第2讲九年级全国初中物理竞赛试题汇编-内能的利用(原卷版+解析)

第2讲九年级全国初中物理竞赛试题汇编--内能的利用一、单选题1．（2020·广东佛山·九年级竞赛）1L的煤油倒掉一半，剩余的煤油的哪个性质发生了变化的（）A．热值 B．比热容 C．密度 D．质量2．（2019·广东韶关·九年级竞赛）下列最有可能是近年来全球暖化增强的主要原因（

）A．被大气吸收的太阳辐射增加B．被大气反射到太空的太阳辐射增加C．被大气吸收的地表辐射增加D．被地表反射到太空的太阳辐射增加3．（2017·湖北·黄陂区前川办事处第一中学九年级竞赛）如图所示是某教师自制的教具．他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒立即飞出．关于此实验，说法不正确的是A．酒精不完全燃烧时热值不变B．能闻到酒精的气味说明分子不停的做无规则运动C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低4．（2019·广西·南宁二中九年级竞赛）如图所示是用电热水壶烧水时的情景，有关描述正确的是（）A．壶盖被水蒸气顶起时能量的转化与热机压缩冲程能量的转化相同B．水沸腾时，继续通电，水的温度会升高C．壶盖和壶口上方的“白气”是由水蒸气汽化形成的D．烧水过程中，电能转化为内能5．（2016·山东临沂·九年级竞赛）下列电器中，利用电流热效应来工作的是（

）A．电冰箱 B．洗衣机 C．电视机 D．电饭锅6．（2015·山东泰安·九年级竞赛）将一瓶煤油倒掉一半，则留下的一半（）A．密度不变，比热容和热值都变为原来的一半B．质量、比热容、热值都变为原来的一半C．比热容和热值不变，密度变为原来的一半D．比热容、热值和密度都不变7．（2017·山东泰安·九年级竞赛）下列说法中正确的是（）A．一桶水的比热容比一杯水的比热容大B．摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程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8．（2015·山东泰安·九年级竞赛）下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（

）A．燃料的热值与燃料的质量有关系B．分子间相互作用的引力和斥力是不同时存在的C．温度越高的物体含有的热量越多D．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的二、多选题9．（2020·江西南昌·九年级竞赛）嫦娥四号卫星由长征三号乙运载火箭发射，在2019年1月3日登陆月球背面，实现人类首次在月球背面软着陆，并通过“鹊桥”中继星传回世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。下列说法正确的是（）A．长征三号乙运载火箭的燃料为液态氢，主要是利用其比热容大的特性B．火箭上升时，燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能C．卫星上的摄像机镜头相当于凸透镜，拍摄时所成的像都是倒立的D．卫星在着陆时没有使用降落伞减速，是因为月球附近没有大气的缘故三、填空题10．（2017·山东·东埠初中九年级竞赛）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3000r/min，该柴油机活塞1s对外做功______次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是______J。（q柴油=4.3×107J/kg）11．（2020·广东佛山·九年级竞赛）如图所示是四冲程汽油机的_______冲程，在这个冲程中，活塞向_________（选填“上”或“下”）运动，气缸内气体的内能将__________（选填“增大”或“减小”）。12．（2017·湖北·黄陂区前川办事处第一中学九年级竞赛）小明阅读了某品牌汽车内燃机的说明书后，发现内燃机的能量损失为：废气内能损失35%，散热损失25%，机械损失10%．该发动机的效率为_____________．当汽油在内燃机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时内燃机的效率将____________（填“升高”、“不变”或“降低”）；发动机工作时用水来做冷却物质，原因是___________．汽车在爬坡时，一般要换低速档，目的是：______．他上网了解到截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量突破10亿辆．假设每辆汽车每年平均耗油1.55吨，汽车内燃机的效率平均为30％．如果能把内燃机效率提高1％，全球每年大约可以节约______________亿吨油．13．（2019·广西·南宁二中九年级竞赛）内燃机有四个工作冲程，图是内燃机的________冲程，活塞下降时，燃气内能________（选填“减少”或“增加”）．14．（2019·广东韶关·九年级竞赛）王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的__________不同；若现将1.5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为________J．已知水的比热容为4.2×103J／（kg·℃）．15．（2021·内蒙古呼伦贝尔·九年级竞赛）小时候经常玩的一个游戏，就是把喝完了水的矿泉水瓶扭转加压，然后比赛谁的瓶盖飞的远．瓶盖飞的远近和技术有关，但无一例外的有趣现象是会有白色的水雾从瓶子口冒出（如甲）．在这个过程中发生的能量转化是________，如图________（填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与这一情景过程中能量的转化是一致的．16．（2016·江苏·树人学校九年级竞赛）氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点，氢气的热值为14.3×107J/kg，完全燃烧0.1kg的氢气可放出_____J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值_____．（变大/变小/不变）17．（2016·江苏·树人学校九年级竞赛）如图是我国西部某地区风力发电的外景，下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。平均风速(m/s)510152025301s内获得的能量()4812162024若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10min获得的风能是______J；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V-100W”灯泡正常工作8h，则这台风车发电效率为______。18．（2015·山东泰安·九年级竞赛）王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的_____不同；若现将2kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为_____J。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。19．（2010·广东茂名·九年级竞赛）航天器火箭发动机用氢作燃料，这是因为氢气的__________很大．燃烧1m3的煤气大约能放出热量3.9×107J，某市管道煤气收费标准为2.87元/m3，有一户人家在一个月内烧煤气消耗了1.17×109J热量，这个月应交煤气费_______元．四、计算题20．（2020·广东佛山·九年级竞赛）一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×107J/kg，小汽车发动机的做功效率为25%，小汽车发动机所做的功是1×108J。求小汽车在这段路程中：(1)运动的时间；(2)消耗汽油的质量；(3)小汽车发动机的功率。21．（2017·全国·九年级竞赛）2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海—库布齐沙漠—毛乌素沙漠—腾格里沙漠—乌兰布和沙漠—巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自行流入罗布泊。此路经中最高海拔约为h1=1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近h2=1000m的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量的角度来分析这个方案。取g=10N/kg，水的密度ρ=1.0×103kg/m3。(1)若通过管道提升海水，电能效率η=60%，将1t海水提升到海拔1200m处，需要电能E1至少为多少？(2)若每年调4×109m3海水入疆，即使把从罗布泊到下游的艾丁湖落差发的电全部用来提升海水，也还需要额外提供电能；①若利用水的落差发电，发电效率也为η=60%，将1t海水输送到艾丁湖，额外需要电能为多少？②已知三峡水电站年平均流量Q=5.0×1011m3，水库水面与发电机的水轮机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率η=60%。若“引渤入疆”工程额外需要的电能可以从三峡水电站输送，求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。22．（2017·全国·九年级竞赛）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比列，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比）。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。根据发动机的类型等因素，每种发动机的空燃比一般不同。某气缸总排量为2.0L的4缸发动机所需的空燃比14:1，混合燃气的密度为1.35kg/m3，当发动机曲轴每分钟转速为2600转时，输出功率为65kw。此时该发动机的效率是多少？（汽油的热值为4.6×107J/kg）23．（2016·江苏·树人学校九年级竞赛）阅读短文，回答问题：汽车的再生制动器目前大多数汽车刹车时均采用油压制动．油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉，形成了能源的浪费．而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转化为电能储存起来，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、污染物排放和制动器摩擦片的磨损．汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求．若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：再生制动器只会把一部分的动能再生使用，其余的动能转化为内能．汽车正常行驶时，将发动机关闭直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率．储能效率根据不同的使用环境有所不同．时间t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6再生刹车阻力f/103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0（1）汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是____________．A．逐渐增大B．先增大后不变C．先增大后减小D．先增大，后不变，再减小（2）在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0~0.8s内产生的刹车阻力随时间变化的图象．（3）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，由图甲可知t=0.7s时，油压制动器还需产生____N的刹车阻力．（4）某次测试中，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，画出了对应的Ek–s图象如乙图所示．由图象可以求出此次测试中的储能效率为__________．24．（2009·江西上饶·九年级竞赛）“5·12”汶川大地震发生后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机．这种柴油发电机的工作原理为：以风冷四冲程直喷式柴油机为动力系统，带动发电机发电，该柴油发电机说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω／m.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些家用电器都正常工作时，求：（1）输电线路中的电流多大？（2）输电线路损失的电功率多大？（3）发电机实际输出电压多大？（4）该柴油发电机工作过程中，每小时消耗18kg柴油，柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少？（柴油热值是3.3×107J/kg)五、实验题25．（2020·广东佛山·九年级竞赛）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同：温度/°C20304050加热时间/s液体a04082126液体b0184064(1)在组装器材时应该先固定______（选填“A”或“B”）的位置；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须______（选填“相等”或“不等”）；(2)若要比较不同物质的比热容大小，则：①应选择______两图进行实验；实验中，用______（选填“加热时间”或“升高温度”）来表示两种液体吸收热量的多少；②分析表中数据：你认为两种液体中，比热容较小的是液体______（选填“a”或“b”）；(3)若要比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验。实验中，用液体______（选填“加热时间”或“升高温度”）来表示两种燃料释放热量的多少。26．（2014·全国·九年级竞赛）小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量．如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量．小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．1．根据图21分析，在发动机转速为1000～5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？2．试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系．3．小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h时，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km．参考图21中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7l×103kg/m3）第2讲九年级全国初中物理竞赛试题汇编--内能的利用一、单选题1．（2020·广东佛山·九年级竞赛）1L的煤油倒掉一半，剩余的煤油的哪个性质发生了变化的（）A．热值 B．比热容 C．密度 D．质量【答案】D【详解】热值、比热容、密度都是物质的一种属性，1L的煤油倒掉一半后，剩余的煤油形态未发生变化，热值、比热容、密度都不会变化；质量是表示物质的多少，剩余的煤油物质的量减小了。故选D。2．（2019·广东韶关·九年级竞赛）下列最有可能是近年来全球暖化增强的主要原因（

）A．被大气吸收的太阳辐射增加B．被大气反射到太空的太阳辐射增加C．被大气吸收的地表辐射增加D．被地表反射到太空的太阳辐射增加【答案】C【详解】近几年全球变暖的原因是温室效应加剧造成的，主要是由于现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的．二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能．它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来．3．（2017·湖北·黄陂区前川办事处第一中学九年级竞赛）如图所示是某教师自制的教具．他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒立即飞出．关于此实验，说法不正确的是A．酒精不完全燃烧时热值不变B．能闻到酒精的气味说明分子不停的做无规则运动C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低【答案】C【详解】A.热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，故A叙述正确；B.能闻到酒精的气味说明分子酒精分子在永不停息的做无规则运动，故B叙述正确；C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程，故C叙述错误；D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低，故D叙述正确．故选C.4．（2019·广西·南宁二中九年级竞赛）如图所示是用电热水壶烧水时的情景，有关描述正确的是（）A．壶盖被水蒸气顶起时能量的转化与热机压缩冲程能量的转化相同B．水沸腾时，继续通电，水的温度会升高C．壶盖和壶口上方的“白气”是由水蒸气汽化形成的D．烧水过程中，电能转化为内能【答案】D【详解】A．壶盖被水蒸气顶起时，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，而热机压缩冲程是将机械能转化为可燃气体的内能，它们的能量转化不同；B．水沸腾时，继续通电，水不断吸收热量，但水的温度不变；C．壶盖和壶口上方的“白气”是由水蒸气遇冷液化成的液态小水滴；D．电热水壶是消耗电能的家用电器，烧水过程中，电能转化为内能。故选D。5．（2016·山东临沂·九年级竞赛）下列电器中，利用电流热效应来工作的是（

）A．电冰箱 B．洗衣机 C．电视机 D．电饭锅【答案】D【详解】试题分析：电冰箱是制冷的，不是利用电流的热效应的，故A错；洗衣机主要把电能转化为机械能了，故B错；电视机是把电能转化为了光能和声能，故C错；电饭锅需要给食物加热，主要利用的是电流的热效应，故D正确；应选D．【考点定位】电流的效应6．（2015·山东泰安·九年级竞赛）将一瓶煤油倒掉一半，则留下的一半（）A．密度不变，比热容和热值都变为原来的一半B．质量、比热容、热值都变为原来的一半C．比热容和热值不变，密度变为原来的一半D．比热容、热值和密度都不变【答案】D【详解】密度、比热容和热值都是物质的特性，密度、比热容与物质的种类和状态有关，与质量的大小无关；热值只与物质的种类有关，与质量的大小也无关．所以，将一瓶煤油倒掉一半，则留下的一半比热容、热值和密度都不变。故选D。7．（2017·山东泰安·九年级竞赛）下列说法中正确的是（）A．一桶水的比热容比一杯水的比热容大B．摩托车上的热机工作时提供动力的是做功冲程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【答案】B【详解】A、比热容是物质的一种属性，和物体的质量大小无关．故A正确；B、摩托车用的是汽油机，它的工作原理是：汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，为汽油机提供动力．它发生在做功冲程．故B正确；C、在房间内看到尘土飞扬，是固体小颗粒在运动，不能说明是分子在做无规则运动．故C错误；D、用锯条锯木板时，是外力克服摩擦做功，锯条和木板的内能都会增加．故D错误．故选B．8．（2015·山东泰安·九年级竞赛）下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（

）A．燃料的热值与燃料的质量有关系B．分子间相互作用的引力和斥力是不同时存在的C．温度越高的物体含有的热量越多D．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的【答案】D【详解】A．燃料的热值是燃料的一种基本性质，它们不随物质的质量和体积的变化而变化，故A错误；B．分子之间存在相互作用的引力和斥力，分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，当分子间距变大时，作用力表现为引力，当分子间距变小时，作用力表现为斥力，故B不正确错误C．在热传递过程中，改变内能的多少叫做热量，热量是一过程量，不能说物体含有的热量，故C错误；D．做功和热传递都能改变物体的内能，做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，故D正确。故选D。二、多选题9．（2020·江西南昌·九年级竞赛）嫦娥四号卫星由长征三号乙运载火箭发射，在2019年1月3日登陆月球背面，实现人类首次在月球背面软着陆，并通过“鹊桥”中继星传回世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。下列说法正确的是（）A．长征三号乙运载火箭的燃料为液态氢，主要是利用其比热容大的特性B．火箭上升时，燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能C．卫星上的摄像机镜头相当于凸透镜，拍摄时所成的像都是倒立的D．卫星在着陆时没有使用降落伞减速，是因为月球附近没有大气的缘故【答案】BCD【分析】(1)热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小；(2)根据消耗能量与得到能量是什么来判断能量的转化情况；(3)摄像机是根据物距大于2倍焦距时成倒立、缩小实像的原理制成的，此时像距处于1倍、2倍焦距之间；(4)使用降落伞降落时，空气对降落伞有阻力作用，使降落的物体减速降落，月球上没有空气，降落伞不能工作。【详解】A．发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是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，故A错误；B．火箭升空的过程中，燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能，故B正确；C．使用摄像机时，物距大于2f，像距大于f而小于2f，镜头就相当于一个凸透镜，并且所成的像是缩小倒立的实像，故C正确；D．探测器在月球上空降落时，靠变推力发动机产生向下的推力实施减速下降，因为月球周围是真空，没有空气，所以月球着陆器不能利用降落伞进行月面着陆，故D正确。故选BCD。三、填空题10．（2017·山东·东埠初中九年级竞赛）一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3000r/min，该柴油机活塞1s对外做功______次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是______J。（q柴油=4.3×107J/kg）【答案】

25

8.6×107【详解】[1]此柴油机的飞轮转速为3000r/min，所以飞轮每秒转50r，因为飞轮每转两周对外做功一次，所以在1s内，对外做功次数[2]柴油燃烧放出的热量Q放=mq柴油=5kg×4.3×107J/kg=2.15×108J由可得，转化的机械能W=Q放η=2.15×108J×40%=8.6×107J11．（2020·广东佛山·九年级竞赛）如图所示是四冲程汽油机的_______冲程，在这个冲程中，活塞向_________（选填“上”或“下”）运动，气缸内气体的内能将__________（选填“增大”或“减小”）。【答案】

做功

下

减小【详解】[1][2][3]如图所示，四冲程汽油机的火花塞点火，两气门关闭，活塞向下运动，可判断出是做功冲程，气缸内气体的内能转化为机构的机械能，内能将减小。12．（2017·湖北·黄陂区前川办事处第一中学九年级竞赛）小明阅读了某品牌汽车内燃机的说明书后，发现内燃机的能量损失为：废气内能损失35%，散热损失25%，机械损失10%．该发动机的效率为_____________．当汽油在内燃机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时内燃机的效率将____________（填“升高”、“不变”或“降低”）；发动机工作时用水来做冷却物质，原因是___________．汽车在爬坡时，一般要换低速档，目的是：______．他上网了解到截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量突破10亿辆．假设每辆汽车每年平均耗油1.55吨，汽车内燃机的效率平均为30％．如果能把内燃机效率提高1％，全球每年大约可以节约______________亿吨油．【答案】

30%

降低

水的比热容大，在同样的条件下，水会吸收较多的热量

增大牵引力

5×107t【详解】废气内能损失35%，散热损失25%，机械损失10%．则发动机的效率为1-35%-25%-10%＝30%；当汽油在内燃机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时内燃机的效率将降低；发动机工作时用水来做冷却物质，原因是水的比热容大，在同样的条件下，水会吸收较多的热量；根据P＝Fv可知：在功率一定时，速度越小，牵引力越大，故汽车在爬坡时，一般要换低速档的目的是：增大牵引力．为内燃机效率提高1%，所以η2＝η1+1%＝30%+1%＝31%，因为η＝，所以W＝ηqm，因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车：η1qm1＝η2qm2，所以m2＝m1，则每辆汽车每年节约燃油：△m＝m1−m2＝m1−m1＝(1−)m1＝(1−)×1.55t＝0.05t，所以我国可以节约的燃油：△m总＝n△m＝1×109×0.05t≈5×107t.13．（2019·广西·南宁二中九年级竞赛）内燃机有四个工作冲程，图是内燃机的________冲程，活塞下降时，燃气内能________（选填“减少”或“增加”）．【答案】

做功

减少【详解】由图可知，火花塞点火、燃气推着活塞运动，是做功冲程；此过程中，燃气对活塞做功，内能减小，转化为机械能。14．（2019·广东韶关·九年级竞赛）王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的__________不同；若现将1.5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为________J．已知水的比热容为4.2×103J／（kg·℃）．【答案】

热值

5.04×105【详解】烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为天然气的热值高；水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=5.04×105J．15．（2021·内蒙古呼伦贝尔·九年级竞赛）小时候经常玩的一个游戏，就是把喝完了水的矿泉水瓶扭转加压，然后比赛谁的瓶盖飞的远．瓶盖飞的远近和技术有关，但无一例外的有趣现象是会有白色的水雾从瓶子口冒出（如甲）．在这个过程中发生的能量转化是________，如图________（填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与这一情景过程中能量的转化是一致的．【答案】

内能转化为机械能

乙【详解】瓶盖飞出去时，是瓶内水蒸气体积膨胀，对瓶盖做功，瓶内水蒸气内能减小，温度降低，内能转化为机械能；如图乙中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程．汽油机的做功冲程中，火花塞放电，点燃混合气体，高温高压的燃气推动活塞做功，也是内能转化成机械能，二者能量的转化相同．16．（2016·江苏·树人学校九年级竞赛）氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点，氢气的热值为14.3×107J/kg，完全燃烧0.1kg的氢气可放出_____J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值_____．（变大/变小/不变）【答案】

1.43×107

不变【详解】（1）0.1kg氢气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.1kg×14.3×107J/kg=1.43×107J；（2）热值是物质的一种特性，与物质的质量、体积大小无关，所以一罐氢气用去一半，剩下的氢气热值不变．故答案为1.43×107；不变．17．（2016·江苏·树人学校九年级竞赛）如图是我国西部某地区风力发电的外景，下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。平均风速(m/s)510152025301s内获得的能量()4812162024若此地平均风速为15m/s，1台这样的风车10min获得的风能是______J；若某时间内风速为12m/s，一台风车工作1h所产生的电能供18只“220V-100W”灯泡正常工作8h，则这台风车发电效率为______。【答案】

7.2×107

15%【详解】[1]若此地平均风速为15m/s，由上表可知那么10min内获得的风能10min内获得的风能为7.2×107J。[2]观察表中数据可知：1s内获得的能量与速度成正比，所以若风速为12m/s时，1s内获得的能量风车工作1h获得的能量风车工作1h获得的能量为；风车工作1小时产生的电能故风车发电的效率风车发电的效率为15%。18．（2015·山东泰安·九年级竞赛）王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的_____不同；若现将2kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为_____J。（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。【答案】

热值

6.72×105J【详解】[1]热值是1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的热值不同。[2]若现将2kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），即加热到100℃，需要吸收的热量为Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J19．（2010·广东茂名·九年级竞赛）航天器火箭发动机用氢作燃料，这是因为氢气的__________很大．燃烧1m3的煤气大约能放出热量3.9×107J，某市管道煤气收费标准为2.87元/m3，有一户人家在一个月内烧煤气消耗了1.17×109J热量，这个月应交煤气费_______元．【答案】

热值

86.1【详解】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是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；一个月内燃烧的煤气体积V===30m3；所以这个月应该缴煤气费为：2.87元/m3×30m3=86.1元。四、计算题20．（2020·广东佛山·九年级竞赛）一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×107J/kg，小汽车发动机的做功效率为25%，小汽车发动机所做的功是1×108J。求小汽车在这段路程中：(1)运动的时间；(2)消耗汽油的质量；(3)小汽车发动机的功率。【答案】(1)1.4h；(2)8.7kg；(3)20kW【详解】(1)小汽车运动速度为v=72km/h=20m/s，由速度公式可知运动的时间为(2)汽油放出的热量为由热值公式可知消耗汽油的质量为(3)小汽车发动机的功率为答：(1)运动的时间为1.4h；(2)消耗汽油的质量为8.7kg；(3)小汽车发动机的功率为20kW。21．（2017·全国·九年级竞赛）2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海—库布齐沙漠—毛乌素沙漠—腾格里沙漠—乌兰布和沙漠—巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自行流入罗布泊。此路经中最高海拔约为h1=1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近h2=1000m的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量的角度来分析这个方案。取g=10N/kg，水的密度ρ=1.0×103kg/m3。(1)若通过管道提升海水，电能效率η=60%，将1t海水提升到海拔1200m处，需要电能E1至少为多少？(2)若每年调4×109m3海水入疆，即使把从罗布泊到下游的艾丁湖落差发的电全部用来提升海水，也还需要额外提供电能；①若利用水的落差发电，发电效率也为η=60%，将1t海水输送到艾丁湖，额外需要电能为多少？②已知三峡水电站年平均流量Q=5.0×1011m3，水库水面与发电机的水轮机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率η=60%。若“引渤入疆”工程额外需要的电能可以从三峡水电站输送，求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。【答案】(1)2×107J；(2)1.4×107J，18.7%【分析】能量是守恒的，只是形式的转换，解题时考虑能量转换的占比问题；利用公式E=mgh得到水的重力势能，通过能量的利用得到需要消耗的电能。【详解】(1)将一吨海水提升到海波1200m，重力势能增加由于电能的利用率为60%，所以需要耗电(2)①利用1000m落差，根据能量的利用率可知1t水可以发电将1t海水输送到艾丁湖，需要额外耗电②1t海水的体积为1m3，则每年从渤海湾调4×109m3海水入疆需要额外用电已知年平均流量Q=V=5.0×1011m3由以及可得这些水的重力已知平均高度差h=100m，则水的重力做功已知发电站的发电效率为60%，可得，三峡水电站的年发电“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例为答：(1)若通过管道提升海水，电能效率η=60%，将1t海水提升到海拔1200m处，需要电能E1至少为2×107J；(2)①若利用水的落差发电，发电效率也为η=60%，将1t海水输送到艾丁湖，额外需要电能为1.4×107J；②在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例18.7%。22．（2017·全国·九年级竞赛）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比列，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比）。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。根据发动机的类型等因素，每种发动机的空燃比一般不同。某气缸总排量为2.0L的4缸发动机所需的空燃比14:1，混合燃气的密度为1.35kg/m3，当发动机曲轴每分钟转速为2600转时，输出功率为65kw。此时该发动机的效率是多少？（汽油的热值为4.6×107J/kg）【答案】36%【分析】4缸发动机一个工作循环时，曲轴每转2转，共16个冲程，活塞上下往返8次，对外做功4次；根据密度公式求出消耗的汽油质量；再利用热值公式得到汽油完全燃烧释放的热量，根据功率的定义式得到有用功，最后根据热机效率公式得到答案。【详解】由题意知，四缸汽油发动机曲轴每转2转，各个气缸均做功1次，所以1分钟发动机做功次数1300次，根据可得1min内消耗的汽油质量则这些汽油完全燃烧释放的热量由可得发动机1min做的有用功则该发动机的效率答：此时该发动机的效率是36%。23．（2016·江苏·树人学校九年级竞赛）阅读短文，回答问题：汽车的再生制动器目前大多数汽车刹车时均采用油压制动．油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉，形成了能源的浪费．而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转化为电能储存起来，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、污染物排放和制动器摩擦片的磨损．汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求．若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：再生制动器只会把一部分的动能再生使用，其余的动能转化为内能．汽车正常行驶时，将发动机关闭直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率．储能效率根据不同的使用环境有所不同．时间t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6再生刹车阻力f/103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0（1）汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是____________．A．逐渐增大B．先增大后不变C．先增大后减小D．先增大，后不变，再减小（2）在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0~0.8s内产生的刹车阻力随时间变化的图象．（3）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，由图甲可知t=0.7s时，油压制动器还需产生____N的刹车阻力．（4）某次测试中，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，画出了对应的Ek–s图象如乙图所示．由图象可以求出此次测试中的储能效率为__________．【答案】

D

600

40%【详解】（1）由表格数据知，汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间先增大，后不变，然后减小，故选D．（2）在图上描出再生刹车阻力和时间的对应点（0，8.0）（0.2，8.1）（0.4，8.4）（0.6，9.0）（0.8，10.0），然后用光滑的曲线连接起来．如图．（3）再生刹车阻力与油压产生的刹车阻力之和等于恒定的刹车阻力，由图甲可知t=0.7s时再生制动器产生的刹车阻力为9.4×103N．则油压制动器还需产生的刹车阻力为1×104N-9.4×103N=0.6×103N=600N．（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，由图②可知，关闭发动机时汽车的动能为EK0=W=fs2=f×（40m-30m）=10m×f，开启再生制动器，由图①可知，汽车克服摩擦力做功W=fs1=f×（36m-30m）=6m×f，则动能转化为的电能为E=EK0-E=10m×f-6m×f=4m×f，则该次测试中储能效率．故答案为（1）D；（2）见上图；（3）600；（4）40%．24．（2009·江西上饶·九年级竞赛）“5·12”汶川大地震发生后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机．这种柴油发电机的工作原理为：以风冷四冲程直喷式柴油机为动力系统，带动发电机发电，该柴油发电机说明书的部分内容如表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω／m.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些家用电器都正常工作时，求：（1）输电线路中的电流多大？（2）输电线路损失的电功率多大？（3）发电机实际输出电压多大？（4）该柴油发电机工作过程中，每小时消耗18kg柴油，柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率是多少？（柴油热值是3.3×107J/kg)【答案】（1）200A；（2）8000W；（3）260V；（4）31.5%．【详解】（1）．由P=UI得输电线中的电流：I0==200A；（2）．线路电阻R线=2.5×10-4Ω/m×400m×2=0.2Ω；线路损失的电功率P线=I线2R线=（200A）2×0.2Ω=8000W；（3）．线路两端的电压U线=I线R线=200A×0.2Ω=40V，发电机输出电压U=U线+U0=40V+220V=260V；（4）．18kg柴油完全燃烧放出的热量：Q=mq=18kg×3.3×107J/kg=5.94×108J，发电机每小时输出的电能：W=UIt=260V×200A×3600s=1.872×108J，柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率：η=≈31.5%．答：（1）输电线路中的电流是200A；（2）线路损失功率是8000W；（3）发电机实际输出电压是260V；（4）柴油完全燃烧产生的内能转化为发电机输出电能的效率为31.5%．五、实验题25．（2020·广东佛山·九年级竞赛）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同：温度/°C20304050加热时间/s液体a04082126液体b0184064(1)在组装器材时应该先固定______（选填“A”或“B”）的位置；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须______（选填“相等”或“不等”）；(2)若要比较不同物质的比热容大小，则：①应选择______两图进行实验；实验中，用______（选填“加热时间”或“升高温度”）来表示