内容正文:
【第十二章内能与热机】
12.2热量与热值
一、单选题
1.在“烹饪小能手”劳动技能挑战赛中,小明做了一盘红烧排骨,其中涉及很多物理知识,下列说法中正确的是( )
A.从冰箱拿出来的冻肉没有内能
B.热腾腾的排骨出锅时,小明的眼镜片变模糊了,这是镜片上发生了汽化现象
C.烹饪过程中闻到浓浓的肉香是因为分子在不停地做无规则运动
D.做完饭后剩余天然气的热值变小
2.南极是世界上最冷的地方,常年平均气温是。一天,南极的小企鹅豆豆和丁丁之间发生了一次有趣的对话,他们的部分说法如下,其中正确的是( )
A.豆豆:冰山的温度低,所含热量少
B.丁丁:这里太冷了,冰山肯定没有内能了
C.豆豆:我们一起跳舞吧,这样能暖和一些
D.丁丁:唉,反正我现在一点温度也没有了,冻死喽
3.百善孝为先,孝敬父母是中华民族的传统美德。集团倡议各学校的同学们用热水为父母洗一次脚。关于热水洗脚过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是
A.热水洗脚是通过热传递改变了脚的内能
B.洗脚过程热量由脚传递给了水
C.洗脚过程中水的温度降低,比热容变小
D.洗脚水的温度越高,所含的热量越多
4.下列关于温度、内能和热量的说法,正确的是( )
A.0℃的冰没有内能 B.物体内能减少,一定对外做功
C.物体温度越高,所含热量越多 D.同一物体,温度越高内能越大
5.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.A的比热容与B的比热容之比为2∶3
B.加热相同的时间,B吸收的热量较多
C.A和B升高相同的温度,A吸收的热量较多
D.B物质更适宜做机车发动机的冷却液
6.关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度不一定升高
B.温度相同的物体,其内能一定相同
C.物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
D.摩擦生热的过程中,机械能转化为内能,这些内能又可以自发地转化为机械能
7.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.一个物体吸收热量时,温度不一定升高
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.对物体做功,物体的温度一定升高
D.0℃的冰没有内能
8.“大雪”是我国传统二十四节气之一,唐代著名诗人白居易有诗“绿蚁新醅酒,红泥小火炉。晚来天欲雪,能饮一杯无?”描写诗人在一个风雪飘飞的傍晚与朋友相聚的情景,下列有关说法中正确的是( )
A.雪花飘飞说明组成物质的分子之间不存在引力
B.围在火炉旁感到温暖是因为火炉含有热量
C.搓手取暖是通过热传递来改变内能的
D.酒香四溢说明分子在不停地做无规则运动
9.把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中,混合温度为40℃;把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中,混合温度为60℃;如果把同样加热到100℃的该铁块投入(m1+m2)克20℃的水中,混合温度为( )
A.50℃ B.48℃ C.36℃ D.32℃
二、多选题
10.下列关于温度、热量和内能说法中正确的是( )
A.热量总是从高温物体传递给低温物体
B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体的温度越高,具有的热量越多
D.热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体
11.一定质量0℃的水,凝固成0℃的冰后,下列说法正确的是( )
A.分子平均动能不变 B.分子势能不变
C.温度不变,内能不变 D.分子间的间距变大,内能增小
12.关于温度、热量和内能,下列说法错误的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体
C.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
D.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
13.关于温度、内能和热量,下列说法中不正确的是( )
A.一个物体内能越多,它含有的热量越多
B.同一物体,温度越高内能越大
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
14.关于物体的内能,下列说法不正确的是( )
A.物体温度升高,它的内能一定会增加
B.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.温度相等的1kg水和100g水内能相同
15.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
16.关于下列四个中国传统节日中的美食,说法正确的是( )
A.除夕节——煮饺子时,通过热传递改变了饺子的内能
B.端午节——粽叶飘香说明分子不停地做无规则运动
C.元宵节——刚煮熟的元宵很烫,是因为含有的热量多
D.中秋节——吃月饼时,掰开月饼需要克服分子间的引力
17.把质量为m 温度为30℃的铁块投入到一杯0℃的水中,最终铁块的温度降低到6℃;那么把另一块质量为2m, 温度为30℃的铁块投人到同样的另一杯水中,热平衡后,分析以下说法,正确的是(不计热量损失)( )
A.铁块降低的温度等于水升高的温度
B.另一块铁块最终的温度为10℃
C.第一块铁的热量比第二块少
D.铁块改变的内能等于水改变的内能
三、填空题
18.2020年11月24日,我国用长征五号遥五运载火箭(俗称“胖五”)成功发射探月工程嫦娥五号探测器,将实现首次月球无人采样返回。火箭发射时,在发射台下有一个大水池,让高温的火焰喷到水中,水会迅速 (填物态变化名称)吸热;它的发动机采用液氢为燃料是因为液氢的 较大。
19.某燃气热水器使用天然气作为燃料,若使用中消耗掉0.02m3的天然气,则这些天然气完全燃烧放出的热量为 J (q天然气=3.2×107J/m3);如果这些热量完全被水吸收,则水的内能 (选填 “增大”、“不变” 或“减小”)。
20.芒种时节梅子成熟,《三国演义》中还有“青梅煮酒论英雄”的典故。煮酒是通过 (选填“热传递”或“做功”)的方式改变酒的内能。质量为0.5kg的酒的温度从20℃升高到40℃吸收的热量是 J.[c酒=3.4×103J/(kg·℃) ]
21.居民家庭通常使用燃气烧水,这是通过 的方式改变水的内能,若将2kg 的水从20℃加热到70℃,水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)J
22.电视片《舌尖上的中国》收录了湖北的周黑鸭,闻到周黑鸭香味是因为 。入口后除舌尖上感觉到美味外,舌尖的温度也升高了,舌尖的内能 (选填“增大”、“不变”或“减少”)。
23.今年台风“利奇马”对我国造成的直接经济损失约537亿元人民币,台风涡旋的巨大能量来源于其中水汽上升凝结所释放的热量,水汽上升凝结后内能将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。在一个中等强度的台风中,每天放出的热量约为:4.0×1019J。则这些热量相当于完全燃烧 m3天然气放出的热量。(q=4.0×107J/m3)
24.完全燃烧2.8克酒精放出的热量全部被质量为0.2千克、温度为20℃的水吸收,则水的温度在一个标准大气压下升高到 ℃。[q酒精=3.0×107J/kg;c水=4.2×103J/(kg∙℃)]
25.同学们在上学途中经过加油站时,会闻到汽油味,这属于 现象;汽油的热值为4.6×107J/kg,2kg汽油完全燃烧放出的热量为 J。
四、计算题
26.质量为2千克的铝块,温度从10℃升高到60℃。[c铝=0.9 103焦/(千克·℃)]求:
(1)铝块升高的温度 ;
(2)铝块吸收的热量Q吸。
27.焚烧农作物秸秆不仅造成严重的环境污染,还造成大量能源的浪费。研究表明,秸秆的热值为0.75×107J/kg,相当于标准煤的四分之一,水的比热容是4.2×103J/(kg℃),则:
(1)某农户锅内盛水5kg,通过燃烧秸秆的方式将这些水从20℃加热至沸腾,若秸秆完全燃烧放出的热量有20%被水吸收,共需要多少千克的这种秸秆?
(2)如果改用天然气烧水,烧开同样5kg、20℃的水需要完全燃烧50dm3天然气,则该天然气灶的效率是多少?(若天然气完全燃烧,天然气的热值为4.0×103J/m3)
五、作图题
28.请你按要求作图:在图中画出冰从-4℃上升到4℃的过程中,内能随温度变化的大致图像(冰的熔点为0℃,忽略加热过程中质量的变化)
29.如图所示是某固态晶体物质在熔化前后的过程中,温度随时间的变化图像,请在图中用粗实线画出该晶体在相同的过程中内能随温度变化的大致图像(热源供热稳定,不考虑晶体质量的变化)。
六、实验探究题
30.在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中通过比较 来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
(2)根据表格中记录的实验数据可知酒精和碎纸片这两种燃料中,热值较大的是
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
20
35
碎纸片
20
25
31.为比较不同燃料燃烧放热能力的差异,小明设计了如图甲,乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同。烧杯内水的初温.质量也都相同,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。
(1)实验中还应控制燃料燃烧的 (选填“时间”“初温”或“质量”)相同。
(2)燃料燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图象如图丙所示。由此可知,燃料1燃烧5min放出的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧15min放出的热量。
(3)假设燃料完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 。
七、综合题
32. 茶是世界三大饮品之一,起源于中国,盛行于世界,2020年5月21日是联合国确定的首个“国际茶日”,结合日常冲泡茶的过程回答以下问题:
(1)用电热壶将初温为20℃的水烧至100℃,水吸收的热量为 J;[]
(2)用热水冲泡茶叶时,茶叶随水而动,说明力可以改变物体的 ;用热水冲泡茶叶时,茶叶的温度升高,内能增加,这是通过 的方式改变了茶叶的内能;
(3)茶香四溢说明分子 ;
(4)悬浮在水中的茶叶受到的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)浮力;
(5)透过透明的玻璃茶壶看到茶叶“变大了”,这是光的 造成的。
33.如图是某款油电混动汽车,部分信息如下表。某次测试,测试员驾驶该车以额定功率并保持72 km/h的速度匀速直线行驶。测试中,汽油机既向车轮提供动力,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。(假设汽油完全燃烧,且忽略蓄电池和电机的热损失, q汽油=4.6×107J/kg)
空车质量
1250kg
车轮与地面总接触面积
0.2m2
额定功率
20kW
(1)求空车对水平地面的压强;
(2)测试中汽车受到的阻力;
(3)测试中驱动汽车所需能量E1=4×107J,E1的65%直接来自汽油燃烧;汽油燃烧放出热量的40%用于汽车行驶和蓄电池充电,若该次测试中消耗汽油2.5kg,则向蓄电池充电的能量E2为 J。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】D
5.【答案】C
6.【答案】A
7.【答案】A
8.【答案】D
9.【答案】C
10.【答案】A,D
11.【答案】A,D
12.【答案】A,C,D
13.【答案】A,C,D
14.【答案】B,C,D
15.【答案】A,B,D
16.【答案】A,B,D
17.【答案】B,D
18.【答案】汽化;热值
19.【答案】;增大
20.【答案】热传递;
21.【答案】热传递;4.2×105
22.【答案】分子永不停息地做无规则运动;增大
23.【答案】减小;1012
24.【答案】100
25.【答案】扩散;9.2×107
26.【答案】(1)解:铝块升高的温度
答:铝块升高的温度是50℃;
(2)铝块吸收的热量Q吸=c铝mΔt=0.9×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=9×104J
答:铝块吸收的热量是9×104J。
27.【答案】(1)解:水吸收的热量为
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J
完全燃烧秸秆放出的热量为
Q放= =8.4×106J
所需秸秆的质量m= =1.12kg
(2)解:完全燃烧50dm3天然气放出的热量为
Q放2=q2V=4.0×107J/m3×50×10-3m3=2×106J
天然气灶的效率为η= =84%
28.【答案】
29.【答案】
30.【答案】(1)水的温度差
(2)酒精
31.【答案】(1)质量
(2)大于
(3)4∶3
32.【答案】(1)3.36×105
(2)运动状态;热传递
(3)在不停地做无规则运动
(4)等于
(5)折射
33.【答案】(1)解:空车对水平地面的压力F=G车=m车g=1250kg×10N/kg=1.25×104N
该车对水平地面的压强
答:该车对水平地面的压强为6.25×104Pa;
(2)汽车以额定功率匀速行驶时,由 ,汽车受到的牵引力
因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,汽车受到的阻力f=F=103N
答:测试中汽车受到的阻力为103N;
(3)2×107
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