专题01 物体的内能 能量守恒（期末压轴题训练）九年级科学上学期浙教版

专题01 物体的内能 能量守恒 1．小红在学习了“比热容”的有关知识后，知道单位质量的不同物质在升高相同温度时，所吸收的热量不同，为了描述物质的这种性质，引入了一个新的物理量——比热容。于是她又想到晶体在熔化时，温度虽然保持不变，但需要吸收热量，那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同呢？带着这个疑问，小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。 （1）为什么CD段没有AB段陡一些？ 。 （2）CD段水吸收的热量是 J。 （3）若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，根据图中所给 的信息，计算出冰的熔化热λ 。 【解答】解：（1）由图可知，AB段是冰，CD段是水，水的比热容大于冰的比热容，由热量公式Q＝cmΔt可知，吸收的热量和时间相同时，水的温度变化小，所以CD段没有AB段陡一些； （2）冰的质量为0.5kg，冰熔化成水，状态变化，质量不变，水的质量是0.5kg， 由图象知，水从0℃升高到20℃，所以，水吸收的热量为：Q＝cmΔt＝0.5kg×4.2×103J/（kg•℃）×20℃＝4.2×104J； （3）已知相同时间冰和水吸收的热量相同； 由图象知，CD段水从0℃升高到20℃，用了10min的时间， 则1min吸收的热量为：， 0.5kg冰从5min到45min全部熔化，需要40min，吸收的热量为4.2×103J/min×40min＝1.68×105J， 1kg冰全部熔化，吸收的热量为1.68×105J×2＝3.36×105J/kg。 故答案为：（1）水的比热容大于冰的比热容；（2）4.2×104；（3）3.36×105J/kg。 2．2022年北京冬奥会兑现了“绿色办奥”承诺，成为迄今为止首个“碳中和”冬奥会，科技与创新在这当中发挥了重要作用。 （1）新技术：国家速滑馆“冰丝带”采用CO2跨临界直冷制冰技术，实现CO2循环利用和碳排放几乎为零。其技术原理简化为图甲所示，其中压缩机压缩CO2气体示意如图乙所示。CO2气体经压缩机时，压缩机对其做功，CO2气体的内能增加；经冷凝器后变成液态CO2，此过程为 （填写物态变化名称和吸放热情况）；经膨胀阀和蒸发器后再次变成CO2气体，CO2分子间的间隙 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）新创意：开幕式上，奥运主火炬以“不点火”代替“点燃”、以“微火”取代熊熊大火，充分体现低碳环保，实现了一次点火创新。已知奥运火炬的燃料是氢气，从“绿色办奥”角度分析，氢气做燃料的优点： 。（写出1条） （3）新燃料：将初温相同、相同质量的水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，并用两个以氢为燃料相同的热源加热，每隔2min记录一次温度，记录的实验数据，绘制了如图丙所示的温度随时间变化的关系图像，实验中用 （填“加热时间”或“液体升高的温度”）表示物质吸热的多少。 【解答】解：（1）CO2气体经冷凝器后变成液态CO2，此过程是气态变为液态，物态变化名称为液化，液化过程放热。经膨胀阀和蒸发器后再次变成CO2气体，物质从液态变为气态，CO2分子间的间隙变大。 （2）从“绿色办奥”角度分析，氢气做燃料的优点是热值大，且燃烧产物是水，无污染。 （3）根据转换法，用相同的热源加热，在相同时间内，热源放出的热量相同，物质吸收的热量相同，所以实验中用加热时间表示物质吸热的多少。 故答案为：（1）液化，放热；变大；（2）热值大；（3）加热时间。 3．某项目化小组的一款即热式饮水机设计图如图所示。水泵左侧部分为储水区，其中水箱底部装有压敏电阻，阻值会随着所受的压力改变而改变；当水箱内水量不足时，指示灯L发光，提醒我们向储水箱内加水。水泵右侧部分为加热区，当储水箱中的水通过水泵运向出口时，电阻丝可对水进行加热。 （1）推测该设计中的压敏电阻阻值与所受压力的定性关系为 。 （2）若储水箱内的水温为25℃加热区管道上均匀缠绕着阻值为44Ω的电热丝，管道内每秒通过1×10﹣5m3的水，电热丝产生的热量有80%被水吸收，求出水口处的水温。（结果保留一位小数） （3）项目化小组准备用接到的热水配制淡盐水，以供给体育课中大量出汗的同学补充电解质。通过查阅资料得知，淡盐水以0.2%到0.5%的浓度配比最佳。请计算配制2kg最佳浓度的淡盐水所需的食盐质量范围。 【解答】解：（1）水量不足时候，R受到的压力比较小，灯泡L发光，此时衔铁K没有被吸引（故L接通），说明通过压敏电阻的 电流比较小，根据欧姆定律律I可知，R总很大，因此压敏电阻很大，所以可得出压敏电阻受到的压力越小，压敏电阻的阻值越大；反之受到的压力越大，则压敏电阻越小。 （2）W1100J；Q＝80%×W＝880J；m＝ρV＝1×10﹣5m2×1.0×103kg/m2＝0.01kg；Q＝c水mΔt； 21.0℃；所以出水口处的水温为21.0℃+25.0℃＝46.0℃； （3）m最大＝m冰×ω%最大＝2000g×0.5%＝10g；m盐小＝m液×ω%晶小＝2000g×0.2%＝4g；因此需要加入的食盐质量在4g～10g。 答：需要加入的食盐质量在4g～10g。 故答案为： （1）受到压力越大，压敏电阻阻值越小； （2）46.0； （3）4g～10g。 4．将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了3℃，然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水，水温又上升了2.8℃．不计热量的损失，则可判断（　　） A．热水和冷水的温度差为87℃，m0：m＝1：28 B．热水和冷水的温度差为69℃，m0：m＝1：32 C．热水和冷水的温度差为54℃，m0：m＝1：24 D．热水和冷水的温度差为48℃，m0：m＝1：20 【解答】解：设热水和冷水的温度差为t， ∵质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了3℃， ∴Q吸＝Q放， 从而可知，cm×3℃＝cm0（t﹣3℃），① 又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了2.8℃， ∴Q吸＝Q放， 从而可知，c（m+m0）×2.8℃＝cm0（t﹣3℃﹣2.8℃），② 则①﹣②得： 2.8℃cm0＝3℃cm﹣2.8℃cm﹣2.8℃cm0， 整理得：5.6℃cm0＝0.2℃cm， ∴，即m＝28m0， 把它代入①式得： cm0（t﹣3℃）＝c×28m0×3℃， 解得：t＝87℃。 故选：A。 5．如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能 第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。 【解答】解：（1）晶体熔化过程要吸收热量，内能增加。所以第6min时的内能小于第8min时的内能； （2）根据图中坐标信息可知，该物质在AB段温度升高10℃，被加热4min；在CD段温度升高5℃，被加热4min； 则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1：1，根据Q＝cmΔt可得， ， 所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍。 故答案为：小于；2。 6．2024年10月30日，搭载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点火发射。 （1）火箭起飞时，燃料在燃烧过程中，其热值大小 （填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）火箭在上升过程中与空气摩擦，会导致外壳的温度升高，这是通过 的方式改变其内能的。 （3）若“长二F”火箭与载人飞船总质量为500吨，“长二F”火箭发射平台重为2200吨（包含发射架），发射平台上表面为600米2，发射平台下表面与水平地面的接触面积按100米2计算，可估算出火箭等待发射时，发射平台对水平地面的压强为 帕。 【解答】解：（1）热值是燃料的一种特性，燃料在燃烧过 程中，其热值大小不变。 （2）火箭在上升过程中与空气摩擦，克服摩擦做功，会导致外壳的温度升 高，这是通过做功的方式改变其内能的。 （3）火箭 发射平台、火箭与载人飞船受到的总重力 G总＝ m总g＝（2200×1000kg+500×1000kg）×10N/kg＝2.7×107N，火箭发射平台对水平地 面的压力F＝G 总＝2.7×107N， 发射平台对水平地面的压强p2.7×105Pa。 故答案为：（1）不变；（2）做功； （3）2.7×105。 7．在运动和力的学习中，我们遇到了很多的运动模型。 （1）如图甲所示，气球向后喷气时会获得向前的动力而加速运动，此动力的施力物体是 （选填“喷出的气体”或“球外空气”）。 （2）火柴是实验室常用的点火工具。引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧（摩擦力越大，越容易引燃）。A、B为两种常见的引燃方式，F1＝F2。你认为，更易引燃的方式是 （选填“A”或“B”），原因是 。 【解答】解：（1）根据力的相互作用原理，当气球向后喷气时，气球对喷出的气体施加一个向后的力，同时喷出的气体对气球施加一个向前的反作用力，使气球获得向前的动力而加速运动，所以此动力的施力物体是喷出的气体； （2）滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；对于A、B两种引燃方式，F1＝F2，但F1是垂直于擦火皮的力，F2有垂直擦火皮向下的分力，所以B方式中火柴头对擦火皮的压力更大；因为摩擦力越大，越容易引燃，所以更易引燃的方式是B，原因是在接触面粗糙程度相同时，B方式中火柴头对擦火皮的压力更大，滑动摩擦力更大； 故答案为： （1）喷出的气体； （2）B；在接触面粗糙程度相同时，B方式中火柴头对擦火皮的压力更大，滑动摩擦力更大。 8．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代机械或工具。 （1）筒车是一种以水流作动力，用来取水的机械，如图甲所示。其工作原理是将水的 能转化为水的重力势能； （2）如图乙是我国古代发明的取火器的模型图。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒立刻燃烧起来。其原理是通过 的方式改变内能，使筒内空气内能 ，温度升高，达到艾绒的着火点。 【解答】解：（1）水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流对筒车做功，使水筒内水的高度增大，重力势能增大，所以是将动能转化为重力势能； （2）封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增大，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火。 故答案为：（1）动；（2）做功；增大。 9．如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。 （1）实验前，检查图甲装置的气密性：往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞 （选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”），则说明该装置气密性好。 （2）打气筒打气5秒后，橡皮塞弹出，出现了白雾现象，白雾主要是 （填“瓶内气体”或“瓶外气体”）液化形成的小液滴。 （3）以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是 。 A.用锤子敲打钉子时，钉子变热 B.从滑滑梯上滑落，臀部变热 C.用燃气灶加热水，水温升高 D.手捂热水袋，手会变暖和 （4）不向圆底烧瓶内注入适量酒精，仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由： 。 【解答】解：（1）往外拉动注射器活塞，会使装置内气压减小，若装置气密性好，外界大气压会使活塞仍能返回原来刻度处；若装置漏气，活塞就会因内外气压差无法回到原来位置。（2）用打气筒向烧瓶内打气，瓶内气压增大，当橡皮塞弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶内的水蒸气（包括酒精汽化后的蒸气）遇冷液化形成小液滴，从而出现白雾。（3）图乙中 AB 段是通过打气筒对烧瓶内气体做功，使气体内能增加，温度升高。 A、用锤子敲打钉子时，锤子对钉子做功，使钉子内能增加变热； B、从滑滑梯上滑落，臀部与滑梯摩擦做功，使臀部内能增加变热，这两个选项都是通过做功的方式改变物体内能； C、用燃气灶加热水是通过热传递使水的内能增加； D、手捂热水袋使手变暖和也是通过热传递改变内能。所以与 AB 段改变内能方式相同的是 AB。（4）不注入酒精，用打气筒向烧瓶内打气，压缩气体做功，会使瓶内气体内能增加，温度升高，可通过温度传感器测量到温度变化；当橡皮塞弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，也能从温度传感器数据中体现出来。只是没有酒精时，液化现象不明显，看不到白雾，但仍能通过温度变化证明做功可以改变物体内能。故答案为：（1）仍能返回原来刻度处；（2）瓶内气体；（3）AB；（4）不注入酒精，用打气筒向烧瓶内打气，压缩气体做功，会使瓶内气体内能增加，温度升高，可通过温度传感器测量到温度变化；当橡皮塞弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，也能从温度传感器数据中体现出来。只是没有酒精时，液化现象不明显，看不到白雾，但仍能通过温度变化证明做功可以改变物体内能。 10．新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗12L的燃料。已知燃料的密度ρ＝0.75×103kg/m3，请计算： （1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧12L放出多少J的热量？ （2）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液温度升高从20℃升高到70℃，求防冻液的质量？[防冻液的比热容为4×103J/（kg•℃）] 【解答】解：（1）燃料的质量为：m＝ρV＝0.75×103kg/m3×12×10﹣3m3＝9kg； 燃料完全燃烧放出的热量为： Q放＝mq＝9kg×4.6×107J/kg＝4.14×108J； （2）防冻液吸收的热量为： Q吸＝Q放η′＝4.14×108J×50%＝2.07×108J， 防冻液的质量： m液1035kg。 答：（1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧放出4.14×108J的热量； （2）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液从20℃升高到70℃，防冻液的质量为1035kg。 11．工作人员采取了部分页岩气样品，经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%，为了确定其中是否还含有其它可燃性成分，现在在实验室进一步对其进行热值测试：假设所取样品气体的体积为1L，用它烧水，使得1kg的水温度升高了5℃，已知检测所用的烧水炉的效率为70%，天然气的热值为4.0×107J/m3．（ρ水＝1.0×103kg/m3）请根据以上信息计算： （1）检测过程中，水吸收的热量是多少？ （2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是多少？ （3）该页岩气样品的热值为多少？ 【解答】解： （1）水吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×5℃＝2.1×104J。 （2）页岩气样品所释放的热量： Q放3×104J； （3）1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，所以该页岩气样品的热值： q3×107J/m3。 答： （1）检测过程中，水吸收的热量是2.1×104J； （2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是3×104J； （3）该页岩气样品的热值是3×107J/m3。 12．1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，如图所示是它的气室示意图。它是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。下列说法不正确的是（　　） A．航标灯消耗的电能是海水的机械能转化而来的 B．当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开 C．发电时，海水上涨，将空气推入工作室 D．压缩后的空气推动涡轮机发电空气内能增加 【解答】解： BC、读图可知，海水下降时，阀门K1关闭，阀门K2开启，将空气吸入气室； 海水上升时，阀门K1开启，阀门K2关闭，压缩后将空气推入工作室，推动涡轮机转动（带动发电机发电）。故BC正确； AD、压缩后的空气推动涡轮机发电，是气体对外做功，所以自身内能减少，整个过程是海水推动活塞做功，将海水的机械能转化成了电能。故A正确、D错误。 故选：D。 13．质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达到100℃，然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升温。第一种方式：先从沸水中取出甲，将其投入冷水，当达到热平衡后将甲从杯中取出，测得水温升高20℃；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，测得水温又升高了20℃．第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出；然后将甲从沸水中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。则在第二种方式下，这杯冷水温度的变化是（　　） A．升高不足40℃ B．升高超过40℃ C．恰好升高了40℃ D．条件不足，无法判断 【解答】解：设冷水的温度为t0，甲投入冷水后放热Q放＝C甲m（100℃﹣20℃﹣t0），水吸收的热量为Q吸＝C水m水20℃， ∵不考虑热传递过程热量的损失，则有Q放＝Q吸， ∴C甲m（100℃﹣20℃﹣t0）＝C水m水20℃， 即：① 乙投入冷水后放热Q放′＝C乙m（100℃﹣20℃﹣20℃﹣t0），水吸收的热量仍为Q吸＝C水m水20℃， 同理则有：② 第二种方式： 设乙投入冷水热平衡后，水温为t1，甲投入冷水热平衡后的水温为t2，则有： C乙m（100℃﹣t1）＝C水m水（t1﹣t0）， 即：③ C甲m（100℃﹣t2）＝C水m水（t2﹣t1）， 即：④ 综合①②③④式，解得t2﹣t0＝40℃ 故选：C。 14．在相同的加热条件下，对质量为m1、比热容为c1的物质A和质量为m2、比热容为c2的物质B均匀加热，物质A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示．根据图象分析可推断出正确的结论是（　　） A．若c1＝c2，则m1＜m2 B．若cl＞c2，则m1＞m2 C．若ml＝m2，则cl＜c2 D．若m1＜m2，则cl＞c2 【解答】解：加热方式相同，加热相同时间，即物质A、B吸收的热量相同，由图象可知：吸收热量相同时，B的温度变化值大，所以根据Q吸＝cmΔt得：cm知：c1m1＞c2m2， A、若c1＝c2，则m1＞m2，故A错误； B、若c1＞c2，则无法判断得到m1＞m2，故B错误； C、若m1＝m2，可以得到c1＞c2，故C错误； D、若m1＜m2，则c1＞c2，故D正确。 故选：D。 15．如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。据此回答下面小题。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（　　） A．甲球对乙球做功，乙球内能增大 B．甲球对乙球做功，乙球内能减小 C．乙球对甲球做功，乙球内能增大 D．乙球对甲球做功，乙球内能减小 【解答】解：由题意可知，甲球撞击乙球时，甲球对乙球做功，乙球内能增大，温度升高。 故选：A。 16．如图甲所示，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两段电热丝与电源、开关接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，两杯水吸收相同热量，升高相同的温度 B．由图乙可知：比热容cA＞cB C．对于A、B杯中的两个加热器，R2＜R1，P2＞P1 D．A杯水在2 min内吸收的热量与B杯水在3 min内吸收的热量相同 【解答】解：A、实验中，用不同加热器加热，相同时间内，加热器放出的热量不同，所以相同时间内两杯水吸收的热量不同，根据图象知两杯水升高的温度不相同，故A错误； B、由题可知，甲、乙两容器中都是水，且状态相同，则两杯水的比热容相同，故B错误； C、根据图象乙知甲的温度升高快，说明吸热多，根据Q＝I2Rt知，在电流和通电时间相同时，甲的电阻大，根据P＝I2R知甲的功率大，即R2＜R1，P2＜P1，故C错误； D、由图乙可知，甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同，且两杯水的质量相同，根据Q吸＝cmΔt可知，它们吸收的热量相同，故D正确。 故选：D。 17．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是0.4kg的沙子和水同时开始加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示，请完成以下问题： （1）图中 （选填“a”或“b”）图是沙子吸热升温的图象。 （2）求沙子的比热大小是 。（保留一位小数） 【解答】解：（1）由题知，沙子和水的质量相等，且沙子的比热容比水小，吸收相同热量时（加热相同时间），由比热容公式c可知，沙子升高的温度多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程； （2）由b图象可知，加热满2min时，水的温度从20℃上升到70℃， 则加热满2min时水吸收的热量：Q水吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/（kg•℃）×0.4kg×（70℃﹣20℃）＝8.4×104J； 相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量， 在2分钟的时间内，沙子吸收的热量：Q沙吸＝Q水吸＝8.4×104J， 又因为加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃， Δt沙＝250℃﹣20℃＝230℃，m沙＝0.4kg， 沙子的比热容：c沙0.9×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）a； （2）0.9×103J/（kg•℃）。 18．2024年“婺州窑”经国家知识产权局核准获批国家地理标志证明商标。婺州窑瓷器以青瓷为主，还烧黑、褐、花釉、乳浊釉和彩绘瓷。 （1）瓷器制作要经过取土，取土过程需要经历掘、运、晒、椎、浆、磨、筛等七道工序才算完成，其中“椎”需用力捶打成型，体现了力的作用效果是 。 （2）在瓷器烧制过程中，其内能会增加，这是通过 方式改变内能的。 （3）瓷器在装箱运输的过程中，箱子会多层摆放，模型如图所示。若A、B是质量相同的两个箱子，在F＝50N的水平力作用下在水平地面上向右做匀速直线运动，此时B受到 个力的作用。 【解答】解：（1）其中“椎”需用力捶打成型，体现了力可以改变物体的形状； （2）在瓷器烧制过程中，其内能会增加，通过热传递的方式改变物体内能； （3）在F＝50N的水平力作用下在水平地面上向右做匀速直线运动，B受到重力、支持力、拉力、摩擦力和A对B的压力，受到5个力的作用。 故答案为：（1）力可以改变物体的形状；（2）热传递；（3）5。 19．在科学发展不同时期，人们对“热”有不同的认识。 材料一：18世纪末，普利斯特利在实验的基础上提出了“热质说”，认为热是一种称为“热质”的物质，是一种无质量的气体。 材料二：19世纪中期，焦耳提出：自然界不存在热质，热只是一种能量的形式，其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热，导体通电也会产生热。 材料三：焦耳利用如图装置进行实验，重物下降通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动，使容器中的水的热能增大，温度升高，并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验，最终确认热与其它能量之间的转换关系。 （1）普利斯特利认为，自然界热质的总量不变，热质会由高温物体流到低温物体。从能量变化属性上分析，依靠 方式改变了物体的内能。 （2）焦耳实验中，重物做功使水温升高。将水改为等质量的水银，重复相同实验，水银升高更高的温度，这是由于 。 （3）焦耳的实验中存在多处摩擦，其中一处的摩擦力增大有利于提高实验的精确度，此处为 （填“定滑轮”、“转轴处”或“叶轮处”）。 【解答】解：（1）热质会由高温物体流到低温物体，这是依靠热传递方式改变了物体的内能； （2）忽略误差不计，重物做的功转化为水和水银的内能相等，即Q水吸＝Q水银吸，由于水和水银的质量相等，水银升高更高的温度，说明c水＞c水银，即水银的比热容较小； （3）由实验装置图可知，叶轮克服与液体之间的摩擦做功转化为液体的内能，如果增大此处的摩擦，重物做的功转化为液体的内能将增大，即可提高实验精确度，故该摩擦力为叶轮与液体之间的摩擦力。 故答案为：（1）热传递；（2）比热容；（3）叶轮处。 20．为了比较两种燃料的热值，小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。 （1）实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底，则测量的温度值 （“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （2）实验中燃烧相同质量的燃料，根据 来比较放出热量的多少。 （3）小金选用了相同质量的燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小金根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 的热值大。 （4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，燃料1和燃料2的质量相同，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像，燃料1和燃料2的热值之比为 。 【解答】解：（1）如果将温度计的玻璃泡碰到杯底，这样会使得测得的温度值偏大； （2）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大； （4）对于燃料来说，在相同的时间内放出的热量是相同的， 根据图可知，燃料1用5min让水从20℃升高到100℃，自5min到10min吸收相同的热量，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知：2c水m水Δt1＝mq1； 对于燃料2来说，燃料2用15min让水从20℃升高到80℃，根据公式Q放＝qm、Q吸＝cmΔt可知：c水m水Δt2＝mq2； 解得，两种燃料热值之比为：8：3。 故答案为：（1）偏大；（2）温度计上升的示数；（3）b；（4）8：3。 21．小明利用下图所示的实验装置对做功改变物体内能的进行相关实验。实验过程如下：在喷壶内滴入少量的酒精，随后打开温度计电源开关，装好喷壶盖子并拧紧。按压打气筒，大约半分钟后，停止打气，温度计示数为27.6℃，透过壶身看后面的物体清晰可见。按下喷壶出气阀门，看到风轮飞速旋转，LED灯珠发光，温度计示数为26.3℃，与此同时打开激光笔对准壶身照射，看到壶内有清晰的绿色激光束，透过壶身看后面的物体已经模糊不清。请用所学的知识对观察到的现象进行解释。 【解答】解：按下喷壶出气阀门，温度降低，后面的物体已经模糊不清，说明瓶内出现白雾，酒精蒸汽液化成了液态酒精，瓶内气体膨胀对外做功，内能减少，说明做功可以改变内能。 故答案为：瓶内气体膨胀对外做功，内能减少，说明做功可以改变内能。 22．汽车已进入千家万户。在综合实践活动中，合作小组的同学们对小亮家的汽车中的动力学进行了专项研究。 （1）如图甲所示，是小亮家汽车的动力系统。该汽车发动机实质是汽油机，它把燃料燃烧产生的 能转化为 能，再通过传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。 （2）汽车整车质量约为1.6t，静止时车轮与地面的总接触面积约为0.16m2，求汽车静止时对水平地面的压强。（g取10N/kg） （3）如图丙所示，是合作小组的同学们利用频闪摄影技术研究汽车的运动状态时，相机每隔0.5s曝光一次，拍摄到的汽车在平直公路上行驶的频闪照片。若车身长3m，求拍摄过程中汽车的行驶速度。 （4）查阅资料可知，汽车行驶时所受阻力约为车重的0.3倍，求拍摄过程中汽车发动机的输出功率。 【解答】解：（1）汽车发动机实质是汽油机，它把燃料燃烧产生的内能转化为活塞的机械能，再通过传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶； （2）汽车的质量：m＝1.6t＝1.6×103kg， 该汽车静止时对水平地面的压力： F＝G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N， 静止时车轮与地面的总接触面积约为：S＝0.16m2， 对水平地面的压强： p1×105Pa； （3）汽车长：L＝3m， 汽车行驶的路程：s＝6L＝6×3m＝18m， 汽车行驶时间：t＝3×0.5s＝1.5s， 汽车行驶的速度：v12m/s； （4）汽车行驶的阻力：f＝0.3G＝0.3×1.6×104N＝4.8×103N， 汽车匀速直线行驶，受到的牵引力：F牵引＝f＝4.8×103N， 根据PFv得到汽车发动机输出功率：P＝F牵引v＝4.8×103N×12m/s＝5.76×104W＝57.6kW。 故答案为：（1）化学；机械；（2）汽车静止时对水平地面的压强是1×105Pa；（3）拍摄过程中汽车的行驶速度是12m/s；（4）拍摄过程中汽车发动机的输出功率是57.6kW。 23．甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为。（注：所有结果均用字母表示） （1）半径为r的雨滴重力为 。 （2）在接近地面时，大雨滴的下落速度 小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于”）。 （3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？ 【解答】解：（1）雨滴的体积：Vπr3， 则根据ρ得，其质量m＝ρVπr3ρ， 故重力G＝mgπr3ρg； （2）雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，故f＝G， 因为f＝kSv2＝kπr2v2，Gπr3ρg， 所以，kπr2v2＝πr3ρg， 化简得，v， 又因为k、ρ、g均为定值， 所以，r越大，速度越大， 即在接近地面时，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。 （3）设雨滴的质量为m， 因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，即W＝Q， 又因为W＝Gh＝mgh，Q＝cmΔt， 所以，mgh＝cmΔt， 则Δt. 答：（1）πr3ρg；（2）大于；推理过程详见解答；（3）雨滴的温度升高了。 24．光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分的工作原理如图示：带有活塞的密闭气室中装有NO2，当光从窗口射入时，发生分解反应：2NO2NO+O2，导致气室内气压增大；当无光照射情况下，又发生化合反应：NO+O22NO2，导致气室内气压减小。这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于下图汽油机四个冲程中的（　　） A． B． C． D． 【解答】解： 由题知，通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能； 这里将光能转化为机械能，使活塞向右运动（气室内的空气对活塞做功），相当于汽油机的做功冲程，此时两个气门关闭，燃气膨胀对活塞做功，使活塞向下运动，观察可知只有C符合题意。 故选：C。 25．某学生用两个相同的酒精灯同时分别对质量为m1、比热为c1的甲物质和质量为m2、比热为c2的乙物质加热。若在相等的时间内（甲、乙物质吸收的热量相等），甲物质的温度变化比乙物质的温度变化多，则下列推断中一定成立的是（　　） A．若m1＝m2，则c1＞c2 B．若c1＝c2，则m1＞m2 C．若m1＜m2，则c1＞c2 D．若c1＞c2，则m1＜m2 【解答】解：由题意可知：两个相同的酒精灯在相等的时间内，即物质甲、乙吸收的热量相同时，甲的温度变化值大。 所以根据Q吸＝CmΔt得cm知：c1m1＜c2m2， 即：甲的比热容和质量的乘积大于乙的比热容和质量的乘积。 A、若m1＝m2，可以得到c1＜c2。故A错误； B、若c1＝c2，可以得到m1＜m2。故B错误； C、若m1＜m2，不能判断得出c1＞c2。故C错误； D、若c1＞c2，可以得到m1＜m2。故D正确。 故选：D。 26．如图所示，有一光滑圆弧槽与粗糙水平面连接。将质量为1kg的金属块从高2m的槽顶静止释放，在水平面上滑行8m后在B处停下来。（不计空气阻力） （1）金属块在AB段克服摩擦力做功W＝ J。 （2）金属块在水平面上受到的摩擦力f＝ N。 （3）若整个过程中产生的热量有80%被金属块吸收则金属块温度升高 ℃。[金属块的比热容c＝0.4×103J/（kg•℃）] 【解答】解：（1）金属块从圆弧槽顶端静止释放，运动至水平面时重力做功为： W1＝Gh＝mgh＝1kg×10N/kg×2m＝20J， 则此过程有20J的重力势能全部转化为动能，即金属块达到A点时动能为20J， 在水平面上滑行8m后在B处停下来，不计空气阻力，此过程克服摩擦力做功，又将动能全部转化为内能，则物体在AB段克服摩擦力做功：W＝W1＝20J； （2）根据W＝fs可得，物体在水平面上受到的摩擦力：f2.5N； （3）整个过程中产生的热量等于克服摩擦力做功，且整个过程中产生的热量有80%被金属块吸收， 则金属块吸收的热量为：Q吸＝80%W＝80%×20J＝16J， 由Q＝cmΔt可得，金属块升高的温度为： Δt0.04℃。 故答案为：（1）20；（2）2.5；（3）0.04。 27．如图是鱼缸中电动增氧泵的原理图。将增氧泵浸没在水中，打开电动机后，电动机驱动叶轮转动，缸底的水从进水口被吸入后，经叶轮加速，水流快速流过喷水管。空气通过进气管融入水中，最终携带氧气的水流从喷水管流出。 （1）电动机工作时带动叶轮转动，使水高速喷出，将电能转化为水的 。 （2）下列是小金总结的缸底的水被吸入泵内的原因，请对其过程排序 。 ①外界大气压把水压入进水口 ②外界大气压强大于泵壳内压强 ③叶轮转动把泵壳内的水甩出，在泵壳内形成了低压区 （3）在叶轮推动下，喷水管中的水高速流过，此时进气管下部的气压 （填大于、小于或等于）进气口的气压，于是空气通过进气管融入水中。 【解答】解：（1）电动机工作时带动叶轮转动，使水高速喷出，此过程中消耗了电能，获得了动能，将电能转化为水的动能。 （2）缸底的水被吸入泵内的原因是，叶轮转动把泵壳内的水甩出，在泵壳内形成了低压区，外界大气压强大于泵壳内压强，外界大气压把水压入进水口。故其顺序应为③②①。 （3）在叶轮推动下，喷水管中的水高速流过，此时进气管下部气体的流速快，压强小，小于进气口的气压，于是空气通过进气管融入水中。 故答案为：（1）动能；（2）③②①；（3）小于。 28．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。 （1）小球从A点滑到B点的过程中，机械能 。（填“增大”、“不变”或“减小） （2）小球从A点滑到水平面上，小球重力做功为 。 （3）从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为 。 【解答】解：（1）物体从A点滑到B点的过程中，水平面相连接的装置是粗糙的，物体克服摩擦力做功，机械能减小； （2）质量为m的物体的重力为：G＝mg，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功：W＝GH＝mgH；即物体在A处具有的重力势能为：EpA＝mgH， （3）物体在A、B两点的高度分别为H、h，从A点滑到B点的过程中，设机械能损失量为ΔE，即克服摩擦力做的功，由能量守恒定律得：ΔE＝G•Δh＝mg（H﹣h）。 从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为2mg（H﹣h）； 故答案为：（1）减小；（2）mgH；（3）2mg（H﹣h）。 29．如图所示，固定在地面上的半圆形轨道，直径ab水平，小球P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为H，空气阻力不计。当小球下落到b点再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为（　　） A．h B．h C．h D．h 【解答】解：根据动能定理研究第一次质点在槽中滚动得： mg（HH）﹣Wf＝0，Wf为小球克服摩擦力做功大小。 解得：WfmgH．即第一次小球在槽中滚动损失的机械能为mgH。 由于第二次小球在槽中滚动时，对应位置处速度变小，则对应的向心力减小，因在圆槽中运动时是弹力提供向心力，因此槽给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgH，机械能损失小于mgH， 小球再次达到最高点时的机械能大于mgH，因此小球再次冲出a点时，能上升的高度为：H＜hH．所以选项D正确。 故选：D。 30．如图甲所示，在粗糙的斜面底部固定一个可伸缩的轻质弹簧，现将质量为m的物块左侧由高度为ha的A点沿斜面向下压缩弹簧至高度为hb的B点并由静止释放，物块沿斜面向上滑动，最终静止在斜面上高度为hd的D点；若换成表面光滑、其他条件完全相同的斜面，仍将质量为m的木块左侧从A点沿斜面向下压缩弹簧至B点由静止释放（如图乙所示），物块沿斜面向上滑至高度为hc的最高处C后。在斜面上的BC两点间来回滑动。已知斜面上AB的长度为s1，AD的长度为s2，AC的长度为s3，则： （1）甲图中，物块离开弹簧后，沿斜面向上滑动最终静止在D点的过程中受到的摩擦力方向为 。（选填“向上”、“向下”、“先向下后向上”或“先向上后向下”） （2）甲图中物块沿斜面向上滑动时受到的摩擦力大小为 。（用字母表示） 【解答】解：（1）甲图中，物块离开弹簧滑到D点的过程中，物块相对于斜面向上运动，物块受到的滑动摩擦力的方向与物块的相对运动方向相反，即滑动摩擦力沿斜面向下； 当物块静止在D点时，物块相对于斜面有向下运动的趋势，物块受到静摩擦力作用，且静摩擦力的方向与物块相对运动趋势的方向相反，即静摩擦力沿斜面向上； 故物块所受摩擦力的方向是先向下后向上； （2）根据能量守恒定律，甲图中，物块由B运动至D的过程中，弹簧具有的能量用于克服重力和摩擦力做功，则有：E弹簧＝﹣（WG+Wf）； 又由功的计算公式可得：WG＝mg（hd﹣hb）、Wf＝f×BD＝f（s1+s2）； 即E弹簧＝﹣mg（hd﹣hb）﹣f（s1+s2）……①； 在乙图中，弹簧的压缩量与甲图相同，物块在由B运动至C的过程中，弹簧具有的能量全部用于克服重力做功，则有：E弹簧＝﹣WG′＝﹣mg（hc﹣hb）……②； 整理①②两式得：mg（hc﹣hb）﹣mg（hd﹣hb）＝f（s1+s2），即mg（hc﹣hd）＝f（s1+s2）； 解得：f。 故答案为：（1）先向下后向上；（2）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 物体的内能 能量守恒 1．小红在学习了“比热容”的有关知识后，知道单位质量的不同物质在升高相同温度时，所吸收的热量不同，为了描述物质的这种性质，引入了一个新的物理量——比热容。于是她又想到晶体在熔化时，温度虽然保持不变，但需要吸收热量，那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同呢？带着这个疑问，小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。 （1）为什么CD段没有AB段陡一些？ 。 （2）CD段水吸收的热量是 J。 （3）若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，根据图中所给 的信息，计算出冰的熔化热λ 。 2．2022年北京冬奥会兑现了“绿色办奥”承诺，成为迄今为止首个“碳中和”冬奥会，科技与创新在这当中发挥了重要作用。 （1）新技术：国家速滑馆“冰丝带”采用CO2跨临界直冷制冰技术，实现CO2循环利用和碳排放几乎为零。其技术原理简化为图甲所示，其中压缩机压缩CO2气体示意如图乙所示。CO2气体经压缩机时，压缩机对其做功，CO2气体的内能增加；经冷凝器后变成液态CO2，此过程为 （填写物态变化名称和吸放热情况）；经膨胀阀和蒸发器后再次变成CO2气体，CO2分子间的间隙 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）新创意：开幕式上，奥运主火炬以“不点火”代替“点燃”、以“微火”取代熊熊大火，充分体现低碳环保，实现了一次点火创新。已知奥运火炬的燃料是氢气，从“绿色办奥”角度分析，氢气做燃料的优点： 。（写出1条） （3）新燃料：将初温相同、相同质量的水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，并用两个以氢为燃料相同的热源加热，每隔2min记录一次温度，记录的实验数据，绘制了如图丙所示的温度随时间变化的关系图像，实验中用 （填“加热时间”或“液体升高的温度”）表示物质吸热的多少。 3．某项目化小组的一款即热式饮水机设计图如图所示。水泵左侧部分为储水区，其中水箱底部装有压敏电阻，阻值会随着所受的压力改变而改变；当水箱内水量不足时，指示灯L发光，提醒我们向储水箱内加水。水泵右侧部分为加热区，当储水箱中的水通过水泵运向出口时，电阻丝可对水进行加热。 （1）推测该设计中的压敏电阻阻值与所受压力的定性关系为 。 （2）若储水箱内的水温为25℃加热区管道上均匀缠绕着阻值为44Ω的电热丝，管道内每秒通过1×10﹣5m3的水，电热丝产生的热量有80%被水吸收，求出水口处的水温。（结果保留一位小数） （3）项目化小组准备用接到的热水配制淡盐水，以供给体育课中大量出汗的同学补充电解质。通过查阅资料得知，淡盐水以0.2%到0.5%的浓度配比最佳。请计算配制2kg最佳浓度的淡盐水所需的食盐质量范围。 4．将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了3℃，然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水，水温又上升了2.8℃．不计热量的损失，则可判断（　　） A．热水和冷水的温度差为87℃，m0：m＝1：28 B．热水和冷水的温度差为69℃，m0：m＝1：32 C．热水和冷水的温度差为54℃，m0：m＝1：24 D．热水和冷水的温度差为48℃，m0：m＝1：20 5．如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能 第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。 6．2024年10月30日，搭载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点火发射。 （1）火箭起飞时，燃料在燃烧过程中，其热值大小 （填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）火箭在上升过程中与空气摩擦，会导致外壳的温度升高，这是通过 的方式改变其内能的。 （3）若“长二F”火箭与载人飞船总质量为500吨，“长二F”火箭发射平台重为2200吨（包含发射架），发射平台上表面为600米2，发射平台下表面与水平地面的接触面积按100米2计算，可估算出火箭等待发射时，发射平台对水平地面的压强为 帕。 7．在运动和力的学习中，我们遇到了很多的运动模型。 （1）如图甲所示，气球向后喷气时会获得向前的动力而加速运动，此动力的施力物体是 （选填“喷出的气体”或“球外空气”）。 （2）火柴是实验室常用的点火工具。引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧（摩擦力越大，越容易引燃）。A、B为两种常见的引燃方式，F1＝F2。你认为，更易引燃的方式是 （选填“A”或“B”），原因是 。 8．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代机械或工具。 （1）筒车是一种以水流作动力，用来取水的机械，如图甲所示。其工作原理是将水的 能转化为水的重力势能； （2）如图乙是我国古代发明的取火器的模型图。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒立刻燃烧起来。其原理是通过 的方式改变内能，使筒内空气内能 ，温度升高，达到艾绒的着火点。 9．如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。 （1）实验前，检查图甲装置的气密性：往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞 （选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”），则说明该装置气密性好。 （2）打气筒打气5秒后，橡皮塞弹出，出现了白雾现象，白雾主要是 （填“瓶内气体”或“瓶外气体”）液化形成的小液滴。 （3）以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是 。 A.用锤子敲打钉子时，钉子变热 B.从滑滑梯上滑落，臀部变热 C.用燃气灶加热水，水温升高 D.手捂热水袋，手会变暖和 （4）不向圆底烧瓶内注入适量酒精，仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由： 。 10．新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗12L的燃料。已知燃料的密度ρ＝0.75×103kg/m3，请计算： （1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧12L放出多少J的热量？ （2）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液温度升高从20℃升高到70℃，求防冻液的质量？[防冻液的比热容为4×103J/（kg•℃）] 11．工作人员采取了部分页岩气样品，经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%，为了确定其中是否还含有其它可燃性成分，现在在实验室进一步对其进行热值测试：假设所取样品气体的体积为1L，用它烧水，使得1kg的水温度升高了5℃，已知检测所用的烧水炉的效率为70%，天然气的热值为4.0×107J/m3．（ρ水＝1.0×103kg/m3）请根据以上信息计算： （1）检测过程中，水吸收的热量是多少？ （2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是多少？ （3）该页岩气样品的热值为多少？ 12．1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，如图所示是它的气室示意图。它是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。下列说法不正确的是（　　） A．航标灯消耗的电能是海水的机械能转化而来的 B．当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开 C．发电时，海水上涨，将空气推入工作室 D．压缩后的空气推动涡轮机发电空气内能增加 13．质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达到100℃，然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升温。第一种方式：先从沸水中取出甲，将其投入冷水，当达到热平衡后将甲从杯中取出，测得水温升高20℃；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，测得水温又升高了20℃．第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出；然后将甲从沸水中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。则在第二种方式下，这杯冷水温度的变化是（　　） A．升高不足40℃ B．升高超过40℃ C．恰好升高了40℃ D．条件不足，无法判断 14．在相同的加热条件下，对质量为m1、比热容为c1的物质A和质量为m2、比热容为c2的物质B均匀加热，物质A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示．根据图象分析可推断出正确的结论是（　　） A．若c1＝c2，则m1＜m2 B．若cl＞c2，则m1＞m2 C．若ml＝m2，则cl＜c2 D．若m1＜m2，则cl＞c2 15．如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。据此回答下面小题。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（　　） A．甲球对乙球做功，乙球内能增大 B．甲球对乙球做功，乙球内能减小 C．乙球对甲球做功，乙球内能增大 D．乙球对甲球做功，乙球内能减小 16．如图甲所示，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两段电热丝与电源、开关接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，两杯水吸收相同热量，升高相同的温度 B．由图乙可知：比热容cA＞cB C．对于A、B杯中的两个加热器，R2＜R1，P2＞P1 D．A杯水在2 min内吸收的热量与B杯水在3 min内吸收的热量相同 17．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是0.4kg的沙子和水同时开始加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示，请完成以下问题： （1）图中 （选填“a”或“b”）图是沙子吸热升温的图象。 （2）求沙子的比热大小是 。（保留一位小数） 18．2024年“婺州窑”经国家知识产权局核准获批国家地理标志证明商标。婺州窑瓷器以青瓷为主，还烧黑、褐、花釉、乳浊釉和彩绘瓷。 （1）瓷器制作要经过取土，取土过程需要经历掘、运、晒、椎、浆、磨、筛等七道工序才算完成，其中“椎”需用力捶打成型，体现了力的作用效果是 。 （2）在瓷器烧制过程中，其内能会增加，这是通过 方式改变内能的。 （3）瓷器在装箱运输的过程中，箱子会多层摆放，模型如图所示。若A、B是质量相同的两个箱子，在F＝50N的水平力作用下在水平地面上向右做匀速直线运动，此时B受到 个力的作用。 19．在科学发展不同时期，人们对“热”有不同的认识。 材料一：18世纪末，普利斯特利在实验的基础上提出了“热质说”，认为热是一种称为“热质”的物质，是一种无质量的气体。 材料二：19世纪中期，焦耳提出：自然界不存在热质，热只是一种能量的形式，其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热，导体通电也会产生热。 材料三：焦耳利用如图装置进行实验，重物下降通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动，使容器中的水的热能增大，温度升高，并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验，最终确认热与其它能量之间的转换关系。 （1）普利斯特利认为，自然界热质的总量不变，热质会由高温物体流到低温物体。从能量变化属性上分析，依靠 方式改变了物体的内能。 （2）焦耳实验中，重物做功使水温升高。将水改为等质量的水银，重复相同实验，水银升高更高的温度，这是由于 。 （3）焦耳的实验中存在多处摩擦，其中一处的摩擦力增大有利于提高实验的精确度，此处为 （填“定滑轮”、“转轴处”或“叶轮处”）。 20．为了比较两种燃料的热值，小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。 （1）实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底，则测量的温度值 （“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （2）实验中燃烧相同质量的燃料，根据 来比较放出热量的多少。 （3）小金选用了相同质量的燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后，小金根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像，则可初步判断燃料 的热值大。 （4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，燃料1和燃料2的质量相同，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示，根据丙图像，燃料1和燃料2的热值之比为 。 21．小明利用下图所示的实验装置对做功改变物体内能的进行相关实验。实验过程如下：在喷壶内滴入少量的酒精，随后打开温度计电源开关，装好喷壶盖子并拧紧。按压打气筒，大约半分钟后，停止打气，温度计示数为27.6℃，透过壶身看后面的物体清晰可见。按下喷壶出气阀门，看到风轮飞速旋转，LED灯珠发光，温度计示数为26.3℃，与此同时打开激光笔对准壶身照射，看到壶内有清晰的绿色激光束，透过壶身看后面的物体已经模糊不清。请用所学的知识对观察到的现象进行解释。 22．汽车已进入千家万户。在综合实践活动中，合作小组的同学们对小亮家的汽车中的动力学进行了专项研究。 （1）如图甲所示，是小亮家汽车的动力系统。该汽车发动机实质是汽油机，它把燃料燃烧产生的 能转化为 能，再通过传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。 （2）汽车整车质量约为1.6t，静止时车轮与地面的总接触面积约为0.16m2，求汽车静止时对水平地面的压强。（g取10N/kg） （3）如图丙所示，是合作小组的同学们利用频闪摄影技术研究汽车的运动状态时，相机每隔0.5s曝光一次，拍摄到的汽车在平直公路上行驶的频闪照片。若车身长3m，求拍摄过程中汽车的行驶速度。 （4）查阅资料可知，汽车行驶时所受阻力约为车重的0.3倍，求拍摄过程中汽车发动机的输出功率。 23．甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为。（注：所有结果均用字母表示） （1）半径为r的雨滴重力为 。 （2）在接近地面时，大雨滴的下落速度 小雨滴的下落速度（选填“大于”“等于”“小于”）。 （3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？ 24．光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分的工作原理如图示：带有活塞的密闭气室中装有NO2，当光从窗口射入时，发生分解反应：2NO2NO+O2，导致气室内气压增大；当无光照射情况下，又发生化合反应：NO+O22NO2，导致气室内气压减小。这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于下图汽油机四个冲程中的（　　） A． B． C． D． 25．某学生用两个相同的酒精灯同时分别对质量为m1、比热为c1的甲物质和质量为m2、比热为c2的乙物质加热。若在相等的时间内（甲、乙物质吸收的热量相等），甲物质的温度变化比乙物质的温度变化多，则下列推断中一定成立的是（　　） A．若m1＝m2，则c1＞c2 B．若c1＝c2，则m1＞m2 C．若m1＜m2，则c1＞c2 D．若c1＞c2，则m1＜m2 26．如图所示，有一光滑圆弧槽与粗糙水平面连接。将质量为1kg的金属块从高2m的槽顶静止释放，在水平面上滑行8m后在B处停下来。（不计空气阻力） （1）金属块在AB段克服摩擦力做功W＝ J。 （2）金属块在水平面上受到的摩擦力f＝ N。 （3）若整个过程中产生的热量有80%被金属块吸收则金属块温度升高 ℃。[金属块的比热容c＝0.4×103J/（kg•℃）] 27．如图是鱼缸中电动增氧泵的原理图。将增氧泵浸没在水中，打开电动机后，电动机驱动叶轮转动，缸底的水从进水口被吸入后，经叶轮加速，水流快速流过喷水管。空气通过进气管融入水中，最终携带氧气的水流从喷水管流出。 （1）电动机工作时带动叶轮转动，使水高速喷出，将电能转化为水的 。 （2）下列是小金总结的缸底的水被吸入泵内的原因，请对其过程排序 。 ①外界大气压把水压入进水口 ②外界大气压强大于泵壳内压强 ③叶轮转动把泵壳内的水甩出，在泵壳内形成了低压区 （3）在叶轮推动下，喷水管中的水高速流过，此时进气管下部的气压 （填大于、小于或等于）进气口的气压，于是空气通过进气管融入水中。 28．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。 （1）小球从A点滑到B点的过程中，机械能 。（填“增大”、“不变”或“减小） （2）小球从A点滑到水平面上，小球重力做功为 。 （3）从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为 。 29．如图所示，固定在地面上的半圆形轨道，直径ab水平，小球P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为H，空气阻力不计。当小球下落到b点再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为（　　） A．h B．h C．h D．h 30．如图甲所示，在粗糙的斜面底部固定一个可伸缩的轻质弹簧，现将质量为m的物块左侧由高度为ha的A点沿斜面向下压缩弹簧至高度为hb的B点并由静止释放，物块沿斜面向上滑动，最终静止在斜面上高度为hd的D点；若换成表面光滑、其他条件完全相同的斜面，仍将质量为m的木块左侧从A点沿斜面向下压缩弹簧至B点由静止释放（如图乙所示），物块沿斜面向上滑至高度为hc的最高处C后。在斜面上的BC两点间来回滑动。已知斜面上AB的长度为s1，AD的长度为s2，AC的长度为s3，则： （1）甲图中，物块离开弹簧后，沿斜面向上滑动最终静止在D点的过程中受到的摩擦力方向为 。（选填“向上”、“向下”、“先向下后向上”或“先向上后向下”） （2）甲图中物块沿斜面向上滑动时受到的摩擦力大小为 。（用字母表示） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $