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三年湖北中考物理模拟题分类汇编---热与能
展开这是一份三年湖北中考物理模拟题分类汇编---热与能,共78页。
A.流水落花春去也,天上人间
B.零落成泥碾作尘,只有香如故
C.城阙辅三秦,风烟望五津
D.野马也,尘埃也,生物之以息相吹也
2.(2023•洪山区校级模拟)关于温度、内能、热量和能量,下列说法正确的是( )
A.在扩散现象中,分子只能从高温物体运动到低温物体
B.热传递过程中,放出热量的物体的内能一定大于吸收热量的物体的内能
C.同一物体温度越高,它的内能越大
D.外界对物体做功,物体所含的热量增加
3.(2023•宜城市模拟)电热水袋一般用水作储能物质,其中一个重要原因是水的( )
A.比热容大B.热值大C.绝缘性能好D.导电性强
4.(2023•广水市模拟)如图所示为随州漂水湿地公园的一角。夏天公园内鸟语花香、气温宜人。下列对人们在湿地公园的感知解释不正确的是( )
A.早晨小草上的露珠,是空气遇冷液化形成的
B.游客手里的冰棒吸热熔化,内能增加,温度不变
C.闻到公园内阵阵花香,是分子无规则运动的结果
D.中午路面热得发烫,而湖边感到凉爽,是因为沙石的比热容比水小
5.(2023•武汉模拟)下列对生活中的物理现象及其原因分析,正确的是( )
A.将湿衣服撑开晾到通风、向阳的地方是为了加快水的升华
B.冬天,窗玻璃上出现冰花,是由于室内的水蒸气发生了凝华
C.冬天人们常搓手取暖,这是通过热传递的方式改变物体的内能
D.四溢的花香引来了长喙天蛾,是由于花粉颗粒不停地做无规则运动
6.(2023•江岸区模拟)近段时间由于天气逐渐转暖,致病的细菌、病毒等随之生长繁殖,因而流行性感冒、麻疹、流行性脑膜炎、猩红、肺炎等传染病频繁发生,学校组织专业人员进行消毒杀菌。如图所示,工作人员正在教室喷洒消毒液,桶内的消毒液压出形成“白雾”。下列说法正确的是( )
A.喷洒过程中,喷出的“白雾”说明液体和气体之间可发生扩散现象
B.喷洒过程中,看到的“白雾”是由于消毒液放出热量形成的
C.喷洒区域附近能闻到消毒液的刺激性气味,说明分子在不停地做无规则运动
D.消毒液喷洒出来后过一会就消失了,这是一种升华现象
7.(2023•硚口区模拟)王亚平老师在空中课堂做了下列实验,其中实验现象不能用分子动理论解释的是( )
A. 王亚平把液桥板拉开,水将两片液桥板连在了一起,就像架起一座小桥
B.王亚平将装有界面清晰的水和油的瓶子(如图所示)摇晃多次后,水和油均匀地混在了一起
C.王亚平在水球中注入蓝色颜料后,变成了蓝色水球
D.王亚平把折叠在一起的纸花放置在水膜上,花朵神奇的绽放了
8.(2023•武汉模拟)端午节吃粽子是我国的传统习俗。对“煮粽子”的情景分析正确的是( )
A.蒸粽子时,冒出的“白气”是汽化现象
B.水沸腾时吸收热量,温度升高
C.粽子香味扑面而来,说明分子不停地做无规则运动
D.蒸粽子主要是通过做功的方式改变物体的内能
9.(2022•洪山区模拟)如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
10.(2022•江汉区校级模拟)在地球上,将水和油充分混合,静置一段时间后,水和油会出现明显的分层,如图甲所示,而在空间站里,不会出现水和油分离的现象,如图乙所示,关于此现象,下列说法正确的是( )
A.地球上油的分子间有引力,太空中油的分子间没有引力
B.地球上油和水分子是运动的,太空中油和水分子是静止的
C.地球上油的密度小于水的密度,太空中油的密度等于水的密度
D.地球上油在水中会受到浮力,太空中油在水中不受浮力
11.(2022•黄石模拟)关于下列热学实验说法正确的是( )
A.甲图的扩散现象说明只有NO2分子在不停地做无规则运动
B.乙图,铅柱没有被拉开说明铅柱的分子之间不存在斥力
C.丙图中随着电加热器持续通电,食用油的内能增加
D.丁图中的能量转化和汽油机压缩冲程的能量转化相同
12.(2021•江岸区校级模拟)关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法不正确的是( )
A.图中,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入汽缸
B.图中,活塞向上运动,燃料混合物内能增大
C.图中,燃料燃烧,将内能转化为机械能
D.图中,活塞向上运动,废气带走了大量内能
13.(2021•丹江口市模拟)汽油机工作时的热损失情况是:汽缸散热损失30%,废气带走35%。机械摩擦损耗10%,则完全燃烧2g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是( )
A.2.76×104JB.3.22×104JC.2.3×104JD.0.92×104J
14.(2021•湖北模拟)如图所示,解释正确的是( )
A.如图与热机的压缩冲程原理相同
B.如图说明大气压强的存在
C.如图说明分子在做无规则运动
D.如图说明分子间只存在引力
15.(2023•浠水县校级三模)好的菜肴少不了传统烹饪,留住了食材的色香味,如图所示,以下描述正确的是( )
A.食材上升过程中惯性减小
B.来回翻炒是为了使食材受热均匀
C.锅铲翻炒食材以做功的方式增加食材的内能
D.虾仁香气四溢说明分子在永不停息地做有规则运动
16.(2023•大冶市模拟)早在公元前1650年,我国劳动人民就掌握了青铜器铸造技术。用石杓舀出液态铜倒入陶范中冷却成固态,如图所示。下列说法正确的是( )
A.液态铜倒入陶范冷却成青铜器是凝华现象
B.液态铜冷却成固态的过程中分子的运动加剧
C.工匠身上的汗水不断汽化,需要吸热
D.刚用过的石杓放入水中出现的“白气”是水蒸气
17.(2022•黄梅县校级模拟)如图所示,阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量,再进入外循环冷却,之后再送回服务器所在容器。以下分析正确的是( )
A.此冷却液属于导电性能强的材料
B.此冷却液的比热容应该很小
C.服务器的内能不会发生转移
D.冷却液有效减小电热产生的危害
18.(2022•蕲春县校级模拟)以下生活现象和中华古诗中物理现象的分析中,正确的是( )
A.夏天,汽车内开冷空调,被冷气对吹的车玻璃上有小水珠,小水珠主要集中在玻璃内侧.
B.水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重,是因为水蒸气汽化时还要放出大量的热
C.“露从今夜白,月是故乡明。”空气中水蒸气液化形成的露的内能不断减小
D.“床前明月光,疑是地上霜。”凝华形成的霜中分子停止运动
19.(2022•洪山区模拟)如图为柴油机的四个冲程示意图,但顺序不对,下列相关说法错误的是( )
A.甲图冲程中,只吸入了空气
B.乙图冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
C.在一个工作循环内,正确的顺序是甲→丙→乙→丁
D.若它的曲轴转速是1800r/min,则每1s钟对外做功15次
20.(2021•孝感二模)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
21.(2022•武汉模拟)如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述正确的是( )
A.吸气冲程中,只有汽油吸入了气缸
B.压缩冲程中,通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C.做功冲程中,燃料释放的能量只有少部分转化为机械能
D.排气冲程中,气缸内的气压小于气缸外的气压
22.(2022•宜昌模拟)下列说法正确的是( )
A.冰是一种晶体,它在熔化过程中温度和内能都不变
B.汽油机在压缩冲程中,将内能转化为机械能
C.“端午佳节,粽叶飘香”,人们闻到粽子的香味是扩散现象
D.冬天“搓手取暖”和“烤火”都是通过热传递的方式增加手的内能
23.(2021•鄂城区校级模拟)下列说法正确的是( )
A.柴油机的效率比汽油机的效率高,是因为柴油的热值比汽油的热值大
B.划燃火柴,是利用热传递的方法使火柴头温度升高
C.用水作汽车冷却液,是因为水的热值大
D.晶体在熔化过程中温度不变,但内能增加
24.(2021•伍家岗区模拟)一桶汽油用掉一部分后,下列物理量会发生变化的是( )
A.密度B.质量C.比热容D.热值
25.(2022•青山区模拟)如图所示,在烧瓶内盛少量水,用橡胶塞塞住管口,对瓶内打气,当塞子跳起来时,可以看到瓶内出雾,塞子跳起来的过程与选项中汽油机的四个冲程原理相同的是( )
A.B.
C.D.
26.(2022•武汉模拟)下列关于烧开水、泡茶、喝茶的物理知识不正确的是( )
A.从冰箱中拿出的茶叶放置一段时间会变得“湿润”和揭开杯盖茶杯上方冒“白气”的实质不一样
B.用沸水才能很快泡出茶香、茶色、茶味,这是因为温度越高,扩散现象越明显
C.用沸水泡了茶的玻璃杯“烫手”是通过热传递改变物体的内能
D.用电热水壶烧开水,可说明能量既可以发生转化也可以发生转移
27.(2021•鄂城区校级模拟)下列关于热现象的说法中正确的是( )
A.火箭使用液态氢作燃料,是因为它含有的热量多
B.汽油机的汽缸顶部有一个喷油嘴
C.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率越高
D.汽油机和柴油机均属于内燃机,工作时它们点火的方式不同
28.(2021•江汉区模拟)如图所示是四冲程汽油机工作时某个冲程的示意图,下列说法正确的是( )
A.该冲程和它的下一冲程都靠飞轮惯性完成
B.该冲程汽缸内的物质只有空气
C.该冲程中存在两处能量转化
D.该冲程汽缸内物质的内能在增大
29.(2021•江汉区模拟)下列关于汽车的说法中不正确的是( )
A.给汽车加油时能闻到汽油的味道,说明分子在不停地做无规则运动
B.常用水作汽车发动机的冷却液,是因为水的比热容较大
C.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
D.汽车在刹车过程中,刹车片温度升高,是做功改变了它的内能
30.(2022•鄂州一模)下列说法正确的是( )
A.炒菜时闻到香味说明分子在不停地做热运动
B.冬天搓手取暖是通过热传递改变手的内能
C.夏天往地上洒水降温是利用了水的比热容大的特性
D.物体吸收热量温度一定升高
二.填空题(共22小题)
31.(2021•鄂城区校级模拟)西气东输主干线西起塔里木盆地的轮南油气田,向东途经九个省区,最终到达上海,总计年输送天然气1.2×1010m3,即年输气质量为 kg.若这些天然气完全燃烧放出的热量是 J.(管道内天然气密度为6kg/m3,天然气的热值是5×107J/kg)
32.(2022•宜昌模拟)如图,天问号火星探测器准备登陆火星表面,着陆器设计了四个脚、每个脚上都安装了一个较大的圆盘,这是为了 ;刚着陆的瞬间着陆器周围尘土飞扬,这 (选填“能”或“不能”)说明分子在做无规则运动。
33.(2022•江岸区校级模拟)如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质,将发热包放到水中,生石灰与水反应,会放出大量的热,使水沸腾,从而加热食物。加热过中,食物的温度升高,内能 ,此时盒盖内的气压 标准大气压(选填“高于”、“低于”或“等于”),出气孔出现的“白气”是 现象(填物态变化的名称)。
34.(2023•湖北模拟)如图是一个叫“空气火箭”的玩具,当用力击打气包时,气包内的空气会迅速的把“火箭”发射出去。这一过程中,是气包内气体的 能转化为“火箭”的 ,气包内的气体对外做功其温度将 。
35.(2023•浠水县校级三模)中医药是中华文化的瑰宝,中医的理疗方式中蕴含了许多物理知识,如“艾灸”时用艾条熏烤患者的穴位,局部有温热感,这是通过 的方式使其内能增加的;“刮痧”时要在皮肤上涂一些药油,利用刮痧使皮肤温度升高,这是通过 方式来改变物体的内能。
36.(2021•老河口市模拟)春天到了,田野里的油菜花盛开了!人们在很远的地方就能闻到花香,这是 现象;在热机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是 冲程。
37.(2021•江岸区校级模拟)2020年12月17日23时许,嫦娥五号探测器成功实现在月球表面预定区域软着陆。让华夏儿女无比自豪!嫦娥五号是被长征五号运载火箭送入预定轨道的,火箭升空过程中主要是将燃料的化学能转化燃气的 能再转化为火箭的机械能,火箭主要采用液氢作为燃料是因为液氢的 大,当1t液态氢完全燃烧时,可放出 J热量(q液氢=1.4×108J/kg)。
38.(2021•鄂城区校级模拟)两台四冲程汽油机在相同时间内,甲做的有用功是乙的3倍,甲机的热机效率是20%,乙机的热机效率是25%,则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是 。
39.(2021•荆州模拟)汽车汽油机是由四个冲程不断循环来保证连续工作的,其中由机械能转化为内能的是 冲程。已知汽油的热值为4.6×107J/kg,2kg汽油完全燃烧时释放的热量为 J。
40.(2023•孝感一模)在践行孝感市中小学生全面发展活动中,李文明同学掌握了滑板运动技能,增强了体质,享受到体育运动的乐趣。滑板滑行过程中,轮子发热,其内能 (选填“增大”或“减小”或“不变”);小明提着滑板在水平路面上匀速行走,他对滑板 (选填“做功”或“不做功”)。
41.(2022•硚口区模拟)街上工作的雾炮车喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面,起到净化空气的作用。
(1)喷向空中的水雾,能起到降温作用,其原因主要是由于水 (填“比热容大”或“汽化吸热”)。
(2)该雾炮车的发动机是柴油机,柴油机四个冲程中的 冲程存在化学能转化为内能。
(3)雾炮车匀速前进喷洒过程中,在2.4km的路段上用时20min,则雾炮车的速度是 km/h。
42.(2023•浠水县校级三模)艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,能够达到防病治病的目的。如图,艾灸过程中是通过 的方式改变人体内能,若一根质量为0.05kg的艾条完全燃烧能放出1.4×106J的热量,则该艾条的热值为 J/kg。
43.(2023•荆州一模)有关物体的内能、温度和热量的关系说法中,正确的是 。
①0℃的冰内能为零;
②温度高的物体,内能不一定大;
③物体的温度升高,分子无规则运动一定更剧烈;
④物体温度升高,内能不一定增加,但一定吸收热量;
⑤物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高;
⑥温度越高的物体含有的热量越多;
⑦发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体;
⑧物体的温度越高,它所含的热量越多;
⑨在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少;
⑩物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加。
44.(2023•浠水县校级模拟)有一种热可擦笔,书写时与普通水性笔没有差别。当温度高过60℃时,字迹自动消失,当温度低于10℃,消失的字迹可再次出现。
(1)这种笔写出的字用搭配的橡皮摩擦后便会消失,摩擦过程增大了内能,提高了温度。这与图中 (A/B)的能量转化方向相同;
(2)图中橡皮的长度为 cm;
(3)低温环境,纸上消失的字迹显示出来,同时,纸的内能减小,这是通过 方式改变内能。
45.(2023•大冶市模拟)某单缸汽油机某一个工作冲程如图所示,为 冲程。它完全燃烧0.1kg汽油可释放的能量为 J,若这些能量中的42%被质量为20kg、初温为10℃的水吸收,水的温度将升高 ℃。[q汽油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
46.(2021•荆州模拟)地球是我家,环保靠大家。垃圾分类和集中处理可以变废为宝。据测算,1t垃圾能提炼出约50kg燃料油,燃料油的热值约为4.2×107J/kg,这些燃料油完全燃烧可以放出约 J的热量;若燃料油燃烧不充分。其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”);人工湖能缓解城市的热岛效应。是因为水的 大;内燃机对外做功的冲程是 冲程。
47.(2021•鄂州模拟)如图所示是小红同学向空中抛出一个篮球,篮球落地后在地面弹跳的过程,每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点,则A点的重力势能 B点的重力势能(选填“大于”、“小于”或“等于”);A点的机械能 B点的机械能(选填“大于”、“小于”或“等于”),A点的内能 B点的内能(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
48.(2022•宜城市校级模拟)中考英语听力测试时,清晰的朗读声是通过 传入耳朵的;内燃机在做功冲程中,将内能转化为 能。
49.(2022•鄂州模拟)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出: (选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体在0~15min内放出的热量为 J。
50.(2023•洪山区校级模拟)燃烧秸秆是造成雾霾天气的原因之一,为保护环境,在市郊建起了加工秸秆制成秸秆煤发电的工厂。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 J的热量;若这些热量被质量为100kg,初温为20℃的水吸收,则在标准大气压下可使水温升高到 ℃。该电厂年发电量可达9×107kW•h,与发电效率20%的同等规模的火电厂相比,除可减少CO2的排放量,每年还能节约 kg标准煤。(q秸秆煤=2.1×107J/kg,q标准煤=3.0×107J/kg)
51.(2021•咸宁一模)如图所示,夏天,我们常常将饮料和冰块放在一起,制作“冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块的温度不同,两者之间发生了 ,冰块的内能 ,饮料的内能 (以上两空选填“增大”、“减小”或“不变”)。
52.(2021•鄂州模拟)农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 J的热量;若这些热量被质量为20kg,初温为20℃的水吸收,可使水温升高到70℃,则水吸收了 J的热量,此时烧水效率为 (已知q=2.1×107J/kg)
三.实验探究题(共4小题)
53.(2022•黄梅县校级模拟)如图1所示,在A、B、C三套实验装置中,酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、铁架台的规格分别相同,在三个烧杯中所装液体的质量都相等。请回答下列问题:
(1)为了做“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”实验,除了图1中所给的实验器材之外,还需要补充的一个测量仪器是 。
(2) 两套实验装置可以做“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”。
(3)如图2所示,是根据实验数据所绘制的图像,其中 (选填“a”或“b”)是水的温度随时间变化的图像。在此实验中,若使初温相同、质量相等的两杯液体吸收相等的热量,两杯液体所能达到的温度 (选填“相同”或“不同”)。
54.(2023•孝感二模)在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中。
(1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关,因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等;实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同,以便于 。
(2)如图是小明安装好的实验装置,其中存在的错误是 。
(3)小华纠正了小明的错误,又组装了一套相同的实验装置,备好秒表。在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片,读出水的初温后,进行如下操作:
①先点燃酒精,再点燃碎纸片。
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,读取温度计的示数。
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束,分别读取温度计的示数。
小红认为上述操作中,操作 是错误的。小明根据正确操作获得的数据,算出了燃料的热值,发现结果小于该燃料的实际热值,原因是 。
55.(2022•江汉区校级模拟)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验,将实验数据绘制成图象如图乙。
(1)实验中用到的测量仪器除了温度计以外,还必须有 。
(2)加热过程中,水和食用油吸热的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
(3)由图乙可知:加热相同时间,A、B两种液体质量和升高的温度乘积之比为 。
56.(2023•浠水县模拟)用水做以下实验。
(1)甲图,根据 反映金属盒所处位置的液体压强大小。
(2)乙图,液面与标记线相平,反复翻转后,发现液面 标记线,说明分子之间存在空隙。
(3)丙图,用相同热源加热等质量的水和沙子,使它们升高相同的温度,发现水的 ,说明水吸收了更多的热量。
(4)丁图,完全燃烧等质量的酒精和碎纸片后,两杯等质量的水 不同,说明燃料放出热量不同。
(5)戊图表示观察水的沸腾实验。
①应先固定 (选填“烧杯”或“温度计”)的位置。
②表为记录实验数据的表格,表中a处应填的内容是 。
③根据戊图和表格可知,水的沸点是 ℃。
④为了探究水的沸腾条件,应在水 停止对其加热,进行观察。
(6)五个实验中,水作为研究对象的有 (用甲、乙、丙、丁、戊作答)。
四.计算题(共4小题)
57.(2023•咸宁模拟)现代城市人口密度越来越大,交通越来越拥堵。易步车(如图甲)以其体积小巧,结构简洁和驱动安全等优点,成为短途出行的理想交通工具。某品牌易步车的部分参数如下表所示。质量为60kg的人从家骑行该品牌易步车上班(如图乙),以最大速度匀速行驶10min到达单位,行驶中易步车所受阻力为人和车总重的0.1倍,设该过程中电机始终以额定功率工作(取g=10N/kg)。求:
(1)家到单位的距离是多少米。
(2)这个人在水平路面上骑行易步车时,车对地面的压强。
(3)这次上班过程中,易步车电机的效率。
58.(2022•房县一模)某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶600s,汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×107J,消耗汽油1.5kg(假设汽油在发动机气缸内完全燃烧,汽油热值取q=5×107J/kg,g=10N/kg)。求:
(1)汽车行驶的路程和发动机输出功率;
(2)汽车受到的阻力;
(3)汽车发动机的效率。
59.(2022•通山县校级模拟)小明学习了燃料的热值后,很想知道家中使用的天然气的热值是多少?但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是,他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧,用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中,观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)在这个过程中水吸收了多少热量?
(2)请你帮小明算出天然气的热值。
60.(2021•黄梅县模拟)为助力乡村振兴,黄梅县下新镇将生态农业和旅游观光相结合,打造美丽乡村。如图是下新镇夏日赏荷用的观光艇,其部分技术参数如下表:(g=10N/kg,q柴油=4.3×107J/kg,ρ柴油=0.8×103kg/m3)
(1)若人的质量为50kg,当观光艇满载时,所受的浮力是多少?
(2)当观光艇以最大速度航行时,受到水的平均阻力为多大?
(3)某次以最大航速游玩,耗时30分钟,消耗柴油7L,求发动机的效率?
湖北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---热与能
参考答案与试题解析
一.选择题(共30小题)
1.(2023•汉阳区校级一模)古诗词是中华传统文化的瑰宝,其中蕴含着丰富的物理知识,下列古诗词中加颜色的字能够说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.流水落花春去也,天上人间
B.零落成泥碾作尘,只有香如故
C.城阙辅三秦,风烟望五津
D.野马也,尘埃也,生物之以息相吹也
【考点】分子的热运动.
【专题】应用题;分子热运动、内能;理解能力.
【答案】B
【分析】物质是由分子组成的,组成物质的分子在不停地做无规则运动,分子的直径很小,分子运动是肉眼看不见的。
【解答】解:A、流水落花春去也,天上人间”中的“流水落”,是物体的机械运动,不是分子的运动,故A错误;
B、“零落成泥碾作尘,只有香如故”中的“香如故”,是扩散现象,是气体分子的无规则运动,故B正确;
C、“城阙辅三秦,风烟望五津”中的“风烟望”,烟是可见的,是物体的运动,不是分子的运动,故C错误;
D、野马也,尘埃也,生物之以息相吹也”中的“尘埃也”,尘埃是可见的,是物体的运动,不是分子的运动,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对扩散现象的认识,以及对分子运动和机械运动区别的了解和掌握,是一道基础题。
2.(2023•洪山区校级模拟)关于温度、内能、热量和能量,下列说法正确的是( )
A.在扩散现象中,分子只能从高温物体运动到低温物体
B.热传递过程中,放出热量的物体的内能一定大于吸收热量的物体的内能
C.同一物体温度越高,它的内能越大
D.外界对物体做功,物体所含的热量增加
【考点】做功改变物体内能;扩散现象;温度、热量与内能的关系;热传递的概念与方式.
【专题】应用题;热和能;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)扩散现象反映了组成物质的分子永不停息地做无规则运动;
(2)发生热传递的条件是存在温度差;
(3)内能的大小与物体的质量、温度等因素有关;
(4)热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量。
【解答】解:A、扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动,无论温度高低,分子都在运动,所以分子可以从低温物体运动到在高温物体,故A错误;
B、发生热传递的条件是存在温度差,热传递过程中,放出热量的物体的内能不一定大于吸收热量的物体的内能,故B错误;
C、一个物体的质量、状态相同,温度越高,分子运动越剧烈,其内能越大,故C正确;
D、热传递过程中,传递能量的多少叫热量,热量是一个过程量,不能说含有热量,只能说物体内能增加,故D错误;
故选:C。
【点评】此题考查了热量的理解、热传递的条件、内能大小影响因素和改变内能的两种方式,是一道综合题。
3.(2023•宜城市模拟)电热水袋一般用水作储能物质,其中一个重要原因是水的( )
A.比热容大B.热值大C.绝缘性能好D.导电性强
【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】A
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
【解答】解:
因为水的比热容大,和质量相同的其它物质相比,降低相同的温度时,水放出的热量多;电热水袋用水作介质就是利用水的这个特性;故A正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握。
4.(2023•广水市模拟)如图所示为随州漂水湿地公园的一角。夏天公园内鸟语花香、气温宜人。下列对人们在湿地公园的感知解释不正确的是( )
A.早晨小草上的露珠,是空气遇冷液化形成的
B.游客手里的冰棒吸热熔化,内能增加,温度不变
C.闻到公园内阵阵花香,是分子无规则运动的结果
D.中午路面热得发烫,而湖边感到凉爽,是因为沙石的比热容比水小
【考点】比热容解释简单的自然现象;液化及液化的放热特点;分子的热运动;温度、热量与内能的关系.
【专题】应用题;汽化和液化、升华和凝华;分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)物质从气态变为液态的过程叫液化,液化放热;
(2)晶体熔化过程中吸收热量,温度保持不变;
(3)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,这一运动的外在表现就是扩散现象;
(4)水的比热容比较大,质量相同、吸收相同的热量时,温度变化比较小。
【解答】解:
A、小草上的露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B、冰棒吸收热量,内能一定会增大,但熔化过程中温度不变,故B正确。
C、我们能闻到花的香味,是因为花芳香分子在做无规则运动引起的,属于扩散现象,故C正确;
D、水的比热容比沙石的比热容大,吸收相同的热量,水的温度变化小、沙石的温度变化大,所以觉得路面热得发烫而湖边感到凉爽,故D正确;
故选:A。
【点评】本题通过生活中的现象考查了扩散现象的认识,分子热运动的了解,物态变化,水的比热容大的应用等,综合性强,但难度不大。
5.(2023•武汉模拟)下列对生活中的物理现象及其原因分析,正确的是( )
A.将湿衣服撑开晾到通风、向阳的地方是为了加快水的升华
B.冬天,窗玻璃上出现冰花,是由于室内的水蒸气发生了凝华
C.冬天人们常搓手取暖,这是通过热传递的方式改变物体的内能
D.四溢的花香引来了长喙天蛾,是由于花粉颗粒不停地做无规则运动
【考点】做功改变物体内能;影响蒸发快慢的因素;升华和凝华的定义与特点;分子的热运动.
【专题】应用题;汽化和液化、升华和凝华;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)提高液体的温度,中的液体的表面积,加快液体上方空气流动速度都可以加快蒸发;
(2)物质直接从气态变为固态的过程叫凝华,凝华过程需要放出热量;
(3)改变物体内能的方法:做功和热传递;
(4)分子都在不停地做无规则运动。
【解答】解:A.将湿衣服撑开晾到通风、向阳的地方是为了加快水的蒸发,故A错误;
B.窗玻璃上出现冰花,是由于室内的水蒸气遇冷凝华成小冰晶,故B正确;
C.冬天人们常搓手取暖,克服摩擦做功,这是通过做功的方式改变物体的内能,故C错误;
D.四溢的花香引来了长喙天蛾,四溢的花香是香味分子不停地做无规则运动,这是扩散现象,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了加快蒸发的方法、凝华、改变内能的方法、分子动理论的相关内容,难度不大。
6.(2023•江岸区模拟)近段时间由于天气逐渐转暖,致病的细菌、病毒等随之生长繁殖,因而流行性感冒、麻疹、流行性脑膜炎、猩红、肺炎等传染病频繁发生,学校组织专业人员进行消毒杀菌。如图所示,工作人员正在教室喷洒消毒液,桶内的消毒液压出形成“白雾”。下列说法正确的是( )
A.喷洒过程中,喷出的“白雾”说明液体和气体之间可发生扩散现象
B.喷洒过程中,看到的“白雾”是由于消毒液放出热量形成的
C.喷洒区域附近能闻到消毒液的刺激性气味,说明分子在不停地做无规则运动
D.消毒液喷洒出来后过一会就消失了,这是一种升华现象
【考点】扩散现象;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化的放热特点;分子的热运动.
【专题】应用题;汽化和液化、升华和凝华;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)扩散是指不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象;一切物体都可以发生扩散现象;扩散现象表明,物体的分子是在不停地做无规则运动的;
(2)物质由液态转变为气态的过程叫汽化。
【解答】解:AB、喷洒过程中,喷出的“白雾”,是由于喷雾器桶中的压力大(超过一个大气压),消毒液被喷到桶外时,压力突然变小,使消毒液变成雾状,该现象不属于扩散,也不存在吸放热,故AB错误;
C、喷洒区域附近能闻到消毒液的刺激性气味,是消毒液分子扩散到空气中的结果,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D、消毒液喷洒出来后过一会就消失了,由液态变为气体,属于汽化现象,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对扩散现象的了解和掌握,是一道基础题,比较简单。
7.(2023•硚口区模拟)王亚平老师在空中课堂做了下列实验,其中实验现象不能用分子动理论解释的是( )
A. 王亚平把液桥板拉开,水将两片液桥板连在了一起,就像架起一座小桥
B.王亚平将装有界面清晰的水和油的瓶子(如图所示)摇晃多次后,水和油均匀地混在了一起
C.王亚平在水球中注入蓝色颜料后,变成了蓝色水球
D.王亚平把折叠在一起的纸花放置在水膜上,花朵神奇的绽放了
【考点】分子动理论的基本观点.
【专题】应用题;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)分子间存在相互作用的引力;
(2)两种不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散现象;
(3)分子都在不停地做无规则运动。
【解答】解:A.水将两片液桥板连在了一起,这说明水分子之间存在引力,该现象能用分子动理论来解释,故A不符合题意;
B.摇晃的过程中,水和油受到外力作用,均匀地混在了一起,不属于扩散现象,该现象不能用分子动理论解释,故B符合题意;
C.水球中注入蓝色颜料后,经过一段时间,水球全变成了蓝色的,这属于扩散现象,该现象能用分子动理论解释,故C不符合题意;
D.纸花放置在水膜上时,水分子运动到了纸分子中间,纸发生膨胀,因此花朵便神奇地绽放了,这说明分子在不停地做无规则运动,该现象能用分子动理论解释,故D不符合题意;
故选:B。
【点评】本题考查了分子动理论的内容,属于基础题。
8.(2023•武汉模拟)端午节吃粽子是我国的传统习俗。对“煮粽子”的情景分析正确的是( )
A.蒸粽子时,冒出的“白气”是汽化现象
B.水沸腾时吸收热量,温度升高
C.粽子香味扑面而来,说明分子不停地做无规则运动
D.蒸粽子主要是通过做功的方式改变物体的内能
【考点】热传递改变物体内能;沸腾及沸腾条件;液化及液化的放热特点;分子的热运动.
【专题】应用题;汽化和液化、升华和凝华;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)水蒸气遇冷会发生液化现象,液化是形成“白气”的原因;
(2)水沸腾时,继续吸热,温度保持不变;
(3)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,这就是扩散现象;
(4)热传递、做功可以改变物体的内能。
【解答】解:A.蒸粽子时,冒出的“白气”是锅里温度较高的水蒸气上升遇到外面温度较低的冷空气液化成的小水珠,是液化现象,故A错误;
B.水沸腾持续吸热,但温度保持不变,故B错误;
C.粽子香味扑面而来,这是扩散现象,我们能闻到香味,是由于分子不停地做无规则运动,故C正确;
D.蒸粽子需要放进锅里,给水加热,内能由水蒸气传递给粽子,这主要是通过热传递的方式改变物体的内能,故D错误。
故选:C。
【点评】考查了与热学有关的几个基本的知识点,难度不大,注意了与实际例子的联系,值得我们关注。
9.(2022•洪山区模拟)如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
【考点】做功改变物体内能.
【专题】应用题;分子热运动、内能.
【答案】C
【分析】(1)根据温度与内能的关系和做功可以改变物体的内能角度分析解答问题。
(2)做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
【解答】解:
A、图中厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气的内能增加,温度升高,故A错误;
B、图中瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能减小,故B错误;
C、图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,温度降低,故C正确;
D、图中汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气体的内能减少,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查做功改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
10.(2022•江汉区校级模拟)在地球上,将水和油充分混合,静置一段时间后,水和油会出现明显的分层,如图甲所示,而在空间站里,不会出现水和油分离的现象,如图乙所示,关于此现象,下列说法正确的是( )
A.地球上油的分子间有引力,太空中油的分子间没有引力
B.地球上油和水分子是运动的,太空中油和水分子是静止的
C.地球上油的密度小于水的密度,太空中油的密度等于水的密度
D.地球上油在水中会受到浮力,太空中油在水中不受浮力
【考点】分子间的作用力;浮力与浮力产生的原因.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【答案】D
【分析】(1)分子间有相互作用的引力和斥力;
(2)分子在不停地做无规则运动;
(3)密度是物质的一种特性,与状态和温度有关;
(4)浮力等于物体上下表面的压力差。
【解答】解:A、地球上油的分子间有引力,太空中油的分子间有引力,故A错误;
B、地球上油和水分子是运动的,太空中油和水分子也是运动的,故B错误;
C、地球上油的密度小于水的密度,太空中油的密度小于水的密度,故C错误;
D、浮力产生的原因是受到液体对其上下表面的压力差,压力差为0,即不受浮力作用,太空中油在水中不受浮力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查分子动理论、密度和浮力的知识,属于综合题。
11.(2022•黄石模拟)关于下列热学实验说法正确的是( )
A.甲图的扩散现象说明只有NO2分子在不停地做无规则运动
B.乙图,铅柱没有被拉开说明铅柱的分子之间不存在斥力
C.丙图中随着电加热器持续通电,食用油的内能增加
D.丁图中的能量转化和汽油机压缩冲程的能量转化相同
【考点】四冲程内燃机的工作过程;扩散现象;分子间的作用力;温度、热量与内能的关系.
【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】C
【分析】(1)分子是在永不停息地做无规则运动;
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(3)物体吸收热量,内能增加;
(4)改变物体内能的方式有做功和热传递;汽油机的做功冲程中内能转化为机械能,压缩冲程中机械能转化为内能。
【解答】解:A、甲图气体扩散实验中除了二氧化氮分子在不停地做无规则运动,空气分子也在不停地做无规则运动,故A错误;
B、乙图两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开,是因为铅柱的分子之间存在引力,引力和斥力是同时存在的,故B错误;
C、丙图用电加热器给食用油加热,食用油吸收热量,温度升高,食用油的内能增加,故C正确;
D、在塞子被冲出试管口的过程中,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,汽油机的做功冲程中内能转化为机械能,压缩冲程中机械能转化为内能,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查分子动理论、内能的改变和热机的冲程,属于综合题。
12.(2021•江岸区校级模拟)关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法不正确的是( )
A.图中,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入汽缸
B.图中,活塞向上运动,燃料混合物内能增大
C.图中,燃料燃烧,将内能转化为机械能
D.图中,活塞向上运动,废气带走了大量内能
【考点】四冲程内燃机的工作过程.
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】C
【分析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能;根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类。
【解答】解:A、图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入汽缸,是吸气冲程,故A正确;
B、进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,内能增大,是压缩冲程,此过程是机械能转化为内能的过程,故B正确;
C、图中,燃料燃烧,将化学能转化为内能,故C错误;
D、进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸,是排气冲程,废气带走了大量内能,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了汽油机的四个冲程,要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。
13.(2021•丹江口市模拟)汽油机工作时的热损失情况是:汽缸散热损失30%,废气带走35%。机械摩擦损耗10%,则完全燃烧2g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是( )
A.2.76×104JB.3.22×104JC.2.3×104JD.0.92×104J
【考点】热机的效率.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)燃料产生的总能量是100%,减去所有消耗的(废气带走的能量占总能量的35%、气缸向周围散热损失的能量占总能量的30%、克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的10%),就是做有用功的了,也就是所求的机械效率;
(2)知道汽油的质量和热值,利用燃料完全放热公式Q放=qm求汽油完全燃烧产生的热量(总能量);
(3)知道汽油机的效率,利用效率公式求有用机械能。
【解答】解:汽油机的效率为:η=100%﹣30%﹣35%﹣10%=25%,
2g汽油完全燃烧产生的热量为:
Q放=mq=2×10﹣3kg×4.6×107J/kg=9.2×104J,
(3)根据η=×100%可知,获得的机械能为:
W有用=ηQ放=25%×9.2×104J=2.3×104J。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是有关热机效率和燃料热值的计算,也是一道生活中的物理题,有其实用价值,对公式的把握和运用是基础,只要读好题,总体来说本题难度不大,体现了物理来源于生活,服务于社会的新课程理念。
14.(2021•湖北模拟)如图所示,解释正确的是( )
A.如图与热机的压缩冲程原理相同
B.如图说明大气压强的存在
C.如图说明分子在做无规则运动
D.如图说明分子间只存在引力
【考点】四冲程内燃机的工作过程;大气压强的存在;分子的热运动;分子间的作用力.
【专题】应用题;分子热运动、内能;理解能力.
【答案】B
【分析】(1)改变内能的方法有两个:做功和热传递;
(2)地球的周围存在大气压;
(3)分子都在不停地做无规则运动,
(4)分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:
A、图中水沸腾时,水蒸气将木塞冲出,内能转化为机械能;热机的压缩冲程中机械能转化为内能,二者的原理不同,故A错误;
B、图中是覆杯实验,说明了大气压的存在,故B正确;
C、该实验中,拉回拉动绳子,克服摩擦做功,内能变大,温度升高,金属筒内的气体受热膨胀时对外做功,内能转化为塞子的机械能,说明做功可以改变物体的内能,但不能说明分子在做无规则运动,故C错误;
D、分子之间存在相互作用的引力和斥力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了改变内能的方法,分子动理论,都是基础知识。
15.(2023•浠水县校级三模)好的菜肴少不了传统烹饪,留住了食材的色香味,如图所示,以下描述正确的是( )
A.食材上升过程中惯性减小
B.来回翻炒是为了使食材受热均匀
C.锅铲翻炒食材以做功的方式增加食材的内能
D.虾仁香气四溢说明分子在永不停息地做有规则运动
【考点】热传递改变物体内能;惯性与惯性现象;分子的热运动.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【答案】B
【分析】惯性是物质的一种固有属性,大小只与物体的质量有关;
改变内能的两种方法是:热传递与做功;
分子在永不停息地做无规则运动。
【解答】解:A.惯性是物质的一种固有属性,大小只与物体的质量有关,与运动状态无关,故A错误;
B.烹饪时来回翻炒使食材受热均匀,故B正确;
C.烹饪时是通过热传递的方式来增加食材内能的,故C错误;
D.虾仁香气四溢是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查分子热运动、惯性现象及改变内能的方法,是一道基础题。
16.(2023•大冶市模拟)早在公元前1650年,我国劳动人民就掌握了青铜器铸造技术。用石杓舀出液态铜倒入陶范中冷却成固态,如图所示。下列说法正确的是( )
A.液态铜倒入陶范冷却成青铜器是凝华现象
B.液态铜冷却成固态的过程中分子的运动加剧
C.工匠身上的汗水不断汽化,需要吸热
D.刚用过的石杓放入水中出现的“白气”是水蒸气
【考点】分子的热运动;凝固与凝固放热的特点;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化的放热特点.
【专题】温度计、熔化和凝固;汽化和液化、升华和凝华;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)物质由固态变为气态的过程叫做凝华;物质由液态变为固态的过程叫做凝固;
(2)晶体在凝固过程中,放出热量,温度不变;
(3)物质由液态转变成气态的过程叫做汽化,汽化要吸热。
(4)物质由气态变为液态的过程叫做液化。
【解答】解:A.液态铜倒入陶范冷却成青铜器是凝固现象,故A错误;
B.液态铜冷却成固态的过程放出热量,温度不变,分子的运动速度不变,故B错误;
C.工匠身上的汗水不断蒸发吸热,可以降低体温,故C正确。
D.“白气”是水蒸气遇冷液化成的小水滴,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了物态变化及其特点,属于基础题,难度不大。
17.(2022•黄梅县校级模拟)如图所示,阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量,再进入外循环冷却,之后再送回服务器所在容器。以下分析正确的是( )
A.此冷却液属于导电性能强的材料
B.此冷却液的比热容应该很小
C.服务器的内能不会发生转移
D.冷却液有效减小电热产生的危害
【考点】比热容的概念及其计算.
【专题】分子热运动、内能;比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】D
【分析】(1)根据安全用电原则分析即可;
(2)由Q=cmΔt可知,相同质量的不同物质,升高相同的温度,比热容越大,吸收的热量越多,据此分析冷却液的比热容;
(3)任何电器通电都会产生热量;热传递的条件是相互接触的两种物质之间有温度差;
(4)电热会损害用电器的使用寿命,据此分析。
【解答】解:A、将服务器放入冷却液中,由于服务器通电,若冷却液导电性能很强,会有漏电触电风险,因此冷却液属于绝缘体,导电性能很弱,故A错误;
B、由Q=cmΔt可知,相同质量的不同物质,升高相同的温度,比热容越大,吸收的热量越多,因此冷却液的比热容应该很大,故B错误;
C、服务器通电会产生热量,这些热量大部分会被冷却液吸收,因此服务器的内能发生了转移,故C错误;
D、电热会减少服务器的寿命,而冷却液吸收了服务器产生的电热,因此有效减小电热产生的危害,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了对用电安全、比热容、热传递的理解,属于基础题,理解相关的基础知识即可。
18.(2022•蕲春县校级模拟)以下生活现象和中华古诗中物理现象的分析中,正确的是( )
A.夏天,汽车内开冷空调,被冷气对吹的车玻璃上有小水珠,小水珠主要集中在玻璃内侧.
B.水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重,是因为水蒸气汽化时还要放出大量的热
C.“露从今夜白,月是故乡明。”空气中水蒸气液化形成的露的内能不断减小
D.“床前明月光,疑是地上霜。”凝华形成的霜中分子停止运动
【考点】分子的热运动;液化及液化的放热特点;升华和凝华的定义与特点.
【专题】定性思想;分子热运动、内能;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)物质从气态变成液态是液化现象,物质从液态变成气态是汽化现象;
(2)相同条件下,水蒸气变成水,是液化现象,液化放出热量,所以水蒸气烫伤更严重;
(3)露的形成过程是空气中的水蒸气液化形成的,此过程需要放出热量,因此内能将不变减小;
(4)物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,霜的形成属于凝华现象,但是无论物质处于何种状态,根据分子动理论可知其总是在永不停息地做无规则运动。
【解答】解:A、夏天,空调车内温度低于外部温度,外部的水蒸气遇到冷的玻璃会发生液化现象,小水珠附着在玻璃的外表面,故A错误;
B、相同条件下,水蒸气变成水,是液化现象,液化放出大量的热,所以水蒸气烫伤往往比开水烫伤更严重,故B错误;
C、露的形成过程是空气中的水蒸气液化形成的,此过程需要放出热量,因此内能将不变减小,故C正确;
D、物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,霜的形成属于凝华现象,但是无论物质处于何种状态,其总是在永不停息地做无规则运动,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了液化现象及其放热过程中内能的变化、凝华现象中分子运动的情况,属于比较基础的习题,难度一般。
19.(2022•洪山区模拟)如图为柴油机的四个冲程示意图,但顺序不对,下列相关说法错误的是( )
A.甲图冲程中,只吸入了空气
B.乙图冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
C.在一个工作循环内,正确的顺序是甲→丙→乙→丁
D.若它的曲轴转速是1800r/min,则每1s钟对外做功15次
【考点】四冲程内燃机的工作过程;有关热机的计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)柴油机在吸气冲程中吸入空气;
(2)判断内燃机的四个冲程,先看进气门和排气门的关闭情况,进气门打开的是吸气冲程,排气门打开的是排气冲程,进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程;活塞上行为压缩冲程和排气冲程;活塞下行为吸气冲程和做功冲程;
(3)四冲程内燃机的四个冲程为一个工作循环,一个工作循环中只有做功冲程对外做功,活塞往复两次,曲轴转动两周。先根据汽油机的转速求出1s内汽油机曲轴的转动圈数,然后求出1s内汽油机对外做功的次数。
【解答】解:
A、甲图:进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,柴油机吸入气缸的只是空气,故A正确;
B、乙图:气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为了机械能,大部分能量热散失、用来克服摩擦做功,不是能量绝大部分转化为机械能,故B错误;
C、丙图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,丁图:排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,在一个工作循环内,正确的顺序是甲→丙→乙→丁,故C正确;
D、四冲程柴油机的转速为1800r/min,说明1s内汽油机曲轴的转动30r,一个工作循环中,曲轴转动两周,对外做功一次,1s内曲轴转动30r,对外做功15次,故D正确。
故选:B。
【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程,要结合气门和活塞运动情况进行判断,此题同时考查了内燃机转速的计算。
20.(2021•孝感二模)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。
21.(2022•武汉模拟)如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述正确的是( )
A.吸气冲程中,只有汽油吸入了气缸
B.压缩冲程中,通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C.做功冲程中,燃料释放的能量只有少部分转化为机械能
D.排气冲程中,气缸内的气压小于气缸外的气压
【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】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功和排气,其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能;根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类。在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物。排气冲程中,气缸内的气压大于外界气压。
【解答】解:
A、汽油机在吸气冲程中,进气门打开、排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入汽缸,故A错误;
B、在压缩冲程中,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,气体的内能变大,此过程是机械能转化为内能的过程,通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大,故B错误;
C、在做功冲程中,燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失,只有一少部分转化为机械能,故C正确;
D、排气冲程中,气缸内的气压大于外界气压,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了汽油机的四个冲程,要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。
22.(2022•宜昌模拟)下列说法正确的是( )
A.冰是一种晶体,它在熔化过程中温度和内能都不变
B.汽油机在压缩冲程中,将内能转化为机械能
C.“端午佳节,粽叶飘香”,人们闻到粽子的香味是扩散现象
D.冬天“搓手取暖”和“烤火”都是通过热传递的方式增加手的内能
【考点】四冲程内燃机的工作过程;扩散现象;温度、热量与内能的关系;热传递改变物体内能.
【专题】定性思想;分子热运动、内能;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)晶体在熔化过程中吸收热量,内能增加,温度不变;
(2)汽油机四个冲程中的能量转化情况:吸气和排气冲程不发生能量转化,压缩冲程将机械能转化为内能;做功冲程将内能转化为机械能;
(3)分子在永不停息地做无规则运动;
(4)改变内能的方式:做功和热传递。
【解答】解:A、冰是一种晶体,冰在熔化过程中,吸收热量,内能增加,温度保持不变,故A错误;
B、四冲程汽油机在压缩冲程中是将机械能转化为内能,故B错误;
C、人们闻到粽子的香味是由于分子在不停地做无规则运动引起的,所以它是扩散现象,故C正确;
D、冬天“搓手取暖”是通过做功增加手的内能,“烤火”是通过热传递的方式增加手的内能,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的知识点比较多,主要考查学生对所学物理知识点的综合应用能力,学以致用。
23.(2021•鄂城区校级模拟)下列说法正确的是( )
A.柴油机的效率比汽油机的效率高,是因为柴油的热值比汽油的热值大
B.划燃火柴,是利用热传递的方法使火柴头温度升高
C.用水作汽车冷却液,是因为水的热值大
D.晶体在熔化过程中温度不变,但内能增加
【考点】热机的效率;熔化与熔化吸热的特点;做功改变物体内能;比热容解释简单的自然现象.
【专题】分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)(1)用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率,热机效率与燃料的热值无关;
(2)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(3)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,升高相同的温度,水能吸收更多的热量;
(4)晶体熔化时,继续吸热,内能增加,但是温度保持不变。
【解答】解:A、柴油机的效率比汽油机的效率高,是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气,在压缩冲程中压缩程度大,燃料燃烧更充分,转化成的有用功更多,与热值大小无关,故A错误;
B、划燃火柴,是利用做功的方法使火柴头温度升高,故B错误;
C、水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,升高相同的温度,水能吸收更多的热量,所以汽车常用水来作冷却剂,故C错误;
D、晶体在熔化过程中温度不变,由于熔化过程中需要不断吸热,所以内能增加,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查对热机效率的理解、改变物体内能的方式、水的比热容大的应用以及晶体熔化的特点,是一道综合题,难度不大。
24.(2021•伍家岗区模拟)一桶汽油用掉一部分后,下列物理量会发生变化的是( )
A.密度B.质量C.比热容D.热值
【考点】燃料的热值及其计算;质量及其特性;密度及其特性;比热容的概念及其计算.
【专题】其他综合题;理解能力.
【答案】B
【分析】密度、比热容、热值是物质的特性,这些物理量主要取决于物质的种类;质量是指物体所含物质的多少。
【解答】解:密度、比热容、热值是物质的一种特性,这些物理量主要取决于物质的种类,一桶汽油,用掉一部分后,物质种类没有发生变化,密度、比热容、热值不变;
一桶汽油用掉一部分后,物体含有的物质减少,质量减小。
故选:B。
【点评】物理中物理量很多,物质的密度、比热容、热值主要取决于物质的种类,质量是物体所含物质的多少。
25.(2022•青山区模拟)如图所示,在烧瓶内盛少量水,用橡胶塞塞住管口,对瓶内打气,当塞子跳起来时,可以看到瓶内出雾,塞子跳起来的过程与选项中汽油机的四个冲程原理相同的是( )
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】C
【分析】(1)做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体的内能会增加,物体对外做功,其内能会减小。
(2)内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成;由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;
四个冲程中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,排气和吸气冲程没有能的转化。
【解答】解:
在烧瓶内盛少量水,用橡胶塞塞住管口,对瓶内打气,当塞子跳起来时,可以看到瓶内出雾,塞子跳起来的过程,该过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
A、图中,汽油机进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,此冲程没有能量转化,故A不符合题意。
B、图中,汽油机两气门都关闭,活塞向上运动,压缩气缸内气体,是压缩冲程,此冲程中机械能转化为内能,故B不符合题意。
C、图中,汽油机两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程,此冲程中燃气的内能转化为机械能,故C符合题意。
D、图中,汽油机进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,此冲程没有能量转化,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了做功改变物体的内能和内燃机四个冲程能量的转化,属于综合性题目。
26.(2022•武汉模拟)下列关于烧开水、泡茶、喝茶的物理知识不正确的是( )
A.从冰箱中拿出的茶叶放置一段时间会变得“湿润”和揭开杯盖茶杯上方冒“白气”的实质不一样
B.用沸水才能很快泡出茶香、茶色、茶味,这是因为温度越高,扩散现象越明显
C.用沸水泡了茶的玻璃杯“烫手”是通过热传递改变物体的内能
D.用电热水壶烧开水,可说明能量既可以发生转化也可以发生转移
【考点】能量转化和转移;液化及液化的放热特点;扩散现象;热传递改变物体内能.
【专题】应用题;其他综合题;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)物质从气态变为液态是液化,直接变为固态是凝华;物质由液态变为气态是汽化,变为固态是凝固;物质由固态变为液态是熔化,变为气态是升华。
(2)温度越高分子运动越快;
(3)改变物体内能的两种方法:做功和热传递;
(4)自然界中,能量以不同的形式存在着,能量可以相互转化和转移。
【解答】解:A、从冰箱中拿出的茶叶放置一段时间会变得“湿润“,是因为空气中的水蒸气遇冷液化形成的,茶杯上方的“白气”是温度较高的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,二者实质一样,故A错误;
B、温度越高分子运动越快,故泡茶时,用开水浸泡是因为水的温度越高,分子运动越激烈,扩散现象越明显,故B正确;
C、用沸水泡了茶的玻璃杯“烫手”是通过热传递改变物体的内能,故C正确;
D、用电热水壶烧开水,通过电流做功使壶的内能增加,温度升高,然后通过热传递的方式将内能传递给水,使水的内能增加,温度升高,故可说明能量既可以发生转化也可以发生转移,故D正确。
故选:A。
【点评】此题考查了生活中的物态变化、扩散现象、改变物体内能的方式等,是一道联系实际的综合题。
27.(2021•鄂城区校级模拟)下列关于热现象的说法中正确的是( )
A.火箭使用液态氢作燃料,是因为它含有的热量多
B.汽油机的汽缸顶部有一个喷油嘴
C.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率越高
D.汽油机和柴油机均属于内燃机,工作时它们点火的方式不同
【考点】燃料的热值及其计算;热机的效率;热机.
【专题】应用题;比热容、热机、热值.
【答案】D
【分析】(1)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氢时,可以释放出更多的热量;
(2)①汽油机在压缩冲程中,机械能转化为内能,内能增大,温度升高,汽油机气缸顶端有个火花塞,此时火花塞喷出电火花,点燃汽油,点火方式是点燃式;
②在柴油机的压缩冲程末,温度升高超过柴油的着火点,此时喷油嘴喷出雾状的柴油,柴油迅速燃烧,点燃方式是压燃式;
(3)热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比;减少热的损失,可以提高效率。
【解答】解:
A、火箭使用液态氢作燃料,是因为它的热值大,故A错误;
B、汽油机汽缸顶部有一个火花塞,柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴,故B错误;
C、热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值,故C错误;
D、汽油机和柴油机均属于内燃机,工作时汽油机是点燃式,柴油机是压燃式,故D正确。
故选:D。
【点评】本题综合考查了热值、热机的效率以及汽油机和柴油机的不同之处,正确理解相关的知识点是解题的关键。
28.(2021•江汉区模拟)如图所示是四冲程汽油机工作时某个冲程的示意图,下列说法正确的是( )
A.该冲程和它的下一冲程都靠飞轮惯性完成
B.该冲程汽缸内的物质只有空气
C.该冲程中存在两处能量转化
D.该冲程汽缸内物质的内能在增大
【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】D
【分析】(1)汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程,由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;
(2)内燃机有四个冲程,只有做功冲程是机械获得动力的冲程,其它三个冲程依靠飞轮惯性迅速完成;四个冲程中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,排气和吸气冲程没有能的转化;
(3)汽油机压缩冲程中,压缩汽油和空气的混合物,将机械能转化成内能,使汽油和空气的混合物温度升高、内能增加。
【解答】解:A、由图知,汽油机的两气门都关闭,活塞上行,汽缸的容积变小,是压缩冲程,依靠飞轮惯性完成,下一个冲程是做功冲程,不是依靠飞轮惯性完成的,故A错误;
B、汽油机在吸气时,吸入的是汽油和空气的混合物,所以该冲程汽缸内的物质是汽油和空气的混合物,故B错误;
CD、汽油机在压缩冲程中,压缩混合气体做功,将机械能转化为内能,混合气体的温度升高、内能增加,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查汽油机的压缩冲程中能量的转化、内能的改变的了解与掌握,能正确分析气门的开关和活塞的上下运动是解决此问题的突破口。
29.(2021•江汉区模拟)下列关于汽车的说法中不正确的是( )
A.给汽车加油时能闻到汽油的味道,说明分子在不停地做无规则运动
B.常用水作汽车发动机的冷却液,是因为水的比热容较大
C.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
D.汽车在刹车过程中,刹车片温度升高,是做功改变了它的内能
【考点】四冲程内燃机的工作过程;分子的热运动;做功改变物体内能;比热容解释简单的自然现象.
【专题】应用题;其他综合题;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)物质是由分子构成的,分子在永不停息地做无规则的运动;
(2)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度时,水吸收或放出的热量多;
(3)在汽油机在冲程中,将内能转化为机械能;
(4)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;当对物体做功时,机械能转化为内能,使物体的内能增加,温度升高。
【解答】解:A、给汽车加油时能闻到汽油的味道,是汽油分子运动到空气中,说明分子在不停地做无规则运动,故A正确;
B、水的比热容较大,与其它物质相比,在质量和升高的温度相同时,水吸收的热量多,所以常用水作汽车发动机的冷却液,故B正确;
C、在汽油机在做功冲程中,将内能转化为机械能,故C错误;
D、汽车在刹车过程中,要克服摩擦力做功,使刹车片的温度升高、内能增加,是做功改变了它的内能,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了分子的无规则运动、水的比热容较大的应用、汽油机做功冲程中的能量转化、改变物体内能的方法,属于基础题。
30.(2022•鄂州一模)下列说法正确的是( )
A.炒菜时闻到香味说明分子在不停地做热运动
B.冬天搓手取暖是通过热传递改变手的内能
C.夏天往地上洒水降温是利用了水的比热容大的特性
D.物体吸收热量温度一定升高
【考点】比热容解释简单的自然现象;分子的热运动;温度、热量与内能的关系;做功改变物体内能.
【专题】应用题;其他综合题;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)分子不停地做无规则运动;
(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必须有热传递发生;
(3)物质由液态变成气态的现象叫做汽化,汽化有蒸发和沸腾两种方式,汽化吸热;
(4)晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变。
【解答】解:A.炒菜时闻到菜的香味说明分子在不停地做无规则运动,故A正确;
B.冬天人们搓手取暖,克服摩擦做功,所以是通过做功方法改变手的内能的,故B错误;
C、炎热的夏天往地上洒水降温,主要是利用了水蒸发吸热的原理,故C错误;
D、物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体的熔化过程,吸收热量,温度不变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查温度、热量、内能之间的关系,分子动理论以及改变内能的方式,是一道综合题。
二.填空题(共22小题)
31.(2021•鄂城区校级模拟)西气东输主干线西起塔里木盆地的轮南油气田,向东途经九个省区,最终到达上海,总计年输送天然气1.2×1010m3,即年输气质量为 7.2×1010 kg.若这些天然气完全燃烧放出的热量是 3.6×1018 J.(管道内天然气密度为6kg/m3,天然气的热值是5×107J/kg)
【考点】燃料的热值及其计算.
【专题】计算题.
【答案】见试题解答内容
【分析】已知体积和密度,可利用公式m=ρV计算质量,已知质量和热值,可利用公式Q=qm计算热量。
【解答】解:∵ρ=6kg/m3,V=1.2×1010m3,
∴m=ρV=6kg/m3×1.2×1010m3=7.2×1010kg,
又∵q=5×107J/kg,
∴Q=qm=5×107J/kg×7.2×1010kg=3.6×1018J。
故答案为:7.2×1010kg,3.6×1018J。
【点评】本题考查学生利用公式m=ρV计算质量,以及对热量公式的掌握和运用。
32.(2022•宜昌模拟)如图,天问号火星探测器准备登陆火星表面,着陆器设计了四个脚、每个脚上都安装了一个较大的圆盘,这是为了 减小压强 ;刚着陆的瞬间着陆器周围尘土飞扬,这 不能 (选填“能”或“不能”)说明分子在做无规则运动。
【考点】分子的热运动;增大和减小压强的方法和应用.
【专题】压强、液体的压强;应用能力.
【答案】减小压强;不能。
【分析】(1)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积
(2)分子非常小,直接用眼睛看不到。
【解答】解:着陆器设计了四个脚、每个脚上都安装了一个较大的圆盘,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;尘土飞扬是机械运动,不属于分子运动。
故答案为:减小压强;不能。
【点评】本题考查了学生对分子运动和减小压强方法的理解,属于基础题。
33.(2022•江岸区校级模拟)如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质,将发热包放到水中,生石灰与水反应,会放出大量的热,使水沸腾,从而加热食物。加热过中,食物的温度升高,内能 增大 ,此时盒盖内的气压 高于 标准大气压(选填“高于”、“低于”或“等于”),出气孔出现的“白气”是 液化 现象(填物态变化的名称)。
【考点】热传递改变物体内能;液化及液化的放热特点;气体压强跟体积的关系.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【答案】增大;高于;液化。
【分析】热传递过程中,传递内能的多少叫热量,改变内能的方法:做功和热传递;
物质由气态变成液态的过程叫液化。
【解答】解:将发热包放到水中,生石灰与水反应,会放出大量的热,使水沸腾,从而加热食物。加热过中,食物的温度升高,内能增大,此时盒盖内的气压高于标准大气压,出气孔出现的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的。
故答案为:增大;高于;液化。
【点评】理解改变内能的方法、知道液化概念,可解答此题。
34.(2023•湖北模拟)如图是一个叫“空气火箭”的玩具,当用力击打气包时,气包内的空气会迅速的把“火箭”发射出去。这一过程中,是气包内气体的 内 能转化为“火箭”的 机械能 ,气包内的气体对外做功其温度将 降低 。
【考点】做功改变物体内能.
【专题】分子热运动、内能;理解能力.
【答案】内;机械;降低。
【分析】做功可以改变物体的内能,物体对外做功,内能减小,温度降低。
【解答】解:当用力击打气包时,气包内的气体会迅速的把“火箭”发射出去。这一过程中,是气包内气体的内能转化为“火箭”的机械能,气包内的气体对外做功其温度将降低。
故答案为:内;机械;降低。
【点评】本题考查内能的改变,属于基础题。
35.(2023•浠水县校级三模)中医药是中华文化的瑰宝,中医的理疗方式中蕴含了许多物理知识,如“艾灸”时用艾条熏烤患者的穴位,局部有温热感,这是通过 热传递 的方式使其内能增加的;“刮痧”时要在皮肤上涂一些药油,利用刮痧使皮肤温度升高,这是通过 做功 方式来改变物体的内能。
【考点】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;应用能力.
【答案】热传递;做功。
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能;对物体做功,物体内能增加。
【解答】解:(1)用艾条熏烤患者的穴位时,局部有温热感,是因为身体吸收热量,这是通过热传递的方式改变内能的;
(2)当刮痧板在身体上刮动时,刮痧板与身体摩擦做功,通过做功方式增加内能,身体会感觉到热。
故答案为:热传递;做功。
【点评】本题考查了改变物体内能的方式,属于基础题。
36.(2021•老河口市模拟)春天到了,田野里的油菜花盛开了!人们在很远的地方就能闻到花香,这是 扩散 现象;在热机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是 压缩 冲程。
【考点】四冲程内燃机的工作过程;扩散现象.
【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】扩散;压缩
【分析】分子在不停地做无规则运动;热机是将内能转化为机械能的机器,它的一个工作循环包括四个冲程:吸气、压缩、做功、排气冲程,其中压缩冲程是将机械能转化为内能;做功冲程是将内能转化为机械能。
【解答】解:人们在很远的地方就能闻到花香,这是扩散现象,说明了分子在永不停息地做无规则运动;在内燃机的压缩冲程中,活塞压缩气体做功,使气体的内能增大,温度升高,机械能转化为内能。
故答案为:扩散;压缩。
【点评】本题考查了扩散现象、内燃机的工作过程,属于基础题。
37.(2021•江岸区校级模拟)2020年12月17日23时许,嫦娥五号探测器成功实现在月球表面预定区域软着陆。让华夏儿女无比自豪!嫦娥五号是被长征五号运载火箭送入预定轨道的,火箭升空过程中主要是将燃料的化学能转化燃气的 内 能再转化为火箭的机械能,火箭主要采用液氢作为燃料是因为液氢的 热值 大,当1t液态氢完全燃烧时,可放出 1.4×1011 J热量(q液氢=1.4×108J/kg)。
【考点】燃料的热值及其计算;能量转化和转移.
【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】内;热值;1.4×1011
【分析】(1)液态氢具有较高的热值,与质量相同的其它燃料相比,完全燃烧放出的热量较多;燃料燃烧时将化学能转化为内能;
(2)知道燃料的热值、质量,利用公式Q放=mq求完全燃烧放出的热量。
【解答】解:(1)火箭采用液氢作为火箭的燃料,原因是液氢具有较大的热值,与质量相同的其它燃料相比,完全燃烧放出的热量较多;
氢燃料燃烧时将化学能转化为内能,再将内能转化为火箭的机械能;
(2)液态氢完全燃烧放出的热量:
Q放=mq液氢=1×103kg×1.4×108J/kg=1.4×1011J。
故答案为:内;热值;1.4×1011。
【点评】本题考查了对燃料热值特性的理解、燃料燃烧时的能量转化、燃料完全燃烧放热公式的应用,属于基础题目。
38.(2021•鄂城区校级模拟)两台四冲程汽油机在相同时间内,甲做的有用功是乙的3倍,甲机的热机效率是20%,乙机的热机效率是25%,则甲、乙两机消耗的汽油质量之比是 15:4 。
【考点】热机的效率.
【专题】计算题;比热容、热机、热值.
【答案】见试题解答内容
【分析】根据热机效率公式η=×100%可求出甲、乙两机消耗的总能量之比,再由Q=mq即可得汽油质量之比。
【解答】解:
由热机效率公式η=可得,甲、乙两机消耗的总能量:
Q甲=,Q乙=,
所以甲、乙两机消耗的总能量之比:
==×=×=,
因为Q=mq,汽油的热值一定,
所以甲、乙两机消耗的汽油质量之比:
==。
故答案为:15:4。
【点评】此题主要考查的是学生对热机效率、热值计算公式的理解和掌握,基础性题目。本题考查了热机效率的概念及公式的应用,关键是公式及其变形的灵活应用。
39.(2021•荆州模拟)汽车汽油机是由四个冲程不断循环来保证连续工作的,其中由机械能转化为内能的是 压缩 冲程。已知汽油的热值为4.6×107J/kg,2kg汽油完全燃烧时释放的热量为 9.2×107 J。
【考点】燃料的热值及其计算;四冲程内燃机的工作过程.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】压缩;9.2×107。
【分析】(1)在汽油机的四个冲程中,机械能转化为内能的是压缩冲程,内能转化为机械能的是做功冲程;
(2)知道汽油的质量、热值,根据Q=mq求出汽油完全燃烧时释放的热量。
【解答】解:(1)在汽油机的压缩冲程中,活塞压缩汽油和空气的混合物做功,使其内能增大、温度升高,机械能转化为内能;
(2)完全燃烧2kg汽油放出的热量:Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J。
故答案为:压缩;9.2×107。
【点评】本题考查了汽油机的四冲程特点、燃料完全燃烧放热公式Q=mq的应用,难度不大。
40.(2023•孝感一模)在践行孝感市中小学生全面发展活动中,李文明同学掌握了滑板运动技能,增强了体质,享受到体育运动的乐趣。滑板滑行过程中,轮子发热,其内能 变大 (选填“增大”或“减小”或“不变”);小明提着滑板在水平路面上匀速行走,他对滑板 不做功 (选填“做功”或“不做功”)。
【考点】做功改变物体内能;力是否做功的判断.
【专题】分子热运动、内能;功、功率、机械效率;分析、综合能力.
【答案】变大;不做功。
【分析】改变物体内能的两种方法:做功、热传递。
学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
【解答】解:滑板滑行过程中,轮子发热,这是克服摩擦做功,机械能转化为内能,内能增大,是通过做功的改变内能的。
小明提着滑板在水平路面上匀速行走,他对滑板施加竖直向上的力,在力的方向上没有运动,对滑板不做功。
故答案为:变大;不做功。
【点评】此题考查了物体内能的改变及是否做功的判断,属于基础知识。
41.(2022•硚口区模拟)街上工作的雾炮车喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面,起到净化空气的作用。
(1)喷向空中的水雾,能起到降温作用,其原因主要是由于水 汽化吸热 (填“比热容大”或“汽化吸热”)。
(2)该雾炮车的发动机是柴油机,柴油机四个冲程中的 做功 冲程存在化学能转化为内能。
(3)雾炮车匀速前进喷洒过程中,在2.4km的路段上用时20min,则雾炮车的速度是 7.2 km/h。
【考点】四冲程内燃机的工作过程;汽化及汽化吸热的特点;速度的计算和公式的应用.
【专题】定量思想;比热容、热机、热值;长度、时间、速度;理解能力.
【答案】(1)汽化吸热;(2)做功;(3)7.2。
【分析】(1)汽化是从液态变为气态,汽化吸热;
(2)在做功冲程中,燃料燃烧时,化学能转化为内能,然后对外做功时内能又转化为机械能,;
(3)知道雾炮车匀速前进喷洒过程中的路程和时间,根据v=求出雾炮车的速度。
【解答】解:
(1)喷向空中的水雾在空中散失了,能起到降温作用,是因为水汽化吸热的缘故;
(2)柴油机四个冲程中的做功冲程中,在做功冲程中,燃料燃烧时,化学能转化为内能,然后对外做功时内能又转化为机械能;
(3)雾炮车的速度v===7.2km/h。
故答案为:(1)汽化吸热;(2)做功;(3)7.2。
【点评】本题主要考查了对汽化吸热的了解、做功冲程中能量转化的认识以及对平均速度计算的了解,属综合性知识的考查。
42.(2023•浠水县校级三模)艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,能够达到防病治病的目的。如图,艾灸过程中是通过 热传递 的方式改变人体内能,若一根质量为0.05kg的艾条完全燃烧能放出1.4×106J的热量,则该艾条的热值为 2.8×107 J/kg。
【考点】热传递改变物体内能.
【专题】定量思想;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】热传递;2.8×107。
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能,这两种方式是等效的,做功改变物体内能的实质是内能和机械能之间的转化,热传递改变物体内能的实质是内能在高温物体和低温物体之间的转移;
(2)已知艾条的质量和放出的热量,利用热量的变形公式q=计算该艾条的热值。
【解答】解:(1)进行艾灸时,艾条燃烧产生的热量传给人体,是通过热传递的方式改变了人体的内能;
(2)艾条的热值为:q===2.8×107J/kg。
故答案为:热传递;2.8×107。
【点评】本题考查了改变物体内能的方式以及热值公式的应用,属于基础性题目。
43.(2023•荆州一模)有关物体的内能、温度和热量的关系说法中,正确的是 ②③⑨⑩ 。
①0℃的冰内能为零;
②温度高的物体,内能不一定大;
③物体的温度升高,分子无规则运动一定更剧烈;
④物体温度升高,内能不一定增加,但一定吸收热量;
⑤物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高;
⑥温度越高的物体含有的热量越多;
⑦发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体;
⑧物体的温度越高,它所含的热量越多;
⑨在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少;
⑩物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加。
【考点】温度、热量与内能的关系;热传递的概念与方式;分子的热运动.
【专题】应用题;分子热运动、内能;理解能力.
【答案】②③⑨⑩
【分析】(1)内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和;内能的大小跟质量、温度、状态有关
(2)改变物体内能的方式有:做功和热传递;
(3)热量是过程量,是热传递过程传递能量的多少,热传递的条件是两物体间或同一物体的不同部分间存在着温度差。
【解答】解:
①任何温度下的物体都具有内能,故①错误;
②影响内能多少的因素有质量、体积、温度等因素,因此温度高的物体内能不一定大,故②正确;
③温度越高,说明分子的平均动能越大,分子无规则运动越剧烈,故③正确;
④⑨⑩在相同的物态下,温度升高时,分子势能不变化,分子动能增大,内能一定增大;即温度升高,内能增大;温度降低,内能减少;质量不变的物体可以通过热传递和做功改变内能,故④错误,⑨⑩正确;
⑤晶体熔化时,持续从外界吸收热量,内能增加,但是温度保持不变,故⑤错误;
⑥⑧热量是过程量,不能用含有来描述,故⑥⑧错误;
⑦在自然条件下,热量总是从高温物体传递给低温物体,故⑦错误。
故答案为:②③⑨⑩。
【点评】本题主要考查学生对内能、温度、热传递的理解,是中考的热点,热学的难点。
44.(2023•浠水县校级模拟)有一种热可擦笔,书写时与普通水性笔没有差别。当温度高过60℃时,字迹自动消失,当温度低于10℃,消失的字迹可再次出现。
(1)这种笔写出的字用搭配的橡皮摩擦后便会消失,摩擦过程增大了内能,提高了温度。这与图中 A (A/B)的能量转化方向相同;
(2)图中橡皮的长度为 3.60 cm;
(3)低温环境,纸上消失的字迹显示出来,同时,纸的内能减小,这是通过 热传递 方式改变内能。
【考点】做功改变物体内能;用刻度尺测量长度;热传递改变物体内能.
【专题】分子热运动、内能;应用能力.
【答案】(1)A;(2)3.60;(3)热传递。
【分析】(1)摩擦生热,机械能转化为内能;
(2)结合刻度尺的读数方法读数即可;
(3)做功和热传递可以改变物体的内能。
【解答】解:(1)用搭配的橡皮摩擦后便会消失,机械能转化为内能,对物体做功,物体的内能增大、温度升高;A图中当活塞迅速压下去时,活塞对气体做功,使气体的内能增大,温度升高,达到棉花的着火点,因此棉花燃烧起来;B图中试管内的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,物体对外做功,物体的内能减小、温度降低;故与图A能量转化方向相同。
(2)图中刻度尺的分度值是1mm,橡皮的左端与1.00cm对齐,右端与4.60cm对齐,橡皮的长度4.60cm﹣1.00cm=3.60cm;
(3)低温环境,纸上消失的字迹显示出来,同时,纸的内能减小,这是通过热传递的方式改变内能。
故答案为:(1)A;(2)3.60;(3)热传递。
【点评】此题考查了刻度尺的读数及内能的改变方法,属于基础知识。
45.(2023•大冶市模拟)某单缸汽油机某一个工作冲程如图所示,为 压缩 冲程。它完全燃烧0.1kg汽油可释放的能量为 4.6×106 J,若这些能量中的42%被质量为20kg、初温为10℃的水吸收,水的温度将升高 23 ℃。[q汽油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【考点】四冲程内燃机的工作过程.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】压缩;4.6×106;23。
【分析】(1)根据气门的关闭和活塞的运行情况判断是哪一个冲程;
(2)知道汽油的质量和热值,利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求放出的热量;
(3)根据题意可知,水吸收的热量Q吸=42%•Q放,利用Q吸=cmΔt计算水升高的温度。
【解答】解:
(1)图中汽油机的两气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;
(2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量:Q放=m汽油q汽油=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J;
根据题意可知,水吸收的热量Q吸=42%•Q放=42%×4.6×106J=1.932×106J;
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度:Δt===23℃。
故答案为:压缩;4.6×106;23。
【点评】本题考查了学生对汽油机四个冲程的了解、燃料完全燃烧放热公式和吸热公式的掌握,是一道常考题。
46.(2021•荆州模拟)地球是我家,环保靠大家。垃圾分类和集中处理可以变废为宝。据测算,1t垃圾能提炼出约50kg燃料油,燃料油的热值约为4.2×107J/kg,这些燃料油完全燃烧可以放出约 2.1×109 J的热量;若燃料油燃烧不充分。其热值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”);人工湖能缓解城市的热岛效应。是因为水的 比热容 大;内燃机对外做功的冲程是 做功 冲程。
【考点】燃料的热值及其计算;热量的计算;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】2.1×109;不变;比热容;做功。
【分析】(1)利用Q放=mq求燃料油完全燃烧释放出的热量;
(2)燃料的热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量和燃烧程度无关;
(3)人工湖,水多,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;
(4)四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。其中压缩冲程是将机械能转化为内能的过程,做功冲程将内能转化为机械能的过程。
【解答】解:(1)这些燃料油完全燃烧释放出的热量:
Q放=mq=50kg×4.2×107J/kg=2.1×109J;
(2)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,所以燃料油燃烧不充分时,其热值保持不变,仍为4.2×107J/kg;
(3)在城市内修建人工湖,水多,因为水的比热容较大,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,减弱了周围地区的“热岛效应”;
(4)四冲程内燃机中,做功冲程将内能转化为机械能的过程,物体对外做功的是做功冲程。
故答案为:2.1×109;不变;比热容;做功。
【点评】本题考查了燃料油完全放热公式的应用、热值特性、水的比热容较大的特点,以及内燃机工作原理等知识的理解和应用,涉及知识点较多,难度不大。
47.(2021•鄂州模拟)如图所示是小红同学向空中抛出一个篮球,篮球落地后在地面弹跳的过程,每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点,则A点的重力势能 等于 B点的重力势能(选填“大于”、“小于”或“等于”);A点的机械能 大于 B点的机械能(选填“大于”、“小于”或“等于”),A点的内能 小于 B点的内能(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【考点】内能的概念;势能大小的比较;机械能的概念.
【专题】应用题;分子热运动、内能;机械能及其转化;应用能力.
【答案】等于;大于;小于。
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
机械能等于动能和势能之和。
(2)机械能转化时,有摩擦力阻力使得机械能转化为内能。
【解答】解:据图能看出,该过程中,篮球被反弹的高度逐渐变小,即说明在反弹过程中有一部分机械能转化成了内能,故该过程中的机械能是减小的;
篮球位于A、B两点时,其质量不变,高度相等,故其所具有的重力势能相等;
篮球在跳动的过程中,不断有机械能转化为内能,篮球的内能逐渐变大。
故答案为:等于;大于;小于。
【点评】本题考查的是动能和重力势能的影响因素以及机械能和内能的转化,知道皮球的机械能逐渐在减少是关键。
48.(2022•宜城市校级模拟)中考英语听力测试时,清晰的朗读声是通过 空气 传入耳朵的;内燃机在做功冲程中,将内能转化为 机械 能。
【考点】四冲程内燃机的工作过程;声音的传播条件.
【专题】应用题;声现象;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】空气;机械。
【分析】声音靠介质传播,一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质。要掌握四个冲程中的能量转化情况,吸气和排气冲程不发生能量转化。压缩冲程将机械能转化为内能;做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】解:声音靠介质传播,清晰的朗读声是通过空气传入耳朵的。
在做功冲程中,即进气门和排气门均关闭,气缸内燃烧的高温高压燃气对活塞做功,使活塞由上向下运动,即是内能转化为机械能的过程。
故答案为:空气;机械。
【点评】本题考查声音的传播和热机的工作特点,是对基础知识的考查。
49.(2022•鄂州模拟)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出: 甲 (选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体在0~15min内放出的热量为 4.2×104 J。
【考点】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)根据放热公式Q放=cmΔt可知,在质量相等、放热也相同的情况下,谁的温度降低得慢,则它的比热容大,据此结合图象进行判断。
(2)前面已经判断出哪一种液体是水,根据图象上的数据利用Q放=cmΔt求出水在0~15min内放出的热量;由题知,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,据此可知另一种液体在0~15min内放出的热量。
【解答】解:
(1)甲、乙两液体在相同时间内放出的热量相等,由图象可知,甲液体的温度降低得慢,乙液体的温度降低得快;
根据放热公式Q放=cmΔt可知,在质量相等、放热也相同的情况下,谁的温度降低得慢(即Δt小),则它的比热容大;
所以,甲液体的比热容大,若甲、乙两种液体中,一种液体是水,则这种液体一定是甲液体;
(2)甲液体是水,由图可知,水的初温是60℃,放热15分钟后水的末温是40℃,
则水在0~15min内放出的热量:
Q水放=c水m水(t水﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(60℃﹣40℃)=4.2×104J,
由题知,实验过程中水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,
所以乙液体在0~15min内放出的热量:Q液放=Q水放=4.2×104J。
故答案为:甲;4.2×104。
【点评】本题考查了学生对放热公式的掌握和运用,能从温度﹣时间图象得出相关信息是解题的关键。
50.(2023•洪山区校级模拟)燃烧秸秆是造成雾霾天气的原因之一,为保护环境,在市郊建起了加工秸秆制成秸秆煤发电的工厂。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 1.05×107 J的热量;若这些热量被质量为100kg,初温为20℃的水吸收,则在标准大气压下可使水温升高到 45 ℃。该电厂年发电量可达9×107kW•h,与发电效率20%的同等规模的火电厂相比,除可减少CO2的排放量,每年还能节约 5.4×107 kg标准煤。(q秸秆煤=2.1×107J/kg,q标准煤=3.0×107J/kg)
【考点】燃料的热值及其计算;热量的计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】1.05×107;45;5.4×107。
【分析】(1)知道秸秆煤的质量和秸秆煤的热值,利用公式Q放=mq可计算秸秆煤完全燃烧放出的热量;
(2)知道水的质量、水的比热容,根据Q放=Q吸=cmΔt可计算水升高的温度,再计算水的末温;
(3)知道秸秆电厂每年可提供的电能,根据η=×100%求出标准煤完全燃烧释放的热量,利用Q放=mq求出每年可节约标准煤的质量。
【解答】解:(1)秸秆煤完全燃烧释放的热量:
Q放=m秸秆煤q秸秆煤=0.5kg×2.1×107J/kg=1.05×107J。
(2)由题意可知,水吸收的热量为:Q吸=Q放=1.05×107J,
由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度:
Δt===25℃,
在标准大气压下可使水温升高到:
t=t0+Δt=20℃+25℃=45℃;
(3)秸秆电厂每年可提供电能:
W=9×107kW•h=9×107×3.6×106J=3.24×1014J,
由η=×100%可得,标准煤完全燃烧释放的热量:
Q放===1.62×1015J,
由Q放=mq可得,每年可节约标准煤的质量:
m===5.4×107kg。
故答案为:1.05×107;45;5.4×107。
【点评】本题考查学生对燃料完全燃烧放出热量公式和吸热公式以及效率公式的掌握和运用,计算时科学记数法的使用。
51.(2021•咸宁一模)如图所示,夏天,我们常常将饮料和冰块放在一起,制作“冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块的温度不同,两者之间发生了 热传递 ,冰块的内能 增大 ,饮料的内能 减小 (以上两空选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【考点】热传递改变物体内能.
【专题】应用题;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】热传递;增大;减小。
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能,它们的主要区别是:做功是能量的转化,而热传递是能量的转移。
【解答】解:夏天,我们常常将饮料和冰块放在一起,制作“冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块的温度不同,冰块吸收热量、内能增大、温度升高,饮料的放出热量、内能减少、温度下降,但总能量不变,因此该过程是通过热传递改变冰块和饮料的内能。
故答案为:热传递;增大;减小。
【点评】本题考查了学生对改变内能的方法(做功、热传递)的了解与掌握,属于基础题目。
52.(2021•鄂州模拟)农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 1.05×107 J的热量;若这些热量被质量为20kg,初温为20℃的水吸收,可使水温升高到70℃,则水吸收了 4.2×106 J的热量,此时烧水效率为 40% (已知q=2.1×107J/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】1.05×107;4.2×106;40%。
【分析】(1)知道秸秆煤的质量和秸秆煤的热值,利用公式Q放=mq可计算秸秆煤完全燃烧放出的热量;
(2)知道水的比热容、水的质量、初温和末温,根据吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求出出水吸收的热量;
(3)根据效率公式可以求出煤气灶烧水的效率。
【解答】解:秸秆煤完全燃烧释放的热量:
Q放=m秸秆煤q=0.5kg×2.1×107J/kg=1.05×107J。
水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×20kg×(70℃﹣20℃)=4.2×106J;
此时烧水效率:
η==×100%=40%。
故答案为:1.05×107;4.2×106;40%。
【点评】题考查了学生对吸热公式Q吸=cmΔt、燃料完全燃烧放热公式Q放=qm、效率公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
三.实验探究题(共4小题)
53.(2022•黄梅县校级模拟)如图1所示,在A、B、C三套实验装置中,酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、铁架台的规格分别相同,在三个烧杯中所装液体的质量都相等。请回答下列问题:
(1)为了做“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”实验,除了图1中所给的实验器材之外,还需要补充的一个测量仪器是 秒表 。
(2) B、C 两套实验装置可以做“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”。
(3)如图2所示,是根据实验数据所绘制的图像,其中 a (选填“a”或“b”)是水的温度随时间变化的图像。在此实验中,若使初温相同、质量相等的两杯液体吸收相等的热量,两杯液体所能达到的温度 不相同 (选填“相同”或“不同”)。
【考点】实验 比较不同物质吸热的情况.
【专题】实验题;比热容、热机、热值;分析、综合能力.
【答案】(1)秒表;(2)B、C;(3)a;不相同
【分析】(1)可根据本实验的研究方法“控制变量法”分析所需控制变量;在实验中所选仪器是为保证控制变量;
(2)探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系时采用的是控制变量法;实验中需要控制两种液体的质量和初温相同,要使用相同的加热器加热;
(3)水的吸热能力较大,质量相同的水和油吸收相同的热量,水的温度变化小;
【解答】解:(1)实验中通过加热时间的长短来比较吸收热量的多少,所以本实验还需要用秒表测量时间;
(2)根据控制变量法可知:实验中需要控制两种液体的质量和初温相同,液体的种类不同,故需要选用B、C两套装置;
(3)由图可知,质量相同的a和b吸收相同的热量,a的温度变化小,所以a为水;
在此实验中,若使初温相同、质量相等的两杯液体吸收相等的热量,两杯液体的吸热能力不同,则所能达到的温度不相同。
故答案为:(1)秒表;(2)B、C;(3)a;不相同。
【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。
54.(2023•孝感二模)在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中。
(1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关,因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 质量 相等;实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同,以便于 通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量 。
(2)如图是小明安装好的实验装置,其中存在的错误是 温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中 。
(3)小华纠正了小明的错误,又组装了一套相同的实验装置,备好秒表。在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片,读出水的初温后,进行如下操作:
①先点燃酒精,再点燃碎纸片。
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,读取温度计的示数。
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束,分别读取温度计的示数。
小红认为上述操作中,操作 ② 是错误的。小明根据正确操作获得的数据,算出了燃料的热值,发现结果小于该燃料的实际热值,原因是 燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中 。
【考点】燃料的热值及其计算.
【专题】探究题;比热容、热机、热值;科学探究能力.
【答案】(1)质量;通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量;(2)温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中;(3)②;燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中。
【分析】(1)根据Q放=mq可知燃料充分燃烧放出热量的多少与燃料的种类和燃料的质量有关,据此分析;由于燃料的热值不能直接测量,所以通过水温升高的示数大小来体现燃料的热值大小,根据此进行分析;
(2)根据温度计的使用方法分析解答;
(3)实验过程中要控制完全燃烧燃料的质量相同,燃烧时间相同并不能保证燃烧燃料的质量相同;燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失等,据此分析。
【解答】解:(1)由Q放=mq可知,燃料充分燃烧放出热量的多少与燃料的种类和燃料的质量有关,因此实验时必须控制酒精和碎纸片的质量相同;控制被加热的水的质量和初温均相同,便于通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量;
(2)用温度计测量液体的温度时,应该让温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,不能碰到容器的底部和侧壁,由图可知,温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中;
(3)实验过程中要控制完全燃烧燃料的质量相同,燃烧时间相同并不能保证燃烧燃料的质量相同,所以保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,读取温度计的示数的操作是错误;
由于燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中,又或被烧杯等实验装置吸收的部分热量,使Q放大于Q吸,依此计算出燃料的热值比实际要偏小些。
故答案为:(1)质量;通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量;(2)温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中;(3)②;燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中。
【点评】本题是“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验,主要考查控制变量法和转换法的使用、温度计的使用以及分析误差产生的原因,有一定的难度。
55.(2022•江汉区校级模拟)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验,将实验数据绘制成图象如图乙。
(1)实验中用到的测量仪器除了温度计以外,还必须有 天平、秒表 。
(2)加热过程中,水和食用油吸热的多少是通过 加热时间 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
(3)由图乙可知:加热相同时间,A、B两种液体质量和升高的温度乘积之比为 2:1 。
【考点】实验 比较不同物质吸热的情况.
【专题】实验题;比热容、热机、热值;实验基本能力.
【答案】(1)天平、秒表;
(2)加热时间;
(3)2:1。
【分析】(1)(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;
比较物质吸热能力的2种方法: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;或使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
(3)因质量相同,故A、B两种液体质量和升高的温度乘积之比等于温度之比。
【解答】解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同实验,故实验中要用到天平,根据转换法,通过加热时间的长短来比较吸热多少,用到秒表;
(2)加热过程中,水和食用油吸热的多少是通过加热时间来反映的;
(3)根据乙可知,加热3分钟(吸热相同),A升高的温度为:
30℃﹣10℃=20℃;
B升高的温度为:
20℃﹣10℃=10℃;
因两种物质质量相同,加热相同时间,A、B两种液体质量和升高的温度乘积之比等于温度之比,故加热相同时间,A、B两种液体质量和升高的温度乘积之比为:
20℃:10℃=2:1。
故答案为:(1)天平、秒表;
(2)加热时间;
(3)2:1。
【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和Q=cmΔt的运用,为热学中的重要实验。
56.(2023•浠水县模拟)用水做以下实验。
(1)甲图,根据 U形管液面高度差 反映金属盒所处位置的液体压强大小。
(2)乙图,液面与标记线相平,反复翻转后,发现液面 低于 标记线,说明分子之间存在空隙。
(3)丙图,用相同热源加热等质量的水和沙子,使它们升高相同的温度,发现水的 加热时间更长 ,说明水吸收了更多的热量。
(4)丁图,完全燃烧等质量的酒精和碎纸片后,两杯等质量的水 升高的温度 不同,说明燃料放出热量不同。
(5)戊图表示观察水的沸腾实验。
①应先固定 烧杯 (选填“烧杯”或“温度计”)的位置。
②表为记录实验数据的表格,表中a处应填的内容是 时间/min 。
③根据戊图和表格可知,水的沸点是 98 ℃。
④为了探究水的沸腾条件,应在水 沸腾时 停止对其加热,进行观察。
(6)五个实验中,水作为研究对象的有 甲、乙、丙、戊 (用甲、乙、丙、丁、戊作答)。
【考点】燃料的热值及其计算;探究水沸腾时温度变化的特点;探究液体内部的压强;分子动理论的基本观点;比热容的概念及其计算.
【专题】比热容、热机、热值;科学探究能力.
【答案】(1)U形管液面高度差;(2)低于;(3)加热时间更长;(4)升高的温度;(5)烧杯;时间/min;98;沸腾时;(6)甲、乙、丙、戊。
【分析】(1)通过U形管中液面高度差来间接地显示金属盒所处位置的液体压强大小。
(2)由于分子间有空隙。
(3)两种物质在升高相同温度的情况下,所用加热时间的多,说明吸收的热量多,则比热容较大。
(4)相等质量的燃料,完全燃烧后放出的热量不同。
(5)为了保证温度计的液泡不碰到烧杯底部,温度计的位置根据烧杯的位置来确定;
水沸腾后,还要继续加热一段时间的主要目的是观察水沸腾后的温度变化;
为了探究水沸腾的条件,应在水沸腾时,改变外界因素——停止加热,从而归纳总结沸腾条件。
(6)结合实验目的分析研究对象。
【解答】解:(1)金属盒处液体的压强,通过压强计管中空气传递到U形管中的液体,使两边形成液面差,通过U形管中液面高度差来间接地显示金属盒所处位置的液体压强大小。
(2)由于分子间有空隙,两种液体混合后,总体积要减小,所以,液面在标记线以下。
(3)因为水的比热容比沙子大,在质量和升高温度相同的时候,水需要吸收更多的热量,所以用相同的热源加热,需要对水加热更长时间。
(4)相等质量的酒精和纸片,完全燃烧后放出的热量不同,质量相同的水吸收了不同的热量,升高的温度不同。
(5)在本实验中,要使用酒精灯的外焰加热,因此要先固定烧杯的位置,之后再根据烧杯的位置放置温度计。
随着加热时间的增长,水温在发生变化,我们要记录不同时刻水的温度。因此,a处应该填的内容为:时间/min。
水在持续吸热过程中,有一段时间温度保持在98℃,说明此时水正在沸腾,沸点为98℃。
为了探究水沸腾的条件,应在水沸腾时,改变外界因素——停止加热,从而归纳总结沸腾条件。
(6)甲中探究水的压强大小与哪些因素有关;乙中观察水与酒精混合后体积的变化;丙中比较水和沙子的吸热能力;丁中以水做工具比较燃料燃烧放出热量的多少;戊中探究水的沸腾条件。故甲、乙、丙、戊是以水为研究对象的。丁是以水做为测量工具使用的。
故答案为:(1)U形管液面高度差;(2)低于;(3)加热时间更长;(4)升高的温度;(5)烧杯;时间/min;98;沸腾时;(6)甲、乙、丙、戊。
【点评】此题考查的知识点较多,涉及到液体压强的特点、分子动理论、比热容、热值等,属于综合性题目。
四.计算题(共4小题)
57.(2023•咸宁模拟)现代城市人口密度越来越大,交通越来越拥堵。易步车(如图甲)以其体积小巧,结构简洁和驱动安全等优点,成为短途出行的理想交通工具。某品牌易步车的部分参数如下表所示。质量为60kg的人从家骑行该品牌易步车上班(如图乙),以最大速度匀速行驶10min到达单位,行驶中易步车所受阻力为人和车总重的0.1倍,设该过程中电机始终以额定功率工作(取g=10N/kg)。求:
(1)家到单位的距离是多少米。
(2)这个人在水平路面上骑行易步车时,车对地面的压强。
(3)这次上班过程中,易步车电机的效率。
【考点】能量的利用效率;速度的计算和公式的应用;压强的计算.
【专题】功、功率、机械效率;分析、综合能力.
【答案】(1)家到单位的距离是3000m。
(2)这个人在水平路面上骑行易步车时,车对地面的压强1.6×105Pa。
(3)这次上班过程中,易步车电机的效率80%。
【分析】(1)由表格数据可知易步车的最大速度,又知道行驶的速度,根据s=vt求出家到单位的距离;
(2)根据G=mg求出总重力,在水平路面上骑易步车时,车对地面的压力等于车和人的重力之和,受力面积为两轮胎触地面积之和,根据p=求出车对地面的压强;
(3)易步车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据W=Fs和f=0.1G求出牵引力做的功,根据W=Pt求出消耗的电能,利用效率公式求出易步车电机的效率。
【解答】解:(1)由表格数据可知,易步车的最大速度:
v=18km/h=5m/s,
由v=可得,家到单位的距离:
s=vt=5m/s×10×60s=3000m;
(2)车和人的总重力:
G=(m人+m车)g=(60kg+20kg)×10N/kg=800N,
雯雯在水平路面上骑易步车时,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,车对地面的压强:
p====1.6×105Pa;
(3)因易步车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,牵引力做的功:
W=F′s=fs=0.1Gs=0.1×800N×3000m=2.4×105J,
由P=可得,消耗的电能:
W电=Pt=500W×10×60s=3×105J,
易步车电机的效率:
η=×100%=×100%=80%。
答:(1)家到单位的距离是3000m。
(2)这个人在水平路面上骑行易步车时,车对地面的压强1.6×105Pa。
(3)这次上班过程中,易步车电机的效率80%。
【点评】本题考查了速度公式和重力公式、压强公式、做功公式、效率公式的应用,从表格中获取有用的数据和知道水平面上物体的压力等于自身的重力是关键,要注意单位的换算。
58.(2022•房县一模)某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶600s,汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×107J,消耗汽油1.5kg(假设汽油在发动机气缸内完全燃烧,汽油热值取q=5×107J/kg,g=10N/kg)。求:
(1)汽车行驶的路程和发动机输出功率;
(2)汽车受到的阻力;
(3)汽车发动机的效率。
【考点】热机的效率;功率的计算及公式的应用;燃料的热值及其计算.
【专题】比热容、热机、热值;长度、时间、速度;功、功率、机械效率;分析、综合能力.
【答案】(1)汽车行驶的路程为1.5×104m;发动机输出功率为5×104W;
(2)汽车受到的阻力为2×103N;
(3)汽车发动机的效率为40%
【分析】(1)根据速度公式v=的变形公式s=vt求出汽车行驶的路程;利用P=计算出发动机输出功率;
(2)根据汽车匀速直线行驶可知,汽车受到的阻力和牵引力是一对平衡力,根据公式W=Fs的变形公式求出牵引力的大小即可得出汽车受到的阻力;
(3)根据公式Q放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量;根据效率的公式η=×100%计算发动机的效率。
【解答】解:(1)由v=得,汽车行驶的路程为:s=vt=25m/s×600s=1.5×104m;
发动机输出功率:P===5×104W;
(2)因为汽车匀速直线行驶,所以受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
由W=Fs可知,汽车受到的阻力为:
f=F===2×103N;
(3)1.5kg汽油完全燃烧放出的热量为:
Q放=mq=1.5kg×5×107J/kg=7.5×107J;
汽车发动机的效率为:
η=×100%=×100%=40%。
答:(1)汽车行驶的路程为1.5×104m;发动机输出功率为5×104W;
(2)汽车受到的阻力为2×103N;
(3)汽车发动机的效率为40%。
【点评】本题是一道力热综合题,主要考查速度公式、功率公式、二力平衡、功的公式、燃料燃烧放热公式以及效率公式的应用,题目综合性较强。
59.(2022•通山县校级模拟)小明学习了燃料的热值后,很想知道家中使用的天然气的热值是多少?但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是,他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧,用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中,观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)在这个过程中水吸收了多少热量?
(2)请你帮小明算出天然气的热值。
【考点】燃料的热值及其计算;热量的计算.
【专题】计算题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据Q吸=c水m水(t﹣t0)得出在这个过程中水吸收的热量;
(2)根据Q放=得出天然气完全燃烧放出的热量,根据q天然气=得出天然气的热值。
【解答】解:(1)在这个过程中水吸收的热量Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(80℃﹣20℃)=5.04×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放===1.4×106J,
天然气的热值q天然气===4×107J/m3
答:(1)在这个过程中水吸收了5.04×105J的热量;
(2)天然气的热值为4×107J/m3。
【点评】本题考查燃料完全燃烧放出热量、水吸收热量、效率的计算,综合性强,难度适中。
60.(2021•黄梅县模拟)为助力乡村振兴,黄梅县下新镇将生态农业和旅游观光相结合,打造美丽乡村。如图是下新镇夏日赏荷用的观光艇,其部分技术参数如下表:(g=10N/kg,q柴油=4.3×107J/kg,ρ柴油=0.8×103kg/m3)
(1)若人的质量为50kg,当观光艇满载时,所受的浮力是多少?
(2)当观光艇以最大速度航行时,受到水的平均阻力为多大?
(3)某次以最大航速游玩,耗时30分钟,消耗柴油7L,求发动机的效率?
【考点】热机的效率;浮力大小的计算;功率的计算及公式的应用.
【专题】计算题;信息给予题;推理法;比热容、热机、热值;浮力;功、功率、机械效率;分析、综合能力.
【答案】(1)观光艇满载时,所受浮力是1.2×104N;
(2)观光艇以最大速度航行时,受到水的平均阻力是4×103N;
(3)发动机的效率为29.9%。
【分析】(1)从技术参数表得出观光艇和8人总质量,利用重力公式求人、观光艇总重力,再利用漂浮条件求观光艇满载时,所受水的浮力;
(2)从技术参数表得出发动机的最大功率,利用P===Fv的变形公式F=求牵引力;又因为观光艇匀速行驶,受平衡力,据此求受到水的平均阻力;
(3)知道发动机的最大功率,利用公式P=的变形公式W=Pt求出发动机输出功(有用功),利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求出7L柴油完全燃烧放出的热量(总能量),利用效率公式η=×100%求柴油发动机的效率。
【解答】解:(1)观光艇满载时观光艇和8人总质量为:
m=800kg+50kg×8=1200kg,
满载时人、观光艇总重力为:
G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×104N,
∵观光艇漂浮,
∴观光艇满载乘客时所受浮力为:
F浮=G=1.2×104N;
(2)∵P===Fv,
∴观光艇受到的牵引力为:
F===4×103N,
∵观光艇匀速行驶,
∴观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力,
∴观光艇受到水的平均阻力为:
f=F=4×103N;
(3)t=30min=1800s,
30分钟发动机输出有用功为:
W=Pt=40×103W×1800s=7.2×107J,
消耗柴油的体积为:V=7L=7×10﹣3m3,
柴油完全燃烧放出的热量(总能量):
Q放=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×7×10﹣3m3×4.3×107J/kg=2.408×108J,
柴油发动机的效率:η=×100%=×100%≈29.9%。
答:(1)观光艇满载时,所受浮力是1.2×104N;
(2)观光艇以最大速度航行时,受到水的平均阻力是4×103N;
(3)发动机的效率为29.9%。
【点评】本题考查了学生对重力公式、漂浮条件、功率公式、力的平衡、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq、效率公式的掌握和运用,是一道力学和热学的综合计算题。能从技术参数表中得出相关信息是解题的关键。a
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
…
电池
4AH电池
电机额定功率
500W
最大速度
18km/h
单轮胎触地面积
25cm2
轮胎个数
2
车身自重
20kg
商品名称
XX观光艇
商品型号
船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量
800kg
发动机最大输出功率
40kW
最大载人数量
8人
最大航速
10m/s
a
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
…
电池
4AH电池
电机额定功率
500W
最大速度
18km/h
单轮胎触地面积
25cm2
轮胎个数
2
车身自重
20kg
商品名称
XX观光艇
商品型号
船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量
800kg
发动机最大输出功率
40kW
最大载人数量
8人
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