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文檔簡介
專題05內能及內能的利用
思維導圖
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放熱時:At?tc-t
方式J熱傳遞是內跪的轉移
知識掩理
考點一分子熱運動
知識點一:物質的構成
1.一切物質都是由分子或原子組成的,分子之間有間隙。
2.組成物質的分子或原子具有物質的基本性質。
知識點二:分子熱運動
1.分子熱運動:一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則運動,這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動。
2.擴散現象:
(1)定義:不同物質在相互接觸時,彼此進入對方的現象。
(2)擴散現象說明:
①一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動;
②分子之間有間隙。
(3)固體、液體、氣體都可以發(fā)生擴散現象,只是擴散的快慢不同,氣體間擴散速度最快,固體間擴
散速度最慢。
(4)汽化、升華等物態(tài)變化過程也屬于擴散現象。
(5)擴散速度與溫度有關,溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈,擴散越快。由于分子的運動跟溫度有
關,所以這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動。
知識點三:分子間的作用力
1.分子之間存在著相互作用力
(1)分子之間的引力和斥力同時存在,處于正常狀態(tài)的固態(tài)物質分子間的引力與斥力基本平衡,分子
在其平衡位置附近振動。
(2)物體受到拉伸時,分子間距離變大,分子間引力更為顯著。
(3)當物體受到壓縮時,分子間距離變小,分子間斥力作用更為顯著。
考點二內能
知識點一:內能
1.定義:物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和,叫做物體的內能。
5.影響物體內能大小的因素:
(1)溫度:在物體的質量、材料、狀態(tài)相同時,物體的溫度升高,內能增大,溫度降低,內能減?。?/p>
反之,物體的內能增大,溫度卻不一定升高(例如晶體在熔化的過程中要不斷吸熱,內能增大,而溫度卻
保持不變),內能減小,溫度也不一定降低(例如晶體在凝固的過程中要不斷放熱,內能減小,而溫度卻保
持不變)。
(2)質量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質量越大,物體的內能越大。
(3)材料:在溫度、質量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內能可能不同。
(4)存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內能也可能不同。
知識點二:改變物體內能的方法:做功和熱傳遞
方式實質發(fā)生條件實例聯系
存在溫度差[高溫一低溫
燒水煮飯、熱水袋取暖、烤
熱傳遞能量的一轉移(高溫物體內能減小,低
火、曬太陽等
溫物體內能增大)]
做功和熱傳遞在改變物體
外界對物體做功(物體內
內能與其他鉆木取火、搓手取暖、滑梯內能上是等效的
能增大)或物體對外界做
做功形式能的轉下滑時臀部發(fā)熱、摩擦生熱、
功(物體內能減?。C械
化鋸條鋸木頭鋸條發(fā)燙等
能口內能)
(1)做功:
做功可以改變內能:對物體做功物體內能會增加(將機械能轉化為內能)。
物體對外做功物體內能會減少(將內能轉化為機械能)o
做功改變內能的實質:內能和其他形式的能(主要是機械能)的相互轉化的過程。
如果僅通過做功改變內能,可以用做功多少度量內能的改變大小。
(2)熱傳遞:
定義:熱傳遞是熱量從高溫物體傳到低溫物體或從同一物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。
熱量:在熱傳遞過程中,傳遞內能的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。(熱量是變化量,只能說“吸
收熱量”或“放出熱量”,不能說“含”、“有”熱量?!皞鬟f溫度”的說法也是錯的。)
熱傳遞過程中,高溫物體放出熱量,溫度降低,內能減少;低溫物體吸收熱量,溫度升高,內能增加;
拓展知識點:內能的理解
(1)內能是指物體的內能,不是分子的內能,更不能說內能是個別分子和少數分子所具有的。內能是
物體內部所有分子共同具有的動能和勢能的總和,所以,單純考慮一個分子的動能和勢能是沒有現實意義
的。
(2)任何物體存任何情況下都有內能。
(3)內能具有不可測性。只能比較物體內能的大小,不能確定這個物體具有的內能究竟是多少,因為內
能是物體的所有分子具有的總能量,宏觀量度比較困難。
(4)一切物體都具有內能。一個物體溫度越高內能越大。我們易誤認為“0℃”的物體沒有內能。
拓展知識點:內能的應用
(1)利用內能來加熱:實質是熱傳遞。
(2)利用內能來做功:實質是內能轉化為機械能。
考點三比熱容
知識點一:比熱容
(1)定義:單位質量的某種物質溫度升高(或降低)1℃時吸收(或放出)的熱量。
比熱容用符號c表示,它的單位是焦每千克攝氏度,符號是J/(kg?℃)
比熱容是表示物體吸熱或放熱能力的物理量。
(2)物理意義:水的比熱容c水=4.2X103j/(kg?。0),物理意義為:1kg的水溫度升高(或降低)1℃,
吸收(或放出)的熱量為4.2X103J。
(3)比熱容是物質的一種特性,比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關,,與質量、體積、溫度、密度、
吸熱放熱、形狀等無關。
(4)比較比熱容的方法:
①質量相同,升高溫度相同,比較吸收熱量多少(加熱時間):吸收熱量多,比熱容大。
②質量相同,吸收熱量(加熱時間)相同,比較升高溫度:溫度升高慢,比熱容大。
(5)比熱容的應用
1.比熱容的大小與物質的種類和物質的狀態(tài)有關。不同物質的比熱容一般不同。同種物質在同一狀態(tài)下,
比熱是一個不變的定值。如果物質的狀態(tài)改變了,比熱容的大小隨之改變,如水變成冰。
2.水的比熱容較大。這就意味著,在同樣受熱或冷卻的情況下,水的溫度變化要小些。水的這個特征對
氣候的影響很大。在受太陽照射條件相同時,白天沿海地區(qū)比內陸地區(qū)溫度升高的慢,夜晚沿海地區(qū)溫度
降低也少。所以一天之中,沿海地區(qū)溫度變化小,內陸地區(qū)溫度變化大。在一年之中,夏季內陸比沿海炎
熱,冬季內陸比沿海寒冷。
水比熱容大的特點,在生產生活中也經常利用。如汽車發(fā)動機、發(fā)電機等機器,在工作時要發(fā)熱,通
常要用循環(huán)流動的水來冷卻。冬季也常用熱水取暖。
知識點二:熱量的計算公式
(1)溫度升高時用:
Qt^=cm(/—Zo)
c=。吸
mCt—to)
c(Lftj)
+1
cm0
吸
to=tQ
cm
(2)溫度降低時用:
0放=(/o—t)
C=—如—
m(壽一,)
c
to=O^L+t
cm
+—+0放
t—to-----
cm
(3)只給出溫度變化量時用:
Q=cm/\t
Q
c=--
mA/
Q
m=~^
c/\t
△z=2
cm
Q—熱量一焦耳(J);c—比熱容一焦耳每千克攝氏度(J/(kg?℃));m—質量一千克(kg);t—末溫一
攝氏度(℃);m一初溫一攝氏度(℃)
由公式。=c加△,可知:物體吸收或放出熱量的多少是由物體的比熱容、質量和溫度變化量這三個因素
決定的。
考點四熱機
知識點一:熱機
定義:熱機是利用內能來做功,把內能轉化為機械能的機器。
熱機的種類:蒸汽機、內燃機(汽油機和柴油機)、汽輪機、噴氣發(fā)動機等
知識點二:內燃機
1.汽油機
(1)汽油機的構造:氣缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、火花塞。
火花塞
進Q出門
汽缸一怖自不連桿
曲軸
(2)汽油機的工作過程:吸氣、壓縮、做功、排氣。
吸氣壓縮做功排氣
吸氣沖程。進氣門打開,排氣門關閉,活塞由氣缸最上端向下運動,汽油和空氣的混合物從進氣門被
吸入氣缸。當活塞運動到最下端時,進氣門關閉。
壓縮沖程。進氣門和排氣門都關閉,活塞由氣缸的最下端向上運動,燃料混合物被壓縮,氣缸內溫度
升高,氣壓增大。
做功沖程。在壓縮沖程結束后,火花塞產生電火花,點燃燃料混合物。燃料混合物劇烈燃燒,產生高
溫、高壓燃氣,推動活塞向下運動,并通過連桿驅使曲軸轉動。
排氣沖程。進氣門關閉,排氣門打開,活塞從氣缸最下端向上運動,把廢棄排出氣缸,為下一個循環(huán)
做好準備。
2.柴油機
(1)柴油機的構造:氣缸、活塞、連桿、曲軸、進氣門、排氣門、噴油嘴。
(2)柴油機的工作過程:吸氣、壓縮、做功、排氣。
吸氣沖程。進氣門打開,排氣門關閉,活塞由氣缸最上端向下運動,空氣從進氣門被吸入氣缸。當活塞
運動到最下端時,進氣門關閉。
壓縮沖程。進氣門和排氣門都關閉,活塞由氣缸的最下端向上運動,燃料混合物被壓縮,氣缸內溫度升
高,其溫度超過柴油的燃點。
做功沖程。在壓縮沖程結束后,由噴油嘴向氣缸內噴射霧狀的柴油,這些柴油在氣缸內高溫的空氣中劇
烈燃燒,產生高溫、高壓燃氣,推動活塞向下運動,并通過連桿驅使曲軸轉動。
排氣沖程。進氣門關閉,排氣門打開,活塞從氣缸最下端向上運動,把廢棄排出氣缸,為下一個循環(huán)做
好準備。
知識點二:內燃機的理解
1.內燃機:內燃機活塞在汽缸內往復運動時,從氣缸的一端運動到另一端的過程,叫做一個沖程。
四沖程內燃機包括四個沖程:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。
2.內燃機的工作原理:
(1)汽油機和柴油機的工作原理:汽油或柴油在氣缸里燃燒時生成高溫高壓的燃氣,用來推動活塞做
功?;钊ㄟ^連桿使內燃機的飛輪轉動,從而帶動其他機械轉動。
(2)活塞在氣缸內往復運動,從氣缸的一端運動到另一端的過程,叫做一個沖程。
(3)在一個工作循環(huán)中,汽缸內的活塞往復兩次,曲軸轉動兩周。
(4)四個沖程中只有做功沖程燃氣對外做功,其他三個沖程都是靠飛輪慣性完成的。
(5)一個工作循環(huán)有兩次能量轉化,在壓縮過程中,機械能轉化為內能,在做功過程中,內能轉化為
機械能。
^知識點三:熱值
燃料燃燒,使燃料的化學能轉化為內能。
(1)定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。用符號q表示。
單位:固體燃料的熱值的單位是焦耳每千克(J/kg)、氣體燃料的熱值的單位是焦耳每立方米(J/nP)。
熱值是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關,與燃料的形態(tài)、質量、體積、是否完全燃燒等無
關。
(2)公式:
①m=Qq=2
qm
Q—放出的熱量一焦耳(J);q—熱值一焦耳每千克(J/kg);m一燃料質量一千克(kg)。
?Q=qVq=Q
qv
0一放出的熱量一焦耳(J);4一熱值一焦耳每立方米(J/m3);/一燃料體積一立方米(m3)。
(3)物理意義:
酒精的熱值是3.0Xl()7j/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0X107J。
煤氣的熱值是3.9X107j/m3,它表示:lm3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9X107J。
考點五熱機的效率
1.影響燃料有效利用的因素:一是燃料很難完全燃燒,二是燃料燃燒放出的熱量散失很多,只有一小
部分被有效利用。
2.有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末狀、用空氣吹進爐膛(提高燃燒的完全程度);以較強的氣
流,將煤粉在爐膛里吹起來燃燒(減少煙氣帶走的熱量)。
3.熱機的效率:熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。熱機的
效率是熱機性能的一個重要標志,與熱機的功率無關。
4.公式:°總。點=金效。百。點〃
n
由于熱機在工作過程中總有能量損失,所以熱機的效率總小于lo
5.熱機能量損失的主要途徑:廢氣內內、散熱損失、機器損失。
6.提高熱機效率的途徑:
(1)使燃料充分燃燒,盡量減小各種熱量損失;
(2)機件間保持良好的潤滑,減小摩擦。
(3)在熱機的各種能量損失中,廢氣帶走的能量最多,設法利用廢氣的能量,是提高燃料利用率的重
要措施。
7.常見熱機的效率:蒸汽機6%?15%、汽油機20%?30%、柴油機30%?45%
內燃機的效率比蒸汽機高,柴油機的效率比汽油機高。
考點六能量轉換和守恒
1.能量:能量存在多種形式,如機械能、內能、電能、化學能、光能、核能等.
2.能量的轉化:在一定條件下,各種形式的能量是可以相互轉化的(如圖).
蓄電池放電
3.能量守恒定律:能量既不會憑空消失,也不會憑空產生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者
從一個物體轉移到其他物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變.
4.能量轉移、轉化的特點:具有方向性.
易混易錯
易混易錯點一:內能、熱量和溫度的理解易錯
(1)內能和溫度是狀態(tài)量,熱量是過程量,只能說吸收和放出熱量或吸和放熱。
(2)物體溫度升高,內能增加;反之,溫度不一定升高,例如晶體熔化和水沸騰。
(3)物體不對外做功,物體吸收熱量,內能增加;反之,物體不一定吸收熱量,也可能是外界對物體
做功。
易混易錯點二:比熱容的理解易錯
(1)比熱容是物質的一種特性,只與物質的種類有關,與物體的質量、吸收或放出熱量的多少、升高
或降低的溫度無關。
(2)比熱容是表示物質的吸熱能力強弱的物理量,比熱容越大,吸或放熱能力越強,水的比熱容較大
一般被選作汽車發(fā)動機的冷卻液,注意和燃料的熱值區(qū)分。
易混易錯點三:熱傳遞的條件分析不清易錯?
熱傳遞是熱量從高溫物體傳到低溫物體或從同一物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。而
不是從能量高的物體傳到能量低的物體。熱傳遞只與溫度高低有關,與能量高低無關。
熱量:在熱傳遞過程中,傳遞內能的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。(熱量是變化量,
只能說“吸收熱量”或“放出熱量”,不能說“含”、“有”熱量?!皞鬟f溫度”的說法也是錯的。)
熱傳遞過程中,高溫物體放出熱量,溫度降低,內能減少;低溫物體吸收熱量,溫度升高,
內能增加。
易混易錯點四:汽油機的4221工作原理理解不透徹易錯。
在單缸四沖程內燃機中,吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程為一個工作循環(huán),每個工作循
環(huán)曲軸轉2周,活塞上下往復2次,做功1次。
在這四個沖程中只有做功沖程是燃氣對活塞做功,而其它三個沖程(吸氣沖程、壓縮沖程
和排氣沖程)是依靠飛輪的慣性來完成的。
易混易錯點五:汽油機工作過程中能量轉化記憶不清易錯。
壓縮沖程將機械能轉化為內能。
做功沖程是由內能轉化為機械能。
易混易錯點六:熱機效率與功率理解易錯
(1)效率和功率沒有關系,不能認為功率大效率就大。
(2)效率是百分數總是小于1。
n=e=fi
[方法技巧J
技巧一分子熱運動與擴散現象的辨析
擴散現象是指不同物質相互接觸時,可以彼此進入對方中去的現象,擴散現象是分子熱運動的結果。
(1)擴散現象只能發(fā)生在不同的物質之間,同種物質間是不能發(fā)生擴散現象的。例如:冷熱水混合,
雖然冷水分子和熱水分子都能彼此進入對方,但不是擴散現象。
(2)擴散現象能反映分子的無規(guī)則運動。而灰塵顆粒、大霧中的微粒及煙塵中的微粒等肉眼能觀察到
的分子聚合體在外力下的機械運動,都不是擴散現象。
(3)擴散是人能夠直接觀察或感知到的宏觀現象;分子的無規(guī)則運動是微觀現象,人無法直接觀察。
因此不能說“觀察到分子無規(guī)則運動”,或“分子的擴散現象”。
技巧二分子間作用力的理解
分子間相互作用的引力和斥力是同時存在的。
(1)當分子間距離等于r°(ro=lOlom)時,分子間引力和斥力相等,合力為0,對外不顯力;
(2)當分子間距離減小,小于ro時,分子間引力和斥力都增大,但斥力增大得更快,斥力大于引力,
分子間作用力表現為斥力;
(3)當分子間距離增大,大于ro時,分子間引力和斥力都減小,但斥力減小得更快,引力大于斥力,
分子間作用力表現為引力;
(4)當分子間距離繼續(xù)增大,分子間作用力繼續(xù)減小,當分子間距離大于10ro時,分子間作用力就變
得十分微弱,可以忽略了。
技巧三分子熱運動與機械運動的辨析理解
研究對象影響因素區(qū)別實例
肉眼看不見的自發(fā)進行地分子花香四溢、紅墨水滴入水中、水中放糖、腌咸
分子熱運動溫度的高低
微觀粒子無規(guī)則運動菜、公共場所禁止吸煙等
肉眼可見的宏力的大小和外力作用下的運掃地時塵土飛揚、風吹草動、炊煙裊裊、擦黑
機械運動
觀物體方向動板時的粉筆灰、柳絮紛飛等
技巧四做功和熱傳遞的理解應用
①在熱傳遞過程中,是內能在物體間的轉移,能的形式并未發(fā)生改變;
②在熱傳遞過程中,若不計能量損失,則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量;
因為在熱傳遞過程中傳遞的是能量而不是溫度,所以在熱傳遞過程中,高溫物體降低的溫度不一定等
于低溫物體升高的溫度;
③熱傳遞的條件:存在溫度差。如果沒有溫度差,就不會發(fā)生熱傳遞。
④做功和熱傳遞改變物體內能上是等效的。
技巧五溫度、熱量和內能的理解應用
注:熱量是一個過程量,不能說物體中含有多少熱量,只能用“吸收”和“放出”來描述.
溫度熱量內能
定義宏觀上表示物體的熱傳遞過程中傳遞熱運動的分子動能
冷熱程度;微觀上反映物能量的多少和分子勢能的總和
體中大量分子無規(guī)則運
動的劇烈程度
量的性質狀態(tài)量過程量狀態(tài)量
表述用僻低""升高"用〃放出〃〃吸收〃、等用"具有""改變""增
"降低到""升高到"表述加"
"是"等表述"減少"等表述
單位攝氏度(℃)焦耳(J)焦耳(J)
聯系⑴同一個物體溫度越高,內能越大;
(2)一切物體在任何時候任何狀態(tài)下都具有內能,內能增加或減少,溫度不
一定(選填"一定"或"不一定")改變(如晶體的熔化、凝固過程);⑶物體內能的變
化,可能是吸收或放出了熱量,也可能是外界對物體做了功或物體對外界做了功;
⑷吸收熱量,內能不一定(選填"一定"或"不一定")增加
技巧六汽油機和柴油機的比較
(1)汽油機的氣缸頂部是火花塞;柴油機的氣缸頂部是噴油嘴。
(2)汽油機吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物;柴油機吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。
(3)汽油機做功沖程的點火方式是點燃式;柴油機做功沖程的點火方式是壓燃式。
(4)柴油機比汽油及效率高,比較經濟,但笨重。
(5)汽油機和柴油機在運轉之前都要靠外力輔助啟動。
技巧七4221工作原理的理解
在單缸四沖程內燃機中,吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程為一個工作循環(huán),每個工作循環(huán)曲軸轉2
周,活塞上下往復2次,做功1次。
在這四個沖程中只有做功沖程是燃氣對活塞做功,而其它三個沖程(吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程)
是依靠飛輪的慣性來完成的。
壓縮沖程將機械能轉化為內能。
做功沖程是由內能轉化為機械能。
典伊儲析
考向一:分子熱運動
【例題1】每年谷雨時節(jié),荷澤牡丹盛開,芳香四溢,人們能聞到花香,這是現象,該現象說明
物質內的分子在不停地做;兩滴水銀靠近時,能自動結合成一滴較大的水銀,這一事實說明分子之
間存在著力。
【答案】擴散無規(guī)則運動引
【詳解】[1]兩種物質相互接觸,彼此進入對方的現象叫做擴散。人們聞到各種氣味,屬于典型的擴散
現象。
[2]在微觀粒子世界,擴散現象說明了兩個事實:分子在做永不停息的無規(guī)則運動;分子間有間隔。
[3]分子間同時存在引力與斥力。兩滴水銀靠近后結合成一大滴,顯然是分子間引力作用的結果。
考向二:內能
【例題2】關于熱和能,正確的說法是()
A.熱傳遞過程中,熱量從內能大的物體傳向內能小的物體
B.物體內能減少,溫度一定降低
C.一切物體不論溫度高低,都有內能
D.燃料的熱值越大,燃燒時放出的熱量越多
【答案】C
【詳解】A.熱傳遞過程中,熱量從溫度高的物體傳向溫度低的物體,而內能大的物體溫度不一定比內
能小的物體溫度高,所以熱量不一定從內能大的物體傳向內能小的物體,故A錯誤;
B.物體內能減少,溫度不一定降低,水凝固成冰時,放出熱量、內能減小,溫度不變,故B錯誤;
C.一切物體在任何在情況下都有內能,不論溫度的高低,故C正確;
D.由公式
。放=加"
可知,燃料放出的熱量跟燃料的質量和熱值有關,燃料的熱值越大,質量越大,燃料完全燃燒放出的
熱量越多,故D錯誤。
故選Co
考向三:比熱容
【例題3】如圖所示,是根據"探究不同物質吸熱能力”實驗數據繪制的a、b物質的溫度-時間圖像,
實驗中兩種物質的質量相同,初溫度相同,選用的加熱器相同,由圖像可知(
A.加熱相同時間,a物質吸收熱量多,比熱容小
B.加熱時間相同,a物質的末溫度高,比熱容大
C.吸收熱量相同,b物質溫度升高慢,比熱容小
D.吸收熱量相同,b物質的末溫度低,比熱容大
【答案】D
【詳解】AB.由圖可知,加熱相同時間,由于用相同的加熱器加熱,則物質吸收熱量是相同的,a的溫
度升高的快,則a的比熱容小,故AB不符合題意;
CD.吸收熱量相同,加熱的時間相同,b物質溫度升高慢,則b的比熱容大,故D符合題意,C不符合
題意。
故選D。
考向四:熱機
【例題4】如圖所示為內燃機四沖程工作示意圖,下列說法正確的是()
A.在一個工作循環(huán)中工作過程依次是丁、丙、甲、乙
B.飛輪慣性完成沖程的是甲、乙、丁
C.飛輪轉速3000r/min,則該汽油機:Is能做功50次
D.丁圖沖程能量轉化:機械能轉化為內能
【答案】D
【詳解】A.甲圖中兩氣門都關閉,火花塞點火,活塞下行,汽缸容積變大,是做功沖程;
乙圖中進氣門開啟,排氣門關閉,氣體流入汽缸,是吸氣沖程;
丙圖中排氣門開啟,進氣門關閉,氣體流出汽缸,是排氣沖程;
丁圖中兩氣門都關閉,活塞上行,汽缸容積變小,是壓縮沖程;
所以正確的排序是乙、丁、甲、丙,故A錯誤;
B.內燃機的一個工作循環(huán)有四個沖程,只有在做功沖程中使機器獲得動力,內能轉化為機械能,其它
三個沖程均為輔助沖程,依靠飛輪慣性完成,即依靠飛輪慣性完成沖程的是乙、丙、丁,故B錯誤;
C.四沖程汽油機的飛輪轉速為3000r/min,則該飛輪1s轉50圈,因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈,完
成四個工作沖程,做功1次,所以:1S飛輪轉50圈,共25個工作循環(huán),共:L00個沖程,共做功25次,故C
錯誤;
D.丁圖是壓縮沖程,壓縮沖程中機械能轉化為內能,故D正確。
故選Do
考向五:熱機的效率
[例題5]如圖所示是某單缸四沖程汽油機的沖程;若該汽油機每1秒鐘對外做功25次,
那么該汽油機飛輪的轉速為revs/min;把質量為2kg,溫度為25℃的水加熱到75℃,水吸收的
熱量為xlO5J,若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供,則需要燃燒kg的焦
炭。[q?^=3.0xl07J/kg,c^=4.2xl03J/(kg-℃)]
【答案】壓縮30004.20.07
【詳解】⑴由圖可知,進氣門和排氣門都關閉,活塞向上運動,所以是壓縮沖程。
⑵每1秒鐘對外做功25次,因一個工作循環(huán),飛輪轉2圈,做功一次,則飛輪轉速是
25x2x60revs/min=3000revs/min
[3]這些水吸收的熱量為
35
Q?=c次m(t-to)=4.2xlOJ/(kg℃)x2kgx(75℃-25℃)=4.2xlOJ
⑷根據
〃=%_=。吸-io。%
0放陽焦炭
需要焦炭的質量
4.2x10"
m==0.07kg
的焦炭20%x3.0xl07J/kg
真題賞析
【答案】D
【詳解】A.暖手寶暖手,手通過暖手寶吸收熱量,溫度升高,是通過熱傳遞改變物體的內能,故A不
符合題意;
B.棉被被曬熱,棉被從陽光中吸收熱量、溫度升高,是通過熱傳遞改變物體的內能,故B不符合題意;
C.燒水水溫升高,是通過熱傳遞改變物體的內能,故C不符合題意;
D.用雙手互相摩擦取暖,該過程中克服摩擦力做功,將機械能轉化為內能,屬于做功改變物體的內能,
故D符合題意。
故選D。
2.(2023?陜西?統(tǒng)考中考真題)2023年5月28日,國產C919大型客機圓滿完成首次商業(yè)飛行。下列有
關說法正確的是()
A.飛機加速升空的過程中,動能減小
B.飛機燃料在燃燒的過程中,化學能轉化為內能
C.飛機減速下降的過程中,重力勢能不變
D.飛機降落后能在跑道上繼續(xù)滑行,是由于受到慣性的作用
【答案】B
【詳解】A.影響動能的因素有質量和速度,所以,飛機加速升空的過程中,質量不變,速度變大,動
能變大,故A錯誤;
B,根據能量轉換的知識可知,飛機燃料在燃燒的過程中,化學能轉化為內能,故B正確;
C.影響重力勢能的因素有質量和高度,所以,飛機減速下降的過程中,質量不變,高度降低,重力勢
能變小,故C錯誤;
D.根據慣性的知識可知,飛機降落后能在跑道上繼續(xù)滑行,是由于慣性,但不能說“受到慣性的作用",
慣性不是力,故D錯誤。
故選Bo
3.(2023?湖南長沙?統(tǒng)考中考真題)磚的制作工藝流傳數千年,從曬制到燒制,從青磚到紅磚,小小的
磚塊見證了人類邁向文明的歷程,下列說法正確的是()
A.曬制泥坯時,泥坯溫度越高含有的熱量越多
B.高溫燒制時,通過熱傳遞的方式改變磚塊的內能
C.燒制紅磚時,燃料燃燒越充分,其熱值越大
D.在質地均勻的磚上雕刻花紋,磚的密度變小
【答案】B
【詳解】A.熱量是一個過程量,只能說吸收(或者放出)了多少熱量,不能說某物體含有多少熱量,
故A錯誤;
B.高溫燒制時,磚吸收熱量,內能增加,即通過熱傳遞的方法增加磚塊的內能,故B正確;
C.燃料的熱值僅與燃料的種類有關,而與燃料的燃燒程度、質量都無關,故C錯誤;
D.若在質地均勻的磚上雕刻花紋,磚的質量變小,體積也減小,由于組成磚的材料沒有發(fā)生變化,則
磚的密度不會變化,故D錯誤。
故選Bo
4.(2023?山東淄博?統(tǒng)考中考真題)抽取式餐巾紙表面有花紋,對折成形,交錯疊放,封裝在紙盒里。
如圖所示,使用時打開封口,聞到餐巾紙淡淡的香味,這是現象。抽出一張就會帶出下一張,
主要依靠餐巾紙之間的力。
【答案】擴散摩擦力
【詳解】⑺打開塑料袋封口,聞到面巾紙淡淡的香味,這是擴散現象,是分子在不停地做無規(guī)則運動
的結果。
⑵根據題意知道,抽取式面巾紙是疊套壓實,表面有褶皺或壓痕,說明接觸面粗糙且有壓力,當抽出
第一張面巾紙時,兩張紙之間則存在相對運動,所以,上一張面巾紙帶起下一張面巾紙,主要依靠相鄰兩
張面巾紙之間的摩擦力。
5.(2023?遼寧阜新?統(tǒng)考中考真題)"稻花香里說豐年"中描述的"稻花香”體現了物理學中的
現象。水稻育苗時,采用傍晚灌水,清晨放水的做法來防止幼苗凍傷,是利用了水的特性。有
經驗的農民用鹽水選種時,飽滿種子會因為比鹽水的大而下沉。
【答案】擴散比熱容大密度
【詳解】⑺“稻花香”屬于擴散現象,說明分子在不停地做無規(guī)則運動。
⑵夜間空氣的溫度較低,向秧田中多灌些水,利用水的比熱容大的特點,可以在夜間釋放較多的熱量,
盡量使秧苗的溫度不至于過低,防止凍壞,起到保護秧苗的作用。
⑶用鹽水選種時,飽滿種子的密度大于鹽水的密度會下沉,不飽滿的種子的密度小于鹽水的密度會上
浮,最后漂浮。
6.(2023?江蘇常州?統(tǒng)考中考真題)壓縮空氣動力車。
(1)小明將充滿氣的氣球捆綁在小車上,制成壓縮空氣動力小車。當氣球向右噴氣時,靜止的小車向
左運動起來,如圖甲所示。該現象說明力的作用是;還說明力可以改變物體的O
(2)為制造壓縮空氣動力汽車,工程師將裝有壓縮空氣的鋼瓶與空氣動力發(fā)動機連接,該發(fā)動機的一
個工作循環(huán)分為進氣沖程和排氣沖程,如圖乙所示。發(fā)動機對外做功的是(進氣/排氣)沖程,此
過程中鋼瓶內壓縮空氣的溫度o若該發(fā)動機的轉速為1200r/min,則Is內發(fā)動機對外做功
次。汽車行駛一段路程后,鋼瓶內壓縮空氣的密度o
【答案】相互的運動狀態(tài)進氣減低20減小
【詳解】(1)[1]⑵當氣球向右噴氣時,對給周圍的空氣有一個向右的力,由于物體間力的作用是相互
的,空氣也給氣球有一個向左的力,所以靜止的小車向左運動起來,該現象說明力的作用是相互的,還說
明力可以改變物體的運動狀態(tài)。
(2)⑶⑷如圖乙所示,進氣沖程中壓縮空氣進入氣缸,壓縮空氣對活塞做功,將內能轉化為機械能,
鋼瓶內壓縮空氣的內能減少,溫度降低。
⑸該發(fā)動機的一個工作循環(huán)分為進氣沖程和排氣沖程,若該發(fā)動機飛輪的轉速為1200r/min=20r/s,則1s
內發(fā)動機有20個工作循環(huán),對外做功20次。
⑹汽車行駛一段路程后,壓縮空氣的質量減小
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