第十四章 内能的利用单元练习题(含详细答案)

第十四章内能的利用一、单选题1.我国大多数家庭烧水做饭所需内能是通过燃料燃烧获得的．三明市计划将煤气改为天然气，如改造工程完成后，可以节省烧水做饭时间，这是因为天然气与煤气相比()A．比热容高B．密度大C．热值高D．污染小2.我们平时在买煤球时，总要问一下这种煤“耐不耐烧”，这里所说的“耐”在物理学上是指煤的() A．内能B．比热容C．热值D．热量3.少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量的中()A．热值B．比热容C．温度D．质量4.下列关于热值说法正确的是()A．燃料燃烧越充分热值越大B． 2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大C． 1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/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5.如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是()A．qA＜qBB．qA＝qBC．qA＞qBD．无法比较6.某机器工作时的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是()A．热机B．电动机C．电热水器D．发电机7.如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是()A．自行车B．轮船C．卡车D．飞机二、填空题8.如图所示是太阳能LED照明路灯，它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成．LED是一种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成________能，水利发电站是将________能直接转化成________能．9.普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为________能．发光二极管(LED)的发光原理是电能直接转化为光能，几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为________能的效率，成为科技创新的重要领域之一．10.如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联系到内燃机，请你用连线反映他的联想创新的思维过程．11.在我国西藏高原，有一个羊八井地热区，地热电厂担负着拉萨市一部分电力供应．工作流程如图所示，经过地下井→汽轮机→发电机，其能量转化过程是：将内能转化为________能再转化为________能．12.能源利用的实质是能量的转化或转移，在此过程中能量的总量是________(填“逐渐减少”、“保持不变”或“逐渐增加”)．因为能量的转化或转移具有________性，所以，所以，人类可利用的能量不断减少，因此，开发利用新能源是当务之急．太阳能是一种新能源，它属于________(可再生/不可再生)能源．13.汽油机完成一个工作循环，活塞经历四个冲程，分别为________、________、________、________，一个工作循环中，曲轴旋转________圈，活塞往复________次，对外做功________次．14.中华艺术“烙画”相传源于秦朝，即用火烧铁杆(现代发展为电烙铁)在物体上熨出烙痕作画．电烙铁通电升温的过程是能的________过程，“画布”升温的过程是能的________过程．(均选填“转化”或“转移”)．三、实验题15.比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧．(1)小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整．(2)实验后小明根据实验数据利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的热量，结合“10 g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，算出的酒精热值是否可靠，请说明理由__________.16.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了如表的数据：(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；(2)从表中的数据可以得到，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________．(3)从表中的数据可以得到，对于不同的燃料，燃料的热值一般情况下是________．17.为比较酒精和汽油热值的大小，小小制定了以下实验方案：(1)取质量相同的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯．(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量也相同)如图所示(3)通过观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小．请根据小小的设计方案回答：①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.由此判断________的热值比较大．②实验中燃料燃烧放出的热量，通过________方式使水的内能增大．③根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比________(选填：“偏大”或“偏小”)．结合装置图，分析原因：________.(只写出一个即可)四、计算题18.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10 kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6 min内完全燃烧了0.2 kg的煤，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107J/kg.求：(1)煤完全燃烧产生的热量；(2)经过6 min时间加热，水所吸收的热量；(3)煤炉烧水时的热效率．19.一辆小汽车以108 km/h的速度在水平路面上匀速行驶了6.9 min，已知汽车的质量是1400 kg，汽车受到的阻力是汽车重力的0.05倍，汽车在这段时间内消耗了0.63 kg汽油，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，g取10 N/kg，试求汽车发动机的：(1)牵引力；(2)功率；(3)效率．五、阅读理解题20.阅读短文，回答文后的问题．发动机是汽车得动力源．汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程．汽油机的性能和汽缸排量有关．汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)．实际汽车往往采用多缸发动机．如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4)，通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上．各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程．(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为________能．(2)若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为________(用字母表示)．(3)四缸发动机中2号汽缸在做功冲程时，3号汽缸所处的冲程是()A．吸 B．压缩C．做功 D．排气(4)写出一个四缸发动机的优点： ___________________________________________.21.题文：科学家发现某种合金具有“形状记忆功能”：如果在较低温度时将它弯曲成某一形状，然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状；那么当降到原来较低温度时，它会自行恢复到低温时的形状．现用它制成如图所示的装置：在可绕圆心O转动的均匀轻质圆盘上安装了一个用形状记忆合金做成的螺旋圈，它们在温度低时收紧、在温度高时放松．实验表明：当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时，只要给圆盘一个起始转动的力，圆盘就能克服摩擦和水的阻力连续转动起来.(1)上述装置能否看做是一个“永动机”？为什么？(2)发挥你的想象力，提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想(参照示例，另举1例).示例：用形状记忆合金制作一个“保险丝”，安装在电器内易发热物体附近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它高温时的形状，断开电路，防止电器过热.设想：(所提的设想应是制作“保险丝”以外的)答案解析1.【答案】C【解析】天然气与煤气相比，其优点之一是天然气的热值较大，完全燃烧相同质量的天然气和煤气，天然气放出的热量多，可以节省烧水做饭时间．2.【答案】C【解析】燃料的好坏取决于燃料热值的大小，因此我们平时所说的煤“耐不耐烧”是指煤的热值大小．3.【答案】A【解析】热值是燃料的一种特性，是指1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多，掺假后煤的热值降低，所以可以用热值来区分．而从比热容、质量、温度无法区分．4.【答案】D【解析】A、B项，燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度、质量都无关，故AB 错误；C项，由于不确定燃料是否完全燃烧，故C错误；D项，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，说法正确．5.【答案】C【解析】根据图象可知，燃烧相同质量A、B两种燃料，A放出的热量大于B放出的热量，qA＞qB.6.【答案】B【解析】如图该机器将一部分电能转化成了机械能，还有一部分电能转化成了内能，A项，热机工作时将内能转化为机械能，故A不符合题意；B项，电动机是将大部分的电能转化为了机械能，还将一少部分电能转化为了内能，故B符合题意；C项，发电机工作时将其它形式的能转化为电能，故C不符合题意；D项，电热水器工作时将电能转化为内能，不产生机械能，故D不符合题意.7.【答案】A【解析】自行车是消耗人的生物质能，转化为自行车的机械能；轮船、卡车、飞机工作时都要使用化石能源作燃料，燃料燃烧时将内能转化为机械能驱使它们运动，所以它们都是使用热机工作的．8.【答案】光水电【解析】太阳能电池板是把太阳转化成电能．LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能．水利发电站是将水能直接转化成电能．9.【答案】内光【解析】因为白炽灯工作时，是将电能转化为光能和内能，因此普通白炽灯正常工作时消耗的电能约有10%的转化为光能，其余90%因发热转化为了内能．发光二极管(LED)的发光原理是电能直接转化为光能，由于发光二极管(LED)几乎不发热，从而减小了电能损失，提高了电能转化为光能的效率，成为科技创新的重要领域之一．10.【答案】【解析】与内燃机对比分析可知，实验中的：玻璃管类似内燃机的坚固汽缸；酒精燃烧类似内燃机的油料燃烧；高温高压水蒸气类似内燃机的高温高压燃气；木塞冲出类似活塞运动做功．11.【答案】机械电【解析】地热发电站发电时，先利用地下井获得地热，将水加热成水蒸气，水蒸气膨胀推动活塞，使汽轮机转动工作，将水蒸气的内能转化为机械能，汽轮机带动发电机工作，将机械能转化为电能；所以整个过程能量的转化是：内能→机械能→电能．12.【答案】保持不变方向性可再生【解析】根据能量守恒定律可知：能量的利用过程，本质是能量的转移或转化过程，在转移或转化过程中，总量是不变的；但能量的转移或转化具有方向性，所以人类可利用的能量不断减少，出现了能源危机；太阳能是一种新能源，具有取之不尽、用之不竭的特点，它属于可再生能源．13.【答案】吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程221【解析】(1)内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程．压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程都是依靠惯性来完成的．(2)一个工作循环包括四个冲程，对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转动2周．14.【答案】转化转移【解析】电烙铁通电升温的过程中，是电流做功，将电能转化为内能，所以属于能量的转化过程；“画布”升温的过程中，能量的形式不变，因此是能的转移过程．15.【答案】(1)①加热后的水温/℃②10 g碎纸片(2)酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收【解析】(1)①需要记录加热前后水的温度，用来计算水吸收的热量；②根据控制变量法的思想，酒精和碎纸片的质量必须相等；(2)酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收，故算出的酒精热值要小于真实值．16.【答案】(1)不同(2)多(3)不同的【解析】(1)由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量是不同的．(2)从表中的数据可以看出，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多．(3)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，即放出热量与质量的比值不变；对于不同的燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比值(即燃料的热值)一般情况下是不同的．17.【答案】①汽油②热传递③偏小烧杯没有加盖，在进行热传递时，有部分内能直接散失了【解析】①当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80 ℃，而乙装置的读数是90 ℃.根据公式Q吸＝cmΔt得，汽油相同情况下汽油放出的热量较多．根据公式Q放＝mq得，q＝，所以汽油的热值大于酒精的热值．②热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程．所以燃料燃烧放出的热量是通过热传递的方式使水的内能增大的．③由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸收，所以根据Q吸＝cm水(t－t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q＝＝计算出的汽油的热值偏小．18.【答案】解：(1)煤完全燃烧产生的热量：Q放＝mq＝0.2 kg×3×107J/kg＝6×106J，(2)由图可知，经过6 min时间加热后水温由20 ℃达到80 ℃，则水吸收的热量：Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃﹣20 ℃)＝2.52×106J；(3)煤炉烧水时的热效率：η＝×100%＝×100%＝42%；答：(1)煤完全燃烧产生的热量为6×106J；。