专题05 内能及内能的应用 —2022年中考物理真题分项汇编（全国通用）（第1期）

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专题05 内能及内能的应用（解析版）
（第1期）
一、选择题
1.（2022·江苏连云港）下列现象能说明分子在做不停的无规则运动的是（　　）。
A. 秋天树叶纷纷落下 B. 沸腾时水中气泡的运动
C. 端午节闻到煮粽子的香味 D. 扫地时看见灰尘在空中飞舞
【答案】C。
【解析】A．秋天树叶纷纷落下，属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动，故A不符合题意；
B．沸腾时水中气泡的运动，属于物体的机械运动，不是分子的无规则运动，故B不符合题意；
C．端午节闻到煮粽子的香味，属于扩散现象，表明分子在不停地做无规则的运动，故C符合题意；
D．扫地时看见灰尘在空中飞舞，属于固体颗粒的机械运动，不是分子的无规则运动，故D不符合题意。
故选C。
2.（2022·江苏扬州）蜜蜂能循着花香四处采蜜，表明（　　）。
A. 分子间有斥力 B. 分子间有间隙 C. 分子间有引力 D. 分子是运动的
【答案】D。
【解析】蜜蜂能循着花香四处采蜜，是因为花香分子在不停地作无规则运动，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
3.（2022·江苏扬州）使用吸管能将牛奶“吸”入嘴中，以下“吸”的原理与此相同的是（　　）。
A. 电磁铁通电后“吸”引铁钉；
B. 紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上；
C. 丝绸摩擦过的玻璃棒能“吸”引纸屑；
D. 两个表面刮净的铅块紧压后“吸”在一起
【答案】B。
【解析】使用吸管能将牛奶“吸”入嘴中，“吸”是利用大气压；
A．电磁铁通电后“吸”引铁钉是利用通电导线具有磁场，故A不符合题意；
B．紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上，是利用大气压工作的，故B符合题意；
C．丝绸摩擦过的玻璃棒能“吸”引纸屑是利用带电体能够吸引轻小物体，故C不符合题意；
D．两个表面刮净的铅块紧压后“吸”在一起是利用分子之间存在引力，故D不符合题意。
故选B。
4.（2022·江苏连云港）关于温度、热量和内能，下列说法正确是（　　）。
A. 0℃的冰块内能为0 B. 温度高的物体含有的热量多
C. 汽油机做功冲程气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
【答案】D。
【解析】A．一切的物体都有内能，0℃的冰块内能不为0，故A错误；
B．热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误；
C．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能转化为机械能，内能减少，故C错误；
D．热量从高温物体传给低温物体，两个发生热传递的物体之间一定存在温度差，故D正确。
故选D。
5.（2022·山东泰安）如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（　　）。

A. 试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的；
B. 试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高；
C. 水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加；
D. 水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
【答案】D。
【解析】A．试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，故C错误；
D．水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。故选D。
6.（2022·陕西省） 陕西秦岭以南具有“雨洗青山四季春”的宜茶环境。如图为一杯陕南富硒绿茶，茶叶翠绿，茶香袭人。下列说法正确的是（　　）。

A. 茶杯受到的重力与桌面对它的支持力是相互作用力；
B. 热茶暖手是通过做功改变物体的内能；
C. 绿色的茶叶吸收绿光；
D. 茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动
【答案】D。
【解析】A．茶杯受到的重力与桌面对它的支持力作用在同一物体上，是一对平衡力，故A错误；
B．改变物体内能的方式有两种分别是做功和热传递，热茶暖手是把热茶的热量传递给手，是通过热传递改变内能的，故B错误；
C．不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，绿色的茶叶是因为茶叶反射绿光，故C错误；
D．茶香袭人是扩散现象，是因为茶叶分子在永不停息地做无规则运动，故D正确。故选D。
7.（2022·云南省）关于图所示的热现象，说法正确的是（　　）。

A. 图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能；
B. 图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能；
C. 图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能；
D. 图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
【答案】C。
【解析】A．不管物体温度高低，都具有内能，一切物体都具有内能，故A错误；
B．冬天搓手取暖是通过做功的方式改变手的内能，此过程中将机械能转化为内能，故B错误；
C．用湿毛巾冷敷降温，湿毛巾从人体吸收热量，使人体降温，内能减小，所以是通过热传递的方式减小人体的内能，故C正确；
D．向下压活塞，对筒内空气做功，空气内能增加，温度升高，将机械能转化为内能；汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误。故选C。
8.（2022·云南省）白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县境内，是中国第二大水电站，如图所示，它的建设对促进西部开发、实现“西电东送”、促进经济发展等具有重要的意义。下列说法错误的是（　　）。

A. 水能属于可再生能源；
B. 水电站将水的机械能转化为电能；
C. 水坝建造成上窄下宽依据了流体压强与流速的关系；
D. 水库可以降低周围昼夜温差，是因为水比热容较大
【答案】C。
【解析】A．水能是一种清洁、无污染的可再生能源，故A正确，不符合题意；
B．水电站工作时，主要是利用流动的水带动叶轮转动，叶轮又带动发电机里的转子转动，使发电机发电，在整个工作过程中，将水的势能和动能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．液体压强随深度的增加而增大，当水位上升时，坝底受到的压强越大，水坝建成上窄下宽是为了防止大坝被水压垮，故C错误，符合题意；
D．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，使得昼夜温差小，故D正确，不符合题意。故选C。
9.（2022·四川自贡）关于能量守恒定律，下列说法正确的是（　　）。
A. 能量可以凭空消失；
B. 能量可以凭空产生；
C. 能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变；
D. 热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
【答案】C。
【解析】ABC．由能量守恒定律可知，能量既不能凭空产生，也不会凭空消失，当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时，总量保持不变，故AB错误，C正确；
D．能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，热机的工作过程也遵循能量守恒定律，故D错误。故选C。
10.（2022·四川遂宁） 今年，我国发射的“天舟四号”货运飞船与“天和号”核心舱在太空成功对接。对接后，它们一起绕地球转动。对这一过程所涉及的物理知识说法错误的是（　　）。

A. 火箭加速升空过程与汽油机做功冲程的能量转化形式相同；
B. 运载火箭用液态氢做燃料，是因其热值较大；
C. 对接后以“天舟四号”为参照物，“天和号”是运动的；
D. 地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程
【答案】C。
【解析】A．火箭加速升空过程中的能量转化是内能转化为机械能，汽油机的做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以它们的能量转化相同，故A正确，不符合题意；
B．运载火箭用液态氢做燃料，因为氢的热值较大，完全燃烧相同质量的氢与其它燃料相比，氢释放的热量多，故B正确，不符合题意；
C．对接后以“天舟四号”为参照物，“天和号”相对于“天舟四号”的位置没有改变，是静止的，故C错误，符合题意；
D．电磁波可以在真空中传播，地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程，故D正确，不符合题意。故选C。
11.（2022·重庆A）中华美食与物理知识息息相关，以下分析正确的是（　　）。
A. 麻花被炸得金黄是因为油的熔点高；
B. 开大火能使正在沸腾的火锅汤温度升高；
C. 蒸汤包是通过做功的方式增加汤包的内能；
D. 烤鸭香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】D。
【解析】A．麻花被炸得金黄是因为油的沸点高，故A错误；
B．火锅汤沸腾时，温度保持在沸点不变，故开大火时火锅汤温度仍保持在沸点不变，故B错误；
C．蒸汤包时，对汤包进行加热，是通过热传递的方式增加汤包的内能，故C错误；
D．烤鸭香气四溢，是因为分子在永不停息地做无规则运动，分子扩散进人的鼻子，从而闻到烤鸭的香味，故D正确。故选D。
12.（2022·安徽省）2022年4月16日，神舟十二号载人飞船从空间站成功返回地面，圆满完成各项任务。下列说法正确的是（　　）。
A. 太空中的载人飞船没有内能；
B. 空间站与地面间是通过电磁波传递信息的；
C. 空间站中的航天员没有惯性；
D. 返回舱在返回的过程中始终处于平衡状态
【答案】B。
【解析】A．一切物体都有内能，内能指组成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和。由物质的质量、温度、体积、状态决定。故A错误；
B．空间站与地面间是通过电磁波传递信息的，故B正确；
C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性，故C错误；
D．返回舱在返回地面的过程中处于减速状态，受力不平衡，故D错误。故选B。
13.（2022·江西省）下列说法中正确的是（　　）。
A. 测量时选用精密的工具可以减小误差；
B. 电流通过导体产生的热量跟电流成正比；
C. 水的比热容较大，供暖效果好，但冷却效果差；
D. 连通器内的水不流动时，各容器中的水面相平
【答案】AD。
【解析】A．误差就是在正确测量的情况下，测量值与真实值之间存在的差异，选用更精密的测量工具，改进实验方法，多次测量取平均值都可以减小误差，但不能消除误，故A正确；
B．根据焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，与电阻成正比，与通电时间成正比，故B错误；
C．因为水的比热容较大，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，所以暖气装置中用水来供热效果好；升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水来冷却，效果同样好，故C错误；
D．上端开口，底部连通的容器是连通器，根据连通器原理可知，连通器内的水不流动时，各容器中的水面相平，D正确。故选AD。
14.（2022·四川内江）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　）。

A. 水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高；
B. 实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大；
C. 玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气；
D. “白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
【答案】B。
【解析】A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持不变，故A错误；
B．实验过程中加热试管使水沸腾，试管内的水吸收热量，这是通过热传递使试管内水的内能增大，故B正确；
C．玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误；
D．“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。故选B。
15.（2022·山东临沂）自2022年秋季开始，劳动课将成为中小学的一门独立课程。课程要求5-6年级的学生要学会做西红柿炒鸡蛋等家常菜。关于炒菜过程中涉及到的物理知识，下列判断正确的是（　　）。
A. 切西红柿的锋利刀刃可以增大压力 B. 用铁锅炒菜是因为铁的比热容大
C. 天然气燃烧时将化学能转化为内能 D. 炒菜过程中鸡蛋的内能保持不变
【答案】C。
【解析】A．刀刃非常锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故A错误；
B．用铁锅炒菜，是因为铁的导热能力强，故B错误；
C．天然气燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故C正确；
D．炒菜过程中，鸡蛋吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加了内能，故D错误。故选C。
16.（2022·湖南衡阳） 汽车的发动机大多数是内燃机，内燃机是热机的一种，下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　）。
A. 热机排出的尾气没有内能 B. 热机的效率能达到100%
C. 热机的大量使用会造成环境污染 D. 汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
【答案】C。
【解析】A．一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，故A错误；
B．热机在工作时不可避免地要损失一部分能量（如散热、克服机械部件间的摩擦），所以热机的效率不可能达到100%，故B错误；
C．热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，故C正确；
D．汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故D错误。故选C。
17.（2022·湖南衡阳）周末，小明与妈妈一起做了一顿丰盛的晚餐，在这个过程中，小明发现厨房中有很多的物理现象，下列关于小明在劳动过程中的体验和感受的描述正确的是（　　）。
A. 丝瓜在水面处“折断”了，是光的折射现象形成的；
B. 切腊肉前将刀磨一磨，是通过减小受力面积来减小压强；
C. 炒菜前将锅放在燃气灶上烧一会儿，锅内的水变干了，是水的升华现象；
D. 蒸香芋排骨的过程中闻到阵阵香味，说明分子在不停地做无规则运动
【答案】AD。
【解析】A．丝瓜在水面处“折断”是由于水面下的丝瓜反射的光进入空气时发生折射，折射角大于入射角而造成的，所以属于光的折射，故A正确；
B．切腊肉前将刀磨一磨，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故B错误；
C．炒菜前将锅放在燃气灶上烧一会儿，锅内的水变干了，水变成水蒸气，属于汽化现象，故C错误；
D．蒸香芋排骨的过程中，能够闻到香味，属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确。
故选AD。
二、填空题
18.（2022·四川自贡）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒底部放一小团硝化棉，快速压下活塞。可观察到硝化棉___________的现象。此快速压下活塞过程能量转化情况与汽油机的___________冲程是相同的。

【答案】① 燃烧；② 压缩。
【解析】[1]在一个配有活塞的厚玻璃筒底部放一小团硝化棉，快速压下活塞，压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点，于是硝化棉燃烧起来。
[2]快速压下活塞，对空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程是相同的。
19.（2022·重庆A）《三国演义》有“青梅煮酒”的典故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是___________J[c酒=3.4×103J/(kg•℃)]，若煮酒位置海拔越高，水面上方的气压越低，水的沸点会越___________。
【答案】① 3.4×104；② 低。
【解析】[1]由Q=cmΔt可得，质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量为
Q=cmΔt=3.4×103J/(kg•℃)×0.5kg×(40℃-20℃)=3.4×104J
[2]水的沸点与气压有关，若煮酒位置海拔越高，则水面上方的气压越低，故水的沸点会越低。
20.（2022·四川南充）小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，这一现象与热机的工作循环中的___________冲程原理相同，这一过程内能转化为___________能。
【答案】①做功；② 机械。
【解析】[1][2]正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，是由于锅内气体对限压阀做功的结果，在这一过程中，内能转化为机械能。热机的工作循环中，做功冲程也是燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，所以这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同。
21.（2022·四川南充）用某型号天然气热水器烧水，完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3，放出热量________J；若该热水器的加热效率为84%，则能将40kg初始温度为20℃的水加热至________ ℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
【答案】① 4.0×106；② 40。
【解析】[1]燃烧0.125m3的天然气放出的热量Q放=qV=3.2×107J/m3×0.125m3=4.0×106J
[2]水吸收的热量Q吸=Q放η=4.0×106J×84%=3.36×106J
水升高的温度
水的末温t=t0+Δt=20℃+20℃=40℃。
22.（2022·安徽省）小明利用家中燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到，消耗了天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为，则此次燃气灶烧水的效率为______。
【答案】。
【解析】水吸收的热量为

天然气放出的热量为
燃气灶烧水的效率为。
23.（2022·江苏连云港）人们常用热水袋取暖，这是用___________的方式改变物体的内能；热水袋里装水是因为水具有较大的___________；用水取暖的过程中，水的内能不断___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】① 热传递；② 比热容；③ 减小。
【解析】[1]人们用热水袋取暖时，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，温度升高，这是通过热传递的方式来改变物体的内能。
[2]因为水相对于其他物质来说，比热容较大，在质量相同、降低温度相同时，水比其他物质放出的热量更多，所以热水袋里要装水。
[3]用水取暖的过程中，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，水的内能不断减小，热量从热水袋传递给人体。
24.（2022·江苏连云港）知识梳理是学习的一种重要方法，请将动能、能、机械能、内能填在下列知识结构图对应的序号框中。
（1）___________；（2）___________；（3）___________；（4）___________

【答案】① 能；②机械能；③内能；④动能。
【解析】[1][2][3][4]能量的种类比较多：有光能、机械能、内能等；其中机械能包括动能和势能。
25.（2022·山东泰安）沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭。已知沼气的热值为，完全燃烧沼气，放出的热量为___________。
【答案】3.8×106。
【解析】完全燃烧沼气，放出的热量为。
26.（2022·云南省）丽丽帮妈妈用同一把剪刀剪鸡脚时，有如图所示的三种情形。你认为图___________的方式最容易把鸡脚剪断。烹饪鸡肉的过程中，能闻到阵阵香味，这是___________现象。

【答案】①甲；②扩散。
【解析】[1]对比甲、乙、丙，发现阻力臂不同，阻力臂依次增大，阻力大小相同，动力臂大小相同，故根据杠杆平衡原理可知，，阻力大小相同，阻力臂越短，阻力与阻力臂的乘积越小，动力与动力臂的乘积也越小，而动力臂一定，故动力越小，越省力，故选图甲。
[2]能闻到阵阵香味，是香味分子在做无规则运动，是扩散现象。
27.（2022·江西省）太阳能属______（选填“可”或“不可”）再生能源，在我国新农村建设中已被广泛使用。如平板式集热器可吸收太阳辐射，将集热器内的水加热，这是利用______的方式增加水的内能。
【答案】① 可；②热传递。
【解析】[1]一次能源按是否可再生分为可再生能源和不可再生能源。太阳能可以从自然界源源不断获得，属于可再生能源。
[2]平板式集热器可吸收太阳辐射，将集热器内的水加热，把获得热量传递给水，使水的内能增大，温度升高，这是利用热传递的方式增加了水内能。
28.（2022·湖南衡阳）百善孝为先，孝敬长辈可以从生活中的小事做起，冬天来临，小周用自己的零花钱给奶奶购买了一个暖手袋。根据使用说明，他将质量为0.5kg，温度为75℃的水转入暖手袋，使用一段时间后，水的温度降低到35℃。
（1）暖手袋里面装热水取暖，是利用了水___________大的性质（选填“比热容”或“密度”），这里是通过___________方式改变了水的内能（选填“做功”或“热传递”）；
（2）求这段时间水放出了多少热量。[]

【答案】 ①比热容；②热传递；③ 。
【解析】（1）[1][2]暖手袋里面装热水取暖，是利用了水比热容大的性质，因为相同条件下，放出相同热量，水降低的温度较少。这里是暖水袋将热量传递给手，水的内能减少，是通过热传递方式改变了水的内能。
（2）[3]这段时间水放出热量
。
29.（2022·浙江宁波）单位质量气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/(kg⋅℃)。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是______J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的______冲程相同。

【答案】① 620；②做功。
【解析】[1]氦气吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=3100J/(kg⋅℃)×0.02kg×(30-20)℃=620J
[2]撤去力，氦气推动活塞做功，将氦气的内能转化为活塞的机械能，这个过程与汽油机的做功冲程相同。
30.（2022·陕西省）今年“五一”假期，广大市民按照疫情防控要求，积极响应“非必要不离市”号召，在郊区、公园指定区域进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图-1所示户外分体式燃气炉，准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如图-2所示，其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。

（1）气体燃料在常温下是通过______的方式液化存储在储气罐内，使用过程中，罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要___________（选填“吸收”或“放出”）热量；
（2）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140 s，燃气炉烧水时的效率是多少？已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)；___________；
（3）小刚注意到炉头上标有参数：15字样，他查阅说明书得知，该参数表示的是：燃气炉功率[单位：瓦（W）]与耗气量[单位：克/时（g/h）]之比的数值为15，计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少？___________；
（4）小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能，为家人做顿可口饭菜，下表是他出发前做的规划，则小刚至少应携带几个如图-3所示的新储气罐？___________。
内容
每次耗时/min
次数/次
炒菜
8
3
煮汤
10
1
烧水
3
2
【答案】① 压缩体积；② 吸收；③50%；④5.4×107J/kg；⑤ 2。
【解析】（1）[1]液化的方式有两种，分别是压缩体积和降低温度，气体燃料在常温下是通过压缩体积的方式液化的。
[2]汽化是物质由液态变为气态，需要吸收热量。
（2）[3]1L水的质量
1L水从25℃升高到100℃吸收的热量

140s内燃气炉放出的热量
燃气炉烧水时的效率
（3）[4]1h内燃气炉放出的热量
燃气炉功率与耗气量之比的数值为15，则1h内燃气炉消耗燃气的质量

燃气的热值
（4）[5]由题意知，物料总加热时间

2400s内燃气炉放出的热量
2400s内消耗燃气的质量
由图可知，一个储气罐的质量是120g，所以需要的储气罐个数
小刚至少应携带2个新储气罐。
三、实验题
31.（2022·江苏扬州）利用气球可以完成下列实验：

（1）在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它___________，可模拟宇宙膨胀现象。
（2）如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明___________，此过程发生的能量转化与图___________（选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。
【答案】① 远离；②力的作用是相互的；③3。
【解析】（1）[1]为了形象的说明宇宙大爆炸，课本上将一个粘有小塑料颗粒的气球看成宇宙，小塑料颗粒代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它远离，表示宇宙中的天体在相互远离，这里运用的是类比法。
（2）[2]充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明力的作用是相互的。
[3]充满气体的气球向左喷气而向右飞出，气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化为球的机械能，由图2可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能；由图3可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以充满气体的气球向左喷气而向右飞出过程发生的能量转化与图3中的能量转化是一致的。
四、计算题
32.（2022·四川自贡）小亮在家煲汤时使用的电饭煲的部分参数如表所示，其简化电路如图乙所示，、均是发热电阻（阻值不随温度变化），欲将质量为1kg，初温为的汤加热至，设此汤的比热容为，求：
额定电压
220V
额定功率
低温档
48.4W

高温档
500W
（1）汤需要吸收的热量；
（2）利用电饭煲高温挡煲汤时，电饭煲正常工作且不考虑热损耗，则需要多少时间？
（3）的阻值为多少？

【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）由可知，汤吸收的热量

（2）由可知，在不考虑热损耗的情况下，电饭煲高温煲汤时需要的时间

（3）由图乙可知，当开关S连接触点2时，仅电阻接入电路，根据欧姆定律分析可知，此时电路电流最大，为高温档。由电功率变形式可知，
电阻的阻值
由图乙可知，当开关S连接触点1时，电阻和串联接入电路，电路总电阻大，根据欧姆定律分析可知，此时电路电流最小，为低温档。由电功率变形式可知，电阻和的总电阻
故的阻值
答：（1）汤需要吸收的热量为；（2）高温档煲汤需要的时间为；（3）的阻值为。
33.（2022·四川遂宁）小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置（如图甲），该装置电路如图乙所示：L为照明装饰小彩灯（标有“6V 3W”），为总开关，为温控开关（温度低于20℃自动接通，温度升高到24℃时自动断开），R是阻值为的电热丝。某次换水后，鱼缸内有10kg初温为19℃的水，闭合开关，L正常发光，R开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题[]：
（1）电源电压是多少？
（2）R开始发热到停止工作水吸收了多少热量？
（3）R开始发热到停止工作的时间是多少秒？（不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。）

【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）由题意可知，当闭合、时，此时照明装饰小彩灯L正常发光，所以照明装饰小彩灯L两端实际电压等于它的额定电压，然后根据并联电路的电压规律可知，电源电压与照明装饰小彩灯L的实际电压相等，即
（2）由题意可知，水吸收的热量为

（3）因为不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收，所以可得电热丝R开始发热到停止，放出的热量为
因为该电路是纯电阻电路，所以可以使用焦耳定律的变形公式可得，R开始发热到停止工作的时间是
答：（1）电源电压是6V。（2）R开始发热到停止工作水吸收了的热量。（3）R开始发热到停止工作的时间是秒。
34.（2022·山东泰安）如图所示，物理科技小组设计的具有防干烧功能的空气加湿器装置模型，由控制器和加热器组成，可在水量不足时自动停止加热。加热器有高、低两个档位，由开关和加热电阻丝、组成，，；控制电路电压恒定，，为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘形硬质杆，水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮，通过形杆对压敏电阻产生压力，所受压力每增加，电阻减小。浮体体积为，质量为。科技小组对加湿器进行测试：向水箱内缓慢注水，当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为，此时衔铁恰好被吸下，加热器开始工作；当液面上升至浮体体积的浸入水中时，电磁铁线圈中电流为；当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为。形硬质杆的质量和电磁铁线圈电阻忽略不计，取，水的密度为，水的比热容为。
（1）当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，水温升高了25℃。求加热器的高档功率和低档功率；
（2）求浮体体积的浸入水中时受到的浮力和此时压敏电阻受到的压力；
（3）求水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中的体积。

【答案】（1）900W，200W；（2）1.5N；（3）。
【解析】（1）的水吸收的热量为

当加热器处于高档位时，加热所产生的热量全部被的水吸收，则高温挡产生的热量为
加热器的高档功率
根据可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小，故当开关S闭合时，、并联，总电阻较小，电功率较大，此时为加热挡，加热挡的功率为900W，当开关S断开时，只有工作，电阻较大，处于低温挡，低档功率

（2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力

物体A所受的重力为
物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为2N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为
（3）设控制电路的电压为U控，当杆对A的压力为1.5N时，对应压敏电阻的阻值为，则根据串联电路电压规律可以列等式
①
浮体体积的浸入水中时受到的浮力

物体A受到了向下的重力为0.5N，向上的浮力为5N，故杆对A的力是向下的，杆对A的压力为
根据所受压力每增加，电阻减小，此时压敏电阻的阻值为

此时对应的控制电路的电流为
根据串联电路电压规律可以列等式
②
联立①②可知，
当水箱注水量达到最大值时，电磁铁线圈中电流为，则此时总电阻为

压敏电阻的阻值为
当压敏电阻为50欧姆时，对应的压力为1.5N，此时压敏电阻的阻值为30Ω，则对应的压力为
此时物体A的浮力为
此时物体A浸入水中的体积
。
答：（1）加热器的高档功率为900W和低档功率为200W；（2）浮体体积的浸入水中时受到的浮力为2N和此时压敏电阻受到的压力为1.5N；（3）水箱注水量达到最大值时，浮体浸入水中体积为。
35.（2022·云南省）顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，[c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3×107J/kg]，在此过程中，求：
（1）水吸收的热量；
（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量；
（3）需要完全燃烧煤的质量。
【答案】（1）8.4×105J；（2）8.4×106J；（3）0.28kg。
【解析】（1）根据可知，水吸收的热量

（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，根据可知，煤燃烧放出的热量为
（3）根据Q放=mq可知，需要完全燃烧煤的质量为
。
答：（1）水吸收的热量为8.4×105J；（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量为8.4×106J；（3）需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。
36.（2022·江西省）如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107J/m3]求：
（1）0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量；
（2）以上过程中，水吸收的热量；
（3）密闭的锅内水烧开时的温度。

【答案】（1）2.4×106J；（2）1.68×106J；（3）102℃。
【解析】（1）天然气的热值为4.0×107J/m3，根据Q=Vq可得，0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J
（2）燃气灶烧水的热效率为70%，水吸收的热量为

（3）烧开水时，水的温度变化为
所以密闭的锅内水烧开时的温度
答：（1）0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为2.4×106J；（2）以上过程中，水吸收的热量1.68×106J；（3）密闭的锅内水烧开时的温度为102℃。
37.（2022·山东临沂）为保障今年夏粮丰收增产，我市部分县区利用植保无人机对小麦开展“一喷三防”喷洒作业。如图所示。某品牌植保无人机，加满农药和汽油后总质量为20kg，底部支架与水平地面的接触面积为50cm2。在某次喷洒作业中，该无人机以5m/s的水平速度匀速喷洒3min，消耗汽油100mL。已知汽油的密度为0.71×103kg/m3，其热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg，求无人机：
（1）起飞前对水平地面的压强；
（2）3min内飞行的水平路程；
（3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量。

【答案】（1）；（2）900m；（3）。
【解析】（1）起飞前对水平地面的压力
起飞前对水平地面的压强
（2）3min内飞行的水平路程
（3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量

答：（1）起飞前对水平地面的压强为；（2）3min内飞行的水平路程为900m；（3）3min内消耗的汽油完全燃烧放出的热量为。