第14课时　内能的利用《中考快车道》物理中考总复习课后练习

第14课时　内能的利用
知能优化训练
中考回顾
1.(2024·湖南中考)有关能量的转移、转化和利用,下列说法正确的是(　　)
A.电烤炉取暖时,电能转移到人体
B.钻木取火时,内能转化为机械能
C.中医提倡的热水泡脚,是通过热传递的方式增大脚部的内能的
D.用嘴对着手哈气取暖,主要是通过做功的方式增大手的内能的
答案:C
2.(2023·湖北随州中考)汽车是现代生活中常见的一种交通工具,图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是(　　)
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能,冬天,某些汽车会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
答案:A
解析:根据题图甲可知,两个气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升高,选项A正确。热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由题图乙可知,输出有用功所占比例为100%-36%-30%-6%=28%,即该汽油机的效率为28%,选项B错误。热值是燃料本身的一种特性,只由燃料本身决定,和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关,选项C、D错误。
3.(2023·云南中考)质量为1 kg的水温度升高10 ℃吸收的热量为　　　　　 J。右图是汽油机的　　　冲程。c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
答案:4.2×104　做功
解析:水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×10 ℃=4.2×104 J。汽油机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程。
4.(2025·四川广安中考)五一假期,小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2 400 m的隧道,用时120 s,消耗0.1 kg的汽油,汽车通过隧道时牵引力做的有用功为1.38×106 J。汽油的热值q=4.6×107 J/kg。　
(1)求汽车通过隧道的平均速度。
(2)求完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量。
(3)求汽车通过隧道时发动机的效率η。
答案:(1)20 m/s　(2)4.6×106 J　(3)30%
模拟预测
1.如图所示的实验,试管口木塞冲出过程中,下列说法正确的是(　　)
A.试管口出现的白雾是水蒸气
B.试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C.能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
D.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少
答案:D
解析:试管口出现的白雾是水蒸气液化成的小液滴,选项A错误;液化放热,所以内能变小,选项B错误;此过程是将内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相似,选项C错误;水蒸气对外做功,内能减少,选项D正确。
2.生活中能量转化的实例很多。下列描述错误的是(　　)
A.摩擦生热的过程中,机械能转化为内能
B.摩擦起电的过程中,电能转化为机械能
C.电动机带动水泵把水送到高处的过程中,电能转化为机械能
D.燃料燃烧放热的过程中,化学能转化为内能
答案:B
解析:摩擦生热是克服摩擦做功,把机械能转化为内能,故A正确;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;电动机带动水泵把水送到高处的过程中,电能转化为机械能,故C正确;燃料燃烧放热的过程中,自身蕴含的化学能转化为内能,故D正确。
3.关于热机,下列说法错误的是(　　)
A.通过技术改进,可以使热机的效率达到100%
B.减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C.用水而不用其他循环物质降低热机的温度,主要利用水的比热容大的特性
D.严寒的冬天,有人晚上把热机水箱中的水放出,是为了防止气温降低时,水凝固而胀坏水箱
答案:A
解析:任何机器的效率都小于100%,热机的效率不可能达到100%,选项A的说法是错误的;选项B、C、D中的说法都是正确的。
4.下列说法正确的是(　　)
A.升高相同的温度时,吸收热量越多的物质比热容越大
B.燃料不完全燃烧时,热值变小
C.物体吸收热量,温度不一定升高
D.扫地时尘土飞扬,是分子不停地做无规则运动造成的
答案:C
解析:由Q吸=cmΔt可知,升高相同的温度时,吸收的热量多,比热容不一定大,选项A错误;燃料不完全燃烧时,其热值不变,选项B错误;物体吸收热量,温度可能升高,也可能不变,如晶体熔化过程及液体沸腾过程中,虽然吸收热量但温度保持不变,故选项C正确;扫地时尘土飞扬,是物体的机械运动,不是分子的运动,选项D错误。
5.关于能量的转化和转移,下列说法错误的是(　　)
A.电池充电,电能转化为化学能
B.暖瓶塞被热气冲开,机械能转化为内能
C.电动机工作,电能转化为机械能
D.摩擦生热,机械能转化为内能
答案:B
解析:暖瓶塞被热气冲开,是暖瓶内空气受热膨胀对瓶塞做功,把内能转化为机械能,故选项B错误。
6.根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是(　　)
A.随着科学技术不断发展和提高,永动机是可以制成的
B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去
D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动
答案:B
7.某台汽油机曲轴的转速为1 800 r/min,在1 s内,汽油机完成了　　　个工作循环。汽油的热值q汽油=4.6×107 J/kg,汽油机在一段时间内消耗了500 g汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量　　　　 J。
答案:15　2.3×107
8.如图所示,甲、乙是两个演示实验示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是　　图所示的演示实验。汽油机利用内能来做功的冲程是　　图。
答案:乙　丙
解析:与汽油机压缩冲程原理相同的是图乙,均将机械能转化为内能;利用内能做功的冲程为做功冲程,为图丙,高温高压的燃气推动活塞向下运动,对活塞做功。
9.把1 kg初温为35 ℃的水加热到85 ℃,消耗了10 g的煤气,煤气的热值q煤气=4.2×107 J/kg,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),此过程水吸收的热量为　　　　J,加热装置的效率为　　　　。
答案:2.1×105　50%
解析:水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(85 ℃-35 ℃)=2.1×105 J,
煤气完全燃烧放出的热量为Q放=m煤气q=1×10-2 kg×4.2×107 J/kg=4.2×105 J,加热装置的效率为η=×100%=50%。
10.某团队在海拔3 000多米的高山上野营时,使用铁锅烧水,他们发现把体积为2 L的水从10 ℃加热到85 ℃时(水未沸腾),共消耗了2.5 kg的干木柴。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),干木柴的热值为1.2×107 J/kg。
(1)求干木柴完全燃烧放出的热量。
(2)求水吸收的热量。
(3)求铁锅烧水的效率。
(4)他们发现在高山上用铁锅煮马铃薯时,尽管锅里的水沸腾了很长时间,但马铃薯还是煮不软,为什么
答案:(1)3×107 J　(2)6.3×105 J　(3)2.1%　(4)在海拔3 000多米的高山上,大气压较低,水的沸点较低,即锅内水虽然沸腾了,但水温低于100 ℃,所以尽管水沸腾了很长时间,马铃薯还是煮不软。
解析:(1)干木柴完全燃烧放出的热量
Q放=mq=2.5 kg×1.2×107 J/kg=3×107 J。
(2)2 L的水的质量
m水=ρV=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg,
水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(85 ℃-10 ℃)=6.3×105 J。
(3)铁锅烧水的效率
η=×100%=2.1%。
(4)液体的沸点随气压的减小而降低;大气压随高度的增加而减小。山上气压低,水的沸点低,所以不易把马铃薯煮软。
11.下图是某火箭发射时的场景,该运载火箭使用液态氢作为燃料,液态氧作为助燃剂。下表是一些燃料的热值。
燃料 热值 燃料 热值
汽油 4.6×107 J/kg 煤油 4.6×107 J/kg
柴油 4.3×107 J/kg 氢 1.4×108 J/kg
(1)该火箭发射时携带了3×104 kg液态氢燃料,这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20 ℃的水加热至沸腾 c水=4.2×103 J/(kg·℃),当地大气压为标准大气压。
(2)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中,一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h,消耗了2 kg燃料,求该发动机的效率。
答案:(1)1.25×107 kg　(2)45%
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