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第十二章 机械能和内能
章节达标检测 考试试卷
一．选择题（共10小题，满分30分，每小题3分）
1．（3分）如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机
哪一个冲程能量转化相同？（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【解答】解：将铁丝快速弯折十余次，对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，此过
程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转
化相同。
故选：B。
2．（3分）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A．冰熔化成水，质量不变，温度不变，比热容不变
B．物体内能增加一定是外界对物体做了功
C．物体温度降低，内能一定减少
D．物体吸收了热量，温度一定升高
【解答】解：A、冰熔化成水的过程中，所含物质的多少没有改变，则质量不变；冰是
晶体，冰熔化成水的过程中，吸收热量，温度保持不变；冰熔化成水，状态发生变化，
所以比热容也发生变化。故A错误；
B、物体内能增加，可能是外界对物体做了功，也可能是发生了热传递。故B错误；
C、同一物体质量不变，温度降低，内能减小。故C正确；
D、晶体熔化过程吸收热量，内能增加，温度不变。故D错误。
故选：C。
3．（3分）如图所示的事例中，属于用做功的方式改变物体内能的是（ ）
A． 放在热汤中的金属汤勺变烫B． 放入电冰箱后的食品变冷
C． 迅速下压活塞，棉花燃烧
D． 将纸锅中的冷水烧开
【解答】解：A、金属勺放入热锅中，是利用热传递的方式改变了勺子的内能，属于热
传递改变物体的内能，故A不符合题意；
B、食品放入冰箱中，由于热传递改变了食品的内能，属于热传递改变物体的内能，故B
不符合题意；
C、活塞压缩空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到棉花燃点后燃烧，
属于做功改变物体的内能，故C符合题意；
D、将纸锅中的冷水烧开是利用热传递的方式增加了水的内能，改变水的温度，属于热
传递改变物体的内能，故D不符合题意；
故选：C。
4．（3分）一个物体在平衡力的作用下，物体的机械能将（ ）
A．不变 B．变小
C．变大 D．以上三种情况都有可能
【解答】解：（1）物体在水平方向上静止或匀速直线运动时，机械能不变；
（2）物体在竖直方向上匀速上升时，动能不变，重力势能增加，机械能增加；
（3）物体在竖直方向上匀速下降时，动能不变，重力势能减小，机械能减小；
综上所述，三种情况都有可能。
故选：D。
5．（3分）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫
近地点，最远的一点叫远地点（如图所示），卫星在太空飞行过程中，不受到任何的阻
力．那么（ ）A．卫星从近地点向远地点运行过程中，机械能变大，动能不变，势能变大
B．卫星从近地点向远地点运行过程中，机械能变小，动能变小，势能变大
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，机械能变大，动能变大，势能变大
D．卫星从近地点向远地点运动过程中，机械能不变，动能变小，势能变大
【解答】解：卫星在运行过程中质量不变，卫星在近地点和地球的相对距离最小，速度
最大，近地点势能最小，动能最大；卫星在远地点和地球的相对距离最大，速度最小，
远地点的势能最大，动能最小。所以，卫星从远地点向近地点运行过程中，势能变小，
动能变大。从近地点向远地点运行过程中势能变大，动能变小。对照选项可知，只有D
的说法正确。
故选：D。
6．（3分）对甲、乙两种物质同时持续加热，其温度随时间变化的图像如图所示。下列说
法正确的是（ ）
A．甲物质的沸点一定比乙物质的沸点高
B．甲物质的比热容比乙物质的比热容小
C．甲、乙两种物质的初温相同
D．在6﹣10min内，甲、乙两种物质吸收热量相等
【解答】解：A、甲乙两种物质不能确定其本身的状态，不知道是晶体的熔化还是液体
的沸腾，故不能确定是熔点还是沸点，故A错误；
B、实验中对甲乙持续加热，由图可知，甲升温高于乙，由于不知道物质的质量大小，
根据Q＝cm△t无法判定比热容的大小，故B错误；
C、由图可知，甲、乙两种物质的初温相同，都为20℃，故C正确；
D、在6﹣10min内加热的时间是相同的，当不知道热源的加热情况，所以无法判定甲、
乙两种物质吸收热量的大小，故D错误。
故选：C。
7．（3分）用相同的酒精灯分别对a、b两种液体加热，根据测得的数据分别描绘出两种液体的温度随时间变化的图象（如图乙），在相同的时间内两种液体吸收的热量相等，
不计热量散失，分别用m 、m 、c 、c 表示两液体的质量和比热容，在给出的四个判断
a b a b
中，下面的组合正确的是（ ）
① m ＝ m ， c ＞ c ② m ＝ m 、 c ＜ c ③ c ＝ c ， m ＜ m ④ c ＝ c ， m ＞ m
a b a b a b a b a b a b a b a b
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【解答】解：已知在相同的时间内两种液体吸收的热量相等，不计热量散失，
（1）若m ＝m ，吸收相同的热量时，由图象可知：a的温度升高幅度大，由c＝
a b
知，a的比热容较小，b的比热容较大，即c＜c，故①错误，②正确；
a b
（2）若c ＝c ，吸收相同的热量时，由图象可知：，a的温度升高幅度大，由m＝
a b
知，a的质量较小，b的质量较大，即m＜m，故③正确，④错误。
a b
故选：C。
8．（3分）如图所示装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质
量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为 t 、t 和t ，且t
甲 乙 丙
＞t ＞t ，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙
A．燃料b放出热量最多
B．液体2吸收的热量最少
C．燃料a的热值比燃料b的大
D．液体1的比热容比液体2的大
【解答】解：
（1）为了比较燃料的热值大小，要用不同的燃料，加热同种液体，让液体的质量相同，
通过温度计的示数高低得出液体吸热多少和燃料燃烧放热多少，进而判断热值大小，则
应选择甲乙两图进行实验；
由题意知甲、乙两实验中液体的初温相等，末温t ＞t ，则△t ＞△t ，
甲 乙 甲 乙由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相同，由公式Q
＝cm△t可知，吸收的热量Q ＞Q ﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
甲 乙
燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量 Q ＞Q ，且燃料的质量相
a b
同，由Q ＝mq可知q＞q，即燃料a的热值比燃料b的大，故A错误，C正确；
放 a b
（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，让液体的质
量相同，通过温度计的示数高低得出升高温度的关系，进而判断两种液体比热容的大小
关系，应选择甲、丙两图进行实验；
甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量均相同，则燃料完全燃烧释放的热量相等，燃料
燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则液体吸收的热量Q ＝Q ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
甲 丙
所以综合前面解答可知，乙图中液体1吸收的热量最少，故B错误；
甲、丙两实验中液体的初温相等，末温t ＞t ，则△t ＞△t ，即△t＞△t，
甲 丙 甲 丙 1 2
因为Q ＝Q ，液体质量m相等，升高的温度△t＞△t，
甲 丙 1 2
所以由c＝ 可知c＜c，即液体1的比热容比液体2的小，故D错误。
1 2
故选：C。
9．（3分）如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是
（ ）
A． 瓶塞飞出 B． 搓手取暖
C． 压缩气体 D． 钻木取火
【解答】解：由图可知，内燃机两气门关闭，活塞下行，是做功冲程，对外做功时，内
能转化为机械能；
A、当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，
内能减少，温度降低，这一过程的能量转化为内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程的能量转化相同。故A正确；
B、搓手取暖是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故B错误；
C、对气体做功，机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故C错误；
D、钻木取火是机械能转化为内能，与图中内燃机工作冲程不同，故D错误；
故选：A。
10．（3分）如图所示，探究热传递过程中，高温物体、低温物体温度变化的特点。将盛
有30℃冷水的小烧杯，放进盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器，测量两杯
水的温度变化。有关说法错误的是（ ）
A．冷水吸收的热量等于热水放出的热量
B．热水温度下降比冷水温度升高得快
C．冷水和热水到达同一温度的时间相同
D．热水的质量可能小于冷水的质量
【解答】解：A、热传递会向外界传递热量，存在热损失，所以热水放出的热量大于冷
水吸收的热量，故A错误。
B、热水从70℃降到40℃，降低了30℃用了400s，冷水从30℃升高到40℃，升高了
10℃也用了400s，所以热水温度下降比冷水温度升高得快，故B正确。
C、400s时，热水和冷水同时到达40℃，所以热水和冷水到达同一温度的时间相同，故
C正确。
D、热水降低的温度△t＝70℃﹣40℃＝30℃，冷水升高的温度△t＝40℃﹣30℃＝
10℃，由公式Q＝cm△t可知，Q、c相同时，m与△t成反比，△t越大m越小，如果不
存在热损失，热水的质量小于冷水的质量，如果热损失比较少，会导致热水质量只变大
一点点，那热水质量还是小于冷水质量，如果热损失很多会导致热水质量变得更大，就
有可能大于冷水的质量，当然也可能刚好等于冷水的质量，故D正确。
故选：A。
二．填空题（共10小题，满分28分）
11．（2分）如图所示，用弹簧测力计拉着木块，沿水平桌面做匀速运动，增大拉力，木
块所受摩擦力 （选填“变大”、“不变”或“变小”），木块的动能
（选填“增大”、“不变”或“减小”）。【解答】解：沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作
用，根据二力平衡的条件可知，拉力大小等于摩擦力的大小；
当拉力增大后，因为木块对桌面的压力大小仍等于重力，没有变化，而且接触面的粗糙
程度也不变，所以摩擦力大小不变；
拉力增大后，由于拉力大于摩擦力，木块将做加速运动，当木块的质量不变时，木块的
动能增大。
故答案为：不变；增大。
12．（3分）小华研究篮球由静止开始自由下落在地板上反弹的高度与哪些因素有关。
（1）他在水平地面上铺一张纸，将篮球表面涂上颜色，使球分别从不同高度处自由下
落，在纸上留下圆斑A、B，如下图所示．球从较高处下落形成的圆斑是图中 （填
“A”或“B”），由此可知重力势能大小与 有关。
（2）请你对影响篮球反弹高度的因素再提出一个合理的猜想： 篮球反弹高度是否与
篮球质量有关 。
【解答】解：（1）从图中A、B的印迹看出，B球的形变大，说明它原有的重力势能大；
在质量相同的情况下，高度越高，重力势能越大；
（2）根据生活经验可知，篮球反弹高度还可能与篮球的质量有关。
故答案为：（1）B；高度；（2）篮球反弹高度是否与篮球质量有关。
13．（3分）某插秧机使用的是四冲程汽油机，如图是汽油机的 冲程，如果该汽油
机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次；某次插秧机消耗汽油
0.21kg，若这些汽油完全燃烧，被46kg、初温为10℃的水全部吸收，则水温升高到
℃。（q ＝4.6×107J/kg、c ＝4.2×103J/（kg•℃））
汽油 水
【解答】解：（1）从图中可以看出，两气门关闭和活塞向下移动的特点，可以判断这
个冲程是做功冲程；
汽油机完成一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转动两周，燃气对外做功一次。
飞轮的转速是3600r/min即60r/s，所以汽油机每秒钟对外做功30次；
（3）汽油完全燃烧放出的热量是：
Q ＝m q ＝0.21kg×4.6×107J/kg＝9.66×106J；
放 油 汽油由题意知水吸收的热量：Q ＝Q ＝9.66×106J；
吸 放
由Q ＝cmΔt得水温升高：
吸
Δt＝ ＝ ≈47.9℃；
升高到的温度：t＝Δt+t＝47.9℃+10℃＝57.9℃。
0
故答案为：做功；30；57.9。
14．（3分）如图所示是汽油机的 冲程，该冲程内能转化成 ，汽油机的转
速为3000r/min，则1min内汽油机对外做功 次。
【解答】解：（1）观察图可知，此时两个气门都关闭，活塞由上向下运动，气缸内气
体膨胀，故该冲程是做功冲程，该过程将内能转化为机械能；
（2）汽油机转速为3000r/min，说明每分钟飞轮转过3000转，完成 ＝1500个工
作循环，对外做功1500次。
故答案为：做功；机械能；1500。
15．（2分）（2分）如图所示，将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球（球上有一直小
孔）套在铁架台的金属杆上面．现将小球提到A处后松手，小球的高度随时间变化的情
况如图乙所示．则小球从开始下落到最后静止的过程中， （选填
“0”、“t”、“t”、“t”或“t”下同）时刻的机械能最大， 时刻的动能
1 2 3 4
最大．
【解答】解：A、在0～t 过程中，小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断
3减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡是t 时刻，即加速度减为零时，速度达到最
1
大，t 、t 三个时刻，由于能量的损失，总的机械能在减小，所以，开始的 0时刻机械
2 3
能最大；
在t 、t 、t 三个时刻，由于能量的损失，t 时刻的速度最大，所以小球的动能在t 时
1 2 3 1 1
刻最大。
故答案为：0；t。
1
16．（3分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料及烧杯内的液体质量也
相同。比较不同物质的比热容，应选择 两图的装置进行实验；比较不同燃料热
值的实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料 （选填“燃烧相同时间”或“充分
燃烧完毕”），然后通过观察升高的温度来比较两种燃料热值大小，实验过程是通过
方式使液体内能增加的。
【解答】解：（1）比较不同物质的比热容即比较吸热能力不同，应选择燃料相同、而
相同质量的不同物质作为吸热物质，故选用甲、丙两图的装置进行实验；
（2）比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，需等待燃料充分燃烧，通过观察温
度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小；
（3）液体吸收热量，是铜热传递的方式改变内能的大小的。
故答案为：甲、丙；充分燃烧；热传递。
17．（3分）如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小
球滚下过程中 能转化为动能。从 A点到B点的运动过程中，小球的速度
（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的 力。
【解答】解：小球从斜面上由静止滚下，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，
速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；
在粗糙水平面滚动的过程中，小球由于受到摩擦力的作用，速度越来越小。
故答案为：重力势；变小；摩擦。18．（4分）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
（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
冲程相同；③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动，板材局部 （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 物质制作的板材。
物质 熔点/℃
铁 1535
铜 1083
铝 660
【解答】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，由液态变为凝固为固态，
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，所以铜螺钉不能拧铁物质制作的板材，可以拧铝物质制作的板材。
故答案为：熔化；压缩；凝固；铝。
19．（3分）如图所示，将摆球从A点静止释放。摆球从A点运动到最低点O的过程中时，
它的 能主要转化为 能；摆球向右摆动到达最高处B点，B点的高度小于
A点的高度，原因是 。
【解答】解：将摆球从A点静止释放，摆球从A点运动到最低点O的过程中时，高度变
小，质量不变，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能；
实际在摆动过程中，小球和空气之间存在摩擦，一部分机械能转化为内能，使得机械能变小，B与A点的速度为零，动能为零，B点的重力势能要小于A点的重力势能，所以B
点的高度比A点要低。
故答案为：重力势；动；小球和空气之间存在摩擦，一部分机械能转化为内能，使得机
械能变小。
20．（2分）如图是冰的熔化图象，冰在熔化过程中内能 （增大/减小/不变），假
设整个过程中单位时间内吸收的热量恒定，冰的质量为100g，则冰熔化过程中吸收的热
量为 J。
【解答】解：（1）冰在熔化时吸收热量、内能增大，但温度不变；
（2）冰熔化时间为：t＝15min﹣5min＝10min；
冰化水，状态变化、质量不变，m ＝m ＝100g＝0.1kg，
水 冰
从15min到20min，水吸收的热量：
Q ＝c m （t﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（5℃﹣0℃）＝2.1×103J，
吸水 水 水 0
因为整个过程中单位时间内吸收的热量恒定，冰熔化时间等于水吸热时间的2倍，
所以冰熔化吸热：
Q ＝2Q ＝2×2.1×103J＝4.2×103J。
熔化 吸水
故答案为：增大；4.2×103。
三．计算题（共2小题，满分18分，每小题9分）
21．（9分）无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可称之为轮式移动机器人，主要依靠车内
以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示为某款无人驾驶汽车，该车
以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km，消耗汽油1.2kg。假设燃油完全
燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（已知：汽油的密度为
0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）
（1）该汽车消耗汽油的体积是多少m3？
（2）该汽车发动机做的有用功。
（3）该汽车的输出功率。
【解答】解：（1）已知消耗汽油的质量m＝1.2kg，汽油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，则消耗汽油的体积为：V＝ ＝ ＝1.5×10﹣3m3；
（2）消耗的汽油完全燃烧放出的热量为：Q ＝qm＝4.5×107J/kg×1.2kg＝
放
5.4×107J，
则该汽车发动机做的有用功为：W＝Q η＝5.4×107J×30%＝1.62×107J；
放
（3）汽车行驶的速度v＝72km/h＝20m/s，行驶的路程s＝8km＝8000m，
则行驶的时间为：t＝ ＝ ＝400s，
该汽车的输出功率为：P＝ ＝ ＝4.05×104W。
答：（1）该汽车消耗汽油的体积是1.5×10﹣3m3；
（2）该汽车发动机做的有用功为1.62×107J；
（3）该汽车的输出功率为4.05×104W。
22．（9分）油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工
作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电已知某型号油电混合动力汽车所用的
动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了
0.5h。行驶过程中所受阻力大小为900N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的
10%，内燃机消耗汽油2.5kg。（汽油的热值q ＝4.6×107J/kg）求：
油
（1）2.5kg燃油完全燃烧放出的热量；
（2）该过程中汽车牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。
【解答】解：（1）燃油完全燃烧放出的热量为：
Q＝mq ＝4.6×107J/kg×2.5kg＝1.15×108J；
油
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以牵引力与阻力是一对平衡力，F＝f＝900N；
通过的路程为：s＝vt＝80km/h×0.5h＝40km＝4×104m，
汽车行驶中牵引力所做的功为：
W＝Fs＝900N×4×104m＝3.6×107J；
（3）蓄电池增加的电能：W′＝1.0×108J×10%＝1.0×107J，
汽车内燃机的效率为：η＝ ×100%＝ ×100%＝40%。
答：（1）该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出1.15×108J热量；
（2）该汽车行驶中牵引力做功3.6×107J；
（3）该汽车内燃机的效率是40%。
四．实验探究题（共3小题，满分15分，每小题5分）
23．（5分）如图某小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一
斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后静止。（1）小球的动能大小是通 （小球所处的高度/木块移动的距离）来反映的．这
种物理研究方法称 。
（2）分析比 两次实验，可得到结论：质量相同的物体，速度 ，动能越大．
若实验中木块重力1N，水平移动距离30cm，则此时重力对木块做 J.
（3）若用上述实验器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材 。
A．质量不同的木块
B．倾斜程度不同的斜面
C．粗糙程度不同的水平面
【解答】解：（1）小球的动能大小是通过木块被撞击后移动的距离大小来反映的，这
属于转换法的应用；
（2）探究动能大小与速度的关系时，需要控制质量相同，小球滚下的高度不同，需要
对比甲、乙两次实验，根据实验可知，小球滚下的高度越高，速度越大，动能越大；
若实验中木块重力1N，水平移动距离30cm，此过程中，木块没有在重力的方向上通过
距离，所以重力对木块做功0J；
（3）探究阻力对物体运动的影响，需要比较钢球在不同表面上运动的距离，据此可知
必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面，故C正确。
故答案为：（1）木块移动的距离；转换法；（2）甲、乙；越大；0；（3）C。
24．（3分）为了比较水和沙子吸热本领的大小，小敏做了如图所示的实验：在两个相同
的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实
验数据记录如表：
质量/g 升温10℃所需时 升温20℃所需时 升温30℃所需时
间/s 间/s 间/s
沙子 30 64 89 124
水 30 96 163 220
（1）在此实验中用 表示水和沙子吸热的多少；
（2）分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热
量 （选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， （选填“水”或“沙子”）
升高的温度更高。【解答】解：（1）实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的
热量就多，因此实验中用吸热时间表示水和沙子吸热的多少。
（2）因为质量相同的水和沙子，升高相同温度，水的比热容大于沙子的比热容，根据
吸收热量的计算公式Q＝cm△t知，水吸收的热量大于沙子吸收的热量；
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，水的比热容大于沙子的比热容，根
据吸收热量的计算公式Q＝cm△t可知，沙子的温度变化的大。
故答案为：（1）加热时间；（2）大于；（3）沙子。
25．（7分）小文同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的
热值大小关系。
加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 2 32 34 3 38
9 6
乙杯水温/℃ 25 26 2 28 29 3 31
7 0
他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温
度。
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定 的位置，
再调整固定的 位置。（选填“A”或“B”）
（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的
初温、水的 。
（3）通过表中记录的数据，你认为加热相同时间甲装置吸收热量 （选填“大
于”、“等于”或“小于”）乙装置吸收的热量：理由是 。
（4）小文同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及酒精灯中燃料的质量。并由记录
的数据，利用公式
Q ＝cm△t计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你
吸
认为他的计算结果可靠吗？ 。理由是 。【解答】解：（1）为了利用加热装置的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定
下面B的位置，然后再调整A的位置，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；
（2）为了保证实验的可靠性，需要控制酒精灯的加热时间和水的初温、水的质量相同；
（3）分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的多，即甲装置燃烧产生的热量多，所以
其热值大；
（4）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的
热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠；
故答案为：（1）B；A；（2）质量；（3）大于；甲杯中水温升高的多；（4）不可靠；
燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
五．综合能力题（共1小题，满分9分，每小题9分）
26．（9分）阅读下面短文并回答问题
混合动力汽车
图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃
机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，
既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、
蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%
停止供电。测试人员驾驶该车在平直公路上以 50km/h的速度匀速行驶1h，观察仪表盘，
发现这段时间内燃机消耗燃油10kg，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的
80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。
（燃油热值q＝4.0×107J/kg）
电机 输出最大功率/kW 40电池 输出电压/V 300
最大容量/J 1.0×108
整车 质量/t 1
（1）该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，如图所示是汽油机的
冲程，若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功 次；车辆在转弯时，左前转向
灯L 和左后转向灯L 同时发光，同时熄灭，则它们的连接方式是 ，依据是
1 2
。
（2）下列说法正确的是 。
A．蓄电池充电时化学能转化为电能
B．汽车消耗的电能最终全部转化为机械能
C．行驶过程中轮胎会发热是因为发动机将热量传递给了它
D．测试过程中汽车行驶时的牵引力大小为2000N
（3）“吨百公里能耗”是衡量新能源汽车的一项重要指标。“J/（100km•t）”是指车
辆消耗的能量与行驶路程和车辆总质量乘积的比值。则该车在测试过程中的吨百公里能
耗为 J/（100km•t），汽车的能量利用率为 。
（4）在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。
①该车在电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶 km。
②该车所能达到的最大速度为 km/h。
【解答】解：（1）由图可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程；
已知飞轮转速为2400r/min＝40r/s，说明飞轮1s转动40周；四冲程汽油机飞轮转动2
周，燃料对外做功一次，所以1s汽油机对外做 ＝20次；
车辆在转弯时，左前转向灯L 和左后转向灯L 同时发光，同时熄灭，当一个灯泡不亮，
1 2
另一个灯泡还会继续亮，它们互不影响，是并联；
（2）A、蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能，故A错误；
B、汽车消耗的电能转化为内能、机械能，故B错误；
C、行驶过程中轮胎会发热是因为轮胎克服摩擦力做功将机械能转化为内能，故C错误；
D、测试过程中汽车的速度为50km/h，由图知此时的摩擦力为2000N，因为匀速运动牵
引力和摩擦力是平衡力，大小相等，所以牵引力大小为2000N，故D正确；
（3）由题意知，测试人员驾驶该车在平直公路上以 50km/h的速度匀速行驶1h，内燃机
消耗燃油10kg，则100km消耗20kg，则吨百公里能耗为： ＝ ＝8×108J/（100km•t）；
由图乙知当车的速度为50km/h时的阻力为2000N，
因为车匀速行驶，
所以F＝f＝2000N，
汽车做的功为：
W ＝Fs＝2000N×50×103m＝108J，
机械
储存的电能为：
W ＝（80%﹣30%）×1.0×108＝5×107J，
电
汽车的能量利用率是：
η＝ ＝ ×100%＝37.5%；
（4）①由图乙知蓄该车行驶时所受阻力f和车速v成正比例，当车速为50km/h时阻力
为2000N，所以当车速为25km/h时阻力为1000N，
当只用蓄电池提供动力且电能全部转化为机械能时获得的机械能即牵引力做的功：
W ′＝（1﹣20%）Q ＝80%×1.0×108J＝8×107J，
机械 总
根据W＝Fs知该车在电池充满电的情况下以25km/h最多可行驶的路程为：
s′＝ ＝ ＝80000m＝80km；
②根据P＝Fv知当输出功率最大时Fv的乘积为40kW＝40000W，
由图乙知蓄该车行驶时所受阻力 f 和车速 v 成正比例，当车速为 50km/h 时阻力为
2000N，
所以f＝ v＝144Ns/mv，
所以P＝Fv＝fv＝144Ns/mv2，
最大速度为：
v ＝ ＝ ＝ m/s＝60km/h，所以该车所能达到的最大速度为
max
60km/h。
故答案为：（1）做功；20；并联；一个灯泡不亮，另一灯泡还会继续亮，它们互不影
响；（2）D；（3）8×108；37.5%；（4）①80；②60。
