内容正文:
2025年盐城中考物理终极冲刺提分特训14-《内能》(押题猜想)
【押题解读】
在盐城中考物理中《内能》是必考内容,以下是具体考情分析:
1. 分子热运动:常考对分子热运动理论的理解、物质的扩散现象、分子间相互作用力等。例如通过生活中的扩散现象,如闻到花香、煮粽子时粽香四溢等,考查分子在不停地做无规则运动;通过铅块相互紧压后粘在一起等事例,考查分子间存在引力。
2. 内能的概念与改变方式:包括内能的概念、影响物体内能大小的因素、物体内能的改变方式,以及温度、内能与热量的辨析。改变物体内能的方式是常考热点,且与生活实际联系紧密,如摩擦生热、钻木取火是通过做功改变内能,用热水袋取暖、煮鸡蛋是通过热传递改变内能。
3. 比热容:比热容的概念、相关计算、水的比热容大的应用以及探究不同物质的吸热能力都是常见考点。比如利用水的比热容大解释沿海地区昼夜温差小等自然现象。
4. 热机:主要考查热机的工作原理、内燃机四冲程的工作过程和能量转化关系。如判断内燃机在某个冲程中的能量转化情况,或根据能量转化情况判断冲程。
5. 热值与热机效率:涉及热值的概念及相关计算、热机效率的概念及计算。通常会结合实际问题,如计算汽车消耗一定质量的汽油所做的有用功以及热机的效率。
6. 能量转化与守恒: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是主要命题点。如分析生活中各种现象的能量转化情况,像太阳能热水器是将太阳能转化为内能。
【2025年中考考点梳理】
考点1 分子热运动
1. 扩散现象:
定义:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
扩散现象说明:
①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;
②分子之间有间隙。
固体、液体、气体都可以发生扩散现象,只是扩散的快慢不同,气体间扩散速度最快,固体间扩散速度最慢。
汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。
扩散速度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快。
由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
2. 分子间的作用力:
分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。
(1)当分子间距离等于r0(r0=10-10m)时,分子间引力和斥力相等,合力为0,对外不显力;
(2)当分子间距离减小,小于r0时,分子间引力和斥力都增大,但斥力增大得更快,斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力;
(3)当分子间距离增大,大于r0时,分子间引力和斥力都减小,但斥力减小得更快,引力大于斥力,分子间作用力表现为引力;
(4)当分子间距离继续增大,分子间作用力继续减小,当分子间距离大于10 r0时,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略了。
3. 分子热运动与机械运动的理解及实例
考点2 内能
1. 内能:
定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
任何物体在任何情况下都有内能。
内能的单位为焦耳(J)。
内能具有不可测量性。
2. 影响物体内能大小的因素:
(1)温度:在物体的质量、材料、状态相同时,物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小;反之,物体的内能增大,温度却不一定升高(例如晶体在熔化的过程中要不断吸热,内能增大,而温度却保持不变),内能减小,温度也不一定降低(例如晶体在凝固的过程中要不断放热,内能减小,而温度却保持不变)。
(2)质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
(3)材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。
(4)存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
3. 改变物体内能的方法:做功和热传递。
(1)做功:
做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加(将机械能转化为内能)。
物体对外做功物体内能会减少(将内能转化为机械能)。
做功改变内能的实质:内能和其他形式的能(主要是机械能)的相互转化的过程。
如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。
(2)热传递:
定义:热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。
热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。(热量是变化量,只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。)
热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加;
注意:
在热传递过程中,是内能在物体间的转移,能的形式并未发生改变;
在热传递过程中,若不计能量损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量;
因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度,所以在热传递过程中,高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度;
热传递的条件:存在温度差。如果没有温度差,就不会发生热传递。
做功和热传递改变物体内能上是等效的。
注:热量是一个过程量,不能说物体中含有多少热量,只能用“吸收”和“放出”来描述.
温度
热量
内能
定义
宏观上表示物体的冷热程度;微观上反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度
热传递过程中传递能量的多少
热运动的分子动能和分子势能的总和
量的性质
状态量
过程量
状态量
表述
用“降低”“升高”
“降低到”“升高到”
“是”等表述
用“放出”“吸收”、等表述
用“具有”“改变”“增加”
“减少” 等表述
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
联系
(1)同一个物体温度越高,内能越 大 ;
(2)一切物体在任何时候任何状态下都具有内能,内能增加或减少,温度 不一定 (选填“一定”或“不一定”)改变(如晶体的熔化、凝固过程); (3)物体内能的变化,可能是吸收或放出了热量,也可能是外界对物体做了功或物体对外界做了功;
(4)吸收热量,内能 不一定 (选填“一定”或“不一定”)增加
考点3 比热容
1. 比热容:
(1)定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量。
比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。
(2)物理意义:水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
(3)比较比热容的方法:
①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热量多,比热容大。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容大。
2. 热量的计算公式:
(1)温度升高时用: Q吸=cm(t-t0) c= m= t=+ t0 t0=t-
(2)温度降低时用: Q放=cm(t0-t) c= m=
t0=+ t t=t0-
(3)只给出温度变化量时用:
Q=cm△t
c= m= △t=
Q—热量—焦耳(J);c—比热容—焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃));m—质量—千克(kg);t—末温—摄氏度(℃);t0—初温—摄氏度(℃)
由公式Q=cm△t可知:物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。
考点4 内能的利用
1. 内能的利用方式
(1)利用内能来加热:实质是热传递。
(2)利用内能来做功:实质是内能转化为机械能。
考点5 热机
1. 热机:
定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。
热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等
2. 内燃机:
内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
3. 汽油机和柴油机的比较:
(1)汽油机的气缸顶部是火花塞;柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
(2)汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
(3)汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
(4)柴油机比汽油及效率高,比较经济,但笨重。
(5)汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
4. 热值
燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。
(1)定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米(J/m3)。
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、是否完全燃烧等无关。
(2)公式:
①Q=qm m= q=
Q—放出的热量—焦耳(J);q—热值—焦耳每千克(J/kg);m—燃料质量—千克(kg)。
②Q=qV V= q=
Q—放出的热量—焦耳(J);q—热值—焦耳每立方米(J/m3);V—燃料体积—立方米(m3)。
(3)物理意义:
酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
考点6 热机效率
1. 影响燃料有效利用的因素:一是燃料很难完全燃烧,二是燃料燃烧放出的热量散失很多,只有一小部分被有效利用。
2. 有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛(提高燃烧的完全程度);以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧(减少烟气带走的热量)。
3. 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要标志,与热机的功率无关。
4. 公式: Q总= Q有用= Q总η
由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
5. 热机能量损失的主要途径:废气内内、散热损失、机器损失。
6. 提高热机效率的途径:
(1)使燃料充分燃烧,尽量减小各种热量损失;
(2)机件间保持良好的润滑,减小摩擦。
(3)在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
7. 常见热机的效率:蒸汽机6%~15%、汽油机20%~30%、柴油机30%~45%
内燃机的效率比蒸汽机高,柴油机的效率比汽油机高。
【押题猜想】
一.选择题(24分)
1.盐城被誉为“东方湿地之都”,当地特色美食众多。以下与分子热运动和内能知识相关的说法,正确的是( )
A. 刚出锅的鱼汤香气四溢,是因为温度越高,分子无规则运动越剧烈
B. 制作阜宁大糕时,将糯米蒸熟的过程中,糯米的内能减小
C. 东台西瓜放入冰箱冷藏后,西瓜的内能增加
D. 用手揉搓响水贡醋瓶,醋的温度升高,这是通过热传递的方式改变醋的内能
【答案】A
【解析】A选项:刚出锅的鱼汤温度高,香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,且温度越高,分子无规则运动越剧烈,鱼汤的香味分子扩散得越快,该选项正确。B选项:制作阜宁大糕时,将糯米蒸熟的过程中,糯米吸收热量,根据热传递可以改变物体内能,且吸收热量内能增加,所以糯米的内能是增大的,该选项错误; C选项:东台西瓜放入冰箱冷藏后,西瓜放出热量,温度降低,内能减小 ,该选项错误。 D选项:用手揉搓响水贡醋瓶,是通过克服摩擦力做功的方式,将机械能转化为内能,使醋的温度升高,改变了醋的内能,并非热传递,该选项错误。综上,答案选A。
2.“炙手可热”常用来形容权势或气焰很盛,从物理学角度看,下列说法正确的是( )
A. 被炙烤的物体温度升高,内能一定增大,且其内能只与温度有关
B. 手靠近炙烤物体感到热,是因为物体的内能大,温度一定高
C. 物体温度升高时内能增大,是因为分子无规则运动更剧烈,且分子数目增多
D. 相同质量的同种物质,温度越高,其内能越大,这体现了温度对内能大小的影响
【答案】D
【解析】A选项:被炙烤的物体温度升高,内能一定增大,但物体的内能不仅与温度有关,还与质量、状态等因素有关 ,比如质量不同的两杯水,温度相同,质量大的内能大,所以A错误。B选项:手靠近炙烤物体感到热,是因为发生了热传递,高温物体将热量传递给手,而物体内能大,温度不一定高,例如质量大的冰块内能可能比质量小的热水内能大,但冰块温度比热水低,B错误; C选项:物体温度升高时内能增大,是因为分子无规则运动更剧烈,但分子数目不会因为温度升高而增多,C错误。D选项:对于相同质量的同种物质,其状态相同时,温度越高,分子无规则运动越剧烈,内能越大,很好地体现了温度是影响内能大小的因素之一,D正确。
3.古诗词是中华文化的瑰宝,其中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中对“热”的理解,正确的是( )
A. “花燃山色里,柳卧水声中”,花“燃”是通过做功的方式增加了内能
B. “爇火温汤深更炙”,用火烧水时,水的温度升高,热量增加
C. “日午独觉无余声,山童隔竹敲茶臼”,中午太阳照射,大地内能增大,这里的“热”指热量
D. “吴盐如花皎白雪,使我一见心颜开。持盐把酒但饮之,莫学夷齐事高洁”,将盐放入酒中,酒变咸,是因为分子在“热”运动
【答案】D
【解析】A选项:花“燃”是燃料燃烧,属于通过热传递的方式增加内能,而非做功,A错误。B选项:热量是过程量,不能说“水的热量增加” ,用火烧水时,水温度升高,内能增加,B错误。 C选项:太阳照射大地,大地温度升高,内能增大,这里的“热”指的是温度,C错误。D选项:将盐放入酒中酒变咸,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则“热”运动,D正确。综上,答案选D。
4. 如图所示的实例中,属于做功改变物体内能的一组是( )
A. ①③④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②④
【答案】D
【解析】① 两手相搓时,两手相互摩擦做功,机械能转化为内能,手的内能增大,温度升高,是通过做功改变了物体的内能;② 空气被压缩时内能增大是通过做功的方式把机械能转化为内能;③ 烧水时水温升高,是通过热传递的方式改变物体内能的;④小孩从滑梯上滑下时,臀部与滑梯摩擦,在此过程中克服摩擦做功让臀部发热,属于做功改变物体的内能.属于做功改变物体内能的一组①②④.
5. 如图所示的四个实例中,主要是利用热传递方式改变物体内能的是
A. 锯木头时锯条发热 B. 烧水时水温升高 C. 划火柴点火 D. 流星划过大气层发热
【答案】B
【解析】A.锯条锯木头,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变物体内能;不符合题意;B.烧水时,火焰的内能传递给水,使水的内能增加,温度升高;属于通过热传递的方式改变物体的内能;符合题意;C.擦划火柴是相互摩擦做功,机械能转化为木头的内能,是通过做功的方式增加了物体的内能,不符合题意;D.流星划过大气层发热,是利用做功来改变物体内能的,不符合题意.
6.盐城地处黄海之滨,河网密布,相比周边砂石较多的内陆地区,盐城昼夜温差较小。这主要是因为水的( )
A. 密度较大 B. 比热容较大 C. 沸点较高 D. 凝固点较低
【答案】 B
【解析】 比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量。水的比热容较大,约为4.2×103J/(kg·℃) ,相比砂石等物质,在质量相同、吸收或放出相同热量时,水的温度变化量更小。盐城水域面积广,白天水吸收大量热量温度升高不多,夜晚放出热量温度降低也少,因此昼夜温差较小。而密度、沸点、凝固点与温度变化幅度无直接关系,故答案选B。
7. 水和干泥土的比热容之比是5:1,质量之比是1:2,吸收的热量之比是3:2,则水和干泥土升高的温度之比是( )
A. 5:3 B. 3:5 C. 15:4 D. 15:1
【答案】B
【解析】 ===.故选B.
8. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体.若对这三种液体分别加热,则可根据它们吸收的热量和升高的温度,在温度一热量图像上分别画出对应的三点A、B、C, 如图所示.由此图像得出下列结论:①丙的比热容比甲的比热容大;②丙的比热容比甲的比热容小;③丙的质量比甲的质量大;④丙的质量比甲的质量小.这些结论中( )
A. 只有①正确 B. 只有②正确 C. 只有①、④正确 D. 只有②、③正确
【答案】D
【解析】根据题意知道,甲乙丙三种物质初温相同,甲、乙是质量相等的不同液体,从图上可以看出,在吸收热量相同的情况下,乙末温高,所以由Q=Cm△t知道,乙的比热容小;因为乙、丙是质量不等的同种液体,所以比热容相同,在吸收热量相同的情况下,乙末温高,即丙的质量大,综上所述知道,乙、丙的比热容相同,但比甲的比热容小;甲、乙是质量相等,但比丙的质量小,故符合题意的是D,故选D.
第8题图 第9题图 第10题图
9. 用两个相同的电热水器给质量同为2kg的物体甲和水加热,他们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为( )
A. 0.84×105J B. 1.2×105J C. 2.52×105J D. 都不是,不能计算
【答案】C
【解析】由图像可知,用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,水温度升高60℃需要20min,甲物质加热10min吸收的热量与水加热10min吸收的热量相同,且水10min所吸收热量为20min吸收热量的一半,则物质吸收的热量
故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
10. 如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是( )
A. 压缩冲程,将化学能转化成内能 B. 压缩冲程,将机械能转化成内能
C. 做功冲程,将内能转化成机械能 D. 做功冲程,将机械能转化成内能
【答案】C
【解析】图中的气门关闭,活塞下行,并且电火花打火,这是做功冲程的特点;在做功冲程中,能量转化关系是气体的内能转化为机械能由此可知ABD错误,C正确;
11. 单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,此汽油机在每秒钟内
A. 完成120个冲程,对外做功30次 B. 完成60个冲程,对外做功15次
C. 完成30个冲程,对外做功15次 D. 完成60个冲程,对外做功30次
【答案】B
【解析】飞轮转速为1800r/min=30r/s,因一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,做功1次,完成4个冲程,所以,该汽油机1s内完成60个冲程,对外做功15次。故选B
12.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
【答案】A
【解析】A、根据图甲可知,两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,机械能转化为内能,气体的温度升高,故A正确; B、热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由图可知,输出有用功所占比例为:100%﹣36%﹣30%﹣6%=28%,即该汽油机的效率为28%,故B错误; CD、热值是燃料本身的一种特性,只与燃料本身决定,和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、温度高低无关,故CD错误。故选:A。
二.填空题(24分)
13. “端午浓情,粽叶飘香”,“粽叶飘香”说明分子在________;将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,说明分子间存在________;酒精和水混合后总体积变小,说明分子间有________。
【答案】 做无规则运动 引力 间隙
【解析】“粽叶飘香”属于扩散现象,说明分子在做无规则运动。两个表面光滑的铅块相互紧压后,它们会黏在一起,是分子运动的结果,说明了分子间有引力。酒精和水混合后,酒精分子和水分子彼此进入对方,导致总体积变小,说明分子间有间隙。
14.在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中,量取沙子和水时,要保证它们的质量 ;用酒精灯分别加热沙子和水,沙子和水的温度升高, 能增加;如果采用升高相同温度,比较加热时间的方式,得到的图像应是甲、乙两种图像中的 .
【答案】相等 内 乙
【解析】实验中需要控制水和沙子的质量相等;用酒精灯分别加热沙子和水,沙子和水会吸收热量,温度升高,内能变大;图甲中加热时间相同,升高的温度不同,图乙中升高的温度相同,加热时间不同.
第14题图 第15题图 第16题图 第17题图
15.如图所示,在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出.在这个实验中,燃料燃烧时的________能转化为________能,传给水和水蒸气,最后转化为塞子的________能.
【答案】化学;内;机械
【解析】在试管中装些水,用酒精灯加热的过程中,燃料燃烧的化学能转化内能;这些内能传递给试管中的水,使得水的内能增加,产生大量的水蒸气,试管内的气体压强增大,大于外界的大气压,水蒸气就会将塞子冲出,即对塞子做功,水的内能转化为塞子的机械能.
故答案为:化学;内;机械.
16. 如图所示,用毛皮摩擦过铁棒_______ (选填“能”或“不能”) 吸引碎纸屑.用毛皮摩擦过的铁棒温度升高,内能增加,这是通过_______方式增加的内能.还可以使铁棒温度升高的方法有_______.
【答案】 不能 做功 放入热水中(或给铁棒通电)
【解析】
【详解】如图所示,用毛皮摩擦过的铁棒会带电,但由于铁棒是导体,所以产生的电荷通过铁棒和人体导入大地,所以此时铁棒不能吸引纸屑;如图所示,用毛皮摩擦过的铁棒,铁棒克服摩擦力做功,所以内能增加;由于做功和热传递都能改变物体的内能,所以据实际可知,可以把铁棒放入热水中(或给铁棒通电)都能使得铁棒的温度升高.
17. 汽油机是热机中的一种,如图所示是汽油机的________冲程,此过程是将内能转化为________能.已知某型号汽油机效率是30%,假设在汽油机内完全燃烧2kg汽油,所放出的这些热量通过汽油机的转化可以对外做________J的有用功(汽油的热值为5×107J/kg).
【答案】 做功 机械 3×107
【解析】由图所示,火花塞点燃,活塞向下运动,属于做功冲程,此过程将内能转换为机械能.根据W有=Q×30% =" q" m=5×107J/kg×2kg×30%= 3×107J
18. 小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶,在额定功率下行驶1小时至少需要_____L汽油(汽油的热值为3.5×107J/L);若行驶的速度为72km/h,则汽车受到的阻力为_____N,汽油属于_____能源(选填“可再生”或“不可再生”).
【答案】 12 1750 不可再生
【解析】汽车匀速直线行驶1h牵引力所做的功:,
完全燃烧汽油放出热量,小汽车发动机的效率,所以得,;由,,得:;因为汽车在平直公路上匀速行驶,所以汽车受到的阻力:;
汽油属于不可再生能源,一旦消耗很难再生.
19. 某品牌汽车在高速公路上以 110km/h的速度行驶了 100km,共消耗汽油的质量为6kg,已知汽油的热值4.6 ,则完全燃烧这些汽油所放出的热量为_______J,若此时汽油机曲轴转速为 3600r/min,则汽油机每秒内完成________个冲程,对外做功______次.
【答案】 2.76×108. 120 30
【解析】 汽油完全燃烧产生的热量:Q放=mq=6kg×4.6×107J/kg=2.76×108J,四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min=60r/s,也就是1s飞轮转动60r,∵完成一个工作循环,经过四个冲程,燃气对外做功一次,∴汽油机每秒内完成120个冲程,对外做功30次.
20. 热机是将内能转化成 _____能的机器,在四冲程内燃机工作时,这种能的转化主要是在 _____冲程进行的;一台内燃机运行时各种能量的损耗大致为:汽缸直接散热损失占a%,废气带走的能量占b%, 摩擦等机械损耗占c%,则它的效率为 _____.
【答案】 机械 做功 (100-a-b-c)%
【解析】热机是将内能转化成机械能的机器,在四冲程内燃机工作时,这种能的转化主要是在做功冲程进行的;热机的效率是用来做有用功的那部分能量占总能量的比例,一台内燃机运行时各种能量的损耗大致为:汽缸直接散热损失占a%,废气带走的能量占b%, 摩擦等机械损耗占c%,则它的效率为(100-a-b-c)% .
三.解答题(共52分)
21.(6分)利用如图甲所示实验装置探究“冰熔化时温度随时间变化规律”,将装有50g碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中并用酒精灯加热。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)安装实验装置时,应遵循 (“自上而下”或“自下而上”)原则。
(2)实验过程中,某一时刻温度计的示数如图乙所示,其读数为 ℃。
(3)由图丙可知:在2min时,试管内的物质处于 状态,4min时试管内物质的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)6min时的内能。
(4)若试管内的物质从外界均匀吸热,忽略试管内物质的热量损耗,由图丙可知,试管内的物质在AB段吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)CD段,在BC段吸收的热量为 J。
【答案】(1)自下而上(2)0(3)固液共存;小于(4)等于;1.68×104
【解析】(1)实验中要用酒精灯外焰加热,所以需要点燃酒精灯,温度计玻璃泡完全浸没被测物质中,但不能碰容器底和壁,所以组装仪器需要按照自下而上的顺序;(2)该温度计的分度值为1°C,示数为0°C;(3)从图象可以看出,在第2分钟,冰处于熔化过程中,所以处于固液共存态;冰在熔化过程中需要吸热,所以冰在第4min时具有的内能小于在第6min时具有的内能;(4)相同的酒精灯加热,AB段和CD段加热时间相同,物质吸收热量相同,酒精灯加热1min水吸收的热量Q吸 = c水m△t = 4.2 ×10³J/ (kg ·° C) × 0.05kg ×(10°C-0°C) =2100J;在BC段加热8min,吸收的热量为: Q=8× Q吸 =8 × 2100J=16800J。
故答案为:(1)自下而上;(2)0,(3)固液共存;小于;(4)等于;1.68×104。
22.(7分)在研究“不同物质的吸热本领”实验中:
(1)取 (选填“质量”或“体积” 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,如图所示;
(2)图为某时刻的温度,其示数为 ;
(3)实验中可通过 反应物质吸收热量的多少(选填“加热时间”或“温度计示数” ,这是科学探究中常见的方法为 法;
(4)分析图可知,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;(选填“甲”或“乙”
(5)若甲、乙液体从图所示的初温分别升高到和,吸收热量之比为,则甲、乙液体的比热容之比为 。
【答案】(1)质量;(2)39;(3)加热时间;转换;(4)乙;甲;(5)。
【解析】(1)在研究“不同物质的吸热本领”实验中,应选择相同质量的不同物质,通过两种物质吸收同样的热量,比较温度的变化来比较不同物质的吸热本领。(2)观察图B中的温度计发现,温度计的分度值为1°C,温度计示数为39°C。(3)实验中运用转换法,将物质吸收热量的多少转化为加热器加热时间的长短,物质被加热时间越长,物质吸收的热量越多。
(4)观察图C发现,加热相同时间,即两种物质吸收热量相同时,乙液体升温更高,所以乙液体吸热能力弱,甲液体吸热能力强,故甲液体更适合作汽车发动机的冷却液。(5)甲、乙液体在图C所示的初温为20°C,分别升高到40C和35C,Q: Qz=2:1,结合Q= cm△t可知c:cz=3:2。故答案为:(1)质量;(2)39,(3)加热时间;转换;(4)乙;甲;(5)3:2。
23.(7分)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明在两个相同的烧杯中分别装入水和沙子,用两个相同酒精灯对其加热.
(1)实验前要控制水和沙子的_________和__________相同.
(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种:
方法一:加热时间相同,比较它们各自升高的温度.
方法二:____________.
(3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是__________.
(4)该实验中,小明测了如下表所示的三组数据,目的是__________.
(5)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,___________ (填“沙子”或“水”)升高的温度更多.
(6)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(5)中的结论不符.你认为可能的原因是_________________.
【答案】 (1)初温 质量 (2) 升高相同的温度,比较它们各自所用的加热时间 (3)使沙子和水在相同时间内吸收的热量相同 (4)避免偶然性,寻找普遍规律 (5)沙子 (6)水的导热性好(或沙子的导热性不好,或沙子中温度计玻璃泡插入比较浅,或没有用搅拌棒搅拌)
【解析】(1)由Q=cm(t-t0)知道,物体吸收热量的多少与物体的质量和初温有关,所以实验前需控制沙子和水的质量和初温相等.(2)因为使用相同的酒精灯加热,加热时间长,沙子吸收的热量就多,所以,加热时间的长短,表示了吸热的多少;比较物体吸热本领的方法:可使水和沙子升高相同的温度,比较加热时间;也可给水和沙子加热相同的时间,比较升高的温度;(3)因为相同的酒精灯在相同的时间内放出的热量是相同的,为保证水和沙子在相等的时间内吸收的热量相同,所以需要使用两个相同的酒精灯.(4)实验中,小明测了三组数据,目的是:在多次测量中总结规律,避免结论的偶然性;(5)由表格数据知道,如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,沙子升高的温度更多;(6)刚开始加热时,情况与(5)中的结论不符的原因可能是:水的导热性好,而沙子的导热性不好,没有用搅拌棒搅拌,受热不均匀.
24. (8分)如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)甲、乙两套装置你选择_______,理由:_______
(2)在两个相同的烧杯中加入初温相同,_______相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)
(3)水和煤油温度随时间变化的图像如图丙所示
①根据图丙可判断出a物质是_______.
②加热3分钟时,b液体比a液体的温度高,那么b吸收的热量_______a吸收的热量(选填“大于”、“小于”或者“等于”).
③根据图丙可判断出_______的吸热能力强.
(4)本实验除了采用控制变量法以外,还采用相同的热源,通过比较________________来比较水和煤油吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称之为___________ 法.
【答案】 (1) 乙 电加热器的规格相同,可确保在相同时间内产生相同的热量 (2)质量 (3)水 等于 水 (4) 加热时间 转换法
【解析】(1)甲用酒精灯,乙用电加热器,电加热器的规格相同,可确保在相同时间内产生相同的热量,故选乙装置;(2)要探究物质吸热能力,需使物质不同,其它条件相同,所以在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油;(3)①由图知,a的温度变化较慢,吸热能力较强,可知a是水;②同是加热3min,水和煤油吸收热量相同;③由图丙知,相同情况下,a的温度变化慢,吸热能力强,b的吸热能力差;(4)实验中通过加热时间的长短比较水和煤油吸收热量的多少,用到的是转换法.
25. (6分)一辆正在匀速行驶的汽车,所受阻力为1500 N,从甲地到乙地150 km,已知该汽车这种情况下每百公里耗油12 L(汽油的热值4.6×107J/kg,汽油的密度0.72 g/cm3),问:
(1)该车从甲地到乙地克服阻力做多少功?
(2)汽车的效率是多少?
解:(1)∵汽车匀速行驶,,则该车从甲地到乙地克服阻力做功:;
(2)已知该汽车这种情况下每百公里耗油12L,则从甲地到乙地150km,消耗汽油体积:,由可得,消耗汽油的质量:,汽油完全燃烧放出的热量:.汽车的效率:
答:(1)该车从甲地到乙地克服阻力做2.25×108J功;
(2)汽车的效率是37.7%.
26. (8分)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10dm3的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤的热值约为3×107J/kg.求:
(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的热效率.
解:(1)煤完全燃烧产生的热量:;
(2)水吸收的热量:
;
(3)煤炉烧水时的热效率:
.
答:1)煤完全燃烧产生的热量6×107J;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量2.52×106J;
(3)煤炉烧水时的热效率4.2%.
27、(10分)阅读短文,回答问题.
家用轿车中的热学奥秘
随着生活水平的提高,家用轿车成为了人们出行的重要工具。汽车发动机作为轿车的“心脏”,蕴含着丰富的热学知识。目前大多数家用轿车使用的是汽油发动机,汽油的热值约为4.6×107J/kg 。在发动机工作过程中,汽油燃烧将化学能转化为内能,高温高压的燃气推动活塞做功,把内能转化为机械能。
水作为发动机冷却系统的传热介质,发挥着关键作用。水的比热容较大,为4.2×103
J/(kg·℃),这使得水升高相同温度能吸收更多热量。某次行车过程中,发动机水箱内有10kg的水,从20℃升温到80℃,水吸收的热量用于维持发动机的正常工作温度。此外,热机效率也是衡量发动机性能的重要指标,它是指热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,家用轿车发动机的热机效率一般在20% - 30%之间。
(1)在汽油燃烧过程中,能量转化的方向是从______能转化为______能;水比热容为4.2×103J/(kg·℃),其物理意义是______________________。
(2)若某家用轿车发动机完全燃烧2kg汽油,理论上放出的热量为( )
A. 4.6×107J B. 9.2×107J C. 2.3×107J D. 4.6×1014J
(3)关于发动机冷却系统用水作传热介质,原因是( )
A. 水的密度大 B. 水的比热容大 C. 水容易获取 D. 水的沸点高
(4)水箱内10kg的水从20℃升温到80℃,吸收的热量为______J;若发动机在该过程中消耗0.1kg汽油,已知汽油热值为4.6×107J/kg,则这些汽油完全燃烧放出的热量为______J。
(5)已知某轿车发动机消耗10kg汽油,对外做的有用功为9.2×107J,则该发动机的热机效率为( )
A. 10% B. 20% C. 30% D. 40%
【答案】(1) 化学;内;1kg的水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103J
(2)B; (3)B;(4)2.52×106;4.6×106; (5)B;
【解析】(1)汽油燃烧是化学变化,将化学能转化为内能;比热容的定义就是单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量。(2)根据Q放=mq,m = 2kg,q = 4.6×107J/kg,Q放=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J 。(3)因为水的比热容大,升高相同温度能吸收更多热量,冷却效果好,所以用水作发动机冷却系统的传热介质 。(4)根据Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×60℃=2.52×106J;Q放=mq =0.1kg×4.6×107J/kg=
4.6×106J。(5)先算出10kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq = 10kg×4.6×107J/kg = 4.6×108J,热机η=W有/Q放×100%=9.2×10^7J/4.6×108J}×100% = 20%。
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2025年盐城中考物理终极冲刺提分特训14-《内能》(押题猜想)
【押题解读】
在盐城中考物理中《内能》是必考内容,以下是具体考情分析:
1. 分子热运动:常考对分子热运动理论的理解、物质的扩散现象、分子间相互作用力等。例如通过生活中的扩散现象,如闻到花香、煮粽子时粽香四溢等,考查分子在不停地做无规则运动;通过铅块相互紧压后粘在一起等事例,考查分子间存在引力。
2. 内能的概念与改变方式:包括内能的概念、影响物体内能大小的因素、物体内能的改变方式,以及温度、内能与热量的辨析。改变物体内能的方式是常考热点,且与生活实际联系紧密,如摩擦生热、钻木取火是通过做功改变内能,用热水袋取暖、煮鸡蛋是通过热传递改变内能。
3. 比热容:比热容的概念、相关计算、水的比热容大的应用以及探究不同物质的吸热能力都是常见考点。比如利用水的比热容大解释沿海地区昼夜温差小等自然现象。
4. 热机:主要考查热机的工作原理、内燃机四冲程的工作过程和能量转化关系。如判断内燃机在某个冲程中的能量转化情况,或根据能量转化情况判断冲程。
5. 热值与热机效率:涉及热值的概念及相关计算、热机效率的概念及计算。通常会结合实际问题,如计算汽车消耗一定质量的汽油所做的有用功以及热机的效率。
6. 能量转化与守恒: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是主要命题点。如分析生活中各种现象的能量转化情况,像太阳能热水器是将太阳能转化为内能。
【2025年中考考点梳理】
考点1 分子热运动
1. 扩散现象:
定义:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
扩散现象说明:
①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;
②分子之间有间隙。
固体、液体、气体都可以发生扩散现象,只是扩散的快慢不同,气体间扩散速度最快,固体间扩散速度最慢。
汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。
扩散速度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快。
由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
2. 分子间的作用力:
分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。
(1)当分子间距离等于r0(r0=10-10m)时,分子间引力和斥力相等,合力为0,对外不显力;
(2)当分子间距离减小,小于r0时,分子间引力和斥力都增大,但斥力增大得更快,斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力;
(3)当分子间距离增大,大于r0时,分子间引力和斥力都减小,但斥力减小得更快,引力大于斥力,分子间作用力表现为引力;
(4)当分子间距离继续增大,分子间作用力继续减小,当分子间距离大于10 r0时,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略了。
3. 分子热运动与机械运动的理解及实例
考点2 内能
1. 内能:
定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
任何物体在任何情况下都有内能。
内能的单位为焦耳(J)。
内能具有不可测量性。
2. 影响物体内能大小的因素:
(1)温度:在物体的质量、材料、状态相同时,物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小;反之,物体的内能增大,温度却不一定升高(例如晶体在熔化的过程中要不断吸热,内能增大,而温度却保持不变),内能减小,温度也不一定降低(例如晶体在凝固的过程中要不断放热,内能减小,而温度却保持不变)。
(2)质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
(3)材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。
(4)存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
3. 改变物体内能的方法:做功和热传递。
(1)做功:
做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加(将机械能转化为内能)。
物体对外做功物体内能会减少(将内能转化为机械能)。
做功改变内能的实质:内能和其他形式的能(主要是机械能)的相互转化的过程。
如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。
(2)热传递:
定义:热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。
热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。(热量是变化量,只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。)
热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加;
注意:
在热传递过程中,是内能在物体间的转移,能的形式并未发生改变;
在热传递过程中,若不计能量损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量;
因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度,所以在热传递过程中,高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度;
热传递的条件:存在温度差。如果没有温度差,就不会发生热传递。
做功和热传递改变物体内能上是等效的。
注:热量是一个过程量,不能说物体中含有多少热量,只能用“吸收”和“放出”来描述.
温度
热量
内能
定义
宏观上表示物体的冷热程度;微观上反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度
热传递过程中传递能量的多少
热运动的分子动能和分子势能的总和
量的性质
状态量
过程量
状态量
表述
用“降低”“升高”
“降低到”“升高到”
“是”等表述
用“放出”“吸收”、等表述
用“具有”“改变”“增加”
“减少” 等表述
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
联系
(1)同一个物体温度越高,内能越 大 ;
(2)一切物体在任何时候任何状态下都具有内能,内能增加或减少,温度 不一定 (选填“一定”或“不一定”)改变(如晶体的熔化、凝固过程); (3)物体内能的变化,可能是吸收或放出了热量,也可能是外界对物体做了功或物体对外界做了功;
(4)吸收热量,内能 不一定 (选填“一定”或“不一定”)增加
考点3 比热容
1. 比热容:
(1)定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量。
比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。
(2)物理意义:水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
(3)比较比热容的方法:
①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热量多,比热容大。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容大。
2. 热量的计算公式:
(1)温度升高时用: Q吸=cm(t-t0) c= m= t=+ t0 t0=t-
(2)温度降低时用: Q放=cm(t0-t) c= m=
t0=+ t t=t0-
(3)只给出温度变化量时用:
Q=cm△t
c= m= △t=
Q—热量—焦耳(J);c—比热容—焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃));m—质量—千克(kg);t—末温—摄氏度(℃);t0—初温—摄氏度(℃)
由公式Q=cm△t可知:物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。
考点4 内能的利用
1. 内能的利用方式
(1)利用内能来加热:实质是热传递。
(2)利用内能来做功:实质是内能转化为机械能。
考点5 热机
1. 热机:
定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。
热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等
2. 内燃机:
内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
3. 汽油机和柴油机的比较:
(1)汽油机的气缸顶部是火花塞;柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
(2)汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
(3)汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
(4)柴油机比汽油及效率高,比较经济,但笨重。
(5)汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
4. 热值
燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。
(1)定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米(J/m3)。
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、是否完全燃烧等无关。
(2)公式:
①Q=qm m= q=
Q—放出的热量—焦耳(J);q—热值—焦耳每千克(J/kg);m—燃料质量—千克(kg)。
②Q=qV V= q=
Q—放出的热量—焦耳(J);q—热值—焦耳每立方米(J/m3);V—燃料体积—立方米(m3)。
(3)物理意义:
酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
考点6 热机效率
1. 影响燃料有效利用的因素:一是燃料很难完全燃烧,二是燃料燃烧放出的热量散失很多,只有一小部分被有效利用。
2. 有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛(提高燃烧的完全程度);以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧(减少烟气带走的热量)。
3. 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要标志,与热机的功率无关。
4. 公式: Q总= Q有用= Q总η
由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
5. 热机能量损失的主要途径:废气内内、散热损失、机器损失。
6. 提高热机效率的途径:
(1)使燃料充分燃烧,尽量减小各种热量损失;
(2)机件间保持良好的润滑,减小摩擦。
(3)在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
7. 常见热机的效率:蒸汽机6%~15%、汽油机20%~30%、柴油机30%~45%
内燃机的效率比蒸汽机高,柴油机的效率比汽油机高。
【押题猜想】
一.选择题(24分)
1.盐城被誉为“东方湿地之都”,当地特色美食众多。以下与分子热运动和内能知识相关的说法,正确的是( )
A. 刚出锅的鱼汤香气四溢,是因为温度越高,分子无规则运动越剧烈
B. 制作阜宁大糕时,将糯米蒸熟的过程中,糯米的内能减小
C. 东台西瓜放入冰箱冷藏后,西瓜的内能增加
D. 用手揉搓响水贡醋瓶,醋的温度升高,这是通过热传递的方式改变醋的内能
2.“炙手可热”常用来形容权势或气焰很盛,从物理学角度看,下列说法正确的是( )
A. 被炙烤的物体温度升高,内能一定增大,且其内能只与温度有关
B. 手靠近炙烤物体感到热,是因为物体的内能大,温度一定高
C. 物体温度升高时内能增大,是因为分子无规则运动更剧烈,且分子数目增多
D. 相同质量的同种物质,温度越高,其内能越大,这体现了温度对内能大小的影响
3.古诗词是中华文化的瑰宝,其中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中对“热”的理解,正确的是( )
A. “花燃山色里,柳卧水声中”,花“燃”是通过做功的方式增加了内能
B. “爇火温汤深更炙”,用火烧水时,水的温度升高,热量增加
C. “日午独觉无余声,山童隔竹敲茶臼”,中午太阳照射,大地内能增大,这里的“热”指热量
D. “吴盐如花皎白雪,使我一见心颜开。持盐把酒但饮之,莫学夷齐事高洁”,将盐放入酒中,酒变咸,是因为分子在“热”运动
4. 如图所示的实例中,属于做功改变物体内能的一组是( )
A. ①③④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②④
5. 如图所示的四个实例中,主要是利用热传递方式改变物体内能的是
A. 锯木头时锯条发热 B. 烧水时水温升高 C. 划火柴点火 D. 流星划过大气层发热
6.盐城地处黄海之滨,河网密布,相比周边砂石较多的内陆地区,盐城昼夜温差较小。这主要是因为水的( )
A. 密度较大 B. 比热容较大 C. 沸点较高 D. 凝固点较低
7. 水和干泥土的比热容之比是5:1,质量之比是1:2,吸收的热量之比是3:2,则水和干泥土升高的温度之比是( )
A. 5:3 B. 3:5 C. 15:4 D. 15:1
8. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体.若对这三种液体分别加热,则可根据它们吸收的热量和升高的温度,在温度一热量图像上分别画出对应的三点A、B、C, 如图所示.由此图像得出下列结论:①丙的比热容比甲的比热容大;②丙的比热容比甲的比热容小;③丙的质量比甲的质量大;④丙的质量比甲的质量小.这些结论中( )
A. 只有①正确 B. 只有②正确 C. 只有①、④正确 D. 只有②、③正确
第8题图 第9题图 第10题图
9. 用两个相同的电热水器给质量同为2kg的物体甲和水加热,他们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为( )
A. 0.84×105J B. 1.2×105J C. 2.52×105J D. 都不是,不能计算
10. 如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是( )
A. 压缩冲程,将化学能转化成内能 B. 压缩冲程,将机械能转化成内能
C. 做功冲程,将内能转化成机械能 D. 做功冲程,将机械能转化成内能
11. 单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,此汽油机在每秒钟内
A. 完成120个冲程,对外做功30次 B. 完成60个冲程,对外做功15次
C. 完成30个冲程,对外做功15次 D. 完成60个冲程,对外做功30次
12.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
二.填空题(24分)
13. “端午浓情,粽叶飘香”,“粽叶飘香”说明分子在________;将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,说明分子间存在________;酒精和水混合后总体积变小,说明分子间有________。
14.在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中,量取沙子和水时,要保证它们的质量 ;用酒精灯分别加热沙子和水,沙子和水的温度升高, 能增加;如果采用升高相同温度,比较加热时间的方式,得到的图像应是甲、乙两种图像中的 .
第14题图 第15题图 第16题图 第17题图
15.如图所示,在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出.在这个实验中,燃料燃烧时的________能转化为________能,传给水和水蒸气,最后转化为塞子的________能.
16. 如图所示,用毛皮摩擦过铁棒_______ (选填“能”或“不能”) 吸引碎纸屑.用毛皮摩擦过的铁棒温度升高,内能增加,这是通过_______方式增加的内能.还可以使铁棒温度升高的方法有_______.
17. 汽油机是热机中的一种,如图所示是汽油机的________冲程,此过程是将内能转化为________能.已知某型号汽油机效率是30%,假设在汽油机内完全燃烧2kg汽油,所放出的这些热量通过汽油机的转化可以对外做________J的有用功(汽油的热值为5×107J/kg).
18. 小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶,在额定功率下行驶1小时至少需要_____L汽油(汽油的热值为3.5×107J/L);若行驶的速度为72km/h,则汽车受到的阻力为_____N,汽油属于_____能源(选填“可再生”或“不可再生”).
19. 某品牌汽车在高速公路上以 110km/h的速度行驶了 100km,共消耗汽油的质量为6kg,已知汽油的热值4.6 ,则完全燃烧这些汽油所放出的热量为_______J,若此时汽油机曲轴转速为 3600r/min,则汽油机每秒内完成________个冲程,对外做功______次.
20. 热机是将内能转化成 _____能的机器,在四冲程内燃机工作时,这种能的转化主要是在 _____冲程进行的;一台内燃机运行时各种能量的损耗大致为:汽缸直接散热损失占a%,废气带走的能量占b%, 摩擦等机械损耗占c%,则它的效率为 _____.
三.解答题(共52分)
21.(6分)利用如图甲所示实验装置探究“冰熔化时温度随时间变化规律”,将装有50g碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中并用酒精灯加热。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)安装实验装置时,应遵循 (“自上而下”或“自下而上”)原则。
(2)实验过程中,某一时刻温度计的示数如图乙所示,其读数为 ℃。
(3)由图丙可知:在2min时,试管内的物质处于 状态,4min时试管内物质的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)6min时的内能。
(4)若试管内的物质从外界均匀吸热,忽略试管内物质的热量损耗,由图丙可知,试管内的物质在AB段吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)CD段,在BC段吸收的热量为 J。
22.(7分)在研究“不同物质的吸热本领”实验中:
(1)取 (选填“质量”或“体积” 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,如图所示;
(2)图为某时刻的温度,其示数为 ;
(3)实验中可通过 反应物质吸收热量的多少(选填“加热时间”或“温度计示数” ,这是科学探究中常见的方法为 法;
(4)分析图可知,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;(选填“甲”或“乙”
(5)若甲、乙液体从图所示的初温分别升高到和,吸收热量之比为,则甲、乙液体的比热容之比为 。
23.(7分)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明在两个相同的烧杯中分别装入水和沙子,用两个相同酒精灯对其加热.
(1)实验前要控制水和沙子的_________和__________相同.
(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种:
方法一:加热时间相同,比较它们各自升高的温度.
方法二:____________.
(3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是__________.
(4)该实验中,小明测了如下表所示的三组数据,目的是__________.
(5)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,___________ (填“沙子”或“水”)升高的温度更多.
(6)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(5)中的结论不符.你认为可能的原因是_________________.
24. (8分)如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)甲、乙两套装置你选择_______,理由:_______
(2)在两个相同的烧杯中加入初温相同,_______相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)
(3)水和煤油温度随时间变化的图像如图丙所示
①根据图丙可判断出a物质是_______.
②加热3分钟时,b液体比a液体的温度高,那么b吸收的热量_______a吸收的热量(选填“大于”、“小于”或者“等于”).
③根据图丙可判断出_______的吸热能力强.
(4)本实验除了采用控制变量法以外,还采用相同的热源,通过比较________________来比较水和煤油吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称之为___________ 法.
25. (6分)一辆正在匀速行驶的汽车,所受阻力为1500 N,从甲地到乙地150 km,已知该汽车这种情况下每百公里耗油12 L(汽油的热值4.6×107J/kg,汽油的密度0.72 g/cm3),问:
(1)该车从甲地到乙地克服阻力做多少功?
(2)汽车的效率是多少?
26. (8分)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10dm3的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤的热值约为3×107J/kg.求:
(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的热效率.
27、(10分)阅读短文,回答问题.
家用轿车中的热学奥秘
随着生活水平的提高,家用轿车成为了人们出行的重要工具。汽车发动机作为轿车的“心脏”,蕴含着丰富的热学知识。目前大多数家用轿车使用的是汽油发动机,汽油的热值约为4.6×107J/kg 。在发动机工作过程中,汽油燃烧将化学能转化为内能,高温高压的燃气推动活塞做功,把内能转化为机械能。
水作为发动机冷却系统的传热介质,发挥着关键作用。水的比热容较大,为4.2×103
J/(kg·℃),这使得水升高相同温度能吸收更多热量。某次行车过程中,发动机水箱内有10kg的水,从20℃升温到80℃,水吸收的热量用于维持发动机的正常工作温度。此外,热机效率也是衡量发动机性能的重要指标,它是指热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,家用轿车发动机的热机效率一般在20% - 30%之间。
(1)在汽油燃烧过程中,能量转化的方向是从______能转化为______能;水比热容为4.2×103J/(kg·℃),其物理意义是______________________。
(2)若某家用轿车发动机完全燃烧2kg汽油,理论上放出的热量为( )
A. 4.6×107J B. 9.2×107J C. 2.3×107J D. 4.6×1014J
(3)关于发动机冷却系统用水作传热介质,原因是( )
A. 水的密度大 B. 水的比热容大 C. 水容易获取 D. 水的沸点高
(4)水箱内10kg的水从20℃升温到80℃,吸收的热量为______J;若发动机在该过程中消耗0.1kg汽油,已知汽油热值为4.6×107J/kg,则这些汽油完全燃烧放出的热量为______J。
(5)已知某轿车发动机消耗10kg汽油,对外做的有用功为9.2×107J,则该发动机的热机效率为( )
A. 10% B. 20% C. 30% D. 40%
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