2020_2021学年九年级物理全册第14章内能及其利用单元达标检测试卷含解析新人教版.pdf

第14章 内能及其利用单元达标精品检测试卷说明：本试卷满分1 00分，考试时间9 0分钟一、选 择 题(1 2 个小题，每小题3分，共 3 6 分)1.小李家使用的燃气热水器，将 3 0k g 的水从2 0加热到4 5 b 的天然气。已知水的比热容为 4.2 义1 0号/(k g ),天然气的热值为4 X 1 0J/m：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3.1 5 X 1 0)C.热水器的能量转化效率是5 2.5%D.热水器的能量转化效率与环境温度无关【答案】C【解析】A.由QQCBI(t -t o)知 L 水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比，故 A 错误；B.将 3 0k g 的水从2 0加热到4 5 ,水吸收的热量：Qw=c m (t -t o)=4.2 X 1 0)/(k g)X 3 0k g X (4 5 -2 0)=3.1 5 X 1 06J,故 B 错误；C.天然气完全燃烧放出热量：Q,a=V 3 X 4 X 1 07 J/m=6 X 1 06J,热水器的能量转化效率：n =Q /Q X 1 00%=5 2.5%,故 C 正确；D.热水器的能量转化效率与环境温度有关，因为环境温度越低，加热的时间越长，其散失的热量越多，则热水器的能量转化效率越低，故 D 错误。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3 7 C.正常人I m in 的脉搏数约为2 00次 D.小汽车内的汽油机效率可以达到9 5%【答案】B.【解析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案.A.一标准大气压下，冰的熔点为0,故 A 错误；B.人正常步行的速度在4 k m/h=4 X 1 m/s=l.l m/s 左 右.故 B 正确；3.6C.人的脉搏在每分钟6 0次多一点，与每分钟7 0次接近，故 C 错误;D.汽油机的效率在3 0%左右，绝达不到9 5%,因为克服摩擦、尾气带走许多内能，故 D 错误.3.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 k m,用时5 m in 4 5 s,消耗燃油1.5 k g,已知汽车的牵引力是2 0 0 0 N,燃油的热值为4.6 X l（T j/kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（）汽车行驶速度是2 0 km/h 消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9 X 1 07J汽车牵引力做功的功率是30 kW 汽车发动机的效率是2 0%A.只有和B.只有和C.只有和D.只有和【答案】D【解析】（1）已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解；（2）根据Qjs=m q 可求热量;（3）根据车受到的阻力为车重的0.1 倍求得车受到的阻力，因为匀速行驶，所以牵引力等于阻力，利用W=Fs 可求得该汽车牵引力所做的功，再利用P=比求功率；t（4）根据燃油密度和体积求得其质量，利用Q=m q 可求得消耗的总能量，再利用效率公式求出该汽车的效率。汽车的行驶速度：v=-纯1 n -=7 2 km/h,故错误；t（5X 60+45）X-h3600（2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量：Q 般=m q=l.5 kg X4.6 X 1 0 J/kg=6.9 X 1 0 J,故正确；（3）因为匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F=f=2 X 1 03N,该汽车牵引力所做的功：W=Fs=2 X 1 03N X 6.9 X 1 0 m=l.38 X 1 07J,该汽车牵引力所做功的功率：7p=W-=L 38 X 1 Q _ J=40 0 0 QW=40 kW,故错误；t 5X 60+45s（4）汽车消耗燃油的产生的热量：Q 放=m q=l.5 kg X4.6 X 1 0 J/kg=6.9 X 1 0 J,该汽车的效率：7n 3 8X1 0 J x 1 0 0%=2 0%,故正确。Q 放 6.9X107J4.2 0 1 8 年 4 月 2日，天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5 t 重的天宫一号，在 1 0 0 km左右的高空以约2 2 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L 5 t 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【答案】D【解析】改变内能的方法有两个：做功和热传递，据此分析。天宫一号在1 0 0 km 左右的高空以约2 2 倍音速再入大气层时，高度减小，重力势能减小，克服与大气的摩擦做功，机械能转化为内能。故 D正确。5 .随着人们生活水平的不断提高，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【答案】A.【解析】（1）根据增大摩擦的方法分析此选项.（2）司机系安全带其目的是防止惯性带来的伤害.（3）遥控器是利用红外线进行遥控的.（4）四冲程汽油机工作时，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，有两个冲程存在能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能.A.车轮的表面刻有凹凸不平的花纹，这是在压力不变的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故本选项正确.B.安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害，不能减小紧急刹车时汽车的惯性，故本选项错误.C.普通遥控车钥匙的遥控器是利用红外线进行遥控的，故本选项错误.D.汽油机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程通过燃气膨胀做功把内能转化为机械能，故本选项错误.6.四冲程柴油机工作过程中，以下说法错误的是()【答案】D【解析】(1)压缩冲程：活塞的机械能转化为燃料混合物的内能；做功冲程：燃料燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压气体，推动活塞做功，内能在转化为机械能。(2)做功冲程使汽车获得动力。(3)排气冲程排出汽车的尾气。(4)吸气冲程吸入气缸的只有空气。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【答案】C【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能。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（）【答案】C.【解析】解决此题要知道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,判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功.”进行分析.A.进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；B .两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意；C.两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；D.排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意.9.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9k m,用时5m in 4 5s,消耗燃油1.5k g,已知汽车的牵引力是2 0 0 0 N,燃油的热值为4.6 X1 0，J/k g,假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（）汽车行驶速度是20k m/h 消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9 X 107J汽车牵引力做功的功率是3 0k W 汽车发动机的效率是20%A.只有和B.只有和C.只有和D.只有和【答案】D【解析】已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解；根据Q&=m q 可求热量；根据车受到的阻力为车重的0.1 倍求得车受到的阻力，因为匀速行驶，所以牵引力等于阻力，利用2 Fs可求得该汽车牵引力所做的功，再利用P=W 求功率；根据燃油密度和体积求得其t质量，利用Q=m q 可求得消耗的总能量，再利用效率公式求出该汽车的效率。(1)汽车的行驶速度：白巨=-Ml _=7 2k m/h,故错误；t (5 X 6 0+4 5)X-h3 6 00(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量：Q t t=m q=l.5 k g X4.6 X 10 J/k g=6.9 X 10 J,故正确；(3)因为匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F=f-2X 103N,该汽车牵引力所做的功：W=Fs=2X 103N X 6.9 X 1 0 m=1.3 8 X 10),该汽车牵引力所做功的功率：p=W.=l.3 8 x 1 o J =4 000QW=4 0k w,故错误；t 5 X 6 0+4 5 s(4)汽车消耗燃油的产生的热量：Q 般=m q=l.5 k g X4.6 X 10?J/k g=6.9 X 107J,该汽车的效率：7n =-=L 38 x 1 0 J x i oo%=2O%,故正确。Q 放 6.9X1Q7J10.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【答案】B【解析】A.永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故 A 错误；B.两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故 B 正确;C.在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故 C错误;D.子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小,它的速度减慢，故 D 错误。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【答案】C【解析】A.摩擦生热是克服摩擦做功，摩擦过程中，消耗了机械能，内能增大，把机械能转化为内能，故 A 错误；B.燃料燃烧放热是把化学能转化为内能，故 B 错误；C.电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能，故 C 正确；D.摩擦起电是消耗了机械能，获得了电能，故是把机械能转化为电能，故 D 错误。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【答案】D【解析】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.电磁感应现象是机械能转化为电能二、填 空 题（1 0 个小题，每 空 1 分，共 2 5 分）1 3.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5 0%被水吸收，在标准大气压下把5 k g的水从2 0 加热至沸腾，需完全燃烧 m：天然气。（c 水=4.2 X 1 O J/（k g）,q天 然 气=4 X 1 0 J/m 1）【答案】做 功;0.0 8 4,【解析】（1）水烧开以后，水蒸气膨胀对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。这与汽油机的做功冲程的能量转化相同，在汽油机的做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能；（2）在标准大气压下水的沸点为1 0 0 ,即水的末温为1 0 0,水吸收的热量为:Q *m *A t=4.2 X 1 0：lJ/(k g )X 5 k gX (1 0 0 -2 0 )=1.6 8 X 1 0 J。Q吸由 n#=50%得天然气完全燃烧放出的热量:Q放QQBB.68X1 06J5 0%=3.3 6 X 1 06J,由Q a=V q 得天然气的体积:V Q 蚀 3.3 6乂1 0叮3V 气一 一 7 Q 0。天然气 4 X 1 0,J/n）J1 4.如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口。（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。【答案】（1）运动状态；（2）大于；做功。【解析】(1)软木塞冲出试管口，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态；(2)水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，由于存在热量的散失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能；该过程与热机的做功冲程能量转化相同。1 5.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L 4 X 1 0 打/m：,2n?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 加 热 到 10 0.(C*=4.2X 103J/(kg )【答案】升华；2.8 X 10 ；4X 104.【解析】物质由固态直接变成气态的过程叫做升华，升华吸热：知道可燃冰的质量和热值,根据Q 放=叫求出完全燃烧释放热量的计算，根 据 1=吃 义 10 0%求出水吸收的热量，再根据Q 放Q =c m(t -t0)求出加热水的质量.(1)可燃冰在常温压下会迅速变为气态，此过程为升华过程；(2)2m-的可燃冰完全燃烧释放的热量：Q f f i=Vq=2m3X 1.4X 10 0J/m：,=2.8 X 10I OJ,Q吸由-X10 0%可得，水吸收的热量：Q放Q 吸=n Q =60%X 2.8 X 10,0J=l.68 X 10 J,由Q 贮c m(t -t0)可得，加热水的质量：Q 吸 1.68 X 1010J .”，m=-7-r-=-z-=4X 10 kg.c(t-t o)4.2X 103J/(kg D x(lO O lC-O lC)16.菜油最适宜的烹饪温度在150 至 18 0 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 n?的 天 然 气.(取 c =2.0 X 10:1J/(kg ),天然气的热值为4X 10,J/n?)【答案】6X 103；2.5X 10 .【解析】本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大.知道菜油的质量、比热容和菜油的初温和末温,利用吸热公式求菜油吸收的热量;知道效率,利用效率公式可以求出天然气放出的热量，根据公式 Q=Vq 求出体积.菜油吸收的热量：Q =c (t -t o)=2X 103J/(kg )X O.0 2kg X (170 -20)=60 0 0 J；天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收，则天然气放出的热量为：Q 放=见=60 0 0 J =i ooooj；r i 60%由Q=Vq 得天然气的体积为：V=5 1=_1 Q00QJ _ _ 2,5X 10 m3.q 4X 107J/ro317.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。【答案】压缩；比热容大。【解析】(1)在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是压缩冲程；(2)汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。18 .天然气热水器将40 kg 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8 4%被水吸收，需 要 消 耗 一 kg 的天然气。已知 c 水=4.2X 10 j/(kg,),q 天 然 气=4X 10 J/kg。【答案】3.36X 106；热传递；0.1,【解析】(1)水吸收的热量:Q =c mA t=4.2X 10：lJ/(kg )X 40 kg X (42-22)=3.36X 106J；(2)水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变水的内能;(3)由 n=&眩得，天然气完全燃烧放出的热量:Q放Q放鱼=史 也 四=4 x lM,84%由Q肝mq 得，需要天然气的质量:q 4xlO/J/kg19.新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气.如果每瓶装1 0 k g 液化气，液化气的热值 4.2 X 1 07J/k g,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4 0%被水吸收，在标准大气压下可把 k g 的水从2 0 加热至沸腾.c 水=4.2 X l()3 j/(k g.。).【答案】4.2 X 1 08；5 0 0.【解析】(1)整瓶液化气完全燃烧释放热量：Q te=mq=1 0 k g X 4.2 X 1 0 J/k g=4.2 X 1 0bJ,(2)由题知，水吸收的热量：Q 贮Q 族 X4 0%=4.2X10SJX40%=1.68X 108J,由Q 贮c 水 m 水(t-to)得水的质量：Q 吸 1.6 8 X 1 08Jm 水 二-7-二 5 0 0 k g.C水(t-t。)4.2 X 1 03J/(k g-r)X (1 0 0 l C-2 0 r)至 1 8 0 加热到1 7 0 ,天然气燃烧释放出的热量有6 0%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 X 1 03J (k,g ),天然气的热值为4 X 1 0 1/m3)【答案】6 X 1 03,2.5 X 1 0 【解析】Q.=c mAt=2.0 X 1 03J (k.g 1 X 0.0 2 k g X (1 7 0-2 0)=6 X 1 03J；天然气燃烧放出热量Q=Q=6 X 1 O3J/6 O%=1 O J；又 Q =qV 得：V=Q a/q=l O j/4 X 1 07J/m3=2.5 X 1 0 m3.2 1.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1 6 0 立方米以上的天然气。完全燃烧5 立方米可燃冰产生的热量至少为(天然气热值为3.2 X l()7 j /m3)o试 写 出 可 燃 冰 具 备 的 两 条 优 点、。【答案】2.5 6 X 1 0 1 J；热值大；污染小。【解析】由题意知I：1 立方米可燃冰可以分解释放出1 6 0 立方米以上的天然气，完全燃烧5立方米可燃冰即V=8 0 0 m3的天然气，天 然 气 热 值 为 q=3.2 X 1 07J /m3,产生的热量为Q=Vq=800nX3.2X107J/nP=2.56X1010J-.由题意和通过计算说明可燃冰的优点是热值大、污染小、储备丰富等。2 2.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2 t,这些汽油完全燃烧放出 J的热量.（q 汽 油=4.6 X 1 0 7 J/k g）【答案】化学；内；9.2 X 1 O1 0.【解析】（1）内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能，其中压缩冲程将机械能转化成内能；（2）2t 汽油完全燃烧要放出的热量：Q t t=m q=2X 10ak g X 4.6 X 107J/k g=9.2X 1O J.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？【答案】（1）锅炉效率低的原因：锅炉冒出大量的黑烟，说明煤燃烧不完全；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。【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。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”一一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：【答案】（1）能量守恒定律（2）科学探究要善于思考，认清方向，经常反思，不懈努力。【解析】解决此类问题，首先要静下心来读题，先粗读，知道题目叙述的概况；后精读，分析有关题目的内容和特征。然后提取相关信息，排出干扰因素，弄清物理情景、物理过程，建立物理模型，找出物理规律。最后应用所学知识解答题目中的问题。四、计 算 题（2个小题，每题9分，共 1 8 分）2 5.某款新型电动轿车，每充电一次，锂离子电池储存的能量为5 0 k W h,可供该车连续行驶 3 0 0 k m,其最高车速可达1 2 0 k m/h o（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1 0 8 k m/h 的速度匀速行驶l O m i n,通过的路程是多少？（3）该 车 连 续 行 驶 100k m 消耗的电能相当于完全燃烧多少升柴油产生的热量。（q果 池=4.3 X 10,J/k g,P栗 油=0.8 5X 10,k g/n?,计算结果保留两位小数【答案】（1）小;（2）该车以108 k m/h 的速度匀速行驶l O m i n,通过的路程为18 k m：(3)该车连续行驶100k m 消耗的电能相当于完全燃烧1.65L柴油产生的热量。【解析】依据流体压强与流速的关系来分析解答：流体流速越大的位置，其压强越小；知道汽车速度和行驶时间，利用s=v t求汽车行驶的距离；根据题意求出该车连续行驶100k m 消耗的电能，再根据Q 方W=m q 求出相当于完全燃烧柴油的质量，最后根据P=q求出相当于完V全燃烧柴油的体积。(1)轿车的形状上面凸起、下面平直，车高速行驶时带动空气流动，车的上方空气流速快、压强小，车的下方空气流速慢、压强大；(2)根据丫=且可知,t该车以108 k m/h 的速度匀速行驶l O m i n,通过的路程为：s=v t=108 k m/h X 12h=18 k m；60(3)由题意有,行驶100k m 消耗的电能:w=100kinx50kWh-52kWh=2.X 3.6X 106J=6X 107J,300km 3 3依题意有，QJFW,由 Q w=m q 可得，完全燃烧柴油的质量：%6X107J 4kg,q 4.3X 107J/kg由 p=可得，完全燃烧柴油的体积：VV=J L=-L 4kg-1.65X 10%3=1.65L。P 0.85X1 03kg/m326.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3 g。水的比热容为4.2义10打/(1 ),酒精的热值为3.0X 10 J/k g 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2.26X l()3 j 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 5 g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。【答案】（1）水吸收的热量是3.3 6X 1O J；（2）酒精灯烧水的热效率是3 7.3%；（3）5g,100C 的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量是1.13 X 10）。【解析】（1）一个标准大气压下水的沸点为100,即需将水加热至100,水吸收的热量：Q =c m （t-to）=4.2X 101/（k g ）X 0.I k g X （100-20）=3.3 6X 10 J；（2）3 g 酒精完全燃烧释放的热量：Q =m q=3 X 103k g X 3.O X 107J/k g=9 X 10 j；酒精灯烧水的热效率：n ioo%=36X1 q4 J x 100%sk37 3%.Q 放 9XIO4J（3）l g l 00的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26X 103 J 的热量，则 5g l 00的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量：Q=5g X 2.26X 103J/g=l.13 X 1O J 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 1 3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6 5 k W的最大功率，该飞机的最大飞行速度为4 0 k m/h 假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0 1 22，g 取 1 0 N/k g,求：图13(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6 0 k W,并以1 0 8 k m/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6 0 k W的输出功率匀速飞行lh,发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？(航空燃油的热值取4x I O,/心，密度取0.7 5 X。&/疝)【答案】见解析。【解析】（1）F =G =mg =2.3 x 1 03k g x 10N/k g=2.3 x 1 04NF 2.3 X 1 04Np=_ _ _ _ _ _ _ _ _S 0.1 m22.3 x 1 05pa由p=F V,得F =6 1。尸=2*B N V 30m/s（3）w =pt =6 x 1 04w x 36 0 0 s =2.1 6 x 1 08JQ W 2.1 6 X 1 08Jq=7=43 FW ki=54kg、，m 5.4 k gp 0.7 5 x 1 03k g/m3=7.2 x 1 0-3m3=7.2L（1分）28.某汽车在平直路面上以7 5 k m/h 的速度匀速行驶I h 的过程中，消耗了 5 k g 汽油，汽油燃烧释放能量的4 0%随废气通过热电转换装置，如图所示，汽油热值近似取q=5 X1 0，J/k g,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7 20 0 个冲程，则它每秒钟完成一个工作循环(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1 5%,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1 000W 的用电器持续工作多长时间？【答案】(1)压缩；3 0：(2)汽车所受的阻力f 是 1 0%；(3)随废气排放的能量通过转换装置后可获得1.5 X 1 0 的电能；这些电能可供车内总功率为1 000W 的用电器持续工作1.5 X 1 0%.【解析】由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1 次，活塞往返2 次，飞轮转动2周，根据这个比例关系可以求出答案；根据归Q*mq求得总功，已知燃烧效率为3 0%,可求得有用功；根据求得的汽车在这段时间内所做的有用功，利用F s 可求得汽车匀速行驶过程中的牵引力，再利用二力平衡条件可知其所受的阻力；汽油燃烧释放能量的4 0%随废气通过热电转换装置，可求转化的能量，由提高到1 5%可求转换的电能，由火=21 可求时间.(1)由图可知，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，可以判断是压缩冲程：该汽油机每分钟完成7 200个冲程，故每秒完成1 20个冲程，热机完成一个工作循环，要经过 4个冲程，燃气对外做功1 次，活塞往返2 次，飞轮转动2 周，若该汽油机每秒完成1 20个冲程，则每秒它对外做功3 0次，完成3 0个工作循环，飞轮转动20周；(2)汽油完全燃烧释放的热量：Q w=m q 汽 油=5 k g X 5 X 1 07J/k g=2.5 X 1 0sJ；根 据 曳 可 得 有 用 功：WaW 片 n W ,8=3 0%X 2.5 X 1 08J=7.5 X 1 07J；由 v=2 可得，汽车在平直路面上以7 5 k m/h的速度匀速行驶l h的过程中，t通过的路程：s=v t=7 5 k m/hX l h=7 5 k m=7 5 000m,由W=F s 可得，汽车匀速直线行驶，F=f,f=F=%，5 X 1 07 j=1 0Ms 7 5 000m(3)汽油燃烧释放能量的4 0%,由公式Q =Q 5=2.5 X 1 08 j X 4 0%=l X l()8 j,转换的电能:W =Q q2=l X 1 08J X 1 5%=1.5 X 1 07J；由 P 二出可得，这些电能可供车内总功率为1 000W 的用电器持续工作的时间:tt=jC=1,5 X 1 07J=1 5xl0,sP 1 000W