内容正文:
2025年中考复习物理专项练习:内能的利用
一、选择题
1.如图是家庭轿车发动机工作的四个冲程,在一个工作循环中,压缩冲程结束后,下一个冲程是( )
A. B. C. D.
2.下列关于汽油机和柴油机的说法,错误的是( )
A.汽油机顶部有火花塞,柴油机顶部有喷油嘴
B.汽油机和柴油机都属于内燃机
C.汽油机和柴油机工作时的点燃方式不一样
D.柴油机在吸气冲程中,柴油和空气的混合物进入汽缸
3.下列关于热值和热机效率的描述,说法正确的是( )
A.热机的功率大,热机效率不一定高
B.使用的燃料越少,热机效率越高
C.热机做的有用功越多,热机的效率一定越高
D.使燃料燃烧的更充分,可以提高燃料的热值
4.如图,这是单缸四冲程汽油机工作循环示意图,下列说法正确的是( )
A.甲冲程把机械能转化为内能,使汽车获得了动力
B.乙冲程是吸气冲程,吸入的是空气
C.丙冲程中气体内能将增大、温度升高
D.一个工作循环的工作过程依次是丁、乙、丙、甲
5.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(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扰动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程,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
6.2023年10月5日,长征二号丁运载火箭,成功将遥感三十九号卫星发射升空。关于这一情境,下列说法正确的是( )
A.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的热值小
B.火箭在升空过程中温度升高,这是与空气摩擦时有机械能转化成内能
C.火箭发动机工作过程中将化学能直接转化为机械能,因此不是热机
D.火箭加速升空的过程中机械能增大,所以总能量不守恒
7.近年来,我国民用汽油发动机技术取得了长足进步,接近国际先进汽油发动机的水平某品牌汽车以80km/h的速度匀速行驶时,仪表盘显示发动机转速是1800r/min,若做功冲程每次做功6000J,则下列有关该汽车发动机的说法错误的是( )
A.每秒飞轮转60圈 B.每秒完成60个冲程
C.每秒对外做功15次 D.发动机的输出功率是90kW
8.小明同学为了比较质量均为200g的水和燃油的吸热能力,利用如图甲所示的实验装置进行实验,实验中两个酒精灯完全一样,加热10min后每个酒精灯消耗酒精5g(q酒精=3×107J/kg),水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像(如图乙)。若单位时间内水和煤油吸收的热量相等,则下列说法正确的是( )
A.煤油的末温比水的高,所以吸热能力更强
B.10min酒精完全燃烧放出的热量为1.5×104J
C.20min内煤油吸收的热量为1.26×104J
D.他使用的酒精灯的加热效率为8.4%
二、填空题
9.如图表示四冲程汽油机处于 冲程,若某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min,则此汽油机每秒对外做功 次。
10.2024年4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的“长征二号F遥十八”运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。火箭选用液态氢作为燃料,是因为液态氢的 (选填“热值”或“比热容”)较大;若想获得8.4×107J的热量,只需完全燃烧 kg的液态氢。(q氢=1.4×108J/kg)
11.如图甲所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,快速压下活塞,可观察到棉花着火燃烧,该过程中,使引火仪中的空气内能改变的方式是 。如图乙所示是单缸四冲程汽油机工作状态示意图,与甲图中的能量转化情况 (相同/不相同)。某台汽油机飞轮的转速为3000r/min,该汽油机每秒钟对外做 次功。
12.垃圾分类看似小事,实则是“大事”,它体现了一座城市的社会文明水平。为了有效处理垃圾,某垃圾焚烧发电厂日处理垃圾630t,630t的垃圾完全燃烧放出的热量为 J,若这些热量能将20000t初温为20℃的水温度升高到50℃,该过程中的加热效率为 。[垃圾的平均热值、水的比热容]
13.“生活即教育”,小敏习惯了在周末做家务。她将一锅质量为2kg,初温为20℃的水加热到100℃,水要吸收的热量为 J;若天然气灶烧水的效率为80%,则在此过程中消耗的天然气为 m3。
三、实验探究题
14.某小组设计了一个实验来比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”。他们的实验装置如图所示,实验中收集和记录的数据如下表所示。
燃烧前水的温度
燃烧后水的温度
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)实验中,为了可以比较两种燃料的热值大小,除需要装置相同,甲、乙两杯水的初温和质量相同之外,还应保持相同的物理量是 ;
(2)实验前,实验装置要按照 (“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行组装。燃料燃烧过程中化学能转化为 。本实验是用 (选填“水温升高的多少”或“加热时间的长短”)来表示煤油和菜籽油放出热量的多少;
(3)根据实验中收集的数据,可以看出煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
15.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验中应控制两装置燃料 (选填“完全燃烧完”或“燃烧相同时间”),通过比较 (选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来确定燃料热值的大小;
(2)比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,不同物质吸热多少是通过 (选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来反映的。
(3)若甲图烧杯中为50g的水,燃料1为2×10-4kg的酒精。酒精完全燃烧后,温度计示数升高20℃(水未沸腾),水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精热值为3×107J//kg,则该装置对水的加热效率为 。
四、计算题
16.小明家购置了一款能效等级为2级的天然气热水器。国家标准规定能效等级为2级的热水器,其热效率不低于88%。小明想测试该热水器是否达标,于是将热水器的出水温度设为40℃,经记录发现,放出100kg热水,热水器共消耗的天然气。已知进入热水器的冷水温度为20℃,,。
(1)水吸收的热量是多少?
(2)燃料放出的热量是多少?
(3)请通过计算判定该热水器是否符合国家标准。
17. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是二十一世纪最理想的能源,氢燃料新能源公交车逐渐在山东不少城市投放使用。氢燃料的热值为 求:
(1) 质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:
(2) 若放出的热量全部被质量为400kg,温度为15℃的水吸收,则水升高的温度:
(3)如果氢燃料公交车的效率为60%,则燃烧0.6kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车,匀速行驶多长时间。
参考答案
1.C
2.D
3.A
4.C
5.B
6.B
7.A
8.D
9.做功;20
10.热值;0.6
11.做功;不相同;25
12.3.15×1012;80%
13.6.72×105;0.02
14.燃料的质量;自下而上;内能;水温升高的多少;煤油
15.甲、乙;完全燃烧完;液体升高的温度;甲、丙;加热时间的长短;70%
16.(1)Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J
(2)Q放=Vq天然气=0.4m3×3.5×107J/m3=1.4×107J
(3)该热水器是不符合国家标准。
17.(1)答:质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出 热量;
(2)由题意可知:
由 得水升高的温度:
答:若这些热量全部被质量为400kg,温度为15℃的水吸收,则水升高50℃;
(3)解:公交车所做的功为:W=ηQ放-8.4×107J×60%=5.04×107J,
由 得公交车行驶时间:
答:这些热量能让该公交车匀速行驶360s
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