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期末复习练习:第十四章 内能的利用
一、选择题
1.如图所示,下列工具工作过程中使用热机的是( )
A.共享单车 B.战斗机
C.风车 D.皮划艇
2.2024年3月20日,探月工程鹊桥二号中继星由长征八号三运载火箭发射升空.运载火箭二级发动机采用液氢液氧发动机.液氢作为燃料是因为具有较大的( )
A.密度 B.比热容 C.体积 D.热值
3.如图所示为内燃机工作时的某冲程示意图,该冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
4.一杯煤油倒出一半后,则剩下的煤油( )
A.比热容不变;热值减为一半 B.比热、热值都不变
C.比热容、热值都减为一半 D.比热容减为一半,热值不变
5.汽油机使用汽油作为燃料,下列说法正确的是( )
A.使用汽油,是因为汽油的比热容最大
B.油箱中汽油用掉一半后,剩余汽油的热值不变
C.汽油机将汽油的化学能全部转化为内能
D.改进技术后,汽油机的效率可达到100%
6.图是2023年10月26日我国成功发射神舟十七号载人飞船的情景。下列关于神舟十七号载人飞船说法正确的是( )
A.火箭发动机应选用比热容大的燃料
B.神舟十七号和火箭升空过程中,机械能的总量保持不变
C.穿越大气层时,神舟十七号和火箭克服摩擦,将内能转化为机械能
D.神舟十七号随火箭升空时,燃料燃烧,质量减少,惯性减小
7. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.由乙图可知该汽油机的效率是30%
B.为节能,冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措降低了燃料的利用率
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.甲图是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升高
8.用如图1所示的同一个实验装置分别加热质量均为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的图像(如图2),乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精()。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,,则下列说法正确的是( )
A. B.乙液体是水
C.0~8min乙吸收的热量为 D.该酒精灯的加热效率为35%
二、填空题
9.如图是我国在太原卫星发射中心用“长征六号”运载火箭,成功将卫星送入预定轨道,发射获得圆满成功。火箭发射时选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢的 高,氢燃烧一半后,剩下的氢的上述物理量值将 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
10.内燃机的一个工作循环由四个冲程组成,如图所示是内燃机的 冲程。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min,在1s内,汽油机完成了 个工作循环。如果汽油机有四个缸,一个缸一次做功250J,在1s内做功 J。
11.如图所示的实验展示了人类利用内能做功的过程,加热使水沸腾,盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出,此过程中水蒸气的 能转化塞子的 能,这过程能量的转化与汽油机工作时的 冲程相同。
12.1m3可燃冰可分解释放约168m3的天然气。若完全燃烧1m3的可燃冰释放的热量全部被水吸收,可以将质量为 t的水由20℃加热到70℃。[q天然气=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
13.某台汽油机在一个工作循环中消耗了100 g的汽油(热值为4.6×107 J/kg),这些汽油完全燃烧产生的热量是 J。若这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。
三、实验探究题
14.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同。
(1)比较不同燃料的热值时,应选择 两图进行实验;比较不同物质的比热容时,应选择 两图进行实验,实验使用的物理研究方法为 ;
(2)比较不同物质的比热容时,选用上图中合适的装置加热相同的一段时间后,发现液体a升温最多,此时液体a吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)液体b吸收的热量。由此可知液体a的比热容 (选填“大于”“小于”或“等于”)液体b的比热容;
(3)比较燃料的热值时,应待燃料 燃烧后,比较液体的 (选填“加热时间”或“升高的温度”);
(4)小明利用天平和温度计准确测出液体的质量、消耗的燃料质量和液体升高的温度后,计算出燃料1的热值,但他发现与标准值差距较大,造成误差较大的原因除了加热过程中的各种热损失以外,你认为还可能是: 。
四、计算题
15.小华家里用的是燃气灶,他尝试估测该燃气灶的加热效率。小华在水壶中装入4L水,水的初温是20℃,然后用燃气灶将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气,已知q天然气=3.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3,当地气压为标准大气压。求:
(1)壶中水吸收的热量;
(2)0.1m3天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该燃气灶的加热效率。
16.成都有六环了!2017年6月1日,成都市政府批复了市民政局《关于环路命名事宜的请示》。经研究,市政府原则同意将第二绕城高速命名为六环路的命名方案,为成都六环路(编号G4202),全长216公里,设计时速100公里,连接青白江区、金堂县、龙泉驿区、双流区、新津县、崇州市、温江区、郫都区、新都区、彭州市、简阳市等12个区(市)县。假如小彤的爸爸驾驶一辆车在成都六环线上以72km/h的速度匀速行驶一周,已知此时发动机的输出功率为46kW,仪表盘上显示2400r/min。求:
(1)汽车发动机1min做功 次?
(2)汽车的发动机这个过程中一次做功冲程所做的功为多少J?
(3)如果刚上公路时小彤爸爸的汽车里还有10L汽油小彤的爸爸驾车以72km/h绕成都六环一周,至少需要加油多少L的汽油?(已知汽油的热值q=4.6×107J/kg,汽油密度ρ=0.8×103kg/m3,开行过程中轿车发动机的效率为60%。)
17.2022年11月8日至13日,第十四届中国航展在珠海国际航展中心举行。我国具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919已完成首次航展试飞,若C919以200m/s的速度匀速直线航行100s,消耗航空燃油3.5×103kg,飞机发动机的功率为。(航空燃油的热值为)求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)飞机航行100s牵引力做功是多少?
(3)发动机的效率是多少?
(4)飞机在航行过程中的阻力是多少?
参考答案
1.B
2.D
3.D
4.B
5.B
6.D
7.D
8.D
9.热值;不变
10.排气;10;10000
11.内;动;做功
12.32
13.;
14.甲、乙;甲、丙;控制变量法;等于;小于;完全;升高的温度;燃料没有完全燃烧
15.(1)解: 水的体积 V水 =4L =0.004m3;
水的质量为:m=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.004m3 =4kg;
在 1 标准大气压下,水的沸点为 100℃;
水吸收的热量为:Q吸 =c水mΔt =4.2×103J/(kg•℃) ×4kg×(100℃﹣20℃) = 1.344×106J;
答:壶中水吸收的热量为 1.344×106J;
(2)解: 天然气燃烧放出的热量为:Q放=q天然气V =3.2×107J/m2×0. 1m3=3.2×106J;
答:0. 1m3天然气完全燃烧放出的热量为 3.2×106J;
(3)解:燃气灶的效率为:。
答:燃气灶的效率为 42%。
16.(1)1200
(2)已知此时发动机的输出功率为46kW=46000W=46000J/s,即1秒钟对外做功46000J。
仪表盘上显示2400r/min=2400r/60s=40r/s,又因内燃机飞轮每转两圈对外做一次功,所以1秒钟对外做功20次。
汽车的发动机一次做功冲程所做的功为:;
答:汽车的发动机这个过程中一次做功冲程所做的功为2300J;
(3)根据速度公式可知,小彤的爸爸驾车绕成都六环一周所需时间:;
汽油机对外做的总功为:W=Pt=46000W×3×3600s=4.968×108J;
由公式得需要燃烧汽油释放的总能量:;
由公式Q=mq得:,
则需要汽油的体积为:;
所以至少需要加油:ΔV=22.5L-10L=12.5L
答:至少需要加油12.5L的汽油。
17.(1)解: 消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为
答:消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是;
(2)解: 飞机航行100s牵引力做功为
答:飞机航行100s牵引力做功是;
(3)解:发动机的效率为
答:发动机的效率是70%。
(4)解:飞机飞行时的牵引力为
答:飞机在航行过程中的阻力是。
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