十四章-内能的利用
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共7小题,共14.0分)
如图所示是一种设想中的永动机,它通过高处的水冲击叶片,叶片转动对外做功.同时带动抽水器从低处将水抽到高处,从而循环工作.下面关于这款永动机的分析正确的是( )
A. 这一设想不符合能量守恒定律
B. 这款永动机可以在现实中推广
C. 这款永动机利用内能对外做功
D. 高处水下落冲击叶片的过程中机械能守恒
如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述正确的是( )
A. 吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸
B. 压缩冲程中,通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C. 做功冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D. 排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的极少部分
两台汽油机,若甲汽油机的效率高于乙汽油机,则( )
A. 甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油
B. 甲汽油机的功率大于乙汽油机的功率
C. 在功率相同的情况下,甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油
D. 在输出功相同的情况下,甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油
下列内容中不属于分子动理论基本知识的是( )
A. 物质是由大量分子、原子构成的
B. 分子之间存在引力和斥力
C. 热量只能自发地从高温物体转移到低温物体
D. 物质内的分子在不停地做热运动
关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A. 在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多
B. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C. 热机的效率越高说明做功越快
D. 热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A. 热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体
B. 的冰水混合物内能为零
C. 水的温度越高,所含热量越多
D. 冰在熔化过程中吸收热量,温度和内能均不变
将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上.经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示.则三块金属比热容、、的大小相比 ( )
A. 最大 B. 最大
C. 最大 D.
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
内燃机一个工作循环有四个冲程,实现将内能转化为机械能的是 冲程.某品牌汽车每行驶耗油,这些汽油完全燃烧要放出 的热量.汽油的热值
完全燃烧酒精释放的热量是完全燃烧酒精释放热量的 倍.酒精完全燃烧释放的热量是 J.这些热量全部被的液体吸收,液体的温度升高了;完全燃烧酒精释放的热量全部被的液体吸收,液体的温度升高了 不考虑散热.
现用如图所示装置加热的液体,燃烧了酒精,液体升高的温度小于,有哪些原因会导致这个结果?
扣动步枪扳机,射出一颗子弹,弹壳内火药燃烧将 能转化为燃气的内能,燃气推动子弹在枪膛中运动,该过程相当于内燃机的 冲程.
四冲程汽油机在工作过程中,将内能转化为机械能的是 冲程,如果汽油机的转速表显示,那么该汽油机每秒内做 次功.给汽车加油时能闻到汽油的味道说明 .
三、实验探究题(本大题共1小题,共6.0分)
如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是,烧杯内的液体初温相同.
比较不同燃料的热值,应选择_________两图进行实验;比较不同物质的比热容,应选择_________两图进行实验;在实验中,三烧杯中、液体的质量必须_________填“相等”或“不同”.
若在研究不同燃料热值实验时,记录数据如下表:
燃料 加热前液体温度 燃料燃尽时液体温度 燃料的热值
?
根据表中数据计算:完全燃烧燃料放出的热量为_________,燃料的热值是_________.
通过实验得到的燃料热值与实际相比偏_________填“大”或“小”,你认为出现这种情况的主要原因是_________________________________________________________.
四、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
用天然气灶给水加热,在标准大气压下,把体积为、温度为的水加热到沸腾,求:
水吸收了多少热量.
若不计热量损失,需要燃烧多少立方米的天然气.
参加年国庆阅兵的运是我国自主发展的大型运输机,它的发动机是一种热机,通过航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力.若运在高空中飞行时在恒定的水平推力作用下,以的速度沿水平方向匀速航行,需要燃烧航空煤油已知飞机发动机提供的机械功率是,航空煤油的热值为在这内:
航空煤油完全燃烧放出的热量是多少?
发动机获得水平推力是多大?
该飞机发动机的热机效率是多大?
答案和解析
1.【答案】
【解析】这款永动机不能一直工作下去,因为抽水器在工作过程中,有部分机械能会转化为内能,即机械能会逐渐减少,根据能量守恒定律,最后会停止工作;永动机违背了能量守恒定律.故A正确,、、D错误.
2.【答案】
【解析】汽油机在吸气冲程中,将汽油和空气的混合物吸进汽缸,故A正确;
压缩冲程中,通过做功方式使汽缸内气体的内能增加,温度升高,故B错误;
做功冲程中,燃料燃烧释放的能量只有一部分转化为机械能,相当一部分都在克服摩擦、废气排放等过程中散失了,故C错误;
在热机的能量损失中,废气带走的能量最多,故D错误.
3.【答案】
【解析】解:
热机效率是表示热机性能好坏的物理量,是热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,效率高则比值大.功率是表示物体做功快慢的物理量,与效率没有关系.
4.【答案】
【解析】略
5.【答案】
【解析】热机的效率越高,有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或在消耗相同燃料的情况下,做功较多,故A错误.
一般情况下柴油机的效率比汽油机的高,故B正确
热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值,热机的效率越大说明有用功与总功的比值越大;功率表示做功的快慢,功率越大说明做功越快,效率和功率是两个不同的物理量,二者之间没有必然联系,故C错误.
热机损失的能量中,废气带走的能量较多,故D错误.
6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】解:
质量相同的不同物质,吸收或放出相同的热量,比热容大的物体温度变化小;变化相同的温度,比热容大的物体吸收或放出的热量多.
8.【答案】做功
【解析】解:
汽油完全燃烧放出的热量 .
9.【答案】
烧杯和石棉网吸收了一部分热量或酒精燃烧释放的热量有一部分散失在空气中,或酒精没有完全燃烧,合理即可
【解析】根据可知,热值相同时,物体完全燃料释放的热量与物体的质量成正比,所以完全燃烧酒精释放的热量是完全燃烧酒精释放热量的倍.由于完全燃烧酒精释放的热量 ,所以完全燃烧酒精释放的热量 ;
由题可知,液体的比热容,
故.
10.【答案】化学
做功
【解析】火药燃烧,将化学能转化为内能,燃气推动子弹做功,内能转化成子弹的机械能,该过程与内燃机的做功冲程中的能量转化相同.
11.【答案】做功;
;
分子在不停地做无规则运动;
【解析】略
12.【答案】甲、乙;甲、丙;相等 ; 小;有热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收
【解析】解:
燃料的热值需要通过液体吸收热量的多少来体现,燃料燃烧放出热量的多少由液体升高的温度来间接测量.测量时,液体吸收热量的多少与液体的质量和升高的温度有关,因此,为了比较不同的燃料热值大小要采用控制变量法,加热质量相同的同一种液体,并通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小;比热容也与多个因素有关,因此比较两种液体的比热容同样要采用控制变量法,用相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数变化量的多少,进而判断两种液体比热容的大小关系.
根据,求出完全燃烧燃料放出的热量;燃料放出的热量被液体吸收,根据、列出等式,
其中燃料:,即 ,燃料:,即,联立以上两式可得燃料的热值.
因为存在热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收,测得的热值会偏小.
13.【答案】解:
水的质量: ,水吸收的热量: .
不计热量损失,则:, 需要燃烧天然气的体积:.
【解析】见答案
14.【答案】解:
煤油完全燃烧放出的热量为 .
该飞机水平匀速飞行的速度, 由得,发动机获得的水平推力为 .
该飞机沿水平方向匀速航行,则发动机做的功为: , 发动机的热机效率为:
【解析】见答案
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