2024-2025學年初中同步測控優化設計物理九年級全一冊配人教版第14章內能的利用第1節熱機知能演練提升能力提升1.下列關于內燃機的說法正確的是()A.汽車的發動機是內燃機B.蒸汽機、汽輪機、噴氣發動機都是內燃機C.內燃機工作時,壓縮沖程將內能轉化為機械能D.火箭的發動機是一種內燃機2.右圖為汽油機工作過程中的某個沖程,對此沖程下列敘述正確的是()A.壓縮沖程,機械能轉化為內能B.壓縮沖程,內能轉化為機械能C.做功沖程,機械能轉化為內能D.做功沖程,內能轉化為機械能3.柴油機上安裝了一個笨重的飛輪,是為了()A.增加功率B.節省燃料C.可以做更多的功D.利用飛輪慣性完成吸氣、壓縮和排氣三個輔助沖程4.汽油機在做功沖程中,高溫氣體迅速膨脹而做功,此時氣體的溫度和內能的變化情況是()A.溫度降低,內能增大 B.溫度不變,內能不變C.溫度升高,內能增大 D.溫度降低,內能減小5.下列關于汽油機的說法正確的是()A.汽油機上的火花塞壞的時候,可以用柴油機的噴油嘴代替B.汽油機中的燃料完全可以用柴油來代替C.汽油機與柴油機除了所用燃料之外,其余沒有區別D.汽油機和柴油機可以達到相同的功率6.(2020·遼寧朝陽中考)內燃機的一個工作循環是由四個沖程組成的,右圖所示的是工作循環中的沖程;若飛輪轉動40周,則對外做功次。

7.右圖是演示點火爆炸的實驗裝置,按動電火花發生器的按鈕,點燃盒內酒精,盒蓋被打出去,這與四沖程汽油機的沖程的能量轉化相同。

★8.某種內燃機某一沖程的示意圖如圖所示,由圖可知:(1)這種內燃機是機;

(2)該內燃機的工作過程有、、、四個沖程,圖中所示的狀態表示的是沖程;

(3)在這個沖程中能轉化為能;

(4)完成這一沖程,曲軸和飛輪轉圈;

(5)仔細觀察其銘牌,可看見“1800r/min”字樣,則它正常工作時,1s對外做功次,完成個工作循環,個沖程。

探究創新★9.有的同學由下圖中的裝置聯想到內燃機,請你用連線的方式來反映出該同學聯想的思維過程。酒精燃燒堅固汽缸高溫高壓水蒸氣 活塞運動做功玻璃管 燃料燃燒木塞沖出 高溫高壓燃氣

知能演練·提升1.A汽車的發動機是內燃機,選項A正確;內燃機包括汽油機和柴油機,蒸汽機、汽輪機、噴氣發動機都是熱機,但不屬于內燃機,選項B錯誤;內燃機工作時,壓縮沖程將機械能轉化為內能,選項C錯誤;火箭的發動機不屬于內燃機,選項D錯誤。2.A進氣門和排氣門都是關閉的,活塞上行,可以判斷是壓縮沖程,在壓縮沖程中機械能轉化為內能,故A正確,B、C、D錯誤。3.D本題要求對柴油機的工作過程理解透徹,并能用基礎知識分析柴油機的結構原理。柴油機工作前要靠外力使飛輪旋轉,儲存一定量的機械能。吸氣和壓縮沖程消耗飛輪的機械能。做功沖程中內能轉化為活塞的機械能,并有一部分機械能由飛輪貯存,提供排氣沖程及下一循環的吸氣和壓縮沖程中活塞的運動。選項D正確。4.D汽油機在做功沖程中,汽油機內部的高溫氣體迅速膨脹對外做功時,內能轉化為機械能,故氣體的內能會減小,氣體的溫度會降低。5.D汽油機的火花塞是用來產生電火花的,柴油機的噴油嘴是噴油用的,二者不可互換;因為汽油機與柴油機工作過程有差異,所以燃料不可用柴油代替;汽油機與柴油機在構造、工作過程中有所不同,在特殊的情況下,汽油機和柴油機的功率可以一樣大。只有選項D正確。6.解析活塞向上運動,進氣門和排氣門均關閉,所以題圖所示的是工作循環中的壓縮沖程。內燃機一個循環,四個沖程,飛輪轉動2周,做功1次,所以若飛輪轉動40周,則對外做功20次。答案壓縮207.解析當按動電火花發生器的按鈕時,酒精燃燒后的燃氣對盒蓋做功,將燃氣的內能轉化為盒蓋的機械能,燃氣的內能減少;四沖程熱機中的做功沖程就是利用內能來做功,將內能轉化為機械能的。答案做功8.解析(1)由題圖可知,內燃機的頂端是噴油嘴,所以該內燃機是柴油機;(2)四沖程柴油機的一個工作循環有吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程,題圖中氣門閉合、活塞上行,所以是壓縮沖程;(3)壓縮沖程是機械能轉化為內能的沖程;(4)曲軸轉一圈可以完成2個沖程,所以完成一個壓縮沖程時曲軸轉動半圈;(5)四沖程柴油機曲軸轉速是1800r/min,所以此柴油機1s轉30圈,可完成15個工作循環,60個沖程,對外做功15次。答案(1)柴油(2)吸氣壓縮做功排氣壓縮(3)機械內(4)半(5)1515609.解析由該裝置的工作過程及其原理知,木塞沖出是因為玻璃試管里水蒸氣做功,使木塞獲得機械能,故內燃機汽缸中的活塞應與這里的木塞相對應;酒精燃燒釋放熱量,使玻璃管里產生高溫高壓水蒸氣,水蒸氣膨脹做功,這是與內燃機油料燃燒使汽缸內產生高溫高壓燃氣,燃氣膨脹對外做功相對應的,玻璃管中產生高溫高壓水蒸氣與堅固汽缸中產生高溫高壓燃氣相對應,而玻璃管與堅固汽缸相對應。答案第2節熱機的效率知能演練提升能力提升1.一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的質量、密度、比熱容和熱值的情況是()A.質量、密度、比熱容和熱值不變B.質量和密度變為原來的一半,比熱容和熱值不變C.質量和熱值變為原來的一半,密度和比熱容不變D.質量變為原來的一半,密度、比熱容和熱值不變2.發射衛星的火箭常使用液態氫作為燃料,主要是因為液態氫具有()A.較小的密度 B.較大的比熱容C.較低的沸點 D.較高的熱值3.下圖為內燃機的能流圖,則內燃機的效率可表示為()A.η=E1+B.η=E2EC.η=E1+D.η=E1E4.為了節約能源,需要提高熱機的效率,下列措施不能提高熱機效率的是()A.讓燃料與空氣混合充分,使燃料燃燒得比較完全B.在設計與制造熱機時要不斷改進與創新,以減少能量的損失C.盡量減少熱機內部各部件間的摩擦D.盡量增加熱機的工作時間5.利用如圖所示的裝置,運用控制變量法,通過觀察現象即可比較酒精和碎紙熱值的大小,為完成實驗,要求()A.酒精和碎紙的質量相同,兩只燒杯內水的質量相同B.酒精和碎紙的質量不同,兩只燒杯內水的質量不同C.酒精和碎紙的質量相同,兩只燒杯內水的質量不同D.酒精和碎紙的質量不同,兩只燒杯內水的質量相同6.用煤氣灶把2kg,初溫為30℃的水燒到80℃,消耗了20g煤氣,已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),煤氣的熱值為4.2×107J/kg,則水吸收的熱量為J,煤氣完全燃燒放出的熱量為J,煤氣灶燒水的效率為%。

7.太陽能是一種清潔能源。某太陽能熱水器每天能使500kg的水溫度升高30℃,那么這些水吸收的熱量為J,這些熱量相當于完全燃燒m3的天然氣放出的熱量。[天然氣的熱值取4.2×107J/m3,水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)]

★8.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,取不同質量的這三種物質分別進行完全燃燒,得到了下表的數據:燃料的質量/g100200燃料完全燃燒放出的熱量Q木柴/J1.3×1062.6×106Q焦炭/J3.0×1066.0×106Q木炭/J3.4×1066.8×106燃料的質量/g300400燃料完全燃燒放出的熱量Q木柴/J3.9×1065.2×106Q焦炭/J9.0×10612.0×106Q木炭/J10.2×10613.6×106(1)從表中的數據可以得到,相同質量的不同燃料,它們完全燃燒所釋放的熱量是的;對于同一種燃料,質量越大,完全燃燒所釋放的熱量越。

(2)從表中的數據還可以看出,對于同一種燃料,和的比值是不變的,這個不變的比值,反映了燃料本身的一種性質,物理學中把它稱之為,它是用來描述燃料完全燃燒時,釋放熱量能力大小的物理量。

(3)完全燃燒0.01m3的天然氣放出的熱量是J;如果這些熱量完全用于加熱水,可使kg的水溫度升高10℃;實際加熱這些水所燃燒的天然氣比上述要多許多,原因是用燃氣灶燒水時,除了水吸收的熱量外,一部分傳給了盛水容器,另外一部分傳給了(答一個即可)。[q天然氣=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]

9.“卡路里”簡稱“卡”,是熱量的一個單位,現在仍被廣泛使用在營養計量和健身手冊中。1卡是這樣規定的:在標準大氣壓下,1g水溫度升高1℃吸收的熱量。那么1卡=J。一輛汽車發動機的效率是35%,那么該車完全燃燒1kg汽油做的有用功是J。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q汽油=4.6×107J/kg]

探究創新★10.某物理小組的同學在社會實踐活動中,通過實際調查和網上查詢,繪制了一輛某種型號普通轎車在額定功率下行駛時單位時間內的能量流向圖,請你參與討論有關問題。(1)根據圖中的能量流向,說出該轎車行駛時有哪幾方面的能量損耗。(2)若將機器轉化為有用功的能量與輸入發動機的能量的比值定義為“能量轉化效率”。由圖中提供的數據可得,該轎車的能量轉化效率為。(保留一位小數)

(3)對減少汽車行駛中的能量損耗,據你所知,給出一條建議。(不作解釋)

知能演練·提升1.D一杯酒精用掉一半,剩下的酒精的質量變為原來的一半,密度、比熱容和熱值是物質的屬性,不隨物體質量的改變而改變,故它們大小不變。2.D火箭采用液態氫作為燃料,原因是液態氫具有較高的熱值,完全燃燒相同質量的氫時,可以釋放出更多的熱量,故D正確。3.B內燃機的效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒產生的熱量的比值,從能量流向圖可得出其效率的表達式為選項B。4.D熱機效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機部件間的摩擦都可以提高熱機的效率。故A、B、C不符合題意。增加熱機的工作時間,并不能減少熱量的損失,不能提高熱機的效率,故D符合題意。5.A實驗采用控制變量法,應用天平分別測出等質量的酒精和碎紙屑,將其放入裝置中的燃燒皿內;因燃料的熱值不能直接測量,但燃料燃燒放出的熱量可以被水吸收,從而使相同質量的水溫發生變化,所以可以通過溫度計示數的變化(水升高的溫度)來比較燃料熱值的大小關系,故選A。6.解析水吸收的熱量為Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-30℃)=4.2×105J,煤氣完全燃燒放出的熱量為Q放=mq=0.02kg×4.2×107J/kg=8.4×105J,煤氣灶燒水的效率為η=Q吸Q放×100%=4答案4.2×1058.4×105507.解析根據吸熱公式得Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×30℃=6.3×107J,根據氣體燃料燃燒放熱公式Q放=Vq,得V=Q放q=6.3×答案6.3×1071.58.解析(1)由表格中數據可知,完全燃燒質量相同的木柴、焦炭、木炭放出的熱量不同;對于同一種燃料,質量越大,完全燃燒所釋放的熱量越多。(2)對于同一種燃料,完全燃燒放出的熱量與燃料的質量成正比,即完全燃燒放出的熱量與質量的比值不變;物理學中用熱值表示燃料的這一特性。(3)完全燃燒0.01m3的天然氣放出的熱量Q放=Vq=0.01m3×4.2×107J/m3=4.2×105J;由于Q吸=Q放,由Q=cmΔt得,水的質量m=QcΔt=4.2×答案(1)不同多(2)完全燃燒放出的熱量質量熱值(3)4.2×10510空氣9.解析c水=4.2×103J/(kg·℃)=4.2J/(g·℃),所以1g水溫度升高1℃吸收的熱量為4.2J,根據卡的定義可得,1卡=4.2J;完全燃燒1kg汽油能放出熱量Q放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J,由η=W有Q放可得W有=Q放×η=4.6×107J×35%=1.61×107J,故該車完全燃燒1kg汽油做的有用功為1.61×107答案4.21.61×10710.解析(1)從題圖中很容易看到,能量損耗有摩擦、散熱、廢氣和燃料損耗。(2)根據題中給出的能量轉化效率的定義可知η=W有Q輸入。(3)答案(1)摩擦損耗、散熱損耗、廢氣損耗、燃料損耗。(2)12.7%(3)給機器加潤滑油,減少有害摩擦;改進油箱的密閉性,減少蒸發損耗;提高汽油質量;對排放的尾氣進行收集、再利用等(一條即可)。第3節能量的轉化和守恒知能演練提升能力提升1.某居民小區正在進行水路改造,改造中用到了一種打孔工具——沖擊鉆。沖擊鉆工作時,鉆頭在電動機的帶動下不斷地沖擊墻壁,打出圓孔,如圖所示,沖擊鉆在工作過程中,其能量轉化關系是()A.內能轉化為機械能B.內能轉化為電能C.只有機械能和內能的轉化D.有電能、機械能和內能的轉化2.太陽能是人類優先開發和利用的新能源之一,關于太陽能的利用,下列說法正確的是()A.圖甲中,綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能B.圖乙中,太陽能熱水器通過做功方式將太陽能轉化為水的內能C.圖丙中,太陽能交通信號燈將太陽能直接轉化為信號燈的光能D.圖丁中,首架環球航行的太陽能飛機將太陽能直接轉化為飛機的機械能3.下列對能量轉化分析錯誤的是()A.水電站主要將機械能轉化為電能B.核電站主要將核能轉化為電能C.太陽能熱水器主要將太陽能轉化為內能D.熱機主要將機械能轉化為電能4.如圖所示,有關這個蒸汽機模型的說法不正確的是()A.酒精燃燒時將內能轉化為化學能B.水吸熱發生了汽化現象C.蒸汽的內能轉化為輪子的機械能D.內能的一個重要應用是可以用來做功5.美國哈佛大學的學生設計制作了一種發電足球,球在被踢的過程中,其內部裝置能夠發電,并將產生的電能儲存在蓄電池中,用來點亮LED燈,該過程中的能量轉化形式是()A.動能→電能→化學能→光能B.電能→動能→化學能→光能C.動能→電能→光能→化學能D.電能→動能→光能→化學能6.(2020·山東威海中考)“花餑餑”是山東省非物質文化遺產。下列關于蒸餑餑的過程,說法錯誤的是()A.燃料的化學能轉化為餑餑的內能B.水沸騰后繼續吸熱,溫度保持不變C.用做功的方法增大了餑餑的內能D.餑餑香氣四溢說明分子在不停地運動★7.如圖所示的日月壇·微排大廈(簡稱日月壇)實現了太陽能熱水供應、采暖、制冷、光伏發電等。利用光伏發電,白天太陽能轉化為電能,除供正常使用外,將多余的能量儲存在蓄電池內供夜晚使用。請完成下面的方框圖,使其正確反映這個過程中能量發生轉化的情況。探究創新★8.電站一旦工作,就不能隨意停下來,而電網白天用電量多,深夜用電量少,為了使電站穩定工作,建設了抽水蓄能電站。深夜,電動水泵將山下水庫的水抽到山頂水庫,如圖甲所示。白天用電高峰時,再把山頂水庫的水放下來推動水輪機發電,如圖乙所示。請分析深夜和白天抽水蓄能電站工作過程中包含哪些能量的轉化過程。

知能演練·提升1.D當電流通過電動機時,電流做功,消耗電能轉化為機械能和內能;鉆頭沖擊墻壁,克服摩擦力做功,將機械能轉化為內能。由此分析可知,在該過程中存在電能、機械能和內能的轉化,故選項D正確。2.A綠色植物的光合作用是將光能轉化為化學能,儲存在植物體內,故選項A正確;太陽能熱水器內的水從太陽吸收熱量,內能增加、溫度升高,是通過熱傳遞的方式增加水的內能的,故選項B錯誤;太陽能信號燈先將太陽能轉化為電能,再轉化為光能,故選項C錯誤;太陽能飛機先將太陽能轉化為電能,再轉化為機械能,故選項D錯誤。3.D4.A酒精燃燒放出熱量,因而是把化學能轉化為內能,所以選項A不正確;水吸熱汽化產生蒸汽,推動風車轉動,將內能轉化為機械能,可見內能可以用來做功,故選項B、C、D均正確。5.A球在被踢的過程中,其內部的發電機工作,是將動能轉化為電能,然后再將電能轉化為化學能儲存在蓄電池中,LED燈發光時,將化學能轉化為光能,故選項A正確,選項B、C、D錯誤。6.C蒸餑餑時消耗了燃料的化學能,餑餑的內能增大,故燃料的化學能轉化為餑餑的內能,故A正確。根據液體沸騰的特點可知,水在沸騰過程中,吸收熱量,內能增加,溫度保持沸點不變,故B正確。蒸餑餑的過程中,用熱傳遞的方法增大了餑餑的內能,故C錯誤。蒸餑餑時香氣四溢是擴散現象,說明分子在不停地做無規則運動,故D正確。7.解析白天太陽能轉化為電能,除了供正常使用外,將多余的能量以化學能的形式儲存在蓄電池內,夜晚蓄電池再把化學能轉化為電能使用。答案化學能電能8.解析抽水蓄能電站工作時,深夜,電流通過水泵使水泵轉動,電能轉化為機械能,把山下水庫的水抽到山頂,水的動能轉化為水的重力勢能;白天,山頂水庫的水從高處流下,水的重力勢能轉化為水的動能,推動水輪機發電時,將機械能轉化為電能。答案深夜:電能轉化為機械能,水的動能轉化為水的重力勢能。白天:機械能轉化為電能,水的重力勢能轉化為水的動能。第十四章測評(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本大題共10小題,每小題3分,共30分。下列各題給出的四個選項中,只有一項符合題意)1.下列關于熱值的說法正確的是()A.燃料燃燒越充分熱值越大B.2kg的煤完全燃燒比1kg的煤完全燃燒熱值大C.1kg煤燃燒放出3×105J的熱量,則煤的熱值為3×105J/kgD.熱值是燃料的一種屬性,與燃料的質量無關,不同的物質熱值一般不同2.關于熱機,下列說法正確的是()A.隨著科學技術的發展,熱機的效率可達到100%B.四沖程汽油機在工作過程中,進氣門和排氣門同時關閉的沖程是做功沖程或壓縮沖程C.柴油機上安裝一個笨重的飛輪,是為了提高它的效率D.柴油機的效率比汽油機的高,這是因為柴油的熱值比汽油的大3.右圖為四沖程汽油機的一個沖程,下列說法正確的是()A.這是壓縮沖程,機械能轉化為內能B.這是壓縮沖程,內能轉化為機械能C.這是做功沖程,機械能轉化為內能D.這是做功沖程,內能轉化為機械能4.煤炭是一種重要能源,區別煤的優劣的科學辦法是檢測其()A.比熱容 B.密度C.熱值 D.溫度5.由q=Qm的關系,在討論一種燃料的熱值時,下述結論正確的是(A.熱值與燃料完全燃燒時放出的熱量成正比B.熱值與燃料的質量成反比C.熱值與燃料完全燃燒時放出的熱量成正比,與燃料質量成反比D.熱值與燃料燃燒時放出的熱量及燃料質量無關,是由燃料本身的性質決定的6.A、B兩種燃料,完全燃燒時能放出熱量之比QA∶QB=5∶3,它們的熱值之比qA∶qB=2∶3,則兩種燃料的質量之比mA∶mB是()A.10∶9 B.9∶10C.5∶2 D.2∶57.下列有關熱機的說法錯誤的是()A.可以采用增大熱機功率的方法來增大熱機的效率B.熱機工作的過程是將燃料燃燒獲得的內能轉化成機械能的過程C.熱機的大量使用會造成環境污染D.在四沖程內燃機中減少廢氣帶走的大量熱量可以大大提高熱機效率8.生活中能量轉化的實例很多,下列描述正確的是()A.摩擦生熱是把內能轉化為機械能B.燃料燃燒放熱是把內能轉化為化學能C.電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能D.植物進行光合作用是把化學能轉化為光能9.自由運動的滾擺,每次上升的高度逐漸減小,下列說法正確的是()A.機械能守恒B.能量逐漸消失C.只存在動能和勢能的相互轉化D.減小的那部分機械能轉化為其他形式的能,但總的能量守恒10.修建水電站,要選擇合適的地方筑壩蓄水,水從高處向下落,沖擊水輪機的葉輪,帶動發電機發電。在這個過程中,能量的轉化順序為()A.勢能—電能—動能B.勢能—動能—電能C.電能—動能—勢能D.動能—勢能—電能二、填空題(每空2分,共34分)11.“渦輪增壓”是目前在各種汽油機和柴油機中采用的一項節能、提高熱機功率的技術。它是利用熱機排出的廢氣帶動渦輪旋轉,先將新鮮空氣壓縮后再送入內燃機的進氣口。這樣做的好處是(選填“增大”或“減小”)排出廢氣所帶走的能量,(選填“提高”或“降低”)內燃機的效率。

12.有一箱木炭,它的質量為10kg,熱值為3.4×107J/kg,若用掉一半,剩下的木炭的熱值為,半箱木炭燃燒最多能放出的熱量是。

13.工程師設計了一款單缸六沖程內燃機,它每一個工作循環的前四個沖程與單缸四沖程內燃機相同,在第四沖程結束后,立刻向汽缸內噴水,水在高溫汽缸內迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣,推動活塞再次做功,水蒸氣溫度(選填“升高”“降低”或“不變”),其內能(選填“增加”“減少”或“不變”),這樣燃燒同樣多的燃料獲得了更多的機械能,提高了熱機的。為進入下一個工作循環,這款內燃機的第六沖程是沖程。

14.一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉速是1200r/min,每秒完成個工作循環,每秒鐘做功次。如圖所示,汽油機正處于沖程。

15.在火電站內,燃料的化學能經鍋爐、蒸汽輪機和發電機最終轉化為電能。蒸汽輪機的作用是將能轉化為機械能。若鍋爐、蒸汽輪機和發電機的效率分別為50%、70%和80%,則火電站的效率為。

16.閱讀下表,回答問題:一些燃料的熱值單位:J·kg-1干木柴約1.2×107酒精3.0×107焦炭3.0×107煙煤約2.9×107柴油4.3×107氫1.4×108無煙煤約3.4×107汽油4.6×107木炭3.4×107(1)從表中數據可知,完全燃燒相同質量的燃料放出熱量最多的是,從環保角度看最清潔的燃料是。

(2)完全燃燒0.5kg干木柴放出的熱量是J;如果這些熱量有42%被水吸收,可燒開初溫為35℃的水kg。[水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),水的沸點為100℃]

三、綜合題(17題5分,18題8分,19題8分,20題7分,21題8分,共36分)17.請將下列生活現象和與之相對應的能量轉化情況用線連起來。生活現象能量轉化情況A.電流通過燈絲熾熱發光 a.光能轉化為化學能B.來回迅速摩擦雙手 b.電能轉化為內能和光能C.用電飯煲煮飯 c.內能轉化為機械能D.水壺中的水沸騰后,

壺蓋被水蒸氣頂起 d.電能轉化為內能E.萬物生長靠太陽 e.機械能轉化為內能18.某同學學習了燃料的熱值后,自己設計了一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值大小關系。他實驗時組裝了圖甲和圖乙的兩套規格完全相同的裝置,并每隔1min記錄一次杯中水的溫度(見下表)。加熱的時間/min0123456甲杯的水溫/℃25272932343638乙杯的水溫/℃25262728293031(1)在安裝、調整實驗器材時,科學合理的順序是(甲圖中):先調整固定的位置,再調整固定的位置。(均選填“A”或“B”)

(2)為保證實驗結論的可靠,實驗時應控制兩套裝置中相同的量有:加熱時間和水的、。

(3)通過表中記錄的數據,你認為煤油和菜籽油兩種燃料中,熱值較大的是_________。

(4)該同學實驗前用天平測出了燒杯中水的質量及兩油燈中燃料的質量,并記錄了數據,利用公式Q吸=cm(t-t0)計算出了水吸收的熱量,他認為通過這些數據能準確地計算出煤油和菜籽油的熱值。你認為他的計算結果可靠嗎?;為什么?___________________________________________________________________。

19.用煤氣灶把2kg、初溫為20℃的水燒到100℃,消耗了0.03kg煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),煤氣的熱值為4.48×107J/kg。計算:(1)水吸收的熱量;(2)煤氣完全燃燒放出的熱量;(3)煤氣灶燒水的效率。20.小明家新安裝了一臺容積為0.5m3的太陽能熱水器,加滿水后,經過3h的陽光照射,水溫由15℃升高到35℃。在這3h內水吸收了多少熱量?若這些熱量由效率為13%的火爐燃燒焦炭來提供,則需燃燒焦炭多少千克?(焦炭的熱值是3.0×107J/kg)21.一輛氫氣動力試驗汽車的質量為1.5×103kg,10min內汽車在平直路面上勻速行駛了1.2×104m,消耗了0.15kg的氫氣。此過程汽車發動機產生的牽引力為1.0×103N。(氫氣的熱值取1.4×108J/kg,g取10N/kg)求:(1)牽引力做功的功率;(2)汽車發動機的效率。

第十四章測評1.D燃料的熱值僅與燃料的種類有關,而與燃料的燃燒程度無關,故A錯誤;燃料的熱值僅與燃料的種類有關,而與燃料的質量無關,故B錯誤;由于不確定燃料是否完全燃燒,不能計算煤的熱值,故C錯誤;熱值是燃料的一種屬性,與燃料的質量無關,不同的物質熱值一般不同,故D正確。2.B3.D由題圖可知,汽油機的火花塞正在打火,所以汽油機正處于做功沖程,在做功沖程中的能量轉化是內能轉化為機械能,故A、B、C錯,D正確。4.C某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比叫作這種燃料的熱值,熱值反映了相同質量的不同燃料放出熱量的多少。比熱容反映的是質量相同的某種物質升高相同的溫度吸收熱量多少的物理量。密度是某種物質組成的物體的質量與它的體積之比。溫度是物體的冷熱程度。作為能源的煤炭,質量優劣取決于煤炭完全燃燒放出熱量的多少。5.D熱值是燃料本身的一種特性,它只與燃料的種類有關,與燃料的形態、質量、體積、是否完全燃燒均沒有關系。6.C根據熱值計算公式q=Qm得m=QmA7.A用來做有用功的能量和燃料完全燃燒放出的熱量的比值叫熱機效率,增大熱機功率不能增大熱機的效率,選項A錯誤,符合題意;熱機工作的過程是將燃料燃燒獲得的內能轉化成機械能的過程,選項B正確,不符合題意;熱機的使用,使人類對化石能源的依賴很強,現在造成大氣污染的重要原因就是化石能源的大量利用,選項C正確,不符合題意;設法利用廢氣的能量是提高熱機效率的重要措施,選項D正確,不符合題意。8.C摩擦生熱是克服摩擦做功,摩擦過程中,消耗了機械能,內能增大,機械能轉化為內能,A錯誤;燃料燃燒放熱是把化學能轉化為內能,B錯誤;電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能,C正確;植物吸收太陽光進行光合作用是把光能轉化為化學能,D錯誤。9.D自由運動的滾擺,上升過程中動能轉化為重力勢能,下降過程中重力勢能轉化為動能,由于每次上升的高度逐漸減小,所以機械能減少,故選項A錯誤。減少的機械能是由于滾擺運動時機械能轉化成了其他形式的能,在能量的轉化過程中總的能量是守恒的,故選項B、C錯誤,選項D正確。10.B高處的水流下來時水的重力勢能減小,動能增大,重力勢能轉化為動能;水沖擊水輪機的葉輪,水的動能轉移到葉輪上;水輪機的葉輪帶動發電機發電,葉輪上的機械能轉化成電能。整個過程中,能量轉化的順序是勢能、動能、電能。11.解析在內燃機的能量損失中,廢氣帶走了大部分的熱量,所以“渦輪增壓”利用內燃機排出的廢氣帶動渦輪旋轉,充分利用了廢氣帶走的熱量,提高了內燃機的效率。答案減小提高12.解析熱值是燃料的一種特性,它只跟燃料的種類有關,跟燃料的質量、燃燒程度等無關。若用掉一半,剩余木炭的質量是5kg,完全燃燒這些木炭放出的熱量Q放=mq=5kg×3.4×107J/kg=1.7×108J。答案3.4×107J/kg1.7×108J13.解析水蒸氣推動活塞做功時,水蒸氣的內能減小,溫度降低,水蒸氣的內能轉化為機械能,這樣在六個沖程中兩次做功,提高了熱機的效率,水蒸氣推動活塞做功后,進入下一個工作循環前,必須先將剩余的廢氣排出汽缸,即第六沖程應是排氣沖程。答案降低減少效率排氣14.答案1010做功15.解析蒸汽輪機的作用是將內能轉化為機械能;已知鍋爐、蒸汽輪機和發電機的效率分別為η1=50%、η2=70%和η3=80%,所以火電站的效率為η=η1η2η3=50%×70%×80%=28%。答案內28%16.解析(1)從表中數據可以看出氫的熱值最大,所以完全燃燒相同質量的燃料時,氫放出的熱量最多。由于氫燃燒后生成水,而沒有其他廢氣,所以從環保角度看最清潔的燃料是氫。(2)完全燃燒0.5kg干木柴放出的熱量Q放=mq=0.5kg×1.2×107J/kg=6×106J,Q吸=ηQ放=42%×6×106J=2.52×106J,故m=Q吸cΔt=2.答案(1)氫氫(2)6×1069.2317.解析電流通過燈絲熾熱發光,消耗的是電能,獲得了內能和光能,屬于電能轉化為內能和光能;來回迅速摩擦雙手,是克服摩擦力做功,使手的內能增大,溫度升高,屬機械能轉化為內能;家里用電飯煲煮飯,消耗電能,獲得內能,屬電能轉化為內能;水沸騰后,壺蓋被頂起屬于內能轉化為機械能;萬物生長靠太陽屬于光能轉化為化學能。答案A—bB—eC—dD—cE—a18.答案(1)BA(2)質量初溫(3)煤油(4)不可靠煤油和菜籽油不可能完全燃燒,且有熱量損失(容器、石棉網、鐵圈等要吸熱,水、容器等向周圍環境散熱,故無法準確計算燃料的熱值)19.解析(1)水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J。(2)0.03kg煤氣完全燃燒放出的熱量Q放=mq=0.03kg×4.48×107J/kg=1.344×106J。(3)煤氣灶燒水的效率η=Q吸Q放答案(1)6.72×105J(2)1.344×106J(3)50%20.解析水的體積V=0.5m3,所以質量m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.5m3=500kg水溫由15℃升到35℃,水吸熱為Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(35℃-15℃)=4.2×107J因此,3h內水吸收熱量4.2×107J。若由焦炭來供熱,則Q放=m焦炭q×13%所以m焦炭=Q放q×13%=約需要焦炭10.8kg。答案4.2×107J10.8kg21.解析(1)牽引力所做的功W=F牽s=1.0×103N×1.2×104m=1.2×107J,牽引力做功的功率P=Wt=1.2×1(2)氫氣完全燃燒放出的熱量Q放=mq=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J,汽車發動機的效率η=WQ放=1.2×1答案(1)2×104W(2)57.1%第十四章測評(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本大題共10小題,每小題3分,共30分。下列各題給出的四個選項中,只有一項符合題意)1.下列關于熱值的說法正確的是()A.燃料燃燒越充分熱值越大B.2kg的煤完全燃燒比1kg的煤完全燃燒熱值大C.1kg煤燃燒放出3×105J的熱量,則煤的熱值為3×105J/kgD.熱值是燃料的一種屬性,與燃料的質量無關,不同的物質熱值一般不同2.關于熱機,下列說法正確的是()A.隨著科學技術的發展,熱機的效率可達到100%B.四沖程汽油機在工作過程中,進氣門和排氣門同時關閉的沖程是做功沖程或壓縮沖程C.柴油機上安裝一個笨重的飛輪,是為了提高它的效率D.柴油機的效率比汽油機的高,這是因為柴油的熱值比汽油的大3.右圖為四沖程汽油機的一個沖程,下列說法正確的是()A.這是壓縮沖程,機械能轉化為內能B.這是壓縮沖程,內能轉化為機械能C.這是做功沖程,機械能轉化為內能D.這是做功沖程,內能轉化為機械能4.煤炭是一種重要能源,區別煤的優劣的科學辦法是檢測其()A.比熱容 B.密度C.熱值 D.溫度5.由q=Qm的關系,在討論一種燃料的熱值時,下述結論正確的是(A.熱值與燃料完全燃燒時放出的熱量成正比B.熱值與燃料的質量成反比C.熱值與燃料完全燃燒時放出的熱量成正比,與燃料質量成反比D.熱值與燃料燃燒時放出的熱量及燃料質量無關,是由燃料本身的性質決定的6.A、B兩種燃料,完全燃燒時能放出熱量之比QA∶QB=5∶3,它們的熱值之比qA∶qB=2∶3,則兩種燃料的質量之比mA∶mB是()A.10∶9 B.9∶10C.5∶2 D.2∶57.下列有關熱機的說法錯誤的是()A.可以采用增大熱機功率的方法來增大熱機的效率B.熱機工作的過程是將燃料燃燒獲得的內能轉化成機械能的過程C.熱機的大量使用會造成環境污染D.在四沖程內燃機中減少廢氣帶走的大量熱量可以大大提高熱機效率8.生活中能量轉化的實例很多,下列描述正確的是()A.摩擦生熱是把內能轉化為機械能B.燃料燃燒放熱是把內能轉化為化學能C.電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能D.植物進行光合作用是把化學能轉化為光能9.自由運動的滾擺,每次上升的高度逐漸減小,下列說法正確的是()A.機械能守恒B.能量逐漸消失C.只存在動能和勢能的相互轉化D.減小的那部分機械能轉化為其他形式的能,但總的能量守恒10.修建水電站,要選擇合適的地方筑壩蓄水,水從高處向下落,沖擊水輪機的葉輪,帶動發電機發電。在這個過程中,能量的轉化順序為()A.勢能—電能—動能B.勢能—動能—電能C.電能—動能—勢能D.動能—勢能—電能二、填空題(每空2分,共34分)11.“渦輪增壓”是目前在各種汽油機和柴油機中采用的一項節能、提高熱機功率的技術。它是利用熱機排出的廢氣帶動渦輪旋轉,先將新鮮空氣壓縮后再送入內燃機的進氣口。這樣做的好處是(選填“增大”或“減小”)排出廢氣所帶走的能量,(選填“提高”或“降低”)內燃機的效率。

12.有一箱木炭,它的質量為10kg,熱值為3.4×107J/kg,若用掉一半,剩下的木炭的熱值為,半箱木炭燃燒最多能放出的熱量是。

13.工程師設計了一款單缸六沖程內燃機,它每一個工作循環的前四個沖程與單缸四沖程內燃機相同,在第四沖程結束后,立刻向汽缸內噴水,水在高溫汽缸內迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣,推動活塞再次做功,水蒸氣溫度(選填“升高”“降低”或“不變”),其內能(選填“增加”“減少”或“不變”),這樣燃燒同樣多的燃料獲得了更多的機械能,提高了熱機的。為進入下一個工作循環,這款內燃機的第六沖程是沖程。

14.一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉速是1200r/min,每秒完成個工作循環,每秒鐘做功次。如圖所示,汽油機正處于沖程。

15.在火電站內,燃料的化學能經鍋爐、蒸汽輪機和發電機最終轉化為電能。蒸汽輪機的作用是將能轉化為機械能。若鍋爐、蒸汽輪機和發電機的效率分別為50%、70%和80%,則火電站的效率為。

16.閱讀下表,回答問題:一些燃料的熱值單位:J·kg-1干木柴約1.2×107酒精3.0×107焦炭3.0×107煙煤約2.9×107柴油4.3×107氫1.4×108無煙煤約3.4×107汽油4.6×107木炭3.4×107(1)從表中數據可知,完全燃燒相同質量的燃料放出熱量最多的是,從環保角度看最清潔的燃料是。

(2)完全燃燒0.5kg干木柴放出的熱量是J;如果這些熱量有42%被水吸收,可燒開初溫為35℃的水kg。[水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),水的沸點為100℃]

三、綜合題(17題5分,18題8分,19題8分,20題7分,21題8分,共36分)17.請將下列生活現象和與之相對應的能量轉化情況用線連起來。生活現象能量轉化情況A.電流通過燈絲熾熱發光 a.光能轉化為化學能B.來回迅速摩擦雙手 b.電能轉化為內能和光能C.用電飯煲煮飯 c.內能轉化為機械能D.水壺中的水沸騰后,

壺蓋被水蒸氣頂起 d.電能轉化為內能E.萬物生長靠太陽 e.機械能轉化為內能18.某同學學習了燃料的熱值后,自己設計了一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值大小關系。他實驗時組裝了圖甲和圖乙的兩套規格完全相同的裝置,并每隔1min記錄一次杯中水的溫度(見下表)。加熱的時間/min0123456甲杯的水溫/℃25272932343638乙杯的水溫/℃25262728293031(1)在安裝、調整實驗器材時,科學合理的順序是(甲圖中):先調整固定的位置,再調整固定的位置。(均選填“A”或“B”)

(2)為保證實驗結論的可靠,實驗時應控制兩套裝置中相同的量有:加熱時間和水的、。

(3)通過表中記錄的數據,你認為煤油和菜籽油兩種燃料中,熱值較大的是_________。

(4)該同學實驗前用天平測出了燒杯中水的質量及兩油燈中燃料的質量,并記錄了數據,利用公式Q吸=cm(t-t0)計算出了水吸收的熱量,他認為通過這些數據能準確地計算出煤油和菜籽油的熱值。你認為他的計算結果可靠嗎?;為什么?___________________________________________________________________。

19.用煤氣灶把2kg、初溫為20℃的水燒到100℃,消耗了0.03kg煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),煤氣的熱值為4.48×107J/kg。計算:(1)水吸收的熱量;(2)煤氣完全燃燒放出的熱量;(3)煤氣灶燒水的效率。20.小明家新安裝了一臺容積為0.5m3的太陽能熱水器,加滿水后,經過3h的陽光照射,水溫由15℃升高到35℃。在這3h內水吸收了多少熱量?若這些熱量由效率為13%的火爐燃燒焦炭來提供,則需燃燒焦炭多少千克?(焦炭的熱值是3.0×107J/kg)21.一輛氫氣動力試驗汽車的質量為1.5×103kg,10min內汽車在平直路面上勻速行駛了1.2×104m,消耗了0.15kg的氫氣。此過程汽車發動機產生的牽引力為1.0×103N。(氫氣的熱值取1.4×108J/kg,g取10N/kg)求:(1)牽引力做功的功率;(2)汽車發動機的效率。

第十四章測評1.D燃料的熱值僅與燃料的種類有關,而與燃料的燃燒程度無關,故A錯誤;燃料的熱值僅與燃料的種類有關,而與燃料的質量無關,故B錯誤;由于不確定燃料是否完全燃燒,不能計算煤的熱值,故C錯誤;熱值是燃料的一種屬性,與燃料的質量無關,不同的物質熱值一般不同,故D正確。2.B3.D由題圖可知,汽油機的火花塞正在打火,所以汽油機正處于做功沖程,在做功沖程中的能量轉化是內能轉化為機械能,故A、B、C錯,D正確。4.C某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比叫作這種燃料的熱值,熱值反映了相同質量的不同燃料放出熱量的多少。比熱容反映的是質量相同的某種物質升高相同的溫度吸收熱量多少的物理量。密度是某種物質組成的物體的質量與它的體積之比。溫度是物體的冷熱程度。作為能源的煤炭,質量優劣取決于煤炭完全燃燒放出熱量的多少。5.D熱值是燃料本身的一種特性,它只與燃料的種類有關,與燃料的形態、質量、體積、是否完全燃燒均沒有關系。6.C根據熱值計算公式q=Qm得m=QmA7.A用來做有用功的能量和燃料完全燃燒放出的熱量的比值叫熱機效率,增大熱機功率不能增大熱機的效率,選項A錯誤,符合題意;熱機工作的過程是將燃料燃燒獲得的內能轉化成機械能的過程,選項B正確,不符合題意;熱機的使用,使人類對化石能源的依賴很強,現在造成大氣污染的重要原因就是化石能源的大量利用,選項C正確,不符合題意;設法利用廢氣的能量是提高熱機效率的重要措施,選項D正確,不符合題意。8.C摩擦生熱是克服摩擦做功,摩擦過程中,消耗了機械能,內能增