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1.围炉煮茶是一种传统的文化活动，近两年又成为一种新颖、时尚的生活方式。茶水沸腾后，人们发现茶壶盖在不断跳动，同时壶嘴上方产生大量的“白气”，如图所示，下列有关说法正确的是（
A.木炭燃烧时将内能转化为化学能
B.木炭燃烧放出的热量全部被茶水吸收
C.壶盖跳动时水蒸气的内能增大
D.整个煮茶过程中能量守恒
1题图
D
）。A.木炭燃烧时将内能转化为化学能
B.木炭燃烧放出的热量全部被茶水吸收
C.壶盖跳动时水蒸气的内能增大
D.整个煮茶过程中能量守恒
1题图
答案
1. D
解析
【分析】
要判断各选项正误，需结合热学核心概念：能量转化方向、热传递特点、做功与内能的关系、能量守恒定律，逐一分析每个选项：
1. 选项A：木炭燃烧是化学变化，消耗化学能释放内能，是化学能转化为内能，而非内能转化学能，故A错误；
2. 选项B：热量传递中存在散失，木炭燃烧的热量一部分被茶水吸收，其余散失到空气、容器等，不可能全部被茶水吸收，故B错误；
3. 选项C：壶盖跳动时，水蒸气对壶盖做功，自身内能减小，转化为壶盖的机械能，故C错误；
4. 选项D：根据能量守恒定律，煮茶过程中能量仅发生转化或转移，总量不变，符合能量守恒，故D正确。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：木炭燃烧过程，消耗化学能，产生内能，能量转化形式为化学能→内能，A错误；
B选项：热传递过程中热量会向周围环境散失，木炭燃烧放出的热量不可能全部被茶水吸收，B错误；
C选项：壶盖跳动是水蒸气对外做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，因此水蒸气内能减小，C错误；
D选项：能量守恒定律表明，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，煮茶过程中能量的转化和转移均遵循该定律，D正确。
【答案】
D
【知识点】
能量转化、内能变化、能量守恒定律
【点评】
本题结合生活场景考察热学基础知识点，难度较低，需准确掌握能量转化、热传递及能量守恒的基本概念，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
要判断各选项正误，需结合热学核心概念：能量转化方向、热传递特点、做功与内能的关系、能量守恒定律，逐一分析每个选项：
1. 选项A：木炭燃烧是化学变化，消耗化学能释放内能，是化学能转化为内能，而非内能转化学能，故A错误；
2. 选项B：热量传递中存在散失，木炭燃烧的热量一部分被茶水吸收，其余散失到空气、容器等，不可能全部被茶水吸收，故B错误；
3. 选项C：壶盖跳动时，水蒸气对壶盖做功，自身内能减小，转化为壶盖的机械能，故C错误；
4. 选项D：根据能量守恒定律，煮茶过程中能量仅发生转化或转移，总量不变，符合能量守恒，故D正确。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：木炭燃烧过程，消耗化学能，产生内能，能量转化形式为化学能→内能，A错误；
B选项：热传递过程中热量会向周围环境散失，木炭燃烧放出的热量不可能全部被茶水吸收，B错误；
C选项：壶盖跳动是水蒸气对外做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，因此水蒸气内能减小，C错误；
D选项：能量守恒定律表明，能量既不会凭空产生也不会凭空消失，煮茶过程中能量的转化和转移均遵循该定律，D正确。
【答案】
D
【知识点】
能量转化、内能变化、能量守恒定律
【点评】
本题结合生活场景考察热学基础知识点，难度较低，需准确掌握能量转化、热传递及能量守恒的基本概念，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
2. 如图甲所示,2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。
甲 乙 丙
2题图
(1)载人飞船随火箭发射过程中,载人飞船的机械能
(2)长征二号F遥二十运载火箭的燃料选用密度小、
(3)如图乙所示,“喷水降温降噪系统”主要是通过
(4)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图丙所示,神舟十九号返回舱进入地球时,看上去像一个大火球,是因为返回舱通过大气层时,与大气层摩擦,
甲 乙 丙
2题图
(1)载人飞船随火箭发射过程中,载人飞船的机械能
增大
(选填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)长征二号F遥二十运载火箭的燃料选用密度小、
热值
(选填“比热容”或“热值”)大的气体燃料,采用降低温度和压缩体积的方法使其液化。燃料燃烧时将燃料的化学
能转化为内能。(3)如图乙所示,“喷水降温降噪系统”主要是通过
热传递
的方式减少火箭发射台的内能,从而达到保护火箭发射台的效果。(4)2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图丙所示,神舟十九号返回舱进入地球时,看上去像一个大火球,是因为返回舱通过大气层时,与大气层摩擦,
机械
能转化为内
能,通过做功
的方法改变了返回舱的内能。答案
2. (1) 增大 (2) 热值 化学 (3) 热传递 (4) 机械 内 做功
解析
【分析】
本题考查机械能、热值、内能的改变方式及能量转化的相关知识。解题思路：(1)判断机械能变化需分析动能和重力势能的变化，载人飞船随火箭发射时，速度、高度均增大，动能和重力势能都变大，机械能随之增大；(2)火箭燃料需选热值大的，相同质量的燃料完全燃烧时，热值大的放出热量更多；燃料燃烧是化学能转化为内能；(3)改变内能的方式有热传递和做功，喷水降温是通过水吸收热量，以热传递减少发射台内能；(4)返回舱与大气层摩擦时，机械能转化为内能，摩擦生热是通过做功改变内能。
【解析】
(1) 机械能是动能与势能的总和，载人飞船随火箭发射时，质量不变，速度增大则动能增大，高度升高则重力势能增大，因此机械能增大。
(2) 火箭燃料选用热值大的气体燃料，因为热值反映燃料放热能力，相同质量的燃料完全燃烧时，热值越大，放出热量越多，更适配火箭发射需求；燃料燃烧发生化学变化，将自身的化学能转化为内能。
(3) “喷水降温降噪系统”中，水吸收发射台的热量，使发射台温度降低，这是通过热传递的方式改变物体的内能。
(4) 返回舱进入地球大气层时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，温度升高形成火球，这是通过做功的方法改变了返回舱的内能。
【答案】
(1) 增大 (2) 热值；化学 (3) 热传递 (4) 机械；内；做功
【知识点】
机械能、热值、内能的改变
【点评】
本题以火箭发射和返回舱着陆为场景，考查基础物理知识点，侧重对概念的理解与应用，难度较低，适合巩固相关基础。
【难度系数】
0.8
本题考查机械能、热值、内能的改变方式及能量转化的相关知识。解题思路：(1)判断机械能变化需分析动能和重力势能的变化，载人飞船随火箭发射时，速度、高度均增大，动能和重力势能都变大，机械能随之增大；(2)火箭燃料需选热值大的，相同质量的燃料完全燃烧时，热值大的放出热量更多；燃料燃烧是化学能转化为内能；(3)改变内能的方式有热传递和做功，喷水降温是通过水吸收热量，以热传递减少发射台内能；(4)返回舱与大气层摩擦时，机械能转化为内能，摩擦生热是通过做功改变内能。
【解析】
(1) 机械能是动能与势能的总和，载人飞船随火箭发射时，质量不变，速度增大则动能增大，高度升高则重力势能增大，因此机械能增大。
(2) 火箭燃料选用热值大的气体燃料，因为热值反映燃料放热能力，相同质量的燃料完全燃烧时，热值越大，放出热量越多，更适配火箭发射需求；燃料燃烧发生化学变化，将自身的化学能转化为内能。
(3) “喷水降温降噪系统”中，水吸收发射台的热量，使发射台温度降低，这是通过热传递的方式改变物体的内能。
(4) 返回舱进入地球大气层时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，温度升高形成火球，这是通过做功的方法改变了返回舱的内能。
【答案】
(1) 增大 (2) 热值；化学 (3) 热传递 (4) 机械；内；做功
【知识点】
机械能、热值、内能的改变
【点评】
本题以火箭发射和返回舱着陆为场景，考查基础物理知识点，侧重对概念的理解与应用，难度较低，适合巩固相关基础。
【难度系数】
0.8
3.山西省大同市云冈区煤峪口煤矿每天需将煤炭运往南郊区的国电大同第二发电厂。有一辆某型号的柴油卡车每天参与运输，小华查阅资料获取了该车的一些主要参数如下表。
3题图
空车质量 6 t
最大载重 14 t
车轮数量 12 个
满载时,轮胎与地面接触总面积 0.3 m²
在某次运输中,卡车以60 km/h的速度沿可以看作平直的公路行驶12 km,消耗柴油共7 kg,已知卡车受到的阻力为车总重的0.05,柴油热值为$4.3×10^7$ J/kg。求:(g取10 N/kg)
(1)卡车满载时对地面的压强。
(2)卡车在该过程中牵引力做的功。
(3)卡车的机械效率。(结果保留到小数点后一位)
3题图
空车质量 6 t
最大载重 14 t
车轮数量 12 个
满载时,轮胎与地面接触总面积 0.3 m²
在某次运输中,卡车以60 km/h的速度沿可以看作平直的公路行驶12 km,消耗柴油共7 kg,已知卡车受到的阻力为车总重的0.05,柴油热值为$4.3×10^7$ J/kg。求:(g取10 N/kg)
(1)卡车满载时对地面的压强。
(2)卡车在该过程中牵引力做的功。
(3)卡车的机械效率。(结果保留到小数点后一位)
答案
3. 解:(1)卡车满载时对地面的压力:
$F = G = mg = (6 + 14) × 10^3 \ \mathrm{kg} × 10 \ \mathrm{N/kg} = 2 × 10^5 \ \mathrm{N}$,
卡车满载时对地面的压强:
$p = \frac{F}{S} = \frac{2 × 10^5 \ \mathrm{N}}{0.3 \ \mathrm{m}^2} ≈ 6.7 × 10^5 \ \mathrm{Pa}$;
(2)因为卡车做匀速直线运动,所以,
$F_{\mathrm{牵}} = f = 0.05G = 0.05 × 2 × 10^5 \ \mathrm{N} = 1 × 10^4 \ \mathrm{N}$,
卡车牵引力做的功:
$W = F_{\mathrm{牵}} s = 1 × 10^4 \ \mathrm{N} × 12 × 10^3 \ \mathrm{m} = 1.2 × 10^8 \ \mathrm{J}$;
(3)柴油燃烧放出的热量:
$Q_{\mathrm{放}} = m'q = 7 \ \mathrm{kg} × 4.3 × 10^7 \ \mathrm{J/kg} = 3.01 × 10^8 \ \mathrm{J}$,
卡车的机械效率:
$\eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{1.2 × 10^8 \ \mathrm{J}}{3.01 × 10^8 \ \mathrm{J}} × 100\% ≈ 39.9\%$。
答:(1)卡车满载时对地面的压强约为$6.7 × 10^5 \ \mathrm{Pa}$;
(2)卡车在该过程中牵引力做的功为$1.2 × 10^8 \ \mathrm{J}$;(3)卡车的机械效率约为39.9%。
$F = G = mg = (6 + 14) × 10^3 \ \mathrm{kg} × 10 \ \mathrm{N/kg} = 2 × 10^5 \ \mathrm{N}$,
卡车满载时对地面的压强:
$p = \frac{F}{S} = \frac{2 × 10^5 \ \mathrm{N}}{0.3 \ \mathrm{m}^2} ≈ 6.7 × 10^5 \ \mathrm{Pa}$;
(2)因为卡车做匀速直线运动,所以,
$F_{\mathrm{牵}} = f = 0.05G = 0.05 × 2 × 10^5 \ \mathrm{N} = 1 × 10^4 \ \mathrm{N}$,
卡车牵引力做的功:
$W = F_{\mathrm{牵}} s = 1 × 10^4 \ \mathrm{N} × 12 × 10^3 \ \mathrm{m} = 1.2 × 10^8 \ \mathrm{J}$;
(3)柴油燃烧放出的热量:
$Q_{\mathrm{放}} = m'q = 7 \ \mathrm{kg} × 4.3 × 10^7 \ \mathrm{J/kg} = 3.01 × 10^8 \ \mathrm{J}$,
卡车的机械效率:
$\eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{1.2 × 10^8 \ \mathrm{J}}{3.01 × 10^8 \ \mathrm{J}} × 100\% ≈ 39.9\%$。
答:(1)卡车满载时对地面的压强约为$6.7 × 10^5 \ \mathrm{Pa}$;
(2)卡车在该过程中牵引力做的功为$1.2 × 10^8 \ \mathrm{J}$;(3)卡车的机械效率约为39.9%。
解析
【分析】
本题分为三个小问，分别考查压强、牵引力做功、机械效率的计算。解题思路如下：
1. 求满载时对地面的压强：水平地面上，卡车对地面的压力等于满载时的总重力，先计算总质量（空车质量+最大载重），再利用$G=mg$算出总重力，最后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$（$F=G$）代入数据计算压强；
2. 求牵引力做的功：卡车匀速行驶时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力为总重的0.05，先算出牵引力，再将行驶距离单位转换为米，根据$W=Fs$计算牵引力做的功；
3. 求机械效率：机械效率等于牵引力做的有用功与柴油完全燃烧放出的总热量的比值，先利用$Q_{放}=mq$算出柴油燃烧放出的热量，再代入效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$计算结果，注意保留一位小数。
【解析】
解：(1) 卡车满载时，总质量 $ m_{\mathrm{总}} = m_{\mathrm{空}} + m_{\mathrm{载}} = 6\ \mathrm{t} + 14\ \mathrm{t} = 20\ \mathrm{t} = 20 × 10^3\ \mathrm{kg} $，
对地面的压力等于总重力 $ F = G_{\mathrm{总}} = m_{\mathrm{总}}g = 20 × 10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2 × 10^5\ \mathrm{N} $，
则满载时对地面的压强 $ p = \frac{F}{S} = \frac{2 × 10^5\ \mathrm{N}}{0.3\ \mathrm{m}^2} \approx 6.7 × 10^5\ \mathrm{Pa} $；
(2) 卡车匀速行驶，牵引力与阻力平衡，故 $ F_{\mathrm{牵}} = f = 0.05G_{\mathrm{总}} = 0.05 × 2 × 10^5\ \mathrm{N} = 1 × 10^4\ \mathrm{N} $，
行驶距离 $ s = 12\ \mathrm{km} = 12 × 10^3\ \mathrm{m} $，
牵引力做的功 $ W = F_{\mathrm{牵}}s = 1 × 10^4\ \mathrm{N} × 12 × 10^3\ \mathrm{m} = 1.2 × 10^8\ \mathrm{J} $；
(3) 柴油完全燃烧放出的热量 $ Q_{\mathrm{放}} = mq = 7\ \mathrm{kg} × 4.3 × 10^7\ \mathrm{J/kg} = 3.01 × 10^8\ \mathrm{J} $，
卡车的机械效率 $ \eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{1.2 × 10^8\ \mathrm{J}}{3.01 × 10^8\ \mathrm{J}} × 100\% \approx 39.9\% $。
【答案】
(1) 卡车满载时对地面的压强约为 $ 6.7 × 10^5\ \mathrm{Pa} $；
(2) 卡车在该过程中牵引力做的功为 $ 1.2 × 10^8\ \mathrm{J} $；
(3) 卡车的机械效率约为 $ 39.9\% $。
【知识点】
压强计算、功与机械效率、热值计算
【点评】
本题是力学综合计算题，综合考查了压强、功、机械效率的相关公式应用，解题时需注意水平地面压力等于总重力、匀速运动时牵引力与阻力平衡等隐含条件，以及单位的统一，属于基础常规题型。
【难度系数】
0.7
本题分为三个小问，分别考查压强、牵引力做功、机械效率的计算。解题思路如下：
1. 求满载时对地面的压强：水平地面上，卡车对地面的压力等于满载时的总重力，先计算总质量（空车质量+最大载重），再利用$G=mg$算出总重力，最后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$（$F=G$）代入数据计算压强；
2. 求牵引力做的功：卡车匀速行驶时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力为总重的0.05，先算出牵引力，再将行驶距离单位转换为米，根据$W=Fs$计算牵引力做的功；
3. 求机械效率：机械效率等于牵引力做的有用功与柴油完全燃烧放出的总热量的比值，先利用$Q_{放}=mq$算出柴油燃烧放出的热量，再代入效率公式$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$计算结果，注意保留一位小数。
【解析】
解：(1) 卡车满载时，总质量 $ m_{\mathrm{总}} = m_{\mathrm{空}} + m_{\mathrm{载}} = 6\ \mathrm{t} + 14\ \mathrm{t} = 20\ \mathrm{t} = 20 × 10^3\ \mathrm{kg} $，
对地面的压力等于总重力 $ F = G_{\mathrm{总}} = m_{\mathrm{总}}g = 20 × 10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2 × 10^5\ \mathrm{N} $，
则满载时对地面的压强 $ p = \frac{F}{S} = \frac{2 × 10^5\ \mathrm{N}}{0.3\ \mathrm{m}^2} \approx 6.7 × 10^5\ \mathrm{Pa} $；
(2) 卡车匀速行驶，牵引力与阻力平衡，故 $ F_{\mathrm{牵}} = f = 0.05G_{\mathrm{总}} = 0.05 × 2 × 10^5\ \mathrm{N} = 1 × 10^4\ \mathrm{N} $，
行驶距离 $ s = 12\ \mathrm{km} = 12 × 10^3\ \mathrm{m} $，
牵引力做的功 $ W = F_{\mathrm{牵}}s = 1 × 10^4\ \mathrm{N} × 12 × 10^3\ \mathrm{m} = 1.2 × 10^8\ \mathrm{J} $；
(3) 柴油完全燃烧放出的热量 $ Q_{\mathrm{放}} = mq = 7\ \mathrm{kg} × 4.3 × 10^7\ \mathrm{J/kg} = 3.01 × 10^8\ \mathrm{J} $，
卡车的机械效率 $ \eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{1.2 × 10^8\ \mathrm{J}}{3.01 × 10^8\ \mathrm{J}} × 100\% \approx 39.9\% $。
【答案】
(1) 卡车满载时对地面的压强约为 $ 6.7 × 10^5\ \mathrm{Pa} $；
(2) 卡车在该过程中牵引力做的功为 $ 1.2 × 10^8\ \mathrm{J} $；
(3) 卡车的机械效率约为 $ 39.9\% $。
【知识点】
压强计算、功与机械效率、热值计算
【点评】
本题是力学综合计算题，综合考查了压强、功、机械效率的相关公式应用，解题时需注意水平地面压力等于总重力、匀速运动时牵引力与阻力平衡等隐含条件，以及单位的统一，属于基础常规题型。
【难度系数】
0.7
