备战2023物理新中考二轮复习重难突破(山东专用)专题09 内能
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重点讲解
重点一、
1. 定义:在物理学中,把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
2. 类比法理解内能和机械能
3. 影响内能的因素:
(1)温度:同一物体温度越高,内能越大。
(2)质量:温度与状态相同的同种物质组成的物体,质量大的,内能大。
(3)体积:质量、温度、状态相同的物体,体积不同,内能不同。
(4)状态:同一物体在温度相同时,状态不同,内能不同。
(5)种类:不同物质的分子大小、结构不同,分子间作用力也不同,在其他因素相同时内能不同。
4. 内能与温度的关系:当物体的温度升高时,物体的内能增大,这里温度是通过影响分子的动能来间接的影响内能;当一个物体的内能增大时,物体的温度不一定升高,例如当晶体熔化时,吸收热量,内能增大,温度不变。
影响燃料有效利用的因素:
1. 一是燃料很难完全燃烧,二是燃料燃烧放出的热量散失很多,只有一小部分被有效利用。
2. 有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛(提高燃烧的完全程度);以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧(减少烟气带走的热量)。
重点二、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。
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。
重点三、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。
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=。
重点四、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。
真题演练
一. 选择题
1.(2021•临沂一模)2020年11月24日,“长征五号”运载火箭将“嫦娥五号”探测器发射升空,并将其送人预定轨道。“嫦娥五号”不负众望,于12月17日携带月球样品着陆地球。下列说法正确的是
A.“长征五号”运载火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的密度小
B.“长征五号”运载火箭加速升空过程中,液氢热值保持不变
C.“长征五号”运载火箭加速升空过程中,动能转化为重力势能,机械能不变
D.“嫦娥五号”在环月运行过程中,以地球为参照物,“嫦娥五号”是静止的
2.(2021•滨城区模拟)从能量转化的角度看,下列关于一台四冲程内燃机在一个循环中的描述正确的是
A.压缩冲程存在着化学能转化为内能的过程
B.压缩冲程存在着内能转化为机械能的过程
C.做功冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程
D.做功冲程存在着化学能转化为内能的过程
二.
3.(2021•罗庄区二模)2020年11月24日,长征五号遥五运载火箭成功发射“嫦娥五号”探测器,经过23天太空之旅后,于12月17日在完成月球自动采样后返回地球,携着月壤样品安全着陆。下列说法正确的是
A.火箭点火升空时相当于热机的做功冲程,将内能转化为机械能
B.长征五号火箭的发射过程中,燃料燃烧过程中热值不断增大
C.火箭加速升空过程中,动能转化为重力势能,机械能增大
D.火箭使用液氢做燃料,主要是利用了液氢的密度小
4.(2021•泰安模拟)下列对能量转化分析错误的是
A.热机主要将机械能转化为化学能
B.核电站主要将核能转化为电能
C.太阳能热水器主要将太阳能转化为内能
D.水电站主要将机械能转化为电能
5.(2021•平原县二模)2021年3月13日10时19分长四丙火箭以一箭三星的方式将遥感三十一号04组卫星送入预定轨道。下列说法正确的是
A.卫星升空的过程中,相对火箭静止
B.火箭升空的过程中重力不做功
C.燃料燃烧得越充分燃料的热值越大
D.火箭升空的过程中,机械能转化为内能
6.(2021•烟台模拟)能用如图所示图象表示的关系正确的是
A.某种物质的密度跟物体质量的关系
B.某种液体内部压强与液体深度的关系
C.某种燃料的热值与燃料质量的关系
D.某种物质的比热容与物体质量的关系
7.(2021•莒南县模拟)2020年11月24日,长征五号遥五运载火箭成功发射,嫦娥五号着陆月球,12月3日嫦娥五号的上升器携带月球样品从月面起飞进入预定环月轨道,于12月中旬返回地球。这是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器,下列有关说法错误的是
A.火箭采用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较高的热值
B.卫星在围绕月球转动时不会坠落地面是因为卫星受到平衡力的作用
C.燃气向下喷射,火箭携带卫星向上运动,这是因为物体间力的作用是相互的
D.从月球表面取回的样品到达地球后质量保持不变
8.(2021•青岛)下列实例属于做功改变内能的是
A.喝冷饮解暑 B.用热水袋取暖
C.烈日下的沙子烫脚 D.汽车内燃机的压缩冲程
9.(2021•东营)下列说法正确的是
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B.物体的温度不变,它的内能一定不变
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
10.(2021•岱岳区模拟)有一辆汽车在水平路面上用匀速行驶了,消耗汽油.若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为,汽车(包括车上的人和物品)质量为,车轮与地的接触总面积是,汽油的热值为,.下列分析正确的是
A.该汽车对路面的压力等于 ,该汽车克服阻力做的功是
B.该汽车通过这段路程的平均速度是,车对地的压强是30
C.该汽车的牵引力是 ,汽油燃烧放出的热量是
D.该汽车发动机的效率是,该汽车的牵引力是
11.(2021•惠民县模拟)下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是
A.①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B.①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C.①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
D.①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
12.关于燃料不能被充分利用的原因,下列说法中错误的是
A.燃料很难完全燃烧
B.高温烟气带走了一部分热量
C.散热损失一部分热量
D.燃料燃烧时产生的内能不易转化成其他形式的能量
二.填空题(共4小题)
13.(2021•济宁)蹦蹦杆备受青少年喜爱,图是小明玩蹦蹦杆的情景。小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时,原有的重力势能就以 的形式储存在弹簧中。跃起后,蹦蹦杆离开地面,小明和蹦蹦杆一起向上运动,随后又向下运动。往返多次后,弹簧的温度有所升高,这是通过 的方式改变了弹簧的内能。
14.(2021•枣庄)如图是四冲程汽油机的某个冲程,由图可看出它正处于 冲程,该冲程将机械能转化为 能,若该汽油机飞轮的转速是,则汽油机每秒钟对外做功 次。
15.(2021•蒙阴县二模)(1)汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的,由图1可知现在它正处在 冲程。某单缸四冲程汽油机在内完成了20个循环,每秒对外做功 次。
(2)如图2所示一辆行驶的汽车车厢里挂着一个小球,汽车在做 (选填“加速”、“匀速”或“减速” 运动。
16.(2021•临沭县模拟)内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的,如图所示的是工作循环中的 冲程,一台柴油机飞轮的转速为,则在内,柴油机完成 个冲程;对外做功的次数是 次。
三.实验探究题
17.(2021•青岛)比较不同物质吸热的情况如图甲所示,用相同规格的电加热器给质量相同的水和食用油加热,记录数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图象。
(1)由图象可知,水和食用油升高相同的温度, 的加热时间更长,说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验,发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同。为了表示不同物质的这种性质差别,物理学中引入了 这个物理量。
(2)实验中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少,这种方法还在 实验中用到(写出一个即可)。
(3)实验中水的质量是,内它吸收的热量是 。
(4)继续给水加热,水沸腾后温度计的示数如图乙所示,则它的沸点是 。取出电加热器后,水停止沸腾,说明水在沸腾的过程中需要 热量。
18.(2021•德城区一模)如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为,烧杯内液体的初温、质量都相同,请你解答下列问题:
(1)比较不同燃料热值的实验,应选择 两个装置(选填装置序号),使燃料完全燃烧后通过比较 来比较不同燃料热值的大小。
(2)比较不同物质比热容的实验,应选择 两个装置(选填装置序号)和钟表来完成该实验,加热过程中,液体吸收热量的多少是通过比较 来判断的。
19.(2021•邹城市一模)小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果如表。
燃料
加热前的水温
燃料燃尽后水温
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初温相等外,还应控制水的 相等。
(2)安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下” 的顺序安装。
(3)根据记录结果分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
(4)实验中燃料燃烧放出的热量,通过 的方式使水的内能增大(选填“做功”或“热传递” 。
(5)小明同学还想利用这个实验测算出煤油和菜籽油的热值,那么除了图中装置外,小明还要使用的测量仪器是 。
20.(2021•沂南县一模)在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)小沂用一套器材做加热水和煤油的实验,如图甲所示,在组装器材时应先调节图甲 (选“”或“” 的高度。
(2)组装好器材,在相同的两个烧杯中称出质量相等的水和煤油,加热相同的时间,比较水和煤油的 得出结论,要完成该实验,除图中所示器材外,还需要的一个测量工具是 。
(3)在对实验进行评估时,发现原方案需要两次加热、耗时长等缺点,因此改进方案并设计了图乙所示的装置,该装置中烧瓶内的电热丝的阻值要满足 (选填“”、“ ”或“” 。
(4)小南想利用图乙的装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”,他把瓶中的水换成了等质量的煤油,而不是把瓶中的煤油换成等质量的水,是因为煤油的 小,实验时会更快的看到实验的效果。
21.(2021•亭湖区模拟)在“探究煤油和食用油吸热能力”的实验中,请回答:
(1)为方便探究,研究对象煤油和食用油应满足的条件是:二者初温和 相同。
(2)如图所示,除装置图中的器材外,还需要的器材有 和 。
(3)实验中煤油和食用油吸热多少是通过 来反映的。
(4)实验中收集到的数据如表:
升高加热时间
升高加热时间
升高加热时间
煤油
3
7
15
食用油
2
5
11
对比所收集到的实验数据分析发现:若煤油和食用油加热相同时间, 升高的温度高,二者在升高相同的温度时, 需要加热的时间长。由此可得探究的实验结论是 。物理学中,物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。
(5)本实验所采用的研究方法有 (写一种即可)。
22.(2021•莱西市二模)如图,用相同规格的电加热器,给质量和初温度都相等的水(甲杯)和某种液体(乙杯)加热。
(1)加热到一定时刻,水开始沸腾,此时的温度如图丙,则水的沸点是 ,这表明实验时的大气压强 (选填“大于”、“小于”或“等于” 一个标准大气压。
(2)而乙杯液体相应时刻并没有沸腾,但是温度计的示数比水温要高的多,说明不同物质的吸热能力 (选填“相同”或“不同” ,为此引入比热容这个物理量。
(3)一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的 乘积之比,叫做这种物质的比热容。
(4)本实验中的现象除了说明上述问题之外,还能够说明许多问题,请你写出其中的一个问题: 。
四.计算题
2.3.(2021•平原县二模)某品牌小汽车的“经济耗油量”是指,这辆汽车以的速度行驶,消耗汽油,【已知,】如下表为此小汽车的相关数据。
(1)汽车上的散热器用水作为冷却剂,当水箱装满水,水温升高时,需要吸收的热量为多少?
(2)该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶,汽车的效率为,求汽车消耗多少升汽油以及此时汽车的实际功率。
总质量:
经济耗油量
车轮与地面的总接触面积:
水箱容量:
额定功率:
专题09-内能
参考答案与试题解析
一. 选择题(共12小题)
1.【解答】解:、火箭使用的燃料主要是液态氢,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的液态氢时,可以释放出更多的热量,故错误。
、因为燃料的热值是燃料的特性,与燃料的质量和燃烧程度无关,所以长征五号火箭的发射过程中,燃料燃烧过程中热值不变,故正确。
、火箭加速升空过程中质量不变,速度和高度都增加,动能和重力势能都增大,故机械能增大,故错误。
、“嫦娥五号”在环月运行过程中,以地球为参照物,“嫦娥五号”与地球之间发生了位置的变化,是运动的,故错误。
故选:。
2.【解答】解:
、在压缩冲程中,将机械能转化为内能,故错误。
、在做功冲程中,燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能,高温高压燃气的内能又转化为机械能,故错误、正确。
故选:。
二.
3.【解答】解:、火箭点火升空时相当于热机的做功冲程,热机的做功冲程是将内能转化为机械能,故正确;
、因为燃料的热值是燃料的特性,与燃料的质量和燃烧程度无关,所以长征五号火箭的发射过程中,燃料燃烧过程中热值不变,故错误;
、火箭加速升空过程中质量不变,速度和高度都增加,动能和重力势能都增大,故机械能增大,不是动能转化为重力势能,故错误;
、火箭使用的燃料主要是液态氢,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的液态氢时,与其它燃料相比,可以释放出更多的热量,故错误。
故选:。
4.【解答】解:、热机是利用热来工作的机器,将内能转化为机械能,故错误;
、核电站是将核裂变时释放的能量最终转化为电能,故正确;
、太阳能热水器是吸收太阳能来加热水的,是将太阳能转化为内能,故正确;
、水电站是将水流动的机械能最终转化为电能的,故正确。
故选:。
5.【解答】解:、卫星随火箭升空过程中,以火箭为参照物,卫星与火箭之间位置不变,故卫星是静止的,故正确;
、火箭受到的重力方向向下,所以火箭上升的过程中重力做负功,重力势能增大,故错误;
、热值是燃料本身的一种特性,只与燃料本身决定,和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关,故错误;
、在火箭升空的过程中,燃料燃烧释放出的内能转化为机械能,故错误;
故选:。
6.【解答】解:、同种物质的密度是保持不变的,并不会随质量、体积的改变而改变,而图象反映物质的密度与质量成正比,故错误;
、图象反映的是液体压强随深度的增大而增大,是正比例函数图象,说明液体压强与深度成正比,故正确;
、热值是燃料的一种特性,它和燃料的质量、放出热量的多少无关,而图象反映燃料的热值与质量成正比,故错误;
、物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化无关,故错误。
故选:。
7.【解答】解:、运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料时,液态氢可以释放出更多的热量,故正确;
、卫星在围绕月球转动时,做的不是匀速直线运动,所以卫星不是受到平衡力的作用,故错误;
、燃气向下喷射,火箭携带卫星向上运动,这是因为物体间力的作用是相互的,故正确;
、从地球取回的样品,位置变化,质量不变,故正确。
故选:。
8.【解答】解:、喝冷饮解暑,属于热传递改变物体内能,故错误;
、热水袋取暖,属于热传递改变物体内能,故错误;
、烈日下的沙子烫脚,属于热传递改变物体的内能,故错误;
、汽车内燃机的压缩冲程,活塞压缩气缸内气体做功,使气体的内能增大,属于做功改变物体内能,故正确。
故选:。
9.【解答】解:、燃料燃烧放出热量的多少,与燃料的热值、质量和燃烧程度有关,故错误;
、晶体熔化时,物体不断吸热,其内能增大,但是温度保持熔点不变,故错误;
、物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能外界对物体做了功,故正确;
、热量是从高温物体向低温物体传递的或者从物体的高温部分传向低温部分,内能大的物体温度不一定高,故错误。
故选:。
10.【解答】解:
、该汽车对路面的压力:;
因汽车在水平路面上匀速行驶,所以阻力等于牵引力,则克服阻力做的功等于牵引力做的功,
由可得,该汽车克服阻力做的功:,故错;
、该汽车通过这段路程的平均速度:,
车对地的压强:;故错;
、由可得,该汽车的牵引力:,
汽油燃烧放出的热量:,故错;
、该汽车发动机的效率:,
由可知该汽车的牵引力,故正确。
故选:。
11.【解答】解:热机的四个冲程,吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中,活塞上升压缩气缸内的气体,使气体内能增大,即机械能转化为内能;做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,内能转化为机械能。
故选:。
12.【解答】解:
、现实生活中燃料燃烧时,会由于供氧不足造成燃料不能完全燃烧,故正确;
、高温烟气具有较大的内能,不能被有效利用,故正确;
、燃料燃烧后,温度高,会以热传递的方式向空气等物体散热,造成能量的损失,故正确;
、在一定条件下内能与其他形式的能量一样会转化为其他形式的能量,故错误。
故选:。
二.填空题(共4小题)
13.【解答】解:①在挤压过程中,人的质量不变,所处高度减小,重力势能减小。弹簧发生弹性形变的难易程度不变,弹簧的形变越来越大,弹簧的弹性势能越来越大。在此过程中重力势能转化为弹性势能。
②弹簧的温度有所升高,这是通过做功的方式改变了弹簧的内能。
故答案为:弹性势能;做功。
14.【解答】解:从图中可以看出,两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程,此冲程中,机械能转化为内能;
飞轮的转速是,因为飞轮转动一圈完成两个冲程,所以可以完成个冲程,完成四个冲程,对外做功一次,所以可以做功30次。
故答案为:压缩;内;30。
15.【解答】解:(1)从图中可以看出,两气门都关闭和活塞向下运动的特点,火花塞点火,可以判断这个冲程是做功冲程;汽油机完成1个工作循环,完成四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次;每秒完成20个工作循环,对外做功20次;
(2)由图丙可知,绳子的拉力除了有一个竖直向上的作用效果,还有一个水平向右的作用效果,与物体的运动方向相同,故物体做加速运动。
故答案为:(1)做功;20;(2)加速。
16.【解答】解:
如图所示,汽油机的两个气门都关闭,活塞上行,是压缩冲程;
飞轮转速是,有两个冲程,所以内,柴油机完成80个冲程;因一个工作循环有4个冲程,飞轮转2圈,做功一次,所以柴油机内对外做功的次数:(次。
故答案为:压缩;80;20。
三.实验探究题(共6小题)
17.【解答】解:(1)由图象可知,质量相同的水和食用油升高相同的温度,水的加热时间长,则水吸收的热量多,说明水的吸热能力更强;换用多种液体进行实验,发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同;为了表示不同物质的这种性质差别,物理学中引入了比热容这个物理量,比热容越大,物质的吸热能力越强;
(2)实验中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少,这种方法是转换法;探究影响动能大小的因素时,根据木块移动的距离判定动能的大小,采用的是转换法;探究影响压力作用效果的因素的实验中,根据海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果,采用的是转换法;
(3)实验中水的质量是,内升高的温度是△;
它吸收的热量是:△;
(4)继续给水加热,水沸腾后温度计的示数如图乙所示,温度计的分度值为,示数为,所以水的沸点是;
取出电加热器后,水无法吸收热量,水会停止沸腾,说明水在沸腾的过程中需要吸收热量。
故答案为:(1)水;比热容;(2)探究影响动能大小的因素的;(3);(4);吸收。
18.【解答】解:(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验;
燃料完全燃烧放出的热量的多少,是通过温度计示数的变化来反应。
(2)比较不同物质比热容的实验,应用相同的热加热不同质量相同的不同液体,故应选择甲、丙两个装置和钟表来完成该实验;根据转换法,加热过程中,液体吸收热量的多少是通过比较加热时间来判断的。
故答案为:(1)甲乙;温度计示数的变化;(2)甲丙;加热时间的长短。
19.【解答】解:(1)实验过程中应采用控制变量法,由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中还应控制水的质量和初温相等;
(2)为保证用火焰的外焰加热,且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁,所以先安装下面器材,再安装上面器材,便于调节器材间的距离;
(3)用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水,由表中数据可知,用煤油加热的水温度升的高,则说明煤油燃烧放出的热量多,煤油的热值大;
(4)燃料燃烧放出的热量,通过热传递的方式使物体的内能增大。
(5)要测量煤油的热值,需要知道煤油和被加热水的质量,所以需要天平测量煤油和水的质量,除了图中装置外,小明还要使用的测量仪器是天平。
故答案为:(1)质量; (2)自下而上;(3)煤油;(4)热传递;(5)天平。
20.【解答】解:
(1)组装实验仪器时,应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的部分,使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热,然后再固定图中的部分,这样可以避免重复调整;
(2)在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油,分别加热相同的时间,比较水和煤油升高的温度的大小得出结论;实验中需要测量水与煤油的加热时间,需要用到秒表;
(3)实验中要用相同的热加热,由图可知,该电路为串联电路,电流相同,则需要控制电阻值相同,即;(4)若用水代替煤油实验,相同质量的水和煤油,吸收相同热量时,水的比热容大,则水升高的温度低,温度计示数变化较小,实验效果不明显。
故答案为:(1);(2)温度变化量;秒表;(3);(4)比热容。
21.【解答】解:(1)根据比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,故研究对象煤油和食用油除应满足初温相同外,还要求质量相同;
(2)根据转换法,通过加热时间的长短来比较吸热多少,如图,除装置图中的器材外,还需要的一种器材是秒表和天平;
(3)根据转换法,实验中煤油和食用油吸热多少是通过加热时间来反映的;
(4)对比三次所收集到的实验数据发现:若煤油和食用油加热相同时间,如,食用油升高,煤油升高的温度不到,故煤油和食用油加热相同时间,食用油升高的温度高;
二者在每次升高相同的温度时,煤油加热时间长,故煤油需要吸收的热量多,根据比较吸热能力的第一种方法,最终可得出的实验结论是:煤油的吸热能力大于食用油的吸热能力;
(5)由(1)知此实验用到了控制变量法,由(2)(3)知此实验用到了转换法。
故答案为:(1)质量;(2)秒表;天平;(3)加热时间;(4)食用油;煤油;煤油的吸热能力大于食用油的吸热能力;(5)控制变量法(转换法)。
22.【解答】解:(1)由图丙所示温度计可知,其分度值为,示数为,则水的沸点为;水的沸点随气压的降低而降低,在一标准大气压下水的沸点是,此时水的沸点为,则实验时的大气压小于一个标准大气压;
(2)水与另一种液体质量相同、吸收的热量相等而升高的温度不同,说明不同物质的吸热能力不同,为此引入比热容这个物理量;
(3)一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度的乘积之比,叫做这种物质的比热容,比热容用符号表示,它的单位是;
(4)水沸腾时,液体没有沸腾,该实验还可以说明:在气压相同时,不同液体的沸点不同。
故答案为:(1)98;小于;(2)不同;(3)质量与升高温度;(4)在气压相同时,不同液体的沸点不同。
四.计算题
23.【解答】解:(1)当水箱装满水,水的体积,
由可得,水的质量:
,
水吸收的热量:
△;
(2)在经济耗油量下沿直线匀速行驶实际用油:
;
汽油完全燃烧放出热量:
,
汽车所做的功:
,
由可得,汽车行驶的时间:
,
则汽车的实际功率:
。
答:(1)水需要吸收的热量为;
(2)汽车消耗汽油;此时汽车的功率为。
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