第14章内能的利用考点小测 ---2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第14章·内能的利用·考点小测 第1节　热机 测试时间:15分钟 一、选择题 1.多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的,从能量转化的角度看,存在着机械能转化为内能的过程的是 (　　) A.吸气冲程　　　B.压缩冲程 C.做功冲程　　　D.排气冲程 2.下列表示四冲程汽油机处于内能转化为机械能的冲程的是 (　　) 3.下列关于热机的说法正确的是 (　　) A.甲图的工作原理与乙图相同 B.乙图汽缸内气体的温度升高 C.丙图是吸气冲程 D.热机是把机械能转化为内能的机械 4.喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖;扭转瓶子;轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾。扭转瓶子和瓶盖被冲出过程的能量转化情况,分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似,这两个冲程是 (　　) A.吸气冲程和压缩冲程　　　B.压缩冲程和做功冲程 C.做功冲程和排气冲程　　　D.压缩冲程和排气冲程 5.如图所示为某单缸汽油机四冲程,说法正确的是 (　　) A.靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲 C.为汽车提供动力的冲程是甲 D.在甲冲程中机械能转化为内能 6.内燃机的发明,使人类的许多梦想得以实现,飞机、汽车、潜艇、坦克等,都是在内燃机发明之后才研制成功的。下列说法正确的是 (　　) A.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点 B.汽油机和柴油机都通过火花塞点火 C.四冲程内燃机一个工作循环对外做4次功 D.四冲程内燃机压缩冲程把内能转化为机械能 7.如图所示是汽油机工作的某一冲程,关于该冲程及其能量转化的说法正确的是 (　　) A.吸气冲程,内能转化为机械能 B.压缩冲程,内能转化为机械能 C.做功冲程,内能转化为机械能 D.排气冲程,机械能转化为内能 8.关于汽油机与柴油机,下列说法正确的是 (　　) A.汽油机和柴油机在做功冲程中都是将内能转化为机械能 B.汽油机和柴油机在吸气冲程中,吸入汽缸的都是空气 C.在做功冲程中,汽油机汽缸内的压强比柴油机中的高 D.汽油机上的火花塞可以用柴油机的喷油嘴代替 9.下列四幅图是汽油机工作循环的四个冲程,下列说法正确的是 (　　) A.吸气冲程,不需要消耗能量　　　B.压缩冲程,内能转化为机械能 C.做功冲程,机械能转化为内能　　　D.排气冲程,排出汽缸内的废气 10.如图为四冲程汽油机的某个冲程的示意图,此过程中汽缸内气体的内能和温度变化情况是 (　　) A.内能减少,温度降低　　　B.内能减少,温度升高 C.内能增加,温度降低　　　D.内能增加,温度升高 二、填空题 11.如图所示是一台四冲程内燃机的　　　　(选填“压缩”或“做功”)冲程,这个冲程是通过　　　　(选填“做功”或“热传递”)的方式改变汽缸内气体的内能。  12.2022年11月12日10时03分,天舟五号货运飞船在长征七号遥六运载火箭的稳稳托举下,满载货物飞上云霄,跨越星海奔赴天宫,如图所示。火箭喷气发动机将燃料燃烧后,燃气的内能转化为火箭的　　　　能,这个能量转化过程与四冲程汽油机的　　　　冲程能量转化相同。  13.现代生活越来越离不开热机,因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要。 如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况,请将其补充完整,①　　　　;②　　　　　　　　;③　　　　;④　　　　　　　　。  14.一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是2 400 r/min,该汽油机每秒钟内完成　　　　个冲程,对外做功　　　　次,活塞往复运动　　　　次,完成　　　　个工作循环。在内燃机的“吸气”“压缩”“做功”“排气”四个冲程中,将机械能转化为内能的是　　　　冲程,常用水来给内燃机降温,是因为水的　　　　大。  三、实验探究题 15.如图是老师在科学课上做的模拟热机工作原理的实验,在玻璃管中先加入少量酒精,将橡皮塞放入玻璃管并向下压缩气体,然后用电子点火器点火,橡皮塞会向上弹出。 (1)橡皮塞向下压时,其能量转化与汽油机工作四冲程中的　　　　冲程相同;  (2)如果想让橡皮塞弹得更远,你的方法是　　　　　　　　　　　　(答出一条即可)。  第2节　热机的效率 测试时间:15分钟 一、选择题 1.一瓶食用油用掉一半,发生变化的物理量是 (　　) A.密度　　　B.比热容　　　C.质量　　　D.热值 2.2022年10月31日,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,发射成功。火箭以液氢为燃料是因为氢具有 (　　) A.较大的密度　　　B.较大的热值 C.较高的沸点　　　D.较大的比热容 3.关于热学知识,下列说法正确的是 (　　) A.物体吸收热量温度一定升高 B.热值大的燃料,完全燃烧时放出的热量一定多 C.热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体 D.物体吸收热量越多,比热容越大 4.下列有关热机的说法中正确的是 (　　) A.热机分为汽油机和柴油机两大类 B.热机在压缩冲程中没有力做功 C.在汽油机的能量损失中,废气带走的能量最多 D.活塞在汽缸内往复运动一个来回是一个冲程 5.如图所示,是汽油机的能量流向图,对照此图,下列说法不正确的是 (　　) A.废气的排放所占的比例最大,减少该部分能量损失可以提高热机效率 B.冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率 C.增加该汽油机的工作时间会提高其机械效率 D.该汽油机的效率为30% 6.下列关于热值和热机效率的说法,正确的是 (　　) A.燃料若没有完全燃烧,燃料热值将变小 B.燃料燃烧释放的热量越多,热值越大 C.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率 D.热机的功率越大,热机效率越高 7.一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的能量,共计损失了4.8×107 J能量,下列说法正确的是 (　　) A.用来做有用功的能量为3.2×107 J， B.该柴油机的效率为60% C.热机所用燃料的热值越大,效率越高 D.通过科技进步,未来可以实现能量零损失 8.如图所示,装置甲、乙和丙完全相同,燃料质量均为10 g,烧杯内液体初温和质量都相等,燃料完全燃烧完后,液体均未沸腾,液体的末温分别为t甲、t乙、t丙,且t甲>t乙>t丙,则下列说法正确的是 　　 A.燃料b的热值比燃料a的大　　　B.液体2吸收的热量最少 C.液体2的比热容比液体1的大　　　D.燃料b放出热量最多 9.为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是 (　　) A.尽量增加热机的工作时间 B.尽量减少热机内部各部件间的摩擦 C.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全 D.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失 10.双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料,以下说法正确的是 (　　) A.燃料的热值越大,燃烧时释放出的热量越多 B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100% C.在压缩冲程中,汽缸内混合气体的温度升高,内能增大 D.与天然气相比,汽油燃烧时对环境的污染更小 二、填空题 11.1 m3甲烷完全燃烧能产生　　　　J热量。若甲烷用掉一半之后,剩余的甲烷热值将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。(甲烷的热值q甲烷=4.2×107 J/m3)  12.月月参加了一次长跑,身体消耗的能量约为8.4×106 J,这些能量相当于完全燃烧　　　　m3的天然气,若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,这些热量可将标准大气压下　　　　kg、温度为20 ℃的水烧开。(q天然气=4×107 J/m3)  13.一辆汽车在高速公路上以72 km/h的速度匀速行驶。行驶过程中汽车发动机的输出功率始终为23 kW,发动机的效率为25%。则在汽车行驶20 km的过程中,消耗的汽油为　　　　kg。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)  14.北京暴雪两天两夜不间断地降落,严重地影响了当地交通。雪停后全市主干路利用铲车除雪,柴油机是铲车的主要动力设备,某铲车的四冲程柴油机的曲轴转速是3 000 r/min,则它1 s对外做功　　　　次,它吸气冲程吸入汽缸的物质是　　　　,若该铲车完全燃烧40 kg柴油放出1.72×109 J的热量,柴油的热值是　　　　J/kg。  三、计算题 15.某学校需要把1 000 kg的水从20 ℃加热到80 ℃,[q天然气=4×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求: (1)这些水吸收的热量; (2)若用天然气加热,不计热量损失,需要完全燃烧多少m3的天然气? 第3节　能量的转化和守恒 测试时间:15分钟 一、选择题 1.物质具有能量,能量有各种形式,并且各种形式的能量可以相互转化。中国提出“碳达峰,碳中和”这一能源战略目标,大力发展光伏发电,光伏发电的能量转化形式是 (　　) A.电能转化为机械能　　　B.机械能转化为电能 C.光能转化为电能　　　D.内能转化为电能 2.在能量的世界里,下列关于能量的说法不正确的是 (　　) A.运动场上奔跑的运动员具有能量 B.闪电发出耀眼的光芒和震耳的声音,说明闪电具有能量 C.能量可以从一个地方转移到另一个地方 D.不同形式的能量之间不可以相互转化 3.2022年8月20日01时37分,我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将遥感三十五号04组卫星发射升空。则下列说法正确的是 (　　) A.发射火箭与热机做功冲程的能量转化相同 B.火箭加速升空的过程中,机械能转化为内能 C.火箭加速升空的过程中,动能转化为重力势能 D.卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行,机械能总量不断增加 4.不同形式的能量可以在一定条件下相互转化,以下选项中属于光能转化为电能的实例是 (　　) A.太阳能电池　　　B.太阳能热水器 C.电风扇　　　D.电灯 5.下列实例中没有发生能量转化的是 (　　) A.太阳能电池发电　　　B.泥石流冲垮房屋 C.电风扇通电吹风　　　D.雷击引发森林火灾 6.下列关于能量转化、转移现象的说法中,正确的是 (　　) A.热水袋取暖时,内能转化为机械能 B.暖瓶塞跳起时,机械能转化为内能 C.电动机工作时,机械能转化为电能 D.蓄电池充电时,电能转化为化学能 7.瀑布从高峰倾泻而下,驱动发电机转动发电,在此过程中能量转化的顺序为 (　　) A.动能→重力势能→电能 B.重力势能→动能→电能 C.电能→重力势能→动能 D.重力势能→电能→动能 8.下列能量转化符合实际的是 (　　) A　　　B C　　　D 9.2022年7月24日“问天”实验舱发射成功,下列图中与火箭发射升空时能量转化一致的是 (　　) 10.关于能量的转化与守恒,下列说法中正确的是 (　　) A.因为能量守恒,所以“永动机”是可以制成的 B.给手机充电时是将电能转化为化学能 C.空调既能制热又能制冷,说明热传递不存在方向性 D.由于能量的转化过程符合能量守恒定律,所以不会发生能源危机 二、填空题 11.如图,这是班里的“智多星”小明同学制作的一款由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴、装有热水的水槽设计而成的装置,他设想轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动;离开热水后,叶片形状迅速恢复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想　　　　(选填“能”或“不能”)实现,判断的依据:　　　　　　　　定律。  12.2022年6月5日,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。在加速上升过程中,火箭燃料的　　　　能转化为燃气的内能;不同能量之间可以相互转化,在转化过程中,能量的总量　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  13.不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器,人们把这种机器叫做永动机。能量守恒定律使人们认识到:任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为其他形式,而不能无中生有地制造能量。因此,　　　　(选填“能”或“不能”)制造出永动机。  14.小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将1 kg的水从20 ℃加热到60 ℃,消耗了0.01 m3的天然气(假设天然气完全燃烧),已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107 J/m3,则此燃气灶烧水的效率为　　　　。  三、综合能力题 15.人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。从地面上看,它相对于地球静止于赤道上空,与地球转动同步,故称地球同步卫星。在赤道上空约为36 000 km的高度上布设3颗通信卫星,可实现除两极外的全球通信。地球同步卫星常用于通信、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面,以实现对同一地区的连续工作。 (1)同步卫星相对于地面是　　　　(选填“运动”或“静止”)的。  (2)点火加速阶段中能量转化:化学能→　　　　能→　　　　能。  (3)同步卫星在点火加速阶段中动能　　　　,重力势能　　　　,机械能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  (4)从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需要　　　　s(电磁波传播速度3.0×108 m/s)。  四、解答题 16.某品牌燃气热水器,铭牌上标有热水产率“8 L /min”,即开始加热后每分钟有8 L的热水流出。若流进热水器的水的初温为20 ℃,流出的热水的温度为45 ℃,小明洗一次澡用了20 min,燃气表上的示数显示用去了0.7 m3的燃气。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,q燃气=3.0×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。请回答以下问题: (1)热水器工作过程中,将燃气的　　　　能转化为内能,再通过　　　　的方式增大水的内能,使水的温度升高;  (2)求每分钟从热水器内流过的水吸收的热量; (3)洗一次澡消耗的燃气完全燃烧放出的热量; (4)本次洗澡加热过程中热水器的热效率。 第1节　热机 一、选择题 1. 答案　B　内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能。选B。 2. 答案　C　A图中两个气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,机械能转化为内能;B图中排气门打开,活塞上行,为排气冲程,没有能量转化;C图中两个气门关闭,活塞下行,火花塞产生电火花,为做功冲程,内能转化为机械能;D图中进气门打开,活塞下行,为吸气冲程,没有能量转化。选C。 3. 答案　B　热机是把内能转化为机械能的机械;甲图中,水蒸气推动风车转动,是内能转化为机械能;乙图中两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲程,此过程中机械能转化为内能,汽缸内气体的温度升高,所以甲图的工作原理与乙图不相同;丙图中两个气门关闭、活塞下行,为做功冲程,此过程中内能转化为机械能。综上所述,选B。 4. 答案　B　扭转瓶子时,小明施加的外力压缩瓶内的气体,是机械能转化为内能,这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似;当瓶盖被瓶内的气体冲出时,是瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似,故A、C、D错误,B正确。 5. 答案　D　甲图:两气门都关闭,活塞向上运行,汽缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为内能;乙图:排气门打开,活塞向上运动,汽缸容积减小,是排气冲程;丙图:两气门都关闭,活塞向下运行,汽缸容积增大,是做功冲程,将燃料燃烧释放的内能转化为机械能;丁图:进气门打开,活塞向下运行,汽缸容积增大,是吸气冲程;由以上分析可知,在热机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是靠飞轮惯性完成的,它们分别是甲、乙、丁冲程;热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,即丁、甲、丙、乙,其中为汽车提供动力的冲程是做功冲程,即丙冲程;甲冲程是压缩冲程,将机械能转化为内能,故D正确。 6. 答案　A　用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点,在同等情况下,水能够吸收较多的热量;汽油机是通过火花塞点火的,而柴油机是压燃式点火;四冲程内燃机的一个工作循环,完成四个冲程,只有做功冲程对外做功一次;压缩冲程中,活塞压缩气体,对气体做功,机械能转化为内能。选A。 7. 答案　C　根据图中两个气门关闭、火花塞点火和活塞向下移动的特点,可以判断这个冲程是做功冲程,此冲程是将内能转化为机械能。选C。 8. 答案　A　汽油机和柴油机在做功冲程中都对外做功,将内能转化为机械能;在吸气冲程中,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体,柴油机吸入汽缸的是空气;在做功冲程中,柴油机里气体的压强比汽油机的高,所以柴油机的功率比汽油机高;柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞,二者不可以互相替代。选A。 9. 答案　D　由A图可知,进气门打开、排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,需要消耗飞轮的动能,故A错误;由B图知,进气门与排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,压缩冲程将机械能转化为内能,故B错误;由C图知,进气门、排气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,内能转化为机械能,故C错误;由D图知,进气门关闭、排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,排气冲程排出了汽缸内的废气,故D正确。 10. 答案　A　两个气门关闭,活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能,故气体的内能减少、温度降低,分子热运动减慢。选A。 二、填空题 11. 答案　压缩　做功 解析　由图可知,内燃机两气门都关闭,活塞向上运动,故可以判断这个冲程是压缩冲程,此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能,使得汽缸内气体的内能变大,这是通过做功的方式改变气体的内能。 12. 答案　机械　做功 解析　火箭起飞过程中,将燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能,四冲程汽油机做功冲程将内能转化为机械能,火箭发射过程的能量转化与内燃机的做功冲程是相同的。 13. 答案　①压缩　②机械能转化为内能　③做功　④内能转化为机械能 解析　汽油机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;压缩冲程是活塞压缩燃料混合物,将机械能转化为内能;做功冲程中高温高压的气体推动活塞对外做功,将内能转化为机械能。 14. 答案　80　20　40　20　压缩　比热容 解析　若飞轮转速是2 400 r/min=40 r/s,表示每秒飞轮转动40圈,汽油机每秒钟内完成20个工作循环,要经过80个冲程,活塞往复运动40次,对外做功20次;内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程,压缩冲程活塞向上运动,压缩气体,对气体做功,将机械能转化为内能;做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动,将内能转化为机械能;内燃机工作过程中会产生大量的热,需要及时散去,与其他液体相比较,水的比热容大,在质量和升高温度相同时,水吸收的热量多,冷却效果最好。 三、实验探究题 15. 答案　(1)压缩　(2)橡皮塞下压更长距离(合理即可) 解析　(1)汽油机在压缩冲程中,将机械能转化为内能;图中橡皮塞向下压时,橡皮塞压缩瓶内气体做功,机械能转化为内能,其能量转化与汽油机的压缩冲程相同;(2)点火后橡皮塞向上弹出,此时气体的内能转化为橡皮塞的机械能,如果想让橡皮塞弹得更远,可以使橡皮塞下压更长距离。 第2节　热机的效率 一、选择题 1. 答案　C　一瓶食用油用掉一半后,质量减半,而物质种类、存在的状态不变,故食用油的密度、比热容、热值都不变。选C。 2. 答案　B　火箭使用液氢作为燃料,是利用液氢具有较大的热值的特点,相同质量的液氢与其他燃料相比,完全燃烧时能放出更多的热量。选B。 3. 答案　C　水沸腾时,持续吸热,但温度不变;由Q放=qm可知,燃料完全燃烧放出的热量与消耗的燃料质量和燃料的热值有关,因此热值大的燃料,消耗质量很小时,燃料完全燃烧放出的热量不一定多;热传递的条件是有温度差,内能小的物体温度可能高,因此热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体;比热容是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,与吸收热量的多少无关。选C。 4. 答案　C　热机分为内燃机和外燃机两大类,汽油机和柴油机都属于内燃机;压缩冲程利用高速旋转的飞轮的动能对气体做功,将机械能转化为内能;在汽油机的能量损失中,废气的温度很高,带走的热量最多;一个冲程是指活塞从汽缸一端运动到另一端,所以活塞往返一次有两个冲程。选C。 5. 答案　C　由图示知,废气带走了很大一部分的能量,所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段,故A正确;冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量,所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率,故B正确;热机的效率是指有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,与做功多少、工作时间无关,故C错误;该汽油机的热机效率为η=100%-33%-30%-7%=30%,故D正确。 6. 答案　C　燃料的热值仅与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧和燃料燃烧放出热量的多少无关;使燃料燃烧更充分,可以增加有效利用的能量,提高热机的效率;热机的功率和热机效率是两个无关的物理量。选C。 7. 答案　A　用来做有用功的能量为W有=Q放-W损=8×107 J-4.8×107 J=3.2×107 J,故A正确;该柴油机的效率为η==40%,故B错误;热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,与燃料热值大小无关,故C错误;柴油机在工作过程中不可避免地要克服机械间的摩擦而产生额外功,因此效率不能达到100%,即不能实现能量零损失,故D错误。 8. 答案　C　为了比较燃料的热值大小,要用不同的燃料,加热同种液体,让液体的质量相同,通过温度计升高的示数得出液体吸热多少和燃料完全燃烧放热多少,进而判断热值大小,则应选择甲、乙两装置进行实验;由题意知甲、乙两装置中液体的初温相等,末温t甲>t乙,则Δt甲>Δt乙,由图可知,两烧杯中的液体种类相同即比热容c、质量m都相同,由公式Q=cmΔt可知,吸收的热量Q甲>Q乙①,燃料完全燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则燃料释放的热量Qa>Qb,燃料的质量相同,由Q放=mq可知qa>qb,即燃料a的热值比燃料b的大,故A、D错误;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧同种燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出升高温度的关系,进而判断两种液体比热容的大小关系,应选择甲、丙两装置进行实验,如图所示实验中所用燃料种类与质量均相同,则燃料完全燃烧释放的热量相等,燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则液体吸收的热量Q甲=Q丙②,所以综合前面解答可知,乙装置中液体1吸收的热量最少,故B错误;甲、丙两装置中液体的初温相等,末温t甲>t丙,则Δt甲>Δt丙,因为Q甲=Q丙,液体质量m相等,所以由c=可知c1<c2,即液体2的比热容比液体1的大,故C正确。 9. 答案　A　热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,所以减少热量的损失可以提高热机的效率;增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率;使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机各部件间的摩擦都可以减少热量的损失,提高热机效率。选A。 10. 答案　C　由Q放=mq可知,燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关,只根据热值,无法判定放出热量的多少;以天然气为燃料时,仍有热量散失,仍需克服摩擦做额外功,其机械效率不能达到100%;在压缩冲程中,对燃料混合物做功,使其温度升高、内能增大;使用天然气作燃料的优点是对环境污染少、成本低。选C。 二、填空题 11. 答案　4.2×107　不变 解析　1 m3甲烷完全燃烧能产生的热量:Q放=Vq甲烷=1 m3×4.2×107 J/m3=4.2×107 J。热值是燃料的特性,与质量无关,甲烷用掉一半后,剩余甲烷的热值不变。 12. 答案　0.21　12.5 解析　由题可知,天然气完全燃烧放出的热量等于身体消耗的能量,则Q放=E=8.4×106 J,由Q放=Vq得,需要天然气的体积V==0.21 m3;水吸收的热量Q吸=50%×Q放=50%×8.4×106 J=4.2×106 J,在标准大气压下,水的沸点是100 ℃,即水的末温为100 ℃,由Q吸=cm(t-t0)可得水的质量m==12.5 kg。 13. 答案　2 解析　v=72 km/h=20 m/s,由v==1 000 s,根据P=得发动机做的功W=Pt=23×103 W×1 000 s=2.3×107 J;由η==9.2×107 J;由Q放=mq得消耗汽油的质量m==2 kg。 14. 答案　25　空气　4.3×107 解析　铲车的四冲程柴油机的曲轴转速是3 000 r/min=50 r/s,即柴油机的曲轴每秒转50圈,由于柴油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以该柴油机1 s对外做功25次;柴油机在吸气冲程吸入汽缸的物质是空气;柴油的热值:q==4.3×107 J/kg。 三、计算题 15. 答案　(1)2.52×108 J　(2)6.3 m3 解析　(1)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 000 kg×(80 ℃-20 ℃)=2.52×108 J; (2)由题知,不计热量损失,天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=2.52×108 J,由Q放=Vq得加热这些水所需要天热气的体积V==6.3 m3。 第3节　能量的转化和守恒 一、选择题 1. 答案　C　光伏电池在工作时将光能转化为电能。选C。 2. 答案　D　运动场上奔跑的运动员具有动能;闪电发出耀眼的光芒和震耳的声音,说明闪电具有能量;由能量守恒定律可知,能量可以从一个地方转移到另一个地方;由能量守恒定律可知,不同形式的能量之间可以互相转化。选D。 3. 答案　A　发射火箭时消耗了内能,内能转化成机械能,与热机做功冲程的能量转化相同;火箭加速升空的过程中,内能转化为机械能;火箭加速升空的过程中,动能和重力势能都增加;卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行时,机械能总量不变。选A。 4. 答案　A　太阳能电池是光能转化为电能;太阳能热水器是太阳能转化为内能;电风扇是电能转化为机械能;电灯是电能转化为光能和内能。选A。 5. 答案　B　太阳能电池发电是太阳能转化为电能;泥石流冲垮房屋主要是力对物体做功,属于机械能的转移,没有能量转化;电风扇通电吹风是电能转化为机械能;雷击引发森林火灾是电能转化为内能。选B。 6. 答案　D　利用热水袋取暖时,热水袋温度降低内能减少,人体内能增加,所以是内能的转移;暖瓶塞跳起时,瓶内气体的内能减少,瓶塞获得了机械能,所以是内能转化为机械能;电动机工作时,消耗电能,得到机械能,所以是电能转化为机械能;蓄电池充电时,消耗电能得到化学能,所以是电能转化为化学能。选D。 7. 答案　B　瀑布从高峰倾泻而下,将重力势能转化为动能,驱动发电机转动发电,又将动能转化为电能,所以能量转化是重力势能→动能→电能。选B。 8. 答案　B　根据A图可知,电能为1 000 J,输出的能量为700 J+500 J=1 200 J,不符合能量守恒定律;根据B图可知,热机是利用内能做功的机器,输入内能为1 000 J,输出的内能和机械能的和为700 J+300 J=1 000 J,符合能量守恒定律;根据C图可知,热机是利用内能做功的机器,不是机械能转化为内能;根据D图可知,发电机工作过程中,机械能转化为电能,故D错误。 9. 答案　C　火箭发射升空时,燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能;A图中的进气门打开,排气门关闭,活塞向下运行,是吸气冲程,没有能量转化;B图中的气门都关闭,活塞向上运行,是压缩冲程,此时机械能转化为内能;C图中的气门都关闭,活塞向下运行,汽缸容积增大,且上端的火花塞放出电火花,是做功冲程,在这一过程中,内能转化为机械能;D图中的进气门关闭,排气门打开,活塞向上运行,是排气冲程,没有能量转化。选C。 10. 答案　B　因为能量守恒,所以不消耗能量而对外做功的“永动机”是不存在的;给手机充电时是将电能转化为化学能储存起来;热量总是自发地从高温物体向低温物体移动,存在方向性,制冷时虽然热量由低温向高温传递,但这是外界做功的结果;能量的转化过程虽然符合能量守恒定律,但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”,因此要节约能源。选B。 二、填空题 11. 答案　不能　能量守恒 解析　由于能量的转化或转移具有方向性,如果不给它持续提供热水,待内能消散后,它也就不转了,因此这个设想违背了能量守恒定律。 12. 答案　化学　不变 解析　火箭加速上升过程中,火箭燃料的化学能转化为燃气的内能;由能量守恒定律可知,不同能量之间可以相互转化,在转化过程中,能量的总量保持不变。 13. 答案　不能 解析　不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器,但结果都以失败告终。其原因是永动机违背了能量守恒定律,能量在转化或转移的过程中,都会有能量的散失,且能量的转化和转移是具有方向性的,所以不可能制成永动机。 14. 答案　42% 解析　水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(60 ℃-20 ℃)=1.68×105 J;天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.01 m3×4.0×107 J/m3=4×105 J;此燃气灶烧水的效率η=×100%=42%。 三、综合能力题 15. 答案　(1)静止　(2)内　机械　(3)增大　增大　增大　(4)0.24 解析　(1)同步卫星相对于地面来说没有发生位置的变化,以地面做参照物,同步卫星是静止的;(2)点火加速阶段中,燃料燃烧发生化学变化,化学能转化为内能;内能做功,转化为机械能;(3)同步卫星在点火加速阶段中,质量不变,速度增大,动能增大;高度增加,重力势能增大,机械能等于动能和重力势能的和,所以增大;(4)电磁波传播的距离s=36 000 km×2=72 000 km=7.2×107 m,所以,从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需要的时间t==0.24 s。 四、解答题 16. 答案　(1)化学　热传递　(2)8.4×105 J　(3)2.1×107 J　(4)80% 解析　(1)燃气的化学能转化为了内能,再通过热传递的方式增大水的内能,使水温升高; (2)根据热水产率和时间,每分钟热水的体积V=8 L /min×1 min=8 L=8×10-3 m3;水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×8×10-3 m3=8 kg,每分钟水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×8 kg×(45 ℃-20 ℃)=8.4×105 J; (3)0.7 m3的燃气完全燃烧放出的热量Q放=V燃气q燃气=0.7 m3×3.0×107 J/m3=2.1×107 J; (4)本次洗澡加热过程水吸收的热量Q总吸=8.4×105 J×20=1.68×107 J,燃气完全燃烧放出的热量Q放=2.1×107 J,热水器的热效率η=×100%=80%。 学科网（北京）股份有限公司 $$