初中物理能量及其转化机械能内能比热容热机热值综合训练.docx
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初中物理能量及其转化机械能内能比热容热机热值综合训练
能量及其转化·单元练习
一、选择题
1.（2016·宁德期中）小阳对正在抽烟的爸爸说：
“吸烟不但危害您的健康，我和妈妈也在被动吸烟。
”这句话的科学依据是（ ）
A.分子在不停地运动 B.分子间有作用力
C.分子间有空隙D.分子很小
2.（2016·泉州期中）下列事例中，通过做功的途径改变物体内能的是（ ）
A.把饮料放入冰箱，饮料温度会降低
B.把酒精涂在手上，手会感觉到冰凉
C.在太阳光的照射下，路面温度升高
D.《爸爸去哪儿》第三季中，王宝强等人钻木取火
3.（2015·巴中中考）下列关于内能、热量、温度说法正确的是（ ）
A.物体温度越低，所含的热量越多
B.物体吸收热量，它的温度一定会升高
C.物体温度升高，它的内能一定增加
D.物体内能减少，它一定放出热量
4.（2016·营口质检）滑雪比赛过程中运动的轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能
B.在c和a点动能都为0，但c点重力势能小于a点
C.从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能
D.在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等
5.如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的
是（ ）
A.该冲程是压缩冲程
B.该冲程中活塞向上运动
C.该冲程是内能转化为机械能的过程
D.该冲程是机械能转化为内能的过程
6.（2016·泰州期中）关于燃料的热值，下列说法中正确的是（ ）
A.燃料的质量越大，热值越大
B.容易燃烧的燃料的热值一定大
C.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
D.热值大的燃料燃烧时放出的热量一定多
7.甲、乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是（ ）
A.甲的功率大于乙的功率
B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C.乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
二、填空题
8.新汽车里往往充满刺鼻的气味，说明车里有害物质分子在做________运动，烈日暴晒下这种运动会更________。
9.如图是新建的华中第一高楼——武汉中心大厦，已于4月16日封顶。
电梯匀速上行时，动能__________，机械能________。
（均选填“变大”“不变”或“变小”）
10.（2016·宿迁期中）某品牌汽车在高速公路上以110km/h的速度行驶了百公里，消耗汽油的质量为6kg，汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧这些汽油所放出的热量为________J，若此时汽油机曲轴的转速为3600r/min，则汽油机每秒内完成________个冲程，对外做功________次。
11.（2016·徐州质检）某商场扶梯的高度是5m，扶梯长是8m，小明体重为
600N。
扶梯把小明从三楼匀速送上四楼的过程中，小明的动能________（填变化情况）；扶梯对小明做功________J，如果要知道扶梯对小明做功的功率，还应该测量的物理量是________。
三、简答题
12.张工、李工是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了甲图所示的设计方案图，李工上交了乙图所示的设计方案图，若你是此公司代表，你将选择________图的设计方案，结合你学到的物理知识，请简要谈谈你选择的理由。
四、实验探究题
13.（2016·徐州质检）小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。
（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。
（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。
上述甲、乙两组实验中：
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的________。
②选用图甲探究的是动能与________的关系，得出的结论是____________。
③选用图乙探究的是动能与________的关系。
在做完探究“动能的大小与什么因素有关”的实验后，小红提出了这样一个问题：
“如果改变斜面的长度，仍使小球从同一高度滚下，小球的动能变不变呢？
”
“当然不变了，”同桌小明立刻回答说，“因为高度并没有变。
”
“可毕竟斜面的坡度变了呀！
斜面的坡度对动能有没有影响呢？
”小红说。
“做一做实验不就知道了吗。
”
于是他们准备利用身边的实验器材，通过实验进行探究。
他们还为这个探究活动设计了一个探究报告，以下就是这个探究报告的框架。
在报告中有的地方没有填写，请你帮助他们尽可能地完善。
探究课题：
同一钢球在不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，到达斜面底端的动能是否相同？
猜想：
尽管斜面的坡度不同，只要钢球从相同高度的位置开始滚下，到达斜面底端的动能是相同的。
（3）实验器材和实验装置如图所示。
（4）实验步骤_____________。
（5）实验记录：
（请在下面设计记录实验数据的表格，不必填写数据）。
（6）预测：
如果实验结论与猜想一致，则在实验中应该看到的现象是______。
14.（2016·宁德期中）为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。
实验数据记录如表。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
70
（1）从表中数据可知，水和食用油的质量________（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温度________（选填“高”或“低”）。
（2）实验中水和食用油吸收热量的多少可以通过______________________表示。
（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，这样，水吸收的热量________（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。
（4）实验表明，________（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强。
（5）如果要减少加热时间，又要升高相同的温度，可以采取的办法是__。
五、计算题
15.小亮家有一个容积为2L的水壶，水壶里装有初温为25℃的水，在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热。
[已知天然气的热值q=8.4×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（1）烧开1L水，水需要吸收多少热量？
（2）若天然气炉具的效率是30%，则烧开1L水需要完全燃烧多少立方米的天然气？
1.在冬季某些地区利用地热能为用户取暖，既节能，又环保。
现有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h。
（1）若流出的地热水温度降低到50℃，则每小时流出的地热水所放出的热量为多少？
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，若锅炉的热效率为60%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少立方米天然气？
[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4×107J/m3]
2.2015年在苏州举行的第53届世乒赛中首次使用了“40+”新球，新球与“40”旧球如图甲所示。
小科想比较两种球的弹性大小，做了如下实验：
将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性大小，发现很难比较两球弹起的高度，继续观察，两球在桌面上反复弹跳，发现新球停止弹跳时，旧球还在弹跳，如图乙所示，多次实验结果相同，说明旧球的弹性比新球好。
（1）乒乓球下落过程中重力势能逐渐________。
（2）该实验体现了转换的思想，将比较球的弹性分别转换为比较弹起的高度和________。
【答案与解析】
一、选择题
1选A。
抽烟时，烟雾会在空气中发生扩散现象，烟雾中的有害物质分子在空气中运动，从而使抽烟者周围的人们也会吸入烟雾，造成被动吸烟，故选A。
2【解析】选D。
饮料温度会降低，是内能发生了转移，A不合题意；把酒精涂在手上，酒精蒸发吸热有制冷作用，属热传递，B不合题意；路面温度升高，是内能发生了转移，C不合题意；钻木取火，是克服摩擦做功，D符合题意。
故选D。
3【解析】选C。
解答本题明确关键点：
（1）描述热量的术语只能用“吸收”或“放出”，不能用“含有”。
（2）物体吸收热量，它的温度可能会升高，也可能不变，例如，晶体熔化过程中，吸收热量，但温度不变。
（3）同一物体温度变化其内能一定变化，物体温度升高，它的内能一定增加。
（4）改变内能有两种方式：
做功和热传递，物体的内能减少，可能是放出热量，还有可能是对外做功。
4【解析】选C。
本题考查机械能的转化。
从a点向b点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能，故A错误；在a点速度为零，说明动能为零，但c点速度不一定为0，因为高度不同，所以，重力势能就不相同，故B错误；从c点下落到d点过程中，重力势能转为动能，故C正确；在a点和e点，因为高度不同，所以，重力势能就不相等，因此机械能不相等，故D错误。
5【解析】选C。
根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，汽缸容积增大，因此是做功冲程。
在做功冲程中将内能转化为机械能。
故选C。
6【解析】选C。
热值是燃料的一种特性，和燃料的质量、是否完全燃烧、燃料所处的状态（固态、液态、还是气态）无关，热值与燃料的种类有关，故A、B错误，C正确；根据Q=qm可知，燃料放出热量的多少与燃料的热值和质量有关，故D错误。
故选C。
7【解析】选C。
本题考查了学生对热机效率的了解与掌握。
功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误；虽然甲的效率比乙低，但不清楚两台柴油机做功多少的情况下，无法确定谁消耗的燃料多，故B错误；甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，说明乙柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，故C正确；相同时间内消耗燃料的多少与功率有关，与效率无关，故D错误。
【易错警示】正确理解热机效率的高低
如果甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，对此常产生以下错误认识：
（1）甲做功多；
（2）甲做功快；（3）甲消耗汽油少。
热机效率是热机的重要性能指标之一，它是一个比值，热机效率高，是指用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的能量的百分比大。
二、填空题
8【解析】因为一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，新汽车内部装饰时会用到一些含有甲醛等挥发性物质的材料，故新汽车里往往充满刺鼻的气味，在烈日暴晒下温度升高，分子的无规则运动会随气温的升高而更加剧烈。
答案：
无规则 剧烈
9【解析】本题考查机械能的转化。
电梯匀速上行时，质量和速度均不变，动能不变；高度增大，重力势能增大，机械能变大。
答案：
不变 变大
10【解析】汽油完全燃烧产生的热量：
Q放=mq=6kg×4.6×107J/kg=2.76×108J；四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min=60r/s，也就是1s飞轮转动60r，因为完成一个工作循环，经过四个冲程，燃气对外做功一次，所以汽油机每秒内完成120个冲程，对外做功30次。
答案：
2.76×108 120 30
11【解析】本题考查功的公式、功率的公式和影响动能大小的因素。
扶梯把小明从三楼匀速送上四楼的过程中，速度没有变，所以动能不变；扶梯对小明做功W=Fs=Gh=600N×5m=3000J；由于功率P=
，知道功的大小后，还应知道时间t，故应测量所用的时间。
答案：
不变 3000 时间
三、简答题
12答案：
乙 理由：
乙图的设计能让火车通过进站前的斜坡克服重力做功，将火车的动能转化为重力势能储存起来，使火车的速度降低，起到进站减速的作用；而甲图的设计则不但要通过制动损耗其原有的动能，还要通过制动损耗重力势能转化过来的动能。
乙图设计更节能环保，降低了机械损耗，也更安全。
四、实验探究题
13【解析】本题考查利用控制变量法和转换法探究影响动能大小的因素的实验探究。
（2）①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下，这样它们到达斜面底端的运动速度相等；②选用图甲，让质量相同的小球沿斜面的不同高度由静止滚下，撞击水平面上的纸盒，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与运动速度的关系，能得出的结论是：
当物体的质量一定时，速度越大动能越大；③选用图乙，让质量不同的小球，由斜面的同一高度滚下，撞击水平面上的纸盒，这是控制了小球的运动速度相同，目的是探究物体的动能与质量的关系，能得出的结论是：
当物体的运动速度相同时，质量越大动能越大；
（3）研究物体动能的多少与斜面的坡度的关系，就要保证斜面的坡度不同，同一个球质量相同，同一高度，速度相同。
（4）实验步骤：
同一钢球在三个不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，观察纸盒在水平面上运动的距离是否相等；
（6）实验现象：
同一钢球三次在水平面上撞击纸盒时，纸盒运动的距离相等。
答案：
（2）①速度 ②速度 质量一定时，速度越大动能越大（动能与速度有关） ③质量
（4）同一钢球在三个不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，观察纸盒在水平面上运动的距离是否相等
（5）
次数
纸盒被推动的距离/cm
1
2
3
（6）每一次纸盒被撞后在水平面上运动的距离相等
14【解析】
（1）根据表中数据可知，水和食用油的质量相同；加热结束时，食用油的温度和水的温度分别是70℃、45℃，食用油的温度高。
（2）在该实验中，用加热时间长短反映水吸收热量的多少。
（3）用相同的加热装置对水和食用油加热，在相等时间内水与食用油吸收的热量相等，加热时间越长，液体吸收的热量越多；要使水和食用油的最后温度相同，水的加热时间更长，水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
（4）由Q=cmΔt知：
质量相同的物质，升高相同的温度，吸收热量多的物质比热容大。
因为水和食用油的质量相同，它们的初温相同，要使水和食用油的最后温度相同，水吸收的热量大于食用油吸收的热量，所以水的比热容大，即水吸热的能力更强。
（5）如果要减少加热时间（即减少吸收的热量），又要升高相同的温度，根据Q=cmΔt知，可以采取的办法是减少水和食用油的质量。
答案：
（1）相同 高
（2）加热时间 （3）大于 （4）水 （5）减少水和食用油的质量
五【解析】
（1）水的体积V水=1L=1×10-3m3，由ρ=m/V可得，m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg，1标准大气压下水的沸点是100℃，则水吸收的热量：
Q吸=
c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃-25℃）=3.15×105J。
（2）Q放=
=
=1.05×106J，V天然气=
=
=1.25×10-2m3。
答案：
（1）3.15×105J
（2）1.25×10-2m3
1【解析】
（1）出水流量为150m3/h，m=ρ水V=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×105kg。
水放出的热量：
Q放=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1.5×105kg×（90℃-50℃）=2.52×1010J。
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则Q有=Q放=2.52×1010J，
由η=
得天然气需要放出的热量：
Q放=
=
=4.2×1010J，
由Q放=Vq得天然气的体积：
V气=
=
=1050m3。
答案：
（1）2.52×1010J
（2）1050m3
2【解析】本题考查对重力势能和转换法的认识和理解。
（1）乒乓球下落过程中高度减小，所以重力势能逐渐减小；
（2）由题知，两种球的弹性大小比较方法一：
将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性大小；两种球的弹性大小比较方法二：
将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上的反弹次数得出弹性大小。
这里用到的研究方法有控制变量法和转换法。
答案：
（1）减小
（2）反弹次数
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