机械能与内能的相互转化2

1、机械能与内能的相互转化 2一、选择题1. 关于内能及其利用，下列说法正确的是（ ）A 温度高的物体内能一定大B.做功和热传递都可以改变物体的内能C.比热容跟物体吸收或放出的热量有关D.热机的做功冲程是将机械能转化为内能2. 在下列实例中，用做功的方式来改变物体内能的是（ ）A. 用热水袋暖手，手的温度升高B. 将冰块放入饮料中，饮料的温度降低C. 在炉子上烧水，水的温度升高D.用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高3. 有关四冲程内燃机叙述中，错误的说法是（ ）A.工作中只有做功冲程把内能转化为机械能B.效率可以大于1C.工作开始时要靠外力启动D.每一个工作循环，燃气只做功一次4. 在“比较质

2、量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”的活动中，小明发现分别使 5g 的酒精和 5g 的碎纸片充分燃烧后，各自被它们加热的100g、 25的水的温度分别上升到80和45，这说明（）A.酒精比热容比碎纸片的比热容小B.酒精含有的热量比碎纸片大得多C.酒精的内能比碎纸片内能大得多D.酒精的热值比碎纸片的热值大 5.如下图是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是（A.烤火取暖B.搓手取暖C.向手“呵气”取暖D.用热水袋取暖6 .下列有关热机的说法正确的是（）A.内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质B.内燃机的做功冲程是机械能转化为内能的过程C.汽油机消耗的汽油可循环使用，是取之不尽的

3、能源D.热机的使用缓解了城市的热岛效应7 .内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是（）A.燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能8 .在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能C.在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能D.在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能8 .实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是（A.玻璃管口冒出“白气”是汽化成的水蒸气B.加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能C.小叶轮的转动说明永动机是可以实现的D.小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能9 .历史上热机的出现曾标志着人类利用能源的巨大进步，早期的蒸气机是将水加热 到高温，利用

4、高温高压蒸气推动机器转动的，与现在的内燃机相比，蒸气机的效率 较低，除了机械制造的技术因素外，还有一个重要的原因是（）A.内燃机所用燃料的热值高B.内燃机的功率大C.蒸气机工作过程不符合能的转化规律D.蒸气机工作时水蒸气带走了相当一部分能量10.如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是（）后A.该冲程是压缩冲程B.该冲程中活塞向上运动C.该冲程是内能转化为机械能的过程D.该冲程是机械能转化为内能的过程二、填空题11.在建设施工中，我们经常看见工人用切割机切割水泥路面，工人师傅在施工时 要不断向锯片上浇水，否则会很快损坏锯片（如图所示），这是由于锯片在切割路面方式使其内能减

5、少，温度降低。12.甲图是生活中常用的热水瓶，当注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，有时软木塞会跳起来，这一过程瓶内气体通过 改变了内能。乙图是四冲程汽油机的工作示意图，其中 图(选填符号)所示的冲程也发生同样的能量变化13.如图所示是演示点火爆炸的实验装置， 按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精,盒盖被打出去。这是因为酒精燃烧产生的燃气对外 ,燃气的能转化(1)图甲：手离开硬纸板，纸片不下落，是由于 作用(2)图乙：内燃机的某冲程工作示意图，它属于 冲程。时不断，使锯片的内能增加，温度升高。向锯片浇水，是通过为盒盖的这与四冲程汽油机的冲程的能量转化相同14.根据下图甲、乙、丙所示的图片，在下

6、面的空白处填入相应的内容表示物质吸收热量的多少。(3)图丙：比较不同物质吸热能力的实验，用15 .一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为 1200r/min，该汽油机每秒做功 次。如图所示的汽油机正处于 冲程，在此过程中燃气的内能 （选 填“增加”、“减小”或“不变”）。16 .如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花， 快速压下活塞， 可观察到棉花着火燃烧.此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 ,这与 四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同.某台汽油机飞轮的转速为 2400r/min , 在1min内，汽油机完成 个工作循环.17 .如图所示为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此图

7、是 冲程，有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水，水在气缸内气化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程，做功 次，这种汽油机这样设计的目的是.18 .用两个玻璃杯做 “棉纱滴水实验” 如图(a)、(b)示，过一段时间 杯中 棉纱末端有水滴出；右图是某品牌小轿车的能流图，能量转化效率为 ,用图 中损失的化学能计算，可使汽车水箱内质量为 40kg的水温度升高 C。水的 比热容为 4.2 X103J/ (kg . C)三、实验探究题19 .木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全

8、燃烧，得到了下表的数据：燃料的质量/g100200300400燃料完全 燃烧放出 的热量Q木柴/J1.3 X 1062.6 X 1063.9X1065.2 X106Q焦炭/ J63.0 X 1066.0 X 1069.0X1012.0 X106Q木炭/J3.4 X 1066.8 X 10610.2 X10613.6 X106(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 。(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，和 的比值是不 变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为 它是用来描述燃料完

9、全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。(3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是J ;如果这些热量完全用于加热水，可使 kg的水温度升高10C；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水 的容器，另外一部分传给了(答一个即可)。q天然气=4.2X10 7J/R3, C 7K =4.2X10 3J/ (kg. C)(4)在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为 了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入来描述，我们总是希望它的值越 越好。20 .在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中

10、。 小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图13-9甲所示。在组装器材时应先调节( 选填或)的高度，调节它的高度是为了 。(2)组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同 的时间，比较水和煤油 ,得出结论。要完成该实验，除图甲所示器材外， 还需要的一个测量工具是。(3)在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进 方案并设计了图乙所示的装置。与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有 的优点是。(答出一个即可)甲乙四、计算题21 .王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有水，把水从加已知水的比热容为42X103J/(kgt

11、)。如果木炭的热值为 34x10,它燃烧放出的热有卜被水吸收。求:(i)在这个过程中水吸收的热量；(2)在这个过程中用掉多少木炭。22 .莲莲家的汽车尾部上标有“ 2.0的字样，其中“ T”就是“涡轮增压”，是利 用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也 高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气 压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染 的目的.这辆汽车的最低油耗可达 0.2kg/ (kW?h ,已知汽油的热值为4.6 x 107J/kg .(温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量

12、； 0.2kg/ (kW?h表示获得1kW?h能量消耗0.2kg汽油).求：(1) 0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少？(2)该汽车发动机的效率最高可达多少？(结果保留整数)参考答案1.B解析, a物体的内能不仅与物体的温度有关河马物体的质量和状总有关，不符合题意:三改变内能有两种方 式做功和热传递，所以做功和热传诬都可以改变物体的内能,符合题意：。比热容是物体的一种特性，与物 体吸收或放出的热量无关，与物体的质量无关，不符合题意；D热机工作过程有两欷能量转化，散功冲程 内能转化为机械能，压缩冲程机械能转化为内能，不符合题意,故答案选氏2 .D 解析：用热水袋暖手、向饮料中加冰块、在炉

13、子上烧水都是通过热传递的方式 改变物体的内能，故A、B C选项不符合题意；用手反复弯折铁丝，对铁丝做功， 将机械能转化为铁丝的内能，使铁丝的内能增加、温度升高，这是利用做功的方式 改变物体的内能，故D选项符合题意。3 .B解析：四冲程内燃机工作开始时要靠外力启动，一个工作循环，燃气只在做功冲 程把内能转化为机械能，做功一次，其余三个冲程靠惯性完成。由于燃料的不完全 燃烧、散热和克服摩擦做功，内燃机的效率只能小于1,故选B。4c解析：用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的较大的热值，相同质量演态氢 完全燃烧放出的热量多5.B却折：内悔机的一个工作看环育四个冲程j其中有两个冲气缸内的物后的

14、内靛会发生改变，分别是压缩冲程和做功冲程.都是通过儆5的方式耒改变的,分析图可看出两气门都是关闭的,酒塞向上运 动，放是压缩冲程，压维冲程将机犍福专化为内能.选项中的ACD都是通过/传递的方莉来浅爽内的， 只有B是曜掇生热，是通过做功的方式枭改变物体的内能*6 .A解析：A、内燃机的冷却液从内燃机吸收热量，因为比热容越大，在同等条件下， 吸收的热量越多，A正确。B、内燃机做功冲程是将内能车化为机械能的过程，故 B 错误。C汽油机消耗的燃料汽油是石油产品，石油是不可再生能源，因此 C错误。 口热机排气冲程会产生大量废气，并排放大量热量，是加剧城市热岛效应的原因之 一，故D错误。7 .D 解析：内

15、燃机在工作过程中，燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，故 A选 项正确；在压缩冲程中，将飞轮的机械能转化为燃气的内能，故 B选项正确，D选 项错误；在做功冲程中，将燃气的内能转化为飞轮的机械能，故 C选项正确。8 .D解析：管口的“白气”是水蒸气液化所形成的小水滴，所以A错；加热使水温升高是能过热传递的方式改变内能的，所以 B错；由能量守恒定律可知，永动机是不 可能实现的，这违背了自然规律，所以 C错；小时轮转动是由于水蒸气液化放出热 量，内能减少转化为叶轮的机械能，所以 D是正确的；应选Do9 .D解析：热机的效率等于用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量 的比值，与所用的燃料和热

16、机的功率无关，所以kB说法错误；蒸汽机工作时把内能转化成机械能，符合 能量转化规律，因此C说法错误；初机工作时水蒸气带走了大部分热量，导致转化成的机械能比较少， 因此效率低.故选D. 10 .C髀折：汽油机苜吸气、压缩、做功，排气四个冲程J可根据气门的开关和活塞运行状态更惭是零 个冲程由图可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，火花基点火，因此是做功冲程,能助南1中将内能 耨化为机糖能J故选以11 .做功热传递12 .做功B 解析：软木塞会跳起来时，机械能增大，水蒸气由气态变为液态，内 能减小，这是通过做功的方式把内能转化为机械能的；这样的情形发生在内燃机的 做功冲程中，其中B图表示的做功冲程。1

17、3 .做功 内 机械 做功 解析：按动电火花发生器的按钮产生电火花，点燃盒内 酒精，酒精燃烧产生高温高压的燃气，燃气膨胀对外做功，燃气的内能转化为盒盖的机械能，四冲程汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能，所以这一过程与四 冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。14 . （1）大气压的（2）做功（3）加热时间的长短解析：（1）大气对浸在里面的物体也有压强，图甲：手离开硬纸板，纸片不下落，正是由于大气压的作 用；（2）图乙：内燃机的某冲程工作示意图可知，进气门和排气门都关闭，火花 塞打火，活塞向下运动，它属于做功冲程；（3）图丙：比较不同物质吸热能力的实 验中，物质吸收热量的多少是由加热时间的长短

18、决定的，加热时间越长，吸收热量 越多。15 .做功减小解析：四州呈汽油机的飞轮转速为120Ct mm,则该飞轮每杪;带专20圈,因为一个工作林环飞轮转2圈，完成四个工作存悭，做功I次，所以飞轮转20圈共做功次.如图由示,汽由机 的迸气门，排气门i勾关闭，且活塞间不运动，所以该冲程属于侬功冲程.儆力冲窿中，内能化为机犍谎， 昵叱过程送气的内的货少.16.增加，压缩 1200嘛析：改变物体内能的方式育像功和热传递做功改变物体内能时，对物体偷动物体内能增加物体对外做巾，体内黄褊“7所以当活塞对筒内r体做功，气体的内能用加工在内燃机四个冲程中有两次能聋博化.茂境冲程机延能U化为内前；般功;物室内能化为

19、机械熊，所以居塞对葡内气体做功，气体内能增加这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同.内遂机一个工作循环有4个神程，活基往篁2次，曲I部专动上周，对外做功1次日即飞轮I专动？周内递机完成1个工作循环，所觊M台17.压缩；2；汽油机飞轮的速为，00? mm,在1mm内，飞轮转动2400周沟崩机完成口00个工作特环,提高热机的效率（节约能源）解析：四冲程汽油机的一个工作循环由依次有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程组成，由图知：气门都关闭，活塞向上运 行，气缸容积减小，故是压缩冲程；六冲程汽油机，是为了充分利用了汽油机工作 后的余热，多了一个水蒸气对外膨胀做功的过程，因此六冲程中共做功两次，因

20、为是利用排气冲程后的余热所以大大的提高了热机的效率，节约了能源。18.（a） 16% 01 解析：靛量在转化和转移时具有万冏士.播涉卬的水不会沿着棉少向上运动会使水的重力势能增大，不符合能量传移的方向ft，口国中棉纱末蟠的位置比水面低，比会经过犒纱向下运动，把重力势能转化为动能，汽车的轮量化的败率是利用有用的前量第认消耗的总能量，有用的熊量是簿化成的机械能*=损失的能量主要是内能，有I钝（WL根据。=e阴行计克.II . 21XJ0VJ19.。不同 委 C）然量 质量 热值（3） 4,2对胪10 空气（或热气灶（4）效率 大解析：（1）从表中的题据可以得到，相同质量的不同期科，它“焦全翅倭所释

21、放的热置是不同的事对于同一MIL盾量越大，完全超境所筹放的热餐越等* U）恻热值的1耀窿义：对于同一种蝴，热量和质量的比值是不爽的，这个不变的比值，反映了该科本身&V,刎士质，物理学中把它称之为热值，它是用来描述返日完全板寸，海放热能力大小的物理量.（3）完全城0 01m的天然气顼出的,1也量。11r4.2父1。1/加皿。1加7一2对01如果这些热量完全用于加热水，由吸热公式。得：心打伊JT310订（kgt!） xmxlOt,解得m 10kg.实际加热这些水所惚烧的天然气Hit述要委许篓，摩因是用滋气灶烧水时，除了水眼收的热量外，一部分传给了盛水的 容器另外一部分传给了空气.力在烧水过程中，人们关心的是热烧天然气所放出的热量中有妻少腰水 吸收为了面量水咽收的热量在完轨烧天然.气放出的热量中所占比例，物理中引入效率来描逑，我们理 是藉望它的僵越大越好.20. （1）确保用外焰加热（2）升高的温度 停表（计时工具都可）（3）用“水浴法”加热，受热更均匀，不需搅拌。原方案两次加热，酒精灯火焰不易控制到完全相同，现方案同一热源加热，确保相同时间内提供的热量相等。两实验同时进行，便于同时比较