專題訓(xùn)練4 熱學(xué)較難填空題

學(xué)而優(yōu)教有方試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁參考答案：1．做功做功液化【詳解】[1]小明用高壓打氣筒往封閉空塑料瓶內(nèi)打入空氣，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使瓶內(nèi)氣壓增加，氣體內(nèi)能增大，這是做功的發(fā)生改變瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能。[2]當(dāng)氣壓達(dá)到一定程度時，瓶蓋飛出，這是瓶內(nèi)氣體對瓶蓋做功，把氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶蓋的機(jī)械能，內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以這一過程與內(nèi)燃機(jī)的中國沖程的能量轉(zhuǎn)化情況相同。[3]瓶蓋飛出的同時，瓶內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，瓶口的水蒸氣遇冷液化成小水珠。2．105017.51050【詳解】[1]冰熔化過程中溫度不變，完全熔化成水后溫度才會上升，也就是圖中的8min~12min，此時段，水溫從0℃上升到5℃，水溫升高了5℃，冰化成水后質(zhì)量不變，則m水=m冰=50g=0.05kg所以4min中水吸收的熱量為Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.05kg×5℃=1050J[2]每2min完全燃燒酒精0.1g，4min燃燒酒精0.2g，所以放出的熱量為Q放=m酒精q酒精=0.2×10-3kg×3×107J/kg=6000J加熱效率為[3]BC段物質(zhì)吸收的熱量轉(zhuǎn)化成了物質(zhì)的內(nèi)能，所以BC段也加熱4min，所以和CD段吸收熱量相同為1050J，所以內(nèi)能增加了1050J。3．大于甲【詳解】[1][2]沿海地區(qū)水多，水的比熱容較大，內(nèi)陸地區(qū)地表以砂石泥士為主，砂石泥士比熱容較小，由于水的比熱容大，所以對于相同質(zhì)量的水和砂石相比較，在吸收或放出相同的熱量時，水的溫度變化小，而砂石的溫度變化大，所以白天陸地的溫度高、海水溫度低，晚上陸地溫度低、海水溫度高；白天陸地上方空氣的溫度高，密度小，砂石上方空氣上升，海面上的冷空氣過來補(bǔ)充，所以白天的風(fēng)常常從海面吹向陸地，而晚上海面上方的熱空氣上升，風(fēng)從陸地吹向海面，故甲能描述夜晚的風(fēng)向。4．乙水>【詳解】[1]由圖示知，甲玻璃管內(nèi)徑相同，乙玻璃管上下內(nèi)徑相差較大且上部更細(xì)，則相同體積足量的液體倒入兩個玻璃管且充分混合后，體積都變小，但乙玻璃管中體積變化更明顯，所以應(yīng)選擇乙玻璃管。[2]由于水的密度比酒精的密度大，為了避免重力對水和酒精未充分混合時總體積的影響，應(yīng)在乙玻璃管中先倒入水。[3]1L水和酒精的質(zhì)量分別為m水=ρ水V=1.0g/cm3×1×103cm3=1000gm酒精=ρ酒精V=0.8g/cm3×1×103cm3=800g水和酒精混合后，若體積不變，則密度但水和酒精充分混合后，由于分子間有間隙，總體積會變小，所以密度變大，大于0.9g/cm3。5．冰的比熱容比水的小小于3.15×104【詳解】[1]因?yàn)樗谋葻崛葺^大，比冰的大，在相同時間內(nèi)，吸收的熱量是相同的，根據(jù)比熱容公式可知，相同質(zhì)量的冰和水，水的比熱容較大，則水的溫度變化量較小，相同時間內(nèi)，升溫速度慢，從圖中可以看到，AB段為零下溫度，是冰，CD段為零上溫度，是水，則AB段比CD段升溫快。[2]隨著時間的流動，物體在不停吸收熱量，內(nèi)能也在增加，所以，物體在B點(diǎn)時具有的內(nèi)能小于在C點(diǎn)時的內(nèi)能。[3]第2~8min物體吸收的熱量，可看到，這段時間，物體為冰水混合物，不能直接得出熱量大小，但是知道相同時間內(nèi)，物體吸收的熱量是相同的，第2~8min，總共時間為6min，再觀察下該圖，在0~2min時，物體為冰，還沒有熔化，冰的質(zhì)量是500g，比熱容是2.1×103J/(kg?℃)，溫度變化量為10℃，根據(jù)比熱容公式可知，2min內(nèi)物體吸收的熱量2min內(nèi)物體吸收的熱量為1.05×104J；則6min內(nèi)物體吸收的熱量即第2~8min物體吸收的熱量為3.15×104J。6．乙不變2:1【詳解】[1]把涼牛奶放在熱水中加熱，牛奶吸熱、溫度升高，熱水放熱、溫度降低，直至兩者的末溫相等，因此甲是水的溫度變化圖像，乙是牛奶的溫度變化圖像。[2]物體溫度越高，分子運(yùn)動越劇烈，物體的內(nèi)能就越大；由圖像可知，水的溫度始終保持60℃不變，若不考慮熱損失，在過程中，故水的內(nèi)能不變。[3]若不考慮熱損失，熱水和涼牛奶發(fā)生熱傳遞時，涼牛奶吸收的熱量和熱水放出的熱量相同；根據(jù)圖像可知，涼牛奶溫度升高熱水溫度降低由以上兩式可知，，不考慮熱損失，則，已知，甲、乙的比熱容之比7．熱傳遞9【詳解】[1]熱水倒入冷水中，熱水放出熱量，冷水吸收熱量，冷水溫度升高，是通過熱傳遞的方式改變冷水的內(nèi)能。[2]熱水倒入冷水中，熱水放出的熱量等于冷水吸收的熱量，設(shè)一杯的熱水質(zhì)量為m，初溫為t，冷水的質(zhì)量為m0，由熱平衡方程可得第一次加入熱水時第二次加入熱水時兩式相減得，代入解得。若再加入同樣三杯熱水，設(shè)升高的溫度為，則解得。8．壓縮1.8×103內(nèi)【詳解】（1）[1]內(nèi)燃機(jī)有四個沖程，即吸氣、壓縮、做功和排氣沖程，在壓縮沖程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（2）[2][3]發(fā)動機(jī)汽油的容積是3600cm3，即3600×10-6m3，活塞移動的距離是30cm即0.3m，所以氣缸的橫截面積為根據(jù)可得，活塞受到的壓力為所以燃?xì)庖淮闻蛎泴钊龅墓閃=FL=6×103N×0.3m=1.8×103J燃?xì)庥捎谂蛎泴钊龅墓?，將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。9．做功60比熱容【詳解】[1]如圖所示的沖程中，兩氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，為做功沖程。[2]某型汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為1800r/min即30r/s，即每秒飛輪轉(zhuǎn)30周，因?yàn)槠蜋C(jī)在一個工作循環(huán)中，經(jīng)歷四個沖程，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，所以該汽油機(jī)每秒共經(jīng)歷60個沖程。[3]水的比熱容大，由Q吸=c水mΔt可知，在質(zhì)量和升高溫度一定時，水吸收的熱量多，冷卻效果好，故用水作冷卻劑，是利用了水的比熱容大的特性。10．0.75750106【詳解】（1）[1]由題意知，四個汽缸工作的總和3.0L，則單缸排量[2]轉(zhuǎn)速為6000r/min，即100r/s，單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，做功一次，所以，單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)1s內(nèi)做功50次，4缸四沖程內(nèi)燃機(jī)1s內(nèi)做功200次。由可得，發(fā)動機(jī)在1s內(nèi)做功W=Pt=150×103W×1s=1.5×105J則每次做功沖程做功（2）[3]燃?xì)鈱钊龅墓杀硎緸閃=pV，則燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng)11．做功802018008.1×10322.2%【詳解】（1）[1]汽油機(jī)在做功沖程，消耗燃?xì)獾膬?nèi)能，對外輸出機(jī)械能，所以工作時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是做功沖程。（2）[2][3]汽油機(jī)在一個工作循環(huán)中經(jīng)歷4個沖程，飛輪轉(zhuǎn)動2轉(zhuǎn)，對外做功1次。汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為2400r/min，則在1s內(nèi)，飛輪轉(zhuǎn)動，所以汽油機(jī)對外做功次，完成20×4=80個沖程。（3）[4][5][6]汽缸的活塞面積是120cm2，氣體的平均壓強(qiáng)是5×105Pa，所以氣體的壓力為F=pS=5×105Pa×120×10-4m2=6000N做功沖程中活塞移動的距離是30cm，氣體一次膨脹對活塞做的功是W=Fs=6000N×0.3m=1800J每次做功耗油0.2g，汽油的90%完全燃燒，則汽油放出的熱量為Q放=90%mq=90%×0.2×10-3kg×4.5×107J/kg=8.1×103J此汽油機(jī)的效率是12．C做功4010【詳解】[1][2]圖1中，用酒精燈加熱試管中的水，當(dāng)水沸騰一段時間以后塞子被試管內(nèi)水蒸氣推出，能量轉(zhuǎn)化是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，圖2中C是汽油機(jī)火花塞點(diǎn)火高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊龉Γ芰哭D(zhuǎn)化也是燃?xì)鈨?nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子機(jī)械能。此沖程稱為做功沖程。[3][4]一臺單缸四沖程汽油機(jī)，一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2轉(zhuǎn)，飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，1s飛輪轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)，進(jìn)行了10個工作循環(huán)，一個工作循環(huán)有四個沖程，做一次功，所以該汽油機(jī)每秒鐘內(nèi)完成40個沖程，做功10次13．丁甲1.2×1050.56001.2×106【詳解】[1][2]甲圖是用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到了棉花的著火點(diǎn)，棉花就會燃燒，這是通過對物體做功來增大物體內(nèi)能的，即是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；乙圖對試管中的水加熱，使試管中水的內(nèi)能增大，加快了水的汽化，水蒸氣體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能；丙圖兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，壓縮沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；丁圖兩氣門都關(guān)閉，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。因此，汽油機(jī)中利用內(nèi)能來做功的沖程是??；與壓縮沖程原理相同的是甲實(shí)驗(yàn)。[3]已知輸出功率是120kW，所以發(fā)動機(jī)1秒內(nèi)做功W=Pt=1.2×105W×1s=1.2×105J[4]因?yàn)樗母卓偱帕繛?.0L，單缸排量為[5]根據(jù)前面計(jì)算可知，發(fā)動機(jī)在1s內(nèi)做功1.2×105J，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)有四個缸同時工作，所以每個缸1s內(nèi)做功由表格信息可知，轉(zhuǎn)速為6000r/min=100r/s因?yàn)樗臎_程內(nèi)燃機(jī)每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周、做功一次，所以1s內(nèi)做功50次，所以在每個做功沖程里，發(fā)動機(jī)做功[6]單缸排量V=0.5L=5×10﹣4m3燃?xì)鈱钊龅墓杀硎緸閃=pV，所以燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng)為14．甲丙丁乙丁內(nèi)比熱容大30%6.44×1071.932×10769【詳解】（1）[1]甲中的一個氣閥打開，活塞向下運(yùn)動，所以為吸氣沖程，是第一沖程；乙中的一個氣閥打開，活塞向上運(yùn)動，所以為排氣沖程，是第四沖程；丙中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，所以為壓縮沖程，是第二沖程；丁中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞下運(yùn)動，所以為做功沖程，是第三沖程。故一個汽缸正常工作四個沖程順序是排序?yàn)椋杭妆∫摇2][3]做功沖程燃料燃燒，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，高溫高壓的燃?xì)鈱钊龉?，把?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，給汽車提供動力。[4]汽車發(fā)動機(jī)工作時產(chǎn)生大量熱量，這些熱量如果不迅速轉(zhuǎn)移，就可能損害發(fā)動機(jī)，由于水的比熱容較大，質(zhì)量和初溫相同的水和其它液體相比較，升高相同的溫度時，水吸收的熱量多，因此汽車發(fā)動機(jī)通常用水做冷卻劑。（2）[5]該汽油機(jī)的效率2L汽油的質(zhì)量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×2×10-3m3=1.4kg[6]該車完全燃燒2L汽油，釋放的熱量Q=m汽油q=1.4kg×4.6×107J/kg=6.44×107J[7]若在效率不變的情況下，轉(zhuǎn)化為有用的機(jī)械能W有=ηW總=30%×6.44×107J=1.932×107J（3）[8]內(nèi)燃機(jī)效率提高1%，此時內(nèi)燃機(jī)的效率η2=η1+1%=25%+1%=26%由于可知因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)效率提高后有用功是相同的，所以每輛汽車的有用功η1qm1=η2qm2則則每輛汽車每年節(jié)約燃油的質(zhì)量15．變低丙802.8×10-31.288×1052.576【詳解】[1]及時撿拾起氣球，氣球內(nèi)的氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度變低。[2]此過程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而甲為壓縮沖程，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而乙排氣沖程，丙是做功沖程，是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而丁是吸氣沖程，故選丙。[3]1s內(nèi)汽油機(jī)完成工作循環(huán)數(shù)一個工作循環(huán)，飛輪轉(zhuǎn)兩圈，故飛輪的轉(zhuǎn)速為。[4]吸入2L的燃料，其質(zhì)量為[5]這些燃料完全燃燒放出的熱量為故這些燃料完全燃燒放出的熱量為。[6]水的溫度能夠上升故水的溫度能夠上升。16．排氣【詳解】[1]圖中進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動，是排氣沖程。[2]當(dāng)這輛汽車以100km/h勻速行駛時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是2000r/min，查表可知發(fā)動機(jī)的功率為30kW，1小時發(fā)動機(jī)所做的有用功[3]消耗汽油產(chǎn)生的熱量此時發(fā)動機(jī)的效率約為17．機(jī)械內(nèi)0.7575【詳解】(1)[1][2]曲軸帶動活塞向上運(yùn)動，壓縮氣體，對氣體做功，活塞的機(jī)械能減少，故是活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能；壓縮氣體，對氣體做功，是通過做功的方式改變內(nèi)能。(2)[3][4][5]該發(fā)動機(jī)在1s內(nèi)做功故該發(fā)動機(jī)在1s內(nèi)做功為；單汽缸排量故單汽缸排量為0.75L；該發(fā)動機(jī)在1s轉(zhuǎn)動的次數(shù)為每半周都有一個汽缸做功，那么每1s做功的次數(shù)為那么每一個做功沖程的做的功為那么每一次做功的沖程做的功為75J。18．熱值大汽化做功【詳解】[1]因?yàn)闅涞臒嶂当容^高，等質(zhì)量的氫放出的熱量更多，所以火箭使用液態(tài)氫為燃料。[2]火箭發(fā)射臺下方建有水池，是為了避免發(fā)射時發(fā)射臺溫度過高被燒壞，利用水汽化吸收熱量降低溫度。[3]火箭高速運(yùn)動過程中，與空氣摩擦而溫度急劇升高，是克服摩擦通過做功的方式改變火箭的內(nèi)能，使火箭外表溫度升高。19．5∶6【詳解】它們的效率之比為20．11258280降低減少1kg汽油完全燃燒放出的熱量為4.6×107J尾氣【詳解】（1）[1]由可得，氣體膨脹對活塞產(chǎn)生的壓力氣體一次膨脹對活塞做的功[2]由題知，每次做功過程中汽油的90%完全燃燒，每次做功耗油0.2g，則每次汽油燃燒放出的熱量[3][4]在排氣過程中，排氣門打開，排出廢氣，將廢氣排入大氣中，廢氣溫度降低，內(nèi)能減少。（2）[5]汽油的熱值是4.6×107J/kg的含義：1kg汽油完全燃燒放出的熱量是4.6×107J。（3）[6]汽油機(jī)工作時，由于廢氣帶走了大量的能量，散失到空中，所以汽油機(jī)的效率很低。21．＞4.2×103【詳解】[1]時間相等時，兩種液體放出的熱量相等，由圖示可以看出，乙液體的溫度降低的快，甲液體溫度降低慢；利用熱量的計(jì)算公式可知，在質(zhì)量相等、初溫相同、放熱也相同的情況下，誰的溫度降低得快，它的比熱容小，所以，甲液體的比熱容大，乙液體的比熱容小。[2]由圖象知，放熱15min，甲降低的溫度為乙降低的溫度為也就是乙降溫幅度是甲的2倍，已知甲、乙質(zhì)量相同，15min時間內(nèi)放出的熱量相同，由公式，甲的比熱容是乙的2倍，所以[3]由圖象知，在0﹣15min，甲降低的溫度為由圖像知甲的溫度是均勻降低的，所以每分鐘降低的溫度為則12min降低的溫度為甲液體在0～12min內(nèi)放出的熱量為已知，因?yàn)?，所以需要完全燃燒的干木柴質(zhì)量為22．21.5%【詳解】1min內(nèi)做的有用功W=Pt=7.5×104W×60s=4.5×106J燃?xì)獾馁|(zhì)量m=ρV=1.4kg/m3×2×10-3m3=2.8×10-3kg因?yàn)榭杖急仁?5：1，所以燃油的質(zhì)量是整個質(zhì)量的，做一次功消耗的汽油質(zhì)量2.8×10-3kg×=1.75×10-4kg1min內(nèi)汽油燃燒釋放的熱量Q=mq=1.75×10-4kg×4.6×107J/kg×2600=2.093×107J發(fā)動機(jī)的效率23．【詳解】[1]由可知國產(chǎn)汽車行駛s通過的路程是每百公里的油耗為L，則汽車消耗的汽油是[2]假設(shè)汽車在勻速運(yùn)動過程中受到的平均阻力是N，則克服阻力做的有用功為則汽油機(jī)的效率是24．乙甲丁丙/乙、甲、丁、丙丁內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能30601.8×107【詳解】[1][2][3]甲中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，所以為壓縮沖程，是第二個沖程；乙中的進(jìn)氣閥打開，活塞向下運(yùn)動，所以為吸氣沖程，是第一個沖程；丙中的排氣閥打開，活塞向上運(yùn)動，所以為排氣沖程，是第四個沖程；丁中的兩個氣閥都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞下運(yùn)動，所以為做功沖程，是第三個沖程；故先后順序?yàn)椋阂壹锥”?；其中做功沖程，即丁沖程，該沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，給汽車提供動力。[4][5]四沖程汽油機(jī)每個循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，活塞往復(fù)運(yùn)動2次，對外做功1次；已知飛輪的轉(zhuǎn)速為3600r/min，所以此汽油機(jī)飛輪每秒鐘轉(zhuǎn)60圈，可完成30個工作循環(huán)，對外做30次功，活塞往復(fù)運(yùn)動60次。[6]內(nèi)燃機(jī)效率提高后為內(nèi)燃機(jī)有用功為因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)效率提高前后有用功是相同的，則有每輛汽車故則每輛汽車每年節(jié)約燃油為所以我國每年可以節(jié)約的燃油為25．甲丁丁飛輪慣性【詳解】(1)[1][2][3]甲中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，所以為壓縮沖程，是第二沖程；乙中的進(jìn)氣閥打開，活塞向下運(yùn)動，所以為吸氣沖程，是第一沖程；丙中的排氣閥打開，活塞向上運(yùn)動，所以為排氣沖程，是第四沖程；丁中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞下運(yùn)動，所以為做功沖程，是第三沖程。故四個沖程的順序是：乙甲丁丙。[4]其中做功沖程中內(nèi)燃機(jī)給汽車提供動力，此沖程中能量的轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；其它三個沖程依靠飛輪慣性完成。(2)[5]發(fā)動機(jī)的最大輸出功率時間，汽車1min內(nèi)做的有用功(3)[6]汽缸內(nèi)汽油和空氣混合氣體的體積由得，汽油和空氣混合氣體的質(zhì)量：[7]已知空燃比是13:1，則吸入汽油的質(zhì)量完成一個工作循環(huán)時，汽油燃燒釋放的熱量1min內(nèi)完成的工作循環(huán)數(shù)是2400個，則1min內(nèi)汽油燃燒釋放的熱量發(fā)動機(jī)的