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第十四章《内能的利用》过关检测卷（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题2分，共20分）
1.如图表示的四冲程汽油机工作循环中的（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
【答案】 B
【解析】由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程； 故选B．
2.将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值 （ ）
A. 都不变
B. 都变为原来的三分之二
C. 热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
D. 热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
【答案】 A
【解析】：密度、比热容、燃料的热值都属于物质的特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，所以选项A正确、BCD错．故选A．21*cnjy*com
详解：①物理学规定，单位质量的某种 ( http: / / www.21cnjy.com )物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为该物体的比热容，比热容是物质的特性，仅与物质的种类和所处的状态有关，而与物体的温度、质量和体积无关；
②1kg某种燃料完全燃烧放出的热 ( http: / / www.21cnjy.com )量叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关；
③单位体积的某种物质的质 ( http: / / www.21cnjy.com )量叫这种物质的密度，密度是物质的特性，仅与物质的种类和所处的状态有关，而与物体的质量和体积无关．本题主要考查学生对密度、比热容和热值概念的理解和掌握．密度、比热、燃料的热值都是物质的一种特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系．
3.摩托车上的热机工作时提供动力的是（ ）
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】做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力； 故选C．
4.太阳能手电筒采用的是超亮度LE ( http: / / www.21cnjy.com )D灯，把电池朝阳光方向放在阳光下充电6-8小时，即可持续使用6-7小时，关于太阳能手电筒的下列说法正确的是（）
A. 太阳能电池板是将电能转化为光能
B. LED灯发光时是将内能转化为光能
C. 太阳能是不可再生能源
D. LED是一种发光二极管
【答案】 D
【解析】A、太阳能电池板是将光能转化为电能，故A不正确；
B、LED灯发光时是将电能转化为光能，故B不正确；
C、太阳能是可再生能源，故C不正确；
D、LED是一种发光二极管，故D正确．
故选D．
5.下列关于“热机”的说法中，正确的是（ ）
A. 通过技术改进，热机效率可达100%
B. 做功冲程将机械能转化为内能
C. 热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
D. 摩擦生热是利用做功的方式来改变物体的内能
【答案】 D
【解析】A、无论科技如何发展，热机的效率可以提高，总存在摩擦、要做额外功，效率一定不会达到100%，此选项错误；
B、做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，此选项错误；
C、热机常用水做冷却剂，是因为水的比热容大，此选项错误；
D、摩擦生热，克服摩擦力做功，使机械能转化成内能，属于做功改变物体内能，此选项正确．
故选D．
详解：（1）任何能量转化过程都伴随能量的损失，所以转化效率不可能达到100%；
（2）热机工作过程中，在压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能；
（3）因为水的比热容较大，常用来做冷却剂；
（4）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程；做功过程是能量的转化过程，即机械能与内能之间相互转化．21*cnjy*com
6.关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A. 燃料完全燃烧时，它的热值最大
B. 没有燃烧的燃料，热值等于零
C. 煤燃烧时放出的热量，一般比计算值小
D. 燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量越多
【答案】 C
【解析】AB、热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，和燃料的质量、是否完全燃烧无关，故AB错；
C、煤燃烧时，由于不能完全燃烧，放出的热量，一般比计算值小，故C正确；
D、燃料燃烧时，不能产生温度，说法不规范，故D错；
故选C．
7.下列关于能量的转化和守恒的说法,正确的是（ ）
A. 柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能
B. 火力发电厂主要把煤的化学能直接转化为电能
C. 由能量守恒定律可知,永动机总有一天可以制造成功
D. 由能量守恒定律可知,只要尽可能减小绳子与滑轮之间摩擦,滑轮组的机械效率可能达到100%
【答案】 A
【解析】A、柴油机的压缩冲程 ( http: / / www.21cnjy.com )将机械能转化为内能，A符合题意；
B、火力发电厂主要把煤的化学能先转化为内能，再将内能转化为机械能，最后将机械能转化为电能，B不符合题意；
C、由能量守恒定律可知,永动机不能制造成功，C不符合题意；
D、由能量守恒定律可知，尽可能减小绳子与滑轮之间摩擦,可以提高滑轮组的机械效率，但滑轮组的机械效率不能达到100%，D不符合题意。
故答案为：A。
详解：A、柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；B、火力发电厂发电时的能量转化：燃料的化学能内能机械能→电能；C、由能量守恒定律可知,虽然能量在转化的过程中守恒，但是能量的转移是有方向性的；D、使用任何机械时，额外功总是存在的，机械效率达不到100%。
8.关于热机，下列说法中正确的是（ ）
A. 热机是把机械能转化为内能的发动机
B. 热机的应用没有给环境带来污染
C. 在不久的将来热机效率会达到100%
D. 内燃机属于热机，它在压缩冲程中把机械能转化为内能
【答案】 D
【解析】A、热机把内能转化成机械能，该选项说法不正确；
B、热机工作时产生大量废气，另外也有噪声污染，该选项说法不正确；
C、热机在工作过程中，燃料不可能 ( http: / / www.21cnjy.com )完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分，所以热机效率不可能达到100%，该选项说法不正确；
D、热机的压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能，该选项说法正确．
故选D．
详解：（1）热机利用内能来做功，是把内能转化成机械能的装置；
（2）在生活中，热机主要是汽油机和柴油机，它们在给人们提供动力的同时也对环境造成污染，尤其是废气排放；
（3）热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高；
（4）热机的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能．
9.关于热机效率的说法正确的是（ ）
A. 用热值大的燃料，就能提高热机效率
B. 减少各种热损失，可以提高热效率
C. 多燃烧燃料，就能提高热机效率
D. 采用适当方法，热效率可以等于或大于1
【答案】 B
【解析】A.用热值大的燃料，燃烧相 ( http: / / www.21cnjy.com )同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，A不符合题意；
B. 减少燃烧燃烧热量的损失，可以提高热机效率，B符合题意；
C.多燃烧燃料，可以放出更多的热 ( http: / / www.21cnjy.com )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， C不符合题意；
D.热机工作时，总要克服摩 ( http: / / www.21cnjy.com )擦做功、总有部分能量散失到空中，用来做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧产生的能量，所以热机效率一定小于1，D不符合题意。
故答案为：B。
10.有一辆汽车在水平路面上用0.5h ( http: / / www.21cnjy.com )匀速行驶了36km，消耗汽油3 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5 t，车轮与地的接触总面积是0.5m2,汽油的热值为4.6×107 J／kg，g=10 N／kg。下列分析正确的是（ ）
A. 该汽车对路面的压力等于l.5×104 N,该汽车克服阻力做的功是2.3×104J
B. 该汽车通过这段路程的平均速度是200m／s，车对地的压强是30 Pa
C. 该汽车的牵引力是1.5×104 N ，汽油燃烧放出的热量是1.38×108 J
D. 该汽车发动机的效率是30％，该汽车的牵引力是1.15×103 N
【答案】D
【解析】A. 汽车呈流线型，当汽车行驶时，车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，因此，会有一个向上的升力产生，使汽车对地面的压力小于车自身的重力，汽车的总重G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，A不符合题意；
B. 该汽车通过这段路程的平均速度是 ，B不符合题意；
CD. 汽油完全燃烧放出的热量为：Q＝mq＝3kg×4.6×107J/kg＝1.38×108J，η＝ ＝30%，该汽车的牵引力为：F＝ 1.15×103N, 所以C不符合题意误；D符合题意。
故答案为：D.
详解：（1）利用F=G=mg计算压力；利用W=Pt求该汽车克服阻力做的功；
（2）利用速度公式v=求该汽车通过这段路程的平均速度，利用p=求车对地的压强；
（3）利用P=Fv求该汽车的牵引力；利用Q=mq求汽油燃烧放出的热量；
（3）汽车发动机的效率..
二、填空题（每小题2分，共20分）
11.为了描述燃料的燃烧特 ( http: / / www.21cnjy.com )性，我们把燃料________燃烧放出的热量 Q 与燃料质量 m 的比，叫做这种燃料的热值。在物理学中常用________来描述不同物质的吸热能力。
【答案】 完全；比热容
【解析】热值是能够燃烧的物质的属 ( http: / / www.21cnjy.com )性，描述燃料的燃烧特性，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比称为热值，用q表示，这是应用了比值定义法；不同物质的吸热能力是不同的，为了描述不同物质的吸热能力，物理学中引入了比热容。
12.“汽车不但要吃油， ( http: / / www.21cnjy.com )有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的________ 大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会________ （填“增加”或“减少”），一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则汽油机每秒钟内完成________ 冲程和对外做功________ 次．
【答案】比热容；增加；40；10
【解析】用水冷却发动机，区别于其他液体的关键 ( http: / / www.21cnjy.com )，就是其在同样吸热升高到相同温度时，可以吸收更多的热量，即要从比热容的角度考虑．用水冷却发动机，水会因此而吸收发动机的机体放出的热量，从而会升温，所以流出到水箱后温度会比没有工作时高一些，即内能增加①发动机需要散热，而在同样时间内尽量多地吸收其热量的液体，就是比热容较大的水．②由于水吸收发动机放出的热量而升温，内能增加．汽油机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案．若飞轮转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，
∵汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，∴1s要经过40个冲程，对外做功10次．
13.如图1所示的是四冲程汽油机中___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____冲程。在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的________来完成。如图2所示实验中，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的________能转化成为塞子的机械能。
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】压缩；惯性；内
【解析】由图可知，两个气门都关闭，活塞向上移动，为压缩冲程；
四冲程内燃机的一个工作循环是由 ( http: / / www.21cnjy.com )吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的；
当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能减小，内能转化成为塞子的机械能。
故答案为：压缩；惯性；内。
14.汽车刹车的过程，伴随着能量从 ( http: / / www.21cnjy.com )机械能转化为________散失到空气中，此过程能量的总和________(填“增大”“不变”或“减小”)。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有________性。
【答案】内能；不变；方向
【解析】根据能量守恒定律，能量在转移或转化时，能的总量不变，即能量守恒。
汽车刹车时，机械能转化为内能散失到空气中，此过程能量的总量不变；
因为能量的转移和转化具有方向性，所以散失到空气中的内能无法再自动转化为机械能来驱动汽车。
故答案为：内能；不变；方向.
15.如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中________图是做功冲程，________图是依靠飞轮的惯性来完成的冲程． ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】乙；甲
【解析】由图可知，乙图中的气门 ( http: / / www.21cnjy.com )关闭，活塞下行，所以是做功冲程；
甲图中的排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程，在该冲程中是依靠飞轮的惯性来完成的冲程；
故答案为：乙，甲．
16.一瓶酒精倒出一半后，它的比热容________，热值________．（填“不变”、“变大”或“变小）
【答案】不变；不变
【解析】比热容是物质的一种特性，各种物质都有 ( http: / / www.21cnjy.com )自己的比热，某种物质的比热容和其体积大小无关，所以一瓶酒精倒掉一半，剩下的酒精的比热容不变；
燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量m和体积v无关，所以一瓶酒精倒掉一半，剩下的酒精的热值不变．
故答案为：不变；不变．
17.2014年2月14日（农历元月十五元宵节），黔东南州台江县来自各个乡镇的20多支舞龙队伍，用舞龙嘘花的火与激情来庆祝元宵，全国各地的游客也都慕名前来观光．元宵节吸引众人眼球的就是龙嘘花大赛（如图所示），舞龙的人们大部分光着身子，步履轻快，条条蛟龙在火海中任意遨游，场面颇为壮观，被称为是“勇敢者的游戏”．附近的居民和观众很快就闻到了火药味，这是________现象，火药在燃烧时将化学能转化为________能．
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】扩散；内
【解析】附近的居民和观众很快就闻到了火药味，这是扩散现象，说明分子在做无规则的运动；
火药在燃烧时将化学能转化为内能．
故答案为：扩散；内．
18.在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机关工作过程中的两个冲程示意图．与丙冲程原理相同的是________图所示的演示实验；________实验与丁冲程原理相同．
( http: / / www.21cnjy.com )2·1·c·n·j·y
【答案】甲；乙
【解析】甲图对试管中的水加热，加 ( http: / / www.21cnjy.com )快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能．
乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧．是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程．丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能，与此原理相同的是甲图所示的演示实验；
丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程，乙实验与丁冲程原理相同．
故答案为：甲；乙．
详解：（1）解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，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．（2）改变物体内能的方式有热传递和做功两种．做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化．对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低．
19.汽油机一个工作循环由________ 个冲程组成，其中________ 冲程把机械能转化为内能．
【答案】四；压缩
【解析】汽油机的一个工作循环包括：吸气、压 ( http: / / www.21cnjy.com )缩、做功、排气四个冲程．压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，所以将机械能转化为内能．
故答案为：四；压缩．21世纪教育网版权所有
20.如图所示的四冲程汽 ( http: / / www.21cnjy.com )油机工作示意图中，汽油机正在进行的是________冲程。若该汽油机的效率是20%，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量可以转化为________ J的有用功。在设计制造时，汽缸外有一个“水套”，利用水吸热降低汽缸温度，这是利用了水的________大的性质。
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】做功；9.2×105；比热容
【解析】（1）根据图示可知，两个气门都关 ( http: / / www.21cnjy.com )闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.1kg×4.6×107J/kg＝4.6×106J；
因为η＝ ，
所以该汽油机对外做的有用功W ( http: / / www.21cnjy.com )有用＝ηQ完全＝20%×4.6×106J＝9.2×105J。（3）用水作为冷却剂，源于水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好。【出处：21教育名师】
故答案为：做功；9.2×105；比热容。
三、作图题（每小题5分，共10分）
21.图为某城市轻轨车，请从节能角度为其设计一个停靠车站，在虚线框内画出示意图。
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】 解：如图所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】火车质量大，速度大， ( http: / / www.21cnjy.com )具有很大的动能。火车进站时，可使其爬坡，将动能转化为重力势能，可尽快停下来；在出站时，火车下坡，再将重力势能转化为动能，使火车短时间内提速。故火车站台可设计成高出地面的形状。如图所示。 www-2-1-cnjy-com
( http: / / www.21cnjy.com )
22.甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙、丙中分别画出做功和排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况．
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】解:如图所示: ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】做功冲程，两个气门都关闭，活塞向下运动；排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，如下图所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
四、计算题（每小题8分，共32分）
23.用煤气灶把1kg、初温为 ( http: / / www.21cnjy.com )20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，求：
（1）水吸收的热量。
（2）煤气完全燃烧放出的热量。
（3）煤气灶烧水的效率。
【答案】 （1）解：水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×105J
答：水吸收的热量为2.1×105J
（2）解：煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝m煤气q＝0.01kg×4.2×107J/kg＝4.2×105J
答：煤气燃烧放出的热量为4.2×105J
（3）解：燃气灶的效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝50%
答：煤气灶烧水的效率为50%。
【解析】（1）结合水的质量和温度 ( http: / / www.21cnjy.com )的变化量，利用比热容公式求解水吸收的热量即可；
（2）结合燃气的质量，利用热值公式求解燃气释放的热量；
（3）利用水吸收的热量除以油燃烧释放的热量即为燃气灶的效率。21cnjy.com
24.小丽家里原来用液化石油气烧水，每天用 ( http: / / www.21cnjy.com )60℃的热水100kg。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。
（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有7 ( http: / / www.21cnjy.com )0%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kg？［液化石油气的热值是8.0×107J/kg，C水=4.2×103(J/kg·℃）］
【答案】 （1）解:水吸收的热 ( http: / / www.21cnjy.com )量为：Q吸=cm△t=4.2×103×100×(60-20)J=1.68×107J；
答：水吸收的热量是1.68×107J；
（2）解:∵Q吸=Q放×70%，Q放=Q吸/70%=1.68×107/70%J=2.4×107J
∵Q放=m气q气
∴液化石油气的质量为：m气=Q放/q气=2.4×107/8.0×107kg=0.3kg。
答：平均每天可节约液化石油气0.3kg。
【解析】（1）根据Q吸=cm△t求解；（2）先根据η= ( http: / / www.21cnjy.com )求出Q放 ， 再根据Q放=m气q气求解。
25.中国空气质量的数据显示，电动汽车宝 ( http: / / www.21cnjy.com )骏E100（如图所示）上市后的三个月内，柳州市PM2.5数值相比同期呈现明显降低的趋势。该车（空车）质量750kg，其综合工况下续航里程为155m，最高车速达到100km/h。在几次记录中，该车每百公里电耗为8.4kWh．求：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）该车空车时的重量是多少N？
（2）该车以36km/h的速度匀速行驶30min通过的路程是多少？
（3）该车行驶100km所耗电能相当于完全燃烧多少千克的汽油？（汽油的热值是4.6×107J/kg）
【答案】 （1）解：该汽车空载时的重为：
（2）解：由 可得电动车行驶的路程：
（3）解：车每百公里消耗的电能为：
；
根据题意得，汽油完全燃烧放出的热量 ，则燃烧汽油的质量：
【解析】利用物体的质量计算重力，根据速度和时间的乘积计算路程，利用燃料放出的热和燃料的热值计算燃料的质量。21教育网
26.百公里油耗指的是汽车在道路上行驶 ( http: / / www.21cnjy.com )时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90公里/时接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90公里/小时的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为8L，汽车发动机的输出功率为23kW（已知汽油的密度为0.75×103kg/m3 ， 热值为4.6×107J/kg）．试求： 21·cn·jy·com
（1）8L汽油完全燃烧放出的热量；
（2）测试时间内发动机所做的功；
（3）该品牌汽车发动机的热机效率。
【答案】 （1）解：汽车百公里耗油的体积：V＝8L＝8×10﹣3m3 ，
由ρ＝ 得，汽油的质量：m＝ρV＝0.75×103kg/m3×8×10﹣3m3＝6kg，
汽油完全燃烧放出的能量：
Q＝mq＝6×4.6×107J/kg＝2.76×108J
答：8L汽油完全燃烧放出的热量是3.68×108J
（2）解：汽车的速度：v＝90km/h＝25m/s，
由P＝ 得，在一百公里内发动机做的功为：
W＝Pt＝P× ＝2.3×104W× ＝9.2×107J
答：测试时间内发动机所做的功8×107J
（3）解：发动机的效率
η＝ ×100%＝ ×100%≈33%
答：发动机的效率是33%
【解析】要解决此题需要掌握热机效率的概念：热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比；其中根据公式W＝Pt计算出发动机做的功，即有用功；根据公式Q＝mq计算出燃料完全燃烧放出的能量，最后根据公式η＝ 计算热机的效率。www.21-cn-jy.com
五、实验探究题（每小题5分，共10分）
27.阅读短文，回答问题
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见 ( http: / / www.21cnjy.com )的用电器：它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器结构如图甲所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外套由弹簧支撑．永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到1 0 3℃时，感温磁钢失去磁性．
煮饭时，按下电饭锅的按键， ( http: / / www.21cnjy.com )永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热．21教育名师原创作品
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（1）电饭锅煮饭时，电能主要转化为________ 能．
（2）按键未按下时，弹簧处于________（压缩／原长／伸长）状态．
（3）磁钢限温器工作时，不同时刻的温度如下表：
( http: / / www.21cnjy.com )
在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像．
（4）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是
A.按下按键时
B.加热升温过程中
C.按键跳开时
D.降温过程中
（5）小明发现用该电饭锅烧开水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是________。
【答案】 （1）内
（2）压缩
（3）解： ( http: / / www.21cnjy.com )
（4）C
（5）水沸腾时温度为100℃,达不到103℃，感温磁钢仍有磁性，按键不会跳起
【解析】本题涉及的知识是电阻大小与温度有 ( http: / / www.21cnjy.com )关、能量转化和沸点。（1）电饭锅煮饭时，把电能转化为内能；（2）弹簧的作用是使感温磁钢与永久磁钢分离，永久磁钢对感温磁钢有吸引力，在图甲状态下，弹簧在引力作用下被压缩；（3）如下图所示；（4）永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性在弹簧的作用下，感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热；（5）水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是水的沸点低于103℃。
28.2012年9月25日 ( http: / / www.21cnjy.com )上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史．航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机，有关参数下表所示．新型固定翼舰载机在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功．
辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t 67500 总功率/kW 1.5×105
动力提供（燃料） 重油 最高航速km/h 54
最大舰长/m 304 最大舰宽/m 70.5
发动机的效率/% 25 最大舰载机数量/架 30
（1）下列有关航母、舰载飞机的说法不正确的是 ；
A.飞机静止在航母甲板时， ( http: / / www.21cnjy.com )飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.飞机起飞时，获得推力的施力物体是发动机
C.飞机起飞时，是利用力的作用是相互的来获得推力的
D.飞机降落时，以飞机为参照物，则航母是运动的21·世纪*教育网
（2）航母的作战优势源于其搭载的 ( http: / / www.21cnjy.com )舰载机，舰载机在航空母舰上必须短距起飞，舰载机在刚上升过程中动能________，势能________．（填“增大”、“减小”或“不变”）； 2-1-c-n-j-y
（3）该航母满载行驶受到的浮力 ( http: / / www.21cnjy.com )________ N（g取10N/kg）．在某次训练中，指挥员向歼﹣15飞行员下达起飞指令后，挂弹后质量达22t的舰载机从跑道上起飞后，舰底所受海水的压强将________（填变化情况），航母排开海水的体积将________（填变化情况）． 【版权所有：21教育】
（4）如果航母总功率全部用来提供它 ( http: / / www.21cnjy.com )向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力是________ N，若在这种状态下匀速航行1000km，航母发动机的效率为25%，至少需要燃烧________ t的重油．（重油的热值为4.0×107J/kg）
【答案】 （1）B
（2）增大；增大
（3）6.75×108；变小；减小
（4）1×107；103
【解析】（1）A、飞机静止在航母甲板时，飞机受到的重力与支持力是一对平衡力，该选项说法正确；
B、飞机起飞时，获得推力的施力物体是空气，该选项说法错误；
C、飞机起飞时，螺旋桨转动对空气施加向 ( http: / / www.21cnjy.com )后的推力，由于物体间力的作用是相互的，因此空气同时对飞机施加向前的推力，飞机就起飞了，该选项说法正确；
D、飞机降落时，以飞机为参照物，航母的位置不 ( http: / / www.21cnjy.com )断发生变化，因此航母是运动的，该选项说法正确；（2）舰载机离机起飞过程中；①质量不变、速度增大，动能增大；②质量不变、高度增大，重力势能增大．（3）①航母满载排水量是67500t，因此受到的浮力F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N；②舰载机从跑道上起飞后，航母将会上浮一些，舰底所受海水的压强减小，排开海水的体积减小（4）航母最高航速V=54km/h=15m/s航行时，
由P= ，v= 得，
P= = =Fv，
F= = =1×107N；
在这种状态下匀速航行1000km，需要的机械能W=FS=1×107N×1000×103m=1×1013J；
航母发动机的效率η=25%，η= 即：
25%= ，
解得重油放出的热量Q=4×1013J；
因为Q=qm，
所以需要完全燃烧重油的质量m= = =1×106kg=103t．
故答案为：（1）B；（2）增大；增大；（3）6.75×108；变小；减小；（4）1×107；103 ．
详解：（1）①物体静止或做匀速直线运动时， ( http: / / www.21cnjy.com )受到的力平衡力；②力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；③判断物体运动还是静止的，要选择参照物，选择的参照物不同，得出的结论也可能不同．（2）动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与高度和质量有关，质量越大，高度越高，重力势能增大；（3）知道航母满载时的排水量，利用阿基米德原理求出航母的浮力，挂弹后质量达22t的舰载机从跑道上起飞后，航母上浮，即可判断航母排开液体体积的变化；根据液体压强特点分析舰底受到压强的变化； （4）知道航母最高航速，利用P=Fv求此时的牵引力；知道行驶的距离，利用W=Fs计算航母做的有用功（有用能量）；根据效率公式求燃料完全燃烧放出的热量（总能量），再利用Q=mq求至少需要燃烧重油的质量；【来源：21·世纪·教育·网】
六、综合题（每小题4分，共8分）
29.目前世界各国城市垃圾的处理 ( http: / / www.21cnjy.com )方式主要有分类回收、填埋、堆肥和焚烧4种．我国100万人口以上的大中型城市基本上已经具备联合国环境组织（UNEP）规定的垃圾发电成熟期的标准．至今，我国在多个城市已建成近30座垃圾焚烧发电厂．
（1）据报道，2009年我国某城市将建成 ( http: / / www.21cnjy.com )全国最大、世界第三的垃圾焚烧发电厂，日焚烧生活垃圾将达3000t（吨），如果这些垃圾完全燃烧，每天释放的热量Q=1.5×1013J．如果这些释放的能量21.6%转化为电能（用E表示），试计算这座垃圾焚烧发电厂生活垃圾的热值是多少？
（2）建立垃圾焚烧发电厂有哪些好处？（请写出其中一个好处）
【答案】 （1）解：这座垃圾焚烧发电厂生活垃圾的热值：q＝ ＝5×106J/kg
（2）解：建立垃圾焚烧发电厂好处：环保、减少固体物污染
【解析】（1）根据热值的计算公式可以求出热值的大小。
（2）建立垃圾焚烧发电厂好处可以减小污染，节约能源。
30.天然气的主要成份是甲烷，其热值为3.6×107J/m3 ， 水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）．
（1）小明家一个月要用10m3的天然气，则完全燃烧这些天然气可放出多少热量？
（2）若这些热量有70%被水吸收，可将多少kg、20℃的水烧开（在标准大气压下）？
【答案】 （1）解：10m3天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=Vq=10m3×3.6×107J/m3=3.6×108J
（2）解：由题知，Q吸=70%Q放=70%×3.6×108J=2.52×108J；
由Q吸=cm（t﹣t0）可得：
2.52×108J=4.2×103J/（kg ℃）×m×（100℃﹣20℃），
解得：m=750kg，
因此能把750kg的水从20℃加热到100℃
【解析】（1）由Q放=Vq可求出天 ( http: / / www.21cnjy.com )然气完全燃烧放出的热量；（2）由题知，Q吸=70%Q放 ， 知道水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式Q吸=cm（t﹣t0）求水的质量．【来源：21cnj*y.co*m】
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第十四章《内能的利用》过关检测卷（原卷版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题2分，共20分）
1.如图表示的四冲程汽油机工作循环中的（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
2.将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值 （ ）
A.都不变
B.都变为原来的三分之二
C.热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
D.热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
3.摩托车上的热机工作时提供动力的是（ ）
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
4.太阳能手电筒采用的是超亮度LED灯 ( http: / / www.21cnjy.com )，把电池朝阳光方向放在阳光下充电6-8小时，即可持续使用6-7小时，关于太阳能手电筒的下列说法正确的是（） 【来源：21·世纪·教育·网】
A. 太阳能电池板是将电能转化为光能
B. LED灯发光时是将内能转化为光能
C. 太阳能是不可再生能源
D. LED是一种发光二极管
5.下列关于“热机”的说法中，正确的是（ ）
A. 通过技术改进，热机效率可达100%
B. 做功冲程将机械能转化为内能
C. 热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
D. 摩擦生热是利用做功的方式来改变物体的内能
6.关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A. 燃料完全燃烧时，它的热值最大
B. 没有燃烧的燃料，热值等于零
C. 煤燃烧时放出的热量，一般比计算值小 21*cnjy*com
D. 燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量越多
7.下列关于能量的转化和守恒的说法,正确的是（ ）
A. 柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能
B. 火力发电厂主要把煤的化学能直接转化为电能
C. 由能量守恒定律可知,永动机总有一天可以制造成功
D. 由能量守恒定律可知,只要尽可能减小绳子与滑轮之间摩擦,滑轮组的机械效率可能达到100%
8.关于热机，下列说法中正确的是?（ ）
A. 热机是把机械能转化为内能的发动机
B. 热机的应用没有给环境带来污染
C. 在不久的将来热机效率会达到100%
D. 内燃机属于热机，它在压缩冲程中把机械能转化为内能
9.关于热机效率的说法正确的是（ ）
A. 用热值大的燃料，就能提高热机效率
B. 减少各种热损失，可以提高热效率
C. 多燃烧燃料，就能提高热机效率
D. 采用适当方法，热效率可以等于或大于1
10.有一辆汽车在水平路面上用0.5h匀速行 ( http: / / www.21cnjy.com )驶了36km，消耗汽油3 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5 t，车轮与地的接触总面积是0.5m2,汽油的热值为4.6×107 J／kg，g=10 N／kg。下列分析正确的是（ ） 【来源：21cnj*y.co*m】
A. 该汽车对路面的压力等于l.5×104 N,该汽车克服阻力做的功是2.3×104J
B. 该汽车通过这段路程的平均速度是200m／s，车对地的压强是30 Pa
C. 该汽车的牵引力是1.5×104 N ，汽油燃烧放出的热量是1.38×108 J 【出处：21教育名师】
D. 该汽车发动机的效率是30％，该汽车的牵引力是1.15×103 N
二、填空题（每小题2分，共20分）
11.为了描述燃料的燃烧特 ( http: / / www.21cnjy.com )性，我们把燃料________燃烧放出的热量 Q 与燃料质量 m 的比，叫做这种燃料的热值。在物理学中常用________来描述不同物质的吸热能力。 21*cnjy*com
12.“汽车不但要吃油，有时也要喝 ( http: / / www.21cnjy.com )水”，用水冷却发动机是因为水的________ 大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会________ （填“增加”或“减少”），一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则汽油机每秒钟内完成________ 冲程和对外做功________ 次．
13.如图1所示的是四冲程汽油机中__ ( http: / / www.21cnjy.com )______冲程。在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的________来完成。如图2所示实验中，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的________能转化成为塞子的机械能。
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14.汽车刹车的过程，伴随着能 ( http: / / www.21cnjy.com )量从机械能转化为________散失到空气中，此过程能量的总和________(填“增大”“不变”或“减小”)。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动汽车，这是因为能量的转移和转化具有________性。
15.如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中________图是做功冲程，________图是依靠飞轮的惯性来完成的冲程． ( http: / / www.21cnjy.com )
16.一瓶酒精倒出一半后， ( http: / / www.21cnjy.com )它的比热容________，热值________．（填“不变”、“变大”或“变小）
17.2014年2月14日（农历元月十五元宵节），黔东南州台江县来自各个乡镇的20多支舞龙队伍，用舞龙嘘花的火与激情来庆祝元宵，全国各地的游客也都慕名前来观光．元宵节吸引众人眼球的就是龙嘘花大赛（如图所示），舞龙的人们大部分光着身子，步履轻快，条条蛟龙在火海中任意遨游，场面颇为壮观，被称为是“勇敢者的游戏”．附近的居民和观众很快就闻到了火药味，这是________现象，火药在燃烧时将化学能转化为________能．
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18.在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机关工作过程中的两个冲程示意图．与丙冲程原理相同的是________图所示的演示实验；________实验与丁冲程原理相同．
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19.汽油机一个工作循环由________ 个冲程组成，其中________ 冲程把机械能转化为内能．
20.如图所示的四冲程汽油机工作示意 ( http: / / www.21cnjy.com )图中，汽油机正在进行的是________冲程。若该汽油机的效率是20%，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量可以转化为________ J的有用功。在设计制造时，汽缸外有一个“水套”，利用水吸热降低汽缸温度，这是利用了水的________大的性质。
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三、作图题（每小题5分，共10分）
21.图为某城市轻轨车，请从节能角度为其设计一个停靠车站，在虚线框内画出示意图。
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22.甲为四冲程汽油机的吸气冲程示意图，请在图乙、丙中分别画出做功和排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况． 2-1-c-n-j-y
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四、计算题（每小题8分，共32分）
23.用煤气灶把1kg、初温为20 ( http: / / www.21cnjy.com )℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气。已知水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，求：
（1）水吸收的热量。
（2）煤气完全燃烧放出的热量。
（3）煤气灶烧水的效率。
24.小丽家里原来用液化石油气烧水 ( http: / / www.21cnjy.com )，每天用60℃的热水100kg。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。 2·1·c·n·j·y
（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的 ( http: / / www.21cnjy.com )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kg？［液化石油气的热值是8.0×107J/kg，C水=4.2×103(J/kg·℃）］ www-2-1-cnjy-com
25.中国空气质量的数据显示，电动 ( http: / / www.21cnjy.com )汽车宝骏E100（如图所示）上市后的三个月内，柳州市PM2.5数值相比同期呈现明显降低的趋势。该车（空车）质量750kg，其综合工况下续航里程为155m，最高车速达到100km/h。在几次记录中，该车每百公里电耗为8.4kWh．求：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）该车空车时的重量是多少N？
（2）该车以36km/h的速度匀速行驶30min通过的路程是多少？
（3）该车行驶100km所耗电能相当于完全燃烧多少千克的汽油？（汽油的热值是4.6×107J/kg）
26.百公里油耗指的是汽车在道路上行驶 ( http: / / www.21cnjy.com )时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90公里/时接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90公里/小时的百公里匀速油耗。经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为8L，汽车发动机的输出功率为23kW（已知汽油的密度为0.75×103kg/m3 ， 热值为4.6×107J/kg）．试求： 21教育网
（1）8L汽油完全燃烧放出的热量；
（2）测试时间内发动机所做的功；
（3）该品牌汽车发动机的热机效率。
五、实验探究题（每小题5分，共10分）
27.阅读短文，回答问题
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的 ( http: / / www.21cnjy.com )用电器：它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器结构如图甲所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外套由弹簧支撑．永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到1 0 3℃时，感温磁钢失去磁性．
煮饭时，按下电饭锅 ( http: / / www.21cnjy.com )的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热．21cnjy.com
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（1）电饭锅煮饭时，电能主要转化为________ 能．
（2）按键未按下时，弹簧处于________（压缩／原长／伸长）状态．
（3）磁钢限温器工作时，不同时刻的温度如下表：
( http: / / www.21cnjy.com )
在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像．
（4）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是
A.按下按键时
B.加热升温过程中
C.按键跳开时
D.降温过程中
（5）小明发现用该电饭锅烧开水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是________。
28.2012年9月25日上午，中 ( http: / / www.21cnjy.com )国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史．航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机，有关参数下表所示．新型固定翼舰载机在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功．www.21-cn-jy.com
辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t 67500 总功率/kW 1.5×105
动力提供（燃料） 重油 最高航速km/h 54
最大舰长/m 304 最大舰宽/m 70.5
发动机的效率/% 25 最大舰载机数量/架 30
（1）下列有关航母、舰载飞机的说法不正确的是 ；
A.飞机静止在航母甲板时，飞机受 ( http: / / www.21cnjy.com )到的重力与支持力是一对平衡力
B.飞机起飞时，获得推力的施力物体是发动机
C.飞机起飞时，是利用力的作用是相互的来获得推力的
D.飞机降落时，以飞机为参照物，则航母是运动的21·cn·jy·com
（2）航母的作战优势源于其搭载 ( http: / / www.21cnjy.com )的舰载机，舰载机在航空母舰上必须短距起飞，舰载机在刚上升过程中动能________，势能________．（填“增大”、“减小”或“不变”）； 21世纪教育网版权所有
（3）该航母满载行驶受到的浮力________ N（g取10N/kg）．在某次训练中，指挥员向歼﹣15飞行员下达起飞指令后，挂弹后质量达22t的舰载机从跑道上起飞后，舰底所受海水的压强将________（填变化情况），航母排开海水的体积将________（填变化情况）． 21·世纪*教育网
（4）如果航母总功率全部用来提供它 ( http: / / www.21cnjy.com )向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力是________ N，若在这种状态下匀速航行1000km，航母发动机的效率为25%，至少需要燃烧________ t的重油．（重油的热值为4.0×107J/kg） 21教育名师原创作品
六、综合题（每小题4分，共8分）
29.目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有分 ( http: / / www.21cnjy.com )类回收、填埋、堆肥和焚烧4种．我国100万人口以上的大中型城市基本上已经具备联合国环境组织（UNEP）规定的垃圾发电成熟期的标准．至今，我国在多个城市已建成近30座垃圾焚烧发电厂．
（1）据报道，2009年我国某城市将建成全 ( http: / / www.21cnjy.com )国最大、世界第三的垃圾焚烧发电厂，日焚烧生活垃圾将达3000t（吨），如果这些垃圾完全燃烧，每天释放的热量Q=1.5×1013J．如果这些释放的能量21.6%转化为电能（用E表示），试计算这座垃圾焚烧发电厂生活垃圾的热值是多少？ 【版权所有：21教育】
（2）建立垃圾焚烧发电厂有哪些好处？（请写出其中一个好处）
30.天然气的主要成份是甲烷，其热值为3.6×107J/m3 ， 水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）．
（1）小明家一个月要用10m3的天然气，则完全燃烧这些天然气可放出多少热量？
（2）若这些热量有70%被水吸收，可将多少kg、20℃的水烧开（在标准大气压下）？
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