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1. 关于燃料和热值,以下说法正确的是(
A.燃料热值与燃料的燃烧情况无关
B.容易燃烧的燃料,热值一定大
C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料
A
).A.燃料热值与燃料的燃烧情况无关
B.容易燃烧的燃料,热值一定大
C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料
答案
1.A
[解析]燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故A正确;热值大小与燃料是否容易燃烧无关,故B错误;煤的热值比干木柴大,说明1 kg的煤完全燃烧放出的热量比1 kg干木柴完全燃烧放出的热量多,本选项的说法中两者质量不一定相等,且不一定完全燃烧,所以无法判定放出热量的多少,故C错误;影响锅炉效率的因素一是燃料的燃烧程度,二是烟气带走的能量,所以为了提高锅炉的效率,一要尽可能使燃料更充分地燃烧,二要尽可能减少烟气带走的能量,和燃料的热值大小无关,故D错误.
[解析]燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故A正确;热值大小与燃料是否容易燃烧无关,故B错误;煤的热值比干木柴大,说明1 kg的煤完全燃烧放出的热量比1 kg干木柴完全燃烧放出的热量多,本选项的说法中两者质量不一定相等,且不一定完全燃烧,所以无法判定放出热量的多少,故C错误;影响锅炉效率的因素一是燃料的燃烧程度,二是烟气带走的能量,所以为了提高锅炉的效率,一要尽可能使燃料更充分地燃烧,二要尽可能减少烟气带走的能量,和燃料的热值大小无关,故D错误.
2. 教材P48图12-31·拓展 如图所示为四冲程汽油机工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气工作顺序排列正确的是(
A.1、2、3、4
B.1、3、2、4
C.3、1、4、2
D.3、2、4、1
D
).A.1、2、3、4
B.1、3、2、4
C.3、1、4、2
D.3、2、4、1
答案
2.D
[解析]图1中,排气门开启,活塞上行,是排气冲程;图2中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;图3中,进气门开启,活塞下行,是吸气冲程;图4中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程.因此按吸气、压缩、做功、排气顺序排列正确的是3、2、4、1.故D正确,A、B、C错误.
[解析]图1中,排气门开启,活塞上行,是排气冲程;图2中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;图3中,进气门开启,活塞下行,是吸气冲程;图4中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程.因此按吸气、压缩、做功、排气顺序排列正确的是3、2、4、1.故D正确,A、B、C错误.
3.动画片有用水火之力生成蒸汽冲破巨鼎的情景,这个过程与内燃机的某个冲程类似.下列说法正确的是(
A.该过程是将机械能转化为内能
B.该过程与内燃机的做功冲程类似
C.内燃机处于与该过程类似的冲程时进气门是打开的
D.内燃机处于与该过程类似的冲程是依靠飞轮惯性完成工作的
B
).A.该过程是将机械能转化为内能
B.该过程与内燃机的做功冲程类似
C.内燃机处于与该过程类似的冲程时进气门是打开的
D.内燃机处于与该过程类似的冲程是依靠飞轮惯性完成工作的
答案
3.B
[解析]用水火之力生成蒸汽冲破巨鼎,蒸汽的内能转化为巨鼎的机械能,和内燃机的做功冲程原理相同. 内燃机的做功冲程中,进气门、排气门都关闭,是燃气推动活塞做功,对外提供动力,不是依靠飞轮的惯性完成工作的,吸气、压缩、排气冲程是依靠飞轮的惯性完成工作的,故B正确,A、C、D错误.
[解析]用水火之力生成蒸汽冲破巨鼎,蒸汽的内能转化为巨鼎的机械能,和内燃机的做功冲程原理相同. 内燃机的做功冲程中,进气门、排气门都关闭,是燃气推动活塞做功,对外提供动力,不是依靠飞轮的惯性完成工作的,吸气、压缩、排气冲程是依靠飞轮的惯性完成工作的,故B正确,A、C、D错误.
4. 四冲程热机工作过程中,将内能转化为机械能的是
做功
冲程.当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时汽油机的效率将降低
(填“升高”“不变”或“降低”),说明在做功相同的情况下,消耗的汽油质量将比正常工作时增加
(填“增加”“不变”或“减少”).答案
4. 做功 降低 增加
[解析]四冲程热机工作过程中,将内能转化为机械能的是做功冲程;冒“黑烟”说明燃料燃烧不充分,用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小,所以效率降低;在做功同样多的情况下,根据$\eta =\frac{{W}_{\mathrm{有用}}}{{Q}_{\mathrm{放}}}× 100\%$可知燃料完全燃烧放出的热量多,又由${Q}_{\mathrm{放}}=mq$可知消耗的汽油质量将比正常工作时增加.
思路引导 做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能;热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的百分比,据此结合现象可分析对效率的影响;根据$\eta =\frac{{W}_{\mathrm{有用}}}{{Q}_{\mathrm{放}}}× 100\%$和${Q}_{\mathrm{放}}=mq$判断出在做功同样多的情况下消耗的汽油质量的变化.
[解析]四冲程热机工作过程中,将内能转化为机械能的是做功冲程;冒“黑烟”说明燃料燃烧不充分,用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小,所以效率降低;在做功同样多的情况下,根据$\eta =\frac{{W}_{\mathrm{有用}}}{{Q}_{\mathrm{放}}}× 100\%$可知燃料完全燃烧放出的热量多,又由${Q}_{\mathrm{放}}=mq$可知消耗的汽油质量将比正常工作时增加.
思路引导 做功冲程:先是化学能→内能,再由内能→机械能;热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的百分比,据此结合现象可分析对效率的影响;根据$\eta =\frac{{W}_{\mathrm{有用}}}{{Q}_{\mathrm{放}}}× 100\%$和${Q}_{\mathrm{放}}=mq$判断出在做功同样多的情况下消耗的汽油质量的变化.
5. 新情境 “天问一号”成功发射 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 $3×$ $10^{4}\ \mathrm{kg}$ 液态氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是
$4.2×10^{12}$
$\mathrm{J}$,可以将$1.25×10^{7}$
$\mathrm{kg}$ 初温为$20\ °\mathrm{C}$的水加热至沸腾. 使用液态氢做燃料的原因是氢的热值
大.$[q_{\mathrm{氢}}=1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg},c_{\mathrm{水}}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg}·°\mathrm{C)} $,当地大气压为1标准大气压,不计热量损失$]$答案
5.$4.2×10^{12}$ $1.25×10^{7}$ 热值
[解析]$3× {10}^{4}\ \mathrm{kg}$氢完全燃烧放出的热量${Q}_{\mathrm{放}}={m}_{\mathrm{氢}}{q}_{\mathrm{氢}}=3× {10}^{4}\ \mathrm{kg}× 1.4× {10}^{8}\ \mathrm{J/kg}=4.2× {10}^{12}\ \mathrm{J}$;由${Q}_{\mathrm{放}}={Q}_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$可知,水的质量为${m}_{\mathrm{水}}=\frac{{Q}_{\mathrm{吸}}}{{c}_{\mathrm{水}}\Delta t}=\frac{4.2× {10}^{12}\ \mathrm{J}}{4.2× {10}^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· {\,}^{\circ }\mathrm{C})× (100{\,}^{\circ }\mathrm{C}-20{\,}^{\circ }\mathrm{C})}=1.25× {10}^{7}\ \mathrm{kg}$;运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的燃料时,液态氢可以释放出更多的热量.
[解析]$3× {10}^{4}\ \mathrm{kg}$氢完全燃烧放出的热量${Q}_{\mathrm{放}}={m}_{\mathrm{氢}}{q}_{\mathrm{氢}}=3× {10}^{4}\ \mathrm{kg}× 1.4× {10}^{8}\ \mathrm{J/kg}=4.2× {10}^{12}\ \mathrm{J}$;由${Q}_{\mathrm{放}}={Q}_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$可知,水的质量为${m}_{\mathrm{水}}=\frac{{Q}_{\mathrm{吸}}}{{c}_{\mathrm{水}}\Delta t}=\frac{4.2× {10}^{12}\ \mathrm{J}}{4.2× {10}^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· {\,}^{\circ }\mathrm{C})× (100{\,}^{\circ }\mathrm{C}-20{\,}^{\circ }\mathrm{C})}=1.25× {10}^{7}\ \mathrm{kg}$;运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的燃料时,液态氢可以释放出更多的热量.
6. 据国防部网站消息，2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1枚携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹“东风-31 AG”准确落入预定海域，彰显出我国军事的绝对实力，以下分析正确的是(
A.“东风-31 AG”发动机的燃料燃烧得越充分，热值越大
B.“东风-31 AG”发动机工作过程中的热机效率不可能达到100%
C.“东风-31 AG”应选用比热容大的燃料
D.穿越大气层时，“东风-31 AG”克服摩擦做功，将内能转化为机械能
B
).A.“东风-31 AG”发动机的燃料燃烧得越充分，热值越大
B.“东风-31 AG”发动机工作过程中的热机效率不可能达到100%
C.“东风-31 AG”应选用比热容大的燃料
D.穿越大气层时，“东风-31 AG”克服摩擦做功，将内能转化为机械能
答案
6.B
[解析]燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧无关,所以燃料燃烧是否充分,其热值都保持不变,故A错误;热机工作过程,总存在能量的散失,所以热机效率不可能达到100%,故B正确;应选用热值较大的燃料,在相同的条件下,与其他燃料比较,热值较大的燃料完全燃烧时放出的热量较多,故C错误;穿越大气层时,"东风-31 AG"克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故D错误.
[解析]燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧无关,所以燃料燃烧是否充分,其热值都保持不变,故A错误;热机工作过程,总存在能量的散失,所以热机效率不可能达到100%,故B正确;应选用热值较大的燃料,在相同的条件下,与其他燃料比较,热值较大的燃料完全燃烧时放出的热量较多,故C错误;穿越大气层时,"东风-31 AG"克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故D错误.
7. (2025·南京鼓楼区期中)如图所示,小明用塑料矿泉水瓶进行探究:先在瓶中留有少量水,盖上瓶盖,再扭转瓶子,最后轻轻扭动瓶盖,发现瓶盖冲出,同时瓶内出现白雾,下列说法错误的是(
A.乙、丙中改变内能的方式不同
B.乙中与汽油机压缩冲程相似
C.扭转瓶子使瓶内气体内能增加
D.白雾出现说明瓶内气体内能减少
A
).A.乙、丙中改变内能的方式不同
B.乙中与汽油机压缩冲程相似
C.扭转瓶子使瓶内气体内能增加
D.白雾出现说明瓶内气体内能减少
答案
7.A
[解析]扭转瓶子的过程中,对瓶内气体做功,机械能转化为内能,使瓶内水蒸气内能增加,所以是通过做功的方式改变内能,这与单缸四冲程汽油机的压缩冲程能量转化相同,瓶盖冲出的过程中,瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,通过做功的方式改变内能,故A错误,B、C正确;将瓶盖冲出的过程中,瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,内能减少,温度降低,水蒸气遇冷液化形成了小水滴,形成了瓶口的白雾,故D正确.
[解析]扭转瓶子的过程中,对瓶内气体做功,机械能转化为内能,使瓶内水蒸气内能增加,所以是通过做功的方式改变内能,这与单缸四冲程汽油机的压缩冲程能量转化相同,瓶盖冲出的过程中,瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,通过做功的方式改变内能,故A错误,B、C正确;将瓶盖冲出的过程中,瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,内能减少,温度降低,水蒸气遇冷液化形成了小水滴,形成了瓶口的白雾,故D正确.
