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3.甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭的燃料之一，其密度约为$0.42×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，热值为$5.0×10^7\ \mathrm{J/kg}$。酒精的密度为$0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，热值为$3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}$，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（
A.酒精的密度比液态甲烷的密度小
B.液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能
C.相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大
D.10 kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为$5.0×10^8\ \mathrm{J}$
D
）A.酒精的密度比液态甲烷的密度小
B.液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能
C.相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大
D.10 kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为$5.0×10^8\ \mathrm{J}$
答案
3.D
解析
【分析】
要判断各选项的正误，需结合密度、热值的概念及计算公式，还有能量转化的知识逐一分析：
1. 密度比较：直接对比两者密度数值大小；
2. 燃烧的能量转化：明确燃料燃烧时的能量转化方向；
3. 相同体积下质量：利用密度公式$m=\rho V$判断质量关系；
4. 热值计算：通过公式$Q=mq$计算完全燃烧放出的热量，验证数值是否正确。
【解析】
解：
选项A：液态甲烷密度为$0.42×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，酒精密度为$0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，因$0.8×10^3 ＞ 0.42×10^3$，所以酒精的密度比液态甲烷大，A错误；
选项B：燃料燃烧时，是将自身的化学能转化为内能，并非内能转化为化学能，B错误；
选项C：根据密度公式$m=\rho V$，体积$V$相同时，密度$\rho$越小，质量$m$越小。液态甲烷密度小于酒精，故相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷质量更小，C错误；
选项D：燃料完全燃烧放热公式为$Q=mq$，代入数据得：$Q=10\ \mathrm{kg} ×5.0×10^7\ \mathrm{J/kg}=5.0×10^8\ \mathrm{J}$，计算正确，D正确。
【答案】
D
【知识点】
密度公式应用、热值计算、能量转化
【点评】
本题考查密度、热值的基础概念及简单计算，属于常规基础题，需准确掌握相关公式和物理过程的能量转化方向，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.6
要判断各选项的正误，需结合密度、热值的概念及计算公式，还有能量转化的知识逐一分析：
1. 密度比较：直接对比两者密度数值大小；
2. 燃烧的能量转化：明确燃料燃烧时的能量转化方向；
3. 相同体积下质量：利用密度公式$m=\rho V$判断质量关系；
4. 热值计算：通过公式$Q=mq$计算完全燃烧放出的热量，验证数值是否正确。
【解析】
解：
选项A：液态甲烷密度为$0.42×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，酒精密度为$0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，因$0.8×10^3 ＞ 0.42×10^3$，所以酒精的密度比液态甲烷大，A错误；
选项B：燃料燃烧时，是将自身的化学能转化为内能，并非内能转化为化学能，B错误；
选项C：根据密度公式$m=\rho V$，体积$V$相同时，密度$\rho$越小，质量$m$越小。液态甲烷密度小于酒精，故相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷质量更小，C错误；
选项D：燃料完全燃烧放热公式为$Q=mq$，代入数据得：$Q=10\ \mathrm{kg} ×5.0×10^7\ \mathrm{J/kg}=5.0×10^8\ \mathrm{J}$，计算正确，D正确。
【答案】
D
【知识点】
密度公式应用、热值计算、能量转化
【点评】
本题考查密度、热值的基础概念及简单计算，属于常规基础题，需准确掌握相关公式和物理过程的能量转化方向，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.6
4.家用汽车常用汽油机提供动力，下列说法正确的是
（
A.汽油燃烧时它的热值减小
B.汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多
C.汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
（
C
）A.汽油燃烧时它的热值减小
B.汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多
C.汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D.汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
答案
4.C
解析
【分析】
本题考查热学中与汽油机相关的基础概念，需逐个分析选项，明确各物理量的定义及内燃机冲程的能量转化规律，判断每个选项的正误。
【解析】
A选项：热值是燃料的固有属性，只与燃料的种类有关，与燃料是否燃烧无关，因此汽油燃烧时热值不变，A错误。
B选项：热量是过程量，描述的是热传递过程中转移的能量，不能说物体“含有”热量，应表述为内能，B错误。
C选项：汽油机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，为汽车提供动力，C正确。
D选项：汽油味越浓说明有未燃烧的汽油，即汽油燃烧不充分，D错误。
【答案】
C
【知识点】
热值、热量、汽油机冲程
【点评】
本题为热学基础题，易错点在于热量的表述规范和热值的特性理解，需准确区分物理量的定义，掌握内燃机冲程的能量转化规律。
【难度系数】
0.6
本题考查热学中与汽油机相关的基础概念，需逐个分析选项，明确各物理量的定义及内燃机冲程的能量转化规律，判断每个选项的正误。
【解析】
A选项：热值是燃料的固有属性，只与燃料的种类有关，与燃料是否燃烧无关，因此汽油燃烧时热值不变，A错误。
B选项：热量是过程量，描述的是热传递过程中转移的能量，不能说物体“含有”热量，应表述为内能，B错误。
C选项：汽油机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，为汽车提供动力，C正确。
D选项：汽油味越浓说明有未燃烧的汽油，即汽油燃烧不充分，D错误。
【答案】
C
【知识点】
热值、热量、汽油机冲程
【点评】
本题为热学基础题，易错点在于热量的表述规范和热值的特性理解，需准确区分物理量的定义，掌握内燃机冲程的能量转化规律。
【难度系数】
0.6
5.关于单缸四冲程汽油机,下列说法正确的是 (
A.加润滑油不能提升效率
B.通过改进可以使汽油机的效率达到 100%
C.除做功冲程外,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D.若飞轮的转动速度为 1 200 r/min,则该汽油机每秒对外做功 40 次
C
)A.加润滑油不能提升效率
B.通过改进可以使汽油机的效率达到 100%
C.除做功冲程外,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D.若飞轮的转动速度为 1 200 r/min,则该汽油机每秒对外做功 40 次
答案
5.C
解析
【分析】
要解决这道题，需逐一分析每个选项，结合单缸四冲程汽油机的热机效率、冲程特点、飞轮转速与做功次数的关系等知识点判断对错：首先回忆热机效率的影响因素，明确是否能达到100%；再掌握四冲程中各冲程的动力来源；最后根据飞轮转速计算每秒做功次数，从而选出正确选项。
【解析】
我们逐个分析各选项：
1. 选项A：热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值，加润滑油可减小机械摩擦，减少额外功，能提升汽油机效率，故A错误；
2. 选项B：热机工作时总会存在能量损失（如废气带走热量、机械散热、摩擦耗能等），因此任何热机的效率都不可能达到100%，故B错误；
3. 选项C：单缸四冲程汽油机的四个冲程中，只有做功冲程将内能转化为机械能对外做功，吸气、压缩、排气三个冲程没有动力输出，依靠飞轮的惯性完成，故C正确；
4. 选项D：飞轮转速1200r/min=20r/s，四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次，因此每秒飞轮转20圈时，对外做功次数为20÷2=10次，并非40次，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
热机效率、四冲程汽油机工作原理
【点评】
本题考查单缸四冲程汽油机的基础知识点，涵盖热机效率、冲程特点、转速与做功次数的关系，需要学生准确掌握各知识点细节，逐一分析选项即可得出答案，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需逐一分析每个选项，结合单缸四冲程汽油机的热机效率、冲程特点、飞轮转速与做功次数的关系等知识点判断对错：首先回忆热机效率的影响因素，明确是否能达到100%；再掌握四冲程中各冲程的动力来源；最后根据飞轮转速计算每秒做功次数，从而选出正确选项。
【解析】
我们逐个分析各选项：
1. 选项A：热机效率是有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值，加润滑油可减小机械摩擦，减少额外功，能提升汽油机效率，故A错误；
2. 选项B：热机工作时总会存在能量损失（如废气带走热量、机械散热、摩擦耗能等），因此任何热机的效率都不可能达到100%，故B错误；
3. 选项C：单缸四冲程汽油机的四个冲程中，只有做功冲程将内能转化为机械能对外做功，吸气、压缩、排气三个冲程没有动力输出，依靠飞轮的惯性完成，故C正确；
4. 选项D：飞轮转速1200r/min=20r/s，四冲程汽油机每完成1个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次，因此每秒飞轮转20圈时，对外做功次数为20÷2=10次，并非40次，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
热机效率、四冲程汽油机工作原理
【点评】
本题考查单缸四冲程汽油机的基础知识点，涵盖热机效率、冲程特点、转速与做功次数的关系，需要学生准确掌握各知识点细节，逐一分析选项即可得出答案，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
6.某台柴油机中的所有燃料完全燃烧能放出$8×10^7$ J的热量，工作时用完全部燃料损失了$4.8×10^7$ J的能量。下列关于柴油机的说法正确的是（
A.柴油机气缸顶部有火花塞，采用压燃式点火
B.该柴油机的效率为60%
C.通过科技进步，在未来可以实现能量零损失
D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
D
）A.柴油机气缸顶部有火花塞，采用压燃式点火
B.该柴油机的效率为60%
C.通过科技进步，在未来可以实现能量零损失
D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
答案
6.D
解析
【分析】本题是关于柴油机及热机效率的基础题，解题思路为：逐一分析每个选项对应的物理知识点，结合柴油机的结构特点、热机效率的计算方法、能量守恒定律等知识，判断各选项的正误，最终确定正确答案。
【解析】
1. 分析选项A：柴油机气缸顶部为喷油嘴，采用压燃式点火；汽油机气缸顶部为火花塞，采用点燃式点火，因此A错误。
2. 分析选项B：热机效率η=W有用/Q放，其中Q放为燃料完全燃烧放出的热量，W有用为有用功。已知Q放$=8×10^7J$，损失能量为$4.8×10^7J$，则W有用$=8×10^7J -4.8×10^7J=3.2×10^7J$，计算得$η=(3.2×10^7J)/(8×10^7J)=40%$，并非60%，因此B错误。
3. 分析选项C：根据能量守恒定律，能量的转化和转移具有方向性，不可能实现能量零损失，因此C错误。
4. 分析选项D：热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，减少机械间的摩擦可减少额外功，使有用功占总能量的比例提高，从而提升热机效率，因此D正确。
【答案】D
【知识点】热机效率、柴油机的结构、能量守恒定律
【点评】本题考查热机相关的核心基础知识点，涵盖柴油机特点、热机效率计算、能量守恒等内容，要求学生熟练掌握基础概念，难度不大，属于常规基础题。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 分析选项A：柴油机气缸顶部为喷油嘴，采用压燃式点火；汽油机气缸顶部为火花塞，采用点燃式点火，因此A错误。
2. 分析选项B：热机效率η=W有用/Q放，其中Q放为燃料完全燃烧放出的热量，W有用为有用功。已知Q放$=8×10^7J$，损失能量为$4.8×10^7J$，则W有用$=8×10^7J -4.8×10^7J=3.2×10^7J$，计算得$η=(3.2×10^7J)/(8×10^7J)=40%$，并非60%，因此B错误。
3. 分析选项C：根据能量守恒定律，能量的转化和转移具有方向性，不可能实现能量零损失，因此C错误。
4. 分析选项D：热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，减少机械间的摩擦可减少额外功，使有用功占总能量的比例提高，从而提升热机效率，因此D正确。
【答案】D
【知识点】热机效率、柴油机的结构、能量守恒定律
【点评】本题考查热机相关的核心基础知识点，涵盖柴油机特点、热机效率计算、能量守恒等内容，要求学生熟练掌握基础概念，难度不大，属于常规基础题。
【难度系数】0.6
7.一个工作循环中，四冲程汽油机将内能转化为机械能的是
做功
冲程。某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min，此汽油机每秒对外做功20
次。答案
7.做功 20
解析
【分析】
要解决这道题，需掌握四冲程汽油机的核心工作规律：首先明确各冲程的能量转化，其次理解飞轮转速与做功次数的对应关系。四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；单缸四冲程汽油机一个工作循环中，飞轮转2周，对外做功1次，据此可计算每秒做功次数。
【解析】
1. 内能转化为机械能的冲程：四冲程汽油机的四个冲程中，压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，因此第一个空填“做功”。
2. 每秒对外做功次数：已知飞轮转速为2400 r/min，换算为每秒转速：$2400÷60 = 40\ \mathrm{r/s}$；单缸四冲程汽油机每转2周对外做功1次，因此每秒对外做功次数为$40÷2 = 20$次，故第二个空填“20”。
【答案】
做功；20
【知识点】
四冲程汽油机工作原理、内能的转化
【点评】
本题考查四冲程汽油机的基础知识点，涵盖冲程的能量转化和飞轮转速与做功次数的换算，属于热学部分的常规基础题，只要牢记相关规律即可轻松解答。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需掌握四冲程汽油机的核心工作规律：首先明确各冲程的能量转化，其次理解飞轮转速与做功次数的对应关系。四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能；单缸四冲程汽油机一个工作循环中，飞轮转2周，对外做功1次，据此可计算每秒做功次数。
【解析】
1. 内能转化为机械能的冲程：四冲程汽油机的四个冲程中，压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，因此第一个空填“做功”。
2. 每秒对外做功次数：已知飞轮转速为2400 r/min，换算为每秒转速：$2400÷60 = 40\ \mathrm{r/s}$；单缸四冲程汽油机每转2周对外做功1次，因此每秒对外做功次数为$40÷2 = 20$次，故第二个空填“20”。
【答案】
做功；20
【知识点】
四冲程汽油机工作原理、内能的转化
【点评】
本题考查四冲程汽油机的基础知识点，涵盖冲程的能量转化和飞轮转速与做功次数的换算，属于热学部分的常规基础题，只要牢记相关规律即可轻松解答。
【难度系数】
0.7
8.小阳在网上看到了一款神奇的摆件玩具，如图所示。钢珠从高处落下，经过轨道后又被弹到孔中，继而往复运动，小阳认为这是一款永动机，不需要消耗其他形式的能量就可以一直不停地运动。小阳的判断是
错误的
（选填“正确的”或“错误的”），依据是违背能量守恒定律
。答案
8.错误的 违背能量守恒定律
解析
【分析】要判断该摆件是否为永动机，需结合能量守恒定律分析：永动机的设想违背科学规律，钢珠在运动过程中会因摩擦消耗机械能，机械能会转化为内能，总量保持不变但机械能会减少，无法持续运动，因此小阳的判断错误。
【解析】根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，转化和转移过程中总量不变。永动机不需要消耗能量却能持续运动，违背能量守恒定律。钢珠在轨道运动时，需克服摩擦力做功，机械能不断转化为内能，机械能逐渐减少，最终会停止运动，无法一直运动，因此小阳认为该摆件是永动机的判断错误，依据是违背能量守恒定律。
【答案】错误的 违背能量守恒定律
【知识点】能量守恒定律、机械能转化
【点评】本题结合实际摆件考查能量守恒定律的应用，明确永动机违背科学规律，难度适中，需学生掌握能量守恒的基本内容。
【难度系数】0.5
【解析】根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，转化和转移过程中总量不变。永动机不需要消耗能量却能持续运动，违背能量守恒定律。钢珠在轨道运动时，需克服摩擦力做功，机械能不断转化为内能，机械能逐渐减少，最终会停止运动，无法一直运动，因此小阳认为该摆件是永动机的判断错误，依据是违背能量守恒定律。
【答案】错误的 违背能量守恒定律
【知识点】能量守恒定律、机械能转化
【点评】本题结合实际摆件考查能量守恒定律的应用，明确永动机违背科学规律，难度适中，需学生掌握能量守恒的基本内容。
【难度系数】0.5
9.(宿迁中考)单缸四冲程汽油机的
压缩
冲程如图所示，汽油机工作时，需要用水为其降温，这利用了水的比热容
大的特点。若100 g水，温度升高20 ℃，则水吸收的热量为$8.4×10^3$
J。$c_{水}=4.2×10^3 J/(kg·℃)$。答案
9.压缩 比热容 $8.4×10^3$
解析
【分析】
要解决本题，需分三步思考：①判断汽油机冲程：观察气门状态和活塞运动方向，两个气门关闭、活塞向上运动对应压缩冲程；②理解水降温的原理：利用水的比热容大，相同质量的水升高相同温度时能吸收更多热量；③计算水吸收的热量：使用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，注意质量单位换算为kg。
【解析】
1. 冲程判断：图中汽油机的两个气门均关闭，活塞向上运动，符合压缩冲程的特征，因此是压缩冲程；
2. 水降温的原理：水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时，水吸收的热量更多，所以用水为汽油机降温；
3. 热量计算：水的质量$m=100g=0.1kg$，根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，代入数据得：$Q_{吸}=4.2×10^3 J/(kg·℃)×0.1kg×20℃=8.4×10^3 J$。
【答案】
压缩；比热容；$8.4×10^3$
【知识点】
汽油机冲程判断、比热容、热量计算
【点评】
本题结合汽油机工作冲程、水的比热容应用和热量计算，考查基础知识点，难度适中，需学生掌握汽油机冲程判断方法、比热容特性及吸热公式的应用。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需分三步思考：①判断汽油机冲程：观察气门状态和活塞运动方向，两个气门关闭、活塞向上运动对应压缩冲程；②理解水降温的原理：利用水的比热容大，相同质量的水升高相同温度时能吸收更多热量；③计算水吸收的热量：使用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，注意质量单位换算为kg。
【解析】
1. 冲程判断：图中汽油机的两个气门均关闭，活塞向上运动，符合压缩冲程的特征，因此是压缩冲程；
2. 水降温的原理：水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时，水吸收的热量更多，所以用水为汽油机降温；
3. 热量计算：水的质量$m=100g=0.1kg$，根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，代入数据得：$Q_{吸}=4.2×10^3 J/(kg·℃)×0.1kg×20℃=8.4×10^3 J$。
【答案】
压缩；比热容；$8.4×10^3$
【知识点】
汽油机冲程判断、比热容、热量计算
【点评】
本题结合汽油机工作冲程、水的比热容应用和热量计算，考查基础知识点，难度适中，需学生掌握汽油机冲程判断方法、比热容特性及吸热公式的应用。
【难度系数】
0.5
