苏科版九年级上册 第十二章 机械能和内能
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B.雪花纷飞,说明分子不停地做无规则运动
C.同一物体,温度降低得越多,放出的热量越多
D.汽油机的压缩冲程,汽缸内的混合物内能增加,温度升高
2.如图所示,铅球从出手到将要落地的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.铅球由时,重力势能转化为动能
B.铅球由时,机械能逐渐减小
C.铅球到达点时动能最大
D.铅球在点时动能为零
3.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.80°C的水一定比30°C的水含有的热量多
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.温度相同的物体接触时不发生热传递
4.如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。实验中,探究的动能是指( )
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击时的动能
5.如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上,时刻,将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后被弹簧弹起,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则( )
A.时刻小球的动能最大
B.时刻小球的重力势能最大
C.时刻小球的机械能等于时刻小球的机械能
D.从开始下落到第一次到达最低点,小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量
6.小红经常帮妈妈做饭,她发现厨房里有许多与物理有关的知识。在端午节帮妈妈煮粽子过程中,她总结的一些说法,其中错误的是( )
A.能闻到粽子的香味是扩散现象
B.煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能
C.用高压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高
D.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在斥力
7.将皮球从离地某一高度水平抛出,球落地后又弹起,它的频闪照片如图甲所示,下列说法正确的是( )
A.皮球落地后又弹起,在此过程中只发生了动能和势能的相互转化
B.如图乙所示,能反映皮球动能E随时间t变化的关系
C.若将皮球表面涂黑,则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D.皮球经过同一高度C、D两点时,动能相等
8.图甲所示,规格相同的容器装了相同质量的纯净水.用不同加热器加热、忽略散热,得到图乙所示的水温与加热时间的图线,则
A.甲烧杯中的水温度升的比较快,说明比热容比乙杯中的水比热容小;
B.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同;
C.吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯的多;
D.甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同;
9.下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是
A.钻木取火
B.煤炉烧水
C.压缩空气升温
D.搓手取暖
10.甲、乙两种材料不同的金属块,它们的质量相等,同时投入沸水中充分加热,先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中,热平衡后,水的温度升高了t,取出甲金属块(不计水的质量变化),再把乙金属块由沸水投入该杯水中,热平衡后又使水温升高了t,则两金属块的比热容关系是( )
A.c甲<c乙 B.c甲=c乙 C.c甲>c乙 D.以上情况都有可能
11.甲、乙两台汽油机,甲汽油机的效率为30%,乙汽油机的效率为20%,则下列说法正确的是( )
A.甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多
B.甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大
C.在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多
D.在消耗相同的汽油时,甲汽油机做的有用功比乙汽油机多
12.在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车,其动能大小的情况是( )
A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.始终不变
13.一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠如图,同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能( )
A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
14.四冲程柴油机工作过程中,以下说法错误的是( )
A.压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化 B.做功冲程使汽车获得动力
C.排气冲程排出了汽车的尾气 D.吸气冲程吸入气缸的是柴油
15.如图所示,为了探究阻力对物体运动的影响,第一次实验时让小车从棉布表面滑过,第二次实验时去掉棉布,让小车直接从木板表面滑过,观察小车滑行的距离。下列说法正确的是( )
A.两次实验可将小车从斜面上不同的位置释放
B.第一次实验中,小车在斜面上加速滑下,说明小车在斜面上受到的摩擦力在减小
C.两次实验中运动的小车都会停下来,说明两次实验中转化获得的内能相等
D.从实验中可以看出,运动的小车所受的阻力减小,滑行距离变短,速度减小变慢
二、填空题
16.如图所示,发动机采用循环流动的水来进行冷却,主要是利用水的______较大的性质,已知该发动机水箱中装有水的质量为4kg,刚开始工作时水的初温为25℃,在冷却过程中水吸收了1.008×106J的热量,这是通过______的方式改变发动机的内能,水的温度升高到______℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
17.劣质的油性油漆、板材、涂料剂等材料含有较多的甲醛、笨、二甲苯等有毒有机物,用来装修房屋会造成室内环境污染。这是因为有毒有机物分子都在做永不停息的______,这种现象在夏天时特别严重,因为______越高,分子运动越剧烈。
18.实验室温度计玻璃泡里的液体通常用煤油,在温度计示数上升过程中,煤油的内能是通过______的方式增大的。
19.人类发展史也是利用燃料的历史,干木柴、煤的放热本领不同,是因为它们的_______(选填“热值”“热量”或“温度”)不同,完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量,这些热量若全部被水吸收,可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3,水的比热容c=4.2×103]/(kg.°C)]。
20.下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg
从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是_____.那么完全燃烧1g的酒精可放出热量 ____J.放出相同的热量,完全燃烧干木柴与氢气的质量之比是_____
三、综合题
21.阅读短文,回答下列问题
喷气发动机
随着航空和航天事业的发展,普通的内燃机已经不能提供足够的动力,人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度,因此喷气发动机就应运而生。
喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机。广泛用作飞行器的动力装置。按燃料燃烧时所需要的来源,可分为二大类:一类是火箭发动机,另一类是空气喷气发动机。火箭发动机根据采用的推进剂又分为固体火箭发动机和液体火箭发动机。空气喷气发动机分为无压气机式和有压气机式二种;无压气机式空气喷气发动机分为冲压式和脉动式,有压式空气喷气发动机分为涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机。
如图甲为涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧,燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出,其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。减小发动机的体积和质量,使用高能燃料,可以获得更大的推进力;如图乙为火箭发动机的工作原理图,火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似,主要的差别是:火箭自带燃料和氧化剂,而涡轮喷气发动机只带燃料,利用空气做氧化剂,因此它只能在大气层内工作。同涡轮喷气发动机相比较,火箭发动机的最大特点是:它自身既带燃料,又带氧化剂,靠氧化剂来助燃,不需要从周围大气层中汲取氧气,所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进,也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置,都是火箭发动机。
2019年3月24日,由中国航天科技集团有限公司六院研制的500吨级液氧煤油发动机燃气发生器——涡轮泵联动试验取得圆满成功(如图丙),标志着我国500吨级重型运载火箭发动机关键技术攻关及方案深化论证达到预期目标,为后续重型运载火箭工程研制打下坚实基础。
2019年10月5日02时51分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将高分十号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功。
(1)喷气发动机工作过程中燃料的______能先转化为内能,内能再转化为______能,从而提供动力;
(2)长征四号丙运载火箭使用的燃料主要是液态氢,随着液态氢的不断消耗,其热值将______(减小/增大/不变/都有可能);
(3)喷气压缩发动机使混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中,燃气的温度是不断变化的,图丁中能大致反应燃气温度随时间而变化的( )
(4)假设我国500吨级重型运载火箭某次发射平均推力约为8×106N,将起飞质量5000多吨的火箭在20秒的时间内推到约1.2×104米的高度,同时最大速度达到3千米/秒。则火箭发动机推力的平均功率约为多少______?
22.(1)为了探究动能与质量的关系,小明设计的实验装置如图甲所示,实验过程如下:质量为m、M的两小球从斜面上同一高度下滑,m(2)如图乙是研究弹簧弹性势能与其形变程度间关系的实验装置,小球压缩弹簧,松手后小球被弹开,并撞击纸盒。本实验中弹簧将小球弹开的过程,是弹簧的弹性势能转化为小球_______能的过程,小球撞击纸盒的过程,是克服______做功的过程。假若水平面绝对光滑,本实验将_____(选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(3)如图丙,探究物体重力势能与哪些因素有关的实验,三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同,甲、乙、丙三物体的质量关系为:m甲=m乙<m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放,分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同,_______(选填“能”、“不能”)说明乙、丙的初始的重力势能相同。
(4)机械能的转化及其应用
张工、李工两位是建筑设计师,均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计,最后张工上交了如图丁所示的设计方案图,李工上交了如图戊所示的设计方案图,若你是此公司代表,你将选择_______图的设计方案,结合你学到的物理知识,请简要谈谈你选择的理由是:_______。
23.2020年5月5日,“长征五号B”运载火箭在海南文昌首飞成功,如图甲所示。5月8日,火箭搭载的新一代载人飞船试验船返回舱,在三把巨型降落伞牵制下于东风着陆场区平安着陆,如图乙所示。该火箭使用的燃料主要是液态氢。[q氢=1.4×108J/kg,]
(1)由于与大气剧烈摩擦,返回舱在大气层中降落时会在舱的表面产生大约3000℃的高温,该过程中改变物体内能的方式是 ___________;该过程与内燃机的 ___________冲程能量转化相同。
(2)若完全燃烧2kg的液态氢,放出的热量是多少?( )
(3)若完全燃烧2kg液态氢放出的热量有84%被质量为100kg的水吸收,水的温度能够从20℃上升到多少摄氏度?( )
24.阅读短文,回答问题。
嫦娥五号
2020年11月24日,“嫦娥五号”搭载采样剖面测温仪、岩芯钻探机和机器取样器等多种有用载荷在海南文昌发射中心成功发射。为了实现“选址正确,落点准确”,嫦娥五号采用了已经在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式,即制导导航与控制(GNC)系统,在该系统的指挥下,着陆器和上升器组合体(总质量约720kg)先是大推力反向制动快速减速,然后快速调整姿态并对预定落区地形进行拍照识别,避开大的障碍,实现“粗避障”,然后组合体在飞到距离月面100米时悬停,并再次对选定区域进行精确拍照,实现“精避障”,之后再斜向下飘向选定的着陆点,在移动到着陆点正上方之后开始竖直下降,到距离月面较近时关闭发动机,然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆,最终平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
成功着陆后,着陆器在地面控制下,进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作,正式开始持续约2天的月面工作,并取回约1.8kg月壤,这在全世界是第一次。(月球表面的重力常数为地球的,地球表面重力常数g取10N/kg)
(1)发射“嫦娥五号”的长征五号运载火箭三级发动机采用液态氢为燃料,主要是因为液态氢 _____大;
(2)太阳翼上面的太阳能电池板可以将光能直接转化为 _____能;
(3)距离月面较近时关闭发动机后到接触月面前,关于组合体,下列说法正确的是 _____;
A.动能减小,重力势能减小
B.动能减小,机械能减小
C.动能增大,机械能增大
D.动能增大,机械能不变
(4)组合体从月面上方悬停至着陆,其重力做功为 _____J;
(5)探测车在采集月球表面月壤样本时,机械臂简化图如图乙所示,该均匀杠杆可绕O点转动,其自身质量为0.9kg,OB:OA=4:1,当采集1.8kg月壤将其匀速提升50cm的高度,作用在A点的动力需要做 _____J的功(不计摩擦)。
25.阅读下列短文,回答问题:
2020年11月24日凌晨,在中国人民酣睡进入梦乡的时刻,中国的航空航天历史再进一步,取得了又一次重大突破!根据央视新闻报道,2020年11月24日凌晨4时30分,中国长征五号运载火箭搭载着嫦娥五号月球探测器在海南文昌航天发射场成功发射升空。这次嫦娥五号任务的主要目标是完成月球采样并返回,但这次嫦娥五号登月,没有像之前一样带着玉兔二号月球车去采集月球表面物质,只通过一个机械臂来实现采样。这是中国首次月球采样返回任务,也是首次地外天体采样任务,同样也是迄今为止我国执行的最为复杂的航天任务,嫦娥五号探月意味着中国航天事业从此将开启新的篇章。
“长征”送“嫦五”,中国探月工程嫦娥五号成功发射!
(1)发射“嫦娥五号”的长征五号运载火箭采用液氢为燃料,是利用液氢的______大的优点;嫦娥五号月球探测器穿过大气层时,包裏探测器的整流罩与大气层发生剧烈摩擦,整流罩温度迅速升高,在这个过程通过______(选填“做功”或“热传递”)增大了它的内能。由于整流罩不善于导热、并且熔点______(选填“高”或“低”),因此能对探测器起到保护装置。
(2)如图甲所示,是嫦娥五号“忘带”的玉兔二号月球车,它有六个宽大的车轮,是为了______;假定在月球车前面有一起石头,当车轮通过石块时,可将石块与车轮的接触点看作是支点,为车轮受到的推力,为阻力,如图乙所示。通过分析可知,石块高度越高(不高于车轮半径),推力______(选填“越大”或“越小”)
(3)计算:假设月球车的质量是135千克,月球引力约是地球引力的六分之一,月球车在月面上行驶时,受到的阻力是月球车在月球所受“重力”的倍,则月球车在月面上行驶20米克服阻力做的功为多少焦耳_______。(地球上的)
26.热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙)。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的燃气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复。
阅读上面材料,回答下列问题:
(1)传统蒸汽机的燃料在气缸______部燃烧;内燃指燃料在气缸______部燃烧;
(2)图丙所示是将______能转化为______能;
(3)根据材料知道热机一个工作循环有四个冲程,请你判断图丁中表示的是______冲程;热机工作时用水而不用其他液体来做冷却剂,这是因为水的______;
(4)小锦同学阅读了某牌号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图戊所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机输出的有用功为燃料释放热量的______%。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】
A.热传递是有方向的,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,故A错误;
B.雪花是宏观物体,雪花纷飞是宏观物体做的机械运动,不能说明分子的热运动,故B错误;
C.同一物体,物体质量一定,温度降低得多,不一定是放出热量,还有可能是物体对外做功,使物体温度降低,但是物体内能减小是一定的,故C错误;
D.汽油机的压缩冲程,曲轴由于惯性,使活塞向上运动,压缩气缸内燃气,汽缸内的混合物内能增加,温度升高,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】
A.铅球由a→b 时,质量不变,高度增大,所以重力势能增大;速度减小,动能减小,动能逐渐转化为重力势能,故A错误;
B.铅球由b→c时,重力势能转化成动能,不考虑空气阻力,所以机械能总量保持不变,故B错误;
C.铅球由b→c时,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,到达c点时高度最小,重力势能最小,速度最大,动能最大,故C正确;
D.铅球在b点时,在水平方向上有一定的速度,动能不为零,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】
A.晶体熔化过程中,需吸收热量,但温度不变,水在沸腾时,需继续吸热,但温度保持不变,故A错误;
B.热量是热传递过程中内能转移的量度,是一个过程量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.改变内能有两种途径:做功与热传递,故C错误;
D.热传递发生的条件是两个接触的物体有温差,若两个物体温度相同,则不会发生热传递,故D正确。
故选D。
4.B
【详解】
据题意可知,实验中探究小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小,小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的,小球动能的大小是通过木块被推动移动的距离体现的。
故选B。
5.D
【详解】
AB.t1时刻小球刚与弹簧接触,与弹簧接触后,开始一段时间内弹力小于重力,则小球仍然向下做加速运动,其动能变大,刚释放时高度最高,重力势能最大,故AB不符合题意;
C.时刻弹簧具有弹性势能,时刻弹簧没有弹簧弹性势能,所以小球机械能变小,故C不符合题意;
D.从开始下落到第一次到达最低点,这两个时刻小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能增加量和小球内能增加量,故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量,故D符合题意。
故选D。
6.D
【详解】
A.能闻到粽子的香味是由于分子的无规则运动产生的扩散现象,故A正确,A不符合题意;
B.改变物体的内能有两种方法,分别是:做功和热传递。煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能,故B正确,故B不符合题意;
C.水的沸点与气压有关,气压越高,水的沸点越高。用压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高,故C说法正确,故C不符合题意;
D.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在引力,故D错误,D符合题意。
故选D。
7.B
【详解】
A.由图可知,每次皮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小,在此过程中不只发生了动能和势能的相互转化,机械能转化为内能,故A错误;
B.皮球在下落的过程中速度变大,动能变大,反弹后上升的过程中,速度变小,动能变小;由图可知,由于反弹的高度减小,故机械能减小,即小球的最大动能会逐渐减小,乙图能反映皮球动能E随时间t变化的关系,故B正确;
C.由于皮球运动过程中机械能减小,球在C点的机械能大于D点的机械能;当皮球落到A、B两点,且皮球达到最大形变时,其动能与重力势能都为零,又因为小球在C点的机械能大于D点的机械能,所以小球在A点的弹性势能大于在B点的弹性势能,则在A点的圆斑要大于在B点的圆斑,故C错误;
D.小球的机械能逐渐变小,且C点在D点之前,所以小球在C点的机械能大于在D点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,在C、D两点高度相同则重力势能相同,所以小球在C点的动能大于在D点的动能,故D错误。
故选B。
8.D
【详解】
A. 由题可知,甲乙两容器中都是纯净水,且状态相同,则两杯水的比热容相同,故A错误.
B. 实验中,用不同加热器加热,相同时间内,加热器放出的热量不同,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同,故B错误;
C. 两杯水的质量相同,吸收相同的热量时,根据△ 可知,两杯水升高的温度相同,故C错误;
D. 由图2可知,甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同,且两杯水的质量相同,根据Q吸=cm△t可知,它们吸收的热量相同,故D正确.
9.B
【详解】
改变物体内能有两种方式,分别为做功和热传递:
A.钻木取火,机械能转化成内能,是通过做功的方式改变物体内能的,故A不符合题意;
B.煤炉烧水,水吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式增加水的内能,故B符合题意;
C.压缩空气,使空气升温,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能的,故C不符合题意;
D.用“搓手”的方法取暖,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能的,故D不符合题意。
故选B。
10.A
【详解】
先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中,水升高的温度相同,水吸收的热量相同,不计热量损失,甲乙两金属块放出的热量相同,由题知,甲金属块温度比乙多降低了t,根据,质量相同的甲乙两金属块,放出相同的热量,降低的温度多的甲金属块,比热容小,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
11.D
【详解】
A.做功的多少与功率和做功的时间有关系,与其效率无关,故A错误;
B.效率表示功的利用率;功率表示做功快慢,这两个物理量是没有必然的联系的。故B错误;
C.汽油机燃烧汽油的多少与功率和效率都有关系,其主要与汽油机的功率有关,故C错误;
D.甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率,说明:消耗相同的汽油,甲汽油机做的有用功多,即输出的能量多,故D正确。
故选D。
12.D
影响动能大小的因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
【详解】
在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车,速度不变,质量不变,动能不变。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【点睛】
掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。
13.B
【详解】
若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时,番茄具有一定的速度,具有一定的动能,所有减少的势能一部分转化为动能,另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能,所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。
故选B。
14.D
【详解】
A.压缩冲程:活塞的机械能转化为燃料混合物的内能;做功冲程:燃料燃烧,化学能转化为内能,产生高温高压气体,推动活塞做功,内能在转化为机械能。故A正确,不符合题意;
B.做功冲程中,燃气推动活塞,内燃机对外做功,使汽车获得动力。故B正确,不符合题意;
C.排气冲程中,做功完毕的燃气被排出内燃机,汽车排出尾气。故C正确,不符合题意;
D.柴油机吸气冲程吸入气缸的只有空气,在压缩冲程末喷油嘴向气缸内喷入柴油。故D错误,符合题意。
故选D。
15.C
【详解】
A.实验中,应将小车从同一斜面的同一高度自由下滑,目的是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,便于利用控制变量法来探究阻力对物体运动的影响,故A错误;
B.第一次实验中,小车在斜面上加速滑下,是因为小车的重力势能转化成动能,而动能的大小与质量和速度有关,则小车在斜面上动能增大时,其速度也会增大,所以小车会加速下滑,不能说明小车在斜面上受到的摩擦力在减小,故B错误;
C.重力势能与物重和其所在高度有关,同一小车从同一高度自由下滑,说明两次试验中小车的重力势能变化量相同,在小车运动的过程中,重力势能转化成动能,动能转化成内能,故两次实验中转化获得的内能相等,故C正确;
D.从实验中可以看出,运动的小车所受的阻力减小,滑行距离会变长,速度减小会变慢,故D错误。
故选C。
16. 比热容 热传递 85
【详解】
[1]汽车发动机工作过程中,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作。由公式Q=cmΔt知,在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热最大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好。
[2]发动机工作过程中会产生热量,热量传递到水,水吸收热量,内能增大,属于热传递改变内能的大小。
[3]由Q=cmΔt可知,水温升高到
17. 无规则运动 温度
【详解】
[1]有毒有机物分子在做永不停息的无规则运动,那么有毒有机物会进入空气中,造成污染。
[2]在夏天,分子的无规则运动会更剧烈,分子的运动受温度的影响,温度越高,分子运动越剧烈。
18.热传递
【详解】
在温度计示数上升过程中,煤油从被测物体吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式增大煤油内能的。
19. 热值 100
【详解】
[1] 单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值,它表示燃料的放热本领强弱,干木柴、煤的放热本领不同,是因为它们的热值不同。
[2]完全燃烧0.28m2的天然气可放出的热量
[3]水的质量
20. 1千克酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 3×104J 35:3
【详解】
由热值的概念可知,酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是,1千克酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J;Q=qm=3.0×107J/kg×0.001kg=3×104J.已知放出相同的热量 由Q=qm得,q木×m木=q氢×m氢,1.2×107J/kg×m木=1.4×108J/kg×m氢,m木:m氢=35:3.
【点睛】
已知质量和热值,由Q=qm可求得酒精放出的热量;求干木柴与氢气的质量之比,用Q=qm,代入数值可得.
21. 化学 机械 不变 C 4.8×109W
【详解】
(1)[1][2]根据题意知道,喷气发动机工作过程中燃料的化学能先转化为内能,内能再转化为机械能。
(2)[3]热值是燃料本身的一种性质,与质量无关,故随着液态氢的不断消耗,其热值将不变。
(3)[4]从能量转化的角度看,内燃机在压缩冲程中,将机械能转化为内能,所以燃气的温度升高;在做功冲程中,气体推动活塞对外做功,将气体的内能转化为活塞的机械能,燃气温度降低,所以能大致反应燃气温度随时间而变化的是C图。故选C。
(4)[5]推力做功为
W=Fs=8×106N×1.2×104m=9.6×1010J
推力的平均功率约为
22. 见解析
没有让木块从同一起点开始 动 摩擦力 不能 能 戊 火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能,可以降低车速,容易刹车
【详解】
(1)[1][2]由于木块移动距离相同,由此推测物体动能大小与质量无关,结论是错误的,因为没有让木块从同一起点开始。
(2)[3]弹簧将小球弹开,小球有一定的速度,具有动能,弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
[4][5]小球推动纸盒移动一段距离后都要停下来,是因为水平面有摩擦力,木块克服摩擦做功,机械能转化为内能;若水平面绝对光滑,木块就会做匀速直线运动,无法比较木块移动距离的远近,达不到探究目的。
(3)[6]实验中通过木桩扎入沙坑的深度反映重力势能的大小,图中B、C两物块质量不同,被举高度不同,但两木桩扎入沙坑的深度相同,即乙、丙两物体对B、C做功相同,所以能说明乙、丙的初始的重力势能相同。
(4)[7][8]根据动能与重力势能的转化可以知道丁图中火车进站时下坡,这一过程中又有一部分重力势能转化为车的动能,就会使得车速提高,难以刹车。故不合理;戊图设计中利用车上坡过程中一部分动能转化为重力势能,从而可以降低车速,容易刹车。
23. 做功 压缩 2.8×108J 100℃
【详解】
(1)[1][2]改变物体内能的方法是做功和热传递。飞船返回舱进入大气层后,与空气摩擦,外界空气对飞船外壳做功,内能增加,温度升高,故是通过做功改变物体的内能;从能量的转化的角度分析,该过程是将机械能转化为内能的过程,故这与四冲内燃机的压缩冲程中的能量转化过程相同。
(2)[3] 2kg氢完全燃烧释放出的热量
Q放=m氢q氢=2kg×1.4×108J/kg=2.8×108J
(3)[4]由可知,水吸收的热量
Q吸=ηQ放=84%×2.8×108J=2.352×108J
根据,加热后水上升的温度
水的末温
在一标准大气压下,水沸腾时温度为100℃且保持不变,所以水的温度能够从20℃上升到100℃。
24. 热值 电 AB 1.2×105 1.875
【详解】
(1)[1]热值是燃料一种特性,热值越大的燃料,在完全燃烧相同质量的燃料时,放出的热量越多,火箭采用液态氢为燃料,就是因为液态氢的热值大。
(2)[2]太阳翼上面的太阳能电池板接收光能,可以将光能直接转化为电能。
(3)[3]距离月面较近时关闭发动机后到接触月面前,组合体的质量不变,运动速度减小,高度减小,则动能减小,重力势能减小,机械能减小,故AB正确,CD错误。
故选AB。
(4)[4]组合体在月球上受到的重力
组合体从月面上方悬停至着陆,其重力所做的功
(5)[5]月壤在月球上的重力
月壤上升的高度
克服月壤重力所做的功
杠杆自身的重力
均匀杠杆的重心在杠杆的中间位置,所以杠杆重心上升的高度
克服杠杆的重力所做的功
作用在A点的动力所做的功
25. 热值 做功 高 减小压强 越大 900J
【详解】
(1)[1]火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以放出更多的热量。
[2]当探测器在大气层中快速飞行时,会与大气层发生剧烈摩擦,克服摩擦做功,内能增加,这是通过做功的方式改变物体的内能。
[3]由于整流罩不善于导热、并且熔点高,不易熔化,因此能对探测器起到保护作用。
(2)[4]玉兔二号月球车有六个宽大的车轮,是通过增大受力面积的方法来减小压强的。
[5]车轮通过石块时,支点为车轮与石块的接触处(如图中的O点),从支点O向阻力、动力的作用线作垂线,支点O到垂足的距离为相应的力臂、,如图所示:
由图可知,石块高度越高(不高于车轮半径),动力臂ll越小、阻力臂l2越大,阻力(即车轮的重力)不变,由杠杆平衡条件可得:,则越大,即所需推力越大。
(3)[6]月球车在地球上的重力
由题意可得,月球车对月面的压力
月球车在月面上行驶时,受到的阻力
在月面上行驶20米克服阻力做的功
26. 外 内 机械 内 做功 比热容大 30
【详解】
(1)[1]由材料一可知,如图乙所示,传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧。
[2]由材料二可知,内燃指燃料在气缸内燃烧。
(2)[3][4]图丙所示是通过做功增加物体内能,是将机械能转化为内能。
(3)[5]图丁中,进气门、排气门关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程。
[6]热机工作时用水而不用其他液体来做冷却剂,这是因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质,在升高相同温度时能吸收更多的热量。
(4)[7]燃料释放热量中废气带走33%、水吸收了30%、摩擦与辐射消耗7%,输出的有用功仅占30%。
答案第1页,共2页
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