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第十四章内能的利用 单元检测卷
一、选择题(每题3分，共30分)
题序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
1.植物油燃料是一种新型燃料，可用来替代传统燃料，其不易燃、不易爆、无烟无异味，在节能方面比传统燃料更胜一筹，进行同样的工作消耗的燃料更少，主要是因为该燃料具有较大的(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．密度 B．比热容 C．质量 D．热值
2．下列选项中没有利用热机的交通工具是(　　)
A．蒸汽机车 B．喷气式飞机
C．山地自行车 D．越野摩托车
3．下图显示了热机的共同特点，其中虚线框处应该填(　　)
A．内能 B．电能 C．动能 D．势能
4．下列关于热值的说法正确的是(　　)
A．2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．燃烧不完全时，燃料热值变小
D．不同种类的燃料热值一般不同
5．一杯酒精用掉一半，剩下的酒精的密度、比热容和热值的情况是(　　)
A．密度、比热容和热值都不变
B．密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C．热值变为原来的一半，密度和比热容不变
D．比热容变为原来的一半，密度和热值不变
6．下列关于汽油机和柴油机的说法正确的是(　　)
A．在做功冲程中，都是把内能转化为机械能
B．柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
C．构造上，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞
D．吸气冲程中，柴油机吸入气缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入气缸的是空气
7．如图所示的是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是(　　)
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能 B．给蓄电池充电将电能转化为化学能
C．蓄电池放电将化学能转化为电能 D．小风扇工作将化学能转化为机械能
8. 如图所示，试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，用酒精燃料加热试管使水沸腾，观察到玻璃管口冒“白气”，小叶轮转动。下列说法正确的是(　　)
A．小叶轮转动是热传递的结果
B．水蒸气驱动叶轮转动，与内燃机排气冲程原理相同
C．小叶轮获得的能量小于水蒸气的内能
D．酒精燃烧过程中，剩余酒精的热值不断减小
9．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图所示的是某汽车的能量流向图。下列说法正确的是(　　)
A．该车汽油机主要目的是将机械能转化为内能
B．该车汽油机的效率是28%
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．冬天汽车会利用尾气中的余热给车内供暖，此举措大大提高了燃料的热值
10．光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，主要结构如图所示。在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应：N2O4O2＋2NO，导致室内气体压强增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气体压强减小；这样便可通过控制窗口处射入的光能使化学反应室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。该装置中的活塞向右运动时，相当于下图中汽油机四个冲程中的(　　)
二、实验题(每空1分，共30分)
11．如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联想到内燃机。
(1)酒精灯燃烧，________能转化为________能；
(2)水的温度升高，水汽化产生高温高压的水蒸气，增加了试管内物质的________能；
(3)水蒸气冲开木塞后，水蒸气的温度________，内能________；
(4)水蒸气冲开木塞的过程，________能转化为________能，这相当于四冲程内燃机的________冲程。
12．中考来临，考生除了及时调整好心态，饮食得当也很重要。人体在新陈代谢的过程中，食物通过体内的“缓慢燃烧”，将储存的化学能转化为人体所需要的能量，因此我们可以将食物看作是一种燃料。“创新小组”的同学想通过“燃烧法”比较单位质量的食物所含能量的多少。如图所示，他们选取干燥的花生和薯片作为实验材料，设计了两组相同的实验装置，他们在空易拉罐顶部的中央剪了一个圆孔，圆孔周围及罐底四周剪若干个孔洞，以便通风，取两只相同锥形瓶注入相等质量的水放入易拉罐中，将食物放在锥形瓶下面并点燃食物。
(1)小龙同学观看了设计的实验装置后，发现少了一个很重要的测量器材，你认为缺少的器材是________。
(2)为了比较食物燃烧时的放热能力，所取的两种食物应保证________相等。本实验是通过测量______________来间接比较食物燃烧放出的热量的多少，这种探究方法叫做________。
(3)小组同学在实验时发现食物很难被点燃，于是同学们将干燥的食物碾碎，并将食物与助燃剂酒精充分混合后再燃烧。为了不影响实验结果，对两种食物中加入的酒精应满足________________的条件。
13．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、液体初温、加热方式等均相同。
(1)比较不同燃料的热值应选择__________两图的装置进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择________两图的装置进行实验。
(2)在(1)两个实验中，都要用到的测量器材是温度计和__________。
(3)为比较不同燃料的热值，应该在燃料____________(填“燃烧相同时间”或“完全燃烧完毕”)后，通过比较________________(填“温度计示数变化”或“加热时间”)来得出结论。
(4)不考虑热量损失，将燃料点燃直至燃尽，三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，则燃料1和燃料2的热值之比为______。液体a和液体b的比热容之比为______。
14．某兴趣小组通过酒精灯烧水(如图所示)，对酒精灯的热效率问题进行探究。(酒精的热值为q，水的比热容为c)
(1)现有实验器材：铁架台、酒精灯、烧杯(盛有水)、石棉网、温度计、火柴；除了以上实验器材还需要的测量工具是________。
(2)请写出实验步骤：
①_________________________________________________________；
②_______________________________________________；
③________________________________________________________；
④______________________________________________________。
(3)酒精灯烧水过程中，水吸收的热量Q吸＝__________；燃烧酒精的质量m酒精＝______；酒精完全燃烧放出的热量Q放＝__________；酒精灯的热效率η＝__________________(用题目给出和实验步骤中出现的符号表示)；请写出一个热量损失的原因：__________________________________________________。
三、综合应用题(每空2分，第19题6分，第20题12分，共40分)
15．如图所示的为四冲程汽油机的________冲程示意图；若该汽油机转速为1 200 r/min，则在1 s内汽油机完成________个工作循环，对外做了________次功。
16．使用清洁能源天然气有助于国家在2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2 kg、初温为15 ℃的水加热到65 ℃，水吸收的热量是________J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气________m3。[水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃)，天然气热值为4.2×107 J/m3]
17．如图所示的是班里的“智多星”小明同学制作的一款由形状记忆合金、5根轻杆、转轮、转轴、热水设计而成的装置，小明设想轻推转轮后，进入热水的形状记忆合金叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动；离开热水后，形状记忆合金叶片形状迅速恢复。由此转轮便可以永不停息地自主转动下去。你认为这个设想________(填“能”或“不能”)实现，理由是________________________________________________________________________。
18．阅读短文，回答问题。
汽油发动机汽车与空气动力汽车
汽油发动机是一般汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和气缸排量有关。
空气动力汽车是近十多年科技发展的产物，它利用高压压缩空气为动力源，将压缩空气存储的压力能转化为机械能，从而驱动汽车运行。空气动力发动机的工作冲程与传统内燃机相似，但由于使用空气作为动力能源，在气缸里没有高温高压的气体燃烧过程，只通过单纯的气体膨胀做功来达到功率输出的目的，因此不再需要复杂的冷却系统，机体也可以选用较低强度、轻质的材料和简单的结构，所以结构简单、尺寸小、重量轻，造价低。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧后产生的________转化为机械能。
(2)空气动力汽车获得动力是将压缩空气的压力能转化为汽车的________能，压缩空气做功时，气缸内的温度________(填“升高”“不变”或“下降”)。
(3)某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程的平均压强为9.0×105 Pa，一次做功冲程中燃气对活塞做功________J。
19．中医是中华文化的瑰宝。熬制中药汤药的做法是：将草药浸水，用陶罐(或砂锅)容器慢慢煎熬，直至精粹溶于水成浓浓药汁。如图，在熬制中药过程中，陶罐盖子在不断地跳动，同时空气中弥漫着浓浓的中药味道。请你用所学的物理知识解释这两个现象。
20．大同作为历史文化名城，在积极践行环保理念，以氢为燃料的公交车正在融入市民生活。如图所示的氢能源公交车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h，消耗了2 kg氢气，已知氢气的热值为1.4×108 J/kg，求：
(1)公交车发动机全程做的功；
(2)该过程中汽车消耗的氢气完全燃烧释放出的热量；
(3)该氢能源公交车发动机的效率。
答案
一、1.D　2.C　3.A　4.D　5.A　6.A
7．D　8.C　9.B　10.C
二、11.(1)化学；内　(2)内　(3)降低；减小　(4)内；机械；做功
12．(1)温度计　(2)质量；水升高的温度；转换法
(3)质量相等
13．(1)甲、乙；甲、丙　(2)天平
(3)完全燃烧完毕；温度计示数变化　(4)4∶3；1∶2
14．(1)天平
(2)①用天平测出烧杯内的水的质量为m1，酒精灯初始的总质量为m2
②用温度计测出水的初温为t1
③按图组装实验器材，点燃酒精灯加热，当水温上升到t2时，移开并马上熄灭酒精灯
④用天平称出熄灭后的酒精灯的总质量为m3
(3)cm1(t2－t1)；m2－m3；(m2－m3)q；×100%；烧杯吸收了部分热量(合理即可)
三、15.压缩；10；10　16.4.2×105；0.025
17．不能；违背了能量守恒定律
18．(1)内能　(2)机械；下降　(3)135
19．答：在熬制中药过程中，陶罐内的气体对盖子做功，内能会转化为盖子的机械能，所以盖子会不断地跳动；空气中弥漫着浓浓的中药味道，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
20．解：(1)时间t＝0.5 h＝1 800 s，汽车全程所做的功W＝Pt＝70×103 W×1 800 s＝1.26×108 J。
(2)氢气完全燃烧放出的热量
Q＝mq＝2 kg×1.4×108 J/kg＝2.8×108 J。
(3)汽车发动机的效率η＝×100%＝×100%＝45%。
8

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