专题04 内能的利用（测试）（解析版）

第页专题04内能的利用（测试）（解析版）（时间60分钟，共100分）一、选择题（每小题3分，共36分）1.下列关于热机的说法中，正确的是（）。A．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于1；B．柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程；C．四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的；D．热机不属于大气污染的主要来源【答案】B。【解析】A、减少各种热损失、加润滑油减少机器各部件之间的摩擦、充分利用废气的能量，提高热机的效率，但不能消除额外功，机械效率总小于1，故A错误；B、柴油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故B正确；C、在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，故C错误；D、热机排气冲程中将废气排入空气中，属于大气污染的主要来源，故D错误。故选：B。2.如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧，下列说法正确的是（）。A．本实验表明，热传递可以改变物体的内能；B．活塞对玻璃筒中的气体做功，气体温度升高达到硝化棉的燃点，硝化棉就燃烧起来了；C．迅速下压活塞的过程中，内能转化为机械能；D．迅速下压活塞过程，类似于汽油机做功冲程【答案】B。【解析】AB、迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，使空气的内能增加，温度升高，当温度达到棉花的燃点时，棉花就会燃烧，通过此实验可说明做功可以改变物体的内能；故A错误，B正确；C、迅速下压活塞的过程中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能；故C错误；D、汽油机的压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将内能转化为机械能，所以迅速下压活塞过程类似汽油机的压缩冲程；故D错误。故选：B。3.如图为汽油机某冲程的示意，与其能量转化过程完全相同的是（）。A．冬天搓手取暖 B．玩滑梯臀部发热 C．压缩空气棉花燃烧 D．水蒸气弹出活塞【答案】D。【解析】根据图示可知，两个气门都关闭，活塞下行，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能；A、冬天，搓手取暖是克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，内能增加，故A不符合题意；B、小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，故B不符合题意；C、用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，故C不符合题意；D、烧开水时，蒸气弹出活塞，是水蒸气对活塞做功的结果，这时水蒸气的内能转化为活塞的机械能，故D符合题意。故选：D。4.“钻木取火”这个过程与四冲程汽油机中能量转化相同的冲程是（）。A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程【答案】B。【解析】钻木取火是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能，故B正确。故选：B。5.下列关于能量转化的说法中，正确的是（）。A．钻木取火的过程中，内能转化为机械能；B．电动机在通电转动过程中，机械能转化为电能；C．电磁感应现象中，电能转化为机械能；D．汽油机做功冲程，内能转化为机械能【答案】D。【解析】A、钻木取火的过程中，通过摩擦生热，将机械能转化为内能，故A错误；B、电动机在通电转动过程中，将电能转化为机械能，故B错误；C、电磁感应现象中，导体切割磁感线，产生感应电流，将机械能转化为电能，故C错误；D、汽油机做功冲程，气体对外做功，内能转化为机械能，故D正确。故选：D。6.下列说法中正确的是（）。A．燃料燃烧时放出的热量越多，燃料的热值越大 B．水和酒精吸收相同的热量，酒精升高的温度一定高 C．用干手器吹出的热风吹刚洗过的手，可以加快手上水的蒸发 D．花开的时候，周围的人都能闻到香味，说明分子在不停地运动【答案】CD。【解析】A、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与质量多少、燃烧情况、放热多少等因素无关，故A错误；B、若水和酒精的质量相同，吸收相等的热量，根据△t=QC、用干手器吹出的热风吹刚洗过的手，因为热风的温度不但高，而且空气流动速度快，所以可以加快手上水的蒸发，故C正确；D、花开的时候，周围的人都能闻到香味，这是扩散现象，说明分子在不停地运动，故D正确。故选：CD。7.如图是四冲程发动机的工作循环示意图，其中将气体内能转化为机械能的是（）。A．图甲 B．图乙 C．图丙 D．图丁【答案】C。【解析】图甲两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，即机械能转化为内能；图乙排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；图丙两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，即内能转化为机械能；图丁进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程。故选：C。8.下列说法正确的是（）。A．热机工作时，使汽车获得动力的是压缩冲程；B．内燃机的做功冲程存在着化学能转化为内能的过程；C．汽车的发动机用水来冷却，是因为水的比热容较小；D．汽车的发动机用水来冷却，是因为水的比热容较大【答案】BD。【解析】A、在热机的四个冲程中，只有做功冲程可以使汽车获得动力，故A错误；B、在做功冲程中，燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，高温高压燃气的内能又转化为机械能，故B正确；CD、与其他物质比较，水的比热容大，在质量相同、升高的温度相同时，水吸收的热量多，所以汽车的发动机用水来冷却，故C错误，D正确。故选：BD。9.甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（）。A．甲热机消耗的燃料多；B．甲热机比乙热机做功少；C．做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的多；D．甲热机的功率比乙热机的小【答案】C。【解析】A、甲热机消耗的燃料多说明做的总功多，但不知道有用功的大小关系，所以不能确定效率高低，故A错误；B、效率高说明有用功占总功的比值大，不能说明做功的多少，故B错误；C、做相同的有用功时，甲损失的能量比乙损失的多，说明甲消耗的油多，甲的效率低，故C正确；D、效率高说明有用功占总功的比值大，功率大表示做功的快，效率与功率没有联系，故D错误。故选：C。10.下列说法中正确的是（）。A．汽油机的压缩冲程中将内能转化为机械能；B．燃料不完全燃烧，其热值会变小；C．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率；D．物体的内能增加时温度可能不变【答案】D。【解析】A、压缩冲程中活塞压缩气缸内气体做功，将活塞的机械能转化为燃气的内能，故A错误；B、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，故B错误；C、用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的效率，故C错误；D、物体内能增加时，温度可能不变，例如，晶体吸热熔化时，故D正确。故选：D。11.甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（）。A．甲种燃料比乙种燃料的热量少；B．完全燃烧mkg乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用mkg甲种燃料也能烧开这壶水；C．完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多；D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大【答案】C。【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，所以甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，不能说甲种燃料比乙种燃料的热量少，故A不正确；B、根据Q＝mq可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，所以mkg乙种燃料刚好烧开一壶水，则mkg甲种燃料不能烧开这壶水，故B不正确；C、根据Q＝mq可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，故C正确；D、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，故D不正确。故选：C。12.炎热的夏天，一辆匀速行驶的洒水车洒湿了被晒得发烫的柏油路。下列关于洒水车的分析，正确的是（）。A．若提高洒水车的热机效率，就可以增大燃料的热值；B．若燃料燃烧更充分，就可以提高洒水车的热机效率；C．洒水车的动能不变，势能不变，机械能的总量不变；D．往柏油路上洒水，主要是通过做功改变路面的内能【答案】B。【解析】A、热值是燃料的特性，与热机效率无关，故A错误；B、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；C、洒水车洒水时，质量减小，动能减小，势能减小，机械能的减小，故C错误；D、往柏油路上洒水，主要是通过热传递的方式改变路面的内能，故D错误。故选：B。二、填空题（每空2分，共46分）13.长征十一号运载火箭是由中国航天科技集团公司研制的新型四级全固体运载火箭，最大推力可达1200千牛，火箭需选用热值（选填“大”或“小”）的固体燃料，该火箭发射时固体燃料燃烧质量不断减少的过程中，燃料的热值（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】大；不变。【解析】火箭发射时要选用热值大的固体燃料，原因是完全燃烧相同质量的燃料，热值大，可以放出更多的热量；热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以在燃料的质量减少时热值不变。故答案为：大；不变。14.小明在家中用煤气灶将初温为20℃，质量为1kg的一壶水加热到80℃，这是通过的方式使水的内能增加，如果煤气完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收，则至少需要燃烧kg的煤气[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg]。【答案】热传递；0.01。【解析】（1）用煤气灶烧水的过程中，能量发生了转移，是通过热传递的方式使水的内能增加的；（2）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×105J；由η=Q吸Q放可得煤气放出的总热量：Q放由公式Q放＝mq可得煤气的质量：m=Q故答案为：热传递；0.01。15.如图所示，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的冲程，纸筒飞出后瓶内气体的内能（选填“增大”“减小”或“不变”）【答案】做功；减小。【解析】燃气推动纸筒飞出的过程，燃气推动纸筒做功，相当于内燃机的做功冲程；该过程中，内能转化为机械能，所以纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低。故答案为：做功；减小。16.内燃机的一个工作循环由压缩、做功、排气四个冲程组成，一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功次。【答案】吸气；10。【解析】内燃机的工作过程按顺序分为：吸气、压缩、做功、排气冲程。在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功。根据已知条件，飞轮每秒转动圈数为：n=1200r60=故答案为：吸气；10。17.干木柴的热值比焦炭的热值小，表示的意思是：的干木柴和焦炭，在时，干木柴比焦炭。【答案】等质量；完全燃烧；放出热量少。【解析】燃料的热值只与燃料的种类有关，干木柴的热值比焦炭的热值小，说明等质量的干木柴完全燃烧放出的热量比等质量的焦炭完全燃烧放出的热量少。故答案为：等质量；完全燃烧；放出热量少。18.在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，然后迅速压下活塞，你观察到的现象是；对这一现象的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气，使空气的增加，温度升高，达到乙醚。这个过程的实质就是内燃机的冲程。【答案】棉花燃烧；做功；内能；着火点；压缩。【解析】当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对气体做功，筒内空气的内能增加，温度升高，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来，这个过程中机械能转化成内能，与内燃机的压缩冲程相同。故答案为：棉花燃烧；做功；内能；着火点；压缩。19.如图所示的是生活中常见的柴油发电机组，它具有机动灵活、投资较少、启动方便等优点。它以柴油为燃料，以柴油机带动发电机发电，在柴油机汽缸内，活塞压缩空气体积，温度迅速升高，达到柴油的燃点，柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞做功，从而带动曲轴旋转。这样就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子发电，经闭合的回路就能产生电流。请找出一个与前述情景相关的物理信息，并指出对应的物理知识。（不得与示例重复）示例：物理信息：柴油与空气混合剧烈燃烧；物理知识：化学能转化为内能。物理信息：；物理知识：。【答案】活塞压缩空气体积，温度迅速升高；机械能转化为内能。【解析】物理知识：活塞压缩空气体积，温度迅速升高；物理知识：机械能转化为内能；物理信息：空气推动活塞做功；物理知识：内能转化为机械能；物理信息：利用柴油机的旋转带动发电机的转子发电；物理知识：电磁感应。故答案为：活塞压缩空气体积，温度迅速升高；机械能转化为内能。20.随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖，其原理是以温度不高于60℃的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，是因为水的大传热效果好；某房间一段时间内循环流动的水质量为100kg，进水温度为55℃，出水温度为45℃，这段时间内水向外放热J[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。【答案】比热容；4.2×106。【解析】（1）“水地暖”以水为媒介，是因为水的比热容大，质量相同的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效果好；（2）水放出的热量：Q放＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（55℃﹣45℃）＝4.2×106J。故答案为：比热容；4.2×106。21.2019年1月11日中国长征三号乙运载火箭进行了2019年首次航天发射，在九天之上镌刻上中国印记。在火箭携带飞船加速升空阶段，燃料燃烧时将能转化为内能，飞船的机械能（增大/减小/不变），火箭通常使用液氢为燃料，其主要原因是液氢的且污染小。【答案】化学；增大；热值。【解析】燃料的燃烧属于化学变化，将化学能转化为内能；在火箭携带飞船加速升空阶段，飞船的质量不变，速度变大，故动能变大；同时其高度增加，故重力势能增加；机械能等于动能与势能的总和，所以飞船的机械能变大；火箭通常使用液氢为燃料，是因为它的热值高，燃烧相同的液氢会放出更多的热量。故答案为：化学；增大；热值。三、计算题（18分）22．（8分）太阳能热水器的水箱内装有50升的水，太阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃（煤热值3×107J