内容正文:
专题01 内能
考点一 分子动理论
1.(24-25九上·新疆师市·期中)日常班级生活中属于扩散现象的是( )
A.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞 B.粉笔蹭到衣服上,在衣服上留下粉笔痕迹
C.大扫除时,可以闻到清洁剂的香味 D.室外值日打起部分灰尘
【答案】C
【详解】A.擦黑板时,粉笔灰四处飞扬,粉笔灰不是分子,这是物体的运动,属于机械运动,故A不符合题意;
B.粉笔蹭到衣服上,在衣服上留下粉笔痕迹,不是分子运动,不属于扩散现象,故B不符合题意;
C.大扫除时,可以闻到清洁剂的香味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C符合题意;
D.室外值日打起部分灰尘,灰尘不是分子,这是物质的运动,属于机械运动,故D不符合题意。
故选C。
2.(24-25九上·新疆·期中)下列描述中属于扩散现象的是( )
A.桂花花香四溢 B.雪花漫天飘舞
C.灰尘空中飞扬 D.江面雾气弥漫
【答案】A
【详解】A.桂花花香四溢,是因为分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故A符合题意;
BCD.雪花漫天飞舞,灰尘空中飞扬,江面雾气弥漫,都是肉眼可见的运动,属于机械运动,故BCD不符合题意。
故选A。
3.(24-25九上·新疆喀什·期中)下列现象能说明分子在做无规则运动的是( )
A.发生沙尘暴时,空气中弥漫着大量的沙尘
B.洪灾河水中夹带着大量泥沙
C.桃花盛开,处处闻到浓浓的花香
D.寒潮来临,温度骤降,雪花漫天飞舞
【答案】C
【详解】沙尘暴、洪灾河水中夹带着的大量泥沙以及雪花漫天飞舞这些都是宏观上物体的机械运动,不属于分子热运动,闻到浓浓的花香说明花香分子在不停地做无规则运动,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.(24-25九上·新疆哈密·期中)如图所示,图a表示一个中间系有棉线的铁丝圈浸过肥皂水后的情形,图b表示用手指碰破棉线右侧的肥皂膜后的情形.这个实验说明了
A.物体是由大量的分子组成的
B.分子间存在斥力
C.分子间存在引力
D.组成物体的分子在不停地做无规则运动
【答案】C
【详解】右侧肥皂膜破裂后,由于左侧肥皂膜和棉线分子间有力的作用,故将棉线拉向左侧,说明了分子间存在引力,故ABD错误,C正确
5.(24-25九上·新疆昌吉回族·期中)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,下列生活现象能体现分子热运动的是( )
A.酥油茶飘香 B.赛马尘土飞扬
C.歌声余音绕梁 D.冬天大雪纷飞
【答案】A
【详解】A.酥油茶飘香是香气分子不停地做无规则运动的结果,故A符合题意;
B.尘土飞扬是固体小颗粒的运动,不是分子运动,分子肉眼是不能直接看见的,故B不符合题意;
C.余音绕梁是指声音的反射,与分子运动无关,故C不符合题意;
D.大雪纷飞是固体小颗粒的运动,不是分子运动,分子肉眼是不能直接看见的,故D不符合题意。
故选A。
6.(24-25九上·新疆和田第四中学·期中)咸鱼放在冰箱冷冻室里一晚,冷冻室内有咸鱼味,这表明()
A.分子间存在引力
B.分子不停地运动
C.分子间存在斥力
D.温度越低,分子运动越慢
【答案】B
【详解】分子动理论告诉我们:一切物质都是由分子构成的,构成物质的分子在永不停息地做无规则运动,咸鱼身上的盐分子在不停地运动,充满了整个冷冻室,所以冷冻室内有咸鱼味,故B符合题意.
7.(24-25九上·新疆和田第三中学·期中)关于温度、比热容、热量、内能,以下说法正确的是 ( )
A.一块0℃冰的分子不会运动
B.一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C.一个物体温度升高了,它的一定内能增加
D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较小
【答案】C
【详解】A.一切物质的分子都在不停地做无规则运动,故A错误;
B.晶体物质熔化过程中,吸收热量,但温度保持不变,故B错误;
C.物体的温度升高,分子运动速度加快,内能一定增加,故C正确;
D.汽车用水做冷却剂是由于水的比热容较大,在升高温度相同时,可以带走更多的热量,故D错误。
故选C。
8.(24-25九上·新疆巴音·期中)关于分子,你认为下面说法中不正确的是( )
A.物质由大量分子组成
B.分子永不停息地做无规则运动
C.分子之间存在空隙
D.有的分子之间只有引力,有的分子之间只有斥力
【答案】D
【详解】A. 一切物体都是由分子组成的,该选项说法正确,不符合题意;B. 分子在永不停息地做无规则运动,该选项说法正确,不符合题意;C. 分子之间存在空隙,该选项说法正确,不符合题意;D. 分子之间的引力和斥力是同时存在的,该选项说法不正确,符合题意.故选D.
9.(24-25九上·新疆和田第三中学·期中)我国第一位“太空教师”王亚平在“天宫一号”授课时,将一个金属圈插入饮用水袋,抽出后制作了一个水膜,往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好,如图甲所示,这表明分子之间存在 ______ ;用注射器向制作好的水球内注入少量红色液体,水球变成了一枚“红宝石”,如图乙所示,这表明分子在 ______ 。
【答案】 引力 在不停地做无规则运动
【详解】[1]因为分子间存在引力,所以水膜依然完好。
[2]由于分子永不停息的做无规则热运动,所以水球变成了一枚“红宝石”
考点二 内能基础
1.(24-25九上·新疆师市·期中)下列家庭生活情景中,画横线的物体内能减小的是( )
A.小悦把饮料放入冰箱 B.妈妈把被子晾在阳光下
C.爸爸正在用电水壶烧水 D.奶奶正在用热水泡脚
【答案】A
【详解】A.把饮料放到冰箱里,饮料放出热量,则饮料的内能减少,故A符合题意;
B.妈妈把被子晾在阳光下,被子从阳光中吸收热量,使被子的内能增加,故B不符合题意;
C.用电水壶烧水,水吸收热量,内能增加,故C不符合题意;
D.用热水泡脚时,脚从水中吸收热量,使脚的内能增加,故D不符合题意。
故选A。
2.(24-25九上·新疆·期中)如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加 B.吸热,内能减少 C.放热,内能增加 D.放热,内能减少
【答案】A
【详解】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。点灯后,水在升温的过程中,水吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变水的内能。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(24-25九上·新疆·期中)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
【答案】D
【详解】AB.高压泵压缩CO2,此时对气体做功,因此气体内能增大,温度升高,故AB错误;
CD.高压CO2气体喷出时,气体对外做功,内能减小,温度降低,故C错误,D正确。
故选D。
4.(24-25九上·新疆昌吉回族·期中)在下列实例中,用热传递的方式来改变物体内能的是( )
A.两手相互摩擦,手的温度升高
B.用锯条锯木板,锯条的温度升高
C.用手反复弯折铁丝,弯折处铁丝的温度升高
D.用热水袋暖手,手的温度升高
【答案】D
【详解】A.两手相互摩擦,是克服摩擦做功,使手的温度升高,故A不符合题意;
B.用锯条锯木板,是克服摩擦做功,使锯条的温度升高,故B不符合题意;
C.用手反复弯折铁丝,是通过做功使弯折处铁丝的温度升高,故C不符合题意;
D.用热水袋暖手,是通过热传递的方式使手的温度升高,故D符合题意。
故选D。
5.(24-25九上·新疆和田·期中)如图,用酒精灯给试管中的水加热,一段时间后橡皮塞被冲开,下列说法正确的是( )
A.酒精灯中酒精的质量越大,酒精的热值越大
B.酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C.试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D.橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
【答案】C
【详解】A.燃料的热值仅与燃料的种类有关,燃料的质量无关,故A错误;
B.酒精燃烧放出的热量要散失到空气中一部分,被试管吸收一部分,所以,酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收,故B错误;
C.加热过程中,通过热传递的方式增加水的内能,故C正确;
D.塞子冲出时,是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能,与内燃机的做功冲程能量转化相同,故D错误。
故选C。
6.(24-25九上·新疆巴音·期中)下列事例中,用做功的方法使物体内能增加的是( )
A.热水淋浴后,全身感到暖和 B.冬天,对手哈气,手感到暖和
C.冬天,两手互相摩擦,手感到暖和 D.冬天,室内用暖气取暖,感到暖和
【答案】C
【详解】A.热水淋浴,全身感到暖和是通过热传递的方式增加内能的,故A不符合题意;
B.冬天,对手哈气,手感到暖和是通过热传递的方式增加内能的,故B不符合题意;
C.冬天,两手互相摩擦,手感到暖和是通过做功的方式增加内能的,故C符合题意;
D.冬天,室内用暖气取暖,感到暖和是通过热传递的方式增加内能的,故D不符合题意。
故选C。
7.(24-25九上·新疆和田·期中)下列关于物体内能说法正确的是( )
A.同一杯水内能越大温度越高 B.0℃以上的物体才有内能
C.温度相同的物体内能一定相等 D.只有做功才能改变物体内能
【答案】A
【详解】A.物体内能与温度有关,同一杯水内能越大温度越高,故A正确;
B.物体在任何温度下都具有内能,故B错误;
C.物体的内能与物体质量、温度、体积有关,温度相同的物体内能不一定相等,故C错误;
D.做功与热传递是改变物体内能的两种方式,故D错误。
故选A。
8.(24-25九上·新疆巴音·期中)下列说法正确的是( )
A.任何状态下处于任何位置的物体都具有内能
B.机械能大的物体内能一定大
C.静止在地面上的物体无内能
D.空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多
【答案】A
【详解】一切物体都有内能,所以A选项是正确的,C选项是错误的.
内能的大小只和物体的温度以及物体的质量有关,所以内能的大小和机械能无关,与物体是否运动也无关,所以B、D选项是错误的.
故选A。
考点三 比热容
1.(24-25九上·新疆师市·期中)热平衡,指同外界接触的物体,其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。把10g0℃的冰与140g10℃的水混合(不计热量损失),达到热平衡时的温度为5℃。现有一定质量的一杯水温度降低1℃放出的热量刚好使1克0℃的冰熔化为0℃的水,则这杯水的质量为( )()
A.85g B.65g C.45g D.25g
【答案】B
【详解】140克10℃的水降到5℃时放出的热量为
10g 0℃的水温度升高到5℃吸收的热量为
故10g 0℃的冰熔化为同温度的水吸收的热量为 1克0℃的冰熔化为0℃的水需要的热量为 因为一定质量的一杯水温度降低1℃放出的热量刚好使1g0℃的冰熔化为0℃的水,所以水的质量为 故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(24-25九上·新疆乌鲁木齐·期中)炎热的夏天,阳光直射,湖边的石凳很烫,湖水却很凉,这是由于水具有较大的( )
A.比热容 B.热量 C.内能 D.密度
【答案】A
【详解】炎热的夏天,阳光直射,湖边的石凳很烫,湖水却很凉,这是由于水具有较大的比热容,相同质量的水和石头相比,吸收相同热量,水的温度变化较小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)如图是古代的省油灯,使用时往上方容器中注油,往下方夹层里注水,油灯就发光了。南宋诗人陆游在《老学庵笔记》说:“书灯勿用铜盏,惟瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏,注水于唇窍中,可省油之半。”c陶瓷>c铜,下列说法错误的是( )
A.陶瓷的比热容比铜大,从相同大小的火焰吸收相同的热量,陶瓷升温比铜慢
B.冷水吸收热量,进一步降低了油的温度
C.瓷质省油灯中油的温度比铜质普通油灯中油的温度低,油蒸发慢,因此省油
D.在燃烧过程中,油的密度、热值和比热容都变小
【答案】D
【详解】A.陶瓷的比热容比铜大,从相同大小的火焰吸收相同的热量,根据可知,陶瓷升温比铜慢,故A正确;
B.在夹层中加水,因为水的比热容较大,可以吸收更多的热量,所以可以使油的温度降低, 故B正确;
C.瓷质省油灯中油的温度比铜质普通油灯中油的温度低,可以减慢油的蒸发,因此省油,故C正确;
D.在燃烧过程中,油的温度升高,体积变大,密度变小,但热值和比热容都不变,故D错误。
故选D。
4.(24-25九上·新疆昌吉回族·期中)如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.甲图中厚玻璃瓶内的空气被压缩,空气内能减少
B.乙图中瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶子内空气的内能增加
C.丙图中气缸的气体推动活塞向下运动时,气缸内气体的内能减少
D.丁图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能增大.
【答案】C
【详解】A.图甲,厚玻璃瓶内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,空气的内能增加,故A错误;
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对塞子做功,瓶子内空气的内能减小,故B错误;
C.图丙,汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气缸内气体的内能减少,故C正确;
D.图丁试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,故D错误。
故选C。
5.(24-25九上·新疆喀什·期中)下列说法中,不能利用“水的比热容大”的性质解释的是( )
A.夏天往地上洒水能降温 B.人工湖能调节气温
C.汽车发动机用水降温 D.阳光下沙滩升温比海水快
【答案】A
【详解】A.夏天往地上洒水,主要是利用水汽化成水蒸气过程中吸收热量来降温,与水的比热容无关,故A符合题意;
B.由于水的比热容最大,相同质量的水和其它物质比较,吸相同的热量,水温度上升的慢,与水的比热容有关,故B不符合题意;
C.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度时,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,与水的比热容有关,故C不符合题意;
D.相同质量的沙子和水在吸收相同热量时,水的比热容大,温度变化慢,所以阳光下沙滩比海水升温快,与水的比热容有关,故D不符合题意。
故选A。
6.(24-25九上·新疆昌吉回族·期中)沿海地区的昼夜温差较小,而内陆地区(尤其是沙漠)的昼夜温差较大,这主要是因为( )
A.水的内能多,沙石的内能少 B.水的导热性好,沙石的导热性差
C.水的比热容大,沙石的比热容小 D.水吸收的热量多,沙石吸收的热量少
【答案】C
【详解】沿海地区水多,内陆地区(尤其是沙漠)水少、沙石多,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小,故 ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)锅炉的加热效率是锅炉的一个重要参数,提高锅炉效率不仅可以降低成本,还可以减少环境污染。在1标准大气压下,用热值为7×107J/kg的标准煤将200kg初温为20℃的水加热至沸腾,水吸收的热量为_______J,若锅炉的效率是40%,则需要消耗__________kg标准煤;若将锅炉的效率提高到60%,则可以节省_______kg标准煤。
【答案】 6.72×107 2.4 0.8
【详解】[1]水吸收的热量
[2]由可得,标准煤完全燃烧释放的热量 由可得,需要标准煤的质量
[3]将锅炉的效率提高到60%时,标准煤完全燃烧释放的热量 需要标准煤的质量 则可减少燃烧标准煤的质量
8.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)将质量相同的甲、乙、丙三块金属放入同一杯水中加热至沸腾一段时间后,同时取出立即放到上表面平整的蜡块上,经过一定时间后,蜡块形状基本不再变化时的情形如图所示.则这段时间内,蜡块的内能____(选填“增加”、“减少”或“不变”),三块金属中放出热量最多的是_____;比热容最小的是_____.
【答案】 增加 丙 甲
【详解】根据题意知道,将三块温度高的金属体放在蜡块上,蜡块会吸收热量,温度升高,所以,其内能会增加;由图知道,金属块丙下方的石蜡熔化快,说明金属块丙放出的热量最多;由知道,在甲、乙、丙三个金属块的质量、温度的变化值是相等时,由于金属块甲放出的热量最少,金属块丙放出的热量最多,所以金属块甲的比热容小.
9.(24-25九上·新疆巴音·期中)水稻是喜温植物,春季育秧时,通常傍晚向秧田灌水,早晨将水放出,以防霜冻,隐含的物理知识是,水的__________较大;气温降低时,水能__________(选填“放出”或“吸收”)较多的__________(选填“温度”、“内能”或“热量”)。
【答案】 比热容 放出 热量
【详解】[1]水的比热容是常见物体中最大的。
[2][3]根据可知,气温降低时,由于水的比热容比较大,在质量一定时,水可以放出更多的热量。
10.(24-25九上·新疆岳普湖县第三中学·期中)水的比热容值是4.2×103_____________,它表示的物理意义是___________________
【答案】 J/(kg·℃) 见解析
【详解】[1][2]水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);它表示的物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量是4.2×103J。
11.(24-25九上·新疆和田第三中学·期中)在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的.这是因为 _________ 的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时, __________ 的温度升高得更快的缘故.
【答案】 海水 沙子
【详解】[1]质量相同的不同物质,吸收相同的热量时,比热容大的温度变化小.故在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的.
[2]这是因为海水的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时,沙子的温度升高得更快的缘故.
12.(24-25九上·新疆乌鲁木齐第七十中学·期中)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度;
(1)组装器材时应按照______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取______相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过______方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过______(选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为______℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示,则液体______(选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
【答案】 自下而上 质量 热传递 加热时间的长短 33 B
【详解】(1)[1]实验时要用酒精灯的外焰加热,故组装器材时,先安装酒精灯,应按照自下而上的顺序依次安装。
(2)[2][3]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、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过热传递方式来增大液体内能的。
(3)[4]实验中运用转换法,通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。
(4)[5]由乙图可知,温度计分度值为1℃,加热一段时间后,液体B的温度为33℃。
(5)[6]根据绘制出的温度—时间图象可知,升高相同的温度,B加热时间长,B的吸热能力强,比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同时,B放热多,故液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
13.(24-25九上·新疆乌鲁木齐七十中学·期中)氢燃料汽车是指以氢为主要能量来移动的汽车,其燃烧产物是水和少量氮氧化合物,对空气污染很少,并且氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取,制作时也不需要对汽车发动机进行大的改装。2024年国内某氢燃料大巴车以的恒定功率匀速行驶,燃烧氢燃料,求:
(1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的50%被质量为、温度为的水吸收,能使水的温度升高多少℃?
(3)该段时间内,氢燃料电池大巴车的能最转化效率为多少?
【答案】(1)
(2)25℃
(3)50%
【详解】(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
(2)根据题意知道 ,水吸收的热量 由知道,水升高的温度
(3)由 知道,氢燃料电池大巴所做的功氢燃料电池大巴车的能量转化效率
14.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展,我国风力发电开发走在了世界前列,装机容量居全球第一。某地有一风力发电站,其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J。1年内提供的电能约为4.8×1011J。求:
(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,可以使100g常温下的水升高多少摄氏度?
(2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供,且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,则需要完全燃烧多少t煤炭?(煤炭的热值q约3.0×107J/kg)
【答案】(1)30℃
(2)40t
【解析】(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,水吸收能量为
升高的温度为
(2)火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,则煤炭完全燃烧释放的能量为
需要煤炭的质量为
15.(24-25九上·新疆·期中)某家庭用的燃气热水器,将20kg的水从10℃加热到60℃,完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为,煤气的热值为。求:
(1)煤气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器烧水的效率。
【答案】(1)1.68×107J
(2)4.2×106J
(3)25%
【详解】(1)煤气完全燃烧放出的热量为
(2)水吸收的热量为
(3)该热水器烧水的效率为
16.(24-25九上·新疆巴音·期中)用天然气烧水,燃烧0.5m3的天然气使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容,天然气的热值,求:
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放;
(2)水吸收的热量Q吸;
(3)天然气灶的效率。
【答案】(1)3.5×107J
(2)2.1×107J
(3)60%
【详解】(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量为
(2)水吸收的热量为
(3)天然气灶的效率为
17.(24-25九上·新疆吐鲁番·期中)天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下,用天然气灶将质量为2kg的水,从20℃加热至沸腾。已知水的比热容 c水=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=4.2×107J/m3,求:
(1)水吸收的热量;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量80%被水吸收,烧开这壶水需要多少m3天然气。
【答案】(1)6.72×105J
(2)0.02m3
【详解】(1)在一个标准大气压下,水沸腾时,温度为100℃,将质量为2kg的水,从20℃加热至沸腾,水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(2)天然气完全燃烧放出的热量为 消耗天然气的体积
18.(24-25九上·新疆哈密第四中学·期中)如图甲所示,1个标准大气压下,使用效率为50%的普通煤炉将壶内20℃的2.5kg水烧开。已知:,,求:
(1)把壶内水烧开,水需要吸收的热量Q吸;
(2)普通煤炉至少燃烧煤的质量m煤。
(3)为提高煤炉效率,某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,还可以额外把炉壁间2kg水从20℃加热至40℃。求此双加热煤炉的烧水效率η2。
【答案】(1)8.4×105J;(2)0.056kg;(3)60%
【详解】解:(1)1个标准大气压下水的沸点为100℃,把壶内水烧开,水需要吸收的热量
(2)煤燃烧放出的热量 普通煤炉至少燃烧煤的质量
(3)炉壁间的水吸收的热量 在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中,煤燃烧放出的热量不变,壶内水吸收的热量不变,则吸收的总的热量为 此双加热煤炉的烧水效率
1.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)4月24日是中国航天日,物理兴趣小组的同学们用饮料瓶自制了火箭模型,如图所示,在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器,按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,纸筒立即飞出,此过程分析正确的是( )
A.瓶口喷入的雾状酒精是气体
B.电火花放电使酒精燃烧的过程,将电能转化为酒精的化学能
C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于汽油机的压缩冲程
D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减少,温度降低
【答案】D
【详解】A.瓶口喷入的雾状酒精是液态酒精,故A错误;
B.酒精燃烧时,消耗化学能,产生内能,故是将化学能转化为内能的过程,故B错误;
C.燃气推动纸筒飞出去,将内能转化为机械能,内燃机的做功冲程也将内能转化机械能,因此燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的做功冲程,故C错误;
D.气体对纸筒做功,纸筒飞出,瓶内气体内能减小,温度降低,故D正确。
故选D。
2.(24-25九上·新疆乌鲁木齐第七十中学·期中)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0.5kg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_________(填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为_________。这种液体在0-15min内放出的热量为_________。
【答案】 甲 2.1×103J/(kg·℃) 4.2×104J
【详解】[1]如图,两种液体的质量相等,放出相同的热量(相等的时间内),甲的温度降低得少,说明甲的比热容大,而水的比热容大,所以甲是水。
[2] 水和乙的质量相等,升高相同的温度,15min时,放出的热量相同,水的温度降低了20℃,乙的温度降低了40℃,可知乙与水的比热容之比为 所以煤油的比热容为
[3]水和乙在相同的时间内放出的热量相同,所以这种液体在0-15min内放出的热量为
Q放=c水m(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(60℃-40℃)=4.2×104J
。
3.(24-25九上·新疆哈密四中·期中)我国是一个历史悠久的文明古国,拥有丰富的历史和文化,其中也蕴含着许多物理知识:
(1)安吉白茶享誉海内外,泡一壶,香气扑面而来,说明了分子在______。茶叶还可以用做茶叶蛋,茶叶蛋的蛋白部分被染成了茶色,这说明发生了______现象;
(2)旧时,国人喜欢用铝壶烧开水,壶中的水蒸气将壶盖顶起来,这是对外做功,将水蒸气的______能转化成壶盖的______能;
(3)景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器,如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒即燃,随即将扦拔出,口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中,筒内密封气体的密度______,内能______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1) 不停地做无规则运动 扩散
(2) 内 机械
(3) 变大 变大
【详解】(1)[1]安吉白茶享誉海内外,泡一壶,香气扑面而来,这是扩散现象,说明了分子在不停地做无规则运动。
[2]茶叶还可以用做茶叶蛋,茶叶蛋的蛋白部分被染成了茶色,这说明发生了扩散现象,表明分子在不停地做无规则运动。
(2)[1][2]用铝壶烧开水,壶中的水蒸气对壶盖做功,将壶盖顶起来,水蒸气的内能转化成壶盖的机械能。
(3)[1][2]手推杆入筒的过程中,筒内密封气体的质量不变,体积变小,由可知,密度变大;推杆压缩气体过程中,活塞对气体做功,所以气体内能增加。
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专题01 内能
考点一 分子动理论
1.(24-25九上·新疆师市·期中)日常班级生活中属于扩散现象的是( )
A.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞 B.粉笔蹭到衣服上,在衣服上留下粉笔痕迹
C.大扫除时,可以闻到清洁剂的香味 D.室外值日打起部分灰尘
2.(24-25九上·新疆·期中)下列描述中属于扩散现象的是( )
A.桂花花香四溢 B.雪花漫天飘舞
C.灰尘空中飞扬 D.江面雾气弥漫
3.(24-25九上·新疆喀什·期中)下列现象能说明分子在做无规则运动的是( )
A.发生沙尘暴时,空气中弥漫着大量的沙尘
B.洪灾河水中夹带着大量泥沙
C.桃花盛开,处处闻到浓浓的花香
D.寒潮来临,温度骤降,雪花漫天飞舞
4.(24-25九上·新疆哈密·期中)如图所示,图a表示一个中间系有棉线的铁丝圈浸过肥皂水后的情形,图b表示用手指碰破棉线右侧的肥皂膜后的情形.这个实验说明了
A.物体是由大量的分子组成的
B.分子间存在斥力
C.分子间存在引力
D.组成物体的分子在不停地做无规则运动
5.(24-25九上·新疆昌吉回族·期中)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,下列生活现象能体现分子热运动的是( )
A.酥油茶飘香 B.赛马尘土飞扬
C.歌声余音绕梁 D.冬天大雪纷飞
6.(24-25九上·新疆和田第四中学·期中)咸鱼放在冰箱冷冻室里一晚,冷冻室内有咸鱼味,这表明()
A.分子间存在引力
B.分子不停地运动
C.分子间存在斥力
D.温度越低,分子运动越慢
7.(24-25九上·新疆和田第三中学·期中)关于温度、比热容、热量、内能,以下说法正确的是 ( )
A.一块0℃冰的分子不会运动
B.一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C.一个物体温度升高了,它的一定内能增加
D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较小
8.(24-25九上·新疆巴音·期中)关于分子,你认为下面说法中不正确的是( )
A.物质由大量分子组成
B.分子永不停息地做无规则运动
C.分子之间存在空隙
D.有的分子之间只有引力,有的分子之间只有斥力
9.(24-25九上·新疆和田第三中学·期中)我国第一位“太空教师”王亚平在“天宫一号”授课时,将一个金属圈插入饮用水袋,抽出后制作了一个水膜,往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好,如图甲所示,这表明分子之间存在 ______ ;用注射器向制作好的水球内注入少量红色液体,水球变成了一枚“红宝石”,如图乙所示,这表明分子在 ______ 。
考点二 内能基础
1.(24-25九上·新疆师市·期中)下列家庭生活情景中,画横线的物体内能减小的是( )
A.小悦把饮料放入冰箱 B.妈妈把被子晾在阳光下
C.爸爸正在用电水壶烧水 D.奶奶正在用热水泡脚
2.(24-25九上·新疆·期中)如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加 B.吸热,内能减少 C.放热,内能增加 D.放热,内能减少
3.(24-25九上·新疆·期中)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
4.(24-25九上·新疆昌吉回族·期中)在下列实例中,用热传递的方式来改变物体内能的是( )
A.两手相互摩擦,手的温度升高
B.用锯条锯木板,锯条的温度升高
C.用手反复弯折铁丝,弯折处铁丝的温度升高
D.用热水袋暖手,手的温度升高
5.(24-25九上·新疆和田·期中)如图,用酒精灯给试管中的水加热,一段时间后橡皮塞被冲开,下列说法正确的是( )
A.酒精灯中酒精的质量越大,酒精的热值越大
B.酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C.试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D.橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
6.(24-25九上·新疆巴音·期中)下列事例中,用做功的方法使物体内能增加的是( )
A.热水淋浴后,全身感到暖和 B.冬天,对手哈气,手感到暖和
C.冬天,两手互相摩擦,手感到暖和 D.冬天,室内用暖气取暖,感到暖和
7.(24-25九上·新疆和田·期中)下列关于物体内能说法正确的是( )
A.同一杯水内能越大温度越高 B.0℃以上的物体才有内能
C.温度相同的物体内能一定相等 D.只有做功才能改变物体内能
8.(24-25九上·新疆巴音·期中)下列说法正确的是( )
A.任何状态下处于任何位置的物体都具有内能
B.机械能大的物体内能一定大
C.静止在地面上的物体无内能
D.空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多
考点三 比热容
1.(24-25九上·新疆师市·期中)热平衡,指同外界接触的物体,其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。把10g0℃的冰与140g10℃的水混合(不计热量损失),达到热平衡时的温度为5℃。现有一定质量的一杯水温度降低1℃放出的热量刚好使1克0℃的冰熔化为0℃的水,则这杯水的质量为( )()
A.85g B.65g C.45g D.25g
2.(24-25九上·新疆乌鲁木齐·期中)炎热的夏天,阳光直射,湖边的石凳很烫,湖水却很凉,这是由于水具有较大的( )
A.比热容 B.热量 C.内能 D.密度
3.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)如图是古代的省油灯,使用时往上方容器中注油,往下方夹层里注水,油灯就发光了。南宋诗人陆游在《老学庵笔记》说:“书灯勿用铜盏,惟瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏,注水于唇窍中,可省油之半。”c陶瓷>c铜,下列说法错误的是( )
A.陶瓷的比热容比铜大,从相同大小的火焰吸收相同的热量,陶瓷升温比铜慢
B.冷水吸收热量,进一步降低了油的温度
C.瓷质省油灯中油的温度比铜质普通油灯中油的温度低,油蒸发慢,因此省油
D.在燃烧过程中,油的密度、热值和比热容都变小
4.(24-25九上·新疆昌吉回族·期中)如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.甲图中厚玻璃瓶内的空气被压缩,空气内能减少
B.乙图中瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶子内空气的内能增加
C.丙图中气缸的气体推动活塞向下运动时,气缸内气体的内能减少
D.丁图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能增大.
5.(24-25九上·新疆喀什·期中)下列说法中,不能利用“水的比热容大”的性质解释的是( )
A.夏天往地上洒水能降温 B.人工湖能调节气温
C.汽车发动机用水降温 D.阳光下沙滩升温比海水快
6.(24-25九上·新疆昌吉回族·期中)沿海地区的昼夜温差较小,而内陆地区(尤其是沙漠)的昼夜温差较大,这主要是因为( )
A.水的内能多,沙石的内能少 B.水的导热性好,沙石的导热性差
C.水的比热容大,沙石的比热容小 D.水吸收的热量多,沙石吸收的热量少
7.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)锅炉的加热效率是锅炉的一个重要参数,提高锅炉效率不仅可以降低成本,还可以减少环境污染。在1标准大气压下,用热值为7×107J/kg的标准煤将200kg初温为20℃的水加热至沸腾,水吸收的热量为_______J,若锅炉的效率是40%,则需要消耗__________kg标准煤;若将锅炉的效率提高到60%,则可以节省_______kg标准煤。
8.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)将质量相同的甲、乙、丙三块金属放入同一杯水中加热至沸腾一段时间后,同时取出立即放到上表面平整的蜡块上,经过一定时间后,蜡块形状基本不再变化时的情形如图所示.则这段时间内,蜡块的内能____(选填“增加”、“减少”或“不变”),三块金属中放出热量最多的是_____;比热容最小的是_____.
9.(24-25九上·新疆巴音·期中)水稻是喜温植物,春季育秧时,通常傍晚向秧田灌水,早晨将水放出,以防霜冻,隐含的物理知识是,水的__________较大;气温降低时,水能__________(选填“放出”或“吸收”)较多的__________(选填“温度”、“内能”或“热量”)。
10.(24-25九上·新疆岳普湖县第三中学·期中)水的比热容值是4.2×103_____________,它表示的物理意义是___________________
11.(24-25九上·新疆和田第三中学·期中)在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的.这是因为 _________ 的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时, __________ 的温度升高得更快的缘故.
12.(24-25九上·新疆乌鲁木齐第七十中学·期中)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度;
(1)组装器材时应按照______(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取______相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过______方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过______(选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为______℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示,则液体______(选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
13.(24-25九上·新疆乌鲁木齐七十中学·期中)氢燃料汽车是指以氢为主要能量来移动的汽车,其燃烧产物是水和少量氮氧化合物,对空气污染很少,并且氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取,制作时也不需要对汽车发动机进行大的改装。2024年国内某氢燃料大巴车以的恒定功率匀速行驶,燃烧氢燃料,求:
(1)质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的50%被质量为、温度为的水吸收,能使水的温度升高多少℃?
(3)该段时间内,氢燃料电池大巴车的能最转化效率为多少?
14.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展,我国风力发电开发走在了世界前列,装机容量居全球第一。某地有一风力发电站,其中一台风力发电机1s内提供的电能约为1.8×104J。1年内提供的电能约为4.8×1011J。求:
(1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,可以使100g常温下的水升高多少摄氏度?
(2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供,且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,则需要完全燃烧多少t煤炭?(煤炭的热值q约3.0×107J/kg)
15.(24-25九上·新疆·期中)某家庭用的燃气热水器,将20kg的水从10℃加热到60℃,完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为,煤气的热值为。求:
(1)煤气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器烧水的效率。
16.(24-25九上·新疆巴音·期中)用天然气烧水,燃烧0.5m3的天然气使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容,天然气的热值,求:
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放;
(2)水吸收的热量Q吸;
(3)天然气灶的效率。
17.(24-25九上·新疆吐鲁番·期中)天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下,用天然气灶将质量为2kg的水,从20℃加热至沸腾。已知水的比热容 c水=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=4.2×107J/m3,求:
(1)水吸收的热量;
(2)若天然气完全燃烧放出的热量80%被水吸收,烧开这壶水需要多少m3天然气。
18.(24-25九上·新疆哈密第四中学·期中)如图甲所示,1个标准大气压下,使用效率为50%的普通煤炉将壶内20℃的2.5kg水烧开。已知:,,求:
(1)把壶内水烧开,水需要吸收的热量Q吸;
(2)普通煤炉至少燃烧煤的质量m煤。
(3)为提高煤炉效率,某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,还可以额外把炉壁间2kg水从20℃加热至40℃。求此双加热煤炉的烧水效率η2。
1.(24-25九上·新疆巴州华山中学·期中)4月24日是中国航天日,物理兴趣小组的同学们用饮料瓶自制了火箭模型,如图所示,在瓶子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器,按下按钮会产生电火花。演示时从瓶口喷入雾状酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,纸筒立即飞出,此过程分析正确的是( )
A.瓶口喷入的雾状酒精是气体
B.电火花放电使酒精燃烧的过程,将电能转化为酒精的化学能
C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于汽油机的压缩冲程
D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减少,温度降低
2.(24-25九上·新疆乌鲁木齐第七十中学·期中)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0.5kg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_________(填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为_________。这种液体在0-15min内放出的热量为_________。
3.(24-25九上·新疆哈密四中·期中)我国是一个历史悠久的文明古国,拥有丰富的历史和文化,其中也蕴含着许多物理知识:
(1)安吉白茶享誉海内外,泡一壶,香气扑面而来,说明了分子在______。茶叶还可以用做茶叶蛋,茶叶蛋的蛋白部分被染成了茶色,这说明发生了______现象;
(2)旧时,国人喜欢用铝壶烧开水,壶中的水蒸气将壶盖顶起来,这是对外做功,将水蒸气的______能转化成壶盖的______能;
(3)景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器,如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒即燃,随即将扦拔出,口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中,筒内密封气体的密度______,内能______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
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