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专题02 内能的利用(解析版)
考点一 热机及其工作原理
1.(23-24九年级上·湖南·期末)如图是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程,它是( )。
A.压缩冲程,将内能转化成机械能
B.压缩冲程,将机械能转化成内能
C.做功冲程,将内能转化成机械能
D.做功冲程,将机械能转化成内能
【答案】B。
【解析】图中的进、排气门都关闭,活塞向上运动,因此这是压缩冲程,将机械能转化为内能。
故选B。
2.(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图所示为钻木取火,其能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是( )。
A. B. C. D.
【答案】C。
【解析】钻木取火是通过做功转化为物体的内能,是机械能转化为内能。
A.两个气门关闭,活塞向下运动,是做功冲程,内能转化为机械能,故A不符合题意;
B.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,故B不符合题意;
C.两个气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,机械能转化为内能,故C符合题意;
D.排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,是排气冲程,故D不符合题意。故选C。
3.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)汽油机一个工作循环中,利用释放内能实现飞轮带动汽车各部分机械运转的冲程是( )。
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C。
【解析】在汽油机的做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞做功,将燃气的内能转化为机械能,所以,做功冲程是利用释放内能实现飞轮带动汽车各部分机械运转的冲程;吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性来完成的,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
4.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)如图所示,是某单缸四冲程汽油机工作的四个冲程示意图,该汽油机的效率是25%,汽油的热值为4×107J/kg,下列说法正确的是( )。
A.该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→丁→甲→丙
B.通过改善汽油机结构,可将其效率从25%提升到100%
C.若该汽油机飞轮转速为3600r/min,则1s内完成120个冲程
D.该汽油机工作时吸入100g汽油可输出1×105J的有用功
【答案】C。
【解析】A.图甲中进气门、排气门均关闭、活塞由下向上运动,是压缩冲程;图乙中进气门打开、排气门关闭、活塞由上向下运动,是吸气冲程;图丙中进气门关闭、排气门打开、活塞由下向上运动,是排气冲程;丁图进气门、排气门均关闭、活塞由上向下运动,火花塞点火,是做功冲程,四冲程汽油机四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,所以该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙,故A错误;
B.汽油机工作过程中有能量损耗,效率不可能达到100%,故B错误;
C.汽油机的转速是3600r/min,即60r/s,因一个工作循环,曲轴转两圈,对外做功一次,所以,该汽油机每秒可以做功30次,完成120个冲程,故C正确;
D.100g汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.1kg×4×107J/kg=4×106J汽油机的效率是25%,则所做的有用功
W=ηQ放=25%×4×106J=1×106J
故D错误。故选C。
5.(23-24九年级上·河南安阳·期末)列对实验过程的分析,正确的是( )。
A.图甲:厚玻璃筒内空气被压缩时,空气温度升高,内能增大
B.图乙:向瓶内打气后,空气推动塞子做功,空气温度会升高
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,内能转化为机械能
D.图丁:是汽油机工作过程中的压缩冲程,可以对外提供动力
【答案】AC。
【解析】A.图甲中厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,空气的内能增加,故A正确;
B.图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,内能转化为机械能,空气的内能减小,温度降低,故B错误;
C.图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,故C正确;
D.图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,可以对外提供动力,故D错误。故选AC。
6.(23-24九年级上·江西赣州·期末)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气体对外做功, 转化为机械能,这与图甲乙中的图 的能量转化相同。
【答案】内能;乙。
【解析】[1]酒精燃烧产生的气体对外做功,将燃气的内能转化为盒盖的机械能,燃气的内能减小。
[2]热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能,图甲为热机的压缩冲程,图乙为热机的做功冲程,则与图乙的能量转化相同。
7.(23-24九年级上·四川眉山·期末)一台四冲程汽油机,活塞向上运动的是压缩冲程和 冲程,若该汽油机的飞轮转速为3600转/分,则该汽油机活塞1s内对外做功 次。
【答案】排气;30。
【解析】[1]四冲程汽油机工作过程中,活塞上行的冲程是压缩冲程和排气冲程。
[2]四冲程汽油机工作过程中飞轮转动两周对外做功一次,已知汽油机的飞轮转速是
即汽油机飞轮每秒转60圈,对外做功30次。
8.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min,则1s内完成了 个工作循环,燃气做一次功的时间间隔是 s。
【答案】5;0.2。
【解析】[1][2] 四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次,飞轮转动2周,做功1次,完成4个冲程。飞轮转速是600r/min,则1s内飞轮转10圈,1s内活塞共来回10次,完成5个工作循环,燃气做一次功的时间间隔为。
9.(23-24八年级下·上海普陀·期末)图是汽油机工作的 冲程,气缸内的汽油和空气的混合气体处于 (选填“A”或“B”)位置内,此冲程是通过 的方式改变混合气体的内能。
【答案】压缩;A;做功。
【解析】[1][2]从图中可以看出,两气门都关闭且活塞向上运动,可以判断这个冲程是压缩冲程。吸气冲程吸入的气体进入内燃机的汽缸内,压缩冲程紧跟在吸气冲程后,因此混合气体应处于A位置内。
[3]压缩冲程是机械能转化为内能,则汽缸内混合气体的内能增大,这是通过做功的方式增大混合气体的内能。
10.(23-24八年级下·上海杨浦·期末)图所示是四冲程汽油机的 冲程,该冲程是通过 的方式改变了汽缸内气体的内能。在汽车的发动机及发电机线圈中常用水或水溶液作为冷却剂,这是因为水的比热容 (选填“大”或“小”)。
【答案】压缩;做功;大。
【解析】[1][2]由图可知,内燃机两气门都关闭,活塞向上运动,故可以判断这个冲程是压缩冲程,此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能,使得缸内气体的内能变大,这是通过做功的方式改变气体的内能的。
[3]汽车发动机常用水来做冷却剂,这是因为水的比热容比较大,相同质量的水和其他物质相比较,升高相同的温度,水吸收的热量多。
考点二 汽油机、柴油机及其计算
11.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)关于柴油机和汽油机的下列说法中正确的是( )。
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气吸入汽缸
D.柴油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
【答案】B。
【解析】A.汽油机顶部有火花塞,柴油机顶部有喷油嘴,故A错误;
B.做功冲程和压缩冲程中,进气门和排气门都是关闭的,故B正确;
C.柴油机在吸气冲程中将空气吸入汽缸,故C错误;
D.柴油机的压缩冲程中,活塞对气缸内的气体做功,将机械能转化为内能,故D错误。故选B。
12.(23-24九年级上·陕西西安·期末)1876年,德国工程师奥托制造了第一台新型的以煤气为燃料的四冲程内燃机。如图为四冲程柴油机的工作过程。下列关说法正确的是( )。
A.汽油机和柴油机都是内燃机,吸入汽缸的物质相同
B.燃料在汽缸内猛烈燃烧,燃料热值迅速减小
C.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
D.柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容小
【答案】C。
【解析】A.柴油机和汽油机都属于内燃机,工作过程中,汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的是空气,故A错误;
B.燃料在汽缸内猛烈燃烧,燃料热值跟燃料的种类、物态有关,保持不变,故B错误;
C.做功和热传递都可以改变内能,压缩冲程中,活塞压缩气体,对气体做功,气体的内能变大,故C正确;
D.柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容大,吸收相同的热量时温度升高小,故D错误。
故选C。
13.(23-24九年级上·河北邢台·期末)下列说法中,正确的是( )。
A.柴油机的压缩冲程,主要是用热传递的方法增加了气缸内气体的内能
B.汽车发动机用水做冷却剂,主要是利用水密度大的特点
C.电动车的核心部件电动机属于热机的一种
D.柴油机和汽油机内的飞轮转动2周,完成一个循环
【答案】D。
【解析】A.柴油机的压缩冲程中,活塞对混合物做功,通过做功的方式增加了气缸内气体的内能,故A错误;
B.水的比热容大,等质量的水和其他物质,吸收相同的热量,水温度升高的小,所以汽车发动机用水做冷却剂,故B错误;
C.电动机主要是将电能转化为机械能,而热机是将内能转化为机械能,所以电动车的核心部件电动机不属于热机,故C错误;
D.汽油机和柴油机一个工作循环,四个冲程,飞轮转两圈,做一次功,故D正确。故选D。
14.(23-24九年级上·河南新乡·期末)下列关于汽油机和柴油机的说法不正确的是( )。
A.柴油机和汽油机使用的燃料不同
B.柴油机和汽油机吸入的气体都是空气
C.柴油机气缸顶部有个喷油嘴,汽油机气缸顶部有个火花塞
D.柴油机和汽油机的做功冲程都是将内能转化为机械能
【答案】B。
【解析】A.柴油机和汽油机使用的燃料不同,分别使用的是柴油和汽油,故A正确,不符合题意;
B.汽油机吸入气缸的物质是汽油和空气的混合物;柴油机吸入气缸的是空气,故B错误,符合题意;
C.柴油机和汽油机的构造不同,汽油机气缸顶部有个火花塞,火花塞产生电火花,柴油机气缸顶部有个喷油嘴,喷油嘴可以喷出雾状柴油,故C正确,不符合题意;
D.柴油机和汽油机的做功冲程,高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功,将内能转化为机械能,故D正确,不符合题意。故选B。
15.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图所示是汽油机的一个冲程的示意图。下列关于热机的相关说法中,正确的是( )。
A.该冲程是压缩冲程,是依靠飞轮等部件的惯性完成的
B.柴油机的吸气冲程中,吸入汽缸的物质为空气和柴油的混合物
C.为了提高汽油机的热机效率,可以使用热值更大的汽油
D.汽油机的做功冲程中,汽油的化学能转化为燃气的内能,再转化为活塞的机械能
【答案】D。
【解析】A.由图可知,两个气门关闭,活塞下行,且火花塞产生电火花,为做功冲程,将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,故A错误;
B.在吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油和空气的混合物,而柴油机吸入的只有空气,故B错误;
C.热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,与燃料的热值无关,故C错误;
D.汽油机的做功冲程中,汽油燃烧将汽油的化学能转化为燃气的内能,再通过做功转化为活塞的机械能,故D正确。故选D。
16.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)随着人们生活水平的提高,汽车走进千家万户,关于小汽车的知识说法正确的是( )。
A.汽油的热值比柴油大,大多数小汽车用汽油机做发动机
B.发动机做功冲程将内能转化为机械能
C.精心保养可使发动机的效率达到100%
D.排出的尾气对环境没有任何污染
【答案】B。
【解析】A.虽然汽油的热值比柴油大,但是在做功冲程中,柴油机里燃气的压强比汽油机的大,柴油机一般用于大型机械,例如卡车、挖掘机;汽油机用于小型机械,例如小汽车、摩托车,汽油和柴油应用领域不同不是由热值决定的,故A错误;
B.发动机做功冲程,燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,故B正确;
C.任何方法都不可能使汽油机的效率达到100%,故C错误;
D.排出的尾气对环境是有污染的,故D错误。故选B。
17.(23-24九年级上·四川宜宾·期末)某内燃机在吸气冲程巾吸入汽缸的只有空气,那么它是 (选填“汽油机”或“柴油机”);一单缸四冲程汽油机在做功冲程中的能量转化情况是 。
【答案】柴油机;内能转化为机械能。
【解析】[1]柴油机和汽油机吸入气缸的物质是不一样的,柴油机吸入气缸的只有空气,而汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物。
[2]在做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,内能转化为机械能。
18.(23-24九年级上·山东德州·期末)柴油机广泛应用于各种重型机械及客运汽车之中,春节将至小明乘坐公共汽车前往中国驿游玩,闻到各种小吃的香味,这是 现象。此时汽车搭载的柴油机飞轮转速为2400r/min,则该柴油机1s对外做功 次。
【答案】扩散;20。
【解析】[1]闻到各种小吃的香味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]四冲程柴油机的飞轮转速为2400r/min,则该飞轮每秒钟转40r,因为一个工作循环飞轮转2r,完成四个工作冲程,做功1次,所以飞轮转40r,共20个工作循环,对外做功20次。
19.(23-24九年级上·四川成都·期末)某正常工作的单缸四冲程内燃机气缸顶部安装的不是火花塞,那么它是 机;若它的飞轮转速是,则该内燃机每秒对外做功 次。
【答案】柴油;10。
【解析】[1] 汽油机的气缸顶部是火花塞,柴油机的气缸顶部是喷油嘴,单缸四冲程内燃机气缸顶部安装的不是火花塞,那么它是柴油机。
[2] 热机完成一个工作循环,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,若飞轮转速是;
即,每秒飞轮转动20圈,要经过40个冲程,对外做功10次。
考点三 热值及其计算
20.(23-24九年级上·广东江门·期末)运载火箭利用液态氢作为燃料,可以保护环境,还因为液态氢具有( )。
A.较大的内能 B.较大的热值
C.较多的热量 D.较大的比热容
【答案】B。
【解析】运载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液态氢和其它燃料相比,液态氢可以释放出更多的热量,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
21.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)下列说法正确的是( )。
A.高温铁块放入冷水中,当热传递停止时铁块和水的内能一定相同
B.不能喝刚烧开的水,是因为它的热量太大
C.用天然气烧水,天然气燃烧不充分时,其热值不变
D.热机消耗的燃料越多,效率就越低
【答案】C。
【解析】A.热传递停止时,铁块和水的温度相同,但内能不一定相同,故A错误;
B.不能喝刚烧开的水,是因为它的温度太高,故B错误;
C.热值时燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关,故C正确;
D.热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,所以热机消耗的燃料越多,效率不一定越低,故D错误。故选C。
22.(23-24八年级下·北京房山·期末)下列说法中正确的是( )。
A.发生扩散现象的原因是液体分子不停地做无规则运动的结果
B.热传递一定是将内能从内能多的物体传到内能少的物体
C.两种燃料比较,热值大的燃料完全燃烧时放出的热量多
D.酒精的热值为3.0×107J/kg,表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J
【答案】D。
【解析】A.扩散现象是分子无规则运动的结果,不仅液体分子在不停地做无规则运动,气体分子和固体分子也在不停地做无规则运动,故A错误;
B.热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体,或者从物体的高温部分传到低温部分,而不是从内能多的物体传到内能少的物体。内能多的物体温度不一定高,内能少的物体温度不一定低,故B错误;
C.燃料完全燃烧放出的热量与燃料的热值和燃料的质量都有关。根据Q放=mq,热值大的燃料完全燃烧时放出的热量不一定多,还要看燃料的质量,故C错误;
D.酒精的热值为3.0×107J/kg,它表示的物理意义是:1kg酒精完全燃烧时放出的热量是3.0×107J,故D正确。故选D。
23.(23-24九年级上·山西晋城·期末)如图所示,2023年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )。
A.燃烧释放的高温燃气含有的热量多
B.使用液氢作燃料,是因为它的热值大
C.燃料燃烧的越充分,其热值就越大
D.燃烧释放的内能全部转化为机械能
【答案】B。
【解析】AD.燃烧释放的高温燃气含有的热量多是错误的说法,热量是一个过程量,不能说含有,故A错误;
B.发射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和其他燃料时,可以释放出更多的热量,故B正确;
C.燃料的热值是燃料的一种特性,热值的大小与燃料的燃烧程度无关,故C错误;
D.火箭升空时,燃料燃烧放出的内能一部分转化为机械能,另一部分转化为其他形式的能量,故D错误。故选B。
24.(23-24九年级上·河南郑州·期末)2023年5月10日,搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射。运载飞船的火箭一般要选用热值 (选填“大”或“小”)的燃料,高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的 冲程相同;随着燃料质量的减少,燃料的热值 。
【答案】大;做功;不变。
【解析】[1]火箭升空时,需要火箭的燃料在燃烧时释放出巨大的能量,才能获得较大的机械能,因此在燃料质量一定时,要选用热值大的燃料,完全燃烧放出的热量较多。
[2]高温燃气推动运载火箭升空时将内能转化为机械能,内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,所以高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的做功冲程相同。
[3]燃料的热值大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关,所以燃料的质量减少时,其热值不变。
25.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)内燃机一个工作循环有四个冲程,实现将内能转化为机械能的是 冲程。某品牌汽车每行驶100km耗油7kg,这些汽油完全燃烧要放出 J的热量。如果这些热量全部被水吸收可以使质量为 kg的水温度升高80℃。(汽油的热值,水的比热容)计算结果保留整数)。
【答案】做功;;958。
【解析】[1]做功冲程,燃料燃烧,化学能转化为内能,推动活塞向下运动,将内能转化为机械能。
[2]汽油完全燃烧要放出的热量
[3]水的质量。
26.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)用天然气灶将质量为2.2kg,初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是 J。若烧水的效率为42%,则此过程中完全燃烧天然气 m3。(q天然气=4.4×107J/m3)
【答案】4.62×105;0.025。
【解析】[1]水吸收的热量是
[2]若烧水的效率为42%,则放出的热量为
则此过程中完全燃烧天然气。
27.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)长征三号乙运载火箭用作燃料和助燃剂的氢和氧,都是以液体状态装在火箭里的,这样便于储存和运输。通常选用氢作为燃料是因为氢具有较大的 。火箭加速升空时的机械能是 的(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】热值;增大。
【解析】[1]火箭采用液态氢作为火箭的燃料,主要因为氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量。
[2]火箭加速升空时,其质量不变,高度变大,故重力势能变大;同时其质量不变,速度变快,即其动能变大,所以其机械能增大。
28.(23-24九年级上·云南昆明·期末)某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,焦炭燃烧过程,将 能转化为内能;已知焦炭的热值是3×107J/kg,现完全燃烧了4.2kg的焦炭,该热量全部被水吸收,能将 kg的水从20℃加热到100℃[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【答案】化学;375。
【解析】[1] 焦炭燃烧的过程消耗化学能,得到内能,其实质是把化学能转化为内能的过程
[2] 焦炭完全燃烧放出的热量:Q放=mq=4.2kg×3×107J/kg=1.26×108J
水吸收的热量Q吸=Q放=1.26×108J
根据Q吸=cm(t﹣t0)
可知,水的质量。
29.(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)下列说法正确的是 ;
A.比较不同燃料的热值,可以选择乙、丙两图
B.比较不同燃料的热值,可以选择甲、丙两图
C.比较不同液体的比热容,可以选择甲、丙两图
D.比较不同液体的比热容,可以选择乙、丙两图
(2)为了研究不同物质的吸热能力,利用其中两幅图进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示:
①实验中,用 (填序号)间接反映液体吸收热量的多少;吸收相同热量时,通过比较 (填序号)来判断吸热能力的强弱;
A.加热时间 B.温度计示数的变化
②由图可以看出, 液体的比热容较大;
③如果已知b液体的比热容是,则a液体的比热容是 ;
(3)本实验中用到的实验探究方法有: , 。
【答案】(1)C;(2)A;B;b;900;(3)控制变量法;转换法。
【解析】(1)AB.为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料,应加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验,故AB错误;
CD.为了比较不同液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间,进而判断两种液体比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验,故C正确,D错误。故选C。
(2)[1]要研究不同物质的吸热能力,用相同热源给不同的物质加热,在相同时间内,物体吸收的热量相同,不同时间内,物体吸收的热量不同,所以不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。故选A。
[2]当不同的物质吸收相同热量时,通过比较温度计示数的变化(温度变化情况),可以判断其吸热能力的强弱。故选B。
[3][4]由图示图像可知,a和b升高相同的温度,如温度都升到80℃,a需要的是时间是10min,b需要的时间是20min,b需要更长的加热时间,这也就说明了b的吸热能力强一些,a的吸热能力弱,所以b液体的比热容较大。升高相同的温度,a和b加热时间之比为,则吸收的热量之比为,根据,质量相同,则吸热和比热容成正比,所以a和b比热容之比为,所以a液体的比热容为
(3)[1][2]为了比较不同液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间,进而判断两种液体比热容的大小关系,这用到了控制变量法;不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映,这应用了转换法。
30.(23-24九年级上·福建莆田·开学考试)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同。
(1)实验中应控制燃料燃烧的 (选填“时间”或“质量”)相同,根据 比较燃料燃烧放出热量的多少;
(2)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料 的热值大;
(3)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像燃料1和燃料2的热值之比为 。
【答案】(1)质量;温度计上升的示数;(2)b;(3)8∶3。
【解析】(1)[1][2]根据控制变量法,实验中应控制燃料燃烧的质量相同,通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少,温度计升高的温度越高,说明燃料放出的热量越大。
(2)由图乙知,当燃料燃尽时,图线b的温度变化大,说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多,则b的热值大。
(3)对于燃料来说,在相同的时间内放出的热量是相同的,根据图可知,燃料1用5min让水从20℃升高到100℃,5min到10min吸收相同的热量,根据公式Q放=mq、Q吸=cmΔt可知
2c水m水Δt1=mq1
对于燃料2来说,燃料2用15min让水从20℃升高到80℃,根据公式Q放=mq、Q吸=cmΔt可知
c水m水Δt2=mq2
解得两种燃料热值之比为:q1∶q2=2Δt1∶Δt2=160℃∶60℃=8∶3。
31.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)2023年9月23日,第19届亚运会开幕式在杭州举行。此次亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料,实现循环内的零排放,助力打造首届碳中和亚运会。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),甲醇的热值约为2.3×107J/kg。求:
(1)甲醇燃烧过程中,将 能转化为内能;使用一部分甲醇后,剩余甲醇的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)完全燃烧4.2kg甲醇能放出多少热量 ?
(3)若在1标准大气压下,4.2kg甲醇完全燃烧释放的热量全部被2.3t、初温为25℃的水吸收,可以使水的温度上升到多少 ℃?
【答案】(1)化学;不变;(2)9.66×107J;(3)35。
【解析】【小题1】[1]甲醇燃烧过程中,消耗了化学能,获得内能,将化学能转化为内能。
[2]热值与燃料的种类有关。与质量和燃烧情况无关,使用一部分甲醇后,剩余甲醇的热值不变。
【小题2】完全燃烧4.2kg甲醇能放出的热量为
【小题3】根据可知,水升高的温度为
水的温度上升到。
考点四 热机效率及其计算
32.(23-24八年级下·广东深圳·期末)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )。
A.甲图是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.如图甲所示冲程没有依靠飞轮惯性
【答案】A。
【解析】A.两个气门都关闭,活塞向上运动压缩汽缸内气体,为压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的内能增加,温度升高,故A正确;
B.热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,输出有用机械能所占比例
η=100%-36%-30%-6%=28%,故B错误;
C.燃料的热值是燃料的一种特性,与质量和燃烧情况等无关,故C错误;
D.如图甲所示为压缩冲程,两气门都关闭,汽缸容积变小,依靠飞轮惯性来完成,故D错误。
故选A。
33.(23-24八年级下·重庆·期末)小量家的燃气热水器将2kg的水从40℃加热到100℃,消耗了0.02m3的天然气,水吸收的热量是 J,燃气热水器的热效率是 。[,]
【答案】5.04×105;72%。
【解析】[1]水吸收的热量是
[2]燃烧0.02m3的天然气放出的热量为
则燃气热水器的热效率是。
34.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)请完成下列填空。
(1)图甲中点燃的蜡烛上下摆动,形成跷跷板,涉及的物理原理是 ;
(2)图乙是用绳和木棍体验“滑轮组”的实验,该实验说明滑轮组绕绳段数越多,所省的 (选填“力”、“距离”或“能量”)也越多;
(3)图丙所示,从最高位置到最低位置的过程中滚摆的动能 (选填“增大”或“减小”);
(4)图丁是某台汽油机的能量流向图,这台汽油机的效率多大? 。
【答案】(1)杠杆原理;(2)力;(3)增大;(4)30%。
【解析】(1)[1]图甲中点燃的蜡烛上下摆动,有支点、两个力、两个力臂,符合杠杆的五个要素,故其原理为杠杆原理。
(2)[2]图乙相当于一个滑轮组,手所拿的绳端相当于滑轮组的绳子自由端,该实验说明滑轮组绕绳段数越多,所省的力越多。
(3)[3]图丙滚摆从最高位置到最低位置的过程中质量不变,速度变大,滚摆的动能增大。
(4)[4]热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由图丁可知,输出有用机械能所占比例为100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%
即该汽油机的效率为30%。
35.(23-24九年级下·广东茂名·期末)汽车发动机的一个工作循环包括四个冲程,其中图1是 冲程。若该单缸四冲程汽油机飞轮转速1200r/min,则该汽油机每秒钟对外做功 次;如图所示为某型号汽车发动机的能量流向图,若该发动机完全燃烧0.2kg的汽油,输出的有用功为 J。(汽油的热值为J/kg)。
【答案】做功;10;。
【解析】[1]图1中两个气门都关闭,活塞向下运动,火花塞点火,为做功冲程,将内能转化为机械能,对外提供动力。
[2]汽油机完成1个工作循环是4个冲程,飞轮转2转,对外做功1次,单缸四冲程汽油机飞轮转速1200r/min,即20r/s,表示每秒飞轮转动20圈,曲轴转动20周,40个冲程,对外做功10次。
[3]汽油完全燃烧放出的热量为
输出的有用功为。
36.(23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·期末)某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃,完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J,煤气放出的热量是 J,该燃气热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),水的密度为1.0×103kg/m3,煤气的热值为4×107J/m3]。
【答案】4.2×106;8.4×106;50%。
【解析】[1] 水的质量为
水吸收的热量为
[2] 煤气放出的热量为
[3] 则该燃气热水器烧水的效率为。
37.(23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期末)2023 年3月25日我国自主研制的首款氢燃料飞机验证机在沈阳某机场完成首飞。飞机储氢质量为4.5kg,氢内燃机效率为40%,所储氢完全燃烧时将化学能 (填“转化”或“转移”)为内能,产生的可利用能量为 J。燃油飞机发动机每燃烧1kg燃油排放约3kg的温室气体,若质量和外观与该氢燃料飞机相同的燃油飞机,它的能量转化效率为30%,做相同的有用功,使用氢燃料飞机可减少约 kg温室气体的排放(q氢=1.4×108J/kg,q航空燃油=5.0×107J/kg)。
【答案】转化;2.52×108;50.4。
【解析】[1]氢完全燃烧时,消耗化学能,产生内能,将化学能转化为内能。
[2]产生的可利用能量为Q有用=ηQ放=ηm氢q氢=40%×4.5kg×1.4×108J/kg=2.52×108J
[3]燃油释放的能量
消耗燃油的质量
产生的温室气体的质量16.8×3kg=50.4kg
即做相同的有用功,使用氢燃料飞机可减少约50.4kg温室气体的排放。
38.(23-24九年级下·河北石家庄·期末)一辆载重汽车质量(包括人员和物品)为3000kg,轮胎与地面的总接触面积为0.12m2,在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶,消耗了2kg汽油,汽车行驶过程受到的阻力约为汽车重力的0.1倍,汽车的发动机效率为21%。(g=10N/kg,q汽油=4.6×107J/kg)求:
(1)汽车静止在地面上时,对地面的压强;
(2)汽车在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率;
(3)汽车在这一过程中行驶的路程。
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】(1)汽车重力为
则汽车静止在地面上时,对地面的压强为
(2)汽车在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶时,受力平衡,牵引力为
则牵引力的功率为
(3)汽油完全燃烧放出的热量为
则牵引力做功为
则汽车在这一过程中行驶的路程为。
39.(23-24九年级上·江西赣州·期末)实验时小丁用煤炉给l00kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg。求:
(1)经过6min时间加热,水增加的内能;
(2)该煤炉烧水时的效率。
【答案】(1)2.52×107J;(2)42%。
【解析】(1)由图像知道,水升高的温度
由知道,水增加的内能
(2)煤完全燃烧产生的热量
该煤炉烧水时的效率。
40.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)国家提倡节能减排,小宇家改用天然气烧水比用煤更便宜。他发现只有热水器使用天然气时,把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由变为[,]。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该热水器的效率。
【答案】(1);(2)8.4×106J;(3)。
【解析】(1)水吸收的热量为
(2)消耗的天然气体积为V=65.17m3-65.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量为Q放=qV天然气=7.0×107J/m3×0.12m3=8.4×106J
(3)该热水器的效率为
答:(1)水吸收的热量为;(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量为8.4×106J;(3)该热水器的效率为。
41.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)天然气具有热值高、价格实惠、污染少、安全等优点。张明把5L水从20℃加热到50℃时,用了天然气0.01m3,已知天然气热值为8.4×107J/m3。水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)完全燃烧0.01m3天然气放出的热量;
(2)5L水从20℃加热到50℃吸收的热量;
(3)张明家天然气灶的效率。
【答案】(1)8.4×105J;(2)6.3×105J;(3)75%。
【解析】(1)完全燃烧0.01m3天然气放出的热量为
(2)5L水的质量为
5L水从20℃加热到50℃吸收的热量
(3)天然气灶的效率为
答:(1)完全燃烧0.01m3天然气放出的热量;(2)5L水从20℃加热到50℃吸收的热量;(3)张明家天然气灶的效率75%。
考点五 能量的转化与守恒
42.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图是内燃机的某个冲程。下列四种现象中与该冲程能量转化方式一致的是( )。
A.压缩引火 B.火箭升空
C.加热水沸 D.山中瀑布
【答案】A。
【解析】由图可知,进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,因此是压缩冲程,机械能转化为内能。
A.压缩引火,对空气做功,机械能转化为内能,故A符合题意;
B.火箭升空时,将内能转化为机械能,故B不符合题意;
C.加热水沸,通过热传递的方式改变物体的内能,故C不符合题意;
D.山中瀑布质量不变,高度减小,重力势能减少,速度增大,动能增加,重力势能转化为动能,故D不符合题意。故选A。
43.(23-24九年级上·福建莆田·期末)如图所示是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图,其中与汽车刹车过程中能量转化相同的是( )。
A. B. C. D.
【答案】B。
【解析】汽车刹车过程中克服摩擦做功,机械能转化为内能。
A.进气门开启,是吸气冲程,无能量转化,故A不符合题意;
B.两气门都关闭,汽缸容积变小,是压缩冲程,把机械能转化为内能,故B符合题意;
C.两气门都关闭,汽缸容积变大,是做功冲程,把内能转化为机械能,故C不符合题意;
D.排气门开启,是排气冲程,无能量转化,故D不符合题意。故选B。
44.(23-24九年级上·四川广安·期末)下列有关能量的转化和守恒的说法中,正确的是( )。
A.来回迅速摩擦双手,手掌变热,机械能转化为内能
B.黑塑料袋内盛有水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下,水的温度上升,内能转化为太阳能
C.将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片,发现钢笔杆能吸引纸片,电能转化为机械能
D.随着科技的进步和发展,如图所示的永动机是可以制造出来的
【答案】A。
【解析】A.来回迅速摩擦双手,手掌变热,是克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故A正确;
B.黑塑料袋内盛有水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下,水的温度上升,是太阳能转化为内能,故B错误;
C.将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片,发现钢笔杆能吸引纸片,是摩擦起电现象,将机械能转化为电能,故C错误;
D.机械能在转化的过程中一定会有损耗,永动机违背了能量守恒定律,不可能制造出来,故D错误。
故选A。
45.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)如图所示,在试管内装适量的水,用软木塞塞住管口,加热一段时间后,软木塞就会被冲出去,关于这一现象的解释中正确的是( )。
A.酒精燃烧:内能转化为化学能
B.试管内水温升高:利用做功的方式改变物体的内能
C.木塞被冲出去:其能量转化与汽油机压缩冲程的能量转化相同
D.管口出现水雾:水蒸气对外做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化成小水滴
【答案】D。
【解析】A.酒精燃烧时,化学能转化为内能,故A错误;
B.酒精燃烧放出热量,试管中的水吸收热量,内能增大,温度升高,水的内能是通过热传递的方式增加的,故B错误;
C.木塞被冲出去的过程中,试管内的气体对木塞做功,试管内气体的内能转化为木塞的机械能,而汽油机的压缩冲程,将机械能转化成内能,故C错误;
D.木塞被冲出时,瓶内水蒸气对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化成小水滴,在管口形成水雾,故D正确。故选D。
46.(23-24九年级上·河南郑州·期末)图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭,图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气;打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是( )。
A.使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
B.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C.水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能
D.在整个过程中,能量总量是保持不变的
【答案】B。
【解析】A.向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能,汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能,能量转化方式是相同的,故A正确,不符合题意;
B.水从水火箭中喷出,是里面的气体对外做功,相当于内燃机的做功冲程,故B错误,符合题意;
C.水火箭升空过程中水从尾部的金属管向下喷出对瓶做功,将内能转化为水火箭的机械能故C正确,不符合题意;
D.根据能量守恒定律可知,水火箭向上飞向空中的过程中,内能转化成水瓶的动能和重力势能,由于摩擦一部分转化成内能,在整个过程中能量总量是保持不变的,故D正确,不符合题意。故选B。
47.(23-24八年级上·四川成都·期末)能量有各种形式,并且各种形式的能量可以相互转化。如图所示的情境中,主要把机械能转化为内能的是( )。
A.太阳能电灯 B.风力发电
C.“零电”脚踩发光车 D.搓手取暖
【答案】D。
【解析】A.太阳能电灯,是将太阳能转化为电能,再将电能转化为光能,故A不符合题意;
B.风力发电,是将机械能转化为电能,故B不符合题意;
C.“零电”脚踩发光车,是将机械能转化为电能,故C不符合题意;
D.搓手取暖,双手克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故D符合题意。故选D。
48.(23-24九年级上·河北保定·期末)关于能量转化,下列说法中正确的是( )。
A.给手机充电时,化学能转化为电能
B.电暖气工作时,电能主要转化为内能
C.燃料燃烧时,内能转化为化学能
D.洗衣机工作时,机械能转化为电能
【答案】B。
【解析】A.给手机充电时,将电能转化为化学能,故A错误;
B.电暖气工作时,利用电流的热效应,将电能转化为内能,故B正确;
C.燃料燃烧时,将化学能转化为内能,故C错误;
D.洗衣机工作时,将电能转化为机械能,故D错误。故选B。
49.(23-24九年级下·江苏常州·期末)早在八百多年前,我国就发明了流行于民间的走马灯如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛,纸筒内部的空气温度升高,体积膨胀,密度变 (选填“大”或“小”)而上升,形成气流,驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中,空气的 能转化为风车的机械能,这与四冲程汽油机 冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为1800r/min,则该汽油机1s对外做功 次。
【答案】小;内;做功;15。
【解析】[1]点燃蜡烛,上方的空气吸收热量,温度升高体积膨胀,密度变小,密度小的热空气上升,形成对流,吹动扇叶转动。
[2][3]该过程中,空气的内能转化为风车的机械能,这与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。
[4]汽油机曲轴的转速为
即汽油机的曲轴每秒转30圈,由于汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以该汽油机1s对外做功15次。
50.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)神舟十五号载人飞船于2022年11月29日23时08分发射成功。如图所示为“长征二号F遥十五火箭”运载火箭,它采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油燃烧过程中,其热值大小 ,燃气燃烧过程是将 能转化为内能。
【答案】不变;化学。
【解析】[1]热值是燃料的一种特性,与质量无关,液氧煤油燃烧过程中,其热值大小将不变。
[2]液氧煤油燃烧,经过化学反应,产生内能,将化学能转化为燃气的内能。
51.(23-24九年级下·山东东营·期末)用两块铜片、热电偶、电动机(带风扇)组成一个电路,铜片1插在90 ℃的热水中,铜片2放在空气中,如图所示,半分钟左右风扇发生转动,这就是温差发电现象。温差发电的实质是 能转化为 能。利用这套装置,最终热水的内能 (填“能”或“不能”)全部转化成风扇的机械能。
【答案】内;电;不能。
【解析】[1][2]电路中有电流产生,对应的电能是由热水的部分内能转化来的,即温差发电的实质是内能转化为电能。
[3]利用这套装置,热水的内能除了转化成风扇的机械能外,还有一部分散失掉了,所以最终热水的内能不能全部转化成风扇的机械能。
52.(23-24八年级下·上海浦东新·期末)如图所示的茶文化在中国历史悠久,下列品茶过程中的物理知识正确的是( )。
A.茶水是热的,说明茶水含有的热量多
B.周围人都能闻到茶香是一种扩散现象
C.喝茶时身体感觉变暖了,是通过做功的方式改变了内能
D.烧水时水蒸气将壶盖顶起的过程与汽油机压缩冲程类似
【答案】B。
【解析】A.热量是一个过程量,不能说含有或者具有热量,故A错误;
B.周围人可以闻到茶的香味,是分子热运动(无规则运动)的结果,这是扩散现象,故B正确;
C.喝茶时身体感觉变暖了,是茶水将热量传递给了身体,通过热传递的方式改变了内能,故C错误;
D.烧水时水蒸气将壶盖顶起,水蒸气对壶盖做功,将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,与汽油机的做功冲程相同,故D错误。故选B。
53.(23-24九年级上·河北石家庄·期末)下列说法正确的是( )。
A.热机消耗的燃料越多,效率就越高
B.同一物体,温度越高,所含热量越多
C.热传递中热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.质量、初温相同的水和煤油放出相同的热量后,水的温度高于煤油的温度
【答案】D。
【解析】A.热机消耗的燃料越多,燃烧放出的热量越多,但用来做有用功的能量不确定,所以根据消耗燃料的多少不能判断热机效率的大小,故A错误;
B.热量是物体吸收或放出多少,不能说所含热量,故B错误;
C.热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向物体的低温部分,热量传递方向跟物体的内能没有关系,故C错误;
D.质量相同、初温相同的水和煤油,放出相同的热量,因为Q=cmΔt,而水的比热容大,所以由可知,水的温度变化小,故水的末温高一些,而煤油的末温低一些,故D正确。故选D。
54.(23-24九年级上·河南郑州·期末)中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”,如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚(乙醚极易汽化),乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球,饮水鸟的重心上移“低头喝水”,如图乙;此时上下球连通气压相同,乙醚流回下球,恢复甲图状态,如此反复。下列说法不正确的是( )。
A.下球中乙醚汽化的过程,是通过做功的方式改变了内能大小
B.“饮水鸟”不是永动机,其能量转化过程符合能量守恒定律
C.若空气温度很低,饮水鸟内的乙醚汽化太慢,饮水鸟会慢慢地停下来
D.如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来
【答案】A。
【解析】A.下球中乙醚汽化的过程,吸收热量,是通过热传递的方式改变了内能大小,故A错误,A符合题意;
B.“饮水鸟”和外界有能量交换,不是凭空动起来的,因此根据能量守恒定律可知,“饮水鸟”不是永动机,其能量转化过程符合能量守恒定律,故B正确,B不符合题意;
C.若空气温度很低,饮水鸟内的乙醚汽化太慢,气压变小,很难将乙醚压入上球,饮水鸟的重心不能上移,则饮水鸟会慢慢地停下来,故C正确,C不符合题意;
D.饮水鸟内装有乙醚液体,鸟头四周包有棉花,平时如甲图,鸟身略向前倾,上球和下球空间中充满乙醚的饱和蒸汽,当给鸟的嘴滴上水后,水分蒸发吸热,使上球乙醚蒸汽温度下降,气压减小,小于下球乙醚饱和蒸汽的气压,使下球的乙醚被压倒上球,于是整个鸟的重心上移,形成如图乙的状态,鸟嘴“喝水”,同时上、下球中的乙醚蒸汽联通混合,气压趋于一致,上球中的乙醚由于重力又回流到下球,饮水鸟的姿态又回到图甲的状态,如此循环往复。据此可知如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来,故D正确,D不符合题意。故选A。
55.(23-24八年级下·北京石景山·期末)下列说法中正确的是( )。
A.在燃料燃烧过程中,燃料储存的内能转化为化学能
B.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
C.炒菜放盐要比腌菜咸得快,是由于温度越高,分子运动越剧烈
D.把一些气体燃料液化后储存,是利用物质由气态变成液态体积大大减小的特点
【答案】CD。
【解析】A.在燃料燃烧过程中,燃料储存的化学能转化为内能,故A错误;
B.热量是一个过程量,物体内不含有热量,故B错误;
C.分子在不停的做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,物体扩散的越快,所以炒菜放盐要比腌菜咸得快,故C正确;
D.使气体液化的方法有两种:降低温度和压缩体积。通过压缩体积使气体液化,大大降低了气体所占的空间,便于储存、运输,故D正确。故选CD。
56.(22-23八年级下·上海浦东新·期末)如图所示是汽油机的某个冲程,汽油与空气的混合气体处于图中 (选填字母)位置,在此冲程中,混合气体 (选填“被压缩”或“对外做功”),这些气体的内能 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】A;被压缩;变大。
【解析】[1][2][3]图中汽油机两个气门都关闭,活塞上行,是汽油机的压缩冲程,此冲程中汽油与空气的混合气体处于气缸A中,混合气体被压缩,温度升高,气体内能变大。
57.(23-24九年级上·黑龙江大庆·期末)如图甲为空气压缩引火仪,乙是四冲程汽油机的一个冲程,两图中以下几种情况对比:①能量转化情况;②改变气体内能的方式;③气体内能的变化,其中 (填序号)是相同的。若汽油机曲轴的转速为3600r/min,则1s内对外做功 次,汽油机在做功冲程中,缸内气体的 能转化为 能。
【答案】②;30;内;机械。
【解析】[1][3][4]图甲中活塞压缩空气对空气做功,将机械能转化为内能,内能增加,温度升高,是通过做功的方法改变空气的内能。图乙中两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,因此是做功冲程,此过程中内能转化为机械能,内能减少,温度降低,是通过做功的方法改变燃气的内能;综合分析甲、乙两图能量转化情况和气体内能的变化不同,改变气体内能的方式相同。
[2]四冲程汽油机的飞轮转速为
即飞轮每秒转动60转。因为一个工作循环飞轮转2圈,做功1次,所以1min完成1800个工作循环,1s完成30个工作循环,做功30次。
58.(23-24九年级上·江苏南通·期末)根据所学知识,完成填空。
(1)如图所示的电热水壶,烧水时电热丝通过 的方式改变了水的内能;
(2)该壶嘴上有一个能绕A点活动的金属片,水烧开时,“热气”会将金属片冲开,此时“热气”的内能转化为金属片的 ,这与汽油机的 冲程能量转化过程相同;
(3)一单缸四冲程汽油机的曲轴转速为600r/min,对外做功一次约为1500J。这台汽油机的功率为 W。
【答案】热传递;机械能;做功;7500。
【解析】(1)[1]热水壶在烧水过程中,通电后,壶底的加热盘发热,将内能传递给水壶,水从水壶上吸收热量将水烧开,所以电热水壶烧水是通过热传递的方式改变了水的内能。
(2)[2][3]水烧开的时候,“热气”会将壶嘴上的金属片冲开,热气对金属片做功,热气的内能转化金属片的机械能。 汽油机工作过程中,将内能转化为机械能的是做功冲程。
(3)[4]汽油机的曲轴转速为600r/min=10r/s,即每秒转动10r,完成5个工作循环,对外做功5次,而一次做功约为1500J,所以5次做功为W=1500J×5=7500J
也就是说这台汽油机每秒做功7500J,即汽油机的功率为7500W。
59.(23-24九年级上·宁夏固原·期末)利用如图所示的两套装置探究①“不同物质吸热升温的现象”以及②“不同燃料燃烧放热的现象”,两套装置完全相同,液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。
(1)两个实验都要控制液体的 相等,实验中除了图中的器材,还要用到的测量工具有 ;
(2)在探究“不同燃料燃烧放热的现象”时,燃料燃烧放热多少是通过 来反映的(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”);
(3)在探究“不同物质吸热升温的现象”时,根据所测数据画出了如图丙所示图像(不计热量的损失,两液体温度都未达到沸点),由图可以看出液体 (选填“a”或“b”)升温较快。已知a液体的比热容是,则b液体的比热容是 。
【答案】质量;秒表;温度计上升的示数;a;。
【解析】(1)[1]探究不同物质吸热升温的现象,需要燃烧相同的燃料,加热相同的时间,比较质量和初温相同的不同液体升高的温度;探究不同燃料燃烧放热的现象,要用质量相同、种类不同的燃料,加热质量相同的同种液体,比较液体升高的温度;所以两个实验中都要控制液体的质量相等。
[2]实验过程中需要测量液体的温度和加热时间,所以除了图中的温度计,还需要的测量工具是秒表。
(2)[3]在探究“不同燃料燃烧放热的现象"时,要用质量相同、种类不同的燃料,加热质量相同的同种液体,根据,液体升温越高,则表明燃料放出的热量越多,故燃料燃烧放热多少是通过温度计上升的示数来反映的。
(3)[4]由图可知,加热相同的时间,a液体升温快。
[5]由可知,加热相同时间,吸收热量相同,温度变化快的比热容小,a液体升温快,故b液体比热容大,a液体的比热容小,由图中数据知,a液体和b液体从0加热到80℃,升高相同的温度,a液体加热了10min,b液体加热了20min;因为是用相同的热源加热,相同时间内液体吸收的热量相同,所以Qb吸=2Qa吸,根据可知,在质量和温度变化相同的情况下,比热容与吸收的热量成正比,故b液体的比热容为。
60.(23-24九年级上·河北保定·期末)用煤气灶既方便又环保,一般的煤气灶正常工作时,15min可使质量为4kg,温度为50℃的水在一标准大气压下烧开。已知煤气的热值,水的比热容为,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)若煤气灶放出的热量70%被水吸收,煤气灶实际放出的热量为多少?
(3)要放出这些热量,需燃烧多少煤气?
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】(1)水吸收的热量是
(2)煤气灶实际放出的热量为
(3)燃烧煤气的体积为。
61.(23-24九年级上·湖南常德·期末)攀枝花日照丰富,为了节约能源,攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。已知某太阳能热水器储水箱内盛有50kg的水,在阳光照射下,水的温度从20℃升高到59℃,已知c=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)这些热量相当于完全燃烧多少煤气放出的热量。(q=3.9×103J/m3)
【答案】(1)8.19×106J;(2)0.21m3。
【解析】(1)水吸收的热量
(2)煤气用量。
62.(23-24八年级下·河北张家口·期末)汽车是我们经常使用的代步工具,已知一汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶23km,此过程消耗了汽油3kg。
(1)计算完全燃烧3kg汽油,放出的热量为多少?()
(2)该车在以10m/s的速度匀速行驶时,牵引力的功率为,那么该汽车在这个过程受到的阻力为多少?
(3)该车的汽油机效率为多少?
【答案】(1);(2);(3)20%。
【解析】(1)汽油完全燃烧释放的热量
(2)由
可求得汽车的牵引力
汽车匀速运动,牵引力与阻力平衡,由平衡条件可知汽车所受阻力
(3)汽车行驶23km做的功
汽油机的效率
答:(1)完全燃烧3kg汽油放出的热量为 ;(2)该汽车受到的阻力为;(3)该车的汽油机效率为20%。
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专题02 内能的利用(原卷版)
考点一 热机及其工作原理
1.(23-24九年级上·湖南·期末)如图是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程,它是( )。
A.压缩冲程,将内能转化成机械能
B.压缩冲程,将机械能转化成内能
C.做功冲程,将内能转化成机械能
D.做功冲程,将机械能转化成内能
2.(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图所示为钻木取火,其能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是( )。
A. B. C. D.
3.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)汽油机一个工作循环中,利用释放内能实现飞轮带动汽车各部分机械运转的冲程是( )。
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
4.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)如图所示,是某单缸四冲程汽油机工作的四个冲程示意图,该汽油机的效率是25%,汽油的热值为4×107J/kg,下列说法正确的是( )。
A.该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是乙→丁→甲→丙
B.通过改善汽油机结构,可将其效率从25%提升到100%
C.若该汽油机飞轮转速为3600r/min,则1s内完成120个冲程
D.该汽油机工作时吸入100g汽油可输出1×105J的有用功
5.(23-24九年级上·河南安阳·期末)列对实验过程的分析,正确的是( )。
A.图甲:厚玻璃筒内空气被压缩时,空气温度升高,内能增大
B.图乙:向瓶内打气后,空气推动塞子做功,空气温度会升高
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,内能转化为机械能
D.图丁:是汽油机工作过程中的压缩冲程,可以对外提供动力
6.(23-24九年级上·江西赣州·期末)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气体对外做功, 转化为机械能,这与图甲乙中的图 的能量转化相同。
7.(23-24九年级上·四川眉山·期末)一台四冲程汽油机,活塞向上运动的是压缩冲程和 冲程,若该汽油机的飞轮转速为3600转/分,则该汽油机活塞1s内对外做功 次。
8.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min,则1s内完成了 个工作循环,燃气做一次功的时间间隔是 s。
9.(23-24八年级下·上海普陀·期末)图是汽油机工作的 冲程,气缸内的汽油和空气的混合气体处于 (选填“A”或“B”)位置内,此冲程是通过 的方式改变混合气体的内能。
10.(23-24八年级下·上海杨浦·期末)图所示是四冲程汽油机的 冲程,该冲程是通过 的方式改变了汽缸内气体的内能。在汽车的发动机及发电机线圈中常用水或水溶液作为冷却剂,这是因为水的比热容 (选填“大”或“小”)。
考点二 汽油机、柴油机及其计算
11.(23-24九年级上·湖南郴州·期末)关于柴油机和汽油机的下列说法中正确的是( )。
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气吸入汽缸
D.柴油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
12.(23-24九年级上·陕西西安·期末)1876年,德国工程师奥托制造了第一台新型的以煤气为燃料的四冲程内燃机。如图为四冲程柴油机的工作过程。下列关说法正确的是( )。
A.汽油机和柴油机都是内燃机,吸入汽缸的物质相同
B.燃料在汽缸内猛烈燃烧,燃料热值迅速减小
C.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
D.柴油机降温常用水做冷却剂是因为水的比热容小
13.(23-24九年级上·河北邢台·期末)下列说法中,正确的是( )。
A.柴油机的压缩冲程,主要是用热传递的方法增加了气缸内气体的内能
B.汽车发动机用水做冷却剂,主要是利用水密度大的特点
C.电动车的核心部件电动机属于热机的一种
D.柴油机和汽油机内的飞轮转动2周,完成一个循环
14.(23-24九年级上·河南新乡·期末)下列关于汽油机和柴油机的说法不正确的是( )。
A.柴油机和汽油机使用的燃料不同
B.柴油机和汽油机吸入的气体都是空气
C.柴油机气缸顶部有个喷油嘴,汽油机气缸顶部有个火花塞
D.柴油机和汽油机的做功冲程都是将内能转化为机械能
15.(23-24九年级上·四川广安·期末)如图所示是汽油机的一个冲程的示意图。下列关于热机的相关说法中,正确的是( )。
A.该冲程是压缩冲程,是依靠飞轮等部件的惯性完成的
B.柴油机的吸气冲程中,吸入汽缸的物质为空气和柴油的混合物
C.为了提高汽油机的热机效率,可以使用热值更大的汽油
D.汽油机的做功冲程中,汽油的化学能转化为燃气的内能,再转化为活塞的机械能
16.(23-24九年级上·辽宁盘锦·期末)随着人们生活水平的提高,汽车走进千家万户,关于小汽车的知识说法正确的是( )。
A.汽油的热值比柴油大,大多数小汽车用汽油机做发动机
B.发动机做功冲程将内能转化为机械能
C.精心保养可使发动机的效率达到100%
D.排出的尾气对环境没有任何污染
17.(23-24九年级上·四川宜宾·期末)某内燃机在吸气冲程巾吸入汽缸的只有空气,那么它是 (选填“汽油机”或“柴油机”);一单缸四冲程汽油机在做功冲程中的能量转化情况是 。
18.(23-24九年级上·山东德州·期末)柴油机广泛应用于各种重型机械及客运汽车之中,春节将至小明乘坐公共汽车前往中国驿游玩,闻到各种小吃的香味,这是 现象。此时汽车搭载的柴油机飞轮转速为2400r/min,则该柴油机1s对外做功 次。
19.(23-24九年级上·四川成都·期末)某正常工作的单缸四冲程内燃机气缸顶部安装的不是火花塞,那么它是 机;若它的飞轮转速是,则该内燃机每秒对外做功 次。
考点三 热值及其计算
20.(23-24九年级上·广东江门·期末)运载火箭利用液态氢作为燃料,可以保护环境,还因为液态氢具有( )。
A.较大的内能 B.较大的热值
C.较多的热量 D.较大的比热容
21.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)下列说法正确的是( )。
A.高温铁块放入冷水中,当热传递停止时铁块和水的内能一定相同
B.不能喝刚烧开的水,是因为它的热量太大
C.用天然气烧水,天然气燃烧不充分时,其热值不变
D.热机消耗的燃料越多,效率就越低
22.(23-24八年级下·北京房山·期末)下列说法中正确的是( )。
A.发生扩散现象的原因是液体分子不停地做无规则运动的结果
B.热传递一定是将内能从内能多的物体传到内能少的物体
C.两种燃料比较,热值大的燃料完全燃烧时放出的热量多
D.酒精的热值为3.0×107J/kg,表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J
23.(23-24九年级上·山西晋城·期末)如图所示,2023年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )。
A.燃烧释放的高温燃气含有的热量多
B.使用液氢作燃料,是因为它的热值大
C.燃料燃烧的越充分,其热值就越大
D.燃烧释放的内能全部转化为机械能
24.(23-24九年级上·河南郑州·期末)2023年5月10日,搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射。运载飞船的火箭一般要选用热值 (选填“大”或“小”)的燃料,高温燃气推动运载火箭升空时能量的转化与四冲程内燃机的 冲程相同;随着燃料质量的减少,燃料的热值 。
25.(23-24九年级上·湖南株洲·期末)内燃机一个工作循环有四个冲程,实现将内能转化为机械能的是 冲程。某品牌汽车每行驶100km耗油7kg,这些汽油完全燃烧要放出 J的热量。如果这些热量全部被水吸收可以使质量为 kg的水温度升高80℃。(汽油的热值,水的比热容)计算结果保留整数)。
26.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)用天然气灶将质量为2.2kg,初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是 J。若烧水的效率为42%,则此过程中完全燃烧天然气 m3。(q天然气=4.4×107J/m3)
27.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)长征三号乙运载火箭用作燃料和助燃剂的氢和氧,都是以液体状态装在火箭里的,这样便于储存和运输。通常选用氢作为燃料是因为氢具有较大的 。火箭加速升空时的机械能是 的(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
28.(23-24九年级上·云南昆明·期末)某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,焦炭燃烧过程,将 能转化为内能;已知焦炭的热值是3×107J/kg,现完全燃烧了4.2kg的焦炭,该热量全部被水吸收,能将 kg的水从20℃加热到100℃[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
29.(24-25九年级上·内蒙古巴彦淖尔·期末)如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)下列说法正确的是 ;
A.比较不同燃料的热值,可以选择乙、丙两图
B.比较不同燃料的热值,可以选择甲、丙两图
C.比较不同液体的比热容,可以选择甲、丙两图
D.比较不同液体的比热容,可以选择乙、丙两图
(2)为了研究不同物质的吸热能力,利用其中两幅图进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示:
①实验中,用 (填序号)间接反映液体吸收热量的多少;吸收相同热量时,通过比较 (填序号)来判断吸热能力的强弱;
A.加热时间 B.温度计示数的变化
②由图可以看出, 液体的比热容较大;
③如果已知b液体的比热容是,则a液体的比热容是 ;
(3)本实验中用到的实验探究方法有: , 。
30.(23-24九年级上·福建莆田·开学考试)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同。
(1)实验中应控制燃料燃烧的 (选填“时间”或“质量”)相同,根据 比较燃料燃烧放出热量的多少;
(2)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料 的热值大;
(3)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像燃料1和燃料2的热值之比为 。
31.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)2023年9月23日,第19届亚运会开幕式在杭州举行。此次亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料,实现循环内的零排放,助力打造首届碳中和亚运会。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),甲醇的热值约为2.3×107J/kg。求:
(1)甲醇燃烧过程中,将 能转化为内能;使用一部分甲醇后,剩余甲醇的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)完全燃烧4.2kg甲醇能放出多少热量 ?
(3)若在1标准大气压下,4.2kg甲醇完全燃烧释放的热量全部被2.3t、初温为25℃的水吸收,可以使水的温度上升到多少 ℃?
考点四 热机效率及其计算
32.(23-24八年级下·广东深圳·期末)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )。
A.甲图是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.如图甲所示冲程没有依靠飞轮惯性
33.(23-24八年级下·重庆·期末)小量家的燃气热水器将2kg的水从40℃加热到100℃,消耗了0.02m3的天然气,水吸收的热量是 J,燃气热水器的热效率是 。[,]
34.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)请完成下列填空。
(1)图甲中点燃的蜡烛上下摆动,形成跷跷板,涉及的物理原理是 ;
(2)图乙是用绳和木棍体验“滑轮组”的实验,该实验说明滑轮组绕绳段数越多,所省的 (选填“力”、“距离”或“能量”)也越多;
(3)图丙所示,从最高位置到最低位置的过程中滚摆的动能 (选填“增大”或“减小”);
(4)图丁是某台汽油机的能量流向图,这台汽油机的效率多大? 。
35.(23-24九年级下·广东茂名·期末)汽车发动机的一个工作循环包括四个冲程,其中图1是 冲程。若该单缸四冲程汽油机飞轮转速1200r/min,则该汽油机每秒钟对外做功 次;如图所示为某型号汽车发动机的能量流向图,若该发动机完全燃烧0.2kg的汽油,输出的有用功为 J。(汽油的热值为J/kg)。
36.(23-24九年级上·湖北省直辖县级单位·期末)某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃,完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J,煤气放出的热量是 J,该燃气热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),水的密度为1.0×103kg/m3,煤气的热值为4×107J/m3]。
37.(23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期末)2023 年3月25日我国自主研制的首款氢燃料飞机验证机在沈阳某机场完成首飞。飞机储氢质量为4.5kg,氢内燃机效率为40%,所储氢完全燃烧时将化学能 (填“转化”或“转移”)为内能,产生的可利用能量为 J。燃油飞机发动机每燃烧1kg燃油排放约3kg的温室气体,若质量和外观与该氢燃料飞机相同的燃油飞机,它的能量转化效率为30%,做相同的有用功,使用氢燃料飞机可减少约 kg温室气体的排放(q氢=1.4×108J/kg,q航空燃油=5.0×107J/kg)。
38.(23-24九年级下·河北石家庄·期末)一辆载重汽车质量(包括人员和物品)为3000kg,轮胎与地面的总接触面积为0.12m2,在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶,消耗了2kg汽油,汽车行驶过程受到的阻力约为汽车重力的0.1倍,汽车的发动机效率为21%。(g=10N/kg,q汽油=4.6×107J/kg)求:
(1)汽车静止在地面上时,对地面的压强;
(2)汽车在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率;
(3)汽车在这一过程中行驶的路程。
39.(23-24九年级上·江西赣州·期末)实验时小丁用煤炉给l00kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg。求:
(1)经过6min时间加热,水增加的内能;
(2)该煤炉烧水时的效率。
40.(23-24九年级上·湖南衡阳·期末)国家提倡节能减排,小宇家改用天然气烧水比用煤更便宜。他发现只有热水器使用天然气时,把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由变为[,]。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该热水器的效率。
41.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)天然气具有热值高、价格实惠、污染少、安全等优点。张明把5L水从20℃加热到50℃时,用了天然气0.01m3,已知天然气热值为8.4×107J/m3。水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)完全燃烧0.01m3天然气放出的热量;
(2)5L水从20℃加热到50℃吸收的热量;
(3)张明家天然气灶的效率。
考点五 能量的转化与守恒
42.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图是内燃机的某个冲程。下列四种现象中与该冲程能量转化方式一致的是( )。
A.压缩引火 B.火箭升空
C.加热水沸 D.山中瀑布
43.(23-24九年级上·福建莆田·期末)如图所示是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图,其中与汽车刹车过程中能量转化相同的是( )。
A. B. C. D.
44.(23-24九年级上·四川广安·期末)下列有关能量的转化和守恒的说法中,正确的是( )。
A.来回迅速摩擦双手,手掌变热,机械能转化为内能
B.黑塑料袋内盛有水,插入温度计后系好袋口,放在阳光下,水的温度上升,内能转化为太阳能
C.将钢笔杆在头发或毛皮上摩擦后靠近细碎的纸片,发现钢笔杆能吸引纸片,电能转化为机械能
D.随着科技的进步和发展,如图所示的永动机是可以制造出来的
45.(23-24九年级上·湖南湘西·期末)如图所示,在试管内装适量的水,用软木塞塞住管口,加热一段时间后,软木塞就会被冲出去,关于这一现象的解释中正确的是( )。
A.酒精燃烧:内能转化为化学能
B.试管内水温升高:利用做功的方式改变物体的内能
C.木塞被冲出去:其能量转化与汽油机压缩冲程的能量转化相同
D.管口出现水雾:水蒸气对外做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化成小水滴
46.(23-24九年级上·河南郑州·期末)图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭,图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气;打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中。下列分析错误的是( )。
A.使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
B.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C.水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能
D.在整个过程中,能量总量是保持不变的
47.(23-24八年级上·四川成都·期末)能量有各种形式,并且各种形式的能量可以相互转化。如图所示的情境中,主要把机械能转化为内能的是( )。
A.太阳能电灯 B.风力发电
C.“零电”脚踩发光车 D.搓手取暖
48.(23-24九年级上·河北保定·期末)关于能量转化,下列说法中正确的是( )。
A.给手机充电时,化学能转化为电能
B.电暖气工作时,电能主要转化为内能
C.燃料燃烧时,内能转化为化学能
D.洗衣机工作时,机械能转化为电能
49.(23-24九年级下·江苏常州·期末)早在八百多年前,我国就发明了流行于民间的走马灯如图甲所示。如图乙点燃走马灯内的蜡烛,纸筒内部的空气温度升高,体积膨胀,密度变 (选填“大”或“小”)而上升,形成气流,驱动纸筒顶部的纸风车和固定在转轴上的纸马转动。该过程中,空气的 能转化为风车的机械能,这与四冲程汽油机 冲程的能量转化情况相同。若一汽油机曲轴的转速为1800r/min,则该汽油机1s对外做功 次。
50.(23-24九年级上·江西鹰潭·期末)神舟十五号载人飞船于2022年11月29日23时08分发射成功。如图所示为“长征二号F遥十五火箭”运载火箭,它采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油燃烧过程中,其热值大小 ,燃气燃烧过程是将 能转化为内能。
51.(23-24九年级下·山东东营·期末)用两块铜片、热电偶、电动机(带风扇)组成一个电路,铜片1插在90 ℃的热水中,铜片2放在空气中,如图所示,半分钟左右风扇发生转动,这就是温差发电现象。温差发电的实质是 能转化为 能。利用这套装置,最终热水的内能 (填“能”或“不能”)全部转化成风扇的机械能。
52.(23-24八年级下·上海浦东新·期末)如图所示的茶文化在中国历史悠久,下列品茶过程中的物理知识正确的是( )。
A.茶水是热的,说明茶水含有的热量多
B.周围人都能闻到茶香是一种扩散现象
C.喝茶时身体感觉变暖了,是通过做功的方式改变了内能
D.烧水时水蒸气将壶盖顶起的过程与汽油机压缩冲程类似
53.(23-24九年级上·河北石家庄·期末)下列说法正确的是( )。
A.热机消耗的燃料越多,效率就越高
B.同一物体,温度越高,所含热量越多
C.热传递中热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.质量、初温相同的水和煤油放出相同的热量后,水的温度高于煤油的温度
54.(23-24九年级上·河南郑州·期末)中国古代玩具饮水鸟被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”,如图所示。它的神奇之处在于能不停地点头“喝”水。它的下球中装有乙醚(乙醚极易汽化),乙醚吸收空气中的热量汽化后气压增大将乙醚压入上球,饮水鸟的重心上移“低头喝水”,如图乙;此时上下球连通气压相同,乙醚流回下球,恢复甲图状态,如此反复。下列说法不正确的是( )。
A.下球中乙醚汽化的过程,是通过做功的方式改变了内能大小
B.“饮水鸟”不是永动机,其能量转化过程符合能量守恒定律
C.若空气温度很低,饮水鸟内的乙醚汽化太慢,饮水鸟会慢慢地停下来
D.如果没有能量补充“饮水鸟”的运动最终会停下来
55.(23-24八年级下·北京石景山·期末)下列说法中正确的是( )。
A.在燃料燃烧过程中,燃料储存的内能转化为化学能
B.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
C.炒菜放盐要比腌菜咸得快,是由于温度越高,分子运动越剧烈
D.把一些气体燃料液化后储存,是利用物质由气态变成液态体积大大减小的特点
56.(22-23八年级下·上海浦东新·期末)如图所示是汽油机的某个冲程,汽油与空气的混合气体处于图中 (选填字母)位置,在此冲程中,混合气体 (选填“被压缩”或“对外做功”),这些气体的内能 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
57.(23-24九年级上·黑龙江大庆·期末)如图甲为空气压缩引火仪,乙是四冲程汽油机的一个冲程,两图中以下几种情况对比:①能量转化情况;②改变气体内能的方式;③气体内能的变化,其中 (填序号)是相同的。若汽油机曲轴的转速为3600r/min,则1s内对外做功 次,汽油机在做功冲程中,缸内气体的 能转化为 能。
58.(23-24九年级上·江苏南通·期末)根据所学知识,完成填空。
(1)如图所示的电热水壶,烧水时电热丝通过 的方式改变了水的内能;
(2)该壶嘴上有一个能绕A点活动的金属片,水烧开时,“热气”会将金属片冲开,此时“热气”的内能转化为金属片的 ,这与汽油机的 冲程能量转化过程相同;
(3)一单缸四冲程汽油机的曲轴转速为600r/min,对外做功一次约为1500J。这台汽油机的功率为 W。
59.(23-24九年级上·宁夏固原·期末)利用如图所示的两套装置探究①“不同物质吸热升温的现象”以及②“不同燃料燃烧放热的现象”,两套装置完全相同,液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。
(1)两个实验都要控制液体的 相等,实验中除了图中的器材,还要用到的测量工具有 ;
(2)在探究“不同燃料燃烧放热的现象”时,燃料燃烧放热多少是通过 来反映的(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”);
(3)在探究“不同物质吸热升温的现象”时,根据所测数据画出了如图丙所示图像(不计热量的损失,两液体温度都未达到沸点),由图可以看出液体 (选填“a”或“b”)升温较快。已知a液体的比热容是,则b液体的比热容是 。
60.(23-24九年级上·河北保定·期末)用煤气灶既方便又环保,一般的煤气灶正常工作时,15min可使质量为4kg,温度为50℃的水在一标准大气压下烧开。已知煤气的热值,水的比热容为,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)若煤气灶放出的热量70%被水吸收,煤气灶实际放出的热量为多少?
(3)要放出这些热量,需燃烧多少煤气?
61.(23-24九年级上·湖南常德·期末)攀枝花日照丰富,为了节约能源,攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。已知某太阳能热水器储水箱内盛有50kg的水,在阳光照射下,水的温度从20℃升高到59℃,已知c=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)这些热量相当于完全燃烧多少煤气放出的热量。(q=3.9×103J/m3)
62.(23-24八年级下·河北张家口·期末)汽车是我们经常使用的代步工具,已知一汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶23km,此过程消耗了汽油3kg。
(1)计算完全燃烧3kg汽油,放出的热量为多少?()
(2)该车在以10m/s的速度匀速行驶时,牵引力的功率为,那么该汽车在这个过程受到的阻力为多少?
(3)该车的汽油机效率为多少?
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