2025年中考备考物理复习之内能及应用(尖子生版)
2024-08-15
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内容正文:
2025年中考备考物理复习之内能及应用
一.选择题(共18小题)
1.(2024•烟台)生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,对以下生活实例解释正确的是( )
A.夏天向地面洒水可以降温,是因为水蒸发吸热
B.打扫卫生时尘土飞扬,说明分子在永不停息地做无规则运动
C.高压锅的原理是通过增大气压使液体的沸点降低
D.冬天搓手取暖是通过热传递的方式改变物体的内能
2.(2024•鄄城县三模)光发动机可用于卫星的能源补充,原理如图,密闭气室中N2O4在光照下会分解,使气室气压增大,推动活塞右移,无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
3.(2024•沂南县模拟)下面四幅图选自我们的物理课本,对其中所涉及的物理知识说法正确的是( )
A.图甲:切断的粗熔丝紧压在一起能吊住书本,能说明分子间存在斥力
B.图乙:让笔杆热起来的方法有很多,归纳起来就只有做功这一种方式
C.图丙:工厂里的冷却塔多用水作为冷却液,利用了其比热容大的特性
D.图丁:汽油机的做功冲程在工作时将机械能转化为燃料混合物的内能
4.(2024•蓬莱区一模)如图所示是某科技小组制作的实验装置。将试管中的水加热后,水蒸气从橡皮塞小孔冲出推动风车转动。水蒸气推动风车转动的过程中能量转化与汽油机能量转化相同的冲程是( )
A. B.
C. D.
5.(2024•兰陵县三模)饺子作为一种历史悠久的民间吃食,自从问世就深受人们喜爱,民间素有“好吃不过饺子”的俗语。下面与饺子有关的说法,正确的是( )
A.擀饺子皮时,力改变了饺子皮的形状
B.包饺子时,能把饺子捏死口是大气压的作用
C.煮饺子时,通过做功的方式改变了饺子的内能
D.将饺子放入冰箱速冻时,外皮上的霜是凝固现象
6.(2024•江都区二模)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体吸收了热量,温度可能不变
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.物体内能减少时,一定对外做功
7.(2023•济南)如图所示为济南和青岛两市2022年全年平均气温的变化。由图可知:济南全年的平均气温和青岛相差不大,但济南的平均高温要明显高于青岛,而平均低温要比青岛低。从物理学的角度看,这主要是因为( )
A.海水的密度比砂石的密度大
B.海水的内能比砂石的内能大
C.海水的比热容比砂石的比热容大
D.海水的温度比砂石的温度高
8.(2024•任城区二模)如图甲所示,两位同学分别用相同的酒精灯和实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”,绘制了a、b两杯水的温度随时间变化的图像,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.a杯水的质量小于b杯水的质量
B.从开始加热到t1时刻,a杯水吸收的热量大于b杯水吸收的热量
C.从t1到t2时刻,两杯水的分子运动剧烈程度都在不断加剧
D.撤去酒精灯后水继续沸腾了一会儿,表明水沸腾不需要吸热
9.(2024•曲阜市二模)2023年12月28日,济宁大安机场转场通航,如图,大安机场的通航给我市市民出行带来诸多便利,下列有关飞机起降、航行等过程中的说法正确的是( )
A.飞机在跑道上加速起跑时,惯性和动能都增大
B.燃料在发动机内燃烧时,将化学能转化为内能
C.飞机升空的原理是流体在流速大的地方压强大
D.飞机加速升空的过程中,动能转化为重力势能
10.(2024•河东区一模)在炎热、晴朗的天气里,沿海地区的“海陆风”对抑制暑热、调节气候有很好的作用。海陆风是具有日周期的地方性风,其成因为昼夜交替过程中海洋﹣陆地间的气温差,带来了近地面大气的密度和气压差,气压梯度力推动气流区域运动而形成。当出现如图所示风向时( )
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
11.(2024•滨州)如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.该物质是非晶体
B.熔化过程持续了25min
C.该物质熔化过程中不断吸热,温度保持不变
D.熔化前后,该物质的比热容不变
12.(2024•蒙阴县二模)石墨烯散热膜凭借其优异的热导性能及柔韧性将在电子产品上得到广泛应用。小明研究了爸爸的手机,得到下列关于内能的说法,正确的是( )
A.在温度为0℃的室外时,手机内能为0
B.石墨烯散热膜在温度降低的过程中需要吸收热量
C.热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递
D.带着手机跑步,跑得越快,内能越大
13.(2024•单县二模)如图所示,用酒精灯给试管内的水加热一段时间后,塞在管口的橡胶塞被推出,同时管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.管口出现的“白气”是水蒸气,是液化现象
B.水蒸气推出橡胶塞与内燃机的做功冲程中的能量转化相同
C.酒精灯给水加热的过程中,水的内能增加是通过做功的方式改变的
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中,橡胶塞的机械能保持不变
14.(2024•枣庄模拟)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图所示为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为压缩冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该技术革新虽然减少了发动机的碳排放,但同时也降低了它的效率
15.(2022•滨州)关于内能和内能的利用,下列说法中正确的是( )
A.5月的街头,杨花飞絮随风舞,好似雪花满天飞,说明分子在不停地做热运动
B.新能源汽车实现了“零排放”,其效率达到了100%
C.我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料,是因为氢的密度小
D.内燃机的压缩冲程,主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
16.(2022•滨州)小华同学用如图甲所示的装置给冰加热。根据实验记录的数据,他绘制了如图乙所示冰熔化时温度随时间变化的图象。小华又继续加热一段时间,观察到水沸腾时温度计的示数如图丙所示。下列说法正确( )
A.BC段表示冰的熔化过程,继续吸热温度保持不变,处于固液共存状态
B.比较AB段和CD段可知,AB段的比热容是CD段比热容的2倍
C.水的沸点是98℃,由此可以判断此时的大气压高于一个标准大气压
D.水沸腾时烧杯上方出现大量的“白气”,这些“白气”的形成属于汽化现象
17.(2024•沾化区模拟)如图甲所示,为了比较a、b两物质的吸热能力,将质量相同、初温不同的a、b两种物质放入相同的烧杯,并用相同的酒精灯分别进行加热,根据实验数据作出的温度随时间变化的图像如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.0~60s,b物质吸收的热量多
B.0~60s,a的沸点一定是60℃
C.a物质60s后,继续吸热,温度不变,内能不变
D.a物质更适合做冷却剂
18.(2021•东营)下列说法正确的是( )
A.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
B.物体的温度不变,它的内能一定不变
C.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
二.填空题(共8小题)
19.(2019•威海)小明在燃气灶上煲汤,将质量为2kg、初始温度为20℃的汤,升高了80℃,汤吸收了 J的热量,这是通过 方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/(kg•℃))
20.(2023•青岛)火,能带来温暖和光明。钻木取火,是将 能转化为内能,这是人类第一次学会使用自然力量;改变物体的内能有做功和 两种方法,人们利用内能做功制成了热机;在设计和制造热机时,要不断提高效率,其积极意义有 (列举一条即可)。
21.(2023•烟台)淡水资源的短缺已越来越成为制约社会发展的重要因素,从海洋里获取淡水,对解决淡水危机具有重要意义。用什么方法能除去海水中的盐得到淡水?小明进行了如图所示的实验,向大试管中加入10mL的食盐水,组装好器材后,用酒精灯加热,一会儿看到小试管内出现淡化后的水。则加入的食盐水质量为 g,当食盐水从25℃升高到75℃的过程中,吸收的热量约为 J(不考虑食盐水质量的改变)。在淡化过程中,水蒸气变成水是 现象(填物态变化名称)。[食盐水比热容近似为4.2×103J/(kg•℃),食盐水的密度取1.03×103kg/m3]
22.(2022•威海)为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律,小明利用如图所示装置进行实验。重物A在下落1m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热,使容器中0.5kg的水温度升高了0.2℃,则水的内能增加 J;经过多次实验,发现重物A的机械能减少量总是稍大于水的内能增加量,为了使此装置的机械能更多的转化为水的内能,你建议小明采取的措施是 。[重物A的质量及每次下落高度保持不变,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
23.(2024•滨州三模)学校栽了几颗桂花树,桂花盛开飘来阵阵花香,这是 现象;清晨桂花树叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在 力。上课期间小明为了能喝上开水,带了一只装2kg水的家用保温瓶,经测经过24h,瓶内的水温从95℃降低到65℃。问这段时间内,瓶内水的内能减少 [水的比热容4.2×103J/(kg•℃)]
24.(2023•菏泽)将质量为2kg、初始温度为25℃的一壶水加热到100℃,需要吸收 J的热量,加热过程需要燃烧0.05m3的天然气,则天然气燃烧放出热量的 %被水吸收。[天然气的热值取4.2×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
25.(2023•威海)2023年5月30日,在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢的热值 (选填“变大”、“不变”或“变小”);若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,水温升高了50℃,则水的质量为 kg。[q液氢=1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
26.(2024•烟台)在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中,用质量是0.3kg的水和表中等质量的另一种物质进行对比,作出的图象如图所示。实验过程中,水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等,分析图象可以得出图线 (选填“a”或“b”)对应的物质为水,另一种物质为 ,这种物质在0~5min内吸收的热量为 J。
物质
比热容c/[J/(kg•℃)]
水
4.2×103
酒精
2.4×103
煤油
2.1×103
蓖麻油
1.8×103
三.实验探究题(共1小题)
27.(2024•济宁)小明在“探究水的奥秘”主题学习活动中,组装了如图所示实验装置。
(1)三个实验都选用酒精灯作热源,通过 的方式改变烧杯内液体的内能。
(2)将装冰的试管置于水中加热(如图甲所示),而不用酒精灯直接加热,这样做的好处是 。(写出一条即可)
(3)利用装置乙进行实验探究,通过观察比较,发现:水沸腾时,自杯底产生的气泡上升过程中逐渐变大,至水面处破裂。破裂前,气泡内是 。
(4)利用装置丙探究物质吸热性质时,调整两只酒精灯的灯芯,使其火焰相同(相同热源),目的是用 表示物质吸收热量的多少。
四.计算题(共1小题)
28.(2024•聊城)随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展,我国风力发电开发走在了世界前列,装机容量居全球第一。某地有一风力发电站,其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J,1年内提供的电能约为4.8×1011J。求:
(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,可以使100g常温下的水升高多少摄氏度;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供,且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,则需要完全燃烧多少千克煤炭。(煤炭的热值q约3.0×107J/kg)
2025年中考备考物理复习之内能及应用
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.(2024•烟台)生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,对以下生活实例解释正确的是( )
A.夏天向地面洒水可以降温,是因为水蒸发吸热
B.打扫卫生时尘土飞扬,说明分子在永不停息地做无规则运动
C.高压锅的原理是通过增大气压使液体的沸点降低
D.冬天搓手取暖是通过热传递的方式改变物体的内能
【分析】(1)物质从液态变为气态是汽化,汽化吸收热量;
(2)分子在永不停息地做无规则运动;
(3)气压高,水的沸点高;
(4)改变内能的方式包括做功和热传递。
【解答】解:A、夏天,往地面洒水降温,水变成水蒸气,是蒸发,蒸发吸收热量,故A正确;
B、打扫卫生时尘土飞扬,是固体小颗粒的机械运动,不是分子的热运动,故B错误;
C、高压锅的原理是通过增大气压使液体的沸点升高,故C错误;
D、冬天搓手取暖是通过做功的方式改变物体的内能,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查物态变化、分子动理论、液体沸点和气压的关系及内能的改变,属于综合题。
2.(2024•鄄城县三模)光发动机可用于卫星的能源补充,原理如图,密闭气室中N2O4在光照下会分解,使气室气压增大,推动活塞右移,无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【分析】分析光发动机的能量转化,然后与汽油机的能量转化进行比较即可。
【解答】解:当太阳光照射时,反应室内发生化学反应,导致室内气压增大,这时将化学能转化为机械能,从而推动活塞移动,相当于汽油机的做功冲程。
故选:C。
【点评】本题考查了汽油机四冲程的特点,确定其中的能量转化情况是关键。
3.(2024•沂南县模拟)下面四幅图选自我们的物理课本,对其中所涉及的物理知识说法正确的是( )
A.图甲:切断的粗熔丝紧压在一起能吊住书本,能说明分子间存在斥力
B.图乙:让笔杆热起来的方法有很多,归纳起来就只有做功这一种方式
C.图丙:工厂里的冷却塔多用水作为冷却液,利用了其比热容大的特性
D.图丁:汽油机的做功冲程在工作时将机械能转化为燃料混合物的内能
【分析】(1)分子间存在着相互作用的引力和斥力;
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递;
(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,水吸收的热量较多;
(4)汽油机工作时有四个冲程,即吸气、压缩、做功和排气;在压缩冲程是将机械能转化为内能的过程,做功冲程是将内能转化为机械能的过程。
【解答】解:A.图甲:切断的粗熔丝紧压在一起能吊住书本,能说明分子间存在引力,故A错误;
B.图乙:让笔杆热起来的方法有做功、热传递两种方式,故B错误;
C.图丙: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,水吸收的热量较多,所以冷却塔使用水作为冷却液,故C正确;
D.图丁为汽油机的做功冲程,在工作时高温高压的燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,故D错误。
故选:C。
【点评】该题考查了改变内能的方式、内燃机工作时的能量转化及分子动理论的理解,是一道综合题。
4.(2024•蓬莱区一模)如图所示是某科技小组制作的实验装置。将试管中的水加热后,水蒸气从橡皮塞小孔冲出推动风车转动。水蒸气推动风车转动的过程中能量转化与汽油机能量转化相同的冲程是( )
A. B.
C. D.
【分析】(1)判断汽油机的四个冲程,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;
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
【解答】解:水沸腾后,水蒸气推动风车转动的过程中,是水蒸气的内能转化为机械能,与做功冲程中的能量转化相同;
A、图中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程;
B、图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;
C、图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能;
D、图中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程。
故B符合题意。
故选:B。
【点评】此题是通过内燃机的工作原理,以及能量的变化,掌握热机的工作原理。
5.(2024•兰陵县三模)饺子作为一种历史悠久的民间吃食,自从问世就深受人们喜爱,民间素有“好吃不过饺子”的俗语。下面与饺子有关的说法,正确的是( )
A.擀饺子皮时,力改变了饺子皮的形状
B.包饺子时,能把饺子捏死口是大气压的作用
C.煮饺子时,通过做功的方式改变了饺子的内能
D.将饺子放入冰箱速冻时,外皮上的霜是凝固现象
【分析】(1)力的作用效果:一是力可以改变物体的运动状态,二是力可以改变物体的形状;
(2)能把饺子捏死口是外力的作用;
(3)改变内能的方式包括做功和热传递;
(4)物质由气态变成固态的过程叫凝华。
【解答】解:A、擀饺子皮时,形状发生了变化,说明力改变了饺子皮的形状,故A正确;
B、包饺子时,能把饺子捏死口是外力的作用,故B错误;
C、煮饺子时,饺子吸收水的能量,温度升高而变熟,是通过热传递的方式改变了饺子的内能,故C错误;
D、霜是冰箱内的水蒸气直接凝华成的小冰晶,是凝华现象,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查力的改变、内能的改变和物态变化,属于综合题。
6.(2024•江都区二模)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体吸收了热量,温度可能不变
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.物体内能减少时,一定对外做功
【分析】(1)物体吸热或温度升高,内能一定增大;但物体的内能增大,不一定是由物体吸热或温度升高引起的。
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递。
(3)一切物体都具有内能。
【解答】解:A、物体吸收了热量,温度可能不变,例如:晶体在熔化的过程中吸热,内能增大,但温度不变,故A正确;
B、物体的温度升高,内能增大,可能是吸收了热量,也可能是因为对物体做功引起的,故B错误;
C、一切物体都具有内能。因此温度为0℃的物体也有内能,故C错误;
D、改变物体内能的方式有做功和热传递,因此物内能减少时,可能是对外做功,也可能是降低了温度,故D错误;
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对影响内能因素的掌握,改变内能的两种方式的理解,是热学的难点,是中考的热点。
7.(2023•济南)如图所示为济南和青岛两市2022年全年平均气温的变化。由图可知:济南全年的平均气温和青岛相差不大,但济南的平均高温要明显高于青岛,而平均低温要比青岛低。从物理学的角度看,这主要是因为( )
A.海水的密度比砂石的密度大
B.海水的内能比砂石的内能大
C.海水的比热容比砂石的比热容大
D.海水的温度比砂石的温度高
【分析】济南属于内陆城市,青岛属于海边城市;海边城市靠海,水的比热容较大,和内地的砂石相比,在吸收或放出同样的热量后,水的温度变化小。
【解答】解:济南属于内陆城市,青岛属于海边城市;海边城市靠海,水的比热容较大;由于海水的比热容大于砂石的比热容,根据可知:同样质量的海水和砂石在吸收(或放出)同样的热量后,海水的温度变化小,砂石的温度变化大,所以济南的平均高温要明显高于青岛,而平均低温要比青岛低。故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查的是水的比热容较大的应用;会根据热量公式进行分析、解释生活中的现象。
8.(2024•任城区二模)如图甲所示,两位同学分别用相同的酒精灯和实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”,绘制了a、b两杯水的温度随时间变化的图像,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.a杯水的质量小于b杯水的质量
B.从开始加热到t1时刻,a杯水吸收的热量大于b杯水吸收的热量
C.从t1到t2时刻,两杯水的分子运动剧烈程度都在不断加剧
D.撤去酒精灯后水继续沸腾了一会儿,表明水沸腾不需要吸热
【分析】(1)在其他条件相同时,水的质量越少,加热时间越短,沸腾越早。
(2)同样的酒精灯在相同时间内,放出的热量相同。
(3)水在沸腾时吸热,温度不变,内能不变。
(4)水在沸腾时要吸收热量。
【解答】解:A、从图乙可知:a杯中的水先沸腾,a杯水的质量小于b杯水的质量,故A正确;
B、从开始加热到t1时刻,a杯水吸收的热量等于b杯水吸收的热量,故B错误;
C、从t1到t2时刻,a杯水的分子运动剧烈程度不变,b杯中的水的分子运动剧烈程度在不断加剧,故C错误;
D、撤去酒精灯后水继续沸腾了一会儿,石棉网的余热让水继续吸热,水沸腾时继续吸热,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查的是水的沸腾特点,会根据图像分析吸收的热量和水的质量变化。
9.(2024•曲阜市二模)2023年12月28日,济宁大安机场转场通航,如图,大安机场的通航给我市市民出行带来诸多便利,下列有关飞机起降、航行等过程中的说法正确的是( )
A.飞机在跑道上加速起跑时,惯性和动能都增大
B.燃料在发动机内燃烧时,将化学能转化为内能
C.飞机升空的原理是流体在流速大的地方压强大
D.飞机加速升空的过程中,动能转化为重力势能
【分析】(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关;
(2)燃料燃烧时,通过化学反应将化学能转化为内能;
(3)流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小;
(4)动能大小跟质量、速度有关,质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大;
重力势能大跟质量、高度有关,质量一定时,高度越高,重力势能越大;高度一定时,质量越大,重力势能越大。
【解答】解:A.飞机在跑道上加速起跑时,质量不变,速度增大,动能增大,惯性的大小只与物体的质量有关,故惯性不变,故A错误;
B.燃料在发动机内燃烧时,通过化学反应将化学能转化为内能,故B正确;
C.飞机升空的原理是流体在流速大的地方压强小,机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,从而形成升力,故C错误;
D.飞机加速升空的过程中,质量不变,速度增大,高度增大,故动能增大,重力势能增大,在此过程中,内能转化为动能和重力势能,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了惯性大小的影响因素、能量的转化、流体压强与流速的关系等,综合性强。
10.(2024•河东区一模)在炎热、晴朗的天气里,沿海地区的“海陆风”对抑制暑热、调节气候有很好的作用。海陆风是具有日周期的地方性风,其成因为昼夜交替过程中海洋﹣陆地间的气温差,带来了近地面大气的密度和气压差,气压梯度力推动气流区域运动而形成。当出现如图所示风向时( )
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
【分析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从高压区吹向低压区来分析海陆风的形成过程。
【解答】解:水的比热容大于泥土、砂石的比热容,白天海水温度上升的较慢,温度较低,空气下降,陆地温度较高,空气上升,风从海面吹向陆地,夜晚海面温度降低的慢,温度低空气下降,陆地温度降低的快,温度低空气下降,风从陆地吹向大海。
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对水的比热容较大的应用的了解和掌握,涉及到海陆风的形成。
11.(2024•滨州)如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.该物质是非晶体
B.熔化过程持续了25min
C.该物质熔化过程中不断吸热,温度保持不变
D.熔化前后,该物质的比热容不变
【分析】明确图象中横纵坐标所表示的内容,可以看出物质的温度整体呈上升趋势,且有一段时间物质吸热但温度不再高,说明这是晶体熔化的图象,进而可以判断出对应的熔点温度;固态和液态的比热容不同。
【解答】解:
AB、分析图象可知,图象中呈水平的一段所对应的温度80℃就是物质的熔点,该物质有固定的熔化温度,是晶体,该物质从第10分钟开始熔化,到第25分钟左右结束,熔化过程持续了15 min,故AB错误;
C、在第20 min时,该物质处于熔化过程,吸收热量、温度不变,故C正确;
D、物质在相同时间内吸收的热量相同,在熔化前10min升高的温度为Δt1=80℃﹣50℃=30℃,在熔化后10min升高的温度为Δt2=100℃﹣80℃=20℃,故Δt1>Δt2由Q=CmΔt可知,当吸收的热量和质量都相同时,Δt越大比热容c就越小。所以这种物质固态时的比热容小于液态时的比热容,故D错误。
故选:C。
【点评】本题通过图像考查了晶体的熔化过程,难度不大。
12.(2024•蒙阴县二模)石墨烯散热膜凭借其优异的热导性能及柔韧性将在电子产品上得到广泛应用。小明研究了爸爸的手机,得到下列关于内能的说法,正确的是( )
A.在温度为0℃的室外时,手机内能为0
B.石墨烯散热膜在温度降低的过程中需要吸收热量
C.热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递
D.带着手机跑步,跑得越快,内能越大
【分析】(1)任何物体都有内能;
(2)石墨烯散热膜在温度降低的过程中需要释放热量;
(3)热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递;
(4)内能是物体内部所有分子的动能与势能之和,与物体是否运动无关。
【解答】解:A、在任何温度下,物体都有内能,故A错误。
B、石墨烯散热膜在温度降低的过程中需要释放热量,故B错误。
C、热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递,故C正确。
D、内能是物体内部的分子动能和势能之和,与温度有关,与物体是否运动无关,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了内能,是基础题目。
13.(2024•单县二模)如图所示,用酒精灯给试管内的水加热一段时间后,塞在管口的橡胶塞被推出,同时管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.管口出现的“白气”是水蒸气,是液化现象
B.水蒸气推出橡胶塞与内燃机的做功冲程中的能量转化相同
C.酒精灯给水加热的过程中,水的内能增加是通过做功的方式改变的
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中,橡胶塞的机械能保持不变
【分析】(1)“白气”是水蒸气液化形成的小液珠;
(2)水蒸气推出橡胶塞,内能转化为机械能,压缩冲程是机械能转化为内能;
(3)改变内能的两种形式:做功和热传递;
(4)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功。
【解答】解:A.“白气”是水蒸气液化形成的小水滴,故A错误;
B.水蒸气推出橡胶塞,内能转化为机械能,做功冲程都是把内能转化为机械能,能量转化相同,故B正确;
C.酒精灯给水加热的过程中,水的内能增加是通过热传递的方式改变的,故C错误;
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中,水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能,所以橡胶塞的机械能变大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查的是内能改变的两种方式、内能的转化、物态变化等,是一道基础题,比较简单。
14.(2024•枣庄模拟)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图所示为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为压缩冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该技术革新虽然减少了发动机的碳排放,但同时也降低了它的效率
【分析】(1)汽油在燃烧的过程中,燃烧的越充分,尾气中的“汽油味”越低;
(2)根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程及能量的转化;
(3)任何机器都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%;
(4)根据发动机工作的特点分析。
【解答】解:
A、尾气中“汽油味”明显降低,这说明汽油的燃烧率较高,燃烧的较完全,故A正确;
B、两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程,此冲程中内能转化为机械能,故B错误;
C、汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率一定小于100%,故C错误;
D、该发动机的尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲,在做相同有用功时,消耗的燃料少,减少了碳排放,同时也提高了它的效率,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了内燃机的工作过程、新型发动机的特点、发动机的效率,属于基础题。
15.(2022•滨州)关于内能和内能的利用,下列说法中正确的是( )
A.5月的街头,杨花飞絮随风舞,好似雪花满天飞,说明分子在不停地做热运动
B.新能源汽车实现了“零排放”,其效率达到了100%
C.我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料,是因为氢的密度小
D.内燃机的压缩冲程,主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
【分析】(1)宏观物体小颗粒的运动,属于机械运动;
(2)任何机械的效率都不能等于或大于100%;
(3)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,与其他物质相比完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
(4)改变物体内能的方式有做功和热传递,做功属于能量的转化,热传递属于能量的转移。
【解答】解:
A、5月的街头,杨花飞絮随风舞,好似雪花满天飞,描述的是宏观物体的机械运动,不属于分子热运动,故A错误;
B、新能源汽车实现了“零排放”,但是不能排除机械间的摩擦,不能排除热量的散失,所以机械效率不会达到100%,故B错误;
C、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大的热值,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比,液态氢可以释放出更多的热量,故C错误;
D、内燃机的压缩冲程,活塞压缩气缸内物质做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查热值、分子热运动和内燃机的工作过程等知识,属于综合题。
16.(2022•滨州)小华同学用如图甲所示的装置给冰加热。根据实验记录的数据,他绘制了如图乙所示冰熔化时温度随时间变化的图象。小华又继续加热一段时间,观察到水沸腾时温度计的示数如图丙所示。下列说法正确( )
A.BC段表示冰的熔化过程,继续吸热温度保持不变,处于固液共存状态
B.比较AB段和CD段可知,AB段的比热容是CD段比热容的2倍
C.水的沸点是98℃,由此可以判断此时的大气压高于一个标准大气压
D.水沸腾时烧杯上方出现大量的“白气”,这些“白气”的形成属于汽化现象
【分析】(1)BC段是冰水混合物,是冰的熔化过程,晶体熔化过程中,温度保持不变,需要继续吸热;
(2)用相同的加热源,在相同时间内吸收相同的热量,利用公式Q=cmΔt可计算;
(3)液体的沸点随大气压的增大而升高;
(4)白气是液态小水珠,白气是由气体变成液体。
【解答】解:A、BC段表示冰的熔化过程,继续吸热温度保持不变,处于固液共存状态,故A正确;
B、CD段加热时间是AB段加热时间的两倍,则CD段吸收的热量是AB段的两倍,CD段温度变化10℃,AB段温度变化了10℃,被加热物质的质量不变,
根据Q=cmΔt可知,===,即CD段的比热容是AB段比热容的2倍,故B错误;
C、水的沸点为98℃,小于标准大气压下的100℃,说明当地气压低于标准大气压,故C错误;
D、水沸腾时烧杯上方出现大量的“白气”,白气是由气态变成液态形成的,这些“白气”的形成属于液化现象,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了晶体熔化的特点、比热容的相关计算、沸点和气压的关系以及液化的判断,属于中档题。
17.(2024•沾化区模拟)如图甲所示,为了比较a、b两物质的吸热能力,将质量相同、初温不同的a、b两种物质放入相同的烧杯,并用相同的酒精灯分别进行加热,根据实验数据作出的温度随时间变化的图像如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.0~60s,b物质吸收的热量多
B.0~60s,a的沸点一定是60℃
C.a物质60s后,继续吸热,温度不变,内能不变
D.a物质更适合做冷却剂
【分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(2)液体的沸点与气压、是否含有杂质等因素有关;
(3)一个物体吸热,温度不变,内能变大;
(4)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;根据Q=cmΔt分析。
【解答】解:A、用相同的酒精灯分别进行加热,根据转换法,0~60s,两物质吸收的热量相同,故A错误;
B、液体的沸点与气压、是否含有杂质等因素有关,故B错误;
C、a物质60s后,温度不变,因继续吸热,内能变大,故C错误;
D、由图乙可知,加热60s,相同条件下a、b升高的温度分别为30℃和40℃,故a的比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和升高的温度相同时,a吸热多,故a液体更适合作冷却液,故D正确。
故选:D。
【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。
18.(2021•东营)下列说法正确的是( )
A.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
B.物体的温度不变,它的内能一定不变
C.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(2)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,内能的大小与温度、质量、状态有关;
(3)利用Q=mq分析放出的热量多少;
(4)发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解:A、物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能外界对物体做了功,故A正确;
B、晶体熔化时,物体不断吸热,其内能增大,但是温度保持熔点不变,故B错误;
C、燃料燃烧放出热量的多少,与燃料的热值、质量和燃烧程度有关,故C错误;
D、热量是从高温物体向低温物体传递的或者从物体的高温部分传向低温部分,内能大的物体温度不一定高,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对内能、热值、热传递的理解,属于基本概念的考查,是学生容易出错的地方。
二.填空题(共8小题)
19.(2019•威海)小明在燃气灶上煲汤,将质量为2kg、初始温度为20℃的汤,升高了80℃,汤吸收了 6.4×105 J的热量,这是通过 热传递 方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/(kg•℃))
【分析】(1)知道汤的质量、比热容、升高的温度,利用吸热公式Q吸=cmΔt求汤吸收的热量;
(2)改变物体内能的方法:做功和热传递。
【解答】解:
(1)汤吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4×103J/(kg•℃)×2kg×80℃=6.4×105J;
(2)在燃气灶上煲汤时,汤吸收热量,内能增加、温度升高,是利用热传递来改变汤的内能。
故答案为:6.4×105;热传递。
【点评】本题考查了改变内能的方法、吸热公式Q吸=cmΔt的应用,属于基础题目。
20.(2023•青岛)火,能带来温暖和光明。钻木取火,是将 机械 能转化为内能,这是人类第一次学会使用自然力量;改变物体的内能有做功和 热传递 两种方法,人们利用内能做功制成了热机;在设计和制造热机时,要不断提高效率,其积极意义有 节约能源 (列举一条即可)。
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能,做功改变物体内能的实质是能量的转化,热传递改变物体内能的实质是内能的转移;
(2)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的热量之比,比值越大,热机效率越高。
【解答】解:钻木取火是将机械能转化为内能,使木头的内能增加,温度升高,达到着火点而燃烧;
改变物体内能的方法有:做功和热传递;
在设计和制造热机时,要不断提高效率,减少能量的损失,从而提高能量的利用率,节约能源。
故答案为:机械;热传递;节约能源。
【点评】本题考查提高热机效率的意义、改变物体内能的方法以及能量转化的判断,是一道基础题。
21.(2023•烟台)淡水资源的短缺已越来越成为制约社会发展的重要因素,从海洋里获取淡水,对解决淡水危机具有重要意义。用什么方法能除去海水中的盐得到淡水?小明进行了如图所示的实验,向大试管中加入10mL的食盐水,组装好器材后,用酒精灯加热,一会儿看到小试管内出现淡化后的水。则加入的食盐水质量为 10.3 g,当食盐水从25℃升高到75℃的过程中,吸收的热量约为 2163 J(不考虑食盐水质量的改变)。在淡化过程中,水蒸气变成水是 液化 现象(填物态变化名称)。[食盐水比热容近似为4.2×103J/(kg•℃),食盐水的密度取1.03×103kg/m3]
【分析】(1)知道盐水的密度和体积,利用密度公式求出盐水的质量;
(2)根据Q吸=cm(t﹣t0)求出盐水吸收的热量;
(3)物质由气态变为液态的过程中叫做液化。
【解答】解:盐水的体积V=10mL=10cm3,盐水的密度ρ=1.03×103kg/m3=1.03g/cm3,
由ρ=可知,盐水的质量:m=ρV=1.03g/cm3×10cm3=10.3g=0.0103kg;
盐水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.0103kg×(75℃﹣25℃)=2163J;
在淡化过程中,水蒸气变成水是液化现象。
故答案为:10.3;2163;液化。
【点评】本题考查物态变化、密度公式以及吸热公式的应用,是一道综合题,难度不大。
22.(2022•威海)为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律,小明利用如图所示装置进行实验。重物A在下落1m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热,使容器中0.5kg的水温度升高了0.2℃,则水的内能增加 420 J;经过多次实验,发现重物A的机械能减少量总是稍大于水的内能增加量,为了使此装置的机械能更多的转化为水的内能,你建议小明采取的措施是 减小热量散失、保温、减小滑轮轮轴的摩擦、用轻质量的绳子 。[重物A的质量及每次下落高度保持不变,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】根据Q=cmΔt算出水增加的内能;从减小热量散失、减小额外功等方面分析。
【解答】解:水增加的内能为:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×0.2℃=420J;
重物A的质量及每次下落高度保持不变,所做的总功不变,为了使此装置的机械能更多的转化为水的内能,可以采用的措施有:减小热量散失、保温、减小滑轮轮轴的摩擦、用轻质量的绳子等。
故答案为:420;减小热量散失、保温、减小滑轮轮轴的摩擦、用轻质量的绳子。
【点评】本题考查了物体吸热公式的应用、减小额外功的方法等,属于基础题。
23.(2024•滨州三模)学校栽了几颗桂花树,桂花盛开飘来阵阵花香,这是 扩散 现象;清晨桂花树叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在 引 力。上课期间小明为了能喝上开水,带了一只装2kg水的家用保温瓶,经测经过24h,瓶内的水温从95℃降低到65℃。问这段时间内,瓶内水的内能减少 2.52×105J [水的比热容4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)组成物质的分子在不停地做无规则运动;
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(3)根据Q放=cm(t0﹣t)求出水放出的热量,即内能的减小量。
【解答】解:桂花盛开飘来阵阵花香,是花香分子发生的扩散现象,说明分子在不停息的做无规则运动;
两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在相互作用的引力;
瓶内水放出的热量:Q放=cm(t0﹣t)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(95℃﹣65℃)=2.52×105J,即瓶内水的内能减少了2.52×105J。
故答案为:扩散;引;2.52×105J。
【点评】本题考查热量的计算以及分子热运动,是一道基础题。
24.(2023•菏泽)将质量为2kg、初始温度为25℃的一壶水加热到100℃,需要吸收 6.3×105 J的热量,加热过程需要燃烧0.05m3的天然气,则天然气燃烧放出热量的 30 %被水吸收。[天然气的热值取4.2×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)知道水的初温和末温,又知道水的比热容、质量,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)利用Q放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量,由η=求出加热效率。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣25℃)=6.3×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量为:
Q放=Vq=0.05m3×4.2×107J/m3=2.1×106J,
则加热效率为:
η==×100%=30%。
故答案为:6.3×105;30。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用,属于基础题目。
25.(2023•威海)2023年5月30日,在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢的热值 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”);若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,水温升高了50℃,则水的质量为 40 kg。[q液氢=1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,而与燃料的质量大小、燃烧情况无关;
(2)知道液态氢的质量和热值,利用Q放=mq计算出100g的液态氢完全燃烧释放出的热量;
利用Q吸=ηQ放求水吸收的热量,知道水的比热容、升高的温度,利用公式Q吸=cmΔt计算水的质量。
【解答】解:(1)热值是燃料的特性,与燃料的质量无关;所以燃料燃烧提供火箭升空所需的能量,本身质量不断减小,热值不变;
(2)100g液态氢完全燃烧释放出的热量:Q放=m氢q氢=0.1kg×1.4×108J/kg=1.4×107J;
水吸收的热量:Q吸=ηQ放=60%×1.4×107J=8.4×106J,
由Q吸=cmΔt得水的质量为:m水===40kg。
故答案为:不变:40。
【点评】本题考查了吸热公式、热效率公式、燃料燃烧放出热量公式的综合运用,注意温度升高了和升高到的区别。
26.(2024•烟台)在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中,用质量是0.3kg的水和表中等质量的另一种物质进行对比,作出的图象如图所示。实验过程中,水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等,分析图象可以得出图线 b (选填“a”或“b”)对应的物质为水,另一种物质为 煤油 ,这种物质在0~5min内吸收的热量为 2.52×104 J。
物质
比热容c/[J/(kg•℃)]
水
4.2×103
酒精
2.4×103
煤油
2.1×103
蓖麻油
1.8×103
【分析】(1)加热相同时间,a和b吸热相同,根据温度变化的多少判断,温度变化多的比热容小,温度变化少的比热容大,据此分析判断。
(2)根据a、b两种液体的比热容的大小判断出哪一种液体是水,由题知,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,相同时间水和液体吸收的热量相同。而水和液体的质量相同,根据吸热公式求液体的比热容,由Q=cmΔt算出这种物质在0~5min内吸收的热量。
【解答】解:(1)相同的加热装置,加热时间相等时,两种液体吸收的热量相等,由图示可以看出,a液体的温度升高的快,b液体温度升高慢;
利用热量的计算公式Q放=cmΔt可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,谁的温度升高得快,它的比热容小;
所以,b液体的比热容大,所以若a、b两种液体中,一种液体是水,则b是水,
(2)由图可知:液体和水的初温是20℃,吸热5分钟后a的末温是60℃,b液体的末温40℃;
由题知,而水和液体的质量相同,初温相同,吸收的热量相同,即m水=ma,Q水吸=Qa吸,Q水吸=Qa吸;camaΔta,即
c水m水Δt=camaΔta,即cama(60℃﹣20℃)=4.2×103J/(kg•℃)×m水×(40℃﹣20℃)。
解得ca=2.1×103J/(kg•℃),由表格数据知此液体为煤油;
这种物质在0~5min内吸收的热量为:
Q=camaΔt′=2.1×103J/(kg•℃)×0.3kg×(60℃﹣20℃)=2.52×104J。
故答案为:b;煤油;2.52×104。
【点评】本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,能从温度﹣时间图象得出相关信息是本题的关键。
三.实验探究题(共1小题)
27.(2024•济宁)小明在“探究水的奥秘”主题学习活动中,组装了如图所示实验装置。
(1)三个实验都选用酒精灯作热源,通过 热传递 的方式改变烧杯内液体的内能。
(2)将装冰的试管置于水中加热(如图甲所示),而不用酒精灯直接加热,这样做的好处是 物质受热均匀 。(写出一条即可)
(3)利用装置乙进行实验探究,通过观察比较,发现:水沸腾时,自杯底产生的气泡上升过程中逐渐变大,至水面处破裂。破裂前,气泡内是 水蒸气 。
(4)利用装置丙探究物质吸热性质时,调整两只酒精灯的灯芯,使其火焰相同(相同热源),目的是用 加热时间的长短 表示物质吸收热量的多少。
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(2)水浴法加热的优点是受热均匀;
(3)当水沸腾时,液态水汽化为水蒸气中形成大量的气泡上升到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中;
(4)调整两只酒精灯的灯芯,使其火焰相同(相同热源),加热方式相同能保证不同物质相同时间内吸收的热量相同。
【解答】解:(1)用燃料加热液体,液体吸收热量,温度升高,内能增大,这是通过热传递的方式改变液体的内能;
(2)图甲所示加热方式是水浴法加热,好处是物质受热均匀;
(3)水沸腾时,看到水中有大量气泡不断上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中,破裂前,气泡内是水蒸气;
(4)比较不同液体的吸热性能,应使用相同的热源,控制不同液体相同时间内吸热相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力;根据转换法可知,实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。
故答案为:(1)热传递;(2)物质受热均匀;(3)水蒸气;(4)加热时间的长短。
【点评】本题考查了水浴法加热、探究不同物质的吸热能力、水沸腾前后气泡的状态等知识,涉及知识广,但比较基础。
四.计算题(共1小题)
28.(2024•聊城)随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展,我国风力发电开发走在了世界前列,装机容量居全球第一。某地有一风力发电站,其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J,1年内提供的电能约为4.8×1011J。求:
(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,可以使100g常温下的水升高多少摄氏度;[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供,且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,则需要完全燃烧多少千克煤炭。(煤炭的热值q约3.0×107J/kg)
【分析】(1)这台风机获得的能量有70%转化为电能,根据机械效率公式求出1s内所产生的电能,然后可求上升温度;
(2)火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,结合热值的相关公式计算即可算出质量。
【解答】解:根据题意得,一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J,
1s内所产生的电能(70%被水吸收),则Q吸=70%W电=70%×1.8×104J=1.26×104J,
由Q吸=cmΔt可得:Δt===30℃;
(2)一台风力发电机1年内提供的电能约为4.8×1011J,
火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,Q火===1.2×1012J;
煤炭质量m===4×104kg。
答:(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,可以使100g常温下的水升高30摄氏度;
(2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供,且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,则需要完全燃烧4×104kg煤炭。
【点评】本题考查了热值、比热容和能量转换的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,还要学会从所给信息中找到有用的数据。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2024/8/14 11:45:51;用户:组卷16;邮箱:zyb016@xyh.com;学号:41418979
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