小球离地面的高度H为5cm×64＝320cm。
（3）[5]要验证猜想2是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想2是正确的。
（4）[6]要探究猜想3，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定，则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。
五、物体运动过程中各种机械能的变化情况
8．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为，如图所示。请回答：钢球从O点运动到A点的过程中其速度变化情况是： ；钢球从O点运动到A点的过程中其能量转化情况是： ；请描述一下钢球动能最大的点的位置： 。
【答案】 先增大后减小 重力势能先转化成动能，再转化成弹性势能和动能，后来动能和重力势能转化成弹性势能 OA的中点偏下处
【详解】[1][2][3]橡皮筋长为l，钢球从初始状态下降至过程中，钢球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大；经过l后，钢球受到橡皮筋竖直向上的弹力的作用，前一个阶段弹力小于重力，钢球仍然加速，当弹力等于重力时，速度最大；后一个阶段弹力大于重力，钢球开始减速，最后变为零，动能转化为橡皮筋的弹性势能，所以整个过程中，钢球的速度先增大后减小，钢球的动能的最大点在OA的中点偏下处；钢球从O点运动到A点的过程中其能量转化情况是：重力势能先转化成动能，再转化成弹性势能和动能，后来动能和重力势能转化成弹性势能。
9．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）阅读以下材料，并回答相应的问题：
材料一：研究发现，当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。
现有一小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如图甲所示，小球从A点静止释放，在从A到C的运动过程中，动能大小的变化情况是 ，到达与A等高的C点时速度 零（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）若将轨道BC段改为水平，如图乙所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能 A点的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
材料二：进一步研究发现，动能的大小与物体质量m和速度v的具体关系为：；重力势能的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为：。
（3）如图甲所示，小球A在真空中自由下落，另一个完全相同的小球B在阻力很大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1处下落到高度为h2处，在这两种情况下，小球 （选填“A”或“B”）的机械能守恒；
（4）如图乙所示，一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度 ；（用字母表示）
（5）把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个单摆，如图丙所示。若摆长为，将小球拉至离原竖直方向距离，静止释放，不计空气阻力，则当小球运动到最低处时的速度 。
【答案】 先变大后变小 等于 等于 A 2
【详解】（1）[1][2]从A运动到B的过程中，小球的重力势能转化为动能，动能变大，从B运动到C的过程中，小球的动能转化为重力势能，动能变小，故在小球从A到C的过程中，动能先变大后变小；到达与A等高的C处时，动能最小，速度为零。
（2）[3]小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动，运动过程中机械能守恒，故小球经过M点时的机械能等于A点的机械能。
（3）[4]小球A在真空中自由下落，重力势能转化为动能，机械能守恒，另一个小球B在阻力很大的液体中匀速下落，速度大小不变，动能不变，重力势能转化为与液体摩擦的内能，机械能不守恒。
（4）[5]由静止下滑，不计空气阻力，斜面是光滑的，整个过程中机械能守恒，减小的重力势能转化为动能，即
可得。
（5）[6]不计空气阻力，小球从原点运动到最低处时机械能守恒，这个过程中竖直方向移动的距离
又因为
代入数据可得
六、热传递的条件和方向
10．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）阅读短文，回答问题。
热阻
当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。
物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比，与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式，式中称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同，房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比，不同材料叠加时，总的热阻等于不同材料的热阻之和。
（1）在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越 （选填“大”或“小”）；
（2）铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 （选填“大”或“小”）的材料制成的；
（3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，t1、t2分别为40℃、10℃，则墙壁正中间（虚线处）的温度为 ℃；
（4）如图乙所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L，当热量从上向下流动时，铝块的热阻为R1，热量从左向右流动时，铝块的热阻为R2，则R1 R2（选填“＞”“＜”或“＝”）；
（5）如图丙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为，则丙图中热量传导过程中的总热阻R= 。
【答案】 大 小 25 ＞
【详解】（1）（2）[1][2]物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为，式中λ称为材料的导热系数， 分析函数关系可知，在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越大，导热能力越差；导热系数越大，热阻越小，导热能力越强，所以铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较小的材料制成的。
（3）[3]由题意：如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。则可得如下关系式
热量在墙壁中传导时形成稳定的热量流动，则热量传递到中间和末端时的热量相等，设墙壁正中间处的温度为t中，由上公式可得
解得t中=25℃。
（4）[4]图乙中，当热量从上向下流动时，由知，铝块的热阻为
热量从左向右流动时，铝块的热阻为
比较可知R1＞R2。
（5）[5]由可得，传导长度为L1的墙壁的热阻为
传导长度为L2的保温层的热阻为
不同材料叠加时，总的热阻等于不同材料的热阻之和，则丙图中热量传导过程中的总热阻
七、物体运动过程中各种机械能的变化情况
11．（23-24九年级上·江苏徐州·期中）阅读短文，回答问题。
打桩机
打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械。由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤是一钢质重块，依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间，由跨过定滑轮的吊钩将其匀速提升相同的距离，然后脱钩并沿导向架自由下落而打桩。如图为某型号的打桩机，所需动力由四冲程内燃机提供，竖向导轨可伸缩折叠，其正常工作时部分技术参数如表所示。其中，冲击频率是指单位时间内桩锤击打桩的次数。
桩锤重力 1000N
桩锤每次提升距离 2.4m
冲击频率 20次/min
（1）工作过程中，内燃机采用循环流动的水进行冷却，这是通过 的方式改变了水的内能；若该内燃机正常工作时的转速为1800r/min，则其每秒对外做功 次；
（2）关于打桩机，下列说法中错误的是 ；
A．定滑轮的作用是改变施力的方向
B．内燃机用水冷却，是利用水比热容大的特性
C．桩锤自由下落过程中其重力势能转化为动能
D．支撑竖向导轨的是一个可以省功的杠杆
（3）若打桩机提升重物的机械效率为80%，内燃机的效率为50%，则打桩机正常工作10min需要完全燃烧燃油 g[燃油的热值q=4.0107J/kg]。
【答案】 热传递 15 D 30
【详解】（1）[1][2]内燃机采用循环流动的水进行冷却，原理是高温物体放出热量，低温物体水吸收热量，只涉及能量的转移，故是热传递改变物体的内能；若该内燃机正常工作时的转速为1800r/min，则每秒转的圈数为
1个工作循环，4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，每秒钟飞轮转30圈，一共有15个工作循环，对外做功15次。
（2）[3] A．定滑轮是等臂杠杆，定滑轮的作用是改变施力的方向，不改变力的大小，故A正确；A不符合题意；
B．质量相同不同物质，升高相同的温度，水的比热容大，水吸收的热量多，吸热能力强，故内燃机用水冷却，是利用水比热容大的特性，故B正确；B不符合题意；
C．桩锤自由下落过程中，高度降低，重力势能减小，速度增大，故是重力势能转化为动能，故C正确；C不符合题意；
D．支撑竖向导轨的是一个可以不省功的杠杆，任何机械都不可避免做额外功，任何一种机械都不省功，故D错误；D符合题意。
故选D。
（3）[4]打桩机正常工作10min，桩锤击打桩的次数
桩锤做的总有用功为
打桩机提升重物的机械效率为80%，则打桩机的总功为
燃料燃烧放出的热量为
完全燃烧燃油质量为
12．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，跳水运动员踏板时首先从高处落到处于自然状态的跳板上（A位置），不计空气阻力，然后随跳板一同向下运动到最低点（B位置）。从A位置到B位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的机械能保持不变
B．运动员到达位置B之前，所受到的合力是向下的
C．在这个过程中，运动员动能一直减小
D．在这个过程中，运动员减小的动能小于跳板增加的弹性势能
【答案】D
【详解】A．从A位置到B位置的过程中，跳板弯曲，运动员的机械能转化为跳板的弹性势能，故运动员的机械能减小，故A错误；
B．从A位置到B位置的过程中，开始时，重力大于跳板对运动员的弹力，合力向下，接下来跳板形变程度变大，弹力变大，当弹力大于重力时，合力向上，故B错误；
C．从A位置到B位置的过程中，开始时，重力势能转化为动能和跳板的弹性势能，运动员动能增大，后来弹力大于重力时，运动员减速，故C错误；
D．从A位置到B位置的过程中，重力势能一直在减小，即重力势能和动能都转化为跳板的弹性势能，故运动员减小的动能小于跳板增加的弹性势能，故D正确。
故选D。
13．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）如图所示完全相同的甲、乙两个小球，分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点，将两球移动到与悬点等高的位置，此时细线恰好拉直，橡皮筋达到原长， 由静止开始释放，当两球摆至悬点正下方 P 点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等。若不计空气阻力，在此过程中，下列分析正确的有（ ）
①摆下过程中，甲球的机械能保持不变
②两球到达 P 点时，甲小球的速度比乙大
③从静止运动到 P 点，甲、乙两个小球重力做功相等
④甲球到达 P 点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等
A．1个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
【答案】D
【详解】不计空气阻力时，下摆过程，甲球受到竖直向下的重力，细绳的拉力作用，拉力与运动方向垂直，只有重力做功，机械能守恒，所以机械能保持不变，说法①正确；乙球受到竖直向下的重力和弹力的作用，只有重力做功，机械能也守恒。两个小球开始时的机械能相等，因为在同等高点，重力势能相等，静止释放，动能为0。下摆过程，甲的重力势能转化动能，乙因为橡皮筋变长，弹性势能变大，所以重力势能转化为动能和弹性势能。P点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等，则甲的动能等于乙动能与弹性势能之和，所以甲的速度大于乙的速度，说法②正确；从静止运动到P点，高度相同，两小球的重力相同，据G=mgh知，两个小于重力做功相等，说法③正确；两个小于开始时的机械能相等，整个过程中，甲的机械能不变，所以甲球到达P点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等，说法④正确。
故选D。
八、计算物体温度变化时的吸放热
14．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图甲、乙所示，规格相同的A、B两杯中分别装有150g和200g的牛奶，并用不同加热器同时对其加热，得到A、B两杯中牛奶的温度与加热时间图像丙图。已知加热器的加热效率相同，牛奶的比热容为。则下列说法正确的是（ ）
A．B杯中牛奶每分钟吸收的热量为1×104J
B．若两杯牛奶都从20℃加热5min，A、B两杯牛奶升高的温度之比为3:4
C．若将AB两杯中的牛奶都从20℃加热至60℃，需要的时间之比是2:3
D．甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为3:4
【答案】C
【详解】A．由图丙的B图线可知，加热3min时，B杯中牛奶升高的温度
由图像还可知，牛奶的温度变化随时间的增加而均匀升高，所以，加热1min时，B杯中的牛奶升高的温度
此时B杯中的牛奶吸收热量
故A错误；
B．若两杯牛奶都从20℃加热5min，A杯中温度升高50℃，B杯中温度升高
A、B两杯牛奶升高的温度之比为
故B错误；
C. 由丙图可知，若将A杯中的牛奶都从20℃加热至60℃，需要的时间为4min，若将B杯中的牛奶都从20℃加热至60℃，需要的时间为6min，所需时间之比
故C正确；
D．由图丙可知，牛奶的温度从20°C升高到40°C时，A杯的加热时间为2min，此时A杯中的牛奶吸收热量
A
杯中的牛奶每分钟吸收热量为
设两个加热器的效率都为，则甲加热器每分钟放出的热量为
B杯中的牛奶每分钟吸收热量为
乙加热器每分钟放出的热量为
甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比
故D错误。
故选C。
15．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）对0.5kg的某固体均匀加热（假设被加热物质在单位时间内吸收的热量相同，不考虑质量的变化），其温度随时间变化图像如图所示。由图可知，它在AB段和CD段对应物质的比热容之比是 该物质在熔化过程中温度不变，内能 ；已知该物质固态时的比热容为 则它在熔化过程中吸收的热量为 J。
【答案】 1∶4 增大 1.5×104
【详解】[1]AB段和CD段物质的质量m相同，由图像知，AB段和CD段物质升高的温度之比为2∶1，加热时间之比为1∶2，所以吸收的热量之比为1∶2，则AB段和CD段对应物质的比热容之比
[2]该物质在熔化过程中不断吸热，内能增加。
[3]由图可知在AB段该物质的加热时间为2min，该物质的温度升高了
则该物质AB段吸收的热量为
由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的，而该物质的熔化过程用时是
是AB段加热时间的3倍，所以该物质熔化过程中吸收的热量为
16．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）（1）小杨在用一台称量准确的托盘天平测物体质量时，想知道游码的质量，由于无法将游码拆卸下来称量，他思考后用刻度尺测出了如图所示的三个参数，L1=6cm，L2=L3=5cm，据此计算游码的质量是 g；
（2）在热平衡时物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换，即。将400g、5℃的冷水与200g、80℃的热水混合（与外界无热量交换），混合后的温度是 。
【答案】 3
【详解】（1）[1]由物理常识可知，托盘天平的支点在中间的刀口处，设天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右，游码的质量为m，托盘天平是等臂杠杆，即左右两盘重力的力臂相同，根据图示可知其力臂均为L1，当游码位于零刻度线时，天平横梁平衡，由杠杆平衡条件得
m左g×L1+mg×L2=m右g×L1﹣﹣﹣﹣﹣①
当游码位于最大刻度5g处时，此时左盘放5g的物体，天平横梁平衡，由杠杆平衡条件得
(m左+5g)g×L1=mg×L3+m右g×L1﹣﹣﹣﹣﹣②
②式-①式，化简可得m(L2+L3)=5L1则游码的质量为
（2）[2]设混合后的温度为t，，则根据有
即
解得。
17．（23-24九年级上·江苏泰州·期中）小明为比较“不同物质的吸热升温现象”设计了如下实验方案：将质量和初温相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时给水和煤油加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间记录水和煤油的温度。
（1）小明根据实验记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图丙所示。由图像知：对水和煤油加热相同的时间，水吸收的热量 （大于/等于/小于）煤油吸收的热量； 的比热容较大。
（2）小华也用相同的装置进行了实验，但粗心的小华向容器中分别装入的是体积相同、初温都是20℃的沙子和水，4min时，测得沙子的温度为28℃，沙子的密度为1.5×103kg/m3，请你进行推理和计算，假如小华实验时控制沙子与她刚才所用的水的质量相等，那么4min时沙子的温度应该为 ℃。
（3）为了通过实验比较出煤油和酒精的热值的不同，
①小明又装配成了如图丁所示的实验装置，再选用 （甲/乙）装置，进行实验即可得出结论。
②实验中，待两种燃料燃烧相同的时间后，小明发现丁图烧杯中煤油升高的温度较高，据此 （能/不能）说明煤油的热值较大。
【答案】 等于 水 32 乙 不能
【详解】（1）[1]实验中，用相同酒精灯对水和煤油加热，相同的酒精灯在相同时间内放出相等热量，被水和煤油吸收，所以相同时间内，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
[2]由图丙可知，相同时间内，煤油的温度升高的多，相同质量的水和煤油，吸收相等热量后，水的温度变化小，所以水的比热容较大。
（2）[3]小华向容器中分别装入的是体积相同、初温都是20℃的沙子和水，水的密度为1×103kg/m3，沙子的密度为1.5×103kg/m3，根据m=ρV可知，水和沙子的质量之比为1∶1.5 ，假如小华实验时控制沙子与她刚才所用的水的质量相等，根据可知，质量是原来的1.5倍，4min吸收的热量与原来是一样的，所以温度升高是原来的1.5倍，也就是
（3）[4][5]探究不同燃料的热值大小时，需要便用质量相同的不同燃料对质量相同的同种液体进行加热，故选图乙和图丁实 验。比较燃料燃烧值的大小，应控制燃烧燃料的质量相等；让相同质量的燃料完全燃烧，根据同一种液体（煤油）升高 的温度比较燃料的热值大小；但实验中没有控制煤油的质量相同，所以不能说明煤油的热值较大。
18．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）同学们为了比较不同物质吸热的情况，两小组同学分别利用不同实验装置进行实验。
A组同学选用如图甲的实验装置进行实验，B组同学用两个相同规格的电加热器分别对物质加热进行实验（如图丙），请回答下列问题：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入初温相同且 相等的水和煤油。
（2）对满足上述条件的水和煤油用相同酒精灯加热10min，水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。根据实验数据，甲组同学作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象，如图乙所示，可知水的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油的比热容。
（3）由图象可知，煤油的比热容是 J/（kg ℃）。[c水=4.2×103J/（kg ℃）]
（4）实验中水和煤油吸收热量，是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能的。
（5）有同学认为用图丙中的实验装置进行实验更好，你认为选择电加热器加热的优点是： （写出一个优点即可）。
【答案】 质量 等于 大于 2.1×103 热传递 容易控制吸收的热量相同
【详解】（1）[1]根据比较吸热能力的两种方法，在该实验中要控制不同物质的质量相同，故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
（2）[2]根据转换法可知，用加热时间来反映水和煤油吸收的热量，水和煤油用相同酒精灯加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
[3]实验中发现要使煤油和水升高相同的温度，应对水加热的时间更长，吸收的热量更多，这表明水的吸热本能更强，比热容大。
（3）[4]根据图乙可知，升高30℃，水和煤油的加热时间分别为20min和10min，所以水和煤油的吸热之比为2∶1，根据，在质量和升高温度相同的条件下，比热容之比等于吸热之比，故煤油的比热容为
（4）[5]加热过程中，水和煤油是通过吸收了热量使内能增加的，因此该过程是通过热传递的方式增加的。
（5）[6]他实验中选用两个完全相同的电加热器加热液体，根据Q=W=Pt，这样可以认为相同时间内两种液体吸收的热量相同，这种方法比用酒精灯加热液体更科学、更精确。
九、热机工作过程中的能量转化
19．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）目前大多数汽车刹车采用油压制动；其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力使车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉，为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率；
（1）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是 ；
A．①②③④
B．②④
C．②③
D．①③
（2）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m，汽车牵引力的功率为 W；如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的s-t的关系如图甲所示，则在0~0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为 J；
（3）某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图象如图乙所示；则图中表示开启再生制动器的图线是 ；
（4）在本次测试过程中，由图象可知本次测试的储能效率为 。
【答案】 C 2.5×104 1.0×105 ② 40%
【详解】（1）[1]发动机外壳发烫，是由于内部机器运作，把热量传递到发动机外壳，从而外壳发烫，这是通过热传递改变内能；轮胎发热，是汽车行驶时，轮胎克服与路面的摩擦力，所做的功，从而改变轮胎内能，这是通过做功的方式；刹车片发热，是刹车过程，克服摩擦力做功，从而改变刹车片内能，这是通过做功的方式；水箱中的水变热，是发动机放出的热量传递给水箱中的水，从而温度升高，这是通过热传递改变内能；综上所述，通过做功改变内能的是②③；故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
（2）[2]可知，牵引力为1000N，汽车速度为25m/s，根据可知，汽车牵引力的功率为
汽车牵引力的功率为2.5×104W。
[3]已知刹车阻力恒为1.0×104N，再结合图甲，在0~0.5s内汽车行驶的路程为10m，这过程汽车克服刹车阻力所做的功为
克服刹车阻力所做的功为1.0×105J。
（3）[4]当关闭发动机后，再关闭再生制动器，动能全部转化为内能；如果开启再生制动器，有部分动能转化为电能，动能变化量更大，所以表示开启再生制动器的图线是②。
（4）[5]从图乙可以看到，正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶的路程为
那么动能转化为内能的效率为
而储能效率为
本次测试的储能效率为40%。
20．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降，循环往复。
（1）蒸汽推动活塞上行过程中，是把 能转化为 能；
（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似；
（3）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200kg，活塞每次上升高度为0.6m，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了 J有用功，假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为 W。
【答案】 内 机械 做功 600 1000
【详解】（1）[1][2]蒸汽推动活塞上行过程中，蒸汽对活塞做功，蒸汽的内能转化为活塞的机械能。
（2）[3]汽油机的做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，与蒸汽机活塞上行过程的能量转化相似。
（3）[4][5]由图知，杠杆左端的力臂是右端力臂的2倍，活塞每次上升高度为h=0.6m，则根据相似三角形的知识可知，杠杆右端下降的高度为h；由定滑轮的特点可知，定滑轮右侧物体上升的高度
物体的重力
G=mg=200kg×10N/kg=2000N
活塞上升一次蒸汽机对物体做的有用功
W有=Gh'=2000N×0.3m=600J
活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率
21．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）阅读短文，回答问题.
汽油机
单缸四冲程汽油机工作原理：汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上如图所示，四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，一种是异步汽油机。同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。
Q195型汽油机的部分技术规格如下表所示
汽缸数 单缸排量 额定功率 转速 燃气气压
1 0.5×10-3m3 2400r/min 5×106Pa
其中，“额定功率”是指汽油机正常工作时对外所做机械功的功率；“单缸排量”是活塞从上止点到下止点所扫过的容积；“燃气气压”是指汽油机在做功冲程中燃气对活塞的平均压强。
（1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为 能；
（2）“六冲程引擎”，中第五冲程相当于四冲程热机的 冲程；
（3）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是( )
A．四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功
B．四缸四冲程异步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作
C．若每个汽缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率
D．异步机各汽缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳
（4）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的平均压强，则单缸Q195型汽油机的额定功率为 W（不考虑机械能的损失）；
（5）小明家买了一款大众轿车，发现尾部标有TSI，“SI”二个字母是红色的。大众轿车的TSI技术指机器双增压（涡轮和机械增压）分层喷射技术，属于大功率、低转速大扭矩的发动机。涡轮增压的原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，发动机的输出功率就得到了较大的提升。“I”字母是红色的是1.4TSI，“SI”二个字母是红色的是1.8TSI，“TSI”三个字母是红色的是2.0TSI。这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/ （kW·h），已知汽油的热值为4.6×107J/kg.（温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/（kW·h）表示获得1kW·h能量消耗0.2kg汽油，该汽车发动机的效率最高可达 （结果保留整数）。
【答案】 机械 做功 D 5×104 39%
【详解】（1）[1]汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀对外做功，推动活塞运动，将内能转化为机械能。
（2）[2]由题知，六冲程引擎中的第五冲程，是水变为水蒸气推动活塞做功，从而为汽车提供动力，所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。
（3）[3]A．由题知，同步汽油机四个汽缸在同一时间都是做的相同工作，所以飞轮转动的2周里，四个汽缸是同时完成做功冲程，即同时在做功，故A错误；B．四缸四冲程异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，所以四个汽缸在同一时间做的工作不同，故B错误；
C．若每个汽缸做功功率相同，由于都是四个汽缸，所以同步汽油机的平均功率与异步汽油机平均功率相等，故C错误；
D．异步机各汽缸的做功冲程错开，做功冲程均匀，则机械能输出更平稳，故D正确。
故选D。
（4）[4]一个做功冲程里，燃气对活塞所做的功为
转速为2400r/min，则每秒转40r，两圈做功一次，所以每秒做功20次，所以功率为
（5）[5] 0.2kg/（kW·h）的油耗示获得1kW·h能量需要消耗0.2kg汽油，则有用功为
完全燃烧0.2kg汽油放出的热量为
所以汽车发动机的效率为
十、汽油机的构造与工作过程
22．（23-24九年级上·江苏南通·期中）阅读短文，回答问题。
多功能喷洒车
某款喷洒车的主要结构如图甲所示，配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行，还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电，然后发电机供电给风机、转向机、水泵和液压泵，水泵和液压泵可独立工作。机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心；工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处，然后被风机产生的强风喷射出去；转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转，液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动，达到有效控制喷洒射程和面积的作用。
喷洒车的部分参数如下表所示，喷水最大流量：单位时间内最大喷水体积；最大能效：以最大射程和流量工作时，最大射程和最大流量的乘积与发电机输出功率的比值。
发电机输出电压 380V 柴油机效率 50% 最大能效 5L·m/kJ
发电机效率 80% 水箱容积 1.2×104L 喷水最大流量 120L/min
（1）喷洒车沿水平路面水平匀速前进时，所受重力对它 （选填“做功”或“不做功”）；在喷水的过程中，其动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒 min；
（2）下列关于雾炮机的说法正确的是 ；
A．风机、转向机都是将机械能转化为电能；
B．水泵和液压泵串联在电路中；
C．雾炮机可利用家中的插座直接供电工作；
D．喷水时，喷雾炮筒相当于省力杠杆。
（3）如图乙是水箱内自动测定水量的模拟电路图，R是滑动变阻器，水量表是由 （选填“电压表”或“电流表”）改装而成；若要求喷水过程中水量表的示数变小，则图中电源负极应连接R的 （选填“A”或“B”）端；
（4）某次喷洒车以36km/h匀速行驶执行喷洒任务，柴油机以3000r/min的转速运行，提供4000N牵引力的同时还实现发电机输出功率24kW，使得雾炮机以最大射程和最大流量工作，已知柴油热值为4.2×107J/kg，求该过程中：
①柴油机每秒完成 个做功冲程；
②该雾炮机的最大射程为 m，喷洒车工作5min消耗柴油 kg。
【答案】 不做功 变小 100 D 电流表 B 25 60 1
【详解】（1）[1][2]喷洒车沿水平路面水平匀速前进时，没有在重力的方向上移动距离，故重力不做功；喷洒车在水平路面匀速前进喷水的过程中，喷洒车内的水不断减少，水的质量不断减小，速度不变，动能变小。
[3]若一直以最大流量喷水，注满一箱水1.2×104L最多可喷洒的时间
（2）[4]A．“发电机给风机、转向机、水泵和液压泵供电”，发电机是将机械能转化为电能，风机、转向机、水泵和液压泵是将电能转化为机械能的，故A错误；
B．“水泵和液压泵可独立工作”，则液压泵和水泵并联在电路中，故B错误；
C．家庭电路的供电电压为220V，雾炮机的工作电压为发电机的输出电压380V，所以雾炮机不能利用家中的插座直接供电工作，故C错误；
D．“机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心”，喷水工作时，动力臂大于阻力臂，则喷雾炮筒相当于省力杠杆，故D正确。
故选D。
（3）[5]由图乙可知，水量表串联在电路中，所以该水量表是电流表改装而成。
[6]喷水过程中水量减小，滑动变阻器R的滑片向上滑动，要求水量表（电流表）示数变小，根据欧姆定律可知电路中的电阻变大，所以图中电源负极应连接R的B端。
（4）[7]四冲程柴油机的飞轮转速3000r/min=50r/s，即飞轮每秒转50圈，由于柴油机每一个工作循环飞轮转两圈，完成四个冲程，做一次功，所以该柴油机在每秒钟内完成的100个冲程，完成25个做功冲程，对外做功25次。
[8]最大能效的定义为：当以最大射程和流量工作时，最大射程s和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值，即：最大能效=最大射程s和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值，喷水最大流量120L/min=2L/s，发电机输出功率
P电=24kW=24×103W
最大能效5L m/kJ=5×10﹣3L m/J，所以
解得最大射程s=60m。
[9]发电机输出功率：P电=24×103W，工作时间
t=5min=300s
则发电机输出的电能
W电=P电t=24×103W×300s=7.2×106J
由η=×100%得，发电机消耗的机械能
洒水车运动速度
v=36km/h=10m/s
运动时间
t=5min=300s
洒水车运动的路程
s车=vt=10m/s×300s=3×103m
则洒水车牵引力做的功
W=F牵s车=4000N×3×103m=1.2×107J
柴油机输出的机械能
W有用=W机械1+W=9×106J+1.2×107J=2.1×107J
由η=×100%可得，柴油燃烧放出的热量
由Q放=qm可知，消耗的柴油的质量
23．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）国产某种型单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120J，飞轮的转速是1500r/min，每分钟消耗10g汽油。1分钟内有 个冲程，做 次功。满负荷工作时该汽油机的功率是 W，满负荷工作时热机的效率是 （汽油的热值为4.5×107J/kg）。将其效率提高10%，满负荷工作10小时可以节省汽油 kg。
【答案】 3000 750 1500 20% 2
【详解】[1]四冲程汽油机一个工作循环中有4个冲程，飞轮转动2r，做功1次。由于飞轮的转速是1500r/min，所以1分钟内完成的冲程个数为
[2]1分钟内做功次数为
[3]一个做功冲程对外做功120J，1分钟做的功为
W=nW0=750×120J=90000J
功率为
[4]每分钟消耗10g汽油，释放的热量为
Q=mq=10×10-3kg×4.5×107J/kg=4.5×105J
满负荷工作时热机的效率是
[5]将其效率提高10%，即
η′=η+10%=20%+10% =30%
因每分钟需要的机械能不变，由可知，需要汽油完全燃烧释放的热量为
所需汽油的质量为
满负荷工作10小时可以节省汽油的质量为
24．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图，汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶了时，消耗汽油。若四冲程汽油机飞轮转速为“”则这段时间内发动机共完成 个冲程，假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为，则在这段运动过程中，该汽车发动机做的有用功是 J，汽车行进过程中受到的阻力为 N。（已知汽油的热值是）
【答案】
【详解】[1]由题汽油机飞轮转速为“”可知，每秒飞轮转50圈，由发动机一个工作循环飞轮转两圈，有4个冲程可知，每秒完成的工作循环次数为25次，则每秒发动机完成的冲程数为
该款车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶了，根据公式得，汽车行驶的时间
则这段时间内发动机共完成的冲程数
则这段时间内发动机共完成个冲程。
（2）[2]汽油完全燃烧放出的热量
汽车所做的有用功
[3]由得汽车发动机的牵引力
汽车做匀速运动，受到的牵引力等于阻力，故汽车受到的阻力
十一、比较不同燃料的热值大小
25．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）为比较水和煤油的吸热能力，小明同学用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
（1）在组装该实验装置时，应按照 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序。实验中使用搅拌器的目的是 ；
（2）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 （选填“质量”或“体积”）相同的水和煤油；
（3）实验通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较水和煤油吸收热量的多少；
（4）实验中发现煤油温度升高较快，水温度升高较慢，这表明 吸热能力较小；
（5）为了比较酒精和碎纸片的热值，小明设计了如图乙所示实验，实验通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
【答案】 自下而上 使液体受热均匀 质量 加热时间 煤油 升高的温度
【详解】（1）[1][2]为了方便实验，需要按照自下而上的顺序组装实验器材，搅拌的目的主要是为了使物质受热均匀。
（2）[3]比较不同物质的吸热能力需要控制不同物质的质量相同，用升高相同温度比较加热时间或加热相同时间比较升高温度的控制变量法来进行实验。
（3）[4]在加热装置相同时，加热时间的长短可以反映吸收热量的多少，加热相同时间，吸收相同的热量。
（4）[5]质量相同的不同物质，加热相同时间，吸收相同热量，温度升高的越高说明该物质的吸热能力越弱，因为煤油升温快，说明煤油的吸热能力弱。
（5）[6]如图乙的装置，容器中都是水，比热容相同，而质量也相同，根据
可知，燃料燃烧放出的热量越多，水吸收的热量就越多，水升高的温度就越高，所以可以通过比较水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少。
26．（23-24九年级上·江苏南通·期中）实验室现有a、b、c三种液体，以及1、2、3三种燃料，需要完成如下两个实验:实验一是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，实验二是探究不同物质吸热升温的现象，如图所示，小明设计了甲、乙、丙三套装置。
（1）为完成实验一，应选用 两套装置，实验时通过比较液体的 来反映燃料燃烧放热多少；
（2）为了两个实验都能完成，须对图中器材进行调整，以下方案可行的是( )；
A．将甲图中的液体换成c B．将乙图中的液体换成c
C．将甲图中的燃料换成3 D．将乙图中的燃料换成1
（3）小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a比热容是液体b的 倍；
（4）如果用“单位质量的某种物质吸收（或放出）1J的热量所升高（或降低）的温度 t”来比较物质的这种物理属性，用符号K来表示。
①则K的表达式是K= ；
②液体a的K值 （选“>”、“=”或“<”）液体b的K值。
【答案】 甲和丙 升高的温度 D 0.4 >
【详解】（1）[1]实验一是探究质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，据控制变量法，除了燃料的种类不同，其它因素都应相同，所以应选用甲、丙两套装置进行实验。
[2]燃料燃烧放出热量，液体吸收的热量不同，升高的温度也不同，所以实验时通过比较液体温度变化来反映燃料燃烧放热的多少。
（2）[3]由第（1）小题知，图甲和丙可完成实验一。实验二探究不同物质吸热升温现象，据控制变量法，除了液体种类不同，其它因素应相同，所以可将图乙的燃料换成1或3，或者将图丙中的燃料换成2，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（3）[4]两燃料充分燃烧用时5min，放出的热量分别为
，
且
所以
由图丁知，5min内，a、b液体升温分别为
，
燃料燃烧放出的热量全部被液体吸收，a、b液体吸收的热量分别为
，
即
解得，。
（4）①[5]由题意知，K的表达式
②[6]由第（3）小题分析知，a液体的比热容比b的比热容小，则吸收相同热量时，相同质量的a升温比b快，所以液体a的K值比b的K值大。
十二、热值的公式及相关计算
27．（23-24九年级上·江苏南京·期中）甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精加热甲烧杯，煤油加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即停止加热，此过程燃烧酒精4g、煤油2.5g，水温与加热时间的关系如图所示。若水沸腾前质量不变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等。则前五分钟，甲杯中水吸收的热量是 J。整个加热过程中，酒精的加热效率是 %， 杯中的水吸收的热量更多。，，
【答案】 3.36×104 33.6 乙
【详解】[1][2][3]由题意，由于甲、乙两烧杯各装水的质量相等，水的初始温度相同，根据可知水沸腾前，两杯水吸收的热量相等，为
且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，水沸腾1分钟即停止加热，则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为
所以整个过程，乙杯中的水吸收的热量更多。在整个过程中，燃烧4g酒精所释放的热量为
可得酒精灯加热的效率为
28．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度 100 200 300 400 600
阻力f/N
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是45%，飞机使用的航空燃油的热值为。求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的热量是多少焦
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少瓦
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的热量
（2）飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为，由于飞机做匀速直线运动，则牵引力等于阻力，即
则飞机发动机的输出功率为
（3）根据表格中的数据可知，当阻力的大小与速度的平方成正比，即
则500m/s时的阻力为
则飞机的牵引力为
由（1）可知，；已知发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40％，则有用功为
由，可得，飞机的最大航程约是
答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的热量是；
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是；
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是。
29．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）某混合能源轿车发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，氢气和汽油的热值分别取q氢气=1.5×108J/kg、q汽油=4.5×107J/kg。某司机驾驶该型轿车沿平直公路行驶，设燃料在气缸内均完全燃烧，轿车匀速行驶中所受阻力为900N恒定不变，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶。
（1）轿车从甲地出发，使用汽油为燃料匀速行驶300km到达乙地，共消耗汽油20kg。求：
①20kg汽油完全燃烧放出的热量；
②使用汽油时发动机的效率；
（2）原路返程时改用氢气为燃料匀速行驶，若已知发动机的效率为50%，每加注1kg汽油所需的费用为12元，每加注1kg氢燃料所需的费用为30元，求：
①需要消耗氢气多少kg？
②可比使用汽油节约多少元？
【答案】（1）①，②30%；（2）①3.6kg，②132元
【详解】解：（1）①20kg汽油完全燃烧放出的热量为
②车做匀速直线运动，受到的牵引力与阻力相等，则全程牵引力做的功为
汽油发动机的效率为
（2）①需要的总能量为
②消耗的氢气为
节约费用为
答：（1）①汽油完全燃烧放出的热量为9×108J；
②使用汽油发动机的效率为30%；
（2）①消耗氢气的质量为3.6kg；
②可以节约132元。
30．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，这标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。如图，风力发电机的叶片长达70多米，投产后，年均发电量可达。当风轮正面迎风，风速为，空气密度为时，每秒通过叶片旋转面积（迎风面积）的空气质量是，已知空气动能与其质量成正比，且1kg空气的动能（）与速度（v）的关系如表：
动能 2 18 32 50
速度 2 6 8 10
（1）当风速为时，每秒通过叶片旋转面积的空气体积是多少立方米？
（2）原来油田群采用燃气发电，发电效率为22%，“海油观澜号”并网投产后，每年可节约多少立方米天然气？（）
（3）若此风力发电机的叶片旋转面积是，平均每秒通过叶片的空气动能为，则此时的风速应该是多少？
【答案】（1）1.2×105m3；（2）1×107m3；（3）10m/s
【详解】解：（1）当风速为，空气密度为时，每秒通过叶片旋转面积（迎风面积）的空气质量是，则每秒通过叶片旋转面积的空气体积
（2）投产后，年均发电量可达，如果这些电能由燃烧天然气发电，需要释放的能量
每年可节约的天然气的体积
（3）由表格数据知空气的动能Ek与速度v和质量m的关系为
已知平均每秒通过叶片的空气动能为9×106J，平均每秒通过叶片的空气质量为
即
则此时的风速应该是
答：（1）当风速为时，每秒通过叶片旋转面积的空气体积是1.2×105m3；
（2）每年可节约天然气1×107m3；
（3）若此风力发电机的叶片旋转面积是，平均每秒通过叶片的空气动能为，则此时的风速应该是10m/s。
31．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）阅读短文，回答下列问题：
客机C919
客机C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3~5μm，1m3的质量为5kg，机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量 巡航速度 客舱内气压 发动机巡航推力
72.5t 920km/h 8.0×104Pa 3.6×104N
（1）下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中，不正确的是 ；
A．单丝纤维比头发细 B．密度与金属铝差不多 C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱
（2）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气体的压力差约为 N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断 （选填“加热”或“制冷”）；
（3）若飞机的翼载500kg/m2，则机翼面积为 m2；
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为 N；
（5）若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1800kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为 %。（燃油热值q取4.6×107J/kg）
【答案】 B 5.5×104 制冷 145 3.6×104 50
【详解】（1）[1]A．一根头发的直径大约为60μm，而题中材料说明单丝纤维直径只有3~5μm，单丝纤维比头发细，故A正确，不符合题意；
B．已知该物质，1m3的质量为5kg，根据密度公式可知，该物质的密度为
已知金属铝的密度为2.7×103kg/m3，则该物质的密度比金属铝小，故B错误，符合题意；
CD．由于题中说明，能很好地保温与吸收噪音，那么它的隔音性能相对较好，导热能力相对较弱，故CD正确，不符合题意。
故选B。
（2）[2]已知该飞机在万米高空时，外面气压为2.5×104Pa，根据可知，机体1m2面积上承受外气体的压力为
从表格中的数据可知，客舱内气压为8.0×104Pa，根据可知，机体1m2面积上承受内气体的压力为
则内外气体的压力差约为
压力差约为5.5×104N。
[3]题中说明送入舱内的空气温度达到50℃以上，而人体舒适的温度约为24℃，为维持体感舒适值，机上空调需要不断制冷。
（3）[4]翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值，从表格中的数据可知，最大起飞质量为72.5t=7.25×104kg，而飞机的翼载500kg/m2，则机翼面积为
机翼面积为145m2。
（4）[5]飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受力平衡，发动机巡航推力和受到的阻力，为一对平衡力，大小相等，从表格中可知，发动机巡航推力为3.6×104N，则受到的阻力也为3.6×104N。
（5）[6]已知发动机巡航推力为3.6×104N，飞机巡航速度为920km/h，飞行0.5h，所走的路程为
根据可知，推力所做的功为
推力所做的功为1.656×1010J；已知发动机的热效率为40%，耗油1800kg，燃油热值q取4.6×107J/kg，那么燃料完全燃烧产生的内能为
热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，那么发动机获得的机械能为
推进效率是指发动机传递给飞机的推进功与其获得的机械能之比，则推进效率为
推进效率为50%。
32．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）阅读短文，回答问题：
打桩机
打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械。由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤是一钢质重块，依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间，由跨过定滑轮的吊钩将其匀速提升相同的距离，然后脱钩并沿导向架自由下落（不计阻力）而打桩。
如图为某型号打桩机，所需动力由四冲程内燃机提供，竖向导轨可伸缩折叠，其正常工作时部分技术参数如表一所示。其中冲击能指桩锤击打桩前瞬间具有的动能，冲击频率指单位时间内桩锤击打桩的次数。桩锤重力1000N，桩锤每次提升距离2.4m，冲击能2400J，冲击频率20次/min。
表一：
桩锤重力 1000N 桩锤每次提升距离 2.4m
冲击能 2400J 冲击频率 20次/min
某次施工中，打桩机正常工作时，桩锤击打桩时对桩所做的功W与桩被击打进入地层的总深度h之间的关系如表二。
表二：
击打做功W/×103J 2 4 6 8 10 …
进入总深度h/cm 10 20 …
（1）关于打桩机，下列说法中错误的是 ；
A．定滑轮的作用是改变施力的方向
B．内燃机用水冷却，是利用水比热容大的特性
C．桩锤自由下落（不计阻力）过程中其机械能保持不变
D．支撑竖向导轨的是一个可以省功的杠杆
（2）打桩机正常工作时，吊钩提升桩锤克服重力做功的平均功率为 W；若打桩机提升重物的机械效率为80%，内燃机的效率为50%，则打桩机正常工作10min需要完全燃烧燃油 kg；[燃油的热值q=4.0×107J/kg]
（3）分析表二中的数据可知，击打做功W与桩被击打进入地层的总深度关系h之间的数量关系式为：W= 。若桩锤击打9次使桩进入地层的总深度为30cm，则打桩机的击打效率为 。（击打效率指桩锤击打桩时对桩所做的功与提供的总冲击能的比值）
【答案】 D
【详解】（1）[1]A．使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意；
B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以内燃机用水冷却，故B正确，不符合题意；
C．桩锤自由下落过程中（不计阻力），质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，机械能等于动能与势能的和，所以机械能不变，故C正确，不符合题意；
D．功的原理告诉我们：使用任何机械都不省功，使用杠杆不能省功，故D错误，符合题意。
故选D。
（2）[2]1min内吊钩提升桩锤克服重力做功为
所以吊钩提升桩锤克服重力做功的平均功率为
[3]打桩机正常工作10min所做的功为
打桩机提升重物的机械效率为80%，内燃机的效率为50%，则打桩机正常工作10min完全燃烧燃油放出的热量为
所以消耗燃油的质量为
（3）[4]根据数据可知，击打做功W与桩被击打进入地层的总深度关系h的平方的比值为定值20，即，所以。
[5]桩进入地层的总深度30cm时的击打做功为
桩锤击打9次所做的总功为
所以打桩机的击打效率为
33．（23-24九年级上·江苏南通·期中）阅读材料，回答问题。
爱达·魔都号
2023年7月17日，中国首艘国产大型邮轮爱达·魔都号（Adora Magic City）正式试航，邮轮全长323.6米，总吨位为13.55万吨，最大航速22.6节，该船主柴油发电机的总功率为62.4兆瓦（MW），邮轮配备两台提供航行推力的推进器均为16.8兆瓦（MW）。
邮轮航行时受到的阻力与速度的平方成正比，降低航速可以减小航行阻力，推进功率就会大大减小，但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，航速减小后，相同航程的航行时间就会延长，虽推进功减少，但辅助功相对增加了。发动机要做的功包括推进器消耗的推进功和船上给养的辅助功两部分，航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少。
此外，为保障邮轮房间的舒适度和节能减排的目的，房间隔板采用导热系数较小的高分子隔热材料，隔板内外存在温度差时，隔板内的温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），从而在隔板中形成稳定的热量流动。
（1）邮轮动力源自柴油机，图示的冲程是 冲程，此时气缸中的内能将 （选填“增大”或“减小”）
（2）以下关于航速的表述正确的是( )
A．增大航速可以减小阻力
B．航速越小可以节约的燃料越多
C．减小航速可以减小辅助功
D．推进功与辅助功之和最小时航速最合适
（3）热量在隔板中的传导过程和电流相似，同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 ，这一条件相当于电路中 （选“电流”或“电压”）；
（4）推进效率是指邮轮主柴油发电机输送给推进器的推进功与其提供的电能之比，满负荷全速航行时，推进效率为 %。如图乙，船舱隔板厚度为d，隔板内、外侧环境温度分别为t0和1.2t0，虚线到内侧距离为总厚度的四分之一，则虚线处的温度为 t0；
（5）图丙是邮轮每千米航程的推进功、辅助功和航速的关系图像，则最省油的航速为 m/s；若邮轮的航速从10m/s降低到最省油航速时，则每千米航程少消耗柴油约 kg。（已知柴油发动机的效率为40%，q柴油=4.0×107J/kg）
【答案】 压缩 增大 D 温度差 电压 53.8 1.05 6 50
【详解】（1）[1][2]由图可知，两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，内能增大。
（2）[3]A．降低航速可以大大减小航行阻力，故A错误；
B．降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗，航速不能小，影响航行目的，故B错误；
C．航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了，故C错误；
D．发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分，航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少，推进功与辅助功的和最小时航速最合适，故D正确；
故选D。
（3）[4][5]当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传导；热传导的条件是有温度差，电压是形成电流的原因，热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中电压。
（4）[6]推进效率是指邮轮主柴油发电机输送给推进器的推进功与其提供的电能之比，满负荷全速航行时，推进效率为
[7]设隔板的热阻为R，设虚线处的温度为t，隔板的横截面积为S，由题意可知，从外侧传到内虚线处的热量为
从虚线处传到内侧环境的热量为
因为热量在墙壁中稳定地流动，故有
Q1=Q2
（5）[8]根据图像可知，当推进功为1.4×109J，辅助功为0.4×109J时，推进功和辅助功的和是1.8×109J，是最小的，此时对应的速度为6m/s。
[9]由图可知，当v'=10m/s时的推进功约为1.8×109J，辅助功约为0.8×109J，发动机做的功为
W=1.8×109J+0.8×109J=2.6×109J
与最省油时相比，节省的功为
W'=2.6×109J-1.8×109J=0.8×109J
柴油发动机的效率为40%，则完全燃烧节省的柴油放出的热量为
每千米航程少消耗柴油的质量为
34．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。
（1）加热过程中，用搅棒搅动的目的是 ，水和煤油吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
（2）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是 （填字母）
A．采用相同的加热方法
B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C．水和煤油的初温一定相等
D．使用相同的烧杯
（3）某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度（T）随时间（t）变化的图象（如图所示）。
根据图象，要使水和煤油升高相同的温度，应给 加热更长的时间。已知水的比热容是，根据图像计算出煤油的比热容为 。
（4）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q﹣△t图象。它们都是过原点的直线，即：Q＝k△t。进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的 之比相等。
（5）小明将该实验改装为探究比较酒精和煤油的热值大小实验，他把烧杯中的煤油换成了等质量的水，使用 相同的酒精和煤油进行加热，待酒精和煤油 （选填“燃烧相同的时间”或“完全燃尽”）再进行比较，燃料放出热量的多少是通过 来反映的。
【答案】 均匀受热 加热时间 B 水 2.1×103J/（kg·℃） 质量 质量 完全燃尽 升高的温度
【详解】（1）[1]加热过程中，用搅棒搅动可以使烧杯中液体受热均匀。
[2]水和煤油用相同的酒精灯加热，相同时间，酒精灯放出的热量相同，水和煤油吸收的热量相同，水和煤油吸热的多少是通过加热时间反映的。
（2）[3]“比较水和煤油吸热升温特点”需要采用相同的加热方法，使用相同的烧杯，控制水和煤油的质量相同，加热相同的时间，观察水和煤油温度的变化量，水和煤油的初温可以不同。烧杯中装入相同体积的水和煤油，水和煤油的密度不同，由得，水和煤油的质量不同，故ACD正确，不符合题意；B不正确，符合题意。故选B。
（3）[4][5]从图中可以看出，质量相同的水和煤油升高相同的温度，水加热的时间比较长。由图知，相同质量的水和煤油加热相同的时间，即吸收相同的热量，煤油升高温度是水升高温度的2倍，由
得
（4）[6]由 得，中，则有
，
因此，所以50g水和100g水的图像中k值与对应水的质量之比相等。
（5）[7][8][9]小明将该实验改装为探究比较酒精和煤油的热值大小实验，他把烧杯中的煤油换成了等质量的水，让等质量的酒精和煤油完全燃烧，分别对等质量的水加热，由得，水升高的温度越多，水吸收的热量越多，表明燃料放出的热量越多。由得，质量相同的燃料，完全燃烧放出的热量越多，燃料的热值越大。燃料放出热量的多少是通过升高的温度来反映的。
35．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）插电式混合动力车（简称PHEV）是以电动为主，在电池电力耗尽后不能及时充电才以汽油机为辅的动力装置，电池的放电效率为80%，输出的电能全部转化为汽车的机械能。当汽油发动机工作时，将汽油燃烧放出的热量的20%用来驱动汽车行驶，5%转换成汽车电池中的电能。已知汽车以36km/h的车速匀速行驶时所受的阻力为1000N，汽油热值近似取q＝5×107J/kg。
（1）当汽车用电行驶时，将电能转化为 能。汽油发动机工作时每秒完成10个工作循环，则汽油发动机每分钟完成 个冲程。
（2）一辆PHEV汽车在快充电充电，每秒消耗电能2×104J，快充充电桩充电2.5h将电池充满电，若在纯电模式下可供汽车在某平直路面上以36km/h的车速匀速行驶2h，求该汽车电池在快充时的充电效率
（3）若上述电池电力耗尽后依靠汽油机进行匀速行驶，已知油箱中有36kg汽油，求汽车距离下一次充电最多还能行驶多少路程 ？
【答案】 机械 2400 50% 432km
【详解】（1）[1] 当汽车用电行驶时，消耗电能，转化为汽车的机械能。
[2]1个循环4个冲程，1s钟10个循环，则1min循环数为
10个×60＝600个
冲程数为
600个×4＝2400个
（2）[3]汽车行驶的路程为
s＝vt＝36km/h×2h＝72km＝7.2×104m
由二力平衡得
F牵＝f＝1000N
有用功为
W有＝F牵s＝1000N×7.2×104m＝7.2×107J
电池中储存的能量为
该汽车电池在快充时的充电效率为
（3）[4]汽油完全燃烧放出的热量
Q放＝mq＝36kg×5×107J/kg＝1.8×109J
20%用来驱动汽车行驶，即
W＝20%×Q放＝20%×1.8×109J＝3.6×108J
汽车行驶的距离
5%转换成汽车电池中的电能，即
E'电＝5%×Q放＝5%×1.8×109J＝9×107J
电池还可以转化为车的机械能用于行驶，即
还能行驶的总路程
s＝s1＋s2＝360km＋72km＝432km
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页九上物理期中复习 第十二章《机械能和内能》 压轴题（江苏专用）
一、探究影响动能因素的实验装置及作用
1．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。A、B是两个质量不同的小球（mA＜mB），让小球从同一斜面由静止滚下，撞击水平面上的小木块。
（1）实验中，通过观察 来判断小球的动能大小，这种研究方法叫 ；
（2）甲、 乙两次实验，让质量不同的小球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的 ，对比甲、乙，可得出结论，当 一定时，物体的 越大，动能就越大；
（3）小华同学通过比较图乙、丙两图，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？ ；
（4）某同学在做丙实验时小木块被撞后滑出木板，如何改进呢？同学们展开了讨论：甲同学建议换用表面相同但长度较长的木板；乙同学建议换质量较大的木块；丙同学建议换用降低钢球释放高度；丁同学建议不作任何改进直接分析实验现象得出结论。其中 同学的建议是不正确的；
（5）完成实验后，同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时，也用到了斜面：让小车从同一斜面同一高度下滑，在不同的表面看滑行的距离远近不同，最终停下来后，小车在三个表面克服摩擦力做功是否相等 （选填“相等”或“不相等”）。
2．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）小伟猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图所示的实验，让小球沿光滑斜面向下运动，木块在水平面上移动一段距离后静止。
（1）实验中是通过观察 来判断小球的动能大小；
（2）图甲是控制两球的 相等，探究的是动能与 的关系，得出的结论是： ；
（3）木块被撞击后，最终会停下来，在此过程中将机械能转化为 能；
（4）小华发现，这个实验装置和研究“阻力对物体运动的影响”的实验装置很相似，只要去掉木块，实验表明小车受到的阻力越小，小车的速度减小得越 （选填“快”或“慢”）。实验中，小车在毛巾、木板表面整个滑行过程中克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1 P2（选填“大于”“小于”或“等于”）；
（5）小丽利用如图丙所示装置探究物体动能大小和哪些因素有关，小车刚开始处于B处（与弹簧接触但此时弹簧无形变）。用手推动小车压缩弹簧至A点后释放，小车在水平面上向右运动一段距离后停下，记录小车在木板上的运动距离，小车速度最大时位于 （选填“B点”，“B点左侧”或“B点右侧”），若第一次使小车压缩弹簧至A点后迅速松手，记录小车运动距离为s1；第二次在小车上放置两个钩码同样压缩弹簧至A点后撤去外力，记录小车运动的距离为s2。通过本实验，小丽 （选填“能”或“不能”）探究“动能大小与质量的关系”。
3．（23-24九年级上·江苏南通·期中）为探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲乙所示的实验方案。
（1）图甲探究的是动能与 的关系，实验中通过 来比较小球动能的大小；
（2）在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是 ；
A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块
（3）实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案：
①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离。你认为小明的实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）；
②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。小华指出此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是 ；
③小刚设计了丁图所示的装置进行实验。
A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系；
B．若用A．B两个质量不同的小球（mA>mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA sB（选填“>”、“<”或“=”）；
（4）小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是 （选填“可行”或“不可行”）的。
二、探究动能大小与速度的关系
4．（23-24九年级上·江苏常州·期中）如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究 （小球/木块）动能的大小与 （高度/速度）的关系；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 （相同/不同）。若小球在如图乙 AOB 所示光滑轨道从A点由静止滑下，沿轨道 AOB 到达 B 点后离开轨道，不计空气阻力，离开 B 点后最符合题意的运动轨迹是 （a/b/c/d）。
三、探究动能大小与质量的关系
5．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）国庆期间小明利用家里常见物品如薄木板、茶叶盒、玉米面团和装有水的饮料瓶，依次探究动能和重力势能影响因素实验。如图甲，让饮料瓶从薄木板搭建的斜面上由静止释放，运动至桌面上后与茶叶盒碰撞；如图乙，让饮料瓶从高处落入面团中。
（1）甲图实验中通过观察比较 就可以反映饮料瓶动能的大小。
（2）根据图甲的探究，得出的结论是当质量相同时， 越大，动能越大。
（3）若要探究动能大小与另一个因素的关系，在不添加器材的情况下，小明的做法： 。
（4）要探究重力势能与被举高度的关系，应该选图乙中 两组实验进行对比。
四、探究影响物体弹性势能因素的实验装置及作用
6．（23-24九年级上·江苏南通·期中）为了“探究弹性势能与跟哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究，将弹簧一端A固定，用小球（小球与弹簧不连结）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。
（1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过 来反映的，探究了弹簧弹性势能大小跟 的关系，放手后，小球在整个过程的运动情况是 ；
实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示，小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：
猜想1：与小球离开桌面时的速度有关；
猜想2：与小球离地的高度有关；
猜想3：与小球的质量有关。
（2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同，这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的；
（3）为了探究猜想2，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如下：
离地高度H/cm 5 45 80 125
水平飞行距离s/cm 5 15 20 25
根据表中数据，可得到s与H的定量关系式是 ；
（4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系，你认为小明的方案存在的问题是： 。
7．（23-24九年级上·江苏南通·期中）为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块．分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。
（1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过 来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大小跟 的关系。实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：
猜想1：与小球离地的高度有关；
猜想2：与小球离开桌面时的速度有关；
猜想3：与小球的质量有关；
（2）为了探究猜想1，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如表：
离地高度H/cm 5 20 45 80 125
水平飞行距离s/cm 5 10 15 20 25
①请根据表格中的数据，在图丙作s-H图像 ；
②根据表中数据，可以得出结论：当该小球以实验中相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为 cm时，小球水平飞行的距离s为40cm；
（3）为了验证猜想2是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同．这说明猜想2是 （正确/错误）的；
（4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是： 。
五、物体运动过程中各种机械能的变化情况
8．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）总长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为，如图所示。请回答：钢球从O点运动到A点的过程中其速度变化情况是： ；钢球从O点运动到A点的过程中其能量转化情况是： ；请描述一下钢球动能最大的点的位置： 。
9．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）阅读以下材料，并回答相应的问题：
材料一：研究发现，当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。
现有一小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如图甲所示，小球从A点静止释放，在从A到C的运动过程中，动能大小的变化情况是 ，到达与A等高的C点时速度 零（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）若将轨道BC段改为水平，如图乙所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能 A点的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
材料二：进一步研究发现，动能的大小与物体质量m和速度v的具体关系为：；重力势能的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为：。
（3）如图甲所示，小球A在真空中自由下落，另一个完全相同的小球B在阻力很大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1处下落到高度为h2处，在这两种情况下，小球 （选填“A”或“B”）的机械能守恒；
（4）如图乙所示，一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度 ；（用字母表示）
（5）把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个单摆，如图丙所示。若摆长为，将小球拉至离原竖直方向距离，静止释放，不计空气阻力，则当小球运动到最低处时的速度 。
六、热传递的条件和方向
10．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）阅读短文，回答问题。
热阻
当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。
物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比，与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式，式中称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同，房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比，不同材料叠加时，总的热阻等于不同材料的热阻之和。
（1）在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越 （选填“大”或“小”）；
（2）铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 （选填“大”或“小”）的材料制成的；
（3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，t1、t2分别为40℃、10℃，则墙壁正中间（虚线处）的温度为 ℃；
（4）如图乙所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L，当热量从上向下流动时，铝块的热阻为R1，热量从左向右流动时，铝块的热阻为R2，则R1 R2（选填“＞”“＜”或“＝”）；
（5）如图丙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为，则丙图中热量传导过程中的总热阻R= 。
七、物体运动过程中各种机械能的变化情况
11．（23-24九年级上·江苏徐州·期中）阅读短文，回答问题。
打桩机
打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械。由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤是一钢质重块，依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间，由跨过定滑轮的吊钩将其匀速提升相同的距离，然后脱钩并沿导向架自由下落而打桩。如图为某型号的打桩机，所需动力由四冲程内燃机提供，竖向导轨可伸缩折叠，其正常工作时部分技术参数如表所示。其中，冲击频率是指单位时间内桩锤击打桩的次数。
桩锤重力 1000N
桩锤每次提升距离 2.4m
冲击频率 20次/min
（1）工作过程中，内燃机采用循环流动的水进行冷却，这是通过 的方式改变了水的内能；若该内燃机正常工作时的转速为1800r/min，则其每秒对外做功 次；
（2）关于打桩机，下列说法中错误的是 ；
A．定滑轮的作用是改变施力的方向
B．内燃机用水冷却，是利用水比热容大的特性
C．桩锤自由下落过程中其重力势能转化为动能
D．支撑竖向导轨的是一个可以省功的杠杆
（3）若打桩机提升重物的机械效率为80%，内燃机的效率为50%，则打桩机正常工作10min需要完全燃烧燃油 g[燃油的热值q=4.0107J/kg]。
12．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，跳水运动员踏板时首先从高处落到处于自然状态的跳板上（A位置），不计空气阻力，然后随跳板一同向下运动到最低点（B位置）。从A位置到B位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的机械能保持不变
B．运动员到达位置B之前，所受到的合力是向下的
C．在这个过程中，运动员动能一直减小
D．在这个过程中，运动员减小的动能小于跳板增加的弹性势能
13．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）如图所示完全相同的甲、乙两个小球，分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点，将两球移动到与悬点等高的位置，此时细线恰好拉直，橡皮筋达到原长， 由静止开始释放，当两球摆至悬点正下方 P 点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等。若不计空气阻力，在此过程中，下列分析正确的有（ ）
①摆下过程中，甲球的机械能保持不变
②两球到达 P 点时，甲小球的速度比乙大
③从静止运动到 P 点，甲、乙两个小球重力做功相等
④甲球到达 P 点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等
A．1个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
八、计算物体温度变化时的吸放热
14．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图甲、乙所示，规格相同的A、B两杯中分别装有150g和200g的牛奶，并用不同加热器同时对其加热，得到A、B两杯中牛奶的温度与加热时间图像丙图。已知加热器的加热效率相同，牛奶的比热容为。则下列说法正确的是（ ）
A．B杯中牛奶每分钟吸收的热量为1×104J
B．若两杯牛奶都从20℃加热5min，A、B两杯牛奶升高的温度之比为3:4
C．若将AB两杯中的牛奶都从20℃加热至60℃，需要的时间之比是2:3
D．甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为3:4
15．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）对0.5kg的某固体均匀加热（假设被加热物质在单位时间内吸收的热量相同，不考虑质量的变化），其温度随时间变化图像如图所示。由图可知，它在AB段和CD段对应物质的比热容之比是 该物质在熔化过程中温度不变，内能 ；已知该物质固态时的比热容为 则它在熔化过程中吸收的热量为 J。
16．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）（1）小杨在用一台称量准确的托盘天平测物体质量时，想知道游码的质量，由于无法将游码拆卸下来称量，他思考后用刻度尺测出了如图所示的三个参数，L1=6cm，L2=L3=5cm，据此计算游码的质量是 g；
（2）在热平衡时物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换，即。将400g、5℃的冷水与200g、80℃的热水混合（与外界无热量交换），混合后的温度是 。
17．（23-24九年级上·江苏泰州·期中）小明为比较“不同物质的吸热升温现象”设计了如下实验方案：将质量和初温相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时给水和煤油加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间记录水和煤油的温度。
（1）小明根据实验记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图丙所示。由图像知：对水和煤油加热相同的时间，水吸收的热量 （大于/等于/小于）煤油吸收的热量； 的比热容较大。
（2）小华也用相同的装置进行了实验，但粗心的小华向容器中分别装入的是体积相同、初温都是20℃的沙子和水，4min时，测得沙子的温度为28℃，沙子的密度为1.5×103kg/m3，请你进行推理和计算，假如小华实验时控制沙子与她刚才所用的水的质量相等，那么4min时沙子的温度应该为 ℃。
（3）为了通过实验比较出煤油和酒精的热值的不同，
①小明又装配成了如图丁所示的实验装置，再选用 （甲/乙）装置，进行实验即可得出结论。
②实验中，待两种燃料燃烧相同的时间后，小明发现丁图烧杯中煤油升高的温度较高，据此 （能/不能）说明煤油的热值较大。
18．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）同学们为了比较不同物质吸热的情况，两小组同学分别利用不同实验装置进行实验。
A组同学选用如图甲的实验装置进行实验，B组同学用两个相同规格的电加热器分别对物质加热进行实验（如图丙），请回答下列问题：
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入初温相同且 相等的水和煤油。
（2）对满足上述条件的水和煤油用相同酒精灯加热10min，水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。根据实验数据，甲组同学作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象，如图乙所示，可知水的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油的比热容。
（3）由图象可知，煤油的比热容是 J/（kg ℃）。[c水=4.2×103J/（kg ℃）]
（4）实验中水和煤油吸收热量，是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能的。
（5）有同学认为用图丙中的实验装置进行实验更好，你认为选择电加热器加热的优点是： （写出一个优点即可）。
九、热机工作过程中的能量转化
19．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）目前大多数汽车刹车采用油压制动；其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力使车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉，为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率；
（1）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是 ；
A．①②③④
B．②④
C．②③
D．①③
（2）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m，汽车牵引力的功率为 W；如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的s-t的关系如图甲所示，则在0~0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为 J；
（3）某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图象如图乙所示；则图中表示开启再生制动器的图线是 ；
（4）在本次测试过程中，由图象可知本次测试的储能效率为 。
20．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降，循环往复。
（1）蒸汽推动活塞上行过程中，是把 能转化为 能；
（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似；
（3）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200kg，活塞每次上升高度为0.6m，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了 J有用功，假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为 W。
21．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）阅读短文，回答问题.
汽油机
单缸四冲程汽油机工作原理：汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上如图所示，四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，一种是异步汽油机。同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。
Q195型汽油机的部分技术规格如下表所示
汽缸数 单缸排量 额定功率 转速 燃气气压
1 0.5×10-3m3 2400r/min 5×106Pa
其中，“额定功率”是指汽油机正常工作时对外所做机械功的功率；“单缸排量”是活塞从上止点到下止点所扫过的容积；“燃气气压”是指汽油机在做功冲程中燃气对活塞的平均压强。
（1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为 能；
（2）“六冲程引擎”，中第五冲程相当于四冲程热机的 冲程；
（3）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是( )
A．四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功
B．四缸四冲程异步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作
C．若每个汽缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率
D．异步机各汽缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳
（4）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的平均压强，则单缸Q195型汽油机的额定功率为 W（不考虑机械能的损失）；
（5）小明家买了一款大众轿车，发现尾部标有TSI，“SI”二个字母是红色的。大众轿车的TSI技术指机器双增压（涡轮和机械增压）分层喷射技术，属于大功率、低转速大扭矩的发动机。涡轮增压的原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，发动机的输出功率就得到了较大的提升。“I”字母是红色的是1.4TSI，“SI”二个字母是红色的是1.8TSI，“TSI”三个字母是红色的是2.0TSI。这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/ （kW·h），已知汽油的热值为4.6×107J/kg.（温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/（kW·h）表示获得1kW·h能量消耗0.2kg汽油，该汽车发动机的效率最高可达 （结果保留整数）。
十、汽油机的构造与工作过程
22．（23-24九年级上·江苏南通·期中）阅读短文，回答问题。
多功能喷洒车
某款喷洒车的主要结构如图甲所示，配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行，还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电，然后发电机供电给风机、转向机、水泵和液压泵，水泵和液压泵可独立工作。机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心；工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处，然后被风机产生的强风喷射出去；转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转，液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动，达到有效控制喷洒射程和面积的作用。
喷洒车的部分参数如下表所示，喷水最大流量：单位时间内最大喷水体积；最大能效：以最大射程和流量工作时，最大射程和最大流量的乘积与发电机输出功率的比值。
发电机输出电压 380V 柴油机效率 50% 最大能效 5L·m/kJ
发电机效率 80% 水箱容积 1.2×104L 喷水最大流量 120L/min
（1）喷洒车沿水平路面水平匀速前进时，所受重力对它 （选填“做功”或“不做功”）；在喷水的过程中，其动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒 min；
（2）下列关于雾炮机的说法正确的是 ；
A．风机、转向机都是将机械能转化为电能；
B．水泵和液压泵串联在电路中；
C．雾炮机可利用家中的插座直接供电工作；
D．喷水时，喷雾炮筒相当于省力杠杆。
（3）如图乙是水箱内自动测定水量的模拟电路图，R是滑动变阻器，水量表是由 （选填“电压表”或“电流表”）改装而成；若要求喷水过程中水量表的示数变小，则图中电源负极应连接R的 （选填“A”或“B”）端；
（4）某次喷洒车以36km/h匀速行驶执行喷洒任务，柴油机以3000r/min的转速运行，提供4000N牵引力的同时还实现发电机输出功率24kW，使得雾炮机以最大射程和最大流量工作，已知柴油热值为4.2×107J/kg，求该过程中：
①柴油机每秒完成 个做功冲程；
②该雾炮机的最大射程为 m，喷洒车工作5min消耗柴油 kg。
23．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）国产某种型单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120J，飞轮的转速是1500r/min，每分钟消耗10g汽油。1分钟内有 个冲程，做 次功。满负荷工作时该汽油机的功率是 W，满负荷工作时热机的效率是 （汽油的热值为4.5×107J/kg）。将其效率提高10%，满负荷工作10小时可以节省汽油 kg。
24．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图，汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以的速度在一段平直的公路上匀速行驶了时，消耗汽油。若四冲程汽油机飞轮转速为“”则这段时间内发动机共完成 个冲程，假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为，则在这段运动过程中，该汽车发动机做的有用功是 J，汽车行进过程中受到的阻力为 N。（已知汽油的热值是）
十一、比较不同燃料的热值大小
25．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）为比较水和煤油的吸热能力，小明同学用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
（1）在组装该实验装置时，应按照 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序。实验中使用搅拌器的目的是 ；
（2）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 （选填“质量”或“体积”）相同的水和煤油；
（3）实验通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较水和煤油吸收热量的多少；
（4）实验中发现煤油温度升高较快，水温度升高较慢，这表明 吸热能力较小；
（5）为了比较酒精和碎纸片的热值，小明设计了如图乙所示实验，实验通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
26．（23-24九年级上·江苏南通·期中）实验室现有a、b、c三种液体，以及1、2、3三种燃料，需要完成如下两个实验:实验一是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，实验二是探究不同物质吸热升温的现象，如图所示，小明设计了甲、乙、丙三套装置。
（1）为完成实验一，应选用 两套装置，实验时通过比较液体的 来反映燃料燃烧放热多少；
（2）为了两个实验都能完成，须对图中器材进行调整，以下方案可行的是( )；
A．将甲图中的液体换成c B．将乙图中的液体换成c
C．将甲图中的燃料换成3 D．将乙图中的燃料换成1
（3）小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a比热容是液体b的 倍；
（4）如果用“单位质量的某种物质吸收（或放出）1J的热量所升高（或降低）的温度 t”来比较物质的这种物理属性，用符号K来表示。
①则K的表达式是K= ；
②液体a的K值 （选“>”、“=”或“<”）液体b的K值。
十二、热值的公式及相关计算
27．（23-24九年级上·江苏南京·期中）甲、乙两烧杯各装100g水，用酒精加热甲烧杯，煤油加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即停止加热，此过程燃烧酒精4g、煤油2.5g，水温与加热时间的关系如图所示。若水沸腾前质量不变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等。则前五分钟，甲杯中水吸收的热量是 J。整个加热过程中，酒精的加热效率是 %， 杯中的水吸收的热量更多。，，
28．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度 100 200 300 400 600
阻力f/N
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是45%，飞机使用的航空燃油的热值为。求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的热量是多少焦
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少瓦
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米
29．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）某混合能源轿车发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可进行自由切换，氢气和汽油的热值分别取q氢气=1.5×108J/kg、q汽油=4.5×107J/kg。某司机驾驶该型轿车沿平直公路行驶，设燃料在气缸内均完全燃烧，轿车匀速行驶中所受阻力为900N恒定不变，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶。
（1）轿车从甲地出发，使用汽油为燃料匀速行驶300km到达乙地，共消耗汽油20kg。求：
①20kg汽油完全燃烧放出的热量；
②使用汽油时发动机的效率；
（2）原路返程时改用氢气为燃料匀速行驶，若已知发动机的效率为50%，每加注1kg汽油所需的费用为12元，每加注1kg氢燃料所需的费用为30元，求：
①需要消耗氢气多少kg？
②可比使用汽油节约多少元？
30．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）2023年5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，这标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。如图，风力发电机的叶片长达70多米，投产后，年均发电量可达。当风轮正面迎风，风速为，空气密度为时，每秒通过叶片旋转面积（迎风面积）的空气质量是，已知空气动能与其质量成正比，且1kg空气的动能（）与速度（v）的关系如表：
动能 2 18 32 50
速度 2 6 8 10
（1）当风速为时，每秒通过叶片旋转面积的空气体积是多少立方米？
（2）原来油田群采用燃气发电，发电效率为22%，“海油观澜号”并网投产后，每年可节约多少立方米天然气？（）
（3）若此风力发电机的叶片旋转面积是，平均每秒通过叶片的空气动能为，则此时的风速应该是多少？
31．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）阅读短文，回答下列问题：
客机C919
客机C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3~5μm，1m3的质量为5kg，机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外-50℃以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量 巡航速度 客舱内气压 发动机巡航推力
72.5t 920km/h 8.0×104Pa 3.6×104N
（1）下列关于“超细航空级玻璃棉”性质的描述中，不正确的是 ；
A．单丝纤维比头发细 B．密度与金属铝差不多 C．隔音性能相对较好 D．导热能力相对较弱
（2）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气体的压力差约为 N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断 （选填“加热”或“制冷”）；
（3）若飞机的翼载500kg/m2，则机翼面积为 m2；
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为 N；
（5）若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1800kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为 %。（燃油热值q取4.6×107J/kg）
32．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）阅读短文，回答问题：
打桩机
打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械。由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤是一钢质重块，依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间，由跨过定滑轮的吊钩将其匀速提升相同的距离，然后脱钩并沿导向架自由下落（不计阻力）而打桩。
如图为某型号打桩机，所需动力由四冲程内燃机提供，竖向导轨可伸缩折叠，其正常工作时部分技术参数如表一所示。其中冲击能指桩锤击打桩前瞬间具有的动能，冲击频率指单位时间内桩锤击打桩的次数。桩锤重力1000N，桩锤每次提升距离2.4m，冲击能2400J，冲击频率20次/min。
表一：
桩锤重力 1000N 桩锤每次提升距离 2.4m
冲击能 2400J 冲击频率 20次/min
某次施工中，打桩机正常工作时，桩锤击打桩时对桩所做的功W与桩被击打进入地层的总深度h之间的关系如表二。
表二：
击打做功W/×103J 2 4 6 8 10 …
进入总深度h/cm 10 20 …
（1）关于打桩机，下列说法中错误的是 ；
A．定滑轮的作用是改变施力的方向
B．内燃机用水冷却，是利用水比热容大的特性
C．桩锤自由下落（不计阻力）过程中其机械能保持不变
D．支撑竖向导轨的是一个可以省功的杠杆
（2）打桩机正常工作时，吊钩提升桩锤克服重力做功的平均功率为 W；若打桩机提升重物的机械效率为80%，内燃机的效率为50%，则打桩机正常工作10min需要完全燃烧燃油 kg；[燃油的热值q=4.0×107J/kg]
（3）分析表二中的数据可知，击打做功W与桩被击打进入地层的总深度关系h之间的数量关系式为：W= 。若桩锤击打9次使桩进入地层的总深度为30cm，则打桩机的击打效率为 。（击打效率指桩锤击打桩时对桩所做的功与提供的总冲击能的比值）
33．（23-24九年级上·江苏南通·期中）阅读材料，回答问题。
爱达·魔都号
2023年7月17日，中国首艘国产大型邮轮爱达·魔都号（Adora Magic City）正式试航，邮轮全长323.6米，总吨位为13.55万吨，最大航速22.6节，该船主柴油发电机的总功率为62.4兆瓦（MW），邮轮配备两台提供航行推力的推进器均为16.8兆瓦（MW）。
邮轮航行时受到的阻力与速度的平方成正比，降低航速可以减小航行阻力，推进功率就会大大减小，但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，航速减小后，相同航程的航行时间就会延长，虽推进功减少，但辅助功相对增加了。发动机要做的功包括推进器消耗的推进功和船上给养的辅助功两部分，航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少。
此外，为保障邮轮房间的舒适度和节能减排的目的，房间隔板采用导热系数较小的高分子隔热材料，隔板内外存在温度差时，隔板内的温度变化随着厚度改变而均匀递增（或递减），从而在隔板中形成稳定的热量流动。
（1）邮轮动力源自柴油机，图示的冲程是 冲程，此时气缸中的内能将 （选填“增大”或“减小”）
（2）以下关于航速的表述正确的是( )
A．增大航速可以减小阻力
B．航速越小可以节约的燃料越多
C．减小航速可以减小辅助功
D．推进功与辅助功之和最小时航速最合适
（3）热量在隔板中的传导过程和电流相似，同一物体发生热传导的条件是物体的不同部分之间存在 ，这一条件相当于电路中 （选“电流”或“电压”）；
（4）推进效率是指邮轮主柴油发电机输送给推进器的推进功与其提供的电能之比，满负荷全速航行时，推进效率为 %。如图乙，船舱隔板厚度为d，隔板内、外侧环境温度分别为t0和1.2t0，虚线到内侧距离为总厚度的四分之一，则虚线处的温度为 t0；
（5）图丙是邮轮每千米航程的推进功、辅助功和航速的关系图像，则最省油的航速为 m/s；若邮轮的航速从10m/s降低到最省油航速时，则每千米航程少消耗柴油约 kg。（已知柴油发动机的效率为40%，q柴油=4.0×107J/kg）
34．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。
（1）加热过程中，用搅棒搅动的目的是 ，水和煤油吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
（2）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是 （填字母）
A．采用相同的加热方法
B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C．水和煤油的初温一定相等
D．使用相同的烧杯
（3）某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度（T）随时间（t）变化的图象（如图所示）。
根据图象，要使水和煤油升高相同的温度，应给 加热更长的时间。已知水的比热容是，根据图像计算出煤油的比热容为 。
（4）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q﹣△t图象。它们都是过原点的直线，即：Q＝k△t。进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的 之比相等。
（5）小明将该实验改装为探究比较酒精和煤油的热值大小实验，他把烧杯中的煤油换成了等质量的水，使用 相同的酒精和煤油进行加热，待酒精和煤油 （选填“燃烧相同的时间”或“完全燃尽”）再进行比较，燃料放出热量的多少是通过 来反映的。
35．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）插电式混合动力车（简称PHEV）是以电动为主，在电池电力耗尽后不能及时充电才以汽油机为辅的动力装置，电池的放电效率为80%，输出的电能全部转化为汽车的机械能。当汽油发动机工作时，将汽油燃烧放出的热量的20%用来驱动汽车行驶，5%转换成汽车电池中的电能。已知汽车以36km/h的车速匀速行驶时所受的阻力为1000N，汽油热值近似取q＝5×107J/kg。
（1）当汽车用电行驶时，将电能转化为 能。汽油发动机工作时每秒完成10个工作循环，则汽油发动机每分钟完成 个冲程。
（2）一辆PHEV汽车在快充电充电，每秒消耗电能2×104J，快充充电桩充电2.5h将电池充满电，若在纯电模式下可供汽车在某平直路面上以36km/h的车速匀速行驶2h，求该汽车电池在快充时的充电效率
（3）若上述电池电力耗尽后依靠汽油机进行匀速行驶，已知油箱中有36kg汽油，求汽车距离下一次充电最多还能行驶多少路程 ？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
