九年级物理全册第10章机械能内能及其转化单元综合测试（附解析北师大版）

1 第 10 章机械能、内能及其转化单元测试 （考试时间：90 分钟面卷分值：100 分） 一．选择题（共 15 小题，满分 45 分，每小题 3 分） 1．（3 分）（中考•玉林）随着人们环保意识的增强，我市环境有很大改善。以下做法不利于 改善环境的是（　　） A．随地张贴小广告 B．严禁燃放烟花爆竹 C．不随地乱扔垃圾 D．减少使用化石能源 【答案】A。 【解析】A、随意贴小广告，破坏城市环境，造成城市“牛皮癣”，不利于改善环境； B、烟花爆竹在燃放过程会产生二氧化硫等许多有害气体；严禁其燃放能改善环境； C、不随地扔垃圾，显然能减少城市环境的破坏，能在一定程度改善环境； D、化石能源在燃烧过程排放温室气体二氧化碳以及一些有害气体一氧化碳、二氧化硫等； 减少使用化石能源有利于改善环境； 2．（3 分）（中考•怀化）如图所示，小球从 A 点摆动到 C 点的过程中（不计空气阻力）下列 说法正确的是（　　） A．从 A 到 B 的过程中，动能增大，重力势能减小 B．从 A 到 B 的过程中，动能减小，重力势能增大 C．从 B 到 C 的过程中，动能增大，重力势能增大 D．从 B 到 C 的过程中，动能减小，重力势能减小 【答案】A。 【解析】AB、从 A 到 B 的过程中，小球的质量不变、速度增大，动能增大；小球的质量不变、 高度减小，重力势能减小，故 A 正确、B 错； CD、从 B 到 C 的过程中，小球的质量不变、速度减小，动能减小；小球的质量不变、高度增 大，重力势能增大，故 CD 错。 3．（3 分）（中考•桂林）如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过 a、b 两2 个点，不计空气阻力，比较物块在 a、b 两点的能量，下列说法正确的是（　　） A．物块在 a 点动能大 B．物块在 b 点动能大 C．物块在 b 点重力势能大 D．物块在 a、b 两点的重力势能一样大 【答案】B。 【解析】物块在光滑斜面上由静止开始下滑（不计空气阻力），在下滑过程中，高度减小， 重力势能减小，速度增大，动能变大； 由于 a 点的位置要高于 b 点的位置，所以 a 处的重力势能大于 b 处的重力势能；物块在下滑 过程中动能变大，所以物块在 b 点动能大，故 B 正确，ACD 错误。 4．（3 分）（中考•长春）中考年 6 月 5 日，我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载 火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能（　　） A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断 【答案】C。 【解析】火箭加速升空过程中，这七颗卫星的质量不变，速度增大，其动能增大。 5．（3 分）（中考•烟台）关于温度热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．物体的内能增加，温度一定升高 B．物体温度升高，一定吸收了热量 C．物体温度降低，内能一定减少 D．物体吸收了热量，温度一定升高 【答案】C。 【解析】A、在晶体熔化或液体沸腾的过程中，虽然吸收热量，但温度不变，故 A 错误； B、做功和热传递都可以改变物体的内能，若物体的温度升高，可能是吸收了热量，即发生 热传递，也可能是由于其它物体对它做功造成的，故 B 错误； C、对于同一物体来说，其温度降低，内能一定减少，故 C 正确； D、物体吸收了热量，物体内能增加，其也可能表现在体积的变化上，即不一定温度升高， 故 D 错误。 6．（3 分）（中考•桂林）下列说法正确的是（　　） A．物质中分子的运动状态跟温度无关 B．温度越高，分子的无规则运动越剧烈 C．.温度越低，分子的无规则运动越剧烈 D．.水很难被压缩说明水分子间没有间隙3 【答案】B。 【解析】（1）物质中分子的运动状态跟温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，温 度越低，分子的无规则运动越缓慢，故 AC 错误，B 正确； （2）水很很难被压缩，说明分子之间存在相互作用的斥力，故 D 错误。 7．（3 分）（中考•黑龙江）关于汽车的说法中，下列表述不正确的是（　　） A．与其他液体相比，水的比热容比较大，适合做汽车的冷却剂 B．汽车在公路上高速驶过时，飘落在车旁的树叶被卷入车底 C．急刹车时，车上的乘客由于受到惯性作用身体会向前倾斜 D．汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能 【答案】C。 【解析】A、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水 吸收的热量多，所以适合做汽车的冷却剂，故 A 正确； B、汽车高速驶过时，汽车附近的空气流速变大、压强变小，故飘落在车旁的树叶被卷入车 底，故 B 正确； C、人坐在车里和车一起行驶，急刹车时，乘客由于惯性要保持原来的运动状态，继续运动， 因此身体会向车行方向倾斜，但不是受到惯性作用，故 C 错误； D、压缩冲程将汽油和空气的混合物压缩，使混合物的温度升高、内能增大，即将机械能转 化内能，故 D 正确。 8．（3 分）（中考•新疆）用高强度钛材料做成的钛管很难被拽长，说明钛分子间（　　） A．没有引力 B．没有斥力 C．存在引力 D．存在斥力 【答案】C。 【解析】分子之间存在相互作用的引力和斥力，用高强度钛材料做成的钛管很难被拽长，表 明分子间有引力。 9．（3 分）（中考•贵港）下列现象中不能说明分子在不停地做无规则运动的是（　　） A．刮风时灰尘在空中飞舞 B．酒精瓶盖打开可以嗅到酒精气味 C．夏日的“荷城”贵港，荷花飘香 D．在一杯热水中加盐，过一段时间整杯水都变咸 了 【答案】A。 【解析】A、刮风时灰尘在空中飞舞，是固体颗粒在空气中运动，不属于分子运动。故 A 符 合题意；4 B、酒精瓶盖打开可以嗅到酒精气味是酒精分子在空气中发生扩散现象的缘故，说明分子在 不停地做无规则运动。故 B 不符合题意； C、夏日的“荷城”贵港，荷花飘香属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。故 C 不符合题意； D、在一杯热水中加盐，过一段时间整杯水都变咸了是盐分子在水中发生扩散现象，说明分 子在不停地做无规则运动。故 D 不符合题意。 10．（3 分）（中考•仙桃）下列关于热机、热值的说法正确的是（　　） A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件 B．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是 kg/J C．柴油机工作的效率是 35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量 65%转化为有用功 D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的 【答案】D。 【解析】A、汽油机和柴油机构造不同。汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴。故 A 错误； B、单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值，所以热值的单位是 J/kg。故 B 错误； C、柴油机的效率为 35%，说明它工作时柴油完全燃烧放出的热量的 35%转化为有用功。故 C 错误； D、四冲程内燃机是吸气、压缩、做功、排气四个冲程连续工作的循环过程。故 D 正确。 11．（3 分）（中考•绥化）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，不是靠飞轮惯性完成的 冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】B。 【解析】在汽油机的四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完 成的。 A 图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意； B 图：两气门都关闭，活塞向下运行，火花塞点火，气缸容积增大，是做功冲程，符合题意； C 图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，不符合题意；5 D 图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，不符合题意。 12．（3 分）（中考•福建）如表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是 （　　） 物质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容/（J•kg﹣1•℃﹣1） 4.2×103 2.1×103 2.1×l03 0.88×103 0.39×103 A．不同物质的比热容一定不同 B．物质的物态发生变化，比热容不变 C．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多 D．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多 【答案】C。 【解析】A、由表中数据可知，不同物质的比热容一般不同，但也有的物质比热容相同，如 煤油和冰，故 A 错误； B、水和冰是水的两种状态，分析表中数据可知，其比热容是不同的，说明比热容与物质状 态有关，物质的物态发生变化，比热容也会发生变化，故 B 错误； C、由表中数据可知，铝的比热容大于铜的比热容；质量相等的铝和铜升高相同的温度，因 铝的比热容大，则根据 Q＝cm△t 可知铝吸收的热量更多，故 C 正确； D、质量相等的水和煤油吸收相同的热量，因为水的比热容大，所以根据 Q＝cm△t 可知水升 高的温度少，故 D 错误。 13．（3 分）（中考•赤峰）“母亲节”到了，小云怀着一颗感恩的心为妈妈精心准备了一桌 美食，也感受到了劳动的辛苦和快乐。关于烹饪食物过程中所包含的物理知识以下认识正确 的是（　　） A．锅一般都是用铁制造的，主要是利用了铁的比热容较大的性质 B．炒菜时，主要是通过做功的方式增加菜的内能 C．拌菜时，要通过搅拌才能更好入味，说明分子没有做无规则运动 D．炖菜时，主要是通过热传递的方式使菜的内能增加 【答案】D。 【解析】A、锅一般都是用铁制造的，主要是利用铁具有良好的导热性，故 A 错误； B、炒菜时，主要是通过热传递的方式增加菜的内能，故 B 错误； C、拌凉菜能入味，说明分子在做无规则运动，故 C 错误；6 D、炖菜时，主要是通过热传递的方式使菜的内能增加，故 D 正确。 14．（3 分）（中考•赤峰）如图所示现象或装置在工作时，机械能转化为内能的是（　　） A． 　　　钻木取火 B． 加热试管中的水 C． 电磁铁 D． 电炉子 【答案】A。 【解析】A、钻木取火时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故 A 正确； B、加热试管中的水，水沸腾产生的水蒸气膨胀对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机 械能，故 B 错误； C、电磁铁吸附铁钉是将电能转化为机械能，故 C 错误； D、电炉子是通过电流做功，将电能转化为内能，故 D 错误。 15．（3 分）（中考•巴中）下列关于温度、内能、热量说法正确的是（　　） A．物体温度越低，含有的热量越少 B．做功和热传递都可以改变物体内能 C．物体内能增加，温度一定升高 D．物体机械能越大，内能越大 【答案】B。 【解析】A、热量是一个过程量，不能用“含有”来修饰，不能说含有的热量，故 A 错误； B、做功和热传递都可以改变物体内能，故 B 正确； C、物体内能增加，但温度不一定升高，如晶体的熔化过程，吸收热量、内能增大，但温度 不变；故 C 错误； D、内能是物体内所有分子热运动的动能和势能之和，而机械能是物体的动能和势能之和， 两者本质上不同，因此物体的机械能越大，内能不一定大，故 D 错误。 二．填空题（共 5 小题，满分 15 分，每小题 3 分） 16．（3 分）（中考•吉林）手指在衣服上来回快速摩擦会发热，这是通过　做功　的方式使7 手指的内能增大；我国北方楼房中的“暖气”用水做输运能量的介质，是因为水的　比热容　 较大。 【答案】做功；比热容。 【解析】（1）手指在衣服上来回快速摩擦会发热，这是通过摩擦做功的方式使手指的内能增 大、温度升高； （2）我国北方楼房中的“暖气”用水做输运能量的介质，是因为水的比热容较大，相同质 量的水和其它物质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多。 17．（3 分）（中考•攀枝花）如图所示的实验中，打开酒精灯的盖子就能闻到酒精的气味， 这说明酒精分子在做　无规则　运动。加热一段时间，塞子被冲出，这个过程中能量的转化 与四冲程汽油机的　做功　冲程相同。 【答案】无规则；做功。 【解析】（1）因为一切物质的分子都在永不停息的做无规则运动，酒精分子扩散到空气中， 就会闻到酒精的气味； （2）图中的塞子被试管内的水蒸气推出过程是水蒸气的内能转化为塞子机械能的过程，与 内燃机的做功冲程的能量转化相同。 18．（3 分）（中考•昆明）如图所示的军用飞机从上空高速飞过，观察者抬头看到飞机的同 时，感觉到飞机发出的隆隆声是从飞机的　后　方发出的（选填“前”或“后”）。飞机在减 速下降过程中，机械能将　减小　，势能将　减小　。（选填“增大”、“不变”或“减小”） 【答案】后；减小；减小。 【解析】因为光的速度大于声音的速度，所以观察者抬头看到飞机的同时，感觉到飞机发出 的隆隆声是从飞机的后方发出的； 飞机在减速下降过程中，质量不变，速度和高度都变小，动能和重力势能都减小，机械能为8 动能和势能之和，所以机械能将减小。 19．（3 分）（中考•淮安）如图是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验示意图（A 为 小球，B 为木块）。在探究小球动能大小与速度的关系时，应保持小球的　质量　不变。本 实验是通过木块 B　被推动的距离大小　来反映小球动能的大小。 【答案】质量；被推动的距离大小。 【解析】在探究小球动能大小与速度的关系时，根据控制变量法的操作原则，应当保持小球 的质量不变，本实验是通过木块 B 被撞击后前进的距离来反映小球动能大小的； 20．（3 分）（中考•孝感）如图，是“比较水和食用油的吸热能力”的实验装置。图中相同 的烧杯所装水和食用油的体积　不同　（选填“相同”或“不同”），用规格相同的电加热器 使水和食用油在相同的时间内吸收相同的热量，观察和比较它们升高的温度，实验结果表明， 质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，　吸收的热量　不同，我们引入一个物理量　 比热容　来反映物质的这种吸热能力。在电加热过程中，电能转化为　内能　。 【答案】不同；吸收的热量；比热容；内能。 【解析】（1）在“比较水和食用油的吸热能力”实验中，在两个相同的烧杯中应加入初温相 同、质量相同的水和食用油，因为水和食用油的密度不同，所以根据 ρ＝ 可知食用油和 水的体积不同； （2）质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，加热时间不相同，即吸收的热量不相同， 说明水和食用油的吸热本领不相同，物理学中用比热容来表示不同物质的这种吸热能力； （3）在电加热过程中，消耗电能，液体的内能增大，即将电能转化为内能。 三．实验探究题（共 4 小题，满分 20 分，每小题 5 分） 21．（5 分）（中考•长沙）如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为 m 的小钢球从斜槽的某高度 h 处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞9 出一段距离 s。小海的部分实验数据和现象记录如下： 实验次数 1 2 3 钢球质量 m/g 20 40 60 钢球下落高度 h/cm 20 20 20 木块滑行距离 s 近 较远 远 （1）上述 3 次实验中，第　3　次实验钢球滑到斜槽底端时动能最大； （2）上述实验数据表明：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越　大　，这个结论可用 于解释汽车　超载　（选填“超速”或“超载”）带来的危害。 【答案】（1）3；（2）大；超载。 【解析】（1）因为不同质量的物体从相同高度自由下滑到达斜面底端的速度是相同的。三个 小球从斜槽的某高度 h 处由静止释放，钢球运动到水平面时速度相同，三个小球的质量越大， 推动木块运动越远，对木块做功越大，说明小球的动能越大，所以第三次实验中小球动能最 大。 （2）上面数据得出：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越大。汽车超速是因为速度大 造成动能大，汽车超载是因为质量大造成的动能大。 22．（5 分）（中考•天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下 猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示， 将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中 心部位，记录桌腿进入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。 实验 序号 铁块质量 m/g 铁块距桌面高度 H/cm 桌腿进入沙子 的深度 h/cm10 ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 （1）实验中通过比较　桌腿进入沙子的深度　来判断物体重力势能的大小； （2）为了验证猜想一，需选择表中　①④⑤　（填实验序号）三组数据进行分析； （3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：　质量相同的物体，高度越大，重力 势能越大　。 【答案】（1）桌腿进入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）质量相同的物体，高度越大，重力 势能越大。 【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力 势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大； （2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同， 改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验； 故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。 （3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深， 所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大， 重力势能越大。 23．（5 分）（中考•娄底）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图， 其中，mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。11 （1）实验中，探究的动能是指　B　（填序号） A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 （2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与　速度　的 关系。 （3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小 球从同一光滑斜面问一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑感，小明 设计了如图所示的实验：让质量不同的小球 A、C 同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚 下，观察和比较两球相对运动情况，若 C 球相对于 A 球　静止　（选填“运动”或“静止”）， 就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 （4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车 从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小 车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　相等　（选填“相等”或“不相等”） 【答案】（1）B；（2）速度；（3）静止；（4）相等。 【解析】 （1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选 B； （2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；12 使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以， 这是为了研究动能大小与物体速度的关系； （3）让质量不同的小球 A、C 同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球 相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球 都是静止的，所以若 C 球相对于 A 球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 （5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力 势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动 能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服 摩擦力做功相等。 24．（5 分）（中考•广西二模）在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，某实验小组提出 了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小 与弹簧的材料有关。为此，某实验小组选用材料不同的两根弹簧 A 和 B（长度 10cm 和粗细 相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图 17 所示的实验装置和记录数据的表格进行 探究。 实验次数 使用的弹 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离 S 1 弹簧 A 5 2 弹簧 A 8 3 弹簧 B 5 4 弹簧 B 8 （1）表格中木块移动的距离越大，表示弹性势能越　大　。 （2）请将下列探究实验步骤补充完整。 ①将弹簧 A、小球、木块按如图安装好； ②压缩弹簧，使其长度为 5cm。放手后，小球被弹出，刻度尺测量推动木块移动了一段距离 并记录； ③将木块放回原来的位置，压缩弹簧，使其长度为　8　cm，放手后，小球被弹出，刻度尺 测量推动木块移动的距离并记录； ④换弹簧 B，重复　①②③　的实验步骤，并记录数据； ⑤分析数据，得出结论。 （3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的　动　能。13 （4）验证猜想一或猜想二的过程中，采用的实验方法叫做　控制变量法　。 （5）为了探究猜想二，可选用实验次数 2 和　4　的数据进行比较分析，若木块移动的距离　 不同　（选填“相同”或“不同”），说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 【答案】（1）大；（2）③、8；④、①②③；（3）动；（4）控制变量法；（5）4；不同。 【解析】 （1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动 的距离，这种研究方法叫转换法；木块移动的距离越大，表示弹性势能越大； （2）③探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关时，应选择相同的弹簧，改变压缩的 程度，比较小球被弹出，推动木块移动的距离得出结论； 所以应该将木块放回原来的位置，压缩弹簧，使其长度为 8cm，放手后，小球被弹出，刻度 尺测量推动木块移动的距离并记录； ④换弹簧 B，重复①②③的实验步骤，并记录数据； （3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的动能； （4）验证猜想一或猜想二的过程中主要采用的实验方法是控制变量法； （5）为了探究猜想二，必须控制压缩程度相同，改变弹簧的材料，可选用实验次数②和④ 的数据，若 S2≠S4，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 四．计算题（共 3 小题，满分 20 分） 25．（6 分）（中考•攀枝花）攀枝花市被誉为“阳光花城”，阳光资源丰富。某同学将装有 0.35kg、28℃的水的瓶子放在阳光照射的水平地面上。经过一段时间后，测得水温为 38℃．已 知水面距瓶底的高度为 0.16m，ρ 水＝1.0×103kg/m3，c 水＝4.2×103J/（kg•℃），g 取 10N/kg。求： （1）水对瓶底的压强； （2）瓶中的水吸收的热量。 【解析】（1）水对瓶底的压强： p＝ρ 水 gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m＝1.6×103Pa； （2）瓶中的水吸收的热量： Q 吸＝c 水 m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.35kg×（38℃﹣28℃）＝1.47×104J。14 答：（1）水对瓶底的压强为 1.6×103Pa； （2）瓶中的水吸收的热量为 1.47×104J。 26．（6 分）（中考•镇江）某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以 90km/h 的速度匀 速行驶 10min 的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量 E1＝3×107J，其中 η1＝60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的 η2＝40%用于驱动汽 车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量 E2＝2×106J，设汽油在发动机气缸内完全燃 烧，汽油热值取 q＝5×107J/kg。 （1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是　 电磁感应　，产生的电能是从汽车的　机械　能转化而来的。 （2）求题述过程中汽车受到的阻力； （3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用 m 表示。 ①求汽车所消耗汽油的质量 m； ②请将下列表达式填写完整：η1E1＝　η2mq﹣E2　（用 q、m、η2 和 E2 表示） 【解析】（1）电机发电的原理是电磁感应现象，工作时将机械能转化为电能； （2）根据速度公式 v＝ 知， 以 90km/h 的速度匀速行驶 10min 的过程中通过的路程：s＝vt＝90km/h× h＝15km＝ 15000m， 根据 W＝Fs 知， 汽车匀速行驶的牵引力为 F＝ ＝ ＝ ＝2000N， 因为汽车做匀速直线运动， 所以阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，即 f＝F＝2000N； （3）汽车行驶时，汽油燃烧放出的热量为 mq，其中只有 η2mq 用来行驶和充电， 根据题意，则有 η2mq＝E1η1+E2，即 E1η1＝η2mq﹣E2， 代入数据得 60%×3×107J＝40%×5×107J/kg×m﹣2×106J， 解得：m＝1kg。15 答：（1）电磁感应；机械； （2）汽车受到的阻力为 2000N； （3）①汽车所消耗汽油的质量 m 为 1kg； ②η2mq﹣E2。 27．（8 分）（中考•聊城）中考年 5 月 6 日，聊城首批 30 辆氢燃料新能源公交车投放使用。 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是 22 世纪最理想的能源，[c水＝4.2×103J/ （kg•℃）；q 氢＝1.4×108J/kg）求： （1）质量为 0.3kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量； （2）若这些热量全部被质量为 200kg，温度为 15℃的水吸收，则水升高的温度； （3）某氢能源公交车以 140kW 的恒定功率做匀速行驶，如果 0.3kg 的氢燃料完全燃烧获得 热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。 【解析】（1）0.3kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量： Q＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J； （2）水吸收的热量：Q 吸＝Q 放＝4.2×107J， 由 Q 吸＝cm△t 得水升高温度： △t＝ ＝ ＝50℃； （3）公交车所做的功：W＝Q 放＝4.2×107J， 由 P＝ 得公交车行驶时间： t＝ ＝ ＝300s。 答：（1）质量为 0.3kg 的氢燃料完全燃烧放出 4.2×107J 热量； （2）若这些热量全部被质量为 200kg，温度为 15℃的水吸收，则水升高 50℃； （3）这些热量能让该公交车匀速行驶 300s。