内能的利用同步练习题

内能的利用同步练习题（推荐6篇）

内能的利用同步练习题 篇1

一、热机

1.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法： ①在做功冲程中，是机械能转化为内能；②在做功冲程中，是内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机在一个工作循环中，只有一个冲程发生能量变化,以上说法中正确的是（）

A.只有②③

B.只有①③

C.只有②④

D.只有②③④ 2．下列关于四冲程汽油机和柴油机区别的说法中错误的是（）A在吸气冲程吸入的物质不同

B点火方式不同

C工作过程中能量转化的形式不同

D用途不同 3．如图所示为某汽油机四个冲程的示意图，下列排列顺序正确的是

（）A甲乙丙丁

B乙甲丁丙

C甲乙丁丙

D丁乙甲丙

4．一台柴油机飞轮的转速为2400 r/min，则每s做功的次数为

（）A.10次

B.20次

C.30次

D.40次

5.汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（）

A．甲冲程是把机械能转化为内能

B．乙冲程是排气冲程 C．丙冲程是把机械能转化为内能

D．丁冲程是吸气冲程 6.如图表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是（）A．吸气冲程

B．压缩冲程

C．做功冲程

D．排气冲程 7．热机是利用燃料获得的__________能转化为___________能的机器。

8．柴油机在压缩冲程中，汽缸中的气体温度会升高，这是用___________的方法来增加气体的内能的。9．柴油机工作时，机械能转化为内能的是_________冲程，内能转化为机械能的是_________冲程，__________，__________，_________冲程是靠飞轮的惯性完成的。每个工作循环活塞往复________次，曲轴转动__________周。

10．一台四冲程的汽油机每分钟完成300个冲程，则1 min完成_______个工作循环，活塞来回_____次，做________次功。

6题

二、热机的效率

1.向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内原来的部分相比较（）A．变大

B．不变

C．变小

D．无法确定 2.一箱汽油用掉一半后，下列关于它的说法正确的是（）

A.它的密度变为原来的一半

B.它的比热容变为原来的一半 C.它的热值变为原来的一半

D.它的质量变为原来的一半 3.关于“热机”，下列说法中正确的是（）A.做功冲程的能量转化是机械能转化为内能 B.改进技术，可以使热机的效率达到100%

C.用水循环来降低热机的温度，主要是利用水蒸发时吸热的特性

D.冬天晚上要把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时水凝固胀坏水箱 4.已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法中正确的是（）A.甲种燃料含有的热量比乙种燃料多

B.完全燃烧一定质量的甲种燃料，刚好烧开一壶水，那么用同样质量的乙种燃料就不能烧开这壶水 C.燃烧相同质量的两种燃料，甲种放出的热量多

D.只要通风条件好，供氧充足，乙的热值可能大于甲的热值 5.关于燃料的热值下列说法正确的是（）A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B．容易燃烧的燃料的热值一定大

C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多 D．0.5 kg煤油和1.5 kg煤油的热值一样大

6.某摩托车的效率为34％，某汽车的效率为29％，这说明了（）A.摩托车比汽车的功率大

B.摩托车比汽车做的有用功多

C.使用摩托车比使用汽车做功多

D.燃烧相同的燃料，摩托车将内能转化为机械能比汽车多 7.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（）

A.热机的大量使用会造成环境污染

B.所有的热机都是用汽油作燃料

C.汽车排出的尾气都是有毒气体

D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除 8．汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明（）A甲做的有用功多

B甲比乙用的汽油少

C完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多 D相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些 9．热机的热效率总小于1，下述原因中，错误的是（）A热机工作时排出的废气的温度还很高，要带走一部分热量

B热机的一些部件在运动时要克服摩擦做功

C燃料燃烧时使热机温度升高，也要向周围散失一些热量

D许多热机设计和制造不够精良 10．下列说法中正确的是（）A汽油机的效率比柴油机的效率高

B在四冲程柴油机的吸气过程中，燃料进汽缸 C在柴油机的压缩过程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能

D柴油机的燃料点火方式是压燃式 11.热机所做 ____________与所用燃料完全燃烧释放的___________________之比叫做热机的效率.热机效率通常用百分数来表示.例如:蒸汽机的效率一般在 _________左右;汽油机的效率为___________;柴油机的效率为 __________.12.随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中.已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg．则(1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是________ J．(2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是_______ kg．

13．一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min，则在1 s内，柴油机完成________个冲程；对外做功的次数是________．

14.用煤气灶把2 kg、初温为30 ℃的水烧到80 ℃，消耗了20 g煤气，已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg，则水吸收的热量为________J，煤气完全燃烧放出的热量为________J，煤气灶烧水的效率为________%.15.小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30 kg 20 ℃的水烧开。（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？

（2）如果普通煤的热值为3×107 J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克普通煤？（3）小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5 kg算，他家每天实际用煤2 kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5％。你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？

16.某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃，消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)．已知水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃)，天然气的热值为3.2×107 J/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．

17.王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水．铁锅内装有5 kg水，把水从18 ℃加热至98 ℃，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)．如果木炭的热值为3.4×107 J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收．求：(1)在这个过程中水吸收的热量；(2)在这个过程中用掉多少木炭．

18.混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点．某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示．在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108 J，由内燃机提供能量，汽车以50 km/h的速度匀速行驶了0.5 h，同时蓄电池的电能增加了10%.求：(1)汽车牵引力做的功；

(2)若所用燃料的热值为4.5×107 J/kg，测试过程中消耗8 kg燃料(假设燃料完全燃烧)，则放出的总热量是多少；

(3)内燃机的效率．

19.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：

(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（3）汽油机的功率．

三、能量的转化和守恒

1.随着人们生活质量的提高，人们越来越重视对环境的保护，可再生能源是人们的必然选择．下列能源中属于不可再生能源的是（）A．水能

B．风能

C．煤

D．太阳能 2.下列说法中正确的是（）A．电饭锅工作时，将内能转化为电能 B．电风扇工作时，将机械能转化为电能 C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能 D．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能

3．1998年5月2日，我国用自制的“长征二号”捆绑式火箭利用“一箭双星”技术成功地将两颗卫星送入预定轨道．关于火箭发射过程中能量转化的说法，正确的是

（）A．将燃料的化学能经过热能，转化为火箭的机械能

B．将燃料的化学能转化为火箭的热能 C．将燃料的热能转化为火箭的化学能

D．将燃料的机械能转化为火箭的热能 4．我国是世界上第一产煤大国，煤的储藏量很大，直到现在煤在我国仍作为第一能源．煤中能量从根本上说来源于

（）A．地热与地压的作用

B．光合作用固定的太阳能 C．细菌的分解和侵蚀作用

D．地球与其他天体的相互作用 5．下列现象中，有能量的转化的是

（）A．用酒精灯加热烧杯里的水

B．冬天用热水袋取暖

C．用打气筒打气，筒壁会发热

D．冬天用手摸户外的东西感到凉 6．下面事例中，属于内能转化为机械能的是

（）A．用锤子敲打钉子时，钉子发热

B．古代人们的钻木取火

C．水沸腾时，水蒸气将壶盖顶起

D．用通电的电炉加热水．水温升高 7．一物体在沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中

（）A．物体的动能转化为重力势能

B．物体的重力势能转化为动能 C．物体的机械能保持不变

D．物体的机械能转化为内能 8.下列过程中，属于内能转化为机械能的是（）

A．寒冷天气快速搓手，手会感到暖和

B．水轮机带动发电机发电

C．烧红的铁块放入水中，冷水变热

D．壶中的水沸腾时，壶盖不断地在跳动

9.在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将（）A．降低 B．不变

C．升高

D．无法判断

10．能量转化与守恒是自然界的基本规律之一，下列过程中机械能转化为电能的是（）A．干电池放电

B．给蓄电池充电

C．风力发电

D．电动机带动水泵抽水

11．下列现象中，利用内能做功的是（）

A．冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和

B．车刀在砂轮的高速磨擦之下溅出火花 C．在烈日之下柏油路面被晒熔化了

D．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起 12．下列说法中错误的是（）

A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律 C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器

D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变

13．我区大力发展火力发电，火电厂进的是“煤”，出的是“电”，在这个过程中能量的转化是（）A．机械能→内能→化学→能电能

B．化学能→内能→机械能→电能 D．内能→化学能→机械能→电能 C．化学能→重力势能→动能→电能

14．下列事例中，属于做功改变物体内能的是（）

A．在火上点燃火柴头，使火柴头温度升高

B．冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和 C．两手互相摩擦，手感觉暖和

D．在阳光照射下，水盆里的水温度升高 15．在一定的条件下，各种形式的能量是可以互相转化的．在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是（）

A．机械能一定守恒

B．各种形式的能都守恒

D．内能一定守恒 C．各种形式的能量的总和一定守恒

16．电动机通电后电动机带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是（）A．电能全部转化为机械能，总的能量守恒

B．电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒 C．电能全部转化为内能，内能守恒 D．电能转化为机械能和内能，机械能守恒

17．《深圳商报》2004年3月11日报道：近日一种新型太阳能公共卫生间落户北京东郊民巷，该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里。这种能量转化和储存的方式是（）

A.太阳能转化为内能，再转化为电能

B．太阳能转化为电能，再转化为化学能 C.太阳能转化为内能，再转化为化学能

D．大阳能转化为电能．再转化为光能 18．指出下列现象中能量的转化和转移情况:（1）气体膨胀做功 _________________________．（2）植物进行光合作用______________________．（3）燃料燃烧______________________________．（4）风吹动帆船前进________________________．

19．如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出．在水蒸气冲出软木塞的过程中，_________的内能减少而软木塞的________能增加．

内能的利用同步练习题 篇2

浙江省金财工程经过几年的建设,各级财政部门都已积累了相当数量的财政业务数据,这些数据的叠加汇总对于全省财政收支情况的综合分析具有重要意义;同时,有的财政业务采取了全省集中式管理,必须将数据同步到省级总库,省级数据库也必须将数据同步到各级财政局。因此,如何采用安全可靠的技术进行全省财政数据的同步复制,是实现全省财政数据综合分析和财政业务全省集中管理的关键。

本文介绍了采用InterConnect技术实现全省非税收入数据同步的解决方案。

1 系统部署方案

1.1 业务需求

在非税收入征收管理过程中,执收单位通过城域网与财政部门联网,处理开票、缴款、结报等业务,时效性要求非常高。同时,业务上要求全省只有一个统一的收入项目库,以及全省非税收入资金集中到省财政厅统一进行清算处理,因此,省财政厅收入项目库的变化需要及时同步到各级财政部门,各级财政部门执收的非税收入数据也要及时传给省财政厅,这样才能确保全省非税收入的运转和当日非税资金的及时划解。

由于以上两个原因,本课题适合采用同步复制的方式进行全省非税收入数据的集中,所要解决的问题是如何保证非税收入数据及时、可靠地同步传输。

1.2 采用基于可扩展的轴辐架构

以往的通信常常是简单的点对点通信,简单易行,但是当通信参与者添加或删除时,这种架构就变得很复杂了。全省的非税收入系统是采用逐步推广的模式,推广周期大概有一年左右,显然不适用点对点通信方式。

而InterConnect数据同步技术建立在一个轴辐(Hub-and-Spoke)架构的模型上,在轴辐架构中,轴的架构是可扩展的,把新增加的节点在轴辐架构中作为轴上的辐条出现,利用中央元数据仓库就很容易实施和管理数据的集成。伴随着全省非税收入系统的推广,将会有新的财政局加入进来,采用轴辐架构来管理全省非税收入总库和各级财政部门的非税收入分库是效率较高的一种方法。

1.3 利用InterConnect建立连接

在轴辐架构中,Oracle数据库适配器和元数据存储在一个位于该架构中心的信息仓库中,在那里进行数据的转换。信息仓库包含所有预制的信息,当利用InterConnect来实现数据集中时,你不需要为它编程,只需对它详细说明。因而,InterConnect可实现在第三方的应用软件之间进行无缝、透明的数据交换。

1.4 利用AQ建立灵活的队列

AQ能够将通信与数据库平台进行集成,允许将消息作为数据存储于数据库中。AQ与数据库工具一起,消息历史记录成了优化和改进效率以及评估工作过程的理想资源。由于利用了Oracle的栈、数据库和其中的一些特性来提供数据传输的功能,无论哪一个环节出现传输中断,AQ都能够保证消息的可靠传输、断点续传以及所有数据只传一次。

1.5 系统部署图

按照以上理论,全省非税系统的部署应基于轴辐架构,利用InterConnect技术建立上下级财政部门之间的连接,并借助AQ实现全省非税收入数据的安全、可靠传输。

通过图1可以看出:数据交换中心(HUB)部署在省财政厅,采用轴辐架构的数据交换机制,是整个数据交换的神经枢纽;各地财政局部署数据库适配器DB Adapter,负责和Hub交换信息;省财政厅的省本级非税收入数据库和全省非税收入总库也通过DB Adapter与Hub交换信息。

2 实施步骤

2.1 建立并维护元数据库

由于数据交换中心Hub和适配器Adapter的运行由存储于元数据库内的数据和规则驱动,因此系统的维护(比如数据交换规则的修改等),都是通过维护元数据库来实现,而无需触动Hub和Adapter。在本课题中,我们在元数据库中定义非税收入业务的数据对象、数据模型、路由条件和事件模型。

2.2 原始数据导入

当整个平台搭建起来以后,非税收入系统的数据建立过程分为初次导入和增量同步。初次导入是指数据库建库初期,将现有的各个点的非税收入系统数据通过批量方式,并辅助以手工方式导入到省中心数据库。

2.3 建立数据交换机制

本课题采用的是数据自动采集交换机制,在各级财政部门非税收入分库中配置触发器,通过“推”的方式,将全省非税收入数据集中到全省非税收入总库中。

参与数据交换的各个点通过订阅各个业务数据库的事件来采集数据。例如,在温州市增加一个非税收入票据发放记录,温州市非税收入分库对应的Adapter将会把这一事件捕获,打包成XML消息的格式并传递到省厅Hub,通过调用订阅系统的数据库API进行数据库写入操作,省厅Hub再根据订阅记录将该事件通过Adapter发送至全省非税收入总库。这种方式称为“推”(Push),通过数据库的触发器和存储过程来实现。

3 同步机制的代码实现和算法

下面,以杭州市财政局将非税收入项目编码同步到省财政厅为例,说明通过InterConnect技术实现数据同步的代码实现过程。

3.1 业务流程及数据库设计

非税业务中最基础的数据是非税收入项目表,市、县财政局编制好非税收入项目编码、名称和收费标准后,加入本地待审批申请列表中,通过数据交换机制,将该申请同步传输至省厅的待审批申请总表中,省厅人员就可以进行审批并批复。

本课题中,由杭州市财政局向省厅递交一个非税收入项目的审批,为了简化流程,只实现从杭州市财政局同步到省厅的过程。为代码描述方便,项目表只有两个字段:收入项目编码、收入项目名称。

3.2 代码实现

(1) 杭州市财政局有关代码实现

CREATE TRIGGER pushIncomeItem

AFTER INSERT ON IncomeItem

FOR EACH ROW

DECLARE

msg_id number := null;

ao_id number := null;

BEGIN

msg_id:=OAI.Agent.createMessageObject(′pushIncomeItem:OAI/V1′,′Item′,′OAI/V1′); /*生成新的AQ消息对象*/

OAI.Agent.createAttributeObject(msg_id,′pushIncomeItem:OAI/V1′, ao_id); /*创建消息树*/

OAI.Agent.addAttribute(msg_id, ao_id,′ProjectName′, :new.ProjectName); /*为消息树中的非税收入项目名称字段ProjectName赋值*/

OAI.Agent.addAttribute(msg_id, ao_id,′ProjectCode′,:new.ProjectCode); /*为消息树中的非税收入项目编码字段ProjectCode赋值*/

OAI.Agent.publish(msg_id); /*发送AQ消息*/

END;

实现原理和算法:当杭州市财政局在当地的非税收入应用中递交非税收入项目编码审批申请时,将被写入当地的待申请表中,写入的同时,部署在当地的数据触发器pushIncomeItem将被触发;触发器将建立AQ消息,并对新增加的收入项目编码和项目名称赋值给AQ消息,赋值完成后将给AQ消息通过部署在当地的数据库适配器发送给省厅的数据交换中心。采用触发器机制实现了数据采集的自动化,其中,createMessageObject、createAttributeObject、addAttribute和publish为四个AQ组件的函数。

(2) 浙江省财政厅有关代码实现

CREATE PACKAGE BODY SyncPay AS

PROCEDURE sub_pushPay (

ProjectName IN LONG,

ProjectCode IN LONG,

AS

dummy NUMBER;

v_ProjectName LONG;

v_ProjectCode LONG;

BEGIN

v_ProjectName := ProjectName; /*赋值非税收入项目名称*/

v_ProjectCode:= ProjectCode; /*赋值非税收入项目编码*/

insert into incomeitem values (v_ProjectCode, v_ProjectName); /*在全省申请总表中插入该非税收入项目*/

commit;

END sub_pushPay;

END SyncPay;

实现原理和算法:省财政厅HUB接收到杭州发来的AQ消息以后,将对该消息按照元数据库中的规则进行分析,并调用全省非税收入总库中的存储过程sub_pushPay,把杭州市财政局递交的非税收入项目编码审批表内容插入到全省非税收入总库中。该存储过程通过ProjectCode和ProjectName两个参数传递非税收入项目的编码和名称,通过insert语句将数据插入到全省总库中。

4 同步结果和分析

在本测试环境中,共有12个市、县财政局参与非税收入数据的同步,省财政厅的HUB部署在IBM P550上,而全省非税收入总库部署在IBM P570上,各市、县的DB Adapter部署在PC Server上。假定每个市县财政局同时往项目表中插入2000条记录,每条记录有两个字段。经测试,在不同数量财政局参加数据同步的情况下,采用点对点通信和InterConnect技术同步的完成时间如表1所示(小数点保留1位,时间单位为秒)。

将以上表格中的数据画成关系图,如图2所示。可以看出:两种方案同步完成时间与数量之间是等额增长关系;但点对点方案的增长幅度比InterConnect方案的增长幅度大;每增加一个财政局,点对点方案同步时间平均增加4.8s,而InterConnect技术方案的同步时间平均增加2.1s,比点对点方案节省2.7s。

通过对InterConnect技术中的轴辐架构和AQ机制分析可以发现:由于InterConnect方案采用了数据库触发器技术,12个财政局同时向省厅HUB发送AQ消息,充分利用了轴辐架构的分布式处理优势,从而比点对点传输节省了大量的时间。可以预测,如果全省89个财政局同时参与同步,InterConnect方案比点对点通信可以节省(4.8+88×4.8)-(5.2+88×2.1)=237.2s左右;参与同步的数量越多,优势越明显。

5 结 论

采用InterConnect技术,快速实现了浙江省非税收入的数据同步。基于轴辐架构,使全省同步业务具有良好的扩展性,并在全省分布式数据库的数据同步处理中节省了大量的时间;采用高级队列(AQ)机制进行数据通信,使得通信更加稳定、可靠,并由于其与Oracle数据库的紧密结合,使得通信更具维护性;通过元数据库的配置,可以方便地部署全省的同步机制,节省了大量的开发时间。

从时间与数量关系图可以看出:采用InterConnect技术进行同步具有较大的优越性。可以预见:如果是省财政厅同时同步数据到全省各级财政局,由于目标数据库的分布式处理,该同步技术的优势将更加明显。

摘要：针对财政系统数据同步的要求,给出了基于轴辐架构同步方案的部署方案、技术要点和实施步骤。通过代码分析进一步剖析了该方案的实现机制和原理。最后,通过测试、比较和分析,得出了该方案在数据同步完成时间、数据传输可靠性、系统扩展性等方面的明显优势。

关键词：分布式数据库,数据同步,解决方案,轴辐架构

参考文献

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[5]Donald Bales.Oracle Application Server10g Essentials[M].America:O’Reilly,2004.

13.1物体的内能练习题 篇3

本节重点： 1.内能的概念：

①内能是物体具有的，不是分子的内能，是分子共同具有的分子动能和分子势能之和； ②一切物体在任何情况下都具有内能； ③不能准确知道一个物体的内能。

2.决定内能大小的因素：温度、状态、质量、体积 3.改变内能的两种途径：做功和热传递

4.热量：在热传递过程中，物体间内能传递的多少。用字母Q表示，单位J。①热量只是在热传递过程，内能的转移数量； ②物体本身没有热量。

③物体吸收或放出热量的多少与物体的内能的多少、物体温度的高低没有关系。5.温度、热量、内能、做功之间的关系： ①热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减少，但温度不一定改变（如晶体熔化、凝固）； ②绝热情况下，对物体做功，物体内能会增加；物体对外做功，内能减少； ③物体温度改变，内能一定发生改变；内能改变，温度不一定发生变化； 过关训练：

1．下列关于内能的说法正确的是（）A．具有机械能的物体不一定具有内能 B．物体温度不高，内能一定不变 C．物体没有吸热，内能一定不变

D．在温度、状态和物质种类均相同的情况下，物体的质量越大，内能越大 2．下列关于功、内能、热量的描述正确的是（）A．机械能为零的物体，内能也一定为零

B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 C．做功和热传递都能改变物体的内能 D．物体的内能增大，温度一定升高

3．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）

A．物体的温度升高，内能增大

B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体内能增大，一定从外界吸收热量

D．物体的温度不变，其内能就一定不变 4．下列事件中，通过热传递的方式改变物体内能的是（）A．晒太阳 B．钻木取火 C．搓手取暖 D．压缩空气 5．关于物体的内能，下列说法中正确的是（）

A．物体运动得越快，物体的内能越大

B．吸热越多的物体内能越大

C．50℃的水比40℃的水内能大

D．发光的灯丝比没有通电的灯丝内能大 6．如图为学校教学楼楼道里放置的二氧化碳灭火器，打开阀门后，下列说法正确的是（）A．二氧化碳气体的内能增大

B．喷口处冒“白气”，这是灭火器内喷出的二氧化碳气体的内能增大 C．瓶壁有水滴，是液化形成的

D．应用双手抱住灭火器的钢瓶，而不应该握着上面的木支架 7．关于温度、热量和内能以下说法正确的是（）A．物体的温度升高，内能不一定增加 B．60℃的水比30℃的水所含有的热量多 C．热量总是自发地从温度高的物体向温度低的物体传递 D．0℃的水内能为零

8．关于如图所示的实验，下列说法错误的是（）A．这个实验说明做功可以改变物体的内能 B．这个实验说明物体内能可用来对外做功 C．在这个实验的过程中内能转化为机械能

D．这个实验试管内部液体通过热传递的方式内能增加

9．把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后，图钉帽热得烫手，这是用______的方法改变了物体的内能；把瓶装水放在冰箱里，一会儿变凉了，这是用______的方法改变了物体的内能． 10．用相同的装置给质量相等的甲、乙两种晶体加热，它 们温度随时间变化情况的一部分如图所示．当加热至2min 时，将甲和乙紧密接触在一起，它们之间________________（选填“会”、“不会”或“不一定会”）发生热传递．由图象还

可以反映出它们的一些性质，请任意写出一点____________________． 11．小明利用气球做了几个物理小实验．

（1）如图甲所示，要使两个气球靠近，应用吸管对准______点（选填“A”、“B“或“C”）沿垂直于纸面方向用力吹气．

（2）如图乙所示，将气球皮迅速拉长后，立即贴至额头上，额头感觉到气球皮变热，此现象说明的物理知识是______．

（3）如图丙所示，松开封气球口的夹子，气球向右运动． ①使气球向右运动的力的施力物体是______； ②以吸管为参照物，铁架台是______的： ③此现象可以说明______（填字母）．

A．物体间力的作用是相互的B．力可以改变物体的运动状态 C．气体流速越大，压强越小

D．内能可以转化为机械能．

12．如图中甲图所示，将装有热奶的奶瓶放入水中冷却；根据测得的数据，作出热奶和水的温度随时间的变化图象，如图乙所示．根据图象回答下列问题：

（1）表示热奶的温度随时问变化的曲线是图乙中的______；（2）温度随时问变化比较缓慢的曲线是图乙中的______；（3）水的初温是______℃；热奶的末温是______℃．

13.2内能练习题 篇4

1．小明同学把金属勺放在热汤中，过一会儿，发现金属勺的温度升高了，它的________增加;把金属勺从热汤中拿出来，过一段时间后，金属勺的温度降低了，它的__________减少了，于是李文静同学得出结论：通过_____________可以改变物体的内能．

2．把热的钢棒杯内水中，发现杯内水的温度会升高，即水的内能会______，这一实验表明用_______________的方法可以使物体的内能发生改变．

3．关于物体的内能与温度的关系，下列说法中正确的是（）

A．物体的内能与温度有关，物体的内能越大，温度越高

B．物体的内能与温度有关，物体的温度升高，内能增大

C．物体的内能只与温度有关，温度高的物体，内能一定大

D．物体的内能只与温度有关，内能大的物体，温度一定高 4．下列说法中错误的是（）

A．一切物体都有内能，物体的内能跟物体的温度有关

B．一切物体的分子都在不停地做无规则的运动

C．物体的分子间既有引力又有斥力

D．当物体的温度为0℃时，分子就停止运动了,内能就为零

5．在温度为0℃时，静止在桌面上的铁块（）A．只具有内能

B．只具有机械能

C．既具有机械能又具有内能 D．既没有机械能又没有内能 6．下列事例中物体内能减少的是（）

A．金属汤勺放进热汤中后会变得烫手 B．放入电冰箱中的食物温度降低 C．一块0℃的冰全部融化成0℃的水

D．“神舟五号”飞船返回舱进入大气层后表面升温

7．关于温度、热传递和能量，下列说法中正确的是（）

A．温度高的物体具有的能量多

B．温度低的物体含有的能量少

C．能量总是从温度高的物体传递到温度低的物体

D．能量总是从能量多的物体传递到能量少的物体

8．下列事例中，不属于通过热传递改变物体内能的是（）A．用酒精灯加热杯里的水

B．人晒太阳觉得暖和 C．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手 D．用打气筒打气,筒壁会发热 9．物体温度降低时，下列说法中错误的是（）A．分子无规则运动的速度变慢

B．物体的内能减小 C．物体运动的动能不变

D．物体运动的动能减小 10．两个物体紧靠在一起，而没有发生热传递，那么它们一定具有相同的（）

A．热量

B．温度

C．比热

D．质量 11．下面说法正确的是（）

A．一切物体都的内能

B．抛有空中的球只具有机械能，不具有内能

C．0℃的冰不具有内能

D．一个物体温度不变，内能一定不变 12．关于热传递和热量，下列说法中正确的是（）

A．温度高和物体含有热量一定多

B．质量比较大物体含有的热量比较多

C．热量总是从含有热量多的物体传递到含热量少的物体 D．热量总从高温物体传递到低温物体 13．下列说法正确的是（）

A．高温物体的内能一定大

B．内能大的物体温度一定高 C．物体的内能变小，温度一定降低

D．物体的内能变小，温度可能降低 14．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（）

A．物体的温度越高，它含的热量越多

B．物体内能增加，一定要吸收热量 C．物体内能越多，放热一定越多

D．物体的温度升高，它的内能就增加

15．0℃的冰全部熔化成0℃的水，体积将减小，比较这块0℃的冰和熔化成的0℃的水所具有的内能，下列说法正确的是：（）

A．它们具有相同的内能

B． 0℃ 的水具有的内能多 C．0℃ 的冰具有的内能多

D．无法判断 16．关于物体内能，下列说法正确的是（）

A．同一物体温度降低，它的内能一定减少

B．热传递是改变物体内能唯一的方法 C．温度为0℃的物体没有内能

D．温度相等的1kg水和1g水内能相同 17．关于温度、热量和内能的说法中正确的是（）A．物体内能增加，温度一定升高

B．物体内能增加，一定是吸收了热量

C．物体温度升高，内能一定增加

D．物体的内能变化多少，物体的热量就变化了多少 18．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小

B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 D．物体的温度越高，所含热量越多 19.下列关于内能的说法中正确的是（）

A．静止的物体没有内能

B．0C以下的物体没有内能

C．内能和机械能是同一种形式的能量

人教版九年物理内能练习题 篇5

1、如图1所示，下面四个实验现象中，能够说明分子在不停地运动的是()A．用力把两铅块压紧，它们会结合在一起 B．抽离玻璃板，一段时间后两瓶气体颜色变均匀

C．用力才能把与水面接触的玻璃拉离水面D．注射器中含有乙醚蒸汽，用力推压活塞，注射器中出现液态乙醚

2、下列说法正确的是（）

A．吸盘能牢牢地吸在玻璃上，说明分子间存在着引力 B．尘土飞扬，说明分子在不停地运动

C．弹簧能够被压缩，说明分子间有空隙 D．糖在热水中溶解得快，说明温度越高，分子运动越剧烈

3、如图右所示，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开．这个实验说明了（）

A．一切物质的分子都在不停地做无规则运动 B．分子之间存在引力 C．分子之间存在斥力 D．分子之间存在间隙

4、以下是课本上四个图，相应的操作能说明分子运动速度与温度有关的是（）

5、关于分子动理论及有关现象，下列说法中正确的是（）

A．红墨水在热水中扩散得比冷水中快，说明热水比冷水的分子运动剧烈 B．水和酒精混合后总体积变小，说明分子之间存在相互作用的斥力

C．铁块很难被压缩，说明分子之间存在相互作用的引力 D．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动

6、下列有关分子动理论的说法中正确的是

A．“破镜难重圆”是因为固体分子间只存在着斥力

B．松软的大馍用手一捏体积会大大缩小，这说明分子间存在间隙

C．在空调房间吸烟时，会看到烟雾在空中弥漫，这是分子的无规则运动

D．用热水相比较冷水更容易去掉衣物上污渍说明温度越高分子的无规则运动越剧烈

7、密封的烧瓶中装有某种气体，如图1所示，图中黑点表示气体分子。用抽气筒抽出该烧瓶中部分气体后仍密封，描述烧瓶内剩余气体分布的四个示意图如图2所示，其中正确的是

8、下列说法错误的是

A．小强的爸爸已经发誓戒烟很久了，小强的妈妈出差回家闻了闻被子，小强爸不得不承认吸过几口，这是分子热运动保留了证据

B．打气筒的活塞处于中部位置时，封住出气口，发现压缩气体很费劲，说明分子间存在引力，外抽活塞使气体体积增大也很费劲，说明分子间存在斥力

C．水面上漂着一块木板，双手水平提起木板，木板离水时特别费劲，离水后很轻松，“费劲”主要是因为木板离水时分子引力的作用

D．小时候我们吹过的肥皂泡泡，弹性好不易破，主要是分子引力起了作用

9、关于分子动理论的描述，下列说法中错误的是

A、物体里含有的分子数是很多的 B、白色衣物染有污垢很难洗掉

OC、温度越高，分子运动越快；0C时分子运动就停止了 D、分子间引力和斥力是同时存在的

10、下列实例中，通过热传递改变物体内能的是

A.用“搓手”的方法取暖 B.用气筒给轮胎打气，气筒壁发热

C.早餐时，用热水给牛奶加热 D.车速过快时，要频繁用力捏车闸，刹车片发烫

11、如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气。当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现。下列关于该实验的分析正确的是（）

A．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小 B．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功 C．瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功内能增加 D．瓶口的白雾是水蒸气汽化形成的

12、下列现象中，通过热传递来改变内能的是（）

113、下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是（）

A．物体温度升高，一定是吸收了热量 B．物体内能增加时，温度一定会升高

C．在质量相同的前提下，温度升高得多的物体吸收的热量不一定多D．物体的内能减小时，一定是放出了热量

14、下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是：（）A、物体温度升高，一定吸收了热量

B、物体放出热量时，温度一定降低

C、物体内能增加时，温度一定升高

D、物体温度升高，内能一定增加

15、下列关于能量转化、转移现象的说法中，错误的是（）

A．给蓄电池充电，将电能转化为化学能 B．电动机工作时，电能转化为机械能

C．锅盖被白气顶开，是机械能转化为内能D．用冰袋给发烧的病人降温，让内能发生了转移

16、小葱在家做饭时，思考了下面这些现象，其中正确的是（）A．做汤时放一点盐，汤就有了咸味，说明分子只在液体中运动 B．炒菜的过程中，清香扑鼻，说明分子只在高温下运动

C．烧水时，水的内能增加是通过热传递的方式实现D．炒菜时，菜的内能增加是通过做功的方式实现

17、关于内能、温度和热量，下列说法正确的是

A．炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能 B．一定质量的水凝固成冰，它具有的内能一定减少 C．汽油机的做功冲程把机械能转化为内能 D．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多

18、下列事例中,将内能转化为机械能的是()A.流星穿过大气层时发热发光 B.冬天,嘴对着双手哈气 C.汽油机的做功冲程 D.不锈钢汤勺放在热汤中

19、下列关于温度、内能、热量和做功的说法中正确的是（）A．物体吸热，温度一定升高 B．物体的内能增大，一定是外界对物体做功

C．某一铁块，温度降低，内能一定减小 D．物体放热，温度一定下降

20、甲、乙两块冰块的质量相同，温度均为0℃；甲冰块位于地面静止，乙冰块停止在10米高处，这两块冰块（）⑴ A〉机械能一样大 B〉乙的机械能大 C〉甲的机械能大 ⑵ A〉内能一样大 B〉甲的内能大 D〉乙的内能大

21、如图所示是研究“做功与内能改变关系”的实验，玻璃瓶内装入少量的水，用塞子塞紧，并用气筒往瓶内打气，瓶内压强增大到一定程度时，瓶塞会跳出来，同时瓶内出现白雾．(1)在这一实验过程中．你应当注意观察的是()A．打气过程

C．瓶塞跳起的现象

(2)请你解释瓶内出现白雾的原因．

B．打气时瓶内水的情况

D．瓶塞跳起瞬间瓶内出现的现象

二、填空题

22、一辆运输液态氨的罐车在途中侧翻，发生泄漏。短时间内，车周围出现“白雾”，这是由于液氨________吸热导致空气中的水蒸气遇冷液化形成的“白雾”；消防队员赶到后，冒着生命危险，用湿棉纱堵塞漏口，消防队员疏散周边群众，因为氨是有害气体，会对周围人们产生危害，是因为。23、2013年以来，中国许多地区频发严重雾霾天气，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，它们在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害。室外空气中的PM2.5主要来自矿物燃料燃烧的排放，室内空气中的PM2.5主要来自吸烟产生的烟雾。PM2.5在空中的运动（选填“属于”或“不属于”）分子的运动；你认为有效减小PM2.5在空气中浓度的做法是。

24、如图所示，根据分子动理论：①说明分子____________________________；②说明分子间______________；③说明分子间____________．

25、电冰箱里的食物容易变干和相互“窜味”，请你从物理角度分析，食物“窜味”属于__________现象，电冰箱里的食物主要是通过__________或__________方式失去水分的。

26、如图所示是一种环保驱蚊用品——-电热液体蚊香器．蚊香器通电后其内部的发热部件对驱蚊液加热，过一会儿，可见其顶部有“白气”飘出，房间里弥漫着驱蚊液的清香，起到驱蚊和灭蚊的作用．驱蚊液变成“白气”涉及到的物态变化有 ▲ 和液化．房间里清香四溢说明 ▲。

27、北极和南极是冰雪的世界，虽然降水量很小，但那里的空气还是比较湿润的，因为冰雪可以 成水蒸气；尽管温度很低，北极熊仍然能闻到海豹的气味，这表明分子在不停地做 运动。

28、美国一所著名的大学的科研机构研究表明：在吸过烟的房间内的墙壁和其他物件表面，会长时间附着大量的有害物质．若人体皮肤经常直接接触此类物体，有害物质会通过皮肤进入人体，从而危害健康，这一过程为吸“三手烟”．吸“三手烟”说明了（）

A． 物质是由分子组成的 B． 分子在永不停息地做无规则运动

C． 分子间存在引力 D． 分子间存在斥力

29、面粉是易散的，但加适量的水能揉成柔韧的面团，这是因为分子间存在，同时也说明力可以改变面团的。

30、第二届亚洲青年运动会将于2013年8月在南京举行．2013年5月8日上午10点20分许，通过古老的钻木取火方式，在几分钟内采火成功．如图所示，这个过程中 _________ 能转化为 _________ 能．之后，用采集的火种点燃亚青会火炬，此过程是通过 _________ 方式改变物体内能的．

31、改变物体内能的方式有__________和__________，下列事例中改变内能的方式与其他几种都不同的是__________（填字母）。

A．炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低 B．锯木头时，锯条会发烫 C．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷 D．擦划火柴，火柴头着火

32、火柴头在火柴盒上轻轻划过就能燃烧，从能量转化的角度讲，是将 能转化为 能，这是通过 的方式实现的。火柴头也可以用火点燃，这是用 方式实现的。

33、小东骑自行车下一长坡时，感觉车速过快，于是捏紧刹车，降低车速，以安全速度匀速行至坡底下车检查，发现刹车片发烫。在此过程中，捏紧刹车是利用 来减小速度：刹车片发烫，是用 的方法改变了内能。

34、在①用燃气灶给水加热，水的温度升高；②鞭炮爆炸；③冬天两手相互摩擦，感到暖和；④超市用冰块冷却食物保鲜等这些现象中，属于做功改变物体内能的有_______（填序号）.35、如图所示的气体打火机中的丁烷气体是通过 的方法变成液体储存在打火机中的，按下阀门使用时发生的物态变化是。

36、冬天，置于太阳光下的棉被晒得暖乎乎的，这是通过 方式改变了棉被的内能；反复弯折铁丝，铁丝变得烫手，这是通过 方式改变了铁丝的内能。

37、如下图9所示在一个配有活塞的厚玻璃筒中放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察到的现象是________________，这是因为压缩空气做功，使空气的内能_______________，温度_______________，达到棉花燃点的缘故，说明做功可以改变物体的________________。

38、如图甲，松开气球的口子，快速放气后会感到气球变凉，这是因为气体 导致内能减小。

49、夏季，在高速公路服务区内，一些重型汽车停在有水的坑里，这是因为汽车在高速行驶过程中，通过__________方式增加轮胎的内能，使轮胎的温度__________了；轮胎停在水中，通过__________方式减少内能，降低温度，以保行车安全．

三、简答题

40、某实验小组在“探究液体扩散快慢与液体温度和液体密度的关系”实验中，首先“探究液体扩散快慢与液体温度的关系”。在三个相同的烧杯中分别装上相同体积的热水、温水和冷水，用三个滴管同时往三个烧杯中各滴入一滴红墨水，发现热水最先全部变红，温水其次，冷水最后变红。由此可得出的结论是___________________________________________________________________________________________________。实验中，如果每杯水的体积不同，其他操作不变，应怎样判断扩散的快慢? __________________________________________________________________________。

41、简答题

你知道吗？使两个钢块牢固的成一个整体，工业上有两种方法：一种是“热焊”法，也就是我们通常看见的用电焊条将两个钢块焊在一起;另一种方法是“冷焊”法，就是将两块钢表面处理的很光滑，然后在外界(如爆炸)产生巨大的压力作用下，将两块钢紧紧的压在一起.上述两种方法都能将两块钢牢牢连成一个整体，请你分别说说其中的道理.42、如图4所示，将一个薄壁金属筒固定在桌面上，筒里放一些乙醚，用塞子将筒口塞紧。拿一根绳子在筒外绕几圈并迅速来回拉动，将会看到塞子跳离筒口。

⑴拉动绳子克服摩擦做功，是将机械能转化为_______________能； ⑵请说出该实验中某一现象并简述其原因：

现象：________________________________________________； 原因：________________________________________________。

43、如右图所示，用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中，会发现气筒的上部筒壁只是略有发热，而气筒的下部筒壁，特别是底部附近筒壁的温度较高，甚至烫手．对于筒壁发热现象，有两个方面的原因：a、打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁温度升高；b、打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦生热使筒壁的内能增加、温度升高，但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因．根据上述筒壁发热现象的描述：(1)你猜想______是主要原因(填“a”或“b”)；

(2)你猜想的依据是：_________________________________________________．

四、多项选择

44、下列说法中正确的是

A．物体温度升高，内能一定增大

B．物体的温度不变，物体的内能就不变

C．空气很容易被压缩，是因为气体分子间引力很大

D．物体的内能是指物体内所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和

参考答案

一、选择题

1、B

2、D

3、B

4、A

5、AD

6、D

7、D

8、B

9、C

10、C

11、B

12、A

13、C

14、D

15、C

16、C

17、B

18、C

19、C

二、填空题

20、汽化吸热 分子永不停息的做无规则运动

21、不属于

减少化石燃料的使用或废气处理后达标排放、公共场所禁止吸烟等答案合理均可

22、在不停地做无规则运动 有相互作用力 存在间隙

23、扩散 蒸发 升华

24、汽化 分子在不停的做无规则运动

25、升华 无规则

26、解：在吸过烟的房间内的墙壁和其他物件表面，会长时间附着大量的有害物质．若人体皮肤经常直接接触此类物体，有害物质会通过皮肤进入人体，该现象称之为扩散现象，因此吸“三手烟”说明了分子在永不停息地做无规则运动． 故选B．

27、引力 形状

28、机械；内；热做递。

29、做功；热传递；C 30、机械 内 做功 热传递

31、增大压力的方法增大闸皮与钢圈之间的摩擦； 做功

32、②③

33、压缩体积 汽化

34、热传递 做功

35、硝化棉燃烧起来 增大 升高 内能

36、对外做功

三、简答题

37、液体密度一定时，液体温度越高，扩散的越快；在相同时间内，观察每杯水变红的体积大小，根据体积大小的关系来确定扩散的快慢

38、热焊：高温状态下，钢块熔化，分子间距缩小；冷焊：巨大压力使两块钢紧压在一起，达到分子间引力作用范围，所以，两种方法都能将两块钢连成整体。

39、四、多项选择

内能的利用同步练习题 篇6

在现代电力系统中,系统的规模越来越庞大,结构越来越复杂,其中涉及的参数数量也越来越巨大,为了维持电力系统的稳定可靠运行,电力系统中各种参数的准确获取变成了一个急需解决的问题[1]。作为电力系统心脏的同步发电机在电力系统中发挥着至关重要的作用,因而,通过参数辨识准确地求取同步发电机实用参数对于系统的稳定运行以及稳态、暂态分析都具有重要的意义[2,3]。现行的发电机参数辨识的方法主要有两种:一是利用同步发电机实际在线运行时经受各种扰动时的电气数据进行辨识;另一种是针对电机设计特定的实验环境,测取相应的电气数据进行辨识[4,5,6],例如抛载实验中在电机转子到达某一特定位置时进行抛载,测取输入输出信号进行辨识。单纯从方法计算精度而言,上述两种方法中的特定实验法要优于在线扰动方法,但针对正在并网运行发电的发电机进行抛载等试验不切实际,并且抛载实验需要对转子进行准确定位,而在大型电机中对转子位置判定本身就十分困难[7,8]。在线辨识的方法虽然在计算精度上略有欠缺,但由于数据丰富且获取较为简单,参数一旦辨识成功就能将电机实际运行中的全部要素考虑在内,具有很高的参考价值,因此在线辨识越来越引起广大电力工作者的兴趣[8]。然而在进行发电机参数在线辨识时由于辨识需要求取的真值无从获得,因此对于参数辨识正确性和精度缺乏直接的参考依据。利用仿真方法可以建立同步发电机稳态运行时发生小扰动的系统模型,仿真得到各类数据,再利用这些数据进行辨识,将辨识结果与仿真时设定的真值进行比较就可以很好地解决这一问题,因此建立仿真模型,利用仿真数据进行辨识很有必要且有意义。

本文中首先利用Matlab/Simulink建立同步发电机稳态运行的系统模型,在励磁电压中施加脉冲扰动信号,录取电机的端口电压、电流,并对其进行Park变换和快速Fourier分解,得到基频的d轴电压、电流和q轴电压、电流,之后以所得到的d轴电压、q轴电压以及励磁电压作为输入量,d轴电流和q轴电流为输出量,利用改进粒子群优化算法进行辨识以获取相应的参数。

1 电机数学模型

本文选取目前应用汽轮发电机作为辨识样机,在电机数学模型的选择上选用了现存的对汽轮发电机描述较好的六阶模型。该模型进行如下假设:

1)忽略定子磁暂态(定子电压方程中取pΨd=pΨq=0);

2)计及转子d轴、q轴的瞬变过程及超瞬变过程。

基于以上假设便得到同步发电机的六阶BPA模型,由于六阶模型中对q轴的整个暂态过程用不同时间常数的等值绕组、即反映瞬变过程的q绕组和反映超瞬变过程的Q绕组来描写,较为准确地描述实心转子的汽轮同步发电机,因此也是本文中样机参数辨识的理想电机模型。

六阶电机数学模型的d轴、q轴等值电路如图1、图2所示。

根据同步发电机等值电路推导得出同步发电机d轴和q轴电气模型。

d轴电气模型

q轴电气模型

式中:xd、xq为d轴、q轴同步电抗;x'd、x'q为d轴、q轴暂态电抗;x"d、x"q为d轴、q轴次暂态电抗;T'd0、T'q0为d轴、q轴暂态开路时间常数;T"d0、T"q0为d轴、q轴次暂态开路时间常数;E"d、E"q为d、q轴次暂态电势。

2 粒子群优化算法

粒子群优化(Partical Swarm Optimization,PSO)算法是近年来发展起来的一种新的进化算法。PSO与遗传算法相似,它从随机解出发,通过迭代寻找最优解,并利用适应度来评价解的品质,最终通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优。

粒子群优化算法中每个粒子就是参数辨识的一组解,每个粒子中包含多个元素,每个元素代表这一组解中的一个参数。在迭代中,粒子通过跟踪两个“极值”来更新自己。第一个极值是粒子本身所找到的最优解,这个解叫做个体极值Pb。另一个极值是整个种群目前找到的最优解,这个极值是全局极值Gb[9,10]。

在搜索这两个最优值的过程中,粒子根据式(3)来更新自己的速度和新的位置。

式中:v是粒子的速度;w是惯性权重;p是当前粒子的位置;P'是更新后粒子的位置;d1,d2是介于0到1之间的随机数;c1,c2是学习因子。

本文对传统的粒子群优化算法进行了一定改进:采用粒子群优化算法时,寻优的初始阶段应该让各个粒子尽可能地搜索整个区域,因此应该选择较大的惯性权重。随着寻优的进行,各个粒子越来越靠近全局最优解,此时应该对这一区域采取精细化搜索,需要采用较小的惯性权重。因此本文放弃传统粒子群算法中采用恒定惯性权重的处理方法而采用了线性变化惯性权重。

式中:wini和wend分别是初始惯性权重和最终权重;G是寻优迭代的总代数;g为现在的迭代代数。文中变量设置为:wini=0.7,wend=0.5,G=300。

3 同步电机仿真模型搭建

仿真算例为接入无穷大系统稳态运行的汽轮同步发电机,通过发电机励磁电压发生脉冲扰动的暂态过程来进行参数辨识。在t=0.5 s时刻,励磁电压发生时间宽度为1 s、幅度为26.7%的电压突降扰动,励磁电压波形如图3所示。系统中样机的额定容量为200 MW,额定电压为13.8 k V,实参数为:xd=1.073 p.u,x'd=0.221 p.u,x"d=0.1659 p.u,T'd0=1.0068 s,T"d0=0.0193 s,xq=1.073p.u,x'q=0.3 p.u,x"q=0.1917 p.u,T'q0=1.0 s,T"q0=0.0991 s。

仿真算例中扰动发生时,假设输入机械功率不变化,不计线路的电阻,同步发电机作为PV节点运行,功率因数为0.8,扰动发生前发电机处于稳态运行,建立仿真系统如图4所示。

系统中的Power Systerm代表无限大容量电网,Load1和Load2分别代表电厂自用电负荷和用电负荷,系统中当发电机励磁电压发生扰动后机端的电压、电流经过Park变换转化为d轴和q轴分量,分别经过数据处理模块Subsystem模块,进行快速Fourier分解,求得d轴电压Ud、电流Id和q轴电压Uq、电流Iq各自的基频分量。

4 发电机参数辨识结果

利用仿真系统进行仿真,录取仿真数据,提取用于辨识的采样密度为100帧/s的电气数据,选取的数据包括:d轴基频电压、电流ud、id,q轴基频电压、电流uq、iq和励磁电压ufd。

4.1 稳态参数的计算

辨识中先利用电机稳态运行时的数据计算电机稳态参数,q轴同步电抗的求取为

隐极转子的汽轮同步发电机中d轴同步电抗与q轴同步电抗可近似认为相等。

提前获取稳态参数将减少搜索寻优的参数维数,提高辨识精度,同时节省计算时间。

4.2 暂态参数的辨识

在求得稳态参数后,再对发电机的暂态参数进行辨识求取。辨识采用时域辨识法,以d轴电压,q轴电压和励磁电压为输入量,d轴电流和q轴电流为输出量,利用最小二乘原理构建辨识寻优的目标函数为

式中:Id为通过仿真系统仿真得到的d轴电流;Id_sol为通过辨识计算得到的计算电流;J是Id和Id_sol之间差值的平方和。

在暂态数据寻优辨识时,利用改进Euler法求解发电机六阶模型中的高阶微分方程(1)和方程(2),得到d轴电流和q轴电流的计算值Id_sol和Iq_sol。通过对上述目标函数的寻优筛选,得出最终的最优解Gb,将Gb代入电机方程得出电流的拟合曲线,d轴电流和q轴电流曲线拟合结果见图5、图6。

d轴和q轴参数的辨识结果如表1、表2所示。

从图5、图6的曲线拟合结果和表1、表2的参数辨识结果可以看出:

1)d轴和q轴电流的拟合效果都较为理想,拟合曲线与仿真曲线基本重合。

2)发电机参数的辨识值与设定值相吻合,证明了方法的正确性。

3)拟合曲线表明q轴参数辨识结果要好于d轴参数辨识结果,这是由于d轴参数辨识还涉及到稳态参数K,增加了辨识参数维数从而降低了辨识结果的精度。

4)在辨识结果中次暂态参数的误差较大,因为在发电机的扰动暂态过程中,发电机的次暂态参数数值本身一般都很小且次暂态过程难以充分激发,使得次暂态过程时间很短不易捕捉,这些都给次暂态参数的辨识造成了困难。

5 结论

本文在Simulink中建立接入无限大电网的同步发电机在励磁电压发生脉冲扰动时的系统模型,并通过Park变换和快速Fourier分解(FFT)求得发电机收到扰动时的d轴电压、电流和q轴电压、电流。利用仿真得到的d轴电压、电流和q轴电压、电流数据进行发电机参数的辨识,以d轴电压、q轴电压和励磁电压为输入量,d轴电流和q轴电流为输出量,辨识寻优过程采用改进的粒子群算法进行寻优计算。在辨识过程中先利用稳态时的数据计算得出电机的稳态参数从而减少辨识寻优中寻优搜索的参数维数,进而提高参数辨识的精度。辨识曲线拟合的较理想效果和电机参数辨识值与设定值相互吻合证明了该方法的正确性。

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