第十四章 内能的利用 测试卷（word版含答案）

第十四章 内能的利用 测试卷
一、单选题(共15小题)
1.有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是(　　)
A． 工作中只有做功冲程把内能转化为机械能
B． 工作开始时要靠外力启动
C． 工作中压缩冲程是把内能转化为机械能
D． 每一个工作循环，燃气只做功一次
2.图中是汽油机上作的四个冲程的示意图，其中表示做功冲程的是(　　)
A．
B．
C．
D．
3.煤炭是一种重要能源，区别优劣煤最科学的办法是检测煤炭的(　　)
A． 比热容
B． 密度
C． 热值
D． 温度
4.已知烟煤的热值是2.9×107J/kg，那么(　　)
A． 2 kg的烟煤燃烧时，一定能放出5.8×107J的热量
B． 1 kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J的热量
C． 2 kg的烟煤温度降低1 ℃时，放出2.9×107J的热量
D． 10 kg烟煤的热值是2.9×108J/kg
5.大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一．下图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，不正确的是(　　)
―→―→―→
A． 核反应堆：核能转化为内能
B． 蒸汽轮机：内能转化为机械能
C． 发电机：电能转化为机械能
D． 电采暖：电能转化为内能
6.在内燃机的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是(　　)
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
7.生活中能量转化的实例很多．下列描述中，错误的是(　　)
A． 摩擦生热是把机械能转化为内能
B． 摩擦起电是把电能转化为机械能
C． 电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D． 燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
8.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
9.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
10.根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是(　　)
A． 随着科技的发展，永动机是可能制成．.
B． 太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了
C． “既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的
D． 有种“全自动”手表，不上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生
11.关于四冲程内燃机，下面说法错误的是(　　)
A． 内燃机是利用内能来做功的机器
B． 在做功冲程，内能转化为机械能
C． 在压缩冲程，内能转化为机械能
D． 四个冲程依次为吸气、压缩、做功、排气冲程
12.能量转化与守恒定律是自然界的基本规律之一，关于下列现象中的能量转化，说法正确的是(　　)
A． 发电机工作时，将电能转化为机械能
B． 给手机电池充电，是将化学能转化为电能
C． 电动机工作时，消耗的动能大部分转化为内能
D． 汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能
13.一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是(　　)
A． 动能增加、内能增加
B． 动能增加、内能减小
C． 动能减小、内能增加
D． 动能减小、内能减小
14.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%
15.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示)，松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加．下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是(　　)
A． 是由水的内能转化来的
B． 是由水的重力势能转化来的
C． 是由乒乓球的内能转化来的
D． 是由乒乓球的化学能转化来的
二、填空题(共3小题)
16.在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20 ℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收________J的热量．如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要________ g酒精．(c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q酒＝3.0×107J/kg)
17.人在运动时就像热机一样，也需要消耗能量，例如小刚在某次骑行中身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量需要完全燃烧_________ kg的干木柴才能得到 (干木柴的热值为1.2×107J/kg)．
18.一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到．则干木柴的热值为________ J/Kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将________．(选填“变大”“变小”或“不变”)
三、实验题(共3小题)
19.物理小组的同学们组装了下图所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料
(1)若要比较液体的吸热本领，应选________两图的实验装置进行实验
(2)实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高50 ℃，加热时间较短的液体比热容较________．
(3)为了比较不同燃料的热值应选________两图的实验装置进行实验；实验过程中，加热时间相同，若浸存液体中的温度计小数升高多，说明这种燃料的热值________．
20.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．(注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示)．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
(1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要________(选填“相等”或“不相等”)．
(2)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________．
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：________.利用此实验方法计算出的热值将比真实值________(偏大或偏小)．
21.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)．
(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_______的位置(选填“A”或“B”)．
(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的__________、____________.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是___________________．(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_____________________________.
四、计算题(共3小题)
22.为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活中．现有一种太阳能、电能两用热水器，晴天时，它用太阳能加热，能将接收的部分太阳能转换为水的内能，如果遇到雨天，可以用电加热．[ρ水＝1.0×103kg∕m3，C水＝4.2×103J/(kg·℃)]
(1)当容量为100 L的太阳能热水器注满水时，水温从20 ℃上升到70 ℃，水吸收的热量是多少？
(2)如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧多少kg的焦炭？
(3)若在水温从20 ℃上升到70 ℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是多少？
23.小华家使用的天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能．小华尝试估测该热水器的热效率，以核对名牌上的数值是否准确．他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注水的体积达到40L的时候洗衣机会自动停止注水．已知当时自来水的温度是15 ℃，热水器输出热水的温度为40 ℃，注水前天然气表的示数是2365.89 m3，注水后变为2366.05 m3，天然气的热值为3.2×107J/m3.解决以下问题：(6分)
(1)注入洗衣机的水在热水器中所吸收的热量是多少J
(2)天然气热水器加热注入洗衣机里的水时，消耗了多少化学能？
(3)热水器的热效率？
24.10升天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (天然气的热值q为7.5×107J/m3)
答案解析
1.【答案】C
【解析】四冲程内燃机一个工作循环由四个冲程包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成完成一个循环只做一次功；在内燃机的四个冲程中，压缩冲程活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，在开始启动时需要外界动力．故A、B、D正确；C错误．
2.【答案】C
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动．A项，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；B项，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；C项，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，符合题意；D项，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意．
3.【答案】C
【解析】衡量燃料优劣的方法是比较它们的热值，热值是指某种燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比，反映了完全燃烧相同质量的不同种燃料时放出热量的多少，优质的煤炭热值较高．
4.【答案】B
【解析】1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量体积以及是否完全燃烧都无关．A项，2 kg的烟煤完全燃烧时，根据Q＝mq＝2 kg×2.9×107J/kg＝5.8×107J，所以2 kg的烟煤燃烧时不一定完全燃烧，则放出的热量不一定是5.8×107J，故A错误；B项，因为烟煤的热值是2.9×107J/kg，所以1 kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J的热量，故B正确；C项，2 kg的烟煤温度降低放出的热量与物质的热值无关，所以C错误；D项，10 kg烟煤的热值不变，仍是2.9×107J/kg，不是2.9×108J/kg；故D错误．
5.【答案】C
【解析】A项，核反应堆，核能减少，内能增加，故核能转化为内能；B项，蒸汽轮机工作时，蒸汽冲击叶轮转动，内能转换为机械能；C项，发电机工作时，是机械能转化为电能；D项，电采暖：消耗电能，发出热量温度升高，是电能转化为内能．
6.【答案】B
【解析】内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；吸气和排气冲程不发生能量转化．
7.【答案】B
【解析】A项，摩擦生热是克服摩擦做功，把机械能转化为内能，故A正确；B项，摩擦起电是电子的转移，可以把机械能转化为电能，故B错误；C项，电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故C正确；D项，燃料燃烧放热是把自身蕴含的化学能转化为内能，故D正确．
8.【答案】B
【解析】A项，滚摆在上升的过程中，不计空气阻力和摩擦，机械能守恒，动能转化为重力势能，叙述正确，不符合题意；B项，汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能，叙述错误，符合题意；C项，干电池、蓄电池对外供电时，将化学能转化为电能，叙述正确，不符合题意；D项，植物吸收太阳光进行光合作用时，将光能转化为化学能贮存在体内，叙述正确，不符合题意．
9.【答案】B
【解析】A项，滚摆在上升的过程中，不计空气阻力和摩擦，机械能守恒，动能转化为重力势能，叙述正确，不符合题意；B项，汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能，叙述错误，符合题意；C项，干电池、蓄电池对外供电时，将化学能转化为电能，叙述正确，不符合题意；D项，植物吸收太阳光进行光合作用时，将光能转化为化学能贮存在体内，叙述正确，不符合题意．
10.【答案】C
【解析】A项，永动机违背了热力学第二定律，是不可能制成的．故A错误；B项，能量在转化的过程中，即不能凭空产生，也不能凭空消失，光能转化为其他形式的能量也是如此，不会消失，故B错误；C项，既要马儿跑，就要为马儿补充能量，故C正确；D项，“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，是因为有把其他形式的能转化为手表的能量的方式，能量是不能凭空产生，故D错误．
11.【答案】C
【解析】内燃机是利用内能来做功的机器；四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程；
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．A项，内燃机是利用内能来做功的机器，故A正确；B项，做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故B正确；C项，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能，故C错误；D项，内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，故D正确．
12.【答案】D
【解析】A项，发电机工作时，将机械能转化为电能，故A错误；B项，给手机电池充电，是将电能转化为化学能储存在电池中，故B错误；C项，电动机工作时，消耗的动能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故C错误；D项，汽油机的做功冲程，主要将内能转化为机械能，故D正确.
13.【答案】A
【解析】陨石在下落过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，动能增加；陨石下落过程与大气剧烈摩擦导致温度升高，这是通过克服摩擦做功的方法改变其内能的，机械能转化为内能，内能增加．
14.【答案】D
【解析】A项，热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，做的有用功多，热机效率不一定高，故A错误；BC项，热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1，用来做有用功的那部分能量与气缸散热损失的能量、废气带走的能量、摩擦等机械损耗的能量之和等于燃料燃烧释放的能量，总能量保持不变，故BC错误；D项，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%，故D正确．
15.【答案】B
【解析】松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上．乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，故乒乓球的机械能不断增加．
16.【答案】3.36×104J　2.8
【解析】(1)水吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×104J
(2)需要酒精的质量为：
∵Q吸＝Q放η
∴Q放＝＝＝8.4×104J
根据公式Q放＝mq得：
m＝＝＝0.0028 kg＝2.8 g
17.【答案】0.55
18.【答案】1.2×107　不变
19.【答案】(1)甲、丙　(2)小　(3)甲乙　大
【解析】(1)要比较不同物质的吸热本领，必须保证不同物质的质量相等，相同时间吸收的热量相同，所以选择甲丙；(2)实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50 ℃，加热时间较短的液体比热容较小；(3)甲、乙两图，被加热的物质相同，燃料的种类不同，通过温度计的变化可以比较不同燃料的热值；实验过程中，加热时间相同，若浸在液体中的温度计示数升高多，说明这种燃料的热值大．
20.【答案】(1)质量　相等　(2)煤油　(3)天平　偏小　燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸
【解析】(1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等．
(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大．
(3)实验中，要控制质量相等，所以需要用天平来测量物质的质量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．
21.【答案】(1)B　(2)初温　质量　(3)煤油　(4)不可靠　燃料完全燃烧的热不能全部被水吸收
【解析】(1)实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，所以应先调整、固定B的位置；
(2)实验时应控制两套装置中相同的量，加热时间，水的质量，水的初温．
(3)甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；
在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q＝qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，所以是煤油的热值大；
(4)要考虑实验的严密性，实验时有可能燃料并没有完全燃烧，或燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失，所以实验结果是不可靠的．
22.【答案】解：(1)由ρ＝可得：
m＝ρv＝1.0×103kg/m3×100×10－3m3＝100 kg
水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×107J
(2)因为Q＝mq，Q吸＝Q放，则需要燃烧煤的质量为：
m＝＝＝0.7 kg.
(3)太阳能的热效率为：
η＝×100%＝×100%＝40%.
答：(1)当容量为100L的太阳能热水器注满水时，水温从20 ℃上升到70 ℃，水吸收的热量是2.1×107J；(2)如果这些热量由完全燃烧焦炭放出，需要燃烧0.7 kg的焦炭；(3)若在水温从20 ℃上升到70 ℃这段时间内，获得的太阳能是5.25×107J，则该太阳能的效率是40%.
【解析】(1)利用密度公式求出水的质量，再利用Q＝cmΔt求出吸收的热量；(2)根据Q＝mq求出需要的煤的质量；(3)利用效率公式求出效率．
23.【答案】解：
(1)水的质量：
m＝ρV水＝1.0×103kg/m3×40×10－3m3＝40 kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－15 ℃)＝4.2×106J；
(2)天然气释放的能量：
Q＝qv＝3.2×107J/m3×(2366.05 m3－2365.89 m3)＝5.12×106J；
(3)该热水器的热效率：
η＝×100%＝×100%≈82%.
【解析】(1)热水器加热过程中天然气释放的能量根据Q＝qv即可求出；
(2)直接根据Q＝cmΔt即可求出洗衣机中的水所吸收的热量；
(3)机械效率等于水吸收的热量与消耗总的能量之比．
24.【答案】解：天然气的体积：
V＝10L＝10×10－3m3，
天然气完全燃烧放出的热量：
Q＝Vq＝ 10×10－3m3×7.5×107J/m3＝7.5×105J.
答：10升天然气完全燃烧放出7.5×105J的热量．
【解析】已知天然气的体积和热值，可利用公式Q＝Vq计算热量．