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第四节机械能和内能的相互转化课前预习题一、填空题1.内能是物体内部所有分子势能动能总和.当物体的温度升高时，它的分子的运动越快，内能越大.2.在热传递过程中，传递__热量_____的多少叫做热量，热量单位是__焦耳__J_；热传递可以改变物体的__内能_____，物体吸收热量，_内____能增加.3.改变物体内能的方法有两种：热传递和做功.这两种方法是做功的.下图中，是利用前者改变物体内能.4.热机是把内能能转化成机械能能的机器.汽油机是最常见的热机，它是利用燃料在内燃机里产生的内能来推动活塞做功的.5.内燃机的四个冲程分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程.其中做功冲程是把内能转化为机械能.6.质量为1千克的燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值.热值的单位是J/KG，符号是q.已知燃烧某种燃料10g时，最多可放出3.3×105J的能量，则该燃料的热值是3.3x103J.7.下表为几种燃料的热值，由表可知（1）完全燃烧5kg木炭放出的热量是1.7x108J.（2）柴油的热值大于酒精的热值，说明完全燃烧质量相同的柴油和酒精时，柴油放出的热量多.（3）1kg焦炭的热值小于10kg焦炭的热值，因为热值的大小仅与质量有关.几种燃料的热值单位J/kg焦炭木炭酒精柴油3.0×1073.4×1073.0×1073.3×107二、选择题1.下列各种情况中，使物体的内能增加的是（b）A.将物体从一楼搬到三楼B.物体的温度升高C.物体做机械运动的速度增加D.物体对外做功2.下列现象中，由于热传递使物体内能增加的是（C）3.下列说法中正确的是（D）A.0℃的冰内能为零B.一个物体各部分温度相同，则其中每个分子热运动速度必定相同C.将一个物体放在高速行驶的列车上，其内能增大D.两个物体温度相同，材料相同，其内能不一定相等4.对于四冲程汽油机，燃料进入气缸的冲程是（A）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程5.过去人们在冬天常用烟煤生火取暖.已知烟煤的热值为2.9×107J/kg，则当燃烧了1kg的烟煤时，下列说法正确的是（D）A.可放出2.9×107J的热量B.屋子吸收了2.9×107J的热量C.放出的热量大于2.9×107JD.屋子吸收的热量小于2.9×107J课堂练习一、填空题1.当物体对外做功时，它的内能__减少_____，温度_降低_____；当外界对物体做功时，物体的内能_增大______，温度__增高_____.给自行车打气，筒壁会发热，这是压缩筒内的空气__压缩_____，使空气的__内能_____增加，温度升高的缘故.2.火柴可以擦燃也可以放在火上点燃，前者是用_做功_____的方法使火柴燃烧，后者是用__热传递_____的方法使火柴燃烧.这两种方法都能改变物体的内能.3.用水壶烧水，水烧开以后，水蒸气会把壶盖顶起来，这时水蒸气对壶盖_做功______，水蒸气的一部分__内_____能转化为壶盖的__动_____能，水蒸气的___内____能减少，它的温度_减少______.4.在古代，人类就掌握了钻木取火的方法，这是用__做功_______的方法来改变木头的内能；烧红的铁块放进凉水里，水的温度升高了，这是用__热传递_____的方法来改变水的内能.5.在内燃机工作的四个冲程中，只有___做功___冲程燃气对外做功，完成_内___能和_机械能____能的转化；压缩冲程是将__机械能____能转化为__内____能的过程.6.汽油机吸进气缸的物质是______油和空气___.单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，活塞往复_____2_次，曲轴转动___2___周，对外做功___1___次.7.有的航天器发动机用氢做燃料，这是因为氢的__热值____很大.燃烧1m3煤气大约能放出热量3.9×107J，某市管道煤气收费标准为0.87元/m3，有一户人家在一个月内燃烧煤气消耗1.17×109J热量，这个月应该交煤气费__26.1___元.8.下表列出了几种燃料的热值，单位是J/kg干木柴无烟煤酒精煤油氢气1.2×1073.4×1073.0×1074.6×1071.4×108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__1KG_酒精中有3.0×_107_J____.那么燃烧1g的酒精可放出热量_3.0×104J.放出相同的热量，完全燃烧干木柴与氢气的质量之比是_7：6__.9.如图15—6所示，试管内装有水，橡皮塞塞住管口，加热使水沸腾，水沸腾后看到的现象是______________，在这个过程中能量的转化是_______，__________就是根据这种道理制成的.二、选择题1.汽油机飞轮的转速是3000r/min，则可知每分钟内一个汽缸里燃气推动活塞做功的次数是（A）A.1500次B.3000次C.6000次D.750次2.关于热机的效率，下列说法中正确的是（）A.热机的效率可以等于1B.燃料完全燃烧放出的热量不可能全部用来做功C.减少热损失对提高热机效率无影响D.设法利用废气的能量也不能提高热机效率3.下列提高热机效率的做法中，无效的是（）A.保证良好的润滑B.尽量减少各种热损失C.提高燃油的质量D.减少因克服摩擦而额外消耗的功4.以下现象中，由内能转化为其他形式能的现象是（）A.刀在磨刀石上被磨得发烫B.雨滴从高空下落时温度会升高C.用电熨斗熨衣服D.被加热的试管中的水蒸气膨胀做功，把管塞推出管口5.我国发射的宇宙飞船在完成任务后，返回地面指定地点，宇宙飞船在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速直线运动，则宇宙飞船在匀速下降的过程中，它的（D）A.动能不变，势能减小，内能增大B.动能不变，势能增大，内能减小C.动能减小，势能不变，内能增大D.动能增大，势能减小，内能不变6.如图15—3所示，从能量的转化和转移的角度可用下面三句话来概括：①小孩克服摩擦做功，动能转化为内能②小孩从滑梯上滑下时，重力势能转化为动能③小孩的臀部吸热，内能增加，温度升高以下排序正确的是（C）A.①②③B.②③①C.②①③D.③②①7.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（C）A.B.C.D.8.在图15—5（B）A.B.C.D.9.关于燃料的热值，以下说法正确的是（B）A.B.C.D.0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样10.甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（C）A.B.甲消耗C.D.11.关于热值的下列说法中正确的是（D）A.B.C.D.12.1990年4月7日，我国“长征3号”火箭成功的把“亚洲一号”国际通信卫星发射到预定的轨道.火箭点火后，高温高压燃气迅速膨胀向外喷出，燃气的温度下降，火箭则获得推力高速上升，并达到一定速度.在这个过程中，下列哪一说法是正确的（A）A.B.C.D.13．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，气缸中的(C)A．压强增大，温度降低B．压强减小，温度升高C．压强增大，温度升高D．压强减小，温度降低14．航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有(D)A．较小的质量B．较小的密度C．较大的比热容D．较大的热值15．柴油机甲的功率是乙的1．5倍，甲的效率为20％，乙的效率为25％，那么甲与乙每小时消耗的油量之比为(D)A．15：8B．6：5DC．5：6D．8：15三、计算题1.用锯锯木头，每分钟拉锯15次，每次移动0.6m，人拉锯的作用力是150N，如果拉锯时所做的功有70%转化为内能，那么2min木头增加的内能是多少？2.方便的煤气越来越多地走进了普通家庭.某市的管道煤气的收费标准为1.0元/m3，一户人家在一个月内烧煤气消耗的热量约为2.5×109J，求该户人家这个月应交的煤气费是多少?（煤气的热值为4.2×107J/kg,密度为1.2kg/m3，假设为完全燃烧）3.已知干木柴的热值是1.2×107J/kg，完全燃烧0.7kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20℃升高到70℃？已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃).4.物理兴趣小组的同学们做了这样的实验：取500g水放在烧杯中，测得水的温度为20℃，然后点燃酒精灯给烧杯加热，并将温度计插在水中，观察水温的变化，当温度计的示数恰为70℃时，消耗了10g酒精.［水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)（1（2）有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精的热值.请你回答这种做法是否可以？并说明理由.四、简答题1.我们经常可以看到汽车喷黑烟的情景，其主要原因是汽油燃烧不充分.试分析这对热机的效率有何影响？2.用锉刀锉铁块时，过一会儿锉刀和铁块的温度都会升高，这是为什么？3.如图15—2所示，老爷爷站在雪地里手冻的很冷，请你给老爷爷想一想办法，怎样做可以使手暖和些？说出两种办法来，并说明这样做的道理.