内容正文:
一、填空题
1.端午节是中华民族的传统节日,煮粽子是通过_________的方式增加了粽子的内能;能闻到粽子的香味是________现象,这说明一切物质的分子都在________________________;剥开粽子叶总有一些糯米粘到粽子叶上,是因为分子间有_________。
2.(2022·河南)亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。挤出两个正对的吸盘内的空气,很难拉开它们,可体验到_________的存在。将一根铁丝快速反复弯折,弯折处发热,可认识到________可以改变物体的内能。用注射器取水后封住前端,用力推活塞,水很难被压缩,说明分子间存在________。
热传递
扩散
不停地做无规则运动
引力
大气压
做功
斥力
3.(2022·济宁)某柴油机工作一段时间后,油箱里的柴油没有发生变化的是__________(选填序号:①质量;②密度;③比热容;④热值)。完全燃烧10 kg柴油放出的热量Q=_______________J。(q柴油=4.3×107 J/kg)
②③④
4.3×108
4.如图所示是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中图____是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为2400 r/min,这台汽油机每秒钟内完成____个冲程,对外做了____次功。
丙
80
20
5.为了减少煤炭燃烧对环境的污染,达州市委要求推广使用天然气。天然气燃烧时,将________能转化为内能;小王将一壶质量为5 kg、温度为20 ℃的水烧开(在一个标准大气压下),水吸收了_____________J的热量;若他家每天需要3壶同样的开水,至少需要燃烧________m3的天然气;如改用电热水壶烧水,则至少需要消耗________kW·h的电能。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=1.68×107 J/m3]
化学
1.68×106
0.3
1.4
6.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5 kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示。实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得出:____(选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为_____________J/(kg·℃),这种液体在0~15 min内放出的热量为______________J。
甲
2.1×103
4.2×104
二、选择题
7.“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”,人们能闻到梅花香味是因为( )
A.分子很小
B.分子间存在引力
C.分子在不停地做无规则运动
D.分子间存在斥力
C
8.(2022·赤峰)汽油机的四个冲程中,哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程( )
C
9.关于热和能,下列说法中正确的是( )
A.热传递过程中,内能大的物体放出热量
B.热机做功冲程中,内能转化为机械能
C.物体内能减少,温度一定降低
D.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
10.下列事例中,通过做功的途径改变物体内能的是( )
A.把饮料放入冰箱,饮料温度会降低
B.把酒精涂在手上,手会感觉到凉
C.在太阳光的照射下,路面温度升高
D.给自行车打气,打气筒壁会发热
B
D
11.(2022·宜昌)关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( )
A.没有燃烧的燃料,热值等于零
B.燃料完全燃烧时,它的热值最大
C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D.燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
12.新疆旅游景区“金沙滩”在烈日下湖边的沙子热得烫脚,而湖水却是冰凉的,这是因为( )
A.水的温度变化较大 B.水的比热容较大
C.水吸收的热量较多 D.沙子的比热容较大
C
B
13.下表中有几种物质的比热容,小张同学根据提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
C
几种物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 铁 0.46×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103
冰 2.1×103 水银 0.14×103
A.一杯水比一桶煤油的比热容小
B.液体的比热容一定比固体的比热容大
C.水吸收或放出热量的本领较强,常用作冷却剂
D.比热容是物质自身的性质之一,只与物质的种类有关
14.对于图中所示的四幅图,下列说法中正确的是( )
B
A.甲图中软木塞飞出时,管内水蒸气的内能增加
B.乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力
C.丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D.丁图中小朋友下滑时,内能转化为机械能
15.如图所示是餐桌上常见的美食,其中所包含的物理知识正确的是( )
B
A.蒸饺——刚蒸熟的饺子冒“白气”是汽化现象
B.牛肉面——挑面时香气四溢说明分子在做无规则运动
C.回锅肉——炒肉时是通过做功的方式使肉和菜的内能增加
D.玉米排骨汤——当汤沸腾以后,把炖汤的火调小是为了降低汤的温度
16.电动豆浆机转动的叶轮将豆子打磨碾碎,加热棒将豆浆加热煮熟,关于制作豆浆的过程,下列说法正确的是( )
A.通电后电动机将机械能转化为电能
B.从开始加热到豆浆煮熟的过程中,豆浆的内能不变
C.使用时豆浆机必须接入三孔插座
D.消耗的电能为一次能源
C
17.(2022·十堰)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,某汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。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
C
18.甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙的比热容与丙的相等
B.甲的比热容比乙的大
C.甲的温度升高1 ℃,需吸收2000 J的热量
D.甲、乙的温度都降低1 ℃,乙比甲放出的热量多
B
三、实验探究题
19.(2022·泰州)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___________________________________________。
质量
通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量
温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中
(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__________________________________________________。
②
燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中
20.为了比较两种液体的吸热能力,某实验小组用如图所示两个相同的装置做实验,数据记录如表所示。
(1)实验过程中,用加热时间相同比较升高的温度的方法来完成探究实验,通过分析表中数据可知_________(选填“液体1”或“液体2”)的吸热能力较强。
(2)这组同学又对甲图中的加热情况进行分析,在某段时间内,质量为m1的液体1温度从t0升高到t,共消耗了质量为m2的酒精,液体1的比热容为c,酒精的热值为q,则这段时间内液体1吸收的热量表达式Q吸=______________,酒精完全燃烧放出的热量表达式Q放=________(两个表达式均用给出的字母表示),Q吸/Q放______1(选填“大于”“小于”或“等于”)。
液体1
cm1(t-t0)
m2q
小于
四、计算题
21.如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内5 kg、20 ℃的水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%。为提高煤炉效率,某大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中,还可额外把炉壁间10 kg水从20 ℃加热至40 ℃。以上过程中,求:[q煤=3×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量。
(2)双加热煤炉的烧水效率。
22.(2022·怀化)2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车(如图所示),该车排放物是水,不产生任何污染物,是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103 kg。在某次测试中该车匀速直线行驶时受到的阻力是车重的0.02倍,在0.5 h内行驶了28 km的路程,消耗的氢能源为0.4 kg(不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响)。求该测试过程中氢燃料电池车:(已知q氢=1.4×108 J/kg,g取 10 N/kg)
(1)行驶的平均速度为多少km/h。
(2)牵引力做的功。
(3)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
解:(1)壶内水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt1=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×106 J;煤完全燃烧放出的热量:Q放= eq \f(Q吸,η) = eq \f(1.68×106 J,28%) =6×106 J,普通煤炉完全燃烧煤的质量:m煤= eq \f(Q放,q煤) = eq \f(6×106 J,3×107 J/kg) =0.2 kg
(2)炉壁间水吸收的热量:Q吸′=c水m水′Δt2=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(40 ℃-20 ℃)=8.4×105 J,双加热煤炉中水吸收的总热量:Q吸总=Q吸+Q吸′=1.68×106 J+8.4×105 J=2.52×106 J;双加热煤炉的烧水效率:η′= eq \f(Q吸总,Q放) ×100%= eq \f(2.52×106 J,6×106 J) ×100%=42%
解:(1)测试过程中氢燃料电池车的平均速度:
v= eq \f(s,t) = eq \f(28 km,0.5 h) =56 km/h
(2)氢燃料电池车的总重力:G=mg=5×103 kg×10 N/kg=5×104 N,氢燃料电池车匀速行驶时受到的阻力:f=0.02G=0.02×5×104 N=1×103 N,因为氢燃料电池车匀速直线行驶时的牵引力和受到的阻力是一对平衡力,所以氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力:F=f=1×103 N,牵引力做的功:W=Fs=1×103 N×28×103 m=2.8×107 J
(3)氢燃料完全燃烧放出的热量:Q放=m氢q氢=0.4 kg×1.4×108 J/kg=5.6×107 J,则氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率:η= eq \f(W,Q放) ×100%= eq \f(2.8×107 J,5.6×107 J) ×100%=50%
$$