2020-2021学年第十四章 内能的利用综合与测试单元测试随堂练习题

第十四章  内能的利用  单元测试卷

一、单选题

1．据澎湃新闻，近日，广西南宁隆生达发电力科技有限公司（简称“隆生达发”）声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组，引发争议。该公司官网称，这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”，下列分析正确的是（　　）

A．发电技术突破了能量守恒定律，证明能量可以不守恒

B．如果没有能量补充，装置最终会停下

C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去

D．不靠任何能量补充，1度电可变为10度电的装置可以实现

2．如图所示是物理老师的自制火箭，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验分析正确的是（　　）

A．酒精无法完全燃烧，所以热值变小

B．酒精燃烧是电能转化成了内能

C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程

D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低

3．如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是

A．做功冲程，将机械能转化为内能

B．做功冲程，将内能转化为机械能

C．压缩冲程，将机械能转化为内能

D．压缩冲程，将内能转化为机械能

4．潍柴集团于2020年正式发布全球首款热机效率突破50%的商用柴油机，世界内燃机发展出现历史性新突破。关于对此柴油机的说法正确是（　　）

A．它必须用热值较高的燃油才能提高其热机效率

B．对比其他柴油机，相同时间内对外做功更快

C．对比其他柴油机，对外做同样的功消耗的燃料减少

D．随着技术的进步，集团生产的内燃机效率能达到100%

5．如图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（　　）

A．有用机械能较大 B．损失能量较小

C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低

6．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载入飞船的长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名宇航员送入空间站。下列说法正确的是（　　）

A．火箭发射时，尾部产生大量白气，这是水汽化产生的水蒸气

B．火箭使用液氢做燃料，是因为液氢热值大

C．火箭加速升空时，动能增加，重力势能不变

D．火箭升空过程中，与空气摩擦，通过热传递使内能增加

7．小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（　　）

A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%

B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%

C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%

D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4%

8．上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）

A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭

B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启

C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程

D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程

9．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　）

A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值

B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率

C．柴油机的热机效率通常为100%

D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大

10．甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（　　）

A．甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多

B．甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大

C．在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多

D．在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多

11．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　）

A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴

B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火

C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气

D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机

12．小聪在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，c水=4.2×103J/（kg·℃），则下列说法中正确的是（　　）

A．酒精燃烧的过程是内能转化为化学能

B．c乙=2.4×103J/（kg·℃）

C．0-8min乙吸收的热量为3.36×104J

D．该酒精灯的加热效率为28%

13．利用一燃气热水器对、20℃的水进行加热时，完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为4.2，煤气的热值为，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中（　　）

①煤气完全燃烧放出的热量是

②水吸收的热量是

③水温升高了50℃

④加热过程中水的内能保持不变

A．只有①④正确 B．只有②③正确

C．只有①②正确 D．只有②③④正确

二、填空题

14．如图所示试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的 _____能转化为塞子的机械能，水蒸气内能 _____（填“增加”或“减少”）。四冲程汽油机工作过程中的 _____冲程与上述能量转化过程相同。

15．如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。在热空气上升驱动扇叶转动的过程中，能量的转化方式是______转化为机械能，这与四冲程汽油机的______冲程相同。

16．汽车动力来自单缸四冲程汽油机，它正常工作时转速为1800r/min，1min对外做功 _____一次，如图所示是汽油机的一个工作循环，其四个冲程的正确顺序是 _____；用力将图戊的活塞迅速下压，筒内硝化棉燃烧，该过程能量转化的特点与汽油机 _____（填冲程名称）冲程的能量转化相同。

17．明朝时我国发明一种叫“火龙出水”的火箭，以黑火药为燃料；点火后，燃料的_____能转化为_____能，再转化为火箭的机械能，使火箭运动；现代火箭采用液态氢做燃料，是因为它的_____大。

18．小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间的图像如图所示，由图可知，甲物质比热容______（选填“>”“<”或“=”）乙物质比热容，用酒精灯给物体加热，物体内能增大，温度升高，这是通过______方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

19．某四冲程内燃机的转速是3000r/min，它1s内完成___________个冲程。某型号汽车发动机效率为30%，行驶20min消耗4L汽油，已知汽油热值q=4.0×107J/m3，这一过程该发动机输出机械功是________J。

20．陕西的酿酒业有着悠久的历史，周王朝在都城镐京就曾设置专职酒官。如图是将谷物倒入锅中熬制酒料的过程，灶台下木柴燃烧的过程中，剩余木柴的热值______（选填“变大”变小”或“不变”），制酒料的过程中是通过______方式改变酒料的内能。

21．如图所示，某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在气缸中移动的距离是L。满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p，t时间内曲轴转动N圈、消耗汽油的体积为V，已知汽油的密度为ρ，汽油的热值为q，不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失。满负荷工作时，这种汽油机t时间内做功的次数是_______，汽油机把内能转化为机械能的效率是________%。

三、实验题

22．木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下列的数据：

（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是___________ 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越___________        

（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，质量可改变，完全燃烧时，热量也随着改变，但是热量和质量的比值是___________ 的，这个不变的比值，反映了燃料的一种性质，在物理学上把它称之为___________

23．为了比较两种未知燃料的热值以及两种末知液体的比热容的大小，小明同学设计的实验如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同，当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T甲、T乙、T丙，且有T甲>T乙>T丙。

（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的______（选填“质量”或“体积”）必须相同；

（2）比较不同液体的比热容，应选择______两图进行实验，实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比，有ca______cb（选填“>”、“=”或“<”）；

（3）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，有q1______q2（选填“>”“=”或“<”）；

（4）若在研究不同燃料热值的实验中，记录数据如下表：

根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为______J；燃料2的热值是______J/kg，通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏______（填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原因是：______。

四、计算题

24．如图所示是某太阳能热水器，向其中注入0.05m3的水，阳光照射一段时间后，温度从10 ℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1×103kg/m3。试求：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？

（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是E＝2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？

（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3.5×107J/kg）

25．运20飞机是我国研究制造的新一代大型运输机，具有航程远、载重大、飞行速度快、巡航高度高、低速性能佳等特点。它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的动力。若运20飞机在高空中飞行1h发动机提供的机械功为1.8×1011J，需要燃烧航空煤油5000kg。已知航空煤油的热值为4×107J/kg。试求在这1h内：

（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？

（2）该飞机发动机的热机效率是多大？

参考答案

1．B

2．D

3．B

4．C

5．B

6．B

7．B

8．D

9．B

10．D

11．B

12．C

13．B

14．内     减少     做功

15．内     做功

16．900     乙甲丁丙     压缩

17．化学     内     热值

18． <     热传递     不变

19．100     4.8×104

20．不变     热传递

21.     

22．不同     多     不变     热值

23． 质量     甲丙     <     甲乙     >     2.4×104     1.2×106     小     燃料不可能完全燃烧同时燃料燃烧放出的热量不可能完全被液体吸收

24．（1）8.4×106J；（2）30%；（3）0.8kg

25．（1）；（2）90%