专题02 内能的利用（10大题型）（解析版）-备战2024-2025学年九年级物理上学期期中真题分类汇编（人教版）

这是一份专题02 内能的利用（10大题型）（解析版）-备战2024-2025学年九年级物理上学期期中真题分类汇编（人教版），共25页。试卷主要包含了内燃机的工作过程及能量转化，汽油机和柴油机的区别，内燃机工作循环的数量关系，热值的概念，热值的计算，提高热机效率的方法，热机效率的计算，实验等内容，欢迎下载使用。

考点一 内燃机的工作过程及能量转化
1．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）如图是单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．这四个冲程的正确顺序是丁→甲→乙→丙
B．丙冲程的能量转化过程与烧开水时壶盖向上跳动相同
C．此单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转过180°
D．甲、乙、丙冲程是靠惯性完成的，也叫辅助冲程
【答案】B
【解析】A．甲图进气门和排气门都关闭，火花塞没有点火，是压缩冲程；乙图进气门关闭，排气门打开，是排气冲程；丙图进气门和排气门都关闭，火花塞点火，是做功冲程；丁图进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，故这四个冲程的正确顺序是丁→甲→丙→乙，故A错误；
B．丙是做功冲程，将内能转化为机械能；烧开水时壶盖向上跳动，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故两种情况的能量转化相同，故B正确；
C．单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，活塞往返2次，曲轴转动2周，即曲轴转过720°，故C错误；
D．除了做功冲程，其他冲程都是靠惯性完成的，即甲、乙、丁冲程是靠惯性完成的，故D错误。
故选B。
2．（23-24九年级上·山东日照·期中）如图所示，小明将矿泉水瓶瓶盖拧紧后，将瓶身下半部向一个方向扭转，并用手指轻旋瓶盖，只听“嘭”的一声，瓶盖应声而出，瓶中出现浓浓的“雾气”。“瓶盖应声而出”这一过程中，能量转化方式与以下图示汽油机的对应冲程类似的是（ ）
A． B． C．D．
【答案】C
【解析】“瓶盖应声而出”这一过程中，是空气膨胀对外做功，将内能转化为机械能；
A．如图所示，进气门开，排气门关，活塞向下，为吸气冲程，没有能量转化，故A不符合题意；
B．进气门、排气门关闭，活塞向上，压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．进气门、排气门关闭，活塞向下，高温高压对气体做功，内能转化为机械能，故C符合题意；
D．如图所示，进气门开，排气门关，活塞向上，是排气冲程，没有能力转化，故D不符合题意。
故选C。
3．（23-24九年级上·四川成都·期中）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，瓶内空气的内能减少，内能转化为机械能
B．图乙，瓶子内空气推动塞子跳起时，瓶内空气的内能减小，与汽油机的压缩冲程原理相同
C．图丁，汽缸内气体推动活塞向下运动时，气体的内能减小，这个过程依靠飞轮的惯性完成
D．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少，塞子的机械能增加
【答案】D
【解析】A．厚玻璃筒内的空气被压缩时，对玻璃筒内的空气做功，筒内空气的内能增大，温度升高，将机械能转化为内能，故A错误；
B．塞子冲出时，瓶内气体的内能转化为塞子的机械能，瓶内空气的内能减少，汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能，故B错误；
C．丁图中，气门全部关闭，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，这个过程不是依靠飞轮的惯性完成，故C错误；
D．丙图中，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，塞子的机械能增加，故D正确。
故选D。
4．（多选）（23-24九年级上·江西新余·期中）如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．甲冲程把机械能转化为内能
B．乙冲程是排气冲程
C．丙冲程把机械能转化为内能
D．丁冲程是吸气冲程
【答案】ABD
【解析】A．图甲中两侧气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A正确；
B．乙右侧气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故B正确；
C．丙两侧气门关闭，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C错误；
D．左侧气门打开，活塞向上运动，是吸气冲程，故D正确。
故选ABD。
考点二 汽油机和柴油机的区别
5．（23-24九年级上·河北邢台·期中）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．吸气冲程中，汽缸吸入的是汽油
B．压缩冲程中，汽缸的进气门和排气门都关闭
C．做功冲程中，将机械能转化为内能，汽缸内气体内能增加
D．排气冲程中，废气带走了一小部分燃料燃烧释放的能量
【答案】B
【解析】A．汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A错误；
B．在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，机械能转化为内能，故B正确；
C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气缸内气体内能减小，故C错误；
D．热机的效率较低，其中燃料不完全燃烧损失部分能量，排气冲程所释放的废气带走了大部分的热量，故D错误。
故选B。
6．（23-24九年级上·河南许昌·期中）关于汽油机与柴油机，下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机的顶部是喷油嘴，柴油机顶部是火花塞
B．汽油机和柴油机在吸气冲程中，吸入汽缸的都是空气
C．进气门和排气门都关闭的冲程，是吸气冲程和做功冲程
D．汽油机和柴油机在压缩冲程中都是将机械能转化为内能
【答案】D
【解析】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸；汽油机在吸气冲程中，将汽油和空气的混合物吸入气缸；故B错误；
C．在做功冲程和压缩冲程中，进气门和排气门都是关闭的，故C错误；
D．汽油机和柴油机的压缩冲程中，都将机械能转化成了内能，只是柴油机比汽油机压缩更充分，故D正确。
故选D。
7．（23-24九年级上·广东揭阳·期中）关于热机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合物吸入气缸
C．汽油机和柴油机在做功冲程中，都是把内能转化为机械能
D．汽油机在压缩冲程燃气推动活塞运动，其他冲程活塞都是靠惯性运动的
【答案】C
【解析】A．柴油机是压燃式，汽油机是点燃式，柴油机顶部有喷油嘴，汽油机顶部有火花塞，故A错误；
B．柴油机有喷油嘴，在吸气冲程中，只将空气吸入气缸，汽油机吸入的是混合气体，故B错误；
C．汽油机和柴油机在做功冲程中，高温、高压的气体推动活塞对外做功，都是把内能转化为机械能，故C正确；
D．汽油机只有做功冲程对外做功，在做功冲程中燃气推动活塞运动对外做功，其他冲程活塞都是靠惯性运动的，故D错误。
故选C。
8．（23-24九年级上·河南洛阳·期中）对比法是学习物理的一种方法，有些容易混淆的知识可采用对比法，找出相同点和不同点加以区别、分析、归纳、理解、记忆。如热机中的柴油机的构造和汽油机相似，但两者的区别是：①柴油机和汽油机相比是通过 （选填“点燃”或“压燃”）式点燃柴油的；②柴油机和汽油机相比是气缸顶部是 （选填“火花塞”或“喷油嘴”）。
【答案】压燃 喷油嘴
【解析】[1][2]柴油机和汽油机构造相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
考点三 内燃机工作循环的数量关系
9．（23-24九年级上·山东聊城·期中）某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了 个工作循环，对外做功 次。
【答案】15 15
【解析】[1][2]在内燃机的一个工作循环中，有4个冲程，飞轮和曲轴转动2圈，对外做功1次；某台汽油机飞轮的转速为1800r/min=30r/s，即汽油机的飞轮每秒转30圈，
在1s内，该汽油机完成了15个工作循环，对外做功15次。
10．（23-24九年级上·广东惠州·期中）一个四冲程热机飞轮的转速是2400r/min，它1s完成了 冲程，对外做功 次。除做功冲程外的其它三个冲程靠飞轮的 来完成。
【答案】80 20 惯性
【解析】[1][2]四冲程热机的飞轮转速为2400r/min，则该飞轮每秒钟转40圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以飞轮转40圈共完成80个冲程，做功20次。
[3]热机工作时，只有做功冲程产生动力，带动飞轮转动；除做功冲程以外的其他冲程是依靠飞轮的惯性来完成。
11．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）一辆汽车以恒定的输出功率在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图像如图所示，在第10s时速度达到15m/s，通过的路程为80m。若在行驶过程中所受阻力不变，大小为4000N，则汽车匀速行驶时的功率为 kW；在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功为 J。若该汽车的汽油机每秒钟对外做功15次，则飞轮转速为 r/min。
【答案】60 6×105 1800
【解析】[1]由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v＝15m/s，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力
F＝f＝4000N
汽车行驶时的功率为
[2]因为汽车的功率不变，所以在0～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功
W＝Pt＝6×104W×10s＝6×105J
[3]因为汽油机一个工作循环，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，所以每秒钟对外做功15次，完成15个工作循环，飞轮转30r，则1min飞轮转1800r，即飞轮转速为1800r/min。
考点四 热值的概念
12．（23-24九年级上·广东东莞·期中）关于热值，下列说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧得越充分，其热值越大
B．燃料的热值越大，完全燃烧相同的质量放出的热量越多
C．容易燃烧的燃料热值一定大
D．一杯酒精倒出一半之后，剩余的酒精热值减半
【答案】B
【解析】A．热值是燃料的一种特性，与其是否燃烧的充分无关，故A错误；
B．根据Q=mq可知，燃料的热值越大，完全燃烧相同的质量放出的热量越多，故B正确；
C．热值是燃料的一种特性，与其是否容易燃烧无关，故C错误；
D．热值是燃料的一种特性，与其质量无关，因此一杯酒精倒出一半之后，剩余的酒精热值不变，故D错误。
故选B。
13．（23-24九年级上·河北邯郸·期中）下列有关热机效率、燃料热值、物体内能、比热容的说法中，正确的是（ ）
A．热机所用燃料的热值越大，效率越高
B．质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容大的物质温度变化较大
C．汽油的热值大于柴油的热值，所以汽油燃烧放出的热量多
D．热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率不一定越高
【答案】D
【解析】A．用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定得到提高，故A错误；
B．质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，由可知，比热容大的物质，温度变化小，故B错误；
C．由可知，燃料燃烧发出热量的多少与燃料的质量、热值有关，由于不知道汽油和柴油的质量关系，虽然汽油的热值大于柴油的热值，但是无法确定汽油燃烧发出的热量是否比柴油多，故C错误；
D．热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，热机所用燃料的化学能转化成的内能多，但是转化的有用功不一定多，所以效率不一定高，故D正确。
故选D。
14．（23-24九年级上·广东中山·期中）烟煤的热值比木炭的小，这表示（ ）
A．燃烧烟煤比燃烧木炭放出的热量少
B．燃烧烟煤比燃烧木炭放出的热量多
C．相同质量的烟煤和木炭，完全燃烧时，木炭放出的热量少
D．相同质量的烟煤和木炭，完全燃烧时，木炭放出的热量多
【答案】D
【解析】相同质量的烟煤和木炭，烟煤的热值比木炭的小，由Q=qm可知，完全燃烧时，木炭放出的热量多，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
考点五 热值的计算
15．（23-24九年级上·安徽淮南·期中）垃圾分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值。实现变废为宝，高温燃烧生活垃圾放出的热量还可用于发电。若完全燃烧2t生活垃圾释放出的热量为1.4×1010J，则该生活垃圾的热值为 J/kg。
【答案】7×106
【解析】根据可得，该生活垃圾的热值为
16．（23-24九年级上·福建福州·期中）已知天然气的热值是，若某家庭一个月用的天然气，则这些天然气完全燃烧时放出的热量是 ；拧开天然气灶的开关，电火花点燃天然气，这种点燃方式与 （选填一种内燃机的名称）点火方式相同。
【答案】 汽油机
【解析】[1]8m3天然气完全燃烧放出的热量为
[2]柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式；拧开天然气灶的开关，产生电火花点燃天然气，这种点燃方式与汽油机的点火方式相同。
17．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g，烧杯中水的初温为23℃，质量为200g，点燃酒精，当水温升高到43℃时，立即熄灭火焰。该过程中水吸收的热量为 J。他想利用Q吸=Q放计算酒精的热值，还需进行的实验操作是测量 的质量，实验所测酒精的热值与真实值相比会偏 。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 剩余酒精 小
【解析】[1]水吸收的热量为
[2]利用​计算酒精的热值，还需进行的实验操作是测量燃烧皿中剩余酒精的质量，根据计算出酒精的热值。
[3]由于存在热量损失，酒精燃烧放出的热量没有被水全部吸收，即测得的Q放偏小，又因为燃烧掉酒精的质量是一定的，根据 可知，实验所测酒精的热值与真实值相比会偏小。
考点六 提高热机效率的方法
18．（23-24九年级上·广西贺州·期中）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量增加热机的工作时间B．尽量减少热机部件间的摩擦
C．尽量使燃料充分燃烧D．尽量减少废气带走的热量
【答案】A
【解析】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，所以减少热量的损失可以提高热机的效率，则使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率；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符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
19．（23-24九年级上·山东菏泽·期中）为减少能源消耗，保护环境，必须合理利用能源，下列方法中对提升热机效率有用的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧B．用导热性更好的材料做内燃机汽缸
C．增加燃料的质量D．让燃料放出的热量全部用来做有用功
【答案】A
【解析】A．燃料充分燃烧可以减小因燃烧过程不充分造成的能量损失，可以提高热机的效率，故A符合题意；
B．汽缸的导热性越好，因热传递损失的热量越多，效率越低，故B不符合题意；
C．效率是有用功与总功的比，增加燃料的质量只能增加总功，不一定能提高效率，故C不符合题意；
D．热机工作过程中总是存在能量的损失，不可能让燃料放出的热量全部用来做有用功，故D不符合题意。
故选A。
20．（23-24九年级上·河南焦作·期中）下列关于热值和热机效率，下列说法正确的是（ ）
A．汽油的热值为4.6×107J/kg表示每燃烧1kg的汽油可以放出4.6×107的热量
B．燃料燃烧的越充分，其热值越大
C．目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”，它们的热机效率可达到100%
D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
【答案】D
【解析】A．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示每完全燃烧1kg的汽油可以放出4.6×107J的热量，选项中未说明是完全燃烧，因此不一定能获得4.6×107J的热量，故A错误；
B．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故B错误；
C．热机在工作时通常要克服机械的摩擦而做额外功，因此热机效率不能达到100%，故C错误；
D．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的利用率，提高热机效率，故D正确。
故选D。
考点七 热机效率的计算
21．（23-24九年级上·广东清远·期中）小红观察到家里的迷你磁炉外包装上印有“体积小方便携带、高火力效率高”等字样，她内心产生了疑问：“该款磁炉的效率到底有多高？”于是她准备实际测试一下炉子的效率，她测量了2kg的水倒入锅中，测得初温为20℃，当水温加热到100℃时停止加热，测得燃烧了32g的丁烷气体，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），这种丁烷气体的热值是3.5×107J/kg。试求：
（1）32g丁烷气体完全燃烧放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）炉子烧水的效率是多少？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由题可知，丁烷气体完全燃烧放出的热量是
（2）水吸收的热量是
（3）炉子烧水的效率是
22．（21-22九年级上·四川内江·期中）科学家正在研制一种用水作燃料的“零排放汽车”，其工作原理是：水和硼反应产生氢，氢再进入内燃机燃烧或装入燃料电池发电；后续反应产生的水又被收集，唯一副产品“氧化硼”还可以再转变成硼并循环利用。据科学家计算，一辆汽车一次装载18kg硼和45L水，反应放出的能量与30kg汽油相当（汽油的热值为4.6×107J/kg）,如果该车以108km/h的速度在水平路面上匀速行驶，反应放出的能量转化为机械能的效率为80%，该车的质量是1.6t，车受到的阻力是车重的10%．则：
（1）30kg汽油完全燃烧放出的能量是多少焦？
（2）则该车发动机的牵引力是多大？
（3）加一次硼和水可以供车行驶多少千米？
【答案】（1）1.38×109J；（2）1.6×103N；（3）690km
【解析】解：（1）30kg汽油完全燃烧时放出的热量
Q放=m汽油q=30kg×4.6×107J/kg=1.38×109J
（2）汽车受到的重力
G=m车g=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N
汽车受到的阻力
f=10%G=0.1×1.6×104N=1.6×103N
因为汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力
F=f=1.6×103N
（3）反应放出的能量转化为机械能的效率为80%，则加一次硼和水发动机所做的功
W有＝ηQ放＝80%×1.38×109J＝1.104×109J
汽车行驶路程
答：（1）30kg汽油完全燃烧放出的热量是1.38×109J；
（2）该车发动机的牵引力是1.6×103N；
（3）加一次硼和水可以供车行驶690千米。
23．（23-24九年级上·重庆江津·期中）暑假，小明一家驱车外出旅游。当汽车以20m/s的速度匀速行驶600s，消耗的清洁乙醇汽油为1.2kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F＝1.2×103N，乙醇汽油的热值q＝4.8×107J/kg。求：
（1）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）该汽车的效率是多少？
【答案】（1）5.76×107J；（2）25%
【解析】解：（1）乙醇汽油完全燃烧释放的热量
Q放=mq=1.2kg×4.8×104J/kg=5.76×107J
（2）汽车在t=600s内通过的路程
s=vt=20m/s×600s=1.2×104m
汽车牵引力在10min内做的功
W=Fs=1.2×103N×1.2×104m=1.44×107J
汽车牵引力做功的功率
在测试时间内该汽车的效率
答：（1）这段时间内清洁乙醇汽油完全燃烧放出的热量是5.76×107J；
（2）该汽车的效率是25%。
24．（23-24九年级上·山西大同·期中）山西人杰地灵，温泉遍布。大同阳高某温泉出水温度为63℃，日出水量可达600立方米，水质中含有钠、钙、氯、氟、重碳酸根、偏硅酸以及偏硼酸等多种对人体有益的物质成分和微量元素，泡温泉已成为人们养生休闲的新方式。已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），煤的热值q煤=3×107J/kg，求：
（1）1t的温泉水温度降至43℃释放出的热量；
（2）若通过燃煤锅炉使温泉水的温度从43℃升高至63℃，则这口温泉每天需要多少千克的煤？（锅炉的热利用率为60%）
【答案】（1）8.4×107J；（2）2800kg
【解析】解：（1）温泉水放出的热量
（2）由可知，温泉每天出水的质量
由题知，600m3水的温度从33℃升高到63℃所吸收的热量为
完全燃烧煤放出的热量为
由可知，需要煤的质量
答：（1）1t的温泉水温度降至43℃释放出的热量为8.4×107J；
（2）这口温泉每天需要完全燃烧2800kg的煤。
考点八 实验：比较不同燃料热值大小
25．（23-24九年级上·广东东莞·期中）为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧。
（1）小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整① 、② ；
（2）实验后小明根据实验数据利用公式Q= 算出来水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据算出来酒精的热值，算出的结果比真实值 （选填“偏大”或“偏小”），请说明理由： ；
（3）小明发现分别使10g酒精和10g的碎纸片充分燃烧后，被它们加热的各200g，25℃的水的温度分别上升80℃和45℃，这最终证明___ ___（填字母）。
A．燃烧酒精比燃烧碎纸片放出的热量多
B．酒精含有的热量比碎纸片大得多
C．酒精的内能比碎纸片的内能大得多
D．酒精的热值比碎纸片的热值大
【答案】（1）加热后水温/℃ 10g碎纸片
（2）cmΔt 偏小 酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水完全吸收，有热损失
（3）D
【解析】（1）[1][2]需要记录加热前后水的温度，用来计算水吸收的热量；根据控制变量法的思想，酒精和碎纸片的质量必须相等。因此①处应填加热后水温/℃，②处应填10g碎纸片。
（2）[1][2][3]由比热容的知识可知，根据Q=cmΔt计算水吸收的热量。由于酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水完全吸收，有热损失，所以测出的酒精热值要小于书上给出的酒精的热值。
（3）热值是燃料的一种特性；10g的酒精和10g的碎纸片充分燃烧后，产生的热量被水吸收，水升温不同，反映了酒精产生的热较多，说明酒精的热值比碎纸片的热值大，故D正确，ABC错误。
故选D。
26．（23-24九年级上·河南信阳·期中）为比较两种液体的吸热能力，小军用图甲中两个相同的实验装置做实验。
（1）除了图甲中实验装置，还需要的测量器材有 和 ，收集的实验数据记录如下表所示；
（2）实验中，用 间接反映液体吸收热量的多少；
（3）通过分析表中的数据可知， （选填“液体1”或“液体2”）的吸热能力较强。物理上用 这个物理量来描述物质的吸热能力；
（4）如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两只相同规格的烧杯装相同质量的水，取质量 （选填“相等”或“不相等”）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】（1）天平 停表 （2）加热时间 （3）液体1 比热容
（4）相等 升高的温度
【解析】（1）[1][2]比较两种液体的吸热能力的实验中，需取质量相等的两种液体，所以需要测量质量的工具天平；实验时，需要通过测量加热时间来反映液体吸热的多少，所以需要秒表或停表。
（2）实验中，液体吸收的热量多少无法直接看见，可以用加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，这是转换法的应用。
（3）[1][2]由表中实验数据可知，相同初温相同质量的液体加热相同的时间，吸收相等的热量，液体1最终温度低，升高的温度少，说明液体1的吸热能力强；物理学上用比热容表示物质吸热能力的大小，吸热能力越强，比热容越大。
（4）[1][2]燃料燃烧放出的热量与燃料的热值、质量以及燃烧情况有关，该实验中为了控制变量，应用天平分别测出质量相等的酒精和碎纸片，将其放入装置中的燃烧皿内；由于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，所以可以通过温度计示数的变化，即水升高的温度来比较燃料热值的大小关系。
27．（23-24九年级上·四川泸州·期中）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同。
（1）实验中应控制燃料燃烧的 （选填“时间”或“质量”）相同，根据 比较燃料燃烧放出热量的多少；
（2）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 的热值大；
（3）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像燃料1和燃料2的热值之比为 。
【答案】（1）质量 温度计上升的示数 （2）b （3）8∶3
【解析】（1）[1][2]根据控制变量法，实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少，温度计升高的温度越高，说明燃料放出的热量越大。
（2）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大。
（3）对于燃料来说，在相同的时间内放出的热量是相同的，根据图可知，燃料1用5min让水从20℃升高到100℃，5min到10min吸收相同的热量，根据公式Q放=mq、Q吸=cmΔt可知
2c水m水Δt1=mq1
对于燃料2来说，燃料2用15min让水从20℃升高到80℃，根据公式Q放=mq、Q吸=cmΔt可知
c水m水Δt2=mq2
解得两种燃料热值之比为
q1∶q2=2Δt1∶Δt2=160℃∶60℃=8∶3
28．（23-24九年级上·广西柳州·期中）小明学习了燃料的热值后，自己设计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甲、乙两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量相等、初温都是的25℃的水，燃料燃尽时，甲装置的水温为44℃，乙装置的水温度为34℃：
（1）小明在实验中应控制煤油和花生油的 相同；
（2）由实验分析得出：这两种燃料中，热值较大的是 ；
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，应该还要测出水和燃料的 ，那么还需增加的实验仪器是 ；利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （选填“偏大”或“偏小”），原因是 。
【答案】质量 煤油 质量 天平 偏小 见解析
【解析】（1）[1]在进行探究燃料的热值大小实验时，要根据控制变量法控制不同燃料的质量相等。
（2）[2]由题可知，燃料燃尽时，甲杯中的水升高的温度多，说明甲杯中的水吸收的热量多，也即是说相同质量的煤油完全燃烧发出的热量多，所以煤油的热值较大。
（3）[3][4]在本实验中，要计算出两种燃料的热值，就要测出这两种燃料的质量，还要算出水吸收的热量，则还需要测量出水的质量，所以还需要的测量工具是测量质量的天平。
[5][6]如果在计算燃料热值时，使用水吸收的热量等于燃烧燃料放出的热量，就没有考虑热量散失的情况，则使用的燃烧燃料放出的热量偏小，根据可知，燃料质量不变，燃烧燃料放出的热量偏小，则计算出来的热值偏小。
考点九 能量的转移和转化
29．（23-24九年级上·河北邯郸·期中）下列关于能量及其转化的说法正确的是（ ）
A．电风扇吹风——机械能→电能
B．电热毯取暖——化学能→内能
C．钻木取火——内能→机械能
D．内燃机工作——化学能→内能→机械能
【答案】D
【解析】A．电风扇吹风时，消耗电能，提供风能，所以是将电能转化为机械能，故A错误；
B．电热毯取暖时，消耗电能，提供内能，所以是将电能转化为内能，故B错误；
C．钻木取火时，通过摩擦产生热，所以是将机械能转化为内能，故C错误；
D．内燃机工作时，通过燃烧燃料，使燃料发生化学反应，释放出热量，高温高压的燃气推动活塞运动，所以是将化学能转化为内能，再转化为机械能，故D正确。
故选D。
30．（多选）（23-24九年级上·北京·期中）关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（ ）
A．内燃机工作时可以将内能全部转化为机械能
B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C．电风扇可以将电能转化为机械能
D．行驶的汽车遇到紧急情况刹车并停住，这个过程中能量逐渐消失
【答案】BC
【解析】A．内燃机工作时将一部分内能转化为机械能，但存在能量的损失和消耗，内能没有全部转化为机械能，故A错误；
B．太阳能电池是接收太阳能，产生电能，因此可以将太阳能转化为电能，故B正确；
C．电风扇工作时，消耗电能，产生机械能和内能，主要将电能转化为机械能，故C正确；
D．行驶的汽车遇到紧急情况刹车并停住，这个过程中克服摩擦做功，将机械能转化为内能，能量并不是逐渐消失了，故D错误。
故选BC。
31．（23-24九年级上·河北石家庄·期中）常用打火机的打火方式有两种，一种是用一个粗糙的小轮摩擦“火石”打火；另一种是利用高压电装置打火。从能量转化角度看，前者是 能转化为内能；后者是把 能转化为内能。不同能量之间可以相互转化，在转化过程中，能量的总量 。
【答案】机械 电 保持不变
【解析】[1]前者小轮摩擦“火石”的过程，消耗了机械能，产生了内能，因此是机械能转化为内能。
[2]后者利用高压电装置打火时，实际是消耗的是电能，得到内能，因此是电能转化为内能。
[3]根据能量守恒定律可知，不同能量之间可以相互转化，能量的总量保持不变。
32．（23-24九年级上·广东江门·期中）如图所示的是火箭发射时的壮观情景，火箭发射升空时，燃料通过燃烧将 能转化为燃气的 能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的 能。
【答案】化学 内 机械
【解析】[1][2]燃料燃烧过程是化学能转化为内能的过程。
[3]燃气向后喷发推动火箭运动将内能转化为机械能。
考点十 能量守恒定律及其应用
33．（23-24九年级上·广东佛山·期中）如题图所示的实例中，关于能量的说法正确的是（ ）
A．甲图中水电站发电源源不断地获得电能，说明能量可以凭空产生
B．乙图中自由运动的滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明能量正在消灭
C．丙图中向密闭瓶中打气，在瓶塞跳起前瓶中气体内能不变
D．丁图中弹簧被人拉开，是不同形式能量之间的转化
【答案】D
【解析】A．能量是不能凭空产生的，也不会凭空消灭，水电站发电源源不断地获得电能，消耗机械能，产生电能，故A错误；
B．能量既不会产生，也不会消失，自由运动的滚摆每次上升的高度逐渐减小，机械能转化为内能，故B错误；
C．瓶塞跳起前，对瓶内气体做功，瓶内气体内能增加，故C错误；
D．弹簧被拉开，是人体的化学能转化为弹簧的弹性势能，故D正确。
故选D。
34．（23-24九年级上·广东广州·期中）文艺复兴时期，意大利的达·芬奇设计了如图所示的“永动机”装置。他设计时认为，在轮子转动过程中，右边的小球总比左边的小球离轮心更远些，在两边不平衡的力作用下会使轮子沿箭头方向转动不息，而且可以不断地向外输出能量。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ）
A．装置所具有的机械能始终不变
B．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
C．如果没有能量补充，装置最终会停下来
D．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去
【答案】C
【解析】ACD．机器在转动过程中，克服空气阻力及摩擦力都要消耗机械能，使原有的机械能越来越少，如果没有能量补充，机器的转动会逐渐减慢，最终停止，故AD错误，C正确；
B．小球在下行的过程中，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能；在上行的过程中，高度增加，速度减小，动能转化为重力势能，故B错误。
故选C。
35．（多选）（23-24九年级上·河南洛阳·期中）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，某汽油机的能量流向如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．由图可知，该汽油机的效率是30%
B．由图可知，能量在转化过程中不遵循能量守恒定律
C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分
D．为了节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率
【答案】CD
【解析】A．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，由图可知，输出有用机械能所占比例为
100%﹣36%﹣30%﹣6%＝28%
即该汽油机的效率为28%，故A错误；
B．能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故B错误；
C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，这会降低汽油机的效率，故C正确；
D．冬天利用尾气中的余热给车内供暖，可以有效的利用余热，该举措能提高燃料的利用效率，故D正确。
故选CD。
36．（23-24九年级上·四川成都·期中）如图所示是汽油机工作时的四个冲程，下列说法错误的是（ ）
A．一个工作循环中四个冲程的排列顺序是甲、丙、丁、乙
B．丙冲程中，机械能转化为内能
C．丁冲程中，内能转化为机械能
D．甲、乙、丁冲程靠飞轮惯性完成
【答案】D
【解析】甲进气门打开，是吸气冲程，靠飞轮的惯性完成；乙排气门打开，是排气冲程，靠飞轮的惯性完成；丙两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，靠飞轮的惯性完成，此冲程机械能转化为内能；丁两个气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，此时机器能够对外动力，将内能转化为机械能。一个工作循环的冲程排序为：进气、压缩、做功、排气。故ABC正确，不符合题意；D错误，符合题意。
故选D。
37．（多选）（23-24九年级上·贵州贵阳·期中）如图1所示为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒内达到起飞速度，如图2所示为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断正确的是（ ）
A．图1中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B．气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似
D．汽油机一个工作循环的正确顺序是ABCD
【答案】ABD
【解析】A．1图中，气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，其内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，故A正确；
B．图1中气缸内的蒸汽推动活塞时，内能转化为机械能，燃气的内能减小，故B正确；
C．根据气门的开闭情况和活塞的运动方向可以判断出：A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程， 蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相似，与图2中C图所示的工作原理相似，故C错误；
D．四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，所以汽油机一个工作循环的正确顺序是A、B、C、D，故D正确。
故选ABD。
38．（多选）（23-24九年级上·河北石家庄·期中）下列从能量转化的角度说明的各个效率意义的说法中，正确的有（ ）
A．某太阳能电池的效率是16%，表示太阳能电池把接收的太阳能的16%转化为电能
B．某电动机工作时的效率是83%，表示电动机把其消耗的电能的83%转化为机械能
C．某柴油机工作效率是35%，表示柴油机把柴油燃烧时释放能量的35%转化为化学能
D．某电热水器工作效率是87%，表示电热水器把其消耗电能的87%转化成了水的内能
【答案】ABD
【解析】效率是有用功占总功的比值。
A．太阳能电池是把太阳能转化为电能，某太阳能电池的效率是16%，表示太阳能电池把接收的太阳能的16%转化为电能，故A正确；
B．电动机是把电能转化为机械能，某电动机工作时的效率是83%，表示电动机把其消耗的电能的83%转化为机械能，故B正确；
C．柴油机是把内能转化为机械能，某柴油机工作效率是35%，表示柴油机把柴油完全燃烧时释放能量的35%转化为机械能，故C错误；
D．电热水器把电能转化为内能，某电热水器工作效率是87%，表示电热水器把其消耗电能的87%转化成了水的内能，故D正确。
故选ABD。
39．（23-24九年级上·广东东莞·期中）在今年的杭州亚运会射击男子10米气步枪赛场，盛李豪以253.3环的优异成绩夺金（如题图所示）。射击时，枪膛内高压气体的 能转化为弹丸的机械能；子弹出膛后在飞行的过程中速度减小，机械能 。子弹击中靶心后停下，内能会 。（后两空均填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】内 变小 变大
【解析】[1]射击时，枪膛内高压气体对弹丸做功，将内能转化为弹丸的机械能。
[2]子弹出膛后在飞行的过程中，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，机械能减小。
[3]子弹击中靶心后停下，子弹克服摩擦力做功，子弹的机械能转化为内能，内能会增大。
40．（22-23九年级上·河北唐山·期中）一台单缸四冲程汽油机，汽缸横截面积S为，活塞冲程长L为0.3m，做功冲程燃气的平均压强p是，飞轮转速是2400r/min。则该汽油机对活塞的平均推力F大小为 N，将活塞从缸顶推到缸底需做功 J，1s的时间飞轮转 转、对外做功 次。
【答案】20000 6000 40 20
【解析】[1]燃气对活塞的平均压力为
[2]一个冲程燃气对活塞做功为
[3]飞轮一秒钟转数为
[4]1s时间内飞轮转40转，飞轮每转2转做一次功，故1s内汽油机对外做功
41．（23-24九年级上·广东佛山·期中）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船与空间站成功对接，在加速升空过程中，飞船的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”），同时火箭的外壳会与空气摩擦发热，这是通过 的方式改变外壳内能的。整个过程中，能量的总量 。（选填“增加”“减少”或“不变”）
【答案】增大 做功 不变
【解析】[1]在火箭发射加速升空的过程中，飞船的质量不变，由于速度变大，其动能变大；由于上升的高度增加，其重力势能变大；整个过程飞船不发生弹性形变，不用考虑弹性势能的变化，所以飞船的机械能变大。
[2]飞船的外壳与空气剧烈摩擦，温度升高，机械能转化为内能，通过做功的方式改变外壳的内能。
[3]根据能量守恒定律，能量的转化和转移过程中，能的总量保持不变。
42．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）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，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，可以选择 两个装置；然后通过观察 （选填“加热时间”或“物质升高的温度”）来比较两种燃料热值大小；
（2）为了研究不同物质的吸热能力，利用 两个装置进行实验，不同物质吸收热量的多少是通过 （选填“加热时间”或“物质升高的温度”）来反映的。根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图丁所示：
①由图可以看出， 液体的比热容较大；
②如果已知b液体的比热容是，则a液体的比热容是 ；
（3）我们知道固体熔化时虽然温度保持不变，但仍需吸热。通过查阅资料知道：人们把单位质量的某种物质，在熔点时从固态完全变为液态需要的热量，叫做该物质的熔解热，用字母表示。已知质量5kg冰由-10℃全部熔化成0℃的水所需的热量是，则冰的熔解热为 J/kg【其中冰的比热容】。
【答案】 甲、乙 物质升高的温度 （2）甲、丙 加热时间 b （3）
【解析】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，根据，得出不同燃料放出热量的多少，应选择甲、乙两图进行实验，实验时要观察温度计的示数（液体升高的温度）比较两种燃料的热值大小。
（2）[3][4]为了比较物质的吸热能力，应选用相同的燃料加热（即相同的热源），目的是在相同的时间内两种物质吸收的热量相同，通过加热时间来反映两种物质吸热多少，故选择甲、丙两图装置。
①[5]由图示图像可知，a和b升高相同的温度，如温度都升80℃，a需要的是时间是10min，b需要的时间是20min，b需要更长的加热时间，这也就说明了b的吸热能力强一些，a的吸热能力弱，所以b液体的比热容较大。
②[6]根据可知，在质量和吸收热量一定时，温度的变化和比热容成反比。我们用相同的燃料1加热时间10min，a和b吸收的热量就是相同的，a的温度变化值为
b的温度20min变化，10min变化值为，据得，a液体吸收的热量：，b液体吸收的热量：，由于a和b吸收的热量就是相同的，则
所以a的比热容为
（3）[7]冰由全部变成的冰吸热为
故熔化成的水吸热为
所以
43．（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
【解析】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。
44．（23-24九年级上·陕西西安·期中）我国自主研制的新一代战斗机，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。已知在同一高度飞行时，飞机航行所受阻力的大小与速度的平方成正比（f=kv2，其中k是定量常数），在某次飞行测试中飞机传感器显示以500m/s速度水平飞行时，所受阻力是75000N。飞机发动机燃油完全燃烧后的能量流向图如图所示，飞机使用的航空燃油的热值为q油=4.2×107J/kg，求
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦；
（2）10t燃油完全燃烧放出的热量可以为飞机提供的机械能（即有用功）是多少？
（3）在某次飞行中以400m/s的速度匀速巡航恰好消耗了10t燃油，求飞机飞行的路程是多少？
【答案】（1）4.2×1011J；（2）1.512×1011J；（3）2.016×106m
【解析】解：（1）10t燃油完全燃烧放出的热量
（2）由能量流向图可知，飞机的热机效率
飞机提供的机械能为
（3）根据W=fs可知，飞机的最大航程为
答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是4.2×1011J；
（2）10t燃油完全燃烧放出的热量可以为飞机提供的机械能（即有用功）是1.512×1011J；
（3）在某次飞行中以400m/s的速度匀速巡航恰好消耗了10t燃油，飞机飞行的路程是2.016×106m。
45．（23-24九年级上·广东东莞·期中）太阳能是人类能源的宝库。太阳能热水器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热，太阳能热水器主要由集热板和贮水器两部分组成。
（1）太阳能热水器是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式改变水内能；
（2）贮水器总比集热板的位置高，是因为水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，形成 （选填“对流”、“传导”或“辐射”），保持集热板中水温较 （选填“高”或“低”），利于对水继续加热；
（3）小花家的太阳能热水器，最大装水质量为200kg。周末小花进行了一次观察活动：她用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱装满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，水箱中的水吸收的热量 J。如果这些水吸收的热量由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，至少需要燃烧 kg煤气。（c水=4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为q=4.2×107J/kg）
【答案】（1）热传递 （2）对流 低 （3）2.1×107 1.25
【解析】（1）太阳能热水器中的水是通过吸热使温度升高的，因此是通过热传递的方式改变水的内能。
（2）[1][2]贮水器总比集热板的位置高，是因为水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，形成冷热对流，这样能保持集热板中水温较低，利于对水继续加热。
（3）[1]水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×(45℃-20℃)=2.1×107J
[2]由题知，需要煤气完全燃烧放出的热量为
所以至少需要燃烧煤气的质量
燃料
加热前水温/℃
①
10g酒精
②
物理量物质
质量/g
初始温度/°C
加热时间/min
最终温度/°C
液体1
50
20
5
45
液体2
50
20
5
68