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物培优(重高自招 竞赛)之第14章 内能的利用
原题
一．做功改变物体内能（共9小题）
1．（2020•市北区校级自主招生）下述说法正确的是（　　）
A．0℃的冰块内能为零
B．温度越高，物体内能越大
C．一瓶氧气用掉一半后，质量变为原来一半，密度不变
D．反复弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过做功的方式增加了铁丝的内能
2．（2012•宜宾自主招生）炎热的夏天，小雨同学开启汽水瓶盖瞬间伴有“嘭”的一声，同时瓶口有一股“白烟”冒出，下列说法正确的是（　　）
A．瓶口“白烟”是瓶内CO2液化形成的
B．瓶内气体分子运动加快
C．瓶内气体对外做功，瓶口处温度降低
D．瓶内外温度相等，汽水内能不变
3．（2010•萧山区校级自主招生）如图所示，在空可乐瓶内滴一滴酒精，用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒通过气门芯向瓶内打气。当瓶内气压达到足够大时，塞子将从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾，这一实验现象表明（　　）

A．气体对外界做功，瓶内温度升高，内能减少
B．外界对气体做功，瓶内温度升高，内能增加
C．气体对外界做功，瓶内温度降低，内能减少
D．外界对气体做功，瓶内温度降低，内能增加
4．（2006•锦江区校级自主招生）用打气筒给自行车轮胎打气，打气筒一会儿就会发热，这是因为（　　）
A．筒内气体对外做功，机械能减少，温度升高
B．筒内气体对外做功，机械能增加，温度升高
C．活塞克服摩擦做功，使筒内空气的内能增加
D．迅速压缩活塞对筒内空气做功，使筒内空气的内能增加
5．（2017•宁波自主招生）流星体与大气层剧烈摩擦，其表面温度可达8000℃以上，这个过程中，流星内能增加是通过　 　（填“做功”或“热传递”）实现的，汽油机工作过程中，实现这一能量转化的是　 　冲程。
6．（2016•泗县校级自主招生）过春节时，同学们喜欢燃放鞭炮，一定要注意安全！有一种鞭炮，不需用火去点燃，只要稍用力将它甩向地面，鞭炮就可以爆响。鞭炮与地面发生碰撞时，通过　 　的方式，使它的内能　 　（“增大”或“减小”），这是　 　能转化为内能。
7．（2010•龙子湖区校级自主招生）如图所示，密闭绝热容器内有一个绝热隔板（保证A、B间不发生热交换），隔板与容器之间无摩擦。隔板将A、B两部分气体隔开，当抽去销钉，发现隔板向右移动，则A中气体温度　 　，B中气体温度　 　。（选填“升高”、“降低”、“不变”）

8．（2009•广德县校级自主招生）小明双手对搓后感觉手上发热，这是通过　 　的方式改变手的内能。汽油机的工作过程中，将机械能转化为内能的是　 　冲程。一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内做功　 　次。
9．（2020•市南区校级自主招生）如图所示，某同学做了一个气体膨胀的小实验，他将瓶盖的平滑顶部沾水，翻转后放在可口可乐瓶的瓶口。双手搓热，轻轻地将可乐瓶握实，几秒钟后，将会看到瓶盖在瓶口一直跳动。请你根据所学的物理知识，回答下列问题：
（1）瓶盖沾水和不沾水两种情况，　 　（选填“沾水”或“不沾水”）情况演示效果更好；
（2）分别在夏天和冬天做这个实验，在　 　（选填“夏天”或“冬天”）效果会更好；
（3）分别用小瓶（750毫升）和大瓶（2000毫升）做此实验，选　 　（选填“小瓶”或“大瓶”）实验效果更好。

二．热传递改变物体内能（共4小题）
10．（2014•温州校级自主招生）下列过程，主要属于热传递改变物体内能的是（　　）
A． 压缩气体 B． 加热试管
C． 电灯通电 D． 小孩滑滑梯
11．（2009•宜宾自主招生）下列属于通过热传递改变物体内能的实例是（　　）
A．人类最早的取火方式﹣﹣“钻木取火”
B．电热毯中的电阻丝通电后温度升高
C．冬天，用热水袋取暖
D．巨大的陨石堕入大气层后变成流星
12．（2011•汕尾校级自主招生）搓手能使手暖和，这是用　 　的方式使手的内能增加；使用电热水器给水加热，这是用　 　的方式使水的内能增加。
13．（2011•新都区校级自主招生）将一勺热水倒入量热器，假设没有热量散失，这时量热器中水温升高了 5℃，再加同样一勺水，水温又上升了3℃．问：
（1）再加7勺同样的热水，则此量热器的水温还将上升多少？
（2）如果不断地向量热器加同样的热水，量热器中最终水温比开始时升高了多少（假设量热器容积比勺的容积大得多）？
三．燃料的热值及其计算（共3小题）
14．（2009•蚌山区校级自主招生）一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107J有用功时，消耗的柴油质量是多少？（　　）（柴油的热值是4.3×107J/kg）
A．0.8kg B．2kg C．0.32kg D．2.8kg
15．（2019•涪城区校级自主招生）小汽车的发动机的排气量有的标有“1.8T“，有的标有“1.8L”。“T”表示“涡轮增压”，通过给发动机足量的空气来使汽油更允分地燃烧，因而比标“L”汽车发动机更节能，同样的汽油加在标”T”汽车发动机内和加在标”L“汽车发动机内，其热值　 　（选填“变大变小”或“不变”）。200g的汽油完全燃烧放出的热量是　 　J（q汽油＝4.6×107J/kg）
16．（2012•汕尾校级自主招生）碳的热值是3.0×107J/kg，表示　 　碳在完全燃烧的情况下放出的热量是3.0×107J，完全燃烧0.5kg的碳放出的热量为　 　J。
四．热机的效率（共5小题）
17．（2021•市北区校级自主招生）（1）如图1是汽车内燃机一个工作循环的四个冲程，一个工作循环的正确顺序是　 　，其中图　 　所示冲程内燃机给汽车提供动力，若该内燃机转速为3600r/min，则每秒对外做功　 　次．
（2）图2为某汽车内燃机的能量流向图，该内燃机的效率为　 　；要提高这台内燃机的效率，可以采取的措施是　 　．
18．（2011•镜湖区校级自主招生）一台四缸四冲程的汽油内燃机的活塞面积是300cm2，活塞行程为30.0cm，在做功冲程中，活塞所受燃气的平均压强是4.5×105Pa．机轴的转速是300r/min，汽油的热值4.6×107J/kg，如果这台汽油内燃机工作一小时需要用掉10.6kg的汽油，则它的效率是　 　。
19．（2010•自流井区校级自主招生）两台汽油机，甲的功率为乙的3倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，那么甲、乙每小时耗油量之比为　 　。
20．（2020•市南区校级自主招生）如图是建造楼房时常用的混凝土泵车，它使用柴油提供动力，能将搅拌好的混凝土抽到高处进行浇灌，该车正常工作时每小时将60m3的混凝土输送到10m高的楼上，消耗柴油2kg，已知g取10N/kg，混凝土密度ρ混凝土＝4.3×103kg/m3，柴油热值q柴油＝4.3×107J/kg，求泵车的效率。

21．（2017•延平区校级自主招生）某燃料动力汽车（内燃机提供能量）经多次测试后，发现所受阻力与车速的关系如图所示。在某次测试中，汽车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求该过程中：
（1）汽车所受的牵引力
（2）若内燃机完全燃烧燃料时所释放的能量中有20%转化为汽车牵引力所做的功，则该过程需要消耗多少千克的燃料？（已知燃料的热值是5.0×107J/kg）

五．内燃机的四个冲程（共6小题）
22．（2020•宁波自主招生）上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）

A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程
D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
23．（2016•泗县校级自主招生）如图是四冲程汽油机工作的示意图，其中不是靠惯性完成的是（　　）
A． B．
C． D．
24．（2020•市北区校级自主招生）如图是四冲程内燃机的示意图，其中，B是　 　冲程；把内能转化成机械能的冲程是　 　（选填字母代号）。

25．（2019•枣庄自主招生）一台单缸四冲程汽油机，如图甲是　 　冲程，其能量转化情况与　 　（选填“乙”或“丙”）图相同，是通过　 　方式飞轮改变了内能，转速是3600r/min，该汽油机每秒钟完成　 　个工作循环。该汽油机的能量流向如图丁所示，则该汽油机的热机效率为　 　。

26．（2017•陕西自主招生）科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度　 　（填“升高”“降低”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的　 　。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是　 　冲程。
27．（2010•合肥校级自主招生）如图所示，是单气缸四冲程内燃机的　 　冲程。假设在活塞的运动过程中，气缸内的气压始终为P，气缸的容积为V，则活塞从上端运动到下端的过程中，气体对活塞所做的功是　 　。

六．有关热机的计算（共9小题）
28．（2018•市中区校级自主招生）一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，则此汽油机每秒内（　　）
A．完成60个冲程，做功15次
B．完成60个冲程，做功60次
C．完成30个冲程，做功30次
D．完成120个冲程，做功30次
29．（2017•杭州自主招生）一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　）
A．30个冲程，做了30次功 B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功
30．（2010•自流井区校级自主招生）一台单缸四冲程柴油机转速为1200转/min，则柴油机1s内（　　）
A．完成20个冲程，做功20次
B．完成40个冲程，做功40次
C．完成40个冲程，做功10次
D．完成20个冲程，做功10次
31．（2019•武侯区校级自主招生）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在气缸中移动的距离是L．满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p，t时间内曲轴转动N圈、消耗汽油的体积为V．已知汽油的密度为ρ，汽油的热值为q，不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失。求满负荷工作时下列说法错误的是（　　）

A．这种汽油机做功冲程中燃气对活塞的平均压力是F＝pS
B．这种汽油机做功的功率是NpSL/t
C．这种汽油机把内能转化为机械能的效率NpSL/ρVq
D．该汽油机t时间内燃气对活塞做功N/2次
32．（2019•永春县自主招生）转速为2400r/min的四冲程单缸内燃机在1s内活塞对外做功　 　次，若每次做功735J，该内燃机的功率为　 　W。
33．（2018•衡阳县自主招生）利用图示装置可以将机械能转化为内能。当挂在滑轮上的两个重物落下时，装满水的容器中的叶片便转动起来，使水的温度升高。假设两边滑轮所挂重物的质量均为m1，重物下落的高度为h，容器内水的质量为m2，水升高的温度为△t，水的比热容为c，这台机器的效率为　 　。（用物理量符号表示）

34．（2009•长汀县校级自主招生）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成　 　个冲程，做功　 　次。
35．（2004•如皋市校级自主招生）转速为1800r/min的四冲程内燃机，每秒钟有　 　次对外做功，若每次做功750J，则此内燃机的功率为　 　W。
36．（2015•厦门自主招生）在讲到车的性能时，人们经常会提到“排量”。为此小华特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。小华从说明书上查到家中的轿车采用LFX直列四缸发动机，排量为2.0L，从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。
（1）根据图分析，在发动机转速为1000﹣5000r/min 范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？
（2）小华又了解到当轿车行驶路况好时，这辆轿车平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为10L/100km．参考图中的数据，分析这辆车在这种状态下行驶时，发动机的效率为多少？（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3）
（3）小华通过理论推导发现发动机的输出功率与其排量有一定的关系，并可据此计算出气缸在做功冲程中的平均压强。 请你计算当发动机转速为4000r/min时做功冲程中气缸内的平均压强。

 
参考答案与试题解析

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