2022初中物理总复习 第四单元 热和能 内能第14课时 内能的利用 新人教版.docx

1、第14课时内能的利用知能优化训练中考回顾1.(2021四川自贡中考)关于四冲程内燃机,下列说法正确的是()A.汽油机和柴油机都是内燃机,吸入汽缸的物质相同B.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的C.燃料在汽缸内猛烈燃烧,燃料热值迅速减小D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能的答案:D2.(2020海南中考)如图所示,用酒精灯加热试管里的水,产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中,能量转化的顺序为()A.内能机械能化学能B.化学能内能机械能C.机械能内能化学能D.内能化学能机械能答案:B解析:用酒精灯加热水的过程中,酒精的化学能转化为试管和水的内能;当水沸腾时产生大量的水蒸气,试管

2、内的气体压强增大,大于外界大气压,就会将塞子冲出;此时试管内水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减小,转化为塞子的机械能,即能量转化的顺序为化学能内能机械能,故B正确。3.(2020山东枣庄中考)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答案:B解析:热机的效率越高,做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,或消耗相同的燃料,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,

3、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,热机的效率越高说明有用功与总功的比值越大;功率表示做功的快慢,功率越高说明做功越快,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。根据内燃机的能量流向,热机损失的能量中,废气带走的能量较多,故D错误。4.(2021四川达州中考)右图是四冲程汽油机的冲程,该冲程中,汽缸内燃气的内能(选填“变大”“变小”或“不变”);0.5 kg汽油完全燃烧后放出热量的42%被质量为100 kg、初温为25 的水吸收,可使水温升高到。q汽油=4.6107 J/kg,c水=4.2103 J/(kg)答案:做功变小485.(2020贵州黔西南

4、州中考)如图所示,给试管内水加热至一定程度,发现试管口木塞会被推出。(1)给水加热是通过的方式使水的内能增加的;木塞被推出后水蒸气的内能(选填“增加”“减少”或“不变”)。(2)四冲程内燃机的冲程与这个原理相同;内燃机工作时,产生的噪声和会对环境造成污染。答案:(1)热传递减少(2)做功废气解析:(1)改变内能的方式有两种:做功和热传递。给水加热是通过热传递的方式,将酒精燃烧产生的内能转移到水中,使水的内能增加。木塞被推出是因为水蒸气通过做功的方式,将自身内能转化为木塞的机械能,此过程水蒸气内能减少,温度降低。(2)做功冲程是内燃机中高温高压的气体将内能转化为活塞的机械能,推动活塞向下运动,从

5、而实现对外做功,与(1)中木塞被推出的原理相同。内燃机工作时,产生的噪声和废气会对环境造成污染。6.(2021云南中考)下图是某火箭发射时的场景,目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料,液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示,表2是一些燃料的热值。表1项目第1代第2代第3代第4代燃料氧气和汽油混合偏二甲肼煤油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧表2燃料热值燃料热值汽油4.6107 J/kg煤油4.6107 J/kg柴油4.3107 J/kg氢1.4108 J/kg(1)使用氢作为燃料的主要优点是和。(2)某火箭发射时携带了3104 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

6、加热至沸腾?c水=4.2103 J/(kg),当地大气压为标准大气压(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。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)热值大无污染(2)1.25107 kg(3)45%模拟预测1.如图所示实验,试管口木塞冲出过程()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

7、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是把电能转化为机械能,故C正确;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。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.

8、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,主要是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,吸收热量越多的物体比热容越大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=cmt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

9、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.发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料的()A.热值大B.比热容大C.密度大D.以上说法都不正确答案:A解析:发射火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故A正确。6.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

10、,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。7.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:B8.某台汽油机飞轮的转速为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。(q汽油=4.6107 J/kg)答案:

11、152.31079.工程师设计了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同。在第四冲程结束后,立刻向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气温度(选填“升高”“降低”或“不变”),其内能(选填“增加”“减少”或“不变”)。这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的。为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程是冲程。答案:降低减少效率排气解析:水蒸气推动活塞做功时,水蒸气的内能减小,温度降低,水蒸气的内能转化为机械能,这样在六个冲程中两次做功,提高了热机的效率,水蒸气推动活塞做功后,进入下一个工作循环前,必须先将剩余的

12、废气排出汽缸,即第六冲程应是排气冲程。10.在如图所示的四幅图中,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。11.把1 kg初温为35 的水加热到85 ,消耗了10 g的煤气,此过程水吸收的热量为J,加热装置的效率为。煤气的热值q煤气=4.2107 J/kg,水的比热容c水=4.2103 J/(kg)答案:2.110550%解析:水吸收的

13、热量为Q吸=c水mt=4.2103J/(kg)1kg(85-35)=2.1105J,煤气完全燃烧放出的热量为Q放=m煤气q=110-2kg4.2107J/kg=4.2105J,加热装置的效率为=Q吸Q放=2.1105J4.2105J100%=50%。12.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,共消耗了5 kg的干木柴,已知水的比热容为4.2103 J/(kg),干木柴的热值为1.2107 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)他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时,尽管锅里

14、的水沸腾了很长时间,马铃薯还是煮不软,为什么?答案:(1)6107 J(2)6.3105 J(3)1.05%(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,但温度比较低,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=5kg1.2107J/kg=6107J。(2)2L的水的质量m水=V=1.0103kg/m3210-3m3=2kg,水吸收的热量Q吸=cm水t=4.2103J/(kg)2kg(85-10)=6.3105J。(3)铁锅烧水的效率=Q吸Q放=6.3105J6107J100%=1.05%。(4)液体的沸点随气

15、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。13.小刚同学和家人在郊外野餐,用木炭烧水。铁锅内装有5 kg水,把水从18 加热至98 ,已知水的比热容为4.2103 J/(kg)。如果木炭的热值为3.4107 J/kg,它燃烧放出的热量有10%被水吸收。求:(1)在这个过程中水吸收的热量;(2)在这个过程中用掉多少木炭。答案:(1)1.68106 J(2)0.49 kg解析:(1)吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)5kg(98-18)=1.68106J;(2)由=Q吸Q放得Q放=Q吸=1.68106J10%=1.68107J,

16、由Q放=mq得需要的木炭m=Q放q=1.68107J3.4107J/kg0.49kg。14.阅读下面的短文,回答问题。空气能热水器空气能热水器(如图甲)是吸收空气的内能来给水加热的装置。其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源,拥有先天的节能环保的优势。图乙是空气能热水器的工作原理示意图,它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间的循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同,其工作过程如下:.液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器,在蒸发器内迅速汽化,并从空气中吸收热量。.制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成

17、高温高压的蒸气进入冷凝器。.在冷凝器中,高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化。制冷剂依此不断循环流动,使水的温度不断上升。空气能热水器有一个很重要的指标是能效比,它是指水箱中的水吸收的热量(Q)与压缩机等电器消耗的电能(W)的比值。能效比越高,说明热水器的制热效果越好。(1)制冷剂在中汽化,在中液化。(2)制冷剂在工作循环过程中,将的内能不断地“搬运”至中。(3)某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下:电源电压/V额定输入功率/kW进水温度/出水温度/能效比2200.8420563.4从表格中的数据可知,该空气能热水器正常工作1 h可产生的热水的体积为L。水的比热容为4.2103 J/(k

18、g),水的密度为1.0103 kg/m3答案:(1)蒸发器冷凝器(2)空气水(3)68解析:通过分析材料并结合题图可知,制冷剂在蒸发器中汽化,在冷凝器中液化;制冷剂在工作循环中,将空气中的内能不断地搬运到冷凝器周围的冷水中;由空气能热水器的参数可知,该热水器工作时消耗的电能为W=Pt=840W3600s=3024000J,根据能效比的意义可知,水箱中的水吸收的热量Q=3.4W=3.43024000J=10281600J,根据Q=cmt可得水的质量为m=Qct=10281600J4.2103J/(kg)36=68kg,产生的热水的体积为V=m=68kg1.0103kg/m3=6810-3m3=68L。