初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 能量的转化与守恒同步测试题

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 能量的转化与守恒同步测试题，共12页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．烘烤月饼的锅炉是用青砖晒制或烧制而成的，下列说法中正确的是（ ）
A．青砖和泥巴能进入彼此是因为分子间有间隙
B．在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的密度变小
C．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值不变
D．高温烧制时，温度从火焰转移到青砖
2．如图是某单缸四冲程汽油机的某个冲程，下列说法正确的是（ ）
A．该冲程是压缩冲程，将机械能转化成内能
B．如果该汽油机转速1800r/min，则每秒做功60次。
C．该冲程是为汽车提供动力的做功冲程，
D．该冲程会使气缸内气体的温度降低。
3．列有关热机的说法正确的是( ).
A．柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
B．热机的工作原理是将内能转化为机械能
C．内燃机进行压缩冲程时体积增大，内能减少，温度升高
D．热机的效率可以等于1
4．关于热机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸
C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
5．轿车行驶过程中，油箱中汽油逐渐减少，剩余汽油的热值、密度变化情况为（ ）
A．热值不变，密度不变B．热值不变，密度变小
C．热值变小，密度不变D．热值变小，密度变小
6．光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中N2O4在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应；控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
7．如图是四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法不正确的是（ ）
​
A．该冲程是内能转化为机械能的过程
B．该图表示汽油机的压缩冲程．该冲程是将汽油和空气的混合物进行压缩
C．该冲程中汽缸内气体温度升高，分子运动剧烈程度加剧
D．该冲程中主要是通过做功的方式改变汽缸内物质的内能
8．下列关于做功和能量关系说法正确的是（ ）
A．一个物体没有做功，它一定不具有能量
B．一个物体具有能量，说明它正在做功
C．物体做功的过程就是能量转化的过程
D．物体已经做的功越多，具有的能越多
9．某装置的能量流向图如图所示，据此推测该装置可能是（ ）
A．热机B．滑轮组C．电灯D．电热水器
10．柴油机的效率比汽油机高，是由于（ ）
A．柴油的燃烧值比汽油的燃烧值大
B．柴油的比热比汽油的比热大
C．柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高
D．柴油的密度比汽油的密度大
二、填空题
11．中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明 “可燃冰” 的很大；“汽车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为 ，0.5kg的水温度从30℃升高到50℃时，所吸收的热量是 J。
12．航天火箭发射使用液态氢作为燃料是因为氢的 很大。3kg 氢完全燃烧放出的热量为 J，不计热损失，这些热量可以使 kg 初温为20℃的水升高50℃。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，q氢=1.4×108J/kg]
13．小明做菜时发现厨房中涉及很多物理知识：电饭锅做饭的过程把电能主要转化成 能；炒菜时，将菜放入锅里后菜的温度升高，这主要是通过 的方式改变内能的；能闻到饭菜的香味，这是 现象；小明家3月份用了15m3的天然气，若天然气的热值是3.5×107J/m3，这些天然气完全燃烧放出热量 J。
14．某单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min。每秒钟内做功 次。汽油机汽缸顶部的点火装置叫 ，工作时 冲程将机械能转化为内能。
15．水沸腾后会顶起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程的汽油机的 冲程相似；若汽油机每秒内对外做功20次，则它的飞轮转速为 r/min。
16． 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞直径为 D，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是 L，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 p0，飞轮 1min 转动 1800 周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若 1min 消耗汽油 m．汽油的密度 ρ ； 汽油的热值为 q ．则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 ；该汽油机的效率为 ．
三、作图题
17．如图甲是某汽油机的吸气冲程时的气门开闭情况和活塞的运动方向，仿照甲图在乙图中画出压缩冲程时的气门开闭和活塞和连杆的大致位置。

18．如图所示物体在拉力F的作用下沿粗糙的斜面做匀速直线运动，斜面的长为S，高为h，试解答一下问题：
⑴作出物体还受到其它力的示意图
⑵请利用功和能的知识证明物体受到的拉力F大于物体在斜面受到的摩擦力f
四、实验探究题
19．小明同学学习了燃料的热值后。自己设计一个实验来探究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，记录结果见表：
（1）取 相等的煤油和菜籽油做燃料，制成煤油灯和菜籽油灯；
（2）安装实验器材时，应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制水的质量和 相同；
（3）分析得出，煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ；
（4）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （选填“偏大”或“偏小”），原因是 。
（5）用煤油燃烧10kg初温为25℃的水，已知煤油的热值约为3×107J/kg，完全燃烧100g的煤油，放出的热量只有42%被吸收，则水温会升高到 ℃。
20．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
（1）在安装、调整实验器材时，合理的顺序是(甲图中)：先调整固定 的位置，再调整固定 的位置(选填“A”或“B”)．
（2）为保证实验结论的可靠性，实验时除了应控制两套装置中加热时间相同外，还应控制水的 、 相同．
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较小的是 ．
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据， 利用公式Q吸=cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．
你认为他的计算结果可靠吗? ；为什么? ．
五、计算题
21．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：
（1）在0∼10s内汽车的平均速度；
（2）设汽车在行驶过程中所受阻力f大小不变为4000N，那么在0∼10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳；
（3）若该汽油发动机为汽油机，其转化效率为80%，请计算出前10s的耗油量。（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）
22．用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了2m3天然气，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q＝4.2×107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，可燃冰的热值约为1.4×1010J/m3，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先地位。若换用可燃冰为燃料，锅炉效率不变，则完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20℃的多少kg水温度升高到100℃。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A．青砖和泥巴彼此进入对方，是分子在不停地做无规则运动，且分子间有间隙，故A错误；
B．在砖上雕刻花纹，砖的质量变小，体积也减小，但材料不变，砖的密度不变，故B错误；
C．燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量无关，故C正确；
D．高温烧制时，火焰温度高，热量从火焰传到砖，内能增加，温度升高，故D错误。
故选C。
【分析】分子间有间隙，分子在不停的无规则运动；密度是物体的特性，和质量无关；热值是燃料的特性，和燃烧情况无关；热传递时，转移的是热量，不是温度。
2．【答案】A
【解析】【解答】ACD．进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，机械能转换为内能，气体内能增加，属于压缩冲程，为汽车提供动力的是做功冲程，故A正确，C错误；
B．该汽油机转速1800r/min，每秒转30r，汽油机每个工作循环对外做功一次，飞轮转2r，即共15个工作循环，对外做功15次，故B错误；
故选A。
【分析】1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
2、热机转速和做功的关系，热机转2次，对应一次做功，对应四个冲程。
3．【答案】B
【解析】【解答】A、根据柴油机的结构，其顶部是喷油嘴，吸气冲程吸入的是空气，汽油机顶部是火花塞，A错误；
B、热机是消耗内能获得机械能的装置，工作原理是将内能转化为机械能，B正确；
C、内燃机压缩冲程中，活塞向上，汽缸内气体体积减小，机械能转化为内能，内能增加，温度升高，C错误；
D、热机工作时，燃料不能完全燃烧，且废气带走大量热量，存在机械摩擦等能量损失，即热机的效率一定小于1，D错误。
故选B。
【分析】汽油机顶部有火花塞；柴油机顶部有喷油嘴；热机将内能转化为机械能；压缩冲程中，将机械能转化为内能；热机效率一定小于1.
4．【答案】C
【解析】【解答】A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，A不符合题意；
B、吸气冲程中，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，B不符合题意；
C、四冲程汽油机在工作过程中，做功冲程和压缩冲程的进、排气门同时关闭，C符合题意；
D、柴油机的效率比汽油机的高，主要是因为柴油机为压燃式，压缩的程度更高，气缸内温度更高，能量转化的程度更高，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机顶部是火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，柴油机吸入的只是空气，汽油机的进气门和排气门关闭时是压缩冲程好做功冲程。
5．【答案】A
【解析】【解答】热值是燃料的固有属性，与燃料的质量无关，密度是物体的性质，液体在没有加压或者溶解等情况下，密度不会发生变化，故A正确，BCD错误；
故选A。
【分析】物质的固有属性。
6．【答案】C
【解析】【解答】高温高压的气体推动活塞向右移动，能量转化为内能转化为机械能，所以类似与做功冲程。C正确，ABD错误
综上选C
【分析】根据热机冲程判识选项
1、汽油机四个冲程包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，根据特点进行识别。
2、吸气冲程特点：进气后打开，排气口关闭，活塞下移；压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加；做功冲程：进气后关闭，排气口关闭，火花塞点燃，高温高压的气体推动活塞下移，气体内能减小，能量转化为内能转化为机械能；排气冲程：进气后关闭，排气口打开，活塞上移，排除废气。
7．【答案】A
【解析】【解答】解：
A、图中，汽油机两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此机械能转化为内能，故A错误；
B、汽油机在吸气冲程中吸进汽油和空气的混合物，所以在压缩冲程中是将汽油和空气的混合物进行压缩压缩，故B正确；
C、压缩冲程中压缩气体做功，温度升高，内能增加，分子热运动变剧烈，故C正确；
D、压缩冲程压缩气体做功，所以是通过做功的方式改变物体的内能，故D正确．
故选A．
【分析】（1）汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程．吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；压缩冲程两个气门都关闭，活塞向上运动；做功冲程两个气门都关闭，活塞向下运动；排气冲程排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动．
（2）压缩冲程中，压缩汽油和空气的混合物，将机械能转化成内能，使汽油和空气的混合物温度升高、内能增加；但质量不变，由密度公式确定密度变化情况．
8．【答案】C
【解析】【解答】AB．物体具有能量，是物体有做功的能力，但未必在做功，故AB错误；
C．物体做功，将能量从一种形式转化为其他形式，是能量转化的过程，故C正确；
D．物体具有的能量越多，能够做的功越大；物体做的功越多，不一定具有的能就更大，故D错误。
故选C。
【分析】做功过程是能量转化的过程，物体具有能量多，做功可能更大，但不一定正在做功。
9．【答案】C
【解析】【解答】热机是将内能转化为机械能的机器，故A不符合题意；
滑轮组是将机械的机械能转化为物体的重力势能，故B不符合题意；
电灯消耗电能，发光发热，符合图中的能量流向图，故C符合题意；
电热水器是将电能转化为水的内能，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】人们是在能量的转移或转化过程中利用能量的，所以不同的机械或用电器工作进能量转化形式不同。
10．【答案】C
【解析】【解答】柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少，是因为柴油机在压缩冲程，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多，C符合题意，ABD不符合题意；
故答案为：C.
【分析】柴油机在压缩冲程，压缩的程度比汽油机大，燃烧更充分，燃气产生的压强更大，转化成的有用功更多，柴油机的效率比汽油机的效率高。
11．【答案】热值；比热容；4.2×104
【解析】【解答】在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；水在冷却发动机时，升高一定的温度可以吸收更多的热量，因为水的比热容较大；Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（50℃-30℃）=4.2×104J。
【分析】热值 比热容 热量。
12．【答案】热值；4.2×108；2000
【解析】【解答】（1）因为氢的热值很大，则燃烧同样质量的液氢和其它燃料，液氢放出的热量较多，所以航天火箭发射使用液态氢作为燃料。
（2）根据题意可知，液氢的热值为q氢=1.4×108J/kg ，
那么3kg 氢完全燃烧放出的热量为Q=q氢m=1.4×108J/kg×3kg=4.2×108J；
（3）不计热损失，则这些热量可以使初温为20℃的水升高50℃的水的质量m=Q吸c水Δt=Q放c水Δt=4.2×108J4.2×103J/(kg⋅℃)×50℃=2000kg。
【分析】 （1）氢气的热值很大，燃烧同样质量的液氢和其它燃料，液氢放出的热量较多；
（2）利用Q放=mq计算氢完全燃烧放出的热量；
（3）不计热损失，水吸收的热量Q吸=Q放，再利用Q吸=cmΔt计算水的质量。
13．【答案】内；热传递；扩散；5.25×108J
【解析】【解答】（1）电饭锅做饭的过程把电能主要转化成内能；
（2）炒菜时，将菜放入锅里后菜的温度升高，这主要是通过热传递的方式改变内能的；
（3）能闻到饭菜的香味，这是扩散现象；
（4）这些天然气完全燃烧放出热量：Q=qm= 3.5×107J/m3 ×15m3= 5.25×108J 。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）改变物体内能的方式：①做功，本质为能量的转化；②热传递，本质为能量的转移；
（3）不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散；
（4）根据Q=qm计算天然气燃烧放出的热量。
14．【答案】10；火花塞；压缩
【解析】【解答】内燃机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，1200r/min=20r/s，即每秒完成10个工作循环，完成40个冲程，对外做功10次。
汽油机汽缸顶部的点火装置叫火花塞，工作时压缩冲程活塞向上运动，压缩气体，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能增加。
【分析】一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。
汽油机汽缸顶部的点火装置叫火花塞，做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
15．【答案】做功；2400
【解析】【解答】水沸腾后顶起壶盖，水的内能转化为壶盖的机械能，与汽油机中的做功冲程相似；汽油机一工作循环包括四冲程，飞轮转动2圈，只有做功冲程真正对外做功，汽油机每秒对外做功20次，说明飞轮每秒转动40圈，则每分钟转动2400圈，故飞轮的转速为2400r/min。
【分析】热机中涉及能量转换的冲程有压缩冲程（机械能转化为内能）和做功冲程（内能转化为机械能），一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，飞轮转2圈，真正对外做功的只有做功冲程。
16．【答案】p0πD2L4；2.25p0πD2Lmq%
【解析】【解答】活塞的面积为：S=π(D2)2=πD24，
燃气多活塞的平均压力为：F=P0S=P0πD24=P0πD24，
一个做功冲程中燃气对活塞做的功 ：W=FS=P0L=P0πD24.L=P0πD2L4；
汽油机工作时，飞轮每转动2周，对外做功一次，因此飞轮每分钟转动1800周时，每分钟对外做功900次，则1分钟燃气做的总功为：W总=900W=900.P0πD2L4=900.P0πD2L4=225P0πD2L，
汽油机 1min 消耗汽油 m ，则汽油完全燃烧放出的热量为：Q放=mq，
则该汽油机的效率为：η=W总Q放=225P0πD2Lmq%
【分析】根据活塞的直径求出活塞的面积，再根据F=PS求出燃气对活塞的压力，利用W=FS求出一个做功冲程燃气对活塞做的功；
根据一个做功冲程燃气对活塞做的功，求出1分钟燃气对活塞做的总功，根据Q放=mq求出燃气完全燃烧放出的热量，根据η=WQ放求出汽油机的效率。
17．【答案】
【解析】【解答】在内燃机的压缩冲程中，进气和排气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示：
【分析】压缩冲程：进气后关闭，排气口关闭，活塞上移，能量转化为机械能转化为内能，气缸内空气内能增加
18．【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】(1)物体还受重力竖直向下，支持力垂直斜面向上，摩擦力沿斜面向下，如图所示：
；
(2)根据能量守恒定律可知：FL＝Gh+fL ，即：F-f＝ GhL >0 即F>f
【分析】（1）物体除受到拉力的作用外，还受到竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力F支，由于物体在拉力F的作用下沿粗糙的斜面向上运动，故物体还受到平行于斜面向下的摩擦力f； 这3个力的作用点都可以画在物体的重心上；
（2）根据W总=W有用+W额外进行证明.
19．【答案】（1）质量
（2）自下而上；初温
（3）煤油
（4）偏小；由于燃料不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热不可能被水全部吸收，故燃料放出的热量大于水吸收的热量，利用次此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小；
（5）55
【解析】【解答】（1）为比较煤油和菜籽油热值的大小，根据控制变量法可知，实验过程中需要控制煤油和菜籽油的质量相同；
（2）实验时需要利用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以安装实验器材时，应按照自下而上的顺序安装；
实验中通过水升高的温度来体现燃料的热值大小，水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量和初温相等；
（3）由表中数据可知，用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水，用煤油加热的水升高的温度更高，说明煤油燃烧放出的热量多，由燃料燃烧公式Q放=mq可知，煤油的热值大；
（4）由于燃料不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热不可能被水全部吸收，故燃料放出的热量大于水吸收的热量，利用次此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小；
（5）煤油的质量：
m煤油=100g=0.1kg
煤油完全燃烧放出的热量为：
Q放=m煤油q煤油=0.1kg×3×107J/kg=3×106J
水吸收的热量为：
Q吸=Q放×η=3×106J×42%=1.26×106J
水升高的温度为：
Δt=Q吸c水m水=1.26×106J4.2×103J/kg⋅℃×10kg=30℃
加热后水的末温为：
t=t0+Δt=25℃+30℃=55℃
故答案为：（1）质量；（2）自下而上；初温；（3）煤油；（4）偏小；由于燃料不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热不可能被水全部吸收，故燃料放出的热量大于水吸收的热量，利用次此实验方法计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小；（5）55。
【分析】 （1）探究煤油和菜籽油的热值的大小关系时，需要控制燃料的质量相同，被加热的水的质量和初温相同；保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，安装实验器材时，应按照自下而上的顺序；由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的温度大小来体现燃料的热值大小；
（2）改变内能的方法有两种：做功和热传递；要比较煤油和菜籽油的热值，需要燃烧相同质量的煤油和菜籽油；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小；
（3）根据表格中水升高的温度分析热值的大小；
（4）加热过程中存在热量的散失；
（5）根据燃料完全燃烧放热公式Q放=mq计算煤油完全燃烧所放出的热量，结合效率计算公式求得水吸收的热量，利用Q吸=cmΔt计算水升高的温度。
（1）为比较煤油和菜籽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制煤油和菜籽油的质量相同。
（2）[1]为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离。
[2]由于要通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，而水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量和初温相等。
（3）用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水，由表中数据知道，用煤油加热的水温度升的高，则说明煤油燃烧放出的热量多，由Q放=mq知道，煤油的热值大。
（4）[1][2]由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，所以依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
（5）煤油的质量
m煤油=100g=0.1kg
煤油完全燃烧释放的热量
Q放=m煤油q煤油=0.1kg×3×107J/kg=3×106J
由题意知道，水吸收的热量为
Q吸=42%Q放=42%×3×106J=1.26×106J
由Q吸=cmΔt知道，水升高的温度
Δt=Q吸c水m水=1.26×106J4.2×103J/kg⋅℃×10kg=30℃
水温会升高到
t=t0+Δt=25℃+30℃=55℃
20．【答案】（1）B；A
（2）水的质量；水的初温
（3）菜籽油
（4）不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失
【解析】【解答】 (1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且不要碰到烧杯壁和烧杯底；(2)为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；(3)甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q=cm△t知，末温高的吸收的热量较多；在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q=qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大；则菜籽油热值较小。 (4)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠；
【分析】（1）有关实验仪器的调节（实验时，需用酒精灯的外焰加热，所以要调整好铁圈的高度，固定好其位置）.
（2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小.
（4）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，从这个方面分析理解.
21．【答案】解：（1）在0∼10s内汽车的平均速度v'=s't'=120m10s=12m/s
（2）由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=20m/s
此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力F=f=4000N
汽车行驶时的功率为P=Wt=Fst=Fv=4000N×20m/s=8×104W
因为汽车的功率不变，所以在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功W=Pt'=8×104W×10s=8×105J
（3）由η=WQ放可知，汽油机前10s汽油完全燃烧放出的热量Q放=Wη=8×105J80%=1×106J
由Q放=mq可知，前10s的耗油量m=Q放q=1×106J5×107J/kg=0.02kg
【解析】【分析】（1）在0∼10s内汽车 通过的路程为120m ，根据速度公式v'=s't'计算汽车平均速度。
（2）由图可知，10s后汽车速度为20m/s，为匀速直线运动，所以牵引力等于阻力，牵引力为4000N，根据P=FV计算汽车行驶时的功率。根据W=Pt计算0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。
（3）由η=WQ放可知，汽油机前10s汽油完全燃烧放出的热量，根据Q放=mq可计算前10s的耗油量。
22．【答案】（1）解： 水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×107J；
答：水吸收的热量为3.36×107J；
（2）解： 2m3天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝V天然气q＝3m3×4.2×107J/m3＝8.4×107J，
燃气锅炉烧水时的效率：η=Q吸Q放×100%=3.36×107J8.4×107J×100%=40%；
答：燃气锅炉烧水时的效率为40%；
（3）解： 若换用可燃冰为燃料，
完全燃烧1m3可燃冰放出的热量：Q放′＝V可燃冰q可燃冰＝1m3×1.4×1010J/m3＝1.4×1010J，
锅炉效率不变，由η=Q吸Q放×100%可得水吸收的热量：
Q吸'=η×Q放'=40%×1.4×1010J=5.6×109J，
由Q吸＝cm（t﹣t0）得水的质量：m水'=Q吸'c水(t−t6)=5.6×109J4.2×103J/(kg⋅°C)×(100°C−20°C)≈16666.7kg。
答：完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20℃的16666.7kg水温度升高到100℃。
【解析】【分析】（1）根据 Q吸＝c水m水（t﹣t0） 计算水吸收的热量；
（2）根据Q放＝V天然气q计算天然气完全燃烧放出的热量，再根据 η=Q吸Q放×100% 计算燃气锅炉的热效率。
（3）首先根据 Q放′＝V可燃冰q可燃冰 计算可燃冰放出的热量，再根据 Q吸'=η×Q放'计算水吸收的热量，最后根据 m水'=Q吸'c水(t−t6) 计算水的质量。燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
45
菜籽油
25
35