2020届初中物理章节复习 第14章 内能的利用（单元提高检测卷）（解析版）

2020届初中物理章节复习 第14章 内能的利用（单元提高检测卷）（解析版）

第十四章 内能的利用单元提高检测卷（解析版）‎ ‎（满分100分，时间90分钟）‎ 一、选择题（每小题3分，共45分）‎ ‎1.点火爆炸实验中，电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气将塑料盒盖喷出很远。此过程的能量转化方式类似于汽油机的（ ）。‎ A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 ‎【考点】改变物体内能的方法，以及内燃机的原理 ‎【解析】热机是燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对活塞做功，内能转化为机械能。‎ 解答：塑料盒相当于一个气缸，塑料盒的盖相当于活塞，酒精在塑料盒内燃烧，产生高温高压的燃气，推动塑料盒盖运动，把内能转化为机械能，这一过程与热机工作时的做功冲程类似。故选C。‎ ‎【答案】C。‎ ‎2．如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（　　）。‎ A.甲是压缩冲程，为汽车提供动力；‎ B.乙是吸气冲程，吸进汽油和空气的混合物；‎ C.丙是做功冲程，把内能转化为机械能；‎ D.丁是排气冲程，排出废气 ‎【考点】热机、热机工作原理。‎ ‎【解析】甲图：进气门、排气门关闭，气缸往上运动，压缩气缸内气体，故为压缩冲程；压缩冲程是把机械能转化为其内能，不是为汽车提供动力，故A错。‎ 乙图：进气门关闭，排气门打开，排除气缸内废气；故B错。‎ 丙图：进气门、排气门关闭，气缸内气体燃烧，内能增加，推动曲轴运动，对做功，把内能转化为机械能；故C说法正确。‎ 丁图：进气门打开，排气门关闭，吸入新鲜空气，故是吸气冲程；故D错误。正确答案是C。‎ ‎【答案】C。‎ ‎3．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）。‎ A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能；‎ B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能；‎ C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能；‎ D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能 ‎【考点】热机及其工作原理。‎ ‎【解析】四冲程汽油机的一个循环，其工作顺序是吸气冲程→压缩冲程→做功冲程→排气冲程；从图中可以看出，①是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为其内能；③是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能。关于对图中补充解释正确的是C。‎ ‎【答案】C。‎ ‎4．用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（ ）。‎ A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大；‎ B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能；‎ C．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同；‎ D．软木塞的机械能守恒 ‎【考点】内能利用。‎ ‎【解析】（1）当对物体做功时，机械能转化为物体的内能，物体的内能增大；当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小．（2）热机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能。‎ 解答：A、水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，该选项说法不正确。‎ B、此过程中水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，该选项说法正确。‎ C、图中水蒸气的内能转化成软木塞的机械能，与热机的做功冲程能量转化相同，该选项说法不正确。‎ D、由于水蒸气对软木塞做功，因此软木塞的机械能增大，该选项说法不正确。故选B。‎ ‎【答案】B。‎ ‎5．如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是（ ）。‎ ‎【考点】内燃机四冲程。‎ ‎【解析】A.图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，因此这是吸气冲程，不符合题意。‎ B.图中的气门关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程，符合题意。‎ C.图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程，不符合题意 D.图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此这是排气冲程，不符合题意。故选项B正确。‎ ‎【答案】B。‎ ‎6．在四冲程汽油机的一个工作循环中，机械能转化为内能的是（ ）。‎ A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 ‎【考点】四冲程内燃机。‎ ‎【解析】要解决此题需要掌握内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程．同时要了解各个冲程的能量转化情况。‎ 解答：压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，所以将机械能转化为内能；故选B。‎ ‎【答案】B。‎ ‎7.下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（ ）。‎ A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值；‎ B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率；‎ C．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大；‎ D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关 ‎【考点】燃料的热值；热机的效率。‎ ‎【解析】（1）‎1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关；（2）热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，在工作过程中，损失的能量越少，热机的效率越高．‎ 解：A、热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误。‎ B、使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确。‎ C、热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故C错误。‎ D、热值取决与燃料种类，与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故D错误。故选：B ‎【答案】B。‎ ‎8．如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）。‎ A．25% B．40% C．75% D．35%‎ ‎【考点】热机的效率。‎ ‎【解析】能够根据内燃机在工作过程中的能量流向图求解出内燃机的热机效率．‎ 解：热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比，‎ 所以内燃机的热机效率η=1﹣25%﹣40%=35%。故选D。‎ ‎【答案】D。‎ ‎9．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（　　）。‎ A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少热机部件间的摩擦 C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量增加热机的工作时间 ‎【考点】热机效率。‎ ‎【解析】要解决此题，需要掌握热机的效率的概念．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；比值越大，效率越高。‎ 解：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．所以减少热量的损失可以提高热机的效率；所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率。‎ 增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率。故选D。‎ ‎【答案】D。‎ ‎10．某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（　）。‎ A．鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧；‎ B．向炉内多加些煤，加大火力；‎ C．煤磨成粉，用空气吹进炉膛；‎ D．用各种办法增大受热面积 ‎【考点】热值。‎ ‎【解析】热效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，要提高热机的效率，就要提高燃料的利用率，减少热损失。‎ 解：要提高炉子的效率，需要使燃料充分燃烧，并且减减少能量的损失。‎ A、鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧，可以使煤燃烧的更充分，可以提高燃料的利用率。‎ B、向炉内多加些煤，加大火力，这是消耗更多的燃料，不能提高炉子的效率。‎ C、煤磨成粉，用空气吹进炉膛，可以使煤充分燃烧，可以提高炉子的效率。‎ D、用各种办法增大受热面积，可以让热量被充分吸收，可以提高炉子的效率。‎ 不能提高炉子效率的是B；故选B。‎ ‎【答案】B。‎ ‎11.甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（　　）。‎ A．甲的功率大于乙的功率；‎ B．甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料；‎ C．乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大；‎ D．工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少 ‎【考点】热机效率。‎ ‎【解析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比；比值越大，热机的效率越高。‎ 解：A、功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误。‎ B、虽然甲的效率比乙低，但不清楚两台柴油机做功多少的情况下，无法确定谁消耗的燃料多，故B错误。‎ C、甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，说明乙柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，故C正确。‎ D、相同时间内消耗燃料的多少与功率有关，与效率无关，故D错误。故选C。‎ ‎【答案】C。‎ ‎12.为改善驻守在南沙某岛礁边防战士的工作、生活条件，今年在岛上安装了太阳能电池板．白天，太阳能电池板给蓄电池充电；晚上，蓄电池为探照灯供电。这样白天与晚上的能量转化形式是（ ）。‎ A．白天：太阳能→内能→电能 B．白天：太阳能→电能→化学能 C．晚上：化学能→电能→太阳能 D．晚上：化学能→电能→化学能 ‎【解析】南沙某岛礁上安装了太阳能电池板．白天，太阳能电池板吸收太阳能，直接将太阳能转化成电能利用，也可以将多余的太阳能给蓄电池充电，将电能转化成化学能储存起来，以便在晚上使用；所以在白天太阳能电池板给蓄电池充电是将太阳能→电能→化学能；在晚上，蓄电池给探照灯供电，只是将化学能转化成电能使用。故选B。‎ ‎【答案】B。‎ ‎13.核电站利用核能发电发电过程中，能量转化顺序正确的是（ ）。‎ A．核能，化学能，机械能，电能 B．核能，内能，机械能，电能 C．核能，机械能，内能，电能 D．核能，内能，化学能，电能 ‎【解析】核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。能量转化的过程是：通过核反应把核能转化为内能，得到高温水蒸气；水蒸气推动气轮机转动，把内能又转化为机械能；气轮机再带动发电机发电，得到电能。故能量转化的顺序正确的是核能→内能→机械能→电能。故选B。‎ ‎【答案】B。‎ ‎14.能量转化是非常普遍的现象，下列关于能量转化的叙述中正确的是（ ）。‎ A．洗衣机甩干衣服，将内能转化为机械能；‎ B．内燃机的做功冲程，将机械能转化为内能；‎ C．炉灶内煤块燃烧时，将化学能转化为内能；‎ D．用电热水器烧水时，将内能转化为电能 ‎【解析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。‎ A、洗衣机甩干衣服，消耗电能使脱水桶转动，将电能转化为机械能，不符合题意。‎ B、内燃机的做功冲程，燃气爆炸对外做功，将内能转化为活塞的机械能，不符合题意。‎ C、煤块燃烧时产生大量的热，将化学能转化为内能，符合题意。‎ D、用电热水器烧水时，消耗电能，将电能转化为水的内能，不符合题意。故选C。‎ ‎【答案】C。‎ ‎15.关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（ ）。‎ A. 物体的温度越高，它含的热量越多；‎ B. 物体的温度升高，它的内能一定增加；‎ C. 物体的内能增加，它的温度一定升高；‎ D. 物体的内能增加，一定是吸收了热量 ‎【解析】A、物体的温度越高，它含的内能越多，不能说热量越多，故A错误。‎ B、 物体温度升高，分子运动加剧，内能增大，故B正确。‎ C、物体的内能增大不一定是温度升高，如晶体的熔化过程，吸收热量，内能增加，温度保持不变，故C错误。‎ D、物体的内能增加了，可能是热传递，也可能是对它做功．因为做功和热传递都能改变物体的内能，故D错误。故选B。‎ ‎【答案】B。‎ 二、填空题（每小题2分，共28分）‎ ‎16.如图表示的是汽油机的_____冲程；在压缩冲程中，是通过____方式增加气体内能的。‎ ‎【考点】汽油机。‎ ‎【解析】解：由图可知两气门都关闭，活塞向下运动，表示的是做功冲程；在压缩冲程中，是通过做功的方式增加气体内能的。‎ ‎【答案】做功；做功。‎ ‎17．目前我国研发出一款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开动时将空气的 能转化为 能，这种车与汽油机相比优点是 (说出一点)。‎ ‎【考点】内燃机。‎ ‎【解析】本题考查能量转化的有关问题，在日常生活中一定要养成节能环保的好习惯。‎ 热机就是利用内能来工作的机器；压缩空气做功，内能转化为机械能；这种车在开车时将空气的内能转化为车机械能；这种车与汽油机相比优点是环保，不污染环境。‎ 故答案为：内、机械能、无污染(合理即可)。‎ ‎18.如图所示，在试管中装一些水，用软木塞塞紧，对试管加热使水沸腾，会看到蒸汽把软木塞“砰”的一声顶开。“蒸汽顶开软木塞”是一个能量转化的过程，请对此能量转化过程作出描述：_______。‎ ‎【考点】内能转化。‎ ‎【解析】用酒精灯给试管中的水加热，汽化出大量的水蒸气，这些高温水蒸气对塞子做功，将塞子冲出；故该过程中水蒸气的内能减少，温度降低；塞子由静止变为运动，机械能增大，即能量转化是内能转化为机械能；在生活中，热机就是根据这个原理制作出来的。‎ 故答案为：内能转化为机械能。‎ ‎19.汽油机是热机中的一种，如图所示是汽油机的　　　　冲程，此过程是将内能转化为　　　　能。已知某型号汽油机效率是30%，假设在汽油机内完全燃烧‎2kg汽油，所放出的这些热量通过汽油机的转化可以对外做　　　　J的有用功（汽油的热值为5×107J/kg）。‎ ‎【考点】热机的效率；内燃机的四个冲程。‎ ‎【解析】（1）内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，只有做功冲程对外输出功，将内能转化为机械能；（2）利用热量公式Q=mq求解放出的热量；根据η=求出有用功。‎ 解：由图可知，进气门、排气门都关闭，活塞下移，是做功冲程；将燃气的内能转化为活塞的机械能；‎ 完全燃烧‎2kg汽油放出的热量：Q=mq=‎2kg×5×107J/kg=108J；‎ 根据η=可知，汽油机对外做的有用功为：W=Qη=108J×30%=3×107J。‎ 故答案为：做功；机械；3×107。‎ ‎20.作为汽车发动机的汽油机，一个工作循环是由四个冲程组成的。其中压缩冲程是通过　　　　　　的方式使汽缸内的气体内能增加的。小明同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，根据给出的信息可知，该内燃机的效率最大为　　　　　　。‎ ‎【考点】热机的效率；做功改变物体内能。‎ ‎【解析】（1）改变内能有两种方式：做功和热传递．内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程即进气门和排气门都关闭，活塞由上向下运动，压缩空气做功，使气缸内气体内能增加温度升高；对于做功冲程，即气缸内的混合物被引燃，导致气缸内产生高温高压燃气，这些燃气推动活塞做功，使活塞由上向下运动；（2）由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值，得出内燃机的最大效率。‎ 解：（1）内燃机的一个工作循环有四个冲程，即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在压缩冲程中，活塞由上向下压缩气缸内的空气，即对空气做功，使得空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变了气缸内物质的内能。‎ ‎（2）由图可知，热机的效率最大为：100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%，所以热机的效率最大为30%。‎ 故答案为：做功；30%。‎ ‎21.根据如图所示的热机能流图可知，热机的效率表达式η=　　　　　　。‎ ‎【考点】热机的效率。‎ ‎【解析】能够根据内燃机在工作过程中的能量流向图求解出内燃机的热机效率，热机的效率等于有用能量与总能量比值。‎ 解：热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，‎ 用公式表示为η=×100%。‎ 故答案为：×100%。‎ ‎22.“六•一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为　 　能。‎ ‎【解析】（1）在物体质量一定的情况下，物体的高度增加，重力势能变大，高度降低，重力势能减小；（2）在考虑摩擦等阻力的情况下，机械能并不守恒，而是会逐渐转化为内能。‎ 解：（1）秋千在下降过程中质量不变，随高度的降低，重力势能变小。‎ ‎（2）不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能会克服摩擦与空气阻力，逐渐转化为内能。‎ 故答案为：变小；内。‎ 三、综合题（27分）‎ ‎23.（6分）四冲程汽油机的哪个冲程使汽车获得动力？详细分析这个冲程中的能量是如何转化的？‎ ‎【考点】四冲程汽油机工作原理。‎ ‎【解析】在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程可以使汽车获得动力；‎ 其能量转化关系是：首先燃料的化学能转化为内能，然后内能又转化为机械能。‎ ‎24.（8分）如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以‎72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了‎8km时，消耗汽油‎1.5L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：‎ ‎（1）该汽车发动机做的有用功是多少？‎ ‎（2）该汽车的输出功率为多少？‎ ‎（已知：汽油的密度为0.8×‎103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）‎ ‎【考点】热机的效率；功率的计算。‎ ‎【解析】（1）根据ρ=求出消耗汽油的质量，利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式η=的变形公式W=ηQ放可求出牵引力做的功；（2）知道前进的距离，利用求出汽车运动的时间，利用P=即可求出功率。‎ 解：（1）由ρ=得消耗汽油的质量为：m=ρV=0.8×‎103kg/m3×1.5×10﹣‎3 m3‎=‎1.2kg，‎ 汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=‎1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J；‎ 由η=得，汽油机的有用功：W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J；‎ ‎（2）由v=得汽车运动的时间：t===h=400s；‎ 汽车的输出功率：P===4.05×104W．‎ 答：（1）该汽车发动机做的有用功是1.62×107J；（2）该汽车的输出功率为4.05×104W。‎ ‎25.（8分）用燃气灶烧水，燃烧‎2kg的煤气，使‎200kg的水从‎20℃‎升高到‎70℃‎，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg。求：‎ ‎（1）‎2kg煤气完全燃烧放出的热量；‎ ‎（2）水吸收的热量；‎ ‎（3）燃气灶烧水的效率。‎ ‎【考点】燃料的热值；能量利用效率；热量的计算。‎ ‎【解析】（1）知道煤气的质量和煤气的热值，利用Q放=mq计算煤气完全燃烧放出的热量；（2）知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；（3）水吸收的热量是有用的能量，煤气完全燃烧放出的热量为总能量，利用效率公式求燃气灶烧水的效率。‎ 解：（1）‎2kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=‎2kg×4.2×107J/kg=8.4×107J；‎ ‎（2）水吸收的热量：‎ Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×‎200kg×（‎70℃‎﹣‎20℃‎）=4.2×107J；‎ ‎（3）燃气灶烧水的效率：η=×100%=×100%=50%．‎ 答：（1）‎0.2kg 煤气完全燃烧放出的热量为8.4×107J；（2）水吸收的热量为4.2×107J；（3）燃气灶烧水的效率为50%。‎ ‎26.（5分）某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧 水时锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。‎ ‎（1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。‎ ‎（2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？X|k | B | 1 . c |O |m ‎【解析】在当今的低耗、高效的形式下，锅炉效率低是社会关注的焦点问题。在本题中，师生通过共同调查研究，发现了锅炉效率低的主要原因表现症状：经常冒出大量的黑烟；锅炉周围的温度很高。针对这两种表现，通过分析，揭示其效率低的原因：燃烧问题和散热问题。发现问题，分析问题，如何解决问题呢？烟气带走热量，是普遍存在的问题，让同学们提出解决方案，渗透、融合了情感态度价值观的教育，可谓是一箭双雕。‎ 答案：（1）锅炉效率低的原因：①锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全；②锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量太多。‎ ‎（2）改进措施：尽量使燃料燃烧充分；利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热，综合利用内能。‎