内容正文:
第十二章 机械能和内能
【题型1 动能的概念、影响动能的因素】 1
【题型2 探究影响动能因素的实验】 2
【题型3 重力势能的概念及影响因素】 4
【题型4 弹性势能的概念及影响因素】 4
【题型5 物体运动过程中各种机械能的变化情况】 5
【题型6 分子的热运动】 7
【题型7 热传递改变物体的内能】 8
【题型8 探究不同物质的吸热本领】 8
【题型9 计算物体温度变化时的吸放热】 10
【题型10 水的比热容特点及应用】 11
【题型11 做功改变物体的内能】 12
【题型12 温度、热量与内能的区别与联系】 13
【题型13 热机工作过程中的能量转化】 14
【题型14 内燃机的构造与工作过程】 15
【题型15 热值的概念及相关计算】 15
【题型16 热机效率的计算】 17
【题型1 】
1.一只垒球以某一速度飞向木栅栏,会被木栅栏弹回,而一辆汽车以相同的速度撞向这个木栅栏,木栅栏会被汽车撞倒,这是因为汽车具有( )
A.较大的势能 B.较大的动能
C.较大的弹性势能 D.汽车车头前有保险杠
2.如图所示是人造地球卫星的轨道示意图,卫星在大气层外环绕地球运行,关于它在从远地点向近地点运行的过程中能量变化情况。下列说法正确的是( )
A.动能增大,势能减小 B.动能增大,势能不变
C.动能不变,势能减小 D.动能减小,势能增大
3.如图所示是高速公路旁的限速牌,则小客车的速度越大,其动能就越 ;如果小客车和大型货车的行驶速度相等,则 车动能比较大。
【题型2 】
4.如图所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,让小车从斜面上滑下后撞击木块。
(1)实验中通过观察 可知物体动能的大小;
(2)让小车从不同的高度由静止开始滑下是为了 ;这样设计的目的是为了研究 ;
(3)为了研究动能与质量关系应采取的措施是 。
5.按要求完成下列填空;
(1)为了探究动能与质量的关系,楚楚设计的实验装置如图甲所示。实验过程如下:质量为、的两小球从斜面上同一高度下滑,。两小球撞击放在水平面上的木块,由于在水平面上滚动一段距离之后再撞击木块,最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚楚根据这次实验情况得出结论:物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论 (选填“不符”或“相符”),请你评估他实验中的不足: 。
(2)图乙是研究弹簧弹性势能与其形变程度关系的实验装置,小球压缩弹簧,松手后小球被弹开,并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)图丙是探究物体重力势能与哪些因素有关的实验装置,三个相同木桩在沙中所处的初始深度 (选填“相同”或“不同”),a、b、c三个物体的质量关系为。图丙中b、c两物体从图示位置由静止释放,分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同, (选填“能”或“不能”)说明b、c两物体的初始重力势能相同。
(4)张工、李工两位是建筑设计师,均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计,最后张工上交了图丁所示的设计方案图,李工上交了图戊所示的设计方案图。若你是此公司代表,你将选择图 的设计方案,结合你学到的物理知识,请简要谈谈你选择的理由: 。
6.为了探究汽车的动能跟哪些因素有关,小明设计了图1的模拟实验装置,将小钢球从高度为H的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下,先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
(1)实验中探究的动能是指( )(选填字母);
A.钢球撞击木块时的动能
B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
(2)实验中通过观察 的大小来判断动能的大小(选填“高度H”或“距离s”);
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越 ;
(4)分析比较 两组实验可得,物体速度相同时,质量越大,动能越大;
(5)若本实验中水平面绝对光滑,则 (选填“能”或“不能”)得出正确结论;
(6)综合上述可知,如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高 。
【题型3 重力势能的概念及影响因素】
7.如图所示是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。运动员从空中下落的过程中,下列关于运动员的说法正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小 B.动能增大,重力势能增大
C.动能减小,重力势能增大 D.动能不变,重力势能增大
8.神舟十九号载人飞船返回舱于2025年4月30日在东风着陆场安全着陆,返回舱打开降落伞后,在竖直匀速下落过程中( )
A.重力势能减小 B.动能增大
C.重力势能转化为动能 D.机械能守恒
9.如图所示是一座山的等高线图。两名登山运动员从C点开始下山,同时到达B点。已知甲运动员的体重大于乙运动员的体重。则重力做功W甲 W乙,下山功率P甲 P乙(以上两空均选填“>”或“<”或“=”);已知甲登山运动员的质量为55kg,从B点到A点的下山过程中,重力做功为 J;甲登山运动员在 点所具有的重力势能最大(选填“A”或“B”或“C”,g=10N/kg)。
【题型4 】
10.如图为撑杆跳运动员跃过横杆前的一个情景。下列说法中正确的是( )
A.杆的形状改变是因为受到力的作用 B.杆对人没有力的作用
C.杆所发生的形变为塑性形变 D.人在上升时,杆的弹性势能逐渐增大
11.“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”,如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,绳子弹性势能减小 B.从A点到C点,人的动能先增大后减小
C.从B点到C点,人的重力势能转化为动能 D.从A点到C点,人的机械能不变
12.小华玩弹弓时,用力拉长橡皮筋(如图),被拉长的橡皮筋具有 能,当他迅速松开手将石子射出,石子由静止获得一定的速度,石子的动能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【题型5 】
13.12月12日,身穿京剧服饰的俱乐部成员们在雪道上滑行。身后的“靠旗”与扬起的雪花一同在空中飞舞,京剧身段与单板特技的有机融合,展现出滑雪运动别样的“国潮”之美,如图所示,关于俱乐部成员从低处向高处跃起后下落的过程中,下列说法正确的是( )
A.俱乐部成员从低处运动到高处时,动能不断增加
B.俱乐部成员从高处运动到低处时,动能转化为重力势能
C.俱乐部成员运动到最高点时重力势能最大
D.俱乐部成员运动到最高点时动能最大
14.掷实心球是达州中考体育项目之一,如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹,O点是实心球刚离开手的位置,A点是实心球运动到最高点的位置,B点是实心球落地前某一瞬间的位置,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.实心球在最高点A时若外力全部消失,它将保持静止
B.实心球在最高点A时处于平衡状态
C.实心球从O运动到B的动能先减小后增大
D.实心球在O点的机械能大于在B点的机械能
15.如图所示,网球拍击中飞过来的网球,网球发生了明显的形变。网球在恢复原状的过程中, 转化为动能,网球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于网球具有 。
16.龙骨水车是一种古代灌溉农具,结构如图所示。使用时,将小龙头轴浸入低处的水中,踩动踏板,驱动大龙头轴转动,链条带动刮水板上行,可将低处的水灌溉到高处的农田中。请根据材料完成小题。
(1)脚踩踏板驱动水车,水被匀速提高的过程中机械能将 ;脚停止踩踏,刮水板不会马上停止,这是由于它具有 ;
(2)踩动踏板驱动大龙头轴以10圈/分钟的速度转动,转动一圈可带动刮水板运送24kg水到1m高的农田。若踩动踏板的平均功率为160W,该水车机械效率为 ;请写出一条提升龙骨水车机械效率的具体措施 。
【题型6 】
17.为了揭示大自然的奥秘,人类在不断地探索,下列说法正确的是( )
A.天文学家把“光年”作为时间的单位
B.宇宙是一个有层次的天体结构系统
C.地球绕太阳运动,太阳是宇宙的中心
D.灰尘漫天飞舞说明分子在永不停息地做无规则运动
18.合肥烘糕金黄油润,疏松多孔,香酥可口,味美甘甜,具有润肺消喘的功效,被誉为合肥糕点族中的“四大名点”之一。下列有关说法错误的是( )
A.闻到烘糕的香味,说明分子在做无规则运动
B.烘糕可以用肉眼看出有气孔,说明分子间有间隙
C.烘糕中的米粉粘在一起,说明分子之间存在引力
D.烘糕烘烤过程中香味更浓,说明温度越高分子运动越剧烈
19.河南烩面是中国五大面之一,以其味道鲜美、经济实惠,享誉中原,遍及全国。烧制高汤时,汤的内能是通过 的方式增加的;热气腾腾的烩面,香味扑鼻而来,这是 现象,说明分子在不停地做 。
【题型7 】
20.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.水含有的热量减少 B.热传递改变了水的内能
C.灯油燃烧放热后灯油热值变大 D.灯油燃烧放热后水的比热容变小
21.《死水微澜》曾对重庆火锅的起源有记录,有关用火锅烫毛肚,下列描述正确的是( )
A.烫毛肚的过程是高温的锅把温度传递给低温的毛肚
B.烫毛肚的过程中是利用做功的方式增加其内能
C.烫毛肚的过程中,毛肚的温度越高,含有的热量越多
D.闻到火锅的香味是因为扩散现象
22.艾灸是我国古老中医疗法,可以提升人体免疫力。如图用艾柱熏烤患者的穴位。艾灸的部位有温热感,这是通过 的方式使其内能增加的。
【题型8 探究】
23.在探究比较不同物质吸热的情况的实验中,某小组利用规格相同的电加热器给甲和乙液体加热,实验装置如图所示:
(1)实验中除了选用两个完全相同的加热器,实验中还应该使甲和乙液体的 相等;
(2)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较加热时间;小芳认为要加热相同的时间然后进行比较升高的温度,你认为方法可行的是 (填小明、小芳或都可行);
(3)分析表中数据,要在甲、乙两种液体中选择一种液体作冷却液,你认为选择 (填“甲”或“乙”)液体较为合理;
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(4)如果加热过程中无热量损失,已知题中甲物质的比热容为4.2×103J/(kg•℃),那么乙物质的比热容为 J/(kg•℃)。
24.在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将a、b两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热(不计热量损失)。根据记录的实验数据绘制出如图丙所示的温度—时间图像。请你完成下列问题:
(1)如图甲、乙所示,应该选用初温和 均相等的a、b两种液体进行实验;
(2)在实验过程中,是通过比较 来间接反映两种液体吸收热量的多少;
(3)在实验过程中,当加热到第20min时,两种液体具有相同的 (选填“温度”“内能”或“热量”);
(4)根据图丙中的相关数据可得出:a、b两种液体的比热容大小之比是 。根据所学的物理知识可知选用其中 (选填“a”或“b”)液体作为汽油机的散热物质效果会更好。
25.如图所示,小红准备了甲、乙、丙三个相同的装置,来探究不同物质的吸热能力和不同燃料的放热能力,其中液体质量、燃料质量均相等。
(1)探究不同物质的吸热能力时:
①选择甲、丙两图进行实验,实验时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;
②小红根据测得的实验数据,画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像(如图丁所示),由图可判断液体 (选填“a”或“b”)的吸热能力强。若a的比热容是,b的比热容是,则 。
(2)探究不同燃料的放热能力时:
①选择甲、乙两图进行实验,实验时不同燃料的放热的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;燃料1在燃烧过程中,其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”);
②若图甲烧杯中为50mL的水,若10g酒精燃烧后放出的热量被水吸收,温度计示数升高了,则可以计算出酒精的热值 J/kg。这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样”)[,]
【题型9 】
26.依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容c/J·(kg⋅°C)-1
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
A.一杯煤油用掉一半,杯内剩余煤油的比热容变小
B.水的温度升高1℃需吸收4.2×103J的热量
C.使质量相等的水和煤油都升高1℃,水吸收的热量较多
D.水和砂石放出相同的热量,水的温度降低得较少
27.小滨同学用相同的电加热器分别对质量均为0.2kg的水和另一种液体加热,给水加热是通过 的方式使水的内能增加;得到的实验数据如下图所示,则水在16min内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 。
28.小红用天然气加热5kg的水,水温从20℃升高到90℃,耗了天然气.已知水的比热容为,天然气的热值。求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)天然气灶烧水的效率是多少?
29.2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车,如图所示。氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一。国产氢燃料车在某次行驶中消耗的氢燃料为1.5kg,求:
(1)此过程氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)这些热量有50%被质量为500kg,初温为10℃的水吸收,则水升高的温度是多少?(已知c水=4.2×103J/(kg·℃),q氢=1.4×108J/kg)
【题型10 】
30.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.夏天的中午时分,海边沙子比海水温度高,是因为沙子吸热多,海水吸热少
B.夏天在地面上洒水会使人感到凉快,原因是水的比热容大
C.物质的比热容跟物质的种类有关,与物质的状态无关
D.在盛夏的夜晚,微风一般从沙滩吹向海面
31.某日济南、青岛两城市的天气预报情况(如下表),下列根据气温变化情况做出的判断和判断依据正确的是( )
城市甲
晴20-34℃
城市乙
晴21-28℃
A.城市甲是济南,海水比热容比砂石小 B.城市乙是青岛,海水比热容比砂石大
C.城市甲是青岛,海水比热容比砂石大 D.城市乙是济南,海水比热容比砂石小
32.如图所示是苏轼诗句“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知”的情景。初春的傍晚,由于水的 较大,江水比岸上砂石暖,温度变化 (选填“较大”或“较小”)。
【题型11 】
33.下列四幅图中,属于利用热传递改变物体内能的是( )
A.双手摩擦能发热 B.烧水时水温升高
C.锯木材料锯子发烫 D.钻木取火
34.如图所示,下列与内能有关的说法正确的是( )
A.①漂浮在水面上的冰山没有内能
B.②晃动装有沙子的试管,温度计示数升高,这是通过热传递的方式改变内能
C.③水蒸气推动纸风扇转动,说明水蒸气的内能转化为机械能
D.④这是汽油机的压缩冲程,气缸内气体内能减少
35.用如图所示的打气筒为篮球打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁只是略有发热,而气筒下部的筒壁,特别是筒壁底部附近的温度较高,甚至烫手。这是因为打气时活塞压缩空气做功,使气体的内能 (选填“减少”或“增加”),升温的气体通过 (选填“做功”或“热传递”)使筒壁温度升高。
【题型12 】
36.下列说法正确的是( )
A.物体的内能增加,温度一定升高
B.10℃水的内能一定比0℃水的内能多
C.热值越大的燃料,燃烧时放出的热量越多
D.沿海地区昼夜温差小,主要原因是水的比热容大
37.起源于南宋的小吃“油条”,已成为早餐上常见食品。如图为小明在家中挑战做油条,他用天然气将油加热至沸腾,将醒好的面拉成条形放入油锅中,变成金黄色即可食用。关于这一过程所涉及的物理知识说法正确的是( )
A.天然气燃烧越充分,放出的热量越多,热值越大
B.刚出锅的油条烫手,是由于油条含有的热量多
C.醒好的面拉成条形面不断,是因为分子间存在引力
D.炸油条过程是通过做功的方式来改变其内能的
38.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体内能减少时,一定对外做功
B.物体内能增加时,温度一定升高
C.汽油机的压缩冲程把机械能转化为内能
D.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
【题型13 】
39.如图,是用气球进行的物理实验。下列说法或解释正确的是( )
A.如图-1,毛皮摩擦过的两气球靠近时相互排斥,说明异种电荷相互排斥
B.如图-2,松开夹子气球向左喷气而向右飞出,此过程发生的能量转化与热机的做功冲程能量转化一致
C.如图-3,两只气球自由悬挂在空中,用吸管对B处沿垂直于纸面方向用力吹气,可观察到两气球分开
D.如图-4,观察到气球两侧形变程度不同,说明了压力的作用效果与压力大小有关
40.如图所示为生活中常用的热水瓶,注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,过一段时间后,可观察到软木塞冲出,这个过程的能量转化与单缸四冲程汽油机的( )相同。
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
41.如图所示是汽油机的 冲程。在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来,其能量转化与汽油机的 冲程相同。汽油机的转速为3000r/min,则1s内汽油机对外做功 次。
【题型14 】
42.一台单缸四冲程柴油机,转速为1200r/min,则关于此柴油机下列说法不正确的是( )
A.四冲程中只有两个冲程涉及能量转化 B.吸气、压缩、排气冲程均靠做功冲程完成
C.只有做功冲程对外做功 D.1s内完成40个冲程,做功10次
43.一台内燃机的转速是1440转/分,那么在每秒钟内( )
A.曲轴转动24转,燃气对活塞做功24次,活塞完成24个冲程
B.曲轴转动24转,燃气对活塞做功12次,活塞完成48个冲程
C.曲轴转动1440转,燃气对活塞做功720次,活塞完成2880个冲程
D.曲轴转动1440转,燃气对活塞做功1440次,活塞完成1440个冲程
44.四冲程热机工作过程中,将内能转化为机械能的是 冲程。当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时汽油机的效率将 (选填“升高”“不变”或“降低”),说明在做功相同的情况下,消耗的汽油质量将比正常工作时 (选填“增加”“不变”或“减少”)。
45.柴油机的一个工作循环包括四个冲程,即吸气冲程、 冲程、做功冲程、排气冲程。一台柴油机的转速是3000r/min,它1秒钟对外做功 次。
【题型15 】
46.关于燃料的热值,以下说法正确的是( )
A.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料
B.容易燃烧的燃料,热值一定大
C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.燃料的热值与燃料燃烧情况无关
47.在东北农村欢度新春佳节是很有年味的, 比如“宰年猪、庆新年”。如图是王小乐家在院内支起铁锅,用木柴烧水烹猪肉的场景, 下列说法正确的是( )
A.木材烧得很旺时木材的热值会变大
B.水蒸气推动锅盖的过程与汽油机做功冲程能量转化相同
C.水和猪肉增加的内能等于木柴燃烧放出的热量
D.锅内猪肉温度升高是因为肉含有的热量增加了
48.如图所示,2024年10月30日,搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。若火箭发射时携带了3×104kg液氢燃料(液氢的热值为1.4×108J/kg),这些液氢燃料完全燃烧能释放 J的热量,随着燃烧,燃料的质量越来越小,其热值 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
49.“可燃冰”是一种新型能源,其热值为。质量为0.5kg的“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J;若这些热量只有被水吸收,能使500kg,50℃的水温度升高到 。
50.2023年10月26日,11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。液态氢的热值为1.4×108J/kg。
(1)使用氢作为燃料的主要优点是: 和 ;
(2)某火箭发射时携带6×104kg液态氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J?
(3)若第(2)问放出的热量只有20%被水吸收,能将5×106kg、初温为30℃的水加热至多少℃?
[c水=4.2×103J/(kg·℃),已知当地大气压为1标准大气压]
51.茶文化在我国历史悠久,饮茶是现代人的一种休闲生活方式。若用酒精炉将质量为2.5kg,温度为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压下),需完全燃烧50g酒精。已知c水=4.2103J/(kg·℃),q酒精=3.0107J/kg。求:
(1)50g酒精完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)酒精炉的效率。
【题型16 】
52.2024年4月,我国研制的全球首款本体热机效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列关于四冲程柴油机的说法正确的是( )
A.压缩冲程通过内能转化为机械能,为外界提供动力的
B.做功冲程中通过做功的方式增加了汽缸内气体的内能
C.柴油机的热机效率可能达到100%
D.若该柴油机飞轮的转速为1800r/min,则柴油机在1s内对外做功15次
53.涛涛同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊,用该燃气炉烧水时,把初温为20℃的1kg水加热到100℃,燃烧了0.025m3天然气,假设天然气完全燃烧,则燃气炉烧水的效率为 [c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3)]。
54.用烟煤烧水时,将10kg的水从20℃加热到100℃,燃烧了1.4kg的烟煤,在此过程中水吸收的热量为。烟煤的热值为。试求:
(1)1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(2)本次烧水的效率是多少?
55.如图所示的燃气炉是一种国家标准节能型周期式作业炉,具有超节能结构,工件受热均匀,能够有效地利用内能,其加热效率可以达到70%,现将质量为5kg、温度为20℃的水在一个标准大气压下在燃气炉上加热,完全燃烧了的燃气[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),热值q气=4.5×107J/m3]。求:
(1)完全燃烧的燃气放出的热量;
(2)水的温度升高到多少℃?
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第十二章 机械能和内能
【题型1 动能的概念、影响动能的因素】 1
【题型2 探究影响动能因素的实验】 2
【题型3 重力势能的概念及影响因素】 6
【题型4 弹性势能的概念及影响因素】 7
【题型5 物体运动过程中各种机械能的变化情况】 9
【题型6 分子的热运动】 11
【题型7 热传递改变物体的内能】 13
【题型8 探究不同物质的吸热本领】 14
【题型9 计算物体温度变化时的吸放热】 17
【题型10 水的比热容特点及应用】 20
【题型11 做功改变物体的内能】 21
【题型12 温度、热量与内能的区别与联系】 23
【题型13 热机工作过程中的能量转化】 25
【题型14 内燃机的构造与工作过程】 26
【题型15 热值的概念及相关计算】 27
【题型16 热机效率的计算】 31
【题型1 】
1.一只垒球以某一速度飞向木栅栏,会被木栅栏弹回,而一辆汽车以相同的速度撞向这个木栅栏,木栅栏会被汽车撞倒,这是因为汽车具有( )
A.较大的势能 B.较大的动能
C.较大的弹性势能 D.汽车车头前有保险杠
【答案】B
【详解】由题可知,汽车与垒球的速度相同,但汽车的质量却远远大于垒球,所以汽车的动能远远大于垒球,故而产生不同的效果。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图所示是人造地球卫星的轨道示意图,卫星在大气层外环绕地球运行,关于它在从远地点向近地点运行的过程中能量变化情况。下列说法正确的是( )
A.动能增大,势能减小 B.动能增大,势能不变
C.动能不变,势能减小 D.动能减小,势能增大
【答案】A
【详解】卫星在大气层外环绕地球运行,没有空气阻力,机械能守恒,即动能和势能的总和保持不变。当卫星从远地点向近地点运行时,卫星的高度降低,速度增大;根据重力势能的影响因素可知,质量不变,高度降低,所以重力势能减小;因为机械能守恒,重力势能减小的部分会转化为动能,所以动能增大,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.如图所示是高速公路旁的限速牌,则小客车的速度越大,其动能就越 ;如果小客车和大型货车的行驶速度相等,则 车动能比较大。
【答案】 大 大型货
【详解】[1][2]动能的影响因素是质量和速度,小客车的质量不变,速度越大,其动能就越大;如果小客车和大型货车的行驶速度相等,大型货车的质量大于小客车的质量,则大型货车动能比较大。
【题型2 】
4.如图所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,让小车从斜面上滑下后撞击木块。
(1)实验中通过观察 可知物体动能的大小;
(2)让小车从不同的高度由静止开始滑下是为了 ;这样设计的目的是为了研究 ;
(3)为了研究动能与质量关系应采取的措施是 。
【答案】(1)木块移动的距离
(2) 小车下滑到平面上的初速度不同 动能与速度的关系
(3)不同质量的小车从同一高度滑下
【详解】(1)小车对木块做功,做功的多少反映物体动能的多少,木块移动距离的长短反映做功的多少,即观察木块移动的距离可知物体动能的大小。
(2)[1][2]让小车从不同的高度由静止开始滑下,这样小车到达水平面的速度不同,保持质量相同,可以探究动能与速度的关系。
(3)要研究动能与质量的关系,必须控制质量不同,速度相同,因此改变小车的质量,并使其在同一高度下滑。
5.按要求完成下列填空;
(1)为了探究动能与质量的关系,楚楚设计的实验装置如图甲所示。实验过程如下:质量为、的两小球从斜面上同一高度下滑,。两小球撞击放在水平面上的木块,由于在水平面上滚动一段距离之后再撞击木块,最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚楚根据这次实验情况得出结论:物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论 (选填“不符”或“相符”),请你评估他实验中的不足: 。
(2)图乙是研究弹簧弹性势能与其形变程度关系的实验装置,小球压缩弹簧,松手后小球被弹开,并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)图丙是探究物体重力势能与哪些因素有关的实验装置,三个相同木桩在沙中所处的初始深度 (选填“相同”或“不同”),a、b、c三个物体的质量关系为。图丙中b、c两物体从图示位置由静止释放,分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同, (选填“能”或“不能”)说明b、c两物体的初始重力势能相同。
(4)张工、李工两位是建筑设计师,均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计,最后张工上交了图丁所示的设计方案图,李工上交了图戊所示的设计方案图。若你是此公司代表,你将选择图 的设计方案,结合你学到的物理知识,请简要谈谈你选择的理由: 。
【答案】(1) 不符 没有控制水平面上木块的起点位置相同
(2)不能
(3) 相同 能
(4) 戊 火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能,可以降低车速,容易刹车
【详解】(1)[1]我们已知的结论是在物体运动速度一致的情况下,物体的质量越大,动能越大。楚楚根据实验情况得出结论与我们已知的结论是不相符的。
[2]控制变量法进行实验探究时,应遵循单一变量原则,观察图甲会发现,两次实验时木块放在水平面上的起点位置不同,会影响实验结论的准确性。
(2)假如水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律可知,此时水平面上的木块在被撞击后会一直做匀速直线运动,而不会停止下来,我们就无法通过判断木块在被撞击后滑动的距离比较动能和质量的关系。
(3)[1]控制变量法进行实验探究时,应遵循单一变量原则,在探究物体重力势能与哪些因素有关的实验中,为了能通过木桩扎入沙坑的深度来准确反映物体重力势能的大小,需要控制木桩的初始条件相同,所以三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同。
[2]重力势能的大小通过木桩扎入沙坑的深度来体现,b、c两物体从图示位置由静止释放,分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同,说明b、c两物体对木桩做的功相同,也就意味着b、c两物体的初始重力势能相同,所以能说明。
(4)[1][2]选择图戊所示的设计方案;因为火车进站时为安全考虑,需要减缓行驶速度,图戊火车站进站段火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能,可以降低车速,容易刹车,更安全。
6.为了探究汽车的动能跟哪些因素有关,小明设计了图1的模拟实验装置,将小钢球从高度为H的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下,先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
(1)实验中探究的动能是指( )(选填字母);
A.钢球撞击木块时的动能
B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
(2)实验中通过观察 的大小来判断动能的大小(选填“高度H”或“距离s”);
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越 ;
(4)分析比较 两组实验可得,物体速度相同时,质量越大,动能越大;
(5)若本实验中水平面绝对光滑,则 (选填“能”或“不能”)得出正确结论;
(6)综合上述可知,如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高 。
【答案】(1)A (2)距离s (3)大 (4)甲和丙 (5)不能 (6)速度
【详解】(1)实验中探究的动能是指钢球即将撞击木块时的动能,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)由题意可知,实验中让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,木块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越大,所以实验中通过观察距离s的大小来判断动能的大小。
(3)分析比较甲和乙两组实验,钢球质量相同,高度不同,速度不同,可得物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(4)分析比较甲和丙两组实验,钢球质量不同,高度相同,速度相同,可得物体速度相同时,质量越大,动能越大。
(5)若水平面绝对光滑,小球在水平面上不受阻力,小球将做匀速直线运动,不能达到探究目的。
(6)因为动能与物体的质量和速度有关,在相同的路段,质量大的车,要求速度要小些,如图2所示的交通标志牌就是交通管理部门对不同车型设定不同的最高速度。
【题型3 重力势能的概念及影响因素】
7.如图所示是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。运动员从空中下落的过程中,下列关于运动员的说法正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小 B.动能增大,重力势能增大
C.动能减小,重力势能增大 D.动能不变,重力势能增大
【答案】A
【详解】运动员从空中下落的过程中,质量不变,速度变大,高度变小,所以其动能增大,重力势能减小,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.神舟十九号载人飞船返回舱于2025年4月30日在东风着陆场安全着陆,返回舱打开降落伞后,在竖直匀速下落过程中( )
A.重力势能减小 B.动能增大
C.重力势能转化为动能 D.机械能守恒
【答案】A
【详解】A.重力势能大小的影响因素是质量和高度,返回舱在竖直匀速下落过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,故A符合题意;
B.动能大小的影响因素是质量和速度,返回舱在竖直匀速下落过程中,质量和速度都不变,则动能不变,故B不符合题意;
C.返回舱穿越大气层时,返回舱克服空气的阻力做功,重力势能转化为内能,故C不符合题意;
D.返回舱匀速下落的过程中,它的质量不变,速度不变,故动能不变;同时质量不变,高度减小,重力势能减小,所以机械能变小,机械能不守恒,故D不符合题意。
故选A。
9.如图所示是一座山的等高线图。两名登山运动员从C点开始下山,同时到达B点。已知甲运动员的体重大于乙运动员的体重。则重力做功W甲 W乙,下山功率P甲 P乙(以上两空均选填“>”或“<”或“=”);已知甲登山运动员的质量为55kg,从B点到A点的下山过程中,重力做功为 J;甲登山运动员在 点所具有的重力势能最大(选填“A”或“B”或“C”,g=10N/kg)。
【答案】 > > C
【详解】[1][2]由题意可知,甲运动员的体重大于乙运动员的体重,且下山的高度相等,所以根据可知,从C点下山到达B点的过程中重力做功大小关系为;因为两人从C点开始下山,同时到达B点,则重力做功时间相同,所以根据可知,甲、乙两人下山功率大小关系是。
[3]由题意得,甲运动员的质量为,则甲运动员的重力为
由题中图可得,从B点到A点的下山过程中,重力做功的距离为
所以由公式可得,这个过程中,重力做功为
[4]由重力势能与物体质量和高度的关系可知,甲登山运动员的质量不变,高度越高,重力势能越大,由题中图可知,C点的高度最大,所以甲登山运动员在C点的重力势能最大。
【题型4 】
10.如图为撑杆跳运动员跃过横杆前的一个情景。下列说法中正确的是( )
A.杆的形状改变是因为受到力的作用 B.杆对人没有力的作用
C.杆所发生的形变为塑性形变 D.人在上升时,杆的弹性势能逐渐增大
【答案】A
【详解】A.力可以改变物体的运动状态和形状,人对杆的力改变了物体的形状,故A正确;
B.物体间力的作用是相互的,故杆对人也有力的作用,故B错误;
C.杆所发生的形变,撤去外力后能恢复原来的形状,故是弹性形变,故C错误;
D.人在上升时,杆的弹性形变程度减小,弹性势能逐渐减小,故D错误。
故选A。
11.“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”,如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.从A点到B点,绳子弹性势能减小 B.从A点到C点,人的动能先增大后减小
C.从B点到C点,人的重力势能转化为动能 D.从A点到C点,人的机械能不变
【答案】B
【详解】A.从A点到B点,弹性绳逐渐被拉长,弹性形变增大,弹性势能增大,故A错误;
B.从A点到B点,人的质量不变,人的重力大于弹性绳拉力,加速下落,动能增大;从B点到C点,弹性绳拉力大于人的重力,减速下落,动能减小,所以从A点到C点,人的动能先增大后减小,故B正确;
C.从B点到C点,人的质量不变,人的高度降低、重力势能减小,速度减小、动能减小,弹性绳弹性形变程度变大,弹性绳弹性势能变大,该过程是重力势能和动能转化为弹性绳的弹性势能,故C错误;
D.从A点到C点,弹性绳的弹性势能增大,人的机械能转化为弹性绳的弹性势能,人的机械能减小,故D错误。
故选B。
12.小华玩弹弓时,用力拉长橡皮筋(如图),被拉长的橡皮筋具有 能,当他迅速松开手将石子射出,石子由静止获得一定的速度,石子的动能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 弹性势 增大
【详解】[1]玩弹弓时,用力拉长橡皮筋,橡皮筋发生了弹性形变,具有弹性势能。
[2]当他迅速松开手将石子射出,石子由静止获得一定的速度,是因为橡皮筋的弹性势能转化为石子的动能,则石子的动能增大。
【题型5 】
13.12月12日,身穿京剧服饰的俱乐部成员们在雪道上滑行。身后的“靠旗”与扬起的雪花一同在空中飞舞,京剧身段与单板特技的有机融合,展现出滑雪运动别样的“国潮”之美,如图所示,关于俱乐部成员从低处向高处跃起后下落的过程中,下列说法正确的是( )
A.俱乐部成员从低处运动到高处时,动能不断增加
B.俱乐部成员从高处运动到低处时,动能转化为重力势能
C.俱乐部成员运动到最高点时重力势能最大
D.俱乐部成员运动到最高点时动能最大
【答案】C
【详解】A.俱乐部成员从低处运动到高处时,速度变小,质量不变,动能不断减小,故A错误;
B.俱乐部成员从高处运动到低处时,质量不变,高度降低,速度增大,则重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能,故B错误;
C.俱乐部成员运动到最高点时,高度最大,重力势能最大,故C正确;
D.俱乐部成员运动到最高点时,质量不变,速度最小,动能最小,故D错误。
故选C。
14.掷实心球是达州中考体育项目之一,如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹,O点是实心球刚离开手的位置,A点是实心球运动到最高点的位置,B点是实心球落地前某一瞬间的位置,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.实心球在最高点A时若外力全部消失,它将保持静止
B.实心球在最高点A时处于平衡状态
C.实心球从O运动到B的动能先减小后增大
D.实心球在O点的机械能大于在B点的机械能
【答案】C
【详解】A.实心球在A点时有水平方向的速度,在A点若外力全部消失,由牛顿第一定律知,它将沿水平方向做匀速直线运动,故A错误;
B.实心球在A点时,只受重力作用,合力不为零,不是处于平衡状态,故B错误;
C.实心球从O运动到A时高度增加,动能转化为重力势能,从A到B时高度减小,重力势能转化为动能,实心球从O运动到B的动能先减小后增大,故C正确;
D.不计空气阻力,实心球的机械能守恒,实心球在O点的机械能等于在B点的机械能,故D错误。
故选C。
15.如图所示,网球拍击中飞过来的网球,网球发生了明显的形变。网球在恢复原状的过程中, 转化为动能,网球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于网球具有 。
【答案】 弹性势能 惯性
【详解】[1]网球在发生形变的时候具有弹性势能,恢复原状的过程中,弹性势能逐渐减小,球的速度变大,动能增大,所以是弹性势能转化为动能。
[2]网球离开球拍后由于具有惯性会保持运动状态不变,所以能在空中继续飞行。
16.龙骨水车是一种古代灌溉农具,结构如图所示。使用时,将小龙头轴浸入低处的水中,踩动踏板,驱动大龙头轴转动,链条带动刮水板上行,可将低处的水灌溉到高处的农田中。请根据材料完成小题。
(1)脚踩踏板驱动水车,水被匀速提高的过程中机械能将 ;脚停止踩踏,刮水板不会马上停止,这是由于它具有 ;
(2)踩动踏板驱动大龙头轴以10圈/分钟的速度转动,转动一圈可带动刮水板运送24kg水到1m高的农田。若踩动踏板的平均功率为160W,该水车机械效率为 ;请写出一条提升龙骨水车机械效率的具体措施 。
【答案】(1) 增大 惯性
(2) 25% 在其他条件不变时,增大槽内板叶刮水的质量
【详解】(1)[1]水被匀速提高的过程中,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,机械能将增大。
[2]脚停止踩踏,刮水板不会马上停止,这是由于它具有惯性,要保持原来的运动状态不变。
(2)[1]大龙头轴以10圈/分钟的速度转动,则转动一圈所用的时间为
转动一圈做的有用功为
做的总功为
该水车机械效率为
[2]增大机械效率的方法一是增大提升的物重,二是减小摩擦,因此要提高“龙骨水车”的提水效率,可以在其他条件不变时,增大槽内板叶刮水的质量,或在各部件之间加润滑油来减小摩擦。
【题型6 】
17.为了揭示大自然的奥秘,人类在不断地探索,下列说法正确的是( )
A.天文学家把“光年”作为时间的单位
B.宇宙是一个有层次的天体结构系统
C.地球绕太阳运动,太阳是宇宙的中心
D.灰尘漫天飞舞说明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】B
【详解】A. 光年是光在真空中一年所传播的距离,是长度单位,不是时间单位,故A错误;
B. 宇宙是一个有层次的天体结构系统,比如地月系、太阳系、银河系等,故B正确;
C. 地球绕太阳运动,太阳是太阳系的中心,但不是宇宙的中心,宇宙没有中心,故C错误;
D. 灰尘漫天飞舞是宏观物体的机械运动,不是分子的运动,分子很小,肉眼无法直接看到分子的无规则运动,故D错误。
故选B。
18.合肥烘糕金黄油润,疏松多孔,香酥可口,味美甘甜,具有润肺消喘的功效,被誉为合肥糕点族中的“四大名点”之一。下列有关说法错误的是( )
A.闻到烘糕的香味,说明分子在做无规则运动
B.烘糕可以用肉眼看出有气孔,说明分子间有间隙
C.烘糕中的米粉粘在一起,说明分子之间存在引力
D.烘糕烘烤过程中香味更浓,说明温度越高分子运动越剧烈
【答案】B
【详解】A.闻到烘糕的香味,是由于分子的无规则运动产生的扩散现象,故A正确,不符合题意;
B.烘糕可以用肉眼看出有气孔,是孔洞,不能说明分子间有间隙,故B错误,符合题意;
C.分子之间存在引力和斥力,烘糕中的米粉粘在一起,说明分子之间存在引力,故C正确,不符合题意;
D.烘糕烘烤过程中香味更浓,这是因为温度越高分子运动越剧烈,故D正确,不符合题意。
故选B。
19.河南烩面是中国五大面之一,以其味道鲜美、经济实惠,享誉中原,遍及全国。烧制高汤时,汤的内能是通过 的方式增加的;热气腾腾的烩面,香味扑鼻而来,这是 现象,说明分子在不停地做 。
【答案】 热传递 扩散 无规则运动
【详解】[1]烧制高汤时,汤从火中吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式使内能增加。
[2][3]热气腾腾的烩面,香味扑鼻而来,是分子无规则运动的结果,属于扩散现象,说明分子不停地做无规则运动。
【题型7 】
20.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.水含有的热量减少
B.热传递改变了水的内能
C.灯油燃烧放热后灯油热值变大
D.灯油燃烧放热后水的比热容变小
【答案】B
【详解】A.热量是一个过程量,只能说 “吸收” 或 “放出” 热量,不能说物体 “含有” 热量,故A不符合题意;
B.点灯后,水吸热升温,内能增大,热传递改变了水的内能,故B符合题意;
C.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与是否燃烧无关,灯油燃烧放热后,灯油的热值不变,故C不符合题意;
D.比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与温度等因素无关,水的比热容不变,故D不符合题意。
故选B。
21.《死水微澜》曾对重庆火锅的起源有记录,有关用火锅烫毛肚,下列描述正确的是( )
A.烫毛肚的过程是高温的锅把温度传递给低温的毛肚
B.烫毛肚的过程中是利用做功的方式增加其内能
C.烫毛肚的过程中,毛肚的温度越高,含有的热量越多
D.闻到火锅的香味是因为扩散现象
【答案】D
【详解】A.烫毛肚的过程是高温的锅汤把热量传递给低温的毛肚,而不是温度传递故A错误;
B.烫毛肚的过程中,毛肚从锅汤中吸收热量,温度升高,内能增大,因此是利用热传递的方式增加其内能,故B错误;
C.热量是一个过程量,不能说毛肚“含有”多少热量,只能说吸收或放出多少热量,故C错误;
D.闻到火锅的香味是因为火锅中的香味分子扩散到空气中,是扩散现象,表明分子在不停地做无规则运动,故D正确。
故选D。
22.艾灸是我国古老中医疗法,可以提升人体免疫力。如图用艾柱熏烤患者的穴位。艾灸的部位有温热感,这是通过 的方式使其内能增加的。
【答案】热传递
【详解】艾灸的部位有温热感,该部位吸收了热量,这是通过热传递的方式使其内能增加的。
【题型8 探究】
23.在探究比较不同物质吸热的情况的实验中,某小组利用规格相同的电加热器给甲和乙液体加热,实验装置如图所示:
(1)实验中除了选用两个完全相同的加热器,实验中还应该使甲和乙液体的 相等;
(2)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较加热时间;小芳认为要加热相同的时间然后进行比较升高的温度,你认为方法可行的是 (填小明、小芳或都可行);
(3)分析表中数据,要在甲、乙两种液体中选择一种液体作冷却液,你认为选择 (填“甲”或“乙”)液体较为合理;
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(4)如果加热过程中无热量损失,已知题中甲物质的比热容为4.2×103J/(kg•℃),那么乙物质的比热容为 J/(kg•℃)。
【答案】(1)质量 (2)都可行 (3)甲 (4)2.1×103
【详解】(1)探究物质吸热能力实验,根据控制变量法,实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(2)比较甲、乙两种液体吸热本领的大小,可以加热相同的时间,观察两种液体温度的变化量,温度变化量越大说明吸热能力弱;也可以加热到相同的温度,比较加热时间的长短,加热时间长的吸热能力强,因此这两种方法都可以比较出液体的吸热能力。
(3)由表格中的数据可知,在相同的时间内(吸收相同的热量),甲温度上升的比乙温度上升的慢,甲的吸热能力强;吸收相同的热量,甲温度升高的比乙慢,更适合做冷却液。
(4)据表格数据可知,当加热1min,甲物质升高的温度是4℃,乙升高的温度是8℃,且两种物质质量相等,吸收的热量相等,即
可得
24.在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将a、b两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热(不计热量损失)。根据记录的实验数据绘制出如图丙所示的温度—时间图像。请你完成下列问题:
(1)如图甲、乙所示,应该选用初温和 均相等的a、b两种液体进行实验;
(2)在实验过程中,是通过比较 来间接反映两种液体吸收热量的多少;
(3)在实验过程中,当加热到第20min时,两种液体具有相同的 (选填“温度”“内能”或“热量”);
(4)根据图丙中的相关数据可得出:a、b两种液体的比热容大小之比是 。根据所学的物理知识可知选用其中 (选填“a”或“b”)液体作为汽油机的散热物质效果会更好。
【答案】(1)质量
(2)加热时间
(3)温度
(4) a
【详解】(1)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,要采用控制变量法,需要控制两种液体的初温和质量均相等,这样才能单纯比较不同物质的吸热能力。
(2)用相同的电加热器同时加热,相同时间内电加热器放出的热量相同,不计热量损失,液体吸收的热量也相同。所以是通过比较加热时间来间接反映两种液体吸收热量的多少。
(3)由图丙可知,当加热到第20min时,两种液体的温度是相同的;内能与物质的种类、质量、温度等都有关,两种液体种类不同,质量相同,温度相同,但内能不一定相同;热量是一个过程量,不能说物体具有多少热量。所以两种液体具有相同的温度。
(4)[1]根据,在质量m相同、吸收热量Q相同(加热时间相同)时,比热容c与升高的温度成反比。 由图丙可知,加热相同时间(吸收相同热量),a升高的温度和b升高的温度满足,当m相同,Q相同,则,所以a、b两种液体的比热容大小之比是2:1。
[2]比热容大的物质,吸热能力强,作为散热器时,能吸收更多热量,散热效果更好。因为a的比热容大,所以选用a液体作为汽油机的散热物质效果会更好。
25.如图所示,小红准备了甲、乙、丙三个相同的装置,来探究不同物质的吸热能力和不同燃料的放热能力,其中液体质量、燃料质量均相等。
(1)探究不同物质的吸热能力时:
①选择甲、丙两图进行实验,实验时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;
②小红根据测得的实验数据,画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像(如图丁所示),由图可判断液体 (选填“a”或“b”)的吸热能力强。若a的比热容是,b的比热容是,则 。
(2)探究不同燃料的放热能力时:
①选择甲、乙两图进行实验,实验时不同燃料的放热的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;燃料1在燃烧过程中,其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”);
②若图甲烧杯中为50mL的水,若10g酒精燃烧后放出的热量被水吸收,温度计示数升高了,则可以计算出酒精的热值 J/kg。这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样”)[,]
【答案】(1) 加热时间 b 1:2
(2) 温度计示数 不变 偏小
【详解】(1)[1]在探究不同物质的吸热能力实验中,使用相同的装置加热,相同时间内放出的热量相同,所以不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
[2]由图丁可知,质量相同的a 、b两种液体,吸收相同热量(加热相同时间)时,液体b升高的温度低,说明液体b的吸热能力强。
[3]由图丁可知,升高相同的温度时,因为b的加热时间是a的2倍,所以b吸收的热量是a的2倍,即
由题意,液体a和b的质量相同,设为m,液体a和b升高相同的温度,设为,由比热容公式得
(2)[1][2]探究不同燃料的放热能力时,选择甲、乙两图,通过温度计示数来反映不同燃料放热的多少;热值是燃料的特性,与燃料的质量等无关,燃料 1 在燃烧过程中,其热值不变。
[3]水的体积
水的质量
水吸收的热量
由题意,酒精燃烧放出的热量
燃烧10g酒精,根据热值的定义,酒精的热值
[4]因为实际上酒精燃烧放出的热量不能完全被水吸收,所以这种方法测算的热值比热值表中的 “标准值”相比偏小。
【题型9 】
26.依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容c/J·(kg⋅°C)-1
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
A.一杯煤油用掉一半,杯内剩余煤油的比热容变小
B.水的温度升高1℃需吸收4.2×103J的热量
C.使质量相等的水和煤油都升高1℃,水吸收的热量较多
D.水和砂石放出相同的热量,水的温度降低得较少
【答案】C
【详解】A.比热容是物质的一种特性,与质量无关,煤油用掉一半,种类不变,比热容不变,故A错误;
B.根据Q吸=cmΔt可知,水吸收的热量与质量、升高的温度都有关,题目未说明水的质量,无法确定吸收热量为4.2×103J,故B错误;
C.由Q吸=cmΔt可知,质量m相等、升高温度Δt=1℃时,水的比热容大于煤油的比热容,因此水吸收的热量更多,故C正确;
D.由可知,水和砂石放出相同的热量Q,由于不知道质量m的关系,无法比较温度降低的多少,故D错误。
故选C。
27.小滨同学用相同的电加热器分别对质量均为0.2kg的水和另一种液体加热,给水加热是通过 的方式使水的内能增加;得到的实验数据如下图所示,则水在16min内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 。
【答案】 热传递
【详解】[1]用电加热器给水加热时,水吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式使水的内能增加。
[2]由图可知,水在16min内温度从升高到40℃,则水在16min内吸收的热量为
[3]用相同的电加热器分别对质量均为0.2kg的水和另一种液体加热,单位时间内吸收的热量相同,即水8min内吸收的热量为16min内吸收热量的一半,则水和另一种液体8min内吸收的热量均为
由图可知,另一种液体在8min内温度从升高到,则另一种液体的比热容为
28.小红用天然气加热5kg的水,水温从20℃升高到90℃,耗了天然气.已知水的比热容为,天然气的热值。求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)天然气灶烧水的效率是多少?
【详解】解:(1)水吸收的热量是
(2)天然气完全燃烧放出的热量为
天然气灶烧水的效率是
答:(1)水吸收的热量是;
(2)天然气灶烧水的效率是。
29.2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车,如图所示。氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一。国产氢燃料车在某次行驶中消耗的氢燃料为1.5kg,求:
(1)此过程氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)这些热量有50%被质量为500kg,初温为10℃的水吸收,则水升高的温度是多少?(已知c水=4.2×103J/(kg·℃),q氢=1.4×108J/kg)
【详解】解:(1)氢燃料完全燃烧放出的热量为
(2)根据题意,水吸收的热量为
由 可知,水升高的温度为
答:(1)此过程氢燃料完全燃烧放出的热量为 ;
(2)水升高的温度是 。
【题型10 】
30.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.夏天的中午时分,海边沙子比海水温度高,是因为沙子吸热多,海水吸热少
B.夏天在地面上洒水会使人感到凉快,原因是水的比热容大
C.物质的比热容跟物质的种类有关,与物质的状态无关
D.在盛夏的夜晚,微风一般从沙滩吹向海面
【答案】D
【详解】A.夏天海边沙子比海水热,是因为水和沙子在吸收相同热量时,沙子的比热容小,温度变化大,水的比热容大,温度变化较小,故A错误;
B.夏天在地面上洒水,感觉到凉快,主要是因为水蒸发时吸收周围环境的热量,使周围环境温度降低,故B错误;
C.物质的比热容跟物质的种类和物质的状态有关,例如冰和水是同种物质的不同状态,二者的比热容不同,故C错误;
D.在盛夏的夜晚,同样放热的情况下,因海水的比热容大于陆地的比热容,海水的温度降低的少,海洋上空气温高,热空气上升,海面气压低,微风从沙滩吹向海面,故D正确。
故选 D。
31.某日济南、青岛两城市的天气预报情况(如下表),下列根据气温变化情况做出的判断和判断依据正确的是( )
城市甲
晴20-34℃
城市乙
晴21-28℃
A.城市甲是济南,海水比热容比砂石小 B.城市乙是青岛,海水比热容比砂石大
C.城市甲是青岛,海水比热容比砂石大 D.城市乙是济南,海水比热容比砂石小
【答案】B
【详解】沿海地区水多,水的比热容较大,内陆地区以砂石泥土为主,沙石泥土比热容小。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,内陆地区昼夜温差大。由表知城市乙的温差小,所以乙是沿海城市青岛,甲的温差大,是济南。故B正确,ACD错误。
故选B。
32.如图所示是苏轼诗句“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知”的情景。初春的傍晚,由于水的 较大,江水比岸上砂石暖,温度变化 (选填“较大”或“较小”)。
【答案】 比热容 较小
【详解】[1][2]由于水的比热容大,放出相同的热量,温度变化量小,因此江水比岸上砂石暖。
【题型11 】
33.下列四幅图中,属于利用热传递改变物体内能的是( )
A.双手摩擦能发热 B.烧水时水温升高
C.锯木材料锯子发烫 D.钻木取火
【答案】B
【详解】A.双手摩擦能发热是克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故A不符合题意;
B.烧水时水温升高是通过热传递的方式改变物体的内能,故B符合题意;
C.锯木材锯子发烫是克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故C不符合题意;
D.钻木取火是克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故D不符合题意。
故选B。
34.如图所示,下列与内能有关的说法正确的是( )
A.①漂浮在水面上的冰山没有内能
B.②晃动装有沙子的试管,温度计示数升高,这是通过热传递的方式改变内能
C.③水蒸气推动纸风扇转动,说明水蒸气的内能转化为机械能
D.④这是汽油机的压缩冲程,气缸内气体内能减少
【答案】C
【详解】A.一切物体,不论温度高低,都具有内能,所以冰山也有内能,故A错误;
B.晃动沙子的过程中,需要克服摩擦做功,将机械能转化为内能,沙子的内能增大,这是通过做功的方式改变内能的,故B错误;
C.玻璃管口的水蒸气推动风车,将内能转化为风车的机械能,故C正确;
D.汽油机的两个气门都关闭,活塞向上运动,将机械能转化为气体的内能,所以气体内能增加,故D错误。
故选C。
35.用如图所示的打气筒为篮球打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁只是略有发热,而气筒下部的筒壁,特别是筒壁底部附近的温度较高,甚至烫手。这是因为打气时活塞压缩空气做功,使气体的内能 (选填“减少”或“增加”),升温的气体通过 (选填“做功”或“热传递”)使筒壁温度升高。
【答案】 增加 热传递
【详解】[1]打气时活塞压缩空气做功,将机械能转化为内能,气体内能增大,温度升高。
[2]高温的气体和温度较低筒壁接触,两者存在温度差,热量从高温气体向温度较低的筒壁转移,使筒壁温度升高,改变筒壁内能的方法是热传递。
【题型12 】
36.下列说法正确的是( )
A.物体的内能增加,温度一定升高
B.10℃水的内能一定比0℃水的内能多
C.热值越大的燃料,燃烧时放出的热量越多
D.沿海地区昼夜温差小,主要原因是水的比热容大
【答案】D
【详解】A.物体内能增加,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸收热量内能增加,但温度不变,故A错误;
B.内能的大小跟温度、质量、状态有关,10℃的水的内能不一定比0℃的水的内能多,故B错误;
C.由Q=mq可知,热值越大的燃料,质量未知,燃烧时放出的热量不一定越多,故C错误;
D.沿海地区昼夜温差小,主要原因是水的比热容较大,与其它物质相比,相同质量的水吸收或放出相等的热量,温度变化较小,故D正确。
故选D。
37.起源于南宋的小吃“油条”,已成为早餐上常见食品。如图为小明在家中挑战做油条,他用天然气将油加热至沸腾,将醒好的面拉成条形放入油锅中,变成金黄色即可食用。关于这一过程所涉及的物理知识说法正确的是( )
A.天然气燃烧越充分,放出的热量越多,热值越大
B.刚出锅的油条烫手,是由于油条含有的热量多
C.醒好的面拉成条形面不断,是因为分子间存在引力
D.炸油条过程是通过做功的方式来改变其内能的
【答案】C
【详解】A.热值表示燃料燃烧时的放热能力,由燃料的种类决定,与消耗的燃料质量、燃烧时放出热量多少无关。故A错误;
B.烫手,说明油条的温度高。故B错误;
C.组成面的分子间存在着引力,使条形面不容易被分开。故C正确;
D.油条从高温的油吸收热量,自身温度升高,内能增大,是通过热传递方式改变内能。故D错误。
故选C。
38.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体内能减少时,一定对外做功
B.物体内能增加时,温度一定升高
C.汽油机的压缩冲程把机械能转化为内能
D.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
【答案】C
【详解】A.物体内能减少时,可能放出了热量,也可能对外做了功,故A错误;
B.物体内能增加时,温度可能不变,如冰熔化,吸热内能增加,但温度不变,故B错误;
C.汽油机的压缩冲程是通过做功,将机械能转化为内能,故C正确;
D.由于热量是个过程量,所以不能说物体含有多少热量,故D错误。
故选C。
【题型13 】
39.如图,是用气球进行的物理实验。下列说法或解释正确的是( )
A.如图-1,毛皮摩擦过的两气球靠近时相互排斥,说明异种电荷相互排斥
B.如图-2,松开夹子气球向左喷气而向右飞出,此过程发生的能量转化与热机的做功冲程能量转化一致
C.如图-3,两只气球自由悬挂在空中,用吸管对B处沿垂直于纸面方向用力吹气,可观察到两气球分开
D.如图-4,观察到气球两侧形变程度不同,说明了压力的作用效果与压力大小有关
【答案】B
【详解】A.毛皮摩擦过的两气球靠近时相互排斥,两个气球带同种电荷,说明同种电荷相互排斥,故A错误;
B.松开夹子气球向左喷气,气体对外做功,内能转化为球的机械能,热机的做功冲程能量转化是将内能转化为机械能,此过程发生的能量转化与热机的做功冲程能量转化一致,故B正确;
C.两只气球自由悬挂在空中,用吸管对B处沿垂直于纸面方向用力吹气,B处空气流速加快,压强变小,两个气球外侧的大气压大于内侧的气压,两个气球向中间靠拢,故C错误;
D.一只手平压在气球上,另一只手的食指顶住气球,此时两手对气球的压力大小相等,气球左边的受力面积大于右边的受力面积,气球右边凹陷程度较大,说明压力作用效果与受力面积有关,故D错误。
故选B。
40.如图所示为生活中常用的热水瓶,注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,过一段时间后,可观察到软木塞冲出,这个过程的能量转化与单缸四冲程汽油机的( )相同。
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】在热水瓶中注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,过一段时间后,软木塞被冲出这个过程中,水蒸气对软木塞做功,内能转化为机械能,与单缸四冲程汽油机的做功冲程能量转化形式相同,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
41.如图所示是汽油机的 冲程。在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来,其能量转化与汽油机的 冲程相同。汽油机的转速为3000r/min,则1s内汽油机对外做功 次。
【答案】 排气 压缩 25
【详解】[1]如图所示是汽油机,进气门闭,排气门开,活塞向上运动,为排气冲程。
[2]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来,说明压缩筒内空气做功,使空气的内能增大,温度升高,此过程机械能转化为内能;压缩过程中,活塞的机械能转化为气体的内能,故该过程中,与汽油机的压缩冲程相同。
[3]四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min,则该飞轮每分钟转3000圈,1s转50圈,因为飞轮转2圈,对外做功1次,所以飞轮转50圈,对外做功25次。
【题型14 】
42.一台单缸四冲程柴油机,转速为1200r/min,则关于此柴油机下列说法不正确的是( )
A.四冲程中只有两个冲程涉及能量转化 B.吸气、压缩、排气冲程均靠做功冲程完成
C.只有做功冲程对外做功 D.1s内完成40个冲程,做功10次
【答案】B
【详解】A.四冲程中只有两个冲程涉及能量转化,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能,故A正确,不符合题意;
BC.吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是辅助冲程,靠飞轮的惯性来完成,只有在做功冲程中,燃气推动活塞对外做功,内能转化为机械能,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.柴油机工作时,曲轴每转两转,做功一次,完成4个冲程,转速为1200r/min,即20r/s,所以它在1s内做功次数为10次,完成40个冲程,故D正确,不符合题意。
故选B。
43.一台内燃机的转速是1440转/分,那么在每秒钟内( )
A.曲轴转动24转,燃气对活塞做功24次,活塞完成24个冲程
B.曲轴转动24转,燃气对活塞做功12次,活塞完成48个冲程
C.曲轴转动1440转,燃气对活塞做功720次,活塞完成2880个冲程
D.曲轴转动1440转,燃气对活塞做功1440次,活塞完成1440个冲程
【答案】B
【详解】已知内燃机转速是1440转/分,先将其换算为每秒的转速
即每秒钟曲轴转动24转,因为一个工作循环曲轴转动2转,燃气对活塞做功1次,完成4个冲程,所以每秒钟内做功12次,活塞完成48个冲程。
故选B。
44.四冲程热机工作过程中,将内能转化为机械能的是 冲程。当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时汽油机的效率将 (选填“升高”“不变”或“降低”),说明在做功相同的情况下,消耗的汽油质量将比正常工作时 (选填“增加”“不变”或“减少”)。
【答案】 做功 降低 增加
【解析】【小题1】[1]四冲程热机中,只有做功冲程是将内能转化为机械能。
[2][3]汽油燃烧不充分时,燃料的化学能没有完全释放,有用功相同的情况下,因为部分能量没有被利用,所以总能量输入增加,所以效率降低。也就是做相同的功需要消耗更多的燃料,因此消耗的汽油质量增加。
45.柴油机的一个工作循环包括四个冲程,即吸气冲程、 冲程、做功冲程、排气冲程。一台柴油机的转速是3000r/min,它1秒钟对外做功 次。
【答案】 压缩 25
【详解】[1]柴油机的一个工作循环包括四个冲程,依次为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
[2]柴油机的转速是3000r/min=50r/s。在四冲程柴油机中,一个工作循环包括四个冲程,飞轮转2圈,对外做功1次。则飞轮每秒转50圈,完成的工作循环数为25个,一个工作循环对外做功1次,所以1秒钟对外做功25次。
【题型15 】
46.关于燃料的热值,以下说法正确的是( )
A.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料
B.容易燃烧的燃料,热值一定大
C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.燃料的热值与燃料燃烧情况无关
【答案】D
【详解】A.影响锅炉的效率的因素一是燃料的燃烧程度,二是烟气带走的能量,所以为了提高锅炉的效率,一要尽力使燃料更充分地燃烧,二要尽力减少烟气带走的能量,和燃料的热值大小无关,故A错误;
B.热值大小与燃料是否容易燃烧无关,容易燃烧的燃料,热值不一定大,故B错误;
C.煤的热值比干木柴大,说明1kg的煤完全燃烧放出的热量比1kg干木柴完全燃烧放出的热量多,题中煤和干柴两者质量不一定相等,且不一定完全燃烧,无法比较放出的热量,故C错误;
D.燃料的热值是燃料的一种特性,是单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,燃料的热值与燃料燃烧情况无关,故D正确。
故选D。
47.在东北农村欢度新春佳节是很有年味的, 比如“宰年猪、庆新年”。如图是王小乐家在院内支起铁锅,用木柴烧水烹猪肉的场景, 下列说法正确的是( )
A.木材烧得很旺时木材的热值会变大
B.水蒸气推动锅盖的过程与汽油机做功冲程能量转化相同
C.水和猪肉增加的内能等于木柴燃烧放出的热量
D.锅内猪肉温度升高是因为肉含有的热量增加了
【答案】B
【详解】A.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧、以及放出热量的多少等因素无关。因此,木材烧得很旺时,其热值并不会变大,故A错误;
B.水蒸气推动锅盖的过程,是水蒸气对外做功,将内能转化为机械能的过程。这与汽油机的做功冲程相似,在汽油机的做功冲程中,也是将内能转化为机械能,故B正确;
C.由于烧水烹猪肉的过程中,会有热量散失到空气中,因此水和猪肉增加的内能实际上要小于木柴燃烧放出的热量,故C错误;
D.锅内猪肉温度升高,是因为猪肉吸收了热量,内能增加,温度随之升高。但热量是一个过程量,不能说物体“含有”多少热量,只能说物体“吸收”或“放出”了多少热量,故D错误。
故选B。
48.如图所示,2024年10月30日,搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。若火箭发射时携带了3×104kg液氢燃料(液氢的热值为1.4×108J/kg),这些液氢燃料完全燃烧能释放 J的热量,随着燃烧,燃料的质量越来越小,其热值 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 不变
【详解】[1]液氢燃料完全燃烧放出的热量为
[2]热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,故随着燃烧,燃料的质量越来越小,其热值不变。
49.“可燃冰”是一种新型能源,其热值为。质量为0.5kg的“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J;若这些热量只有被水吸收,能使500kg,50℃的水温度升高到 。
【答案】 75℃
【解析】【小题1】[1]0.5kg可燃冰完成燃烧放出的热量
[2]若这些热量只有被水吸收,能使500kg,50℃的水升高的温度,根据
可得,由可得升高的温度
故吸收热量后水的末温
在标准大气压下,水的沸点为100℃,75℃时水未沸腾,故水的实际末温为75℃。
50.2023年10月26日,11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。液态氢的热值为1.4×108J/kg。
(1)使用氢作为燃料的主要优点是: 和 ;
(2)某火箭发射时携带6×104kg液态氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J?
(3)若第(2)问放出的热量只有20%被水吸收,能将5×106kg、初温为30℃的水加热至多少℃?
[c水=4.2×103J/(kg·℃),已知当地大气压为1标准大气压]
【答案】(1) 热值大 无污染
(2)
(3)100℃
【详解】(1)[1][2]由于液氢的热值较大,液氢相对其他燃料,相同情况下燃烧放出的热量更多,且氢属于清洁燃料,燃烧对环境无污染。
(2)这些燃料完全燃烧放出的热量是
(3)若第(2)问放出的热量只有20%被水吸收,水吸收的热量为
则水升高的温度为
可得水的末温为
由于当地大气压为1标准大气压,则水的末温为100℃,即水加热至100℃。
51.茶文化在我国历史悠久,饮茶是现代人的一种休闲生活方式。若用酒精炉将质量为2.5kg,温度为20℃的水加热至沸腾(1个标准大气压下),需完全燃烧50g酒精。已知c水=4.2103J/(kg·℃),q酒精=3.0107J/kg。求:
(1)50g酒精完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)酒精炉的效率。
【详解】(1)50g酒精完全燃烧放出的热量为
(2)在1个标准大气压下,水的沸点是100℃,即水的末温t=100℃。水吸收的热量为
(3)酒精炉的效率
【题型16 】
52.2024年4月,我国研制的全球首款本体热机效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列关于四冲程柴油机的说法正确的是( )
A.压缩冲程通过内能转化为机械能,为外界提供动力的
B.做功冲程中通过做功的方式增加了汽缸内气体的内能
C.柴油机的热机效率可能达到100%
D.若该柴油机飞轮的转速为1800r/min,则柴油机在1s内对外做功15次
【答案】D
【详解】A.压缩冲程中活塞向上运动压缩气体做功,将机械能转化为内能,没有对外做功,无法提供动力,故A错误;
B.做功冲程是燃气膨胀对外做功,将内能转化为机械能,气体的内能减少,故B错误;
C.热机工作时会有大量热量损失,热机效率不可能达到100%,故C错误;
D.四冲程柴油机,一个工作循环包含4个冲程,飞轮转2圈。对外做功1次,转速1800 r/min=30 r/s,故每秒对外做功次数 15 次,故D正确。
故选 D。
53.涛涛同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊,用该燃气炉烧水时,把初温为20℃的1kg水加热到100℃,燃烧了0.025m3天然气,假设天然气完全燃烧,则燃气炉烧水的效率为 [c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3)]。
【答案】33.6%
【详解】水吸收的热量
天然气完全燃烧放出的热量
燃气炉烧水的效率
54.用烟煤烧水时,将10kg的水从20℃加热到100℃,燃烧了1.4kg的烟煤,在此过程中水吸收的热量为。烟煤的热值为。试求:
(1)1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(2)本次烧水的效率是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)烟煤完全燃烧放出的热量
(2)本次烧水的效率
55.如图所示的燃气炉是一种国家标准节能型周期式作业炉,具有超节能结构,工件受热均匀,能够有效地利用内能,其加热效率可以达到70%,现将质量为5kg、温度为20℃的水在一个标准大气压下在燃气炉上加热,完全燃烧了的燃气[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),热值q气=4.5×107J/m3]。求:
(1)完全燃烧的燃气放出的热量;
(2)水的温度升高到多少℃?
【详解】(1)完全燃烧的燃气放出的热量
(2)燃气炉加热效率可以达到70%,则水吸收的热量
由可得
初温为20℃,因为是在标准大气压下,所以水到达100℃不再升高,水温最终不会超过100℃,所以水的温度升高到100℃。
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