第十四章 内能的利用 章末测试卷
一、单选题
1.下列说法中正确的是( )
A.把一瓶柴油倒去一半,则剩下的柴油比热容变小
B.热传递中,温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C.在柴油机的压缩冲程中,机械能转化为柴油和空气混合物的内能
D.燃料燃烧得很充分,它的热值也不变
2.以下关于热机的知识正确的是( )
A.图甲对应的是压缩冲程
B.图乙涉及的能量转化是机械能转化为内能
C.汽油机在吸气冲程中,将汽油和空气的混合物吸入汽缸
D.一般来说,汽油机的效率比柴油机高
3.暑假期间,小雨家驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是 ( )
A.汽车前进的动力,由内燃机的压缩冲程提供
B.在海边闻到浓浓的海腥味,这是扩散现象
C.海滩的沙子热得烫脚,是通过做功的方式增加沙子的内能
D.海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,是因为海水的比热容小
4.如图所示实验,在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中,以下说法正确的是( )
A.试管口出现的“白雾”是水蒸气
B.这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
C.水蒸气的温度升高
D.水蒸气对外做功,内能增加
5.如图所示为内燃机的能量流向图,由此可以看出热机的效率等于( )
A. B.
C. D.
6.如图所示是内燃机工作中的一个冲程,下列描述正确的是( )
A.该冲程和它的下一冲程都靠飞轮惯性完成
B.该冲程汽缸内物质的内能在增大
C.该冲程存在着化学能转化为内能的过程
D.该冲程中存在两处能量转化
7.关于热机效率,下列说法正确的是( )
A.不断改进热机的设计,就有可能使热机的效率达到100%
B.若甲汽油机的效率高于乙汽油机,则甲消耗的汽油少于乙消耗的汽油
C.保证转动部分良好的润滑可以提高热机的效率
D.柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大
8.下列说法中正确的是( )
A.内能大的物体温度一定高
B.物体熔化时温度常保持不变
C.燃料热值越大,完全燃烧时释放的热量越多
D.减少各种热损失可以提高热机效率
9.单缸四冲程汽油机铭牌上标有“3000r/min”,在工作过程中,说法错误的是( )
A.在压缩冲程中,是机械能转化为内能
B.汽油机每秒钟完成100个冲程,做功25次
C.只有做功冲程是燃气对外做功
D.汽油在气缸中燃烧的过程中,热值逐渐减小
10.如果一桶汽油用掉了一部分,对剩下的汽油而言,不变的物理量是( )
A.密度、比热容、热值 B.比热容、体积、密度
C.质量、热值、比热容 D.比热容、体积、热值
11.汽油机工作的四个冲程中,将机械能转化为内能的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
12.下列说法正确的是( )
A.改变物体内能的方法有做功和热传递,这两种方法在改变内能的效果上是不一样的
B.燃料热值的大小与燃料的质量、有无完全燃烧没有关系;比热容越大的物体吸收的热量越多
C.汽油机一个工作循环的四个冲程中,除了做功冲程的其余三个冲程都需要靠飞轮的惯性来完成
D.铁棒很难被压缩,说明分子之间只存在斥力
13.如图所示,用酒精灯给试管加热,试管口软木塞冲出的过程中,下列说法不正确的是( )
A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气内能减小
B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C.能量的转化与内燃机压缩冲程能量转化相同
D.试管口的“白气”是水蒸气液化形成的
14.以下说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,燃料的热值越大
B.减小废气带走的热量,能提高热机效率
C.物体温度升高,一定是吸收了热量
D.物体吸收热量,温度一定升高
15.某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km,消耗汽油1.5L(1L=1dm3),已知汽油的密度为ρ汽油=0.7×103kg/m3,热值q汽油=4.5×107J/kg,假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为40%,在此过程中( )
A.汽油的热值减小 B.消耗汽油1.5kg
C.汽油完全燃烧放出热量3.5×1010J D.汽车受到3.15×103N的阻力
二、填空题
16.如图所示是四冲程汽油机的某工作冲程,则它正在发生的能量转化是___________。
17.天然气热水器消耗了0.25kg的天然气将100kg的水由22℃加热到42℃,此过程中天然气的______能转化成水的内能,水的内能增加了_______,天然气热水器的效率是_______。已知,。
18.如图所示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,这与四冲程汽油机的______冲程的能量转化相同,此时盒内酒精的温度将会______。
19.随着生活水平的提高,轿车已经进入普通百姓家庭,汽油机是小轿车的“心脏”,汽油机工作时将机械能转化为内能的是________冲程,若单缸四冲程汽油机1s内对外做功15次,则1s内完成________个冲程,活塞往复_________次,飞轮的转速是________ r/min。
20.如图所示在试管内装些水,用橡皮塞塞住,加热使水沸腾,会看到橡皮塞被___________,同时管口出现“白雾”,这是管内水蒸气___________形成的。在这个实验中,燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气;橡皮塞受到水蒸气的压力而冲出去。水蒸气的___________能转化为橡皮塞的___________能。内燃机就是利用此原理制成的机器,四冲程柴油机工作时,与上述能量转化相同的冲程是________冲程。
21.完全燃烧4kg干木柴可以放出___________J的热量,这些热量若只有84%被水吸收,则可以使标准大气压下100kg、20℃的水温度上升_________ ℃ [干木柴的热值为1.2×107J/g]。
22.氢气的热值为14.3×107J/kg,完全燃烧0.5kg的氢气可放出热量______J;若一罐氢气用去一半,剩余氢气的热值为______。
23.汽油机四冲程中将内能转化为机械能的时________冲程。某汽油机在一次工作中消耗了2kg汽油,对外做功为2.3×107J,则汽油机的效率是_______(汽油热值为4.6×107J/kg)。
24.我国在南海海底开采出的天然气水合物,俗称“可燃冰”,1 m3可释放出约0.8 m3的水和164 m3的天然气。居民使用天然气烧水是利用___________(选填“热传递”或“做功”)的方式改变水的内能。天然气热值为1.9×107J/m3,完全燃烧50 m3的天然气释放的热量为_______J,天然气在使用过程中热值______(选填“变小”“不变”或“变大”)。
25.太阳能是一种清洁环保的新型能源,现在主要通过太阳能电池板和太阳能集热器来利用太阳能。如图所示为某型号的太阳能集热器示意图。
(1)该集热器上接收到2×107J太阳能,可以将100kg水从20℃加热到60℃,水实际吸收的热量为 ___________J;该太阳能集热器的热效率是 ___________。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)若2×107J的能量通过燃烧天然气产生,则需完全燃烧 ___________m3的天然气;(q天然气=4×107J/m3)实际需要的天然气比计算结果大,原因可能是 ___________。
26.某家庭需要将50kg、20℃的水加热到 60℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气,则50kg、20℃的水加热到 60℃需要吸收______J的热量,完全燃烧0.8kg煤气放出______J的热量,则该煤气烧水的效率是______。在标准大气压下质量为100千克初温为60℃的水吸收3.36×107J的热量后,其温度升高了______。
三、实验题
27.某小组设计了一个实验来比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”。他们的实验装置如图所示,实验中收集和记录的数据如下表所示。
燃烧前水的温度t1/°C 燃烧后水的温度t2/°C
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)实验中除需要装置相同甲、乙两杯水的初温和质量相同之外,还应保持相同的物理量有___________ 。
(2)根据实验数据,煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是___________ 。
(3)该同学在加热前用天平测出烧杯中水的质量及油灯中煤油和菜籽油的质量,根据Q吸=Q放,利用实验中测得的数据,算出了煤油和菜籽油的热值,和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多,可能的原因是(____)。
A.煤油和菜籽油没有完全燃烧
B.烧杯吸收了部分热量
C.测出的煤油和菜籽油的质量偏小
D.煤油和菜籽油燃烧放出热量的散失到空气中一部分
(4)另一组同学计划用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾,他们比较___________,来反映这两种燃料热值的大小关系。
28.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的初温、质量都相同,请你解答下列问题:
(1)比较不同燃料热值的实验,应选择_____两个装置(选填装置序号),使燃料完全燃烧后通过比较_______来比较不同燃料热值的大小。
(2)比较不同物质比热容的实验,应选择_____两个装置(选填装置序号)和钟表来完成该实验,加热过程中,液体吸收热量的多少是通过比较__________来判断的。
四、计算题
29.有朋自远方来,烧一壶热水,拈几许茶叶,置于瓷制器皿中,沸水冲泡,这是我们常见的待客之道。如果用酒精炉烧水泡茶,将质量为5kg、温度为10℃的水加热(1个标准大气压下),需完全燃烧42g酒精,酒精炉效率为70%。[已知c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3.0×107J/kg]求:
(1)42g酒精完全燃烧放出的热量;
(2)水升高到的温度是多少?
30.某同学使用0.1kg煤油在一标准大气压下,将5kg的水从20℃烧开,已知,,则
(1)将5kg的水烧开水需要的热量为多少?
(2)煤油完全燃烧释放的热量为多少?
(3)此次烧水的效率为多少?
31.如图是四冲程汽油机的剖面图。表中所示的是某品牌轿车汽油发动机的部分参数。其中“额定功率”是发动机工作时的最大机械能功率。“额定转速”是对应额定功率下发动机曲轴的转速。“排气量”是发动机气缸的工作容积,是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。“压缩比”即气缸总容积,(燃烧室容积与排气量之和)与燃烧室容积的比值。“空燃比”即混合气体中空气和汽油的质量比。已知此发动机在额定功率时汽油和空气混合物的密度为1.35kg/m3、93#汽油的热值为4.6×107J/kg,1L=10-3m3。请你根据提供的数据计算这台发动机以额定功率行驶时:(设在排气冲程中将所有废气排出气缸)
(1)1min内发动机做的有用功;
(2)一个工作循环吸入汽油和空气混合物的体积;
(3)1min吸入汽油的质量;
(4)热机的效率(保留2位有效数字)。
额定功率 100kW
额定转速 5000r/min
排气量 1.8L
压缩比 10:1
空燃比 14:1
无铅汽油 93#
参考答案
1.D
2.C
3.B
4.B
5.A
6.B
7.C
8.D
9.D
10.A
11.B
12.C
13.C
14.B
15.D
16.机械能转化为内能
17.化学 84%
18.做功 降低
19.压缩 60 30 1800
20.冲出 液化 内能 机械能 做功
21. 80℃
22.7.15×107 14.3×107J/kg
23.做功 25%
24.热传递 9.5×108 不变
25.1.68×107 84% 0.5 天然气没有完全燃烧
26.8.4×106 3.36×107 25% 40℃
27.煤油和菜籽油的质量相同 煤油 ABD 消耗燃料的质量
28.甲乙 温度高低 甲丙 加热时间的长短
29.(1)1.26×106J;(2)52℃
30.(1);(2);(3)40%
31.(1);(2);(3)0.45kg;(4)29%