内容正文:
专题02内能的利用
地 城
考点01
能量的转化与守恒
1.(24-25九上·吉林实验中学·期中)如图所示是《天工开物》中记载的古人炒蒸油料的场景。下列过程与物理知识对应不正确的是( )
A.飘香,一属于扩散现象
B.蒸煮——油料吸收热量,内能增大
C.翻炒一主要利用做功的方式增加油料的内能
D.加热一木炭燃烧将化学能转化为内能,此过程中能量是守恒的
2.(24-25九上·吉林长春吉大尚德学校·期中)某款手机拥有反向无线充电的技术,如图所示,将甲手机置于乙手机上,就能给甲手机充电-此时乙手机相当于电路中的 乙手机将 能转化为电能;制作手机芯片的主要材料是 。
3.(24-25九上·吉林东北师大附中新城校区·期中)现阶段,混合动力汽车成为我们生活中比较常见的代步工具。
(1)给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的 ;汽车各转向灯能独立工作,因此转向灯间是 联的;
(2)传统汽车发动机为汽油发动机,它把汽油燃烧产生的 能部分转化为机械能。汽车在刹车过程中,机械能转化内能,这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能,这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 性的;
(3)而电动汽车,是通过蓄电池来提供电能,通过电动机得到动力,电动车的电源采用的是48V的电压,如果使用12V的蓄电池,则应将 个蓄电池 联。
4.(24-25九上·吉林长春榆树第二实验中学·期中)东北铁锅炖深受大家喜爱,用木柴烧大锅做出来的食物香味浓郁。
(1)干木柴燃烧时将 转化成内能。
(2)炖煮锅内食物是通过 的方式改变内能。
(3)苞米面饼子能贴在铁锅周围,是因为 。
(4)已知干木柴的热值为1.2×10⁷J/kg,如果某次炖煮使用干木柴10kg,若锅内食物吸收的热量为6×10⁷J,则本次煮炖的效率为 。
(5)食物放凉之后香气没有那么浓郁,说明分子热运动的快慢与 有关。
5.(24-25九上·吉林长春吉大尚德学校·期中)火星是离太阳第四近的行星,火星大气密度大约只有地球的1%,平均大气压强约为700Pa。火星地表沙丘、砾石遍布。我国首个火星探测器“天问一号”(如图甲所示)由长征五号遥四运载火箭发射升空,一次性完成了“绕、落、巡”三大任务,是世界航天史上的先例。探测器进入火星大气层之后沿椭圆轨道绕火星运动(如图乙所示),实现火星的远、近火点环绕探测(忽略火星大气的阻力),并选择在合适的位置着陆火星表面。下列说法正确的是( )
A.火星表面上水的沸点要低于地球表面上水的沸点
B.沙石的比热容较大,所以火星表面昼夜温差较小
C.火箭使用的氢燃料燃烧时将内能转化为化学能
D.火箭用液态氢作为燃料,是因为液态氢具有热值大的特点
6.(24-25九上·吉林长春九台区·)中国制造无人机灯光秀备受各国青睐,为节约能源使用LED作为光源,LED是由 材料制成的。无人机分为电力无人机和油力无人机,油力无人机将油燃烧的化学能转化为 能。
7.(24-25九上·吉林长春东北师大附中明珠学校·期中)“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气,被誉为未来能源的“明星”。若页岩气的热值为 ,完全燃烧0.1m3页岩气可放出 J的热量。利用“页岩气”燃烧加热水,使水的温度升高,这个过程是将“页岩气”的化学能转化为水的 。
8.(24-25九上·吉林长春第八十七中学·期中)LED灯是新型节能灯,将一只LED灯接在电池两端时不亮,对调电池正、负极后亮了,说明LED灯具有 性:用手触摸发光的LED灯,发现它几乎不发热,是因为它主要将电能转化为 能。目前,科学家也在努力研发常温下电阻为零的 材料,由这种材料制成的电器将不存在热损耗。
9.(24-25九上·吉林实验中学·期中)为降低石油消耗和碳排放,我国发展新能源汽车。关于汽车,下列说法正确的是( )
A.蓄电池充电时相当于电源
B.轮胎放气减压,胎内气体温度下降
C.燃料充分燃烧能提高发动机的效率
D.车载太阳能电池板将光能转化为化学能
10.(24-25九上·吉林长春北湖学校·期中)摩擦焊接技术在航空航天中应用广泛。如图所示,焊接时,两根金属棒高速旋转,剧烈摩擦,使焊接面温度升高变为液态,冷却后焊接在一起。
(1)摩擦焊接改变金属棒内能的方式是 ,此过程中 能转化为内能;
(2)能量转化的过程中,遵循能量 定律;能否造出永动机? ;
(3)降温冷却后两块金属棒很难拉开,是因为各微粒间存在 。
11.(24-25九上·吉林东北师大附中新城校区·期中)食堂使用煤气灶烹饪食物。使用煤气灶时,打开煤气阀门,拧动点火装置。
(1)煤气在燃烧时把 能转化为内能,其热值 ;当气温下降导致更多热量散失到空气中时,燃料的利用率 ;
(2)烹饪食物是通过 的方式改变食物的内能;
(3)炒菜时饭菜飘香,这是 现象;说明一切物质的分子都在永不停息地做 ;
(4)食堂做饭需要将2kg水从20℃加热到100℃,需要吸收的热量是 J(水的比热容为)。
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考点02
热机
12.(24-25九上·吉林长春榆树第二实验中学·期中)下列各事例中的能量转化过程,其中与汽油机压缩冲程的能量转化相同的是( )
A.拉弓射箭 B.光合作用
C.钻木取火 D.火箭发射
13.(24-25九上·吉林长春第一〇八学校·期中)汽车有四个冲程,能为汽车提供动力的是( )
A.进气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
14.(23-24九上·吉林长春德惠·期中)如图所示的演示实验,展示了热机中哪个冲程的工作原理( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
15.(24-25九上·吉林长春九台区·)夏季,为活跃市场经济,九台夜市悄然兴起,各色美食吸引市民驻足品尝,下列说法错误的是( )
A.柠檬茶里的冰块没有内能
B.烤玉米的木炭没有完全燃烧,其热值不变
C.烧烤炉内,焦炭燃烧的过程是将化学能转化为内能
D.人们很远就闻到鱿鱼的香味,是因为分子在不停地做无规则运动
16.(24-25九上·吉林长春德惠·期中)下列交通工具中没有利用热机的是( )
A.喷气式飞机 B.山地自行车
C.越野摩托车 D.燃油汽车
17.(24-25九上·吉林实验中学·期中)下列装备的动力装置不是热机的是( )
A.电动汽车 B.海缆施工船
C.国产飞机C919 D.长征五号运载火箭
18.(24-25九上·吉林松原前郭三中·期中)四冲程汽油机工作时,为汽车提供动力的是 冲程;汽油燃烧时,将 能转化为内能。
19.(24-25九上·吉林吉林船营区吉林第七中学校·期中)汽车刹车的过程中,机械能减少,转化为轮胎、地面和空气的 能,单从能量转化角度来看,这与汽油机中的 冲程是相同的。
20.(24-25九上·吉林长春榆树·期中)随着人民生活水平的提高,汽车已经走进千家万户。
(1)一般家用汽车的发动机是汽油机,汽车发动机冷却剂的主要成分是 (选填“水”或“汽油”),它是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变发动机内能的,给汽车提供动力的是汽油机四冲程的 冲程,该冲程将 能转化为 能;
(2)汽车行驶过程时油箱中剩余汽油的热值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。某型号汽车ls内对外做功15次,则该汽油机的转速为 r/min;
(3)为保证司乘人员的安全,轿车上没有安全带未系提示系统。当乘客坐在座椅上时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起;若系上安全带,则开关S2闭台,指示灯熄灭。下列设计比较合理的电路图是_________;
A. B.
C. D.
(4)汽车转弯时,同侧前后两个转向灯会同时闪亮,若其中一只灯坏了,另一只灯仍会闪亮。则该两个转向灯是 (填“串联”或“并联”)的;要使转向灯发光,司机要拨动一下方向盘旁的根横杆,这根横杆的作用相当于电路中的 。
21.(24-25九上·吉林名校调研系列·调研)用水壶烧质量为1kg的水,温度从5℃升高20℃时,水吸收的热量为 J。水沸腾后会顶起壶盖,此过程的能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相似。
22.(24-25九上·吉林实验中学·期中)在探索宇宙的征途中,长征二号FT2火箭承载着天宫二号,以惊人的速度冲向太空。
(1)火箭利用固态氢作为燃料,主是是利用了它的 大的特性。
(2)整流罩包与天宫二号分离后下落过程中与空气摩擦,它的内能将 。
(3)高压燃气把火箭推向太空过程中其原理与热机的 冲程相同。
(4)本次长征二号升空共燃烧了450t的固态氢,燃烧过程中氢的热值将 ,若固态氢的热值是2×108J/kg,则能够放出热量为 J。
23.(24-25九上·吉林松原前郭县南部学区·期中)用切割机切割钢筋,切割片的温度急剧上升,该过程将 能转化成内能,这与热机的 冲程的能量转化相同。
24.(24-25九上·吉林长春九台区多校·期中)在汽油机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是 冲程。在刹车的过程中,汽油的热值 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
25.(24-25九上·吉林长春德惠·期中)近年来、我国航天技术发展迅速,现已处于世界领先水平。
(1)火箭加速升空时,燃料燃烧产生的 能转化为火箭的机械能,此过程中能量转化与汽油机的 冲程相同。
(2)液态氢由于热值高而被选作火箭燃料。若完全燃烧400g氢燃料共放出5.6×107J热量,则该氢燃料的热值为 J/kg。
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考点03
热机的效率
26.(24-25九上·吉林长春农安县·期中)煤炭是一种重要资源。为判断煤炭品质的优劣,最科学的方法是检验煤炭的( )
A.温度 B.质量 C.比热容 D.热值
27.(24-25九上·吉林长春榆树第二实验中学·期中)小红从冰箱中拿出一块冻肉,要做糖醋肉段,在烹调时,下列说法正确的是( )
A.冻肉的内能为零
B.冻肉分子不运动
C.解冻时冻肉向温水传递热量
D.炒菜时天然气燃烧,热值不变
28.(24-25九上·吉林松原前郭县南部学区·期中)植物油燃料是一种新型燃料,可用来替代传统燃料。它不易燃、不易爆、无烟无异味,在节能方面比传统燃料更胜一筹,进行同样的工作消耗的燃料更少,这是因为该燃料具有较大的( )
A.热值 B.比热容 C.内能 D.质量
29.(24-25九上·吉林长春北湖学校·期中)如图所示,生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料制成的一种新型清洁燃料。燃烧1kg无烟煤可以产生16g的SO₂,生物质颗粒燃料燃烧时不产生SO₂,因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生,。]
(1)生物质颗粒燃烧的过程中,其热值 。
(2)1kg生物质颗粒完全燃烧放出的热量如果由无烟煤提供,会排放 g的SO₂。
(3)若完全燃烧14kg的生物质颗粒,能将200kg水从15℃加热至则水吸收的热量为 J,生物质颗粒烧水效率为 。
30.(24-25九上·吉林长春东北师大附中明珠学校·期中)利用天然气烧水,使100kg的水从升高到60℃,已知水的比热容为,天然气的热值为
(1)水吸收的热量为多少?
(2)若烧水效率为60%,则该过程消耗的天然气为多少立方米?
31.(24-25九上·吉林松原乾安县·期中)“可燃冰”是一种新型能源。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,说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算,1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J,这些热量可以使 kg的水从20℃加热至100℃。[,]。
32.(24-25九上·吉林吉林船营区吉林第七中学校·期中)假期里,小明和家人自驾从长春到大连游玩,小明查询天气预报得到长春(内陆城市)和大连(沿海城市)的天气和气温情况,如图所示,由此可知乙城市为 ;汽车在行驶途中,如果用去了油箱里一半的汽油,则剩余汽油的热值将 。
33.(24-25九上·吉林长春吉大尚德学校·期中)某家用燃气热水器将40kg的水从24℃加热到40℃,燃烧了的天然气,水吸收的热量是 ,天然气放出的热量是 J,燃气热水器的热效率是 。
34.(24-25九上·吉林长春九台区·)小洁家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡耗水20kg,热水器进水温度是22℃,出水温度是42℃,这一过程水吸收的热量是 J,他这次洗澡消耗天然气 m3。(水的比热容是4.2×103J/(kg℃),天然气的热值是3.2×107J/m3)
35.(24-25九上·吉林吉林第十三中学·期中)北方城市集中供热,锅炉烧水选用优质煤作燃料,这是因为质量相同的优质煤和劣质煤相比,优质煤的 较大,完全燃烧时放出的热量较多;锅炉烧水是通过 的方式增大水的内能。
36.(24-25九上·吉林长春农安县·期中)长春市桂林路美食街的某商家使用煤气灶烹饪食物,煤气灶燃烧头如图所示。使用煤气灶时,打开煤气阀门,拧动点火装置,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃。
(1)煤气在燃烧过程中热值 ;
(2)烹饪食物是通过 的方式改变食物的内能;
(3)食物香气四溢是 现象。
37.(24-25九上·吉林东北师大附中新城校区·期中)阅读资料,完成下列解答。
如今的人们会感觉到城市的温度高于郊区,这就是常说的热岛效应。分析城市“热岛效应”的主要原因:一是工厂、交通工具、电气设备和人群排放大量的热量;二是建筑群、马路中的矿石、水泥,在相同的日照条件下温度上升更明显;三是城区内有自然水的面积小,水的蒸发少,降温作用减弱;四是城区内楼群林立,难以形成空气对流。
(1)建筑群、马路中的矿石、水泥的 小,在相同的日照条件下温度上升更明显;
(2)要改善城市热岛效应,你建议: (写一个);
(3)在我国,随着轿车大量的走进家庭,热污染更加严重。汽油机是工农业生产中常用的热机,小白同学阅读了某牌号汽车发动说明书后,将内燃机的能量流向制成如图1所示,该车行驶时所受阻力和车速的关系如图2所示。请根据图中给出的信息,该汽油机的效率为 %;汽车按此效率以50km/h的速度行驶0.69h,汽车牵引力做的功为 J;此过程中汽车消耗的汽油约为多少kg? (汽油的热值为,写出必要的文字描述、表达式及最终结果)
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专题02内能的利用
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考点01
能量的转化与守恒
1.(24-25九上·吉林实验中学·期中)如图所示是《天工开物》中记载的古人炒蒸油料的场景。下列过程与物理知识对应不正确的是( )
A.飘香,一属于扩散现象
B.蒸煮——油料吸收热量,内能增大
C.翻炒一主要利用做功的方式增加油料的内能
D.加热一木炭燃烧将化学能转化为内能,此过程中能量是守恒的
【答案】C
【详解】A.飘香,是有香味的分子运动到了空气中,属于扩散现象,是分子不停做无规则运动造成的,故A正确,不符合题意;
B.蒸煮时,油料从外界吸收热量,油料的内能增大,通过热传递改变了内能,故B正确,不符合题意;
C.翻炒,油料从外界吸收热量,主要利用热传递的方式增加油料的内能,故C错误,符合题意;
D.加热时,木炭燃烧通过化学反应将化学能转化为内能,自然界的物理过都遵守能量守恒定律,所以此过程中能量是守恒的,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(24-25九上·吉林长春吉大尚德学校·期中)某款手机拥有反向无线充电的技术,如图所示,将甲手机置于乙手机上,就能给甲手机充电-此时乙手机相当于电路中的 乙手机将 能转化为电能;制作手机芯片的主要材料是 。
【答案】 电源 化学 半导体
【详解】[1][2]给甲手机充电时,乙手机给甲手机提供电能,乙手机相当于电路中的电源,乙手机消耗化学能,产生电能,将化学能转化为电能。
[3]导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,制作手机芯片的主要材料是半导体。
3.(24-25九上·吉林东北师大附中新城校区·期中)现阶段,混合动力汽车成为我们生活中比较常见的代步工具。
(1)给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的 ;汽车各转向灯能独立工作,因此转向灯间是 联的;
(2)传统汽车发动机为汽油发动机,它把汽油燃烧产生的 能部分转化为机械能。汽车在刹车过程中,机械能转化内能,这些内能将无法自动地转化为汽车的机械能,这种现象说明自发的能量转化过程是有一定 性的;
(3)而电动汽车,是通过蓄电池来提供电能,通过电动机得到动力,电动车的电源采用的是48V的电压,如果使用12V的蓄电池,则应将 个蓄电池 联。
【答案】(1) 用电器 并
(2) 内 方向
(3) 4 串
【详解】(1)[1]给汽车蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,所以此时蓄电池相当于用电器。
[2]并联各个支路的用电器是相互影响的,汽车各转向灯能独立工作,互不影响,因此转向灯间是并联的。
(2)[1]汽油发动机,它把汽油燃烧产生的内能转化为机械能,对外提供动力。
[2]在刹车过程中,因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能。转化后,这些能将无法再自动转化为使汽车行驶所需要的能量,这种现象说明能量的转化具有方向性。
(3)[1][2]电动车的电源采用的是48V的电压,所以需要将12V的蓄电池
串联使用。
4.(24-25九上·吉林长春榆树第二实验中学·期中)东北铁锅炖深受大家喜爱,用木柴烧大锅做出来的食物香味浓郁。
(1)干木柴燃烧时将 转化成内能。
(2)炖煮锅内食物是通过 的方式改变内能。
(3)苞米面饼子能贴在铁锅周围,是因为 。
(4)已知干木柴的热值为1.2×10⁷J/kg,如果某次炖煮使用干木柴10kg,若锅内食物吸收的热量为6×10⁷J,则本次煮炖的效率为 。
(5)食物放凉之后香气没有那么浓郁,说明分子热运动的快慢与 有关。
【答案】(1)化学能
(2)热传递
(3)铁锅周围温度较高
(4)50%
(5)温度
【详解】(1)燃料燃烧时,将燃料的化学能转化为内能。
(2)炖煮锅内食物时,食物吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式改变内能。
(3)苞米面饼子能贴在铁锅周围,是因为铁锅具有良好的导热性能,能使锅壁迅速升温,有助于饼子迅速定型。
(4)干木柴完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=10kg×1.2×107J/kg=1.2×108J本次煮炖的效率为
(5)因为温度越低,分子热运动越慢,所以食物放凉之后香气没有那么浓郁了。
5.(24-25九上·吉林长春吉大尚德学校·期中)火星是离太阳第四近的行星,火星大气密度大约只有地球的1%,平均大气压强约为700Pa。火星地表沙丘、砾石遍布。我国首个火星探测器“天问一号”(如图甲所示)由长征五号遥四运载火箭发射升空,一次性完成了“绕、落、巡”三大任务,是世界航天史上的先例。探测器进入火星大气层之后沿椭圆轨道绕火星运动(如图乙所示),实现火星的远、近火点环绕探测(忽略火星大气的阻力),并选择在合适的位置着陆火星表面。下列说法正确的是( )
A.火星表面上水的沸点要低于地球表面上水的沸点
B.沙石的比热容较大,所以火星表面昼夜温差较小
C.火箭使用的氢燃料燃烧时将内能转化为化学能
D.火箭用液态氢作为燃料,是因为液态氢具有热值大的特点
【答案】AD
【详解】A.火星平均大气压强约为700Pa,远远低于地球表面的大气压强,所以火星表面上水的沸点要低于地球表面上水的沸点,故A正确;
B.沙石的比热容较小,一定质量沙石,吸收或放出一定热量时,温度变化大,所以火星表面昼夜温差较大,故B错误;
C.火箭使用的氢燃料燃烧时将化学能转化为内能,故C错误;
D.液态氢的热值大,常用作火箭的燃料,故D正确。
故选AD。
6.(24-25九上·吉林长春九台区·)中国制造无人机灯光秀备受各国青睐,为节约能源使用LED作为光源,LED是由 材料制成的。无人机分为电力无人机和油力无人机,油力无人机将油燃烧的化学能转化为 能。
【答案】 半导体 机械
【详解】[1]LED灯的主要材料是半导体。
[2]无人机在工作时获得机械能,所以油力无人机将油燃烧的化学能转化为机械能。
7.(24-25九上·吉林长春东北师大附中明珠学校·期中)“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气,被誉为未来能源的“明星”。若页岩气的热值为 ,完全燃烧0.1m3页岩气可放出 J的热量。利用“页岩气”燃烧加热水,使水的温度升高,这个过程是将“页岩气”的化学能转化为水的 。
【答案】 3.2×106J 内能
【详解】[1]完全燃烧0.1m3页岩气可放出的热量为
Q=Vq=0.1m3×3.2×107J/m3=3.2×106J
[2]“页岩气”燃烧加热水,使水的温度升高,这个过程中消耗了“页岩气”,水的内能增大,是“页岩气”的化学能转化为水的内能。
8.(24-25九上·吉林长春第八十七中学·期中)LED灯是新型节能灯,将一只LED灯接在电池两端时不亮,对调电池正、负极后亮了,说明LED灯具有 性:用手触摸发光的LED灯,发现它几乎不发热,是因为它主要将电能转化为 能。目前,科学家也在努力研发常温下电阻为零的 材料,由这种材料制成的电器将不存在热损耗。
【答案】 单向导电 光 超导体
【详解】[1][2]LED灯是半导体材料制成的,LED灯接在电池两端时不亮,对调电池正、负极后亮了,即只允许电流从一端流入,说明LED灯具有单向导电性。LED灯发光效率极高,与普通白炽灯相比,它几乎将电能全部转化为了光能,工作时几乎不发热。
[3]金属导体的电阻与温度有关,如果将温度降到极低的情况下,导体的电阻会变为0,称为超导现象,科学家也在努力研发常温下电阻为零的超导体材料。
9.(24-25九上·吉林实验中学·期中)为降低石油消耗和碳排放,我国发展新能源汽车。关于汽车,下列说法正确的是( )
A.蓄电池充电时相当于电源
B.轮胎放气减压,胎内气体温度下降
C.燃料充分燃烧能提高发动机的效率
D.车载太阳能电池板将光能转化为化学能
【答案】BC
【详解】A.蓄电池在充电时,将电能转化为化学能储存起来,因此它相当于一个用电器,而不是电源。故A错误;
B.当轮胎放气减压时,胎内的气体对外做功,气体的内能减少,因此胎内气体的温度下降。故B正确;
C.燃料充分燃烧可以释放出更多的能量,使得发动机在相同时间内能够做更多的功,从而提高发动机的效率。故C正确;
D.车载太阳能电池板的主要功能是将光能转化为电能,故D错误。
故选BC。
10.(24-25九上·吉林长春北湖学校·期中)摩擦焊接技术在航空航天中应用广泛。如图所示,焊接时,两根金属棒高速旋转,剧烈摩擦,使焊接面温度升高变为液态,冷却后焊接在一起。
(1)摩擦焊接改变金属棒内能的方式是 ,此过程中 能转化为内能;
(2)能量转化的过程中,遵循能量 定律;能否造出永动机? ;
(3)降温冷却后两块金属棒很难拉开,是因为各微粒间存在 。
【答案】(1) 做功 机械
(2) 守恒 不能
(3)引力
【详解】(1)[1][2]做功与热传递都能改变内能,摩擦焊接过程中,接触部位高速摩擦,将机械能转化为内能,故改变金属棒内能的方式是做功。
(2)[1][2]能量转化的过程中,能量只会从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,能量的总量是保持不变的,称为能量守恒定律,任何机械工作时都会因为摩擦将一部分机械能转化为内能,故不可能造出永动机的。
(3)组成物质的分子间存在相互作用的引力和斥力,降温冷却后两块金属棒很难拉开,是因为各微粒间存在引力。
11.(24-25九上·吉林东北师大附中新城校区·期中)食堂使用煤气灶烹饪食物。使用煤气灶时,打开煤气阀门,拧动点火装置。
(1)煤气在燃烧时把 能转化为内能,其热值 ;当气温下降导致更多热量散失到空气中时,燃料的利用率 ;
(2)烹饪食物是通过 的方式改变食物的内能;
(3)炒菜时饭菜飘香,这是 现象;说明一切物质的分子都在永不停息地做 ;
(4)食堂做饭需要将2kg水从20℃加热到100℃,需要吸收的热量是 J(水的比热容为)。
【答案】(1) 化学 不变 降低
(2)热传递
(3) 扩散 无规则运动
(4)6.72×105
【详解】(1)[1]煤气在燃烧时,经历化学反应,产生热量,把化学能转化为内能。
[2]热值是物质的一种特性,只与物质种类有关,煤气燃烧过程中热值不变。
[3]当气温下降导致更多热量散失到空气中时,燃料产生相同热量时损失的热量变多,则燃料的利用率降低。
(2)烹饪食物,食物吸收热量,是通过热传递的方式改变食物的内能。
(3)[1][2]炒菜时饭菜飘香,这是扩散现象说明一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,菜分子扩散到空气中。
(4)食堂做饭需要将2kg水从20℃加热到100℃,需要吸收的热量是
地 城
考点02
热机
12.(24-25九上·吉林长春榆树第二实验中学·期中)下列各事例中的能量转化过程,其中与汽油机压缩冲程的能量转化相同的是( )
A.拉弓射箭 B.光合作用
C.钻木取火 D.火箭发射
【答案】C
【详解】汽油机压缩冲程中的能量转化是机械能转化为内能。
A.拉弓射箭是将弓的弹性势能转化为箭的动能,故A不符合题意;
B.植物的光合作用是将光能转化为稳定的化学能,故B不符合题意;
C.钻木取火是通过克服摩擦做功,将机械能转化为内能,故C符合题意;
D.火箭发射时,燃料燃烧,将化学能转化为内能,内能又转化为火箭的机械能,故D不符合题意。
故选C。
13.(24-25九上·吉林长春第一〇八学校·期中)汽车有四个冲程,能为汽车提供动力的是( )
A.进气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【详解】发动机的一个工作循环包括:吸气、压缩、做功、排气四个冲程;做功冲程是将内能转化为机械能,给发动机提供动力,而其它三个冲程是依靠飞轮的惯性完成的,所以发动机产生动力的是做功冲程,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
14.(23-24九上·吉林长春德惠·期中)如图所示的演示实验,展示了热机中哪个冲程的工作原理( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【详解】图中对试管中的水加热,使试管中产生大量水蒸气,水蒸气的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能。将内能转化为机械能是做功冲程。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
15.(24-25九上·吉林长春九台区·)夏季,为活跃市场经济,九台夜市悄然兴起,各色美食吸引市民驻足品尝,下列说法错误的是( )
A.柠檬茶里的冰块没有内能
B.烤玉米的木炭没有完全燃烧,其热值不变
C.烧烤炉内,焦炭燃烧的过程是将化学能转化为内能
D.人们很远就闻到鱿鱼的香味,是因为分子在不停地做无规则运动
【答案】A
【详解】A.任何物体都有内能,所以柠檬茶里的冰块也有内能,故A错误,符合题意;
B.热值是燃料的属性,与燃料的质量、是否完全燃烧无关,所以烤玉米的木炭没有完全燃烧,其热值不变,故B正确,不符合题意;
C.烧烤炉内,焦炭燃烧时消耗化学能,同时向外放热,所以是将化学能转化为内能,故C正确,不符合题意;
D.人们很远就闻到鱿鱼的香味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故D正确,不符合题意。
故选A。
16.(24-25九上·吉林长春德惠·期中)下列交通工具中没有利用热机的是( )
A.喷气式飞机 B.山地自行车
C.越野摩托车 D.燃油汽车
【答案】B
【详解】喷气飞机、越野摩托车、燃油汽车工作时都要使用化石能源作燃料,将内能转化为机械能,所以都是使用热机工作的;山地自行车靠人力作为动力,没有使用热机。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
17.(24-25九上·吉林实验中学·期中)下列装备的动力装置不是热机的是( )
A.电动汽车 B.海缆施工船
C.国产飞机C919 D.长征五号运载火箭
【答案】A
【详解】A.电动汽车的动力装置主要是电动机,它利用的是电能转化为机械能,而不是通过燃料燃烧产生的内能转化为机械能,所以电动汽车的动力装置不是热机。故A符合题意;
B.海缆施工船通常使用柴油机等内燃机作为动力装置,内燃机是热机的一种,故B不符合题意;
C.国产飞机C919通常使用涡扇发动机等燃气轮机作为动力装置,燃气轮机也是热机的一种,故C不符合题意;
D.长征五号运载火箭使用的是液体火箭发动机,它通过燃烧燃料产生高温高压的燃气,推动火箭前进,火箭发动机也是热机的一种。 故D不符合题意。
故选A。
18.(24-25九上·吉林松原前郭三中·期中)四冲程汽油机工作时,为汽车提供动力的是 冲程;汽油燃烧时,将 能转化为内能。
【答案】 做功 化学
【详解】[1]汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能,所以这一能量转化过程是由四冲程内燃机的做功冲程完成的。
[2]汽油燃烧时将化学能转化为内能,利用内能对外做功,转化为机械能。
19.(24-25九上·吉林吉林船营区吉林第七中学校·期中)汽车刹车的过程中,机械能减少,转化为轮胎、地面和空气的 能,单从能量转化角度来看,这与汽油机中的 冲程是相同的。
【答案】 内 压缩
【详解】[1]汽车运动的过程中伴随着能量转化,汽车刹车的过程中,机械能减少,转化为轮胎、地面和空气的内能。
[2]从能量转化角度来看,机械能转化为内能,这与汽油机中的压缩冲程是相同的。
20.(24-25九上·吉林长春榆树·期中)随着人民生活水平的提高,汽车已经走进千家万户。
(1)一般家用汽车的发动机是汽油机,汽车发动机冷却剂的主要成分是 (选填“水”或“汽油”),它是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变发动机内能的,给汽车提供动力的是汽油机四冲程的 冲程,该冲程将 能转化为 能;
(2)汽车行驶过程时油箱中剩余汽油的热值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。某型号汽车ls内对外做功15次,则该汽油机的转速为 r/min;
(3)为保证司乘人员的安全,轿车上没有安全带未系提示系统。当乘客坐在座椅上时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起;若系上安全带,则开关S2闭台,指示灯熄灭。下列设计比较合理的电路图是_________;
A. B.
C. D.
(4)汽车转弯时,同侧前后两个转向灯会同时闪亮,若其中一只灯坏了,另一只灯仍会闪亮。则该两个转向灯是 (填“串联”或“并联”)的;要使转向灯发光,司机要拨动一下方向盘旁的根横杆,这根横杆的作用相当于电路中的 。
【答案】(1) 水 热传递 做功 内 机械
(2) 不变 1800
(3)B
(4) 并联 开关
【详解】(1)[1]由于水的比热容大,吸热能力强,因此汽车发动机冷却剂的主要成分是水。
[2]水冷却发动机的过程,水吸收热量,温度降低,是通过热传递的方式改变水的内能。
[3][4]热机冲程中,做功冲程将内能转化为机械能给汽车提供动力。
(2)[1]热值是燃料的属性,与燃料的质量无关,因此油箱中剩余汽油的热值不变。
[2]汽车ls内对外做功15次,飞轮转30r,则该汽油机的转速为1800r/min。
(3)根据题意,系上安全带,即开关S2闭合,此时指示灯熄灭,说明开关S2将指示灯短路,与指示灯并联,为了保护电路应在电路中串联一块定值电阻,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[1]根据题意转向灯可以单独工作,因此是并联的。
[2]横杆控制电路的通断,相当于电路中的开关。
21.(24-25九上·吉林名校调研系列·调研)用水壶烧质量为1kg的水,温度从5℃升高20℃时,水吸收的热量为 J。水沸腾后会顶起壶盖,此过程的能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相似。
【答案】 做功
【详解】[1]水吸收的热量为
[2]水沸腾后会顶起壶盖,水蒸气对壶盖做功,将内能转化为机械能,与热机中做功冲程能量转化相同。
22.(24-25九上·吉林实验中学·期中)在探索宇宙的征途中,长征二号FT2火箭承载着天宫二号,以惊人的速度冲向太空。
(1)火箭利用固态氢作为燃料,主是是利用了它的 大的特性。
(2)整流罩包与天宫二号分离后下落过程中与空气摩擦,它的内能将 。
(3)高压燃气把火箭推向太空过程中其原理与热机的 冲程相同。
(4)本次长征二号升空共燃烧了450t的固态氢,燃烧过程中氢的热值将 ,若固态氢的热值是2×108J/kg,则能够放出热量为 J。
【答案】(1)热值
(2)增大
(3)做功
(4) 不变
【详解】(1)火箭利用固态氢作为燃料,主是是利用了它的热值大的特性,相同质量的固态氢和其它燃料相比,完全燃烧时可以放出更多的热量。
(2)整流罩包与天宫二号分离后下落过程中与空气摩擦,由于摩擦生热,将机械能转化为内能,它的内能将增大。
(3)高压燃气把火箭推向太空过程中,将燃气的内能转化为了火箭的机械能,其原理与热机的做功冲程相同。
(4)[1]热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与质量无关,燃烧过程中氢的热值将不变。
[2]若固态氢的热值是2×108J/kg,则能够放出热量为
23.(24-25九上·吉林松原前郭县南部学区·期中)用切割机切割钢筋,切割片的温度急剧上升,该过程将 能转化成内能,这与热机的 冲程的能量转化相同。
【答案】 机械 压缩
【详解】[1]用切割机切割钢筋,切割片与钢筋摩擦生热,通过做功的方式将切割机的部分机械能转化为钢筋的内能,使钢筋内能增大。
[2]热机工作过程中,将机械能转化为内能的是压缩冲程,所以该过程与热机的压缩冲程的能量转化相同。
24.(24-25九上·吉林长春九台区多校·期中)在汽油机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是 冲程。在刹车的过程中,汽油的热值 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 压缩 不变
【详解】[1]汽油机一个工作循环分为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。将机械能转化为内能的冲程是压缩冲程。
[2]热值是燃料本身的一种性质,其大小只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关。在刹车的过程中,汽油的热值不变。
25.(24-25九上·吉林长春德惠·期中)近年来、我国航天技术发展迅速,现已处于世界领先水平。
(1)火箭加速升空时,燃料燃烧产生的 能转化为火箭的机械能,此过程中能量转化与汽油机的 冲程相同。
(2)液态氢由于热值高而被选作火箭燃料。若完全燃烧400g氢燃料共放出5.6×107J热量,则该氢燃料的热值为 J/kg。
【答案】(1) 内 做功
(2)1.4×108
【详解】(1)[1]燃料燃烧产生的高温高压气体对火箭做功,将内能转化为机械能。
[2]四冲程汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,故此过程中能量转化与汽油机的做功冲程相同。
(2)根据Q=mq得该氢燃料的热值为
地 城
考点03
热机的效率
26.(24-25九上·吉林长春农安县·期中)煤炭是一种重要资源。为判断煤炭品质的优劣,最科学的方法是检验煤炭的( )
A.温度 B.质量 C.比热容 D.热值
【答案】D
【详解】热值是燃料的一种特性,单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大,说明该煤的热值越大,即是优质煤炭。
故选D。
27.(24-25九上·吉林长春榆树第二实验中学·期中)小红从冰箱中拿出一块冻肉,要做糖醋肉段,在烹调时,下列说法正确的是( )
A.冻肉的内能为零
B.冻肉分子不运动
C.解冻时冻肉向温水传递热量
D.炒菜时天然气燃烧,热值不变
【答案】D
【详解】AB.一切物体,不论温度高低,都具有内能,从冰箱拿出的冻肉,温度虽低,但分子仍在运动,仍具有内能,故AB错误;
C.热总是从温度高的物体向温度低的物体传递热量或者从物体的高温部分向低温部分传递,所以解冻时温水向冻肉传递热量,故C错误;
D.热值是燃料的特性,只和燃料的种类有关,所以炒菜时天然气燃烧,剩余天然气种类不变,热值不变,故D正确。
故选D。
28.(24-25九上·吉林松原前郭县南部学区·期中)植物油燃料是一种新型燃料,可用来替代传统燃料。它不易燃、不易爆、无烟无异味,在节能方面比传统燃料更胜一筹,进行同样的工作消耗的燃料更少,这是因为该燃料具有较大的( )
A.热值 B.比热容 C.内能 D.质量
【答案】A
【详解】植物油燃料比传统燃料更节能,主要的原因是它具有较大的热值,完全燃烧相同质量的植物油和其它燃料时,植物油可以释放出更多的热量,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
29.(24-25九上·吉林长春北湖学校·期中)如图所示,生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料制成的一种新型清洁燃料。燃烧1kg无烟煤可以产生16g的SO₂,生物质颗粒燃料燃烧时不产生SO₂,因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生,。]
(1)生物质颗粒燃烧的过程中,其热值 。
(2)1kg生物质颗粒完全燃烧放出的热量如果由无烟煤提供,会排放 g的SO₂。
(3)若完全燃烧14kg的生物质颗粒,能将200kg水从15℃加热至则水吸收的热量为 J,生物质颗粒烧水效率为 。
【答案】(1)不变
(2)8
(3) 30%
【详解】(1)热值只与燃料的种类有关,生物质颗粒燃烧的过程中,其热值不变。
(2)根据题意可知,1kg生物质颗粒完全燃烧放出的热量为
需要无烟煤的质量为
燃烧1kg无烟煤可以产生16g的SO₂,则0.5kg无烟煤产生8g的SO₂。
(3)根据可得,能将200kg水从15℃加热至则水吸收的热量为
完全燃烧14kg的生物质颗粒,放出的热量为
生物质颗粒烧水效率为
30.(24-25九上·吉林长春东北师大附中明珠学校·期中)利用天然气烧水,使100kg的水从升高到60℃,已知水的比热容为,天然气的热值为
(1)水吸收的热量为多少?
(2)若烧水效率为60%,则该过程消耗的天然气为多少立方米?
【答案】(1)
(2)0.875m3
【详解】(1)水吸收的热量为
(2)若烧水效率为60%,则天然气燃烧释放的热量为
该过程消耗的天然气为
31.(24-25九上·吉林松原乾安县·期中)“可燃冰”是一种新型能源。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,说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算,1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J,这些热量可以使 kg的水从20℃加热至100℃。[,]。
【答案】 热值 1250
【详解】[1]同等条件下,相同质量的煤气和可燃冰,可燃冰完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,由可知,“可燃冰”的热值大。
[2]可燃冰的热值是煤气热值的10倍,“可燃冰”的热值为
1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为
[3]由得,水的质量
32.(24-25九上·吉林吉林船营区吉林第七中学校·期中)假期里,小明和家人自驾从长春到大连游玩,小明查询天气预报得到长春(内陆城市)和大连(沿海城市)的天气和气温情况,如图所示,由此可知乙城市为 ;汽车在行驶途中,如果用去了油箱里一半的汽油,则剩余汽油的热值将 。
【答案】 长春 不变
【详解】[1]水的比热容大于砂石泥土的比热容,白天吸收相同的热量,水的温度升高的少,砂石泥土的温度升高的多,而夜晚放出相同的热量时,水的温度降低的少而砂石泥土的温度降得多,所以沿海地区昼夜温差比内陆地区要小,所以乙城市为长春。
[2]热值是燃料本身的一种特性,与燃料的质量无关,当汽油烧掉一半以后,剩下汽油的热值不变。
33.(24-25九上·吉林长春吉大尚德学校·期中)某家用燃气热水器将40kg的水从24℃加热到40℃,燃烧了的天然气,水吸收的热量是 ,天然气放出的热量是 J,燃气热水器的热效率是 。[]
【答案】 2.688×106J 3.2×106J 84%
【详解】[1]水吸收的热量是
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-24℃)=2.688×106J
[2]天然气放出的热量是
Q放=q天然气V=3.2×107J/m3×0.1m3=3.2×106J
[3]燃气热水器的热效率是
34.(24-25九上·吉林长春九台区·)小洁家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡耗水20kg,热水器进水温度是22℃,出水温度是42℃,这一过程水吸收的热量是 J,他这次洗澡消耗天然气 m3。(水的比热容是4.2×103J/(kg℃),天然气的热值是3.2×107J/m3)
【答案】 1.68×106 0.075
【详解】[1]水吸收的热量
[2]天然气热水器的热效率是70%,他这次洗澡消耗天然气的体积
35.(24-25九上·吉林吉林第十三中学·期中)北方城市集中供热,锅炉烧水选用优质煤作燃料,这是因为质量相同的优质煤和劣质煤相比,优质煤的 较大,完全燃烧时放出的热量较多;锅炉烧水是通过 的方式增大水的内能。
【答案】 热值 热传递
【详解】[1]优质煤的热值大,质量相同的情况下,完全燃烧时放出的热量较多。
[2]锅炉烧水是通过热传递增大水的内能的,仅仅涉及能量的转移,并没有涉及能量的转化。
36.(24-25九上·吉林长春农安县·期中)长春市桂林路美食街的某商家使用煤气灶烹饪食物,煤气灶燃烧头如图所示。使用煤气灶时,打开煤气阀门,拧动点火装置,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃。
(1)煤气在燃烧过程中热值 ;
(2)烹饪食物是通过 的方式改变食物的内能;
(3)食物香气四溢是 现象。
【答案】(1)不变
(2)热传递
(3)扩散
【详解】(1)热值是燃料的一种特性,其大小与燃料的种类有关,而与燃料的质量无关,煤气在燃烧过程中热值不变。
(2)烹饪食物时,食物吸收热量、温度升高,是通过热传递方式改变食物内能。
(3)食物香气四溢,这是食物的香味分子扩散到空气中,属于扩散现象,这种现象说明了分子在不停地做无规则的运动。
37.(24-25九上·吉林东北师大附中新城校区·期中)阅读资料,完成下列解答。
如今的人们会感觉到城市的温度高于郊区,这就是常说的热岛效应。分析城市“热岛效应”的主要原因:一是工厂、交通工具、电气设备和人群排放大量的热量;二是建筑群、马路中的矿石、水泥,在相同的日照条件下温度上升更明显;三是城区内有自然水的面积小,水的蒸发少,降温作用减弱;四是城区内楼群林立,难以形成空气对流。
(1)建筑群、马路中的矿石、水泥的 小,在相同的日照条件下温度上升更明显;
(2)要改善城市热岛效应,你建议: (写一个);
(3)在我国,随着轿车大量的走进家庭,热污染更加严重。汽油机是工农业生产中常用的热机,小白同学阅读了某牌号汽车发动说明书后,将内燃机的能量流向制成如图1所示,该车行驶时所受阻力和车速的关系如图2所示。请根据图中给出的信息,该汽油机的效率为 %;汽车按此效率以50km/h的速度行驶0.69h,汽车牵引力做的功为 J;此过程中汽车消耗的汽油约为多少kg? (汽油的热值为,写出必要的文字描述、表达式及最终结果)
【答案】(1)比热容
(2)见解析
(3) 30 6.9×107 5kg
【详解】(1)建筑群、马路中的矿石、水泥的比热容小,与质量相同的其它物质相比,吸收相同的热量,温度上升更快。
(2)植物的蒸腾作用向空气中散发水蒸气,使空气中的温度得到改善,所以建议多植树造林。
(3)[1] 由图乙可知,该汽油机用来做有用功的那部分能量为
100%-33%-30%-7%=30%
则该汽油机的效率为30%。
[2]由乙图可知汽车以50km/h的速度行驶时,受到的阻力为2000N,汽车匀速行驶,受力平衡,所以汽车的牵引力
F=f=2000N
汽车这段时间行驶的路程
s=vt=50km/h×0.69h=34.5km=34500m
汽车这段时间所做的功
W=Fs=2000N×34500m=6.9×107J
[3]汽油完全燃烧放出的热量
消耗汽油的质量
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