第十四章 内能的利用（满分培优卷）-2023-2024学年人教版九年级物理期中期末阶段培优检测卷

第14章 内能的利用 （考试时间：100分钟 试卷满分：100分） 满分培优卷 1、 选择题：本题共15个小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．小洋家购买了新能源汽车，她高兴极了，把车的里里外外都观察了个够。新能源汽车有很多地方 应用到物理知识，下列有关该汽车的几种说法中正确的是（　　） A．汽车的座椅设计得既宽又大，是为了减小对人体的压力 B．安全气囊和安全带都可以防止汽车与前方物体强烈碰撞时由于惯性造成的伤害 C．给新能源汽车充电是将化学能转化成电能 D．显示屏上的倒车影像跟倒车雷达一样都是利用超声波传递信息 【答案】B 【详解】A．汽车的座椅设计得既宽又大，是为了在压力一定时，减小对人体的压强，从而乘坐较舒适，而并非是减小对人体的压力，故C错误； B．安全气囊和安全带都可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害，是因为刹车时人由于惯性会向前倾，安全气囊可以必要时起到防护作用；安全带拉住驾驶员，防止前倾，起到防护作用，故B正确； C．给新能源汽车充电，消耗了电能，产生了化学能，是将电能转化成化学能，故C错误； D．显示屏上的倒车影像是凸透镜成像，倒车雷达是利用超声波传递信息，二者不一样，故D错误。 故选B。 2．关于热值与热机，下列说法不正确的是（　　） A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量无关 B．做相同有用功，效率越高的热机，消耗的燃料越少，从而节约能源，减少污染 C．在设计和制造热机时，减少各种能量损失可以提高热机的效率 D．燃料不能完全燃烧是因为燃料的热值变小了 【答案】D 【详解】AD．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故A正确，不符合题意，D错误符合题意； B．做相同有用功，效率越高的热机，消耗的燃料越少，燃料燃烧释放的废气就越少，能节约能源和减少污染，故B正确，不符合题意； C．减少热量的损失、使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都口以减少热量的损失，可以提高效率，故C正确，不符合题意。 故选D。 3．以下有关燃油汽车说法中正确的是（　　） A．随着科技的发展，燃油车的发动机效率可以达到100% B．汽车行驶过程中对地的压强比静止时的压强大 C．汽车行驶过程中燃油会减少，热值也会随之减小 D．汽车的发动机用水来降温是利用了水的比热容大的特性 【答案】D 【详解】A．燃油车的发动机在工作时，不可避免地要克服机械间的摩擦而产生额外功，因此燃油车的发动机效率不可能达到100%，故A错误； B．汽车静止时，对地面压力大小等于重力大小；汽车在行驶过程中，车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速，因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强，汽车上下方所受到的压力差形成向上的升力，从而使得轿车对地面的压力小于车的重力，所以汽车在行驶过程中对地面的压力比静止时小，而受力面积相同，由可知汽车静止时对地面压强大，故B错误； C．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，因此汽车行驶过程中虽然燃油会减少，但热值不变，故C错误； D．水的比热容大，相同质量的水和其他物质升高相同的温度时，水吸收的热量多，因此汽车的发动机用水来降温是利用了水的比热容大的特性，故D正确。 故选D。 4．许多不法商家为了赚取黑心钱，将劣质煤和优质煤掺和到一起，这两种煤具有不同的（　　） A．质量 B．比热容 C．密度 D．热值 【答案】D 【详解】优质煤和劣质煤的热值不同，燃烧相同的质量，释放的热量不同，优质煤释放的热量多，所以价位也高，所以不法商家将它们掺和在一起，谋取暴利。 故选D。 【点睛】解决本题的关键是熟知燃料燃烧的热值的含义。 5．如图是内燃机的某个冲程。下列四种现象中与该冲程能量转化方式一致的是（　　） A．压缩引火 B．火箭升空 C．加热水沸 D．山中瀑布 【答案】A 【详解】由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，机械能转化为内能。 A．压缩引火，对空气做功，机械能转化为内能，故A符合题意； B．火箭升空时，将内能转化为机械能，故B不符合题意； C．加热水沸，通过热传递的方式改变物体的内能，故C不符合题意； D．山中瀑布质量不变，高度减小，重力势能减少，速度增大，动能增加，重力势能转化为动能，故D不符合题意。 故选A。 6．下列现象中,用物理知识解释正确的是(  ) A．吹风扇时会加快身上汗液的蒸发,蒸发时要吸热,所以会感到凉爽 B．吃冰棒感觉凉爽,是因为冰升华要吸热 C．物体的温度高,是因为它具有较多的热量 D．因为液态氢的比热容大,所以液态氢被用作运载火箭的燃料 【答案】A 【详解】A．吹风扇时会加快身上汗液的蒸发，汗液从液态变成气态会吸收热量，吸收人体皮肤的热量，人体皮肤温度降低，所以会感到凉爽，A正确； B．吃冰棒感觉凉爽，是因为冰在熔化，熔化时会吸收嘴巴的热量，所以感觉凉爽，B错误； C．物体的温度高，不能说它具有的热量多，热量是一个过程量，只能说吸收和放出，C错误； D．液态氢被用作运载火箭的燃料，是因为液态氢的热值大，密度小，燃烧相同质量的燃料，液态氢能够放出更多的热量，与比热容无关，D错误。 7．下列说法中正确的是（　　） A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤的内能大 B．晶体熔化过程中，吸热温度保持不变，内能也不变 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量 D．单缸四冲程汽油机的一个工作循环有四个冲程，曲轴转两圈 【答案】D 【详解】A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤的温度较高，故A错误； B．晶体熔化过程中，要持续吸热，温度保持不变，内能变大，故B错误； C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，锯条内能增大，使通过做功的方式增大了锯条的内能，并不是锯条从木板吸收了热量，故C错误； D．单缸四冲程汽油机的一个工作循环有四个冲程，每两个冲程曲轴转一圈，则一个工作循环曲轴转两圈，故D正确。 故选D。 8．如图所示，是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模—熔炼—浇铸一脱模—打磨”五个步骤.下列说法中正确的是（　　） A．加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值 B．熔炼过程中，铜的温度和内能都不变 C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨过程中，铜的密度不变 【答案】D 【详解】A．燃料的热值只和燃料的种类有关，和燃烧状况无关，加热时推动鼓风机不能提高燃料的热值，故A错误； B．铜是晶体，熔炼过程中吸收热量，铜的温度不变，内能增大，故B错误； C．热量是过程量，不能用含有来描述，故C错误； D．打磨过程中，铜这种材料不变，铜的密度不变，故D正确。 故选D。 9．我国自主研发的氢燃料电动汽车已经亮相，氢燃料电池使用氢做燃料。与传统内燃机驱动汽车相比，它的能量转化效率高达 60~80%。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是水，实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程内燃机的说法中，正确的是（　　） A．氢燃料电池用氢作为燃料是因为氢的比热容大 B．此电动车的效率更高，所以做的有用功更多 C．四冲程内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程 D．飞轮的转速为 1800r/min 的四冲程内燃机，每秒钟的做功次数为30次 【答案】C 【详解】A．氢燃料电池用氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故A错误； B．电动车的效率更高，做的有用功不一定更多，做有用功的多少与机械效率无关，故B错误； C．四冲程内燃机压缩冲程中，活塞向上运动，对汽缸内的气体做功，使其内能增加，将机械能转化为内能；做功冲程中，活塞向下运动，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化成机械能，故C正确； D．飞轮转速为1800 r/min=30r/s，所以内燃机每秒钟经过60个冲程，做功15次，故D错误。 故选C。 10．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款汽车。该款汽车发动机工作时，效率更高，动力更强劲，如图为其发动机某一冲程的示意图，下列有关说法中正确的是（　　） A．该款汽车发动机工作时，效率更高，是因为它使用了汽油燃烧得更充分，热值更大 B．如图所示为做功冲程，内能转化为机械能，需要靠飞轮的惯性来完成 C．如图所示冲程中还存在化学能转化为内能的过程 D．该款汽油机的吸气冲程，只吸入汽油 【答案】C 【详解】A．热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，使用热值更大的汽油不能提高热机的效率，故A错误； B．由图可知，汽油机的进气门和排气门关闭，活塞向下运动，此时为汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，此冲程可以获取动力，不需要靠惯性完成，故B错误； C．由图可知，汽油机的进气门和排气门关闭，活塞向下运动，此时为汽油机的做功冲程，气缸内汽油燃烧放出大量的热量，此过程将汽油的化学能转化为内能，故C正确； D．汽油机的吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物，故D错误。 故选C。 11．有关热值、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．一碗水倒掉一半后，质量减少，内能也减小 B．物体的温度越低，含有的热量越少 C．0 ℃的冰块，内能可能为零 D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多 【答案】A 【详解】A．一碗水倒掉一半后，物体含有的物质减少（质量减小），分子总数减小，内能减小，故A正确； B．热量是一个过程量，表示发生热传递时内能转移的多少，不能说具有、含有多少热量，故B错误； C．一切物体都具有内能，所以0℃的冰块具有内能，内能不为零，故C错误； D．根据可知，同质量的不同燃料，燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多，选项中没有说明质量，故D错误。 故选A。 12．下面事例中，属于机械能转化为内能的是（　　） A．火药的燃气把子弹从枪膛里射出 B．电流通过白炽灯泡发光 C．古人用钻木的方法取火 D．用酒精灯加热烧杯里的水 【答案】C 【详解】A．火药气体把子弹从枪膛中射出，是内能转化为机械能，故A不符合题意； B．电流通过白炽灯发光，是把电能转化为光能和内能，故B不符合题意； C．古人用钻木的方法取火，是把机械能转化为内能，故C符合题意； D．用酒精灯加热烧杯里的水，是通过热传递的方式使水的内能增大的，故D不符合题意。 故选C。 13．如图所示是内燃机的一个冲程，下列描述正确的是（　　） A．这是柴油机的吸气冲程 B．这是汽油机的排气气冲程 C．这是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能 D．这是柴油机的压缩冲程，将机械能转化为内能 【答案】C 【详解】A．该内燃机有火花塞，是汽油机，故A错误； BCD．该冲程火花塞点火，活塞下行两个气门都关闭，是做功冲程，把内能转化为机械能，内能减小，故BD错误，C正确。 故选C。 14．汽油机和柴油机的主要不同点是 A．在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的汽缸顶部有火花塞 B．在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸的是柴油 C．在压缩冲程末汽油机用点燃式点火，而柴油机采用的是压燃式点火 D．在做功过程中汽油机里的燃气温度和压强比柴油机里的高 【答案】C 【详解】试题分析：四冲程的柴油机和汽油机都有吸气、压缩、做功和排气四个冲程．在构造上柴油机汽缸顶部有喷油嘴，而汽油机的汽缸顶部有火花塞；在吸气冲程中柴油机吸入汽缸的是空气，在压缩冲程末而柴油机喷油嘴喷出雾状的柴油，采用的是压燃式点火；汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，在压缩冲程末汽油机用点燃式点火．此题中说法正确的是C选项，在压缩冲程末汽油机用点燃式点火，而柴油机采用的是压燃式点火． 考点：汽油机和柴油机 15．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能 B．燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能 C．蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大 D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 【答案】A 【详解】A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，消耗内能，产生机械能，将内能转化为机械能，故A正确； B．燃料燃烧时放出热量，这是将化学能转化为内能，故B错误； C．蒸汽推动活塞做功，将内能转化为机械能，内能减小，故C错误； D．废气带走的不是温度，带走的是热量，故D错误。 故选A。 2、 填空题：共8题，每空1分,共18分。 16．小明家使用瓶装液化气烧水，如果每瓶中装入20kg液化气，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 J，若放出的热量有50%被利用，在标准大气压下可把 的水从20℃加热至沸腾。[，） 【答案】 8.4×108 1250kg 【详解】[1]每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量 [2]水吸收的热量 标准大气压下水的沸点为100℃，加热水的质量 17．“过桥米线”是云南特色小吃，餐馆将以下食料一起端上桌：一碗浮着一层油的热汤、一碟鲜肉薄片、一碗熟米线。顾客先把肉片放进热汤内，等肉熟后再加入米线。热汤上面油层的作用是 。小明在家中用煤气灶将初温为20℃，质量为2kg的一壶水加热到80℃，如果煤气完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收，则至少需要燃烧 kg的煤气【水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg】。 【答案】 减缓水的蒸发散热 0.02 【详解】[1]液体沸腾后，虽然继续加热，但液体温度保持不变，碗中油由于其密度比水小且不易蒸发，漂浮在水的表面上，阻碍了水的蒸发带走热量，使汤的温度不易降低。 [2]水吸收的热量 由公式可得煤气放出的总热量 由公式可得煤气的质量 18．汽油机的工作循环是由四个冲程组成，如图是表示汽油机的 冲程。汽车上的散热器用水作为冷却剂，是因为水的 较大。如果散热器中装有10kg的水，在温度由20℃升高到70℃的过程中，水吸收的热量是 J。（水的比热容是 【答案】 做功 比热容 2.1×106 【详解】[1]根据图中冲程中火花塞点火、气门都关闭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； [2]汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质。 [3]根据题意可得，水吸收的热量为 19．哈尔滨地铁一号线已投入运行，大大缓解了交通压力．地铁采用电力机车牵引，工作时能量转化情况是 ，该车在某时刻速度为72km/h，合 m/s。 【答案】 电能转化为机械能和内能 20 【详解】[1][2]电力机车的动力来自电动机，电动机工作时，把电能转化成机械能和内能；该车在某时刻速度为 20．如图所示是某单缸四冲程汽油机的 冲程，若该汽油机飞轮转动的速度是3600revs/min，则汽油机每秒对外做功 次． 【答案】 压缩 30 【详解】由图可知，两个气门关闭，活塞向上运动，机械能转化内能，为压缩冲程； 由题意可知，单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600revs/min=60revs/s，即每秒钟转60圈，完成120个冲程，30个工作循环，对外做功30次． 【点睛】四冲程内燃机的一个工作循环，曲轴转过两周，由四个冲程组成，分别为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中做功和压缩冲程有能的转化．考题中常出现要牢记． 21．酒精灯内的酒精用掉一半后，剩余酒精的热值 ，酒精的比热容 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 不变 不变 【详解】[1][2]酒精的比热容、热值两个物理量，都是表示酒精的某种特性，是从不同的角度来描述酒精的特性，只与物质的种类和状态有关，与质量无关，所以，酒精灯内的酒精用去了一半，则剩下的酒精的比热容、热值不变。 22．汽车是我们熟悉的交通工具，现在家用小汽车大部分是汽油机。如图所示的汽油机冲程是 能转化为 能，汽油的热值J/kg，完全燃烧0.2kg汽油放出的热量是 J，剩余汽油的热值是 。 【答案】 内 机械 9.2×106 4.6×107J/kg 【详解】[1][2]根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程，将内能转化为机械能。 [3][4]完全燃烧0.2kg汽油放出的热量 Q=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J 因为燃料的热值是燃料的属性，不会随着质量的改变而改变，所以汽油质量变少后，剩余汽油的热值不变，仍为4.6×107J/kg。 23．某实验小组利用一酒精炉给质量为1000g、温度为18℃的水加热，加热结束时，酒精质量减少了4.2g。酒精燃烧放出了 J的热量；若测得水温恰好升高了18℃，则酒精炉的效率为 %。[当时气压为1个标准大气压，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg] 【答案】 1.26×105 60 【详解】[1]酒精完全燃烧放出的热量为 Q放=m酒精q酒精=4.2g×3.0×107J/kg=4.2×10﹣3kg×3.0×107J/kg=1.26×105J [2]水吸收的热量为 Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1000g×18℃=4.2×103J/（kg•℃）×1000×10﹣3kg×18℃=7.56×104J 酒精灯的效率为 3、 识图、作图题，每小题2分，共8分。 24．甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙、丙中分别画出做功和排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况． ( ) 【答案】 【详解】做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，如下图所示： 【点睛】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，吸气冲程，进气门打开，排气门关闭；压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动． 25．酒精的热值q为3.0×107J/kg。请在图中坐标画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。 【答案】 【详解】热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此燃料的质量增加时，不改变燃料的热值，则酒精的热值q与其质量m的关系图像，如下图所示： 4、 实验探究题，每空2分，共24分。 26．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g，烧杯内液体的质量都相同。 （1）实验中需要的测量工具有温度计、秒表和 ； （2）若比较不同燃料的热值应选择 两个装置；实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）比较不同物质的吸热能力应选择 两个装置；通过实验，记录的数据如下表所示，分析实验数据可知： 加热时间/min 0 1 2 3 4 a液体的温度/℃ 30 34 38 42 46 b液体的温度/℃ 10 18 26 34 42 ①两液体吸收相同热量， 液体升温更高，说明 液体的吸热能力强； ②a、b两液体的比热容之比为 。 【答案】 托盘天平 乙、丙 温度计示数 甲、乙 b a 2∶1 【详解】（1）[1]实验中需要物质的质量、加热时间和液体的温度，所需的测量工具有温度计、秒表和托盘天平。 （2）[2][3]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计示数变化的大小得出吸热多少，进而判断热值大小，故应选乙和丙两图进行实验。 （3）[4]为了比较两种液体的吸热能力，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择 甲和乙两图进行实验。 ①[5][6]由表中数据可知，两液体加热相同的时间，吸收相同热量，b液体升温更高；相同质量的不同种液体吸收相同的热量，温度变化大的液体吸热能力差，说明a液体的吸热能力强。 ②[7]由表中数据可知，相同质量的a、b两种液体，加热4min，吸收的热量相同，a液体温度升高16℃，b液体温度升高32℃，a、b两液体的比热容之比为 27．如图所示：甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体的质量和初温均相同．当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取各温度计的示数，分别为t甲、t乙和t丙，且有t甲＞t乙＞ t丙． （1）在安装实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定 的位置．（选填“A”或“B”）； （2）为了比较不同物质的吸热能力，应比较 两幅图中的装置，其中通过观察 来比较液体a或b吸收热量的多少．根据题目中的信息可判断出 的吸热能力强（选填“a”或“b”）； （3）还可以利用 两幅图中的装置比较不同燃料的热值． 【答案】 B 甲、丙 加热时间的长短 b 甲、乙 【详解】（1）因酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定下面铁圈的高度，而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底（即最后固定上面的铁圈），所以先固定B的位置； （2）为了比较两种液体的吸热能力，需要燃烧相同的燃料（即热源应相同），加热不同的液体，让液体的质量相同，通过加热时间得出吸热多少，进而判断两种物质吸热能力的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；由题可知，当燃料燃烧完时，温度计的示数t甲＞t丙，根据比较吸热能力的方法，丙图中液体b的吸热能力强； （3）为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同、燃料的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验． 5、 简答题与计算题，28题4分，29题4分，30题6分，31题6分，共20分。 28．如图为氢气爆炸实验装置，向纸杯中通入适量的氢气与空气混合，用火柴点燃气体，发生爆炸，纸杯被崩起。请回答下列问题： （1）爆炸的能量转化情况与汽油机工作时的哪一冲程相同? （2）请你解释崩起的纸杯为什么能继续向上运动，且运动速度越来越小? 【答案】（1）汽油机做功冲程；（2）见详解 【详解】（1）氢气爆炸实验中，将氢气燃烧释放的内能转化为纸杯的机械能，与汽油机做功冲程相同。 （2）由于纸杯具有惯性将保持原来的运动状态不变，由于在竖直方向上受到重力的作用和纸杯在上升的过程中将动能转化为重力势能，高度增大，重力势能增大，动能减小，速度越来越小。 29．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20。若小汽车行驶的距离为100，汽油的热值，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车的这段路程中消耗汽油的质量。 【答案】 【详解】解：由题可知小汽车匀速行驶的速度为 则小汽车发动机在这段路程做的有用功为 汽油完全燃烧放出的热量为 则消耗汽油的质量为 答：小汽车在这段路程中消耗汽油的质量约为8.7kg。 30．春节期间，小丽同学一家驾车沿到某地旅游，路程为34. 5km．所用时间为1h，假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为400N，汽油机效率是30%．汽油的热值为4.6×107J/kg．求： （1）汽车发动机做的功是多少？ （2）消耗汽油的质量？ 【答案】（1）1.38×107J；（2）1kg 【详解】试题分析：（1）轿车匀速行驶时，牵引力等于受到的阻力，轿车牵引力做的功为W=Fs=fs=400N×3.45×104m=1.38×107J；（2）汽油完全燃烧放出的热量Q放=W/η=1.38×107J/30%=4.6×107J，由公式Q放=mq变形得：m=Q放/q=4.6×107J/4.6×107J/kg=1kg． 【考点定位】功和热量的计算 31．小海家中天然气热水器铭牌上有“热效率90%”的字样。他想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他调节混水阀，将输出热水温度调至40℃，当流出40kg热水时，观察天然气表得知共用了0.15m3的天然气。已知自来水初始温度为15℃，热水器输出热水温度不变，求此过程：[此过程没有其他设备使用天然气，q天然气=3.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]。 （1）天然气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该天然气热水器的实际热效率。 【答案】（1）4.8×106J；（2）4.2×106J；（2）87.5% 【详解】解：（1）天然气完全燃烧放出的热量为 Q放=Vq天然气=0.15m3×3.2×107J/m2=4.8×106J （2）水吸收的热量为 （3）该热水器的热效率为 答：（1）天然气完全燃烧放出的热量4.3×106J； （2）过热水器的水吸收的热量是4.8×106J； （2）该热水器的热效率是87.5%。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第14章 内能的利用 （考试时间：100分钟 试卷满分：100分） 满分培优卷 1、 选择题：本题共15个小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．小洋家购买了新能源汽车，她高兴极了，把车的里里外外都观察了个够。新能源汽车有很多地方 应用到物理知识，下列有关该汽车的几种说法中正确的是（　　） A．汽车的座椅设计得既宽又大，是为了减小对人体的压力 B．安全气囊和安全带都可以防止汽车与前方物体强烈碰撞时由于惯性造成的伤害 C．给新能源汽车充电是将化学能转化成电能 D．显示屏上的倒车影像跟倒车雷达一样都是利用超声波传递信息 2．关于热值与热机，下列说法不正确的是（　　） A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量无关 B．做相同有用功，效率越高的热机，消耗的燃料越少，从而节约能源，减少污染 C．在设计和制造热机时，减少各种能量损失可以提高热机的效率 D．燃料不能完全燃烧是因为燃料的热值变小了 3．以下有关燃油汽车说法中正确的是（　　） A．随着科技的发展，燃油车的发动机效率可以达到100% B．汽车行驶过程中对地的压强比静止时的压强大 C．汽车行驶过程中燃油会减少，热值也会随之减小 D．汽车的发动机用水来降温是利用了水的比热容大的特性 4．许多不法商家为了赚取黑心钱，将劣质煤和优质煤掺和到一起，这两种煤具有不同的（　　） A．质量 B．比热容 C．密度 D．热值 5．如图是内燃机的某个冲程。下列四种现象中与该冲程能量转化方式一致的是（　　） A．压缩引火 B．火箭升空 C．加热水沸 D．山中瀑布 6．下列现象中,用物理知识解释正确的是(  ) A．吹风扇时会加快身上汗液的蒸发,蒸发时要吸热,所以会感到凉爽 B．吃冰棒感觉凉爽,是因为冰升华要吸热 C．物体的温度高,是因为它具有较多的热量 D．因为液态氢的比热容大,所以液态氢被用作运载火箭的燃料 7．下列说法中正确的是（　　） A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤的内能大 B．晶体熔化过程中，吸热温度保持不变，内能也不变 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量 D．单缸四冲程汽油机的一个工作循环有四个冲程，曲轴转两圈 8．如图所示，是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模—熔炼—浇铸一脱模—打磨”五个步骤.下列说法中正确的是（　　） A．加热时推动鼓风机可以提高燃料的热值 B．熔炼过程中，铜的温度和内能都不变 C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少 D．打磨过程中，铜的密度不变 9．我国自主研发的氢燃料电动汽车已经亮相，氢燃料电池使用氢做燃料。与传统内燃机驱动汽车相比，它的能量转化效率高达 60~80%。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是水，实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程内燃机的说法中，正确的是（　　） A．氢燃料电池用氢作为燃料是因为氢的比热容大 B．此电动车的效率更高，所以做的有用功更多 C．四冲程内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的冲程是做功冲程 D．飞轮的转速为 1800r/min 的四冲程内燃机，每秒钟的做功次数为30次 10．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款汽车。该款汽车发动机工作时，效率更高，动力更强劲，如图为其发动机某一冲程的示意图，下列有关说法中正确的是（　　） A．该款汽车发动机工作时，效率更高，是因为它使用了汽油燃烧得更充分，热值更大 B．如图所示为做功冲程，内能转化为机械能，需要靠飞轮的惯性来完成 C．如图所示冲程中还存在化学能转化为内能的过程 D．该款汽油机的吸气冲程，只吸入汽油 11．有关热值、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．一碗水倒掉一半后，质量减少，内能也减小 B．物体的温度越低，含有的热量越少 C．0 ℃的冰块，内能可能为零 D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多 12．下面事例中，属于机械能转化为内能的是（　　） A．火药的燃气把子弹从枪膛里射出 B．电流通过白炽灯泡发光 C．古人用钻木的方法取火 D．用酒精灯加热烧杯里的水 13．如图所示是内燃机的一个冲程，下列描述正确的是（　　） A．这是柴油机的吸气冲程 B．这是汽油机的排气气冲程 C．这是汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能 D．这是柴油机的压缩冲程，将机械能转化为内能 14．汽油机和柴油机的主要不同点是 A．在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的汽缸顶部有火花塞 B．在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸的是柴油 C．在压缩冲程末汽油机用点燃式点火，而柴油机采用的是压燃式点火 D．在做功过程中汽油机里的燃气温度和压强比柴油机里的高 15．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能 B．燃料燃烧时产生热量，这是将内能转化为化学能 C．蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大 D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 2、 填空题：共8题，每空1分,共18分。 16．小明家使用瓶装液化气烧水，如果每瓶中装入20kg液化气，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 J，若放出的热量有50%被利用，在标准大气压下可把 的水从20℃加热至沸腾。[，） 17．“过桥米线”是云南特色小吃，餐馆将以下食料一起端上桌：一碗浮着一层油的热汤、一碟鲜肉薄片、一碗熟米线。顾客先把肉片放进热汤内，等肉熟后再加入米线。热汤上面油层的作用是 。小明在家中用煤气灶将初温为20℃，质量为2kg的一壶水加热到80℃，如果煤气完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收，则至少需要燃烧 kg的煤气【水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg】。 18．汽油机的工作循环是由四个冲程组成，如图是表示汽油机的 冲程。汽车上的散热器用水作为冷却剂，是因为水的 较大。如果散热器中装有10kg的水，在温度由20℃升高到70℃的过程中，水吸收的热量是 J。（水的比热容是 19．哈尔滨地铁一号线已投入运行，大大缓解了交通压力．地铁采用电力机车牵引，工作时能量转化情况是 ，该车在某时刻速度为72km/h，合 m/s。 20．如图所示是某单缸四冲程汽油机的 冲程，若该汽油机飞轮转动的速度是3600revs/min，则汽油机每秒对外做功 次． 21．酒精灯内的酒精用掉一半后，剩余酒精的热值 ，酒精的比热容 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 22．汽车是我们熟悉的交通工具，现在家用小汽车大部分是汽油机。如图所示的汽油机冲程是 能转化为 能，汽油的热值J/kg，完全燃烧0.2kg汽油放出的热量是 J，剩余汽油的热值是 。 23．某实验小组利用一酒精炉给质量为1000g、温度为18℃的水加热，加热结束时，酒精质量减少了4.2g。酒精燃烧放出了 J的热量；若测得水温恰好升高了18℃，则酒精炉的效率为 %。[当时气压为1个标准大气压，已知c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg] 3、 识图、作图题，每小题2分，共8分。 24．甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙、丙中分别画出做功和排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况． ( ) 25．酒精的热值q为3.0×107J/kg。请在图中坐标画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。 26．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g，烧杯内液体的质量都相同。 （1）实验中需要的测量工具有温度计、秒表和 ； （2）若比较不同燃料的热值应选择 两个装置；实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）比较不同物质的吸热能力应选择 两个装置；通过实验，记录的数据如下表所示，分析实验数据可知： 加热时间/min 0 1 2 3 4 a液体的温度/℃ 30 34 38 42 46 b液体的温度/℃ 10 18 26 34 42 ①两液体吸收相同热量， 液体升温更高，说明 液体的吸热能力强； ②a、b两液体的比热容之比为 。 27．如图所示：甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体的质量和初温均相同．当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取各温度计的示数，分别为t甲、t乙和t丙，且有t甲＞t乙＞ t丙． （1）在安装实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定 的位置．（选填“A”或“B”）； （2）为了比较不同物质的吸热能力，应比较 两幅图中的装置，其中通过观察 来比较液体a或b吸收热量的多少．根据题目中的信息可判断出 的吸热能力强（选填“a”或“b”）； （3）还可以利用 两幅图中的装置比较不同燃料的热值． 4、 实验探究题，每空2分，共24分。 5、 简答题与计算题，28题4分，29题4分，30题6分，31题6分，共20分。 28．如图为氢气爆炸实验装置，向纸杯中通入适量的氢气与空气混合，用火柴点燃气体，发生爆炸，纸杯被崩起。请回答下列问题： （1）爆炸的能量转化情况与汽油机工作时的哪一冲程相同? （2）请你解释崩起的纸杯为什么能继续向上运动，且运动速度越来越小? 29．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20。若小汽车行驶的距离为100，汽油的热值，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车的这段路程中消耗汽油的质量。 30．春节期间，小丽同学一家驾车沿到某地旅游，路程为34. 5km．所用时间为1h，假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为400N，汽油机效率是30%．汽油的热值为4.6×107J/kg．求： （1）汽车发动机做的功是多少？ （2）消耗汽油的质量？ 31．小海家中天然气热水器铭牌上有“热效率90%”的字样。他想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他调节混水阀，将输出热水温度调至40℃，当流出40kg热水时，观察天然气表得知共用了0.15m3的天然气。已知自来水初始温度为15℃，热水器输出热水温度不变，求此过程：[此过程没有其他设备使用天然气，q天然气=3.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]。 （1）天然气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该天然气热水器的实际热效率。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$