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- 2021-05-13 发布
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第6讲 内能的利用 能源与可持续发展
命题点1 热值的相关计算(8年6考)
1. (2018·河北)有如图所示的两套相同装置,分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料,点燃后加热质量相等的同种液体,通过比较燃料__全部燃烧__(填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料的热值的大小.燃料燃烧,__化学能__转化为内能,用比热容__小__的液体可以使实验现象更明显.(实验中液体没有沸腾)
2.(2017·河北)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__化学__能转化成__内__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__9.2×1010__J的热量.(q汽油=4.6×107 J/kg)
3.(2016·河北)天然气燃烧时将__化学__能转化为__内__能.至少需要消耗__0.21__m3的天然气才能将质量为20 kg、初温为20 ℃的水烧开.[标准大气压下、c水=4.2×103 J/(kg·℃)、q天然气=3.2×107 J/m3]
4.(2015·河北)实验中消耗的40 g酒精完全燃烧放出的热量为__1.2×106__J.(酒精热值为3.0×107 J/kg)
5.(2014·河北)双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点备受人们青睐.完全燃烧9 L汽油放出的热量与完全燃烧__4__m3的天然气放出的热量相等.(已知汽油的热值为3.2×107 J/L,天然气的热值为7.2×107 J/m3)
6.(2013·河北)酒精(C2H5OH)是一种清洁能源,它属于__可再生__(填“可再生”或“不可再生”)能源.已知酒精的热值为3.0×107 J/kg,2 kg酒精完全燃烧放出的热量为__6×107__J.
命题点2 能量的转化(8年4考)
7.(2012·河北)下列对能量转化的描述不正确的是(B)
A.蓄电池充电:电能→化学能
B.发电机工作:电能→机械能
C.萤火虫发光:生物质能→光能
D.内燃机工作:化学能→内能→机械能
8. (2016·河北)如图所示,瓶塞向上跳起过程中,瓶内气体能量转化情况与四冲程汽油机的__做功__冲程相同.
9.(2014·河北)双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐.内燃机是汽车的“心脏”,它是把内能转化为__机械能__的机器.
命题点3 核能(8年5考)
10.(2015·河北)如图是核电站工作情况的方框图,请在空白方框内填写装置的种类并回答下列问题.
→→发电机
(1)核能是__不可再生__(填“可再生”或“不可再生”)能源.
(2)在汽轮机中,将蒸气的内能转化为轮片的__机械__能.
11.(2011·河北)2011年3月14日,日本福岛第一核电站因冷却系统的故障,导致严重的核泄漏事故,引起了全世界的关注.
(1)核电站是利用原子核发生__裂变__(填“裂变”或“聚变”)释放能量来发电的.
(2)下面是核能发电中能量转化的过程,请将其补充完整.
→→→
(3)“福岛核泄漏”事件引发了广泛的争议.请你对发展核电简述自己的观点.
__核燃料的运输成本很低(或核废料仍然有很强的放射性,处理起来很困难或应提高核能应用的安全等级等)__.
命题点4 能源与可持续发展(8年4考)
12.(2016·河北)2022年北京、张家口将联合举办冬奥会,为办成绿色奥运,下列措施不可行的是(C)
A.发展公共交通,提倡绿色出行
B.增加使用太阳能、核能等新能源
C.加高燃煤锅炉烟囱,将废气排到高空
D.改进燃煤技术,减少SO2与粉尘的排放
13.(2015·河北)2015年“世界环境日”中国主题为“践行绿色生活”.下列做法符合这一主题的是(C)
A.提倡使用私家车
B.用一次性塑料袋购物
C.用节能灯代替白炽灯
D.夏季空调温度尽量降低
14.(2014·河北)保护环境,节约资源,从我做起.下列做法不符合这一理念的是(D)
A.纸张要双面使用
B.随手关闭水龙头
C.尽量不用一次性物品
D.少用自动铅笔,多用木制铅笔
15.(2013·河北)2013年“世界环境日”中国主题为“同呼吸,共奋斗”.下列做法不符合这一主题的是(B)
A.植树造林,绿化家园
B.露天焚烧秸秆和垃圾
C.工业“三废”达标后排放
D.推广使用太阳能、风能
重难点1 能量的转化与守恒
(2018·黑龙江)生活中能量转化的实例很多,下列描述中正确的是(C)
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
【变式训练1】 下列现象中,能量如何转化:
(1)篮球加速下落时,__重力势__能转化为__动__能
(2)陨石坠入大气层剧烈燃烧的过程中,__机械__能转化为__内__能
(3)电池放电,将__化学__能转化为__电__能
(4)植物的光合作用,将__太阳__能转化为__化学__能
(5)给蓄电池充电,将__电__能转化为__化学__能
(6)电热水器烧水,将__电__能转化为__内__能
【变式训练2】 汽车发动机熄火后,在平直的公路上行驶得越来越慢,在这个过程中,汽车的动能一部分转化为车轮和地面的内能,此时机械能__不守恒__,能量__守恒__.(填“守恒”或“不守恒”)
重难点2 热效率的相关计算
农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤.完全燃烧0.5 kg的秸秆煤可放出__1.05×107__J的热量;若这些热量完全被质量为100 kg,初温为20 ℃的水吸收,可使水温升高到__45__℃[已知q秸秆煤=2.1×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)].
【变式训练3】 (2018·连云港)天然气热水器将40 kg的水由22 ℃加热到42 ℃,水的内能增加了__3.36×106__J,水的内能增加是通过__热传递__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__0.1__kg的天然气.[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4×107 J/kg]
1.(2018·邵阳)小型汽车上的四冲程汽油机中,主要把机械能转化为内能的冲程是(B)
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
2.(2018·镇江)下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是(C)
3.(2017·白银)2016年8月,我国发射了全球首颗量子卫星,为了纪念墨子,这颗量子卫星被命名为“墨子号”.发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有(D)
A.较小的密度 B.较大的比热容
C.较低的沸点 D.较高的热值
4.(2018·桂林)下列能源中属于可再生能源的是(A)
A.风能 B.石油
C.煤 D.天然气
5.下列做法能使空气污染加剧的是(A)
A.不控制汽车尾气的排放
B.提倡使用太阳能设备
C.发展核电代替部分煤发电
D.禁止在户外焚烧垃圾
6.(2018·孝感)关于做功或能量转化的过程中,下列说法正确的是(B)
A.汽油机在压缩冲程中,是内能转化为机械能
B.拉弯的弓将箭射出,其弹性势能主要转化为动能
C.电动机工作过程中,是机械能转化为电能
D.吊车吊着货物沿水平方向移动一段距离,此过程中货物的重力对自身做了功
7.(多选)关于热机,下列说法不正确的是(ACD)
A.随着科学技术的发展,热机的效率可达到100%
B.四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C.柴油机上安装一个笨重的飞轮,是为了提高它的效率
D.柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大
8.(2018·石家庄裕华区一模)关于能源,下列说法正确的是(C)
A.太阳能和核能都是绿色环保,取之不尽的新能源
B.水能、风能和天然气都是一次能源,也都是可再生能源
C.“可燃冰”(天然气水合物)燃烧后几乎不产生残渣和废气,被誉为“绿色能源”
D.氢燃料发动机可以把化学能全部转化为机械能
9.大量的研究表明,自然界的能量是守恒的,科学家们将研究的结果概括为能量守恒定律(law of conservation of energy),即:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式__转化__为其他形式,或者从一个物体__转移__到其他物体,而能的总量保持不变.
10.(2018·石家庄裕华区一模)如图所示,图甲中试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能__减少__,试管口处出现的“白雾”是__液化__(填物态变化名称)现象;图乙中汽缸内的气体推动活塞向下运动的过程与图甲相似,是将气体的内能转化为__机械__能,是汽油机的__做功__冲程.
11.核电站是利用核__裂变__(填“裂变”或“聚变”)产生能量,经过能量转化,最后由发电机将机械能转化为电能;核能属于__不可再生__(填“可再生”或“不可再生”)能源.
12.(2018·咸宁)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__做功__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5 kg的水从20 ℃加热至沸腾,需完全燃烧__0.084__m3天然气.[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4×107 J/m3]
13.(2018·保定一模)“城市尚余三伏热,秋光先到野人家”,说明城市暖于郊区,称为“热岛效应”,城市修建人工湖,可以缓解这种现象,这是因为水的__比热容__大;假设湖内有15 t水,水温升高4 ℃,则水吸收的热量是__2.52×108__J__,相当于完全燃烧__8.4__kg酒精放出的热量.[水的比热为4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107 J/kg]
14.(2018·遂宁)我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”,“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,在相同条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍.如果“可燃冰”热值是天然气的10倍,设天然气热值为4.2×107 J/kg,完全燃烧0.5 kg“可燃冰”放出的热量为__2.1×108__J;若在不考虑热量损失的情况下,这些热量能使800 kg、45 ℃的水刚好达到沸点,则此时水的沸点是__107.5__℃,水面上方的气压__大于__(填“大于”“小于”或“等于”)1标准大气压.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
15.(2017·大连)某家庭用的燃气热水器,将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃,完全燃烧了0.21 m3的煤气.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4×107 J/m3.试求:
(1)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)该热水器烧水的效率是多少?
解:(1)煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.21 m3×4×107 J/m3=8.4×106 J
(2)水吸收的热量:
Q吸= cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(60 ℃-10 ℃)=4.2×106 J
(3)该热水器烧水的效率:η===50%
16.(2018·唐山路北区一模)小明利用如图所示的甲、乙、丙三图探究不同液体的比热容及不同燃料的热值,图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同,图丁是液体a和b的温度随加热时间变化的图象,(不计热量损失),下列说法正确的是(B)
A.加热相同时间,b吸收热量比a吸收热量多
B.a的比热容与b的比热容之比为2∶1
C.比较不同燃料的热值,可以选择乙、丙两图
D.a和b升高相同的温度,b吸收热量较多
17.国庆长假,小明家自驾外出旅游.当汽车以108 km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时受到的阻力是1 000 N,若汽车以这样的状态行驶90 km,用了5 L的汽油(汽油的热值q=4.5×107 J/L),这段路程中汽车的功率是__3×104__W,汽车的效率是__40%__.
18.(2018·南充)某台汽油机飞轮的转速为1 800 r/min,在1 s内,汽油机完成了__15__个工作循环.如果汽油机在一段时间内消耗了500 g汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量__2.3×107__J.(q汽油=4.6×107 J/kg)