内容正文:
主题一 声、光、热
专题05 内能及其改变(解析版)
目 录
1
8
考点一 分子动理论 8
考点二 内能 10
考点三 热传递 热量 11
考点四 比热容 12
考点五 做功改变内能 热机 14
考点六 热值 16
19
19
1.(2024·南通模拟)下列四个现象中,属于内能转化为机械能的是( ) 跨学科
A.压缩点燃棉花 B.蒸汽顶起壶盖
C.冬天搓手取暖 D.压缩冲程
2.(2025·常州模拟)小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图a);扭转瓶子压缩瓶内的气体(如图b);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图c)。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是( ) 新情境
A.甲和乙 B.甲和丙 C.丁和丙 D.乙和丙
3.(2025·扬州模拟)如图所示是一个香薰炉,点燃炉内蜡烛加热香薰液,一会儿,房间内充满了香气。对该过程分析正确的是( ) 新情境
A.蜡烛燃烧将内能转化为化学能
B.加热香薰液使其热量增大
C.炉内蜡烛加热香薰液减慢了分子热运动
D.香气弥漫是扩散现象
4.(2025·常州模拟)火山喷发时,炙热的岩浆在流淌过程中逐渐降温,依次形成橄榄石、角闪石、正长石等岩石晶体。下列说法正确的是( ) 跨学科
A.岩浆温度高,说明其含有的热量多
B.喷出后岩浆降温主要通过做功的方式改变内能
C.橄榄石、角闪石、正长石的熔点依次降低
D.岩浆变成岩石的过程需要吸热
5.(2025·南京模拟)在2025年春晚的非遗节目“打铁花”表演中,匠人将生铁块加热至1600℃熔化为铁水,随后将铁水击打至高空中形成绚丽的火花。下列关于此过程的物理现象分析,正确的是( ) 跨学科
A.铁块熔化成铁水的过程需要吸热,温度持续升高
B.铁水在空中冷却为固态铁屑时,通过热传递使内能减少
C.铁水飞溅时与空气摩擦产生热量,使铁水的内能增加
D.铁水冷却过程中发生的物态变化与“冰冻衣服晾干”相同
6.(2025·连云港模拟)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,两个相同的烧杯中分别装有初温相同的a、b两种液体,用同一盏酒精灯先后进行加热,根据两次记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( ) 新考法
A.实验装置中玻璃棒可以不要
B.a、b两种液体的体积需要相同
C.液体a的比热容是液体b的比热容的2倍
D.液体吸热的多少可以通过加热时间来反映
7.(2025·苏州模拟)在空格处填上合适的内容. 新考法
8.(2025·扬州模拟)如图,小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚,待乙醚充满整个塑料瓶后,启动电子打火器,活塞瞬间向前飞出一段距离,活塞飞出的过程相当于热机的 冲程;活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离,因为它具有 。 新情境
9.(2025·无锡模拟)科技让农业发展更加迅速。某研究所研究出一款插秧机,质量为345kg。经过一段时间,消耗了的汽油,则汽油完全燃烧放出的热量为 ;若该段时间,插秧机没有进行其他作业,只是向前行驶了5000m,若行驶过程中所受阻力是重力的0.1倍,则该插秧机在这段时间的机械效率为 %;若这些热量完全被50kg、初温为的水吸收,则在标准大气压下水温升高 。[,](若无法计算出精确结果,则取整数) 新考法
10.(2025·泰州模拟)中医是我国的四大国粹之一。拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图甲所示方法迅速将火罐按到皮肤上,罐内气体的温度减低,内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。如图乙所示,“艾灸”时通过 的方式改变了穴位处的内能。 跨学科
11.(2025·盐城模拟)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 。 新考法
12.(2025·苏州模拟)氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q氢=1.4×108J/kg]求: 跨学科
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧,若放出的热量全部被水吸收,可以使质量为1t的水温度升高多少;
(2)此氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶,汽车的速度为20m/s,如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功,则这些热量能让该公交车匀速行驶的距离。
考点一 分子动理论
1.(2025·盐城模拟)下列现象中,不属于扩散现象的是( )
A.红墨水在水中散开 B.美味佳肴香气扑鼻
C.雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤 D.嗅气味鉴别物质
2.(2025·扬州模拟)如图所示,扬州特色美食“阳春面”又称光面或清汤面,面条筋道,汤鲜味美,以简单的葱花、油等为调料,却能带来浓郁的香味,下列说法错误的是( )
A.汤在锅里沸腾时温度不变
B.面条放入汤锅后吸收热量,内能不变
C.闻到浓郁的香味说明分子在不停地做无规则运动
D.葱花呈现绿色是因为反射了绿光
3.(2025·南京模拟)两滴水银靠近时,能自动结合成一滴较大的水银,这一事实说明分子之间存在着 ,物体不能无限地被压缩,说明分子间存在 ,一匙糖加入水中,能使整杯水变甜,这是 现象。
4.(2025·无锡模拟)
(1)图甲中,红墨水在水中散开,说明了 ;
(2)图乙中,将玻璃管中一定体积的酒精和水充分翻转混合后的总体积将会减小,说明 ,实验中 (选填“有”或“没有”)扩散现象;
(3)图丙中,当将两个表面光滑的铅块相互紧压会粘在一起,这个现象证实了分子间存在 ;
(4)图丁中的汤姆生发现了 (填写粒子名称);图戊为卢瑟福建立的原子 结构模型。
考点二 内能
5.(2025·徐州模拟)内能和能量的关系就像重力和( )
A.压力 B.力 C.摩擦力 D.弹力
6.(2025·连云港模拟)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块内能为0
B.物体放出热量,温度一定降低
C.物体的温度降低,它的内能一定减少
D.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
7.(2025·广东模拟)我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄构从嘴受注(如图所示)”这样的记载,下列说法正确的是( )
A.“铁化如水”是通过热传递改变铁的内能
B.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在引力
C.用铁铸造的釜加热升温快是因为比热容大
D.炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块没有内能
考点三 热传递 热量
8.(2025·南京模拟)下列关于温度、热量、内能说法正确的是( )
A.物体的温度升高,一定吸收了热量
B.物体从外界吸收热量,温度不一定升高
C.物体的温度越高,其所含有的热量越多
D.热传递中热量总是从内能多的物体传向内能少的物体
9.(2025·常州模拟)以下有关内能的说法中正确的是( )
A.物体温度升高,所含有的热量增大
B.物体温度不变,内能可能增大
C.搓手取暖是通过热传递的方式改变内能
D.热传递中,内能多的物体把内能传给内能少的物体
10.(2025·淮安模拟)小明将一杯热牛奶放入质量500g的冷水中,如图a所示,一段时间后,牛奶和冷水的温度变化如图b所示。不考虑热损失,0~10分钟内,牛奶的内能变 ,由b图 (选填“能”或“不能”)分析得出:水的比热容比牛奶大,理由是: 。
考点四 比热容
11.(2025·苏州模拟)某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100g水和100g食用油的两个相同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乙所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);不计热量损失,下列说法正确的是( )
A.图线A描述的是水
B.食用油的比热容为2.8×103 J/(kg·℃)
C.0~2min,水吸收的热量为1.68×104 J
D.加热2min,水吸收的热量大于食用油温度传感器吸收的热量
12.(2025·泰州模拟)下表是一些物质的比热容[],根据表中数据,下列判断正确的是( )
水
铝
煤油、冰
干泥土
砂石
铜
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.水的比热容是水的比热容的两倍
C.不同物质的比热容一定不同
D.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
13.(2025·淮安模拟)“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,这是通过 的方式改变酒的内能,若酒盏里质量为100g,温度为30℃的酒在漂流过程中,放出了1700J的热量,酒的温度降低至 ℃。[其中c酒=3.4×103J/(kg•℃)]
14.(2025·无锡模拟)用如图装置探究不同物质吸热升温的现象。将相等质量的沙子和水分别装入瓷盘中,用温度计测出它们的初始 ,用红外灯均匀照射两个瓷盘。红外热成像仪显示出沙子升温比水快。由此推得,质量相等的沙子和水,升高相同的温度, 吸收的热量多。
考点五 做功改变内能 热机
15.(2025·南京模拟)汽油机的四个冲程中,能量转化与火山喷发相同的是( )
A. B.
C. D.
16.(2025·无锡模拟)下列有关内燃机的说法正确的是( )
A.内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的
B.压缩冲程是由大部分内能转化为机械能
C.柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物
D.汽油机做功冲程的点火方式是压燃式
17.(2025·常州模拟)对于图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.甲,玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,这是因为棉花燃烧放热
B.乙,塞子跳起时,瓶内气体内能减小,这是通过做功的方式改变的
C.丙,水蒸气将塞子推出的过程中,能量转化与热机的压缩冲程相同
D.丁,该冲程为内燃机的做功冲程,曲轴每转一圈发生一次该冲程
18.(2025·南京模拟)图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图,图乙是空气压缩引火仪,图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“飞出”。下列说法正确的是( )
A.三个过程中改变气体内能的方式相同
B.三个过程中气体内能大小的变化情况相同
C.图甲是做功冲程,其能量转化与图丙中的能量转化相同
D.若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程,则其飞轮转速为600r/min
考点六 热值
19.(2025·南京模拟)小明用如图所示甲、乙两套的装置,正确完成了“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”、燃料点燃直至燃尽,两个实验中液体升高的温度随时间变化的图像如图丙所示,不考虑热量损失,以下判断正确的是( )
A.两个实验都要控制燃料的质量、液体质量相等
B.两个实验都是通过温度计上升的示数反应热量的多少
C.图像一和图像二表示两种物质比热容之比为1∶4
D.图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为5∶4
20.(2025·扬州模拟)补全知识结构图:
(1) ;(2) ;(3) 。
21.(2025·泰州模拟)四冲程汽油机中的 冲程是提供动力的,已知该汽油机飞轮转速为1200r/min,能量输出效率为20%,则该汽油机每秒钟对外做功 次;若该发动机完全燃烧2L的汽油能够输出的有用功为 J。(汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.75×103kg/m3)
1.(2025·连云港) 关于内能,下列说法正确的是( )
A.的物体没有内能 B.内能大小与温度无关
C.具有机械能的物体不一定有内能 D.物体具有内能,也可以同时具有机械能
2.(2025·山东淄博)花馍是一种传统美食,以下有关用燃气灶蒸花馍的说法正确的是( )
A.燃气燃烧时,化学能转化为内能
B.燃气燃烧越充分,其热值就越大
C.花馍的内能是通过做功的方式增大的
D.刚出锅的花馍温度高,含有的热量多
3.(2025·江苏无锡)如图所示,是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器,它以牛角作外套筒,木制推杆,杆前端粘附艾绒,取火时,一手握住套筒,一手猛推杆入筒,随即将杆拔出,艾绒即燃,它的尺寸如图。下列说法中正确的是( )
A.这种取火器的体积太大,不便于携带 B.取火时是通过做功增加筒内空气的内能
C.取火时是通过热传递增加筒内空气的内能 D.取火的原理与汽油机的做功冲程相同
4.(2025·江苏镇江)燃气热水器中,冷水经过铜质换热器时被800℃的高温烟气加热,选用铜作为换热器的材质是因为其具有良好的 性,此过程中通过 的方式增加了水的内能,同时烟气的温度下降到150℃。为了节约能源,可以再通过换热器将其温度进一步下降到60℃,此过程中烟气中的水蒸气 变成水,放出热量,用于预加热冷水。
5.(2025·江苏常州)2025年2月,江苏地域文明探源工程发布:在兴化草堰港遗址中发掘出7000年前的钻木取火器。如图所示,古人手搓钻杆,使其与取火板摩擦生热一段时间,即可取得火种。摩擦生热的能量转化方式是 ,与四冲程汽油机的 冲程相同。
6.(2025·江苏宿迁)将质量均为100g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中,初始温度相同,用同一热源加热相同时间, 升温快,这是因为 ;实验中测得,水的温度升高了20℃,吸收的热量为 J[]。
7.(2025·江苏常州)小明在水壶中装入质量为、初温为的水,放在燃气灶上加热,在标准大气压下把水加热至恰好沸腾,消耗的天然气。已知、,此过程中,天然气完全燃烧释放热量 J,水吸收热量 J,该燃气灶烧水的效率为 。若在额定电压下,用电阻丝阻值为的电热壶完成上述烧水过程,不计热损失,通电时间为 s。
8.(2025·四川绵阳)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,将0.2kg温度为27℃的水,加热到沸腾时的97℃,此过程中,水吸收的热量为 J;若酒精灯消耗酒精4.9g,则酒精灯的加热效率为 %。[忽略加热过程中水的质量变化,已知,]
9.(2025·山东济南)了在开发和使用能源的同时保护好环境,垃圾变成了能源再生的“宝库”。垃圾利用的一种方式是将垃圾填埋后,通过厌氧发酵产生沼气,沼气燃烧产生高温燃气推动汽轮机转动,汽轮机驱动发电机发电。沼气发电过程中的能量转化如图所示,请将图中①、②处的能量形式填写在相应位置。
① ;② 。
10.(2025·江苏无锡)玉兔二号巡视器所在的月球背面着陆区,月夜的最低温度达到-190℃,我国科研人员为它设计了如图所示的保温装置。该装置以氨为工作物质,液态氨通过蒸发器时,吸收核热源释放的热量变为高温蒸气,蒸气经汇流器聚集,沿蒸气管路到达巡视器本体结构的铝蜂窝结构板,为结构板加热并变为液态氨,再沿着液体管路经储液器、分流器进入蒸发器,循环往复。保温装置中的核热源将核能转化为氨的 能。氨在蒸发器中发生 (填物态变化名称)吸收热量,在铝蜂窝结构板发生液化, 热量。
11.(2025·辽宁)如图甲,某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应 ;
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的;
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图乙所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
…
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
…
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
…
分析表中数据,发现 吸热能力强;
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较 (选填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
12.(2025·江苏盐城)阅读短文,回答问题。
液态空气储能
据报道,青海格尔木“60MW/600MW·h”液态空气储能示范项目正在加速建设,即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量,并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。
充电阶段:在电力富余时段,电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态,并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质,避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至-194℃,达到液化状态后存储于低温常压储罐中,体积仅为室温气态时的。
发电阶段:用电高峰时,液态空气从储罐释放,吸收热量迅速汽化,体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机(或涡轮机)运转,驱动发电机产生电能回馈电网。
液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。
(1)由于二氧化碳的凝固点比氧气 ,所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。
(2)在充电阶段,压缩后的空气经制冷系统冷却时,内能 ;在发电阶段,高压气体推动膨胀机(或涡轮机)运转,将内能转化成了 。
(3)根据材料内容,概括液态空气储能的好处: 。(至少说出两条)
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主题一 声、光、热
专题05 内能及其改变(解析版)
目 录
1
8
考点一 分子动理论 8
考点二 内能 10
考点三 热传递 热量 11
考点四 比热容 12
考点五 做功改变内能 热机 14
考点六 热值 16
19
19
1.(2024·南通模拟)下列四个现象中,属于内能转化为机械能的是( ) 跨学科
A.压缩点燃棉花 B.蒸汽顶起壶盖
C.冬天搓手取暖 D.压缩冲程
【答案】B
【详解】A.压缩点燃棉花属于机械能转化为空气的内能,空气内能增加,温度升高,通过热传递将热量传递给棉花,棉花燃烧,故A不符合题意。
B.蒸汽顶起壶盖的原理为蒸气的内能转换为壶盖的机械能,故B符合题意。
C.冬天搓手取暖的原理为机械能转换为内能,使得手的温度升高,故C不符合题意。
D.热机的压缩冲程的能量转换为机械能转换为内能,故D不符合题意。
故选 B。
2.(2025·常州模拟)小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图a);扭转瓶子压缩瓶内的气体(如图b);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图c)。图b和图c所示的过程分别与下列所示的四冲程内燃机示意图中相对应的两个冲程是( ) 新情境
A.甲和乙 B.甲和丙 C.丁和丙 D.乙和丙
【答案】D
【详解】图a:瓶中留有少量水,盖上瓶盖,此时瓶内气体处于初始状态。
图b:扭转瓶子,压缩瓶内的气体,此时外力对瓶内气体做功,气体的内能增加,温度升高。
图c:轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的高压气体冲出,同时瓶内出现白雾。这是由于瓶内气体膨胀对外做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化形成白雾。
图甲进气门打开,排气门关闭,为吸气冲程,无能量转化。
图乙进气门和排气门都关闭,活塞向上运动为压缩冲程,将活塞的机械能转化为气体的内能。
图丙进气门和排气门都关闭,活塞向下运动为做功冲程,将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能。
图丁进气门关闭,排气门打开,为排气冲程,排出废气,无能量转化。
图b扭转瓶子压缩气体,机械能转化为内能,与内燃机的压缩冲程(乙)相似,图c气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程(丙)相似。
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.(2025·扬州模拟)如图所示是一个香薰炉,点燃炉内蜡烛加热香薰液,一会儿,房间内充满了香气。对该过程分析正确的是( ) 新情境
A.蜡烛燃烧将内能转化为化学能
B.加热香薰液使其热量增大
C.炉内蜡烛加热香薰液减慢了分子热运动
D.香气弥漫是扩散现象
【答案】D
【详解】A.蜡烛燃烧将化学能转化为内能、光能,不是内能转化为化学能,故A错误;
B.加热香薰液使其内能增大,热量是传递过程中的能量,描述为吸收或者放出热量,故B错误;
C.炉内蜡烛加热香薰液,使香薰液的温度升高,温度越高,分子热运动越剧烈,故C错误;
D.香气弥漫是因为香薰液的分子在不停地做无规则运动,使整个房间都能闻到香气,这是扩散现象,故D正确。
故选D。
4.(2025·常州模拟)火山喷发时,炙热的岩浆在流淌过程中逐渐降温,依次形成橄榄石、角闪石、正长石等岩石晶体。下列说法正确的是( ) 跨学科
A.岩浆温度高,说明其含有的热量多
B.喷出后岩浆降温主要通过做功的方式改变内能
C.橄榄石、角闪石、正长石的熔点依次降低
D.岩浆变成岩石的过程需要吸热
【答案】C
【详解】A.热量是过程量,不能说含有,故A错误;
B.喷出后岩浆降温主要通过热传递的方式改变内能,故B错误;
C.由于喷出的岩浆中,橄榄石最先凝固,正长石最后凝固,说明这些岩石中凝固点最高的是橄榄石,最低的是正长石,由于同种晶体的熔点和凝固点相同,即橄榄石、角闪石、正长石的熔点依次降低,故C正确;
D.岩浆变成岩石过程中发生的物态变化是凝固,凝固放热,故D错误。
故选C。
5.(2025·南京模拟)在2025年春晚的非遗节目“打铁花”表演中,匠人将生铁块加热至1600℃熔化为铁水,随后将铁水击打至高空中形成绚丽的火花。下列关于此过程的物理现象分析,正确的是( ) 跨学科
A.铁块熔化成铁水的过程需要吸热,温度持续升高
B.铁水在空中冷却为固态铁屑时,通过热传递使内能减少
C.铁水飞溅时与空气摩擦产生热量,使铁水的内能增加
D.铁水冷却过程中发生的物态变化与“冰冻衣服晾干”相同
【答案】B
【详解】A.铁属于晶体,铁块熔化成铁水属于熔化,此过程需吸热且温度保持在熔点不变,故A错误;
B.铁水在空中冷却为固态铁屑时,铁水放出热量,内能减小,通过热传递的方式改变内能,故B正确;
C.铁水飞溅时与空气摩擦会做功,但摩擦产生的热量会散失到环境中,铁水因冷却总体内能减少,故C错误;
D.铁水冷却过程中由液态变成固态,属于凝固现象,而“冰冻衣服晾干”属于升华现象,两者物态变化不同,故D错误。
故选B。
6.(2025·连云港模拟)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,两个相同的烧杯中分别装有初温相同的a、b两种液体,用同一盏酒精灯先后进行加热,根据两次记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( ) 新考法
A.实验装置中玻璃棒可以不要
B.a、b两种液体的体积需要相同
C.液体a的比热容是液体b的比热容的2倍
D.液体吸热的多少可以通过加热时间来反映
【答案】D
【详解】A.为使液体受热均匀,实验中要用玻璃棒不断搅拌,故A错误;
B.根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,不同物质密度不同,根据m=ρV,体积相同的不同物质质量不同,故B错误;
C.根据图乙可知,升高40℃,a、b的加热时间分别为4min和8min,由转换法,B、A的吸热之比为2:1,根Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,液体a的比热容是液体b的比热容的0.5倍,故C错误;
D.实验中用同一盏酒精灯先后进行加热,液体在相同时间吸收的热量相同,所以液体吸热的多少可以通过加热时间来反映,采用了转换法,故D正确。
故选D。
7.(2025·苏州模拟)在空格处填上合适的内容. 新考法
【答案】(1)物质是由大量分子组成的 (2)核式结构
【详解】[1]分子动理论是研究物质热运动性质和规律的理论,它认为物质是由大量分子组成的。
[2]卢瑟福的核式结构模型说明原子是由原子核和核外的电子构成的。
8.(2025·扬州模拟)如图,小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚,待乙醚充满整个塑料瓶后,启动电子打火器,活塞瞬间向前飞出一段距离,活塞飞出的过程相当于热机的 冲程;活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离,因为它具有 。 新情境
【答案】 做功 惯性
【详解】[1]热机的四个冲程包括:吸气、压缩、做功、排气;其中做功冲程中燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功,与本实验中乙醚燃烧产生的高温高压燃气把活塞推出瓶口的原理是一样的。
[2]任何都物体具有惯性,惯性是指物体本身所具有的保持运动状态不变的性质,活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离,因为它具有惯性。
9.(2025·无锡模拟)科技让农业发展更加迅速。某研究所研究出一款插秧机,质量为345kg。经过一段时间,消耗了的汽油,则汽油完全燃烧放出的热量为 ;若该段时间,插秧机没有进行其他作业,只是向前行驶了5000m,若行驶过程中所受阻力是重力的0.1倍,则该插秧机在这段时间的机械效率为 %;若这些热量完全被50kg、初温为的水吸收,则在标准大气压下水温升高 。[,](若无法计算出精确结果,则取整数) 新考法
【答案】 15 54
【详解】[1]由题意,汽油完全燃烧放出的热量
[2]由题意,由于行驶过程中所受阻力是重力的0.1倍,则所受阻力
插秧机行驶5000m做的有用功
则该插秧机在这段时间的机械效率
[3]由题意,水吸收的热量
由热量公式,则水温升高
但标准大气压下,水的沸点是,初温,所以实际升高温度
10.(2025·泰州模拟)中医是我国的四大国粹之一。拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图甲所示方法迅速将火罐按到皮肤上,罐内气体的温度减低,内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。如图乙所示,“艾灸”时通过 的方式改变了穴位处的内能。 跨学科
【答案】 减小 热传递
【详解】[1]火罐按到皮肤上时,罐内的空气温度较高,高于室内温度,一段时间后,罐内气体向外放热,气体的温度降低,内能减小。
[2]“艾灸”时,人从艾条吸收热量,通过热传递的方式改变了穴位处的内能。
11.(2025·盐城模拟)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 。 新考法
【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.(2025·苏州模拟)氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q氢=1.4×108J/kg]求: 跨学科
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧,若放出的热量全部被水吸收,可以使质量为1t的水温度升高多少;
(2)此氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶,汽车的速度为20m/s,如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功,则这些热量能让该公交车匀速行驶的距离。
【答案】(1)10℃; (2)3600m
【详解】(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放=m氢q氢=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J
若放出的热量全部被水吸收,则Q吸=Q放=4.2×107J
可以使水升高的温度为
(2)由可知,公交车所做机械功为W=ηQ放=60%×4.2×107J=2.52×107J
公交车的行驶功率为P=140kW=1.4×105W
由可知,公交车匀速行驶的时间为
则这些热量能让该公交车匀速行驶的距离为s=vt=20m/s×180s=3600m
考点一 分子动理论
1.(2025·盐城模拟)下列现象中,不属于扩散现象的是( )
A.红墨水在水中散开 B.美味佳肴香气扑鼻
C.雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤 D.嗅气味鉴别物质
【答案】C
【详解】A.红墨水在水中散开,是分子不停地做无规则运动的结果,故A不符合题意;
B.美味佳肴香气扑鼻,芳香油分子不停地做无规则运动,扩散到空气中,故B不符合题意;
C.雨水顺着沙粒缝隙渗入土壤,是液体小颗粒的运动,不是分子的运动,故C符合题意;
D. 嗅气味鉴别物质利用的是物质分子不停地做无规则运动,故D不符合题意。
故选C。
2.(2025·扬州模拟)如图所示,扬州特色美食“阳春面”又称光面或清汤面,面条筋道,汤鲜味美,以简单的葱花、油等为调料,却能带来浓郁的香味,下列说法错误的是( )
A.汤在锅里沸腾时温度不变
B.面条放入汤锅后吸收热量,内能不变
C.闻到浓郁的香味说明分子在不停地做无规则运动
D.葱花呈现绿色是因为反射了绿光
【答案】B
【详解】A.液体沸腾后继续吸热,温度保持不变,所以锅里的汤沸腾时温度不变,故A正确,不符合题意;
B.面条放入汤锅后吸收热量,内能变大,该方式属于热传递改变物体的内能,故B错误,符合题意;
C.闻到浓郁的香味是扩散现象,该现象说明分子在不停地做无规则运动,故C正确,不符合题意;
D.不透明物体的颜色由反射的色光决定,葱花呈现绿色是因为反射了绿光,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.(2025·南京模拟)两滴水银靠近时,能自动结合成一滴较大的水银,这一事实说明分子之间存在着 ,物体不能无限地被压缩,说明分子间存在 ,一匙糖加入水中,能使整杯水变甜,这是 现象。
【答案】 引力 斥力 扩散
【详解】[1]由于分子间存在着相互作用的引力,所以两滴互相靠近的水银,能自动的结合成一滴较大的水银。
[2]由于斥力的存在,使得分子已经离得很近的固体和液体很难被压缩,所以,物体不能无限地被压缩,说明分子间存在斥力。
[3]一匙糖加入水中,糖分子不停地做无规则的运动,扩散到水中,所以整杯水变甜属于扩散现象。
4.(2025·无锡模拟)
(1)图甲中,红墨水在水中散开,说明了 ;
(2)图乙中,将玻璃管中一定体积的酒精和水充分翻转混合后的总体积将会减小,说明 ,实验中 (选填“有”或“没有”)扩散现象;
(3)图丙中,当将两个表面光滑的铅块相互紧压会粘在一起,这个现象证实了分子间存在 ;
(4)图丁中的汤姆生发现了 (填写粒子名称);图戊为卢瑟福建立的原子 结构模型。
【答案】(1)分子在做永不停息的无规则运动
(2) 分子间有间隙 有
(3)引力
(4) 电子 核式
【详解】(1)图甲中,红墨水在水中散开,说明了分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
(2)[1]一定体积的酒精和水充分翻转混合后的总体积将会减小的原因是酒精分子和水分子分别填充了彼此分子间的一些间隙,说明分子间存在间隙。
[2]不同的物质在相互接触时,不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象,实验中酒精与水之间发生了扩散现象。
(3)当将两个表面光滑的铅块相互紧压在一起,两个铅块间的分子间距离非常小,分子引力起作用,从而使两个铅块结合在一起,这个现象证实了分子间存在引力。
(4)[1]汤姆生发现了电子,说明原子是可分的。
[2]卢瑟福建立的原子核式结构模型,即原子中心有一个极小的原子核,它集中了全部的正电荷和几乎所有的质量,所有电子都分布在它的周围。
考点二 内能
5.(2025·徐州模拟)内能和能量的关系就像重力和( )
A.压力 B.力 C.摩擦力 D.弹力
【答案】B
【详解】能量的种类有很多,如机械能、电能、化学能等,内能是能量中的一种;力的种类也有很多,如弹力、摩擦力等,重力是力中的一种。所以内能和能量的关系就像重力和力的关系。
故选B。
6.(2025·连云港模拟)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块内能为0
B.物体放出热量,温度一定降低
C.物体的温度降低,它的内能一定减少
D.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
【答案】C
【详解】A.一切物体都有内能,0℃冰块的分子仍在运动,内能不为0,故A错误;
B.物体放出热量时,内能降低,温度可能不变,如晶体凝固时,放出热量,温度不变,故B错误;
C.物体的温度降低,分子热运动减弱,分子动能减少,因此内能一定减少,故C正确;
D.改变内能的方式有做功和热传递,物体的内能增加,不一定是吸收热量,也可能是外界对物体做了功,故D错误。
故选C。
7.(2025·广东模拟)我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄构从嘴受注(如图所示)”这样的记载,下列说法正确的是( )
A.“铁化如水”是通过热传递改变铁的内能
B.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在引力
C.用铁铸造的釜加热升温快是因为比热容大
D.炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块没有内能
【答案】A
【详解】A.“铁化如水”是铁由固态变为液态,属于熔化现象,熔化需要吸热,是通过热传递的方式改变铁的内能,故A正确;
B.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在斥力,而不是引力,故B错误;
C.用铁铸造的釜加热升温快,是因为铁的比热容小,相同质量的铁和其他物质,吸收相同的热量,铁升高的温度多,故C错误;
D.一切物体在任何情况下都具有内能,所以炽热的铁水和冰冷的铁块都具有内能,故D错误。
故选A。
考点三 热传递 热量
8.(2025·南京模拟)下列关于温度、热量、内能说法正确的是( )
A.物体的温度升高,一定吸收了热量
B.物体从外界吸收热量,温度不一定升高
C.物体的温度越高,其所含有的热量越多
D.热传递中热量总是从内能多的物体传向内能少的物体
【答案】B
【详解】A.物体温度升高,不一定吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故A错误;
B.物体吸收热量,温度可能不变,如晶体熔化时,吸热温度不变,故B正确;
C.热量是一个过程量,不能说物体含有热量的多少,故C错误;
D.发生热传递的条件是存在温度差,发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,内能与温度、质量和状态有关,内能多的物体温度不一定高,热传递中热量不一定从内能多的物体传向内能少的物体,故D错误。
故选B。
9.(2025·常州模拟)以下有关内能的说法中正确的是( )
A.物体温度升高,所含有的热量增大
B.物体温度不变,内能可能增大
C.搓手取暖是通过热传递的方式改变内能
D.热传递中,内能多的物体把内能传给内能少的物体
【答案】B
【详解】A.热量是过程量,描述它的术语只能说“吸收”和“放出”热量,不能说物体“含有”热量,故A错误;
B.物体温度不变,但若发生物态变化(如晶体熔化等),其内能可能会增大,故B正确;
C.搓手取暖是通过做功的方式改变内能,故C错误;
D.热传递的方向是温度高的物体把能量传向温度低的物体,故D错误。
故选B。
10.(2025·淮安模拟)小明将一杯热牛奶放入质量500g的冷水中,如图a所示,一段时间后,牛奶和冷水的温度变化如图b所示。不考虑热损失,0~10分钟内,牛奶的内能变 ,由b图 (选填“能”或“不能”)分析得出:水的比热容比牛奶大,理由是: 。
【答案】 小 不能 未控制牛奶和水的质量相等
【详解】[1]热传递是从高温物体向低温物体传递热量,高温物体内能将变小,低温物体内能将变大。
[2][3]在探究物体吸热能力的实验中应当控制质量相同,加热相同的时间比较温度的变化量,但本题中未控制牛奶和水的质量相等,因此不能比较比热容的大小。
考点四 比热容
11.(2025·苏州模拟)某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100g水和100g食用油的两个相同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乙所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);不计热量损失,下列说法正确的是( )
A.图线A描述的是水
B.食用油的比热容为2.8×103 J/(kg·℃)
C.0~2min,水吸收的热量为1.68×104 J
D.加热2min,水吸收的热量大于食用油温度传感器吸收的热量
【答案】B
【分析】该实验装置通过水和食用油在相同时间内,吸收相同热量,观察温度的变化来比较它们的比热容,温度变化快的比热容小,温度变化慢的比热容大。
【详解】A.由图乙可知,相同质量下,用相同热源加热相同时间,B液体的温度上升较慢,即B液体是水,故A错误;
B.由图乙可知,当水和食用油上升40℃时,食用油与水所吸收热量之比为2:3,根据可知食用油的比热容,故B正确;
CD.0-2min水吸收的热量和食用油吸收的热量相同,即
故CD错误;
故选B。
12.(2025·泰州模拟)下表是一些物质的比热容[],根据表中数据,下列判断正确的是( )
水
铝
煤油、冰
干泥土
砂石
铜
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.水的比热容是水的比热容的两倍
C.不同物质的比热容一定不同
D.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
【答案】D
【详解】A.水和冰状态不同,比热容不同,说明比热容与物质的状态有关,故A错误;
B.比热容是物质的特性,与质量无关,100g水和50g水的比热容相同,故B错误;
C.煤油和冰是不同物质,但比热容均为2.1×10³ J/(kg·℃),故C错误;
D.由,质量相等、吸热相同时,铜的比热容(0.39×10³ J/(kg·℃))比铝(0.88×10³ J/(kg·℃))小,铜温度变化更大,故D正确。
故选D。
13.(2025·淮安模拟)“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,这是通过 的方式改变酒的内能,若酒盏里质量为100g,温度为30℃的酒在漂流过程中,放出了1700J的热量,酒的温度降低至 ℃。[其中c酒=3.4×103J/(kg•℃)]
【答案】 热传递 25
【详解】[1]将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,溪水吸收酒的内能,使酒的内能变小,这是通过热传递的方式在改变酒的内能。
[2]酒的质量m=100g=0.1kg,由可知,酒降低的温度
酒的末温度t=t0-Δt=30℃-5℃=25℃
14.(2025·无锡模拟)用如图装置探究不同物质吸热升温的现象。将相等质量的沙子和水分别装入瓷盘中,用温度计测出它们的初始 ,用红外灯均匀照射两个瓷盘。红外热成像仪显示出沙子升温比水快。由此推得,质量相等的沙子和水,升高相同的温度, 吸收的热量多。
【答案】 温度 水
【详解】[1]温度计是测量温度的仪器,因此用温度计测出它们的初始温度。
[2]相等质量的沙子和水,吸收相同的热量,沙子升温比水快,根据可知,沙子的比热容比较小,水的比热容比较大,根据可知,质量相等的沙子和水,升高相同的温度,水吸收的热量多。
考点五 做功改变内能 热机
15.(2025·南京模拟)汽油机的四个冲程中,能量转化与火山喷发相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】火山喷发时,高温高压空气膨胀对外做功,将内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程。
A.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,故A不符合题意;
B.进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,故B不符合题意;
C.进气门关闭,排气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,机械能转化为内能,故C不符合题意;
D.进气门关闭,排气门关闭,活塞向下运动,火花塞处有火光,是做功冲程,内能转化为机械能,故D符合题意。
故选D。
16.(2025·无锡模拟)下列有关内燃机的说法正确的是( )
A.内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的
B.压缩冲程是由大部分内能转化为机械能
C.柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物
D.汽油机做功冲程的点火方式是压燃式
【答案】A
【详解】A.在内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程:吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的,故A正确;
B.压缩冲程中,活塞向上运动,对汽缸内的气体做功,将机械能转化为内能,而不是内能转化为机械能,故B错误;
C.柴油机吸气冲程吸入汽缸的是纯净的空气,而汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气组成的燃料混合物,故C错误;
D.汽油机做功冲程的点火方式是点燃式,是通过火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧;而柴油机采用的是压燃式,故D错误。
故选A。
17.(2025·常州模拟)对于图中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.甲,玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,这是因为棉花燃烧放热
B.乙,塞子跳起时,瓶内气体内能减小,这是通过做功的方式改变的
C.丙,水蒸气将塞子推出的过程中,能量转化与热机的压缩冲程相同
D.丁,该冲程为内燃机的做功冲程,曲轴每转一圈发生一次该冲程
【答案】B
【详解】A.甲,玻璃筒内的空气被压缩后内能增大,这是通过活塞对筒内空气做功,使筒内气体内能增大的,故A错误;
B.乙,塞子跳起时,瓶内气体内能减小,这是瓶内气体对塞子做功,通过做功的方式改变的,故B正确;
C.丙,水蒸气将塞子推出的过程中,是内能转化为机械能的过程,能量转化与热机的做功冲程相同,故C错误;
D.丁,该冲程为内燃机的做功冲程,曲轴每转二圈完成一个工作循环,发生一次该冲程,故D错误。
故选B。
18.(2025·南京模拟)图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图,图乙是空气压缩引火仪,图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“飞出”。下列说法正确的是( )
A.三个过程中改变气体内能的方式相同
B.三个过程中气体内能大小的变化情况相同
C.图甲是做功冲程,其能量转化与图丙中的能量转化相同
D.若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程,则其飞轮转速为600r/min
【答案】A
【详解】ABC.图甲,两气门关闭,活塞上行,为压缩冲程,活塞压缩缸内气体,对气体做功,气体内能增大,通过做功改变缸内气体内能,机械能转化为内能;图乙,向下压活塞,活塞压缩筒内气体,对气体做功,气体内能增大,通过做功改变筒内气体内能,机械能转化为内能;图丙,试管内气体推动塞子做功,气体内能减小,通过做功改变缸内气体内能,内能转化为机械能;故A正确,BC错误;
D.汽油机一个工作循环包括四个冲程,其中只有一个压缩冲程,飞轮转两周;若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程,即压缩冲程,则其飞轮转速为20r/s=1200r/min,故D错误。
故选A。
考点六 热值
19.(2025·南京模拟)小明用如图所示甲、乙两套的装置,正确完成了“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”、燃料点燃直至燃尽,两个实验中液体升高的温度随时间变化的图像如图丙所示,不考虑热量损失,以下判断正确的是( )
A.两个实验都要控制燃料的质量、液体质量相等
B.两个实验都是通过温度计上升的示数反应热量的多少
C.图像一和图像二表示两种物质比热容之比为1∶4
D.图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为5∶4
【答案】C
【详解】A.比较不同物质吸热升温,则需要燃料种类、加热时间相同,比较质量和初温相同的液体升高的温度,燃料质量不用相同;比较不同燃料燃烧热值大小,要用相同质量的不同燃料,加热质量相同的同种液体,所以两个实验中不是都要控制杯中液体质量相等,燃料质量相等,故A不符合题意;
B.实验“探究不同物质吸热升温的现象”使用相同的燃料(或加热器)通过加热时间的长短来比较吸热多少,而实验“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,通过温度计上升的示数反应吸收热量的多少,故B不符合题意;
C.由“探究不同物质吸热升温的现象”绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像,升高10℃,图像一对应物质的加热时间为10分钟(注意是均匀升温);而图像二对应物质的加热时间为40分钟;由转换法可知,两种物质吸收热量之比为Q1∶Q2=10min∶40min=1∶4
根据Q=cmΔt,图像一和图像二表示两种物质的比热容之比为c1∶c2=1∶4
故C符合题意;
D.不同燃料充分燃烧放热的现象中,燃料完全燃烧(燃料质量相同),图像一对应的物质温度升高Δt1=50℃-30℃=20℃
图像二对应的物质温度升高Δt2=40℃-30℃=10℃
而同种液体的质量相同,根据Q=cmΔt,吸热多少与升高的温度成正比,两种物质吸热之比为Q1′∶Q2′=20℃∶10℃=2∶1
根据热值公式Q=mq,在燃料质量相同的条件下,放出的热量与热值成正比,故图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为q1∶q2=2∶1
故D不符合题意。
故选C。
20.(2025·扬州模拟)补全知识结构图:
(1) ;(2) ;(3) 。
【答案】 弹性势能 做功 热值
【详解】[1]势能分为重力势能和弹性势能。
[2]改变内能的方式有两种:做功和热传递。
[3]根据公式可知,燃料燃烧放出热量的多少与燃料质量及热值有关。
21.(2025·泰州模拟)四冲程汽油机中的 冲程是提供动力的,已知该汽油机飞轮转速为1200r/min,能量输出效率为20%,则该汽油机每秒钟对外做功 次;若该发动机完全燃烧2L的汽油能够输出的有用功为 J。(汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.75×103kg/m3)
【答案】 做功 10 1.38×107
【详解】[1]四冲程汽油机中,做功冲程是内能转化为机械能,为汽油机提供动力的冲程。
[2]四冲程汽油机飞轮转速,即飞轮每秒转20圈,由于汽车发动机工作时,在一个工作循环中曲轴转2圈,飞轮转2圈,做功一次,所以该汽油机每秒钟对外做功10次。
[3]已知汽车发动机,消耗的汽油体积
根据可知,汽油质量
汽油完全燃烧所释放的热量
由得,发动机输出的有用功
1.(2025·连云港) 关于内能,下列说法正确的是( )
A.的物体没有内能 B.内能大小与温度无关
C.具有机械能的物体不一定有内能 D.物体具有内能,也可以同时具有机械能
【答案】D
【详解】AC.内能是所有分子的动能和势能之和,故任何一个物体都有内能,具有机械能的物体也一定有内能,故AC错误;
B.物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关,故B错误;
D.任何一个物体都具有内能,当物体运动时,既具有内能,又具有机械能,所以物体具有内能,也可以同时具有机械能,故D正确。
故选D。
2.(2025·山东淄博)花馍是一种传统美食,以下有关用燃气灶蒸花馍的说法正确的是( )
A.燃气燃烧时,化学能转化为内能
B.燃气燃烧越充分,其热值就越大
C.花馍的内能是通过做功的方式增大的
D.刚出锅的花馍温度高,含有的热量多
【答案】A
【详解】A.燃气燃烧时,发生化学反应,将燃料的化学能转化为内能,故A正确;
B.热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧以及放热多少等因素无关,故B错误;
C.花馍的内能是通过热传递的方式增大的,故C错误;
D.热量是过程量,不是状态量,只能说“传递热量”或者“吸收”“放出”热量,不能说“含有”热量,故D错误。
故选A。
3.(2025·江苏无锡)如图所示,是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器,它以牛角作外套筒,木制推杆,杆前端粘附艾绒,取火时,一手握住套筒,一手猛推杆入筒,随即将杆拔出,艾绒即燃,它的尺寸如图。下列说法中正确的是( )
A.这种取火器的体积太大,不便于携带 B.取火时是通过做功增加筒内空气的内能
C.取火时是通过热传递增加筒内空气的内能 D.取火的原理与汽油机的做功冲程相同
【答案】B
【详解】A.由图可知,这种取火器全长接近15cm,横截面直径约为2.5cm,体积较小,便于携带,故A错误;
BC.取火时,一手握住套筒,一手猛推杆入筒的过程中,压缩内部的气体,推杆对筒内气体做功,使得筒内气体内能增大,温度升高,是通过做功增大了筒内空气的内能,故B正确,C错误;
D.手推杆入筒的过程中,压缩内部的气体,对筒内气体做功,使得筒内气体内能增大,机械能转化为内能,相当于四冲程汽油机的压缩冲程,故D错误。
故选B。
4.(2025·江苏镇江)燃气热水器中,冷水经过铜质换热器时被800℃的高温烟气加热,选用铜作为换热器的材质是因为其具有良好的 性,此过程中通过 的方式增加了水的内能,同时烟气的温度下降到150℃。为了节约能源,可以再通过换热器将其温度进一步下降到60℃,此过程中烟气中的水蒸气 变成水,放出热量,用于预加热冷水。
【答案】 导热 热传递 液化
【详解】[1]选用铜作为换热器的材质是因为其具有良好的导热性。导热性良好的物质能够快速地将热量从高温物体传递到低温物体,在燃气热水器中,铜质换热器可以有效地将高温烟气的热量传递给冷水。
[2]冷水经过铜质换热器时被高温烟气加热,此过程中由于高温烟气和冷水之间存在温度差,热量从高温烟气传递到冷水,是通过热传递的方式增加了水的内能。
[3]烟气的温度从进一步降到,此过程中烟气中的水蒸气遇冷由气态变成液态水,这种物态变化是液化,液化过程会放出热量,可用于预加热冷水。
5.(2025·江苏常州)2025年2月,江苏地域文明探源工程发布:在兴化草堰港遗址中发掘出7000年前的钻木取火器。如图所示,古人手搓钻杆,使其与取火板摩擦生热一段时间,即可取得火种。摩擦生热的能量转化方式是 ,与四冲程汽油机的 冲程相同。
【答案】 机械能转化为内能 压缩
【详解】[1][2]摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能,能量转化方式是机械能转化为内能。四冲程汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,吸气冲程和排气冲程没有能量转化,故与四冲程汽油机的压缩冲程相同。
6.(2025·江苏宿迁)将质量均为100g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中,初始温度相同,用同一热源加热相同时间, 升温快,这是因为 ;实验中测得,水的温度升高了20℃,吸收的热量为 J[]。
【答案】 沙子 沙子的比热容比水小 8.4×103
【详解】[1][2]沙子的比热容比水小,质量相同的沙子和水,加热相同的时间,即吸收相同的热量,沙子升温快。
[3]水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×20℃=8.4×103J
7.(2025·江苏常州)小明在水壶中装入质量为、初温为的水,放在燃气灶上加热,在标准大气压下把水加热至恰好沸腾,消耗的天然气。已知、,此过程中,天然气完全燃烧释放热量 J,水吸收热量 J,该燃气灶烧水的效率为 。若在额定电压下,用电阻丝阻值为的电热壶完成上述烧水过程,不计热损失,通电时间为 s。
【答案】 44% 420
【详解】[1]完全燃烧的天然气放出的热量为
[2]在标准大气压下把水加热至恰好沸腾,水的末温为100℃,该过程中水吸收的热量为
[3]该燃气灶烧水的效率为
[4]不计热损失,水吸收的热量和电阻丝消耗的电能大小相等为
根据可得需要的时间为
8.(2025·四川绵阳)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,将0.2kg温度为27℃的水,加热到沸腾时的97℃,此过程中,水吸收的热量为 J;若酒精灯消耗酒精4.9g,则酒精灯的加热效率为 %。[忽略加热过程中水的质量变化,已知,]
【答案】 40
【详解】[1]水的质量,水的比热容,水升高的温度
水吸收的热量
[2]酒精的热值,消耗的酒精质量
酒精完全燃烧放出的热量
酒精灯的加热效率
9.(2025·山东济南)了在开发和使用能源的同时保护好环境,垃圾变成了能源再生的“宝库”。垃圾利用的一种方式是将垃圾填埋后,通过厌氧发酵产生沼气,沼气燃烧产生高温燃气推动汽轮机转动,汽轮机驱动发电机发电。沼气发电过程中的能量转化如图所示,请将图中①、②处的能量形式填写在相应位置。
① ;② 。
【答案】 内能 电能
【详解】[1]沼气燃烧时放出热量,将化学能转化为内能。
[2]发电机通过电磁感应现象将机械能转化为电能。
10.(2025·江苏无锡)玉兔二号巡视器所在的月球背面着陆区,月夜的最低温度达到-190℃,我国科研人员为它设计了如图所示的保温装置。该装置以氨为工作物质,液态氨通过蒸发器时,吸收核热源释放的热量变为高温蒸气,蒸气经汇流器聚集,沿蒸气管路到达巡视器本体结构的铝蜂窝结构板,为结构板加热并变为液态氨,再沿着液体管路经储液器、分流器进入蒸发器,循环往复。保温装置中的核热源将核能转化为氨的 能。氨在蒸发器中发生 (填物态变化名称)吸收热量,在铝蜂窝结构板发生液化, 热量。
【答案】 内 汽化 放出
【详解】[1][2]液态氨通过蒸发器时,吸收核热源释放的热量变为高温蒸气,氨在此过程中吸收热量,内能增大,由液态变为气态,是发生了汽化现象,同时核热源将核能转化为氨的内能。
[3]蒸气经汇流器聚集,沿蒸气管路到达巡视器本体结构的铝蜂窝结构板,为结构板加热并变为液态氨,氨由气态变为液态,是发生了液化现象,液化需要放出热量。
11.(2025·辽宁)如图甲,某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应 ;
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的;
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图乙所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
…
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
…
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
…
分析表中数据,发现 吸热能力强;
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较 (选填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
【答案】(1)相同 (2)热胀冷缩 (3) 46 水 (4)弱
【详解】(1)根据公式可知,要比较水和食用油的吸热能力,控制变量法中除了液体质量相同外,加热器在单位时间内放出的热量也要相同,才能通过比较相同时间内的升高的温度来比较它们的吸热能力。所以,两个电加热器的规格必须相同,这样在相同时间内它们放出的热量才相等,才能用加热时间的长短反映液体吸收热量的多少。
(2)液体温度计的原理是液体的热胀冷缩性质,常见温度计如酒精温度计、煤油温度计、水银温度计都是利用这个规律。
(3)[1]由图乙可知,温度计的分度值为1℃,其示数为46℃。
[2]分析表中数据,加热相同时间,水升温慢。根据比较吸热能力的方法,即相同质量的不同物质,吸收相同热量,温度升高慢的吸热能力强,所以水的吸热能力强。
(4)根据可知,为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,在质量和吸收热量相同的情况下,应选用比热容小的物质,也就是吸热能力较弱的介质。
12.(2025·江苏盐城)阅读短文,回答问题。
液态空气储能
据报道,青海格尔木“60MW/600MW·h”液态空气储能示范项目正在加速建设,即将投入运行。液态空气储能是通过压缩、液化空气储存能量,并在需要时通过加热、膨胀空气释放能量。
充电阶段:在电力富余时段,电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态,并通过净化装置去除水分、二氧化碳等杂质,避免液化过程中结冰堵塞管道。压缩后的空气经制冷系统冷却至-194℃,达到液化状态后存储于低温常压储罐中,体积仅为室温气态时的。
发电阶段:用电高峰时,液态空气从储罐释放,吸收热量迅速汽化,体积膨胀形成常温高压气体。高压气体推动膨胀机(或涡轮机)运转,驱动发电机产生电能回馈电网。
液态空气可以发电。液态空气储能技术的成功运用为我国储能产业发展开辟了新的道路。
(1)由于二氧化碳的凝固点比氧气 ,所以在液化过程中容易结冰堵塞管道。
(2)在充电阶段,压缩后的空气经制冷系统冷却时,内能 ;在发电阶段,高压气体推动膨胀机(或涡轮机)运转,将内能转化成了 。
(3)根据材料内容,概括液态空气储能的好处: 。(至少说出两条)
【答案】(1)高 (2) 减小 机械能 (3)安全,无污染;能量储存时间长
【详解】(1)当进行气体液化操作时,环境温度降低过程中,凝固点相对较高的二氧化碳更容易达到其凝固点从而凝固成固态冰状物质,进而堵塞管道 。由于二氧化碳的凝固点比氧气高,因此二氧化碳更容易在低温下结冰。
(2)[1]压缩后的空气经制冷系统冷却时,温度降低,其内能减小。
[2]高压气体推动膨胀机运转,消耗内能,获得机械能,该过程将内能转化为机械能。
(3)阅读材料可知,液态空气储能属于清洁能源,不污染环境;液态空气可在低温常压储罐中长期储存,适合电网调峰需求。
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