九年级科学上第三章 第5节 物体的内能 易错点题型培优训练(含解析)

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九年级科学上第三章 第5节 物体的内能 易错点题型培优训练(含解析)

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九年级科学上第三章 第5节 物体的内能易错点题型培优训练
题型一、内能
1:(2024九上·鹿城月考)下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是(  )
A.柴火烧水 B.压缩空气发热C.冬季搓手取暖 D.钻木取火
2.(2024九上·平湖期末)如图所示,向装有少量水的烧瓶内缓慢打气,突然塞子跳起来,同时瓶内出现了“白雾”。下列关于该现象的说法正确的是(  )
A.瓶内气体对外做功 B.机械能转化为内能
C.瓶塞的机械能减少 D.瓶内气体温度升高
3.(2023九上·鹿城期末)一网友发现小鸟停在铁栏杆上,误以为小鸟在停驻休息,观察后发现它的双脚被冻结在栏杆上。他慢慢接近,小鸟受惊拍动翅膀;为了避免小鸟双脚受伤,他便一把抓住,试图以手的温度让冰融化。由于效果不佳,他干脆吹气融冰。经过他的不断努力,小鸟获得了自由。根据上述材料,下列分析不合理的是(  )
A.以手的温度让冰熔化,是通过做功的方式实现
B.吹气融冰,是用热传递的方式让冰熔化
C.小鸟双脚被冻结在铁栏杆上,与铁是热的良导体有关
D.小鸟拍动翅膀,消耗体内有机物,将化学能转化为机械能
4(2024九上·金华月考)小Q和小亮就课本中的如图话题进行了思考和讨论,小Q决定通过手捂增大铁屑的内能,小亮决定通过振荡方式增大铁屑的内能,以下分析正确的是( )
A.从能量转化过程来看,小亮的方法和钻木取火是相同的
B.当小Q的手和铁屑所含内能相同时,热传递就会停止
C.小Q所用的方法,温度从手传递到了铁屑
D.小Q和小亮的方法对改变铁屑的内能是不等效的
5.(2024九下·金华月考)如图是被“热棒”包围的青藏铁路。“热棒”相当于一个制冷机,解决了“千年冻土”。“热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨,当路基的温度上升时,通过 的方式将内能传给“热棒”里的液氨,液氨吸热 (填物态变化名称),上升到热棒上端,通过散热片冷却后液化成液态氨,又沉入了棒底。
(5) (6)
6:(2024九上·江北期末)宁波轨道交通规划构建高品质、多式融合、全域一体的轨道交通体系,努力实现“对外区域融合,对内提质增效”。城市地铁在挖隧道过程中,需使用盾构机(如图)挖掘隧道。
(1)盾构机的前端安装了“削铁如泥”的刀盘,刀盘旋转工作时产生大量的热,这是通过   的方式改变物体内能。
(2)盾构机体积庞大,需将其拆成多个部件吊装到施工现场。已知部件总质量3×104千克,部件水平平移10米,再竖直下降10米,则部件重力做功   焦。
题型二、温度、热量、内能之间的区别与联系
1:(2024九上·武义月考)有关温度、热量、内能,下列说法正确的是(  )
A.物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B.一般物体都具有内能,但超低温物体没有内能
C.物体内能减少时,温度不一定降低,但一定是放出了热量
D.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
2.(2024九上·金东期末)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是(  )
A.温度高的物体含有的热量多
B.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.物体内能增大,一定吸收了热量
3.关于温度、 比热容、 热量、 内能 , 以下说法正确的是(  )
A.温度高的物体一定比温度低的物体具有内能多
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变
C.热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
D.升高相同温度时,吸收热量越多的物体比热容越大
4. 下列关于热现象的说法中正确的是(  )
A.0℃的冰和0℃的水内能相等
B.物体的内能减少,它的温度一定降低
C.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但功和能是不同的物理量,单位也不同
5.下列说法中正确的是(  )
A.静止在地面上的冰块没有内能
B.空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能一定多
C.动能大的物体内能一定大
D.自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
6.关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是(  )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
三、热机
1:(2024九下·义乌开学考)如图所示描述的物理过程,下列分析不正确的是(  )
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能增加
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增加
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
2.(2023九上·三台期末)小王周末和家人乘车去游玩,某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min,她向爸爸了解到汽车发动机为四缸四冲程发动机,则此时汽车在1s内完成了(  )
A.240个冲程,做了60次功 B.60个冲程,做了15次功
C.120个冲程,做了30次功 D.240个冲程,做了30次功
3.(2024九上·绍兴期末)用酒精灯给试管中的水加热,如图所示,在软木塞被冲出试管口的过程中,下列说法正确的是(  )
A.软木塞的机械能守恒
B.能量的转化形式与热机做功冲程能量转化相同
C.水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能增大
D.软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
4.(2024九上·鹿城月考)如图甲所示为我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过   的方式,使筒内空气内能   ,温度升高,达到艾绒的着火点。如图乙所示为单缸四冲程汽油机工作过程中的四个冲程,其中   (选填字母)与上述套筒内空气温度升高过程中能量的转化是一致的。
5.(2023九上·萧山月考)如图甲为汽油机的四个冲程示意图,请回答下列问题。
(1)汽油机一个工作循环包括四个冲程,一个气缸正常工作四个冲程的顺序是  (对图甲A、B、C、D重新排序)。
(2)一台单缸四冲程汽油机,飞轮的转速为1800r/min,该汽油机每分钟完成   个做功冲程,A图所示的冲程中,燃气内能会   (填“增大”或“减小”)。
(3)图乙所示为某汽油机的能流图,则该汽油机的效率为η=   (用图中的字母代号表示)。根据此图,提出一条提高发动机效率的有效措施:   。
(4)据报道,截止今年九月底我国新能源汽车的保有量已达1800多万辆。某品牌的一款电动汽车的部分参数如下表:
空车质量 1380kg   最大功率 100kW
轮胎与地面总接触面积 0.032m2   最高速度 120km/h
电池容量 42kW h   最大续行里程 260km
假如汽车上只有质量为60kg的司机一人,汽车以60km/h的速度匀速行驶36km,耗电9kW h。设汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍,则电动汽车电能转化为机械能的效率为   ,显然相比汽油车大约30%的效率,电动汽车更环保,更节能。
四、比热容、热量和燃料的热值的计算
1:(2023九上·余姚期末)质量相同的砂石和铁,已知砂石的比热是铁的比热的2倍,如果铁吸收热量后温度升高了48℃,那么砂石吸收同样多的热量,其温度升高(  )
A.12℃ B.24℃ C.48℃ D.96℃
2.如图是某太阳能热水器,向其中注入50kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃,水的比热容是4.2×103J/kg/℃,求:
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J,则这段时间该热水器的效率是多少
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量,需完全燃烧多少千克煤?(煤的热值约为3.5×107J/kg)
型号 JL8801A
水容量/L 80
自身质量/kg 50
3:有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足水平台面上,并装满水。
(1)某地区(晴天)一天中接收的太阳能3.36×107J,接收的太阳能,如果由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
(2)装满的水质量是多少千克?
(3)若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使初温为20℃的水温度升高到多少度 [c=4.2×103J/(kg·℃)]
4.(2024·九年级期末)近年来,我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。某氢能源公交车(如图所示)在一次行驶过程中消耗了3kg的氢燃料,已知水的比热是4.2×103J/(kg·℃)、氢燃料的热值为1.4×108J/kg,求:
(1)3kg的氢燃料完全燃烧,放出多少热量?
(2)若该3kg氢燃料完全燃烧放出热量全部被质量为4000kg、温度为20℃的水吸收,求水升高的温度。
5.某款油电混合动力小汽车的相关信息如表。在某次水平道路测试中,描绘出了从启动到中速过程,速度与时间的关系图像如图所示。已知v1=90km/h为中速范围,t1=20s。该车以中速匀速行驶193km,共消耗汽油10L。中速行驶过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进。若平均阻力为车重的0.1倍,则
驱动模式 纯电动(输出15kW) 启动、低速
油电混动(输出25kW以上) 中速
纯燃油(输出50kW以上) 高速
汽车质量 1000kg
(1)从启动到中速过程,纯电动时牵引力做功是多少?
(2)在水平道路以中速匀速行驶测试中,牵引力做的功是多少?
(3)在水平道路以中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为60%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油取0.7×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)
九年级科学上册第三章 第5节 物体的内能
题型一、内能
1:(2024九上·鹿城月考)下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是(  )
A.柴火烧水 B.压缩空气发热C.冬季搓手取暖 D.钻木取火
【答案】A
【解析】改变内能的方式有做功和热传递。
【解答】A.柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的;
BCD.压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的;由解析可知A选项与其他三个选项改变物体内能的方式不同。
故答案为:A。
2.(2024九上·平湖期末)如图所示,向装有少量水的烧瓶内缓慢打气,突然塞子跳起来,同时瓶内出现了“白雾”。下列关于该现象的说法正确的是(  )
A.瓶内气体对外做功 B.机械能转化为内能
C.瓶塞的机械能减少 D.瓶内气体温度升高
【答案】A
【解析】改变内能的方式有做功和热传递。
【解答】A.突然塞子跳起来,气体膨胀,瓶内气体对外做功,内能减少,A正确;
B应该是内能转化为机械能,B错误;
C.内能转化为机械能,瓶塞的机械能增加,C错误;
D.瓶内气体内能减少,温度降低,D错误;
故答案为:A。
3.(2023九上·鹿城期末)一网友发现小鸟停在铁栏杆上,误以为小鸟在停驻休息,观察后发现它的双脚被冻结在栏杆上。他慢慢接近,小鸟受惊拍动翅膀;为了避免小鸟双脚受伤,他便一把抓住,试图以手的温度让冰融化。由于效果不佳,他干脆吹气融冰。经过他的不断努力,小鸟获得了自由。根据上述材料,下列分析不合理的是(  )
A.以手的温度让冰熔化,是通过做功的方式实现
B.吹气融冰,是用热传递的方式让冰熔化
C.小鸟双脚被冻结在铁栏杆上,与铁是热的良导体有关
D.小鸟拍动翅膀,消耗体内有机物,将化学能转化为机械能
【答案】A
【解析】改变内能的方式有做功和热传递;金属的导热性良好,容易把人体的热量导出,所以感觉更冷一些;动物活动时,消耗化学能,机械能增加。
【解答】A、手和冰之间发生热传递,使冰熔化,是通过热传递的方式改变物体内能,故A说法错误;
B、吹气融冰,是用热传递的方式改变冰的内能,故B说法正确;
C、小鸟双脚被冻结在铁栏杆上,是因为铁是热的良导体,故C说法正确;
D、小鸟拍动翅膀,消耗体内有机物,将化学能转化为机械能,故D说法正确。
故答案为:A。
4(2024九上·金华月考)小Q和小亮就课本中的如图话题进行了思考和讨论,小Q决定通过手捂增大铁屑的内能,小亮决定通过振荡方式增大铁屑的内能,以下分析正确的是( )
A.从能量转化过程来看,小亮的方法和钻木取火是相同的
B.当小Q的手和铁屑所含内能相同时,热传递就会停止
C.小Q所用的方法,温度从手传递到了铁屑
D.小Q和小亮的方法对改变铁屑的内能是不等效的
【答案】A
【解析】A.根据能量转化的知识判断;
B.根据热传递的条件判断;
C.根据热传递的本质判断;
D.根据两种方式改变内能的效果判断。
【解答】A.小亮通过振荡方式增大铁屑的内能,通过做功的方式改变物体的内能,钻木取火是通过做功的方式改变物体的内能,两种方式相同,故A正确;
B.当小光的手和铁屑温度相同时,热传递就会停止,故B错误;
C.女孩手捧水杯,水杯温度较高,热量会从水杯转移到手上,是通过热传递的方式改变手的内能,故C错误;
D.小光和小亮的方法对改变铁屑的内能是等效的,故D错误。
故选A。
5.(2024九下·金华月考)如图是被“热棒”包围的青藏铁路。“热棒”相当于一个制冷机,解决了“千年冻土”。“热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨,当路基的温度上升时,通过 的方式将内能传给“热棒”里的液氨,液氨吸热 (填物态变化名称),上升到热棒上端,通过散热片冷却后液化成液态氨,又沉入了棒底。
【答案】热传递;汽化
【解析】(1)改变物体内能的方法:做功和热传递,前者的本质为能量的转化,后者的本质为能量的转移。(2)物质由液态变成气态叫汽化,据此分析解答。
【解答】(1)热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨,当路基的温度上升时,通过热传递的方式将内能传给“热棒”里的液氨;
(2)液氨吸热,由液态变成气态发生汽化现象,上升到热棒上端,通过散热片冷却后液化成液态氨,又沉入了棒底。
6:(2024九上·江北期末)宁波轨道交通规划构建高品质、多式融合、全域一体的轨道交通体系,努力实现“对外区域融合,对内提质增效”。城市地铁在挖隧道过程中,需使用盾构机(如图)挖掘隧道。
(1)盾构机的前端安装了“削铁如泥”的刀盘,刀盘旋转工作时产生大量的热,这是通过   的方式改变物体内能。
(2)盾构机体积庞大,需将其拆成多个部件吊装到施工现场。已知部件总质量3×104千克,部件水平平移10米,再竖直下降10米,则部件重力做功   焦。
【答案】(1)做功(2)3×106
【解析】(1)改变物体内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移;
(2)根据W=Gh计算部件的重力做功大小。
【解答】(1)构机的前端安装了“削铁如泥”的刀盘,刀盘旋转工作时产生大量的热,将机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变物体内能;
(2)部件重力做功W=Gh=3×104kg×10N/kg×10m=3×106J。
题型二、温度、热量、内能之间的区别与联系
1:(2024九上·武义月考)有关温度、热量、内能,下列说法正确的是(  )
A.物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B.一般物体都具有内能,但超低温物体没有内能
C.物体内能减少时,温度不一定降低,但一定是放出了热量
D.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
【答案】D
【解析】根据温度、内能和热量的关系分析判断。
【解答】A.物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高,例如冰熔化时,故A错误;
B.一般物体都具有内能,因此内能只分大小,不说有无,故B错误;
C.物体内能减少时,温度不一定降低,可能是放出了热量,也可能是对外做功,故C错误;
D.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加,故D正确。
故选D。
2.(2024九上·金东期末)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是(  )
A.温度高的物体含有的热量多
B.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.物体内能增大,一定吸收了热量
【答案】B
【解析】我们把物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能 。
【解答】A.热量是过程量,不能说物体含有的热量多,故A错误;
B.气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,则物体自身内能减小,故B正确;
C.物体吸收热量过程中温度不一定升高,例如晶体在熔化过程中,吸热但温度不变,故C错误;
D.物体内能增大,不一定吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故D错误。
故答案为:B。
3.关于温度、 比热容、 热量、 内能 , 以下说法正确的是(  )
A.温度高的物体一定比温度低的物体具有内能多
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变
C.热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
D.升高相同温度时,吸收热量越多的物体比热容越大
4. 下列关于热现象的说法中正确的是(  )
A.0℃的冰和0℃的水内能相等
B.物体的内能减少,它的温度一定降低
C.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但功和能是不同的物理量,单位也不同
5.下列说法中正确的是(  )
A.静止在地面上的冰块没有内能
B.空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能一定多
C.动能大的物体内能一定大
D.自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
6.关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是(  )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
3.C 4.C 5.D 6.C
三、热机
1:(2024九下·义乌开学考)如图所示描述的物理过程,下列分析不正确的是(  )
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能增加
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增加
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
【答案】B
【解析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,将机械能转化为内能,则空气的温度升高,内能增加,故A正确不合题意;
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,将空气的内能转化为塞子的机械能,因此瓶子内空气的内能减少,故B错误符合题意;
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,因此水蒸气的内能减小,故C正确不合题意;
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少,故D正确不合题意。
故选B。
2.(2023九上·三台期末)小王周末和家人乘车去游玩,某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min,她向爸爸了解到汽车发动机为四缸四冲程发动机,则此时汽车在1s内完成了(  )
A.240个冲程,做了60次功 B.60个冲程,做了15次功
C.120个冲程,做了30次功 D.240个冲程,做了30次功
【答案】A
【解析】发动机的四个冲程分别为:吸气冲程,压缩冲程,做功冲程和排气冲程。发动机每转动半圈完成一个冲程,每转动两圈完成四个冲程,为一个工作循环,做一次功,故转2圈做一次功。
【解答】A.汽车的转速为1800r/min,说明一分钟转了1800圈,1s转动30圈,因此每个缸1s内完成60个冲程,做了15此功,四个缸就完成240冲程,做60次功,A正确,B.C.D错误
3.(2024九上·绍兴期末)用酒精灯给试管中的水加热,如图所示,在软木塞被冲出试管口的过程中,下列说法正确的是(  )
A.软木塞的机械能守恒
B.能量的转化形式与热机做功冲程能量转化相同
C.水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能增大
D.软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
【答案】B
【解析】AD.根据木塞和水蒸气的内能转化判断;
B.热机的做功冲程将内能转化为机械能;
C.物体对外界做功,则物体内能减小。
【解答】在实验过程中,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,从而使木塞机械能变大,而水蒸气的内能减小,这和热机的做功冲程能量转化相同,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.(2024九上·鹿城月考)如图甲所示为我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过   的方式,使筒内空气内能   ,温度升高,达到艾绒的着火点。如图乙所示为单缸四冲程汽油机工作过程中的四个冲程,其中   (选填字母)与上述套筒内空气温度升高过程中能量的转化是一致的。
【答案】做功;增大;C
【解析】(1)改变物体内能的方式:做功和热传递。前者的本质是能量的转化,后者的本质是能量的转移。
(2)在四冲程内燃机中,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】(1)如图甲所示为我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过做功的方式,使筒内空气内能增大,温度升高。
(2)取火器将机械能转化为内能,这和汽油机的压缩冲程能量转化相同,故选C
5.(2023九上·萧山月考)如图甲为汽油机的四个冲程示意图,请回答下列问题。
(1)汽油机一个工作循环包括四个冲程,一个气缸正常工作四个冲程的顺序是  (对图甲A、B、C、D重新排序)。
(2)一台单缸四冲程汽油机,飞轮的转速为1800r/min,该汽油机每分钟完成   个做功冲程,A图所示的冲程中,燃气内能会   (填“增大”或“减小”)。
(3)图乙所示为某汽油机的能流图,则该汽油机的效率为η=   (用图中的字母代号表示)。根据此图,提出一条提高发动机效率的有效措施:   。
(4)据报道,截止今年九月底我国新能源汽车的保有量已达1800多万辆。某品牌的一款电动汽车的部分参数如下表:
空车质量 1380kg   最大功率 100kW
轮胎与地面总接触面积 0.032m2   最高速度 120km/h
电池容量 42kW h   最大续行里程 260km
假如汽车上只有质量为60kg的司机一人,汽车以60km/h的速度匀速行驶36km,耗电9kW h。设汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍,则电动汽车电能转化为机械能的效率为   ,显然相比汽油车大约30%的效率,电动汽车更环保,更节能。
【答案】(1)BADC
(2)900;增大
(3);增加润滑油来减小汽缸内的摩擦
(4)80%
【解析】(1)内燃机的四个冲程:吸气、压缩、做功、排气冲程,根据气阀开闭合,活塞移动情况确定冲程的名称,并排出正确顺序;
(2)热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周;压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能;
(3)热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值;根据热能的损失来判断提高机械效率的措施;
(4)汽车匀速行驶,牵引力与阻力相等,根据W=Fs便可计算出牵引力做的功;根据求出电动汽车电能转化为机械能的效率。
【解答】(1)甲中的两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是第二个冲程;
乙中的进气阀打开,活塞向下运动,所以为吸气冲程,是第一个冲程;
丙中的排气阀打开,活塞向上运动,所以为排气冲程,是第四个冲程;
丁中的两个气阀都关闭,火花塞点火,活塞下运动,所以为做功冲程,是第三个冲程;
故先后顺序为:BADC;
(2)若飞轮转速是1800r/min,表示每分钟飞轮转动1800圈,因为飞轮转2圈,对外做功1次,所以,飞轮转1800圈对外做功900次;
A图为压缩冲程,压缩冲程中机械能转化为内能,故燃气内能会增大;
(3)由能流图可知:燃料完全燃烧放出的热量为E=E1+E2+E3+E4,有用机械能即有用功为E2,所以内燃机的效率;
根据图示的能量流向图可知,要提高汽油机效率,可增加润滑油来减小汽缸内的摩擦 ;
(4)电动汽车匀速行驶,所以牵引力与阻力平衡,
则电动汽车受到的牵引力为:
F=f=0.05(G车+G人)=0.05(m车+m人)g=0.05×(1380kg+60kg)×10N/kg=720N;
则电动车行驶36km,牵引力做的功为:
W=Fs=720N×3.6×104m=2.592×107J;
这个过程耗电:
W总=9kW h=9×3.6×106J=3.24×107J,
电动汽车电能转化为机械能的效率:

四、比热容、热量和燃料的热值的计算
1:(2023九上·余姚期末)质量相同的砂石和铁,已知砂石的比热是铁的比热的2倍,如果铁吸收热量后温度升高了48℃,那么砂石吸收同样多的热量,其温度升高(  )
A.12℃ B.24℃ C.48℃ D.96℃
【答案】B
【解析】两者吸收同样多的热量
A、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以温度的升高量应该是0.5,故A错误;
B、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以温度的升高量应该是0.5,故B正确;
C、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以升高的温度不可能相同,故C错误;
D、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以升高的温度应该要低,故D错误。
2:如图是某太阳能热水器,向其中注入50kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃,水的比热容是4.2×103J/kg/℃,求:
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J,则这段时间该热水器的效率是多少
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量,需完全燃烧多少千克煤?(煤的热值约为3.5×107J/kg)
(1)解:Q吸=cm△t=4.2×103J/kg/℃×50kg×(50℃-10℃)=8.4×106J
(2)解:热水器的效率为: ×100%=30%
(3)解:m= = =0.8kg
3:有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足水平台面上,并装满水。
型号 JL8801A
水容量/L 80
自身质量/kg 50
(1)某地区(晴天)一天中接收的太阳能3.36×107J,接收的太阳能,如果由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
(2)装满的水质量是多少千克?
(3)若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使初温为20℃的水温度升高到多少度 [c=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1)需要完全燃烧煤气的煤气质量: ;
(2)装满的水的质量:;
(3)水一天中吸收的热量Q'=ηQ=60%×3.36×107J= 2.016×107J,
由公式Q=cmΔt=cm(t-t0)得:水升高到的温度:。
【解析】(1)根据公式Q=qm进行计算;
(2)根据密度公式计算水的质量;
(3)根据热水器的效率,利用公式Q=cmΔt完成计算。
4.(2024·九年级期末)近年来,我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。某氢能源公交车(如图所示)在一次行驶过程中消耗了3kg的氢燃料,已知水的比热是4.2×103J/(kg·℃)、氢燃料的热值为1.4×108J/kg,求:
(1)3kg的氢燃料完全燃烧,放出多少热量?
(2)若该3kg氢燃料完全燃烧放出热量全部被质量为4000kg、温度为20℃的水吸收,求水升高的温度。
【答案】(1)8.4×108J;(2)50℃
【分析】(1)3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
(2)水吸收的热量
由可得,水升高温度
答:(1)3kg的氢燃料完全燃烧放出8.4×108J热量;(2)若这些热量全部被质量为4000kg、温度为20℃的水吸收,则水升高50℃。
5.某款油电混合动力小汽车的相关信息如表。在某次水平道路测试中,描绘出了从启动到中速过程,速度与时间的关系图像如图所示。已知v1=90km/h为中速范围,t1=20s。该车以中速匀速行驶193km,共消耗汽油10L。中速行驶过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进。若平均阻力为车重的0.1倍,则
驱动模式 纯电动(输出15kW) 启动、低速
油电混动(输出25kW以上) 中速
纯燃油(输出50kW以上) 高速
汽车质量 1000kg
(1)从启动到中速过程,纯电动时牵引力做功是多少?
(2)在水平道路以中速匀速行驶测试中,牵引力做的功是多少?
(3)在水平道路以中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为60%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油取0.7×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】(1)解:纯电动时牵引力做功:W=Pt=15×103W×20s=300000J
(2)解:由P=Fv可得,F=f=G=0.1G=0.1×1000kg×10N/kg=1000N
则W=Fs=1000N×193×103m=1.93×108J
(3)解:Q=mq=ρ汽油Vq汽油=0.7×103kg/m3×10×10-3m3×4.6×107J/kg=3.22×108J
W有=ηQ=3.22×108J×60%=1.932×108J
W增加=1.932×108J-1.93×108J=200000J

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