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第十四章 内能的利用
（考试时间：100分钟 试卷满分：100分）
满分培优卷
一、选择题：本题共15个小题，每小题2分，共30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．使用液态氢作为火箭燃料，主要是因为液态氢具有（ ）
A．较小的密度 B．较大的热值
C．较低的沸点 D．较大的比热容
2．下列设备中，没有利用热机的是（ ）
A． 火车 B． 飞机
C． 帆船 D． 摩托车
3．下列说法正确的是（ ）
A．一台单缸汽油机，飞轮每分钟转600转，那么这台汽油机每秒钟内对外做功10次
B．热机的效率可以大于1
C．总的看来，内燃机实现了内能向机械能的转化，但在它的工作过程中，也有机械能转化为内
能的过程
D．燃料的燃烧值要随着燃料的不断燃烧而减小
4．下列现象中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．航天飞行器穿越大气层时表面发热B．冬天用热水袋取暖
C．放爆竹时，爆竹腾空而起D．电灯发出光和热
5．2022年11月29日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F遥十五运载火箭将“神舟十五号”
载人飞船成功发射。如图所示，下列说法正确的是（ ）A．宇航员在太空仍具有惯性
B．科学实验柜由地球运到太空，质量变小
C．火箭燃料的热值随着燃烧的进行而减小
D．飞船与火箭分离前，以火箭为参照物，飞船是运动的
6．下列有关热和能的说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧过程中，是把内能转化为机械能
B．热机做功冲程中，内能转化为机械能
C．热机的效率越高，说明做功越快
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
7．2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星
发射中心点火发射，发射取得圆满成功，陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员入驻天和核心舱、将完成
中国空间站建设工作。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能
B．火箭向下喷出高温高压的燃气，火箭对燃气向下的力大于气体对火箭向上的力
C．火箭向下喷出高温高压的燃气，火箭对燃气向下的力小于气体对火箭向上的力
D．使火箭加速升空的力的施力物体是高温高压的燃气
8．下列说法中，正确的是（ ）
A．钻木取火是通过热传递的方法改变物体内能
B．柴油机的压缩冲程，活塞对气体做功，机械能转化成内能
C．汽车发动机用水做冷却剂，主要是因为水的蒸发吸热从而实现降温
D．沙漠地区的气温比沿海地区变化明显是因为沙石的比热容比水大
9．生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）
A．饭店里的干手器工作时把电能全部转化为机械能B．天然气燃烧放热是把化学能转化为内能
C．电热水壶工作时，内能转化为电能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能
10．下列说法中正确的是（ ）
A．摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程
B．一桶水的比热容和一杯水的比热容不同
C．阳光射入房间内看到尘土飞扬，可以说明分子在不停地做无规则运动
D．用锯条锯木头时锯条发热，锯条的内能增加，木板的内能减少
11．下面是小华同学的物理笔记中的摘录，其中正确的是（ ）
A．物体温度越高，含有的热量越多
B．比热容是物质的一种特性，与质量和热量无关，与种类和状态有关
C．在汽油机的压缩冲程中，将内能转化为机械能
D．燃料的质量和种类决定了燃料热值的大小
12．关于热机，下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入汽缸
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开
D．汽油机在做功冲程中，是把机械能转化为内能
13．小明同学为了比较质量均为200g的水和燃油的吸热能力，利用如图甲所示的实验装置进行实
验，实验中两个酒精灯完全一样，加热10min后每个酒精灯消耗酒精5g（q =3×107J/kg），水
酒精
的比热容为4.2×103J/（kg•℃），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（如图乙）。若单位
时间内水和煤油吸收的热量相等，则下列说法正确的是（ ）
A．煤油的末温比水的高，所以吸热能力更强
B．10min酒精完全燃烧放出的热量为1.5×104JC．20min内煤油吸收的热量为1.26×104J
D．他使用的酒精灯的加热效率为8.4%
14．混合动力汽车具有节能、低排放等优点成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车
启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时，内燃机
启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测
试中，由内燃机提供能量，汽车以某一速度匀速行驶了2.7×104m．用时0.5h，同时蓄电池的电能
增加了2kW•h．若所用燃料的热值是4.5×107J/kg，测试过程中消耗3.4kg的燃料。通过计算可知，
下列结果（ ）
①汽车的速度是45km/h ②汽车牵引力做的功5.4×107J
③燃料完全燃烧放出的热量是1.53×109J ④汽车发动机的效率是40%
A．只有②④正确 B．只有①③正确
C．只有②③正确 D．只有②③④正确
15．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切摩擦，用图甲绕法匀速提升
重为900N的物体时，机械效率为90%。下列判断正确的是（ ）
A．拉力F的大小为450 N
1
B．用图乙绕法匀速提升400N的重物时，机械效率为80%
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法的机械效率更大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F、F做功不相等
1 2
二、填空题：共8题，每空1分,共18分。16．2011年，我国成功发射了“天宫”卫星．点火后燃气向后高速喷出，运载火箭腾空而起，燃气
的 能转化为火箭的 能；运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢具有较大的 ．
17．如图甲所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，给水加热。这是通过 的方式
改变水的内能。加热一段时间后，橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去。其能量转化情况与四冲程
热机 冲程相同。如图乙所示，在测量滑动摩擦力大小的实验中，用弹簧测力计拉着木
块水平向右做 运动，木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小。这里通过测量拉力大
小来间接测出摩擦力大小，运用了 （选填“转换法”或“放大法”）。
18．如图中表示内燃机的两个冲程．从气门的启闭和活塞的运动可以判断甲是 冲程，乙是
冲程．四冲程内燃机工作时，内能转化为机械能的是 冲程，机械能转化为内能的是 冲程．
19．学校举行了“关化我们的校园”实践活动，同学们用砂纸擦除校园周边的“小广告”。擦除过
程中感觉砂纸发热，这是通过 （选填“做功“或”热传递"）改变内能，这个过程中，
能转化为内能。
20．龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，提高了水的 能。水从大坝的上游流下时冲击水
轮机发电，水的能量最终转化为 能。
21．汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水的 大的性质；火箭使用液氢为燃料，这是利用
了液氢的 大的性质．
22．如图所示，面积较大的水池内水深为H，水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体物块，物
块的一半体积浸在水中。现用力将物块缓慢地压入水中直到池底，则从物块刚好浸没水中开始到最
终压在池底的过程中，池中水的能量增加了 。23．全球首款热效率达50%的商业化柴油机已发布，如果应用在汽车上将会节约更多的燃料。假设
某辆柴油机汽车原效率为40%，每年消耗柴油1800kg，换用新的柴油机后，每年可以节约燃油
kg。
三、识图、作图题，每小题2分，共8分。
24．如图所示，甲(a)为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位
置和进气门、排气门的开闭情况，请在图甲(b)中，画出另一个冲程中活塞运动的方向（用“ ”
或“ ”表示）。
25．如图甲所示，这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙中画出做功冲程中活塞和曲轴的
位置和进气门、排气门的开闭情况。
四、实验探究题，每空2分，共24分。
26．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。
他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，
记录结果如表。燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 20 39
菜籽
20 29
油
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初
温相等外，还应控制水的 相等；
（2）实验中燃料燃烧放出的热量，通过 方式使水的内能增大，温度升高；本实验是用
表示煤油和菜籽油放出热的多少；
（3）根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ；
（4）小明同学根据实验数据计算发现结果与书中给出的煤油热值相比 （选填“偏大”或
“偏小”），写出一个可能的原因是 ；
（5）小亮小组实验时发现两杯水都沸腾了，无法比较煤油和菜籽油两种燃料热值的大小，请你写
出一个改进的方法： 。
27．为比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置
完全相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。
（1）组装实验装置时，装置的安装顺序为 （选填“从上到下”或“从下到上”），用
石棉网垫在烧杯下加热的目的是 ；
（2）实验中应该控制烧杯内水的初温、质量相同，还应控制燃料的 相同，燃料燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料1燃烧5min放出的热量
（选填“大于”、“小于”或“等于”）燃料2燃烧15min放出的热量；
（3）假设燃料完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。
五、简答题与计算题，28题4分，29题4分，30题6分，31题6分，共20分。
28．汽油机和柴油机构造及工作过程有什么相同点，不同点？
29．我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车匀速行驶
5.4km，消耗汽油0.3kg，已知汽车发动机的牵引力是1000N，汽油的热值为4.5×107J/kg，试求：
（1）消耗的汽油若完全燃烧，产生的热量为多少J？
（2）发动机的效率是多少？
30．为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了燃气汽车。一辆出租车气罐中充有 的压缩
天然气，天然气的热值为 ，若天然气完全燃烧后产生的热量有30%用于出租车牵引力做
功，出租车行驶过程中受到的平均阻力为 。求：
（1）出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q；
（2）气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s。
31．为响应国家“低碳环保•节能减排”的号召，岳阳市公交集团新上线一批以天然气为燃料的新
型公交汽车，其参数如图所示，某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg，所受阻力为总重
力的0.01倍。在40s的时间内，匀速直线行驶400m，共消耗天然气0.025kg（天然气完全燃烧。其
热值为6.4×107J/kg），针对此次行驶过程，求：[已知 ]
长度：12m，高度：3.2m
客车质量：13000kg，核载人数：75人
最大功率：180kW，最高时速：70km/h
轮胎与地面总接触面积：0.04m2
（1）汽车的功率；
（2）汽车发动机的效率。
