第十四章《内能的利用》达标测试卷 原卷版+答案版.zip

第十四章内能的利用达标测试卷 原卷版(时间 60 分钟，总分 70 分)一、选择题(本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1如图所示是内燃机工作循环中的四个冲程，其中图甲是()A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程22021 年 7 月 24 日，我国射击选手在女子 10 米气步枪项目夺取东京奥运会首金。气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，此过程能量转化与内燃机的哪个冲程相同()A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程3下列说法正确的是()A汽油机做功冲程将机械能转化为内能B一个物体温度升高一定吸收了热量C比热容大的物体吸收的热量一定多D沙漠地区昼夜温差大，是因为沙子、泥土的比热容小4下列关于热值和热机效率的描述，正确的是()A使燃料燃烧更充分，可以增大热值B使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率C燃料燃烧释放的热量越大，热值越大D热值和热机效率都是定值，与外界条件无关5如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是()A图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变B图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增加C图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加D图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少6根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是()A孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年B电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止C出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进D两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面7下列关于能量守恒定律的说法中，正确的是()A能量可以凭空消失B能量也可以凭空产生C能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变，因此我们可以随便浪费能源，反正都不会消失D虽然能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变，但是我们依然要节约能源8氮气弹簧是一种以密闭高压氮气为工作介质的弹性组件，具有体积小、弹力大、工作平稳、使用寿命长等优点。它在生活和工业中具有广泛的应用，其工作结构简图如图。当活塞顶部受到压力向下运动时，下列说法正确的是()A缸体内氮气的密度变大B缸体内的气体被压紧后，氮气分子不再运动C缸体内的气体压强减小D该过程中能量的转化方式与汽油机的做功冲程相同9下列关于热值说法正确的是()A燃料燃烧越充分热值越大B2 kg 的煤完全燃烧比 1 kg 的煤完全燃烧热值大C1 kg 煤燃烧放出 3107 J 的热量，则煤的热值为 3107 J/kgD热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同10如图所示是内燃机的能量流向图，则热机效率()等于()A.E1E100%B.E2E100%C.E1E3E4E100%D.E1E2E3E4E100%二、作图题(本题共 2 小题，每题 2 分，共 4 分)11如图所示，甲是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，乙是做功冲程示意图，请在图乙的方框中画出曲轴的旋转方向和进气门的开闭情况。12如图为某汽油机的排气冲程示意图，请在图中 A、B、C 三个方框中标出曲轴转动方向、活塞的运动方向及气流的流动方向(曲轴转动方向用“”或“”表示，活塞运动方向用“”或“”表示，气流的流动方向用“”或“”表示)。三、填空题(本大题共 4 小题，每空 1 分，共 22 分)13在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是 冲程；只有 冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮转动的 完成的。如图所示为四冲程汽油机的 冲程，在该冲程中，汽缸内气体的内能 (选填“减小”“增大”或“不变”)；汽油机以水为冷却剂，是因为水具有较大的 (选填“热值”“密度”或“比热容”)。14宋代诗人陆游曾诗云城市尚余三伏热，秋光先到野人家。炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高 3 5，这就是热岛效应，人们在小区内修建人工湖、喷水池，主要利用水的 大来调节气温。实验室有 1.5 kg 酒精，测得其热值是 3.0107 J/kg，从中取 0.56 kg 酒精完全燃烧，释放的热量为 J。这些热量能让 200 kg 的水温度升高 c水4.2103 J/(kg)。15如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为 10 g，烧杯内液体的质量都相同。甲乙丙(1)若比较不同燃料的热值应选择 两个装置；比较不同物质的比热容应选择 两个装置。(选填装置序号：甲、乙、丙)(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少。(3)实验中需要的测量工具有温度计、秒表和 。(4)不同物质吸热的多少是通过 (选填“温度计示数变化”或“加热时间”)来反映的，这种研究方法是 法。(5)实验中发现，加热相同时间，液体 a 温度上升得较多，由此可以判断：(选填“a”或“b”)物质的吸热能力较强。16 为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。甲乙丙(1)实验中应控制两种燃料燃烧的 (选填“时间”“初温”或“质量”)相同。(2)燃料燃烧过程中，记录燃烧时间和对应的水温；燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由图可知，燃料 1 燃烧 5 min 放出的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)燃料 2 燃烧 15 min 放出的热量。假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料 1 与燃料 2 的热值之比为 。(3)若甲装置中消耗了质量为 m 的燃料，使质量为 m的水温度升高了t(水未沸腾)，则燃料 1 的热值为 (用字母表达式表示，已知水的比热容为 c水)，该方法测量的热值会比真实值 (选填“大”或“小”)，原因是 (写出一条即可)。四、计算题(本大题共 2 小题，第 17 小题 7 分，第 18 小题 9 分，共 16 分)17某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 8 kg 的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在 4 min 内完全燃烧了 1.4 kg 的煤，水的比热容为 4.2103 J/(kg)，煤的热值约为 3107 J/kg。求：(1)经过 4 min 时间加热，水所吸收的热量；(2)在 4 min 内煤完全燃烧放出的热量；(3)煤炉烧水时的热效率。18某一次使用天然气热水器洗澡，洗澡前天然气表的示数为 808.909 m3，洗完澡后天然气表的示数为 809.009 m3。已知热水器进水管中水的温度为 26，热水器的出水温度为 46，热效率为 75%，天然气的热值 q天3.2107 J/m3，水的比热容 c水4.2103 J/(kg)。(1)本次洗澡的天然气完全燃烧放出多少热量？(2)若想节约每次洗澡的用气量，推导说明有什么可行的措施？列举一条合理的措施。五、综合能力题(每空 1 分，共 8 分)19木柴、焦炭、木炭都是常用的燃料，对它们取不同质量完全燃烧，得到了表中的数据：燃料完全燃烧放出的热量燃料的质量/g100200300400Q木柴/J1.31072.61073.91075.2107Q焦炭/J3.01076.01079.010712.0107Q木炭/J3.41076.810710.210713.6107(1)从表中的数据可以看出，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 。(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，和 的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为 。(3)完全燃烧 0.01 m3的天然气放出的热量是 J；如果这些热量完全用于加热水，可使 kg 的水温度升高 10，实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，主要原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了 (答一个即可)。q天然气4.2107 J/m3，c水4.2103 J/(kg)第十四章内能的利用达标测试卷 答案版(时间 60 分钟，总分 70 分)一、选择题(本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1如图所示是内燃机工作循环中的四个冲程，其中图甲是(C )A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程22021 年 7 月 24 日，我国射击选手在女子 10 米气步枪项目夺取东京奥运会首金。气步枪是靠枪机储气装置内的高压气体击发弹丸，此过程能量转化与内燃机的哪个冲程相同(C )A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程3下列说法正确的是(D )A汽油机做功冲程将机械能转化为内能B一个物体温度升高一定吸收了热量C比热容大的物体吸收的热量一定多D沙漠地区昼夜温差大，是因为沙子、泥土的比热容小4下列关于热值和热机效率的描述，正确的是(B )A使燃料燃烧更充分，可以增大热值B使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率C燃料燃烧释放的热量越大，热值越大D热值和热机效率都是定值，与外界条件无关5如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是(D )A图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变B图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增加C图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加D图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少6根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是(D )A孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年B电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止C出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进D两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面7下列关于能量守恒定律的说法中，正确的是(D )A能量可以凭空消失B能量也可以凭空产生C能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变，因此我们可以随便浪费能源，反正都不会消失D虽然能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变，但是我们依然要节约能源8氮气弹簧是一种以密闭高压氮气为工作介质的弹性组件，具有体积小、弹力大、工作平稳、使用寿命长等优点。它在生活和工业中具有广泛的应用，其工作结构简图如图。当活塞顶部受到压力向下运动时，下列说法正确的是(A )A缸体内氮气的密度变大B缸体内的气体被压紧后，氮气分子不再运动C缸体内的气体压强减小D该过程中能量的转化方式与汽油机的做功冲程相同9下列关于热值说法正确的是(D )A燃料燃烧越充分热值越大B2 kg 的煤完全燃烧比 1 kg 的煤完全燃烧热值大C1 kg 煤燃烧放出 3107 J 的热量，则煤的热值为 3107 J/kgD热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同10如图所示是内燃机的能量流向图，则热机效率()等于(B )A.E1E100%B.E2E100%C.E1E3E4E100%D.E1E2E3E4E100%二、作图题(本题共 2 小题，每题 2 分，共 4 分)11如图所示，甲是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，乙是做功冲程示意图，请在图乙的方框中画出曲轴的旋转方向和进气门的开闭情况。答案图12如图为某汽油机的排气冲程示意图，请在图中 A、B、C 三个方框中标出曲轴转动方向、活塞的运动方向及气流的流动方向(曲轴转动方向用“”或“”表示，活塞运动方向用“”或“”表示，答案图气流的流动方向用“”或“”表示)。三、填空题(本大题共 4 小题，每空 1 分，共 22 分)13 在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是压缩冲程；只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮转动的惯性完成的。如图所示为四冲程汽油机的压缩冲程，在该冲程中，汽缸内气体的内能增大(选填“减小”“增大”或“不变”)；汽油机以水为冷却剂，是因为水具有较大的比热容(选填“热值”“密度”或“比热容”)。14宋代诗人陆游曾诗云城市尚余三伏热，秋光先到野人家。炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高 3 5，这就是热岛效应，人们在小区内修建人工湖、喷水池，主要利用水的比热容大来调节气温。实验室有 1.5 kg 酒精，测得其热值是 3.0107 J/kg，从中取0.56 kg 酒精完全燃烧，释放的热量为 1.68107J。这些热量能让 200 kg 的水温度升高 20c水4.2103 J/(kg)。15如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为 10 g，烧杯内液体的质量都相同。甲乙丙(1)若比较不同燃料的热值应选择乙、丙两个装置；比较不同物质的比热容应选择甲、乙两个装置。(选填装置序号：甲、乙、丙)(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计示数变化比较燃料燃烧放出热量的多少。(3)实验中需要的测量工具有温度计、秒表和天平。(4)不同物质吸热的多少是通过加热时间(选填“温度计示数变化”或“加热时间”)来反映的，这种研究方法是转换法。(5)实验中发现，加热相同时间，液体 a 温度上升得较多，由此可以判断：b(选填“a”或“b”)物质的吸热能力较强。16 为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。甲乙丙(1)实验中应控制两种燃料燃烧的质量(选填“时间”“初温”或“质量”)相同。(2)燃料燃烧过程中，记录燃烧时间和对应的水温；燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由图可知，燃料 1 燃烧 5 min 放出的热量大于(选填“大于”“小于”或“等于”)燃料 2 燃烧 15 min 放出的热量。假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料 1与燃料 2 的热值之比为 32。(3)若甲装置中消耗了质量为 m 的燃料，使质量为 m的水温度升高了t(水未沸腾)，则燃料 1 的热值为c水mtm(用字母表达式表示，已知水的比热容为 c水)，该方法测量的热值会比真实值小(选填“大”或“小”)，原因是燃料 1 燃烧放出的热量不可能全部被水吸收(写出一条即可)。四、计算题(本大题共 2 小题，第 17 小题 7 分，第 18 小题 9 分，共 16 分)17某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 8 kg 的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在 4 min 内完全燃烧了 1.4 kg 的煤，水的比热容为 4.2103 J/(kg)，煤的热值约为 3107 J/kg。求：(1)经过 4 min 时间加热，水所吸收的热量；(2)在 4 min 内煤完全燃烧放出的热量；(3)煤炉烧水时的热效率。解：(1)由题图知，经过 4 min 时间加热，水的温度由 20 升高到 70，故水所吸收的热量Qcmt4.2103 J/(kg)8 kg(70 20)1.68106 J(2)1.4 kg 煤完全燃烧产生的热量 Qmq1.4 kg3107 J/kg4.2107 J(3)煤炉烧水时的热效率QQ1.68 106 J4.2 107 J4%18某一次使用天然气热水器洗澡，洗澡前天然气表的示数为 808.909 m3，洗完澡后天然气表的示数为 809.009 m3。已知热水器进水管中水的温度为 26，热水器的出水温度为46，热效率为 75%，天然气的热值 q天3.2107 J/m3，水的比热容 c水4.2103 J/(kg)。(1)本次洗澡的天然气完全燃烧放出多少热量？(2)若想节约每次洗澡的用气量，推导说明有什么可行的措施？列举一条合理的措施。解：(1)本次洗澡的用气量 V809.009 m3808.909 m30.1 m3这些天然气完全燃烧放出的热量 Q放q天V3.2107 J/m30.1 m33.2106 J(2)由 Q吸75%Q放可得 c水m水t75%q天V要想节约每次洗澡的用气量 V，可降低 t，因为水的初温是一定的，即可通过调低热水的出水温度，或减少 m水，即节省热水的质量。五、综合能力题(每空 1 分，共 8 分)19木柴、焦炭、木炭都是常用的燃料，对它们取不同质量完全燃烧，得到了表中的数据：燃料完全燃烧放出的热量燃料的质量/g100200300400Q木柴/J1.31072.61073.91075.2107Q焦炭/J3.01076.01079.010712.0107Q木炭/J3.41076.810710.210713.6107(1)从表中的数据可以看出，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是不同的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越多。(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，完全燃烧放出的热量和质量的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为热值。(3)完全燃烧 0.01 m3的天然气放出的热量是 4.2105J；如果这些热量完全用于加热水，可使 10kg 的水温度升高 10，实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，主要原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了空气(答一个即可)。q天然气4.2107 J/m3，c水4.2103 J/(kg)