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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，一段時間后，電動機的外殼就會變得燙手，則下列關于能的轉化和守恒的說法中正確的是(　　) A．電能全部轉化為機械能，總的能量守恒 B．電能一部分轉化為機械能，另一部分轉化為內(nèi)能，總的能量守恒 C．電能全部轉化為內(nèi)能，內(nèi)能守恒 D．電能轉化為機械能和內(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，化學能轉化為電能 B．白天陽光照射太陽能電池板時，太陽能轉化為電能再轉化為化學能 C．夜晚蓄電池給路燈供電時，電能轉化為化學能 D．夜晚路燈照亮時，電能全部轉化為光能 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化形式與柴油機壓縮沖程能量的轉化形式相同 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。下列能量轉化過程中，化學能轉化為電能的是(　　) 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，機械能轉化為內(nèi)能 B．壓縮沖程，內(nèi)能轉化為機械能 C．做功沖程，機械能轉化為內(nèi)能 D．做功沖程，內(nèi)能轉化為機械能 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，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)從能量轉化角度看，其中“摩擦損耗”的這部分能量轉化成________能。 (2)若將汽車轉化為有用功的能量與輸入發(fā)動機的能量的比值定義為“能量轉化效率”，則該發(fā)動機的能量轉化效率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)。