內(nèi)能的利用練習(xí)題(中考真題附答案)

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考點(diǎn)一 熱　機(jī) 1．熱機(jī)是利用內(nèi)能做功的機(jī)械． 2． 是最常見(jiàn)的一種熱機(jī)， 和 都屬于內(nèi)燃機(jī)，它們分別用 和 做燃料． 3．汽油機(jī)工作時(shí)一個(gè)工作循環(huán)包括四個(gè)沖程 沖程、 沖程、 沖程、 沖程．有兩個(gè)沖程發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化：壓縮沖程中活塞的 能轉(zhuǎn)化成燃料混合物的 能；做功沖程中燃?xì)獾? 能轉(zhuǎn)化成 能． 特點(diǎn)：一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程中，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng) 次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 周，對(duì)外做功 次． 溫馨提示：　 判斷內(nèi)燃機(jī)工作處在哪個(gè)沖程應(yīng)明確兩點(diǎn)：一是氣門(mén)的開(kāi)與關(guān)；二是活塞的運(yùn)動(dòng)方向. 4.汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別 1．燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在此過(guò)程中 能轉(zhuǎn)化為 能． 2．燃料的熱值：物理學(xué)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(guó)際單位制中，熱值的單位： ，符號(hào)是： ，氣體燃料的熱值單位通常用J/m3表示． 3．熱值的計(jì)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(jī)用來(lái)做 功的那部分能量與燃料 放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率．其計(jì)算公式是 1．能量既不會(huì) ，也不會(huì) ，它只會(huì)從一種形式 為其他形式，或者從一個(gè)物體 到其他物體，而在 和 的過(guò)程中，能量的總量 ． 2．能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有一定的 的． 1.汽車(chē)已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分，現(xiàn)代汽車(chē)多數(shù)采用汽油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．甲沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．乙沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．丙沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．丁沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 解析：本題考查汽油機(jī)的工作原理．圖甲中進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)為汽油機(jī)的壓縮沖程．在壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A選項(xiàng)正確； 命題點(diǎn)：(1)燃料的熱值；(2)熱值的計(jì)算；(3)熱機(jī)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(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水＝4.2103 J/(kg℃)，求： (1)燒開(kāi)這壺水，水需要吸收多少熱？ (2)若燒開(kāi)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(jì)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(diǎn)：能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律． 例　3如圖所示是蹦極運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化示意圖，彈性繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系住運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)自由下落，到A點(diǎn)處彈性繩自然伸直．B點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員受到的重力與彈性繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員拉力相等的點(diǎn)，C點(diǎn)是蹦極運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn)(忽略空氣阻力)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員速度一直減小 B．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直在增大 C．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直在減小 D．從O點(diǎn)到A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不變 解析：本題考查動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化與守恒．運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重力大于彈性繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力，因此速度越來(lái)越大；從B點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中，彈性繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大于重力，運(yùn)動(dòng)員的速度開(kāi)始減小，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，速度為零；由于不計(jì)空氣阻力，因此整個(gè)過(guò)程能量守恒，機(jī)械能的大小保持不變．故A、B、C選項(xiàng)均錯(cuò)誤．D選項(xiàng)正確，故選D. 答案：D 2．關(guān)于熱機(jī)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．效率越高的熱機(jī)功率也越大 B．汽油機(jī)和柴油機(jī)均屬于內(nèi)燃機(jī)，工作時(shí)它們點(diǎn)火的方式也相同 C．汽油機(jī)工作時(shí)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(jī)的效率 解析：本題考查熱機(jī)和熱機(jī)效率．熱機(jī)的效率是指熱機(jī)用來(lái)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(jī)的效率與熱機(jī)功率無(wú)關(guān)．A選項(xiàng)錯(cuò)誤；汽油機(jī)是點(diǎn)燃式，柴油機(jī)是壓燃式，B選項(xiàng)錯(cuò)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(guò)加工轉(zhuǎn)換以后得到的能源產(chǎn)品．汽油是由石油加工轉(zhuǎn)化得到的二次能源，C選項(xiàng)正確； 3．現(xiàn)代汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是四沖程內(nèi)燃機(jī)，其四個(gè)沖程如圖所示，其中做功沖程是(　　) 解析：本題考查內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程．A選項(xiàng)中，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是吸氣沖程；B選項(xiàng)中，兩氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程；C選項(xiàng)中，兩氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程；D選項(xiàng)中，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是排氣沖程．故選B. 答案：B 4．如圖所示實(shí)驗(yàn)，試管口木塞沖出過(guò)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(shuō)明水蒸氣內(nèi)能增加 C．能量轉(zhuǎn)化情況與內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程相同 D．水蒸氣對(duì)木塞做功，水蒸氣 解析：本題考查內(nèi)能與熱機(jī)．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(xiàng)均錯(cuò)誤；此過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程類(lèi)似，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)加熱試管到一定程度時(shí)，水蒸氣對(duì)木塞做功，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，水蒸氣的內(nèi)能減小，溫度降低，D選項(xiàng)正確．故選D. 答案：D 5．下列生活實(shí)例中，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是(　　) A．冬天人們常用雙手互相摩擦取暖 B．用茶壺?zé)疅_(kāi)時(shí)，茶壺蓋被頂起 C．鉆木取火 D．四沖程汽油機(jī)的壓縮沖程 解析：本題考查內(nèi)能與熱機(jī)．冬天人們常用雙手互相摩擦取暖是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；水燒開(kāi)時(shí)將茶壺蓋頂起，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，B選項(xiàng)正確；鉆木取火是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；四沖程汽油機(jī)壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；故選B. 答案：B 6．我國(guó)隨著航天事業(yè)發(fā)展需要，正在研制大功率液氫發(fā)動(dòng)機(jī)．這種發(fā)動(dòng)機(jī)主要是因?yàn)闅渚哂?　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(diǎn) 解析：大功率液氫發(fā)動(dòng)機(jī)采用液氫做燃料，是因?yàn)闅渚哂休^高的熱值．故選C. 7．下列有關(guān)能量變化的說(shuō)法，正確的是(　　) A．物體從斜面上勻速滑下，其機(jī)械能增大 B．物體從斜面上勻速滑下，其機(jī)械能不變 C．汽油機(jī)壓縮沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．汽油機(jī)做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 解析：本題考查機(jī)械能和熱機(jī)．物體從斜面上勻速滑下時(shí)，質(zhì)量不變，速度不變，高度變小，所以動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，機(jī)械能減小，A、B選項(xiàng)均錯(cuò)誤；汽油機(jī)的壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；汽油機(jī)做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，D選項(xiàng)正確．故選D. 答案：D 8．點(diǎn)火爆炸實(shí)驗(yàn)中，電子式火花發(fā)生器點(diǎn)燃盒中酒精蒸氣，產(chǎn)生的燃?xì)鈱⑺芰虾猩w噴出很遠(yuǎn)．此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化方式類(lèi)似于汽油機(jī)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(diǎn)火爆炸實(shí)驗(yàn)中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與汽油機(jī)的做功沖程類(lèi)似．故選C. 9．下列有關(guān)熱機(jī)的說(shuō)法中不正確的是(　　) A．熱機(jī)工作的過(guò)程是將燃料燃燒獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過(guò)程 B．為了防止熱機(jī)過(guò)熱，通常用水來(lái)降溫，是利用水的比熱大的特性 C．可以采用增大熱機(jī)功率的方法來(lái)增大熱機(jī)的效率 D．熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染 解析：本題考查熱機(jī)的相關(guān)知識(shí)．熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，A選項(xiàng)正確；通常用水作冷卻劑來(lái)降溫，是利用水的比熱大的特性，B選項(xiàng)正確；熱機(jī)的效率是指用來(lái)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(wú)關(guān)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；熱機(jī)工作時(shí)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(xiàng)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(jī)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(dòng)到卸貨地點(diǎn)．若不計(jì)摩擦和空氣阻力，則貨物在勻速上升過(guò)程中(　　) A．重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少 B．重力勢(shì)能增加，機(jī)械能增加 C．動(dòng)能不變，機(jī)械能增加 D．動(dòng)能減少，機(jī)械能減少 解析：本題中，貨物在勻速上升過(guò)程中，貨物的速度不變，所以動(dòng)能不變，而高度增加，所以貨物的重力勢(shì)能在增加，又因?yàn)闄C(jī)械能為動(dòng)能和勢(shì)能之和，所以機(jī)械能增加，故B、C選項(xiàng)正確． 答案：BC 二、填空題 11.汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由四個(gè)沖程組成的，如圖16－3所示是表示汽油機(jī)的________沖程，汽油機(jī)在某次工作時(shí)消耗汽油0.2 kg，這些汽油完全燃燒放出________J的熱量；汽車(chē)汽油機(jī)工作過(guò)程中，水箱中的水溫度會(huì)升高，這是通過(guò)________的方式使水的內(nèi)能增加。(汽油的熱值為4.6107J/kg) 12. 一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速為3600r/min,該柴油機(jī)活塞1s對(duì)外做功___30____次，消耗10千克的柴油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是____1.72__________ 13．汽油機(jī)的壓縮沖程中，汽缸內(nèi)汽油和空氣混合物的壓強(qiáng)增大，溫度升高． 14．目前我國(guó)研發(fā)出一款新型空氣動(dòng)力汽車(chē)，它利用壓縮空氣膨脹推動(dòng)活塞做功提供動(dòng)力，這種車(chē)在開(kāi)動(dòng)時(shí)將空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這種車(chē)與汽油機(jī)相比優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保(說(shuō)出一點(diǎn))． 三、實(shí)驗(yàn)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(guān)系，將兩個(gè)斜面AO與OB對(duì)接成如圖裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)． ①讓質(zhì)量為5克的小球，在斜面AO上高H處?kù)o止釋放，沿斜面滑下，經(jīng)O點(diǎn)滾上斜面OB，測(cè)量小球達(dá)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(fù)實(shí)驗(yàn)； ②用質(zhì)量為7克的小球重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，將數(shù)據(jù)記錄在表中． (1)比較實(shí)驗(yàn)1、2、3(或4、5、6)，說(shuō)明小球在斜面OB上能達(dá)到的最大高度與斜面OB的傾角θ有關(guān)． (2)比較實(shí)驗(yàn)1、4(或2、5或3、6)(選擇序號(hào))，說(shuō)明小球在斜面OB上能達(dá)到的最大高度與小球質(zhì)量無(wú)關(guān)． (3)如果斜面沒(méi)有摩擦，小球在斜面OB上能達(dá)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(gè)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(shí)，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(dá)到的最大高度與小球質(zhì)量無(wú)關(guān)，應(yīng)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(méi)有摩擦，則機(jī)械能守恒，小球在斜面上能達(dá)到最大高度為10厘米． 四、計(jì)算題(10分) 20．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10 kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過(guò)程中水溫隨時(shí)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(guò)6 min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量； (3)煤爐燒水時(shí)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(guò)6 min時(shí)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(shí)的熱效率： η＝＝＝4.2%