專題 07 內能與能量的轉化和守恒-2022-2023學年九年級科學上學期期末培優(yōu)沖刺（浙教版）（解析版）

07內能與能量的轉化和守恒一、內能1．（2020九上·鄞州月考）質量、初溫均相同的甲、乙兩物體，將甲投入一杯熱水中，達熱平衡后水溫降低5℃，將甲取出，接著把乙投入這杯水中，達熱平衡后水溫又降低5℃，下列說法正確的是（）A．C甲>C乙 B．C甲<C乙 C．C甲=C乙 D．無法確定【答案】B【解析】由題可知，甲、乙兩物體分別放入水中達到熱平衡時，水溫都是降低5℃，

根據Q=cm△t可知，兩物體吸收的熱量相同。

達到熱平衡時，甲物體升高的溫度：△t甲=t水-5℃-t0，乙物體升高的溫度：△t乙=t水-10℃-t0，

可見△t甲＞△t乙，根據c=Q2．（2019九上·杭州期中）初溫相等、質量相等的鐵塊和鋁塊(C鋁>C鐵)，吸收了相等的熱量后相互接觸，則()A．會發(fā)生熱傳遞，熱從鐵塊傳給鋁塊B．不會發(fā)生熱傳遞C．會發(fā)生熱傳遞，熱從鋁塊傳給鐵塊D．條件不足，無法判斷【答案】A【解析】根據△t=Qcm可知，吸收相同的熱量時，質量相同的不同物質，比熱容越大的，溫度升高的越小。因為C鋁>C鐵，所以升高的溫度△t鋁<△t鐵。兩塊金屬的初溫相同，

根據公式t=t0+△t可知，鋁塊的終末溫度低于鐵塊的終末溫度。3．（2017九上·浙江月考）為了比較甲、乙兩種液體的比熱容，小紅進行了如下的實驗：用兩個完全相同的酒精燈，同時給質量和初溫都相同的甲、乙兩種液體加熱，其他條件相同；分別記錄加熱的時間和對應的溫度，根據記錄的數(shù)據作出了兩種液體的溫度隨時間變化的圖像，如圖所示。下列結論中錯誤的是（）A．要使甲、乙升高相同的溫度，應給乙加熱更長的時間，這說明乙的吸熱能力強B．加熱相同的時間時，甲升高的溫度高一些，則甲的比熱容比乙小C．加熱相同的時間時，甲升高的溫度高一些，則甲吸收的熱量多一些D．若已知甲的比熱容是1.8×103J/（kg?℃），則乙的比熱容是2.4×103J/（kg?℃）【答案】C【解析】A、由圖示圖象可知，甲和乙升高相同的溫度，如都升高30℃，溫度升到40℃，甲需要的時間是3min，乙需要的時間是4min，乙需要更長的加熱時間，乙吸收更多的熱量，這說明了乙的吸熱能力強一些，故A正確；B、加熱相同的時間時，甲、乙吸收的熱量相等，甲升高的溫度高一些，說明甲的吸熱能力小，甲的比熱容較小，故B正確；

C、用兩個完全相同的酒精燈對液體加熱，在相等時間內液體吸收的熱量相等，故C錯誤；

D、由圖示圖象可知，用相同的酒精燈加熱4min，甲和乙吸收的熱量就是相同的，△t甲=50℃-10℃=40℃，△t乙=40℃-10℃=30℃，由Q吸=cm（t-t0）得：c甲m△t甲=c乙m△t乙，乙的比熱容c乙=40℃/30℃×1.8×103J/（kg?℃）=2.4×103J/（kg?℃），故D正確；故選：C4．（2022九上·杭州期中）婚禮上常用的禮花噴射器結構如圖，氣罐內有高壓氣閥與紙筒相連。使用時轉動紙筒打開氣閥，氣體將紙筒內的禮花快速噴向遠處，對該過程分析正確的是（）A．罐內氣體的熱能增大B．氣罐內壁溫度降低C．罐內氣體通過熱傳遞方式改變了其內能D．該過程能量轉化方式與汽油機壓縮沖程相同【答案】B【解析】在噴出禮花的過程中，罐內的壓縮空氣對禮花做功，空氣內能轉化為禮花的機械能，則罐內氣體內能減少，氣罐內壁溫度降低，故A、C錯誤，B正確；

汽油機做功沖程是將內能轉化為機械能，汽油機壓縮沖程是將機械能轉化為內能，而氣體將紙筒內的禮花快速噴向遠處時，是將內能轉化為機械能，所以與汽油機的做功沖程能量轉化方式相同，故D錯誤。故選B。5．（2022九上·杭州期中）下列關于溫度、熱量和內能的說法，正確的是（）A．兩物體發(fā)生熱傳遞時，高溫物體將溫度傳遞給低溫物體B．在相同溫度下，1kg的水比1kg的冰含有的熱量多C．物體溫度升高，內能增加，一定是通過從外界吸收熱量達到的D．冰熔化成水的過程中，溫度不變，但內能增大【答案】D【解析】A.兩物體發(fā)生熱傳遞時，高溫物體將熱量傳遞給低溫物體，故A錯誤；

B.在相同溫度下，1kg的水比1kg的冰含有的內能多，故B錯誤；

C.物體溫度升高，內能增加，可能是通過從外界吸收熱量達到的，也可能是外界對物體做功，故C錯誤；

D.冰熔化成水的過程中不斷吸熱，溫度不變，但內能增大，故D正確。故選D。6．如圖a所示，甲、乙兩個相同的燒杯裝有等質量的水，分別接入加熱器1和加熱器2進行加熱，不計熱量損失，得到圖b所示的水溫與加熱時間的關系圖，則下列說法正確的是（）A．若吸收相同的熱量，則甲杯的水升溫比乙杯的多B．加熱器1的實際功率小于加熱器2的實際功率C．加熱器1的電阻小于加熱器2的電阻D．加熱相同的時間，甲、乙杯吸收的熱量是相等的【答案】C【解析】A.甲和乙兩個燒杯內水的質量相等，二者吸收相同的熱量，根據Q=cm△t可知，二者升高的溫度相等，故A錯誤；

B.根據b圖可知，兩杯水都升高到40℃時吸收相同的熱量，甲用2min，而乙用3min。根據W=Pt可知，加熱器1的實際功率大于加熱器2的實際功率，故B錯誤；

C.根據公式R=U2P7．（2021九上·奉化期末）如圖是四沖程汽油機的工作示意圖，下列說法錯誤的是()A．汽油機工作時各沖程的順序依次為：丁、甲、丙、乙B．除了丙沖程以外，其他沖程均靠飛輪的慣性完成C．甲沖程中能量的轉化：內能轉化為機械能D．無論怎樣改進汽油機，汽油機的效率也無法達到100%【答案】C【解析】A.甲：兩個氣門關閉，活塞向上運動，為壓縮沖程；乙：排氣門打開，為排氣沖程；丙：兩個氣門關閉，活塞向下運動，為做功沖程；?。哼M氣門打開，為吸氣沖程，則順序為：丁、甲、丙、乙，故A正確不合題意；

B.除了做功沖程丙獲得能量，其它的沖程依靠飛輪的慣性完成，故B正確不合題意；

C.甲壓縮沖程中，將燃氣的機械能轉化為內能，故C錯誤符合題意；

D.無論增益改進汽油機，肯定會有能量的損失，則效率不能達到100%，故D正確不合題意。故選C。8．（2021九上·蕭山月考）如圖各實驗現(xiàn)象的分析中，不正確的是（）A．甲圖中，瓶蓋起跳后瓶口出現(xiàn)白霧說明氣體對外做功后內能減少、溫度降低B．乙圖中，紙盒被撞擊后移動的距離越大說明撞擊時鐵球具有的動能越大C．丙圖中，滾擺的上下運動表明動能和彈性勢能可以相互轉化D．丁圖中，迅速下壓活塞，筒內空氣溫度升高是由于活塞壓縮空氣做功，空氣內能增加【答案】C【解析】A.甲圖中，瓶蓋起跳后瓶口出現(xiàn)白霧說明氣體對外做功后內能減少、溫度降低，故A正確不合題意；

B.乙圖中，紙盒被撞擊后移動的距離越大，說明撞擊時鐵球具有的動能越大，故B正確不合題意；

C.丙圖中，滾擺的上下運動表明動能和重力勢能可以相互轉化，故C錯誤符合題意；

D.丁圖中，迅速下壓活塞，筒內空氣溫度升高是由于活塞壓縮空氣做功，空氣內能增加，故D正確不合題意。故選C。9．（2021九上·拱墅期末）小樂用可樂瓶制作水火箭，先在瓶里裝適量水，然后將帶有閥門的金屬管插入瓶塞，旋緊瓶塞后用打氣筒往瓶里打足氣，如圖甲所示；打開閥門后，水從尾部的金屬管向下噴出，水火箭豎直向上飛向空中，如圖乙所示。下列分析正確的是（）A．上升過程中，噴出的水對水火箭有向下的推力B．上升過程中，水火箭瓶內氣體的內能減少C．上升過程中，水火箭的重力勢能轉化為動能D．下降過程中，水火箭的機械能逐漸增大【答案】B【解析】A.上升過程中，水火箭向下噴水，對水施加向下的推力，同時水對水火箭產生向上的推力，故A錯誤；

B.上升過程中，水火箭內的氣體推動水向下做功，則氣體的內能減小，故B正確；

C.上升過程中，水火箭的高度增大，重力勢能增大；速度增大，則動能增大，因此它的動能不是由重力勢能轉化而來，故C錯誤；

D.下降過程中，水火箭的機械能會不斷轉化為空氣的內能，因此機械能逐漸減小，故D錯誤。故選B。10．（2020九上·溫州開學考）高溫期間，將冰塊放入到容器內，置于教室中，可適當降低室內溫度。（1）教室內體溫恒定的學生，體內的產熱量散熱量(選填“大于”、“等于”或“小于”)（2）整個過程中除冰塊的熔化外，也能起到降溫作用的物態(tài)變化是。（3）若在絕熱的密閉容器中給0℃的冰加熱。剛開始冰慢慢熔化成水，但溫度保持在0℃；等冰全部熔化成水后，溫度逐漸升高。實驗獲得如下近似數(shù)據：實驗次數(shù)1234冰的質量(克)100100200200冰熔化為水的最終溫度(℃)040X加熱時間(分鐘)57.51020請推測表格中的X的數(shù)據為℃。(注：絕熱是指體系與環(huán)境不存在熱量交換)【答案】（1）等于（2）水的蒸發(fā)(或汽化)（3）8【解析】（1）教室內體溫恒定的學生，體內的產熱量等于散熱量；

（2）整個過程中除冰塊的熔化外，也能起到降溫作用的物態(tài)變化是水的蒸發(fā)(或汽化)。

（3）將①和②比較可知，100g的水升高4℃的加熱時間為：7.5min-5min=2.5min；

將③和④比較可知，200g的水升高x℃的加熱時間為：20min-10min=10min。

根據公式Q=cm△t可知，

Q1Q2=cm111．（2020九上·杭州月考）用活塞式打氣筒為自行車輪胎打氣的過程中,會發(fā)現(xiàn)氣筒的簡壁發(fā)熱。筒壁發(fā)熱現(xiàn)象的產生，有兩個方面的原因：a、打氣過程中活塞與筒壁之間不斷地克服摩擦做功使筒壁的內能增加、溫度升高：b、打氣時活塞壓縮氣體做功使氣體的內能增加，升溫的氣體通過熱傳遞使筒壁溫度升高，針對哪一個是主要原因問題，小明設計了如下實驗：先測出打氣前筒壁的溫度為t0，再將打氣筒不與輪胎相連空打氣適量的n次后測出筒壁溫度為t1，待筒壁溫度恢復t0后，再將打氣筒與輪胎相連,在相同的時間內打相同的n次后測出筒壁溫度為t2。你認為t2t1（“>”、“<”、“=”），原因是：；若想要說明b是主要原因的實驗結果應該是：。A.t2?t0>t1?t0B.t2?t1>t1?t0C.t2?t1<t1?t0【答案】>；t1:第一次只有摩擦來增加內能，t2:第二次還有壓縮氣體來增加的內能；B【解析】我認為t2>t1，原因是：t1:第一次只有摩擦來增加內能，t2:第二次還有壓縮氣體來增加的內能；若想要說明b是主要原因的實驗結果應該是：t2?t1???????>t1?t0。12．（2020九上·溫嶺期末）如圖甲裝置所示，探究“做功改變物體內能”，該裝置由圓底燒瓶、溫度傳感器、橡皮塞、橡皮管、打氣簡等組成。向圓底燒瓶內注入適量酒精，使用打氣簡向燒瓶內打氣，根據傳感器數(shù)據采集電腦處理得到如圖乙所示圖像。．（1）描述打氣簡打氣5秒后出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象；（2）有同學認為，圖乙中BC段對應發(fā)生情況與熱機中做功沖程相似，請說出相似處：；（3）在用本裝置進行實驗時能否去掉瓶內的酒精和水，請判斷并說明理由：?！敬鸢浮浚?）瓶塞跳出，瓶口出現(xiàn)白氣，溫度傳感器的示數(shù)減?。?）將氣體的內能轉化為機械能（3）借助水或酒精的蒸汽液化來反應瓶內溫度的變化【解析】（1）描述打氣簡打氣5秒后出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象：瓶塞跳出，瓶口出現(xiàn)白氣，溫度傳感器的示數(shù)減小。

（2）有同學認為，圖乙中BC段對應發(fā)生情況與熱機中做功沖程相似，相似處：將氣體的內能轉化為機械能；

（3）在用本裝置進行實驗時不能去掉瓶內的酒精和水，理由：借助水或酒精的蒸汽液化來反應瓶內溫度的變化。13．小明家新買來一臺容積為80L的天然氣熱水器。小明學習了熱效率的知識后，嘗試估測該熱水器的熱效率，他把“進水量”設置為40L，“出水溫度”設置為40℃后，開始加熱。當水溫達到40℃時，自動停止加熱。已知當時自來水的溫度是20℃，加熱前天然氣表的示數(shù)為129.96m3，停止加熱后變?yōu)?30.06m3。天然氣的熱值q天然氣＝4.2×107J/m3，水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，1L＝10－3m3。求：（1）水箱中水的質量。（2）水箱中水吸收的熱量。（3）該熱水器的熱效率?！敬鸢浮浚?）水的體積V＝40L＝40×10－3m3＝4×10－2m3，根據ρ＝mV得，水的質量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4×10－2m3（2）水吸收的熱量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃－20℃)＝3.36×106J。（3）消耗天然氣的體積V＝V2－V1＝130.06m3－129.96m3＝0.1m3，天然氣完全燃燒放出的熱量Q放＝Vq天然氣＝0.1m3×4.2×107J/m3＝4.2×106J，該熱水器的熱效率η＝Q吸Q放【解析】（1）根據公式m＝ρV計算水箱中水的質量即可；

（2）根據公式Q吸＝c水m(t－t0)計算水吸收的熱量；

（3）首先根據V＝V2－V1計算出消耗天然氣的體積，再根據Q放＝Vq天然氣計算出天然氣燃燒放出的熱量，最后根據η=Q二、熱量14．（2021九上·鎮(zhèn)海期末）如圖所示，用相同的加熱裝置對a、b、c三種物質加熱，它們的溫度隨時間變化的圖象，其中a、c質量相同。下列對圖象的分析正確的是（）A．t1﹣t2時間內物質a的溫度不變，所以內能不變B．如果a、b是同種物質，b的質量大于a的質量C．溫度從T1升高到T2時，物質a和物質b吸收的熱量相等D．物質b的比熱容大于物質c的比熱容【答案】B【解析】根據圖像可知，t1~t2時間內物質a的溫度不變，但是由于不斷吸熱，所以內能增大，故A錯誤；

a、b為同種物質，則比熱容相等；當加熱時間都為t1時，二者吸收的熱量相同，此時升高的溫度b小于a。根據Q=cm△t可知，升高的溫度與物體質量成反比，即b的質量大于a，故B正確；

根據圖像可知，從從T1升高到T2時，a用的時間小于b的時間，即物質a吸收的熱量小于b，故C錯誤；

根據圖像可知，同樣升高到T1，b用的時間比c小，即b吸收的熱量小于c，而二者質量相等。根據Q=cm△t可知，吸收的熱量與比熱容成正比，即b的比熱容小于c，故D錯誤。故選B。15．（2021九上·金華期中）關于溫度、熱量、內能、比熱、燃燒值等，以下說法正確的是（）①物體的內能增大時，一定要從周圍吸熱②熱量可能從內能大的物體向內能小的物體轉移③物體的溫度越高，所含的熱量越多④地球上的物體都具有內能⑤一杯汽油倒去一半，剩余汽油的密度和比熱容不變，質量和燃燒值減?、尬矬w溫度升高時，分子運動速度加快，所以該物體的動能增大⑦一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，內能增大⑧一個物體吸收熱量，溫度一定升高⑨一個物體溫度升高，它不一定吸收熱量A．④⑤⑥⑨ B．②④⑦⑨ C．①③⑥⑧ D．②④⑤⑥【答案】B【解析】①物體的內能增大時，可能是從周圍吸熱，也可能是外界對物體做功，故①錯誤；

②熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體轉移，如果內能大的物體同時溫度高，那么熱量就從內能大的向內能小的轉移，故②正確；

③物體的溫度越高，所含的內能越大，而熱量是過程量，只能說“吸收”或“放出”，故③錯誤；

④地球上的物體都具有內能，故④正確；

⑤一杯汽油倒去一半，剩余汽油的密度、比熱容和燃燒值不變，質量減小，故⑤錯誤；

⑥物體溫度升高時，分子運動速度加快，所以該物體的內能增大，故⑥錯誤；

⑦一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，雖然溫度不變但是吸收了熱量，因此內能增大，故⑦正確；

⑧一個物體吸收熱量，溫度不一定升高，例如水沸騰是吸熱，但溫度不變，故⑧錯誤；

⑨一個物體溫度升高，它不一定吸收熱量，還可能是外界對物體做功，故⑨正確。

那么正確的是②④⑦⑨。故選B。16．為解決日益加劇的溫室效應等問題，科學家正在研究建立如下圖所示的二氧化碳新循環(huán)體系：上述關系圖能反映的觀點或思想有（）①化學變化中元素種類是守恒的②燃燒時化學能可以轉化為熱能和光能③二氧化碳也是一種重要的資源④無機物和有機物可以相互轉化A．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①②③④【答案】D【解析】①化學變化中元素種類是守恒的，正確；②燃燒時化學能可以轉化為熱能和光能，正確；③由轉化圖可知，二氧化碳也是一種重要的資源，正確；④由流程圖可知，無機物和有機物可以相互轉化，正確；故選D。17．目前有一種倍受關注的噴氣飛行背包（如圖），人背上后能通過該設備獲得動力，實現(xiàn)人類自由單人飛翔的夢想。（1）該背包燃料為汽油，汽油燃燒將能轉化為內能，一部分對人和飛行背包做功，還有部分散失到空氣中，這些內能卻無法再被利用來對人和飛行背包做功，說明能量的轉移和轉化具有。（2）某次飛行過程中消耗10千克汽油，這些汽油完全燃燒放出的熱量為焦。(q汽油=4.6×107焦/千克)【答案】（1）化學；方向性（2）4.6×108【解析】（1）該背包燃料為汽油，汽油燃燒將化學能轉化為內能，一部分對人和飛行背包做功，還有部分散失到空氣中，這些內能卻無法再被利用來對人和飛行背包做功，說明能量的轉移和轉化具有方向性。（2）汽油完全燃燒放出的熱量：Q=qm=4.6×107焦/千克×10千克=4.6×108J。18．（2022九上·越城期末）如圖甲為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內達到起飛速度，圖乙為汔油機的工作沖程。（1）圖甲中兩個滑輪的作用是（2）蒸汽彈射裝置工作時，氣缸內蒸汽體積膨脹，對外做功，內能(選填“增大”、“減小“或“不變")。同時推動活塞，使艦載機獲得巨大的動能。（3）蒸汽彈射裝置工作時的能量轉化與圖乙中的圖(選填字母)所示沖程相同。【答案】（1）改變力的方向（2）減?。?）C【解析】（1）根據圖甲可知，兩個滑輪都固定不動，為定滑輪，作用是改變力的方向。

（2）蒸汽彈射裝置工作時，氣缸內蒸汽體積膨脹，對外做功，內能減小。

（3）蒸汽彈射裝置工作時，將蒸汽的內能轉化為飛機的機械能。

A.進氣門打開，為吸氣沖程，沒有能量轉化，故A不合題意；

B.兩個氣門關閉，活塞向上運動，為壓縮沖程，將機械能轉化為內能，故B不合題意；

C.火花塞打火，為做功沖程，將內能轉化為機械能，故C符合題意；

D.排氣門打開，為排氣沖程，沒有能量轉化，故D不合題意。故選C。19．（2020九上·杭州期中）如圖甲所示是某固體的熔化實驗裝置，根據實驗數(shù)據繪制出的曲線圖如圖乙。（1）在該物質熔化過程中需要吸收熱量同時溫度（選填“升高”或“降低”或“不變”）。（2）根據圖象和相關知識，該物質從第6分鐘至第8分鐘共吸收J的熱。（該物質質量是200g，液態(tài)時的比熱容C＝3×103J/（kg·℃））。如果從開始記錄到剛沸騰時，完全燃燒了熱值為3.0×107J／kg的酒精5g，則可估算出此過程中熱轉化效率是?！敬鸢浮浚?）不變（2）2.4×104；28%【解析】（1）在該物質熔化過程中需要吸收熱量同時溫度不變。

（2）該物質第6分鐘時溫度為50℃，第8分鐘時溫度為90℃，那么吸收的熱量為：

Q=cm△t=3×103J/（kg·℃）×0.2kg×（90℃-50℃）=2.4×104J。

燃燒酒精放出的熱量為：Q放=qm酒精=3.0×107J／kg×0.005kg=15×104J；

那么熱轉化效率為：η=Q20．（2021九上·臺州期中）熱機發(fā)明后，一直在持續(xù)的改進和發(fā)展中。材料一：1769年，法國人居紐制造出蒸汽機推動的三輪汽車（圖甲），傳統(tǒng)蒸汽機的燃料在氣缸外部燃燒（圖乙），熱效率為5%-8%之間。材料二：1862年，法國人德羅夏提出內燃機（內燃指燃料在氣缸內燃燒）的四沖程循環(huán)理論：①氣缸的向外運動造成的真空將混合氣體燃料吸入氣缸；②通過氣缸的向內運動對進入氣缸里的燃料進行壓縮；③高壓燃燒氣體產生巨大爆發(fā)力；④將已經燃燒的廢氣從氣缸中排出。材料三：1876年，德國人奧托制造出以四沖程為依據的煤氣內燃機，利用飛輪的慣性使四沖程自動實現(xiàn)循環(huán)往復，內燃機的效率達到14%。（1）老師在重復演示“做功改變內能”實驗（如圖丙），需在拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下，其目的與內燃機的沖程的原理相似。（2）德羅夏提到的內燃方式是基于的猜想。（3）分析上述科學史料，判斷下列觀點正確的有()A．科學與技術既有密切聯(lián)系，又有重要區(qū)別B．只有完全正確的理論才是科學理論C．當前被人們認同的理論今后可能會被另一種理論取代D．沒有先進的科學技術將無法開展科學研究【答案】（1）AD（2）燃料在氣缸內燃燒，熱量散失少，熱效率高（3）A；C【解析】（1）內燃機的排氣沖程排出廢氣，吸氣沖程吸入新鮮的空氣和汽油，因此拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下，其目的與內燃機的排氣和吸氣沖程類似，故選AD。

（2）德羅夏提到的內燃方式是基于燃料在氣缸內燃燒，熱量散失少，熱效率高的猜想。

（3）A.科學與技術既有密切聯(lián)系，又有重要區(qū)別，故A正確；

B.科學理論也有錯誤的，故B錯誤；

C.當前被人們認同的理論今后可能會被另一種理論取代，故C正確；

D.通過開展科學研究，往往可以獲取更加先進的科學技術，故D錯誤。

故選AC。21．（2020九上·寧波月考）寧波市部分公交車用天然液化氣為燃料，其主要成分就是甲烷，熱值為3.6×107J/m3。如果一輛公交車滿載乘客時總質量是6×103kg，那么10m3甲烷氣體完全燃燒產生的能量可供公交車滿載時以36km/h的速度勻速行駛100min。勻速行駛中公交車受到的平均阻力為車重的0.05倍，求：（1）這段時間內公交車牽引力所做功的功率。（2）若10m3的甲烷氣體完全燃燒所產生的能量被水完全吸收，則能將多少千克的水從0℃加熱到剛沸騰？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，計算結果保留1位小數(shù)]（3）這段時間內公交車發(fā)動機的效率是多大？【答案】（1）解：公交車滿載時的重力：G總=m總g=6×103kg×10N/kg=6×104N，因公交車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，公交車受到的牽引力：F=f=0.05G總=0.05×6×104N=3000N，公交車勻速行駛的速度：v=36km/h=10m/s，這段時間內公交車牽引力所做功的功率：P=Fv=3000N×10m/s=3×104W（2）解：10m3的甲烷氣體完全燃燒所產生的能量：Q放=Vq=10m3×3.6×107J/m3=3.6×108J，由題知，水吸收的熱量Q吸=Q放=3.6×108J，標準大氣壓下水的沸點為100℃，由Q吸=c水m(t－t0)，可得加熱水的質量：m=（3）解：W=Pt′=3×104W×100×60s=1.8×108J，這段時間內公交車發(fā)動機的效率：η=【解析】（1）首先根據G總=m總g計算出公交車的重力，再根據二力平衡的知識計算出公交車受到的牽引力，即F=f=0.05G總，最后根據公式P=Fv計算出公交車的功率。（2）首先根據公式Q放=Vq計算出甲烷完全燃燒放出的熱量，再根據Q吸=c水m(t－t0)計算出加熱水的質量。

（3）發(fā)動機的效率等于機械功與燃料放出熱量的比值，首先根據W=Pt′計算出發(fā)動機做的機械功，再根據η=W22．（2020九上·江干期末）氫燃料是一種綠色能源，氫燃料電池的工作原理如圖所示：（1）氫燃料電池在放電時將能轉化為能；（2）已知某氫燃料電池車的電動機的輸出功率為40kW，以72km/h的速度在水平道路上勻速行駛。求此時汽車與地面之間的摩擦力；（3）在上一問的基礎上，若汽車勻速行駛了180km，該燃料電池車能量轉化的效率為60%，求需要消耗的氫氣的質量(氫氣的熱值為1.5×108J/kg)。【答案】（1）化學；電（2）電動機產生的牽引力F=Pv=40×10（3）汽車做的功W=Fs=2000N×（1.8×105m）=3.6×108J；

氫氣放出的熱量Q=Wη=3.6×10【解析】（1）根據能量轉化的知識解答；

（2）首先根據F=Pv計算出電動機產生的牽引力F，然后根據二力平衡的知識計算出汽車受到的摩擦力；

（3）首先根據W=Fs計算出汽車做的功，然后根據Q=W23．（2019九上·杭州期中）某太陽能熱水器受光面積為2米2，內裝80千克水，太陽每分鐘輻射到1米2面積上熱量是7×104焦。如果60%的熱量被水吸收，水的比熱是4.2×103焦/（千克·℃），問：（1）日曬3小時后，太陽輻射到熱水器的熱量有多少？（2）太陽輻射的這些熱量能使20℃的水溫最終達到多少？（3）煤氣的熱值是4.2×107焦/千克，若煤氣灶的效率為40%，請問：使等質量的水升高相同的溫度，需燃燒多少千克煤氣？【答案】（1）太陽輻射到熱水器的熱量：Q=7×104J/（m2?min）×2m2×3×60min=2.52×107J；（2）水吸收的熱量Q吸=Q×60%=2.52×107J×60%=1.512×107J，

水溫升高值：△t=Q吸c水（3）煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放=Q吸40【解析】（1）根據太陽每分鐘輻射到1m2面積上的熱量是7×104J×受光面積×時間計算太陽輻射到熱水器的熱量；

（2）根據公式Q吸=Q×60%計算出水吸收的熱量，然后利用公式△t=Q吸cm計算出溫度變化，最后根據公式t=△t+t0計算出末溫。

（3）根據公式η=24．如圖所示為某市某風景區(qū)山中的一段盤山公路照片。以汽油為燃料的觀光汽車沿該盤山公路(盤山公路近似處理為斜面)以36千米/時的速度勻速行駛，經過15分鐘從山腳到達山頂；汽車上山時沿路面獲得的牽引力恒為9.2×103牛。已知汽油完全燃燒釋放的熱量轉化為汽車牽引力做功的效率為30%，汽油熱值q＝4.6×107焦/千克，求：（1）汽車上山時牽引力發(fā)揮的功率為多大。（2）汽車從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油?！敬鸢浮浚?）解：已知v＝36千米/小時＝10米/秒P＝W/t＝Fs/t＝Fv＝9.2×103牛×10米/秒＝9.2×104瓦（2）解：t＝15分鐘＝900秒因為P＝W/t所以牽引力所做的功：W＝Pt＝9.2×104瓦×900秒＝8.28×107焦因為η＝W/Q，所以W＝ηQ＝ηqm則m＝W/(qη)＝8.28×107焦/(4.6×107焦/千克×30%)＝6千克【解析】（1）已知觀光汽車受到的牽引力和速度根據公式P=Fv計算汽車上山的功率；

（2）首先根據公式W=Pt計算出牽引力做的功，然后再根據η=WQ計算出汽油燃燒放出的熱量，最后根據25．（2020九上·西湖期末）淺層地熱能是指蘊藏在地表以下一定深度范圍內的巖土體、地下水和地表水中具有開發(fā)利用價值的天然綠色能源。（1）如圖甲所示為一一個地熱發(fā)電裝置簡圖，地熱井口噴出來的水汽混合物經處理后，蒸汽送入汽輪機進行發(fā)電。地熱發(fā)電過程中的能量轉化情況是→→電能。（2）如圖乙所示是利用淺層地熱能調節(jié)室溫的原理圖。具體做法是：往地下打孔；接入管道，然后通入自來水。冬天，自來水通過管道流入地下，被增溫層加熱，再循環(huán)出來就能提高室內溫度；夏天則相反。利用淺層地熱調節(jié)室溫，是通過的方式改變了內能，用自來水作循環(huán)工作的物質，是因為水的大。（3）存在于巖石圈中的地下水是含有各種氣體、離子、有機物和微生物等的混合物，主要的氣體成分是O2、N2和CO2，有機質的發(fā)酵與植物的(填生理過程)使土壤中源源不斷產生CO2，并溶入流經土壤的地下水中?！敬鸢浮浚?）內能；機械能（2）熱傳遞；比熱容（3）呼吸作用【解析】（1）地熱發(fā)電站發(fā)電時，先利用地下井獲得地熱將水加熱成水蒸氣，水蒸氣膨脹推動活塞，使水蒸氣的內能轉化成機械能，汽輪機帶動發(fā)電機工作，將機械能化為電能。閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象。發(fā)電機就是根據電磁感應原理制成的。

（2）冬天，自來水通過管道伸入地下，被增溫層加熱，再循環(huán)出來就能提高室內溫度；夏天則相反，能降低室內溫度。用自來水作循環(huán)工作的物質，是因為水的比熱容最大，相同質量的水和其他液體相比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多。

（3）植物的呼吸作用會產生二氧化碳，碳酸鈣在高溫條件下分解成氧化鈣和二氧化碳，有機質的發(fā)酵與植物的呼吸作用產生二氧化碳，使土壤中源源不斷產生二氧化碳并溶入流經土壤的地下水中，在高溫下，含碳酸鹽類的巖石（以碳酸鈣為例），也可以變質生成二氧化碳。三、能量的轉化與守恒26．（2021九上·嘉興期末）十八世紀，瓦特發(fā)明的冷凝器蒸汽機推動了人類第一次工業(yè)革命。如圖為蒸汽機的工作原理：打開閥門A、關閉閥門B，高壓蒸汽進入汽缸，推動活塞上行。當活塞達到汽缸頂部時，關閉閥門A、打開閥門B，蒸汽進入冷凝器，汽缸內壓強減小，活塞下降，如此循環(huán)往復。下列說法錯誤的是（）A．用水冷凝蒸汽是利用熱傳遞改變內能B．蒸汽機在整個工作過程中遵循機械能守恒C．蒸汽機活塞上行過程與汽油機的做功沖程相似D．蒸汽推動活塞向外做功后，蒸汽的內能會減小【答案】B【解析】A.用水冷凝蒸汽，其實就是將蒸汽的內能轉移到水中，屬于熱傳遞，故A正確不合題意；

B.在整個工作過程中，活塞上下運動肯定會克服摩擦力，從而將機械能轉化為內能，因此不遵循機械能守恒，故B錯誤符合題意；

C.蒸汽機活塞上行過程中，蒸汽推動活塞，將內能轉化為機械能，這與做功沖程相似，故C正確不合題意；

D.蒸汽推動活塞向外做功后，將內能轉化為活塞的機械能，則蒸汽的內能會減小，故D正確不合題意。故選B。27．（2021九上·江干期末）以下四幅源自于教材的圖片，對它們的描述符合實際的是（）A．圖①中扶著門的手松開，門自動關閉時，彈簧中的彈性勢能增加B．圖②中改變拉力的方向，發(fā)現(xiàn)拉力和水平面夾角越大，拉力越大C．圖③打氣使塞子跳出，瓶內白霧出現(xiàn)，原理與汽油機的做功沖程相同D．圖④圓輪中的重鋼球，總能從距離輪心近處滾到遠處，使輪轉動不息【答案】C【解析】A.圖①中的門自動關閉時，彈簧的形變程度變小，則彈性勢能減小，故A錯誤；

B.圖②中為定滑輪，定滑輪不省力不費力，且拉力的大小與拉力的方向無關，故B錯誤；

C.圖③中大氣使塞子跳出，瓶內白霧出現(xiàn)，說明氣體的內能轉化為塞子的機械能，故C正確；

D.圖④中鋼球在滾動時肯定會有能量損耗，且圓輪轉動時也會克服摩擦消耗能量，因此圓輪不會永遠轉動下去，故D錯誤。故選C。28．（2020九上·杭州月考）科學研究中常常發(fā)現(xiàn)某一問題的兩個相關的量(x，y)之間存在一定的關系。下列相關的量之間符合如圖關系的是（）A．不同物體升高到相同的溫度時，吸收的熱量(y)與比熱容(x)的關系B．一定量的稀鹽酸中加入鋅粒，產生氫氣質量(y)與鋅粒質量(x)的關系C．恒力對物體所做功(y)與物體在力的方向上所通過距離(x)的關系D．在單位時間內，電流通過某一導體產生的熱量與電流的關系【答案】C【解析】根據圖像可知，圖象中兩個量之間表示的關系是正比關系。

A.根據公式Q=cm△t可知，質量相同的不同物體升高到相同的溫度時，吸收的熱量（y）與比熱（x）的關系成正比，題目沒有限制質量相同，故A錯誤；

B.一定量的稀鹽酸中加入鋅粒，產生氫氣質量（y）與鋅粒質量（x）的關系，開始成正比，最后保持不變，故B錯誤；

C.根據W=Fs可知，恒力對物體所做功與物體在力的方向上所通過距離成正比，故C正確；

D.根據Q=I2Rt可知，當時間和電阻相同時，電流產生的熱量與電流的平方成正比，與電流不成正比，故D錯誤。故選C。29．（2020九上·余杭期末）對下列各現(xiàn)象的分析不正確的是（）A．甲圖中，滾擺由最低點向最高點運動的過程中，動能減少，重力勢能增加B．乙圖中，活塞壓縮空氣做功，空氣內能增加，溫度升高C．丙圖中，人在最高點時重力勢能最大D．丁圖中，人落到蹦床上，從B點到C點人的動能逐漸減小【答案】D【解析】A.甲圖中，滾擺由最低點向最高點運動的過程中，速度減小，動能減少；高度增大，即重力勢能增加，故A正確不合題意；

B.乙圖中，活塞壓縮空氣做功，將機械能轉化為內能，所以空氣內能增加，溫度升高，故B正確不合題意；

C.丙圖中，人在最高點時重力勢能最大，故C正確不合題意；

D.丁圖中，人落到蹦床上后，受到向上的彈力和向下的重力，在開始的一段時間內，彈力小于重力，合力向下，與運動方向相同，因此人繼續(xù)做加速運動；當合力為零時，加速停止，此時速度最大；此后彈力大于重力，合力向上，與運動方向相反，做減速運動，因此從B點到C點人的動能先增大后減小，故D錯誤符合題意。故選D。30．（2019九上·秀洲期末）如圖，銅質圓環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落。在此過程中，下列分析不正確的是（）A．銅環(huán)在下落過程中部分機械能轉化為電能B．銅環(huán)落到桌面停止時其溫度可能升高C．銅環(huán)在下落過程中銅環(huán)的重力是做功的D．銅環(huán)在下落過程中的機械能是守恒的【答案】D【解析】ABD、銅環(huán)在下落的過程中，穿過銅環(huán)的磁通量一直在變化，也就是有感應電流產生，也產生了一部分電熱，總能量等于電熱加銅環(huán)的機械能，機械能不守恒，故AB正確，但不符合題意，D錯誤，但符合題意；

C、銅環(huán)在下落的過程中，在重力的作用下通過一定的距離，重力做功，故C正確，但不符合題意；

故選D。31．（2022九上·舟山期中）低空跳傘是一種危險性極高的極限運動。一名跳傘運動員背著傘包從某高層建筑頂層跳下，且一直沿豎直方向下落，其整個運動過程的v-t圖像如圖所示，其中10秒末時打開了降落傘。下列說法正確的是（）A．前2秒內，運動員的運動狀態(tài)保持不變B．前10秒內，運動員減少的重力勢能全部轉化為動能C．10秒末～12秒末，運動員和傘受到的空氣阻力大于其總重力D．14秒末～16秒末，運動員和傘的機械能總量保持不變【答案】C【解析】A.前2秒內，運動員的速度不斷增大，因此他的運動狀態(tài)改變，故A錯誤；

B.前10秒內，運動員減少的重力勢能轉化為動能和內能，故B錯誤；

C.10秒末～12秒末，運動員做減速運動，即受到合力的方向向上，則G-f<0，因此運動員和傘受到的空氣阻力大于其總重力，故C正確；

D.14秒末～16秒末，運動員和傘的速度不變，則動能不變；高度減小，則重力勢能減小。根據“機械能=動能+重力勢能”可知，它們的機械能減小，故D錯誤。故選C。32．（2022九上·杭州月考）如圖所示，40g的金屬小球從導軌a處靜止下滑，一次經過b處、c處，到達d處時恰好停下。下列說法錯誤的是（）A．小球從a到b，重力做功0.24JB．小球到達c點時動能為0C．從a到d，小球損耗的機械能為0.16JD．從b到c，小球的一部分動能轉化為勢能【答案】B【解析】A.小球從a到b時高度降低0.6m，則小球的重力做功W=Gh=0.04kg×10N/kg×0.6m=0.24J，故A正確不合題意；

B.小球到達c點時時，仍然有向左運動的速度，即此時動能不為零，故B錯誤符合題意；

C.從a到d，小球損耗的機械能為：△W=G×△h=0.04kg×10N/kg×（0.6m-0.2m）=0.16J，故C正確不合題意；

D.則從b到c，小球高度增大，重力勢能增大，由于在c點時小球仍然有動能，因此則小球的一部分動能轉化為勢能，故D正確不合題意。

故選B。33．（2021九上·溫州期末）2021年8月，全紅嬋在奧運會跳水項目的完美表現(xiàn)引起國人關注。圖①是她站在跳板上壓縮跳板至最低點，隨后完成②③④動作。不考慮空氣阻力，下列選項中能表示全紅嬋從起跳到即將入水的過程中，其機械能變化的圖像是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】從①到②的過程中，跳板的彈性勢能會轉化為運動員的機械能，這段時間內它的機械能增大；從②到③到④的過程中，不計空氣阻力，則機械能守恒，也就是她的機械能保持不變。故選B。34．（2021九上·江北期末）2020年12月17日，探月工程“嫦娥五號”返回器成功著陸，標志著我國首次地外天體采樣返回任務圓滿完成。這次返回任務采用了高速再入軌道技術。返回軌道如圖所示，返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度過快存在燃燒殆盡的風險。以下有關返回器分析不正確的是（）A．返回過程中，返回器的機械能始終守恒B．反彈過程中，返回器的動能部分轉換為勢能C．返回過程中，返回器要克服摩擦力做功產生熱能D．每次進入大氣層時，返回器的動能第二次比第一次小【答案】A【解析】A.返回過程中，返回器的機械能不斷的轉化為內能，因此機械能不斷減小，故A錯誤符合題意；

B.反彈過程中，返回器的高度增大，則動能部分轉換為重力勢能，故B正確不合題意；

C.返回過程中，返回器要克服摩擦力做功產生熱能，故C正確不合題意；

D.每次進入大氣層時，返回器的動能第二次比第一次小，故D正確不合題意。故選A。35．（2020九上·杭州月考）在水平地面上鋪一張紙，將皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處由靜止自由下落，在紙上留下黑色圓斑甲、乙，如圖所示。若要判斷哪一個圓斑是皮球從較高處落下形成的，正確、合理的分析思路是（）①球在和地面接觸過程中動能轉化成的彈性勢能較大②球的形變量較大，在地面上形成的圓斑較大③球下落過程中重力勢能轉化為動能④球在較高處具有較大的重力勢能⑤球在接觸地面前具有較大的動能A．②①⑤④③ B．④③⑤①② C．②④⑤③① D．④⑤③①②【答案】B【解析】若要判斷哪一個圓斑是皮球從較高處落下形成的，正確、合理的分析思路是（）

④球在較高處具有較大的重力勢能；

③球下落過程中重力勢能轉化為動能；

⑤球在接觸地面前具有較大的動能；

①球在和地面接觸過程中動能轉化成的彈性勢能較大；

②球的形變量較大，在地面上形成的圓斑較大。

則正確的順序為④③⑤①②。

故選B。36．（2020九上·浙江期末）下列情景中，以下說法正確的是（）A．甲圖中鐵水很熱，冰塊很冷，所以鐵水的內能一定大于冰塊的內能B．乙圖中小孩從滑梯上下滑過程中，內能轉化為機械能C．丙圖中冬天搓手是通過熱傳遞的方式改變內能D．丁圖中活塞壓縮氣體做功，活塞機械能減小，空氣的內能增大【答案】D【解析】A.鐵水的溫度高，但是質量很?。槐鶋K的溫度低，但是質量很大，那么冰塊的內能可能大于鐵水，故A錯誤；

B.小孩從滑梯上下滑過程中，克服摩擦做功，將機械能不斷的轉化為內能，故B錯誤；

C.冬天搓手是通過摩擦做功的方式將機械能轉化為內能的，故C錯誤；

D.丁圖中活塞壓縮氣體做功，將活塞的機械能轉化為內能，因此活塞機械能減小，空氣的內能增大，故D正確。

故選