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學(xué)而優(yōu)教有方試卷第=page11頁,共=sectionpages33頁-2024學(xué)年九年級(jí)物理全一冊(cè)單元測(cè)試卷(滬科版)第十三章內(nèi)能與熱機(jī)【A卷·重點(diǎn)題型+基礎(chǔ)卷】重點(diǎn)題型歸納一、單選題1.關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能,下列說法中正確的是()A.0oC物體內(nèi)能為零B.物體內(nèi)能增大,一定吸收了熱量C.物體的溫度越低,它所含的熱量就越少D.內(nèi)能相同的兩個(gè)物體之間可能發(fā)生熱傳遞【答案】D【詳解】A.一切物體都具有內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;B.改變內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞。物體的內(nèi)能增大,有可能是吸收了熱量,也有可能是外界對(duì)它做了功,故B錯(cuò)誤;C.熱量是一個(gè)過程量,不能說含有,故C錯(cuò)誤;D.只要兩個(gè)接觸的物體之間存在溫度差就會(huì)發(fā)生熱傳遞,內(nèi)能相同的兩個(gè)物體若溫度不同就會(huì)發(fā)生熱傳遞,故D正確。故選D。2.關(guān)于比熱容,下列說法正確的是A.物質(zhì)的溫度越高,比熱容越大B.物質(zhì)的比熱容與質(zhì)量、溫度無關(guān)C.物質(zhì)的質(zhì)量越大,比熱容越大D.物質(zhì)吸收的熱量越多,比熱容越大【答案】B【分析】(1)單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容;(2)比熱容是物質(zhì)的一種特性,和物體吸收熱量的多少、溫度的高低、質(zhì)量的大小都沒有關(guān)系,只與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān).【詳解】比熱容是物質(zhì)本身的一種特性,物理學(xué)規(guī)定,單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量為該物體的比熱容;每種物質(zhì)都有自己的比熱容,與物體的質(zhì)量、物體的溫度變化和物體吸收熱量的多少均無關(guān);故A、C、D的說法都錯(cuò)誤,B的說法正確.【點(diǎn)睛】本題考查了比熱容的概念.注意比熱容是物質(zhì)的一種特性,與物體的質(zhì)量、物體的溫度變化和物體吸收熱量的多少均無關(guān),它只與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān).3.一盞酒精燈在一直燃燒,酒精越來越少的過程中,關(guān)于剩余酒精說法正確的有()A.比熱容和熱值均在減小 B.比熱容和熱值都不變C.比熱容逐漸減小,熱值不變 D.比熱容不變,熱值逐漸減小【答案】B【詳解】比熱容是物質(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān),與物質(zhì)的質(zhì)量等因素?zé)o關(guān);熱值是燃料的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與物質(zhì)的質(zhì)量等因素?zé)o關(guān);故酒精越來越少的過程中,剩余的酒精的比熱容和熱值均不變。故選B。4.關(guān)于熱機(jī)的效率,下列說法正確的是()A.總功一定,額外功越少,效率就越高B.熱機(jī)做的有用功越多,效率就越高C.熱機(jī)消耗的燃料越多,效率就越低D.熱機(jī)的功率越大,效率就越高【答案】A【詳解】A.效率是有用功與總功的比值乘以100%,總功一定,額外功越少,有用功就越多,有用功與總功的比值就越大,即效率就越高,故A正確;B.熱機(jī)做的有用功越多,但總功不知道,有用功與總功的比值就不確定,因此效率不一定高,故B錯(cuò)誤;C.熱機(jī)的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比,當(dāng)熱機(jī)做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高;做功的多少不確定,熱機(jī)效率的高低也不一定,故C錯(cuò)誤;D.熱機(jī)效率是有用功與燃料完全燃燒放出熱量的比值,熱機(jī)做的有用功多,但不知道燃料完全燃燒放出的熱量,無法確定效率一定高,故D錯(cuò)誤。故選A。5.用酒精燈給試管中的水加熱,如圖所示,在軟木塞被沖出試管口的過程中,下列說法正確的是()A.水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能 B.軟木塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能C.水蒸氣對(duì)軟木塞做功,水蒸氣的內(nèi)能增大 D.能量的轉(zhuǎn)化形式與熱機(jī)壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同【答案】A【詳解】ABC.軟木塞沖出試管口的過程中是水蒸氣對(duì)軟木塞做功,水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能,水蒸氣內(nèi)能減小,溫度降低,故A正確,BC錯(cuò)誤;D.軟木塞沖出的過程中是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞機(jī)械能的過程,而熱機(jī)壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。故選A。6.禮花噴射器結(jié)構(gòu)如圖所示,氣罐內(nèi)有高壓氣體,氣罐通過氣閥與紙筒相連。使用時(shí),李明浩同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)紙筒打開氣閥,氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速噴向遠(yuǎn)處。對(duì)該過程的分析正確的是()A.罐內(nèi)氣體的內(nèi)能增加B.氣罐內(nèi)壁溫度升高C.該過程能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)做功沖程相同D.罐內(nèi)氣體通過熱傳遞方式改變了其內(nèi)能【答案】C【詳解】ABD.在噴出禮花的過程中,罐內(nèi)的壓縮空氣對(duì)禮花做功,空氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為禮花的機(jī)械能,罐內(nèi)氣體內(nèi)能減少,氣罐內(nèi)壁溫度降低,故ABD錯(cuò)誤;C.汽油機(jī)做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速噴向遠(yuǎn)處時(shí),也是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C正確。故選C。7.對(duì)于圖中所示的四幅圖,下列說法中正確的是()A.圖甲中軟木塞飛出時(shí),管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能增加B.圖乙中兩個(gè)壓緊的鉛塊能吊起鉤碼,主要是因?yàn)榉肿娱g存在引力C.圖丙中活塞向下運(yùn)動(dòng)與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程原理相同D.圖丁中小朋友下滑時(shí),內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】B【詳解】A.甲圖中軟木塞飛出時(shí),管內(nèi)水蒸氣對(duì)外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,所以內(nèi)能減少,故A錯(cuò)誤;B.乙圖中兩個(gè)壓緊的鉛塊能吊起鉤碼,主要是因?yàn)榉肿娱g存在引力,故B正確;C.丙圖中活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí),壓縮氣體做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相同,故C錯(cuò)誤;D.丁圖中小朋友下滑時(shí),克服摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。故選B。8.小明閱讀了某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說明書后,將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖所示,汽油熱值為4.6×107J/kg。下列說法錯(cuò)誤的是()A.發(fā)動(dòng)機(jī)在做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.該內(nèi)燃機(jī)的效率為30%C.為確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作,可用水對(duì)其冷卻D.燃燒1kg的汽油一定釋放4.6×107J的能量【答案】D【詳解】A.汽車的內(nèi)燃機(jī)只有做功沖程和壓縮沖程有能量轉(zhuǎn)化,做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A正確,不符合題意;B.由圖可知,該內(nèi)燃機(jī)的效率η=100%-(33%+30%+7%)=30%故B正確,不符合題意;C.由Q=cmΔt可知,質(zhì)量相同的不同物質(zhì),升高相同溫度時(shí),比熱容越大的物質(zhì),吸收的熱量越多;水的比熱容較大,因此為確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作,可用水對(duì)其冷卻,故C正確,不符合題意;D.1kg的汽油完全燃燒可以放出4.6×107J的能量,但選項(xiàng)中未明確汽油完全燃燒,因此燃燒1kg的汽油不一定釋放4.6×107J的能量,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。9.用電熱棒分別給甲、乙兩種液體加熱(比熱容),兩種液體每秒吸收的熱量相同,這兩種液體的溫度與加熱時(shí)間的圖線如圖所示,下面四個(gè)選項(xiàng)中正確的是()A.同時(shí)加熱120s,甲升高的溫度大于乙B.同時(shí)加熱120s,甲吸收的熱量比乙多C.甲、乙兩種液體的質(zhì)量之比是3:2D.甲、乙兩種液體的質(zhì)量之比是4:3【答案】C【詳解】由圖知同時(shí)加熱120s,甲的溫度變化是80℃-60℃=20℃乙的溫度變化是60℃-0℃=60℃所以甲升高的溫度小于乙升高的溫度,故A錯(cuò)誤;B.題干中有“兩種液體每秒吸收的熱量相同”,所以在相同的時(shí)間內(nèi)甲液體和乙液體吸收的熱量相同,故B錯(cuò)誤;CD.在0~120min時(shí)間內(nèi),相同的時(shí)間甲乙吸收相同的熱量,因?yàn)閏甲=2c乙,根據(jù)Q=cmΔt可得:,則甲液體的質(zhì)量為乙液體的質(zhì)量為所以故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。10.質(zhì)量相等的28℃、100℃的水分別裝在甲、乙兩容器中,現(xiàn)將一個(gè)溫度為100℃的金屬球放入甲容器中,達(dá)到溫度相同時(shí),甲容器中水溫升高到40℃,然后迅速取出金屬球放入乙容器中,再次達(dá)到溫度相同時(shí),乙容器中水溫是(設(shè)不計(jì)熱量損失和水的質(zhì)量損失)()A.60℃ B.80℃ C.88℃ D.90℃【答案】D【詳解】現(xiàn)將一個(gè)溫度為100℃的金屬球放入甲容器中,達(dá)到溫度相同時(shí),甲容器中水溫升高到40℃,則水的溫度為40℃,則該金屬球放出的熱量為經(jīng)整理可得然后迅速取出金屬球放入乙容器中,金屬球吸收熱量,水放出熱量,再次達(dá)到溫度相同時(shí),設(shè)水的末溫為t末,根據(jù)吸收的熱量等于放出的熱量,可知經(jīng)整理可知故D正確。故選D。二、填空題11.用打氣筒給自行車輪胎打氣,活塞壓縮筒內(nèi)空氣,空氣溫度升高,這是通過方法改變內(nèi)能。打氣筒外壁的下部也會(huì)熱,這是通過方法改變內(nèi)能?!敬鸢浮孔龉醾鬟f【詳解】[1]用打氣筒給自行車輪胎打氣的過程是打氣筒對(duì)筒內(nèi)空氣做功的過程,對(duì)空氣做功會(huì)導(dǎo)致空氣內(nèi)能增大,溫度升高,這是通過做功的方法改變內(nèi)能。[2]打氣筒內(nèi)的熱量傳遞給打氣筒外壁的底部,所以打氣筒外壁會(huì)發(fā)生溫度升高的情況,這是通過熱傳遞的方法改變內(nèi)能。12.鐵塊和鐵絲的質(zhì)量之比是3∶1,當(dāng)它們升高相同的溫度,吸收的熱量之比是,它們的比熱容之比是,若它們放出相等的熱量,降低的溫度之比是?!敬鸢浮?∶11∶11∶3【詳解】[1][2]鐵塊和鐵絲的質(zhì)量之比是3∶1,當(dāng)它們升高相同的溫度,即溫度變化量之比為1∶1,因?yàn)楸葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,鐵塊與鐵絲是同種物質(zhì),故比熱容之比為1∶1。由可得,吸收的熱量之比是[3]若它們放出相等的熱量,降低的溫度之比是13.把質(zhì)量和溫度都相同的鐵球、鋁球和銅球同時(shí)投入沸騰的水,足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,三球的溫度變化(選填:“相同”或“不相同”)。其中吸收熱量最多的是球,吸收熱量最少的是球。(已知c鋁>c鐵>c銅)【答案】相同鋁銅【詳解】[1]把質(zhì)量和溫度都相同的鐵球、鋁球和銅球同時(shí)投入沸騰的水中,一段時(shí)間后,由于熱傳遞,鐵球、鋁球和銅球的溫度都等干水的沸點(diǎn),三球溫度變化相同。[2][3]鋁的比熱容最大,銅球的比熱容最小,由熱量公式可知,質(zhì)量和溫度都相同的鐵球、鋁球和銅球升高相同的溫度,鋁吸收的熱量最多,銅球收的熱量最少。14.我市所有出租車已使用天然氣來代替燃油,某出租車在一段時(shí)間內(nèi)消耗了420g天然氣,若這些天然氣完全燃燒,可放出熱量J,這些熱量可使質(zhì)量為kg的水由20℃升高到100℃;天然氣燃燒時(shí)將能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若天然氣用去一半,則剩余天然氣的熱值(選填“變大”“變小”或“不變”)。[天然氣的熱值為,水的比熱容為]【答案】1.848×10755化學(xué)不變【詳解】[1]消耗420g天然氣釋放的熱量由題知[2]由得加熱水的質(zhì)量[3]天然氣燃燒時(shí),天然氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[4]熱值是燃料的特性,天然氣用去一半,剩余天然氣種類不變,故熱值不變。15.神舟十三號(hào)載人飛船與長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭的組合體于2021年10月16日發(fā)射升空,在此次發(fā)射任務(wù)中,長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭以8×106N的推力將總質(zhì)量為500t的組合體在50s內(nèi)推到3×104m的高度,在此過程中共消耗15t燃料,已知火箭燃料的熱值4×107J/kg,g=10N/kg?;鸺邳c(diǎn)火升空的過程中,燃料燃燒將火箭燃料放出的能轉(zhuǎn)化為組合體的能;火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力的平均功率為W;火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為?!敬鸢浮?jī)?nèi)機(jī)械4.8×10940%【詳解】[1][2]火箭在點(diǎn)火升空的過程中,燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能對(duì)組合體做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為組合體的機(jī)械能。[3]火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力的在50s內(nèi)做功為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力的平均功率為[4]15t燃料完全燃燒放出的熱量為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為16.如圖所示為汽油機(jī)的四個(gè)沖程,其中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是圖。1min內(nèi)汽油機(jī)完成2400個(gè)工作循環(huán),每秒內(nèi)對(duì)外做功次。汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí),需要吸入2L的燃料,這些燃料完全燃燒放出的熱量為J。(ρ燃料=1.4kg/m3,q燃料=4.6×107J/kg)【答案】甲401.288×105【詳解】[1]做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,活塞向上運(yùn)動(dòng),進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉的沖程是壓縮沖程,即圖甲是壓縮沖程。[2]1min內(nèi)汽油機(jī)完成2400個(gè)工作循環(huán),每秒完成40個(gè)工作循環(huán),完成一個(gè)工作循環(huán)對(duì)外做功一次,所以每秒對(duì)外做功40次。[3]汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí),需要吸入2L的燃料,即2dm3,根據(jù)密度公式可得,燃料的質(zhì)量m=ρ燃料V=1.4kg/m3×2×10-3m3=2.8×10-3kg燃料完全燃燒放出的熱量Q=q燃料m=4.6×107J/kg×2.8×10-3kg=1.288×105J17.如表所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,在陽光照射下,干泥土比濕泥土升溫(選填“快”或“慢”);從節(jié)能的角度考慮,燒開水時(shí)用(選填(選填“銅”或“鋁”)壺比較好;測(cè)量質(zhì)量小、溫度高的物體的溫度時(shí),用(選填“酒精”或“水銀”)溫度計(jì)更為準(zhǔn)確。一些物質(zhì)的比熱容[J/(kg?℃)]水4.2×103干泥土0.84×103酒精2.4×103鋁0.88×103水銀0.14×103銅0.39×103【答案】快銅水銀【詳解】[1]由表格數(shù)據(jù)可知,干泥土的比熱容小于水的比熱容,質(zhì)量相等的干泥土和濕泥土吸收相同的熱量時(shí),由Q=cmΔt可知,干泥土的溫度變化量大,所以,在陽光照射下,干泥土比濕泥土升溫快。[2]由表格數(shù)據(jù)可知,銅的比熱容小于鋁的比熱容,質(zhì)量相等的銅和鋁升高相同的溫度時(shí),由Q=cmΔt可知,銅吸收的熱量少,所以,從節(jié)能的角度考慮,燒開水時(shí)用銅壺比較好。[3]由表格數(shù)據(jù)可知,水銀的比熱容小于酒精的比熱容,質(zhì)量相等的水銀和酒精升高相同的溫度時(shí),則水銀吸收的熱量少,這樣對(duì)被測(cè)物體溫度的影響較小,測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確,故應(yīng)選用水銀溫度計(jì)。18.如圖A所示,迅速來回拉動(dòng)繩子,可以看到塞子被頂出,塞子被頂出過程的能量轉(zhuǎn)化相當(dāng)于B圖中的(甲/乙/丙/?。_程能量轉(zhuǎn)化過程。若B圖中的四缸四沖程柴油機(jī)中某一缸的各參數(shù)如圖C所示,1s內(nèi)該缸對(duì)外做功次,在每個(gè)做功沖程里該單缸對(duì)外做功J,若該沖程消耗柴油0.0625g,理論上該沖程的熱機(jī)效率為%。()【答案】乙25100040【詳解】[1]圖A塞子被頂出的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程,其能量轉(zhuǎn)化和內(nèi)燃機(jī)的做功沖程相同;對(duì)比B圖的四個(gè)沖程,乙沖程進(jìn)排氣門同時(shí)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),所以乙沖程是做功沖程,故塞子被頂出過程的能量轉(zhuǎn)化相當(dāng)于B圖中的乙沖程能量轉(zhuǎn)化過程。[2]如圖C,柴油機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),則每秒轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn),每?jī)赊D(zhuǎn)做一次功,故每秒做功25次。[3]該單缸的功率為每個(gè)做功沖程里該單缸對(duì)外做功為[4]每個(gè)做功沖程消耗柴油的質(zhì)量為每個(gè)做功沖程柴油完全燃燒放出的熱量是該做功沖程的熱機(jī)效率為三、作圖題19.用相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量和初溫均相等的A和B兩種液體進(jìn)行加熱(不計(jì)熱量損失,兩液體均未沸騰),如圖給出了A液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系圖像,試在圖中畫出B液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的大致關(guān)系圖像。(已知cA>cB)【答案】見解析【詳解】相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量和初溫均相等的A和B兩種液體,說明吸收的熱量和質(zhì)量相同。根據(jù)比熱容的相關(guān)公式,A和B吸收的熱量相同,質(zhì)量相同,cA>cB,所以B的溫度變化比較大。故B液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的大致關(guān)系圖像如下:。20.酒精的熱值q為3.0×107J/kg。請(qǐng)?jiān)趫D中坐標(biāo)畫出酒精的熱值q與其質(zhì)量m的關(guān)系圖像?!敬鸢浮俊驹斀狻繜嶂凳侨剂系囊环N特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的質(zhì)量無關(guān),因此燃料的質(zhì)量增加時(shí),不改變?nèi)剂系臒嶂?,則酒精的熱值q與其質(zhì)量m的關(guān)系圖像,如下圖所示:21.如圖甲是某汽油機(jī)的吸氣沖程時(shí)的氣門開閉情況和活塞的運(yùn)動(dòng)方向,仿照甲圖在乙圖中畫出壓縮沖程時(shí)的氣門開閉和活塞和連桿的大致位置?!敬鸢浮俊驹斀狻吭趦?nèi)燃機(jī)的壓縮沖程中,兩個(gè)氣門都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng);如下圖所示:四、實(shí)驗(yàn)題22.為探究物質(zhì)的吸熱能力,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝入相等、初溫相同的水和植物油;(2)實(shí)驗(yàn)中,用(選填“加熱時(shí)間”或“溫度變化量”)表示物質(zhì)吸收熱量的多少,這種實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)上稱為;(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,人們?cè)谙奶鞎r(shí)制作(選填“水”或“油”)墊(或枕)用來防暑降溫效果更佳?!敬鸢浮抠|(zhì)量加熱時(shí)間轉(zhuǎn)換法水【詳解】(1)[1]根據(jù)比較吸熱能力的方法,要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同,故在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量相等、初溫相同的水和植物油。(2)[2][3]實(shí)驗(yàn)中,用加熱時(shí)間表示物質(zhì)吸收熱量的多少,這種實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)上稱為轉(zhuǎn)換法。(3)[4]水的比熱容大,根據(jù)Q=cmΔt,在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí),水吸熱多,人們?cè)谙奶鞎r(shí)制作水墊或枕用來防暑降溫效果更佳。23.如圖所示為“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)實(shí)驗(yàn)中,兩燒杯內(nèi)放入規(guī)格相同的電加熱器,“規(guī)格相同”指的是兩加熱器的相同,這樣可以保證,水和食用油吸收的熱量相等;(2)實(shí)驗(yàn)中,從開始加熱到第3分鐘時(shí),水增加的內(nèi)能(選填“大于”“等于”或“小于”)食用油增加的內(nèi)能;(3)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,水的比熱容與食用油的比熱容之比為?!敬鸢浮侩姽β氏嗤瑫r(shí)間等于3:2【詳解】(1)[1][2]實(shí)驗(yàn)中,兩燒杯內(nèi)放入規(guī)格相同的電加熱器,根據(jù),“規(guī)格相同”指的是兩加熱器的是電功率相同,這樣可以保證相同時(shí)間,電加熱器產(chǎn)生的熱量相等,,水和食用油吸收的熱量相等。(2)[3]實(shí)驗(yàn)中,從開始加熱到第3分鐘時(shí),根據(jù)轉(zhuǎn)換法,水和食用油吸熱相同,故水增加的內(nèi)能等于食用油增加的內(nèi)能。(3)[4]由實(shí)驗(yàn)圖中數(shù)據(jù)可知升高,甲、乙的加熱時(shí)間分別為和,由轉(zhuǎn)換法,甲、乙的吸熱之比為2:3,根據(jù)比較吸熱能力的方法,故可知乙的吸熱能力強(qiáng),乙為水,甲為油,根可知,在質(zhì)量和升高的溫度相同的情況下,吸熱與比熱容成正比,水的比熱容與食用油的比熱容之比為3:2?!军c(diǎn)睛】本題比較不同物質(zhì)的吸熱能力,考查控制變量法、轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用和比較吸熱能力的方法和的運(yùn)用,為熱學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)。24.小明利用如圖甲所示的裝置,探究冰熔化過程中溫度的變化規(guī)律;
(1)組裝器材時(shí),先將酒精燈放置在鐵架臺(tái)上,接下來調(diào)節(jié)(填“a”或“b”)的高度;(2)實(shí)驗(yàn)過程中,某時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)如圖乙所示,為℃;(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明繪制出了被測(cè)物質(zhì)的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示;①冰熔化過程共用了min,第3min時(shí)的內(nèi)能(填“大于”“小于”或“等于”)第2min時(shí)的內(nèi)能;②分析圖像可知,冰熔化的過程中吸收熱量,溫度;(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)圖像可以求出冰的比熱容是(不考慮熱量散失)J/(kg?℃);研究發(fā)現(xiàn)圖像中AB與CD不平行的物理原理是;(5)冰全部熔化后,繼續(xù)加熱直到杯內(nèi)水持續(xù)沸騰,試管中的水(填“會(huì)”或“不會(huì)”)沸騰?!敬鸢浮縝-33大于不變見解析不會(huì)【詳解】(1)[1]組裝器材時(shí),應(yīng)按照自下而上的順序進(jìn)行安裝,故先將酒精燈放置在鐵架臺(tái)上,接下來調(diào)節(jié)鐵圈b的高度,再調(diào)節(jié)溫度計(jì)的位置。(2)[2]由乙圖可知,該溫度計(jì)的分度值為1℃,液柱的上表面與溫度計(jì)0刻度線下方的第3條刻度線對(duì)齊,故讀數(shù)為﹣3℃。(3)①[3][4]冰熔化過程是從第2min~第5min,共用了3min,第2min~第5min階段試管中的冰處于固液共存狀態(tài),此過程中溫度不變,但需要吸熱,所以內(nèi)能增加。②[5]冰在熔化過程,需要不停吸熱,溫度卻保持不變。(4)[6]由圖象可知,冰從0~2min吸熱后溫度改變了4℃,水從5min~7min吸熱后溫度改變了2℃,時(shí)間相同吸收的熱量相等,水升高的溫度是冰升高的溫度的一半,由熱量公式Q=cmΔt可知,水的比熱容是冰的2倍,水的比熱容是,故冰的比熱容為。[7]圖像中AB與CD不平行的物理原理是水的比熱容大,質(zhì)量相同的水和冰吸收相同熱量水的溫度升高的少。(5)[8]燒杯中的水沸騰后,溫度不再升高,試管中的水溫能達(dá)到沸點(diǎn),與燒杯中的水的溫度相同,不能繼續(xù)吸熱,不符合沸騰的條件,所以試管中的水不會(huì)沸騰。25.如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置完全相同,燃料的質(zhì)量都為10g,燒杯內(nèi)液體的質(zhì)量都相同。
(1)某實(shí)驗(yàn)小組要“研究不同物質(zhì)的吸熱能力”應(yīng)選擇兩個(gè)裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn);(2)為了研究不同物質(zhì)的吸熱能力,利用其中兩幅圖的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)做出了兩種液體的溫度隨時(shí)間變化的圖像,如丁圖所示,由丁圖分析得出,如果已知b液體的比熱容是1.8×103J/(kg·℃),則a液體的比熱容是J/(kg·℃);(3)在甲裝置中,燒杯內(nèi)的液體為200g的水,點(diǎn)燃燃料直至燃料燒完,溫度計(jì)的示數(shù)由20℃上升到70℃,則水吸收的熱量為J;若燃料為酒精(q=3×107J/kg),通過實(shí)驗(yàn)算出的熱值與實(shí)際相比(選填“偏大”或“偏小”)?!敬鸢浮考?,丙120042000偏小【詳解】(1)[1]比較兩種液體的吸熱能力的大小,必須控制燃料的種類相同,改變液體的種類,控制液體的質(zhì)量相同,根據(jù)溫度計(jì)的示數(shù)判斷兩種液體吸熱能力的大小關(guān)系,應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)[2]由圖可知,ab兩種物質(zhì)在升高相同溫度時(shí),b的加熱時(shí)間比a的加熱時(shí)間為則b吸收的熱量為a吸收熱量的1.5倍,根據(jù)Q=cmΔt可知,在質(zhì)量和升高相同溫度時(shí),比熱容和吸收的熱量成正比,即b的比熱容為a的比熱容的1.5倍,則a的比熱容為(3)[3][4]水吸收的熱量為由于Q吸=Q放,則酒精的熱值為計(jì)算出來的結(jié)果小于酒精的熱值,這是因?yàn)槿剂先紵懦龅臒崃繘]有全部被水吸收或燃料燃燒不完全,存在熱散失,所以測(cè)得的熱值會(huì)偏小。26.(1)在探究水的沸騰、海波和石蠟的熔化規(guī)律時(shí),小亮記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。請(qǐng)回答下列問題。加熱時(shí)間/min0123456789101112石蠟的溫度/40414244464748495152545659海波的溫度/40424446484848484848505356水的溫度/92939495969798999999999999①根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判斷:石蠟是(選填:“晶體”或“非晶體”);②海波的溫度達(dá)到時(shí),其狀態(tài)是(選填:“固態(tài)”或“液態(tài)”);③根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:該實(shí)驗(yàn)中水的沸點(diǎn)是。(2)為比較酒精和碎紙片這兩種燃料的熱值,小紅采用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①除圖中所示的器材外,實(shí)驗(yàn)還需要的測(cè)量器材是:;②實(shí)驗(yàn)中根據(jù)(選填“加熱時(shí)間”或“升高的溫度”)來比較熱量多少;③實(shí)驗(yàn)中,小紅在燒杯中加入300g水,調(diào)好裝置后,加熱使水溫升高,測(cè)得此過程中消耗了6g酒精,她利用酒精燃燒放出的熱量與水吸收的熱量相等,算得酒精熱值q=J/kg,她查表得到,發(fā)現(xiàn)兩者偏差較大,你認(rèn)為其中的原因可能是(寫出一條原因即可)。【答案】非晶體液態(tài)99天平升高的溫度1.05×107酒精沒有完全燃燒(或酒精燃燒時(shí)釋放的熱量不能完全被水吸收)【詳解】(1)①[1]由表格中數(shù)據(jù)可以看出,石蠟沒有固定的熔化溫度,石蠟在熔化過程中,吸熱溫度不斷升高,所以石蠟是非晶體。②[2]海波在第4分鐘到第9分鐘時(shí)間內(nèi)溫度保持不變,所以海波的熔點(diǎn)是。海波的溫度達(dá)到時(shí),溫度超過了熔點(diǎn),說明此時(shí)已完全熔化完,為液態(tài)。③[3]由表格中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)水的溫度達(dá)到時(shí),溫度不再發(fā)生變化,所以水的沸點(diǎn)是。(2)①[4]實(shí)驗(yàn)中需要酒精和碎紙片的質(zhì)量,所以除圖中所示的器材外,實(shí)驗(yàn)還需要的測(cè)量器材是:天平。②[5]因燃料的熱值不能直接測(cè)量,但燃料燃燒放出的熱量可以被水吸收,從而使水溫發(fā)生變化;所以可以通過溫度計(jì)示數(shù)的變化(水升高的溫度)來比較燃料熱值的大小關(guān)系。③[6][7]水的質(zhì)量為水吸收的熱量為酒精的質(zhì)量為若酒精燃燒放出的熱量與水吸收的熱量相等,則酒精的熱值為計(jì)算得到的酒精的熱值比酒精的實(shí)際熱值小得多,原因是:酒精燃燒時(shí)不一定完全燃燒,酒精燃燒時(shí)釋放的熱量不能完全被水吸收等。五、計(jì)算題27.某太陽能熱水器裝有100kg的冷水,經(jīng)過一天,水溫可以從25℃升高50℃[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃),天然氣的熱值為8.4×107J/m3],求:(1)這些水吸收的熱量;(2)若用燃?xì)庠顚⑦@些水加熱,達(dá)到同樣的效果需要消耗1.25m3燃?xì)?;則天然氣灶效率為多少?【答案】(1)2.1×107J;(2)20%【詳解】解:(1)水吸收的熱量為(2)根據(jù)Q放=Vq可得天然氣完全燃燒放出的熱量為Q放=Vq=1.25m3×8.4×107J/m3=1.05×108J根據(jù)可得天然氣灶效率為答:(1)這些水吸收的熱量為2.1×107J;(2)天然氣灶效率為20%。28.某金屬球在爐火中加熱到108℃,然后迅速投入到100g、初溫為45℃的某種液體中,達(dá)到熱平衡后金屬球的溫度為48℃。已知金屬球的比熱容為0.42×103J/(kg?℃),不計(jì)熱損失。此過程中,金屬球放出的熱量為1.26×103J。液體煤油酒精水比熱容2.1×103J/(kg?℃)2.4×103J/(kg?℃)4.2×103J/(kg?℃)(1)求金屬球的質(zhì)量是多少g;(2)計(jì)算出該液體的比熱容,并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)確定該液體的種類;(3)若該液體再吸收2.52×104J的熱量,求該液體的末溫(1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)?!敬鸢浮浚?)50;(2)4.2×103J/(kg?℃),水;(3)100℃【詳解】解:(1)由得,金屬球的質(zhì)量為(2)根據(jù)可得,該液體的比熱容所以該液體是水;(3)若該液體再吸收2.52×104J的熱量,則該液體升高的溫度所以該液體的末溫在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點(diǎn)最高為100℃,所以末溫答:(1)金屬球的質(zhì)量是50g;(2)該液體的比熱容是4.2×103J/(kg?℃),該液體是水;(3)該液體的末溫是100℃。基礎(chǔ)單元過關(guān)練一、單選題1.關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能,下列說法中正確的是()A.0oC物體內(nèi)能為零B.物體內(nèi)能增大,一定吸收了熱量C.物體的溫度越低,它所含的熱量就越少D.內(nèi)能相同的兩個(gè)物體之間可能發(fā)生熱傳遞【答案】D【詳解】A.一切物體都具有內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;B.改變內(nèi)能的方法有做功和熱傳遞。物體的內(nèi)能增大,有可能是吸收了熱量,也有可能是外界對(duì)它做了功,故B錯(cuò)誤;C.熱量是一個(gè)過程量,不能說含有,故C錯(cuò)誤;D.只要兩個(gè)接觸的物體之間存在溫度差就會(huì)發(fā)生熱傳遞,內(nèi)能相同的兩個(gè)物體若溫度不同就會(huì)發(fā)生熱傳遞,故D正確。故選D。2.關(guān)于比熱容,下列說法正確的是A.物質(zhì)的溫度越高,比熱容越大B.物質(zhì)的比熱容與質(zhì)量、溫度無關(guān)C.物質(zhì)的質(zhì)量越大,比熱容越大D.物質(zhì)吸收的熱量越多,比熱容越大【答案】B【分析】(1)單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容;(2)比熱容是物質(zhì)的一種特性,和物體吸收熱量的多少、溫度的高低、質(zhì)量的大小都沒有關(guān)系,只與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān).【詳解】比熱容是物質(zhì)本身的一種特性,物理學(xué)規(guī)定,單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量為該物體的比熱容;每種物質(zhì)都有自己的比熱容,與物體的質(zhì)量、物體的溫度變化和物體吸收熱量的多少均無關(guān);故A、C、D的說法都錯(cuò)誤,B的說法正確.【點(diǎn)睛】本題考查了比熱容的概念.注意比熱容是物質(zhì)的一種特性,與物體的質(zhì)量、物體的溫度變化和物體吸收熱量的多少均無關(guān),它只與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān).3.一盞酒精燈在一直燃燒,酒精越來越少的過程中,關(guān)于剩余酒精說法正確的有()A.比熱容和熱值均在減小 B.比熱容和熱值都不變C.比熱容逐漸減小,熱值不變 D.比熱容不變,熱值逐漸減小【答案】B【詳解】比熱容是物質(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān),與物質(zhì)的質(zhì)量等因素?zé)o關(guān);熱值是燃料的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與物質(zhì)的質(zhì)量等因素?zé)o關(guān);故酒精越來越少的過程中,剩余的酒精的比熱容和熱值均不變。故選B。4.關(guān)于熱機(jī)的效率,下列說法正確的是()A.總功一定,額外功越少,效率就越高B.熱機(jī)做的有用功越多,效率就越高C.熱機(jī)消耗的燃料越多,效率就越低D.熱機(jī)的功率越大,效率就越高【答案】A【詳解】A.效率是有用功與總功的比值乘以100%,總功一定,額外功越少,有用功就越多,有用功與總功的比值就越大,即效率就越高,故A正確;B.熱機(jī)做的有用功越多,但總功不知道,有用功與總功的比值就不確定,因此效率不一定高,故B錯(cuò)誤;C.熱機(jī)的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比,當(dāng)熱機(jī)做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高;做功的多少不確定,熱機(jī)效率的高低也不一定,故C錯(cuò)誤;D.熱機(jī)效率是有用功與燃料完全燃燒放出熱量的比值,熱機(jī)做的有用功多,但不知道燃料完全燃燒放出的熱量,無法確定效率一定高,故D錯(cuò)誤。故選A。5.用酒精燈給試管中的水加熱,如圖所示,在軟木塞被沖出試管口的過程中,下列說法正確的是()A.水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能 B.軟木塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能C.水蒸氣對(duì)軟木塞做功,水蒸氣的內(nèi)能增大 D.能量的轉(zhuǎn)化形式與熱機(jī)壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同【答案】A【詳解】ABC.軟木塞沖出試管口的過程中是水蒸氣對(duì)軟木塞做功,水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能,水蒸氣內(nèi)能減小,溫度降低,故A正確,BC錯(cuò)誤;D.軟木塞沖出的過程中是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞機(jī)械能的過程,而熱機(jī)壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。故選A。6.禮花噴射器結(jié)構(gòu)如圖所示,氣罐內(nèi)有高壓氣體,氣罐通過氣閥與紙筒相連。使用時(shí),李明浩同學(xué)轉(zhuǎn)動(dòng)紙筒打開氣閥,氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速噴向遠(yuǎn)處。對(duì)該過程的分析正確的是()A.罐內(nèi)氣體的內(nèi)能增加B.氣罐內(nèi)壁溫度升高C.該過程能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)做功沖程相同D.罐內(nèi)氣體通過熱傳遞方式改變了其內(nèi)能【答案】C【詳解】ABD.在噴出禮花的過程中,罐內(nèi)的壓縮空氣對(duì)禮花做功,空氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為禮花的機(jī)械能,罐內(nèi)氣體內(nèi)能減少,氣罐內(nèi)壁溫度降低,故ABD錯(cuò)誤;C.汽油機(jī)做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速噴向遠(yuǎn)處時(shí),也是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C正確。故選C。7.對(duì)于圖中所示的四幅圖,下列說法中正確的是()A.圖甲中軟木塞飛出時(shí),管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能增加B.圖乙中兩個(gè)壓緊的鉛塊能吊起鉤碼,主要是因?yàn)榉肿娱g存在引力C.圖丙中活塞向下運(yùn)動(dòng)與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程原理相同D.圖丁中小朋友下滑時(shí),內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】B【詳解】A.甲圖中軟木塞飛出時(shí),管內(nèi)水蒸氣對(duì)外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,所以內(nèi)能減少,故A錯(cuò)誤;B.乙圖中兩個(gè)壓緊的鉛塊能吊起鉤碼,主要是因?yàn)榉肿娱g存在引力,故B正確;C.丙圖中活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí),壓縮氣體做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相同,故C錯(cuò)誤;D.丁圖中小朋友下滑時(shí),克服摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。故選B。8.小明閱讀了某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說明書后,將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖所示,汽油熱值為4.6×107J/kg。下列說法錯(cuò)誤的是()A.發(fā)動(dòng)機(jī)在做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.該內(nèi)燃機(jī)的效率為30%C.為確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作,可用水對(duì)其冷卻D.燃燒1kg的汽油一定釋放4.6×107J的能量【答案】D【詳解】A.汽車的內(nèi)燃機(jī)只有做功沖程和壓縮沖程有能量轉(zhuǎn)化,做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A正確,不符合題意;B.由圖可知,該內(nèi)燃機(jī)的效率η=100%-(33%+30%+7%)=30%故B正確,不符合題意;C.由Q=cmΔt可知,質(zhì)量相同的不同物質(zhì),升高相同溫度時(shí),比熱容越大的物質(zhì),吸收的熱量越多;水的比熱容較大,因此為確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作,可用水對(duì)其冷卻,故C正確,不符合題意;D.1kg的汽油完全燃燒可以放出4.6×107J的能量,但選項(xiàng)中未明確汽油完全燃燒,因此燃燒1kg的汽油不一定釋放4.6×107J的能量,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。9.用電熱棒分別給甲、乙兩種液體加熱(比熱容),兩種液體每秒吸收的熱量相同,這兩種液體的溫度與加熱時(shí)間的圖線如圖所示,下面四個(gè)選項(xiàng)中正確的是()A.同時(shí)加熱120s,甲升高的溫度大于乙B.同時(shí)加熱120s,甲吸收的熱量比乙多C.甲、乙兩種液體的質(zhì)量之比是3:2D.甲、乙兩種液體的質(zhì)量之比是4:3【答案】C【詳解】由圖知同時(shí)加熱120s,甲的溫度變化是80℃-60℃=20℃乙的溫度變化是60℃-0℃=60℃所以甲升高的溫度小于乙升高的溫度,故A錯(cuò)誤;B.題干中有“兩種液體每秒吸收的熱量相同”,所以在相同的時(shí)間內(nèi)甲液體和乙液體吸收的熱量相同,故B錯(cuò)誤;CD.在0~120min時(shí)間內(nèi),相同的時(shí)間甲乙吸收相同的熱量,因?yàn)閏甲=2c乙,根據(jù)Q=cmΔt可得:,則甲液體的質(zhì)量為乙液體的質(zhì)量為所以故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。10.質(zhì)量相等的28℃、100℃的水分別裝在甲、乙兩容器中,現(xiàn)將一個(gè)溫度為100℃的金屬球放入甲容器中,達(dá)到溫度相同時(shí),甲容器中水溫升高到40℃,然后迅速取出金屬球放入乙容器中,再次達(dá)到溫度相同時(shí),乙容器中水溫是(設(shè)不計(jì)熱量損失和水的質(zhì)量損失)()A.60℃ B.80℃ C.88℃ D.90℃【答案】D【詳解】現(xiàn)將一個(gè)溫度為100℃的金屬球放入甲容器中,達(dá)到溫度相同時(shí),甲容器中水溫升高到40℃,則水的溫度為40℃,則該金屬球放出的熱量為經(jīng)整理可得然后迅速取出金屬球放入乙容器中,金屬球吸收熱量,水放出熱量,再次達(dá)到溫度相同時(shí),設(shè)水的末溫為t末,根據(jù)吸收的熱量等于放出的熱量,可知經(jīng)整理可知故D正確。故選D。二、填空題11.用打氣筒給自行車輪胎打氣,活塞壓縮筒內(nèi)空氣,空氣溫度升高,這是通過方法改變內(nèi)能。打氣筒外壁的下部也會(huì)熱,這是通過方法改變內(nèi)能?!敬鸢浮孔龉醾鬟f【詳解】[1]用打氣筒給自行車輪胎打氣的過程是打氣筒對(duì)筒內(nèi)空氣做功的過程,對(duì)空氣做功會(huì)導(dǎo)致空氣內(nèi)能增大,溫度升高,這是通過做功的方法改變內(nèi)能。[2]打氣筒內(nèi)的熱量傳遞給打氣筒外壁的底部,所以打氣筒外壁會(huì)發(fā)生溫度升高的情況,這是通過熱傳遞的方法改變內(nèi)能。12.鐵塊和鐵絲的質(zhì)量之比是3∶1,當(dāng)它們升高相同的溫度,吸收的熱量之比是,它們的比熱容之比是,若它們放出相等的熱量,降低的溫度之比是。【答案】3∶11∶11∶3【詳解】[1][2]鐵塊和鐵絲的質(zhì)量之比是3∶1,當(dāng)它們升高相同的溫度,即溫度變化量之比為1∶1,因?yàn)楸葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,鐵塊與鐵絲是同種物質(zhì),故比熱容之比為1∶1。由可得,吸收的熱量之比是[3]若它們放出相等的熱量,降低的溫度之比是13.把質(zhì)量和溫度都相同的鐵球、鋁球和銅球同時(shí)投入沸騰的水,足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,三球的溫度變化(選填:“相同”或“不相同”)。其中吸收熱量最多的是球,吸收熱量最少的是球。(已知c鋁>c鐵>c銅)【答案】相同鋁銅【詳解】[1]把質(zhì)量和溫度都相同的鐵球、鋁球和銅球同時(shí)投入沸騰的水中,一段時(shí)間后,由于熱傳遞,鐵球、鋁球和銅球的溫度都等干水的沸點(diǎn),三球溫度變化相同。[2][3]鋁的比熱容最大,銅球的比熱容最小,由熱量公式可知,質(zhì)量和溫度都相同的鐵球、鋁球和銅球升高相同的溫度,鋁吸收的熱量最多,銅球收的熱量最少。14.我市所有出租車已使用天然氣來代替燃油,某出租車在一段時(shí)間內(nèi)消耗了420g天然氣,若這些天然氣完全燃燒,可放出熱量J,這些熱量可使質(zhì)量為kg的水由20℃升高到100℃;天然氣燃燒時(shí)將能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。若天然氣用去一半,則剩余天然氣的熱值(選填“變大”“變小”或“不變”)。[天然氣的熱值為,水的比熱容為]【答案】1.848×10755化學(xué)不變【詳解】[1]消耗420g天然氣釋放的熱量由題知[2]由得加熱水的質(zhì)量[3]天然氣燃燒時(shí),天然氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[4]熱值是燃料的特性,天然氣用去一半,剩余天然氣種類不變,故熱值不變。15.神舟十三號(hào)載人飛船與長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭的組合體于2021年10月16日發(fā)射升空,在此次發(fā)射任務(wù)中,長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭以8×106N的推力將總質(zhì)量為500t的組合體在50s內(nèi)推到3×104m的高度,在此過程中共消耗15t燃料,已知火箭燃料的熱值4×107J/kg,g=10N/kg?;鸺邳c(diǎn)火升空的過程中,燃料燃燒將火箭燃料放出的能轉(zhuǎn)化為組合體的能;火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力的平均功率為W;火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為?!敬鸢浮?jī)?nèi)機(jī)械4.8×10940%【詳解】[1][2]火箭在點(diǎn)火升空的過程中,燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能對(duì)組合體做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為組合體的機(jī)械能。[3]火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力的在50s內(nèi)做功為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力的平均功率為[4]15t燃料完全燃燒放出的熱量為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為16.如圖所示為汽油機(jī)的四個(gè)沖程,其中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是圖。1min內(nèi)汽油機(jī)完成2400個(gè)工作循環(huán),每秒內(nèi)對(duì)外做功次。汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí),需要吸入2L的燃料,這些燃料完全燃燒放出的熱量為J。(ρ燃料=1.4kg/m3,q燃料=4.6×107J/kg)【答案】甲401.288×105【詳解】[1]做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,活塞向上運(yùn)動(dòng),進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉的沖程是壓縮沖程,即圖甲是壓縮沖程。[2]1min內(nèi)汽油機(jī)完成2400個(gè)工作循環(huán),每秒完成40個(gè)工作循環(huán),完成一個(gè)工作循環(huán)對(duì)外做功一次,所以每秒對(duì)外做功40次。[3]汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)時(shí),需要吸入2L的燃料,即2dm3,根據(jù)密度公式可得,燃料的質(zhì)量m=ρ燃料V=1.4kg/m3×2×10-3m3=2.8×10-3kg燃料完全燃燒放出的熱量Q=q燃料m=4.6×107J/kg×2.8×10-3kg=1.288×105J17.如表所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,在陽光照射下,干泥土比濕泥土升溫(選填“快”或“慢”);從節(jié)能的角度考慮,燒開水時(shí)用(選填(選填“銅”或“鋁”)壺比較好;測(cè)量質(zhì)量小、溫度高的物體的溫度時(shí),用(選填“酒精”或“水銀”)溫度計(jì)更為準(zhǔn)確。一些物質(zhì)的比熱容[J/(kg?℃)]水4.2×103干泥土0.84×103酒精2.4×103鋁0.88×103水銀0.14×103銅0.39×103【答案】快銅水銀【詳解】[1]由表格數(shù)據(jù)可知,干泥土的比熱容小于水的比熱容,質(zhì)量相等的干泥土和濕泥土吸收相同的熱量時(shí),由Q=cmΔt可知,干泥土的溫度變化量大,所以,在陽光照射下,干泥土比濕泥土升溫快。[2]由表格數(shù)據(jù)可知,銅的比熱容小于鋁的比熱容,質(zhì)量相等的銅和鋁升高相同的溫度時(shí),由Q=cmΔt可知,銅吸收的熱量少,所以,從節(jié)能的角度考慮,燒開水時(shí)用銅壺比較好。[3]由表格數(shù)據(jù)可知,水銀的比熱容小于酒精的比熱容,質(zhì)量相等的水銀和酒精升高相同的溫度時(shí),則水銀吸收的熱量少,這樣對(duì)被測(cè)物體溫度的影響較小,測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確,故應(yīng)選用水銀溫度計(jì)。18.如圖A所示,迅速來回拉動(dòng)繩子,可以看到塞子被頂出,塞子被頂出過程的能量轉(zhuǎn)化相當(dāng)于B圖中的(甲/乙/丙/丁)沖程能量轉(zhuǎn)化過程。若B圖中的四缸四沖程柴油機(jī)中某一缸的各參數(shù)如圖C所示,1s內(nèi)該缸對(duì)外做功次,在每個(gè)做功沖程里該單缸對(duì)外做功J,若該沖程消耗柴油0.0625g,理論上該沖程的熱機(jī)效率為%。()【答案】乙25100040【詳解】[1]圖A塞子被頂出的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程,其能量轉(zhuǎn)化和內(nèi)燃機(jī)的做功沖程相同;對(duì)比B圖的四個(gè)沖程,乙沖程進(jìn)排氣門同時(shí)關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),所以乙沖程是做功沖程,故塞子被頂出過程的能量轉(zhuǎn)化相當(dāng)于B圖中的乙沖程能量轉(zhuǎn)化過程。[2]如圖C,柴油機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn),則每秒轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn),每?jī)赊D(zhuǎn)做一次功,故每秒做功25次。[3]該單缸的功率為每個(gè)做功沖程里該單缸對(duì)外做功為[4]每個(gè)做功沖程消耗柴油的質(zhì)量為每個(gè)做功沖程柴油完全燃燒放出的熱量是該做功沖程的熱機(jī)效率為三、作圖題19.用相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量和初溫均相等的A和B兩種液體進(jìn)行加熱(不計(jì)熱量損失,兩液體均未沸騰),如圖給出了A液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系圖像,試在圖中畫出B液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的大致關(guān)系圖像。(已知cA>cB)【答案】見解析【詳解】相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量和初溫均相等的A和B兩種液體,說明吸收的熱量和質(zhì)量相同。根據(jù)比熱容的相關(guān)公式,A和B吸收的熱量相同,質(zhì)量相同,cA>cB,所以B的溫度變化比較大。故B液體的溫度隨加熱時(shí)間變化的大致關(guān)系圖像如下:。20.酒精的熱值q為3.0×107J/kg。請(qǐng)?jiān)趫D中坐標(biāo)畫出酒精的熱值q與其質(zhì)量m的關(guān)系圖像。【答案】【詳解】熱值是燃料的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的質(zhì)量無關(guān),因此燃料的質(zhì)量增加時(shí),不改變?nèi)剂系臒嶂?,則酒精的熱值q與其質(zhì)量m的關(guān)系圖像,如下圖所示:21.如圖甲是某汽油機(jī)的吸氣沖程時(shí)的氣門開閉情況和活塞的運(yùn)動(dòng)方向,仿照甲圖在乙圖中畫出壓縮沖程時(shí)的氣門開閉和活塞和連桿的大致位置?!敬鸢浮俊驹斀狻吭趦?nèi)燃機(jī)的壓縮沖程中,兩個(gè)氣門都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng);如下圖所示:四、實(shí)驗(yàn)題22.為探究物質(zhì)的吸熱能力,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝入相等、初溫相同的水和植物油;(2)實(shí)驗(yàn)中,用(選填“加熱時(shí)間”或“溫度變化量”)表示物質(zhì)吸收熱量的多少,這種實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)上稱為;(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,人們?cè)谙奶鞎r(shí)制作(選填“水”或“油”)墊(或枕)用來防暑降溫效果更佳。【答案】質(zhì)量加熱時(shí)間轉(zhuǎn)換法水【詳解】(1)[1]根據(jù)比較吸熱能力的方法,要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同,故在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量相等、初溫相同的水和植物油。(2)[2][3]實(shí)驗(yàn)中,用加熱時(shí)間表示物質(zhì)吸收熱量的多少,這種實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)上稱為轉(zhuǎn)換法。(3)[4]水的比熱容大,根據(jù)Q=cmΔt,在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí),水吸熱多,人們?cè)谙奶鞎r(shí)制作水墊或枕用來防暑降溫效果更佳。23.如圖所示為“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)實(shí)驗(yàn)中,兩燒杯內(nèi)放入規(guī)格相同的電加熱器,“規(guī)格相同”指的是兩加熱器的相同,這樣可以保證,水和食用油吸收的熱量相等;(2)實(shí)驗(yàn)中,從開始加熱到第3分鐘時(shí),水增加的內(nèi)能(選填“大于”“等于”或“小于”)食用油增加的內(nèi)能;(3)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,水的比熱容與食用油的比熱容之比為?!敬鸢浮侩姽β氏嗤瑫r(shí)間等于3:2【詳解】(1)[1][2]實(shí)驗(yàn)中,兩燒杯內(nèi)放入規(guī)格相同的電加熱器,根據(jù),“規(guī)格相同”指的是兩加熱器的是電功率相同,這樣可以保證相同時(shí)間,電加熱器產(chǎn)生的熱量相等,,水和食用油吸收的熱量相等。(2)[3]實(shí)驗(yàn)中,從開始加熱到第3分鐘時(shí),根據(jù)轉(zhuǎn)換法,水和食用油吸熱相同,故水增加的內(nèi)能等于食用油增加的內(nèi)能。(3)[4]由實(shí)驗(yàn)圖中數(shù)據(jù)可知升高,甲、乙的加熱時(shí)間分別為和,由轉(zhuǎn)換法,甲、乙的吸熱之比為2:3,根據(jù)比較吸熱能力的方法,故可知乙的吸熱能力強(qiáng),乙為水,甲為油,根可知,在質(zhì)量和升高的溫度相同的情況下,吸熱與比熱容成正比,水的比熱容與食用油的比熱容之比為3:2。【點(diǎn)睛】本題比較不同物質(zhì)的吸熱能力,考查控制變量法、轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用和比較吸熱能力的方法和的運(yùn)用,為熱學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)。24.小明利用如圖甲所示的裝置,探究冰熔化過程中溫度的變化規(guī)律;
(1)組裝器材時(shí),先將酒精燈放置在鐵架臺(tái)上,接下來調(diào)節(jié)(填“a”或“b”)的高度;(2)實(shí)驗(yàn)過程中,某時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)如圖乙所示,為℃;(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明繪制出了被測(cè)物質(zhì)的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示;①冰熔化過程共用了min,第3min時(shí)的內(nèi)能(填“大于”“小于”或“等于”)第2min時(shí)的內(nèi)能;②分析圖像可知,冰熔化的過程中吸收熱量,溫度;(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)圖像可以求出冰的比熱容是(不考慮熱量散失)J/(kg?℃);研究發(fā)現(xiàn)圖像中AB與CD不平行的物理原理是;(5)冰全部熔化后,繼續(xù)加熱直到杯內(nèi)水持續(xù)沸騰,試管中的水(填“會(huì)”或“不會(huì)”)沸騰?!敬鸢浮縝-33大于不變見解析不會(huì)【詳解】(1)[1]組裝器材時(shí),應(yīng)按照自下而上的順序進(jìn)行安裝,故先將酒精燈放置在鐵架臺(tái)上,接下來調(diào)節(jié)鐵圈b的高度,再調(diào)節(jié)溫度計(jì)的位置。(2)[2]由乙圖可知,該溫度計(jì)的分度值為1℃,液柱的上表面與溫度計(jì)0刻度線下方的第3條刻度線對(duì)齊,故讀數(shù)為﹣3℃。(3)①[3][4]冰熔化過程是從第2min~第5min,共用了3min,第2min~第5min階段試管中的冰處于固液共存狀態(tài),此過程中溫度不變,但需要吸熱,所以內(nèi)能增加。②[5]冰在熔化過程,需要不停吸熱,溫度卻保持不變。(4)[6]由圖象可知,冰從0~2min吸熱后溫度改變了4℃,水從5min~7min吸熱后溫度改變了2℃,時(shí)間相同吸收的熱量相等,水升高的溫度是冰升高的溫度的一半,由熱量公式Q=cmΔt可知,水的比熱容是冰的2倍,水的比熱容是,故冰的比熱容為。[7]圖像中AB與CD不平行的物理原理是水的比熱容大,質(zhì)量相同的水和冰吸收相同熱量水的溫度升高的少。(5)[8]燒杯中的水沸騰后,溫度不再升高,試管中的水溫能達(dá)到沸點(diǎn),與燒杯中的水的溫度相同,不能繼續(xù)吸熱,不符合沸騰的條件,所以試管中的水不會(huì)沸騰。25.如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置完全相同,燃料的質(zhì)量都為10g,燒杯內(nèi)液體的質(zhì)量都相同。
(1)某實(shí)驗(yàn)小組要“研究不同物質(zhì)的吸熱能力”應(yīng)選擇兩個(gè)裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn);(2)為了研究不同物質(zhì)的吸熱能力,利用其中兩幅圖的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)做出了兩種液體的溫度隨時(shí)間變化的圖像,如丁圖所示,由丁圖分析得出,如果已知b液體的比熱容是1.8×103J/(kg·℃),則a液體的比熱容是J/(kg·℃);(3)在甲裝置中,燒杯內(nèi)的液體為200g的水,點(diǎn)燃燃料直至燃料燒完,溫度計(jì)的示數(shù)由20℃上升到70℃,則水吸收的熱量為J;若燃料為酒精(q=3×107J/kg),通過實(shí)驗(yàn)
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