中考物理二輪練習(xí)專項知識練習(xí)機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化.docx

中考物理二輪練習(xí)專項知識練習(xí)機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化一.教學(xué)內(nèi)容：機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化二.教學(xué)重點、難點：1、做功改變物體的內(nèi)能；機械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化2、熱機及其種類和工作原理3、熱值的概念、單位、計算公式及簡單的熱值計算。三.主要知識點：1.做功改變物體的內(nèi)能，對物體做多少功就有多少能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；物體對外做功，內(nèi)能減少，做了多少功，內(nèi)能就減少多少。2.熱機：是將燃料燃燒所產(chǎn)生的高溫高壓的燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置A.汽油機：A.構(gòu)造B.工作過程：一個工作循環(huán)包括：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程能的轉(zhuǎn)化情況：吸氣沖程，沒有能的轉(zhuǎn)化；壓縮沖程使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；使混合氣的溫度升高的是做功沖程；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能對外做功的是排氣沖程。3.燃料的熱值；A.物理意義：表示燃料燃燒時放熱本領(lǐng)的物理量，每種燃料都有自己的熱值。B.定義：1KG某種燃料完全燃燒時放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。用符號Q表示。C.單位：JKG，如酒精的熱值是3.0107JKG，表示質(zhì)量為1KG的酒精完全燃燒時所放出的熱量是3.0107J。D.計算公式：Q放QM【典型例題】例1.在以下過程中，由于做功而使物體內(nèi)能增加的是A.把鐵絲反復(fù)彎曲，彎曲處變熱。B.用酒精燈對燒杯中的水加熱。C.把鋼球放入爐火中燒一段時間。D.燒開水時，蒸氣將壺蓋頂起。分析：此題考查做功和物體內(nèi)能變化的關(guān)系。要點和分析如下：1.要求物體的內(nèi)能“增加”。選項D為蒸氣對壺蓋做功后，內(nèi)能減少，不符合題意2.增加物體內(nèi)能的方法必須是對物體“做功”。選項B、C使用的方法均為熱傳遞，不合要求解答：正確選項是A。說明：改變物體的內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞，在進行相關(guān)的判斷時，一要看是否有力，二要看該力是否做功；還要看是否發(fā)生了熱傳遞。例2.用比熱是0.13103焦千克的鉛與比熱是0.22103焦千克的錫混合成比熱為0.18103焦千克的混合金屬，鉛與錫的質(zhì)量配合之比為。分析：此題考查求解混合物比熱的能力。根據(jù)定義，比熱這一特性只有在“物體吸收或放出熱量，發(fā)生溫度變化”的過程中才能表現(xiàn)出來。此題的困難在于并不存在上述過程。解決這一問題的方法為虛擬兩個過程：設(shè)鉛和錫的質(zhì)量分別為M鉛和M錫，比熱分別為C鉛和C錫，混合后的比熱為C混。第一個過程兩者溫度各自升高T，吸熱分別為Q鉛和Q錫；第二個過程成為混合金屬后，溫度仍然升高T，共吸熱Q總。根據(jù)能量守恒，有Q鉛Q錫Q總兩邊展開C鉛M鉛TC錫M錫TC混M鉛M錫T帶入數(shù)據(jù)后，解得M鉛M錫45解答：4：5小結(jié)：此題所采用的方法“虛擬過程”法，能夠輕松地打開許多“死結(jié)”，堪稱物理學(xué)解題的一項“獨門絕技”！值得下氣力去學(xué)習(xí)、掌握。例3.在四沖程內(nèi)燃機工作的一個工作循環(huán)中，存在著機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，也存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，這兩個能量轉(zhuǎn)化的過程存在于A.吸氣沖程和壓縮沖程B.壓縮沖程和做功沖程C.做功沖程和排氣沖程D.吸氣沖程和排氣沖程分析：此題考查對于四沖程內(nèi)燃機工作過程的了解。首先要明確：使用內(nèi)燃機的目的，是“利用燃燒燃料做功，讓內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能”這一過程發(fā)生在做功沖程，這樣，不包含做功沖程的選項A和選項D就被一舉排除“四選一”變成了從選項B和選項C中“二選一”。其次要理解：內(nèi)燃機為什么需要存在“機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能”的過程？從表面看起來，這是和使用內(nèi)燃機的目的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能背道而馳的。原來，做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率，取決于燃燒室氣缸的溫度，溫度越高，轉(zhuǎn)化效率越高。“提高燃燒室的溫度，以提高內(nèi)燃機效率”，這就是在做功沖程之前，插入一個對氣缸內(nèi)的氣體壓縮做功的壓縮沖程的目的。弄清了這一點，問題便迎刃而解應(yīng)該選B。解答：B說明：學(xué)物理，不“悟理”不行。不但要“知其然”，還要“知其所以然”。對于選擇題，“排錯”排除錯誤“擇優(yōu)”是事半功倍的好方法例4.太陽光垂直照射到地面，在每平方米的面積上，平均每分鐘能得到8.4104焦耳的熱量，如果我們能利用太陽光熱的10，那么在面積為50米2的屋頂上可以利用的太陽熱的功率為千瓦。分析：此題為效率與功率的綜合題?？煞植角蠼馊缦拢?.在屋頂上每分鐘能得到的熱量Q總NQ0508.4104焦耳4.2106焦耳2.其中我們能利用的熱量Q有用Q總0.14.2106焦耳4.2105焦耳3.在屋頂上可以利用的太陽熱的功率PQ有用T4.2105焦耳60秒7103瓦特7千瓦解答：7說明：此題上述解法，思路是“所求”，這種方法叫做“綜合法”；也可以反過來，“所求”。這種方法叫做“分析法”。此題假設(shè)用“分析法”求解，那么為PQ有用TQ總TNQ0T0.1508.4104焦耳60秒7103瓦特7千瓦【模擬試題】答題時間：60分鐘【一】選擇題每題2分，共計26分1.2003年10月15日，我國成功發(fā)射“神舟五號”載人飛船，飛船隨火箭一起離開發(fā)射塔飛向太空的過程如下圖，以下表述錯誤的選項是A.飛船受到平衡力的作用B.推力對飛船做了功C.飛船的動能和勢能不斷增加D.燃料的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為火箭的機械能2.以下現(xiàn)象中，利用內(nèi)能做功的是A.冬天在戶外時兩手相搓一會兒就暖和B.車刀在砂輪的高速摩擦之下濺出火花C.在烈日之下柏油路面被曬熔化了D.火箭在“熊熊烈火”的噴射中沖天而起3.2003年12月30日，我國成功地將“探測一號”衛(wèi)星送入了繞地球的橢圓軌道。衛(wèi)星在軌道上運行的過程中A.只有動能轉(zhuǎn)化成勢能B.只有勢能轉(zhuǎn)化成動能C.動能和勢能不斷地相互轉(zhuǎn)化D.動能和勢能各自保持不變4.鋁、鐵、銅的比熱依次減小，它們的初溫和質(zhì)量都相等，吸收相等的熱量，最后的溫度是A.鋁的溫度高B.鐵的溫度高C.銅的溫度高D.鋁、鐵、銅的溫度都相同5.以下關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量和做功的說法中正確的選項是A.物體吸熱，溫度一定升高B.一個物體的溫度升高，一定是外界對物體做功C.某一鐵塊，溫度降低，內(nèi)能一定減小D.溫度高的物體把溫度傳給溫度低的物體6.一物體沿粗糙的斜面勻速下滑的過程中A.物體的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B.物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C.物體的機械能保持不變D.物體的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能7.在研究物體放出熱量多少跟物質(zhì)種類是否有關(guān)的實驗中，提供的材料為：10.1的銅塊；20.1的鋁塊；30.2的銅塊；40.3的鋁塊。應(yīng)選用的材料是A.1與2。B.1與3。C.2與4。D.3與4。8.有關(guān)能的轉(zhuǎn)化的討論，給出的說法正確的選項是A.用加壓的方法使石油氣體液化時，液化石油氣的內(nèi)能減少B.太陽能熱水器工作時，實現(xiàn)了光能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化C.給自行車打氣，過一會兒氣筒壁發(fā)熱，說明做功可以產(chǎn)生溫度D.水沸騰時，水蒸氣把壺蓋頂起來，是水能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象9.內(nèi)燃機在做功沖程中，高溫氣體迅速膨脹而做功，此時這些氣體的溫度和內(nèi)能變化的情況是A.內(nèi)能減少，溫度降低B.內(nèi)能增加，溫度升高C.內(nèi)能減少，溫度升高D.內(nèi)能增加，溫度降低10.如下圖把涼牛奶放在熱水中加熱，經(jīng)過一段較長的時間，它們的溫度隨時間變化的圖像如下圖，以下說法中正確的選項是A.水和牛奶最后溫度相同B.水的溫度變化比牛奶大C.牛奶溫度變化比水慢D.甲是牛奶溫度變化的圖像11.一箱子貨物在一對平衡力的作用下運動，那么以下說法中正確的選項是A.該箱子的機械能一定不變，動能一定不變B.該箱子的機械能可能改變，動能一定不變C.該箱子的機械能可能改變，動能可能改變D.該箱子的機械能一定不變，動能可能改變12.甲、乙兩個完全相同的皮球，在同一水平面上以大小相等的速度，同時將甲球豎直向上拋出、將乙球豎直向下拋出，兩球在地面上反復(fù)彈跳。運動中不計空氣阻力，與地面碰撞時不計能量損失。那么以下說法正確的選項是A.球在空中下降時，重力勢能減小，動能增大B.拋出時刻，甲球的動能大于乙球的動能C.任何時刻，兩球的機械能都相等D.甲球的最大重力勢能大于乙球的最大重力勢能13.如下圖為內(nèi)燃機工作時的某沖程示意圖，該沖程是A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程【二】填空題22分14.西氣東輸主干線西起塔里木盆地的輪南油氣田，向東途經(jīng)九個省區(qū)，最終到達上海，總計年輸送天然氣1.21010M3，即年輸氣質(zhì)量為。假設(shè)這些天然氣完全燃燒放出的熱量是J。管道內(nèi)天然氣密度為6M3，天然氣的熱值是5107J15.近年來我市城市建設(shè)突飛猛進，但也給環(huán)境帶來了負面影響，“熱島效應(yīng)”越來越明顯。我市某中學(xué)“環(huán)境研究小組”經(jīng)過調(diào)查研究，結(jié)合所學(xué)的物理知識，提出了一個“人工湖緩解熱島效應(yīng)方案”。假設(shè)該湖設(shè)計蓄水總體積為1.0104M3，水面面積為4.2103M2。在夏季每天高溫時段，湖面從周圍環(huán)境的吸熱能力為2107JM2。在這一時段，湖水溫度平均升高。16.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。給自行車輪胎打氣的氣筒連續(xù)使用一段時間就會發(fā)熱，這是由于使氣筒的內(nèi)能第二空選填“減少”或“增加”。17.一杯水變涼了，它的內(nèi)能，比熱容選填“增大”、“減少”或“不變”。18.某人用力推車，車仍然靜止。那么人做的功等于J。豎直上拋的小球在上升過程中，將動能逐漸轉(zhuǎn)化為能不計空氣阻力。19.隨著人們生活水平的提高。轎車已逐步進入我國普通百姓家中。某國產(chǎn)轎車每行駛100KM消耗8L汽油1L103M3，汽油的密度為0.71103KGM3、熱值為4.6L07JKG、那么110KG汽油完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量是J、2該汽車行駛100KM消耗的汽油的質(zhì)量是KG、3當(dāng)該汽車以50KW的功率在平直公路上以72KMH的速度勻速行駛時，它所受到的阻力等于N、20.完全燃燒42G的焦炭可放出J的熱量、假設(shè)這些熱量完全被水吸收，能使質(zhì)量為20KG，初溫為10的水溫度升高到?！窘固康臒嶂禐?.0107JKG】21.在保溫瓶內(nèi)倒入開水，但不倒?jié)M，上面還留有一些空間，內(nèi)有空氣，然后塞上木塞，過一會兒木塞被沖起、這個現(xiàn)象說明對做功，的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成木塞的能、22.下圖表示撐桿跳高運動的幾個階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿。在這幾個階段中能量的轉(zhuǎn)化情況是：助跑階段，運動員消耗體內(nèi)的化學(xué)能選填“大于”、“小于”或“等于”運動員和撐桿獲得的動能。撐桿起跳階段，運動員的能增加。運動員越過橫桿后，運動員將能轉(zhuǎn)化為能。【三】實驗與探究題26分23.下表列出了由實驗測定的幾種物質(zhì)的比熱容。幾種物質(zhì)的比熱容【JKG】水4.2103冰2.1103鋁0.88103銅0.39103酒精2.4103蓖麻油1.8103干泥土0.84103水銀0.14103煤油2.1103砂石0.92103鐵、鋼0.46103鉛0.13103認真閱讀上表，你一定能有所發(fā)現(xiàn)，請?zhí)畛銎渲腥我馊龡l。結(jié)論開放3分12324.如何有效地提高能量利用率是人類所面臨的一項重要任務(wù)、圖示是某輕軌車站的設(shè)計方案示意圖，該圖說明與站臺前后連接的軌道都有一個小坡度、請你說明這種設(shè)計可以節(jié)能的理由、2分25.小軍經(jīng)常參加球類體育運動，在運動過程不同情況下球的觸地反彈引起了他的注意，他決定和小宇一起探究這一現(xiàn)象，他們計劃首先通過實驗研究“豎直下落的球反彈的高度與什么有關(guān)”這一問題1請你猜想一下，豎直下落的球反彈的高度可能與哪些因素有關(guān)？答：因素1：因素2：2為了探索與“因素1”的關(guān)系，請你設(shè)計一個可操作的實驗方案：3在2的基礎(chǔ)上，請列出相應(yīng)的實驗器材。答：4除了小軍和小宇提出的問題外，你還可以對球的反彈提出一個什么探究問題6分26.太陽能熱水器可直接利用吸收太陽光的熱量來加熱，它具有環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點。對市場調(diào)查后不難發(fā)現(xiàn)，不同品牌的太陽能熱水器的表面都是黑色的。難道物體吸熱的本領(lǐng)與顏色有關(guān)？對此，我們可以猜想：顏色越深，物體吸熱本領(lǐng)就越強。5分1為了驗證此猜想，現(xiàn)設(shè)計了如下實驗步驟，請你補充完整：選用四個的容器，分別涂上黑、紅、黃、白四種顏色；在容器中加入溫度和體積均相同的水，并同時放到陽光下照射，每隔15分鐘，測量各容器中水的溫度值；將測量的結(jié)果記錄在事先準備好的表格中，進行分析論證。請設(shè)計并畫出此表格。2假設(shè)上述猜想得到了證實，請以此為依據(jù)，分析企鵝背部的黑色羽毛對它生存有利的一面。27.2003年10月中旬，我國首次載人飛船“神舟五號”的成功發(fā)射和順利回收，標志著我國載人航天技術(shù)的研究已進入世界領(lǐng)先行列。以下有關(guān)“神舟五號”發(fā)射和回收的問題，請用你所學(xué)的知識進行解釋：10分1此次所用運載火箭為“長征二號”捆綁式火箭，其燃料為液態(tài)氫，為什么火箭中用液態(tài)氫作燃料？2飛船在太空中沿橢圓軌道繞地球飛行，從遠地點向近地點運動時，其動能、重力勢能及機械能、速度如何變化？分別回答3飛船穿越大氣層返回地球，在高空打開巨大的降落傘，在運動到地面附近勻速下落時，其動能、重力勢能、機械能、內(nèi)能如何變化？分別回答【四】計算題26分28.某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水，用鍋爐將200的水從25加熱到100，燃燒了6的無煙煤?！緹o煙煤的熱值是3.4107J】試求：12分1鍋爐內(nèi)200的水吸收的熱量是多少焦耳？26無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少焦耳？3此鍋爐的效率是多少？29.單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為30CM2，一個沖程中活塞在氣缸中移動的距離是50MM，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.0L05PA，飛輪LMIN轉(zhuǎn)動1800周，當(dāng)汽油機滿負荷工作時不計摩擦，求：10分1做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力；2一個做功沖程中燃氣對活塞做的功；3汽油機的功率30.從50M高處落下一水滴，假設(shè)重力對它所做功的80轉(zhuǎn)化為它的內(nèi)能，假設(shè)不計熱量損失，那么水滴落地后的溫度會升高多少？4分【試題答案】【一】選擇題每題2分，共計26分題號12345678910111213答案DDCCCDABAABAD8.說明C產(chǎn)生的是能量而