第十二章机械能和内能第四节机械能和内能的相互转化同步练习（解析版）.docx

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答案和解析
【答案】

;热传递
;不变
;热传递
;做功;热传递
;降低
×108J;×108;不变
;40;10
;热值
;汽化
;内能转化为机械能;30
:(1)m水=100g=,水吸收的热量:Q吸=cm△t=×103J/(kg⋅℃)××60℃=×104J;(2)酒精完全燃烧产生的热量:Q放=mq=×3×107J/kg=×105J;(3)酒精灯烧水时的热效率:η=Q吸Q放×100%=××105J×100%=20%。答:(1)×104J;(2)×105J;(3)酒精灯烧水时的热效率是20%。
:(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t−t0)=×103J/(kg⋅℃)×5kg×(100℃−20℃)=×106J;(2)由η=Q吸Q放得液化气燃烧需放出热量:Q放=Q吸η=×106J60%=×106J,由Q放=m液化气q得需要液化气的质量:m液化气=Q放q=××107J/kg==:(1)×106J;(2)加热这些水需要燃烧80g液化气.
:P=40kW=40000W,Q=mq=×107J/kg×5kg=×108J,W=Qη=×108J×20%=×107J,t=WP=×107J40000W=1150s,s=vt=20m/s×1150s=23000m=:还可前进23km.
;分子热运动;增大;升高;分子间存在引力;同种电荷互相排斥
;不太准确;燃料不可能完全燃烧或燃料放出的热量不能完全被水吸收
28.(1)温度;变大(2)着火;升高;着火点(3)做功;机械;内
;900;做功;热传递;E2E×100%;污染小
【解析】
:A、用锯片锯木头,锯片发热,是克服摩擦力做功,机械能转化为内能,利用做功的方式改变物体内能,故A不合题意;B、铁丝反复弯折,是对铁丝做功,使铁丝的内能增加、温度升高,属于做功改变物体的内能,故B不合题意;C、用冰袋降温,是水从人体吸收热量,使人的内能减小、温度降低,属于热传递改变物体的内能,故C符合题意;D、跑步使身体变得暖和,是通过做功的方法,使人的内能增大、温度升高,故D不合题意。故选:C。改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功等,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分。据此分析判断。
本题考查了改变物体内能有两种方式。判断是做功还是热传递,关键是看能量是发生了转化还是转移。
2.【分析】本题主要考查学生对:改变内能的方法,以及内燃机做功冲程的特点的理解和掌握。(1)物体对外做功内能会减少,例如气体膨胀做功,物体的内能减小,转化为机械能;(2)内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能的过程。【解答】水蒸气把橡皮塞冲出;这个过程中,燃料的化学能转化为内能,水蒸气膨胀做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能;内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,因此这一现象相当于内燃机的做功冲程。故选C。
:在内燃机的四个冲程中,做功冲程高温高压的燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,将机械能转化为内能的是压缩冲程,将内能转化为机械能的是做功冲程;只有做功冲程对外输出功,,转化情况正好相反.
:迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,通过此实验可说明做功可以改变物体的内能;故ABC错误,,物体的内能与其本身的温度有关,,相对比较简单,属于基础题.
:甲图排气门开启,活塞上行,排出废气,是排气冲程;乙图两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,将内能转化为机械能;丙图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,将机械能转化为内能;丁图进气门开启,活塞下移,空气和汽油混合物流入汽缸,是吸气冲程;故正确排列顺序应该为:丁丙乙甲。故选:C。汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。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”判断冲程名称。此题主要考查了内燃机四个冲程的特点。要掌握通过气阀的关闭情况和活塞的运动情况来判断是哪一个冲程。
:(1)实验时为了控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内;(2)因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使相同质量的水温发生变化;所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系;通过以上分析可知,实验中要控制酒精和碎纸的质量相同,两只烧杯内水的质量相同,故A正确。故选:A。(1)由Q放=mq可知,燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制质量相同;(2)由于燃料的热值不能直接测量,所以通过相同质量的水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小。本题考查了比较酒精与纸的热值大小实验,实验应用了控制变量法,知道实验原理、正确应用控制变量法即可正确解题。
7.【分析】此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别,是中考热点,属于易错题目。知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。【解答】,小孩克服摩擦做功,使臀部的内能增大,所以臀部会发热,属于做功改变物体的内能,A不符合题意;,可以导致空气内能增大,温度升高,属于做功改变物体的内能,B不符合题意;,克服摩擦力做功,属于做功改变物体的内能,C不符合题意;,是通过热传递的方式增加水的内能,D符合题意。故选D。
:A、吸气冲程中,柴油机将空气吸入气缸,汽油机将空气和汽油的混合气体吸入气缸,故A错误;B、汽油机和柴油机的做功冲程中,将内能转化成了机械能,故B错误;C、汽油机顶部有火花塞,柴油机顶部有喷油嘴,故C正确;D、汽油机和柴油机在做功冲程中,燃气推动活塞运动,其他冲程活塞都是靠飞轮的惯性运动的,故D错误。故选:C。汽油机的顶端是火花塞,吸气冲程中吸进的是汽油和空气的混合物;柴油机的顶端是喷油嘴,吸气冲程中吸进的是空气。汽油机的做功冲程中,进气门和排气门都是关闭的,汽油和空气的混合物越到明火剧烈燃烧,产生了高温高压的燃气,推动活塞运动,将燃气的内能转化为活塞运动的机械能。此题考查的汽油机中的能量转化,以及柴油机和汽油机的不同之处,是一道基础题。
:A、铝的比热容比水小,铝的吸热能力比水弱,故A错误。B、烧水的过程是通过热传递的方式改变水的内能,故B错误;C、水的温度越高,水分子运动越剧烈,故C正确;D、热值由燃料本身决定,与是否充分燃烧无关,故
D错误;故选:C。(1)物质的比热容越大,物质的吸热能力越强(2)做功和热传递是改变物体内能的两种方式;(3)物体温度越高,分子运动越剧烈;(4)1kg的某种燃料完全燃烧所释放出的热量是燃料的热值;本题涉及的知识点较多,是一道基础题,但难度不大,平时要注意基础知识的学****与积累。
:热值是燃料的一种特性,常用热值来区分煤炭的优劣,而两者的密度、硬度和颜色区别很小,不易区分,故A正确、,它代表燃料的优劣,,知道热值是燃料的一种特性是本题的关键.
:发射卫星的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氢时,可以释放出更多的热量,故D正确。故选:D。热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多,所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。本题考查学生对热值定义的掌握情况,需要根据火箭的具体应用来分析。
:由图可知,有用的机械能W=400J,燃料燃烧所释放能量E=200J+400J+400J=1000J,内燃机的效率η=WE×100%=400J1000J×100%=40%.,关键要明白总能量等于用来做有用功的能量与浪费的能量之和.
:让图钉冒在课桌上来回摩擦几下后,发现图钉冒变烫了,这是用做功的方法改变了物体的内能,在这一过程中,机械能转化为内能;把瓶装水放在冰箱里,一会儿变凉了,这是用热传递的方法改变了物体的内能,在这一过程中,内能发生了转移。故答案为:做功;热传递。做功改变内能的实质是能量的转化,同时伴随着物体的运动;热传递可以改变物体的内能,它的实质是内能的转移。此题考查的是做功改变内能和热传递改变内能的实际例子,同时还应知道,在改变物体内能上二者是等效的。
:(1)天然气与其它燃料相比较,天然气的热值大,燃烧时产生废气污染小,所以选择使用天然气;(2)热值是燃料的一种特性,,:热值;不变.(1)根据天然气和与其它燃料的热值大小分析;(2)热值是燃料的一种特性,,难度不大.
:路过米线馆可以闻见汤的香味是汤分子的无规则运动,扩散到了空气中,所以就闻见米线汤的香味;“汤钵烫手”是汤钵和手之间通过热传递的方式增加手内能。故答案为:扩散;热传递(1)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,且温度越高,分子运动越剧烈;(2)改变物体内能的方式:做功和热传递,热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分。本题考查扩散现象、改变物体内能的方式的知识,相对比较简单。
:迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,这是通过做功的方法增大空气内能的;当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,这是通过热传递的方式增加棉花的内能的.
故答案为:增加;做功;,活塞会压缩空气做功,机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,,相对比较简单,属于基础题.
:汽车发动机工作时将内能转化为机械能;冒“黑烟”说明燃烧不充分,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;故答案为:机械能;降低。热机工作的过程中内能转化为机械能;热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料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。此题主要考查了热机工作时能量的转化以及对热机效率的理解,是一道基础题。
:×108J/m3,表示的物理意义是:×108J;完全燃烧5m3的氢气可放出热量:Q=Vq=5m3××108J/m3=7×108J;因为热值是燃料的一种性质,只与燃料的种类和状态有关,故一罐氢气用去了一半,则剩余氢气种类不变,热值不变,×108J//m3。故答案为:×108J;7×108;不变。(1)热值的定义是:1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值;(2)知道氢的热值和质量,根据Q=mq求出氢气完全燃烧放出的热量;(3)热值跟燃料的种类有关,跟燃料是否完全燃烧,质量多少都没有关系。解决此类问题要结合热值的物理意义及热量的计算公式进行求解。
:若飞轮转速是1200r/min=20r/s,表示每秒飞轮转动20圈,汽油机每秒钟内完成10个工作循环,要经过40个冲程,:10;40;,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,,要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答,属于基础题.
:(1)汽车发动机工作时产生大量的热,这些热如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点(相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多)把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高;(2)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氢时,:比热容;热值.(1)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少;(2)热值是指1kg的某种燃料完全燃烧后释放的能量,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多,(热值、比热容)的了解与掌握,利用所学知识解决实际问题,学以致用!
:往瓶内打气时,活塞对瓶内气体做功,使瓶内气体内能增加、温度升高;当瓶塞跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能减少,温度降低,瓶口附近的水蒸气遇冷液化成白雾,随后白雾消失,即由液态又变成了气态,:做功;汽化.(1)改变物体内能的两种方法:做功和热传递
.对物体做功物体的内能增加,物体对外做功,物体的内能减少;物体吸收热量内能增加,物体放出热量内能减少.(2)物质由气态变为液态,称为液化;物质由液态变为气态,:做功和热传递,能对整个过程中的能量变化进行分析,并了解液化现象是解答的关键.
:两个气阀关闭,活塞向下运动,是做功冲程,其能量转化关系是内能转化机械能。由题意可知,单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min,即每秒钟转60圈,完成30个冲程,做功30次;故本题答案为:做功;内能转化为机械能做功;30。解决此题要知道当汽油机的电火花打火时是做功冲程,这是做功冲程的特点;在四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能。判断出是哪个冲程,再判断能量是怎样转化的。解答此类题注意总结规律,在内燃机的四个冲程中,进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;一个气阀打开,另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程,而在吸气冲程中活塞向下运动,排气冲程中活塞向上运动。
、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,熟记相关的计算公式是本题的关键。(1)知道水的质量、比热容和温度变化,利用吸热公式求水吸收的热量;(2)已知酒精的质量和热值,利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量;(3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。