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第1页共14页第十四章内能的利用一、单选题1.已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法中正确的是()A．甲种燃料含有的热量比乙种燃料多B．完全燃烧一定质量的甲种燃料，刚好烧开一壶水，那么用同样质量的乙种燃料就不能烧开这壶水C．燃烧相同质量的两种燃料，甲种放出的热量多D．只要通风条件好，供氧充足，乙的热值可能大于甲的热值2.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/kgD．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3.一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV～20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是()A．化学能转化为电能B．内能转化为电能C．光能转化为电能D．机械能转化为电能4.学习了“能量的转化和守恒”的知识后，同学们提出了下面的一些关于利用和开发能源的建议，其中不可行的是()第2页共14页A．我国煤炭资源丰富，应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施B．电力部门应加快进行将内能直接转化为电能的研究，以减少内能在多次转化过程中的损失C．我国应进一步开发利用江河水利资源D．随着资源的不断消耗，应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，又能不断对外多做功的机器5.汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能的变化情况是()A．温度降低，内能增大B．温度不变，内能不变C．温度升高，内能增大D．温度降低，内能减小6.从本质上来看，内燃机的工作能量来源于()A．机械能B．热能C．化学能D．化学能和热能7.某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是()A．热机B．电动机C．发电机D．电热水器二、填空题8.请阅读下面的介绍，回答相关问题．焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量…….但他在探索科学真第3页共14页理的道路上，也走过弯路．年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”——不需要给它提供任何动力(即不消耗任何能源)就能自动工作起来的机械装置．他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设计、制作，但没有一次是成功的．接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“执迷不悟”，而是反思原来的设想，重新确定新的探究课题．经过不懈的努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发现了科学真理．(1)“永动机”制造一直失败的原因是：它违背了___________________________________________；(2)你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是：___________________________________________.9.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘了如下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0.2kg的煤，煤的热值为3×107J/kg.6min内煤完全燃烧产生的热量________J；在烧水过程中，热效率最高(选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”)．(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)10.“低碳生活”是但当今社会所倡导的绿色生活方式．利用太阳能将2000kg的水从15℃加热到49℃，可以至少节约________kg无烟煤．[无烟煤的热值为3.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J(kg·℃)]11.汽油机完成一个工作循环，活塞经历四个冲程，分别为________、________、________、________，一个工作循环中，曲轴旋转________圈，活塞往复________次，对外做功________次．12.下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg，从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg，那么完全燃烧1g的酒精可放出热量________J．放出相同的热量，完全燃烧干木柴与煤油的质量之比是________.第4页共14页13.一位同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请你根据给出的信息，计算该内燃机的效率为________至________．14.如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联系到内燃机，请你用连线反映他的联想创新的思维过程．三、实验题15.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．第5页共14页(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___________.16.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：_________.17.物理小组的同学们组装了下图所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料第6页共14页(1)若要比较液体的吸热本领，应选________两图的实验装置进行实验(2)实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高50℃，加热时间较短的液体比热容较________．(3)为了比较不同燃料的热值应选________两图的实验装置进行实验；实验过程中，加热时间相同，若浸存液体中的温度计小数升高多，说明这种燃料的热值________．四、计算题18.阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上装有个塑料袋，通过导管收集牛体内排放出的气体，从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21kg甲烷．若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20℃升高到70℃？[q甲烷＝5.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]19.为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活中．现有一种太阳能、电能两用热水器，晴天时，它用太阳能加热，能将接收的部分太阳能转换为水的内能，如果遇到雨天，可以用电加热．[ρ水＝1.0×103kg∕m3，C水＝4.2×103J/(kg·℃)]第7页共14页(1)当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量是多少？(2)如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧多少kg的焦炭？(3)若在水温从20℃上升到70℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是多少？五、阅读理解题20.阅读短文，回答文后的问题．发动机是汽车得动力源．汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程．汽油机的性能和汽缸排量有关．汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在汽缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)．实际汽车往往采用多缸发动机．如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4)，通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上．各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程．第8页共14页(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为________能．(2)若一个汽缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为________(用字母表示)．(3)四缸发动机中2号汽缸在做功冲程时，3号汽缸所处的冲程是()A．吸B．压缩C．做功D．排气(4)写出一个四缸发动机的优点：___________________________________________.21.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)第9页共14页答案解析1.【答案】B【解析】A项，热值是1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，热量只存在于热传递的过程之中，不能说含有热量，故A错误；B项，由于甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，所以完全燃烧一定质量的甲种燃料放出的热量，比完全燃烧相同质量的乙种燃料放出的热量要多，故B正确；C项，甲的热值虽然大，但如果燃烧不充分，它放出的热量也未必多，故C错误；D项，热值与燃料的种类有关，跟通风条件和供氧情况无关，故D错误．2.【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．3.【答案】D【解析】“挤压或拉伸”动作后，就会产生放电现象，说明消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能．4.【答案】D【解析】A项，煤炭在燃烧的过程中，由于燃烧不够充分，导致散失的热量较多，故研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施是必要的，此项说法正确；B项，现在我国的发电主要是火力发电，故研究内能直接转化为电能，以减少内能在多次转化过程中的损失，也是非常必要的．此项说法正确；C项，根据我国地利特点，进一步的开发潮汐能，也是可行的．此项说法正确；D项，能量既不会消灭，也不会产生，能量在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变；此项说法错误．5.【答案】D【解析】汽油机在做功冲程中，汽油机内部的高温气体迅速膨胀对外做功时，内能转化为机械第10页共14页能，故气体的内能会减小，气体的温度会降低．6.【答案】C【解析】内燃机工作时，将燃料的化学能通过燃烧燃烧转化为内能，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能．所以说从本质上来看，内燃机的工作能量来源于燃料的化学能．7.【答案】A【解析】热机：将内能转化为机械能；电动机：将电能转化为机械能；发电机：将机械能转化为电能；电热水器：将电能转化为内能．由流程图可以看出：该机器将一部分内能转化成了机械能，还有一大部分内能散失掉了，所以该机器是热机．8.【答案】能量守恒定律科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力．【解析】永动机违背了能量守恒定律；焦耳科学探究的历程给我们的启示：科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力．9.【答案】6×1060～2min【解析】已知煤的质量和热值，利用Q＝mq可求得煤完全燃烧产