第十四章 内能的利用 单元测试
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在不停的运动
B．面包一捏就扁了说明分子间存在空隙
C．汽油机的做功冲程是靠飞轮的惯性完成的
D．即使煤炭没有完全燃烧其热值也不会改变
2．2023年五一期间，淄博烧烤火出圈。如图所示，羊肉串架在微炭火上烤的情景。关于烤羊肉串涉及的物理现象，下列说法中错误的是（ ）
A．羊肉烤熟是通过热传递的方式改变其内能
B．羊肉温度越高，所含热量越多
C．木炭在燃烧的过程中，热值不变
D．刚烤制出的肉香味比凉下来的肉香味更浓郁，是因为温度越高，扩散越快
3．下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A．火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢含有的热量多
B．集中供暖采用热水循环，是利用了水的比热容较大的性质
C．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
D．0℃的水变成0℃的冰，温度不变，内能不变
4．燃烧2kg某种燃料放出3.6×107J的热量，则这种燃料的热值为 （ ）
A．1.8×107J/kg B．3.6×107J/kg
C．7.2×107J /kg D．以上都不正确
5．近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪。下列装备的动力装置不是热机的是（ ）
A．新能源电动汽车 B．东风号远洋轮船
C．国产大飞机C919 D．长征五号运载火箭
6．如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是（ ）
A．该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．该内燃机每秒完成20次做功冲程
C．丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D．甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
7．如图所示实验，在橡胶塞被水蒸气冲出的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．酒精燃烧时将内能转化为化学能
B．试管内的水的内能因为热传递而增加
C．橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同
D．水蒸气对外做功，内能减少，在试管口汽化成小水滴
8．春节燃放鞭炮时，火药爆炸过程中，其能量转化与图中冲程能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
9．关于热机效率下列说法中，正确的是（ ）
A．通过科技创新，采用先进热机的制造工艺，热机效率可以达到100%
B．若汽油机甲的热机效率高于汽油机乙的热机效率，则甲消耗的汽油比乙消耗少
C．柴油机的热机效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．保持汽油机转动部分良好的润滑可以提高汽油机的热机效率
10．某家用轿车，重为1.5×104N，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了1h，消耗汽油5.6kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
①汽车通过的路程为72000m
②牵引力做功的功率为24000W
③汽油完全燃烧放出的热量为2.576×107J
④汽车发动机的效率为33.54%
A．只有①②③正确 B．只有②③④正确
C．只有①②④正确 D．只有②③正确
二、多选题
11．2023年3月30日，长征二号丁运载火箭将宏图一号01组卫星发射升空，该组卫星是国际上首个四星编队飞行的对地成像系统。下列说法正确的是（ ）
A．火箭用液态氢作燃料，因为氢的热值较大
B．火箭升空过程中，以火箭为参照物，发射台是运动的
C．卫星在绕地球运行过程中运动状态不变
D．卫星升空过程中，动能增大，重力势能不变
12．美丽的章丘明水古城，水路环绕，坐着船，徜徉其中，可感受古风之美。下列有关说法中正确的是（ ）
A．冬天水面结冰时需要不断放热
B．游船漂在水面上，所受浮力大于重力
C．水面上的岸边景物的倒影是光的反射形成的
D．游船前进，是内燃机提供的动力，动力来源于压缩冲程
13.一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其v-t图象如图所示，在0-10s内通过的路程为150m，10-15s共燃烧了0.015kg的汽油，下列说法正确的是（汽油的热值q汽油=5×107J/kg）（ ）
A．汽车在0-10s内的平均速度为15m/s
B．汽车在10-15s内牵引力做功2.4×105J
C．汽车在运动过程中牵引力先变大后不变
D．汽车在10-15s内发动机的转化效率为32%
三、填空题
14．5月5日，长征五号B运载火箭在文昌航天发射场成功将载人飞船的试验船和充气式的货物返回舱实验舱送进太空轨道的消息振奋人心。我国长征运载火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液态氢的 高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时 热，从而避免高速运行的火箭温度过高。
15．如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同；汽油机通过 冲程将废气排出汽缸。
16．2022年4月，神舟十三号载人飞船顺利返航，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员完成半年太空生活，回到地球，为我国航天事业例造多项记录。返回舱在大气层外自由下降过程中，机械能将 （选填"增大"，"减小"或"不变"），这个过程中返回舱的 能转化为 能。
17．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，其中获得动力的冲程是 ，一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，则汽油机每秒钟完成 个冲程，对外做功 次。
18．为了方便同学们饮水，某学校新进了一批即热式节能饮水机，如图甲所示。烧开的水很烫不经处理不能立即饮用，这款即热式节能饮水机可使烧开的水能立即饮用，是什么原理呢？经查阅资料，同学们得知即热式节能饮水机中加入了一个热交换套管很好地解决了这一问题，它的奥秘在于将进水管与出水管套在一起，利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温。同时，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开，而普通的饮水机只是将水烧开直接饮用，因此这种饮水机更加节能，其原理图如图乙所示。若一定质量温度为20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃的热水流进加热腔，同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成可供直接饮用的温开水流出，则：
（1）加热腔中的电加热器加热时是将 能转化为 能；
（2）通过计算说明，可供直接饮用的温开水的温度是多少（不计热损失） ；
（3）该校有10台这种饮水机，每台饮水机每天可以将50L的水加热，若电加热器的效率均为90%，则这10台即热式节能饮水机与普通饮水机相比，每天共节约电能多少J ？
四、作图题
19.酒精的热值q为3.0×107J/kg。请在图中坐标画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。
五、科普阅读题
20．阅读短文，回答问题：
全球最大的“充电宝”
河北丰宁抽水蓄能电站有世界最大的“充电宝”之称。它的设计年发电量为66亿千瓦时，年抽水量为87亿千瓦时。每年可节约48.08万吨标准煤，减少二氧化碳排放120万吨，相当于造林24万亩。其规模和发电能力，都位列全球第一。
抽水蓄能电站被称作巨型“充电宝”，是因为通过电网调度，电站可以在用电低谷时从下水库抽水至上水库，等到了用电高峰期，上水库再放水到下水库，推动水轮机发电，由此解决了电能难以存储的难题。
现有的储能装置大体可分为机械储能（抽水蓄能、压缩空气、飞轮）、电磁储能（超导、电容器）和化学储能（电池）。相比于其他储能方式，抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点，因而得到了快速发展和广泛应用，是电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。丰宁电站首次实现抽蓄电站接入柔性直流电网，能有效支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行，为中国环首都地区提供绵绵绿电。
（1）现有的储能装置可分为机械储能、 、化学储能等几种方式；
（2）该电站抽水蓄能时可将 能转化为机械能，发电时可将 能转化为电能；
（3）说出一条抽水蓄能电站的特点 。
六、实验探究题
21．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证结论可靠，小明同学用了两套相同装置，在实验中应控制：煤油和菜籽油的 相同，以及水的初温和 相同；
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ；
（3）小明同学利用这种实验方案计算出了煤油和菜籽油的热值，请思考：利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。原因有两点：①燃料不能 ；②燃料燃烧放出的热并不能完全被 吸收；
（4）实验装置使用了陶土网，它的作用是 。
22．如图所示，为了比较酒精和碎纸片的热值，在相同规格的烧杯中装入质量相等、温度相同的水，将酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧。
（1）实验前，应该控制酒精和碎纸片的 相等；
（2）比较甲乙两图中的温度计的示数可知，甲图中水的温度升高的多，说明甲图中的水吸收的热量 （“大于”或“小于”）乙图中的水吸收的热量；
（3）该实验可以得出的结论是 ；
（4）该实验用到的物理方法有 和 。
七、计算题
23．为保护环境，我国多个城市采用了氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。若某氢能源公交车以150kW的恒定功率匀速行驶50min消耗了5kg的氢燃料。（q氢=1.4×108J/kg）求：
（1）完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量；
（2）公交车行驶50min所做的功；
（3）公交车的热机效率。
24．宁夏的能源储备充足，煤炭、风能、太阳能等多种能源富集互补，是全国首个新能源综合示范区，新能源利用率超过95%，居西北第一，同时水和天然气价格也相对低廉。
（1）小峰家常用天然气烧水。水烧沸腾时，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。
（2）在标准大气压下用天然气把一壶2kg的水从25℃加热至刚沸腾时，水吸收了多少的热量？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）若燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，则烧开（2）中的那壶水至少需要燃烧多少天然气？（天然气热值为4.2×107J/m3，设天然气完全燃烧）
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第十四章 内能的利用 单元测试
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在不停的运动
B．面包一捏就扁了说明分子间存在空隙
C．汽油机的做功冲程是靠飞轮的惯性完成的
D．即使煤炭没有完全燃烧其热值也不会改变
【答案】D
【解析】A.灰尘是可以看得见的物体，因此灰尘飞扬不是分子的运动，而是物体的机械运动，故A错误;
B.面包一捏就扁了，说明力可以改变物体的形状，不能说明分子间有空隙，故B错误;
C.汽油机的压缩冲程、吸气冲程、排气冲程都是靠飞轮惯性完成的，故C错误;
D.热值是燃料的一种特性，煤炭没有完全燃烧其热值也不会改变，故D正确。
故选:D。
2．2023年五一期间，淄博烧烤火出圈。如图所示，羊肉串架在微炭火上烤的情景。关于烤羊肉串涉及的物理现象，下列说法中错误的是（ ）
A．羊肉烤熟是通过热传递的方式改变其内能
B．羊肉温度越高，所含热量越多
C．木炭在燃烧的过程中，热值不变
D．刚烤制出的肉香味比凉下来的肉香味更浓郁，是因为温度越高，扩散越快
【答案】B
【解析】A. 用火炭烤肉的过程，就是炭火把内能传递给羊肉的过程，这个过程并没有能量的转化，而是一个能量转移的过程，所以羊肉烤熟是通过热传递的方式改变其内能 ，故A正确，不符合题意；
B. 热量是指在热传递过程中物体内能的改变量，是过程量， 所以热量只能说“吸收热量”或“放出热量”而不能说“含有热量”或“具有热量”，故B不正确，符合题意；
C. 热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关 ，所以木炭在燃烧的过程中，质量减小，但热值保持不变，故C正确，不符合题意；
D. 刚烤制出的肉香味比凉下来的肉香味更浓郁 ，是因为分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，即分子扩散越快。故D正确，不符合题意。
故选B。
3．下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A．火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢含有的热量多
B．集中供暖采用热水循环，是利用了水的比热容较大的性质
C．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
D．0℃的水变成0℃的冰，温度不变，内能不变
【答案】B
【解析】A.火箭使用液态氢作燃料，是因为液态氢热值大，故A错误;
B.因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气中用水做传热介质，故B正确;
C.汽油机的压缩冲程中能量转化是机械能转化为内能，故C错误;
D.0℃的水变成0℃的冰，属于凝固现象，此时温度不变，但需要放热，所以内能减小，故D错误。
故选: B。
4．燃烧2kg某种燃料放出3.6×107J的热量，则这种燃料的热值为 （ ）
A．1.8×107J/kg B．3.6×107J/kg
C．7.2×107J /kg D．以上都不正确
【答案】D
【解析】燃烧2kg某种燃料放出3.6×107J的热量，没有说明燃料完全燃烧，所以无法计算燃料热值。
故选: D。
5．近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪。下列装备的动力装置不是热机的是（ ）
A．新能源电动汽车 B．东风号远洋轮船
C．国产大飞机C919 D．长征五号运载火箭
【答案】A
【解析】A.新能源电动汽车是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，故A正确;
BCD.东风号远洋轮船、国产大飞机C919、长征五号运载火箭都是利用燃料燃烧产生的内能来做功，把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点，故BCD不正确。
故选:A。
6．如图所示，甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是（ ）
A．该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．该内燃机每秒完成20次做功冲程
C．丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
D．甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
【答案】B
【解析】A.甲图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，
乙图是进气门打开，排气门关闭，此时活塞向下运动，是吸气冲程，
丙图中进气门关闭，排气门打开，此时活塞向上运动，是排气冲程，
丁图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，
所以，该内燃机一个工作循环的四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，故A错误;
B.由题知，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/ min =40r/s，因飞轮每转2周对外做功一次，所以该内燃机每秒完成20次做功冲程，故B正确;
C.丁冲程是做功冲程，该冲程中将内能转化为机械能，故C错误;
D.内燃机4个冲程中只有做功冲程将内能转化为机械能获得动力，其它三个冲程都是靠惯性来完成，所以，甲、乙、丙三个冲程是靠惯性完成的，故D错误。
故选: B。
7．如图所示实验，在橡胶塞被水蒸气冲出的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．酒精燃烧时将内能转化为化学能
B．试管内的水的内能因为热传递而增加
C．橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同
D．水蒸气对外做功，内能减少，在试管口汽化成小水滴
【答案】B
【解析】A.根据能量转化可知，酒精通过燃烧，将化学能转化为内能，故A错误;
B.试管内的水吸收热量，温度升高，是通过热传递增加物体内能，故B正确;
C.试管内水蒸气将橡胶塞冲出的过程中，利用内能做功，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能;汽油机的压缩冲程中机械能转化成内能，故C错误;
D.活塞冲出时，水蒸气的内能对活塞做功，水蒸气的内能会减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，形成“白气”，故D错误。
故选:B。
8．春节燃放鞭炮时，火药爆炸过程中，其能量转化与图中冲程能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】燃放鞭炮时，鞭炮里的炸药燃烧，释放出大量的内能，同时在空中炸响，对空气做功，将内能转化为了机械能；与汽油机的做功冲程能量转化的方式相同；
A.如图，两期门关闭，活塞上行，为压缩冲程，A不符合题意；
B.如图，两期门关闭，活塞下行，为做功冲程，B符合题意；
C.如图，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，C不符合题意；
D.如图，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是排气冲程，D不符合题意；
故答案为：B.
9．关于热机效率下列说法中，正确的是（ ）
A．通过科技创新，采用先进热机的制造工艺，热机效率可以达到100%
B．若汽油机甲的热机效率高于汽油机乙的热机效率，则甲消耗的汽油比乙消耗少
C．柴油机的热机效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．保持汽油机转动部分良好的润滑可以提高汽油机的热机效率
【答案】D
【解析】A.热机在工作时不可避免的有能量损失，而且要克服机械部件间的摩擦做额外功，效率一定小于100%，故A错误;
B.汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与汽油完全燃烧放出的能量之比;甲汽油机效率比乙汽油机效率高，说明甲汽油机用来做有用功的能量与汽油完全燃烧放出的能量之比大，由于两汽油机所做的有用功未知，所以不能说明甲汽油机消耗汽油比乙消耗少，故B错误;
C.柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在压缩冲程中压缩程度大，喷入雾状柴油后燃烧更充分;做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值大，与热值大小无关，故C错误;
D.保证转动部分良好的润滑可以减小摩擦，减少额外功，可以提高热机的效率，故D正确。
故选:D。
10．某家用轿车，重为1.5×104N，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了1h，消耗汽油5.6kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
①汽车通过的路程为72000m
②牵引力做功的功率为24000W
③汽油完全燃烧放出的热量为2.576×107J
④汽车发动机的效率为33.54%
A．只有①②③正确 B．只有②③④正确
C．只有①②④正确 D．只有②③正确
【答案】C
【解析】①汽车的速度为v = 72km/h = 20m/s;
根据可知，汽车通过的路程为:
s =vt=20m/s×3600s= 72000m，故①正确;
②汽车在水平面上做匀速直线运动，受到的牵引力好摩擦力是一对平衡力，则
F=f=0.08G =0.08×1.5×104N=1200N；
牵引力做功的功率为:
，故②正确;
③则消耗的燃油完全燃烧放出的热量为:
Q放 = qm = 4.6×107J/ kg×5.6kg=2.576×108J，故③错误;
④汽车牵引力做的功为:
W = Fs = 1200N×72000m = 8.64×107J；
汽车发动机的效率为:
，故④正确。
故选: C。
二、多选题
11．2023年3月30日，长征二号丁运载火箭将宏图一号01组卫星发射升空，该组卫星是国际上首个四星编队飞行的对地成像系统。下列说法正确的是（ ）
A．火箭用液态氢作燃料，因为氢的热值较大
B．火箭升空过程中，以火箭为参照物，发射台是运动的
C．卫星在绕地球运行过程中运动状态不变
D．卫星升空过程中，动能增大，重力势能不变
【答案】AB
【解析】A.火箭用液态氢作燃料，因为氢的热值较大，A符合题意；
B.火箭升空过程中，以火箭为参照物，发射台是运动的，B符合题意；
C.卫星在绕地球运行过程中运动状态改变，C不符合题意；
D.卫星升空过程中，动能增大，重力势能变大，D不符合题意。
故答案为：AB.
12．美丽的章丘明水古城，水路环绕，坐着船，徜徉其中，可感受古风之美。下列有关说法中正确的是（ ）
A．冬天水面结冰时需要不断放热
B．游船漂在水面上，所受浮力大于重力
C．水面上的岸边景物的倒影是光的反射形成的
D．游船前进，是内燃机提供的动力，动力来源于压缩冲程
【答案】AC
【解析】A.冬天水面结冰是凝固现象，凝固过程放热，故A正确;
B.游船漂在水面上，根据物体浮沉条件可知，所受浮力等于重力，故B错误;
C.水面上的岸边景物的倒影，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故C正确;
D.游船前进，内燃机提供的动力是做功冲程，故D错误。
故选:AC。
13.一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其v-t图象如图所示，在0-10s内通过的路程为150m，10-15s共燃烧了0.015kg的汽油，下列说法正确的是（汽油的热值q汽油=5×107J/kg）（ ）
A．汽车在0-10s内的平均速度为15m/s
B．汽车在10-15s内牵引力做功2.4×105J
C．汽车在运动过程中牵引力先变大后不变
D．汽车在10-15s内发动机的转化效率为32%
【答案】ABD
【解析】A.汽车在0-10s内的平均速度为，故A正确;
B.汽车牵引力F=0.1G=0.1×2.4×104N=2.4×103N，
汽车牵引力做功W=FS=2.4×103N×20m/s×(15s-10s)=2.4×105J，故B正确;
C.汽车在运动过程中牵引力始终不变，故C错误;
D.汽车在10-15s内发动机的转化效率为，故D正确。
故选：ABD
三、填空题
14．5月5日，长征五号B运载火箭在文昌航天发射场成功将载人飞船的试验船和充气式的货物返回舱实验舱送进太空轨道的消息振奋人心。我国长征运载火箭选用液态氢作燃料，主要是因为液态氢的 高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时 热，从而避免高速运行的火箭温度过高。
【答案】热值；吸
【解析】 主要是因为液态氢的 热值高，避免温度过高，所以特殊材料可以吸热
综上第1空为热值；第2空为吸
15．如图所示，将活塞迅速下压，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同；汽油机通过 冲程将废气排出汽缸。
【答案】压缩；排气
【解析】将活塞迅速下压，机械能转化为气体的内能，温度升高，玻璃筒底的棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的压缩冲程相同，且汽油机在排气冲程中，将废气排出汽缸。
16．2022年4月，神舟十三号载人飞船顺利返航，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员完成半年太空生活，回到地球，为我国航天事业例造多项记录。返回舱在大气层外自由下降过程中，机械能将 （选填"增大"，"减小"或"不变"），这个过程中返回舱的 能转化为 能。
【答案】减小；机械能；内
【解析】飞船的返回舱在自由下降过程中，和空气摩擦，产生内能，消耗机械能，机械能将减小，返回舱的机械能能转化为内能。
17．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，其中获得动力的冲程是 ，一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮转速是，则汽油机每秒钟完成 个冲程，对外做功 次。
【答案】做功冲程；40；10
【解析】（1） 汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，其中获得动力的冲程是做功冲程；
（2）单缸四冲程汽油机的飞轮转速是， 则每秒转动圈数：1200÷60=20，每秒对外做功次数：20÷2=10，完成冲程个数：10×4=40。
18．为了方便同学们饮水，某学校新进了一批即热式节能饮水机，如图甲所示。烧开的水很烫不经处理不能立即饮用，这款即热式节能饮水机可使烧开的水能立即饮用，是什么原理呢？经查阅资料，同学们得知即热式节能饮水机中加入了一个热交换套管很好地解决了这一问题，它的奥秘在于将进水管与出水管套在一起，利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温。同时，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开，而普通的饮水机只是将水烧开直接饮用，因此这种饮水机更加节能，其原理图如图乙所示。若一定质量温度为20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃的热水流进加热腔，同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成可供直接饮用的温开水流出，则：
（1）加热腔中的电加热器加热时是将 能转化为 能；
（2）通过计算说明，可供直接饮用的温开水的温度是多少（不计热损失） ；
（3）该校有10台这种饮水机，每台饮水机每天可以将50L的水加热，若电加热器的效率均为90%，则这10台即热式节能饮水机与普通饮水机相比，每天共节约电能多少J ？
【答案】电；内；40℃；1.4×108
【解析】(1)电热器利用电流的热效应工作的，将电能转化为内能;
(2)由题意，20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃，同时相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出，所以，不计热损失时，根据热平衡方程，冷水吸收的热量和热水放出Vcm(80℃-20℃)= cm(100℃ -t)，
解得:t=40℃;
(3)由可得，水的质量:
m'=ρV = 10×1.0×103kg/m ×50×10-3m =500kg
这种热水器节约的能量等于预热水吸收的能量，水吸收的热量:
Q吸=cm'(t2-t1)=4.2×10 J/(kg·℃)×500kg×(80℃-20℃)=1.26×108J，
由可得，节约的电能:
四、作图题
19.酒精的热值q为3.0×107J/kg。请在图中坐标画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。
【答案】
五、科普阅读题
20．阅读短文，回答问题：
全球最大的“充电宝”
河北丰宁抽水蓄能电站有世界最大的“充电宝”之称。它的设计年发电量为66亿千瓦时，年抽水量为87亿千瓦时。每年可节约48.08万吨标准煤，减少二氧化碳排放120万吨，相当于造林24万亩。其规模和发电能力，都位列全球第一。
抽水蓄能电站被称作巨型“充电宝”，是因为通过电网调度，电站可以在用电低谷时从下水库抽水至上水库，等到了用电高峰期，上水库再放水到下水库，推动水轮机发电，由此解决了电能难以存储的难题。
现有的储能装置大体可分为机械储能（抽水蓄能、压缩空气、飞轮）、电磁储能（超导、电容器）和化学储能（电池）。相比于其他储能方式，抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点，因而得到了快速发展和广泛应用，是电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。丰宁电站首次实现抽蓄电站接入柔性直流电网，能有效支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行，为中国环首都地区提供绵绵绿电。
（1）现有的储能装置可分为机械储能、 、化学储能等几种方式；
（2）该电站抽水蓄能时可将 能转化为机械能，发电时可将 能转化为电能；
（3）说出一条抽水蓄能电站的特点 。
【答案】电磁储能；电；机械；资金投入少、设备寿命长
【解析】(1)根据材料可知，现有的储能装置大体可分为机械储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮)、电磁储能(超导、电容器)和化学储能(电池);
(2)该电站抽水蓄能时，可将电能转化为机械能储存起来，发电时可将机械能转化为电能;
(3)抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点。
故答案为:(1)电磁储能;(2)电;机械;(3)任写一条即可。
六、实验探究题
21．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证结论可靠，小明同学用了两套相同装置，在实验中应控制：煤油和菜籽油的 相同，以及水的初温和 相同；
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ；
（3）小明同学利用这种实验方案计算出了煤油和菜籽油的热值，请思考：利用此实验方法计算出的热值将比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。原因有两点：①燃料不能 ；②燃料燃烧放出的热并不能完全被 吸收；
（4）实验装置使用了陶土网，它的作用是 。
【答案】质量；水的质量；煤油；偏小；完全燃烧；水；使受热均匀
【解析】(1)[1][2]因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等。
(2)[3]由图表数据可知甲杯中的水温度升高的多，即水吸收的热量较多，说明煤油放出的热量较多，所以煤油的热值较大。
(3) [4][5][6]由于燃料不可能完全燃烧且燃烧放出的热会散失到空气中，又被烧杯等实验装置吸了热，使得燃料燃烧放出的热并不能完全被水吸收，因此计算出热值比实际要偏小些。
(4)[7]使用陶土网可以让烧杯被加热时可以受热均匀。
22．如图所示，为了比较酒精和碎纸片的热值，在相同规格的烧杯中装入质量相等、温度相同的水，将酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧。
（1）实验前，应该控制酒精和碎纸片的 相等；
（2）比较甲乙两图中的温度计的示数可知，甲图中水的温度升高的多，说明甲图中的水吸收的热量 （“大于”或“小于”）乙图中的水吸收的热量；
（3）该实验可以得出的结论是 ；
（4）该实验用到的物理方法有 和 。
【答案】（1）质量
（2）大于
（3）酒精的热值大
（4）控制变量法；转换法
【解析】（1）本实验是为了比较酒精和碎纸片的热值，根据控制变量法可知，实验前，应该控制酒精和碎纸片的质量相同。
（2）甲、乙装置中水的质量和初温相同，而甲图中水的温度升高的多，根据公式Q吸=cm（t1-t0）可知，甲图中的水吸收的热量大于乙图中的水吸收的热量。
（3）因为甲图中的水吸收的热量大于乙图中的水吸收的热量，说明燃烧相同质量的酒精和碎纸，酒精放出的热量多，酒精的热值大。
（4）由（1）可知，实验中采用了控制变量法，在实验中，我们通过水的温度的变化来判定燃料热值的大小，这里采用的是转换法。
七、计算题
23．为保护环境，我国多个城市采用了氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。若某氢能源公交车以150kW的恒定功率匀速行驶50min消耗了5kg的氢燃料。（q氢=1.4×108J/kg）求：
（1）完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量；
（2）公交车行驶50min所做的功；
（3）公交车的热机效率。
【答案】（1）解：由题意可知，完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量为Q放=q氢m=1.4×108J/kg×5kg=7×108J
答：完全燃烧5kg的氢燃料放出的热量为7×108J
（2）解：由题意可知，公交车的功率为P=150kW=1.5×105W
行驶时间为t=50min=3000s
则公交车行驶50min所做的功为W=Pt=1.5×105W×3000s=4.5×108J
答：公交车行驶50min所做的功为4.5×108J
（3）解：由（1）（2）中可知，公交车的热机效率为
答：公交车的热机效率为64.3%。
【解析】（1）根据公式Q放=q氢m，可求出氢燃料放出的热量；
（2）根据公式W=Pt，可求出功；
（3）根据公式，可求出公交车的热机效率。
24．宁夏的能源储备充足，煤炭、风能、太阳能等多种能源富集互补，是全国首个新能源综合示范区，新能源利用率超过95%，居西北第一，同时水和天然气价格也相对低廉。
（1）小峰家常用天然气烧水。水烧沸腾时，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。
（2）在标准大气压下用天然气把一壶2kg的水从25℃加热至刚沸腾时，水吸收了多少的热量？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）若燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，则烧开（2）中的那壶水至少需要燃烧多少天然气？（天然气热值为4.2×107J/m3，设天然气完全燃烧）
【答案】（1）做功
（2）在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，
水吸收的热量Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×105J
（3）由可得，天然气完全燃烧放出的热量：
1.575×106J，
由Q放＝Vq可得，需要天然气的体积：
0.0375m3
【解析】1）高温高压的燃气推动活塞移动为做功冲程；2） 在标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃ ，根据热量计算公式 Q吸＝c水m水（t﹣t0） 计算水吸收的热量；
3）根据效率公式 可得，天然气完全燃烧放出的热量 Q放；
根据 Q放＝Vq 计算需要天然气的体积。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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