第十四章 内能的利用
1．如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是( )
A. 酒精灯中酒精的质量越大，酒精的热值越大
B．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C．试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D．橡皮塞被冲开的过程的能量转化与内燃机的压缩冲程的能量转化相同
2. 2022年6月5日，在酒泉卫星发射中心发射升空的神舟十四号载人飞船将三名航天员送入太空，下列说法正确的是( )
A. 火箭加速升空时，将动能转化为重力势能
B．火箭选用氢作燃料是因为液态氢的热值大
C．燃料的质量越大，热值越大
D．火箭发动机的效率可以达到100%
3．下列有关能量转化的说法中错误的是( )
A．过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B．给电动车充电时，是将电能转化为化学能
C．汽车在刹车过程中，刹车片会发热，是将内能转化为动能
D．自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
4．小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是( )
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
5. 为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中汽油味明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是( )
A．尾气中汽油味降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能
C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%
D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
6. 动态制动是现代车辆采用的一种重要制动方式。在故障、急停、电源断开时，将车辆的机械能(动能)转化为电能，再通过制动电阻将电能转化为内能消耗掉，使车辆的速度降低，起到一定的制动作用。其中，制动电阻在消耗能量时所发生的能量转化是( )
A. 机械能转化为内能 B．机械能流失到空中
C．电能转化为内能 D．机械能转化为电能
7. 利用一燃气热水器对10kg、20℃的水进行加热时，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%。下列说法中( )
①煤气完全燃烧放出的热量是4.41×103J ②水吸收的热量是2.1×106J ③水温升高了50℃ ④加热过程中水的内能保持不变
只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有①②正确 D．只有②③④正确
8. 将____能转化为_______能的机械。
9. 内燃机的工作过程分为四个冲程，依次是______冲程、______冲程(将______能转化为____能，温度______)、______冲程(____能转化为______能，温度______)、_______冲程。在内燃机中，一个工作循环飞轮转____圈，燃气推动活塞做功____次。
10. 某种燃料_________放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用符号____表示。利用热值计算热量：常用公式有Q＝____(固体和液体)和Q＝____(气体)。
11. 热机的效率是指热机工作时，_____________________的那部分能量与_________________放出的热量之比，叫做热机的效率，即η＝_________。
12. 能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式_______为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量________________。
13. 内燃机两个气门关闭，活塞向上运动是______冲程。在四冲程汽油机的工作过程中，汽缸内气体内能最小的是______冲程。
14. 如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于______冲程，该冲程将机械能转化为____能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒对外做功____次。
15. 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，例如在行驶的汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的______能，再通过热机的_______冲程把该能量转化为汽车行驶的_______能，同时还会有一部分能量被热机和周围环境吸收，总之在能量的转化和转移过程中，能量的总量_______________________。
16. 人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的________(选填“热值”“热量”或“温度”)不同。完全燃烧0.28m3的天然气可放出___________J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让________kg的水温度升高20 ℃。[已知天然气的热值q＝3.0×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]
17. 如图所示是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如下表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，压缩冲程中汽缸内气体内能增加是通过_______方式实现的；正常工作1min，柴油机输出的有用功____________J，消耗柴油_______kg，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为___________N。(q柴油＝4.0×107J/kg)
型号 HR05b
活塞行程 100mm
转速 2400r/min
输出功率 8kW
效率 40%
18. 小明想估测薯片的热值，进行了如下实验。
(1)如图所示，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，则水吸收的热量Q吸＝___________J。
(2)根据Q放＝Q吸和Q放＝mq，算出薯片的热值比实际值小得多。原因是_________________________________________。
19. 2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车，该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg，在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg(不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响)。求该测试过程中氢燃料电池车：(已知q氢＝1.4×108J/kg，g取10N/kg)
(1)行驶的平均速度为多少km/h
(2)牵引力做的功。
(3)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
答案：
1-7 CBCDC CB
8. 内 机械
9. 吸气 压缩 机械 内 升高 做功 内 机械 降低 排气 1
10. 完全燃烧 q mq Vq
11. 用来做有用功 燃料完全燃烧
12. 转化 保持不变
13. 压缩 吸气
14. 压缩 内 30
15. 内 做功 机械 保持不变(或守恒)
16. 热值 8.4×106 100
17. 做功 4.8×105 0.03 4000
18. 4.2×103 因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收
19. 解：(1)测试过程中氢燃料电池车的平均速度v＝＝＝56km/h
(2)氢燃料电池车的总重力G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，氢燃料电池车匀速行驶时受到的阻力f＝0.02G＝0.02×5×104N＝1×103N，因为氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力和受到的阻力是一对平衡力，所以氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力F＝f＝1×103N，牵引力做的功W＝Fs＝1×103N×28×103m＝2.8×107J
(3)氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝m氢q氢＝0.4kg×1.4×108J/kg＝5.6×107J，则氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率η＝×100%＝×100%＝50%
