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第十四章 內(nèi)能的利用 時間：60分鐘　　　　　滿分：100分 一、選擇題(每題3分，共36分) 1．為了節(jié)約能源，需要提高熱機的效率，下列措施不能提高熱機效率的是(　　) A．讓燃料與空氣混合充分，使燃料燃燒得更加徹底 B．在設計與制造熱機時要不斷改進與創(chuàng)新，以減少能量的損耗 C．盡量減少熱機內(nèi)部各部件間的摩擦，經(jīng)常保養(yǎng) D．盡量增加熱機的工作時間 20．電動機通電后帶動其他機器運轉(zhuǎn)，一段時間后，電動機的外殼就會變得燙手，則下列關于能的轉(zhuǎn)化和守恒的說法中正確的是(　　) A．電能全部轉(zhuǎn)化為機械能，總的能量守恒 B．電能一部分轉(zhuǎn)化為機械能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總的能量守恒 C．電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能守恒 D．電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，機械能守恒 3．如圖所示，太陽能路燈的頂端是太陽能電池板，它白天向燈桿中的蓄電池充電，而夜晚則由蓄電池給路燈供電。下列關于太陽能路燈中能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是(　　) A．白天太陽能電池板向蓄電池充電時，化學能轉(zhuǎn)化為電能 B．白天陽光照射太陽能電池板時，太陽能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為化學能 C．夜晚蓄電池給路燈供電時，電能轉(zhuǎn)化為化學能 D．夜晚路燈照亮時，電能全部轉(zhuǎn)化為光能 4.如圖所示是用電熱水壺燒水時的情境，有關描述正確的是(　　) A．壺蓋被水蒸氣頂起時能量的轉(zhuǎn)化形式與柴油機壓縮沖程能量的轉(zhuǎn)化形式相同 B．水沸騰時，繼續(xù)通電，水的溫度會升高 C．壺蓋與壺口上方的“白氣”是由水蒸氣汽化形成的 D．燒水過程中，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 5．下列利用改變內(nèi)能對外做功的設備是(　　) A．洗衣機 B．柴油機 C．收音機 D．電視機 6．能量守恒是自然界的基本規(guī)律之一。下列能量轉(zhuǎn)化過程中，化學能轉(zhuǎn)化為電能的是(　　) A．用潮汐發(fā)電 B．用電燈照明 C．用干電池作電源 D．用電動機帶動水泵將水抽到高處 7．下列關于熱機和環(huán)境保護的說法中，正確的是(　　) A．熱機排出的尾氣沒有內(nèi)能 B．熱機的效率能達到100% C．熱機都是使用汽油作燃料 D．熱機的大量使用會造成環(huán)境污染 8．關于q＝的理解，下列說法中正確的是(　　) A．熱值與燃料完全燃燒放出的熱量成正比 B．若燃料燃燒不充分時，部分能源將被浪費掉，熱值將減小 C．當燃料未燃燒時，其熱值為零 D．某種燃料的熱值大小與是否充分燃燒無關 9．2017年4月20日，我國長征七號遙二運載火箭成功地將天舟一號貨運飛船送向太空。該型火箭使用的是液氧煤油發(fā)動機。煤油可作為航空燃料是因為煤油具有(　　) A．含有較多的熱量 B．較小的密度 C．較大的比熱容 D．較大的熱值 10．如圖所示，汽油機處于工作過程中的某個沖程，對此沖程，下列敘述正確的是(　　) A．壓縮沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 C．做功沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 11．如圖所示，給試管里的水加熱，水沸騰后，水蒸氣推動橡皮塞沖出試管口，這個過程與四沖程汽油機的能量轉(zhuǎn)化相同的沖程是(　　) A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程 12．一臺柴油機，一定質(zhì)量的柴油完全燃燒時，放出了7.5108J的熱量，其中有4.5108J的能量以各種形式損失掉了，可知該柴油機的效率是(　　) A．30% B．40% C．48% D．60% 二、填空題(每空2分，共28分) 13．現(xiàn)探明中國南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的熱值比煤氣的熱值大得多，則完全燃燒相同質(zhì)量的可燃冰和煤氣，燃燒____________放出的熱量多。1kg的可燃冰，燃燒一半后，剩余可燃冰的熱值________(選填“變大”“變小”或“不變”)。 14．汽油機和柴油機在構造上相比，汽油機頂部有一個____________，柴油機頂部有一個____________。一臺四沖程汽油機，飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，則此汽油機每秒鐘內(nèi)完成________個沖程，做了________次功。 15．天然氣是一種清潔燃料，很多出租車都用天然氣來代替汽油。天然氣燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車的__________能。已知天然氣的熱值為7107J/m3，則出租車某段行程消耗2m3天然氣所釋放的熱量為______________J。(假設天然氣完全燃燒) 16．“渦輪增壓”是目前在各種汽油機和柴油機中采用的一項節(jié)能、提高熱機功率的技術。它是利用熱機排出的廢氣帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，先將新鮮空氣壓縮后再送入內(nèi)燃機的進氣口。這樣做的好處是________(選填“增大”或“減小”)排出廢氣所帶走的能量，________(選填“提高”或“降低”)內(nèi)燃機的效率。 17．某柴油機燃燒2.4kg柴油時，對外做的有用功為2.8107J，該柴油機的效率為____________(精確到0.1%)。柴油機在吸氣沖程中，吸入的物質(zhì)是____________。(柴油的熱值為4.3107J/kg) 18．隨著人民生活水平的提高，汽車已在家庭逐步普及。小明通過查詢得知：一輛某型號的汽車在額定功率下行駛時單位時間內(nèi)的能量流向圖如下所示。 汽油能量8.1104J (1)從能量轉(zhuǎn)化角度看，其中“摩擦損耗”的這部分能量轉(zhuǎn)化成________能。 (2)若將汽車轉(zhuǎn)化為有用功的能量與輸入發(fā)動機的能量的比值定義為“能量轉(zhuǎn)化效率”，則該發(fā)動機的能量轉(zhuǎn)化效率η為____________。 三、閱讀與實驗探究題(共16分) 19．(8分)閱讀短文，回答文后的問題。 爆米花 爆米花是一種很受歡迎的食品，它通常是由玉米加工而成。那么玉米粒是如何變成爆米花的呢？傳統(tǒng)的爆米機實際上是一個帶有密封蓋的鐵罐子。加工爆米花時，用煤爐給裝有玉米粒的爆米機加熱，密封在罐里的玉米粒溫度不斷升高，其中的水分逐漸變成水蒸氣，玉米粒內(nèi)部壓強不斷增大。部分水蒸氣從玉米粒中跑出，進入鐵罐內(nèi)，而鐵罐內(nèi)氣體的溫度也在不斷升高，壓強越來越大。玉米粒像吹足氣的小氣球，但由于受到罐內(nèi)氣壓的約束，它們不能爆開。加熱到一定程度時，打開爆米機的密封蓋，罐內(nèi)氣體壓強迅速減小，高溫高壓的玉米粒突然進入氣壓較低的環(huán)境中，便迅速爆開，變成了爆米花。 (1)加工爆米花的過程中，通過____________的方式使玉米粒的內(nèi)能增加。 (2)加熱過程中，玉米粒中的水發(fā)生的物態(tài)變化是__________。 (3)在整個加工過程中，能反映罐內(nèi)氣體壓強p和溫度t變化情況的圖像是________。 (4)如果加工一次爆米花需要消耗0.5kg的無煙煤，若這些無煙煤充分燃燒，放出的熱量為____________J。(無煙煤的熱值為3.4107J/kg) 20．(8分)為比較酒精和碎紙片這兩種燃料的熱值，小明采用如圖所示的裝置進行實驗：他將一定質(zhì)量的酒精和碎紙片分別放入兩個燃燒皿中，點燃它們，分別給裝有質(zhì)量相等的水的兩個相同燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燃燒。 (1)小明設計了一張記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，其中①②兩項內(nèi)容漏寫了，請你幫他補充完整。 　　　溫度 燃料　　　 加熱前水溫/℃ ①______________ ________ 10g酒精 ②______________ (2)實驗后小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的熱量，結合“10g酒精”這一數(shù)據(jù)，算出了酒精的熱值，算出的酒精熱值是否可靠，請說明理由。 四、計算題(共20分) 21．(12分)可燃冰是一種新型能源，它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結晶物質(zhì)，主要成分是甲烷，其開采是世界難題。據(jù)中央電視臺2017年5月18日報道，我國可燃冰已試采成功，技術處于世界領先。用燃氣鍋爐燒水時，把質(zhì)量為500kg，初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了12m3天然氣，已知水的比熱容c水＝4.2103J/(kg℃)，天然氣的熱值q＝4.2107J/m3，可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍，求： (1)水吸收的熱量； (2)燃氣鍋爐燒水時的效率； (3)若換用可燃冰，應使用多少立方米可燃冰？ 22．(8分)“五一”假期，小明一家驅(qū)車外出旅游。當汽車以108km/h的速度在高速公路上勻速直線行駛時，汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，效率為40%。已知汽車整車質(zhì)量為1375kg，油箱容積為50L。(汽油熱值q＝3.3107J/L，g＝10N/kg) (1)這時汽車牽引力做功的功率是多少？ (2)該車加一滿箱汽油，按照以上速度最多可以勻速直線行駛多遠的路程？ 答案 DBBDB CDDDA CB 13．可燃冰　不變　14.火花塞　噴油嘴　80　20 15．機械　1.4108　16.減小　提高 17．27.1%　空氣　18.(1)內(nèi)　(2)12.5% 19．(1)熱傳遞(2分)　(2)汽化(1分)　(3)B(3分) (4)1.7107(2分) 20．(1)加熱后水溫/℃(2分)　10g碎紙片(2分) (2)答：不可靠，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收。(4分) 21．解：(1)水吸收的熱量：Q吸＝cmΔt＝4.2103J/(kg℃)500kg(100℃－20℃)＝1.68108J；(2分) (2)天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝Vq天然氣＝12m34.2107J/m3＝5.04108J；(2分) 燃氣鍋爐燒水時的效率：η＝100%＝100%≈33.3%；(3分) (3)可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍，則可燃冰的熱值：q可燃冰＝160q天然氣＝1604.2107J/m3＝6.72109J/m3(3分)，若換用可燃冰燃燒放出相同的熱量，應使用可燃冰的體積：V可燃冰＝＝＝0.075m3(2分)。 22．解：(1)v＝108km/h＝30m/s，P＝Fv＝fv＝0.08mgv(2分)＝0.081375kg10N/kg30m/s＝3.3104W(2分)； (2)由η＝100%＝100%(1分)得s＝＝(1分)＝＝6105m＝600km(2分)。