2024年山东中考物理模拟题分类---热与能
展开1.(2021•金乡县一模)根据表格中数据,下列说法不正确的是( )
A.质量、初温都相同的铁块和铜块,放出相同的热量后,将两个金属块靠在一起,铁块会向铜块传热
B.体积、初温都相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后,将两个金属块靠在﹣起,铁块会向铝块传热
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
D.给等质量的铜块和铝块加热,它们吸收热量多少与升高的温度的关系可用图像表示(如图),其中图像b表示的是铜块
2.(2022•惠民县模拟)如图中有关能量转化说法正确的是( )
A.甲是把机械能转为内能,内能在增加
B.乙是把机械能转化为内能,内能在减少
C.甲与丁都是内能转化为机械能
D.甲与丙都是内能转化为机械能
3.(2023•罗庄区二模)温度、热量和内能是热学中重要的物理量,关于它们的说法正确的是( )
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
4.(2022•济南二模)关于如图所示的四个演示实验现象,下列说法中不正确的是( )
A.如图甲:墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越快
B.如图乙:两个铅块没有被拉开,说明分子间存在相互作用的引力
C.如图丙:用力推入活塞,活塞内的水很难被压缩,说明液体内部有压强
D.如图丁:水与酒精混合时,总体积比预计的要小,说明分子之间有空隙
5.(2022•济南一模)2022春节期间,济南市全域全时段禁售、禁燃、禁放烟花爆竹。燃放鞭炮实质上是鞭炮内的化学物质发生爆燃,产生高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程。这个过程和热机哪个工作冲程的原理相似( )
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
6.(2022•临沂二模)2022年3月29日,首型固体捆绑中型运载火箭长征六号改的成功发射,标志着我国新一代运载火箭家族再添新成员。火箭发射时的能量转化,与四冲程汽油机的哪个冲程相同( )
A.B.
C.D.
7.(2023•兖州区一模)如图1和2所示是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的两组实验装置。下列关于这两组实验的说法正确的是( )
A.每组实验中,烧杯中物质的质量均应相等
B.每组实验中,都可以根据温度计示数的变化来比较杯中物质吸热的多少
C.如图1所示实验中,沙子吸热升温快,说明沙子吸热能力强
D.如图2所示实验中,必须控制酒精和碎纸片燃烧相同时间
8.(2021•肥城市模拟)下列关于热机的描述中:①热机是燃料燃烧放出的化学能转化成机械能的机器;②在汽油机的压缩冲程中,机械能转化成内能;③热机的效率越高,做同样多的功消耗的燃料越少;④燃料的热值越大,热机的效率越高。
A.只有①③正确B.只有②④正确C.只有①④正确D.只有②③正确
9.(2021•罗庄区模拟)下列说法正确的是( )
A.汽油机的压缩冲程,汽缸内的混合物内能增加,温度升高
B.燃料燃烧放出的热量越多,它的热值就越大
C.物体温度降低得越多,放出的热量越多
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
10.(2022•泰安一模)下列说法中正确的是( )
A.由于水的比热容大,工厂里的冷却塔常用水作为冷却剂
B.0℃的冰比0℃的水具有内能少
C.锯木头时锯条会变热,是通过热传递的方式改变物体内能的
D.用火炉烧水,水的温度升高,是通过做功的方式改变物体内能的
11.(2023•莱阳市模拟)关于热现象和内能,下列说法正确的是( )
A.温度低的物体,其内能不一定小
B.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
C.铁块很难被压缩,这是因为分子间只存在斥力
D.暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
12.(2023•莱阳市模拟)如图是课本上的几个重要实验,其中分析不正确的是( )
A.图甲,雪糕周围的“白气”是空气遇冷液化形成的
B.图乙,研究流体压强与流速关系,是固定机翼飞机产生升力的原因
C.图丙,做托里拆利实验时如果将试管顶端a处开一个孔,管内水银不会从a流出
D.图丁对物体做功其内能会增加,与内燃机压缩冲程能量转化形式相同
13.(2023•临沂模拟)位于临沂市中心城区的沂蒙湖是山东省首个国家水利风景区,1.6万亩的水面碧波荡漾,对市区气温起到了一定的调节作用,这是因为水的( )
A.密度大B.比热容大C.流动性大D.热值大
14.(2023•罗庄区二模)小米粥、鸡蛋和油条,成为早餐桌上的“三剑客”!煮鸡蛋的过程中包含的物理知识正确的是( )
A.天然气燃烧越充分,其热值越大
B.水沸腾后,把火调小,是为了降低水的沸点
C.煮鸡蛋是通过热传递的方式使鸡蛋的内能增加
D.锅一般是用铝制造的,主要是利用了铝的比热容较大的性质
15.(2021•市中区三模)水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活生产服务,下列事例中与水的比热容有关的应用是( )
A.撒盐融雪
B.人工降雨
C.洒水降温
D.热水取暖
16.(2023•泰安三模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.冰比水感觉更冷,因为冰的内能比水的内能少
B.物体温度升高,内能一定增加,但不一定是吸收了热量
C.青少年不宜大量食用巧克力,是因为巧克力含有的热量较多
D.冰熔化时吸热温度保持不变,内能也不变
二.填空题(共8小题)
17.(2021•曹县模拟)菏泽“传统名吃”吊炉烧饼,其制作精良、用料考究、外酥里嫩,香酥可口,远近闻名。刚出炉的热腾腾的烧饼香味扑鼻而来,这是由于分子的 造成的;刚出炉很烫手是通过 方式增加手的内能。
18.(2021•德州模拟)在生活中我们要勤洗手,用洗手液洗手时会闻到一股香味,这是 ;新型冠状病毒对热敏感,在56℃的环境中30分钟就可以被灭活,所以我们对于日常生活中使用毛巾、餐具等要进行高温消毒,这是利用 的方式改变了物体的内能。
19.(2021•广饶县模拟)中医拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图示方法迅速将火罐按到皮肤上。一段时间后,罐内气体的内能 ,这是通过 来改变罐内气体内能的;由于罐内气体压强 外部大气压,从而使火罐紧紧吸附在皮肤上。
20.(2023•莱阳市模拟)如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比 (选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的 (选填“A”或“B”)图中的能量转化是一致的。若一台四冲程柴油机,飞轮转速为3000r/min,若气缸在做功冲程中,每次做功400J,每秒钟对外做功 J。
21.(2021•威海二模)质量为2.8kg的干木柴完全燃烧,所放出的热量为 J,如果这些热量的50%被初温为20℃,质量为80kg的水吸收,则水的温度将升高到 ℃。[已知:干木柴的热值为1.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
22.(2023•周村区二模)如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出,在这个过程中,水蒸气的内能转化为塞子的 能。图 (选填“甲”或“乙”)中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。已知汽油的热值是4.6×107J/kg,完全燃烧1g汽油,放出的热量是 J。
23.(2023•成武县校级四模)如图所示,2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空。火箭使用偏二甲肼作燃料,其热值是4.2×107J/kg。若完全燃烧2kg的偏二甲肼,放出的热量全部被质量为500kg温度为20℃的水吸收,则水的温度能够上升 ℃。2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱载着三名航天员成功返回地球,返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能,使返回舱表面温度升高。
24.(2023•张店区一模)近来,淄博烧烤火出圈,“坐高铁去撸串”等话题不断在社交平台刷屏。烤肉时空气中弥漫着肉香味,这是 现象;肉烤熟是通过 的方式改变其内能的。烧烤的主要燃料是木炭,已知它的热值是3.4×107J/kg,200g木炭完全燃烧放出的热量是 J。
三.实验探究题(共2小题)
25.(2021•兰陵县一模)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(图中用虚线形表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)实验前,按 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。
(2)实验中两种液体吸热的多少可通过 (填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示,分析图象可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, 吸收的热量较多:质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, 升温较高。
(4)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质,则应选择 液体。
26.(2022•东明县二模)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 两图进行实验;需要的测量器材如图所示:还需秒表和
②不同物质吸热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
③如图丁,若液体B的比热容是4.0×103J/(kg•℃),液体A的比热容是 J/(kg•℃)。
四.计算题(共2小题)
27.(2022•费县二模)如图所示的汽车总质量为1150kg,以72km/h的速度匀速行驶100km,若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍,每个轮胎与路面的接触面积0.05m2.求:
(1)汽车对路面压强为多少?(g取10N/kg)
(2)汽车行驶过程中克服阻力做了多少功?其功率为多少?
(3)若该汽车热机的效率为25%,如果不考虑热机其他的能量损失,汽油热值为4.6×107J/kg,则该汽车行驶10km过程中需要汽油质量为多少千克?
28.(2023•宁津县三模)在一个标准大气压下,用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾,燃烧了0.5kg的焦炭,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),焦炭的热值为3.0×107J/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量;
(3)炉子烧水的效率。
2024年山东中考物理模拟题分类---热与能
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.(2021•金乡县一模)根据表格中数据,下列说法不正确的是( )
A.质量、初温都相同的铁块和铜块,放出相同的热量后,将两个金属块靠在一起,铁块会向铜块传热
B.体积、初温都相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后,将两个金属块靠在﹣起,铁块会向铝块传热
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
D.给等质量的铜块和铝块加热,它们吸收热量多少与升高的温度的关系可用图像表示(如图),其中图像b表示的是铜块
【考点】比热容的概念及其计算.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】B
【分析】利用公式Q=cmΔt可以判断出在Q、m相同的情况下,c越大的物质,温度变化越明显。而热传递是热量从温度高的物体转移给温度低的物体,因此判断了物体的末温后,就可判断热传递的方向。
【解答】解:
A.质量、初温都相同的铁块和铜块,放出了相同的热量后,根据公式Δt=可知,比热容越大的物质,温度变化越不明显。由表格信息可知,c铁>c铜,Δt铁<Δt铜,由于两者初温相同,则铁的末温比铜的末温高,故热量会从铁块传递给铜块,故A正确;
B.体积相同的铁块和铝块,结合表中信息根据m=ρV可知,铁块和铝块的质量之比为79:27;
由表中信息可知,铁块和铝块的比热容之比为0.46×103J/(kg•℃):0.88×103J/(kg•℃)=23:44;
二者吸收相同的热量,则===,
解得Δt铁:Δt铝=1188:1817,则Δt铁<Δt铝;
因初温相同,则可知二者的末温t铁<t铝,所以将它们靠在一起,铝块会向铁块传热,故B错误;
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,由Q=cmΔt可知,升高温度之比为:
==。故C正确;
D.由Q=cmΔt可知,物质吸收热量多少与升高的温度比值为:
,
等质量的铜块和铝块,由于c铝>c铜,则:
,
所以其中图像b表示铜块,a图像表示铝块,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查学生对Q=cmΔt公式的理解和应用。
2.(2022•惠民县模拟)如图中有关能量转化说法正确的是( )
A.甲是把机械能转为内能,内能在增加
B.乙是把机械能转化为内能,内能在减少
C.甲与丁都是内能转化为机械能
D.甲与丙都是内能转化为机械能
【考点】四冲程内燃机的工作过程;做功改变物体内能.
【专题】应用题;比热容、热机、热值.
【答案】D
【分析】做功的实质是将一种形式的能转化为另一种形式的能,根据图示分析其中的能量转化。
【解答】解:甲:对试管内的水加热,使其温度升高,内能增大,当内能增大到一定程度,就把塞子推出来,即内能转化成机械能。
乙:活塞压缩棉花做功,使其内能增大,机械能转化成内能。
丙:汽油瞬间燃烧,产生高温高压燃气,燃气推动活塞做功,内能转化成机械能。
丁:对气体做功,气体内能增加,将机械能转化为内能;
故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】此题结合图示实验考查了能量转化关系,知道做功可以改变物体的内能。
3.(2023•罗庄区二模)温度、热量和内能是热学中重要的物理量,关于它们的说法正确的是( )
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
【考点】四冲程内燃机的工作过程;燃料的热值及其计算;温度、热量与内能的关系;物体内能的改变.
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】B
【分析】(1)燃料燃烧放出的热量与燃料的热值、质量和燃烧程度有关;
(2)内能的大小跟质量、温度、状态有关;晶体熔化过程吸收热量,温度不变;
(3)做功和热传递都可以改变物体的内能,且是等效的;
(4)内燃机的压缩冲程,机械能转化为内能。
【解答】解:A、燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、完全燃烧的质量有关,只凭热值大小无法判断燃料燃烧放出热量的多少,故A错误;
B、一块0℃的冰熔化成0℃的水后,吸收热量,温度不变,内能增加,故B正确;
C、物体的内能增加,可能是外界对物体做了功,也可能是物体从外界吸收了热量,故C错误;
D、内燃机的压缩冲程,活塞压缩气缸内物质,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了温度、内能和热量的关系及内燃机的四个冲程,是一道综合题。
4.(2022•济南二模)关于如图所示的四个演示实验现象,下列说法中不正确的是( )
A.如图甲:墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越快
B.如图乙:两个铅块没有被拉开,说明分子间存在相互作用的引力
C.如图丙:用力推入活塞,活塞内的水很难被压缩,说明液体内部有压强
D.如图丁:水与酒精混合时,总体积比预计的要小,说明分子之间有空隙
【考点】分子动理论的基本观点.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【答案】C
【分析】分子动理论内容:物质由及其微小的分子或原子构成;分子总在不停地做无规则运动,温度越高分子热运动越剧烈;分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:A、红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈,故A正确;
B、两个铅块没有被重物拉开说明分子间存在引力,斥力同时存在,表现为引力,故B正确;
C、用力推入活塞,活塞内的水很难被压缩,说明分子间存在斥力,故C错误;
D、水与酒精混合时,总体积比预计的要小,说明分子之间有空隙,故D正确。
故选:C。
【点评】理解分子动理论内容,可解答此题。
5.(2022•济南一模)2022春节期间,济南市全域全时段禁售、禁燃、禁放烟花爆竹。燃放鞭炮实质上是鞭炮内的化学物质发生爆燃,产生高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程。这个过程和热机哪个工作冲程的原理相似( )
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
【考点】四冲程内燃机的工作过程.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】C
【分析】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;压缩冲程中将机械能转化为内能;做功冲程中将内能转化为机械能。
【解答】解:高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程是将内能转化为机械能;在热机的做功冲程中,内能转化为机械能,所以与热机的做功冲程的原理相似,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了能量的转化、热机的工作过程,属于基础题。
6.(2022•临沂二模)2022年3月29日,首型固体捆绑中型运载火箭长征六号改的成功发射,标志着我国新一代运载火箭家族再添新成员。火箭发射时的能量转化,与四冲程汽油机的哪个冲程相同( )
A.B.
C.D.
【考点】四冲程内燃机的工作过程.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)改变物体内能的方法:热传递、做功;
(2)热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程是机械能转化为内能。做功冲程是内能转化为机械能。
【解答】解:火箭发射时,是内能转化为机械能;
A中两个气门关闭,活塞下行,是做功冲程,内能转化为机械能;B中两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程,是机械能转化为内能;C中排气门打开、活塞上行,是排气冲程,没有能量的转化,D中进气门打开,活塞下行,是吸气冲程,没有能量的转化,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了内燃机的工作原理、能量的转化,属于基础题。
7.(2023•兖州区一模)如图1和2所示是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的两组实验装置。下列关于这两组实验的说法正确的是( )
A.每组实验中,烧杯中物质的质量均应相等
B.每组实验中,都可以根据温度计示数的变化来比较杯中物质吸热的多少
C.如图1所示实验中,沙子吸热升温快,说明沙子吸热能力强
D.如图2所示实验中,必须控制酒精和碎纸片燃烧相同时间
【考点】燃料的热值及其计算;实验 比较不同物质吸热的情况.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)为比较不同燃料燃烧放出的热量大小,要用质量相等的不同燃料,加热质量相等的同种液体,液体升温越高、吸热越多,燃料放出的热量越多,燃料的热值越大;
(2)探究“不同物质吸热升温现象”,需要用相同的加热装置,燃烧相同的燃料(根据转换法,确保相同时间放出的热量相同),加热相同的时间,比较质量和初温相同的液体升高的温度。
【解答】解:A、根据比较不同燃料燃烧放出的热量大小和探究“不同物质吸热升温现象”两实验的要求,容器中被加热物质的质量都要相同,故A正确;
B、图1探究“不同物质吸热升温现象”实验时,根据加热时间来比较杯中物质吸热的多少,故B错误;
C、如图1所示实验中,沙子吸热升温快,说明沙子吸热能力弱,故C错误;
D、如图2所示实验中,必须是酒精和碎纸片烧尽,不需要控制酒精和碎纸片燃烧相同时间,故D错误。
故选:A。
【点评】本题将“比较不同燃料燃烧放出的热量大小”和探究“不同物质吸热升温现象”两个实验作比较,考查相同和不同之处及转换法和控制变量法,为易错题。
8.(2021•肥城市模拟)下列关于热机的描述中:①热机是燃料燃烧放出的化学能转化成机械能的机器;②在汽油机的压缩冲程中,机械能转化成内能;③热机的效率越高,做同样多的功消耗的燃料越少;④燃料的热值越大,热机的效率越高。
A.只有①③正确B.只有②④正确C.只有①④正确D.只有②③正确
【考点】热机;四冲程内燃机的工作过程;热机的效率;机械效率的大小比较.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)利用燃料燃烧获得的内能来工作的机器叫热机;
(2)在汽油机的压缩冲程中,机械能转化为内能;
(3)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,叫做热机的效率;
(4)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
【解答】解:①热机是燃料燃烧获得的内能转化成机械能的机器,故①错误;
②在汽油机的压缩冲程中,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,故②正确;
③热机效率越高,做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大,即在做有用功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多,故③正确;
④热机的效率是指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,1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值,热机的效率与燃料的热值无关,故④错误;
所以正确的有②③。
故选:D。
【点评】理解热机以及热机的效率的定义,明确内燃机压缩冲程和做功冲程中能量转化,可解答此题。
9.(2021•罗庄区模拟)下列说法正确的是( )
A.汽油机的压缩冲程,汽缸内的混合物内能增加,温度升高
B.燃料燃烧放出的热量越多,它的热值就越大
C.物体温度降低得越多,放出的热量越多
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【考点】燃料的热值及其计算;温度、热量与内能的关系;热传递的概念与方式;四冲程内燃机的工作过程.
【专题】应用题;分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)对物体做功(克服摩擦、压缩气体),物体的温度升高、内能增大。
(2)热值时燃料的一种特性,与热量的多少无关。
(3)改变物体内能的方式有做功和热传递;在外界没有做功的条件下,物体温度降低的越多,放出的热量越多。
(4)热传递的条件是存在温度差;热传递的方向是从高温物体到低温物体。
【解答】解:
A、汽油机的压缩冲程,对气缸内的混合物做功,使其温度升高、内能增大,故A正确;
B、热值只跟燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧、是否容易燃烧、放出热量的多少等无关,故B错误;
C、只有在没有对外界做功的情况下,同一物体温度降得越多,放出的热量就越多,故C错误;
D、发生热传递的条件是两物体有温度差,热量从温度高的物体传递到温度低的物体,内能大的物体的温度不一定高,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对热传递条件、热值、放热公式和汽油机的工作原理,综合性较强,难度不大。
10.(2022•泰安一模)下列说法中正确的是( )
A.由于水的比热容大,工厂里的冷却塔常用水作为冷却剂
B.0℃的冰比0℃的水具有内能少
C.锯木头时锯条会变热,是通过热传递的方式改变物体内能的
D.用火炉烧水,水的温度升高,是通过做功的方式改变物体内能的
【考点】比热容解释简单的自然现象;内能的概念;热传递改变物体内能;做功改变物体内能.
【专题】应用题;分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)因为水的比热容较大:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(2)内能是物体的所有分子做无规则运动的动能与分子势能的总和,内能的大小与物体的温度和质量有关;
(3)改变物体内能有两种方式:做功和热传递。
【解答】解:A、因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以工厂里的冷却大多用水作冷却物质,故A正确;
B、相同质量的0℃的冰和0℃的水相比,0℃的水具有的内能较多,冰熔化成水时要吸热,0℃的水具有较多的内能,冰和水的质量不同,无法比较其内能的多少,故B错误;
C、锯木头时锯条发烫,摩擦生热,属于做功改变物体内能,故C错误;
D、用火烧水,水的温度升高,是通过热传递的方式改变物体内能的,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查水的比热容大的应用、内能的概念及改变物体内能的方式,结合生活实际解决问题。
11.(2023•莱阳市模拟)关于热现象和内能,下列说法正确的是( )
A.温度低的物体,其内能不一定小
B.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
C.铁块很难被压缩,这是因为分子间只存在斥力
D.暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
【考点】比热容解释简单的自然现象;分子间的作用力;温度、热量与内能的关系;热传递的概念与方式.
【专题】应用题;分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)内能是物体内所有做热运动的分子的动能和分子势能的总和。不同物体的内能不但和物体的温度有关,还与物体的质量有关。
(2)热传递的条件是物体之间或物体的不同部分之间有温度差,高温物体将能量向低温物体传递,直至各物体温度相同。
(3)固体、液体很难被压缩是因为分子间存在斥力;分子间的引力和斥力同时存在。
(4)水的比热容较大,质量相同的水和其它物质相比,升高相同的温度,水吸热多。
【解答】解:A、同物体的内能不但和物体的温度有关,还与物体的质量有关,所以在物体质量不一定的情况下,温度低的物体,内能不一定小,故A正确;
B、热传递的条件是有温度差,如果内能小的物体温度高于内能大的物体,热量也会从内能小的物体传递给内能大的物体,故B错误;
C、分子间存在相互作用的引力和斥力,由于分子间存在斥力,铁块等固体很难被压缩,故C错误;
D、暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大,质量相同的水和其它物质相比,降低相同的温度,水放热多,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查的是分子动理论、内能、热传递条件、水的比热容大等知识的应用,体现了从生活走向物理,从物理走向社会的新课程理念。
12.(2023•莱阳市模拟)如图是课本上的几个重要实验,其中分析不正确的是( )
A.图甲,雪糕周围的“白气”是空气遇冷液化形成的
B.图乙,研究流体压强与流速关系,是固定机翼飞机产生升力的原因
C.图丙,做托里拆利实验时如果将试管顶端a处开一个孔,管内水银不会从a流出
D.图丁对物体做功其内能会增加,与内燃机压缩冲程能量转化形式相同
【考点】做功改变物体内能;液化及液化的放热特点;大气压强的测量方法;流体压强与流速的关系.
【专题】应用题;分子热运动、内能;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)水蒸气遇冷发生液化,形成“白气”;
(2)流体压强与流速有关,流体流速越大的位置,压强越小;
(3)做托里拆利实验时如果将试管顶端开一个孔,则玻璃管与水银槽形成连通器;
(4)压缩气体做功,将机械能转化为内能;内燃机压缩冲程中将机械能转化为内能。
【解答】解:A、图甲,雪糕周围的“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B、图乙,向乒乓球中间吹气,中间气体流速大、压强小,两侧气体流速小、压强大,产生向中间的压强差,利用了流体压强与流速的关系;固定机翼飞机产生升力也是利用了流体压强与流速的关系,故B正确;
C、图丙,做托里拆利实验时如果将试管顶端a处开一个孔,玻璃管与水银槽形成连通器,管内水银不会从a流出,而是会下落到与水银槽中液面相平,故C正确;
D、图丁,对物体做功其内能会增加,与内燃机压缩冲程能量转化形式相同,都是将机械能转化为内能,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了对液化现象、流体压强与流速的关系、托里拆利实验、做功与物体内能的改变等的理解与应用,有一定综合性。
13.(2023•临沂模拟)位于临沂市中心城区的沂蒙湖是山东省首个国家水利风景区,1.6万亩的水面碧波荡漾,对市区气温起到了一定的调节作用,这是因为水的( )
A.密度大B.比热容大C.流动性大D.热值大
【考点】比热容解释简单的自然现象.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】B
【分析】水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少。
【解答】解:沂蒙湖水多,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,对周围气温起到很好的调节作用。
故选:B。
【点评】本题考查了水的比热容大的应用,属于基础题。
14.(2023•罗庄区二模)小米粥、鸡蛋和油条,成为早餐桌上的“三剑客”!煮鸡蛋的过程中包含的物理知识正确的是( )
A.天然气燃烧越充分,其热值越大
B.水沸腾后,把火调小,是为了降低水的沸点
C.煮鸡蛋是通过热传递的方式使鸡蛋的内能增加
D.锅一般是用铝制造的,主要是利用了铝的比热容较大的性质
【考点】燃料的热值及其计算;沸腾及沸腾条件;热传递改变物体内能;比热容的概念及其计算.
【专题】常规题型;其他综合题;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)热值是燃料的一种特性,其大小与燃料的种类有关,而与燃料的燃烧情况无关;
(2)水沸腾的特点:吸收热量,温度不变;
(3)做功和热传递可以改变物体的内能;
(4)金属的物质,一般都具有良好的导热性。
【解答】解:A、热值是燃料的一种特性,而与燃料的燃烧情况无关,所以天然气燃烧越充分,但是其热值不变,故A错误;
B、水沸腾后,把火调小,水的温度不变,是为了节约能源,故B错误;
C、煮鸡蛋时,鸡蛋从锅里吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变鸡蛋的内能,故C正确;
D、锅一般是用铝制造的,主要是利用铝具有良好的导热性的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查燃料的热值、改变物体的内能的方式、液体沸腾的特点等知识,是一道综合题,难度不大。
15.(2021•市中区三模)水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活生产服务,下列事例中与水的比热容有关的应用是( )
A.撒盐融雪
B.人工降雨
C.洒水降温
D.热水取暖
【考点】比热容解释简单的自然现象.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】D
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
【解答】解:A、其它条件相同时,在积雪上撒盐是在雪中掺入杂质,积雪的熔点会降低,即熔点低于当地气温,使雪熔化,确保交通的畅通,与水的比热容无关,故A不符合题意;
B、人工降雨,是干冰(固体二氧化碳)迅速的吸热升华成二氧化碳,使周围的温度降低,水蒸气凝结成小水滴,形成降雨,与水的比热容无关,故B不符合题意;
C、炎热的夏天,往地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度。与水的比热容无关,故C不符合题意;
D、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以让流动的热水流过散热器来供暖,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了影响熔点的因素、升华和蒸发吸热、水的比热容大的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点问题。
16.(2023•泰安三模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.冰比水感觉更冷,因为冰的内能比水的内能少
B.物体温度升高,内能一定增加,但不一定是吸收了热量
C.青少年不宜大量食用巧克力,是因为巧克力含有的热量较多
D.冰熔化时吸热温度保持不变,内能也不变
【考点】温度、热量与内能的关系.
【专题】应用题;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)温度是表示物体冷热程度的物理量;影响物体内能大小的因素有质量、温度、状态等;
(2)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;
(3)热量是一个过程量,不能说含有多少热量,只能说吸收热量或放出热量;
(4)晶体熔化时吸收热量,其内能增大,但温度不变。
【解答】解:
A、冰比水感觉更冷,是因为冰的温度比水的温度低;影响物体内能大小的因素有质量、温度、状态等,因为不知道冰和水的质量关系,所以不能比较它们的内能大小,故A错误;
B、物体的温度升高时,其内能一定增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B正确;
C、热量是一个过程量,不能说物体“含有”热量;青少年不宜大量食用巧克力,是因为在质量相同时巧克力提供的能量更多,容易导致肥胖,故C错误;
D、冰是晶体,熔化时要吸收热量,其内能增大,但温度不变,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了内能、温度与热量之间的关系,是一道综合题。
二.填空题(共8小题)
17.(2021•曹县模拟)菏泽“传统名吃”吊炉烧饼,其制作精良、用料考究、外酥里嫩,香酥可口,远近闻名。刚出炉的热腾腾的烧饼香味扑鼻而来,这是由于分子的 无规则运动 造成的;刚出炉很烫手是通过 热传递 方式增加手的内能。
【考点】分子的热运动;热传递改变物体内能.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【答案】无规则运动;热传递。
【分析】(1)不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象,叫扩散,扩散现象说明:分子在不停地做无规则运动;
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功。
【解答】解:刚出炉的热腾腾的烧饼香味扑鼻而来,这是扩散现象,说明分子在不停做无规则运动;
刚出炉的烧饼很烫手,手从烧饼上吸收了热量,是通过热传递方式增加了手的内能。
故答案为:无规则运动;热传递。
【点评】本题考查了扩散现象、分子运动及热传递改变物体内能,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
18.(2021•德州模拟)在生活中我们要勤洗手,用洗手液洗手时会闻到一股香味,这是 扩散现象 ;新型冠状病毒对热敏感,在56℃的环境中30分钟就可以被灭活,所以我们对于日常生活中使用毛巾、餐具等要进行高温消毒,这是利用 热传递 的方式改变了物体的内能。
【考点】热传递改变物体内能;分子的热运动.
【专题】应用题;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】扩散现象;热传递
【分析】①不同的物质相互接触时,分子彼此进入对方的现象,叫扩散,扩散现象说明:分子在不停地做无规则运动,温度越高分子无规则运动越剧烈;
②做功和热传递都可以改变物体的内能,热传递改变物体的内能是能量的转移,做功改变物体的内能是能量的转化。
【解答】解:
(1)用洗手液洗手时会闻到一股香味,这是香味分子发生了扩散现象,是由于分子在做不停地无规则运动造成的;
(2)对日常生活中使用的毛巾、餐具之类的物品进行高温消毒,这些物体吸收热量,温度升高,内能改变,是通过热传递的方式改变了物体的内能;
故答案为:扩散现象;热传递。
【点评】本题考查了分子的无规则运动、改变物体内能的方法,属于基础知识的考查;要养成平时对观察、多思考的好习惯。
19.(2021•广饶县模拟)中医拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图示方法迅速将火罐按到皮肤上。一段时间后,罐内气体的内能 减少 ,这是通过 热传递 来改变罐内气体内能的;由于罐内气体压强 小于 外部大气压,从而使火罐紧紧吸附在皮肤上。
【考点】热传递改变物体内能.
【专题】应用题;分子热运动、内能;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】减少;热传递;小于
【分析】改变内能的方法有两种:做功和热传递;根据内外气压的大小关系分析。
【解答】解:由于罐内气体的温度高,所以罐内气体会放出热量,一段时间后,罐内气体的内能变小,这是通过热传递的方式来改变罐内气体内能的;
由于罐内气体的温度降低,罐内的压强会变小,小于外部大气压,从而使火罐紧紧吸附在皮肤上。
故答案为:减少;热传递;小于。
【点评】本题考查了改变内能的方法、大气压的应用,属于基础题。
20.(2023•莱阳市模拟)如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比 变低 (选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的 A (选填“A”或“B”)图中的能量转化是一致的。若一台四冲程柴油机,飞轮转速为3000r/min,若气缸在做功冲程中,每次做功400J,每秒钟对外做功 10000 J。
【考点】有关热机的计算;做功改变物体内能.
【专题】定量思想;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】变低;A;10000。
【分析】(1)对物体做功时,物体的内能会增大,物体对外做功时,其内能会减小;内燃机在压缩冲程中,将机械能转化为内能;在做功冲程中,将内能转化为机械能;
(2)内燃机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,且知道每次做功的多少,进而算出每秒钟对外做的功。
【解答】解:
(1)气球内的气体向外喷出时,气体对外做功,将内能转化为机械能,所以球内气体的内能减小、温度降低,则它喷气的嘴部温度和原来相比变低了;
如图A,进气门和排气门都关闭,活塞向下运行,高温高压的燃气推动活塞做功,因此是做功冲程,也是将内能转化为机械能,即图甲中发生的能量转化与图乙的A图中的能量转化相同;
(2)四冲程柴油机飞轮的转速是3000r/min=50r/s,表示每秒钟飞轮转动50圈,因为飞轮每转动2圈,对外做功1次,则该柴油机每秒钟对外做功25次,
已知每次做功400J,则每秒钟对外做的功:W=25×400J=10000J。
故答案为:变低;A;10000。
【点评】此题主要考查了做功改变物体的内能、能量的转化以及有关热机的简单计算,是一道基础题。
21.(2021•威海二模)质量为2.8kg的干木柴完全燃烧,所放出的热量为 3.36×107 J,如果这些热量的50%被初温为20℃,质量为80kg的水吸收,则水的温度将升高到 70 ℃。[已知:干木柴的热值为1.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【考点】燃料的热值及其计算;能量的利用效率;热量的计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)已知干木柴的热值和质量,根据Q=mq求出完全燃烧2.8kg的干木柴能放出的热量;
(2)利用效率公式η=计算水吸收的热量,再根据Q吸=cmΔt的变形式求出水升高温度。
【解答】解:(1)干木柴放出的热量:Q放=m干木柴q=2.8kg×1.2×107J/kg=3.36×107J;
(2)由η=得,
水吸收的热量:Q吸=Q放η=3.36×107J×50%=1.68×107J,
由Q吸=cmΔt得,
水升高的温度为:Δt===50℃;
则水的末温为50℃+20℃=70℃。
故答案为:3.36×107;70。
【点评】本题利用了公式Q放=mq、Q吸=cmΔt和η=进行计算,关键是注意“升高到”和“升高”的区别,这个也是容易出错的地方。
22.(2023•周村区二模)如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出,在这个过程中,水蒸气的内能转化为塞子的 机械 能。图 乙 (选填“甲”或“乙”)中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。已知汽油的热值是4.6×107J/kg,完全燃烧1g汽油,放出的热量是 4.6×104 J。
【考点】四冲程内燃机的工作过程;燃料的热值及其计算;内能的利用及其意义.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】机械;乙;4.6×104
【分析】(1)在汽油机的四冲程中,做功冲程是内能转化为机械能的冲程,试管内水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
(2)已知汽油的热值和质量,根据Q放=mq求这些汽油完全燃烧放出的热量。
【解答】解:用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气对塞子做功,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能;
图甲中进气门关闭、排气门打开,活塞由下向上运动,是排气冲程,没有能量的转化;
图乙中进气门、排气门关闭,火花塞点火,活塞由上向下运动,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;
完全燃烧1g汽油放出的热量:Q放=mq=1×10﹣3kg×4.6×107J/kg=4.6×104J。
故答案为:机械;乙;4.6×104。
【点评】本题主要考查对四冲程汽油机能量转化、热量的计算,难度不大。
23.(2023•成武县校级四模)如图所示,2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空。火箭使用偏二甲肼作燃料,其热值是4.2×107J/kg。若完全燃烧2kg的偏二甲肼,放出的热量全部被质量为500kg温度为20℃的水吸收,则水的温度能够上升 40 ℃。2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱载着三名航天员成功返回地球,返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,通过 做功 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能,使返回舱表面温度升高。
【考点】热平衡方程的应用;做功改变物体内能.
【专题】分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】40;做功。
【分析】(1)知道偏二甲肼的质量和热值,利用Q=mq可求得偏二甲肼完全燃烧时放出的热量;知道水吸收的热量、水的质量、水的比热容,根据吸热公式Q吸=cmΔt求水的温度升高值;
(2)做功和热传递可以改变物体的内能。
【解答】解:(1)偏二甲肼完全燃烧时放出的热量Q放=m′q=2kg×4.2×107J/kg=8.4×107J;
水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×107J;
由Q吸=cmΔt可得,Δt===40℃。
(2)返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,克服摩擦做功,这是通过做功的方式改变内能,使返回舱表面温度升高。
故答案为:40;做功。
【点评】该题以火箭发射为问题背景,考查热量的计算以及改变物体内能的方式等,是一道常考题。
24.(2023•张店区一模)近来,淄博烧烤火出圈,“坐高铁去撸串”等话题不断在社交平台刷屏。烤肉时空气中弥漫着肉香味,这是 扩散 现象;肉烤熟是通过 热传递 的方式改变其内能的。烧烤的主要燃料是木炭,已知它的热值是3.4×107J/kg,200g木炭完全燃烧放出的热量是 6.8×106 J。
【考点】燃料的热值及其计算;扩散现象;热传递改变物体内能.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】扩散;热传递;6.8×106。
【分析】(1)扩散现象:不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象;
(2)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;
(3)根据Q放=mq求木炭完全燃烧放出的热量。
【解答】解:在烤肉时空气中弥漫着“肉香”味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动;
改变物体内能的方式有热传递和做功,食物烤熟是通过热传递方式增加了食物的内能。
木炭完全燃烧放出的热量为:
Q放=mq=0.2kg×3.4×107J/kg=6.8×106J。
故答案为:扩散;热传递;6.8×106。
【点评】本题主要考查扩散现象和改变内能的方式以及燃料完全燃烧放出热量公式的掌握和运用,难度不大。
三.实验探究题(共2小题)
25.(2021•兰陵县一模)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(图中用虚线形表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)实验前,按 自下而上 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。
(2)实验中两种液体吸热的多少可通过 加热时间 (填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示,分析图象可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, A 吸收的热量较多:质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, B 升温较高。
(4)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质,则应选择 A 液体。
【考点】实验 比较不同物质吸热的情况.
【专题】控制变量法;转换法;比热容、热机、热值;探究型实验综合题;实验基本能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据用酒精灯的外焰加热确定实验器材调试的顺序,从而确保一次调试到位;
(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(3)根据图乙分析回答;
(4)使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强,据此确定哪种物质的吸热能力强,根据Q=cmΔt分析。
【解答】解:(1)因用酒精灯的外焰加热,故实验前,按自下而上的顺序组装器材;
(2)根据转换法,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较;
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,A加热时间长,故A吸收的热量较多;
质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,即加热时间相同,B升温较高;
(4)因质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,A吸热多,A的吸热能力强,比热容大,
根据Q=cmΔt,质量相同的A、B液体降低相同的温度,A放热多,故从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择A。
故答案为:(1)自下而上;(2)加热时间;(3)A;B;(4)A。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
26.(2022•东明县二模)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 甲、乙 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 温度计上升示数 来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 甲、丙 两图进行实验;需要的测量器材如图所示:还需秒表和 天平
②不同物质吸热的多少是通过 加热时间 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
③如图丁,若液体B的比热容是4.0×103J/(kg•℃),液体A的比热容是 2.0×103 J/(kg•℃)。
【考点】燃料的热值及其计算;实验 比较不同物质吸热的情况.
【专题】探究题;探究型实验综合题.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)比较不同燃料的燃烧值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应;
(2)①比较不同物质吸热升温的特点,应控制燃料相同而吸热物质不同;物质吸收热量的多少可以通过加热时间来反应;
根据实验中要测量的量确定所用的器材;
②使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
③由图丁可知升高相同的温度加热时间的关系,即B吸收热量与A的关系,根据c=,求液体A的比热容。
【解答】解:
比较不同燃料的热值,应选择不同的燃料加热相同的物质,即用甲、乙两图进行实验;质量相同的水,温度变化越大,说明吸收热量越多,所以实验中通过温度计示数来表示燃料放出热量的多少;
(2)①比较不同物质吸热升温的特点,应控制燃料相同而吸热物质不同,应选择甲、丙两图进行实验;
因要测量温度的变化和控制不同物质质量相同及控制加热时间,测量温度的工具为温度计,测量质量的工具是天平,测时间的工具为秒表故需要的测量器材:温度计和天平及秒表;
②不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;
③如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,由图可以看出,A温度升高80℃用10分钟,B温度液体升高80℃用20分钟,升高相同的温度,B吸收热量是A的2倍,根据c=,在质量和升高温度相同的情况下,比热容c与Q成正比,故液体A的比热容是:
cA=×4.0×103J/(kg•℃)=2.0×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)甲、乙;温度计上升示数;(2)①甲、丙;天平;②加热时间;③2.0×103。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、测量工具的判断、转换法的应用和比较吸热能力的方法、c=的运用,为热学中的重要实验。
四.计算题(共2小题)
27.(2022•费县二模)如图所示的汽车总质量为1150kg,以72km/h的速度匀速行驶100km,若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍,每个轮胎与路面的接触面积0.05m2.求:
(1)汽车对路面压强为多少?(g取10N/kg)
(2)汽车行驶过程中克服阻力做了多少功?其功率为多少?
(3)若该汽车热机的效率为25%,如果不考虑热机其他的能量损失,汽油热值为4.6×107J/kg,则该汽车行驶10km过程中需要汽油质量为多少千克?
【考点】热机的效率;压强的计算;功率的计算及公式的应用.
【专题】其他综合题;应用能力.
【答案】(1)汽车对路面压强为5.75×104Pa;
(2)汽车行驶过程中克服阻力做了1.15×108J的功,其功率为2.3×104W;
(3)该汽车行驶10km过程中需要的汽油质量为1kg。
【分析】(1)汽车对路面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积等于四个轮胎与地面接触的总面积,根据p=求出汽车对路面的压强;
(2)根据f=0.1G求出汽车行驶过程中受到的阻力,根据W=fs求出克服阻力做的功,根据v=求出汽车行驶的时间,利用P=求出汽车克服阻力做功的功率;
(3)利用η=×100%求出需要完全燃烧汽车释放的热量,利用Q放=mq求出消耗汽油的质量。
【解答】解(1)汽车对路面的压力:
F=G=mg=1150kg×10N/kg=11500N,
受力面积:
S=4×0.05m2=0.2m2,
汽车对地面的压强:
p===5.75×104Pa;
(2)汽车受到的阻力:
f=0.1G=0.1×11500N=1150N,
汽车行驶过程中克服阻力做的功:
W=fs=1150N×100×103m=1.15×108J,
由 v=可得,汽车行驶的时间:
t===h=5000s,
汽车行驶过程中克服阻力做功的功率:
P===2.3×104W;
(3)汽车行驶10km过程中克服阻力做的功:
W1=fs=1150N×10×103m=1.15×107J,
不考虑热机其他的能量损失,由 η=得,需要完全燃烧汽油产生的热量:
Q放===4.6×107J,
由Q放=mq可得,需要汽油的质量:
m′===1kg。
答:(1)汽车对路面压强为5.75×104Pa;
(2)汽车行驶过程中克服阻力做了1.15×108J的功,其功率为2.3×104W;
(3)该汽车行驶10km过程中需要的汽油质量为1kg。
【点评】本题考查了重力公式、压力定义式、做功公式、功率公式、速度公式、效率公式以及燃料完全燃烧释放热量公式的综合应用,涉及到的知识点较多,综合性强,有一定的难度。
28.(2023•宁津县三模)在一个标准大气压下,用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾,燃烧了0.5kg的焦炭,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),焦炭的热值为3.0×107J/kg。求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量;
(3)炉子烧水的效率。
【考点】热量的计算;能量的利用效率.
【专题】计算题;比热容、热机、热值;能源的利用与发展.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容和水的温度变化,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)知道焦炭的热值和质量,根据Q放=mq求出焦炭完全燃烧释放的热量;
(3)水吸收的热量和焦炭完全燃烧放出热量的比值即为炉子烧水的效率。
【解答】解:(1)一个标准大气压下水的沸点为100℃,即需将水加热至100℃,
水吸收的热量:
Q吸=cm水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(100℃﹣20℃)=3.36×106J;
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量:
Q放=mq=0.5kg×3.0×107J/kg=1.5×107J;
(3)炉子烧水的效率:
η=×100%=×100%=22.4%。
答:(1)水吸收的热量是3.36×106J;
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是1.5×107J;
(3)炉子烧水的效率是22.4%。
【点评】本题考查学生对吸热公式和燃料燃烧放出热量公式、能量利用率公式的理解与运用,是一道较为简单的计算题。
物质
铁
铝
铜
煤油
ρ/(kg•m﹣3)
7.9×103
2.7×103
8.9×103
0.8×103
c/[J/(kg•℃)]
0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
物质
铁
铝
铜
煤油
ρ/(kg•m﹣3)
7.9×103
2.7×103
8.9×103
0.8×103
c/[J/(kg•℃)]
0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
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