第十四章 內能的利用單元檢測
(時間：60分鐘 滿分：100分)
一、(每小題4分，計40分)
1．下列現象中屬于能量轉移的是( )
A．高處落下的小球速度越來越快
B．點燃的火箭騰空而起
C．雨天時發(fā)生雷電
D．熱水在空氣中逐漸變涼
2．下列現象與對應的能量的轉化錯誤的是( )
A．火車過后，鐵軌發(fā)熱是機械能轉化為內能
B．太陽光使黑塑料袋內水發(fā)熱是光能轉化為內能
C．電熨斗通電發(fā)熱是內能轉化為電能
D．生石灰加水發(fā)熱是化學能 轉化為內能
3．下列說法中錯誤的是( )
A．能量守恒定律只適用于物體內能的變化
B．只要有能的轉化和轉移 ，就一定遵從能量守恒定律
C．能量守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器
D．任何一種形式的能在其他形式能的過程中，消耗多少某種形式的能，就能得到多少其他形式的能，而能的總量是保持不變的
4．關于燃料的熱值，以下說法中正確的是( )
A．燃料的熱值 與燃料的種類有關系，與燃料的質量和燃燒狀況無關
B．燃燒1千克某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值
C．燃料燃燒時，質量越大，熱值越大
D．燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小
5．汽車已走進很多現代家庭，下圖為四沖程汽油機汽缸的工作示意圖，按吸氣、壓縮、做功、排氣的順序排列，下列排序正確的是( )
A．乙甲丙丁 B．甲丁乙丙
C．丙乙甲丁 D．丙丁甲乙
6.下列提高燃料利用率的方法不正確的是( )
A．盡量增大受熱面積
B．選用熱值較高的燃料
C．把煤磨成煤粉，用空氣吹進爐膛
D．燒煤時，加大送風量
7．如圖所示，從斜面上滾下的小球能推動平面上的木塊前進一段距離，最后小球和木塊都靜止，對此現象，下列說法中正確的是( )
A．小球和木塊的機械能都消失了
B．小球的機械能轉移到木塊上，但機械能的總量保持不變
C．小球和木塊的機械能轉化成其他形式的能量(如內能等)，但能的總量保持不變
D．以上說法都不對
8．下列說法，正確的是( )
A．橡皮筋被拉長后，分子之間只有引力
B．建筑工地上，汽車駛過時塵土飛揚，這是一種擴散現象
C．用鋸鋸木頭，鋸條發(fā)熱，這是通過熱傳遞改變物體的內能
D．四沖程汽油機的做功沖程使汽車獲得動力
9．雙燃料汽車以天然氣或汽油作為燃料，以下說法正確的是( )
A．燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量越多
B．以天然氣為燃料，汽車發(fā)動機的效率可以達到100%
C．在壓縮沖程中，燃料混合物的溫度升高，內能增大
D．汽油與天然氣相比，燃燒時汽油對環(huán)境的污染較小
10．完全燃燒42 g焦炭所放出的熱量，若有50%被2 kg、30 ℃的水吸收，則水溫可升高〔c水＝4.2×103 J/(kg•℃)、q焦炭＝3.0×107 J/(kg•℃)、此時外界為標準大氣壓〕( )
A．70 ℃ B．75 ℃
C．100 ℃ D．105 ℃
二、題(每空2分，共30分)
11．汽油機的壓縮沖程中，汽缸內汽油和空氣混合物的 壓強________，溫度________。
12．國家“西氣東輸”工程正源源不斷地向某市輸送清潔能源——天然氣。天然氣燃燒時，可以將________能轉化為內能。已知天然氣的熱值為4×107 J/3，則每輸送100 3的天然氣，完全燃燒后就相當于向某市輸送了________J的能量。
13．新疆冬季房屋內多靠“暖氣”取暖�！芭瘹狻敝杏盟鲚斔湍芰康奈镔|，是因為水的________大；改用煤氣做燃料來給水加熱，是因為煤氣的________高，且污染小。
14．一臺單缸四沖程柴油機，飛輪轉速為3 600轉/分，該柴油機活塞1 s對外做功________次。若其效 率為40%，消耗5 kg的柴油轉化成的機械能是________J。(q柴油＝4.3×107 J/kg)
15．用煤氣灶把1 kg、初溫為20 ℃的水燒到70 ℃，消耗了10 g煤氣。已知水的比熱容是4.2×103 J/(kg•℃)，煤氣的熱值為4.2×107 J/kg，則水吸收的熱量為________J，煤氣完全燃燒放出的熱量為________J，煤氣灶燒水的效率為________%。
16．如圖所示是道路維修時常用的路面鉆機(俗稱“啄木鳥”)，該機械利用壓縮氣體推動活塞將鉆頭打入路面。氣體推動活塞 時是將________能轉化為________能；鉆頭制成錐形是為了____________________________；“啄木鳥”中用到了柴油機， 若其機械效率是40%，則完全燃燒50 kg柴油對外做的有用功是______J(柴油的熱值是4.3×107 J/kg)。
三、實驗題(本題12分)
17．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質量都是10 g，燒杯內的液體質量也相同。
(1)比較不同燃料的熱值，應選擇________兩圖進行實驗；比較不同物質的比熱容，應選擇___ _____兩圖進行實驗；
(2)水的比熱容為4.2×103 J/(kg•℃)，它的物 理意義是________________________；
(3)酒精的熱值為3.0×107 J/kg，完全燃燒10 g酒精放出的熱量為________J。
四、(每題9分，共18分)
18．用天然氣灶燒水，燃燒0.5 3的天然氣，使100 kg的水從20 ℃升高到70 ℃。已知水的比熱容c＝4.2×103 J/(kg•℃)，天然氣的熱值q＝7.0×107 J/3。求：
(1)0.5 3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放。
(2)水吸收的熱量Q吸。
(3)燃氣灶的效率η。
19．目前，“節(jié)能減排”已引起全球的關注。如何減少能耗、提高汽車發(fā)動機的效率越來越受到人們的重視。
(1)大多數家用汽車的發(fā)動機為汽油機，它把汽油燃燒產生的內能部分轉化成機械能，再通過傳動機構將動力傳給車輪使汽車行駛。請你將圖中汽油機工作時的能流圖補充完整。
汽油機的能流圖
(2)發(fā)動機的效率是汽車的經濟性能指標之一。
廠家提供的某汽車出廠的部分參數如下：
①測試數據：汽車在平直公路上以90 k/h的速度勻速行駛時，百千米耗油量為V0(L)，發(fā)動機輸出功率為P0(kW)；②使用燃料：93號汽油〔熱值為q0(J/kg)、密度ρ0(kg/3)〕。
請用以上參數推算出在測試條件下，該汽車發(fā)動機的效率。
參考答案
1答案：D 點撥：能量的轉移是指同一種能量從一個物體轉移到另一個物體或從一個物體的一個部位轉移到另一個部位，能量的種類不變；能量的轉化是一種形式的能量變?yōu)榱硪环N形式的能量，能量的類型發(fā)生了變化。
2答案：C
3答案：A 點撥：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，適用于宇宙中的一切能量轉化，因此A選項是錯誤的，故正確答案為A。
4答案：A 點撥：燃料的熱值是燃料本身的一種性質，與燃料是否燃燒和完全燃燒、燃料的質量等無關，只與燃料的種類有關，故A正確，C、D錯誤；熱值的定義是1 kg某種燃料完全燃燒時放出的熱量，故B錯誤。
5答案：C
6.B
7答案：C 點撥：由于小球跟斜面、小球和木塊與水平面間都有摩擦存在，小球和木塊都要克服摩擦做功，使機械能轉化為內能(小球、木塊、斜面、平面的內能都增加)，但在能的轉化和轉移過程中，能的總量保持不變，故本題選C。
8答案：D 點撥：分子間的作用力 引力與斥力是同時存在、同時消失的，橡皮筋被拉長后，引力與斥力是同時存在，只是分子間引力大于斥力，對外表現為引力；塵土是輕小物體，不是分子，塵土飛揚是機械運動，不屬于擴散現象，因此A、B選項錯誤；鋸木頭時對木頭做功，木頭內能增加，做功沖程內能轉化為機械能，使汽車獲得動力，C選項錯誤，D選項是正確的。
9答案：C 點撥：燃料燃燒放出熱量的多少與熱值和質量有關，A選項錯誤；發(fā)動機的效率不可能達到100%，廢氣的排放要帶走部分熱量、克服摩擦等消耗部分能量，B選項錯誤；壓縮沖程是機械能轉化為內能，混合氣的內能增大，溫度升高，C選項正確；天然氣燃燒時只生成二氧化碳和水，沒有二氧化硫、氮氧化物等有毒氣體，對空氣的污染較小，D選項錯誤。
10答案：A 點撥：燃燒焦炭所放出的熱量為Q放＝q＝3.0×107 J/kg×42×10－3kg＝1.26×106 J；則水吸收的熱量為Q吸＝ηQ放＝50%×1.26×106 J＝6.3×105 J；
這些熱量可使2 kg水溫度升高
Δt＝ ＝75 ℃
因原來水的溫度為30 ℃，當溫度升高70 ℃時，水的溫度達到100 ℃，水開始沸騰。在沸騰過程中，雖然不斷吸熱但水的溫度保持不變，故最終水的 末溫為100 ℃，故水溫可升高70 ℃。
11答案：增大 升高
點撥：壓縮沖程中，活塞向上運動，壓縮汽油和空氣的混合物，使用汽缸內壓強增大，同時壓縮氣體做功，會使氣體內能增加，溫度升高。
12答案：化學 4×109
點撥：天然氣等燃料燃燒時，都是將化學能轉化為內能，天然氣完全燃燒時釋放的能量Q＝qV＝4×107 J/3×100 3＝4×109 J。
13答案：比熱容 熱值
點撥：因為水的比熱容大，在相同的 溫度變化時它傳遞的熱量較多，所以常用水作為“暖氣”的取暖介質；煤氣的熱值較高，在相同質量的情況下，完全燃燒后放出的熱量多，且清潔污染小，所以用煤氣做燃料比用煤更好。
14答案：30 8.6×107
點撥：四沖程柴油機飛輪轉2周，做功1次，根據題意可知，該柴油機每秒轉60周，故做功30次，轉化成的機械能為W＝q×40%＝5 kg×4.3×107 J/kg×40%＝8.6×107 J。
15答案：2.1×105 4.2×105 50
點撥：水吸收的熱量為Q吸＝c(t－t0)＝4.2×103 J/(kg•℃)×1 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×105 J，煤氣完全燃燒放出的熱量Q放＝q＝4.2×107 J/kg×0.01 kg＝4.2×105 J，則煤氣灶的效率η＝Q吸/Q放＝2.1×105 J/4.2×105 J＝50%。
16答案：氣體的內 活塞的機械 增大鉆頭對路面的壓強 8.6×108
點撥：壓縮氣體推動活塞做功是將氣體的內能轉化為活塞的機械能，鉆頭制成錐形，可以減小受力面積，增大鉆頭對路面的壓強。根據機械效率公式η＝ 得：W有＝ηq＝40%×50 kg×4.3×107 J/kg＝8.6×108 J。
17答案：(1)甲、乙 甲、丙 (2)1 kg水溫度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的熱量為4.2×103 J
(3)3. 0×105
點撥：比較不同燃料的熱值，需要控制被加熱的液體相同，燃料不同，所以應選擇甲、乙兩圖進行實驗；比較不同物質的比熱容，需要控制燃料相同，被加熱的液體不同，應選擇甲、丙兩圖進行實驗；水的比熱容的物理意義是1 kg水溫度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的熱量為4.2×103 J，酒精完全燃燒時放出的熱量Q＝q＝0.01 kg×3.0×107 J/kg＝3.0×105 J。
18答案：(1)0.5 3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放＝Vq＝0.5 3×7.0×107 J/3＝3.5×107 J
(2)水吸收的熱量
Q吸＝cΔt＝4.2×103 J/(kg•℃)×100 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×107 J
(3)燃氣灶的效率η＝ ×100%＝ ×100%＝60%
點撥：天然氣完全燃燒放出的熱量可由Q放＝Vq計算得出；水吸收的熱量由Q吸＝cΔt計算得出，燃氣灶的效率是有用熱量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，即η＝ ×100%。
19答案：(1)克服摩擦耗能 廢氣帶走熱量
(2)
點撥：(1)燃料燃燒產生的能量，除了轉化成有用機械能，機械克服摩擦也消耗一部分能量，機械散熱耗能，高溫的廢氣也帶走一部分能量。
(2)汽車在行駛時所做的有用功：W＝Pt＝ ；燃燒汽油所釋放的能量Q＝q＝ρVq，故汽車發(fā)動機的效率
η＝
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