中考复习物理重点知识专题训练专题三十四内能的利用.docx
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中考复习物理重点知识专题训练专题三十四内能的利用
2020中考复习物理重点知识专题训练——专题三十四:
内能的利用
考点一:
热机
1.如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图,下列说法正确的是()
A.该冲程是压缩冲程
B.该冲程中活塞向上运动
C.该冲程是内能转化为机械能的过程
D.该冲程是机械能转化为内能的过程
2.如图是四冲程汽油机工作的示意图,其中不是靠惯性完成的是( )
A.
B.
C.
D.
3.下列图形中,属于内能转化为机械能的是( )
4.在内燃机的四个冲程中,发生内能和机械能相互转化的是( )
A.吸气冲程和压缩冲程
B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程
D.排气冲程和吸气冲程
5.在进行如图所示的实验或有关装置工作时,能量转化情况相同的是( )
A.丙和丁
B.甲和丙
C.甲和乙
D.乙和丁
考点二:
热值
1.下列关于热值说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分热值越大
B.2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大
C.1kg煤燃烧放出3×105J的热量,则煤的热值为3×105J/kg
D.热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关,不同的物质热值一般不同
2.少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售,客户为了不上当,最恰当的方法是检测下列物理量的中( )
A.热值
B.比热容
C.温度
D.质量
3.我们平时在买煤球时,总要问一下这种煤“耐不耐烧”,这里所说的“耐”在物理学上是指煤的( )
A.内能
B.比热容
C.热值
D.热量
4.煤炭是一种重要能源,区别优劣煤最科学的办法是检测煤炭的( )
A.比热容
B.密度
C.热值
D.温度
5.我国大多数家庭烧水做饭所需内能是通过燃料燃烧获得的.三明市计划将煤气改为天然气,如改造工程完成后,可以节省烧水做饭时间,这是因为天然气与煤气相比( )
A.比热容高
B.密度大
C.热值高
D.污染小
6.被誉为“中国第一座农民城”的温州龙港在2010年春节前用上了管道天然气,天然气与煤相比,从热学角度分析,它突出的优点是________;从环保角度分析,它突出的优点是________;(天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3×107J/kg)
7.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________.
8.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量和烧杯内液体的质量也相同.
(1)比较不同燃料的热值,则应选________两图进行实验;比较不同物质的比热容,应选择________两图进行实验.
(2)有同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关.要研究物体温度升高吸收热量的多少与质量的关系,需要选取质量________(选填“相同”或“不同”)的________(选填“同种”或“不同种”)物质进行研究.
(3)若要研究物体温度升高吸收热量的多少与物质种类的关系,需要选用质量相同的________(选填“同种”或“不同种”)物质进行研究,这种研究物理问题的方法叫________________________________________.
9.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同.
(1)比较不同物质吸热升温的特点,应选择___________两图进行实验.如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图可以看出,_________液体的温度升高得较慢,_________液体的比热容较大.
(2)比较不同燃料的热值,应选择__________两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过_______________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”).
若想利用上述装置估测燃料的热值,那么还需要补充的测量仪器是__________,利用此实验方法计算出的热值将比真实值___________.
考点三:
热机效率
1.关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.蒸汽机的效率通常高于喷气发动机
B.热机效率一定小于100%
C.汽车排放的尾气,是城市环境污染的重要来源.目前有些新型燃料汽车,实现了“零排放”,它们的效率达到100%
D.在完全无摩擦的道路上,汽车发动机可达到100%
2.为节约能源,需提高热机的效率,下列措施中不能提高热机效率的是( )
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量增加热机的工作时间
3.小洪同学家原来用液化石油气烧水,每天约用60℃的热水100kg.她参加“探究性学习”活动后,在老师指导和同学帮助下,制作了一台简易的太阳能热水器.
(1)若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量为多少?
(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后,平均每天可节约液化石油气多少千克?
(液化石油气的热值为8.0×107J/kg)
(3)请你说出使用太阳能热水器的优点.(至少说出一点)
4.一辆汽车以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?
5.国际航空运输协会希望能在2050年实现飞行器的碳排放量为零,瑞士“阳光动力号”太阳能飞机(如图)在这方面作出了大胆的尝试.该飞机的机翼承载200m2的光伏电池面板,太阳辐射功率约为1.44×106J/(m2·h)(太阳辐射功率是指1h内辐射到1m2面积上的太阳能)请解答:
(1)若飞机每天接受光照的时间为10h,光伏电池面板每天接收的太阳能E为多少焦?
(2)用光伏电池面板每天接收的太阳能替代航空燃油,每月(按30天)可节约航空燃油多少千克?
(假设航空燃油完全燃烧,航空燃油的热值q=4.32×107J/kg)
考点四:
能量的转化与守恒
1.2013年某天,一颗数十吨的陨石落向地球,在加速下落的过程中,陨石与大气剧烈摩擦而燃烧,犹如一颗火球扑向地面.陨石下落过程中,其能量的变化情况是( )
A.动能增加、内能增加
B.动能增加、内能减小
C.动能减小、内能增加
D.动能减小、内能减小
2.如图是美国“宾夕法尼亚”号核潜艇在水下30m深处发射导弹的示意图.固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧,喷出高温燃气,水因过热而顿时转化为蒸汽,蒸汽推送导弹穿越海面,导弹在空气中点火升空.关于水下发射导弹,下列说法中,不正确的是( )
A.水变为水蒸气,是热传递的结果
B.水变为水蒸气,使缸内内能增加
C.水蒸气推送导弹后,缸内内能减小
D.水蒸气推送导弹,导弹机械能不变
3.如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯.它“头顶”小风扇,“肩扛”光电池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电池.下列解释合理的是( )
A.光电池板是将电能转化为光能
B.小风扇利用风力发电,将机械能转化为电能
C.照明灯是将内能转化为电能
D.蓄电池夜晚放电,将电能转化为化学能
4.如图所示是达·芬奇设想的永动机.你认为能实现吗?
________.请说明理由:
________________________________________________________________________.
5.人类生存和发展离不开各种能源,随着世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长,而化石能源开发利用后不能再生,如果长期大规模开采,不久的将来会消耗殆尽,所以开发新能源是可持续发展的趋势.我州某地建立大型风力发电场,如图所示.请你根据风力发电的特点和所学物理知识提出相关问题并回答.
示例:
问题:
风叶转动是由什么能转化为什么能?
回答:
风能转化为风叶的机械能.
(1)问题:
________________?
回答:
____________________________________________
(2)问题:
________________?
回答:
____________________________________________
(3)问题:
________________?
回答:
____________________________________________
2020中考复习物理重点知识专题训练——专题三十四:
内能的利用参考答案
考点一:
热机
1.如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图,下列说法正确的是()
A.该冲程是压缩冲程
B.该冲程中活塞向上运动
C.该冲程是内能转化为机械能的过程
D.该冲程是机械能转化为内能的过程
【答案】C
【解析】在内燃机的四个冲程中,进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;一个气阀打开,另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程,而在吸气冲程中活塞向下运动,排气冲程中活塞向上运动.
根据图示可知,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,气缸容积增大,因此是做功冲程;在做功冲程中将内能转化为机械能.
2.如图是四冲程汽油机工作的示意图,其中不是靠惯性完成的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成:
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能,压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的;二是做功冲程中内能转化为机械能.判断出是哪个冲程,再判断能量是怎样转化的.A项,图中的气门关闭,活塞上行,所以是压缩冲程,压缩冲程是将机械能转化为内能的过程;是依靠飞轮的惯性完成的冲程;不符合题意;B项,图中的气门关闭,活塞下行,所以是做功冲程,做功冲程是将内能转化为机械能的过程,不是依靠飞轮的惯性完成的冲程;符合题意;C项,图中的进气门关闭,排气门打开,活塞上行,所以是排气冲程;是依靠飞轮的惯性完成的冲程;不符合题意;D项,图中的进气门打开,排气门关闭,活塞下行,所以是吸气冲程;是依靠飞轮的惯性完成的冲程;不符合题意.
3.下列图形中,属于内能转化为机械能的是( )
【答案】C
【解析】A项,滑下滑梯时,与滑梯发生摩擦做功,将机械能转化为内能,不合题意;B项,弯折铁丝时,是通过做功将机械能转化为内能,不合题意;C项,在内燃机的做功冲程中,燃气膨胀对外做功,将内能转化为机械能,符合题意;D项,压缩点火,属压缩气体做功,将机械能转化为内能,不合题意.
4.在内燃机的四个冲程中,发生内能和机械能相互转化的是( )
A.吸气冲程和压缩冲程
B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程
D.排气冲程和吸气冲程
【答案】B
【解析】内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程,压缩冲程活塞向上运动,压缩气体对气体做功,将机械能转化为内能;做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能;吸气和排气冲程不发生能量转化.
5.在进行如图所示的实验或有关装置工作时,能量转化情况相同的是( )
A.丙和丁
B.甲和丙
C.甲和乙
D.乙和丁
【答案】D
【解析】甲是将机械能转化内能;乙为做功冲程,则为内能转化为动能的过程;丙消耗电能转化为内能,为电能转化为内能的过程;丁通过加热使活塞飞出,为内能转化为动能的过程;
故能量转化相同的为乙与丁.
考点二:
热值
1.下列关于热值说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分热值越大
B.2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大
C.1kg煤燃烧放出3×105J的热量,则煤的热值为3×105J/kg
D.热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关,不同的物质热值一般不同
【答案】D
【解析】A、B项,燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的燃烧程度、质量都无关,故AB错误;C项,由于不确定燃料是否完全燃烧,故C错误;D项,热值是燃料的一种属性与燃料的质量无关,不同的物质热值一般不同,说法正确.
2.少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售,客户为了不上当,最恰当的方法是检测下列物理量的中( )
A.热值
B.比热容
C.温度
D.质量
【答案】A
【解析】热值是燃料的一种特性,是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时放出的热量越多,掺假后煤的热值降低,所以可以用热值来区分.而从比热容、质量、温度无法区分.
3.我们平时在买煤球时,总要问一下这种煤“耐不耐烧”,这里所说的“耐”在物理学上是指煤的( )
A.内能
B.比热容
C.热值
D.热量
【答案】C
【解析】燃料的好坏取决于燃料热值的大小,因此我们平时所说的煤“耐不耐烧”是指煤的热值大小.
4.煤炭是一种重要能源,区别优劣煤最科学的办法是检测煤炭的( )
A.比热容
B.密度
C.热值
D.温度
【答案】C
【解析】衡量燃料优劣的方法是比较它们的热值,热值是指某种燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比,反映了完全燃烧相同质量的不同种燃料时放出热量的多少,优质的煤炭热值较高.
5.我国大多数家庭烧水做饭所需内能是通过燃料燃烧获得的.三明市计划将煤气改为天然气,如改造工程完成后,可以节省烧水做饭时间,这是因为天然气与煤气相比( )
A.比热容高
B.密度大
C.热值高
D.污染小
【答案】C
【解析】天然气与煤气相比,其优点之一是天然气的热值较大,完全燃烧相同质量的天然气和煤气,天然气放出的热量多,可以节省烧水做饭时间.
6.被誉为“中国第一座农民城”的温州龙港在2010年春节前用上了管道天然气,天然气与煤相比,从热学角度分析,它突出的优点是________;从环保角度分析,它突出的优点是________;(天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3×107J/kg)
【答案】热值大 污染小
【解析】
(1)从热学角度分析,天然气的热值大,相等质量的物质,热值大的放热就多.
(2)从环保角度分析,天然气燃烧污染小,而煤燃烧不仅放出二氧化碳,还要放出别的废气.
7.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________.
【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.
8.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量和烧杯内液体的质量也相同.
(1)比较不同燃料的热值,则应选________两图进行实验;比较不同物质的比热容,应选择________两图进行实验.
(2)有同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关.要研究物体温度升高吸收热量的多少与质量的关系,需要选取质量________(选填“相同”或“不同”)的________(选填“同种”或“不同种”)物质进行研究.
(3)若要研究物体温度升高吸收热量的多少与物质种类的关系,需要选用质量相同的________(选填“同种”或“不同种”)物质进行研究,这种研究物理问题的方法叫________________________________________.
【答案】
(1)甲、乙 甲、丙
(2)不同,同种 (3)不同种,控制变量法.
【解析】
(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲、乙两图进行实验;
为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲、丙两图进行实验.
(2)猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关.要研究物体温度升高吸收热量的多少与质量的关系,需要选取质量不同的同种物质进行研究.
(3)若要研究物体温度升高吸收热量的多少与物质种类的关系,需要选用质量相同的不同种物质进行研究,这种研究物理问题的方法叫控制变量法.
9.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同.
(1)比较不同物质吸热升温的特点,应选择___________两图进行实验.如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图可以看出,_________液体的温度升高得较慢,_________液体的比热容较大.
(2)比较不同燃料的热值,应选择__________两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过_______________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”).
若想利用上述装置估测燃料的热值,那么还需要补充的测量仪器是__________,利用此实验方法计算出的热值将比真实值___________.
【答案】
(1)甲、丙 b b
(2)甲、乙 温度计示数 天平 小
【解析】
(1)在比较不同物质吸热升温的特点时,我们应控制燃料相同而吸热物质不同,因此应选择甲、丙两图来进行实验;如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,观察图丁可以看出,b液体的温度升高得较慢,b液体的比热容较大;
(2)要比较不同燃料的热值,我们应选择甲乙两图进行实验,燃料完全燃烧放出热量的多少,可以通过温度计示数的变化量来反应;估测燃料的热值,还需要补充的实验仪器是天平;由于燃烧放出的热会有一部分散失到空气中去、烧杯等实验器材也会吸收一部分热量,从而使Q放大于Q吸,因此,利用此实验方法计算出燃料的热值比实际要偏小些.
考点三:
热机效率
1.关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.蒸汽机的效率通常高于喷气发动机
B.热机效率一定小于100%
C.汽车排放的尾气,是城市环境污染的重要来源.目前有些新型燃料汽车,实现了“零排放”,它们的效率达到100%
D.在完全无摩擦的道路上,汽车发动机可达到100%
【答案】B
【解析】用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,在工作过程中,损失的能量越少,热机的效率越高;A项,蒸汽机的燃料是在机器的外部燃烧,热损失最多,效率最低;故A错误;B项,热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率不会达到100%;故B正确;C项,目前有些新型燃料汽车,实现了“零排放”,减少了污染,提高了效率,但效率不会达到100%;故C错误;D项,在完全无摩擦的道路上,汽车发动机的效率可以提高,但不可能达到100%;故D错误.
2.为节约能源,需提高热机的效率,下列措施中不能提高热机效率的是( )
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量增加热机的工作时间
【答案】D
【解析】热机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.提高热机的效率要从减少热量的损失及让燃料充分燃烧等方法.所以题中使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失,提高效率.增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率.
3.小洪同学家原来用液化石油气烧水,每天约用60℃的热水100kg.她参加“探究性学习”活动后,在老师指导和同学帮助下,制作了一台简易的太阳能热水器.
(1)若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量为多少?
(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后,平均每天可节约液化石油气多少千克?
(液化石油气的热值为8.0×107J/kg)
(3)请你说出使用太阳能热水器的优点.(至少说出一点)
【答案】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(60℃-20℃)=1.68×107J;
(2)∵Q吸=Q放×70%,
∴Q放=
=
=2.4×107J,
又∵Q放=m气q气,
∴m气=
=
=0.3kg.
(3)太阳能热水器是将太阳能转化为内能,被水吸收,温度升高,供人使用,对环境无污染.
答:
(1)水吸收的热量为1.68×107J;
(2)平均每天可节约液化石油气0.3千克;(3)对环境无污染.
【解析】
(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cmΔt求水吸收的热量;
(2)由题知,液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,即Q吸=Q放×70%,再利用Q放=mq求需要完全燃烧的液化石油气的质量,即每天节约的液化石油气质量;
(3)从环保、节约能源(省钱)、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点.
4.一辆汽车以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?
【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
5.国际航空运输协会希望能在2050年实现飞行器的碳排放量为零,瑞士“阳光动力号”太阳能飞机(如图)在这方面作出了大胆的尝试.该
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