第十四章《内能的利用》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是()A．货物被举高后内能增加了B．列车进站速度减小后内能增加C．握力计被握扁后其弹性势能减小D．飞机升空后高度增加内能变大2.关于四冲程汽油机的工作过程，有以下几种说法：①在做功冲程中，活塞向上运动；①在排气冲程中，进气门关闭，排气门打开；①做功冲程火花塞产生电火花；①在一个冲程中对外做功两次．以上说法正确的是()A．只有①①B．只有①①C．只有①①D．只有①①①3.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化情况相同的是()A．丙和丁B．甲和丙C．甲和乙D．乙和丁4.如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是() A．货物被举高后内能增加了B．列车进站速度减小后内能增加C．握力计被握扁后其弹性势能减小D．飞机升空后高度增加内能变大5.下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是()A．烧水时，水蒸气顶起壶盖B．闭合开关后，灯泡发光C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷D．给电动自行车的蓄电池充电6.利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过现察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小，为完成实验，要求()A．酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同B．酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同C．酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同D．酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同7.关于热值的下列说法中正确的是()A．燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小B．采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值C．任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小D．煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多8.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是()A．①①①①B．①①①①C．①①①①D．①①①①9.下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是()A．烧水时，水蒸气顶起壶盖B．闭合开关后，灯泡发光C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷D．给电动自行车的蓄电池充电10.“可燃冰”是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．我国近期在南海海底发现了“可燃冰”．如图所示，燃烧1 m3可燃冰释放出的能量与燃烧164 m3天然气释放的能量相当，由此可判断“可燃冰”()A．具有很高的热值B．具有较大的热量C．只有燃烧时才有内能D．未点燃时只具有化学能11.已知烟煤的热值是2.9×107J/kg，那么()A．2 kg的烟煤燃烧时，一定能放出5.8×107J的热量B．1 kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J的热量C．2 kg的烟煤温度降低1 ①时，放出2.9×107J的热量D．10 kg烟煤的热值是2.9×108J/kg12.关于四冲程内燃机，下面说法错误的是()A．内燃机是利用内能来做功的机器B．在做功冲程，内能转化为机械能C．在压缩冲程，内能转化为机械能D．四个冲程依次为吸气、压缩、做功、排气冲程13.两台柴油机，甲的效率是40%，乙的效率是35%，这表明()A．甲柴油机的功率大于乙柴油机的功率B．甲柴油机的功大于乙柴油机做的功C．在相同的时间里，甲柴油机的耗油量多一些D．在消耗等质量的柴油时，甲做的有用功多一些14.一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是()A．化学能转化为电能B．内能转化为电能C．光能转化为电能D．机械能转化为电能15.我国大多数家庭烧水做饭所需内能是通过燃料燃烧获得的．三明市计划将煤气改为天然气，如改造工程完成后，可以节省烧水做饭时间，这是因为天然气与煤气相比()A．比热容高B．密度大C．热值高D．污染小二、填空题(共3小题)16.一台四冲程汽油机的转速为3000 r/min，则4 s内活塞往复________次，曲轴转动________周，对外做功________次，完成________个冲程．17.如图所示是太阳能LED照明路灯，它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成．LED是一种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成________能，水利发电站是将________能直接转化成________能．18.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．三、实验题(共3小题)19.在比较不同燃料热值的实验中，小明利用图示两套完全相同的实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片，同时点燃后对质量和初温相等的水加热，记录燃烧相同时间水升高的温度Δt.(1)小明设计的方案存在明显的缺陷，请你帮他指出来．答：________，理由是：________.(2)小华针对小明方案中的缺陷进行修改．简要写出修改后正确的实验方案．答：________.(3)小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度Δt1是用纸作为燃料水升高的温度Δt2的2倍．由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论．答：________(能/不能)；简要说明理由________________．20.比较不同燃料的热值实验：(1)为保证实验结论的可靠，小王同学在实验中应保持水的质量、________、以及两个烧杯等都应相同．(2)实验数据记录如下表，根据表中数据，估算出燃料2的热值是________ J/kg.(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏________(大/小)，出现这样情况的主要原因是________________________________________________________________________．(写出一点)21.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了如表的数据：(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是________的；(2)从表中的数据可以得到，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越________．(3)从表中的数据可以得到，对于不同的燃料，燃料的热值一般情况下是________．四、计算题(共3小题)22.如图所示，简易太阳能热水器受光面积1.2 m2，内装80 kg水，太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J，如果60%的热量被水吸收，问：(1)20 ①的水晒3 h后水温是多少摄氏度？(2)煤气的热值是4.2×107J/kg，若煤气灶的效率为40%，则烧热这些水(达到上一问中水的末温)需燃烧多少煤气？23.某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶了6 km，消耗汽油2 kg，汽油的热值q 汽油＝4.5×107J/kg.假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为40%，则该型号汽车在此过程中，受到的阻力是多大？24.小明买了一款大众轿车，发现尾部标有TSI，“SI”二个字母是红色的．大众轿车的TSI技术指机器双增压(涡轮和机械增压)分层喷射技术．属于大功率、低转速大扭矩的发动机．涡轮增压的原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，发动机的输出功率就得到了较大的提升. “I”字母是红色的是1.4TSI，“SI”二个字母是红色的是1.8TSI，“TSI“”三个字母是红色的是2.0TSI.这辆汽车的最低油耗可达0.2 kg/(kW·h)，已知汽油的热值为4.6×107J/kg.(温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2 kg/(kW·h)表示获得1 kW·h能量消耗0.2 kg汽油).求：(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？(2)该汽车发动机的效率最高可达多少？(结果保留整数)答案解析1.【答案】B【解析】A项，货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A说法错误；B项，列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B说法正确；C项，握力计发生形变后弹性势能增加，故C说法错误；D项，飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D说法错误．2.【答案】A【解析】①做功冲程中两个气门都关闭，此时活塞向下运动，故①错误；①排气冲程中进气门关闭，排气门打开，废气排出气缸，故①正确；①做功冲程中两个气门都关闭，火花塞点火，故①正确；①一个工作循环包括四个冲程，活塞往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次，故①错误．3.【答案】D【解析】甲是将机械能转化内能；乙为做功冲程，则为内能转化为动能的过程；丙消耗电能转化为内能，为电能转化为内能的过程；丁通过加热使活塞飞出，为内能转化为动能的过程；故能量转化相同的为乙与丁．4.【答案】B【解析】A项，货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A说法错误；B项，列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B说法正确；C项，握力计发生形变后弹性势能增加，故C说法错误；D项，飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D说法错误．5.【答案】C【解析】A项，烧水时，水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，是能量的转化过程，不符合题意；B项，闭合开关后，灯泡发光，是通过电流做功改变物体的内能，是能量的转化过程，不符合题意；C项，冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变了手的内能，是能量的转移过程，符合题意；D项，给电动自行车的蓄电池充电，是电能转化为化学能储存起来，是能量的转化过程，不符合题意．6.【答案】A【解析】(1)该实验利用控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内；(2)因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使相同质量的水温发生变化；所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系；通过以上分析可知，实验中要控制酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同，故A正确．7.【答案】C【解析】1 kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．A、B项，燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故AB都错；C项，因为燃料实际燃烧时，总是不能完全燃烧，所以实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小，故C正确；D项，煤油的热值比酒精大，就是说相同质量的煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D错．8.【答案】C【解析】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序为：太阳—树林—燃煤电厂—空调．9.【答案】C【解析】A项，烧水时，水蒸气顶起壶盖是内能转化为机械能，是能量的转化过程，不符合题意；B项，闭合开关后，灯泡发光，是通过电流做功改变物体的内能，是能量的转化过程，不符合题意；C项，冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷，是通过热传递改变了手的内能，是能量的转移过程，符合题意；D项，给电动自行车的蓄电池充电，是电能转化为化学能储存起来，是能量的转化过程，不符合题意．10.【答案】A【解析】燃烧1 m3可燃冰释放出的能量与燃烧164 m3天然气释放的能量相当，由此可判断“可燃冰”具有很高的热值．11.【答案】B【解析】1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量体积以及是否完全燃烧都无关．A项，2 kg的烟煤完全燃烧时，根据Q＝mq＝2 kg×2.9×107J/kg＝5.8×107J，所以2 kg的烟煤燃烧时不一定完全燃烧，则放出的热量不一定是5.8×107J，故A错误；B项，因为烟煤的热值是2.9×107J/kg，所以1 kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J 的热量，故B正确；C项，2 kg的烟煤温度降低放出的热量与物质的热值无关，所以C错误；D项，10 kg烟煤的热值不变，仍是2.9×107J/kg，不是2.9×108J/kg；故D错误．12.【答案】C【解析】内燃机是利用内能来做功的机器；四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程；四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．A项，内燃机是利用内能来做功的机器，故A正确；B项，做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故B正确；C项，压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能，故C错误；D项，内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，故D正确．13.【答案】D【解析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，热机的效率越高．A项，功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是完全不同的概念，故A 错误；B项，做功的多少与功率和做功时间的长短有关，与效率无关，故B错误；C项，耗油量的多少不仅与工作的时间有关，还与功率有关，与效率没有直接关系，故C错误；D项，热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，因此，在消耗等质量的柴油时，甲的效率高，所以做的有用功多一些，故D正确．14.【答案】D【解析】“挤压或拉伸”动作后，就会产生放电现象，说明消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能．15.【答案】C【解析】天然气与煤气相比，其优点之一是天然气的热值较大，完全燃烧相同质量的天然气和煤气，天然气放出的热量多，可以节省烧水做饭时间．16.【答案】200200100400【解析】热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周．若飞轮转速是3000 r/min＝50 r/s，表示每秒飞轮转动50圈，故4 s转动200圈，飞轮每转动1圈，活塞往复1次，故4 s内活塞往复100次；曲轴转动200周；且飞轮每转动1圈，就完成两个冲程，故共做了200×2＝400个冲程，每四个冲程做功1次，故做功的次数是：＝100，故做功100次．17.【答案】光水电【解析】太阳能电池板是把太阳转化成电能．LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能．水利发电站是将水能直接转化成电能．18.【答案】乙丙【解析】甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能．乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧．是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程．丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能．丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程．由以上分析不难看出：(1)压缩冲程是机械能转化成内能，与此原理相同的是乙图所示的演示实验；(2)汽油机利用内能来做功的冲程是丙图．19.【答案】(1)不应比较相同时间内水升高的温度；不同燃料燃烧速度不一定相同，相同时间内消耗燃料质量不一定相等(2)比较燃料完全燃尽后水升高的温度(3)不能两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收【解析】(1)实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度比较酒精与纸的热值大小；(2)由(1)可知，实验时应：比较相同质量的酒精与纸完全燃尽后水升高的温度，根据水升高的温度比较酒精与纸的热值大小；(3)用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论．20.【答案】(1)燃料的质量(2)1.2× 107(3)小燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收【解析】(1)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；(2)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20 ①，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10 ①，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×107J/kg；(3)因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小．21.【答案】(1)不同(2)多(3)不同的【解析】(1)由表格中数据可知，完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量是不同的．(2)从表中的数据可以看出，对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多．(3)对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比，即放出热量与质量的比值不变；对于不同的燃料，完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比值(即燃料的热值)一般情况下是不同的．22.【答案】解：(1)①太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J,①太阳能热水器3 h得到太阳的辐射热量为：Q＝1.2 m2×3×60 min×7.56×104J/(m2·min)＝16329600 J,而Q吸＝Qη＝16329600 J×60%＝9797760 J,又①C＝4.2×103J/(kg·①)，m＝80 kg,①Δt＝＝＝29.2 ①，从而可知t＝Δt＋t0＝29.2 ①＋20 ①＝49.2 ①.(2)①Q吸＝9797760 J，η热＝40%，①煤气燃烧放出的热量为：Q放＝＝＝24494400 J,又①q气＝4.2×107J/kg,①m气＝＝＝0.5832 kg.答：(1)20 ①的水晒3 h后水温是49.2 ①.(2)烧热这些水需燃烧0.5832 kg煤气．【解析】(1)已知太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104J，便可以计算出太阳能热水器3 h 得到太阳的辐射热量Q，已知60%的热量被水吸收，从而可利用公式Q吸＝Qη求出水吸收的热量，已知水的质量和比热容，可利用公式Δt＝计算出温度变化，已知水的初温，可利用公式t＝Δt ＋t0计算出末温．(2)已知水吸收的热量和煤气灶的效率，可利用公式Q放＝计算出煤气燃烧放出的热量，已知煤气的热值，可利用公式m气＝计算质量．23.【答案】解：(1)Q放＝mq汽油＝2 kg×4.5×107J/kg＝9×107J,由效率公式η＝可得，牵引力做的功：W＝ηQ放＝40%×9×107J＝3.6×107J.(2)由功的公式W＝Fs可得，汽车的牵引力：F＝＝＝6×103N,①汽车做匀速直线运动，①阻力f＝F＝6.0×103N.答：汽车在此过程中，受到的阻力是6.0×103N.【解析】(1)知道消耗汽油的质量和汽油的热值，利用Q放＝mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式的变形公式W＝ηQ放可求出牵引力做的功．(2)知道前进的距离，利用公式W＝Fs求出汽车的牵引力．根据汽车做匀速直线运动时，受到的牵引力等于阻力，可求阻力．24.【答案】解：(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量：Q放＝mq＝0.2 kg×4.6×107J/kg＝9.2×106J；(2)根据题意可知，完全燃烧0.2 kg汽油获得的能量为W＝1kW·h＝3.6×106J，汽车发动机的效率：η＝×100%＝×100%≈39%答：(1)0.2 kg的汽油完全燃烧时放出的热量为9.2×106J；(2)该汽车发动机的效率最高可达39%.【解析】(1)根据Q＝mq求出汽油完全燃烧时放出的热量；(2)根据题意可知消耗0.2 kg汽油获得的最大有用功的能量为1 kW·h＝3.6×106J，根据η＝求出发动机的效率．。