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第14章 内能的利用
一．选择题
1．公路上有一辆小汽车和一台拖拉机，经检查都发生了故障并且都是因为电池坏了无法发动，而且没有备用电池，有人建议：只要把它们推动以后（　　）
A．小汽车和拖拉机都能发动
B．只有小汽车可以发动
C．只有拖拉机可以发动
D．小汽车和拖拉机都不能发动
2．上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）
A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程
D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
3．如图所示，把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．煤气的燃烧过程是内能转化为化学能
B．壶口喷出来的白气是水蒸气
C．水的温度越高，水分子运动的越剧烈
D．烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能
4．提高汽油机效率最有效的做法是（　　）
A．减小机械间的摩擦 B．把火花塞改为喷油嘴
C．加大进入汽缸的油量 D．改烧热值更高的氢气
5．2023年3月15日，长征十一号，在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将试验十九号卫星送入预定轨道。下列说法正确的是（　　）
A．卫星在预定轨道运动过程中，机械能不守恒
B．使火箭升空的力的施力物体是地球
C．火箭用液氢作为燃料是因为它的热值大
D．火箭加速升空过程中，若一切外力全部消失，火箭将停止运动
6．如图所示，有关这个小小蒸汽轮机的说法不正确的是（　　）
A．酒精燃烧将内能转化为化学能
B．水吸热发生了汽化现象
C．蒸气的内能转化为轮子的机械能
D．能的一个重要应用是可以用来做功
二．填空题
7．如图所示的是“比较不同燃料热值”的实验。请回答下列问题：
（1）物理实验中。对于一些不易直接测量的物理量。通常利用相关的物理效应间接比较其大小。该实验中“燃料燃烧放出热量的多少”是根据　 　来比较的。
（2）结合图片。请你提出一个物理问题并回答。
提问：　 　？
回答：　 　。
8．某内燃机有四个冲程，如图所示是内燃机的　 　冲程，活塞上升时，气缸内气体的内能　 　。（选填“减少”或“增加”）
9．如图所示，对试管内水加热到一定程度，发现试管口的木塞会被推出，则木塞被推出过程中水蒸气的 　 　能转化为木塞的 　 　能（以上均选填“内”或“机械”），这与四冲程汽油机中 　 　冲程的能量转化相同。
10．（1）完全燃烧1.4g酒精释放的热量是完全燃烧0.7g酒精释放热量的　 　倍。0.7g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104J．这些热量全部被100g的液体A吸收，液体的温度升高了50℃；完全燃烧1.4g酒精释放的热量全部被200g的液体A吸收，液体的温度升高了Δt＝　 　℃（不考虑散热）。
（2）现用如图所示装置加热200g的液体A，燃烧了1.4g酒精，液体升高的温度小于Δt，有哪些原因会导致这个结果？　 　
11．南海探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的　 　很大；以10倍的关系粗略计算，2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使　 　kg的水从20℃加热至60℃。[q煤气＝4.2×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）]
12．汽车的发动机工作时，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒出“黑烟”，此时发动机的效率 　 　（选填“升高”、“降低”或“不变”）。雷雨过后，汽车窗户玻璃上的两滴雨水靠近时，能自动结合成一滴较大的水滴，这一事实说明分子间存在着 　 　。
13．冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化，在这一过程中是　 　能转化为　 　能，但能量的总量　 　。
14．能的转化和守恒定律的内容是：能量既　 　，也　 　，它只会从一种形式　 　另一种形式，或者从一个物体　 　到另一个物体，而能的总量　 　。
三．实验探究题
15．林红同学想探究煤油和菜籽油的热值大小关系，实验时组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
【设计实验】
（1）在安装图中的实验器材时，应先调整固定 　 　（选填“上”或“下”）面夹子的位置；
（2）实验中应控制燃料燃烧的 　 　（选填“时间”或“质量”）相同，并通过 　 　变化大小来比较燃料燃烧放出热量的多少。
【进行实验】
（1）林红同学取质量相同的煤油和菜籽油加入酒精灯中，记下杯中水的初温；
（2）每隔1min把杯中水的温度记录在表格中。
【实验结论】
（1）分析表中记录的数据，可知煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 　 　；
（2）若实验前酒精灯中煤油的质量为150g，实验后为130g；烧杯中水的质量为500g，水的初温25℃，末温85℃，则煤油的热值为q＝　 　。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【实验分析】通过实验测到的煤油的热值与实际值相比，会偏 　 　（选填“大”或“小”），其主要原因是 　 　。（写出一点即可）
16．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）取质量 　 　（选填“相等”或“不相等”）的煤油和菜籽油做燃料，制成煤油灯和菜籽油灯。
（2）安装实验器材时，应按照 　 　（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制水的质量和 　 　相同。
（3）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 　 　。
（4）实验中燃料燃烧放出的热量，通过 　 　（选填“做功”或“热传递”）的方式使内能增大。
（5）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，利用此实验方法计算出的热值将比真实值 　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
17．在“比较不同燃料的热值”实验中，小明和小辉组装了如图甲和乙所示的装置进行实验。
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉在实验时选用了天平作为测量工具之一，其目的是：　 　。
（2）实验时，使用碎纸片而不用完整纸张做实验的目的是：　 　。
（3）对于两杯水的初温，他们的看法却不同，请将下列他们的想法补充完整。
①小辉认为实验中是用　 　来表示酒精和碎纸片放出热量的多少，所以，实验中两杯水的初温可不同；
②小明认为因为探究过程中他们采用了　 　法，所以只有燃料的热值不同，其他因素都必须相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的散热快慢就不相同，有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化小的情况，所以实验时必须控制水的初温相同。
③你认为　 　（小明/小辉）的想法更合理。
（4）根据他们的实验记录，你认为酒精和碎纸片两种燃料中，热值较大的是　 　。
燃料/温度 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
酒精 25 47
碎纸片 25 34
18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是m1＝20g，烧杯内的液体质量相同均为m2＝0.1kg。
（1）若比较不同燃料的热值
①应选择　 　两图进行实验；
②燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过　 　来反映的；
③若甲图烧杯中为水，燃料完全燃烧可使温度计示数升高30℃，本实验根据公式qm1＝cm2Δt，计算出燃料的热值比其标准值　 　（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
（2）若比较不同物质吸热升温的特点
①应选择　 　两图进行实验；
②不同物质吸热的多少是通过　 　来反映的。
四．计算题
19．计算：4kg汽油完全燃烧放出多少热量？汽油的热值约为4.6×107J/kg。
20．一辆汽车，发动机的功率是40kw，热机的效率为20%，它带有16kg的汽油，如果车速为72km/h，求：（汽油的热值是4.6×107J/kg）
（1）汽油全部燃烧放出的能量为多少？
（2）发动机对车做的功为多少？
（3）汽车能行驶多远？
21．天然气具有热值高、投资成本低、价格实惠、污染少、安全等优点。完全燃烧0.06m3天然气所放出的热量有70%被质量为5kg的水吸收。[天然气的热值q＝4×107J/m3，；水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）0.06m3天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）若水的初始温度为30℃，则水吸收了这些热量后温度将升高到多少℃（1标准大气压状态）？
答案
1．C
2．D
3．C
4．A
5．C
6．A
7．（1）温度计示数高低
（2）如何比较两种液体比热容大小
8．做功；增加
9．内；机械；做功
10．（1）二；50
（2）加热过程中的各种热损失；燃料没有完全燃烧
11．热值；5000
12．降低；引力
13．机械；内；不变
14．不会消失；不会创生；转化为；转移；不变
15．【设计实验】（1）下；（2）质量；温度计升高的示数
【实验结论】（1）煤油；（2）6.3×106J/kg
【实验分析】小；燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失
16．（1）相等；（2）自下而上；初温；（3）煤油；（4）热传递；（5）偏小
17．（1）控制燃料以及水的质量相等；
燃料的质量相等；（2）使纸片燃烧的更充分；（3）①水温升高的多少；②控制变量；③小明；（4）酒精。
18．（1）①甲、丙；②相同质量的同种液体温度升高的高低；③偏小；（2）①甲、乙；②加热时间
19． 1.84×108J
20． （1）7.36×108J
（2）1.472×108J
（3）73.6km
21．（1）2.4×106J
（2）1.68×106J
（3）100℃

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