資源簡介

第十四章內能的利用 測試卷
時間：70分鐘　　滿分：70分
一、填空題(每小題2分，共20分)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．目前我國研發出一款新型空氣動力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力，這種車在開動時將空氣的　 　能轉化為機械能，這種車與汽油機相比優點是　 　(填一點即可)。
2．爸爸駕駛汽車帶小明去海邊沙灘浴場游泳，汽車是依靠發動機(汽油機)工作時的　 　沖程獲得動力的。
3．王磊家最近開通了天然氣，細心的他發現同樣條件下燒開同一壺水比過去用液化氣所用時間短了，這主要是由于兩種燃料的　 　不同。
4．根據燃料的不同，熱機分為汽油機和柴油機，完全燃燒相同質量的汽油和柴油，汽油產生的熱量　 　(選填“大于”“小于”或“等于”)柴油產生的熱量。(q汽油＝4.6×107 J/kg，q柴油＝3.3×107 J/kg)
5．某四沖程內燃機，飛輪轉速為300 r/min，活塞面積為120 cm2，活塞行程L是0.3 m，假如做功沖程中燃氣的平均壓強是5×105 Pa，則這臺內燃機每分鐘做功　 　J。
6.0．21 kg的酒精完全燃燒所放出的熱量，全部被質量為50 kg、溫度為20 ℃的水吸收，則水溫度升高　 　℃。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107 J/kg］
7．電動小轎車在平直公路上行駛時是將電能轉化為　 　，給蓄電池充電時，是將電能轉化為　 　。
8．用煤氣灶把2 kg、初溫為30 ℃的水燒到80 ℃，消耗了20 g煤氣，已知水的比熱容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤氣的熱值為4.2×107 J/kg，則水吸收的熱量為　 　J，煤氣灶燒水的效率為　 　%。
9．釋放化學能的過程不斷地發生在人體內，食物也是一種“燃料”，營養成分在人體細胞里與氧結合，提供細胞組織所需的能量。某原味夾心餅干的營養成分表上標有“每100 g能量2 035 kJ”，小華吃了一塊20 g的這種餅干，進入體內的化學能是　 　J，其中的一部分化學能轉化為　 　能，以維持人體溫度正常。
10．現代電動汽車為了節能，都安裝了能量回收裝置，在汽車剎車時帶動發電機，將汽車的　 　能轉化為電能，為汽車提供后續運動的能量。有人認為，只要不斷改進，這種汽車就可以一邊行駛，一邊發電，永遠運動下去，這種觀念違背了　 　。
二、選擇題(每小題2分，共14分；每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題意)
11．如圖是某內燃機工作過程中的工作示意圖，下列說法正確的是( )
　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　
A．隨著技術的進步，內燃機的效率可以達到100%
B．這是壓縮沖程，此沖程中內能轉化為機械能
C．內燃機飛輪的轉速是2 400 r/min，其每秒對外做功30次
D．熱機的效率越高，它將內能轉化為機械能的比例越大
12．甲、乙兩種燃料的熱值之比為1∶4，它們的質量之比為2∶1，那么這兩種燃料完全燃燒放出來的熱量之比為( )
A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．1∶8
13．關于比熱容和熱值的說法正確的是( )
A．0.5 kg酒精燃燒時放出的熱量為1.5×107 J，則此酒精的熱值是3×107 J/kg
B．煤油的熱值是4.6×107 J/kg，如果將煤油倒去一半，剩下煤油的熱值為2.3×107 J/kg
C．由c＝吸收熱量Q增大一倍，比熱容也會增大一倍
D．沿海地區晝夜溫差比內陸地區小，是由于水的比熱容比干泥土的比熱容大
14．在進行如圖所示的實驗或用有關裝置工作時，能量轉化情況相同的是( )
A．丙和丁 B．乙和丁 C．甲和乙 D．甲和丙
15．關于熱機的效率，下列說法正確的是( )
A．一般情況下柴油機的效率比汽油機的高
B．熱機的效率越高，在做功同樣多的情況下消耗的能量越多
C．熱機的效率越高說明做功越快
D．熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的
16．如圖所示，材質均勻的弧形軌道固定在水平平面，將小球置于軌道的頂端A點，小球具有的機械能為100 J。讓小球從A點由靜止開始滾動，到右側所能達到的最高位置B點時，具有的機械能為80 J，隨即小球向左側滾動，當滾動到左側所能達到的最高位置時，此過程中小球克服摩擦做的功可能是(不計空氣阻力)( )
A．10 J B．20 J
C．60 J D．70 J
17．點燃孔明燈底部的蠟燭后，它就會自動升空。關于這一過程，下列說法不正確的是( )
A．孔明燈內的空氣吸收熱量，溫度升高 B．孔明燈自動升空不遵循能量守恒定律
C．孔明燈上升過程中將內能轉化為機械能 D．孔明燈升空和熱機工作原理相同
三、實驗題(第18題4分，第19題4分，第20題8分，共16分)
18．小華想估測薯片的熱值，進行了如下實驗。
(1)小華組裝的實驗裝置如圖所示，他在器材安裝中的一處錯誤是　 　。
(2)本實驗中，燃料完全燃燒放出熱量的多少是通過　 　來反映的。
(3)小華測出薯片的質量后，根據Q放＝Q吸和Q放＝mq，算出薯片的熱值比實際值小得多，原因是　 　。
19．小明在家里的陽臺上向外觀望，發現樓下的車越來越多了。小明爸爸說，以前幾乎看不到幾輛車，近年來，汽車逐步走進了普通百姓的家庭。小明想原來汽車這么平凡而又重要的交通工具，是這幾年才漸漸多了起來，他利用初中所學內容去研究汽油機的工作，如圖所示：
(1)如圖甲所示，汽油機一個工作循環包括四個沖程，這四個沖程的順序是　 　(對圖甲A、B、C、D重新排序)。
(2)一臺單缸四沖程汽油機，飛輪的轉速為1 800 r/min，該汽油機每分鐘做功　 　次，D圖所示的汽油機沖程是通過　 　的方式改變燃氣內能的。
(3)圖乙所示為某汽油機的能流圖，若E＝1 000 J，E1＝350 J，E2＝250 J，E3＝300 J，E4＝100 J，則該汽油機的效率為η＝　 　。
20．為比較酒精和汽油的熱值大小，小明制定了以下實驗方案：
(1)取質量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精燈和汽油燈。
(2)兩燈同時點燃后分別給兩杯質量　 　(選填“相同”或“不同”)和初溫相同的水加熱。
(3)通過觀察水溫的變化，由此判斷兩種燃料熱值的大小。
請根據上面的設計方案回答：
①當兩燈的燃料完全燃燒完后，甲裝置中溫度計讀數是80 ℃，而乙裝置中溫度計的讀數是90 ℃，由此判斷　 　的熱值比較大。
②根據Q吸＝cm水(t－t0)計算出水吸收的熱量，然后利用這個熱量計算出汽油的熱值，發現結果與資料中給出的汽油熱值相比　 　(選填“偏大”或“偏小”)了，結合裝置圖，分析原因：　 　。
③實驗中燃料燃燒放出的熱量，通過　 　的方式使水的內能增大。
四、計算題(第21題5分，第22題7分，第23題8分，共20分；解答要有必要的公式和過程，只有最后答案的不能得分)
21．已知天然氣的熱值為3.8×107 J/m3，水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)。求：
(1)完全燃燒1.4×10－2 m3天然氣放出多少熱量？
(2)若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將質量為3.8 kg、初溫為25 ℃的水加熱到多少攝氏度？(當地的大氣壓強為1個標準大氣壓)
22．一輛燃油汽車沿平直公路勻速行駛了108 km，所用時間為1 h，消耗汽油10 kg，汽車在行駛過程中所受阻力恒為1 380 N(汽油的熱值q汽油＝4.6×107 J/kg)。求：
(1)汽車行駛的速度。
(2)牽引力的功率。
(3)汽車發動機的效率。
23．國產055新型導彈驅逐艦的服役，使中國海軍的裝備又一次得到提升。該型號驅逐艦滿載時質量為1.25×104 t，在海面上以恒定功率做直線運動，其牽引力F隨時間t的變化關系如圖甲所示，其運動速度v隨時間t的關系如圖乙所示。(ρ柴油＝0.85×103 kg/m3，q柴油＝4.0×107 J/kg，1 L＝1 dm3，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
(1)該驅逐艦在34~44 s內行駛的路程。
(2)該驅逐艦在水下5 m處有一面積為200 cm2的觀察窗口，求該窗口受到水的壓力大小。
(3)求該驅逐艦滿載時在勻速直線航行的過程中所受浮力的大小。
(4)求該驅逐艦在0~34 s內完全燃燒12.5 L柴油的過程中發動機的效率。第十四章內能的利用 測試卷
時間：70分鐘　　滿分：70分
一、填空題(每小題2分，共20分)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．目前我國研發出一款新型空氣動力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力，這種車在開動時將空氣的　內　能轉化為機械能，這種車與汽油機相比優點是　環保(答案不唯一)　(填一點即可)。
2．爸爸駕駛汽車帶小明去海邊沙灘浴場游泳，汽車是依靠發動機(汽油機)工作時的　做功　沖程獲得動力的。
3．王磊家最近開通了天然氣，細心的他發現同樣條件下燒開同一壺水比過去用液化氣所用時間短了，這主要是由于兩種燃料的　熱值　不同。
4．根據燃料的不同，熱機分為汽油機和柴油機，完全燃燒相同質量的汽油和柴油，汽油產生的熱量　大于　(選填“大于”“小于”或“等于”)柴油產生的熱量。(q汽油＝4.6×107 J/kg，q柴油＝3.3×107 J/kg)
5．某四沖程內燃機，飛輪轉速為300 r/min，活塞面積為120 cm2，活塞行程L是0.3 m，假如做功沖程中燃氣的平均壓強是5×105 Pa，則這臺內燃機每分鐘做功　2.7×105　J。
6.0．21 kg的酒精完全燃燒所放出的熱量，全部被質量為50 kg、溫度為20 ℃的水吸收，則水溫度升高　30　℃。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107 J/kg］
7．電動小轎車在平直公路上行駛時是將電能轉化為　動能(機械能)　，給蓄電池充電時，是將電能轉化為　化學能　。
8．用煤氣灶把2 kg、初溫為30 ℃的水燒到80 ℃，消耗了20 g煤氣，已知水的比熱容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤氣的熱值為4.2×107 J/kg，則水吸收的熱量為　4.2×105　J，煤氣灶燒水的效率為　50　%。
9．釋放化學能的過程不斷地發生在人體內，食物也是一種“燃料”，營養成分在人體細胞里與氧結合，提供細胞組織所需的能量。某原味夾心餅干的營養成分表上標有“每100 g能量2 035 kJ”，小華吃了一塊20 g的這種餅干，進入體內的化學能是　4.07×105　J，其中的一部分化學能轉化為　內　能，以維持人體溫度正常。
10．現代電動汽車為了節能，都安裝了能量回收裝置，在汽車剎車時帶動發電機，將汽車的　機械　能轉化為電能，為汽車提供后續運動的能量。有人認為，只要不斷改進，這種汽車就可以一邊行駛，一邊發電，永遠運動下去，這種觀念違背了　能量守恒定律　。
二、選擇題(每小題2分，共14分；每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題意)
11．如圖是某內燃機工作過程中的工作示意圖，下列說法正確的是( D )
　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　
A．隨著技術的進步，內燃機的效率可以達到100%
B．這是壓縮沖程，此沖程中內能轉化為機械能
C．內燃機飛輪的轉速是2 400 r/min，其每秒對外做功30次
D．熱機的效率越高，它將內能轉化為機械能的比例越大
12．甲、乙兩種燃料的熱值之比為1∶4，它們的質量之比為2∶1，那么這兩種燃料完全燃燒放出來的熱量之比為( A )
A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．1∶8
13．關于比熱容和熱值的說法正確的是( D )
A．0.5 kg酒精燃燒時放出的熱量為1.5×107 J，則此酒精的熱值是3×107 J/kg
B．煤油的熱值是4.6×107 J/kg，如果將煤油倒去一半，剩下煤油的熱值為2.3×107 J/kg
C．由c＝吸收熱量Q增大一倍，比熱容也會增大一倍
D．沿海地區晝夜溫差比內陸地區小，是由于水的比熱容比干泥土的比熱容大
14．在進行如圖所示的實驗或用有關裝置工作時，能量轉化情況相同的是( B )
A．丙和丁 B．乙和丁 C．甲和乙 D．甲和丙
15．關于熱機的效率，下列說法正確的是( A )
A．一般情況下柴油機的效率比汽油機的高
B．熱機的效率越高，在做功同樣多的情況下消耗的能量越多
C．熱機的效率越高說明做功越快
D．熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的
16．如圖所示，材質均勻的弧形軌道固定在水平平面，將小球置于軌道的頂端A點，小球具有的機械能為100 J。讓小球從A點由靜止開始滾動，到右側所能達到的最高位置B點時，具有的機械能為80 J，隨即小球向左側滾動，當滾動到左側所能達到的最高位置時，此過程中小球克服摩擦做的功可能是(不計空氣阻力)( A )
A．10 J B．20 J
C．60 J D．70 J
17．點燃孔明燈底部的蠟燭后，它就會自動升空。關于這一過程，下列說法不正確的是( B )
A．孔明燈內的空氣吸收熱量，溫度升高 B．孔明燈自動升空不遵循能量守恒定律
C．孔明燈上升過程中將內能轉化為機械能 D．孔明燈升空和熱機工作原理相同
三、實驗題(第18題4分，第19題4分，第20題8分，共16分)
18．小華想估測薯片的熱值，進行了如下實驗。
(1)小華組裝的實驗裝置如圖所示，他在器材安裝中的一處錯誤是　溫度計的玻璃泡碰到了燒杯底　。
(2)本實驗中，燃料完全燃燒放出熱量的多少是通過　溫度計的示數　來反映的。
(3)小華測出薯片的質量后，根據Q放＝Q吸和Q放＝mq，算出薯片的熱值比實際值小得多，原因是　薯片燃燒放出的熱量不能完全被水吸收　。
19．小明在家里的陽臺上向外觀望，發現樓下的車越來越多了。小明爸爸說，以前幾乎看不到幾輛車，近年來，汽車逐步走進了普通百姓的家庭。小明想原來汽車這么平凡而又重要的交通工具，是這幾年才漸漸多了起來，他利用初中所學內容去研究汽油機的工作，如圖所示：
(1)如圖甲所示，汽油機一個工作循環包括四個沖程，這四個沖程的順序是　BADC　(對圖甲A、B、C、D重新排序)。
(2)一臺單缸四沖程汽油機，飛輪的轉速為1 800 r/min，該汽油機每分鐘做功　900　次，D圖所示的汽油機沖程是通過　做功　的方式改變燃氣內能的。
(3)圖乙所示為某汽油機的能流圖，若E＝1 000 J，E1＝350 J，E2＝250 J，E3＝300 J，E4＝100 J，則該汽油機的效率為η＝　25%　。
20．為比較酒精和汽油的熱值大小，小明制定了以下實驗方案：
(1)取質量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精燈和汽油燈。
(2)兩燈同時點燃后分別給兩杯質量　相同　(選填“相同”或“不同”)和初溫相同的水加熱。
(3)通過觀察水溫的變化，由此判斷兩種燃料熱值的大小。
請根據上面的設計方案回答：
①當兩燈的燃料完全燃燒完后，甲裝置中溫度計讀數是80 ℃，而乙裝置中溫度計的讀數是90 ℃，由此判斷　汽油　的熱值比較大。
②根據Q吸＝cm水(t－t0)計算出水吸收的熱量，然后利用這個熱量計算出汽油的熱值，發現結果與資料中給出的汽油熱值相比　偏小　(選填“偏大”或“偏小”)了，結合裝置圖，分析原因：　燒杯沒有加蓋，在進行熱傳遞時，有部分內能直接散失(答案合理即可)　。
③實驗中燃料燃燒放出的熱量，通過　熱傳遞　的方式使水的內能增大。
四、計算題(第21題5分，第22題7分，第23題8分，共20分；解答要有必要的公式和過程，只有最后答案的不能得分)
21．已知天然氣的熱值為3.8×107 J/m3，水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)。求：
(1)完全燃燒1.4×10－2 m3天然氣放出多少熱量？
(2)若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將質量為3.8 kg、初溫為25 ℃的水加熱到多少攝氏度？(當地的大氣壓強為1個標準大氣壓)
解：(1)完全燃燒1.4×10－2 m3天然氣放出的熱量Q放＝Vq＝1.4×10－2 m3×3.8×107 J/m3＝5.32×105 J。
(2)由η＝×100%可得，水吸收的熱量Q吸＝ηQ放＝60%×5.32×105 J＝3.192×105 J，由Q吸＝cmΔt可得，水升高的溫度Δt＝＝20 ℃，則水的末溫度t＝t0＋Δt＝25 ℃＋20 ℃＝45 ℃。
22．一輛燃油汽車沿平直公路勻速行駛了108 km，所用時間為1 h，消耗汽油10 kg，汽車在行駛過程中所受阻力恒為1 380 N(汽油的熱值q汽油＝4.6×107 J/kg)。求：
(1)汽車行駛的速度。
(2)牽引力的功率。
(3)汽車發動機的效率。
解：(1)汽車行駛的速度v＝＝108 km/h。
(2)汽車沿平直公路勻速行駛，受力平衡，根據二力平衡條件可知，牽引力F＝f＝1 380 N，牽引力做的功W＝Fs＝1 380 N×108×103 m＝1.490 4×108 J，牽引力的功率P＝＝41 400 W。
(3)消耗的汽油完全燃燒放出的熱量Q放＝mq汽油＝10 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×108 J，汽車發動機的效率η＝×100%＝×100% ＝32.4%。
23．國產055新型導彈驅逐艦的服役，使中國海軍的裝備又一次得到提升。該型號驅逐艦滿載時質量為1.25×104 t，在海面上以恒定功率做直線運動，其牽引力F隨時間t的變化關系如圖甲所示，其運動速度v隨時間t的關系如圖乙所示。(ρ柴油＝0.85×103 kg/m3，q柴油＝4.0×107 J/kg，1 L＝1 dm3，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
(1)該驅逐艦在34~44 s內行駛的路程。
(2)該驅逐艦在水下5 m處有一面積為200 cm2的觀察窗口，求該窗口受到水的壓力大小。
(3)求該驅逐艦滿載時在勻速直線航行的過程中所受浮力的大小。
(4)求該驅逐艦在0~34 s內完全燃燒12.5 L柴油的過程中發動機的效率。
解：(1)由題圖乙可知，該驅逐艦在34~44 s做勻速直線運動，速度為5 m/s，則該驅逐艦在34~44 s內行駛的路程s＝vt＝(44 s－34 s)×5 m/s＝50 m。
(2)驅逐艦在水下5 m深處時，h＝5 m，此時觀察窗口所受海水的壓強p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5 m＝5×104 Pa。觀察窗口的面積S＝200 cm2＝0.02 m2，由壓強公式p＝變形得，觀察窗口所受壓力F＝pS＝5×104 Pa×0.02 m2＝1 000 N。
(3)由題意可知，驅逐艦的排水量為1.25×104 t＝1.25×107 kg，根據阿基米德原理，該艦滿載時靜止在水面上受到的浮力F浮＝G排＝mg＝1.25×107 kg×10 N/kg＝1.25×108 N。
(4)柴油的質量m＝ρV＝0.85×103 kg/m3×12.5×10－3 m3＝10.625 kg，柴油完全燃燒放出的熱量Q放＝mq＝10.625 kg×4.0×107 J/kg＝4.25×108 J，由題圖可知，F＝1×106 N時，v＝5 m/s，所以發動機的恒定功率P＝Fv＝1×106 N×5 m/s＝5×106 W，驅逐艦在0~34 s內做的有用功W有＝Pt＝5×106 W×34 s＝1.7×108 J，發動機的效率η＝×100%＝×100%＝40%。

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