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第十四章 内能的利用 重点回顾+单元练习
班级：_______ 姓名：_______
参考答案
①产生 ②总量 ③能量守恒定律 ④不可能 ⑤内能 ⑥气缸内燃烧 ⑦做功 ⑧一⑨火花塞 ⑩之比 热值 有用 效率
单元练习题
一、单选题（本大题共6小题）
1．3.0×107J/kg和2.4×103J/（kg ℃）是表示酒精特征的两个物理量，它们分别表示的是（　　）
A．热值 比热容 B．密度 比热容
C．比热容 热值 D．热值 密度
2．关于能量的转化和守恒，下列说法正确的是（　　）
A．风力发电机发电时，将电能转化为机械能
B．植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能
C．在酒精燃烧放热的过程中，内能转化为化学能
D．给可充电电池充电时，化学能转化为电能
3．内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是（　　）
A．燃料燃烧时化学能转化为内能 B．在压缩冲程中机械能转化为内能
C．在做功冲程中内能转化为机械能 D．在压缩冲程中内能转化为机械能
4．甲、乙两台内燃机,甲的效率为35%,乙的效率为25%,这两个数据表示 （ ）
A．内燃机甲做的功比内燃机乙做得多
B．内燃机甲的功率比内燃机乙的功率大
C．在相同时间内甲内燃机燃烧的燃油比乙内燃机多
D．在消耗相同的燃油时,内燃机甲做的有用功比内燃机乙做的有用功多
5．如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）
A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
6．如图所示，甲、乙、丙的三套装置完全相同，燃料质量、液体质量及液体初温均相同，不考虑热量损失，点燃后燃料稳定燃烧直至尽，同一套装置中液体单位时间内吸热相等，三套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，下列判断正确的是（　　）
A．两种液体的比热容之比
B．两种燃料的热值之比
C．时间段甲、乙液体吸收的热量之比
D．时间段乙中液体a与时间段丙中液体b吸收的热量之比
二、填空题（本大题共5小题）
7．一台单缸四冲程汽油机飞轮转速 1200r/min。则此汽油机1s 内对外做功 次，完成 个冲程。
8．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱，自嗨锅里面有一个由碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉等材料组合而成的加热包，只要注入冷水就可以加热到一定温度，如果里面的发热包在将500g水从10℃加热至100℃的过程中，提供给水的热量至少为 J。如果是用酒精灯加热，至少需要 g酒精。[、q酒精=3×107J/kg]
9．新疆达坂城风力发电厂是我国最大的风能基地，风力发电将风能转化为____能。在转化过程中，能量的总量____（填“变大”“变小”或“不变”）。
10．如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部，放入一小团干燥的硝化棉，用力把活塞迅速压下，使硝化棉燃烧，该过程是通过 的方式来改变筒内空气的内能，其能量转化情况与汽油机的 冲程相同。
11．2023年5月28日，大型客机进行首次商业载客飞行，飞机的发动机选用航空煤油作为燃料，假如航空煤油的热值为,完全燃烧航空煤油放出的热量为 。某型号农用拖拉机，为提高其发动机的效率，需要在 冲程中让燃料充分燃烧。
三、实验题（本大题共2小题）
12．如图所示是“探究做功改变物体内能”的实验．迅速地来回拉动绳子，过一会儿筒内的乙醚会冲开塞子。在拉动绳子的过程中，乙醚的温度 （选填“升高”“降低”或“不变”），冲开塞子的过程中，乙醚的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），与“塞子冲开”过程中能量转化一致的汽油机冲程是 冲程。
13．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)
四、计算题（本大题共2小题）
14．在实验室加热的水，水的温度变化如图所示，已知水的比热容为，不计热量损失。
（1）在前3分钟加热的过程中，水吸收的热量是多少
（2）若前3分钟水吸收的热量用于加热的铝，可使铝的温度升高多少
15．如图为汽油机做功冲程的示意图。若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60 mm（取横截面积S＝3．0×10－3 m2），活塞从气缸一端运动到另一端的距离为L＝0．06 m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p＝1．0×106 Pa，活塞每分钟往复运动1 380次，活塞往复运动两次，对外做功一次。
（1）求做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）求燃气对活塞做一次功的大小；
（3）求汽油机在此工作状态下的功率；
（4）如果此工作状态下每分钟需消耗10 g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（q汽油＝4．6×107 J/kg，不计摩擦）
单元练习题参考答案
1．【答案】A
【详解】2.4×103J/（kg ℃）、3.0×107J/kg，从这两个数据的单位可以看出：分别表示酒精的比热容、热值，故A符合题意，BCD不符合题意。
2．【答案】B
【详解】A．风力发电机发电时，消耗机械能，产生电能，将风带来的机械能转化为电能，故A错误；
B．植物进行光合作用，消耗光能，产生化学能，所以是将光能转化为化学能的过程，故B正确；
C．酒精燃烧时，消耗化学能，产生内能，故是将化学能转化为内能的过程，故C错误；
D．电池充电过程中，电池相当于用电器，消耗了电能，产生化学能储存在电池内，故是将电能转化为化学能的过程，故D错误。
3．【答案】D
【详解】A．燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，故A正确，不符合题意；
BD．在压缩冲程中将活塞的机械能转化为燃气的内能，故B正确，不符合题意，D错误，符合题意；
C．在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能，故C正确，不符合题意。
4．【答案】D
【详解】由题可知,内燃机甲的效率高于内燃机乙的效率,说明消耗相同的燃油,内燃机甲做的有用功多;或者做相同的有用功,甲消耗的燃油少,故C错误,D正确。做功多少和功率的大小以及热机的效率没有关系,故A、B错误。
【易错警示】“效率”反映的是有用功与总功比值的大小,“功率”表示的是做功的快慢,两者间没有必然的联系。不能误认为“效率高的机械功率大”或“机械的功率越大,效率就越高”。
5．【答案】D
【详解】
A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C错误；
D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。
故选D。
6．【答案】A
【详解】A．对比甲、丙两个实验可知，实验所用燃料相同，两种液体a、b加热相同的时间吸收的热量相同，由图丁可知，时间段内，液体b的温度变化为，液体a的温度变化为，两种液体的比热容之比
故A正确；
B．对比甲、乙两个实验可知，实验所用液体种类、质量、初温都相同，燃料不相同，燃料完全燃烧提供的热量都被液体a吸收，燃料1时液体a升高的温度为，燃料2时液体a升高的温度为，两种燃料的热值之比
故B错误；
C. 时间段，甲、乙装置中燃料的种类不同，加热液体的种类和质量相同，相同时间液体升高的温度不同，液体吸收的热量不同，，故C错误；
D．时间段，乙中液体a吸收的热量
时间段，丙中液体b吸收的热量
时间段乙中液体a与时间段丙中液体b吸收的热量之比
故D错误。
7．【答案】10；40
【详解】汽油机飞轮转速 为1200r/min=20r/s
汽油机一个工作循环包括四个冲程，只有一个做功冲程，飞轮转两周；所以此汽油机1s 内对外做功10次，完成40个冲程。
8．【答案】；6.3
【详解】发热包在将500g水从10℃加热至100℃的过程中，提供给水的热量至少为
当酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，需要的燃烧的酒精的质量最少，即，至少需要的酒精的质量为
9．【答案】电； 不变
【详解】风力发电时将风能转化为电能；根据能量守恒定律可知，能量在转化和转移的过程中总量不变。
10．【答案】做功； 压缩
【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的硝化棉，用力将活塞迅速向下压，使硝化棉燃烧，这是通过做功的方式改变筒内空气的内能；该实验中，压缩筒内空气做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
11．【答案】； 做功
【解析】航空煤油完全燃烧放出的热量；提高热机效率可以让燃料在做功冲程中充分燃烧。
12．【答案】升高；减小；做功
【详解】在拉动绳子的过程中，克服摩擦对筒管做功，筒管和乙醚的内能都增大，温度都升高；
乙醚蒸汽把塞子冲开，对塞子做功，把内能转化为机械能，乙醚蒸汽的内能减少，转化为塞子的机械能。
“塞子冲开”过程与内燃机做功冲程的能量转化相同，都是利用内能做功，把内能转化为机械能。
13．【答案】燃料的质量；1.2×107；小；燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收
【详解】
(1)为了比较不同燃料的热值，必须控制两种燃料的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；
(2)相同质量的不同燃料燃烧放热，燃料1燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃，燃料2燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃，可见燃料1的热值是燃料2的2倍，所以燃料2的热值为1.2×107J/kg；
(3)因为燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收，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．
14．【答案】（1）
（2）
【解析】
（1） 由图可知，前3分钟水升高的温度为；3分钟内水吸收的热量。
（2） 前3分钟水吸收的热量如果用于加热的铝，由于不计热量损失，则铝吸收的热量等于水吸收的热量，即，则铝升高的温度为。
15．【答案】（1）3 000 N　（2）180 J　（3） 2 070 W　（4）27％
【解析】（1）根据p＝得燃气对活塞的平均压力：F＝pS＝1.0×106 Pa×3.0×10－3 m2＝3 000 N；
（2）燃气对活塞做一次功的大小为W1＝FL＝3 000 N×0.06 m＝180 J；
（3）活塞每分钟往复运动1 380次，活塞往复运动两次就对外做功一次，所以汽油机每分钟对外做功690次，燃气每分钟对活塞做的功：W＝690×180 J＝1.242×105 J，汽油机在此工作状态下的功率P＝＝2 070 W；
（4）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq汽油＝10×10－3 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×105 J，汽油机把内能转化为机械能的效率：η＝×100％＝×100％＝27％。

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