押题填空题3-内能、热机、机械效率、能量转化（解析版）-备战2024年中考物理

押题填空题3——内能、热机、机械效率、能量转化分析辽宁省样题及模拟题，省样题结合吸放热和热值以及机械效率考察，省模拟题结合热值和四冲程内燃机考察。该题考察内容相对稳定，审题清楚带公式计算即可，要求计算准确，能够用科学计数法表示计算结果。必备知识Q=cm∆t，温度差为高温减去低温。Ƞ=Q吸/Q放（燃料燃烧放出的热量用来烧水）Ƞ=W/Q放（燃料燃烧的热量用来做机械功）Ƞ=Q吸/E（利用电能烧水）解题技巧热量的计算：不计热量损失，则Q吸=Q放，有效率则带效率公式计算。1．某品牌汽车行驶60km消耗汽油5kg，这些汽油完全燃烧能放出J的热量，四冲程汽油机为汽车提供动力的是冲程（汽油的热值为4.6×107J/kg）。【答案】2.3×108，做功【解答】Q=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J;停供动力的为做功冲程。一．填空题（共60小题）1．北京时间2024年2月29日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将卫星互联网高轨卫星01星发射升空，如图所示。火箭点火升空过程中是将内能转化为机械能，防护罩温度升高主要通过做功改变了内能。【答案】机械能；做功。【解答】解：（1）火箭上升，是消耗了燃料化学能，得到了机械能，故能量的转化是：化学能转化为内能，内能又转化为机械能；（2）火箭穿过大气层时，防护罩温度升高是通过做功方式改变了内能。故答案为：机械能；做功。2．春节期间，南方某些地区有煮茶叶蛋给长辈送祝福的传统习俗。煮茶叶蛋时，我们能闻到浓郁的香味，这是扩散现象。要达到同样咸度，煮茶叶蛋比腌咸蛋所用时间少得多，这是由于煮茶叶蛋比腌咸蛋时温度高，分子运动更剧烈。【答案】扩散；温度。【解答】解：煮茶叶蛋时，我们能闻到浓郁的香味，这是茶叶分子在永不停息地做无规则运动，这是扩散现象；温度越高，分子运动越剧烈。故答案为：扩散；温度。3．如图所示，在玻璃试管里，装上半管沙子，将温度计插在沙子中，用力晃动试管十余下，温度计示数变大，意味着沙子的内能增大，这是通过做功的方式改变内能。【答案】增大；做功。【解答】解：将装有一小半沙子的试管用力晃动多次，观察到温度计的示数变大，是由于沙子克服摩擦做功，机械能转化为内能，使沙子的内能增大，温度升高，这是通过做功方式改变物体的内能。故答案为：增大；做功。4．如图所示，把一个底部封闭的薄壁金属管固定在支座上，管中装一些酒精，然后用塞子塞紧管口。把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动，使金属管温度升高，这是通过做功（选填“做功”或“热传递”）的方式改变金属管的内能，很快观察到塞子被顶出，金属管内气体内能减小（选填“增大”或“减小”）。【答案】做功；减小。【解答】解：由题意知，把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动，使金属管温度升高，这是通过做功的方式改变金属管的内能；塞子被顶出，是金属管内气体膨胀对外做功，自身的内能减小。故答案为：做功；减小。5．84消毒液杀菌效果明显，疫情期间被广泛应用。防疫人员在喷洒消毒液的过程中可以闻到消毒水的气味是因为分子在不停地做无规则运动，过一段时间喷洒过消毒液的地方又变干了，这是汽化现象（物态变化）。【答案】见试题解答内容【解答】解：喷洒消毒液时，可以闻到消毒水的气味，属于扩散现象，原因是消毒液分子在不停地做无规则运动；喷洒过的消毒液会从周围吸收热量，消毒液会从液态变成气态，所以过一段时间喷洒过消毒液的地方又变干了，这属于汽化现象。故答案为：分子在不停地做无规则运动；汽化。6．春节期间，文体中心上演了“打铁花”的民俗文化表演，首先在熔炉里把罐子里的生铁化成汁，这是通过热传递的方式改变了其内能；被击打后，铁花火雨，腾空而起，像天女散花似的漫天飞舞，最后落地消失，在此过程中，铁的内能减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】热传递；减小。【解答】解：由题意知，在熔炉里把罐子里的生铁化成汁，这是通过热传递的方式使其内能增大、温度升高；铁花最后落地消失，在此过程中，铁的内能减小、温度降低。故答案为：热传递；减小。7．进入刚装修完的房屋，常会闻到刺鼻的甲醛气味，这是扩散现象，夏天比冬天甲醛气味更刺鼻，这说明温度越高，分子热运动越剧烈。【答案】扩散；剧烈。【解答】解：进入刚装修完的房屋，常会闻到刺鼻的甲醛气味，这是甲醛分子扩散到空气中的结果，属于扩散现象；扩散现象与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，因此夏天比冬天甲醛气味更刺鼻。故答案为：扩散；剧烈。8．汽车的发动机工作时将内能转化为机械能，刹车时，轮胎与地面摩擦导致温度升高，这是通过做功的方式改变物体的内能。【答案】机械能；做功【解答】解：（1）汽车的发动机工作时将燃料燃烧放出的内能转化为机械能；（2）刹车时，轮胎与地面摩擦，轮胎要克服摩擦做功，机械能转化为内能，使车轮胎内能增大，这是通过做功的方式改变了物体的内能。故答案为：机械能；做功。9．在学校消防安全教育中，同学们对“空气中悬浮的粉尘在一定条件下可能爆炸”这一观点产生质疑。为了释疑，专业人员进行了模拟实验：如图所示，在无盖小筒里放入干燥面粉，点燃蜡烛，用筒盖盖上大筒，向小筒内鼓入空气，使面粉弥漫在大筒内，面粉迅速被点燃引发爆炸，把筒盖淀冲起。面粉燃烧时将化学能转化成内能，筒盖被冲起的过程与汽油机的做功冲程能量转化情况相同。【答案】内能；做功。【解答】解：（1）面粉燃烧时，向外释放热量，将化学能转化成内能；（2）筒盖被冲起的过程，燃料燃烧产生的内能转化为筒盖的机械能，汽油机的做功冲程是将燃料的内能转化为机械能，所以筒盖被冲起的过程与汽油机的做功冲程能量转化情况相同。故答案为：内能；做功。10．火龙起舞迎新年！如图所示，四川成都“打铁花”演出时，工匠师傅用木板将滚烫的铁水打向空中，铁水与空气接触，温度降低，内能减小（选填“增大”“不变”或“减小”），这是通过热传递的方式改变铁水的内能。【答案】减小；热传递【解答】解：铁水与空气接触，温度降低，铁水放出热量，内能减小，这是通过热传递的方式改变铁水的内能。故答案为：减小；热传递。11．如图所示，是生活中常用的物理降温“退热贴”。在退热过程中，人体的内能减小（选填“增大”或“减小”），这是通过热传递的方式改变物体的内能。【答案】减小；热传递。【解答】解：在退热过程中，人体放出热量，人体的内能减小，通过热传递的方式改变物体的内能。故答案为：减小；热传递。12．甲辰龙年的央视春晚上，一首《上春山》被大家广为传唱，歌词“我上春山约你来见”让我们想起唐代诗人于良史的《春山夜月》，诗中写到：“春山多胜事……弄花香满衣”，“香满衣”是扩散现象，这一现象说明分子在不停地做无规则运动。【答案】扩散；不停地做无规则运动。【解答】解：唐代诗人于良史的《春山夜月》，诗中写到：“春山多胜事……弄花香满衣”，“香满衣”是扩散现象，这一现象说明分子在不停地做无规则运动。故答案为：扩散；不停地做无规则运动。13．小时候经常玩的一个游戏，就是把喝完了水的矿泉水瓶扭转加压，然后比赛谁的瓶盖飞的远。瓶盖飞的远近和技术有关，但无一例外的有趣现象是会有白色的水雾从瓶子口冒出（如甲）。在瓶盖飞起这个过程中瓶内气体的内能减小（选填“增大”、“减小”或“不变”），如图乙（选填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与这一情景过程中能量的转化是一致的。【答案】减小；乙。【解答】解：用力拧紧瓶身的过程中，压缩瓶内的水蒸气做功，瓶内水蒸气内能增大，发生的能量转化是机械能转化成内能。瓶盖飞出去时，是瓶内水蒸气体积膨胀，对瓶盖做功，瓶内水蒸气内能减小，温度降低，内能转化为机械能；汽油机的做功冲程中，火花塞放电，点燃混合气体，高温高压的燃气推动活塞做功，也是内能转化成机械能，如图乙中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程。故答案为：减小；乙。14．用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计的示数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，如图所示。则弹簧测力计的示数会变大，这是分子间存在着引力的原因。【答案】大；引力。【解答】解：将干净的玻璃板挂在弹簧测力计下，读出测力计的示数是玻璃的重力，使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，此时弹簧测力计示数变大，这是因为分子间存在引力，此时的示数等于玻璃的重力与分子间引力之和。故答案为：大；引力。15．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧。下压过程中活塞对筒内空气做功，空气的内能增大，该能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同。【答案】做功；内；压缩【解答】解：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；故答案为：做功；内；压缩。16．如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过做功的方式，使筒内空气内能增大，温度升高，达到艾绒的着火点。【答案】见试题解答内容【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒燃烧起来。故答案为：做功；增大。17．如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这是通过做功的方式将水蒸气的内能转化为塞子的机械能（选填“做功”或“热传递”）。图乙（选填“甲”或“乙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。【答案】做功；乙【解答】解：用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；图甲中进气门关闭、排气门打开，活塞由下向上运动，是排气冲程，没有能量的转化；图乙中进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞由上向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能。故答案为：做功；乙。18．日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的比热容大。在标准大气压下，质量为5kg水温度升高20℃，吸收热量4.2×105J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】比热容；4.2×105。【解答】解：日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的比热容大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量较多；（2）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×20℃＝4.2×105J。故答案为：比热容；4.2×105。19．小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。用该燃气炉烧水时，把初温为20℃的1kg水加热到100℃，燃烧了0.025m3天然气。则水吸收的热量为3.36×105J，假设天然气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为33.6%。c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值取4×107J/m3。【答案】3.36×105；33.6%。【解答】解：水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.025m3×4×107J/m3＝1×106J，燃气炉烧水的效率：η＝＝＝33.6%。故答案为：3.36×105；33.6%。20．氢能源作为新型能源，其热值大，有着巨大的开发使用潜力，5kg氢能源完全燃烧放出的热量为7.15×108J（q氢＝1.43×108J/kg），你认为氢能源的优点还有哪些：零排放、无污染。（写出一条即可）【答案】（1）7.15×108；（2）零排放、无污染。【解答】解：（1）5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq氢＝5kg×1.43×108J/kg＝7.15×108J（2）由题意可知，氢燃料的优点有：零排放、无污染、热值大、能量转换效率高等。故答案为：（1）7.15×108；（2）零排放、无污染。21．在学校科技节活动中，小明用饮料瓶自制了火箭模型，如图所示，他在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器（按下按钮会产生电火花）。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，纸筒立即飞出，燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动。【答案】做功；分子在永不停息地做无规则运动。【解答】解：（1）燃气推动纸筒飞出去，将内能转化为机械能，而内燃机的做功冲程也将内能转化机械能，因此燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程；（2）能闻到酒精的气味说明酒精分子在永不停息地做无规则运动。故答案为：做功；分子在永不停息地做无规则运动。22．我国某新型发动机的热效率达46%，发动机在做功冲程时将内能转化为机械能，当散失的热量减少时，发动机的热效率变高。【答案】内；高。【解答】解：发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀做功，将内能转化为机械能；发动机在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高。故答案为：内；高。23．某太阳能热水器内装有质量为200kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃，则水吸收的热量为5.04×107J。如果用热效率为40%的燃气灶燃烧天然气来加热同样多的水，使水升高到同样的温度，需要燃烧3m3的天然气。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是4.2×107J/m3]【答案】5.04×107；3【解答】解：水吸收的热量为：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（80℃﹣20℃）＝5.04×107J；天然气放出的热量为：Q放＝＝＝1.26×108J；需要燃烧的天然气体积为：V天然气＝＝＝3m3。故答案为：5.04×107；3。24．“生活即教育”，小敏习惯了在周末做家务。她将一锅质量为2kg，初温为20℃的水加热到100℃，水要吸收的热量为6.72×105J；若天然气灶烧水的效率为80%，则在此过程中消耗的天然气为0.02m3。【答案】6.72×105；0.02。【解答】解：水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；由η＝得，天然气放出的热量：Q放＝＝＝8.4×105J，由Q放＝Vq可得，此过程消耗天然气V＝＝＝0.02m3。故答案为：6.72×105；0.02。25．要使2kg初温度为40℃的温水在一个标准大气压刚加热到沸腾，在此过程中水需要吸收热量5.04×105J，若用燃烧天然气加热，天然气的热值为6×107J/m3，炉灶的热机效率为40%，需要天然气0.021m3。[水的比热容取4.2×103J/（kg•℃）]【答案】5.04×105J；0.021。【解答】解：在1标准大气压下，水沸腾时的温度t＝100℃，水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣40℃）＝5.04×105J。由η＝×100%得，天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝1.26×106J。由Q放＝Vq得，需完全燃烧天然气的体积：V＝＝＝0.021m3。故答案为：5.04×105J；0.021。26．小志放学回家后用电热水壶给质量为2kg的水加热，一段时间后，水的温度升高了60℃，则水吸收的热量为5.04×105J。若本次加热过程中的效率为90%，电热水壶消耗的电能是5.6×105J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】5.04×105；5.6×105。【解答】解：（1）2kg的水的温度升高60℃，则水吸收的热量为：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×60℃＝5.04×105J；（2）利用效率公式得，电热水壶消耗的电能是：。故答案为：5.04×105；5.6×105。27．小明为了探究晶体在固态和液态时的吸热能力，采用酒精灯均匀加热0.4kg某晶体，加热过程中晶体质量不变，如图BC段时晶体处于液态，此时的比热容为3×103J/（kg•℃）。若BC段消耗酒精10g，则该阶段的热量转化效率为16%。若热量转化效率不变，采用天然气加热该晶体，则BC段需要消耗0.0086m3天然气。（酒精的热值为3×107J/kg，天然气的热值为3.5×107J/m3）【答案】16；0.0086。【解答】解：（1）由图象知，在第6min水的温度为50℃，在第10min，温度为90℃，则：Q吸＝cmΔt＝3×103J/（kg•℃）×0.4kg×（90℃﹣50℃）＝4.8×104J；Q放＝mq酒精＝0.01kg×3×107J/kg＝3×105J，则η＝×100%＝×100%＝16%；（2）由Q放＝Vq可知，每次加热需要完全燃烧燃气的体积：V气＝＝≈0.0086m3。故答案为：16；0.0086。28．流传千年的“中国烟花”——打铁花是中华民族非物质文化遗产，也是莆田人闹元育的精彩节目之一，表演者先将生铁加热使之熔化成铁水，再将高温铁水击向高空后成为粉碎的微小颗粒，化作一场漫天缤纷的“铁花雨”，若在此这个过程中表演者将10kg初温为20℃的生铁加热到1620℃，需要燃烧木炭2kg。此过程中铁吸收的热量为7.36×106J，木炭的热效率为10.8%。[铁的比热容为0.46×103J/（kg•℃），木炭的热值为3.4×107J/kg]【答案】7.36×106；10.8%。【解答】解：（1）铁吸收的热量：Q吸＝c铁m铁（t﹣t0）＝0.46×103J/（kg•℃）×10kg×（1620℃﹣20℃）＝7.36×106J；（2）木炭完全燃烧放出的热量：Q放＝m木炭q＝2kg×3.4×107J/kg＝6.8×107J；木炭的热效率：η＝×100%＝×100%≈10.8%。故答案为：7.36×106；10.8%。29．小明使用煤气炉将4kg的水从20℃加热到100℃，在此过程中用掉0.1m3煤气，则完全燃烧这些煤气可放出的热量为4.2×106J，此煤气炉烧水时的效率为32%。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q煤气＝4.2×107J/m3]【答案】4.2×106J；32【解答】解：水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×106J；煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝q煤气V煤气＝4.2×107J/m3×0.1m3＝4.2×106J；煤气灶的效率：η＝＝×100%＝32%。故答案为：4.2×106J；32。30．如表是一款新型茶壶的铭牌。该茶壶正常工作4min，可将一壶初温为20℃的满水加热至70℃，则水吸收的热量为2.1×105J；该茶壶的加热效率为87.5%。型号：CH﹣M16额定电压：220V频率：50Hz额定功率：1000W容量：1.0L【答案】2.1×105；87.5%。【解答】解：V＝1.0L＝1.0×10﹣3m3，m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg，根据热量公式Q＝cmΔt可以求得水吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×105J；根据电功公式可以求得将一壶初温为20℃的满水加热至70℃消耗的电能：W＝Pt＝1000W×4×60s＝2.4×105J，根据η＝×100%可得茶壶的加热效率：η＝×100%＝×100%＝87.5%。故答案为：2.1×105；87.5%。31．天然气的使用可以减少煤和石油的用量，改善环境污染问题。天然气将5kg的水从15℃加热到95℃需要吸收1.68×106J的热量；若加热时的热效率为80%，则至少应完全燃烧0.06m3的天然气。（已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3）【答案】1.68×106；0.06。【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（95℃﹣15℃）＝1.68×106J；（2）由η＝＝80%得天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝2.1×106J，由Q放＝Vq得需要天然气的体积：V＝＝＝0.06m3。故答案为：1.68×106；0.06。32．水壶里装有初温为25℃的水2kg，用天然气炉具对水进行加热，水温升高到100℃时，需要吸收热量6.3×105J[水的比热容4.2×103J/（kg•℃）]，若天然气炉具烧水的效率是30%，此过程需要燃烧天然气0.025m3（天然气的热值8.4×107J/m3）。【答案】6.3×105；0.025。【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×105J；（2）由η＝＝30%得：Q放＝＝＝2.1×106J，由Q放＝Vq得需要燃烧天然气的体积：V＝＝＝0.025m3。故答案为：6.3×105；0.025。33．小明查看自家电热水杯，发现铭牌上标有“220V1000W”字样，他往杯里装入1kg、初温为20℃的水，将其加热到100℃时，水吸收的热量为3.36×105J；记录发现热水过程中，该电热杯正常工作了7min，则该热水杯的效率为80%。【答案】3.36×105；80。【解答】解：水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；电热水杯消耗的电能：W＝Pt′＝1000W×7×60s＝4.2×105J，该热水杯的效率：η＝＝＝80%。故答案为：3.36×105；80。34．小明在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热50g的冰，每2min完全燃烧的酒精质量均为0.1g，保持加热效率不变时，冰的温度随时间变化的图像如图所示，由此可知：前2min冰吸收热量为525J，该实验中酒精灯的加热效率为17.5%。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），【答案】525；17.5。【解答】解：（1）冰熔化过程中温度不变，完全熔化成水后温度才会上升，也就是图中的8min～12min，此时段，水温从0℃上升到5℃，水温升高了5℃，冰化成水后质量不变，m水＝m冰＝50g＝5×10﹣2kg；所以4min中水吸收的热量为：Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/（kg•℃）×5×102kg×5℃＝1050J，前2min冰吸收热量为4min中水吸收的热量的一半，为×1050J＝525J；（2）每2min完全燃烧酒精0.1g，4min燃烧酒精0.2g，所以放出的热量为：Q放＝m酒精q酒精＝0.2g×3×107J/kg＝0.2×10﹣3kg×3×107J/kg＝6000J；加热效率为：η＝×100%＝×100%＝17.5%；故答案为：525；17.5。35．某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入V＝2.5L水，烧水前水的温度为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化ΔV＝0.105m3，该同学查得煤气的热值q＝4×107J/m3，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水吸收的热量为8.4×105J，燃气灶烧水效率20%。【答案】8.4×105；20%。【解答】解：（1）已知V＝2.5L＝2.5dm3＝2.5×10﹣3m3，由ρ＝可得，水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3＝2.5kg，烧开这壶水，水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J；（2）煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝ΔVq＝0.105m3×4×107J/m3＝4.2×106J，煤气灶烧水效率为：η＝×100%＝×100%＝20%。故答案为：8.4×105；20%。36．小华同学用煤炉给10kg的水加热，当水温从20℃上升到80℃时，完全燃烧了0.2kg的，在此过程中水吸收的热量为2.52×106J，煤炉烧水时的加热效率为42%。[]【答案】2.52×106；42%。【解答】解：（1）水吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×106J；（2）煤完全燃烧所放出的热量为：Q放＝m煤q＝0.2kg×3×107J/kg＝6×106J；煤炉烧水时的效率：η＝×100%＝×100%＝42%。故答案为：2.52×106；42%。37．如图所示是质量是200g固体的熔化实验装置，根据实验数据绘制出的曲线图，该物质第5min时的内能大于第4min时的内能（选填“大于”“小于”或“等于”）。如果从开始记录到刚沸腾时，完全燃烧了热值为3.0×107J/kg的酒精5g，且认为单位时间内该物质吸收的热量一定。根据图象信息和相关知识，可估算出，此过程中，热转化效率是32%。【该物质液态时的比热容为1.5×103J/（kg•℃）】【答案】大于；32%。【解答】解：根据图乙和相关知识，该物质在BC段吸收热量，内能变大，所以第5min时的内能大于第4min时的内能；酒精放出的总热量为：Q放＝m酒精q酒精＝5×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝1.5×105J，从图象上可知，该物质从第6分钟至第8分钟，属于液态，温度由50℃升高到90℃，温度升高了Δt＝90℃﹣50℃＝40℃，该物质从第6分钟至第8分钟吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝1.5×103J/（kg•℃）×0.2kg×40℃＝1.2×104J，由于从第6min到第8min该物质共吸热1.2×104J，所以该物质每分钟吸热为0.6×104J，由图乙可知，从开始记录到刚沸腾共用时8min，所以该物质共吸热：Q吸总＝8×0.6×104J＝4.8×104J，此过程中，热转化效率：η＝×100%＝×100%＝32%。故答案为：大于；32%。38．使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为15℃的水加热到65℃，水吸收的热量是4.2×105J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气0.025m3。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气热值为4.2×107J/m3]【答案】4.2×105；0.025。【解答】解：（1）水吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（65℃﹣15℃）＝4.2×105J；（2）由η＝可得，天然气完全燃烧放出的热量为：Q放＝＝＝1.05×106J；由Q放＝Vq可得，需要燃烧的天然气的体积为：V＝＝＝0.025m3。故答案为：4.2×105；0.025。39．在寒冷的冬季最适合用艾叶水泡脚，能有效的祛虚火、寒火，小明用热效率为50%的燃气灶将2kg的水由10℃加热到60℃，水需要吸收4.2×105J的热量，该过程需要完全燃烧0.01m3天然气。（c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝8.4×107J/m3）【答案】4.2×105；0.01。【解答】解：将2kg的水由10℃加热到60℃，水吸收的热量Q吸＝c水m（t−t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×105J；由η＝可知，天然气完全燃烧需要放出的热量Q放＝＝＝8.4×105J；由Q放＝Vq可知，完全燃烧天然气的体积V＝＝＝0.01m3。故答案为：4.2×105；0.01。40．在标准大气压下，使用燃气灶烧水时，把质量为4kg、初温为20℃的水加热到100℃，燃烧了0.04m3天然气（假设天然气完全燃烧）.已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×107J/m3.则水吸收的热量为1.344×106JJ，燃气灶烧水时的效率为40%．【答案】1.344×106；40%。【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×106J；（2）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝8.4×107J/m3×0.04m3＝3.36×106J；燃气灶的效率：η＝×100%＝×100%＝40%。故答案为：1.344×106；40%。41．某家用电热水壶的额定电压为220V，额定功率为2000W．当该电热水壶在额定电压下工作时，将1kg的水从20℃加热到100℃．水吸收的热量为3.36×105J；若该电热水壶的效率为80%，需要加热210s．（c水＝4.2×103J/（kg•℃））【答案】见试题解答内容【解答】解：水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×105J；由η＝可得消耗的电能：W＝＝＝4.2×105J；由P＝可得，需要加热时间：t＝＝＝210s。故答案为：3.36×105；210。42．有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油（汽油的热值是4.6×107J/kg）。这些汽油完全燃烧产生的热量是4.6×105J．若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为1.38×105J。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）已知m＝10g＝0.01kg，Q＝qm＝4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J，（2）燃料放出的总热量相当于机械做的总功，即Q＝W总，由机械效率公式η＝，得，W有＝η×W总＝30%×4.6×105J＝1.38×105J故答案为4.6×105，1.38×105。43．世界最大清洁能源走廊由长江干流上的六座梯级水电站共同构成，日发电量可高达5×1015J，若发电效率是80%，每日消耗的水能是6.25×1015J。水力发电是把水的机械能转化成了电能。【答案】6.25×1015；机械。【解答】解：由效率的计算公式可知，η＝，W水能＝＝＝6.25×1015；水力发电是利用水的机械能带动发电机转动，最终将机械能转化成了电能。故答案为：6.25×1015；机械。44．如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，玻璃筒内的脱脂棉燃烧起来了，这是通过做功方式改变物体的内能。如图乙所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住试管口，加热使水沸腾，会看到橡皮塞被推出，在这一过程中燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能（填能的转化），热机就是通过这个原理来工作的。【答案】做功；内能转化为机械能。【解答】解：甲图中，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，用力打气时，活塞对瓶内气体做功，气体的温度升高，内能增加，这是通过做功方式改变物体的内能；乙图中，加热使水沸腾，会看到橡皮塞被推出，水蒸气对塞子做了功，水蒸气的内能转化为软皮塞的机械能，热机就是通过这个原理来工作的。故答案为：做功；内能转化为机械能。45．小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同，一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功25次。【答案】做功；25。【解答】解：正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起，这是锅内的气体对外做功，锅内气体的内能转化为机械能；内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气的内能转化为机械能。飞轮转速为3000r/min＝50r/s，1s共做25个工作循环，对外25次功。故答案为：做功；25。46．汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与乙（选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机每秒内对外做功10次，飞轮的转速为1200r/min。【答案】乙；1200。【解答】解：（1）图甲所示冲程中，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油机的做功冲程，在此过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；图乙中，高温水蒸气将塞子冲出时，将内能转化为机械能；图丙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化为内能，使气体内能增加，温度升高。对比三图所示情景的能量转化情况可知，甲冲程的能量转化情况与乙图所示情景的能量转化相同；（2）汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次，因为该汽油机每秒内对外做功10次，所以飞轮每秒转动20周，则飞轮的转速为：20r/s＝1200r/min。故答案为：乙；1200。47．汽油机是工农业生产中常用的热机，某型号汽油机的飞轮转速是1200r/min，此汽油机每秒钟完成10个做功冲程；如果有一台内燃机在一个工作循环中消耗了20g的燃油，发动机的效率为20%，一个工作循环输出的有用机械能为1.84×105J，那么该燃油的热值是4.6×107J/kg。【答案】10；4.6×107。【解答】解：（1）飞轮转速是1200r/min是说飞轮每分钟转1200转，即每秒钟转20转（20r/s），因一个工作循环飞轮转2圈，做功一次，所以每秒可以做功10次，即每秒钟完成10个做功冲程；（2）燃油完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝9.2×105J，该燃油的热值q＝＝＝4.6×107J/kg。故答案为：10；4.6×107。48．汽油机是热机的一种，若转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成15个做功冲程，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将降低（升高/不变/降低）。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）若飞轮转速为1800r/min＝30r/s，也就是1s飞轮转动30r，飞轮转动30r，燃气对外做功15次，完成15个工作循环；（2）冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低；故答案为：15；降低。49．《天工开物》中提到我国的淬火工艺，它是指将高温工件浸入冷的淬火介质，使其完全冷却，以提高金属工件的性能的一种工艺。铁匠用锤子敲打工件，工件的内能增加，此过程的能量转化与内燃机做功冲程发生的能量转化不同（选填“相同”或“不同”）；如图所示，铁匠师傅用铁钳夹着高温工件放入水中淬火，若以工件为参照物，铁钳是静止（选填“静止”或“运动”）的。【答案】不同；静止。【解答】解：铁匠用锤子敲打工件，工件的内能增加，是机械能转化为内能；做功冲程机械能转化为内能，过程的能量转化与内燃机做功冲程发生的能量转化不同；（2）铁匠师傅用铁钳夹着高温工件放入水中淬火，若以工件为参照物，铁钳工件的位置没有发生变化，故铁钳相对于工件是静止的。故答案为：不同；静止。50．如图所示，在一个厚壁玻璃筒里放一块有少量乙醚的棉花，用力把活塞迅速下压，这是通过做功（选填“热传递”或“做功”）的方式使筒内气体内能增加的，此能量转化方式类似于某四冲程汽油机的压缩冲程。【答案】做功；压缩。【解答】解：（1）实验过程中用力把活塞迅速下压，是通过做功的方式增加空气内能；（2）用力把活塞迅速下压，是内能转化为机械能，这一过程与热机工作时的压缩冲程类似。故答案为：做功；压缩。51．高速运动的火箭在升空过程中与空气摩擦，火箭整流罩外壳温度升高，这是通过做功（选填“热传递”或“做功”）的方式改变内能。笛是我国的一种传统乐器，演奏者用大小不同的力吹奏，是为了改变声音的响度。【答案】做功；响度【解答】解：高速运动的火箭在升空过程中与空气摩擦，而摩擦生热，这是通过做功的方式改变内能。演奏者用大小不同的力吹奏，是为了改变声音的振幅，从而改变响度。故答案为：做功；响度。52．中华古诗词是我国传统文化中的瑰宝，有些优美词句还与物理知识有着密切的联系。“沙暖睡鸳鸯”，同水相比沙的比热容小些；“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过热传递（选填“做功”或“热传递”）方式实现的。【答案】小；热传递。【解答】解：“沙暖睡鸳鸯”指的是吸收相同的热量，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度高，所以沙子的比热容小。大地内能的增加是太阳通过太阳光的照射，即热传递的方式实现的。故答案为：小；热传递。53．热传递和做功都可以改变物体的内能。用针扎破一个充满气的气球，破裂时气球碎片向外飞散，在这个过程中，气球内部气体对外界做功，内部气体的内能减小（填写变化情况）。【答案】做功；减小。【解答】解：用针扎破一个充满气的气球，物体对外界做功，物