2020-2021學(xué)年九年級(jí)物理全冊(cè)第14章內(nèi)能及其利用單元達(dá)標(biāo)檢測(cè)試卷含解析新人教版

第14章《內(nèi)能及其利用》單元達(dá)標(biāo)精品檢測(cè)試卷

說(shuō)明：本試卷滿分100分，考試時(shí)間90分鐘

一、選擇題(12個(gè)小題，每小題3分，共36分)

1.小李家使用的燃?xì)鉄崴?，?0kg的水從20℃加熱到45°b的天然氣。已知水的比熱容

為4.2義10號(hào)/(kg℃),天然氣的熱值為4X10'J/m：則下列與該過(guò)程有關(guān)的計(jì)算結(jié)果和分

析正確的是()

A.水吸收的熱量與水的末溫成正比B.水吸收的熱量是3.15X10)

C.熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率是52.5%D.熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)

【答案】C

【解析】A.由QQCBI(t-to)知L水吸收的熱量與水的質(zhì)量和升高的溫度成正比，故A錯(cuò)

誤；

B.將30kg的水從20℃加熱到45℃,水吸收的熱量：

Qw=cm(t-to)=4.2X10)/(kg℃)X30kgX(45℃-20℃)=3.15X106J,故B錯(cuò)誤；

376

C.天然氣完全燃燒放出熱量：Q,a=VX4X10J/m=6X10J,

熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率：n=Q?/Q?X100%=52.5%,故C正確；

D.熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率與環(huán)境溫度有關(guān)，因?yàn)榄h(huán)境溫度越低，加熱的時(shí)間越長(zhǎng)，其散失

的熱量越多，則熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率越低，故D錯(cuò)誤。

2.下列數(shù)據(jù)中，最接近生活實(shí)際的是()

A.一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為37℃

C.正常人Imin的脈搏數(shù)約為200次D.小汽車內(nèi)的汽油機(jī)效率可以達(dá)到95%

【答案】B.

【解析】首先對(duì)題目中涉及的物理量有個(gè)初步的了解，對(duì)于選項(xiàng)中的單位，可根據(jù)需要進(jìn)行

相應(yīng)的換算或轉(zhuǎn)換，排除與生活實(shí)際相差較遠(yuǎn)的選項(xiàng)，找出符合生活實(shí)際的答案.

A.一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點(diǎn)為0℃,故A錯(cuò)誤；

B.人正常步行的速度在4km/h=4X—1—m/s=l.lm/s左右.故B正確；

3.6

C.人的脈搏在每分鐘60次多一點(diǎn)，與每分鐘70次接近，故C錯(cuò)誤;

D.汽油機(jī)的效率在30%左右，絕達(dá)不到95%,因?yàn)榭朔Σ痢⑽矚鈳ё咴S多內(nèi)能，故D錯(cuò)誤.

3.某品牌無(wú)人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9km,用時(shí)5min45s,消耗燃油1.5kg,

已知汽車的牽引力是2000N,燃油的熱值為4.6Xl（Tj/kg,假設(shè)燃油完全燃燒。通過(guò)計(jì)算可

知，下列結(jié)果正確的是（）

①汽車行駛速度是20km/h②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是6.9X107J

③汽車牽引力做功的功率是30kW④汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是20%

A.只有①和②B.只有②和③C.只有①和④D.只有②和④

【答案】D

【解析】（1）已知汽車行駛的時(shí)間和路程，利用速度公式即可求解；

（2）根據(jù)Qjs=mq可求熱量;

（3）根據(jù)車受到的阻力為車重的0.1倍求得車受到的阻力，因?yàn)閯蛩傩旭偅誀恳Φ?/p>

于阻力，利用W=Fs可求得該汽車牽引力所做的功，再利用P=比求功率；

t

（4）根據(jù)燃油密度和體積求得其質(zhì)量，利用Q=mq可求得消耗的總能量，再利用效率公式求

出該汽車的效率。

①汽車的行駛速度：

1n

v=—=-------'純-----=72km/h,故①錯(cuò)誤；

t（5X60+45）X-^—h

3600

（2）消耗的燃油完全燃燒放出的熱量：

Q般=mq=l.5kgX4.6X10J/kg=6.9X10'J,故②正確；

（3）因?yàn)閯蛩傩旭偅云囀艿降臓恳Γ篎=f=2X103N,

該汽車牽引力所做的功：

W=Fs=2X103NX6.9X10m=l.38X107J,

該汽車牽引力所做功的功率：

7

p=W-=L38X1Q_J=4000QW=40kW,故③錯(cuò)誤；

t5X60+45s

（4）汽車消耗燃油的產(chǎn)生的熱量：

Q放=mq=l.5kgX4.6X10'J/kg=6.9X10J,

該汽車的效率：

7

n38X10Jx100%=20%,故④正確。

Q放6.9X107J

4.2018年4月2日，天宮一號(hào)圓滿完成預(yù)定任務(wù)后返回地球。8.5t重的天宮一號(hào)，在100km

左右的高空以約22倍音速再入大氣層。其中部分器件在大氣層中與大氣層摩擦燒蝕銷毀。

最后大約L5t殘骸墜入南太平洋。在這個(gè)過(guò)程中，天宮一號(hào)的部分機(jī)械能（）

A.通過(guò)熱傳遞轉(zhuǎn)化為大氣的內(nèi)能B.通過(guò)重力做功轉(zhuǎn)化為大氣的內(nèi)能

C.通過(guò)摩擦做功轉(zhuǎn)化為大氣的內(nèi)能D.通過(guò)重力做功轉(zhuǎn)化為殘骸的內(nèi)能

【答案】D

【解析】改變內(nèi)能的方法有兩個(gè)：做功和熱傳遞，據(jù)此分析。

天宮一號(hào)在100km左右的高空以約22倍音速再入大氣層時(shí)，高度減小，重力勢(shì)能減小，克

服與大氣的摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。故D正確。

5.隨著人們生活水平的不斷提高，汽車作為常用的交通工具逐步進(jìn)入尋常百姓家，下列說(shuō)

法中正確的是（）

A.車輪的表面刻有凹凸不平的花紋是為了增大摩擦

B.安全帶可以減小緊急剎車時(shí)汽車的慣性

C.普通遙控車鑰匙是利用紫外線來(lái)傳遞相關(guān)信息的

D.四沖程汽油機(jī)的壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

【答案】A.

【解析】（1）根據(jù)增大摩擦的方法分析此選項(xiàng).

（2）司機(jī)系安全帶其目的是防止慣性帶來(lái)的傷害.

（3）遙控器是利用紅外線進(jìn)行遙控的.

（4）四沖程汽油機(jī)工作時(shí)，有吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，有兩個(gè)沖程存在能量轉(zhuǎn)

化，壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能..

A.車輪的表面刻有凹凸不平的花紋，這是在壓力不變的情況下，通過(guò)增大接觸面的粗糙程

度來(lái)增大摩擦的，故本選項(xiàng)正確.

B.安全帶可以防止緊急剎車時(shí)由于慣性造成的傷害，不能減小緊急剎車時(shí)汽車的慣性，故

本選項(xiàng)錯(cuò)誤.

C.普通遙控車鑰匙的遙控器是利用紅外線進(jìn)行遙控的，故本選項(xiàng)錯(cuò)誤.

D.汽油機(jī)工作時(shí)，壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程通過(guò)燃?xì)馀蛎涀龉Π褍?nèi)能轉(zhuǎn)化

為機(jī)械能，故本選項(xiàng)錯(cuò)誤.

6.四沖程柴油機(jī)工作過(guò)程中，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

【答案】D

【解析】(1)壓縮沖程：活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為燃料混合物的內(nèi)能；

做功沖程：燃料燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動(dòng)活塞做功，內(nèi)能在轉(zhuǎn)化

為機(jī)械能。

(2)做功沖程使汽車獲得動(dòng)力。

(3)排氣沖程排出汽車的尾氣。

(4)吸氣沖程吸入氣缸的只有空氣。

7.如圖是內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的一個(gè)沖程，它是()

A.壓縮沖程，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能B.壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

C.做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能D.做功沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

【答案】C

【解析】圖中的氣門關(guān)閉，活塞下行，并且電火花打火，這是做功沖程的特點(diǎn)；在做功沖程

中，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

8.如圖所示，是汽油機(jī)工作時(shí)的四個(gè)沖程，其中屬于做功沖程的是（）

【答案】C.

【解析】解決此題要知道內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程,

判斷沖程名稱可用口訣：“先看氣門開關(guān)情，再看活塞上下行；開下吸氣開上排，關(guān)上壓縮

關(guān)下功.”進(jìn)行分析.

A.進(jìn)氣門開啟，氣體流入汽缸，是吸氣沖程；不符合題意；

B.兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，不符合題意；

C.兩氣門都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程，符合題意；

D.排氣門開啟，氣體流出汽缸，是排氣沖程；不符合題意.

9.某品牌無(wú)人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9km,用時(shí)5min45s,消耗燃油1.5kg,

已知汽車的牽引力是2000N,燃油的熱值為4.6X10，J/kg,假設(shè)燃油完全燃燒。通過(guò)計(jì)算可

知，下列結(jié)果正確的是（）

①汽車行駛速度是20km/h②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是6.9X107J

③汽車牽引力做功的功率是30kW④汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是20%

A.只有①和②B.只有②和③C.只有①和④D.只有②和④

【答案】D

【解析】已知汽車行駛的時(shí)間和路程，利用速度公式即可求解；根據(jù)Q『&=mq可求熱量；

根據(jù)車受到的阻力為車重的0.1倍求得車受到的阻力，因?yàn)閯蛩傩旭?，所以牽引力等于阻力?/p>

利用2Fs可求得該汽車牽引力所做的功，再利用P=W求功率；根據(jù)燃油密度和體積求得其

t

質(zhì)量，利用Q=mq可求得消耗的總能量，再利用效率公式求出該汽車的效率。

(1)汽車的行駛速度：

白巨=-------Ml?_——=72km/h,故①錯(cuò)誤；

t(5X60+45)X-^—h

3600

(2)消耗的燃油完全燃燒放出的熱量：

Qtt=mq=l.5kgX4.6X10J/kg=6.9X10J,故②正確；

(3)因?yàn)閯蛩傩旭偅云囀艿降臓恳Γ篎=f-2X103N,

該汽車牽引力所做的功：

W=Fs=2X103NX6.9X10m=1.38X10),

該汽車牽引力所做功的功率：

p=W.=l.38x1oJ=4000QW=40kw,故③錯(cuò)誤；

t5X60+45s

(4)汽車消耗燃油的產(chǎn)生的熱量：

Q般=mq=l.5kgX4.6X10?J/kg=6.9X107J,

該汽車的效率：

7

n=-^-=L38x10Jxioo%=2O%,故④正確。

Q放6.9X1Q7J

10.根據(jù)能量守恒定律，下列情形可能發(fā)生的是()

A.隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和提高，永動(dòng)機(jī)是可以制成的

B.兩個(gè)斜面相對(duì)連接，小球從左斜面滾下后沖上右斜面

C.電水壺里的水沸騰后斷電，水的沸騰卻一直持續(xù)下去

D.出槍膛的子彈射穿木板后，以更快的速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)

【答案】B

【解析】A.永動(dòng)機(jī)違反了能量的轉(zhuǎn)化與守恒，不可能實(shí)現(xiàn)，故A錯(cuò)誤；

B.兩個(gè)斜面相對(duì)接，小球從左斜面滾下后，由于具有動(dòng)能，會(huì)繼續(xù)沖上右斜面，故B正確;

C.在電水壺的使用過(guò)程中，消耗了電能，而水的溫度升高，內(nèi)能增加，斷電后，水不再吸收

熱量，水的沸騰會(huì)停止，故C錯(cuò)誤;

D.子彈射穿木板的情景，子彈高速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明子彈具有動(dòng)能，由于摩擦生熱會(huì)使動(dòng)能減小,

它的速度減慢，故D錯(cuò)誤。

11.生活中能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例很多，下列描述中正確的是()

A.摩擦生熱是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B.燃料燃燒放熱是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把水送到高處是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D.摩擦起電是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

【答案】C

【解析】A.摩擦生熱是克服摩擦做功，摩擦過(guò)程中，消耗了機(jī)械能，內(nèi)能增大，把機(jī)械能轉(zhuǎn)

化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；

B.燃料燃燒放熱是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；

C.電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵把水送到高處是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確；

D.摩擦起電是消耗了機(jī)械能，獲得了電能，故是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。

12.能量的轉(zhuǎn)化是自然界普遍的現(xiàn)象.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)錯(cuò)誤的是()

水果電池光合作用鉆木取火電磁感應(yīng)

A.水果電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.光合作用是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.鉆木取火是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

【答案】D

【解析】A.水果電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

B.光合作用是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.鉆木取火是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

二、填空題（10個(gè)小題，每空1分，共25分）

13.用天然氣燒水，水燒開后，壺蓋不斷向上跳動(dòng)，此過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機(jī)

的—沖程的能量轉(zhuǎn)化相同；若天然氣完全燃燒放出的熱量有50%被水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

下把5kg的水從20℃加熱至沸騰，需完全燃燒m：'天然氣。（c水=4.2X1O\J/（kg?℃）,q

天然氣=4X10'J/m'1）

【答案】做功;0.084,

【解析】（1）水燒開以后，水蒸氣膨脹對(duì)壺蓋做功，把壺蓋頂起來(lái)，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為

壺蓋的機(jī)械能。這與汽油機(jī)的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同，在汽油機(jī)的做功沖程中，是將燃?xì)?/p>

的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能；

（2）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃,即水的末溫為100℃,

水吸收的熱量為:

Q*m*At=4.2X10：lJ/(kg?℃)X5kgX(100℃-20℃)=1.68X10‘J。

Q吸

由n#>=50%得天然氣完全燃燒放出的熱量:

Q放

Q"QBB」.68X106J

=3.36X106J,

50%

由Qa=Vq得天然氣的體積:

VQ蝕3.36乂10叮3

V氣一一7Q0

。天然氣4X10,J/n）J

14.如圖所示，用酒精燈給水加熱一段時(shí)間后，觀察到軟木塞沖出試管口。

（1）軟木塞沖出試管口，說(shuō)明力能改變物體的—。

（2）此過(guò)程中，水蒸氣減少的內(nèi)能（選填“大于”、“等于”或“小于”）軟木塞增

加的機(jī)械能，這與熱機(jī)的沖程相似。

【答案】（1）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；（2）大于；做功。

【解析】(1)軟木塞沖出試管口，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，說(shuō)明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

(2)水蒸氣對(duì)軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能減小，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能，由

于存在熱量的散失，故水蒸氣減少的內(nèi)能大于軟木塞增加的機(jī)械能；該過(guò)程與熱機(jī)的做功沖

程能量轉(zhuǎn)化相同。

15.我國(guó)在南海進(jìn)行的可燃冰試采獲得成功.可燃冰是一種固態(tài)晶體，在常溫壓下會(huì)迅

速—(填物態(tài)變化)為氣態(tài).它的熱值約為L(zhǎng)4X10打/m：',2n?的可燃冰完全燃燒后可

放出J的熱量，若這些熱量60%被水吸收，可以將kg的水從加熱到100℃.

(C*=4.2X103J/(kg?℃))

【答案】升華；2.8X10'°；4X104.

【解析】物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過(guò)程叫做升華，升華吸熱：知道可燃冰的質(zhì)量和熱值,

根據(jù)Q放=叫求出完全燃燒釋放熱量的計(jì)算，根據(jù)1=吃義100%求出水吸收的熱量，再根據(jù)

Q放

Q?=cm(t-t0)求出加熱水的質(zhì)量.

(1)可燃冰在常溫壓下會(huì)迅速變?yōu)闅鈶B(tài)，此過(guò)程為升華過(guò)程；

(2)2m-的可燃冰完全燃燒釋放的熱量：

30：,IO

Qffi=Vq=2mX1.4X10'J/m=2.8X10J,

Q吸

由-X100%可得，水吸收的熱量：

Q放

,0

Q吸=nQ?[=60%X2.8X10J=l.68X10'°J,

由Q貯cm(t-t0)可得，加熱水的質(zhì)量：

Q吸1.68X1010J...”，

m=-7-----r-=----------z---------------------------=4X10kg.

c(t-to)4.2X103J/(kg'Dx(lOOlC-OlC)

16.菜油最適宜的烹飪溫度在150℃至180℃℃加熱到170℃,天然氣燃燒釋放出的熱量有

60%被菜油吸收.則菜油吸收了J熱量，燃燒了n?的天然氣.(取c?=2.0X10:1J/

(kg?℃),天然氣的熱值為4X10,J/n?)

【答案】6X103；2.5X10'.

【解析】本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、燃料燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，因條件已給出，難

度不大.

知道菜油的質(zhì)量、比熱容和菜油的初溫和末溫,利用吸熱公式求菜油吸收的熱量;知道效率,

利用效率公式可以求出天然氣放出的熱量，根據(jù)公式Q=Vq求出體積.菜油吸收的熱量：

Q?=c(t-to)=2X103J/(kg?℃)XO.02kgX(170℃-20℃)=6000J；

天然氣燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸收，則天然氣放出的熱量為：

Q放=￡見=6000J=iooooj；

ri60%

由Q=Vq得天然氣的體積為：

V=5?1=_1Q00QJ__^2,5X10m3.

73

q4X10J/ro

17.在熱機(jī)的四個(gè)沖程中，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是—沖程。汽油機(jī)工作時(shí)要產(chǎn)生大量的

熱，通常采用水循環(huán)將熱帶走，這是利用水—的特性。

【答案】壓縮；比熱容大。

【解析】(1)在熱機(jī)的四個(gè)沖程中，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是壓縮沖程；

(2)汽車的散熱器可用水做冷卻劑，是因?yàn)樗谋葻崛荼容^大，在升高相同的溫度時(shí)可以

吸收更多的熱量，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度。

18.天然氣熱水器將40kg的水由22℃加熱到42℃水的內(nèi)能增加了—J,水的內(nèi)能增加是

通過(guò)—方式實(shí)現(xiàn)的，若天然氣燃燒放出的熱量有84%被水吸收，需要消耗一kg的天然氣。

已知c水=4.2X10"j/(kg,℃),q天然氣=4X10'J/kg。

【答案】3.36X106；熱傳遞；0.1,

【解析】(1)水吸收的熱量:

Q?=cmAt=4.2X10：lJ/(kg?℃)X40kgX(42℃-22℃)=3.36X106J；

(2)水從火吸收熱量，內(nèi)能增加、溫度升高，是利用熱傳遞改變水的內(nèi)能;

(3)由n=&眩得，天然氣完全燃燒放出的熱量:

Q放

魚=史也四=4xlM,

Q放84%

由Q肝mq得，需要天然氣的質(zhì)量:

q4xlO/J/kg

19.新農(nóng)村建設(shè)中正在大力推廣使用瓶裝液化氣.如果每瓶裝10kg液化氣，液化氣的熱值

?4.2X107J/kg,則每瓶液化氣全部完全燃燒放出的熱量是J,若放出的熱量有40%被

水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可把kg的水從20℃加熱至沸騰.[c水=4.2Xl()3j/(kg.。。)].

【答案】4.2X108；500.

【解析】(1)整瓶液化氣完全燃燒釋放熱量：

Qte=mq=10kgX4.2X10'J/kg=4.2X10bJ,

(2)由題知，水吸收的熱量：

Q貯Q族X40%=4.2X10SJX40%=1.68X108J,

由Q貯c水m水(t-to)得水的質(zhì)量：

Q吸1.68X108J

m水二----7-----「--------------------------------------二500kg.

C水(t-t。)4.2X103J/(kg-r)X(100lC-20r)

℃至180℃℃加熱到170℃,天然氣燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸收。則菜油.吸收了

J熱量，燃燒了m3的天然氣。(取c^=2.0X103J?(k,g?℃),,天然氣的

熱值為4X101/m3)

【答案】6X103,2.5X10'

【解析】Q.?=cmAt=2.0X103J?(k.g?1X0.02kgX(170℃-20℃)=6X103J；

天然氣燃燒放出熱量Q?=Q=6X1O3J/6O%=1O'J；

又Q?=qV得：V=Qa/q=lO'j/4X107J/m3=2.5X10m3.

21.我國(guó)海域可燃冰(天然氣水合物)試采已經(jīng)成功，實(shí)現(xiàn)了歷史性突破?？扇急植加谏詈?/p>

沉積物或陸域永久凍土中，是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì),燃燒后

僅會(huì)生成少量的二氧化碳和水。根據(jù)測(cè)算，1立方米可燃冰可以分解釋放出160立方米以上的

天然氣。完全燃燒5立方米可燃冰產(chǎn)生的熱量至少為(天然氣熱值為3.2Xl()7j/m3)o

試寫出可燃冰具備的兩條優(yōu)點(diǎn)、。

【答案】2.56X101°J；熱值大；污染小。

【解析】由題意知I：1立方米可燃冰可以分解釋放出160立方米以上的天然氣，完全燃燒5

立方米可燃冰即V=800m3的天然氣，天然氣熱值為q=3.2X107J/m3,產(chǎn)生的熱量為

Q=Vq=800n^X3.2X107J/nP=2.56X1010J-.由題意和通過(guò)計(jì)算說(shuō)明可燃冰的優(yōu)點(diǎn)是熱值大、

污染小、儲(chǔ)備豐富等。

22.汽油機(jī)作為汽車的“心臟”，在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈地燃

燒，將—能轉(zhuǎn)化成—能，一輛汽車一年行駛?cè)f(wàn)公里，消耗汽油2t,這些汽油完全燃

燒放出J的熱量.（q汽油=4.6X107J/kg）

【答案】化學(xué)；內(nèi)；9.2X1O10.

【解析】（1）內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，壓縮沖程結(jié)束

時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈地燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，其中壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)

化成內(nèi)能；

a7

（2）2t汽油完全燃燒要放出的熱量：Qtt=mq=2X10kgX4.6X10J/kg=9.2X1O'°J.

三、分析簡(jiǎn)答題（2個(gè)小題，每題4分，共8分）

23.某校師生在學(xué)習(xí)了能量的轉(zhuǎn)化與守恒以后，組織興趣小組調(diào)查學(xué)校幾種爐灶的能量利用

效率。他們發(fā)現(xiàn)學(xué)校的一個(gè)老式鍋爐燒水時(shí)，經(jīng)常冒出大量的黑煙，且燒水時(shí)鍋爐周圍的溫

度很高，鍋爐的效率很低。

（1）請(qǐng)你根據(jù)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象分析此鍋爐效率低的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

（2）要減少煙氣帶走的熱量，可以采用什么辦法？

【答案】（1）鍋爐效率低的原因：

①鍋爐冒出大量的黑煙，說(shuō)明煤燃燒不完全；

②鍋爐周圍的溫度很高，說(shuō)明鍋爐向周圍散失的熱量太多。

（2）改進(jìn)措施：盡量使燃料燃燒充分；利用煙氣攜帶的熱量對(duì)其他的水進(jìn)行預(yù)加熱，綜合

利用內(nèi)能。

【解析】在當(dāng)今的低耗、高效的形式下，鍋爐效率低是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。在本題中，師

生通過(guò)共同調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)了鍋爐效率低的主要原因表現(xiàn)癥狀：經(jīng)常冒出大量的黑煙；鍋爐

周圍的溫度很高。針對(duì)這兩種表現(xiàn)，通過(guò)分析，揭示其效率低的原因：燃燒問(wèn)題和散熱問(wèn)題。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，如何解決問(wèn)題呢？煙氣帶走熱量，是普遍存在的問(wèn)題，讓同學(xué)們提出

解決方案，滲透、融合了情感態(tài)度價(jià)值觀的教育，可謂是一箭雙雕。

24.請(qǐng)閱讀下面的介紹，回答相關(guān)問(wèn)題。

焦耳是一位偉大的物理學(xué)家，他成功地發(fā)現(xiàn)了焦耳定律，測(cè)出了熱功當(dāng)量……。但他在探索

科學(xué)真理的道路上，也走過(guò)彎路。年輕的時(shí)候，焦耳也和許多人一樣設(shè)想能制作出一種“永

動(dòng)機(jī)”一一不需要給它提供任何動(dòng)力（即不消耗任何能源）就能自動(dòng)工作起來(lái)的機(jī)械裝置。

他曾通宵達(dá)旦地冥思苦想，不斷地設(shè)計(jì)、制作，但沒有一次是成功的。接連的失敗引起了焦

耳的深思，他沒有像有些人那樣“執(zhí)迷不悟”，而是反思原來(lái)的設(shè)想，重新確定新的探究課

題。經(jīng)過(guò)不懈地努力，他終于在新的研究領(lǐng)域中取得了成功，發(fā)現(xiàn)了科學(xué)真理。

（1）“永動(dòng)機(jī)”制造一直失敗的原因是：它違背了。

（2）你從焦耳科學(xué)探究的歷程中得到的啟示是：

【答案】（1）能量守恒定律（2）科學(xué)探究要善于思考，認(rèn)清方向，經(jīng)常反思，不懈努力。

【解析】解決此類問(wèn)題，首先要靜下心來(lái)讀題，先粗讀，知道題目敘述的概況；后精讀，分

析有關(guān)題目的內(nèi)容和特征。然后提取相關(guān)信息，排出干擾因素，弄清物理情景、物理過(guò)程，

建立物理模型，找出物理規(guī)律。最后應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解答題目中的問(wèn)題。

四、計(jì)算題（2個(gè)小題，每題9分，共18分）

25.某款新型電動(dòng)轎車，每充電一次，鋰離子電池儲(chǔ)存的能量為50kW?h,可供該車連續(xù)行

駛300km,其最高車速可達(dá)120km/ho

（1）電動(dòng)轎車的頂部向上凸起，當(dāng)它高速行駛時(shí)，車頂?shù)臍鈮罕溶嚨椎臍鈮骸?/p>

（2）若該車以108km/h的速度勻速行駛lOmin,通過(guò)的路程是多少？

（3）該車連續(xù)行駛100km消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒多少升柴油產(chǎn)生的熱量。（q果池

=4.3X10,J/kg,P栗油=0.85X10,kg/n?,計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)

【答案】（1）小;

（2）該車以108km/h的速度勻速行駛lOmin,通過(guò)的路程為18km：

(3)該車連續(xù)行駛100km消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒1.65L柴油產(chǎn)生的熱量。

【解析】依據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來(lái)分析解答：流體流速越大的位置，其壓強(qiáng)越??；知道

汽車速度和行駛時(shí)間，利用s=vt求汽車行駛的距離；根據(jù)題意求出該車連續(xù)行駛100km消

耗的電能，再根據(jù)Q方W=mq求出相當(dāng)于完全燃燒柴油的質(zhì)量，最后根據(jù)P=q求出相當(dāng)于完

V

全燃燒柴油的體積。

(1)轎車的形狀上面凸起、下面平直，車高速行駛時(shí)帶動(dòng)空氣流動(dòng)，車的上方空氣流速快、

壓強(qiáng)小，車的下方空氣流速慢、壓強(qiáng)大；

(2)根據(jù)丫=且可知,

t

該車以108km/h的速度勻速行駛lOmin,通過(guò)的路程為：s=vt=108km/hX12h=18km；

60

(3)由題意有,行駛100km消耗的電能:

67

w=100kinx50kWh--52kW?h=^2.X3.6X10J=6X10J,

300km33

依題意有，QJFW,

由Qw=mq可得，完全燃燒柴油的質(zhì)量：

『%6X107J』4kg,

q4.3X107J/kg

由p=@可得，完全燃燒柴油的體積：

V

V=JL=------L4kg-----1.65X10%3=1.65L。

P0.85X103kg/m3

26.在“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，用酒精燈給燒杯中的水加熱，燒杯中盛有

20℃、質(zhì)量為100g的水，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱至沸騰，假如完全燃燒酒精3g。［水的

比熱容為4.2義10打/(1^?℃),酒精的熱值為3.0X10'J/kg］求：

(1)水吸收的熱量是多少？

(2)此過(guò)程中酒精燈燒水的熱效率。

(3)科學(xué)研究表明：1g100℃的水汽化成同溫度的水蒸汽需要吸收2.26Xl()3j的熱量。水

開始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現(xiàn)象，同時(shí)發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)量減少了5g,求此過(guò)程水汽化成水蒸氣所

吸收的熱量。

【答案】（1）水吸收的熱量是3.36X1O'J；

（2）酒精燈燒水的熱效率是37.3%；

（3）5g,100C的水汽化成同溫度的水蒸汽需要吸收的熱量是1.13X10）。

【解析】（1）一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃,即需將水加熱至100℃,

水吸收的熱量：

Q?=cm（t-to）=4.2X101/（kg?℃）X0.IkgX（100℃-20℃）=3.36X10」J；

（2）3g酒精完全燃燒釋放的熱量：

Q?=mq=3X10'3kgX3.OX107J/kg=9X10'j；

酒精燈燒水的熱效率：

4

nioo%=36X1qJx100%sk37>3%.

Q放9XIO4J

（3）lgl00℃的水汽化成同溫度的水蒸汽需要吸收2.26X103J的熱量，則5gl00℃的水汽

化成同溫度的水蒸汽需要吸收的熱量：

Q=5gX2.26X103J/g=l.13X1O'J?

五、綜合素養(yǎng)題（2個(gè)小題，27題6分、28題7分，共13分）

27.開發(fā)新能源，共創(chuàng)碧水藍(lán)天。太陽(yáng)能等新型能源的開發(fā)和利用是解決社會(huì)發(fā)展的能源危

機(jī)、環(huán)境污染的必由之路。如圖13所示，是世界上最大的太陽(yáng)能飛機(jī)，重達(dá)2.3噸，該飛

機(jī)機(jī)身和機(jī)翼均采用極輕的碳纖維材料，機(jī)翼上安裝有高效太陽(yáng)能電池板，能提供65kW的

最大功率，該飛機(jī)的最大飛行速度為40km/h?假設(shè)飛機(jī)停在水平地面時(shí)輪與地面的總接觸

面積為01〃22，g取10N/kg,求：

圖13

(1)飛機(jī)停在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)大小。

(2)當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持60kW,并以108km/h的速度水平勻速飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽

引力大小。

(3)若飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)保持60kW的輸出功率勻速飛行l(wèi)h,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量為多大？這些能量

相當(dāng)于多少升的航空燃油完全燃燒時(shí)釋放的能量？(航空燃油的熱值取4xIO,//心，密度

取0.75X。&/疝)

【答案】見解析。

310N4

【解析】（1）F=G=mg=2.3x10kgx/kg=2.3x10N

F2.3X104N

5

p=—=___2_._3__x__10pa

S0.1m2

⑵由p=FV,得F=§=6'1。尸=2*BN

「V30m/s

（3）w=pt=6x104wx3600s=2.16x108J

QW2.16X108J

q=7=43FWki=54kg

、，m5.4kg

=7.2x10-3m3=7.2L（1分）