中考物理总复习第三部分热学专题17 内能的利用练习题基础版含详解.docx
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中考物理总复习第三部分热学专题17内能的利用练习题基础版含详解
专题17：
内能的利用
一、单选题
1．热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开各种热机，热机从根本上改变着我们的世界。
下列相关说法正确的是（ ）
A.热机是把机械能转变为内能的装置
B.四冲程内燃机的一个工作循环对外做功1次
C.使用热值大的燃料可提高热机效率
D.采取有效的措施可以使热机效率达到100%
2．下列说法正确的是（ ）
A．在气体和液体中，流速越大的位置压强越大
B．汽油机工作时，做功冲程是内能转化为机械能
C.“神州八号”发射升空过程中内能全部转化为重力势能
D．电风扇工作时将机械能转化为电能
3．动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行:
第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减至90km/h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km/h开始不断减小直至停止。
关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是（）
A.第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能
B.第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能
C.第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能
D.第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能
4．下列对能量转化的描述不正确的是（）
A．摩擦生热属于机械能转化为内能
B．发电机工作属于电能转化为机械能
C．光合作用属于光能转化为化学能
D．蓄电池充电属于电能转化为化学能
5．汽车里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（ ）
A.汽油机的压缩冲程是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能
B.正确使用安全带是为了利用惯性
C.用水作为汽车发动机的冷却剂，其重要的原因之一是水的比热容较大
D.司机用力踩刹车是通过增大压力来增大摩擦力
6．下列关于热现象的说法，正确的是
A．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
B．0℃的水变成0℃的冰，温度不变，故内能不变
C．集中供暖采用热水循环，是因为水的比热容较大
D．火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢含有的热量多
7．如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。
下列说法中，正确的是（）
甲乙丙丁
A．丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B．丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C．丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D．丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
8．如图所示，用铝壶在天然气灶上烧水的过程中（）
A.水的温度升高时，内能增大
B.烧水通过做功的方式改变水的内能
C.铝的比热容比水小，铝的吸热能力比水强
D.天然气燃烧越充分，热值越大
ABCD
9．下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（ ）
A．物体的内能增大，温度一定升高
B．0℃的冰没有内能
C．燃料的热值和燃料的质量没关系
D．水结冰时要吸收热量
10．如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，软木塞冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．试管中水里面的气泡的气体是空气
B．水蒸气在试管口液化成白色的热空气
C．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
D．能量的转化情况与内燃机压缩冲程相同
二、填空题
11．科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个的一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，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“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率。
为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是______冲程。
12．小刚双手对搓后感觉手上发热，这是通过的方式改变手的内能．汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是冲程，一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则汽油机每秒钟内做功次。
完全燃烧50g的汽油可以放出J的热量。
（汽油的热值为4.6×107J/kg）
13．氢气的热值为1.4（108J／kg，比煤和石油要高出许多，且燃烧造成污染（填“会”或“不会”）．3kg氢气完全燃烧放出的热量是___________J；若这些热量的50％被水吸收，能使_______kg的20℃的水温度升高50℃．已知c水=4.2（103J/（kg·℃）
三、实验题
14．小黄同学对市场上热卖的自发热内衣的宣传产生了质疑。
他认为，能量不能凭空产生，如果内衣发热，其内能一定是通过其它能的转移或转化而来的。
接着在查阅资料发现：
发热内衣的原料是一种特殊纤维材料，当它吸收人体散发的水分时，纤维分子中的亲水基团与水分子结合，水分子的动能降低，同时转换为热能释放出来。
为此小黄设计实验进行验证：
将三块相同的标有发热字样内衣样品烘干后取出放到室内，并将三个测温探头放入三块样品的相同位置，室内温度保持20℃不变。
由于室内空气湿度较大，内衣开始吸湿。
经过半小时的数据记录发现，三块内衣样品的升温幅度最高不超过4℃，半小时平均升温值小于3℃。
请问：
（1）小黄选用三块相同的内衣样品做实验，其目的是_______________________。
（2）样品内衣增加的内能是_____________能转化而来的。
（3）为了进一步探究不同的纤维吸湿发热性能的高低，本实验将如何改进？
__________________________________________________________________________
15．图中的汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利．汽车应用了许多物理知识：
（1）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的________冲程是将内能转化为机械能；
（2）小轿车前方的挡风玻璃是倾斜的，目的是为了使车内物体所成的_______像（选填“实”或“虚”）位于玻璃的上方，不妨碍司机视线；
（3）有的轿车尾部安装一个“气流偏导器”，它是依据在气体中，流速越大的位置压
强的原理，当轿车高速行驶时，如图（选填“甲”或“乙”）安装的偏导器能产生较大的抓地力．
16．一根铁丝，要使其温度升高，既可以放在火焰上烤一烤，也可以用力将其弯折，前者是利用_的方法使其内能增加，后者是利用的方法使其内能增加。
在利用打气筒进行打气时，筒壁会发热，小明认为主要是克服活塞与筒壁之间的摩擦使筒壁内能增加，温度升高；而小红认为主要是活塞压缩里面的空气，空气内能增加，从而使筒壁温度升高的，请你设计一个简单的方法来判断谁的说法是正确的：
四、计算题
17．太阳能是21世纪重点发展的能源之一。
太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。
如图所示的是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S="8"m2，太阳光照射到电池板每1m2面积上辐射功率为P0=1KW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：
（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？
18．如图所示是我国新装配的水陆两用坦克，总质量约为20吨，配备的是柴油发动机，输出功率为400kW，在水中最大行驶速度约为5m/S
（1）该坦克在河水中行驶时排开水的体积约为多少？
（2）当在水中以最大速度匀速行驶时其受到的阻力约为多少？
（3）如果该坦克匀速行驶半小时需要消耗120千克柴油，求该机的效率是多少？
（柴油的热值为3×107J/kg）
19．酒精的热值是3×107J／kg，完全燃烧0.25kg酒精能放出多少焦耳的热量？
若用这些热量加热水，能使约多少kg水温度从20℃上升到100℃[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]？
20．（7分）为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用。
如图为太湖中学专用校车，其质量为6.4t，每个轮子跟地面的接触面积为400cm2。
这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2L，受到阻力是1.8×103N（柴油热值3.3×107J/kg，柴油的密度为0.85×103kg/m3，取g＝10N/kg）。
求：
（1）这段路程内校车克服阻力所做功的功率。
（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。
（3）校车对地面的压强（有6个轮子）。
21．一旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：
（取：
g=10N/kg，柴油的热值为4×107J/kg，ρ柴油=0.8×103kg/m3）
求：
（1）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？
（2）观光艇以最大功率匀速行驶时，受到水的平均阻力是多大？
（3）若这次航行2小时共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多少？
五、综合题
22．（6分）2013年起，我市开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源，乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量，它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量．乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点．
东湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目，为了保护环境，东湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料，下表为某种快艇的部分技术参数：
（1）请写出使用乙醇汽油的两点好处？
①_________________________________________________；
②_________________________________________________．
（2）为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过_______kg．
（3）已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×107J/kg，密度约为0.7×103kg/m3，它在水中匀速航行时所受的阻力f＝1400N，若发动机的效率为25%，则该快艇匀速行驶46km耗油多少L?
23．近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭。
（1）现在汽车的发动机大多是用汽油作燃料的汽油机。
如图所示的汽油机正处在
冲程；
（2）由于过度开发和使用加剧了不可再生能源的消耗，现在很多地方正在使用乙醇汽油。
乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占90％，乙醇（即酒精）体积占10%。
某型号汽车使用上述乙醇汽油在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为920N，每行驶100km耗油10kg。
则10kg乙醇汽油完全燃烧放出的热量是多少焦？
（乙醇汽油热值q＝4.6×107J/kg）
（3）该车此时的效率为多少？
（4）请写出使用乙醇汽油的好处是什么？
（写出一条即可）
24．我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电．
（1）内燃机工作时，是燃油燃烧时释放出的___能转化为___能。
（2）电机充当发电机时，它是利用什么原理发电的（）
A．磁场对电流的作用；B．电流周围存在磁场；C．电磁感应现象
（3）某种型号的混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如下表所示．
输出电压/V
300
额定功率/kW
30
最大容量/kW·h
30
质量/kg
320
汽车上的电机（充当电动机）的额定功率应该__（大于/等于/小于）30kW．简单说明你判断的理由。
___
（4）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车消耗燃油5kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的80%增加到最大值．燃油的热值为4.6×107J/kg．汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示。
①完全燃烧燃油5kg，放出___J的热量。
②发动机的牵引力为__，牵引力做功为__J。
③试计算这种汽车内燃机中燃油的能量转化效率___
25．（5分）某省在沿海地区建造了风力发电厂，如图．下表给出了不同风速下每台风力发电机的发电功率：
平均风速m/s
5
6
8
9
功率kW
10
16
38
55
（1）风能是（选填“可再生”或“不可再生”）能源
（2）若在某时间内平均风速为5m/s，一台发电机工作1h，获得的电能是多少？
（3）如果这些电能用来给效率为80%的电动车提供动力，可以使电动车以18km/h的速度匀速直线行驶2h，则电动车的牵引力是多少？
专题17：
内能的利用
1．B【解析】A、热机是利用内能来工作的机器，其中能量的转化是将内能转化为机械能的机械．故A不符合题意．
B、四冲程内燃机的一个工作循环对外做功1次．故B符合题意．
C、燃料的热值是燃料的特性，燃料的热值大，只能说明完全燃烧1kg的燃料放出的热量多，而热机的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，采用使用热值大的燃料，并不能提高热机的效率．故C不符合题意．
D、热机工作时，总要克服摩擦做功、总有部分能量散失到空中，用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量，所以热机效率一定小于1．故D不符合题意．
故选B．
2．B【解析】
试题分析：
流体中流速越大的位置压强越小，A错；汽油机的工作过程包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在做功冲程，内能转化成机械能，B对；火箭发射升空过程中，内能除转化成重力势能外，还转化成动能，因为火箭上升时速度是增大的，C错；电风扇工作时要消耗电能，是把电能转化成机械能，D错。
3．B【解析】试题分析：
物体由运动而具有的能叫动能，影响动能大小的因素：
质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；
发电机是将其他形式的能转化为电能的机器．
解：
A、B、第一阶段减速过程中，由于速度变小，所以动能变小，由于继续行驶并带动发电机发电，故将一部分动能转化为电能．
减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能；故A错误，B正确；
C、D、第二阶段减小的动能有一部分转化为内能，有一部分转化成了电能，所以内能小于减小的动能，故C错误，D错误．
故选B．
4．B【解析】
试题分析：
A正确，摩擦时消耗机械能，同时内能增加了；B错误，应是把机械能转化成了电能；C正确，通过光合作用把太阳的光能转化为化学能，储存在植物体内；D正确，充电时消耗电能，转化为化学能储存在蓄电池内部，充电和放电正好是相反的；应选B。
5．CD【解析】试题分析：
（1）汽油机的四个冲程中，做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能．
（2）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质称为惯性，有些惯性是有益的，有些是有害的．
（3）水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少．
（4）增大摩擦力的方法：
增大压力和增大接触面的粗糙程度．
解：
A、汽油机在做功冲程将内能转化为机械能，故A不正确；
B、当汽车突然停止，司机和乘客由于惯性要保持原来的运动状态，容易冲出车外发生事故，小汽车的司机和前排的乘客必须使用安全带，故B不正确；
C、用水作为汽车发动机的冷却剂，其重要的原因之一是水的比热容较大，迅速吸收热量，使发动机的温度不致升得太高，故C正确；
B、用力踩刹车是通过增大压力来增大摩擦力的，故D正确．
故选CD．
6．C【解析】
试题分析：
汽油机的压缩冲程，活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能。
水凝固成冰，温度不变，由于放出热量，内能减小。
热水供暖利用了水的比热容大，能放出较多的热量。
含有热量说法不科学。
采用液氢作为燃料，因为它的热值大。
所以选择C。
7．B【解析】
试题分析：
A．错误，丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验；B．正确，两气门闭合，活塞向上运动，符合实际；
C．错误，丁图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验；D．错误，丁图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验；应选B。
8．A【解析】A、在烧水的过程中，水的质量不变、状态不变，温度升高，内能增大，故A正确；
B、烧水的过程是通过热传递的方式改变水的内能，故B错误；
C、铝的比热容比水小，则铝的吸热能力比水弱，故C错误；
D、热值是燃料本身的一种性质，热值由燃料本身决定，与燃料是否充分燃烧无关，故D错误．
9．C【解析】
试题分析：
A．晶体熔化或液体沸腾时吸热，物体的内能增大，但温度不变
B．一切物体都具有内能，0℃的冰也有内能
C．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和放出热量的多少无关
D．熔化、汽化和升华都要吸热；凝固、液化和凝华都要放热。
水结冰时要放出热量
故选C
10．C【解析】
试题分析：
A．试管中水里面的气泡的气体是水蒸气，A错误；
B．水蒸气推动活塞做功，内能减少，温度降低，在试管口液化成白色的小水珠，B错误；
C．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，C正确；
D．能量的转化情况与内燃机做功冲程相同，D错误；正确选C。
11．降低减小排气【解析】
试题分析：
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，要进入下一个工作循环前，必须先将剩余的废气排出气缸，即第六冲程应是排气冲程。
考点：
内燃机工作过程分析
12．做功，压缩，10，2.3×106J
【解析】小明搓手是克服摩擦做功来改变手的内能，使手的内能增加，温度升高，感到热．
汽油机的压缩冲程中活塞的机械能转化为燃气的内能．
飞轮转速是v=1200r/min=20r/s，1s飞轮转动20周，燃气对外做功10次．Q=qm=4.6×107J/kg×0.05kg=2.3×106J
13．不会，4.2（108，166.7
【解析】完全燃烧3kg氢气放出的热量：
Q放=mq=3kg×1.4×108J/kg=4.2×108J，
由题知，Q吸=Q放×50%=4.2×108J×50%=2.1×108J，
∵Q吸=cm△t，∴m=Q吸/c△t=2.1×108J/4.2×103J/（Kg•℃）×（50℃-20℃）≈166.7kg．
14．得出普遍结论；水分子的动能；保持其他条件相同，选取不同的纤维样品进行探究。
【解析】
试题分析：
取多个样品进行实验，是使实验的结论具有代表性。
根据题目中所给的信息，发热内衣吸水时，水分子的动能降低，转化为发热内衣的内能。
应用控制变量的方法，探究不同的纤维吸湿发热的性能，应当只改变纤维的种类，而控制其它条件不变。
15．
（1）做功
（2）虚（3）越小、乙
【解析】
试题分析：
（1）做功冲程中，进气门、排气门都关闭，活塞在高温高压的气体作用下向下运动，内能转化为机械能；
（2）挡风玻璃相当于平面镜，因为平面镜成的像是虚像，所以挡风玻璃倾斜安装，是为了避免由于平面镜成像而使车内景物的像成在车的正前方，影响司机视线．
（3）当车高速行驶时，气流偏导器的上方空气流速小，压强大；下方空气流速大，压强小．空气对汽车向下的压强大于向上的压强，由此气体对汽车产生了一个向下的压力，使车更好的“抓”住地面，故应按乙图所安装的偏导器能起到应有的作用。
16．热传递；做功；用手分别摸打气筒的上部和下部，若上下有较大的温差，则说明小红的说法是正确的，反之，小明的说法正确。
【解析】改变物体内能的方法：
一是做功，二是热传递．对物体做功，物体的内能增加、温度升高；物体对外做功，物体的内能减小、温度降低，据此分析回答；
当向下压气筒的时候，对气筒内气体做功，气筒内气体的体积被压缩，气体的内能增大，气体温度大于气筒壁温度，气体就会向气筒壁传热，导致筒壁温度升高．用手分别摸打气筒的上部和下部，进行判断．
解：
把铁丝放在火上烤，火的热传给铁丝，使铁丝的温度升高、内能增加，是利用热传递的方式改变铁丝的内能；
用力弯折铁丝，对铁丝做功，使铁丝的温度升高、内能增加，是利用做功的方式改变铁丝的内能；
应该是活塞压缩里面的空气，空气内能增加，从而使筒壁温度升高的，可以用手分别摸打气筒的上部和下部，若上下有较大的温差，则说明小红的说法是正确的，反之，小明的说法正确．
故答案为：
热传递；做功；用手分别摸打气筒的上部和下部，若上下有较大的温差，则说明小红的说法是正确的，反之，小明的说法正确
17．解：
（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为
P太=P0S=1×103×8W="8000W"转化为太阳能汽车的电功率为P电=UI=120V×10A=1200W
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为ηA=P电/P太×100%=1200W/8000W=15%
（3）设汽车的转化效率为η2，则汽车的机械功率为P机=P电η2=1200W×75%=900W
当汽车匀速行驶时，有P机=W/t=Fs/t=Fv，故F=P机/v=900/6=150（N
【解析】
18．
（1）20m3
（2）8×104N（3）20%
【解析】：
（1）∵在水上航行时，坦克漂浮，
坦克所受浮力：
．
∵
，
∴坦克排开水的体积：
；
（2）∵
，
∴牵引力大小：
，
∵坦克匀速行驶，∴坦克受到的阻力：
f=F=8×104N；
（3）坦克匀速行驶0.5h转化成的机械能：
W有用=Pt=400000W×1800s=7.2×108J，
柴油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=120kg×3×107J/kg=3.6×109J，
．
答：
（1）该坦克在河水中行驶时排开水的体积约为20m3；
（2）当在水中以最大速度匀速行驶时其受到的阻力约为8×104N；
（3）柴油机的效率是20%．
19．
（1）7.5×106J（3分）
（2）2.2kg（3分）
【解析】试题分析：
（1）酒精完全燃烧放出的热量：
，
（2）由题知，
，
∵
，
即：
，
解得水的质量：
．
20．
（1）W=fs=1.8×103N×8000m=1.44×107J，功率P=W/t=1.44×107J/600s=2.4×104W。
（2）m=ρV=0.85×103kg/m3×0.002m3=1.7kg，Q=mq=1.7kg×3.3×107J/kg=5.61×107J。
（3）F=G=m车g=6400kg×10N/kg=6.4×104N，对地同产生的压强p=F/S=6.4×104N/0.24m2=2.67×105Pa。
【解析】试题分析：
由题意知：
（1）阻力大小为f=1.8×103N，在平直公路上匀速行驶s=8km=8000m，所用时间t=10min=600s，则克服阻力做的功W=fs=1.8×103N×8000m=1.44×107J，功率P=W/t=1.44×107J/600s=2.4×104W。
（2）消耗柴油V=2L=0.002m3，柴油热值q=3.3×107J/kg
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