中考物理一轮复习基础过关复习集训18《内能的利用》练习册（含答案）

第十四章　内能的利用

(答题时间：____分钟　分值：50分)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1. (乌鲁木齐)目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项．下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是(　　)

A. 中国高铁交流异步牵引电动机

B. 052D型导弹驱逐舰燃气轮机

C. 歼20战机涡扇15煤油发动机

D. 长征五号火箭液氢液氧发动机

2. (泰州)一般汽油机的一个工作循环分为四个冲程，每个冲程都伴随能量的转移或转化，其中主要将机械能转化为内能的是(　　)

A. 吸气冲程  B. 压缩冲程

C. 做功冲程  D. 排气冲程

3. (绥化)下图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是(　　)

第3题图

A．甲乙丙丁                 B．乙丙甲丁

C．丁丙乙甲                 D．丁甲丙乙

4. ( 遵义)如图所示，瓶内有一些水，用带孔的橡皮塞把瓶口塞住 ，向瓶内打气一会儿后，瓶塞跳起，在瓶塞跳起的过程中，下列关于瓶内气体说法中正确的是(　　)

第4题图

A. 气体对瓶塞做功，气体的内能减少

B. 瓶塞对气体做功，气体的内能减少

C. 气体对瓶塞做功，气体的内能增加

D. 瓶塞对气体做功，气体的内能增加

5. (益阳)为了节约能源，需要提高热机的效率．下列措施不能提高热机效率的是(　　)

A. 让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全

B. 在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减小能量的损失

C. 尽量减小热机内部各部件间的摩擦

D. 尽量增加热机的工作时间

6. (枣庄)如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是(　　)

第6题图

A. 25%        　B. 35%       C. 40%        D. 75%

7. (2018原创)如图，是汽油机模型，正在进行的是________冲程，该冲程将______能转化为______能．

第7题图

8. (宁夏)在汽油机的压缩冲程，汽缸内气体温度升高，这是通过________的方式使汽缸内气体内能发生改变；把苹果放进冰箱保鲜，苹果温度降低，这是通过________的方式使苹果的内能发生改变．

9. (铁岭)火箭发射时用液态氢作燃料，因为液态氢的________(选填“热值”或“比热容 ”)大，燃烧过程将燃料的________能转化为内能．

10. (苏州)电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远(如图)，此过程中的能量转化方式与汽油机的________冲程相类似．实验时在盒内滴入2×10－4 kg酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量是________ J．(q酒精＝3×107 J/kg)

第10题图

11. (衡阳)今年5月18日，我国首次在南海成功试采海域可燃冰，可燃冰具有热值大、储量大、能直接点燃等特点．它的热值约为1.4×1010 J/m3，则3 m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为________J，假设这些热量全部被比热容为4.2×103 J/(kg·℃)的水吸收，可以使________kg的水温度升高50 ℃.

12. (淄博)小红在实验室用酒精灯把质量是150 g，初温是60 ℃的水加热到100 ℃，则水吸收的热量是________J；若不计热损失，至少需要燃烧________g酒精[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3.0×107 J/kg]．

13. (绵阳)菜油最适宜的烹饪温度在150 ℃至180 ℃之间．用天然气将质量为0.02 kg的菜油从室温20 ℃加热到170 ℃，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收．则菜油吸收了________J热量，燃烧了________m3的天然气．[取c菜油 ＝2.0×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4×107 J/m3]

14. (巴中)一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3 000 r/min，则1 s对外做功________次，若其效率为30%，消耗100 g汽油，对外做功________J．若水箱中5 kg水由20 ℃升高到100 ℃，水吸收________J热量(q汽油＝4.6×107 J/kg)．

15. (大连)如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，活塞与玻璃筒的内壁接触紧密且能自由移动．用手压活塞时，越用力、越迅速地将活塞压下去，就越容易点燃玻璃筒内的硝化棉．请解释其中的原因．

第15题图

16. (聊城)(4分)年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破．可燃冰清洁无污染、储量巨大，是一种非常理想的新型能源．可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝7.0×107 J/m3]求：

(1)体积为0.01 m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？

(2)若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收，则水升高的温度是多少？

17. (云南省卷)(9分)可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题．据中央电视台年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先．用燃气锅炉烧水时，把质量为500 kg，初温为20 ℃的水加热到100 ℃，共燃烧了12 m3天然气．已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气热值 q＝4.2×107 J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍．求：

(1)水吸收的热量；

(2)燃气锅炉烧水时的效率；

(3)若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰．

18. (3分)一辆氢气动力试验汽车10 min内在平直路面上匀速行驶了1.2×104 m，消耗了0.15 kg的氢气．此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103 N(氢气的热值取1.4×108 J/kg )．则：

(1)氢气燃烧产生的热量；

(2)汽车的牵引力做的功；

(3)汽车发动机的效率．

答 案

1. A　【解析】热机是利用内能做功的机器，故分析可知，电动机是将电能转化成机械能，是利用电流做功的机器，A不属于热机；燃气轮机、煤油发动机、火箭液氢液氧发动机都是需要燃烧燃料提供动力，所以都是利用内能做功的机器，B，C，D的动力机械都是热机，不符合题意．故选A.

2. B　【解析】热机中将机械能转化为内能的冲程是压缩冲程，故A、C、D错误，B正确．故选B.

3. C　【解析】判断冲程的方法是观察活塞运动的方向和气门的开闭情况，甲图中活塞向上运动，进气门关闭、排气门打开，属于排气冲程；乙图中活塞向下运动，两气门都关闭，火花塞点火，属于做功冲程；丙图中活塞向上运动，两气门关闭，属于压缩冲程；丁图中活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，属于吸气冲程；按照排列顺序：吸气—压缩—做功—排气．故选C.

4. A　【解析】瓶内气体推动瓶塞跳起的过程中，气体对瓶塞做功，气体内能减少，A正确，C错误；向瓶内打气，不是瓶塞对气体做的功，B、D错误．故选A.

5. D　【解析】要提高热机效率，可以让燃料与空气混合充分，使燃料完全燃烧，提高燃料的利用率；可以减小热机各部件间的摩擦；可以不断改进与创新，以减小能量的损失，A、B、C正确；增加热机的工作时间，只会增加做功的多少，并不会提高热机效率，D错误．故选D.

6. B　【解析】因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率： η＝1－25%－40%＝35%.故选B.

7. 做功　内　机械　【解析】由题图可知，此时火花塞产生电火花，两气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能．

8. 做功　热传递　【解析】汽油机的压缩冲程，是通过活塞对气体压缩做功的方式使气缸内气体温度升高的；冰箱内的苹果温度降低是通过热传递的方式使苹果的内能减少的．

9. 热值　化学　【解析】火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量燃料时，液态氢可以放出更多的热量；燃料燃烧时化学能转化为内能．

10. 做功　6×103 　【解析】燃气将盒盖喷出很远，是将内能转化为机械能，类似于汽油机的做功冲程；Q＝mq酒精＝2×10－4 kg×3×107 J/kg＝6×103  J.

11. 4.2×1010　2×105　【解析】完全燃烧放热Q放＝qV＝1.4×1010 J/m3×3 m3＝4.2×1010 J；水的质量m＝＝＝＝2×105 kg.

12. 2.52×104　0.84　【解析】根据公式Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×150×10－3 kg×(100 ℃－60 ℃)＝2.52×104 J，根据Q放＝Q吸和Q放＝qm可计算出m＝＝＝＝8.4×10－4 kg ＝0.84 g.

13. 6×103　2.5×10－4　【解析】菜油吸收的热量Q吸＝c菜油mΔt＝2.0×103 J/(kg·℃)×0.02 kg×(170 ℃－20 ℃)＝6×103 J；天然气燃烧释放出的热量为Q放＝＝＝1×104 J；燃烧的天然气体积为V＝＝＝2.5×10－4 m3.

14. 25　 1.38×106　1.68×106　【解析】飞轮转速为3 000 r/min＝50 r/s，表示每秒飞轮转动50圈，要经过100个冲程，对外做功25次；燃烧100 g汽油放出的热量为Q放＝mq汽油＝100×10－3 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×106 J，对外做功为W＝ηQ放＝30%×4.6×106 J＝1.38×106 J；水吸收的热量为Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/( kg·℃)×5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×106 J.

15. 答：用手压活塞时，活塞压缩气体，对气体做功，越用力、越迅速，说明做功越快，相同时间内做的功越多，机械能转化为气体的内能就越多，气体温度升高得就越快，就越容易点燃硝化棉．

16. (4分)解：(1)可燃冰的热值q可燃冰＝15q＝15×7.0×107 J/m3＝1.05×109 J/m 3

0．01 m3的可燃冰完全燃烧放出的热量Q放＝Vq可燃冰＝0.01 m3×1.05×109 J/m3＝1.05×107 J

(2)由η＝×100%得水吸收的热量Q吸＝90%×Q放＝90%×1.05×107 J＝9.45×106 J

由Q吸＝c水mΔt得，水升高的温度

Δt＝＝＝22.5 ℃

17. (9分)解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水m(t2－t1)＝4.2×103 J/(kg·℃)×500 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×108 J

(2)12 m3天然气完全燃烧放出的热量Q放＝qV＝4.2×107 J/m3×12 m3＝5.04×108 J

燃气锅烧水时的热效率η＝×100%＝×100%≈33.33%

(3)V＝＝＝＝0.075 m3

18. (3分)解：(1)氢气完全燃烧放出的热量：

Q放＝mq＝0.15 kg×1.4×108 J/kg＝2.1×107 J

(2)牵引力所做的功：

W＝F牵s＝1.0×103 N×1.2×104 m＝1.2×107 J

(3)汽车发动机的效率：

η＝×100%＝×100%≈57.1%