2023-2024學年蘇科版物理九上同步教學 12.4 機械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化 同步練習（含答案）

第第頁2023-2024學年蘇科版物理九上同步教學12.4機械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化同步練習（含答案）12.4機械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化

一、填空題

1．如圖所示，當試管內(nèi)水沸騰時，軟木塞突然被沖出來，其原因是試管內(nèi)水蒸氣對軟木塞___，此過程中水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的___．

2．火柴可以擦燃，也可以放在火上點燃，前者是用_______方式使火柴頭溫度升高而點燃的，后者是用_______方式使火柴頭溫度升高而點燃的．

3．在汽油機的一個工作循環(huán)中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是_____沖程，其它三個沖程都是靠飛輪的_____來完成的。

4．目前我國研發(fā)出一款新型空氣動力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力，這種車在開動時將空氣的________能轉(zhuǎn)化為________能，這種車與汽油機相比優(yōu)點是________________(說出一點)．

5．夏季，在高速公路服務(wù)區(qū)內(nèi)，一些重型汽車停在有水的坑里，這是因為汽車在高速行駛過程中，通過___方式增加輪胎的內(nèi)能，使輪胎的溫度___；輪胎停在水中，通過___方式減少內(nèi)能，降低溫度，以保行車安全．

6．內(nèi)燃機有四個工作沖程，圖是內(nèi)燃機的________沖程，活塞下降時，燃氣內(nèi)能________（選填“減少”或“增加”）．

7．科學家發(fā)明了一款單缸六沖程內(nèi)燃機，它每一個工作循環(huán)的前四個沖程與單缸四沖程內(nèi)燃機相同，在第四沖程結(jié)束后，立刻向氣缸內(nèi)噴水，水在高溫氣缸內(nèi)迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣，推動活塞再次做功，水蒸氣溫度________（選填“升高”、“降低”或“不變”），其內(nèi)能________（選填“增大”、“減小”或“不變”），這樣燃燒同樣多的燃料獲得了更多的機械能，提高了熱機的________，為進入下一個工作循環(huán)，這款內(nèi)燃機的第六沖程是________沖程．

二、單選題

8．下列四幅圖中，不屬于做功改變物體內(nèi)能的是()

A．B．C．D．

9．下列實例中。通過做功來改變物體內(nèi)能的是（）

A．在飲料中放入一些冰塊，飲料變涼

B．劃火柴，火柴被劃燃

C．柏油馬路被陽光曬熱

D．冬天，暖氣使房間變暖

10．如圖所示的四種交通工具，不用熱機作為動力機械的是

A．B．

C．D．

11．如圖是四沖程內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（）

A．壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

B．壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C．做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

D．做功沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

12．如圖所示實驗或事例，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是

A．B．C．D．

13．一個單缸四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，則該汽油機每秒鐘內(nèi)()

A．完成30個循環(huán)，做30次功

B．完成15個循環(huán)，做15次功

C．完成30個循環(huán)，做15次功

D．完成15個循環(huán)，做30次功

14．在如圖所示的內(nèi)燃機工作的一個循環(huán)中，其四個沖程的順序應當是

A．乙、甲、丁、丙B．甲、乙、丙、丁

C．乙、丁、甲、丙D．甲、乙、丁、丙

15．某同學騎自行車下一長坡時，在途中由于車速過快，于是捏緊剎車，降低車速，保持安全速度勻速行至坡底，下車檢查，發(fā)現(xiàn)剎車片發(fā)燙．有關(guān)此過程的說法中，正確的是（）

A．剛下坡時，是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

B．勻速下行時，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能

C．勻速下行時，機械能保持不變

D．剎車片發(fā)燙，是做功改變了內(nèi)能

16．如圖所示的四個沖程不是按照熱機正常工作的順序排列的，你認為讓汽車獲得動力的沖程是（）

A．B．C．D．

三、計算題

17．某單缸汽油機的飛輪每分鐘轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn)，設(shè)做功沖程中燃氣對活塞的壓強保持在5×105Pa不變，活塞行程為0.2m，活塞的面積為100cm2，求汽油機的功率．

參考答案：

1．做功機械能

【解析】

【詳解】

[1][2]用酒精燈給試管中的水加熱，汽化出大量的水蒸氣，這些高溫水蒸氣對塞子做功，將塞子沖出；故該過程中水蒸氣的內(nèi)能減少，溫度降低；塞子由靜止變?yōu)檫\動，機械能增大，即能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

2．做功熱傳遞

【解析】

【詳解】

火柴可以擦燃是通過克服摩擦做功來改變物體內(nèi)能的．放在火上點燃是將火柴從溫度高的地方來獲得內(nèi)能，由溫度差引起了內(nèi)能的改變，故是通過熱傳遞來改變物體內(nèi)能的．

3．做功慣性

【解析】

【詳解】

[1][2]汽油機是四沖程內(nèi)燃機，工作時活塞在氣缸中往復運動兩次，完成一個工作循環(huán)，做一次功，共計四個沖程，只有在做功沖程中將燃料燃燒產(chǎn)生燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，為內(nèi)燃機工作提供動力，其它三個沖程都是依靠飛輪的慣性來完成的。

4．內(nèi)機械無污染

【解析】

【詳解】

熱機就是利用內(nèi)能來工作的機器；壓縮空氣做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；這種車在開車時將空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為車機械能；這種車與汽油機相比優(yōu)點是環(huán)保，不污染環(huán)境．

5．做功（摩擦）升高熱傳遞

【解析】

【詳解】

輪胎與地面的摩擦力是保持汽車在地面上行駛的向前推動力，輪胎在于地面接觸摩擦過程中，輪胎與地面接觸部分的分子會發(fā)生形變，這種反復形變導致輪胎溫度上升，進而輪胎內(nèi)的氣體溫度也隨之升高．熱能從高溫處向低溫處傳遞，可以將車的輪胎至于水中，使輪胎內(nèi)的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到水中，可以起到降低輪胎溫度作用．

6．做功減少

【解析】

【詳解】

由圖可知，火花塞點火、燃氣推著活塞運動，是做功沖程；此過程中，燃氣對活塞做功，內(nèi)能減小，轉(zhuǎn)化為機械能。

7．降低減小效率排氣

【解析】

【詳解】

物體對外做功，內(nèi)能減小，內(nèi)能降低；水在高溫氣缸內(nèi)迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣，推動活塞再次做功，水蒸氣溫度降低，內(nèi)能減??；這樣燃燒同樣多的燃料獲得了更多的機械能，提高了熱機的效率；為進入下一個工作循環(huán)，這款內(nèi)燃機的第六沖程是排氣沖程．

8．B

【解析】

【詳解】

解答：A、雙手摩擦生熱，克服摩擦做功，使手的內(nèi)能增加、溫度升高，是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能；B、燒水時，水從火吸收熱量、內(nèi)能增加、溫度升高，是通過熱傳遞的方式改變了物體的內(nèi)能；C、鋸木條時，克服摩擦做功，使鋸條的內(nèi)能增加、溫度升高，是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能；D、鉆木取火，克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能．

點睛：本題考查改變物體內(nèi)能的方式，解決此類問題要抓?。鹤龉κ悄芰康霓D(zhuǎn)化過程，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移過程．

9．B

【解析】

【分析】

做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但是熱傳遞改變物體的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)移，做功改變物體的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)化。

【詳解】

在飲料中放入一些冰塊，飲料變涼；柏油馬路被陽光曬熱；冬天，暖氣使房間變暖，這都是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能的，是能量的轉(zhuǎn)移；劃火柴使其燃燒，是摩擦生熱，屬于做功改變物體的內(nèi)能，是能的轉(zhuǎn)化，故選B。

10．A

【解析】

【詳解】

自行車是消耗人的生物質(zhì)能，轉(zhuǎn)化為自行車的機械能；輪船、卡車、飛機工作時都要使用化石能作燃料，燃料燃燒時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)使它們運動，所以它們都是使用熱機工作的．故選A．

11．B

【解析】

【分析】

【詳解】

由圖中可知，此時吸氣門、排氣門均關(guān)閉，氣缸內(nèi)氣體被壓縮，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，其內(nèi)能增加，故是壓縮沖程，故ACD不符合題意，B符合題意。

故選B。

12．C

【解析】

【分析】

試題分析：解決本題需掌握：對物體做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；物體對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．

【詳解】

A、由滑梯滑下臀部會有灼熱感，是摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不合題意；B、水蒸氣將木塞沖出，是氣體對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，符合題意；C、鉆木取火是摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不合題意；D、搓手取暖是摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不合題意．故選C．考點：做功改變物體內(nèi)能．

13．B

【解析】

【詳解】

解答：飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min＝30r/s，因一個工作循環(huán)活塞往復2次，曲軸轉(zhuǎn)動2周，做功1次，完成4個沖程，所以該汽油機1s內(nèi)完成60個沖程，完成15個工作循環(huán)，對外做功15次，故B正確．

點睛：掌握內(nèi)燃機完成1個工作循環(huán)，四個沖程，飛輪轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，對外做功1次是解答此題的關(guān)鍵．

14．A

【解析】

【詳解】

解答：甲圖中兩個氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，因此是第二個沖程壓縮沖程；乙圖中進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，因此是第一個沖程吸氣沖程；丙圖中進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，因此是第四個沖程排氣沖程；丁圖中兩個氣門都關(guān)閉，活塞向下運動，因此是第三個沖程做功沖程．按照四個沖程的先后順序應該是乙、甲、丁、丙．故選A.

點睛：根據(jù)四沖程內(nèi)燃機一個工作循環(huán)包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，根據(jù)兩個氣門的打開與關(guān)閉以及活塞的運動方向可以確定每個沖程，從而排列出正確的順序．

15．D

【解析】

【詳解】

A．剛下坡時，高度減小，速度增大，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；故A錯誤；

B．勻速下行時，動能不變，所以重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的說法不準確，故B錯誤；

C．勻速下行時，動能不變，重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯誤；

D．剎車時，剎車片和輪胎互相克服摩擦做功，內(nèi)能增加，這一過程中機械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，但能的總量不變．故D正確．

故選D。

16．B

【解析】

【詳解】

汽車獲得動力的沖程是做功沖程，熱機的工作的四個沖程是吸氣、壓縮、做功和排氣沖程，判斷沖程根據(jù)有二個，一看活塞運動方向，二看進排氣門是開還是關(guān)，做功沖程是活塞向下運動，進排氣門都關(guān)閉．選項B正確．

17．5kW

【解析】

【詳解】

解答：p＝5.0×l05Pa,S＝100cm2＝1×102m2，由p＝得：燃氣對活塞的平均壓力為：F＝pS＝5.0×l05Pa×1×102m2＝5000N.一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W＝Fs＝5000N×0.2m＝1000J.飛輪每轉(zhuǎn)兩圈對外做功一次，所以飛輪轉(zhuǎn)動600r，要對外做功300次，所以燃氣對活塞做的總功為：W總＝W×300＝1000J×300＝3