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第十四章《内能的利用》能力提升卷（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题2分，共20分）
1.一杯酒精用掉一半，剩下一半酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（ ）
A. 质量、密度、比热容和 ( http: / / www.21cnjy.com )热值均不变
B. 质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C. 质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
D. 质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变21cnjy.com
【答案】 D
【解析】质量是物体含有物质的 ( http: / / www.21cnjy.com )多少，是物质本身的一种属性，一杯酒精用掉一半，所以质量减少一半；密度、比热容、热值都是物质的特性与物体质量无关，所以密度、比热容、热值不变，D符合题意.故答案为：D.21·世纪*教育网
2.下列说法中正确的是（ ）
A. 敲碎煤块使煤充分燃烧 ( http: / / www.21cnjy.com )能提高煤的热值
B. 汽车在减速过程中，惯性减小，动能减小
C. 当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小
D. 与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上21*cnjy*com
【答案】C
【解析】A．热值是燃料的一种特性，它只与燃料 ( http: / / www.21cnjy.com )的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，敲碎煤块使煤充分燃烧不能提高煤的热值，A不符合题意；
B．惯性与质量有关，汽车在减速过程中，质量不变，惯性不变，速度减小，动能减小，不符合题意；
C．当仅有热传递时，高温物体放出热量，内能减小，低温物体吸收热量，内能增加，C符合题意；
D．与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是玻璃棒上的原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，D不符合题意。
故答案为：C。
3.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（ ）
A. 吸气、做功和排气冲程 B. 吸气、压缩和做功冲程
C. 压缩、做功和排气冲程 D. 吸气、压缩和排气冲程
【答案】 D
【解析】四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程；故选D．
4.关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A. 蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B. 热机所做有用功越多，它的效率就越高
C. 内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D. 热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
【答案】 D
【解析】A. 蒸汽机的效率低于汽油机的效率， ( http: / / www.21cnjy.com )A不符合题意；B. 热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，B不符合题意； C. 内燃机的效率越高，完成相同的有用功时，消耗的燃料就越少，做功多少不确定，无法确定消耗的燃料多少，C不符合题意；D. 热机的效率越高，说明内能转化成的机械能与内能的比值越大，D符合题意。故答案为：D.【来源：21·世纪·教育·网】
5.某机器的能量流向如图所示，据此推测该机器可能是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 热机 B. 电动机 C. 发电机 D. 电热水器
【答案】 C
【解析】由题图可知该机器能将机械能转化为 ( http: / / www.21cnjy.com )电能；热机将内能转化为机械能，电动机将电能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能，电热水器将电能转化为内能。故该机器可能是发电机。
故答案为：C。【来源：21cnj*y.co*m】
6.根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A. 出膛的子弹射穿木板，以更快的 ( http: / / www.21cnjy.com )速度继续前进
B. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
C. 两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D. 电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
【答案】 C
【解析】A、子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故A错误；
B、机械表工作靠表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故B错误；
C、两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，将动能转化为部分重力势能，故C正确；
D、在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故D错误。
故选C。
7.下列与“热”相关的物理现象，描述错误的是（ ）
A. 汽油机的做功冲程是将内 ( http: / / www.21cnjy.com )能转化为机械能的过程
B. 用水作汽车冷却剂，是因为水的比热容较大
C. 把冰放在手心，感到冷，是因为冰的内能为0
D. 内燃机的压缩冲程，主要是用做功的方法增加了气缸内物质的内能21教育名师原创作品
【答案】 C
【解析】A、汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故A正确；
B、水的比热容最大，和其它物质比较，降低相同温度吸收热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂，故B正确；21教育网
C、由于一切物体都有内能，所以冰的内能不可能为零，故C错误；
D、内燃机的压缩冲程，主要是用做功的方法增加了气缸内物质的内能，即机械能转化为内能，故D正确；故选C．www.21-cn-jy.com
详解：（1）掌握四个冲程中的能量转化情况，吸气和排气冲程不发生能量转化，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．
（2）水的比热容大，说明 ( http: / / www.21cnjy.com )相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（3）一切物体都有内能；
（4）改变内能的方式有两种，即做功和热传递
8.一杯酒精倒去一半后，余下酒精的（ ）
A. 密度变为原来的一半
B. 质量不变
C. 热值变为原来的一半
D. 比热容不变
【答案】 D
【解析】A、密度是物质的一种特性，是质量与体积的比值；与物质的状态和种类有关，与质量和体积无关；故剩余酒精的密度不变；A错误；
B、质量表示物体所含物质的多少，酒精倒去一半后，酒精会减少，故余下酒精的质量将减半；B错误；
C、热值是物质的一种特性，反映了燃料燃烧 ( http: / / www.21cnjy.com )放热的多少问题，是指单位质量（或体积）燃料完全燃烧放出的热量；与燃料的质量无关；故剩余酒精的热值不变；C错误；21世纪教育网版权所有
D、比热容是物质的一种特性，反映了物质的吸热或放热能力；与物质的种类和状态有关，与质量无关；故剩余酒精的比热容不变；D正确；
故选D．
9.目前，小汽车几乎普及了城市家庭。下列关于小汽车的说法，正确的是（ ）
A. 小汽车的运动速度越大，它的惯性就越大 ( http: / / www.21cnjy.com )
B. 小汽车关闭发动机后，不会立即停下，说明运动不需要力来维持
C. 小汽车发动机能把燃料燃烧产生的内能全部转化为机械能
D. 小汽车利用汽油作为燃料，充分利用了汽油的比热容大的特点
【答案】 B
【解析】A、惯性的大小与质量有关，与速度无关，汽车速度越快，动能越大，而不是惯性越大，A不符合题意；
B、汽车关闭发动机后不会立即停下，是因为汽车具有惯性要保持原来运动状态不变，也说明运动不需要力来维持，B符合题意；
C、小汽车发动机无论怎样先进，都要克服机 ( http: / / www.21cnjy.com )械摩擦消耗的能量，都存在机械散热损失和废气带走的热量，因此不能把燃料燃烧时释放的内能全部转化为机械能，C不符合题意；
D、小汽车利用汽油作为燃料，充分利用了汽油易于燃烧、热值较高的特点，D不符合题意。
故答案为：B。
详解：惯性：物体保持运动状态不 ( http: / / www.21cnjy.com )变的性质叫惯性.质量是物体惯性的唯一量度.
力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因.
判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，因为总是消耗的能量转化为得到的能量.
做燃料的物质，具有较大的热值.性质决定用途.
10.有甲、乙两台汽油机，若 ( http: / / www.21cnjy.com )在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25％，乙的效率是20％。则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（ ）
A. 2：5 B. 8：5 C. 5：8 D. 5：2
【答案】 B
【解析】由热机效率公式可得 : 得： ， ，
所以，
又因为Q＝qm，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是8:5。
故答案为：B。
二、填空题（每小题2分，共20分）
11.在高州北部山区正在建设茂名市第一 ( http: / / www.21cnjy.com )个风力发电站．风力发电将风能转化为________能，风能属于________（填“可”或“不可”）再生能源．发电机是利用________原理发电的．
【答案】 电；可；电磁感应
【解析】（1）风能是一种很清洁的可再生能 ( http: / / www.21cnjy.com )源，资源丰富，无污染；风力发电将风能转化为电能；（2）发电机是通过运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的，故是将机械能转化为电能的装置． 故答案为：电；可；电磁感应．2·1·c·n·j·y
详解：（1）像水能、风能、太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．（2）利用发电机的制作原理是电磁感应现象，即发电过程是将机械能转化为电能的过程．
12.甲图中，迅速向下压活塞，能量的转 ( http: / / www.21cnjy.com )化情况是________。乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是________（选填图中的代号）。
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】机械能转化为内能；B
【解析】图甲中，迅速向下压活塞，活塞的机械能转化为筒内空气的内能；
图乙中：A、进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化；
B、两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，B符合题意；
C、两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；
D、排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化。
故答案为：机械能转化为内能；B。
13.如图甲和乙所示分别是我国研 ( http: / / www.21cnjy.com )发出首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车，甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的________能转化为机械能，乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将________能转化为电能，以上能量的转化过程中，能的总量________（填“变大”“变小”或“不变”）。
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】 内；太阳（光）；不变
【解析】对空气压缩时，内能 ( http: / / www.21cnjy.com )增大，利用压缩空气提供动力时，将汽车推动，将内能转化为机械能，光电转换器，可以将太阳能转化为电能，能量在转化时总量保持不变。
故答案为：内；太阳能；不变。
14.一柴油机的转速是3000r/min，它 ( http: / / www.21cnjy.com ) 1秒钟对外做功________次，它完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是________．
【答案】25；空气
【解析】柴油机的飞轮转速是3 ( http: / / www.21cnjy.com )000r/min=50r/s，表示每秒飞轮转动50圈，热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，所以每秒飞轮转动50圈，对外做功25次；柴油机吸入汽缸的只有空气，而汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的燃料混合物，所以完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是空气．
故答案为：25；空气。【出处：21教育名师】
15.6月5日是世界环境日，200 ( http: / / www.21cnjy.com )6年中国的主题是“生态安全与环境友好型社会”．化学电池对生态与环境的影响日趋严重．如图是一种安装在自行车上的照明灯，它在某些发达国家被大量使用．这种灯不用化学电池，是通过车轮的转动来带动小型交流发电机发电使灯泡发光的．发电机的工作原理是________，发电机工作时发生的能量转化是________．
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案 电磁感应；机械能转化为电能
【解析】发电机是依据电磁感应原理工作的，在发 ( http: / / www.21cnjy.com )电的过程中机械能转化为电能．故答案为：电磁感应；机械能转化为电能．根据发电机的原理和它的能量转化关系回答．
16.如图所示是用煤气烧水的情景，如果只是把壶中2kg的水从20℃加热至45℃，水吸收的热量是________ J，如果烧水效率是80%，那么这一过程至少需要燃烧________ m3煤气．[c水=4.2×103J/（kg ℃），q煤气=4.2×107J/m3]． ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】2.1×105；6.25×10﹣3
【解析】（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（45℃﹣20℃）=2.1×105J；（2）由η= 得天然气完全燃烧放出的热量：Q放= = =2.625×107J；由Q放=qV得需要燃烧天然气的体积：V= = =6.25×10﹣3m3 ． 故答案为：2.1×105；6.25×10﹣3 ．
17.天然气水合物是由天然气与水在高 ( http: / / www.21cnjy.com )压低温条件下形成的类冰状的结晶物质．因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰“．由此可以判断可燃冰属于________能源（选填“可再生”或“不可再生”）．可燃冰虽然试采成功但能量的转化、转移具有________性，所以能源危机仍是人类需要面对的问题．
【答案】不可再生；方向
【解析】“可燃冰”是由天 ( http: / / www.21cnjy.com )然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，虽然属于新能源，但在地球的储量是一定的，属于不可再生能源；
发生热传递时热量只能由高温物体传递给低温物体，而不能反向传递；电烙铁工作时放出的热量不可能再转化为电能，这两个事实说明能量的转化和转移具有方向性．
故答案为：不可再生；方向．
详解：①可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用．可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等．②能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变．
18.下水管道疏通剂的工作 ( http: / / www.21cnjy.com )原理是与水发生化学反应，生成高温、高压气体膨胀将管道疏通.高温、高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的________冲程；某四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，汽油机完成________个冲程，对外做功________次.
【答案】做功；40；10
【解析】由题意可知，高温、高压气 ( http: / / www.21cnjy.com )体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的做功冲程；汽油机飞轮的转速为2400r/min，也就是40r/s，转两转对外一次，做一次功完成4个冲程，所以1s内做功20次，完成80个冲程.
故答案为：做功；40；10
19.家庭轿车的发动机是四冲程内燃机，内燃机 ( http: / / www.21cnjy.com )在工作过程中将内能转化为机械能的是________冲程；某款轿车百公里耗油6 kg，这些汽油完全燃烧放出________J的热量（汽油的热值是4.6×107J/kg）。汽油是由石油提炼出来的，石油等化石能源是________（ 填 “可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】做功；；不可再生
【解析】内燃机在做功冲程高温高压气体推动活塞做功将内能转化为机械能。6kg汽油完全燃烧放出热量为 再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。它们在自然界可以循环再生。非再生能源在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为不可再生能源。不可再生能源包括：煤、原油、天然气、油页岩、核能等。
20.如图所示的四冲程汽油机工作示意图中，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 ( http: / / www.21cnjy.com )气门都关闭，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有用＝ ( http: / / www.21cnjy.com )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。
故答案为：做功；9.2×105；比热容。
三、计算题（每小题8分，共32分）
21.随着人们生活水平的日益提高，小汽车越 ( http: / / www.21cnjy.com )来越多地走进了百姓人家，一辆使用汽油为燃料的小汽车，以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，汽车发动机功率20KW．若小汽车行驶的距离为10km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
(1)运动的时间；
(2)发动机所做的功；
(3)消耗汽油的质量．
【答案】【解】(1)运动的时间；
(2) 汽车发动机功率20KW，发动机所做的功
(3)小汽车发动机的效率为25%，所需要汽油产生的能量是
消耗汽油的质量
【解析】在此题中注意发动机的所做的功不等于消耗汽油产生的能量。
22.天然气灶使用方便、经济环保。 ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水加热至沸腾，大约需要10 min，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为3.5×107 J/m3。求：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）水吸收的热量；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量60 %被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？
【答案】 （1）解：在一个标准大气压下，水沸腾时的温度t.＝100℃，水吸收的热量：
Q吸.＝cm(t t0).＝4.2×103J/(kg ℃)×3kg×(100℃ ℃).＝1.008×106J
（2）解：由η.＝ 得，天然气完全燃烧放出的热量：Q放.＝ . .＝1.68×106J，由Q放.＝Vq得，烧开这壶水需要天然气的体积：V.＝ .＝4.8×10 2m3
【解析】利用水的比热容、质量和温度差计算热量的多少，利用燃料的利用率和水的吸热计算总的放热，结合燃料的热值计算燃料的体积.
23.使用电热水壶烧水，具有便捷、环保等优点，右表是电热水壶的铭牌．使用该电热器将1kg水从20℃加热到100℃，正常工作情况下，实际用时7分钟，已知水的比热容c水=4.2×103J/（ kg．℃）求： ( http: / / www.21cnjy.com )
（1）水吸收的热量是多少？如果这些热量通过燃烧煤气来获得，至少需要多少kg煤气？已知煤气的热值q＝4.2×107J/kg.
（2）电热水壶加热水的效率．
【答案】 （1）解：水吸收的热量是
Q=cm△t=4.2×103J／（kg·℃）×1kg×80℃=3.36×105J；
如果这些热量通过燃烧煤气来获得，至少需要煤气的质量是
m=Q/q=3.36×105J/4.2×107J/kg.=8×10-3kg；
答：水吸收的热量是3.36×105J ( http: / / www.21cnjy.com )；如果这些热量通过燃烧煤气来获得，至少需要8×10-3kg煤气；
（2）解：电热水壶7分钟内做功为W=Pt=1000W×7×60s=4.2×105J；电热水壶加热水的效率η=（Q/W）×100%=（3.36×105J/4.2×105J）×100%=80%。
答：电热水壶加热水的效率80%
【解析】水吸收的热量是Q=cm△t,由Q=mq得m=Q/q，利用W=Pt求电功
24.如图是我国西部某地区 ( http: / / www.21cnjy.com )风力发电的外景，该地区空气密度为1.3kg/m3 ， 一台风车的轮叶转动时，可以形成面积为100m3的圆面。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。
( http: / / www.21cnjy.com )
平均风速（m/s） 5 10 15 20 25 30
1s内获得的能量（×104J） 4 8 12 16 20 24
（1）若某时间内风速为10m/s，一台风车工 ( http: / / www.21cnjy.com )作1h所产生的电能供10只“220V100W”的灯泡正常工作8h，求这台风车发电的效率； 2-1-c-n-j-y
（2）若此地年平均风速为15m/s， ( http: / / www.21cnjy.com )100台这样的风车一年（工作时间按4000h计算）获得的风能相当于完全燃烧多少千克煤（煤的热值为3×107J/kg）；
（3）若风速为10m/s，则1min内有多少千克的空气流冲击风车轮叶转动形成的圆面？
【答案】 （1）解：由表中数据可知，当风速为10m/s时，每秒获得的能量为8×104J，1h风车获得的能量 【版权所有：21教育】
10只灯泡的总功率
答：这台风车发电的效率是10%；
（2）解：当风速为15m/s时，每秒获得的能量为12×104J，100台风车一年获得的能量
答：若此地年平均风速为15m/s，100台这样的风车一年（工作时间按40000h计算）获得的风能相当于完全燃烧5.76×106千克煤；
（3）解：当风速为10m/s时，流过风车的空气质量为
答：若风速为10m/s，则1min内有78000千克的空气流冲击风车轮叶转动形成的圆面
【解析】【分析】（1）风车获得的 ( http: / / www.21cnjy.com )能量为总功，发电量为有用功，两者比值即为效率；
（2）结合燃料的热值和能量，利用热值公式求解燃料的质量；
（3）已知空气的体积和密度，利用密度公式物体的质量即可。21*cnjy*com
四、作图题（每小题5分，共10分）
25.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】解：火车质量大， ( http: / / www.21cnjy.com )速度大，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。
( http: / / www.21cnjy.com )
26.仿照某冲程示意图，用简图画出压缩冲程的示意图，要求用倒字母“T”标明气门的开闭情况和用箭头表示活塞的运动情况．
【答案】解：在内燃机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动，如下图所示：
【解析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程；在压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动．
五、实验探究题（每小题5分，共10分）
27.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同，那么：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）小华为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择________两图所示的进行实验．
（2）小明为了比较不同燃料的热值 ( http: / / www.21cnjy.com )，应选择________两图所示的进行实验．小明利用选好的装置进行实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录液体燃烧相同时间所升高的温度，小明采用的实验方案存在明显的设计缺陷，请你帮他指出来．________．
【答案】（1）甲丙
（2）甲乙；两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等．
【解析】（1）由图可知，甲、丙两实 ( http: / / www.21cnjy.com )验燃料相同，被加热的液体质量相同而种类不同，因此可以用甲、丙两实验比较不同物质的吸热升温的特点；（2）由图可知，甲、乙两图被加热的水相同、加热用的燃料不同，可用甲、乙两图进行实验，比较不同燃料的热值；
小明记录燃烧相同时间水升高的温度，存在缺陷是两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度．
故答案为：（1）甲丙；（2）甲乙；两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等．
28.（1）如图甲所示在试管 ( http: / / www.21cnjy.com )内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成小叶轮．加热试管使水沸腾，产生的水蒸气驱动叶轮转动．写出上述实验的能量转化过程________．
( http: / / www.21cnjy.com )
（2）将汽车发动机的能量流向制成图，请根据 ( http: / / www.21cnjy.com )图乙中给出的信息，计算该汽油机的效率为________，用这台汽油机工作时，完全燃烧2kg的汽油可输出有用功________J．请你写出一条提高汽油机效率的措施________（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】（1）
（2）30%；2.76×107；让汽油燃烧更充分
【解析】（1）实验中，先是燃料的化学能，通过燃烧转变为水的内能，然后水蒸气推动叶轮做功，转变为叶轮的机械能;
（2）该汽油机的效率：η＝100%－33%－30%－7%＝30%；
2kg的汽油完全燃烧可放出的能量： ，
；
为了提高效率，可让燃料充分燃烧 .
故答案为：（1）内能；机械能；（2）30%；2.76×107；让汽油燃烧更充分
详解：（1）燃料燃烧时，消耗了燃料 ( http: / / www.21cnjy.com )化学能，同时获得了内能；水蒸气驱动叶轮转动，消耗了内能，同时获得了机械能；
（2）燃料燃烧释放的内能占有的百分数减去废气、冷却水和摩擦及辐射消耗的能量的百分数，即为汽油机的效率；利用公式 Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的热量，再根据机械效率公式计算输出的有用功；让汽油更完全地燃烧、减少额外的内能损失都可以提高内燃机的效率 .
六、综合题（每小题4分，共8分）
29.小强制作了一个实验装置，自称为“永 ( http: / / www.21cnjy.com )动机”，如图所示，它由转轮（5根轻杆组成）和转轴构成，在轻杆末端装有形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮，弯曲的叶片进入热水后，因吸热而伸展，起到“划水”的作用，从而推动转轮转动。叶片离开热水后，因冷却形状迅速恢复成弯曲，转轮因此能较长时间转动。请你回答：
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（1）进入热水的叶片会伸展，它的弹性势能转化为________能。
（2）叶片在热水中吸收的热量一定________叶片对水做的功。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）实验证明这个“永动机”并不能一直工作，“永动机”的设想违背了________。
【答案】 （1）动
（2）大于
（3）能量守恒定律
【解析】(1)进入热水的叶片会伸展， ( http: / / www.21cnjy.com )弹性势能减小，转化为动能；(2)叶片在热水中吸收的热量大部分对水做功，也有一部分散失掉了，故热量一定小于叶片对水做的功；(3)“永动机”的设想违背了能量守恒定律，故不能一直工作。
故答案为：(1)动;(2)大于;(3)能量守恒定律；www-2-1-cnjy-com
30.2016年5月，中国首批“电电气 ( http: / / www.21cnjy.com )”新能源公交汽车在常州使用．它既可以用充电桩充电，也可以用车辆顶部的太阳能电池板为车辆辅助充电，还可以使用天然气，当蓄电池电力储存不够时，就用燃气发动机为汽车提供动力，太阳能电池板每天能向着蓄电池充入10kW h～20kW h的电能．已知蓄电池消耗的电能有90%转化为汽车前进所做的功，天然气完全燃烧时产生的内能有30%转化为汽车前进所做的功，天然气热值为4.5×107J/kg，该车行驶时受到的阻力为3.6×103N．
（1）当车辆以72km/h匀速行驶时，牵引力的功率为多少？
（2）太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶多少距离？
（3）若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为多少？
【答案】 （1）解：汽车的速度：v=72km/h=20m/s，
因为汽车匀速行驶，所以汽车的牵引力：F=f=3.6×103N，
牵引力的功率：P= = =Fv=3.6×103N×20m/s=7.2×104W，
（2）解：根据题意可知，太阳能电池板每天充入的最少电能： 21·cn·jy·com
W电小=10kW h=10×3.6×106J=3.6×107J，
已知电能转化为汽车前进所做的功的效率η1=90%，
所以，电能转化为的有用功：W有=W电小×η1=3.6×107J×90%=3.24×107J，
根据W=Fs可得，汽车匀速行驶的最小距离：
s小= = =9000m；
（3）解：根据题意可知，太阳能电池板每天充入的最多电能：
W电大=20kW h=20×3.6×106J=7.2×107J，
此时电能转化为的有用功：W有′=W电大×η1=7.2×107J×90%=6.48×107J，
已知天然气完全燃烧时产生的内能转化为汽车前进所做的功的效率η2=30%，
设天然气完全燃烧放出的热量为Q放 ， 若这些有用功由燃气发动机来提供，
则有：Q放×η2=W有′，
所以Q放= = =2.16×108J，
根据Q放=mq可得，需要天然气的质量：
m= = =4.8kg，
即可以节约天然气的质量为4.8kg．
【解析】（1）汽车匀速行驶 ( http: / / www.21cnjy.com )，根据二力平衡条件可得牵引力的大小，已知汽车的速度，根据P=Fv求牵引力的功率；（2）已知太阳能电池板每天充入的最少电能，利用效率公式求出转化为的有用功，再根据W=Fs求出汽车行驶的最小距离；（3）利用效率公式和太阳能电池板充入的最多电能求出此时转化为的有用功，再根据热机效率的公式求出天然气完全燃烧放出的热量，最后利用Q放=mq求出天然气的质量．
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第章《》能力提升卷（原卷版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每小题2分，共20分）
1.一杯酒精用掉一半，剩下一半酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（ ）
A. 质量、密度、比热容和热值均不变
( http: / / www.21cnjy.com )B. 质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C. 质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
D. 质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变2·1·c·n·j·y
2.下列说法中正确的是（ ）
A. 敲碎煤块使煤充分燃烧能提高煤的热值
B ( http: / / www.21cnjy.com ). 汽车在减速过程中，惯性减小，动能减小
C. 当仅有热传递时，物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减小
D. 与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为丝绸的正电荷转移到玻璃棒上【来源：21·世纪·教育·网】
3.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（ ）
A. 吸气、做功和排气冲程 B. 吸气、压缩和做功冲程
C. 压缩、做功和排气冲程 D. 吸气、压缩和排气冲程21*cnjy*com
4.关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A. 蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B. 热机所做有用功越多，它的效率就越高
C. 内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D. 热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
5.某机器的能量流向如图所示，据此推测该机器可能是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 热机 B. 电动机 C. 发电机 D. 电热水器
6.根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A. 出膛的子弹射穿木板，以更 ( http: / / www.21cnjy.com )快的速度继续前进
B. 孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
C. 两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D. 电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止21教育网
7.下列与“热”相关的物理现象，描述错误的是（ ）
A. 汽油机的做功冲程是将 ( http: / / www.21cnjy.com )内能转化为机械能的过程
B. 用水作汽车冷却剂，是因为水的比热容较大
C. 把冰放在手心，感到冷，是因为冰的内能为0
D. 内燃机的压缩冲程，主要是用做功的方法增加了气缸内物质的内能21cnjy.com
8.一杯酒精倒去一半后，余下酒精的（ ）
A. 密度变为原来的一半
B. 质量不变
C. 热值变为原来的一半
D. 比热容不变
9.目前，小汽车几乎普及了城市家庭。下列关于小汽车的说法，正确的是（ ）
A. 小汽车的运动速度越大 ( http: / / www.21cnjy.com )，它的惯性就越大
B. 小汽车关闭发动机后，不会立即停下，说明运动不需要力来维持
C. 小汽车发动机能把燃料燃烧产生的内能全部转化为机械能
D. 小汽车利用汽油作为燃料，充分利用了汽油的比热容大的特点【来源：21cnj*y.co*m】
10.有甲、乙两台汽油机，若在 ( http: / / www.21cnjy.com )同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是25％，乙的效率是20％。则在同样时间内，甲、乙两汽油机消耗汽油的质量之比为（ ）
A. 2：5 B. 8：5 C. 5：8 D. 5：2
二、填空题（每小题2分，共20分）
11.在高州北部山区正在建设茂名 ( http: / / www.21cnjy.com )市第一个风力发电站．风力发电将风能转化为________能，风能属于________（填“可”或“不可”）再生能源．发电机是利用________原理发电的．
12.甲图中，迅速向下压活塞，能量的 ( http: / / www.21cnjy.com )转化情况是________。乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是________（选填图中的代号）。 【版权所有：21教育】
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13.如图甲和乙所示分别是我国 ( http: / / www.21cnjy.com )研发出首款新型空气动力汽车和小型低碳化未来汽车，甲是利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开车时将空气的________能转化为机械能，乙车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将________能转化为电能，以上能量的转化过程中，能的总量________（填“变大”“变小”或“不变”）。
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14.一柴油机的转速是3000 ( http: / / www.21cnjy.com )r/min，它 1秒钟对外做功________次，它完成吸气冲程时，吸入气缸里的物质是________．
15.6月5日是世界环境日，2006年中国 ( http: / / www.21cnjy.com )的主题是“生态安全与环境友好型社会”．化学电池对生态与环境的影响日趋严重．如图是一种安装在自行车上的照明灯，它在某些发达国家被大量使用．这种灯不用化学电池，是通过车轮的转动来带动小型交流发电机发电使灯泡发光的．发电机的工作原理是________，发电机工作时发生的能量转化是________．
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16.如图所示是用煤气烧水的情景，如果只是把壶中2kg的水从20℃加热至45℃，水吸收的热量是________ J，如果烧水效率是80%，那么这一过程至少需要燃烧________ m3煤气．[c水=4.2×103J/（kg ℃），q煤气=4.2×107J/m3]． ( http: / / www.21cnjy.com )
17.天然气水合物是由天然气与水在高压低 ( http: / / www.21cnjy.com )温条件下形成的类冰状的结晶物质．因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰“．由此可以判断可燃冰属于________能源（选填“可再生”或“不可再生”）．可燃冰虽然试采成功但能量的转化、转移具有________性，所以能源危机仍是人类需要面对的问题．
18.下水管道疏通剂的工作原理是与 ( http: / / www.21cnjy.com )水发生化学反应，生成高温、高压气体膨胀将管道疏通.高温、高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的________冲程；某四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，汽油机完成________个冲程，对外做功________次.
19.家庭轿车的发动机是四冲程内 ( http: / / www.21cnjy.com )燃机，内燃机在工作过程中将内能转化为机械能的是________冲程；某款轿车百公里耗油6 kg，这些汽油完全燃烧放出________J的热量（汽油的热值是4.6×107J/kg）。汽油是由石油提炼出来的，石油等化石能源是________（ 填 “可再生”或“不可再生”）能源。
20.如图所示的四冲程汽油机工作示意图中，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。
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三、计算题（每小题8分，共32分）
21.随着人们生活水平的日益提高，小汽 ( http: / / www.21cnjy.com )车越来越多地走进了百姓人家，一辆使用汽油为燃料的小汽车，以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，汽车发动机功率20KW．若小汽车行驶的距离为10km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
(1)运动的时间；
(2)发动机所做的功；
(3)消耗汽油的质量．
22.天然气灶使用方便、经济环保。如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水加热至沸腾，大约需要10 min，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为3.5×107 J/m3。求：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）水吸收的热量；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量60 %被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？
23.使用电热水壶烧水，具有便捷、环保等优点，右表是电热水壶的铭牌．使用该电热器将1kg水从20℃加热到100℃，正常工作情况下，实际用时7分钟，已知水的比热容c水=4.2×103J/（ kg．℃）求： ( http: / / www.21cnjy.com )www-2-1-cnjy-com
（1）水吸收的热量是多少？如果这些热量通过燃烧煤气来获得，至少需要多少kg煤气？已知煤气的热值q＝4.2×107J/kg.【出处：21教育名师】
（2）电热水壶加热水的效率．
24.如图是我国西部某地区 ( http: / / www.21cnjy.com )风力发电的外景，该地区空气密度为1.3kg/m3 ， 一台风车的轮叶转动时，可以形成面积为100m3的圆面。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量。 21·世纪*教育网
( http: / / www.21cnjy.com )
平均风速（m/s） 5 10 15 20 25 30
1s内获得的能量（×104J） 4 8 12 16 20 24
（1）若某时间内风速为10m/ ( http: / / www.21cnjy.com )s，一台风车工作1h所产生的电能供10只“220V100W”的灯泡正常工作8h，求这台风车发电的效率； 21·cn·jy·com
（2）若此地年平均风速为 ( http: / / www.21cnjy.com )15m/s，100台这样的风车一年（工作时间按4000h计算）获得的风能相当于完全燃烧多少千克煤（煤的热值为3×107J/kg）； 2-1-c-n-j-y
（3）若风速为10m/s，则1min内有多少千克的空气流冲击风车轮叶转动形成的圆面？
四、作图题（每小题5分，共10分）
25.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 )
26.仿照某冲程示意图，用简图画出压缩冲程的示意图，要求用倒字母“T”标明气门的开闭情况和用箭头表示活塞的运动情况． 21教育名师原创作品
五、实验探究题（每小题5分，共10分）
27.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同，那么：21世纪教育网版权所有
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（1）小华为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择________两图所示的进行实验．
（2）小明为了比较不同燃料的热值，应选择 ( http: / / www.21cnjy.com )________两图所示的进行实验．小明利用选好的装置进行实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录液体燃烧相同时间所升高的温度，小明采用的实验方案存在明显的设计缺陷，请你帮他指出来．________． 21*cnjy*com
28.（1）如图甲所示在试 ( http: / / www.21cnjy.com )管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成小叶轮．加热试管使水沸腾，产生的水蒸气驱动叶轮转动．写出上述实验的能量转化过程________．
( http: / / www.21cnjy.com )
（2）将汽车发动机的能量流向制成图，请根 ( http: / / www.21cnjy.com )据图乙中给出的信息，计算该汽油机的效率为________，用这台汽油机工作时，完全燃烧2kg的汽油可输出有用功________J．请你写出一条提高汽油机效率的措施________（q汽油=4.6×107J/kg）
六、综合题（每小题4分，共8分）
29.小强制作了一个实验装置，自 ( http: / / www.21cnjy.com )称为“永动机”，如图所示，它由转轮（5根轻杆组成）和转轴构成，在轻杆末端装有形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮，弯曲的叶片进入热水后，因吸热而伸展，起到“划水”的作用，从而推动转轮转动。叶片离开热水后，因冷却形状迅速恢复成弯曲，转轮因此能较长时间转动。请你回答：
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（1）进入热水的叶片会伸展，它的弹性势能转化为________能。
（2）叶片在热水中吸收的热量一定________叶片对水做的功。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
（3）实验证明这个“永动机”并不能一直工作，“永动机”的设想违背了________。
30.2016年5月，中国首批“电电气 ( http: / / www.21cnjy.com )”新能源公交汽车在常州使用．它既可以用充电桩充电，也可以用车辆顶部的太阳能电池板为车辆辅助充电，还可以使用天然气，当蓄电池电力储存不够时，就用燃气发动机为汽车提供动力，太阳能电池板每天能向着蓄电池充入10kW h～20kW h的电能．已知蓄电池消耗的电能有90%转化为汽车前进所做的功，天然气完全燃烧时产生的内能有30%转化为汽车前进所做的功，天然气热值为4.5×107J/kg，该车行驶时受到的阻力为3.6×103N． www.21-cn-jy.com
（1）当车辆以72km/h匀速行驶时，牵引力的功率为多少？
（2）太阳能电池板提供的电能每天最少能让汽车匀速行驶多少距离？
（3）若汽车使用太阳能电池板提供的电能，则每天最多可以节约天然气的质量为多少？
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