第六單元  內(nèi)能的利用【過關(guān)測試】(解析版) 一、選擇題1.下圖為四沖程汽油機(jī)工作過程中的某沖程示意圖,該沖程為( )。A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程【答案】C。【解析】四沖程汽油機(jī)利用內(nèi)能做功的機(jī)器,其在工作時(shí)有四個沖程,即吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程,其中壓縮沖程和做功沖程都是兩個氣門關(guān)閉,火花塞上產(chǎn)生電火花的是做功沖程。2.單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時(shí),依靠飛輪的慣性來完成的沖程有(   )。A.吸氣、做功和排氣沖程       B.吸氣、壓縮和做功沖程C.壓縮、做功和排氣沖程            D.吸氣、壓縮和排氣沖程【答案】D。【解析】內(nèi)燃機(jī)的四個沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程,只有做功沖程對外輸出功,其它三個沖程依靠飛輪慣性迅速完成的,故選D。3.以下機(jī)械不屬于熱機(jī)的是(   )。A.火車 B.超音速汽車C.電飯鍋 D.摩托車【答案】C。【解析】火車、超音速汽車、摩托車都是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置,屬于熱機(jī);電飯鍋是利用電流的熱效應(yīng)工作的,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,不屬于熱機(jī),故C正確;故選C。4.如圖所示是四沖程汽油機(jī)的一個工作循環(huán)示意圖,其中屬于做功沖程的是(   )。A. B. C. D.【答案】C。【解析】四沖程汽油機(jī)的四個工作沖程是:吸氣、壓縮、做功、排氣,區(qū)分它們的依據(jù)有活塞的運(yùn)動方向、進(jìn)氣閥和排氣閥的開閉情況,如活塞向下運(yùn)動、進(jìn)氣閥和排氣閥都關(guān)閉時(shí),是燃?xì)馔苿踊钊龉Γ亲龉_程,所以選項(xiàng)C正確。5.關(guān)于熱機(jī)的效率,下列說法正確的是( ?。?。A.在做功同樣多的情況下,熱機(jī)的效率越高消耗的燃料越多;B.一般情況下柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的高;C.熱機(jī)的效率越高說明做功越快;D.熱機(jī)損失的能量中,廢氣帶走的能量較少,主要是由于機(jī)械摩擦損失的【答案】B。【解析】A.熱機(jī)的效率越高,做有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值越大,即在做功相同的情況下,消耗的燃料較少,或消耗相同的燃料,做功較多,故A錯誤。B.一般情況下柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的高,多用在重型機(jī)器上,故B正確;C.熱機(jī)的效率是有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值,熱機(jī)的效率越高說明有用功占的比值越大,功率表示做功的快慢,功率越高說明做功越快,效率和功率是兩個不同的物理量,二者之間沒有必然聯(lián)系,故C錯誤;D.根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的能量流向,熱機(jī)損失的能量中,廢氣帶走的能量較多,故D錯誤。故選B。6.2016年8月.我國發(fā)射了全球首顆量子衛(wèi)星,為紀(jì)念墨子,這個全球首顆量子衛(wèi)星被命名為墨子號。發(fā)射衛(wèi)星和火箭常使用液態(tài)氫作為燃料,主要是因?yàn)橐簯B(tài)氫具有( ?。?。A.較小的密度 B.較大的比熱容C.較低的沸點(diǎn) D.較高的熱值【答案】D。【解析】發(fā)射衛(wèi)星的火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料,原因是液態(tài)氫具有較高的熱值,完全燃燒相同質(zhì)量的氫和其它燃料相比,可以釋放出更多的熱量,故D正確。故選D。7.為了節(jié)約能源,需要提高熱機(jī)的效率,下列措施不能提高熱機(jī)效率的是( ?。?。A.讓燃料與空氣混合充分,使燃料燃燒得比較完全;B.在設(shè)計(jì)與制造熱機(jī)時(shí)要不斷改進(jìn)與創(chuàng)新,以減少能量的損失;C.盡量減少熱機(jī)內(nèi)部各部件間的摩擦;D.盡量增加熱機(jī)的工作時(shí)間【答案】D。【解析】ABC.熱機(jī)效率是指熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比.所以減少熱量的損失可以提高熱機(jī)的效率.所以使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機(jī)部件間的摩擦都可以減少熱量的損失,提高效率.故ABC正確,不符合題意;增加熱機(jī)的工作時(shí)間,并不能減少熱量的損失,所以不能提高熱機(jī)的效率,故D錯誤,符合題意。8.某品牌無人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9km,用時(shí)5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽車的牽引力是2000N,燃油的熱值為4.6×107J/kg,假設(shè)燃油完全燃燒.通過計(jì)算可知,下列結(jié)果正確的是( ?。?/span>汽車行駛速度是20km/h         消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是6.9×107J汽車牽引力做功的功率是30kW    汽車發(fā)動機(jī)的效率是20%A.只有 B.只有 C.只有 D.只有【答案】D。【解析】汽車行駛速度是:,故錯誤;消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是:,故正確;勻速行駛時(shí)汽車受到的牽引力與阻力是平衡力,所以汽車牽引力做功的功率是:,故錯誤;汽車發(fā)動機(jī)的做的功為:汽車發(fā)動機(jī)的效率是:,故正確。故選D。9.下列關(guān)于能量及其轉(zhuǎn)化的描述,說法正確的是(  )。A.熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是溫度的轉(zhuǎn)移;B.把的冰塊放在0°C的冰箱保鮮室中,一段時(shí)間后,冰塊的內(nèi)能會增加;C.城市熱島效應(yīng)的產(chǎn)生主要是因?yàn)槿祟惔罅渴褂锰柲埽?/span>D.根據(jù)能量守恒定律,能量不會消滅,但可以創(chuàng)造,所以人類在不斷地開發(fā)和利用新能源【答案】B。【解析】A.熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,不是溫度的轉(zhuǎn)移,故A錯誤;B.將的冰塊放在冰箱的0保鮮室中,一段時(shí)間后,冰塊從冰箱中吸收熱量,內(nèi)能一定增加,故B正確;C.城市熱島效應(yīng)的產(chǎn)生主要是城市得鋼筋水泥面積大,而郊區(qū)的水份多,又因?yàn)樗谋葻崛荽笥阡摻钏嗟谋葻崛荩谕热照諘r(shí)間的前提下,城市的溫度較高,與太陽能的使用無關(guān),故C錯誤;D.根據(jù)能量守恒定律,能量既不會消滅,也不會憑空產(chǎn)生,故D錯誤。故選B。10.下列關(guān)于能量的說法中正確的是( ?。?。A.洗衣機(jī)工作時(shí)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;B.電熱水壺工作時(shí)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能;C.水力發(fā)電是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;D.能量無論是轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移,能量總和會逐漸減少【答案】C。【解析】A.洗衣機(jī)工作時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故A錯誤;B.電熱水壺工作時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故B錯誤;C.水力發(fā)電是將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故C正確;D.能量既不會憑空產(chǎn)生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其它物體,而能量的總量保持不變,故D錯誤。故選C。11.如圖所示,哪種機(jī)器是不可能制造出來的(   )。A.使用蓄電池的電動汽車 B.一種設(shè)想中的永動機(jī)C.蒸汽機(jī)車 D.飛機(jī)【答案】B。【解析】永動機(jī)是指違反熱力學(xué)基本定律的永不停止運(yùn)動的發(fā)動機(jī).由能量守恒定律可知,能量既不會創(chuàng)生,也不會消滅,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量不變,這就是能量守恒定律.因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化是有方向性的,自然界里無論什么運(yùn)動都會產(chǎn)生熱,熱向四周擴(kuò)散,成為無用的能量.如不補(bǔ)給能量,任何運(yùn)動著的機(jī)器都會停下來,所以永動機(jī)違背了能量守恒定律,是不可能制成的,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。12.太陽能是人類優(yōu)先開發(fā)和利用的新能源之一,關(guān)于太陽能的利用,下列說法正確的是(   )。A.圖甲中,綠色植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;B.圖乙中,太陽能熱水器通過做功方式將太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能;C.圖丙中,太陽能交通信號燈將太陽能直接轉(zhuǎn)化為信號燈的光能;D.圖丁中,首架環(huán)球航行的太陽能飛機(jī)將太陽能直接轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的機(jī)械能【答案】A。【解析】A.綠色植物的光合作用是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,儲存在植物體內(nèi),故A正確;B.太陽能熱水器內(nèi)的水從太陽吸收熱量,內(nèi)能增加、溫度升高,是通過熱傳遞的方式增加水的內(nèi)能,故B錯誤;C.太陽能信號燈先將太陽能先轉(zhuǎn)化為電能,再轉(zhuǎn)化為光能,故C錯誤;D.太陽能飛機(jī)是先將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故D錯誤。13.圖是德州開發(fā)區(qū)使用的風(fēng)光互補(bǔ)景觀照明燈.它頭頂小風(fēng)扇,肩扛光電池板,腰挎照明燈,腳踩蓄電池.下列解釋合理的是(   )。A.光電池板是將電能轉(zhuǎn)化為光能;B.照明燈是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能;C.小風(fēng)扇利用風(fēng)力發(fā)電,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;D.蓄電池夜晚放電,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】C。【解析】光電池板是將光能轉(zhuǎn)化為電能;照明燈是將電能轉(zhuǎn)化為光能;小風(fēng)扇利用風(fēng)力發(fā)電,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;蓄電池夜晚放電,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.所以C項(xiàng)正確。二、填空題14.如圖所示試管內(nèi)水蒸氣將塞子推出的過程,水蒸氣的________能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能.四沖程汽油機(jī)工作過程中的________沖程與上述能量轉(zhuǎn)化過程相同。【答案】內(nèi);做功。【解析】試管內(nèi)水蒸氣將塞子推出的過程中對塞子做功,水蒸氣的內(nèi)能減少轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能,四沖程汽油機(jī)的四個沖成為:吸氣沖程,壓縮沖程,做功沖程,排氣沖程;做功沖程中高溫高壓氣體推動活塞運(yùn)動,對活塞做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與上述能量轉(zhuǎn)化過程相同。15.汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min,則1s內(nèi)汽油機(jī)對外做功______次,活塞往復(fù)運(yùn)動______次?【答案】25;50。【解析】[1][2]四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個工作循環(huán)中,曲軸轉(zhuǎn)動2周,活塞往復(fù)運(yùn)動2次,完成4個沖程,對外做功1次,該汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為表示飛輪每秒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為50,則曲軸轉(zhuǎn)動50周,活塞往復(fù)運(yùn)動50次,每秒完成25個工作循環(huán),對外做功25次。16.在汽油機(jī)的一個工作循環(huán)中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是________沖程;某品牌汽車行駛100km消耗汽油7kg,這些汽油完全燃燒能放出________ J的熱量。(汽油的熱值q=4.6×107J/kg)【答案】做功;3.22×108。【解析】(1)內(nèi)燃機(jī)的四個沖程中,實(shí)現(xiàn)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的是做功沖程;(2)7kg汽油完全燃燒要放出的熱量:Q=mq=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J。17.汽油機(jī)的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成,如圖所示是表示汽油機(jī)的______沖程,汽油機(jī)在某次工作時(shí)消耗汽油0.2 kg,這些汽油完全燃燒放出_______J的熱量;汽車汽油機(jī)工作過程中,水箱中的水溫度會升高,這是通過_______的方式使水的內(nèi)能增加。(汽油的熱值為4.6×107J/kg).【答案】壓縮;9.2×106;熱傳遞。【解析】由圖可知,兩個氣閥都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動,所以是壓縮沖程;汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量利用公式Q=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J;汽油機(jī)的溫度比水的溫度高,所以熱量會從汽油機(jī)傳向水,這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能。18.汽車剎車的過程,伴隨著能量從_______轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能散失到空氣中,此過程能量的總和_______(增大/不變/縮小)。散失到空氣中的內(nèi)能無法自動轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再用來驅(qū)動騎車,這是因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有_______性。【答案】機(jī)械能(動能);不變;方向。【解析】據(jù)能量的守恒定律可知,汽車剎車的過程,通過做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能散失到空氣中,此過程能量的總和是不變的;因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性,所以散失到空氣中的內(nèi)能無法自動轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再用來驅(qū)動汽車。三、實(shí)驗(yàn)探究題19.如圖所示,甲、乙和丙三圖中裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是,燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫也相同。(1)在探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中:如圖丁是甲、丙裝置中a、b兩種液體吸熱后溫度隨時(shí)間變化的圖象,由圖可以看出,______液體的比熱容較大:小明再用水和水做實(shí)驗(yàn),以吸收的熱量為縱坐標(biāo),升高的溫度為橫坐標(biāo),分別畫出水的圖象,它們都是過原點(diǎn)的直線,即,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),這兩條直線的k值之比與對應(yīng)水的______之比相等(選填密度質(zhì)量);(2)在比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量實(shí)驗(yàn)中:應(yīng)選擇______兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),燃料完全燃燒放出的熱量的多少是通過______(選填溫度加熱時(shí)間)來反應(yīng)的;若想利用上述裝置估測燃料的熱值,那么還需要補(bǔ)充的儀器是______,利用此實(shí)驗(yàn)方法計(jì)算出的熱值將比真實(shí)值偏______;該實(shí)驗(yàn)在取燃料和水時(shí)都要注意適量,否則不利于得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。當(dāng)燃料質(zhì)量一定時(shí),所取水量不能過少的原因是:______。【答案】b;質(zhì)量;甲乙;溫度;天平;??;水會沸騰,溫度不變,不便于比較。【解析】(1)[1]質(zhì)量和初始溫度均相同的a、b兩種液體,升高相同的溫度,b的加熱時(shí)間長,則b的吸熱能力強(qiáng),比熱容大。[2]根據(jù)可知,中的,則有,故即這兩條直線的值與對應(yīng)水的質(zhì)量之比相等。(2)[3][4]比較不同燃料的燃燒值,要用不同的燃料,加熱質(zhì)量相同的同一種液體,故應(yīng)選擇甲乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過溫度的變化來反映的;溫度計(jì)示數(shù)變化越大,表明吸收的熱量越多,即該物質(zhì)放出的熱量多,熱值大。[5]利用上述裝置估測燃料的熱值,要控制燃料的質(zhì)量相等,需要用天平來測量。[6]由于燃燒放出的熱會散失到空氣中,又或被燒杯等實(shí)驗(yàn)裝置吸了熱,使小于,依此計(jì)算出燃料的熱值比真實(shí)值要偏小些。[7]當(dāng)燃料質(zhì)量一定時(shí),如果所取水量過少,則水吸熱后容易沸騰,沸騰時(shí)水的溫度不變,不能根據(jù)水升高的溫度來比較燃料放出熱量的多少。四、計(jì)算題20.某工廠利用地?zé)釡厝o助冬季供暖,地?zé)釡厝刻斐鏊繛?.5×104kg,溫泉水的初溫是80,供暖后溫度降到40.溫泉水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)。試求:(1)這些溫泉水每天放出的熱量是多少?(2)若這些熱量由熱值是3.0×107J/kg的焦炭提供,至少需要燃燒多少千克的焦炭?【答案】(1)4.2×109J;(2)140kg。【解析】(1)根據(jù)題意溫泉水放出的熱量是:Q=cmt=4.2×103J/(kg·℃×2.5×104kg×(80-40)=4.2×109J(2)根據(jù)題意知道Q=Q=4.2×109J由Q=mq知道需要的焦炭的質(zhì)量是m=Q/q=4.2×109J/3.0×107J/kg=140kg。21.某太陽能熱水器,向其中注入50kg水,陽光照射一段時(shí)間后,水溫從10升高到50,水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),試求,(1)這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是多少?(2)如果這段時(shí)間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8×107J,則這段時(shí)間該熱水器的效率是多少?(3)若用煤燃燒來提供2.8×07J的熱量,需要完全燃燒多少千克煤?(煤的熱值約為3.5×107J/kg)。【答案】(1)8.4×106J;(2)30%;(3)0.8kg。【解析】(1)水吸收的熱量:Q=cmt-t0)=4.2×103J/(kg·℃×50kg×(50-10)=8.4×106J;(2)該熱水器的效率:(3)若用煤燃燒來提供2.8×107J的熱量,由Q=mq得完全燃燒煤的質(zhì)量:答:(1)這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是8.4×106J;(2)這段時(shí)間該熱水器的效率是30%;(3)若用煤燃燒來提供2.8×107J的熱量,需完全燃燒0.8kg煤。
 

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