【专项培优】第十四章内能与热机（含答案）
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【专项培优】第十四章内能与热机
一、单选题
1．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，筒内空气的内能减少，内能转化为机械能
B．图乙，瓶子内空气推动塞子跳起时，瓶内空气的内能减小，与汽油机的压缩冲程原理相同
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少，塞子的机械能增加
D．图丁，汽缸内气体推动活塞运动时，气体的内能减小，这个过程依靠飞轮的惯性完成
2．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．高温物体含有的热量一般比低温物体的多
B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
D．温度相同的物体接触时不发生热传递
3．下列我国的“大国重器”中属于热机的是（ ）
A．歼﹣20战机涡扇﹣15煤油发动机
B．新一代高铁永磁同步牵引电机
C．天宫空间站装备的霍尔推进器
D．白鹤滩水电站的水轮发电机组
4．图是四冲程汽油机的工作过程中某冲程的示意图，则下列说法正确的是（ ）
A．由于活塞是向下运动，则该冲程是吸气冲程
B．这是做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
C．活塞向下运动时，汽缸内物质的内能增大，温度升高
D．该冲程活塞受到连杆的拉力而向下运动
5．下列说法中正确的是（ ）
A．使用天然气作燃料，燃烧越充分，热值越大
B．北方的冬天利用热水取暖，是利用了水的比热容较大的特性
C．发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有较大的比热容
D．热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体
6．如图所示，礼花筒利用筒内的高压空气膨胀，将彩带喷向空中，产生喜庆效果。下列冲程与这一过程能量转化相同的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．下列有关热现象的说法中正确的是
A．高空中的冰晶在空气中下落变成雨滴时，内能增加了
B．初冬的早晨，地面上结有一层白霜属于升华
C．所有物体在熔化过程中温度不断升高
D．物体的温度可以降到-273.15℃以下
8．将一瓶酒精用去二分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（ ）
A．酒精的密度、比热容和热值都不变
B．酒精的密度、比热容和热值都变为原来的三分之二
C．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
9．燃气的特殊气味是人为添加的臭味剂所产生的，而不是燃气本身所固有的。加入臭味剂的目的是（ ）
A．增大燃气的热值 B．燃气泄露时，更容易识别
C．使燃气的分子热运动更快 D．提高燃气燃烧时的加热效率
10．把加热到的某铁块投入克的水中，混合温度为；把加热到的该铁块投入克的水中，混合温度为；如果把同样加热到的该铁块投入克的水中，混合温度为（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
11．现在南京市正在大规模地实施“雨污分流”工程，经常看到工人用切割机切割水泥路面，在切割机工作时需不断地对锯片浇水，否则锯片会很快损坏，这是由于锯片在切割路面时不断 ，使锯片的内能增加，温度升高．对锯片浇水，是通过 让水吸收锯片的热量，使其内能减少，温度降低．(选填“做功”或“热传递”)
12．如图所示是一台四冲程内燃机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变气缸内气体的内能。
13．内燃机的效率是区分内燃机优劣的重要指标之一 . 某台内燃机运行时的各种能最损耗大致为 ： 废气带走的能量占35% ， 汽缸散热损失占30% ， 机械损失占10% ， 则该内燃机的效率为
14．将踩瘪但没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体通过 方式增大内能，瘪下去的部分很快恢复了原状，此过程球内气体的质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。汽车发动机采用水冷方式降温是因为水的 大。
15．磨菜刀时要不断浇水，是因为克服菜刀与石头摩擦时做功而产生热量使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，对刀口不利；浇水是利用 方式使菜刀的温度降低。
16．校门口新搬来了一个炸臭豆腐的小摊，同学们远远地就能闻到臭豆腐的味道，这属于 现象．臭豆腐经煎炸后，温度升高，分子无规则运动 ，其内能 ．（温馨提示：请注意食品卫生！）
17．铜的比热容是铅的比热容的3倍。质量相同的铜块和铅块，若它们吸收的热量之比1∶2，则它们升高的温度之比为 。
18．汽油机和柴油机在工作过程中有较多不同，如汽油机在压缩冲程末会由火花塞点火，使汽油燃烧而引发做功冲程，而柴油机在压缩冲程末会从 中喷出雾状柴油，使柴油燃烧而引发做功冲程。甲、乙两柴油机在做功冲程中每做功一次，对外输出的有用功相等，输出的有用功功率之比为2∶3，甲柴油机的效率为32%，乙柴油机的效率为36%，乙柴油机在某工作的时间内消耗了10kg的柴油，则甲柴油机在相等的时间内消耗的柴油为 kg。
三、计算题
19．质量为0.2kg的热水，温度从90℃降低到40℃，放出的热量是多少？[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
20．如图甲，网上曾热销一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密，某中学物理小组设计了如图乙模型。设此杯内胆中被封存着300g水，室温20℃；现向杯中倒入200g、100℃开水，忽略内胆及空间的热能消耗，热平衡后，求：
（1）杯内水温为多少？
（2）饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度将上升至多少？
四、作图题
21．海陆风是出现于近海和海岸地区的，具有日周期的地方性风。请在图中虚线框内用箭头表示出日间海陆风的吹拂方向。
五、实验探究题
22．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成如下两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象；实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。
提供：三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。
（1）为了两个实验都完成，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的有 ____。
A．将甲图中的液体换成c B．将乙图中的燃料换成1
C．将乙图中的燃料换成3 D．将丙图中的液体换成b
（2）为了完成实验二，应选用 两套装置，实验时通过比较 来反映燃料燃烧放热多少；
（3）小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a比热容 （填“大于”、“小于”“等于”）液体b，液体a的比热容是b的 倍，选 液体作制冷剂。
六、综合题
23．（二）阅读《可燃冰》
可燃冰
据新华社消息，我国南海北部神狐海域进行的天然气水合物（可燃冰）试采获得成功，预计在2030年以前将会得到商业性开发利用．中国地质调查局副总工程师、天然气水合物试采现场总指挥叶建良表示，从5月10日正式出气试点火成功，到目前为止，我们已经连续开采八天了，日产超过一万立方米以上，最高日产达到了3.5万立方米，这种连续稳定的出气，达到了我们原来预定的目标．
天然气水合物，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高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”或者“固体瓦斯”和“气冰”．
可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然气小很多，但能量高出十倍．可燃冰储量巨大，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源．
我国管辖海域和陆区蕴藏有丰富的可燃冰资源．通过勘查，2016年，在我国海域，已圈定了6个可燃冰成矿远景区，在青南藏北已优选了9个有利区块，据预测，我国可燃冰远景资源量超过1000亿吨油当量，潜力巨大．因绝大部分埋藏于海底，所以可燃冰开采难度十分巨大．目前，日本、加拿大等国都在加紧对这种未来能源进行试开采尝试，但都因种种原因未能实现或未达到连续产气的预定目标．
据了解，南海北部神狐海域的天然气水合物试开采现场距香港约285公里，采气点位于水深1266米海底下200米的海床中．自5月10日正式出气至今，已累计产出超12万立方米甲烷含量高达99.5%的天然气．实现连续超一周的稳定产气，标志着我国进行的首次天然气水合物试采宣告成功．天然气水合物的试开采一直是一项世界性难题.2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作，虽然成功出气，但六天之后，由于泥沙堵住了钻井通道，试采被迫停止．
这一次，我国科学家利用降压法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件，之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集，利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出．叶建良表示，我们这次运用了地层流体抽取法，从单纯考虑降压变成了关注流体的抽取，通过保证流体的抽取来实现稳定的降压．降压方案充分体现了优越性，也是保证我们这次试采成功一个关键因素，这也是在国际上从理论到技术方法的一个创新．
天然气水合物是资源量丰富的高效清洁能源，是未来全球能源发展的战略制高点．此次试开采成功，不仅表明我国天然气水合物勘查和开发的核心技术得到验证，也标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平．
（1）从5月10日正式出气试点火成功，到目前为止，若最高日产可燃冰完全燃烧可以放出 J的热量（可燃冰的热值取3.6×107 J/m3）；
（2）我国科学家利用 ，从单纯考虑降压变成了关注流体的抽取，通过保证流体的抽取来实现稳定的降压；
（3）南海北部神狐海域的天然气水合物试开采现场距香港约285公里，采气点位于水深1266米海底下的海床中，则海床受到的压强为 Pa（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103 kg/m3）．
24．阅读下面短文并回答问题
混合动力汽车
图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电，测试人员驾驶该车在平直公路上以的速度匀速行驶，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热能）
电机 输出最大功率/ 40
电池 输出电压/ 300
最大容量/
整车 质量/ 1
（1）测试过程中汽车行驶时的牵引力所做的功？
（2）请你求出该车在测试过程中的能量利用率为多少？
（3）在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。该车所能达到的最大速度为多少？
七、科普阅读题
25．图甲是二冲程柴油锤打桩机，它的主体是由汽缸和柱塞组成，其工作原理与柴油机相似。如图，当汽缸(也充当重锤)从一定高度静止开始下落到柱塞后，柱塞插入汽缸，开始压缩汽缸内空气，重锤下落到最底端时，汽缸内空气温度可高达800℃，这是打桩机的压缩冲程；紧接着，柱塞的喷油嘴喷出柴油并同时点燃，产生巨大的推力，同时把桩往下锤打，并把汽缸推向高处，这就是打桩机的做功冲程，周而复始，实现不断把桩打入地下的功能。
（1）重锤下落的压缩冲程中，重锤的 能转化为汽缸内空气的 能：
（2）在一次作业中，打桩机把钢桩往地下打入5m， 消耗柴油 0.5kg， 设钢桩在插入大地中的阻力大小不变，约为1.29x106N， 忽略钢桩重力做的功，求：
①若0.5kg的柴油完全燃烧，求它能产生的热量Q【柴油热值q=4.3×107J/kg】
②克服钢桩的阻力做的功为有用功W有， 求它的大小；
③求这一次作业中，打桩机的效率η
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】D
3．【答案】A
4．【答案】B
5．【答案】B
6．【答案】C
7．【答案】A
8．【答案】A
9．【答案】B
10．【答案】C
11．【答案】做功；热传递
12．【答案】压缩；做功
13．【答案】25%
14．【答案】热传递；不变；比热容
15．【答案】热传递
16．【答案】扩散；加快；增加
17．【答案】1：6
18．【答案】喷油嘴；7.5
19．【答案】解：水放出的热量：
Q放=cm△t
=4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（90℃﹣40℃）
=4.2×104J．
答：放出的热量是4.2×104J．
20．【答案】（1）热水放出的热量：Q放＝cm（t0﹣t），冷水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）|
假设热水放出的热量全部被冷水吸收，
所以Q吸＝Q放，
即4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（100℃﹣t1）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.3kg×（t1﹣20℃）|
解得t1＝52℃
（2）解：迅速将200g室温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度可升至t2，
即4.2×103J/（kg ℃）×0.3kg×（52℃﹣t2）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（t2﹣20℃）|
解得t2＝39.2℃
21．【答案】
22．【答案】（1）B；C
（2）甲、丙；液体升高的温度
（3）小于；0.4；b
23．【答案】（1）1.26×1012
（2）地层流体抽取法
（3）1.266×107
24．【答案】（1）解：由图乙可知，汽车在燃油条件下以50km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为2000N，由于汽车在平直公路上行驶时受到的牵引力等于阻力，则牵引力F=f=2000N
测试过程中汽车行驶的路程
测试过程中汽车行驶时的牵引力所做的功
（2）解：测试过程中，燃油完全燃烧放出的热量
蓄电池获得的电能
该车在测试过程中的能量利用率
（3）解：在汽车的测试过程中，输出最大功率为
由图像乙可得，当汽车以50km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为2000N，阻力与速度的关系
则牵引力做功的功率
当功率最大时，速度最大，则最大速度为
25．【答案】（1）机械；内
（2）①根据消耗的柴油和热值，计算产生的热量为：Q=mq=0.5kg×4.3×107J/kg=2.15×107J；
②钢桩插入土地中，根据受到的阻力和打入深度，计算做功为W=Fs=1.29x106N×5m=6.45x106J；
③根据有用功和燃料的总热，计算效率为。
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【专项培优】第十四章内能与热机
一、单选题
1．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，筒内空气的内能减少，内能转化为机械能
B．图乙，瓶子内空气推动塞子跳起时，瓶内空气的内能减小，与汽油机的压缩冲程原理相同
C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少，塞子的机械能增加
D．图丁，汽缸内气体推动活塞运动时，气体的内能减小，这个过程依靠飞轮的惯性完成
2．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．高温物体含有的热量一般比低温物体的多
B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
D．温度相同的物体接触时不发生热传递
3．下列我国的“大国重器”中属于热机的是（ ）
A．歼﹣20战机涡扇﹣15煤油发动机
B．新一代高铁永磁同步牵引电机
C．天宫空间站装备的霍尔推进器
D．白鹤滩水电站的水轮发电机组
4．图是四冲程汽油机的工作过程中某冲程的示意图，则下列说法正确的是（ ）
A．由于活塞是向下运动，则该冲程是吸气冲程
B．这是做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
C．活塞向下运动时，汽缸内物质的内能增大，温度升高
D．该冲程活塞受到连杆的拉力而向下运动
5．下列说法中正确的是（ ）
A．使用天然气作燃料，燃烧越充分，热值越大
B．北方的冬天利用热水取暖，是利用了水的比热容较大的特性
C．发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有较大的比热容
D．热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体
6．如图所示，礼花筒利用筒内的高压空气膨胀，将彩带喷向空中，产生喜庆效果。下列冲程与这一过程能量转化相同的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．下列有关热现象的说法中正确的是
A．高空中的冰晶在空气中下落变成雨滴时，内能增加了
B．初冬的早晨，地面上结有一层白霜属于升华
C．所有物体在熔化过程中温度不断升高
D．物体的温度可以降到-273.15℃以下
8．将一瓶酒精用去二分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值（ ）
A．酒精的密度、比热容和热值都不变
B．酒精的密度、比热容和热值都变为原来的三分之二
C．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二
D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变
9．燃气的特殊气味是人为添加的臭味剂所产生的，而不是燃气本身所固有的。加入臭味剂的目的是（ ）
A．增大燃气的热值 B．燃气泄露时，更容易识别
C．使燃气的分子热运动更快 D．提高燃气燃烧时的加热效率
10．把加热到的某铁块投入克的水中，混合温度为；把加热到的该铁块投入克的水中，混合温度为；如果把同样加热到的该铁块投入克的水中，混合温度为（ ）
A． B． C． D．
二、填空题
11．现在南京市正在大规模地实施“雨污分流”工程，经常看到工人用切割机切割水泥路面，在切割机工作时需不断地对锯片浇水，否则锯片会很快损坏，这是由于锯片在切割路面时不断 ，使锯片的内能增加，温度升高．对锯片浇水，是通过 让水吸收锯片的热量，使其内能减少，温度降低．(选填“做功”或“热传递”)
12．如图所示是一台四冲程内燃机的 （选填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变气缸内气体的内能。
13．内燃机的效率是区分内燃机优劣的重要指标之一 . 某台内燃机运行时的各种能最损耗大致为 ： 废气带走的能量占35% ， 汽缸散热损失占30% ， 机械损失占10% ， 则该内燃机的效率为
14．将踩瘪但没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体通过 方式增大内能，瘪下去的部分很快恢复了原状，此过程球内气体的质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。汽车发动机采用水冷方式降温是因为水的 大。
15．磨菜刀时要不断浇水，是因为克服菜刀与石头摩擦时做功而产生热量使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，对刀口不利；浇水是利用 方式使菜刀的温度降低。
16．校门口新搬来了一个炸臭豆腐的小摊，同学们远远地就能闻到臭豆腐的味道，这属于 现象．臭豆腐经煎炸后，温度升高，分子无规则运动 ，其内能 ．（温馨提示：请注意食品卫生！）
17．铜的比热容是铅的比热容的3倍。质量相同的铜块和铅块，若它们吸收的热量之比1∶2，则它们升高的温度之比为 。
18．汽油机和柴油机在工作过程中有较多不同，如汽油机在压缩冲程末会由火花塞点火，使汽油燃烧而引发做功冲程，而柴油机在压缩冲程末会从 中喷出雾状柴油，使柴油燃烧而引发做功冲程。甲、乙两柴油机在做功冲程中每做功一次，对外输出的有用功相等，输出的有用功功率之比为2∶3，甲柴油机的效率为32%，乙柴油机的效率为36%，乙柴油机在某工作的时间内消耗了10kg的柴油，则甲柴油机在相等的时间内消耗的柴油为 kg。
三、计算题
19．质量为0.2kg的热水，温度从90℃降低到40℃，放出的热量是多少？[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
20．如图甲，网上曾热销一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密，某中学物理小组设计了如图乙模型。设此杯内胆中被封存着300g水，室温20℃；现向杯中倒入200g、100℃开水，忽略内胆及空间的热能消耗，热平衡后，求：
（1）杯内水温为多少？
（2）饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度将上升至多少？
四、作图题
21．海陆风是出现于近海和海岸地区的，具有日周期的地方性风。请在图中虚线框内用箭头表示出日间海陆风的吹拂方向。
五、实验探究题
22．如图所示，用甲、乙、丙三套装置完成如下两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象；实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。
提供：三种供选择的液体分别用a、b、c表示，三种燃料分别用1、2、3表示。
（1）为了两个实验都完成，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的有 ____。
A．将甲图中的液体换成c B．将乙图中的燃料换成1
C．将乙图中的燃料换成3 D．将丙图中的液体换成b
（2）为了完成实验二，应选用 两套装置，实验时通过比较 来反映燃料燃烧放热多少；
（3）小明使用未调整的甲、乙图示装置进行实验，收集数据并作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示（两燃料充分燃烧均用时5分钟）。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体吸收，燃料1热值是燃料2的0.2倍，则液体a比热容 （填“大于”、“小于”“等于”）液体b，液体a的比热容是b的 倍，选 液体作制冷剂。
六、综合题
23．（二）阅读《可燃冰》
可燃冰
据新华社消息，我国南海北部神狐海域进行的天然气水合物（可燃冰）试采获得成功，预计在2030年以前将会得到商业性开发利用．中国地质调查局副总工程师、天然气水合物试采现场总指挥叶建良表示，从5月10日正式出气试点火成功，到目前为止，我们已经连续开采八天了，日产超过一万立方米以上，最高日产达到了3.5万立方米，这种连续稳定的出气，达到了我们原来预定的目标．
天然气水合物，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高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”或者“固体瓦斯”和“气冰”．
可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然气小很多，但能量高出十倍．可燃冰储量巨大，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源．
我国管辖海域和陆区蕴藏有丰富的可燃冰资源．通过勘查，2016年，在我国海域，已圈定了6个可燃冰成矿远景区，在青南藏北已优选了9个有利区块，据预测，我国可燃冰远景资源量超过1000亿吨油当量，潜力巨大．因绝大部分埋藏于海底，所以可燃冰开采难度十分巨大．目前，日本、加拿大等国都在加紧对这种未来能源进行试开采尝试，但都因种种原因未能实现或未达到连续产气的预定目标．
据了解，南海北部神狐海域的天然气水合物试开采现场距香港约285公里，采气点位于水深1266米海底下200米的海床中．自5月10日正式出气至今，已累计产出超12万立方米甲烷含量高达99.5%的天然气．实现连续超一周的稳定产气，标志着我国进行的首次天然气水合物试采宣告成功．天然气水合物的试开采一直是一项世界性难题.2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作，虽然成功出气，但六天之后，由于泥沙堵住了钻井通道，试采被迫停止．
这一次，我国科学家利用降压法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件，之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集，利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出．叶建良表示，我们这次运用了地层流体抽取法，从单纯考虑降压变成了关注流体的抽取，通过保证流体的抽取来实现稳定的降压．降压方案充分体现了优越性，也是保证我们这次试采成功一个关键因素，这也是在国际上从理论到技术方法的一个创新．
天然气水合物是资源量丰富的高效清洁能源，是未来全球能源发展的战略制高点．此次试开采成功，不仅表明我国天然气水合物勘查和开发的核心技术得到验证，也标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平．
（1）从5月10日正式出气试点火成功，到目前为止，若最高日产可燃冰完全燃烧可以放出 J的热量（可燃冰的热值取3.6×107 J/m3）；
（2）我国科学家利用 ，从单纯考虑降压变成了关注流体的抽取，通过保证流体的抽取来实现稳定的降压；
（3）南海北部神狐海域的天然气水合物试开采现场距香港约285公里，采气点位于水深1266米海底下的海床中，则海床受到的压强为 Pa（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103 kg/m3）．
24．阅读下面短文并回答问题
混合动力汽车
图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。该混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电，测试人员驾驶该车在平直公路上以的速度匀速行驶，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油，蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示，汽车的某些参数如下表所示。（燃油热能）
电机 输出最大功率/ 40
电池 输出电压/ 300
最大容量/
整车 质量/ 1
（1）测试过程中汽车行驶时的牵引力所做的功？
（2）请你求出该车在测试过程中的能量利用率为多少？
（3）在汽车的测试过程中，若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能。该车所能达到的最大速度为多少？
七、科普阅读题
25．图甲是二冲程柴油锤打桩机，它的主体是由汽缸和柱塞组成，其工作原理与柴油机相似。如图，当汽缸(也充当重锤)从一定高度静止开始下落到柱塞后，柱塞插入汽缸，开始压缩汽缸内空气，重锤下落到最底端时，汽缸内空气温度可高达800℃，这是打桩机的压缩冲程；紧接着，柱塞的喷油嘴喷出柴油并同时点燃，产生巨大的推力，同时把桩往下锤打，并把汽缸推向高处，这就是打桩机的做功冲程，周而复始，实现不断把桩打入地下的功能。
（1）重锤下落的压缩冲程中，重锤的 能转化为汽缸内空气的 能：
（2）在一次作业中，打桩机把钢桩往地下打入5m， 消耗柴油 0.5kg， 设钢桩在插入大地中的阻力大小不变，约为1.29x106N， 忽略钢桩重力做的功，求：
①若0.5kg的柴油完全燃烧，求它能产生的热量Q【柴油热值q=4.3×107J/kg】
②克服钢桩的阻力做的功为有用功W有， 求它的大小；
③求这一次作业中，打桩机的效率η
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】D
3．【答案】A
4．【答案】B
5．【答案】B
6．【答案】C
7．【答案】A
8．【答案】A
9．【答案】B
10．【答案】C
11．【答案】做功；热传递
12．【答案】压缩；做功
13．【答案】25%
14．【答案】热传递；不变；比热容
15．【答案】热传递
16．【答案】扩散；加快；增加
17．【答案】1：6
18．【答案】喷油嘴；7.5
19．【答案】解：水放出的热量：
Q放=cm△t
=4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（90℃﹣40℃）
=4.2×104J．
答：放出的热量是4.2×104J．
20．【答案】（1）热水放出的热量：Q放＝cm（t0﹣t），冷水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）|
假设热水放出的热量全部被冷水吸收，
所以Q吸＝Q放，
即4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（100℃﹣t1）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.3kg×（t1﹣20℃）|
解得t1＝52℃
（2）解：迅速将200g室温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度可升至t2，
即4.2×103J/（kg ℃）×0.3kg×（52℃﹣t2）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（t2﹣20℃）|
解得t2＝39.2℃
21．【答案】
22．【答案】（1）B；C
（2）甲、丙；液体升高的温度
（3）小于；0.4；b
23．【答案】（1）1.26×1012
（2）地层流体抽取法
（3）1.266×107
24．【答案】（1）解：由图乙可知，汽车在燃油条件下以50km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为2000N，由于汽车在平直公路上行驶时受到的牵引力等于阻力，则牵引力F=f=2000N
测试过程中汽车行驶的路程
测试过程中汽车行驶时的牵引力所做的功
（2）解：测试过程中，燃油完全燃烧放出的热量
蓄电池获得的电能
该车在测试过程中的能量利用率
（3）解：在汽车的测试过程中，输出最大功率为
由图像乙可得，当汽车以50km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为2000N，阻力与速度的关系
则牵引力做功的功率
当功率最大时，速度最大，则最大速度为
25．【答案】（1）机械；内
（2）①根据消耗的柴油和热值，计算产生的热量为：Q=mq=0.5kg×4.3×107J/kg=2.15×107J；
②钢桩插入土地中，根据受到的阻力和打入深度，计算做功为W=Fs=1.29x106N×5m=6.45x106J；
③根据有用功和燃料的总热，计算效率为。
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