中考专题训练---内能的利用附详细解析学生版

中考专题训练---内能的利用附详细解析学生版

一、单选题（共7题；共14分）

1.下列说法正确的是（   ）           

A. 燃料燃烧越充分，它的热值就越大                      B. 内燃机用水做冷却液，是因为水的比热容较大

C. 敲击大小不同的编钟，发出声音的音色不同        D. 在闹市区安装噪声监测装置，可以减弱噪声

2.如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（   ） 

A. 吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸

B. 压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小

C. 做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能

D. 排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分

3.关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（   ）           

A. 0℃的冰块内能为零

B. 温度高的物体含有的热量多

C. 汽油机压缩冲程中，机械能转化为内能

D. 反复弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过热传递的方式增加了铁丝的内能

4.下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的是（   ）           

A.                     B.                     C.                     D. 

5.下列说法中正确的是（  ）

A. 固体和液体很难被压缩，说明物质的分子间存在斥力     B. 物体吸收热量，内能增加，温度升高

C. 1kg酒精比1g酒精的热值大                                            D. 在热机的做功冲程中，机械能转化为内能

6.一杯酒精倒出一半，剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况是（  ）

A. 质量、密度、比热容和热值不变

B. 质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变

C. 质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变

D. 质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变

7.下列有关物理量的说法中，正确的是（　　）

A. 热值大的燃料燃烧时放出的热量一定多               B. 功率大的机器及机械效率一定大

C. 导体的电阻越大，通过它的电流一定越小           D. 滑轮组的机械效率总是小于1

二、填空题（共7题；共15分）

8.把质量为2kg，温度为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量为________J，这些热量相当于完全燃烧________m3的天然气所放出的热量．【c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4.2×107J/m3】   

9.一台四冲程汽油机在一个工作循环中，把内能转化为机械能的冲程是________冲程。汽油机用水作为冷却剂，这是利用了水________的性质。   

10.热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中瓶内气体的________能转化为软木塞的________能，该能量转化过程与汽油机的________冲程相同。   

11.目前，人类利用核能发电的主要方式是________（选填“核裂变”或“核聚变”）。随着科技的发展，人类________（选填“会”或“不会”）制造出永动机。   

12.我国长征运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的________高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时要________热，从而避免高速运行的火箭温度过高。   

13.在四冲程汽油机工作过程中，实现机械能转化为内能的是________冲程，汽油机产生2.3×107J的热量需要完全燃烧________kg的汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg）   

14.仙姑瀑布是姑婆山旅游景点之一．假设瀑布的高度为42m，质量为100kg的水从瀑布的顶端下落到底端，水下落过程中重力做功为________ J，若重力所做的功有10%转化为水的内能，则水升高的温度为________℃．（g=10N/kg）   

三、计算题（共2题；共12分）

15.太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量为50kg、初温为15℃的水升高到55℃．（水的比热容c水＝4.2×103J/kg•℃）求：   

（1）热水器中水吸收的热量Q；   

（2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值q＝3×107J/kg，设焦炭放出的热量全部被水吸收）   

16.已知天然气的热值为3.8×107J/m2  ， 水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：   

（1）完全燃烧1.4x10-2m3天然气放出多少热量?   

（2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃?（当地的大气压强为1标准大气压）   

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】 B  

【解析】【解答】A.燃料的热值与燃料种类有关，和是否完全燃烧无关，故A错误；

 B.水是自然界比热容最大的物质，用它做发动机的冷却液，可以带走更多的热量，故B正确；

 C.大小不同的编钟，振动频率不同，因此发出声音的音调不同，故C错误；

 D.在闹市区安装噪声监测装置，只能显示当地噪声的大小，而不能改变噪声的大小，故D错误。

 故选B。

【分析】（1）1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值；热值大小只与燃料种类有关，与是否完全燃烧无关；

 （2）根据公式Q=cm△t可知，当质量和温度变化相同时，比热容越大，吸收或放出的热量越大；

 （3）声音的大小叫响度，声音的高低叫音调，声音的特点叫音色；

 （4）减弱噪声的途径：在声源处、传播过程中和人耳处。

2.【答案】 A  

【解析】【解答】解：A、汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，A符合题意；

B、在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，B不符合题意；

C、在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，C不符合题意；

D、在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能.

3.【答案】 C  

【解析】【解答】A.一切物体都具有内能，A不符合题意；

 B.物体的内能和物体的质量、温度、状态有关，热量是热传递时能量改变的多少，B不符合题意；

 C.汽油机在压缩冲程时，把机械能转化为内能，C符合题意；

 D.反复弯折铁丝时，铁丝温度升高，是做功改变内能，D不符合题意。

 故答案为：C.

【分析】一切物体都具有内能，热传递时转移的能量是热量，压缩冲程把机械能转化为内能，做功和热传递都可以改变内能。

4.【答案】 B  

【解析】【解答】解： 

A、进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程；

B、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；

C、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，将内能转化为机械能；

D、排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程．

故选B．

【分析】汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．

用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”判断冲程名称；

其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能．

5.【答案】 A  

【解析】【解答】解：A、固体和液体很难被压缩，说明物质的分子间存在斥力，故A正确；

B、如晶体熔化过程，物体吸收热量，内能增加，但温度不变，故B错误；

C、热值是燃料本身的一种性质，所以1kg酒精和1g酒精的热值相同，故C错误；

D、热机的压缩冲程是机械能转化为内能的过程；做功冲程是内能转化为机械能的过程，故D错误；

故选A．

【分析】（1）分子间存在着斥力和引力；（2）内能的大小与物体的质量、温度、状态等有关；（3）热值是燃料本身的一种性质；（4）对于热机的压缩冲程是机械能转化为内能的过程；做功冲程是内能转化为机械能的过程;此题考查了分子运动论、内能大小影响因素、热值的理解和内燃机工作时的能量转化，是一道综合题．

6.【答案】 B  

【解析】【解答】解：酒精的比热容、热值、密度三个物理量，都是表示酒精的某种特性；是从不同的角度来描述酒精的特性，只与物质的种类和状态有关，是一般不发生变化的量；一瓶酒精用去一半，则剩下的酒精的比热容、热值、密度不变；故ACD错误；

质量是指物体所含物质的多少，一瓶酒精用去一半后，其质量将减半，故B正确；

故选B．

【分析】质量是物体本身的一种属性，只有在所含物质的多少发生变化时才会改变；密度、比热容、热值是物质的某种特性，与物质的种类和状态有关，同种物质的密度、比热容、热值一般不变．此题主要考查学生对物质有关物理量概念的理解和掌握，明确各个物理量的真正含义后，可顺利解决此题．

7.【答案】 D  

【解析】【解答】解：A、燃料燃烧释放热量的多少取决于热值、质量和燃烧的是否充分等，热值大的燃料燃烧时放出的热量不一定多；故A错误；

B、机械效率是有用功跟总功的比值，它是反映机械性能好坏的一个重要指标，功率大的机器只能说明机器做功一定快，并不能说明有用功在总功中所占的比例也高．机械效率不一定大，故B错误；

C、导体中电流大小与导体两端的电压和导体的电阻大小有关，导体的电阻越大，导体中的电流不一定更小；故C错误；

D、使用滑轮组时，要克服动滑轮的重力、绳重及摩擦，不可避免的要做一部分额外功，所以机械效率总是小于1；故D正确．

故选：D．

【分析】（1）热值是燃料的一种属性，放出热量的多少还取决于质量和燃烧的是否充分等；

（2）功率是单位时间内做的功的多少，功率大表明做功快；机械效率是有用功跟总功的比值，它反映了机械性能的好坏；

（3）影响导体中电流大小的因素是导体两端的电压和导体的电阻；

（4）使用机械时，不可避免的要做一部分额外功，所以机械效率总是小于1．

二、填空题

8.【答案】

；0.01

【解析】【解答】水吸收的热量为：；

天然气燃烧放出的热量为：；

需要燃烧天然气的体积为：。

故答案为：；0.01

【分析】（1）已知水的质量和升高的温度根据公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量；

（2）水吸收的热量等于天然气放出的热量，Q吸=Q放；已知天然气放出的热量根据公式计算燃烧天然气的体积。

9.【答案】 做功；比热容大  

【解析】【解答】解：（1）在四冲程汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是做功冲程；（2）汽油机用水作为冷却剂，是利用水的比热容大，散热效果好。

故答案为：做功；比热容大。

 【分析】汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能.

 关于水的比热容较大的应用：水可做散热剂、冷却剂，用来解释沿海地区与内陆地区之间的气候差别，城市热岛效应的原因等等.

10.【答案】 内；机械；做功  

【解析】【解答】解：软木塞会跳起来，机械能增大，这是由于热水瓶内气体膨胀做功造成的，水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能；

汽油机在做功冲程中，气缸内高温气体膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能；故该能量转化过程与汽油机的做功冲程相同。

故答案为：内；机械；做功；

 【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量.

11.【答案】 核裂变；不会  

【解析】【解答】解：由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的；据能量的转化和守恒定律知，由于能量的转化或转移具有方向性，人类是无法制成永动机的。

故答案为：核裂变；不会。

 【分析】核能获取的途径有两条：重核的裂变和轻核的聚变（聚变也叫热核反应）.原子弹和目前人类制造的核电站是利用重核的裂变释放能量的，而氢弹则是利用轻核的聚变释放能量的.

 能量的转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持不变.

12.【答案】 热值；吸  

【解析】【解答】解：（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量； （2）为保证火箭安全，箭体上涂有一层特殊固体物质，在高温下先熔化，再汽化，因为熔化、汽化时要吸收大量的热，这样箭体的温度就不会太高。

故答案为：热值；吸。

【分析】性质决定用途，据此分析解答即可.

13.【答案】压缩；0.5 

【解析】【解答】在汽油机的压缩冲程中，两气门关闭，活塞向上运动压缩气体做功，机械能转化为内能。

所以在四冲程汽油机工作过程中，实现机械能转化为内能的是压缩冲程；

根据 计算需要完全燃烧汽油的质量为：

故答案为：压缩；0.5.

【分析】内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周.

再利用Q放=mq的变形公式可求汽油的质量.

14.【答案】 4.2×104；0.01  

【解析】【解答】解：水下落过程中重力做功为W=Gh=mgh=100kg×10N/kg×42m=4.2×104J； 

水的内能为Q=W×10%=4.2×104J×10%=4.2×103J；所以水升高的温度为△t= = =0.01℃；

故答案为：4.2×104；0.01．

【分析】已知水的质量和高度，根据公式W=Gh可求水下落过程中做的功；根据公式W=Q=cm△t可求升高的温度．

三、计算题

15.【答案】 （1）解：水吸收的热量：  

Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（55℃﹣15℃）＝8.4×106J

答：热水器中水吸收的热量8.4×106J

（2）解：改用焦炭来加热这些水，设焦炭放出的热量全部被水吸收，  

则焦炭燃烧放出的热量：Q放＝Q＝8.4×106J，

根据Q放＝mq可得，需要完全燃烧焦炭的质量：

m′＝ ＝ ＝0.28kg

答：需要完全燃烧0.28kg焦炭

【解析】【分析】（1）利用 Q＝cm（t﹣t0） 求得 水吸收的热量 .

 （2）根据Q放＝Q =mq计算质量.

16.【答案】 （1）解：天然气放出热量： 

Q放气=V气q气=1.4x10-2m3×3.8×107J/m=5.32×105J

答：天然气放出的热量为5.32×105J。

（2）解：水吸收热量： 

Q吸水=Q放气·η=5.32×105J×60%=3.192x105J

水升高温度：

t水=t0水+△t水=25℃+20℃=45℃

答：这些天然气可将初温为25℃的水加热到45℃。

【解析】【分析】（1）利用 Q放气=V气q气 求得 天然气放出的热量.

 （2）利用 Q吸水=Q放气η 求得 水吸收热量 ，再利用Q=cm△t求得 水升高的温度 ，进一步求得水的末温.