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第14章 内能的利用
一、选择题
1.关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）
A. 燃料完全燃烧时，它的热值最大 B. 没有燃烧的燃料，热值等于零
C. 煤燃烧时放出的热量，一般比计算值小 D. 燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量越多
【答案】C
2.水的比热容比煤油的大，隔着石棉网同时加热规格相同、分别装上质量和初温都相同的煤油和水的试管，至管内液体升温到40℃，这个过程中（ ）
A. 煤油温度先升到40℃ B. 同一时刻水的温度比煤油高
C. 加热相同时间，煤油吸收的热量多 D. 升高相同的温度，煤油需加热较长的时间
【答案】A
3.四冲程汽油机的工作示意图如下，其中使汽车获得动力的冲程是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
4.下列能量转化的实例中，将内能转化为机械能的是（ ）
A. 太阳能电池发电 B. 水蒸气把壶盖顶起 C. 电灯发光 D. 弹弓将石头弹出
【答案】B
5.柴油机的效率比汽油机高，这说明（ ）
A. 在单位时间内柴油机消耗的燃料比汽油机少 B. 在单位时间内柴油机消耗的燃料比汽油机多
C. 柴油的燃烧值比汽油高 D. 柴油机把柴油燃烧后的内能转化为机械能的比率比汽油机高
【答案】D
6.甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（）
A. 甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
B. 甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
C. 消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D. 做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
【答案】C
7. 摩托车上的热机工作时提供动力的是（ ）
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】C
8.历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨大进步，早期的蒸汽机是将水加热至高温，利用高温高压蒸汽推动机器转到的，与现在的内燃机相比，蒸汽机的效率较低，除了机械造的技术因素外，还有一个重要的原因是：（ ）
A. 内燃机所用燃料的热值高 B. 内热机燃料高温、高压、功率大
C. 蒸汽机工作是水蒸气带走了大部分能量 D. 蒸汽机工作过程不符合能的转化规律
【答案】C
9.如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于内能转化为机械能的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
10.如图所示，甲、乙是两个演示实验的示意图；，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图．下列说法中，正确的是（ ）
A. 丙图所示的是做功冲程，其工作原理如甲图所示的实验
B. 丙图所示的是压缩冲程，其工作原理如乙图所示的实验
C. 丁图所示的是压缩冲程，其工作原理如甲图所示的实验
D. 丁图所示的是做功冲程，其工作原理如乙图所示的实
【答案】B
11.现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
12. 下面对于内燃机的有关叙述中，不合理的是（ ）
A. 内燃机靠产生的高温、高压燃起做功 B. 内燃机用水来冷却，是因为水的比热容大
C. 内燃机排放的废气消耗了大量的能源 D. 内燃机工作时将机械能转化为内能
【答案】D
二、填空题
13.汽油机的效率通常只有20％～30%。造成有效能量损失的主要原因是：________。（写出一条即可）
【答案】未完全燃烧、机械克服摩擦做功损耗能量
14.小型汽油发电机是便捷的可移动电源，某工地用小型汽油发电直接向电锤供电，已知汽油的热值是4.6×107J/kg，发电机使用1kg汽油产生的热量是________J，发电机是产生________能的装置，电锤把电能转化为________。
【答案】4.6×107；电；机械能
15. 天然气的热值为4.2×107J/m3 ， 完全燃烧________m3的天然气可放出8.4×105J的热量，不计热量损失，这些热量可以使质量为________kg的水温度升高40℃[c水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]。
【答案】0.02；5
16.内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现将内能转化为机械能的是________冲程．发动机运行前必须加润滑油，是为了________．某品牌汽车100km耗油7kg，这些汽油完全燃烧要放出________J的热量．（汽油的热值q=4．6×107J/kg）
【答案】做功；减小摩擦；3．22×108
17.用酒精灯给试管加热，当木塞冲出试管口时，水蒸气的内能________，其能量转化与内燃机如图的这个冲程能量转化________（选填“相同”或“不同”）
【答案】减小；相同
18.某四冲程汽油机在正常工作时，每秒完成40个冲程，则它每秒对外做功 ________ 次，飞轮转过 ________ 圈．
【答案】10；20
19.农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤 . 完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出________J的热量；若这些热量被质量为20 kg，初温为20 ℃的水吸收，可使水温升高到70 ℃，则水吸收了________J的热量，此时烧水效率为________ . [已知q秸秆煤=2.1×107 J/kg，c水=4.2×103 J/（kg·℃）]
【答案】1.05×107；4.2×106；40%
20. 小林家的太阳能热水器某天使200kg的水温度升高40℃，则这些水吸收的热量为________J，这些热量相当于完全燃烧________m3的煤气放出的热量[煤气的热值约为4×107J/m3 ， 水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]．
【答案】3.36×107；0.84
三、实验探究题
21.根据所学知识完成实验：
（1）某同学用如图所示的装置测酒精的热值．加热前酒精灯的质量为m1 ， 加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温t1 ， 末温t2 ， 水的比热容用c表示．用以上符号表达该同学测酒精热值的计算式：________．该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因：________．
（2）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁．同样的汽油（如97#）加在T型轿车内比加在L型轿车内热值________（填“更大”、“一样大”或“更小”）．
【答案】（1）；没有考虑热量的散失
（2）一样大
22.小明想通过实验比较不同燃料的热值.他利用如图所示完全相同的甲、乙两套实验装置，用质量相等的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温都相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度.
（1）小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来， 并写出正确的实验方案.
答：________.
（2）为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是________.
（3）小明按正确方法进行实验后，发现甲中温度计最后的示数是乙中温度计最后示数的2倍，小明就认为酒精的热值是碎纸片的2倍的结论.这个结论是________.（选填“正确的”或“错误的”）
【答案】（1）不应比较相同时间内水升高的温度.应该比较燃料燃烧结束后水升高的温度
（2）天平
（3）错误的
四、解答题
23.一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107J有用功时，消耗的柴油质量是多少？（柴油的热值是4.3×107J)
【答案】【解答】∵η= ，
∴柴油机工作消耗的总能量（柴油完全燃烧放出的热量）
Q放= = =8.6×107J；
∵Q放=mq，
∴消耗柴油的质量：
m= = =2kg．
24.某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg水从25 ℃加热到100 ℃，燃烧了6 kg的无烟煤.水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×107 J/kg.求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
【答案】（1）解：锅炉内的水吸收的热量是：Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103 J/（kg·℃）×200 kg×（100-25）℃=6.3×107 J；
答：锅炉内的水吸收的热量是6.3×107 J.
（2）解：无烟煤完全燃烧放出的热量是：Q煤放=qm煤=3.4×107 J/kg×6 kg=2.04×108 J；
答：无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108 J.
（3）解：锅炉的效率η＝Q煤放×100 %＝2.04×108J×100 %≈31 %.
答：此锅炉的效率是31 %.
25.如图所示的是一个家用电熨斗，该电熨斗底板的金属片的质量为350g，此时室内温度为20℃．用该电熨斗熨烫衣服时需要将底板的金属片加热至170℃，且该过程共用时2min，求：[金属片的比热容是0.44×103J/（kg•℃），焦炭的热值为3.0×107J/kg，忽略热损失]
（1）该电熨斗在能够熨烫衣服时吸收的热量．
（2）若（1）中的热量全部由焦炭来提供，则相当于完全燃烧的焦炭的质量．
【答案】（1）解：金属片吸收的热量： Q吸=cm1（t﹣t0）=0.44×103J/（kg•℃）×0.35kg×（170℃﹣20℃）=23100J
（2）解：由题可知，焦炭完全燃烧放出热量：Q放=Q吸=23100J， 由Q放=mq得，需要焦炭质量：
m焦炭= = =7.7×10﹣4kg=0.77g
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