2024年初中物理讲义专题练习9全册（人教版）第14章《内能的利用》单元测试卷（提升卷）（解析版）

第十四章《内能的利用》单元测试卷（提升卷）（解析版）（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：人教版九年级第14章。2．g=10N/kg。第Ⅰ卷选择题一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．（2023•广东模拟）如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（）A．试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的 B．乙醇的燃烧过程是将化学能转化为机械能 C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加 D．橡皮塞被冲出，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同【答案】D【分析】（1）当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小。（2）汽油机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能。【解答】解：A、加热过程中，水吸热，温度升高、内能增大，水的内能增大是通过热传递方式实现的，故A错误；B、乙醇的燃烧过程是将化学能转化为内能，故B错误；CD、水蒸气膨胀对塞子做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，水蒸气的内能减少；能量转化情况与汽油机的做功冲程相同，故C错误、D正确。故选：D。2．（2022秋•射洪市期末）生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关，下列说法正确的是（）A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多 B．钻木取火，利用做功来改变物体的内能 C．人工湖能调节气温，利用水的比热容小 D．四冲程汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能【答案】B【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，燃料完全燃烧放出的热量Q放＝mq；（2）改变物体内能的方法：一是做功，二是热传递；（3）水的比热容大，质量相同的水与其它物质相比，吸收或放出相同热量时，温度变化小；（4）做功冲程中内能转化为机械能。【解答】解：A、由燃料完全燃烧放出的热量公式Q放＝mq可知，热值大的燃料完全燃烧，放出的热量不一定多，还要看完全燃烧燃料的质量大小，故A错误；B、钻木取火，克服摩擦做功，内能增加，通过做功的方式改变物体的内能，故B正确；C、人工湖能调节气温，是因为水的比热容大，质量相同的水与其它物质相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，故C错误；D、汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，故D错误。故选：B。3．（2023•罗庄区二模）温度、热量和内能是热学中重要的物理量，关于它们的说法正确的是（）A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多 B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大 C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能【答案】B【分析】（1）燃料燃烧放出的热量与燃料的热值、质量和燃烧程度有关；（2）内能的大小跟质量、温度、状态有关；晶体熔化过程吸收热量，温度不变；（3）做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的；（4）内燃机的压缩冲程，机械能转化为内能。【解答】解：A、燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、完全燃烧的质量有关，只凭热值大小无法判断燃料燃烧放出热量的多少，故A错误；B、一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故B正确；C、物体的内能增加，可能是外界对物体做了功，也可能是物体从外界吸收了热量，故C错误；D、内燃机的压缩冲程，活塞压缩气缸内物质，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故D错误。故选：B。4．（2023春•平江县期末）下列是小秦同学在物理课堂上所做的一些记录，其中错误的是（）A．拍打衣服上的灰尘是利用了惯性 B．水力发电站是将水的机械能转化为电能 C．赛车的车身很低是通过降低重心来增加稳定程度 D．高山上煮鸡蛋不容易熟的原因是高山上气压高水的沸点高【答案】D【分析】（1）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性；（2）水力发电站是将水的机械能转化为电能；（3）增加稳度的方法有降低重心和增大支撑面；（4）海拔越高、气压越低、水的沸点越低。【解答】解：A、拍打衣服时，衣服受力运动，而灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态，与衣服脱离，因此这一过程是利用了惯性，故A正确；B、水力发电站是将水的机械能转化为电能，故B正确；C、赛车的车身很低是通过降低重心来增加稳定程度的，故C正确；D、高山上煮鸡蛋不容易熟的原因是高山上气压低，水的沸点低，故D错误。故选：D。5．（2023•如东县二模）上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，推入工作室后再压缩，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（）A．当海水上升时，空气的内能转化为海水的机械能 B．当海水下降时，是活塞吸力将空气吸入气室 C．当海水下降时，气流推动涡轮机带动发电机发电 D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程【答案】D【分析】当海水下降时，气室体积增大，压强减小，阀门S2开启；当海水上升时，气室体积减小，压强增大，阀门S2关闭，阀门S1开启；整个过程是海水推动活塞做功，将海水的机械能转化成了电能。【解答】解：AD、海水上升时，气室体积减小，压强增大，阀门S1开启，阀门S2关闭，压缩后将空气推入工作室，利用海水的机械能转化为空气的内能，类似于汽油机的压缩冲程，故A错误，D正确。BC、海水下降时，气室体积增大，压强减小，在大气压的作用下，阀门S1关闭，阀门S2开启，将空气吸入气室，类似于汽油机的吸气冲程，此时空气没有对外做功，故BC错误；故选：D。6．（2023•沂源县一模）“淄博烧烤”是淄博饮食文化的重要组成部分，已经成为淄博的新名片。“烧烤”过程中涉及的物理知识分析正确的是（）A．烧烤签常选用不锈钢，主要是利用不锈钢的比热容大 B．烧烤时边烤边撒佐料，利用了温度越高扩散现象越慢 C．烤肉变熟的过程，通过热传递改变其内能 D．木炭燃烧的过程中，释放内能，热值变小【答案】C【分析】（1）钢铁具有良好的导热性；（2）温度越高，分子运动越快；（3）改变内能的方式有做功和热传递；（4）热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与其质量和燃烧情况无关。【解答】解：A、用不锈钢将肉串起来放在炭火上烤，主要是利用了钢的导热性好，故A错误；B、烧烤时要一边烤一边撒佐料，是因为温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象越快，烤肉更容易入味，故B错误；C、用炭火烤是利用热传递的方式将炭火的内能传给肉串，故C正确；D、热值是燃料的一种特性，木炭燃烧的过程中，木炭的热值不变，故D错误。故选：C。7．（2023•蜀山区校级二模）下列有关物理知识，说法正确的是（）A．鸡蛋与石头相碰时，鸡蛋破而石头不破，是因为鸡蛋受到的压强大于石头受到的压强B．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢燃烧时放出的热量多 C．物体内能增加，一定是吸收了热量 D．单位体积某种物质的质量越大，密度越大【答案】D【分析】（1）鸡蛋与石头相碰，由于物体间力的作用是相互的，鸡蛋受到的力和石头受到的力是一对相互作用力，力的大小是相等的，而且时同时产生的，鸡蛋容易破是因为鸡蛋壳的承受能力比较弱；（2）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它代表燃料的优劣；（3）做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的；（4）密度是物质的一种特性，其大小与物质的种类、状态和温度有关，与质量、体积无关。【解答】解：A、鸡蛋和石头受到的是一对相互作用力，相互作用力的大小是相等的，鸡蛋皮比较薄，所以鸡蛋容易破，故A错误；B、运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的热值大，故B错误；C、物体内能增加，可能是由于外界物体对该物体做了功，也有可能是由于物体从外界吸收了热量，故C错误；D、由公式ρ＝知，单位体积某种物质质量越大，密度越大，故D正确。故选：D。8．（2023春•湘潭期中）如图所示为内燃机能量流向图。以下有关热机的相关知识说法正确的是（）A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B．（1）处应填“燃料的内能” C．（2）处应填“废气带走的能量” D．在做同样多功的情况下，提高热机效率，可消耗更少的燃料【答案】D【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；（2）内燃机的能量转化过程：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；（3）在热机的能量损失中，废气带走了大部分的热量，充分利用了废气带走的热量，提高了热机的效率；（4）热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；比值越大，效率越高。【解答】解：A、热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故A错误；B、燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气的内能，故B错误；C、在热机的能量损失中，废气带走了大部分的热量，所以由图知（3）处应填“废气带走的能量”，故C错误；D、热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；热机的效率高，消耗燃料少，从而节能减排，故D正确。故选：D。9．（2023春•深圳校级期末）如图所示是“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”电池板，“腰”挎照明灯，“脚踩”蓄电池。下列解释错误的是（）A．小风扇是风力发电机，工作时将电能转化为机械能 B．光电池板是将光能转化为电能的装置 C．蓄电池在夜晚供电时，将化学能转化为电能 D．照明灯工作时将电能转化为光能【答案】A【分析】分析小风扇、电池板、照明灯、蓄电池工作时消耗和获得的能量是什么，可逐一作出判断。【解答】解：A、小风扇利用风力发电，消耗了机械能，获得了电能，将机械能转化为电能，故A错误；B、光电池板工作时，消耗了太阳能，获得了电能，是将光能转化为电能，故B正确；C、蓄电池在夜晚放电，将化学能转化为电能，故C正确；D、照明灯工作时，消耗了电能，获得了光能，将电能转化为光能，故D正确。故选：A。10．（2023•德惠市校级模拟）关于神舟十四号返回舱穿越大气层下降过程中的能量说法正确的是（）A．能量不守恒 B．内能总量保持不变 C．机械能守恒 D．机械能转化为内能【答案】D【分析】改变内能的方式有两个：做功和热传递；物体克服摩擦做功，机械能转化为内能；能量既不会创生，也不会消灭，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。【解答】解：当返回舱进入大气层时，由于和空气发生剧烈摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大，总的能量守恒。故选：D。11．（2023•东营区校级模拟）如图是街边师傅在嘣爆米花的情景。当爆米花嘣出时，与下列冲程能量转化相同的是（）A． B． C． D．【答案】C【分析】汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程没有能的转化。【解答】解：打开锅盖将爆米花崩出的一瞬间，锅内的气体膨胀做功，内能减小，温度降低，能量转化与热机的做功冲程相同。A、图中进气阀打开为吸气冲程，没有能量转化，故A不合题意；B、图中两气阀关闭，活塞向上运动为压缩冲程，该冲程机械能转化为内能，故B不符合题意；C、图中两气阀关闭，活塞向下移动为做功冲程，该冲程高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C符合题意；D、图中进气阀打开为吸气冲程，没有能量转化，故D不合题意。故选：C。12．（2023•平顶山模拟）饺子是我国的传统美食，春节吃饺子是我国传统风俗。在制作饺子的过程中，下列说法正确的是（）A．面团擀成面皮，与内燃机的做功冲程能量转化相同 B．面皮直接叠放容易粘在一起说明分子间不存在斥力 C．煮饺子过程中主要是通过做功的方式增加饺子的内能 D．煮好的饺子出锅后能闻到香味，这说明分子在做热运动【答案】D【分析】（1）内燃机的做功冲程将内能转化为机械能；（2）分子间存在相互作用的引力和斥力；（3）改变内能的方式包括做功和热传递；（4）分子在永不停息地做无规则运动。【解答】解：A、面团擀成面皮，机械能转化为内能，内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，两者能量转化不同，故A错误；B、皮直接叠放容易粘在一起说明分子间存在引力，同时存在斥力，故B错误；C、煮饺子过程中，饺子吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变饺子的内能，故C错误；D、饺子出锅后能闻到香味，是因为饺子的香味分子在不停地做无规则运动进入到空气中，这是扩散现象，故D正确。故选：D。13．（2023•市南区二模）“C919”大型客机是我国拥有完全自主知识产权的干线民用飞机。下列相关说法正确的是（）A．客机座椅设计得很柔软，是为了减小乘客对座椅的压力，坐着更舒服 B．机翼被设计成“上凸下平”的形状，利用“流速越大压强越大”的原理获得升力 C．客机起飞时燃油在发动机内燃烧，内能转化为化学能 D．客机起飞时，乘客上身会紧贴在座椅靠背上，是因为乘客具有惯性【答案】D【分析】（1）在压力一定时，增大受力面积，可以减小压强。（2）在流体中，流速越大的位置，压强越小。（3）燃料燃烧时，化学能转化为内能。（4）物体保持原来的运动状态不变的性质叫惯性，任何物体都具有惯性。【解答】解：A、客机座椅设计得很柔软，可以增大受力面积，在压力一定时，可以减小乘客对座椅的压强，故A错误；B、机翼被设计成“上凸下平”的形状，利用“流速越大压强越小”的原理获得升力，故B错误；C、燃油在发动机内燃烧时，化学能转化为内能，故C错误；D、客机起飞时，乘客的下半身会随飞机向前加速，但乘客上身由于惯性，仍然保持原来的运动状态，所以乘客会向右仰，即会紧贴在座椅靠背上，故D正确。故选：D。14．（2023•殷都区一模）在选项中，与如图的能量转化方式相同的是（）A．从滑梯滑下时，臀部感觉发热 B．把活塞迅速压下去，硝化棉燃烧 C．水沸腾时，水蒸气把软木塞冲出去 D．钻木取火【答案】C【分析】（1）四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。（2）改变内能的方式有两种，即做功和热传递，做功改变内能属于能量的转化，而热传递改变物体的内能属于能量的转移。【解答】解：由图知，汽油机两个气门关闭，活塞下行，所以是做功冲程；在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能。A、小朋友从滑梯上滑下，感到臀部发热，是因为克服滑梯摩擦力做功，使其内能增加，即机械能转化为内能。故A不符合题意；B、下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高，当温度升高达到棉花的着火点时，筒内棉花燃烧起来。故B不符合题意；C、水沸腾时，水蒸气把软木塞冲出去，是内能转化为机械能。故C符合题意；D、钻木取火时，物体与木头相互摩擦做功，机械能转化为木头的内能。故D不符合题意。故选：C。15．（2023•临澧县模拟）如图所示是柴油机的示意图，柴油的热值约为4.0×107J/kg。若该柴油机的效率为30%，下列关于柴油机工作过程描述正确的是（）A．如图所示的是压缩冲程 B．该柴油机消耗0.1kg柴油可以获得1.2×106J的有用功 C．该冲程将内能转化为机械能 D．该柴油机燃料释放的能量绝大部分用于克服机械摩擦【答案】B【分析】（1）柴油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成，做功冲程将内能转化为机械能；（2）先根据Q放＝mq求出柴油完全燃烧放出的热量，再根据η＝可求出有用功；（3）已知柴油机的效率，根据效率的大小分析即可。【解答】解：AC．图中的冲程中，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，在吸气冲程中没有能量的转化，故AC错误；B．柴油完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝4.2×107J/kg×0.1kg＝4.2×106J，该汽油机对外做的有用功W＝Q放η＝4.2×106J×30%＝1.26×106J，故B正确；D．柴油机的效率为30%，柴油机燃料释放的能量少部分转化为机械能，燃料燃烧放出的热量中，一部分用来克服机件摩擦，一部分由机件直接向外散热，废气的温度很高，带走了大部分的热量，故D错误。故选：B。16．（2023•长春模拟）做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是（）柴油机完成工作量时间消耗柴油甲相同3h5kg乙2h6kgA．甲的功率小，热机效率低 B．甲的有用功大，做功快 C．乙的总功大，热机效率低 D．消耗相同量的柴油，乙的有用功高【答案】C【分析】功率表示做功的快慢，根据P＝，结合表中的数据比较，甲、乙完成相同的功，功率的大小和做功的快慢；根据η＝＝，结合表中的数据，甲、乙完成相同的功，比较效率、总功；消耗相同的柴油，比较有用功。【解答】解：根据P＝知，甲、乙完成相同的功，乙用的时间少，则乙的功率大；功率表示做功的快慢，则乙做功快；热机的效率η＝＝，甲、乙完成相同的功，W相同，消耗的都是柴油，燃料的热值q相同，甲消耗的柴油少，则甲的效率高，乙的总功大；若消耗相同的柴油，乙的有用功少，故ABD错误，C正确。故选：C。第Ⅱ卷非选择题二、填空题（本题共6小题，每题2分，共12分）17．（2023•武汉模拟）“氢”风徐来，北京冬奥会大规模示范应用氢能源汽车。氢具有很多优点，在燃料的属性中，其热值较高，另外，氢能源汽车还比燃油汽车更环保，因为燃油汽车热机在工作过程中，通过排气冲程不断排放尾气，给城市带来严重空气污染。若完全燃烧0.5kg的氢燃料，可放出热量7×107J（已知氢燃料热值q氢＝1.4×108J/kg）。【答案】热值；排气；7×107。【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，质量相同的不同燃料，热值越大，完全燃烧放出的热量越多；热机的冲程包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程；知道液态氢的质量和热值，利用Q放＝mq计算出完全燃烧0.5kg的氢燃料可放出热量。【解答】解：氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；燃油汽车热机在工作过程中，通过排气冲程不断排放尾气，给城市带来严重空气污染；完全燃烧0.5kg的氢燃料，可放出热量：Q放＝mq氢＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J。故答案为：热值；排气；7×107。18．（2023•肇东市校级模拟）在一标准大气压下，质量为100g的水，初温为50摄氏度的水，吸收了25200J的热量后，温度升高50摄氏度，热机是利用内能做功的机械。【答案】50；内能。【分析】知道水的质量、水的比热容、水吸收的热量、水的初温，利用吸热公式Q吸＝cm（t﹣t0）求水的末温。【解答】解：水的质量m＝100g＝0.1kg；由Q吸＝cm（t﹣t0）可得，水的末温：t＝+t0＝+50℃＝110℃。由于1标准大气压下水的沸点是100℃，不可能达到110℃；故升高的温度是100℃﹣50℃＝50℃；热机是利用燃料燃烧获得的内能做功的。故答案为：50；内能。19．（2023•鞍山模拟）2022年7月24日，长征五号B遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空。火箭发射时，燃料燃烧后喷出的高温燃气，通过热传递（热传递/做功）使发射台温度急剧升高。发射台下建造巨大的水池，是利用水的比热容大且水剧烈汽化时能吸收大量的热量来降低发射台温度。选择液氢作为燃料，主要是因为液氢的热值（比热容/热值）大。【答案】热传递；比热容；热值。【分析】（1）改变内能的方法：做功和热传递，做功改变内能的实质能量的转化，热传递改变内能的实质是能量的转移。（2）因为水的比热容较大：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低得少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多，据此分析；（3）热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。【解答】解：（1）火箭发射时，燃料燃烧后喷出的高温燃气，发射台吸收高温燃气的热量，通过热传递使发射台温度急剧升高。（2）科学家在发射台下建造了一个巨大的水池，因为水的比热容较大，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，起到对发射台的降温作用，同时利用水汽化吸热，也能起到对发射台降温的作用，使发射台的内能减小；（3）由于液氢的热值比较大，由Q放＝mq得，完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料相比较，液氢放出的热量多。因此选择液氢作为燃料。故答案为：热传递；比热容；热值。20．（2023春•天山区校级期末）目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图，人背上后能通过该设备获得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，使人获得飞行动力，这是利用物体间力的作用是相互的。该背包每小时消耗5kg汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量为2.3×108J。汽油燃烧将化学能转化为内能，用来对人和飞行背包做功，还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有方向性（汽油的热值为q＝4.6×107J/kg）。【答案】力的作用是相互的；2.3×108；方向性。【分析】（1）物体间力的作用是相互的，相互作用的一对力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上；（2）由Q放＝mq可求出汽油完全燃烧放出的热量；汽油燃烧时将化学能转化为内能；能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变；【解答】解：（1）背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，由于物体间力的作用是相互的，向后喷出的气体给人一个反作用力，从而使人获得飞行动力；（2）5kg汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq汽油＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J；汽油燃烧时将化学能转化为内能，用来对人和飞行背包做功；还有部分内能散失到空气中，但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，这是因为能量的转移和转化具有方向性。故答案为：力的作用是相互的；2.3×108；方向性。21．（2023•建湖县三模）随着气温回升，生活垃圾气味变浓，这是因为温度越高，分子的无规则运动越剧烈；焚烧生活垃圾放出的热量用来发电，是综合利用垃圾的一种方法。若某生活垃圾的热值为0.7×107J/kg，完全燃烧1t该垃圾可以释放出的热量为7×109J；这些热量的30%被20t初温为30℃的水吸收，则水温将升高到55℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】分子的无规则运动；7×109；55。【分析】（1）组成物质的分子不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈；（2）根据公式Q放＝mq求出生活垃圾完全燃烧释放出的热量；（3）利用Q吸＝ηQ放求出水吸收的热量；根据公式Q吸＝cmΔt可求出水升高的温度，再根据水的初温求出水的末温。【解答】解：（1）生活垃圾气味分子不停地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈；（2）完全燃烧1t该垃圾可以释放出的热量为：Q放＝mq＝1×103kg×0.7×107J/kg＝7×109J；（2）水吸收的热量为：Q吸＝ηQ放＝30%×7×109J＝2.1×109J；根据Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度为：Δt＝＝＝25℃，则水的末温t＝t0+Δt＝30℃+25℃＝55℃，即水温将升高到55℃。故答案为：分子的无规则运动；7×109；55。22．（2022秋•兖州区期末）2kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量为9.2×107J，则这种燃料的热值4.6×107J/kg，若这些燃料只烧掉，则剩余部分的热值为4.6×107J/kg。【答案】见试题解答内容【分析】（1）知道燃料完全燃烧放出的热量和燃料的质量，根据Q＝mq求出燃料的热值；（2）热值是燃料的一种特性，它不随燃料的质量大小而改变。【解答】解：（1）∵Q＝mq∴这种燃料的热值：q＝＝＝4.6×107J/kg；（2）因为热值是燃料的一种特性，所以这些燃料只烧掉，那么剩余部分的热值仍然是4.6×107J/kg。故答案为：4.6×107；4.6×107。三．实验题（本题共2小题，共12分）23．（2023春•通州区期末）（1）如图1所示，平行于主光轴的入射光线经过透镜后，其折射光线过该透镜的焦点F。则该透镜为凸透镜。（选填“凸透镜”或“凹透镜”）（2）图2所示温度计的示数为39℃。（3）图3为汽油机工作时某冲程的示意图，该冲程是做功冲程。（4）如图4所示，两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后，可以看到，两个瓶中的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀，这属于扩散现象。【答案】（1）凸透镜；（2）39；（3）做功；（4）扩散。【分析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；（2）根据温度计的分度值读数，注意是0℃上还是0℃下；（3）根据气门和闭合情况和活塞的运动方向可判断是哪个冲程；（4）不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散。【解答】解：（1）平行于主光轴的入射光线经过透镜后，其折射光线过该透镜的焦点F，光线向主轴靠拢而会聚了，则该透镜为凸透镜。（2）图中温度计的分度值是1℃，刻度在0℃以上，读数为39℃；（3）由题中示意图可知：两气门关闭、活塞下移，气缸容积变大，是做功冲程；（4）抽掉玻璃板后，可看到两种气体逐渐混合在一起，颜色变得均匀，这是分子运动的结果，是扩散现象。故答案为：（1）凸透镜；（2）39；（3）做功；（4）扩散。24．（2023•宝应县二模）在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中，将质量和初温相同的水、煤油两种液体分别倒入相同容器中，用相同的热源加热，如甲、乙两图所示。每隔相同时间，测量液体的温度，并根据记录的数据画出温度随加热时间变化的图像，如图丙所示。（1）加热过程中，用搅拌棒搅拌的目的是使液体受热均匀（图中搅拌棒未画出）；两种液体吸收热量的多少可通过加热时间（液体升高的温度/加热时间）比较。（2）由水和煤油沸腾前的温度与加热时间的关系图丙可知：若升高相同的温度（均未达到沸腾），水（水/煤油）吸收的热量更多。（3）小明认为利用此装置还可以比较不同燃料燃烧时放出的热量关系，于是增加了相同的装置如图丁，向容器内倒入的煤油与甲、乙装置中的液体质量相等（相等/不相等），对比图丁与图乙，能够比较煤油和酒精的热值，实验中，待燃料酒精和煤油燃烧相同的时间后，小明发现图丁烧杯中煤油升高的温度较高，这不能（能/不能）说明燃料煤油的热值较大。（4）除了图中已经呈现的器材，还需要用到其它测量工具。两个实验都还要用到的其它测量工具是天平。【答案】（1）使液体受热均匀；加热时间；（2）水；（3）相等；乙；不能；（4）天平。【分析】（1）为使液体受热均匀，实验中使用玻璃棒不断搅拌；我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；（2）使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；（3）探究不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系，在设计实验时应使用控制变量法进行设计实验；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，根据水升高的温度比较燃料的热值大小；（4）利用控制变量法进行分析。【解答】解：（1）实验中使用玻璃棒的目的是使液体受热均匀；根据转换法，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较；（2）分析图像可知：对于质量相等的水和煤油两种液体，升温较快的是煤油；据此推理，若使两者升高相同的温度，则水加热时间长，水吸收的热量较多；（3）利用上述装置探究不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系。根据控制变量法可知要控制燃料的质量相等然后比较放出的热量的多少，由于燃烧时放出的热量是通过比较容器里的液体吸收的热量的多少判断的，所以图丁的相同装置中，向容器内倒入的液体种类、质量都相同，所以，由于图丁的相同装置的容器内倒入的液体是煤油，所以与其比较的装置中的液体种类相同、质量相等，所以，燃烧相同质量的燃料后应与图乙所示的实验相比较；由Q放＝mq可知，燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，而在实验中没有控制燃料的质量相同，故据此不能说明甲的热值较大；（4）观察图知，物质的质量都必须相等，因此还要用天平称量质量，即要用到相同的器材是天平。故答案为：（1）使液体受热均匀；加热时间；（2）水；（3）相等；乙；不能；（4）天平。四．计算题（本题共3小题，共24分）25．（2023•赫山区一模）一大锅里装有温度为30℃、质量为50kg的水，当地气压为标准大气压，某同学用煤对水加热，当水刚好沸腾时，便停止加热，用煤1.2kg；已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤的热值是：3×107J/kg；求：（1）水从30℃到刚沸腾时，水吸收的热量；（2）完全燃烧1.2kg煤放出的热量；（3）此次烧水的过程中，损失的能量。【答案】（1）水从30℃到刚沸腾时，水吸收的热量为1.47×107J；（2）完全燃烧1.2kg煤放出的热量为3.6×107J；（3）此次烧水的过程中，损失的能量为2.13×107J。【分析】（1）已知标准大气压下水的沸点为100℃，水的初温以及质量，利用Q吸＝c水m水（t﹣t0）即可求出水吸收的热量；（2）已知煤的质量和热值，利用Q＝mq可求得煤完全燃烧产生的热量；（3）损失的能量为煤完全燃烧放出的热量减去水吸收的热量。【解答】解：（1）已知标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，则水从30℃到刚沸腾时吸收的热量为：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（100℃﹣30℃）＝1.47×107J；（2）煤完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝1.2kg×3×107J/kg＝3.6×107J；（3）此次烧水过程中，损失的能量为：Q＝Q放﹣Q吸＝3.6×107J﹣1.47×107J＝2.13×107J。答：（1）水从30℃到刚沸腾时，水吸收的热量为1.47×107J；（2）完全燃烧1.2kg煤放出的热量为3.6×107J；（3）此次烧水的过程中，损失的能量为2.13×107J。26．（2023•淮阳区三模）图示的柴油高空作业车经常用来进行路灯维修、外墙维护、广告牌悬挂等作业，该高空作业车在最大安全工作载荷时总重3×104N，其与地面的总接触面积为0.2m2。某次该作业车将总质量为100kg的维修人员和材料送到12m的高空处进行作业，用时40s。（g取10N/kg，柴油的热值取4.0×107J/kg）（1）该作业车以最大安全载荷静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？（2）该作业车在输送过程中克服维修人员和材料的重力做功的功率是多少？（3）若该高空作业车在输送过程中消耗了0.004kg柴油，热机效率为30%，则作业车在该过程中输出的机械能是多少？【答案】（1）该作业车以最大安全载荷静止在水平地面上时，对地面的压强是1.5×105Pa；（2）该作业车在输送过程中克服维修人员和材料的重力做功的功率是300W；（3）若该高空作业车在输送过程中消耗了0.004kg柴油，热机效率为30%，则作业车在该过程中输出的机械能是4.8×104J。【分析】（1）该作业车以最大安全载荷静止在水平地面上时，对地面的压力等于其总重力，根据压强公式p＝计算可得其对地面的压强；（2）根据G＝mg求出维修人员和材料的总重力，根据W＝Gh求出该作业车在输送过程中克服维修人员和材料的重力做的功，根据P＝求出做功的功率；（3）根据Q放＝mq求出0.004kg柴油完全燃烧释放的热量，根据效率公式η＝求出作业车在该过程中输出的机械能。【解答】解：（1）该作业车以最大安全载荷静止在水平地面上时，对地面的压力为：F＝G＝3×104N，对地面的压强为：p＝＝＝1.5×105Pa；（2）维修人员和材料的总重力为：G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N，该作业车在输送过程中克服维修人员和材料的重力做的功为：W＝Gh＝1000N×12m＝1.2×104J，做功的功率为：P＝＝＝300W；（3）柴油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq柴油＝0.004kg×4.0×107J/kg＝1.6×105J，由η＝得，作业车在该过程中输出的机械能为：W机械＝ηQ放＝30%×1.6×105J＝4.8×104J。答：（1）该作业车以最大安全载荷静止在水平地面上时，对地面的压强是1.5×105Pa；（2）该作业车在输送过程中克服维修人员和材料的重力做功的功率是300W；（3）若该高空作业车在输送过程中消耗了0.004kg柴油，热机效率为30%，则作业车在该过程中输出的机械能是4.8×104J。27．（2023•郸城县校级模拟）热电站既能发电，又能供热，随着科学技术的发展，热电站中煤的燃烧程度比传统火电站更充分。如表所示，这是科普小组调研热电站时获取的信息。[q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]工作时间燃煤发电总功率供热××热电站20h4000t5×105kW4.2×1013J（1）供热时，居民通过热传递的方式获得内能。（2）不计热损失，工作20h产生的废气可使多少质量的水温度升高80℃？（3）热电站的能量利用率是多少？（4）请你结合以上信息，写出两种提高热电站能量利用率的方法。【答案】（1）热传递；（2）不计热损失，工作20h产生的废气可使1.25×108kg质量的水温度升高80℃；（3）热电站的能量利用率是65%；（4）使燃料燃烧更充分；提高发电效率。【分析】（1）改变内能的两种方式有做功和热传递；（2）根据W＝Q＝cmΔt求出水的质量；（3）知道热电站的发电总功率，又知道发电时间，可利用公式W电＝Pt计算20h所发的电；20h所发的电能和向周边居民所提供的热能，对我们来说是有用的，可利用公式Q有用＝W电+Q供热来计算；已经计算出20h内煤完全燃烧放出的热量，可利用公式η＝计算出热电站的能量利用率。（4）在当今资源较为紧缺的社会，能源的再利用，进而提高能源的利用率是节能的重点。【解答】解：（1）供热时，居民通过热传递的方式获得内能。（2）不计热损失，由Q＝cmΔt可知水的质量：m＝＝＝1.25×108kg；（3）20h所发的电为：W电＝Pt＝5×105kW×20h＝107kW⋅h＝3.6×1013J，煤完全燃烧放出的热量：Q放＝m煤q煤＝4000×103kg×3×107J/kg＝1.2×1014J，有用的能量为：Q有用＝W电+Q供热＝3.6×1013J+4.2×1013J＝7.8×1013J，则热电站的能量利用率为：η＝×100%＝×100%＝65%；（4）①使燃料燃烧更充分；②提高发电效率。故答案为：（1）热传递；（2）不计热损失，工作20h产生的废气可使1.25×108kg质量的水温度升高80℃；（3）热电站的能量利用率是65%；（4）使燃料燃烧更充分；提高发电效率。五．解答题（共3小题，共20分）28．（2023春•吉林期末）带有发条的玩具汽车，发条上的越紧玩具汽车走的越远，这是为什么？【答案】见试题解答内容【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，即物体所发生弹性形变的程度越大，所具有的弹性势能就越多；（2）物体由于运动所具有的能称为动能，其大小与物体的质量和运动的速度有关；且弹性势能可以和动能相互转化。【解答】答：该过程是弹性势能转化为动能的过程；即带有发条的玩具汽车，发条上的越紧，发条的形变程度就越大，所具有的弹性势能就越多，其所能转化的动能就越多，所以走的时间就越长。29．（2023•建昌县二模）在八百多年前，我国就发明了如图这种流行于民间的玩具式走马灯，它的工作原理和近代的燃气轮机相同，还有一段王安石捡对招亲的佳话。（1）如点燃走马灯中的蜡烛时，燃烧产生的高温气体将向上运动（选填“向上运动”、“向下运动”或“绕蜡烛旋转”）（2）运动的热空气便推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这种走马灯工作原理与汽