中考专题训练 内能的利用含答案.docx
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中考专题训练内能的利用含答案
2020年中考专题训练内能的利用
一、单选题
1.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高,这表明( )
A.甲的功率比乙的大
B.甲做的功比乙的多
C.甲消耗的柴油比乙的少
D.甲柴油机内能转化为机械能的百分比大
2.下列关于能量转化的说法正确的是( )
A.跳伞运动员在空中匀速下落过程中是将重力势能转化为动能
B.拉弓射箭过程是将动能转化为弹性势能
C.给电池充电是将化学能转化为电能
D.核电站发电是将核能转化为电能
3.下列用电器工作时,能量转化的主要形式与电饭锅相同的是( )
A.电烤箱
B.空调
C.电风扇
D.洗衣机
4.下列有关能量转化的实例中,说法不正确的是( )
A.不计空气阻力和摩擦,滚摆上升的过程中,动能转化为重力势能
B.汽油机在做功冲程中,机械能转化为内能
C.干电池、蓄电池对外供电时,化学能转化为电能
D.植物吸收太阳光进行光合作用时,光能转化为化学能
5.关于燃料的热值,以下说法正确的是( )
A.燃料的热值与燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料热值一定大
C.煤的热值大于干柴的热值,燃烧煤所放出的热量一定比燃烧干柴放出的热量多
D.1kg不同的燃料完全燃烧,放出的热量多的其热值大
6.某同学为提高热机效率提出了四种办法,其中不正确的是( )
A.尽量减少各种热损失
B.尽量减少克服摩擦额外消耗的功
C.尽量减少输出功
D.尽量使燃料充分燃烧
7.下列四种能量的传递和转化过程中,只有热传递方式的是( )
A.植物吸收太阳光进行光合作用
B.水蒸气把壶盖顶起
C.冬天用手摸户外的金属时感到冷
D.闭合开关,电灯发光
二、填空题
8.如图甲是一台单杠四冲程汽油机工作状态示意图,由图甲可以看出,它此时正处在________冲程,其能量转化情况与________(选填“乙”或“丙”)图相同.如果此汽油机每秒对外做功20次,则汽油机每秒内完成________个冲程,飞轮的转速为________r/min.
9.天燃气热值约3.6×107J/m3,某段时间小秦家用了0.28m3天然气,这些天然气全部完全燃烧放出的热量是________J,若放出的热量有50%被利用,在标准大气压下可把________kg的水从20℃加热至沸腾[c水=4.2×103J/(kg·℃)].
10.各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化,如图中通过图示和文字给出了部分能量转化的实例,请你按(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)旁箭头所指的方向,填出能量转化的实例.
(a)________;(b)________;(c)________;(d)________;
(e)________;(f)________;(g)________.
11.一柴油机完成吸气冲程时,吸入气缸里的物质是________.
12.现在智能手机的屏幕做的越来越大,同时也带来了需要频繁充电的烦恼.于是,一种叫做“充电宝”的便携式充电设备应运而生,平时空闲时,可以通过家中的插座将其充满电,这样等到出门在外、手机没电时,就可以用它给手机充电.如图,“充电宝”正在给一台手机充电,其中主要涉及到能量转化过程为:
_________能→电能→___________能.
13.永动机是________制造成功的(“可能”“不可能”),因为它违反了________定律.能量的转化和转移是有________的.
14.用管道天然气烧水时,将2kg水从20℃加热至100℃,用去燃气0.0336m3,已知家用燃气灶的效率为50%[c水=1.2×103J/(kg·℃)],则天然气的热值为________J/m3.
三、实验题
15.小明同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和酒精的热值的大小关系.他组装了图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还需控制______相同、________相同.
(2)分析表中数据,煤油和酒精两种燃料中热值较大的是__________.
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和酒精的热值,是否可行:
_________.
16.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①②两项内容漏写了,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__________.
17.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了如表的数据:
(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是________的;
(2)从表中的数据可以得到,对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越________.
(3)从表中的数据可以得到,对于不同的燃料,燃料的热值一般情况下是________.
四、计算题
18.一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min,消耗的汽油为1.2Kg.汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×103N,汽油的热值q=4.6×107J/Kg.问:
(1)这段时间内汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?
(3)该汽车的效率是多少?
19.安全、清洁、方便的太阳能越来越受到广泛利用,一太阳能热水器内装有250kg,温度为20℃的水,在阳光照射一段时间后,水温升到80℃.(q=1.2×107J/kg)
(1)水吸收的太阳能是多少?
(2)这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量?
(3)储水箱很重,放在热水器的下部更稳定,为何太阳能热水器的水箱都在热水器上部?
五、阅读理解题
20.题文:
科学家发现某种合金具有“形状记忆功能”:
如果在较低温度时将它弯曲成某一形状,然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状;那么当降到原来较低温度时,它会自行恢复到低温时的形状.现用它制成如图所示的装置:
在可绕圆心O转动的均匀轻质圆盘上安装了一个用形状记忆合金做成的螺旋圈,它们在温度低时收紧、在温度高时放松.实验表明:
当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时,只要给圆盘一个起始转动的力,圆盘就能克服摩擦和水的阻力连续转动起来.
(1)上述装置能否看做是一个“永动机”?
为什么?
(2)发挥你的想象力,提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想(参照示例,另举1例).
示例:
用形状记忆合金制作一个“保险丝”,安装在电器内易发热物体附近,当温度过高时,记忆合金就恢复到它高温时的形状,断开电路,防止电器过热.
设想:
(所提的设想应是制作“保险丝”以外的)
21.阅读下文,回答文后问题:
如图展示了一个极具想象力的设想,其大意是:
上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动;叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动;人利用打磨轮打磨工件,同时,运转的水泵又把流到下面水池水抽到上面的水池中…,只要一开始在上面水池中注满水,就能通过水的上下循环,使机器不停地工作.
(1)按要求填写表中空白
(2)这个设想曾得到不少人的赞许,并把这个装置誉为“永动机”.那么,这个装置真的能“永动”吗?
为什么?
答案解析
1.【答案】D
【解析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.比值越大,热机的效率越高.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高,说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大,所以D正确;功率是表示物体做功快慢的物理量,与热机的效率是两个完全不同的概念,所以A错误;B选项中,甲做功多,比值不一定大,所以B错误;C选项犯了同样的错误,消耗柴油少,用来做有用功的能量与消耗的总能量之比不一定大,所以C错误.
2.【答案】D
【解析】A项,跳伞运动员在空中匀速下落过程中,速度不变,动能不变,因此不是将重力势能转化为动能,故A错误;B项,拉弓射箭的过程是将弹性势能转化为箭的动能,故B错误;C项,给电池充电是将电能转化为化学能,储存在电池中,故C错误;D项,核电站发电是将核能转化为电能,故D正确.
3.【答案】A
【解析】电饭锅工作时,主要将电能转化为内能.A项,电烤箱是将电能转化为内能,与电饭锅的能量转化相同,符合题意;B项,空调依靠压缩机工作,将电能转化为机械能,不合题意;C项,电风扇主要将电能转化为机械能,不合题意;D项,洗衣机主要将电能转化为机械能,不合题意.
4.【答案】B
【解析】A项,滚摆在上升的过程中,不计空气阻力和摩擦,机械能守恒,动能转化为重力势能,叙述正确,不符合题意;B项,汽油机在做功冲程中,内能转化为机械能,叙述错误,符合题意;C项,干电池、蓄电池对外供电时,将化学能转化为电能,叙述正确,不符合题意;D项,植物吸收太阳光进行光合作用时,将光能转化为化学能贮存在体内,叙述正确,不符合题意.
5.【答案】D
【解析】A、B项,热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、易燃程度等均无关,故A、B错误;C项,煤的燃烧值大于干柴的燃烧值,即相同质量的煤和干柴完全燃烧,煤放出的热量多,故C错误;D项,1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值,1kg不同的燃料完全燃烧,放出的热量多的其热值大,故D正确.
6.【答案】C
【解析】热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,要提高热机的效率,就要提高燃料的利用率,减少热损失,让燃料充分燃烧.A项,尽量减少各种热散失,可以提高热机能量的利用率,即提高热机的效率,故A不符合题意;B项,尽量减少克服摩擦消耗的内能,可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值,可以提高热机的效率,故B不符合题意;C项,减少输出功,及少做功,不会改变有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值,不能提高热机的功率,故C错误,符合题意;D项,燃料燃烧得越充分,能量损失越少,有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值越大,效率越高,故D不符合题意.
7.【答案】C
【解析】A项,植物进行光合作用,是光能转化为化学能,不符合题意;B项,水蒸气顶起壶盖,是水蒸气膨胀做功,水蒸气的内能转化为机械能,不符合题意;C项,冬天手摸户外的金属时感到冷,手的温度高,而金属的温度低,手接触金属,把热量传递给金属,是热传递,属于能量的转移,符合题意;D项,闭合开关,灯泡发光,是电能转化为光能,不符合题意.
8.【答案】做功 丙 80 2400
【解析】
(1)观察甲图可知,两个气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程;做功冲程将内能转化为机械能;
(2)乙图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧.是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程.
丙图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能.
因此与做功冲程原理相同的是丙实验.
(3)汽油机每秒内对外做功20次,完成了80个冲程,每分钟做1200次功,飞轮转2400圈,因此飞轮的转速为2400r/min.
9.【答案】1.008×107 15
【解析】
(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.28m3×3.6×107J/m3=1.008×107J
(2)因为Q吸=cmΔt,所以
m=
=
=15kg.
10.【答案】(a)钻木取火 (b)燃烧发光 (c)光合作用
(d)火力发电 (e)电动机 (f)太阳能电池 (g)手机电池充电
【解析】(a)钻木取火的过程是机械能转化为内能;(b)燃烧发光是将内能转化为光能;(c)光合作用是将光能转化为化学能;(d)火力发电是将化学能转化为电能;(e)电动机是将电能转化为机械能;(f)太阳能电池是将光能转化为电能的过程;(g)手机电池充电是将电能转化为化学能.
11.【答案】空气
【解析】汽油机和柴油机的异同点:
(1)相同点:
四个冲程相同,能的转化相同.
(2)不同点:
①吸入的物质不同;②结构不同;③压强不同,效率不同;④点火方式不同.
柴油机在吸气冲程中吸入空气;柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多,效率更高.
12.【答案】化学 化学
【解析】“充电宝”给手机充电的时候,先是将储存的化学能转化为电能,手机再将电能转化为化学能储存在手机中.
13.【答案】不可能 能量守恒 方向性
【解析】根据能量守恒定律可知,能量不会凭空产生,也不会凭空消灭,只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一物体,但是能在转化的过程中要有一定的消耗,故永动机是不可能制造成功的,因为它违反了能量守恒定律.能量的转化和转移是有方向性的.
14.【答案】4×107J/m3
【解析】水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J;
根据η=
可得:
ηQ放=Q吸
即ηqv=Q吸
50%×q×0.0336m3=6.72×105J
q=4×107J/m3.
15.【答案】
(1)水的质量、燃料的质量
(2)煤油 (3)不可行
【解析】
(1)因燃料放出的热量与质量有关,必须控制燃料的质量相等;由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中应控制水的质量相等.
(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快,所以煤油的热值较大.
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和酒精的热值,是不可行的,要控制质量相等,需要用天平来测量煤油和酒精的质量.
16.【答案】
(1)①加热后的水温/℃ ②10g碎纸片
(2)酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收
【解析】
(1)①需要记录加热前后水的温度,用来计算水吸收的热量;
②根据控制变量法的思想,酒精和碎纸片的质量必须相等;
(2)酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收,故算出的酒精热值要小于真实值.
17.【答案】
(1)不同
(2)多 (3)不同的
【解析】
(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量是不同的.
(2)从表中的数据可以看出,对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多.
(3)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即放出热量与质量的比值不变;
对于不同的燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比值(即燃料的热值)一般情况下是不同的.
18.【答案】解:
(1)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=qm=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J;
(2)汽车的速度v=72km/h=20m/s,
汽车牵引力做功的功率:
P有=Fv=1.2×103N×20m/s=2.4×104W,
(3)在测试时间内汽车的有用功:
W有用=P有t=2.4×104W×600s=1.44×107J;
在测试时间内该汽车的效率:
η=
×100%=
×100%≈26%.
答:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是5.52×107J;
(2)汽车牵引力做功的功率是2.4×104W;
(3)汽车的效率是26%.
【解析】
(1)根据燃料燃烧放出热量公式Q=mq可计算汽油完全燃烧释放的热量.
(2)由P=Fv可以求出汽车牵引力的功率.
(3)求出有用功,利用效率公式求汽油机的机械效率
19.【答案】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm1Δt=4.2×103J/(kg·℃)×250kg×(80℃-20℃)=6.3×107J,
(2)这些热量相当于完全燃烧m2千克干木柴:
根据Q吸=Q放=m2q得:
m2=
=
=5.25kg.
(3)因为玻璃管中的水被加热后,体积变大,密度变小,会向上流动,所以水箱在上面.
答:
(1)水吸收的热量是6.3×107J;
(2)这些能量相当于完全燃烧5.25kg干木柴放出的热量;
(3)因为玻璃管中的水被加热后,体积变大,密度变小,会向上流动,所以水箱在上面.
【解析】本题考查了太阳能热水器使用、吸热公式计算、燃料燃烧放热计算,通过做题使学生了解太阳能的优点,引导学生积极开发新能源.
(1)知道水的质量、水的初温和末温,根据吸热公式计算水吸收的热量;
(2)求出了水吸收的热量,由题知Q吸=Q放,利用Q放=mq计算需要完全燃烧多少干木柴;
20.【答案】
(1)不能 运行中要从水中吸收热量
(2)所提设想应能反映记忆合金的特点,并具有一定的优越性(本题属开放性题,只要合理即可)
【解析】
(1)实验中的装置不能看作一个永动机,因为运行中要不断的从水中吸收热量,永动机是不存在的,它违背了能量守恒定律;
(2)所提设想应能反映记忆合金的特点,并利用特点进行相关的应用的设想.
21.【答案】
(1)
(2)不能;不遵循能量守恒.
【解析】
(1)上面水池中的水流下来,冲击叶轮转动是重力势能转化为动能;人们利用打磨轮打磨工件是机械能转化为内能;
(2)这个装置不能能“永动”,由于从上面流到下面水池过程中,由于用来打磨物体消耗能量,故流下来的水不能全部被抽送到上面的水池中.即流下来的水要比抽上去的水多,随着时间的推移,上面水池中的水越来越少,一定时间后便不再有水从上面流下来,所以这个装置不能够“永动”.
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