苏科版九年级上册 12.4 机械能与内能的相互转化
一、单选题
1.关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程:只吸入空气 B.压缩冲程:缸内温度降低
C.做功冲程:气体推动活塞做功 D.排气冲程:内能转化为机械能
2.下列关于热值和热机效率的说法,正确的是( )
A.柴油机的热机效率通常为100%
B.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
C.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
D.燃料燃烧释放的热量越大,热值越大
3.下列关于热现象的说法中正确的是( )
A.火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢含有的热量多
B.集中供暖采用热水循环,是利用了水的比热容较大的性质
C.在汽油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
D.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,内能不变
4.下列与热有关的现象,解释正确的是( )
A.冰箱内食物的温度为0℃时,其内能为0J
B.马路上尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动
C.内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能
D.内燃机用水做冷却液利用了水比热容大的特性
5.归纳推理是重要的科学方法,下列归纳推理正确的是( )
A.图甲:对水加热,水会汽化,遇冷又液化,则温度改变,物质的状态就一定改变
B.图乙:小车在越粗糙的水平面上速度变化越快,则小车滑到光滑水面上将保持匀速向右运动
C.图丙:小球浸入水中越多,测力计示数越小,则物体受到的浮力一定与深度有关
D.图丁:推动活塞可使棉花燃烧,则要改变物质内能一定要对物体做功
6.如图所示为生活中常用的热水瓶,注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,软木塞常会跳起来。下图汽油机的四个冲程与这一现象的能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示的某单缸四冲程汽油机四个冲程的图片,下列说法不正确的是( )
A.靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C.甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D.乙图中汽缸内气体温度会下降
8.在汽油机工作的四个冲程中,目的是发生内能和机械能相互转化的是( )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和排气冲程
C.吸气冲程和做功冲程 D.压缩冲程和做功冲程
9.如图所示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图,正确的排列顺序为( )
A.DBCA B.DACB C.CBDA D.CADB
10.2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级奧运会。如图所示是足球落地后又弹起的示意图,不计空气阻力。则足球( )
A.在A点的机械能大于B点的机械能 B.在B点的机械能大于C点的机械能
C.在A点的机械能等于C点的机械能 D.在B点的重力势能小于D点的重力势能
11.下列有关热现象的说法正确的是( )
A.0℃以下的汽油没有内能 B.汽油不完全燃烧时,热值不变
C.汽油机在吸气冲程只吸入空气 D.汽油机的效率越高,功率越大
12.关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
13.成都正以新发展理念创建公园城市,让市民可以出门见绿意,抬头望雪山。对下列美好生活场景的分析,正确的是( )
A.春天,蒲江品茗春茶暖;热茶暖手,是通过做功改变手的内能
B.夏天,龙泉戏水浸心凉;水比岸边石头凉,说明水的比热容小
C.秋天,新都赏桂满城香;花香袭人,是分子无规则运动的结果
D.冬天,郫都望雪西岭上;山顶积雪常年不化,积雪的内能为零
14.下列与热现象有关的说法,正确的是( )
A.固体很难被压缩说明分子间没有间隙 B.0℃的物体也有内能,但一定很小
C.物体吸收热量后,温度不一定升高 D.汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
15.小帆在老师指导下,用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图,乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精()。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,,则下列说法中正确的是( )
A.
B.乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.0~8min乙吸收的热量为
D.该酒精灯的加热效率为28%
二、填空题
16.为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过___________(填“做功”或“热传递”)方式来减小内能。完全燃烧4.2g汽油所释放的热量是___________J,这些热量可以使质量4.6kg的水温度升高___________℃。[q汽油=4.6×107J/kg;c水=4.2×103J/(kg·℃)]
17.2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心发射取得圆满成功。如图为火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的______大,火箭发射升空时相当于热机的______冲程,这个过程中火箭的机械能______(选填“守恒”或“不守恒”)。
18.汽油机是热机的一种,如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此冲程的能量转化情况与 _________(选填“乙”或“丙”)图相同,如果此汽油机每秒内对外做功10次,飞轮的转速为 _____r/min
19.内燃机一个工作循环有四个冲程,实现将机械能转化为内能的是______冲程。内燃机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热带走,这是利用水______的特性。某品牌汽车每行驶100km耗油5kg,这些汽油完全燃烧要放出______J的热量。(汽油的热值q=4.6×l07J/kg)
20.现探明中国南海海底有大量的可燃冰,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,这说明“可燃冰”的______很大;以10倍的关系粗略计算,______kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为8.4×108J(q=4.2×107J/kg)
三、综合题
21.阅读材料,回答问题。
从火车到火箭
生产的发展需要强大的动力。17世纪,人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机,在锅炉里把水烧成水蒸气,水蒸气在汽缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用交通运输的发展迫切需要轻便的热机。于是,内燃机应运而生,内燃机分为汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的,柴油机是1892年发明的。内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤,不但轻便,效率也提高了……
早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始,飞机上越来越多的使用喷气发动机,它向后高速喷出气体,从而获得前进的动力。在功率相同时,喷气发动机比内燃机更轻便……
热机的效率是热机问世以来科学家、发明家和工程师们一直研究的重要问题。现在的内燃机和喷气机跟最初的蒸汽机相比,效率虽然提高了很多,但从节约能源的要求来看,热机的效率还不能令人满意。最好的空气喷气发动机,在比较理想的情况下其效率也只有60%,应用最广的内燃机,其效率只能达到40%,大部分能量被浪费掉了。
根据材料内容,回答下列问题:
(1)在功率相同时,蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次 ___________(填“增大”或“减小”);
(2)在结构上汽油机的顶部是火花塞,柴油机的顶部是 ___________;
(3)汽油机工作过程中燃料的 ___________能先转化为 ___________再转化为 ___________;
(4)你认为下列提高热机效率的途径中说法错误的是 ___________;
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少输出功率
C.尽量减少摩擦
D.尽量减少热量损失
(5)火箭一般选用热值 ___________(填“较大”或“较小”)的燃料;
(6)最早的热机是蒸汽机,后来许多人对它不断改进,其中贡献最大的是英国人 ___________,他在1782年发明了往复式蒸汽机,使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。人们为了纪念这位伟大的科学家,用他的名字来表示功率的单位。
22.汽油机是热机的一种,请回答以下问题。
(1)图1中甲、乙是汽油机的其中两个冲程,则甲是________冲程,乙是________冲程(以上两空均选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”);
(2)做功冲程是把________能转化成________能,从而获得动力;
(3)图2是汽油机的能量流向图,其效率为________×100%(用图中的符号表示);
(4)某汽车在水平路面上行驶,共消耗了0.5kg汽油。[汽油热值q=4.6×107J/kg,水的比热容]
①假如汽油完全燃烧,求释放的热量________;
②若其释放热量的20%被初温为20℃质量为100kg的水完全吸收,求水升高的温度是多少________?(结果保留整数)
23.汽车是我们家庭常用的交通工具,给我们的生活提供了便利。在汽车的制造中涉及到许多物理知识:
(1)汽油机是汽车的“心脏”,汽油机的______冲程将内能转化为机械能;
(2)汽车的倒车雷达在使用过程中是通过______来传递信息的,它在真空中的传播速度是______km/s;
(3)有的汽车尾部设计安装了一种“气流偏导器”,它的上表面平直,底部呈弧形凸起,相当于一个倒置的翅膀,如图所示,当汽车高速行驶时,气体在流速大的地方压强较______,使汽车能产生较大的抓地力。
24.汽车上的散热器用水作为冷却剂,散热器中装有10kg的水,在温度升高了20℃的过程中,水吸收的热量是______J,这些热量相当于完全燃烧______kg的天然气放出的热量(已知:水的比热容C水=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=8.4×107J/kg),天然气在燃烧的过程中,热值______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
25.阅读下列短文,回答问题:
空调热水器
空调热水器,又名空气能热泵热水器,其工作原理示意图如图所示,工作过程中空调热水器通过一种工作媒质在蒸发器里迅速变成气态,再经过压缩机(消耗少量电能)将其压缩成高温高压的气体,然后在冷凝器中重新变成液态,达到给水加热的目的,空调热水器比燃气热水器的能量更高。
热水产出率和能效比是衡量空调热水器性能的两个重要指标,热水产出率是指该热水器当进水温度为20℃,出水温度为50℃时,每小时可出热水的体积数,能效比是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值,表中为两种型号“空调热水器”在进水温度为20℃时测定的部分参数。
型号 A B
出水温度(℃) 50
额定功率(kW) 1 2
额定电压(V) 220
热水产出率(L/h) 100
环境温度范围(℃) -10~50
(1)水箱中水的温度升高,是通过______方式增加了水的内能;
(2)空调热水器工作时产生的热量______(填“大于”“等于”或“小于”)它所消耗的电能;
(3)下列关于空调热水器的判断中,正确的是______。
A.工作媒质在冷凝器中不断吸热
B.空调热水器消耗的电能越少,其能效比越高
C.由于电流的热效应,热水吸收的热量一部分来自于电流产生的热量
D.压缩机通过做功的方式增加了工作媒质的内能
26.阅读短文,回答问题:
油电混合动力汽车
如图甲,国产某品牌油电混合动力汽车前后安装有高清摄像头,无线WIFI等,其工作原理如图乙所示。当它以90km/h的速度匀速行驶30min的过程中,燃烧了3kg燃油。发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力,驱动汽车行驶所需的能量为9×107J,其中60%的能量来自于燃油燃烧;而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,其中用于充电的能量为6×106J。设燃油在发动机气缸内完全燃烧,燃油的热值为5×107J/kg。
若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电、在某次测试时,同样车型的普通汽车和该油电混合动力汽车刚刚关闭发动机后,根据汽车通过路程s时,所对应的动能EK,作出EK﹣s图像如图丙所示。设两车受到的摩擦力大小相等。汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率称之为储能效率。
(1)该油电混合动力汽车以90km/h的速度匀速行驶时,受到的阻力为 _______N,完全燃烧3kg燃油产生的热量为 _______J,发动机的效率为 _______%;
(2)由图丙可知,表示该油电混合动力汽车进行测试的图线是 _______(选填“①”或“②”),判断的依据是 _______。该油电混合动力汽车的储能效率为 _______。
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.C
【详解】
A.吸气冲程:吸入空气和汽油的混合物,故A错误;
B.压缩冲程:活塞压缩混合气做功,缸内气体内能增大,温度升高,故B错误;
C.做功冲程:燃烧后的高温高压气体推动活塞做功,内能转化为机械能,故C正确;
D.排气冲程:排气门打开,进气门开闭,由飞轮的惯性带曲轴转动,带活塞上移,排出废气,不涉及内能与机械能间的转化,故D错误。
故选C。
2.C
【详解】
A.柴油机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,因此机械效率不可能达到100%,故A错误;
BD.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与放出的热量或燃烧是否充分等因素无关,故BD错误;
C.使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高燃料的利用率,因此可以提高热机的效率,故C正确。
故选C。
3.B
【详解】
A.火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢的热值大,故A错误;
B.集中供暖采用热水循环,是利用了水的比热容较大的性质,升高或降低相同的温度,吸热或放热多, 故B正确;
C.在汽油机的压缩冲程中,机械能转化为内能,故C错误;
D.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,要放热,所以内能减少, 故D错误。
故选B。
4.D
【详解】
A.任何温度的物体都有内能,内能不可能为零,故A错误;
B.尘土看得见,属细小颗粒物,尘土飞扬是机械运动,故B错误;
C.内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能,故C错误;
D.内燃机用水做冷却液利用了水比热容大的特性,与其他液体相比,相同情况下,吸收的热量更多,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】
A.对水加热,水会汽化,遇冷又液化,这是由于周围的温差比较大,才发生汽化或液化的,但是温度改变时,不一定改变物质的状态,故A错误;
B.小车在水平面上运动时,水平面越粗糙,受到阻力越大,滑行的距离越小,速度减小的越快,所以,小车滑到光滑水面上时,不受到阻力作用,速度不在减小,则将保持匀速向右运动,故B正确;
C.弹簧测力计的示数等于小球的重力减去受到的浮力,小球浸入水中越多,浸入体积增大,小球受到的浮力增大,则弹簧测力计的示数减小,可见,弹簧测力计示数减小,说明小球所受的浮力增大,不能说明浮力与物体浸入液体中的深度有关,故C错误;
D.推动活塞可使棉花燃烧,说明做功可以改变物体的内能,通过点燃也可以使棉花燃烧,说明改变物质内能除了做功,还有热传递,故D错误。
故选B。
6.A
【详解】
瓶塞跳起来,机械能增大,这是由于暖瓶内气体膨胀做功造成的,水蒸气的内能转化成瓶塞的机械能。
A.进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,属于做功冲程,将内能转化为机械能,故A符合题意;
B.进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,属于压缩冲程,将机械能转化为内能,故B不符合题意;
C.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,属于吸气冲程,没有能量的转化,故C不符合题意;
D.进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,属于排气冲程,没有能量的转化,故D不符合题意。
故选A。
7.B
【详解】
A.甲图中两气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程;乙图中进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程;丙图中排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程;丙图中两气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,在热机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的,依靠飞轮惯性完成的冲程是:乙、丙、丁冲程,故A正确,不符合题意;
B.热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,即乙丁甲丙,故B错误,符合题意;
C.甲图中是做功冲程,将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,故C正确,不符合题意;
D.乙图中进气门打开,活塞向下运行,气缸内气体积增大,对外膨胀做功,内能减小,温度降低,故D正确,不符合题意。
故选B。
8.D
【详解】
内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程。压缩冲程活塞向上运动,压缩气体做功,将机械能转化为内能;做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.B
【详解】
A图中的气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程;
B图中的排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程;
C图中的气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程;
D图中的进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程;
所以正确排列顺序是DACB,故B正确。
故选B。
10.A
【详解】
AC.由图可知,足球落地后又弹起,越弹越低,但不计空气阻力,故可知,在足球落地与地面接触碰撞时,有部分能量损失掉,转化为内能。足球由A点落地后经过B、C点,因此A点的机械能大于B、C点的机械能,故A正确,C错误;
B.由B点到C点的过程中,没有与地面碰撞即没有能量损失,因此在B点的机械能等于C点的机械能,故B错误;
D.重力势能与物体的质量和高度有关,同一个足球质量相同,B点的高度大于D点,因此在B点的重力势能大于D点的重力势能,故D错误。
故选A。
11.B
【详解】
A.内能是物体所有分子动能和分子势能的总和,分子在不停做热运动即分子动能不为零,所以0℃以下的汽油有内能,故A错误;
B.热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与是否燃烧及燃烧状况无关,故B正确;
C.汽油机在吸气冲程吸入空气和汽油的混合气,故C错误;
D.汽油机的效率是指它所做的有用功与燃料完全燃料所放出的热量之比,与汽油机的功率无关,故D错误。
故选B。
12.B
【详解】
A.热机的效率越高,做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多,故A错误。
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高,多用在重型机器上,故B正确;
C.热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值,热机的效率越高说明有用功占的比值越大,功率表示做功的快慢,功率越高说明做功越快,效率和功率是两个不同的物理量,二者之间没有必然联系,故C错误;
D.根据内燃机的能量流向,热机损失的能量中,废气带走的能量较多,故D错误。
故选B。
13.C
【详解】
A.热茶暖手是茶将热量传递给手,是通过热传递改变手的内能,故A错误;
B.水比岸边石头凉,是因为水的比热容大,与其它物质相比,相同质量的水在吸收相同热量时,水升温慢,故B错误;
C.花香袭人是花香分子进入鼻子,是分子无规则运动的结果,故C正确;
D.所以物体不论温度高低具有内能,所以雪的内能不为零,故D错误。
故选C。
14.C
【详解】
A.固体很难被压缩,这是因为分子间存在斥力,故A错误;
B.0℃的物体也有内能,但内能的大小还与物体的质量、材料、状态等因素有关,故只有温度,无法确定物体内能的大小,故B错误;
C.物体吸收热量后,温度不一定升高,如晶体熔化过程中,晶体虽然吸收热量,但是温度不变,故C正确;
D.汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能,故D错误。
故选C。
15.C
【详解】
ABC.由图乙知,甲从20℃加热至沸腾用时8min,乙从20℃加热至沸腾用时10min。 升高相同温度,甲所需时间长,需要吸收的热量多,那么甲的吸热能力更强,则甲是水,甲从20℃升温至100℃,需要吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J
即酒精灯在8min内放出的热量为3.36×104J,那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。乙从20℃升温至100℃,所需时间为4min,吸收的热量
那么乙的比热容
故AB错误,C正确;
D.乙从20℃加热至沸腾,所需时间为10min,吸收的热量
消耗的酒精放出的热量
Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J
那么酒精灯的加热效率
故D错误。
故选C。
16. 热传递
【详解】
[1]汽缸向水放热,内能减小,温度降低,所以是通过热传递来减小内能。
[2] 完全燃烧4.2g汽油所释放的热量
[3]水吸收的热量
水升高的温度
17. 热值 做功 不守恒
【详解】
[1]火箭采用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同热量的液态氢和其他燃料相比,液态氢可以释放出更多的热量。
[2][3]火箭发射升空时,燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能。其能量转化与热机的做功冲程相同。因为有内能不断转化为火箭的机械能,所以这个过程中火箭的机械能不守恒。
18. 乙 1200
【详解】
[1]图甲所示冲程中,进气门和排气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,故此冲程为汽油机的做功冲程,在此过程中,燃气的内能转化为活塞的机械能;图乙中,高温水蒸气将塞子冲出时,将内能转化为机械能;图丙中,活塞压缩筒内气体,机械能转化为内能,使气体内能增加,温度升高 对比三图所示情景的能量转化情况可知,甲冲程的能量转化情况与乙图所示情景的能量转化相同。
[2]汽油机的一个工作循环中,经历四个冲程,飞轮转动两周,对外做功一次,因为该汽油机每秒内对外做功10次,所以飞轮每秒转动20周,则飞轮的转速为
v=20r/s=1200r/min
19. 压缩 比热容大 2.3×108
【详解】
[1]内燃机的四个冲程中,压缩冲程中两气门关闭,活塞向上运动,压缩气体做功,将机械能转化为内能,故将机械能转化为内能的是压缩冲程。
[2]汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热带走,这是利用水的比热容大,相同质量的水与其它物质相比,在升高相同的温度时可以吸收更多的热量,降温效果好。
[3]5kg汽油完全燃烧要放出的热量为
20. 热值 2
【详解】
[1]同行条件下,完全燃烧可燃冰放出的热量是煤气的数十倍,说明可燃冰的热值很大。
[2]据Q放=mq得,要使完全燃烧可燃冰放出的热量为8.4×108J,需要的可燃冰的质量为
21. 减小 喷油嘴 化学 内能 机械能 B 较大 瓦特
【详解】
(1)[1]由题意,原始的蒸汽机不便于使用交通运输的发展迫切需要轻便的热机,内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤,不但轻便,效率也提高了,即蒸气机比内燃机重,在功率相同时,喷气发动机比内燃机更轻便,因此蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次减小。
(2)[2]汽油机顶部有火花塞,吸入汽油和空气混合气,柴油机顶部有喷油嘴,吸入空气。
(3)[3][4][5]汽油机工作过程中燃料燃烧是化学反应,是化学能转化为内能,在做功冲程中,内能再转化为机械能。
(4)[6]A.尽量使燃料完全燃烧,可放出更多热量,可提高热机效率,故A正确,A不符合题意;
B.功率是做功的快慢,效率与功率无关,尽量减小输出功率不能提高效率,故B错误,B符合题意;
C.尽量减少摩擦,可减少因摩擦而产生的额外功,可提高热机效率,故C正确,C不符合题意;
D.尽量减少热量损失,可将更多热量转化为有用功,可提高热机效率,故D正确,D不符合题意。
故选B。
(5)[7]火箭以液氢作为燃料,是由于氢的热值大,燃烧相同质量的氢与其他燃料,燃烧氢放出的热量更多,可转化的机械能更多。
(6)[8]瓦特是改良蒸汽机,因此用瓦特来做为功率的单位。
22. 排气 压缩 内 机械
【详解】
(1)[1][2]图1甲中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,故甲是排气冲程;乙中,两气门关闭,活塞向上运动,乙是压缩冲程。
(2)[3][4]利用内能可以做功,人们制造了各种利用内能做功的机械即热机。做功冲程是把内能转化成机械能,从而获得动力。
(3)[5]用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。图2是汽油机的能量流向图,故其效率为
(4)①[6]假如汽油完全燃烧,释放的热量
Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
②[7]水吸收的热量为
初温为20℃质量为100kg的水升高的温度是
23. 做功 超声波 0 小
【详解】
(1)[1]汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,故填做功。
(2)[2]倒车雷达是利用反射的超声波来判断障碍物的距离,利用了超声波传递信息。
[3]声音无法在真空中传播,故填0。
(3)[4]根据流体压强和流速的关系可知,流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。
24. 8.4×105 0.01 不变
【详解】
[1]10kg水温度升高20℃吸收的热量为
[2]水吸收的热量相当于完全燃烧天然气的质量
[3]燃料的热值只与燃料的种类有关,而与燃料燃烧的程度无关,所以热值不变。
25. 热传递 大于 D
【详解】
(1)[1]空调热水器工作过程中通过一种工作媒质在蒸发器里迅速变成气态,再经过压缩机(消耗少量电能)将其压缩成高温高压的气体,然后在冷凝器中液化放热,达到给水加热的目的,故水箱中水的温度升高,是通过热传递方式增加了水的内能。
(2)[2]工作过程中空调热水器通过一种工作媒质经过压缩机(消耗少量电能)将其压缩成高温高压的气体,然后在冷凝器中重新变成液态,达到给水加热的目。由此可知工作时产生的热量大于它所消耗的电能。
(3)[3]A.工作媒质在冷凝器中由气态变为液态,发生了液化,液化是放热过程,故A错误;
B.根据能效比定义可知,由于水吸收热量不确定,故其能效比没法确定,故B错误;
C.工作物质在冷凝器中重新变成液态,即液化放热,达到给水加热的目的,不是利用电流的热效应工作的,故C错误;
D.压缩机将工作物质压缩成高温高压的气体,压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能,故D正确。
故选D。
26. ① 油电混合汽车有部分能量储存起来了,故行驶的距离远
【详解】
(1)[1][2][3]该油电混合动力汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力为
由于匀速,故所受到的阻力为;
完全燃烧3kg燃油产生的热量为
完全燃烧3kg燃油产生的热量为;驱动汽车行驶所需的能量为9×107J,其中60%的能量来自于燃油燃烧,则发动机提供的能量
发动机的效率为
故发动机的效率为。
(2)[4][5]两车的摩擦力相同,起始动能相同,若只用于克服摩擦力做功,则行驶路程较远,该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电,故行驶的路程较近,故而从图像可以看出,图像②的动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而①有一部分能量转换为电能储存起来了,故①为油电混合动力汽车进行测试的图线。
[6]普通汽车的摩擦力为
该油电混合动力汽车的克服摩擦力做功为
储能效率为
故储能效率为。
答案第1页,共2页
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