专题02 内能的利用(贵州专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期末真题分类汇编(贵州专用)
2024-12-09
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专题02 内能的利用
考点一 热机
1.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)欢欢观察到在水烧开时,产生的水蒸气可以将壶盖顶起,如图所示:这种能量转化与下列汽油机的四个冲程中的哪个冲程是相同的( )
A.压缩冲程
B.做功冲程
C.排气冲程
D.吸气冲程
2.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)小林用燃气灶烧水,并给爷爷泡了一壶茶(如图所示)。善于思考的小林发现在这个过程中蕴含了很多物理知识,下列说法中正确的是( )
A.水的温度升高,所含有的热量就增多
B.燃气灶烧水时,是将机械能转化为化学能
C.茶香四溢,是因为分子在不停地做无规则运动
D.泡茶要用滚烫的开水,因为分子运动的快慢与温度无关
3.(22-23九年级上·贵州安顺·期末)蒸汽机的普及和发展使人类社会进入了“蒸汽时代”。下列关于热机的说法正确的是( )
A.热机是利用内能做功的机械
B.所有热机一个完整的工作循环都要经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程,飞轮转3转
C.随着科学技术的发展,热机的效率可以达到100%
D.热机的种类很多,其中汽油机是内燃机,柴油机是蒸汽机
4.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)如图所示实验中,我们看到塞子从试管口跳出时的情况,下列是四冲程汽油机工作的示意图,其中能量的转化与图中能量转化相同的是( )
A. B.
C. D.
5.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)汽油机一个工作循环中,利用释放内能实现飞轮带动汽车各部分机械运转的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
6.(22-23九年级上·贵州毕节·期末)小毕家的下水道堵了,他父亲用固体疏通剂进行疏通,具体操作是:先将适量的疏通剂倒入下水道,再缓慢加入清水,疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体,通过高温高压气体的膨胀将管道疏通,在这个过程中,高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的 冲程。
7.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)荔波小七孔景区有一种水上摩托项目,如图所示,水上摩托的发动机是一种汽油机,为发动机提供动力的是 冲程,该冲程将 能转化为机械能。
考点二 热值和热机效率
8.(22-23九年级上·贵州贵阳·期末)火力发电厂通过燃烧煤而获得能量发电。若使用劣质煤,会因燃烧不充分而严重污染环境。质检部门检测煤的品质时主要是依据煤的下列哪种物理性质( )
A.弹性 B.热值 C.质量 D.导热性
9.(23-24九年级上·贵州遵义·期末)2023年7月12日,我国自主研制的全球首枚液氧甲烷火箭发射成功,标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得突破。火箭升空过程中消耗了部分液氧甲烷,剩余部分的热值 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
10.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)长征五号火箭的一子级发动机使用了液氢作为燃料,主要原因是液氢的 较大。
11.(23-24九年级上·湖南怀化·期中)花园里百花争艳,人在远处就能闻到花香,这是 现象;荷叶上相距很近的两滴水珠,会自动汇合成一滴较大的水珠,这说明分子之间存在 。天然气热值为,完全燃烧的天然气所释放的热量为 J。
12.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)“绿水青山就是金山银山”,环境就是民生,保护好水资源十分重要,水对生态环境、气候有一定的调节作用,这是因为水具有较大的 。2022年2月27日11时许,长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星在文昌航天发射场一飞冲天,开启了我国新的共享火箭“拼车模式”,运载火箭所用的液态氢燃料热值为1.4×108J/kg,则完全燃烧100g燃料放出的热量是 J。
13.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)2023年11月16日11时55分,长征二号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心成功将海洋水色观测卫星01星发射升空,顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。这是中国航天史上的又一次伟大时刻,令国人为之骄傲。火箭发射时采用液氢作为燃料,若某次发射消耗氢100kg,液氢完全燃烧产生的热量为 J,若这些热量的30%被水吸收,可使 kg水的温度升高50℃。[q液氢=1.4×108J/kg,c液氢=4.2×103J(kg·℃)]
14.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)我国自行研制的长征系列运载火箭已将众多卫星送入太空,火箭主要采用液氢作为燃料,这是因为液氢的 大,燃烧时可释放更多内能,从而使火箱获得更多的机械能。
15.(22-23九年级上·贵州安顺·期末)某同学在做探究水沸腾时温度变化的特点实验时,完全燃烧了2.8g酒精,使烧杯中初温20℃、体积为200mL的水温度升高到100℃,该过程中水吸收了 J热量,该装置的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg]
16.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等,烧杯内液体质量和初温也相同。
(1)选择甲、乙两图实验来比较不同燃料的热值,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”),理由是: ;
(2)选择甲、丙两图实验来比较不同物质吸热升温的特点,可以采用方法一: 。也可以采用方法二:升高相同温度比较吸收热量的多少。比热容的概念是采用方法 (选填“一”或“二”)来定义的。
17.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)一天晚上小明在家做作业时,家里的电灯突然变暗了,他想可能是家庭电路的电压低于正常值,导致家里的电灯变暗,电灯的实际功率变小,相同时间内消耗的电能也减少了。他又想:那么在此时使用电热水壶烧水同样也能省电.小明的想法对吗?请你结合学过的电学知识帮助小明简要分析说明。
考点三 能量的转化和守恒
18.(多项选择)(22-23九年级上·贵州毕节·期末)关于如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.这个实验说明物体的内能可用来对外做功
B.对木塞做功的过程中水蒸气的内能增加
C.此过程中水蒸气内能转化为木塞的机械能
D.酒精燃烧是将内能转化为化学能
19.(多项选择)(23-24九年级上·贵州六盘水·期末)如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质,向外盒中加入适量的水,发热包和水发生反应放出大量的热。有关该自热火锅的说法正确的是( )
A.生石灰与水反应会放出大量的热是化学能转化为内能
B.设计出气孔的目的是避免使用时盒内气压过高发生危险
C.加热时,温度从发热包传递给食物
D.食物被加热时,吸收热量,内能增大
20.(23-24九年级上·贵州毕节·期中)“蓄能电站”是电网为合理用电、提高电力的经济效益而设计修建的,它的工作原理是:在深夜处于用电低谷时,利用过剩的电能,通过水泵把下游水库的水抽到高处的上游水库内;白天则通过开启闸门放水发电,以补充电能的不足。我国陆续兴建了许多“蓄能电站”,改善了电网的供电质量。
(1)请分析“蓄能电站”在蓄水和发电过程中的能量转化。
(2)知道了“蓄能电站”的工作原理,你认为修建“蓄能电站”在选址时,对自然条件有什么要求?(请写出一条)
21.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)汽车作为人们的代步工具,给人们的生活提供极大的便利,但是由于汽车的发动机在工作过程中有较大的能量损失,形成了“高能耗,低效率”的现状,同时也给环境带来了一定的污染。请回答下列问题:
(1)请分析汽车发动机“低效率”的原因;(至少写出两点)
(2)请写出一条“节能减排,低碳生活”的措施。
22.(23-24九年级上·贵州遵义·期末)遵义市中华路到中山路的地下人防工程建设中,拆除地面所用氮爆式破碎锤(俗称“炮机”)的钻头较为尖锐,这是为了 压强;“炮机”依靠高压氮气推动钻头工作,其能量转化与内燃机 冲程相同。
23.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)如图所示是利用扇形统计图表示两台不同型号内燃机工作过程中各部分能量的占比情况,若内燃机燃烧相同燃料,请从图中的数据判断哪台内燃机的热机效率高?
对于另一台内燃机可以采取哪些措施能提高热机效率。 (至少写出两条)
24.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)在敦煌戈壁滩上,有一座熔岩塔式光热电站如图甲所示,电站内有12万面可随太阳转动,略有弧度的定日镜能将太阳光反射到吸热塔的顶部,加热其中的熔盐。熔盐的比热容是1.53×103J/(kg·℃),熔点是210℃。如图乙所示,将290℃左右的熔盐存储在保温性能较好的低温熔盐罐中,输送到吸热器内,通过太阳能加热使其温度达到560℃左右以上,再存储在高温熔盐罐中,当需要发电时,将高温熔盐送往蒸汽发生器,产生高温高压的水蒸气驱动涡轮发电机发电。
(1)低温熔盐罐的温度应 (选填“大于”或“小于”)210℃,高温熔盐罐利用熔盐储存 能;在蒸汽发生器中水是通过 (选填“热传递”或“做功”)的方式增大内能的,熔盐发电最终将太阳能转化为 能;
(2)请计算在蒸汽发生器中若1kg的高温熔盐温度由560℃降到290℃时放出的热量是多少?( )
(3)在设计利用熔盐来携带太阳能发电的过程中有两种方案。第一种是不需要安装熔盐罐,直接把熔盐放在导管中一直循环吸热和放热来发电,第二种是安装熔盐罐,通过太阳能加热后储存在高温熔盐罐中再用来发电。聪明的你请回答为什么采用第二种而不是第一种;( )
(4)熔盐塔式光热电站与火力发电站相比,有什么优点(写出一条即可)。( )
25.(多项选择)(23-24九年级上·贵州毕节·期末)下列关于四冲程汽油机的说法正确的是( )
A.汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物
B.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
C.排气冲程中,汽油机将内能转化为机械能
D.已知飞轮的转速为3000r/min,则该汽油机1s内对外做功25次
26.(多项选择)(23-24九年级上·山东日照·期中)为实现国家关于“碳中和”“碳达峰”目标,某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。下列有关说法正确的是( )
A.发动机将内能转化为机械能的是做功冲程
B.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在气缸中燃烧比较完全
C.汽油在气缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
27.(多项选择)(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)下列说法中不正确的是( )
A.冰在0℃时,内能为0
B.燃料的热值与燃料的质量无关
C.温度高的物体具有的内能一定多,温度低的物体具有的内能一定少
D.0℃的冰熔化成0℃的水,由于温度不变,所以它的内能不变
28.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)质量为1kg的水温度由10℃升高到30℃,水吸收的热量是 J,这些热量相当于完全燃烧 g酒精。()
29.(22-23九年级上·贵州铜仁·期末)如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的质量都相同。
(1)某实验小组要“研究不同物质的吸热能力”应选择 两个装置来进行实验;
(2)在“研究不同物质的吸热能力”的实验中,是通过 来反映不同物质吸热的多少(选填“温度计示数”或“加热时间”);
(3)为了研究不同物质的吸热能力,利用其中两幅图的装置进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图象,如丁图所示,由丁图分析得出,如果已知b液体的比热容是,则a液体的比热容是 ;
(4)在甲装置中,若燃料为酒精(),烧杯内的液体为水,其质量为200g,点燃燃料直至燃料烧完,温度计的示数由20℃上升到70℃,再结合“10g”燃料这一数据,计算出燃料的热值,通过实验算出的热值与实际相比 (选填“偏大”或“偏小”),理由是 。
30.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)如图所示,实验小组的同学利用甲、乙、丙三图中的实验装置进行“比较不同物质的比热容”和“比较不同燃料的热值”的实验。三套装置除燃料和烧杯中液体外完全相同,图中搅拌器未画出。燃料的质量均为60g。
(1)若要比较不同物质的比热容,则:
①应选择丙图实验装置和 图实验装置进行实验;两套实验装置中烧杯内液体的 必须相等;
②实验中,用 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来表示两种液体吸收热量的多少;
③如表所示是实验中得到的实验数据,分析表中数据可知, (选填“a”或“b”)液体的比热容较大;
温度/℃
20
30
40
50
加热时间/s
液体a
0
40
82
126
液体b
0
18
40
64
(2)若要比较不同燃料的热值,应选择 (两图实验装置进行实验)。
31.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)一定气压下,某种晶体熔化成同温度的液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热,用字母表示。在标准大气压下,用一个热效率为40%的酒精炉为热源,将50g初温为0℃的冰全部熔化0℃的水,共燃烧了14g。已知酒精的热值为,水的比热容为。请回答下列问题:
(1)酒精燃烧时,是将 能转化为内能;
(2)求14g酒精完全燃烧释放出的热量;( )
(3)若(2)中酒精完全燃烧释放的热量被5kg初温为20℃的水全部吸收,求水的末温;( )
(4)求在标准大气压下,冰的熔化热。( )
32.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)《天工开物》中的“生熟炼铁炉”如图所示,古人将铁料熔炼成铁水,炙热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块。再用熟铁块作为原料,在炭火中加热吸碳,提高含碳量,然后经过锻打,除掉杂质又渗进碳,从而得到钢。请解答下列问题:
(1)炙热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块其中,铁水变成铁块的过程是通过 (选填“做功”或“热传递”)使铁块的温度降低,此过程中铁的内能 (选填“增加”或“减少”)。
(2)在熔炼铁水时,将炉内1000kg的铁从室温加热到刚要熔化时,铁吸收的热量是多少 ?[,铁的熔点约为1525℃,室温约为25℃]
(3)如果(2)中铁吸收的热量全部由木炭燃烧提供,木炭的热效率只有30%,那么要熔炼这么多铁需要多少千克的木炭 ?[,结果保留2位小数]
(4)将铁料熔炼成铁水的过程可将铁料中的杂质分离,杂质的密度,要使高纯度铁水从出料口流出,出料口的位置应在熔炉的上端还是下端 ?请说明理由 。
33.(22-23九年级上·贵州六盘水·期末)随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见表:
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE-RT)
136.6W/m2
103.5W/m2
93.5W/m2
聚丁烯(PB)
125.7W/m2
96.9W/m2
90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量?[水的比热容]
(2)如果用燃烧干木材来给上一小题中的水加热,当水的吸热效率为14%时,需要完全燃烧多少kg干木材?[干木材的热值]
(3)某家庭木地板的面积为80m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(4)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关?(请至少写出两点)
34.(22-23九年级上·贵州毕节·期末)设计汽车发动机时,既要考虑能量的利用效率,也要考虑发动机的冷却问题。
(1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度,5kg水在冷却系统中升高了50℃,所吸收的热量是多少?()
(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时,如果每分钟释放1.2×107J的能量,则该汽车每分钟的所消耗的柴油的质量是多少?(柴油的热值是)
35.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)2023年11月24日10时18分,贵阳经金沙至古蔺(黔川界)高速公路(贵金高速)正式通车运营。大大缩短了金沙至贵阳的行驶时间。乐于观察的小艾同学发现路上有许多新型混动汽车。上网查询到,新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点,当混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了5.12×107J。求:
(1)此次测试中,该汽车通过的路程是多少?
(2)此次测试中,该汽车牵引力做了多少功?
(3)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg,此次测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),该汽车内燃机的效率是多大?
36.(22-23九年级上·贵州毕节·期末)阅读下列短文,并回答问题。
走向深空的“最后一把钥匙”
2022年7月1日,长征五号遥七火箭芯二级氢氧发动机成功开展了地面环境校准试验,发动机按预定程序起动,主机工作平稳并按程序正常关机,试验取得圆满成功。
长征五号运载火箭被国人亲昵地称为“胖五”。长征五号B运载火箭是专门为中国载人航天工程空间站建设而研制的一型新型运载火箭,它是以长征五号火箭为基础进行改进研制的运载火箭,是中国近地轨道运载能力最强的新一代运载火箭,全箭总长53.7米,起飞重量837.5吨,近地轨道运载能力大于22吨。
“胖五”被誉为走向深空的“最后一把钥匙”。它试验成功,拉开了我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。在将来的宇宙深空探索中,“胖五”将带着新型飞船以及空间站,开启一段全新的旅程。
(1)根据文中描述,“胖五”指的是 运载火箭,它所搭载的新型飞船在加速上升过程中的机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)火箭发动机属于 (选填“热”或“电”)机,生活中使用这类机械的工具较多,请你举出一例: ;
(3)“胖五”是采用液态氢作为燃料的,这是因为液态氢具有的优点是 。液态氢燃烧过程中热值将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
37.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)小华的爸爸最近购买了一辆轿车,小华利用所学的物理知识对该轿车进行了一系列探索与研究活动。小华同学阅读了轿车发动机的说明书后,发现发动机中燃料燃烧所放出的热量除了对外输出做功外,还会因为各种原因耗散,他搜集资料,进行计算,将该轿车内燃机的能量流向制成如图甲所示的能量流向图。周末的时候,小华随父母开车去景区游玩,到达目的地后发现轿车消耗了10kg汽油,设轿车发动机的热机效率和发动机的功率恒定不变,发动机的牵引力始终为2.5×103N,轿车在平直公路上行驶的速度v与时间t的关系图象如图乙所示。请根据给出的信息,回答下列问题:[已知汽油的热值为4.6×107J/kg,冷却水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(1)根据甲图中的信息,该轿车发动机的热机效率为 ;
(2)求10kg汽油完全燃烧所放出的热量;( )
(3)求轿车匀速行驶10s,发动机对外做的功;( )
(4)求轿车匀速行驶10s,发动机因释放废气耗散的热量。( )(轿车行驶时,汽油完全燃烧;结果保留两位有效数字)
试卷第1页,共3页
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专题02 内能的利用
考点一 热机
1.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)欢欢观察到在水烧开时,产生的水蒸气可以将壶盖顶起,如图所示:这种能量转化与下列汽油机的四个冲程中的哪个冲程是相同的( )
A.压缩冲程
B.做功冲程
C.排气冲程
D.吸气冲程
【答案】B
【详解】水烧开时,产生的水蒸气可以将壶盖顶起,此过程中水蒸气的内能转化为壶盖的机械能;在汽油机的四个冲程中,做功冲程的能量转化也是内能转化为机械能。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)小林用燃气灶烧水,并给爷爷泡了一壶茶(如图所示)。善于思考的小林发现在这个过程中蕴含了很多物理知识,下列说法中正确的是( )
A.水的温度升高,所含有的热量就增多
B.燃气灶烧水时,是将机械能转化为化学能
C.茶香四溢,是因为分子在不停地做无规则运动
D.泡茶要用滚烫的开水,因为分子运动的快慢与温度无关
【答案】C
【详解】A.热量是过程量,不能说含有的热量,故A错误;
B.燃气灶烧水时,是将燃料中的化学能转化为内能,故B错误;
C.茶香四溢,是扩散现象,说明了分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D.泡茶要用滚烫的开水,因为温度越高,分子运动越快,故D错误。
故选C。
3.(22-23九年级上·贵州安顺·期末)蒸汽机的普及和发展使人类社会进入了“蒸汽时代”。下列关于热机的说法正确的是( )
A.热机是利用内能做功的机械
B.所有热机一个完整的工作循环都要经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程,飞轮转3转
C.随着科学技术的发展,热机的效率可以达到100%
D.热机的种类很多,其中汽油机是内燃机,柴油机是蒸汽机
【答案】A
【详解】A.热机是指利用燃料燃烧获得内能,通过对外做功转化成机械能的装置,即是利用内能做功的机械,故A正确;
B.四冲程内燃机一个完整的工作循环要经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程,飞轮转2转,对外做功一次,故B错误;
C.在热机中,总存在着热量损失,效率不可能达到100%,故C错误;
D.汽油机和柴油机都是内燃机,故D错误。
故选A。
4.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)如图所示实验中,我们看到塞子从试管口跳出时的情况,下列是四冲程汽油机工作的示意图,其中能量的转化与图中能量转化相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】当试管内水被酒精灯加热后,水蒸气的内能逐渐增大,最后会把塞子冲出去,水蒸气的内能转化为了塞子的机械能;汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为活塞的机械能;
A.进气门、排气门关闭,活塞由下向上运动,是压缩冲程,故A不符合题意;
B.进气门关闭,排气门打开,活塞由下向上运动,是排气冲程,故B不符合题意;
C.进气门、排气门关闭,活塞由上向下运动,是做功冲程,故C符合题意;
D.进气门打开,排气门关闭,活塞由上向下运动,是吸气冲程,故D不符合题意。
故选C。
5.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)汽油机一个工作循环中,利用释放内能实现飞轮带动汽车各部分机械运转的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【详解】在汽油机的做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞做功,将燃气的内能转化为机械能,所以,做功冲程是利用释放内能实现飞轮带动汽车各部分机械运转的冲程;吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性来完成的,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(22-23九年级上·贵州毕节·期末)小毕家的下水道堵了,他父亲用固体疏通剂进行疏通,具体操作是:先将适量的疏通剂倒入下水道,再缓慢加入清水,疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体,通过高温高压气体的膨胀将管道疏通,在这个过程中,高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的 冲程。
【答案】做功
【详解】高压气体疏通管道最后通过高温高压气体的膨胀将管道疏通,该过程是内能转化为机械能,与汽油机的做功冲程中能量转化相同。
7.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)荔波小七孔景区有一种水上摩托项目,如图所示,水上摩托的发动机是一种汽油机,为发动机提供动力的是 冲程,该冲程将 能转化为机械能。
【答案】 做功 内
【详解】[1][2]汽油机在做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能,为热机工作提供动力。
考点二 热值和热机效率
8.(22-23九年级上·贵州贵阳·期末)火力发电厂通过燃烧煤而获得能量发电。若使用劣质煤,会因燃烧不充分而严重污染环境。质检部门检测煤的品质时主要是依据煤的下列哪种物理性质( )
A.弹性 B.热值 C.质量 D.导热性
【答案】B
【详解】热值是燃料的一种特性,相同质量的不同燃料,热值越大,完全燃烧时放出的热量越多。所以常用热值来区分煤炭的优劣,故B符合题意、ACD不符合题意。
故选B。
9.(23-24九年级上·贵州遵义·期末)2023年7月12日,我国自主研制的全球首枚液氧甲烷火箭发射成功,标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得突破。火箭升空过程中消耗了部分液氧甲烷,剩余部分的热值 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变
【详解】
燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,火箭升空过程中消耗了部分液氧甲烷,液氧甲烷质量变小,但燃料种类不变,所以剩余部分的热值不变。
10.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)长征五号火箭的一子级发动机使用了液氢作为燃料,主要原因是液氢的 较大。
【答案】热值
【详解】火箭发动机采用液氢做为燃料,原因是液氢具有较大的热值,由可知,完全燃烧相同质量的液氢时,可以释放出更多的热量。
11.(23-24九年级上·湖南怀化·期中)花园里百花争艳,人在远处就能闻到花香,这是 现象;荷叶上相距很近的两滴水珠,会自动汇合成一滴较大的水珠,这说明分子之间存在 。天然气热值为,完全燃烧的天然气所释放的热量为 J。
【答案】 扩散 引力
【详解】[1]人在远处就能闻到花香,这是扩散现象,是由于分子在不停地做无规则运动。
[2]分子间有相互作用的引力和斥力。荷叶上相距很近的两滴水珠,会自动汇合成一滴较大的水珠,这说明分子之间存在斥力。
[3]完全燃烧的天然气所释放的热量为
12.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)“绿水青山就是金山银山”,环境就是民生,保护好水资源十分重要,水对生态环境、气候有一定的调节作用,这是因为水具有较大的 。2022年2月27日11时许,长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星在文昌航天发射场一飞冲天,开启了我国新的共享火箭“拼车模式”,运载火箭所用的液态氢燃料热值为1.4×108J/kg,则完全燃烧100g燃料放出的热量是 J。
【答案】 比热容 1.4×107
【详解】[1] 因为水的比热容比较大,在吸收或放出相同的热量时,水的温度变化小,所以水对生态环境、气候有一定的调节作用。
[2]则完全燃烧100g燃料放出的热量是
Q放=mq=0.1kg×1.4×108J/kg=1.4×107J
13.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)2023年11月16日11时55分,长征二号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心成功将海洋水色观测卫星01星发射升空,顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。这是中国航天史上的又一次伟大时刻,令国人为之骄傲。火箭发射时采用液氢作为燃料,若某次发射消耗氢100kg,液氢完全燃烧产生的热量为 J,若这些热量的30%被水吸收,可使 kg水的温度升高50℃。[q液氢=1.4×108J/kg,c液氢=4.2×103J(kg·℃)]
【答案】 1.4×1010 2×104
【详解】[1]液氢完全燃烧产生的热量为
Q放=m液氢q液氢=100kg×1.4×108J/kg=1.4×1010J
[2]水吸收的热量
Q吸=30%Q放=0.3×1.4×1010J=4.2×109J
水的质量
14.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)我国自行研制的长征系列运载火箭已将众多卫星送入太空,火箭主要采用液氢作为燃料,这是因为液氢的 大,燃烧时可释放更多内能,从而使火箱获得更多的机械能。
【答案】热值
【详解】火箭主要采用液氢作为燃料,这是因为液氢的热值大,相同质量的液氢和其它燃料相比,完全燃烧时可以放出更多的热量。
15.(22-23九年级上·贵州安顺·期末)某同学在做探究水沸腾时温度变化的特点实验时,完全燃烧了2.8g酒精,使烧杯中初温20℃、体积为200mL的水温度升高到100℃,该过程中水吸收了 J热量,该装置的效率是 。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg]
【答案】 6.72×104 80%
【详解】[1]水的质量
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×200×10-6m3=0.2kg
水吸收的热量为
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(100℃-20℃)=6.72×104J
[2]2.8g酒精完全燃烧放出的热量
Q放=m酒精q酒精=2.8×10-3kg×3.0×107J/kg=8.4×104J
则该装置的热效率为
16.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等,烧杯内液体质量和初温也相同。
(1)选择甲、乙两图实验来比较不同燃料的热值,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”),理由是: ;
(2)选择甲、丙两图实验来比较不同物质吸热升温的特点,可以采用方法一: 。也可以采用方法二:升高相同温度比较吸收热量的多少。比热容的概念是采用方法 (选填“一”或“二”)来定义的。
【答案】 偏小 燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收,燃料不可能完全燃烧 温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比 一
【详解】(1)[1][2]由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收,燃料不可能完全燃烧,则通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小。
(2)[3]选择甲、丙两图实验来比较不同物质吸热升温的特点,可以采用温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比的方法。
[4]物理学规定:比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积之比。所以比热容的概念是采用方法一来定义的。
17.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)一天晚上小明在家做作业时,家里的电灯突然变暗了,他想可能是家庭电路的电压低于正常值,导致家里的电灯变暗,电灯的实际功率变小,相同时间内消耗的电能也减少了。他又想:那么在此时使用电热水壶烧水同样也能省电.小明的想法对吗?请你结合学过的电学知识帮助小明简要分析说明。
【答案】见解析
【详解】不但不能省电还要费电。
烧开同样的一壶水,水增加的内能是相同的,即需要的有用能量是相同的,消耗的有用电能是相同多的,电流做的有用功是同样多的。如果电路电压低,电热水壶的功率变小,加热时间增长,此时向外散失的能量多了,反而比平时消耗更多的电能才能将同一壶水烧开。
考点三 能量的转化和守恒
18.(多项选择)(22-23九年级上·贵州毕节·期末)关于如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.这个实验说明物体的内能可用来对外做功
B.对木塞做功的过程中水蒸气的内能增加
C.此过程中水蒸气内能转化为木塞的机械能
D.酒精燃烧是将内能转化为化学能
【答案】AC
【详解】A.由图看出水蒸气对木塞做功,使木塞飞出,可以说明物体的内能可用来对外做功,故A正确;
B.水蒸气对木塞做功,水蒸气温度降低,内能减小,故B错误;
C.水蒸气对木塞做功,水蒸气温度降低,内能减小,转化为木塞的机械能,使木塞飞出,故C正确;
D.酒精燃烧,发生化学变化,是将化学能转变为内能,故D错误。
故选AC。
19.(多项选择)(23-24九年级上·贵州六盘水·期末)如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质,向外盒中加入适量的水,发热包和水发生反应放出大量的热。有关该自热火锅的说法正确的是( )
A.生石灰与水反应会放出大量的热是化学能转化为内能
B.设计出气孔的目的是避免使用时盒内气压过高发生危险
C.加热时,温度从发热包传递给食物
D.食物被加热时,吸收热量,内能增大
【答案】ABD
【详解】A.生石灰与水发生化学反应,会放出大量的热,此反应过程中的能量转化是化学能转化为内能,故A正确;
B.盒盖上有出气孔,这样会避免使用时盒内气压过高,能防止危险的发生,故B正确;
C.加热时,热量从发热包传递给食物,故C错误;
D.食物被加热时,是利用热传递的方式增加食物的内能,食物的温度升高,故D正确。
故选ABD。
20.(23-24九年级上·贵州毕节·期中)“蓄能电站”是电网为合理用电、提高电力的经济效益而设计修建的,它的工作原理是:在深夜处于用电低谷时,利用过剩的电能,通过水泵把下游水库的水抽到高处的上游水库内;白天则通过开启闸门放水发电,以补充电能的不足。我国陆续兴建了许多“蓄能电站”,改善了电网的供电质量。
(1)请分析“蓄能电站”在蓄水和发电过程中的能量转化。
(2)知道了“蓄能电站”的工作原理,你认为修建“蓄能电站”在选址时,对自然条件有什么要求?(请写出一条)
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【详解】
(1)“蓄能电站”在蓄水的过程中,将电能转化为水的动能再转化为重力势能;发电的过程中, 将水的机械能最终转化为电能。
(2)自然条件:上、下水库落差大且水量丰沛。
21.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)汽车作为人们的代步工具,给人们的生活提供极大的便利,但是由于汽车的发动机在工作过程中有较大的能量损失,形成了“高能耗,低效率”的现状,同时也给环境带来了一定的污染。请回答下列问题:
(1)请分析汽车发动机“低效率”的原因;(至少写出两点)
(2)请写出一条“节能减排,低碳生活”的措施。
【答案】见解析
【详解】(1)汽车发动机“低效率”的原因有:
①汽油不能完全燃烧会造成燃料燃烧放出的热量减少;②机械散热会损失一部分能量;③克服机械摩擦做功会消耗一部分能量;④废气带走相当大一部分能量。
(2)出行少开私家车,尽量选择步行、骑自行车或乘坐公共交通工具都可以“节能减排,低碳生活”。
22.(23-24九年级上·贵州遵义·期末)遵义市中华路到中山路的地下人防工程建设中,拆除地面所用氮爆式破碎锤(俗称“炮机”)的钻头较为尖锐,这是为了 压强;“炮机”依靠高压氮气推动钻头工作,其能量转化与内燃机 冲程相同。
【答案】 增大 做功
【详解】
[1]钻头较为尖锐目的是减小拆除物的受力面积,当压力一定时,减小受力面积可以增大压强。
[2] “炮机”依靠高压氮气推动钻头工作,气体对外做功,将内能转化为机械能,与内燃机中做功冲程。
23.(23-24九年级上·贵州贵阳·期末)如图所示是利用扇形统计图表示两台不同型号内燃机工作过程中各部分能量的占比情况,若内燃机燃烧相同燃料,请从图中的数据判断哪台内燃机的热机效率高?
对于另一台内燃机可以采取哪些措施能提高热机效率。 (至少写出两条)
【答案】乙热机效率高;尽量使燃料完全燃烧,尽量减少热量损失
【详解】[1]由图可知,甲对外做功30%,乙对外做功43%,所以乙热机效率高。
[2]提高热机效率的途径有:尽量使燃料完全燃烧、尽量减少热量损失、尽量减少摩擦与辐射、尽量增大输出有用功。
24.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)在敦煌戈壁滩上,有一座熔岩塔式光热电站如图甲所示,电站内有12万面可随太阳转动,略有弧度的定日镜能将太阳光反射到吸热塔的顶部,加热其中的熔盐。熔盐的比热容是1.53×103J/(kg·℃),熔点是210℃。如图乙所示,将290℃左右的熔盐存储在保温性能较好的低温熔盐罐中,输送到吸热器内,通过太阳能加热使其温度达到560℃左右以上,再存储在高温熔盐罐中,当需要发电时,将高温熔盐送往蒸汽发生器,产生高温高压的水蒸气驱动涡轮发电机发电。
(1)低温熔盐罐的温度应 (选填“大于”或“小于”)210℃,高温熔盐罐利用熔盐储存 能;在蒸汽发生器中水是通过 (选填“热传递”或“做功”)的方式增大内能的,熔盐发电最终将太阳能转化为 能;
(2)请计算在蒸汽发生器中若1kg的高温熔盐温度由560℃降到290℃时放出的热量是多少?( )
(3)在设计利用熔盐来携带太阳能发电的过程中有两种方案。第一种是不需要安装熔盐罐,直接把熔盐放在导管中一直循环吸热和放热来发电,第二种是安装熔盐罐,通过太阳能加热后储存在高温熔盐罐中再用来发电。聪明的你请回答为什么采用第二种而不是第一种;( )
(4)熔盐塔式光热电站与火力发电站相比,有什么优点(写出一条即可)。( )
【答案】 大于 内 热传递 电 见解析 减少碳排放
【详解】(1)[1]低温熔盐罐中的盐要保持液态,温度应高于熔盐的熔点,即大于210℃。
[2][3][4]高温熔盐罐利用熔盐储存内能,高温熔盐在蒸汽发生器中通过热传递的方式增大水的内能,熔盐发电最终将太阳能转化为电能。
(2)[5]在蒸汽发生器中若1kg的高温熔盐温度由560℃降到290℃时放出的热量为
(3)[6]安装熔盐罐可以起到蓄热、缓冲的作用,当阴天或者太阳光照不强时,可以利用罐内的高温熔盐继续维持发电的运行。
(4)[7]熔盐塔式光热电站与火力发电站相比的优点:清洁、可持续、减少碳排放。
25.(多项选择)(23-24九年级上·贵州毕节·期末)下列关于四冲程汽油机的说法正确的是( )
A.汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物
B.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
C.排气冲程中,汽油机将内能转化为机械能
D.已知飞轮的转速为3000r/min,则该汽油机1s内对外做功25次
【答案】AD
【详解】A.根据汽油机四冲程的特点可知,汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气和汽油的混合物,故A正确;
B.内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,不需要依靠飞轮的惯性完成,故B错误;
C.内燃机的排气冲程需要依靠飞轮的惯性完成,消耗机械能,故C错误;
D.四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min=50r/s,即飞轮每秒转50圈;由于汽油机的1个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以1s内该汽油机对外做功25次,故D正确。
故选AD。
26.(多项选择)(23-24九年级上·山东日照·期中)为实现国家关于“碳中和”“碳达峰”目标,某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。下列有关说法正确的是( )
A.发动机将内能转化为机械能的是做功冲程
B.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在气缸中燃烧比较完全
C.汽油在气缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
【答案】ABD
【详解】A.做功冲程中将内能转化为机械能,故A正确;
B.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B正确;
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,有利于节约能源和环境保护,故D正确。
故选ABD。
27.(多项选择)(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)下列说法中不正确的是( )
A.冰在0℃时,内能为0
B.燃料的热值与燃料的质量无关
C.温度高的物体具有的内能一定多,温度低的物体具有的内能一定少
D.0℃的冰熔化成0℃的水,由于温度不变,所以它的内能不变
【答案】ACD
【详解】A.一切物体均有内能,冰在0℃时,内能不为0。故A错误,符合题意;
B.燃料的热值是燃料本身的一种特性,与燃料的质量无关,故B正确,不符合题意;
C.内能与物体的质量、温度、状态等有关,温度高的物体具有的内能不一定多,温度低的物体具有的内能不一定少,故C错误,符合题意;
D.0℃的冰熔化成0℃的水,不断吸收热量,虽然温度不变,但它的内能增加,故D错误,符合题意。
故选ACD。
28.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)质量为1kg的水温度由10℃升高到30℃,水吸收的热量是 J,这些热量相当于完全燃烧 g酒精。()
【答案】 8.4×104 2.8
【详解】[1]质量为1kg的水温度由10℃升高到30℃,水吸收的热量是
[2]由题意可知,水吸收的热量与酒精完全燃烧释放的热量相等,则
这些热量相当于完全燃烧酒精的质量为
29.(22-23九年级上·贵州铜仁·期末)如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的质量都相同。
(1)某实验小组要“研究不同物质的吸热能力”应选择 两个装置来进行实验;
(2)在“研究不同物质的吸热能力”的实验中,是通过 来反映不同物质吸热的多少(选填“温度计示数”或“加热时间”);
(3)为了研究不同物质的吸热能力,利用其中两幅图的装置进行实验,根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图象,如丁图所示,由丁图分析得出,如果已知b液体的比热容是,则a液体的比热容是 ;
(4)在甲装置中,若燃料为酒精(),烧杯内的液体为水,其质量为200g,点燃燃料直至燃料烧完,温度计的示数由20℃上升到70℃,再结合“10g”燃料这一数据,计算出燃料的热值,通过实验算出的热值与实际相比 (选填“偏大”或“偏小”),理由是 。
【答案】 甲、丙 加热时间 偏小 燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收/燃料燃烧不完全,存在热散失
【详解】(1)[1]比较两种液体的吸热能力的大小,必须控制燃料的种类相同,改变液体的种类,控制液体的质量相同,根据温度计的示数高低得出吸热多少,从而判断两种液体吸热能力的大小关系,应选择甲、丙两图进行实验。
(2)[2]实验相同的燃料在燃烧情况相同时,相同时间内放出的热量相同,据转换法可知,可以通过加热时间的长短来反映不同物质吸热的多少。
(3)[3]由图可知,ab两种物质在升高相同温度时,b的加热时间比a的加热时间为
则b吸收的热量为a吸收热量的1.5倍,根据可知,在质量和升高相同温度时,比热容和吸收的热量成正比,即b的比热容为a的比热容的1.5倍,则a的比热容为
(4)[4][5]水吸收的热量为
由于,则酒精的热值为
计算出来的结果小于酒精的热值,这是因为燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全,存在热散失,所以测得的热值会偏小。
30.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)如图所示,实验小组的同学利用甲、乙、丙三图中的实验装置进行“比较不同物质的比热容”和“比较不同燃料的热值”的实验。三套装置除燃料和烧杯中液体外完全相同,图中搅拌器未画出。燃料的质量均为60g。
(1)若要比较不同物质的比热容,则:
①应选择丙图实验装置和 图实验装置进行实验;两套实验装置中烧杯内液体的 必须相等;
②实验中,用 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来表示两种液体吸收热量的多少;
③如表所示是实验中得到的实验数据,分析表中数据可知, (选填“a”或“b”)液体的比热容较大;
温度/℃
20
30
40
50
加热时间/s
液体a
0
40
82
126
液体b
0
18
40
64
(2)若要比较不同燃料的热值,应选择 (两图实验装置进行实验)。
【答案】 甲 质量 加热时间 a 甲乙
【详解】(1)①[1]比较不同物质的比热容,根据控制变量法,保持加热器中燃料种类相同,液体种类不同,应选择丙图实验装置和甲图实验装置进行实验。
[2]物体吸收热量的多少与质量有关,两套实验装置中烧杯内液体的质量必须相等。
②[3]实验中,物体吸收热量的多少不易直接观察,相同的加热时间产生的热量相同,故用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少,这里运用了转换法。
③[4]如表所示是实验中得到的实验数据,升高相同的温度,液体a需要加热的时间更长,即吸收的热量更多,根据可知, a液体的比热容较大。
(2)[5]若要比较不同燃料的热值,根据控制变量法,需保持两杯液体质量和种类相同,加热器中燃料种类不同,故应选择甲乙。
31.(23-24九年级上·贵州黔南·期末)一定气压下,某种晶体熔化成同温度的液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热,用字母表示。在标准大气压下,用一个热效率为40%的酒精炉为热源,将50g初温为0℃的冰全部熔化0℃的水,共燃烧了14g。已知酒精的热值为,水的比热容为。请回答下列问题:
(1)酒精燃烧时,是将 能转化为内能;
(2)求14g酒精完全燃烧释放出的热量;( )
(3)若(2)中酒精完全燃烧释放的热量被5kg初温为20℃的水全部吸收,求水的末温;( )
(4)求在标准大气压下,冰的熔化热。( )
【答案】 化学 40℃
【详解】(1)[1]酒精燃烧时,发生化学变化发光发热,是将化学能转化为内能。
(2)[2]14g酒精完全燃烧释放出的热量为
(3)[3]酒精完全燃烧释放的热量被5kg初温为20℃的水全部吸收,水升高的温度为
水的末温为
(4)[4]50g冰熔化过程实际吸收的热量为
在标准大气压下,冰的熔化热为
32.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)《天工开物》中的“生熟炼铁炉”如图所示,古人将铁料熔炼成铁水,炙热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块。再用熟铁块作为原料,在炭火中加热吸碳,提高含碳量,然后经过锻打,除掉杂质又渗进碳,从而得到钢。请解答下列问题:
(1)炙热的铁水沿管道流入较低处的水塘,完成淬火,最终制成熟铁块其中,铁水变成铁块的过程是通过 (选填“做功”或“热传递”)使铁块的温度降低,此过程中铁的内能 (选填“增加”或“减少”)。
(2)在熔炼铁水时,将炉内1000kg的铁从室温加热到刚要熔化时,铁吸收的热量是多少 ?[,铁的熔点约为1525℃,室温约为25℃]
(3)如果(2)中铁吸收的热量全部由木炭燃烧提供,木炭的热效率只有30%,那么要熔炼这么多铁需要多少千克的木炭 ?[,结果保留2位小数]
(4)将铁料熔炼成铁水的过程可将铁料中的杂质分离,杂质的密度,要使高纯度铁水从出料口流出,出料口的位置应在熔炉的上端还是下端 ?请说明理由 。
【答案】 热传递 减小 67.65kg 下端 见详解
【详解】(1)[1][2]铁水变成铁块的过程,铁水将热量传递给水,铁水放出热量,内能减少,这是通过热传递减小物体内能的。
(2)[3]铁吸收的热量
铁吸收的热量为。
(3)[4]木炭放出热量
需要木炭的质量
那么要熔炼这么多铁需要67.65kg木炭。
(4)[5]杂质的密度,则杂质在铁水中处于漂浮状态,铁水在下层,所以出料口位置应在熔炉的下端。
33.(22-23九年级上·贵州六盘水·期末)随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见表:
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE-RT)
136.6W/m2
103.5W/m2
93.5W/m2
聚丁烯(PB)
125.7W/m2
96.9W/m2
90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量?[水的比热容]
(2)如果用燃烧干木材来给上一小题中的水加热,当水的吸热效率为14%时,需要完全燃烧多少kg干木材?[干木材的热值]
(3)某家庭木地板的面积为80m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(4)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关?(请至少写出两点)
【答案】(1);(2)200kg;(3);(4)见解析
【详解】解:(1)水吸收的热量
(2)干木材完全燃烧放出的热量为
需要干木柴的质量为
(3)由题知,散热管材料为聚丁烯,用木地板,该家庭地面单位面积上的散热功率为90.0W/m2,该供暖系统每小时的散热量
(4)由题中表格可知,当地面装饰层材料、散热管材料不同时,单位面积的散热功率不同,所以“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料有关。
答:(1)水至少需要吸收的热量;
(2)需要干木柴的质量为200kg;
(3)该供暖系统每小时的散热量为;
(4)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料有关。
34.(22-23九年级上·贵州毕节·期末)设计汽车发动机时,既要考虑能量的利用效率,也要考虑发动机的冷却问题。
(1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度,5kg水在冷却系统中升高了50℃,所吸收的热量是多少?()
(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时,如果每分钟释放1.2×107J的能量,则该汽车每分钟的所消耗的柴油的质量是多少?(柴油的热值是)
【答案】(1)1.05×106J;(2)0.3kg
【详解】解:(1)吸收的热量为
(2)消耗柴油的质量是
答:(1)水所吸收的热量是;
(2)每分钟消耗的柴油质量是0.3kg。
35.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)2023年11月24日10时18分,贵阳经金沙至古蔺(黔川界)高速公路(贵金高速)正式通车运营。大大缩短了金沙至贵阳的行驶时间。乐于观察的小艾同学发现路上有许多新型混动汽车。上网查询到,新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点,当混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了5.12×107J。求:
(1)此次测试中,该汽车通过的路程是多少?
(2)此次测试中,该汽车牵引力做了多少功?
(3)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg,此次测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),该汽车内燃机的效率是多大?
【答案】(1)25km;(2)1×108J;(3)42%
【详解】解:(1)汽车行驶的路程
s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m
(2)由图象可知,汽车速度为50km/h时,所受阻力为4000N,由于汽车匀速行驶,汽车的牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=4000N
牵引力做功
W=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J
(3)燃料完全燃烧放出的热量
Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J
内燃机的效率
答:(1)此次测试中,该汽车通过的路程是25km;
(2)此次测试中,该汽车牵引力做了1×108J的功;
(3)该汽车内燃机的效率是42%。
36.(22-23九年级上·贵州毕节·期末)阅读下列短文,并回答问题。
走向深空的“最后一把钥匙”
2022年7月1日,长征五号遥七火箭芯二级氢氧发动机成功开展了地面环境校准试验,发动机按预定程序起动,主机工作平稳并按程序正常关机,试验取得圆满成功。
长征五号运载火箭被国人亲昵地称为“胖五”。长征五号B运载火箭是专门为中国载人航天工程空间站建设而研制的一型新型运载火箭,它是以长征五号火箭为基础进行改进研制的运载火箭,是中国近地轨道运载能力最强的新一代运载火箭,全箭总长53.7米,起飞重量837.5吨,近地轨道运载能力大于22吨。
“胖五”被誉为走向深空的“最后一把钥匙”。它试验成功,拉开了我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。在将来的宇宙深空探索中,“胖五”将带着新型飞船以及空间站,开启一段全新的旅程。
(1)根据文中描述,“胖五”指的是 运载火箭,它所搭载的新型飞船在加速上升过程中的机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)火箭发动机属于 (选填“热”或“电”)机,生活中使用这类机械的工具较多,请你举出一例: ;
(3)“胖五”是采用液态氢作为燃料的,这是因为液态氢具有的优点是 。液态氢燃烧过程中热值将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 长征五号 增大 热 汽车 热值大 不变
【详解】(1)[1]由短文中信息可知,“胖五”是长征五号运载火箭的昵称。
[2]在加速上升过程中,长征五号运载火箭的质量不变,但速度变大、高度变高,所以动能和重力势能都增大,故机械能增大。
(2)[3]火箭发动机属于热机,将内能转化为机械能。
[4]汽车、轮船等都是使用这类机械的工具。
(3)[5]“胖五”是采用液态氢作为燃料的,这是因为液态氢具有的优点是热值大,燃烧等质量的燃料,氢放出的热量更多。
[6]燃料的热值是物质的属性,与质量、温度等无关,所以液态氢燃烧过程中热值将不变。
37.(23-24九年级上·贵州毕节·期末)小华的爸爸最近购买了一辆轿车,小华利用所学的物理知识对该轿车进行了一系列探索与研究活动。小华同学阅读了轿车发动机的说明书后,发现发动机中燃料燃烧所放出的热量除了对外输出做功外,还会因为各种原因耗散,他搜集资料,进行计算,将该轿车内燃机的能量流向制成如图甲所示的能量流向图。周末的时候,小华随父母开车去景区游玩,到达目的地后发现轿车消耗了10kg汽油,设轿车发动机的热机效率和发动机的功率恒定不变,发动机的牵引力始终为2.5×103N,轿车在平直公路上行驶的速度v与时间t的关系图象如图乙所示。请根据给出的信息,回答下列问题:[已知汽油的热值为4.6×107J/kg,冷却水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
(1)根据甲图中的信息,该轿车发动机的热机效率为 ;
(2)求10kg汽油完全燃烧所放出的热量;( )
(3)求轿车匀速行驶10s,发动机对外做的功;( )
(4)求轿车匀速行驶10s,发动机因释放废气耗散的热量。( )(轿车行驶时,汽油完全燃烧;结果保留两位有效数字)
【答案】 35% 4.6×108J 7.5×105J 6.4×105J
【详解】(1)[1]发动机的效率
η=100%﹣30%﹣30%﹣5%=35%
(2)[2]10kg汽油完全燃烧所放出的热量为
Q放=qm=4.6×107J/kg×10kg=4.6×108J
(3)[3]由图乙可知,轿车匀速直线行驶时的速度v=30m/s,轿车发动机的功率为
P=Fv=2.5×103N×30m/s=7.5×104W
轿车匀速行驶10s,发动机对外做的功为
W=Pt=7.5×104W×10s=7.5×105J
(4)[4]轿车在匀速行驶10s过程中,消耗的总能量为
因释放废气耗散的热量为
Q'=η废Q总=30%×2.14×106J≈6.4×105J
试卷第1页,共3页
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