第十四章《内能的利用》检测题
一、单选题
1.下列过程中,物体的重力势能转化为动能的是( )
A. 热气球上升的过程B. 铅球自由下落的过程
C. 跳水运动员将跳板踏弯的过程 D. 跳伞运动员在空中匀速下落的过程
2.下列有关能量转化的实例中,说法不正确的是( )
A. 不计空气阻力和摩擦,滚摆上升的过程中,动能转化为重力势能
B. 汽油机在做功冲程中,机械能转化为内能
C. 干电池、蓄电池对外供电时,化学能转化为电能
D. 植物吸收太阳光进行光合作用时,光能转化为化学能
3.下列关于能量的转化和守恒的说法正确的是( )
A. 人们对太阳能的开发和利用,说明能量可以凭空产生
B. 因为能量是守恒的,所发不存在能源危机
C. 高山上滚下的石块越来越快,说明动能转化为重力势能
D. 酒精燃烧时,将化学能转化为内能,但内能不会自发的转化为酒精的化学能
4.汽油机的一个工作循环分为四个冲程,每个冲程都伴随着能量的转移或转化,其中主要将机械能转化为内能的冲程是( )
A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程
5.内燃机工作过程中,关于能量转化的下列说法中错误的是( )
A. 燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B. 在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C. 在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D. 在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
6.关于能量的转移和转化,下列判断正确的是( )
A. 热量可以从低温物体转移到高温物体
B. 能量转移和转化没有方向性
C. 电取暧器辐射到房间里的热量可以再利用
D. 汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
7.在汽油机压缩冲程中,气缸内气体的( )
A. 温度降低B. 密度变小C. 热量增多D. 内能增加
8.在汽油机的四个冲程中,都发生能量转化的一组冲程是( )
A. 吸气冲程和压缩冲程B. 压缩冲程和做功冲程C. 做功冲程和排气冲程D. 排气冲程和吸气冲程
9.太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一,关于太阳能的利用,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B. 图乙中,太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C. 图丙中,太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D. 图丁中,首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
10.关于热机效率,下列说法正确的是( )
A. 两台热机,做有用功多的那台效率高
B. 热机的效率总小于1,只因为废气带走了余热
C. 热机的效率总小于1,说明使用热机的过程能量不守衡
D. 某热机的效率为35%,说明其用来做有用功的那部分能量占燃料完全燃烧放出的热量的35%
11.向酒精灯内添加适量酒精后,燃料的热值与灯内原来的部分相比较( )
A. 变大B. 不变C. 变小D. 无法确定
12.以下四幅图中,关于能量转化说法错误的是( )
A. 图甲所示,过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B. 图乙所示,水电站将水的机械能转化为电能
C. 图丙所示,自行车运动员奋力蹬车时,人体内的一部分化学能转化为动能
D. 图丁所示,汽车在刹车过程中,刹车片会发热,将内能转化为动能
二、多选题
13.如果要提高热机的效率,必须( )
A. 用热值大的燃料B. 减少各种热损失C. 保证良好的润滑D. 提高热机的功率
14.下列关于热值的说法中正确的是( )
A. 燃料燃烧时,用的燃料越多,获得的热值越大
B. 燃料燃烧时,放出的热量越多,这种燃料的热值越大
C. 相同质量的不同燃料完全燃烧时,放出热量较多的燃料,热值较大
D. 不同的燃料完全燃烧,放出相同热量时,所用质量较少的燃料,热值越大
15.如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图.汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动.在活塞向下运动的过程中,汽缸内气体的( )
A. 内能减少B. 温度降低C. 密度增大D. 分子热运动加快
16.下列关于热值的说法,正确的是( )
A. 燃烧燃料越多,放出的热量越多,热值越大
B. 1 g石油和10 kg相同的石油的热值一样大
C. 煤粉的热值比煤球的热值大
D. 相同质量的燃料,完全燃烧时放出的热量越多,热值越大
17.在四冲程柴油机的做功冲程中,汽缸内气体的( )
A. 内能减小B. 质量增大C. 压强减小D. 温度降低
18.提高热机效率的有效途径是( )
A. 避免使用热机B. 减少热机的各种热损失,保证良好润滑
C. 降低热机的功率D. 增大受热面积,减小废气带走的内能
三、填空题
19.燃烧300 g酒精放出的热量为4.2×107J,算出酒精的热值为________ J/kg,他查表得出酒精的热值为3.0×l07J/kg,发现两者偏差较大,你认为其中的原因可能是________________________________________________________________________(写出一条原因即可).
20.天燃气热值约3.6×107J/m3,某段时间小秦家用了0.28 m3天然气,这些天然气全部完全燃烧放出的热量是________ J,若放出的热量有50%被利用,在标准大气压下可把________ kg的水从20 ℃加热至沸腾 [c水=4.2×103J/(kg·℃)].
四、实验题
21.如表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg.
为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关,某同学设计了一个探究方案如下:
(1)实验时所选用燃料种类应________,质量应________.(选填“相同”或“不同”)
(2)若燃烧放出的热量用水吸收,则实验中,除了盛水容器相同,水的质量要相等外,你认为还应保持________相同.
(3)通过比较________,可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关.
22.比较不同燃料的热值实验:
(1)为保证实验结论的可靠,小王同学在实验中应保持水的质量、________、以及两个烧杯等都应相同.
(2)实验数据记录如下表,根据表中数据,估算出燃料2的热值是________ J/kg.
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________(大/小),出现这样情况的主要原因是________________________________________________________________________.(写出一点)
五、计算题
23.小洪同学家原来用液化石油气烧水,每天约用60 ℃的热水100 kg.她参加“探究性学习”活动后,在老师指导和同学帮助下,制作了一台简易的太阳能热水器.
(1)若这台热水器夏天平均每天可将100 kg的水从20 ℃加热到60 ℃,这些水吸收的热量为多少?
(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后,平均每天可节约液化石油气多少千克?(液化石油气的热值为8.0×107J/kg)
(3)请你说出使用太阳能热水器的优点.(至少说出一点)
24.据英国《每日邮报》网站的报道,德国大众汽车公司近日宣布他们研制出了“世界上最省油的汽车”,百公里油耗仅约为1.0升,据悉这辆名为XL1的汽车的动力由一台小型柴油发动机和一个独立的电动马达及电池组提供,采用碳纤维材料的XL1的整车重量仅为380 kg,由于该车的特殊造型和材料,车辆匀速行驶时受到的阻力约为200 N.(柴油的热值为4.0×107J/kg,密度为0.85×103kg/m3)
试求:(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量;
(2)该汽车发动机的效率.
25.一辆小汽车以108 km/h的速度在水平路面上匀速行驶了6.9 min,已知汽车的质量是1400 kg,汽车受到的阻力是汽车重力的0.05倍,汽车在这段时间内消耗了0.63 kg汽油,汽油的热值q=4.6×107J/kg,g取10 N/kg,试求汽车发动机的:
(1)牵引力;(2)功率;(3)效率.
参考答案
1.B2.B 3.D 4.B 5.D 6.A 7.D 8.B 9.A 10.D 11.B 12.D 13.BC 14.CD 15.AB 16.BD 17.ACD
18.BD
19.1.4×108J/kg 存在热损失(酒精未完全燃烧)
20.1.008×107 15
21.(1)不同 相同 (2)燃料的燃烧装置 (3)水升高的温度
22.(1)燃料的质量 (2)1.2× 107 (3)小 燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收
23.解:(1)水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(60 ℃-20 ℃)=1.68×107J;
(2)∵Q吸=Q放×70%,
∴Q放===2.4×107J,
又∵Q放=m气q气,
∴m气===0.3 kg.
(3)太阳能热水器是将太阳能转化为内能,被水吸收,温度升高,供人使用,对环境无污染.
答:(1)水吸收的热量为1.68×107J;(2)平均每天可节约液化石油气0.3千克;(3)对环境无污染.
24.解:(1)燃烧柴油的体积V=1.0 L=1.0×10-3m3,
由ρ=得,柴油完全燃烧时放出的热量:
Q放=mq=ρVq=0.85×103kg/m3×1.0×10-3m3×4.0×107J/kg=3.4×107J;
(2)汽车行驶路程s=100 km=1.0×105m,
汽车克服阻力所做有用功
W有用=Fs=fs=200 N×1.0×105m=2×107J,
发动机效率:η=×100%=×100%≈58.8%.
答:(1)1.0升柴油完全燃烧时放出的热量为3.4×107 J;
(2)该汽车发动机的效率是58.8%.
25.解:(1)汽车在水平路面上匀速行驶时,受到的阻力:
f=0.05G=0.05mg=0.05×1400 kg×10 N/kg=700 N,
因汽车匀速行驶时阻力和牵引力是一对平衡力,
所以,发动机的牵引力:
F=f=700 N;
(2)汽车行驶的速度:
v=108 km/h=30 m/s,
汽车发动机的功率:
P=Fv=700 N×30 m/s=2 1000 W=21 kW;
(3)由p=可得,发动机做的功:
W=Pt=2 1000 W×6.9×60 s=8.694×106J,
汽油完全燃烧释放的热量:
Q放=m′q=0.63 kg×4.6×107J/kg=2.898×107J,
汽车发动机的效率:
η=×100%=×100%=30%.
答:(1)汽车发动机的牵引力为700 N;
(2)汽车发动机的功率为21 kW;
(3)汽车发动机的效率为30%.