人教版中考物理总复习第四单元热和能内能第14课时内能的利用习题含答案

第14课时　内能的利用

中考回顾

1.(2022·四川成都中考改编)小叶看见面点师傅将面拉成长条,放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条,于是很想了解油的吸热情况。在老师指导下,他用酒精灯分别加热质量为50 g、初温为20 ℃的油和水,记录的相关数据如下表所示。假设单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等,酒精的热值为3×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。下列说法正确的是(　　)

A.2 min内油吸收的热量为3×104 J

B.他使用的酒精灯的加热效率为21%

C.油的末温比水的高,所以油的比热容比水的大

D.油的比热容与其吸收的热量多少有关

答案:B

2.(2022·四川内江中考)如图所示,在试管里盛适量的水,用带玻璃管的胶塞塞住试管口,加热试管使水沸腾,玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是              (　　)

A.水在沸腾的过程中,不断吸收热量,温度升高

B.实验过程中试管中的水通过热传递的方式增大了内能

C.玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气

D.“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程

答案:B

3.(2021·四川自贡中考)关于四冲程内燃机,下列说法正确的是(　　)

A.汽油机和柴油机都是内燃机,吸入汽缸的物质相同

B.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的

C.燃料在汽缸内猛烈燃烧,燃料热值迅速减小

D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能的

答案:D

4.(2022·四川南充中考)用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值为3.2×107 J/m3的天然气0.125 m3,放出热量　　　　 J;若该热水器的加热效率为84%,则能将40 kg初始温度为20 ℃的水加热至　　　　 ℃,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 

答案:4×106　40

5.(2021·四川达州中考)右图是四冲程汽油机的　　　　　　　冲程,该冲程中,汽缸内燃气的内能　　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”);已知q汽油=4.6×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃),0.5 kg汽油完全燃烧后放出热量的42%被质量为100 kg、初温为25 ℃的水吸收,可使水温升高到　　　℃。 

答案:做功　变小　48

6.(2021·云南中考)下图是某火箭发射时的场景,目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料,液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示,表2是一些燃料的热值。

表1

表2

(1)使用氢作为燃料的主要优点是　　　　　　　和　　　　　　　。 

(2)某火箭发射时携带了3×104 kg液态氢燃料,这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20 ℃的水加热至沸腾?c水=4.2×103 J/(kg·℃),当地大气压为标准大气压。

(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中,一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h,消耗了2 kg燃料,求该发动机的效率。

答案:(1)热值大　无污染　(2)1.25×107 kg　(3)45%

模拟预测

1.如图所示实验,试管口木塞冲出过程(　　)

A.试管口出现的白雾是水蒸气

B.试管口出现白雾说明水蒸气内能增加

C.能量转化情况与内燃机压缩冲程相同

D.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少

答案:D

解析:试管口出现的白雾是水蒸气液化成的小液滴,选项A错误;液化放热,所以内能变小,选项B错误;此过程是将内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相似,选项C错误;水蒸气对外做功,内能减少,选项D正确。

2.生活中能量转化的实例很多。下列描述错误的是(　　)

A.摩擦生热是把机械能转化为内能

B.摩擦起电是把电能转化为机械能

C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能

D.燃料燃烧放热是把化学能转化为内能

答案:B

解析:摩擦生热是克服摩擦做功,把机械能转化为内能,故A正确;摩擦起电是电子的转移,可以把机械能转化为电能,故B错误;电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能,故C正确;燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能,故D正确。

3.关于热机,下列说法错误的是(　　)

A.通过技术改进,可以使热机的效率达到100%

B.减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”

C.用水而不用其他循环物质降低热机的温度,主要是利用水的比热容大的特性

D.严寒的冬天,有人晚上把热机水箱中的水放出,是防止气温降低时,水凝固而胀坏水箱

答案:A

解析:任何机器的效率都小于100%,热机的效率不可能达到100%,选项A的说法是错误的;选项B、C、D中的说法都是正确的。

4.下列说法正确的是(　　)

A.升高相同的温度时,吸收热量越多的物体比热容越大

B.燃料不完全燃烧时,热值变小

C.物体吸收热量,温度不一定升高

D.扫地时尘土飞扬,是分子不停地做无规则运动造成的

答案:C

解析:由Q吸=cmΔt可知,升高相同的温度时,吸收的热量多,比热容不一定大,选项A错误;燃料不完全燃烧时,其热值不变,选项B错误;物体吸收热量,温度可能升高,也可能不变,如晶体熔化过程及液体沸腾过程中,虽然吸收热量但温度保持不变,故选项C正确;扫地时尘土飞扬,是物体的机械运动,不是分子的运动,选项D错误。

5.关于能量的转化和转移,下列说法错误的是(　　)

A.电池充电,电能转化为化学能

B.暖瓶塞被热气冲开,机械能转化为内能

C.电动机工作,电能转化为机械能

D.摩擦生热,机械能转化为内能

答案:B

解析:暖瓶塞被热气冲开,是暖瓶内空气受热膨胀对瓶塞做功,把内能转化为机械能,故选项B错误。

6.根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是(　　)

A.随着科学技术不断发展和提高,永动机是可以制成的

B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面

C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去

D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动

答案:B

7.某台汽油机飞轮的转速为1 800 r/min,在1 s内,汽油机完成了　　　个工作循环。汽油机在一段时间内消耗了500 g汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量　　　 J。(q汽油=4.6×107 J/kg) 

答案:15　2.3×107

8.在如图所示的四幅图中,甲、乙是两个演示实验示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是　　图所示的演示实验。汽油机利用内能来做功的冲程是　　图。 

答案:乙　丙

解析:与汽油机压缩冲程原理相同的是图乙,均将机械能转化为内能;利用内能做功的冲程为做功冲程,为图丙,高温高压的燃气推动活塞向下运动,对活塞做功。

9.把1 kg初温为35 ℃的水加热到85 ℃,消耗了10 g的煤气,煤气的热值q煤气=4.2×107 J/kg,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),此过程水吸收的热量为　　　　J,加热装置的效率为　　　　。 

答案:2.1×105　50%

解析:水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(85 ℃-35 ℃)=2.1×105 J,

煤气完全燃烧放出的热量为Q放=m煤气q=1×10-2 kg×4.2×107 J/kg=4.2×105 J,加热装置的效率为η=×100%=50%。

10.某团队在海拔3 000多米的高山上野营时,使用铁锅烧水,他们发现把体积为2 L的水从10 ℃加热到85 ℃时,共消耗了5 kg的干木柴,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),干木柴的热值为1.2×107 J/kg。

(1)求干木柴完全燃烧放出的热量。

(2)求水吸收的热量。

(3)求铁锅烧水的效率。

(4)他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时,尽管锅里的水沸腾了很长时间,马铃薯还是煮不软,为什么?

答案:(1)6×107 J　(2)6.3×105 J　(3)1.05%　(4)在海拔3 000多米的高山上,大气压较低,水的沸点较低,即锅内水虽然沸腾了,但温度比较低,所以尽管水沸腾了很长时间,马铃薯还是煮不软。

解析:(1)干木柴完全燃烧放出的热量

Q放=mq=5 kg×1.2×107 J/kg=6×107 J。

(2)2 L的水的质量

m水=ρV=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg,

水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(85 ℃-10 ℃)=6.3×105 J。

(3)铁锅烧水的效率

η=×100%=1.05%。

(4)液体的沸点随气压的减小而降低;大气压随高度的增加而减小。山上气压低,水的沸点低,所以不易把马铃薯煮软。

11.小刚同学和家人在郊外野餐,用木炭烧水。铁锅内装有5 kg水,把水从18 ℃加热至98 ℃,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。如果木炭的热值为3.4×107 J/kg,它燃烧放出的热量有10%被水吸收。求:

(1)在这个过程中水吸收的热量;

(2)在这个过程中用掉多少木炭。

答案:(1)1.68×106 J　(2)0.49 kg

解析:(1)吸收的热量Q吸=cm(t-t0)

=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(98 ℃-18 ℃)

=1.68×106 J;

(2)由η=得Q放==1.68×107 J,由Q放=mq得需要的木炭m=≈0.49 kg。