专题02 机械能和内能(期中专项训练)九年级物理上学期新教材苏科版
2025-10-30
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 内能,做功与机械能 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.92 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-10-09 |
| 作者 | 教物理的n老师 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-10-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54260957.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题02 机械能和内能
1.(24-25九年级上·江苏泰州·期中)下列选项中,通过做功改变物体内能的是( )
A.冬天,烤火取暖 B.冬天,搓动双手会发热
C.夏天,饮料中放冰块降温 D.夏天,石头被晒得很热
2.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)中国“天问一号”火星探测团队在2022年9月18日—22日国际宇航联合会上获“世界航天奖”。 “天问一号”火星探测器于2021年5月15日从距离火星表面125千米的高度,约2万千米/时的速度,经过三个减速阶段,距离火星表面100米时,反冲火箭启动,探测器处于悬停状态,完成精准避障后再打开降落伞缓速下降,成功登陆火星。以下说法正确的是( )
A.打开降落伞减速下降时,探测器的动能不断减小,重力势能不断增加
B.打开降落伞减速下降时,探测器的动能不断减小,重力势能不断减小
C.发动机燃料燃烧不充分时燃料热值减小
D.反冲火箭的原理是将机械能转化为内能
3.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)关于汽油机工作的四个冲程,下列排序正确的是( )
A.甲乙丙丁 B.丁丙甲乙 C.甲丙乙丁 D.丁乙甲丙
4.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶身(如图乙);拧松瓶盖(如图丙),瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾(如图丁),则下列说法正确的是( )
A.图乙过程中,瓶内气体的质量变小
B.图丁出现的白雾,是由瓶内的水汽化形成的
C.图乙相当于压缩冲程,将机械能转化为内能
D.图丁瓶内气体温度降低,这是通过热传递的方式改变物体内能
5.(24-25九年级上·江苏徐州·期中)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含的热量一定越多
B.物体的温度不变,它的内能也可能增大
C.对物体做功,物体的温度一定升高
D.物体吸热,温度一定升高
6.(24-25九年级上·江苏南通·期中)如图所示,吹大了的气球没握住,它叫啸着飞跑了,则( )
A.球内的气体温度降低内能减少
B.气体喷出时,机械能转化为内能
C.球内的气体通过热传递改变内能
D.球内的气体对气球没有做功
7.(24-25九年级上·江苏南京·期中)关于四冲程汽油机,下列说法正确的是( )
A.做功冲程利用飞轮的惯性完成
B.排出的废气不具有任何能量
C.减少热机部件之间的摩擦,可以提高热机的效率
D.用水来冷却汽缸是因为水的比热容小
8.(24-25九年级上·江苏扬州·期中)如图甲所示是国产某品牌的油电混合动力汽车,该车的动力主要来源于汽油机,并配备了第二个动力源电池,这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是( )
A.给汽车动力电池充电时,动力电池相当于电源
B.如图乙所示是汽油机做功冲程,将机械能转化为内能
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.根据图丙中给出的信息知,该小汽车汽油机的效率为30%
9.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)如图所示,甲是“探究阻力对物体运动的影响”实验,乙是“探究物体动能大小与质量的关系”实验,下列说法中正确的是( )
A.只有甲实验要控制小车释放高度相同
B.甲实验不可以直接得出牛顿第一定律
C.小车到达水平面能继续向前是因为受惯性的作用
D.乙实验结论是:高度相同,质量越大,物体的动能越大
10.(25-26九年级上·江苏无锡·阶段练习)探究重力势能与哪些因素有关时,小明将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放(小球质量,下落高度),都落在同样的水平细沙面上。如图,实验发现A、B、C都使沙面凹陷,其中A使沙面凹陷最深,B最浅,下列说法错误的是( )
A.该实验采用了转换法,用沙面凹陷程度来反映重力势能大小
B.对比A、B两次撞击,可知物体的质量越大,重力势能越大
C.对比B、C两次撞击,可知物体被举得越高,重力势能越大
D.对比A、C两次撞击,无法探究重力势能的影响因素
11.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)如图所示的“反向蹦极”运动,弹性轻绳的上端固定在O点,绳子自然下垂的位置在BC之间,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点时速度最大,最高能到达C点。不计空气的阻力,下列说法正确的是( )
A.到达C点时,若一切外力消失,人将向下做匀速直线运动
B.经过B 点时,人受到的重力大于弹力
C.由B到C,人的动能转化为重力势能和弹性势能
D.由A到B,绳子弹性势能的减小量大于人动能的增加量
12.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)某同学用如下图所示的实验装置,比较不同物质的比热容.将分别盛有50g水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连。计算机上显示温度随时间变化的图线如图所示,已知。下列说法正确的是( )
A.加热2min,水吸收的热量大于食用油吸收的热量
B.食用油的比热容为
C.2~3min内,食用油吸收的热量为1400J
D.另一小组用同样的器材进行实验,得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的A所示,那么水和食用油的质量之比为3:4
13.(24-25九年级上·江苏徐州·期中)如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能 (填“增加”或“减少”),其能量转化情况与汽油机的 冲程相同。筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过 方式改变的。
14.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)小丽家的电热水器装有50kg水,将水从50℃加热到 70℃,水增加的内能是 J,这是通过 的方式改变水的内能。用去一半水后,热水器中水的比热容 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
15.(24-25九年级上·江苏南京·期中)冬季多用水取暖,主要是利用水 的性质。某家庭暖气管道中装有1t水,当水温达到15℃时开始加热,一段时间后,水温升高至61℃,此过程中水吸收了 J的热量。这是通过 的方式改变了水的内能。若这些热量由某液态燃料完全燃烧获得,其加热效率为42%,则所需燃料的质量为 g。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q燃料=2.3×107J/kg]
16.(24-25九年级上·江苏淮安·期中)小明在做“观察水的沸腾”实验时,用到的器材有铁架台、烧杯、温度计、秒表、硬纸板、石棉网等。
(1)如图甲所示,实验装置中有一处明显错误,接下来应该调整 (选填“A”或“B”)到合适的位置才能进行实验;
(2)实验时用温度计测出不同时刻水的温度,并记录在表中,其中某次温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 ℃;
(3)小明调整实验装置,点燃酒精灯开始加热以后,当他观察到________现象时,说明水开始沸腾了;
A.听到烧杯中的声音由小逐渐变大
B.温度计示数达到100℃
C.烧杯中有大量气泡产生且气泡在上升过程中体积逐渐变大
D.温度计示数上升到一定值以后,酒精灯继续加热,温度计示数始终保持不变
(4)实验结束以后,小明撤走酒精灯,发现烧杯中的水沸腾了一段时间以后停止了沸腾。于是小明认为沸腾需要持续吸热,同组的小红认为小明的想法不够严谨,小红认为可能是水温下降到低于沸点,所以才停止沸腾。请你设计实验帮助他们更好地证明沸腾需要持续吸热 ;
(5)小明在加热条件完全相同的情况下进行了两次实验,并绘制丙图,分析图丙中的图象可知,第一次实验和第二次实验所用水的质量之比是 。
17.(24-25九年级上·江苏连云港·期中)现有某型号柴油2kg,已知该型号柴油的热值。求:
(1)这些柴油完全燃烧,可释放多少热量?
(2)若这些柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收,则能把400kg的水从20℃加热到多少度?[水的比热
(3)某柴油机的效率是35%,那么这台柴油机消耗2kg柴油可输出的功是多少?
1.关于燃料的热值,以下说法正确的是( )
A.燃料燃烧时放热越多,热值就越大
B.燃烧某种燃料放出的热量,则这种燃料的热值为
C.燃料的热值与燃料的质量和燃烧状况无关
D.未完全燃烧的燃料,其热值会变小
2.关于内能,下列说法中正确的是( )
A.运动的物体具有内能,静止的物体不具有内能
B.温度高的物体具有内能,温度低的物体不具有内能
C.内能是物体具有动能和势能的总和
D.物体的机械能可以为零,但内能永远不可能为零
3.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度为0℃以下的物体不具有内能 B.温度高的物体,含有的热量一定多
C.物体的内能增加,可能是吸收了热量 D.温度总是从高温物体传向低温物体
4.如图所示,在试管内装适量水,用带玻璃管的胶塞塞住,加热试管使水沸腾,小叶轮转动。下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧,其内能转化为化学能
B.水被加热,是通过做功使水的内能增加
C.叶轮转动,此现象与热机工作原理相同
D.水蒸气推动叶轮转动,水蒸气内能增加
5.如图所示,探究阻力对物体运动的影响,使用的器材有斜面、棉布、木板、玻璃板、小车。下列说法中正确的是( )
A.此实验的证据可以直接得出牛顿第一运动定律
B.小车在水平面上运动距离的远反映了小车所受阻力的大
C.若小车仅玻璃板面滑出最右端,必须降低小车释放高度再次实验
D.若改变小车在斜面的释放高度,可以探究小车重力势能与高度的关系
6.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2∶1
B.A、B两液体的比热容之比为2∶1
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.B液体比A液体更适合作发动机的冷却液
7.某固态物体的质量为m,比热容为c,用恒功率热源对它加热至时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中温度T随时间t的关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.在时间段,该物体吸收的热量为
B.该物质时间段的比热容大于时间段的比热容
C.在时间段,该物质的比热容不变
D.在时间段,该物体放出的热量为
8.对质量均为200g,初温相同的甲、乙两种物质,用相同的加热器加热,它们温度随时间变化的图像如图所示。若单位时间内,甲、乙吸收的热量相同。甲在0~8min的状态下,比热容为c甲=1.9×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
A.乙物质的沸点一定是60℃
B.0~6min,甲的比热容大于乙的比热容
C.0~6min,甲吸收的热量比乙更快
D.8~10min,乙吸收的热量为7.6×103J
9.用冷水冷却发动机,是利用水的 较大的特性,汽车沿水平路面高速行驶,遇到紧急事件而刹车,刹车片的温度会升高,这个过程中将 能转化为 能。
10.如图所示,用酒精灯给水加热,这是通过 方式增大了水的内能;一段时间后,观察到软木塞冲出试管口,此过程中,水蒸气的内能 (选填“增大”或“减小”),这与热机 冲程的能量转化相同;某四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min,则该汽油机每秒做功 次。
11.如图是对0.5kg的碎冰块均匀加热获得的“温度与时间”关系图像,不计热损失,物质在 AB和 CD 段两种状态下的比热容较大的是 段,在B点的内能 (>/=/<)C点的内能;若CD段的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则在BC段吸热为 。
12.在跨学科实践活动中,小晋调查“家用燃料的变化与合理使用”时发现,我国近几十年家用燃料由柴草、煤炭发展至天然气。使用天然气作为家用燃料主要是因为天然气的_________较大;已知天然气的热值为4×107J/m3,完全燃烧0.1m3天然气可以放出________J的热量,这些热量若只有42%被水吸收,则可以使5kg的25℃的水温度升高________℃。如果天然气没有充分燃烧,天然气的热值将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),此时为标准大气压]
13.小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度-时间的图像如图所示,由图可知,甲物质比热容 (选填“>”“<”或“=”)乙物质比热容;通过查询得知乙物质的比热容为1.5×103J/( kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg,若酒精完全燃烧且放出的热量全部被乙物质吸收,则燃烧0.5g的酒精能使 kg的乙物质升高10℃。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的比热容_________、热值 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.某单缸四冲程汽油机在1s内完成了100个冲程,则每秒对外做功 次,该汽油机工作时飞轮转速是 r/min,若每次对外做功115J,该汽油机的效率为25%,连续工作1小时需消耗汽油 kg(q汽油=4.6×107J/kg)。
15.为探究影响动能大小的因素,学习小组设计了如图所示的实验方案。
(1)图1中,甲实验探究的是动能与 的关系,实验中通过 来比较小球动能的大小。
(2)如图1乙,两次实验过程中,木块克服摩擦力做功分别为W1和W2,则W1 W2(选填“>”“=”或“<”),
(3)实验结束后,各小组对实验提出各种改进方案:
①小明认为在“探究动能与速度的关系”的实验中,可以撤走木块并使用铺有毛巾的足够长的木板,记录小球在相同表面上滚动直到静止的距离,你认为小明的实验方案是否合理 (选填“合理”或“不合理”);
②小刚设计了图2所示的装置进行实验。
A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离,可以研究小球的动能大小与 (选填“质量”、“速度”或“质量和速度”)的关系。
B.若用A、B两个质量不同的小球(mA>mB)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,同一木块受到撞击后相应移动距离sA sB(选填“>”、“<”或“=”)。
16.如图1是“探究不同物质吸热升温的现象”的装置,小华用两个相同的容器(用虚线框表示),分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)从实验效果考虑,盛放液体的容器应选择 (选填“烧杯”或“易拉罐”)较好;实验中使用玻璃棒的目的是 。
(2)实验中通过比较 判断两种液体吸收热量多少。
(3)根据实验数据画出图像如图2分析可知:质量相等的A、B两种液体,吸收相同热量,液体 升温较高。液体 适宜作为冷却剂。
(4)如图3,若把物质吸热升温和柱形容器盛水水面升高做类比,比热容和容器的 类似。(选填序号)
①高度 ②容积 ③底面积 ④质量
17.阅读短文,回答文后问题。
牛顿冷却定律当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用用表示,则,其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是( )
A.速度 B.密度
C.功率 D.效率
(2)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到26℃时,散热快慢为 ;
(3)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图象如图乙所示(温度低于25℃的图象未画出),降低相同温度时,杯中盐水与水放出的热量之比为 ;已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 J/(kg·℃)。
18.小明同学在做水的沸腾实验时,用酒精灯给200g的水加热,并绘制了如图所示的水的温度随时间变化的图象。已知小明在10min内完全燃烧了4g酒精,酒精的热值是4.2×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。加热10min时,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)4g酒精完全燃烧放出的热量是多少?
(3)酒精灯烧水的效率是多少?
19.假日期间,小丽一家驾车去其他城市旅游,在某段行驶过程中,汽车匀速行驶了100km,汽车受到的阻力为,在此过程中消耗了20kg汽油,汽油的热值为。求:
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(2)这辆车汽油机的效率;
(3)若这段行程改用一辆电动汽车去完成,该电动车的效率为80%,汽车受到的阻力仍为,则该电动车需要耗电多少度?
(4)相比燃油车,电动车具有 的优点。(只说一个优点即可)
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专题02 机械能和内能
1.(24-25九年级上·江苏泰州·期中)下列选项中,通过做功改变物体内能的是( )
A.冬天,烤火取暖 B.冬天,搓动双手会发热
C.夏天,饮料中放冰块降温 D.夏天,石头被晒得很热
【答案】B
【详解】改变物体内能的方式有做功和热传递两种;烤火取暖属于热传递;饮料放冰块属于热传递;搓手发热属于做功;石头被晒热是热传递,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)中国“天问一号”火星探测团队在2022年9月18日—22日国际宇航联合会上获“世界航天奖”。 “天问一号”火星探测器于2021年5月15日从距离火星表面125千米的高度,约2万千米/时的速度,经过三个减速阶段,距离火星表面100米时,反冲火箭启动,探测器处于悬停状态,完成精准避障后再打开降落伞缓速下降,成功登陆火星。以下说法正确的是( )
A.打开降落伞减速下降时,探测器的动能不断减小,重力势能不断增加
B.打开降落伞减速下降时,探测器的动能不断减小,重力势能不断减小
C.发动机燃料燃烧不充分时燃料热值减小
D.反冲火箭的原理是将机械能转化为内能
【答案】B
【详解】AB.打开降落伞减速下降时,质量不变,速度变小,探测器的动能不断减小,高度不断降低,重力势能不断减小,故A错误,B正确;
C.热值是燃料的属性,与燃料燃烧是否充分无关,故C错误;
D.反冲火箭的原理是:将燃料燃烧产生的内能转化为火箭上升的机械能,故D错误。
故选B。
3.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)关于汽油机工作的四个冲程,下列排序正确的是( )
A.甲乙丙丁 B.丁丙甲乙 C.甲丙乙丁 D.丁乙甲丙
【答案】B
【详解】甲两气门都闭合,活塞向下运动,火花塞点火,此为做功冲程;乙右边的排气门打开,活塞向上运动,此为排气冲程;丙两气门都闭合,活塞向上运动,此为压缩冲程;丁左边的进气门打开,活塞向下运动,此为吸气冲程。汽油机工作过程中四个冲程顺序为吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)小明用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶身(如图乙);拧松瓶盖(如图丙),瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾(如图丁),则下列说法正确的是( )
A.图乙过程中,瓶内气体的质量变小
B.图丁出现的白雾,是由瓶内的水汽化形成的
C.图乙相当于压缩冲程,将机械能转化为内能
D.图丁瓶内气体温度降低,这是通过热传递的方式改变物体内能
【答案】C
【详解】A.图乙过程中,瓶内气体没有减少,所以瓶内气体质量没有减小,故A错误;
B.“白雾”是液态小水珠,是瓶内温度较高的水蒸气碰到瓶口周围较低温度的空气,放出热量、降低温度液化形成的,故B错误;
C.图乙中手扭转瓶身,压缩气体,对气体做功,气体内能增大,所以图乙相当于压缩冲程,将机械能转化为内能,故C正确;
D.图丁中,瓶子对外喷出气体,瓶内气体对外做功,内能减小,是通过做功的方式改变物体内能,故D错误。
故选C。
5.(24-25九年级上·江苏徐州·期中)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含的热量一定越多
B.物体的温度不变,它的内能也可能增大
C.对物体做功,物体的温度一定升高
D.物体吸热,温度一定升高
【答案】B
【详解】A.热量发生在热传递过程中,是一个过程量,在描述热量时只能说“吸收”或“放出”,不能说“含有”或“具有”,故A错误;
BD.晶体熔化时吸热内能增加温度不变,所以物体的温度不变,它的内能也可能增大,故D错误,B正确;
C.如果对物体做功的同时,物体向外放出热量,那么物体内能也可能不变或减小,故C错误。
故选B。
6.(24-25九年级上·江苏南通·期中)如图所示,吹大了的气球没握住,它叫啸着飞跑了,则( )
A.球内的气体温度降低内能减少
B.气体喷出时,机械能转化为内能
C.球内的气体通过热传递改变内能
D.球内的气体对气球没有做功
【答案】A
【详解】当球内气体喷出来时,气体会对外做功,通过做功的方式使球内气体的内能减小,发生的能量转化情况是球内气体的内能转化为气球的机械能,球内气体的内能减小,温度降低,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(24-25九年级上·江苏南京·期中)关于四冲程汽油机,下列说法正确的是( )
A.做功冲程利用飞轮的惯性完成
B.排出的废气不具有任何能量
C.减少热机部件之间的摩擦,可以提高热机的效率
D.用水来冷却汽缸是因为水的比热容小
【答案】C
【详解】A.吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是靠飞轮的惯性来完成的,做功冲程是动力冲程,故A错误;
B.排出的废气温度较高,仍具有能量,故B错误;
C.经常对热机进行保养,减少热机各部分之间的摩擦,减少克服摩擦消耗的内能,可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值,可以提高热机的效率,故C正确;
D.之所以选择用水作为冷却剂,源于水的比热容较大,即相同质量的水和其他的液体相比较时,若都是升高1℃时,水能吸收的热量最多,故用水冷却效果最好,因此用水来冷却汽缸是因为水的比热容大,故D错误。
故选C。
8.(24-25九年级上·江苏扬州·期中)如图甲所示是国产某品牌的油电混合动力汽车,该车的动力主要来源于汽油机,并配备了第二个动力源电池,这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是( )
A.给汽车动力电池充电时,动力电池相当于电源
B.如图乙所示是汽油机做功冲程,将机械能转化为内能
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.根据图丙中给出的信息知,该小汽车汽油机的效率为30%
【答案】D
【详解】A.电池在电路中充电时,相当于用电器,故A错误;
B.汽油机的做功冲程中,燃料燃烧的内能转化为机械能,故B错误;
C.燃料的热值属于燃料的本身属性,与是否完全燃烧无关,故C错误;
D.图中废气、冷却水、摩擦和辐射所消耗能量为70%,则汽油机的效率为30%,故D正确。
故选D 。
9.(24-25九年级上·江苏盐城·期中)如图所示,甲是“探究阻力对物体运动的影响”实验,乙是“探究物体动能大小与质量的关系”实验,下列说法中正确的是( )
A.只有甲实验要控制小车释放高度相同
B.甲实验不可以直接得出牛顿第一定律
C.小车到达水平面能继续向前是因为受惯性的作用
D.乙实验结论是:高度相同,质量越大,物体的动能越大
【答案】B
【详解】A.由控制变量法可知,探究阻力对物体运动的影响时,需要控制小车到达水平面的初速度相同,探究物体动能大小与质量的关系时,也需要控制小车到达水平面的初速度相同,所以两个实验中,为了确保小车到达水平面的初速度相同,都应该控制小车释放高度相同,故A错误;
B.甲实验不可以直接得出牛顿第一定律,牛顿第一定律是通过大量实验验证,然后通过科学推理而得出的结论,故B正确;
C.小车到达水平面能继续向前运动是因为小车具有惯性,但惯性不是力,不能说“受惯性的作用”,故C错误;
D.由乙图可知,小车的速度相同,质量越大,木块被撞击的距离越大,所以可以得到的实验结论是:速度相同,质量越大,物体的动能越大,故D错误。
故选B。
10.(25-26九年级上·江苏无锡·阶段练习)探究重力势能与哪些因素有关时,小明将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放(小球质量,下落高度),都落在同样的水平细沙面上。如图,实验发现A、B、C都使沙面凹陷,其中A使沙面凹陷最深,B最浅,下列说法错误的是( )
A.该实验采用了转换法,用沙面凹陷程度来反映重力势能大小
B.对比A、B两次撞击,可知物体的质量越大,重力势能越大
C.对比B、C两次撞击,可知物体被举得越高,重力势能越大
D.对比A、C两次撞击,无法探究重力势能的影响因素
【答案】C
【详解】A.实验中通过沙面的凹陷程度来反映重力势能的大小,沙面的凹陷程度越大,说明重力势能越大,用到转换法,故A正确,不符合题意;
B.在探究重力势能大小与质量的关系时,应控制小球的高度相同,即可以让不同质量的小球从同一高度下落,对比A、B两次撞击,可知物体的质量越大,重力势能越大,故B正确,不符合题意;
C.对比B、C可知,小球的质量和下落的高度都不同,无法探究重力势能的大小,故C错误,符合题意;
D.对比A、C可知,小球的质量和下落的高度都不同,不符合控制变量的科学方法,故D正确,不符合题意。
故选C。
11.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)如图所示的“反向蹦极”运动,弹性轻绳的上端固定在O点,绳子自然下垂的位置在BC之间,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点时速度最大,最高能到达C点。不计空气的阻力,下列说法正确的是( )
A.到达C点时,若一切外力消失,人将向下做匀速直线运动
B.经过B 点时,人受到的重力大于弹力
C.由B到C,人的动能转化为重力势能和弹性势能
D.由A到B,绳子弹性势能的减小量大于人动能的增加量
【答案】D
【详解】A.人运动到最高点C时速度为零,若一切外力消失,他将保持静止状态,故A错误;
B.打开扣环,人在A点受弹力和重力,此时弹性轻绳的弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,合力竖直向上,由A到B过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,弹力逐渐减小,在B点时,弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,合力为零,处于平衡状态,故B错误;
C.由B到C,人的动能转化为重力势能,此过程中人仍然受到弹力的作用,绳子的弹性势能转化为人的机械能,不是人的动能转化为重力势能和弹性势能,故C错误;
D.由A到B,弹性绳的弹性势能减小,人的动能增加,同时人的重力势能也增加(高度升高)。根据能量守恒,绳子弹性势能的减小量等于人动能的增加量与人重力势能的增加量之和,所以绳子弹性势能的减小量大于人动能的增加量,故D正确。
故选D。
12.(23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习)某同学用如下图所示的实验装置,比较不同物质的比热容.将分别盛有50g水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连。计算机上显示温度随时间变化的图线如图所示,已知。下列说法正确的是( )
A.加热2min,水吸收的热量大于食用油吸收的热量
B.食用油的比热容为
C.2~3min内,食用油吸收的热量为1400J
D.另一小组用同样的器材进行实验,得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的A所示,那么水和食用油的质量之比为3:4
【答案】C
【详解】A.相同加热器在相同时间内放出的热量相同,则加热2min时水和食用油吸收的热量相同,故A错误;
B.用两个相同的加热器给质量相同的食用油和水加热,由图象可知,A温度从20℃升高到40℃需要2min,B温度从20℃升高到40℃需要3min;加热时间越长,吸收的热量越多,水的吸热能力越强,所以B为水,A为食用油;因为加热器相同,则物质吸收的热量和加热时间成正比,所以,质量相同的食用油和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为
由知道,,则
故B错误;
C.由图像知道,加热2min食用油的温度升高了20℃,则食用油吸收的热量
加热器在相同的时间内放出的热量相同,受热物质吸收的热量相同,所以2~3min内,食用油吸收的热量为
故C正确;
D.另一小组用同样的器材进行实验,得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的A所示,不同物质吸收相同的热量,升高相同的温度,由知道,水和食用油的质量之比等于比热容之比的倒数,所以
故D错误。
故选C。
13.(24-25九年级上·江苏徐州·期中)如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能 (填“增加”或“减少”),其能量转化情况与汽油机的 冲程相同。筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过 方式改变的。
【答案】 增加 压缩 热传递
【详解】[1][2]用力将活塞迅速向下压,活塞对筒内空气做功,活塞的机械能转化为筒内空气的内能,使筒内空气的内能增加;此过程与内燃机的压缩冲程的能量转化相同,都是将机械能转化为内能。
[3]用力将活塞迅速向下压,筒内空气的温度升高,内能增加;棉花吸收空气传递的热量,当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。
14.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)小丽家的电热水器装有50kg水,将水从50℃加热到 70℃,水增加的内能是 J,这是通过 的方式改变水的内能。用去一半水后,热水器中水的比热容 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 热传递 不变
【详解】[1]根据公式可知,水增加的内能为
[2]改变物体的内能的方式有做功和热传递,热传递现象发生在温度不同的物体之间,所以热水器通过热传递(加热元件将热量传递给水)的方式增加水的内能,使水温升高。
[3]比热容是物质的一种特性,只与物质的种类及状态有关,与物质的质量大小无关,用去一部分水,热水器中水的比热容不变。
15.(24-25九年级上·江苏南京·期中)冬季多用水取暖,主要是利用水 的性质。某家庭暖气管道中装有1t水,当水温达到15℃时开始加热,一段时间后,水温升高至61℃,此过程中水吸收了 J的热量。这是通过 的方式改变了水的内能。若这些热量由某液态燃料完全燃烧获得,其加热效率为42%,则所需燃料的质量为 g。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q燃料=2.3×107J/kg]
【答案】 比热容 1.932×108 热传递 20000
【详解】[1]冬季多用水取暖,主要是利用水比热容较大,与其他物质相比,质量相同的水在降低相同温度时,可以放出更多的热量。
[2]水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1000kg×(61℃-15℃)=1.932×108J
[3]水吸收热量,内能增大,所以是通过热传递的方式改变了水的内能。
[4]由题意知,加热效率为42%,则需要燃料放出的热量为
所需燃料的质量
16.(24-25九年级上·江苏淮安·期中)小明在做“观察水的沸腾”实验时,用到的器材有铁架台、烧杯、温度计、秒表、硬纸板、石棉网等。
(1)如图甲所示,实验装置中有一处明显错误,接下来应该调整 (选填“A”或“B”)到合适的位置才能进行实验;
(2)实验时用温度计测出不同时刻水的温度,并记录在表中,其中某次温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 ℃;
(3)小明调整实验装置,点燃酒精灯开始加热以后,当他观察到________现象时,说明水开始沸腾了;
A.听到烧杯中的声音由小逐渐变大
B.温度计示数达到100℃
C.烧杯中有大量气泡产生且气泡在上升过程中体积逐渐变大
D.温度计示数上升到一定值以后,酒精灯继续加热,温度计示数始终保持不变
(4)实验结束以后,小明撤走酒精灯,发现烧杯中的水沸腾了一段时间以后停止了沸腾。于是小明认为沸腾需要持续吸热,同组的小红认为小明的想法不够严谨,小红认为可能是水温下降到低于沸点,所以才停止沸腾。请你设计实验帮助他们更好地证明沸腾需要持续吸热 ;
(5)小明在加热条件完全相同的情况下进行了两次实验,并绘制丙图,分析图丙中的图象可知,第一次实验和第二次实验所用水的质量之比是 。
【答案】(1)A;(2)96;(3)CD;(4)见解析;(5)5∶3。
【详解】(1)用温度计测液体温度时,温度计的玻璃泡不能碰到容器底和容器壁,图甲中温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部,调整A到合适的位置才能进行实验。
(2)由图乙可知,温度计的分度值是1℃,所以其温度是96℃。
(3)A.水在沸腾前,听到烧杯中的声音由小逐渐变大,沸腾后,听到烧杯中的声音由大逐渐变小,故A不符合题意;
B.水的沸点与气压有关,气压高,水的沸点高,水沸腾过程中,沸点不一定是100℃,故B不符合题意;
C.沸腾前,下部分温度高,上部分温度低,气泡在上升过程中遇冷液化,体积逐渐减小,沸腾时,水的温度不变,气泡在上升过程中体积逐渐增大,当温度到达沸点时,继续加热,温度计示数始终保持不变,故CD符合题意。
故选CD。
(4)用甲图所示装置,在烧杯中放入试管,烧杯和试管中均盛有一定量的水,当烧杯中的水沸腾时,观察试管中和烧杯中的水是否能够沸腾,如果试管中水不沸腾,说明沸腾需要持续吸热。
(5)根据Q吸=cmΔt,在装置相同的情况下,相同时间吸收热量相同,则cm1Δt1=cm2Δt2
第一次实验和第二次实验水的温度上升之比为(98℃-92℃)∶(98℃-88℃)=6∶10=3∶5
所用水的质量之比与温度上升之比成反比,可得第一次实验和第二次实验所用水的质量之比5∶3。
17.(24-25九年级上·江苏连云港·期中)现有某型号柴油2kg,已知该型号柴油的热值。求:
(1)这些柴油完全燃烧,可释放多少热量?
(2)若这些柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收,则能把400kg的水从20℃加热到多少度?[水的比热
(3)某柴油机的效率是35%,那么这台柴油机消耗2kg柴油可输出的功是多少?
【答案】(1)8.4×107J
(2)70℃
(3)2.94×107J
【解析】【小题1】这些柴油完全燃烧,可释放热量
【小题2】这些柴油完全燃烧释放的热量完全被水吸收,由知道, 水温度变化
水从20℃加热到
【小题3】由知道,这台柴油机可输出的功是
1.关于燃料的热值,以下说法正确的是( )
A.燃料燃烧时放热越多,热值就越大
B.燃烧某种燃料放出的热量,则这种燃料的热值为
C.燃料的热值与燃料的质量和燃烧状况无关
D.未完全燃烧的燃料,其热值会变小
【答案】C
【详解】A.热值的定义:在物理学中,把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料的热值,质量一定时,完全燃烧放热越多,热值才越大,故A错误;
B.热值的定义要求燃料‘完全燃烧’,题中并未说明,因此不能断定该燃料的热值就是”。故B错误;
C.燃料的热值仅与燃料的种类有关,与其质量、燃烧情况无关,如一堆煤和一块同样的煤的热值相同,故C正确;
D.未完全燃烧的燃料,其热值不变,故D错误。
故选C。
2.关于内能,下列说法中正确的是( )
A.运动的物体具有内能,静止的物体不具有内能
B.温度高的物体具有内能,温度低的物体不具有内能
C.内能是物体具有动能和势能的总和
D.物体的机械能可以为零,但内能永远不可能为零
【答案】D
【详解】A.内能是物体内部微观粒子的能量,与物体的宏观运动状态无关。无论是运动的物体还是静止的物体,其内部分子始终在做无规则运动,因此都具有内能,故A错误;
B.温度是影响内能大小的因素之一,温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能越大,内能通常越大,但温度高低不决定物体是否具有内能。即使是温度极低的物体,其内部分子仍在缓慢做无规则运动,依然具有内能,故B错误;
C.内能是物体的微观能量,指物体内部分子动能和分子势能的总和。动能势能是物体的宏观能量,二者本质不同,不能等同,故C错误;
D.物体的速度和高度均为0时,其动能和重力势能为0,且未发生形变时,弹性势能也为0,所以其机械能可以为零。根据分子动理论,一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,即使物体机械能为零,内部分子仍有动能和分子势能,因此内能永远不为零,故D正确。
故选D。
3.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度为0℃以下的物体不具有内能 B.温度高的物体,含有的热量一定多
C.物体的内能增加,可能是吸收了热量 D.温度总是从高温物体传向低温物体
【答案】C
【详解】A.一切物体在任何情况下都具有内能,温度为0℃以下的物体也具有内能,故A错误;
B.热量是热传递过程中传递的能量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.做功和热传递都可以改变物体的内能,物体的内能增加,可能是吸收了热量,故C正确;
D.热量总是从高温物体传向低温物体,热传递过程传递的不是温度,故D错误。
故选C。
4.如图所示,在试管内装适量水,用带玻璃管的胶塞塞住,加热试管使水沸腾,小叶轮转动。下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧,其内能转化为化学能
B.水被加热,是通过做功使水的内能增加
C.叶轮转动,此现象与热机工作原理相同
D.水蒸气推动叶轮转动,水蒸气内能增加
【答案】C
【详解】A.燃料燃烧时,是将自身储存的化学能转化为内能,而非内能转化为化学能,故A错误;
B.水被加热的过程中,是通过热传递使水的内能增加,而非做功,故B错误;
C.水沸腾产生水蒸气,水蒸气推动叶轮转动,将内能转化为机械能。与热机的工作原理相同,故C正确;
D.水蒸气推动叶轮转动时,对叶轮做功,自身的一部分内能会转化为叶轮的机械能,内能减少,而非增加,故D错误。
故选C。
5.如图所示,探究阻力对物体运动的影响,使用的器材有斜面、棉布、木板、玻璃板、小车。下列说法中正确的是( )
A.此实验的证据可以直接得出牛顿第一运动定律
B.小车在水平面上运动距离的远反映了小车所受阻力的大
C.若小车仅玻璃板面滑出最右端,必须降低小车释放高度再次实验
D.若改变小车在斜面的释放高度,可以探究小车重力势能与高度的关系
【答案】D
【详解】A.牛顿第一运动定律是在实验的基础上通过推理得出的,因为不受力的物体是不存在的,因此通过此实验不能直接得出牛顿第一运动定律,故A错误;
B.小车在水平面上运动距离的远近反映了对物体运动的影响,阻力越小,小车运动距离越远,故B错误;
C.本实验中,通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对小车运动的影响情况。若实验中小车仅在玻璃板上滑行时滑出了右端,说明小车在玻璃板上滑行的距离最大,三次实验小车运动的距离不同,可以说明阻力对小车运动的影响,所以不需要降低小车释放高度再次实验以获取可靠的证据,故C错误;
D.让同一小车从不同高度由静止滑下,控制了质量相同,而高度不同,通过小车在水平面上运动的距离可知克服阻力做功的多少,从而可判断小车最初具有重力势能的大小,所以可以探究小车重力势能与高度的关系,故D正确。
故选D。
6.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2∶1
B.A、B两液体的比热容之比为2∶1
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.B液体比A液体更适合作发动机的冷却液
【答案】B
【详解】A.用完全相同的加热装置对A、B加热,加热相同时间,A、B吸收热量相同,故A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为1∶1,故A错误;
B.由图得,A、B加热8min吸收相同的热量,A温度上升
B温度上升
A、B的质量分别为100g、400g,由得,A、B两液体的比热容之比为
故B正确;
C.A的比热容大于B的比热容,因此A液体的吸热能力比B液体的强,故C错误;
D.A的比热容较大,相同质量的A、B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错误。
故选B。
7.某固态物体的质量为m,比热容为c,用恒功率热源对它加热至时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中温度T随时间t的关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.在时间段,该物体吸收的热量为
B.该物质时间段的比热容大于时间段的比热容
C.在时间段,该物质的比热容不变
D.在时间段,该物体放出的热量为
【答案】C
【详解】A.用稳定的热源对它加热(物体在相同的时间内吸收的热量相等),则单位时间内物体吸收的热量,在时间段,该物质吸收的热量为,故A错误;
B.由图可知,该物质在时间段,处于固态,该物质在时间段,也处于固态,由于固态时的比热容是该物质的性质,保持不变,所以该物质在时间段的比热容等于在时间段的比热容,故B错误;
C.由图可知,该物体在时间段,处于液态,由于液态时的比热容是该物质的性质,所以在时间段,该物质的比热容不变,故C正确;
D.该物质冷却过程中单位时间放出热量不等于该物体升温过程中单位时间吸收热量,由于该物质熔化过程中吸收的热量等于该物质凝固过程中放出的热量,所以在时间段,该物体放出的热量等于在时间段,该物体吸收的热量,所以该物体放出的热量,故D错误。
故选 C。
8.对质量均为200g,初温相同的甲、乙两种物质,用相同的加热器加热,它们温度随时间变化的图像如图所示。若单位时间内,甲、乙吸收的热量相同。甲在0~8min的状态下,比热容为c甲=1.9×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
A.乙物质的沸点一定是60℃
B.0~6min,甲的比热容大于乙的比热容
C.0~6min,甲吸收的热量比乙更快
D.8~10min,乙吸收的热量为7.6×103J
【答案】D
【详解】A.甲和乙的末温保持不变,可能处在熔化过程中,也可能处于沸腾过程中,此时的温度不一定是沸点,故A错误;
B.由图可知,在0~6min内,加热时间相同,吸收的热量相同,甲的温度变化快,且两物质的质量相同,根据Q=cmΔt可知,甲的比热容小于乙的比热容,故B错误;
C.实验中用同样的加热器进行加热,在相同时间内物质吸收的热量是相同的,则在0~6min内两物质吸收的热量都是相同的,故C错误;
D.6~8min,甲吸收的热量
Q=c甲mΔt=1.9×103J/(kg·℃)×0.2kg×(100℃﹣80℃)=7.6×103J
甲、乙两种物质用相同的加热器加热,在相同时间内物质吸收的热量是相同的,8~10min,乙吸收的热量等于6~8min甲吸收的热量,所以8~10min乙吸收的热量是7.6×103J,故D正确。
故选D。
9.用冷水冷却发动机,是利用水的 较大的特性,汽车沿水平路面高速行驶,遇到紧急事件而刹车,刹车片的温度会升高,这个过程中将 能转化为 能。
【答案】 比热容 机械 内
【详解】[1]因为水的比热容较大,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,汽车发动机常用水来做冷却剂。
[2][3]遇到紧急事件而刹车,刹车片克服摩擦做功,温度会升高,这个过程中将机械能转化为内能。
10.如图所示,用酒精灯给水加热,这是通过 方式增大了水的内能;一段时间后,观察到软木塞冲出试管口,此过程中,水蒸气的内能 (选填“增大”或“减小”),这与热机 冲程的能量转化相同;某四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min,则该汽油机每秒做功 次。
【答案】 热传递 减小 做功 20
【详解】[1]用酒精灯给水加热,水吸收热量,内能增加,温度升高,这是通过热传递方式增大了水的内能。
[2][3]热机的做功冲程是将内能转化为机械能;软木塞冲出试管口时,水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能减小,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,所以,这与热机的做功冲程的能量转化相同。
[4]由飞轮的转速是2400r/min知道,每秒飞轮转动40圈,根据四冲程汽油机一个工作循环,完成四个冲程,飞轮转动2圈,做功一次可知,每秒钟做功20次。
11.如图是对0.5kg的碎冰块均匀加热获得的“温度与时间”关系图像,不计热损失,物质在 AB和 CD 段两种状态下的比热容较大的是 段,在B点的内能 (>/=/<)C点的内能;若CD段的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则在BC段吸热为 。
【答案】 CD < 1.68×105
【详解】[1]冰熔化前后,质量不变,由图得,AB温度升高比CD快,则相同时间,AB温度升高比CD段多;实验中使用相同的加热装置,熔化前后,加热相同时间,物质吸收的热量相同,由得,在 AB和 CD 段两种状态下的比热容较大的是CD段。
[2]冰熔化过程中不断吸收热量,内能不断增大,则在B点的内能小于C点的内能。
[3]若CD段的比热容为4.2×103J/(kg·℃),45~55min,水吸收的热量为
在BC段加热时间为
在BC段吸热为
12.在跨学科实践活动中,小晋调查“家用燃料的变化与合理使用”时发现,我国近几十年家用燃料由柴草、煤炭发展至天然气。使用天然气作为家用燃料主要是因为天然气的_________较大;已知天然气的热值为4×107J/m3,完全燃烧0.1m3天然气可以放出________J的热量,这些热量若只有42%被水吸收,则可以使5kg的25℃的水温度升高________℃。如果天然气没有充分燃烧,天然气的热值将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),此时为标准大气压]
【答案】热值 4×108 75 不变
【详解】[1]使用天然气作为家用燃料主要是因为天然气的热值较大,相同质量的天然气和其它燃料相比,完全燃烧时可以放出更多的热量。
[2]完全燃烧0.1m3天然气可以放出的热量为Q放=qV=4×103J/m3×0.1m3=4×106 J
[3]水吸收的热量为Q吸=42%×Q放=42%×4×106 J=1.68×106 J;
由Q=cm△t可得,水升高的温度为;
因为在标准大气压下,水的沸点为100℃。而根据计算所得水的末温为
t=t0+△t=25℃+80℃=105℃>100℃,
故水吸热后能升高到的温度为△t'=t标-t0=100℃-25℃=75℃;
[4]热值是燃料的特性,使用天然气时,天然气没有充分燃烧,放出的热量变小,但天然气的热值不变。
13.小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度-时间的图像如图所示,由图可知,甲物质比热容 (选填“>”“<”或“=”)乙物质比热容;通过查询得知乙物质的比热容为1.5×103J/( kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg,若酒精完全燃烧且放出的热量全部被乙物质吸收,则燃烧0.5g的酒精能使 kg的乙物质升高10℃。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的比热容_________、热值 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 < 1 不变 不变
【详解】[1]用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时,相同时间内,两种物质吸收的热量相同;由图像可知,在相同时间内,甲物质比乙物质的温度升高的多,根据吸热公式,可知甲物质的比热容小于乙物质的比热容。
[2]0.5g的酒精完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=0.5×10-3 kg×3.0×107 J/kg=1.5×104 J
由于酒精完全燃烧且放出的热量全部被乙物质吸收,则乙物质吸收的热量为
由可得,乙物质升高10℃时,质量为
[3]比热容是物质的物理属性,不随质量而改变;热值是燃料的一种特性,不随质量的改变而改变,故酒精灯中剩余的酒精比热容和热值都不变。
14.某单缸四冲程汽油机在1s内完成了100个冲程,则每秒对外做功 次,该汽油机工作时飞轮转速是 r/min,若每次对外做功115J,该汽油机的效率为25%,连续工作1小时需消耗汽油 kg(q汽油=4.6×107J/kg)。
【答案】 25 3000 0.9
【详解】[1][2]单缸四冲程汽油机完成1个工作循环,完成4个冲程,飞轮转2转,对外做功1次;1s内完成了100个冲程,则每秒对外做功次数为
每秒完成25个工作循环,飞轮转50转,故转速为
[3]每秒对外做功
连续工作1小时,对外做功
根据需消耗汽油释放的能量
所以,连续工作1小时需消耗汽油的质量
15.为探究影响动能大小的因素,学习小组设计了如图所示的实验方案。
(1)图1中,甲实验探究的是动能与 的关系,实验中通过 来比较小球动能的大小。
(2)如图1乙,两次实验过程中,木块克服摩擦力做功分别为W1和W2,则W1 W2(选填“>”“=”或“<”),
(3)实验结束后,各小组对实验提出各种改进方案:
①小明认为在“探究动能与速度的关系”的实验中,可以撤走木块并使用铺有毛巾的足够长的木板,记录小球在相同表面上滚动直到静止的距离,你认为小明的实验方案是否合理 (选填“合理”或“不合理”);
②小刚设计了图2所示的装置进行实验。
A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离,可以研究小球的动能大小与 (选填“质量”、“速度”或“质量和速度”)的关系。
B.若用A、B两个质量不同的小球(mA>mB)将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,同一木块受到撞击后相应移动距离sA sB(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)速度;木块移动的距离;(2)<;(3)合理;速度;=。
【详解】(1)[1]甲实验中,质量相等的小球从不同高度滚下,使小球到达水平面速度不同,探究的是动能与速度的关系。
[2]实验重采用转换法,通过木块移动的距离来比较小球动能的大小。
(2)乙中两图木块对水平面压力相同,接触面粗糙程度相同,木块受到的摩擦力相同,第一次实验木块移动的距离小于第二次,根据可知
(3)[1]合理,因为相同的表面对小球的阻力是相同的,通过观察小球滚动的距离大小可以判断出小球动能大小。
[2]同一小球质量相同,同一弹簧压缩不同程度后静止释放,小球获得的速度不同,可以研究小球的动能大小与速度的关系。
[3]若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能相同,转化成的动能相同,克服摩擦力做功相同,物块受到的摩擦力相同,根据W=fs可知木块最终移动的距离相同。
16.如图1是“探究不同物质吸热升温的现象”的装置,小华用两个相同的容器(用虚线框表示),分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)从实验效果考虑,盛放液体的容器应选择 (选填“烧杯”或“易拉罐”)较好;实验中使用玻璃棒的目的是 。
(2)实验中通过比较 判断两种液体吸收热量多少。
(3)根据实验数据画出图像如图2分析可知:质量相等的A、B两种液体,吸收相同热量,液体 升温较高。液体 适宜作为冷却剂。
(4)如图3,若把物质吸热升温和柱形容器盛水水面升高做类比,比热容和容器的 类似。(选填序号)
①高度 ②容积 ③底面积 ④质量
【答案】(1)易拉罐;使液体受热均匀;(2)加热时间;(3)A;B;(4)③。
【详解】(1)[1]易拉罐由金属制造而成,有良好的导热性,能够加快实验进程,减少热量损失。
[2]加热时,容器底部温度较高,所以靠近容器底部的液体温度较高,上面液体温度较低,液体受热不均匀,影响实验效果,用玻璃棒搅拌,能使容器内液体受热均匀。
(2)液体吸收的热量来源于酒精灯加热,酒精灯加热时间长,液体吸收的热量多,所以可以通过酒精灯加热时间的长短来间接反映液体吸收热量的多少。
(3)[1]由图2可知,当酒精灯加热相同时间时,即吸收相同的热量时,液体A的温度高于液体B的温度,因为它们的初温相同,所以液体A升高的温度比液体B升高的温度高。
[2]质量相等的A、B两种液体,吸收相同热量,液体A升温较高,说明液体A的吸热能力较弱,所以液体B的吸热能力较强,适合作为冷却剂。
(4)比热容大小的比较方法为:相同质量的不同物体,吸收相同的热量,温度升高的越多,吸热能力越弱,比热容越小;容器装水能力的比较方法:装相同质量的水的不同容器,容器盛水水面升高得越多,说明容器装水的能力越弱,容器底面积越小。所以比热容相当于容器底面积,故选③。
17.阅读短文,回答文后问题。
牛顿冷却定律当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用用表示,则,其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是( )
A.速度 B.密度
C.功率 D.效率
(2)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到26℃时,散热快慢为 ;
(3)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图象如图乙所示(温度低于25℃的图象未画出),降低相同温度时,杯中盐水与水放出的热量之比为 ;已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 J/(kg·℃)。
【答案】(1)C;(2)0.6q;(3)11︰12;3.5×103。
【详解】(1)由题目提供的信息可知,散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少。
A.速度的定义是单位时间内通过的路程,故A不符合题意;
B.密度的定义是单位体积某种物质的质量,故B不符合题意;
C.功率的定义是单位时间内做的功,与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量,故C符合题意;
D.效率的定义是有用的能量与总能量之比,故D不符合题意。
故选C。
(2)由题意可知
解得,由于散热系数k与物体的表面性质、表面积和物质种类无关,散热系数k不变,则当物体温度降低到26℃时,散热快慢为
(3)[1][2]因为水和盐水的初温和末温都相同,即
所以此时水和盐水的散热快慢相同,则水和盐水放出热量之比为
即盐水与水放出的热量之比为11︰12。
由图可知,水和盐水的体积相同,因为,所以
解得
18.小明同学在做水的沸腾实验时,用酒精灯给200g的水加热,并绘制了如图所示的水的温度随时间变化的图象。已知小明在10min内完全燃烧了4g酒精,酒精的热值是4.2×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。加热10min时,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)4g酒精完全燃烧放出的热量是多少?
(3)酒精灯烧水的效率是多少?
【答案】(1)2.94×104J;(2)1.68×105J;(3)17.5%。
【详解】(1)由图可知,加热10min时,水的温度从20℃升高到55℃,水的质量为200g,合0.2kg,则水吸收的热量:
(2)4g酒精完全燃烧放出的热量:
(3)酒精灯烧水的效率:
19.假日期间,小丽一家驾车去其他城市旅游,在某段行驶过程中,汽车匀速行驶了100km,汽车受到的阻力为,在此过程中消耗了20kg汽油,汽油的热值为。求:
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(2)这辆车汽油机的效率;
(3)若这段行程改用一辆电动汽车去完成,该电动车的效率为80%,汽车受到的阻力仍为,则该电动车需要耗电多少度?
(4)相比燃油车,电动车具有 的优点。(只说一个优点即可)
【答案】(1)1×109J;(2)18%;(3)62.5;(4)清洁无污染。
【详解】(1)汽油完全燃烧放出的热量
(2)轿车匀速行驶时,牵引力等于受到的阻力,轿车牵引力做的功为
这辆车汽油机的效率
(3)这段行程改用一辆电动汽车去完成,汽车受到的阻力仍为,汽车做的有用功相同,;该电动车的效率为80%,消耗的电能
该电动车需要耗电62.5度。
(4)电动车与汽油为燃料的汽车比较,它的优点是清洁无污染、噪音低。
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