124机械能与内能的相互转化（分层练习）-2023-2024学年九年级物理上册（苏科版）

12.4机械能与内能的相互转化（分层练习）一、单选题1．下列说法正确的是（）A．燃料的热值与其是否完全燃烧有关B．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大C．冰在熔化过程中，温度与内能均保持不变D．内燃机在做功冲程中，将机械能转化为内能【答案】B【解析】A．燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与其是否完全燃烧无关，故A错误；B．沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故B正确；C．冰在熔化过程中，吸收热量，温度不变，内能增大，故C错误；D．内燃机在做功冲程中，将内能转化为机械能，故D错误。故选B。2．下列关于热机的说法正确的是（）A．热机的效率为100% B．热机只有汽油机和柴油机两种C．好的热机工作时不排放废气 D．热机工作时都要利用燃料的化学能【答案】D【解析】A．热机工作过程中不可避免地要克服机件间的摩擦而做额外功，无法使热机的效率达到100%，故A错误；B．蒸汽机、火箭、柴油机、汽油机等都属于热机，故B错误；C．热机排气冲程中排出废气，故C错误；D．热机工作时时，热机先将燃料的化学能转化为内能，后把内能转化为机械能，故D正确。故选D。3．一瓶酒精用去三分之二后，剩下的酒精的比热容、热值（）A．都变为原来的三分之一B．比热容不变，热值变为原来的三分之一C．热值不变，比热容变为原来的三分之一D．都不变【答案】D【解析】比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热容，某种物质的比热容与质量、体积、温度无关，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的比热容不变；燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的热值也不变。故选D。4．如图所示的情景中，通过做功使物体内能增大的是（）A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．乙和丁【答案】B【解析】甲图中，是水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气的内能减少，故甲不符合题意；乙图中，从滑梯滑下时，臀部和滑梯由于摩擦而生热，机械能转化为内能，内能增加，故乙符合题意；丙图中，活塞压缩气体，活塞的机械能转化为气体的内能，气体内能增加，故丙符合题意；丁图中汽油机两个气门关闭，活塞向下运动，这是做功冲程，燃气的内能转化为机械能，燃气内能减少，故丁不符合题意，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。5．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（）A．做功冲程：燃气推动活塞做功 B．压缩冲程：缸内温度降低C．吸气冲程：进气门和排气门都打开 D．排气冲程：内能转化为机械能【答案】A【解析】A．在做功冲程气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，故A正确；B．在压缩冲程中，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高，内能增加，故B错误；C．吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，故C错误；D．排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，没有能量的转化，故D错误。故选A。6．关于燃料的热值，下列说法中正确的是A．某种燃料燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值B．甲燃料完全燃烧放出的热量比乙燃料完全燃烧放出的热量多，则甲燃料的热值一定比乙燃料的热值大C．燃料的热值越大，则燃料燃烧时放出的热量越多D．烟煤的热值是2.9×107J/kg，则完全燃烧1kg的烟煤能放出2.9×107J的热量【答案】D【解析】A．1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，故A错误；B．甲燃料完全燃烧放出的热量比乙燃料完全燃烧放出的热量多，但没有说明质量相同，甲的热值不一定比乙大，故B错误；C．燃料的热值越大，但燃料燃烧不一定完全燃烧，质量不定，放出的热量不一定多，故C错误；D．1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值，烟煤的热值是2.9×107J/kg，则完全燃烧1kg烟煤能放出2.9×107J热量，故D正确．7．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【解析】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，故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，故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，故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，故D符合题意。故选D。8．在“比较燃料热值大小”的实验中，不需要控制相同或相等的因素是（）A．两种燃料的质量 B．两只装水的烧杯C．烧杯中水的质量 D．各自加热的时间【答案】D【解析】ABC．为了比较热值大小要用不同的燃料，燃料的质量相同，加热同一种液体，让液体和烧杯的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，故ABC不符合题意；D．记录燃料完全燃烧后液体的温度，不需要控制各自的加热时间，故D符合题意。故选D。9．如图所示的某单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（）A．靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能D．乙图中汽缸内气体温度会下降【答案】D【解析】甲图：两气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；乙图：排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程；丙图：两气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，为汽车提供动力；丁图：进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程；A．由以上分析可知，在热机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，即依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故A错误；B．热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁、甲、丙、乙，故B错误；C．甲图中能量的转化是机械能转化为内能，故C错误；D．在排气冲程中，高温、高压的废气被排出，则汽缸内气体温度会下降，故D正确。故选D。10．用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（）A．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 B．软木塞的机械能转化为水蒸气的内能C．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 D．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同【答案】A【解析】ABC．软木塞冲出试管口的过程中是水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气内能减小，温度降低，故A正确，BC错误；D．软木塞冲出的过程中是水蒸气的内能转化为软木塞机械能的过程，而热机压缩冲程是将机械能转化为内能，故D错误。故选A。11．小明阅读了某汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示，汽油热值为4.6×107J/kg。下列说法错误的是（）A．发动机在做功冲程把内能转化为机械能B．该内燃机的效率为30%C．为确保发动机正常工作，可用水对其冷却D．燃烧1kg的汽油一定释放4.6×107J的能量【答案】D【解析】A．汽车的内燃机只有做功冲程和压缩冲程有能量转化，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，故A正确，不符合题意；B．由图可知，该内燃机的效率η=100%(33%+30%+7%)=30%故B正确，不符合题意；C．由Q=cmΔt可知，质量相同的不同物质，升高相同温度时，比热容越大的物质，吸收的热量越多；水的比热容较大，因此为确保发动机正常工作，可用水对其冷却，故C正确，不符合题意；D．1kg的汽油完全燃烧可以放出4.6×107J的能量，但选项中未明确汽油完全燃烧，因此燃烧1kg的汽油不一定释放4.6×107J的能量，故D错误，符合题意。故选D。12．如图所示，在注射器中加入一些乙醚，用橡皮帽把针头孔封死。向外拉活塞，可以看到液态乙醚消失；再用力推活塞，这时又可以重新看到液态的乙醚了。关于上述实验，下列说法中正确的是（）A．向外拉活塞的过程中，液态乙醚升华变成乙醚蒸气B．用力推活塞的过程中，乙醚蒸气的内能转化为活塞的机械能C．用力推活塞的过程中，乙醚由气态变为液态，这说明在一定温度下，压缩气体可以使气体液化D．用力推活塞的过程中，乙醚蒸气的内能增加，这是通过热传递的方式实现的【答案】C【解析】A．向外拉活塞的过程中，液态乙醚消失，液态乙醚汽化成乙醚蒸气，故A错误；B．用力推活塞的过程中，活塞压缩乙醚蒸气，活塞的机械能转化为乙醚蒸气的内能，故B错误；C．用力推活塞的过程中，压缩乙醚气体，乙醚由气态变为液体，说明压缩体积可以使气体液化，故C正确；D．用力推活塞的过程中，活塞压缩乙醚蒸气，机械能转化为内能，这是通过做功的方式实现的，故D错误。故选C。二、填空题13．2020年5月5日，我国“长征五号B”大型运载火箭首飞成功，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是内能转化为能。【答案】热值机械能【解析】[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值较大，燃烧同样质量的液氢和其他燃料，液氢放出的热量更多。[2]火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是燃气对火箭做功，使火箭机械能增加，是内能转化为机械能能。14．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，快速压下活塞，可观察到，在快速下压活塞的过程中筒内气体内能（选填“增大”不变”或“减小”），此过程能量转化与汽油机冲程是相同的。【答案】棉花燃烧增大压缩【解析】[1][2]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，活塞对筒内空气做功，将机械能转化为空气的内能，温度升高，达到着火点，会看到棉花燃烧起来。[3]压火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似。15．如图所示，为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。汽油机的冲程也发生同样的能量转化。如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每分钟内对外做功次。【答案】做功900【解析】[1]注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，水蒸气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，汽油机的做功冲程是高温高压的气体膨胀对活塞做功。[2]该汽油机飞轮转速是1800r/min，每工作1min，飞轮转1800r，而飞轮每转2圈，对外做功一次，故每1min汽油机对外做功次数为900次。16．火柴可以擦燃，也可以用火点燃，则擦燃是用的方式使火柴燃烧，用火点燃是用的方式使火柴燃烧，使用这两种方法都可以改变物体的内能。【答案】做功热传递【解析】[1]擦燃是用利用机械能转化为内能，故是做功改变物体的内能。[2]用火点燃是用是利用火焰的温度将热量传递给火柴，故是热传递。17．把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些乙醚，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子，将看到如图所示的现象。关于这一过程中能量的转化或者转移有如下关系，请完成填空：拉动的绳子具有能，通过做功使金属管的能增加，金属管通过热传递使乙醚的内能增加，乙醚通过使金属管的塞子能增加而弹出。【答案】机械内做功机械【解析】[1][2]绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子，则绳子具有机械能，此时绳子对金属管做功，使其内能增加，温度升高，拉动绳子的机械能转化为金属管的内能。[3][4]因为铁管和乙醚有温度差，所以铁管会把热量传递给乙醚，使乙醚的内能增加，温度升高，最终乙醚气体的内能转化为塞子的机械能，将塞子冲出。18．如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于冲程，在该冲程将能转化为能。若该汽油机每秒完成60个冲程，则每秒它对外做功次。【答案】压缩冲程机械能内能15【解析】[1][2]由图知道，进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，可以判断是压缩冲程。[3]压缩冲程中机械能转化为内能，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。[4]热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成60个冲程，则每秒它对外做功15次，飞轮转动30周。19．随着我国北斗导航组网成功，北斗导航逐步走进人们的生活。如图甲所示的无人驾驶插秧机使用北斗导航，农民只需在作业前进行相关设定，即可实现无人值守自动作业。如图乙是汽油机，如果该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功次；某段时间插秧机消耗汽油0.21kg，汽油完全燃烧放出的热量是J；若这些热量完全被46kg、初温为15℃的水吸收，则水温升高℃（q汽油=4.6×107J/kg、c水=4.2×103J/(kg•℃)）。【答案】309.66×10650【解析】[1]飞轮每转动两圈，燃气对外做功一次，此时飞轮1s转动60圈，则燃气对外做功30次。[2]完全燃烧0.21kg汽油，放出的热量Q=mq汽油=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J[3]汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，由Q=c水m水Δt可得，则水温升高Δt=Qcm=9.66×106J4.2×103J/(kg·℃)×46kg=50℃三、作图题20．图甲为内燃机的吸气冲程的示意图，图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“T”表示阀门，画出做功冲程进气门、排气门的开闭情况，用“↑”或“↓”表示活塞运动方向，画出做功冲程活塞的运动情况。【答案】【解析】在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，如图乙所示：四、实验题21．如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式：方式一：薯片在烧杯中燃烧；方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。（1）两种加热方式中合理的是；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是；（2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏，原因是。

【答案】方式二把薯片碾碎小薯片燃烧放出的热量没有被水全部吸收【解析】（1）[1]由于热空气上升，方式一中薯片燃烧产生的热量很大一部分损失到空气中，导致结果不准，所以两种加热方式中合理的是方式二。[2]把薯片碾碎，增大了与空气的接触面积，可以使薯片充分燃烧。（2）[3][4]由于薯片不能完全燃烧，且燃烧放出的热量不能全部被水吸收，导致水升高的温度偏低，计算出的热量偏小，根据公式可知，所测出的薯片热值偏小。22．（1）为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。

①在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油（ρ水>ρ煤油）。实验中选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内；②水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图甲可判断出a物质是。根据图乙可判断出b吸热能力较（选填“强”或“弱”）；（2）如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两只同规格的烧杯装相等质量的水，取质量相等的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。【答案】吸收的热量相同水弱升高的温度【解析】（1）①[1]实验课题是探究不同物质的吸热能力，所以要保持水和煤油的质量相同；选用相同的电加热器目的是：使水和煤油在相同时间内吸收的热量相等。②[2][3]图甲中可知：，已知：，由可知，质量相同时，，可判断出a物质是水，根据图乙可知：在质量、升高相同的温度时，a物质的加热时间长，说明a物质吸收的热量比乙物质吸收的热量多；所以物质a的吸热能力强，物质b的吸执能力较弱。（2）[4]实验时为了控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内；因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化，所以可以通过水升高的温度来比较燃料热值的大小关系。23．科技小组许多同学都有着航天梦、中国梦，他们在学校操场做了水火箭升空实验。实验器材有：饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等。水火箭构造如图所示。在瓶中装入适量的水，塞好瓶塞后放在发射器上，用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出，瓶飞向高空。

（1）用气筒向瓶内打气，是通过的方式增大瓶内气体的内能。水从瓶口向下喷出会使水火箭向上升空是因为；（2）实验结束后，小辉同学提出了一个问题：水火箭上升高度与哪些因素有关呢？小辉猜想：可能与瓶内气体的压强有关；小华猜想：可能与瓶中水的体积有关；你认为影响因素可能还有；（写出一点，猜想必须合理）（3）同学们通过实验发现，瓶塞插入深度不同，瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同（设充一次气气量相同）。他们选用同一个可乐瓶，瓶中水量为200mL。通过站在不同楼层的观察员目测进行数据记录，做了三次实验，实验结果如表格所示。瓶塞插入深度浅深更深水火箭上升高度/m2512从表格数据分析可验证火箭上升高度与有关的猜想是正确的。实验小组经过讨论和思考发现，瓶塞插入瓶口的深度加深，其目的是增大瓶塞与瓶口的力，使橡皮塞不易被压出。【答案】做功力的作用是相互的瓶子的形状塞子的插入深度摩擦【解析】（1）[1]用气筒向瓶内打气，将机械能转化为内能，通过做功的方式增大气体的内能。[2]水从瓶口向下喷出，对水产生一个向下的力的同时，水也对瓶和高压气体产生一个向上的力，说明物体间力的作用是相互的。（2）[3]根据水火箭升空的原理，水火箭上升高度可能与受到阻力有关，结合实际火箭制成流线型，猜想可能与瓶子的形状有关，也可猜想水火箭上升高度会与瓶塞喷射口径的大小有关。（3）[4][5]从表中数据可知，瓶塞插入深度越深，水火箭上升高度越高，由此可验证水火箭上升高度与塞子的插入深度有关的猜想是正确的；而瓶塞压得越深，压得越紧，增大了瓶塞与瓶壁之间的压力，从而增大摩擦力。24．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）；（2）若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的实验仪器是；（3）比较不同物质吸热升温的特点，应选择两图进行实验。所选a、b两种液体的相同，吸收热量的多少通过来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。a、b两种液体吸收热量后温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可以看出，液体的温度升高得较快；升高相同的温度时，液体吸收热量多。【答案】甲乙温度计升高的示数天平甲、丙质量加热时间ab【解析】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，需要使被加热的物质相同而燃料不同，由图可知应选择甲、乙两图进行实验；在该实验中，用不同燃料加热相同质量的同种液体，燃料完全燃烧放出的热量越多，则容器中液体吸热越多，根据Q=cmΔt可知液体升高的温度越多，所以燃料完全燃烧放出热量的多少是通过温度计升高的示数来反映的。（2）[3]利用上述装置估测燃料的热值，要控制液体和燃料的质量相等，需要用天平来测量。（3）[4][5][6]比较不同物质吸热升温的特点，需要使燃料种类相同，被加热物质不同，由图可知应选择甲、丙两图进行实验。实验中要控制两种液体的质量相等；用两个相同的加热器来进行加热的目的是在相同时间使物质吸收相同的热量，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。[7][8]如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可以看出，a液体的温度升高得较快；升高相同的温度时，b液体需要加热的时间长，所以b液体吸收热量多。25．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如表：燃料加热前水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油2048花生油2038（1）小明组装如图甲乙所示的两套装置时，正确的顺序是（选填“自上而下”或“自下而上”）；（2）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制煤油和花生油的；（3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是。如果甲、乙中加热前水温并不同，（选填“能”或“不能”）得出相同结论；（4）在“探究不同物质吸热能力”实验中。小红在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温相同的甲、乙两种液体，用两个酒精灯对其加热，记录相关数据；液体质量升温10℃所需时间升温20℃所需时间升温30℃所需时间甲30g72s102s134s乙30g92s163s220s要控制两酒精灯的火力相同，是为了使两种液体在相同的时间内吸收（选填“相同”或“不同”）的热量；该实验主要用（选填“液体升高的温度”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少；通过分析表格数据可得，当物体的质量和相同时，甲吸收的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）乙吸收的热量。【答案】自下而上质量煤油能相同加热时间的长短升高的温度小于【解析】（1）[1]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材。（2）[2]为了保证实验的可靠性，根据控制变量法，需要控制煤油和花生油的质量相同。（3）[3]分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。[4]由题意可知，是通过比较液体升高的温度来比较热值的，所以加热前水温不同不会对实验造成影响，可以得出相同的结论。（4）[5]实验中采用的是控制变量法，两酒精灯的火力相同，则两种液体在相同的时间内吸收相同的热量。[6]根据转换法可知，该实验主要用加热时间的长短来表示两种液体吸热的多少，加热时间长，液体吸收的热量多。[7][8]通过分析表格数据可得，当物体的质量和升高的温度相同时，甲的加热时间短，则甲吸收的热量小于乙吸收的热量。五、计算题26．国家提倡节能减排，各地都在积极进行“煤改气”工程。某同学计算家中天然气灶烧水的效率时，将20℃、2kg的水倒入烧水壶中。在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，测出消耗了的天然气。已知水的比热容为，天然气的热值为。请你计算将这些水烧开时：（1）水吸收的热量；（2）燃烧的天然气放出的热量；（3）天然气灶的效率。【答案】（1）；（2）；（3）35%【解析】解：（1）由题意可知水吸收的热量为（2）燃烧的天然气放出的热量为（3）天然气灶的效率为答：（1）水吸收的热量为；（2）燃烧的天然气放出的热量为；（3）天然气灶的效率为35%。27．如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？（2）水吸收的热量是多少？（3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？（4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。

【答案】（1）6×105J；（2）2.1×105J；（3）35%；（4）见解析【解析】解：（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是（2）水吸收的热量为（3）小明测得固体酒精炉的热效率为（4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。答：（1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是6×105J；（2）水吸收的热量是2.1×105J；（3）小明测得固体酒精炉的热效率是35%；（4）燃烧不完全；部分热量散发到空气中；锅吸收一部分热量。一、单选题1．一台内燃机的飞轮转速是1440转/分，那么在每秒钟内（）A．飞轮转动24转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程B．飞轮转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程C．飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程D．飞轮转动24转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程【答案】C【解析】已知飞轮转速为1440r/min=24r/s，在1个工作循环中，飞轮转2圈，完成4个冲程并对外做功1次；所以，在每秒钟内，该内燃机的飞轮转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程，故ABD错误，C正确。故选C。2．干木柴、焦炭、无烟煤的热值如图所示，以下说法不正确的是（）A．都是完全燃烧的情况下，无烟煤放出的热量最多B．都完全燃烧1kg，干木柴放出的热量最少C．焦炭的热值是3×107J/kg，完全燃烧2kg焦炭放出的热量是6×107JD．焦炭的热值是3×107J/kg，0.5kg焦炭热值也为3×107J/kg【答案】A【解析】A．由图知，三种燃料中，无烟煤的热值最大，根据可知，在质量不确定的情况下，无法判断哪种燃料完全燃烧放出的热量最多，故A错误，符合题意；B．由图知，三种燃料中，干木柴的热值最小，根据可知，都完全燃烧1kg，干木柴放出的热量最少，故B正确，不符合题意；C．由图知，焦炭的热值是3×107J/kg，完全燃烧2kg焦炭放出的热量故C正确，不符合题意；D．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以0.5kg焦炭热值也为3×107J/kg，故D正确，不符合题意。故选A。3．甲、乙、丙三个装置完全相同，燃料的质量、烧杯内液体初温和质量也相同，不考虑热量损失且液体均未沸腾，下列选项正确的是（）A．对比甲、乙两图：如果燃料2的热值较高，最终乙图中a液体内能较大B．对比乙、丙两图：根据液体a、b最终升温，可以比较两种液体的比热容C．对比乙、丙两图：若液体b最终升温较高，则燃料1的热值较大D．对比甲、丙两图：若液体b的比热容比a大，则升高相同的温度，液体a加热时间长【答案】A【解析】A．燃料质量相同，燃料2热值较高，则乙图中液体a获得热量更多，内能较大，故A正确；B．乙、丙两图没有控制燃料种类相同，无法比较两种液体的比热容，故B错误；C．乙、丙两图没有控制被加热液体种类相同，无法根据温度比较两种燃料的热值，故C错误；D．甲、丙两图，燃料相同，液体a、b升高相同温度，若液体b比热容大，则b需要吸收更多热量，加热时间更长，故D错误。故选A。4．现有两个使用同一种燃料的加热器，用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍，甲物质的质量是乙物质的，当甲物质升高的温度是乙物质的时（甲、乙物质的物态都不发生改变），加热甲物质所用燃料是加热乙物质的，则两加热器利用热能的效率之比是（）A．1：1 B．1：2 C．3：2 D．2：1【答案】A【解析】由题意可知，=2===由Q吸=cmt可得，甲乙物质吸收的热量之比===由Q放=mq可得，两加热器消耗燃料完全燃烧释放的热量之比====由=100可得，两加热器利用热能的效率====故A符合题意；BCD不符合题意。故选A。5．小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（）A．B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力C．0~8min乙吸收的热量为D．该酒精灯的加热效率为28%【答案】C【解析】ABC．由图乙知，甲从20℃加热至沸腾用时8min，乙从20℃加热至沸腾用时10min。升高相同温度，甲所需时间长，需要吸收的热量多，那么甲的吸热能力更强，则甲是水，甲从20℃升温至100℃，需要吸收的热量Q吸=c水m(tt0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(100℃20℃)=3.36×104J两种液体在相同时间吸收的热量相同，那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。乙从20℃升温至100℃，所需时间为4min，吸收的热量那么乙的比热容故AB错误，C正确；D．乙从20℃加热至沸腾，所需时间为10min，吸收的热量消耗的酒精放出的热量Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J那么酒精灯的加热效率故D错误。故选C。6．活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中，会发现气筒的筒壁发热。筒壁发热现象的产生，有两个方面的原因：a、打气过程中活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做功使筒壁的内能增加、温度升高；b、打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁温度升高。针对哪一个是主要原因问题，小明设计了如下实验：先测出打气前筒壁的温度为t0，再将打气筒不与轮胎相连空打气适量的n次后测出筒壁温度为t1，待筒壁温度恢复t0后，再将打气筒与轮胎相连，在相同的时间内打相同的n次后测出筒壁温度为t2。下列相关说法中正确的一项是（）A．若t2＞t1说明a是主要原因 B．若t1＞t2说明a是主要原因C．若t2t0＞t1t0说明b是主要原因 D．若t2t1＞t1t0说明b是主要原因【答案】D【解析】将打气筒不与轮胎相连空打气适量的n次后测出筒壁温度为t1，此时筒壁温度变化主要是由因为活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做功使筒壁的内能增加、温度升高，此时温度变化量为，将打气筒与轮胎相连，在相同的时间内打相同的n次后测出筒壁温度为t2，此时温度变化是活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做功和打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁温度升高共同作用，此时因打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁温度升高导致的温度变化量为，即，所以若说明b是主要原因，若说明a是主要原因。故选D。二、填空题7．为了使材料硬度增大，部分金属工件需要进行淬火处理，即将工件升温到较高温度保持一段时间后再快速冷却。某工厂用天然气处理炉对质量为40kg的钢工件进行淬火处理，耗用0.25m3天然气将工件从20℃加热到550℃，然后投入淬火池的水中迅速冷却，淬火池中的水温度为20℃，质量为460kg，已知天然气热值q=4.0×107J/m3，钢的比热容c钢=0.46×103J/（kg•℃），水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），所耗用的天然气完全燃烧放出的热量J，钢工件与水开始达到热平衡的温度为℃。（不计热量损失）【答案】1×10725【解析】[1]天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.25m3×4×107J/m3=1×107J[2]设钢工件与水开始达到热平衡的温度为t，根据题意可知，工件放出的热量等于水吸收的热量即0.46×103J/（kg•℃）×40kg×（550℃﹣t）=4.2×103J/（kg•℃）×460kg×（t﹣20℃）解得：t=25℃。8．中国是世界第一产氢大国，发展氢能具有较好的条件，且目前我国氢能发展较快，在全球新投资的氢能项目中占比较高，发展潜力较大。小越所在的物理兴趣小组用氢能源给40kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的水温随时间变化的图像，若在4min内完全燃烧了0.1kg的氢气，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），氢气的热值约为1.4×108J/g，则经过4min时间加热，水所吸收的热量为J；烧水时的热效率约为。【答案】【解析】[1]经过4min时间加热，水所吸收的热量[2]氢气完全燃烧产生的热量煤炉烧水时的热效率9．小明在“探究不同物质吸热升温现象”时，分别用质量均为0.5kg的甲、乙两种液体进行对比实验，并根据实验数据作出了如图所示的图像。实验过程中，甲、乙两种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：甲、乙两种液体的比热容大小关系是c甲c乙（选填“＞”、“＜”或“＝”），若乙液体的比热容为（2.1×103J/（kg•℃），则甲液体的比热容大小是J/（kg•℃）；甲液体在0～12min内放出的热量与完全燃烧kg的干木柴放出的热量相同。（q干木柴＝1.2×107J/kg）【答案】＞4.2×103【解析】[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小，所以，甲液体的比热容大，乙液体的比热容小。[2]由图象知，放热15min，甲降低的温度为乙降低的温度为也就是乙降温幅度是甲的2倍，已知甲、乙质量相同，15min时间内放出的热量相同，由公式，甲的比热容是乙的2倍，所以[3]由图象知，在0﹣15min，甲降低的温度为由图像知甲的温度是均匀降低的，所以每分钟降低的温度为则12min降低的温度为甲液体在0～12min内放出的热量为已知，因为，所以需要完全燃烧的干木柴质量为10．如下图所示，小明将气球吹大后，让气球自行飞出，若及时捡拾起气球，将会感觉到气球球身的温度和原来相比（选填“变高”“变低”或“没有变化”），此过程发生的能量转化与（选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）图中的能量转化是一致的。1min内汽油机完成2400个工作循环，飞轮的转速为r/s。汽油机完成一个工作循环时，需要吸入2L的燃料，其质量为kg，这些燃料完全燃烧放出的热量为J。若这些热量有84%被质量为10kg的水吸收，水的温度能够上升℃。（燃料1.4kg/m3，q燃料4.6107J/kg，c水4.2103J/（kgC））【答案】变低丙802.8×1031.288×1052.576【解析】[1]及时捡拾起气球，气球内的气体对外做功，内能减小，温度变低。[2]此过程发生的能量转化是将内能转化为机械能，而甲为压缩冲程，是将机械能转化为内能，而乙排气冲程，丙是做功冲程，是将内能转化为机械能，而丁是吸气冲程，故选丙。[3]1s内汽油机完成工作循环数一个工作循环，飞轮转两圈，故飞轮的转速为。[4]吸入2L的燃料，其质量为[5]这些燃料完全燃烧放出的热量为故这些燃料完全燃烧放出的热量为。[6]水的温度能够上升故水的温度能够上升。11．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机。（1）如图A所示，汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程顺序是（按“甲、乙、丙、丁”重新排序），图所示冲程汽油机给汽车提供动力，将燃料燃烧放出的能转化为机械能。汽车发动机通常用水做冷却剂是因为水的；（2）如图B所示是某小轿车汽油机工作时的能量转化示意图，则该汽油机的效率是，该车完全燃烧2L汽油，释放的热量是J，若在效率不变的情况下，转化为有用的机械能是J。（汽油的密度ρ＝0.7×103kg/m3，汽油的热值q＝4.6×107J/kg）；（3）近年来，我国汽车保有量在迅速增长。若一辆汽车每年耗油1.8t，汽车发动机的平均效率为25%，如果能把发动机效率提高1%，则每辆汽车每年大约可节约kg汽油（结果保留整数）。【答案】甲丙丁乙丁内比热容大30%6.44×1071.932×10769【解析】（1）[1]甲中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；乙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；丙中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程。故一个汽缸正常工作四个冲程顺序是排序为：甲丙丁乙。[2][3]做功冲程燃料燃烧，把化学能转化为内能，高温高压的燃气对活塞做功，把内能转化为机械能，给汽车提供动力。[4]汽车发动机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，由于水的比热容较大，质量和初温相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，因此汽车发动机通常用水做冷却剂。（2）[5]该汽油机的效率2L汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×2×103m3=1.4kg[6]该车完全燃烧2L汽油，释放的热量Q=m汽油q=1.4kg×4.6×107J/kg=6.44×107J[7]若在效率不变的情况下，转化为有用的机械能W有=ηW总=30%×6.44×107J=1.932×107J（3）[8]内燃机效率提高1%，此时内燃机的效率η2=η1+1%=25%+1%=26%由于可知因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车的有用功η1qm1=η2qm2则则每辆汽车每年节约燃油的质量三、实验题12．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成实验。实验一：探究不同物质吸热升温的现象。实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。（1）为了完成实验一，应选用两套装置，还需要添加一种测量仪器是，实验时通过比较反映液体吸热多少；（2）为了能完成两个实验，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的是A．将甲图中的燃料换成3

B．将乙图中的液体换成aC．将乙图中的液体换成c

D．将丙图中的燃料换成3（3）完成两个实验的过程中，设计了三个实验方案：方案①：加热烧杯内液体，每隔相等的时间，记录液体温度；方案②：将烧杯内初温相同的液体加热至相同温度，记录加热时间；方案③：加热烧杯内的液体，分别记录液体初温和液体温度；方案（用方案序号填写）都是完成实验一。【答案】甲、丙秒表加热时间BC燃料燃尽后①②【解析】（1）[1]实验一是探究不同物质吸热升温的现象，由控制变量法可知，需要选取相同质量的相同燃料和相同质量的不同物质进行实验，由图可知，应该选择甲、丙两套实验装置。[2][3]实验过程中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，因此还需要添加测量时间的秒表。（2）[4]实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，由控制变量法可知，需要选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验；AD．将甲图中的燃料换成3和将丙图中的燃料换成3都不能保证液体相同，故AD不符合题意；B．将乙图中的液体换成a，选取甲、乙可以完成实验二，选取甲、丙可以完成实验一，故B符合题意；C．将乙图中的液体换成c，选取乙、丙可以完成实验二，选取甲、丙可以完成实验一，故C符合题意。故选BC。（3）[5]方案③：加热烧杯内的液体，分别记录液体初温和燃料燃尽后液体温度，可比较不同燃料放出的热量，因此可以完成实验二。[6]方案①：加热烧杯内液体，每隔相等的时间，液体吸收的热量相同，记录液体温度，由可比较不同物质的吸热能力，因此可以完成实验一。方案②：将烧杯内初温相同的液体加热至相同温度，记录加热时间，根据加热时间长度可知吸收热量的多少，根据可比较不同物质的吸热能力，因此可以完成实验一。因此方案①②都可以完成实验一。13．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择两图进行实验。（2）在这两个实验中，仪器安装到位后，都要用到的测量器材是温度计和。（3）为了比较液体a和液体b的吸热能力，在设计实验方案时，需要确定以下需要控制的变量，你认为其中多余的是。A．采用的加热方式B．酒精灯里所加酒精量C．液体a和液体b的质量D．盛放液体a和液体b的容器（4）为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较来得出结论（温度计示数/加热时间）。（5）根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图戊所示，分析图像可知液体（a/b）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，则a、b两种液体的比热容之比ca：cb=。（6）某同学用图丁装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温t1，末温t2，水的比热容用c表示。用以上物理量代入公式，可以粗略算出酒精热值。但是，这种方法测出的热值偏（大/小）。【答案】甲、乙甲、丙天平B温度计示数a2∶1小【解析】（1）[1]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验。[2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，且液体的质量相同，在加热时间相同时，通过温度计的示数高低进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验。（2）[3]根据控制变量法可知，比较不同物质的吸热能力时，需要控制两种物质的质量和初温相同；比较不同燃料的热值时，需要控制两种燃料的质量相同，需要用温度计测量液体升高的温度；所以都需要用到温度计和天平。（3）[4]AD．采用完全相同的加热方式，是为了控制热源放出的热量相同；盛放a液体和b液体的容器相同，目的使a和b两种液体在相同的时间吸收相同的热量，故AD有必要；B．酒精灯里所加酒精量相同，B多余；C．根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要。故选B。（4）[5]实验时应比较相同质量的燃料1和燃料2完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。（5）[6]由图乙可知，相同质量的a、b液体，被加热相同的时间（吸收相同的热量），a液体升温慢，b液体升温快，说明a液体的吸热本领强。[7]根据图乙可知，a、b都加热5min，A温度变化量为Δta=30℃﹣10℃=20℃B温度变化量为Δtb=50℃﹣10℃=40℃由Qa=Qb=cmΔt可得camΔta=cbmΔtb则（6）[8]水吸收的热量Q吸=cM(t2﹣t1)酒精灯放出的热量Q放=Q吸=cM(t2﹣t1)燃烧酒精的质量m=m1﹣m2由Q=mq可得酒精的热值因为燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失，导致测量的Q放偏小，所以测量值比准确值偏小。四、计算题14．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2×104m，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v/m·s1100200300400600阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×10410.8×104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5×107J/kg。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）5×1011；（2）1.92×107；（3）3×103【解析】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量为（2）由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为f=4.8×104N，由于飞机做匀速直线运动，则牵引力等于阻力，即F＝f＝4.8×104N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，则500m/s时的阻力为则飞机的牵引力为由（1）可知，Q＝5×1011J；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40%，则有用功为由W＝Fs，可得答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J；（2）当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×107W；（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3×103km。15．如图是一款新型油电混合动力汽车。这种车在启动或低速行驶时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池能量消耗过大时，内燃机才开始工作，既可以向车轮提供动力，也可以同时带动电机发电，给动力电池充电。某次行驶过程中，汽车先以20m/s的速度低速匀速行驶，电动机的输出功率为10kW；然后再高速行驶在平直公路上匀速行驶了16km，行驶过程中受到的阻力为1000N，假设汽油完全燃烧所释放能量的40%转换为牵引力做的功和给动力电池充电，其中动力电池储存的能量增加了7×106J。（已知：汽油的热值q=4.6×107J/kg）（1）在低速行驶过程中，汽车受到的牵引力；（2）在这次高速行驶过程中汽车的牵引力做的功；（3）在这次高速行驶过程消耗汽油的质量。【答案】（1）500N；（2）1.6×107J；（3）1.25kg【解析】解：（1）由题意可知，低速行驶的速度为20m/s，电动机的输出功率为10kW=104W，根据公式P=Fv可得，在低速行驶过程中，汽车受到的牵引力为（2）由题意可知，汽车高速行驶过程中，是在做匀速直线运动，即汽车处于平衡状态，所以可得F牵=f=1000N又因为汽车高速行驶了16km=1.6×104m，所以在这次高速行驶过程汽车的牵引力做的功W=F牵s=1000N×1.6×104m=1.6×107J（3）由题意可知，汽油完全燃烧的有用能量为Q有=W+W电=1.6×107J+7×106J=2.3×107J再根据可得，汽油完全燃烧释放的能量为根据Q放=mq可得，在这次高速行驶过程消耗汽油的质量为答：（1）在低速行驶过程中，汽车受到的牵引力为500N；（2）在这次高速行驶过程汽车的牵引力做的功为1.6×107J；（3）在这次高速行驶过程消耗汽油的质量为1.25kg。16．周末，小明对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，太阳照射一段时间t后“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃，已知水箱容积是100L。求：（1）该过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气？（液化气灶的热效率为40%，液化气的热值为q＝5×107J/kg）（3）该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P＝2.1×103W/m2，该太阳能热水器的集热面积为S＝2.5m2，热转化效率η＝40%（即将太阳能的40%转化为水的内能）。求太阳光照射的时间t。【答案】（1）8.4×106J；（2）0.42kg；（3）4000s【解析】解：(1)水的质量为水吸收的热量为(2)液化气放出的热量为燃烧的液化气的质量为(3)接收到的太阳能为集热器接收太阳能的功率为需要的接收能量的时间为答：(1)水吸收