第十四章　内能的利用单元检测
(时间：60分钟　满分：100分)
一、(每小题4分，计40分)
1．下列现象中属于能量转移的是(　　　)
A．高处落下的小球速度越来越快
B．点燃的火箭腾空而起
C．雨天时发生雷电
D．热水在空气中逐渐变凉
2．下列现象与对应的能量的转化错误的是(　　)
A．火车过后，铁轨发热是机械能转化为内能
B．太阳光使黑塑料袋内水发热是光能转化为内能
C．电熨斗通电发热是内能转化为电能
D．生石灰加水发热是化学能 转化为内能
3．下列说法中错误的是(　　)
A．能量守恒定律只适用于物体内能的变化
B．只要有能的转化和转移 ，就一定遵从能量守恒定律
C．能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D．任何一种形式的能在其他形式能的过程中，消耗多少某种形式的能，就能得到多少其他形式的能，而能的总量是保持不变的
4．关于燃料的热值，以下说法中正确的是(　　)
A．燃料的热值 与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
5．汽车已走进很多现代家庭，下图为四冲程汽油机汽缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列，下列排序正确的是(　　)

A．乙甲丙丁 B．甲丁乙丙
C．丙乙甲丁 D．丙丁甲乙
6.下列提高燃料利用率的方法不正确的是(　　)
A．尽量增大受热面积
B．选用热值较高的燃料
C．把煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛
D．烧煤时，加大送风量
7．如图所示，从斜面上滚下的小球能推动平面上的木块前进一段距离，最后小球和木块都静止，对此现象，下列说法中正确的是(　　)

A．小球和木块的机械能都消失了
B．小球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变
C．小球和木块的机械能转化成其他形式的能量(如内能等)，但能的总量保持不变
D．以上说法都不对
8．下列说法，正确的是(　　)
A．橡皮筋被拉长后，分子之间只有引力
B．建筑工地上，汽车驶过时尘土飞扬，这是一种扩散现象
C．用锯锯木头，锯条发热，这是通过热传递改变物体的内能
D．四冲程汽油机的做功冲程使汽车获得动力
9．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是(　　)
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
10．完全燃烧42 g焦炭所放出的热量，若有50%被2 kg、30 ℃的水吸收，则水温可升高〔c水＝4.2×103 J/(kg•℃)、q焦炭＝3.0×107 J/(kg•℃)、此时外界为标准大气压〕(　　)
A．70 ℃ B．75 ℃
C．100 ℃ D．105 ℃
二、题(每空2分，共30分)
11．汽油机的压缩冲程中，汽缸内汽油和空气混合物的 压强________，温度________。
12．国家“西气东输”工程正源源不断地向某市输送清洁能源——天然气。天然气燃烧时，可以将________能转化为内能。已知天然气的热值为4×107 J/3，则每输送100 3的天然气，完全燃烧后就相当于向某市输送了________J的能量。
13．新疆冬季房屋内多靠“暖气”取暖。“暖气”中用水做输送能量的物质，是因为水的________大；改用煤气做燃料来给水加热，是因为煤气的________高，且污染小。
14．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600转/分，该柴油机活塞1 s对外做功________次。若其效 率为40%，消耗5 kg的柴油转化成的机械能是________J。(q柴油＝4.3×107 J/kg)
15．用煤气灶把1 kg、初温为20 ℃的水烧到70 ℃，消耗了10 g煤气。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg，则水吸收的热量为________J，煤气完全燃烧放出的热量为________J，煤气灶烧水的效率为________%。
16．如图所示是道路维修时常用的路面钻机(俗称“啄木鸟”)，该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。气体推动活塞 时是将________能转化为________能；钻头制成锥形是为了____________________________；“啄木鸟”中用到了柴油机， 若其机械效率是40%，则完全燃烧50 kg柴油对外做的有用功是______J(柴油的热值是4.3×107 J/kg)。

三、实验题(本题12分)
17．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。

(1)比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择___ _____两图进行实验；
(2)水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)，它的物 理意义是________________________；
(3)酒精的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧10 g酒精放出的热量为________J。
四、(每题9分，共18分)
18．用天然气灶烧水，燃烧0.5 3的天然气，使100 kg的水从20 ℃升高到70 ℃。已知水的比热容c＝4.2×103 J/(kg•℃)，天然气的热值q＝7.0×107 J/3。求：
(1)0.5 3天然气完全燃烧放出的热量Q放。
(2)水吸收的热量Q吸。
(3)燃气灶的效率η。
19．目前，“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗、提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。
(1)大多数家用汽车的发动机为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶。请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整。

汽油机的能流图

(2)发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。
厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下：
①测试数据：汽车在平直公路上以90 k/h的速度匀速行驶时，百千米耗油量为V0(L)，发动机输出功率为P0(kW)；②使用燃料：93号汽油〔热值为q0(J/kg)、密度ρ0(kg/3)〕。
请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率。

参考答案
1答案：D　点拨：能量的转移是指同一种能量从一个物体转移到另一个物体或从一个物体的一个部位转移到另一个部位，能量的种类不变；能量的转化是一种形式的能量变为另一种形式的能量，能量的类型发生了变化。
2答案：C
3答案：A　点拨：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，适用于宇宙中的一切能量转化，因此A选项是错误的，故正确答案为A。
4答案：A　点拨：燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料是否燃烧和完全燃烧、燃料的质量等无关，只与燃料的种类有关，故A正确，C、D错误；热值的定义是1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，故B错误。
5答案：C　
6.B
7答案：C　点拨：由于小球跟斜面、小球和木块与水平面间都有摩擦存在，小球和木块都要克服摩擦做功，使机械能转化为内能(小球、木块、斜面、平面的内能都增加)，但在能的转化和转移过程中，能的总量保持不变，故本题选C。
8答案：D　点拨：分子间的作用力 引力与斥力是同时存在、同时消失的，橡皮筋被拉长后，引力与斥力是同时存在，只是分子间引力大于斥力，对外表现为引力；尘土是轻小物体，不是分子，尘土飞扬是机械运动，不属于扩散现象，因此A、B选项错误；锯木头时对木头做功，木头内能增加，做功冲程内能转化为机械能，使汽车获得动力，C选项错误，D选项是正确的。
9答案：C　点拨：燃料燃烧放出热量的多少与热值和质量有关，A选项错误；发动机的效率不可能达到100%，废气的排放要带走部分热量、克服摩擦等消耗部分能量，B选项错误；压缩冲程是机械能转化为内能，混合气的内能增大，温度升高，C选项正确；天然气燃烧时只生成二氧化碳和水，没有二氧化硫、氮氧化物等有毒气体，对空气的污染较小，D选项错误。
10答案：A　点拨：燃烧焦炭所放出的热量为Q放＝q＝3.0×107 J/kg×42×10－3kg＝1.26×106 J；则水吸收的热量为Q吸＝ηQ放＝50%×1.26×106 J＝6.3×105 J；
这些热量可使2 kg水温度升高
Δt＝ ＝75 ℃
因原来水的温度为30 ℃，当温度升高70 ℃时，水的温度达到100 ℃，水开始沸腾。在沸腾过程中，虽然不断吸热但水的温度保持不变，故最终水的 末温为100 ℃，故水温可升高70 ℃。
11答案：增大　升高
点拨：压缩冲程中，活塞向上运动，压缩汽油和空气的混合物，使用汽缸内压强增大，同时压缩气体做功，会使气体内能增加，温度升高。
12答案：化学　4×109
点拨：天然气等燃料燃烧时，都是将化学能转化为内能，天然气完全燃烧时释放的能量Q＝qV＝4×107 J/3×100 3＝4×109 J。
13答案：比热容　热值
点拨：因为水的比热容大，在相同的 温度变化时它传递的热量较多，所以常用水作为“暖气”的取暖介质；煤气的热值较高，在相同质量的情况下，完全燃烧后放出的热量多，且清洁污染小，所以用煤气做燃料比用煤更好。
14答案：30　8.6×107
点拨：四冲程柴油机飞轮转2周，做功1次，根据题意可知，该柴油机每秒转60周，故做功30次，转化成的机械能为W＝q×40%＝5 kg×4.3×107 J/kg×40%＝8.6×107 J。
15答案：2.1×105　4.2×105　50
点拨：水吸收的热量为Q吸＝c(t－t0)＝4.2×103 J/(kg•℃)×1 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×105 J，煤气完全燃烧放出的热量Q放＝q＝4.2×107 J/kg×0.01 kg＝4.2×105 J，则煤气灶的效率η＝Q吸/Q放＝2.1×105 J/4.2×105 J＝50%。
16答案：气体的内　活塞的机械　增大钻头对路面的压强　8.6×108
点拨：压缩气体推动活塞做功是将气体的内能转化为活塞的机械能，钻头制成锥形，可以减小受力面积，增大钻头对路面的压强。根据机械效率公式η＝ 得：W有＝ηq＝40%×50 kg×4.3×107 J/kg＝8.6×108 J。
17答案：(1)甲、乙　甲、丙　(2)1 kg水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103 J
(3)3. 0×105
点拨：比较不同燃料的热值，需要控制被加热的液体相同，燃料不同，所以应选择甲、乙两图进行实验；比较不同物质的比热容，需要控制燃料相同，被加热的液体不同，应选择甲、丙两图进行实验；水的比热容的物理意义是1 kg水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103 J，酒精完全燃烧时放出的热量Q＝q＝0.01 kg×3.0×107 J/kg＝3.0×105 J。
18答案：(1)0.5 3天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.5 3×7.0×107 J/3＝3.5×107 J
(2)水吸收的热量
Q吸＝cΔt＝4.2×103 J/(kg•℃)×100 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×107 J
(3)燃气灶的效率η＝ ×100%＝ ×100%＝60%
点拨：天然气完全燃烧放出的热量可由Q放＝Vq计算得出；水吸收的热量由Q吸＝cΔt计算得出，燃气灶的效率是有用热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值，即η＝ ×100%。
19答案：(1)克服摩擦耗能　废气带走热量
(2)
点拨：(1)燃料燃烧产生的能量，除了转化成有用机械能，机械克服摩擦也消耗一部分能量，机械散热耗能，高温的废气也带走一部分能量。
(2)汽车在行驶时所做的有用功：W＝Pt＝ ；燃烧汽油所释放的能量Q＝q＝ρVq，故汽车发动机的效率
η＝


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