第十四章 内能的利用
一、选择题
1．关于柴油机和汽油机的下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气吸入汽缸
D．柴油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
2．如图所示是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，其中与汽车刹车过程中能量转化相同的是（ ）
A． B． C． D．
3．下列说法正确的是（ ）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值
B．敲碎煤块使煤尽可能充分燃烧能提高煤的热值
C．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
D．使用热值更大的燃料，可以提高热机的效率
4．如图是四冲程汽油机一个工作循环的其中三个冲程，已知该汽油机正常工作时飞轮转速为2400r/min，下列判断正确的是（ ）
A．缺少压缩冲程，内能转化为机械能 B．缺少做功冲程，机械能转化为内能
C．每秒完成20个工作循环 D．每秒燃气对活塞做功40次
5． 在下列示意图中，能量转化过程是机械能转化为内能的有（ ）
A．乙、丙 B．甲、丁 C．甲、丙 D．乙、丁
6．内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为（ ）
A．7% B．28% C．31% D．34%
7．如图为汽车发动机内部结构图，下列说法正确的是（ ）
A．图中冲程能量转化是将机械能转为内能
B．汽油机在吸气冲程吸入的是空气
C．飞轮转速达到时，气缸内活塞每秒会经历120个冲程
D．汽车在压缩冲程中获得牵引力
8．小李家使用的热水器，30min内均匀消耗了0.3m3的天然气，将30kg的水从25℃加热到50℃。天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为，则关于该过程的说法正确的是（ ）
A．水吸收的热量是3.5×106J B．天然气完全燃烧释放出的热量是3.78×107J
C．热水器的能量转化效率与环境温度无关 D．热水器的能量转化效率为25%
二、填空题
9．如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住试管口，加热使水沸腾，会看到橡皮塞被推出。在整个过程中，能量是由 转化为水的内能，最终又转化成 （填写能量的形式），热机就是通过这个原理来工作的。
10．如图甲，在吹气球时，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了，此情景中的能量转化过程与图 （填“乙”或“丙”）所示热机工作冲程相同。若该热机的飞轮转速是1800r/min，则热机每秒完成 个冲程。
11．如图所示，滚摆在运动过程中，每次上升高度逐渐降低，它的机械能逐渐转化为 能，散失到空气中，这些散失到空气中的能量，又不能自动的再次驱动滚摆，这说明能量在转移或者转化过程中具有 。
12．氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了 2kg燃料，汽车发动机做的功为 J，该发动机的效率为 。（氢的热值为）
13．小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g，烧杯中水的初温为23℃，质量为200g，点燃酒精，当水温升高到43℃时，立即熄灭火焰。该过程中水吸收的热量为 J。他想利用Q吸=Q放计算酒精的热值，还需进行的实验操作是测量 的质量，实验所测酒精的热值与真实值相比会偏 。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
三、实验探究题
14．小明和小华一起进行了“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧放热能力”两项探究，他们设计的两组实验装置如下，若忽略热量的散失，且燃料燃烧时均匀放热。
（1）探究“不同燃料燃烧放热能力”应选用 （甲/乙）组器材；
（2）实验需要用到一些测量工具，除了图中已经呈现的和两个实验都要用到的测量工具外，甲组实验还需要的测量工具是 ；
（3）甲组实验是通过 来比较不同物质吸收热量的多少，乙组是通过 来比较不同燃料放出热量的多少？
（4）由丙图可知，燃料1与燃料2的热值之比为 。已知燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的 倍。
四、计算题
15．随着乡村振兴战略的提出，农村煤改气改造工程使天然气进入农村家庭，方便了农民生活，缩小了城乡差距。小明家改用了清洁干净的天然气灶后，烧开一壶初温为10℃、体积为2L的水，需要燃烧0.04m3的天然气。求：[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107J/m3，当地气压为1个标准大气压]
（1）0.04 m3天然气完全燃烧放出的热量；
（2）这壶水烧开时吸收的热量；
（3）小明家的天然气灶烧水的热效率。
16．向某太阳能热水器内注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10 ℃升高到50 ℃.
（1）这段时间内该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果水吸收的热量由燃烧天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值是8.4）
（3）如果这段时间内该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8，则该热水器的效率是多少？
17． 泸州市二环路是我市“四横六纵两环五联络”骨架路网中的重要组成部分，全长52.5千米，围合区域面积约130平方公里，设计时速为80 km/h，为双向八车道，远期为双向六车道+轨道通道，在2023年12月20日连通成环。在修建过程中，使用了如图所示的一款履带运输车运送石料。空载运输车的质量为3t，履带与地面总接触面积为1.2m2。一次运送中，运输车在2min内沿水平路面匀速直线行驶600m，行驶中受到的阻力为104N（g取10N/kg，燃料热值q取4.5×107J/kg）求：
（1）空载运输车静止时对水平路面的压强；
（2）这次运送中，运输车发动机的功率；
（3）若行驶中受到的阻力不变，发动机的效率是40%，10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。
参考答案
1．B
2．B
3．C
4．C
5．D
6．D
7．C
8．D
9．燃料的化学能；机械能
10．乙；60
11．内；方向性
12．；45%
13．；剩余酒精；小
14．乙；秒表；加热时间；温度计示数变化；8：3；4
15．（1）1.68×106J
（2）
（3）
16．（1）解： 水吸收的热量：Q吸=c水m(t t0)=4.2×103J/(kg ℃)×50kg×(50℃ 10℃)=8.4×106J；
答：这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）解： 由题意可知，Q放=Q吸=8.4×106J，
因为Q放=mq，所以需要完全燃烧天然气的体积：V= =0.1m3；
答：如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.1m3的天然气；
（3）解： 热水器接收到太阳辐射的热量Q=2.8×107J，
所以这段时间该热水器的效率：η=×100%=×100%=30%．
答：该热水器的效率是30%．
17．（1）解： 由于空载运输车静止时对水平路面的压力为
根据可得，空载运输车静止时对水平路面的压强为
答：空载运输车静止时对水平路面的压强是；
（2）解： 因为运输车是做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的是平衡力作用，因此运输车发动机的牵引力为
根据W=Fs可得，发动机所做的功为
根据可得，运输车发动机的功率为
答：运输车发动机的功率是；
（3）解： 10kg的燃料完全燃烧放出的热量为
发动机所做的功为
由于受到的阻力不变，且运输车做匀速直线运动，受到的是平衡力作用，则此时的牵引力为
根据可得，10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离为
答：10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是。
