金榜作业本十四第十四章.docx
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金榜作业本十四第十四章
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金榜作业本(十四)
内能的利用
(45分钟 100分)
一、选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1.以下交通工具中,常用汽油机作为动力装置的是( )
A.小轿车 B.载重卡车C.远洋轮船D.动车
2.如图所示,内燃机的四个冲程中,哪个属于吸气冲程( )
3.一台四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min,那么该汽油机每秒完成的冲程是( )
A.40 B.80 C.20 D.160
4.双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料,以下说法正确的是( )
A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%
C.在压缩冲程中,燃料混合物的温度升高,内能增大
D.汽油与天然气相比,燃烧时汽油对环境的污染较小
5.由于国际原煤价格上涨,少数不法商人把—种黑色石头掺在优质煤中高价出售。
客户为了不上当受骗,辨别煤中是否掺杂的最恰当方法是检测下面哪一个物理量( )
A.质量B.温度C.热值D.体积
6.(2012·黄石中考)在学习了内能及能量的转化和守恒后,同学们在一起梳理知识时交流了以下想法,你认为其中不正确的是( )
A.做功可以改变物体的内能
B.热传递改变物体内能是不同形式的能量的互相转化
C.在一定条件下各种形式的能量可以相互转化
D.能量在转移和转化的过程中总会有损耗,但能量的总量总保持不变
7.(2012·呼伦贝尔中考)下列有关能量转化的说法中错误的是( )
A.核电站发电——核能转化为电能
B.太阳能电池——太阳能转化为电能
C.汽油机做功冲程——机械能转化为内能
D.电饭锅烧饭——电能转化为内能
二、填空题(本大题共5小题,每空2分,共26分)
8.(2013·广东中考)在汽油机的四个冲程中,机械能转化为内能的是 冲程。
如图所示汽油机正在进行的是 冲程,已知汽油的热值为4.6×107J/kg,则完全燃烧100g汽油放出的热量为 J。
9.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每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,立即向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,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 。
为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程是 冲程。
10.(2013·内江中考)在汽油机的一个工作循环中,内能转化为机械能的是
冲程;某品牌汽车行驶100km消耗汽油7kg,这些汽油完全燃烧能放
出 的热量。
(汽油的热值q=4.6×107J/kg)
11.(2013·雅安中考)中国南海海底探明有大量的“可燃冰”,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的 很大;以10倍的关系粗略计算,1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使
kg的水从20℃加热至60℃。
[q煤气=4.2×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
12.各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化,请按表中示例完成表格。
能量转化
实 例
化学能转化为电能
干电池对外供电
用电熨斗熨衣服
机械能转化为内能
三、简答题(6分)
13.达·芬奇是意大利著名的画家,他曾经设计了一个“永动机”,如图所示,他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些,在两边不均衡的作用力下,轮子会沿箭头方向转动不息。
你认为达·芬奇的“永动机”能永远转动吗?
说明你的判断理由。
四、实验探究题(本大题共2小题,共18分)
14.(10分)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 转。
(5)仔细观察其铭牌,可见“1800r/min”字样,则它正常工作时,1s对外做功
次。
15.(8分)(2012·无锡中考)为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①、②两项内容漏写了,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“10g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 。
温度
燃料
加热前水温/℃
①_________
10g酒精
②
五、计算题(本大题共2小题,共22分)
16.(12分)(2013·连云港中考)随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。
其原理是在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温。
当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表:
地面装饰层材料
散热管材料
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE-RT)
136.6W/m2
103.5W/m2
93.5W/m2
聚丁烯(PB)
125.7W/m2
96.9W/m2
90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为2×103kg,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量?
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关?
请至少写出两点。
17.(10分)小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气,已知天然气的热值为8.4×107J/m3,放出的热量有50%被有效利用,现要将质量为4kg、初温为25℃的水加热到100℃,需要完全燃烧多少立方米的天然气?
【拓展提升】
连云港市正在建设的“BRT”系统是连接中心城区与外围区域的快速公交系统,它具有专用的车道和站点,有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦。
(1)已知每辆“BRT”专用车一次往返平均耗油80L,而一辆轿车一次往返平均耗油7.25L。
按每辆“BRT”专用车载客量相当于40辆轿车载客量计算,若40辆轿车上的乘客全部改乘一辆“BRT”专用车,一次往返可节约燃油多少升?
如果这些燃油完全燃烧释放的能量用来烧水且全部被水吸收,可以将多少千克的水从20℃升高到100℃?
[已知每升燃油完全燃烧放出的热量为3.2×107J,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)从以上计算以及你对“BRT”的了解,你认为该系统的主要优点有哪些?
(只需写出两点即可)
答案解析
1.【解析】选A。
本题考查汽油机的应用。
汽油机比较轻巧,主要用于汽车、飞机、摩托车等;柴油机效率较高,比较笨重,主要用于载重卡车、火车、轮船等。
2.【解析】选A。
本题考查内燃机的四个冲程的判断。
A项进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;B项两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;C项两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;D项排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程,故选A。
3.【解析】选B。
本题考查汽油机的工作过程。
由于2400r/min=
=40r/s。
曲轴与飞轮每秒转40转,完成20次工作循环,一次工作循环有4个冲程,可知每秒完成80个冲程。
4.【解析】选C。
本题考查热机的综合知识。
燃料燃烧放出的热量不仅与燃料的热值有关,还与燃料的质量和是否完全燃烧有关,所以燃料的热值大,燃烧放出的热量不一定多;无论用何种燃料,汽车发动机的效率不可能达到100%;在压缩冲程中,压缩燃料混合物做功,机械能转化为内能,使燃料的温度升高,内能增大;天然气比汽油对环境的污染小,更环保。
5.【解析】选C。
本题考查燃料的热值。
煤的热值是不变的,只要检测出煤的热值改变,就说明掺杂质了。
6.【解析】选B。
本题考查能量的转化和守恒。
热传递是内能从一个物体转移到另一个物体上,能量的性质没有发生改变,属于能量的转移,故B错。
7.【解析】选C。
本题考查能量的转化。
汽油机的压缩冲程把机械能转化为内能;在做功冲程中把内能转化为机械能,故C错。
8.【解析】本题考查热机的工作。
汽油机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,压缩冲程机械能转化为内能;图中进气门和排气门都关闭,活塞正在向下运动,所以是做功冲程;汽油放出热量Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J。
答案:
压缩 做功 4.6×106
9.【解析】本题考查内燃机的冲程。
向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成水蒸气,内能增加温度升高,体积膨胀推动活塞做功,水蒸气的内能转化为机械能,内能减小,温度降低;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;第六冲程是这个循环的最后一个冲程,是排气冲程。
答案:
降低 减小 效率 排气
10.【解析】本题考查四冲程汽油机工作的原理和相关的燃料燃烧的热量计算。
根据燃料燃烧释放热量公式:
Q=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J。
答案:
做功 3.22×108J
11.【解析】本题考查对热值的理解及热量的有关计算。
根据题意知,在同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,根据热值q=
可知“可燃冰”的热值很大;而Q放=Q吸=cm水Δt,
故m水=
=
=2500kg。
答案:
热值 2500
12.【解析】本题考查能量的转移与转化。
电熨斗工作时消耗电能,温度升高,所以电熨斗将电能转化为内能;通过做功的方式使物体的内能增加,是机械能转化为内能,如钻木取火,搓手取暖,划着火柴等。
答案:
电能转化为内能 搓手取暖
13.【解析】本题考查能量守恒定律。
机器在转动过程中,克服空气阻力及摩擦做功,使一部分机械能转化为内能而损失掉,机械能会越来越少,直至减小到零。
答案:
不能永远转动。
因为机器在转动过程中,克服空气阻力及摩擦要消耗机械能,使原有的机械能越来越少,机器的转动会逐渐减慢,最终停止下来。
14.【解析】本题综合考查内燃机的知识。
根据汽缸顶部是喷油嘴可判断它是柴油机。
根据两个气门都关闭且活塞向上运动可知它正处于压缩冲程,此冲程中活塞压缩汽缸内的气体,使缸内气体内能增大,温度升高,机械能转化为内能。
每完成一个冲程,曲轴与飞轮只转半圈。
由于1800r/min=
=30r/s,曲轴与飞轮每秒转30转,完成15次工作循环,一次工作循环对外做一次功,可知每秒对外做功15次。
答案:
(1)柴油
(2)压缩 (3)机械 内
(4)半 (5)15
15.【解析】本题考查热值的实验探究。
(1)为了算出水吸收的热量,①应为加热后的水温/℃;为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,应控制两种燃料的质量相等。
②应为10g碎纸片。
(2)由于热量损失,烧杯及温度计也要吸收热量,所以酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水吸收,故算出的酒精的热值不可靠。
答案:
(1)①加热后的水温/℃ ②10g碎纸片
(2)不可靠 酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水吸收
16.【解析】本题考查物体吸收和放出的热量的计算及影响因素。
(1)水吸收的热量
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2×103kg×(45℃-5℃)=3.36×108J
(2)由表可知,散热管材料为聚丁烯(PB)、供水温度为45℃时,木地板的散热功率是90W/m2,则面积为80m2的木地板每小时的散热量为Q=PSt=90W/m2×80m2×3600s=2.592×107J;(3)从表中数据可知,“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料有关,另外,还可能与装饰层厚度、供水温度、管间距离等因素有关。
答案:
(1)3.36×108J
(2)2.592×107J (3)地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等
17.【解析】本题考查热量的计算。
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(100℃-25℃)=1.26×106J
Q放=
=
=2.52×106J
V=
=
=0.03m3
答案:
0.03m3
【拓展提升】
【解析】
(1)40辆轿车消耗的汽油为
V总=40×7.25L=290L
公交车节省的汽油为
ΔV=V总-V0=290L-80L=210L
这些汽油产生的热量为
Q=qΔV=3.2×107J/L×210L=6.72×109J
烧开水的质量为m=
=
=2×104kg
(2)快速公交系统的优点:
减轻城市交通压力;节约能源;减轻大气污染。
答案:
(1)210L 2×104kg
(2)减轻交通压力;减轻大气污染
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- 金榜作业本十四 第十四章 金榜 作业本 十四 第十四