专题02 热学(讲练)-【上好课】2025年中考物理二轮复习讲练测(湖南专用)
2025-03-09
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2份
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69页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 热学 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.13 MB |
| 发布时间 | 2025-03-09 |
| 更新时间 | 2025-03-09 |
| 作者 | 学科网初物精品工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-03-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50880013.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
模块一 声、光、热
专题02 热学
目 录
01考情透视·目标导航 1
02知识导图·思维导航 2
03核心精讲·题型突破 3
考点一 物态变化 3
【真题研析】 3
►考法01 晶体与非晶体的判断 3
►考法02 物态变化辨析及吸放热判断 5
►考法03 物态变化实验 6
【核心精讲】 7
知识点01 温度与温度计 7
知识点02 熔化与凝固 8
知识点03 汽化和液化 9
知识点04 升华和凝华 水循环 9
【命题预测】 10
考点二 内能 内能的利用 16
【真题研析】 16
►考法01 分子动理论 16
►考法02 改变内能的方式 17
►考法03 比热容及其计算 19
►考法04 热值及其计算 21
►考法05 温度、内能、热量的理解 24
►考法06 热机 25
►考法07 能量的转化和守恒 28
►考法08 内能利用实验 29
【核心精讲】 31
知识点01 分子热运动 内能 31
知识点02 比热容 31
知识点03 热机 热值 能量的转化和守恒 31
【命题预测】 32
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01考情透视·目标导航
考点要求
课标要求
命题预测
物态变化
1.1.1能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质及应用;
1.1.2了解液体温度计的工作原理。会用常见温度计测量温度。能说出生活环境中常见的温度值。尝试对环境温度问题发表自己的见解;
1.1.3经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象;
1.1.4能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识
物态变化考点常以选择题、填空题、实验与探究题的形式进行考查。考查的命题点有:温度的测量、熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华、水循环等。
常结合生活常见现象,以文字或图片结合的形式呈现。其中物态变化的判断及吸放热情况是常考热点,探究晶体熔化和水沸腾的实验也可能出现在实验题中。
内能
1.3.1知道常见的物质是由分子、原子构成的;
2.1.2知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点;
2.1.3知道物质在不停地运动
3.3.1了解内能和热量;
3.1.2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;
3.3.2通过实验,了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象
内能、内能的利用、能量转化与守恒考点常以选择题、填空题、实验探究题、计算题形式考查。命题点有分子热运动、物体内能、改变内能方式、比热容、热机原理及冲程、热值与热机效率、能量守恒定律等。
常结合生活、科技现象与实验,以文字、图表呈现。分子热运动、能量转化、热机效率计算是热点 ,探究不同物质吸热能力也可能出现在实验题。
内能的利用
3.1.1了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系;
3.3.1从能量转化的角度认识燃料的热值;
3.3.3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
3.5.1知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例;
3.5.2从能量转化和转移的角度认识效率
3.5.3列举能量转化和转移具有方向性的常见实例
02知识导图·思维导航
03核心精讲·题型突破
考点一 物态变化
【真题研析】
►考法01 晶体与非晶体的判断
1.(2024·山东滨州·中考真题)如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.该物质是非晶体
B.熔化过程持续了25min
C.该物质熔化过程中不断吸热,温度保持不变
D.熔化前后,该物质的比热容不变
【答案】C
【详解】A.由图可知,该物质在熔化时有固定的熔点,因此是晶体,故A错误;
B.由图可知,该物质在第10min开始熔化,第25min熔化结束,因此熔化过程持续了15min,故B错误;
C.由图可知,该物质在熔化过程温度不变,因此其熔化时要不断吸热,温度保持不变,故C正确;
D.由图可知,该物质熔化前后,加热相同的时间,即吸收相同的热量,熔化后温度升高的较小,由可知,熔化后比热容较大,故D错误。
故选C。
2.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)“山坡上有的地方雪厚点,有的地方草色还露着;……那水呢,不但不结冰,反倒在绿萍上冒着点热气。……”上面的文字节选于老舍先生的《济南的冬天》一文。关于文中所涉及的一些现象,用物理知识解释正确的是( )
A.“雪”的形成是液化现象 B.“结冰”是凝固现象
C.“热气”的形成是升华现象 D.“冰”是非晶体,没有熔点
【答案】B
【详解】A.雪是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故A错误;
B.水结成冰,由液态变成固态,属于凝固现象,故B正确;
C.绿萍上冒着点热气是水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,故C错误;
D.冰是晶体,有固定的熔点,故D错误。
故选B。
3.(2024·湖南·中考真题)2024年初,几场寒流来袭,让湖南人在家门口也能看到北方常见的冰挂(如图)。下列说法正确的是( )
A.冰挂熔化时,需要吸热
B.冰是水蒸气液化形成的
C.冰是非晶体,有固定的熔点
D.一定质量的水结冰时,体积变小
【答案】A
【详解】A.冰挂熔化时,由固态变为液态,需要吸热,故A正确;
B.固态的冰是液态的水凝固形成的,故B错误;
C.冰是晶体,有固定的熔点,故C错误;
D.一定质量的水结冰时,密度减小,体积变大,故D错误。
故选A。
4.(2023·江苏无锡·中考真题)用如图所示的装置探究冰的熔化特点,将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中,冰 热量,温度升高。当冰开始熔化时,温度计的示数如图所示为 ,冰在熔化过程中温度计的示数 ,由此可知,冰属于晶体。
【答案】 吸收 0 保持不变
【详解】[1]将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中,由于温水的温度高于碎冰,所以温水不断失去热量,碎冰不断吸收热量,温度不断升高。
[2]观察图中温度计发现,分度值为1℃,温度计中液柱面指示在0℃刻度线,所以温度计的示数为0℃。
[3]冰在熔化过程中,不断吸热,但温度不变,所以温度计的示数保持不变,由于冰有固定熔点,所以冰属于晶体。
►考法02 物态变化辨析及吸放热判断
5.(2024·湖南长沙·中考真题)“玉阶生白露”“人迹板桥霜”,关于水蒸气遇冷形成露和霜的说法正确的是( )
A.露的形成是汽化 B.露的形成需要吸热
C.霜的形成是升华 D.霜的形成需要放热
【答案】D
【详解】AB.露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴的过程,对外放热,故AB错误;
CD.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的冰晶,对外放热,故D正确,C错误。
故选D。
6.(2023·湖南长沙·中考真题)古诗“荷风送香气,竹露滴清响”中,竹叶上出现露珠是( )
A.熔化现象 B.液化现象 C.凝华现象 D.汽化现象
【答案】B
【详解】竹叶上出现露珠是空气中的水蒸气遇冷液化成的,是液化现象,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(2023·湖南怀化·中考真题)很多诗句蕴含着丰富的物理知识,下列所描述的现象与其成因对应正确的是( )
A.“池水映明月,潭清疑水浅”,句中“水浅”是由光的反射造成的
B.“已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏”,句中“冰”的形成是熔化现象
C.“绿树浓阴夏日长,楼台倒影入池塘”,句中“浓阴”是光的折射形成的
D.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,句中“汤沸”是指水加热后发生汽化现象
【答案】D
【详解】A.潭清疑水浅,是由于光从水中射向空气中时,在水面处发生折射造成的,故A错误;
B.冰是水放热凝固形成的,故B错误;
C.“浓荫”是树叶的影子,是由于光的直线传播形成的,故C错误;
D.“汤沸”是指水沸腾时的情景,是一种剧烈的汽化现象,故D正确。
故选D。
8.(2023·湖南长沙·中考真题)环卫工人往结冰的桥面撒盐加快冰的熔化,激发了小明探究盐水凝固点的兴趣。他把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里,当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度,温度计的示数如图所示(每支温度计的单位都是摄氏度),图乙中温度计的示数为 ℃,从实验现象可知,盐水的浓度越高,其凝固点越 。
【答案】 -5 低
【详解】[1]由图可知,温度计的分度值为1℃,且温度在零刻度以下,因此甲中温度计读数为-2℃,乙中温度计读数为-5℃。
[2]由甲乙两图的实验现象,浓度较高的盐水在更低的温度下还未凝固,证明盐水的浓度越高,其凝固点越低。
►考法03 物态变化实验
9.(2023·湖南湘潭·中考真题)用如图所示实验装置,探究室温下冰熔化时温度的变化规律。
(1)将冰打碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中。图中温度计示数为 ℃;
(2)由实验数据绘制成图所示图像,可知, AB段该物质是 态, BC段 (选填“需要”或“不需”)吸热; 由实验可知,冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)研究表明晶体的熔点与压强有关,压强越大,晶体的熔点越低,如图,在温度较低的环境中,将拴有重物的细金属丝挂在冰块上,金属丝下方与冰接触处的压强 (选填“增大”或“减小”),从而使冰的熔点 (选填“升高”或“降低”)了,金属丝下方的冰块熔化,熔化而成的水又很快凝固,金属丝穿冰块而过且不留缝隙。
【答案】 -3 固 需要 晶体 增大 降低
【详解】(1)[1]由图可知,温度计分度值为1℃,液面在0以下第三个刻度,所以温度计示数为-3℃。
(2)[2][3][4]观察图像可知,冰在B点还未开始熔化,即 AB段该物质为固态;在C点已经完全熔化,而在BC段处于熔化过程中,吸收热量,温度保持不变,说明冰有固定的熔化温度,为晶体。
(3)[5][6]晶体的熔点与压强有关,压强越大,晶体的熔点越低。将拴有重物的细金属丝挂在冰块上,压力一定,金属丝下方与冰接触处的部分受力面积较小,增大了压强,从而降低冰的熔点,使金属丝下方的冰块先其它部分的冰熔化。
10.(2022·湖南益阳·中考真题)小明用如图所示实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”:
(1)该装置的错误之处是 ;
(2)将烧杯盖住的目的是 ;
(3)小明做完实验后又进一步探究了沸水自然冷却过程中温度随时间变化的情况,得到变化的图像如图所示:
如果要喝一杯奶茶(牛奶与茶水的质量之比约为),有A、B两种方案可选择:
A.先将滚烫的热茶冷却,然后加冷牛奶
B.先将冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却
结合图,你认为方案 的冷却效果较好。
【答案】 温度计的感温泡碰到了烧杯壁 减少热量散失,节省加热时间 A
【详解】(1)[1]实验装置中,温度计的感温泡碰到了烧杯壁,这会造成测得温度不准确。
(2)[2]实验中为了减少热量散失,节省加热时间,可以将烧杯盖住。
(3)[3]由图看出水冷却过程温度变化特点是先快后慢,即水在高温时散热快,温度降低得快,低温时散热慢,温度降低得慢。根据水的温度降低的规律,如果要使一杯热的奶茶达到更好的冷却效果,最好的办法是先将滚烫的热茶自然冷却一会,然后加冷牛奶,对比AB两个方案,方案A效果更好。
【核心精讲】
知识点01 温度与温度计
知识
概念
理解
温度与
温度计
(1)把物体的冷热程度叫做温度。把标准大气压下,冰水混合物的温度规定为0℃,沸水的温度规定为100℃。
(2)记住生活中一些物体的温度值。
(3)温度计的使用。(五会)
(4)体温计的使用。(注意甩一下)
(1)℃是摄氏温标单位。
(2)体温计的量程为35~42℃;分度值为0.1℃。
1. 掌握常见温度值轻松解决温度估测题
(1)把握好考点:中考主要考查对生活中常见的温度的估测,及1个标准大气压下沸水的温度、冰水混合物的温度等几个特殊温度值。
(2)把握好解答方法:解答时从已知的、常见的温度值或熟悉的温度值进行分析,再结合实际得出答案。
2. 做好五会,轻松搞定温度计的使用
会选
首先估测被测物体的温度,选择量程合适的温度计
会拿
在手拿住温度计的上部,不可让手触及温度计的玻璃泡
会放
温度计的玻璃泡应该全部浸入液体中,不要碰到容器底或侧壁
会读
待示数稳定后再读数,视线与液柱的液面相平
会记
记录被测物体的温度,包括数值和单位
知识点02 熔化与凝固
知识
概念
理解
熔化
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程叫做熔化。固体在熔化过程中都要吸收热量。
(2)晶体熔化时吸热,温度保持不变(熔点)。
(3)非晶体熔化时吸热,温度升高。
晶体熔化时的温度叫熔点,非晶体没有确定的熔点。
凝固
(1)凝固:物质从液态变成固态的过程叫做凝固。液体凝固时都要放出热量。
(2)晶体溶液凝固时放热,温度保持不变(凝固点)。
(3)非晶体溶液凝固时吸热,温度降低。
液体凝固成晶体时的温度叫做凝固点,非晶体没有固定的凝固点。
同一种晶体的熔点和凝固点相同。
晶体与非晶体
(1)晶体:有固定熔化温度的固体叫做晶体。
(2)非晶体:没有固定熔化温度的固体叫非晶体。
晶体如冰、萘、海波、食盐、金属等。
非晶体如松香、玻璃、沥青、石蜡等。
1. 三点应对固体熔化时温度变化规律的探究题
中考中关于固体熔化时温度变化规律的实验,主要从以下三个角度考查:
(1)对实验装置的理解,如实验装置的安装顺序、加热方式及其原因、温度计的放置要求及读数等;
(2)根据实验数据作出图像,或根据实验数据、图像分析得出结论,判断是否属于晶体及晶体熔点的确定;
(3)对实验设计或实验过程进行评估及改进等。
掌握了以上三点,摆平这个考点也就没啥悬念啦!
知识点03 汽化和液化
知识
概念
理解
汽化
(1)物质从液态变为气态的过程叫汽化。汽化有两种方式:蒸发和沸腾;汽化要吸热。
(2)沸腾:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。液体沸腾时的温度叫做沸点。
(3)蒸发:在任何温度下只发生在液体表面的缓慢的汽化现象叫蒸发。
沸腾的条件:温度达到沸点;继续吸热。
液化
(1)液化:物体由气态变为液态的过程叫液化。液化放热。
(2)液化有两种方式:降低温度和压缩体积。
所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
1. “白气”与水蒸气
水蒸气是一种无色无味的气体,我们人眼是看不到的,在平时我们看得到的从壶嘴冒出的“白气”、雪糕周围的“白气”,其实都是水蒸气遇冷液化形成的大量悬浮在空中的小水滴。凡是看得见的“白气”、“白雾”都不是水蒸气。
2. 掌握五点,轻松解决探究水的沸腾实验题
(1)实验装置安装顺序:自下而上;
(2)温度计读数:结合温度计的量程和分度值;
(3)水的沸点不是100 C的原因:外界大气压不是1个标准大气压,温度计不准确。
(4)缩短加热时间的方法:减少水的质量、用温水、在烧杯上加盖、加大酒精灯的火焰。
(5)归纳得出实验结论。
知识点04 升华和凝华 水循环
知识
概念
理解
升华和
凝华
(1)升华:物质从固态直接变成气态的过程叫升华。升华吸热。
(2)凝华:物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。凝华放热。
列举常见的升华、凝华现象。
水循环
(1) 水循环与三态变化
地球上的水在陆地、海洋、大气之间不断地循环,发生物态变化,形成了云、雨、雪、冰雹等。
(2)地球上的水资源已经出现了严重的危机。提高节水意识。
水的三态:固态、液体和气态。
1. 记住一些生活中常见升华、凝华应用的实例,轻松解答相关问题
(1)凝华放热应用实例:可以用来解释“下雪不冷”等现象。
(2)升华吸热应用实例:利用升华干燥或保鲜食品;利用干冰升华制造舞台效果;利用干冰升华实施人工降雨;飞船外壳涂上一层特殊材料,利用特殊材料的升华吸热来防止飞船温度过高。
【命题预测】
1.【跨学科】
小兰回家进行了跨学科实践:探索厨房中的物态变化,下列有关说法正确的是( )
A.水烧开时,壶嘴上方冒出大量“白气”,“白气”的形成是汽化现象
B.食盐溶解在水里形成盐水,属于熔化现象
C.从冰箱冷冻室拿出的冰冻水饺在热水中变软,这是升华现象
D.寒冷的冬天,厨房的玻璃内表面有时会出现“冰花”,这是凝华现象
【答案】D
【详解】A.水烧开时,壶嘴上方冒出大量“白气”是水蒸气液化成小水滴形成的,故A错误;
B.食盐溶解在水里形成盐水,属于溶解现象,故B错误;
C.从冰箱冷冻室拿出的冰冻水饺在热水中变软,是水饺中的水由固态熔化成液态形成的,故C错误;
D.寒冷的冬天,厨房的玻璃内表面有时会出现“冰花”,是水蒸气凝华成小冰晶形成的,故D正确。
故选D。
2.【联系生活】下列现象中属于凝华现象的是( )
A.刚从冰箱中拿出的雪糕上会冒出“白气”
B.从寒冷的室外进入室内,镜片上会“起雾”
C.北方的冬天树上会出现美丽的雾凇
D.冬天河面上的河水会结冰
【答案】C
【详解】A.雪糕冒白气,这里的白气是小水滴,是由空气中的水蒸气遇到冷的冰糕液化而形成的,古A不符合题意;
B.从寒冷的室外进入室内,空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴吸附在镜片上,形成一层雾,故B不符合题意;
C.北方的雾凇是空气中的水蒸气遇冷直接变为固态小冰晶,是凝华现象,故C符合题意;
D.河面结冰是水由液态变为固态,属于凝固现象,故D不符合题意。
故选C。
3.内蒙古自治区东北部气温曾经达到-58℃,根据表格中数据判断,此时该地不能使用哪种液体温度计?( )
标准大气压
物质
熔点/℃
物质
沸点/℃
固态甲苯
-94.9
甲苯
111
固态水银
-39
水银
357
固态酒精
-117
酒精
78
A.甲苯 B.水银 C.酒精 D.以上都能使用
【答案】B
【详解】内蒙古自治区东北部的最低气温曾经达到-58℃,低于水银的凝固点,若用水银温度计测量该地区的温度,水银温度计会发生凝固,无法测量,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.某同学发现从冰箱中取出的冻肉表面附着一层白霜,肉的周围不断冒出“冷气”,煮熟的肉还会冒着“热气”。关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.冻肉表面的白霜是空气中水蒸气凝华形成的
B.冻肉周围的“冷气”是空气液化形成的
C.煮熟的肉冒出的“热气”是水汽化形成的
D.在沸水中煮肉时,水的温度一定是100℃
【答案】A
【详解】A.冰箱中取出的冻肉温度很低,空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶附在冻肉表面,形成白霜,故A正确;
B.冻肉周围的“冷气”是由空气中的水蒸气液化形成的小液滴,故B错误;
C.煮熟的肉冒出的“热气”是锅中水汽化形成的水蒸气在空中遇冷液化形成的小液滴,故C错误;
D.气压越高,水的沸点越高,标准大气压下水的沸点为100℃,所以在沸水中煮肉时,水的温度不一定是100℃,故D错误。
故选A。
5.5.【跨学科】医学
为了消肿止痛,医生常借助熔化的石蜡来接触包裹皮肤,用热敷方式治疗手脚受伤的患者。此过程伴随的物态变化的图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】为了消肿止痛,医生常借助熔化的石蜡来接触包裹皮肤,蜡凝固放热,人体吸收热量后,加快血液流动,一段时间后,肿胀消失,疼痛减轻,蜡是非晶体,没有熔点和凝固点,凝固过程中温度一直降低,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.【跨学科】化学
图为拿在手里怕“化”了的金属——镓在手中熔化的情景。百度百科是这样介绍的:镓是银白色金属,符号Ga,熔点29.76℃、固体密度5.9g/cm3,液体凝固时体积约增大3.2%。下列关于镓的一些论述正确的是( )
A.能在手掌中熔化的金属镓是非晶体 B.金属镓在熔化时不需要吸收热量
C.图中的金属镓处于“固液共存”状态 D.金属镓熔化为液体时,密度等于5.9g/cm3
【答案】C
【详解】A.由题意可知,金属镓有固定的熔点,为29.76℃,故是晶体,故A错误;
B.金属镓是晶体,在熔化时需要吸收热量,故B错误;
C.金属镓是晶体,图中的金属镓正在熔化,熔化时为物质处于固液共存态,故C正确;
D.由题意可知,金属镓熔化为液体时,体积发生了变化,密度也发生了变化,不等于5.9g/cm3,故D错误。
故选C。
7.如图甲所示,这是一张“泼水成冰”的照片,在北方室外气温极低时,泼出温度较高的热水,热水先汽化成水蒸气,水蒸气迅速凝结成小冰晶,就会出现图中的壮观场景。水蒸气凝结成小冰晶的过程中会 (选填“吸收”或“放出”)热量。如图乙所示,这是“液氮冰激凌”,冰激凌周围弥漫着大量的“白气”,这些“白气”的实质是 (选填“水蒸气”或“小水珠”)。
【答案】 放出 小水珠
【详解】[1]气态的水蒸气凝结成固态的小冰晶的过程是凝华的过程,会放出热量。
[2]“白气”是水蒸气遇冷液化成的小水珠。
8.【生活场景】
如图是生活中晾衣服的几种情景:A、B两条裤子中,裤子B干得快,原因是裤子B的水分 (填物态变化名称)较快;C、D两件衣服中,衣服C干得快,说明这种物态变化还与 有关;在部分严重缺水的地区,居民利用处于地下的暗渠输水,这样的好处是 。
【答案】 汽化 液体表面空气流动快慢 见解析
【详解】[1]比较AB图可知,液体的表面积和液体上方的空气流动速度,A裤子在树荫下,而B裤子在阳光下,温度高,蒸发(汽化)快,裤子干的快。
[2]比较CD图,D处空气不流动,而C图空气流速快,即C衣服的液体表面空气流速快,所以蒸发快,衣服干的快,因此说明这种物态变化还与液体表面空气流动快慢有关。
[3]影响液体蒸发快慢的因素有:液体的温度,液体的表面积和液体上方的空气流动速度。在部分严重缺水的地区,居民利用处于地下的暗渠输水,这样降低温度,减小液体表面空气流动,减少水分蒸发。
9.【跨学科】社会发展
慕士塔格冰川公园于2024年4月4日正式开放,大家期待已久4号冰川迎来2024年的首次亮相。在这里,可以看到冰川的雄伟、冰蛇的秀丽,冰塔、冰洞的多姿多彩,四层冰湖的柔情和峻冷。
(1)物体的 是用温度来表示的。冰川的形成是一个复杂的过程,主要发生在气温寒冷的地区,这些地区的水蒸气直接 (选填“物态变化”)变成雪,此过程是 。(选填“放热”、“吸热”)
(2)好学的小张同学,在冰川中取了一块冰用来探究“冰熔化时温度变化的规律”,如图乙是整个实验过程中温度随时间的变化图像,由图像可知:冰熔化的过程中是 段(用字母表示),熔化过程的特点是 ,在第5分钟时杯里的物质处于 态。
(3)如图乙,在探究“冰熔化的规律”的实验中,利用温度计来测量固体熔化的过程中的温度变化,它的工作原理是 ,图乙温度计的示数是 。
【答案】(1)冷热程度;凝华;放热;(2)BC;吸收热量,温度不变;固液共存;(3)液体的热胀冷缩; -8°C
【详解】(1)[1]物理学中用温度来表示物体的冷热程度。
[2][3]冰川的形成是一个复杂的过程,主要发生在气温寒冷的地区,空气中的水蒸气直接凝华成雪,此过程中水蒸气需要放热。
(2)[1][2]冰属于晶体,晶体熔化过程的特点是吸收热量,温度不变,且温度与冰的熔点相同;所以BC段是冰熔化的过程,熔化过程的特点是吸收热量,温度不变。
[3]由图乙可知,在第5分钟时杯里的物质处于熔化过程中,所以物质是处于固液共存态。
(3)[1]温度计的工作原理是液体的热胀冷缩。
[2]图中温度计的分度值为1℃,且示数在零下,因此示数为-8℃。
10.【跨学科】生产实践
冬天道路易结冰,为了行车安全,司机会“撒盐化冰”。“撒盐化冰”其实就是降低冰的熔点,小明发现撒盐的多少不同,效果也不同,他认为“盐水的浓度对凝固点有影响”,于是进行了如下实验:
(1)在甲、乙两个相同的塑料杯中分别倒入等量的水;
(2)向甲杯中加入一勺盐,向乙杯中加入两勺盐,搅拌至盐完全溶解,且浓度低于23%,接下来的操作是: ;
(3)若 ,则说明盐水的浓度对凝固点有影响。
【答案】 见解析 两杯水的凝固点不同
【详解】(2)[1]由于需要探究盐水的浓度对凝固点的影响,因此接下来的操作是:把两杯盐水同时放入冰箱中,每隔一段时间检查一下塑料杯,测其温度,并观察水结冰情况。
(3)[2]由于甲乙两杯盐水的浓度不同,若两杯水结冰时的温度不同,即凝固点不同,则说明盐水的浓度对凝固点有影响。
11.【核心素养】科学探究
小明在探究“水沸腾时温度变化规律”时,组装了如图甲所示的装置,大烧杯内放置一个小烧杯,各盛适量的水,并在两个烧杯内各放一支温度计:
(1)由下向上组装器材,目的是为了保证酒精灯外焰加热、以及 的正确使用;
(2)当大烧杯内的水温达到90℃时,开始观察两烧杯内的现象,并每隔1min记录两支温度计的示数,填入表格,根据数据绘制了如图乙所示的温度与时间关系图像。其中某时刻的温度计示数如图丙所示,采用 (填“A”“B”或“C”)视角观察读数是正确的。
(3)通过对乙图分析,可知图像 (填“a”或“b”)是大烧杯中水的温度与时间关系图象。
(4)当加热到时刻,他观察到大烧杯内开始出现大量气泡,上升,变大,说明此时水沸腾了。结合图像可以得出:水沸腾时温度 。
(5)时刻之后,持续加热,小烧杯内的水仍未沸腾,其原因是 。
【答案】(1)温度计;(2)B;(3)a;(4)保持不变;(5)无法继续吸热
【详解】(1)由下向上组装器材,除了保证酒精灯外焰加热,还能保证温度计的正确使用,因为这样可以先确定酒精灯的位置,再根据酒精灯外焰的高度来调整温度计的位置,使其玻璃泡能完全浸没在被测液体中且不接触容器底和壁。
(2)温度计读数时,视线应与温度计内液柱的上表面相平,图丙中采用B视角观察读数是正确的,A视角俯视读数会偏大,C视角仰视读数会偏小。
(3)大烧杯中的水直接从酒精灯吸收热量,小烧杯中的水是从大烧杯中的水吸收热量,所以大烧杯中的水先达到沸点,先沸腾,根据乙图可知图像a是大烧杯中水的温度与时间关系图象,因为a图像先达到沸点且温度保持不变。
(4)从图像可以看出,水沸腾时温度保持不变,大烧杯中的水达到沸点后温度保持在99℃,所以水沸腾时温度保持不变。
(5)t2时刻之后,持续加热,小烧杯内的水仍未沸腾,原因是小烧杯内的水达到沸点后,不能继续吸热,因为大烧杯中的水和小烧杯中的水温度相同,不存在温度差,无法吸热。
考点二 内能 内能的利用
【真题研析】
►考法01 分子动理论
1.(2024·湖南长沙·中考真题)冬至时节煮饺子,小明发现其中蕴含了很多物理知识。下列说法正确的是( )
A.冷冻饺子中的分子不运动 B.冷冻饺子升温过程中内能不变
C.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象 D.煮熟的饺子冷却是通过做功的方式改变内能
【答案】C
【详解】A.一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,故A错误;
B.冷冻饺子升温过程中,温度升高,内能增大,故B错误;
C.煮熟的饺子香气四溢,是香味分子进入空气中,这是扩散现象,故C正确;
D.煮熟的饺子冷却,向外释放热量,温度降低,内能减小,是通过热传递的方式改变内能,故D错误。
故选C。
2.(2021·湖南益阳·中考真题)如图所示,荷叶上的水珠如颗颗珍珠一般,摇一摇荷叶,水珠会很快滑落,荷叶上竟然滴水不沾。关于荷叶上水珠的一些说法,正确的是( )
A.当水珠静止不动时,水珠中的水分子也静止不动
B.很小的水珠就是一个水分子
C.荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间只有斥力没有引力
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力
【答案】D
【详解】A.当水珠静止不动时,水珠中的水分子在做无规则运动,故A错误;
B.很小的水珠由大量的水分子组成的,故B错误;
C.荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间既有斥力,也有引力,故C错误;
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,分子之间存在引力,才会聚集成一个大水珠,故说明分子之间存在引力,故D正确。
故选D。
3.(2024·四川广元·中考真题)“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
【答案】B
【详解】A.油辣子附着在凉面上,说明分子间存在引力,但分子间还存在斥力,故A错误;
B.香气四溢,是扩散现象,表明分子在不停地做热运动,故B正确;
C.凉面是看得见的物体,不是分子,所以凉面条之间有空隙,不能说明分子间有间隙,故C错误;
D.物质是由大量的分子和原子组成,吃一口凉面,有大量的分子进入口中,故D错误。
故选B。
4.(2023·湖北襄阳·中考真题)2023年春节,襄阳市华侨城、关圣古镇燃放烟花,现场人们闻到很浓的硝烟味道属于 现象。热机工作时常用水降温,这是利用了水的 大的特性。
【答案】 扩散 比热容
【详解】[1]现场人们闻到很浓的硝烟味道说明分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
[2]热机工作时产生大量的热,这些热如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点(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)把这些热迅速吸收,使热机的温度不致升得太高。
►考法02 改变内能的方式
5.(2024·湖南·中考真题)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
【答案】C
【详解】A.电烤炉取暖,电烤炉消耗电能转化为内能,然后内能转移到人体,故A错误;
B.钻木取火,是通过做功的方式,将机械能转化为内能,故B错误;
C.中医提倡的热水泡脚,脚从热水中吸收热量,因此是通过热传递的方式增大脚部的内能,故C正确;
D.用嘴对着手哈气取暖,手从哈气中吸收热量,因此主要是通过热传递的方式增大手的内能,故D错误。
故选C。
6.(2023·湖南怀化·中考真题)古代人们常用钻木取火,下列情况改变内能方式与其不同的是( )
A.甲图:冬天搓手取暖 B.乙图:小朋友溜滑梯臀部发热
C.丙图:热鸡蛋放在冷水中冷却 D.丁图:压缩空气使其内能增大
【答案】C
【详解】钻木取火实质是通过做功的方式改变物体的内能。
A.搓手取暖,双手克服摩擦做功,是通过做功的方式改变物体内能,故A不符合题意;
B.小朋友溜滑梯时,臀部克服滑梯摩擦做功,是通过做功的方式改变物体内能,故B不符合题意;
C.热鸡蛋放在冷水中,鸡蛋和水温度不同,内能从鸡蛋传给水,是通过热传递的方式改变物体内能,故C符合题意;
D.压缩空气时,对空气做功,使空气内能增大,故D不符合题意。
故选C。
7.(2024·江苏南通·中考真题)2024年5月,中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A.热机做功冲程 B.钻木取火过程
C.水力发电过程 D.物体上抛过程
【答案】A
【详解】火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,该过程为内能转化成机械能。
A.热机做功冲程中内能转化成机械能,故A符合题意;
B.钻木取火过程机械能转化成内能,故B不符合题意;
C.水力发电过程为机械能转化成电能,故C不符合题意;
D.物体上抛过程中克服阻力做功,机械能转化成内能,故D不符合题意。
故选A。
8.(2024·山东济南·中考真题)针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方法。针灸之前,用高温蒸气对“复用针”(可多次使用的针)消毒时,“复用针”的温度会升高,这是通过 的方式改变了针的内能。如图所示,针灸用到的针非常细,这是通过减小受力面积来 ,便于刺入人体穴位。
【答案】 热传递 增大压强
【详解】[1]用高温蒸气对“复用针”消毒时,“复用针”吸收蒸汽的热量温度会升高,这是通过热传递的方式改变针的内能。
[2]针灸用到的针非常细,这是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,便于刺入人体穴位。
►考法03 比热容及其计算
9.(2024·陕西·中考真题)“芒种”过后,陕西关中等地区夏收进程已过半。如图,是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法不正确的是( )
A.夏收时节气温越高,空气中的分子热运动越剧烈
B.阳光炙烤下的金色麦穗温度升高,其所含的热量变多
C.利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大
D.阳光暴晒下的驾驶室温度升高,是通过热传递的方式增加了其内能
【答案】B
【详解】A.分子热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,故A正确,不符合题意;
B.热量不能表述为“所含”,热量是一个过程量,只能表述为“吸收”或“放出”,故B错误,符合题意;
C.利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大,在同样情况下吸收的热量较多,故C正确,不符合题意;
D.阳光暴晒下的驾驶室温度升高,是通过热传递的方式增加了内能,故D正确,不符合题意。
故选B。
10.(2024·四川成都·中考真题)某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的热源对它加热(物体在相同时间内吸收的热量相等),到t3时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像(如图)。下列说法正确的是( )
A.在0~t2时间段,该物体吸收的热量为cm(T2-T1)
B.在t2~t4时间段,该物质的比热容先增大后减小
C.在t4~t5时间段,该物体放出的热量为
D.该物质在t5~t6时间段的比热容等于在0~t1时间段的比热容
【答案】D
【详解】A.由于实验中用稳定的热源加热,物体在相同时间内吸收的热量相等,由图可知,在0~t1时间段,该物体的温度由T1升高至T2,物质的比热容为c,所以物体单位时间吸收热量
故在0~t2时间段,该物体吸收的热量
故A错误;
B.由图可知,该物体在t2~t4时间段,处于液态,由于液态时的比热容是该物质的性质,所以在t2~t4时间段,该物质的比热容不变,故B错误;
C.该物质冷却过程中单位时间放出热量不等于该物体升温过程中单位时间吸收热量,由于该物质熔化过程中吸收的热量等于该物质凝固过程中放出的热量,所以在t4~t5时间段,该物体放出的热量等于在t1~t2时间段,该物体吸收的热量,所以该物体放出的热量
故C错误;
D.由图可知,该物质在t5~t6时间段,处于固态,该物质在0~t1时间段,也处于固态,由于固态时的比热容是该物质的性质,保持不变,所以该物质在t5~t6时间段的比热容等于在0~t1时间段的比热容,故D正确。
故选D。
11.(2024·江苏镇江·中考真题)为比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入相同温度的热水,用温度计测量其初温,示数如图1所示, ℃。绘制水温随时间的变化图像如图2所示,A杯中水放出的热量为 。保温性能更好的是 (选填“A”或“B”)杯。[]
【答案】 80 A
【详解】[1]如图1所示,图中温度计的分度值是1℃,温度计的显示刻度是下面为70、上面为80,表明液柱的高度在0℃的上面,所以,读数是80℃,即
[2]如图2所示,水的末温是30℃,则A杯中水放出的热量为
[3]根据可知,质量相同的水在A、B两保温杯中,温度变化相同时,即都达到30℃,A保温杯需要更长的时间,所以保温性能更好的是A杯。
12.(2023·江苏苏州·中考真题)正午,小明对水面获取太阳的能量情况进行研究,他将装有400g水的盘子放在室外平台上,经阳光照射10min,水温升高了2.5℃,不计水的蒸发(水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃))。
(1)该过程水吸收的热量是多少?
(2)若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W,水获取太阳能的效率是多大?
【答案】(1)4.2×103J;(2)28%
【详解】解:(1)由Q=cmΔt可得,该过程水吸收的热量为
(2)由W=Pt可得,照射到水面上的太阳能为
故水获取太阳能的效率为
答:(1)该过程水吸收的热量是4.2×103J;
(2)水获取太阳能的效率是28%。
►考法04 热值及其计算
13.(2023·湖南长沙·中考真题)砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是( )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变砖块的内能
C.烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大
D.在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的密度变小
【答案】B
【详解】A.热量是一个过程量,只能说吸收(或者放出)了多少热量,不能说某物体含有多少热量,故A错误;
B.高温烧制时,砖吸收热量,内能增加,即通过热传递的方法增加砖块的内能,故B正确;
C.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C错误;
D.若在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的质量变小,体积也减小,由于组成砖的材料没有发生变化,则砖的密度不会变化,故D错误。
故选B。
14.(2024·山东济南·中考真题)完全燃烧1g液态氢能释放出的热量,是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍,由此可知液态氢比汽油( )
A.内能大 B.温度高 C.热值大 D.密度大
【答案】C
【详解】由于完全燃烧1g液态氢能释放出的热量,是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍,即相同质量的液态氢和汽油完全燃烧,液态氢能放出更多的热量,所以液态氢比汽油的热值大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
15.(2024·云南·中考真题)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%
【答案】C
【详解】A.液氢燃烧的产物只有水,属于清洁能源,故A错误;
B.用液氢作燃料是因为液氢热值大,在完全燃烧等质量的燃料时,放出的热量更多,且热量是过程量,不能“含有”,故B错误;
C.完全燃烧100kg的液氢放出的热量
故C正确;
D.额外功不可避免,所以氢能重卡的热机效率不可能达到100%,故D错误。
故选C。
16.(2024·青海西宁·中考真题)如图所示是在青海省海西州德令哈市建成的熔盐塔式储能光热电站,是我国光热发电技术的重大突破。四周的定日镜将太阳光反射到中央的吸热塔,塔内的低温液态熔盐吸热升温,形成的高温液态熔盐被输送到蒸汽发生器,水吸收热量产生高温水蒸气,推动汽轮发电机组发电。在蒸汽发生器中水通过 的方式增大内能,光热电站将太阳能最终转化为 能。如果光热电站每天产生的电能是,这相当于完全燃烧 吨煤放出的热量()。
【答案】 热传递 电 48
【详解】[1]在蒸汽发生器中水吸收热量产生高温水蒸气,是通过热传递的方式增大内能。
[2]四周的定日镜将太阳光反射到中央的吸热塔,塔内的低温液态熔盐吸热升温,形成的高温液态熔盐被输送到蒸汽发生器,水吸收热量产生高温水蒸气,推动汽轮发电机组发电。所以光热电站将太阳能最终转化为电能。
[3]煤的质量为
17.(2023·辽宁本溪·中考真题)某款环保能源汽车——氢能重卡,它满载时总质量为50t,车轮总着地面积为,采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中,汽车以300kW的输出功率,在水平公路上匀速直线行驶了20min,汽车发动机的效率为75%。(g取10N/kg,取)求:
(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为多少焦耳;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量。
【答案】(1);(2);(3)12kg
【详解】解:(1)因为汽车静止在水平地面上,所以汽车受力平衡,汽车对地面的压力等于汽车的重力
汽车对地面的压强
(2)由得,这次行驶过程中,汽车所做的功
由得,汽车消耗的氢能
(3)这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,则
由得,燃烧柴油的质量
答:(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强为;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由燃烧柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量为12kg。
►考法05 温度、内能、热量的理解
18.(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。
19.(2023·山东淄博·中考真题)下列关于热和能的说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能不一定大
B.热传递过程中,传递的是温度
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.内燃机工作时,压缩冲程将内能转化为机械能
【答案】A
【详解】A.温度是分子平均动能的标志,温度越高分子平均动能越大,物体的内能是分子动能和分子势能的总和,由于分子势能不确定,故温度高的物体内能不一定大,故A正确;
B.在热传递过程中,传递的是热量,故B错误;
C.物体(晶体)吸收热量,温度不一定升高,如晶体在熔化过程中,吸收热量,温度保持不变,故C错误;
D.内燃机工作时,做功冲程将内能转化为机械能,故D错误。
故选A。
20.(2023·辽宁营口·中考真题)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
【答案】C
【详解】A.热量是过程量,不能说物体含有的热量多,故A错误;
B.物体吸收热量过程中温度不一定升高,例如:晶体在熔化过程中,吸热但温度不变,故B错误;
C.气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,则物体内能减小,故C正确;
D.在发生热传递时,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,内能总是从高温物体转移到低温物体,故D错误。
故选C。
►考法06 热机
21.(2024·甘肃兰州·中考真题)如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是( )
A.用酒精灯加热试管,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B.蒸气把软木塞顶跑的过程,实现了内能向机械能的转化
C.蒸气把软木塞顶跑的过程,相当于汽油机的排气冲程
D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
【答案】B
【详解】A.加热水的过程中,酒精灯火焰的温度较高,水温较低,热量从火焰转移到水,通过热传递的方式,使水的内能增加,故A错误;
BC.蒸气把软木塞顶跑的过程,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,在汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能,故B正确,C错误;
D.水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,在试管口形成“白雾”,故D错误。
故选B。
22.(2022·四川巴中·中考真题)中国“探月工程”总设计师巴中籍院士吴伟仁是我们学习的榜样。如果请你协助吴院士设计一辆在月球上使用的月球车,但月球上没有大气,你准备用以下哪个作动力装置( )
A.柴油机 B.汽油机
C.空气喷气发动机 D.电动机
【答案】D
【详解】ABC.因为月球上没有大气,所以柴油机、汽油机和空气喷气发动机不能正常工作,故ABC不符合题意;
D.电动机正常工作时不需要大气,只要有充足的电能即可正常工作,故D符合题意。
故选D。
23.(2022·湖北十堰·中考真题)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风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。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为做功冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,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】C
【详解】A.尾气中“汽油味”明显降低,这说明汽油的燃烧率较高,燃烧较完全,故A正确,不符合题意;
B.如图所示,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程,此冲程燃气的内能转化为活塞的机械能,故B正确,不符合题意;
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,符合题意;
D.尾气中“汽油味”明显降低,这说明汽油的燃烧率较高,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,不符合题意。
故选C。
24.(2024·内蒙古通辽·中考真题)课外活动中,某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上,握住上下两部分,用力拧成如图所示的形状,会看到瓶盖被弹出,并发出爆响声,同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 冲程类似,瓶盖被弹出时,瓶内气体内能会 而导致温度降低,出现白雾。
【答案】 压缩 减少
【详解】[1]拧瓶子过程中瓶盖未弹出前,压缩瓶内空气,瓶内空气的内能增加,将机械能转化为内能,汽油机的压缩冲程将活塞的机械能转化为汽缸内气体的内能,所以与汽油机的压缩冲程类似。
[2]瓶盖被弹出时,瓶内气体对瓶盖做功,内能减少,温度降低,水蒸气遇冷液化形成小水滴,出现白雾。
25.(2023·江苏常州·中考真题)压缩空气动力车。
(1)小明将充满气的气球捆绑在小车上,制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时,静止的小车向左运动起来,如图甲所示。该现象说明力的作用是 ;还说明力可以改变物体的 。
(2)为制造压缩空气动力汽车,工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接,该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程,如图乙所示。发动机对外做功的是 (进气/排气)冲程,此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为,则内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后,钢瓶内压缩空气的密度 。
【答案】 相互的 运动状态 进气 减低 20 减小
【详解】(1)[1][2]当气球向右喷气时,对给周围的空气有一个向右的力,由于物体间力的作用是相互的,空气也给气球有一个向左的力,所以静止的小车向左运动起来,该现象说明力的作用是相互的,还说明力可以改变物体的运动状态。
(2)[3][4]如图乙所示,进气冲程中压缩空气进入气缸,压缩空气对活塞做功,将内能转化为机械能,钢瓶内压缩空气的内能减少,温度降低。
[5]该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程,若该发动机飞轮的转速为,则1s内发动机有20个工作循环,对外做功20次。
[6]汽车行驶一段路程后,压缩空气的质量减小,体积不变,由知钢瓶内压缩空气的密度减小。
►考法07 能量的转化和守恒
26.(2024·甘肃临夏·中考真题)科技改变生活,创新驱动发展。下列科技与生活的实例说法正确的是( )
A.新能源汽车中用到的“氢能、太阳能、压缩天然气”等能源,均属于不可再生能源
B.新能源汽车中的纯电动汽车工作过程中将电能全部转化为机械能
C.华龙一号核电站利用核裂变产生的能量发电
D.临夏州清洁能源发展步伐不断加快,垃圾焚烧电站将电能转化为化学能
【答案】C
【详解】A.太阳能可以源源不断的在自然界中获取,因此属于可再生能源,故A错误;
B.新能源汽车中的纯电动汽车工作过程中大部分的电能转化为机械能,还有部分电能转化为内能,故B错误;
C.核能利用中,只有太阳能是利用核的聚变释放能量,其他核电站是利用可控的核的裂变来获取能量,故C正确;
D.垃圾焚烧电站将化学能转化为内能,再由内能转化为机械能,最后由机械能转化为电能,故D错误。
故选C。
27.(2024·四川成都·中考真题)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。下列说法正确的是( )
A.水力发电是将电能转化为机械能
B.水能是一次能源,电能是二次能源
C.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能,用来发电
D.机械能和电能可以相互转化,所以能量转化没有方向性
【答案】B
【详解】A.水力发电是将水的机械能转化为电能,故A错误;
B.水能可以从自然界直接获取使用,是一次能源,而电能是由其他形式的能量转化来的,是二次能源,故B正确;
C.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多机械能,用来发电,故C错误;
D.虽然机械能和电能可以相互转化,但是转化是有条件的,所以能量转化是有方向性,故D错误。
故选B。
28.(2024·山东济宁·中考真题)小球在摆动过程中(如图所示),由于摩擦的存在,一部分机械能会转化为 ,这部分能量不可能自动地再转化为机械能,如果没有能量的补充,小球最终会停止运动。研究表明,自然界的能量是守恒的,能量的转化与转移具有 性。
【答案】 内能 方向
【详解】[1][2]小球在摆动过程中,克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,机械能会减小,散失到空气中的内能无法自动转化为机械能,说明能量的转移和转化具有方向性。
►考法08 内能利用实验
29.(2023·内蒙古通辽·中考真题)如图所示,在“比较不同物质吸热情况”的实验中,各取质量为50g、初温为20℃的水和食用油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔1min记录一次数据,如下表所示。
物质
加热时间/min
消耗酒精/g
末温度/℃
物质
加热时间/min
消耗酒精/g
末温度/℃
食用油
1
0. 5
54
水
1
0. 5
35
2
1. 0
88
2
1. 0
50
3
1. 5
122
3
1. 5
65
(1)分析实验数据可知, (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强;
(2)实验中主要用到的科学探究方法有控制变量法和 法;
(3)根据表中记录的数据,则2min内食用油吸收的热量是 J,所使用的酒精灯的加热效率为 (q酒精=3.0×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃))。
【答案】 水 转换 6.3×103 21%
【详解】(1)[1]由表中数据可知,相同质量的水和食用油,吸收相同热量时,食用油的温度变化量更大,故可知水的吸热能力更强。
(2)[2]实验中为了控制无关变量,应控制水和食用油的质量和初温相同,故运用了控制变量法,将水和食用油吸收热量的多少转化为加热时间,运用了转换法。
(3)[3][4]因2min内水和食用油吸收的热量相同,故由Q=cmΔt可得
Q吸=c水m水Δt水=c油m油Δt油=4.2×103J/(kg·℃)×0.05kg×(50℃-20℃)=6.3×103J
由Q=mq可得,酒精完全燃烧释放的热量为
Q放=m酒精q酒精=1×10-3kg×3.0×107J/kg=3.0×104J
故可得所使用的酒精灯的加热效率为
30.(2022·江苏泰州·中考真题)在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中
(1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关,因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等;实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同,以便于 ;
(2)如图是小明安装好的实验装置,其中存在的错误是 ;
(3)小华纠正了小明的错误,又组装了一套相同的实验装置,备好秒表,在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片,读出水的初温后,进行如下操作:
①先点燃酒精,再点燃碎纸片;
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,读取温度计的示数;
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束,分别读取温度计的示数;
小红认为上述操作中,操作 是错误的,小明根据正确操作获得的数据,算出了燃料的热值,发现结果小于该燃料的实际热值,原因是 。
【答案】质量;根据温度计示数确定水吸收热量的多少;温度计液泡没有浸没在水中;②;燃烧过程中有热量损失
【详解】(1)[1]燃料充分燃烧放出热量的多少还与燃料的质量有关,所以要控制质量相等。
[2]根据,实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同,观察末态温度,末态温度高说明吸收热量多,反之,吸收热量少。
(2)[3]使用温度计测量液体,应将温度计液泡完全浸没在液体中。
(3)[4]保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,但燃料燃烧速度未知,被燃烧的燃料质量不一定相等,故②错误。
[5]燃烧过程中有热量损失,水吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量。
【核心精讲】
知识点01 分子热运动 内能
知识
概念
理解
分子动理论
(1)物质是由大量及其微小的粒子——分子、原子构成的。
(2)构成物质的分子在不停地做热运动。
(3)分子间存在着引力和斥力。
(1)扩散现象表明物质的分子在不停地做热运动。
(2)物质的三种状态与分子间作用力有关。
内能
(1)构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
(2)同一个物体,温度越高,它具有的内能就越大。
(3)改变物体内能的两种方法:做功和热传递。
(4)热传递过程中,传递能量的多少叫热量。
(1)内能是指物体的内能,不是分子的;任何物体在任何情况下都具有内能。
(2)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量。
知识点02 比热容
知识
概念
理解
比热容
(1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
(2)公式:
(3)单位:J/(kg·℃)
(4)物理意义:表示不同物质的吸热能力(本领)的大小。
(1)比热容是物质的特性之一。与物质的质量、吸收的热量、温度的变化无关。
(2)水的比热容比较大,应用比较多。
热量的计算
(1)物质吸热时,热量的计算:
Q吸=cm△t=cm(t-t0)
(2)物质放热时,热量的计算:
Q放=cm△t= cm(t0-t)
Q吸、Q放分别表示吸收放出的热量,c表示比热容,m表示质量,△t表示温度的变化量(升高或降低的温度),t0表示初温,t表示末温。
知识点03 热机 热值 能量的转化和守恒
知识
概念
理解
汽油机
一个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程。完成一个工作循环,活塞往复运动2次,飞轮转动2周,对外做功1次。
压缩冲程把机械能转化为内能;做功冲程内能转化为机械能。
热值
(1)把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。
(2)公式:q = q= (气体)
(3)单位:焦/千克(J/kg)。
热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
热机的效率
(1) 热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。
(2)公式:
(3)提高热机效率的主要途径。
热机效率总小于1。
能量的转化与转移
(1)各种形式的能量是可以相互转化的。
(2)能量可以从一个物体转移到其他物体。
(3)能量守恒:在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。
能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
【命题预测】
1.【新情境】实时事件
2024年4月,世界首套 300MW 级压气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程并网成功,如图所示。其工作原理是:利用电网负荷低谷时的剩余电力驱动电动压缩机压缩空气,将其储存在高压密封设施内,在用电高峰释放压缩空气驱动膨胀机带动发电机发电。以下分析正确的是( )
A.储能过程中,压缩空气做功,空气内能减小
B.储能过程中,电能最终转化为化学能
C.释能过程中,空气膨胀做功,其内能增大
D.释能过程中,内能最终转化为电能
【答案】D
【详解】AB.储能过程中,电力驱动电动压缩机压缩空气,对空气做功,空气内能增大,电能最终转化为内能,故AB错误;
CD.释能过程中,释放压缩空气驱动膨胀机带动发电机发电,膨胀空气对外做功,内能减小,内能转化为电能,故C错误,D正确。
故选D。
2.如图为一种双层保温婴儿辅食碗,由内碗和外碗组成。在内、外碗的夹层中加入高于辅食温度的热水,即可对内碗中的辅食起到“保温”作用。下列有关分析正确的是( )
A.夹层中加入热水,利用了水的比热容大的特性
B.夹层中加入热水,主要利用水的隔热性好的特点
C.“保温”时,夹层中热水的内能不变
D.“保温”时,内碗中辅食含有的热量增加
【答案】A
【详解】AB.因为水的比热容较大,与质量相同的其它物体相比,降低相同的温度,放出的热量多,容易保温,所以夹层中加入热水,起到“保温”作用,利用了水的比热容较大的特性,故A正确,B错误;
C.“保温”时,热水的温度高于辅食的温度,夹层中热水放出热量,内能减小,故C错误;
D.热量是过程量,不能说含有的热量,故D错误。
故选A。
3.下列关于分子热运动的说法,错误的是( )
A.腌制鸭蛋时盐进入蛋中,说明分子不停地做无规则运动
B.两个杯子中分别盛有相同质量的冷水和热水,分别放入同样的糖块,经过相同时间热水更甜,说明扩散的快慢跟温度有关
C.将两个铅柱底面削平,然后紧紧压在一起,两个铅柱会结合起来,说明分子间存在引力
D.压缩铁块很困难,说明分子间只有斥力没有引力
【答案】D
【详解】A.腌制鸭蛋时盐进入蛋中,盐分子进入鸭蛋中,鸭蛋变咸,说明分子不停地做无规则运动,故A正确,不符合题意;
B.经过相同时间热水更甜,这说明热水中的糖分子扩散快,所以扩散的快慢跟温度有关,故B正确,不符合题意;
C.由于分子间存在相互作用的引力,所以将两个铅柱底面削平,然后紧紧压在一起,两个铅柱会结合起来,故C正确,不符合题意;
D.压缩铁块很困难,是因为分子间存在引力和斥力,此时斥力起主要作用,故D错误,符合题意。
故选D。
4.【新考法】数形结合
质量为1kg的甲、乙、丙三种燃料,温度都升高1℃时,吸收热量如图1,完全燃烧放出的热量如图2,下列说法正确的是( )
A.甲的热值大于乙
B.乙的比热容大于丙
C.1kg的乙温度降低2℃放出的热量是6.0×107J
D.完全燃烧2kg的甲燃料放出的热量是4.2×103J
【答案】B
【详解】A.1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值,因m甲=m乙,由图2知,完全燃烧后甲、乙产生的热量Q甲>Q乙,由可知,q甲>q乙,即甲的热值大于乙的热值,故A错误;
B.由图1知,乙、丙升高相同的温度,吸收的热量Q乙吸>Q丙吸,因m乙=m丙,由可知,c乙>c丙,即乙的比热容大于丙的比热容,故B正确;
C.由比热容的定义可知,同种物质温度升高1℃和降低1℃,吸热和放热是相同的,由图1知1kg的乙升高1℃吸收的热量是2.4×103J,所以1kg的乙温度降低2℃放出的热量是4.8×103J,故C错误;
D.由图1知,质量为1kg的甲燃料完全燃烧放出的热量约为4.6×107J,由Q放=mq可知,完全燃烧2kg的甲燃料放出的热量为9.2×107J,故D错误。
故选B。
5.【新情境】社会发展
2024年5月,比亚迪推出DM-i5.0混动技术,能灵活切换电力和汽油,发动机热效率最高可达到46.01%,成为全球量产车的领先技术,其发动机是汽油机,通过汽油燃烧产生高压气体推动活塞做功。图是汽油机一个冲程示意图,该冲程是( )
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】图中两气门均关闭,活塞下行,所以是汽油机的做功冲程。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.2024年2月初春运期间,湖南省由于暴雪天气的影响,高铁停运,乘客无法下车,为了能让坐高铁的乘客正常出行,铁路部门用绿皮火车头带动高铁正常运行,这引起了人们的好奇和思考。下列说法中正确的是( )
A.绿皮火车的动力源是内燃机,其在压缩冲程中,内能转化为机械能
B.高铁是靠电力驱动,电能属于二次能源
C.内燃机的燃料属于可再生能源
D.一般情况下内燃机的效率高于电动机的效率
【答案】B
【详解】A.绿皮火车的动力源是内燃机,其在做功冲程中,内能转化为机械能,故A错误;
B.高铁是靠电力驱动,电能都是通过其他形式的能转化而来的,是二次能源,故B正确;
C.内燃机工作过程中燃烧的柴油、汽油、天然气都属于不可再生能源,故C错误;
D.热机在工作过程中损失的能量较多,效率很低,一般情况下内燃机的效率低于电动机的效率,故D错误。
故选B。
7.【新情境】航空航天
2024年10月11日,我国首颗可重复使用返回式卫星“实践十九号卫星”,圆满完成返回任务。从现场画面可以看到它的外表呈“焦黑”色,这是返回过程中与大气摩擦产生高温而形成的。内燃机的四个冲程中,与这一过程能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】卫星返回过程中与大气摩擦产生高温,是通过做功改变了卫星的内能,机械能转化为内能。
A.如图,进气门打开,排气门关闭,活塞下行,为吸气冲程,没有能量转化,故A不符合题意;
B.如图,两气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,活塞压缩缸内气体,对气体做功,机械能转化为内能,故B符合题意;
C.如图,两气门关闭,活塞下行,为做功冲程,缸内气体推动活塞做功,内能转化为机械能,故C不符合题意;
D.如图,进气门关闭,排气门打开,活塞上行,为排气冲程,没有能量转化,故D不符合题意。
故选B。
8.一台内燃机完全燃烧放出的热量为Q1,用来做有用功的能量为Q2,排出废气带走的能量为Q3,则该热机的效率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】该热机的效率为
故B符合题意;ACD不符合题意。
故选B。
9.【新情境】先进技术
我国第三代核电站“华龙一号”示范工程已全面建成,标志着我国核电技术跻身世界先进水平。下列有关说法正确的是( )
A.核能属于可再生能源 B.铀原子核由质子和核外电子构成
C.“华龙一号”利用核裂变释放的能量发电 D.核废料无污染,可以任意排放
【答案】C
【详解】A.核能是不可能在短期内从自然界得到补充的能源,属于不可再生能源,故A错误;
B.铀原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子组成,故B错误;
C.目前,核裂变可人为控制,核聚变不能人为控制,“华龙一号”核电站是通过核裂变反应释放的能量发电的,故C正确;
D.核电站的核废料具有放射性,对环境危害很大,不能随意排放,故D错误。
故选C。
10.【新情境】传统文化
黄山毛峰是中国十大名茶之一,属于绿茶。据《中国名茶志》引用《徽州府志》载:“黄山产茶始于宋之嘉佑,兴于明之隆庆”。用热水泡茶时,茶叶温度会升高,其内能是通过 的方式改变的。
【答案】热传递
【详解】用热水冲泡茶叶时,茶叶从热水中吸收热量,温度升高,内能增大,这是通过热传递的方式改变了茶叶的内能。
11.【联系生活】
杜姐姐家有一“天然气灶A”和一“煤炉B”,用谁烧水热效率更高呢?为探究这个问题,杜姐姐开始了实验,首先她用天然气灶A将质量为2kg、初温为50℃的水加热到100℃,灶的热效率为50%,则消耗的总能量为 J;接着用煤炉B烧开相同质量、相同初温的水,发现需要完全燃烧煤0.05kg。已知q=3.4×107J/kg,则用 (选填“A”或“B”)烧水更高效。
【答案】 8.4×105 A
【详解】[1]由题意可知,水吸收的热量
天然气灶A的热效率η=50%,由可得,天然气灶A消耗的总能量
[2]用煤炉B烧开相同质量、相同初温的水,水吸收的热量不变,即Q吸=4.2×105J,由Q放=mq可得,煤完全燃烧放出的热量
煤炉B烧水的效率
因,所以,用天然气灶A烧水更高效。
12.【新情境】社会发展
“家国一体,同频共振”,2024年1-11月,红旗品牌汽车整体销量同比增长19.7%,超越某国品牌。H5型轿车以60km/h匀速行驶,汽油机飞轮的转速为1800r/min,在1s内,同一气缸对外做功 次, 冲程将机械能转化为内能。
【答案】 15 压缩
【详解】[1]单缸四冲程汽油机完成1个工作循环,曲轴转2转,对外做功1次,已知汽油机飞轮的转速为1800r/min即30r/s,即该汽油机的曲轴每秒转30转,该汽油机每秒完成15个工作循环,对外做功15次。
[2]汽油机的压缩冲程中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,压缩汽缸内燃料混合物,温度升高,将机械能转化为内能。
13.新能源汽车正逐步取代传统燃油车。
(1)某市11路公交车用天然气和电能作为能源,天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,用它作为燃料是因为它的热值较 ;
(2)某新能源油电混合动力汽车,使用燃油工作时,在平直路面匀速行驶12km,受到的阻力是400N,该过程燃油发动机的热机效率为30%。那么该过程中消耗燃油的质量是 kg。(q燃油=4.0×107J/kg)
【答案】(1) 不可再生 大;(2)0.4
【详解】(1)[1][2]天然气在短时间之内不可再生,所以天然气属于不可再生能源;天然气与其它燃料相比较,天然气的热值大,完全燃烧相同质量的燃料时,天然气可以释放出更多的热量。
(2)汽车匀速行驶时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,所以牵引力
F=f=400N
汽车行驶的距离
s=12km=12000m
则牵引力做的功
燃油完全燃烧放出的热量
消耗燃油的质量
114.4.【核心素养】科学探究
甲、乙和丙三个装置图中烧杯完全相同,三个烧杯中液体的初温相同,液体A和B的密度不同,燃料1和2的质量相同。
(1)要比较不同物质吸热升温的现象,应选择 两个装置图进行实验,两烧杯中应装入 (填物理量名称)相等的液体。实验时,通过比较 来反映液体吸收热量的多少。将收集的数据绘制图像A和B(如图丁所示),分析可知: 液体的吸热升温快, 液体更适合作为汽车发动机的冷却液;
(2)选择甲和乙装置,可比较不同燃料的热值。实验时测出燃料 后的水温,发现甲装置中水温度升高的示数大于乙装置中水温度升高的示数,由此推断燃料 的热值较大。
【答案】(1) 甲丙 质量 加热时间 A B;(2) 完全燃烧 1
【详解】(1)[1][2]要比较不同物质吸热升温的现象,应控制燃料相同,液体不同,所以应选择甲、丙两个装置图进行实验;根据控制变量法,两烧杯中应装入质量相等的液体。
[3]在本实验中,通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少,因为相同的燃料在相同时间内放出的热量相同。
[4][5]由图丁可知,初温相同,在相同时间内,A液体温度比B液体温度高,所以A液体的吸热升温快;因为汽车发动机的冷却液需要吸热能力强的液体,即比热容大的液体,升温慢的液体比热容大,所以B液体更适合作为汽车发动机的冷却液。
(2)[1][2]选择甲和乙装置,可比较不同燃料的热值。实验时测出燃料完全燃烧后的水温;根据,在质量m和比热容c相同的情况下(都是水),越大,燃料放出的热量越多,热值越大。发现甲装置中水温度升高的示数大于乙装置中水温度升高的示数,所以燃料1的热值较大。
15..【核心素养】科学探究
在“比较不同物质吸热的情况”实验中,利用相同规格的电加热器同时加热水和食用油(如图甲所示),来比较不同物质吸热的情况。已知)。
(1)实验开始时,我们量取 相等的水和食用油。实验操作过程中,温度计的玻璃泡不能碰到烧杯和 。
(2)实验中,液体的内能是通过 方式增大的。实验发现,煤油温度上升得比水快,进一步推理可知,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时, 不同。
(3)图乙为小明同学绘制的水和食用油的实验图象,若实验中水和食用油的质量为100g,由图象可知:①a是 :②食用油6min吸收的热量为 J;③若这些热量由酒精灯加热来提供,且加热效率为50%,则需要完全燃烧 g酒精()。
【答案】(1)质量 加热器;(2)热传递 加热时间;(3)食用油 0.56
【详解】(1)[1]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,实验时选取质量相同的水和食用油。
[2]温度计的玻璃泡不能碰到烧杯和加热器。
(2)[1]液体是通过加热使得能量转移使内能增加,即液体内能是通过热传递方式增大的。
[2]实验发现煤油温度上升得比水快,进一步推理可得,当升高温度相同时,煤油的加热时间短,即不同的物质,在质量相等、升高温度相同时,加热时间不同,吸收的热量不同。
(3)[1]加热6分钟,a的温度变化量为
b的温度变化量为
加热6分钟,b升高的温度慢,a升高的温度快,故b为水,a为食用油。
[2]相同的电加热器,加热相同的时间液体吸收的热量相同,食用油6min吸收的热量等于水6min吸收的热量
[3]若这些热量由酒精灯加热来提供,且加热效率为50%,则酒精放出的热量为
则需要完全燃烧酒精的质量为
16.茗月同学在妈妈过生日的时候给妈妈煮一碗长寿面。她用量杯量取了2000mL的水倒入锅中,水的初温为,当锅中水沸腾时共消耗天然气。[当地气压为标准大气压,,,忽略水质量的变化。]求:
(1)锅中水从被加热到沸腾时所吸收的热量。
(2)锅中水从被加热到沸腾时,炉子的效率。
(3)若天然气完全燃烧产生的热量,为一辆效率为40%的汽车提供动力,可以转化成的有用功。
【答案】(1);(2)10%;(3)
【详解】(1)由题意知,水的质量为
锅中水从被加热到沸腾时所吸收的热量
(2)天然气完全燃烧放出的热量
炉子的效率
(3)由题意知,可以转化成的有用功为
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$$模块一 声、光、热
专题02 热学
目 录
01考情透视·目标导航 1
02知识导图·思维导航 2
03核心精讲·题型突破 3
考点一 物态变化 3
【真题研析】 3
►考法01 晶体与非晶体的判断 3
►考法02 物态变化辨析及吸放热判断 4
►考法03 物态变化实验 4
【核心精讲】 5
知识点01 温度与温度计 5
知识点02 熔化与凝固 6
知识点03 汽化和液化 7
知识点04 升华和凝华 水循环 8
【命题预测】 8
考点二 内能 内能的利用 13
【真题研析】 13
►考法01 分子动理论 13
►考法02 改变内能的方式 13
►考法03 比热容及其计算 14
►考法04 热值及其计算 15
►考法05 温度、内能、热量的理解 16
►考法06 热机 17
►考法07 能量的转化和守恒 18
►考法08 内能利用实验 19
【核心精讲】 20
知识点01 分子热运动 内能 20
知识点02 比热容 21
知识点03 热机 热值 能量的转化和守恒 21
【命题预测】 22
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01考情透视·目标导航
考点要求
课标要求
命题预测
物态变化
1.1.1能描述固态、液态和气态三种物态的基本特征,并列举自然界和日常生活中不同物态的物质及应用;
1.1.2了解液体温度计的工作原理。会用常见温度计测量温度。能说出生活环境中常见的温度值。尝试对环境温度问题发表自己的见解;
1.1.3经历物态变化的实验探究过程,知道物质的熔点、凝固点和沸点,了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象;
1.1.4能运用物态变化知识,说明自然界中的水循环现象。了解我国和当地的水资源状况,有节约用水和保护环境的意识
物态变化考点常以选择题、填空题、实验与探究题的形式进行考查。考查的命题点有:温度的测量、熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华、水循环等。
常结合生活常见现象,以文字或图片结合的形式呈现。其中物态变化的判断及吸放热情况是常考热点,探究晶体熔化和水沸腾的实验也可能出现在实验题中。
内能
1.3.1知道常见的物质是由分子、原子构成的;
2.1.2知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点;
2.1.3知道物质在不停地运动
3.3.1了解内能和热量;
3.1.2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;
3.3.2通过实验,了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象
内能、内能的利用、能量转化与守恒考点常以选择题、填空题、实验探究题、计算题形式考查。命题点有分子热运动、物体内能、改变内能方式、比热容、热机原理及冲程、热值与热机效率、能量守恒定律等。
常结合生活、科技现象与实验,以文字、图表呈现。分子热运动、能量转化、热机效率计算是热点 ,探究不同物质吸热能力也可能出现在实验题。
内能的利用
3.1.1了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系;
3.3.1从能量转化的角度认识燃料的热值;
3.3.3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
3.5.1知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例;
3.5.2从能量转化和转移的角度认识效率
3.5.3列举能量转化和转移具有方向性的常见实例
02知识导图·思维导航
03核心精讲·题型突破
考点一 物态变化
【真题研析】
►考法01 晶体与非晶体的判断
1.(2024·山东滨州·中考真题)如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.该物质是非晶体
B.熔化过程持续了25min
C.该物质熔化过程中不断吸热,温度保持不变
D.熔化前后,该物质的比热容不变
2.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)“山坡上有的地方雪厚点,有的地方草色还露着;……那水呢,不但不结冰,反倒在绿萍上冒着点热气。……”上面的文字节选于老舍先生的《济南的冬天》一文。关于文中所涉及的一些现象,用物理知识解释正确的是( )
A.“雪”的形成是液化现象 B.“结冰”是凝固现象
C.“热气”的形成是升华现象 D.“冰”是非晶体,没有熔点
3.(2024·湖南·中考真题)2024年初,几场寒流来袭,让湖南人在家门口也能看到北方常见的冰挂(如图)。下列说法正确的是( )
A.冰挂熔化时,需要吸热
B.冰是水蒸气液化形成的
C.冰是非晶体,有固定的熔点
D.一定质量的水结冰时,体积变小
4.(2023·江苏无锡·中考真题)用如图所示的装置探究冰的熔化特点,将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中,冰 热量,温度升高。当冰开始熔化时,温度计的示数如图所示为 ,冰在熔化过程中温度计的示数 ,由此可知,冰属于晶体。
►考法02 物态变化辨析及吸放热判断
5.(2024·湖南长沙·中考真题)“玉阶生白露”“人迹板桥霜”,关于水蒸气遇冷形成露和霜的说法正确的是( )
A.露的形成是汽化 B.露的形成需要吸热
C.霜的形成是升华 D.霜的形成需要放热
6.(2023·湖南长沙·中考真题)古诗“荷风送香气,竹露滴清响”中,竹叶上出现露珠是( )
A.熔化现象 B.液化现象 C.凝华现象 D.汽化现象
7.(2023·湖南怀化·中考真题)很多诗句蕴含着丰富的物理知识,下列所描述的现象与其成因对应正确的是( )
A.“池水映明月,潭清疑水浅”,句中“水浅”是由光的反射造成的
B.“已是悬崖百丈冰,犹有花枝俏”,句中“冰”的形成是熔化现象
C.“绿树浓阴夏日长,楼台倒影入池塘”,句中“浓阴”是光的折射形成的
D.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,句中“汤沸”是指水加热后发生汽化现象
8.(2023·湖南长沙·中考真题)环卫工人往结冰的桥面撒盐加快冰的熔化,激发了小明探究盐水凝固点的兴趣。他把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里,当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度,温度计的示数如图所示(每支温度计的单位都是摄氏度),图乙中温度计的示数为 ℃,从实验现象可知,盐水的浓度越高,其凝固点越 。
►考法03 物态变化实验
9.(2023·湖南湘潭·中考真题)用如图所示实验装置,探究室温下冰熔化时温度的变化规律。
(1)将冰打碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中。图中温度计示数为 ℃;
(2)由实验数据绘制成图所示图像,可知, AB段该物质是 态, BC段 (选填“需要”或“不需”)吸热; 由实验可知,冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)研究表明晶体的熔点与压强有关,压强越大,晶体的熔点越低,如图,在温度较低的环境中,将拴有重物的细金属丝挂在冰块上,金属丝下方与冰接触处的压强 (选填“增大”或“减小”),从而使冰的熔点 (选填“升高”或“降低”)了,金属丝下方的冰块熔化,熔化而成的水又很快凝固,金属丝穿冰块而过且不留缝隙。
10.(2022·湖南益阳·中考真题)小明用如图所示实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”:
(1)该装置的错误之处是 ;
(2)将烧杯盖住的目的是 ;
(3)小明做完实验后又进一步探究了沸水自然冷却过程中温度随时间变化的情况,得到变化的图像如图所示:
如果要喝一杯奶茶(牛奶与茶水的质量之比约为),有A、B两种方案可选择:
A.先将滚烫的热茶冷却,然后加冷牛奶
B.先将冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却
结合图,你认为方案 的冷却效果较好。
【核心精讲】
知识点01 温度与温度计
知识
概念
理解
温度与
温度计
(1)把物体的冷热程度叫做温度。把标准大气压下,冰水混合物的温度规定为 ℃,沸水的温度规定为
℃。
(2)记住生活中一些物体的温度值。
(3)温度计的使用。(五会)
(4)体温计的使用。(注意甩一下)
(1)℃是摄氏温标单位。
(2)体温计的量程为 ℃;分度值为 ℃。
1. 掌握常见温度值轻松解决温度估测题
(1)把握好考点:中考主要考查对生活中常见的温度的估测,及1个标准大气压下沸水的温度、冰水混合物的温度等几个特殊温度值。
(2)把握好解答方法:解答时从已知的、常见的温度值或熟悉的温度值进行分析,再结合实际得出答案。
2. 做好五会,轻松搞定温度计的使用
会选
首先估测被测物体的温度,选择量程合适的温度计
会拿
在手拿住温度计的上部,不可让手触及温度计的玻璃泡
会放
温度计的玻璃泡应该全部浸入液体中,不要碰到容器底或侧壁
会读
待示数稳定后再读数,视线与液柱的液面相平
会记
记录被测物体的温度,包括数值和单位
知识点02 熔化与凝固
知识
概念
理解
熔化
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程叫做熔化。固体在熔化过程中都要 热量。
(2)晶体熔化时吸热,温度保持 (熔点)。
(3)非晶体熔化时吸热,温度 。
晶体熔化时的温度叫熔点,非晶体 确定的熔点。
凝固
(1)凝固:物质从液态变成固态的过程叫做凝固。液体凝固时都要 热量。
(2)晶体溶液凝固时放热, 保持不变(凝固点)。
(3)非晶体溶液凝固时吸热,温度 。
液体凝固成晶体时的温度叫做凝固点,非晶体没有固定的凝固点。
同一种晶体的熔点和凝固点相同。
晶体与非晶体
(1)晶体:有固定熔化温度的固体叫做晶体。
(2)非晶体:没有固定熔化温度的固体叫非晶体。
晶体如冰、萘、海波、食盐、金属等。
非晶体如松香、玻璃、沥青、石蜡等。
1. 三点应对固体熔化时温度变化规律的探究题
中考中关于固体熔化时温度变化规律的实验,主要从以下三个角度考查:
(1)对实验装置的理解,如实验装置的安装顺序、加热方式及其原因、温度计的放置要求及读数等;
(2)根据实验数据作出图像,或根据实验数据、图像分析得出结论,判断是否属于晶体及晶体熔点的确定;
(3)对实验设计或实验过程进行评估及改进等。
掌握了以上三点,摆平这个考点也就没啥悬念啦!
知识点03 汽化和液化
知识
概念
理解
汽化
(1)物质从液态变为气态的过程叫汽化。汽化有两种方式:蒸发和沸腾;汽化要 热。
(2)沸腾:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。液体沸腾时的温度叫做 。
(3)蒸发:在任何温度下只发生在液体 的缓慢的汽化现象叫蒸发。
沸腾的条件:温度达到 ;继续 热。
液化
(1)液化:物体由气态变为液态的过程叫液化。液化放热。
(2)液化有两种方式: 和压缩体积。
所有气体在温度降到足够低时都可以液化。
1. “白气”与水蒸气
水蒸气是一种无色无味的气体,我们人眼是看不到的,在平时我们看得到的从壶嘴冒出的“白气”、雪糕周围的“白气”,其实都是水蒸气遇冷液化形成的大量悬浮在空中的小水滴。凡是看得见的“白气”、“白雾”都不是水蒸气。
2. 掌握五点,轻松解决探究水的沸腾实验题
(1)实验装置安装顺序:自下而上;
(2)温度计读数:结合温度计的量程和分度值;
(3)水的沸点不是100 C的原因:外界大气压不是1个标准大气压,温度计不准确。
(4)缩短加热时间的方法:减少水的质量、用温水、在烧杯上加盖、加大酒精灯的火焰。
(5)归纳得出实验结论。
知识点04 升华和凝华 水循环
知识
概念
理解
升华和
凝华
(1)升华:物质从固态直接变成气态的过程叫升华。升华 。
(2)凝华:物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。凝华 。
列举常见的升华、凝华现象。
水循环
(1) 水循环与三态变化
地球上的水在陆地、海洋、大气之间不断地循环,发生物态变化,形成了 、 、雪、冰雹等。
(2)地球上的水资源已经出现了严重的危机。提高节水意识。
水的三态:固态、液体和气态。
1. 记住一些生活中常见升华、凝华应用的实例,轻松解答相关问题
(1)凝华放热应用实例:可以用来解释“下雪不冷”等现象。
(2)升华吸热应用实例:利用升华干燥或保鲜食品;利用干冰升华制造舞台效果;利用干冰升华实施人工降雨;飞船外壳涂上一层特殊材料,利用特殊材料的升华吸热来防止飞船温度过高。
【命题预测】
1.【跨学科】
小兰回家进行了跨学科实践:探索厨房中的物态变化,下列有关说法正确的是( )
A.水烧开时,壶嘴上方冒出大量“白气”,“白气”的形成是汽化现象
B.食盐溶解在水里形成盐水,属于熔化现象
C.从冰箱冷冻室拿出的冰冻水饺在热水中变软,这是升华现象
D.寒冷的冬天,厨房的玻璃内表面有时会出现“冰花”,这是凝华现象
2.【联系生活】下列现象中属于凝华现象的是( )
A.刚从冰箱中拿出的雪糕上会冒出“白气”
B.从寒冷的室外进入室内,镜片上会“起雾”
C.北方的冬天树上会出现美丽的雾凇
D.冬天河面上的河水会结冰
3.内蒙古自治区东北部气温曾经达到-58℃,根据表格中数据判断,此时该地不能使用哪种液体温度计?( )
标准大气压
物质
熔点/℃
物质
沸点/℃
固态甲苯
-94.9
甲苯
111
固态水银
-39
水银
357
固态酒精
-117
酒精
78
A.甲苯 B.水银 C.酒精 D.以上都能使用
4.某同学发现从冰箱中取出的冻肉表面附着一层白霜,肉的周围不断冒出“冷气”,煮熟的肉还会冒着“热气”。关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.冻肉表面的白霜是空气中水蒸气凝华形成的
B.冻肉周围的“冷气”是空气液化形成的
C.煮熟的肉冒出的“热气”是水汽化形成的
D.在沸水中煮肉时,水的温度一定是100℃
5.5.【跨学科】医学
为了消肿止痛,医生常借助熔化的石蜡来接触包裹皮肤,用热敷方式治疗手脚受伤的患者。此过程伴随的物态变化的图像为( )
A. B.
C. D.
6.【跨学科】化学
图为拿在手里怕“化”了的金属——镓在手中熔化的情景。百度百科是这样介绍的:镓是银白色金属,符号Ga,熔点29.76℃、固体密度5.9g/cm3,液体凝固时体积约增大3.2%。下列关于镓的一些论述正确的是( )
A.能在手掌中熔化的金属镓是非晶体 B.金属镓在熔化时不需要吸收热量
C.图中的金属镓处于“固液共存”状态 D.金属镓熔化为液体时,密度等于5.9g/cm3
7.如图甲所示,这是一张“泼水成冰”的照片,在北方室外气温极低时,泼出温度较高的热水,热水先汽化成水蒸气,水蒸气迅速凝结成小冰晶,就会出现图中的壮观场景。水蒸气凝结成小冰晶的过程中会 (选填“吸收”或“放出”)热量。如图乙所示,这是“液氮冰激凌”,冰激凌周围弥漫着大量的“白气”,这些“白气”的实质是 (选填“水蒸气”或“小水珠”)。
8.【生活场景】
如图是生活中晾衣服的几种情景:A、B两条裤子中,裤子B干得快,原因是裤子B的水分 (填物态变化名称)较快;C、D两件衣服中,衣服C干得快,说明这种物态变化还与 有关;在部分严重缺水的地区,居民利用处于地下的暗渠输水,这样的好处是 。
9.【跨学科】社会发展
慕士塔格冰川公园于2024年4月4日正式开放,大家期待已久4号冰川迎来2024年的首次亮相。在这里,可以看到冰川的雄伟、冰蛇的秀丽,冰塔、冰洞的多姿多彩,四层冰湖的柔情和峻冷。
(1)物体的 是用温度来表示的。冰川的形成是一个复杂的过程,主要发生在气温寒冷的地区,这些地区的水蒸气直接 (选填“物态变化”)变成雪,此过程是 。(选填“放热”、“吸热”)
(2)好学的小张同学,在冰川中取了一块冰用来探究“冰熔化时温度变化的规律”,如图乙是整个实验过程中温度随时间的变化图像,由图像可知:冰熔化的过程中是 段(用字母表示),熔化过程的特点是 ,在第5分钟时杯里的物质处于 态。
(3)如图乙,在探究“冰熔化的规律”的实验中,利用温度计来测量固体熔化的过程中的温度变化,它的工作原理是 ,图乙温度计的示数是 。
10.【跨学科】生产实践
冬天道路易结冰,为了行车安全,司机会“撒盐化冰”。“撒盐化冰”其实就是降低冰的熔点,小明发现撒盐的多少不同,效果也不同,他认为“盐水的浓度对凝固点有影响”,于是进行了如下实验:
(1)在甲、乙两个相同的塑料杯中分别倒入等量的水;
(2)向甲杯中加入一勺盐,向乙杯中加入两勺盐,搅拌至盐完全溶解,且浓度低于23%,接下来的操作是: ;
(3)若 ,则说明盐水的浓度对凝固点有影响。
11.【核心素养】科学探究
小明在探究“水沸腾时温度变化规律”时,组装了如图甲所示的装置,大烧杯内放置一个小烧杯,各盛适量的水,并在两个烧杯内各放一支温度计:
(1)由下向上组装器材,目的是为了保证酒精灯外焰加热、以及 的正确使用;
(2)当大烧杯内的水温达到90℃时,开始观察两烧杯内的现象,并每隔1min记录两支温度计的示数,填入表格,根据数据绘制了如图乙所示的温度与时间关系图像。其中某时刻的温度计示数如图丙所示,采用 (填“A”“B”或“C”)视角观察读数是正确的。
(3)通过对乙图分析,可知图像 (填“a”或“b”)是大烧杯中水的温度与时间关系图象。
(4)当加热到时刻,他观察到大烧杯内开始出现大量气泡,上升,变大,说明此时水沸腾了。结合图像可以得出:水沸腾时温度 。
(5)时刻之后,持续加热,小烧杯内的水仍未沸腾,其原因是 。
考点二 内能 内能的利用
【真题研析】
►考法01 分子动理论
1.(2024·湖南长沙·中考真题)冬至时节煮饺子,小明发现其中蕴含了很多物理知识。下列说法正确的是( )
A.冷冻饺子中的分子不运动 B.冷冻饺子升温过程中内能不变
C.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象 D.煮熟的饺子冷却是通过做功的方式改变内能
2.(2021·湖南益阳·中考真题)如图所示,荷叶上的水珠如颗颗珍珠一般,摇一摇荷叶,水珠会很快滑落,荷叶上竟然滴水不沾。关于荷叶上水珠的一些说法,正确的是( )
A.当水珠静止不动时,水珠中的水分子也静止不动
B.很小的水珠就是一个水分子
C.荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间只有斥力没有引力
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力
3.(2024·四川广元·中考真题)“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
4.(2023·湖北襄阳·中考真题)2023年春节,襄阳市华侨城、关圣古镇燃放烟花,现场人们闻到很浓的硝烟味道属于 现象。热机工作时常用水降温,这是利用了水的 大的特性。
►考法02 改变内能的方式
5.(2024·湖南·中考真题)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
6.(2023·湖南怀化·中考真题)古代人们常用钻木取火,下列情况改变内能方式与其不同的是( )
A.甲图:冬天搓手取暖 B.乙图:小朋友溜滑梯臀部发热
C.丙图:热鸡蛋放在冷水中冷却 D.丁图:压缩空气使其内能增大
7.(2024·江苏南通·中考真题)2024年5月,中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A.热机做功冲程 B.钻木取火过程
C.水力发电过程 D.物体上抛过程
8.(2024·山东济南·中考真题)针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方法。针灸之前,用高温蒸气对“复用针”(可多次使用的针)消毒时,“复用针”的温度会升高,这是通过 的方式改变了针的内能。如图所示,针灸用到的针非常细,这是通过减小受力面积来 ,便于刺入人体穴位。
►考法03 比热容及其计算
9.(2024·陕西·中考真题)“芒种”过后,陕西关中等地区夏收进程已过半。如图,是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法不正确的是( )
A.夏收时节气温越高,空气中的分子热运动越剧烈
B.阳光炙烤下的金色麦穗温度升高,其所含的热量变多
C.利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大
D.阳光暴晒下的驾驶室温度升高,是通过热传递的方式增加了其内能
10.(2024·四川成都·中考真题)某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的热源对它加热(物体在相同时间内吸收的热量相等),到t3时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像(如图)。下列说法正确的是( )
A.在0~t2时间段,该物体吸收的热量为cm(T2-T1)
B.在t2~t4时间段,该物质的比热容先增大后减小
C.在t4~t5时间段,该物体放出的热量为
D.该物质在t5~t6时间段的比热容等于在0~t1时间段的比热容
11.(2024·江苏镇江·中考真题)为比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入相同温度的热水,用温度计测量其初温,示数如图1所示, ℃。绘制水温随时间的变化图像如图2所示,A杯中水放出的热量为 。保温性能更好的是 (选填“A”或“B”)杯。[]
12.(2023·江苏苏州·中考真题)正午,小明对水面获取太阳的能量情况进行研究,他将装有400g水的盘子放在室外平台上,经阳光照射10min,水温升高了2.5℃,不计水的蒸发(水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃))。
(1)该过程水吸收的热量是多少?
(2)若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W,水获取太阳能的效率是多大?
►考法04 热值及其计算
13.(2023·湖南长沙·中考真题)砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是( )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变砖块的内能
C.烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大
D.在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的密度变小
14.(2024·山东济南·中考真题)完全燃烧1g液态氢能释放出的热量,是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍,由此可知液态氢比汽油( )
A.内能大 B.温度高 C.热值大 D.密度大
15.(2024·云南·中考真题)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%
16.(2024·青海西宁·中考真题)如图所示是在青海省海西州德令哈市建成的熔盐塔式储能光热电站,是我国光热发电技术的重大突破。四周的定日镜将太阳光反射到中央的吸热塔,塔内的低温液态熔盐吸热升温,形成的高温液态熔盐被输送到蒸汽发生器,水吸收热量产生高温水蒸气,推动汽轮发电机组发电。在蒸汽发生器中水通过 的方式增大内能,光热电站将太阳能最终转化为 能。如果光热电站每天产生的电能是,这相当于完全燃烧 吨煤放出的热量()。
17.(2023·辽宁本溪·中考真题)某款环保能源汽车——氢能重卡,它满载时总质量为50t,车轮总着地面积为,采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中,汽车以300kW的输出功率,在水平公路上匀速直线行驶了20min,汽车发动机的效率为75%。(g取10N/kg,取)求:
(1)汽车满载静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)这次行驶过程中,汽车消耗的氢能为多少焦耳;
(3)若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供,至少需要完全燃烧柴油的质量。
►考法05 温度、内能、热量的理解
18.(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
19.(2023·山东淄博·中考真题)下列关于热和能的说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能不一定大
B.热传递过程中,传递的是温度
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.内燃机工作时,压缩冲程将内能转化为机械能
20.(2023·辽宁营口·中考真题)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
►考法06 热机
21.(2024·甘肃兰州·中考真题)如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是( )
A.用酒精灯加热试管,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B.蒸气把软木塞顶跑的过程,实现了内能向机械能的转化
C.蒸气把软木塞顶跑的过程,相当于汽油机的排气冲程
D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
22.(2022·四川巴中·中考真题)中国“探月工程”总设计师巴中籍院士吴伟仁是我们学习的榜样。如果请你协助吴院士设计一辆在月球上使用的月球车,但月球上没有大气,你准备用以下哪个作动力装置( )
A.柴油机 B.汽油机
C.空气喷气发动机 D.电动机
23.(2022·湖北十堰·中考真题)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风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。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为做功冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,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
24.(2024·内蒙古通辽·中考真题)课外活动中,某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上,握住上下两部分,用力拧成如图所示的形状,会看到瓶盖被弹出,并发出爆响声,同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 冲程类似,瓶盖被弹出时,瓶内气体内能会 而导致温度降低,出现白雾。
25.(2023·江苏常州·中考真题)压缩空气动力车。
(1)小明将充满气的气球捆绑在小车上,制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时,静止的小车向左运动起来,如图甲所示。该现象说明力的作用是 ;还说明力可以改变物体的 。
(2)为制造压缩空气动力汽车,工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接,该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程,如图乙所示。发动机对外做功的是 (进气/排气)冲程,此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为,则内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后,钢瓶内压缩空气的密度 。
►考法07 能量的转化和守恒
26.(2024·甘肃临夏·中考真题)科技改变生活,创新驱动发展。下列科技与生活的实例说法正确的是( )
A.新能源汽车中用到的“氢能、太阳能、压缩天然气”等能源,均属于不可再生能源
B.新能源汽车中的纯电动汽车工作过程中将电能全部转化为机械能
C.华龙一号核电站利用核裂变产生的能量发电
D.临夏州清洁能源发展步伐不断加快,垃圾焚烧电站将电能转化为化学能
27.(2024·四川成都·中考真题)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。下列说法正确的是( )
A.水力发电是将电能转化为机械能
B.水能是一次能源,电能是二次能源
C.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多内能,用来发电
D.机械能和电能可以相互转化,所以能量转化没有方向性
28.(2024·山东济宁·中考真题)小球在摆动过程中(如图所示),由于摩擦的存在,一部分机械能会转化为 ,这部分能量不可能自动地再转化为机械能,如果没有能量的补充,小球最终会停止运动。研究表明,自然界的能量是守恒的,能量的转化与转移具有 性。
►考法08 内能利用实验
29.(2023·内蒙古通辽·中考真题)如图所示,在“比较不同物质吸热情况”的实验中,各取质量为50g、初温为20℃的水和食用油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔1min记录一次数据,如下表所示。
物质
加热时间/min
消耗酒精/g
末温度/℃
物质
加热时间/min
消耗酒精/g
末温度/℃
食用油
1
0. 5
54
水
1
0. 5
35
2
1. 0
88
2
1. 0
50
3
1. 5
122
3
1. 5
65
(1)分析实验数据可知, (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强;
(2)实验中主要用到的科学探究方法有控制变量法和 法;
(3)根据表中记录的数据,则2min内食用油吸收的热量是 J,所使用的酒精灯的加热效率为 (q酒精=3.0×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃))。
30.(2022·江苏泰州·中考真题)在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中
(1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关,因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等;实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同,以便于 ;
(2)如图是小明安装好的实验装置,其中存在的错误是 ;
(3)小华纠正了小明的错误,又组装了一套相同的实验装置,备好秒表,在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片,读出水的初温后,进行如下操作:
①先点燃酒精,再点燃碎纸片;
②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同,读取温度计的示数;
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束,分别读取温度计的示数;
小红认为上述操作中,操作 是错误的,小明根据正确操作获得的数据,算出了燃料的热值,发现结果小于该燃料的实际热值,原因是 。
【核心精讲】
知识点01 分子热运动 内能
知识
概念
理解
分子动理论
(1)物质是由大量及其微小的粒子——分子、原子构成的。
(2)构成物质的分子在不停地做 运动。
(3)分子间存在着 力和 力。
(1) 现象表明物质的分子在不停地做热运动。
(2)物质的三种状态与分子间 有关。
内能
(1)构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的 。
(2)同一个物体,温度越高,它具有的内能就越大。
(3)改变物体内能的两种方法: 和 。
(4)热传递过程中,传递 的多少叫热量。
(1)内能是指物体的内能,不是分子的;任何物体在任何情况下都具有 能。
(2)热量是能量转移多少的量度,是一个过程量。
知识点02 比热容
知识
概念
理解
比热容
(1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
(2)公式:
(3)单位:
(4)物理意义:表示不同物质的吸热能力(本领)的大小。
(1)比热容是物质的特性之一。与物质的质量、吸收的热量、温度的变化 关。
(2)水的比热容比较大,应用比较多。
热量的计算
(1)物质吸热时,热量的计算:
Q吸=
(2)物质放热时,热量的计算:
Q放=
Q吸、Q放分别表示吸收放出的热量,c表示比热容,m表示质量,△t表示温度的变化量(升高或降低的温度),t0表示初温,t表示末温。
知识点03 热机 热值 能量的转化和守恒
知识
概念
理解
汽油机
一个工作循环包括 、 、 和排气四个冲程。完成一个工作循环,活塞往复运动 次,飞轮转动 周,对外做功 次。
压缩冲程把机械能转化为 能;做功冲程内能转化为 能。
热值
(1)把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。
(2)公式:q = q= (气体)
(3)单位: (J/kg)。
热值是燃料本身的一种 ,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
热机的效率
(1) 热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。
(2)公式:
(3)提高热机效率的主要途径。
热机效率总小于1。
能量的转化与转移
(1)各种形式的能量是可以相互 的。
(2)能量可以从一个物体 到其他物体。
(3)能量守恒:在转化和转移过程中,能量的 保持不变。
能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
【命题预测】
1.【新情境】实时事件
2024年4月,世界首套 300MW 级压气储能电站——湖北应城压气储能电站示范工程并网成功,如图所示。其工作原理是:利用电网负荷低谷时的剩余电力驱动电动压缩机压缩空气,将其储存在高压密封设施内,在用电高峰释放压缩空气驱动膨胀机带动发电机发电。以下分析正确的是( )
A.储能过程中,压缩空气做功,空气内能减小
B.储能过程中,电能最终转化为化学能
C.释能过程中,空气膨胀做功,其内能增大
D.释能过程中,内能最终转化为电能
2.如图为一种双层保温婴儿辅食碗,由内碗和外碗组成。在内、外碗的夹层中加入高于辅食温度的热水,即可对内碗中的辅食起到“保温”作用。下列有关分析正确的是( )
A.夹层中加入热水,利用了水的比热容大的特性
B.夹层中加入热水,主要利用水的隔热性好的特点
C.“保温”时,夹层中热水的内能不变
D.“保温”时,内碗中辅食含有的热量增加
3.下列关于分子热运动的说法,错误的是( )
A.腌制鸭蛋时盐进入蛋中,说明分子不停地做无规则运动
B.两个杯子中分别盛有相同质量的冷水和热水,分别放入同样的糖块,经过相同时间热水更甜,说明扩散的快慢跟温度有关
C.将两个铅柱底面削平,然后紧紧压在一起,两个铅柱会结合起来,说明分子间存在引力
D.压缩铁块很困难,说明分子间只有斥力没有引力
4.【新考法】数形结合
质量为1kg的甲、乙、丙三种燃料,温度都升高1℃时,吸收热量如图1,完全燃烧放出的热量如图2,下列说法正确的是( )
A.甲的热值大于乙
B.乙的比热容大于丙
C.1kg的乙温度降低2℃放出的热量是6.0×107J
D.完全燃烧2kg的甲燃料放出的热量是4.2×103J
5.【新情境】社会发展
2024年5月,比亚迪推出DM-i5.0混动技术,能灵活切换电力和汽油,发动机热效率最高可达到46.01%,成为全球量产车的领先技术,其发动机是汽油机,通过汽油燃烧产生高压气体推动活塞做功。图是汽油机一个冲程示意图,该冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
6.2024年2月初春运期间,湖南省由于暴雪天气的影响,高铁停运,乘客无法下车,为了能让坐高铁的乘客正常出行,铁路部门用绿皮火车头带动高铁正常运行,这引起了人们的好奇和思考。下列说法中正确的是( )
A.绿皮火车的动力源是内燃机,其在压缩冲程中,内能转化为机械能
B.高铁是靠电力驱动,电能属于二次能源
C.内燃机的燃料属于可再生能源
D.一般情况下内燃机的效率高于电动机的效率
7.【新情境】航空航天
2024年10月11日,我国首颗可重复使用返回式卫星“实践十九号卫星”,圆满完成返回任务。从现场画面可以看到它的外表呈“焦黑”色,这是返回过程中与大气摩擦产生高温而形成的。内燃机的四个冲程中,与这一过程能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
8.一台内燃机完全燃烧放出的热量为Q1,用来做有用功的能量为Q2,排出废气带走的能量为Q3,则该热机的效率为( )
A. B.
C. D.
9.【新情境】先进技术
我国第三代核电站“华龙一号”示范工程已全面建成,标志着我国核电技术跻身世界先进水平。下列有关说法正确的是( )
A.核能属于可再生能源 B.铀原子核由质子和核外电子构成
C.“华龙一号”利用核裂变释放的能量发电 D.核废料无污染,可以任意排放
10.【新情境】传统文化
黄山毛峰是中国十大名茶之一,属于绿茶。据《中国名茶志》引用《徽州府志》载:“黄山产茶始于宋之嘉佑,兴于明之隆庆”。用热水泡茶时,茶叶温度会升高,其内能是通过 的方式改变的。
11.【联系生活】
杜姐姐家有一“天然气灶A”和一“煤炉B”,用谁烧水热效率更高呢?为探究这个问题,杜姐姐开始了实验,首先她用天然气灶A将质量为2kg、初温为50℃的水加热到100℃,灶的热效率为50%,则消耗的总能量为 J;接着用煤炉B烧开相同质量、相同初温的水,发现需要完全燃烧煤0.05kg。已知q=3.4×107J/kg,则用 (选填“A”或“B”)烧水更高效。
12.【新情境】社会发展
“家国一体,同频共振”,2024年1-11月,红旗品牌汽车整体销量同比增长19.7%,超越某国品牌。H5型轿车以60km/h匀速行驶,汽油机飞轮的转速为1800r/min,在1s内,同一气缸对外做功 次, 冲程将机械能转化为内能。
。
(1)某市11路公交车用天然气和电能作为能源,天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,用它作为燃料是因为它的热值较 ;
(2)某新能源油电混合动力汽车,使用燃油工作时,在平直路面匀速行驶12km,受到的阻力是400N,该过程燃油发动机的热机效率为30%。那么该过程中消耗燃油的质量是 kg。(q燃油=4.0×107J/kg)
114.4.【核心素养】科学探究
甲、乙和丙三个装置图中烧杯完全相同,三个烧杯中液体的初温相同,液体A和B的密度不同,燃料1和2的质量相同。
(1)要比较不同物质吸热升温的现象,应选择 两个装置图进行实验,两烧杯中应装入 (填物理量名称)相等的液体。实验时,通过比较 来反映液体吸收热量的多少。将收集的数据绘制图像A和B(如图丁所示),分析可知: 液体的吸热升温快, 液体更适合作为汽车发动机的冷却液;
(2)选择甲和乙装置,可比较不同燃料的热值。实验时测出燃料 后的水温,发现甲装置中水温度升高的示数大于乙装置中水温度升高的示数,由此推断燃料 的热值较大。
15..【核心素养】科学探究
在“比较不同物质吸热的情况”实验中,利用相同规格的电加热器同时加热水和食用油(如图甲所示),来比较不同物质吸热的情况。已知)。
(1)实验开始时,我们量取 相等的水和食用油。实验操作过程中,温度计的玻璃泡不能碰到烧杯和 。
(2)实验中,液体的内能是通过 方式增大的。实验发现,煤油温度上升得比水快,进一步推理可知,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时, 不同。
(3)图乙为小明同学绘制的水和食用油的实验图象,若实验中水和食用油的质量为100g,由图象可知:①a是 :②食用油6min吸收的热量为 J;③若这些热量由酒精灯加热来提供,且加热效率为50%,则需要完全燃烧 g酒精()。
16.茗月同学在妈妈过生日的时候给妈妈煮一碗长寿面。她用量杯量取了2000mL的水倒入锅中,水的初温为,当锅中水沸腾时共消耗天然气。[当地气压为标准大气压,,,忽略水质量的变化。]求:
(1)锅中水从被加热到沸腾时所吸收的热量。
(2)锅中水从被加热到沸腾时,炉子的效率。
(3)若天然气完全燃烧产生的热量,为一辆效率为40%的汽车提供动力,可以转化成的有用功。
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