第十四章内能的利用复习题Word文档格式.docx

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B．尾气的温度越低，柴油机越节能

C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能

D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能

7．下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（　　）

A．蓄电池充电时，化学能转化为电能

B．暖瓶塞跳起时，机械能化为内能

C．用热水袋取暖时，内能发生了转移

D．电动机工作时，机械能转化为电能

8．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

二．填空题（共6小题）

9．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这与四冲程汽油机的　　冲程的能量转化相同．

10．如图所示是四冲程汽油机工作时的压缩冲程，此过程中通过　　方式使汽缸内燃料混合物的内能　　（选填“增大”或“减小”）．

11．汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是　　冲程．已知汽油的热值为4.6×

107J/kg，2kg汽油完全燃烧时释放的热量为　　J．已知汽车防冻液比热容为4.2×

103J/（kg•℃），防冻液从90℃冷却到20℃的过程中，放出的热量为2.94×

106J，则汽车防冻液的质量为　　kg．

12．甲图展示的是火箭发射时的壮观情景．火箭发射升空时，燃料通过燃烧将　　能转化为燃气的内能，火箭加注的燃料是氢，这是因为氢气的　　大，内燃机有四个工作冲程，乙图是内燃机的　　冲程，活塞下降时，燃气内能　　（选填“减少”或“增加”）．

13．2017年5月18日，中共中央、国务院致电祝贺我国首次海域天然气水合物试采成功，天然气水合物（NaturalGasHydrate），因其外观像冰、遇火即可燃物而俗称“可燃冰”，如图所示，它燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比　　（只填一种）等传统能源小很多，是一种绿色清洁能源，据中央电视台报道，同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km，加入相同体积的可燃冰就能跑50000km，这说明可燃冰与天然气相比具有更大的　　．

14．某热水器用天然气作燃料给水加热．已知天然气的热值为4.0×

107J/m3，完全燃烧2.1m3的天然气可以获得　　J的热量；

不计热量损失，这些热量可以使500kg的水温度升高　　℃，这是用　　的方式改变了水的内能．[c水=4.2×

103J/（kg•℃）]．

三．实验探究题（共3小题）

15．如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：

（1）这种内燃机是　　机；

（2）它表示的是　　冲程；

（3）在这个冲程中　　能转化为　　能；

（4）完成这一冲程，曲轴和飞轮转　　圈；

（5）仔细观察其铭牌，可看见“1800r/min“字样，则它正常工作时，1秒钟对外做功　　次，完成了　　个循环，　　个冲程．

16．随州某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值（如图）．甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同．通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）t甲＜t乙=t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为：

　　．（填选项编号）

A．q甲＞q乙＞q丙

B．q甲＞q乙=q丙

C．q甲＜q乙=q丙．

17．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同．

（1）比较不同燃料的热值，应选择　　两图进行实验，实验时要观察　　比较两种燃料的热值大小；

比较不同物质的比热容，应选择　　两图进行实验，实验通过　　反映物体吸热的多少．

（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：

质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量　　（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量．

（3）若甲图烧杯中为50ml的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，求：

①水吸收的热量？

②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，算一算酒精的热值是多少？

③算出的热值比标准值　　（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）

四．计算题（共3小题）

18．某新型四轮沙滩卡丁车如图所示，其满载时的质量为500kg．该卡丁车满载时在水平沙滩上做匀速直线运动，行驶了10min，共消耗了1.2kg的汽油，其发动机将汽油完全燃烧释放的热量转化为机械能的效率是25%（q汽油=4.6×

107J/kg）．行驶过程中卡丁车所受阻力为其总重力的0.2倍．（g=10N/kg）求：

（1）1.2kg汽油完全燃烧释放的热量为多少；

（2）这段时间内卡丁车发动机的机械功率是多少；

（3）卡丁车匀速行驶的速度是多少？

19．随着国民经济的发展，汽车已走进家庭．一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L．若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×

107J/kg，密度为0.7×

103kg/m3，求：

（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；

（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力．

（3）汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议．

20．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20kg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6min内完全燃烧了1kg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6min时间加热，水所吸收的热量；

（3）煤炉烧水时的热效率．

参考答案与试题解析

【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气；

做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；

压缩冲程也有能量转化，将机械能转化为内能．

【解答】解：

在汽油机一个工作循环的四个冲程中，压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，使气缸内的气体的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能，故B正确．

故选B．

【点评】此题主要考查了内燃机的四个冲程及能量转化情况，是一道基础性题目．

【分析】解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，判断冲程名称可用口诀：

“先看气门开关情，再看活塞上下行；

开下吸气开上排，关上压缩关下功．”进行分析．

A、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；

不符合题意；

B、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；

C、两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；

D、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；

不符合题意．

故选C．

【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答．

【分析】①柴油机和汽油机都是利用内能做功的机器，都是热机，因为燃料都是在气缸内燃烧，又都叫做内燃机；

②工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气；

③四冲程内燃机工作时，活塞在气缸中往复运动两次，完成一个工作循环，做一次功，共计四个冲程；

④在热机中，用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率．

A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞的机械能，故A正确；

B、工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误；

C、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴连杆转两周，飞轮转两周，只有做功冲程对外做功一次，把内能转化为机械能，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成．故C正确；

D、柴油机属于压燃式压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高，故D正确．

【点评】此题考查的是汽油机和柴油机的结构、工作物质、效率、原理等，属于热机部分的重点内容，需要熟练掌握．

【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量，热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时，释放出的热量越多，所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小．

卫星的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D正确．

故选D．

【点评】本题考查学生对热值定义的掌握情况，需要根据火箭的具体应用来分析．

【分析】

（1）运载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；

（2）汽油机的压缩冲程中，活塞压缩空气做功，消耗机械能，得到内能，是机械能转化为内能；

（3）内能的大小与物体的质量、温度有关；

（4）对水的比热容大的理解：

相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；

升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多．

A、火箭使用液态氢作燃料，是因为它的热值大，故A错误；

B、汽油机的压缩冲程中，是将机械能转化为内能，混合气体的内能增大、温度升高，故B错误；

C、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度变化小，所以海边昼夜温差比内陆小，故C正确；

D、0℃的水变成0℃的冰，温度不变，但凝固需要放热，所以内能减小，故D错误．

【点评】本题综合考查了热值、内能、热机、比热容等知识，正确理解相关的知识点是解题的关键．

【分析】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．燃烧相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高．

尾气的温度高，说明散失的热量多，柴油机的效率低，反之，柴油机的效率高，即节能．

尾气的柴油味浓、颜色黑都说明柴油没有充分燃烧，浪费了燃料，这样柴油机的效率会低．

【点评】此题考查柴油机的节能情况，实际是考查热机的效率问题．四个选项分别从不同方面考查了影响热机效率的因素，是一道好题．

【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量．

A、蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能．故A错误；

B、暖瓶塞跳起时，瓶内空气的内能减少，瓶塞获得了机械能，所以是内能转化为机械能．故B错误；

C、利用热水袋取暖时，热水袋温度降低内能减少，人体获得热量，所以是内能的转移．故C正确；

D、电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能．故D错误．

【点评】在自然界中，能量转化的现象很多，但需要通过一些器械装置或在一定条件下．能量的转化也是有规律可循的，例如用电器都是将电能转化成了其它形式的能．在日常的学习中我们要注意总结归纳．

【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．

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．

【点评】本题考查了影响动能大小的因素及能的转化，属于基本内容，比较简单，要学会灵活应用物理知识的能力．

9．如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这与四冲程汽油机的　做功　冲程的能量转化相同．

（1）物体对外做功，将物体的内能转化为其它形式的能，物体的内能减小，温度降低；

（2）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．

当按动电火花发生器的按钮时，酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的内能减小；

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．

故答案为：

做功．

【点评】本题主要考查的是学生对做功改变物体内能和热机做功冲程的认识和了解，基础性题目．

10．如图所示是四冲程汽油机工作时的压缩冲程，此过程中通过　做功　方式使汽缸内燃料混合物的内能　增大　（选填“增大”或“减小”）．

【分析】改变物体内能有两种方式：

做功和热传递，热传递和做功都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移．

在汽油机的压缩冲程中，压缩燃料混合物，对其做功，使燃料混合物的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变内能．

做功；

增大．

【点评】了解汽油机压缩冲程中的能量转化，知道做功和热传递改变物体内能的区别，能结合实例进行分析，是解答的关键．

11．汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是　压缩　冲程．已知汽油的热值为4.6×

107J/kg，2kg汽油完全燃烧时释放的热量为　9.2×

107　J．已知汽车防冻液比热容为4.2×

106J，则汽车防冻液的质量为　10　kg．

（1）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是压缩冲程，内能转化为机械能的是做功冲程；

（2）知道汽油的质量、热值，根据Q=mq求出汽油完全燃烧时释放的热量；

（3）知道防冻液放出的热量、比热容、初温和末温，利用Q放=cm△t求汽车防冻液的质量．

（1）在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增大、温度升高，机械能转化为内能；

（2）完全燃烧2kg汽油放出的热量：

Q=mq=2kg×

4.6×

107J/kg=9.2×

107J；

（3）由Q放=cm△t得汽车防冻液的质量：

m=

=

=10kg．

压缩；

9.2×

107；

10．

【点评】本题考查了汽油机四冲程特点、燃料完全燃烧放热公式Q=mq、放热公式Q放=cm△t的应用，属于基础性题目．

12．甲图展示的是火箭发射时的壮观情景．火箭发射升空时，燃料通过燃烧将　化学　能转化为燃气的内能，火箭加注的燃料是氢，这是因为氢气的　热值　大，内燃机有四个工作冲程，乙图是内燃机的　做功　冲程，活塞下降时，燃气内能　减少　（选填“减少”或“增加”）．

【分析】火箭主要靠喷气式发动机工作，喷气式发动机是热机的一种，是先燃烧燃料将化学能转化为内能；

选择的燃料要产生巨大能量；

当汽油机的火花塞喷出电火花点燃燃气时是做功冲程，这是做功冲程的特点；

在做功冲程中，将燃气的内能转化为机械能．

火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能；

选择液体氢作燃料是因为氢气的热值大；

乙图火花塞正在喷出电火花，该冲程是内燃机的做功冲程；

在做功冲程中，高温高压的燃气膨胀做功，推动活塞下降，将燃气的内能转化为活塞的机械能，燃气的内能减少、温度降低．

化学；

热值；

减少．

【点评】本题考查了火箭燃料具有的特点和能量的转化的了解和掌握，对于实际问题，要了解具体情况后结合所学知识解答．

13．2017年5月18日，中共中央、国务院致电祝贺我国首次海域天然气水合物试采成功，天然气水合物（NaturalGasHydrate），因其外观像冰、遇火即可燃物而俗称“可燃冰”，如图所示，它燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比　煤　（只填一种）等传统能源小很多，是一种绿色清洁能源，据中央电视台报道，同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km，加入相同体积的可燃冰就能跑50000km，这说明可燃冰与天然气相比具有更大的　热值　．

（1）传统能源有煤、石油、天然气；

（2）某种燃料的热值大，说明完全燃烧相同质量的该燃料和其他燃料相比，会放出更多的热量．

（1）可燃冰燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤等传统能源小很多，是一种绿色清洁能源；

（2）同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km，加入相同体积的可燃冰就能跑50000km，这说明可燃冰与天然气相比，完全燃烧放出的热量更多，具有更大的热值．

煤；

热值．

【点评】本题通过可燃冰考查了对热值的了解和掌握，属于基础题目．

107J/m3，完全燃烧2.1m3的天然气可以获得　8.4×

107　J的热量；

不计热量损失，这些热量可以使500kg的水温度升高　40　℃，这是用　热传递　的方式改变了水的内能．[c水=4.2×

（1）知道天然气的热值和质量，利用Q放=vq求天然气完全燃烧放出的热量；

（2）天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q吸=Q放，求出水吸收的热量，再根据吸热公式求水升高的温度值；

（3）改变内能的方法：

做功、热传递．

（1）完全燃烧2.1m3的天然气放出的热量：

Q放=Vq=2.1m3×

4.0×

107J/m3=8.4×

（2）水吸收的热量：

Q吸=Q放=8.4×

107J，

由于Q吸=cm△t得，

水升高温度：

△t=

=40℃；

（3）使用天然气给水加热，是锅从火吸热、水从锅吸热使水的温度升高，是通过热传递的方式改变水的内能．

8.4×

40；

热传递．

【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的应用和改变内能的方法．注意固体（液体）燃料完全燃烧放热公式Q放=mq、热值单位J/kg；

气体燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq、热值单位J/m3．

（1）这种内燃机是　柴油　机；

（2）它表示的是　压缩　冲程；

（3）在这个冲程中　机械　能转化为　内　能；

（4）完成这一冲程，曲轴和飞轮转　半　圈；

（5）仔细观察其铭牌，可看见“1800r/min“字样，则它正常工作时，1秒钟对外做功　15　次，完成了　15　个循环，　60　个冲程．

【分析】解决此题要知道：

柴油机和汽油机的主要区别是：

柴油机的顶端是喷油嘴，而汽油机的顶端是火花塞；

判断冲程可以看气阀门的开关情况和活塞运动情况，结合规律总结进行判断内燃机的冲程；

四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次．

（1）由图可知，内燃机的顶端是喷油嘴，所以该内燃机是柴油机；

（2）图中的气门闭合、活塞上行，所以是压缩冲程；

（3）压缩冲程是机械能转化为内能的冲程；

（