还剩34页未读，
继续阅读
所属成套资源：全套苏科版初中九年级物理素养综合检测课件
成套系列资料，整套一键下载
苏科版初中九年级物理第十二章机械能和内能素养综合检测机械能和内能课件
展开
这是一份苏科版初中九年级物理第十二章机械能和内能素养综合检测机械能和内能课件，共42页。
第十二章 素养综合检测机械能和内能一、选择题(每小题4分,共24分)1.(跨学科·体育与健康)(2024江苏靖江期中)在江苏省第二十届运动会青少年部女子排球赛(13-14岁组)决赛中,我市实验初中女子排球队代表泰州参加比赛勇夺亚军。如图所示是比赛中运动员发球的场景,排球离手后向上飞行时( )A.动能增大,重力势能减小B.动能增大,重力势能增大C.动能减小,重力势能减小D.动能减小,重力势能增大D解析 排球离手后在向上飞行的过程中,排球的质量不变,高 度变大,重力势能变大,速度减小,动能减小。2.(2022江苏连云港中考)关于温度、热量和内能,下列说法 正确的是 ( )A.0 ℃的冰块内能为0B.温度高的物体含有的热量多C.汽油机做功冲程汽缸内燃气的内能增加D.两个发生热传递的物体之间一定存在温度差D解析 一切物体都具有内能,故A错误;热量是一个过程量,不 能说“含有”或“具有”热量,故B错误;汽油机在做功冲程 中把内能转化为机械能,燃气的内能减小,温度降低,故C错 误;两个物体发生热传递的条件是两物体间存在温度差,故D 正确。3.(跨学科·体育与健康)(2024江苏南京南师附中树人学校期中)为了提高全校师生的身体素质,学校买回了乒乓球发球机,如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以大小相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的乒乓球,如图乙,若不计空气阻力,则下列说法正确的是( ) 甲 乙A.整个过程中,c球的运动状态不变B.三个乒乓球在运动过程中机械能不守恒C.使球落向桌面的力的施力物体是发球机D.落到桌面时三个乒乓球的动能相等 D解析 整个过程中,c球的运动方向和速度大小都发生了变 化,所以c球的运动状态改变,故A错误;由于不计空气阻力,三 个乒乓球运动过程中机械能守恒,故B错误;乒乓球受到重力 作用而下落,所以使乒乓球落向桌面的力的施力物体是地球, 故C错误;乒乓球发球机在同一高度以大小相同的初速度朝 不同方向分别发出a、b、c三个乒乓球,由于乒乓球发出时 所处的高度和速度大小都相同,则机械能是相同的;不计空气 阻力,三个乒乓球的机械能是守恒的,所以三个乒乓球到达桌 面时的机械能相同,由于高度相同,重力势能相同,则动能也相同,所以三个乒乓球落到桌面时的速度相同,D正确。4.汽油机的一个工作循环中,能量转化方式与图示“爆炸” 过程相同的是 ( )A.吸气冲程 B.压缩冲程C.做功冲程 D.排气冲程C解析 如图所示,在实验中通过做功方式将内能转化为机械 能,该过程对应着汽油机工作循环中的做功冲程,故C正确。5.(2024江苏徐州矿大附中期中)下列各物理量,不是用比值法定义的是( )A.功 B.功率 C.比热容 D.热值A解析 功等于力与力的方向上通过的距离的乘积,用公式表 示为W=Fs,没有用到比值法;功率是功与时间的比值,用公式 表示为P= ,采用了比值定义法;比热容是指某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高 (或降低)的温度的乘积之比,用公式表示为c= ,采用了比值定义法;热值是燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比, 用公式表示为q= ,采用了比值定义法。6.(新课标·质疑创新)(2024江苏南京玄武外国语学校期中)在标准大气压下,将质量为2 kg、初温为25 ℃的水加热,当水吸收6.72×105 J的热量后,水温会升高[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] ( )A.100 ℃ B.75 ℃ C.80 ℃ D.105 ℃B解析 由Q吸=cmΔt得,Δt= = =80 ℃;理论上水的末温t=Δt+t0=80 ℃+25 ℃=105 ℃,但标准大气压 下,水的沸点为100 ℃,水的温度升高到100 ℃将不再上升,则 水的实际温度会升高100 ℃-25 ℃=75 ℃。易错提醒 本题易错选C,知道水在标准大气压下的沸点为100 ℃,并且水沸腾时温度不变是正确解题的关键。二、填空题(每空2分,共30分)7.荡秋千也有学问,在越荡越高的欢乐中,享受的是激情与健身的欢欣。如图所示,小明同学在荡秋千。他从A点自由出发,经过最低点B和与A点等高的C点,到达右侧最高点D返回。经测量,D点高于A点和C点。小明到达B点时,受力 (选填“平衡”或“不平衡”),如果小明在A、C两点的姿势相同,小明在这两点的机械能总量分别为EA、EC,则EA (选填“<”“>”或“=”)EC,D点位置比A高的原因是 。小明通过做功使自身机械能增加不平衡<解析 由题意知,小明到达B点时,运动方向在改变,不是平衡 状态,受力不平衡;他从A点自由出发(初速度为0、动能为0), 经过与A点等高的C点时,重力势能等于A点时的重力势能,但 动能不为零,故在C点机械能总量比在A点的大。人在秋千 上,不靠外力做功,而秋千越荡越高,是因为荡秋千的人不断 调节重心的位置,使自身机械能增加,所以从A点到D点,人的 机械能增加,所以D点位置比A点高。8.(新独家原创)载重货车下山时,即使不踩油门,其速度也会越来越大,这是由于 (填能量转化),为了减小车速,司机要不时地踩踏刹车踏板,刹车片温度会不断升高,甚至会被烧坏,这是由于有一部分机械能转化为 。因此若是下山路途较长,汽车要经常停下来,用水龙头向车轮闸片部位喷水,这是用 的方式减小车轮闸片的内能。热传递重力势能转化为动能内能解析 载重货车下山时,即使不踩油门,其速度也会越来越 大,这是由于其重力做功,将重力势能转化为动能,动能越来 越大,速度也越来越大;踩踏刹车踏板的过程中,克服摩擦力 做功,有一部分机械能转化为内能,导致刹车片的温度不断升 高;用水龙头向车轮闸片部位喷水,这是利用水吸热,通过热 传递的方式给闸片降温。9.(2024江苏启东期中)如图所示在配有活塞且内壁光滑的厚壁玻璃筒里放团硝化棉然后迅速压下,将会看到 的现象,此实验得到的结论是对 (选填“硝化棉”或“筒内气体”)做功,它的内能会增加。硝化棉的内能是通过 方式改变的。该现象出现后松手,活塞将会 (选填“上升”“下降”或“静止”),此时能量转化关系与图2中汽油机 (选填“甲”或“乙”)工作过程一致;若某台汽油机1 s内对外做功20次,则飞轮转速是 r/min。 甲 乙图2图1硝化棉燃烧筒内气体热传递上升甲2 400解析 将活塞迅速下压,看到的现象是硝化棉燃烧;说明对筒 内气体做功,筒内气体内能增大,温度升高,压缩过程中,活塞 的机械能转化为筒内气体的内能;硝化棉的内能是通过热传 递的方式改变的;该现象出现后松手,活塞将会上行,内能转 化为机械能,甲中汽油机两个气门关闭,活塞下行,是做功冲 程,乙中汽油机两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程;故该现 象中的能量转化关系与甲工作过程一致,内能转化为机械能; 汽油机1 s内对外做功20次,即1 s内飞轮转40圈,所以飞轮的 转速是2 400 r/min。10.(跨学科·物理学与工程实践)(2024江苏如皋期中)汽车发动机常用水作为散热剂是因为水的 较大;水冷的原理是通过流动的冷却液(由水、防冻剂、添加剂组成)包裹缸套和缸头,通过 (选填“做功”或“热传递”)使发动机内能减少,温度降低。发动机的水箱内装有质量为20 kg的水,当温度升高5 ℃吸收 J的热量\[c水=4.2×103 J/(kg·℃)\]。比热容热传递 4.2×105 解析 因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较, 升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水作为散热剂,冷 却效果好;水冷的原理是冷却液从缸套和缸头吸收热量,使缸 套和缸头的温度降低,是通过热传递使发动机内能减少,温度降低;20 kg的水温度升高5 ℃吸收的热量:Q吸=c水 mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×5 ℃=4.2×105 J。三、解答题(11题10分,12题12分,13题14分,14题10分,共46分。解答第11题时应有必要的解题过程)11.小明学习了热学知识后想估算家中燃气灶烧水时的效率, 他在烧水壶中装入V=2.5 L的水,测得烧水前的水温为20 ℃, 将水加热至100 ℃,立即关闭燃气,烧水前、后燃气表的示数 变化“ΔV=0.105 m3”,他查得燃气的热值q=4×107 J/m3,水的 密度ρ=1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求:(1)水吸收的热量;(2)燃气灶烧水时的热效率。解析 (1)已知V=2.5 L=2.5 dm3=2.5×10-3 m3,m=ρV=1.0×103 kg/m3×2.5×10-3 m3=2.5 kg,加热至100 ℃的水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=8.4×105 J; (2)燃气完全燃烧放出的热量Q放=ΔVq=0.105 m3×4×107 J/m3= 4.2×106 J,燃气灶烧水时的热效率为η= ×100%= ×100%=20%。12.(新考法·分析论证)(2023江苏苏州立达中学期中)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。如图甲所示。请回答下列问题: (1)从同一高度由静止释放的目的是 , 该实验的目的是研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系。(2)该实验是通过观察 的大小,从而判断出 (选填“铁球”或“木块”)具有动能的大小。控制铁球到达水平面时的速度相同质量木块被撞后移动距离铁球(3)如图乙是“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在“魔罐”的顶 部和底部,中间系一个钩码,当将“魔罐”在实验装置的水平 面上滚出后,它能自动滚回来,请判断:“魔罐” (选 填“可能”或“不可能”)滚回初始位置;若将“魔罐”由静 止在实验装置的斜面上滚下,它也能沿斜面自动滚回来,请判 断:“魔罐” (选填“可能”或“不可能”)滚回初始位置。不可能可能解析 (1)根据实验的要求可知,从同一高度由静止释放的目 的是控制铁球到达水平面时的速度相同;实验过程中,释放高 度相同,铁球质量不同,故该实验的目的是研究铁球的动能大 小与质量的关系;(2)实验中,是通过观察木块被撞后移动距离的大小反映铁球 对木块做功的多少,从而判断铁球具有动能的大小,这是转换 法的运用;(3)“魔罐”在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中, “魔罐”的动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,弹性势能达到最大,“魔罐”开始自动往回滚动,在“魔罐”滚 回来的过程中橡皮筋的弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势 能转化为动能,在实验装置的水平面上滚出后,它能自动滚回 来,若在光滑的水平面上滚出后,它能滚回初始位置;从斜面 上滚下时,“魔罐”与斜面之间存在着摩擦力,所以“魔罐” 的机械能会减小,即一部分机械能会转化为内能,故“魔罐” 滚下来后不能滚回初始位置。13.(新考法·设计实验)(2023江苏苏州吴中期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等,都是10 g,烧杯内液体的质量和初温也相同。 甲 乙 丙 丁(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;(2)比较不同物质吸热升温的特点:①应选择 两图进行实验;②不同物质吸热的多少是通过 来反映的。甲、乙温度计示数的变化甲、丙加热时间③关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 。A.采用相同的加热方法B.烧杯中分别装入相同体积的不同液体C.使用相同的烧杯D.控制液体初温相同B④如果质量和初温均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温 度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出,a、b两种液 体的比热容之比为 。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 (选填“a”或“b”)液体。b1∶2 解析 (1)比较不同燃料的热值,要用不同的燃料,加热质量 相同的同种液体,应选择甲、乙两图进行实验;燃料完全燃烧 放出的热量,是通过温度计示数的变化来反映的。(2)比较不同物质吸热升温的特点:①需要燃烧相同的燃料, 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 初温相同的不同液体升高的温度,故选择甲、丙两图进行实 验;②根据转换法,不同物质吸热的多少是通过加热时间来反 映的;③采用相同的加热方法和使用相同的烧杯,目的是控制 不同液体吸热相同;因不同液体密度不同,根据m=ρV知,相同体积的物质的质量不同,不符合要求;由于液体蒸发的快慢与 温度有关,温度越高,蒸发越快,故实验时最好控制液体的温 度相同;④如果质量和初温均相同的a、b两种液体,吸热后它 们的温度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出,升高 相同的温度,b的加热时间是a的2倍,则b的比热容是a的比热 容的2倍,即a、b两种液体的比热容之比为1∶2;因质量相等 的a和b两种液体,在升高相同温度时,b吸热多,b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,b放热多效果好,故从a、b中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质,应选择b液体。14.(2023江苏徐州云龙期中)阅读短文,回答问题。热阻当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传 递。热传导是热传递的一种方式,物体对热量的传导有阻碍 作用,称为热阻,用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向 上的长度L成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有 关,关系式为R= ,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系 数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境,温度始终为t1,另一侧是低温环境,温度始终为t2,墙壁温度变化随着厚度改变 而均匀递增(或递减),所以在墙壁中形成稳定的热量流动,则 单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两 侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。(1)发生热传导的条件是相互接触的物体之间存在 。甲温度差(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤 勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小关系:λ铜 (选填“>”“<”或“=”)λ塑料。(3)如图甲所示,热量在墙壁中传导,虚线标出的墙壁正中间 处的温度为 。(4)图乙中图像与文中信息描述一致的是 。乙B>解析 (1)由题中信息知,当物体或物体的不同部分之间存在 温度差时,就会发生热传递;(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤 勺不会烫手,说明塑料的导热性能差,根据题意知,导热系数 越大,热阻越小,导热能力越强,所以铜的导热系数大于塑料 的导热系数,即λ铜>λ塑料;(3)墙壁中形成稳定的热量流动,相同时间内,温度的减少量 相同,所以墙壁正中间处的温度为 ;(4)墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增(或递减),所以在 墙壁中形成稳定的热量流动,则单位时间内从高温环境传导 到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的 热阻成反比,故A错误,B正确;根据关系式R= 可知,物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S 成反比,还与材料的导热系数λ成反比,故C、D错误。
第十二章 素养综合检测机械能和内能一、选择题(每小题4分,共24分)1.(跨学科·体育与健康)(2024江苏靖江期中)在江苏省第二十届运动会青少年部女子排球赛(13-14岁组)决赛中,我市实验初中女子排球队代表泰州参加比赛勇夺亚军。如图所示是比赛中运动员发球的场景,排球离手后向上飞行时( )A.动能增大,重力势能减小B.动能增大,重力势能增大C.动能减小,重力势能减小D.动能减小,重力势能增大D解析 排球离手后在向上飞行的过程中,排球的质量不变,高 度变大,重力势能变大,速度减小,动能减小。2.(2022江苏连云港中考)关于温度、热量和内能,下列说法 正确的是 ( )A.0 ℃的冰块内能为0B.温度高的物体含有的热量多C.汽油机做功冲程汽缸内燃气的内能增加D.两个发生热传递的物体之间一定存在温度差D解析 一切物体都具有内能,故A错误;热量是一个过程量,不 能说“含有”或“具有”热量,故B错误;汽油机在做功冲程 中把内能转化为机械能,燃气的内能减小,温度降低,故C错 误;两个物体发生热传递的条件是两物体间存在温度差,故D 正确。3.(跨学科·体育与健康)(2024江苏南京南师附中树人学校期中)为了提高全校师生的身体素质,学校买回了乒乓球发球机,如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以大小相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的乒乓球,如图乙,若不计空气阻力,则下列说法正确的是( ) 甲 乙A.整个过程中,c球的运动状态不变B.三个乒乓球在运动过程中机械能不守恒C.使球落向桌面的力的施力物体是发球机D.落到桌面时三个乒乓球的动能相等 D解析 整个过程中,c球的运动方向和速度大小都发生了变 化,所以c球的运动状态改变,故A错误;由于不计空气阻力,三 个乒乓球运动过程中机械能守恒,故B错误;乒乓球受到重力 作用而下落,所以使乒乓球落向桌面的力的施力物体是地球, 故C错误;乒乓球发球机在同一高度以大小相同的初速度朝 不同方向分别发出a、b、c三个乒乓球,由于乒乓球发出时 所处的高度和速度大小都相同,则机械能是相同的;不计空气 阻力,三个乒乓球的机械能是守恒的,所以三个乒乓球到达桌 面时的机械能相同,由于高度相同,重力势能相同,则动能也相同,所以三个乒乓球落到桌面时的速度相同,D正确。4.汽油机的一个工作循环中,能量转化方式与图示“爆炸” 过程相同的是 ( )A.吸气冲程 B.压缩冲程C.做功冲程 D.排气冲程C解析 如图所示,在实验中通过做功方式将内能转化为机械 能,该过程对应着汽油机工作循环中的做功冲程,故C正确。5.(2024江苏徐州矿大附中期中)下列各物理量,不是用比值法定义的是( )A.功 B.功率 C.比热容 D.热值A解析 功等于力与力的方向上通过的距离的乘积,用公式表 示为W=Fs,没有用到比值法;功率是功与时间的比值,用公式 表示为P= ,采用了比值定义法;比热容是指某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高 (或降低)的温度的乘积之比,用公式表示为c= ,采用了比值定义法;热值是燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比, 用公式表示为q= ,采用了比值定义法。6.(新课标·质疑创新)(2024江苏南京玄武外国语学校期中)在标准大气压下,将质量为2 kg、初温为25 ℃的水加热,当水吸收6.72×105 J的热量后,水温会升高[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] ( )A.100 ℃ B.75 ℃ C.80 ℃ D.105 ℃B解析 由Q吸=cmΔt得,Δt= = =80 ℃;理论上水的末温t=Δt+t0=80 ℃+25 ℃=105 ℃,但标准大气压 下,水的沸点为100 ℃,水的温度升高到100 ℃将不再上升,则 水的实际温度会升高100 ℃-25 ℃=75 ℃。易错提醒 本题易错选C,知道水在标准大气压下的沸点为100 ℃,并且水沸腾时温度不变是正确解题的关键。二、填空题(每空2分,共30分)7.荡秋千也有学问,在越荡越高的欢乐中,享受的是激情与健身的欢欣。如图所示,小明同学在荡秋千。他从A点自由出发,经过最低点B和与A点等高的C点,到达右侧最高点D返回。经测量,D点高于A点和C点。小明到达B点时,受力 (选填“平衡”或“不平衡”),如果小明在A、C两点的姿势相同,小明在这两点的机械能总量分别为EA、EC,则EA (选填“<”“>”或“=”)EC,D点位置比A高的原因是 。小明通过做功使自身机械能增加不平衡<解析 由题意知,小明到达B点时,运动方向在改变,不是平衡 状态,受力不平衡;他从A点自由出发(初速度为0、动能为0), 经过与A点等高的C点时,重力势能等于A点时的重力势能,但 动能不为零,故在C点机械能总量比在A点的大。人在秋千 上,不靠外力做功,而秋千越荡越高,是因为荡秋千的人不断 调节重心的位置,使自身机械能增加,所以从A点到D点,人的 机械能增加,所以D点位置比A点高。8.(新独家原创)载重货车下山时,即使不踩油门,其速度也会越来越大,这是由于 (填能量转化),为了减小车速,司机要不时地踩踏刹车踏板,刹车片温度会不断升高,甚至会被烧坏,这是由于有一部分机械能转化为 。因此若是下山路途较长,汽车要经常停下来,用水龙头向车轮闸片部位喷水,这是用 的方式减小车轮闸片的内能。热传递重力势能转化为动能内能解析 载重货车下山时,即使不踩油门,其速度也会越来越 大,这是由于其重力做功,将重力势能转化为动能,动能越来 越大,速度也越来越大;踩踏刹车踏板的过程中,克服摩擦力 做功,有一部分机械能转化为内能,导致刹车片的温度不断升 高;用水龙头向车轮闸片部位喷水,这是利用水吸热,通过热 传递的方式给闸片降温。9.(2024江苏启东期中)如图所示在配有活塞且内壁光滑的厚壁玻璃筒里放团硝化棉然后迅速压下,将会看到 的现象,此实验得到的结论是对 (选填“硝化棉”或“筒内气体”)做功,它的内能会增加。硝化棉的内能是通过 方式改变的。该现象出现后松手,活塞将会 (选填“上升”“下降”或“静止”),此时能量转化关系与图2中汽油机 (选填“甲”或“乙”)工作过程一致;若某台汽油机1 s内对外做功20次,则飞轮转速是 r/min。 甲 乙图2图1硝化棉燃烧筒内气体热传递上升甲2 400解析 将活塞迅速下压,看到的现象是硝化棉燃烧;说明对筒 内气体做功,筒内气体内能增大,温度升高,压缩过程中,活塞 的机械能转化为筒内气体的内能;硝化棉的内能是通过热传 递的方式改变的;该现象出现后松手,活塞将会上行,内能转 化为机械能,甲中汽油机两个气门关闭,活塞下行,是做功冲 程,乙中汽油机两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程;故该现 象中的能量转化关系与甲工作过程一致,内能转化为机械能; 汽油机1 s内对外做功20次,即1 s内飞轮转40圈,所以飞轮的 转速是2 400 r/min。10.(跨学科·物理学与工程实践)(2024江苏如皋期中)汽车发动机常用水作为散热剂是因为水的 较大;水冷的原理是通过流动的冷却液(由水、防冻剂、添加剂组成)包裹缸套和缸头,通过 (选填“做功”或“热传递”)使发动机内能减少,温度降低。发动机的水箱内装有质量为20 kg的水,当温度升高5 ℃吸收 J的热量\[c水=4.2×103 J/(kg·℃)\]。比热容热传递 4.2×105 解析 因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较, 升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水作为散热剂,冷 却效果好;水冷的原理是冷却液从缸套和缸头吸收热量,使缸 套和缸头的温度降低,是通过热传递使发动机内能减少,温度降低;20 kg的水温度升高5 ℃吸收的热量:Q吸=c水 mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×5 ℃=4.2×105 J。三、解答题(11题10分,12题12分,13题14分,14题10分,共46分。解答第11题时应有必要的解题过程)11.小明学习了热学知识后想估算家中燃气灶烧水时的效率, 他在烧水壶中装入V=2.5 L的水,测得烧水前的水温为20 ℃, 将水加热至100 ℃,立即关闭燃气,烧水前、后燃气表的示数 变化“ΔV=0.105 m3”,他查得燃气的热值q=4×107 J/m3,水的 密度ρ=1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求:(1)水吸收的热量;(2)燃气灶烧水时的热效率。解析 (1)已知V=2.5 L=2.5 dm3=2.5×10-3 m3,m=ρV=1.0×103 kg/m3×2.5×10-3 m3=2.5 kg,加热至100 ℃的水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=8.4×105 J; (2)燃气完全燃烧放出的热量Q放=ΔVq=0.105 m3×4×107 J/m3= 4.2×106 J,燃气灶烧水时的热效率为η= ×100%= ×100%=20%。12.(新考法·分析论证)(2023江苏苏州立达中学期中)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。如图甲所示。请回答下列问题: (1)从同一高度由静止释放的目的是 , 该实验的目的是研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系。(2)该实验是通过观察 的大小,从而判断出 (选填“铁球”或“木块”)具有动能的大小。控制铁球到达水平面时的速度相同质量木块被撞后移动距离铁球(3)如图乙是“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在“魔罐”的顶 部和底部,中间系一个钩码,当将“魔罐”在实验装置的水平 面上滚出后,它能自动滚回来,请判断:“魔罐” (选 填“可能”或“不可能”)滚回初始位置;若将“魔罐”由静 止在实验装置的斜面上滚下,它也能沿斜面自动滚回来,请判 断:“魔罐” (选填“可能”或“不可能”)滚回初始位置。不可能可能解析 (1)根据实验的要求可知,从同一高度由静止释放的目 的是控制铁球到达水平面时的速度相同;实验过程中,释放高 度相同,铁球质量不同,故该实验的目的是研究铁球的动能大 小与质量的关系;(2)实验中,是通过观察木块被撞后移动距离的大小反映铁球 对木块做功的多少,从而判断铁球具有动能的大小,这是转换 法的运用;(3)“魔罐”在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中, “魔罐”的动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,弹性势能达到最大,“魔罐”开始自动往回滚动,在“魔罐”滚 回来的过程中橡皮筋的弹性势能减小,罐子动能增大,弹性势 能转化为动能,在实验装置的水平面上滚出后,它能自动滚回 来,若在光滑的水平面上滚出后,它能滚回初始位置;从斜面 上滚下时,“魔罐”与斜面之间存在着摩擦力,所以“魔罐” 的机械能会减小,即一部分机械能会转化为内能,故“魔罐” 滚下来后不能滚回初始位置。13.(新考法·设计实验)(2023江苏苏州吴中期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等,都是10 g,烧杯内液体的质量和初温也相同。 甲 乙 丙 丁(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;(2)比较不同物质吸热升温的特点:①应选择 两图进行实验;②不同物质吸热的多少是通过 来反映的。甲、乙温度计示数的变化甲、丙加热时间③关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 。A.采用相同的加热方法B.烧杯中分别装入相同体积的不同液体C.使用相同的烧杯D.控制液体初温相同B④如果质量和初温均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温 度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出,a、b两种液 体的比热容之比为 。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 (选填“a”或“b”)液体。b1∶2 解析 (1)比较不同燃料的热值,要用不同的燃料,加热质量 相同的同种液体,应选择甲、乙两图进行实验;燃料完全燃烧 放出的热量,是通过温度计示数的变化来反映的。(2)比较不同物质吸热升温的特点:①需要燃烧相同的燃料, 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 初温相同的不同液体升高的温度,故选择甲、丙两图进行实 验;②根据转换法,不同物质吸热的多少是通过加热时间来反 映的;③采用相同的加热方法和使用相同的烧杯,目的是控制 不同液体吸热相同;因不同液体密度不同,根据m=ρV知,相同体积的物质的质量不同,不符合要求;由于液体蒸发的快慢与 温度有关,温度越高,蒸发越快,故实验时最好控制液体的温 度相同;④如果质量和初温均相同的a、b两种液体,吸热后它 们的温度随时间变化的图像如图丁所示,由图可以看出,升高 相同的温度,b的加热时间是a的2倍,则b的比热容是a的比热 容的2倍,即a、b两种液体的比热容之比为1∶2;因质量相等 的a和b两种液体,在升高相同温度时,b吸热多,b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,b放热多效果好,故从a、b中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质,应选择b液体。14.(2023江苏徐州云龙期中)阅读短文,回答问题。热阻当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传 递。热传导是热传递的一种方式,物体对热量的传导有阻碍 作用,称为热阻,用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向 上的长度L成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有 关,关系式为R= ,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系 数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境,温度始终为t1,另一侧是低温环境,温度始终为t2,墙壁温度变化随着厚度改变 而均匀递增(或递减),所以在墙壁中形成稳定的热量流动,则 单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两 侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。(1)发生热传导的条件是相互接触的物体之间存在 。甲温度差(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤 勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小关系:λ铜 (选填“>”“<”或“=”)λ塑料。(3)如图甲所示,热量在墙壁中传导,虚线标出的墙壁正中间 处的温度为 。(4)图乙中图像与文中信息描述一致的是 。乙B>解析 (1)由题中信息知,当物体或物体的不同部分之间存在 温度差时,就会发生热传递;(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤 勺不会烫手,说明塑料的导热性能差,根据题意知,导热系数 越大,热阻越小,导热能力越强,所以铜的导热系数大于塑料 的导热系数,即λ铜>λ塑料;(3)墙壁中形成稳定的热量流动,相同时间内,温度的减少量 相同,所以墙壁正中间处的温度为 ;(4)墙壁温度变化随着厚度改变而均匀递增(或递减),所以在 墙壁中形成稳定的热量流动,则单位时间内从高温环境传导 到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的 热阻成反比,故A错误,B正确;根据关系式R= 可知,物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S 成反比,还与材料的导热系数λ成反比,故C、D错误。
相关资料
更多
