初三物理上册第十四章《内能的利用》知识点检测题3份含答案

初三物理上册第十四章《内能的利用》知识点检测题3份第14章内能的利用（1）一、选择题（每小题3分，共30分）1．（2013•日照）如图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（）A． B． C． D．【考点】汽油机；柴油机．【难度】易【专题】比热容、热机、热值．【分析】汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程．吸气冲程进气阀打开，排气阀关闭，活塞向下运动；压缩冲程两个气阀都关闭，活塞向上运动；做功冲程两个气阀都关闭，活塞向下运动，火点塞点火；排气冲程排气阀打开，进气阀关闭，活塞向上运动．【解答】解：A、一个气阀打开，活塞向下运动，所以是吸气冲程；B、两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程；C、两个气阀都关闭，活塞向下运动，火点塞点火，所以是做功冲程；D、一个气阀打开，活塞向上运动，所以是排气冲程．故选C．【点评】考查了内燃机的四个冲程的判断，解决此题需要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答．2．（2014秋•福安市期中）汽油机和柴油机相比较，其中正确的是（）A．汽油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气，效率高B．汽油机顶部有火花塞，吸入的是汽油和空气的混合物，效率高C．柴油机顶部有火花塞，吸入的是柴油和空气的混合物，效率高D．柴油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气，效率高【考点】汽油机；柴油机．【难度】易【专题】比热容、热机、热值．【分析】①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；②工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；③柴油机的效率比汽油机的效率高．【解答】解：AB、油机汽缸顶部有一个火花塞，吸入的是空气和汽油的混合物，效率低；故AB错误；CD、柴油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气，效率高，故C错误，D正确．故选D．【点评】此题考查的是汽油机和柴油机的结构区别及吸入物质区别，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握．3．（2013•德州）下列有关热和能的说法中正确的是（）A．物体内能增大，一定从外界吸收热量B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能C．物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多【考点】汽油机．【难度】易【专题】分子热运动、内能．【分析】①改变内能的方法有两种方式：做功和热传递．②汽油机只有在做功冲程对外做功，将内能转化为机械能．③分子运动的快慢与温度有关．④燃料在燃烧时放出的热量与热值，燃料的质量，燃料是否完全燃烧有关．【解答】解：A、物体内能增大，可能是从外界吸收了热量．也可能是外界对物体做了功，不符合题意；B、汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，不符合题意；C、分子运动的快慢与温度有关，物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈，符合题意；D、燃烧时放出的热量不仅仅跟燃料的热值有关，跟燃料的多少及燃烧情况等都有关系，不符合题意．故选C．【点评】本题考查热学的相关知识，简单但较综合．影响某个物理量变化的因素往往不止一个，要全面分析．4．（2016秋•新泰市校级期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600R/min，则下列说法正确的是（）A．1min内燃机对外做了600次功B．1s内完成了10个工作循环C．燃气做一次功的时间间隔是0.2sD．1s内活塞共来回20次【考点】汽油机．【难度】中【分析】内燃机一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程．【解答】解：飞轮转速为600R/min=10R/s，因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，所以，每秒钟可以完成5个工作循环，做功5次，活塞往复10次，故BD错误；1min内燃机对外做5×60s=300次，故A错误；每秒钟做功5次，则燃气做一次功的时间间隔为0.2s，故C正确．故选C．【点评】本题主要考查了内燃机的四冲程中做功次数与飞轮转数之间的关系，关键要搞清一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次．5．（2016秋•和县期中）两台汽油机中，甲的效率比乙的效率高，其物理意义是（）A．甲每秒输出的功比乙的大B．甲所消耗的汽油比乙所消耗的更少C．在消耗相同汽油的条件下，甲输出的功比乙多D．输出相同功的条件下，甲消耗的汽油比乙消耗的多【考点】热机的效率．【难度】中【分析】热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，效率高则比值大．功率是表示物体做功快慢的物理量，与效率没有关系．【解答】解：A、甲每秒输出的功比乙的大说明甲做功的功率比乙大，功率大只能说明做功快，与效率没有关系，故A错误；B、甲所消耗的汽油比乙所消耗的更少，但不知道有用功的多少，无法比较效率高低，故B错误；CD、甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多，即输出的能量多；做相同的有用功，甲消耗的汽油少，故C正确、D错误．故选C．【点评】此题主要考查了对热机效率的理解，并且考查了热机效率与功率的区别．热机效率是表示热机性能好坏的，功率是表示热机做功快慢的，不要把二者混淆在一起．6．（2016秋•包头期中）下列说法正确的是（）A．热值与燃料的燃烧情况有关B．古人钻木取火，是通过热传递的方式使物体内能增加C．热机的做功冲程是将机械能转化为内能D．质量相同的水和沙石，如果吸收相同的热量，则水升高的温度比砂石的小【考点】燃料的热值；热机【难度】中【分析】（1）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；（2）做功和热传递都可以改变物体的内能；（3）热机在做功冲程中，汽油机将内能转化为机械能，由此获得动力；（4）水的比热容大，在同等情况下，水比其它物质的温度变化小．【解答】解：A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故A错误；B、古人钻木取火，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功的方式使物体内能增加，故B错误；C、在热机的做功冲程中，燃料燃烧生成高温高压的燃气，燃气推动活塞运动，活塞从而带动曲轴转动，使汽车获得动力，在此过程中，将内能转化为机械能，故C错误；D、质量相同的水和沙石，水的比热容大，因此如果吸收相同的热量，水升高的温度比砂石的小，故D正确．故选D．【点评】本题考查了热值的特点、物体内能的改变、热机的工作原理，以及水的比热容的特点等，属热学综合题．7.（2015•益阳）下列关于内燃机的说法正确的是（）A．汽车的发动机是内燃机B．蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是内燃机C．内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能D．先进的制造技术能将内燃机的效率提高到100%【考点】热机．【难度】中【专题】比热容、热机、热值．【分析】（1）内燃机分为汽油机和柴油机．（2）内燃机是热机的一种，热机的种类分为：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机．（3）压缩冲程：机械能→内能．（4）使用热机时，真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分，热机的效率不能达到100%【解答】解：A、汽车的发动机是内燃机．故A正确；B、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机都属于热机．故B错误；C、内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能．故C错误；D、热机在工作时，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，所以热机的效率不可能达到100%，故D错误；故选A．【点评】本题考查了热机的种类、热机工作时的能量转化、热机效率等，要明确热机的效率不能达到100%．8．（2016秋•定州市期中）世界上还有许多欠发达地区至今用不上电，美国哈弗大学的学生设计制作了一种发电足球，球在被踢的过程中，其内部装置能够发电，并将产生的电能储存在蓄电池中，用来点亮LED灯，该过程中的能量转化形式是（）A．机械能→电能→化学能→光能 B．电能→机械能→化学能→光能C．机械能→电能→光能→化学能 D．电能→机械能→光能→化学能【考点】能量的转化．【难度】中【分析】根据课本中关于发电机的工作原理和能量转化以及给蓄电池充电时能量转化的基础知识可以得到此题的答案．【解答】解：球在被踢的过程中，其内部的小发电机工作，是将机械能转化为电能；然后再将电能转化为化学能储存在蓄电池中；LED灯发光时，将化学能转化为光能；故其完整的能量转化过程为机械能→电能→化学能→光能．故选A．【点评】解题的难点：蓄电池充电的过程，此过程中是将电能转化为化学能；蓄电池放电，是将化学能转化为电能．9．（2014•北海模拟）完全燃烧l00克柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高20℃[已知柴油的热值是4.2×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），假定放出的热量被水完全吸收．]（）A．2kg B．20kg C．50kg D．500kg【考点】燃料的热值．【难度】中【专题】计算题；比热容、热机、热值．【分析】（1）根据燃料完全燃烧放出热量公式Q放=mq计算汽油完全燃烧所放出的热量；（2）由题知Q吸=Q放，求出水吸收的热量，再根据吸热公式Q吸=cm△t求水的质量．【解答】解：（1）汽油完全燃烧所放出的热量：Q放=m汽油q=100×10﹣3kg×4.2×107J/kg=4.2×106J；（2）由题知：Q吸=Q放=4.2×106J，∵Q吸=cm水△t，∴水的质量：m水===50kg．故选C．【点评】本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式Q放=mq和吸热公式Q吸=cm△t了解与掌握，计算时注意单位统一．10．（2015秋•郴州校级月考）一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107J的热量，损失了4.8×107J热量，该柴油机的效率为（）A．30% B．40% C．60% D．32%【考点】热机的效率．【难度】中【专题】热和能．【分析】热机效率是热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，据此计算．【解答】解：有效利用的能量：E有用=8×107J﹣4.8×107J=3.2×107J，柴油机的效率为：η=×100%=×100%=40%故选B．【点评】本题主要考查了热机效率的计算，由于没有直接给出有效利用的能量，较好地考查了学生对机械效率概念的理解．二、填空题（每空2分，共30分）11.（2015秋•安庆期末）汽油的燃烧值是4.6×107焦/千克，氢的燃烧值是1.4×108焦/千克．在燃烧单位质量这两种燃料时，放出的热量多，因此，发射火箭时常用做燃料．【考点】燃料的热值．【难度】易【专题】比热容、热机、热值．【分析】根据热值的物理含义进行分析解答即可．【解答】解：∵氢的热值大于汽油的热值∴在燃烧单位质量这两种燃料时，氢完全燃烧放出的热量大于汽油完全燃烧放出的热量，因此射火箭时常用液氢做燃料．故答案为：氢；液氢．【点评】本题考查对热值含义的理解，属于基础题目．12.（2016秋•新泰市校级期中）四冲程汽油机中将机械能转化为内能的是冲程，它与柴油机在构造上的不同是它的顶部安装的是．【考点】汽油机；柴油机．【难度】中【分析】（1）汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，各冲程的特点不同，因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程；并且只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能．（2）汽油机和柴油机的相同点：四个冲程相同，能的转化相同；不同点：①吸入的物质不同；②结构不同；③压强不同，效率不同；④点火方式不同；【解答】解：（1）在四冲程汽油机中，将机械能转化为内能的冲程是压缩冲程；（2）汽油机的气缸顶部是火花塞，柴油机的气缸顶部是一个喷油嘴．故答案为：压缩；火花塞．【点评】本题主要考查对热机一个工作循环中各冲程情况的了解以及工作的实质，并掌握涉及能量转化的两个冲程；还要知道从构造和冲程上掌握汽油机和柴油机的相同点和不同点；13．（2016秋•蚌埠期中）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1800r/min，此柴油机每秒钟内完成个冲程，对外做功次．【考点】柴油机．【难度】中【专题】应用题；比热容、热机、热值．【分析】在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈．【解答】解：内燃机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转2圈．单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1800R/min，则该柴油机每秒钟转30圈，完成15个工作循环，完成60个冲程，对外做15次功．故答案为：60；15；【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，记住相关的数据大小，会根据转速进行相关计算．14．把一个薄壁金属管固定在桌上，里面放一些乙醚，用塞子塞紧，拿一根绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉绳子，将看到如图所示的现象．关于这一过程中能量的转化或者转移有如下的一个关系图，请完成填空．【考点】能量的转化【难度】中【专题】应用题；分子热运动、内能．【分析】解决此类问题要知道改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程也就是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程．【解答】解：当用一根绳子绕在金属管上迅速来回拉时，绳子要克服与金属管之间的摩擦力做功，其内能增加，温度升高，拉动绳子的机械能转化为金属管的内能；因金属管和乙醚有温度差，所以金属管会把热量传递给乙醚气体，使乙醚的内能增加，温度升高，当乙醚的内能足够大时会将塞子顶起，乙醚的内能会转化为塞子的机械能．故答案为：机械；内；做功；机械．【点评】本题考查能量转化的有关问题，解决此类问题要结合改变物体内能的方式进行分析解答．15.（2015•汕尾）走近加油站，会闻到一股汽油味，这是因为汽油分子在；完全燃烧10g汽油可以放出J的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）；汽油机是把内能转化为能的动力设备．【考点】燃料的热值，能量的转化．【难度】中【专题】简答题；分子热运动、内能；比热容、热机、热值．【分析】（1）两种不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散现象；（2）根据质量和热值利用Q放=mq计算完全燃烧燃料放出的热量．（3）在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；热机是将内能转化为机械能的机器．【解答】解：（1）走近加油站时，闻到汽油味，这是因为汽油分子在不停地做无规则运动，是属于扩散现象；（2）汽油完全燃烧时放出的热量：Q放=mq=0.01kg×4.6×107J/kg=4.6×105J；（3）热机是将内能转化为机械能的机器．故答案为：不停地做无规则运动；4.6×105；机械．【点评】本题考查扩散现象、热量的计算以及热机的工作原理，是一道基础性题目．16．（2015•青神县模拟）双能源（汽油和天然气）汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐．（已知汽油的热值为3.2×107J/L、天然气的热值为7.2×107J/m3）（1）内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为能的机器．（2）完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧m3的天然气放出的热量相等．【考点】燃料的热值【难度】难【专题】热和能．【分析】（1）内燃机是利用内能做功的机器，其在工作时有四个冲程，即吸气、压缩、做功、排气四个冲程．其中压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；（2）知道汽油体积和热值，利用燃料完全燃烧放热公式求放出的热量，再根据燃料完全燃烧放热公式求需要完全燃烧的天然气的体积．【解答】解：（1）内燃机是将内能转化为机械能的机器；（2）9L汽油完全燃烧放出的热量：Q放=vq汽油=9L×3.2×107J/L=2.88×108J，因为Q放=Vq天然气，所以需要完全燃烧天然气的体积：V===4m3；故答案为：（1）机械；（2）4．【点评】（1）此题主要考查了内燃机工作时的能量转化情况；（2）学生对燃料完全燃烧放热公式掌握和运用．三、实验题（每小题8分，共16分）17．（2013•三明）某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q，图中A为穿有小木棍的容器（内装有水），B为下部开了许多通气孔的罩子．（1）观察实验装置可知，实验小组同学是通过测量间接测量蜡烛燃烧放出的热量；（2）要完成本实验，除了图中的实验器材，还必需的测量工具是和；（3）某次实验测得的数据如下表，则粗略测得这支蜡烛的热值q=J/kg（质量为m的燃料完全燃烧放出的热量是Q=mq．c水=4.2×103J/（kg•℃））．物理量测量值容器中水的质量m/g150容器中水的初温t1/℃25容器中水的末温t2/℃40燃烧前蜡烛的质量m1/g20.6燃烧后蜡烛的质量m2/g20（4）本实验测出的热值会比真实值更，造成这一偏差的原因是（写一条即可）．【考点】燃料的热值．【难度】中【专题】探究型实验综合题．【分析】（1）根据图示实验装置分析答题．（2）实验过程中需要测水的温度、水的质量、蜡烛的质量，据此选择实验器材．（3）蜡烛释放的热量等于水所吸收的热量，由热量公式与燃烧值公式可以求出蜡烛的燃烧值．（4）蜡烛燃烧释放的热量没有被水完全吸收，蜡烛可能没有完全燃烧，据此分析燃烧值的测量值与真实值间的关系．【解答】解：（1）由实验装置可知，蜡烛燃烧给水加热，通过测量A容器中水升高的温度和水的质量可以间接测量蜡烛燃烧放出的热量；（2）要完成本实验，需要测量水的温度与水和蜡烛的质量，因此还需要温度计与天平；（3）这支蜡烛的热值q=====1.575×107J/kg．（4）实验过程中蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此实验测出的热值比真实值小．故答案为：（1）A容器中水升高的温度和水的质量；（2）温度计；天平；（3）1.575×107；（4）偏小；蜡烛燃烧放出的热量没有被水完全吸收．【点评】分析清楚图示情景，确定实验原理与实验目的即可正确解题．18.（2015秋•惠城区期末）如图所示，A、B、C三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同．（1）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A、B、C）．（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计的比较燃料燃烧放出热量的多少．已知酒精的热值为3.0×107J/kg，10g酒精完全燃烧放出的热量是J．（3）水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），它的含义是．【考点】燃料的热值．【难度】难【专题】实验题；比热容、热机、热值．【分析】（1）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系．（2）燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应；知道酒精的质量和酒精的热值，利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q放=mq求酒精完全燃烧放出的热量．（3）根据比热容的概念（单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容）回答．【解答】解：（1）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，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择BC两图进行实验；为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择AB两图进行实验；（2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应．m=10g=10×10﹣3kg，酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=10×10﹣3kg×3.0×107J/kg=3.0×105J．（3）水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），它的物理含义是1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×103J；故答案为：（1）BC；AB；（2）示数变化；3×105；（3）1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×103J．【点评】本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，分析时用好控制变量法是本题的关键，计算时注意单位统一．四、计算题（每小题12分，共24分）19．（2014秋•祁阳县期中）现有一壶水要烧开需要吸收1.38×108J的热量，若不计热量损失，需要完全燃烧多少克煤油？（煤油的燃烧值是4.6×107/Kg）若实际燃烧了5千克的煤油，则该煤油炉的效率是多少？【考点】燃料的热值；热机的效率．【难度】中【专题】比热容、热机、热值．【分析】（1）一壶水要烧开需要吸收1.38×108J的热量，根据Q放=mq可求需要完全燃烧多少克煤油；（2）已知煤油质量5kg，煤油的热值为4.6×107J/kg，根据Q放=mq可求出5kg煤油完全燃烧放出的热量．然后载根据η=×100%可求出煤油炉的效率．【解答】解：（1）∵Q放=mq，Q吸=Q放，∴m===3kg=3000g，（2）5kg煤油完全燃烧放出的热量Q放=m1q=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J，该煤油炉的效率η=×100%=×100%=60%．答：需要完全燃烧3000克煤油；该煤油炉的效率是60%．【点评】本题考查学生对燃料燃烧放出热量公式和热传递过程中吸热公式，及热效率公式的灵活运用．20．（2015秋•蒙城县期中）百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标．由于多数车辆在90公里/时接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90公里/小时的百公里匀速油耗．经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为8L，汽车发动机的输出功率为23kW（已知汽油的密度为0.75×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg）．试求：（1）8L汽油完全燃烧放出的热量；（2）测试时间内发动机所做的功；（3）该品牌汽车发动机的热机效率．【考点】燃料的热值；热机的效率．【难度】难【专题】计算题；热和能．【分析】要解决此题需要掌握热机效率的概念：热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比；其中根据公式W=Pt计算出发动机做的功，即有用功；根据公式Q=mq计算出燃料完全燃烧放出的能量，最后根据公式η=计算热机的效率．【解答】解：（1）汽车百公里耗油的体积：V=8L=8×10﹣3m3，由ρ=得，汽油的质量：m=ρV=0.75×103kg/m3×8×10﹣3m3=6kg，汽油完全燃烧放出的能量：Q=mq=6×4.6×107J/kg=2.76×108J；（2）汽车的速度：v=90km/h=25m/s，由P=得，在一百公里内发动机做的功为：W=Pt=P×=2.3×104W×=9.2×107J；（3）发动机的效率η=×100%=×100%≈33%．答：（1）8L汽油完全燃烧放出的热量是3.68×108J；（2）测试时间内发动机所做的功8×107J；（3）发动机的效率是33%．【点评】此题主要考查了热机效率的计算，热量的计算．涉及到的知识点较多，有一定的拔高难度，属于难题．第14章内能的利用（2）一、选择题（每小题3分，共30分）1．（2016秋•富顺县期中）如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为（）A．甲、乙、丙、丁 B．丙、乙、丁、甲 C．丁、甲、丙、乙 D．丙、甲、丁、乙【考点】汽油机和柴油机．【难度】易【分析】内燃机的四个冲程按照顺序有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；判断冲程可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功；”其中，气阀门都关闭谓之关，只有一个气阀门打开谓之开．【解答】解：甲图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，因此排气冲程；乙图中两个气门都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程；丙图中进气门打开，排气门关闭，因此是吸气冲程；丁图中两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程；故顺序是丙、乙、丁、甲．故选B．【点评】熟悉每个冲程的特征是识别冲程的关键．该题难度不大，逐个确定每个冲程，然后进行正确排序．2．（2009•江阴市模拟）汽车油箱的汽油用掉一半后，剩下的汽油中，不变的物理量有（）A．质量密度热值 B．质量密度比热容C．密度热值比热容 D．质量热值比热容【考点】燃料的热值．【难度】易【专题】应用题．【分析】要解答本题需掌握：密度和比热容都是物质的特性，热值是燃料的特性，只要物质确定，这些属性是不变的．【解答】解：一筒汽油用去一半后，所含的汽油减少，质量变为原来的一半，但是热值、密度和比热容是不会改变的，因为物质确定后，物质的这些属性与质量无关．故A、B、D错误．故选C．【点评】本题主要考查学生对物质的基本属性的理解和掌握．是中招的热点．3．（2013•日照）如图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图，其中表示做功冲程的是（）A． B． C． D．【考点】汽油机．【难度】易【专题】比热容、热机、热值．【分析】汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程．吸气冲程进气阀打开，排气阀关闭，活塞向下运动；压缩冲程两个气阀都关闭，活塞向上运动；做功冲程两个气阀都关闭，活塞向下运动，火花塞点火；排气冲程排气阀打开，进气阀关闭，活塞向上运动．【解答】解：A、一个气阀打开，活塞向下运动，所以是吸气冲程；B、两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程；C、两个气阀都关闭，活塞向下运动，火点塞点火，所以是做功冲程；D、一个气阀打开，活塞向上运动，所以是排气冲程．故选C．【点评】考查了内燃机的四个冲程的判断，解决此题需要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答．4．（2011•泉州）以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（）A．小轿车 B．载重卡车 C．远洋轮船 D．动车【考点】热机．【难度】易【分析】根据我们对常见交通工具的了解以及汽油机和柴油机的特点来作答．【解答】解：小轿车是消耗汽油的，发动机是汽油机，所以A是正确的；载重卡车、远洋轮船和动车都是消耗柴油的，发动机是柴油机，柴油机提供动力大．所以B、C、D都是错误的；故选A．【点评】此题考查的是我们对于生活中热机的了解，还考查学生对电功的实质的了解和掌握，是一道基础题．5．（2015•准格尔旗校级模拟）甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（）A．甲的功率大于乙的功率B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料C．乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大D．工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少【考点】热机的效率．【难度】中【分析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，热机的效率越高．【解答】解：A、功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误；B、虽然甲的效率比乙低，但不清楚两台柴油机做功多少的情况下，无法确定谁消耗的燃料多，故B错误；C、甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，说明乙柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，故C正确；D、相同时间内消耗燃料的多少与功率有关，与效率无关，故D错误．故选C．【点评】此题主要考查了热机效率的概念，是一道很好的基础性题目．6．关于燃料的热值，以下说法错误的是（）A．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧情况无关B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值C．燃料燃烧时，质量越大，热值最大D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时热值小【考点】燃料的热值．【难度】中【专题】应用题；比热容、热机、热值．【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值；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．【解答】解：A、热值是燃料的一种特性，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧情况无关，故A正确；B、燃烧1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，故B错误；C、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故C错误；D、热值是燃料的一种特性，与燃烧情况无关，所以同种燃料不完全燃烧时的热值与完全燃烧时热值相同，故D错误．故选BCD．【点评】本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”．7．（2016秋•新泰市校级期中）下列现象中属于能量转移的是（）A．古人钻木取火B．热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开C．钢铁在火炉中熔化D．人造地球卫星的太阳能光电池充电【考点】能量的转化．【难度】中【专题】能源的利用与发展．【分析】能量转化是生活中普遍存在的一种现象；判断时，首先要搞清实例中涉及到哪些能量，再根据具体情况做出判断．【解答】解：A、钻木取火过程中，消耗机械能，转化为内能，使木头的内能增加、温度升高，从而燃烧，不符合题意；B、瓶塞被水蒸气顶开，是水蒸气对瓶塞做功，内能转化为机械能，是能量的转化过程，不符合题意；C、钢铁在火炉中熔化，是因为内能由火传递给钢铁，使钢铁的内能增大，温度升高，到达熔点而熔化，故C符合题意；D、人造地球卫星的太阳能光电池工作时消耗太阳能，得到了电能，故它在工作时把太阳能转化为电能，不符合题意．故选C．【点评】（1）掌握能量守恒定律．（2）正确理解生活中的能的转移和转化．8.（2007•株洲）有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果．在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（）A．尾气的温度越高，柴油机越节能B．尾气的温度越低，柴油机越节能C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能【考点】热机的效率．【难度】难【专题】压轴题．【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．燃烧相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高．【解答】解：尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，柴油机的效率高，即节能．尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低．故选B．【点评】此题考查柴油机的节能情况，实际是考查热机的效率问题．四个选项分别从不同方面考查了影响热机效率的因素，是一道好题．9．（2016•新泰市一模）关于功和能的认识，错误的是（）A．相同时间内，热机做功越多，热机效率越大B．物体的机械能增大，物体的内能可能不变C．在热机的做功冲程中，内能转化为机械能D．反复弯折铁丝，弯折处变热，说明做功可以改变物体的内能【考点】热机；热机的效率．【难度】中【分析】①热机效率是做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比；功率是单位时间完成的功的多少；②内能与物体的温度、状态有关，与运动状态没有关系；③热机是将内能转化为机械能的机器；④改变内能有两种方式：做功和热传递．【解答】解：A、相同时间内，热机做功越多，说明功率越大，机械效率不能确定，故A错误；B、内能与机械能多少没有关系，所以机械能改变，内能不一定改变，故B正确；C、在做功过程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；D、反复弯折铁丝，对铁丝做功，使铁丝的内能增加，温度升高，所以弯折处变热，故D正确．故选A．【点评】此题是一道综合题，考查了热机功率与效率的区别、内能的影响因素和改变反复及热机的工作原理，包含的知识点较多，但难度不大．10.（2016•十堰模拟）根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（）A．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物C．吸气冲程是内能转化为机械能D．压缩冲程是内能转化为机械能【考点】汽油机；柴油机．【难度】难【分析】①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；②工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；③热机工作过程中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．【解答】解：A、汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴．此选项正确；B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气．此选项错误；C、做功冲程将内能转化为机械能．此选项错误；D、压缩冲程将机械能转化为内能．此选项错误．故选A．【点评】此题考查的是汽油机和柴油机的结构区别及吸入物质区别、工作过程中的能量转化，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握．二、填空题（每空2分，共30分）11．（2015•黔东南州）2014年2月14日（农历元月十五元宵节），黔东南州台江县来自各个乡镇的20多支舞龙队伍，用舞龙嘘花的火与激情来庆祝元宵，全国各地的游客也都慕名前来观光．元宵节吸引众人眼球的就是龙嘘花大赛（如图所示），舞龙的人们大部分光着身子，步履轻快，条条蛟龙在火海中任意遨游，场面颇为壮观，被称为是“勇敢者的游戏”．附近的居民和观众很快就闻到了火药味，这是现象，火药在燃烧时将化学能转化为能．【考点】能量的转化．【难度】易【专题】分子热运动、内能．【分析】两个相互接触的物体的分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象是分子无规则运动的结果；温度越高，分子的无规则运动越剧烈．明确火药燃烧时消耗和获得的能量可做出判断．【解答】解：附近的居民和观众很快就闻到了火药味，这是扩散现象，说明分子在做无规则的运动；火药在燃烧时将化学能转化为内能．故答案为：扩散；内．【点评】本题考查了扩散现象以及燃烧过程中的能量转化，属基础知识的考查，难度不大．12．热机是把能转为能的机器．燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机，常见的内燃机有和两种．在内燃机工作的四个冲程中，只有冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的来完成．【考点】汽油机；柴油机．【难度】易【专题】应用题；定性思想；比热容、热机、热值．【分析】（1）热机是把内能转为机械能的机器，常见的内燃机：汽油机和柴油机；（2）掌握内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程；四个冲程是一个工作循环，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成．【解答】解：热机是把内能转为机械能的机器；常见的内燃机有汽油机和柴油机；四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的，只有做功冲程对外做功，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的．故答案为：内；机械；汽油机；柴油机；做功；惯性．【点评】此题考查了内燃机的种类及四冲程，要掌握四冲程的特点及能量转化情况，是基础性题目．13.（2016•皇姑区一模）在如图所示的四幅图中，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图．利用内能来做功的冲程是图；与压缩冲程原理相同的是图所示的演示实验．【考点】汽油机；柴油机．【难度】中【专题】比热容、热机、热值．【分析】（1）解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能．（2）改变物体内能的方式有热传递和做功两种．做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化．对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低．【解答】解：甲图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧．是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程．乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能．丙图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；压缩冲程是把机械能转化为内能的过程．丁图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；做功冲程将内能转化为机械能．因此利用内能来做功的冲程是丁；压缩冲程原理相同的是甲实验．故答案为：丁；甲．【点评】此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法，是一道比较简单的实验题，掌握热机的工作原理，学会变通．14．（2016•姜堰区校级二模）我国南海海底探明有大量的“可燃冰”，在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量是J．（q煤气=4.2×107J/kg）．【考点】燃料的热值．【难度】中【专题】比热容、热机、热值．【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫这种燃料的热值，据此回答；（2）利用Q放=mq求出1kg煤气完全燃烧放出的热量，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的10倍，据此求1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量．【解答】解：（1）在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大；（2）1kg煤气气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放′=Q放×10=4.2×l07J×10=4.2×l08J；故答案为：热值；4.2×l08．【点评】本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．15．（2016秋•榕江县校级月考）太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境．围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳电池板，能把能直接转化成能，供通信卫星使用，太阳能还可以直接转化成内能，现有一太阳能热水器，在晴天，每天可将50kg水从20℃加热到50℃，若燃烧煤气来加热这些水，则至少需要消耗掉m3的煤气．[已知完全燃烧1m3煤气可放出3.9×107J的热量，水的比热为4.2×103J/（kg•℃）]．【考点】燃料的热值；能量的转化．【难度】中【专题】热和能．【分析】（1）太阳能的利用中：通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能，如太阳能电池；用集热器把太阳能转化为内能，如太阳灶、太阳能热水器．（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求水吸收的热量；Q吸=Q放，再利用Q放=qV求出需要煤气的体积．【解答】解：（1）太阳能电池是通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能，供通信卫星使用的．（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）=6.3×106J，∵Q吸=Q放=Vq，∴需要煤气的体积：V==≈0.16m3．故答案为：太阳；电；0.16．【点评】本题主要考查的是太阳能利用的认识和热量公式、燃料完全燃烧释放热量公式的应用，要注意公式Q=mq和Q=Vq的应用．三、实验题（每小题8分，共16分）16．某同学学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小．（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是（填“由下而上”或“由上而下”）．（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，在实验中可以不用控制相同的是A．两烧杯中水的质量B．两烧杯中水的初温C．两个烧杯的形状、材料D．煤油和菜籽油燃烧的质量（3）实验数据记录如表：燃料加热前水温/℃燃料燃尽时水温/℃燃料的热值J/kg煤油2035菜籽油2025根据表中数据可以判断热值较大的是煤油．（4）该同学通过实验数据计算得到的燃料热值与实际相比是偏（填“大”或“小”），对于出现这种情况可能的原因，下列分析不正确是A．烧杯吸收部分热量B．燃料没有完全燃烧C．部分热量散失空气中D．没有控制燃烧的时间相同．【考点】燃料的热值．【难度】中【分析】（1）安装实验仪器一般按照先下后上，先左后右的顺序安装；（2）本实验是用燃烧酒精和碎纸片放出的热量加热烧杯内的水，通过水温度的变化，比较水吸热的多少，从而得出碎纸片的热值与酒精热值的大小关系，再计算出碎纸片的热值，因此要控制变量（酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯）相等或相同；（3）通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小；（4）有两个原因，一是“烧杯、空气也吸收热量”，二是“燃料不可能完全燃烧”．【解答】解：（1）为确保用酒精灯的外焰加热，图中器件的安装顺序是由下而上；（2）为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同，故B符合题意；（3）相同质量的煤油和菜籽油燃烧放热，煤油燃烧放出的热量可以将水的温度升高15℃，菜籽油燃烧放出的热量可以将水的温度升高5℃，可见煤油的热值是菜籽油的2倍，煤油的热值较大；（4）因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小．故答案为：（1）由下而上；（2）B；（3）煤油；（4）小；D．【点评】用相同质量的煤油和菜籽油燃烧加热水，通过水温的变化比较水吸热多少，通过水吸热多少比较放热多少，从而得出相同质量的煤油和菜籽油燃烧放热多少，即热值的大小，较难理解！17.（2012•宜昌模拟）小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知．（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油2544菜籽油2534（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的相同、及相同．（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是．（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：．利用此实验方法计算出的热值将比真实值（偏大/偏小）．说说你的看法．【考点】燃料的热值．【难度】难【专题】实验题；压轴题；控制变量法；转换法．【分析】本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同．【解答】解：（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等．（2）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大．（3）要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，或燃料没有完全燃烧，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．故答案为：（1）质量；水的质量；（2）煤油；（3）天平；偏小；燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸或燃料没有完全燃烧．【点评】本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键．四、计算题（每小题12分，共24分）18．（2013秋•沙坪坝区校级期中）上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”．为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活．下表提供的是一装满初温为10℃水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息：太阳照射时间/h太阳能转换为水的内能的效率热水器最大水容量/L1050%100水升高的温度/℃水的比热容/[J．（kg•℃）﹣1]水的密度/（kg•m﹣3）604.2×1031.0×103请根据上表信息，通过计算回答问题．（1）热水器中的水需吸收的热量为多少；（2）此次热水器接收的太阳能是多少？（3）如果这些太阳能由燃烧燃气提供，至少需要多少m3的燃气？（燃气的热值为4.2×107J/m3）【考点】燃料的热值；热机的效率．【难度】中【专题】热和能．【分析】（1）利用密度公式m=ρV先计算出水的质量m，然后再利用热量的计算公式Q吸=cm△t求出热水器中的水增加的内能；（2）利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率，计算出太阳能热水器接受的热量；（3）知道燃气的质量和完全燃烧放出的热量，根据Q=mq求出可节约的燃气．【解答】已知：V=100L=0.1m3，△t=60℃，c=4.2×103J/（kg•℃），ρ=1.0×103kg/m3，η=50%求：（1）热水器中的水需吸收的热量Q，（2）此次热水器接收的太阳能Q总，（3）可节约燃气的质量m′解：（1）由ρ=得，热水器中水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg，热水器中的水需吸收的热量：Q=Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣10℃）=2.1×107J；（2）由η=×100%可得，此次热水器接收的太阳能：Q总===4.2×107J；（3）由题意可知，Q放=Q总=4.2×107J，根据Q放=Vq可得，这些太阳能由燃气提供时可节约的燃气：V===1m3．（1））热水器中的水需吸收的热量为2.1×107J；（2）此次热水器接收的太阳能是4.2×107J；（3）如果这些太阳能由燃烧燃气提供，至少需要多少1m3的燃气．【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、燃料热值和能量转化效率的相关计算，综合性较强，在计算过程中要注意单位的换算．19．（2014秋•召陵区期中）一辆汽车牵引力是4000N，行驶10km，消耗3kg的汽油．（汽油的热值是4.6×107J/kg）求：（1）牵引力做的功；（2）完全燃烧汽油释放的热量（3）汽车发动机的效率．【考点】燃料的热值；热机的效率．【难度】难【专题】比热容、热机、热值；功、功率、机械效率．【分析】（1）已知牵引力和行驶的距离，根据公式W=Fs可求牵引力做的功．（2）已知消耗汽油和汽油的热值可求燃烧汽油释放的能量．（3）二者之比就是汽车发动机的效率．【解答】解：（1）s=10km=104m，牵引力做的功W=Fs=4000N×104m=4×107J．（2）完全燃烧汽油释放的热量：Q放=qm=4.6×107J/kg×3kg=1.38×108J．（3）汽车发动机的效率η=×100%=×100%≈29%．答：（1）牵引力做的功为4×107J；（2）完全燃烧汽油释放的热量是1.38×108J；（3）汽车发动机的效率为29%．【点评】本题考查功、效率的计算，考查面比较广，关键是物理量的单位和单位的换算．第14章内能的利用（3）一、选择题（每小题3分，共30分）1．（2016•港南区一模）一杯酒精减少一半后，则（）A．热值和比热容都不变 B．热值减半、比热容不变C．热值和比热容都减半 D．热值不变、比热容减半【考点】燃料的热值．【难度】易【专题】比热容、热机、热值．【分析】比热容、燃烧值值都是物质的一种特性，不随物体的质量体积的大小而变化．【解答】解：把一杯酒精减少一半，质量和体积均减小一半，而比热容、热值，是物质的一种特性，不随物体的多少而变化，热值和比热容都不变．故选A．【点评】此题主要考查物质的几种特性，特性表示这种物质特有的，可用于区别其他物质的，一般是不变化的．2．（2015•泰安）四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能（）A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程【考点】热机权所有【难度】易【专题】比热容、热机、热值．【分析】内燃机的四个冲程中，压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能．【解答】解：A、压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功，将机械能转化为内能，A正确；B、做功冲程高温高压的燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，B错误；C、吸气冲程吸入新鲜的空气和汽油的混合物，没有能量转化，C错误；D、排气冲程将废气排出气缸，没有能量转化，D错误．故选A．【点评】本题主要考查了内燃机的四冲程能量转化情况，要掌握压缩冲程和做功冲程的区别，难度不大．3．（2010•常德）热机的效率较低，为了提高热机的效率，你认为下列方法目前不可能的是（）A．尽量使燃料充分燃烧B．尽量减少各种热损失C．尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量D．想办法把燃料放出的热量全部用来做有用功【考点】热机的效率．【难度】易【分析】在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率；提高热机效率的方法有：使燃料尽可能充分燃烧；减少运动部件摩擦发热的损失；减少废气带走的热量．【解答】解：在现有条件下，热机工作过程中燃料不可能完全燃烧，机械摩擦和散热要消耗能量、废气带走较大部分能量．所以燃料燃烧释放出的热量不可能全部做有用功．故选D．【点评】增强节能意识，提倡低碳生活，提高能源利用率．4.（2014春•安县校级月考）汽油机飞轮的转速是3000r/min．则可知每分钟内一个汽缸里燃气推动活塞做功的次数是（）A．1500次 B．3000次 C．6000次 D．750次【考点】汽油机．【难度】易【专题】比热容、热机、热值．【分析】内燃机每进行一个工作循环，要经过四个冲程，燃气推动活塞做功一次，活塞往返两次，飞轮转动两周．【解答】解：汽油机飞轮的转速是3000r/min，每分钟飞轮转动3000转，内燃机经过=1500个工作循环，燃气对活塞做功1500次．故选A．【点评】掌握内燃机每进行一个工作循环，要经过四个冲程，燃气推动活塞做功一次，活塞往返两次，飞轮转动两周．5．（2015秋•浦北县期末）下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（）A．钻木取火是将机械能转化成内能B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能C．发电机发电时，将机械能转化为电能D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生【考点】能量的转化；能量守恒定律．【难度】中【专题】能源的利用与发展．【分析】①判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能．②能量既不能凭空产生也不能凭空消失，总是由一种能量转化为另一种能量，在转化的过程中能的总量保持不变．【解答】解：A、钻木取火的过程克服摩擦做功，是将机械能转化成内能，说法正确；B、酒精燃烧时温度升高，所以是得到了内能，故是化学能转化为内能，说法正确；C、发电机的工作原理是把机械能转化为电能，说法正确；D、能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律，故此说法是错误的．故选D．【点评】此题考查的是我们对于能量转化现象的分析能力以及对能的守恒的理解．6．（2016秋•天津期中）关于燃料的热值，以下说法正确的是（）A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关B．容易燃烧的燃料，热值一定大C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多D．0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的【考点】燃料的热值．【难度】中【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值．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．【解答】解：A、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关，故A错；B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故B错；C、煤的热值比干木柴大，说明1kg的煤完全燃烧放出的热量比1kg干木柴完全燃烧放出的热量多．本选项的说法中不一定完全燃烧，故C错；D、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故D正确．故选D．【点评】本题考查了学生对燃料热值是燃料特性的理解与掌握，是经常考的题型，充分理解“热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关”．7．（2016秋•新泰市校级期中）下列现象中属于能量转移的是（）A．古人钻木取火B．热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开C．钢铁在火炉中熔化D．人造地球卫星的太阳能光电池充电【考点】能量的转化；能量守恒定律．【难度】中【专题】能源的利用与发展．【分析】能量转化是生活中普遍存在的一种现象；判断时，首先要搞清实例中涉及到哪些能量，再根据具体情况做出判断．【解答】解：A、钻木取火过程中，消耗机械能，转化为内能，使木头的内能增加、温度升高，从而燃烧，不符合题意；B、瓶塞被水蒸气顶开，是水蒸气对瓶塞做功，内能转化为机械能，是能量的转化过程，不符合题意；C、钢铁在火炉中熔化，是因为内能由火传递给钢铁，使钢铁的内能增大，温度升高，到达熔点而熔化，故C符合题意；D、人造地球卫星的太阳能光电池工作时消耗太阳能，得到了电能，故它在工作时把太阳能转化为电能，不符合题意．故选C．【点评】（1）掌握能量守恒定律．（2）正确理解生活中的能的转移和转化．8.（2016•松山区一模）热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（）A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程D．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能【考点】汽油机；柴油机【难度】中【分析】①汽油机和柴油机结构不同之一：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；②工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；③热机工作过程中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．【解答】解：A、汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴．此选项错误；B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气．此选项错误；C、四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程．此选项正确；D、柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能．此选项错误．故选C．【点评】此题考查的是汽油机和柴油机的结构区别及吸入物质区别、工作过程中的能量转化，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握．9.（2016秋•合肥期中）热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开这种热机，热机从根本上改变着我们的世界．下列相关说法正确的是（）A．增大热机功率可以提高热机的效率B．内燃机完成一个工作循环对外做功一次C．内燃机完成一个工作循环飞轮转动一周D．采取有效措施可以使热机效率达到100%【考点】热机；热机的效率．【难度】中【分析】（1）热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，热机功率表示热机做功快慢，热机功率与热机的效率无关（2）四冲程内燃机的一个工作循环包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程．（3）内燃机完成一个工作循环飞轮转动2周．（4）热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，减少热的损失，可以提高效率．【解答】解；A、热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，热机功率表示热机做功快慢，它们之间没有联系，故增大热机的功率并不能提高热机的效率．故A错误；B、四冲程内燃机的一个工作循环包括四个冲程，一个工作循环对外做一次功，故B正确；C、内燃机完成一个工作循环飞轮转动2周，故C错误；D、热机工作时，总要克服摩擦做功、总有部分能量散失到空中，用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量，所以热机效率一定小于1．故D错误．故选B．【点评】本题考查内燃机的四个冲程以及热机的效率与热机功率的关系；注意无论采取什么措施，热机的效率总小于1．10．（2015秋•滨州校级期中）甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（）A．甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多B．甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少C．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多D．做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少【考点】热机的效率．【难度】中【专题】比热容、热机、热值．【分析】热机的效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，效率高则比值大．功率是表示物体做功快慢的物理量，与效率没有关系．【解答】解：A、相同时间内做功不同，说明功率不同，与效率无关，故A错误；B、由于不确定甲乙做功的多少，所以无法比较耗油量，故B错误C、甲的效率比乙高，说明消耗同样多的油，甲做的有用功多．故C正确；D、甲的效率高，则做同样多的有用功，甲消耗的油少．故D正确；故选CD．【点评】此题主要考查了对热机效率的理解，并且考查了热机效率与功率的区别．热机效率是表示热机性能好坏的，功率是表示热机做功快慢的，不要把二者混淆在一起．二、填空题（每空2分，共30分）11．四冲程内燃机在它的一个工作循环中，要顺次完成吸气冲程、、做功冲程、四个冲程．【考点】热机．【难度】易【专题】应用题；比热容、热机、热值．【分析】四冲程内燃机在它的一个工作循环中，要顺次完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程．【解答】解：四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的，除做功冲程，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的．故答案为：压缩冲程；排气冲程．【点评】本题考查了学生对内燃机四个冲程的掌握，属于基础知识的考查，比较简单．12.（2015秋•东营校级月考）我们每天都要升火煮饭，这是利用内能来直接加热物体，内能的另一个重要应用就是用它来做功．下列内能的利用实例中，属于应用一的是；属于应用二的是（填序号）．①锅炉②汽车③用高炉炼钢④喷气式飞机⑤火箭．【考点】能量的转化．【难度】易【专题】应用题；热和能．【分析】内能的利用主要有两方面，即做功和加热物体，故据生活中的实际情况进行判断即可．【解答】解：像锅炉、用高温炼钢等是利用内能加热物体的；像汽车、喷气式飞机、火箭内部有内燃机，是利用内能做功的．故答案为：①③；②④⑤．【点评】知道内能在生活中的应用，并能加以区分是解决该题的关键．13．（2014秋•伍家岗区校级期中）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率（选填“升高”、“不变”或“降低”）．发动机散热器常用做冷却剂，这是因为它的大．【考点】热机的效率．【难度】易【专题】比热容、热机、热值．【分析】（1）热机工作的过程中内能转化为机械能；热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比，据此结合现象可分析对效率的影响；（2）水具有比热容较大的特性，这是常被选做冷却剂的原因．【解答】解：（1）汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低用水做冷却剂．（2）是因为水的比热容较大，在相同质量的情况下，升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，因此动机散热器常用水做冷却剂．故答案为：降低；水；比热容．【点评】本题主要考查了热机工作时能量的转化以及对热机效率、比热容概念的理解，属于基础题目．14．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14.3×107J/kg，完全燃烧0.5kg的氢气可放出J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值．（填“变大”、“不变”或“变小”）【考点】燃料的热值．【难度】中【专题】计算题．【分析】（1）知道氢气的热值和氢气的质量，利用Q放=mq求完全燃烧放出的热量；（2）1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，其大小只与燃料的种类有关，而与燃料的质量无关．【解答】解：（1）0.5kg氢气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.5kg×14.3×107J/kg=7.15×107J，（2）一罐氢气用去了一半，氢气的热值不变，仍为14.3×107J/kg．故答案为：7.15×107，不变．【点评】本题考查了燃料热值的概念，以及利用热值计算燃料燃烧放出的热量，因条件已给出，难度不大．15.（2016秋•枞阳县校级期中）有一箱木炭，它的质量为20kg，其热值为3.4×107J/kg．若用掉一半，剩下木炭的热值为3.4×107J/kg．半箱木炭燃烧最多放出的热量是3.4×108J．【考点】燃料的热值．【难度】中【分析】热值是物体的本质特性，不会改变，根据燃料燃烧放出热量公式Q=mq可计算木炭燃烧放出的热量．【解答】解：热值是燃料的特性，不随质量改变而改变，因此用掉一半，剩下木炭的热值仍然是3.4×107J/kg；半箱木炭燃烧最多放出热量Q=qm=3.4×107J/kg×10kg=3.4×108J．故答案为：3.4×107；3.4×108．【点评】本题考查学生对热值的理解和燃料燃烧放出热量公式的运用，属于基础知识的考查．16.中国自主研制歼20隐形战机如图所示，它的发动机是一种热机，效率高达60%，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中飞机获得1.8×105N的水平推力，据测试飞机以600km/h的速度沿水平方向匀速航行最多可达10h，假设航空煤油完全燃烧．燃油的热值为4.6×107J/kg，燃油的密度0.8×103kg/m3，该战机的发动机工作原理为：将航空煤油燃烧放出的转为；发动机所做的功为；飞机的油箱至少储存体积为的航空煤油。【考点】燃料的热值；热机的效率．【难度】难【分析】（1）热机是将内能转化为机械能的机器；（2）利用s=vt求飞机最多飞行的距离，再利用W=Fs求发动机所做的功；（3）利用η=求燃油完全燃烧放出的热量，而Q放=mq，据此求出完全燃烧燃油的质量，再利用密度公式求燃油的体积．【解答】解：（1）歼20隐形战机的发动机是一种热机，工作时将航空煤油燃烧放出的内能转化为机械能；（2）由v=得飞机最多飞行的距离：s=vt=600km/h×10h=6000km=6×106m，发动机所做的功：W=Fs=1.8×105N×6×106m=1.08×1012J；（3）由η=燃油完全燃烧放出的热量：Q放===1.8×1012J，由Q放=mq得完全燃烧燃油的质量：m油==≈3.9×104kg，由ρ=得燃油的体积：V===48.75m3=4.875×104dm3=4.875×104L．答：（1）内能；机械能；（2）发动机所做的功为1.08×1012J；（3）飞机的油箱至少储存4.875×104L体积的航空煤油．【点评】本题为力学和热学的综合计算题，考查了学生对速度公式、密度公式、效率公式、燃料完全燃烧放热公式的应用，计算时注意单位换算：1m3=103dm3，1dm3=1L．三、实验题（每小题8分，共16分）17．回答下列问题：（1）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．此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能填“增加”或“减少”），这与四冲程汽油机的冲程的能量转化相同．某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机做功次．（2）在如图乙的实验中持续往烧瓶中打气，瓶塞会被弹出来，瓶内会出现现象，瓶内气体的内能变化情况是：（填“一直增大”或“一直减小”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）．实验前向烧杯中加入少量水的原因是。【考点】热机．【难度】中【分析】（1）改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体