12.4 机械能与内能的相互转化
一、单选题
1.下列关于功、内能、热量的描述中正确的是( )
A.温度相同的物体,内能也一定相同
B.温度低的物体含有的热量比温度高的物体少
C.做功和热传递都能改变物体的内能
D.热量总是从低温物体向高温物体传递
2.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的,下列四个选项图中表示做功冲程的是( )
A. B. C. D.
3.我国随着航天事业发展需要,正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢是有( )
A.较小的密度 B.较高的热值 C.较大的比热容 D.较低的沸点
4.关于燃料的热值,下列说法正确的是( )
A.容易燃烧的燃料,热值一定大
B.燃料燃烧得越充分,其热值越大
C.酒精的热值比煤的热值大,酒精燃烧释放的热量一定比煤的多
D.煤气的热值是3.9×107J/m3,表示每立方米煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J
5.内燃机在做功冲程中,高温气体迅速膨胀而做功,此时气体的温度和内能变化的情况是( )
A.温度降低,内能减小 B.温度不变,内能不变
C.温度升高,内能增大 D.温度降低,内能增大
6.为了比较两种燃料的热值,小明采用如图所示两套完全相同装置进行实验,下列说法正确的是( )
A.通过调节铁圈A的位置,使温度计处于适当的高度
B.实验中需要保证两种燃料燃烧时间相同
C.将两套装置中两个烧杯中的水换成比热容小的液体可以使实验现象更明显
D.如要进一步研究不同物质的吸热能力,只需将其中一个烧杯中的水换成等质量煤油
7.下列关于热值的说法正确的是( )
A.燃料燃烧时,用的燃料越多,燃料的热值越大
B.燃料燃烧时,放出的热量越多,燃料的热值越大
C.相同质量的不同燃料燃烧时,放出热量较多的燃料,热值较大
D.相同质量的不同燃料完全燃烧时,放出热量较多的燃料,热值较大
8.如图所示是四冲程汽油机的剖面图,下列关于其四个冲程的描述错误的是( )
A.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸
B.压缩冲程中,通过做功的方式使汽缸内气体的内能增加
C.做功冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D.排气冲程中,废气被排出汽缸
9.有一种节能型燃气炉灶,据介绍,使用该种炉灶比普通炉灶烧开同样一壶水可以节约燃气10%~15%。这是因为,使用这种炉灶可以( )
A.增大燃气的热值 B.增大燃气的密度
C.降低水的比热容 D.提高燃气的燃烧效率
10.下列关于内能、热量、温度和做功的说法中正确的是( )
A.在汽油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
B.物体的比热容跟物体的质量、吸收或放出的热量、温度有关
C.物体从外界吸收了热量,温度一定升高
D.一个物体温度升高,内能一定增加
二、填空题
11.柴油机通过消耗柴油提供动力,一台四冲程的柴油机飞轮的转速为2400r/min,则每分钟做功______次做功冲程中能量转换是:______能转化______能。
12.2020年11月24日,我国用长征五号运载火箭成功将“嫦娥五号”发射升空,开启我国首次地外天体采样返回之旅。火箭用液态氢为燃料是因为氢气的______大,氢气燃烧产生的______做功,将内能转化为机械能,该能量的转化与四冲程汽油机工作时的______冲程相同。
13.某型号柴油的热值为4.2×107J/kg,完全燃烧0.5kg柴油,能释放出_______J的热量,这些热量若被水全部吸收,则可以使常温下______kg水温度上升10℃。(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃))
14.如图栗子在微波炉中加热爆炸,板栗的外壳延展性不好,里面的板栗受热膨胀,空间不够,内能转化为___________能,导致爆炸。栗子香气四溢,这是___________现象。
15.液化气灶较原来的煤炉灶使用更方便,效率更高。现用效率为的液化气灶把初温为的水加热到,需要消耗___________kg的液化气,已知水的比热容为,液化气的热值为飞轮转速为的四冲程内燃机,每分钟对外做功___________次。
16.2020年1月18日,第十届“江苏 台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”,点燃底部蜡烛,热空气上升驱动扇叶转动,观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为_____转化为机械能,这与四冲程汽油机的_____冲程相同。
三、实验题
17.如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体初温相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择__________两图进行实验;
(2)若在研究不同燃料热值的实验中,记录数据如下表:
燃料 加热前液体温度(℃) 燃料燃尽时液体温度(℃) 燃料的热值(J/kg)
1 15 35 2.4×106
2 15 25
根据表中数据计算:燃料2的热值是_______ J/kg;
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏________(填“大” 或“小”),你认为出现这种情况的主要原因是:____________________________________________。
四、计算题
18.如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内20℃,5kg水烧开需完全燃烧0.28kg的煤,此过程中,q煤=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg ℃)。
(1)水吸收的热量?
(2)0.28kg的煤完全燃烧所释放的热量;
(3)普通煤炉的效率;
(4)请你提出一种提高烧水效率的方法?
参考答案
1.C
2.C
3.B
4.D
5.A
6.C
7.D
8.C
9.D
10.D
11.1200 内 机械
12.热值 燃气 做功
13.2.1×107 500
14.机械能 扩散
15.0.08kg 1500
16.内能 做功
17.甲、乙 1.2×106 小 加热过程中要向周围散热
18.(1)1.68×106J;(2)8.4×106J;(3)20%;(4)加大送风量等