第12章《机械能和内能》（40题）-2024-2025学年苏科版物理九年级上册考点分类专题

-2025学年苏科版物理九年级上册期中真题培优易错知识精讲练第12章《机械能和内能》（40题）（高频易错点+历年真题）知识点01：机械能动能和势能的概念误区：混淆动能和势能的概念。动能是物体由于运动而具有的能量，而势能则是物体由于位置或形状的改变而具有的能量。注意事项：明确动能和势能的定义，理解它们之间的区别和联系。动能和势能的影响因素误区：在判断动能或势能的大小时，忽视其影响因素。例如，动能与物体的质量和速度的平方成正比，而重力势能与物体的质量和被举高的高度成正比。注意事项：掌握动能和势能的影响因素，并能根据这些因素判断动能或势能的大小。机械能的转化误区：在理解机械能转化时，混淆动能和势能的转化过程。例如，在摆球摆动的过程中，动能和重力势能之间会相互转化。注意事项：理解机械能守恒定律，即在不计摩擦等阻力的情况下，动能和势能的总量保持不变。注意分析动能和势能之间的转化过程。知识点02：内能内能的概念误区：对内能的理解不够深入，误认为内能就是热量。实际上，内能是物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。注意事项：明确内能的概念，理解内能与热量、温度等物理量的关系。内能与温度的关系误区：误认为物体的温度越高，内能就越大。实际上，内能还与物体的质量、状态等因素有关。注意事项：理解内能与温度的关系，并注意内能的其他影响因素。热传递的方式误区：混淆热传递的三种方式（热传导、热对流、热辐射）及其特点。注意事项：明确热传递的三种方式及其特点，理解它们在实际生活中的应用。知识点03：其他易错点机械能和内能的区别误区：混淆机械能和内能的概念和区别。机械能是物体宏观运动的能量，包括动能和势能；而内能是物体内部分子运动的能量。注意事项：明确机械能和内能的概念和区别，理解它们各自的特点和影响因素。能量守恒定律的理解误区：对能量守恒定律的理解不够深入，忽视能量在转化和转移过程中的总量保持不变的原则。注意事项：理解能量守恒定律，注意分析能量转化和转移过程中的能量总量是否保持不变。一．选择题（共12小题）1．（2023秋•丹阳市校级期中）2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。不计燃料质量损耗，火箭搭载卫星在加速升空的过程中，下列说法正确的是（）A．火箭的动能增加，重力势能增加，机械能增加 B．火箭的动能不变，重力势能不变，机械能不变 C．火箭的动能不变，重力势能增加，机械能增加 D．火箭的动能减小，重力势能增加，机械能不变试题思路分析：动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。机械能＝动能+重力势能。从动能和重力势能大小的变化判断机械能的变化。详细规范解答：解：不计燃料质量损耗，火箭在加速升空的过程中质量近似不变，而速度变大，则动能变大，高度增大，重力势能变大，机械能变大，故A正确，BCD错误。故选：A。考察易错点与重难点：本题考查机械能的有关因素，属于基础题，难度较小。2．（2023春•江宁区期中）小明根据如图提供的信息得出以下四个结论，其中正确的是（）A．铁块和铝块升高相同温度，一定吸收相等的热量 B．质量相等的水和沙子，吸收相同热量，水比沙子升温多 C．冬天楼房中的“暖气”用水做介质，是因为水的比热容大 D．质量相等的沙子和铁，降低相同温度，沙子放出的热量小于铁放出的热量试题思路分析：分析图中数据，可看出各种物质比热的大小；根据Q＝cmΔt分析判断各选项正误。详细规范解答：解：A、由Q＝cmΔt可知，因为不确定铁块和铝块的质量，所以无法比较铁块和铝块吸收热量的多少，故A错误；B、由于水比沙子的比热容大，由Q＝cmΔt可知，吸收相同的热量，水的温度变化小，所以水比沙子升温小，故B错误；C、因为水的比热容大，则降低相同的温度，根据放热公式Q＝cmΔt可知水放出的热量多，所以我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质，故C正确；D、由图可知，沙子比铁的比热容大，由Q＝cmΔt可知，质量相等的沙子和铁，降低相同温度，沙子放出的热量大于铁放出的热量，故D错误。故选：C。考察易错点与重难点：本题考查了比热容的概念以及热量公式Q＝cmΔt的应用，是一道综合性题目，难度不大。3．（2023秋•铜山区校级期中）如图所示是某校学生参加农业生产实践活动的场景。初春时昼夜温差大，培育水稻秧苗时，为了不使秧苗冻伤，可采取的做法是（）A．早晨多灌水，傍晚多排水 B．早晨多排水，傍晚多灌水 C．早晨和傍晚都要多灌水 D．早晨和傍晚都不要灌水试题思路分析：因为水的比热容大，质量相同的水与其它物质相比，在降低相同温度水放出热量多，在吸收相同热量温度升高慢。详细规范解答：解：水的比热容大，故其吸（放）热本领越大，初春时白天夜晚温差大，培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻伤，所以早晨多排水，傍晚多灌水，故B正确。故选：B。考察易错点与重难点：本题主要考查学生对：水的比热容大的特点在生活中的应用的了解和掌握，是一道基础题。4．（2023秋•睢宁县期中）一个篮球从A点由静止下落，下落的速度与时间图象如图甲所示。篮球相继经过B、C两个位置，且AB＝BC，如图乙所示。在篮球从A下落到C过程中，考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（）A．重力在BC段做功比在AB段做功快 B．重力在BC段做功比在AB段做功多 C．篮球在A点的重力势能小于在B点的重力势能 D．在运动过程中，篮球的机械能不变试题思路分析：小球做加速运动，由W＝Gh、P＝可得功、功率的大小关系；动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。详细规范解答：解：AB.由W＝Gh可得，重力在BC段和AB段减小的高度相等，因此做功一样多；由于小球做加速运动，通过BC段的时间较小，根据P＝得，重力在BC段比在AB段的功率大，做功快；故A正确，B错误；C.A点的高度大于B点，因此篮球在A点的重力势能大于在B点的重力势能，故C错误；D.由于空气阻力不能忽略，则篮球由A到C的过程中，由于受到空气摩擦，有一部分机械能转化为内能，机械能减少，故D错误；故选：A。考察易错点与重难点：此题是一道信息题，题目中给出一个新的信息，让学生根据自己学过的知识结合信息解决问题。考查了学生接受新知识、运用新知识的能力。5．（2023秋•睢宁县期中）实心球是我县中考体育测试的一个重要项目，小明斜向上与水平成45°角抛出实心球。从球离开手到最后落在地面的过程中，则动能Ek随时间t的变化关系（不计空气阻力），最接近图中的哪一个（）A． B． C． D．试题思路分析：影响动能的因素是物体的质量和速度，质量越大、速度越大，动能越大。详细规范解答：解：小明斜向上与水平成45°角抛出实心球，球在上升的过程中，动能转化为重力势能，动能逐渐变小；到最高点时，球水平方向上有一定的速度，具有一定的动能；下落过程中，重力势能转化为动能，动能逐渐变大，故D正确。故选：D。考察易错点与重难点：本题考查动能的影响因素，关键是根据动能的变化来判断图象。6．（2023春•姑苏区校级期中）下列小实验能达到预期目的是（）A．将红墨水滴在不同温度的等量水中，通过现象能证明温度越高，分子运动越剧烈 B．沙粒放入水中，水变浑浊了，说明分子在不停地做无规则运动 C．两玻璃使劲挤压无法合并成一块玻璃，说明分子间有斥力 D．用手捏海绵，海绵体积变小了，说明分子间有间隙试题思路分析：分子动理论的内容：分子在不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈，分子间有间隙、分子间有引力和斥力；分子间距离越小，作用力越大。详细规范解答：解：A、把红墨水分别滴到热水中和冷水中，发现热水变色更快，是因为温度越高，扩散越快，分子热运动越剧烈，故A正确；B、沙粒放入水中，水变浑浊是因为沙土小颗粒悬浮在水中造成的，不是分子的运动，故B错误；C、由于分子间的作用距离很小，当两玻璃使劲挤压时，两玻璃间的距离远大于分子力相互作用的距离，分子力不起作用，所以两玻璃使劲挤压无法合并成一块玻璃，其原因不是分子间有斥力，故C错误；D、因为海绵内有空隙，所以用手捏海绵，海绵的体积变小了，不能说明分子间有间隙，故D错误；故选：A。考察易错点与重难点：本题考查了分子的热运动，记住分子动理论的三条基本内容，此类题目难度不大。7．（2023秋•亭湖区校级期中）周末爸爸开车带着小明去看望爷爷奶奶，行驶在高速公路上，小明看到了如图所示的限速标志牌，思考后提出了下面四个探究问题。依据限速标志牌，你认为最合理最有探究价值的问题是（）A．物体的动能与物体的形状是否有关？ B．物体的动能与它的速度有什么关系？ C．物体的动能与哪些因素有关？ D．物体的动能与它的质量和速度有什么关系？试题思路分析：根据题意需考虑汽车的速度、质量两个方面，研究的问题还要有价值容易研究。详细规范解答：解：物体的动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大，根据图片可知，不同类型的车辆限制不同的速度，所以最有探究价值且易于探究的科学问题是物体的动能大小与质量、速度有什么关系。故选：D。考察易错点与重难点：物理来源于生活，服务于社会，生活中处处皆物理，留心观察就能发现很多易于探究的好问题。8．（2023春•京口区校级期中）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，下列说法正确的是（）A．实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同 B．通过调节铁圈A的位置，使温度计处于适当的高度 C．将两烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显 D．如要进一步研究不同物质的吸热能力，只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油试题思路分析：（1）该实验中采用了控制变量法和转换法，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的多少来反映燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以需要控制两种燃料的质量相同，且全部燃烧；（2）研究不同物质的吸热能力时，实验中需要用相同的热源加热，即用相同的燃料进行加热，且两个烧杯中不同液体的质量相等。详细规范解答：解：A、实验中采用的是控制变量法，需要控制两种燃料的质量相同，并且全部燃烧，不需要控制燃烧时间相同，故A错误；B、实验中通过调节铁圈B的位置，使温度计处于适当的高度，故B错误；C、将两烧杯中的水换成比热容小的液体，在吸收相同热量时，比热容越小，温度变化越大，可以使实验现象更明显，故C正确；D、如要进一步研究不同物质的吸热能力，实验中需要用相同的热源加热，即用相同的燃料进行加热，还需要将其中一个烧杯中的水换成等质量的煤油，故D错误。故选：C。考察易错点与重难点：根据Q放＝mq，质量相同的不同燃料，完全燃烧放出的热量与其热值有关，根据水温的变化情况可得知两种燃料燃烧放出热量的大小关系，从而判断出燃料的热值大小，整个过程中应用了控制变量法。9．（2023秋•宝应县期中）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（）A．冰熔化成水，温度不变，比热容不变，内能增加 B．两个物体内能相同，它们之间不发生热传递 C．物体温度升高，物体一定吸收了热量 D．内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体试题思路分析：（1）冰是晶体，晶体在熔化过程中吸热但温度保持不变，内能增大；比热容是物质的一种特性，同种物质，状态不同，比热容也不同；（2）热传递的条件是有温度差，而内能相同的两个物体其温度可能不同；（3）改变物体内能的两种方式：做功和热传递。详细规范解答：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，但内能增加；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、内能相同的两个物体其温度可能不同，而热传递的条件是有温度差，由此可知两个物体内能相同，它们之间可能发生热传递，故B错误；C、物体的内能增加，可能是物体吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故C错误；D、发生热传递的条件是温度差，热量自发的从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，由此可知内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体，故D正确。故选：D。考察易错点与重难点：本题考查比热容、内能、热传递的条件等有关知识，难度不大。10．（2023秋•海门市校级期中）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（）A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能试题思路分析：（1）在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，单位是J；1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，单位是J/kg；单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量，叫这种物质的比热容，单位是J/（kg•℃）；内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和，单位是J；（2）由“每100g能量2361kJ”可得每100克饼干提供的能量，结合热量、内能、热值、比热容的意义选择。详细规范解答：解：巧克力的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，是指每100g能量2361kJ，据此可得每100克饼干提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值类似。故选：B。考察易错点与重难点：本题考查了对热量、内能、热值和比热容的掌握，正确理解几个物理量的意义是解题的关键。11．（2023秋•工业园区期中）孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示，寒冷的冬天，小聪用热水为妈妈泡脚的过程中（）A．通过热传递增加了脚的内能 B．热量由脚传递给了水 C．水的温度降低，水的比热容减小 D．水的温度降低，所含的热量减少试题思路分析：（1）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；（2）发生热传递时，热量由高温物体传向低温物体，或由物体的高温部分传向低温部分；（3）比热容是物质的一种特性，与物质的状态和种类有关，与质量、体积、温度无关；（4）热量是热传递过程中转移的内能的多少，热量是过程量，不能用“含有”“具有”来修饰.。详细规范解答：解：AB．泡脚时，脚的温度较低，水的温度较高，热量由水传给脚，脚吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递增大内能的，故A正确，B不正确；C．比热容是物质的属性，与其温度变化无关，所以水的温度降低，比热容不变，故C不正确；D．热量是过程量，不能说含有热量的多少，水的温度降低，是所含的内能减少了，故D不正确。故选：A。考察易错点与重难点：本题考查了改变内能的方式、热传递的方向、对比热容和热量概念的理解，属于基础题目。12．（2023春•亭湖区校级期中）电源《流浪地球2》引爆兔年电影春节档，影片中太空电梯的炫目特效让观众极为震撼。太空电梯加速升空过程中（）A．动能不变，势能变大 B．动能变小，势能变小 C．动能变小，势能变大 D．动能变大，势能变大试题思路分析：（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。详细规范解答：解：太空电梯在加速升空过程中，太空电梯的质量不变，速度增大，动能变大；质量不变，高度增大，重力势能变大。故选：D。考察易错点与重难点：本题考查了动能和重力势能的概念及影响其大小的因素，属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时，要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。二．填空题（共11小题）13．（2023秋•常州期中）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能变小（选填“变大”“不变”或“变小”）；BC段返回器的机械能不变（选填“变大”“不变”或“变小”），CD段返回器动能增加量小于（选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的减小量。试题思路分析：动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关，机械能为动能和势能的和，据此分析动能、机械能的变化。详细规范解答：解：AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小；BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，保持不变；CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，由于克服空气阻力做功，一部分重力势能转化为内能，所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量。故答案为：变小；不变；小于。考察易错点与重难点：本题考查了动能、重力势能、机械能的变化，属于基础题。14．（2023春•建湖县期中）两块表面磨平、干净的铅块，使之紧密接触，两块铅块就能紧密结合在一起，在它下面还可以挂一重物，铅块都不会被拉开，说明分子间存在引力。我们能闻到煮饭的香味，它说明分子在永不停息地做无规则运动。煮茶叶蛋时，蛋壳很快染上茶色，把蛋放在冷的茶水中却不会那么快染上茶色，这一现象可以说明分子运动的快慢与温度有关。试题思路分析：分子之间存在着作用力，同时存在着引力和斥力，故液体和固体很难被压缩，分子之间存在着距离，不同状态的分子之间的距离不同。分子永不停息地做无规则运动，运动的速度和温度有关。详细规范解答：解：两块表面平整干净的铅块压紧就结合在一起，在它下面还可以挂一重物，铅块都不会被拉开，说明分子间存在着引力；能闻到煮饭的香味，它说明分子在永不停息地做无规则运动；煮茶叶蛋时，蛋壳很快染上茶色，把蛋放在冷的茶水中却不会那么快染上茶色，这一现象可以说明分子运动的快慢与温度有关。故答案为：分子间存在引力；永不停息地做无规则运动；温度。考察易错点与重难点：本题利用了分子之间存在作用力来解释现象，还要知道分子运动和温度有关，相对比较简单，属于基础题。15．（2023秋•金坛区期中）图中单缸四冲程汽油机正处在吸气冲程。若该汽油机转速为1800r/min，则它每分钟完成3600个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性。试题思路分析：（1）汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，根据进气门和排气门的开关情况和活塞的运动方向来判断冲程的类型；（2）汽油机完成1个工作循环，四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次；（3）对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。详细规范解答：解：（1）由图可见，进气门打开，并且活塞向下运动，因此该冲程是吸气冲程；（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，1800r/min，则每分钟完成900个工作循环，完成3600个冲程；（3）因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质，利用了水的比热容较大的特性。故答案为：吸气；3600；比热容。考察易错点与重难点：解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，还考查了水的比热容大的应用，难度不大。16．（2023秋•建邺区期中）如图是100g冰块温度随加热时间变化的图象，整个过程不考虑水的汽化，假设相同时间内物体吸收的热量相等。由图象可知：（1）AB段比CD段升温快，可以说明冰比水的比热容小；（2）该物体在B点时的内能小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）在C点时的内能；（3）BC阶段物体共吸收了6.3×103J的热量。[c冰＝2.1×103J/（kg•℃）]试题思路分析：（1）质量相等，吸收的热量相等，根据Q＝cmΔt进行分析判断；（2）晶体熔化的特点是吸收热量，但温度不变；（3）相同加热器在相同时间内放出的热量相等，则吸收的热量相等，则第5～20min吸收的热量是第0～5min吸收的热量的3倍；知道冰的比热容、质量、温度变化量，根据Q吸＝3c冰m（t﹣t0）进行计算可得到答案。详细规范解答：解：（1）由Q＝cmΔt可知，在AB段和CD段，吸收相同的热量时（加热相同时间时），温度变化不同，说明冰和水的比热容不同，由于冰的比热容比水小，所以AB段比CD段升温快；（2）BC段是冰的熔化过程，此时吸收热量，但温度不变，所以物体在B点时具有的内能小于在C点时的内能；（3）第5～20min是第0～5min加热时间的3倍，则第5～20min吸收的热量也是第0～5min吸收的热量的3倍；冰的质量m＝100g＝0.1kg，第5～20min吸收的热量：Q吸＝3c冰m（t﹣t0）＝3×2.1×103J/（kg•℃）×0.1kg×[0﹣（﹣10℃）]＝6.3×103J。故答案为：（1）升温；（2）小于；（3）6.3×103。考察易错点与重难点：本题借助冰的熔化和水的沸腾实验中温度随时间变化的图像，考查晶体熔化的特点、比热容和内能的知识，以及热量计算公式Q＝cm（t﹣t0）的应用。此题中暗含的条件是相同时间内，相同加热器放出的热量相等，物体吸收的热量相等。17．（2023秋•滨湖区校级期中）如图，是我国古代的一种取暖用具———黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，这是利用了热传递的方式改变内能，手炉中装热水，是利用了水的比热容较大。试题思路分析：（1）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程；做功过程是能量的转化过程，即机械能与内能之间相互转化；（2）水的比热容大，说明相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。详细规范解答：解：用热水袋暖手是把暖水袋的热量转移到手上，即通过热传递的方式改变手的内能；在冬天，人们常在热水袋中装入热水来取暖，这是利用了水比热容大的特点。故答案为：热传递；比热容。考察易错点与重难点：本题考查了水的比热容大的特点及改变物体内能方式，考查学生灵活运用知识的能力。18．（2023秋•睢宁县期中）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧。下压过程中活塞对筒内空气做功，空气的内能增大，该能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同。试题思路分析：改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能。详细规范解答：解：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增大，温度升高；压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程中，与内燃机的压缩冲程相同；故答案为：做功；内；压缩。考察易错点与重难点：本题主要考查了物体内能的改变、内燃机的冲程的能量转化，属于基础知识。19．（2023秋•新吴区期中）如图所示，弹簧一端与木块相连，另一端固定在左侧的墙壁上，木块放在粗糙的水平木板上。木块位于A点时弹簧恰好为自然长度，用力压缩弹簧使木块到达B点；松手后，木块由位置B运动至位置C，在位置C时速度为零。则木块从位置B运动至位置C的过程中，弹簧的弹性势能的变化情况是先减小后增大（选填“减小”、“增大”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“不变”）；木块的速度达到最大值的位置在A点左侧（选填“A点”、“A点左侧”或“A点右侧”）。试题思路分析：（1）弹簧恢复原状，把小车从B位置推到A位置时，弹簧的弹性势能转化成小车的动能；（2）弹簧被小车从A位置压缩到B位置时，弹簧的弹性形变程度最大，小车的动能转化成了弹簧的弹性势能。详细规范解答：解：从B到弹簧自然长度A时，是弹簧恢复原状的过程，弹簧的弹性势能减小；从A到C的过程，小车由于惯性继续运动，弹簧发生弹性形变，弹簧的弹性势能增大；所以弹簧的弹性势能的变化情况是先减小后增大；小车在粗糙的木板上运动的速度最大时，就是弹簧的弹性势能全部转化成动能时，由以上分析可知，由B到A过程中，弹簧弹性势能除转化为小车的动能外，还要转化为内能。因此正确答案应该用受力分析来得出，当弹簧的推力和小车受到的摩擦力相等时速度最大，也就是在AB间的一点，所以速度达到最大值的位置在A点的左侧。故答案为：先减小后增大；A点左侧。考察易错点与重难点：本题解题的关键是能够分析出弹簧在不同情况下，动能和弹性势能的转化情况。20．（2023秋•宿豫区期中）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功25次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油0.9kg（q汽油＝4.6×107J/kg）。试题思路分析：（1）四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次；（2）根据题意求出汽油机1小时对外所做的功，根据效率公式求出汽油完全燃烧放出的热量，根据Q放＝mq求出消耗汽油的质量。详细规范解答：解：四冲程汽油机的飞轮转速：3000r/min＝50r/s，即汽油机飞轮每秒转50圈，由于四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每秒对外做功25次；汽油机1小时对外所做的功：W总＝3600×25×115J＝1.035×107J，由η＝可知，汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝4.14×107J，由Q放＝mq可知，消耗汽油的质量：m＝＝＝0.9kg。故答案为：25；0.9。考察易错点与重难点：本题考查热机的有关计算、功的计算、效率公式以及燃料完全燃烧放热公式的应用，是一道综合题，难度不大。21．（2023秋•江阴市期中）小红对质量为300g的冰加热，她根据冰熔化成水直到沸腾过程中记录的数据绘制了如图所示图像。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则根据所绘图像可知冰的比热容为2.1×103J/（kg•℃）。冰熔化过程中第10分钟时冰水混合物的内能大于（选填“大于”、“小于”或“等于”）第5分钟时冰水混合物的内能，其中主要是物质的分子势能（选填“分子动能”或“分子势能”）发生改变。试题思路分析：（1）运用公式Q吸冰＝Q吸水＝cmΔt求得冰的比热容；（3）晶体有一定的熔化温度，在熔化过程中吸热内能增大，但温度保持不变；温度不变，则分子动能不变，由于分子间距增大，所以冰在熔化过程中分子势能增大。详细规范解答：解：由图像可以看出，当冰和水质量和升高的温度相同时，水吸收的热量是冰吸收热量的2倍，根据公式Q吸＝cmΔt得，2Q吸冰＝Q吸水，2c冰m冰Δt＝c水m水Δt，即2c冰mΔt＝4.2×103J×m×Δt，解得：c冰＝2.1×103J/（kg•℃）；晶体有一定的熔化温度，在熔化过程中吸热内能增大，但温度保持不变；温度不变，则分子动能不变，由于分子间距增大，所以冰在熔化过程中分子势能增大。故答案为：2.1×103；大于；分子势能。考察易错点与重难点：学生分析物质熔化的图像，是本实验中应该掌握的基本技能之一，从图像中获取有效的信息，也是物理实验中经常运用的。22．（2023秋•天宁区校级期中）火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料热值大的特性。此次火箭发射过程中，30kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×109J，氢的热值是1.4×108J/kg；液态氢燃烧过程中，其热值大小不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）。试题思路分析：（1）液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；（2）已知氢的质量和完全燃烧放出的热量，利用q＝求氢的热值；（3）燃料的热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧程度无关。详细规范解答：解：（1）火箭使用的燃料主要是液态氢，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量；（2）氢的质量：m＝30kg，由Q放＝mq可知，氢的热值：q＝＝＝1.4×108J/kg；（3）因为燃料的热值是燃料的特性，与燃料的质量和燃烧程度无关，所以液态氢燃烧的过程中，其热值保持不变。故答案为：热值；1.4×108；不变。考察易错点与重难点：本题考查了液态氢完全放热公式的应用、热值特性的了解，属于基础性题目。23．（2023秋•海门市校级期中）用酒精灯把初温为20℃、质量为0.5kg的水加热到70℃，水吸收热量为1.05×105J，相当于完全燃烧3.5g的酒精放出的热量，事实上，将这杯水加热到70℃需要的酒精质量更大，理由是有热量的散失。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]试题思路分析：（1）知道水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；（2）由题意可知，酒精完全燃烧释放的热量Q放＝Q吸，根据Q＝mq求出消耗酒精的质量；由于有热损失，则需要的煤气质量更多。详细规范解答：解：水吸收的热量为：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（70℃﹣20℃）＝1.05×105J；由题意可知，酒精完全燃烧放出的热量：Q放＝Q吸＝1.05×105J，根据Q放＝m酒精q可得，消耗酒精的质量：m酒精＝＝＝0.0035kg＝3.5g；在加热的过程中，由于有热损失，则事实上将这壶水加热到70℃需要的酒精质量更多。故答案为：1.05×105；3.5；大；有热量的散失。考察易错点与重难点：本题考查了吸热公式和燃料完全燃烧放热公式的应用，关键是公式及其变形式的灵活运用。三．实验探究题（共7小题）24．（2023秋•沭阳县校级期中）如图甲，在探究“不同物质吸热升温现象”的实验中：（1）某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图所示。同组的同学立即指出了其中的问题，你认为问题的所在是水和煤油的质量不相等。（2）实验中应选用了相同的电加热器，目的是通过加热时间（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较两种液体吸收热量的多少。（3）纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示。a是水（选填“a”或“b”），下列事实不能用上述实验结果解释的是B。A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小B．夏天给教室洒水，感觉凉爽C．冬天暖手袋里的供热物质是水D．炎热的海边，中午沙子比水烫得多试题思路分析：（1）（2）（3）我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；比较物质吸热能力的2种方法：①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；详细规范解答：解：（1）实验课题是探究不同物质的吸热能力，所以要保持水和煤油的质量相同，而题目中是在两个相同的烧杯中加入液面等高的水和煤油，即水和煤油的体积相同，根据m＝ρV，水和煤油的密度不同，故水和煤油的质量不同，即没有控制水和煤油的质量相等；根据转换法，选用相同的电加热器目的是：使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量；（2）根据转换法可知，实验中用加热时间比较两种液体吸收热量的多少；（3）由图乙可知，同样受热的情况下，a的温度变化较慢，a的吸热能力强，比热容大，所以a为水，b为煤油；A、相同质量的水和干泥土相比较，在相同的受冷和受热的情况下，由于水的比热容大（水的吸热能力大），水温度变化慢，而干泥土温度变化快，故沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，故A不符合题意；B、夏天给教室洒水，感觉凉爽，这是由于水蒸发吸热造成的，故B符合题意；C、水的比热容大，在同样放热的情况下，水和其它物质相比，水放出的热量多，所以暖手袋里的供热物质是水，故C不符合题意；D、沙子的比热容比较小，在吸收相同的热量时，水的温度升高的低，沙子温度升的比较高，所以沙子烫脚，故D不符合题意；故选：B。故答案为：（1）水和煤油的质量不相等；（2）加热时间；（3）a；B。考察易错点与重难点：本题考查了不同物质吸热能力与什么因素有关，及能够利用控制变量法分析实验数据的能力，本题同时考查了学生对图像的分析能力。25．（2023秋•清江浦区期中）如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图，小明同学让钢球分别从粗糙斜面由静止开始滚下，撞击木块：（1）利用图示的器材可以探究物体动能的大小与物体速度的关系，得到的结论是质量相同时，物体的速度越大，动能就越大；（2）该实验是通过观察木块被推动的距离来判断钢球（选填“钢球”或“木块”）动能的大小；（3）实验中，钢球碰撞木块后继续向前运动，在水平木板上滑动一段距离后停下，设开始时钢球的重力势能为Ep，木块克服摩擦力所做的功为W，则Ep＞W（选填：“＞”、“＜”或“＝”）；（4）在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，要继续完成该次实验，下列措施中可行的是D（选填选项符号）。A．换用质量更大的木块B．降低钢球的高度C．换质量更大的钢球D．换质量更小的钢球试题思路分析：（1）动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究；（2）此实验把动能的大小转换为木块被撞击后滑行的距离，距离越远表明钢球的动能越大；（3）木块滑动过程中，克服摩擦力做功；（4）根据减小动能的方法分析。详细规范解答：解：（1）根据图示可知，小球的质量不变，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以探究的是动能大小与速度的关系，钢球的速度越大，撞击木块移动的距离越大，动能越大；结论为：在质量相同时，物体的速度越大，动能就越大；（2）实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断钢球动能的大小，该方法是转换法；（3）钢球从高处滚下的过程中，重力势能转化为动能；由于存在摩擦，克服摩擦做功，一部分重力势能转化为内能；钢球与木块碰撞的过程中，球对木块做功，做功的大小小于球最初的动能；木块在运动过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，即木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小，也就是小于开始时小球的重力势能；（4）在探究动能的大小与质量关系时，需要控制速度大小不变，改变质量，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，这说明该球的动能太大了；A.若换质量更大的木块，改变了木块所受摩擦力的大小，不符合控制变量法的要求，故A不可行；B.该实验中需要控制速度相同，若降低第二次钢球的高度，则会改变钢球到达水平面时的速度，不符合控制变量法的要求，故B不可行；C.若换质量更大的钢球，钢球到达水平面时的动能更大，则更容易使木块滑出木板，故C不可行；D.若换质量更小的钢球，钢球到达水平面时的动能较小，能减小木块移动的距离，故D可行；故选：D。故答案为：（1）速度；质量相同时，物体的速度越大，动能就越大；（2）木块被推动的距离；钢球；（3）＞；（4）D。考察易错点与重难点：用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小；采用控制变量法研究实验时，一定注意相同因素和不同因素。26．（2023秋•江阴市校级期中）在“比较不同物质吸热能力”的实验中，组装了如图a所示的装置。将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯中，用相同的酒精灯同时加热。记录相关数据，并绘制出如图b的图像。（不计热量损失）（1）实验装置如图，应该由下而上（选填“由上而下”、“由下而上”）进行安装；（2）实验中，除了图（a）中所展示的实验器材外，还必须用到的测量工具有秒表和天平；（3）同时开始加热到第4分钟，这段时间，从图像上可以看到，甲液体升温比乙液体快，那么，这段时间，甲吸收的热量等于（选填“大于”、“小于”或“等于”）乙吸收的热量；（4）实验中，给相同质量的不同物质，加热相同的时间，通过比较升高的温度，可以判断它们的吸热能力的强弱。从图像可知，乙物质吸热能力更强；（5）甲、乙两种液体的比热容之比是1：2；（6）同时开始加热到第4分钟，这段时间，甲的比热容与升高温度的乘积等于（填“大于”“等于”或“小于”）乙的比热容与升高温度的乘积。试题思路分析：（1）实验时，需用酒精灯的外焰加热，所以要调整好铁圈的高度，然后根据温度计的使用规则固定好其位置；（2）（3）（4）我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；比较物质吸热能力的2种方法：①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；（5）加热时间相同，吸收的热量相同，根据Q甲＝Q甲＝cmΔt得出比热容之比；（6）根据Q甲＝cmΔt分析。详细规范解答：解：（1）酒精灯需用外焰加热，所以先放好酒精灯，再固定铁圈的高度，最后调整温度计的高度，使其不要碰到容器底，所以要按照自下而上的顺序进行；（2）实验中应用秒表测量吸热的时间，用天平测量两种液体的质量；（3）同时开始加热到第4分钟，加热时间相同，甲吸收的热量等于乙吸收的热量；（4）实验中，给相同质量的不同物质，加热相同的时间，吸收相同的热量，通过比较温度计示数可以判断它们的吸热能力的强弱；从图像可知，加热相同时间，乙升高的温度小，则乙物质吸热能力更强；（5）若加热4min，甲升高的温度为：Δt甲＝60℃﹣20℃＝40℃；乙升高的温度为：Δt乙＝30℃﹣10℃＝20℃；甲、乙的质量相同，即Q甲＝Q乙，则：c甲mΔt甲＝c乙mΔt乙，则：＝＝＝；（6）根据Q甲＝cmΔt可知，比热容与升高温度的乘积为：cΔt＝，同时开始加热到第4分钟，加热时间相同，吸收的热量相同，甲、乙的质量相同，所以甲的比热容与升高温度的乘积等于乙的比热容与升高温度的乘积。故答案为：（1）由下而上；（2）天平；（3）等于；（4）升高的温度；乙；（5）1：2；（6）等于。考察易错点与重难点：本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。27．（2023春•京口区校级期中）如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，小球质量mA＝mB＜mC，由静止开始释放的高度hA＜hB＝hC。（1）动能是指钢球碰撞前（选填“前”或“后”）动能；三次实验中，图中丙钢球上述动能最大。（2）通过比甲、乙两次实验，可以得到：①③（选填序号：①动能与速度的关系，②动能与高度的关系，③重力势能与高度的关系）。（3）做丙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进丙图实验，再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下方法A（填写正确选项前的字母）。A．换用质量比B小的钢球B．给水平木板铺上毛巾C.适当降低钢球的初始高度D．换用一个较结实的木块（4）做乙图实验时，钢球撞硬纸盒后继续向前运动，硬纸盒在水平木板上滑动0.4m后停下，硬纸盒在滑动过程中受到0.5N的摩擦力，则硬纸盒克服摩擦力所做的功W＝0.2J，设钢球与硬纸盒碰撞前的动能为E1，则E1大于W（选填“大于”“等于”或“小于”）。试题思路分析：（1）物体的动能与质量和速度有关。（2）物体的重力势能与质量和高度有关。（3）适当减小钢球的质量可以减小它的机械能。（4）功的计算公式是W＝Fs。详细规范解答：解：（1）动能是指钢球碰撞前动能；三次实验中，丙的质量越大，在斜面上的高度较大，滚到水平面的速度较大，所以图中丙钢球上述动能最大。（2）通过比甲、乙两次实验，质量相同，速度不同，高度不同，可以探究动能与速度的关系，重力势能与高度的关系，可以得到①③。（3）做丙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进丙图实验，再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下，可以适当减小钢球的质量，故A符合题意，BCD不符合题意。（4）硬纸盒克服摩擦力所做的功为：W＝Fs＝fs＝0.5N×0.4m＝0.2J；钢球在木板上滚动时，由于摩擦力的存在，存在机械能的损失，所以设钢球与硬纸盒碰撞前的动能为E1，则E1大于W。故答案为：（1）前；丙；（2）①③；（3）A；0.2；（4）大于。考察易错点与重难点：知道影响动能和重力势能大小的因素。知道控制变量法在本实验中的应用。28．（2023春•盐城期中）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。（1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使石棉网（选填“石棉网”或“温度计”）处于适当的高度。（2）实验中应控制燃料燃烧的质量（选填“时间”或“质量”）相同，根据温度计上升的示数比较燃料燃烧放出热量的多少。（3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料b的热值大。（4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像，燃料1和燃料2的热值之比为8：3。试题思路分析：（1）实验时要用火焰的外焰加热，据此确定安装器材的顺序；（2）实验中，应控制燃料燃烧的质量相同，看温度计示数的变化来进行比较；（3）根据水温的变化情况判断不同燃料放出热量的多少，从而得出热值的大小关系；（4）从图丙中读出数据，运用公式Q放＝qm和Q吸＝cmΔt可求出两燃料的热值之比。详细规范解答：解：（1）实验时要用火焰的外焰加热；调整铁夹A的位置，其目的是使石棉网处于适当的高度，方便用外焰加热；（2）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少；（3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大；（4）对于燃料来说，在相同的时间内放出的热量是相同的，根据图可知，燃料1用5min让水从20℃升高到100℃，自5min到10min吸收相同的热量，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知：2c水m水Δt1＝mq1；对于燃料2来说，燃料2用15min让水从20℃升高到80℃，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知：c水m水Δt2＝mq2；解得，两种燃料热值之比为：＝8：3。故答案为：（1）石棉网；（2）质量；温度计上升的示数；（3）b；（4）8：3。考察易错点与重难点：用相同质量的燃料燃烧加热水，通过水温的变化比较水吸热多少，通过水吸热多少比较放热多少，从而得出相同质量的燃料燃烧放热多少，即热值的大小，较难理解！29．（2023秋•淮阴区期中）为探究物体的动能大小跟哪些因素有关，利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动，运动的钢球碰上木块后，能将木块撞出一段距离s，如图所示。（1）实验中探究的“物体的动能”是指钢球撞击木块时的动能；（2）若水平面是光滑的，不能（选填“能”或“不能”）达到探究目的；（3）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施：增大斜面的高度。试题思路分析：（1）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，据此分析；（2）实验中小球动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律分析木块的运动状态；（3）木块移动的越近，说明重力势能转化的动能就越小，可以从增强小球的重力势能方面考虑。详细规范解答：解：（1）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，“物体的动能”是指钢球撞击木块时的动能；（2）根据转换法，实验中，是通过观察木块移动的距离的大小s判断出小球具有的动能的大小；若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的；（3）在实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较，说明可能是小球到达水平面时的动能小，可以增大小球的重力势能，即实验时，可以增大小球在斜面的高度或者增大球的质量，也可能是水平面对木块的摩擦力较大，可以减小水平面的粗糙程度或者将木块换为小车等方法；故答案为：（1）钢球撞击木块时；（2）不能；（3）增大斜面的高度。考察易错点与重难点：此题是研究动能大小与哪些因素有关的实验，考查了控制变量法和转换法在实验中的应用。30．（2023秋•淮阴区期中）小明同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热，得到的实验数据如下表：物质次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min甲10.110220.2104乙30.110140.2102（1）实验中甲、乙两种液体吸热的多少通过加热时间来反映的；（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出同种物质升高相同的温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关；（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同（选填“相同”或“不同”）；（4）由上述分析可以得出甲（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强。试题思路分析：（1）我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；（2）（3）根据Q＝cmΔt，吸热与物质的质量、升高的温度和种类有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外的因素，根据实验数据分析相同量量和不同量，分析昨出吸热与变化量的关系得出结论；（4）比较物质吸热能力的方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强。详细规范解答：解：（1）根据转换法，甲、乙两种物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，同种物质升高相同的温度时，质量越大，加热时间越长，故得出同种物质升高相同的温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关；（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时加热时间不同，吸收的热量不同；（4）1、3次或第2、4次实验数据，升高相同的温度，甲加热时间长，根据比较能力的方法，甲物质的吸热能力较强。故答案为：（1）加热时间；（2）质量；（3）不同；（4）甲。考察易错点与重难点：本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。四．计算题（共6小题）31．（2023秋•泗洪县期中）周末，小红一家人驾车出门旅行，已知该汽油小汽车以20m/s的速度匀速行驶时，发动机的功率为2×104W，发动机的效率为30%。若汽车以此速度行驶2.7×104m，求在此过程中：（1）汽车牵引力大小。（2）牵引力做的功。（3）消耗汽油的质量（汽油的热值q汽＝4.5×107J/kg）。试题思路分析：（1）知道小汽车的功率和速度，根据功率P＝＝＝Fv，计算牵引力；（2）知道牵引力和路程，根据W＝Fs计算功；（3）知道效率和功，根据Q放＝＝计算汽油完全燃烧放出的热量；（4）根据m＝计算消耗汽油的质量。详细规范解答：解：（1）因为牵引力的功率P＝＝＝Fv，所以牵引力F＝＝＝1000N；（2）牵引力做的功W＝Fs＝1000N×2.7×104m＝2.7×107J；（3）汽油燃烧放出的热量Q放＝＝＝9×107J；消耗汽油的质量m＝＝＝2kg。答：（1）汽车牵引力为1000N；（2）牵引力做的功为2.7×107J；（3）消耗汽油的质量2kg。考察易错点与重难点：本题考查了功、功率、效率和燃料燃烧放热的知识，要求学生能够灵活运用公式进行计算。32．（2023秋•海安市期中）一辆氢气动力试验汽车，10min内汽车在平直路面上匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.15kg的氢气，汽车发动机提供的牵引力为1.05×103N，氢气的热值取4×108J/kg，g取10N/kg。求：（1）氢气完全燃烧放出的热量为多少；（2）牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。试题思路分析：（1）根据Q放＝mq求出氢气完全燃烧放出的热量；（2）根据W＝Fs求出汽车发动机所做的功，根据P＝计算出牵引力做功的功率；（3）利用η＝求出汽车发动机的效率。详细规范解答：解：（1）完全燃烧0.15kg氢气释放出的热量：Q放＝qm＝4×108J/kg×0.15kg＝6×107J；（2）此过程汽车发动机所做的功：W＝Fs＝1.05×103N×l.2×104m＝1.26×107J，牵引力做功的功率：P＝＝＝21000W；（3）则汽车发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝21%。答：（1）完全燃烧0.15kg氢气释放出的热量为6×107J；（2）此过程汽车发动机牵引力做功的功率为21000W；（3）则汽车发动机的效率为21%。考察易错点与重难点：本题主要考查了热量、功率和效率计算公式的计算，知识点较多，综合性较强。33．（2023秋•邗江区校级期中）2023年杭州亚运会举行期间，氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次亚运会交通出行任务的最主要力量。一辆氢燃料公交车正在平直路面行驶，已知氢的热值q氢＝1.4×108J/kg，求：（1）质量为0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。（2）氢燃料公交车以恒定功率匀速直线行驶，其效率为50%，完全燃烧0.5kg的氢燃料可使公交车行驶175s，公交车匀速直线行驶时的功率。试题思路分析：（1）根据Q放＝mq求出0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）根据η＝求出公交车做的功，利用P＝求出公交车匀速直线行驶时的功率。详细规范解答：解：（1）0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq氢＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J；（2）公交车做的功为：W＝ηQ放＝50%×7×107J＝3.5×107J，公交车匀速直线行驶时的功率为：P＝＝＝2×105W。答：（1）质量为0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为7×107J；（2）公交车匀速直线行驶时的功率为2×105W。考察易错点与重难点：本题考查了燃料完全燃烧放热公式、效率公式和功率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。34．（2023秋•海门市校级期中）一辆氢气动力试验汽车在平直路面上匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.15kg的氢气，此过程汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N。（氢气热值1.4×108J/kg）求：（1）牵引力对汽车所做的功。（2）氢气完全燃烧放出的热量。（3）汽车发动机的效率。（百分数保留整数）试题思路分析：（1）根据W＝Fs求出牵引力对汽车所做的功；（2）根据Q放＝mq求出0.15kg的氢气完全燃烧放出的热量；（3）根据η＝×100%求出汽车发动机的效率。详细规范解答：解：（1）牵引力对汽车所做的功为：W＝Fs＝1.0×103N×1.2×104m＝1.2×107J；（2）氢气完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq＝0.15kg×1.4×108J/kg＝2.1×107J；（3）汽车发动机的效率为：η＝×100%＝×100%≈57%。答：（1）牵引力对汽车所做的功为1.2×107J；（2）氢气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；（3）汽车发动机的效率为57%。考察易错点与重难点：本题考查了学生对做功公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。35．（2023秋•江都区校级期中）为响应国家“低碳环保•节能减排”的号召，某市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如表所示，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：（1）汽车的功率；（2）汽车发动机的效率。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试题思路分析：（1）已知客车和汽车搭载人员及物品的质量求出汽车总质量，利用G＝mg求其总重力，因为汽车匀速直线行驶，汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，利用F＝f＝0.01G总求出，再利用W＝Fs求牵引力做的功，最后利用P＝求牵引力做功功率；（2）利用Q＝mq求0.025kg天然气完全燃烧放出的热量，汽车发动机的效率等于牵引力做的功与天然气完全燃烧放出的热量之比。详细规范解答：解：（1）汽车总质量：m总＝13000kg+3000kg＝16000kg，总重力：G总＝m总g＝16000kg×10N/kg＝1.6×105N，因为汽车匀速直线行驶，汽车的牵引力：F＝f＝0.01G总＝0.01×1.6×105N＝1600N，牵引力做的功：W＝Fs＝1600N×400m＝6.4×105J，牵引力做功功率：P＝＝＝1.6×104W；（2）0.025kg天然气完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.025kg×6.4×107J/kg＝1.6×106J，汽车发动机的效率：η＝×100%＝×100%＝40%。答：（1）汽车的功率为1.6×104W；（2）汽车发动机的效率为40%。考察易错点与重难点：本题为力学和热学综合计算题，考查了重力公式、功的公式、功率公式燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，虽然知识点多、综合性强，但都属于基础，难度不大！36．（2023秋•宿城区校级期中）无人驾驶汽车是一种智能汽车，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。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶200s，发动机做功为3.36×107J，消耗柴油2.1kg，求：[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q柴油＝4×107J/kg]（1）消耗的柴油完全燃烧释放的热量。（2）该汽车发动机的效率。（3）若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可将多少千克水从20℃加热到70℃？试题思路分析：（1）根据Q放＝mq求出消耗的柴油完全燃烧释放的热量；（2）根据η＝求出该汽车发动机的效率；（3）若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，根据Q吸＝Q放求出水吸收的热量，再根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水的质量。详细规范解答：解：（1）消耗的柴油完全燃烧释放的热量为：Q放＝m柴油q柴油＝2.1kg×4×107J/kg＝8.4×107J；（2）汽车发动机的效率为：η＝＝＝40%；（3）因为2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，所以水吸收的热量为：Q吸＝Q放＝4.2×107J，由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的质量为：m＝＝＝400kg。答：（1）消耗的柴油完全燃烧释放的热量为8.4×107J；（2）救护车发动机的效率为40%；（3）若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可将400kg的水从20℃加热到70℃。考察易错点与重难点：本题主要考查热量、效率的计算，要掌握物质的吸热公式和效率公式。五．综合能力题（共2小题）37．（2023秋•秦淮区期中）汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒，消耗的动能最终被释放掉，造成了能源的浪费。为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能部分转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。（1）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是C。A.①②③④B.②④C.②③D.①③（2）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，在40s内匀速行驶1000m。此过程中，求汽车行驶的速度以及牵引力的功率。（3）如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程s与时间t的关系如图甲所示，求在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功。（4）储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。某次测试储能效率中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图像如图乙所示；则图中表示开启再生制动器的图线是②；依据图像计算本次测试的储能效率为40%。试题思路分析：（1）改变内能的方法：一是做功，对物体做功（克服摩擦做功、压缩气体做功），物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少；二是热传递，据此分析判断；（2）根据速度公式求出汽车行驶的速度，利用P＝＝＝Fv求出牵引力的功率；（3）由图象知0～0.5s内汽车行驶的距离，根据W＝fs得出克服刹车阻力所做的功；（4）从图象中可以看出，汽车做匀速直线运动时速度不变，动能不变，开启了发电机后，有一部分机械能转化为电能，动能减少的速度加快，据此判断；分析图像，从而可以计算出储能效率。详细规范解答：解：（1）①发动机外壳发烫，是发动机内部放出的热量传递到发动机外壳，使外壳的内能增加、温度升高，是通过热传递改变物体的内能；②轮胎在发热，是轮胎克服摩擦做功，使轮胎的内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能；③刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能；④水箱中的水变热，是发动机放出的热量传递给水箱中的水，使水的内能增大、温度升高，是通过热传递改变物体的内能；故选：C。（2）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，在40s内匀速行驶1000m，则汽车行驶的速度为：v＝＝＝25m/s，牵引力的功率为：P＝＝＝Fv＝1000N×25m/s＝2.5×104W；（3）由图象知0～0.5s内汽车行驶的距离为10m，克服刹车阻力所做的功为：W＝fs＝1.0×104N×10m＝1.0×105J；（4）关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，开启再生制动器，有部分动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，因此汽车运动的距离减小，所以开启再生制动器的图线是②；由图象可以看出正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶40m﹣30m＝10m；开启再生制动器行驶的距离为36m﹣30m＝6m，因此动能转化为内能的效率为：η＝＝60%，所以储能效率η′＝1﹣η＝1﹣60%＝40%。故答案为：（1）C；（2）汽车行驶的速度为25m/s，牵引力的功率为2.5×104W；（3）在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为1.0×105J；（4）②；40。考察易错点与重难点：本题考查的知识点有改变内能的方式、功、功率、转化效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要学会从所给信息中找到有用的数据。38．（2023春•锡山区期中）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示。（1）本实验所研究的对象是小球（选填“木块”“小球”或“斜面”）。（2）将小球从同一高度由静止释放的目的是控制小球到达水平面的速度相同。该实验是通过观察s（选填“s”或“h”）的大小来反映小球的动能大小的，这种研究问题的方法叫转换法。（3）小明还想通过上述实验过程探究物体重力势能与质量的关系，小明的设想可行（可行/不可行）。（4）有同学将实验装置甲改进成图乙所示。A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与速度（质量/速度）的关系。B．若用甲、乙两个质量不同的小球（m甲＞m乙）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离s甲等于s乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。试题思路分析：（1）实验中探究的是小球动能的大小；（2）由控制变量法，从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面初速度相同；实验中小球动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来；（3）弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的动能转化为木块的动能；（4）根据控制变量法分析；结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求。详细规范解答：解：（1）据题意可知，实验中探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小；（2）根据实验的要求可知，从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面的速度相同，由控制变量法，该实验的目的是研究小球的动能大小与质量的关系；根据转换法，实验中，是通过观察木块移动的距离s的大小判断出小球具有的动能的大小；（3）小球的动能是由小球的重力势能转化而来，故小明还想通过上述实验过程探究物体重力势能与质量的关系，方案可行；（4）A、用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系；B、若用甲、乙两个质量不同的小球（m甲＞m乙）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，弹簧的压缩程度相同，具有的弹性势能相同，则小球的动能相同，撞击木块时木块的动能相同，木块的质量不变，所以木块移动的距离相同，即s甲等于s乙。故答案为：（1）小球；（2）控制小球到达水平面的速度相同；s；转换法；（3）可行；（4）速度；等于。考察易错点与重难点：本题探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验，考查控制变量法、转换法的运用及机械能的转化和对实验方案的评估。六．科普阅读题（共2小题）39．（2023秋•东台市期中）阅读短文，回答问题：混合动力汽车广义上说，混合动力汽车（HybridVehicle）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（HybridElectricVehicle，HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。根据混合动力驱动的联结方式，一般把混合动力汽车分为三类：①串联式混合动力汽车（SHEV）主要由发动机、发电机、驱动电机等三大动力总成用串联方式组成了HEV的动力系统。②并联式混合动力汽车（PHEV）的发动机和驱动电机都是动力总成，两大动力总成的功率可以互相叠加输出，也可以单独输出。③混动式混合动力汽车（PSHEV）综合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车，主要由发动机、电动﹣发电机和驱动电机三大动力总成组成。混合动力汽车优点：①与传统汽车相比，由于内燃机总是工作在最佳工况，油耗非常低。目前国内的内燃机主要是汽油机，其热效率已经能做到不小于45%。②内燃机主要工作在最佳工况点附近，燃烧充分，排放气体较干净；起步无怠速（怠速停机）。③可以不依赖外部充电系统，一次充电续驶里程、基础设施等问题得到解决。④电池组的小型化使成本和重量低于电动汽车。目前大部分混合动力汽车是可以用家用电路充电的，对于短途交通成本较低，使用方便。（1）对于混合动力汽车下列说法正确的是B。A．混合动力汽车就是利用燃料燃烧产生的内能直接发电产生动力的汽车B．混合动力汽车最大的优点就是总能让发动机在最佳工作区间工作，能节能减排，减少用车成本C．混合动力的汽车电动机驱动车辆时将机械能转化为电能D．混合动力汽车的发动机是不能直接驱动车辆的（2）混动汽车电池的存储的可用电能容量单位通常用“kW•h”，1kW•h＝3.6×106J。某品牌国产混动汽车电池的电能可用容量是36kW•h，一次充满电后能纯电匀速行驶160km，若电动机将电能转化为机械能的效率为90%，则该汽车行驶过程受到的阻力是729N。（3）在有些混动汽车中，人们还给它增加了变速箱给汽车传递动力，对于变速箱作用下列说法错误的是C。A．能省力B．能省距离C．能省功D．能改变力的方向（4）一台热效率为40%、100kW的汽油机，通过发电机给69kW•h蓄电池发电，假设发出的电能有90%转化为蓄电池的化学能，发电效率为80%，不计其它能量损失，给蓄电池充满69kW•h的电能需要消耗的汽油18.75kg。（汽油的热值为4.6×107J/kg，1kW•h＝3.6×106J）（5）对于混合动力驱动的联结方式的理解，下列说法中你觉得不合理的是D。A．串联式混合动力汽车就是利用发动机在高效区间产生动力带动发电机发电，发电机给驱动电机供电，然后再由驱动