内容正文:
第十四章 内能的利用 (寒假作业)
一、单选选择题
1.下列说法正确的是( )
A.壶中水的温度升高是通过做功的方式使水的内能增大
B.小球弹跳的高度逐渐降低,机械能不守恒
C.火箭升空时,燃料减少燃料的热值变小
D.由于能量总量保持不变,所以机械能不变,于是科学家们发明了永动机
2.人们对事物进行比较,经常要引入相应的物理量。下列说法中错误的是( )
A.进行做功多少的比较,引入“功率”
B.进行物质吸热能力的比较,引入“比热容”
C.进行燃料完全燃烧放热能力的比较,引入“热值”
D.进行热机对燃料利用率的比较,引入“热机效率”
3.目前我国的光伏发电装机容量已位居世界第一。如图,光伏发电也从原本的国家项目走进了许多农村家庭,很多房屋的屋顶上安装了光伏发电板,基本能够满足一个家庭的日常用电。下列关于利用太阳能的说法正确的是( )
A.太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
B.光伏发电是将太阳能全部转化成电能供人们使用
C.湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快,表明温度越高分子运动越剧
D.光伏发电板数量越多,能提供的电压就越大,光伏发电板的连接方式为并联
4. 有关能量的转移、转化和利用,下列说法正确的是( )
A.电烤炉取暖,是电能转移到人体
B.钻木取火,是内能转化为机械能
C.中医提倡的热水泡脚,是通过热传递的方式增大脚部的内能
D.用嘴对着手哈气取暖,主要是通过做功的方式增大手的内能
5.2014年10月28日美国轨道科学公司的“天鹅座”飞船在点火升空6秒后爆炸,火光冲天,如图所示,下列说法不正确的是( )
A.飞船在上升时动能增大
B.飞船升空后会由于摩擦,一部分机械能转化成内能
C.飞船升空的机械能来源于航天燃料燃烧获得的内能
D.飞船爆炸时机械能转化为内能
6.下列有关热学知识的认识,正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.只有热传递可以改变物体的内能
C.温度越高,分子做无规则运动越激烈
D.热机的做功冲程是将机械能转化为内能
7.2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热机效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列关于四冲程柴油机的说法错误的是( )
A.给外界提供动力的是做功冲程
B.压缩冲程中通过做功的方式增加了汽缸内气体的内能
C.柴油机的热机效率不可能达到100%
D.若该柴油机飞轮的转速为1800r/min,则柴油机在内对外做功30次
8.“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”。关于诗句中涉及到的物理知识,下列说法错误的是( )
A.“水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香”中“一院香”说明分子在做无规则运动
B.“只要功夫深,铁杵磨成针”中的“磨成针”是对铁杵做功
C.“晨兴理荒秽,带月荷锄归”中的“荷锄归”人扛着锄头在水平路面上前进时人对锄头做了功
D.“春江水暖鸭先知”是由于水温升高,鸭子在水中由热传递的方式先感觉到
二、填空题
9.1 kg某种燃料 燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。热值的单位是 。对气体燃料来说,热值是指1 m3的某种燃料 燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值,它的单位是 。
10.一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min,柴油机每秒内完成 个冲程,做功 次,其中只有 冲程不是依靠惯性完成的。在设计制造时,汽缸外有一个“水套”是利用水吸热来降低汽缸温度的,这是利用了水的 大的性质。
11.回忆快乐的童年时光,如图所示,请思考:从滑梯上滑下时臀部有灼热感,这是通过 方式改变了物体的内能,该过程与汽油机的 冲程相似。
12.小洋站在电动扶梯上匀速向上运行时,发现扶手带的速度稍大于梯级运行的速度。此时梯级相对于扶手带是 的。长时间运行,扶手带轻微有点热,这是通过 的方式改变扶手带的内能。此过程能量转化与内燃机的 冲程相同。上升的过程中小洋的机械能 。
13.小华对家中的小汽车进行了一些研究:汽车动力来自一台单缸四冲程汽油机,正常工作时转速1800r/min,汽缸外面有“水套”循环降温。汽油机1s对外做功 次;汽车上的散热器采用水作为冷却剂,因为水的 较大,这是通过 方式来改变内能的。
14.用图所示的两套完全相同的器材,比较酒精和煤油的热值大小.分别在两个燃烧皿中放入质量 (选填“相同”或“不同”)的酒精和煤油.点燃后加热质量相等的水,通过比较燃料 (选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧”)后温度计示数的变化来比较燃料的热值大小.实验结束时,乙装置中水温升高较多,可初步判断 的热值较大.
三、实验探究题
15.如图所示,甲、乙、丙三图中的实验装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。
(1)若比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 两图的装置进行实验;
②按规范要求,调节烧杯下方铁圈的高度之前,要进行的操作是 ,实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;
③如丁图所示,若不计热量损失,已知A液体比热容为,则B液体的比热容为 。
(2)若比较不同燃料的热值:
①进行实验时, (填“需要”或“不需要”)记录燃料充分燃烧所用时间;
②实验数据记录如表所示,根据实验测得的燃料1的热值可推算出燃料2的热值是 ;
③通过实验得到的燃料热值与实际相比偏 (填“大”或“小”),出现这样情况的主要原因是 (写出一点)。
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/
燃料1
15
35
燃料2
15
25
16. 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。
燃料
加热前水温(℃)
燃料燃尽后水温(℃)
a
25
38
b
25
31
(1)实验中,发现食用油和水在加热相同时间,食用油的温度上升得较多,由此可以判断 (填“水”或“食用油”)物质的吸热能力较强。
(2)若比较不同燃料的热值应选择 两个装置;比较不同物质的比热容应选择 两个装置;(选填装置序号:甲、乙、丙)
(3)在“比较不同燃料的热值”的实验中,通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少进行分析数据可知:热值较大的是 。
四、计算题
17.“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热。计算机显示出热水器中水的温度随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为,天然气的热值约为4×107J/m3]求:
名称:燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/L
适应水压/MPa
适用:天然气
II
75%
10
0.02﹣0.8
(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,消耗了多少m3的天然气?
18.随着人们生活水平的日益提高,小汽车走进了许多百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车,以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的输出功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为144km,汽油的热值q=4.6×107J/kg,小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中:
(1)运动的时间?
(2)发动机所做的功?
(3)消耗汽油的质量?(保留一位小数)
答案解析部分
1.B
2.A
3.C
4.C
5.D
6.C
7.D
8.C
9.完全;J/kg(焦每千克);完全;J/m3(焦每立方米)
10.80;20;做功;比热容
11.做功;压缩
12.运动;做功;压缩;增大
13.15;比热容;热传递
14.相同;完全燃烧;煤油
15.(1)甲乙;点燃酒精灯;加热时间;1.8×103
(2)不需要;1.2×106;小;有热损失
16.(1)水
(2)乙、丙;甲、乙
(3)温度计示数的变化;燃料a
17.解:(1)水的体积为
由可知水的质量为
由图像可知,加热4min,水的温度从20℃升高到70℃,水吸收的热量为
(2)由得天然气完全燃烧放出的热量为
由可得需要完全燃烧天然气的体积为
答:(1)加热4min时,水吸收的热量为2.1×106J;
(2)加热4min时,消耗0.07m3的天然气。
18.(1)解:运动时间:t= =2h;
答:运动的时间是2h
(2)解:发动机所做的功:W=Pt=20000W×2×3600s=1.44×108J;
答:发动机所做的功是1.44×108J;
(3)解:小汽车行驶过程中消耗的汽油:m= ≈12.5kg。
答:消耗汽油的质量是12.5kg。
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