內(nèi)能的利用練習題(中考真題附答案)

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考點一 熱　機 1．熱機是利用內(nèi)能做功的機械． 2． 是最常見的一種熱機， 和 都屬于內(nèi)燃機，它們分別用 和 做燃料． 3．汽油機工作時一個工作循環(huán)包括四個沖程 沖程、 沖程、 沖程、 沖程．有兩個沖程發(fā)生了能量轉化：壓縮沖程中活塞的 能轉化成燃料混合物的 能；做功沖程中燃氣的 能轉化成 能． 特點：一個工作循環(huán)的四個沖程中，活塞往復運動 次，曲軸轉動 周，對外做功 次． 溫馨提示：　 判斷內(nèi)燃機工作處在哪個沖程應明確兩點：一是氣門的開與關；二是活塞的運動方向. 4.汽油機和柴油機的區(qū)別 1．燃料的燃燒是一種化學變化，在此過程中 能轉化為 能． 2．燃料的熱值：物理學中，把某種燃料 燃燒放出的熱量與其 之比叫做這種燃料的熱值．熱值在數(shù)值上等于1 kg某種燃料完全燃燒放出的 在國際單位制中，熱值的單位： ，符號是： ，氣體燃料的熱值單位通常用J/m3表示． 3．熱值的計算：質(zhì)量為m的燃料完全燃燒放出的熱量Q＝ ，其中Q是燃料 放出的熱量，m是燃料的 ，q是燃料的 ． 4．熱機用來做 功的那部分能量與燃料 放出的能量之比，叫做熱機的效率．其計算公式是 1．能量既不會 ，也不會 ，它只會從一種形式 為其他形式，或者從一個物體 到其他物體，而在 和 的過程中，能量的總量 ． 2．能量的轉化和轉移是有一定的 的． 1.汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分，現(xiàn)代汽車多數(shù)采用汽油機作為發(fā)動機，如圖是四沖程汽油機的工作循環(huán)示意圖，下列說法中正確的是(　　) A．甲沖程是把機械能轉化為內(nèi)能 B．乙沖程是把內(nèi)能轉化為機械能 C．丙沖程是把機械能轉化為內(nèi)能 D．丁沖程是把內(nèi)能轉化為機械能 解析：本題考查汽油機的工作原理．圖甲中進氣門、排氣門關閉，活塞向上運動為汽油機的壓縮沖程．在壓縮沖程中機械能轉化為內(nèi)能，A選項正確； 命題點：(1)燃料的熱值；(2)熱值的計算；(3)熱機的效率． 例　2水壺里裝有2 kg、20 ℃的水，用天然氣爐具將其加熱至沸騰，已知天然氣的熱值為8107 J/m3，大氣壓強為1標準大氣壓，c水＝4.2103 J/(kg℃)，求： (1)燒開這壺水，水需要吸收多少熱？ (2)若燒開這壺水消耗的天然氣是0.021 m3，則天然氣爐具的效率是多少？ 解析：本題考查熱量的計算． (1)Q吸＝cm(t－t0)＝4.2103 J/(kg℃)2 kg (100 ℃－20 ℃)＝6.72105 J (2)Q放＝Vq＝0.021 m38107 J/m3＝1.68106 J η＝100%＝100%＝40%. 答案：(1)6.72105 J　(2)40% 命題點：能量的轉化和守恒定律． 例　3如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點，另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，到A點處彈性繩自然伸直．B點是運動員受到的重力與彈性繩對運動員拉力相等的點，C點是蹦極運動員到達的最低點(忽略空氣阻力)，下列說法正確的是(　　) A．從O點到C點運動員速度一直減小 B．從O點到C點運動員的機械能一直在增大 C．從O點到C點運動員的機械能一直在減小 D．從O點到A點運動員的機械能不變 解析：本題考查動能和勢能的轉化與守恒．運動員從O點到B點的過程中，重力大于彈性繩對運動員的拉力，因此速度越來越大；從B點到C點的過程中，彈性繩對運動員的拉力大于重力，運動員的速度開始減小，到達C點時，速度為零；由于不計空氣阻力，因此整個過程能量守恒，機械能的大小保持不變．故A、B、C選項均錯誤．D選項正確，故選D. 答案：D 2．關于熱機，下列說法中正確的是(　　) A．效率越高的熱機功率也越大 B．汽油機和柴油機均屬于內(nèi)燃機，工作時它們點火的方式也相同 C．汽油機工作時汽油在汽缸里燃燒，汽油屬于二次能源 D．使用熱值高的燃料可提高熱機的效率 解析：本題考查熱機和熱機效率．熱機的效率是指熱機用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，比值越大，則效率越高，所以熱機的效率與熱機功率無關．A選項錯誤；汽油機是點燃式，柴油機是壓燃式，B選項錯誤；能源可分為一次能源和二次能源，一次能源指的是：可以從自然界直接獲取的能源；二次能源指的是：由一次能源經(jīng)過加工轉換以后得到的能源產(chǎn)品．汽油是由石油加工轉化得到的二次能源，C選項正確； 3．現(xiàn)代汽車的發(fā)動機一般都是四沖程內(nèi)燃機，其四個沖程如圖所示，其中做功沖程是(　　) 解析：本題考查內(nèi)燃機的四個沖程．A選項中，進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，是吸氣沖程；B選項中，兩氣門都關閉，活塞向下運動，是做功沖程；C選項中，兩氣門都關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程；D選項中，進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，是排氣沖程．故選B. 答案：B 4．如圖所示實驗，試管口木塞沖出過程(　　) A．試管口出現(xiàn)的白霧是水蒸氣 B．試管口出現(xiàn)白霧說明水蒸氣內(nèi)能增加 C．能量轉化情況與內(nèi)燃機壓縮沖程相同 D．水蒸氣對木塞做功，水蒸氣 解析：本題考查內(nèi)能與熱機．試管口出現(xiàn)的白霧是水蒸氣遇冷液化形成的小水珠，液化放熱，水蒸氣的內(nèi)能減小，A、B選項均錯誤；此過程中內(nèi)能轉化為機械能，與內(nèi)燃機的做功沖程類似，C選項錯誤；當加熱試管到一定程度時，水蒸氣對木塞做功，將水蒸氣的內(nèi)能轉化為塞子的機械能，水蒸氣的內(nèi)能減小，溫度降低，D選項正確．故選D. 答案：D 5．下列生活實例中，屬于內(nèi)能轉化為機械能的是(　　) A．冬天人們常用雙手互相摩擦取暖 B．用茶壺燒水，水燒開時，茶壺蓋被頂起 C．鉆木取火 D．四沖程汽油機的壓縮沖程 解析：本題考查內(nèi)能與熱機．冬天人們常用雙手互相摩擦取暖是機械能轉化為內(nèi)能，A選項錯誤；水燒開時將茶壺蓋頂起，是內(nèi)能轉化為機械能，B選項正確；鉆木取火是機械能轉化為內(nèi)能，C選項錯誤；四沖程汽油機壓縮沖程是機械能轉化為內(nèi)能，D選項錯誤；故選B. 答案：B 6．我國隨著航天事業(yè)發(fā)展需要，正在研制大功率液氫發(fā)動機．這種發(fā)動機主要是因為氫具有(　C　) A．較小的密度 B．較大的比熱容 C．較高的熱值 D．較低的沸點 解析：大功率液氫發(fā)動機采用液氫做燃料，是因為氫具有較高的熱值．故選C. 7．下列有關能量變化的說法，正確的是(　　) A．物體從斜面上勻速滑下，其機械能增大 B．物體從斜面上勻速滑下，其機械能不變 C．汽油機壓縮沖程是將內(nèi)能轉化為機械能 D．汽油機做功沖程是將內(nèi)能轉化為機械能 解析：本題考查機械能和熱機．物體從斜面上勻速滑下時，質(zhì)量不變，速度不變，高度變小，所以動能不變，重力勢能減小，機械能減小，A、B選項均錯誤；汽油機的壓縮沖程是將機械能轉化為內(nèi)能，C選項錯誤；汽油機做功沖程是將內(nèi)能轉化為機械能，D選項正確．故選D. 答案：D 8．點火爆炸實驗中，電子式火花發(fā)生器點燃盒中酒精蒸氣，產(chǎn)生的燃氣將塑料盒蓋噴出很遠．此過程的能量轉化方式類似于汽油機的(　C　) A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程 解析：點火爆炸實驗中，是內(nèi)能轉化為機械能，與汽油機的做功沖程類似．故選C. 9．下列有關熱機的說法中不正確的是(　　) A．熱機工作的過程是將燃料燃燒獲得的內(nèi)能轉化成機械能的過程 B．為了防止熱機過熱，通常用水來降溫，是利用水的比熱大的特性 C．可以采用增大熱機功率的方法來增大熱機的效率 D．熱機的大量使用會造成環(huán)境污染 解析：本題考查熱機的相關知識．熱機是將內(nèi)能轉化為機械能的機器，A選項正確；通常用水作冷卻劑來降溫，是利用水的比熱大的特性，B選項正確；熱機的效率是指用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒所放出的總能量的比值，與功率無關，C選項錯誤；熱機工作時產(chǎn)生的環(huán)境污染有大氣污染、噪聲污染和熱污染，D選項正確．故選C. 答案：C 10．(多選)如圖所示，是某建筑工地用起重機起吊貨物的情景．貨物在鋼繩的拉力作用下先沿豎直方向勻速上升，再水平移動到卸貨地點．若不計摩擦和空氣阻力，則貨物在勻速上升過程中(　　) A．重力勢能增加，動能減少 B．重力勢能增加，機械能增加 C．動能不變，機械能增加 D．動能減少，機械能減少 解析：本題中，貨物在勻速上升過程中，貨物的速度不變，所以動能不變，而高度增加，所以貨物的重力勢能在增加，又因為機械能為動能和勢能之和，所以機械能增加，故B、C選項正確． 答案：BC 二、填空題 11.汽油機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成的，如圖16－3所示是表示汽油機的________沖程，汽油機在某次工作時消耗汽油0.2 kg，這些汽油完全燃燒放出________J的熱量；汽車汽油機工作過程中，水箱中的水溫度會升高，這是通過________的方式使水的內(nèi)能增加。(汽油的熱值為4.6107J/kg) 12. 一臺單缸四沖程柴油機，飛輪轉速為3600r/min,該柴油機活塞1s對外做功___30____次，消耗10千克的柴油轉化成的機械能是____1.72__________ 13．汽油機的壓縮沖程中，汽缸內(nèi)汽油和空氣混合物的壓強增大，溫度升高． 14．目前我國研發(fā)出一款新型空氣動力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力，這種車在開動時將空氣的內(nèi)能轉化為機械能，這種車與汽油機相比優(yōu)點是環(huán)保(說出一點)． 三、實驗探究題(6分) 19．小敏想探究小球滾上斜面的最大高度與斜面傾角和小球質(zhì)量的關系，將兩個斜面AO與OB對接成如圖裝置，進行實驗． ①讓質(zhì)量為5克的小球，在斜面AO上高H處靜止釋放，沿斜面滑下，經(jīng)O點滾上斜面OB，測量小球達到的最大高度h，將數(shù)據(jù)記錄在表中；改變斜面OB的傾角θ，重復實驗； ②用質(zhì)量為7克的小球重復上述實驗，將數(shù)據(jù)記錄在表中． (1)比較實驗1、2、3(或4、5、6)，說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與斜面OB的傾角θ有關． (2)比較實驗1、4(或2、5或3、6)(選擇序號)，說明小球在斜面OB上能達到的最大高度與小球質(zhì)量無關． (3)如果斜面沒有摩擦，小球在斜面OB上能達到的最大高度是10厘米． 解析：影響小球在斜面上升的最大高度可能是小球的質(zhì)量，也可能是斜面的傾角，有兩個因素，往往采用控制變量法．(1)從表中可知，比較1、2、3或4、5、6可知，小球的質(zhì)量一定時，斜面的傾角越大，小球上升的最大高度越大；(2)小球在斜面上能達到的最大高度與小球質(zhì)量無關，應控制斜面的傾角相等，改變小球的質(zhì)量，從表格中可知，比較1、4(或2、5或3、6)即可；(3)如果沒有摩擦，則機械能守恒，小球在斜面上能達到最大高度為10厘米． 四、計算題(10分) 20．某物理興趣小組的同學，用煤爐給10 kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線． 若在6 min內(nèi)完全燃燒了2 kg的煤，水的比熱容為4.2103 J/(kg℃)，煤的熱值約為3107 J/kg.求： (1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量； (2)經(jīng)過6 min時間加熱，水所吸收的熱量； (3)煤爐燒水時的熱效率． 解：(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量： Q放＝mq＝2 kg3107 J/kg＝6107 J (2)經(jīng)過6 min時間加熱，水所吸收的熱量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2103 J/(kg℃)10 kg(80 ℃－ 20 ℃)＝2.52106 J (3)煤爐燒水時的熱效率： η＝＝＝4.2%