江苏省大丰市万盈二中九年级物理题库全解：12.4机械能与内能的相互转化

江苏省大丰市万盈二中九年级物理题库全解：12.4机械能与内能的相互转化
题型归结：
本节中主要介绍了三大知识点：一是改变物体内能的两种方法：做功和热传递。这类选择题（如题5，8）比较多，重点是会分析某个物体内能的改变是由哪种方法引起的。二是热机，有关热机的题型主要是填空（如题15）和选择（如题12，13）。三是热值，往往将有关热值的计算（如题1）与热量计算综合起来命题。
1B西部地区蕴藏大量的天然气，将其通过管道送到能源缺乏的东部，这个工程叫“西气东输”，此工程已经到达苏州，2004年5月苏州已开始实施天然气换煤气工程。
（1）天然气和煤气相比，从环保角度来年，天然气有什么优点？
（2）从能量角度分析天然气有什么优点？
（3）天然气的热值是8.4×107J/m3，煤气的热值是3.9×107J/m3，在不计热量损失的情况下，分别加热一壶质量为10kg、初温为20℃的水至沸腾（标准大气压下），各需多少天然气和煤气？天然气的价格是2.0元/m3，煤气的价格是0.95元/m3，用哪一个更划算？
命题意图：把几个知识点串联起来，考察综合解题能力
思路点拨：天然气与煤气相比，天然气燃烧后的生成物是二氧化碳和水，而煤气燃烧后的生成物不仅有二氧化碳和水，还有二氧化硫，有时还有一些一氧化碳。天然气的热值与煤气相比，天然气的热值大，并且天然气容易完全燃烧，热损失少。
全解：（1）天然气和煤气相比，从环保角度来看，天然气的污染少。
（2）从能量的角度来说，天然气的热值大，能量储存、输送均较煤气方便。
（3）10kg的水温度从20℃加热到100℃，需要吸收的热量：
Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100－20)℃＝3.36×106J。
Q放＝Q吸＝3.36×106J，所以消耗的天然气是：V1＝Q吸/q＝3.36×106J/（8.4×107J/m3)＝0.04m3，
花费的钱是：2.0元/m3×0.04m3＝0.08元；
消耗的煤气是：V2＝Q吸/q2＝3.36×106J/（3.9×107J/m3)＝0.086m3，
花费的钱是：0.95元/m3×0.086m3＝0.0812元。
从价格上看，烧天然气更划算。
误区分析：在计算热传递中的热量时应选用公式Q＝cmΔt，在计算燃料燃烧放出的热量时就要选用V＝Q/q。
2A酒精的热值比煤油小，这表示（ ）
A. 燃烧酒精比燃烧煤油放出的热量少。
B. 燃烧酒精比燃烧煤油达到的温度低。
C. 相同质量的酒精和煤油中，煤油含的热量多。
D. 相同质量的煤油和酒精完全燃烧时，煤油放出的热量多
命题意图：剖析热值的概念，更深刻的去理解热值的物理意义。
思路点拨：单位质量的某种燃料在完全燃烧时所放出的热量，叫这种燃料的热值．一般来说，不同燃料热值是不同的，只有在质量相同，均完全燃烧的条件下，才可比较放出热的多少。
全解：选D。
误区分析：我们抓住热值这一概念来分析，A选项中没有指出燃料的质量是否相同。B选项中的温度与热值没有什么关系。C选项中把热量与热能概念混淆了。
3B如图所示，能量转化形式完全相同的是（　　）
A、①和② B、②和④ C、③和④ D、①和③
命题意图：学会用学过的能量转化的相关知识解决实际问题。
思路点拨：　仔细观察四幅图，了解图中的各个物体最终分别获得了什么能量。
全解：选D。①中是水蒸气对瓶塞做功，瓶塞获得机械能被“弹”出来，这是内能转化为机械能；②中活塞压缩气体做功，气体内能增加，温度升高，达到棉花着火点，而使棉花燃烧；③中是内燃机的做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能；④中是利用暖气取暖，这是热传递，没有能量转化。
误区分析：　判断机械能与内能的相互转化，首先要分清转化前后的能量的表现形式，而物体的机械能必以机械运动为特征，物体的机械能改变，必有做功的过程，然后根据物体能量的变化情况确定能量的转化形式，如：内能减小，机械能增大，则内能转化为机械能；内能增大，机械能减小，则机械能转化为内能。
考点链接：
本节考试命题的类型主要为选择填空和计算，考察的重点为改变物体内能的两种方法，
热机工作时的能量转化，热值的物理意义和计算等。
4A 小梅同学将能量的转化及常见的例子连线如下，其中有一组出现了错误，请你帮她找出（ ）
A. 机械能转化为内能——用磨刀石磨刀
B. 内能转化为机械能——暖水瓶瓶盖蹦起
C. 电能转化为内能——电炉工作
D. 势能转化为动能——向上运动的乒乓球
思路点拨：先排除肯定正确的选项，再比较拿不准的。
全解：选D 向上运动的乒乓球是动能转化为重力势能。
5A 图中的男孩和女孩是通过什么方式暖手的（　　）
A.他们都是通过热传递来暖手　　　
B.他们都是通过做功来暖手
C.女孩通过热传递来暖手，男孩通过做功来暖手
D.女孩通过做功来暖手，男孩通过热传递来暖手
思路点拨：仔细观察图中两人的动作，在了解改变物体内能有做功和热传递两种方法的基础上加以判断。
全解：选C 女孩把手放在嘴边呵气取暖，是通过热传递的方式增加手的内能。男孩用摩擦的方法取暖，属于做功的方式。
训练题组
6 A以下关于能量的转化的叙述中错误的是（ ）
A电饭锅工作时，将电能转化为内能
B汽油机做功冲程，将机械能转化为内能
C电动机车行驶时，将电能转化为机械能
D绿色植物的光合作用，将光能转化为化学能
全解：选B 做功冲程应该是内能转化为机械能。
7B 关于对q=Q/m的理解
A. 热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比。
B. 热值与燃料的质量成反比。
C. 热值与燃料的质量成反比,与燃料完全燃烧放出的热量成正比。
D. 热值的大小由燃料本身决定的,与质量和热量无关。
思路点拨：燃料的热值是反映燃料燃烧时放出能量本领的物理量.
误解：选C
全解:选D。燃料的热值的大小只取决于燃料的种类,与燃料的多少及完全燃烧放出的热量的多少无关。
诊断：由于没能认识到热值和密度一样，都属于物质的物理属性。
8A下列事例中利用热传递改变内能的是 ( )
A太空中的陨石，坠入地球大气层，成为流星
B、从滑梯上滑下时，臀部有灼热的感觉
C冬天手冷时，搓搓手就暖和了
D夏天，广场上的石凳因太阳照射而发烫
思路点拨：热传递改变物体内能的同时必然存在两个有温度差的物体。
全解：选D
回味：内能的变化主要体现在物体温度的变化上。
9A 夏天，用棉被盖住冰块，冰块就不容易熔化，这是因为（ ）
A. 冰块的冷气不容易传到外边去 B. 棉被外的温度不容易传到冰块上
C. 棉被外的热不容易传到冰块上 D. 以上说法都不对
全解：选C
10A下列现象中，属于内能转化为机械能的是（　　）
A.用打气筒打气，气筒壁发热　　B.锯木头时，锯条发热
C.用电熨斗烫衣服，电熨斗发热　D.被点燃的冲天炮腾空而起
思路点拨：内能转化为机械能，最终获得的是机械能，可以根据这一特点进行判断。
全解：选D 爆竹腾空而起的过程是火药的化学能转化为内能，内能再转化为机械能。
11A 下列现象中，利用内能做功的是 ( )
A冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和
B车刀在砂轮的高速磨擦之下溅出火花
C在烈日之下柏油路面被晒熔化了
D火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起
思路点拨：利用内能做功，其实就是内能转化为机械能过程
全解：D
回味：内能有两个方面的运用：利用内能加热物体和利用内能来做功。
12 A 内燃机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是（ ）
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
全解：选C
13 B下图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（ ）
A. 乙、甲、丁、丙 B. 甲、乙、丙、丁
C. 乙、丁、甲、丙 D. 甲、丁、乙、丙
思路点拨：在判断顺序时要注意观察进气门和排气门的情况，活塞的运动方向。
例如吸气冲程肯定是进气门打开，否则无法吸气。
全解：选A
14 A我们每天都要生火煮饭，这是利用内能直接来_________，内能的另一个重要应用就是用它来_________。
全解：加热物体， 做功
15B如图所示，此图是汽油机的 冲程。在此冲程中，气缸中的气体体积 ，压强 。（填“变大”、“变小”或“不变”）
思路点拨：该图中两个气门均关闭，活塞向上运动，可知是压缩冲程
全解：压缩，变小，变大
16 B焦炭的热值焦/千克，它的物理意义是_________。完全燃烧_________千克的焦炭放出的热量能把200千克的水温度升高50。
思路点拨：先计算出200千克水上升50℃所需要的热量，再根据Q=mq算出焦炭的需要量
全解：1kg焦炭完全燃烧放出的热量是3.0×107J, 1.4
17A一根铁丝，可以把它放在砂纸上反复摩擦，使之温度升高，也可以将其放在火焰上烤，使其温度升高。这说明　　　　　　和　　　　　　都可以改变物体的内能。
全解：做功 热传递
18 B 为了适应建设“绿色经济强省”战略目标的需要，某城区二环路以内的城市居民生活不能用蜂窝煤作燃料，全部使用煤气，这一措施既环保又提高了燃料的利用率。一个三口人之家烧蜂窝煤平均月消耗70kg，蜂窝煤的热值q=3.0×107J/kg。求：
（1）一个家庭月消耗煤完全燃烧时放出的热量；
(2) 蜂窝煤炉热效率约为20%，一个家庭月烧煤散失的热量。
思路点拨：煤炉的效率就是用实际利用的那部分能量比上燃料燃烧放出的总能量。
全解 （1） Q=mq=70kg×3.0×107J/kg=2.1×109J
（2）Q散失=Q×(1-20%)=2.1×109J×80%=1.68×109J
19 B一块蜂窝煤的质量为0.6千克，其热值是3 × 107J／kg。如果蜂窝煤完全燃烧时放出的热量有21%被水吸收，则完全燃烧一块蜂窝煤最多能把多少千克10℃的水加热到100℃？
思路点拨：将公式Q=mq与公式Q= cm(t-t0)结合使用。
全解Q=mq=0.6kg×3 × 107J／kg=1.8 × 107J
Q吸=21%Q= cm(t-t0),即21%×1.8 × 107J=4.2×103J/(kg·℃) ×m×(100℃-10℃)
解得：m=10kg
20 B完全燃烧热值为3.0×107J/kg的酒精0.7kg，放出的热量为多少？若这些热量的40%被质量为100kg、温度为10℃的水吸收，水的温度将升高到多少摄氏度？
全解：Q=mq=0.7×3.0×107J=2.1×107J
Q’=40%Q=0.4×2.1×107J=0.84×107J
℃＝20℃
t=t0+Δt=10℃+20℃=30℃