2020年中考物理专题14内能及其利用(附解析2年中考1年模拟)
加入VIP免费下载

2020年中考物理专题14内能及其利用(附解析2年中考1年模拟)

ID:415209

大小:4.24 MB

页数:16页

时间:2020-12-23

加入VIP免费下载
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天资源网负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
网站客服:403074932
资料简介
1 专题 14 内能及其利用 本专题中考考点和要求(“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次) 知识性 目标 技能性 目标 体验性 目标 评价目标和评价水平 标准要求 了 解 认 识 理 解 独立 操作 经 历 认 同 内 化 1.从能量转化的角度认识燃料的热值。 ▲ 2.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人 类社会发展史上的重要意义。 ▲ 3.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒 的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的 意识。 ▲ ▲ 4.从能量的转化和转移的角度认识效率。 ▲ 5.知道能量的转化和转移有一定的方向性。 ▲ 规律总结 1:对汽油机和柴油机的认识及其相关问题的处理 1.热机定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。 2.热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等 内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。 四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转 2 周, 活塞上下往复 2 次,做功 1 次。 在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依 靠飞轮的惯性来完成的。2 压缩冲程将机械能转化为内能。 做功冲程是由内能转化为机械能。 ①汽油机工作过程: ②柴油机工作过程: 3.汽油机和柴油机的比较: ①汽油机的气缸顶部是火花塞;柴油机的气缸顶部是喷油嘴。 ②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。 ③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。 ④柴油机比汽油及效率高,比较经济,但笨重。 ⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。 规律总结 2:解决热值与热效率问题思维方法与技巧 1.燃料完全燃烧放出热量 (1)燃料完全燃烧释放出的热量公式为:Q 放=mq。 (2)气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为:Q 放=qV。推导过程如下: 说明:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。②只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义 式得到的。3 其中,Q 放表示燃料完全燃烧放出的热量,单位是 J;q 表示燃料的热值,单位是 J/kg;m 表示质量,单位是 kg。V 表示体积,单位是m3。 2.热效率公式 (1)热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的 一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率,其公式为: η= 。 (2)炉具的热效率:天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量,Q 总=Q 放,水吸收的热量是有用的热量 Q 有=Q 吸,则 η= 。 (3)电热水器的效率:电热丝所产生热量为 Q 总,总=Q 放,水需要吸收热量为 Q 有,有=Q 吸, 则 η= 。 规律总结 3:用能量守恒定律解决问题思路 1.要理解能量守恒定律 (1)能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到 其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。 (2)能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物理学问题还 是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守恒定律。 (3)“第一类永动机”永远不可能实现,因为它违背了能量守恒定律。 2.试论述能量的转化、转移和守恒问题。 (1)在一定条件下各种形式的能都可以相互转化。能量转化反映了各种现象之间的联系,如摩擦生热说明 了机械运动和热现象之间存在的联系;电风扇转动说明了电现象和机械运动之间存在的联系。 (2)不同形式的能量通过做功可以相互转化,同种形式的能量之间通过热传递可以进行转移,能量可以从 一个物体转移到另一个物体,也可以从物体的一部分转移到另一部分。 (3)能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从 一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。 (4)根据能量守恒定律,在分析自然现象时,如果发现某种形式的能量减少,一定能找到另一种形式的能 量增加;反之,当某种形式的能量增大时,也一定可以找到另一种形式的能量减少。 放 吸 Q Q 总 有 Q Q 总 有 Q Q4 【例题 1】(2018 成都)如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是( ) A.压缩冲程,将化学能转化为内能 B.压缩冲程,将机械能转化为内能 C.做功冲程,将内能转化为机械能 D.做功冲程,将机械能转化为内能 【答案】C 【解析】图中进气门和排气门均闭合,活塞向下运动,且火花塞放电,所以是内燃机的做功冲程,此冲程 将内能转化为机械能.故选 C. 【例题 2】(2019 武汉)甲图中,迅速向下压活塞,能量的转化情况是 。乙图内燃机的工 作过程中与甲图能转化情况相同的是 (选填图中的代号)。 【答案】机械能转化为内能;B。 【解析】(1)对物体做功,是机械能转化为内能; (2)由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;四个冲程中压缩冲 程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化。 图甲中,迅速向下压活塞,活塞的机械能转化为筒内空气的内能; 图乙中: A.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,没有能量转化;5 B.两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故 B 符合题意; C.两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能; D.排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,是排气冲程,没有能量转化。 【例题 3】(2018 大庆)天然气已经被广泛利用,它是一种 (选填“可”或“不可”)再生能源, 完全燃烧 0.07m3 天然气释放的热量为 J,若这些热量的 30%被水吸收,可以将 4kg 的水由 20℃加 热到 ℃.[q 天然气=4×107J/m3,c 水=4.2×103J/(kg•℃)] 【答案】不可;2.8×106;70 【解析】(1)天然气属于化石能源,不可能在短期内从自然界得到补充,属于不可再生能源; (2)完全燃烧 0.07m3 天然气释放的热量: Q 放=Vq=0.07m3×4×107J/m3=2.8×106J; (3)由题知,水吸收的热量:Q 吸=30%Q 放=30%×2.8×106J=8.4×105J, 由 Q 吸=cm(t﹣t0)可得: 8.4×105J=4.2×103J/(kg•℃)×4kg×(t﹣20℃), 解得水的末温:t=70℃。 【例题 4】(2019 四川广元)若家用天然气的热值为 4.2×107J/kg 水的比热容为 4.2×103J/(kg•℃)。 (1)完全燃烧 0.04m3 天然气放出的热量是多少? (2)若某新型天然气灶烧水的效率为 40%,完全燃烧 0.04m3 天然气可使室温下 5kg 的水温度升高多少? 【答案】(1)1.68×106J;(2)32℃。 【解析】(1)燃烧 0.04m3 天然气放出的热量: Q 放=Vq=0.04m3×4.2×107J/m3=1.68×106J; (2)由题知,水吸收的热量: Q 吸=Q 放×40%=1.68×106J×50%=6.72×105J, 由 Q 吸=cm△t 可得水升高的温度: △t= = =32℃。 【例题 5】(2018 长沙)现在流行一款鞋,穿上它走路时,鞋会发光,站着不动就不会发光。则这款鞋发 光的原理,从能量转化的角度分析正确的是(  ) A.机械能转化为电能,再转化为光能 B.电能转化为机械能,再转化为光能6 C.机械能转化为光能,再转化为电能 D.光能转化为机械能,再转化为电能 【答案】A 【解析】穿上鞋走路时,具有机械能,鞋会发光,具有光能;根据题意可知,该鞋(发电鞋)的工作原理 是电磁感应现象,先是机械能转化为电能,电能又转化为光能。 【例题 6】(2019 沈阳)根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是( ) A.随着科学技术不断发展和提高,永动机是可以制成的 B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面 C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去 D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动 【答案】B 【解析】永动机违反了能量守恒定律,永远无法制成,故 A 项错误;两个斜面相对接,小球从左斜面滚下 后,由于小球具有动能,会继续冲上右斜面,故 B 项正确;在电水壶的使用过程中,消耗了电能,而水的 温度升高,内能增加,断电后,水不再吸收热量,水的沸腾会停止,故 C 项错误;出枪膛的子弹高速运动, 说明子弹具有动能,射穿木板时,由于摩擦生热会使动能减小,它的速度减慢,故 D 项错误。故选 B。 【2019 年题组】 一、填空题 1.(2019 绵阳)把一个薄壁金属管固定在桌上,里面放一些酒精,用塞子塞紧,拿一根绳子在管外绕几圈, 并迅速地来回拉动绳子,过一会儿,你会看到塞子跳了起来,如图所示。从能量的角度分析,这个现象表明 _______内能转化机械能__________________。 【答案】内能和机械能之间可以相互转化(和转移) 【解析】绳子与金属管摩擦,机械能转化为内能;高温筒壁对酒精加热,这是能量的转移;高温酒精推动7 塞子做功,使塞子跳起,内能转化为机械能。所以在整个过程中,存在着内能和机械能之间的相互转化, 也存在着能量的转移。能答出“内能和机械能之间可以相互转化”即可。 2.(2019 抚顺)如图表示汽油机的 冲程。汽油属于 能源(可再生/不可再生),完全燃烧 0.1kg 的汽油,放出热量为 J,如果这些热量全部被质量为 100kg、初温为 20℃的水吸收,能使 水的温度升高 。(q 汽油=4.6×107J/kg,c 水=4.2×103(J/kg•℃)) 【答案】压缩;不可再生;4.6×106;11℃ 【解析】(1)图中,汽油机的两个气阀都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程; (2)汽油来源于石油,石油是经过几百万年的演变形成的,汽油是从石油中提炼出来的,属于不可再生能 源; (3)完全燃烧 0.1kg 汽油放出的热量: Q 放=m 煤油 q=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J; (4)根据 Q 吸=cm△t=Q 放可知水温度升高值: △t=Q 吸/ cm =≈11℃。 二、选择题 3.(2019 北部湾)在内燃机的四个冲程中,如图所示的是( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 【答案】C 【解析】内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲 程中内能转化为机械能。判断出是哪个冲程,再判断能量是怎样转化的。由图可以看出:内燃机的两个气 阀关闭,活塞向下运动,所以是做功冲程。8 4.(2019 深圳)能量守恒定律表明的是( ) A.动能和势能是守恒的 B.内能和机械能是守恒的 C.能量的变化等于做功的多少 D.能量既不会凭空产生,也不会凭空消失 【答案】D 【解析】能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式或者从一个物体转移到另 一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变. 三、简答题 5.(2019 荆州)如图,是承承在乒乓球比赛中,高抛发球时的情景,不计空气阻力,请你回答下列问题: (1)在乒乓球上升的过程中,乒乓球的能量是如何转化的?其机械能如何变化? (2)乒乓球运动到最高点时,是否处于平衡状态?请说明理由. 【答案】(1)在乒乓球上升的过程中,乒乓球的质量不变,速度变小,动能减小,同时高度升高,重力势 能变大,动能转化为重力势能;机械能为动能和势能之和,所以不计空气阻力,机械能大小不变; (2)乒乓球运动到最高点时,不处于平衡状态;因乒乓球运动到最高点时,只受重力作用,合外力不为 零. 【解析】影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体 的高度,其中动能和势能统称为机械能.在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析.处于 平衡状态的物体一定受到非平衡力的作用,对乒乓球运动到最高点时进行受力分析即可解答. 四、综合计算题 6.(2019 湖北宜昌)近几年来,我国大力推广新能源汽车,2017 年 12 月宜昌市正式发放新能源汽车牌照, 某款电动汽车(如图)以 60km/h 的速度匀速行驶了 80km,所受的牵引力 720N,耗电 18kW•h,请解答下列问 题:9 (1)牵引力所做的功及功率各是多少? (2 上述行驶过程中,电动车的效率是多少? (3)有一款与它外形、重量均相同的汽油车,在相同路面上以 60km/h 的速度行驶 80km,其效率 25%,需 要消耗多少 kg 汽油?(q 汽油=4.5×107J/kg) (4)我们常说新能源汽车能够“节能减排”,请你回答,“减排”为什么是和“节能”连在一起的? 【答案】见解析。 【解析】(1)牵引力所做的功: 牵引力的功率: (2)消耗的电能即总功: 新能源车的效率: (3)汽油燃烧放出的热量: 汽油的质量: (4)因为目前人类使用的主要能源是化石能源,其燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫及其污染物,所以要“减 排”就必须减少化石能源的消耗,即“节能”。 【2018 年题组】 一、填空题10 1.(2018 南京)由金属杆组成如图所示的导轨,其中水平面上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上的磁 场中,与倾斜放置的导轨 ABCD 平滑且固定连接.将一金属棒 ab 从倾斜导轨上一定高度由静止释放,运动 过程中始终与导轨垂直接触且不受摩擦,请你判断 ab 棒在水平导轨上的运动情况:   ;并从 能量转化的角度简述理由:  . 【答案】减速运动,最后静止;导体棒在下滑过程中,重力势能转化动能;滑到水平导轨上后,导体棒需 要克服安培力做功,消耗机械能,机械能越来越小,速度越来越慢,最后静止. 【解析】导体棒在下滑过程中,重力势能转化为动能;滑到水平导轨上后,根据右手定则判断出导体棒中 的电流方向,再根据左手定则判断出导体棒受到安培力的方向,导体棒需要克服安培力做功,消耗机械能, 动能越来越小. 导体棒在下滑过程中,重力势能转化为动能,做加速运动;滑到水平导轨上后,导体棒做切割磁感线运动, 根据右手定则可以判断出导体棒中的电流方向为 b﹣a,再根据左手定则判断出导体棒受到安培力的方向和 导体棒运动方向相反,对导体棒的运动起到阻碍作用,导体棒需要克服安培力做功,消耗机械能,机械能 越来越小,所以做减速运动,最后静止. 2.(2018 牡丹江)汽车的发动机常用水作为降温的物质,这是因为水的_________较大的缘故。汽油的热值 是 4.6×107J/kg,1kg 汽油完全燃烧放出的热量是________J。目前热机的效率还比较低,在热机的能量损 失中,_______带走的能量最多,设法利用这部分能量,是提高燃料利用率的重要措施。 【答案】比热容 4.6×107 废气 【解析】汽车的发动机常用水作为降温的物质,是因为水的比热容较大的缘故;1kg 汽油完全燃烧放出的热 量是 Q=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J;热机的能量损失中,废气带走的能量最多。 二、选择题 3.(2018 柳州)如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图,下列说法正确的是( )11 A.该冲程是做功冲程 B.该冲程机械能转化为内能 C.这种汽车对环境没有污染 D.此发动机的效率可达 90% 【答案】A 【解析】做功冲程:内能转化为机械能。热机对环境有一定污染,比如废气污染。 4.(2018 福建)根据能量守恒定律,下列情形可能发生的是(  ) A.随着科学技术不断发展和提高,永动机是可以制成的 B.两个斜面相对连接,小球从左斜面滚下后冲上右斜面 C.电水壶里的水沸腾后断电,水的沸腾却一直持续下去 D.出枪膛的子弹射穿木板后,以更快的速度继续运动 【答案】B 【解析】A.永动机违反了能量的转化与守恒,不可能实现,故 A 错误; B.两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,由于具有动能,会继续冲上右斜面,故 B 正确; C.在电水壶的使用过程中,消耗了电能,而水的温度升高,内能增加,断电后,水不再吸收热量,水的沸 腾会停止,故 C 错误; D.子弹射穿木板的情景,子弹高速运动,说明子弹具有动能,由于摩擦生热会使动能减小,它的速度减慢, 故 D 错误。 三、简答题 5.(2018 新疆)请阅读下面的介绍,回答相关问题。 焦耳是一位伟大的物理学家,他成功地发现了焦耳定律,测出了热功当量……。但他在探索科学真理 的道路上,也走过弯路。年轻的时候,焦耳也和许多人一样设想能制作出一种“永动机”——不需要给它 提供任何动力(即不消耗任何能源)就能自动工作起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想,不断地设 计、制作,但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思,他没有像有些人那样“执迷不悟”,而是12 反思原来的设想,重新确定新的探究课题。经过不懈地努力,他终于在新的研究领域中取得了成功,发现 了科学真理。 (1)“永动机”制造一直失败的原因是:它违背了______________________。 (2)你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是: ______________________。 【答案】(1)能量守恒定律(2)科学探究要善于思考,认清方向,经常反思,不懈努力。 【解析】解决此类问题,首先要静下心来读题,先粗读,知道题目叙述的概况;后精读,分析有关题目的 内容和特征。然后提取相关信息,排出干扰因素,弄清物理情景、物理过程,建立物理模型,找出物理规 律。最后应用所学知识解答题目中的问题。 四、综合计算题 6.(2018 江西)某家庭用燃气热水器将质量为 100kg、温度为 20℃的自来水加热到 50℃,消耗的天然气体 积为 1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为 4.2×103J/(kg.℃),天然气的热值为 3.2×107J/m3. 求:(1)天然气完全燃烧放出的热量;(2)水吸收的热量;(3)该热水器工作的效率。 【答案】(1)3.2×107J;(2)1.26×107J;(3)39.38%. 【解析】(1)天然气完全燃烧放出的热量: Q 放=qv=3.2×107J/m3×1m3 =3.2×107J; (2)水吸收的热量: Q 吸=cm△t =4.2×103J/(kg.℃)×100kg×(50℃-20℃) =1.26×107J; 则热水器工作效率: η=Q 吸/Q 放×100%=1.26×107J/3.2×107J×100%≈39.38% 【2020 年模拟压轴题组】 一、填空题 1.(2020 齐齐哈尔三中模拟)在摩擦生热的现象中机械能能转化为________能;在气体膨胀做功的现 象中内能转化为________能;在热传递的过程中,高温物体的内能________,低温物体的内能 ________,内能从高温物体转移到低温物体,而能的总量________.13 【答案】内;机械;减少;增加;保持不变. 【解析】分析此题的关键在于如何理解“能量守恒定律”中的“转化”、“转移”和“守恒”这几个关 键的词,当能量发生转化时一定表现为:一种形式的能减少而变化成另一种形式的能,则另一种形式的 能增大.而“转移”则是指一种形式的能在物体与物体间,或同一物体的不同部分间发生了数量的变化, 即增加与减少,而没有形式的变化.但能的总量却保持不变.所以无论在摩擦生热现象中,气体膨胀做 功的过程中及热传递的过程中,都服从“能量守恒”定律. 2.(2020 天津模拟)可燃冰,石油、煤都属于 (选填“可“或“不可”)再生能源。若可燃冰的热 值为 4×107J/m3,完全燃烧 lm3 的可燃冰可放出的热量是 J,这些热量有 60%被水吸收,可把 kg 的水从 20℃加热到 80℃.[水的比热容 C=4.2×103J/(kg•℃)] 【答案】不可;4×l07;95.2 【解析】(1)可燃冰、石油、煤开发使用后,会越来越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们 都属于不可再生能源; (2)1m3 天然气完全燃烧产生热量: Q 放=Vq=1m3×4×107J/m3=4×107J; (3)由题知,水吸收的热量:Q 吸=60%×Q 放=60%×4×107J=2.4×107J; 由 Q 吸=cm(t﹣t0)可得加热水的质量: m=Q 吸/ c(t﹣t0)≈95.2kg。 二、选择题 3.(2020 河北模拟)如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述正确的是(  ) A.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸 B.压缩冲程中,通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 C.做功冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能 D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的极少部分 【答案】A14 【解析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,其中只有做功冲程对 外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能;根据气门的状态、 活塞运动的方向确定冲程的种类。 A.汽油机在吸气冲程中,进气门打开、排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入汽缸,故 A 正确; B.在压缩冲程中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,气体的内能变大,此过程 是机械能转化为内能的过程,故 B 错误; C.在做功冲程中,燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失,只有一少部分转化为机 械能,故 C 错误; D.在排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的大部分,故 D 错误。 4.(2020 济南模拟)如图所示是某老师的自制教具,他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧 塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即 刻飞出。关于此实验,下列分析不正确的是( ) A.酒精不完全燃烧时热值不变 B.能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动 C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程 D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减小,温度降低 【答案】C 【解析】燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关,故 A 选项说法正确; 能闻到酒精的气味是酒精分子永不停息地做无规则运动的结果,故 B 选项说法正确;燃气推动纸筒飞出时 将燃气的内能转化为纸筒的机械能,这时瓶内气体的内能减小,温度降低,这与内燃机的做功冲程类似, 故 C 选项说法不正确,D 选项说法正确,故选 C。 三、简答题 5.(2020 廊坊模拟)某校师生在学习了能量的转化与守恒以后,组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利15 用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时,经常冒出大量的黑烟,且烧水时锅炉周围的温度很高,锅 炉的效率很低。 (1)请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因,并提出相应的改进措施。 (2)要减少烟气带走的热量,可以采用什么办法? 【答案】(1)锅炉效率低的原因: ①锅炉冒出大量的黑烟,说明煤燃烧不完全; ②锅炉周围的温度很高,说明锅炉向周围散失的热量太多。 (2)改进措施:尽量使燃料燃烧充分;利用烟气携带的热量对其他的水进行预加热,综合利用内能。 【解析】在当今的低耗、高效的形式下,锅炉效率低是社会关注的焦点问题。在本题中,师生通过共同调 查研究,发现了锅炉效率低的主要原因表现症状:经常冒出大量的黑烟;锅炉周围的温度很高。针对这两 种表现,通过分析,揭示其效率低的原因:燃烧问题和散热问题。发现问题,分析问题,如何解决问题呢? 烟气带走热量,是普遍存在的问题,让同学们提出解决方案,渗透、融合了情感态度价值观的教育,可谓 是一箭双雕。 6.(2020 云南模拟)排球充气后,让排球从手上自由落下,排球每次弹回的高度都低于落下时的高度. (1)解释整个过程中能量是否守恒. (2)排球从接触地面到形变最大的过程中,速度 v 与形变大小△V 之间的关系大致如图,请说明该过程中, 排球受力情况与机械能变化的关系. 【答案】(1)整个过程中能量守恒.排球从手上自由落下,排球每次弹回的高度都低于落下时的高度,是 因为由于空气的摩擦,有一部分机械能逐渐转化为内能,但能量总量是守恒的. (2)排球从接触地面到形变最大的过程中,受到重力和地面给予的弹力的作用,开始时重力大于弹力,速 度逐渐增大;当重力等于弹力时,速度达到最大值;最后重力小于弹力,速度逐渐减小,直至速度为零.同 时这一过程中动能转化为排球的弹性势能. 【解析】根据能量守恒定律的观点,结合机械能与内能的转化可做出解释;排球从接触地面到形变最大的 过程中,受到重力与弹力的作用,同时动能转化为球的弹性势能,据此分析. 四、综合计算题 7.(2020河南模拟)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过16 程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的 热值约为3×107J/kg。求: (1)煤完全燃烧产生的热量; (2)经过6min时间加热,水所吸收的热量; (3)煤炉烧水时的热效率。 【答案】(1)6×107J(2)2.52×106J(3)4.2%。 【解析】根据热值公式能直接求出煤完全燃烧产生的热量;在图像获得信息是经过6min时间加热,水的温 度从20℃升高到80℃,也就是温度升高了60℃.根据吸热公式很方便求得水所吸收的热量;根据热效率公式 求得煤炉烧水时的热效率。 (1)煤完全燃烧产生的热量为 Q放=m煤q=2kg×3×107J/kg=6×107J (2)水所吸收的热量为 Q吸=cm水∆t=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×60℃=2.52×106J (3)煤炉烧水时的热效率为 η=Q吸/Q放=(2.52×106J/6×107J)×100%=4.2%

资料: 29.3万

进入主页

人气:

10000+的老师在这里下载备课资料