内容正文:
2024~2025学年度第一学期九年级物理科单元练习题(一)
(内容:第13、14章)
一、选择题。
1. 下列用分子动理论解释生活中的现象,说法正确的是( )
A. 破镜不能重圆,是因为分子间有排斥力
B. 花香四溢,是因为分子在不停地运动
C. 水往低处流,是因为分子在不停地运动
D. 物体热胀冷缩,是因为分子的大小随温度的变化而改变
2. 甲、乙两杯水温度分别为40 ℃、80 ℃,下列说法正确的是( )
A. 只有加热才能使水升温
B. 甲杯中水内能一定比乙杯中的小
C. 乙杯中水的温度降低,水的内能一定减小
D. 甲杯中的水分子运动一定比乙杯中的剧烈
3. 如题图所列举的事例中,属于热传递改变物体内能的是( )
A. B.
C. D.
4. 下列各种情况下比热容会发生变化的是
A. 一杯水倒去一半 B. 水凝结成冰
C. 一块铁块加工成铁屑 D. 15℃的水变成45℃的水
5. 如图1所示,规格相同的容器装了相同质量的纯净水,用不同的加热器加热,忽略散热,得到如图所示的水温与时间的图线,则
A. 乙中温度计的示数为32℃
B. 加热相同的时间,两杯水吸收的热量相同
C. 吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯多
D. 甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同
6. 下图是汽油机一个工作循环的四个冲程,顺序排列正确的是( )
A. 甲乙丙丁 B. 乙丙甲丁 C. 丁丙乙甲 D. 丁甲丙乙
7. (2017·玉林一模)一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3 600 r/min,则柴油机每秒钟
A. 完成60个循环,120个冲程
B. 做功30次,活塞往复60次
C. 完成60个循环,60个冲程
D. 做功1 200次,活塞往复1 200次
8. 为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是( )
A. 让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B. 在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
C. 尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D. 尽量增加热机的工作时间
二、填空题。
9. 常见物质都是由大量______、______组成的;分子很小,其直径的数量级约为______m,分子不能用肉眼直接观察,可以借助电子显微镜观察到它。
10. 汽车发动机用水做冷却剂,这是利用了水的比热容______的性质,一杯水倒出一半后,剩下的水的比热容______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。酒精和水充分混合后,其总体积______(选填“大于”、“小于”或“等于”)混合前的总体积,此现象说明组成物质的分子间有______。
11. 比热容是物质的一种特性,用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容______(填“相同”或“不同”)。质量均为1kg的铜块[=0.39×103J/(kg·℃)]和铅块[=0.13×103J/(kg·℃)],如吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为______;若铜块温度升高了100 ℃,则它吸收了______J的热。
12. 热机是把内能转化为机械能的装置;汽油机的一个工作循环活塞对外做功______次,除做功冲程外,其他冲程都是靠飞轮的______来完成的。
13. 一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为,这些能量需要完成燃烧0.55kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为______J/kg,如果用掉一半后,干木柴的热值将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。一台柴油机完全燃烧一定质量的柴油放出的热量为,其中损失的热量为,则柴油机获得有用功的机械能为______J,柴油机的效率为______。
14. 小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出:____(选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为________J/(kg℃),这种液体在0∼15min内放出的热量为___________J。
15. 如图所示为一种人们设想中的永动机,高处的水流下落 __ 能转化为 ___能,冲击叶片,叶片的转动又带动抽水机从低处将 水抽到高处,从而循环工作,这种永动机不能够永远工作下去, 因为它违背了 _____.
三、实验题。
16. 如图是四个热学实验.请在下面空格处用字母表示相关实验:
A.两块表面干净的铅压紧后可吊起重物
B.加热使水沸腾,水蒸气冲起软木塞
C.抽掉中间的玻璃板后,两种气体混合在一起
D.绳子摩擦使铜管内乙醚沸腾,蒸气冲起软木塞
(1)说明做功可以改变物体内能的是_____;说明热传递可以改变物体内能的是_____。
(2)说明分子之间有作用力的是_____;说明分子是在永不停息地运动的是_____。
17. 利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温度相同且_____相等的沙子和水。
(2)用相同酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为_____℃。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象,如图丙所示;
(3)实验中,是通过比较_____来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是_____;若使两者升高相同的温度,则_____吸收的热量较多,由此可见,_____的比热容较大。
18. 小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如题图所示的装置进行实验,记录结果见表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)取质量______(选填“相等”或“不相等”)的煤油和菜籽油做燃料,制成煤油灯和菜籽油灯;
(2)安装实验器材时,应按照______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。为了保证实验结论的可靠,小明同学应该选择两套完全相同的装置,在实验中还应控制水的质量和______相同;
(3)分析得出,煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是______;
(4)实验中燃料燃烧放出的热量,通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式使水的内能增大;
(5)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,利用此实验方法计算出的热值将比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
四、计算题。
19. 在一个标准大气压下,用炉子将10 kg的水从20 ℃加热至沸腾,燃烧了0.5 kg的焦炭,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),焦炭的热值为3.0×107 J/kg.求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.5 kg焦炭完全燃烧释放的热量;
(3)炉子烧水效率.
五、综合能力题。
20. 阅读下面的短文,回答文后的问题
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子之间相互作用的势能的总和.物体温度越高,其内部分子运动越剧烈,分子动能就越大.某一物体,当其体积发生变化时,分子之间的距离就会发生相应的变化,分子之间相互作用力也随之改变.这就导致分子势能的改变.所以,物体的内能大小与物体的质量(它影响着物体内部分子数目的多少)、体积、温度、状态等因素有关.
请回答下列问题:
(1)拧开氧气瓶的减压阀,氧气从瓶中冲出时,氧气的内能________(选填“增加”或“减少”),主要是氧气的________(选填“分子动能”或“分子势能”)发生变化.
(2)用砂纸打磨铁棒,铁棒发热,主要是铁棒内能中________(选填“分子动能”或“分子势能”)增加了.
(3)给室温下的水加热时,水的内能________(选填“增加”或“减小”);从微观上看,分子动能________,分子势能________.
21. 如题图所示,容器的一端通过胶塞插进一支温度计和一根气针,另一端有一可移动的胶塞(用卡子卡住),用打气筒慢慢地向容器内打气,增大容器内气体的压强,当瓶内气体压强大到一定程度时,读出温度计的示数;打开卡子,让气体冲开胶塞,这时再读出温度计的示数。回答问题:
(1)你认为与的关系是______(选填“>”.“<”或“=”)。
(2)胶塞冲出容器口时,______能转化为______能。
(3)此实验说明了什么问题?__________
22. 如题图为四缸发动机图,其工作原理为:四个气缸的活塞连在一根曲轴上,并使各气缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,其它三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机,其主要技术指标如表所示。
排量
2L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
其中排量等于四个气缸工作容积的总和,气缸工作容积指活塞从气缸顶部到底部所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则:
(1)该发动机的单缸排量为______L,它的______冲程是把内能转化为机械能,从而获得动力;
(2)该发动机每分钟对外做功______次,每分钟对外做功______J;
(3)在每个做功冲程里,发动机做功______J。在做功过程里,燃气对活塞所做的功可表示为则______Pa()。
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2024~2025学年度第一学期九年级物理科单元练习题(一)
(内容:第13、14章)
一、选择题。
1. 下列用分子动理论解释生活中的现象,说法正确的是( )
A. 破镜不能重圆,因为分子间有排斥力
B. 花香四溢,是因为分子在不停地运动
C. 水往低处流,是因为分子在不停地运动
D. 物体热胀冷缩,是因为分子的大小随温度的变化而改变
【答案】B
【解析】
【详解】A. 破镜不能重圆,是因为分子间的间距大于分子间作用力的作用范围,故A错误;
B. 因为分子在不停地运动,所以花香分子扩散到空气,造成香气四溢,故B正确;
C. 水往低处流,是因为重力的缘故,故C错误;
D. 物体热胀冷缩,是因为分子的间距随温度的变化而改变,而不是分子的大小变化了,故D错误;
选B.
2. 甲、乙两杯水的温度分别为40 ℃、80 ℃,下列说法正确的是( )
A. 只有加热才能使水升温
B. 甲杯中水的内能一定比乙杯中的小
C. 乙杯中水的温度降低,水的内能一定减小
D. 甲杯中的水分子运动一定比乙杯中的剧烈
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热才能使水升温,通过做功的方式也可以使水升温,A错误;
B.内能与温度和质量有关,质量不知哪杯水多,因此B错误;
C.乙杯中水的温度降低,水的内能一定减小,C正确;
D.温度越高,分子运动越剧烈;乙杯中的水分子运动一定比甲杯中的剧烈,D错误;
故选C。
3. 如题图所列举的事例中,属于热传递改变物体内能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.对试管加热,管内水从酒精灯火焰上吸收热量水温升高,是通过热传递方式改变水的内能,故A符合题意;
B.冬天搓手,手会变暖,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能,故B不符合题意;
C.从滑梯滑下,臀部发热是通过克服摩擦做功的方式改变物体的内能,故C不符合题意;
D.压缩空气时,对空气做功,空气的内能增大、温度升高,是通过做功的方式改变物体的内能,故D不符合题意。
故选A。
4. 下列各种情况下比热容会发生变化的是
A 一杯水倒去一半 B. 水凝结成冰
C. 一块铁块加工成铁屑 D. 15℃的水变成45℃的水
【答案】B
【解析】
【详解】物质的比热容是物质本身的一种特性,与质量、温度、形状无关.水凝结成冰,物质状态发生改变,比热容也因此改变.
5. 如图1所示,规格相同的容器装了相同质量的纯净水,用不同的加热器加热,忽略散热,得到如图所示的水温与时间的图线,则
A. 乙中温度计的示数为32℃
B. 加热相同的时间,两杯水吸收的热量相同
C. 吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯多
D. 甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中温度计液面与37示数相平,故读数为37℃;选项A错误,不符合题意;
B.加热相同时间,相同质量的水升温不同,由乙图可知甲升温大于乙升温,可得甲杯水吸收热量大于乙杯水吸收热量,B不符合题意;
C.由吸收的热量相同,两个杯子中装有相同质量的水,所以比热容和质量都是相等的.因此吸收相同的热量,甲杯的水升高的温度跟乙杯中升高的温度一样,C 不符合题意;
D.由图2可知,甲杯中的水加热2min 与乙杯中的水加热3min 之后,温度均升高了20℃,根据Q吸=cmΔt,可知甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同所以D 符合题意.
6. 下图是汽油机一个工作循环的四个冲程,顺序排列正确的是( )
A. 甲乙丙丁 B. 乙丙甲丁 C. 丁丙乙甲 D. 丁甲丙乙
【答案】C
【解析】
【详解】甲图排气门开启,活塞上行,排出废气,是排气冲程;乙图两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,将内能转化为机械能;丙图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,将机械能转化为内能;丁图进气门开启,活塞下移,空气和汽油混合物流入汽缸,是吸气冲程;故正确排列顺序应该为:丁丙乙甲,故应选C.
7. (2017·玉林一模)一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3 600 r/min,则柴油机每秒钟
A. 完成60个循环,120个冲程
B. 做功30次,活塞往复60次
C. 完成60个循环,60个冲程
D. 做功1 200次,活塞往复1 200次
【答案】B
【解析】
【详解】内燃机的一个工作循环有四个冲程,飞轮转2圈;即:飞轮每转2圈,完成一个工作循环,对外做功1次;
单缸四冲程内燃机飞轮的转速为3600r/min,则该柴油机每秒钟转60圈,即活塞往复60次,完成120个冲程,30个工作循环,对外做30次功,
故B.
【点睛】四冲程内燃机的一个工作循环,曲轴转过两周,由四个冲程组成,分别为吸气、压缩、做功、排气四个冲程,且要知道其中做功和压缩冲程有能的转化.考题中常出现要牢记.
8. 为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是( )
A. 让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B. 在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
C. 尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D. 尽量增加热机的工作时间
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.所以减少热量的损失可以提高热机的效率.所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失,提高效率.故ABC正确,不符合题意;
增加热机的工作时间,并不能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率,故D错误,符合题意.
二、填空题。
9. 常见物质都是由大量______、______组成的;分子很小,其直径的数量级约为______m,分子不能用肉眼直接观察,可以借助电子显微镜观察到它。
【答案】 ①. 分子 ②. 原子 ③.
【解析】
【详解】[1][2][3]常见的物质是由分子和原子构成的,分子的直径很小,可以借助电子显微镜来观察,直接用肉眼看不到,较大的分子直径约为1×10-10m,是非常小的。
10. 汽车发动机用水做冷却剂,这是利用了水的比热容______的性质,一杯水倒出一半后,剩下的水的比热容______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。酒精和水充分混合后,其总体积______(选填“大于”、“小于”或“等于”)混合前的总体积,此现象说明组成物质的分子间有______。
【答案】 ① 较大 ②. 不变 ③. 小于 ④. 间隙
【解析】
【详解】[1]汽车发动机是用水做冷却剂的,这是利用了水比热容大的性质。水的比热容大,和同样质量的其它物质相比,升高相同的温度,从发动机吸收热量多。
[2]比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与吸放热的多少、质量、体积的大小都没有关系,所以,一杯水倒出一半后,剩下的半杯水的比热容不变。
[3][4]酒精和水混合后,其总体积小于混合前的总体积,说明物质是由大量分子组成的,构成物质的分子间有间隙。
11. 比热容是物质的一种特性,用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容______(填“相同”或“不同”)。质量均为1kg的铜块[=0.39×103J/(kg·℃)]和铅块[=0.13×103J/(kg·℃)],如吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为______;若铜块温度升高了100 ℃,则它吸收了______J的热。
【答案】 ①. 相同 ②. 1∶3 ③. 3.9×104
【解析】
【详解】[1]比热容是物质的一种特性,不随物质质量的变化而变化,所以用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容相同。
[2]由得,铅块的温度变化量为
由得,铜块的温度变化量为
则铜块与铅块升高的温度之比为
[3]若铜块温度升高了100 ℃,则它吸收的热量为
12. 热机是把内能转化为机械能的装置;汽油机的一个工作循环活塞对外做功______次,除做功冲程外,其他冲程都是靠飞轮的______来完成的。
【答案】 ①. 一 ②. 惯性
【解析】
【详解】[1]汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成,在一个工作循环中曲轴转2圈,飞轮转2周,做功一次。
[2]汽油机和柴油机除了做功冲程外,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的。
13. 一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为,这些能量需要完成燃烧0.55kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为______J/kg,如果用掉一半后,干木柴的热值将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。一台柴油机完全燃烧一定质量的柴油放出的热量为,其中损失的热量为,则柴油机获得有用功的机械能为______J,柴油机的效率为______。
【答案】 ①. ②. 不变 ③. ④. 40%
【解析】
【详解】[1]由知道,干木柴的热值为
[2]热值是燃料的特性,其大小与燃料的质量无关,用掉一半后,干木柴的热值不变,仍为1.2×107J/kg。
[3]柴油机有效利用的能量为
[4]该柴油机的效率为
14. 小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出:____(选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为________J/(kg℃),这种液体在0∼15min内放出的热量为___________J。
【答案】 ①. 甲 ②. 2.1×103 ③. 4.2×104
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]在质量相等时,水和另一种液体相同时间放热相同,水的比热容较大,温度差小,则甲是水。根据第15min时放热相同,结合温度差计算液体的比热容为
[3]根据水的质量、比热容和温度差计算另一种液体在0∼15min内放出的热量为
15. 如图所示为一种人们设想中的永动机,高处的水流下落 __ 能转化为 ___能,冲击叶片,叶片的转动又带动抽水机从低处将 水抽到高处,从而循环工作,这种永动机不能够永远工作下去, 因为它违背了 _____.
【答案】 ①. 重力势能 ②. 动能 ③. 能量守恒定律
【解析】
【详解】物体由于被举高而具有的能为重力势能,物体由于运动而具有的能为动能,故高处的水流下落重力势能转化为动能,冲击叶片,因这种机器在运转的过程中或多或少的消耗能量,所以它不能够永远工作下去,因为它违背了能量守恒定律.
三、实验题。
16. 如图是四个热学实验.请在下面空格处用字母表示相关实验:
A.两块表面干净的铅压紧后可吊起重物
B.加热使水沸腾,水蒸气冲起软木塞
C.抽掉中间的玻璃板后,两种气体混合在一起
D.绳子摩擦使铜管内乙醚沸腾,蒸气冲起软木塞
(1)说明做功可以改变物体内能的是_____;说明热传递可以改变物体内能的是_____。
(2)说明分子之间有作用力的是_____;说明分子是在永不停息地运动的是_____。
【答案】 ①. D ②. B ③. A ④. C
【解析】
【详解】A.两块表面干净的铅块挤压在一起,可吊起一定质量的物体,说明分子之间存在引力;
B.加热使水沸腾,水的内能增加,说明热传递可以改变内能;
C.抽开中间的玻璃板,两种气体混在一起,说明分子是运动的;
D.绳子摩擦使铜管内乙醚温度升高,内能增加,说明做功可以改变内能。
(1)[1]说明做功可以改变物体内能的是D。
[2]说明热传递可以改变物体内能的是B。
(2)[3]说明分子之间有作用力的是A。
[4]说明分子是在永不停息地运动的是C。
【点睛】此题考查的是我们对分子动理论、改变内能的方法的掌握和再现,属于基本规律的考查。在平时对教材中的图片要多观察、多留心。
17. 利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温度相同且_____相等的沙子和水。
(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为_____℃。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象,如图丙所示;
(3)实验中,是通过比较_____来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是_____;若使两者升高相同的温度,则_____吸收的热量较多,由此可见,_____的比热容较大。
【答案】 ①. 质量 ②. 39 ③. 加热时间 ④. 沙子 ⑤. 水 ⑥. 水
【解析】
【详解】(1)[1]根据控制变量法的思想,物质吸热量与质量有关,在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水。
(2)[2]用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,分度值为1℃,其示数为39℃。
(3)[3]实验中采用相同的加热装置,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量。
(4)[4][5][6]分析图象可知,对于质量相等的沙子和水,加热时间相同时,升温较快的是沙子;若使两者升高相同的温度,则水加热时间较大,即吸收的热量较多,由此可见水的比热容较大。
18. 小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如题图所示的装置进行实验,记录结果见表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)取质量______(选填“相等”或“不相等”)的煤油和菜籽油做燃料,制成煤油灯和菜籽油灯;
(2)安装实验器材时,应按照______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。为了保证实验结论的可靠,小明同学应该选择两套完全相同的装置,在实验中还应控制水的质量和______相同;
(3)分析得出,煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是______;
(4)实验中燃料燃烧放出的热量,通过______(选填“做功”或“热传递”)的方式使水的内能增大;
(5)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,利用此实验方法计算出的热值将比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)相等 (2) ①. 自下而上 ②. 初温
(3)煤油 (4)热传递
(5)偏小
【解析】
【小问1详解】
为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和菜籽油的质量相同。
【小问2详解】
[1]为保证用火焰的外焰加热,且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁,所以先安装下面器材,再安装上面器材,便于调节器材间的距离。
[2]由于要通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小,而水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中还应控制水的质量和初温相等。
【小问3详解】
用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水,由表中数据可知,用煤油加热的水温度升的高,则说明煤油燃烧放出的热量多,由知道,煤油的热值大。
【小问4详解】
改变内能的方法有两种:做功和热传递,实验中是通过热传递的方式使水的内能增大的。
【小问5详解】
由于燃料并不可能完全燃烧,燃料燃烧放出的热会散失到空气中,又或被烧杯等实验装置吸了热,使Q放大于Q吸,所以依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
四、计算题。
19. 在一个标准大气压下,用炉子将10 kg的水从20 ℃加热至沸腾,燃烧了0.5 kg的焦炭,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),焦炭的热值为3.0×107 J/kg.求:
(1)水吸收的热量;
(2)0.5 kg焦炭完全燃烧释放的热量;
(3)炉子烧水的效率.
【答案】(1)3.36×106 J;(2)1.5×107 J;(3) 22.4%
【解析】
【详解】解:(1)1个标准大气压下,水的沸点为100℃,所以将水加热至100℃,水吸收的热量:
.
(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量:
;
(3)炉子烧水的效率
.
答:(1)水吸收的热量为;(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量为;(3)炉子烧水的效率为22.4%.
五、综合能力题。
20. 阅读下面的短文,回答文后的问题
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子之间相互作用的势能的总和.物体温度越高,其内部分子运动越剧烈,分子动能就越大.某一物体,当其体积发生变化时,分子之间的距离就会发生相应的变化,分子之间相互作用力也随之改变.这就导致分子势能的改变.所以,物体的内能大小与物体的质量(它影响着物体内部分子数目的多少)、体积、温度、状态等因素有关.
请回答下列问题:
(1)拧开氧气瓶的减压阀,氧气从瓶中冲出时,氧气的内能________(选填“增加”或“减少”),主要是氧气的________(选填“分子动能”或“分子势能”)发生变化.
(2)用砂纸打磨铁棒,铁棒发热,主要是铁棒内能中的________(选填“分子动能”或“分子势能”)增加了.
(3)给室温下的水加热时,水的内能________(选填“增加”或“减小”);从微观上看,分子动能________,分子势能________.
【答案】 ①. 减小 ②. 分子势能 ③. 分子动能 ④. 增加 ⑤. 增加 ⑥. 增加
【解析】
【详解】(1)拧开氧气瓶的减压阀,氧气从瓶中冲出时,氧气对外做功,氧气的内能转化为机械能,所以氧气的内能减小;在此过程中,氧气瓶内气体的体积不变,质量减小,分子间的距离变大,分子势能减小.
(2)用砂纸打磨铁棒,铁棒的温度升高,内能增加,这是通过做功的方式改变铁棒的内能;在此过程中,铁棒的温度升高,铁棒体积不变,所以铁棒中分子的动能增加,分子势能保持不变;
(3)给水加热时,水的温度升高,内能增加,温度越高分子运动越剧烈,从微观上看,发生这一变化的原因是分子动能的增加;
(4)48℃的液态海波内能大,因为48℃的固态海波变为48℃的液态海波,这是熔化现象,熔化要吸热,所以是48℃的液态海波内能大;它们内能不同的原因是物体的状态不同;48℃的固态海波变为48℃的液态海波,温度不变,所以分子动能是不变的;分子间的距离和相互作用力发生变化,所以分子势能增大,多出的这部分能量就是以分子势能的形式存在的.
21. 如题图所示,容器的一端通过胶塞插进一支温度计和一根气针,另一端有一可移动的胶塞(用卡子卡住),用打气筒慢慢地向容器内打气,增大容器内气体的压强,当瓶内气体压强大到一定程度时,读出温度计的示数;打开卡子,让气体冲开胶塞,这时再读出温度计的示数。回答问题:
(1)你认为与的关系是______(选填“>”.“<”或“=”)。
(2)胶塞冲出容器口时,______能转化为______能。
(3)此实验说明了什么问题?__________
【答案】(1)> (2) ①. 内 ②. 机械
(3)物体对外做功,内能会减小
【解析】
【小问1详解】
气体冲开胶塞时,气体对胶塞做功,将内能转化为胶塞的机械能。气体对外做功,内能减小,气体的温度降低,所以
t1>t2
【小问2详解】
[1][2]气体冲开胶塞时,气体对胶塞做功,将内能转化为胶塞的机械能。
【小问3详解】
此实验说明气体对外做功,内能减小。
22. 如题图为四缸发动机图,其工作原理为:四个气缸的活塞连在一根曲轴上,并使各气缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,其它三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作。有一台四缸发动机,其主要技术指标如表所示。
排量
2L
输出功率
120kW
转速
6000r/min
其中排量等于四个气缸工作容积的总和,气缸工作容积指活塞从气缸顶部到底部所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。则:
(1)该发动机的单缸排量为______L,它的______冲程是把内能转化为机械能,从而获得动力;
(2)该发动机每分钟对外做功______次,每分钟对外做功______J;
(3)在每个做功冲程里,发动机做功______J。在做功过程里,燃气对活塞所做的功可表示为则______Pa()。
【答案】(1) ①. 0.5 ②. 做功
(2) ①. 12000 ②.
(3) ①. 600 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]四缸发动机,其中排量等于四个气缸工作容积的总和是2L,汽车发动机的单缸排量为
[2]做功冲程,高温高压燃气推动活塞向下运动,燃气对外做功,将内能转化为了机械能,从而获得动力。
【小问2详解】
[1]四冲程汽油机的飞轮转速为6000r/min,即该飞轮1min转6000r。因为飞轮转动半周,做功1次,所以一个工作循环,飞轮转2r,对外做功4次。所以每分钟飞轮转6000r,对外做功12000次。
[2]由 知道,每分钟对外做功
【小问3详解】
[1]每个做功冲程做功
[2]由W=pV知道,燃气对活塞压强
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