专题145 内能的利用单元测试解析版Word文件下载.docx
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A.燃料燃烧越充分,它的热值就越大
B.内燃机用水做冷却液,是因为水的比热容较大
C.敲击大小不同的编钟,发出声音的音色不同
D.在闹市区安装噪声监测装置,可以减弱噪声
【答案】B
【解析】A.燃料的热值是某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比,与实际燃烧情况无关,
故该选项不符合题意;
B.水的比热容比较大,等质量物质在升高相同温度时,水吸收的热量多,适合作为内燃
机的冷却液,该选项符合题意;
C.敲击大小不同的编钟,是音调不同,相同乐器发出的声音的音色相同,该选项不符合题意;
D.噪声监测装置只能监测噪声等级,不能减弱,该选项不符合题意;
4.(2019云南昆明)如图是汽油机工作的四个冲程,其中表示排气冲程的是()
ABCD
【解析】A.两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,故A不符合题意;
B.进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程,故B不符合题意;
C.排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程,故C符合题意;
D.两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,火花塞喷出电火花,是做功冲程,故D不符合题意。
5.(2019四川广安)下列关于能量的说法中,正确的是( )
A.洗衣机工作时是将机械能转化为电能
B.电水壶工作时是将内能转化为电能
C.用热水泡脚,身体会感觉暖和,说明内能可以转移
D.能量无论是转化还是转移,能量总和会逐渐减少
【解析】A选项中,洗衣机工作时,消耗电能,产生机械能,故是将电能转化为机械能的过程,故A错误;
B选项中,电水壶工作时消耗电能,产生内能,故是将电能转化为内能的过程,故B错误;
C选项中,用热水泡脚,内能从热水传递到脚,身体的内能会增加,会感觉暖和,说明内能可以转移,故C正确;
D选项中,根据能量守恒知,能量在转化和转移的过程中,能量的总量会保持不变,故D错误。
6.(2019无锡市)如图所示,用电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体,能将盒盖喷出很远。
此过程中的能量转化方式与汽油机的哪一个冲程相似()
A.压缩冲程B.吸气冲程C.排气冲程D.做功冲程
【答案】D
【解析】按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功,消耗燃气的内能,变成盒盖的机械能,故是将内能转化为机械能的过程;
四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能。
7.(2019四川泸州市)西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭,于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。
下列说法中正确的是( )
A.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大
B.火箭升空过程中,燃料燃烧将机械能转化为化学能
C.北斗导航卫星加速升空过程中,其动能和重力势能均增大
D.北斗导航卫星加速升空过程中,其惯性增大
【解析】A选项中,发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料,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A错误;
B选项中,火箭升空的过程中,燃料燃烧释放出的内能转化为机械能,故B错误;
C选项中,北斗导航卫星加速升空的过程中,速度增大,高度增大,因此动能和重力势能都增大,机械能的总量也增大,故C正确;
D选项中,北斗导航卫星加速升空过程中,其质量不变,惯性不变,故D错误。
8.(2019上海市)四冲程柴油机在工作过程中,将内能转化为机械能的冲程是( )
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
【解析】在四冲程汽油机的工作过程,四冲程汽油机工作过程中,有两次能的转化,其中压缩冲程把机械能转化为内能,做功冲程把内能转化为机械能,因此本题选C。
9.(2019山东泰安)某载重汽车自重12t,车轮与地面的总接触面积为0.5m2,汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,柴油发动机的功率为210kW,每行驶43s消耗柴油700g,柴油的热值为4.3×
107J/kg。
下列说法中( )
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×
109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×
104N
④若公路所能承受的最大压强为8×
105Pa,汽车最多能装载40t的货物
A.只有①②正确B.只有③④正确C.只有①③正确D.只有②③正确
【解析】①完全燃烧700g干木柴放出的热量:
Q放=m柴油q=0.7kg×
4.3×
107J/kg=3.01×
107J,故①错误;
②柴油发动机做功:
W=Pt=210×
103W×
43s=9.03×
106J,柴油发动机的效率:
η=
×
100%=
100%=30%,故②正确;
③汽车速度:
v=72km/h=72×
m/s=20m/s,由P=
=
=Fv得,汽车的牵引力:
F=
=1.05×
104N,故③正确;
④由p=
得,公路所能承受的最大压力:
F=pS=8×
105Pa×
0.5m2=4×
105N,汽车与货物的质量之和:
m总=
=4×
104kg=40t,汽车最多能装载货物质量:
m=m总﹣m车=40t﹣12t=28t,故④错误。
综上,①④错误,②③正确。
10.(2019湖北宜昌市)前段时间,“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点,该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气,通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高,目前仍处在试验阶段),但被曲解为“加水就能跑”。
下列对该事件的看法错误的是( )
A.氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B.水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量
C.对于热点事件要遵从科学原理,不能盲从更不能以讹传讹
D.该车行驶的能量最终来源于水,水是一种能源
【答案】D
【解析】A选项中,氢燃料电池是将氢气的化学能最终转化为电能,再用来驱动汽车的,故A正确;
B选项中,根据能量守恒定律,水解技术制取氢气的过程一定要消耗其它能量,故B正确;
C选项中,由科学常识可知,对于热点事件要遵从科学原理,不能盲从更不能以讹传讹,故C正确;
D选项中,该车行驶的能量最终来源于用水制出的氢气,但不能直接说水是这里的能源,故D错误。
二、填空(每空2分共2×
20=40分)
11.(2019天津市)如图是某四冲程汽油机的______冲程,在此冲程中内能转化为______能。
【答案】做功;
机械。
【解析】由图可知,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,因此是做功冲程;
汽油机的做功冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。
12.(2019山东菏泽)小明家有辆排量为1.6L的汽车,行驶100km油耗为5KG、汽油的热值为4.2×
若这些汽油完全燃烧。
可放出J的热量。
燃油汽车产生的对环境会造成污染。
【答案】2.3×
108废气和噪声
【解析】汽油完全燃烧可放出的热量是:
13.(2019铜仁市)一台四冲程汽油机在一个工作循环中,把内能转化为机械能的冲程是冲程。
汽油机用水作为冷却剂,这是利用了水的性质。
【答案】做功,比热容较大.。
【解析】四冲程汽油机的四个冲程中,只有做功冲程是把内能转化为机械能。
因为水的比热容大,吸收同样的热量,升高的温度小,散热效果好。
所以汽油机用水作为冷却剂。
14.(2019四川德阳市)用天燃气烧水,水烧沸腾时,壶盖不断向上跳动,此过程中能量转化与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相同;
在标准大气压下用天燃气把3kg的水从20℃加热至刚沸腾时,水吸收了______J的热量。
[c水=4.2×
103J/(kg℃)]
【答案】做功
1.008×
106
【解析】
(1)水烧开以后,水蒸气膨胀对壶盖做功,把壶盖顶起来,将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,这与汽油机的做功冲程的能量转化相同,在汽油机的做功冲程中,是将燃气的内能转化为活塞的机械能;
(2)在标准大气压下水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,
水吸收的热量为:
Q吸=c水m水△t=4.2×
103J/(kg℃)×
3kg×
(100℃-20℃)=1.008×
106J。
【答案】2;
50;
酒精没有完全燃烧。
(1)根据Q=qm,在热值一定的情况下,燃料完全燃烧释放的热量跟其质量成正比,所以完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的2倍;
设0.7g酒精完全燃烧放出的热量为Q1,吸收热量的液体A的质量为m1,升高的温度为△t1,则有
①;
设完全燃烧1.4g酒精放出的热量为Q2,吸收热量液体A的质量为m2,则有
②;
由题意及上面分析知,Q2=2Q1,m2=2m1,则②:
①即
得
即
。
(2)实际燃烧1.4g酒精,液体A升高的温度小于△t,原因可能有:
酒精没有完全燃烧、酒精燃烧放出的热量没有全部被液体吸收、液体A边吸收热量边蒸发带走了热量等。
15.(2019无锡市)用煤气灶将质量为4kg的水从25℃加热到50℃,水吸收的热量为________J,若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量,则需要完全燃烧________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】
(1).4.2×
105;
(2).0.01kg.
【详解】水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×
103J/(kg•℃)×
4kg×
(50℃-25℃)=4.2×
105J;
水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量,Q吸=Q放=4.2×
由Q放=mq可得,煤气质量m=
=0.01kg。
16.(2019扬州市)如图所示是汽油机的_________冲程。
在压缩冲程中,是通过_________方式增加燃气的内能。
汽油机的转速为3000r/min,则ls内汽油机对外做功_________次。
【答案】
(1).做功
(2).做功(3).25
进气口、出气口关闭,活塞向下,为做功冲程;
压缩冲程时通过做功的方式增加其他内能;
3000r/min则每秒钟转50转,一个完整的过程包含四冲程两转一对外做功,则可知对外做功25次。
17.(2019年四川攀枝花)我国在南海海底开采出的天然气水合物,俗称“可燃冰”,1m3可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气。
居民使用天然气烧水是利用 (填“热传递”或“做功”)的方式改变水的内能。
天然气热值为1.9×
107J/m3,完全燃烧50m3的天然气释放的热量为 J。
【答案】热传递;
9.5×
108。
【解析】居民使用天然气烧水是通过热传递的方式改变了水的内能;
完全燃烧50m3的天然气释放的热量:
Q放=Vq=50m3×
1.9×
107J/m3=9.5×
108J。
18.(2019广西北部湾经济区)汽车的发动机常用水作为降温的物质,这是因为水的_________较大的缘故。
汽油的热值是4.6×
107J/kg,1kg汽油完全燃烧放出的热量是___________J。
目前热机的效率还比较低,在热机的能量损失中,_______带走的能量最多,设法利用这部分能量,是提高燃料利用率的重要措施。
【答案】比热容;
4.6×
107;
废气。
【解析】汽车的发动机常用水作为降温的物质,是因为水的比热容较大的缘故;
1kg汽油完全燃烧放出的热量是Q=qm=4.6×
107J/kg×
1kg=4.6×
107J;
热机的能量损失中,废气带走的能量最多。
19.(2019荆门市)为了保护环境,我们应大力提倡使用清洁能源。
现要将20kg的水从16℃加热到50℃,如果使用效率为85%的电热水器,需要耗电kW·
h;
如果使用热效率为80%的天然气热水器,需要消耗m3天然气。
已知水的比热容为4.2×
℃),天然气的热值为3.2×
107J/m3(结果均保留到小数点后2位)。
【答案】0.93 ;
0.11。
【解析】水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×
20kg×
(50℃-16℃)=2.856×
106J,消耗的电能:
W=
=
=3.36×
106J≈0.93kW•h;
需要消耗的天然气体积为:
V=
≈0.11m3。
三、实验(共6分)
20.(2019山东德州)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,烧杯中加入200g的水,测得初始温度为45℃.如图所示,用酒精灯加热一段时间后温度计的示数为 ℃,则水吸收的热量为 J,这些热量相当于完全燃烧 g酒精放出的热量。
(水的比热容c水=4.2×
103J/(kg℃),酒精热值q=3.0×
107J/kg)
【答案】95;
4.2×
104;
1.4。
(1)由图可知,温度计的分度值为1℃,示数为95℃;
(2)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×
0.2kg×
(95℃﹣45℃)=4.2×
104J。
(3)由题知,Q放=Q吸=4.2×
104J,
由Q放=mq得,需要完全燃烧酒精的质量:
m′=0.0014kg=1.4g。
四、计算题(第21题12分,第22题12分)
21.(2019孝感)一辆厢式小货车某次运货,满载后总质量是5.0×
103kg,在平直的公路上匀速行驶100km,耗油10kg,货车受到的阻力是总重力的0.05倍,发动机的牵引功率是50kW(油的热值是5.0×
107J/kg,g=10N/kg),求:
(1)货年受到的牵引力;
(2)货车匀速行驶的速度;
(3)货车发动机的效率。
【答案】
(1)2500N;
(2)20m/s;
50%
(1)因为货车匀速行驶,二力平衡,所以;
(2)货车匀速行驶的速度:
;
(3)货车发动机的效率:
22.(2019山东聊城市)2019年5月6日,聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。
氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是22世纪最理想的能源,[c氢=4.2×
107J/(kg℃);
q氢=1.4×
108J/kg)求:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全部被质量为200kg,温度为15℃的水吸收,则水升高的温度;
(3)某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶,如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等,则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
(1)0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q=mq=0.3kg×
1.4×
108J/kg=4.2×
Q吸=Q放=4.2×
107J,
由Q吸=cm△t得水升高温度:
△t=
=50℃;
(3)公交车所做的功:
W=Q放=4.2×
由P=
得公交车行驶时间:
t=
=300s。
答:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×
107J热量;
(2)若这些热量全部被质量为200kg,温度为15℃的水吸收,则水升高50℃;
(3)这些热量能让该公交车匀速行驶300s。