热机内能的利用章末测试.docx
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热机内能的利用章末测试
热机、内能的利用章末测试
编稿：
蔡文婷 审稿：
张焕焕 责编：
李井军
热机、内能的利用
教学目标：
1、知识与技能
①通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功；
②了解四冲程汽油机的基本结构和工作原理；
③了解燃料的热值和热机的效率。
2、过程与方法
①通过演示实验提高学生观察和分析问题的能力；
②引导学生理论联系实际，利用物理知识分析实际问题。
3、情感态度与价值观
提高科技意识、环保意识。
知识要点：
（一）内能的获得──燃料的燃烧
燃料燃烧：
化学能转化为内能。
（二）热值
1．定义：
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2．单位：
J/kg。
3．关于热值的理解：
①对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。
1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。
某种燃料：
说明热值与燃料的种类有关。
完全燃烧：
表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
4．公式：
Q＝mq（q为热值）。
5．酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：
1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：
1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
6．火箭常用液态氢做燃料，是因为：
液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。
7．炉子的效率：
①定义：
炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
②公式：
η=Q有效/Q完全
实际中，常利用Q吸＝Q放,即cm（t-t0）=ηqm′联合解题。
（三）内能的利用
1．内能的利用方式：
⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。
⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。
2．热机：
定义：
利用燃料的燃烧来做功的装置。
能的转化：
内能转化为机械能。
3．内燃机：
将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。
它主要有汽油机和柴油机。
4．内燃机大概的工作过程：
内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。
另外压缩冲程将机械能转化为内能。
5．热机的效率：
热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式：
η=W有用/Q完全=W有用/qm。
提高热机效率的途径：
使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
6．汽油机和柴油机的比较：
汽油机
柴油机
不
同
点
构造：
顶部有一个火花塞
顶部有一个喷油嘴
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合气体
吸入空气
点燃方式
点燃式
压燃式
效率
低
高
应用
小型汽车、摩托车
载重汽车、大型拖拉机
相同点
冲程：
活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。
一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。
（四）能量守恒
1．自然界存在着多种形式的能量。
尽管各种能量我们还没有系统地学习，但在日常生活中我们也有所了解，如跟电现象相联系的电能，跟光现象有关的光能，跟原子核的变化有关的核能，跟化学反应有关的化学能等。
2．在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。
在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。
运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。
在这种转移的过程中能量形式没有变。
3．在自然界中能量的转化也是普遍存在的。
小朋友滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。
4．能量守恒定律：
能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
根据能量守恒定律，永动机是不可能实现的。
例题解析
1：
如图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向。
请你结合气门的位置做出判断，其正确的工作顺序是
A．甲、丁、乙、丙
B．乙、丙、丁、甲
C．丙、甲、乙、丁
D．丁、甲、丙、乙
解析：
吸气冲程进气门打开，活塞向下运动；压缩冲程，气门关闭，活塞向上运动；做功冲程，气门关闭，活塞向下运动；排气冲程，排气门打开，活塞向上运动。
答案：
D
2：
汽油机在压缩冲程中，有关汽缸中的燃料混合物的下列说法中错误的是
A.气体的热量增多
B.气体的密度变大
C.气体的温度升高
D.气体的内能增多
解析：
压缩气体做功，气体内能增加，温度升高；气体质量不变，体积减小，所以密度增加；热量是热传递过程中传递内能的多少，只有热传递过程才有热量。
答案：
A
3：
下列说法正确的是
A.四冲程汽油机在做功冲程中，是将内能转化为机械能
B.四冲程汽油机在压缩冲程中，是将内能转化为机械能
C.人类钻木取火的过程是将内能转化为机械能
D.水被烧开时，壶盖被水蒸气顶起，这个过程是将机械能转化为内能
解析：
B选项压缩冲程将机械能转化为内能；C选项钻木取火将机械能转化为内能；D选项水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。
答案：
A
4：
下列关于能量转化的说法中，正确的是
A．电风扇工作时，内能转化为机械能
B．风力发电机发电时，风能转化为机械能
C．壶中水沸腾时，壶盖不停地跳动，内能转化为机械能
D．用砂轮磨刀时，刀的温度升高了，内能转化为机械能
解析：
A选项是将电能转化为机械能；B选项是将风能转化为电能；D选项是将机械能转化为内能。
答案：
C
5：
关于燃料的热值，以下说法正确的是
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料，热值一定大
C.煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的
解析：
热值是物质的一种特性。
答案：
D
6：
汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧5kg汽油所产生的热量____________J。
解析：
Q=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J
答案：
2.3×108
章节复习题
（一）．单项选择题
1、下面四幅图中，改变物体内能的方式与其它三个不同的是
A．双手摩擦能发热 B．烧水时水温升高 C．锯木材锯子发烫 D．钻木取火
2、现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有
A．较大的比热 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较高的凝固点
3、在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是
4、如图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向
。
请你结合气门的位置做出判断，其正确的工作顺序是
A．甲、丁、乙、丙
B．乙、丙、丁、甲
C．丙、甲、乙、丁
D．乙、甲、丙、丁
5、由Q＝cm（t－to）可得c＝
，关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是
A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍
B．若质量增大一倍，则比热容减至一半
C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍
D．无论质量多大，比热容都一样
6、关于燃料的热值，以下说法正确的是
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料，热值一定大
C.煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.0.8g汽油和180kg汽油，它们的热值是一样的
7、小明从下表提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是
几种物质的比热容[J/（kg·℃）]
水4.2×103
干泥土0.84×103
酒精2.4×103
铜0.39×103
冰2.1×103
铝0.88×103
水银0.14×103
铅0.13×103
A、汽车发动机用水来冷却效果好
B、液体的比热容要比固体的比热容大
C、同种物质在不同的状态下比热容不同
D、质量相同的铜和铅，升高相同的温度，铜吸热多
8、对能源的认识正确的是
A、自然界的能源是守恒的，永不枯竭
B、太阳的能量给地球带来了云、雨、风浪
C、自然界可以长期为人类提供煤、石油、天然气等可再生能源
D、剧烈的核反应会发生强烈的爆炸，人类无法利用核能
9、汽油机在压缩冲程中，有关汽缸中的燃料混合物的下列说法中错误的是
A.气体的内能增多 B.气体的密度变大
C.气体的温度升高 D.气体的热量增多
10、关于温度，热传递和热量，下列说法中正确的是
A．温度高的物体具有的热量多
B．温度低的物体含有的热量少
C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体
D．热总是从热量多的物体传递到热量少的物体
11、关于热量、内能、温度间的关系，下列说法中，正确的是
A．物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加
B．物体温度升高了，它的内能一定增加，一定吸收了热量
C．物体内能增加了，它一定吸收了热量，温度一定升高
D．物体吸收了热量，它的内能一定增加，温度可能升高
12、下列说法正确的是
A.高温物体放热，温度一定降低，内能一定减小
B.热传递实质是内能从高温物体传到低温物体，或者从物体的高温部分传到低温部分
C.质量相同，温度降低一样的两个物体放出的热量是一样的
D.物体吸热时，温度不一定升高，内能就不一定增大
13、质量相等的两块不同的金属，同时从沸水中取出来，并放在足量的冰中，经过相同的时间后，能使冰熔化多的那块金属具有
A．较大的密度 B．较大的比热容
C．较大的体积 D．较高的温度
14、质量和温度相等的铁块和水，它们放出相等的热量之后，把铁块放入水中，则
A.它们之间没有热传递 B.热量从铁传向水
C.热量从水传向铁 D.无法判断
15、铜的比热容是铅的比热容的3倍，要使20g铅升高24℃时需要的热量，可使10g铜温度升高
A．16℃ B．4℃ C．8℃ D．12℃
16、甲乙两杯中分别盛有80℃和25℃的质量相等的水，现在将一温度为25℃的铜块投入甲杯中足够长的时间，取出后再投入乙杯中，经过足够长的时间后，如果不计热量的损失，则两杯水的温度变化大小关系是
A．甲杯中的水温度变化大 B．乙杯中的水温度变化大
C．两杯中的水温度变化一样大 D．条件不足，无法判断
二．多项选择题（下列各小题有两个或三个选项符合题意）
17、下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是
A．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
B．闭合开关后，灯泡发光
C．烧红的铁块温度逐渐降低
D．给电动自行车的蓄电池充电
18、下面是某同学“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是
A．物体内部分子之间的引力和斥力总是大小相等
B．扩散现象表明，一切物体的分子都在不停地做无规则的运动
C．物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能
D．在热传递过程中，传递的能量的多少叫做热量
19、一个物体的温度升高了，说明
A．这个物体一定吸收了热量
B．外界一定对这个物体做了功
C．这个物体的内能一定增加
D．这个物体内部分子的运动一定加剧
20、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是
A．温度高的物体一定比温度低的物体放出的热量多
B．物体温度升高，可能是从外界吸收了热量
C．物体温度升高，它的内能一定增大
D．物体的温度越高，所含的热量越多
21、下列说法中正确的是
A．一桶水的比热容比一杯水的比热容大
B．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，机械能转化为内能
C．用锯条锯木板时，锯条发热，锯条的内能增加
D．糖放入水中，过一段时间后整杯水都变甜了，表明分子在不停地做无规则运动
三．填空题
22、把两块表面很平且干净的铅压紧，两块铅就结合在一起，甚至下面吊一个重物都不能把它拉开，这一现象说明分子间____________。
23、寒风凛冽，图中的女孩和男孩分别用哈气和搓手的方法来暖手，这是分别用_______和_______的方式改变内能。
24、下面四句话里“热”字表示什么物理量（选填“温度”“内能”或“热量”）
①天气真热____________②摩擦生热_________
③物体放热____________④电炉很热_________
25、沿海城市昼夜温差较小，是因为______；洗完海澡上岸后被风一吹感到较冷是因为______。
（选填“蒸发吸热”或“水的比热容大”）
26、汽油的热值是4.6×107J/kg，现有汽油500g，若完全燃烧放出的热量为____________J。
27、有下列各种能源：
A、天然气B、汽油C、石油D、核能E、地热能F、电能G、太阳能H、潮汐能。
其中属于属于二次能源的有____________。
28、在加热条件完全相同的条件下，甲、乙、丙三种物质的熔化图象如图所示，由图可知：
这三种物质中，______两种物质可能是同种自种物质，其中__________的质量一定较大。
29、如图所示的是甲、乙两种质量相等的非燃料液体吸收的热量与温度变化情况的图象，根据图象中提供的信息，可以判断出哪种液体的比热容较大，如果要你在甲、乙两种液体中选择一种作为汽车的冷却液，你认为选择____________液体更好。
30、现有煤油500g，如果用掉了其中一半，剩余的煤油跟原来相比，热值、内能和比热容发生了变化的是_____________。
31、热机是将内能转化成 能的机器。
柴油机是工农业生产中常用的热机。
已知某型号柴油机的效率为η，柴油的热值为q。
将质量为m的柴油完全燃烧，能放出的热量Q＝____________，热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功W=____________。
四．实验探究题
32、如图所示，一个大口的厚玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，通过塞子的孔往瓶内打气到一定的时候瓶塞会跳起。
瓶塞跳起时可以观察到瓶内有____________的现象，说明当瓶内气体把塞子推出时做功，瓶内气体的内能___________，从而温度_____________。
33、为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如图所示的实验：
在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：
（１）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_____________。
（２）分析下表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热
量_____________（大于／小于）沙子吸收的热量。
质量/g
温度升高10℃所需要的时间/s
温度升高20℃所需要的时间/s
温度升高30℃所需要的时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
（３）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， （沙子／水）升高的温度更高，_________的吸热本领大。
五．计算题
34、小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上，现需要将初温为10℃、质量为80kg的水加热到60℃，则这些水需要吸收多少热量？
c水=4.2×103J/（kg·℃）
参考答案
一．单项选择题
1.B
2.C
3.A
解析：
B选项内能转化为机械能，C选项电能转化为内能，D选项内能转化为机械能。
4.D
5.D
解析：
比热容是物质的一种属性，它不随质量的变化而变化，也不随吸收热量的多少而变化。
6.D
解析：
同种物质的热值是一定的。
7.B
8.B
解析：
A选项自然界的能量守恒，但能源是可以枯竭的。
9.D
10.C
解析：
A、B选项“热量”不能说“具有”或“含有”。
11.D
解析：
A选项物体吸收热量温度不一定升高，如发生物态变化时；B和C选项物体内能增加不一定吸收了热量，可能是外界对它做功。
12.B
解析：
A选项物体放热温度不一定降低，如发生物态变化。
13.B
解析：
能使冰熔化更多的金属放出的热量多，所以，降低相同的温度，放出热量多的物体比热容大。
14.C
解析：
水的比热容大，放出相等的热量温度降低更少，所以水的温度比铁块高，热量从水传到铁。
15.A
16.A
解析：
将铜块放入80℃的水中，得：
Q水放=Q铜吸
c水m水△t水1=c铜m铜△t铜1
将铜块取出后放入25℃的水中，得：
Q水吸=Q铜放
c水m水△t水2=c铜m铜△t铜2
∵△t铜1＞△t铜2
∴△t水1＞△t水2
二．多项选择题
17.AC
18.BCD
19.CD
20.BC
解析：
D选项“热量”不能说“含有”。
21.CD
三．填空题
22.存在引力
23.热传递，做功
24.①温度，②内能，③热量，④温度
25.水的比热容大，蒸发吸热
26.2.3×107J
27.BF
28.甲、乙，乙
29.乙
30.内能
31.机械能，mq，ηmq
四．实验探究题
32.白雾生成，减小，降低
33.⑴吸收热量的多少，⑵大于，⑶沙子，水
五．计算题
34.解：
Q吸=c水m（t-t0）
=4.2×103J/（kg·℃）×80kg×（60℃-10℃）
=1.68×107J
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