2024-2025学年初中同步测控优化设计物理九年级全一册配人教版第14章　内能的利用含答案

2024-2025学年初中同步测控优化设计物理九年级全一册配人教版第14章内能的利用第1节热机知能演练提升能力提升1.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.火箭的发动机是一种内燃机2.右图为汽油机工作过程中的某个冲程,对此冲程下列叙述正确的是()A.压缩冲程,机械能转化为内能B.压缩冲程,内能转化为机械能C.做功冲程,机械能转化为内能D.做功冲程,内能转化为机械能3.柴油机上安装了一个笨重的飞轮,是为了()A.增加功率B.节省燃料C.可以做更多的功D.利用飞轮惯性完成吸气、压缩和排气三个辅助冲程4.汽油机在做功冲程中,高温气体迅速膨胀而做功,此时气体的温度和内能的变化情况是()A.温度降低,内能增大 B.温度不变,内能不变C.温度升高,内能增大 D.温度降低,内能减小5.下列关于汽油机的说法正确的是()A.汽油机上的火花塞坏的时候,可以用柴油机的喷油嘴代替B.汽油机中的燃料完全可以用柴油来代替C.汽油机与柴油机除了所用燃料之外,其余没有区别D.汽油机和柴油机可以达到相同的功率6.(2020·辽宁朝阳中考)内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的,右图所示的是工作循环中的冲程;若飞轮转动40周,则对外做功次。

7.右图是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去,这与四冲程汽油机的冲程的能量转化相同。

★8.某种内燃机某一冲程的示意图如图所示,由图可知:(1)这种内燃机是机;

(2)该内燃机的工作过程有、、、四个冲程,图中所示的状态表示的是冲程;

(3)在这个冲程中能转化为能;

(4)完成这一冲程,曲轴和飞轮转圈;

(5)仔细观察其铭牌,可看见“1800r/min”字样,则它正常工作时,1s对外做功次,完成个工作循环,个冲程。

探究创新★9.有的同学由下图中的装置联想到内燃机,请你用连线的方式来反映出该同学联想的思维过程。酒精燃烧坚固汽缸高温高压水蒸气 活塞运动做功玻璃管 燃料燃烧木塞冲出 高温高压燃气

知能演练·提升1.A汽车的发动机是内燃机,选项A正确;内燃机包括汽油机和柴油机,蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是热机,但不属于内燃机,选项B错误;内燃机工作时,压缩冲程将机械能转化为内能,选项C错误;火箭的发动机不属于内燃机,选项D错误。2.A进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,可以判断是压缩冲程,在压缩冲程中机械能转化为内能,故A正确,B、C、D错误。3.D本题要求对柴油机的工作过程理解透彻,并能用基础知识分析柴油机的结构原理。柴油机工作前要靠外力使飞轮旋转,储存一定量的机械能。吸气和压缩冲程消耗飞轮的机械能。做功冲程中内能转化为活塞的机械能,并有一部分机械能由飞轮贮存,提供排气冲程及下一循环的吸气和压缩冲程中活塞的运动。选项D正确。4.D汽油机在做功冲程中,汽油机内部的高温气体迅速膨胀对外做功时,内能转化为机械能,故气体的内能会减小,气体的温度会降低。5.D汽油机的火花塞是用来产生电火花的,柴油机的喷油嘴是喷油用的,二者不可互换;因为汽油机与柴油机工作过程有差异,所以燃料不可用柴油代替;汽油机与柴油机在构造、工作过程中有所不同,在特殊的情况下,汽油机和柴油机的功率可以一样大。只有选项D正确。6.解析活塞向上运动,进气门和排气门均关闭,所以题图所示的是工作循环中的压缩冲程。内燃机一个循环,四个冲程,飞轮转动2周,做功1次,所以若飞轮转动40周,则对外做功20次。答案压缩207.解析当按动电火花发生器的按钮时,酒精燃烧后的燃气对盒盖做功,将燃气的内能转化为盒盖的机械能,燃气的内能减少;四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功,将内能转化为机械能的。答案做功8.解析(1)由题图可知,内燃机的顶端是喷油嘴,所以该内燃机是柴油机;(2)四冲程柴油机的一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,题图中气门闭合、活塞上行,所以是压缩冲程;(3)压缩冲程是机械能转化为内能的冲程;(4)曲轴转一圈可以完成2个冲程,所以完成一个压缩冲程时曲轴转动半圈;(5)四冲程柴油机曲轴转速是1800r/min,所以此柴油机1s转30圈,可完成15个工作循环,60个冲程,对外做功15次。答案(1)柴油(2)吸气压缩做功排气压缩(3)机械内(4)半(5)1515609.解析由该装置的工作过程及其原理知,木塞冲出是因为玻璃试管里水蒸气做功,使木塞获得机械能,故内燃机汽缸中的活塞应与这里的木塞相对应;酒精燃烧释放热量,使玻璃管里产生高温高压水蒸气,水蒸气膨胀做功,这是与内燃机油料燃烧使汽缸内产生高温高压燃气,燃气膨胀对外做功相对应的,玻璃管中产生高温高压水蒸气与坚固汽缸中产生高温高压燃气相对应,而玻璃管与坚固汽缸相对应。答案第2节热机的效率知能演练提升能力提升1.一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是()A.质量、密度、比热容和热值不变B.质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变C.质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变D.质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变2.发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有()A.较小的密度 B.较大的比热容C.较低的沸点 D.较高的热值3.下图为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为()A.η=E1+B.η=E2EC.η=E1+D.η=E1E4.为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是()A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦D.尽量增加热机的工作时间5.利用如图所示的装置,运用控制变量法,通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小,为完成实验,要求()A.酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量相同B.酒精和碎纸的质量不同,两只烧杯内水的质量不同C.酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量不同D.酒精和碎纸的质量不同,两只烧杯内水的质量相同6.用煤气灶把2kg,初温为30℃的水烧到80℃,消耗了20g煤气,已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg,则水吸收的热量为J,煤气完全燃烧放出的热量为J,煤气灶烧水的效率为%。

7.太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃,那么这些水吸收的热量为J,这些热量相当于完全燃烧m3的天然气放出的热量。[天然气的热值取4.2×107J/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]

★8.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,取不同质量的这三种物质分别进行完全燃烧,得到了下表的数据:燃料的质量/g100200燃料完全燃烧放出的热量Q木柴/J1.3×1062.6×106Q焦炭/J3.0×1066.0×106Q木炭/J3.4×1066.8×106燃料的质量/g300400燃料完全燃烧放出的热量Q木柴/J3.9×1065.2×106Q焦炭/J9.0×10612.0×106Q木炭/J10.2×10613.6×106(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越。

(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,和的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量。

(3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是J;如果这些热量完全用于加热水,可使kg的水温度升高10℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水容器,另外一部分传给了(答一个即可)。[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]

9.“卡路里”简称“卡”,是热量的一个单位,现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册中。1卡是这样规定的:在标准大气压下,1g水温度升高1℃吸收的热量。那么1卡=J。一辆汽车发动机的效率是35%,那么该车完全燃烧1kg汽油做的有用功是J。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q汽油=4.6×107J/kg]

探究创新★10.某物理小组的同学在社会实践活动中,通过实际调查和网上查询,绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图,请你参与讨论有关问题。(1)根据图中的能量流向,说出该轿车行驶时有哪几方面的能量损耗。(2)若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。由图中提供的数据可得,该轿车的能量转化效率为。(保留一位小数)

(3)对减少汽车行驶中的能量损耗,据你所知,给出一条建议。(不作解释)

知能演练·提升1.D一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的质量变为原来的一半,密度、比热容和热值是物质的属性,不随物体质量的改变而改变,故它们大小不变。2.D火箭采用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故D正确。3.B内燃机的效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的热量的比值,从能量流向图可得出其效率的表达式为选项B。4.D热机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。使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以提高热机的效率。故A、B、C不符合题意。增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,不能提高热机的效率,故D符合题意。5.A实验采用控制变量法,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内;因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使相同质量的水温发生变化,所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系,故选A。6.解析水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-30℃)=4.2×105J,煤气完全燃烧放出的热量为Q放=mq=0.02kg×4.2×107J/kg=8.4×105J,煤气灶烧水的效率为η=Q吸Q放×100%=4答案4.2×1058.4×105507.解析根据吸热公式得Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×30℃=6.3×107J,根据气体燃料燃烧放热公式Q放=Vq,得V=Q放q=6.3×答案6.3×1071.58.解析(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多。(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即完全燃烧放出的热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性。(3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量Q放=Vq=0.01m3×4.2×107J/m3=4.2×105J;由于Q吸=Q放,由Q=cmΔt得,水的质量m=QcΔt=4.2×答案(1)不同多(2)完全燃烧放出的热量质量热值(3)4.2×10510空气9.解析c水=4.2×103J/(kg·℃)=4.2J/(g·℃),所以1g水温度升高1℃吸收的热量为4.2J,根据卡的定义可得,1卡=4.2J;完全燃烧1kg汽油能放出热量Q放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J,由η=W有Q放可得W有=Q放×η=4.6×107J×35%=1.61×107J,故该车完全燃烧1kg汽油做的有用功为1.61×107答案4.21.61×10710.解析(1)从题图中很容易看到,能量损耗有摩擦、散热、废气和燃料损耗。(2)根据题中给出的能量转化效率的定义可知η=W有Q输入。(3)答案(1)摩擦损耗、散热损耗、废气损耗、燃料损耗。(2)12.7%(3)给机器加润滑油,减少有害摩擦;改进油箱的密闭性,减少蒸发损耗;提高汽油质量;对排放的尾气进行收集、再利用等(一条即可)。第3节能量的转化和守恒知能演练提升能力提升1.某居民小区正在进行水路改造,改造中用到了一种打孔工具——冲击钻。冲击钻工作时,钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁,打出圆孔,如图所示,冲击钻在工作过程中,其能量转化关系是()A.内能转化为机械能B.内能转化为电能C.只有机械能和内能的转化D.有电能、机械能和内能的转化2.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一,关于太阳能的利用,下列说法正确的是()A.图甲中,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能B.图乙中,太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能C.图丙中,太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能D.图丁中,首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能3.下列对能量转化分析错误的是()A.水电站主要将机械能转化为电能B.核电站主要将核能转化为电能C.太阳能热水器主要将太阳能转化为内能D.热机主要将机械能转化为电能4.如图所示,有关这个蒸汽机模型的说法不正确的是()A.酒精燃烧时将内能转化为化学能B.水吸热发生了汽化现象C.蒸汽的内能转化为轮子的机械能D.内能的一个重要应用是可以用来做功5.美国哈佛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.动能→电能→化学能→光能B.电能→动能→化学能→光能C.动能→电能→光能→化学能D.电能→动能→光能→化学能6.(2020·山东威海中考)“花饽饽”是山东省非物质文化遗产。下列关于蒸饽饽的过程,说法错误的是()A.燃料的化学能转化为饽饽的内能B.水沸腾后继续吸热,温度保持不变C.用做功的方法增大了饽饽的内能D.饽饽香气四溢说明分子在不停地运动★7.如图所示的日月坛·微排大厦(简称日月坛)实现了太阳能热水供应、采暖、制冷、光伏发电等。利用光伏发电,白天太阳能转化为电能,除供正常使用外,将多余的能量储存在蓄电池内供夜晚使用。请完成下面的方框图,使其正确反映这个过程中能量发生转化的情况。探究创新★8.电站一旦工作,就不能随意停下来,而电网白天用电量多,深夜用电量少,为了使电站稳定工作,建设了抽水蓄能电站。深夜,电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库,如图甲所示。白天用电高峰时,再把山顶水库的水放下来推动水轮机发电,如图乙所示。请分析深夜和白天抽水蓄能电站工作过程中包含哪些能量的转化过程。

知能演练·提升1.D当电流通过电动机时,电流做功,消耗电能转化为机械能和内能;钻头冲击墙壁,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能。由此分析可知,在该过程中存在电能、机械能和内能的转化,故选项D正确。2.A绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能,储存在植物体内,故选项A正确;太阳能热水器内的水从太阳吸收热量,内能增加、温度升高,是通过热传递的方式增加水的内能的,故选项B错误;太阳能信号灯先将太阳能转化为电能,再转化为光能,故选项C错误;太阳能飞机先将太阳能转化为电能,再转化为机械能,故选项D错误。3.D4.A酒精燃烧放出热量,因而是把化学能转化为内能,所以选项A不正确;水吸热汽化产生蒸汽,推动风车转动,将内能转化为机械能,可见内能可以用来做功,故选项B、C、D均正确。5.A球在被踢的过程中,其内部的发电机工作,是将动能转化为电能,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,故选项A正确,选项B、C、D错误。6.C蒸饽饽时消耗了燃料的化学能,饽饽的内能增大,故燃料的化学能转化为饽饽的内能,故A正确。根据液体沸腾的特点可知,水在沸腾过程中,吸收热量,内能增加,温度保持沸点不变,故B正确。蒸饽饽的过程中,用热传递的方法增大了饽饽的内能,故C错误。蒸饽饽时香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故D正确。7.解析白天太阳能转化为电能,除了供正常使用外,将多余的能量以化学能的形式储存在蓄电池内,夜晚蓄电池再把化学能转化为电能使用。答案化学能电能8.解析抽水蓄能电站工作时,深夜,电流通过水泵使水泵转动,电能转化为机械能,把山下水库的水抽到山顶,水的动能转化为水的重力势能;白天,山顶水库的水从高处流下,水的重力势能转化为水的动能,推动水轮机发电时,将机械能转化为电能。答案深夜:电能转化为机械能,水的动能转化为水的重力势能。白天:机械能转化为电能,水的重力势能转化为水的动能。第十四章测评(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。下列各题给出的四个选项中,只有一项符合题意)1.下列关于热值的说法正确的是()A.燃料燃烧越充分热值越大B.2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大C.1kg煤燃烧放出3×105J的热量,则煤的热值为3×105J/kgD.热值是燃料的一种属性,与燃料的质量无关,不同的物质热值一般不同2.关于热机,下列说法正确的是()A.随着科学技术的发展,热机的效率可达到100%B.四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程或压缩冲程C.柴油机上安装一个笨重的飞轮,是为了提高它的效率D.柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大3.右图为四冲程汽油机的一个冲程,下列说法正确的是()A.这是压缩冲程,机械能转化为内能B.这是压缩冲程,内能转化为机械能C.这是做功冲程,机械能转化为内能D.这是做功冲程,内能转化为机械能4.煤炭是一种重要能源,区别煤的优劣的科学办法是检测其()A.比热容 B.密度C.热值 D.温度5.由q=Qm的关系,在讨论一种燃料的热值时,下述结论正确的是(A.热值与燃料完全燃烧时放出的热量成正比B.热值与燃料的质量成反比C.热值与燃料完全燃烧时放出的热量成正比,与燃料质量成反比D.热值与燃料燃烧时放出的热量及燃料质量无关,是由燃料本身的性质决定的6.A、B两种燃料,完全燃烧时能放出热量之比QA∶QB=5∶3,它们的热值之比qA∶qB=2∶3,则两种燃料的质量之比mA∶mB是()A.10∶9 B.9∶10C.5∶2 D.2∶57.下列有关热机的说法错误的是()A.可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率B.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程C.热机的大量使用会造成环境污染D.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率8.生活中能量转化的实例很多,下列描述正确的是()A.摩擦生热是把内能转化为机械能B.燃料燃烧放热是把内能转化为化学能C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能D.植物进行光合作用是把化学能转化为光能9.自由运动的滚摆,每次上升的高度逐渐减小,下列说法正确的是()A.机械能守恒B.能量逐渐消失C.只存在动能和势能的相互转化D.减小的那部分机械能转化为其他形式的能,但总的能量守恒10.修建水电站,要选择合适的地方筑坝蓄水,水从高处向下落,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电。在这个过程中,能量的转化顺序为()A.势能—电能—动能B.势能—动能—电能C.电能—动能—势能D.动能—势能—电能二、填空题(每空2分,共34分)11.“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是(选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量,(选填“提高”或“降低”)内燃机的效率。

12.有一箱木炭,它的质量为10kg,热值为3.4×107J/kg,若用掉一半,剩下的木炭的热值为,半箱木炭燃烧最多能放出的热量是。

13.工程师设计了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立刻向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气温度(选填“升高”“降低”或“不变”),其内能(选填“增加”“减少”或“不变”),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的。为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程是冲程。

14.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,每秒完成个工作循环,每秒钟做功次。如图所示,汽油机正处于冲程。

15.在火电站内,燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。蒸汽轮机的作用是将能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%,则火电站的效率为。

16.阅读下表,回答问题:一些燃料的热值单位:J·kg-1干木柴约1.2×107酒精3.0×107焦炭3.0×107烟煤约2.9×107柴油4.3×107氢1.4×108无烟煤约3.4×107汽油4.6×107木炭3.4×107(1)从表中数据可知,完全燃烧相同质量的燃料放出热量最多的是,从环保角度看最清洁的燃料是。

(2)完全燃烧0.5kg干木柴放出的热量是J;如果这些热量有42%被水吸收,可烧开初温为35℃的水kg。[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),水的沸点为100℃]

三、综合题(17题5分,18题8分,19题8分,20题7分,21题8分,共36分)17.请将下列生活现象和与之相对应的能量转化情况用线连起来。生活现象能量转化情况A.电流通过灯丝炽热发光 a.光能转化为化学能B.来回迅速摩擦双手 b.电能转化为内能和光能C.用电饭煲煮饭 c.内能转化为机械能D.水壶中的水沸腾后,

壶盖被水蒸气顶起 d.电能转化为内能E.万物生长靠太阳 e.机械能转化为内能18.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了图甲和图乙的两套规格完全相同的装置,并每隔1min记录一次杯中水的温度(见下表)。加热的时间/min0123456甲杯的水温/℃25272932343638乙杯的水温/℃25262728293031(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定的位置,再调整固定的位置。(均选填“A”或“B”)

(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:加热时间和水的、。

(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_________。

(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录了数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗?;为什么?___________________________________________________________________。

19.用煤气灶把2kg、初温为20℃的水烧到100℃,消耗了0.03kg煤气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.48×107J/kg。计算:(1)水吸收的热量;(2)煤气完全燃烧放出的热量;(3)煤气灶烧水的效率。20.小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,经过3h的阳光照射,水温由15℃升高到35℃。在这3h内水吸收了多少热量?若这些热量由效率为13%的火炉燃烧焦炭来提供,则需燃烧焦炭多少千克?(焦炭的热值是3.0×107J/kg)21.一辆氢气动力试验汽车的质量为1.5×103kg,10min内汽车在平直路面上匀速行驶了1.2×104m,消耗了0.15kg的氢气。此过程汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N。(氢气的热值取1.4×108J/kg,g取10N/kg)求:(1)牵引力做功的功率;(2)汽车发动机的效率。

第十四章测评1.D燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的燃烧程度无关,故A错误;燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的质量无关,故B错误;由于不确定燃料是否完全燃烧,不能计算煤的热值,故C错误;热值是燃料的一种属性,与燃料的质量无关,不同的物质热值一般不同,故D正确。2.B3.D由题图可知,汽油机的火花塞正在打火,所以汽油机正处于做功冲程,在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能,故A、B、C错,D正确。4.C某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫作这种燃料的热值,热值反映了相同质量的不同燃料放出热量的多少。比热容反映的是质量相同的某种物质升高相同的温度吸收热量多少的物理量。密度是某种物质组成的物体的质量与它的体积之比。温度是物体的冷热程度。作为能源的煤炭,质量优劣取决于煤炭完全燃烧放出热量的多少。5.D热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。6.C根据热值计算公式q=Qm得m=QmA7.A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,选项A错误,符合题意;热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程,选项B正确,不符合题意;热机的使用,使人类对化石能源的依赖很强,现在造成大气污染的重要原因就是化石能源的大量利用,选项C正确,不符合题意;设法利用废气的能量是提高热机效率的重要措施,选项D正确,不符合题意。8.C摩擦生热是克服摩擦做功,摩擦过程中,消耗了机械能,内能增大,机械能转化为内能,A错误;燃料燃烧放热是把化学能转化为内能,B错误;电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能,C正确;植物吸收太阳光进行光合作用是把光能转化为化学能,D错误。9.D自由运动的滚摆,上升过程中动能转化为重力势能,下降过程中重力势能转化为动能,由于每次上升的高度逐渐减小,所以机械能减少,故选项A错误。减少的机械能是由于滚摆运动时机械能转化成了其他形式的能,在能量的转化过程中总的能量是守恒的,故选项B、C错误,选项D正确。10.B高处的水流下来时水的重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能;水冲击水轮机的叶轮,水的动能转移到叶轮上;水轮机的叶轮带动发电机发电,叶轮上的机械能转化成电能。整个过程中,能量转化的顺序是势能、动能、电能。11.解析在内燃机的能量损失中,废气带走了大部分的热量,所以“涡轮增压”利用内燃机排出的废气带动涡轮旋转,充分利用了废气带走的热量,提高了内燃机的效率。答案减小提高12.解析热值是燃料的一种特性,它只跟燃料的种类有关,跟燃料的质量、燃烧程度等无关。若用掉一半,剩余木炭的质量是5kg,完全燃烧这些木炭放出的热量Q放=mq=5kg×3.4×107J/kg=1.7×108J。答案3.4×107J/kg1.7×108J13.解析水蒸气推动活塞做功时,水蒸气的内能减小,温度降低,水蒸气的内能转化为机械能,这样在六个冲程中两次做功,提高了热机的效率,水蒸气推动活塞做功后,进入下一个工作循环前,必须先将剩余的废气排出汽缸,即第六冲程应是排气冲程。答案降低减少效率排气14.答案1010做功15.解析蒸汽轮机的作用是将内能转化为机械能;已知锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为η1=50%、η2=70%和η3=80%,所以火电站的效率为η=η1η2η3=50%×70%×80%=28%。答案内28%16.解析(1)从表中数据可以看出氢的热值最大,所以完全燃烧相同质量的燃料时,氢放出的热量最多。由于氢燃烧后生成水,而没有其他废气,所以从环保角度看最清洁的燃料是氢。(2)完全燃烧0.5kg干木柴放出的热量Q放=mq=0.5kg×1.2×107J/kg=6×106J,Q吸=ηQ放=42%×6×106J=2.52×106J,故m=Q吸cΔt=2.答案(1)氢氢(2)6×1069.2317.解析电流通过灯丝炽热发光,消耗的是电能,获得了内能和光能,属于电能转化为内能和光能;来回迅速摩擦双手,是克服摩擦力做功,使手的内能增大,温度升高,属机械能转化为内能;家里用电饭煲煮饭,消耗电能,获得内能,属电能转化为内能;水沸腾后,壶盖被顶起属于内能转化为机械能;万物生长靠太阳属于光能转化为化学能。答案A—bB—eC—dD—cE—a18.答案(1)BA(2)质量初温(3)煤油(4)不可靠煤油和菜籽油不可能完全燃烧,且有热量损失(容器、石棉网、铁圈等要吸热,水、容器等向周围环境散热,故无法准确计算燃料的热值)19.解析(1)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J。(2)0.03kg煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.03kg×4.48×107J/kg=1.344×106J。(3)煤气灶烧水的效率η=Q吸Q放答案(1)6.72×105J(2)1.344×106J(3)50%20.解析水的体积V=0.5m3,所以质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.5m3=500kg水温由15℃升到35℃,水吸热为Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(35℃-15℃)=4.2×107J因此,3h内水吸收热量4.2×107J。若由焦炭来供热,则Q放=m焦炭q×13%所以m焦炭=Q放q×13%=约需要焦炭10.8kg。答案4.2×107J10.8kg21.解析(1)牵引力所做的功W=F牵s=1.0×103N×1.2×104m=1.2×107J,牵引力做功的功率P=Wt=1.2×1(2)氢气完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J,汽车发动机的效率η=WQ放=1.2×1答案(1)2×104W(2)57.1%第十四章测评(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。下列各题给出的四个选项中,只有一项符合题意)1.下列关于热值的说法正确的是()A.燃料燃烧越充分热值越大B.2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大C.1kg煤燃烧放出3×105J的热量,则煤的热值为3×105J/kgD.热值是燃料的一种属性,与燃料的质量无关,不同的物质热值一般不同2.关于热机,下列说法正确的是()A.随着科学技术的发展,热机的效率可达到100%B.四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程或压缩冲程C.柴油机上安装一个笨重的飞轮,是为了提高它的效率D.柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大3.右图为四冲程汽油机的一个冲程,下列说法正确的是()A.这是压缩冲程,机械能转化为内能B.这是压缩冲程,内能转化为机械能C.这是做功冲程,机械能转化为内能D.这是做功冲程,内能转化为机械能4.煤炭是一种重要能源,区别煤的优劣的科学办法是检测其()A.比热容 B.密度C.热值 D.温度5.由q=Qm的关系,在讨论一种燃料的热值时,下述结论正确的是(A.热值与燃料完全燃烧时放出的热量成正比B.热值与燃料的质量成反比C.热值与燃料完全燃烧时放出的热量成正比,与燃料质量成反比D.热值与燃料燃烧时放出的热量及燃料质量无关,是由燃料本身的性质决定的6.A、B两种燃料,完全燃烧时能放出热量之比QA∶QB=5∶3,它们的热值之比qA∶qB=2∶3,则两种燃料的质量之比mA∶mB是()A.10∶9 B.9∶10C.5∶2 D.2∶57.下列有关热机的说法错误的是()A.可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率B.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程C.热机的大量使用会造成环境污染D.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率8.生活中能量转化的实例很多,下列描述正确的是()A.摩擦生热是把内能转化为机械能B.燃料燃烧放热是把内能转化为化学能C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能D.植物进行光合作用是把化学能转化为光能9.自由运动的滚摆,每次上升的高度逐渐减小,下列说法正确的是()A.机械能守恒B.能量逐渐消失C.只存在动能和势能的相互转化D.减小的那部分机械能转化为其他形式的能,但总的能量守恒10.修建水电站,要选择合适的地方筑坝蓄水,水从高处向下落,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电。在这个过程中,能量的转化顺序为()A.势能—电能—动能B.势能—动能—电能C.电能—动能—势能D.动能—势能—电能二、填空题(每空2分,共34分)11.“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是(选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量,(选填“提高”或“降低”)内燃机的效率。

12.有一箱木炭,它的质量为10kg,热值为3.4×107J/kg,若用掉一半,剩下的木炭的热值为,半箱木炭燃烧最多能放出的热量是。

13.工程师设计了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立刻向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气温度(选填“升高”“降低”或“不变”),其内能(选填“增加”“减少”或“不变”),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的。为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程是冲程。

14.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,每秒完成个工作循环,每秒钟做功次。如图所示,汽油机正处于冲程。

15.在火电站内,燃料的化学能经锅炉、蒸汽轮机和发电机最终转化为电能。蒸汽轮机的作用是将能转化为机械能。若锅炉、蒸汽轮机和发电机的效率分别为50%、70%和80%,则火电站的效率为。

16.阅读下表,回答问题:一些燃料的热值单位:J·kg-1干木柴约1.2×107酒精3.0×107焦炭3.0×107烟煤约2.9×107柴油4.3×107氢1.4×108无烟煤约3.4×107汽油4.6×107木炭3.4×107(1)从表中数据可知,完全燃烧相同质量的燃料放出热量最多的是,从环保角度看最清洁的燃料是。

(2)完全燃烧0.5kg干木柴放出的热量是J;如果这些热量有42%被水吸收,可烧开初温为35℃的水kg。[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),水的沸点为100℃]

三、综合题(17题5分,18题8分,19题8分,20题7分,21题8分,共36分)17.请将下列生活现象和与之相对应的能量转化情况用线连起来。生活现象能量转化情况A.电流通过灯丝炽热发光 a.光能转化为化学能B.来回迅速摩擦双手 b.电能转化为内能和光能C.用电饭煲煮饭 c.内能转化为机械能D.水壶中的水沸腾后,

壶盖被水蒸气顶起 d.电能转化为内能E.万物生长靠太阳 e.机械能转化为内能18.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了图甲和图乙的两套规格完全相同的装置,并每隔1min记录一次杯中水的温度(见下表)。加热的时间/min0123456甲杯的水温/℃25272932343638乙杯的水温/℃25262728293031(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定的位置,再调整固定的位置。(均选填“A”或“B”)

(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:加热时间和水的、。

(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_________。

(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录了数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗?;为什么?___________________________________________________________________。

19.用煤气灶把2kg、初温为20℃的水烧到100℃,消耗了0.03kg煤气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.48×107J/kg。计算:(1)水吸收的热量;(2)煤气完全燃烧放出的热量;(3)煤气灶烧水的效率。20.小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,经过3h的阳光照射,水温由15℃升高到35℃。在这3h内水吸收了多少热量?若这些热量由效率为13%的火炉燃烧焦炭来提供,则需燃烧焦炭多少千克?(焦炭的热值是3.0×107J/kg)21.一辆氢气动力试验汽车的质量为1.5×103kg,10min内汽车在平直路面上匀速行驶了1.2×104m,消耗了0.15kg的氢气。此过程汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N。(氢气的热值取1.4×108J/kg,g取10N/kg)求:(1)牵引力做功的功率;(2)汽车发动机的效率。

第十四章测评1.D燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的燃烧程度无关,故A错误;燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的质量无关,故B错误;由于不确定燃料是否完全燃烧,不能计算煤的热值,故C错误;热值是燃料的一种属性,与燃料的质量无关,不同的物质热值一般不同,故D正确。2.B3.D由题图可知,汽油机的火花塞正在打火,所以汽油机正处于做功冲程,在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能,故A、B、C错,D正确。4.C某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫作这种燃料的热值,热值反映了相同质量的不同燃料放出热量的多少。比热容反映的是质量相同的某种物质升高相同的温度吸收热量多少的物理量。密度是某种物质组成的物体的质量与它的体积之比。温度是物体的冷热程度。作为能源的煤炭,质量优劣取决于煤炭完全燃烧放出热量的多少。5.D热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系。6.C根据热值计算公式q=Qm得m=QmA7.A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,选项A错误,符合题意;热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程,选项B正确,不符合题意;热机的使用,使人类对化石能源的依赖很强,现在造成大气污染的重要原因就是化石能源的大量利用,选项C正确,不符合题意;设法利用废气的能量是提高热机效率的重要措施,选项D正确,不符合题意。8.C摩擦生热是克服摩擦做功,摩擦过程中,消耗了机械能,内能增