内容正文:
第十四章 内能的利用
一、选择题
1.下列关于汽油机和柴油机的说法不正确的是( )
A.柴油机和汽油机使用的燃料不同
B.柴油机和汽油机吸入的气体都是空气
C.柴油机气缸顶部有个喷油嘴,汽油机气缸顶部有个火花塞
D.柴油机和汽油机的做功冲程都是将内能转化为机械能
2.如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中错误的是( )
A.汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物
B.吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是:丁甲丙乙
C.丙图是做功冲程,发生的能量是把内能转化为机械能
D.若飞轮每分钟转3000转,则每秒对外做功50次
3.下列关于热值的说法正确的是( )
A.2kg煤的热值大于1kg煤的热值 B.燃料的热值是燃料本身的特性,与其他因素无关
C.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多 D.燃料燃烧不完全时热值变小
4.如图所示是我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图,把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来。汽油机的下列冲程中与“取火器”能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
5.关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
6.北京时间2023年6月4日6时33分,随着飞船返回舱反推发动机成功点火后,神舟十五号载人飞船安全降落在东风着陆场预定区域,如图所示为返回舱降落过程的模拟示意图。下列说法正确的是( )
A.火箭燃料燃烧越充分,其热值就越大
B.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较小的密度
C.返回舱降落过程中,外壳与空气摩擦增大的内能是通过做功的方式增大的
D.反推发动机点火后,发动机工作的效率能达到100%
7.下列关于能量的转化和守恒的说法中,正确的是( )
A.酒精燃烧时发热,将内能转化为化学能
B.单缸四冲程汽油机的做功冲程中,将内能转化为机械能
C.绿色植物的光合作用将化学能转化为光能
D.随着科学技术的不断进步,永动机是可以制造出来的
8.小帆在老师指导下,用如图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像(图2),乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精 ( q酒精=3×107J/kg)。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2×103J/(kg·℃),则下列说法中正确的是( )
A.c乙=2.4×103J/(kg·℃) B.乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.0~8min乙吸收的热量为3.36×104J D.该酒精灯的加热效率为30%
二、填空题
9.“涡轮增压”是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,使废气的内能转化成 能,这样做合理利用了废气所带走的能量, (选填“提高”或“降低”)热机的效率。
10.在吹气球时,吹大了的气球没握住,它叫啸着飞跑了!当及时捡起气球会发现它的嘴部温度变低。该过程的能量转化与汽油机的 冲程相同。若某单缸汽油机的飞轮转速1800r/min,则每秒完成 个工作循环。
11. 汽油机在 冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为,效率为25%,则该汽油机在这段时间内消耗 kg的汽油(汽油的热值取)。
12.学校组织学生到桐洲岛进行社会实践活动,小明携带一个便携式丁烷气炉,完全燃烧0.05kg的丁烷气体可以放出热量 ;爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为42%,这样能够把10kg初温为20℃的水温度升高 ℃。(丁烷气体的热值为,水的比热容为)
13.某家用燃气热水器将2kg的水从20℃加热到100℃,燃烧了的天然气,水吸收的热量是 J,燃气热水器的热效率是 。[,]
三、实验探究题
14.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是 10g ,烧杯内的液体初温相同。
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/J/kg
1
15
35
2.4×106
2
15
25
?
(1) 比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验; 比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验;
(2)若在研究不同燃料热值实验时,记录数据如下表:根据表中数据计算:完全燃烧 10g 燃料 1 放出的热量为 J ,燃料 2 的热值是 J/kg。
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 (大/小),你认为出现这样情况的主要原因是: 。
四、计算题
15.同学们到研学基地开展实践活动。小明垒好柴火灶为大家煮饭,为了测试柴火灶的效率,他用1kg的干木柴给5kg的水加热,烧完木柴时,水温从20℃升高到60℃。(干木柴的热值q干木柴=1.2×107J/kg,水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)
(1)1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是多少J?
(2)水吸收的热量为多少J?
(3)该柴火灶的效率为多少?
16.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.1kg的煤,煤的热值约为,水的比热容为,求:
(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)6分钟内水吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的热效率。
17. 蓬溪县城内将开通第四路公交车,在公交车性能测试中,让其在一段平直的公路上匀速行驶,受到的平均阻力是,消耗燃油假设燃油完全燃烧。若燃油的热值,求:
(1)牵引力所做的功是多少?
(2)燃油放出的热量是多少?
(3)该公交车的热机效率是多少?
参考答案
1.B
2.D
3.B
4.C
5.B
6.C
7.B
8.C
9.机械;提高
10.做功;15
11.做功;2
12.;45
13.;64%
14.(1)甲乙;甲丙
(2)2.4×104;1.2×106
(3)小;燃料没有完全燃烧(燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收)
15.(1)解:1kg的干木柴完全燃烧放出的热量:Q放=m干木柴q干木柴=1kg×1.2×107 J/kg=1.2×107J ;
答:1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107J;
(2)解: 水吸收的热量是:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(60℃-20℃)=8.4×105J;
答:水吸收的热量为8.4×105J;
(3)解: 该柴火灶的效率:。
答:该柴火灶的效率为7%。
16.(1)解: 煤完全燃烧产生的热量为
答:煤完全燃烧产生的热量为;
(2)解: 由图知,6分钟内水温从20℃升高到了80℃,所以6分钟内水吸收的热量为
答:6分钟内水吸收的热量为;
(3)解:煤炉烧水时的热效率为
答:煤炉烧水时的热效率为。
17.(1)解: 因为公交车匀速行驶,车的牵引力和受到的阻力是一对平衡力,
根据二力平衡条件可知,牵引力,
牵引力所做的功:;
答:公交车牵引力所做的功是。
(2)解: 消耗燃油的质量,
燃油完全燃烧放出的热量:;
答:燃油放出的热量是。
(3)解:该公交车的热机效率:。
答:该公交车的热机效率是。
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