2025年中考物理复习训练《内能》《内能的利用》
2025-01-22
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内容正文:
2025年《内能》《内能的利用》中考复习训练
一 选择题
1. (2024·广水模拟)如图,武汉东湖公园为城市提供了更充足的“绿肺”空间,是市民休闲健身的好去处。下列说法正确的是(A)
A.闻到湖边青草芳香是分子不停做无规则运动的结果
B.阳光下湖水温度升高,内能增加,是通过做功方式
C.烈日下,湖水比岸上石头凉,是因为水的比热容小
D.气温降低时,湖水分子运动变慢,含有的热量减少
2. (2024·广元)“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食,凉面的口感、香气深受人们喜欢,下列说法正确的是(B)
A.油辣子附着在凉面上,说明分子间只存在引力
B.香气四溢,表明分子在不停地做热运动
C.凉面条之间有空隙,说明分子间有间隙
D.吃一口凉面,只有几个分子进入口中
3. 下列说法正确的是(A)
A.腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中
B.“炙手可热”和“钻木取火”是用相同的方法改变物体的内能
C.云中形成的冰粒在下落过程中温度渐渐升高变成雨滴,机械能增大,内能减小
D.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
4. (2024·武汉一模)下列现象中,没有利用“水的比热容较大”这个特点的是(A)
A.夏天在地面上洒水,人感到凉快
B.用热水袋捂手,可以保暖较长时间
C.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
D.楼房中的“暖气”用水作介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖
5. 2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破(q氢=1.4×108J/kg)。下列说法正确的是(C)
A.氢能不属于清洁能源
B.用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多
C.完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量
D.氢能重卡的热机效率可高达100%
6. (2024·扬州)家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是(B)
A.汽油机的效率能达到100% B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中,对外做功4次 D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
7. (2024·广元)1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机某一个冲程中,火花塞点火,燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体推动活塞对外做功,则该冲程(B)
A.是压缩冲程 B.气体对外做功,内能转化为机械能
C.活塞依靠飞轮的惯性而运动 D.气体对外做功,气体的内能增加
8. 下列从能量转化的角度阐释的效率的意义,说法正确的是(A)
A.某太阳能电池工作的效率是16%,意义是该太阳能电池把16%的太阳能转化为电能
B.某电动机工作的效率是83%,意义是该电动机可以把17%的电能转化为机械能
C.某锂电池充电时的效率是99%,意义是该锂电池充电时可以把99%化学能转化为电能
D.某柴油机工作的效率是35%,意义是该柴油机把柴油燃烧时释放能量的35%转化为机械
能
9. 有关能量的转移、转化和利用,下列说法正确的是(C)
A.电烤炉取暖,是电能转移到人体 B.钻木取火,是内能转化为机械能
C.中医提倡的热水泡脚,是通过热传递的方式增大脚部的内能
D.用嘴对着手哈气取暖,主要是通过做功的方式增大手的内能
10. (2024·湖北)如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知(C)
A.相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C.升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D.相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
11. (2024·包头)如图所示是一个香薰炉,点燃炉内蜡烛加热香薰液,一会儿,房间内充满了香气,对这过程分析正确的是( D )
A.蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B.香熏液通过做功增加内能
C.香熏液吸热升华变成香气 D.香气弥漫是扩散现象
12. 我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的,但根据南宋《武林旧事》记载,最早的月饼出自笼屉,青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。关于“蒸”月饼时的情景,下列叙述正确的是( C )
A.水沸腾时——水温升高 B.水变成水蒸气——放出热量
C.闻到月饼的香味——扩散现象 D.水变成水蒸气——分子间距不变
13. (2024·南充)关于如图所示的四个情景,下列说法正确的是( B )
A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物,主要是由于大气压强的作用
B.乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有
关
C.丙图双手互搓取暖,是通过热传递方式改变手的内能
D.丁图中活塞向下运动,这是内燃机的压缩冲程
14. (2024·石家庄模拟)两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法中正确的是( A )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
15. (2024·山西)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( D )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
16. (2024·青海)与固体燃料相比,液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一,其密度约为0.42×103kg/m3,热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3,热值为3.0×107J/kg,下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是( D )
A.酒精的密度比液态甲烷的密度小
B.液态甲烷燃烧时,内能转化为化学能
C.相同体积的液态甲烷和酒精,液态甲烷的质量更大
D.10 kg的液态甲烷完全燃烧,放出的热量为5.0×108J
二 填空题
17. (2024·眉山)端午节期间,小龙在家里学习时,闻到粽子的香味,这是扩散现象;煮粽子时,是通过热传递方式改变它的内能。
18. (2024·宜宾)电热水壶内装有质量为2kg,温度为20℃的水,加热至沸腾时,水吸收的热量为6.72×105J;电热水壶额定功率为2000W,正常工作时80%的热量被壶内的水吸收,将这壶水烧开需要的时间是7分钟。已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),当地气压为标准大气压。
19. 人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会,人类所用的能量一部分是从燃烧天然气这种燃料获得的。
(1)与柴薪燃料相比,天然气具有更高的热值。
(2)完全燃烧0.2m3的天然气可放出7.2×106J的热量,这些热量相当于0.6kg的柴薪完全燃烧所释放的热量。(q天然气=3.6×107J/m3,q柴薪=1.2×107J/kg)
20. (2024·广西)关于分子动理论,谚语“有麝自来香,不必迎风扬”表明了分子在不停地做无规则的运动;寒冬,我们常搓手取暖,这是通过做功(选填“做功”或“热传递”)的方式增大内能。
21. (2024·荆州模拟)小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊,用该燃气炉烧水时,把初温为20℃的1kg水加热到100℃,燃烧了0.025m3天然气,则水吸收的热量为3.36×105J,假设天然气完全燃烧,则燃气炉烧水的效率为33.6%。(天然气的热值为4×107J/m3)
22. 今年“五一”小长假,很多人去南湖公园烧烤。烤肉时,香气四溢属于扩散现象,表明分子在不停地做无规则运动;炭火烤肉是通过热传递(选填“做功”或“热传递”)的方式增大肉的内能;木炭在燃烧过程中将化学能转化为内能。
23. (2024·徐州模拟)如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花会立即燃烧。下压过程中活塞对筒内空气做功,空气的内能增大,该能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同。
24. (2024·达州)在1个标准大气压下,小明用天然气灶将质量1 kg的水,从20 ℃加热到沸腾,水吸收的热量是3.36×105J。他家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡,耗水20 kg,热水器进水温度是22 ℃,出水温度是42 ℃,他这次洗澡消耗天然气0.075m3。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃) ,天然气的热值是 3.2×107 J/m3。
25. (2024·河北)如图所示为某储水式电热水器的铭牌,它表明该热水器的额定电压为220V。若该热水器正常工作3 000 s,可将一箱装有额定容量的水从25 ℃加热到50 ℃,则这个过程中水吸收的热量为8.4×106J,热水器的效率为93%(结果保留整数)。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
型号
额定电压
220 V
额定容量
80 L
额定频率
50 Hz
额定最高温度
75 ℃
额定功率
3 000 W
防水等级
IP×4
额定内压
0.8 MPa
出厂编号
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
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的水和甲表中等质量的另一种物质进行对比,作出的图像如图乙所示。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,分析图像可以得出图线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2.52×104J。
甲
三 实验题
27. (2024·齐齐哈尔)小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”(已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃))。
(1)器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及停表(填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油。
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较加热时间来比较物质吸收热量的多少。
(3)实验中选取初温不同、质量相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热,当它们吸收相同的热量时,通过比较升高的温度来比较不同物质吸热能力的强弱。
(4)如图2所示,小姜正确使用温度计测量液体的温度,按照图中B(选填“A”“B”或“C”)方法读数是正确的;实验中某时刻温度计示数如图3所示为66℃。
(5)部分实验数据如下表所示,分析数据可得出结论:水(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
加热时间/min
0
1
2
3
4
……
10
水的温度/℃
30
34
38
42
46
……
70
煤油温度/℃
10
18
26
34
42
……
90
[拓展]
(6)根据表格中的数据,若不计热损失,可计算出煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃)。
28. 某实验小组用如图甲所示的装置比较水和食用油的吸热本领。(食用油的密度为0.8×103kg/m3)
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240 mL的水,为了使水和食用油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入300mL的食用油。
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和食用油,每隔1 min记录一次温度,并绘制图像如图乙所示,可以判断a物质是食用油。停止加热,在相同质量的水和食用油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比大于(填“大于”“等于”或“小于”)食用油放出的热量与降低的温度之比。根据图像可知,该食用油的比热容为2.1×103J/(kg·℃)。
(3)另一组同学用相同器材做实验时,得到如图丙的图像。若a物质在OB段吸收的热量为Qa,b物质在AB段吸收的热量为Qb,则Qa=Qb(选填“>”“<”或“=”)。
四 计算题
29. (2024·兰州模拟)如图所示为某种固体酒精炉,固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全,为了测定该固体酒精炉的热效率,在炉中放入40 g的固体酒精,当固体酒精燃烧完后,锅中1 kg水的温度从20 ℃升高到了70 ℃。已知固体酒精的热值为1.5×107 J/kg,水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)若固体酒精完全燃烧,则放出的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)小明测得固体酒精炉的热效率是多大?
解:(1)固体酒精完全燃烧放出的热量
Q放=m酒精q酒精=40×10-3 kg×1.5×107 J/kg=6×105 J
(2)水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(70℃-20℃)=2.1×105 J
(3)固体酒精炉的热效率
η==×100%=35%
30. (2024·天门模拟)下表是某品牌轿车的一些技术参数,其中排气量是指发动机气缸的工作容积。空燃比是指吸气冲程末,吸入气缸内的空气和汽油的质量之比。当该发动机以最大功率工作时,气缸内汽油和空气的混合气密度为1.5 kg/m3。1 min内高温高压的燃气推动活塞做功3 000次。请你计算发动机在最大功率工作时:
车型
某品牌轿车
排气量
1.5 L
最大功率
69 kW
空燃比
14∶1
(1)每次吸入混合气的质量;
(2)1 min内汽油燃烧放出的热量;
(3)求出该发动机的效率。
解:(1)由密度公式变形可得,每次吸入混合气的质量
m混=ρV=1.5 kg/m3×1.5×10-3m3=2.25×10-3 kg
(2)每次做功冲程中吸入汽油的质量
m油===1.5×10-4 kg
1 min内吸入汽油的质量
m=1.5×10-4 kg×3 000=0.45 kg
1 min内汽油燃烧放出的热量
Q放=mq=0.45 kg×4.6×107 J/kg=2.07×107 J
(3)发动机1 min内做的有用功
W=Pt=69×103 W×60 s=4.14×106 J
该发动机的效率
η=×100%=×100%=20%
31. (2024·天津)使用厨房中的电热水器将质量为5kg的水从20℃加热到50℃,该热水器消耗了0.2kW·h的电能。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)该热水器的热效率。
解:(1)水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J(kg·℃)×5kg×(50℃-20℃)=6.3×105J
(2)该热水器的热效率为
η=×100%=×100%=87.5%
32. 某矿场工地中,使用了如下图所示的一款履带运输车运送矿产。已知空载时,履带运输车的质量为2.5t,履带与地面总接触面积为1m2,某次运送矿产过程中,履带运输车在10min内沿水平路面匀速直线行驶1.5km,行驶中受到的阻力为1×104N,g取10N/kg,求:
(1)空载履带运输车静止时对水平路面的压强;
(2)这次运送中,运输车发动机的输出功率;
(3)若行驶中受到的阻力不变,发动机的效率是60%,10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。(燃料热值q取3.5×107 J/kg)
解:(1)由于空载运输车静止时对水平路面的压力为
F=G=mg=2500kg×10N/kg=2.5×104N
根据p=可得,空载运输车静止时对水平路面的压强为p===2.5×104Pa
(2)因为运输车是做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的是平衡力作用,因此运输车发动机的牵引力为F1=f=104N
根据W=Fs可得,发动机所做的功为
W=F1s=104N×1500m=1.5×107J
根据p=可得,运输车发动机的功率为
p===2.5×104W
(3)10kg的燃料完全燃烧放出的热量为
Q=qm=3.5×107J/kg×10kg=3.5×108J
发动机所做的功为
W1=Qη=3.5×108×60%=2.1×108J
由于受到的阻力不变,且运输车做匀速直线运动,受到的是平衡力作用,则此时的牵引力为F1=f=104N
根据W=Fs可得,10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离为
s1===2.1×104m
33. (2024·兰州模拟)某款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%,已知汽油的热值为4.5×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),那么,在这段运动过程中,求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量;
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,标准大气压下,这些废气的能量全部被初温20 ℃,质量200kg的水吸收,水升高的温度;
(3)如果汽油机的效率不变,汽车匀速行驶时受到的阻力为900N,消耗4kg汽油汽车通过的路程。
解:(1)4 kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放=qm=4.5×107 J/kg×4 kg=1.8×108 J
(2)由题可知废气带走的能量
Q=Q放η=1.8×108 J×42%=7.56×107 J
即水吸收的热量Q吸=Q=7.56×107 J
由Q吸=cmΔt可知水升高的温度
Δt===90 ℃
标准大气压下水的沸点为100 ℃
而90 ℃+20 ℃>100 ℃
因此水实际升高的温度
Δt′=100 ℃-20 ℃=80 ℃
(3)由η=可知,汽车做的有用功
W=Q放η′=1.8×108 J×30%=5.4×107 J
汽车匀速行驶时受到的阻力与汽车的牵引力是一对平衡力,由二力平衡的条件可知,汽车的牵引力F=f=900N
根据W=Fs可知汽车通过的路程
s===6×104m=60km
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2025年《内能》《内能的利用》中考复习训练
一 选择题
1. (2024·广水模拟)如图,武汉东湖公园为城市提供了更充足的“绿肺”空间,是市民休闲健身的好去处。下列说法正确的是( )
A.闻到湖边青草芳香是分子不停做无规则运动的结果
B.阳光下湖水温度升高,内能增加,是通过做功方式
C.烈日下,湖水比岸上石头凉,是因为水的比热容小
D.气温降低时,湖水分子运动变慢,含有的热量减少
2. (2024·广元)“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食,凉面的口感、香气深受人们喜欢,下列说法正确的是( )
A.油辣子附着在凉面上,说明分子间只存在引力
B.香气四溢,表明分子在不停地做热运动
C.凉面条之间有空隙,说明分子间有间隙
D.吃一口凉面,只有几个分子进入口中
3. 下列说法正确的是( )
A.腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中
B.“炙手可热”和“钻木取火”是用相同的方法改变物体的内能
C.云中形成的冰粒在下落过程中温度渐渐升高变成雨滴,机械能增大,内能减小
D.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
4. (2024·武汉一模)下列现象中,没有利用“水的比热容较大”这个特点的是( )
A.夏天在地面上洒水,人感到凉快
B.用热水袋捂手,可以保暖较长时间
C.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
D.楼房中的“暖气”用水作介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖
5. 2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破(q氢=1.4×108J/kg)。下列说法正确的是( )
A.氢能不属于清洁能源
B.用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多
C.完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量
D.氢能重卡的热机效率可高达100%
6. (2024·扬州)家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( )
A.汽油机的效率能达到100% B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中,对外做功4次 D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
7. (2024·广元)1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机某一个冲程中,火花塞点火,燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体推动活塞对外做功,则该冲程( )
A.是压缩冲程 B.气体对外做功,内能转化为机械能
C.活塞依靠飞轮的惯性而运动 D.气体对外做功,气体的内能增加
8. 下列从能量转化的角度阐释的效率的意义,说法正确的是( )
A.某太阳能电池工作的效率是16%,意义是该太阳能电池把16%的太阳能转化为电能
B.某电动机工作的效率是83%,意义是该电动机可以把17%的电能转化为机械能
C.某锂电池充电时的效率是99%,意义是该锂电池充电时可以把99%化学能转化为电能
D.某柴油机工作的效率是35%,意义是该柴油机把柴油燃烧时释放能量的35%转化为机械
能
9. 有关能量的转移、转化和利用,下列说法正确的是( )
A.电烤炉取暖,是电能转移到人体 B.钻木取火,是内能转化为机械能
C.中医提倡的热水泡脚,是通过热传递的方式增大脚部的内能
D.用嘴对着手哈气取暖,主要是通过做功的方式增大手的内能
10. (2024·湖北)如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A.相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C.升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D.相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
11. (2024·包头)如图所示是一个香薰炉,点燃炉内蜡烛加热香薰液,一会儿,房间内充满了香气,对这过程分析正确的是( )
A.蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B.香熏液通过做功增加内能
C.香熏液吸热升华变成香气 D.香气弥漫是扩散现象
12. 我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的,但根据南宋《武林旧事》记载,最早的月饼出自笼屉,青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。关于“蒸”月饼时的情景,下列叙述正确的是( )
A.水沸腾时——水温升高 B.水变成水蒸气——放出热量
C.闻到月饼的香味——扩散现象 D.水变成水蒸气——分子间距不变
13. (2024·南充)关于如图所示的四个情景,下列说法正确的是( )
A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物,主要是由于大气压强的作用
B.乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有
关
C.丙图双手互搓取暖,是通过热传递方式改变手的内能
D.丁图中活塞向下运动,这是内燃机的压缩冲程
14. (2024·石家庄模拟)两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
15. (2024·山西)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
16. (2024·青海)与固体燃料相比,液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一,其密度约为0.42×103kg/m3,热值为5.0×107J/kg。酒精的密度为0.8×103kg/m3,热值为3.0×107J/kg,下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是( )
A.酒精的密度比液态甲烷的密度小
B.液态甲烷燃烧时,内能转化为化学能
C.相同体积的液态甲烷和酒精,液态甲烷的质量更大
D.10 kg的液态甲烷完全燃烧,放出的热量为5.0×108J
二 填空题
17. (2024·眉山)端午节期间,小龙在家里学习时,闻到粽子的香味,这是_____现象;煮粽子时,是通过_____方式改变它的内能。
18. (2024·宜宾)电热水壶内装有质量为2kg,温度为20℃的水,加热至沸腾时,水吸收的热量为_____J;电热水壶额定功率为2000W,正常工作时80%的热量被壶内的水吸收,将这壶水烧开需要的时间是_____分钟。已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),当地气压为标准大气压。
19. 人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会,人类所用的能量一部分是从燃烧天然气这种燃料获得的。
(1)与柴薪燃料相比,天然气具有更高的_____。
(2)完全燃烧0.2m3的天然气可放出_____J的热量,这些热量相当于_____kg的柴薪完全燃烧所释放的热量。(q天然气=3.6×107J/m3,q柴薪=1.2×107J/kg)
20. (2024·广西)关于分子动理论,谚语“有麝自来香,不必迎风扬”表明了分子在不停地做无规则的_____;寒冬,我们常搓手取暖,这是通过_____(选填“做功”或“热传递”)的方式增大内能。
21. (2024·荆州模拟)小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊,用该燃气炉烧水时,把初温为20℃的1kg水加热到100℃,燃烧了0.025m3天然气,则水吸收的热量为_____J,假设天然气完全燃烧,则燃气炉烧水的效率为_____。(天然气的热值为4×107J/m3)
22. 今年“五一”小长假,很多人去南湖公园烧烤。烤肉时,香气四溢属于_____现象,表明分子在不停地做无规则运动;炭火烤肉是通过_____(选填“做功”或“热传递”)的方式增大肉的内能;木炭在燃烧过程中将_____能转化为内能。
23. (2024·徐州模拟)如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花会立即燃烧。下压过程中活塞对筒内空气_____,空气的_____能增大,该能量转化过程与汽油机的_____冲程相同。
24. (2024·达州)在1个标准大气压下,小明用天然气灶将质量1 kg的水,从20 ℃加热到沸腾,水吸收的热量是_____J。他家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡,耗水20 kg,热水器进水温度是22 ℃,出水温度是42 ℃,他这次洗澡消耗天然气_____m3。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃) ,天然气的热值是 3.2×107 J/m3。
25. (2024·河北)如图所示为某储水式电热水器的铭牌,它表明该热水器的额定电压为_____V。若该热水器正常工作3 000 s,可将一箱装有额定容量的水从25 ℃加热到50 ℃,则这个过程中水吸收的热量为_____J,热水器的效率为_____%(结果保留整数)。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
型号
额定电压
220 V
额定容量
80 L
额定频率
50 Hz
额定最高温度
75 ℃
额定功率
3 000 W
防水等级
IP×4
额定内压
0.8 MPa
出厂编号
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
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的水和甲表中等质量的另一种物质进行对比,作出的图像如图乙所示。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,分析图像可以得出图线_____(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_____。
甲
三 实验题
27. (2024·齐齐哈尔)小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”(已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃))。
(1)器材:相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及_____(填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油。
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较__________来比较物质吸收热量的多少。
(3)实验中选取初温不同、_____相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热,当它们吸收相同的热量时,通过比较__________来比较不同物质吸热能力的强弱。
(4)如图2所示,小姜正确使用温度计测量液体的温度,按照图中_____(选填“A”“B”或“C”)方法读数是正确的;实验中某时刻温度计示数如图3所示为_____℃。
(5)部分实验数据如下表所示,分析数据可得出结论:_____(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
加热时间/min
0
1
2
3
4
……
10
水的温度/℃
30
34
38
42
46
……
70
煤油温度/℃
10
18
26
34
42
……
90
[拓展]
(6)根据表格中的数据,若不计热损失,可计算出煤油的比热容为________J/(kg·℃)。
28. 某实验小组用如图甲所示的装置比较水和食用油的吸热本领。(食用油的密度为0.8×103kg/m3)
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240 mL的水,为了使水和食用油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入_____mL的食用油。
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和食用油,每隔1 min记录一次温度,并绘制图像如图乙所示,可以判断a物质是_____。停止加热,在相同质量的水和食用油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比_____(填“大于”“等于”或“小于”)食用油放出的热量与降低的温度之比。根据图像可知,该食用油的比热容为_____J/(kg·℃)。
(3)另一组同学用相同器材做实验时,得到如图丙的图像。若a物质在OB段吸收的热量为Qa,b物质在AB段吸收的热量为Qb,则Qa_____Qb(选填“>”“<”或“=”)。
四 计算题
29. (2024·兰州模拟)如图所示为某种固体酒精炉,固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全,为了测定该固体酒精炉的热效率,在炉中放入40 g的固体酒精,当固体酒精燃烧完后,锅中1 kg水的温度从20 ℃升高到了70 ℃。已知固体酒精的热值为1.5×107 J/kg,水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)若固体酒精完全燃烧,则放出的热量是多少?
(2)水吸收的热量是多少?
(3)小明测得固体酒精炉的热效率是多大?
30. (2024·天门模拟)下表是某品牌轿车的一些技术参数,其中排气量是指发动机气缸的工作容积。空燃比是指吸气冲程末,吸入气缸内的空气和汽油的质量之比。当该发动机以最大功率工作时,气缸内汽油和空气的混合气密度为1.5 kg/m3。1 min内高温高压的燃气推动活塞做功3 000次。请你计算发动机在最大功率工作时:
车型
某品牌轿车
排气量
1.5 L
最大功率
69 kW
空燃比
14∶1
(1)每次吸入混合气的质量;
(2)1 min内汽油燃烧放出的热量;
(3)求出该发动机的效率。
31. (2024·天津)使用厨房中的电热水器将质量为5kg的水从20℃加热到50℃,该热水器消耗了0.2kW·h的电能。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)该热水器的热效率。
32. 某矿场工地中,使用了如下图所示的一款履带运输车运送矿产。已知空载时,履带运输车的质量为2.5t,履带与地面总接触面积为1m2,某次运送矿产过程中,履带运输车在10min内沿水平路面匀速直线行驶1.5km,行驶中受到的阻力为1×104N,g取10N/kg,求:
(1)空载履带运输车静止时对水平路面的压强;
(2)这次运送中,运输车发动机的输出功率;
(3)若行驶中受到的阻力不变,发动机的效率是60%,10kg的燃料可供该车沿水平路面匀速直线行驶的距离。(燃料热值q取3.5×107 J/kg)
33. (2024·兰州模拟)某款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离,消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%,已知汽油的热值为4.5×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),那么,在这段运动过程中,求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量;
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,标准大气压下,这些废气的能量全部被初温20 ℃,质量200kg的水吸收,水升高的温度;
(3)如果汽油机的效率不变,汽车匀速行驶时受到的阻力为900N,消耗4kg汽油汽车通过的路程。
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