·第第頁第十四章內能的利用(時間:85分鐘分值:80分)一、填空題(本大題共8小題,每空1分,共16分)1.某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比,叫這種燃料的。燃料燃燒是化學能轉化為。

2.我國部分衛星發射使用“長征五號”運載火箭,該種火箭通常使用液態氫作為燃料,是因為液氫具有(選填“較大”或“較小”)的熱值,火箭中的液氫在燃燒一半后,其熱值(選填“變大”、“變小”或“不變”)。

3.如圖所示,這是四沖程柴油機工作時的沖程示意圖,此時汽缸內物質為(選填“空氣”、“柴油”或“柴油和空氣混合物”)。

4.殲-20是我國最先進的隱形戰斗機,在高空飛行時,燃料在飛機發動機內燃燒,產生的高溫高壓氣體推動飛機前進,將內能轉化為能,這一過程與汽油機的沖程相似。

5.江西籍鄧清明是神舟十五號飛行乘組的航天員,在2022年11月29日,隨著運載火箭點火發射,燃料的化學能最終轉化為能,在加速升空過程中,運載火箭重力勢能增大,動能。他堅守初心24年,終于圓了飛天夢,給青少年賦予了滿滿正能量。

6.如圖所示,這是一臺單缸四沖程汽油機的工作示意圖。將內能轉化為機械能的是圖;若汽油機飛輪轉速為3600r/min,則汽油機1s內對外做功次。

7.現代電動汽車為了節能,都安裝了能量回收裝置,在汽車剎車時帶動發電機,將汽車的能轉化為電能,為汽車提供后續運動的能量。有人認為,只要不斷改進,這種汽車就可以一邊行駛,一邊發電,永遠運動下去,這一觀念違背了。

8.“卡路里”簡稱“卡”,是熱量的另一個單位,現在仍被廣泛使用在營養計量和健身手冊中。1卡是這樣規定的:在一個標準大氣壓下,1g水溫度升高1℃吸收的熱量,那么1卡=J。一輛汽車發動機的效率是35%,那么該車完全燃燒1kg汽油做的有用功是J。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q汽=4.6×107J/kg]

二、選擇題(本大題共6小題,共14分)第9~12小題,每小題只有一個選項是最符合題目要求的,每小題2分;第13、14小題為多項選擇,每小題至少有兩個選項是符合題目要求的,每小題3分,全部選擇正確得3分,選擇正確但不全得1分,不選、多選或錯選得0分。請將選項代碼填涂在答題卡相應位置。9.如圖所示,這是某老師的自制教具,他在礦泉水瓶的側壁上鉆一個孔,把電火花發生器緊緊塞進孔中,實驗時從瓶口噴入酒精并蓋上錐形紙筒,按動電火花發生器的按鈕,點燃瓶內酒精后,紙筒即刻飛出,瓶口出現大量白氣,關于此實驗,分析正確的是()A.礦泉水瓶中的酒精如果沒有完全燃燒,其熱值會變小B.紙筒飛出后的瞬間瓶口出現的白氣是汽化形成的C.燃氣推動紙筒飛出的過程相當于內燃機的壓縮沖程D.紙筒飛出時發生的能量轉換是內能轉化為機械能10.內燃機是最常見的一種熱機,關于內燃機,下列說法錯誤的是()A.柴油的熱值比汽油低,所以柴油機的效率比汽油機低B.燃料燃燒時將化學能轉化為燃氣的內能C.做功沖程中將燃氣的內能轉化為飛輪的機械能D.除做功沖程外,其他三個沖程靠飛輪的慣性完成11.請你認真閱讀表格,根據表格內容判斷,下列說法正確的是()燃料熱值無煙煤3.4×107J/kg酒精3.0×107J/kg氫1.4×108J/kgA.氫的熱值比酒精的小B.用酒精燈燒水時,熱損失很大,但酒精的熱值不變C.用1kg的無煙煤燒水,水可以吸收3.4×107J的熱量D.0.5kg的酒精熱值為1.5×107J/kg12.某品牌無人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9km,用時5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽車的牽引力為2000N,燃油的熱值為4.6×107J/kg,假設燃油完全燃燒,通過計算可知,下列結果正確的是()①汽車行駛速度是20km/h②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是6.9×107J③汽車牽引力做功的功率是30kW④汽車發動機的效率是20%A.只有①和②B.只有②和③C.只有①和④D.只有②和④13.關于如圖所示的四個情景,下列說法中正確的是()A.圖甲中的現象表明熱的物體一定比冷的物體內能大B.圖乙中抽去玻璃板后,兩瓶中的氣體混合,這種擴散現象表明氣體分子是運動的C.圖丙中活塞向下運動,這是內燃機的做功沖程,該過程中是將機械能轉化為內能D.圖丁,用酒精燈加熱試管中的水至沸騰后,水蒸氣將軟木塞推出,該過程中的能量轉化順序為化學能——內能——機械能14.如圖所示,這是某內燃機工作時的能量流向圖,下列說法正確的是()A.該內燃機的熱機效率是32%B.熱機效率高可以節約能源,減少污染C.通過改進和創新減少各種能量損失,可以提高熱機效率D.此熱機可能是汽油機三、計算題(本大題共3小題,第15小題6分,第16、17小題各8分,共22分)15.小明去遂川湯湖泡溫泉時發現,有一口自噴狀態地熱水出水口,出水溫度為90℃,出水流量為150m3/h。(1)求每小時流出的地熱水溫度降低到50℃所放出的熱量。(2)這些熱量如果用天然氣蒸汽鍋爐供熱,且天然氣蒸汽鍋爐的熱效率為90%,每小時需要天然氣釋放多少熱量?(3)利用上述地熱能供暖,每小時可以節約多少天然氣?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值為4×107J/m3]16.隨著科技的發展和環保意識的增強,氫燃料新能源公交車在多地投放使用。氫燃料具有清潔無污染、效率高等優點,被認為是22世紀最理想的能源。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q氫=1.4×108J/kg](1)求質量為300g的氫燃料完全燃燒放出的熱量。(2)若這些熱量全部被質量為200kg、溫度為15℃的水吸收,求水升高的溫度。(3)某氫能源公交車以140kW的恒定功率做勻速行駛,如果300g的氫燃料完全燃燒獲得熱量的焦耳數和公交車所做的功相等,求這些熱量能讓該公交車勻速行駛的時間。17.地鐵的開通大大緩解了城市公交運輸的壓力。某學校實踐活動小組的同學收集到某市地鐵機車和公交車在甲、乙區間內運行的相關數據如下表。問:某型號地鐵機車地鐵機車做功的功率103kW平均速度60km/h牽引力5×104N額定載客量500人某型號公交汽車燃油的熱值4×107J/kg平均速度15km/h牽引力3000N額定載客量40人(1)甲、乙兩地鐵站相距2.4km,地鐵運行一趟需要多少小時?(2)地鐵機車的效率是多少?(3)公交車每千米消耗燃油0.3kg,公交車熱機的效率是多少?四、實驗與探究題(共28分,每小題7分)18.如圖所示,反映了熱機的工作原理,試管里裝有適量的水,用軟木塞輕輕塞住,點燃酒精燈加熱。(1)酒精燈燃燒過程,能轉化為能。

(2)試管里的水通過的方式獲得熱量,其溫度會不斷,達到沸點后開始沸騰。

(3)水沸騰一段時間后,會觀察到軟木塞被彈出,此過程將能轉化為能,其轉化方式是。

19.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,對它們取不同質量進行完全燃燒,得到了下表的數據:燃料的質量/g100200300400燃料完全燃燒放出的熱量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/J3.4×1066.8×10610.2×10613.6×106(1)從表中的數據可以得到,相同質量的不同燃料,它們完全燃燒所釋放的熱量是的;對于同一種燃料,質量越大,完全燃燒所釋放的熱量越。

(2)從表中的數據還可以看出,對于同一種燃料,完全燃燒之比是不變的,這個不變的比值,反映了燃料本身的一種性質,物理學中把它稱之為,它是用來描述燃料完全燃燒時,釋放熱量能力大小的物理量。

(3)如果完全燃燒0.01m3的天然氣放出的熱量完全用于加熱水,可使kg的水溫度升高10℃;實際加熱這些水所燃燒的天然氣比上述要多許多,原因是用燃氣灶燒水時,除了水吸收的熱量外,一部分傳給了盛水的容器,另外一部分傳給了(答一個即可)。[q天然氣=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]

(4)在燒水過程中,人們關心的是燃燒天然氣所放出的熱量中有多少被水吸收,為了衡量水吸收的熱量在完全燃燒天然氣放出的熱量中所占比例,物理中引入熱效率來描述,我們總是希望它的值越(選填“高”或“低”)越好。

20.如圖所示,甲、乙、丙三個實驗裝置完全相同,燃料的質量都是10g,燒杯內液體的質量都相等。(1)安裝甲圖中實驗器材時,應按照(選填“自上而下”或“自下而上”)的順序進行安裝。

(2)“比較不同燃料的熱值”應選擇兩個裝置,“比較不同物質的比熱容”應選擇兩個裝置。在“比較不同物質的比熱容”的實驗中,液體吸收熱量的多少,是通過來反映的;在“比較不同燃料的熱值”的實驗中,燃料完全燃燒放出熱量的多少,是通過來反映的。

(3)比較不同物質的比熱容,選用上圖合適裝置加熱相同一段時間后,繪制出溫度-時間圖像如圖丁,由圖像可比較出液體a的比熱容液體b的比熱容。在液體a和液體b中,選擇作為汽車發動機的冷卻劑較好。

21.某物理興趣小組設計了一個實驗來比較“煤油和菜籽油的熱值大小關系”,他們的實驗裝置如圖所示,實驗中收集和記錄的數據如表所示。燃燒前水的溫度t1/℃燃燒后水的溫度t2/℃煤油2544菜籽油2534(1)實驗中除了需要裝置一樣,甲、乙兩杯水的初溫和相同之外,還應保持相同的物理量的是。

(2)根據實驗中收集的數據,可以看出煤油和菜籽油兩種燃料中,熱值較大的是,判斷的依據是。

(3)小銘同學在加熱前用天平測出燒杯中水的質量及油燈中煤油和菜籽油的質量,根據Q吸=Q放,利用實驗中測得的數據,算出了煤油和菜籽油的熱值,和燃料熱值表中的數值相比較發現偏小了很多,不應考慮的原因是(選填字母)。

A.煤油和菜籽油沒有完全燃燒B.燒杯吸收了部分熱量C.測得的煤油和菜籽油的質量偏小D.煤油和菜籽油燃燒放出的散失到空氣中一部分(4)小軍同學計劃用兩種燃料將初溫和質量相同的水加熱至剛好沸騰,他們通過比較來反映這兩種燃料熱值的大小關系。

(5)釋放化學能的過程不斷地發生在人體內,食物也是一種“燃料”;小董同學發現某巧克力營養成分表上標有“2361kJ/100g”,該標識的含義與(選填“熱量”、“熱值”或“比熱容”)類似。

參考答案1.熱值內能2.較大不變3.壓縮空氣4.機械做功5.機械增大6.丙307.機械能量守恒定律8.4.21.61×1079.D10.A11.B12.D13.BD14.ABC15.解:(1)2.52×1010J(2分)(2)700m3。(2分)16.解:(1)4.2×107J(2分)(2)50℃(3分)(3)300s(2分)17.解:(1)0.04h(1分)(2)83.3%(3分)(3)25%(