内容正文:
专题02 内能(二)
考点一 比热容基础
1.(24-25九上·辽宁海城市四中·期中)小美同学对冰加热,她将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图象,下列分析正确的是( )
A.物体在处分子势能比处大
B.、段物质在吸热,、段物质没有吸热
C.段物质比热容比段大
D.段物质的温度保持不变,内能不变
2.(24-25九上·辽宁沈阳四十三中学·期中)下列说法正确的是( )
A.热值与燃料的燃烧情况有关
B.比热容与物体吸收或放出的热量有关
C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式
D.固体很难被压缩,是因为分子之间只存在斥力的作用
3.(24-25九上·辽宁阜新海州实验中学·期中)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
4.(24-25九上·辽宁鞍山立山·期中)质量相等、初温相同的甲乙两液体,分别用两个相同的电加热器加热(不计热损失),加热过程中温度变化如图所示.用、分别表示两种液体的沸点,、分别表示甲、乙两种液体的比热容.根据图象可得出正确的关系是( )
A. B. C. D.
5.(24-25九上·辽宁阜新海州实验中学·期中)标准大气压下,用相同的电加热器分别对200g物质甲和300g水持续加热(不计热量损失),如图是它们的温度随时间的变化图象,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),下列说法正确的是( )
A.曲线B是水的温度-时间图象
B.甲物质的熔点是60℃
C.0-10min,甲物质的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
D.10-15min,甲物质的内能增加了1.26×104J
6.(24-25九上·辽宁沈阳大东区·期中)已知水的比热容为,这表示质量是1kg的水温度升高(或降低)1℃,______;若将1kg水倒掉一半,剩余水的比热容将______。
7.(24-25九上·辽宁双台子·期中)如图为某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向图。由图中信息可知,完全燃烧2kg的汽油,该汽车获得的机械能是________J(已知q汽油=4.6×107J/kg);汽油机工作一段时间后,油箱里的汽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)。
8.(24-25九上·辽宁沈阳新民·期中)如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象,第6min时的内能 ___________第8min时的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”);该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 ___________倍(被加热物质的质量和吸、放热功率不变)。
9.(24-25九上·辽宁辽阳灯塔·期中)如图所示,为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值,甲、乙、丙三图中的装置相同,燃料的质量均为10g,烧杯内的液体初温相同。当燃料燃尽时,立即读取相应温度计的读数,分别为t甲、t乙、t丙,且有t甲>t乙>t丙。(燃料完全燃烧,且不考虑热损失)
(1)在实验中,三个烧杯中a、b液体的_______必须相同。
(2)比较a、b两种液体的比热容,应选择________两图进行实验,本次实验中用__________衡量两种液体吸收热量的多少(填“升高的温度”或“加热时间”)。
(3)液体a的比热容ca与液体b的比热容cb相比,ca_____cb(选填“>”、“=”、“<”)。
(4)比较1、2两种燃料的热值,应选择 ________两图进行实验,燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比,q1_____q2(选填“>”、“=”、“<”)。
10.(24-25九上·辽宁鞍山高新区·期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同物质吸热本领:
①应选择______两图进行实验;
②该实验需要的测仪工具有温度计、停表和______:
③不同物质吸热的多少是通过______来反映的(选填“液体升高的温度”或“加热时间”);
④如图丁所示.若液体a的温度曲线和液体b的温度曲线如图所示,且液体b的比热容是,液体a的比热容是______;可以看出,______液体适合做冷却剂(选填“a”或“b”)。
(2)比较不同燃料的热值:
①应选择______两图进行实验:
②使燃料______(选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧完后”),放出的热量是通过______来反映的(选填“液体升高的温度”或“加热时间”):分析如表数据可知,燃料______(选填“1”或“2”)热值较大。
燃料
加热前液体的温度/℃
燃料燃尽后液体的温度/℃
1
25
44
2
25
34
③若已知液体的比热容和质量,根据计算出液体吸收的热量,然后利用这个热量计算出燃料的热值,发现结果与燃料热值的真实值相比偏小,分析原因可能是______。(写出一条即可)
11.(24-25九上·辽宁锦州太和区·期中)小武利用水和煤油探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,操作如下:
(1)实验中选用两个相同的装置加热,目的是使水和煤油在相等时间内___________;
(2)根据实验数据,小武作出了水和煤油的温度随时间变化的图像,由图像可知,水的温度随时间变化的图像是_____(选填“a”或“b”),煤油的比热容为___________;
(3)不同物质吸热的多少是通过___________(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;这种研究方法是___________;
(4)在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热,要使水和煤油升高相同的温度,对________(选填“水”或“煤油”)加热的时间更长;
(5)下列现象中不能用比热容知识来解释的是( )
A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B.人游泳上岸后,如果有风就会感觉更冷
C.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
D.汽车发动机的冷却液的主要成分是水
12.(24-25九上·辽宁沈阳皇姑区沈阳四十三中学·期中)如图所示,小明利用甲、乙、丙三套完全相同的置,完成下面两个热学实验。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,他应选择___________(“甲、乙”、“乙、丙”“甲、丙”)两套装置。实验应控制水和煤油的___________相同、初温相同。小明通过___________(加热时间/温度计上升的示数)来比较水和煤油吸收热量的多少;
(2)经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图像如图丁所示,根据图丁可以判断出___________(选填“a”或“b”)的吸热能力强;
(3)为比较不同燃料的热值,小明选择了___________(“甲、乙”、“乙、丙”、“甲、丙”)两套装置,他分别在加热器中放入相同质量的不同燃料,同时点燃后对质量和初温相等的两种液体加热;
除了甲、乙两套装置所示器材之外,本实验还需要的测量工具是___________,实验中通过___________(加热时间/温度计上升的示数)来比较不同燃料完全燃烧放出热量多少。
13.(24-25九上·辽宁本溪二十二中·期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内液体a、b的质量和初温也相同,液体a、b的密度不同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择________两图进行实验,燃料燃烧放出热量的多少,是通过________来反映的;
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择________两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的,用到的物理方法是________;
③关于该实验的控制变量,下列要求中不正确的是________;
A.采用相同的加热方法 B.烧杯中分别装入相同体积的液体
C.使用相同的烧杯 D.采用同种燃料
④如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,已知其中一种液体是水;则另一种液体的比热容等于________。
14.(24-25九上·辽宁鞍山海城东部·期中)如图所示,小悦用完全相同的甲、乙、丙三个装置研究不同物质的热学性质。三图中燃料的质量相同,烧杯内液体的质量和初温均相同。燃料a、b全部燃烧完所用的时间分别为8min、10min,且液体都未沸腾。
(1)甲图中,在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是:先调整固定______(选填“A”或“B”)的位置;
(2)为了比较不同燃料的热值,应选择______两图进行实验,实验中通过比较______(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较燃料燃烧放出热量的多少。若同时加热,则记录并比较两支温度计示数的最合理的时刻是______;
A.5min时 B.8min时 C.10min时 D.各自刚燃烧完时
(3)为了比较两种液体的比热容,需让它们升高相同的温度,通过比较______知道两种液体吸收热量的多少。
考点二 生活中的比热容问题
1.(24-25九上·辽宁盘锦一中·期中)中华美食文化博大精深,如图,这些通过“煎、炸、蒸、炒”烹调的美食中所包含的物理知识,说法正确的是( )
A.煎:煎饺子的锅一般用铁制造,主要是利用了铁的比热容大
B.炸:炸油条时用油而不用水,是因为油的沸点比水高
C.蒸:是通过热传递和高温水蒸气液化放热,使包子含有的热量增加
D.炒:炒粉时厨师不断地用铲子翻动是利用做功的方式使米粉的内能增加
2.(24-25九上·辽宁锦州黑山县·期中)下列说法正确的是( )
A.热机消耗的燃料越多,效率就越低
B.热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C.同一物体,内能减小,一定放出热量
D.人体内水的比例很高,有助于调节体温,以免温度变化太快对身体造成危害
考点三 比热容的相关计算
1.(24-25九上·辽宁沈阳皇姑区·期中)为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是( )
A.A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为
B.A、B两液体的比热容之比为
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液
2.(24-25九上·辽宁盘锦一中·期中)用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图象(如图乙).在相同的时间内两液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是( )
A.若ma=mb,则ca>cb
B.若ma=mb,则ca<cb
C.若ca=cb,则ma<mb
D.若ca=cb,则ma>mb
3.(24-25九上·辽宁沈阳皇姑区沈阳四十三中学·期中)科技让农业发展更加迅速。某研究所研究出一款插秧机,质量为300kg,受到的重力是___________N;工作一段时间,消耗了0.25kg的汽油,则汽油完全燃烧放出的热量为___________J;若这些热量完全被50kg、初温为46℃的水吸收,则在1标准大气压下水温升高___________℃。(若无法计算出精确结果,则取整数)
4.(24-25九上·辽宁沈阳一二六中学·期中)小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温,水吸收的热量为______J。若电水壶工作时功率为2000W,所消耗的电能全部被水吸收,则加热这壶水需要的时间是______s。
5.(24-25九上·辽宁铁岭部分学校·期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同,当燃料燃烧完时立即读取相应温度计的读数,分别为、和,且有。
(1)比较不同物质的比热容,应选择________两图进行实验;在实验中,三个烧杯中a、b液体的质量必须________(选填“相等”或“不同”);
(2)比较不同物质的热值,应选择________两图进行实验;
(3)若在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数仍然为,液体b没有沸腾,则________(选填“>”“<”“=”或“无法判断”);
(4)若在研究不同燃料热值实验时,记录数据如下表:
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/(J/kg)
1
15
35
2
15
25
?
根据数据计算:完全燃烧10g燃料1放出的热量为________J,燃料2的热值是________J/kg。
6.(24-25九上·辽宁辽阳·期中)如图,是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后,消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,[汽油的热值为,水的比热容为]求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,一个标准大气压下,这些废气的能量全部被初温20℃,质量250kg的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)如果汽油机的效率不变,汽车匀速运动时的受到阻力为900N,消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少?
7.(24-25九上·辽宁鞍山高新区·期中)如图所示为一款国产无人驾驶汽车上路进行测试行驶,该款车以10m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了3分钟,消耗汽油0.16kg。已知汽油的热值为,该款汽车的发动机效率为30%,在此过程中,求:
(1)若该车消耗的汽油完全燃烧,放出的热量全部被水吸收,可以使多少千克20℃水温度升高到100℃?
(2)该汽车发动机输出功率是多少?
(3)该车匀速行驶时,阻力是多大?
8.(24-25九上·辽宁沈阳南昌中学沈抚示范区分校·期中)如图所示,质量为400g初温为25℃的食用油注入大烧杯中,并将电加热器放入食用油中。电加热器正常工作100s,测出食用油的温度为65℃,已知电加热器的额定电压为220V,额定功率为440W。[食用油的比热容为]
(1)电加热器正常工作时的电流和电阻;
(2)正常工作100s,电加热器消耗的电能;
(3)电加热器的热效率。
9.(24-25九上·辽宁沈阳新民·期中)空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置。其工作原理是:空气能热水器在工作时,吸收空气中的能量为Q,消耗的电能为W,通过热交换使水吸收的热量为Q吸,即Q吸=Q+W,所以它的热效率(的值)可以达到300%~500%。已知某型号空气能热水器的热效率是400%,电功率为1400W,当用此热水器将100kg的水从20℃加热到50℃时[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),干木柴的热值为1.2×107J/kg]。
(1)水吸收的热量;
(2)水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所放出的热量;
(3)空气能热水器完成上述加热过程所用的时间。
10.(24-25九上·辽宁沈阳新民·期中)某工地用燃气灶烧水,使25kg水从30℃升高到80℃,消耗了0.25kg的煤气,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)0.25kg煤气完全燃烧放出的热量?
(2)水吸收的热量?
(3)燃气灶烧水的效率?
11.(24-25九上·辽宁凌海·期中)国庆期间小明一家从沈阳自驾前往凌海九华山旅行。沈阳到九华山全程约224km,驾车前往大约需要3.5h,汽车全程消耗汽油15L,汽车发动机全程的平均功率为15kW。汽车水箱中有初温为20的水4L,吸收发动机热量后温度为90。水的密度取1.0×103kg/m3,水的比热容取,汽油的热值取4.5×107J/kg,汽油的密度取0.8×103kg/m3。
(1)求水吸收的热量;
(2)求汽油完全燃烧放出的热量;
(3)求汽车发动机的效率。
12.(24-25九上·辽宁多市多校·期中)诗句“不是花中偏爱菊,此花开尽更无花”表达了对菊花历尽风霜而后凋的坚贞品格的赞美。小华在家用天然气灶烧水给家人泡菊花茶,他先在水壶中装入质量为2.5kg、初温为的水。当水温刚好升高到100℃时,小华观察燃气表得知,本次烧水消耗了天然气。求小华本次烧水过程中[,]
(1)水吸收的热量;
(2)天然气灶烧水的效率。
13.(24-25九上·辽宁抚顺新宾·期中)2022年北京冬奥会举行期间,氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量,新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面以140kW的恒定功率行驶5min,消耗了0.5kg的氢燃料。已知水的比热容c水,氢的热值。求:
(1)公交车消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)氢燃料公交车的效率为多少;
(3)若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收,水升高的温度是多少?(保留整数)
14.(24-25九上·辽宁营口·期中)某同学在家使用煤气炉烧水,完全燃烧一部分煤气后放出了的热量,若这些热量被质量为4kg的水吸收后,水的温度从20℃升高到70℃,煤气的热值,水的比热容,试求:
(1)此过程中消耗的煤气为多少?
(2)水吸收的热量为多少?
(3)该煤气炉的热效率为多少?
15.(24-25九上·辽宁沈阳沈北新区·期中)小雨同学用液化天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像,若在6min内完全燃烧了0.12kg的液化天然气(每分钟放热相同)。水的比热容为,液化天然气的热值为。
(1)完全燃烧0.12kg液化天然气释放的热量为多少?
(2)“2~4min”水吸收的热量为多少?
(3)在烧水过程中,“0~2min”、“4~6min”哪个时间段热效率较高?较高的热效率为多少?
16.(24-25九上·辽宁部分学校·期中)氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。[ ]
(1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)若这些热量全部被质量为、温度为25℃的水吸收,水的温度会升高到多少?
(3)若这些热量恰好能供某氢能源公交车在平直路面上以的恒定功率匀速行驶,则该氢能源公交车的效率是多少?
17.(24-25九上·辽宁辽阳白塔区一中·期中)如图,是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后,消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%,那么在这段运动过程中,[汽油的热值为 ,水的比热容为 求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,一个标准大气压下,这些废气的能量全部被初温 质量200kg的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)如果汽油机的效率不变,汽车匀速运动时的受到阻力为900N,消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少?
18.(24-25九上·辽宁铁岭部分学校·期中)水稻是喜温作物,春季育秧时,农民通常在傍晚向秧田灌水,早晨再将水放出,以防霜冻。在夜晚的时候某秧田需要灌入水。[已知,,燃气的热值为]
(1)该秧田内的水在降低2℃时能放出多少热量?
(2)水放出的热量若通过燃气加热获取,燃气放热的效率为50%,需消耗多少千克燃气?
(3)若相同质量的泥土放出与(1)同样多的热量,则泥土的温度降低了多少摄氏度?
(4)根据你的计算结果来分析一下农民伯伯为什么白天要把秧田里的水放出去?
19.(24-25九上·辽宁北票·期中)某人用天然气灶烧水,在水壶中加入2L水,水的初温是20 ℃,然后将水烧开,用了0.05m3天然气,天然气的热值为3.2×107 J/m3,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3,气压为标准大气压。求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧放出的热量;
(3)天然气灶的效率η。
20.(24-25九上·辽宁辽阳白塔区一中·期中)用煤炉给100kg的水加热,同时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,煤的热值为。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。
21.(24-25九上·辽宁丹东凤城·期中)小华家里用的是天然气灶,他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入4L水,水的初温是20℃,然后将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了天然气,天然气的热值为,水的比热容,当地大气压为标准大气压。求:
(1)水吸收的热量Q吸(不计水的热量损失);
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放;
(3)天然气灶的效率η。
22.(24-25九上·辽宁大石桥水源镇九年一贯制学校·期中)如图所示是一款家用电热壶的内部简化电路图,它通过温控开关S可自动实现加热、保温两个挡位的转换,保温挡的额定功率为110W,R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4Ω,求:
(1)R1的阻值。
(2)加热挡的额定功率。
(3)若电热壶内装有1L的水,现用加热挡使水从25℃升高到100℃,水吸收的热量是多少?
(4)不计热量损失的情况下,在(3)中若实际加热时间为300s,则电热壶的实际加热功率是多少?
23.(24-25九上·辽宁兴城二中·期中)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
24.(24-25九上·辽宁大连沙河口区·期中)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾,水温升高了80℃,[c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤=3×107J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)需要完全燃烧煤的质量。
25.(24-25九上·辽宁沈阳铁西区·期中)小明在家中用煤气灶烧开水,将2kg的水从10℃加热到100℃,燃烧了0.05m3的煤气,煤气的热值约为4×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃)。试求:
(1)水壶中2kg水吸收的热量是多少?
(2)0.05m3的煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此时煤气灶的效率是多少?
考点四 水的比热容特点及应用
1.(24-25九上·辽宁沈阳皇姑区沈阳四十三中学·期中)古诗词是中华传统文化的瑰宝,有着极具丰富的内涵。下列诗词说法正确的是( )
A.“不知明镜里,何处得秋霜”,霜的温度虽然很低,但仍然含有热量
B.“只要功夫深,铁杵磨成针”,磨铁杵的过程中靠热传递改变铁杵的内能
C.“沙暖睡鸳鸯”,水寒沙暖,说明沙的比热容大,所具有的内能多,所以温度高
D.“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”,弓恢复原状过程弓的弹性势能变小
2.(24-25九上·辽宁沈阳四十三中学·期中)劳动课已经成为大中小学的一门独立课程。小明同学积极参加家务劳动,利用双休日时间学做红烧肉。关于做这道菜的过程中涉及的物理知识,下列判断正确的是( )
A.切肉的锋利刀刃可以增大压力 B.用铁锅烧肉是因为铁的比热容大
C.做菜过程中肉的内能一直保持不变 D.天然气燃烧时将化学能转化为内能
3.(24-25九上·辽宁大连沙河口区·期中)我国幅员辽阔,人文自然资源丰富,下列分析正确的是( )
A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,是因为火焰山沙石比热容大
B.云南大理的蝴蝶泉边花香四溢,是因为分子不停地做无规则运动
C.黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化,是因为冰雕没有内能
D.山东潍坊的潍柴内燃机工作时,将机械能转化成内能
4.(24-25九上·辽宁沈阳新民·期中)下列关于热现象的一些说法,错误的是( )
A.冰熔化成水时,温度不变,内能增大
B.体温计内测温物质用水银,是因为水银的比热容较小
C.雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤属于扩散现象
D.刚炒出来的菜散发出浓浓的香味,是因为温度越高,分子热运动越剧烈
5.(24-25九上·辽宁大连名校联盟·期中)下列说法正确的是( )
A.某种燃料在燃烧的过程中热值不变
B.物体的内能增加,温度不一定升高
C.在热传递过程中,温度升高越多的物体吸收的热量越多
D.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是水的比热容比砂石的大
6.(24-25九上·辽宁沈阳南昌中学沈抚示范区分校·期中)下列图示所蕴含的物理知识的说法中,错误的是( )
A.甲图,带正电物体接触验电器金属球,两金属箔片因得到正电荷互相排斥张开
B.乙图,给沸腾的水加热,它的温度保持不变,内能不变
C.丙图,是四冲程汽油机的做功冲程,该冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
D.丁图,深秋夜,桔子喷水结冰防冻是利用水的比热容大这一特性为人类服务的
7.(24-25九上·辽宁锦州黑山县·期中)下列说法中正确的是( )
A.冬天双手互搓,手的温度升高,是通过做功的方式改变手的内能
B.刚出锅的粽子,不能用手直接拿,是因为粽子含有的热量太多
C.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,主要原因是水的比热容比沙石的比热容大
D.内燃机工作时,能量转化过程为:化学能转化为内能,内能再转化为机械能
8.(24-25九上·辽宁铁岭县·期中)汽油机用水来做冷却剂,这是利用了水的________大的特性;若这台汽油机的效率为30%,现完全燃烧2的汽油,该汽车能获得的机械能是________J。(汽油的热值为)。
9.(24-25九上·辽宁鞍山岫岩满族自治县·期中)如图所示,气温下降时要喷水结冰来防止橘子被冻伤,这是因为水在降温时会______(填物态变化)放出一些热量,可以对橘子起到保温作用;楼房中的“暖气”用水作为介质,利用了水的______大的特性。
10.(24-25九上·辽宁朝阳北票·期中)炎炎夏季,都市气温往往比郊外要高3℃~5℃,这就是热岛效应,人们修建人工湖、喷水池,主要利用水的______大的特性来调节气温。“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,这说明“可燃冰”的______很大。
11.(24-25九上·辽宁锦州义县·期中)一台单缸四冲程汽油机,转速是3600r/min,该汽油机每秒钟完成________次做功。设计时,用水冷却汽缸是因为水的________较大。
12.(24-25九上·辽宁营口·期中)地球上各处的地形地貌会影响风的形成。由于海水的比热容比陆地上沙石的比热容_________,白天在太阳的照射下,陆地上的砂石升温较_________(选填“快”或“慢”),陆地上方的热空气上升,海面上的空气吹向陆地,形成海陆风。
13.(24-25九上·辽宁辽阳白塔区一中·期中)海边的气温变化较小,这是因为海水的______较大;腌制海鸭蛋时,盐进入蛋中使蛋变咸是______现象。
14.(24-25九上·辽宁盘锦一中·期中)航母舰载机即将起飞前,燃料燃烧会获得大量的_____能,向后喷射出高温高速燃气流.为了避免对舰上人员及其它器材造成危害,甲板上安装可偏流板(如图),偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管,这是利用水的_____的特性来降低偏流板的温度.制作偏流板材料的熔点应较_____(填“高”或“低”)
1.(24-25九上·辽宁本溪·期中)现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料,已知这种燃料的热值是,若燃烧0.05kg“固体酒精”能使小火锅中质量为1kg的水温度从20℃升高到70℃,[]请回答下列问题:
(1)小火锅中水吸收的热量;
(2)完全燃烧0.05kg的“固态酒精”所释放出的热量;
(3)小火锅烧水的效率;
(4)请写出小火锅热效率不高的一个原因。
2.(24-25九上·辽宁沈阳沈北新区·期中)汽车作为人们出行的主要交通工具,物理知识在汽车的构造和使用中应用非常广泛,小雨学习物理知识后,对汽车中的部分知识点进行了整理,请你根据他的思路完成下列内容。
(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧后产生的______能转化为机械能。匀速行驶在水平公路上的汽车机械能______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的______的特点;
(3)小雨同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图(甲)所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机的效率为______;如果该型号汽车匀速行驶时发动机产生的牵引力是F,燃烧汽油的质量为m,汽油的热值为q,那么该型号汽车前进的距离表达式________;
(4)汽车的驾驶位和副驾驶位一般都设有安全带提醒电路,若汽车点火开关S未接通,电路不工作。S接通后,只要有人坐在其中一个座位上,座位下对应的动合开关或受压后接通,安全带指示灯点亮同时铃响(灯与铃工作互不影响),提醒他系上安全带后(即将安全带的插头插入连接插座内),安装在插座内对应的动断开关或断开,安全带指示灯熄灭同时铃不响,图中的电路设计符合要求的是________。
A. B.
C. D.
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专题02 内能(二)
考点一 比热容基础
1.(24-25九上·辽宁海城市四中·期中)小美同学对冰加热,她将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图象,下列分析正确的是( )
A.物体在处分子势能比处大
B.、段物质在吸热,、段物质没有吸热
C.段物质比热容比段大
D.段物质的温度保持不变,内能不变
【答案】A
【详解】A.段是冰的熔化过程,物质吸收热量,内能增加,物质的温度保持不变,分子动能不变,故物体在处分子势能比处大,故A正确;
B.、段物质在吸热,是冰的熔化过程、段是水的沸腾过程,都要吸热,故B错误;
C.从图像上可以看出,物质在段处于固态(冰),段处于液态(水),因此段比热容小于段,故C错误;
D.段是冰的熔化过程,物质的温度保持不变,吸收热量,内能增加,故D错误。
故选A。
2.(24-25九上·辽宁沈阳四十三中学·期中)下列说法正确的是( )
A.热值与燃料的燃烧情况有关
B.比热容与物体吸收或放出的热量有关
C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式
D.固体很难被压缩,是因为分子之间只存在斥力的作用
【答案】C
【详解】A.热值是指1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量,是燃料的一种特性,它的大小仅与燃料的种类有关,故A错误;
B.比热容是指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,是物质的一种特性,仅与物质的种类有关,故B错误;
C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式,它们在改变物体内能上是等效的,故C正确;
D.分子间同时存在相互作用的引力和斥力,故D错误。
故选C。
3.(24-25九上·辽宁阜新海州实验中学·期中)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。
4.(24-25九上·辽宁鞍山立山·期中)质量相等、初温相同的甲乙两液体,分别用两个相同的电加热器加热(不计热损失),加热过程中温度变化如图所示.用、分别表示两种液体的沸点,、分别表示甲、乙两种液体的比热容.根据图象可得出正确的关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】如图所示,甲沸腾时的温度高于乙沸腾时温度,即:T甲>T乙;在某一定时间时,两种液体处于液态时,相同时间内,甲的温度的变化量比乙的温度变化量小;根据热量的计算公式Q=cm△t分析,甲和乙质量相等、初温相同,吸收相同的热量(即加热时间相同),甲升高的温度比乙升高的温度低,比较变化的温度可知,甲的比热容大,乙的比热容小即:c甲>c乙.
故选A.
5.(24-25九上·辽宁阜新海州实验中学·期中)标准大气压下,用相同的电加热器分别对200g物质甲和300g水持续加热(不计热量损失),如图是它们的温度随时间的变化图象,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),下列说法正确的是( )
A.曲线B是水的温度-时间图象
B.甲物质的熔点是60℃
C.0-10min,甲物质的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
D.10-15min,甲物质的内能增加了1.26×104J
【答案】AD
【详解】A.由图可知,温度达到60℃后A温度不再上升,B仍在上升,标准大气压下水的沸点为100℃,因此B是水的温度—时间图象,故A正确;
B.物质不能确定其本身的状态,不知道是晶体的熔化还是液体的沸腾,故不能确定是熔点还是沸点,故B错误;
C.0-10min甲乙二者吸热相同,计算出水的吸热量
那么0-10min甲的吸热量和水相同,计算可得甲的比热容为故C错误;
D.10-15min甲温度不变但是仍继续吸热,由于甲乙二者吸热相同,计算出水的吸热量,就是甲的吸热量
故D正确。
故选AD。
6.(24-25九上·辽宁沈阳大东区·期中)已知水的比热容为,这表示质量是1kg的水温度升高(或降低)1℃,______;若将1kg水倒掉一半,剩余水的比热容将______。
【答案】 见详解 不变
【详解】[1]水的比热容是,它表示的物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃,所吸收(或放出)的热量是4.2×103J。
[2]比热容是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,而与质量无关,故将1kg的水倒掉一半,剩余水的比热容不变。
7.(24-25九上·辽宁双台子·期中)如图为某品牌汽车的汽油机工作时的能量流向图。由图中信息可知,完全燃烧2kg的汽油,该汽车获得的机械能是________J(已知q汽油=4.6×107J/kg);汽油机工作一段时间后,油箱里的汽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)。
【答案】 2.76×107 ②③④
【详解】[1]由图中信息可知,汽车获得机械能的效率汽车获得机械能为
[2]汽油机工作一段时间后,一部分汽油燃烧,质量减小,但密度、比热容、热值都是物质是一种特性,密度、比热容、热值的大小都不变。
8.(24-25九上·辽宁沈阳新民·期中)如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象,第6min时的内能 ___________第8min时的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”);该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 ___________倍(被加热物质的质量和吸、放热功率不变)。
【答案】 小于 2
【详解】[1]晶体在熔化过程持续吸热,温度不变,在第6min到第8min,虽然温度不变,但在持续吸热,故第6min的内能小于第8min的内能。
[2]从图片看,在AB阶段,经过的4min,温度上升10℃,而在CD阶段,经历相同的4min时间,温度上升为5℃,而是同种物质熔化,质量不变,加热时间相同,吸收的热量相同,故根据比热容公式可知
9.(24-25九上·辽宁辽阳灯塔·期中)如图所示,为比较a、b两种液体的比热容及1、2两种燃料的热值,甲、乙、丙三图中的装置相同,燃料的质量均为10g,烧杯内的液体初温相同。当燃料燃尽时,立即读取相应温度计的读数,分别为t甲、t乙、t丙,且有t甲>t乙>t丙。(燃料完全燃烧,且不考虑热损失)
(1)在实验中,三个烧杯中a、b液体的_______必须相同。
(2)比较a、b两种液体的比热容,应选择________两图进行实验,本次实验中用__________衡量两种液体吸收热量的多少(填“升高的温度”或“加热时间”)。
(3)液体a的比热容ca与液体b的比热容cb相比,ca_____cb(选填“>”、“=”、“<”)。
(4)比较1、2两种燃料的热值,应选择 ________两图进行实验,燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比,q1_____q2(选填“>”、“=”、“<”)。
【答案】(1)质量
(2) 甲、丙 升高的温度
(3)<
(4) 甲、乙 >
【详解】(1)根据控制变量法,三个烧杯中a、b液体的质量必须相同。
(2)[1]比较不同物质的比热容,应控制液体种类不同,燃料相同,由图可知,应选择甲、丙两图进行实验。
[2]通过比较加热时间来间接反映液体吸收的热量,应用了转换法。
(3)实验中液体的初温相同,甲、丙实验中,液体a与实验液体b相比,用相同燃料加热相同时间,即吸收了相同热量,但t甲>t丙根据 可知 ca<cb
(4)[1][2]要比较不同燃料的热值,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,这种燃料热值越大,故选用甲、乙两图实验,因t甲>t乙
故甲的热值更高,即q1>q2
10.(24-25九上·辽宁鞍山高新区·期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同物质吸热本领:
①应选择______两图进行实验;
②该实验需要的测仪工具有温度计、停表和______:
③不同物质吸热的多少是通过______来反映的(选填“液体升高的温度”或“加热时间”);
④如图丁所示.若液体a的温度曲线和液体b的温度曲线如图所示,且液体b的比热容是,液体a的比热容是______;可以看出,______液体适合做冷却剂(选填“a”或“b”)。
(2)比较不同燃料的热值:
①应选择______两图进行实验:
②使燃料______(选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧完后”),放出的热量是通过______来反映的(选填“液体升高的温度”或“加热时间”):分析如表数据可知,燃料______(选填“1”或“2”)热值较大。
燃料
加热前液体的温度/℃
燃料燃尽后液体的温度/℃
1
25
44
2
25
34
③若已知液体的比热容和质量,根据计算出液体吸收的热量,然后利用这个热量计算出燃料的热值,发现结果与燃料热值的真实值相比偏小,分析原因可能是______。(写出一条即可)
【答案】(1) 甲、丙 天平 加热时间 b
(2) 甲、乙 全部燃烧完后 液体升高的温度 1 因为存在热损失,水吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量
【详解】(1)[1]比较不同物质吸热本领,应控制加热装置相同,被加热的液体质量相同,而液体种类不同,因此应选择甲和丙两图进行实验。
[2]该实验需要的测量工具有温度计、停表和测量质量的天平。
[3]加热装置相同,加热时间相同时,液体吸收热量相同,加热时间不同,液体吸收热量不同。不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
[4]由图丁得,液体ab升高相同温度时,b加热时间为a的2倍,则b吸收热量为a的2倍,此时ab的质量相等,由可知,,,
[5] b的比热容较大,当b与a质量相等、升高温度相同时,b吸收热量较多,因此b液体适合做冷却剂。
(2)[1]比较不同燃料的热值,应用质量相同的不同燃料完全燃烧加热同一液体,则选择甲和乙两图进行实验。
[2][3]使燃料全部燃烧完后,放出的热量是通过被加热液体升高的温度来反映的,此时燃料燃烧的质量相同,液体升高的温度越高,说明燃料放出热量越多。
[4]分析如表数据可知,在相等的时间内,燃料1全部燃烧完后,液体a从25℃升高到44℃,燃料2全部燃烧完后,液体a从25℃升高到34℃,燃料1加热的液体升高的温度较高,说明燃料1放出热量较多,燃料1、2燃烧的质量相同,由可知,燃料1热值较大。
[5]依题意得,实验中将液体吸收的热量当作燃料放出的热量,由于实验中存在热损失,则液体吸收的热量小于燃料燃烧放出的热量,而燃料的质量测量准确,则由得到的热值与燃料热值的真实值相比偏小。
11.(24-25九上·辽宁锦州太和区·期中)小武利用水和煤油探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,操作如下:
(1)实验中选用两个相同的装置加热,目的是使水和煤油在相等时间内___________;
(2)根据实验数据,小武作出了水和煤油的温度随时间变化的图像,由图像可知,水的温度随时间变化的图像是_____(选填“a”或“b”),煤油的比热容为___________;
(3)不同物质吸热的多少是通过___________(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;这种研究方法是___________;
(4)在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热,要使水和煤油升高相同的温度,对________(选填“水”或“煤油”)加热的时间更长;
(5)下列现象中不能用比热容知识来解释的是( )
A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B.人游泳上岸后,如果有风就会感觉更冷
C.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
D.汽车发动机的冷却液的主要成分是水
【答案】(1)吸收热量相同
(2) a
(3) 加热时间 转换法
(4)水
(5)B
【详解】(1)使用相同的电加热器,在相同的时间内产生的热量相同,则水和煤油吸收的热量相同。
(2)[1]水的比热容较大,质量相同时,吸收相同的热量,水的温度变化量小,由图可知,a是水的温度随时间变化的图像。
[2]由图可知,温度从10℃升高至30℃,水加热的时间为6分钟,煤油加热的时间为3分钟,即温度变化量相同时,水吸收的热量是煤油的2倍,由可知,水的比热容是煤油的2倍,故煤油的比热容为
(3)[1][2]不同物质吸热的多少不易观察,实验时可通过比较加热时间来反映不同物质吸热的多少,采用了转换法。
(4)由可知,在质量和温度变化量相同时,水吸收的热量更多,所以水的加热时间更长。
(5)A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏,利用的是水比热容较大,夜晚放出热量后水的温度下降得较少,故A不符合题意;
B.人游泳上岸后,如果有风就会感觉更冷,是因为风加快了身体表面水分蒸发,而蒸发过程吸热,与水的比热容无关,故B符合题意;
C.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温,是因为水的比热容较大,在质量相同时,吸收相同的热量,水的温度升高得较少,故C不符合题意;
D.汽车发动机的冷却液的主要成分是水,是因为水的比热容较大,在质量一定时,升高相同的温度,水吸收的热量更多,故D不符合题意。
故选B。
12.(24-25九上·辽宁沈阳皇姑区沈阳四十三中学·期中)如图所示,小明利用甲、乙、丙三套完全相同的置,完成下面两个热学实验。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,他应选择___________(“甲、乙”、“乙、丙”“甲、丙”)两套装置。实验应控制水和煤油的___________相同、初温相同。小明通过___________(加热时间/温度计上升的示数)来比较水和煤油吸收热量的多少;
(2)经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图像如图丁所示,根据图丁可以判断出___________(选填“a”或“b”)的吸热能力强;
(3)为比较不同燃料的热值,小明选择了___________(“甲、乙”、“乙、丙”、“甲、丙”)两套装置,他分别在加热器中放入相同质量的不同燃料,同时点燃后对质量和初温相等的两种液体加热;
除了甲、乙两套装置所示器材之外,本实验还需要的测量工具是___________,实验中通过___________(加热时间/温度计上升的示数)来比较不同燃料完全燃烧放出热量多少。
【答案】(1) 甲、丙 质量 加热时间
(2)a
(3) 乙、丙 天平 温度计上升的示数
【详解】(1)[1]为了比较水和煤油的吸热本领的大小,应选用相同的燃料加热(即相同的热源),目的是在相同的时间内两种物质吸收的热量相同,故选择甲、丙两套装置。
[2]实验时应控制水和煤油的质量和初温相同。
[3]用相同的燃料加热,液体在相等时间内吸收的热量相等,在此实验中,液体吸收热量的多少是通过 加热时间来比较的。
(2)由图丁可知,升高的温度均为20℃时(从10℃加热到30℃),a需吸收的热量比b多,a的比热容比b大,a的吸热能力强。
(3)[1]为了比较不同燃料的热值,需要控制其他因素相同,只改变燃料的种类。因此,小明应选择乙、丙两套装置进行实验,因为这两套装置中的液体种类和初温都可以控制相同。
[2]在实验过程中,除了乙、丙两套装置所示的器材之外,还需要测量燃料的质量,以便比较不同燃 料在完全燃烧时放出的热量。因此,还需要天平这一测量工具
[3]实验中燃烧燃料的质量是相同,通过比较被加热物质温度计上升的示数来比较不同燃料完全燃烧放出热量多少。
13.(24-25九上·辽宁本溪二十二中·期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内液体a、b的质量和初温也相同,液体a、b的密度不同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择________两图进行实验,燃料燃烧放出热量的多少,是通过________来反映的;
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择________两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的,用到的物理方法是________;
③关于该实验的控制变量,下列要求中不正确的是________;
A.采用相同的加热方法 B.烧杯中分别装入相同体积的液体
C.使用相同的烧杯 D.采用同种燃料
④如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示,已知其中一种液体是水;则另一种液体的比热容等于________。
【答案】(1) 甲乙 温度计示数变化量
(2) 甲丙 转换法 B 2.1×103
【详解】(1)[1]比较不同燃料的热值,根据控制变量法,应控制燃料的质量相同,改变燃料的类型,而吸热液体种类相同,故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]燃料完全燃烧放出的热量,是通过温度计示数的变化量来反应的。
(2)①[1]比较不同物质吸热升温的特点,根据控制变量法,要控制相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较升高的温度,为保证不同物质吸收相同的热量,应控制燃料相同,只改变吸热物质的种类,故选甲丙两图。
②[2]根据转换法,不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
③[3]ACD.为控制吸收的热量相同,需采用相同的烧杯,采用同种燃料,相同的加热方式,故ACD正确,不符合题意;
B.根据比较不同物质吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,而在烧杯中分别装入相同体积的液体,根据可知,因液体密度不同,故质量不同,故B错误,符合题意。
故选B。
④[4]如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,采用相同燃料供热,由图丁可知,吸收相等的热量(加热相同的时间),b升高的温度较小,由可可知,b液体的比热容较大,故b是水;由图象知温度都升高 A需要10min,b需要20min,故b吸收的热量是a的2倍,由可知,b的比热容是a的2倍,则a比热容是b的一半;因为a液体是水,则另一种液体的比热容
14.(24-25九上·辽宁鞍山海城东部·期中)如图所示,小悦用完全相同的甲、乙、丙三个装置研究不同物质的热学性质。三图中燃料的质量相同,烧杯内液体的质量和初温均相同。燃料a、b全部燃烧完所用的时间分别为8min、10min,且液体都未沸腾。
(1)甲图中,在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是:先调整固定______(选填“A”或“B”)的位置;
(2)为了比较不同燃料的热值,应选择______两图进行实验,实验中通过比较______(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较燃料燃烧放出热量的多少。若同时加热,则记录并比较两支温度计示数的最合理的时刻是______;
A.5min时 B.8min时 C.10min时 D.各自刚燃烧完时
(3)为了比较两种液体的比热容,需让它们升高相同的温度,通过比较______知道两种液体吸收热量的多少。
【答案】 B 甲、丙 液体升高的温度 D 加热时间
【详解】(1)[1]在实验中,需要用外焰加热,所以需要根据燃料的位置,首先确定B的位置,然后根据温度计的使用规则确定A的位置。
(2)[2][3]甲、丙两图,被加热的液体相同,燃料的种类不同,通过液体升高的温度可以比较燃料燃烧放出热量的多少。
[4]要比较两种燃料的热值大小,需要完全燃烧质量相同的两种燃料,所以应将两种燃料均燃烧完,记录并比较刚烧完时温度计的示数。
故选D。
(3)[5]为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的温度变化相同,通过比较加热时间知道液体吸收热量的多少,进而判断两种液体比热容的大小关系。
考点二 生活中的比热容问题
1.(24-25九上·辽宁盘锦一中·期中)中华美食文化博大精深,如图,这些通过“煎、炸、蒸、炒”烹调的美食中所包含的物理知识,说法正确的是( )
A.煎:煎饺子的锅一般用铁制造,主要是利用了铁的比热容大
B.炸:炸油条时用油而不用水,是因为油的沸点比水高
C.蒸:是通过热传递和高温水蒸气液化放热,使包子含有的热量增加
D.炒:炒粉时厨师不断地用铲子翻动是利用做功的方式使米粉的内能增加
【答案】B
【详解】A.煎锅一般用铁制造,主要是利用铁具有良好的导热性,与比热容无关,故A错误。
B.一标准大气压下水的沸点是100℃,而油的沸点高于100℃,炸油条时用油而不用水,是因为油的沸点比水高,能获得较高的温度,故B正确。
C.蒸是通过热传递和高温水蒸气液化放热,把小笼包蒸熟,热量是过程量,不能说含有,故C错误;
D.炒主要是通过热传递的方式使米粉的内能增加,故D错误。
故选 B。
2.(24-25九上·辽宁锦州黑山县·期中)下列说法正确的是( )
A.热机消耗的燃料越多,效率就越低
B.热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C.同一物体,内能减小,一定放出热量
D.人体内水的比例很高,有助于调节体温,以免温度变化太快对身体造成危害
【答案】D
【详解】A.热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多,但用来做有用功的能量可能更多,即效率可能更高,所以根据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的,故A错误;
B.热传递中,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,传递的不是温度,故B错误;
C.同一物体,物体的内能减小,可能是物体放出了热量,也可能是物体对外界做了功,故C错误;
D.人体内水的比例很高,在外界环境温度升高时,人体即使吸收较多的热量,由于水的比热容较大,体温不会升的过高;同理在外界环境温度降低时,由于水的比热容较大,即使放出较多的热量,体温也不会过低,所以人体内的水分有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害。故D正确。
故选。
考点三 比热容的相关计算
1.(24-25九上·辽宁沈阳皇姑区·期中)为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是( )
A.A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为
B.A、B两液体的比热容之比为
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液
【答案】D
【详解】A.AB被相同的加热装置加热,被加热相同时间,AB吸收热量相同,则A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为,故A错误;
B.由图得,AB加热8min 吸收相同的热量,A温度上升 B温度上升
AB的质量分别为100g、400g,由得,A、B两液体的比热容之比为
故B错误;
C. B的比热容小于A的比热容,即液体的吸热能力比A液体的弱,故C错误;
D.A比热容较大,相同质量的AB升高相同温度,A吸收的热量较多,则A液体比B液体更适合作发动机的冷却液,故D正确。
故选D。
2.(24-25九上·辽宁盘锦一中·期中)用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图象(如图乙).在相同的时间内两液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是( )
A.若ma=mb,则ca>cb
B.若ma=mb,则ca<cb
C.若ca=cb,则ma<mb
D.若ca=cb,则ma>mb
【答案】BC
【详解】物质吸收热量的多少与比热容、质量和升高的温度成正比,由题意知,相同时间两种液体吸收的热量相同,由图象可以得到升高的温度与热量的关系,利用Q=cm△t变形公式对比热容和质量大小作出判断.若ma=mb,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由知,a的比热容较小,b的比热容较大.A选项错误,B选项正确;若ca=cb,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由知,a的质量较小,b的质量较大.C选项正确,D选项错误.
故选BC.
3.(24-25九上·辽宁沈阳皇姑区沈阳四十三中学·期中)科技让农业发展更加迅速。某研究所研究出一款插秧机,质量为300kg,受到的重力是___________N;工作一段时间,消耗了0.25kg的汽油,则汽油完全燃烧放出的热量为___________J;若这些热量完全被50kg、初温为46℃的水吸收,则在1标准大气压下水温升高___________℃。(若无法计算出精确结果,则取整数)
【答案】 3000 54
【详解】[1]插秧机受到的重力为
[2]汽油完全燃烧放出的热量为
[3]若这些热量完全被水吸收,水升高的温度为
4.(24-25九上·辽宁沈阳一二六中学·期中)小明用电水壶将质量为1.8kg的水加热升温,水吸收的热量为______J。若电水壶工作时功率为2000W,所消耗的电能全部被水吸收,则加热这壶水需要的时间是______s。
【答案】
【详解】[1]水吸收的热量为
[2]加热这壶水需要的时间是
5.(24-25九上·辽宁铁岭部分学校·期中)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同,当燃料燃烧完时立即读取相应温度计的读数,分别为、和,且有。
(1)比较不同物质的比热容,应选择________两图进行实验;在实验中,三个烧杯中a、b液体的质量必须________(选填“相等”或“不同”);
(2)比较不同物质的热值,应选择________两图进行实验;
(3)若在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数仍然为,液体b没有沸腾,则________(选填“>”“<”“=”或“无法判断”);
(4)若在研究不同燃料热值实验时,记录数据如下表:
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/(J/kg)
1
15
35
2
15
25
?
根据数据计算:完全燃烧10g燃料1放出的热量为________J,燃料2的热值是________J/kg。
【答案】(1) 甲、丙 相等
(2)甲、乙
(3)<
(4)
【详解】(1)[1][2]为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低,判断两种液体比热容的大小关系,应选择甲、 丙两图进行实验;根据前面分析可知,在实验中,三烧杯中a、b液体的质量必须相等。
(2)为了比较热值大小,要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲、乙两图进行实验。
(3)[1][2]由题意知,在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数为
T甲>T乙>T丙
液体b没有沸腾,甲、丙所示实验所用燃料相同,则吸收相等的热量时,a液体升高的温度大于b液体升高的温度,a、b两液体质量相同,由热量公式Q=cmΔt可知,液体a的比热容小于液体b的比热容。
(4)[1][2]完全燃烧10g燃料1放出的热量Q1=mq1=0.01kg×2.4×106J/kg=2.4×104J 若不计热损失,则
Q放=Q吸, 对燃料1:camΔt1=m1q1,即对燃料2:camΔt2=m1q2,即联立以上两式可得:q2=1.2×106J/kg。
6.(24-25九上·辽宁辽阳·期中)如图,是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后,消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,[汽油的热值为,水的比热容为]求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,一个标准大气压下,这些废气的能量全部被初温20℃,质量250kg的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)如果汽油机的效率不变,汽车匀速运动时的受到阻力为900N,消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少?
【答案】(1)1.8×108J
(2)72℃
(3)60km
【详解】(1)4kg汽油完全燃烧放出的热量为
(2)由题可知废气的能量为即水吸收的热量为 由可知,水升高的温度为标准大气压下水的沸点为100℃,而废水的末温因此废水实际升高的温度为72℃。
(3)已知汽油机的效率为30%,由可知,汽车做的有用功为汽车匀速运动时的受到阻力与汽车的牵引力是对平衡力,由二力平衡的条件可知,汽车的牵引力为根据可知,汽车通过的路程为
7.(24-25九上·辽宁鞍山高新区·期中)如图所示为一款国产无人驾驶汽车上路进行测试行驶,该款车以10m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了3分钟,消耗汽油0.16kg。已知汽油的热值为,该款汽车的发动机效率为30%,在此过程中,求:
(1)若该车消耗的汽油完全燃烧,放出的热量全部被水吸收,可以使多少千克20℃水温度升高到100℃?
(2)该汽车发动机输出功率是多少?
(3)该车匀速行驶时,阻力是多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)汽油完全燃烧放出的热量 则水吸收的热量为水的质量为
(2)该汽车发动机输出的机械功为汽车发动机输出功率是
(3)由得该车匀速行驶时牵引力为 因为匀速行驶,阻力与牵引力一对平衡力,则阻力为
8.(24-25九上·辽宁沈阳南昌中学沈抚示范区分校·期中)如图所示,质量为400g初温为25℃的食用油注入大烧杯中,并将电加热器放入食用油中。电加热器正常工作100s,测出食用油的温度为65℃,已知电加热器的额定电压为220V,额定功率为440W。[食用油的比热容为]
(1)电加热器正常工作时的电流和电阻;
(2)正常工作100s,电加热器消耗的电能;
(3)电加热器的热效率。
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)电加热器正常工作时的电流为 电加热器的电阻为
(2)正常工作100s,电加热器消耗的电能
(3)油吸收的热量为 电加热器的热效率为
9.(24-25九上·辽宁沈阳新民·期中)空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置。其工作原理是:空气能热水器在工作时,吸收空气中的能量为Q,消耗的电能为W,通过热交换使水吸收的热量为Q吸,即Q吸=Q+W,所以它的热效率(的值)可以达到300%~500%。已知某型号空气能热水器的热效率是400%,电功率为1400W,当用此热水器将100kg的水从20℃加热到50℃时[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),干木柴的热值为1.2×107J/kg]。
(1)水吸收的热量;
(2)水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所放出的热量;
(3)空气能热水器完成上述加热过程所用的时间。
【答案】(1)1.26×107J
(2)1.05kg
(3)2250s
【详解】(1)由可知,水吸收的热量为
(2)由题意可知,需要的干木柴质量为
(3)由题意可知,加热水消耗的电能为则空气能热水器完成上述加热过程所用的时间为
10.(24-25九上·辽宁沈阳新民·期中)某工地用燃气灶烧水,使25kg水从30℃升高到80℃,消耗了0.25kg的煤气,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)0.25kg煤气完全燃烧放出的热量?
(2)水吸收的热量?
(3)燃气灶烧水的效率?
【答案】(1)1.05×107J
(2)5.25×106J
(3)50%
【详解】(1)由可知,0.25kg煤气完全燃烧放出的热量为
(2)由可知,水吸收的热量为
(3)由可知,该燃气灶烧水的效率为
11.(24-25九上·辽宁凌海·期中)国庆期间小明一家从沈阳自驾前往凌海九华山旅行。沈阳到九华山全程约224km,驾车前往大约需要3.5h,汽车全程消耗汽油15L,汽车发动机全程的平均功率为15kW。汽车水箱中有初温为20的水4L,吸收发动机热量后温度为90。水的密度取1.0×103kg/m3,水的比热容取,汽油的热值取4.5×107J/kg,汽油的密度取0.8×103kg/m3。
(1)求水吸收的热量;
(2)求汽油完全燃烧放出的热量;
(3)求汽车发动机的效率。
【答案】(1)1.176×106J
(2)5.4×108J
(3)35%
【详解】(1)水的质量水吸收的热量
(2)汽油的质量汽油完全燃烧放出的热量
(3)有用功汽车发动机的效率
12.(24-25九上·辽宁多市多校·期中)诗句“不是花中偏爱菊,此花开尽更无花”表达了对菊花历尽风霜而后凋的坚贞品格的赞美。小华在家用天然气灶烧水给家人泡菊花茶,他先在水壶中装入质量为2.5kg、初温为的水。当水温刚好升高到100℃时,小华观察燃气表得知,本次烧水消耗了天然气。求小华本次烧水过程中[,]
(1)水吸收的热量;
(2)天然气灶烧水的效率。
【答案】(1)
(2)40%
【详解】(1)水吸收的热量为
(2)天然气完全燃烧放出的热量为 则天然气灶烧水的效率为
13.(24-25九上·辽宁抚顺新宾·期中)2022年北京冬奥会举行期间,氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量,新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面以140kW的恒定功率行驶5min,消耗了0.5kg的氢燃料。已知水的比热容c水,氢的热值。求:
(1)公交车消耗的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)氢燃料公交车的效率为多少;
(3)若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收,水升高的温度是多少?(保留整数)
【答案】(1)7×107J
(2)60%
(3)
【详解】(1)消耗了0.5kg的氢燃料,氢的热值q=1.4×10⁸J/kg
(2)汽车行驶做的功 氢燃料公交车的效率为
(3)热量全部被水吸收水升高的温度是
14.(24-25九上·辽宁营口·期中)某同学在家使用煤气炉烧水,完全燃烧一部分煤气后放出了的热量,若这些热量被质量为4kg的水吸收后,水的温度从20℃升高到70℃,煤气的热值,水的比热容,试求:
(1)此过程中消耗的煤气为多少?
(2)水吸收的热量为多少?
(3)该煤气炉的热效率为多少?
【答案】(1);
(2);
(3)
【详解】(1)此过程中消耗的煤气为
(2)水吸收的热量为
(3)该煤气炉的热效率为
15.(24-25九上·辽宁沈阳沈北新区·期中)小雨同学用液化天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像,若在6min内完全燃烧了0.12kg的液化天然气(每分钟放热相同)。水的比热容为,液化天然气的热值为。
(1)完全燃烧0.12kg液化天然气释放的热量为多少?
(2)“2~4min”水吸收的热量为多少?
(3)在烧水过程中,“0~2min”、“4~6min”哪个时间段热效率较高?较高的热效率为多少?
【答案】(1)6×106J
(2)8.4×105J
(3)63%
【详解】(1)天然气完全燃烧产生的热量Q放=m然q然=0.12kg×5×107J/kg=6×106J
(2)2~4min,水温度升高度数Δt=70℃-50℃=20℃水吸收的热量
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×20℃=8.4×105J
(3)由图可知,随着水温的不断升高,温度变化越来越慢,故0~2min时间内,在吸收热量相同的情况下,升高的温度最高,热效率最大;0~2min内,水温度升高度数Δt′=50℃-20℃=30℃ 水吸收的热量Q吸′=cm水Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×30℃=1.26×106J 0~2min内,天然气放出的热量是
烧水时的热效率
16.(24-25九上·辽宁部分学校·期中)氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。[ ]
(1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)若这些热量全部被质量为、温度为25℃的水吸收,水的温度会升高到多少?
(3)若这些热量恰好能供某氢能源公交车在平直路面上以的恒定功率匀速行驶,则该氢能源公交车的效率是多少?
【答案】(1)2.1×107J
(2)75℃
(3)50%
【详解】(1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为
(2)由题意可知,水吸收的热量为Q吸=Q放=2.1×107J 水吸收这些热量升高的温度为水的末温为t=t0+Δt=25℃+50℃=75℃
(3)公交车在平直路面上以的恒定功率匀速行驶,所做的有用功为
W有用=Pt=35×103W×5×60s=1.05×107J
该氢能源公交车的效率为
17.(24-25九上·辽宁辽阳白塔区一中·期中)如图,是一款无人驾驶汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后,消耗汽油4kg。汽油机的效率为30%,那么在这段运动过程中,[汽油的热值为 ,水的比热容为 求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,一个标准大气压下,这些废气的能量全部被初温 质量200kg的水吸收,水升高的温度是多少?
(3)如果汽油机的效率不变,汽车匀速运动时的受到阻力为900N,消耗4kg汽油汽车通过的路程是多少?
【答案】(1)1.8×108J;
(2)90℃;
(3)60km
【详解】(1)4kg汽油完全燃烧放出的热量为
(2)由题可知废气的能量为水吸收的热量为由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度为 标准大气压下水的沸点为100℃,水的初温为10℃90℃+10℃=100℃因此水实际升高的温度为90℃。
(3)已知汽油机的效率为η=30%, 由可知,汽车做的有用功为 汽车匀速运动时的受到阻力与汽车的牵引力是对平衡力, 由二力平衡的条件可知,汽车的牵引力为F=f=900N
汽车通过的路程为
18.(24-25九上·辽宁铁岭部分学校·期中)水稻是喜温作物,春季育秧时,农民通常在傍晚向秧田灌水,早晨再将水放出,以防霜冻。在夜晚的时候某秧田需要灌入水。[已知,,燃气的热值为]
(1)该秧田内的水在降低2℃时能放出多少热量?
(2)水放出的热量若通过燃气加热获取,燃气放热的效率为50%,需消耗多少千克燃气?
(3)若相同质量的泥土放出与(1)同样多的热量,则泥土的温度降低了多少摄氏度?
(4)根据你的计算结果来分析一下农民伯伯为什么白天要把秧田里的水放出去?
【答案】(1);(2)2kg;(3)10℃;(4)见解析
【详解】解:(1)灌入水,水的质量水降低2摄氏度时放出的热量
(2)燃气放热的效率为50%,则需要完全燃烧放出的热量为 需要消耗燃气的质量
(3)若相同质量的泥土放出与(1)同样多的热量,泥土的温度降低的温度
(4)因为水的比热容比泥土的大,白天,相同质量的水和干泥土吸收相同的热量时,水升高的温度比干泥土低,不利于秧苗成长(干泥土升高的温度比水升高的温度高,利于秧苗生长)。
19.(24-25九上·辽宁北票·期中)某人用天然气灶烧水,在水壶中加入2L水,水的初温是20 ℃,然后将水烧开,用了0.05m3天然气,天然气的热值为3.2×107 J/m3,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3,气压为标准大气压。求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧放出的热量;
(3)天然气灶的效率η。
【答案】(1)2 kg;(2)6.72×105 J;(3)42%
【详解】解:(1)水的体积为水的质量为在标准大气压下,水的沸点为100 ℃,即水的末温为100 ℃,水吸收的热量
(2)天然气完全燃烧放出的热量 天然气灶的效率
20.(24-25九上·辽宁辽阳白塔区一中·期中)用煤炉给100kg的水加热,同时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,煤的热值为。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。
【答案】(1);(2);(3)42%
【详解】解:(1)煤完全燃烧产生的热量
(2)由图可知,经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃,则水吸收的热量
(3)煤炉烧水时的热效率
21.(24-25九上·辽宁丹东凤城·期中)小华家里用的是天然气灶,他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入4L水,水的初温是20℃,然后将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了天然气,天然气的热值为,水的比热容,当地大气压为标准大气压。求:
(1)水吸收的热量Q吸(不计水的热量损失);
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放;
(3)天然气灶的效率η。
【答案】(1);(2);(3)42%
【详解】解:(1)水的体积水的质量为 在1标准大气压下,水的沸点为100℃,即水的末温为100℃;水吸收的热量为
(2)天然气燃烧放出的热量为
(3)天然气灶的效率为:
22.(24-25九上·辽宁大石桥水源镇九年一贯制学校·期中)如图所示是一款家用电热壶的内部简化电路图,它通过温控开关S可自动实现加热、保温两个挡位的转换,保温挡的额定功率为110W,R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=48.4Ω,求:
(1)R1的阻值。
(2)加热挡的额定功率。
(3)若电热壶内装有1L的水,现用加热挡使水从25℃升高到100℃,水吸收的热量是多少?
(4)不计热量损失的情况下,在(3)中若实际加热时间为300s,则电热壶的实际加热功率是多少?
【答案】(1)440Ω;(2)1110W;(3)3.15×105J;(4)1050W
【详解】解:(1)由电路图可知,旋转开关接2时,电路为R1的简单电路,电热壶处于保温挡,由
和得
可知,R1的阻值
(2)旋转开关接3时,R1与R2并联,电热壶处于加热挡,因并联电路中各支路两端的电压相等所以,电阻R2的电功率因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,加热挡的额定功率P加热=P保温+P2=10W+1000W=1110W
(3)电热壶内装有水的体积V=1L=1dm3=1×10-3m3 由可得,水的质量
则水吸收的热量
(4)不计热量损失的情况下,消耗的电能W=Q吸=3.15×105J 则电热壶的实际加热功率
23.(24-25九上·辽宁兴城二中·期中)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
【答案】(1)2.4×106J;(2)1.68×106J;(3)102℃
【详解】解:(1)天然气的热值为4.0×107J/m3,根据Q=Vq可得,0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J
(2)燃气灶烧水的热效率为70%,水吸收的热量为
(3)烧开水时,水的温度变化为所以密闭的锅内水烧开时的温度
24.(24-25九上·辽宁大连沙河口区·期中)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾,水温升高了80℃,[c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤=3×107J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)需要完全燃烧煤的质量。
【答案】(1)8.4×105J;(2)8.4×106J;(3)0.28kg
【详解】解:(1)根据可知,水吸收的热量
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,根据可知,煤燃烧放出的热量为
(3)根据Q放=mq可知,需要完全燃烧煤的质量为
25.(24-25九上·辽宁沈阳铁西区·期中)小明在家中用煤气灶烧开水,将2kg的水从10℃加热到100℃,燃烧了0.05m3的煤气,煤气的热值约为4×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃)。试求:
(1)水壶中2kg水吸收的热量是多少?
(2)0.05m3的煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此时煤气灶的效率是多少?
【答案】(1)7.56×105J;(2)2×106J;(3)37.8%
【详解】解:(1)水吸收的热量
(2)完全燃烧0.05m3煤气放出的热量
(3)煤气灶的效率
考点四 水的比热容特点及应用
1.(24-25九上·辽宁沈阳皇姑区沈阳四十三中学·期中)古诗词是中华传统文化的瑰宝,有着极具丰富的内涵。下列诗词说法正确的是( )
A.“不知明镜里,何处得秋霜”,霜的温度虽然很低,但仍然含有热量
B.“只要功夫深,铁杵磨成针”,磨铁杵的过程中靠热传递改变铁杵的内能
C.“沙暖睡鸳鸯”,水寒沙暖,说明沙的比热容大,所具有的内能多,所以温度高
D.“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”,弓恢复原状过程弓的弹性势能变小
【答案】D
【详解】A.热量是过程量,不能说“含有”热量,故A错误;
B.磨铁杵的过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功改变铁杵的内能,故B错误;
C.相同质量和水和沙子相比,吸收相同的热量,由于水的比热容较大,所以水温升高幅度较小,因此水温较低;而沙子比热容小于水,所以沙子升温幅度较大,因此沙子温度较高,导致“沙暖睡鸳鸯”,故C错误;
D.箭射出去时,弓的形变程度变小,弹性势能减小;箭由静止变为运动,动能增大;弹性势能转化为动能,故D正确。
故选D。
2.(24-25九上·辽宁沈阳四十三中学·期中)劳动课已经成为大中小学的一门独立课程。小明同学积极参加家务劳动,利用双休日时间学做红烧肉。关于做这道菜的过程中涉及的物理知识,下列判断正确的是( )
A.切肉的锋利刀刃可以增大压力 B.用铁锅烧肉是因为铁的比热容大
C.做菜过程中肉的内能一直保持不变 D.天然气燃烧时将化学能转化为内能
【答案】D
【详解】A.切肉的锋利刀刃,通过减小受力面积可以增大压强,故A错误;
B.用铁锅烧肉是因为铁的比热容小,且是热的良导体,故B错误;
C.做菜过程中肉吸收热量,内能逐渐增大,故C错误;
D.天然气燃烧时,发生化学反应,同时释放出热量,所以是将化学能转化为内能,故D正确。
故选D。
3.(24-25九上·辽宁大连沙河口区·期中)我国幅员辽阔,人文自然资源丰富,下列分析正确的是( )
A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,是因为火焰山沙石比热容大
B.云南大理的蝴蝶泉边花香四溢,是因为分子不停地做无规则运动
C.黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化,是因为冰雕没有内能
D.山东潍坊的潍柴内燃机工作时,将机械能转化成内能
【答案】B
【详解】A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,是因为火焰山沙石比热容小,白天吸收太阳能温度上升高,夜晚放出热量,温度降也大,故A错误;
B.云南大理的蝴蝶泉边花香四溢,是因为花香分子不停地做无规则运动,扩散到空气中引起嗅觉,故B正确;
C.黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化,是因为哈尔滨冬天的温度低,任何物体都有内能,冰雕也有内能,故C错误;
D.山东潍坊的潍柴内燃机工作时,主要是将内能转化成机械能,故D错误。
故选B。
4.(24-25九上·辽宁沈阳新民·期中)下列关于热现象的一些说法,错误的是( )
A.冰熔化成水时,温度不变,内能增大
B.体温计内测温物质用水银,是因为水银的比热容较小
C.雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤属于扩散现象
D.刚炒出来的菜散发出浓浓的香味,是因为温度越高,分子热运动越剧烈
【答案】C
【详解】A.冰是晶体,0℃的冰熔化成0℃水,吸收热量,内能增加,但温度不变;故A正确,不符合题意;
B.水银的比热容更小,这样在吸收相同的热量时,其温度变化明显,因此,适合作为测温物质;故B正确,不符合题意;
C.雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤,是水的运动,属于机械运动,不是扩散现象,故C错误,符合题意;
D.分子在永不停息地做无规则运动,且温度越高,分子热运动越剧烈故刚炒出来的菜散发出浓浓的香味,故D正确,不符合题意。
故选C。
5.(24-25九上·辽宁大连名校联盟·期中)下列说法正确的是( )
A.某种燃料在燃烧的过程中热值不变
B.物体的内能增加,温度不一定升高
C.在热传递过程中,温度升高越多的物体吸收的热量越多
D.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是水的比热容比砂石的大
【答案】ABD
【详解】A.热值是燃料的属性,与燃料是否燃烧无关,故A正确;
B.物体的内能增加,温度不一定升高,例如晶体的熔化过程,故B正确;
C.根据热量的计算公式可知,热量的多少还与比热容、质量有关,无法根据温度变化情况表示吸收热量的多少,故C错误;
D.由于水的比热容大,吸热能力强,因此在相同光照情况下,沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,故D正确。
故选ABD。
6.(24-25九上·辽宁沈阳南昌中学沈抚示范区分校·期中)下列图示所蕴含的物理知识的说法中,错误的是( )
A.甲图,带正电物体接触验电器金属球,两金属箔片因得到正电荷互相排斥张开
B.乙图,给沸腾的水加热,它的温度保持不变,内能不变
C.丙图,是四冲程汽油机的做功冲程,该冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
D.丁图,深秋夜,桔子喷水结冰防冻是利用水的比热容大这一特性为人类服务的
【答案】ABD
【详解】A.甲图,带正电物体接触验电器金属球,两金属箔片上的电子转移至带正电的物体上,金属箔片因失去电子带上正电,同种电荷相互排斥,所以金属箔片会因相互排斥而张开,故A错误,符合题意;
B.乙图,给沸腾的水加热,它的温度保持不变,吸收热量,内能增大,故B错误,符合题意;
C.图丙所示的冲程两侧气门关闭,火花塞点火,属于做功冲程,该冲程发生的能量转化是内能转化为机械能,故C正确,不符合题意;
D.深秋夜,桔子喷水结冰防冻,是利用水凝固时向外放热给桔子保温,防止桔子被冻坏,故D错误,符合题意。
故选ABD。
7.(24-25九上·辽宁锦州黑山县·期中)下列说法中正确的是( )
A.冬天双手互搓,手的温度升高,是通过做功的方式改变手的内能
B.刚出锅的粽子,不能用手直接拿,是因为粽子含有的热量太多
C.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,主要原因是水的比热容比沙石的比热容大
D.内燃机工作时,能量转化过程为:化学能转化为内能,内能再转化为机械能
【答案】ACD
【详解】A.冬天双手互搓,克服摩擦做功,机械能转化为内能,手的温度升高,是通过做功的方式改变手的内能,故A正确;
B.热量是一个过程量,不能说“某物体含有或具有多少热量”,故B错误;
C.沿海地区多水,内陆地区多砂石,水的比热容比砂石的比热容大,同样受冷和受热时温度变化小,所以沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,故C正确;
D.内燃机工作时,燃料的化学能转化为内能,内能转化为机械能,故D正确。
故选ACD。
8.(24-25九上·辽宁铁岭县·期中)汽油机用水来做冷却剂,这是利用了水的________大的特性;若这台汽油机的效率为30%,现完全燃烧2的汽油,该汽车能获得的机械能是________J。(汽油的热值为)。
【答案】 比热容 2.76×107
【详解】[1]汽车发动机用水做冷却剂,这是利用了水的比热容大的特性,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。
[2]汽油完全燃烧放出的热量为 汽车获得的机械能为
9.(24-25九上·辽宁鞍山岫岩满族自治县·期中)如图所示,气温下降时要喷水结冰来防止橘子被冻伤,这是因为水在降温时会______(填物态变化)放出一些热量,可以对橘子起到保温作用;楼房中的“暖气”用水作为介质,利用了水的______大的特性。
【答案】 凝固 比热容
【详解】[1]气温下降时,给橘子喷水,水凝固成冰放出热量,使橘子的温度不会降得太低,能避免橘子被冻坏。
[2]因为水具有较大的比热容,所以在相同条件下,水吸收和放出的热量比其他物质更多,所以楼房中的“暖气”用水作为介质。
10.(24-25九上·辽宁朝阳北票·期中)炎炎夏季,都市气温往往比郊外要高3℃~5℃,这就是热岛效应,人们修建人工湖、喷水池,主要利用水的______大的特性来调节气温。“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,这说明“可燃冰”的______很大。
【答案】 比热容 热值
【详解】[1]因为水的比热容较大,吸热能力强,温度不容易改变,相同质量的水和沙石比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,能有效调节温度。
[2]由于可燃冰的热值大,相同质量的可燃冰和其它燃料相比,完全燃烧时可燃冰能放出更多的热量。
11.(24-25九上·辽宁锦州义县·期中)一台单缸四冲程汽油机,转速是3600r/min,该汽油机每秒钟完成________次做功。设计时,用水冷却汽缸是因为水的________较大。
【答案】 30 比热容
【详解】[1]一台单缸四冲程汽油机,转速是3600r/min,则每秒钟的转速为60r,已知飞轮每转2r,对外做功1次,则该汽油机每秒钟完成30次做功。
[2]由于水的比热容大,吸热能力强,因此用水冷却汽缸。
12.(24-25九上·辽宁营口·期中)地球上各处的地形地貌会影响风的形成。由于海水的比热容比陆地上沙石的比热容_________,白天在太阳的照射下,陆地上的砂石升温较_________(选填“快”或“慢”),陆地上方的热空气上升,海面上的空气吹向陆地,形成海陆风。
【答案】 大 快
【详解】[1][2]海水的比热容大于陆地的比热容,白天接受相同太阳辐射能后,吸收了相同的热量,海洋上空空气的温度升高的较慢,陆地上方空气升高的较快,所以,陆地上方空气的气压低,海洋上方空气的气压高,风从气压高的海洋流向气压低的陆地,夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,海洋上空气温高,气压低,风从陆地吹向海洋。
13.(24-25九上·辽宁辽阳白塔区一中·期中)海边的气温变化较小,这是因为海水的______较大;腌制海鸭蛋时,盐进入蛋中使蛋变咸是______现象。
【答案】 比热容 扩散
【详解】[1]比热容反映的是物质的吸放热性能,海边的气温变化较小,这是因为海水的比热容较大,吸收相同的热量,温度的变化量比较小。
[2]分子在永不停息的做无规则运动,这是分子的扩散现象。腌制海鸭蛋时,盐进入蛋中使蛋变咸是扩散现象。
14.(24-25九上·辽宁盘锦一中·期中)航母舰载机即将起飞前,燃料燃烧会获得大量的_____能,向后喷射出高温高速燃气流.为了避免对舰上人员及其它器材造成危害,甲板上安装可偏流板(如图),偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管,这是利用水的_____的特性来降低偏流板的温度.制作偏流板材料的熔点应较_____(填“高”或“低”)
【答案】 内 比热容大 高
【详解】[1]燃料燃烧时化学能会转化为内能;
[2]由于水的比热容较大,在降低相同温度时可以吸收更多的热量,所以用水来作为冷却剂;[3]由于燃气流的温度非常高,所以要求制作偏流板材料应具有较高的熔点。
1.(24-25九上·辽宁本溪·期中)现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料,已知这种燃料的热值是,若燃烧0.05kg“固体酒精”能使小火锅中质量为1kg的水温度从20℃升高到70℃,[]请回答下列问题:
(1)小火锅中水吸收的热量;
(2)完全燃烧0.05kg的“固态酒精”所释放出的热量;
(3)小火锅烧水的效率;
(4)请写出小火锅热效率不高的一个原因。
【答案】(1)2.1×105J
(2)1×106J
(3)21%
(4)部分热量散发到空气中
【详解】(1)质量为1kg的水温度从20℃升高到70℃,吸收的热量
(2)完全燃烧0.05kg的“固态酒精”所释放出的热量
(3)小火锅烧水的效率
(4)由于“固态酒精”燃烧所释放出的热量,部分热量散发到空气中,所以小火锅热效率不高。
2.(24-25九上·辽宁沈阳沈北新区·期中)汽车作为人们出行的主要交通工具,物理知识在汽车的构造和使用中应用非常广泛,小雨学习物理知识后,对汽车中的部分知识点进行了整理,请你根据他的思路完成下列内容。
(1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧后产生的______能转化为机械能。匀速行驶在水平公路上的汽车机械能______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的______的特点;
(3)小雨同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图(甲)所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机的效率为______;如果该型号汽车匀速行驶时发动机产生的牵引力是F,燃烧汽油的质量为m,汽油的热值为q,那么该型号汽车前进的距离表达式________;
(4)汽车的驾驶位和副驾驶位一般都设有安全带提醒电路,若汽车点火开关S未接通,电路不工作。S接通后,只要有人坐在其中一个座位上,座位下对应的动合开关或受压后接通,安全带指示灯点亮同时铃响(灯与铃工作互不影响),提醒他系上安全带后(即将安全带的插头插入连接插座内),安装在插座内对应的动断开关或断开,安全带指示灯熄灭同时铃不响,图中的电路设计符合要求的是________。
A. B.
C. D.
【答案】(1) 内 不变
(2)比热容大
(3) 30%
(4)B
【详解】(1)[1]汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧后产生的内能转化为机械能。
[2]匀速行驶在水平公路上的汽车,高度不变,质量不变,速度不变,所以重力势能和动能都不变,机械能不变。
(2)因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热。
(3)[1]由图可知,该内燃机的效率为
[2]汽车牵引力做的功为 所以前进的距离表达式为
(4)因汽车点火开关S未接通,则电路不工作,S接通后,指示灯与铃能工作,所以开关S控制整个电路,在干路上。而连在座位下对应的动合开关S1和在插座内对应的动断开关S1′同时控制安全带指示灯和铃,所以开关S1和S1′与指示灯串联, 同理可知,连在座位下对应的动合开关S2和在插座内对应的动断开关S2′同时控制安全带指示灯,所以开关S2和S2′与指示灯与铃串联,由于它们同时控制指示灯与铃,所以指示灯和铃需安装在干路上,由于灯与铃工作互不影响,则灯与铃并联装在干路上,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
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