1、新题预测练 13 内能的利用(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(每小题 4分,共 40分)1.下列机械不是利用内能做功的是( )A.电动机 B.柴油机C.蒸汽机 D.汽油机答案:A解析:柴油机、蒸汽机、汽油机都是热机,都是利用内能转化为机械能来做功的;电动机是利用电能转化成机械能,是电流做功。2.汽油机由四个冲程不断循环来保证连续工作。其中将内能转化为机械能的是( )A.吸气冲程 B.压缩冲程C.做功冲程 D.排气冲程答案:C解析:汽油机的压缩冲程和做功冲程的能量转化相反,将内能转化为机械能的是做功冲程。3.如图是内燃机的某个冲程,下列几种情况中与该冲程能的转化方式一致的是( )
2、答案:C解析:图中进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,因此是压缩冲程,压缩冲程中机械能转化为内能;滚摆上升时,质量不变,速度减小,高度增加,故将动能转化为重力势能,选项 A不符合题意;火箭升空时,将内能转化为机械能,选项 B不符合题意;钻木取火是克服摩擦做功,将机械能转化为内能,选项 C符合题意;瀑布是将水的重力势能转化为了水的动能,选项 D不符合题意。4.(2015内蒙古鄂尔多斯准格尔旗中考模拟)甲、乙两台柴油机,甲的效率低于乙的效率,意义是( )A.甲的功率大于乙的功率B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料C.乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比
3、乙少答案:C解析:功率是表示物体做功快慢的物理量,与热机的效率是两个完全不同的概念,所以 A错误;虽然甲的效率比乙低,但不清楚两台柴油机做功多少的情况下,无法确定谁消耗的燃料多,故 B错误;甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低,说明乙柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大,故 C正确;相同时间内消耗燃料的多少与功率有关,与效率无关,故 D错误。故选 C。5.(2015辽宁抚顺中考模拟,多选)下列有关热机的说法中正确的是( )A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程B.为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容小的特性C.通过技术改进,热机效率可达 100%D.热机的燃
4、料燃烧越充分,其热值越大答案:A解析:热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程,故 A正确;水的比热容较大,与其他物质相比,相同质量、升高相同温度的情况下,吸收的热量较多,所以用水来降温,故 B错误;用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率,增大热机功率不能增大热机的效率,故 C错误;燃料的热值与是否充分燃烧无关,只与燃料的种类有关,故 D错误。6.如图为内燃机的能量流向图,热机效率( )等于( )A.100%B.100%C.100%D.100%答案:B解析:热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,用公式表示为 100%。7.对热学概念的理解
5、,下列说法正确的是( )A.水的比热容是 4.2103 J/(kg),表示 1 kg的水温度升高(降低)1 吸收(放出)4 .2103 J的热量B.热量是指物体具有能量的多少C.温度高的物体具有的内能一定多D.热值大的燃料完全燃烧放出的热量一定多答案:A解析:水的比热容是 4.2103 J/(kg),它表示的物理意义:1 kg 水温度升高(或降低)1 所吸收(或放出)的热量是 4.2103 J,故 A正确;热量是指物体通过热传递的方式所改变的内能,故 B错误;同一个物体,温度高的物体具有的内能才一定多,故 C错误;由公式 Q=mq可知:质量相同的两种燃料,完全燃烧时,热值大的,放出的热量多,故
6、 D错误。8.某混合动力型汽车的动力装置由汽油发动机和电动机组成。一般情况下,蓄电池为电动机供电,由电动机提供动力;当需要较大动力时,由汽油发动机和电动机共同提供动力;当汽车制动减速时,电动机还可以作为发电机为蓄电池充电。关于该车动力装置在工作时的能量转化情况,以下分析错误的是( )A.汽油发动机做功冲程把内能转化为机械能B.电动机在提供动力时把电能转化为机械能C.为蓄电池充电把电能转化为化学能D.制动减速发电的过程把内能转化为电能答案:D解析:汽油发动机做功冲程是利用内能来做功的冲程,把内能转化为机械能,A 正确;电动机在提供动力时把电能转化为机械能,B 正确;为蓄电池充电时,蓄电池发生化学
7、反应,将电能转化为化学能,C正确;当汽车制动减速时,电动机还可以作为发电机为蓄电池充电,将机械能转化为电能,故 D错误。9.下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中,正确的是( )A.热机所用燃料的热值越大,效率越高B.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率越高C.物体的内能越大,温度越高D.摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能答案:D解析:用热值大的燃料,燃烧相同质量的燃料可以放出更多的热量,但用来做有用功的能量不一定多,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大,热机效率不一定得到提高,所以 A错误;热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值,
8、所以 B错误;物体的内能与物体的质量和温度都有关系,物体的质量越大,温度越高,内能越大,所以 C错误;摩擦生热,该过程中消耗机械能,产生内能,故属于能量的转化,故是做功改变物体内能,所以 D正确。10.甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,这表明( )A.甲做功比乙多B.甲做功比乙快C.甲消耗的汽油比乙少D.以相同的速度行驶相同的路程,乙消耗的汽油多答案:D解析:汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。甲汽油机效率比乙汽油机效率高,所以消耗相同的油,甲做的功多;做同样多的功,甲消耗的油少,选项 A、C 没有注意控制变量;机械效率是表示热机性能的,做功快慢与功率有
9、关,选项 B错误;将热能转化为机械能的比例大,则热机的效率高,选项 D正确。二、非选择题(共 60分)11.(4分)汽油机是热机的一种,汽油在汽缸内燃烧时将 能转化为 能。 答案:化学 内解析:汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能。12.(8分)如图是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的燃气对外 ,燃气的 能转化为盒盖的 能,这与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。 答案:做功 内 机械 做功解析:当按动电火花发生器的按钮时,酒精燃烧后的燃气对盒盖做功,将燃气的内能转化为盒盖的机械能,燃气的内能减小;四冲程热机中的做功冲程就是利用内
10、能来做功的冲程,将内能转化为机械能。13.(6分)汽油的热值是 4.6107 J/kg,完全燃烧 210 g汽油能放出 J的热量;若这些热量全部被水吸收,可使 kg水从 20 升高到 43 水的比热容为 4.2103 J/(kg)。 答案:9 .66106 100解析:燃料的质量 m=210 g=0.21 kg,燃烧放热 Q=mq=0.21 kg4.6107 J/kg=9.66106 J;这些热量全部被水吸收,再利用 Q=Q 吸 =cm t得 m=100 kg。14.(9分)世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意,比如:蒸汽机和汽油机,它们工作时,能的转化过程是 。图中 是汽油机的工
11、作原理图。 答案:化学能转化为机械能 甲解析:蒸汽机和汽油机都属于热机,是将内能转化为机械能的机器;由题图甲可知,燃料燃烧,将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能,从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气会对叶轮做功,将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能;此过程与汽油机的工作过程相似,反映了汽油机的工作原理。在题图乙中,火焰使上方空气温度升高、上升,带动叶轮转动,和汽油机的工作原理不同。15.(6分)随着经济的发展,汽车已进入了普通百姓的家庭。在挑选汽车时,发动机(汽油机)效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味作出初步的判断。输出功率相同时,汽油味越淡,汽车发动机
12、效率越 ,原因是 。 答案:高 燃料燃烧充分、效率高解析:输出功率相同的汽车,燃烧相同的汽油(消耗的总能量相同),汽油味越淡,说明燃烧越充分,燃烧放出的热量越多,转化成的有用功越多,使得发动机的效率越高。16.(6分)图示是某品牌小轿车的能流图,能量转化效率为 ,用图中损失的化学能计算,可使汽车水箱内质量为 40 kg的水温度升高 。水的比热容为 4.2103 J/(kg) 答案:16% 0.1解析:小轿车能量转化效率= 100%=100%=16%;由 Q 吸 =cm t可得,损失的化学能可使汽车水箱内水升高的温度 t=0.1 。17.(9分)(1)某同学用如图装置测酒精的热值。加热前酒精灯的
13、质量为 m1,加热一段时间后变为 m2;烧杯中水的质量为 M,水的初温 t1,末温 t2,水的比热容用 c表示。用以上符号表达该同学求酒精热值的计算式: 。该同学测算发现,测量值比课本中的“标准值”小很多,请你写一条产生该误差的原因: 。 (2)有一种“涡轮增压”(T 型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁。同样的汽油(如 97#)加在 T型轿车内比加在 L型轿车内热值 (选填“更大”“一样大”或“更小”)。 答案:(1) 没有考虑热量的散失(2)一样大解析:(1)水吸收的热量 Q 吸 =cM(t2-t1),酒精灯放出的热量 Q 放 =Q 吸
14、 =cM(t2-t1),燃烧酒精的质量m=m1-m2,根据 Q=mq可知,酒精的热值为q=;(2)热值是燃料的一种特性,和燃料是否充分燃烧无关,所以同样的汽油(如 97#)的热值一样大。18.(12分)某太阳能热水器,向其中注入 50 kg水,阳光照射一段时间后,水温从 10 升高到 50 。水的比热容是 4.2103 J/(kg)。试求:(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量;(2)如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量是 2.8107 J,则该热水器的效率是多少?(3)若用煤燃烧来提供 2.8107 J的热量,需完全燃烧多少千克煤?(煤的热值约为 3.5107 J/kg)答案:(1)8 .4106 J (2)30% (3)0.8 kg解析:(1) Q 吸 =c 水 m(t-t0)=4.2103 J/(kg) 50 kg(50 -10 ) =8.4106 J。(2)= 100%=30%。(3)由 Q 放 =mq,得 m 煤 =0.8 kg。
