专题11 内能 内能的利用-备战2025年中考物理真题题源解密(广东专用)
2025-02-13
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精品
内容正文:
主题二 声、光、热
专题11 内能 内能的利用
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
考点内容
课标要求
命题预测
分子热运动理论
知道常见的物质是由分子、原子构成的。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点
该内容是广东中考必考考点,题型主要是选择题、填空题、实验题、计算题等,分值在6~8分。主要命题点有:
① 对分子热运动理论的理解、物质的扩散、分子间相互作用力等
② 内能的概念、影响物体内能大小的因素、物体内能的改变、温度与内能以及热量的辨析
③ 比热容的概念、比热容的相关计算、水的比热容大的应用、探究不同物质的吸热能力等
④ 热机工作原理、内燃机四冲程工作过程和能量转化关系
⑤ 热值的概念及相关计算、热机效率相关计算等
⑥ 能量转化和转移的辨别、能量转化和转移的方向性、能量守恒定律及其应用
物体的内能与内能的改变
知道自然界和生活中简单的热现象。了解内能和热量。通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以相互转化
比热容及其应用
通过实验了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象
热机
了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义
热值与热机效率
从能量转化的角度认识燃料的热值。从能量转化和转移的角度认识效率
能量守恒定律
了解能量及其存在的不同形式。描述不同形式的能量和生产生活的联系。列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。知道能量守恒定律。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识
1.(新情境)(2024·广东中山·三模)煲仔饭是一种传统的广东美食,以其独特的锅巴和浓郁的香气而闻名,闻到浓郁的香气是由于分子不停做 造成的,烹饪过程中内能是通过 方式改变的,放凉之后香气没有那么浓郁,说明分子热运动的快慢与 有关。
【答案】 无规则运动 热传递 温度
【详解】[1]煲仔饭中带香味的分子在空气中不断地做无规则运动,所以能闻到浓郁的香气。
[2]烹饪时给煲仔饭加热,煲仔饭的内能是通过热传递的方式增大的。
[3]分子热运动的快慢与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈。
2.(跨学科)(2024·广东深圳·一模)如图所示是古人锻造铁器的情景,古代工匠们先将铁矿石放入熔炉得到铁水后,再经过冷却、锻打、淬火等工序制造出优质的铁器。下列说法正确的是( )
A.铁矿石变成铁水是熔化现象,需要放热
B.铁水由液态变成固态的过程中温度不断的降低
C.烧红的铁器被锻打时温度仍降低,说明做功不能改变物体内能
D.成型的高温铁器进行淬火,水的内能增加
【答案】D
【详解】A.铁矿石变成铁水是熔化现象,需要吸热,故A错误;
B.铁水由液态变成固态的过程中,属于凝固现象;金属铁是晶体,虽然铁水在凝固过程中要放热,但其温度不变,故B错误;
C.烧红的铁器被锻打时,通过做功可以改变物体的内能,故C错误;
D.成型的高温铁器进行淬火,水吸收热量,水的内能增加,故D正确。
故选D。
3.(新考法)(2024·广东·二模)有些自动洗衣机通过压力传感器来感知气体的压力,从而控制进水量。如图甲所示,某自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,假设细管内气体温度不变,其压强与体积的关系如图乙所示,当洗衣缸内的水位降低时,气体从状态A变化到状态B,以下说法正确的是( )
A.洗衣缸和与之相连的细管构成了一个连通器
B.洗衣缸内水位降低时,细管内空气的压强变小
C.洗衣缸内水位降低时,细管内空气的密度变大
D.洗衣缸内水位降低时,细管内空气的分子热运动会变得更剧烈
【答案】B
【详解】A.由图甲可知,细管的上端是封闭的,洗衣缸和与之相连的细管不构成连通器,故A错误;
BCD.洗衣缸内水位降低时,液体压强减小,则与洗衣缸相连的细管中水面也会降低,所以被封闭的空气体积增大,气体压强减小,空气质量不变,由可知空气密度减小,气体对外做功,内能减小,温度降低,空气的分子热运动变得更缓慢,故B正确,CD错误。
故选B。
►考向一 分子热运动及现象解释
1.(2024·广东·中考真题)在如图所示的原子模型中,a是( )
A.原子核 B.质子 C.中子 D.电子
【答案】D
【详解】原子是由原子核和核外电子组成的,原子核又是由质子和中子组成的,由原子结构示意图可知,a位于最外层,是电子,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(2023·广东·中考真题)端午节期间,小明在家里煮粽子,粽香四溢说明( )
A.分子在不停地做无规则运动 B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力 D.分子可以再分
【答案】A
【详解】端午节期间,小明在家里煮粽子,粽香四溢是因为粽子的分子在不停地做无规格运动,运动到空气中,属于扩散现象,故BCD不符合题意;A符合题意。
故选A。
3.(2022·广东·中考真题)班级厨艺展示活动中,用煤气炉烹饪食物主要是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式增大食物的内能;现场香气四溢属于 现象,表明分子在不停地做无规则的运动。活动结束,剩余煤气的热值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 热传递 扩散 不变
【详解】[1]用煤气炉烹饪食物时,煤气燃烧释放出来的热量主要通过热传递的方式给食物加热,使食物的内能增加。
[2]现场香气四溢属于扩散现象,说明分子在不停的做无规则运动。
[3]热值是燃料的一种特性,煤气燃烧一部分后,剩余煤气的种类没变,状态没变,则其热值不变。
4.(2021·广东·中考真题)固态、液态和 是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型,其中图乙表示物质的 态,该物质由图甲状态变为图乙状态时,发生的物态变化为 。
【答案】 气态 液 熔化
【详解】[1][2]固液气三态是物质常见的三种状态,固态分子间作用力大,有固定形状,有固定体积,液态分子间作用力小于固体间,无固定形状,有固定体积,气态分子间作用力最小,无固定形状,无固定体积,因此图乙表示液态。
[3]从甲到乙状态,是固变液的过程,叫熔化。
方法技巧
一、识别分子热运动
(1)分子热运动是分子运动。所以,如果研究对象是宏观物体,则它的运动一定不是分子热运动;
(2)分子热运动是自发的,不受外力影响,如果研究的运动受到外力作用的影响,则一定不是分子热运动。
二、明确扩散概念:扩散是不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象。注意扩散现象的标识:不同物质、相互接触、彼此进入对方。
三、温度对扩散现象的影响:讨论扩散的快慢,一般只考虑温度的影响;反之,看到温度不同,就应想到扩散得快慢不同。
►考向二 内能与比热容
5.(2024·广东·中考真题)如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加 B.吸热,内能减少 C.放热,内能增加 D.放热,内能减少
【答案】A
【详解】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。点灯后,水在升温的过程中,水吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变水的内能。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(2023·广东广州·中考真题)以下过程不发生物态变化,初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低,那么初温相同的甲、乙放出相同热量( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D.无法判断甲、乙的末温哪一个高,且无法判断甲、乙比热容哪一个大
【答案】B
【详解】依题意初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低,说明吸收相同的热量,甲温度变化比乙温度变化慢,由此可知,初温相同的甲、乙放出相同热量,甲乙温度都降低,由于甲温度变化比乙温度变化慢,所以甲的末温比乙的末温高,但由于不知道甲乙两块金属的质量关系,所以无法判断甲、乙比热容哪一个大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.(2023·广东广州·中考真题)小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中。该合金从70℃降至47℃并保持47℃一段时间再降至35℃,合金在此过程( )
A.对外放热,内能一直减少
B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
【答案】A
【详解】将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中,合金从70℃降至47℃的过程是放热的降温过程,处于液态;保持47℃这段时间是凝固过程,放热但温度不变,合金处于固液共存态;从47℃降至35℃的过程是放热过程,合金处于固态。故该合金一直对外放热,内能一直减小。故A正确,符合题意,BCD错误,不符合题意。
故选A。
8.(2021·广东深圳·中考真题)下列说法错误的是( )
A.人吃冰淇淋,感觉很凉爽——热传递 B.冬天搓手取暖——做功改变物体的内能
C.酒精喷在手上感到凉快——液化吸热 D.夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜——凝华
【答案】C
【详解】A.人吃冰淇淋,感觉很凉爽,是因为人的体温较高,冰淇淋的温度较低,两者存在温度差,发生热传递,人的体温降低,感觉很凉爽,故A正确,不符合题意;
B.改变物体内能的两种方式,做功和热传递;冬天搓手取暖,双手互相摩擦,双手温度升高,内能增加,这是通过做功改变物体的内能,故B正确,不符合题意;
C.酒精喷在手上感到凉快,酒精是液体,容易汽化,在手上容易汽化,汽化要吸热,吸收手的热量,手温度降低,人感到凉快,所以这是汽化吸热,故C错误,符合题意;
D.夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜,是因为冰棍长时间在冰箱内,温度较低,空气中的水蒸气直接凝华成小冰晶,即冰棍外的白霜,这是凝华现象,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.(2020·广东深圳·中考真题)下列与热学知识相关的说法正确的是( )
A.腌制鸭蛋是通过扩散使盐进入蛋中
B.擦火柴是利用热传递的方式改变内能
C.用水冷却汽车发动机是因为水的比热容小
D.发烧时用冷毛巾敷额头是用做功的方式改变内能
【答案】A
【详解】A.把鸭蛋放在盐水里一段时间,鸭蛋就变咸了,这就是鸭蛋与盐之间的扩散现象,是分子热运动的表现,故A正确;
B.擦火柴是利用做功的方式改变内能,故B错误;
C.汽车发动机工作时产生大量热量,这些热量如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高,故C错误;
D.发烧时用冷毛巾敷额头,冷毛巾会吸收热量,是用热传递的方式改变内能,故D错误。
故选A。
10.(2023·广东深圳·中考真题)端午节煮粽子是中华文化的传统习俗,下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧为内能转化为化学能 B.打开锅盖上面的白雾是水蒸气
C.加热粽子是利用做功增加内能 D.闻到粽子的香味是因为扩散现象
【答案】D
【详解】A.燃料燃烧时发生化学反应,并释放出热量,所以是化学能转化为内能,故A错误;
B.打开锅盖上面的白雾是水蒸气液化形成的小水滴,故B错误;
C.加热粽子时,开水放出热量,粽子吸收热量,所以是通过热传递增加内能,故C错误;
D.闻到粽子的香味是香味分子不停地做无规则运动,是扩散现象,故D正确。
故选D。
11.(2024·广东广州·中考真题)如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
(1)天然气本身无色无味,为了安全和警示,通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置,若燃气未点燃,会闻到臭味,表明 (选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”);
(2)拧动点火装置,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,天然气不会从进口处外泄,原因是:天然气的喷入导致进口处的天然气流速 (选填“大”“小”),压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强;
(3)壶中装有密度为、质量为的水,则壶中水的体积为 。根据,若天然气的热值,完全燃烧的天然气放出热量为 J,其中的热量被水吸收,已知水未沸腾,比热容为4.2×103J/(kg·℃),则水的温度升高了 ℃。
【答案】 分子做无规则运动 大 小于 20
【详解】(1)[1]拧动点火装置,若燃气未点燃,臭味分子通过空气传到人的鼻子,使人闻到臭味,这是一种扩散现象,表明分子做无规则运动。
(2)[2][3]拧动点火装置,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,天然气不会从进口处外泄,是因为天然气喷入后,进口处的空气流速增大,压强减小,小于大气压,在大气压的作用下不会外泄。
(3)[4]根据可得,壶中水的体积为
[5]根据,若天然气的热值,完全燃烧的天然气放出热量为
[6]根据可得,水的温度升高了
12.(2023·广东·中考真题)小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验:在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水,用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶(内层紧贴,外层相对宽松),用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶,用数显温度计测量瓶中热水的温度,测得有关数据如题表所示。
题表
室温:25.0℃
时间/min
0
20
40
60
80
甲瓶水温/℃
61.0
56.6
62.5
50.9
48.5
乙瓶水温/℃
61.0
55.6
52.3
49.0
45.7
(1)题表中有一个温度值记录错误,该错误的温度值是 ℃。水温会先降到41.0℃的是 瓶。已知瓶中水的体积是350mL,该瓶中水的温度降至41.0℃时,其放出的热量是 J。[,]
(2)如果把瓶中的热水换成冰块, 瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果,可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有 。
(3)请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子: 。
【答案】 62.5 乙 甲 空气 见解析
【详解】(1)[1]由于温度是逐渐降低的,不可能比初温还高,故可知甲瓶62.5℃是错误的。
[2]根据表格温度变化趋势可知,乙瓶中温度下降更快,故乙瓶中水温更快降到41.0℃。
[3]由于瓶中水的体积是350mL,可得水的质量为
根据可得,放出的热量为
(2)[4]由于甲瓶保温更好,如果把瓶中的热水换成冰块,则甲瓶中的冰块熔化较慢。
[5]可能是两件薄衣服中间有空气,减慢了热量的流失速度。
(3)[6]羽绒服内充满空气更保暖,双层玻璃隔热效果更好。
易混易错
对热量认识的三个误区
(1)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传通,有了能量的特稀,才能讨论热量问题,离开热估进该热量也就发有了意义。
(2)热量只能有“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。
(3)吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
方法技巧
(1)做功改变物体的内能:做功可以改变物体的内能有两层含义:外界对物体做功,则机械能转化为物体的内能;若物体对外界做功,则物体的内能转化为机械能。
(2)判断内能改变方式的关键:判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程,在此过程中能的形式不发生变化;做功的实质是能的转化过程,能量从一种形式转化成另一种形式。
方法技巧
(1)做功改变物体的内能:做功可以改变物体的内能有两层含义:外界对物体做功,则机械能转化为物体的内能;若物体对外界做功,则物体的内能转化为机械能。
(2)判断内能改变方式的关键:判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程,在此过程中能的形式不发生变化;做功的实质是能的转化过程,能量从一种形式转化成另一种形式。
►考向三 探究不同物质吸热能力
13.(2021·广东广州·中考真题)甲、乙液体分别置于两个不同的恒温封闭环境中,质量保持不变。测得甲、乙液体的温度随时间变化如图所示。
(1) (选填“甲”或“乙”)液体的分子运动随时间越来越剧烈。
(2)甲液体所在环境的温度 (选填“小于1.7℃”“等于20℃”或“大于35℃”)。
(3)乙液体在“1min-2min”段、“8min-9min”段放出的热量分别为Q1、Q2,则Q1 Q2(选填“>”“=”或“<”),依据是 。
【答案】 甲 大于35℃ > 同种液体,相同质量,降低1℃放出的热量相同,而在1min-2min温度变化量比8min-9min段大,故放出的热量多
【详解】(1)[1]温度越高,分子运动得越快,而甲、乙两种液体中,只有甲的温度越变越高,故选甲。
(2)[2]甲处于的环境温度绝对高于35℃,甲的温度能升高,是因为吸收了热量,是通过热传递的方式改变内能,热量总是从高温物体传递到低温物体,最后趋近温度相同时,热量传递停止,而从甲的图像可以看出,温度可能还会升高,故环境的温度高于35℃,能够继续把热量传递给甲。
(3)[3][4]由于是同一种液体,故比热容不变,根据可知,质量相同,比热容相同,1min-2min温度从20℃变为了17℃,故
而在8min-9min,温度变化量为
故;理由同种液体,相同质量,降低1℃放出的热量相同,而在1min-2min温度变化量比8min-9min段大,故放出的热量多。
14.(2023·广东深圳·中考真题)如图甲所示,琴琴同学探究“水的沸腾与加热时间的关系”,水的质量为100g,实验过程中温度随时间变化的关系如下表。
min
0
0.5
1
1.5
2
......
12
℃
94
?
96
97
98
......
98
(1)当加热0.5min时,温度计示数如图乙,读数为 ℃;
(2)根据示数研究得出水沸腾时的温度变化特征是:水沸腾时持续吸热,温度 ;(选填“升高”、“降低”或“不变”)
(3)琴琴同学实验过程中,水沸腾时温度小于100℃,原因是 ;
(4)如何减少加热时间,请给琴琴同学提个建议: ;
(5)水在1分钟内吸收的热量为 J;
(6)根据第(5)步进一步探究,水沸腾后继续加热了10分钟,水的质量少了4g,探究蒸发1克水吸收了多少热量?(忽略热量损失)( )
【答案】 95 不变 当地大气压小于1标准大气压 减少水的质量 840 2100J
【详解】(1)[1]由乙图可知,温度计的分度值为1℃,温度计示数为95℃。
(2)[2]由表中数据可知,从第2min开始,水温保持98℃不变,所以可得出水沸腾时的温度变化特征是:水沸腾时持续吸热,温度不变。
(3)[3]由于在1标准大气压下,水的沸点为100℃,水的沸点随气压的降低而降低,所以当气压小于1标准大气压时,水沸腾时温度小于100℃。
(4)[4]为了减少加热时间,可以用初温较高的热水,或者减小水的质量。
(5)[5]由表中数据可知,水在1min内,温度由94℃上升至96℃,则水在1分钟内吸收的热量
(6)[6]水沸腾后继续加热了10分钟,水的质量少了4g,则蒸发1克水吸收的热量
15.(2022·广东广州·中考真题)小明想了解热水在图1 的哪个杯子中降温更快,他往两杯子中倒入等质量热水同时开始计时, 测得水温随时间变化的图象如图2。
(1)由图2可推测杯 (选填“甲”、“乙”)中的热水先降温至40℃;
(2) 杯(选填“甲”、“乙”)中的水在0~10min放出的热量较多,依据是 ;
(3)是什么因素造成了两杯热水降温快慢的不同,小明猜想可能是两个杯子开口散热面积的不同和杯身散热的不同。请设计实验探究热水降温快慢与玻璃杯开口大小是否有关,写出实验步骤(已提供足量热水,从图3中自造器材)。
实验步骤:( )
【答案】 乙 乙 见解析 见解析
【详解】(1)[1]由图2可知,相同时间内,乙杯水温下降得快,在初温都为70℃时,乙杯中的热水先降温至40℃。
(2)[2][3]由题意可知,甲乙都为水、质量相等,在0~10min内Δt甲<Δt乙,根据Q=cmΔt可知:Q甲<Q乙,即乙杯中的水放出的热量较多。
(3)[4]因热水降温快慢可能与两个杯子开口散热面积的大小和杯身散热的情况有关,则在设计实验时,要运用控制变量法,故实验步骤如下:
①将玻璃杯A和玻璃杯B外表面包上隔热材料;
②将玻璃杯A和玻璃杯B倒入质量相等的热水;
③用温度计测量玻璃杯A和玻璃杯B中热水对应的温度t1;
④每隔五分钟再次测量温度,重复4次,在下表中记录对应的温度:
t1/℃
t2/℃
t3/℃
t4/℃
t5/℃
玻璃杯A
玻璃杯B
⑤分析数据,得出结论。
16.(2020·广东·中考真题)为了“探究水满腾时温度变化的特点”取0.2kg水进行实验。
(1)如题图甲所示实验装置的组装顺序应为 (选填 “自下而上”或“自上而下”);
(2)根据下表中的实验数据,在图乙中画出水的温度随时间变化的图象 ;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/°C
90
92
94
96
98
99
99
99
99
(3)根据以上实验数据可知,水的沸点为 ℃。为提高水的沸点,换用火力更大的酒精灯加热,这种做法 (选填“可行”或“不可行”);
(4)假如酒精灯均匀放热,且释放的热量全部被水吸收,忽略沸腾前水的质量变化以及热量的损耗,从第5 min起1分钟内水吸收的热量是 J。 []
【答案】 自下而上 99 不可行
【详解】(1)[1]用酒精灯给物质加热时,应用外焰加热,故应固定酒精灯的位置,再固定烧杯的位置,最后调整温度计的位置,故实验装置的组装顺序应为自下而上。
(2)[2]根据表中数据,分别描出水在相应时段内的温度,最后线将各点连接起来,如下图所示。
(3)[3]由液体沸腾时的特点知,水在沸腾过程中,继续从外界吸收热量,但温度保持不变,故水的沸点为99℃。
[4]液体的沸点与液体的种类和气压有关,与火力大小无关,故为提高水的沸点,换用火力更大的酒精灯加热,这种做法不可行。
(4)[5]因酒精灯均匀放热,且释放的热量全部被水吸收,忽略沸腾前水的质量变化以及热量的损耗,则酒精灯每分钟放出的热量为
则从第5 min起1分钟内水吸收的热量是。
17.(2024·广东深圳·二模)盛夏来临,小丽发现人们常常穿浅色的衣服,是不是穿浅色的衣服更凉快?于是小丽与同学们选用了白炽灯、五支相同的温度计、五个相同的纸筒、停表等器材,设计了如图甲所示的装置来探究不同颜色物体的吸热效率。
(1)他们将五个相同纸筒分别涂成不同的颜色并把温度计密封在各纸筒中,在桌面上将纸筒均匀摆放在所画圆的圆周上,白炽灯沿圆的中心轴线悬挂。小丽通过观察 来比较不同颜色纸筒的吸热效率。
(2)实验时,先读取各温度计的初始温度,然后点亮白炽灯,开始计时。在第3min时,他们将各纸筒在原位置转动180°(如图乙),这样做的目的是 。
(3)第6min时,熄灭白炽灯,同学们迅速同时读取各温度计的示数,实验数据如表:分析表中数据可以得出结论:其他条件一定时, 色物体的吸热效率最高, 色物体的吸热效率最低。
纸筒颜色
黑
红
绿
蓝
白
初始温度/℃
25
25
25
25
25
第6min时的温度/℃
31
28
29
29
27
(4)本次实验的结论在实际生活中的应用非常广泛,请你列举一例: 。
【答案】(1)各纸筒中温度计的示数
(2)使各纸筒受热均匀
(3) 黑 白
(4)通常将太阳能热水器集热管涂成黑色(或人们在冬天穿黑色的衣服,合理即可)
【详解】(1)要研究不同颜色的衣料吸热能力是否相同,根据控制变量法,将五个纸筒分别涂成不同颜色并把温度计封在各纸筒中。在桌面上将纸筒均匀摆放在所画圆的圆周上,白炽灯沿圆的中心轴线悬挂,这样做可使白炽灯提供给每个纸筒的光照强度相同,小丽通过观察各纸筒中温度计示数的变化来判断不同颜色物体的吸热能力是否相同。
(2)实验时,读取各温度计的初始温度后,点亮白炽灯,开始计时,3min后,他们将各纸筒在原位置转动180°,他们这样做的目的是为了使各纸筒受热均匀。
(3)[1][2]分析表中数知,黑色纸筒内液体升温最高,白色纸筒内液体升温最低,可以得出的结论是:其他条件一定时,黑色物体吸热能力最强,白色物体吸热能力最弱。
(4)黑色物体吸热能力最强,在寒冷的冬天,人穿黑色的衣服更暖和一些。
解题技巧
(1)控制变量法:该实验中药注意三个变量:质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的,哪些量是相同的;
(2)转换法:物质吸收热量的多少难以直接测量,所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多少。
►考向四 热机
18.(2021·广东·中考真题)关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程:只吸入空气 B.压缩冲程:缸内温度降低
C.做功冲程:气体推动活塞做功 D.排气冲程:内能转化为机械能
【答案】C
【详解】A.吸气冲程:吸入空气和汽油的混合物,故A错误;
B.压缩冲程:活塞压缩混合气做功,缸内气体内能增大,温度升高,故B错误;
C.做功冲程:燃烧后的高温高压气体推动活塞做功,内能转化为机械能,故C正确;
D.排气冲程:排气门打开,进气门开闭,由飞轮的惯性带曲轴转动,带活塞上移,排出废气,不涉及内能与机械能间的转化,故D错误。
故选C。
►考向五 热机效率
19.(2022·广东广州·中考真题)下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】热机燃烧燃料放出的能量,有部分转化为提供热机动力的机械能,还有相当部分能量散失了。而汽油机的效率一般为20%~30%,则机械能约为
W机械能=ηW=30%×1000J=300J
散失的内能
W内能=W-W机械能=1000J-300J=700J
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
20.(2024·广东·中考真题)阅读短文,回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日,我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功:推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定。
当飞艇低速水平直线飞行时,其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量(不含氦气)
3750kg
气囊总容积
发动机额定输出功率
辅助功的功率
发动机效率
36%
最大速度
70km/h
(1)气囊采用轻质材料制作是为了减小 ;
(2)飞艇的发电机利用 的原理发电;
(3)将气囊充满氦气,此时飞艇受到的浮力为 N,飞艇最多可载 位乘客升空;(每位乘客质量,,,)
(4)飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为和,则 ;
(5)飞艇低速水平匀速直线飞行时,若消耗10kg燃油,可飞行的最大距离为 km。(燃油热值)
【答案】 质量 电磁感应 5.04×104 7 1∶4 16.2
【详解】(1)[1]气囊采用轻质材料制作,因为轻质材料密度小,根据可知,体积一定时是为了减小飞艇的质量,从而减小重力。
(2)[2]飞艇的发电机利用电磁感应现象的原理发电,将机械能转化为电能。
(3)[3]飞艇受到的浮力
[4]飞艇最多可载乘客升空时,飞艇的重力等于受到的浮力,即
G=F浮=5.04×104N
则飞艇的总质量
气囊总容积4200m3,氦气的质量是
飞艇最多可载乘客的质量
m总人=m总−m飞艇−m氦气=5.04×103kg−3750kg−840kg=450kg
飞艇最多可载乘客的位数
(位)
取整数,即飞艇最多可载7位乘客升空。
(4)[5]由图乙可知,飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为1.5×103N、3×103N,因
W=Fs=fvt
所以,推动功之比
故。
(5)[6]燃油完全燃烧释放的热量
由可得,发动机做的功
由图乙可知,f=500v。由
W=W推+W辅
可得
1.62×108J=500vs+5×104W×t
由可得
①
当
时,v=10m/s。此时①式中的分母有最小值,s有最大值,最大值为
方法技巧
(1)对热值的理解:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的热值。从定义上看,热值是燃料的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等无关。
(2)热值相关计算:解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收,从而建立等式关系Q放=Q吸。
►考向六 能量转化与守恒
21.(2023·广东广州·中考真题)某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能,对蓄电池充电,晚上蓄电池对路灯供电,对下图方框中能量形式判断正确的是( )
A.甲是“电能” B.乙是“太阳能” C.丙是“电能” D.丁是“机械能”
【答案】C
【详解】由题意可知整个过程是太阳能通过太阳能电池将太阳能转化为电能,电能通过蓄电池将电能转化为化学能储存在蓄电池中,晚上蓄电池对外放电,将化学能转化为电能供应路灯工作,路灯工作时将电能转化为光能,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
22.(2021·广东·中考真题)如图为火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 能,再转化为火箭的机械能,这个过程中火箭的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】 热值 内 不守恒
【详解】[1]利用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢的热值大,相同质量的液态氢完全燃烧产生的热量多。
[2]燃料燃烧时将化学能转化为内能。
[3]火箭发射升空时,高度和速度都增大,所以重力势能和动能增大,机械能增大,机械能不守恒。
易错易混
能量的“转化”和“转移”的区别
(1)能量的转化:能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中,一种形式的能量增加了,必然其他形式的能量减少了。
(2)能量的转移:能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,能量的形式没有改变。
方法技巧
(1)能量转化类型的识别技巧:识别能量转化类型时要注意:一是弄清哪种形式的能减少,哪种形式的能增加,结果就是减少的那种形式的能转化为增加的另一种形式的能;二是注意描述中的关键字,一般“动”字对应的是机械能,“热”字对应的是内能,“电”字对应的是电能。
(2)判断能量是转化还是转移关键在于分析能量的形式是否发生了变化。若能量的形式发生了变化,则为能量的转化;若能量的形式没有发生变化,则为能量的转移。
1.(2024·广东东莞·一模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.一块0℃的冰块,它的内能为零 B.温度高的物体含有的热量一定多
C.热胀冷缩中的“冷热”是指内能 D.物体的温度升高,内能一定增大
【答案】D
【详解】A.一切物体都具有内能,0℃的冰也有内能,故A错误;
B.热量是一过程量,不能说“含有”热量,故B错误;
C.热胀冷缩中的“热”“冷”是指温度的高和低,而不是指内能,故C错误;
D.物体温度升高,内能一定增加,但内能增加,温度不一定升高,故D正确。
故选D。
2.(2024·广东东莞·三模)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.汽油机在图丙冲程能获得动力
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
D.在一个工作循环过程正确顺序是:乙、甲、丁、丙
【答案】A
【详解】AB.丙冲程,气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为了机械能,为汽油机提供动力,故A正确,B错误;
C.丁冲程,排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,该冲程排出废气,带走大部分热量,没有能量的转化,故C错误;
D.甲冲程,进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,乙冲程,气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,故在一个工作循环过程正确顺序是:甲、乙、丙、丁,故D错误。
故选A。
3.(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。
4.(2024·广东广州·三模)如图显示的是甲、乙、丙三部汽油机的参数。甲、乙、丙相比,正确的是( )
A.甲输出的机械能比丙多,效率比丙高
B.在消耗质量相同的同种燃料时,乙输出机械能与甲一样多
C.在输出的机械能相同时,乙比丙消耗更多的同种燃料
D.三部汽油机中,乙的效率最高
【答案】D
【详解】AD.图中,假设纵坐标轴的单位长度为1,则甲的机械效率为
乙的效率为
丙的效率为
可见,三部汽油机中,乙的效率最高,甲、丙的效率相同,故A错误,D正确;
B.乙的热机效率大于甲,所以在消耗质量相同的同种燃料时,乙输出的机械能比甲更多,故B错误;
C.乙的热机效率大于丙,所以在输出的机械能相同时,丙比乙消耗更多的同种燃料,故C错误。
故选D。
5.(2024·广东清远·一模)如题图所示,是用相同加热器加热质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体时(忽略散热)得到水温与加热时间的图线。则在甲乙两种液体比热容之比是 。在甲、乙两种液体升高温度相同时,吸收热量之比是 ;所以比较适用于冷却物体是 液体。(选填甲、乙)。
【答案】 2∶3 2∶3 乙
【详解】[1][2]用两个相同的加热器分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,当温度从20℃升高到40℃时,甲所用的时间2分钟,乙所用的时间是3分钟,加热时间反映吸收热量的多少,所以吸收热量之比是2∶3,根据可知,甲乙两种液体比热容之比是2∶3。
[3]由图像知,相同质量,升高相同的温度,乙需要加热的时间更长,吸收的热量更多,乙的比热容较大,所以作冷却液效果较好。
6.(2024·广东汕头·二模)如图所示是纸火锅,锅中的水在沸腾过程中温度 (选填“继续升高”或“保持不变”),该温度 (选填“低于”或“高于”)纸的着火点.纸锅中食物的内能是通过 的方式增加的。
【答案】 保持不变 低于 热传递
【详解】[1][2]根据水沸腾的特点可知,纸锅中的水在沸腾过程中,吸收热量,温度保持不变,该温度低于纸的着火点,所以纸不会燃烧。
[3]纸锅中的食物从热源处吸收热量,温度升高,内能增大,因此纸锅中食物的内能是通过热传递的方式增加的。
7.(2024·广东汕头·一模)夏日荷塘里荷花盛开,小明一家来到荷花池边。微风吹过,飘来阵阵花香,这是 现象;妹妹观察发现荷叶上的两滴水珠接触后合成更大的一滴,这表明分子间存在 力;小明用手拨动了一下池水,顿觉清凉沁爽,这是通过 的方式改变物体内能的。
【答案】 扩散 引 热传递
【详解】[1]夏日荷塘里荷花盛开,微风吹过,飘来阵阵花香,这是扩散现象,这种现象说明了分子在不停地做无规则地运动。
[2]荷叶上的两滴水珠接触后合成更大的一滴,这一现象说明:分子之间存在引力。
[3]用手拨动了一下池水,池水温度低,顿觉清凉沁爽,这是通过热传递的方式改变物体内能的。
8.(2024·广东深圳·一模)“失蜡法”是我国古代精密铸造青铜等金属器物的一种方法。原理是先用蜡做成铸件模型,再用其他耐火材料填充泥芯和敷成外范,加热烘烤后,蜡会全部 (填写物态变化名称)流出,在该物态变化过程中蜡的温度 (选填“逐渐升高”“逐渐降低”或“保持不变”),使整个铸件模型变成空壳,再向内浇灌金属溶液铸成器物。在金属溶液铸成器物的过程中,器物的内能 (选填“增大”或“减小”),是通过 方式改变了器物的内能。
【答案】 熔化 逐渐升高 减小 热传递
【详解】[1]加热烘烤后,蜡由固态变为液态,蜡会全部熔化流出。
[2]蜡是非晶体,熔化过程中温度逐渐升高。
[3][4]在金属溶液铸成器物的过程中,是晶体凝固的过程,凝固过程中需要向外放热,器物的内能减小,是通过热传递的方式改变了器物的内能。
9.(2024·广东汕尾·二模)凤凰单丛茶是一种传统名茶,产自广东,具有形美、色翠、味甘、香郁的特点。刚泡开单丛茶,就能闻到一股淡淡的茶香味,这是 现象,表明分子在 。同时茶壶摸起来很烫手,这是通过 的方式来改变茶壶的内能。
【答案】 扩散 不停地做无规则运动 热传递
【详解】[1][2]刚泡开单丛茶,就能闻到一股淡淡的茶香味,这是茶叶里的香味分子进入了空气中,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[3]刚泡开单丛茶温度高,倒入茶壶后,茶水与茶壶存在温度差,热量从茶水传递给茶壶,茶壶吸热温度升高,这是通过热传递的方式改变了茶壶的内能。
10.(2024·广东广州·三模)如图所示,容器装了质量为0.5kg的冰,用酒精灯加热,该物质在相同的时间内吸收相同的热量,得到图所示的温度与加热时间的图线,0~8min内质量不变,忽略散热,已知
(1)温度计的读数是 ℃,冰熔化过程所用时间 min;
(2)熔化为水后温度升高10℃,其吸收的热量可用公式Q= 来计算,算得Q= ;
(3)由图可知,c冰 c水(选填“>”、“=”、“<”),依据是 。
【答案】(1) -3 4
(2)
(3) < 见解析
【详解】(1)[1]由图可知,温度计上10℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是1℃,即此温度计的分度值为1℃,温度计的液柱液面在零摄氏度以下,所以温度计的示数是-3℃。
[2]由图可知,2~6min是冰的熔化过程,熔化过程所用的时间是
6min-2min=4min
(2)[1][2]熔化为水后温度升高10℃,根据Q=cmΔt得到吸收的热量,吸收的热量为
Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×10℃=2.1×104J
(3)[1][2]根据可知,相同时间,冰和水吸收热量相同,m相同,,可知。
11.(2024·广东·三模)如图所示,用气筒向装有少量水的瓶里缓慢打气,当瓶塞从瓶口跳出时。看到瓶中出现了白雾。在“瓶塞跳出,出现白雾”这个过程中,发生的物态变化是 。发生的能量转化是 能转化为 机械能。这个现象说明了 可以改变物体的内能。
【答案】 液化 内 做功
【详解】[1][2][3]当瓶塞从瓶口跳出时,瓶内气体对瓶塞做功,内能转化为机械能,内能减小,温度降低,水蒸气液化成“白雾”;这个现象说明做功可改变物体的内能。
12.(2024·广东茂名·一模)“神舟十八号”飞船由长征二号运载火箭顺利发射升空。火箭加速上升过程中,飞船的动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”);为了防止温度过高烧坏发射台,在发射台下设计了一个巨大的水池,利用水的 较大的特性和水 (填物态变化名称)时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。
【答案】 增大 比热容 汽化
【详解】[1]物体动能的大小与质量和速度有关。火箭加速上升过程中,随火箭上升的飞船的质量不变,速度变大,动能增大。
[2]因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,科学家在发射台下建造了一个巨大的水池,起到对发射台降温的作用。
[3]水由液态变成气态的过程叫汽化,汽化需要吸热。
13.(2024·广东佛山·三模)水的比热容为 ,将一桶质量为2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);水结冰后,它的质量将 (选填“改变”或“不变”)。1标准大气压下,初温为20℃,质量为1kg的水吸收热量后温度将升高 ℃。
【答案】 不变 不变 80
【详解】[1]比热容是物质的一种特性,与质量无关,所以将一桶质量为2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容将不变。
[2]质量是物体的一种属性,与物态无关,所以水结冰后质量不变。
[3]根据公式可得,水升高的温度为
在1标准大气压下水的沸点为100℃,所以水的温度实际升高
14.(2024·广东东莞·二模)汽车是我们生活中最重要的交通运输工具之一,某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2,做功冲程中活塞移动的距离是30cm,气体的平均压强是5×105Pa,汽油的热值是4.6×107J/kg,每次做功耗油0.2g,气体一次膨胀对活塞做的功是 J;每次做功过程中汽油的90%完全燃烧,每次汽油燃烧放出的热量是 J,此汽油机的机械效率是 。
【答案】 1800 8.28×103 19.6%
【详解】[1]气体膨胀对活塞产生的压力
F=pS=5×105Pa×120×10﹣4m2=6000N
气体每次膨胀对活塞做功
W=Fs=6000N×30×0.01m=1800J
[2]每次汽油燃烧放出的热量为
Q=mq=0.2×10﹣3kg×90%×4.6×107J/kg=8.28×103J
[3]汽油燃烧放出的总热量为
Q总=m′q=0.2×10﹣3kg×4.6×107J/kg=9.2×103J
此汽油机的机械效率为
15.(2024·广东云浮·一模)如下题图所示,这是四冲程汽油机的 冲程;汽车发动机采用循环水进行冷却,这是利用水的 大的特性;完全燃烧100g的汽油放出的热量为 。
【答案】 压缩 比热容
【详解】[1]如图所示,进气门开,排气门关,活塞向上,是压缩冲程。
[2]汽车发动机采用循环水进行冷却,这是利用水的比热容比较大的特性,相同的质量的不同液体,升高相同的温度,水吸收的热量最多。
[3]完全燃烧100g的汽油放出的热量为
16.(2024·广东深圳·一模)小明为吹好的气球嘴部系线时,不小心令气球呼啸飞出。他及时捡起气球,发现它喷气的嘴部温度和原来相比 (填“变高”、“没有变化”或“变低”)。汽油机在工作时 冲程与这一过程中能量的转化是一致的。汽油机工作时飞轮转速为2400r/min,则每秒汽油机对外做功 次。
【答案】 变低 做功 20
【详解】[1][2]气球内的气体向外喷出,气体对外做功,气体的内能转化为机械能,内能减小,气体的温度降低,使得喷气的嘴部温度变低;汽油机在做功冲程中,将内能转化成机械能,即汽油机在工作时做功冲程与这一过程中能量的转化是一致的。
[3]四冲程汽油机的飞轮转速为
2400r/min=40r/s
即该飞轮每秒钟转40r,因为一个工作循环,飞轮转2圈,做功1次,所以1s完成20个工作循环,对外做功20次。
17.(2024·广东揭阳·一模)如下图乙所示,是某车的汽油机工作过程的四个冲程,与图甲能量转化情况相同的是 (选填字母)。若该汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,汽油机完成了 个冲程。假如该车行驶了10km,共耗油0.5kg,则这些汽油完全燃烧放出的热量为 J。(汽油的热值 q=4.6×107J/kg)
【答案】 B 80 2.3×107
【详解】[1]A图中的进气门关闭,排气门打开,活塞上行,因此这是排气冲程;B图中的两气门关闭,活塞下行,因此这是做功冲程,此冲程内能转化为机械能;C图进气门打开,排气门关闭,活塞下行,因此这是吸气冲程;D图中的两气门关闭,活塞上行,因此这是压缩冲程,此冲程机械能转化为内能。甲图中水蒸气对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;与图甲能量转化情况相同的是做功冲程B图。
[2]此汽油机飞轮的转速为2400r/min,则每秒钟转40转,完成了80个工作冲程,对外做功20次。
[3]0.5kg汽油完全燃烧放出的热量为
Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
18.(2024·广东佛山·三模)如图甲是小明探究“固体熔化时温度的变化规律”的实验装置,小明选取萘加热,每隔相同的时间记录一次温度,同时观察物质的状态,实验结束后根据实验记录的数据绘制成如图乙的图像。请你回答下列问题:
①实验中采用“水浴法”加热可以使萘 ,同时温度上升较 (填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度;
②如图乙是根据实验数据绘出的温度—时间图像。熔化过程对应图线中的 段,萘在C点的内能 D点的内能(填“大于”、“等于”或“小于”);
③观察图像,应用相关知识分析可以得出萘在固态的比热容 物质在液态的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 均匀受热 慢 BC 小于 小于
【详解】①[1][2]实验中用“水浴法”加热,目的是使海波受热均匀,升温缓慢,便于记录温度的变化和观察状态的变化。
②[3]由图乙可知, BC段温度保持不变,这个温度就是萘的熔点,说明萘是晶体,这个阶段是熔化阶段。
[4]萘在熔化后,吸收热量,温度不断升高,内能变大,C点的温度小于D点,所以萘在C点的内能小于D点的内能。
③[5]由可知:当吸收的热量(加热时间)和质量都相同时, 越大的比热容就越小,故物质在固态的比热容小于液态时的比热容。
19.(2024·广东汕尾·三模)在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中,取质量和初温都相同的甲乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图A所示。
(1)图B为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(2)分析图C可知,吸收相同热量, 液体升温更高: 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙液体的比热容之比为 。
(4)用相同的加热器加热的目的是 。
【答案】 39 乙 甲 3∶2 见详解
【详解】(1)[1]图B中,温度计分度值为1℃,示数为39℃。
(2)[2][3]分析图C可知,吸收相同热量,即加热相同时间,乙液体升温更高,甲液体升高的温度较小,甲的吸热能力强,比热容大;根据,相同的质量甲乙两种物质,升高相同的温度,甲吸热多,冷却效果好,甲液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)[4]若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,升高的温度分别为:20℃和15℃,吸收热量之比为2:1,根据,则甲、乙液体的比热容之比为
(4)[5]实验时,使用相同加热器的目的是使水和食用油在相同的时间内吸收的热量相同,用加热时间来反映吸收热量的多少,采用转换法。
20.(2024·广东梅州·三模)如图是“比较不同物质吸热的情况”的实验装置,两个相同的烧杯中分别装有质量相等的水和食用油。
(1)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等时间内 相同;
(2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和 ;
(3)图中能合理反映该实验结果的图像是 (选填“甲”“乙”或“丙”)
【答案】 吸收的热量 加热器/电加热器 乙
【详解】(1)[1]选用两个相同规格的电加热器加热,在相同时间内放出的热量相同,水和食用油在相等时间内吸收的热量相同。
(2)[2]为了准确测量液体的温度,温度计的玻璃泡要与待测液体充分接触,不能碰到烧杯和加热棒。
(3)[3]吸收相同的热量,水的比热容大于食用油的比热容,由可知,水温变化量更小。
故选乙。
21.(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。
22.(2024·广东广州·三模)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验中应控制两装置燃料 (选填“完全燃烧完”或“燃烧相同时间”),通过比较 (选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来确定燃料热值的大小;
(2)比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,不同物质吸热多少是通过 (选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来反映的。
(3)若甲图烧杯中为50g的水,燃料1为2×10-4kg的酒精。酒精完全燃烧后,温度计示数升高20℃(水未沸腾),水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精热值为3×107J//kg,则该装置对水的加热效率为 。
【答案】 甲、乙 完全燃烧完 液体升高的温度 甲、丙 加热时间的长短 70%
【详解】(1)[1] [2][3]根据控制变量法可知,比较不同燃料的热值,应改变燃料的种类,控制其他物理量不变,由于热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量,因此两个质量相同的燃料都需要完全燃烧完,燃料燃烧放出热量的多少不易观察,是通过加热相同的液体,观察液体升高的温度来呈现,由此可知,比较不同燃料的热值,应选用甲、乙两图进行实验,实验时通过观察液体升高的温度来比较不同燃料热值的大小。
(2)[4][5]根据控制变量法可知,比较不同物质的比热容,应改变被加热物质的种类,控制其他物理量不变,物质吸收热量的多少不易观察,是通过用相同的加热器,比较加热时间的长短来呈现,由此可知,比较不同物质的比热容,应选用甲、丙两图进行实验,实验时通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少。
(3)[6]水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg•℃)×50×10-3kg×20℃=4.2×103J
酒精放出的热量
Q放=mq=2×10-4kg×3×107J/kg=6×103J
该装置对水的加热效率为
23.(2024·广东揭阳·一模)如图是一辆无人驾驶汽车,质量为,车轮与水平地面总接触面积为。某次测试中它在平直公路上匀速行驶,发动机的输出功率为。求:
(1)汽车静止在水平地面时,对地面的压强是多少?
(2)若发动机的效率为,完成此次测试至少需要消耗多少汽油?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)汽车的重力为
汽车静止在水平地面时对地面的压力为
汽车静止在水平地面时对地面的压强为
(2)汽车发动机做的功为
由知道,汽油完全燃烧放出的热量为
消耗汽油的质量
24.(2024·广东深圳·一模)国之重器“鲲龙600”是世界上最大的水陆两用飞机,该飞机蓄满水后总质量为53.5t。若在某次测试中,该飞机沿直线匀速行驶900s,消耗了180kg航空燃油,飞机发动机功率为4×106W,(已知航空燃油的热值q=5×107J/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积;
(2)测试中发动机所做的功;
(3)测试中发动机的效率。
【答案】(1)53.5m3
(2)3.6×109J
(3)40%
【详解】(1)飞机蓄满水时重力为
静止在水面上时,飞机处于平衡状态,浮力与重力是一对平衡力,大小相等,故浮力为
由
可得排开水的体积
(2)发动机做的功
(3)消耗的燃油完全燃烧放出的热量
发动机的效率
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主题二 声、光、热
专题11 内能 内能的利用
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
考点内容
课标要求
命题预测
分子热运动理论
知道常见的物质是由分子、原子构成的。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点
该内容是广东中考必考考点,题型主要是选择题、填空题、实验题、计算题等,分值在6~8分。主要命题点有:
① 对分子热运动理论的理解、物质的扩散、分子间相互作用力等
② 内能的概念、影响物体内能大小的因素、物体内能的改变、温度与内能以及热量的辨析
③ 比热容的概念、比热容的相关计算、水的比热容大的应用、探究不同物质的吸热能力等
④ 热机工作原理、内燃机四冲程工作过程和能量转化关系
⑤ 热值的概念及相关计算、热机效率相关计算等
⑥ 能量转化和转移的辨别、能量转化和转移的方向性、能量守恒定律及其应用
物体的内能与内能的改变
知道自然界和生活中简单的热现象。了解内能和热量。通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以相互转化
比热容及其应用
通过实验了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象
热机
了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义
热值与热机效率
从能量转化的角度认识燃料的热值。从能量转化和转移的角度认识效率
能量守恒定律
了解能量及其存在的不同形式。描述不同形式的能量和生产生活的联系。列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。知道能量守恒定律。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识
1.(新情境)(2024·广东中山·三模)煲仔饭是一种传统的广东美食,以其独特的锅巴和浓郁的香气而闻名,闻到浓郁的香气是由于分子不停做 造成的,烹饪过程中内能是通过 方式改变的,放凉之后香气没有那么浓郁,说明分子热运动的快慢与 有关。
2.(跨学科)(2024·广东深圳·一模)如图所示是古人锻造铁器的情景,古代工匠们先将铁矿石放入熔炉得到铁水后,再经过冷却、锻打、淬火等工序制造出优质的铁器。下列说法正确的是( )
A.铁矿石变成铁水是熔化现象,需要放热
B.铁水由液态变成固态的过程中温度不断的降低
C.烧红的铁器被锻打时温度仍降低,说明做功不能改变物体内能
D.成型的高温铁器进行淬火,水的内能增加
3.(新考法)(2024·广东·二模)有些自动洗衣机通过压力传感器来感知气体的压力,从而控制进水量。如图甲所示,某自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,假设细管内气体温度不变,其压强与体积的关系如图乙所示,当洗衣缸内的水位降低时,气体从状态A变化到状态B,以下说法正确的是( )
A.洗衣缸和与之相连的细管构成了一个连通器
B.洗衣缸内水位降低时,细管内空气的压强变小
C.洗衣缸内水位降低时,细管内空气的密度变大
D.洗衣缸内水位降低时,细管内空气的分子热运动会变得更剧烈
►考向一 分子热运动及现象解释
1.(2024·广东·中考真题)在如图所示的原子模型中,a是( )
A.原子核 B.质子 C.中子 D.电子
2.(2023·广东·中考真题)端午节期间,小明在家里煮粽子,粽香四溢说明( )
A.分子在不停地做无规则运动 B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力 D.分子可以再分
3.(2022·广东·中考真题)班级厨艺展示活动中,用煤气炉烹饪食物主要是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式增大食物的内能;现场香气四溢属于 现象,表明分子在不停地做无规则的运动。活动结束,剩余煤气的热值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.(2021·广东·中考真题)固态、液态和 是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型,其中图乙表示物质的 态,该物质由图甲状态变为图乙状态时,发生的物态变化为 。
方法技巧
一、识别分子热运动
(1)分子热运动是分子运动。所以,如果研究对象是宏观物体,则它的运动一定不是分子热运动;
(2)分子热运动是自发的,不受外力影响,如果研究的运动受到外力作用的影响,则一定不是分子热运动。
二、明确扩散概念:扩散是不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象。注意扩散现象的标识:不同物质、相互接触、彼此进入对方。
三、温度对扩散现象的影响:讨论扩散的快慢,一般只考虑温度的影响;反之,看到温度不同,就应想到扩散得快慢不同。
►考向二 内能与比热容
5.(2024·广东·中考真题)如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加B.吸热,内能减少 C.放热,内能增加 D.放热,内能减少
6.(2023·广东广州·中考真题)以下过程不发生物态变化,初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低,那么初温相同的甲、乙放出相同热量( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D.无法判断甲、乙的末温哪一个高,且无法判断甲、乙比热容哪一个大
7.(2023·广东广州·中考真题)小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中。该合金从70℃降至47℃并保持47℃一段时间再降至35℃,合金在此过程( )
A.对外放热,内能一直减少
B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
8.(2021·广东深圳·中考真题)下列说法错误的是( )
A.人吃冰淇淋,感觉很凉爽——热传递 B.冬天搓手取暖——做功改变物体的内能
C.酒精喷在手上感到凉快——液化吸热 D.夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜——凝华
9.(2020·广东深圳·中考真题)下列与热学知识相关的说法正确的是( )
A.腌制鸭蛋是通过扩散使盐进入蛋中
B.擦火柴是利用热传递的方式改变内能
C.用水冷却汽车发动机是因为水的比热容小
D.发烧时用冷毛巾敷额头是用做功的方式改变内能
10.(2023·广东深圳·中考真题)端午节煮粽子是中华文化的传统习俗,下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧为内能转化为化学能 B.打开锅盖上面的白雾是水蒸气
C.加热粽子是利用做功增加内能 D.闻到粽子的香味是因为扩散现象
11.(2024·广东广州·中考真题)如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
(1)天然气本身无色无味,为了安全和警示,通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置,若燃气未点燃,会闻到臭味,表明 (选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”);
(2)拧动点火装置,天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,天然气不会从进口处外泄,原因是:天然气的喷入导致进口处的天然气流速 (选填“大”“小”),压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强;
(3)壶中装有密度为、质量为的水,则壶中水的体积为 。根据,若天然气的热值,完全燃烧的天然气放出热量为 J,其中的热量被水吸收,已知水未沸腾,比热容为4.2×103J/(kg·℃),则水的温度升高了 ℃。
12.(2023·广东·中考真题)小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验:在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水,用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶(内层紧贴,外层相对宽松),用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶,用数显温度计测量瓶中热水的温度,测得有关数据如题表所示。
题表
室温:25.0℃
时间/min
0
20
40
60
80
甲瓶水温/℃
61.0
56.6
62.5
50.9
48.5
乙瓶水温/℃
61.0
55.6
52.3
49.0
45.7
(1)题表中有一个温度值记录错误,该错误的温度值是 ℃。水温会先降到41.0℃的是 瓶。已知瓶中水的体积是350mL,该瓶中水的温度降至41.0℃时,其放出的热量是 J。[,]
(2)如果把瓶中的热水换成冰块, 瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果,可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有 。
(3)请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子: 。
易混易错
对热量认识的三个误区
(1)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传通,有了能量的特稀,才能讨论热量问题,离开热估进该热量也就发有了意义。
(2)热量只能有“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。
(3)吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
方法技巧
(1)做功改变物体的内能:做功可以改变物体的内能有两层含义:外界对物体做功,则机械能转化为物体的内能;若物体对外界做功,则物体的内能转化为机械能。
(2)判断内能改变方式的关键:判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程,在此过程中能的形式不发生变化;做功的实质是能的转化过程,能量从一种形式转化成另一种形式。
方法技巧
(1)做功改变物体的内能:做功可以改变物体的内能有两层含义:外界对物体做功,则机械能转化为物体的内能;若物体对外界做功,则物体的内能转化为机械能。
(2)判断内能改变方式的关键:判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程,在此过程中能的形式不发生变化;做功的实质是能的转化过程,能量从一种形式转化成另一种形式。
►考向三 探究不同物质吸热能力
13.(2021·广东广州·中考真题)甲、乙液体分别置于两个不同的恒温封闭环境中,质量保持不变。测得甲、乙液体的温度随时间变化如图所示。
(1) (选填“甲”或“乙”)液体的分子运动随时间越来越剧烈。
(2)甲液体所在环境的温度 (选填“小于1.7℃”“等于20℃”或“大于35℃”)。
(3)乙液体在“1min-2min”段、“8min-9min”段放出的热量分别为Q1、Q2,则Q1 Q2(选填“>”“=”或“<”),依据是 。
14.(2023·广东深圳·中考真题)如图甲所示,琴琴同学探究“水的沸腾与加热时间的关系”,水的质量为100g,实验过程中温度随时间变化的关系如下表。
min
0
0.5
1
1.5
2
......
12
℃
94
?
96
97
98
......
98
(1)当加热0.5min时,温度计示数如图乙,读数为 ℃;
(2)根据示数研究得出水沸腾时的温度变化特征是:水沸腾时持续吸热,温度 ;(选填“升高”、“降低”或“不变”)
(3)琴琴同学实验过程中,水沸腾时温度小于100℃,原因是 ;
(4)如何减少加热时间,请给琴琴同学提个建议: ;
(5)水在1分钟内吸收的热量为 J;
(6)根据第(5)步进一步探究,水沸腾后继续加热了10分钟,水的质量少了4g,探究蒸发1克水吸收了多少热量?(忽略热量损失)( )
15.(2022·广东广州·中考真题)小明想了解热水在图1 的哪个杯子中降温更快,他往两杯子中倒入等质量热水同时开始计时, 测得水温随时间变化的图象如图2。
(1)由图2可推测杯 (选填“甲”、“乙”)中的热水先降温至40℃;
(2) 杯(选填“甲”、“乙”)中的水在0~10min放出的热量较多,依据是 ;
(3)是什么因素造成了两杯热水降温快慢的不同,小明猜想可能是两个杯子开口散热面积的不同和杯身散热的不同。请设计实验探究热水降温快慢与玻璃杯开口大小是否有关,写出实验步骤(已提供足量热水,从图3中自造器材)。
实验步骤:( )
16.(2020·广东·中考真题)为了“探究水满腾时温度变化的特点”取0.2kg水进行实验。
(1)如题图甲所示实验装置的组装顺序应为 (选填 “自下而上”或“自上而下”);
(2)根据下表中的实验数据,在图乙中画出水的温度随时间变化的图象 ;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/°C
90
92
94
96
98
99
99
99
99
(3)根据以上实验数据可知,水的沸点为 ℃。为提高水的沸点,换用火力更大的酒精灯加热,这种做法 (选填“可行”或“不可行”);
(4)假如酒精灯均匀放热,且释放的热量全部被水吸收,忽略沸腾前水的质量变化以及热量的损耗,从第5 min起1分钟内水吸收的热量是 J。 []
17.(2024·广东深圳·二模)盛夏来临,小丽发现人们常常穿浅色的衣服,是不是穿浅色的衣服更凉快?于是小丽与同学们选用了白炽灯、五支相同的温度计、五个相同的纸筒、停表等器材,设计了如图甲所示的装置来探究不同颜色物体的吸热效率。
(1)他们将五个相同纸筒分别涂成不同的颜色并把温度计密封在各纸筒中,在桌面上将纸筒均匀摆放在所画圆的圆周上,白炽灯沿圆的中心轴线悬挂。小丽通过观察 来比较不同颜色纸筒的吸热效率。
(2)实验时,先读取各温度计的初始温度,然后点亮白炽灯,开始计时。在第3min时,他们将各纸筒在原位置转动180°(如图乙),这样做的目的是 。
(3)第6min时,熄灭白炽灯,同学们迅速同时读取各温度计的示数,实验数据如表:分析表中数据可以得出结论:其他条件一定时, 色物体的吸热效率最高, 色物体的吸热效率最低。
纸筒颜色
黑
红
绿
蓝
白
初始温度/℃
25
25
25
25
25
第6min时的温度/℃
31
28
29
29
27
(4)本次实验的结论在实际生活中的应用非常广泛,请你列举一例: 。
解题技巧
(1)控制变量法:该实验中药注意三个变量:质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的,哪些量是相同的;
(2)转换法:物质吸收热量的多少难以直接测量,所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多少。
►考向四 热机
18.(2021·广东·中考真题)关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程:只吸入空气 B.压缩冲程:缸内温度降低
C.做功冲程:气体推动活塞做功 D.排气冲程:内能转化为机械能
►考向五 热机效率
19.(2022·广东广州·中考真题)下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是( )
A. B.
C. D.
20.(2024·广东·中考真题)阅读短文,回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日,我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功:推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定。
当飞艇低速水平直线飞行时,其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量(不含氦气)
3750kg
气囊总容积
发动机额定输出功率
辅助功的功率
发动机效率
36%
最大速度
70km/h
(1)气囊采用轻质材料制作是为了减小 ;
(2)飞艇的发电机利用 的原理发电;
(3)将气囊充满氦气,此时飞艇受到的浮力为 N,飞艇最多可载 位乘客升空;(每位乘客质量,,,)
(4)飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为和,则 ;
(5)飞艇低速水平匀速直线飞行时,若消耗10kg燃油,可飞行的最大距离为 km。(燃油热值)
方法技巧
(1)对热值的理解:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的热值。从定义上看,热值是燃料的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等无关。
(2)热值相关计算:解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收,从而建立等式关系Q放=Q吸。
►考向六 能量转化与守恒
21.(2023·广东广州·中考真题)某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能,对蓄电池充电,晚上蓄电池对路灯供电,对下图方框中能量形式判断正确的是( )
A.甲是“电能” B.乙是“太阳能” C.丙是“电能” D.丁是“机械能”
22.(2021·广东·中考真题)如图为火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 能,再转化为火箭的机械能,这个过程中火箭的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。
易错易混
能量的“转化”和“转移”的区别
(1)能量的转化:能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中,一种形式的能量增加了,必然其他形式的能量减少了。
(2)能量的转移:能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,能量的形式没有改变。
方法技巧
(1)能量转化类型的识别技巧:识别能量转化类型时要注意:一是弄清哪种形式的能减少,哪种形式的能增加,结果就是减少的那种形式的能转化为增加的另一种形式的能;二是注意描述中的关键字,一般“动”字对应的是机械能,“热”字对应的是内能,“电”字对应的是电能。
(2)判断能量是转化还是转移关键在于分析能量的形式是否发生了变化。若能量的形式发生了变化,则为能量的转化;若能量的形式没有发生变化,则为能量的转移。
1.(2024·广东东莞·一模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.一块0℃的冰块,它的内能为零 B.温度高的物体含有的热量一定多
C.热胀冷缩中的“冷热”是指内能 D.物体的温度升高,内能一定增大
2.(2024·广东东莞·三模)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.汽油机在图丙冲程能获得动力
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
D.在一个工作循环过程正确顺序是:乙、甲、丁、丙
3.(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
4.(2024·广东广州·三模)如图显示的是甲、乙、丙三部汽油机的参数。甲、乙、丙相比,正确的是( )
A.甲输出的机械能比丙多,效率比丙高
B.在消耗质量相同的同种燃料时,乙输出机械能与甲一样多
C.在输出的机械能相同时,乙比丙消耗更多的同种燃料
D.三部汽油机中,乙的效率最高
5.(2024·广东清远·一模)如题图所示,是用相同加热器加热质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体时(忽略散热)得到水温与加热时间的图线。则在甲乙两种液体比热容之比是 。在甲、乙两种液体升高温度相同时,吸收热量之比是 ;所以比较适用于冷却物体是 液体。(选填甲、乙)。
6.(2024·广东汕头·二模)如图所示是纸火锅,锅中的水在沸腾过程中温度 (选填“继续升高”或“保持不变”),该温度 (选填“低于”或“高于”)纸的着火点.纸锅中食物的内能是通过 的方式增加的。
7.(2024·广东汕头·一模)夏日荷塘里荷花盛开,小明一家来到荷花池边。微风吹过,飘来阵阵花香,这是 现象;妹妹观察发现荷叶上的两滴水珠接触后合成更大的一滴,这表明分子间存在 力;小明用手拨动了一下池水,顿觉清凉沁爽,这是通过 的方式改变物体内能的。
8.(2024·广东深圳·一模)“失蜡法”是我国古代精密铸造青铜等金属器物的一种方法。原理是先用蜡做成铸件模型,再用其他耐火材料填充泥芯和敷成外范,加热烘烤后,蜡会全部 (填写物态变化名称)流出,在该物态变化过程中蜡的温度 (选填“逐渐升高”“逐渐降低”或“保持不变”),使整个铸件模型变成空壳,再向内浇灌金属溶液铸成器物。在金属溶液铸成器物的过程中,器物的内能 (选填“增大”或“减小”),是通过 方式改变了器物的内能。
9.(2024·广东汕尾·二模)凤凰单丛茶是一种传统名茶,产自广东,具有形美、色翠、味甘、香郁的特点。刚泡开单丛茶,就能闻到一股淡淡的茶香味,这是 现象,表明分子在 。同时茶壶摸起来很烫手,这是通过 的方式来改变茶壶的内能。
10.(2024·广东广州·三模)如图所示,容器装了质量为0.5kg的冰,用酒精灯加热,该物质在相同的时间内吸收相同的热量,得到图所示的温度与加热时间的图线,0~8min内质量不变,忽略散热,已知
(1)温度计的读数是 ℃,冰熔化过程所用时间 min;
(2)熔化为水后温度升高10℃,其吸收的热量可用公式Q= 来计算,算得Q= ;
(3)由图可知,c冰 c水(选填“>”、“=”、“<”),依据是 。
11.(2024·广东·三模)如图所示,用气筒向装有少量水的瓶里缓慢打气,当瓶塞从瓶口跳出时。看到瓶中出现了白雾。在“瓶塞跳出,出现白雾”这个过程中,发生的物态变化是 。发生的能量转化是 能转化为 机械能。这个现象说明了 可以改变物体的内能。
12.(2024·广东茂名·一模)“神舟十八号”飞船由长征二号运载火箭顺利发射升空。火箭加速上升过程中,飞船的动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”);为了防止温度过高烧坏发射台,在发射台下设计了一个巨大的水池,利用水的 较大的特性和水 (填物态变化名称)时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。
13.(2024·广东佛山·三模)水的比热容为 ,将一桶质量为2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);水结冰后,它的质量将 (选填“改变”或“不变”)。1标准大气压下,初温为20℃,质量为1kg的水吸收热量后温度将升高 ℃。
14.(2024·广东东莞·二模)汽车是我们生活中最重要的交通运输工具之一,某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2,做功冲程中活塞移动的距离是30cm,气体的平均压强是5×105Pa,汽油的热值是4.6×107J/kg,每次做功耗油0.2g,气体一次膨胀对活塞做的功是 J;每次做功过程中汽油的90%完全燃烧,每次汽油燃烧放出的热量是 J,此汽油机的机械效率是 。
15.(2024·广东云浮·一模)如下题图所示,这是四冲程汽油机的 冲程;汽车发动机采用循环水进行冷却,这是利用水的 大的特性;完全燃烧100g的汽油放出的热量为 。
16.(2024·广东深圳·一模)小明为吹好的气球嘴部系线时,不小心令气球呼啸飞出。他及时捡起气球,发现它喷气的嘴部温度和原来相比 (填“变高”、“没有变化”或“变低”)。汽油机在工作时 冲程与这一过程中能量的转化是一致的。汽油机工作时飞轮转速为2400r/min,则每秒汽油机对外做功 次。
17.(2024·广东揭阳·一模)如下图乙所示,是某车的汽油机工作过程的四个冲程,与图甲能量转化情况相同的是 (选填字母)。若该汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,汽油机完成了 个冲程。假如该车行驶了10km,共耗油0.5kg,则这些汽油完全燃烧放出的热量为 J。(汽油的热值 q=4.6×107J/kg)
18.(2024·广东佛山·三模)如图甲是小明探究“固体熔化时温度的变化规律”的实验装置,小明选取萘加热,每隔相同的时间记录一次温度,同时观察物质的状态,实验结束后根据实验记录的数据绘制成如图乙的图像。请你回答下列问题:
①实验中采用“水浴法”加热可以使萘 ,同时温度上升较 (填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度;
②如图乙是根据实验数据绘出的温度—时间图像。熔化过程对应图线中的 段,萘在C点的内能 D点的内能(填“大于”、“等于”或“小于”);
③观察图像,应用相关知识分析可以得出萘在固态的比热容 物质在液态的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”)
19.(2024·广东汕尾·三模)在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中,取质量和初温都相同的甲乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图A所示。
(1)图B为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(2)分析图C可知,吸收相同热量, 液体升温更高: 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙液体的比热容之比为 。
(4)用相同的加热器加热的目的是 。
20.(2024·广东梅州·三模)如图是“比较不同物质吸热的情况”的实验装置,两个相同的烧杯中分别装有质量相等的水和食用油。
(1)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等时间内 相同;
(2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和 ;
(3)图中能合理反映该实验结果的图像是 (选填“甲”“乙”或“丙”)
21.(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”)。
22.(2024·广东广州·三模)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验中应控制两装置燃料 (选填“完全燃烧完”或“燃烧相同时间”),通过比较 (选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来确定燃料热值的大小;
(2)比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,不同物质吸热多少是通过 (选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来反映的。
(3)若甲图烧杯中为50g的水,燃料1为2×10-4kg的酒精。酒精完全燃烧后,温度计示数升高20℃(水未沸腾),水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精热值为3×107J//kg,则该装置对水的加热效率为 。
23.(2024·广东揭阳·一模)如图是一辆无人驾驶汽车,质量为,车轮与水平地面总接触面积为。某次测试中它在平直公路上匀速行驶,发动机的输出功率为。求:
(1)汽车静止在水平地面时,对地面的压强是多少?
(2)若发动机的效率为,完成此次测试至少需要消耗多少汽油?
24.(2024·广东深圳·一模)国之重器“鲲龙600”是世界上最大的水陆两用飞机,该飞机蓄满水后总质量为53.5t。若在某次测试中,该飞机沿直线匀速行驶900s,消耗了180kg航空燃油,飞机发动机功率为4×106W,(已知航空燃油的热值q=5×107J/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积;
(2)测试中发动机所做的功;
(3)测试中发动机的效率。
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