2021九年级初中物理试卷 第十四章 内能的利用（综合卷）
一、单选题
1．（2021八下·通州期末）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大
B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
C．相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
2．（2021·岳池模拟）家用小汽车是一种运输工具，下列有关汽车的说法中正确的是（ ）
A．汽车发动机的做功冲程将内能转化为机械能
B．汽油只有在高温时才会蒸发
C．汽车行驶时，汽油的热值不断减小
D．随着技术的提高，汽油机的效率可以达到100%
3．（2021·武侯模拟）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
4．（2021·成都模拟）下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（ ）
A．汽车内燃机压缩冲程是利用内能来做功
B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体
C．汽车在行驶时，内燃机把油料中的化学能全部转化成机械能
D．一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该汽油机活塞每秒对外做功40次
5．（2021·涡阳模拟）能量是物理学中极其重要的一个基本概念，通过学习知道：能在转化或转移过程中是有方向性的，且能的总量保持不变，下列物理现象分析正确的是（ ）
A．图甲是陶罐电镀，在此过程中电能转化为内能
B．图乙是四冲程汽油机的做功冲程，机械能转化为内能
C．图丙是直流电动机，工作时电能转化为机械能
D．图丁是核电站工作流程，核能→内能→机械能→电能
6．（2021·河北模拟）如图所示的是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（ ）
A．小球越跳越低，但每次到达地面时的速度相同
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了
D．小球减小的机械能转化为其它形式的能，但总量保持不变
7．（2021·承德模拟）关于热机，下列说法中不正确的是（ ）
A．如图为汽油机的压缩冲程
B．四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．汽油机的压缩冲程将活塞的机械能转化为混合气体的内能
8．（2020九上·柳州期末）下列关于柴油机与汽油机的说法中最恰当的是（ ）
A．柴油机工作时噪声较小
B．柴油机工作时效率较高
C．柴油机主要用于轻便机械
D．二者结构相同，只是所用燃料不同
9．（2021·东平模拟）有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（ ）
A．增大燃气的热值 B．增大燃气的密度
C．降低水的比热容 D．提高燃气的燃烧效率
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
11．（2016·滨州）把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（ ）
A．是由水的内能转化来的 B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的 D．是由乒乓球的化学能转化来的
12．2012年6月我国成功完成“神舟九号”飞船试验．飞船搭载长征二号火箭升空，航天员在太空中生活10天后返回．飞船的返回舱返回到大气层中时要解决飞船表面与大气摩擦产生高温（达上千摄氏度）的问题，保证返回舱不被烧毁．飞船最终在内蒙古自治区安全降落．关于“神舟九号”飞船试验，涉及能量的问题下列陈述正确的是（ ）
A．飞船的太阳能电池板为航天员在太空生活提供电能，太阳能电池板将电能转化为太阳能
B．飞船搭载火箭从发射塔开始加速升空的过程中，飞船的重力势能和动能都增加
C．飞船返回舱返回到大气层中时有加速下落的过程，这个过程中返回舱的重力势能减小，动能增大，机械能不变
D．飞船返回舱与大气摩擦时要设法保持舱内温度适宜宇航员生存，一种可能的办法是：让舱的外层发生某些放出热量的物态变化，使舱内温度不致于过高
13．如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A． B．
C． D．
14．（2019九上·简宁期末）有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25％，乙的效率是20％。则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（ ）
A．2：5 B．8：5 C．5：8 D．5：2
二、填空题
15．（2021·凉山）我国研发的“祝融号”火星车于2021年5月22日成功到达火星表面，开始对火星进行探测。“祝融号”火星车所需能量是利用了太阳能电池板将太阳能转换成的 ；如果以地球为参照物，火星车是 的；火星车着陆后，将所获数据及时传回地面，传回时间约为20min，则火星距地球约为 km。
16．（2021·南京）小明一家驾车旅行，（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在 ；（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是 ；（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是 J，车所受牵引力是 N，车的工作效率是 %。（ρ汽油=0.8×103kg/m3；q汽油=4.5×107J/kg；g取10N/kg）
17．（2020八下·宝山期末）最早出现的热机是 （选填“蒸汽机”或“内燃机”）。四冲程汽油机的一个工作循环中， 冲程是由活塞对气体做功，气体的温度升高，其实质是将 能转化为 能。
18．（2021·苏州模拟）太阳能路灯的灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为 能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。蓄电池充电时将电能转化为 能。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.1×107J，这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯正常工作50h，则该太阳能路灯的能量转化效率是 。
19．（2021·苏州）如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”，轮子边缘上通过可以自由转动的铰链等距安装了12个相同的活动短杆，杆端分别套上一个相同重球，他认为由于右侧重球距离转轴较远，也即重力的 较大，转轮会沿顺时针方向越转越快，其实根据 的原理，无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实现的。
20．（2021·苏州）汽车在高速公路上急刹车时仍会向前滑行一段距离，这是由于汽车具有 ；轮胎的温度会升高，此过程中能量转化关系与热机中的 冲程相同，下雪天，需要在公路桥梁等处撒上工业用盐，是为了 （降低/升高）雪水的凝固点。
21．（2021·荆门）目前正在我市进行试验飞行的国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机。飞机在空中满载时的最大巡航速度为460km/h，发动机巡航推力为5×104N。
（1）AG600在高空所受的大气压强，比水面附近的大气压强 ；为了执行灭火任务飞机停在水面吸水，随着吸水量增加，它受到的浮力 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）某次试飞中AG600以最大速度满载巡航1h，消耗燃油2×103kg，燃油完全燃烧产生的内能 J，发动机的工作效率为 （燃油的热值取4.6×107J/kg）。
22．（2021·从化模拟）重为 G 的小球以速度为 0m/s 释放，下落的小球先后经过 A、B、C 三点位置如图所示， 小球在 AB 过程中，动能 ，重力势能 （两空选填“增加”“不变”或“减少”）；小球在 BC 段受到弹力的作用，方向为 （选填“竖直向上”、“竖直向下”）；落到 C 点时速度为 0m/s，小球在 BC 段的重力势能 ，弹性势能 （两空选填“增加”“不变”或“减少”）。
三、实验探究题
23．（2017九上·海安期中）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．小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是 冲程，这个冲程中燃料通过燃烧将 能转化为燃气的 能．为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的 较大．
（2）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．某太阳能汽车如图乙，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板．若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2，它正对太阳时太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103J/(m2·s)，电池的输出功率为2.1kW，则将太阳能转化为电能的效率为 ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为 m/s．
（3）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．太阳能汽车在制动过程中动能在不断的 （增大/减少/不变）．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：
请在图中描点作出s- v2图象 ，写出s和v的定量关系式s= ，当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是 m．
24．请你从燃料的热值表中找出柴油的的热值，并回答：
（1）柴油的热值是多少？它的物理意义是什么？
（2）3Kg的柴油完全燃烧，它放出的热量是多少？
四、计算题
25．（2021·市北模拟）网传新型高效混合燃气即将问世。如图是燃气汽车，我市大部分的燃气汽车都是由汽油动力车改造的。若某款汽车改装之前，油箱内可承装50kg的汽油，装满一箱油可从本溪开到承德。改装为新型高效混合燃气车后，装满“油箱”的是 的混合燃气。汽车只用半箱“油”就可跑到承德。（汽油的热值 ，新型混合燃气的热值 ），试计算：
（1）完全燃烧50kg汽油能释放出多少热量？
（2）若汽油机的效率为 ，从本溪开到承德汽车做了多少有用功？
（3）新型高效混合燃气汽车的效率为多少？
26．（2020·宿州模拟）“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4800kg，已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。则在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）该发动机的热机效率是多大？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．燃料的热值指的是1kg的燃料完全燃烧所释放的热量，与质量无关，A不符合题意；
B．不同的燃料燃烧时，必须是完全燃烧，且要限定质量相同，放出的热量越多，燃料的热值才越大，B不符合题意；
C．需要完全燃烧，C不符合题意；
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大是正确的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的种类有关；质量相同时，热值越大，燃烧放出的热量越多。
2．【答案】A
【知识点】热机的效率；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．在汽车发动机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能，A符合题意；
B．蒸发可以发生在任何温度下，所以汽油不只在高温时才会蒸发，B不符合题意；
C．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，汽车行驶时，汽油的热值不变。C不符合题意；
D．汽油机在工作时，废气会带走大部分的能量，还有汽缸散热、零件摩擦等损失能量，所以效率不可能达到100%。D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
3．【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
4．【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．单缸四冲程内燃机只有做功冲程利用内能对外做功，其余三冲程都靠飞轮的惯性来完成，A不符合题意；
B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，B符合题意；
C．汽车在行驶时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗了，C不符合题意；
D．一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则1s内飞轮转40转，飞轮转两转为一个周期，一个周期做功一次，所以1s内该汽油机活塞做功20次，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽油机和柴油机都有四个冲程，一个循环对外做功一次，不同之处有吸入的气体、点火方式和结构上的细微差别。
5．【答案】D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．电镀是化学反应的过程，电镀过程中消耗电能，获得化学能，是将电能转化为化学能，A不符合题意；
B．图乙中进气门和排气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能能，B不符合题意；
C．图丙中没有电源，当开关闭合、导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是发电机的原理，将机械能转化为电能，C不符合题意；
D．图丁中核反应堆将核能转化为内能，内能通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
6．【答案】D
【知识点】能量守恒
【解析】【解答】A．由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，则到达地面时转化为的动能越来越小，速度越来越小，A不符合题意；
BD．小球运动过程中弹起的高度越来越小，所以小球的机械能减少，原因是克服与空气摩擦做功，将部分机械能转化成了内能，但能量的总量保持不变，B不符合题意，D符合题意；
C．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
7．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．如图进气门、排气门关闭，活塞向上运动，是四冲程汽油机的压缩冲程，A正确，不符合题意；
B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都是依靠惯性完成的，因此吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的，B正确，不符合题意；
C．柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，气体被压缩的程度更高，气缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关，C错误，符合题意；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞对汽缸内的混合气体做功，将活塞的机械能转化为混合气体的内能，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】每个冲程都有相对应的特征，进气冲程是进气阀打开，排气冲程是排气阀打开，做功冲程是火花塞点火，那么最后一个就是压缩冲程；汽油机和柴油机都有四个冲程，一个循环对外做功一次，不同之处有吸入的气体、点火方式和结构上的细微差别。
8．【答案】B
【知识点】热机
【解析】【解答】ABC．柴油机工作时噪声比较大，柴油机的效率比汽油机高，但柴油机比较笨重，B符合题意，AC不符合题意；
D．汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物，汽油作燃料；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气，柴油作燃料，二者结构和燃料不同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
9．【答案】D
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，不能增大燃气的热值，A不符合题意；
B．密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能增大燃气的密度，B不符合题意；
C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能降低水的比热容，C不符合题意；
D．烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%～15%，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】所需热量的总量一定时，减少消耗的燃料，可以提高效率。
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】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】解：松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加；
故选B．
【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关系，动能与物体的质量和速度有关．解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低．
12．【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】解：A、太阳能电池板工作时，需要太阳能同时产生电能，故是将太阳能转化为电能的装置，故该选项不合题意；
B、飞船搭载火箭从发射塔开始加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度变大，故其动能变大，其质量不变，高度增加，故其重力势能变大，故该选项符合题意．
C、飞船返回舱返回到大气层中时有加速下落的过程，由于其与空气摩擦，所以有一部分机械能转化为了内能，故机械能不守恒，故不符合题意；
D、飞船返回舱与大气摩擦时要设法保持舱内温度适宜宇航员生存，即常在返回舱的外部涂上一种特殊的物质，即让这些物质熔化、汽化或升华，让其吸收热量使舱内温度不致于过高，故该选项不符合题意．
故选B．
【分析】（1）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．
（2）判断能量的转化过程，关键看清该过程中消耗了那种形式的能量，进而又产生了那种形式的能量即可．
（3）在自然界中的六种物态变化中，熔化、汽化和升华是吸热的，液化、凝固和凝华是放热的．
13．【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由能流图可知：燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率可表示为 ．故选C．
【分析】热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值．
14．【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由热机效率公式可得 : 得：，，
所以，
又因为Q＝qm，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8:5。
故答案为：B。
【分析】根据甲、乙所做的有用功，与它们的效率，利用热机效率公式，即可求出甲、乙两机消耗的总能量之比 , 即汽油质量之比。
15．【答案】电能；运动；
【知识点】能量的转化或转移；速度公式及其应用；运动和静止的相对性
【解析】【解答】火星上几乎没有空气，燃料不能燃烧，火星车运动的能量来自于电能，故火星车所需能量是利用了太阳能电池板将太阳能转换成的电能。
由于地球和火星都以不同的速度绕太阳运转，如果以地球为参照物，火星车相对于地球的位置发了生变化，故以地球为参照物，火星车是运动的。
电磁波可以在真空中传播，电磁波可传递信息，电磁波传播的速度为 ，火星车着陆后，将所获数据及时传回地面，传回时间约为20min，则火星距地球约为
【分析】描述物体的运动状态，需要事先选取参照物，如果物体相对于参照物位置发生了改变，那么物体就是运动的，如果物体相对于参照物位置没有发生改变，那么物体就是静止的；已知光的速度和运动的时间，利用速度公式求解路程。
16．【答案】永不停息地做无规则运动；机械能转化为内能；；1.5×103N；37.5%
【知识点】热机的效率；内燃机的四个冲程；能量的转化或转移；分子热运动
【解析】【解答】（1）给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在做无则规运动。
（2）进气门、排气门关闭，活塞上移，是压缩冲程，机械能转化为内能。
（3）1L汽油质量为
1L汽油完全燃烧放出的热量是
车重力G=m1g=1500kg×10N/kg=1.5×104N因为匀速，牵引力等于阻力为F=f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N
机械功为W=Fs=1.5×103N×9000m=1.35×107J
效率为
【分析】分子在永不停息的做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈；内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。发动机做功为有用功，释放的热量为总功，利用发动机做功除以燃料燃烧释放的热量即为热机效率。
17．【答案】蒸汽机；压缩；机械；内
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】最早出现的热机是蒸汽机，世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗于公元1世纪发明的汽转球。内燃机的四个冲程中，其中压缩冲程中进气门与排气门关闭，活塞向上运动，对气体做功，气体的温度升高，其实质是将活塞的机械能转化为空气的内能。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
18．【答案】电；化学；30%
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】太阳能路灯的灯杆顶端的太阳能电池板，利用光电效应，将太阳能转化为电能。
蓄电池充电是将电能转化为化学能储存起来。
使用太阳能路灯的有用能量
太阳光辐射到该太阳能电池板的能量（总能量）为 ，该太阳能路灯的能量转化效率
该太阳能路灯的能量转化效率30%。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式；电能除以总功即为转化效率。
19．【答案】力臂；能量守恒
【知识点】能量守恒；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】整个轮子可以看成是多跟杠杆，转轴是杠杆的支点，对右侧重球来说，重力竖直向下，此时，重球到转轴的距离即为重力的力臂，重球距离转轴较远时，重力的力臂也就较大。
能量守恒告诉我们能量不会凭空消失也不会凭空产生，只会从一种能量转化成另一种能量或者从一个物体转移到另一个物体，所有在没有能量输入的情况下，转轮的动能是不可能增大的，所以这一设想是不能实现的。
【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大；能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。
20．【答案】惯性；压缩；降低
【知识点】内燃机的四个冲程；惯性及其现象
【解析】【解答】所有物体都有惯性，使得物体能够保持原有运动状态，汽车在高速公路上急刹车时，由于具有惯性，所以并不会立即停下来，仍会向前滑行一端距离。
刹车过程中，外力对轮胎做功，使得轮胎的内能升高，温度升高，能量由机械能转化为内能，热机中的压缩冲程也是将机械能转化为气体的内能，所以这个过程的能量转化与热机的压缩冲程相同。
盐水的凝固点比普通水的凝固点要低，所以在较低的温度时凝固，因为凝固点和熔点是同一温度，所以含盐的雪能够在较低的温度就开始熔化，所以下雪天需要在公路桥梁等处撒工业用盐，降低熔点，使雪在较低温度熔化。
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势，这就是物体的惯性，惯性的大小只与物体的质量有关，与运动的速度没有关系；内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
21．【答案】（1）小；增大
（2）9.2×1010；25%
【知识点】热机的效率；流体压强与流速的关系；阿基米德原理
【解析】【解答】（1） 因为高度越高，大气压越小，所以AG600在高空所受的大气压强比在水面小；飞机停在水面吸水，飞机停在水面上，说明飞机处于平衡状态，故此时浮力等于重力，随着吸水量增加，重力变大，故它受到的浮力变大。
（2）燃油完全燃烧产生的内能
故燃油完全燃烧产生的内能为 ；
发动机的工作效率为
故发动机的工作效率为25%。
【分析】（1）流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；当物体处于漂浮或悬浮状态时，物体受到的重力等于浮力；
（2）发动机做功为有用功，释放的热量为总功，利用发动机做功除以燃料燃烧释放的热量即为热机效率。
22．【答案】增加；减少；竖直向上；减少；增加
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】重为 G 的小球以速度为 0m/s 释放，此时动能为零，下落的小球先后经过 A、B、C 三点位置如图所示，小球在 AB 过程中受到向下的重力作用，高度下降，重力势能转化为动能，动能增加、重力势能减少；小球在 BC 段受到竖直向上的弹力的作用；落到 C 点时速度为 0m/s，动能为零，小球在 BC 段的重力势能继续减少，动能减小，转化为弹性势能，即弹性势能增加。
【分析】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；发生形变的弹性体具有弹性势能，弹性形变越大，弹性势能就越大。
23．【答案】（1）做功；化学；内；热传递；比热容
（2）29.2%；21
（3）减少；；；8
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】 (1)内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在做功冲程中，活塞由上向下气缸内的高压高温物质，即对活塞做功，使得内能转化为机械能；同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；
(2)电池的输出功率：P电池=2100W；太阳光照射的辐射功率为；P太阳=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太阳能转化为电能的效率：
因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以P机械=P电池×η′=2100W×80%=1680W；
由公式P=Fv得：
(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变，速度变小，动能变小；
根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标准速度的平方，纵坐标为距离．如图所示：
根据表中数据和图象反映的规律可知， ；当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m．
故答案为：(1) 做功；化学；内；热传递；比热容 (2) 29.2%；21 (3)减少 ；图略； ； 8
【分析】 (1)理解内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；
(2)本题考查了学生对汽车效率的理解，再根据公式P=Fv计算出速度；
(3)根据表格中的数据画出图像，找出当牵引力为80N，对应的汽车行驶速度.
24．【答案】（1）q柴油=3.3×107 J / kg | 1千克的柴油完全燃烧时放出的热量
为3.3×107 J。
（2）9.9 ×107J
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）柴油的热值是3.3×107 J / kg，它的物理意义是1千克的柴油完全燃烧时放出的热量为3.3×107 J。（2）3Kg的柴油完全燃烧，它放出的热量Q=mq=3kg×3.3×107J/kg=9.9×107J
【分析】学会阅读科学资料，并从中获取有效信息是本题解题关键。本题考查的是燃料的热值。
25．【答案】（1）解：50kg的汽油完全燃烧放出的热量为Q放= m汽油q汽油=50kg×4.6×107J1kg=2.3×109J
答：完全燃烧50kg汽油能释放出2.3×109J的热量；
（2）解：汽油机的效率为 ，从本溪开到承德汽车做的有用功为W有用=ηQ放==30%×2.3×109J =6.9×108J
答：若汽油机的效率为30%，从本溪开到承德汽车做了6.9×108J的有用功；
（3）解：半箱混合燃气燃烧放出的热量为Q放'= V燃气q燃气=0.24m3×0.5×11.5×109J/m3= 1.38×109J
汽车两种情况下运动的路程相同，即有用功相同，故混合燃气汽车的效率为η'= =50%
答：新型高效混合燃气汽车的效率为50%。
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；（2）根据热机效率和热量，可以计算有用功；（3）根据燃料的体积和热值的乘积计算热量；根据有用功和热量的比值计算热机效率。
26．【答案】（1）解：航空煤油完全燃烧放出的热量Q放=mq=4800kg× 4×107J/kg=1.92×1011J
答：航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J
（2）解：该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做的功为W=Pt=3.2×107 W×3600s=1.152×1011J
发动机的热效率为η= =60%
答：该飞机发动机的热机效率是60%
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【分析】（1）利用燃料的质量和燃料热值的乘积计算放出的热量；（2）利用功率和时间的乘积计算有用功，有用功和总热量的比值计算热机效率。
1 / 12021九年级初中物理试卷 第十四章 内能的利用（综合卷）
一、单选题
1．（2021八下·通州期末）下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大
B．燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
C．相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】A．燃料的热值指的是1kg的燃料完全燃烧所释放的热量，与质量无关，A不符合题意；
B．不同的燃料燃烧时，必须是完全燃烧，且要限定质量相同，放出的热量越多，燃料的热值才越大，B不符合题意；
C．需要完全燃烧，C不符合题意；
D．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大是正确的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】热值是燃料的特性，和燃料的种类有关；质量相同时，热值越大，燃烧放出的热量越多。
2．（2021·岳池模拟）家用小汽车是一种运输工具，下列有关汽车的说法中正确的是（ ）
A．汽车发动机的做功冲程将内能转化为机械能
B．汽油只有在高温时才会蒸发
C．汽车行驶时，汽油的热值不断减小
D．随着技术的提高，汽油机的效率可以达到100%
【答案】A
【知识点】热机的效率；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．在汽车发动机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能，A符合题意；
B．蒸发可以发生在任何温度下，所以汽油不只在高温时才会蒸发，B不符合题意；
C．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，汽车行驶时，汽油的热值不变。C不符合题意；
D．汽油机在工作时，废气会带走大部分的能量，还有汽缸散热、零件摩擦等损失能量，所以效率不可能达到100%。D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
3．（2021·武侯模拟）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量
C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦
【答案】D
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，A不符合题意；
B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，B不符合题意；
C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，C不符合题意；
D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
4．（2021·成都模拟）下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（ ）
A．汽车内燃机压缩冲程是利用内能来做功
B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体
C．汽车在行驶时，内燃机把油料中的化学能全部转化成机械能
D．一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该汽油机活塞每秒对外做功40次
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．单缸四冲程内燃机只有做功冲程利用内能对外做功，其余三冲程都靠飞轮的惯性来完成，A不符合题意；
B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，B符合题意；
C．汽车在行驶时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗了，C不符合题意；
D．一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则1s内飞轮转40转，飞轮转两转为一个周期，一个周期做功一次，所以1s内该汽油机活塞做功20次，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽油机和柴油机都有四个冲程，一个循环对外做功一次，不同之处有吸入的气体、点火方式和结构上的细微差别。
5．（2021·涡阳模拟）能量是物理学中极其重要的一个基本概念，通过学习知道：能在转化或转移过程中是有方向性的，且能的总量保持不变，下列物理现象分析正确的是（ ）
A．图甲是陶罐电镀，在此过程中电能转化为内能
B．图乙是四冲程汽油机的做功冲程，机械能转化为内能
C．图丙是直流电动机，工作时电能转化为机械能
D．图丁是核电站工作流程，核能→内能→机械能→电能
【答案】D
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】A．电镀是化学反应的过程，电镀过程中消耗电能，获得化学能，是将电能转化为化学能，A不符合题意；
B．图乙中进气门和排气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能能，B不符合题意；
C．图丙中没有电源，当开关闭合、导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是发电机的原理，将机械能转化为电能，C不符合题意；
D．图丁中核反应堆将核能转化为内能，内能通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电；核能是原子核发生变化时释放的能量，分为核裂变与核聚变，都会放出巨大的能量。
6．（2021·河北模拟）如图所示的是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（ ）
A．小球越跳越低，但每次到达地面时的速度相同
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能凭空消失了
D．小球减小的机械能转化为其它形式的能，但总量保持不变
【答案】D
【知识点】能量守恒
【解析】【解答】A．由图可知，小球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，则到达地面时转化为的动能越来越小，速度越来越小，A不符合题意；
BD．小球运动过程中弹起的高度越来越小，所以小球的机械能减少，原因是克服与空气摩擦做功，将部分机械能转化成了内能，但能量的总量保持不变，B不符合题意，D符合题意；
C．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式，克服摩擦力，做功机械能转化成内能，能量的转移和转化具有方向性。
7．（2021·承德模拟）关于热机，下列说法中不正确的是（ ）
A．如图为汽油机的压缩冲程
B．四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．汽油机的压缩冲程将活塞的机械能转化为混合气体的内能
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．如图进气门、排气门关闭，活塞向上运动，是四冲程汽油机的压缩冲程，A正确，不符合题意；
B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都是依靠惯性完成的，因此吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的，B正确，不符合题意；
C．柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，气体被压缩的程度更高，气缸内温度更高，能量转化的程度更高，和热值无关，C错误，符合题意；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞对汽缸内的混合气体做功，将活塞的机械能转化为混合气体的内能，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】每个冲程都有相对应的特征，进气冲程是进气阀打开，排气冲程是排气阀打开，做功冲程是火花塞点火，那么最后一个就是压缩冲程；汽油机和柴油机都有四个冲程，一个循环对外做功一次，不同之处有吸入的气体、点火方式和结构上的细微差别。
8．（2020九上·柳州期末）下列关于柴油机与汽油机的说法中最恰当的是（ ）
A．柴油机工作时噪声较小
B．柴油机工作时效率较高
C．柴油机主要用于轻便机械
D．二者结构相同，只是所用燃料不同
【答案】B
【知识点】热机
【解析】【解答】ABC．柴油机工作时噪声比较大，柴油机的效率比汽油机高，但柴油机比较笨重，B符合题意，AC不符合题意；
D．汽油机的顶端是火花塞，吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物，汽油作燃料；柴油机的顶端是喷油嘴，吸气冲程中吸进的是空气，柴油作燃料，二者结构和燃料不同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。
9．（2021·东平模拟）有一种节能型燃气炉灶，据介绍，使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为，使用这种炉灶可以（ ）
A．增大燃气的热值 B．增大燃气的密度
C．降低水的比热容 D．提高燃气的燃烧效率
【答案】D
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【解答】A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，不能增大燃气的热值，A不符合题意；
B．密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能增大燃气的密度，B不符合题意；
C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，不能降低水的比热容，C不符合题意；
D．烧开同样一壶水，水吸收的热量相同，使用节能型燃气炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%～15%，说明提高了燃料的利用率，即使用这种炉灶可以提高燃气的燃烧效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】所需热量的总量一定时，减少消耗的燃料，可以提高效率。
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。
11．（2016·滨州）把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（ ）
A．是由水的内能转化来的 B．是由水的重力势能转化来的
C．是由乒乓球的内能转化来的 D．是由乒乓球的化学能转化来的
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】解：松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加；
故选B．
【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关系，动能与物体的质量和速度有关．解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低．
12．2012年6月我国成功完成“神舟九号”飞船试验．飞船搭载长征二号火箭升空，航天员在太空中生活10天后返回．飞船的返回舱返回到大气层中时要解决飞船表面与大气摩擦产生高温（达上千摄氏度）的问题，保证返回舱不被烧毁．飞船最终在内蒙古自治区安全降落．关于“神舟九号”飞船试验，涉及能量的问题下列陈述正确的是（ ）
A．飞船的太阳能电池板为航天员在太空生活提供电能，太阳能电池板将电能转化为太阳能
B．飞船搭载火箭从发射塔开始加速升空的过程中，飞船的重力势能和动能都增加
C．飞船返回舱返回到大气层中时有加速下落的过程，这个过程中返回舱的重力势能减小，动能增大，机械能不变
D．飞船返回舱与大气摩擦时要设法保持舱内温度适宜宇航员生存，一种可能的办法是：让舱的外层发生某些放出热量的物态变化，使舱内温度不致于过高
【答案】B
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】解：A、太阳能电池板工作时，需要太阳能同时产生电能，故是将太阳能转化为电能的装置，故该选项不合题意；
B、飞船搭载火箭从发射塔开始加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度变大，故其动能变大，其质量不变，高度增加，故其重力势能变大，故该选项符合题意．
C、飞船返回舱返回到大气层中时有加速下落的过程，由于其与空气摩擦，所以有一部分机械能转化为了内能，故机械能不守恒，故不符合题意；
D、飞船返回舱与大气摩擦时要设法保持舱内温度适宜宇航员生存，即常在返回舱的外部涂上一种特殊的物质，即让这些物质熔化、汽化或升华，让其吸收热量使舱内温度不致于过高，故该选项不符合题意．
故选B．
【分析】（1）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．
（2）判断能量的转化过程，关键看清该过程中消耗了那种形式的能量，进而又产生了那种形式的能量即可．
（3）在自然界中的六种物态变化中，熔化、汽化和升华是吸热的，液化、凝固和凝华是放热的．
13．如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由能流图可知：燃料完全燃烧放出的热量为E，有用机械能即有用功为E2，所以内燃机的效率可表示为 ．故选C．
【分析】热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值．
14．（2019九上·简宁期末）有甲、乙两台汽油机，若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25％，乙的效率是20％。则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（ ）
A．2：5 B．8：5 C．5：8 D．5：2
【答案】B
【知识点】热机的效率
【解析】【解答】由热机效率公式可得 : 得：，，
所以，
又因为Q＝qm，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8:5。
故答案为：B。
【分析】根据甲、乙所做的有用功，与它们的效率，利用热机效率公式，即可求出甲、乙两机消耗的总能量之比 , 即汽油质量之比。
二、填空题
15．（2021·凉山）我国研发的“祝融号”火星车于2021年5月22日成功到达火星表面，开始对火星进行探测。“祝融号”火星车所需能量是利用了太阳能电池板将太阳能转换成的 ；如果以地球为参照物，火星车是 的；火星车着陆后，将所获数据及时传回地面，传回时间约为20min，则火星距地球约为 km。
【答案】电能；运动；
【知识点】能量的转化或转移；速度公式及其应用；运动和静止的相对性
【解析】【解答】火星上几乎没有空气，燃料不能燃烧，火星车运动的能量来自于电能，故火星车所需能量是利用了太阳能电池板将太阳能转换成的电能。
由于地球和火星都以不同的速度绕太阳运转，如果以地球为参照物，火星车相对于地球的位置发了生变化，故以地球为参照物，火星车是运动的。
电磁波可以在真空中传播，电磁波可传递信息，电磁波传播的速度为 ，火星车着陆后，将所获数据及时传回地面，传回时间约为20min，则火星距地球约为
【分析】描述物体的运动状态，需要事先选取参照物，如果物体相对于参照物位置发生了改变，那么物体就是运动的，如果物体相对于参照物位置没有发生改变，那么物体就是静止的；已知光的速度和运动的时间，利用速度公式求解路程。
16．（2021·南京）小明一家驾车旅行，（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在 ；（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是 ；（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是 J，车所受牵引力是 N，车的工作效率是 %。（ρ汽油=0.8×103kg/m3；q汽油=4.5×107J/kg；g取10N/kg）
【答案】永不停息地做无规则运动；机械能转化为内能；；1.5×103N；37.5%
【知识点】热机的效率；内燃机的四个冲程；能量的转化或转移；分子热运动
【解析】【解答】（1）给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在做无则规运动。
（2）进气门、排气门关闭，活塞上移，是压缩冲程，机械能转化为内能。
（3）1L汽油质量为
1L汽油完全燃烧放出的热量是
车重力G=m1g=1500kg×10N/kg=1.5×104N因为匀速，牵引力等于阻力为F=f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N
机械功为W=Fs=1.5×103N×9000m=1.35×107J
效率为
【分析】分子在永不停息的做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈；内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。发动机做功为有用功，释放的热量为总功，利用发动机做功除以燃料燃烧释放的热量即为热机效率。
17．（2020八下·宝山期末）最早出现的热机是 （选填“蒸汽机”或“内燃机”）。四冲程汽油机的一个工作循环中， 冲程是由活塞对气体做功，气体的温度升高，其实质是将 能转化为 能。
【答案】蒸汽机；压缩；机械；内
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】最早出现的热机是蒸汽机，世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗于公元1世纪发明的汽转球。内燃机的四个冲程中，其中压缩冲程中进气门与排气门关闭，活塞向上运动，对气体做功，气体的温度升高，其实质是将活塞的机械能转化为空气的内能。
【分析】内燃机是一种把内能转化为机械能的装置，内燃机的效率为机械能与燃料完全燃烧释放的热量的比值，减少能量损耗、使燃料充分燃烧可以提高效率，但效率不会达到100%。内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
18．（2021·苏州模拟）太阳能路灯的灯杆顶端是太阳能电池板，它能将太阳能转化为 能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明。蓄电池充电时将电能转化为 能。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.1×107J，这些能量经转化后，可供功率为35W的路灯正常工作50h，则该太阳能路灯的能量转化效率是 。
【答案】电；化学；30%
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】太阳能路灯的灯杆顶端的太阳能电池板，利用光电效应，将太阳能转化为电能。
蓄电池充电是将电能转化为化学能储存起来。
使用太阳能路灯的有用能量
太阳光辐射到该太阳能电池板的能量（总能量）为 ，该太阳能路灯的能量转化效率
该太阳能路灯的能量转化效率30%。
【分析】能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式；电能除以总功即为转化效率。
19．（2021·苏州）如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”，轮子边缘上通过可以自由转动的铰链等距安装了12个相同的活动短杆，杆端分别套上一个相同重球，他认为由于右侧重球距离转轴较远，也即重力的 较大，转轮会沿顺时针方向越转越快，其实根据 的原理，无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实现的。
【答案】力臂；能量守恒
【知识点】能量守恒；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】整个轮子可以看成是多跟杠杆，转轴是杠杆的支点，对右侧重球来说，重力竖直向下，此时，重球到转轴的距离即为重力的力臂，重球距离转轴较远时，重力的力臂也就较大。
能量守恒告诉我们能量不会凭空消失也不会凭空产生，只会从一种能量转化成另一种能量或者从一个物体转移到另一个物体，所有在没有能量输入的情况下，转轮的动能是不可能增大的，所以这一设想是不能实现的。
【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大；能量是守恒的，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。
20．（2021·苏州）汽车在高速公路上急刹车时仍会向前滑行一段距离，这是由于汽车具有 ；轮胎的温度会升高，此过程中能量转化关系与热机中的 冲程相同，下雪天，需要在公路桥梁等处撒上工业用盐，是为了 （降低/升高）雪水的凝固点。
【答案】惯性；压缩；降低
【知识点】内燃机的四个冲程；惯性及其现象
【解析】【解答】所有物体都有惯性，使得物体能够保持原有运动状态，汽车在高速公路上急刹车时，由于具有惯性，所以并不会立即停下来，仍会向前滑行一端距离。
刹车过程中，外力对轮胎做功，使得轮胎的内能升高，温度升高，能量由机械能转化为内能，热机中的压缩冲程也是将机械能转化为气体的内能，所以这个过程的能量转化与热机的压缩冲程相同。
盐水的凝固点比普通水的凝固点要低，所以在较低的温度时凝固，因为凝固点和熔点是同一温度，所以含盐的雪能够在较低的温度就开始熔化，所以下雪天需要在公路桥梁等处撒工业用盐，降低熔点，使雪在较低温度熔化。
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势，这就是物体的惯性，惯性的大小只与物体的质量有关，与运动的速度没有关系；内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能。
21．（2021·荆门）目前正在我市进行试验飞行的国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600装有4台国产WJ6涡轮螺旋桨发动机，是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机。飞机在空中满载时的最大巡航速度为460km/h，发动机巡航推力为5×104N。
（1）AG600在高空所受的大气压强，比水面附近的大气压强 ；为了执行灭火任务飞机停在水面吸水，随着吸水量增加，它受到的浮力 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）某次试飞中AG600以最大速度满载巡航1h，消耗燃油2×103kg，燃油完全燃烧产生的内能 J，发动机的工作效率为 （燃油的热值取4.6×107J/kg）。
【答案】（1）小；增大
（2）9.2×1010；25%
【知识点】热机的效率；流体压强与流速的关系；阿基米德原理
【解析】【解答】（1） 因为高度越高，大气压越小，所以AG600在高空所受的大气压强比在水面小；飞机停在水面吸水，飞机停在水面上，说明飞机处于平衡状态，故此时浮力等于重力，随着吸水量增加，重力变大，故它受到的浮力变大。
（2）燃油完全燃烧产生的内能
故燃油完全燃烧产生的内能为 ；
发动机的工作效率为
故发动机的工作效率为25%。
【分析】（1）流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；当物体处于漂浮或悬浮状态时，物体受到的重力等于浮力；
（2）发动机做功为有用功，释放的热量为总功，利用发动机做功除以燃料燃烧释放的热量即为热机效率。
22．（2021·从化模拟）重为 G 的小球以速度为 0m/s 释放，下落的小球先后经过 A、B、C 三点位置如图所示， 小球在 AB 过程中，动能 ，重力势能 （两空选填“增加”“不变”或“减少”）；小球在 BC 段受到弹力的作用，方向为 （选填“竖直向上”、“竖直向下”）；落到 C 点时速度为 0m/s，小球在 BC 段的重力势能 ，弹性势能 （两空选填“增加”“不变”或“减少”）。
【答案】增加；减少；竖直向上；减少；增加
【知识点】能量的转化或转移
【解析】【解答】重为 G 的小球以速度为 0m/s 释放，此时动能为零，下落的小球先后经过 A、B、C 三点位置如图所示，小球在 AB 过程中受到向下的重力作用，高度下降，重力势能转化为动能，动能增加、重力势能减少；小球在 BC 段受到竖直向上的弹力的作用；落到 C 点时速度为 0m/s，动能为零，小球在 BC 段的重力势能继续减少，动能减小，转化为弹性势能，即弹性势能增加。
【分析】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；发生形变的弹性体具有弹性势能，弹性形变越大，弹性势能就越大。
三、实验探究题
23．（2017九上·海安期中）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．小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是 冲程，这个冲程中燃料通过燃烧将 能转化为燃气的 能．为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的 较大．
（2）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．某太阳能汽车如图乙，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板．若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2，它正对太阳时太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103J/(m2·s)，电池的输出功率为2.1kW，则将太阳能转化为电能的效率为 ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为 m/s．
（3）太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．太阳能汽车在制动过程中动能在不断的 （增大/减少/不变）．通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：
请在图中描点作出s- v2图象 ，写出s和v的定量关系式s= ，当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是 m．
【答案】（1）做功；化学；内；热传递；比热容
（2）29.2%；21
（3）减少；；；8
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】 (1)内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在做功冲程中，活塞由上向下气缸内的高压高温物质，即对活塞做功，使得内能转化为机械能；同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；在这里我们之所以选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；
(2)电池的输出功率：P电池=2100W；太阳光照射的辐射功率为；P太阳=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太阳能转化为电能的效率：
因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以P机械=P电池×η′=2100W×80%=1680W；
由公式P=Fv得：
(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变，速度变小，动能变小；
根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标准速度的平方，纵坐标为距离．如图所示：
根据表中数据和图象反映的规律可知， ；当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m．
故答案为：(1) 做功；化学；内；热传递；比热容 (2) 29.2%；21 (3)减少 ；图略； ； 8
【分析】 (1)理解内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；
(2)本题考查了学生对汽车效率的理解，再根据公式P=Fv计算出速度；
(3)根据表格中的数据画出图像，找出当牵引力为80N，对应的汽车行驶速度.
24．请你从燃料的热值表中找出柴油的的热值，并回答：
（1）柴油的热值是多少？它的物理意义是什么？
（2）3Kg的柴油完全燃烧，它放出的热量是多少？
【答案】（1）q柴油=3.3×107 J / kg | 1千克的柴油完全燃烧时放出的热量
为3.3×107 J。
（2）9.9 ×107J
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】（1）柴油的热值是3.3×107 J / kg，它的物理意义是1千克的柴油完全燃烧时放出的热量为3.3×107 J。（2）3Kg的柴油完全燃烧，它放出的热量Q=mq=3kg×3.3×107J/kg=9.9×107J
【分析】学会阅读科学资料，并从中获取有效信息是本题解题关键。本题考查的是燃料的热值。
四、计算题
25．（2021·市北模拟）网传新型高效混合燃气即将问世。如图是燃气汽车，我市大部分的燃气汽车都是由汽油动力车改造的。若某款汽车改装之前，油箱内可承装50kg的汽油，装满一箱油可从本溪开到承德。改装为新型高效混合燃气车后，装满“油箱”的是 的混合燃气。汽车只用半箱“油”就可跑到承德。（汽油的热值 ，新型混合燃气的热值 ），试计算：
（1）完全燃烧50kg汽油能释放出多少热量？
（2）若汽油机的效率为 ，从本溪开到承德汽车做了多少有用功？
（3）新型高效混合燃气汽车的效率为多少？
【答案】（1）解：50kg的汽油完全燃烧放出的热量为Q放= m汽油q汽油=50kg×4.6×107J1kg=2.3×109J
答：完全燃烧50kg汽油能释放出2.3×109J的热量；
（2）解：汽油机的效率为 ，从本溪开到承德汽车做的有用功为W有用=ηQ放==30%×2.3×109J =6.9×108J
答：若汽油机的效率为30%，从本溪开到承德汽车做了6.9×108J的有用功；
（3）解：半箱混合燃气燃烧放出的热量为Q放'= V燃气q燃气=0.24m3×0.5×11.5×109J/m3= 1.38×109J
汽车两种情况下运动的路程相同，即有用功相同，故混合燃气汽车的效率为η'= =50%
答：新型高效混合燃气汽车的效率为50%。
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【分析】（1）根据燃料的质量和热值的乘积计算热量；（2）根据热机效率和热量，可以计算有用功；（3）根据燃料的体积和热值的乘积计算热量；根据有用功和热量的比值计算热机效率。
26．（2020·宿州模拟）“运20”是我国自主研发的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4800kg，已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。则在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）该发动机的热机效率是多大？
【答案】（1）解：航空煤油完全燃烧放出的热量Q放=mq=4800kg× 4×107J/kg=1.92×1011J
答：航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J
（2）解：该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做的功为W=Pt=3.2×107 W×3600s=1.152×1011J
发动机的热效率为η= =60%
答：该飞机发动机的热机效率是60%
【知识点】燃料的热值；热机的效率
【解析】【分析】（1）利用燃料的质量和燃料热值的乘积计算放出的热量；（2）利用功率和时间的乘积计算有用功，有用功和总热量的比值计算热机效率。
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