12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化(作業(yè))（原卷版）

12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化一、單選題1．下列說法正確的是（）A．燃料的熱值與燃料燃燒情況無關(guān)B．容易燃燒的燃料的熱值一定大C．煤的熱值大于干木柴的熱值，燃燒煤放出的熱量比燃燒干木柴放出的熱量一定多D．1kg的煤的熱值是2kg煤的熱值的一半2．下列實(shí)驗(yàn)中，通過做功的方式改變物體內(nèi)能的是（）A．向飲料中加冰塊，飲料溫度降低B．盛夏，陽光曝曬路面，路面溫度升高C．寒冬，用熱水袋暖手，手感到溫暖D．用鋸鋸木頭，鋸條溫度升高3．關(guān)于的理解,下列說法中正確的是A．熱值與燃料完全燃燒放出的熱量成正比B．若燃料燃燒不充分時(shí)，熱值將減小C．當(dāng)燃料未燃燒時(shí),其熱值為零D．某種燃料的熱值大小與是否充分燃燒無關(guān)4．對(duì)于圖中所示的四幅圖，下列說法中正確的是（）A．甲圖中軟木塞飛出時(shí)，管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能減小，溫度下降B．乙圖中一定質(zhì)量的冰在熔化過程中，溫度升高，內(nèi)能增加C．丙圖中活塞向上運(yùn)動(dòng)是內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．丁圖中小朋友下滑時(shí)，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，機(jī)械能總量不變5．如圖所示的實(shí)驗(yàn)或機(jī)器均改變了物體的內(nèi)能，其中與另外三個(gè)改變內(nèi)能方法不同的是（）A．觀察水的沸騰 B．空氣推動(dòng)塞子時(shí)，內(nèi)能減少C．空氣被壓縮時(shí)內(nèi)能增大 D．內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程6．我們學(xué)習(xí)了熱機(jī)的相關(guān)知識(shí)，圖中是汽油機(jī)上作的四個(gè)沖程的示意圖，其中表示做功沖程的是（）A．B．C． D．7．小明用酒精燈將質(zhì)量為100g、初溫為20℃的水加熱到90℃（未沸騰），共燃燒了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的熱值為q=3107J/kg]。則（）A．水吸收的熱量是2.94×107J，效率為14%B．水吸收的熱量是2.94×104J，效率為14%C．水吸收的熱量是2.94×107J，效率為1.4%D．水吸收的熱量是2.94×104J，效率為1.4%8．汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可缺少的一部分，汽車多數(shù)采用汽油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)正確的順序是：丁甲丙B．甲沖程中的能量轉(zhuǎn)化是：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．丙沖程中存在的能量轉(zhuǎn)化是：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)D．依靠飛輪慣性完成的沖程是：乙、丙、丁沖程9．如圖為柴油機(jī)的四個(gè)沖程示意圖，但順序不對(duì)，下列相關(guān)說法不正確的是（）A．甲圖沖程中是吸氣沖程，吸進(jìn)氣缸的只有空氣B．乙圖沖程中燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，正確的順序是甲→丙→乙→丁D．若它的曲軸轉(zhuǎn)速是1800r/min，則每鐘對(duì)外做功15次10．如圖所示，甲、乙、丙三圖的裝置完全相同，燃料的質(zhì)量相同，燒杯內(nèi)液體的初溫與質(zhì)量也相同，不考慮熱量損失．下列選擇正確的是A．對(duì)比甲乙兩圖，如果燃料2的熱值較高，最終乙圖液體內(nèi)能較大B．對(duì)比甲丙兩圖，如果液體b比熱容比液體a大，那么要升高相同溫度，甲圖裝置需要時(shí)間較長C．對(duì)比乙丙兩圖液體最終升溫可以比較兩種液體的比熱容D．對(duì)比乙丙兩圖，如果液體b最終升溫較高，說明燃料1的熱值較大11．1964年人類制成了世界上第一盞用海浪發(fā)電的航標(biāo)燈，如圖所示是它的氣室示意圖。它是利用海浪上下起伏的力量將空氣吸入氣室，壓縮后再推入工作室，然后被壓縮的空氣推動(dòng)渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。下列說法正確的是（）A．當(dāng)K1關(guān)閉，K2開啟時(shí)，空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為海水的機(jī)械能B．當(dāng)K1關(guān)閉，K2開啟時(shí)，海水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能C．當(dāng)K1開啟，K2關(guān)閉時(shí)，空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為海水的機(jī)械能D．當(dāng)K1開啟，K2關(guān)閉時(shí)，空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械能12．活塞式打氣筒為自行車輪胎打氣的過程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)氣筒的筒壁發(fā)熱。筒壁發(fā)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生，有兩個(gè)方面的原因：a、打氣過程中活塞與筒壁之間不斷地克服摩擦做功使筒壁的內(nèi)能增加、溫度升高；b、打氣時(shí)活塞壓縮氣體做功使氣體的內(nèi)能增加，升溫的氣體通過熱傳遞使筒壁溫度升高。針對(duì)哪一個(gè)是主要原因問題，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：先測出打氣前筒壁的溫度為t0，再將打氣筒不與輪胎相連空打氣適量的n次后測出筒壁溫度為t1，待筒壁溫度恢復(fù)t0后，再將打氣筒與輪胎相連，在相同的時(shí)間內(nèi)打相同的n次后測出筒壁溫度為t2。下列相關(guān)說法中正確的一項(xiàng)是（）A．若t2＞t1說明a是主要原因 B．若t1＞t2說明a是主要原因C．若t2t0＞t1t0說明b是主要原因 D．若t2t1＞t1t0說明b是主要原因二、填空題13．長征五號(hào)運(yùn)載火箭在海南文昌首飛成功，正式拉開我國載人航天工程“第三步”任務(wù)的序幕。火箭使用液態(tài)氫作為燃料，主要利用液態(tài)氫的_______大；在加速升空的過程中，運(yùn)載火箭機(jī)械能_______（變大/變小/不變）。14．某電動(dòng)汽車的電源由7000節(jié)電池組成，每節(jié)電池質(zhì)量為，給該電源充電時(shí)，主要是將________能轉(zhuǎn)化成________能。該電源的能量密度為，則該電源存儲(chǔ)的電能為________J，這些電能與完全燃燒________kg汽油釋放的能量相等。（）15．如圖所示，甲、乙兩圖中的裝置完全相同。燃料1和燃料2的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)裝有質(zhì)量相同的同種液體。利用甲、乙兩圖比較不同燃料的熱值時(shí)，通過比較______就可比較兩種燃料燃燒放出熱量的大小。能不能根據(jù)液體吸收的熱量和燃料的質(zhì)量確定燃料的熱值？______，理由是______。16．某插秧機(jī)使用的是四沖程汽油機(jī)，如圖是汽油機(jī)的______沖程，如果該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3600r/min，則汽油機(jī)每秒鐘對(duì)外做功_______次；某次插秧機(jī)消耗汽油0.21kg，若這些汽油完全燃燒，被46kg、初溫為10℃的水全部吸收，則水溫升高到______℃。（q汽油=4.6×107J/kg、c水=4.2×103J/(kg·℃)）17．如圖1是汽油機(jī)的___________沖程，一臺(tái)四沖程汽油機(jī)每秒鐘做功20次，則它的飛輪轉(zhuǎn)速為___________r/min；某品牌汽車在某路段以1500N的恒定牽引力勻速行駛80km，牽引力做的功是___________J；如果發(fā)動(dòng)機(jī)將獲得的機(jī)械能用來推進(jìn)汽車行駛做功的效率為80%，汽車汽油機(jī)的能量流程圖如圖2所示，則此次運(yùn)行過程中需要完全燃燒___________kg的汽油（汽油的熱值為q=5.0×107J/kg）。18．小明一家駕車旅行，（1）加油時(shí)，聞到汽油味，說明分子在______；（2）圖示為車發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)沖程，其能量轉(zhuǎn)化情況是______；（3）若車的總質(zhì)量為1.5t，勻速直線行駛9km，所受阻力為車重的0.1倍，完全燃燒汽油1L，則1L汽油完全燃燒放出的熱量是______J，車所受牽引力是______N，車的工作效率是______%。（ρ汽油=0.8×103kg/m3；q汽油=4.5×107J/kg；g取10N/kg）19．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時(shí)繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變化的圖線，若在6min內(nèi)完全燃燒了0.2kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/（kg.℃），煤的熱值為3×107J/kg.煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量________J；在燒水過程中，________熱效率最高（選填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”），其值為________.20．(1)質(zhì)量為20kg的水，初溫20℃，現(xiàn)溫度升高50℃需要吸收熱量_____J，這些熱量如果完全由煤氣燃燒來提供，至少需_____kg的煤氣。（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值4.2×107J/kg）。(2)如圖所示是小李同學(xué)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下探究某物質(zhì)熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象，第6min時(shí)的內(nèi)能_____第8min時(shí)的內(nèi)能（選填“大于”、“等于”或“小于”）；該物質(zhì)在CD段的比熱容是AB段比熱容的_____倍（被加熱物質(zhì)的質(zhì)量和吸、放熱功率不變）。21．閱讀短文，回答問題。內(nèi)燃機(jī)是將燃料燃燒釋放出來的內(nèi)能，轉(zhuǎn)變成有用機(jī)械能的一種能量裝置。內(nèi)燃機(jī)中的燃料與空氣混合、燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓的工作氣體，推動(dòng)活塞通過連桿、曲軸箱向外輸出機(jī)械功，這一能量轉(zhuǎn)變過程完全在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部完成。內(nèi)燃機(jī)有熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，運(yùn)行維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)；世界上內(nèi)燃機(jī)的擁有量大大超過任何其他的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃機(jī)對(duì)燃料要求高，不能直接燃用劣質(zhì)燃料和固體燃料；因間歇換氣及制造的困難，單機(jī)功率的提高受到限制，現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的最大功率一般小于4萬千瓦，而蒸汽機(jī)的單機(jī)功率可以高達(dá)數(shù)十萬千瓦；內(nèi)燃機(jī)不能反轉(zhuǎn)，其工作過程中產(chǎn)生的噪聲和廢氣嚴(yán)重污染著環(huán)境。(1)內(nèi)燃機(jī)工作過程，將燃料燃燒釋放出來的__能，轉(zhuǎn)化為有用的__能。(2)蒸汽機(jī)__（選填“是”或“不是”）內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)的最大功率不超過__kW。(3)內(nèi)燃機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、熱效率高、__等優(yōu)點(diǎn)，不能反轉(zhuǎn)、不能直接燃用劣質(zhì)燃料和固體燃料等不足；工作過程中產(chǎn)生的__嚴(yán)重污染著環(huán)境。三、實(shí)驗(yàn)題22．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料及燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。比較不同物質(zhì)的比熱容，應(yīng)選擇___________兩圖的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；比較不同燃料熱值的實(shí)驗(yàn)中，同時(shí)點(diǎn)燃燃料后，需等待燃料___________（選填“燃燒相同時(shí)間”或“充分燃燒完畢”），然后通過觀察升高的溫度來比較兩種燃料熱值大小，實(shí)驗(yàn)過程是通過___________方式使液體內(nèi)能增加的。23．小明在“比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”實(shí)驗(yàn)中。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲、乙所示，燒杯盛入適量的水。(1)實(shí)驗(yàn)中除了酒精和碎紙片的質(zhì)量應(yīng)該相等之外還應(yīng)保持________相同（舉出一條即可）；(2)實(shí)驗(yàn)中通過比較_______來比較酒精和碎紙片燃燒放出的熱量不同；(3)根據(jù)表格中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知酒精和碎紙片這兩種燃料中，熱值較大的是_______。燃料加熱前的水溫/℃燃料燃盡后的水溫/℃酒精1535碎紙片152524．小明和小輝學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，他們一起設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究煤油和菜籽油的熱值的大小關(guān)系，他們組裝了如圖甲和乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果如表：(1)為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性，小明和小輝選擇了兩套完全相同的裝置，并且控制油的質(zhì)量以及水的質(zhì)量___________。但對(duì)于兩杯水的初溫他們的看法卻不同。請將下列他們的想法補(bǔ)充完整。燃料加熱前的水溫/℃燃料燃盡后水溫/℃煤油2544菜籽油2534①小輝認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中是直接用___________來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少。所以，實(shí)驗(yàn)中兩杯水的初溫可以不同。②小明認(rèn)為因?yàn)樘骄窟^程中他們采用了___________法，所以只有燃料的種類不同，其他因素都必須控制相同。如果兩杯水的初溫不同，那么水的蒸發(fā)快慢以及水與周圍環(huán)境的溫差都不相同，于是兩杯水的___________就不相同，就有可能會(huì)出現(xiàn)燃料燃燒放出的熱量多，而水吸收的熱量少、水溫變化低的情況。所以，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制水的初溫相同。(2)根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)記錄，你認(rèn)為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大是___________。25．小明用如圖所示裝置“比較a和b燃料的放熱本領(lǐng)”，實(shí)驗(yàn)中：(1)所需用來測量的工具除了溫度計(jì)、秒表之外還需要______；(2)實(shí)驗(yàn)前需要控制a和b燃料的______、燒杯中液體的______和______相同；(3)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)接觸了杯底，需適當(dāng)調(diào)節(jié)支架______（A/B）的位置；(4)實(shí)驗(yàn)中，在燃料燃燒時(shí)記錄燒杯中液體溫度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)描畫在坐標(biāo)圖中（如圖乙所示）。圖像中CD段表示燒杯中液體正在______（填物態(tài)變化名稱）；由圖像可知______（a/b）燃料的熱值較大；(5)小明把燒杯中液體吸收的熱量作為燃料放出的熱量來計(jì)算燃料的熱值，則計(jì)算結(jié)果偏______（大/?。?6．如圖甲所示，是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置，在兩個(gè)相同的燒杯中，分別裝有水和煤油，用相同的酒精燈分別對(duì)它們加熱相同的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄畫成圖象如圖乙：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保證水和煤油的__________（選填“質(zhì)量”或“體積”）相同，實(shí)驗(yàn)中選用相同的酒精燈對(duì)水和煤油加熱相同時(shí)間，水吸收的熱量__________（選填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的熱量；（2）對(duì)水和煤油加熱相同的時(shí)間后，可以觀察到水升高的溫度__________（選填“高于”、“等于”或“低于”）煤油升高的溫度；（3）實(shí)驗(yàn)表明，______（選填“水”或“煤油”）的吸熱能力更強(qiáng)，在物理學(xué)中，我們用比熱容這一物理量來描述物質(zhì)的這種特性，已知水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃），請根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算出煤油的比熱容是__________J/（kg?℃）；（4）小明又利用如圖丙所示的兩套相同裝置，分別在兩個(gè)燃燒皿中放入質(zhì)量相同的不同燃料，點(diǎn)燃后加熱質(zhì)量相等的水，通過比較燃料__________（選填“燃燒相同時(shí)間”或“全部燃燒”）后溫度計(jì)示數(shù)的變化，來判斷兩種燃料熱值的大小。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：根據(jù)表中數(shù)據(jù)，計(jì)算出碎紙片的熱值是__________J/kg。燃料加熱前水溫/℃燃料燃盡時(shí)水溫/℃燃料的熱值/J?kg1酒精25452.4×106碎紙片2535/27．為了比較兩種燃料的熱值，小明采用如圖甲所示的兩套完全相同的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，燒杯內(nèi)水的初溫和質(zhì)量相同，實(shí)驗(yàn)中忽略熱量的損失。(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)整鐵夾A的位置，其目的是使______（石棉網(wǎng)/溫度計(jì)）處于適當(dāng)?shù)母叨龋?2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制燃料燃燒的______（時(shí)間/質(zhì)量）相同，根據(jù)______比較燃料燃燒放出熱量的多少；(3)小明選用了燃料a和燃料b進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)燃料燃盡時(shí)，小明記下了各個(gè)時(shí)刻燒杯中水溫，繪制了圖乙的圖像，則可初步判斷燃料______的熱值大；(4)另一組的小華也用圖甲的兩套完全相同的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較燃料c和燃料d的熱值，并重新在燒杯內(nèi)加入初溫和質(zhì)量相同的水，在燃料燒完后也畫出了水的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示。燃料c在6min時(shí)水就沸騰了，造成水過早沸騰的原因可能是______。分析圖像可知燃料c燃燒10min放出的熱量______（大于/等于/小于）燃料d燃燒15min放出的熱量；(5)你認(rèn)為根據(jù)丙圖像______（能/不能）比較兩種燃料熱值的大小。28．為了比較兩種未知燃料的熱值以及兩種末知液體的比熱容的大小，小明同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖所示，甲、乙、丙三圖中裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)的液體初溫相同，當(dāng)燃料燃燒完時(shí)（燒杯內(nèi)的液體均未沸騰），立即讀取相應(yīng)溫度計(jì)的讀數(shù)，分別為T甲、T乙、T丙，且有T甲>T乙>T丙。（1）在實(shí)驗(yàn)中，三個(gè)燒杯中a、b液體的______（選填“質(zhì)量”或“體積”）必須相同；（2）比較不同液體的比熱容，應(yīng)選擇______兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)液體a的比熱容ca與實(shí)驗(yàn)液體b的比熱容cb相比，有ca______cb（選填“>”、“=”或“<”）；（3）比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇______兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)燃料1的熱值q1與實(shí)驗(yàn)燃料2的熱值q2相比，有q1______q2（選填“>”“=”或“<”）；（4）若在研究不同燃料熱值的實(shí)驗(yàn)中，記錄數(shù)據(jù)如下表：燃料加熱前液體溫度（℃）燃料燃盡時(shí)液體溫度（℃）燃料的熱值（J/kg）115352.4×10621525？根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算：完全燃燒10g燃料1放出的熱量為______J；燃料2的熱值是______J/kg，通過實(shí)驗(yàn)得到的燃料熱值與實(shí)際相比要偏______（填“大”或“小”），你認(rèn)為出現(xiàn)這種情況的主要原因是：______。四、計(jì)算題29．我國自主研制的“紅旗HQ3”無人駕駛汽車在某段平直公路上進(jìn)行測試，汽車以18m/s的速度勻速行駛了5min，消耗燃油0.3kg，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是1000N．已知燃油的熱值為4.5×107J/kg。試求：（1）消耗的燃油完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少？（2）汽車牽引力所做的功是多少？（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？30．據(jù)報(bào)導(dǎo)，上海一對(duì)父子在草坪上做“聚光”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果引燃大片草坪。受到行政處罰。當(dāng)時(shí)氣溫15℃陽光的強(qiáng)度800W/m2枯草的比熱容1.5×103J/（kg·℃）枯草的著火點(diǎn)415℃枯草的熱值7.5×106J/kg空氣的密度1.2kg/m3空氣的比熱容1.0×103J/（kg·℃）（1）他們用網(wǎng)面積為50cm2的透鏡正對(duì)陽光，將陽光聚焦在0.lg的枯草上，其他信息見右表，至少經(jīng)過多少時(shí)間可將枯草點(diǎn)燃？（2）若每1m2的草坪上有枯草40g，枯草燃燒產(chǎn)生的熱量有10%被近地面5cm內(nèi)的空氣吸收，則大片草坪燃燒后，近地面的這層空氣的平均氣溫可達(dá)多少°C？（不計(jì)枯草所占體積）五、綜合題31．小林的爸爸最近購買了一輛新型混合動(dòng)力汽車。小林通過測量獲得轎車以不同速度行駛時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離（即從