内容正文:
专题四 比热容热值与内能(解析版)
考点01 分子动理论
考点02 内能的影响因素
考点03 比热容
考点04 能源的概念与分类
分子动理论考点01
1.(2025·广西梧州·二模)如图所示是2023年9月神舟十六号的航天员桂海潮在太空用水球打“乒乓”的视频截图,水能形成一个球而不会散开,这说明( )
A.分子在做永不停息地无规则运动 B.分子间存在斥力
C.分子间存在引力 D.分子间有空隙
【答案】C
【难度】0.85
【详解】根据分子动理论可知,水球是由大量的水分子组成,水能形成一个球而不会散开,是因为分子间存在相互作用的引力,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(2025·广西柳州·二模)冬天,室外已结冰。某同学把酒精和水的混合液体放到室外(温度大约为-5℃),经过相当长时间后,发现混合液体没有凝固。合理的推断是:该混合液体( )
A.不会蒸发 B.比热容比水大 C.凝固点比水低 D.水分子仍然是水分子
【答案】CD
【难度】0.85
【详解】A.蒸发在任意温度下都能进行,只是温度越低蒸发越慢,故A不符合题意;
B.混合液体的比热容与酒精和水的比热容以及它们的质量比例有关,仅根据混合液体在−5℃没有凝固这一现象,无法得出混合液体的比热容比水大的结论,故B不符合题意;
C.该同学把酒精和水的混合液体放到−5℃的室外,经过相当长时间后混合液体没有凝固,这说明混合液体在−5℃时仍然保持液态,即混合液体的凝固点低于−5℃,也就低于水的凝固点0℃,故C符合题意;
D.分子是保持物质化学性质的最小粒子,在物理变化过程中,分子的种类不会发生改变。 酒精和水的混合液体没有凝固,只是发生了物理变化,在这个过程中水分子并没有发生化学变化,所以水分子仍然是水分子,故D符合题意。
故选CD。
3.(2025·广西南宁·二模)沐浴在春日阳光下的人感到温暖是通过 的方式改变了我们体表的内能,闻到草香味是 现象。
【答案】 热传递 扩散
【难度】0.85
【详解】[1]沐浴在春日阳光下的人感到温暖,在此过程中人吸收了热量,是通过热传递的方式改变了我们体表的内能。
[2]闻到草香味是扩散现象,是分子不停地做无规则热运动造成的。
内能的影响因素考点02
4.(2025·广西柳州·二模)东汉《论衡》一书中有“顿牟掇芥”的记载。顿牟是指琥珀,“顿牟掇芥”意为,琥珀经摩擦后,能吸引草芥(干枯的小草)一类的轻小物体。那么“顿牟掇芥”描述的是( )
A.摩擦起电 B.摩擦生热 C.电流的方向 D.磁体间相互作用
【答案】A
【难度】0.85
【详解】顿牟是指琥珀,“顿牟掇芥”意为,琥珀经摩擦后,能吸引草芥干枯的小草一类的轻小物体,说明用摩擦的方法可以使物体带电,带电体可以吸引轻小物体,故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
5.(2025·广西桂林·二模)“煅”表示在高温下对矿石等物料进行处理。下列实例与“煅”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水取暖 B.钻木取火 C.擦燃火柴 D.搓手取暖
【答案】A
【难度】0.85
【详解】改变物体内能的方式有两种:热传递和做功。“煅”是通过高温加热矿石,属于热传递;
A. 热水取暖时,热量从热水传递到人体,属于热传递,与“煅”方式相同,故A符合题意;
BCD.钻木取火、 擦燃火柴、搓手取暖均通过摩擦做功增大物体内能,属于做功改变内能,与“煅”方式不相同,故BCD不符合题意。
故选 A。
6.(2025·广西河池·二模)下列关于热机和环境保护的说法,正确的是( )
A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的效率能达到
C.热机的大量使用会造成环境污染 D.汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
【答案】C
【难度】0.65
【详解】A.热机排出的尾气温度比较高,含有较多内能,故A错误;
B.由于摩擦、散热等因素的存在,无论采用何种方法,都不可能使热机效率达到100%,故B错误;
C.热机是通过燃烧汽油或柴油来提供动力的,而汽油和柴油的燃烧会产生较多污染物污染环境,故C正确;
D.汽油机的做功冲程中,缸内气体推动活塞对外做功,是将内能转化为机械能,故D错误。
故选C。
7.(2025·广西河池·二模)使用柴火加热铁锅蒸煮米饭时,米通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式吸收热量,内能增加;燃烧柴火加热水时,柴火的 能转化为水的内能。
【答案】 热传递 化学
【难度】0.65
【详解】[1]使用柴火加热铁锅蒸煮米饭时,米吸收热量,温度升高,内能增大,该过程是通过热传递的方式增加米的内能的。
[2]柴火燃烧时,其储存的化学能通过燃烧释放,转化为水的内能,使水温升高。
8.(2025·广西柳州·二模)如图是常见的气压式玩具水枪的储水罐。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。在水喷出的过程中,水罐中的气体膨胀对外 ,温度降低,内能 。
【答案】 做功 减小
【难度】0.85
【详解】[1][2]在水喷出的过程中,水罐中的气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,温度降低,内能减少。
比热容考点03
9.(2025·广西南宁·二模)新房装修中,越来越多的家庭选用水循环式地暖系统。该系统把水加热后输送到地板下的管道中,向各房间供暖。这主要利用了水的( )
A.凝固点低 B.比热容大 C.密度大 D.热值大
【答案】B
【难度】0.65
【详解】该系统利用水向房间供暖,主要是利用了水的比热容大,相同质量的水和其它物质相比,降低相同温度时可以向外放出更多热量,达到更好的供暖效果。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10.(2025·广西桂林·二模)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。拧动燃气灶的点火装置,若燃气未点燃,会闻到臭味,表明分子在不停地做 。某天然气热水器将的水从加热到,消耗天然气,则该热水器的热效率为 。[水的比热容是,天然气的热值是]
【答案】
无规则运动
70%
【难度】0.65
【详解】[1]闻到臭味是因为臭味剂分子扩散到空气中,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]水吸收的热量为
天然气完全燃烧释放的热量为
该热水器的热效率为
11.(2025·广西南宁·二模)小明家的燃气热水器将100kg的水由10℃加热到,水吸收热量为 J;若消耗了0.5kg的天然气,则热水器的热效率为 。[,
【答案】 80%
【难度】0.65
【详解】[1]由可知,水吸收的热量
[2]消耗的天然气完全燃烧放出的热量为
热水器的热效率为
12.(2025·广西梧州·二模)如图甲是小华设计的一款“智能保温杯”的自动控温工作原理图。在控制电路中,,电磁铁线圈电阻不计,保护电阻,为热敏电阻,阻值随温度变化关系如图乙,工作电路中,,、为加热电阻。加热功率为400W,保温功率为100W。当电磁铁中的电流,衔铁与触点a接触,进入保温模式。当电磁铁中的电流时,衔铁被吸下与触点b接触,进入加热模式。已知。求:
(1)若杯内装0.3kg、的水,加热至,水吸收的热量;
(2)加热电阻的阻值;
(3)刚开始保温时,保温杯内水的温度;
(4)若要使保温杯刚开始保温时的温度升高一些,请写出一条措施,并列出关系式进行说明。
【答案】(1)5.04×10⁴J
(2)121Ω
(3)65℃
(4)见解析
【难度】0.85
【详解】(1)水吸收的热量为
(2)衔铁被吸下与触点b接触时,进入加热模式,此时工作电路中只有R1工作,加热功率为400W,故的阻值为
(3)当电磁铁中的电流,衔铁与触点a接触,进入保温模式,故开始保温时,控制电路中的总电阻为
则热敏电阻的阻值为
由图乙可知,当时,,所以开始保温时,保温杯内的水温为65℃。
(4)由图乙可知,要使开始保温时的温度升高,也会增大,根据可知,当增大时,电流会变小,要保证时开始保温,在不变的情况下,应减小保护电阻的阻值,或者在不变的情况下,应增大电源电压。
13.(2025·广西河池·二模)如图所示是科技小组设计的饮水机防干烧装置模型,由控制电路和加热电路组成。加热电路加热2分钟所产生的热量可使质量为的水温度升高(不计热量的损失)。控制电路电源电压恒定,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬杆。水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小,浮体底面积为。当浸入水中的深度为时,电磁铁线圈中电流为,衔铁被吸下,加热电路接通,此时水位为防干烧最低水位线,低于该水位时衔铁弹开,加热电路断开;当浮体浸入水中的深度为时,电磁铁线圈中电流为;当水位达到最高水位线时,电磁铁线圈中电流为。(电磁铁线圈电阻忽略不计,T形杆质量不计,取)。求:
(1)加热电路加热2分钟所产生的热量;
(2)浮体浸入水中与浸入水中时的电阻变化量;
(3)处于最高水位线时浮体底部所受水的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)1200Pa
【难度】0.4
【详解】(1)由于不计热量的损失,加热电路加热2分钟所产生的热量
(2)由得浮体浸入水中深度为时,受到的浮力为
浸入水中深度为时,受到的浮力为
浮体受到的重力不变,浮力变化量为
则压敏电阻所受压力变化量为,所受压力每增加,电阻减小,所以的电阻变化量为
(3)A浸入水中深度为时,电磁铁线圈中电流为,设此时的电阻为,则电源电压为:①
浸入水中时,电磁铁线圈中电流为,则此时的电阻为,则电源电压为
联立①②,解得,电源电压
当水位达到最高水位线时,电磁铁线圈中电流为,此时的电阻为
处于最高水位线和防干烧最低水位线时所受压力增加量为:
浮力增加量为,则排开水的体积变化量为
水位上升高度为
所以处于最高水位线时,A进入水中的深度
A底部所受水的压强
能源的概念与分类考点04
14.(2025·广西河池·二模)近年来,许多地方都安装了太阳能LED灯,LED灯是由 (选填“导体”或“半导体”)材料制成的,太阳能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。
【答案】 半导体 一次
【难度】0.85
【详解】[1]LED灯的核心发光元件是发光二极管,二极管具有单向导电性,是由半导体材料制成的。半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间,通过特殊工艺处理后可以实现电致发光。
[2]太阳能是直接从自然界获取的、未经加工转化的能源,属于一次能源。一次能源包括化石能源、风能、水能等,而二次能源是通过一次能源转化而来的,如电能、汽油等。太阳能LED灯直接利用太阳辐射能,符合一次能源的定义。
15.(2025·广西桂林·二模)太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能来驱动的。在汽车智能控制系统中,信息是通过 波来传递的;太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】
电磁
可再生
【难度】0.85
【详解】[1]电磁波可以传递信息且可以在真空中传播,在汽车智能控制系统中通过电磁波为汽车提供导航信息。
[2]太阳能从自然界可以源源不断得到,是可再生能源。
16.(2025·广西南宁·二模)2025年1月20日,中国科学家制造出最新的“人造太阳”,“人造太阳”因反应原理与太阳类似而得名,即通过氢核 (选填“聚变”或“裂变”)释放巨大的核能。目前被人类广泛运用的核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】 聚变 不可再生
【难度】0.65
【详解】[1]太阳内部是靠发生核聚变来放出能量,“人造太阳”因反应原理与太阳类似而得名,即通过氢核聚变释放巨大的核能。
[2]目前被人类广泛运用的核能,在利用之后短期内无法得到补充,是不可再生能源。
17.(2025·广西柳州·二模)目前,我国海洋能开发重点是潮流能和波浪能。潮流能主要利用海水的水平流动来发电,它 可再生能源;它可以直接从自然界获取, 一次能源。(选填“属于”或“不属于”)
【答案】 属于 属于
【难度】0.85
【详解】[1]可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源,具有取之不尽,用之不竭的特点,主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。 潮流能是由海水周期性流动产生的能量,海水在月球和太阳的引力作用下会持续不断地产生周期性的水平流动,这种流动是源源不断的,符合可再生能源的定义,所以潮流能属于可再生能源。
[2]一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源,它包括煤、油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水能、风能、波浪能、潮汐能、地热能、生物质能和海洋温差能等等。 潮流能是直接从海洋中获取的能量,它直接来源于海水的动能,不需要经过加工转换就可以利用,符合一次能源的定义,所以潮流能属于一次能源。
五、能量转化
18.(2025·广西南宁·二模)如图是“无线快充”设备。当把手机放在底座上充电时,很快就能把手机电池的电量充满。以下说法正确的是( )
A.充电过程中,手机电池相当于电路中的电源
B.手机电池充电的过程中,把化学能转化为电能
C.底座线圈的导线比较粗,是为了增大它的电阻
D.手机电池无线快充的工作原理是电磁感应原理
【答案】D
【难度】0.85
【详解】AB.充电过程中,手机电池消耗电能,把电能转化为化学能储存起来,相当于电路中的用电器,故AB错误;
C.由于电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、横截面积、长度以及温度有关,所以当其它条件都相同时,导线越粗,导体的电阻会越小,故C错误;
D.手机无线充电是利用底座中变化的电流产生磁场,然后手机处于变化的磁场中,使手机内部产生电流,给电池充电,所以手机电池无线快充的工作原理是电磁感应现象,故D正确。
故选D。
19.(2025·广西桂林·二模)酸甜多汁的水果不仅可以为我们的身体提供能量,还可以发电,如图所示,几只水果提供的电力足以点亮一排发光二极管。关于这个简单电路,下列说法正确的是( )
A.水果电池输出的是交流电
B.发光二极管是由半导体材料制成的
C.三个水果并联后能提供更高电压
D.水果电池工作时,将电能转化为化学能
【答案】B
【难度】0.65
【详解】A.水果电池产生的电流是恒定不变的电流,不是交流电,故A错误;
B.半导体材料广泛应用于二极管、芯片等领域,所以发光二极管是由半导体材料制成的,故B正确;
C.三个水果电池并联提供的电压等于单个水果电池提供的电压;串联时提供的电压等于三个水果电池提供的电压之和,故C错误;
D.水果电池工作时,将储存的化学能转化为电能,故D错误。
故选 B。
20.(2025·广西柳州·二模)如图所示,卸下家用微型吊扇的插头后,将两根导线分别与灵敏电流计连接,用手转动风扇叶,灵敏电流计的指针会偏转。关于这个现象的下列说法正确的有( )
A.这是电磁感应现象
B.这过程有动能转化为电能
C.这展示了电动机的工作原理
D.电动机没有电源也能正常工作
【答案】AB
【难度】0.94
【详解】ABC.电动机和发电机都是由定子和转子组成,即都是由线圈和磁场组成,所以线卸下家用微型吊扇的插头后,将两根导线分别与灵敏电流计连接起来,用手转动风扇叶子,此时其内部的线圈在磁场中转动,切割磁感线,由电磁感应可知产生了感应电流,电流计的指针会发生偏转;这说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这是电磁感应现象;此时的微型吊扇相当于发电机,将动能转化为电能,故AB正确,C错误;
D.电动机工作时消耗电能,得到机械能,所以必须有电源,故D错误。
故选AB。
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专题四 比热容热值与内能(原卷版)
考点01 分子动理论
考点02 内能的影响因素
考点03 比热容
考点04 能源的概念与分类
分子动理论考点01
1.(2025·广西梧州·二模)如图所示是2023年9月神舟十六号的航天员桂海潮在太空用水球打“乒乓”的视频截图,水能形成一个球而不会散开,这说明( )
A.分子在做永不停息地无规则运动 B.分子间存在斥力
C.分子间存在引力 D.分子间有空隙
2.(2025·广西柳州·二模)冬天,室外已结冰。某同学把酒精和水的混合液体放到室外(温度大约为-5℃),经过相当长时间后,发现混合液体没有凝固。合理的推断是:该混合液体( )
A.不会蒸发 B.比热容比水大 C.凝固点比水低 D.水分子仍然是水分子
3.(2025·广西南宁·二模)沐浴在春日阳光下的人感到温暖是通过 的方式改变了我们体表的内能,闻到草香味是 现象。
内能的影响因素考点02
4.(2025·广西柳州·二模)东汉《论衡》一书中有“顿牟掇芥”的记载。顿牟是指琥珀,“顿牟掇芥”意为,琥珀经摩擦后,能吸引草芥(干枯的小草)一类的轻小物体。那么“顿牟掇芥”描述的是( )
A.摩擦起电 B.摩擦生热 C.电流的方向 D.磁体间相互作用
5.(2025·广西桂林·二模)“煅”表示在高温下对矿石等物料进行处理。下列实例与“煅”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水取暖 B.钻木取火 C.擦燃火柴 D.搓手取暖
6.(2025·广西河池·二模)下列关于热机和环境保护的说法,正确的是( )
A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的效率能达到
C.热机的大量使用会造成环境污染 D.汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
7.(2025·广西河池·二模)使用柴火加热铁锅蒸煮米饭时,米通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式吸收热量,内能增加;燃烧柴火加热水时,柴火的 能转化为水的内能。
8.(2025·广西柳州·二模)如图是常见的气压式玩具水枪的储水罐。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。在水喷出的过程中,水罐中的气体膨胀对外 ,温度降低,内能 。
比热容考点03
9.(2025·广西南宁·二模)新房装修中,越来越多的家庭选用水循环式地暖系统。该系统把水加热后输送到地板下的管道中,向各房间供暖。这主要利用了水的( )
A.凝固点低 B.比热容大 C.密度大 D.热值大
10.(2025·广西桂林·二模)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。拧动燃气灶的点火装置,若燃气未点燃,会闻到臭味,表明分子在不停地做 。某天然气热水器将的水从加热到,消耗天然气,则该热水器的热效率为 。[水的比热容是,天然气的热值是]
11.(2025·广西南宁·二模)小明家的燃气热水器将100kg的水由10℃加热到,水吸收热量为 J;若消耗了0.5kg的天然气,则热水器的热效率为 。[,
12.(2025·广西梧州·二模)如图甲是小华设计的一款“智能保温杯”的自动控温工作原理图。在控制电路中,,电磁铁线圈电阻不计,保护电阻,为热敏电阻,阻值随温度变化关系如图乙,工作电路中,,、为加热电阻。加热功率为400W,保温功率为100W。当电磁铁中的电流,衔铁与触点a接触,进入保温模式。当电磁铁中的电流时,衔铁被吸下与触点b接触,进入加热模式。已知。求:
(1)若杯内装0.3kg、的水,加热至,水吸收的热量;
(2)加热电阻的阻值;
(3)刚开始保温时,保温杯内水的温度;
(4)若要使保温杯刚开始保温时的温度升高一些,请写出一条措施,并列出关系式进行说明。
13.(2025·广西河池·二模)如图所示是科技小组设计的饮水机防干烧装置模型,由控制电路和加热电路组成。加热电路加热2分钟所产生的热量可使质量为的水温度升高(不计热量的损失)。控制电路电源电压恒定,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬杆。水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小,浮体底面积为。当浸入水中的深度为时,电磁铁线圈中电流为,衔铁被吸下,加热电路接通,此时水位为防干烧最低水位线,低于该水位时衔铁弹开,加热电路断开;当浮体浸入水中的深度为时,电磁铁线圈中电流为;当水位达到最高水位线时,电磁铁线圈中电流为。(电磁铁线圈电阻忽略不计,T形杆质量不计,取)。求:
(1)加热电路加热2分钟所产生的热量;
(2)浮体浸入水中与浸入水中时的电阻变化量;
(3)处于最高水位线时浮体底部所受水的压强。
能源的概念与分类考点04
14.(2025·广西河池·二模)近年来,许多地方都安装了太阳能LED灯,LED灯是由 (选填“导体”或“半导体”)材料制成的,太阳能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。
15.(2025·广西桂林·二模)太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能来驱动的。在汽车智能控制系统中,信息是通过 波来传递的;太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
16.(2025·广西南宁·二模)2025年1月20日,中国科学家制造出最新的“人造太阳”,“人造太阳”因反应原理与太阳类似而得名,即通过氢核 (选填“聚变”或“裂变”)释放巨大的核能。目前被人类广泛运用的核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
17.(2025·广西柳州·二模)目前,我国海洋能开发重点是潮流能和波浪能。潮流能主要利用海水的水平流动来发电,它 可再生能源;它可以直接从自然界获取, 一次能源。(选填“属于”或“不属于”)
五、能量转化
18.(2025·广西南宁·二模)如图是“无线快充”设备。当把手机放在底座上充电时,很快就能把手机电池的电量充满。以下说法正确的是( )
A.充电过程中,手机电池相当于电路中的电源
B.手机电池充电的过程中,把化学能转化为电能
C.底座线圈的导线比较粗,是为了增大它的电阻
D.手机电池无线快充的工作原理是电磁感应原理
19.(2025·广西桂林·二模)酸甜多汁的水果不仅可以为我们的身体提供能量,还可以发电,如图所示,几只水果提供的电力足以点亮一排发光二极管。关于这个简单电路,下列说法正确的是( )
A.水果电池输出的是交流电
B.发光二极管是由半导体材料制成的
C.三个水果并联后能提供更高电压
D.水果电池工作时,将电能转化为化学能
20.(2025·广西柳州·二模)如图所示,卸下家用微型吊扇的插头后,将两根导线分别与灵敏电流计连接,用手转动风扇叶,灵敏电流计的指针会偏转。关于这个现象的下列说法正确的有( )
A.这是电磁感应现象
B.这过程有动能转化为电能
C.这展示了电动机的工作原理
D.电动机没有电源也能正常工作
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