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1第十二章机械能和内能12.3机械能和内能的相互转化一、填空题：1．如图1所示，将铁丝快速地反复弯折几次，然后用手指在弯折处触摸一下，有的感觉，这是由于物体的内能的缘故。2．如图2所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，将电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮。这时我们可以看到：盒盖，同时听到“呯”的一声响。在此过程中，酒精燃烧后产生的燃气对做功，燃气的能减少，转化为的能。3．热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的能转化为能的装置。4．汽油机完成一个工作循环：（1）活塞经历四个冲程：分别为．．和排气冲程，其中，冲程是燃气对外做功的过程；（2）曲轴旋转周，活塞往复次；（3）压缩冲程中能转化为能；做功冲程中能转化为能。5．如图3所示为热机工作时的某种程示意图，该冲程是冲程。6．1kg某种燃料所放出的热量叫做这种燃料的热值。已知木炭的热值为3.4×107J/kg，其物理意义是。7．0.3kg的酒精完全燃烧放出了9.0×106J的热量，则酒精的热值为；5kg酒精的热值又是多少呢？答：。8．热机的热效率较低，一方面是由于燃料的不完全燃烧而损失了部分能量，另一方面能量损失较大的是冲程所释放的带走了大量的热，以及在冲程中消耗部分能量以克服做功。二、选择题9．如图4所示，属于热传递方式改变物体内能的是（）。10．质量为5kg的柴油，用去1/5后，则剩下的柴油（）。A．比热容变为原来的4/5，热值不变图2图1图3图42B．比热容不变，热值变为原来的4/5C．比热容和热值均变为原来的4/5D．比热容和热值都不变11．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12．下述事例中，对物体做功使物体的内能增大的是（）。A．钻木取火B．用太阳能热水器加热水C．利用热水袋取暖D．内燃机做功冲程中，燃气做功13．一台汽油机的转速为2400R/min，则在1s内柴油机对外做功的次数是（）。A．2400次B．1200次C．40次D．20次14．热机甲的效率比热机乙的效率大，这句话的意思是（）。A．甲的功率比乙的功率大B．甲在单位时间内烧的燃料比乙少C．甲比乙能做更多的功D．甲对燃料燃烧释放的内能的利用率比乙高15．两种燃料的热值之比为2：1，质量之比为1：4，则这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为：（）。A．1：2B．2：1C．8：1D．4：1三、实验设计题：16．为了探究“燃料燃烧时放出的热量的多少是否与燃料的种类有关”，小华同学设计了一个探究的方案：用天平分别测量出10g酒精和煤油，分别放入两个燃烧皿中，并点燃它们，给分别装有200g初温相同的水的两个相同的烧杯进行加热，……（1）为了顺利完成实验探究，请你帮她完成余下的设计。（2）请你为该实验设计一张相应的实验表格。（3）请说出本实验中采用的一种重要的实验方法是什么。四、计算题：17．小华学习了热学知识后，知道水的比热容为4.2×103J/〔kg·℃〕，她想估算一下她家每天烧水．做饭需要的热量。于是小华仔细记录了每天烧水．做饭．炒菜需要的时间，并把它折算成烧水的时间，相当于每天将30kg．20℃的水烧开。（在标准大气压下）（1）小华家每天烧水．做饭．炒菜需要多少热量？（2）如果每燃烧1kg的普通煤可以放出3×107J的热量，那么小华家每天烧水．做饭．炒菜至少需要多少kg的煤？（3）试评析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些？318．太阳能是一种廉价的清洁能源，开发和利用的前景十分广阔。从有关资料获悉，在晴天，阳光垂直地面照射时地球表面接受到的热辐射为1.2×103J/(m2·s)。有一台太阳能热水器，水箱容积为50L，可将接收到的热辐射的40%用来提高水温。若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1m2，求：（1）1h后装满水的水箱中的冷水温度能升高多少℃？（2）若用煤气来提供这些热量，需要完全燃烧多少g的煤气？（不计热量损失，q煤气＝4.2×107J/kg）答案1．发热；增加2．被弹出盒盖内能盒盖机械能3．内机械4．（1）吸气压缩做功做功（2）22（3）机械内内机械5．排气6．完全燃烧1kg木炭完全燃烧放出的热量为3.4×107J7．3.0×107J/kg3.0×107J/kg8．排气废气做功摩擦9．B10．D11．D12．A13．D14．D15．A16．（1）直到酒精和煤油全部燃烧完，记下两杯水的温度变化情况。（2）燃料加热前的水温/℃燃料燃烧完后的水温/℃水温的变化/℃酒精煤油（3）控制变量法17．（1）Q＝cm(t-t0)=4.2×103J/〔kg·℃〕×30kg×(100℃-20℃)=1.008×107J(2)m=771.00810J310J/kgQq=0.336kg(3)不可能做到使煤完全燃烧；煤燃烧会产生大量的废气，造成严重的环境污染；煤燃烧产生的热量很大一部分散失到空气中，使热效率降低。18．(1)Q＝1.2×103J/(m2·s)×2.1m2×3600s＝9.072×106Jm=ρV=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kgt＝639.07210J4.210J/(kg50kgQcm）43.2℃(2)m=679.07210J0.216kg216g4.210J/kgQq