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1第二章改变世界的热机第Ⅰ卷选择题(共27分)一、选择题(每小题3分，共27分)1．烧开同样一壶水，所需完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的(A)A．热值B．比热容C．内能D．热量2．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是(C)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3．下列关于水的理解，正确的是(C)A．水无论是蒸发成水蒸气还是结成冰，其比热容不变B．部分0℃的水结冰变成0℃冰水混合物，内能不变C．发动机常用水来冷却是因为水的比热容较大D．30℃的水比20℃的水所含的热量多4．以下例子中，属于利用内能来做功的是(B)A．冬天房间取暖B．喷气式飞机在空中飞行C．摩擦使物体温度升高D．跑步使脚的温度升高5．如图是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程，它是(C)A．压缩冲程，内能转化为机械能B．做功冲程，内能转化为机械能C．压缩冲程，机械能转化为内能D．做功冲程，机械能转化为内能6．甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则(C)A．甲的功率一定比乙的功率大B．甲消耗的汽油一定比乙消耗的汽油少C．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多D．做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多7．关于热机效率，下列说法中正确的是(D)A．燃烧更多的燃料可以提高效率B．使用优质燃料可以提高热机效率C．合理改进热机效率可能等于100%D．减少各种热损失可以提高热机效率8．如图，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与2四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的(C)A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程9．通过对内能、热机内容的学习，可知(B)A．物体运动的动能和所有分子势能的总和，叫做物体的内能B．改变物体内能的方式有两种：做功和热传递C．在热机的一个工作循环中，燃气做功四次D．在做功冲程中，机械能转化为内能第Ⅱ卷非选择题(共73分)二、填空题(每空2分，共36分)10．汽油机的压缩冲程中，汽缸内汽油和空气的混合物的压强__增大__，温度__升高__。11．有人曾做过这样的实验：用重锤连续敲打铁块，一段时间后，铁块能煎熟一个荷包蛋。用重锤敲打铁块是通过__做功__的方法改变了铁块的内能，被敲打后的铁块能煎熟荷包蛋是通过__热传递__的方法改变了鸡蛋的内能。12．量子通信是目前世界最安全的通信，2016年8月16日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在我国酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功发射升空，火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料__热值大__的特性，火箭加速上升过程中机械能__增大__(选填“增大”“减小”或“不变”)。13．汽车发动机工作时把内能转化为__机械__能，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率__降低__(选填“升高”“不变”或“降低”)。发动机散热器常用水做冷却剂，这是因为水的__比热容__大。14．一柴油机完全燃烧柴油后，放出8×108J的热量，要损失4.8×108J的能量，得到了__3.2×108__J的机械能，该柴油机的效率是__40%__。15．一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了__60__个冲程，做了__15__次功。16．氢气的热值为1.4×108J/kg，比煤和石油要高出许多，且燃烧后的产物是水蒸气，排放到大气中不会造成污染。10kg氢气完全燃烧放出的热量是__1.4__×109__J；若这些热量的50%被水吸收，能使__3__333.3__kg的水温度升高50℃。[已知c水＝4.2×103J/(kg·℃)]17．木炭的热值是3.4×107J/kg，完全燃烧500g木炭，能放出__1.7×107__J的热量。柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率为η，柴油的热值为q，将质量为m的柴油完全燃烧，能放出的热量Q＝__mq__，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功W＝__mqη__。三、实验探究题(每空2分，共24分)18．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：3燃料的质量/g100200300400燃料完全燃烧放出的热量Q木柴/J1.3×1062.6×1063.9×1065.2×106Q焦炭/J3.0×1066.0×1069.0×10612.0×106Q木炭/J3.4×1066.8×10610.2×10613.6×10618.(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__不同__的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越__多__。(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料完全燃烧放出的热量和质量的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为__热值__，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。(3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是__4.2×105__J；如果这些热量完全用于加热水，可使__10__kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了__空气__(答一个即可)。[已知q天然气＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/(kg·℃)](4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入__热效率__来描述，我们总是希望它的值越大越好。19．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，甲、乙烧杯内的液体质量相同。(1)比较不同燃料的热值，应选择__甲、乙__两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择__甲、丙__两图进行实验。(2)若液体a的质量为ma，液体b的质量为mb，为了完成实验，则需ma__等于__(选填“大于”“小于”或“等于”)mb。(3)水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，它的物理含义是__质量是1__kg的水，温度升高(或降低)1__℃，吸收(或放出)的热量是4.2×103__J__。(4)酒精的热值为3.0×107J/kg，完全燃烧10g酒精放出的热量为__3×105__J。四、计算题(共13分)20．(6分)一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]求：(1)水吸收的热量是多少？4(2)这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？(q干木柴＝1.2×107J/kg)解：(1)Q吸＝cm1Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×250kg×(80－20)℃＝6.3×107J。(2)设这些热量相当于完全燃烧质量为m2的干木柴：则Q吸＝Q放＝m2q，所以m2＝Q吸q＝6.3×107J1.2×107J/kg＝5.25kg。21．(7分)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%。行驶过程中卡丁车所受阻力为其总重力的0.2倍。(q汽油＝4.6×107J/kg，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？解：(1)汽油完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝1.2kg×4.6×107J/kg＝5.52×107J。(2)由题意可知，卡丁车所做机械功：W＝Q放η＝5.52×107J×25%＝1.38×107J，卡丁车的功率：P＝Wt＝1.38×107J10×60s＝2.3×104W。(3)匀速行驶过程中，卡丁车的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2m总g＝0.2×500kg×10N/kg＝1000N，由P＝Wt＝Fst＝Fv得卡丁车的速度：v＝PF＝2.3×104W1000N＝23m/s。5