专题02 内能的利用（期中专项训练）（原卷版）

11专题02\o"第14章内能的利用"内能的利用题型1热机四冲程的判断题型10固体和液体的热值计算题型2热机四冲程的能量转化题型11气体的热值计算题型3汽油机与柴油机的异同题型12比较不同燃料的热值大小题型4做功的次数的计算题型13热机的效率公式与计算题型5冲程的个数的计算题型14热机的效率的概念题型6工作循环次数的计算题型15热机效率公式的定性比较题型7燃料热值的概念题型16能量的转化与转移题型8燃料热值的影响因素题型17能量守恒定律题型9热值的简单计算题型18能量的利用效率题型一热机四冲程的判断（共2小题）1．（2024秋•宜都市期中）如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，以下说法正确的是（）A．汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 B．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油 C．若汽油机每秒做功10次，则飞轮的转速为1200r/min D．图丁是做功冲程，机械能转化为内能2．（2024秋•白云区期中）根据图中实验回答问题。（1）如图1所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不要搅动杯中的水，选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动速度与的关系。（2）如图2所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞跳起时，瓶内出现白雾，这说明气体对外做功时，内能（选填“增大”“减小”或“不变”）。（3）如图3所示是热机的冲程，这个冲程是通过的方式改变它的内能。（4）如图4所示，当软木塞被冲出时，发生的能量转化是转化为。（5）如图5的实验说明了。题型二热机四冲程的能量转化（共4小题）3．（2024秋•武汉期中）如图a所示为我国002号航母“山东舰”上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度，如图b所示为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断错误的是（）A．图a中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B．图a中汽缸内的蒸汽推动活塞时，蒸汽的内能减小 C．从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图乙所示的原理相似 D．若该汽油机1秒可对外做功30次，则其飞轮转速为3600r/min4．（2024秋•惠州期中）关于汽油机，下列说法正确的是（）A．吸气冲程中，只有汽油吸入了汽缸 B．压缩冲程中，用做功方式使汽缸内气体的内能减小 C．做功冲程中，燃料释放的内能转化为机械能 D．汽油机转速为1800r/min，该汽油机每秒完成120个冲程5．（2024秋•湖北校级期中）塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机冲程的能量转化情况相同。6．（2024秋•宝丰县期中）如图所示是我国古代劳动人民的智慧“取火”“用火”的两种模型图。甲图中把木质推杆迅速推入内壁光滑的牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这一过程的能量转化与汽油机的冲程相同。乙图中的“艾灸”，是用点燃用艾叶制成的艾炷、艾条，熏烤人体的穴位以达到保健治病的一种自然疗法。“艾灸”是通过的方式改变人体穴位处内能的。题型三汽油机与柴油机的异同（共3小题）7．（2024秋•七里河区校级期中）汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是（）A．汽油机和柴油机都是内燃机 B．吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 C．汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，曲轴转两圈 D．柴油机的点火方式是压燃式，汽油机的点火方式是点燃式8．（2024秋•东坡区期中）下面关于汽油机与柴油机的说法中，正确的是（）A．汽油机与柴油机在吸气冲程吸入的燃料相同 B．柴油机和汽油机采用的点火方式相同 C．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞 D．柴油机的效率比汽油机低9．（2024秋•双清区校级期中）柴油机和汽油机的主要区别在于，汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有，构造上柴油机顶端有喷油嘴，而汽油机顶部有。题型四做功的次数的计算（共3小题）10．（2024秋•怀化期中）下列关于如图所示的某单缸四冲程汽油机的说法中，正确的是（）A．靠飞轮的惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B．四冲程内燃机一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、甲、乙 C．若飞轮转速为3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 D．丁图中汽缸内气体的温度会降低11．（2024秋•分宜县期中）如图所示，为某一四冲程汽油机工作过程中某一时刻的示意图，请判断此刻该汽油机处于冲程，若这台汽油机飞轮转速为1800r/min，则它在一秒内做功次。12．（2024秋•隆回县期中）汽油机将内能转化为机械能的是冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min。则此汽油机每秒对外做功次。题型五冲程的个数的计算（共2小题）13．（2024秋•南宁期中）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），下列说法中正确的是（）A．一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J B．汽油机的功率为2502W C．做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2.7×107N D．汽油机每秒内完成30个冲程14．（2024秋•平顶山期中）如下图，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个过程示意图。利用内能来做功的冲程是图，与压缩冲程原理相同的是图所示的演示实验。若某汽油机飞轮转速为3600r/min，则它每秒完成个冲程。题型六工作循环次数的计算（共2小题）15．（2024秋•集贤县期中）某四冲程内燃机的飞轮转速为3600r/min，则在每秒钟内（）A．对外做功30次 B．对外做功60次 C．完成240个冲程 D．完成60个工作循环16．（2024秋•威海校级期中）2024年4月19日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京到上海1500公里长距离运输的首次测试。其工作原理与传统四冲程汽油机相同，其飞轮的转速为1800r/min，则发动机工作时每秒有次能量转换，图中是工作循环中的冲程。题型七燃料热值的概念（共2小题）17．（2024秋•鼓楼区校级期中）植物油燃料是一种新型燃料，可用来替代传统燃料。其不易燃、不易爆、无烟无异味，在节能方面比传统燃料更胜一筹，进行同样的工作消耗的燃料更少，是因为该燃料具有较大的（）A．热值 B．比热容 C．质量 D．密度18．（2024秋•霍邱县期中）常用液氢用作火箭燃料，是因为氢的大；2024年4月30日17时46分，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，返回舱载着三名航天员返回地球，返回过程中舱体与空气剧烈摩擦使其底部温度高达上千摄氏度，这是通过方式改变了返回舱的内能。题型八燃料热值的影响因素（共3小题）19．（2024秋•诸城市期中）《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载：“作大豆千岁苦酒（醋）法：用大豆一斗，熟汰之，渍令泽炊。暴极燥，以酒酷灌之。任性多少，以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序。如图所示是将大豆进行蒸煮的过程，则（）A．煮大豆是通过做功的方式增加内能 B．用火种引燃木柴是通过做功的方式改变内能 C．灶里木柴燃烧的过程，将化学能转化成了内能 D．将木柴架空一些，火能燃烧更旺，可以提高木柴的热值20．（2024秋•咸阳期中）在工农业生产中，常用的内燃机有汽油机和柴油机，汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上。下列有关汽油型汽车说法正确的是（）A．若四冲程单缸汽油机的转速是600r/min，它每秒做功5次、经历10个冲程 B．若汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧0.2kg汽油放出的热量是9.2×106J C．使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的热值 D．做有用功相同的情况下，热机的效率越低，消耗的燃料越少21．（2024秋•鞍山期中）合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，1吨垃圾能”榨”出170kg燃料油，燃烧时燃料油的能转化为内能，燃料油用去一半后，其热值将。（均填“变大”“不变”或“变小”）题型九热值的简单计算（共3小题）22．（2024秋•无棣县期中）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值（选填“更大”、“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用水进行冷却，这是利用水的较大。23．（2024秋•高州市期中）中国探索火星探测器“天问一号”的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。火箭发射探测器时带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是J，可以将kg初温为20℃的水加热至沸腾。使用液态氢做燃料的原因是氢的大。[q氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为1标准大气压，不计热量损失]。24．（2024秋•微山县校级期中）2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，[c氢＝4.2×107J/（kg•℃）；q氢＝1.4×108J/kg）。求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。题型十固体和液体的热值计算（共3小题）25．（2024秋•吉安期中）新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是J，若放出的热量有10%被水吸收，在标准大气压下可把kg的水从20℃加热至沸腾。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]26．（2024秋•梅州期中）如图是家庭常用的小型酒精炉。56g酒精完全燃烧放出的热量为J，若这些热量全部被水吸收，则可将kg的水由20℃加热至100℃。如果完全燃烧干木柴跟完全燃烧酒精放出的热量相等，则干木柴的质量等于酒精质量的倍。[q酒精＝3.0×107J/kg，q干木柴＝1.2×107J/kg，c水27．（2024秋•武侯区校级期中）如图所示新型的天然气灶既环保又节能。小明家用天然气灶给质量为2kg，初温为20℃的水加热。求：[q天然气＝4.2×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（1）若要放出8.4×105的热量，需要完全燃烧天然气的质量是多少？（2）若上述天然气燃烧放出的热量有60%被水吸收，水温会升高多少摄氏度？题型十一气体的热值计算（共3小题）28．（2024秋•洛南县期中）在标准大气压下，利用一燃气热水器对质量为10kg、初温为20℃的水进行加热，完全燃烧了0.105m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3，该热水器烧水的效率是50%，关于上述过程，下列说法正确的是（）①煤气完全燃烧放出的热量是4.2×106J②水吸收的热量是4.2×106J③水温升高了50℃④加热过程中水的比热容变大A．只有①④ B．只有①③ C．只有②③ D．只有②④29．（2024秋•齐齐哈尔期中）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气m3。已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值是3.2×107J/m3。30．（2024秋•汝州市期中）天然气热水器将50kg的水由22℃加热到42℃。已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4×107J/m3，该天然气热水器的热效率是84%。求：（1）水吸收的热量。（2）天然气放出的内能。（3）消耗天然气的体积。题型十二比较不同燃料的热值大小（共3小题）31．（2024秋•京口区校级期中）如图所示，用同样的器材进行实验，现要求仅根据温度计示数的变化（Δt），比较不同物质的吸热升温情况（实验1）或者比较不同燃料的热值（实验2），则以下说法中正确的是（）A．这两个实验均需要控制被加热的物质的种类一样 B．实验过程中燃料燃烧掉一半后热值变为原来的一半 C．正确完成实验1后，若Δt越小，则该物质的比热容越大 D．在实验2中，加热相同时间后，若Δt越大，则该燃料的热值一定越大32．（2024秋•靖江市期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同；（1）比较不同燃料的热值，可以选择两个装置；燃料燃尽后通过记录（加热时间/液体升高的温度）来比较两种燃料热值大小；（2）比较液体a和液体b的吸热能力①在设计实验方案时，以下需要控制的变量，你认为其中多余的是；A．采用的加热方式B．燃料的质量C．液体a和液体b的质量D．盛放液体a和液体b的容器②实验时，记录数据如下表：加热时间/min0123456液体a的温度25262728293031液体b的温度25272931333537人们通常用两种方法来比较液体a和液体b的吸热能力。方法A：加热相同的时间，比较升高的温度；方法B：升高相同的温度，比较加热的时间。物理学用比热容描述物质的吸热能力，这种方法与方法（A/B）是相同的。若液体a的比热容为4.2×103J/（kg•℃），由表格数据可知，液体b的比热容是J/（kg•℃）；③如果用“单位质量的某种物质吸收（或放出）1J的热量所升高（或降低）的温度Δt”来比较物质的这种物理属性，用符号K来表示，则液体a的K值（大于/小于/等于）液体b的K值。33．（2024秋•合肥校级期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的；（2）比较不同物质吸热升温的特点，应选择两图进行实验，a、b两种物质的热量的多少是通过（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的；（3）使用第（2）题选择的两图装置进行实验，液体温度与时间的关系如图所示，若已知a、b两种常见液体中有一种是水，则另一种液体比热容为J/（kg•℃）。（已知c水题型十三热机的效率公式与计算（共6小题）34．（2024秋•无棣县期中）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（）A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．甲图中热机飞轮转数是1800r/min，则该热机1s中对外做功30次35．（2024秋•石门县期中）2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢＝1.4×108J/kg）。下列说法正确的是（）A．氢能不属于清洁能源 B．用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C．完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量 D．氢能重卡的热机效率可高达100%36．（2024秋•乐亭县期中）甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为（）A．3：4 B．2：3 C．3：2 D．4：337．（2024秋•简阳市期中）某汽油机的各项能量损失所占的百分率分别是：废气内能35%，散热损失30%，机械损失10%，则该汽油机的热机效率是。一般情况下柴油机的热机效率汽油机的热机效率。（选填：“大于”“等于”或“小于”）38．（2024秋•镇江期中）如图甲所示的轿车，采用氢气燃料工作，发动机的效率为50%。某次，该轿车在水平路面上以恒定功率P做直线运动，v﹣t图像如图乙所示。已知汽车（包括司乘人员）的总质量为1500kg，汽车行驶过程中所受阻力大小平均为车重的0.1倍，氢气的热值取q氢气＝1.5×108J/kg，取g＝10N/kg。求：（1）汽车所受阻力的大小；（2）在10～15s内汽车牵引力做的功W1；（3）该轿车保持此功率持续行驶1h，需要消耗多少氢气？39．（2024秋•京口区校级期中）2024年3月，中国参赛队搭乘某大型运输机赴俄罗斯参加国际军事比赛。该运输机是我国自主研发的大型运输机，它共有4台涡扇发动机，通过航空煤油在发动机气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若该运输机在高空飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，共消耗掉航空煤油6000kg。运输机发动机输出的总机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值取4×107J/kg。试求在这1h内：（1）运输机飞行的路程；（2）6000kg航空煤油完全燃烧放出的热量；（3）运输机获得水平推力F；（4）该运输机发动机将内能转化成输出机械能的效率。题型十四热机的效率的概念（共2小题）40．（2024秋•开封期中）热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志，人类的现代生活已越来越离不开各种热机，热机从根本上改变着我们的世界。关于热机的效率，下列说法正确的是（）A．热机消耗的燃料越多，效率就越低 B．热机所使用的燃料热值越大，效率就越高 C．热机做的有用功越多，效率就越高 D．热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比越大，效率就越高41．（2024秋•南海区校级期中）某单缸四冲程的汽油机飞轮转速为1800r/min，该汽油机每秒钟对外做功的次数为次，只有做功冲程对外做功，其他三个辅助冲程要靠飞轮的来完成。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率（选填“升高”“不变”或“降低”）。题型十五热机效率公式的定性比较（共3小题）42．（2024秋•花溪区校级期中）汽油作为汽车的常用燃料，它的热值是4.6×107J/kg，下列说法正确的是（）A．1kg汽油无论是否完全燃烧，都能放出4.6×107J的热量 B．1kg汽油的热值与500g汽油的热值相同 C．消耗的汽油越多，发动机的效率越高 D．做好保养，可以使发动机的效率达到100%43．（2024秋•永定区期中）下列有关热机效率的说法中，正确的是（）A．热机所用燃料的热值越大，效率越高 B．热机所用燃料的化学能转化成热机的机械能越多，效率越高 C．如果改进技术，汽油机的效率可以达到100% D．蒸汽机，汽油机和柴油机的热机效率分别是η1、η2和η3，则有η1＞η2＞η344．（2024秋•莒南县期中）有一种T型“涡轮增压”轿车，通过给发动机足量的空气使汽油更充分地燃烧，比L型普通轿车更节能，排气更清洁，同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比，热值（选填“更大”、“一样大”或“更小”）；为防止发动机温度过高，用防冻冷却液进行冷却，防冻液具有冬天防冻，夏天防沸的功能，这是利用防冻冷却液较大的特性；轿车在汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率（填“升高”、“不变”或“降低”）。题型十六能量的转化与转移（共3小题）45．（2024秋•涟源市期中）2024年4月30日，神舟十七号飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在返回舱返回地面的过程中，下列有关说法正确的是（）A．返回舱着陆前机械能总量保持不变 B．返回舱返回过程中重力势能增大 C．反推火箭燃料燃烧时将化学能转化为内能 D．返回舱返回过程中将内能转化成机械能46．（2024秋•聊城期中）2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神舟十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，于2022年4月16日顺利返航。下列说法正确的是（）A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B．火箭加速升空时，动能转化为重力势能 C．空间站的太阳能电池板将太阳能转化为化学能 D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，将内能转化为机械能47．（2024秋•绥江县期中）陆良麻衣馓子是一种具有200多年历史的传统地方小吃，以其“香、脆、酥、甜”的特点而闻名，这种小吃主要原料包括小麦面、白砂糖、菜油和饴糖，通过油炸和糖水浸泡的工艺制作而成。销售麻衣馓子的地方很远就能闻到其独特的香味，这是现象；用炉火油炸面团是将燃料的能转化为面团的内能。题型十七能量守恒定律（共4小题）48．（2024秋•永善县期中）2023年4月24日是第八个“中国航天日”，物理社团的涵涵制作了水火箭，如图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合题中材料，你认为以下说法正确的是（）A．根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 B．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 D．水从水