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第12章-机械能和内能（填空题）-【期末题汇编】2022-2023苏
科版九年级物理上学期期末复习专题精炼
一．动能大小的比较
1．（2021秋•吴江区期末）如图所示，完全相同的两个小球A、B分别与轻质细线和轻质
弹簧连接，将两球拉高使细线与弹簧在同一水平方向上，此对弹簧处于原长状态，且弹
簧长度小于细线长度，由静止释放后，两球运动到最低点时在同一水平而上（不计空气
阻力），你判断两个小球在最低点时，A球的动能 大于 B球的动能（填“大
于”、“小于”或“等于”），你判断的理由是： 完全相同的两个小球 A 、 B 在同一
水平方向上由静止释放时重力势能相同，不计空气阻力， A 、 B 两球机械能守恒，释放
后两球运动到最低点时在同一水平面上在这个过程中， A 球的重力势能转化为动能，而
B 球的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能。所以，两个小球在最低点时， A 球的动
能大于 B 球的动能。 。
【答案】大于；完全相同的两个小球A、B在同一水平方向上由静止释放时重力势能相
同，不计空气阻力，释放后两球运动到最低点的过程中，A球的重力势能转化为动能，
而B球的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能。所以，两个小球在最低点时，A球的
动能大于B球的动能。
【解析】解：重力势能与物体的质量和高度有关，完全相同的两个小球 A、B在同一水
平方向上由静止释放时重力势能相同，不计空气阻力，释放后两球运动到最低点的过程
中，A球的重力势能转化为动能，而B球的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能。因
为B球的重力势能有一部分转化成弹簧的弹性势能，所以，两个小球在最低点时，A球
的动能大于B球的动能。
二．势能大小的比较
2．（2021秋•兴化市期末）体育课上，小明抛出甲篮球，运动轨迹如图所示；小华在相同
高度以相同的速度竖直向上抛出质量相同的乙篮球。不考虑空气阻力，当篮球到达最高
点时，甲篮球的重力势能 小于 （填“大于”、“等于”或“小于”，下同）乙篮
球的重力势能；当篮球下落至同一高度时，甲篮球的动能 等于 乙篮球的动能，甲
篮球的机械能 等于 乙篮球的机械能。【答案】小于；等于；等于。
【解析】解：不考虑空气阻力，当篮球到达最高点时，甲乙的机械能相等，由于乙篮球
在最高点的动能为0，甲篮球在最高点有水平速度，动能不为 0，即乙的动能小于甲，
所以甲篮球的重力势能小于乙篮球的重力势能。
不考虑空气阻力，当篮球下落至同一高度时，两个篮球的机械能相等，重力势能相等，
所以甲篮球的动能等于乙篮球的动能。
三．动能和势能的转化
3．（2021秋•常州期末）氢气球吊起气象探测器匀速升空的过程中，探测器的动能 不
变 （变小/不变/变大）、重力势能 变大 （变小/不变/变大）、机械能 变大
（变小/不变/变大）。
【答案】不变；变大；变大。
【解析】解：动能与物体的质量和速度有关，因此氢气球吊起气象探测器匀速升空的过
程中，质量和速度均不变，则探测器的动能不变；
重力势能与物体的质量和高度有关，升空过程中质量不变，高度变大，因此探测器的重
力势能变大；
机械能等于重力势能和动能之和，因此机械能变大。
4．（2021秋•江苏期末）如图是体育课上篮球落地后弹起过程中我们每隔相等时间曝光一
次所拍摄的照片。
由图可知，篮球离开地面上升的过程中，重力势能 变大 ，动能 变小 ，篮球动
能的变化量 大于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的变化量，依
据是 篮球要克服空气阻力做功，部分动能会转化为内能 。
【答案】变大；变小；大于；篮球要克服空气阻力做功，部分动能会转化为内能。
【解析】解：篮球离开地面上升的过程中，质量不变，高度增加、速度减小，因此篮球
的重力势能增大，动能减小；
篮球在上升过程中受到空气阻力的作用，要克服空气阻力做功，部分动能会转化为内
能，所以篮球动能的减小量大于重力势能的增加量。
5．（2021秋•邗江区期末）如图，轻质弹簧顶端固定，另一端连接一个大小不计的重物。用手抓住重物向下拉伸弹簧到a，松手后弹簧拉重物上升依次经过点b、c到最高点d，
其中点c是弹簧不挂重物静止时的位置，b是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重
物从a运动到点d过程中，在 d 重力势能最大，在 b 点动能最大，在 c 点
机械能最大。（不计空气阻力）
【答案】d；b；c。
【解析】解：
重物从a运动到d的过程中，质量不变，在d点时高度最大，重力势能最大；
c是弹簧不挂重物静止时的位置，即c是弹簧处于原长的位置；b是重物连接在弹簧下端
静止时的位置，此时重物受到的拉力和重力相等；
从a运动到b的过程中，重物受到向下的重力和向上的弹力，弹力大于重力，合力竖直
向上，重物向上做加速运动；
b点时，弹力等于重力，合力为0，不再加速，速度达到最大，动能最大；
从b运动到c的过程中，弹力小于重力，合力向下，此时重物做减速运动；
不计空气阻力，由于重物和弹簧组成的系统机械能守恒，c点时，弹力为零，弹性势能
为0，重物的机械能最大。
从c点到d的过程中，弹力和重力都向下，合力向下，重物继续做减速运动；d点时，
重物的速度为0。
6．（2021秋•江阴市期末）现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，
喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人
机的动能 变小 ，机械能 变小 。（均填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】变小；变小。
【解析】解：
无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，飞机的速度和
高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能变小，重力势能变小。
由于机械能等于动能与势能之和，故无人机的机械能也变小。
四．势能的影响因素
7．（2021秋•常州期末）如图所示打桩机打桩时重锤被拉起又下落，打在桩面上，如果要
把桩打得深些，可以采用的方法是（1） 增加重锤的质量 （2） 提高重锤的高度
。【答案】（1）增加重锤的质量（2）提高重锤的高度。
【解析】解：如果要把桩打得深些，可以采用的方法是（1）增加重锤的质量（2）提高
重锤的高度。
五．探究影响物体动能大小的因素
8．（2021秋•海州区期末）如图是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验示意图。
该实验中，所探究的“动能”是指物体 A （选填“A”或“B”）的动能，要用该
实验装置探究物体动能大小与速度的关系，具体操作方法是： 使质量相同的物体从相
同斜面的不同高度滚下，测量物体推动木块移动的距离 。
【答案】A；使质量相同的物体从相同斜面的不同高度滚下，测量物体推动木块移动的
距离。
【解析】解：该实验研究的主体是小球，研究的是小球的动能的大小；
要用该实验装置探究物体动能大小与速度的关系，需要控制小球的质量不变，故操作方
法是：使质量相同的物体从相同斜面的不同高度滚下，测量物体推动木块移动的距离。
9．（2021秋•灌南县期末）如图所示实验（h 大于h ）是探究物体动能大小与 速度
1 2
的关系，实验中观察到S 、S 的长短比较接近，为使实验现象更明显，下列措施一定可
1 2
行的是 B 。
A.增大h B.增大h
2 1
C.图（a）实验用质量更小的木块
D.图（b）实验用更粗糙的水平面【答案】速度；B。
【解析】解：由图可知，h ＞h ，小车到达斜面底端的速度不同，是探究动能大小与速
1 2
度的关系，这用到了控制变量法；
实验中，小车动能的大小是通过木块被推动距离的远近来反映的，这用到了转换法；由
图可知，（a）中小车下滑的高度大于（b）中小车下滑的高度，实验中观察到木块移动
的距离s 、s 接近，这表明小车的动能接近，为了使现象更明显，可以增大 h 来增大小
1 2 1
车的动能，从而使s 更大，故B正确，A错误；探究动能大小与速度的关系时，需要控
1
制小车的质量以及木块的质量均相同、水平面的粗糙程度相同，故CD错误。
10．（2021秋•姑苏区校级期末）如图所示是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实
验示意图（A为小球，B为木块）。
（1）本实验研究的是 B 的动能。
A.斜面上小球
B.撞击瞬间前小球
C.撞击后木块
（2）在探究动能大小与质量的关系时，应保持小球的 速度 不变，实验中可使小球
每次从斜面 同一 （同一/不同）高度静止释放。
【答案】（1）B；（2）速度；同一。
【解析】解：（1）本实验研究的是撞击前瞬间小球的动能，故选：B；
（2）整个实验采用的研究方法是控制变量法，在探究动能与质量是否有关时，要保持
速度不变，让小球每次从斜面的同一高度滚下，以得到相同的速度推动木块。
六．机械能的概念
11．（2021秋•淮安区期末）高空匀速飞行的运输机，具有的动能和势能，统称为机械
能；运输机的质量、飞行速度和飞行 高度 均是影响其机械能大小的因素。随着运
输机飞行距离的增加，油量减小，机械能 减小 （选填“减小”、“增大”或“不
变”）。
【答案】高度；减小。
【解析】解：高空匀速飞行的运输机，具有的动能和势能，统称为机械能；运输机的质
量、飞行速度和飞行高度均是影响其机械能大小的因素。随着运输机飞行距离的增加，
油量减小，飞机的质量减小，所以飞机的动能和势能都逐渐减小，机械能减小。
七．机械能的转化
12．（2021秋•泰兴市期末）如图所示两个实验可以说明的同一个物理问题是： 重力势
能和动能可以相互转化 。【答案】重力势能和动能可以相互转化。
【解析】解：读图可以观察到，物体向下运动时，高度下降，速度增大，是重力势能转
化为动能，从下向上运动时，高度上升，速度减小，是动能转化为重力势能，两个实验
可以说明的同一个物理问题是重力势能和动能可以相互转化。
13．（2021秋•建邺区期末）在水平地面上铺一张白纸，将皮球的表面涂黑，使其分别从
不同高度自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，这一过程可探究重力势能与 高度
的关系，其中圆斑 B （选填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。若皮球
下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，这一过程中将 机械 能转化
为 内 能。
【答案】高度；B；机械；内。
【解析】解：同一皮球分别从不同高度处自由下落，皮球质量相同，下落高度不同，目
的是探究重力势能大小与高度的关系；由图可知，黑色圆斑 B较大，说明B球的形变
大，原因是该球从较高处下落，原来球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的
弹性势能大，球的形变大。
皮球上升时，克服空气的阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小，所以皮球上升的
高度会越来越小。
14．（2021秋•盱眙县期末）如左图AOB是光滑轨道，A点的高度为H，B点的高度为
h，h小于H，A、B两点水平距离为s，让一个小球由A点静止开始自由滑下，沿轨道
AOB到达B点后离开轨道，如图所示，不计空气阻力，则小球从A点运动到B点时，
它经O点的动能是由 重力势 能转化而来。小球离开B点后的运动轨迹a、b、c、
d，最符合题意的是轨
迹 c 。若右侧的光滑轨道也足够高，则小球 能 （选填“能”或“不能”）达
到与A等高的A'位置。
【答案】重力势；c；能。【解析】解：由题知，轨道AOB是光滑轨道，不计空气阻力，小球运动过程中机械能
守恒，只有小球的动能和重力势能之间的转化，所以它经 O点的动能是由重力势能转化
而来的；
小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中，机械
能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的；
b虚线的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以
b虚线所示的机械能大于A点的机械能，也是不可能的；
c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机
械能相等，符合实际；
d虚线小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，d虚线不可
能。
故选c；
若右侧的光滑轨道也足够高，根据机械能守恒可知，小球能达到与A等高的A'位置，此
时小球的速度为0。
15．（2021秋•阜宁县期末）如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩
码，就制成了一个“魔罐”，将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 变大
（填“变大”、“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中 弹性势
能转化为 动 能。
【答案】变大；弹性势；动。
【解析】解：魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，魔罐的动能转化为橡
皮筋的弹性势能，弹性势能变大；
当魔罐的动能为0时，橡皮筋的弹性势能最大；魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过
程中橡皮筋的弹性势能减小，魔罐的动能增大，即弹性势能转化为动能。
16．（2021秋•姜堰区期末）如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的
端部，然后用手将锯条的端部压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过
程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的 重力 势能。增加钢锯条被下压的距离，发现
棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的 弹性形变程度 越大，它的弹性势能越
大。【答案】重力；弹性形变程度。
【解析】解：
松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能最终转化为棋子的重
力势能。
增加钢锯条被下压的距离，钢锯条形变更大，发现棋子被弹起的高度增加，表明物体的
弹性形变程度越大，它的弹性势能越大。
八．内能的概念
17．（2021秋•常州期末）甲、乙、丙三个同规格容器内装有水，三杯水体积、温度的关
系如图所示，分析可知： 丙 （甲/乙/丙）杯中水的内能是最大的， 甲
（甲/乙/丙）杯中水的内能是最小的。
【答案】丙；甲。
【解析】解：由图可知，甲和乙杯中水的温度低于丙杯，且丙杯中水的质量大于甲杯；
因为物体的质量越大、温度越高，物体的内能越大，所以丙杯中水的内能最大；甲和乙
杯中水的温度相等，但乙杯中水的质量大于甲杯，所以甲杯中水的内能最小。
九．做功改变物体内能
18．（2021秋•常州期末）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放入一小团干燥的
棉花，用力将活塞迅速下压，这是通过 做功 方式把 机械 能转化为 内
能。
【答案】做功；机械；内。
【解析】解：迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内
能增加、温度升高，这是通过做功的方法增大空气内能的。
19．（2021秋•溧阳市期末）夏天，突然打开汽水瓶盖时，随着“膨”一声响，往往可以
看到瓶口处出现白雾，这是因为：当突然打开瓶盖时，瓶内气体通过 做功 的方式，
使得瓶内气体内能迅速 减小 （增大/减小），温度 降低 （升高/降低），瓶口
附近的水蒸气 液化 （填物态变化名称）而形成小水珠导致。
【答案】做功；减小；降低；液化。
【解析】解：当突然打开瓶盖时，瓶内气体膨胀，对外做功，内能转化为机械能，内能减小、温度降低，瓶口附近的水蒸气遇冷会发生液化现象形成大量的小水珠，即瓶口处
出现白雾。
20．（2021秋•东台市期末）在图示空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥棉花，将
活塞 快速 （缓慢/快速）压下，将会看到棉絮燃烧，这是因为活塞对 空气
（棉絮/空气）做功引起的，这个过程与四冲程汽油机 压缩 冲程的能量转化相同。
【答案】快速；空气；压缩。
【解析】解：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，将活塞缓慢压下，
不能看到棉絮燃烧；这时活塞压缩空气做功，筒内气体温度会升高，但温度没有达到棉
花的燃点；
用力将活塞快速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，
筒内气体的温度升高，达到了棉花的燃点；
空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与汽油机的压缩冲程能量转
化相同。
21．（2021秋•吴江区期末）小明在玻璃试管内装入适量沙子，将温度计插在沙子中。用
力晃动十余下，发现温度计示数变大了，这说明沙子的内能 增大 （选填“增
大”“减小”或“不变”），这主要是通过 做功 的方式改变沙子的内能。
【答案】增大；做功。
【解析】解：用力晃动试管十余下，发现温度计示数变大了，说明沙子的温度升高了，
这是因为晃动试管时，试管内的沙子互相摩擦做功，将机械能转化为内能，使沙子的内
能增大。
22．（2021秋•淮安区期末）用砂纸反复摩擦铁丝，或将铁丝放到火焰上烤，均能使其温
度升高，内能 增大 （填“增大”或“减小”）；事实表明 做功 和热传递都可以
改变物体的内能。
【答案】增大；做功。
【解析】解：改变物体内能有两种方式：做功和热传递。用砂纸反复摩擦一根铁丝，可
以使其温度升高，是通过做功的方式使铁丝内能增大的；将铁丝放在火焰上烤，是通过
热传递的方式改变物体内能的；两者在改变物体内能上是等效的。
23．（2021 秋•南京期末）人骑电动自行车下坡时重力势能 减小 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能 不
变 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很
烫，这是通过 做功 的方式改变刹车片的内能。
【答案】减小；不变；做功。
【解析】解：（1）人骑电动自行车下坡时，人和车的质量不变，高度减小，重力势能
减小。
（2）到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人和车没有发生弹性形变，不具有弹
性势能，机械能等于动能和重力势能之和，在水平路面上行驶时，人和车质量不变，速
度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，故动能和重力势能之和不变，机械能不
变。
（3）刹车时车轮和刹车片摩擦生热，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体
的内能。
24．（2021秋•江阴市期末）将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面，用皮塞塞紧，来
回快速拉动缠在金属管外的绳子，可观察到皮塞从管口弹出，如图所示。在此过程中，
绳子对金属管做功，使其温度 升高 ；从而使密闭气体的内能 增加 ；金属管中
的气体体积迅速膨胀，对皮塞做功，气体的内能转化为皮塞的 机械能 。
【答案】升高；增加；机械能。
【解析】解：
来回拉皮绳对金属管做功使其内能增加，金属管温度会升高，内能会增加；因金属管与
管内气体会有温度差，所以金属管会把热量传递给管内气体，乙醚的温度也会升高，乙
醚的内能增加，温度升高；乙醚气体迅速膨胀，于是气体推出皮塞，对塞子做功，最终
气体的内能会转换为塞子的机械能，会看到塞子跳起来。
25．（2021秋•建湖县期末）如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的
按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外 做功 ，燃
气的 内 能转化为盒盖的 机械 能，这与四冲程汽油机的 做功 冲程的能量转化
相同。
【答案】做功；内；机械；做功。
【解析】解：当按动电火花发生器的按钮时，酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，将燃气的
内能转化为盒盖的机械能，燃气的内能减小；
四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。
一十．比热容的概念及其计算26．（2021秋•东台市期末）如图1所示，将热汤放在冷水中，图2反映了两者的温度计变
化。由图可知，0﹣10分钟过程中，热汤内能的变化是 先减小后不变 ，由此图象
不能 （能/不能）判断水的比热容比汤的比热容大，理由是 两者的质量不同 。
【答案】先减小后不变；不能；两者的质量不同。
【解析】解：
（1）由图2可知，在0～10分钟过程中，热汤的温度先降低后不变，所以内能先减小
后不变；
（2）要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，所以在其他物理量不
变的情况下才能比较，而实验中没有控制它们的质量相同，所以热汤和冷水的比热容不
能比较。
一十一．比热容解释简单的自然现象
27．（2021秋•高邮市期末）很多家庭采用“水地暖”取暖，原理是在地面下埋置如图所
示的管道，让热水在管道内循环流动，主要是通过 热传递 的方式增加地面内能。
以水为媒介是因为水的 比热容 较大。
【答案】热传递；比热容。
【解析】解：让热水在管道内循环流动，地面吸收热量，主要是通过热传递的方式增加
地面内能；
由于水的比热容较大，在质量相同、降低的温度△t相同时，由Q放 ＝cmΔt可知，水释
放的热量较多，所以“水地暖”要以水为媒介。
28．（2021秋•江阴市期末）城市中修建人工湖，不但可以美化生活环境，而且能有效调
节其周围环境的气温。这是由于水的 比热容 大，在同样受热或冷却时，温度变化
小 （选填“大”或“小”）的缘故。
【答案】比热容，小。
【解析】解：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，使得昼夜的温差
小，能有效调节周围环境的气温。
一十二．热量的计算29．（2021秋•吴江区期末）如图所示，是水的凝固图像。分析图像发现，AB段比CD段
降温慢，其原因是 水的比热容比冰大 。图像中，B点的内能 大于 （选填“大
于”、“小于”或“等于”）C点内能。若水的质量为500g，水从A点降温到B点，要
放出 2.1×1 0 4 J的热量。[c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】水的比热容比冰大；大于；2.1×104。
【解析】解：
（1）由于水的比热容比冰大，冰和水的质量相等，放出相同的热量时，水的温度下降
得少，所以AB段比CD段降温慢；
（2）BC段是水的凝固过程，该过程放出热量、内能减小，温度不变，所以物体在 B点
时具有的内能大于在C点时的内能；
（3）水从A点降温到B点放出的热量：
Q放 ＝cm（t
0
﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×500×10﹣3kg×（10℃﹣0℃）＝2.1×104J。
30．（2021秋•东台市期末）某同学用图示测量酒精热值，他在烧杯中加入 300g水，调好
安置后，加热使水温升高50℃，水需要吸收的热量为 6.3×1 0 4 J，他测得此过程中消
耗了 6g 酒精，利用酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等。算得酒精热值 q＝
1.05×10 7 J/kg，这个计算结果 小于 （大于/等于/小于）真实值。
【答案】6.3×104；1.05×107；小于。
【解析】解：（1）水的质量m＝300g＝0.3kg，
水吸收的热量：Q吸 ＝cm水 △t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.3kg×50℃＝6.3×104J；
（2）酒精的质量m酒精 ＝6g＝0.006kg，
由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则Q放 ＝Q吸 ＝6.3×104J；酒精热值q酒精 ＝ ＝ ＝1.05×107J/kg；
（3）计算结果比酒精的实际热值q酒精 ＝3.0×107J/kg小得多，原因是：酒精燃烧时不一
定完全燃烧，酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等。
31．（2021秋•建湖县期末）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的 比热容
较大的性质；散热器中装有10kg的水，在温度升高20℃的过程中，水吸收的热量是
8.4×10 5 J，这些热量相当于完全燃烧 0.01 kg的天然气放出的热量[水的比热容c水
＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q＝8.4×107J/kg]。
【答案】比热容，8.4×105J；0.01kg。
【解析】解：汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质；
水吸收的热量Q＝cm△t＝4.2×103J/（Kg•℃）×10kg×20℃＝8.4×105J；
相当于完全燃烧的天然气m＝ ＝ ＝0.01kg。
32．（2021秋•亭湖区期末）如图所示，小明在燃烧皿中放入10g酒精，点燃后对质量为
200g的水加热，充分燃烧后，水温升高30℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），
此过程中水吸收的热量为 2.52×1 0 4 J，水的内能 增大 （增大/减小），该实验计
算得到的酒精热值明显偏小，其原因是 酒精没有完全燃烧或酒精燃烧放出的热量没有
完全被水吸收 。
【答案】2.52×104；增大；酒精没有完全燃烧或酒精燃烧放出的热量没有完全被水吸
收。
【解析】解：
（1）m水 ＝200g＝0.2kg，
水吸收的热量：
Q吸 ＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×30℃＝2.52×104J；
（2）水吸收热量，其温度升高、内能增大；
（3）小明是按下面方法来计算酒精的热值：酒精完全燃烧放出的热量，完全被水吸
收，即Q放 ＝Q吸 ，再利用Q放 ＝mq计算酒精的热值；
实际上酒精不可能完全燃烧，并且酒精完全燃烧放出的热量不能完全被水吸收，所以该
实验计算得到的酒精热值明显偏小。33．（2021秋•江苏期末）体积为0.1m3、热值为2.1×107J/m3的某气体燃料完全燃烧放出的
热量为 2.1×1 0 6 J；若这些热量全部被温度为20℃、质量为10kg的水吸收，则水升高
的温度是 5 0 ℃．[c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【答案】2.1×106；50。
【解析】解：完全燃烧0.1m3某气体放出的热量：
Q放 ＝qV气体 ＝2.1×107J/m3×0.1m3＝2.1×106J；
由Q吸 ＝cm△t＝Q放 ，可得
水温度升高值：△t＝ ＝ ＝50℃。
一十三．热平衡方程的应用
34．（2021 秋•盱眙县期末）质量为 50kg 的水温度从 20℃升高到 50℃吸收的热量是
6.3×10 6 J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需 0.15 kg的煤气。（水的
比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值4.2×107J/kg）。
【答案】6.3×106；0.15。
【解析】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸 ＝cm（t﹣t
0
）
＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）
＝6.3×106J；
（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量：
Q放 ＝Q吸 ＝6.3×106J，
由Q放 ＝mq可得完全燃烧煤气的质量：
m′＝ ＝ ＝0.15kg。
一十四．四冲程内燃机的工作过程
35．（2021秋•泰兴市期末）如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，
图E、F是演示实验的示意图，B图是 压缩 冲程，与它原理相同的是 E 图所示
的演示实验。汽车内某单缸汽油机飞轮转速为 2400r/min，该汽油机每分钟对外做功
20 次。汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的 比热容 大的特性。【答案】压缩；E；20；比热容。
【解析】解：（1）B图中，两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，此冲程将机械能
转化为内能；
（2）E图中，用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，空气的内能增大，温度升高，
达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，这是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将
机械能转化为内能的过程；
F图中，水蒸气膨胀对外做功，将塞子冲出，将内能转化为机械能；
综上所述，与B图原理相同的是E图所示的演示实验；
（3）由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是2400r/min＝40r/s，即每秒钟飞轮转
40圈，完成80个冲程，对外做功20次；
（4）汽油机工作时会产生大量热，是因为冷却液的比热容比较大，由 Q吸 ＝cmΔt可
知，与其它液体相比，在质量和升高温度相同时，冷却液可以吸收更多的热量，降低发
动机的温度。
36．（2021秋•淮安区期末）如图所示，汽油机工作的做功冲程中，内能转化为 机械能
；一辆汽车行驶过程中消耗10kg汽油，这些汽油完全燃烧能放出 4.5×1 0 8 J的热
量。（汽油的热值q＝4.5×107J/kg）
【答案】机械能；4.5×108。
【解析】解：如图所示，汽油机工作的做功冲程中，内能转化为机械能；
10kg汽油完全燃烧释放的热量：Q放 ＝mq＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J。
37．（2021秋•仪征市期末）内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是
工作循环中的 做功 冲程，该冲程的能量转化是将 内 能转化为机械能．【答案】做功；内。
【解析】解：由图可知，两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；此过程中，内能转化
为机械能。
38．（2021秋•镇江期末）图中单缸四冲程汽油机正处在 做功 冲程。该冲程将 内
能转化成机械能，若该汽油机每秒做功15次，则它转速为 180 0 r/min。
【答案】做功；内；1800。
【解析】解：
（1）由图可知，汽油机两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此该冲程是
做功冲程；做功冲程中，高温高压的燃气膨胀做功，推动活塞运动，将燃气的内能转化
为活塞的机械能；
（2）汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次；若该汽油
机每秒做功15次，每分钟对外做功900次，飞轮转1800r。
39．（2021秋•高邮市期末）在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；
丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。汽油机的压缩冲程是将 机械
能转化为 内 能，与压缩冲程原理相同的是图 乙 所示的演示实验；汽油机利用
内能来做功的冲程是图 丙 。若某机动车转速表上显示发动机转速为2400转/min，
则1s内发动机做功 2 0 次。
【答案】机械；内；乙；丙；20。
【解析】解：（1）甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，
体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃
烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；丙图两气
门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能；丁
图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为
内能的过程；与此原理相同的是乙图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是
丙图；
（2）若该汽油机飞轮转速为2400r/min，飞轮转速为40r/s；则该汽油机每秒完成80个
冲程，每秒对外做功20次。
40．（2021秋•江阴市期末）如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于 做功 冲程。若汽
油机工作曲轴转速为1200r/min，此汽油机每秒做功 10 次，每分钟完成 2400
个冲程。
【答案】做功；10；2400。
【解析】解：图中汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以
是做功冲程；
因为四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈，完成4个工作冲程，并对外做功1
次，且该汽油机工作时曲轴转速为1200r/min，所以可知每分钟完成2400个冲程；
1200r/min＝20r/s，即该汽油机的曲轴每秒转20圈，则每秒做功 ×20＝10次。
41．（2021秋•丹阳市期末）在单缸四冲程汽油机工作过程中，实现机械能转化为内能的
是 压缩 冲程，汽油机飞轮转数是2400r/min，该汽油机每秒对外做功 2 0 次。
【答案】压缩；20。
【解析】解：在单缸四冲程汽油机的压缩冲程中，活塞对燃料混合物做功，使燃料混合
物的内能增大，是机械能转化为内能的过程；
飞轮转速是2400r/min＝40r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，对外做功一次，所以，该
汽油机每秒可以对外做功20次。
42．（2021秋•太仓市期末）在汽车行业，“热融紧固”技术得到广泛应用，如图所示，
①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材；②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，
板材局部 熔化 （物态变化名）变软，螺钉尖端仍然坚硬，摩擦生热的能量转化方
式与四冲程汽油机的 压缩 冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材
局部 凝固 （物质变化名）牢牢套住螺钉，利用该技术，铜螺钉可以拧入表格中
铝 物质制作的板材。
物质 熔点/℃铁 1535
铜 1083
铝 660
【答案】熔化；压缩；凝固；铝。
【解析】解：②螺钉尖端与板材表面摩擦生热，板材局部会熔化为液态；摩擦生热的
能量转化方式是通过做功的方式使机械能转化为内能；内燃机的压缩冲程中，机械能转
化为内能，所以内燃机的压缩冲程的能量转化相同；
③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部的温度变低，由液态凝固为固态，牢
牢套住螺钉；
④由表格中的数据可知，铜的熔点为1083℃，而铁的熔点要高于铜的熔点，铝的熔点
低于铜的熔点，所以铜螺钉不能拧入铁物质制作的板材，可以拧入铝物质制作的板材。
一十五．有关热机的计算
43．（2021秋•邗江区期末）如图是演示点火爆炸的实验装置。按动电火花发生器的按
钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。这与四冲程汽油机的 做功 冲程的能量转化相
同。某汽油机功率为36kW，一个循环对外做功800J，则该汽油机1s内有 45 个循
环，对外做功 4 5 次。汽油机工作时会产生大量的热，需要用水进行降温，是通过
热传递 的方式改变汽油机的内能。
【答案】做功；45；45；热传递。
【解析】解：
（1）按动电⽕花发生器的按钮，点燃盒内酒精，酒精燃烧产生的燃⽓对盒盖做功，将
燃⽓的内能转化为盒盖的机械能，燃⽓的内能减⼩；四冲程汽油机的做功冲程就是利⽤
内能来做功的，将内能转化为机械能；
（2）汽油机飞轮功率为 36kW，所以该汽油机1s所做的功为W＝Pt＝36000W×1s＝
36000J，在一个⼯作循环中，飞轮转动两周，4个冲程，对外做功一次，1s做功的次数为n＝ ＝45次，完成45个工作循环；
（3）⽓缸外有一个⽔套，⽓缸被⽔包围着，⽔从⽓缸吸收热量，温度升⾼，⽔的内能
会增⼤，这是通过热传递的⽅式改变⽔的内能。
44．（2021秋•南京期末）一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了
30 次功。汽油机在一段时间内消耗了0.05kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量
2.3×10 6 J，这些热量中的42%被4.6kg水吸收，则水温上升 50 ℃。汽油机用水作
冷却液，是利用水的 比热容 大的特点。[q
汽油
＝4.6×107J/kg，c
水
＝
4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】30；2.3×106；50；比热容。
【解析】解：（1）汽油机飞轮转速是3600r/min＝60r/s，每秒钟飞轮转动60圈，完成
30个工作循环，对外做功30次；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放 ＝mq汽油 ＝0.05kg×4.6×107J/kg＝2.3×106J；
（2）由题意和 ＝ 知，水吸收的热量为：
Q吸 ＝ Q放 ＝42η%×2.3×106J＝9.66×105J；
由Q吸η＝cmΔt得水升高的温度：
Δt＝ ＝ ＝50℃；
（3）由于水的比热容较大，在相同质量和升高温度相同时，水吸收热量较多，故用水
作为冷却液。
45．（2021秋•姑苏区校级期末）神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，通过
做功 （做功/热传递）的方式将机械能转化为内能，这与图 乙 （甲/乙）汽油机的
冲程一致.如果该汽油机飞轮转速是2400r/min，则每分钟燃气对外做功 120 0 次。
【答案】做功；乙；1200。
【解析】解：（1）神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，
将机械能转化为内能，飞船的温度升高；（2）在图甲中的进气门和排气门都关闭，且活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化
为机械能；
图乙中的进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内
能，故图乙符合题意；
在内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次；
飞轮转速为2400r/min，所以每分钟可以完成1200个工作循环，做功1200次。
一十六．燃料的热值及其计算
46．（2021秋•启东市期末）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长
征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空.火箭发射塔下有一个深20米
的水池，可装140吨的水，利用水的 比热容 大，水升温和汽化时可吸收大量的
热，起到保护发射架的作用；火箭的燃料用液态氢，是因为它的 热值 大；飞船在
太空中从远地点向近地点运行，飞船的动能 增大 （选填“增大”、“减
小”或“不变”）。
【答案】比热容；热值；增大。
【解析】解：在酒泉卫星发射中心点火升空.火箭发射塔下有一个深20米的水池，可装
140吨的水，利用水的比热容大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的
作用；
火箭的燃料用液态氢，是因为它的热值大；
飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的质量不变，速度变大，所以动能增大。
47．（2021秋•南京期末）2021年6月份，搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二
运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空。
（1）长征五号B遥二运载火箭是新一代运载火箭，火箭使用的燃料是液态氢，这是利
用液态氢 热值大 的特点。若完全燃烧0.5kg的氢燃料，可放出热量 7×1 0 7 J，
若这些热量有84%被质量为1×103kg的水吸收，水的温度能够上升 14 ℃。【q氢 ＝
1.4×108J/kg、c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）】。
（2）神舟十二号载人飞船返回舱载着三名航天员返回地球，返回舱进入大气层时与空
气剧烈摩擦，通过 做功 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能。返回舱
减速降落的过程中，重力势能 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）热值大；7×107；14；（2）做功；变小。
【解析】解：（1）火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了液态氢燃料的热值大的特点；
0.5kg氢完全燃烧释放出的热量：
Q放 ＝m氢q氢 ＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J；
根据 ＝ 知，水吸收的热量：
Q吸 ＝ η Q放 ＝84%×7×107J＝5.88×107J，
由Q吸η＝cmΔt得加热后水上升的温度：
Δt＝ ＝ ＝14℃。
（2）火箭高速运动过程中，与空气摩擦而温度急剧升高，这是以做功的方式改变火箭
的内能；
返回舱减速降落的过程中，其质量不变，高度减小，所以重力势能变小。
48．（2021秋•镇江期末）如图所示为火箭发射和回收示意图。火箭应该选取热值较 大
的燃料。在其将降落到回收舱时应该向 下 喷火，此过程中火箭的机械能 减小
。
【答案】大；下；减小。
【解析】解：火箭要选用热值大的燃料，原因是完全燃烧相同质量的燃料，热值越大，
燃料放出的热量越多；
火箭降落时，为了减小火箭的速度，应该向下喷火，给火一个向下的力，由于物体间力
的作用是相互的，火给火箭一个向上的力，使火箭减速降落；
此过程中，火箭的质量减小，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能
为动能和势能的和，所以机械能减小。
49．（2021秋•姜堰区期末）完全燃烧0.21m3的天然气放出的热量为 8.4×1 0 6 J，若这
些热量有50%被水吸收，则在标准大气压下可将 12. 5 kg20℃的水烧开．[已知q天然
气
＝4×107J/m3，c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】8.4×106；12.5。
【解析】解：（1）完全燃烧0.21m3的天然气放出的热量：Q放 ＝Vq天然气 ＝
0.21m3×4×107J/m3＝8.4×106J；
（2）水吸收的热量：Q吸 ＝50%Q放 ＝50%×8.4×106J＝4.2×106J；
1个标准大气压下，水的沸点是100℃，由Q吸 ＝cm（t﹣t
0
）可知，水的质量：m＝ ＝
＝12.5kg。
50．（2021秋•邗江区期末）安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利
用。某太阳能热水器内装有质量为100kg、温度为20℃的水，在太阳照射一段时间后，
水温升高到40℃，则水吸收的热量是 8.4×1 0 6 J，这些能量相当于完全燃烧 0.2
m3天然气放出的热量。[c水 ＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气 ＝4.2×107J/m3]
【答案】8.4×106；0.2。
【解析】解：（1）水吸收的热量：
Q吸 ＝c水m（t﹣t
0
）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×106J；
（2）由题知，天然气完全燃烧放出的热量：
Q放 ＝Q吸 ＝8.4×106J，
由Q放 ＝Vq可得，相当于完全燃烧天然气的体积：
V＝ ＝ ＝0.2m3。
51．（2021秋•亭湖区期末）如图所示，我国长征五号B运载火箭成功发射。火箭使用的
燃料是液态氢，这是利用了液态氢 热值大 的特点。火箭高速运动过程中，与空气
摩擦而温度急剧升高，这是以 做功 的方式改变火箭内能。载荷组个体与火箭成功
分离进入预定轨道，当载荷组合体由轨道的远地点向近地点运行时其动能 增大 。
（选填“增大”“减小”或“不变”）
【答案】热值大；做功；增大。
【解析】解：
火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料的热值大的特点；
火箭高速运动过程中，与空气摩擦而温度急剧升高，这是以做功的方式改变火箭的内
能；
载荷组合体由轨道的远地点向近地点运行时，高度减小，重力势能减小，速度变大，动
能变大，重力势能转化为动能。
52．（2021秋•建邺区期末）生活垃圾的热值为3×106J/kg，位于武进区遥观镇的垃圾焚烧
发电厂每天完全燃烧800t生活垃圾，放出热量 2.4×1 0 1 2 J，放出热量的30%用来发电，每天可发电 2×1 0 5 kW•h，放出热量的42%用来加热水供给附近小区，1标准大
气 压 下 ， 每 天 可 将 3×1 0 6 kg 的 水 由 20℃ 恰 好 加 热 至 沸 腾 。 [c 水 ＝
4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】2.4×1012；2×105；3×106。
【解析】解：生活垃圾的质量为：m＝800t＝8×105kg，生活垃圾的热值为：q＝3×106J/
kg，
燃烧放出的热量为：Q放 ＝mq＝8×105kg×3×106J/kg＝2.4×1012J；
放出热量的 30%用来发电，则电能为：W 电 ＝ Q 放 ＝30%×2.4×1012J＝7.2×1011J＝
2×105kW•h；
η
水吸收的热量为：Q吸 ＝ ′Q放 ＝42%×2.4×1012J＝1.008×1012J，
η
由Q吸 ＝cmΔt得，水的质量为：m水 ＝ ＝
＝3×106kg；
