2020年中考物理人教版专题复习：内能的利用练习题

2020年中考物理人教版专题复习：内能的利用练习题

热机

1. 在四冲程汽油机的工作过程中，内能转化为机械能的冲程是（    ）

A. 吸气冲程    B. 压缩冲程

C. 做功冲程     D. 排气冲程

2. 单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（   ）  

A. 吸气、做功和排气冲程                B. 吸气、压缩和做功冲程

C. 压缩、做功和排气冲程                D. 吸气、压缩和排气冲程

3. 单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转过（     ）

A. 720°         B. 180°              C. 150°           D. 90°

4. 在内燃机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是          ，将机械能转化为内能的冲程是            。

5. 汽油机和柴油机从构造上相比，汽油机顶部有一个         ，柴油机顶部有一个            。

6. 内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能变化的情况是（    ）

A. 温度降低，内能减小               B. 温度不变，内能不变

C. 温度升高，内能增大               D. 温度降低，内能增大

7. “蜗轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动蜗轮旋转，先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是          （填“增大”或“减小”）排出废气所带走的能量，          （填“提高”或“降低”）内燃机的效率。

8. 某同学由如图所示装置联想到内燃机，请你用连线的方式反映出他联想创新的思维过程。

酒精燃烧                    坚固汽缸

高温高压水蒸气              活塞运动做功

玻璃管                      燃料燃烧

木塞冲出                    高温高压燃气

9. 每年麦收时节，农民往往把麦秸杆堆在田里焚烧，这样既污染环境，又浪费资源。据测算，1t麦秸杆在沼气池中可以产生270m3沼气，剩余的残渣还是优质有机肥料。统计表明，荆州市农村一个村一般每年可产生500t麦秸杆，若这些麦秸杆用来在沼气池中产生沼气，产生的沼气完全燃烧后，可以放出       J的热量；在标准大气压下，可以将          壶装有质量为2.5kg、初温为20℃的水烧开。[沼气的热值为1.9×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]

热机的效率

1. 近几年煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石压碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的（   ）

A. 温度          B. 质量         C. 热值          D. 比热容

2. 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达到高温，利用高温高压蒸气推动机器转动的，与现在的内燃机相比，蒸汽机的效率较低，除了机械造成的技术因素外，还有一个重要的原因是（    ）

    A. 内燃机所用燃料的热值高

    B. 内燃机的功率大

    C. 蒸汽机工作过程不符合能的转化规律

D. 蒸汽机工作时水蒸气带走了相当一部分能量

3. 甲乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（     ）

A. 甲做功比乙多            B. 甲做功比乙快

C. 甲消耗的汽油比乙少      D. 以相同的牵引力行驶相同路程，甲耗油比乙少

4. 如图所示为某内燃机的能流图，则该内燃机的效率可表示为（   ）

A.    B.

C.      D.

5. 人体像热机一样，也需要消耗能量。例如，一个成人参加一次长跑，身体消耗的能量为6. 6×106 J，这些能量需要完全燃烧      kg的干木柴才能得到（干木柴的热值为1.2×107J／kg）。

6. 阅读下表，回答问题：

一些燃料的热值单位：J·kg－1

（1）从表中可知，完全燃烧相同质量的燃料放出热量最多的是           ，从环保角度看最清洁的燃料是        。

（2）完全燃烧0.5kg干木柴放出的热量是         J；如果这些热量有42％被水吸收，可烧开初温为35℃的水         kg[水的比热容是4.2×l03J／（kg·℃）]。

7. 阅读下面的短文，回答问题：

汽车新燃料——甲醇汽油

甲醇汽油很像汽油，每千克甲醇汽油完全燃烧所产生的热量只相当于汽油的一半，但甲醇不像汽油那样“轻”而“暴躁”，“轻”即           ；“暴躁”即            。它在发动机汽缸内能耐受较高的压缩，即在压缩冲程将        能转化为        能较多。做功时，有更多的        能转化为          能，可以提高汽油机的           。

因此，只要甲醇与汽油搭配得当，就可取长补短。研究表明：汽油中掺加10%－25%的甲醇，不需要改造汽车发动机，就能使用这种混合燃料。甲醇来源广泛，劣质煤、天然气、油砂、木屑乃至垃圾、巨藻都可用来生产甲醇。所以甲醇比汽油便宜得多。

8. 某汽车在一次行驶过程中消耗了5kg汽油，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。

（1）求这些汽油完全燃烧放出的热量；

（2）若水箱中有4kg的冷却水，温度升高50℃，水至少要吸收多少热量?［c水= 4.2×103J/（kg·℃）］

9. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：

（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；

（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；

（3）汽油机的功率。

10. 有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水。

（1）某地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

（2）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气（热值q=4.2×107J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？

11. 设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题。

（1）为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

（2）柴油在某些发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机输出的功率是8.5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？

能量的转化和守恒

1. 下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（    ）

A. 水轮机带动发电机发电——电能转化为机械能

B. 燃料燃烧——化学能转化为内能

C. 汽油机的做功冲程——化学能转化为电能

D. 给蓄电池充电——化学能转化为电能

2. 下列示例中，属于内能转化为机械能的是（   ）

A. 水壶中的水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起

B. 两手相互摩擦，手心变热

C. 用气筒给自行车打气，气筒会发热

D. 流星与空气摩擦生热、发光

3. 利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量如何转化（    ）

A. 化学能→内能→电能   

D. 太阳能→内能→电能 

C. 核能→内能→电能   

D. 电能→太阳能→内能

4. 在班级迎新晚会上，彩色气球伴随欢庆的乐曲匀速上升，在此过程中，气球的（    ）

A. 动能转化为势能，机械能不变

B. 动能转化为势能，机械能增大

C. 动能不变，势能增大，机械能增大

D. 动能不变，势能不变，机械能不变

5. 100℃的水能自动地把内能转移给低温的空气，________（填“也能”或“但不能”）相反；汽车制动时，由于摩擦，汽车的________转变为内能，这些散失到空气和地面的内能，不能自动地用来再次开动汽车，这说明能量的转化和转移具有             。

6. 指出下列现象中能量的转化或转移情况。

（1）太阳能电池板给人造卫星供电：                     ；

（2）潮汐发电：                                  ；

（3）汽油机在做功冲程：                   ；

（4）燃料燃烧：                       。

7. 读图及下面的文字，回答问题。

这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置!仔细观察后回答：

（1）装置中两个配重的重力不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度________（填变化情况），原因是___________________。实现的能量转化是：_________________。

（2）实验中科学家某次测得的数据如下：

小配重重力G小=100N，

大配重重力G大=520N，

每升降一次配重各自移动的距离h=1m，

热量计中水的质量m=500g，

升降次数与水温变化的关系如下表：

通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的。请你帮他补出计算、判断过程（只需分析一次实验）。

（3）本实验中的误差主要来源于_______________。

（4）知道吗，那个著名物理学家叫焦耳!那个伟大的定律叫能量守恒!刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影。对此谈谈你的感受：______________。

试题答案

热机

  1. C  解析：本题考查汽油机的工作原理。在四冲程汽油机的工作过程中，内能转化为机械能的冲程是做功冲程。 

2. D  解析：内燃机的活塞连接着质量较大的飞轮，质量较大则其惯性也较大。内燃机的四冲程中只有做功冲程对活塞做功，推动活塞转动，剩余的三个冲程都是依靠飞轮的惯性使活塞转动完成的。

3. A  解析：单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转动两圈，即720°。

4. 做功冲程  压缩冲程

5. 火花塞  喷油嘴

6. A  解析：气体膨胀对外做功，自身内能减小，温度降低。

7. 减小  提高

8. 连线如下：

解析：由装置的工作过程及其原理知：木塞冲出是因为玻璃试管里水蒸气做功，使木塞获得机械能，具有能量的物体可以做功，故内燃机汽缸中的活塞可以做功应与这里的木塞相对应；酒精燃烧释放热量，使玻璃管里产生高温高压水蒸气，水蒸气膨胀做功这是与内燃机油料燃烧使汽缸内产生高温高压燃气，燃气膨胀对外做功相对应的；玻璃管中产生高温高压水蒸气与坚固汽缸中产生高温高压燃气相对应；而燃料酒精与油料相对应。

9. 2.565×1012    3.1×106

解析：本题考查热量的计算。1t麦秸杆在沼气池中可以产生270m3沼气，500t麦秸杆可以产生的沼气是500×270m3=1.35×105m3，若产生的这些沼气完全燃烧可以放出的热量Q放=qV=1.9×107J/m3×1.35×105m3=2.565×1012J，将一壶水烧开需要吸收热量Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2.5kg×（100℃－20℃）=8.4×105J，则燃烧这些沼气放出的热量可以烧开的壶数是。

热机的效率

1. C  解析：检测温度、质量不能鉴别，检测比热容太复杂。

2. D  解析：蒸汽机与内燃机所用燃料的热值、功率大小都无法比较，它们都遵循能的转化和守恒规律。[来源:学§科§网]

3. D  解析：汽油机做功的多少由牵引力的大小和汽车前进的距离有关，与汽油机的效率无关，所以A不正确；汽油机做功的快慢是由汽油机的功率决定的，与汽油机的效率无关，故B不正确；汽油机做功的多少没有确定，其耗油量也不能确定，故C也是错的；在D项中，由W=Fs可知，两汽油机做的功相等，由于甲的效率高，故甲耗油量少。

4. C  解析：根据热机效率的概念，热机中用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。

5. 0.55  解析：根据Q放＝qm的变形式m=Q/q算出需要完全燃烧0.55kg的干木柴。

6. （1）氢  氢；（2）0.65×107  10解析：（1）从表中可以看出氢的热值最大，所以完全燃烧相同质量的燃料氢放出的热量最多；由于氢燃烧后生成水，而没有其他废气，所以从环保角度看最清洁的燃料是氢。（2）根据Q放= mq可以算出完全燃烧0.5kg干木柴放出的热量，根据m=Q吸/cΔt可以算出水的质量。

7. 密度小；燃点低；机械；内；内；机械；效率

8. （1）汽油放热Q＝mq＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108 J；（2）水吸热Q＝cmΔt ＝4.2×103J/（kg·℃）×4kg×50℃＝8.4×105 J 

9. （1）燃气对活塞的平均压力：F＝PS＝9.0×105Pa×30×10－4m2＝2.7×103N

（2）燃气对活塞做的功：W＝Fs＝2.7×103N×50×10－3 m＝135J

（3）1min内燃气对活塞做功的次数：n=1800/2=900（次）[来源:学*科*网]

    汽油机的功率：P＝W 总/t＝135J×900/60s＝2025W

10. （1）E=2.8×106×1.5×8J=3.36×107（J）；Q吸=ηE=60%×3.36×107（J）=2.016×107（J）

由Q吸=cm（t－t0）（或“Q吸=cmΔt”）得：Δt= Q吸/ cm=2.016×106 J/[4.2×103 J/（kg·℃）×80kg]=60℃。

（2）Q放= mq   ∴ m= Q放/q= E/q=（3.36×107 J）÷（4.2×107 J/kg）=0.8kg

11. （1）Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/（kg·℃）×5kg×50℃＝1.05×106J；

（2）η=Pt/Q放×100%＝（8.5×104W×60s）/1.2×107J×100%＝42.5%

能量的转化和守恒

1. B  解析：水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，A错；燃料燃烧，将化学能转化为内能，B对；汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，C错；给蓄电池充电，将电能转化为化学能，D错。

2. A  解析：水沸腾后，水蒸气膨胀对外做功，把壶盖顶起，本身的内能减小，壶盖的机械能增加，所以是内能转化为机械能；而选项B、C、D中均属摩擦生热，消耗机械能，得到内能，是机械能转化为内能，故应选A。

3. A  解析：垃圾燃烧，发生化学变化，化学能转化为内能，最后又带动发电机发电，把内能最终转化为电能。

4. C  解析：彩色气球匀速上升，动能不变，但重力势能随着高度的增加而增加，机械能又等于动能与势能之和，所以气球的机械能增加，故应选C。

5. 但不能    机械能    方向性    解析：生活经验告诉我们，在热传递过程中，内能总是从温度高的物体转移到温度低的物体，其逆过程不成立。汽车制动时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，其逆过程也不成立，说明能量的转移和转化具有方向性。

6. （1）太阳能转化为电能（2）机械能转化为电能（3）内能转化为机械能（4）化学能转化为内能和光能。

    解析：太阳能电池板接收阳光，消耗了太阳（光）能，获得了电能，是太阳能转化为电能；潮汐发电时，利用海水涨潮和退潮，把机械能转化为电能；汽油机在做功冲程中，燃料燃烧生成高温高压的燃气，推动活塞做功，把内能转化为机械能；燃料燃烧时，发生化学变化，将化学能转化为内能和光能。

7. （1）升高；对水做功，水的内能增加；机械能转化为内能。

（2）W=G·h=420N×1m=420J；Q=c·m·（）=4.2×103J/（kg·℃）×0.5 kg×0.2℃=420J，W=Q。

（3）克服摩擦做功消耗一部分能量。

（4）人类利用自然，就是把自然界中存在的各种能量转化为对我们有用的能量，我们只有认真学习科学知识，努力探索，勇于创新，才能更好的为人类服务。

解析：动叶轮在水中转动过程中，摩擦生热，对水做功，消耗机械能，得到内能。当升降一次配重时，消耗的机械能，即对水做功W＝Fs=（G大－G小）h；增加的内能，即水吸收的热量为Q=cmΔt，然后比较W与Q的大小。但是多次测量计算就会发现W＞Q，原因是升降配重、动叶轮转动时，要克服绳与轮、轮与轴间等的摩擦消耗部分能量，另外还有部分热量被容器吸收或散失在空气中等。