专题07 内能及其利用-【好题汇编】三年(2022-2024)中考物理真题分类汇编(辽宁专用)
2024-09-19
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2份
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61页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 内能,内能的利用 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.63 MB |
| 发布时间 | 2024-09-19 |
| 更新时间 | 2024-09-19 |
| 作者 | 傅七七 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-09-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47466578.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题07 内能及其利用(解析版)
一.选择题(共11小题)
1.(2023•阜新)如图所示是四冲程汽油机的剖面图,属于机械能转化为内能的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:内能转化为机械能的是做功冲程,机械能转化内能是压缩冲程:
A、气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,是将机械能转化为内能,故A正确;
B、气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,是将内能转化为机械能,故B错误;
C、进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,故C错误;
D、排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,故D错误。
故选:A。
2.(2023•盘锦)图甲所示的吊车,通过液压伸缩撑杆推动吊臂,可使其绕O点转动。吊车将货物沿竖直方向匀速吊起过程中,下列说法正确的是( )
A.货物的机械能保持不变
B.货物受到的拉力大于重力
C.吊臂可看作是一个费力杠杆
D.图乙是该车四冲程内燃机的吸气冲程
【答案】C
【解答】解:A、吊车将货物沿竖直方向匀速吊起过程中,货物的动能不变,重力势能增大,机械能增大,故A错误;
B、吊车将货物沿竖直方向匀速吊起过程中,货物处于平衡状态,拉力和重力是一对平衡力,大小相等,故B错误;
C、由图甲可知,吊臂在起吊过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C正确;
D、由图乙可知,图中两个气门都关闭,火花塞没有点火,此时活塞向上运动,是第二个冲程压缩冲程,故D错误。
故选:C。
3.(2023•大连)四冲程汽油机在工作过程中,将燃气的内能转化为机械能的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【解答】解:
四冲程汽油机在做功冲程中,高温高压燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,故C正确。
故选:C。
4.(2023•营口)下列四幅图中,属于做功冲程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:A、两气门都关闭,活塞向上运动,气缸容积减小,是压缩冲程,故A不符合题意;
B、进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,气缸容积增大,是吸气冲程,故B不符合题意;
C、两气门都关闭,火花塞喷出电火花,活塞向下运动,气缸容积增大,是做功冲程,故C符合题意;
D、排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,故D不符合题意。
故选:C。
5.(2022•沈阳)如图所示,炎热的夏季,小雨向盛有常温饮料的杯中加入一些小冰块,一段时间后冰块变小,同时观察到杯的外壁出现一些小水珠,下列说法正确的是( )
A.杯中冰块的内能为零
B.杯中饮料含有的热量减少
C.杯外壁小水珠的形成需要吸收热量
D.杯外壁小水珠是水蒸气液化形成的
【答案】D
【解答】解:A、任何温度下物体都有内能,所以杯中冰块的内能不为零,故A错误;
B、热量为过程量,不能说饮料含有热量,故B错误;
C、杯外壁小水珠是空气中的水蒸气液化形成的,需要放出热量,故C错误;
D、杯外壁小水珠是空气中水蒸气液化形成的,故D正确。
故选:D。
6.(2022•盘锦)端午节吃粽子是中华民族的传统习俗。煮粽子的过程中,下列说法正确的是( )
A.使用的天然气是可再生能源
B.粽子互相之间没有粘到一起是因为分子之间存在斥力
C.锅盖被水蒸气顶起的过程与汽油机做功冲程能量转化情况相同
D.捞起粽子时,锅相对于粽子是静止的
【答案】C
【解答】解:A、使用的天然气是不可再生能源,故A错误;
B、粽子互相之间没有粘到一起是因为分子之间的距离太大,分子间的作用力非常微弱,故B错误;
C、锅盖被水蒸气顶起的过程,内能转化为机械能;汽油机做功冲程中内能转化为机械能,故两种情况下能量转化情况相同,故C正确;
D、捞起粽子时,锅相对于粽子的位置发生变化,是运动的,故D错误。
故选C。
7.(2022•盘锦)在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中,辽宁运动员徐梦桃勇夺冠军。如图所示,在她滑行过程中,下列说法正确的是( )
A.A点时不具有机械能
B.从A点滑行到C点的过程中重力不断变大
C.滑雪板底面比较光滑是为了增大滑行时与雪面的摩擦
D.在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度
【答案】D
【解答】解:A、A点虽然静止,动能为0,但由于在高处而具有重力势能,则机械能不为0,故A错误;
B、从A点滑行到C点的过程中速度越来越快是因为受到的重力大于阻力,重力的大小不变,故B错误;
C、滑雪板底面做得较光滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度减小与雪地间的摩擦,故C错误;
D、运动员在滑动的过程中存在摩擦,运动员的一部分机械能转化为内能,所以B点的机械能大于D点的机械能;由于BD的高度相同,重力势能相同,则B点的动能要大于D点的动能,所以在B点的速度大于在D点的速度,故D正确。
故选:D。
8.(2021•沈阳)如图所示,下列各种与热有关的现象,说法正确的是( )
A.如图甲,炽热的岩浆有内能,皑皑白雪无内能
B.如图乙,冬天搓手取暖,利用热传递改变手的内能
C.如图丙,燃气推动活塞向下运动,是汽油机的压缩冲程
D.如图丁,四溢的花香能引来长喙天蛾,说明分子在不停地运动
【答案】D
【解答】解:A、因为一切物体都具有内能,所以炽热的岩浆和皑皑白雪都具有内能,故A错误;
B、冬天搓手取暖,利用做功改变手的内能,故B错误;
C、根据图示可知,两个气阀均关闭,汽油燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下,是做功冲程,故C错误;
D、长喙天蛾能够闻到花香,是扩散现象,是空气中有大量的花粉分子,说明分子在不停地做无规则运动,故D正确。
故选:D。
9.(2021•大连)下列现象中,通过热传递改变内能的是( )
A.太阳照射沙子,沙子变热
B.反复弯折铁丝,铁丝变热
C.两手相互摩擦,手掌变热
D.钢锯锯断木头,钢锯变热
【答案】A
【解答】解:
A、太阳照射沙子,沙子从太阳光中吸热,使沙子的内能增加、温度升高,是热传递改变物体的内能,符合题意;
B、反复弯折铁丝时,机械能转化为铁丝的内能,内能增大、温度升高,是通过做功改变了物体的内能,不符合题意;
C、两手相互摩擦,克服摩擦做功,使得手的内能增加、温度升高,是做功改变物体内能,不符合题意;
D、用钢锯锯木头,锯条发热,是克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能,不符合题意。
故选:A。
10.(2021•辽宁)如图所示的风能日行灯,可安装在多种车辆上,且免接线,无需电池。车辆行驶时,风车转动使LED发光。下列说法正确的是( )
A.此装置提供电能利用了电磁感应
B.风车转动将电能转化为机械能
C.LED是由超导材料制成的
D.风车转动利用了磁场对电流的作用
【答案】A
【解答】解:ABD、风车转动时会产生感应电流,这是电磁感应现象,此过程中,机械能转化为了电能,LED灯内有电流通过会发光,故A正确,BD错误;
C、LED是由半导材料制成的,故C错误。
故选:A。
11.(2020•大连)体育课上,同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时,铅球的( )
A.重力势能变大,速度变小
B.重力势能变小,速度变小
C.重力势能变大,速度变大
D.重力势能变小,速度变大
【答案】D
【解答】解:铅球在空中下落时,质量不变、高度减小,重力势能减小;
下落过程中重力势能转化为动能,所以动能增加,而质量不变,所以速度增大。
故选:D。
二.多选题(共8小题)
(多选)12.(2023•鞍山)关于分子热运动和内能,下列说法正确的是( )
A.物体温度升高含有的热量增加
B.铁块很难被压缩表明分子间存在斥力
C.鲜花香气四溢是一种扩散现象
D.发生热传递的物体之间一定存在温度差
【答案】BCD
【解答】解:
A、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;
B、铁块很难被压缩,说明分子间存在斥力,故B正确;
C、鲜花香气四溢是分子不停地做无规则运动形成的,是扩散现象,故C正确;
D、存在温度差的两个物体相接触发生热传递时,热量总是从高温物体传给低温物体,或者从物体的高温部分传向低温部分,故D正确。
故选:BCD。
(多选)13.(2023•丹东)如图所示,北京时间2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空的过程中,以地面为参照物,飞船是运动的
B.向下喷出的气体推动火箭上升,说明物体间力的作用是相互的
C.火箭使用的氢燃料燃烧时将内能转化为化学能
D.火箭加速升空的过程中,飞船的动能增大,重力势能增大
【答案】ABD
【解答】解:A.火箭加速升空的过程中,飞船与地面之间有位置的变化,以地面为参照物,飞船是运动的,故A正确;
B.火箭点火向下喷出气体,给气体一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,火箭受到一个向上的力,所以火箭向上运动,故B正确;
C.火箭使用的氢燃料燃烧时将化学能转化为内能,故C错误;
D.火箭加速升空的过程中,飞船的质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,故D正确。
故选:ABD。
(多选)14.(2022•丹东)物理知识在生产和生活中的广泛应用,促进了社会的发展和进步。下列说法正确的是( )
A.图甲,钻木取火是用做功的方法来改变物体的内能
B.图乙,汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能
C.图丙,电热器在工作时将内能转化为电能
D.图丁,太阳能汽车利用了太阳能,太阳能是可再生能源
【答案】ABD
【解答】解:A、钻木取火是将机械能转化为内能的过程,是通过做功改变物体的内能,故A正确;
B、汽油机的做功冲程是利用内能转化为机械能的过程,故B正确;
C、电热器工作时,将电能转化为内能,故C错误;
D、太阳能是可再生能源,太阳能汽车是利用太阳能转化为电能工作的,故D正确。
故选:ABD。
(多选)15.(2022•辽宁)2022年6月5日11时许,整流罩打开,神舟十四号飞船成功入轨,展开太阳能帆板。飞船将在大气层外沿椭圆形轨道绕地球运动。下列说法正确的是( )
A.整流罩与大气层摩擦后温度升高,是通过做功的方式使其内能增加的
B.太阳能电池板可将光能转化为电能
C.太阳能是可再生能源
D.飞船从近地点向远地点运动时,动能增大,势能减小
【答案】ABC
【解答】解:A、整流罩与大气层发生剧烈摩擦,温度升高,整流罩克服摩擦做功,所以这是通过做功的方式增加了整流罩的内能,故A正确;
B、太阳能电池将太阳能中的光能转化为电能,故B正确;
C、太阳能可以在自然界源源不断地从自然界中获得,是可再生能源,故C正确;
D、飞船在运行过程中不受空气阻力,机械能保持不变,从近地点向远地点运动过程中,速度变小,动能变小;高度变大,势能变大,动能转化为势能,故D错误。
故选:ABC。
(多选)16.(2022•鞍山)小林用燃气灶烧水,给爷爷泡了一壶茶。善于思考的小林发现在这个过程中包含很多物理知识,下列说法中正确的是( )
A.燃气灶烧水时,燃料的化学能转化为内能
B.水的温度升高,含有的热量增多
C.茶香四溢,是因为分子在不停地做无规则运动
D.泡茶时,通过做功的方式改变了茶叶的内能
【答案】AC
【解答】解:
A、燃气灶是通过燃料的燃烧放出热量,将燃料化学能转化为内能,故A正确;
B、水的温度升高,分子运动越剧烈,内能增加;而热量是热传递过程中传递的内能多少,是过程量,不能“含有”来描述,故B错误;
C、茶香四溢,这是扩散现象,表明香味分子不停地无规则运动,故C正确;
D、泡茶时,是利用热传递来改变茶叶的内能,故D错误。
故选:AC。
(多选)17.(2022•辽宁)学校走廊的消防应急灯由蓄电池、两个LED灯及一个自动控制开关组成。照明电路正常工作时应急灯不发光,可由照明电路为蓄电池充电;照明电路停电时,应急灯发光。下列说法正确的是( )
A.两个LED灯一定串联
B.LED灯是用半导体材料制成的
C.对蓄电池充电,电能转化为化学能
D.应急灯发光时,蓄电池是消耗电能的装置
【答案】BC
【解答】解:
A、两个LED灯不一定是串联,也可能是并联,故A错误;
B、LED灯是半导体材料做的,具有单向导电性,故B正确;
C、给蓄电池充电是将电能转化为化学能,故C正确;
D、应急灯发光时,相当于提供电能的装置,故D错误;
故选:BC。
(多选)18.(2021•沈阳)我国航天技术已达到世界领先水平。如图甲所示,是2021年3月31日我国长征四号丙运载火箭携带卫星发射升空的场景;如图乙所示,中国航天员在太空舱内为地球上的同学们演示旋转的陀螺。下列分析正确的是( )
A.为了使火箭本身更轻便,火箭外壳要采用密度小的材料
B.火箭加速升空过程中,所携带的卫星的动能转化为重力势能
C.这个陀螺从地球到太空质量不变
D.航天员在太空舱内依靠电磁波与地面交流
【答案】ACD
【解答】解:A、火箭体的质量是由材料的密度和火箭体的体积确定,在体积一定的情况下,密度越小则质量越小,故A正确;
B、火箭加速升空的过程中,燃料燃烧提供的能量使其动能和重力势能都增加,并不是动能向势能的转化,故B错误;
C、陀螺在太空和地球上所含物质的多少没变,则质量不变,故C正确;
D、太空没有空气,不能传播声音,但能传播电磁波,所以航天员在太空舱内依靠电磁波与地面交流,故D正确;
故选:ACD。
(多选)19.(2020•辽宁)进入7月,辽宁多地出现高温天气。如图中是人们在烫脚的地面上用锅煎鸡蛋的情景。下列有关说法正确的是( )
A.地面烫脚是因为含有的热量多
B.煎鸡蛋是通过热传递的方式增大了鸡蛋内能
C.能闻到煎鸡蛋的香味属于扩散现象
D.蛋液粘在锅壁上是分子间引力的作用
【答案】BCD
【解答】解:
A、热量是一个过程量,只有在物体发生热传递时,我们才用热量这个概念,不能说物体含有热量,故A错误;
B、煎鸡蛋时,鸡蛋吸收热量内能增加,是通过热传递方式实现的,故B正确;
C、煎鸡蛋时,闻到鸡蛋的香味是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D、蛋液粘在锅壁上说明了分子间有引力,故D正确。
故选:BCD。
三.填空题(共18小题)
20.(2024•辽宁)东北铁锅炖深受大家喜爱,炖煮锅内食物是通过 热传递 的方式改变内能,锅内食物香味四溢,说明分子在不停地做 无规则运动 。
【答案】热传递;无规则运动。
【解答】解:炖煮锅内食物是通过热传递的方向改变内能的;锅内食物香味四溢,说明分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
故答案为:热传递;无规则运动。
21.(2024•辽宁)汽油机在 做功 冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107J,效率为25%,则该汽油机在这段时间内消耗 2 kg的汽油(汽油的热值取4.6×107J/kg)。
【答案】做功;2。
【解答】解:(1)汽油机四个冲程中将内能转化为机械能的是做功冲程;
(2)由η=×100%可知,汽油完全燃烧发出的热量:Q放===9.2×107J,
由Q放=mq可知,消耗汽油的质量:m===2kg。
故答案为:做功;2。
22.(2023•阜新)“稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的 扩散 现象。水稻育苗时,采用傍晚灌水,清晨放水的做法来防止幼苗冻伤,是利用了水 比热容大 的特性。有经验的农民用盐水选种时,饱满种子会因为比盐水的 密度 大而下沉。
【答案】扩散;比热容大;密度。
【解答】解:“稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的扩散现象。水稻育苗时,采用傍晚灌水,清晨放水的做法来防止幼苗冻伤,是利用了水比热容大的特性。有经验的农民用盐水选种时,饱满种子会因为比盐水的密度大而下沉。
故答案为:扩散;比热容大;密度。
23.(2023•鞍山)核电站通过核反应堆中的核 裂变 (选填“聚变”或“裂变”)来加热水,将核能转化为水蒸气的 内 能,再通过汽轮机转化为机械能,最后带动发电机转动转化为电能,电能属于 二次 (选填“一次”或“二次”)能源。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:核电站通过核反应堆中的核裂变来释放出核能,再通过热交换器加热水,使水变为高温高压的蒸汽,将核能转化为水蒸气的内能,再通过汽轮机转化为机械能,最后带动发电机转动转化为电能,电能不能够从自然界直接获取,属于二次能源。
故答案为:裂变;内;二次。
24.(2023•鞍山)如图所示的汽油机处于 压缩 (选填“压缩”或“做功”)冲程,这个冲程将 机械 能转化为 内 能。某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min,则此汽油机每秒对外做功 20 次。
【答案】压缩;机械;内;20。
【解答】解:由图可知,内燃机两气门都关闭,活塞向上运动,故可以判断这个冲程是压缩冲程,此冲程是通过压缩气体做功将机械能转化为内能。
汽油机的转速为2400r/min,说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40r,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40次,对外做功20次。
故答案为:压缩;机械;内;20。
25.(2023•丹东)如图所示是四冲程汽油机其中一个冲程的示意图,这是 做功 冲程。到加油站给汽车加油时,能闻到汽油味儿,这是 扩散 现象。
【答案】做功;扩散。
【解答】解:由图可知,进气门、排气门都关闭,活塞向下运动,为做功冲程;在加油站为汽车加油时,能闻到汽油味,是因为汽油分子在不停地做无规则运动的结果,是扩散现象。
故答案为:做功;扩散。
26.(2023•大连)端午节是我国首个入选世界非物质文化遗产的节日,端午食粽的风俗由来已久。煮粽子时闻到粽子的香味是 扩散 现象,改变粽子内能的方式是 热传递 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:能闻到粽子的香味是由于分子不停地做无规则运动产生的扩散现象;
煮粽子的过程是利用热传递的方法改变粽子的内能。
故答案为:扩散;热传递。
27.(2023•锦州)2023年5月30日,在酒泉卫星发射中心,我国神舟十六号载人飞船发射任务取得圆满成功。当离开地面加速上升时,火箭受到的反冲推力 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)自身重力;火箭采用液氢作为燃料主要是利用氢 热值大 的特点;在飞船和空间站对接过程中,飞船不断靠近空间站径向对接口,这一过程中飞船相对于空间站是 运动 (选填“静止”或“运动”)的。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:火箭加速上升,则一定受到向上的合力,故发动机的推力大于火箭的重力;
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;
对接过程中,飞船不断靠近空间站径向对接口,飞船和空间站对接口之间有位置的变化,所以飞船相对于空间站对接口是运动的。
故答案为:大于;热值大;运动。
28.(2023•辽宁)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,棉花燃烧起来,这是因为活塞压缩气体 做功 ,使空气的内能增大,温度升高,引燃棉花。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁,说明分子间存在 引力 。
【答案】做功;引力。
【解答】解:在厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉,用力迅速压下活塞,可以观察到小棉团燃烧。因为外界对玻璃筒内气体做功,内能增大,温度升高,达到硝化棉的着火点,硝化棉燃烧。
硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁,说明分子间存在引力。
故答案为:做功;引力。
29.(2023•辽宁)2023年5月30日,如图是搭载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭点火发射时的情景。火箭在加速上升过程中,燃料燃烧释放的内能转化为火箭的 机械 能,所搭载的载人飞船的质量 不变 (填“变大”、“不变”或“变小”)。神舟十六号载人飞船与核心舱通过 电磁波 (填“超声波”或“电磁波”)进行联系,自主完成对接。
【答案】机械;不变;电磁波
【解答】解:火箭在加速上升过程中,燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能,所搭载的载人飞船的质量不变。神舟十六号载人飞船与核心舱通过电磁波进行联系,自主完成对接。
故答案为:机械;不变;电磁波。
30.(2023•营口)2023年5月30日,我国利用长征二号运载火箭将神舟十六号载人飞船发射升空,并与空间站成功对接,发射任务取得圆满成功。空间站组合体在轨飞行期间,飞船相对于空间站是 静止 的;空间站的太阳能电池板将太阳能转化为 电 能;火箭点火后加速上升时,火箭喷出的燃气对火箭的推力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)火箭对燃气的作用力,在此过程中,飞船的机械能 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】静止;电;等于;变大。
【解答】解:空间站组合体在轨飞行期间,飞船相对于空间站位置没有变化,是静止的;空间站的太阳能电池板将太阳能转化为电能;火箭点火后加速上升时,根据力的作用的相互性,火箭喷出的燃气对火箭的推力等于火箭对燃气的作用力;在此过程中,飞船加速上升,质量一定,速度增大,动能增大,高度升高,重力势能增大,所以,飞船的机械能变大。
故答案为:静止;电;等于;变大。
31.(2022•丹东)北京冬奥会冰壶项目深受人们的喜爱。在冰壶比赛中,冰壶离开手后能在水平冰面上继续向前滑行,是由于 冰壶 (选填“运动员”或“冰壶”)具有惯性;冰壶在冰面上减速滑行的过程中,其动能 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】冰壶;减小。
【解答】解:冰壶比赛时,投手用力将冰壶掷出后,由于冰壶具有惯性,仍要保持原来的运动状态,所以它会继续沿着水平赛道向前滑行一段距离;
冰壶滑行过程中,质量不变,速度减小,所以动能减小。
故答案为:冰壶;减小。
32.(2022•大连)2022年6月5日上午,神舟十四号载人飞船成功发射。飞船与火箭分离后,打开了太阳能帆板。太阳能帆板主要是将 太阳 能转化为电能;航天员在舱内的实时画面是通过 电磁 波传回地面指挥中心的。
【答案】太阳;电磁。
【解答】解:太阳能帆板是将太阳能转化为电能;
航天员在舱内的实时画面是通过电磁波传回地面指挥中心的。
故答案为:太阳;电磁。
33.(2022•鞍山)油电混合动力汽车在行驶过程中,发动机提供动力的同时,也给蓄电池组充电。充电过程中,蓄电池组相当于 用电器 (选填“电源”或“用电器”);汽车发动机用水来冷却,是利用了水 比热容 大的特点。如图所示是汽车汽油机的 压缩 冲程。
【答案】用电器;比热容;压缩
【解答】解:充电过程中,蓄电池组消耗电能,相当于用电器;
与其它液体相比较,水的比热容较大,在质量和升高的温度相同时,水吸收的热量较多,冷却效果较好;
由图可知,两个气门都关闭,活塞上行,为压缩冲程。
故答案为:用电器;比热容;压缩。
34.(2022•盘锦)如图所示,油罐车尾部装有连接大地的导体,这是为了及时导走因 摩擦起电 现象而积累的电荷,避免发生危险。在行驶过程中将车窗打开,车内的窗帘向外飘,原因是窗外空气流速大,压强 小 。某段时间内油罐车消耗柴油2kg,这些柴油完全燃烧放出 8.6×107 J热量。(柴油热值4.3×107J/kg)
【答案】摩擦起电;小;8.6×107。
【解答】解:油罐车行驶时,油罐中的汽油随车的振动摩擦起电,如果不及时的将这些静电倒走,一旦出现放电现象,就会发生爆炸事故。拖地导体使油罐表面与大地相连,使油罐中的电荷不断导入大地,不致造成放电产生火花引起油罐爆炸;
汽车在行驶过程中车窗打开时,车内的窗帘总是往外飘,因为窗外空气流速大、压强小;
柴油完全燃烧放出的热量为Q=mq=2kg×4.3×107J/kg=8.6×107J。
故答案为:摩擦起电;小;8.6×107。
35.(2021•沈阳)利用天然气烧水,把质量为30kg的水,从20℃加热到100℃,需要燃烧0.42m3的天然气,则烧水的效率是 75 %;在这个过程中能量的总量 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。[天然气的热值为3.2×107J/m³,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】75;不变。
【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×30kg×(100℃﹣20℃)=1.008×107J;
天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.42m3×3.2×107J/m3=1.344×107J;
烧水的效率:η===75%;
(2)根据能量守恒定律可知,在能量的转化和转移的过程中,能的总量保持不变。
故答案为:75;不变。
36.(2021•辽宁)5月30日,“长征7号”运载火箭将天舟二号飞船发射升空,火箭发动机所用燃料具有热值 大 的特点。船箭分离后,天舟二号飞船与在轨运行的天和核心舱成功对接,再现“万里穿针”。如图所示,对接成功后,以天舟二号为参照物,核心舱是 静止 的。宽大的太阳能电池板能为天和核心舱提供电能,太阳能属于 可 (填“可”或“不可”)再生能源。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)火箭使用的燃料是液态氢,原因是液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比,可以释放出更多的热量;
(2)对接成功后,天舟二号飞船与天和核心舱的相对位置不再发生变化,所以核心舱相对于天舟二号是静止的;
(3)太阳能可以从自然界源源不断地得到,属于可再生资源。
故答案为:大;静止;可。
37.(2020•大连)如图所示的实验装置,塑料瓶内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳起时,看到瓶内出现白雾。此时,瓶内气体的内能转化为瓶塞的 机械 能,与四冲程内燃机 做功 (选填“压缩”或“做功”)冲程的能量转化相同。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:当瓶塞跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能减少,温度降低,水蒸气遇冷液化形成了小水滴,形成了瓶口的白雾,瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能,瓶塞跳起过程的能量转化情况与内燃机做功冲程相同。
故答案为:机械;做功。
四.实验探究题(共6小题)
38.(2023•鞍山)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取 质量 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过 热传递 方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 加热时间的长短 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 33 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度﹣时间图象如图丙所示,则液体 B (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
【答案】(1)自下而上;(2)质量;热传递;(3)加热时间的长短;(4)33;(5)B。
【解答】解:(1)要用酒精灯的外焰加热,故组装器材时应按照自下而上的顺序依次安装;
(2)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,实验时,选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过热传递方式来增大液体内能的;
(3)根据转换法,此实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少;
(4)温度计分度值为1℃;加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为33℃;
(5)根据绘制出的温度﹣时间图象知,升高相同的温度,B加热时间长,B的吸热能力强,比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同时,B放热多,液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
故答案为:(1)自下而上;(2)质量;热传递;(3)加热时间的长短;(4)33;(5)B。
39.(2023•盘锦)如图甲所示,小明用相同的实验装置分别加热质量均为200g的水和食用油,根据实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化图象。
标准大气压下
物质
沸点/℃
酒精
78
煤油
150
水银
357
(1)由图乙和表丙可知,小明选用的是 水银 (选填“酒精”、“煤油”或“水银”)温度计。
(2)由图乙可知, 水 的吸热能力较强。
(3)水在0~4min吸收的热量是 6.72×10⁴ J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)小明分析图乙后,想到端午节妈妈煮粽子时,先用大火将水烧开,再改用小火加热,这样既可以节约能源,又能保持水继续沸腾将粽子煮熟。原因是水沸腾时持续吸热,温度 不变 。
【答案】(1)水银;(2)水; (3)6.72×10⁴; (4)不变。
【解答】解:(1)由图乙可知,食用油的沸点为260℃,大于酒精和煤油的沸点,小于水银的沸点,故小明选用的是水银温度计。
(2)由图乙可知,升高相同的温度,水加热时间长,故水的吸热能力较强。
(3)水在0~4min升高的温度为:
100℃﹣20℃=80℃
水吸收的热量是:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×80℃=6.72×104J;
(4)沸腾是吸热过程,但温度保持不变,小明分析图乙后,想到端午节妈妈煮粽子时,先用大火将水烧开,再改用小火加热,这样既可以节约能源,又能保持水继续沸腾将粽子煮熟。原因是水沸腾时持续吸热,温度不变。
故答案为:(1)水银;(2)水; (3)6.72×10⁴; (4)不变。
40.(2023•锦州)小明同学取a、b两种粉末各50g,利用如图甲所示的实验装置“探究固体熔化时温度的变化规律”。
(1)根据实验数据绘制了如图乙所示的温度﹣时间图像,由图像可以判断 a 物质是晶体,第6min时a物质为 固液共存 态,a物质第9min时的内能 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第3min时的内能;
(2)某时刻,温度计的示数如图所示,为 35 ℃;若a物质在固态时的比热容为1.0×103J/(kg•℃),则该物质熔化后,液态时的比热容为 1.5×103 J/(kg•℃)。
【答案】(1)a;固液共存;大于;(2)35;1.5×103。
【解答】解:(1)晶体有固定的熔化温度,而非晶体没有确定的熔点,由图乙可知,物质a是晶体;第6min为晶体熔化之时,所以为固液共存态;晶体在熔化过程中不断吸收热量,温度保持不变,内能增大,所以物质a第9min的内能大于第3min的内能;
(2)由图甲可知,温度在0℃以上,分度值为1℃,故物质此时的温度是为35℃;
从图象乙可知,a物质在0﹣3min时间内处于固态,温度从20℃升高到50℃,温度升高了30℃,物质在固态时所吸收的热量Q固=c固m×30℃;在第9﹣12in时间物质处于液态,温度从50℃升高到70℃,温度升高了20℃.则物质在液态时所吸收的热量Q液=c液m×20℃;由于物质的质量不变,在相同时间内吸收的热量相等,即Q固=Q液,c固m×30℃=c液m×20℃,
a物质在固态时的比热容为1.0×103J/(kg•℃),
则c液=c固=×1.0×103J/(kg•℃)=1.5×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)a;固液共存;大于;(2)35;1.5×103。
41.(2023•朝阳)如图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”的实验装置。
(1)图甲器材合理的安装顺序是 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)图乙是根据实验过程中记录的数据绘制的图象,可知冰是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”);第4分钟时的内能 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第8分钟时的内能。
(3)持续加热,烧杯内的水沸腾后试管里的水 不会 (选填“会”或“不会”)沸腾,理由是 烧杯中的水沸腾后,温度不再升高,试管中的水温能达到沸腾的温度,但不能继续吸热,所以不会沸腾 。
【答案】(1)自下而上;(2)晶体;小于;(3)不会;烧杯中的水沸腾后,温度不再升高,试管中的水温能达到沸腾的温度,但不能继续吸热,所以不会沸腾。
【解答】解:(1)酒精灯加热时用外焰加热,要先放酒精灯,根据外焰的高度确定石棉网的高度,再放烧杯,确定试管的高度,最后放入温度计,根据自下而上的顺序安装;
(2)由图像知冰有固定的熔点,所以说冰是晶体;
由图乙可知,随着时间的增长,物体吸热越多,内能越大,故在4分钟时具有的内能小于在8分钟时的内能;
(3)烧杯中的水沸腾后,温度不再升高,试管中的水温能达到沸腾的温度,但不能继续吸热,所以不会沸腾。
故答案为:(1)自下而上;(2)晶体;小于;(3)不会;烧杯中的水沸腾后,温度不再升高,试管中的水温能达到沸腾的温度,但不能继续吸热,所以不会沸腾。
42.(2021•辽宁)用如图甲所示的装置探究海波的熔化规律:
(1)组装器材时,应先固定 C (填“A”、“B”或“C”)。
(2)下列措施能使海波受热均匀的有 ①、② (多选)
①加热过程中不断搅拌;
②通过水给试管加热;
③温度计的玻璃泡完全浸没在海波中。
(3)加热到某一时刻温度计示数如图甲所示,温度为 38 ℃。
(4)根据实验数据绘出海波温度﹣时间图象,如图乙所示,t1时刻后试管内出现液态海波,由图象可知,海波熔化时吸热,温度 不变 ,它的熔点是 48 ℃。
(5)若海波的沸点与水的沸点相同,继续加热到水沸腾时,试管里的海波 不能 (填“能”或“不能”)沸腾。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定图甲的C的高度,目的是使用酒精灯的外焰加热;
(2)实验时,为了使物质均匀受热,可以对物质不断进行搅拌,使用水浴加热法,而③中的操作是温度计使用的常规操作,目的是使读数准确;
(3)由图可知温度计的分度值为1℃,所以此时温度计的示数为38℃;
(4)晶体熔化的特点是持续吸热,温度保持不变;熔化过程中,对应的温度点即是该物质的熔点,由图乙可知,海波的熔点为48℃;
(5)晶体熔化的条件是:持续吸热,达到熔点;热传递发生的条件是需要两接触的物体存在温度差。若海波和水的沸点相同,使用水浴加热法,烧杯中的水到达沸点后,会从酒精灯的火焰处持续吸热,所以水可以沸腾,但是水沸腾的过程中温度保持不变,与试管内的海波温度相同,无法发生热传递,所以试管中的海波无法持续吸热,故无法沸腾。
故答案为:(1)C;
(2)①②;
(3)38;(4)不变;48;
(5)不能
43.(2020•辽宁)小溪用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)某时刻温度计的示数如图甲所示,此时的水温为 62 ℃。
(2)当水沸腾时,小溪观察到水中出现大量上升、变 大 的气泡,水温 保持不变 (填“继续升高”或“保持不变”)。
(3)小溪又将装有某种固体粉末的试管放在实验中的沸水中加热,并根据记录的实验数据绘制了试管内物质的温度随时间变化的图象,如图乙所示,由图象可知:
①该物质属于 晶体 (填“晶体”或“非晶体”)。
②在t1~t2过程中,该物质的内能 增大 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③该物质在 液态 (填“固态”或“液态”)时的吸热能力更强。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)温度计的分度值是1℃,此时是零上,液柱上表面对准了60℃上面第2个小格处,示数为62℃。
(2)温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的,水沸腾时,观察到烧杯内产生大量气泡并不断上升、体积变大;水开始沸腾,沸腾时水不断吸收热量,水温保持不变;
(3)①由图乙知,该物质在熔化过程中继续吸热但温度保持不变,所以为晶体;
②在t1~t2过程中,即晶体在体熔化过程中,不断吸热,温度保持不变,但内能增大;
③物质从固态变为液态,状态变化,质量不变,在加热条件相同的条件下,由图象知,该物质熔化后升温比熔化前升温缓慢了;即Q、m相同,液态时Δt小,根据Q=cmΔt可知,该物质液态时比热容大于固态时比热容,说明该物质液态时吸热本领强。
故答案为:(1)62;(2)大;保持不变;(3)①晶体;②增大;③液态。
五.计算题(共16小题)
44.(2023•鞍山)如图为某品牌微型电动汽车,该车的空载质量为1.2t,最多载重4人,车轮与地面的总接触面积为1000cm2,发动机的最大输出功率为20kW。(g取10N/kg)求:
(1)该车载重4人(每人按60kg计算)时,静止在水平路面上时对路面的压强;
(2)该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km,用时15min,在此过程中汽车受到的阻力;
(3)若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供,燃油汽车的效率为25%,需要消耗多少千克的燃油。(q油=4.5×107J/kg)
【答案】(1)该车载重4人(每人按60kg计算)时,静止在水平路面上时对路面的压强为1.44×105Pa;
(2)该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km,用时15min,在此过程中汽车受到的阻力为103N;
(3)若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供,燃油汽车的效率为25%,需要消耗1.6千克的燃油。
【解答】解:(1)该车载重4人(每人按60kg计算)时,静止在水平路面上时对路面的的压力:F=G=mg=(1.2×103kg+4×60kg)×10N/kg=1.44×104N,
对水平路面的压强:p===1.44×105Pa;
(2)该车行驶的速度:v===20m/s,
因该车水平匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,由P===Fv可得该车受到的阻力:F阻=F牵===103N;
(3)该车发动机做的功:W=Pt=20×103W×15×60s=1.8×107J,
燃油完全燃烧释放的热量:Q===7.2×107J,
需要消耗燃油m===1.6kg。
答:(1)该车载重4人(每人按60kg计算)时,静止在水平路面上时对路面的压强为1.44×105Pa;
(2)该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km,用时15min,在此过程中汽车受到的阻力为103N;
(3)若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供,燃油汽车的效率为25%,需要消耗1.6千克的燃油。
45.(2023•盘锦)某品牌的柴油车进行性能测试,该车在1600N的牵引力驱动下,沿平直路面以20m/s的速度匀速行驶了4.3km,消耗了0.5L柴油。(ρ柴油=0.8×103kg/m3,q柴油=4.3×107J/kg)在此次路测过程中,求:
(1)消耗柴油的质量;
(2)牵引力功率;
(3)柴油机效率。
【答案】(1)消耗柴油的质量是0.4kg;
(2)牵引力功率是32000W;
(3)柴油机效率是40%。
【解答】解:(1)消耗柴油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×0.5×10﹣3m3=0.4kg;
(2)牵引力功率P==Fv=1600N×20m/s=32000W;
(3)有用功W有=Fs=1600N×4300m=6.88×106J,
完全燃烧0.4kg柴油放出的热量为Q放=mq=0.4kg×4.3×107J/kg=1.72×107J,
柴油机效率η==40%。
答:(1)消耗柴油的质量是0.4kg;
(2)牵引力功率是32000W;
(3)柴油机效率是40%。
46.(2023•丹东)某小汽车的质量为1500kg,轮胎与水平地面总接触面积为0.05m2。小汽车在平直的公路上匀速行驶6.9km,消耗汽油0.5kg,已知小汽车匀速直线行驶时受到的阻力为1000N。(汽油的热值q=4.6×107J/kg)求:
(1)该小汽车在水平地面上静止时对地面的压强;
(2)在此过程中该小汽车牵引力所做的功;
(3)该小汽车发动机的效率。
【答案】(1)该小汽车在水平地面上静止时对地面的压强为3×105Pa;
(2)在此过程中该小汽车牵引力所做的功为6.9×106J;
(3)该小汽车发动机的效率为30%。
【解答】解:(1)汽车在水平地面上静止时对地面的压力:
F=G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N,
则汽车在水平地面上静止时对地面的压强:
p===3×105Pa;
(2)汽车在平直的公路上匀速行驶时,处于平衡状态,
则牵引力F牵=f=1000N,
所以汽车牵引力所做的功:
W=F牵s=1000N×6.9×103m=6.9×106J;
(3)燃料完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J,
该汽车发动机的效率:
η=×100%=×100%=30%。
答:(1)该小汽车在水平地面上静止时对地面的压强为3×105Pa;
(2)在此过程中该小汽车牵引力所做的功为6.9×106J;
(3)该小汽车发动机的效率为30%。
47.(2023•大连)某品牌电水壶的额定功率为800W。该电水壶正常工作500s,将质量为1.5kg的水从20℃加热到80℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。在此过程中,试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)电水壶消耗的电能是多少?
(3)电水壶加热水的效率是多少?
【答案】(1)水吸收的热量是3.78×105J。
(2)电水壶消耗的电能是4×105J。
(3)电水壶加热水的效率是94.5%。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(80℃﹣20℃)
=3.78×105J;
(2)电热水壶正常工作时,P=P额=800W,
由P=可得,电水壶消耗的电能为:
W=Pt=800W×500s=4×105J;
(3)该电水壶加热水的效率:
η=×100%=×100%=94.5%。
答:(1)水吸收的热量是3.78×105J。
(2)电水壶消耗的电能是4×105J。
(3)电水壶加热水的效率是94.5%。
48.(2023•辽宁)某款环保能源汽车——氢能重卡,它满载时总质量为50t,车轮总着地面积为0.8m2,采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中,汽车以300kW的输出功率,在水平公路上匀速直线行驶了20min,汽车发动机的效率为75%。(g取10N/kg,q柴油取4.0×107J/kg)求:
(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为多少焦耳;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量。
【答案】(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是6.25×105Pa;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为4.8×108J;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量是12kg。
【解答】解:
(1)因为满载静止在水平地面上时,则有
F=G=mg=50×103kg×10N/kg=5×105N,
汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强
p===6.25×105Pa;
(2)由题意得,汽车匀速直线行驶了20min做的有用功
W=Pt=300×103W×20×60s=3.6×108J,
由η=得,汽车消耗的氢能Q氢===4.8×108J;
(3)根据题意知,Q柴油=Q氢=4.8×108J,
则至少需要完全燃烧柴油的质量m柴油===12kg。
答:(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是6.25×105Pa;(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为4.8×108J;(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量是12kg。
49.(2023•锦州)我国道路交通安全规定,货车轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内,王师傅的货车自身质量是6t,车轮与地面总接触面积是0.5m2。一次,王师傅开着装有24t沙子的货车在平直的公路上匀速行驶30km,货车受到的阻力是货车总重力的0.02倍,消耗柴油10kg。(g取10N/kg,q柴油=4.3×107J/kg)求:
(1)通过计算判断装有沙子的货车静止时,对水平地面的压强是否符合安全规定?
(2)这一过程中货车牵引力所做的功是多少?
(3)这一过程中货车发动机的效率是多少?(计算结果精确到1%)
【答案】(1)装有沙子的货车静止时,对水平地面的压强符合安全规定;
(2)这一过程中货车牵引力所做的功是1.8×108J;
(3)这一过程中货车发动机的效率是42%。
【解答】解:(1)装有沙子的货车的总重力:G总=m总g=(6×1000kg+24×1000kg)×10N/kg=3×105N,
装有沙子的货车静止时,对水平地面的压力:F=G总=3×105N,
装有沙子的货车静止时,对水平地面的压强:p===6×105Pa<7×105Pa,所以符合安全规定;
(2)货车受到的阻力:f=0.02G总=0.02×3×105N=6000N,
货车匀速行驶时,货车的牵引力与受到的阻力是一道平衡力,根据二力平衡条件可知,货车匀速行驶时,货车的牵引力:F牵=f=6000N,
这一过程中货车牵引力所做的功:W=F牵s=6000N×30×1000m=1.8×108J;
(3)柴油完全燃烧放出的热量:Q放=m柴油q柴油=10kg×4.3×107J/kg=4.3×108J,
这一过程中货车发动机的效率:η==≈42%。
答:(1)装有沙子的货车静止时,对水平地面的压强符合安全规定;
(2)这一过程中货车牵引力所做的功是1.8×108J;
(3)这一过程中货车发动机的效率是42%。
50.(2023•辽宁)铁岭市对大通街路面改造的过程中,使用了如图所示的一款履带运输车运送石料。空载运输车的质量为3t,履带与地面总接触面积为1.2m2。一次运送中,运输车在2min内沿水平路面匀速直线行驶600m,行驶中受到的阻力为104N。(g取10N/kg,燃料热值q取4.5×107J/kg)求:
(1)空载运输车静止时对水平路面的压强;
(2)这次运送中,运输车发动机的功率;
(3)若行驶中受到的阻力不变,发动机的效率是40%,10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。
【答案】(1)空载运输车静止时对水平路面的压强是2.5×104Pa;
(2)运输车发动机的功率是5×104W;
(3)10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是1.8×104m。
【解答】解:(1)空载运输车的重力G=mg=3000kg×10N/kg=3×104N,
空载运输车静止时对水平路面的压力F=G=3×104N,
空载运输车静止时对水平路面的压强p===2.5×104Pa;
(2)因为运输车匀速直线行驶,受力平衡,所以发动机的牵引力F牵=f=104N,
这次运送中,运输车发动机做的功W=F牵s=104N×600m=6×106J,
运输车发动机的功率P===5×104W;
(3)10kg的燃料完全燃烧放出的热量Q放=m燃料q=10kg×4.5×107J/kg=4.5×108J,
发动机做的有用功W有用=Q放η=4.5×108J×40%=1.8×108J,
该车沿水平路面匀速直线行驶的距离s′===1.8×104m。
答:(1)空载运输车静止时对水平路面的压强是2.5×104Pa;
(2)运输车发动机的功率是5×104W;
(3)10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离是1.8×104m。
51.(2023•朝阳)某无人驾驶汽车空载静止时对水平地面的压强为3×105Pa,轮胎与地面总接触面积为0.04m2。当汽车在以20m/s的速度匀速直线行驶时,功率为23kW,求:
(1)汽车空载时的重力是多少?
(2)当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时,所受的阻力是多少?
(3)当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶100km时,汽车牵引力做功多少?若燃烧了10kg汽油,则发动机的效率是多少?(汽油热值q=4.6×107J/kg)
【答案】(1)汽车的重力是1.2×104N;
(2)所受到的阻力是1150N;
(3)汽车牵引力做功1.15×108J,发动机的效率是25%。
【解答】解:(1)根据p=可知汽车空载静止时对水平地面的压力F=pS=3×105Pa×0.04m2=1.2×104N,
则汽车的重力G=F=1.2×104N;
(2)当汽车以20m/s的速度沿直线匀速行驶时,处于平衡状态,所受阻力和牵引力大小相等,
根据P===Fv可知汽车所受阻力f=F牵===1150N;
(3)当汽车以20m/s的速度沿直线匀速行驶100km时,牵引力做功W=F牵s=1150N×100×103m=1.15×108J,
10kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg×10kg=4.6×108J,
发动机的效率η==×100%=25%。
答:(1)汽车的重力是1.2×104N;
(2)所受到的阻力是1150N;
(3)汽车牵引力做功1.15×108J,发动机的效率是25%。
52.(2022•辽宁)新能源汽车正逐步取代传统燃油车。如图是一款无人驾驶智能电动车。电动车静止在水平地面上,对地面的压强为1.2×105Pa,车胎与地面接触总面积为1000cm2。最高时速可达180km/h,此时车的功率为90kW。(q汽油=4.6×107J/kg,g取10N/kg)。求:
(1)电动车的质量;
(2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试,匀速行驶时所受的阻力;
(3)在(2)的条件下,车的电动机效率为90%,匀速行驶4.6km,消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油所释放的能量。
【答案】(1)电动车的质量为1.2×103kg;(2)电动汽车所受的阻力为1800N;(3)消耗的电能相当于完全燃烧0.2kg的汽油所释放的能量。
【解答】解:(1)由题意和p=可得电动汽车对地面的压力F=pS=1.2×105Pa×0.1m2=1.2×104N;
汽车静止在水平地面上时,对地面的压力等于自身重力的大小,所以G车=F=1.2×104N;
又由G=mg可得,汽车的质量m车==1.2×103kg;
(2)因为P=,P=90kW=90000W,v=180km/h=50m/s,则汽车的牵引力F牵==1800N;
汽车做匀速运动时所受牵引力和阻力相等,所以汽车所受阻力f=1800N;
(3)电动汽车行驶s=4.6km=4600m时牵引力做功为有用功,则W有=Fs=1800N×4600m=8.28×106J;
由η=可知,W电==9.2×106J;
相当于燃烧汽油释放的热量时,需消耗汽油的质量为m油,则有:Q放=W电=m油q油;
m油==0.2kg。
答:(1)电动车的质量为1.2×103kg;
(2)电动汽车所受的阻力为1800N;
(3)消耗的电能相当于完全燃烧0.2kg的汽油所释放的能量。
53.(2022•朝阳)某品牌家用汽车满载时的质量为1.15t,静止时车轮与水平地面的总接触面积为0.2m2,它在平直路面上匀速行驶36km,期间受到的阻力为车总重的0.1倍,汽车发动机的效率为40%,求:
(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)匀速行驶过程中牵引力所做的功是多少?
(3)汽油的热值为q=4.6×107J/kg,这段时间内消耗汽油的质量是多少?
【答案】(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是5.75×104Pa;
(2)匀速行驶过程中牵引力所做的功是4.14×107J;
(3)这段时间内消耗汽油的质量是2.25kg。
【解答】解:(1)汽车满载时的重力:G=mg=1.15×103kg×10N/kg=1.15×104N,
汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压力:F=G=1.15×104N,
对地面的压强:p===5.75×104Pa;
(2)因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,汽车的牵引力:F′=f=0.1G=0.1×1.15×104N=1.15×103N,
匀速行驶过程中牵引力所做的功:W=F′s=1.15×103N×36×103m=4.14×107J;
(3)由η=×100%可得,消耗汽油完全燃烧释放的热量:Q放===1.035×108J,
由Q放=mq可得,这段时间内消耗汽油的质量:m′===2.25kg。
答:(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是5.75×104Pa;
(2)匀速行驶过程中牵引力所做的功是4.14×107J;
(3)这段时间内消耗汽油的质量是2.25kg。
54.(2022•大连)用天然气热水器加热水,将40kg水从25℃加热到50℃,完全燃烧0.15m3天然气。已知天然气的热值为3.5×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。试求:
(1)此过程中水吸收的热量是多少?
(2)0.15m3天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该热水器加热这些水的效率是多少?
【答案】(1)此过程中水吸收的热量是4.2×106J;
(2)0.15m3天然气完全燃烧放出的热量是5.25×106J;
(3)该热水器加热这些水的效率是80%。
【解答】解:(1)此过程中水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(50℃﹣25℃)=4.2×106J;
(2)0.15m3天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.15m3×3.5×107J/m3=5.25×106J;
(3)该热水器加热这些水的效率:
η=×100%=×100%=80%。
答:(1)此过程中水吸收的热量是4.2×106J;
(2)0.15m3天然气完全燃烧放出的热量是5.25×106J;
(3)该热水器加热这些水的效率是80%。
55.(2022•辽宁)为改善城市空气质量,很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车,车内水箱底部出水口面积为50cm2。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,柴油的热值取4.0×107J/kg)求:
(1)洒水前水箱中水深1m,出水口所受压力;
(2)洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动,发动机的功率为80kW,此时雾炮车受到的阻力;
(3)雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min,若柴油机效率为40%,需要消耗柴油的质量。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)出水口面积为:S=50cm2=5×10﹣3m2;
出水口受到水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa;
由p=得,出水口所受压力为:F=pS=1×104Pa×5×10﹣3m2=50N。
(2)发动机的功率为:P=80kW=80000W;
由=Fv得,牵引力为:=8000N。
因为汽车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力为一对平衡力,所以f=F=8000N。
(3)汽车行驶时间为:t=20min=1200s;
有用机械能为:W=Pt=80000W×1200s=9.6×107J;
由η= 得,柴油完全燃烧放出的热量为:Q放===2.4×108J;
柴油的质量为m===6kg。
答:(1)洒水前水箱中水深1m,出水口所受压力为50N;
(2)雾炮车受到的阻力为8000N;
(3)需要消耗柴油的质量为6kg。
56.(2021•大连)用酒精灯给烧杯里的水加热,把0.2kg的水从50℃加热到90℃,燃烧消耗了7g的酒精。已知酒精的热值为3×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。试求:
(1)此过程中水吸收的热量是多少?
(2)完全燃烧7g酒精释放的热量是多少?
(3)酒精灯加热这些水的效率是多少?
【答案】(1)此过程中水吸收的热量为3.36×104J;
(2)7g酒精完全燃烧放出的热量为2.1×105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率为16%。
【解答】解:(1)此过程中水吸收的热量:
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(90℃﹣50℃)=3.36×104J;
(2)7g酒精完全燃烧放出的热量:
Q放=m酒精q=0.007kg×3×107J/kg=2.1×105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率:
η=×100%=×100%=16%。
答:(1)此过程中水吸收的热量为3.36×104J;
(2)7g酒精完全燃烧放出的热量为2.1×105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率为16%。
57.(2021•辽宁)如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg,静止时与水平地面的接触面积为20cm2。在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s,此时汽油机的输出功率为4kW,效率为25%。求:
(1)耕地机静止时对水平地面的压强。(g=10N/kg)
(2)耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力。
(3)耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km,消耗汽油的质量。(q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】(1)耕地机静止时对水平地面的压强为4×105Pa;
(2)耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力为2×103N;
(3)耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km,消耗汽油的质量为0.4kg。
【解答】解:(1)耕地机的重力:
G=mg=80kg×10N/kg=800N,
耕地机静止时对水平地面的压力:
F=G=800N,
受力面积S=20cm2=2×10﹣3m2,
对水平地面的压强:
p===4×105Pa;
(2)由P===Fv可得牵引力:
F牵===2×103N,
因为耕地机匀速直线行驶,所以耕地机受到的牵引力、阻力是一对平衡力,大小相等,
耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力:
f=F牵=2×103N;
(3)耕地机匀速行驶s=2.3km=2300m做的有用功:
W=F牵s=2×103N×2300m=4.6×106J,
耕地机的效率η=25%,
由η==25%可得汽油完全燃烧释放的热量:
Q放===1.84×107J,
由Q放=mq可得,需要完全燃烧汽油的质量:
m′===0.4kg。
答:(1)耕地机静止时对水平地面的压强为4×105Pa;
(2)耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力为2×103N;
(3)耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km,消耗汽油的质量为0.4kg。
58.(2020•大连)近几年来,大连市民陆续使用上了安全、清洁的天然气。某用户在使用天然气灶加热水时,完全燃烧了0.05m3的天然气,将3kg的水从20℃加热到80℃.已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值是3.6×107J/m3.试求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)该天然气灶加热这些水的效率是多少?
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.05 m3×3.6×107J/m3=1.8×106J;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(80℃﹣20℃)=7.56×105J;
(3)天然气灶加热这些水的效率:
η=×100%=×100%=42%。
答:(1)天然气完全燃烧放出的热量是1.8×106J;
(2)水吸收的热量是7.56×105J;
(3)该天然气灶加热这些水的效率是42%。
59.(2020•辽宁)图中是一辆满载防疫物资的货车,货车满载时,车轮与水平地面接触的总面积为1m2,对地面的压强为5×105Pa.货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁,这座桥限重55t。(g取10N/kg,柴油的热值q=4.3×107J/kg)
(1)请通过计算货车满载时车和货物的总质量,判断货车是否允许通过这座桥。
(2)货车以20m/s的速度在平直公路行驶,发动机的输出功率为200kW,求货车受到的阻力。
(3)若货车发动机的效率为40%,以20m/s的速度在该平直公路上行驶17.2km,消耗柴油的质量是多少?
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)根据p=知,
该货车满载时,静止在水平路面上对地面的压力:
F压=pS=5×105Pa×1m2=5×105N,
因为在水平面上,
所以压力等于重力,即G=F=5×105N,
根据G=mg知,
货车满载时车和货物的总质量为:
m===5×104kg=50t<55t,所以这辆货车允许通过;
(2)根据P===Fv知,
货车受到的牵引力为:
F===104N,
因货车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,货车的阻力大小为:
f=F=104N;
(3)牵引力做的功:
W=Fs=104N×17.2×103m=1.72×108J,
由η=×100%得,
柴油完全燃烧放出的热量为:
Q放===4.3×108J,
根据Q放=mq得,
消耗汽油的质量为:
m===10kg。
答:(1)货车允许通过这座桥;
(2)货车以20m/s的速度在平直公路行驶,发动机的输出功率为200kW,货车受到的阻力为104N;
(3)若货车发动机的效率为40%,以20m/s的速度在该平直公路上行驶17.2km,消耗柴油的质量是10kg。
六.综合能力题(共1小题)
60.(2023•大连)某科技小组为了比较“泡沫塑料和棉花的保温性能”,用大烧杯、小烧杯、温度计、计时器、热水等器材进行实验。把小烧杯放进大烧杯中,在两个烧杯之间塞满保温材料,将热水倒入小烧杯中,盖好插有温度计的盖子。实验装置如图所示。
(1)实验中,要控制两个小烧杯中热水的 质量 和初温相同。
(2)根据实验数据,在方格纸上画出了图甲装置中的热水温度与时间的图象,并描出了乙装置中的热水温度与时间的坐标点。
①请在方格纸上,将乙装置中的热水温度与时间的图象补充完整。
②根据图象可知,保温性能好的材料是 泡沫塑料 。理由是: 装置甲中的热水温度降低的慢 。
(3)分析图象,你还有什么新的发现? 室温为20℃ (写出一条即可)。
【答案】(1)质量;(2)①如上图所示; ②泡沫塑料;装置甲中的热水温度降低的慢;(3)室温为20℃。
【解答】解:(1)在实验中,为了使实验结论准确、可靠,需要控制水的初温和热水的质量相同;
(2)①描点作图如下:
②由图象可知,在相同时间内,装置甲中的热水温度降低的慢,因此泡沫塑料材料保温效果好;
(3)由图象可知,当温度降到20℃时,温度不再变化,所以室温为20℃。
故答案为:(1)质量;(2)①如上图所示; ②泡沫塑料;装置甲中的热水温度降低的慢;(3)室温为20℃。
1.2024年1月11日,中国在海上成功发射了全球最大、最重的全固体推进剂火箭“引力一号”,此次发射取得圆满成功,并顺利将云遥一号18﹣20星共3颗卫星送入预定轨道,如图是发射时的图片,关于引力一号火箭下列说法正确的是( )
A.火箭需选用热值较小的固体燃料
B.该火箭发射时固体燃料的热值将变小
C.火箭升空是将燃料的内能转化为火箭的机械能
D.火箭加速升空的过程中,卫星的机械能保持不变
【答案】C
【解答】解:A、完全燃烧相同质量的燃料,热值大时可以放出更多的热量,所以火箭发射时要选用热值大的固体燃料,故A错误;
B、热值是燃料本身的性质,与质量无关,所以在燃烧过程中热值不变,故B错误;
C、火箭升空时将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,故C正确;
D、火箭加速升空的过程中,卫星的质量不变,高度增加,重力势能增加,速度增加,动能增加,机械能是动能和势能的总和,所以机械能增加,故D错误。
故选:C。
2.如图,四冲程内燃机工作时,机械能转化为内能的冲程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:A图:进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,不符合题意;
B图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,机械能转化成内能,符合题意;
C图:气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,内能转化成机械能,不符合题意;
D图:排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,不符合题意。
故选:B。
3.为了探究某物质的熔化特点,小芳同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热0.4kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图所示。通过查阅资料已知该物质液态时的比热容为3×103J/(kg•℃)。该物质是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”),在B点时的内能 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)在A点时的内能,经测量整个过程消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g(酒精完全燃烧),则BC过程的加热效率为 16% 。
【答案】晶体;大于;16%。
【解答】解:(1)由图可知,该物质在熔化过程中温度保持50℃不变,所以该物质是晶体;
(2)由于物质在熔化过程中要不断吸收热量,所以该物质在B点时的内能要大于在A点时的内能;
(3)物质的质量m=0.4kg,而且物质在由固态熔化为液态的过程中质量保持不变,
由图可知,物质在液态加热过程中的升高的温度:Δt=90℃﹣50℃=40℃,
物质在6~10min加热过程中吸收的热量:Q吸=cmΔt=3×103J/(kg•℃)×0.4kg×40℃=4.8×104J,
消耗的酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q酒精=10×10﹣3kg×3.0×107J/kg=3×105J,
整个实验过程的加热效率:η=×100%=×100%=16%。
故答案为:晶体;大于;16%。
4.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量均为10g;
(1)若比较不同燃料的热值应选择 乙、丙 (选填装置序号:甲、乙、丙)两个装置;
(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中,通过观察 温度计示数的变化 比较燃料燃烧放出热量的多少;
(3)烧杯乙和烧杯丙内各装有240mL的水,则甲中的食用油的体积应该为 300 mL(ρ食用油=0.8×103kg/m3);
(4)实验中,发现食用油和水在加热相同时间,食用油的温度上升得较多,由此可以判断: 水 (填“水”或“食用油”)的吸热能力较强。
【答案】(1)乙、丙;(2)温度计示数的变化;(3)300;(4)水。
【解答】解:(1)为了比较不同燃料的热值,需要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数的变化得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择乙和丙两图进行实验;
(2)燃料完全燃烧放出的热量的多少,是通过温度计示数的变化来反映;
(3)根据控制变量法知实验中需要控制液体的质量相同,已知烧杯乙和烧杯丙内各装有240mL的水,则V水=240mL=240cm3=2.4×10﹣4m3;
根据密度公式ρ=知,得水的质量为:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2.4×10﹣4m3=0.24kg=240g;
根据控制变量法可知:甲、乙装置中烧杯里应装质量相同的不同液体,则m食用油=m水=240g;
根据ρ=可得需要的食用油的体积为:
V食用油===300cm3=300mL;
(4)质量相同的物质吸收相等的热量,温度升高量越小,物质吸热能力越强,在本实验中,食用油的温度上升得较多,由此可以判断:水温度升高得小,说明水物质的吸热能力较强。
故答案为:(1)乙、丙;(2)温度计示数的变化;(3)300;(4)水。
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专题07 内能及其利用(原卷版)
一.选择题(共11小题)
1.(2023•阜新)如图所示是四冲程汽油机的剖面图,属于机械能转化为内能的是( )
A. B. C. D.
2.(2023•盘锦)图甲所示的吊车,通过液压伸缩撑杆推动吊臂,可使其绕O点转动。吊车将货物沿竖直方向匀速吊起过程中,下列说法正确的是( )
A.货物的机械能保持不变
B.货物受到的拉力大于重力
C.吊臂可看作是一个费力杠杆
D.图乙是该车四冲程内燃机的吸气冲程
3.(2023•大连)四冲程汽油机在工作过程中,将燃气的内能转化为机械能的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
4.(2023•营口)下列四幅图中,属于做功冲程的是( )
A. B.
C. D.
5.(2022•沈阳)如图所示,炎热的夏季,小雨向盛有常温饮料的杯中加入一些小冰块,一段时间后冰块变小,同时观察到杯的外壁出现一些小水珠,下列说法正确的是( )
A.杯中冰块的内能为零
B.杯中饮料含有的热量减少
C.杯外壁小水珠的形成需要吸收热量
D.杯外壁小水珠是水蒸气液化形成的
6.(2022•盘锦)端午节吃粽子是中华民族的传统习俗。煮粽子的过程中,下列说法正确的是( )
A.使用的天然气是可再生能源
B.粽子互相之间没有粘到一起是因为分子之间存在斥力
C.锅盖被水蒸气顶起的过程与汽油机做功冲程能量转化情况相同
D.捞起粽子时,锅相对于粽子是静止的
7.(2022•盘锦)在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中,辽宁运动员徐梦桃勇夺冠军。如图所示,在她滑行过程中,下列说法正确的是( )
A.A点时不具有机械能
B.从A点滑行到C点的过程中重力不断变大
C.滑雪板底面比较光滑是为了增大滑行时与雪面的摩擦
D.在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度
8.(2021•沈阳)如图所示,下列各种与热有关的现象,说法正确的是( )
A.如图甲,炽热的岩浆有内能,皑皑白雪无内能
B.如图乙,冬天搓手取暖,利用热传递改变手的内能
C.如图丙,燃气推动活塞向下运动,是汽油机的压缩冲程
D.如图丁,四溢的花香能引来长喙天蛾,说明分子在不停地运动
9.(2021•大连)下列现象中,通过热传递改变内能的是( )
A.太阳照射沙子,沙子变热
B.反复弯折铁丝,铁丝变热
C.两手相互摩擦,手掌变热
D.钢锯锯断木头,钢锯变热
10.(2021•辽宁)如图所示的风能日行灯,可安装在多种车辆上,且免接线,无需电池。车辆行驶时,风车转动使LED发光。下列说法正确的是( )
A.此装置提供电能利用了电磁感应
B.风车转动将电能转化为机械能
C.LED是由超导材料制成的
D.风车转动利用了磁场对电流的作用
11.(2020•大连)体育课上,同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时,铅球的( )
A.重力势能变大,速度变小
B.重力势能变小,速度变小
C.重力势能变大,速度变大
D.重力势能变小,速度变大
二.多选题(共8小题)
(多选)12.(2023•鞍山)关于分子热运动和内能,下列说法正确的是( )
A.物体温度升高含有的热量增加
B.铁块很难被压缩表明分子间存在斥力
C.鲜花香气四溢是一种扩散现象
D.发生热传递的物体之间一定存在温度差
(多选)13.(2023•丹东)如图所示,北京时间2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空的过程中,以地面为参照物,飞船是运动的
B.向下喷出的气体推动火箭上升,说明物体间力的作用是相互的
C.火箭使用的氢燃料燃烧时将内能转化为化学能
D.火箭加速升空的过程中,飞船的动能增大,重力势能增大
(多选)14.(2022•丹东)物理知识在生产和生活中的广泛应用,促进了社会的发展和进步。下列说法正确的是( )
A.图甲,钻木取火是用做功的方法来改变物体的内能
B.图乙,汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能
C.图丙,电热器在工作时将内能转化为电能
D.图丁,太阳能汽车利用了太阳能,太阳能是可再生能源
(多选)15.(2022•辽宁)2022年6月5日11时许,整流罩打开,神舟十四号飞船成功入轨,展开太阳能帆板。飞船将在大气层外沿椭圆形轨道绕地球运动。下列说法正确的是( )
A.整流罩与大气层摩擦后温度升高,是通过做功的方式使其内能增加的
B.太阳能电池板可将光能转化为电能
C.太阳能是可再生能源
D.飞船从近地点向远地点运动时,动能增大,势能减小
(多选)16.(2022•鞍山)小林用燃气灶烧水,给爷爷泡了一壶茶。善于思考的小林发现在这个过程中包含很多物理知识,下列说法中正确的是( )
A.燃气灶烧水时,燃料的化学能转化为内能
B.水的温度升高,含有的热量增多
C.茶香四溢,是因为分子在不停地做无规则运动
D.泡茶时,通过做功的方式改变了茶叶的内能
(多选)17.(2022•辽宁)学校走廊的消防应急灯由蓄电池、两个LED灯及一个自动控制开关组成。照明电路正常工作时应急灯不发光,可由照明电路为蓄电池充电;照明电路停电时,应急灯发光。下列说法正确的是( )
A.两个LED灯一定串联
B.LED灯是用半导体材料制成的
C.对蓄电池充电,电能转化为化学能
D.应急灯发光时,蓄电池是消耗电能的装置
(多选)18.(2021•沈阳)我国航天技术已达到世界领先水平。如图甲所示,是2021年3月31日我国长征四号丙运载火箭携带卫星发射升空的场景;如图乙所示,中国航天员在太空舱内为地球上的同学们演示旋转的陀螺。下列分析正确的是( )
A.为了使火箭本身更轻便,火箭外壳要采用密度小的材料
B.火箭加速升空过程中,所携带的卫星的动能转化为重力势能
C.这个陀螺从地球到太空质量不变
D.航天员在太空舱内依靠电磁波与地面交流
(多选)19.(2020•辽宁)进入7月,辽宁多地出现高温天气。如图中是人们在烫脚的地面上用锅煎鸡蛋的情景。下列有关说法正确的是( )
A.地面烫脚是因为含有的热量多
B.煎鸡蛋是通过热传递的方式增大了鸡蛋内能
C.能闻到煎鸡蛋的香味属于扩散现象
D.蛋液粘在锅壁上是分子间引力的作用
三.填空题(共18小题)
20.(2024•辽宁)东北铁锅炖深受大家喜爱,炖煮锅内食物是通过 的方式改变内能,锅内食物香味四溢,说明分子在不停地做 。
21.(2024•辽宁)汽油机在 冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107J,效率为25%,则该汽油机在这段时间内消耗 kg的汽油(汽油的热值取4.6×107J/kg)。
22.(2023•阜新)“稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的 现象。水稻育苗时,采用傍晚灌水,清晨放水的做法来防止幼苗冻伤,是利用了水 的特性。有经验的农民用盐水选种时,饱满种子会因为比盐水的 大而下沉。
23.(2023•鞍山)核电站通过核反应堆中的核 (选填“聚变”或“裂变”)来加热水,将核能转化为水蒸气的 能,再通过汽轮机转化为机械能,最后带动发电机转动转化为电能,电能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。
24.(2023•鞍山)如图所示的汽油机处于 (选填“压缩”或“做功”)冲程,这个冲程将 能转化为 能。某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是2400r/min,则此汽油机每秒对外做功 次。
25.(2023•丹东)如图所示是四冲程汽油机其中一个冲程的示意图,这是 冲程。到加油站给汽车加油时,能闻到汽油味儿,这是 现象。
26.(2023•大连)端午节是我国首个入选世界非物质文化遗产的节日,端午食粽的风俗由来已久。煮粽子时闻到粽子的香味是 现象,改变粽子内能的方式是 。
27.(2023•锦州)2023年5月30日,在酒泉卫星发射中心,我国神舟十六号载人飞船发射任务取得圆满成功。当离开地面加速上升时,火箭受到的反冲推力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)自身重力;火箭采用液氢作为燃料主要是利用氢 的特点;在飞船和空间站对接过程中,飞船不断靠近空间站径向对接口,这一过程中飞船相对于空间站是 (选填“静止”或“运动”)的。
28.(2023•辽宁)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,棉花燃烧起来,这是因为活塞压缩气体 ,使空气的内能增大,温度升高,引燃棉花。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁,说明分子间存在 。
29.(2023•辽宁)2023年5月30日,如图是搭载神舟十六号载人飞船的长征二号运载火箭点火发射时的情景。火箭在加速上升过程中,燃料燃烧释放的内能转化为火箭的 能,所搭载的载人飞船的质量 (填“变大”、“不变”或“变小”)。神舟十六号载人飞船与核心舱通过 (填“超声波”或“电磁波”)进行联系,自主完成对接。
30.(2023•营口)2023年5月30日,我国利用长征二号运载火箭将神舟十六号载人飞船发射升空,并与空间站成功对接,发射任务取得圆满成功。空间站组合体在轨飞行期间,飞船相对于空间站是 的;空间站的太阳能电池板将太阳能转化为 能;火箭点火后加速上升时,火箭喷出的燃气对火箭的推力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)火箭对燃气的作用力,在此过程中,飞船的机械能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
31.(2022•丹东)北京冬奥会冰壶项目深受人们的喜爱。在冰壶比赛中,冰壶离开手后能在水平冰面上继续向前滑行,是由于 (选填“运动员”或“冰壶”)具有惯性;冰壶在冰面上减速滑行的过程中,其动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
32.(2022•大连)2022年6月5日上午,神舟十四号载人飞船成功发射。飞船与火箭分离后,打开了太阳能帆板。太阳能帆板主要是将 能转化为电能;航天员在舱内的实时画面是通过 波传回地面指挥中心的。
33.(2022•鞍山)油电混合动力汽车在行驶过程中,发动机提供动力的同时,也给蓄电池组充电。充电过程中,蓄电池组相当于 (选填“电源”或“用电器”);汽车发动机用水来冷却,是利用了水 大的特点。如图所示是汽车汽油机的 冲程。
34.(2022•盘锦)如图所示,油罐车尾部装有连接大地的导体,这是为了及时导走因 现象而积累的电荷,避免发生危险。在行驶过程中将车窗打开,车内的窗帘向外飘,原因是窗外空气流速大,压强 。某段时间内油罐车消耗柴油2kg,这些柴油完全燃烧放出 J热量。(柴油热值4.3×107J/kg)
35.(2021•沈阳)利用天然气烧水,把质量为30kg的水,从20℃加热到100℃,需要燃烧0.42m3的天然气,则烧水的效率是 %;在这个过程中能量的总量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。[天然气的热值为3.2×107J/m³,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
36.(2021•辽宁)5月30日,“长征7号”运载火箭将天舟二号飞船发射升空,火箭发动机所用燃料具有热值 的特点。船箭分离后,天舟二号飞船与在轨运行的天和核心舱成功对接,再现“万里穿针”。如图所示,对接成功后,以天舟二号为参照物,核心舱是 的。宽大的太阳能电池板能为天和核心舱提供电能,太阳能属于 (填“可”或“不可”)再生能源。
37.(2020•大连)如图所示的实验装置,塑料瓶内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳起时,看到瓶内出现白雾。此时,瓶内气体的内能转化为瓶塞的 能,与四冲程内燃机 (选填“压缩”或“做功”)冲程的能量转化相同。
四.实验探究题(共6小题)
38.(2023•鞍山)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度﹣时间图象如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
39.(2023•盘锦)如图甲所示,小明用相同的实验装置分别加热质量均为200g的水和食用油,根据实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化图象。
标准大气压下
物质
沸点/℃
酒精
78
煤油
150
水银
357
(1)由图乙和表丙可知,小明选用的是 (选填“酒精”、“煤油”或“水银”)温度计。
(2)由图乙可知, 的吸热能力较强。
(3)水在0~4min吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)小明分析图乙后,想到端午节妈妈煮粽子时,先用大火将水烧开,再改用小火加热,这样既可以节约能源,又能保持水继续沸腾将粽子煮熟。原因是水沸腾时持续吸热,温度 。
40.(2023•锦州)小明同学取a、b两种粉末各50g,利用如图甲所示的实验装置“探究固体熔化时温度的变化规律”。
(1)根据实验数据绘制了如图乙所示的温度﹣时间图像,由图像可以判断 物质是晶体,第6min时a物质为 态,a物质第9min时的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第3min时的内能;
(2)某时刻,温度计的示数如图所示,为 ℃;若a物质在固态时的比热容为1.0×103J/(kg•℃),则该物质熔化后,液态时的比热容为 J/(kg•℃)。
41.(2023•朝阳)如图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”的实验装置。
(1)图甲器材合理的安装顺序是 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)图乙是根据实验过程中记录的数据绘制的图象,可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”);第4分钟时的内能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第8分钟时的内能。
(3)持续加热,烧杯内的水沸腾后试管里的水 (选填“会”或“不会”)沸腾,理由是 。
42.(2021•辽宁)用如图甲所示的装置探究海波的熔化规律:
(1)组装器材时,应先固定 (填“A”、“B”或“C”)。
(2)下列措施能使海波受热均匀的有 (多选)
①加热过程中不断搅拌;
②通过水给试管加热;
③温度计的玻璃泡完全浸没在海波中。
(3)加热到某一时刻温度计示数如图甲所示,温度为 ℃。
(4)根据实验数据绘出海波温度﹣时间图象,如图乙所示,t1时刻后试管内出现液态海波,由图象可知,海波熔化时吸热,温度 ,它的熔点是 ℃。
(5)若海波的沸点与水的沸点相同,继续加热到水沸腾时,试管里的海波 (填“能”或“不能”)沸腾。
43.(2020•辽宁)小溪用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)某时刻温度计的示数如图甲所示,此时的水温为 ℃。
(2)当水沸腾时,小溪观察到水中出现大量上升、变 的气泡,水温 (填“继续升高”或“保持不变”)。
(3)小溪又将装有某种固体粉末的试管放在实验中的沸水中加热,并根据记录的实验数据绘制了试管内物质的温度随时间变化的图象,如图乙所示,由图象可知:
①该物质属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
②在t1~t2过程中,该物质的内能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③该物质在 (填“固态”或“液态”)时的吸热能力更强。
五.计算题(共16小题)
44.(2023•鞍山)如图为某品牌微型电动汽车,该车的空载质量为1.2t,最多载重4人,车轮与地面的总接触面积为1000cm2,发动机的最大输出功率为20kW。(g取10N/kg)求:
(1)该车载重4人(每人按60kg计算)时,静止在水平路面上时对路面的压强;
(2)该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km,用时15min,在此过程中汽车受到的阻力;
(3)若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供,燃油汽车的效率为25%,需要消耗多少千克的燃油。(q油=4.5×107J/kg)
45.(2023•盘锦)某品牌的柴油车进行性能测试,该车在1600N的牵引力驱动下,沿平直路面以20m/s的速度匀速行驶了4.3km,消耗了0.5L柴油。(ρ柴油=0.8×103kg/m3,q柴油=4.3×107J/kg)在此次路测过程中,求:
(1)消耗柴油的质量;
(2)牵引力功率;
(3)柴油机效率。
46.(2023•丹东)某小汽车的质量为1500kg,轮胎与水平地面总接触面积为0.05m2。小汽车在平直的公路上匀速行驶6.9km,消耗汽油0.5kg,已知小汽车匀速直线行驶时受到的阻力为1000N。(汽油的热值q=4.6×107J/kg)求:
(1)该小汽车在水平地面上静止时对地面的压强;
(2)在此过程中该小汽车牵引力所做的功;
(3)该小汽车发动机的效率。
47.(2023•大连)某品牌电水壶的额定功率为800W。该电水壶正常工作500s,将质量为1.5kg的水从20℃加热到80℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。在此过程中,试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)电水壶消耗的电能是多少?
(3)电水壶加热水的效率是多少?
48.(2023•辽宁)某款环保能源汽车——氢能重卡,它满载时总质量为50t,车轮总着地面积为0.8m2,采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中,汽车以300kW的输出功率,在水平公路上匀速直线行驶了20min,汽车发动机的效率为75%。(g取10N/kg,q柴油取4.0×107J/kg)求:
(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为多少焦耳;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量。
49.(2023•锦州)我国道路交通安全规定,货车轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内,王师傅的货车自身质量是6t,车轮与地面总接触面积是0.5m2。一次,王师傅开着装有24t沙子的货车在平直的公路上匀速行驶30km,货车受到的阻力是货车总重力的0.02倍,消耗柴油10kg。(g取10N/kg,q柴油=4.3×107J/kg)求:
(1)通过计算判断装有沙子的货车静止时,对水平地面的压强是否符合安全规定?
(2)这一过程中货车牵引力所做的功是多少?
(3)这一过程中货车发动机的效率是多少?(计算结果精确到1%)
50.(2023•辽宁)铁岭市对大通街路面改造的过程中,使用了如图所示的一款履带运输车运送石料。空载运输车的质量为3t,履带与地面总接触面积为1.2m2。一次运送中,运输车在2min内沿水平路面匀速直线行驶600m,行驶中受到的阻力为104N。(g取10N/kg,燃料热值q取4.5×107J/kg)求:
(1)空载运输车静止时对水平路面的压强;
(2)这次运送中,运输车发动机的功率;
(3)若行驶中受到的阻力不变,发动机的效率是40%,10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。
51.(2023•朝阳)某无人驾驶汽车空载静止时对水平地面的压强为3×105Pa,轮胎与地面总接触面积为0.04m2。当汽车在以20m/s的速度匀速直线行驶时,功率为23kW,求:
(1)汽车空载时的重力是多少?
(2)当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时,所受的阻力是多少?
(3)当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶100km时,汽车牵引力做功多少?若燃烧了10kg汽油,则发动机的效率是多少?(汽油热值q=4.6×107J/kg)
52.(2022•辽宁)新能源汽车正逐步取代传统燃油车。如图是一款无人驾驶智能电动车。电动车静止在水平地面上,对地面的压强为1.2×105Pa,车胎与地面接触总面积为1000cm2。最高时速可达180km/h,此时车的功率为90kW。(q汽油=4.6×107J/kg,g取10N/kg)。求:
(1)电动车的质量;
(2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试,匀速行驶时所受的阻力;
(3)在(2)的条件下,车的电动机效率为90%,匀速行驶4.6km,消耗的电能相当于完全燃烧多少千克的汽油所释放的能量。
53.(2022•朝阳)某品牌家用汽车满载时的质量为1.15t,静止时车轮与水平地面的总接触面积为0.2m2,它在平直路面上匀速行驶36km,期间受到的阻力为车总重的0.1倍,汽车发动机的效率为40%,求:
(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)匀速行驶过程中牵引力所做的功是多少?
(3)汽油的热值为q=4.6×107J/kg,这段时间内消耗汽油的质量是多少?
54.(2022•大连)用天然气热水器加热水,将40kg水从25℃加热到50℃,完全燃烧0.15m3天然气。已知天然气的热值为3.5×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。试求:
(1)此过程中水吸收的热量是多少?
(2)0.15m3天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该热水器加热这些水的效率是多少?
55.(2022•辽宁)为改善城市空气质量,很多城市用雾炮车洒水除尘。如图为一台正在水平路面上洒水的雾炮车,车内水箱底部出水口面积为50cm2。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,柴油的热值取4.0×107J/kg)求:
(1)洒水前水箱中水深1m,出水口所受压力;
(2)洒水前雾炮车以10m/s的速度在水平路面上做匀速直线运动,发动机的功率为80kW,此时雾炮车受到的阻力;
(3)雾炮车以80kW的功率匀速行驶20min,若柴油机效率为40%,需要消耗柴油的质量。
56.(2021•大连)用酒精灯给烧杯里的水加热,把0.2kg的水从50℃加热到90℃,燃烧消耗了7g的酒精。已知酒精的热值为3×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。试求:
(1)此过程中水吸收的热量是多少?
(2)完全燃烧7g酒精释放的热量是多少?
(3)酒精灯加热这些水的效率是多少?
57.(2021•辽宁)如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg,静止时与水平地面的接触面积为20cm2。在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s,此时汽油机的输出功率为4kW,效率为25%。求:
(1)耕地机静止时对水平地面的压强。(g=10N/kg)
(2)耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力。
(3)耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km,消耗汽油的质量。(q汽油=4.6×107J/kg)
58.(2020•大连)近几年来,大连市民陆续使用上了安全、清洁的天然气。某用户在使用天然气灶加热水时,完全燃烧了0.05m3的天然气,将3kg的水从20℃加热到80℃.已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值是3.6×107J/m3.试求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)该天然气灶加热这些水的效率是多少?
59.(2020•辽宁)图中是一辆满载防疫物资的货车,货车满载时,车轮与水平地面接触的总面积为1m2,对地面的压强为5×105Pa.货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁,这座桥限重55t。(g取10N/kg,柴油的热值q=4.3×107J/kg)
(1)请通过计算货车满载时车和货物的总质量,判断货车是否允许通过这座桥。
(2)货车以20m/s的速度在平直公路行驶,发动机的输出功率为200kW,求货车受到的阻力。
(3)若货车发动机的效率为40%,以20m/s的速度在该平直公路上行驶17.2km,消耗柴油的质量是多少?
六.综合能力题(共1小题)
60.(2023•大连)某科技小组为了比较“泡沫塑料和棉花的保温性能”,用大烧杯、小烧杯、温度计、计时器、热水等器材进行实验。把小烧杯放进大烧杯中,在两个烧杯之间塞满保温材料,将热水倒入小烧杯中,盖好插有温度计的盖子。实验装置如图所示。
(1)实验中,要控制两个小烧杯中热水的 和初温相同。
(2)根据实验数据,在方格纸上画出了图甲装置中的热水温度与时间的图象,并描出了乙装置中的热水温度与时间的坐标点。
①请在方格纸上,将乙装置中的热水温度与时间的图象补充完整。
②根据图象可知,保温性能好的材料是 。理由是: 。
(3)分析图象,你还有什么新的发现? (写出一条即可)。
1.2024年1月11日,中国在海上成功发射了全球最大、最重的全固体推进剂火箭“引力一号”,此次发射取得圆满成功,并顺利将云遥一号18﹣20星共3颗卫星送入预定轨道,如图是发射时的图片,关于引力一号火箭下列说法正确的是( )
A.火箭需选用热值较小的固体燃料
B.该火箭发射时固体燃料的热值将变小
C.火箭升空是将燃料的内能转化为火箭的机械能
D.火箭加速升空的过程中,卫星的机械能保持不变
2.如图,四冲程内燃机工作时,机械能转化为内能的冲程是( )
A. B. C. D.
3.为了探究某物质的熔化特点,小芳同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热0.4kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图所示。通过查阅资料已知该物质液态时的比热容为3×103J/(kg•℃)。该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),在B点时的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在A点时的内能,经测量整个过程消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g(酒精完全燃烧),则BC过程的加热效率为 。
4.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量均为10g;
(1)若比较不同燃料的热值应选择 (选填装置序号:甲、乙、丙)两个装置;
(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中,通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少;
(3)烧杯乙和烧杯丙内各装有240mL的水,则甲中的食用油的体积应该为 mL(ρ食用油=0.8×103kg/m3);
(4)实验中,发现食用油和水在加热相同时间,食用油的温度上升得较多,由此可以判断: (填“水”或“食用油”)的吸热能力较强。
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