第十四章 内能的利用
时间：60分钟 满分：90分
一、选择题（每题3分，共24分）
1．如图是家庭轿车发动机工作的四个冲程，在一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是（ ）
A． B． C． D．
2．下列关于汽油机和柴油机的说法，错误的是（ ）
A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴
B．汽油机和柴油机都属于内燃机
C．汽油机和柴油机工作时的点燃方式不一样
D．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸
3．下列关于热值和热机效率的描述，说法正确的是（ ）
A．热机的功率大，热机效率不一定高
B．使用的燃料越少，热机效率越高
C．热机做的有用功越多，热机的效率一定越高
D．使燃料燃烧的更充分，可以提高燃料的热值
4．如图，这是单缸四冲程汽油机工作循环示意图，下列说法正确的是（ ）
A．甲冲程把机械能转化为内能，使汽车获得了动力
B．乙冲程是吸气冲程，吸入的是空气
C．丙冲程中气体内能将增大、温度升高
D．一个工作循环的工作过程依次是丁、乙、丙、甲
5．某四冲程汽油机的转速是1500r/min，那么1min里，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（ ）
A．3000个，6000次 B．6000个，3000个
C．3000个，750次 D．750个，3000次
6．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用表示（水未沸腾）（ ）
A．若m相同，越小，燃料的热值越大 B．若相同，m越大，燃料的热值越大
C．若的值越大，燃料的热值越小 D．若的值越大，燃料的热值越小
7．如图所示是某款汽车能量转化示意图，则汽车的效率是（ ）
A．7% B．30% C．33% D．40%
8．太阳能热水器水箱内水深0.5m，水的质量为200kg。在阳光照射下，水温从20℃上升到35℃。则水吸收的热量相当于完全燃烧（ ）千克煤所放出的热量（q煤=3×107J/kg）。
A．4.2×10-2J B．4.2×10-1J C．4.2J D．42J
二、填空题（每空2分，共22分）
9．运载火箭用液氢做主要燃料，是因为其热值比较 （选填“大”或“小”）。燃料燃烧时，随着燃料质量的减小，热值 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
10．如图所示，是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，摆球荡起的高度越来越低，这一过程摆球的 能转化为内能， （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。
11．如图所示是演示点火爆炸实验装置，在演示前先给装置内喷少量的酒精，按动电火花发生器开关按钮，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的热气对外 ；这过程与图中汽油机图 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）工作冲程的能量转化相同。
12．已知天然气的热值为，完全燃烧的天然气可以获得 J的热量；不计热量损失，在标准大气压下，这些热量可以使500kg、初温为的水，温度升高 ℃。
13．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，氢燃烧时是将 能转化为内能，2kg氢完全燃烧放出的热量为 J，该发动机的效率为 。已知氢的热值为1.4×108J/kg。
三、实验探究题（每空2分，共10分）
14．某小组设计了一个实验来比较“煤油和菜籽油的热值大小关系”。他们的实验装置如图所示，实验中收集和记录的数据如下表所示。
燃烧前水的温度 燃烧后水的温度
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）实验中，为了可以比较两种燃料的热值大小，除需要装置相同，甲、乙两杯水的初温和质量相同之外，还应保持相同的物理量是 ；
（2）实验前，实验装置要按照 （“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行组装。燃料燃烧过程中化学能转化为 。本实验是用 （选填“水温升高的多少”或“加热时间的长短”）来表示煤油和菜籽油放出热量的多少；
（3）根据实验中收集的数据，可以看出煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 。
四、计算题（共34分）
15．用烟煤烧水时，将 10kg的水从20℃加热到100℃燃烧了1.4kg的煤，在此过程中水吸收的热量为3.36×106J.烟煤的热值为3×107J/kg，试求：
（1） 1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少
（2）本次烧水的效率是多少
16．一辆汽车以20m/s 的速度在某段水平公路上匀速行驶了15min，消耗汽油5L，已知此过程汽车发动机的输出功率为60kW，若汽油的密度为0.8×103kg/ m3，汽油的热值为4.5× 107J/kg，求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量。
（2）汽车发动机的效率。
（3）汽车行驶过程中所受的阻力。
17．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的太阳能，在小时的有效照射时间内，将热水器中质量为、初温为的水温度升高到求：
（1）热水器中的水吸收的热量；水的比热容
（2）热水器小时内接收到的太阳能；
（3）热水器的效率；
（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，假设煤燃烧放出的热量全部被水吸收
参考答案
1．C
2．D
3．A
4．C
5．C
6．C
7．B
8．B
9．大；不变
10．机械；遵循
11．做功；丙
12．；30
13．化学；2.8×108；45%
14．燃料的质量；自下而上；内能；水温升高的多少；煤油
15．（1）解： 1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1.4kg×3×107J/kg=4.2×107J；
（2）解： 水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（100℃-20℃）=3.36×106J；
本次烧水的效率：。
16．解：（1）消耗汽油的质量为：
m=ρ油V=0.8×103kg/m3×5×10-3m3=4kg，
汽油完全燃烧放出的热量为：
Q放=mq=4kg×4.5×107J/kg=1.8×108J；
（2）此过程汽车发动机的输出功率为60kW，则汽车发动机做的机械功为：
W=Pt=60×103W×15×60s=5.4×107J，
汽车发动机的效率为
（3）汽车以20m/s的速度在某段水平公路上匀速行驶了15min，则汽车行驶的路程为：
s=vt=20m/s×15×60s=18000m，
汽车受到的牵引力为：
因汽车在水平公路上匀速行驶，阻力等于牵引力，即f=F=3000N
17．（1）解： 热水器中的水吸收的热量：；
答：热水器中的水吸收的热量为；
（2）解： 热水器小时内接收到的太阳能：；
答：热水器小时内接收到的太阳能为；
（3）解： 热水器的效率：
；
答：热水器的效率为；
（4）解：煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即，
由可得：完全燃烧煤气的质量：。
答：完全燃烧煤气的质量为。
