第十四章 内能的利用 综合素质评价(B)（含答案）

第十四章综合素质评价(B)
一、选择题(每题3分，共9分)
1．如图所示的实验或事例，属于内能转化为机械能的是(　　)
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2．如图所示为甲、乙、丙汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是(　　)
A．丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低
B．在消耗燃料质量相同时，乙输出的机械能比甲少
C．在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料
D．甲、乙、丙汽油机中，乙的效率最高
3．[2023·深圳南山区期中]如图所示，甲、乙、丙装置完全相同，燃料的质量、液体的质量和初温都相等，当燃料燃尽时(烧杯内的液体均未沸腾)，温度计示数为T甲＞T乙＞T丙。下列说法正确的是(　　)
A．选择甲、乙，可以用燃烧相同时间比较液体升高温度来反映燃料热值的
大小
B．选择甲、丙，可以用加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少
C．液体a的比热容ca与液体b的比热容cb相比，有ca＞cb
D．燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，有q1＜q2
二、填空题(每空1分，共12分)
4．[2022·深圳二模改编]2022年11月29日，长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭上升过程中，重力势能将________(填“增大”“减小”或“不变”)，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为________能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能________(填“守恒”或“不守恒”)。
5．[教材改编题]如图甲所示，在用塞子密封的瓶子内装有少量的水，用打气筒往瓶内打气，使瓶内空气的内能________(填“增加”“减少”或“不变”)，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现“白雾”，形成原因是瓶内水蒸气________(填物态变化名称)。如图乙所示，试管内的水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。木塞被推出过程中的能量转化过程与四冲程内燃机的________冲程相同。
6．[学科素养·能量观念]如图是一位“发明家”设计的一种永动机。利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池(一部分电能供用电器使用)。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机________(填“能”或“不能”)持续运转，因为它违背了____________定律，实际上，抽水、发电时都有一部分能量转化为________能。
7．四缸四冲程柴油机中某一缸的参数如图所示，1 s内该缸对外做功________次，在每个做功冲程里该单缸对外做功________ J，若一个做功冲程消耗0.062 5 g柴油，理论上该冲程的热机效率为________%。(q柴油＝4×107 J/kg)
三、作图题(共3分)
8．[跨学科综合]如图甲所示，为热机的能量流向图，请在图乙中画出该热机的有用机械能和损失能量比例扇形统计图。只要求画出：有用机械能和损失能量，并在图中注明文字和比例。
四、实验题(每空1分，共6分)
9．小涛家有酒精灯和酒精炉，现想探究酒精炉和酒精灯哪个装置的热效率会更高一些。
(1)关于酒精炉，请完成右图内容：①________，②________。
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(2)热效率可表示为η＝________(用字母表示)。
(3)请帮他设计实验并对可能出现的结果进行分析：
①需要增加测量器材：电子天平、________。
②实验步骤：
a．用天平称量__________________的水，分别装入两装置上的相同容器内；
b．将质量相等的酒精分别放入酒精炉和酒精灯内，同时开始加热至酒精完全消耗完；(容器中的水均未沸腾)
c．实验结束后，同时测出酒精炉和酒精灯上的容器中水的温度为t1和t2，并做好实验记录和分析；
③结论分析：________________________________________。
五、计算题(共7分)
10．某同学用燃气灶烧水给餐具消毒，在标准大气压下用该燃气灶加热质量为5 kg、初温为15 ℃的水，共消耗了0.06 m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107 J/m3]求：
(1)0.06 m3的天然气完全燃烧所放出的热量。
(2)以上过程中，水吸收的热量。
(3)加热后水的温度。
六、综合能力题(第11题7分，第12题6分，共13分)
11．[2022·深圳模拟]阅读材料，回答问题。
某无人机最大上升速度可达8 m/s，最大下降速度可达6 m/s，让航拍变得高效。该无人机通过减小风阻和增大电池容量增强了续航能力，锂电池容量从3.85 A·h提高到5 A·h，并支持65 W的充电功率，充电电压为20 V。续航时间提升到了46分钟，真正突破了30分钟的桎梏，实现了“鱼跃”式的提升。
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(1)给无人机的锂电池充电时将________能转化为________能和内能。
(2)理论证明，电池充电时间t、电池容量和充电电流存在如下关系： t＝，该无人机电池充电电流为4 A，那么把无电状态的该电池充满电，需要________h。
(3)图甲是该无人机在某次飞行时做功的情况，请据此在图乙中画出其0～2 s的功率—时间图象。
(4)“比值定义法”是物理学中常用的定义新物理量的方法，我们可以用速度变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值来描述速度变化的快慢。若无人机从静止开始，直线上升到最大上升速度，用时10 s，则该无人机的速度变化量Δv为________m/s，速度变化的快慢为________m/s2。
12．小爱同学通过查阅资料，了解到发动机工作时，燃料必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以燃烧的混合气，这就是空燃比。从理论上说，每克燃料完全燃烧所需的最少的空气克数，叫做理论空燃比。例如汽油的理论空燃比为14.7，则燃烧1 g的汽油，理论上需要14.7 g的空气。小爱同学想，实际情况中，如果加入更多的空气，是否可以让汽油燃烧更充分，从而提高利用率。于是通过实验得到了如下表格：
混入的空气质量 空燃比 排气温度/ ℃ 发动机热效率/%
理论空气质量 14.70 840 34.2
理论空气质量1.1倍 16.17 800 35.1
理论空气质量1.2倍 17.64 740 36.0
理论空气质量1.3倍 19.11 700 37.0
理论空气质量1.4倍 20.58 680 37.5
理论空气质量1.5倍 22.05 650 37.9
理论空气质量1.6倍 23.52 642 38
理论空气质量1.7倍 24.99 638 37.2
(1)汽油的空燃比越高，说明此时混合气体中的燃料越________(填“浓稠”或“稀薄”)。
(2)通过分析表格数据发现，随着混入空气比例增加，发动机的热效率________。
(3)如图所示的“涡轮增压”是目前在各种汽油机中采用的一项节能、提高燃料利用率的技术，它是利用排出的废气带动涡轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入汽油机的进气口。这样做的好处是________(填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量，某汽油机燃料蕴含的能量中，燃烧的效率为94%，废气带走的能量为38%，散热损失的能量为16%，机械损失为14%，剩余为汽车的机械能，则该汽油机将化学能输出为汽车的机械能的效率为________。
答案
一、1.C　2.D　3.B
二、4.增大；内；不守恒
5．增加；液化；做功　6.不能；能量守恒；内
7．25 ；1 000；40　点拨：如图，柴油机每分钟转3 000转，则每秒转50转，每两转做一次功，故每秒做功25次。该单缸的功率为P＝25 kW＝2.5×104 W，每个做功冲程中该单缸对外做的功为W＝Pt＝2.5×104 W× s＝1 000 J，一个做功冲程柴油完全燃烧放出的热量Q放＝q柴油m＝4×107 J/kg×6.25×10－5 kg＝
2 500 J，该冲程的热机效率为η＝×100%＝×100%＝40%。
三、8.解：如图所示。
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四、9.(1)①化学　②cmΔt　(2)×100%
(3)①温度计　②质量相等且初温相同　③ 若t1>t2，酒精炉的热效率较高；若t1＝t2，酒精炉和酒精灯的热效率一样高；若t1五、10.解：(1)0.06 m3的天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.06 m3×4.0×
107 J/m3＝2.4×106 J。
(2)水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝70%×2.4×106 J＝1.68×106 J。
(3)根据Q吸＝cm(t－t0)可得，加热后水的温度t＝＋t0＝
＋15 ℃＝95 ℃。
六、11.(1)电；化学　(2)1.5
(3)如图所示。
(4) 8；0.8
点拨：(1)给无人机的锂电池充电时，消耗了电能，无人机的锂电池得到了化学能，由于电池有内阻，充电时会产生一些热量，因此该过程将电能转化为了化学能和内能；(2)无人机电池充电电流为4 A，把无电状态的该电池充满电，需要的时间为t＝＝1.5 h；
(3) 由图甲可知，0～2 s的W－t图象为一条斜线，这说明功率是一个定值，则功率为P＝＝＝50 W，图象如图所示。(4)无人机从静止开始，直线上升到最大上升速度8 m/s，用时10 s，10 s内速度变化量为8 m/s。用速度变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值来描述速度变化的快慢，速度变化的快慢为＝0.8 m/s2。
12．(1)稀薄　(2)先增加后减小
(3)减小；30.08%