内容正文:
【第十四章内能的利用】第4节复习与提高
一、单选题
1.感恩,是中华民族的传统美德。小辉同学怀着一感恩的心为妈妈精心准备了一桌美食,同时感受到了劳动的辛苦和快乐。下列说法正确的是( )
A.高压锅里的水沸腾时,压力阀不断旋转其能量转化与热机的做功冲程相同
B.炒菜时,主要是通过做功的方式增加菜的内能
C.汤沸腾时比沸腾前的温度高,含有的热量多
D.锅一般都是用铁煅造的、主要是利用了铁的比热容较大的性质
2.有关能量守恒定律,下列说法中正确的是( )
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律
D.按照能量守恒定律,宇宙中的能量总和永远不会增减
3.对于图中所示的四幅图,下列说法中正确的是
A.甲图中软木塞飞出时,管内水蒸气的内能增加
B.乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在斥力
C.丙图中活塞向下运动是内燃机的做功冲程
D.丁图中小朋友下滑时,机械能转化为内能
4.如图所示,在试管内装适量的水,用软木寨塞住管口,加热一段时间后,软木塞就会被冲出去。以下对于各个过程的解释中错误的是( )
A.酒精燃烧;化学能转化为内能
B.试管内水温升高:燃烧产生的内能全部被水吸收
C.木塞被冲出去;水蒸气对木塞做功,木塞的机械能增加
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
5.小明用煤气灶给高压锅里的鸡汤煲汤时,进行了如下思考,其中正确的是( )
A.煤气燃烧越充分,其热值越大
B.鸡汤在沸腾过程中吸收热量,温度不变,内能也不变
C.煲鸡汤过程中,限压阀升起并转动,此过程内能转化为机械能
D.使用煤气灶时,燃料的热效率可以达到100%
6.下列说法中正确的( )
A.热机的功率大,热机效率一定高
B.柴油机的吸气冲程将燃料和空气的混合气体进入气缸,柴油机的效率一定比汽油机效率高
C.热机单位时间内消耗的燃料少,热机效率一定高
D.四冲程内燃机一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
7.北京国际汽车展览会于4月21-25日在北京中国国际展览中心新、老展馆同时拉开大幕.某人为了测试汽车发动机的效率,开车以60km/h的平均速度行驶了120km,用去汽油25L,已知汽油的密度为0.7×103kg/m3,热值为4.6×107J/kg,发动机的功率为32kW,则该汽车发动机的效率为( )
A.28.6% B.36.5% C.23.6% D.38%
8.探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示,把100g某种固体碾碎放入试管中,插入温度计,再将试管放在装有水的烧杯中加热(物质在相同时间内吸收的热量相等)。根据实验数据画出的图像如图乙所示,从开始加热到实验结束的10min内消耗4g酒精,酒精的热值3.0×107J/kg,这种物质的液态比热容c=1.5×103 J/(kg·℃),下列选项错误的( )
A.该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能
B.在AB段和BC段,该物质吸收的热量相同
C.该物质固态时的比热容为3.0×103 J/(kg·℃)
D.该装置能量的转化效率为50%
二、多选题
9.如图所示,用酒精灯给试管加热,试管口软木塞冲出的过程中,下列说法正确的是( )
A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气内能减小
B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C.瓶塞冲出的过程能量转化与内燃机压缩冲程能量转化相同
D.加热水的过程是通过热传递的方式改变水的内能
10.下列说法中正确的是( )
A.走进花店,淡淡的花香沁人心脾,表明分子在不停地做无规则运动
B.液体蒸发时要吸收热量,天气炎热时向地面洒些水可感到凉爽
C.塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上,是因为分子间存在着吸引力
D.煤的热值比干木柴的大,煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
11.如图所示,活塞和厚玻璃筒里密闭着一段空气柱,在玻璃筒内放有一小团硝化棉。把活塞迅速压下去,硝化棉会燃烧起来。关于这个实验,下列说法中正确的是( )
A.空气能被压缩,说明空气分子之间存在间隙
B.活塞向下运动时,筒内空气内能变大
C.活塞迅速压下去时,是把机械能转化为内能
D.压缩活塞时,能量转化方式与热机的做功冲程相同
12.一台四冲程内燃机转速为600转/分,则说法不正确的是( )
A.每分钟做功100次,共有600个冲程
B.每分钟做功200次,共有200个冲程
C.每秒做功20次,共有10个冲程
D.每秒做功5次,共有20个冲程
13.下列有关热现象说法正确的是( )
A.1kg酒精比1g酒精的热值大
B.夏日荷塘里荷花盛开,花香四溢说明分子在不停地做无规则运动
C.用锯条锯木板,锯条的温度升高是由于锯条从木板中吸收了热量
D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较大
14.关于热现象,下列说法不正确的是( )
A.温度越高的物体所含有的热量越多
B.内燃机的做功冲程将内能转化为机械能
C.汽车驶过后灰尘飞舞,不能说明分子在不停地做无规则运动
D.热胀冷缩的常识告诉我们,物体温度升高时,体积一定变大
15.关于如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.胶塞冲出时看到“白气”说明物体对外做功内能增加
B.“白气”是水蒸气液化生成,说明物体对外做功内能减小
C.胶塞冲出时看到“白气”这个过程中内能转化为机械能
D.酒精灯燃烧的过程,内能转化为化学能
16.用相同的酒精灯加热初温相同(未知)、质量均为100g的甲、乙两种液体,已知68min消耗酒精的质量为0.4g,它们的温度随时间变化的图像如图,甲、乙单位时间吸收的热量相等,甲的比热容c甲=2×103J/(kg•℃),酒精的热值q酒 =3×107J/kg(单位时间消耗酒精的质量相同)。下列说法正确的是( )
A.甲液体的沸点为80℃,乙液体的沸点为40℃
B.68min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3%
C.甲、乙两种液体的初温都是0℃
D.乙液体的比热容c乙=4×103J/(kg•℃)
三、填空题
17.酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是 ,酒精的比热容是 2.4×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是 。
18.植物通过光合作用将太阳能转化为 能.资料显示,在地球上阳光充足的地方1m2的面积上每年将获得的太阳能可达4.2×109 J,这些能量相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量(焦炭的热值为3.0×107 J/kg).
19.小明家使用太阳灶烧水,某次用太阳灶将、的水加热到,那么这些水吸收的热量为 ;若使用木柴加热这些水,假设木柴完全燃烧放出的热量有被水吸收,则需要木柴的质量为 。
20.指出下列过程中的能量转化:
(1)气体膨胀做功 ; (2)燃料燃烧 .
21.汽油机是汽车的“心脏”,汽油机在工作过程中将机械能转化为内能的冲程是 冲程;汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热量带走,这是利用水 的特性;一单缸四冲程汽油机,飞轮转速为3000r/min,则1s对外做功 次。
22.如图所示是一台单缸四冲程汽油机的 冲程,在这个过程中将 能转化为内能。尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,燃料的热值 (选填“越低”、“越高”或“不变”)。
23.一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶,卡车的牵引力为1.0 104N。卡车行驶1min后发动机做的功是 J,发动机做功的功率为 。
24.如图A所示,迅速来回拉动绳子,可以看到塞子被顶出,塞子被顶出过程的能量转化相当于B图中的 (甲/乙/丙/丁)冲程能量转化过程。若B图中的四缸四冲程柴油机中某一缸的各参数如图C所示,1s内该缸对外做功 次,在每个做功冲程里该单缸对外做功 J,若该冲程消耗柴油0.0625g,理论上该冲程的热机效率为 %。()
25.太阳能供暖蓄热系统由集热、蓄热和供暖三部分组成,其基本工作过程如图所示。为便于计算,工作过程和相关数值均做了简化处理,如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。若一天光照时长为10h,集热板的光热转化效率为60%,集热板中的水获得的内能一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖,另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),水的密度为1.0×103kg/m3。则该蓄水箱的容积至少是 m3;假设用户采用地暖供热,根据地暖供热标准,用户的进水温度不低于40℃,若这一天持续供暖结束后,蓄水箱水温为48℃,接下来为连续阴雨天气,通过计算,蓄水箱储存的内能 (选填"能”或“不能”)为用户按标准持续供暖3天。
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量
集热板面积
蓄水箱全天持续供暖输出能量
(含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失)
3×106J
4×104m2
1.74×1011J
四、实验探究题
26.小明和小辉学习了燃料的热值后,他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图1和2所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料
前后温度
煤油
菜籽油
加热前的水温/℃
25
25
燃料燃尽后的水温/℃
44
34
(1)为了保证实验结论的可靠性,小明和小辉选择了两套完全相同的装置,并且控制油的质量以及水的质量相同。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整:
①小辉认为实验中是直接用 来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以,实验中两杯水的初温可以不同;
②小明认为因为探究过程中他们采用了 法,所以只有燃料的 不同,其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同,那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同,于是两杯水的 就不相同,就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多,而水吸收的热量少、水温变化小的情况。所以,实验时必须控制水的初温相同;
③你认为 (小明/小辉)的想法更合理;
(2)根据他们的实验记录,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大是 ;
(3)小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。并由记录的数据,利用公式Q吸=cm(t﹣t0)计算出了水吸收的热量。小辉想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是 的(可靠/不可靠)。
27.如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示。同组的同学立即指出了其中的问题,你认为问题是 ;实验中选用相同电加热器的目的是:使水和煤油在相同时间内 ;
(2)纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断冬季取暖应选用物质 (选填或);
(3)给质量同为的液体甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图丙所示,据此判断液体甲的比热容为 ;
(4)为了比较酒精和碎纸片的热值,江涛设计了如图丁所示实验,实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外,还有控制相同的量有:水的质量、酒精和碎纸片的 (选填“体积”或“质量”)。实验通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少;
(5)在这两个实验中都用到的研究方法为 (写出任意一种)。
28.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是m1=20g,烧杯内的液体质量相同均为m2=0.1kg。
(1)若比较不同燃料的热值
①应选择 两图进行实验
②燃料完全燃烧放出热量的多少,是通过 来反映的
③若甲图烧杯中为水,燃料完全燃烧可使温度计示数升高30℃,本实验根据公式qm1=cm2△t,计算出燃料的热值比其标准值 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2)若比较不同物质吸热升温的特点
①应选择 两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过 来反映的
五、作图题
29.如图甲所示是内燃机的吸气冲程的示意图,图甲中画出了吸气冲程进气门、排气门的开闭情况与活塞的运动情况。请在图乙中用“”表示阀门,画出压缩冲程进气门、排气门的开闭情况,用“↑”或“↓”表示活塞运动方向,画出压缩冲程活塞的运动情况。
30.如图甲所示,这是四冲程汽油机的吸气冲程示意图,请在图乙中画出做功冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。
六、计算题
31.“运20”是我国自主研发的大型运输机,并已换装了性能更好的国产发动机。若“运20”在高空中飞行时,以200m/s的速度沿水平方向匀速航行1h,需要燃烧航空煤油4800kg,已知飞机发动机所做的有用功为1.152×1011J,航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg。则在这1h内:
(1)航空煤油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)该发动机的热机效率是多大?
32.小刚同学和家人在郊外野餐时用木炭烧水,铁锅内装有5L水,把水从30℃加热至98℃,已知水的比热容为 。木炭的热值为3.4×107J/kg,它燃烧放出的热有10%被水吸收,已知 。求:
(1)水的质量;
(2)在这个过程中水吸收的热量;
(3)在这个过程中燃烧的木炭质量。
七、综合题
33.国产某品牌插秧机,使用四冲程汽油机;
(1)如果该汽油机飞轮的转速是60r/s,则汽油机每分钟对外做功 次;
(2)某段时间插秧机消耗汽油0.21kg,若这些热量完全被25kg初温15℃的水吸收,则一个标准大气压下水温升高 ℃;[q汽油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)若该插秧机的效率为20%,年平均消耗汽油4200kg,如果将效率提高了1%,则一年可以节约 kg的汽油。
34.我国自主研制的某新型航空飞机,它的热效率和推进效率都较高。所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃结产生的内能之比,而推进效率则是指发动机对飞机的推力所做的功与发动机获得的机械能之比。已知飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系如表。若某次航行中飞机以的水平速度匀速巡航0.5h,需要完全燃烧热值为的燃油1080kg。分析并完成以下问题:
速度
100
200
300
400
500
阻力
(1)飞机在这次匀速巡航的过程中,推力做功的功率。
(2)1080kg燃油完全燃烧释放的热量。
(3)若发动机的推进效率为60%,则发动机获得的机械能为多大 ?发动机的热效率为多大?
(4)分析:飞机水平匀速巡航时,发动机的推力随着巡航速度的变大而 ;动能 、机械能 (均选填“变大”“变小”或“不变”)(忽略燃油的消耗对飞机质量的影响)。
答案
1.【答案】A
【解析】【解答】A.高压锅里的水沸腾时,压力阀不断旋转,是将内能转化为机械能,与热机的做功冲程相同,A符合题意;
B.炒菜时,主要是通过热传递的方式增加菜的内能,B不符合题意;
C.汤沸腾时比沸腾前的温度高,内能大,热量是一个过程量,不能说含有的热量,C不符合题意;
D.锅一般都是用铁煅造的、主要是利用了铁的比热容较小的性质,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】内能对外做功时,将内能转化为机械能;温度不同的物体,通过热传递改变内能;热量是热传递时能量的变化量;金属的导热性强。
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】C
【解析】【解答】A.热值是燃料本身的一种性质,与燃料种类有关,与是否充分燃烧无关,A不符合题意;
B.鸡汤在沸腾过程中吸收热量,温度不变,内能增大,B不符合题意;
C.限压阀升起并转动,此过程水蒸气的内能转化为限压阀的机械能,C符合题意;
D.因为燃料不可能充分燃烧,燃料燃烧放出的热量也不可能被完全吸收,所以燃料的热效率不可能达到100%,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】能量是守恒的,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式,做功可以改变物体的内能,气体对外界做功物体的内能减小,转化为气阀的机械能。
6.【答案】D
【解析】【解答】AC. 热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,功率是表示物体做功快慢的物理量,效率与热机单位时间内消耗的燃料多少无关,AC不符合题意;
B. 柴油机的吸气冲程是将空气吸入气缸,燃料是从喷油嘴喷入气缸,汽油机的吸气冲程是将燃料和空气的混合物吸入气缸,B不符合题意;
D. 四冲程内燃机的做功冲程为主要冲程,其它三冲程为辅助冲程,靠飞轮惯性完成,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】汽油机的做功冲程中内能做功,其它冲程靠惯性完成;功率表示做功的快慢,效率表示有用功和总功的比值。
7.【答案】A
【解析】【解答】汽车行驶的速度:v=60km/h,汽车行驶时间:v= ;
t= =2h=7200s,
发动机对汽车做的功:W=Pt=32×103W×7200s=2.304×108J,
汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=ρvq=0.7×103kg/m3×25×10−3 m3×4.6×107J/kg=8.05×108J,
汽车发动机的效率:η= =28.6%.
故答案为:A.
【分析】路程和速度的比值计算时间,利用功率和时间的乘积计算有用功,根据密度和体积的乘积计算质量,质量和热值的乘积计算燃烧放出的热,结合有用功和总热的比值计算热机效率。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,3至6min,物质吸热但温度保持50℃不变,故该物质是晶体,在熔化的过程中,吸收热量,但温度不变,内能变大,即该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能,A正确,不符合题意;
B.由于用同一个热源加热,在相同时间内,物质吸收的热量是相同的,从开始加热(A点)到开始熔化(B点)用时3分钟,晶体熔化的时间(BC段)用时也是3 min,所以,在AB段和BC段该物质吸收的热量相同,B正确,不符合题意;
C.AB段为固态,CD段为液态,固态加热的时间为3min,液态加热的时间2min。用相同的热源加热,在相同的时间内吸收的热量是相同的,即AB段为吸热是CD段的1.5倍,Q固=1.5Q液 ①
AB段升高的温度为
CD段升高的温度为
根据 ,结合①,则有
该物质固态时的比热容为
C正确,不符合题意;
D.CD段(加热2 min)吸收的热量为Q液=cm(t﹣t0)=1.5×103J/(kg·℃)×0.1kg×40℃=6×103J
由图可知从开始加热到实验结束共用10min,故从开始加热到实验结束该物质吸收的热量
4g酒精完全燃烧放出的热量Q放=m酒精q=0.004kg×3.0×107J/kg=1.2×105J
这种装置能量的转化效率
D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体吸收热量后,内能增大;相同的加热器,加热时间相同,物体吸收的热量相同;根据物体吸收热量相同,结合比热容的关系,计算未知液体的比热容;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量;根据燃料的质量和热值的乘积计算放出的总热;根据吸收的热量和总热的比值,计算热效率。
9.【答案】A,B,D
10.【答案】A,B
【解析】【解答】A. 走进花店,淡淡的花香沁人心脾,是花的香味分子扩散到了空气中,表明分子在不停地做无规则运动,A符合题意;
B. 液体蒸发时要吸收热量,天气炎热时向地面洒些水,水蒸发要吸收热量,可感到凉爽,B符合题意;
C. 挤出吸盘内的空气,是大气压把吸盘紧紧地压在玻璃上,C不符合题意;
D. 煤的热值比干木柴的大,不一定煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多,因为热量多少还要看它们的质量,D不符合题意。
故答案为:AB.
【分析】分子动理论的内容是:(1)物质由分子组成的,分子间有空隙;(2)一切物体的分子都永不停息地做无规则运动;(3)分子间存在相互作用的引力和斥力.
汽化:物质从液态变为气态的过程叫汽化,汽化的方式有蒸发和沸腾.都要吸热.
大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等.
利用Q=mq分析.
11.【答案】A,B,C
【解析】【解答】 A、筒内空气很容易就被压缩,说明空气分子之间存在间隙,故A正确;
B、把活塞迅速压下去,此时活塞对筒内的空气做功,筒内空气的内能变大,故B正确;
C、温度升高,空气分子的热运动加剧,是机械能转化为内能,故C正确;
D、通过做功的方式改变筒内空气的内能;此过程相当于四冲程汽油机的压缩冲程,故D错误。
故选: ABC。
【分析】 (1)构成物质的分子间存在间隙, 空气能被压缩是因为是分子间有间隙,压强增大,分子间间隔变小。
(2) 做功和热传递是改变内能的两种方式 。
(3) 做功冲程指的是在发动机内部将燃料的内能转化为机械能的过程。
12.【答案】A,B,C
13.【答案】B,D
【解析】【解答】A.热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,与质量无关,所以,1kg酒精和1g酒精的热值相等,A不符合题意;
B.花香四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,B符合题意;
C.用锯条锯木板时,通过做功改变了锯条的内能,使它内能增大,温度升高,C不符合题意;
D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较大,和相同质量的其它物体相比,升高相同温度,可以吸收更多热量,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,与质量无关。
扩散:不同物质相互接触,彼此进入对方现象。说明一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。
物体对外做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大。
水的比热容较大,常用作冷却剂。
14.【答案】A,D
【解析】【解答】A.热量是一过程量,描述它的术语是”吸收“和”放出“,不能用含有,A错误,符合题意;
B.在内燃机的四个冲程中,做功冲程将内能转化为机械能,B正确,不符合题意;
C.汽车驶过后灰尘飞舞,是固体颗粒的机械运动,不是分子的运动,C正确,不符合题意;
D.水在温度低于4℃时,物体温度升高时,体积会变小,D错误,符合题意。
故答案为:AD。
【分析】热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量。
内燃机的做功冲程是内能转化为机械能的过程。
机械运动是宏观上的物体的运动,分子运动是微观上的,肉眼看不见的运动。
水在温度低于4℃时,会热缩冷涨。
15.【答案】B,C
16.【答案】A,B,C
17.【答案】表示1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J;质量为1kg的酒精温度升高1℃所吸收的热量为2.4×103J
【解析】【解答】酒精的热值是3.0×107J/kg,物理意义是:表示1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J,酒精的比热容是 2.4×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:质量为1kg的酒精温度升高1℃所吸收的热量为2.4×103J。
【分析】根据热值的概念、比热容的概念解答。
18.【答案】化学;140
【解析】【解答】植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能;根据能量,计算燃料的质量为。
【分析】光合作用将太阳能转化为化学能;根据热量,利用,计算燃料的质量。
19.【答案】;
【解析】【解答】根据热量计算公式Q=cmΔt可知,、的水加热到,水吸收的热量 Q= 4.2×103J/(kg℃)×100kg×70℃=2J; 木柴完全燃烧放出的热量有被水吸收, 所以木柴完全燃烧的热量Q=2.94×108J,根据Q=mq可知m=
综上 第1空、2.94×107; 第2空、 24.5
【分析】热量的计算:公式为Q=cmΔt,题目中水的质量为100kg,温度变化量为70℃,据此计算水吸收的热量;热值的计算:公式为Q=mq,具体可知Q=2.94×108J,据此计算需要燃料的质量。
20.【答案】内能转化为机械能;化学能转化为内能
【解析】【解答】(1)气体膨胀做功时,消耗了气体的内能,使物体获得机械能,实现内能转化为机械能;
(2)燃料燃烧时,消耗了燃料的化学能,获得了内能,将化学能转化为内能。
【分析】(1)气体对外做功,内能转化为机械能;
(2)燃料燃烧,化学能转化为内能。
21.【答案】压缩;比热容大;25
22.【答案】压缩,机械,不变
23.【答案】1.2 107;2 105W
【解析】【解答】由 知道,卡车通过的距离为
在这段时间内卡车牵引力所做的功 卡车的牵引力做功的功率
【分析】利用速度和时间的乘积计算路程,根据力和距离的乘积计算功的大小,功和时间的比值计算功率。
24.【答案】乙;25;1000;40
25.【答案】1.3×104;不能
26.【答案】(1)水温升高的多少;控制变量;种类;散热;小明
(2)煤油
(3)不可靠
【解析】【解答】(1)①水吸收热量后温度的变化,与吸热的多少及质量有关,所以还要控制两杯水的质量相等;质量相同的水,温度变化越大,说明吸收热量越多,所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。
②要探究不同燃料热值的大小,应使其它条件相同,只有燃料的种类不同,即用到控制变量法;根据热传递的条件,水温与周围环境温度相差越大,越容易发生热传递,若水的初温不同,便可造成水的散热情况不同,所以实验中应控制水的初温相同。
③由上分析知,小明的分析更加合理。
(2)根据表格中数据,相同质量的两种燃料燃烧完后,使用煤油加热的水温升高较大,说明煤油放出的热量较多,即煤油的热值较大。
(3)在实验过程中,燃油不可能完全燃烧,且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收,同时水也会向外散热,所以不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量,计算结果不准确。
【分析】(1)(2)比较不用燃料的热值,需要控制燃料的质量相同即可;通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少,故要控制烧杯内的液体质量相同;烧杯内的液体温度升高的越多,说明燃料释放的热量越多,燃料的热值越大;
(3)燃料释放的热量不能被水完全吸收掉,故计算得到的热值偏小。
27.【答案】未控制水和煤油的质量相同;吸收相等的热量;a;;质量;升高的温度;控制变量法(转换法)
28.【答案】(1)甲、丙;相同质量的同种液体温度升高的高低;偏小
(2)甲、乙;加热时间
【解析】【解答】解:(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,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、丙两图进行实验;由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收,使得实验得到的燃料热值偏小;(2)为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲、乙两图进行实验;根据转换法,不同物质吸热的多少是通过 加热时间来反映的。
故答案为:(1)①甲、丙;②相同质量的同种液体温度升高的高低;③偏小;(2)①甲、乙;②加热时间。
【分析】此类问题中欲比较的量不能相同,否则无法比较,而其余量要相同,控制变量法的思想,这是我们解决此类问题的理论基础。
29.【答案】
【解析】【解答】根据图像,甲中进气门打开,排气门关闭,是吸气冲程;下个是压缩冲程,两个气门都关闭,活塞向上运动,如图所示:
【分析】四冲程内燃机吸气、压缩、做功、排气四个冲程,根据气门状态,活塞方向,判断冲程。
30.【答案】
31.【答案】(1)1.92×1011J;(2)60%
32.【答案】(1)解:由密度公式 得
答:水的质量为5kg;
(2)解:水吸收的热量
答:在这个过程中水吸收的热量是 ;
(3)解:由 可得木炭燃烧放出的热量
由 可得,用掉木炭的质量
答:在这个过程中燃烧的木炭质量是0.42kg。
【解析】【分析】(1)根据物体的密度和体积的乘积计算质量;
(2)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;
(3)利用吸收的热量和热效率的比值计算总热,利用热量和热值的比值计算燃料的质量。
33.【答案】1800;57.5;200
34.【答案】;;;;变大;不变;不变
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