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第十四章《内能及其利用》单元达标精品检测试卷
说明：本试卷满分100分，考试时间90分钟
一、选择题（12个小题，每小题3分，共36分）
1．小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从20℃加热到45℃，消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热
容为4.2×103J/（kg℃），天然气的热值为4×107J/m3，则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（
）
A．水吸收的热量与水的末温成正比 B．水吸收的热量是3.15×105J
C．热水器的能量转化效率是52.5% D．热水器的能量转化效率与环境温度无关
2．下列数据中，最接近生活实际的是（ ）
A．一标准大气压下，冰的熔点为37℃ B．人步行的速度约为1.1m/s
C．正常人1min的脉搏数约为200次 D．小汽车内的汽油机效率可以达到95%
3．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵
引力是 2000N，燃油的热值为 4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是
（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
4． 2018年4月2日，天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号，在100km左右的高空
以约22倍音速再入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约 1.5t残骸坠入南太
平洋。在这个过程中，天宫一号的部分机械能（ ）
A．通过热传递转化为大气的内能 B．通过重力做功转化为大气的内能
C．通过摩擦做功转化为大气的内能 D．通过重力做功转化为残骸的内能
5．汽车作为常用的交通工具逐步进入寻常百姓家，下列说法中正确的是（ ）
A．车轮的表面刻有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
B．安全带可以减小紧急刹车时汽车的惯性
C．普通遥控车钥匙是利用紫外线来传递相关信息的
D．四冲程汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
6.四冲程柴油机工作过程中，以下说法错误的是（ ）
A.压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化 B.做功冲程使汽车获得动力
C.排气冲程排出了汽车的尾气 D.吸气冲程吸入气缸的是柴油7.如图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能 B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能 D．做功冲程，将机械能转化成内能
8．如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
A B C D
9.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵
引力是 2000N，燃油的热值为 4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是
（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
10.根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
11.生活中能量转化的实例很多，下列描述中正确的是（ ）
A．摩擦生热是把内能转化为机械能
B．燃料燃烧放热是把内能转化为化学能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．摩擦起电是把电能转化为机械能12.能量的转化是自然界普遍的现象．下列关于能量转化的观点错误的是（ ）
水果电池 光合作用 钻木取火 电磁感应
A. 水果电池是化学能转化为电能 B. 光合作用是光能转化为化学能
C. 钻木取火是机械能转化为内能 D. 电磁感应现象是电能转化为机械能
二、填空题（10个小题，每空1分，共25分）
13．用天然气烧水，水烧开后，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；若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，在标准大气压下把5kg的水
从20℃加热至沸腾，需完全燃烧 m3天然气。（c =4.2×103J/（kg•℃），q =4×107J/m3）
水 天然气
14． 如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲岀试管口。
（1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的 。
（2）此过程中，水蒸气减少的内能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）软木塞增加的机械能，
这与热机的 冲程相似。
15．我国在南海进行的可燃冰试采获得成功．可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅
速 （填物态变化）为气态．它的热值约为1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可
放出 J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将 kg的水从0℃加热到100℃．
（C =4.2×103J/（kg•℃））
水
16．菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间．用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到
170℃，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收．则菜油吸收了 J热量，燃烧了 m3的天然气．
（取c =2.0×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3）
菜油17．在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是 冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采
用水循环将热带走，这是利用水 的特性。
18．天然气热水器将 40kg的水由22℃加热到42℃水的内能增加了 J，水的内能增加是通过
方式实现的，若天然气燃烧放出的热量有 84%被水吸收，需要消耗 kg 的天然气。已知 c
水
=4.2×103J/（kg•℃），q =4×107J/kg。
天然气
19．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40%被水吸收，在标准大气压下可把
kg的水从20℃加热至沸腾．[c =4.2×103J/（kg•℃）]．
水
20.菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到
170℃，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了_______J热量，燃烧了______m-3的天
然气。（取c = 2.0×103J·(kg·℃）-1，天然气的热值为4×107J/m3）
菜油
21.我国海域可燃冰（天然气水合物）试采已经成功， 实现了历史性突破。可燃冰分布于深海沉积物或陆
域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化
碳和水。根据测算，1 立方米可燃冰可以分解释放出160 立方米以上的天然气。完全燃烧 5 立方米可燃冰
7 3
产生的热量至少为 （天然气热值为 3.2×10 J ／ m ）。 试写 出 可 燃 冰 具备的两条优
点 、 。
22．汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将 能
转化成 能，一辆汽车一年行驶三万公里，消耗汽油2t，这些汽油完全燃烧放出 J的热量．（q
汽油
=4.6×107J/kg）
三、分析简答题（2个小题，每题4分，共8分）
23.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？
24.请阅读下面的介绍，回答相关问题。焦耳是一位伟大的物理学家，他成功地发现了焦耳定律，测出了热功当量……。但他在探索科学真理
的道路上，也走过弯路。年轻的时候，焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”——不需要给它
提供任何动力（即不消耗任何能源）就能自动工作起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想，不断地设
计、制作，但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思，他没有像有些人那样“执迷不悟”，而
是反思原来的设想，重新确定新的探究课题。经过不懈地努力，他终于在新的研究领域中取得了成功，发
现了科学真理。
（1）“永动机”制造一直失败的原因是：它违背了______________________。
（2）你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是: ______________________。
四、计算题（2个小题，每题9分，共18分）
25．某款新型电动轿车，每充电一次，锂离子电池储存的能量为50kW•h，可供该车连续行驶300km，其
最高车速可达120km/h。
（1）电动轿车的顶部向上凸起，当它高速行驶时，车顶的气压比车底的气压 。
（2）若该车以108km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程是多少？
（3）该车连续行驶100km消耗的电能相当于完全燃烧多少升柴油产生的热量。（q =4.3×107 J/kg，ρ
柴油 柴油
=0.85×103 kg/m3，计算结果保留两位小数
26．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为
100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），
酒精的热值为3.0×107J/kg]求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。
（3）科学研究表明：1g 100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续
观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
五、综合素养题（2个小题，27题6分、28题7分，共13分）
27.开发新能源，共创碧水蓝天。太阳能等新型能源的开发和利用是解决社会发展的能源危机、环境污染的
必由之路。如图13所示，是世界上最大的太阳能飞机，重达2.3吨，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤
维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供 65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为40km/h。
0.1m2
假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为 ，g取10N/kg，求：(1)飞机停在水平地面时对地面的压强大小。
(2)当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小。
(3)若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的
4×107J/Kg 0.75×103Kg/m3
航空燃油完全燃烧时释放的能量？(航空燃油的热值取 ，密度取 )
28．某汽车在平直路面上以75km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了5kg汽油，汽油燃烧释放能量的
40%随废气通过热电转换装置，如图所示，汽油热值近似取q=5×107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧．
（1）图示时刻，四冲程汽油机处于 冲程；若该汽油机每分钟完成7200个冲程，则它每秒钟完成
个工作循环
（2）若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力f；
（3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排
放的能量通过转换装置后可获得多少电能？这些电能可供车内总功率为1000W的用电器持续工作多长时间？
