专题训练4 热学较难填空题

学而优教有方试卷第=page11页，共=sectionpages33页参考答案：1．做功做功液化【详解】[1]小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，把机械能转化为内能，使瓶内气压增加，气体内能增大，这是做功的发生改变瓶内气体的内能。[2]当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这是瓶内气体对瓶盖做功，把气体的内能转化为瓶盖的机械能，内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以这一过程与内燃机的中国冲程的能量转化情况相同。[3]瓶盖飞出的同时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口的水蒸气遇冷液化成小水珠。2．105017.51050【详解】[1]冰熔化过程中温度不变，完全熔化成水后温度才会上升，也就是图中的8min~12min，此时段，水温从0℃上升到5℃，水温升高了5℃，冰化成水后质量不变，则m水=m冰=50g=0.05kg所以4min中水吸收的热量为Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.05kg×5℃=1050J[2]每2min完全燃烧酒精0.1g，4min燃烧酒精0.2g，所以放出的热量为Q放=m酒精q酒精=0.2×10-3kg×3×107J/kg=6000J加热效率为[3]BC段物质吸收的热量转化成了物质的内能，所以BC段也加热4min，所以和CD段吸收热量相同为1050J，所以内能增加了1050J。3．大于甲【详解】[1][2]沿海地区水多，水的比热容较大，内陆地区地表以砂石泥士为主，砂石泥士比热容较小，由于水的比热容大，所以对于相同质量的水和砂石相比较，在吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，而砂石的温度变化大，所以白天陆地的温度高、海水温度低，晚上陆地温度低、海水温度高；白天陆地上方空气的温度高，密度小，砂石上方空气上升，海面上的冷空气过来补充，所以白天的风常常从海面吹向陆地，而晚上海面上方的热空气上升，风从陆地吹向海面，故甲能描述夜晚的风向。4．乙水>【详解】[1]由图示知，甲玻璃管内径相同，乙玻璃管上下内径相差较大且上部更细，则相同体积足量的液体倒入两个玻璃管且充分混合后，体积都变小，但乙玻璃管中体积变化更明显，所以应选择乙玻璃管。[2]由于水的密度比酒精的密度大，为了避免重力对水和酒精未充分混合时总体积的影响，应在乙玻璃管中先倒入水。[3]1L水和酒精的质量分别为m水=ρ水V=1.0g/cm3×1×103cm3=1000gm酒精=ρ酒精V=0.8g/cm3×1×103cm3=800g水和酒精混合后，若体积不变，则密度但水和酒精充分混合后，由于分子间有间隙，总体积会变小，所以密度变大，大于0.9g/cm3。5．冰的比热容比水的小小于3.15×104【详解】[1]因为水的比热容较大，比冰的大，在相同时间内，吸收的热量是相同的，根据比热容公式可知，相同质量的冰和水，水的比热容较大，则水的温度变化量较小，相同时间内，升温速度慢，从图中可以看到，AB段为零下温度，是冰，CD段为零上温度，是水，则AB段比CD段升温快。[2]随着时间的流动，物体在不停吸收热量，内能也在增加，所以，物体在B点时具有的内能小于在C点时的内能。[3]第2~8min物体吸收的热量，可看到，这段时间，物体为冰水混合物，不能直接得出热量大小，但是知道相同时间内，物体吸收的热量是相同的，第2~8min，总共时间为6min，再观察下该图，在0~2min时，物体为冰，还没有熔化，冰的质量是500g，比热容是2.1×103J/(kg•℃)，温度变化量为10℃，根据比热容公式可知，2min内物体吸收的热量2min内物体吸收的热量为1.05×104J；则6min内物体吸收的热量即第2~8min物体吸收的热量为3.15×104J。6．乙不变2:1【详解】[1]把凉牛奶放在热水中加热，牛奶吸热、温度升高，热水放热、温度降低，直至两者的末温相等，因此甲是水的温度变化图像，乙是牛奶的温度变化图像。[2]物体温度越高，分子运动越剧烈，物体的内能就越大；由图像可知，水的温度始终保持60℃不变，若不考虑热损失，在过程中，故水的内能不变。[3]若不考虑热损失，热水和凉牛奶发生热传递时，凉牛奶吸收的热量和热水放出的热量相同；根据图像可知，凉牛奶温度升高热水温度降低由以上两式可知，，不考虑热损失，则，已知，甲、乙的比热容之比7．热传递9【详解】[1]热水倒入冷水中，热水放出热量，冷水吸收热量，冷水温度升高，是通过热传递的方式改变冷水的内能。[2]热水倒入冷水中，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，设一杯的热水质量为m，初温为t，冷水的质量为m0，由热平衡方程可得第一次加入热水时第二次加入热水时两式相减得，代入解得。若再加入同样三杯热水，设升高的温度为，则解得。8．压缩1.8×103内【详解】（1）[1]内燃机有四个冲程，即吸气、压缩、做功和排气冲程，在压缩冲程中，将机械能转化为内能；在做功冲程中，将内能转化为机械能。（2）[2][3]发动机汽油的容积是3600cm3，即3600×10-6m3，活塞移动的距离是30cm即0.3m，所以气缸的横截面积为根据可得，活塞受到的压力为所以燃气一次膨胀对活塞做的功为W=FL=6×103N×0.3m=1.8×103J燃气由于膨胀对活塞做的功，将燃气的内能转化为活塞的机械能。9．做功60比热容【详解】[1]如图所示的冲程中，两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程。[2]某型汽油机飞轮的转速为1800r/min即30r/s，即每秒飞轮转30周，因为汽油机在一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，所以该汽油机每秒共经历60个冲程。[3]水的比热容大，由Q吸=c水mΔt可知，在质量和升高温度一定时，水吸收的热量多，冷却效果好，故用水作冷却剂，是利用了水的比热容大的特性。10．0.75750106【详解】（1）[1]由题意知，四个汽缸工作的总和3.0L，则单缸排量[2]转速为6000r/min，即100r/s，单缸四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周，做功一次，所以，单缸四冲程内燃机1s内做功50次，4缸四冲程内燃机1s内做功200次。由可得，发动机在1s内做功W=Pt=150×103W×1s=1.5×105J则每次做功冲程做功（2）[3]燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，则燃气对活塞的压强11．做功802018008.1×10322.2%【详解】（1）[1]汽油机在做功冲程，消耗燃气的内能，对外输出机械能，所以工作时将内能转化为机械能的是做功冲程。（2）[2][3]汽油机在一个工作循环中经历4个冲程，飞轮转动2转，对外做功1次。汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，飞轮转动，所以汽油机对外做功次，完成20×4=80个冲程。（3）[4][5][6]汽缸的活塞面积是120cm2，气体的平均压强是5×105Pa，所以气体的压力为F=pS=5×105Pa×120×10-4m2=6000N做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体一次膨胀对活塞做的功是W=Fs=6000N×0.3m=1800J每次做功耗油0.2g，汽油的90%完全燃烧，则汽油放出的热量为Q放=90%mq=90%×0.2×10-3kg×4.5×107J/kg=8.1×103J此汽油机的效率是12．C做功4010【详解】[1][2]图1中，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后塞子被试管内水蒸气推出，能量转化是水蒸气的内能转化为塞子的机械能，图2中C是汽油机火花塞点火高温高压燃气推动活塞做功，能量转化也是燃气内能转化为塞子机械能。此冲程称为做功冲程。[3][4]一台单缸四冲程汽油机，一个工作循环飞轮转2转，飞轮转速是1200r/min，1s飞轮转20转，进行了10个工作循环，一个工作循环有四个冲程，做一次功，所以该汽油机每秒钟内完成40个冲程，做功10次13．丁甲1.2×1050.56001.2×106【详解】[1][2]甲图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，这是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程；乙图对试管中的水加热，使试管中水的内能增大，加快了水的汽化，水蒸气体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；丙图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能；丁图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能。因此，汽油机中利用内能来做功的冲程是丁；与压缩冲程原理相同的是甲实验。[3]已知输出功率是120kW，所以发动机1秒内做功W=Pt=1.2×105W×1s=1.2×105J[4]因为四缸总排量为2.0L，单缸排量为[5]根据前面计算可知，发动机在1s内做功1.2×105J，因为发动机有四个缸同时工作，所以每个缸1s内做功由表格信息可知，转速为6000r/min=100r/s因为四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周、做功一次，所以1s内做功50次，所以在每个做功冲程里，发动机做功[6]单缸排量V=0.5L=5×10﹣4m3燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，所以燃气对活塞的压强为14．甲丙丁乙丁内比热容大30%6.44×1071.932×10769【详解】（1）[1]甲中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；乙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；丙中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程。故一个汽缸正常工作四个冲程顺序是排序为：甲丙丁乙。[2][3]做功冲程燃料燃烧，把化学能转化为内能，高温高压的燃气对活塞做功，把内能转化为机械能，给汽车提供动力。[4]汽车发动机工作时产生大量热量，这些热量如果不迅速转移，就可能损害发动机，由于水的比热容较大，质量和初温相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，因此汽车发动机通常用水做冷却剂。（2）[5]该汽油机的效率2L汽油的质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×2×10-3m3=1.4kg[6]该车完全燃烧2L汽油，释放的热量Q=m汽油q=1.4kg×4.6×107J/kg=6.44×107J[7]若在效率不变的情况下，转化为有用的机械能W有=ηW总=30%×6.44×107J=1.932×107J（3）[8]内燃机效率提高1%，此时内燃机的效率η2=η1+1%=25%+1%=26%由于可知因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车的有用功η1qm1=η2qm2则则每辆汽车每年节约燃油的质量15．变低丙802.8×10-31.288×1052.576【详解】[1]及时捡拾起气球，气球内的气体对外做功，内能减小，温度变低。[2]此过程发生的能量转化是将内能转化为机械能，而甲为压缩冲程，是将机械能转化为内能，而乙排气冲程，丙是做功冲程，是将内能转化为机械能，而丁是吸气冲程，故选丙。[3]1s内汽油机完成工作循环数一个工作循环，飞轮转两圈，故飞轮的转速为。[4]吸入2L的燃料，其质量为[5]这些燃料完全燃烧放出的热量为故这些燃料完全燃烧放出的热量为。[6]水的温度能够上升故水的温度能够上升。16．排气【详解】[1]图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程。[2]当这辆汽车以100km/h匀速行驶时，发动机转速是2000r/min，查表可知发动机的功率为30kW，1小时发动机所做的有用功[3]消耗汽油产生的热量此时发动机的效率约为17．机械内0.7575【详解】(1)[1][2]曲轴带动活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，活塞的机械能减少，故是活塞的机械能转化为气体的内能；压缩气体，对气体做功，是通过做功的方式改变内能。(2)[3][4][5]该发动机在1s内做功故该发动机在1s内做功为；单汽缸排量故单汽缸排量为0.75L；该发动机在1s转动的次数为每半周都有一个汽缸做功，那么每1s做功的次数为那么每一个做功冲程的做的功为那么每一次做功的冲程做的功为75J。18．热值大汽化做功【详解】[1]因为氢的热值比较高，等质量的氢放出的热量更多，所以火箭使用液态氢为燃料。[2]火箭发射台下方建有水池，是为了避免发射时发射台温度过高被烧坏，利用水汽化吸收热量降低温度。[3]火箭高速运动过程中，与空气摩擦而温度急剧升高，是克服摩擦通过做功的方式改变火箭的内能，使火箭外表温度升高。19．5∶6【详解】它们的效率之比为20．11258280降低减少1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J尾气【详解】（1）[1]由可得，气体膨胀对活塞产生的压力气体一次膨胀对活塞做的功[2]由题知，每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次做功耗油0.2g，则每次汽油燃烧放出的热量[3][4]在排气过程中，排气门打开，排出废气，将废气排入大气中，废气温度降低，内能减少。（2）[5]汽油的热值是4.6×107J/kg的含义：1kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。（3）[6]汽油机工作时，由于废气带走了大量的能量，散失到空中，所以汽油机的效率很低。21．＞4.2×103【详解】[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小，所以，甲液体的比热容大，乙液体的比热容小。[2]由图象知，放热15min，甲降低的温度为乙降低的温度为也就是乙降温幅度是甲的2倍，已知甲、乙质量相同，15min时间内放出的热量相同，由公式，甲的比热容是乙的2倍，所以[3]由图象知，在0﹣15min，甲降低的温度为由图像知甲的温度是均匀降低的，所以每分钟降低的温度为则12min降低的温度为甲液体在0～12min内放出的热量为已知，因为，所以需要完全燃烧的干木柴质量为22．21.5%【详解】1min内做的有用功W=Pt=7.5×104W×60s=4.5×106J燃气的质量m=ρV=1.4kg/m3×2×10-3m3=2.8×10-3kg因为空燃比是15：1，所以燃油的质量是整个质量的，做一次功消耗的汽油质量2.8×10-3kg×=1.75×10-4kg1min内汽油燃烧释放的热量Q=mq=1.75×10-4kg×4.6×107J/kg×2600=2.093×107J发动机的效率23．【详解】[1]由可知国产汽车行驶s通过的路程是每百公里的油耗为L，则汽车消耗的汽油是[2]假设汽车在匀速运动过程中受到的平均阻力是N，则克服阻力做的有用功为则汽油机的效率是24．乙甲丁丙/乙、甲、丁、丙丁内能转化为机械能30601.8×107【详解】[1][2][3]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二个冲程；乙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一个冲程；丙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四个冲程；丁中的两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三个冲程；故先后顺序为：乙甲丁丙；其中做功冲程，即丁冲程，该冲程将内能转化为机械能，给汽车提供动力。[4][5]四冲程汽油机每个循环飞轮转2圈，活塞往复运动2次，对外做功1次；已知飞轮的转速为3600r/min，所以此汽油机飞轮每秒钟转60圈，可完成30个工作循环，对外做30次功，活塞往复运动60次。[6]内燃机效率提高后为内燃机有用功为因为内燃机效率提高前后有用功是相同的，则有每辆汽车故则每辆汽车每年节约燃油为所以我国每年可以节约的燃油为25．甲丁丁飞轮惯性【详解】(1)[1][2][3]甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；乙中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；丙中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；丁中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程。故四个冲程的顺序是：乙甲丁丙。[4]其中做功冲程中内燃机给汽车提供动力，此冲程中能量的转化是内能转化为机械能；其它三个冲程依靠飞轮惯性完成。(2)[5]发动机的最大输出功率时间，汽车1min内做的有用功(3)[6]汽缸内汽油和空气混合气体的体积由得，汽油和空气混合气体的质量：[7]已知空燃比是13:1，则吸入汽油的质量完成一个工作循环时，汽油燃烧释放的热量1min内完成的工作循环数是2400个，则1min内汽油燃烧释放的热量发动机的