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【名師導航】中考物理一輪復習學案
第15章 比熱容 熱機
考點分布 考查頻率 考點內容 命題趨勢
1.比熱容 ★★★★ 1.物質的特性比熱容。 2.了解四沖程汽油機的工作原理。 3.認識熱值，會計算熱機的效率. 4.知道能量守恒定律。能用能量轉化和守恒的觀點分析物理現象。 本章常考內容有：吸熱能力(比熱容)、熱量計算；熱機的工作原理、熱機效率影響因素、燃料熱值熱機效率的計算、能量轉化和守恒。2023年可能考有關熱機效率的計算、熱機工作原理和能量轉化守恒的選擇題、填空題。題型有選擇題、填空題、熱綜合計算題中分值約4分
2.熱機 ★★★
3.熱機的效率 ★★★★
4. 能量的轉化和守恒 ★★★
知識點一：比熱容
1.比熱容：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比。叫做這種物質的比熱容，其單位是J/(kg·℃)。比熱容反映了物質吸熱能力和放熱能力。
2.比熱容的特性：比熱容是物質的特性之一，不同物質的比熱容一般不同，比熱容與物質的種類和狀態有關，與物質的質量、溫度和吸(放)熱的多少無關。
3.熱量計算：物體溫度升高吸收熱量Q吸＝cm(t－t0)，物體溫度降低時放出熱量Q放＝cm(t0－t)。
4.水的比熱容大的應用
(1)制冷劑：如汽車的發動機用循環水來冷卻。
(2)散熱劑：如在寒冷的北方讓水經過散熱器放出較多的熱量。
(3)調節氣溫：如三峽水電站建成后，水庫周邊地區“冬暖夏涼”。
5.注意：①物體吸收或放出熱量的多少由物質的比熱容、物體質量和物體溫度變化量的乘積決定，跟物體溫度高低等無關。
②公式中，升高t ℃、升高了t ℃、降低t ℃或降低了t ℃對應的是溫度的改變量，而升高到t ℃或降低到t ℃對應的是物體的末溫度。
③并非所有的跟水有關的應用都應用了水比熱容大的這一特性。
1.質量相同的兩個物體吸收相同的熱量，狀態不變，下列說法中正確的是（　　）
A．若升高的溫度不同，則溫度升高較大的物體的比熱容一定大
B．若升高的溫度不同，則末溫高的物體的比熱容一定大
C．若升高的溫度相同，則這兩個物體的比熱容一定相等
D．若升高的溫度相同，則這兩個物體一定是由同種物質組成的
2.如圖甲所示，將質量相等的甲、乙兩種物質分別裝在兩個相同的試管中，放入裝有水的燒杯中加熱。繪制出溫度隨時間變化的圖像，如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
①甲物質是晶體，乙物質是非晶體
②0～2min內乙物質比甲物質吸收的熱量多
③乙物質在BC段不斷吸熱，溫度不變，內能增加
④乙物質在AB段的比熱容比CD段的比熱容小
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有③和④ D．只有②和④
參考答案：1.C；2. C.
知識點二：熱機
熱機：利用內能做功的機械叫熱機，其工作原理圖是
2.熱機的工作過程：汽油機的一個工作循環包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，完成一個工作循環曲軸轉兩圈，對外做功一次，壓縮沖程是將機械能轉化為內能，做功沖程是將內能轉化為機械能。
3.四沖程內燃機的一個工作循環中只有做功沖程是靠燃氣推動活塞對外做功的，其他三個沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。
3. 人們在冬天常常搓手取暖，這是通過_______的方式來改變物體內能的，從能量的轉化角度來看，這跟內燃機的______沖程一樣．
4.如圖所示在試管中裝入適量的水，用膠塞塞住試管口，然后用酒精燈對水加熱使水沸騰，水沸騰產生的水蒸氣會把膠塞沖起．下列汽油機四個沖程中與膠塞沖起的能量轉化相同的是(　　)
A．吸氣沖程　　 B．壓縮沖程
C．做功沖程　　 D．排氣沖程4.
參考答案：3.做功；壓縮；4.C。
知識點三：熱機的效率
1.熱值：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比叫做這種燃料的熱值，其單位是J/kg(或J/m3)，燃料完全燃燒放熱公式Q放＝mq（Vq）。熱值反映了燃料在燃燒過程中化學能轉化為內能本領的大小。
2.熱值是燃料本身的一種特性，它與燃料的種類有關，與燃料的質量、體積、是否完全燃燒等沒有關系。
3.熱機效率：用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率，提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒；減少各種熱損失；減少機械磨損消耗的能量。
4.熱機造成的污染主要表現在大氣污染和噪聲污染。
5. 一個成年人參加一次長跑，身體消耗的能量為6.6×106 J，這些能量需要完全燃燒0.55 kg的干木柴才能得到．則干木柴的熱值為__________J/kg.干木柴用掉一半后，剩余干木柴的熱值將______(選填“變大”“變小”或“不變”)．
6. 為了減少環境污染，共建綠水青山的美好生態，我市部分農村地區已經用上了天然氣燒水煮飯．設天然氣熱值為4.2×107 J/kg，完全燃燒0.2 kg天然氣放出的熱量為__________J；若這些熱量的25%被12.5 kg、30 ℃的水吸收，能使水的溫度升高到_____℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
參考答案：5. 1.2×107；不變；6. 8.4×106；70。
知識點四：能量的轉化和守恒
1.能量的轉化和守恒定律的內容：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。
2.能的轉化是通過物體做功來實現的。能的轉化過程中，能量的形式發生了改變。能的轉移過程中能量的形式沒有發生變化。
3.能量守恒定律不同于機械能守恒定律。所有的能量轉化和轉移過程，都遵循能量守恒定律，而機械能守恒是有一定條件的。
7.電動機已廣泛應用到現代化生活了，如電動汽車、電動摩托車、電風扇、電動耕田機等，對其工作過程中能量轉換表述正確的是（　　）
A．電能轉化成機械能 B．機械能轉化成電能
C．太陽能轉化成機械能 D．內能轉化成機械能
8.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，例如在行駛的汽車中，燃料的化學能通過燃燒轉化為燃氣的 能，再通過熱機的 沖程把該能量轉化為汽車行駛的 能，同時還會有一部分能量被熱機和周圍環境吸收，總之在能量的轉化和轉移過程中，能量的總量 。
參考答案：7. A；8. 內；做功；機械；保持不變（守恒）。
易錯點1　誤認為內燃機的飛輪轉一圈對外做功一次。
典例1：如圖是汽油機工作時的四個沖程，下列說法正確的是（　　）
A．汽油機吸氣沖程汽缸吸進物質是汽油
B．甲是壓縮沖程是將內能轉化為機械能，丁是做功沖程是將機械能轉化為內能
C．該車內燃機的四個沖程正確的工作順序是乙→甲→丁→丙
D．活塞在汽缸內往復運動一次，該汽油機對外做功一次
【錯解】D。理由：內燃機的活塞在汽缸內上下往復運動一次，飛輪轉動一周，內燃機對外做功一次。
【析錯】在內燃機的一個工作循環中，曲軸轉動2周，活塞往復運動2次，對外做功1次。
【正解】選C，理由：甲中的兩個氣門都關閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，將機械能轉化為內能，是第二沖程；乙中的進氣門打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程，是第一沖程；丙中的排氣門打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程，是第四沖程；丁中的兩個氣門都關閉，活塞下運動，所以為做功沖程，將內能轉化為機械能，是第三沖程；在內燃機的一個工作循環中，曲軸轉動2周，活塞往復運動2次，對外做功1次；A、汽油機吸氣沖程汽缸吸進物質是汽油和空氣的混合物，故A錯誤；B、甲沖程中將機械能轉化為內能，丁沖程中將內能轉化為機械能，故B錯誤；C、四個沖程的正確順序是乙→甲→丁→丙，故C正確；D、在內燃機的一個工作循環中，曲軸轉動2周，活塞往復運動2次，對外做功1次，故D錯誤。故選：C。
▲▲變式練習1
1. （2022 常州模擬）如圖是熱機的結構，下列說法正確的是（　　）
A．吸氣沖程中，活塞是向上運動的
B．做功沖程是把機械能轉化為內能
C．排氣沖程中，沒有能的轉化
D．做功沖程是依靠飛輪的慣性完成的
2. （2022 天津模擬）如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖，關于其四個沖程的描述正確的是（　　）
A．吸氣沖程中，只有汽油被吸入汽缸
B．壓縮沖程中，通過做功的方式使汽缸內氣體的內能減小
C．做功沖程中，燃料釋放的能量只有一少部分轉化為機械能
D．排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分
參考答案：1.Ｃ；2.Ｃ.
一．選擇題（共9小題）
1．（2022 廣元）生活中很多現象都蘊含著物理知識，下列說法中不正確的是（　　）
A．塑料吸盤能牢牢吸在玻璃上，說明分子間存在引力
B．用水作汽車冷卻劑是利用了水的比熱容大的特點
C．冬天跑步，身體就感覺暖和，是通過做功的方式改變身體的內能
D．端午期間，粽香四溢，能聞到粽香是由于分子在不停地做無規則運動
2．（2022 邵陽）濕地被稱為“地球之腎”，能調節空氣的濕度和溫度，其中能調節溫度主要是因為水的（　　）
A．比熱容大 B．密度大 C．流動性大 D．熱值大
3．（2022 新疆）位于沙漠邊緣的羅布泊晝夜溫差比沿海地區大，這是因為與水相比，砂石的（　　）
A．比熱容較小 B．比熱容較大 C．密度較小 D．密度較大
4．（2022 巴中）小明家新買了小汽車，下列有關說法錯誤的是（　　）
A．汽車長時間行駛輪胎會發熱，這是通過做功改變內能
B．汽車啟動時，小明聞到汽油味說明分子在不停地做無規則運動
C．汽車內燃機工作時，四個沖程中只有做功沖程把內能轉化為機械能
D．小明認為隨著科技發展，內燃機效率可以達到100%
5．（2022 濟南）炎炎夏日，小梅來到美麗的海濱城市青島。她發現，在這里白天的風常常從海面吹向陸地，而每到夜晚風卻從陸地吹向海面。她利用學過的物理知識進行分析，并畫出陸地和海面之間空氣流動情況的示意圖，如圖所示。形成這一現象的主要原因是（　　）
A．海水的密度小于砂石的密度 　　　　B．海水的密度大于砂石的密度
C．海水的比熱容小于砂石的比熱容 　　D．海水的比熱容大于砂石的比熱容
6．（2022 青海）如圖所示是四沖程汽油機的一個工作循環示意圖，其中能使汽車獲得動力的沖程是（　　）
7．（2022 鎮江）如圖所示，用甲、乙兩種燃料分別對質量和初溫相同的水進行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質量用m表示，燃料充分燃盡時水升高的溫度用Δt表示（水未沸騰）（　　）
A．若m相同，Δt越小，燃料的熱值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的熱值越大
C．若的值越大，燃料的熱值越大
D．若的值越大，燃料的熱值越大
8．（2022 恩施州）夏季，混凝土護欄被太陽曬得很熱，池塘中太陽下的水卻不很熱，主要原因是（　　）[c混凝土＝0.84×103J/（kg ℃），c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
A．水不吸熱 B．混凝土初溫高
C．水的比熱容大 D．混凝土放熱
9．（2022 郴州）水壺內的水沸騰時，壺蓋被水蒸氣頂起，此過程中能量轉化關系與內燃機工作的哪個沖程相同（　　）
A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程
二．多選題（共3小題）
10．（2022 深圳）2022年6月5日10時44分，搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。以下說法正確的是（　　）
A．火箭發射前內能為零 　　　　　　B．火箭的燃料熱值大
C．火箭燃料的化學能全部轉化為機械能 D．加速升空過程中火箭的機械能增大
11．（2022 日照）2021年10月16月，搭載“神舟十三號”載人飛船的運載火箭精準點火，液氫燃料燃燒，火箭拔地而起。2022年3月23日，航天員在“天宮課堂”做了將水連接在兩塊玻璃板之間形成“水橋”，液體結晶使“冰球發熱”等實驗。2022年4月16日，“神舟十三號”載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。返回艙進入大氣層時，與大氣劇烈摩擦，發出耀眼的光。下列判斷正確的是（　　）
A．選擇液氫燃料主要是液氫的比熱容大
B．“水橋”的形成是因為分子之間存在引力
C．液體結晶的球發熱是因為液體結晶過程中內能增加
D．返回艙進入大氣層發出光是做功改變了返回艙的內能
12．（2022 濰坊）用相同的加熱裝置分別對固態物質a、b、c加熱，它們的溫度隨加熱時間變化關系如圖所示。不計熱量損失，以下分析正確的是（　　）
A．t1 t2時間內，a、c吸收熱量相同
B．t2 t3時間內，a的內能不變
C．b的比熱容可能大于c的比熱容
D．若a、b是同種物質，則b的質量小于a的質量
三．填空題（共10小題）
13．（2022 宜昌）小麗用相同的電加熱器分別對質量為0.2kg的水和0.3kg的另一種液體進行加熱，得到的實驗數據如圖所示，則水在16min內吸收的熱量為 　 　J，另一種液體的比熱容為 　 　J/（kg ℃）。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
14．（2022 濟寧）某柴油機工作一段時間后，油箱里的柴油沒有發生變化的是 　 　（選填序號：①質量；②密度；③比熱容；④熱值）。完全燃燒10kg柴油放出的熱量Q＝　 　J。（q柴油＝4.3×107J/kg）
15．（2022 朝陽）如圖所示，將水加熱至沸騰后，塞子被沖出，此過程的能量轉化方式與汽油機的 　 　沖程相同。若單缸四沖程汽油機飛輪轉速為1200r/min，則1s內完成個 　 　沖程。
16．（2022 大慶）“早穿皮襖午穿紗，守著火爐吃西瓜”是對大漠氣候的生動描寫，而沿海地區晝夜溫差則不大，這是由砂石與水的比熱容不同造成的。已知砂石和水的比熱容之比為1：4，砂石和水的密度之比為3：2。當相同體積的砂石和水吸收相同的熱量時，它們升高的溫度之比為 　 　。
17．（2022 玉林）把磨得很光滑的鉛片和金片緊壓在一起，一段時間后，可以看到它們互相滲入對方，這種現象屬于 　 　
現象；若使質量為5kg的水溫度從20℃升高到40℃，則水吸收的熱量為 　 　J。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。
18．（2022 廣元）小紅在家用天然氣灶燒開水，在標準大氣壓下，5kg水從20℃加熱至沸騰，完全燃燒了0.1m3的天然氣，此過程中，水吸收的熱量是 　 　J，天然氣灶燒水的熱效率為 　 　。[水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃），天然氣的熱值為4.0×107J/m3]
19．（2022 黑龍江）兩個相同的容器中分別裝入質量相同的甲、乙兩種液體，使用相同的熱源為其加熱，液體溫度與加熱時間的關系如圖所示，若甲、乙兩液體吸收相同的熱量，則 　 　液體升高的溫度較多；兩者比較，　 　液體更適合作汽車的冷卻劑。
20．（2022 寧波）單位質量的氣體物質，在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱，已知氦氣的定容比熱為3100J/（kg ℃）。如圖所示，質量為0.02kg的氦氣被密封在圓柱形氣缸內，氣缸內氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定，當氦氣的溫度從20℃升高到30℃時，氦氣吸收的熱量是 　 　J。撤去力，氦氣推動活塞做功，這一過程的能量轉化形式與四沖程汽油機的 　 　沖程相同。
21．（2022 黑龍江）2022年6月5日，“神舟十四號”火箭發射成功。火箭使用液態氫作燃料是因為液態氫的 　 　較大；火箭向下噴射燃氣獲得推力加速上升，是 　 　能轉化為機械能。
22．（2022 齊齊哈爾）一臺單缸四沖程汽油機，當飛輪轉速是2400r/min時，它每秒鐘對外做功 　 　次；做功沖程是將 　 　轉化為機械能。
四．實驗探究題（共5小題）
23．（2022 常州）小組同學比較沙子和水的比熱容，實驗裝置如圖甲、乙所示。
（1）在兩個相同的易拉罐內分別裝入初溫、　 　相同的沙子和水。
（2）用兩盞相同的酒精燈同時加熱沙子和水，加熱過程中需用玻璃棒不斷攪拌，攪拌的目的是：　 　，測得實驗數據如表格所示。
加熱時間/min 0 1 2 3 4 5
溫度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 ﹣
水 18 19 21 23 25 27
（3）5min時，溫度計顯示沙子的溫度如圖丙所示，其讀數為 　 　℃。
（4）加熱相同的時間，發現沙子的溫度升得更高，有同學認為此過程中沙子吸收熱量比水吸收熱量多，該觀點 　 　（正確/錯誤）。
（5）分析數據可得沙子的比熱容 　 　（小于/等于/大于）水的比熱容。
24．（2022 福建）在探究“不同物質吸熱的情況”實驗中：
（1）用相同的酒精燈加熱質量相等的沙子和水，使它們升高相同的溫度，通過比較 　 　來判斷吸收熱量的多少。
（2）加熱10min后，測得水的溫度如圖，該示數為 　 　℃。
（3）多次實驗后得到的數據如下表，分析可得：質量相等的水和沙子，升高相同的溫度，水比沙子吸收更 　 　的熱量。
（4）根據實驗結論推理：沿海地區晝夜溫差比內陸地區更 　 　。
升高的溫度/℃ 5 10 15 20
加熱水的時間/min 2.5 5 7.5 10
加熱沙子的時間/min 1 2 3 4
25．（2022 泰州）在“比較酒精和碎紙片燃燒時放出的熱量”實驗中。
（1）由于燃料充分燃燒放出熱量的多少不僅與燃料種類這一個因素有關，因此實驗時必須控制酒精和碎紙片的 　 　相等；實驗中還需控制被加熱的水的質量和初溫均相同，以便于 　 　。
（2）如圖是小明安裝好的實驗裝置，其中存在的錯誤是 　 　。
（3）小華糾正了小明的錯誤，又組裝了一套相同的實驗裝置，備好秒表。在兩燃燒皿中分別加入準備好的酒精和碎紙片，讀出水的初溫后，進行如下操作：
①先點燃酒精，再點燃碎紙片。
②保證酒精和碎紙片燃燒時間相同，讀取溫度計的示數。
③待酒精和碎紙片充分燃燒結束，分別讀取溫度計的示數。
小紅認為上述操作中，操作 　 　是錯誤的。小明根據正確操作獲得的數據，算出了燃料的熱值，發現結果小于該燃料的實際熱值，原因是 　 　。
26．（2022 湖北）（1）如圖甲所示，在試管內裝些水，用橡膠塞塞住管口，給水加熱。這是通過 　 　的方式改變水的內能。加熱一段時間后，橡膠塞在水蒸氣壓力的作用下沖出去。其能量轉化情況與四沖程熱機的 　 　沖程相同。
（2）如圖乙所示，在測量滑動摩擦力大小的實驗中，用彈簧測力計拉著木塊水平向右做 　 　運動，木塊受到的滑動摩擦力大小等于拉力大小。這里通過測量拉力大小來間接測出摩擦力大小，運用了 　 　（選填“轉換法”或“放大法”）。
27．（2022 廣安）為了探究“不同物質的吸熱能力”，在兩個相同的容器中分別裝入質量、初溫都相同的兩種液體A、B，并且用相同的裝置加熱，如圖甲所示。
（1）實驗中，可以通過比較 　 　（選填“升高的溫度”或“加熱時間”）來反映兩種液體吸收熱量的多少；
（2）加熱到4min時，液體B的溫度如圖乙所示，此時溫度計示數是 　 　℃；
（3）冬天，如果你想自制暖手袋，應選液體 　 　（選填“A”或“B”）作為供暖物質，其效果更佳；
（4）上述實驗中，主要用到的科學探究方法有轉換法和 　 　法。
五．綜合能力題（共2小題）
28．（2022 衡陽）百善孝為先，孝敬長輩可以從生活中的小事做起，冬天來臨，小周用自己的零花錢給奶奶購買了一個暖手袋。根據使用說明，他將質量為0.5kg、溫度為75℃的水裝入暖手袋，使用一段時間后，水的溫度降低到35℃。
（1）暖手袋里面裝熱水取暖，是利用了水 　 　大的性質（選填“比熱容”或“密度”），這里是通過 　 　方式改變了水的內能（選填“做功”或“熱傳遞”）；
（2）求這段時間水放出了多少熱量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
29．（2022 湖北）同學們到研學基地開展實踐活動。小明壘好柴火灶為大家煮飯，為了測試柴火灶的效率，他用1kg的干木柴給5kg的水加熱，燒完木柴時，水溫從20℃升高到60℃。（干木柴的熱值q干木柴＝1.2×107J/kg）
（1）1kg的干木柴完全燃燒放出的熱量是 　 　J；干木柴是 　 　能源（選填“一次”或“二次”）。
（2）水吸收的熱量為多少J？
（3）該柴火灶的效率為多少？
六．簡答題（共3小題）
30．（2022 山西）熱機的效率是衡量汽車發動機性能的關鍵指標。2020年9月，我國濰柴集團發布全球首款熱機的效率突破50%的商業化柴油機，這一成果的意義猶如人類歷史上首次百米賽跑突破10s。立志成為汽車設計師的小明，也想設計改造發動機，使熱機的效率達80%。考慮影響熱機效率的因素，你認為小明可以在哪些方面改進創新？假如小明的設想實現了，會給我們的生活帶來哪些影響？（寫出一條即可）
31．（2022 遼寧）2022年4月16日，神舟十三號載人飛船返回艙進入大氣層后下落（如圖所示）。接近地面時反推發動機點火，最終返回艙在東風著陸場預定區內實現軟著陸。
（1）返回艙剛進入大氣層下落時，機械能大小如何變化，為什么？
（2）反推發動機屬于噴氣式發動機，反推發動機是否屬于熱機？
32．（2022 紹興）汽車在給人們的出行帶來便利的同時，也帶來了能源消耗、尾氣污染等問題。
材料一：如圖是一輛小汽車行駛時的能耗分配圖。汽油在汽缸內完全燃燒時放出的能量，大約只有13%用于驅動汽車前進，而其余87%的能量則被損耗掉了。
材料二：排出的尾氣除了CO2、H2O外，還有CO、NO、NO2及未燃燒的碳氫化合物等有害氣體。
結合材料：
（1）對汽車行駛時能量形式的轉化與損耗途徑作出分析。
（2）請從節能、減排等方面對燃油汽車提出技術改進建議。
七．計算題（共8小題）
33．（2022 貴港）某學校，需要把1000kg的水從20℃加熱到80℃，[q天然氣＝4×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]求：
（1）這些水吸收的熱量；
（2）若用天然氣加熱，不計熱量損失，需要完全燃燒多少m3的天然氣？
34．（2022 云南）順口溜“五月五、過端午、蒸粽子、吃包子、掛菖蒲、佩香囊、賽龍舟”，生動的呈現了某地端午文化習俗。蒸粽子是利用水沸騰產生的蒸汽進行加熱。若將2.5kg的水加熱到沸騰，水溫升高了80℃[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q煤＝3×107J/kg]，在此過程中，求：
（1）水吸收的熱量；
（2）采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，煤燃燒放出的熱量；
（3）需要完全燃燒煤的質量。
35．（2022 金昌）小華家里用的是天然氣灶，他嘗試估測該灶的效率。小華在水壺中加入4L水，水的初溫是20℃，然后將水燒開，他觀察天然氣表發現此次燒水用了0.1m3天然氣，天然氣的熱值為3.2×107J/m3，水的比熱容c＝4.2×103J/（kg ℃），當地大氣壓為標準大氣壓。求：
（1）水吸收的熱量Q吸（不計水的熱量損失）；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量Q放；
（3）天然氣灶的效率η。
36．（2022 金昌）綠色環保已成為人們生活中重要的理念。電動汽車是一種節能環保的交通工具，某電動汽車部分參數如下。若某次車滿載時，車和人的總質量為1.8噸，四個車輪與水平地面接觸面積分別為50cm2（g＝10N/kg）。求：
額定乘客人數 5
電動機額定電壓 500V
電動機額定功率 100kW
電池容量 500Ah
（1）滿載時汽車對水平地面的壓強；
（2）若汽車以108km/h的速度在平直高速公路勻速行駛20分鐘，行駛的距離是多少；
（3）若汽車在額定功率下沿平直公路以10m/s的速度勻速行駛，發動機效率為80%，則汽車在行駛過程中受到的阻力大小。
37．（2022 錦州）如圖所示是我國自行設計研制的AG600全狀態新構型滅火飛機。若該飛機以270km/h的速度勻速直線航行20min，消耗航空燃油1.35t，飛機發動機的功率為2.25×107W。（航空燃油的熱值為4×107J/kg）求：
（1）消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量是多少？
（2）飛機在航行過程中的阻力是多少？
（3）發動機的效率是多少？
38．（2022 甘肅）綠色環保已成為人們生活中重要的理念。電動汽車是一種節能環保的交通工具，某電動汽車部分參數如下。若某次車滿載時，車和人的總質量為1.8噸，四個車輪與水平地面接觸面積分別為50cm2（g＝10N/kg）。求：
（1）滿載時汽車對水平地面的壓強；
（2）若汽車以108km/h的速度在平直高速公路勻速行駛20分鐘，行駛的距離是多少；
額定乘客人數 5
電動機額定電壓 500V
電動機額定功率 100kW
電池容量 500Ah
（3）若汽車在額定功率下沿平直公路以10m/s的速度勻速行駛，發動機效率為80%，則汽車在行駛過程中受到的阻力大小。
39．（2022 鄂爾多斯）國產055新型導彈驅逐艦的服役，使中國海軍的裝備又一次得到提升。該型號驅逐艦滿載時質量為1.25×104t，在海面上以恒定功率做直線運動，其牽引力F隨時間t的變化關系如圖甲所示，其運動速度v隨時間t的關系如圖乙所示，求該驅逐艦：（ρ柴油＝0.85×103kg/m3，q柴油＝4.0×107J/kg，1L＝1dm3）
（1）在34～44s內行駛的路程。
（2）在水下5m處有一面積為200cm2的觀察窗口，窗口受到水的壓力大小。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（3）滿載時在勻速航行的過程中所受浮力的大小。
（4）在0～34s內完全燃燒12.5L柴油的過程中發動機的效率。
40．（2022 鎮江）北京冬奧會上使用的氫燃料電池汽車，是利用氫與氧發生化學反應產生電能，供給電動機而驅動汽車行駛的。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發，以90km/h的速度行駛1h到達B地，消耗0.8kg氫燃料，所產生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費用為30元。
（1）求A、B兩地之間距離。
（2）求此過程中產生的電能E電。
（3）燃油汽車乙也在該公路上從A地出發，以90km/h的速度勻速行駛。所受阻力與甲車相同，汽油在氣缸內完全燃燒，且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛，汽油熱值取q＝5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的費用為12元。則在與甲車花費相同燃料費用的情況下：
①求乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量。
②請通過計算判斷乙車能否到達B地。
參考答案與試題解析
一．選擇題（共9小題）
1．【解答】A、塑料吸盤能牢牢吸在玻璃上，是利用大氣壓的作用，故A不正確；
B、用水作汽車冷卻劑是利用了水的比熱容大的特點，在同等情況下，能夠吸收較多的熱量，故B正確；
C、冬天跑步，身體就感覺暖和，是通過做功的方式改變身體的內能，故C正確；
D、粽香四溢，能聞到粽香是由于分子在不停地做無規則運動，故D正確。
故選：A。
2．【解答】因為水的比熱容較大，白天，相同質量的水和沙石比較，吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得晝夜的溫差小，能有效調節周圍環境的氣溫。
故選：A。
3．【解答】因為水的比熱容較大，砂石的比熱容小，相同質量的水和沙石比較，白天吸收相同的熱量時，水的溫度升高得少，砂石的溫度升高的多；夜晚放出相同的熱量時，水的溫度降低得少，砂石降低的溫度多，使得沿海地區晝夜溫差小、羅布泊晝夜溫差大，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選：A。
4．【解答】
A、汽車長時間行駛輪胎會發熱，這是通過克服摩擦做功改變輪胎內能的，故A正確；
B、小明聞到汽油味，這是擴散現象，說明分子在不停地做無規則運動，故B正確；
C、內燃機的做功沖程中，把內能轉化為機械能，故C正確；
D、熱機在工作過程中，不可避免地要克服機械間的摩擦而做額外功，因此熱機效率不可能達到100%，故D錯誤。
故選：D。
5．【解答】沿海地區水多，水的比熱容較大；內陸地區，地表以砂石泥土為主，砂石泥土比熱容較小；由于水的比熱容大，所以對于相同質量的水和砂石相比較，在吸收或放出相同的熱量時，水的溫度變化小，而砂石的溫度變化大，所以白天陸地的溫度高、海水溫度低，晚上陸地溫度低、海水溫度高；白天陸地上方空氣的溫度高度，密度小，砂石上方空氣上升，海面上的冷空氣過來補充，所以白天的風常常從海面吹向陸地，而晚上海面上方的熱空氣上升，風從陸地吹向海面；故D正確。
故選：D。
6．【解答】
在汽油機中只有做功沖程是靠燃氣推動活塞做功，使汽車獲得動力，其它的三個沖程都是靠慣性完成的，故使汽車獲得動力的沖程是做功沖程；
A、圖中：進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，故A錯誤；
B、圖中：兩氣門都關閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，故B錯誤；
C、圖中：兩氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程，故C正確；
D、圖中：排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程，故D錯誤。
故選：C。
7．【解答】燃料的熱值大小不能直接測量，需要通過水吸收熱量的多少來體現燃料燃燒放出熱量的多少，而水吸收熱量的多少跟水的質量和升高的溫度有關，因此為了比較熱值大小可以利用Q吸＝Q放，而Q吸＝c水m水Δt，Q放＝mq，即c水m水Δt＝mq，解得：q＝；
A、若m相同，Δt越小，由q＝可知，燃料的熱值越小，故A錯誤；
B、若Δt相同，m越大，由q＝可知，燃料的熱值越小，故B錯誤；
C、若的值越大，即的值越小，由q＝可知，燃料的熱值越小，故C錯誤；
D、若的值越大，由q＝可知，燃料的熱值越大，故D正確。
故選：D。
8．【解答】水的比熱容大，根據Δt＝知，質量相等的水和混凝土，太陽照射同樣的時間，吸收相同熱量，由于水的比熱容較大，水的溫度升高較小，因此，水的溫度比混凝土低，所以太陽下的混凝土護欄很熱，而旁邊池塘里的水卻不怎么熱，故C正確。故選：C。
9．【解答】水壺內的水沸騰時，壺蓋被水蒸氣頂起時，水蒸氣會對壺蓋做功，將水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能；此過程與內燃機的做功沖程類似，在做功沖程中也是燃氣的內能轉化為活塞的機械能。
故選：C。
二．多選題（共3小題）
10．【解答】A、一切物體都有內能，故火箭發射前的內能不為零，故A錯誤；
B、火箭燃料使用液態氫，是因為它的熱值大，完全燃燒相同質量的氫時，可以釋放出更多的熱量，故B正確；
C、火箭燃料的化學能先轉化為內能，內能對外做功，轉化為機械能，在能量轉化的過程中，有能量的散失，故C錯誤；
D、火箭在加速升空的過程中，火箭的的質量不變，速度變大，動能增大；質量不變、高度增大，勢能增大，故火箭的機械能增大，故D正確。
故選：BD。
11．【解答】A、選擇液態氫做燃料，是因為它的熱值大，故A錯誤。
B、水橋的形成是因為水分子之間有引力，故B正確。
C、液體結晶是凝固過程，凝固放熱使“冰球發熱”，但內能沒有增加，故C錯誤。
D、返回艙進入大氣層時，宇宙飛船與空氣摩擦，機械能轉化為內能，是通過做功的方式改變返回艙的內能，故D正確。
故選：BD。
12．【解答】由圖象知：
A、用相同的加熱裝置，t1 t2時間內，加熱時間相同，所以a、c吸收熱量相同，故A正確；
B、t2﹣t3時間內物質a處于熔化過程，溫度雖然不變，但繼續吸收熱量，所以其內能增加，故B錯誤；
C、用相同的加熱裝置對b、c兩種物質加熱時，0﹣t3時間內兩種物質吸收的熱量相同，c物質升高的溫度較小，但b、c物質質量不確定，由公式c＝知，b的比熱容可能大于c的比熱容，故C正確；
D、如果a、b是同種物質，比熱容相同，升高相同的溫度時，b的加熱時間長，b吸收的熱量多，根據Q＝cmΔt知，b的質量大于a的質量，故D錯誤。
故選：AC。
三．填空題（共10小題）
13．【解答】由圖知，水在16min內初溫t0＝10℃，末溫為40℃，
16min內水吸收的熱量：Q吸水＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（40℃﹣10℃）＝2.52×104J；
另一種液體加熱8min，吸收的熱量為：Q'吸＝×2.52×104J＝1.26×104J；
由Q吸＝c液m液（t液﹣t0）得：1.26×104J＝c液×0.3kg×（50℃﹣20℃），解得：c液＝1.4×103J/（kg ℃）。
故答案為：2.52×104；1.4×103。
14．【解答】某柴油機工作一段時間后，由于一部分柴油燃燒，使得油箱力的柴油的質量減少；密度、比熱容、熱值的大小與質量無關，所以密度、比熱容、熱值的大小不變；
完全燃燒10kg柴油放出的熱量Q放＝mq柴油＝10kg×4.3×107J/kg＝4.3×108J。
故答案為：②③④；4.3×108。
15．【解答】（1）將水加熱至沸騰后，塞子被沖出，在此過程中內能轉化為機械能，做功沖程也是把內能轉化為機械能。
（2）飛輪轉速是1200r/min＝20r/s，表示每秒飛輪轉動20圈，完成10個工作循環，要經過40個沖程。
故答案為：（1）做功；（2）40。
16．【解答】
砂石和水兩個物體的體積相同，由ρ＝可得，，
由Q吸＝cmΔt可得，
砂石和水吸收相同的熱量時升高的溫度之比：。
故答案為：8：3。
17．【解答】把磨得很光滑的鉛片和金片緊壓在一起，一段時間后，可以看到它們互相滲入對方，表明固體之間也能發生擴散現象，說明分子在不停地做無規則運動；
水吸收的熱量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J。
故答案為：擴散；4.2×105。
18．【解答】（1）在標準大氣壓下，水的沸點是100℃，水吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J；
（2）天然氣完全燃燒時放出的熱量：
Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.1m3＝4×106J；
天然氣灶燒水的熱效率：
η＝×100%＝×100%＝42%。
故答案為：1.68×106；42%。
19．【解答】（1）由圖象可知，加熱相同的時間，甲升高的溫度大于乙升高的溫度，由于采用同一熱源加熱，加熱相同的時間時，甲、乙兩液體吸收的熱量相等，因此甲、乙兩液體吸收相同的熱量時，甲液體升高的溫度高。
（2）由圖象可知，在質量和溫度升高度數相同時，乙加熱的時間長，由于采用同一熱源加熱，加熱的時間長的吸收的熱量多，因此乙液體吸收的熱量多，故乙液體更適合作汽車的冷卻劑。
故答案為：甲；乙。
20．【解答】（1）單位質量的氣體物質，在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱，
則氦氣吸收的熱量Q吸＝mcΔt＝0.02kg×3100J/（kg ℃）×（30℃﹣20℃）＝620J；
（2）撤去力，氦氣推動活塞做功，內能轉化為機械能，此過程與四沖程汽油機的做功沖程的能量轉化相同。
故答案為：620；做功。
21．【解答】運載火箭采用液態氫作為火箭的燃料，原因是液態氫具有較大的熱值，完全燃燒相同質量的液態氫和其它燃料相比，液態氫可以釋放出更多的熱量；并且所需的液態氫的體積小，便于儲存和運輸。火箭在推力作用下，加速上升，是內能轉化為機械能。
故答案為：熱值；內。
22．【解答】飛輪轉速是2400r/min＝40r/s，因一個工作循環轉2圈，做功一次，所以每秒可以做功20次；
在做功沖程中的能量轉化是內能轉化為機械能。
故答案為：20；內能。
四．實驗探究題（共5小題）
23．【解答】（1）根據比較吸熱能力的兩種方法，應控制不同物質的質量相同，故在兩燒杯中分別裝入初溫相同且質量相等的沙子和水；
（2）為了使沙子和水受熱均勻，實驗中應用玻璃棒不斷攪拌；
（3）溫度計每一個小格代表1℃，示數是52℃；
（4）實驗中用相同的酒精燈加熱，加熱相同的時間，水和沙子吸收的熱量相同；有同學認為此過程中沙子吸收熱量比水吸收熱量多，該觀點是錯誤的；
（5）根據表格中的數據可知，質量相同的水和沙子，加熱相同的時間，吸收相同的熱量，水的溫度升高的慢，則水的吸熱能力大，水的比熱容大，沙子的比熱容小于水的比熱容。
故答案為：（1）質量；（2）使沙子和水受熱均勻；（3）52；（4）錯誤；（5）小于。
24．【解答】（1）在本實驗中，通過控制沙子和水的質量、升高的溫度相同，利用相同的加熱裝置，加熱時間越長，表示物質吸收的熱量越多，即：通過比較加熱時間來判斷吸收熱量的多少；
（2）由圖可知該溫度的分度值為1℃，根據液柱的位置可知，此時溫度計的示數為48℃；
（3）由表中數據可知，質量相等的水和沙子，升高相同的溫度，加熱水的時間大于加熱沙子的時間，由此可知水比沙子吸收了更多的熱量，即水的吸熱能力強；
（4）根據實驗結論可知，水的吸熱能力比沙子的強，即在同樣條件下，吸收或放出相同熱量，水的溫度變化比沙子的小，而沿海地區與內陸地區相比，水多，吸熱能力強，所以沿海地區晝夜溫差比內陸地區更小。
故答案為：（1）加熱時間；（2）48；（3）多；（4）小。
25．【解答】（1）由Q放＝mq可知，燃料充分燃燒放出熱量的多少與燃料的種類和燃料的質量有關，因此實驗是必須控制酒精和碎紙片的質量相同；控制被加熱的水的質量和初溫均相同，便于通過水升高的溫度來反映燃料完全燃燒放出的熱量；
（2）用溫度計測量液體的溫度時，應該讓溫度計的玻璃泡與被測液體充分接觸，不能碰到容器的底部和側壁，由圖可知，溫度計的玻璃泡沒有充分浸入到燒杯的水中；
（3）實驗過程中要控制完全燃燒燃料的質量相同，燃燒時間相同并不能保證燃燒燃料的質量相同，所以保證酒精和碎紙片燃燒時間相同，讀取溫度計的示數的操作是錯誤；
由于燃料不完全燃燒且燃料燃燒放出的熱量有一部分會散失到空氣中，又或被燒杯等實驗裝置吸收的部分熱量，使Q放大于Q吸，依此計算出燃料的熱值比實際要偏小些。
故答案為：（1）質量；通過水升高的溫度來反映燃料完全燃燒放出的熱量；（2）溫度計的玻璃泡沒有充分浸入到燒杯的水中；（3）②；燃料不完全燃燒且燃料燃燒放出的熱量有一部分會散失到空氣中。
26．【解答】（1）在試管內裝些水，用橡膠塞塞住管口，給水加熱，水吸收熱量，內能增大，溫度升高，這是通過熱傳遞的方式改變水的內能；
加熱一段時間后，橡膠塞在水蒸氣壓力的作用下沖出去，在這個過程中，把水蒸氣的內能轉化為橡膠塞的機械能；其能量轉化情況與四沖程熱機的做功沖程相同；
（2）在測量滑動摩擦力大小的實驗中，用彈簧測力計拉著木塊水平向右做勻速直線運動，木塊受力平衡，木塊受到的滑動摩擦力大小等于拉力大小；
這里通過測量拉力大小來間接測出摩擦力大小，運用了轉換法。
故答案為：（1）熱傳遞；做功；（2）勻速直線；轉換法。
27．【解答】（1）實驗中選用相同電加熱器，相同的時間內放出的熱量相同，液體吸收的熱量相同；
（2）溫度計分度值為0.1℃，讀數為42℃；
（3）由丙圖可知吸收相同的熱量，A的溫度變化慢，說明A的比熱容大；冬天要選比熱容大的液體作為供暖物質，故選A；
（4）上述實驗中，主要用到的科學探究方法有轉換法和控制變量法。
故答案為：（1）加熱時間；（2）42；（3）A；（4）控制變量。
五．綜合能力題（共2小題）
28．【解答】（1）暖手袋里面裝熱水取暖，是利用了水比熱容大的性質，這里是通過熱傳遞方式改變了水的內能。
（2）水放出的熱量為：Q放＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（75℃﹣35℃）＝8.4×104J。
故答案為：（1）比熱容；熱傳遞。（2）8.4×104J。
29．【解答】（1）1kg的干木柴完全燃燒放出的熱量：Q放＝m干木柴q干木柴＝1kg×1.2×107 J/kg＝1.2×107J；
干木柴可以從自然界直接獲取，因此干木柴是一次能源；
（2）水吸收的熱量是：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×105J；
（3）該柴火灶的效率：η＝×100%＝×100%＝7%。
答：（1）1.2×107；一次；
（2）水吸收的熱量為8.4×105J；
（3）該柴火灶的效率為7%。
六．簡答題（共3小題）
30．【解答】內燃機的重力、內燃機各部件之間的摩擦、廢氣帶走的能量都會影響熱機效率的大小；所以改良熱機結構、減小摩擦、利用廢氣的熱量都可以提高熱機效率；
熱機效率提高后，可以節省燃料、減少有害氣體的排放等。
31．【解答】（1）返回艙進入大氣層后，會與大氣層發生劇烈摩擦，一部分機械能轉化為內能。所以返回艙的機械能會減小。
（2）噴氣式發動機工作時，它的燃料在燃燒室內燃燒后產生高溫、高壓的氣體，這種氣體從尾部以極高的速度噴出，同時產生很大的反作用力（即推力）。若推力與機身運動方向相同，則推動機身運動；若推力與機身運動方向相反，則阻礙機身運動。熱機是指利用內能做功的機械，所以噴氣式發動機屬于熱機。由于反推發動機屬于噴氣式發動機，所以它也屬于熱機。
32．【解答】（1）汽車行駛時的能量轉化分析：汽油的化學能轉化為氣體內能，然后再轉化為活塞機械能，最后為汽車機械能，轉化率很低；
損耗途徑分析：絕大部分是以熱能形式損失的，部分是未完全燃燒的碳氫化合物損失，還有少量是汽油蒸發損失。
（2）技術改進建議：減少散熱器、排氣管和發動機的熱損失；減少汽油的蒸發；使汽油充分燃燒；研制和使用混合動力或者純電動的新能源汽車。
七．計算題（共8小題）
33．【解答】
（1）水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1000kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×108J；
（2）由題知，不計熱量損失，天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝Q吸＝2.52×108J，
由Q放＝Vq得加熱這些水所需要天熱氣的體積：V＝＝＝6.3m3。
答：（1）這些水吸收的熱量為2.52×108J；
（2）加熱這些水所需要天熱氣的體積為6.3m3。
34．【解答】（1）水吸收的熱量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×80℃＝8.4×105J；
（2）煤爐加熱水的效率為10%，煤燃燒放出的熱量為：Q放＝＝＝8.4×106J；
（3）根據Q放＝mq可知，煤的質量為：m煤＝＝＝0.28kg。
答：（1）水吸收的熱量為8.4×105J；
（2）采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，煤燃燒放出的熱量為8.4×106J；
（3）需要完全燃燒煤的質量為0.28kg。
35．【解答】（1）水的體積V水＝4L＝0.004m3；
水的質量為：m＝ρV水＝1.0×103kg/m3×0.004m3＝4kg；
在1標準大氣壓下，水的沸點為100℃，即水的末溫為100℃；
水吸收的熱量為：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×106J。
（2）天然氣燃燒放出的熱量為：Q放＝qV＝3.2×107J/m3×0.1m3＝3.2×106J。
（3）天然氣灶的效率為：η＝＝＝42%。
答：（1）水吸收的熱量為1.344×106J。
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量為3.2×106J。
（3）天然氣灶的效率為42%。
36．【解答】（1）該汽車滿載時對水平路面的壓力：
F＝G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，
對水平地面的壓強：
p＝＝＝9×105Pa；
（2）由v＝可得，汽車行駛的路程：
s＝vt＝108×m/s×20×60s＝3.6×104m；
（3）由發動機效率為80%，可得機械有用功率：P＝80%P額，
由P＝＝＝Fv可得該過程中汽車的牽引力：
F＝＝＝8000N，
汽車在額定功率下沿平直公路以10m/s的速度勻速行駛，阻力與牽引力是一對平衡力，大小相等，所以f＝F＝8000N。
答：（1）滿載時汽車對水平地面的壓強是9×105Pa；
（2）汽車行駛的距離是3.6×104m；
（3）汽車在行駛過程中受到的阻力大小是8000N。
37．【解答】（1）已知消耗的航空燃油的質量m＝1.35t＝1350kg，航空燃油的熱值q＝4×107J/kg，
則這些燃油完全燃燒放出的熱量為：Q放＝qm＝4×107J/kg×1350kg＝5.4×1010J；
（2）已知飛機發動機的功率P＝2.25×107W，飛機勻速航行的速度v＝270km/h＝75m/s，
由P＝＝＝Fv可知飛機航行過程中的牽引力為：F＝＝＝3×105N，
由二力平衡的條件可知飛機航行過程中的阻力為：f＝F＝3×105N；
（3）由P＝可知飛機發動機做的功為：W＝Pt＝2.25×107W×20×60s＝2.7×1010J，
則發動機的效率為：η＝×100%＝＝50%。
答：（1）消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量是5.4×1010J；
（2）飛機在航行過程中的阻力3×105N；
（3）發動機的效率是50%。
38．【解答】（1）該汽車滿載時對水平路面的壓力：
F＝G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，
對水平地面的壓強：
p＝＝＝9×105Pa；
（2）由v＝可得，汽車行駛的路程：
s＝vt＝108×m/s×20×60s＝3.6×104m；
（3）由發動機效率為80%，可得機械有用功率：P＝80%P額，
由P＝Fv可得該過程中汽車的牽引力：
F＝＝＝8000N，
汽車在額定功率下沿平直公路以10m/s的速度勻速行駛，
f＝F＝8000N。
答：（1）滿載時汽車對水平地面的壓強是9×105Pa；
（2）汽車行駛的距離是3.6×104m；
（3）汽車在行駛過程中受到的阻力大小是8000N。
39．【解答】（1）由圖乙可知，驅逐艦在34～44s做勻速直線運動，速度為5m/s，
驅逐艦在34～44s內行駛的路程：
s＝vt＝（44s﹣34s）×5m/s＝50m；
（2）驅逐艦在水下5m深處時，h＝5m；
此時觀察窗口所受海水的壓強：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa。
觀察窗口的面積：S＝200cm2＝0.02m2，
由壓強公式p＝變形得，觀察窗口所受壓力為：F＝pS＝5×104Pa×0.02m2＝1000N；
（3）由題意可知，驅逐艦的排水量為1.25×104t＝1.25×107kg，
根據阿基米德原理該艦滿載時靜止在水面上受到的浮力：F浮＝G排＝mg＝1.25×107kg×10N/kg＝1.25×108N；
（4）柴油的質量m＝ρV＝0.85×103kg/m3×12.5×10﹣3m3＝10.625kg，
汽油完全燃燒放出的熱量Q放＝mq＝10.625kg×4×107J/kg＝4.25×108J，
由圖甲乙可知，F＝1×106N時，v＝5m/s，所以發動機的恒定功率為：
P＝Fv＝1×106N×5m/s＝5×106W，
驅逐艦在0～34s內做的有用功：
W有＝Pt＝5×106W×34s＝1.7×108J，
發動機的效率：
η＝×100%＝×100%＝40%。
答：（1）在34～44s內行駛的路程為50m。
（2）在水下5m處有一面積為200cm2的觀察窗口，窗口受到水的壓力大小為1000N。
（3）滿載時在勻速航行的過程中所受浮力的大小為1.25×108N。
（4）在0～34s內完全燃燒12.5L柴油的過程中發動機的效率為40%。
40．【解答】（1）由v＝可知，A、B兩地之間距離：
sAB＝vt＝90km/h×1h＝90km；
（2）由二力平衡條件可知，汽車勻速行駛時的牽引力：
F＝f＝1000N，
汽車牽引力做的功：
W＝FsAB＝1000N×90××103m＝9×107J，
由η電＝×100%可知，此過程中產生的電能：
E電＝＝＝1.125×108J；
（3）①由每加注1kg氫燃料所需的費用為30元可知，消耗0.8kg氫燃料的費用為0.8kg×30元/kg＝24元，
由每加注1kg汽油所需的費用為12元可知，在與甲車花費相同燃料費用的情況下，乙車消耗的汽油：
m＝＝2kg，
乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量：
Q放＝mq＝2kg×5×107J/kg＝1×108J；
②由η汽＝×100%可知，燃燒汽油時汽車獲得的機械能：
W機械＝η汽Q放＝30%×1×108J＝3×107J，
由W＝Fs可知，汽車行駛的距離：
s＝＝＝3×104m＝30km＜90km，
因此乙車不能到達B地。
答：（1）A、B兩地之間距離為90km；
（2）此過程中產生的電能為1.125×108J；
（3）①乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量為1×108J；
②乙車不能到達B地。
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