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人教版2023初中物理九年级物理全册第十四章内能的利用考点总结
1
单选题
1、小帆在老师指导下,用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精(q酒精=3×107J/kg)。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2×103J/kg⋅℃,则下列说法中正确的是( )
A.c乙=2.4×103J/kg⋅℃
B.乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.0~8min乙吸收的热量为3.36×104J
D.该酒精灯的加热效率为28%
答案:C
ABC.由图乙知,甲从20℃加热至沸腾用时8min,乙从20℃加热至沸腾用时10min。 升高相同温度,甲所需时间长,需要吸收的热量多,那么甲的吸热能力更强,则甲是水,甲从20℃升温至100℃,需要吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J
两种液体在相同时间吸收的热量相同,那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。乙从20℃升温至100℃,所需时间为4min,吸收的热量
Q吸1=48Q吸=48×3.36×104J=1.68×104J
那么乙的比热容
c乙=Q吸1m(t-t0)=1.68×104J0.1kg×(100℃-20℃)=2.1×103J/(kg⋅℃)
故AB错误,C正确;
D.乙从20℃加热至沸腾,所需时间为10min,吸收的热量
Q吸2=108Q吸=108×3.36×104J=4.2×104J
消耗的酒精放出的热量
Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J
那么酒精灯的加热效率
η=Q吸2Q放=4.2×104J1.2×105J=35%
故D错误。
故选C。
2、如图所示,将水壶放在燃气灶上烧水,下列说法中正确的是( )
A.燃气燃烧时将燃料的化学能完全转化为水的内能
B.烧水的过程中,水的温度升高时内能增加
C.烧水的过程中,水含有的热量变多
D.水沸腾后继续吸收热量时,温度升高,内能不变
答案:B
A.燃气燃烧时将燃料的化学能一部分转化为水的内能,一部分会转化为水壶和空气的内能,故A错误;
B.烧水的过程中,水吸收热量,温度升高,内能增大;故B正确;
C.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故C错误;
D.水在沸腾过程中,吸收热量,内能增加,温度保持不变,故D错误。
故选B。
3、2022年5月10日,搭载天舟四号货运飞船的长征七号运载火箭,在我国文昌航天发射场升空,成功进入预定轨道。长征七号运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A.较大的比热容B.较低的沸点
C.较大的热值D.较小的质量
答案:C
A.比热容是表示物质吸热或散热能力的物理量。比热容大表示吸热或散热能力强。故A不符合题意;
B.沸点是液体沸腾时的温度。沸点低说明该液体容易沸腾。故B不符合题意;
C.热值是燃料的一种特性,热值大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放的热量更多。运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,是因为液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,能够释放更多的热量,故C符合题意;
D.物体所含物质多少叫做质量。质量小表示所含物质较少。故D不符合题意。
故选D。
4、小明阅读了某汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示,汽油热值为4.6×107J/kg。下列说法错误的是( )
A.发动机在做功冲程把内能转化为机械能
B.该内燃机的效率为30%
C.为确保发动机正常工作,可用水对其冷却
D.燃烧1kg的汽油一定释放4.6×107J的能量
答案:D
A.汽车的内燃机只有做功冲程和压缩冲程有能量转化,做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,该内燃机的效率
η=100%-(33%+30%+7%)=30%
故B正确,不符合题意;
C.由Q=cmΔt可知,质量相同的不同物质,升高相同温度时,比热容越大的物质,吸收的热量越多;水的比热容较大,因此为确保发动机正常工作,可用水对其冷却,故C正确,不符合题意;
D.1kg的汽油完全燃烧可以放出4.6×107J的能量,但选项中未明确汽油完全燃烧,因此燃烧1kg的汽油不一定释放4.6×107J的能量,故D错误,符合题意。
故选D。
5、下列四幅图中,能说明内燃机做功冲程的是( )
A. 用电饭煲做红烧排骨
B. 反复弯折铁丝
C. 玻璃刚好接触水面时,测力计示数变大了
D. 试管中的高温水蒸气冲开了软木塞
答案:D
内燃机的做功冲程是将燃料的内能转化为活塞的机械能。
A.用电饭煲做红烧排骨属于热传递改变物体的内能;不能说明内燃机的做功冲程,故A不符合题意;
B.反复弯折铁丝属于做功改变物体的内能;不能说明内燃机的做功冲程,故B不符合题意;
C.因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大;不能说明内燃机的做功冲程,故C不符合题意;
D.试管内的水温度升高时,试管内的水蒸气对软木塞做功,塞子跳起,水蒸气内能转化成软木塞的机械能,能说明内燃机的做功冲程,故D符合题意。
故选D。
6、小叶看见面点师傅将面拉成长条,放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条,于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下,他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水,记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等,酒精的热值为3×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
物质种类
加热时间(min)
消耗酒精(g)
末温(℃)
油
2
1
88
水
2
1
50
A.2min内油吸收的热量为3×104J
B.他使用的酒精灯的加热效率为21%
C.油的末温比水的高,所以吸热能力更强
D.油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
答案:B
A.由题意可知,油和水的质量相等,都为m=50g=0.05kg,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃),2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃,则水吸收的热量为
Q吸水=c水mt-t0=4.2×103J/kg⋅℃×0.05kg×50℃-20℃=6.3×103J
2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等,则油吸收的热量为
Q吸油=Q吸水=6.3×103J
所以2min内油吸收的热量为6.3×103J,故A错误;
B.由题意可知,酒精的热值为q=3×107J/g,加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精,则完全燃烧1g酒精放出的热量为
Q放=qm酒精=3×107J/kg×1×10-3kg=3×104J
则酒精灯的加热效率为
η=Q吸油Q放=6.3×103J3×104J=21%
故B正确;
C.相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量,末温度越低表示物质吸热能力越强,所以油的末温比水的高,说明油吸热能力更弱,故C错误;
D.物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与其吸收的热量多少无关,故D错误。
故选B。
7、如图所示,在试管里注入少量的水,用软木塞塞紧管口,用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了,水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是( )
A.这个过程与内燃机的做功冲程类似
B.试管内水的内能增加是通过做功方式改变
C.酒精燃烧时是内能转化为化学能
D.管内水蒸气的内能减少,温度降低,在试管口变成白色的热空气
答案:A
B.用酒精灯加热,是通过热传递的方式使得水的内能增加,产生大量水蒸气,故B错误;
C.酒精灯燃烧时,把化学能转化为内能,故C错误;
D.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为木塞的机械能木塞冲出;此时水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,即我们看到的白雾,故D错误;
A .在汽油机的做功冲程中,燃气膨胀做功,将内能转化为机械能,所以汽油机的做功冲程是此原理的应用,故A正确。
故选A。
8、据2021年9月29日澎湃新闻,广西南宁隆生达发电力科技有限公司声称研发出一款“突破能量守恒定律”的电机组。该公司官网称,这一技术名为“一种电容补偿式自循环发电系统”,下列有关该装置的分析正确的是( )
A.根据能量守恒定律,该装置会一直转动下去
B.如果没有能量补充,该装置最终会停下来
C.发电技术突破了能量守恒定律,证明能量可以不守恒
D.不靠任何能量补充,该装置可实现1度电变为10度电
答案:B
A.发电时由于克服摩擦做功,会有一部分能量转化为内能,根据能量守恒定律,装置不能一直转动下去,故A错误;
B.如果没有能量补充,转化的电能会越来越少,装置最终会停下来,故B正确;
C.发电的过程中,其他形式的能量转化为电能,但在转化过程中,总的能量是守恒的,故C错误;
D.根据能量守恒定律可知,不靠任何能量补充,1度电可变为10度电的装置是不可能实现的,故D错误。
故选B。
9、如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升,直至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是( )
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.试管中的水沸腾时吸收热量,温度升高
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增加
D.水蒸气对橡皮塞做功,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
答案:D
A.试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的,故A错误;
B.试管中的水沸腾时吸收热量,温度不变,故B错误;
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能减小,故C错误;
D.水蒸气对橡皮塞做功,将内能转化为机械能,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同,故D正确。
故选D。
10、水壶内的水沸腾时,壶盖被水蒸气顶起,此过程中能量转化关系与内燃机工作的哪个冲程相同( )
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
答案:C
水壶内的水沸腾时,壶盖被水蒸气顶起,此过程中是将内能转化为机械能,内燃机工作的做功冲程能量转化关系与其相同,故ABD不符合题意;故C符合题意。
故选C。
11、汽油机的四个冲程中,哪个冲程存在着机械能转化为内能的过程 ( )
A.B.
C.D.
答案:B
A.图中的一个气阀打开,活塞向下运动,所以为吸气冲程,吸气冲程没有能量转化,故A不符合题意;
B.图中的两个气阀都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,是机械能转化为内能,故B符合题意;
C.图中的两个气阀都关闭,活塞下运动,为做功冲程,是内能转化机械能,故C不符合题意;
D.图中的一个气阀打开,活塞向上运动,所以为排气冲程,排气冲程没有能量转化,故D不符合题意。
故选B。
12、2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功,陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员入驻天和核心舱、将完成中国空间站建设工作。如图所示,下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空过程中,动能转化为重力势能
B.火箭向下喷出高温高压的燃气,火箭对燃气向下的力大于气体对火箭向上的力
C.火箭向下喷出高温高压的燃气,火箭对燃气向下的力小于气体对火箭向上的力
D.使火箭加速升空的力的施力物体是高温高压的燃气
答案:D
A.火箭加速升空过程中,速度和高度都增加,火箭的动能和势能都增大,机械能增大,但不是动能转化为重力势能,故A错误;
BC.火箭对燃气向下的力和气体对火箭向上的力是一对相互作用力,它们的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,故BC错误;
D.火箭升空是燃料燃烧时,产生高温高压的气体向后喷出,推动火箭升空,所以火箭加速升空的力的施力物体是高温高压的燃气,故D正确。
故选D。
13、关于燃料的热值,下列说法中正确的是( )
A.汽油的热值为4.6×107J/kg,表示每燃烧1kg的汽油可以获得4.6×107J的热量
B.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
C.燃料不燃烧时,热值为0
D.燃料的热值与燃料燃烧时放出的热量和质量无关
答案:D
A.汽油的热值为4.6×107J/kg,说明完全燃烧1kg的汽油可以获得4.6×107J的热量,故A错误;
B.根据
Q放=mq
可知,放出的热量除了与热值q有关之外,还与燃料的质量、体积(气体燃料)有关,故B错误;
CD.燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度和放出热量的多少均无关,故C错误,D正确。
故选D。
14、小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃(未沸腾),共燃烧了7g酒精[c水=4.2×103J/(kg℃,酒精的热值为q=3×107J/kg]。则( )
A.水吸收的热量是2.94×107J,效率为14%
B.水吸收的热量是2.94×104J,效率为14%
C.水吸收的热量是2.94×107J,效率为1.4%
D.水吸收的热量是2.94×104J,效率为1.4%
答案:B
A C.水吸收的热量是
Q吸=cmΔt=4.2×103J/kg⋅℃×100×10-3kg×90℃-20℃=2.94×104J
故A错误;C错误;
B D.燃料完全燃烧释放的热量为
Q放=mq=7×10-3kg×3×107J/kg=2.1×105J
效率为
η=Q吸Q放×100%=2.94×104J2.1×105J×100%=14%
故B正确;D错误。
故选B。
15、在探究凸透镜成像的过程中,使用之前与使用之后的蜡烛对比,发生变化的物理量是( )
A.热值B.质量C.密度D.均不变
答案:B
质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变;密度、比热容、热值是物质的某种特性,与物质的种类和状态有关,同种物质的比热容、热值一般不变。在探究凸透镜成像的过程中,蜡烛燃烧后变短,质量变小;但热值和密度都不变。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
多选题
16、如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲中,厚玻璃内的硝化棉燃烧起来,这是因为活塞直接对硝化棉做功的结果
B.图乙中,瓶内的空气推动塞子跳起时,空气的内能减少
C.图丙中,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能增大
D.图丁中,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能减小
答案:BD
A.当把活塞迅速压下去后,活塞压缩气体做功,气体的内能增加,温度也会随之升高,硝化棉会通过热传递的方式从空气中吸收热量,当温度达到棉花的燃点时,会看到硝化棉燃烧,硝化棉能增大实验的效果;该现象说明了外界对物体做功,物体的内能会增加,故活塞的机械能是通过做功的形式转化为空气的内能,故A错误;
B.瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能转化为塞子的机械能,空气的内能减小,故B正确;
C.试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,故C错误;
D.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,内能减小,故D正确。
故选BD。
17、下列说法中正确的是( )
A.一般情况下柴油机的效率小于汽油机的效率
B.铁块很难被压缩,是因为分子之间同时存在着引力和斥力
C.两个光滑的铅块被压紧后“粘”在一起很难拉开,是因为分子间存在着引力
D.红墨水在热水中扩散得比在冷水中快,是因为温度越高分子热运动越剧烈
答案:CD
A.柴油机的压缩冲程的压缩程度更大,热量燃烧更充分,效率比汽油机高,故A错误;
B.铁块很难被压缩,因为分子间存在相互作用的斥力,故B错误;
C.两个光滑的铅块被压紧后,由于分子间存在相互作用的引力而使两个铅块“粘”在一起,故C正确;
D.墨水在热水中比冷水中扩散快,由于分子的热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越快,故D正确。
故选CD。
18、下列说法中正确的是( )
A.物体在熔化过程中吸收热量,内能增大
B.物体的内能增加一定是由于吸收了热量
C.酒精的热值是3.0×107J/kg,表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J
D.一杯水的比热容比一桶水的比热容小
答案:AC
A.物体熔化过程中,温度不变,吸热热量,内能增加,故A正确;
B.做功和热传递都可以改变物体的内能,所以物体的内能增加,可能是吸收热量,也可能是外界对其物体做功,故B错误;
C.酒精热值是3.0×107J/kg,它表示的物理意义是:1kg酒精完全燃烧后放出的热量是3.0×107J,故C正确;
D.比热容属于物质的特性,只与物体的种类和状态有关,一杯水的比热容与一桶水的比热容相同,故D错误。
故选AC。
19、如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中不正确的是( )
A.汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
B.试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
C. 厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
D.瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
答案:ACD
A.图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A错误,符合题意;
B.图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,温度降低,故B正确,不符合题意;
C.图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C错误,符合题意;
D.图中瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,内能转化为机械能,空气的内能减小,故D错误,符合题意。
故选ACD。
20、某台四冲程内燃机,转速为3000revs/min,它的一个工作冲程如图所示,下列关于汽油机工作的说法错误的是( )
A.汽油机每秒完成100个工作循环,做功25次
B.图示冲程中,机械能转化为内能
C.这台内燃机完成一个冲程的时间0.1s
D.汽油燃烧时,将汽油化学能直接转化为活塞机械能
答案:ACD
A.内燃机的转速为3000revs/min,每秒钟转50圈,所以汽油机每秒完成25个工作循环,做功25次,故A错误,符合题意;
B.如图所示,进气门、排气门均关闭,活塞向上运动,所以该冲程是压缩冲程,机械能转化为内能,故B正确,不符合题意;
C.汽油机每秒完成25个工作循环,一个工作循环4个冲程,所以这台内燃机完成一个冲程的时间0.01s,故C错误,符合题意;
D.汽油燃烧时,汽油化学能转化为气体的内能,再转化为活塞的机械能,故D错误,符合题意。
故选ACD。
21、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,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,与内燃机做功冲程原理相同
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
答案:BC
A.小叶轮转动是利用水蒸气的内能对小叶轮做功的结果,故A错误;
B.水蒸气驱动叶轮转动,是内能转化为机械能的过程,这与内燃机做功冲程原理相同,故B正确;
C.能量的转化和转移的过程中,一定会存在能量的损耗,故小叶轮获得的能量小于水蒸气的内能,故C正确;
D.酒精热值是酒精本身的一种属性,其热值的大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量和燃烧程度无关,故D错误。
故选BC。
22、关于内能,以下观点正确的是( )
A.热机在做功冲程是内能转化为机械能
B.热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
C.物体的内能增加不一定是吸收了热量
D.物体的温度不变,但内能可能改变
答案:ACD
A.做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能,故A正确;
B.发生热传递的条件是:有温度差,所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体,内能大的物体的温度不一定高,故B错误;
C.物体的内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故C正确;
D.物体的温度不变,内能可能改变,例如晶体的熔化过程中,晶体吸收热量,温度不变,内能变大,故D正确。
故选ACD。
23、下列说法正确的是( )
A.物体内能增加,不一定吸收了热量
B.物体的温度越高,所含热量越多
C.物体温度升高,内能一定增加
D.煤的热值比干木材大,所以完全燃烧煤时产生的热量多
答案:AC
A.物体的内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故A正确;
B.热量是一个过程量,不能说物体所含热量的多少,故B错误;
C.物体的内能与温度、质量以及状态有关,同一物体温度升高,内能一定增加,故C正确;
D.完全燃烧煤、干木材时产生的热量,除了与热值有关外,还与燃料的质量大小有关,所以煤的热值比干木材大,完全燃烧煤时产生的热量不一定多,故D错误。
故选AC。
24、某种煤油有关数据如下表:
熔点
-30℃
热值
4.5×107J/kg
沸点
160℃(一个标准大气压)
比热容
2.1×103J/(kg⋅℃)
密度
0.8×103kg/m3
体积膨胀系数
1×103/℃
如图,有一只煤油加热灯,内装50g煤油,正在加热烧杯中质量为200g,初温为20℃的煤油,经过10min后,烧杯中的煤油温度升为80℃,加热灯中的煤油变为48g,若不计加热过程中煤油的蒸发,当地气压为一个标准大气压,若杯中煤油相同时间吸热相等,则( )
A.在这10min内,装置的加热效率为50%
B.加热过程中,杯中煤油密度变小
C.杯中煤油的每秒平均吸热为160J
D.若继续再加热20min,杯中煤油温度会变为160℃
答案:BD
A.由比热容的计算公式可得,杯中煤油吸收的热量为
Q吸=cm1Δt=2.1×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×(80℃-20℃)=2.52×104J
根据热量的计算公式可得,加热灯中煤油燃烧释放出的热量为
Q放=m2q=2×10-3kg×4.5×107J/kg=9×104J
由热机效率的计算公式可得,装置的加热效率为
η=Q吸Q放×100%=2.52×104J9×104J×100%=28%
故A不符合题意;
B.加热过程中,杯中煤油的质量不变,体积膨胀变大,由密度的计算公式可得,密度变小,故B符合题意;
C.杯中煤油吸热时间为
t=10min=600s
煤油的每秒平均吸热为
2.52×104J600s=42J/s
故C不符合题意;
D.继续加热20min,煤油吸收的热量为
Q'=42J/s×20×60s=5.04×104J
由
Q吸=cmΔt
可得,煤油升高的温度为
Δt=Q'cm1=5.04×104J2.1×103J/(kg⋅℃)×0.2kg=120℃
煤油的终温为
t=80℃+120℃=200℃>160℃
由于煤油沸腾后吸热,温度不变,其温度会保持在160℃,故D符合题意。
故选BD。
25、关于热值和热机效率,下列说法中正确的是( )
A.燃料燃烧得越充分,它的热值就越大B.燃料的热值大小与它质量的大小无关
C.热机做的有用功多,热机的效率就高D.通常蒸汽机的效率比内燃机的效率低
答案:BD
A.热值只与燃料种类有关,与是否完全燃烧无关,燃料燃烧得越充分,它的热值不变,故A错误;
B.热值是物质的一种特性,与质量的大小无关,故B正确;
C.热机的效率等于有用功与燃料完全燃烧释放热量的比值,热机做的有用功多,燃料完全燃烧释放热量未知,热机的效率不一定就高,故C错误;
D.在热机中,蒸汽机的效率最低,通常蒸汽机的效率比内燃机的效率低,故D正确。
故选BD。
填空题
26、小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将1kg的水从20∘C加热到60∘C,消耗了0.01m3天然气(假设天然气完全燃烧),已知水的比热容为4.2×103J/kg⋅℃,天然气的热值为4.0×107J/m3,则此次燃气灶烧水的效率为______。
答案:42%
水吸收的热量为
Q吸=cmt-t0=4.2×103J/kg⋅℃×1kg×60℃-20℃=1.68×105J
天然气放出的热量为
Q放=Vq=0.01m3×4.0×107J/m3=4.0×105J
燃气灶烧水的效率为
η=Q吸Q放×100%=1.68×105J4.0×105J×100%=42%
27、使用清洁能源天然气有助于国家提出的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2kg,初温为15℃的水加热到95℃,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4.2×103J/(kg·℃),天然气热值为4.2×107/m3)
答案: 6.72×105 0.04
[1] 水吸收的热量是
Q吸=cmΔt=4.2×103J/kg⋅℃×2kg×95℃-15℃=6.72×105J
故水吸收的热量是6.72×105J。
[2] 若此过程的热效率为40%,则天然气的释放的热量为
Q放=Q吸η=6.72×105J40%=1.68×106J
则天然气的体积为
V=Q放q=1.68×106J4.2×107J/m3=0.04m3
则天然气的体积为0.04m3。
28、手机屏幕工作时将 ___________能转化为光能,其发出的蓝光属于 ___________光(选填“可见”或“不可见”),对人眼伤害较大,造成近视时需要佩戴 ___________透镜进行矫正。
答案: 电 可见 凹
[1]手机屏幕工作时依赖电池提供能量必光,故是将电能转化为光能。
[2]蓝光人眼能够看得见,属于可见光。
[3]近视眼是因为晶状体比较厚,折光能力比较强,光线会聚在视网膜的前面,可以配戴具有发散作用的凹透镜进行矫正。
29、汽油机工作时是___________能与___________能相互转化的过程,若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,则该汽油机每秒钟做功________次。
答案: 内 机械 10
[1][2]热机工作中有吸气、排气冲程无能量转换,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。
[3]热机的一个工作循环有4个冲程,飞轮转动2圈,对外做功1次。若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,则该汽油机每秒钟做功的次数为
1200602次=10次
30、2022年6月5日,“神舟十四号”火箭发射成功,火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的________较大;火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是________能转化为机械能。
答案: 热值 内
[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值比较大,相同质量的燃料,液态氢完全燃烧释放的热量多。
[2]火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是燃料燃烧释放的内能,是将燃料的化学能转化为内能,再将内能转化为机械能,从而实现了火箭升空。
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