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Page121机械能与内能的相互转化一、选择题1.一个物体温度降低,内能削减了,缘由()A.肯定是它对外界做了功B.肯定是它放出了热量C.可能是它放出了热量,也可能是它对外界做了功D.可能是外界对它做了功【答案】C2.常见的内燃机有________和________两种.四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、________、________和排气四个冲程组成的.除________冲程外,其他冲程是靠飞轮的________来完成的.在一个工作循环中,曲轴转动________周,燃气对活塞做功________次.如图所示是内燃机的________冲程,活塞下降时,燃气内能________(选填“削减”或“增加”).【答案】汽油机柴油机压缩做功做功惯性21做功削减【解析】常见的内燃机有汽油机和柴油机;四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的;除做功冲程,其他冲程是靠飞轮的惯性来工作的;在一个工作循环中,曲轴转动2周,燃气对活塞做功1次;火花塞正在喷出电火花,该冲程是内燃机的做功冲程;在做功冲程中,高温高压的燃气膨胀做功,推动活塞下降,将燃气的内能转化为活塞的机械能,燃气的内能削减、温度降低3.一台四冲程柴油机的转速为2400r/min,则在1s内完成______个冲程,对外做功______次.【答案】80204.汽车已经走进许多现代家庭,图为四冲程汽油机汽缸的工作示意图,按吸气、压缩、做功、排气的依次排列,下列排序正确的是()乙丙甲丁B.甲丁乙丙C.丁甲丙乙D.丙甲丁乙【答案】D5.下列现象中,利用做功使物体内能增加的是()A.铁块放在炉火中烧红了B.烧开水时,壶盖被水蒸气顶起来C.木工用锯锯木条时,锯条发烫D.冬天,人们在太阳光下取暖【答案】C6.下面关于能量转化的说法中错误的是()A.用砂轮磨刀时,刀的温度上升了,内能转化为机械能B.陨石进入大气层成为流星时,机械能转化为内能C.壶中的水沸腾时,壶盖不停地跳动,水蒸气的内能转化为壶盖的机械能D.用打气筒给车胎打气时,筒内空气的内能转移到筒上,使筒壁温度上升【答案】A7.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()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【答案】C【解析】汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,可依据气门的开闭状况和活塞运行状态推断是哪个冲程。由图可知,两个气门都关闭,活塞向下运动,火花塞点火,因此是做功冲程,做功冲程中将内能转化为机械能,故选C.8.(多选)将装有酒精的金属管固定在桌子上,并用塞子塞紧.快速来回拉动绕在管上的绳子,过一会儿塞子跳起来,如图所示.则()A.拉动绳子过程,金属管温度上升,内能增加B.拉动绳子过程,管内酒精温度不变C.塞子跳起时,管内气体温度降低,内能削减D.塞子跳起时,管内气体内能全部转化为塞子的机械能【答案】AC9.如图所示,某单缸四冲程汽油机正处于________冲程,此冲程将________能转化为________能,接下来它应当处于________冲程.【答案】压缩机械内做功【解析】两个气门关闭,活塞向上运动,汽缸内气体体积减小,是压缩冲程。此冲程中机械能转化为内能,下一个冲程是做功冲程10.世界上许多独创都是受到生活现象的启发而萌生的创意,比如热机中的蒸汽机和汽油机,它们工作时,能的转化过程是__________________________.图12-4-8中________是汽油机的工作原理图.【答案】内能转化为机械能乙【解析】蒸汽机和汽油机都属于热机,都是将内能转化为机械能的机器;由图甲可知,燃料燃烧,将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能,从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气会对叶轮做功,将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能;此过程与蒸汽机的工作过程相像,反映了蒸汽机的工作原理。在图乙中,火焰使上方空气温度上升、上升,热空气带动叶轮转动,内能转化为机械能,与汽油机的工作原理相同11.如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在________冲程,能量由________能转化为________能.为了避开汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过________的方式削减汽缸内能.用水来冷却汽缸是因为水的________较大.某单缸四冲程汽油机在1s内完成了15个循环,则该汽油机工作时飞轮的转速为________r/min.【答案】做功内机械热传递比热容1800【解析】由图示可知,两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,该冲程是做功冲程,此冲程中,燃气的内能转化为活塞的机械能;为了避开汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,即通过水汲取热量而使得汽缸温度降低,这是因为水的比热容大,即相同质量的水和其他的液体相比较时,若都是上升1℃,水能汲取的热量最多,故用水冷却效果最好;汽油机在1s内完成了15个循环,转15×2=30r,则1min转30×60=1800r,故该汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min.二、填空题12.在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团干燥的棉花,把活塞快速压下去时,视察到棉花燃烧起来,如图所示.用力压下活塞的过程是活塞对_____________(选填“空气”或“棉花”)做功的过程;棉花燃烧表明玻璃筒内空气的温度________,内能________.所以该试验说明白________是变更物体内能的一种方式,________能可以转化为______能.【答案】空气上升增大做功机械内【解析】本题中的图片取材于教材P49图12-31空气压缩引火仪,主要考查做功可以变更物体的内能。通过压缩气体(对气体做功)使气体的内能增加,温度上升的现象表明做功可以变更物体的内能。13.如图所示是“点火爆炸”的试验装置,按动电火花发生器的按钮,可以看到盒盖“冲”了出去,同时听到“呯”的一声响.在此过程中,酒精燃烧后产生的具有大量______能的高温、高压的燃气猛烈膨胀,对塑料盒盖做功,燃气的______能转化为盒盖的________能.该试验说明:可以利用内能对外________,将______能转化为________能.【答案】内内机械做功内机械14.冬天,手冷时可以靠热水袋取暖,也可以两手互搓取暖.前者是利用__________的方法变更内能,后者是利用__________的方法变更内能.概括起来说,________和________都可以变更物体的内能,这两种方式在变更物体内能上具有________性.【答案】热传递做功热传递做功等效15.在运用打气筒时,筒壁下部会发热,主要缘由是通过________的方式使筒内空气内能增加,再通过________的方式使筒壁内能增加.【答案】做功热传递16.某同学在探究物体内能变更的方法时做了三个试验:(1)如图甲所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞快速压下去,我们会看到____________的现象,说明内部气体的________上升,________增大.(2)如图乙所示,大口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气.通过打气筒给瓶内打气,达到肯定程度时,瓶塞跳出,同时还能看到____________________的现象.其能量转化过程是________转化为________.(3)如图丙所示,在试管内装些水,用橡皮塞塞住,加热使水沸腾,会看到橡皮塞被________,同时管口出现“白雾”,这是管内水蒸气________形成的.在这个过程中,水蒸气的________能转化为橡皮塞的________能.【答案】(1)棉花燃烧温度内能(2)瓶口出现“白雾”内能机械能(3)冲出液化内机械1.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是()A.物体汲取热量,温度肯定上升B.60℃的水肯定比30℃的水含有的热量多C.热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体D.物体的内能增加,肯定从外界汲取热量【答案】C【解析】物体汲取热量,温度不肯定上升;比如,晶体在熔化过程中,汲取热量,但温度不变,A错误;热量是过程量,不能说含有热量,B错误;热传递过程中,高温物体放出热量,低温物体汲取热量,即热量由高温物体传向低温物体,C正确;物体的内能增加,可能是从外界汲取热量,也可能是外界对物体做功,D错误.故选C.2.如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热至沸腾一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”.此试验中,主要是通过做功变更物体内能的过程是()A.试管变热的过程B.水变热的过程C.水变成水蒸气的过程D.水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程【答案】D【解析】试管变热、水变热以及水变成水蒸气的过程,都是通过热传递来变更各自内能的,当水蒸气的内能增大到肯定程度时,塞子被冲出,水蒸气对塞子做功,内能减小,温度降低,试管口出现“白气”.A、B、C错误,D正确.故选D.3.下列各项都能使图中瓶内铁屑的内能增加,其中属于做功的是()A.不断晃动瓶子B.用酒精灯加热C.用手捂瓶子D.在烈日下照耀【答案】A【解析】不断晃动瓶子,铁屑与瓶壁之间有摩擦,在此过程中要克服摩擦做功,使其内能增加,温度上升,故A符合题意;B、C、D选项中瓶内铁屑分别从酒精灯火焰、手和阳光中汲取热量,都是通过热传递的方式来使物体内能增加的,故B、C、D不符合题意4.小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会上升.以下四个事例中能量转化与之相同的是()A.甲、丙B.甲、丁C.乙、丙D.乙、丁【答案】A【解析】变更物体内能的方式有做功和热传递;将铁丝快速地弯折,对铁丝做功,机械能转化为铁丝的内能,使铁丝的内能增加、温度上升;甲图:活塞快速向下压,压缩空气做功,机械能转化为内能,温度上升,达到棉花的着火点,棉花燃烧,这是利用做功变更内能;乙图:按动电火花发生器按钮,酒精燃烧,盒盖飞出,内能转化为机械能;丙图:汽油机压缩冲程,机械能转化为内能;丁图:汽油机做功冲程,内能转化为机械能5.在热机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是________冲程.汽油机工作时要产生大量的热,通常采纳水循环将热带走,这是利用水的________的特性.【答案】做功机械6.如图所示是某四冲程汽油机的________冲程,在此冲程中内能转化为________能.【答案】压缩比热容大7.小明用如图甲所示试验装置探究a、b两种液体的吸热实力,在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝,装入质量相等的a、b两种液体,并分别插入温度计.(1)试验中选用的两根电阻丝的阻值应________(选填“相同”或“不同”).(2)试验中,用________(选填“A”或“B”)间接反映液体汲取热量的多少,通过比较________(选填“A”或“B”)来推断液体吸热实力的强弱.A.通电时间B.温度计示数的变更量(3)下表是某次的试验数据,液体a加热后的温度如图乙所示,请将温度计示数填入相应表格中.物理量物质质量(g)加热前温度(℃)加热时间(min)加热后温度(℃)液体a1502010液体b150201035分析可知,________(选填“a”或“b”)液体的吸热实力较强.(4)设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R,测出其电流为I,通电一段时间t后,温度计的示数变更量为Δt,若不计热量损失,则a液体的比热容为________,(用所给出的物理量写出比热容的表达式),用该表达式计算出的比热容会比实际值________(选填“偏大”或“偏小”).(5)假如在两烧瓶中分别装入质量相等的煤油,并接入两根阻值不同的电阻丝,就可用这个装置来探究电流产生的热量与________的关系.【答案】(1)相同(2)AB(3)48b(4)c=eq\f(I2Rt,mΔt)偏大(5)电阻【解析】(1)探究a、b两种液体的吸热实力,应限制相同时间内汲取热量相同,所以选用的两根电阻丝的阻值应相同;(2)试验中,用通电时间间接反映液体汲取热量的多少,相同时间电阻丝放出相同热量
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