2021年初中物理培優(重點高中自主招生 競賽)難題練習第14章 內能的利用.docx
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原題
一.做功改變物體內能(共9小題)
1.(2020?市北區校級自主招生)下述說法正確的是( )
A.0℃的冰塊內能為零
B.溫度越高,物體內能越大
C.一瓶氧氣用掉一半后,質量變為原來一半,密度不變
D.反復彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,這是通過做功的方式增加了鐵絲的內能
2.(2012?宜賓自主招生)炎熱的夏天,小雨同學開啟汽水瓶蓋瞬間伴有“嘭”的一聲,同時瓶口有一股“白煙”冒出,下列說法正確的是( )
A.瓶口“白煙”是瓶內CO2液化形成的
B.瓶內氣體分子運動加快
C.瓶內氣體對外做功,瓶口處溫度降低
D.瓶內外溫度相等,汽水內能不變
3.(2010?蕭山區校級自主招生)如圖所示,在空可樂瓶內滴一滴酒精,用裝有氣門芯的橡皮塞塞緊瓶口,再用打氣筒通過氣門芯向瓶內打氣。當瓶內氣壓達到足夠大時,塞子將從瓶口沖出,且原來透明的瓶內充滿了白霧,這一實驗現象表明( )
A.氣體對外界做功,瓶內溫度升高,內能減少
B.外界對氣體做功,瓶內溫度升高,內能增加
C.氣體對外界做功,瓶內溫度降低,內能減少
D.外界對氣體做功,瓶內溫度降低,內能增加
4.(2006?錦江區校級自主招生)用打氣筒給自行車輪胎打氣,打氣筒一會兒就會發熱,這是因為( )
A.筒內氣體對外做功,機械能減少,溫度升高
B.筒內氣體對外做功,機械能增加,溫度升高
C.活塞克服摩擦做功,使筒內空氣的內能增加
D.迅速壓縮活塞對筒內空氣做功,使筒內空氣的內能增加
5.(2017?寧波自主招生)流星體與大氣層劇烈摩擦,其表面溫度可達8000℃以上,這個過程中,流星內能增加是通過 (填“做功”或“熱傳遞”)實現的,汽油機工作過程中,實現這一能量轉化的是 沖程。
6.(2016?泗縣校級自主招生)過春節時,同學們喜歡燃放鞭炮,一定要注意安全!有一種鞭炮,不需用火去點燃,只要稍用力將它甩向地面,鞭炮就可以爆響。鞭炮與地面發生碰撞時,通過 的方式,使它的內能 (“增大”或“減小”),這是 能轉化為內能。
7.(2010?龍子湖區校級自主招生)如圖所示,密閉絕熱容器內有一個絕熱隔板(保證A、B間不發生熱交換),隔板與容器之間無摩擦。隔板將A、B兩部分氣體隔開,當抽去銷釘,發現隔板向右移動,則A中氣體溫度 ,B中氣體溫度 。(選填“升高”、“降低”、“不變”)
8.(2009?廣德縣校級自主招生)小明雙手對搓后感覺手上發熱,這是通過 的方式改變手的內能。汽油機的工作過程中,將機械能轉化為內能的是 沖程。一臺單缸四沖程汽油機,飛輪轉速是1200r/min,該汽油機每秒鐘內做功 次。
9.(2020?市南區校級自主招生)如圖所示,某同學做了一個氣體膨脹的小實驗,他將瓶蓋的平滑頂部沾水,翻轉后放在可口可樂瓶的瓶口。雙手搓熱,輕輕地將可樂瓶握實,幾秒鐘后,將會看到瓶蓋在瓶口一直跳動。請你根據所學的物理知識,回答下列問題:
(1)瓶蓋沾水和不沾水兩種情況, (選填“沾水”或“不沾水”)情況演示效果更好;
(2)分別在夏天和冬天做這個實驗,在 (選填“夏天”或“冬天”)效果會更好;
(3)分別用小瓶(750毫升)和大瓶(2000毫升)做此實驗,選 (選填“小瓶”或“大瓶”)實驗效果更好。
二.熱傳遞改變物體內能(共4小題)
10.(2014?溫州校級自主招生)下列過程,主要屬于熱傳遞改變物體內能的是( )
A. 壓縮氣體 B. 加熱試管
C. 電燈通電 D. 小孩滑滑梯
11.(2009?宜賓自主招生)下列屬于通過熱傳遞改變物體內能的實例是( )
A.人類最早的取火方式﹣﹣“鉆木取火”
B.電熱毯中的電阻絲通電后溫度升高
C.冬天,用熱水袋取暖
D.巨大的隕石墮入大氣層后變成流星
12.(2011?汕尾校級自主招生)搓手能使手暖和,這是用 的方式使手的內能增加;使用電熱水器給水加熱,這是用 的方式使水的內能增加。
13.(2011?新都區校級自主招生)將一勺熱水倒入量熱器,假設沒有熱量散失,這時量熱器中水溫升高了 5℃,再加同樣一勺水,水溫又上升了3℃.問:
(1)再加7勺同樣的熱水,則此量熱器的水溫還將上升多少?
(2)如果不斷地向量熱器加同樣的熱水,量熱器中最終水溫比開始時升高了多少(假設量熱器容積比勺的容積大得多)?
三.燃料的熱值及其計算(共3小題)
14.(2009?蚌山區校級自主招生)一臺效率為40%的柴油機,當輸出3.44×107J有用功時,消耗的柴油質量是多少?( )(柴油的熱值是4.3×107J/kg)
A.0.8kg B.2kg C.0.32kg D.2.8kg
15.(2019?涪城區校級自主招生)小汽車的發動機的排氣量有的標有“1.8T“,有的標有“1.8L”。“T”表示“渦輪增壓”,通過給發動機足量的空氣來使汽油更允分地燃燒,因而比標“L”汽車發動機更節能,同樣的汽油加在標”T”汽車發動機內和加在標”L“汽車發動機內,其熱值 (選填“變大變小”或“不變”)。200g的汽油完全燃燒放出的熱量是 J(q汽油=4.6×107J/kg)
16.(2012?汕尾校級自主招生)碳的熱值是3.0×107J/kg,表示 碳在完全燃燒的情況下放出的熱量是3.0×107J,完全燃燒0.5kg的碳放出的熱量為 J。
四.熱機的效率(共5小題)
17.(2021?市北區校級自主招生)(1)如圖1是汽車內燃機一個工作循環的四個沖程,一個工作循環的正確順序是 ,其中圖 所示沖程內燃機給汽車提供動力,若該內燃機轉速為3600r/min,則每秒對外做功 次.
(2)圖2為某汽車內燃機的能量流向圖,該內燃機的效率為 ;要提高這臺內燃機的效率,可以采取的措施是 .
18.(2011?鏡湖區校級自主招生)一臺四缸四沖程的汽油內燃機的活塞面積是300cm2,活塞行程為30.0cm,在做功沖程中,活塞所受燃氣的平均壓強是4.5×105Pa.機軸的轉速是300r/min,汽油的熱值4.6×107J/kg,如果這臺汽油內燃機工作一小時需要用掉10.6kg的汽油,則它的效率是 。
19.(2010?自流井區校級自主招生)兩臺汽油機,甲的功率為乙的3倍,甲的效率為20%,乙的效率為25%,那么甲、乙每小時耗油量之比為 。
20.(2020?市南區校級自主招生)如圖是建造樓房時常用的混凝土泵車,它使用柴油提供動力,能將攪拌好的混凝土抽到高處進行澆灌,該車正常工作時每小時將60m3的混凝土輸送到10m高的樓上,消耗柴油2kg,已知g取10N/kg,混凝土密度ρ混凝土=4.3×103kg/m3,柴油熱值q柴油=4.3×107J/kg,求泵車的效率。
21.(2017?延平區校級自主招生)某燃料動力汽車(內燃機提供能量)經多次測試后,發現所受阻力與車速的關系如圖所示。在某次測試中,汽車在平直公路上以50km/h的速度勻速行駛了0.5h,求該過程中:
(1)汽車所受的牽引力
(2)若內燃機完全燃燒燃料時所釋放的能量中有20%轉化為汽車牽引力所做的功,則該過程需要消耗多少千克的燃料?(已知燃料的熱值是5.0×107J/kg)
五.內燃機的四個沖程(共6小題)
22.(2020?寧波自主招生)上世紀人類制成了世界上第一盞用海浪發電的航標燈。它的氣室示意圖如圖所示,其工作原理是利用海浪上下起伏的力量將空氣吸入氣室,壓縮后再推入工作室,然后推動渦輪機帶動發電機發電。那么( )
A.當海水下降時,閥門K1開啟,閥門K2關閉
B.當海水上升時,閥門K1關閉,閥門K2開啟
C.當海水下降時,類似于汽油機的做功沖程
D.當海水上升時,類似于汽油機的壓縮沖程
23.(2016?泗縣校級自主招生)如圖是四沖程汽油機工作的示意圖,其中不是靠慣性完成的是( )
A. B.
C. D.
24.(2020?市北區校級自主招生)如圖是四沖程內燃機的示意圖,其中,B是 沖程;把內能轉化成機械能的沖程是 (選填字母代號)。
25.(2019?棗莊自主招生)一臺單缸四沖程汽油機,如圖甲是 沖程,其能量轉化情況與 (選填“乙”或“丙”)圖相同,是通過 方式飛輪改變了內能,轉速是3600r/min,該汽油機每秒鐘完成 個工作循環。該汽油機的能量流向如圖丁所示,則該汽油機的熱機效率為 。
26.(2017?陜西自主招生)科學家發明了一款單缸六沖程內燃機,它每一個工作循環的前四個沖程與單缸四沖程內燃機相同,在第四沖程結束后,立即向汽缸內噴水,水在高溫汽缸內迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣,推動活塞再次做功,水蒸氣溫度 (填“升高”“降低”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,這款內燃機的第六沖程是 沖程。
27.(2010?合肥校級自主招生)如圖所示,是單氣缸四沖程內燃機的 沖程。假設在活塞的運動過程中,氣缸內的氣壓始終為P,氣缸的容積為V,則活塞從上端運動到下端的過程中,氣體對活塞所做的功是 。
六.有關熱機的計算(共9小題)
28.(2018?市中區校級自主招生)一臺單缸四沖程汽油機,飛輪的轉速為1800r/min,則此汽油機每秒內( )
A.完成60個沖程,做功15次
B.完成60個沖程,做功60次
C.完成30個沖程,做功30次
D.完成120個沖程,做功30次
29.(2017?杭州自主招生)一個四沖程熱機的飛輪轉速為1800r/min,它1s完成了( )
A.30個沖程,做了30次功 B.60個沖程,做了60次功
C.120個沖程,做了30次功 D.60個沖程,做了15次功
30.(2010?自流井區校級自主招生)一臺單缸四沖程柴油機轉速為1200轉/min,則柴油機1s內( )
A.完成20個沖程,做功20次
B.完成40個沖程,做功40次
C.完成40個沖程,做功10次
D.完成20個沖程,做功10次
31.(2019?武侯區校級自主招生)某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為S,一個沖程中活塞在氣缸中移動的距離是L.滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為p,t時間內曲軸轉動N圈、消耗汽油的體積為V.已知汽油的密度為ρ,汽油的熱值為q,不考慮大氣壓對計算的影響,不計摩擦損失。求滿負荷工作時下列說法錯誤的是( )
A.這種汽油機做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力是F=pS
B.這種汽油機做功的功率是NpSL/t
C.這種汽油機把內能轉化為機械能的效率NpSL/ρVq
D.該汽油機t時間內燃氣對活塞做功N/2次
32.(2019?永春縣自主招生)轉速為2400r/min的四沖程單缸內燃機在1s內活塞對外做功 次,若每次做功735J,該內燃機的功率為 W。
33.(2018?衡陽縣自主招生)利用圖示裝置可以將機械能轉化為內能。當掛在滑輪上的兩個重物落下時,裝滿水的容器中的葉片便轉動起來,使水的溫度升高。假設兩邊滑輪所掛重物的質量均為m1,重物下落的高度為h,容器內水的質量為m2,水升高的溫度為△t,水的比熱容為c,這臺機器的效率為 。(用物理量符號表示)
34.(2009?長汀縣校級自主招生)一臺單缸四沖程汽油機,飛輪轉速是1200r/min,該汽油機每秒鐘內完成 個沖程,做功 次。
35.(2004?如皋市校級自主招生)轉速為1800r/min的四沖程內燃機,每秒鐘有 次對外做功,若每次做功750J,則此內燃機的功率為 W。
36.(2015?廈門自主招生)在講到車的性能時,人們經常會提到“排量”。為此小華特地從網上查到了排量的定義:活塞從上止點移到下止點所通過的“工作容積”稱為氣缸排量。如果發動機有若干個氣缸,所有氣缸“工作容積”之和稱為發動機排量。小華從說明書上查到家中的轎車采用LFX直列四缸發動機,排量為2.0L,從網上查找到了這種轎車的輸出功率與轉速的關系如圖所示。
(1)根據圖分析,在發動機轉速為1000﹣5000r/min 范圍內,它的輸出功率與轉速大致有怎樣的定性關系?
(2)小華又了解到當轎車行駛路況好時,這輛轎車平均車速為100km/h,發動機轉速為2000r/min,平均油耗為10L/100km.參考圖中的數據,分析這輛車在這種狀態下行駛時,發動機的效率為多少?(已知汽油的熱值為4.6×107J/kg,密度為0.7×103kg/m3)
(3)小華通過理論推導發現發動機的輸出功率與其排量有一定的關系,并可據此計算出氣缸在做功沖程中的平均壓強。 請你計算當發動機轉速為4000r/min時做功沖程中氣缸內的平均壓強。
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參考答案與試題解析
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