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沪粤版初中物理九年级第十二章素养综合测试卷课件
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第十二章 素养综合测试卷(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题3分,共24分)1. (2024广东中山期末,6,★☆☆)2023年10月31日,神舟十六号返回舱进入大气 层,与大气摩擦形成高温“火球”进入黑障区(如图)。下列改变内能的方式,与 “火球”的形成相同的是 ( ) A. 用柴火把壶中的水烧开 B. 反复锤打铁片,铁片变热C. 热鸡蛋放在冷水中冷却 D. 炒菜时,铁锅热得烫手B解析 “火球”的形成是返回舱进入大气层,与大气层剧烈摩擦产生高温形 成的,是克服摩擦做功,使机械能转化为内能。用柴火把壶中的水烧开、热鸡蛋 放在冷水中冷却、炒菜时铁锅热得烫手,都是通过热传递来改变物体的内能,A、C、D不合题意;反复锤打铁片,铁片变热,是通过做功使物体的内能增大,温度升高,将机械能转化为内能,B符合题意。2. (2024安徽合肥期末,11,★☆☆)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( )A. 我们不敢大口咬热气腾腾的汤包,是因为汤包含有的热量多B. 晶体熔化时继续吸热,温度保持不变,但内能增加C. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递D. 物体温度一旦降到0 ℃,那么物体的内能就变为零B解析 我们不敢大口咬热气腾腾的汤包,是因为汤包的温度高,热量是一个 过程量,不能说含有多少热量,A错误;正在熔化的冰块吸收热量,内能增大,但温 度不变,B正确;发生热传递的条件是有温度差,热量自发地从温度高的物体传向 温度低的物体,内能的大小与物体的质量、温度和状态有关,内能小的物体可能 温度高,所以内能小的物体也可以将热量传递给内能大的物体,C错误;内能和温 度有关,任何物体都有内能,D错误。3. (2024广西来宾期中,3,★☆☆)仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确 的是 ( )A. 甲杯中水的内能多B. 乙杯中水的内能多C. 甲杯和乙杯中水的内能一样多D. 无法判断B解析 由图可知,甲杯和乙杯中水的质量相同,但乙杯中水的温度高于甲杯, 因为在质量相同的情况下,物体的温度越高,物体的内能越大,所以乙杯中水的内 能大。4. (新独家原创,★☆☆)北京时间2024年2月23日19时30分, 我国在文昌航天发射场使用长征五号遥七运载火箭,成功将通信技术试验卫星 十一号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。长征五号遥 七运载火箭用液氢作为主要燃料是利用液氢具有 ( )A. 较大的比热容 B. 较高的热值C. 较小的密度 D. 较低的沸点B解析 火箭采用液态氢作为火箭的主要燃料,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时,可以放出更多的热量。5. (教材变式·P38图片,★☆☆)如图所示为四冲程式内燃机工作示意图,下列说 法正确的是 ( )A. 一个工作循环的正确顺序是:丁、甲、乙、丙B. 乙图所示冲程是汽车获得动力的冲程C. 甲图所示冲程是将内能转化为机械能D. 乙图所示冲程是化学能转化为内能C解析 甲图:气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲 程;乙图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程;丙图:进气门关 闭,排气门打开,活塞向上运行,是排气冲程;丁图:进气门打开,排气门关闭,活塞向 下运行,是吸气冲程。热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲 程、排气冲程,即丁、乙、甲、丙,A错误;乙图是压缩冲程,将机械能转化为内 能,不是汽车获得动力的冲程,B、D错误;甲图是做功冲程,将内能转化为机械能, C正确。6. (2024山西太原期末,9,★☆☆)在沿海地区,炎热、晴朗的天气 里常常出现“海陆风”,如图所示的风向形成在 ( ) A. 陆地的比热容大于海水的比热容时B. 海洋上方的空气温度升高,密度变大时C. 白天陆地温度高于海水温度时D. 夜晚海水温度高于陆地温度时D解析 水的比热容比泥土、沙石的大,白天太阳照射时,水面温度上升得慢, 陆地温度上升得快,热空气上升,冷空气补充,风从海面吹向陆地,形成海风;晚上, 气温下降,水面温度下降得慢,温度高一些,热空气上升,此时地面附近的空气从 陆地吹向海洋,形成陆风,故出现如图所示风向时,通常发生在夜晚,且海水温度 较高。7. (2024安徽合肥五十中期末,14,★★☆)为了比较A、B两种液体的吸热能力,小 亮用完全相同的加热装置对质量分别为100 g和400 g的A、B两液体进行加热 (不计热量损失),根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图 像信息,下列说法中正确的是 ( )A. A、B两液体在0~8 min内吸收的热量之比为5∶1B. A、B两液体的比热容之比为1∶2C. B液体的吸热能力比A液体的强D. A液体比B液体更适合作发动机的冷却液D解析 用相同的加热器加热,在相同时间内,加热器放出的热量相同,则两种 液体吸收的热量相同,所以在0~8 min内,A、B两液体吸收的热量相同,吸收的热 量之比为1∶1,A错误;由图像可知,在0~8 min内,A液体温度升高了ΔtA=40 ℃-20 ℃=20 ℃,B液体温度升高了ΔtB=30 ℃-20 ℃=10 ℃。根据c= 可得,A、B两液体的比热容之比为: = = = = =2∶1,B错误;B液体的比热容比A液体的比热容小,所以B液体的吸热能力比A液体的弱,C错误;由于A液体的比热容比B液体的比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和升高的温度相同时,A液体吸收的热量比B液体吸收的热量多,A液体比B液体更适合作发动机的冷却液,D正确。8. (2023广东广州越秀期中,5,★★☆)如图所示为甲、乙、丙三台使用不同燃料 的热机完全燃烧1 kg燃料所释放的内能和热机输出机械能的二维柱状图。三台 热机的转速和效率始终保持不变。根据图中的信息,下列选项正确的是 ( ) CA. 丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低B. 在燃料完全燃烧放出相同热量时,乙输出的机械能比甲少C. 在输出的机械能相同时,丙比乙消耗更多燃料D. 三台热机中,甲使用的燃料热值最大,效率最高解析 假设纵坐标轴的单位长度为1,由公式η= ×100%可得,甲的效率为η甲= ×100%= ×100%= 25%， 乙的效率为η乙= ×100%= ×100%=50%，丙的效率为η丙= ×100%= ×100%= 25%。可见,三台热机中,乙的效率最高,甲、丙的效率相同,A、D错误;在燃料完全燃烧放出相同热量时,乙输出的机械能比甲多,B错误;在输出的机械能相同时,丙比乙消耗更多燃料,C正确。9. (2024广东潮州期末,8,★☆☆)如图所示,一只瓶子,内装一些铁屑,我们既可以 通过振荡,也可以通过加热,使铁屑的温度升高、内能增大。从改变物体内能的 方法来看,前者是通过 的方式,后者是通过 的方式来增大铁屑 的内能。如果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变,能否确定采用 了什么方法改变了铁屑的内能? (选填“能”或“不能”)。 二、填空题(每空2分,共32分)做功热传递不能解析 使铁屑内能增加的方法:①通过振荡,对瓶子和铁屑做功,将机械能转化为 内能,使铁屑的内能增加,温度升高;②将装铁屑的瓶子加热,铁屑的温度升高,这 是通过热传递的方式改变铁屑的内能;如果没有看到内能改变的过程,单凭铁屑 温度的升高,不能判断出具体的方法,因为做功与热传递两种方式对改变物体的 内能是等效的。10. (2024安徽合肥包河期末,3,★☆☆)我国古代劳动人民发明的取火器模型,如图所示。先把干燥的艾绒固定在木制推杆的前端, 然后将木制推杆迅速推入牛角套筒,在这个过程中 (填写能量转化的关系)从而使杆前端的艾绒温度升高达到艾绒的着火点,艾绒便燃烧起 来。机械能转化为内能解析 木制推杆迅速推入牛角套筒时,机械能转化为内能,使筒内空气的内能增 大,温度升高,达到艾绒的着火点。11. (2024广东惠州七中月考,9,★☆☆)煤油的热值为4.6×107 J/kg,1 kg的煤油当 它燃烧不充分时,热值 ;若这1 kg的煤油倒掉一半,热值 (前两 空均选填“变大”“变小”或“不变”)。酒精的热值为3.0×107 J/kg,当它们完 全燃烧放出相同的热量,燃烧 的质量更多。解析 热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与质量多少、是否燃烧、是否 完全燃烧都没有关系,故煤油的热值不变;由Q=mq可知,当放出相同的热量时,酒 精的热值小于煤油的热值,所以完全燃烧酒精的质量更多。不变不变酒精12. (2024广东珠海期末,11,★☆☆)小海想买电暖气或热水袋,他查阅资料发现电 暖气里的工作物质是油不是水,好处之一是油的比热容比水 (选填“大” 或“小”),加热时升温 (选填“快”或“慢”);热水袋充入的是水不是油, 是因为在相同条件下,水可以放出更 (选填“多”或“少”)的热量。解析 油的比热容比水的比热容小,根据公式Q=cmΔt知,质量相等的油和水,吸 收相同的热量时,油升高的温度高,所以电暖气里的工作物质是油而不是水;因为 水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量 较多,所以热水袋中装热水取暖。小快多13. (2024广东佛山顺德期末,10,★☆☆)如图是汽油机的做功冲程示意图,此冲程 活塞往 (选填“上”或“下”)运动,将内能转化为 能。汽油机的效 率越高,在做功同样多的情况下,就消耗越 (选填“多”或“少”)的汽 油。 解析 汽油机做功冲程中,活塞往下运动,将内能转化为机械能;热机效率是指有 效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,因此汽油机的效率越高,在做 功同样多的情况下消耗的汽油越少。下机械少14. (2024广东佛山期末,10,★★☆)如图所示,加热使试管中水沸腾,软木塞被冲 出。该实验的原理与内燃机的 冲程相似。某台单缸四冲程柴油机飞 轮的转速为1 800 r/min,在1 s内柴油机完成 个冲程。通常汽油机的效 率比柴油机的效率 (选填“高”或“低”)。 做功60低解析 在塞子被冲出的过程中,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减小,转化为塞 子的机械能,此过程的能量转化关系是内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程 类似;飞轮转速为1 800 r/min=30 r/s,因单缸四冲程柴油机的一个工作循环包括 四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,故柴油机每秒内飞轮转动30周,完成60个 冲程;汽油机是点燃式,压缩冲程压缩的程度不大,内能转化为机械能的效率较 低,因此通常汽油机的效率比柴油机的效率低。15. (2023广东中山期末,18,★★☆)如图所示是探究“不同物质的吸热能力”的 实验装置,取质量均为200 g、初温均为20 ℃的甲、乙两种液体,分别倒入两个 完全相同的烧杯中,再用相同的电加热器加热,实验数据记录如表格所示。 三、实验探究题(共12分)(1)分析表格数据可得,当它们升高相同的温度时, (选填“甲”或 “乙”)液体需要吸收的热量更多。(2)若在这两种液体中选出一种液体作为冷却剂,则 (选填“甲”或 “乙”)液体的冷却效果更好。(3)若其中一种液体是水,则另一种液体的比热容为 J/(kg·℃),这种液体 在0~40 s的时间内吸收的热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]乙乙 2.1×103 8.4×103解析 (1)(2)分析表中数据可知,当它们从20 ℃升高到30 ℃时,甲液体用时20 s, 乙液体用时40 s,所以当升高相同的温度时,乙液体的加热时间长,乙液体需要吸 收的热量多,乙液体的吸热本领强,比热容大,所以若在这两种液体中选择一种作 为汽车发动机的冷却剂,乙液体的冷却效果更好;(3)水的比热容大,所以乙液体为 水,根据Q=cmΔt可知,在质量相同、升高温度相同时,液体的比热容之比等于它 们吸收的热量之比,所以c甲∶c乙=Q甲∶Q乙=1∶2,所以甲液体的比热容为c甲=c乙= ×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃);由表中数据可知,甲液体在0~40 s的时间内升高的温度为20 ℃,所以吸收的热量为Q=c甲mΔt=2.1×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×20 ℃=8.4×103 J。16. (2024江西赣州章贡期中,16,★★☆)(16分)小红在实验室利用电加热器加热, 完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所 示)。实验时,冰的质量为0.5 kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容 为4.2×103 J/(kg ℃)。求: 四、计算题(共32分)(1)根据图线求CD段水吸收的热量。(2)AB段冰吸收的热量。(3)冰的比热容。(4)冰在熔化过程中吸收的热量。解析 (1)CD段水吸收的热量:Q吸水=c水m(t水- )=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(20 ℃-0 ℃)=4.2×104 J;(2)由题知,相同时间内水和冰吸收的热量相同,AB段冰吸热时间为CD段水吸热 时间的一半,所以AB段冰吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即Q吸冰= Q吸水= ×4.2×104 J=2.1×104 J;(3)AB段冰升高的温度Δt冰=0 ℃-(-20 ℃)=20 ℃,由Q=cmΔt可得冰的比热容:c冰= = =2.1×103 J/(kg·℃);(4)冰熔化过程持续了40 min,等于CD段所用时间的4倍,则冰熔化过程吸收的热 量:Q吸=4Q吸水=4×4.2×104 J=1.68×105 J。17. (2024山西太原期末,22,★★★)(16分)氢气-汽 油发动机轿车可自由切换两种燃料工作。某司机驾驶上述轿车沿平直公路按 如图所示的两个阶段、由甲地至相距250 km的乙地,出发时油箱内汽油的质量 为8 kg。阶段一:使用氢燃料从甲地出发,以图示速度匀速行驶1 h到达丙地的过 程中,轿车消耗了0.8 kg氢;阶段二:从丙地开始,切换汽油燃料,轿车仍以原速度匀 速行驶,此过程中发动机的效率为30%。设轿车全程所受牵引力恒定为800 N,燃 料热值分别取q氢=1.5×108 J/kg,q汽油=4.5×107 J/kg。请你计算: 对应目标编号P93 03002(1)0.8 kg氢完全燃烧放出的热量;(2)通过计算说明轿车最终能否到达乙地。解析 (1)0.8 kg氢完全燃烧放出的热量为:Q放=m氢q氢=0.8 kg×1.5×108 J/kg=1.2×108 J。(2)轿车以25 m/s的速度匀速行驶1 h到达丙地,甲地到丙地的距离为:s1=vt=25 m/s×3 600 s=90 000 m=90 km。则丙地到乙地的距离为s2=s-s1=250 km-90 km=160 km=1.6×105 m;完全燃烧8 kg汽油放出的热量: =m汽油q汽油=8 kg×4.5×107 J/kg=3.6×108 J。由η= ×100%得,在使用汽油的情况下,汽车所做的有用功:W=η =30%×3.6×108 J=1.08×108 J;轿车沿平直公路匀速行驶时,轿车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力,大小相 等,即F=f=800 N。由W=Fs可知,汽车在此阶段能行驶的路程:s3= = =1.35×105 m<1.6×105 m,所以轿车不能到达乙地。
第十二章 素养综合测试卷(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题3分,共24分)1. (2024广东中山期末,6,★☆☆)2023年10月31日,神舟十六号返回舱进入大气 层,与大气摩擦形成高温“火球”进入黑障区(如图)。下列改变内能的方式,与 “火球”的形成相同的是 ( ) A. 用柴火把壶中的水烧开 B. 反复锤打铁片,铁片变热C. 热鸡蛋放在冷水中冷却 D. 炒菜时,铁锅热得烫手B解析 “火球”的形成是返回舱进入大气层,与大气层剧烈摩擦产生高温形 成的,是克服摩擦做功,使机械能转化为内能。用柴火把壶中的水烧开、热鸡蛋 放在冷水中冷却、炒菜时铁锅热得烫手,都是通过热传递来改变物体的内能,A、C、D不合题意;反复锤打铁片,铁片变热,是通过做功使物体的内能增大,温度升高,将机械能转化为内能,B符合题意。2. (2024安徽合肥期末,11,★☆☆)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( )A. 我们不敢大口咬热气腾腾的汤包,是因为汤包含有的热量多B. 晶体熔化时继续吸热,温度保持不变,但内能增加C. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递D. 物体温度一旦降到0 ℃,那么物体的内能就变为零B解析 我们不敢大口咬热气腾腾的汤包,是因为汤包的温度高,热量是一个 过程量,不能说含有多少热量,A错误;正在熔化的冰块吸收热量,内能增大,但温 度不变,B正确;发生热传递的条件是有温度差,热量自发地从温度高的物体传向 温度低的物体,内能的大小与物体的质量、温度和状态有关,内能小的物体可能 温度高,所以内能小的物体也可以将热量传递给内能大的物体,C错误;内能和温 度有关,任何物体都有内能,D错误。3. (2024广西来宾期中,3,★☆☆)仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确 的是 ( )A. 甲杯中水的内能多B. 乙杯中水的内能多C. 甲杯和乙杯中水的内能一样多D. 无法判断B解析 由图可知,甲杯和乙杯中水的质量相同,但乙杯中水的温度高于甲杯, 因为在质量相同的情况下,物体的温度越高,物体的内能越大,所以乙杯中水的内 能大。4. (新独家原创,★☆☆)北京时间2024年2月23日19时30分, 我国在文昌航天发射场使用长征五号遥七运载火箭,成功将通信技术试验卫星 十一号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。长征五号遥 七运载火箭用液氢作为主要燃料是利用液氢具有 ( )A. 较大的比热容 B. 较高的热值C. 较小的密度 D. 较低的沸点B解析 火箭采用液态氢作为火箭的主要燃料,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时,可以放出更多的热量。5. (教材变式·P38图片,★☆☆)如图所示为四冲程式内燃机工作示意图,下列说 法正确的是 ( )A. 一个工作循环的正确顺序是:丁、甲、乙、丙B. 乙图所示冲程是汽车获得动力的冲程C. 甲图所示冲程是将内能转化为机械能D. 乙图所示冲程是化学能转化为内能C解析 甲图:气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲 程;乙图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程;丙图:进气门关 闭,排气门打开,活塞向上运行,是排气冲程;丁图:进气门打开,排气门关闭,活塞向 下运行,是吸气冲程。热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲 程、排气冲程,即丁、乙、甲、丙,A错误;乙图是压缩冲程,将机械能转化为内 能,不是汽车获得动力的冲程,B、D错误;甲图是做功冲程,将内能转化为机械能, C正确。6. (2024山西太原期末,9,★☆☆)在沿海地区,炎热、晴朗的天气 里常常出现“海陆风”,如图所示的风向形成在 ( ) A. 陆地的比热容大于海水的比热容时B. 海洋上方的空气温度升高,密度变大时C. 白天陆地温度高于海水温度时D. 夜晚海水温度高于陆地温度时D解析 水的比热容比泥土、沙石的大,白天太阳照射时,水面温度上升得慢, 陆地温度上升得快,热空气上升,冷空气补充,风从海面吹向陆地,形成海风;晚上, 气温下降,水面温度下降得慢,温度高一些,热空气上升,此时地面附近的空气从 陆地吹向海洋,形成陆风,故出现如图所示风向时,通常发生在夜晚,且海水温度 较高。7. (2024安徽合肥五十中期末,14,★★☆)为了比较A、B两种液体的吸热能力,小 亮用完全相同的加热装置对质量分别为100 g和400 g的A、B两液体进行加热 (不计热量损失),根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图 像信息,下列说法中正确的是 ( )A. A、B两液体在0~8 min内吸收的热量之比为5∶1B. A、B两液体的比热容之比为1∶2C. B液体的吸热能力比A液体的强D. A液体比B液体更适合作发动机的冷却液D解析 用相同的加热器加热,在相同时间内,加热器放出的热量相同,则两种 液体吸收的热量相同,所以在0~8 min内,A、B两液体吸收的热量相同,吸收的热 量之比为1∶1,A错误;由图像可知,在0~8 min内,A液体温度升高了ΔtA=40 ℃-20 ℃=20 ℃,B液体温度升高了ΔtB=30 ℃-20 ℃=10 ℃。根据c= 可得,A、B两液体的比热容之比为: = = = = =2∶1,B错误;B液体的比热容比A液体的比热容小,所以B液体的吸热能力比A液体的弱,C错误;由于A液体的比热容比B液体的比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和升高的温度相同时,A液体吸收的热量比B液体吸收的热量多,A液体比B液体更适合作发动机的冷却液,D正确。8. (2023广东广州越秀期中,5,★★☆)如图所示为甲、乙、丙三台使用不同燃料 的热机完全燃烧1 kg燃料所释放的内能和热机输出机械能的二维柱状图。三台 热机的转速和效率始终保持不变。根据图中的信息,下列选项正确的是 ( ) CA. 丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低B. 在燃料完全燃烧放出相同热量时,乙输出的机械能比甲少C. 在输出的机械能相同时,丙比乙消耗更多燃料D. 三台热机中,甲使用的燃料热值最大,效率最高解析 假设纵坐标轴的单位长度为1,由公式η= ×100%可得,甲的效率为η甲= ×100%= ×100%= 25%， 乙的效率为η乙= ×100%= ×100%=50%，丙的效率为η丙= ×100%= ×100%= 25%。可见,三台热机中,乙的效率最高,甲、丙的效率相同,A、D错误;在燃料完全燃烧放出相同热量时,乙输出的机械能比甲多,B错误;在输出的机械能相同时,丙比乙消耗更多燃料,C正确。9. (2024广东潮州期末,8,★☆☆)如图所示,一只瓶子,内装一些铁屑,我们既可以 通过振荡,也可以通过加热,使铁屑的温度升高、内能增大。从改变物体内能的 方法来看,前者是通过 的方式,后者是通过 的方式来增大铁屑 的内能。如果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变,能否确定采用 了什么方法改变了铁屑的内能? (选填“能”或“不能”)。 二、填空题(每空2分,共32分)做功热传递不能解析 使铁屑内能增加的方法:①通过振荡,对瓶子和铁屑做功,将机械能转化为 内能,使铁屑的内能增加,温度升高;②将装铁屑的瓶子加热,铁屑的温度升高,这 是通过热传递的方式改变铁屑的内能;如果没有看到内能改变的过程,单凭铁屑 温度的升高,不能判断出具体的方法,因为做功与热传递两种方式对改变物体的 内能是等效的。10. (2024安徽合肥包河期末,3,★☆☆)我国古代劳动人民发明的取火器模型,如图所示。先把干燥的艾绒固定在木制推杆的前端, 然后将木制推杆迅速推入牛角套筒,在这个过程中 (填写能量转化的关系)从而使杆前端的艾绒温度升高达到艾绒的着火点,艾绒便燃烧起 来。机械能转化为内能解析 木制推杆迅速推入牛角套筒时,机械能转化为内能,使筒内空气的内能增 大,温度升高,达到艾绒的着火点。11. (2024广东惠州七中月考,9,★☆☆)煤油的热值为4.6×107 J/kg,1 kg的煤油当 它燃烧不充分时,热值 ;若这1 kg的煤油倒掉一半,热值 (前两 空均选填“变大”“变小”或“不变”)。酒精的热值为3.0×107 J/kg,当它们完 全燃烧放出相同的热量,燃烧 的质量更多。解析 热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与质量多少、是否燃烧、是否 完全燃烧都没有关系,故煤油的热值不变;由Q=mq可知,当放出相同的热量时,酒 精的热值小于煤油的热值,所以完全燃烧酒精的质量更多。不变不变酒精12. (2024广东珠海期末,11,★☆☆)小海想买电暖气或热水袋,他查阅资料发现电 暖气里的工作物质是油不是水,好处之一是油的比热容比水 (选填“大” 或“小”),加热时升温 (选填“快”或“慢”);热水袋充入的是水不是油, 是因为在相同条件下,水可以放出更 (选填“多”或“少”)的热量。解析 油的比热容比水的比热容小,根据公式Q=cmΔt知,质量相等的油和水,吸 收相同的热量时,油升高的温度高,所以电暖气里的工作物质是油而不是水;因为 水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量 较多,所以热水袋中装热水取暖。小快多13. (2024广东佛山顺德期末,10,★☆☆)如图是汽油机的做功冲程示意图,此冲程 活塞往 (选填“上”或“下”)运动,将内能转化为 能。汽油机的效 率越高,在做功同样多的情况下,就消耗越 (选填“多”或“少”)的汽 油。 解析 汽油机做功冲程中,活塞往下运动,将内能转化为机械能;热机效率是指有 效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,因此汽油机的效率越高,在做 功同样多的情况下消耗的汽油越少。下机械少14. (2024广东佛山期末,10,★★☆)如图所示,加热使试管中水沸腾,软木塞被冲 出。该实验的原理与内燃机的 冲程相似。某台单缸四冲程柴油机飞 轮的转速为1 800 r/min,在1 s内柴油机完成 个冲程。通常汽油机的效 率比柴油机的效率 (选填“高”或“低”)。 做功60低解析 在塞子被冲出的过程中,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减小,转化为塞 子的机械能,此过程的能量转化关系是内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程 类似;飞轮转速为1 800 r/min=30 r/s,因单缸四冲程柴油机的一个工作循环包括 四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,故柴油机每秒内飞轮转动30周,完成60个 冲程;汽油机是点燃式,压缩冲程压缩的程度不大,内能转化为机械能的效率较 低,因此通常汽油机的效率比柴油机的效率低。15. (2023广东中山期末,18,★★☆)如图所示是探究“不同物质的吸热能力”的 实验装置,取质量均为200 g、初温均为20 ℃的甲、乙两种液体,分别倒入两个 完全相同的烧杯中,再用相同的电加热器加热,实验数据记录如表格所示。 三、实验探究题(共12分)(1)分析表格数据可得,当它们升高相同的温度时, (选填“甲”或 “乙”)液体需要吸收的热量更多。(2)若在这两种液体中选出一种液体作为冷却剂,则 (选填“甲”或 “乙”)液体的冷却效果更好。(3)若其中一种液体是水,则另一种液体的比热容为 J/(kg·℃),这种液体 在0~40 s的时间内吸收的热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]乙乙 2.1×103 8.4×103解析 (1)(2)分析表中数据可知,当它们从20 ℃升高到30 ℃时,甲液体用时20 s, 乙液体用时40 s,所以当升高相同的温度时,乙液体的加热时间长,乙液体需要吸 收的热量多,乙液体的吸热本领强,比热容大,所以若在这两种液体中选择一种作 为汽车发动机的冷却剂,乙液体的冷却效果更好;(3)水的比热容大,所以乙液体为 水,根据Q=cmΔt可知,在质量相同、升高温度相同时,液体的比热容之比等于它 们吸收的热量之比,所以c甲∶c乙=Q甲∶Q乙=1∶2,所以甲液体的比热容为c甲=c乙= ×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃);由表中数据可知,甲液体在0~40 s的时间内升高的温度为20 ℃,所以吸收的热量为Q=c甲mΔt=2.1×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×20 ℃=8.4×103 J。16. (2024江西赣州章贡期中,16,★★☆)(16分)小红在实验室利用电加热器加热, 完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所 示)。实验时,冰的质量为0.5 kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容 为4.2×103 J/(kg ℃)。求: 四、计算题(共32分)(1)根据图线求CD段水吸收的热量。(2)AB段冰吸收的热量。(3)冰的比热容。(4)冰在熔化过程中吸收的热量。解析 (1)CD段水吸收的热量:Q吸水=c水m(t水- )=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(20 ℃-0 ℃)=4.2×104 J;(2)由题知,相同时间内水和冰吸收的热量相同,AB段冰吸热时间为CD段水吸热 时间的一半,所以AB段冰吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即Q吸冰= Q吸水= ×4.2×104 J=2.1×104 J;(3)AB段冰升高的温度Δt冰=0 ℃-(-20 ℃)=20 ℃,由Q=cmΔt可得冰的比热容:c冰= = =2.1×103 J/(kg·℃);(4)冰熔化过程持续了40 min,等于CD段所用时间的4倍,则冰熔化过程吸收的热 量:Q吸=4Q吸水=4×4.2×104 J=1.68×105 J。17. (2024山西太原期末,22,★★★)(16分)氢气-汽 油发动机轿车可自由切换两种燃料工作。某司机驾驶上述轿车沿平直公路按 如图所示的两个阶段、由甲地至相距250 km的乙地,出发时油箱内汽油的质量 为8 kg。阶段一:使用氢燃料从甲地出发,以图示速度匀速行驶1 h到达丙地的过 程中,轿车消耗了0.8 kg氢;阶段二:从丙地开始,切换汽油燃料,轿车仍以原速度匀 速行驶,此过程中发动机的效率为30%。设轿车全程所受牵引力恒定为800 N,燃 料热值分别取q氢=1.5×108 J/kg,q汽油=4.5×107 J/kg。请你计算: 对应目标编号P93 03002(1)0.8 kg氢完全燃烧放出的热量;(2)通过计算说明轿车最终能否到达乙地。解析 (1)0.8 kg氢完全燃烧放出的热量为:Q放=m氢q氢=0.8 kg×1.5×108 J/kg=1.2×108 J。(2)轿车以25 m/s的速度匀速行驶1 h到达丙地,甲地到丙地的距离为:s1=vt=25 m/s×3 600 s=90 000 m=90 km。则丙地到乙地的距离为s2=s-s1=250 km-90 km=160 km=1.6×105 m;完全燃烧8 kg汽油放出的热量: =m汽油q汽油=8 kg×4.5×107 J/kg=3.6×108 J。由η= ×100%得,在使用汽油的情况下,汽车所做的有用功:W=η =30%×3.6×108 J=1.08×108 J;轿车沿平直公路匀速行驶时,轿车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力,大小相 等,即F=f=800 N。由W=Fs可知,汽车在此阶段能行驶的路程:s3= = =1.35×105 m<1.6×105 m,所以轿车不能到达乙地。
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