第十四章内能的利用
一、单项选择题
1．内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是（ ）
A．内能减少，温度降低
B．内能增加，温度升高
C．内能减少，温度升高
D．内能增加，温度降低
2．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．甲冲程是把机械能转化为内能
B．乙冲程是把内能转化为机械能
C．丙冲程是把机械能转化为内能
D．丁冲程是把内能转化为机械能
3．某四冲程内燃机的飞轮转速为3 600r/min，则在每秒钟内（ ）
A．曲轴转120转
B．对外做功60次
C．完成120个冲程
D．完成60个工作循环
4．关于燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
B．燃料不完全燃烧的热值比完全燃烧时的热值小
C．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和放出热量的多少无关
D．采用热值大的燃料，可以提高热机的效率
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5．关于“热机”，下列说法中错误的是（ ）
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性
D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
6．两台汽油机，甲的效率为30%，乙的效率为25%，这两个数据都表明（ ）
A．甲机比乙机做的功多
B．甲机比乙机的功率大
C．甲机比乙机消耗的汽油少
D．甲机用来做有用功的能量与完全燃烧所放出的能量的比值比乙机的大
7．热机的效率较低，为了提高热机的效率，你认为下列方法目前不可能的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量减少各种热损失
C．尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量
D．想办法把燃料放出的热量全部用来做有用功
8．关于热机，下列说法错误的是（ ）
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
9．下列关于能量转化的说法中错误的是（ ）
A．干电池对外供电时，电能转化为化学能
B．发电机工作时，机械能转化为电能
C．电饭锅在煮饭时，电能转化为内能
D．电风扇工作时，电能主要转化为机械能
10．在学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（ ）
A．做功可以改变物体的内能
B．热传递改变物体内能是不同形式的能量的互相转化
C．在一定条件下各种形式的能量可以相互转化
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D．能量在转移和转化的过程中总会有损耗，但能量的总量总保持不变
11．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（ ）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
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．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
12．下列对热学知识进行的归纳总结中，正确的是（ ）
A．B．
下滑时通过做功增加了物体内能空气推动塞子时内能增加
C．D．
海边昼夜温差小是因为水的密度大了 小蒸汽轮机利用机械能转化成内能来工作
二、填空题
13．汽油机在吸气冲程中，吸入汽缸的是 的混合物，在压缩冲程结束时，汽缸顶端的火花塞产生电火花，使汽油猛烈燃烧，完成 冲程。
14．如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少 。注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的 能转化为软木塞的机械能。汽油机的 冲程也发生同样的能量转化。
15．人们常用水给汽车发动机降温，这是因为水的 较大。“奋进”号航天飞机用氢作燃料，这是因为氢的 较大。
16．已知天然气的热值为4.4×107J/kg，20g天然气完全燃烧放出的热量为 J，用天
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然气将一壶水烧开，水壶中水的温度升高的过程中，水的内能 。壶口上方的水蒸气液化成“白气”的过程中 （吸收/放出）热量。
17．用煤油气化灶把100kg、初温为20℃的水加热到70℃，消耗煤油1L．已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤油的热值是4.6×107J/kg，ρ煤油=0.8×103kg/m3．水吸收的热量为 J，煤油气化灶烧水的效率为 。
18．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是 。
19．随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化。煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭。液化气与煤相比，热学方面突出的优点是 ；环保方面突出的优点是 。若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃，至少需要燃烧 m3 的液化气。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），液化气的热值是5.0×107J/m3]。
20．在我国西藏高原，有一个羊八井地热区，地热电厂担负着拉萨市一部分电力供应。工作流程如图所示，经过地下井→汽轮机→发电机，其能量转化过程是：将内能转化为 能再转化为 能。
三、实验探究题
21．如图所示为探究物体比热容的实验装置，两个相同的烧杯中分别盛有质量相等、初温相同的水和煤油，用两个相同的“热得快”对其加热。
（1）实验中“热得快”通电时间的长短反映水和煤油 的多少。
（2）把质量相同的水和煤油分别装入两个相同的容器中，发现水的体积 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油的体积；
（3）选用相同的“热得快”同时给它们加热，然后同时观察两支温度计的示数，这样操作可保证加热时间相同，其目的是使两种物质吸收热量相同，通过比较温度计示数变化的多少，来比较两种物质 的强弱。
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22．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验。
（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为 J；燃料2的热值为 J/kg。
（3）通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏 （选填“大”或“小”），你认为出现这种情况的主要原因是 。
四、计算题
23．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用煤来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q=2.9×107J/kg，假设煤燃烧放出的热量全部被水吸收）
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24．为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用，这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km用时10min，消耗柴油2L，受到的阻力是1.8×103N，（柴油热值3.3×107J/kg，柴油的密度0.85×103kg/m3，取g=10N/kg）求：
（1）这段路程内发动机做功的功率。
（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。
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参考答案
1．A2．A3．C4．C5．A6．D7．D8．C9．A10．B11．C12．A
13．汽油和空气做功
14．热量散失（或热传递）内做功
15．比热容热值
16．8.8×105增大放出
17．2.1×10757%
18．15：4
19．热值大污染少0.0126
20．机械电
21．吸收的热量小于吸热能力
22．甲、乙甲、丙2.4×1041.2×106小；燃料不可能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收
23.（1）热水器中的水吸收的热量：
Q=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）=8.4×106J
（2）热水器5小时内接收到的太阳能：
E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J
（3）热水器的效率：
η=×100%=×100%=40%
（4）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放=Q=8.4×106J
由Q=mq可得：完全燃烧煤气的质量：
m′===0.29kg
24.（1）校车受到牵引力等于校车的阻力F=f=1.8×103N
校车在平直公路上匀速行驶的路程s=8km=8000m；用时t=10min=600s
校车发动机的功率为P====2.4×104W=24kW
（2）消耗柴油V=2L=2×10﹣3m3，柴油热值q=3.3×107J/kg，柴油的密度ρ=0.85×103kg/m3
根据密度ρ=，可得柴油的质量为m=ρV=0.85×103kg/m3×2×10﹣3m3=1.7kg
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柴油完全燃烧放出的热量为Q=qm=3.3×107J/kg×1.7kg=5.61×107J
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