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沪粤版初中九年级物理第十二章内能与热机素养综合检测课件
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这是一份沪粤版初中九年级物理第十二章内能与热机素养综合检测课件，共45页。
第十二章 素养综合检测(满分100分, 限时45分钟)一、选择题(每小题4分,共36分)1.(2024广东深圳南山期中)下面各种情况中,划线部分物体 内能减少的是 ( )A.春天,爷爷在院子里晒太阳B.夏天,把饮料放到冰箱里C.秋天,妈妈用热水泡脚D.冬天,操场上的同学搓搓手B解析 春天,爷爷在院子里晒太阳,人从阳光中吸收热量,内 能增加,A错误;夏天,把饮料放到冰箱里,饮料放出热量,内能 减少,B正确;秋天,妈妈用热水泡脚,脚从水中吸收热量,内能 增加,C错误;两手互相摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内 能,内能增加,D错误。2.(2024江西南昌一中期中)关于温度、热量、内能,以下说 法正确的是 ( )A.物体的温度越高,所含的热量越多B.一个物体的温度升高,一定是外界对物体做功C.某一铁块,温度降低,内能一定减小D.温度高的物体把温度传给温度低的物体C解析 热量是一个过程量,只能说吸收热量或放出热量,A错 误;一个物体的温度升高,不一定是外界对物体做功,还可能 是吸收了热量,B错误;物体温度降低,内能一定减小,C正确; 发生热传递的条件是存在温度差,热量总是自发地从高温物 体传向低温物体或从物体的高温部分传向低温部分,D错 误。3.(新素材·现代科技)(2024山西太原三十七中月考)如图所示 是长征六号运载火箭发射场景,它首次采用了我国最新研制 的大推力液氧煤油发动机,下列说法正确的是 ( )A.煤油燃烧得越充分,其热值就越大B.使用煤油作燃料,是因为它的比热容大C.燃气对火箭做功,燃气的内能会减少D.高温高压的燃气推动火箭升空把机械能转化为内能 C解析 热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃 烧程度等无关,所以煤油燃烧过程中,其热值大小不变,A错 误;火箭发动机使用煤油作燃料,是因为它的热值大,完全燃 烧相同质量的煤油时,可以释放出更多的热量,B错误;燃气对 火箭做功,内能转化为机械能,燃气的内能会减少,C正确;高 温高压的燃气推动火箭升空时是内能转化为机械能,D错 误。C解析 燃料的热值大小不能直接测量,需要通过水吸收热量 的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而水吸收热量的多 少跟水的质量和升高的温度有关。不考虑热量损失时,液体 吸收的热量Q吸=Q放。根据题意可知,液体吸收的热量Q吸=c水 m水Δt,燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq,则c水m水Δt=mq,解得:q= ;若m相同,Δt越小,燃料的热值越小,A错误;若Δt相同,m越大,燃料的热值越小,B错误;若m与Δt的比值越大,即Δt与m 的比值越小,燃料的热值越小,C正确;若Δt与m的比值越大,燃料的热值越大,D错误。C解析 泡在热水中的脚吸收热量,温度升高,内能增大,A错 误,C正确;热量是过程量,不能用“含有”来修饰,B错误;洗 脚过程中水的温度降低,但比热容大小不变,D错误。D解析 水的比热容比泥土、砂石的大,白天太阳照射时,海水 温度上升得慢,陆地温度上升得快,热空气上升,冷空气补充, 风从海面吹向陆地,形成海风;晚上,气温下降,海水温度下降 得慢,温度高一些,热空气上升,风从陆地吹向海面,形成陆风; 由图可知,此时地面附近的风从陆地吹向海洋,形成陆风,故 出现如图所示风向时,通常发生在夜晚,且海水温度较高。7.(2024广东东莞外国语学校期中)如图,对于图中所述的物理过程,下列分析正确的是 ( ) A.图甲,瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶内空气的内能增大B.图乙,试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的温度升高C.图丙,气缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大D.图丁,用力将活塞迅速下压,这一过程与汽油机的压缩冲程相同D解析 图甲中瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶内空气对活 塞做功,瓶内空气的内能减小,A错误;图乙中试管内的水蒸气 推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少, 温度降低,B错误;图丙中气缸内的气体推动活塞向下运动时, 气体对活塞做功,所以气体的内能会减小,C错误;图丁中用力 将活塞迅速下压,机械能转化为内能,这一过程与汽油机的压 缩冲程相同,D正确。8.(跨学科·数学)(2024安徽六安汇文中学期中)汽车是现代生 活中最常见的一种交通工具,图甲、乙分别是某汽油机的某 冲程及能量流向图。下列说法错误的是 ( )DA.图甲是压缩冲程B.由图乙可知该汽油机的效率是28%C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,但汽 油的热值不变D.为节能,冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举 措大大提高了汽油机的热机效率解析 根据图甲可知,两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲 程,A正确;热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放 出的热量的比值,由图可知,有用机械能所占比例为100%-3 6%-30%-6%=28%,即该汽油机的效率为28%,B正确;热值是 燃料本身的一种特性,由燃料种类决定,和燃料的质量、放出 热量的多少、燃烧是否充分、温度高低等无关,C正确;冬天 利用尾气中的余热给车内供暖,该举措可以提高能量的利用 效率,但不能提高汽油机的热机效率,D错误。9.(2023湖北宜昌中考)在两个相同的烧杯中分别装有质量和 初温相同的水和某种液体,用两个完全相同的电加热器对其 加热,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了 温度随时间变化的图像如图,由图像可知 ( )A.a液体比热容小B.b液体是水C.0~3 min内a液体吸收的热量少D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量少 D解析 由图可知,将水和另一种液体都从15 ℃加热到35 ℃,b 需要加热3 min,a需要加热6 min,说明此过程b液体吸收的热 量少、a液体吸收的热量多,则a的吸热能力强、比热容大,a 液体是水,A、B错误,D正确;使用相同的加热器,在相同的加 热时间内吸收的热量相等,则0~3 min内a、b液体吸收的热量 相等,C错误。二、填空题(每空2分,共26分)10.(2024安徽太和北城中学期中)如图,在厚壁玻璃筒的底部 放一小撮干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,硝化棉会被点 燃。原因是活塞压缩空气做功,空气内能 ,温度升 高,达到硝化棉的燃点。其中硝化棉燃烧时将 能转化 为内能。 增大化学解析 由题意知,在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化 棉,用力将活塞迅速下压,活塞对筒内空气做功,使其内能增 大,温度升高,达到硝化棉燃点,硝化棉燃烧;硝化棉燃烧时将 化学能转化为内能。11.(2024江西南昌二十八中期中)南昌炒粉是江西有名的特 色小吃,制作过程主要是通过 (选填“做功”或“热传 递”)的方式增大其内能;使用煤气时,煤气罐内的煤气质量 减少,煤气的热值 (选填“变大”“变小”或“不 变”)。热传递不变解析 烹饪食物,食物从锅中吸收热量,用热传递的方式增大 食物的内能;燃料的热值与质量无关,所以剩余煤气的热值不 变。12.(2024江西九江浔阳三中期中)我们总是会把卡路里和食 物联系在一起。“卡路里”简称“卡”,1卡是这样规定的: 在1个标准大气压下,质量为1 g的水,温度每升高1 ℃所吸收 的热量。那么1卡= J,水温升高后,水的比热容 (选填“增大”“减小”或“不变”)。4.2不变13.(2023山东青岛中考)火,能带来温暖和光明。钻木取火,是 将 能转化为内能,这是人类第一次学会使用自然力 量;改变物体的内能有做功和 两种方式,人们利用内 能做功制成了热机;在设计和制造热机时,要不断提高效率, 其积极意义有 (列举一 条即可)。机械热传递节约能源解析 钻木取火是将机械能转化为内能,使木头的内能增加, 温度升高,达到着火点而燃烧;改变物体内能的方式有做功和 热传递;在设计和制造热机时,要不断提高效率,减少能量的 损失,从而提高能量的利用率,节约能源。14.(2023湖北鄂州中考)小勇同学购买了一款户外分体式燃 气炉,准备去户外野炊。用该燃气炉烧水时,把初温为20 ℃ 的1 kg水加热到100 ℃,燃烧了0.025 m3天然气。则水吸收的 热量为 J,假设天然气完全燃烧,则燃气炉烧水的效率为 。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值取4×107 J/m3。]3.36×10533.6%15.2023年5月28日,C919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4.6×107 J/kg,完全燃烧50 kg航空煤油放出的热量为 J。某集团生产的农用拖拉机,为提高发动机的效率需要在 冲程让燃料充分燃烧。2.3×109做功解析 航空煤油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.6×107 J/kg×5 0 kg=2.3×109 J;为提高热机效率可以让燃料在做功冲程中充 分燃烧。三、实验探究题(10分)16.(新考法·项目式学习)(2024广东惠州五中月考)某同学在 “探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在 两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2 min记 录一次温度。(1)图甲是这位同学的实验装置,其中有一处明显错误,请指 出错误之处: ;(2)纠正错误后继续实验,实验中用 表示物质吸热的 多少;没有控制液体的质量相同加热时间(3)某同学根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像,由图像可知,吸收相同的热量温度升高较大的是 ; 吸热能力较强。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则煤油的比热容为 J/(kg·℃);(4)我国探索月球的玉兔二号监测发现月球表面昼夜温差达300多摄氏度,说明月面土壤的比热容 (选填“较大”“较小”或“不确定”)。煤油水2.1×103较小四、综合应用题(第17题7分,第18题9分,第19题12分,共28分)17.阅读短文,回答问题。氢能源有轨电车 如图所示,世界首条商业运营氢能源有轨电车正式在我国上线启动。据介绍,有轨电车的特别之处在于采用氢燃料电池 作为动力源。氢燃料电池的原理,简单来说相当于一个“发 电机”,即通过燃料电池内氢和氧相结合的化学反应产生电 能,源源不断为车辆供电,驱动有轨电车。氢燃料电池发电过程相当于电解水的逆过程,唯一的产物是水,因此做到了污染 物“零排放”。新型的有轨电车搭载了230 kW大功率氢燃料电池堆和大容量钛酸锂电池,两者配合为车辆供电。有轨 电车运行时,氢燃料电池作为牵引主动力,锂电池则在启动加 速阶段提供辅助动力,车辆最高能以70 km/h的速度持续运 行。每列车安装6个储气瓶,每瓶储氢约3 kg,续航能力可达1 00 km。车辆惰行、停站时,燃料电池为锂电池充电;制动时,锂电池回收制动能量,实现能量的循环利用。氢燃料电池和 锂电池的混合动力,具有响应快、启动加速性能好、制动能 量回收率高等优点。(1)氢燃料电池发电,本质上是将 能直接转化为 。(2)氢能源有轨电车在使用过程中不会产生污染物,原因是 。(3)相对于氢能源有轨电车,燃油汽车比较耗油且环境污染严 重,如果每辆汽车每年耗油1.8 t,汽车内燃机的效率平均为30%,如果把内燃机效率提高6%,则每年每车可节约燃油 t。化学电能氢燃料电池发电过程相当于电解水的逆过程,唯一的产物是水0.3解析 (1)氢燃料电池发电,是将氢气和氧气的化学能通过化 学反应转化为电能;(2)根据材料可知,氢能源有轨电车在使用过程中不会产生污 染物的原因是氢燃料电池发电过程相当于电解水的逆过程, 唯一的产物是水;(3)因为内燃机效率提高6%,所以η2=η1+6%=30%+6%=36%,因为η= = ,所以W有用=ηqm,因为内燃机效率提高前后有用功是相同的,则对于每辆汽车 有η1qm1=η2qm2,则每辆汽车每年节约燃油:Δm=m1-m2=m1- m1= m1= ×1.8 t=0.3 t。 18.(2024江西抚州一中月考)氢燃料新能源公交车在不少城 市逐渐投放使用。氢燃料的热值为1.4×108 J/kg,c水=4.2×103 J /(kg·℃),求:(1)质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;(2)若放出的热量全部被质量为500 kg,温度为15 ℃的水吸 收,则水升高的温度;(3)如果氢燃料公交车的效率为70%,则燃烧0.6 kg的氢燃料 可使以140 kW恒定功率匀速行驶的公交车行驶多长时间。19.(2024广东汕头潮南联考)氢燃料被公认为是21世纪最理想的能源之一,如图所示是某汽车有限公司生产的氢燃料新能源汽车,假设其满载时的重力为4×104 N,某次满载后匀速直线行驶24 km从A地到B地,用时20 min。此过程中,该新能源汽车所受阻力是2 100 N。(氢的热值是1.4×108 J/kg,g取10 N/kg)请计算:(1)从A地到B地该新能源汽车牵引力所做的功是多少J?(2)从A地到B地该新能源汽车牵引力的功率是多少W?(3)若此过程中,该新能源汽车消耗氢燃料0.75 kg,求该新能源汽车发动机的效率。
第十二章 素养综合检测(满分100分, 限时45分钟)一、选择题(每小题4分,共36分)1.(2024广东深圳南山期中)下面各种情况中,划线部分物体 内能减少的是 ( )A.春天,爷爷在院子里晒太阳B.夏天,把饮料放到冰箱里C.秋天,妈妈用热水泡脚D.冬天,操场上的同学搓搓手B解析 春天,爷爷在院子里晒太阳,人从阳光中吸收热量,内 能增加,A错误;夏天,把饮料放到冰箱里,饮料放出热量,内能 减少,B正确;秋天,妈妈用热水泡脚,脚从水中吸收热量,内能 增加,C错误;两手互相摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内 能,内能增加,D错误。2.(2024江西南昌一中期中)关于温度、热量、内能,以下说 法正确的是 ( )A.物体的温度越高,所含的热量越多B.一个物体的温度升高,一定是外界对物体做功C.某一铁块,温度降低,内能一定减小D.温度高的物体把温度传给温度低的物体C解析 热量是一个过程量,只能说吸收热量或放出热量,A错 误;一个物体的温度升高,不一定是外界对物体做功,还可能 是吸收了热量,B错误;物体温度降低,内能一定减小,C正确; 发生热传递的条件是存在温度差,热量总是自发地从高温物 体传向低温物体或从物体的高温部分传向低温部分,D错 误。3.(新素材·现代科技)(2024山西太原三十七中月考)如图所示 是长征六号运载火箭发射场景,它首次采用了我国最新研制 的大推力液氧煤油发动机,下列说法正确的是 ( )A.煤油燃烧得越充分,其热值就越大B.使用煤油作燃料,是因为它的比热容大C.燃气对火箭做功,燃气的内能会减少D.高温高压的燃气推动火箭升空把机械能转化为内能 C解析 热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃 烧程度等无关,所以煤油燃烧过程中,其热值大小不变,A错 误;火箭发动机使用煤油作燃料,是因为它的热值大,完全燃 烧相同质量的煤油时,可以释放出更多的热量,B错误;燃气对 火箭做功,内能转化为机械能,燃气的内能会减少,C正确;高 温高压的燃气推动火箭升空时是内能转化为机械能,D错 误。C解析 燃料的热值大小不能直接测量,需要通过水吸收热量 的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而水吸收热量的多 少跟水的质量和升高的温度有关。不考虑热量损失时,液体 吸收的热量Q吸=Q放。根据题意可知,液体吸收的热量Q吸=c水 m水Δt,燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq,则c水m水Δt=mq,解得:q= ;若m相同,Δt越小,燃料的热值越小,A错误;若Δt相同,m越大,燃料的热值越小,B错误;若m与Δt的比值越大,即Δt与m 的比值越小,燃料的热值越小,C正确;若Δt与m的比值越大,燃料的热值越大,D错误。C解析 泡在热水中的脚吸收热量,温度升高,内能增大,A错 误,C正确;热量是过程量,不能用“含有”来修饰,B错误;洗 脚过程中水的温度降低,但比热容大小不变,D错误。D解析 水的比热容比泥土、砂石的大,白天太阳照射时,海水 温度上升得慢,陆地温度上升得快,热空气上升,冷空气补充, 风从海面吹向陆地,形成海风;晚上,气温下降,海水温度下降 得慢,温度高一些,热空气上升,风从陆地吹向海面,形成陆风; 由图可知,此时地面附近的风从陆地吹向海洋,形成陆风,故 出现如图所示风向时,通常发生在夜晚,且海水温度较高。7.(2024广东东莞外国语学校期中)如图,对于图中所述的物理过程,下列分析正确的是 ( ) A.图甲,瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶内空气的内能增大B.图乙,试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的温度升高C.图丙,气缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大D.图丁,用力将活塞迅速下压,这一过程与汽油机的压缩冲程相同D解析 图甲中瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶内空气对活 塞做功,瓶内空气的内能减小,A错误;图乙中试管内的水蒸气 推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少, 温度降低,B错误;图丙中气缸内的气体推动活塞向下运动时, 气体对活塞做功,所以气体的内能会减小,C错误;图丁中用力 将活塞迅速下压,机械能转化为内能,这一过程与汽油机的压 缩冲程相同,D正确。8.(跨学科·数学)(2024安徽六安汇文中学期中)汽车是现代生 活中最常见的一种交通工具,图甲、乙分别是某汽油机的某 冲程及能量流向图。下列说法错误的是 ( )DA.图甲是压缩冲程B.由图乙可知该汽油机的效率是28%C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,但汽 油的热值不变D.为节能,冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举 措大大提高了汽油机的热机效率解析 根据图甲可知,两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲 程,A正确;热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放 出的热量的比值,由图可知,有用机械能所占比例为100%-3 6%-30%-6%=28%,即该汽油机的效率为28%,B正确;热值是 燃料本身的一种特性,由燃料种类决定,和燃料的质量、放出 热量的多少、燃烧是否充分、温度高低等无关,C正确;冬天 利用尾气中的余热给车内供暖,该举措可以提高能量的利用 效率,但不能提高汽油机的热机效率,D错误。9.(2023湖北宜昌中考)在两个相同的烧杯中分别装有质量和 初温相同的水和某种液体,用两个完全相同的电加热器对其 加热,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了 温度随时间变化的图像如图,由图像可知 ( )A.a液体比热容小B.b液体是水C.0~3 min内a液体吸收的热量少D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量少 D解析 由图可知,将水和另一种液体都从15 ℃加热到35 ℃,b 需要加热3 min,a需要加热6 min,说明此过程b液体吸收的热 量少、a液体吸收的热量多,则a的吸热能力强、比热容大,a 液体是水,A、B错误,D正确;使用相同的加热器,在相同的加 热时间内吸收的热量相等,则0~3 min内a、b液体吸收的热量 相等,C错误。二、填空题(每空2分,共26分)10.(2024安徽太和北城中学期中)如图,在厚壁玻璃筒的底部 放一小撮干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,硝化棉会被点 燃。原因是活塞压缩空气做功,空气内能 ,温度升 高,达到硝化棉的燃点。其中硝化棉燃烧时将 能转化 为内能。 增大化学解析 由题意知,在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化 棉,用力将活塞迅速下压,活塞对筒内空气做功,使其内能增 大,温度升高,达到硝化棉燃点,硝化棉燃烧;硝化棉燃烧时将 化学能转化为内能。11.(2024江西南昌二十八中期中)南昌炒粉是江西有名的特 色小吃,制作过程主要是通过 (选填“做功”或“热传 递”)的方式增大其内能;使用煤气时,煤气罐内的煤气质量 减少,煤气的热值 (选填“变大”“变小”或“不 变”)。热传递不变解析 烹饪食物,食物从锅中吸收热量,用热传递的方式增大 食物的内能;燃料的热值与质量无关,所以剩余煤气的热值不 变。12.(2024江西九江浔阳三中期中)我们总是会把卡路里和食 物联系在一起。“卡路里”简称“卡”,1卡是这样规定的: 在1个标准大气压下,质量为1 g的水,温度每升高1 ℃所吸收 的热量。那么1卡= J,水温升高后,水的比热容 (选填“增大”“减小”或“不变”)。4.2不变13.(2023山东青岛中考)火,能带来温暖和光明。钻木取火,是 将 能转化为内能,这是人类第一次学会使用自然力 量;改变物体的内能有做功和 两种方式,人们利用内 能做功制成了热机;在设计和制造热机时,要不断提高效率, 其积极意义有 (列举一 条即可)。机械热传递节约能源解析 钻木取火是将机械能转化为内能,使木头的内能增加, 温度升高,达到着火点而燃烧;改变物体内能的方式有做功和 热传递;在设计和制造热机时,要不断提高效率,减少能量的 损失,从而提高能量的利用率,节约能源。14.(2023湖北鄂州中考)小勇同学购买了一款户外分体式燃 气炉,准备去户外野炊。用该燃气炉烧水时,把初温为20 ℃ 的1 kg水加热到100 ℃,燃烧了0.025 m3天然气。则水吸收的 热量为 J,假设天然气完全燃烧,则燃气炉烧水的效率为 。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值取4×107 J/m3。]3.36×10533.6%15.2023年5月28日,C919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4.6×107 J/kg,完全燃烧50 kg航空煤油放出的热量为 J。某集团生产的农用拖拉机,为提高发动机的效率需要在 冲程让燃料充分燃烧。2.3×109做功解析 航空煤油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.6×107 J/kg×5 0 kg=2.3×109 J;为提高热机效率可以让燃料在做功冲程中充 分燃烧。三、实验探究题(10分)16.(新考法·项目式学习)(2024广东惠州五中月考)某同学在 “探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在 两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2 min记 录一次温度。(1)图甲是这位同学的实验装置,其中有一处明显错误,请指 出错误之处: ;(2)纠正错误后继续实验,实验中用 表示物质吸热的 多少;没有控制液体的质量相同加热时间(3)某同学根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像,由图像可知,吸收相同的热量温度升高较大的是 ; 吸热能力较强。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则煤油的比热容为 J/(kg·℃);(4)我国探索月球的玉兔二号监测发现月球表面昼夜温差达300多摄氏度,说明月面土壤的比热容 (选填“较大”“较小”或“不确定”)。煤油水2.1×103较小四、综合应用题(第17题7分,第18题9分,第19题12分,共28分)17.阅读短文,回答问题。氢能源有轨电车 如图所示,世界首条商业运营氢能源有轨电车正式在我国上线启动。据介绍,有轨电车的特别之处在于采用氢燃料电池 作为动力源。氢燃料电池的原理,简单来说相当于一个“发 电机”,即通过燃料电池内氢和氧相结合的化学反应产生电 能,源源不断为车辆供电,驱动有轨电车。氢燃料电池发电过程相当于电解水的逆过程,唯一的产物是水,因此做到了污染 物“零排放”。新型的有轨电车搭载了230 kW大功率氢燃料电池堆和大容量钛酸锂电池,两者配合为车辆供电。有轨 电车运行时,氢燃料电池作为牵引主动力,锂电池则在启动加 速阶段提供辅助动力,车辆最高能以70 km/h的速度持续运 行。每列车安装6个储气瓶,每瓶储氢约3 kg,续航能力可达1 00 km。车辆惰行、停站时,燃料电池为锂电池充电;制动时,锂电池回收制动能量,实现能量的循环利用。氢燃料电池和 锂电池的混合动力,具有响应快、启动加速性能好、制动能 量回收率高等优点。(1)氢燃料电池发电,本质上是将 能直接转化为 。(2)氢能源有轨电车在使用过程中不会产生污染物,原因是 。(3)相对于氢能源有轨电车,燃油汽车比较耗油且环境污染严 重,如果每辆汽车每年耗油1.8 t,汽车内燃机的效率平均为30%,如果把内燃机效率提高6%,则每年每车可节约燃油 t。化学电能氢燃料电池发电过程相当于电解水的逆过程,唯一的产物是水0.3解析 (1)氢燃料电池发电,是将氢气和氧气的化学能通过化 学反应转化为电能;(2)根据材料可知,氢能源有轨电车在使用过程中不会产生污 染物的原因是氢燃料电池发电过程相当于电解水的逆过程, 唯一的产物是水;(3)因为内燃机效率提高6%,所以η2=η1+6%=30%+6%=36%,因为η= = ,所以W有用=ηqm,因为内燃机效率提高前后有用功是相同的,则对于每辆汽车 有η1qm1=η2qm2,则每辆汽车每年节约燃油:Δm=m1-m2=m1- m1= m1= ×1.8 t=0.3 t。 18.(2024江西抚州一中月考)氢燃料新能源公交车在不少城 市逐渐投放使用。氢燃料的热值为1.4×108 J/kg,c水=4.2×103 J /(kg·℃),求:(1)质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;(2)若放出的热量全部被质量为500 kg,温度为15 ℃的水吸 收,则水升高的温度;(3)如果氢燃料公交车的效率为70%,则燃烧0.6 kg的氢燃料 可使以140 kW恒定功率匀速行驶的公交车行驶多长时间。19.(2024广东汕头潮南联考)氢燃料被公认为是21世纪最理想的能源之一,如图所示是某汽车有限公司生产的氢燃料新能源汽车,假设其满载时的重力为4×104 N,某次满载后匀速直线行驶24 km从A地到B地,用时20 min。此过程中,该新能源汽车所受阻力是2 100 N。(氢的热值是1.4×108 J/kg,g取10 N/kg)请计算:(1)从A地到B地该新能源汽车牵引力所做的功是多少J?(2)从A地到B地该新能源汽车牵引力的功率是多少W?(3)若此过程中,该新能源汽车消耗氢燃料0.75 kg,求该新能源汽车发动机的效率。
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