内容正文:
专题05 比热容和热机
考点一 :探究物质的吸热能量实验
1、(23-24九年级上·广东深圳·阶段练习)为了比较A、B两种液体比热容的大小,物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验,在两个相同的试管中,用酒精灯加热。
(1)两试管在此烧杯中加热相同的时间,吸收的热量 (选填“相等”或“不相等”);
(2)将两个试管放入盛有水的同一烧杯中加热,这样做的好处是 ;
(3)若只能从A或B中选一种液体作为汽车冷却剂,则应选择 (选填“A”或“B”)液体。假如B液体是水,则A液体的比热容为 J/(kg·℃)[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
2.(23-24九年级上·广东广州·阶段练习)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了下列实验:在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯分别对其加热,实验数据记录如下表所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
沙子
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质 的多少。
(2)分析上表中的实验数据可知,质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“沙子”或“水”)升高的温度更高。
(4)在实验中,应不停地用搅拌棒搅动水和沙子,其目的是 。
(5)通过实验可以得到不同物质的吸热能力不同的结论,物质的这种特性用 这个物理量来描述。
吸热能力强于沙子的吸热能力,在物理学中,物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。
考点二:比热容
1、 对比热容概念的理解
3、(21-22九年级上·广东广州·阶段练习)如图为比较两种液体的比热容大小,小明用两相同规格的加热器加热质量相同的甲乙两种液体。若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,液体均未沸腾,数据记录如下表,则( )
物 质
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
甲液体
20
8
68
乙液体
20
5
68
A.甲液体的比热容较大,吸收的热量较多
B.乙液体的比热容较大,吸收的热量较少
C.甲液体的比热容较大,吸收的热量一样多
D.乙液体的比热容较大,吸收的热量一样多
4、(22-23九年级上·广东东莞·期中)小旋从如表提供的信息中,得出了以下几个结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容c[J·(kg·℃)-1]
水4.2×103
水银0.14×103
铝0.88×103
酒精2.4×103
干泥土0.84×103
铅0.13×103
冰2.1×103
铜0.30×103
砂石0.92×103
煤油2.1×103
铁0.46×103
A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容小
B.同种物质在不同状态下比热容不同
C.液体的比热容都比固体大
D.质量相同的铁和铅:升高相同的温度,铁吸收的热量多
5、(2024·广东·三模)【古代科学技术】我国古代劳动人民运用自己的智慧和能力,解决了许多生产中的难题,其中蕴含着丰富的物理知识。我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄杓从嘴受注(题图)”这样的记载,下列说法正确的是( )
A.“铁化如水”是通过做功改变铁的内能
B.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在斥力
C.用铁铸造的釜加热升温快是因为比热容大
D.炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块没有内能
2、 比热容计算
6、(23-24九年级上·广东惠州·阶段练习)水的比热容为,质量为2千克的水温度升高5℃吸收的热量为 J;质量相等的铁块和铜块(c铁>c铜)吸收相等的热量, (选填“铜块”或“铁块”)升高的温度高。
7、(23-24九年级上·广东河源·期末)每逢冬至,广东人的餐桌上都少不了一份汤圆.煮汤圆时,要先把水烧开,再下汤圆煮熟.在1个标准大气压下,将2.5kg的水从20℃加热到沸腾,c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4×107J/m3,燃气灶的效率是60%,求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧放出的热量;
(3)消耗的天然气。
3、 比热容在生活中的应用
8、(23-24九年级上·广东中山·期末)小宇一家去海边游玩,发现烈日下海滩上的沙子热得烫脚,而海水却很清凉;晚上,沙子凉了,海水却依然温暖。这主要是因为( )
A.沙子吸收的热量较多 B.海水吸收的热量较多
C.海水的比热容较大 D.沙子的比热容较大
10.(23-24九年级上·广东肇庆·期中)疫情过后,西堤美食文化街悄然兴起,肖战与王一博开心地逛西堤街市时看到以下美食,以下分析正确的是( )
A.玉润饱满的汤圆温度升高时,内能不变
B.烧烤苕皮是用做功的方式改变它的内能
C.铁板烤肉是利用了铁板的比热容较大的特点
D.长沙臭豆腐很远就能闻到臭气是因为分子在做无规则运动
考点三:热机
1、 热机的工作过程
11、(2024·广西南宁·一模)在下列示意图中,能量转化过程是机械能转化为内能的有( )
A.乙、丙 B.甲、丁 C.甲、丙 D.乙、丁
12、(24-25九年级上·全国·课后作业)如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,以下说法正确的是( )
A.汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是:丙、甲、丁、乙
B.汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C.若汽油机每秒做功10次,则飞轮的转速为1200r/min
D.图丁是做功冲程,机械能转化为内能
2、 热机的能量转化
13、(23-24九年级上·广西来宾·期末)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机。如图是四冲程汽油机的一个工作循环示意图,下列说法中正确的是( )
A.汽油机在图乙冲程能获得动力
B.图丙冲程中没有能量的转化
C.图丁冲程中将内能转化为机械能
D.在一个工作循环过程正确顺序是:乙、甲、丁、丙
3、 热机的效率
14、(2021·广东清远·模拟预测)随着人们经济水平的不断提高,小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家.下表为小云同学家小汽车的有关数据:求:
小汽车的总质量1800kg
小汽车的额定功率30kW
每个轮胎与地面的接触面积0.02m2
100km耗油量8L
水箱容量2.5L
(1)小汽车静止在水平路面上时,对地面的压强是多大?
(2)假若该小汽车在水平路面上在额定功率下以108km/h匀速直线行驶10min,消耗汽油1.2kg,消耗的汽油完全燃烧放出多少热量?
(3)小汽车发动机的效率为多少?(q汽油=4.6×107J/kg)
15、(22-23九年级下·辽宁沈阳·开学考试)关于温度、比热容、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.0℃的冰熔化成0℃的水内能不变
B.升高相同温度时,比热容大的物体吸收的热量多
C.质量和温度均相同的水和酒精,水含有的热量多
D.热量一定是从温度高的物体传向温度低的物体
16.(23-24九年级上·广东惠州·阶段练习)有甲、乙两种质量相等、初始温度也相同的不同液体,分别用两只完全相同的酒精灯加热,不计各种热量损失。在加热过程中( )
A.甲液体吸收的热量多,甲比热容大
B.乙液体吸收的热量多,乙比热容大
C.甲乙液体吸收的热量一样多,甲比热容大
D.甲乙液体吸收的热量一样多,乙比热容大
17.(22-23九年级上·广东韶关·期中)已知铜的比热容比铝的比热容小,下列说法不正确的( )
A.将一块铜的质量减小一半,它的比热容不变
B.质量相等的铝块和铜块,吸收相同的热量,铜块升高的温度多
C.质量和初温都相等的铜和铝,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铜传给铝
D.质量和初温都相等的铜和铝,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铝传给铜
18.(22-23九年级上·广东清远·期中)用两个相同的电热器给质量相同的甲和乙两种液体加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断正确的是( )
A.加热相同时间,乙液体吸收的热量大于甲液体吸收的热量
B.吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温度
C.甲的比热容较大
D.乙的比热容较大
19.(2024·广东深圳·二模)荔枝是岭南特产,下列说法正确的是( )
A.宋代常用蜡封住荔枝来减慢水分的液化
B.荔枝飘香是由分子的无规则运动造成的
C.将荔枝放入冰袋中保鲜,利用了冰熔化放热
D.将装荔枝的塑料袋浸入水中保鲜,利用了水的比热容小
20.(23-24九年级上·广东深圳·期中)在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小 B.夏天洒水车洒水给路面降温
C.夜间,在秧田里灌水保温 D.汽车发动机用水作冷却液
21.(2024·广西·三模)下列关于热现象的说法正确的是( )
A.热机压缩冲程是通过热传递改变内能的
B.尘土飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
C.现代火箭用液态氢作为燃料,是因为液态氢的热值大
D.海边昼夜温差比沙漠中小是因为水的比热容小
22.(2024·广东汕头·一模)关于如图所示的四个情景,下列说法中正确的是( )
A.甲图中的现象表明热的物体一定比冷的物体内能大
B.乙图中抽去玻璃板后,两瓶中的气体混合,这种扩散现象表明气体分子是运动的
C.丙图中活塞向下运动,这是内燃机的做功冲程,该过程中是将机械能转化为内能
D.丁图是2022年6月5日上午,长征2F火箭载着带有三名宇航员的神舟十四号飞船点火加速升空的场景,这个过程中火箭的机械能守恒
23.(24-25九年级上·广东深圳·开学考试)下列说法正确的是( )
A.内燃机的压缩冲程是将内能转化为机械能
B.一根铁丝很难被拉断,表明固体分子间存在相互作用的斥力
C.沙漠的昼夜温差大的主要原因是沙石的比热容较小
D.热机工作时可以将燃料中的化学能全部转化为机械能
24.(23-24九年级上·广东深圳·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧越完全,燃料的热值越大
B.水和冰是同种物质,它们的比热容相同
C.冬天两手互相搓一搓就暖和一些,是热传递改变手的内能
D.蒸玉米时,水沸腾后锅盖被顶起过程中的能量转化与汽油机的做功冲程相同
25.(2023·广东清远·二模)如图是四冲程汽油机的工作原理图,关于汽油机正确的是( )
A.一个工作循环的顺序是甲乙丙丁 B.丁图是机械能转化为内能
C.获得动力的是乙图冲程 D.丙图吸入的是空气
26.(19-20九年级上·广东广州·阶段练习)如图甲所示,用加热器给A、B液体加热(mA=2kg,mB=1kg,不考虑热损失),两杯液体温度都升高1℃,吸收热量如图乙.
(1)两杯液体的温度都降低1℃,放出热量较多的是 (选填“A”、“B”或“一样多”)
(2)两种液体的比热容哪个大? .(选填“A”、“B”或“一样大”)
27.(2024·广东汕头·一模)在热学实验中,
(1)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力;
①在两个相同的烧杯中应加入初温和 相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 ;
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断出a物质是 (选填“水”或“煤油”),b物质吸热能力较 (选填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,小明用两个相同规格的烧杯装相等质量的水、取质量 (选填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较 (选填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小;
(3)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50g和100g水的Q﹣Δt图像,它们都是过原点的直线,即Q=kΔt,进一步分析发现,这两条直线的k值之比与对应水的 之比相等(选填“密度”、“质量”或“体积”)。
28.(23-24九年级上·广东汕头·期中)如右图是探究物质吸热性质的实验装置图.
(1)在两容器内分别装入 相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯加热,目的是 ;
(2)当水和煤油吸收相同的热量时, (选填“水”或“煤油”)的温度升高较快,说明 吸收热量能力强;
(3)水和煤油吸收热量多少无法直接测量,本实验是通过比较酒精灯的 来间接比较吸收热量多少的.这种研究方法与下面(填字母)事例中 的方法是相同的.
A.在研究平面镜成像特点时,用未点燃蜡烛替代点燃蜡烛的像
B.在比较液体压强时,用U形管两端液面高度差来判断
C.用光线表示光的传播路径和方向
29.(22-23九年级上·广西南宁·阶段练习)如图是质量为200g的某物质温度随加热时间的变化图像,前10min它吸收的热量是1.8×104J。求该物质的比热容。
30.(22-23九年级上·广东湛江·阶段练习)天然气生活中广泛使用,已知天然气的热值为4×107J/m3,完全燃烧0.5m3天然气可以放出多少焦的热量?这些热量用来加热水,如果水吸收的热量是4.2×105J,炉子的热效率为多少?
31、(2024·广东深圳·三模)中国自主研制的“鲲龙”AG600M灭火飞机成功完成1.2×103kg投汲水试验。若该飞机某段时间内消耗航空燃油1t,飞机发动机做的功为2×1010J。航空燃油的热值为4×107J/kg,水的密度为1.0×103kg/m3。问:
(1)1.2×103kg水的体积有多大?
(2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量有多大?
(3)发动机的效率是多大?
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专题05 比热容和热机
考点一 :探究物质的吸热能量实验
1、(23-24九年级上·广东深圳·阶段练习)为了比较A、B两种液体比热容的大小,物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验,在两个相同的试管中,用酒精灯加热。
(1)两试管在此烧杯中加热相同的时间,吸收的热量 (选填“相等”或“不相等”);
(2)将两个试管放入盛有水的同一烧杯中加热,这样做的好处是 ;
(3)若只能从A或B中选一种液体作为汽车冷却剂,则应选择 (选填“A”或“B”)液体。假如B液体是水,则A液体的比热容为 J/(kg·℃)[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
【答案】(1)相等
(2)更易控制相同时间两液体吸热相同
(3) B 2.1×103
【详解】(1)该实验运用转换法,将产生的热量转换为加热的时间;两试管放在同一烧杯的水中加热相同的时间,吸收的热量相等。
(2)和分别用两个相同的酒精灯直接对两种液体加热相比,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中加热,这样做的好处是更易控制相同时间两液体吸热相同。
(3)[1]根据乙图知,升高60℃,A用时10min,B用时20min,因用同一热源加热,故B吸热是A的2倍,根据比较吸热能力的方法,故B的吸热能力强,比热容大;根据Q=cmΔt可知,相同质量的两种液体升高相同的温度,B吸热多,故若只能从A或B中选一种液体作为汽车冷却剂,则应选择B液体。
[2]根据Q=cmΔt可知,在质量和升高温度相同的情况下,吸收热量与比热容成正比,假如B液体是水,则A液体的比热容为
2.(23-24九年级上·广东广州·阶段练习)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了下列实验:在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯分别对其加热,实验数据记录如下表所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
沙子
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质 的多少。
(2)分析上表中的实验数据可知,质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“沙子”或“水”)升高的温度更高。
(4)在实验中,应不停地用搅拌棒搅动水和沙子,其目的是 。
(5)通过实验可以得到不同物质的吸热能力不同的结论,物质的这种特性用 这个物理量来描述。
吸热能力强于沙子的吸热能力,在物理学中,物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。【答案】(1)吸收热量
(2)大于
(3)沙子
(4)使物质受热均匀
(5)比热容
【详解】(1)实验中使用相同的酒精灯在相同的时间内放出的热量相同,水和沙子吸收的热量就相同,因此用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少,这用到了转换法。
(2)分析上表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,例如都从20℃升高到24℃,沙子需要加热2分钟,水需要加热4分钟,水的加热时间更长,说明水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
(3)分析上表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,如果加热相同的时间,例如都加热3分钟,沙子的温度从20℃升高到26℃,水的温度从20℃升高到23℃,沙子升高的温度更高。
(4)在实验中,应不停地用搅拌棒搅动水和沙子,使物质各部分的温度趋于均一,其目的是使物质受热均匀。
(5)通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同,此实验中,水的
考点二:比热容
1、 对比热容概念的理解
3、(21-22九年级上·广东广州·阶段练习)如图为比较两种液体的比热容大小,小明用两相同规格的加热器加热质量相同的甲乙两种液体。若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,液体均未沸腾,数据记录如下表,则( )
物 质
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
甲液体
20
8
68
乙液体
20
5
68
A.甲液体的比热容较大,吸收的热量较多
B.乙液体的比热容较大,吸收的热量较少
C.甲液体的比热容较大,吸收的热量一样多
D.乙液体的比热容较大,吸收的热量一样多
【答案】A
【详解】由Q=cm∆t可知,质量相同,甲乙升高相同的温度,甲加热时间比较长,即甲吸收的热量比乙的多,则甲的比热容大于乙的比热容。
故选A。
4、(22-23九年级上·广东东莞·期中)小旋从如表提供的信息中,得出了以下几个结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容c[J·(kg·℃)-1]
水4.2×103
水银0.14×103
铝0.88×103
酒精2.4×103
干泥土0.84×103
铅0.13×103
冰2.1×103
铜0.30×103
砂石0.92×103
煤油2.1×103
铁0.46×103
A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容小
B.同种物质在不同状态下比热容不同
C.液体的比热容都比固体大
D.质量相同的铁和铅:升高相同的温度,铁吸收的热量多
【答案】C
【详解】A.水银的比热容比较小,吸收相同的热量温度升得更高,可以更准确地测量物体的温度,故A正确,不符合题意;
B.同种物质状态不同时,比热容会发生变化,例如水和冰是同一种物质的不同状态,它们的比热容就不相同,故B正确,不符合题意;
C.由表中数据可知,水银是液体,但水银的比热容小于干泥土、铜、铁等固体的比热容,故C错误,符合题意;
D.由表中数据可知,铁的比热容大于铅的比热容,质量相同的铁和铅,升高相同的温度,由公式Q吸=cmΔt可知,铁吸收的热量多,故D正确,不符合题意。
故选C。
5、(2024·广东·三模)【古代科学技术】我国古代劳动人民运用自己的智慧和能力,解决了许多生产中的难题,其中蕴含着丰富的物理知识。我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄杓从嘴受注(题图)”这样的记载,下列说法正确的是( )
A.“铁化如水”是通过做功改变铁的内能
B.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在斥力
C.用铁铸造的釜加热升温快是因为比热容大
D.炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块没有内能
【答案】B
【详解】A.将铁熔化成铁水,是通过热传递改变铁的内能,故A错误;
B.分子间存在着引力和斥力,铸好的釜很难被压缩,是由于分子间存在斥力,故B正确;
C.用铁铸造的釜加热升温快,是因为铁的比热容小,故C错误;
D.一切物体都有内能,所以炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块也具有内能,故D错误。
故选B。
2、 比热容计算
6、(23-24九年级上·广东惠州·阶段练习)水的比热容为,质量为2千克的水温度升高5℃吸收的热量为 J;质量相等的铁块和铜块(c铁>c铜)吸收相等的热量, (选填“铜块”或“铁块”)升高的温度高。
【答案】 铜块
【详解】[1]水吸收的热量
[2]质量相等的铁块和铜块,铁块的比热容大于铜块,吸收相等的热量,根据可知,铜块升高的温度高。
7、(23-24九年级上·广东河源·期末)每逢冬至,广东人的餐桌上都少不了一份汤圆.煮汤圆时,要先把水烧开,再下汤圆煮熟.在1个标准大气压下,将2.5kg的水从20℃加热到沸腾,c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4×107J/m3,燃气灶的效率是60%,求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧放出的热量;
(3)消耗的天然气。
【答案】(1)8.4×105J;(2)1.4 × 106J;(3)0.035m3
【详解】解析:(1)1标准大气压下,水的沸点是100°C,则水吸收的热量:
(2)天然气完全燃烧放出的热量
(3)由知道,完全燃烧天然气的体积
答:(1)水吸收的热量为8.4×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量为1.4 × 106J;
(3)消耗了0.035m3的天然气。
3、 比热容在生活中的应用
8、(23-24九年级上·广东中山·期末)小宇一家去海边游玩,发现烈日下海滩上的沙子热得烫脚,而海水却很清凉;晚上,沙子凉了,海水却依然温暖。这主要是因为( )
A.沙子吸收的热量较多 B.海水吸收的热量较多
C.海水的比热容较大 D.沙子的比热容较大
【答案】C
【详解】AB.相同的阳光照射相同的时间,水和沙子吸收热量的多少相同,故AB不符合题意;
CD.质量相同的水和沙子,吸收或放出相同热量时,根据,因为水的比热容比沙子大,所以水的温度变化小,因此在烈日下吸热升温,水温度升高的低,沙子温度升高的高,沙子热的烫脚而海水却很清凉;同理,晚上放热降温,水的比热容大,温度降低的少,沙子温度降低的多,所以沙子凉了,海水却依然温暖,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
10.(23-24九年级上·广东肇庆·期中)疫情过后,西堤美食文化街悄然兴起,肖战与王一博开心地逛西堤街市时看到以下美食,以下分析正确的是( )
A.玉润饱满的汤圆温度升高时,内能不变
B.烧烤苕皮是用做功的方式改变它的内能
C.铁板烤肉是利用了铁板的比热容较大的特点
D.长沙臭豆腐很远就能闻到臭气是因为分子在做无规则运动
【答案】D
【详解】A.汤圆温度升高时,内能是变大的,故A错误;
B.烧烤苕皮是利用热传递的方式改变它的内能,故B错误;
C.铁板烤肉是利用铁的比热容较小,升温快的特点,故C错误;
D.很远就能闻到长沙臭豆腐的臭气,属于扩散现象,是因为分子在做无规则运动,故D正确。
故选D。
考点三:热机
1、 热机的工作过程
11、(2024·广西南宁·一模)在下列示意图中,能量转化过程是机械能转化为内能的有( )
A.乙、丙 B.甲、丁 C.甲、丙 D.乙、丁
【答案】D
【详解】甲图中,塞子飞出前,是通过热传递改变物体的内能,是内能发生了转移;乙图中,当把活塞迅速压下去后,活塞压缩气体做功,气体的内能增加,是机械能转化为内能;丙图中,两气门关闭,活塞向下运动,是做功冲程,缸内气体推动活塞做功,内能转化为机械能;丁图中,两气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,活塞压缩缸内气体,对气体做功,使气体内能增大,是机械能转化为内能;综上所述,能量转化过程是机械能转化为内能的有乙、丁,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12、(24-25九年级上·全国·课后作业)如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,以下说法正确的是( )
A.汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是:丙、甲、丁、乙
B.汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油
C.若汽油机每秒做功10次,则飞轮的转速为1200r/min
D.图丁是做功冲程,机械能转化为内能
【答案】C
【详解】A.甲图中两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,乙图是进气门打开,排气门关闭,此时活塞向下运动,是吸气冲程,丙图中进气门关闭,排气门打开,此时活塞向上运动,是排气冲程,丁图中两个气门都关闭,火花塞点火,此时活塞向下运动,是做功冲程,所以,该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙,故A错误;
B.汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质是汽油和空气混合物,故B错误;
C.由题知,该内燃机每秒做功10次,每分钟做功600次,因飞轮每转2周对外做功一次,则飞轮的转速为1200 r/min ,故C正确;
D.图丁是做功冲程,是把燃气的内能转化为机械能,故D错误。
故选C。
2、 热机的能量转化
13、(23-24九年级上·广西来宾·期末)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机。如图是四冲程汽油机的一个工作循环示意图,下列说法中正确的是( )
A.汽油机在图乙冲程能获得动力
B.图丙冲程中没有能量的转化
C.图丁冲程中将内能转化为机械能
D.在一个工作循环过程正确顺序是:乙、甲、丁、丙
【答案】A
【详解】A.图乙进气门和排气门关闭,火花塞打火,活塞向下运动,是做功冲程,做功冲程是汽油机获得动力的冲程,故A正确;
B.图丙进气门和排气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,压缩冲程中机械能转化为内能,故B错误;
C.图丁进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,不是将内能转化为机械,故C错误;
D.图甲进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,在一个工作循环过程正确顺序是:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,即甲、丁、乙、丙,故D错误。
故选A。
3、 热机的效率
14、(2021·广东清远·模拟预测)随着人们经济水平的不断提高,小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家.下表为小云同学家小汽车的有关数据:求:
小汽车的总质量1800kg
小汽车的额定功率30kW
每个轮胎与地面的接触面积0.02m2
100km耗油量8L
水箱容量2.5L
(1)小汽车静止在水平路面上时,对地面的压强是多大?
(2)假若该小汽车在水平路面上在额定功率下以108km/h匀速直线行驶10min,消耗汽油1.2kg,消耗的汽油完全燃烧放出多少热量?
(3)小汽车发动机的效率为多少?(q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)小汽车静止在水平路面上时,对地面的压力等于它的重力
则小汽车对地面的压强是
(2)汽油完全燃烧放出的热量
(3)牵引力做的功
小汽车发动机的效率为
15、(22-23九年级下·辽宁沈阳·开学考试)关于温度、比热容、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.0℃的冰熔化成0℃的水内能不变
B.升高相同温度时,比热容大的物体吸收的热量多
C.质量和温度均相同的水和酒精,水含有的热量多
D.热量一定是从温度高的物体传向温度低的物体
【答案】D
【详解】A.冰熔化成水要吸热,所以0°C的冰熔化成0°C的水内能变大,故A错误;
B.由吸热公式知,在质量不确定的情况下,升高相同温度时,比热容大的物体吸收的热量多少不一定多,故B错误;
C.热量是一个过程量,不能说物体含有热量,质量和温度均相同的水和酒精,不是同种物质,无法比较内能大小,故C错误;
D.发生热传递时,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,或从物体的高温部分传递到低温部分,故D正确。
故选D。
16.(23-24九年级上·广东惠州·阶段练习)有甲、乙两种质量相等、初始温度也相同的不同液体,分别用两只完全相同的酒精灯加热,不计各种热量损失。在加热过程中( )
A.甲液体吸收的热量多,甲比热容大
B.乙液体吸收的热量多,乙比热容大
C.甲乙液体吸收的热量一样多,甲比热容大
D.甲乙液体吸收的热量一样多,乙比热容大
【答案】C
【详解】甲、乙两种液体质量相等、初温相同,用同一热源加热,加热时间相同时,吸热也相同,从图中可以看出,乙的末温高于甲,由Q=cmΔt 可知,甲的比热容大于乙。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
17.(22-23九年级上·广东韶关·期中)已知铜的比热容比铝的比热容小,下列说法不正确的( )
A.将一块铜的质量减小一半,它的比热容不变
B.质量相等的铝块和铜块,吸收相同的热量,铜块升高的温度多
C.质量和初温都相等的铜和铝,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铜传给铝
D.质量和初温都相等的铜和铝,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铝传给铜
【答案】C
【详解】A.根据比热容的定义可知,比热容与质量无关,所以质量减小对比热容不影响,故A正确,A不符合题意;
B.铜的比热容比铝的比热容小,质量相等的铝块和铜块,吸收相同的热量,根据公式可知,铜块升高的温度多,故B正确,B不符合题意;
CD.铜的比热容比铝的比热容小,质量和初温都相等的铜和铝,放出相等热量后相接触,可知,铜降低的温度多,即铜的末温更低,热传递的方向是从铝传给铜,故C错误,C符合题意,D正确,D不符合题意。
故选C。
18.(22-23九年级上·广东清远·期中)用两个相同的电热器给质量相同的甲和乙两种液体加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断正确的是( )
A.加热相同时间,乙液体吸收的热量大于甲液体吸收的热量
B.吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温度
C.甲的比热容较大
D.乙的比热容较大
【答案】C
【详解】A.用两个相同的电加热器给质量相同的液体加热时,在相同的时间内,电加热器放出的热量是相同的,液体吸收的热量也是相同的,故A错误;
B.据图像可知,当加热相同时间时,表示甲、乙吸收了相同的热量,而乙的温度更高,故B错误;
CD.由可知,在Q吸、m相同时,比热容越大的物质,温度变化不明显;由图可以看出,加热相同的时间,乙的温度变化比甲的明显,故乙的比热容小于甲的比热容,故C正确,D错误。
故选C。
19.(2024·广东深圳·二模)荔枝是岭南特产,下列说法正确的是( )
A.宋代常用蜡封住荔枝来减慢水分的液化
B.荔枝飘香是由分子的无规则运动造成的
C.将荔枝放入冰袋中保鲜,利用了冰熔化放热
D.将装荔枝的塑料袋浸入水中保鲜,利用了水的比热容小
【答案】B
【详解】A.宋代常用蜡封住荔枝来减慢水分的汽化(蒸发),故A错误;
B.荔枝飘香是由分子的无规则运动造成的,属于扩散现象,故B正确;
C.将荔枝放入冰袋中保鲜,利用了冰熔化吸热,故C错误;
D.将装荔枝的塑料袋浸入水中保鲜,利用了水的比热容大,吸热能力强的特点,故D错误。
故选B。
20.(23-24九年级上·广东深圳·期中)在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小 B.夏天洒水车洒水给路面降温
C.夜间,在秧田里灌水保温 D.汽车发动机用水作冷却液
【答案】B
【详解】A.沿海地区水比较多,由于水的比热容大,吸收相同的热量,水升温慢,晚上放出相同的热量,水降温慢,故沿海地区的气温比内陆变化小,故A不符合题意;
B.洒水给路面降温,利用蒸发吸热,与比热容无关,故B符合题意;
C.夜间,在秧田里灌水保温,与质量相同的其它物质相比,利用水的比热容大,每降低1℃放出的热量多,故C不符合题意;
D.汽车发动机用水作冷却液,与质量相同的其它物质相比,利用水的比热容大,每升高1℃,吸收的热量多,吸热能力强,故D不符合题意。
故选B。
21.(2024·广西·三模)下列关于热现象的说法正确的是( )
A.热机压缩冲程是通过热传递改变内能的
B.尘土飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
C.现代火箭用液态氢作为燃料,是因为液态氢的热值大
D.海边昼夜温差比沙漠中小是因为水的比热容小
【答案】C
【详解】A.热机压缩冲程是机械能转化为内能的过程,是通过做功的方式改变内能的,故A错误;
B.尘土飞扬是固态小颗粒的机械运动,不是分子的无规则运动,故B错误;
C.质量相同的燃料完全燃烧,氢的热值比较大,放出热量多,所以现代火箭用液态氢作为燃料,故C正确;
D.沿海地区和沙漠地区相比,沿海地区水多,在相同的吸放热条件下,水的比热容较大,所以海边昼夜温差比沙漠小,故D错误。
故选C。
22.(2024·广东汕头·一模)关于如图所示的四个情景,下列说法中正确的是( )
A.甲图中的现象表明热的物体一定比冷的物体内能大
B.乙图中抽去玻璃板后,两瓶中的气体混合,这种扩散现象表明气体分子是运动的
C.丙图中活塞向下运动,这是内燃机的做功冲程,该过程中是将机械能转化为内能
D.丁图是2022年6月5日上午,长征2F火箭载着带有三名宇航员的神舟十四号飞船点火加速升空的场景,这个过程中火箭的机械能守恒
【答案】B
【详解】A.物体内能的大小与温度、质量、状态等因素有关,只根据温度无法判定内能的大小,故A错误;
B.图中抽去玻璃板后,下瓶中二氧化氮的密度大于上瓶中空气的,两瓶中的气体逐渐混合,不是浮沉现象,而是扩散现象,这表明组成物质的分子在不停地做无规则运动,故B正确;
C.图中两气门关闭,燃料燃烧,活塞向下运动时,是内燃机的做功冲程,内能转化为机械能,故C错误;
D.飞船点火加速升空时,内能转化机械能,质量不变,速度变大,高度变大,重力势能和动能都变大,所以机械能增大,机械能不守恒,故D错误。
故选B。
23.(24-25九年级上·广东深圳·开学考试)下列说法正确的是( )
A.内燃机的压缩冲程是将内能转化为机械能
B.一根铁丝很难被拉断,表明固体分子间存在相互作用的斥力
C.沙漠的昼夜温差大的主要原因是沙石的比热容较小
D.热机工作时可以将燃料中的化学能全部转化为机械能
【答案】C
【详解】A.内燃机的压缩冲程中,活塞压缩气体做功,将机械能转化为内能,故A错误;
B.分子间有引力和斥力,一根铁丝很难被拉断,表明固体分子间存在相互作用的引力,故B错误;
C.沙石的比热容较小,根据,吸收和放出相同的热量时,温度变化量比较大,所以沙漠的昼夜温差很大,故C正确;
D.热机工作时因为存在热损失,不能将燃料中的化学能全部转化为机械能,热机效率比较低,故D错误。
故选C。
24.(23-24九年级上·广东深圳·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧越完全,燃料的热值越大
B.水和冰是同种物质,它们的比热容相同
C.冬天两手互相搓一搓就暖和一些,是热传递改变手的内能
D.蒸玉米时,水沸腾后锅盖被顶起过程中的能量转化与汽油机的做功冲程相同
【答案】D
【详解】A.燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的燃烧程度、质量都无关,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,与种类和状态有关,水和冰是同一种物质,但状态不同,它们的比热容不相同,故B错误;
C.冬天,两手互相搓一搓,克服摩擦做功,使手的温度升高、内能增大,是通过做功改变物体内能,故C错误;
D.水烧开时,壶盖被水蒸气顶起,水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,水蒸气的内能会减小,热机的做功冲程将内能转化为机械能,两者能量转化相同,故D正确。
故选D。
25.(2023·广东清远·二模)如图是四冲程汽油机的工作原理图,关于汽油机正确的是( )
A.一个工作循环的顺序是甲乙丙丁 B.丁图是机械能转化为内能
C.获得动力的是乙图冲程 D.丙图吸入的是空气
【答案】B
【详解】ABC.甲图:气门都关闭,活塞向下运行,汽缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为机械能,获得动力;乙图:排气门打开,活塞向上运动,汽缸容积减小,是排气冲程,无能量转化;丙图:进气门打开,活塞向下运行,汽缸容积增大,是吸气冲程;丁图:气门都关闭,活塞向上运行,汽缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为内能;热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,即一个工作循环的正确顺序是丙丁甲乙,故AC错误,B正确;
D.丙图是吸气冲程,汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体,故D错误。
故选B。
26.(19-20九年级上·广东广州·阶段练习)如图甲所示,用加热器给A、B液体加热(mA=2kg,mB=1kg,不考虑热损失),两杯液体温度都升高1℃,吸收热量如图乙.
(1)两杯液体的温度都降低1℃,放出热量较多的是 (选填“A”、“B”或“一样多”)
(2)两种液体的比热容哪个大? .(选填“A”、“B”或“一样大”)
【答案】 A 一样大
【详解】(1)[1]由图乙可知两杯液体温度都升高1℃A吸收的热量是B吸收热量的2倍.根据比热容的概念可知:两杯液体的温度都降低1℃放出热量与它们升高1℃吸收的吸热相等,所以两杯液体的温度都降低1℃,放出热量较多的是A;
(2)[2]由题意知:mA=2kg,mB=1kg升高相同温度A吸收的热量是B吸收热量的2倍,即:
=2
=即两种液体的比热容一样大.
27.(2024·广东汕头·一模)在热学实验中,
(1)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力;
①在两个相同的烧杯中应加入初温和 相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 ;
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断出a物质是 (选填“水”或“煤油”),b物质吸热能力较 (选填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,小明用两个相同规格的烧杯装相等质量的水、取质量 (选填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较 (选填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小;
(3)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50g和100g水的Q﹣Δt图像,它们都是过原点的直线,即Q=kΔt,进一步分析发现,这两条直线的k值之比与对应水的 之比相等(选填“密度”、“质量”或“体积”)。
【答案】(1) 质量 吸收相等的热量 水 弱
(2) 相等 水升高的温度
(3)质量
【详解】(1)[1]由比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的初温和质量相同,故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的煤油和水。
[2]根据转换法,实验中选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内吸收相等的热量。
[3][4]由图乙可知,a、b两物质加热相同时间后(吸热相同),a升高的温度低,则a物质的吸热本领强,b物质的吸热本领弱,所以a物质是水,b物质是煤油。
(2)[1]实验时为了控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内。
[2]因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使水温发生变化,所以可以通过水升高的温度来比较燃料热值的大小关系。
(3)
根据可知,中的k=cm,则有k1=cm1,k2=cm2,因为
(4)
即这两条直线的k值与对应水的质量之比相等。
28.(23-24九年级上·广东汕头·期中)如右图是探究物质吸热性质的实验装置图.
(1)在两容器内分别装入 相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯加热,目的是 ;
(2)当水和煤油吸收相同的热量时, (选填“水”或“煤油”)的温度升高较快,说明 吸收热量能力强;
(3)水和煤油吸收热量多少无法直接测量,本实验是通过比较酒精灯的 来间接比较吸收热量多少的.这种研究方法与下面(填字母)事例中 的方法是相同的.
A.在研究平面镜成像特点时,用未点燃蜡烛替代点燃蜡烛的像
B.在比较液体压强时,用U形管两端液面高度差来判断
C.用光线表示光的传播路径和方向
【答案】(1) 质量和初温(只写质量就给分) 相同时间放出相同的热量
(2) 煤油 水
(3) 加热时间 B
【详解】(1)[1]根据比较不同物质吸热能力的方法知道,要控制不同物质的质量相同,故在两容器内分别装入质量和初温相同的水和煤油。
[2]用两个相同的酒精灯加热,目的是为了相同时间放出相同的热量。
(2)[1][2]根据转换法,加热相同时间,吸收热量相同,煤油的温度升高较快,水升温慢,说明水吸收热量能力强。
(3)[1]水和煤油吸收热量多少无法直接测量,本实验是通过比较加热时间来间接比较吸收热量多少的。这种研究方法叫转换法。
[2] A.在研究平面镜成像特点时,用未点燃蜡烛替代点燃蜡烛的像,采用了等效替代法;
B.比较液体压强大小时,用U形管两端液面高度差来判断,采用了转换法;
C.用光线表示光的传播路径和方向,采用了模型法。
故选B。
29.(22-23九年级上·广西南宁·阶段练习)如图是质量为200g的某物质温度随加热时间的变化图像,前10min它吸收的热量是1.8×104J。求该物质的比热容。
【答案】3×103J/(kg•℃)
【详解】解:由题意可知,前10min它吸收的热量,该物质的质量
该物质的质量为0.2kg,这段时间它温度的变化量
根据比热容公式可知,该物质的比热容
该物质的比热容为3×103J/(kg•℃)。
答:该物质的比热容为3×103J/(kg•℃)。
30.(22-23九年级上·广东湛江·阶段练习)天然气生活中广泛使用,已知天然气的热值为4×107J/m3,完全燃烧0.5m3天然气可以放出多少焦的热量?这些热量用来加热水,如果水吸收的热量是4.2×105J,炉子的热效率为多少?
【答案】,
【详解】解:天然气放出的热量为
炉子的热效率为
答:天然气放出的热量为,炉子的热效率为。
31、(2024·广东深圳·三模)中国自主研制的“鲲龙”AG600M灭火飞机成功完成1.2×103kg投汲水试验。若该飞机某段时间内消耗航空燃油1t,飞机发动机做的功为2×1010J。航空燃油的热值为4×107J/kg,水的密度为1.0×103kg/m3。问:
(1)1.2×103kg水的体积有多大?
(2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量有多大?
(3)发动机的效率是多大?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)1.2×103kg水的体积为
(2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为
(3)发动机的效率是
答:(1)1.2×103kg水的体积为;
(2)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为;
(3)发动机的效率是。
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