第14章综合测试 （有解析）

14.5 第14章综合测试 C
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是
A. 以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到
B. 汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
C. 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
D. 在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
2. 下面的流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环。对图中甲、乙的叙述正确的是
A. 甲是做功冲程 B. 乙冲程中活塞向上运动
C. 甲冲程中气体内能增加 D. 乙冲程中两个气门同时打开
3. 小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是
A. 汽油机的吸气冲程吸入的是空气
B. 汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C. 汽油机的点火方式是压燃式
D. 汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
4. 小杰家搬到开通了天然气的新小区居住一段时间后，爸爸发现一个月的时间内，家庭做饭和洗澡使用的天然气和过去他们家只做饭使用的液化石油气质量基本相同，你认为这是由于两种燃料具有不同的
A. 比热容 B. 热值 C. 内能 D. 密度
5. 关于热机效率，下列说法中正确的是
A. 燃烧更多的燃料可以提高效率
B. 减少各种热损失可以提高热机效率
C. 使用优质燃料可以提高热机效率
D. 合理改进热机效率可能等于
6. 关于燃料的热值，以下说法中正确的是
A. 燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关
B. 燃烧 某种燃料放出 的热量，则这种燃料的热值为
C. 燃料的质量越大，热值越大
D. 燃料燃烧不完全时热值会变小
7. 航天员将地球上质量为 的物体带到月球上，此时物体的质量将
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定
8. 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
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. 火箭发动机属于热机
9. 下面关于四冲程汽油机的说法正确的是
A. 四冲程汽油机是利用机械能转化成内能的机器
B. 四冲程汽油机在压缩冲程中，内能转化为机械能
C. 四冲程汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能
D. 四冲程汽油机的四个冲程依次为吸气、做功、压缩、排气
10. 如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。下列说法中，正确的是
A. 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B. 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C. 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D. 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实验
二、双项选择题（共1小题；共4分）
11. 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
三、多项选择题（共1小题；共4分）
12. 图甲、乙是两个演示实验的示意图，图甲所示的是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花燃烧起来；图乙所示的是给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动塞子迅速冲出试管口。图丙、丁所示的是内燃机的两个工作冲程。下列说法中正确的是
A. 图甲下压活塞的过程中，筒内气体内能不变
B. 图乙塞子冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能
C. 图丙内燃机的工作冲程与图甲下压活塞的过程，能量转化是一致的
D. 图丁内燃机的工作冲程与图乙塞子冲出管口的过程，能量转化是一致的
四、填空题（共6小题；共34分）
13. 在内燃机工作过程中，由如图所示的内燃机能流图可知，它的能量损失所占的百分比是：废气内能 ，散热损失 ，机械损失 ，则内燃机的热机效率是 。
14. 某中学为学生供应开水，用焦炭作为燃料，已知焦炭的热值是 ，现完全燃烧了 的焦炭，放出的热量 ，设该热量有 被水吸收，能将 的水从 加热到 。
已知 。
15. 某太阳能热水器，水箱容量为 ，该地点平均每平方米每秒钟太阳辐射内能为 ，如果将整箱水的温度从 加热到 ，需要阳光照射 ，整箱水需要吸收的热量是 ，若此热水器热效率为 （即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的 转化为水的内能）， 热水器上集热器的面积至少为 。
16. “卡路里”是热量的另一个单位，简称“卡”。 卡是这样规定的：在 标准大气压下，质量为 的水，温度每升高 所需要吸收的热量。那么 。有一辆汽车消耗 汽油做的有用功是 卡，那么完全燃烧 汽油放出的热量是 ，该车发动机的效率是 。（已知 ）
17. 科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 （填“升高”“降低”或“不变”），内能 ，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的 。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是 冲程。
18. 分子因热运动而具有的动能叫做 。分子间由于相互作用而具有的势能叫做 。物体内能是指物体内所有 和 的总和。内能的单位是 。
五、实验题（共2小题；共14分）
19. 小华学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和酒精热值的大小关系。他实验时组装了如图所示的两套完全相同的装置，燃烧了质量相等的煤油和酒精，加热两个烧杯中质量相等的水，并记录杯中水的初温和末温（如下表）。
（1）通过表中记录的数据，你认为煤油和酒精两种燃料，热值较大的是 ；
（2）小华用天平测出了烧杯中水的质量及两瓶中燃料减少的质量并记录；利用公式计算出水吸收的热量。他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和酒精的热值。你认为他的实验结果 （选填“准确”或“不太准确”），理由是： 。
20. 如图所示的装置中，两个钩码重力不等，释放后重钩码下降，轻钩码上升，然后反复对调左右两个钩码，通过传动装置可实现：在钩码升降过程中，能使放在隔热容器水中的叶轮不停的转动。
（1）叶轮在不停地转到过程中，可以知道容器中水的温度 ，原因是：叶轮通过 方式实现了能量的转化。
（2）实验中钩码升降做功与水温变化的数据如下表所示【容器中水的质量为 ， 】
（3）综合分析实验装置及表格中的数据，你认为该实验中能量损失主要来源于 。（只写出其中一条即可）
六、计算题（共2小题；共26分）
21. 在一个标准大气压下，用炉子将 的水从 加热至沸腾，燃烧了 的焦炭，已知水的比热容为 ，焦炭的热值为 。求：
（1）水吸收的热量；
（2） 焦炭完全燃烧释放的热量；
（3）炉子烧水的效率。
22. 我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为 ，最大飞行高度达 ，最大航行速度达 倍声速（合 ，最大载油量为 ，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见表：
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是 ，飞机使用的航空燃油的热值为 。求：
（1）飞机发动机完全燃烧 燃油获得的能量是多少焦
（2）当飞机以 的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以 的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米
答案
第一部分
1. D
2. C
3. D
4. B
5. B
【解析】AC、燃烧更多的燃料，使用优质燃料（提高燃料的热值），都不会改变用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值，不会提高热机效率，故AC错误；
B、减少各种热损失，使用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值增大，可以提高热机效率，故B正确；
D、无论科技如何发展，改进热机，热机的效率可以提高，但总存在摩擦、有热量的损失，热机效率一定不会达到 ，故D错误。
故选：B。
6. A
【解析】热值是燃料的一种特性，不同的燃料，其热值一般不同，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，故A正确，C、D错误；如果完全燃烧 某种燃料放出 的热量，则这种燃料的热值为 ，题目中没有说明燃料的燃烧情况，所以无法确定燃料的热值，故B错误。
7. C
【解析】质量是物体所含物质的多少，把一个质量为 的物体从地球上带到月球上，是位置的改变，物质的多少没有变，所以质量不变，仍是 。
8. D
【解析】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 ，A选项错误；
做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，B选项错误；
热机常用水做冷却剂，是因为水的比热容大，C选项错误；
热机是把内能转化为机械能的装置，火箭属于热机，D选项正确。
9. C
10. B
【解析】由图甲，往锥形瓶中打气后，瓶内压缩气体推动瓶塞做功，将内能转化为机械能；
由图乙，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。是将机械能转化为内能的过程。
由图丙，气门都关闭，活塞向上运动，所以是汽油机的压缩冲程，机械能转化为内能；
由图丁，气门都关闭，活塞向下运动，所以是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能。
由此可知，ACD错误，B正确。
第二部分
11. A， B
【解析】两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，分子热运动减慢；气体质量不变，体积变大，故气体的密度减少。
第三部分
12. B， C， D
【解析】图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能的过程，故与内燃机的压缩冲程（图丙）相类似，故A错误，故C正确；
图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后塞子被试管内水蒸气推岀，即该过程中消耗水蒸气的内能，得到机械能，故是将内能转化为机械能的过程，与内燃机的做功冲程（图丁）相类似，故BD正确。
第四部分
13.
【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，
由题意知，内燃机的热机效率 。
14. ；。
【解析】1）焦炭完全燃烧放出的热量：
；
（2）水吸收的热量：；
水的质量：
。
15. ；
【解析】利用密度公式 先计算出水的质量 ，然后再利用热量的计算公式 计算出水吸收的热量；
水的体积：，
由水的质量：；
水吸收的热量：；
此热水器热效率为 ，
则热水器需接受的太阳能：
。
利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率，计算出太阳能热水器接受的热量；然后再计算出 所接受的热量，最后利用 计算出热水器上集热器的面积 。
设辐射能量 由 可得，热水器上集热器的面积：
。
16. ；；
【解析】在 标准大气压下，质量为 的水，温度每升高 所需要吸收的热量为 卡；水的比热容为：，所以 ；完全燃烧 汽油能放出的热量：，有一辆汽车消耗 汽油做的有用功是 ；发动机的效率为：。
17. 降低；减小；效率；排气
18. 分子动能；分子势能；分子动能；分子势能；焦
第五部分
19. （1） 煤油
（2） 不太准确；装置密封性较差，有较多热量损耗（或：燃料没有完全燃烧）
20. （1） 升高；做功
【解析】由题意知，叶轮在不停地转到过程中，可以知道容器中水的温度升高，这是因为叶轮通过做功的方式实现了能量的转化。
（2） ；小
【解析】在钩码升降1次的过程中，容器中的水吸收的热量：；由于热量的损耗，这一热量会小于钩码所做的功。
（3） 热量向外散失（容器和叶轮等吸热、部件间的摩擦等）
【解析】在实验中，造成能量损失的主要来源有热量向外散失、容器和叶轮等吸热、部件间的摩擦等。
第六部分
21. （1）
【解析】一个标准大气压下水的沸点为 ，即需将水加热至 ，水吸收的热量：；
（2）
【解析】 焦炭完全燃烧释放的热量：；
（3）
【解析】炉子烧水的效率：
。
22. （1）
【解析】燃油完全燃烧放出的热量：
；
（2）
【解析】由表中数据可知，飞机以 的速度巡航时，所受阻力为 ，
则飞机发动机的输出功率 ；
（3）
【解析】由（1）可知 ；
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是 ，
则有用功 ，
根据表格查出 时的阻力为 ，
则由 ，可得 。
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