九全物理人教第十四章單元測(cè)試卷

11第十四章內(nèi)能的利用一、填空題(每空2分,共30分)1.熱機(jī)是利用能做功的機(jī)械.汽油機(jī)和柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括吸氣沖程、壓縮沖程、、四個(gè)沖程.

2.如圖所示,在試管內(nèi)裝些水,用塞子塞住,加熱使水沸騰.在上述加熱過(guò)程中燃料的能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能;隨后會(huì)看到塞子被彈出,能轉(zhuǎn)化為能.

第2題圖第3題圖3.如圖所示是單缸四沖程汽油機(jī)的某個(gè)沖程,該沖程中能轉(zhuǎn)化為能.

4.北京2022年冬奧會(huì)在國(guó)家體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”盛大開(kāi)幕,最后傳遞的火炬成為本屆冬奧會(huì)的主火炬臺(tái).本屆冬奧會(huì)首次采用氫能作為火炬燃料,最大限度減少碳排放.200kg的液態(tài)氫完全燃燒放出的熱量是J(q氫=1.4×108J/kg).

5.2021年12月31日,國(guó)際首套100兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能?chē)?guó)家示范項(xiàng)目在張家口順利并網(wǎng).壓縮空氣儲(chǔ)能是將多余的電能利用壓縮機(jī)把空氣壓縮到密閉容器中,將能量轉(zhuǎn)化為氣體的并儲(chǔ)存;需要時(shí),使壓縮空氣膨脹推動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng),這一過(guò)程類(lèi)似于四沖程汽油機(jī)的沖程.

6.如圖所示是一種設(shè)想中的永動(dòng)機(jī),它通過(guò)高處的水流沖擊葉片,葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)用來(lái)對(duì)外做功,同時(shí)帶動(dòng)抽水器從低處將水抽到高處,從而循環(huán)工作.這種永動(dòng)機(jī)(選填“能”或“不能”)一直工作下去,你判斷的依據(jù)是.

7.某種單缸四沖程汽油機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)的一個(gè)做功沖程可對(duì)外做功150J,飛輪的轉(zhuǎn)速是1500r/min,該汽油機(jī)每分鐘消耗0.01kg汽油.該汽油機(jī)每分鐘對(duì)外做功J.該汽油機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是.

二、選擇題(每小題4分,共40分.多選題每小題至少有2個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選擇正確得4分,選擇正確但不全得1分,有錯(cuò)選的不得分)8.下列所示的工具工作過(guò)程中使用熱機(jī)的是()A.滑板B.柴油車(chē)C.腳踏船D.皮筏艇9.關(guān)于汽油機(jī)與柴油機(jī),下列說(shuō)法正確的是()A.汽油機(jī)的火花塞可以用柴油機(jī)的噴油嘴代替B.柴油機(jī)和汽油機(jī)在吸氣沖程中,吸入汽缸的都是空氣C.在做功沖程中,柴油機(jī)汽缸內(nèi)的燃?xì)鉁囟群蛪簭?qiáng)比汽油機(jī)中的低D.汽油機(jī)和柴油機(jī)在壓縮沖程中都是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能10.油箱內(nèi)的汽油燃燒掉一半后,剩余的汽油()A.質(zhì)量和熱值都變?yōu)樵瓉?lái)的一半B.質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的一半,熱值不變C.質(zhì)量沒(méi)有變化,熱值變?yōu)樵瓉?lái)的一半D.質(zhì)量和熱值都沒(méi)有變化11.下列四幅圖中,關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()甲乙丙丁A.圖甲,過(guò)山車(chē)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B.圖乙,水電站將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.圖丙,自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員奮力蹬車(chē)時(shí),人體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.圖丁,汽車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中,剎車(chē)片會(huì)發(fā)熱,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能12.如圖甲、乙所示分別為噴氣式飛機(jī)和火箭在空中飛行的場(chǎng)景,下列關(guān)于它們的說(shuō)法正確的是()甲乙A.火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)是利用空氣來(lái)助燃的B.噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)需要自帶氧化劑來(lái)助燃C.兩者都是利用高溫、高壓氣體產(chǎn)生的反作用力來(lái)飛行的D.兩者都是利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能實(shí)現(xiàn)飛行的13.關(guān)于熱機(jī)的效率,下列說(shuō)法正確的是()A.熱機(jī)的效率越高說(shuō)明做功越快B.熱機(jī)的效率越高說(shuō)明做功越多C.在做功同樣多的情況下,熱機(jī)的效率越高,消耗的燃料越少D.熱機(jī)損失的能量中,廢氣帶走的最少14.雙燃料汽車(chē)以天然氣或汽油作為燃料,下列說(shuō)法正確的是()A.天然氣的熱值約為4×107J/m3,說(shuō)明燃燒1m3天然氣所放出的熱量是4×107JB.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用水作冷卻物質(zhì),是因?yàn)樗谋葻崛葺^小C.燃料的熱值越大,燃燒時(shí)放出的熱量越多D.汽油的熱值大小與其是否充分燃燒無(wú)關(guān)15.能量與生活息息相關(guān),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,永動(dòng)機(jī)是可以制成的B.人們對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用,說(shuō)明能量可以憑空產(chǎn)生C.有些新型燃料汽車(chē)實(shí)現(xiàn)了“零排放”,但它的效率不可能達(dá)到100%D.一個(gè)單擺擺動(dòng)多次后最終停了下來(lái),說(shuō)明能量的總量逐漸減少16.(多選)2022年2月27日,我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭,成功將L-SAR01組B星發(fā)射升空.下列說(shuō)法正確的是()A.燃料燃燒時(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.衛(wèi)星上的太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.火箭是一種熱機(jī)D.火箭加速升空時(shí),動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,機(jī)械能不變17.(多選)動(dòng)車(chē)組列車(chē)進(jìn)站前的減速過(guò)程分為兩個(gè)階段:第一階段采用“再生剎車(chē)”技術(shù),列車(chē)速度從250km/h減至90km/h,這期間停止動(dòng)力供給,列車(chē)依靠慣性繼續(xù)前行,并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電;第二階段采用機(jī)械剎車(chē),列車(chē)速度從90km/h開(kāi)始不斷減小直至停止,此階段仍帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電.關(guān)于列車(chē)進(jìn)站過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化,下列說(shuō)法正確的是()A.第一階段減少的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能,即電能等于減少的動(dòng)能B.第一階段減少的動(dòng)能有一部分轉(zhuǎn)化為電能,即電能小于減少的動(dòng)能C.第二階段減少的動(dòng)能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,且內(nèi)能小于減少的動(dòng)能D.第二階段減少的動(dòng)能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,且內(nèi)能大于減少的動(dòng)能三、實(shí)驗(yàn)探究題(共10分)18.如圖所示,甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同.燃料的質(zhì)量都是10g,燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量、初溫均相同.(1)比較不同燃料的熱值,應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在此實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)(選填“加熱時(shí)間的長(zhǎng)短”或“液體升高的溫度”)來(lái)體現(xiàn)液體吸收熱量的多少,并進(jìn)一步反映燃料燃燒放出熱量的多少.

(2)若在比較不同燃料的熱值時(shí),質(zhì)量為200g的水為被加熱液體,記錄的數(shù)據(jù)如表所示.燃料加熱前水的溫度/℃燃料燃盡時(shí)水的溫度/℃燃料11535燃料21525根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算:燃料1加熱的水吸收的熱量為J,燃料1的熱值是J/kg.查閱資料可知燃料1的熱值實(shí)際為4.6×107J/kg,通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的燃料熱值與實(shí)際相比偏小,你認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的主要原因是

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[c水=4.2×103J/(kg·℃)]四、綜合應(yīng)用題(共20分)19.(6分)某物理興趣小組的同學(xué)用煤爐給10kg的水加熱,同時(shí),他們繪制了如圖所示的加熱過(guò)程中水的溫度隨時(shí)間變化的圖像.假設(shè)在6min內(nèi)完全燃燒了0.2kg的煤,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),煤的熱值約為3×107J/kg.求:(1)0.2kg的煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量;(2)經(jīng)過(guò)6min加熱,水所吸收的熱量;(3)煤爐燒水時(shí)的效率.20.(6分)一輛汽車(chē)在一段平直公路上勻速行駛,能量流向圖如圖所示,已知消耗了汽油1.5×10-3m3(假設(shè)汽油完全燃燒).若汽油的密度ρ=0.8×103kg/m3,汽油的熱值為q=4×107J/kg,求:(1)所消耗的汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量;(2)該汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率;(3)汽車(chē)輸出的有用功.21.(8分)太陽(yáng)能熱水器是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備.某品牌太陽(yáng)能熱水器平均每小時(shí)接收4.2×106J的太陽(yáng)能.在6h的有效照射時(shí)間內(nèi),該太陽(yáng)能熱水器可使質(zhì)量為100kg、初溫為10℃的水的溫度升高至30℃.[水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)](1)求太陽(yáng)能熱水器中水吸收的熱量Q.(2)求太陽(yáng)能熱水器的效率η.(3)若改用煤氣來(lái)繼續(xù)加熱太陽(yáng)能熱水器中的水,需要使水溫上升到40℃,假設(shè)煤氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收,則需要完全燃燒多少煤氣?(設(shè)煤氣的熱值q=4×107J/m3)第十四章內(nèi)能的利用891011121314151617BDBDCCDCACBC1.內(nèi)做功沖程排氣沖程2.化學(xué)內(nèi)機(jī)械3.機(jī)械內(nèi)【解析】從題圖甲中可以看出,兩氣門(mén)都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),是壓縮沖程,壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.4.2.8×1010【解析】200kg的液態(tài)氫完全燃燒放出的熱量Q放=m氫q氫=200kg×1.4×108J/kg=2.8×1010J.5.內(nèi)能做功【解析】壓縮空氣膨脹推動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),壓縮空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)器的機(jī)械能;在汽油機(jī)的做功沖程中,高溫、高壓氣體對(duì)活塞做功,氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能,所以壓縮空氣膨脹推動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程類(lèi)似于四沖程汽油機(jī)的做功沖程.6.不能違反了能量守恒定律7.1.125×10525%【解析】因單缸四沖程汽油機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí),一個(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn),完成4個(gè)沖程,對(duì)外做功1次,且飛輪的轉(zhuǎn)速是1500r/min,所以該汽油機(jī)每分鐘對(duì)外做功750次,則該汽油機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷工作1min時(shí)對(duì)外做的功W=150J×750=1.125×105J;該汽油機(jī)每分鐘消耗0.01kg汽油,0.01kg汽油完全燃燒釋放的熱量Q放1=m1q=0.01kg×4.5×107J/kg=4.5×105J,則該汽油機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率η=WQ放1×100%=1.125×18.B9.D汽油機(jī)的火花塞是為了產(chǎn)生火花,柴油機(jī)的噴油嘴是噴油用的,二者不可互換,A中說(shuō)法錯(cuò)誤;汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入的是空氣和汽油的混合物,柴油機(jī)在吸氣沖程中吸入的是空氣,B中說(shuō)法錯(cuò)誤;在做功沖程中,柴油機(jī)汽缸內(nèi)的燃?xì)鉁囟群蛪簭?qiáng)比汽油機(jī)中的高,C中說(shuō)法錯(cuò)誤.10.B油箱內(nèi)的汽油燃燒掉一半后,剩余的汽油的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的一半,熱值不變11.D題圖甲中,過(guò)山車(chē)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)高度減小,重力勢(shì)能減小,速度增大,動(dòng)能增大,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,故A中說(shuō)法正確;題圖乙中,水電站里水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故B中說(shuō)法正確;題圖丙中,自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員奮力蹬車(chē)時(shí),人體內(nèi)的一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C中說(shuō)法正確;題圖丁中,汽車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中,剎車(chē)片會(huì)發(fā)熱,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D中說(shuō)法錯(cuò)誤,符合題意.故選D.12.C噴氣式飛機(jī)利用空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,需要用空氣中的氧氣來(lái)助燃;火箭利用火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,它工作時(shí)用自帶的氧化劑助燃,故A、B均錯(cuò)誤.噴氣式飛機(jī)和火箭都是利用高溫、高壓氣體產(chǎn)生的反作用力來(lái)飛行的,發(fā)動(dòng)機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C正確、D錯(cuò)誤.13.C熱機(jī)效率與做功快慢或者做功多少無(wú)關(guān),故A、B錯(cuò)誤;熱機(jī)的效率越高,做的有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值越大,即在做功相同的情況下,消耗的燃料較少,故C正確;熱機(jī)損失的能量中,廢氣溫度高,帶走的熱量最多,故D錯(cuò)誤.14.D天然氣的熱值是4×107J/m3,說(shuō)明完全燃燒1m3天然氣所放出的熱量是4×107J,故A錯(cuò)誤;汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用水作冷卻物質(zhì),是因?yàn)樗谋葻崛葺^大,升高相同的溫度能吸收較多的熱量,故B錯(cuò)誤;由Q放=mq可知,燃料燃燒時(shí)放出的熱量與燃料的熱值和質(zhì)量有關(guān),另外還與燃料燃燒程度有關(guān),故C錯(cuò)誤;熱值是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類(lèi)有關(guān),故D正確.15.C16.AC17.BC第一階段減速過(guò)程中,列車(chē)在帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的同時(shí)還受到摩擦力的作用,所以這一階段動(dòng)能(或機(jī)械能)在轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí)還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即轉(zhuǎn)化為的電能小于減少的動(dòng)能,故A錯(cuò)誤,B正確.第二階段,因?yàn)槭菣C(jī)械剎車(chē),所以動(dòng)能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)仍在工作,所以還有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能,由此可知內(nèi)能小于減少的動(dòng)能,C正確、D錯(cuò)誤.18.(每空2分)(1)甲、乙液體升高的溫度(2)1.68×1041.68×106存在熱散失,燃料燃燒放出的熱量沒(méi)有全部被水吸收(合理即可)【解析】(2)水吸收的熱量為Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×20℃=1.68×104J,燃料1的熱值q1=1.68×104J0.0119.(1)0.2kg煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q放=qm煤=3×107J/kg×0.2kg=6×106J(2分)(2)由圖可知,經(jīng)6min后,水溫上升了60℃,故水吸收的熱量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×60℃=2.52×106J(2分)(3)煤爐燒水時(shí)的效率η=Q吸Q放×100%=2.52×10620.(1)消耗汽油的質(zhì)量m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.2kg(1分)汽油完全燃燒放出的熱量Q放=qm=4×107J/kg×1.2kg=4.8×107J(2分)(2)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η=100%-33%-30%-7%=30%(1分)(3)汽車(chē)輸出的有用功W=ηQ放=30%×4.8×107J=