摘要:
**基本信息**
初中物理期中试题汇编,聚焦“内能及其利用”专题,涵盖8大高频考点,通过火箭发射、自热火锅、《天工开物》等真实情境,融合基础辨析与跨学科实践,适配九年级期中复习需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择|20+题|热量比热容、分子动理论等|结合“神舟十八号发射”考热值,用“糖炒板栗”辨析比热容|
|填空|15+题|内能改变、能量转化|以“早穿皮袄午穿纱”考比热容差异,联系“海陆风”现象|
|实验|10+题|比较吸热能力|设计不同液体加热实验,通过温度-时间图像分析比热容|
|计算|10+题|热机效率|结合混合动力汽车、渔船等场景,计算燃料放热与机械效率|
|实践|5题|制作热机模型|用饮料瓶、蒸汽船模拟热机工作,体现工程实践与能量转化|
内容正文:
专题01 内能及其利用
8大高频考点
1. 热量 比热容
2. 分子动理论的初步知识
3. 内能
4. 能量的转化与守恒
5. 热机
6. 热机的效率
7. 比较不同物质吸热的情况
8. 跨学科实践:制作简易热机模型
考点1 热量 比热容
1.(25-26九上·大连名校联盟·期中)下列说法正确的是( )
A. 水可作为汽车发动机的冷却剂,也可作为供热系统的取暖剂
B. 用锯条锯木板时,锯条发热,锯条的内能增加是通过热传递实现的
C. 物体的温度越高,所含的热量越多
D. 将酒精用掉一半,剩下的酒精的比热容变为原来的一半
2.(25-26九上·大连高新园区·期中)如图所示,电暖气通电后,电热元件将其内部的导热油加热,导热油可以迅速吸热升温,从而提高室内温度,电暖气采用了导热油这种物质,主要利用了它具有较小的( )
A. 比热容
B. 热值
C. 内能
D. 电阻
3.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)社会实践活动中,同学们制作了一些美味的糖炒板栗,下列说法正确的是( )
A. 炒板栗时要往锅中放入一些细小的砂石,是因为砂石的比热容大,升温快
B. 炒板栗时,不断地用铲子翻动,这是为了板栗受热均匀
C. 炒好的板栗与原来相比,含有的热量增多
D. 板栗香气的浓烈程度与板栗的温度无关
4.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)自热小火锅深受大众欢迎,将自热小火锅中的发热包放到水中,会放出大量的热,从而加热食物。下列说法正确的是( )
A. 加热时,温度从发热包传递给食物
B. 食物和水的温度相同时,内能不一定相等
C. 被加热的食物吸收热量后自身所含热量增大
D. 发热材料消耗殆尽后,因为水的比热容比较大,温度降得快
5.(25-26九上·辽宁营口·期中)冬至是二十四节气之一,也是中华民族的一个传统节日,关于冬至节活动涉及的物理知识,以下说法合理的是( )
A. 吃水饺:煮水饺时,通过做功的方式增加饺子的内能
B. 吃汤圆:刚煮熟的汤圆很烫,是因为含有的热量多
C. 腌制腊肉:一段时间后,鲜肉内部有了咸味,说明分子在永不停息地做无规则运动
D. 喝羊肉汤:煮羊肉汤时,正在沸腾的汤温度不变,内能不变
6.(25-26九上·大连名校联盟·期中)2025年3月17日,我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭,成功将云遥一号星发射升空。发射台下建造巨大的水池,是利用水的 大且水剧烈汽化时能吸收大量的热量来降低发射台温度。选择液氢作为燃料,主要是因为液氢的 大。
7.(25-26九上·大连金普新区·期中)“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠昼夜温差大的生动描写,沿海地区昼夜温度变化却很小,这是因为砂石与水的 不同。长征八号运载火箭采用液态氢作燃料,这是因为液态氢的 大。(均选填“比热容”、“热值”或“密度”)。
8.(25-26九上·大连高新园区·期中)2022年6月5日,“神舟十四号”火箭发射成功,火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的 较大;火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是 能转化为机械能。
9.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常发生在 (选填“白天”或“夜晚”),且海水温度 (选填“较高”或“较低”)
10.(25-26九上·辽阳一中·期中)为探究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)实验中应控制两种燃料 (选填“燃烧的时间”或“质量”)相同。燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 (选填“加热的时间”或“水升高的温度”)来反映的;
(2)燃烧相同质量的燃料,记录燃烧时间和对应的水温;燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由图丙可知,热值较大的燃料是燃料 (选填“1”或“2”);假设这一过程燃料都完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 。
考点2 分子动理论的初步知识
1.(25-26九上·大连名校联盟·期中)科学家通过电子显微镜观察到物质是由分子和原子构成的,并且组成物质的分子并不是静止不动的。下列关于分子的热运动说法正确的是( )
A. 马路上尘土飞扬,说明分子在永不停歇地做无规则运动
B. 钢铁的形状很难改变,说明分子间只有引力
C. 酒精和水混合后总体积减小,说明分子间有间隙
D. 扩散现象只在液体和气体中发生
2.(25-26九上·大连金普新区·期中)在如图所示的四种现象中,能体现“分子在不停息地运动”的是( )
A. 柳絮飘舞 B. 蜂蜜飘香
C. 落叶纷飞 D. 雪花飞扬
3.(25-26九上·大连高新园区·期中)下列现象中属于扩散现象的是( )
A. 冬天里雪花漫天飞舞
B. 锅中的油被烧热时,油香四溢
C. 93阅兵时飞机尾部喷出彩色烟雾
D. 汽车开过泥路灰尘飞扬
4.(25-26九上·辽宁沈阳·期中)下面是对生活中一些事例的判断,其中正确的是( )
A. 花香四溢不属于扩散现象
B. 钻木取火利用热传递改变内能
C. 用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性
D. 用去一半剩下的汽油,其密度、比热容、热值都变为原来的一半
5.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)物理与生活紧密相连,下列说法正确的是( )
A. 在比较远的地方就能闻到炖牛肉,说明分子只在高温下运动
B. 炖菜时有热量不断散失到空气中,这一过程不遵守能量守恒定律
C. 炒菜时放盐,比腌制咸菜更快入味,说明温度越高,分子运动越剧烈
D. 给未开封的牛奶水浴加热,牛奶温度升高,它的内能不一定增加
6.(25-26九上·辽宁本溪·期中)对以下四幅图中的情景解释正确的是( )
A. 图①说明分子间有引力
B. 图②现象是发光,不发光
C. 图③利用了锤柄具有惯性
D. 图④说明流速越大的地方,压强越大
7.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)根据图片信息,下列有关分子动理论解释正确的是( )
A. 甲:用弹簧测力计稍稍用力拉与水面接触的玻璃板,测力计示数变大,说明分子间有斥力
B. 乙:抽去隔板,密度较大的二氧化氮气体与空气混合在一起,说明分子不停做无规则运动
C. 丙:红墨水在热水中扩散得快些,说明温度越高分子运动越剧烈
D. 丁:铅块与金块长时间紧压在一起,相互渗透,说明分子间有引力
8.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)《天工开物》中记载“凡炒诸麻菜子,宜铸平底锅,投子仁于内,翻拌最勤”,如图,被翻炒的“麻菜子”温度逐渐升高,“麻菜子”香味四溢,这是 现象。
9.(25-26九上·辽阳一中·期中)水很难被压缩说明分子之间有 力;小朋友们吹泡泡时,阳光下看到极薄的肥皂泡有一定弹性,不易破,这是分子间的 力起了作用。
10.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)地铁严禁携带有“异味”的物品乘车,是因为“异味”会充满整个车厢,影响其他乘客。“异味”充满整个车厢,这是 现象;行驶的地铁车身与空气摩擦起电却没有吸附大量的灰尘,是因为车轮是由 (选填“导体”或“绝缘体”)制成。
考点3 内能
1.(25-26九上·大连高新园区·期中)我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的,根据南宋《武林旧事》记载,最早的月饼是在笼屉里“蒸”的。下列情境中,改变物体内能的方式与“蒸”“烤”相同的是( )
A. 擦燃火柴
B. 钻木取火
C. 围炉烤火
D. 搓手取暖
2.(25-26九上·大连高新园区·期中)(多选)冬至,又称“冬节”、“贺冬”,是二十四节气之一,在我国北方有冬至吃饺子的习俗,如图是煮饺子的情景,下列说法正确的是( )
A. 刚入锅的饺子粘在了一起,说明分子间有引力
B. 饺子入锅后,温度由沸水向饺子传递
C. 刚出锅的饺子入嘴时很烫,是因为饺子的温度较高
D. 出锅后的饺子温度降低时,内能减小
3.(25-26九上·阜新实验中学·期中)《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载:“作大豆千岁苦酒(醋)法:用大豆一斗,熟汰之,渍令泽炊。暴极燥,以酒醅灌之。任性多少,以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序,如图所示是将大豆进行蒸煮的过程,下列说法正确的是( )
A. 蒸煮大豆是通过做功的方式增加内能
B. 用火种引燃木柴的过程与用钻木取火的原理相同
C. 大豆的温度升高时,大豆分子热运动加快
D. 灶里木柴架空一些火能燃烧更旺,木柴的热值更高
4.(25-26九上·辽宁营口·期中)2025年9月3日,中国以一场盛大阅兵,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年。如图所示,受阅战机飞行时,机翼与空气摩擦温度升高,下列情境中改变内能的方式与其相同的是( )
A. 吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
B. 反复弯折铁丝,弯折处温度升高
C. 发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D. 夏天,喝冷饮使人感到凉爽
5.(25-26九上·辽阳一中·期中)下列事例中,通过做功的方式改变内能的是( )
A. 燃气烧水 B. 暖手袋暖手
C. 钻木取火 D. 哈气取暖
6.(25-26九上·沈阳七中·期中)(多选)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法中正确的是( )
A. 钻木取火是利用热传递改变内能
B. 冰吸收热量后内能增大,温度不一定会升高
C. 热机的做功冲程利用燃气的内能对外做功后,燃气的内能会减小
D. 在热传递的过程中,降温的物体具有的内能一定比升温的物体具有的内能大
7.(25-26九上·东北育才学校·期中)关于内能、热量和温度,下列说法正确的是( )
A. 地球上南极洲的常年平均气温低于0℃,所以南极洲的内能也为负值
B. 再冷的冰山也有热量,不过质量越大的冰山含有的热量也就越多
C. 如果南极冰川的温度升高,它们的吸热能力也一定会增加
D. 装在杯子里的冰块吸收热量熔化的过程中,内能增加,温度不变
8.(25-26九上·辽宁营口·期中)端午假期,某同学和家人一起观看赛龙舟,品尝热腾腾的粽子……闻到糯米的香甜,这属于 现象,蒸煮粽子时,粽子的内能增大,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)改变内能的。
9.(25-26九上·大连金普新区·期中)如图所示是我国古代取火器的模型图,把推杆迅速推入套筒,推杆前端的艾绒立刻燃烧起来,过程中先是通过 方式使筒内空气内能增大,再通过 方式使艾绒温度升高,从而燃烧起来。
10.(25-26九上·大连高新园区·期中)“热”字有多种含义,有时表示热量,有时表示内能,有时表示温度。小明生病发“热”了是指 ;用温水擦拭额头后水蒸发吸“热”是指 。
考点4 能量的转化与守恒
1.(25-26九上·大连名校联盟·期中)下列有关能量的转化和守恒的说法中,正确的是( )
A. 内能和机械能可以相互转化,说明能量的转化不具有方向性
B. 能量只有在忽略摩擦力和阻力时才能守恒
C. 小球在地面弹跳的高度越来越低,说明能量的总量减少了
D. 一个物体具有的能量增加,必然有别的物体具有的能量减少
2.(25-26九上·辽宁营口·期中)(多选)下列关于能量转化的说法中,正确的是( )
A. 燃烧燃料——化学能转化为内能
B. 汽车刹车时,刹车片会发热——内能转化为机械能
C. 汽油机的做功冲程——机械能转化为内能
D. 干电池给电路供电——化学能转化为电能
3.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)(多选)新能源汽车的绿色理念,得到越来越多的客户、同行乃至国家的认同。关于新能源汽车的说法中符合实际的是( )
A. 新能源汽车的电动机工作时,将机械能转化为电能
B. 点击触摸屏按钮,空调启动,其触摸屏在触摸时相当于空调电路的开关
C. 汽车左转向的前后两盏灯是同亮同灭,所以它们的连接方式是串联的
D. 纯电动汽车行驶时实现了“零排放”,但是其效率也不能提高到100%
4.(25-26九上·辽阳一中·期中)如图所示,这是载有天问一号的火箭发射升空时的情景,下列说法正确的是( )
A. 燃气主要通过热传递使周围空气的内能增大
B. 火箭点火升空过程中机械能转化为内能
C. 火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D. 火箭点火后向上飞升,不考虑燃料质量变化,火箭的机械能在减小
5.(25-26九上·沈阳七中·期中)关于火箭发射升空这一情境,下列说法正确的是( )
A. 火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的热值小
B. 火箭发动机工作过程中将内能转化为机械能,属于热机
C. 火箭升空时外壳温度升高,是因为与空气摩擦时内能转化成机械能
D. 火箭加速升空的过程中机械能增大,所以不遵守能量守恒定律
6.(25-26九上·东北育才学校·期中)(多选)如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A. 按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能
B. 电火花出现时,电能转化为内能,使AB间的燃料达到着火点
C. 排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
D. 燃料不完全燃烧,其热值也会随之变小
7.(25-26九上·东北育才学校·期中)如图是锂离子电池原理简图,其电池部分浸没在电解液中,当锂离子电池放电时,锂离子会从右侧电极通过隔膜流向左侧电极,此时小灯泡发光,则( )
A. 左侧电极为锂离子电池的负极
B. 电池放电时,电流从左侧电极经灯泡流向右侧电极
C. 锂离子电池内部电流从左侧电极流向右侧电极
D. 电池放电时,将电能转化为化学能
8.(25-26九上·阜新实验中学·期中)2024年1月5日19时20分,命名为“快舟·湖北交广号”的快舟一号甲固体运载火箭在酒泉卫星发射中心发射任务取得圆满成功。此次任务是快舟一号甲火箭2024年首次发射,实现了2024年中国航天发射开门红。下列说法正确的是( )
A. 火箭加速升空时机械能不变
B. 火箭使用的氢燃料燃烧是因为氢的热值大
C. 向下喷出的气体推动火箭上升过程中机械能转化为内能
D. 固体运载火箭发动机不是利用内能做功的机械,它不属于热机
9.(25-26九上·大连金普新区·期中)(多选)如图所示是一款“风光互补”路灯,由风力发电机、太阳能电池板、蓄电池和LED灯组成。白天发电系统为蓄电池充电。夜晚当风力发电机发电量大于照明耗电量时,剩余电能继续为蓄电池充电;当风力发电机发电量小于照明耗电量时,蓄电池补充供电。下列说法正确的是( )
A. 在光照充足且无风的中午,系统能量转化是:太阳能→化学能
B. 蓄电池放电过程,消耗的化学能大于其转化的LED灯的光能
C. 有风的夜晚,风能和蓄电池的化学能转化为LED灯的光能
D. 风力发电机发电过程不遵循能量守恒定律
10.(25-26九上·辽宁营口·期中)如图甲所示,重力储能是一种新型储能方式,它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放,能量转化过程如图乙所示,空白处的能量形式是 ,该重力储能系统的能量转化 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
考点5 热机
1.(25-26九上·辽阳一中·期中)一台内燃机飞轮的转速是3000转/分,那么在每秒钟内一个气缸里燃气推动活塞做功的次数( )
A. 300次
B. 100次
C. 50次
D. 25次
2.(25-26九上·大连高新园区·期中)2024年春节期间多地发布了相关规定,允许在一定时间和区域内燃放烟花爆竹,以渲染过节热闹气氛。点燃爆竹后,它内部的化学物质剧烈燃烧,产生高温高压气体,冲破爆竹的外壳发爆炸。此过程与内燃机四个冲程中原理相似的是( )
A. B. C. D.
3.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)本溪秋季的景色美不胜收。如图是星哲同学和父母自驾周末游玩时拍摄的一张照片,照片中的物体涉及到的物理知识及解释正确的是( )
A. 树叶破碎后不能复原,是因为分子间有斥力
B. 汽车的蓄电池供电时,电流总是从电源正极流向负极
C. 打开左转向灯,左前灯和左后灯同时闪亮,它们一定是串联的
D. 汽车的四冲程汽油机飞轮的转速为,则内每个气缸对外做功20次
4.(25-26九上·大连金普新区·期中)如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时,燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这和内燃机的哪个冲程类似( )
A. 吸气冲程
B. 压缩冲程
C. 做功冲程
D. 排气冲程
5.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)柴油机的构造不同于汽油机,主要是柴油机顶部有 ,因此柴油机在吸气冲程中吸进气缸的是 。
6.(25-26九上·阜新实验中学·期中)“吸烟有害健康”,即使离吸烟者很远也会闻到烟味,这是一种 现象。如图所示,用力划火柴,火柴点燃,该过程将机械能转化为内能,它与汽油机的 冲程能量转化相同。
7.(25-26九上·阜新实验中学·期中)根据如图所示的四个热学实验,回答相关问题
(1)如图甲,把一块玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,观察到弹簧测力计示数 ,说明了分子间存在 ;
(2)如图乙,抽出玻璃板,下瓶中出现红棕色二氧化氮气体, (选填“能”或“不能”)表明气体间可以发生扩散现象;
(3)如图丙,试管内的水沸腾一段时间后,水蒸气将橡胶塞推出,水蒸气的内能转化为橡胶塞的 ;
(4)如图丁,是四冲程汽油机 冲程的示意图,其能量转化情况与图丙实验 (选填“相同”或“不相同”)。
8.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)如图甲所示是四冲程汽油机工作过程中的 冲程,若某汽油机飞轮的转速如图乙,则此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数为 次。
9.(25-26九上·辽宁沈阳·期中)阅读下面材料并回答问题
单缸六冲程内燃机
内燃机(Internal combustion engine)是将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。但是内燃机一般使用石油燃料,同时排出的废气中含有害气体的成分较高。
单缸四冲程内燃机的工作原理是,在吸气冲程中,活塞向下运动,进气门打开,空气和燃料混合物进入汽缸;在压缩冲程中,活塞向上运动,进气门和排气门关闭,混合物被压缩;在点火做功冲程中,火花塞产生电火花,点燃混合物,产生高温高压气体推动活塞向下运动:在排气冲程中,活塞向上运动,排气门打开,废气被排出汽缸。
科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,如图所示。它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,推动活塞再次做功。发动机把水蒸气排放到一个冷却器,水蒸气在那里重新变成水。这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的效率。
(1)内燃机工作的原理是将 能转化为 能。
(2)单缸六冲程内燃机第五冲程的名称应该为 ,水在该冲程中在高温汽缸内迅速 成高温、高压水蒸气。水蒸气膨胀做功,温度 。
(3)单缸六冲程内燃机第六冲程的名称应该为 。
10.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)(多选)我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上,某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
(1)了解火箭的相关知识:
喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机,广泛用作飞行器的动力装置,按燃料燃烧时所需要的来源,可分为两大类:一类是火箭发动机,另一类是空气喷气发动机。如图甲为涡轮喷气发动机(属于空气喷气发动机的一种),压缩后的混合气体在燃烧室燃烧,燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出,其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。
如图乙为火箭发动机的工作原理图,火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似,主要的差别是:火箭自带燃料和氧化剂如图乙,涡轮喷气发动机只带燃料,利用空气做氧化剂,同涡轮喷气发动机相比较,火箭发动机的最大特点是:它自身既带燃料,又带氧化剂,靠氧化剂来助燃,不需要从周围大气层中汲取氧气,所以它不但能在大气层内,也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进,也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的都是火箭发动机。
如图丙,2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,3名航天员顺利进入太空。
(2)制作并发射:
火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射,如图丁的图一,图二是其结构示意图,对水火箭打气,打开阀门,水向下喷出,水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的 冲程相同。水火箭起飞用到的物理原理是: 。
(3)项目评估:各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛,发现让“水火箭”在竖直方向飞行,上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量 来评选出“最佳飞行奖”。(写出一种方法即可)
(4)项目拓展思考:
①如图丙所示是火箭发射时的情景,下列说法正确的是 ;
A.火箭的燃料燃烧得越充分,效率越高
B.火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的比热容大
C.涡轮喷气发动机可用于各种宇宙飞行器中
D.火箭升空过程中外壳温度会上升,这是通过做功的方式增加了外壳的内能
②一架飞机搭载的涡轮喷气发动机,其部分参数如表,表中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。已知飞机所受空气阻力与运行速度平方的关系如图戊所示,当飞机以200m/s的速度水平匀速巡航0.5h的过程中,需要 t的航空燃油。
热效率
40%
推进效率
60%
航空燃油热值
考点6 热机的效率
1.(25-26九上·阜新实验中学·期中)新能源车已经成为汽车市场的热点。有一种混合动力汽车,有两种工作模式:纯电动模式与混动模式。 当以纯电模式行驶时,内燃机不工作,由蓄电池提供能量。当以混动模式行驶时,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。在某次以混动模式行驶的过程中,汽车在平直公路上匀速行驶100km,克服阻力做功1.4×108 J,蓄电池储存的电能增加了4.9×107J。
(1)所用燃料的热值为4.5×107J/kg,在上述行驶过程中消耗12kg 燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(2)若汽车水箱中有防冻液5kg,若防冻液比热容按 c=4.2×103J/(kg•℃)算,行驶过程中防冻液温度上升60℃,它吸收了多少热量?
(3)求此过程中内燃机的效率。
2.(25-26九上·辽宁营口·期中)如图所示的机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。为其提供动力的是CatC9燃油发动机。它在水平路上可以实现负重40kg,机械狗的运动利用了液压系统。为使用安全,机械狗的液压系统的液压油温度不能高于80℃。(热油的热值为)。求:
(1)4kg的液压油温度由20℃升高到80℃需要吸收的热量,则该液压油的比热容是多少?
(2)机械狗使用发动机消耗100kg的燃油能提供J的有用功,该发动机的效率是多少?
3.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,2025年9月3日,我国在天安门广场举行了盛大的阅兵仪式。如图所示是首次亮相的某款无人驾驶战车,在平直的长安街接受检阅。若战车10min匀速行了3km,这个过程中受到的阻力为1200N,发动机总共消耗0.3kg柴油。[已知,,当地大气压为1个标准大气压]求:
(1)柴油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)战车的牵引力在这10min里做的功是多少?
(3)这辆战车发动机的热机效率?
4.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)全球汽车保有量在迅速增长,截至2020年全球处于使用状态的汽车数量约为辆。每辆汽车每年耗油1.55t,全球一年内将消耗燃油 t。若汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%,全球每年可以节约 t燃油。
5.(25-26九上·大连名校联盟·期中)“雪龙2号”是我国自主建造的第一艘极地科学考察破冰船,也是全球首艘具备船首和船尾双向破冰能力的考察船。“雪龙2号”的动力来源于柴电动力系统,最大功率为,每小时最大破冰航程为27km,柴电动力系统的效率约为30%。请计算:
(1)“雪龙2号”以最大功率破冰时,每小时做多少功?
(2)“雪龙2号”以最大功率和最大航速沿直线破冰时的牵引力是多少N?
(3)“雪龙2号”以最大功率工作时,每小时消耗柴油的质量是多少kg?(柴油的热值q取)
6.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)某同学用燃气灶烧水。已知锅内水的质量为,水的初温为,加热一段时间后共消耗了的天然气,若此燃气灶烧水的热效率为[水的比热容为,天然气的热值为,此时为标准大气压]。求:
(1)0.05m³的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量和锅内水的末温。
7.(25-26九上·大连高新园区·期中)目前,“节能减排”已引起全球的关注。 如何减少能耗, 提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视;
(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶; 请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整;
(2) 一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km,受到的阻力为1200N,燃烧了0.3kg汽油。求:(汽油的热值q=4.6×107J/kg)
① 牵引力做了多少功?
② 这些汽油完全燃烧放出的热量;
③ 发动机的效率。(结果保留到0.1%)
8.(25-26九上·东北育才学校·期中)某油电混合动力汽车沿平直公路以的速度匀速行驶,从A处到B处用时1.5h,此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶,汽车行驶过程中所受阻力恒为1000N,设汽油在汽缸内完全燃烧,且热值近似取。
(1)求A、B两地间的距离;
(2)求在上述行驶过程中:
①牵引力对汽车所做的功;
②消耗的汽油质量。
(3)从B处开始,司机关闭发动机,汽车滑行至C处停止。在此过程中,汽车通过动能回收装置将动能减少量的50%转化为电能,若这些电能可供功率为1000W的用电器持续工作3min,求汽车在B处时的动能。
9.(25-26九上·阜新实验中学·期中)随着人们生活水平的提高,小汽车已普遍进入我们的家庭。小明家的小汽车空载总重,车轮与地面接触总面积。“五一”节小明和爸爸驾车出去旅游,汽车在一段平直且限速的高速公路上匀速行驶,消耗汽油,发动机实际输出功率为,汽油机效率为35%(假如汽油完全燃烧,;;)。请你帮小明解决下列问题:
(1)汽车空载静止时对水平地面的压强有多大?
(2)汽油机做的有用功是多少?
(3)汽车在这段路面行驶过程中,受到的阻力是多大?
10.(25-26九上·辽宁本溪·期中)休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起,某市开始进入海洋伏季休渔期;9月1日休渔期结束后,各渔港码头“千帆竞发”,渔船可出海进行捕捞作业。如图为某型号渔船,其部分参数如表(g=10N/kg)。
总长度(m)
34.2
宽度(m)
6
排水量(t)
200
最大吃水深度(m)
2.1
发动机额定动力输出功率(kW)
280
鱼舱容量(m3)
147
(1)该渔船满载时,求它受到的浮力;
(2)满载时,求船底受到海水的压强;
(3)若发动机以额定动力输出功率运行,消耗燃油60kg,则该发动机工作的效率为多少?
考点7 比较不同物质吸热的情况
1.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)(多选)在“比较不同液体的比热容大小”的实验中,用相同的酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据,四次实验中,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等,在第1次实验中用掉了1g酒精,已知酒精的热值为,水的比热容为,则由上述条件可得( )
次数
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
200
10
7
2
甲
200
20
10
3
乙
400
20
14
4
丙
400
15
14
A. 第1次实验中,酒精灯的效率为28%
B. 第1、2次实验中,甲液体吸收的热量比水吸收的热量多
C. 甲液体的比热容为
D. 丙液体的比热容小于乙液体的比热容
2.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)某实验小组用图1所示的装置比较水和煤油的吸热本领。[]
(1)除了图1中的实验器材,为了顺利完成实验,我们还需要的测量工具有停表和 ;
(2)用两个相同的电加热器来加热水和煤油,每隔一段时间记录一次温度,整个实验操作无误。图2甲中,图线 (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律,煤油的比热容为 J/(kg·℃);
(3)实验是用 间接反映液体吸收热量的多少;实验表明,不同的物质,质量和升高温度相同时,吸收的热量不同。我们用比热容来表示不同物质这种性质上的差别;
(4)下列现象不能用比热容解释的是 (填序号);
①汽车发动机外层的水套
②夏天吃冰棒解热
③沙漠地区昼夜温差较大
(5)另一小组用该器材进行实验,根据实验数据绘制的图像,如图2乙所示,发现乙图像中AB段与OC段相互平行,分析产生这种现象的原因可能是 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
3.(25-26九上·辽阳一中·期中)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如下图所示的实验。已知甲、乙两个容器分别装有水和食用油,回答下列问题:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
76
(1)本实验选用的测量工具有:天平、停表、 ;选用相同的电加热器的目的是 ;
(2)在实验中可以控制加热时间相同,通过比较 来研究水和食用油吸热能力的差异;
(3)从表中数据可知,实验前要保证水和食用油的质量和初温相同,加热结束时,食用油的温度比水的温度高,说明了: 。
4.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)加热前,应在两个烧杯中分别倒入 相等的水和煤油;
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线 可以反映煤油的温度随时间的变化规律,加热过程中,煤油的热值 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)同时停止加热,在水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
5.(25-26九上·大连名校联盟·期中)为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)分别在试管中装入的A、B两种液体应保证 (填“体积”或“质量”)相同;当它们吸收热量相同时,通过比较 来判断吸热能力的强弱;
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4min内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量 (选填“相等”或“不相等”);若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 (选填“A”或“B”)液体;
(3)若B是水,则A的比热容为 J/(kg·℃)[水的比热为4.2×103J/(kg·℃)];
(4)由可得,关于同一种物质的比热容c,下列说法中正确的是( )
A. 若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B. 若质量增大一倍,则比热容减至一半
C. 若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D. 无论质量多大,比热容都一样
6.(25-26九上·大连金普新区·期中)为比较水和菜籽油的吸热本领,某实验小组进行了如下的实验探究:
(1)实验中,选择规格 (选填“相同”或“不同”)的电加热器来加热质量相同的水和菜籽油。
(2)实验过程中,通过 来判断水和菜籽油吸收热量的多少。
(3)实验中,每隔一段时间记录一次温度,整个实验操作无误,画出水和菜籽油温度随时间变化图像如图甲所示。则:
①图像中 (选填“a”或“b”)物质吸热本领比较强;
②a、b两种物质的比热容之比为 。(不计热量损失)
(4)同时停止加热,一段时间后,水降低的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)菜籽油降低的温度。(质量变化忽略不计)
(5)另一实验小组用相同的器材进行实验,绘制的温度变化图像如图乙所示,分析原因发现两种液体质量不同,是 (选填“>”“<”或“=”)导致的。
7.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)如图甲是小红“探究不同物质吸热本领”的实验装置,用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热:
(1)该实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: 。
(2)实验时,通过比较 来间接反映煤油和水吸收的热量多少;
(3)小红根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像,由图像可知,加热5min时b物质的温度上升的更明显,说明b的吸热能力 (选填“强”或“弱”),此时a、b两种液体吸收的热量关系是Qa Qb。(选填“>”“<”或“=”);
(4)实验结束后,小红又用该装置探究了水在升高相同的温度时,吸收热量多少与质量大小的关系。得到了如图丙所示,不同质量的水在加热过程中温度随时间变化关系图像。由图像可知 (选填“A”或“B”)图像对应水的质量较大。
8.(25-26九上·沈阳七中·期中)探究“不同物质的吸热能力”。
(1)琪琪同学用两个相同的烧杯装入 相同的水和花生油,并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热(如图甲);
(2)琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像,由图像可知,b的吸热能力 (填“强”或“弱”),加热5min时,a、b两种液体吸收的热量关系是:Qa Qb(填“>”“<”或“=”);
(3)已知c水=4.2×103J/(kg·℃),由图像可知,花生油的比热容是 J/(kg·℃);
(4)要使两种液体加热相同时间,升高的温度也相同,应该适当减小 (填“水”或“花生油”)的质量。
9.(25-26九上·阜新实验中学·期中)在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
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
(1)实验中,应量取 (选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热。通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)要比较甲、乙两种液体的吸热能力,在两种液体都不沸腾的前提下:小红认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较,小花认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是 (选填“小红”、“小花”或“都可行”);
(3)表格记录本次实验数据,要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液,你认为选择 (选填“甲”或“乙”)液体较为合理;
(4)若加热过程中无热量损失,已知甲物质的比热容为,则乙物质的比热容为 。
10.(25-26九上·辽宁本溪·期中)同学们为了“探究液体吸收的热量与物质种类的关系”,利用如图1所示的实验装置进行实验,并绘制出液体温度随时间的变化图像如图2所示。回答下列问题:
(1)选择两个完全相同的电加热器加热两种液体,本实验通过比较 (选填“加热时间”或“温度的变化”)来比较两种液体吸热的多少;
(2)A和B两种液体的比热容关系是:cA cB(均选填“>”“=”或“<”);
(3)若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 (选填“A”或“B”)液体。假如B液体是水,则A液体的比热容为 J/( kg·℃) [水的比热容为];
(4)默认水吸收的热量等于酒精燃烧释放的热量,那么计算燃料酒精的热值会 。(选填“偏大”或“偏小”)。
考点8 跨学科实践:制作简易热机模型
1.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)物理兴趣小组利用饮料瓶演示热机的工作原理,实验步骤如下:①如图甲,取一个空的饮料瓶,并在瓶子下端开一个小口;②如图乙,向瓶内喷入适量酒精;③如图丙,在瓶口处盖上纸杯,再在小孔处点火。实验现象:纸杯被向上顶出。下列关于该实验的分析正确的是( )
A. 步骤②中喷入酒精是在模拟压缩冲程
B. 步骤③中点火时,是通过做功的方式改变了瓶内气体的内能
C. 酒精在此过程中燃烧越充分,其热值越大
D. 纸杯被顶出去时,是将瓶内气体的内能转化为纸杯的机械能
2.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)(多选)如图所示,在跨学科实践中,小明制作了一个简易的热机模型——“蒸汽船”。他在铜制容器中盛入一定量的水之后安装在“船体”上,用酒精灯对铜制容器底部加热,一段时间后容器内水温升高产生的水蒸气沿铜管向右喷出,“蒸汽船”向左行驶,下列说法正确的是( )
A. 酒精燃烧过程中,其热值不断减小
B. “蒸汽船”在向左运动时主要将内能转化为机械能
C. 酒精在燃烧的过程中不断放热,将内能转化为化学能
D. 水在沸腾时会有热量的散失,但仍遵守能量守恒定律
3.(25-26九上·辽宁营口·期中)跨学科实践:制作简易热机模型
【项目提出】
(1)随着科技发展,热机是人们获得动力的重要机械,汽车走入寻常百姓家,燃烧汽油的是汽油机,大型轮船和飞机有的使用柴油作为燃料,是柴油机,而早年燃烧煤炭的火车使用的是蒸汽机。热机在生产生活中非常重要,如果我们能尝试制作一个热机模型,就可以更好地了解热机是利用燃料燃烧获得的 能转化为 能的机器。
【项目分析】
(2)燃料燃烧后加热水产生水蒸气,通常实验室用 作热源;
(3)用可以密封的易拉罐加热水,类比家用高压锅,开小孔后蒸汽喷出,可以推动高压阀运动,利用水蒸气作为工作介质,好处是 ;
【项目实施】
(4)实验步骤:请根据自己的设计,制作一个简易的热机模型。准备以下材料:一个空易拉罐,一支去掉笔芯和尾塞的中性笔,一台小风扇,一个酒精灯,一个支架。
向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的 端(选填“粗”或“细”)朝外,另一端插入易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
【展示交流】
(5)在展示交流中,说一说你在制作过程中的心得体会,想一想在哪些方面还可以做得更好 ?
4.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)在跨学科实践课上,某小组开展了油电混合动力汽车的项目化学习活动,下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成以下内容。
【项目分解】
(1)研究油电混合动力汽车的动力原理
(2)研究汽车油量测量装置的电学原理
【项目实施】
(1)研究油电混合动力汽车的动力原理
如图甲是一款混合动力汽车,它采用传统的汽油机和电动机作为动力源工作时,汽油机和电动机动力可互补。当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时,只有内燃机工作,既向车轮输出能量,又给蓄电池充电。当司机踩制动时,相当于切断动力,车辆在减速滑行时利用机械装置把驱动电机转变为发电机给蓄电池充电,回收部分机械能,使它同时具有节能和低排放等特点。电池组工作电压为240V,电池的容量约为5000mA·h。
①如图乙所示,用力将活塞迅速下压,筒内脱脂棉燃烧,该过程能量转化的特点与汽油机的 冲程能量转化相同;
②图丙是汽车的动力组成及原理示意图下列说法正确的是 ;
a、电动机在提供动力过程中将电能转化为机械能
b、电池组充满电后储存的电能为1200kW·h,充电时电能转化为化学能
(2)研究汽车油量测量装置的电学原理
如图丁所示是该小组设计的汽车测定油箱内油量装置的模拟电路,其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮标,油箱中的油量通过油量表示数反映。
①此电路中电阻R0的作用是 ;
②图中已画出部分电路,请在图中完成电路的设计 ;要求:当油箱中的油用完时,油量表(电压表)的示数为零;油量越多,电压表示数越大。
【项目拓展】
(3)当汽车以54km/h的速度沿水平公路匀速直线行驶0.2h的过程中,消耗了0.36kg燃油,发动机和驱动电机共同为汽车提供动力,汽车行驶过程中受到的平均阻力为400N;燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,行驶过程中蓄电池为电动机提供了的能量,整个过程中蓄电池储存的电能增加了电池容量的50%。假设燃油在发动机气缸内完全燃烧,q=5×107J/kg。该油电混合动力汽车在上述过程中,完全燃烧0.36kg燃油产生的热量为 J,汽油发动机的效率为 %。
试卷第1页,共3页
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专题01 内能及其利用
8大高频考点
1. 热量 比热容
2. 分子动理论的初步知识
3. 内能
4. 能量的转化与守恒
5. 热机
6. 热机的效率
7. 比较不同物质吸热的情况
8. 跨学科实践:制作简易热机模型
考点1 热量 比热容
1.(25-26九上·大连名校联盟·期中)下列说法正确的是( )
A. 水可作为汽车发动机的冷却剂,也可作为供热系统的取暖剂
B. 用锯条锯木板时,锯条发热,锯条的内能增加是通过热传递实现的
C. 物体的温度越高,所含的热量越多
D. 将酒精用掉一半,剩下的酒精的比热容变为原来的一半
【答案】A
【详解】A.水的比热容较大,在升高或降低相同温度时,能吸收或放出较多的热量,汽车发动机工作时发热,利用水的冷却剂可有效吸收热量;冬季取暖时,热水也能放出较多热量,所以水可作为汽车发动机的冷却剂和供热系统的取暖剂,故A正确;B.用锯条锯木板时,锯条克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使锯条的内能增加、温度升高,这是通过做功实现的,而非热传递,故B错误;C.热量是一个过程量,描述的是热传递过程中能量转移的多少,不能说物体“含有”热量,故C错误;D.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量无关,将酒精用掉一半,剩下酒精的种类和状态不变,比热容不变,故D错误。故选A。
2.(25-26九上·大连高新园区·期中)如图所示,电暖气通电后,电热元件将其内部的导热油加热,导热油可以迅速吸热升温,从而提高室内温度,电暖气采用了导热油这种物质,主要利用了它具有较小的( )
A. 比热容
B. 热值
C. 内能
D. 电阻
【答案】A
【详解】A.通电后电热元件将内部的导热油加热,导热油迅速升温后提高室内温度,其主要原因是导热油的比热容比水小,在加热时间相同的情况下,温度升高的快,故A符合题意;B.电热元件对油加热时不是燃烧油,与热值无关,故B不符合题意;C.电暖气采用了导热油这种物质,主要利用了它具有较小的比热容,与内能大小无关,故C不符合题意;D.油是绝缘体,其电阻较大,使用起来安全性比较高,故D不符合题意。故选A。
3.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)社会实践活动中,同学们制作了一些美味的糖炒板栗,下列说法正确的是( )
A. 炒板栗时要往锅中放入一些细小的砂石,是因为砂石的比热容大,升温快
B. 炒板栗时,不断地用铲子翻动,这是为了板栗受热均匀
C. 炒好的板栗与原来相比,含有的热量增多
D. 板栗香气的浓烈程度与板栗的温度无关
【答案】B
【详解】A.炒板栗时要往锅中放入一些细小的砂石,是因为砂石的比热容小升温快,故A错误;B.炒板栗时,不断地用铲子翻动,可以使板栗受热均匀,故B正确;C.热量是一个过程量,不能用含有,只能用吸收或者放出描述,故C错误;D.分子的无规则运动的速度与物体的温度有关,板栗香气的浓烈程度与板栗的温度有关,故D错误。故选B。
4.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)自热小火锅深受大众欢迎,将自热小火锅中的发热包放到水中,会放出大量的热,从而加热食物。下列说法正确的是( )
A. 加热时,温度从发热包传递给食物
B. 食物和水的温度相同时,内能不一定相等
C. 被加热的食物吸收热量后自身所含热量增大
D. 发热材料消耗殆尽后,因为水的比热容比较大,温度降得快
【答案】B
【详解】A.热传递的条件是存在温度差,是热量从高温物体传递到低温物体,不能说“温度传递”,应该是热量从发热包传递给食物,故A错误;B.内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。食物和水温度相同时,若它们的质量、状态等不同,内能不一定相等,故B正确;C.热量是一个过程量,不能说物体“含有热量”,只能说“吸收”或“放出”热量,故C错误;D.水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,放出相同的热量,水的温度降低得慢,故D错误。故选B。
5.(25-26九上·辽宁营口·期中)冬至是二十四节气之一,也是中华民族的一个传统节日,关于冬至节活动涉及的物理知识,以下说法合理的是( )
A. 吃水饺:煮水饺时,通过做功的方式增加饺子的内能
B. 吃汤圆:刚煮熟的汤圆很烫,是因为含有的热量多
C. 腌制腊肉:一段时间后,鲜肉内部有了咸味,说明分子在永不停息地做无规则运动
D. 喝羊肉汤:煮羊肉汤时,正在沸腾的汤温度不变,内能不变
【答案】C
【详解】A.煮水饺时,饺子吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递增加饺子的内能,故A不符合题意;B.刚煮熟的汤圆很烫,是因为其温度高,热量是过程量,不能说“含有的热量”,故B不符合题意;C.腌制腊肉:一段时间后,鲜肉内部有了咸味,说明分子在永不停息地做无规则运动,这是扩散现象,故C符合题意;D.喝羊肉汤:煮羊肉汤时,正在沸腾的汤温度不变,但不断吸热,其内能变大,故D不符合题意。故选C。
6.(25-26九上·大连名校联盟·期中)2025年3月17日,我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭,成功将云遥一号星发射升空。发射台下建造巨大的水池,是利用水的 大且水剧烈汽化时能吸收大量的热量来降低发射台温度。选择液氢作为燃料,主要是因为液氢的 大。
【答案】① 比热容 ② 热值
【详解】[1]科学家在发射台下建造了一个巨大的水池,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,起到对发射台的降温作用,同时利用水汽化吸热,可以降低发射台温度。[2]由于液氢的热值比较大,由Q放=mq得,完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料相比较,液氢放出的热量多。因此选择液氢作为燃料。
7.(25-26九上·大连金普新区·期中)“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠昼夜温差大的生动描写,沿海地区昼夜温度变化却很小,这是因为砂石与水的 不同。长征八号运载火箭采用液态氢作燃料,这是因为液态氢的 大。(均选填“比热容”、“热值”或“密度”)。
【答案】① 比热容 ② 热值
【详解】[1]比热容小的物质在吸收或放出相同热量时,温度变化量更大,砂石的比热容要比水小很多,同样的质量,吸收或放出相同的热量时,砂石温度变化更大,而水的温度变化量就小很多,故此处温度变化量不同是砂石与水的比热容不同造成的。[2]长征八号运载火箭采用液态氢作燃料,这是因为液态氢的热值大,与相同质量的其他燃料相比,完全燃烧后放出的热量更多。
8.(25-26九上·大连高新园区·期中)2022年6月5日,“神舟十四号”火箭发射成功,火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的 较大;火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是 能转化为机械能。
【答案】① 热值 ② 内
【详解】[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值比较大,相同质量的燃料,液态氢完全燃烧释放的热量多。[2]火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是燃料燃烧释放的内能,是将燃料的化学能转化为内能,再将内能转化为机械能,从而实现了火箭升空。
9.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常发生在 (选填“白天”或“夜晚”),且海水温度 (选填“较高”或“较低”)
【答案】① 夜晚 ② 较高
【详解】[1][2]海边,白天:陆地比热容比水小,吸热时陆地温度高,海水温度低,陆地上的热空气上升,海洋上的冷空气流向陆地,形成海风;晚上:陆地比热容比水小,放热时陆地温度低,海水温度高,海洋上的热空气上升,陆地上的冷空气流向海洋,形成陆风。由图可知,这是晚上,海水温度较高。
10.(25-26九上·辽阳一中·期中)为探究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)实验中应控制两种燃料 (选填“燃烧的时间”或“质量”)相同。燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 (选填“加热的时间”或“水升高的温度”)来反映的;
(2)燃烧相同质量的燃料,记录燃烧时间和对应的水温;燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。由图丙可知,热值较大的燃料是燃料 (选填“1”或“2”);假设这一过程燃料都完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 。
【答案】(1)① 质量 ② 水升高的温度 (2)① 1 ② 3∶2
【讲解】(1) [1]应控制两种燃料的质量相同,这样它们才能放出可比较的热量。这是因为燃料的热值是单位质量燃料完全燃烧所放出的热量,所以只有在质量相同的情况下,才能比较不同燃料的热值。[2]燃料释放的热量越多,被加热的水吸收的热量越多,水升高的温度越高,实验中燃料完全燃烧放出热量的多少是通过水升高的温度来反映的。
(2) [1]读图丙知道,燃料燃烧完时,燃料1燃烧了5min,燃料2燃烧了15min,甲图中水升温更多,说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。所以燃料1的热值较大。[2]实验中忽略热量的散失,且两杯水的质量、比热容均相同,则由知道,二者放出的热量之比为燃料的质量相同,由知道,燃料1与燃料2的热值之比为
考点2 分子动理论的初步知识
1.(25-26九上·大连名校联盟·期中)科学家通过电子显微镜观察到物质是由分子和原子构成的,并且组成物质的分子并不是静止不动的。下列关于分子的热运动说法正确的是( )
A. 马路上尘土飞扬,说明分子在永不停歇地做无规则运动
B. 钢铁的形状很难改变,说明分子间只有引力
C. 酒精和水混合后总体积减小,说明分子间有间隙
D. 扩散现象只在液体和气体中发生
【答案】C
【详解】A.尘土不是微观粒子,不能说明分子在永不停歇地做无规则运动,故A错误;B.分子间引力和斥力同时存在,故B错误;C.酒精和水混合后总体积减小,是因为酒精分子和水分子在混合后跑到了彼此的间隙中去了,所以可以说明分子间有间隙,故C正确;D.扩散现象在固体、液体和气体中都能发生,故D错误。故选C。
2.(25-26九上·大连金普新区·期中)在如图所示的四种现象中,能体现“分子在不停息地运动”的是( )
A. 柳絮飘舞 B. 蜂蜜飘香
C. 落叶纷飞 D. 雪花飞扬
【答案】B
【详解】A.柳絮飘舞,是柳絮在运动,柳絮不是分子,属于宏观物体的机械运动,故A不符合题意;B.蜂蜜飘香,是蜂蜜分子不停地做无规则运动,蜂蜜分子运动到空气中,故B符合题意;C.落叶纷飞,是树叶在运动,树叶不是分子,属于机械运动,故C不符合题意;D.雪花飞舞,是雪花在运动,雪花不是分子,属于机械运动,故D不符合题意。故选B。
3.(25-26九上·大连高新园区·期中)下列现象中属于扩散现象的是( )
A. 冬天里雪花漫天飞舞
B. 锅中的油被烧热时,油香四溢
C. 93阅兵时飞机尾部喷出彩色烟雾
D. 汽车开过泥路灰尘飞扬
【答案】B
【详解】ACD.冬天里雪花漫天飞舞、93阅兵时飞机尾部喷出彩色烟雾、汽车开过泥路灰尘飞扬都是肉眼可见的运动,属于机械运动,不属于扩散现象,故ACD不符合题意;B.锅中的油被烧热时,油香四溢,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故B符合题意。故选B。
4.(25-26九上·辽宁沈阳·期中)下面是对生活中一些事例的判断,其中正确的是( )
A. 花香四溢不属于扩散现象
B. 钻木取火利用热传递改变内能
C. 用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性
D. 用去一半剩下的汽油,其密度、比热容、热值都变为原来的一半
【答案】C
【详解】A.花香四溢是因为花香分子在不停地运动进入空气中,属于扩散现象,故A错误;B.钻木取火利用克服摩擦做功的方式改变内能大小的,故B错误;C.用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性,相同质量的情况下降低相同温度时可以放出更多的热量,故C正确;D.密度、比热容、热值都属于物质的特性,用去一半剩下的汽油,其密度、比热容、热值都不变,故D错误。故选C。
5.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)物理与生活紧密相连,下列说法正确的是( )
A. 在比较远的地方就能闻到炖牛肉,说明分子只在高温下运动
B. 炖菜时有热量不断散失到空气中,这一过程不遵守能量守恒定律
C. 炒菜时放盐,比腌制咸菜更快入味,说明温度越高,分子运动越剧烈
D. 给未开封的牛奶水浴加热,牛奶温度升高,它的内能不一定增加
【答案】C
【详解】A.在远处闻到炖牛肉的香味,是分子永不停息地做无规则运动,并非 “只在高温下运动”,故A错误;B.能量守恒定律适用于所有过程,炒菜时热量散失到空气中,是内能的转移,仍遵守能量守恒定律,故B错误;C.炒菜时温度高,盐分子运动更剧烈,因此比腌制更快入味,说明温度越高,分子运动越剧烈,故C正确;D.给未开封的牛奶水浴加热,牛奶温度升高,其内能一定增加,内能与温度正相关,且无对外做功,故D错误。故选 C。
6.(25-26九上·辽宁本溪·期中)对以下四幅图中的情景解释正确的是( )
A. 图①说明分子间有引力
B. 图②现象是发光,不发光
C. 图③利用了锤柄具有惯性
D. 图④说明流速越大的地方,压强越大
【答案】B
【详解】A.图①水和酒精充分混合后总体积变小,说明分子间有间隙,故A错误;B.图②中开关闭合后,导线触接在L2的两端,L2被短路,电路为L1的简单电路,现象是发光,不发光,故B正确;C.图③是锤头松了,把锤柄在地上撞击几下,锤头就紧紧套在锤柄上之类的情景,能说明锤头具有惯性。因为锤柄撞击地面时,锤柄停止运动,而锤头由于惯性会继续向下运动,从而套紧在锤柄上,故C错误;D.从漏斗尖嘴处向上用力吸气,看到乒乓球不会掉落,这是因为吸气时,乒乓球将下面的管口封住,漏斗细管内的气压减小,小于下方的大气压,在大气压的作用下,使乒乓球不会掉落,说明流速越大的地方,压强越小,故D错误。故选B。
7.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)根据图片信息,下列有关分子动理论解释正确的是( )
A. 甲:用弹簧测力计稍稍用力拉与水面接触的玻璃板,测力计示数变大,说明分子间有斥力
B. 乙:抽去隔板,密度较大的二氧化氮气体与空气混合在一起,说明分子不停做无规则运动
C. 丙:红墨水在热水中扩散得快些,说明温度越高分子运动越剧烈
D. 丁:铅块与金块长时间紧压在一起,相互渗透,说明分子间有引力
【答案】C
【详解】A.玻璃板与水面不接触时,拉着玻璃板的测力计,其示数等于玻璃板自身的重力,玻璃板与水面接触时,测力计示数变大,说明玻璃板所受的向下的力除了重力,还有其它力,这个力是分子间的引力,所以说明分子间有引力,故A错误;B.抽去隔板,密度较大的二氧化氮气体在重力的作用下,会与密度较小的空气混合在一起,不能说明分子在不停地做无规则的运动,故B错误;C.图丙中,红墨水在热水中比在冷水中扩散快些,说明在热水中分子的运动更剧烈,所以温度越高,分子运动越剧烈,故C正确;D.铅块与金块长时间紧压在一起,相互渗透,即相互进入对方,这说明了分子在不停地做无规则运动,故D错误。故选C。
8.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)《天工开物》中记载“凡炒诸麻菜子,宜铸平底锅,投子仁于内,翻拌最勤”,如图,被翻炒的“麻菜子”温度逐渐升高,“麻菜子”香味四溢,这是 现象。
【答案】扩散
【讲解】(1) 题详解: “香味四溢”是因为温度升高,麻菜子中的芳香分子运动加剧,扩散到空气中,被人闻到。这种现象在物理上属于扩散现象,表明分子在不停地做无规则运动,且温度越高,分子热运动越剧烈。
9.(25-26九上·辽阳一中·期中)水很难被压缩说明分子之间有 力;小朋友们吹泡泡时,阳光下看到极薄的肥皂泡有一定弹性,不易破,这是分子间的 力起了作用。
【答案】① 斥 ② 引
【详解】[1]分子力存在引力和斥力,水很难被压缩是由于分子间有斥力。[2]小朋友吹泡泡时,阳光下薄的肥皂泡没有立即破灭,不易破,说明分子间有引力,分子间的引力起了作用。
10.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)地铁严禁携带有“异味”的物品乘车,是因为“异味”会充满整个车厢,影响其他乘客。“异味”充满整个车厢,这是 现象;行驶的地铁车身与空气摩擦起电却没有吸附大量的灰尘,是因为车轮是由 (选填“导体”或“绝缘体”)制成。
【答案】① 扩散 ② 导体
【详解】[1]“异味”充满整个车厢,这是分子的扩散现象,气体不断扩散到空气中,表明组成物质的分子在不停地无规则运动。[2]行驶的地铁车身与空气摩擦起电却没有吸附大量的灰尘,是因为车轮是由导体制成的,可以将电荷导走,使车身不带静电。
考点3 内能
1.(25-26九上·大连高新园区·期中)我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的,根据南宋《武林旧事》记载,最早的月饼是在笼屉里“蒸”的。下列情境中,改变物体内能的方式与“蒸”“烤”相同的是( )
A. 擦燃火柴
B. 钻木取火
C. 围炉烤火
D. 搓手取暖
【答案】C
【详解】“蒸”“烤” 月饼是通过热传递的方式改变物体内能。A.擦燃火柴是通过做功的方式改变物体内能,故A不符合题意;B.钻木取火是通过做功的方式改变物体内能, 故B不符合题意;C.围炉烤火是通过热传递的方式改变物体内能,与 “蒸”“烤” 改变物体内能的方式相同, 故C符合题意;D.搓手取暖是通过做功的方式改变物体内能, 故D不符合题意。故选C。
2.(25-26九上·大连高新园区·期中)(多选)冬至,又称“冬节”、“贺冬”,是二十四节气之一,在我国北方有冬至吃饺子的习俗,如图是煮饺子的情景,下列说法正确的是( )
A. 刚入锅的饺子粘在了一起,说明分子间有引力
B. 饺子入锅后,温度由沸水向饺子传递
C. 刚出锅的饺子入嘴时很烫,是因为饺子的温度较高
D. 出锅后的饺子温度降低时,内能减小
【答案】ACD
【详解】A.刚入锅的饺子粘在了一起,是因为饺子之间的分子距离较小,分子间存在引力 ,所以饺子会粘在一起,故A正确;B.热传递的是热量,不是温度。饺子入锅后,是沸水的热量传递给饺子,故B错误;C.温度表示物体的冷热程度。所以,刚出锅的饺子温度比较高,当饺子入嘴时很烫,故C正确;D.内能与温度有关,温度降低时,分子热运动的剧烈程度减弱,内能减小,故D正确。故选 ACD。
3.(25-26九上·阜新实验中学·期中)《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载:“作大豆千岁苦酒(醋)法:用大豆一斗,熟汰之,渍令泽炊。暴极燥,以酒醅灌之。任性多少,以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序,如图所示是将大豆进行蒸煮的过程,下列说法正确的是( )
A. 蒸煮大豆是通过做功的方式增加内能
B. 用火种引燃木柴的过程与用钻木取火的原理相同
C. 大豆的温度升高时,大豆分子热运动加快
D. 灶里木柴架空一些火能燃烧更旺,木柴的热值更高
【答案】C
【详解】A.蒸煮大豆时,大豆通过吸收高温蒸汽或水的热量增加内能,是通过热传递的方式改变内能,故A错误;B.用火种引燃木柴是通过热传递使木材温度达到着火点,钻木取火是通过做功(摩擦生热)增加内能,二者原理不同,故B错误;C.温度越高,分子热运动越剧烈,当大豆温度升高时,分子热运动会加快,故C正确;D.热值是燃料的固有属性,仅与燃料种类有关,与燃烧方式无关,木柴架空燃烧更旺是因为增大了与氧气的接触面积,而非提高热值,故D错误。故选C。
4.(25-26九上·辽宁营口·期中)2025年9月3日,中国以一场盛大阅兵,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年。如图所示,受阅战机飞行时,机翼与空气摩擦温度升高,下列情境中改变内能的方式与其相同的是( )
A. 吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
B. 反复弯折铁丝,弯折处温度升高
C. 发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D. 夏天,喝冷饮使人感到凉爽
【答案】B
【详解】受阅战机机翼与空气摩擦温度升高,属于通过做功改变内能;A.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手,只涉及能量的转移,没有涉及能量的转化,故是热传递的方式改变内能,故A不符合题意;B.反复弯折铁丝,弯折处温度升高,是通过做功改变物体的内能,故B符合题意;C.冷毛巾通过热传递吸收额头热量,属于热传递改变内能,故C不符合题意;D.冷饮通过热传递吸收人体热量,属于热传递改变内能,故D不符合题意。 故选B。
5.(25-26九上·辽阳一中·期中)下列事例中,通过做功的方式改变内能的是( )
A. 燃气烧水 B. 暖手袋暖手
C. 钻木取火 D. 哈气取暖
【答案】C
【详解】ABD.燃气烧水、暖手袋暖手和哈气取暖都是通过热传递方式来改变物体内能,故ABD不符合题意;C.钻木取火是通过做功的方式来改变物体内能,故C符合题意。故选C。
6.(25-26九上·沈阳七中·期中)(多选)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法中正确的是( )
A. 钻木取火是利用热传递改变内能
B. 冰吸收热量后内能增大,温度不一定会升高
C. 热机的做功冲程利用燃气的内能对外做功后,燃气的内能会减小
D. 在热传递的过程中,降温的物体具有的内能一定比升温的物体具有的内能大
【答案】BC
【详解】A.钻木取火时克服摩擦做功,是通过做功改变内能,故A错误;B.若冰处于熔化阶段,持续吸热,内能增大,但温度不变,故B正确;C.做功可以改变物体的内能,热机的做功冲程利用燃气的内能对外做功后,燃气的内能会减小,故C正确;D.热传递过程中,热量是从温度高的物体传递到温度低的物体,高温物体放热降温,低温物体吸热升温。但内能的大小与温度和质量有关,温度高的物体内能不一定大。故D错误。故选BC。
7.(25-26九上·东北育才学校·期中)关于内能、热量和温度,下列说法正确的是( )
A. 地球上南极洲的常年平均气温低于0℃,所以南极洲的内能也为负值
B. 再冷的冰山也有热量,不过质量越大的冰山含有的热量也就越多
C. 如果南极冰川的温度升高,它们的吸热能力也一定会增加
D. 装在杯子里的冰块吸收热量熔化的过程中,内能增加,温度不变
【答案】D
【详解】A.任何物体都具有内能,内能都是正值,没有负值,故A错误;B.热量是过程量,不能说“有”“含有”“具有”,可以说“吸收”或放出。故B错误;C.比热容反映了物质的吸热能力,冰的比热容是一定的,不会随温度、质量、体积的变化而变化,即冰的吸热能力是不变的,故C错误;D.冰是晶体,在熔化的过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加,故D正确。故选D。
8.(25-26九上·辽宁营口·期中)端午假期,某同学和家人一起观看赛龙舟,品尝热腾腾的粽子……闻到糯米的香甜,这属于 现象,蒸煮粽子时,粽子的内能增大,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)改变内能的。
【答案】① 扩散 ② 热传递
【详解】[1]闻到糯米的香甜,说明分子在不停地做无规则运动,该现象是扩散现象。[2]蒸煮粽子时,粽子吸收热量,粽子的内能增大,温度升高,通过热传递的方式改变粽子的内能。
9.(25-26九上·大连金普新区·期中)如图所示是我国古代取火器的模型图,把推杆迅速推入套筒,推杆前端的艾绒立刻燃烧起来,过程中先是通过 方式使筒内空气内能增大,再通过 方式使艾绒温度升高,从而燃烧起来。
【答案】① 做功 ② 热传递
【详解】[1]推杆在迅速推入的过程中,对气体做功,压缩筒内的气体,将机械能转化为内能,这是通过做功的方式使筒内空气的内能增大,温度升高。[2]空气的热量传递给艾绒,使艾绒温度升高,当温度达到艾绒的着火点时,艾绒就会燃烧起来,这个过程是通过热传递的方式实现的。
10.(25-26九上·大连高新园区·期中)“热”字有多种含义,有时表示热量,有时表示内能,有时表示温度。小明生病发“热”了是指 ;用温水擦拭额头后水蒸发吸“热”是指 。
【答案】① 温度 ② 热量
【详解】[1]小明生病发“热”这里的热指体温高,即指的是温度。[2]水蒸发吸“热”,指发生汽化现象是需要吸收热量,这里的热指的是热量。
考点4 能量的转化与守恒
1.(25-26九上·大连名校联盟·期中)下列有关能量的转化和守恒的说法中,正确的是( )
A. 内能和机械能可以相互转化,说明能量的转化不具有方向性
B. 能量只有在忽略摩擦力和阻力时才能守恒
C. 小球在地面弹跳的高度越来越低,说明能量的总量减少了
D. 一个物体具有的能量增加,必然有别的物体具有的能量减少
【答案】D
【详解】A.内能和机械能虽能相互转化(如蒸汽机将内能转化为机械能,摩擦生热将机械能转化为内能),但能量的转化具有方向性—— 机械能可以 “自发” 转化为内能(比如物体因摩擦温度升高),但内能很难 “自发” 转化为机械能(比如温水不会自发沸腾并推动物体运动)。因此 “能量转化不具有方向性” 的说法错误。故A错误;B. 能量守恒是普遍规律,无论是否忽略摩擦力、阻力,总能量始终守恒(摩擦力、阻力会使部分能量转化为内能,但内能仍属于总能量的一部分),并非只有忽略时才守恒,故B错误;C. 小球弹跳高度越来越低,是因为部分机械能转化为内能(克服空气阻力、地面摩擦做功),但总能量(机械能 + 内能)仍然守恒,能量总量并未减少,故C错误;D. 根据能量守恒定律,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只会从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体。因此,一个物体能量增加,必然有其他物体通过能量转移或转化使其能量减少,总能量保持不变,故D正确。故选D。
2.(25-26九上·辽宁营口·期中)(多选)下列关于能量转化的说法中,正确的是( )
A. 燃烧燃料——化学能转化为内能
B. 汽车刹车时,刹车片会发热——内能转化为机械能
C. 汽油机的做功冲程——机械能转化为内能
D. 干电池给电路供电——化学能转化为电能
【答案】AD
【详解】A.燃烧燃料的过程是燃料的化学能通过燃烧释放出来,转化为内能,故A正确;B.汽车在刹车过程中,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,故B错误;C.汽油机的做功冲程,燃气推动活塞做功,内能转化为机械能,C错误;D.干电池给电路供电时,把化学能转化成电能,故D正确。故选AD。
3.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)(多选)新能源汽车的绿色理念,得到越来越多的客户、同行乃至国家的认同。关于新能源汽车的说法中符合实际的是( )
A. 新能源汽车的电动机工作时,将机械能转化为电能
B. 点击触摸屏按钮,空调启动,其触摸屏在触摸时相当于空调电路的开关
C. 汽车左转向的前后两盏灯是同亮同灭,所以它们的连接方式是串联的
D. 纯电动汽车行驶时实现了“零排放”,但是其效率也不能提高到100%
【答案】BD
【详解】A.新能源汽车的电动机工作时,电能转化为机械能,故A不符合题意;B.触摸屏按钮在触摸时控制空调电路的通断,相当于空调电路的开关,故B符合题意;C.汽车左转向的前后两盏灯是同亮同灭,但有一盏灯损坏时,另一盏灯仍可以工作,其连接方式为串联;故C不符合题意;D.纯电动汽车行驶时无尾气排放,实现 “零排放”;但由于存在能量损耗,其效率不可能达到 100%,故D符合题意。故选 BD。
4.(25-26九上·辽阳一中·期中)如图所示,这是载有天问一号的火箭发射升空时的情景,下列说法正确的是( )
A. 燃气主要通过热传递使周围空气的内能增大
B. 火箭点火升空过程中机械能转化为内能
C. 火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D. 火箭点火后向上飞升,不考虑燃料质量变化,火箭的机械能在减小
【答案】A
【详解】A.燃气燃烧,放出热量,空气吸收热量,主要通过热传递使周围空气的内能增大(燃气燃烧升温),故A正确;B.火箭点火升空过程中是内能转化为机械能(燃料燃烧释放内能,推动火箭获得机械能),并非机械能转化为内能,故B错误;C.火箭喷出燃气后,周围空气温度升高,空气分子的热运动应该加剧(而非减缓),故C错误;D.火箭点火后向上飞升,不考虑燃料质量变化时,火箭的高度和速度都增大,动能、重力势能均增大,机械能应增大,故D错误。故选A。
5.(25-26九上·沈阳七中·期中)关于火箭发射升空这一情境,下列说法正确的是( )
A. 火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的热值小
B. 火箭发动机工作过程中将内能转化为机械能,属于热机
C. 火箭升空时外壳温度升高,是因为与空气摩擦时内能转化成机械能
D. 火箭加速升空的过程中机械能增大,所以不遵守能量守恒定律
【答案】B
【详解】A.火箭使用液氢燃料是因为液氢的热值大,而非热值小。热值越大,相同质量燃料完全燃烧释放的热量越多,故A错误;B.热机工作时将内能转化为机械能,火箭发动机通过燃烧燃料将内能转化为机械能,符合热机的定义,故B正确;C.火箭外壳温度升高是因与空气摩擦时机械能转化为内能,而非内能转化为机械能,故C错误;D.能量守恒定律是普遍规律,火箭加速升空时机械能增大,是因为燃料的化学能转化为内能,再转化为机械能,总能量始终守恒。故D错误。故选B。
6.(25-26九上·东北育才学校·期中)(多选)如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A. 按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能
B. 电火花出现时,电能转化为内能,使AB间的燃料达到着火点
C. 排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
D. 燃料不完全燃烧,其热值也会随之变小
【答案】AB
【详解】A.按钮下压压电材料,会使压电材料两端分别出现异种电荷,压电材料将机械能转化为电能,故A正确;B.电火花出现时,AB间的空气温度升高,内能增加,电能转化为内能,使AB间的燃料达到着火点,开始燃烧,故B正确;C.排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,将内能转化为机械能,内能减小,温度降低,故C错误;D.燃料的热值是燃料一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,燃料不完全燃烧,燃料的热值不变,故D错误。故选AB。
7.(25-26九上·东北育才学校·期中)如图是锂离子电池原理简图,其电池部分浸没在电解液中,当锂离子电池放电时,锂离子会从右侧电极通过隔膜流向左侧电极,此时小灯泡发光,则( )
A. 左侧电极为锂离子电池的负极
B. 电池放电时,电流从左侧电极经灯泡流向右侧电极
C. 锂离子电池内部电流从左侧电极流向右侧电极
D. 电池放电时,将电能转化为化学能
【答案】B
【详解】A.当锂离子电池放电时,锂离子会从右侧电极通过隔膜流向左侧电极,左侧电极聚集正电荷为锂离子电池的正极,故A不符合题意;B.左侧电极为锂离子电池的正极,电池放电时,电流从左侧电极经灯泡流向右侧电极,故B符合题意;C.当锂离子电池放电时,锂离子会从右侧电极通过隔膜流向左侧电极,故锂离子电池内部电流从右侧电极流向左侧电极,故C不符合题意;D.电池放电时,将化学能转化为电能,故D不符合题意。故选B。
8.(25-26九上·阜新实验中学·期中)2024年1月5日19时20分,命名为“快舟·湖北交广号”的快舟一号甲固体运载火箭在酒泉卫星发射中心发射任务取得圆满成功。此次任务是快舟一号甲火箭2024年首次发射,实现了2024年中国航天发射开门红。下列说法正确的是( )
A. 火箭加速升空时机械能不变
B. 火箭使用的氢燃料燃烧是因为氢的热值大
C. 向下喷出的气体推动火箭上升过程中机械能转化为内能
D. 固体运载火箭发动机不是利用内能做功的机械,它不属于热机
【答案】B
【详解】A.火箭加速升空时速度变大,高度增加,机械能增大,故A错误;B.火箭使用的氢燃料燃烧是因为氢的热值大,燃烧相同质量燃料的情况下可以放出更多的热量,故B正确;C.向下喷出的气体推动火箭上升过程中类似于汽油机的做功冲程,是将内能转化为机械能,故C错误;D.热机是利用内能做功的机械,固体运载火箭发动机利用燃料燃烧,将内能转化为机械能,是利用内能做功的机械,属于热机,故D错误。故选B。
9.(25-26九上·大连金普新区·期中)(多选)如图所示是一款“风光互补”路灯,由风力发电机、太阳能电池板、蓄电池和LED灯组成。白天发电系统为蓄电池充电。夜晚当风力发电机发电量大于照明耗电量时,剩余电能继续为蓄电池充电;当风力发电机发电量小于照明耗电量时,蓄电池补充供电。下列说法正确的是( )
A. 在光照充足且无风的中午,系统能量转化是:太阳能→化学能
B. 蓄电池放电过程,消耗的化学能大于其转化的LED灯的光能
C. 有风的夜晚,风能和蓄电池的化学能转化为LED灯的光能
D. 风力发电机发电过程不遵循能量守恒定律
【答案】AB
【详解】A.太阳能电池板将太阳能转化为电能,再转化为电池的化学能储存在大容量蓄电池内,故系统能量转化是太阳能转化成化学能,故A正确;B.蓄电池放电过程中,化学能转化为电能,电能再转化为 LED 灯的光能,但在能量转化过程中,由于存在能量损耗(如热量散失等),所以消耗的化学能大于其转化的 LED 灯的光能,故B正确;C.有风的夜晚,当风力发电机发电量大于照明耗电量时,是风能转化为电能(部分继续为蓄电池充电,部分供 LED 灯照明);当风力发电机发电量小于照明耗电量时,是风能和蓄电池的化学能转化为 LED 灯的光能,选项表述不全面,故C错误;D.能量守恒定律是自然界的基本定律之一,任何能量的转化和转移过程都遵循能量守恒定律,风力发电机发电过程也遵循能量守恒定律,故D错误。故选AB。
10.(25-26九上·辽宁营口·期中)如图甲所示,重力储能是一种新型储能方式,它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放,能量转化过程如图乙所示,空白处的能量形式是 ,该重力储能系统的能量转化 (选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
【答案】① 重力势能 ② 遵循
【详解】[1]重力储能是一种新型储能方式,它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放,重物被提升,高度增大,重力势能增大,所以机械能增大;重物被释放,高度减小,重力势能减小,所以机械能减小。因此将电能转化为机械能储存起来,空白处的能量形式是重力势能。[2]能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,其能量转化遵循能量守恒定律。
考点5 热机
1.(25-26九上·辽阳一中·期中)一台内燃机飞轮的转速是3000转/分,那么在每秒钟内一个气缸里燃气推动活塞做功的次数( )
A. 300次
B. 100次
C. 50次
D. 25次
【答案】D
【详解】一台内燃机飞轮转速为3000r/min=50r/s每秒飞轮转动50转,内燃机经过25个工作循环,燃气对活塞做功25次,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
2.(25-26九上·大连高新园区·期中)2024年春节期间多地发布了相关规定,允许在一定时间和区域内燃放烟花爆竹,以渲染过节热闹气氛。点燃爆竹后,它内部的化学物质剧烈燃烧,产生高温高压气体,冲破爆竹的外壳发爆炸。此过程与内燃机四个冲程中原理相似的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程是将内能转化为机械能;在热机的做功冲程中,内能转化为机械能,所以与热机的做功冲程的原理相似。A.进气门打开,排气门关闭,是吸气冲程,故A不符合题意;B.两气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,故B不符合题意;C.进气门关闭,排气门打开,是排气冲程,故C不符合题意;D.两气门关闭,活塞向下运动,火花塞点火,是做功冲程,故D符合题意。故选D。
3.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)本溪秋季的景色美不胜收。如图是星哲同学和父母自驾周末游玩时拍摄的一张照片,照片中的物体涉及到的物理知识及解释正确的是( )
A. 树叶破碎后不能复原,是因为分子间有斥力
B. 汽车的蓄电池供电时,电流总是从电源正极流向负极
C. 打开左转向灯,左前灯和左后灯同时闪亮,它们一定是串联的
D. 汽车的四冲程汽油机飞轮的转速为,则内每个气缸对外做功20次
【答案】D
【详解】A.树叶破碎后不能复原,是因为分子间的距离大于分子直径的10倍以上,超出了分子力的作用范围,故A错误;B.汽车的蓄电池供电时,在电源的外部,电流从电源的正极流向电源的负极,故B错误;C.汽车同侧的前后两个转向灯如果有一只出现故障,另一只不影响工作,因此它们是并联的,故C错误;D.四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min=40r/s该飞轮每秒钟转40圈,完成了80个冲程,对外做功20次,故D正确。故选D。
4.(25-26九上·大连金普新区·期中)如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时,燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这和内燃机的哪个冲程类似( )
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】走马灯中,高温气体推动物体转动,是将内能转化为机械能,内燃机的做功冲程中,缸内高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,走马灯的工作原理与内燃机的做功冲程类似,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
5.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)柴油机的构造不同于汽油机,主要是柴油机顶部有 ,因此柴油机在吸气冲程中吸进气缸的是 。
【答案】① 喷油嘴 ② 空气
【详解】[1]汽油机顶部是火花塞,靠火花塞点火;而柴油机是压燃式,顶部有喷油嘴。[2]柴油机在吸气冲程中只吸进空气,在做功冲程时,喷油嘴喷出柴油,空气被压缩后温度很高,从而使柴油燃烧。
6.(25-26九上·阜新实验中学·期中)“吸烟有害健康”,即使离吸烟者很远也会闻到烟味,这是一种 现象。如图所示,用力划火柴,火柴点燃,该过程将机械能转化为内能,它与汽油机的 冲程能量转化相同。
【答案】① 扩散 ② 压缩
【详解】[1]由分子动理论知道,空气分子和烟味分子在不停地做无规则运动;所以即使离吸烟者很远也会闻到烟味这是一种扩散现象。[2]用力划火柴,是通过克服摩擦做功来改变物体内能的;这个过程中,是克服摩擦做功,机械能转化成内能,与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
7.(25-26九上·阜新实验中学·期中)根据如图所示的四个热学实验,回答相关问题
(1)如图甲,把一块玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,观察到弹簧测力计示数 ,说明了分子间存在 ;
(2)如图乙,抽出玻璃板,下瓶中出现红棕色二氧化氮气体, (选填“能”或“不能”)表明气体间可以发生扩散现象;
(3)如图丙,试管内的水沸腾一段时间后,水蒸气将橡胶塞推出,水蒸气的内能转化为橡胶塞的 ;
(4)如图丁,是四冲程汽油机 冲程的示意图,其能量转化情况与图丙实验 (选填“相同”或“不相同”)。
【答案】(1)① 变大 ② 引力 (2)不能 (3)机械能 (4)① 压缩 ② 不相同
【讲解】(1) [1][2]玻璃板与水面接触时,水分子和玻璃分子间存在相互作用的引力。向上拉玻璃板时,需克服分子间的引力,因此弹簧测力计的示数会变大,说明分子间存在引力。
(2) 二氧化氮气体瓶在上方,二氧化氮密度大于空气,则上方气体会在重力作用下向下运动,属于宏观的机械运动,下瓶中出现红棕色二氧化氮气体,不是分子运动造成的,故不能表明气体间可以发生扩散现象。
(3) 试管内水蒸气推动橡胶塞时,水蒸气对橡胶塞做功,将自身的内能转化为橡胶塞的机械能。
(4) [1][2]图丁中,汽油机进气门、排气门均关闭,活塞向上运动,压缩气体做功,机械能转化为内能,是压缩冲程。图丙中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能,因此能量转化情况不相同。
8.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)如图甲所示是四冲程汽油机工作过程中的 冲程,若某汽油机飞轮的转速如图乙,则此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数为 次。
【答案】① 压缩 ② 375
【详解】[1]图甲中两气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,此过程中通过做功的方式使气缸内燃料混合物的内能增大,温度升高。[2]在四冲程汽油机中,完成一个工作循环,飞轮转2圈,对外做功1次。已知转速表显示所以此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数为次。
9.(25-26九上·辽宁沈阳·期中)阅读下面材料并回答问题
单缸六冲程内燃机
内燃机(Internal combustion engine)是将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。但是内燃机一般使用石油燃料,同时排出的废气中含有害气体的成分较高。
单缸四冲程内燃机的工作原理是,在吸气冲程中,活塞向下运动,进气门打开,空气和燃料混合物进入汽缸;在压缩冲程中,活塞向上运动,进气门和排气门关闭,混合物被压缩;在点火做功冲程中,火花塞产生电火花,点燃混合物,产生高温高压气体推动活塞向下运动:在排气冲程中,活塞向上运动,排气门打开,废气被排出汽缸。
科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,如图所示。它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,推动活塞再次做功。发动机把水蒸气排放到一个冷却器,水蒸气在那里重新变成水。这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的效率。
(1)内燃机工作的原理是将 能转化为 能。
(2)单缸六冲程内燃机第五冲程的名称应该为 ,水在该冲程中在高温汽缸内迅速 成高温、高压水蒸气。水蒸气膨胀做功,温度 。
(3)单缸六冲程内燃机第六冲程的名称应该为 。
【答案】(1)①
内 ②
机械 (2)①
水蒸气做功冲程 ②
汽化 ③
降低 (3)
排气冲程
【讲解】(1) [1][2]内燃机是热机的一种,其工作原理是燃料在汽缸内燃烧,产生高温高压的燃气,燃气膨胀推动活塞做功。这个过程是将燃气的内能转化为活塞运动的机械能,从而推动机械工作。
(2) [1]由题可知,在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,推动活塞再次做功,并结合图示5中活塞向下运动,可知这是利用水蒸气膨胀来做功的冲程,因此第五冲程应命名为水蒸气做功冲程。[2]水是液态,被喷入刚完成燃烧、温度很高的汽缸内,会吸收大量的热量,迅速从液态变为气态(水蒸气),这一物态变化过程是汽化。[3]高温高压的水蒸气膨胀,推动活塞对外做功,此过程中水蒸气的内能转化为机械能,导致其自身的内能减少,温度降低。
(3) 第五冲程(水蒸气做功冲程)结束后,汽缸内充满了水蒸气。为了开始下一个工作循环,需要将这些水蒸气排出。观察图示6,活塞向上运动,这个动作与四冲程内燃机的排气冲程类似,作用是排出汽缸内的气体。因此,第六冲程的名称应为排气冲程。
10.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)(多选)我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上,某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
(1)了解火箭的相关知识:
喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机,广泛用作飞行器的动力装置,按燃料燃烧时所需要的来源,可分为两大类:一类是火箭发动机,另一类是空气喷气发动机。如图甲为涡轮喷气发动机(属于空气喷气发动机的一种),压缩后的混合气体在燃烧室燃烧,燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出,其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。
如图乙为火箭发动机的工作原理图,火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似,主要的差别是:火箭自带燃料和氧化剂如图乙,涡轮喷气发动机只带燃料,利用空气做氧化剂,同涡轮喷气发动机相比较,火箭发动机的最大特点是:它自身既带燃料,又带氧化剂,靠氧化剂来助燃,不需要从周围大气层中汲取氧气,所以它不但能在大气层内,也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进,也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的都是火箭发动机。
如图丙,2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,3名航天员顺利进入太空。
(2)制作并发射:
火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射,如图丁的图一,图二是其结构示意图,对水火箭打气,打开阀门,水向下喷出,水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的 冲程相同。水火箭起飞用到的物理原理是: 。
(3)项目评估:各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛,发现让“水火箭”在竖直方向飞行,上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量 来评选出“最佳飞行奖”。(写出一种方法即可)
(4)项目拓展思考:
①如图丙所示是火箭发射时的情景,下列说法正确的是 ;
A.火箭的燃料燃烧得越充分,效率越高
B.火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的比热容大
C.涡轮喷气发动机可用于各种宇宙飞行器中
D.火箭升空过程中外壳温度会上升,这是通过做功的方式增加了外壳的内能
②一架飞机搭载的涡轮喷气发动机,其部分参数如表,表中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。已知飞机所受空气阻力与运行速度平方的关系如图戊所示,当飞机以200m/s的速度水平匀速巡航0.5h的过程中,需要 t的航空燃油。
热效率
40%
推进效率
60%
航空燃油热值
【答案】① 压缩 ② 力的作用是相互的 ③ 飞行时间 ④ AD ⑤ 1.08
【讲解】(1) 题详解:
(2) 题详解: [1]使用打气筒打气时,是机械能转化为内能(气体内能增加,温度升高)。汽油机的四个冲程中,压缩冲程也是机械能转化为内能;[2]水火箭起飞原理:水向下喷出,给火箭向上的推力,这是利用物体间力的作用是相互的新增小题
(3) 题详解: [3]测量高度不容易,可以通过测量飞行时间来反映飞行高度,因为同种情况下,飞得越高,在空中的时间越长。
(4) 题详解: [4]A.燃料燃烧越充分,同种情况下,损失的能量更少了,热机效率会升高,故A正确;B.火箭燃料选用液氢是因为其能量密度高即热值大,不是比热容大,故B错误;C.涡轮喷气发动机工作时需要消耗大量的氧气,而宇宙中没有空气,所以宇宙飞行器不能用涡轮喷气发动机,故C错误;D.火箭升空外壳温度上升,是因为与空气摩擦做功,是通过做功改变内能,故D正确。故选AD。[5]由题可知,飞机水平匀速飞行,由图戊可知,当时,推力 推进功(推力做功)由推进效率 得由热效率 得燃油质量
考点6 热机的效率
1.(25-26九上·阜新实验中学·期中)新能源车已经成为汽车市场的热点。有一种混合动力汽车,有两种工作模式:纯电动模式与混动模式。 当以纯电模式行驶时,内燃机不工作,由蓄电池提供能量。当以混动模式行驶时,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。在某次以混动模式行驶的过程中,汽车在平直公路上匀速行驶100km,克服阻力做功1.4×108 J,蓄电池储存的电能增加了4.9×107J。
(1)所用燃料的热值为4.5×107J/kg,在上述行驶过程中消耗12kg 燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(2)若汽车水箱中有防冻液5kg,若防冻液比热容按 c=4.2×103J/(kg•℃)算,行驶过程中防冻液温度上升60℃,它吸收了多少热量?
(3)求此过程中内燃机的效率。
【答案】(1)5.4×108J;(2)1.2×106J热量(3)35%
【详解】解:(1)12kg燃料完全燃烧放出的总热量Q放=mq=12kg4.5×107J/kg=5.4×108J
(2)防冻液温度上升60℃吸收的热量Q放=cm液Δt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×60℃=1.2×106J
(3)汽行驶100km,有效利用的能量包括克服阻力做功1.4×108 J、蓄电池储存的电能增加了4.9×107 J,故内燃机的效率。答(1)消耗12kg 燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是5.4×108J。
(2)若汽车水箱中有防冻液5kg,若防冻液比热容按 c=4.2×103 J/(kg•℃)计算,行驶过程中防冻液温度上升60℃,它吸收了1.2×106J热量。
(3)求此过程中内燃机的效率是35%。
2.(25-26九上·辽宁营口·期中)如图所示的机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。为其提供动力的是CatC9燃油发动机。它在水平路上可以实现负重40kg,机械狗的运动利用了液压系统。为使用安全,机械狗的液压系统的液压油温度不能高于80℃。(热油的热值为)。求:
(1)4kg的液压油温度由20℃升高到80℃需要吸收的热量,则该液压油的比热容是多少?
(2)机械狗使用发动机消耗100kg的燃油能提供J的有用功,该发动机的效率是多少?
【答案】(1)2×103J/(kg·℃) (2)30%
【讲解】(1) 液压油的温度变化量Δt=80℃-20℃=60℃液压油的比热容
(2) 燃油完全燃烧放出的总热量Q放=qm燃油=4×107J/kg×100kg=4×109J该发动机的效率
3.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,2025年9月3日,我国在天安门广场举行了盛大的阅兵仪式。如图所示是首次亮相的某款无人驾驶战车,在平直的长安街接受检阅。若战车10min匀速行了3km,这个过程中受到的阻力为1200N,发动机总共消耗0.3kg柴油。[已知,,当地大气压为1个标准大气压]求:
(1)柴油完全燃烧放出的热量是多少?
(2)战车的牵引力在这10min里做的功是多少?
(3)这辆战车发动机的热机效率?
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 柴油完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.3kg×4×107J/kg=1.2×107J
(2) 因为战车匀速行驶,所以它处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力。所以牵引力F的大小等于阻力f的大小,即F=f=1200N战车行驶的距离s=3km=3000m牵引力做的功W=Fs=1200N×3000m= 3.6×106J
(3) 牵引力做的功是发动机对外做的有用功,即W有用=W=3.6×106J柴油完全燃烧放出的热量是总能量,即Q总=Q放=1.2×107J战车发动机的热机效率
4.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)全球汽车保有量在迅速增长,截至2020年全球处于使用状态的汽车数量约为辆。每辆汽车每年耗油1.55t,全球一年内将消耗燃油 t。若汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%,全球每年可以节约 t燃油。
【答案】① ②
【详解】[1]全球一年内将消耗燃油的质量为[2]汽车做相同的有用功,效率为时,消耗燃油质量为。当效率提高到时,消耗燃油质量为。根据,效率提高后所需燃油量为每辆车每年节约燃油全球每年可以节约燃油
5.(25-26九上·大连名校联盟·期中)“雪龙2号”是我国自主建造的第一艘极地科学考察破冰船,也是全球首艘具备船首和船尾双向破冰能力的考察船。“雪龙2号”的动力来源于柴电动力系统,最大功率为,每小时最大破冰航程为27km,柴电动力系统的效率约为30%。请计算:
(1)“雪龙2号”以最大功率破冰时,每小时做多少功?
(2)“雪龙2号”以最大功率和最大航速沿直线破冰时的牵引力是多少N?
(3)“雪龙2号”以最大功率工作时,每小时消耗柴油的质量是多少kg?(柴油的热值q取)
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) “雪龙2号”以最大功率破冰时,每小时做功为
(2) “雪龙2号”以最大功率和最大航速沿直线破冰时的牵引力为
(3) “雪龙2号”以最大功率工作时,每小时柴油完全燃烧放出的热量为则每小时消耗柴油的质量为
6.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)某同学用燃气灶烧水。已知锅内水的质量为,水的初温为,加热一段时间后共消耗了的天然气,若此燃气灶烧水的热效率为[水的比热容为,天然气的热值为,此时为标准大气压]。求:
(1)0.05m³的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量和锅内水的末温。
【答案】(1) (2),
【讲解】(1) 天然气的热值q为,根据热量计算公式,的天然气完全燃烧所放出的热量
(2) 在标准大气压下,消耗的天然气,加热质量为,初温为的水,且燃气灶烧水的热效率为,水的比热容为。水吸收的总热量此时锅内水的末温因为标准大气压下,水的沸点是,水沸腾时持续吸热,温度不变,所以此时水的末温为。
7.(25-26九上·大连高新园区·期中)目前,“节能减排”已引起全球的关注。 如何减少能耗, 提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视;
(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶; 请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整;
(2) 一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km,受到的阻力为1200N,燃烧了0.3kg汽油。求:(汽油的热值q=4.6×107J/kg)
① 牵引力做了多少功?
② 这些汽油完全燃烧放出的热量;
③ 发动机的效率。(结果保留到0.1%)
【答案】(1) ;(2)① 3.6×106J;② 1.38×107J;③ 26.1%
【详解】解:(1)由于汽油燃烧产生的内能,主要热量散失是废气带走的热量,所以能流图中损失能量较多的填废气,还有部分能量克服机械摩擦损失了,如下图所示: (2)① 汽车在平直的公路上匀速行驶了3km,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,所以牵引力为1200N,则牵引力做功W=Fs=1200N×3km=1200N×3000m=3.6×106J② 燃烧了0.3kg汽油,完全燃烧放出的热量Q=mq=0.3kg×4.6×107J/kg=1.38×107J③ 发动机的效率答:(1)汽油机工作时的能流图如解图所示;
(2)① 牵引力做了3.6×106J功;② 这些汽油完全燃烧放出的热量为1.38×107J;③ 发动机的效率为26.1%。
8.(25-26九上·东北育才学校·期中)某油电混合动力汽车沿平直公路以的速度匀速行驶,从A处到B处用时1.5h,此过程中汽油燃烧释放热量的30%用于驱动汽车匀速行驶,汽车行驶过程中所受阻力恒为1000N,设汽油在汽缸内完全燃烧,且热值近似取。
(1)求A、B两地间的距离;
(2)求在上述行驶过程中:
①牵引力对汽车所做的功;
②消耗的汽油质量。
(3)从B处开始,司机关闭发动机,汽车滑行至C处停止。在此过程中,汽车通过动能回收装置将动能减少量的50%转化为电能,若这些电能可供功率为1000W的用电器持续工作3min,求汽车在B处时的动能。
【答案】(1)72km (2)7.2×107J,4.8kg (3)3.6×105J
【讲解】(1) 根据速度公式可得,A、B两地间的距离
(2) 因为汽车匀速行驶,所以汽车处于平衡状态,牵引力与阻力大小相等,牵引力大小为F=f=1000N牵引力对汽车所做的功汽油燃烧释放的热量有30%用于驱动汽车,则热机效率η= 30%。牵引力做的功为有用功,即根据可得,汽油完全燃烧释放的热量根据Q放=mq可得,消耗的汽油质量
(3) 动能回收装置转化的电能汽车在B处时的动能
9.(25-26九上·阜新实验中学·期中)随着人们生活水平的提高,小汽车已普遍进入我们的家庭。小明家的小汽车空载总重,车轮与地面接触总面积。“五一”节小明和爸爸驾车出去旅游,汽车在一段平直且限速的高速公路上匀速行驶,消耗汽油,发动机实际输出功率为,汽油机效率为35%(假如汽油完全燃烧,;;)。请你帮小明解决下列问题:
(1)汽车空载静止时对水平地面的压强有多大?
(2)汽油机做的有用功是多少?
(3)汽车在这段路面行驶过程中,受到的阻力是多大?
【答案】(1)
1×105 Pa (2)
2.52×107 J (3)
1680 N
【讲解】(1) 汽车对地面的压力等于其重力,即汽车空载静止时对水平地面的压强
(2) 汽油质量汽油完全燃烧放出的热量有用功为总热量的35%,根据公式可得
(3) 有用功等于牵引力做的功,变形得到牵引力计算公式因汽车匀速行驶,阻力与牵引力平衡,故
10.(25-26九上·辽宁本溪·期中)休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起,某市开始进入海洋伏季休渔期;9月1日休渔期结束后,各渔港码头“千帆竞发”,渔船可出海进行捕捞作业。如图为某型号渔船,其部分参数如表(g=10N/kg)。
总长度(m)
34.2
宽度(m)
6
排水量(t)
200
最大吃水深度(m)
2.1
发动机额定动力输出功率(kW)
280
鱼舱容量(m3)
147
(1)该渔船满载时,求它受到的浮力;
(2)满载时,求船底受到海水的压强;
(3)若发动机以额定动力输出功率运行,消耗燃油60kg,则该发动机工作的效率为多少?
【答案】(1) (2) (3)
【讲解】(1) 已知排水量该渔船满载时,它受到的浮力
(2) 满载时,船底受到海水的压强
(3) 发动机输出的有用功为燃油完全燃烧释放的总热量为该发动机工作的效率
考点7 比较不同物质吸热的情况
1.(25-26九上·沈阳第四十三中学·期中)(多选)在“比较不同液体的比热容大小”的实验中,用相同的酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据,四次实验中,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等,在第1次实验中用掉了1g酒精,已知酒精的热值为,水的比热容为,则由上述条件可得( )
次数
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
200
10
7
2
甲
200
20
10
3
乙
400
20
14
4
丙
400
15
14
A. 第1次实验中,酒精灯的效率为28%
B. 第1、2次实验中,甲液体吸收的热量比水吸收的热量多
C. 甲液体的比热容为
D. 丙液体的比热容小于乙液体的比热容
【答案】ABC
【详解】A.第1次实验中,水吸收热量为酒精完全燃烧放出热量为则第1次实验中,酒精灯的效率为故A正确;B.在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等,第1、2次实验中,甲液体加热时间较长,所以甲液体吸收的热量比水吸收的热量多,故B正确;C.甲液体10min吸收热量为则甲液体的比热容为故C正确;D.由表可知,乙丙质量相同,加热相同时间,吸收相同热量,丙升高的温度较少,所以丙液体的比热容大于乙液体的比热容,故D错误。故选ABC。
2.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)某实验小组用图1所示的装置比较水和煤油的吸热本领。[]
(1)除了图1中的实验器材,为了顺利完成实验,我们还需要的测量工具有停表和 ;
(2)用两个相同的电加热器来加热水和煤油,每隔一段时间记录一次温度,整个实验操作无误。图2甲中,图线 (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律,煤油的比热容为 J/(kg·℃);
(3)实验是用 间接反映液体吸收热量的多少;实验表明,不同的物质,质量和升高温度相同时,吸收的热量不同。我们用比热容来表示不同物质这种性质上的差别;
(4)下列现象不能用比热容解释的是 (填序号);
①汽车发动机外层的水套
②夏天吃冰棒解热
③沙漠地区昼夜温差较大
(5)另一小组用该器材进行实验,根据实验数据绘制的图像,如图2乙所示,发现乙图像中AB段与OC段相互平行,分析产生这种现象的原因可能是 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)天平 (2)① a ② (3)加热时间 (4)② (5)大于
【讲解】(1) 实验是比较水和煤油的吸热本领,需测量水和煤油的质量,因此还需要天平。
(2) [1]用两个相同的电加热器来加热水和煤油,相同时间内吸收的热量相同,煤油的比热容比水小,因此温度变化较大。由图可知,图线a表示的温度变化量较大,可以反映煤油的温度随时间的变化规律。[2]由题意可知,,即,解得
(3) 用两个相同的电加热器来加热水和煤油,相同时间内吸收的热量相同,故可以通过比较加热时间来间接反映液体吸收热量的多少。
(4) 汽车发动机外层的水套、沙漠地区昼夜温差较大,均是由于水的比热容较大;而夏天吃冰棒解热,是利用冰熔化吸热,故选② 。
(5) 质量相同时,水的比热容大,相同时间内升温更慢。而乙图像中AB段与OC段相互平行,说明两者温度变化一样。且二者用两个相同的电加热器来加热,说明二者相同时间内吸收的热量相同。根据,有由于,故即产生这种现象的原因可能是大于。
3.(25-26九上·辽阳一中·期中)为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如下图所示的实验。已知甲、乙两个容器分别装有水和食用油,回答下列问题:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
76
(1)本实验选用的测量工具有:天平、停表、 ;选用相同的电加热器的目的是 ;
(2)在实验中可以控制加热时间相同,通过比较 来研究水和食用油吸热能力的差异;
(3)从表中数据可知,实验前要保证水和食用油的质量和初温相同,加热结束时,食用油的温度比水的温度高,说明了: 。
【答案】(1)① 温度计 ② 使相同时间内水和食用油吸收的热量相同 (2)升高的温度 (3)水的吸热能力比食用油强
【讲解】(1) [1]实验中要记录水和食用油的温度,因此还需要的测量工具为温度计。[2]选用相同的电加热器,加热相同时间,加热器产生热量相同,液体吸收热量相同,即选用相同的电加热器的目的是使液体加热相同时间,吸收热量相同。
(2) 在实验中可以控制加热时间相同,则水和食用油吸收的热量相同,通过比较升高的温度来研究水和食用油吸热能力的差异。
(3) 实验前水和食用油的初温相同,加热结束时,水和食用油吸收的热量相同(因为加热时间相同),食用油的温度比水的温度高,则食用油升高的温度高,由可知,水的比热容大,食用油的比热容小,说明水的吸热能力比食用油强。
4.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)加热前,应在两个烧杯中分别倒入 相等的水和煤油;
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线 可以反映煤油的温度随时间的变化规律,加热过程中,煤油的热值 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(3)同时停止加热,在水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
【答案】① 质量 ② ① ③ 不变 ④ 大于
【详解】
(1)[1]根据比较不同物质吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,故实验中应取质量相等的水和食用油倒入两个相同的烧杯中。
(2)[2]可观察图像,在加热时间相同的情况下,① 的温度变化量比② 大,故① 的吸热能力比② 弱。又因② 是水的温度随时间的变化规律图,水的比热容又大于煤油的比热容,故图线① 为煤油的温度随时间的变化规律。[3]热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,所以加热过程中,其热值大小不变。
(3)[4]由 可知,放出的热量与降低的温度之比 ,所以在水和煤油质量和放出热量都相同的情况下,降低的温度与比热容成反比,故水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
5.(25-26九上·大连名校联盟·期中)为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)分别在试管中装入的A、B两种液体应保证 (填“体积”或“质量”)相同;当它们吸收热量相同时,通过比较 来判断吸热能力的强弱;
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4min内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量 (选填“相等”或“不相等”);若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 (选填“A”或“B”)液体;
(3)若B是水,则A的比热容为 J/(kg·℃)[水的比热为4.2×103J/(kg·℃)];
(4)由可得,关于同一种物质的比热容c,下列说法中正确的是( )
A. 若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B. 若质量增大一倍,则比热容减至一半
C. 若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D. 无论质量多大,比热容都一样
【答案】(1)① 质量 ② 升高的温度 (2)① 相等 ② B (3)2.1×103 (4)D
【讲解】(1) [1][2]根据控制变量法,比较液体吸热能力大小的实验中,为了便于比较,在试管中装入A、B两种液体,应保证质量、初温相同,当液体吸收热量相同时,通过比较液体升高的温度来判断吸热能力的强弱,液体温度升高的越高,吸热能力越弱。
(2) [1]实验中,用相同的加热装置加热,相同时间释放的热量相同,在0~4min内,相同时间,质量相等的A、B两种液体,吸收的热量相等。[2]分析图像可知,相同加热时间,吸收相同的热量,A液体升高得温度高,吸热能力弱,B液体升高的温度低,B的吸热能力强,当放出热量时,质量相同的A、B两种液体降低同样的温度,B放出的热量更多,所以应选择B液体装入暖手袋中作为供热物质。
(3) 由图像可知,两种液体温度均升高40℃,A需要加热4min,B加热8min,则A、B两种液体吸收热量之比为1︰2,由于两种液体的质量相同,根据可知,A、B两种液体的比热容之比为1︰2,则A液体的比热容为
(4) 比热容是物质的属性,只与物质的种类及状态有关,与物体的质量、温度、吸收热量的多少无关,故D正确,ABC错误。故选D。
6.(25-26九上·大连金普新区·期中)为比较水和菜籽油的吸热本领,某实验小组进行了如下的实验探究:
(1)实验中,选择规格 (选填“相同”或“不同”)的电加热器来加热质量相同的水和菜籽油。
(2)实验过程中,通过 来判断水和菜籽油吸收热量的多少。
(3)实验中,每隔一段时间记录一次温度,整个实验操作无误,画出水和菜籽油温度随时间变化图像如图甲所示。则:
①图像中 (选填“a”或“b”)物质吸热本领比较强;
②a、b两种物质的比热容之比为 。(不计热量损失)
(4)同时停止加热,一段时间后,水降低的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)菜籽油降低的温度。(质量变化忽略不计)
(5)另一实验小组用相同的器材进行实验,绘制的温度变化图像如图乙所示,分析原因发现两种液体质量不同,是 (选填“>”“<”或“=”)导致的。
【答案】(1)相同 (2)加热时间长短 (3)① b ② 1:3 (4)小于 (5)>
【讲解】(1) 要比较水和菜籽油的吸热本领,应控制变量,使用规格相同的电加热器,这样相同时间内水和菜籽油吸收的热量相同。
(2) 相同加热器相同时间内释放的热量相同,根据转换法可知,水和菜籽油吸热的多少是通过加热时间长短来反映的。
(3) [1]由得,吸收相同热量的相同的质量的不同物质,温度升高慢的,比热容大。由图像可知,b图像温度变化较慢,b物质吸热本领比较强。[2]0-10min内,两物质吸收的热量相同,即a、b两种物质的比热容之比为所以,a、b两种物质的比热容之比
(4) 同时停止加热,水和菜籽油都向外放热,质量变化忽略不计。水的比热容大,根据,放出相同热量时,比热容大的水降低的温度小于菜籽油降低的温度。
(5) 由图乙可知,两条线段相互平行,当加热相同时间时,升高的温度相同,即吸收相同热量升高的温度相同,根据可知,因为,Q吸和Δt相同,故ma> mb。
7.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)如图甲是小红“探究不同物质吸热本领”的实验装置,用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热:
(1)该实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: 。
(2)实验时,通过比较 来间接反映煤油和水吸收的热量多少;
(3)小红根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像,由图像可知,加热5min时b物质的温度上升的更明显,说明b的吸热能力 (选填“强”或“弱”),此时a、b两种液体吸收的热量关系是Qa Qb。(选填“>”“<”或“=”);
(4)实验结束后,小红又用该装置探究了水在升高相同的温度时,吸收热量多少与质量大小的关系。得到了如图丙所示,不同质量的水在加热过程中温度随时间变化关系图像。由图像可知 (选填“A”或“B”)图像对应水的质量较大。
【答案】(1)没有控制水和煤油的质量相等 (2)加热时间 (3)① 弱 ② = (4)B
【讲解】(1) 根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同。因为不同物质密度不同,根据,质量相同的不同物质体积不同,所以图甲是所用的实验装置的错误之处:没有控制水和煤油质量相等。
(2) 因为实验中用相同的加热装置分别给水和煤油加热,相同的加热器在相同的时间内放出相同的热量。所以根据转换法,实验中,可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少。
(3) [1][2]由图像知道,加热5min时,物质b的温度上升的更明显,说明物质b的吸热能力弱,物质a吸热能力强,由于加热时间相同,则吸收的热量是相同的。
(4) 用该装置探究了水在升高相同的温度时,吸收热量多少与质量大小的关系。由图丙可知,B加热相同的时间温度升高的慢,可知B图像对应水的质量较大。
8.(25-26九上·沈阳七中·期中)探究“不同物质的吸热能力”。
(1)琪琪同学用两个相同的烧杯装入 相同的水和花生油,并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热(如图甲);
(2)琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像,由图像可知,b的吸热能力 (填“强”或“弱”),加热5min时,a、b两种液体吸收的热量关系是:Qa Qb(填“>”“<”或“=”);
(3)已知c水=4.2×103J/(kg·℃),由图像可知,花生油的比热容是 J/(kg·℃);
(4)要使两种液体加热相同时间,升高的温度也相同,应该适当减小 (填“水”或“花生油”)的质量。
【答案】(1)质量 (2)① 弱 ② = (3)1.8×103 (4)水
【讲解】(1) 探究“不同物质的吸热能力”时,需要控制两种液体的质量相同,用两个相同的烧杯装入质量相同的水和花生油。
(2) [1][2]由图乙可知,加热5min时,加热时间相同,吸收相同的热量,即Qa=Qb,b物质的温度上升的更明显,说明b的吸热能力弱。
(3) 由图乙可知,b的吸热能力弱,所以b是花生油,a是水,加热时间相同,花生油升高的温度为Δt油=52℃-10℃=42℃水升高的温度时Δt水=52℃-34℃=18℃根据公式Q=cmΔt可知,在液体质量相同,吸收热量相同时,升高的温度与比热容的大小成反比,则花生油的比热容为
(4) 由于水的比热容大,若使两种液体加热相同时间内,升高的温度也相同,根据公式Q=cmΔt可知,应该适当减小水的质量。
9.(25-26九上·阜新实验中学·期中)在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
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
(1)实验中,应量取 (选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热。通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)要比较甲、乙两种液体的吸热能力,在两种液体都不沸腾的前提下:小红认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较,小花认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是 (选填“小红”、“小花”或“都可行”);
(3)表格记录本次实验数据,要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液,你认为选择 (选填“甲”或“乙”)液体较为合理;
(4)若加热过程中无热量损失,已知甲物质的比热容为,则乙物质的比热容为 。
【答案】(1)① 质量 ② 加热时间 (2)都可行 (3)甲 (4)
【讲解】(1) [1]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,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]使用规格相同的电加热器加热,加热相同的时间,放出的热量相等,甲和乙吸收的热量相等,根据转换法,通过比较加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(2) 根据比较吸热能力的方法有两种,一种是升高相同的温度比较吸收的热量,二是吸收相同热量比较升高的温度,在两种液体都不沸腾的前提下,小红认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较;小花认为要加热相同的时间然后进行比较,两种方法都可行。
(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,所以选择甲液体做冷却液较为合理。
(4) 由表格中的数据可知,从34℃升高到42℃,甲、乙的加热时间分别为2分钟和1分钟,吸收的热量之比为2︰1,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸收的热量与比热容成正比,若甲液体的比热容为,则乙液体的比热容为
10.(25-26九上·辽宁本溪·期中)同学们为了“探究液体吸收的热量与物质种类的关系”,利用如图1所示的实验装置进行实验,并绘制出液体温度随时间的变化图像如图2所示。回答下列问题:
(1)选择两个完全相同的电加热器加热两种液体,本实验通过比较 (选填“加热时间”或“温度的变化”)来比较两种液体吸热的多少;
(2)A和B两种液体的比热容关系是:cA cB(均选填“>”“=”或“<”);
(3)若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 (选填“A”或“B”)液体。假如B液体是水,则A液体的比热容为 J/( kg·℃) [水的比热容为];
(4)默认水吸收的热量等于酒精燃烧释放的热量,那么计算燃料酒精的热值会 。(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)加热时间 (2)< (3)① B ② (4)偏小
【讲解】(1) 在实验过程中,选择两个完全相同的电加热器,相同时间放热相同,根据转换法,本实验通过比较加热时间来比较两种液体吸热的多少。
(2) 由图乙知,A、B液体都加热相同时间,吸收的热量相同,A升高的温度大于B升高的温度。根据比热容公式可知,质量相同,吸收的热量相同,温度的变化越大,则比热容越小,故cA<cB。
(3) [1]若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择比热容较大的液体,故选B液体。[2]由图乙知,A、B液体都加热4min,A升高的温度为,B升高的温度为,A升高的温度为B升高的温度的2倍,则B的比热容为A的比热容的2倍,故
(4) 由于酒精完全燃烧所放出的热量,一部分被烧杯吸收,一部分散失掉,一部分被水吸收,所以水吸收的热量小于酒精完全燃烧放出的热量。由此可知,若是默认酒精燃烧释放的热量被水完全吸收,则由热值公式可知计算燃料酒精的热值会偏小。
考点8 跨学科实践:制作简易热机模型
1.(25-26九上·沈阳一二六中学教育集团·期中)物理兴趣小组利用饮料瓶演示热机的工作原理,实验步骤如下:①如图甲,取一个空的饮料瓶,并在瓶子下端开一个小口;②如图乙,向瓶内喷入适量酒精;③如图丙,在瓶口处盖上纸杯,再在小孔处点火。实验现象:纸杯被向上顶出。下列关于该实验的分析正确的是( )
A. 步骤②中喷入酒精是在模拟压缩冲程
B. 步骤③中点火时,是通过做功的方式改变了瓶内气体的内能
C. 酒精在此过程中燃烧越充分,其热值越大
D. 纸杯被顶出去时,是将瓶内气体的内能转化为纸杯的机械能
【答案】D
【详解】A.步骤② 中喷入酒精是在模拟吸气冲程,故A错误;B.步骤③ 中点火时,燃料燃烧,获得内能,传递给空气,是通过热传递的方式改变了瓶内气体的内能,故B错误;C.热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关,所以燃烧越充分,相同条件下放出热量越多,但热值不变,故C错误; D.燃气推动纸杯飞出去,将内能转化为机械能,此过程相当于内燃机的做功冲程,故D正确。故选D。
2.(25-26九上·辽宁沈阳南昌初级中学·期中)(多选)如图所示,在跨学科实践中,小明制作了一个简易的热机模型——“蒸汽船”。他在铜制容器中盛入一定量的水之后安装在“船体”上,用酒精灯对铜制容器底部加热,一段时间后容器内水温升高产生的水蒸气沿铜管向右喷出,“蒸汽船”向左行驶,下列说法正确的是( )
A. 酒精燃烧过程中,其热值不断减小
B. “蒸汽船”在向左运动时主要将内能转化为机械能
C. 酒精在燃烧的过程中不断放热,将内能转化为化学能
D. 水在沸腾时会有热量的散失,但仍遵守能量守恒定律
【答案】BD
【详解】A.燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比叫做燃料的热值,热值反映燃料自身完全燃烧放出热量的本领,与燃料是否燃烧、燃烧多少、是否完全燃烧无关;所以酒精燃烧过程中,其热值不变,故A错误;B.容器内高温的水蒸气向右喷出,高温水蒸气给了空气一个向右的作用力,空气又给高温水蒸气一个向左的反作用力,于是“蒸汽船”向左行驶,这个过程中将高温水蒸气的内能转化为“蒸汽船”的机械能,故B正确;C.酒精在燃烧过程中,将酒精的化学能转化为容器内水的内能,并且不断放出热量,故C错误;D.能量只会从一种形式转化为另外一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,水在沸腾时,虽然有大量的热量散失到周围环境中,但是能量的总量仍然是守恒的,故D正确。故选BD。
3.(25-26九上·辽宁营口·期中)跨学科实践:制作简易热机模型
【项目提出】
(1)随着科技发展,热机是人们获得动力的重要机械,汽车走入寻常百姓家,燃烧汽油的是汽油机,大型轮船和飞机有的使用柴油作为燃料,是柴油机,而早年燃烧煤炭的火车使用的是蒸汽机。热机在生产生活中非常重要,如果我们能尝试制作一个热机模型,就可以更好地了解热机是利用燃料燃烧获得的 能转化为 能的机器。
【项目分析】
(2)燃料燃烧后加热水产生水蒸气,通常实验室用 作热源;
(3)用可以密封的易拉罐加热水,类比家用高压锅,开小孔后蒸汽喷出,可以推动高压阀运动,利用水蒸气作为工作介质,好处是 ;
【项目实施】
(4)实验步骤:请根据自己的设计,制作一个简易的热机模型。准备以下材料:一个空易拉罐,一支去掉笔芯和尾塞的中性笔,一台小风扇,一个酒精灯,一个支架。
向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的 端(选填“粗”或“细”)朝外,另一端插入易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
【展示交流】
(5)在展示交流中,说一说你在制作过程中的心得体会,想一想在哪些方面还可以做得更好 ?
【答案】(1)① 内 ② 机械 (2)酒精灯 (3)实现了水蒸气内能转化为机械能,对环境几乎无污染。 (4)细 (5)添加隔热层或调整酒精灯位置,降低烫伤风险。
【讲解】(1) [1][2]汽车使用燃烧汽油的汽油机,大型轮船和部分飞机需要的动力大,使用燃烧柴油的柴油机,早年燃烧煤炭的火车使用蒸汽机,热机的工作原理是利用燃料燃烧获得内能,再将内能转化为机械能。
(2) 实验室常用的加热仪器是酒精灯,通过酒精灯加热水产生水蒸气。
(3) 密封的易拉罐加热水,类比高压锅,开小孔后蒸汽喷出推动高压阀运动,此时工作物质是水汽化后的水蒸气,实现了水蒸气内能转化为机械能,对环境几乎无污染。
(4) 在水蒸气流量相同的情况下,笔的细端的流速更大,产生的推力更大,故水蒸气从笔的尖端细端喷出,推动扇叶转动效果更好。
(5) 密封性优化:使用更耐高温的密封胶或金属垫圈,减少蒸汽泄漏。结构强化:加固易拉罐支架,避免高温变形影响稳定性。安全性提升:添加隔热层或调整酒精灯位置,降低烫伤风险。
4.(25-26九上辽宁沈阳虹桥中学·期中)在跨学科实践课上,某小组开展了油电混合动力汽车的项目化学习活动,下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成以下内容。
【项目分解】
(1)研究油电混合动力汽车的动力原理
(2)研究汽车油量测量装置的电学原理
【项目实施】
(1)研究油电混合动力汽车的动力原理
如图甲是一款混合动力汽车,它采用传统的汽油机和电动机作为动力源工作时,汽油机和电动机动力可互补。当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时,只有内燃机工作,既向车轮输出能量,又给蓄电池充电。当司机踩制动时,相当于切断动力,车辆在减速滑行时利用机械装置把驱动电机转变为发电机给蓄电池充电,回收部分机械能,使它同时具有节能和低排放等特点。电池组工作电压为240V,电池的容量约为5000mA·h。
①如图乙所示,用力将活塞迅速下压,筒内脱脂棉燃烧,该过程能量转化的特点与汽油机的 冲程能量转化相同;
②图丙是汽车的动力组成及原理示意图下列说法正确的是 ;
a、电动机在提供动力过程中将电能转化为机械能
b、电池组充满电后储存的电能为1200kW·h,充电时电能转化为化学能
(2)研究汽车油量测量装置的电学原理
如图丁所示是该小组设计的汽车测定油箱内油量装置的模拟电路,其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮标,油箱中的油量通过油量表示数反映。
①此电路中电阻R0的作用是 ;
②图中已画出部分电路,请在图中完成电路的设计 ;要求:当油箱中的油用完时,油量表(电压表)的示数为零;油量越多,电压表示数越大。
【项目拓展】
(3)当汽车以54km/h的速度沿水平公路匀速直线行驶0.2h的过程中,消耗了0.36kg燃油,发动机和驱动电机共同为汽车提供动力,汽车行驶过程中受到的平均阻力为400N;燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,行驶过程中蓄电池为电动机提供了的能量,整个过程中蓄电池储存的电能增加了电池容量的50%。假设燃油在发动机气缸内完全燃烧,q=5×107J/kg。该油电混合动力汽车在上述过程中,完全燃烧0.36kg燃油产生的热量为 J,汽油发动机的效率为 %。
【答案】(1)① 压缩 ② a (2)① 保护电路 ② (3)① ② 36
【讲解】(1) [1]用力将活塞迅速下压,是将机械能转化为筒内气体的内能,使气体温度升高,达到脱脂棉的燃点,从而点燃脱脂棉。故与汽油机的压缩冲程能量转化相同。[2]电动机工作时是消耗电能使电动机转动,因此是将电能转化为机械能,从而为汽车提供动力。电池组充电时将电能转化为化学能储存起来,电池组工作电压为240V,电池的容量约为5000mA·h,充满电后储存的电能故选a。
(2) [1]电路中串联电阻R0是为了防止滑动变阻器滑片移动到阻值为0时,使电路电阻为0,出现短路损坏电源。故电路中串联电阻R0是为了保护电路。[2]根据题目要求:当油量越少,浮标下降,滑片移动使滑动变阻器接入电阻越大,电路电流越小,R0两端电压越小,电压表示数为零;油量越多,浮标上升,滑动变阻器接入电阻越小,电流越大,R0两端电压越大,电压表示数越大,因此为了满足条件连接的电路图,如图所示:
(3) [1]假设燃油在发动机气缸内完全燃烧,q=5×107J/kg,完全燃烧0.36kg燃油产生的热量[2]燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电。行驶过程中用于驱动汽车行驶的能量蓄电池储存的电能有用的能量汽油发动机的效率
试卷第1页,共3页
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专题01内能及其利用
考点1热量比热容
1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】B
4.【答案】B
5.【答案】c
6.【答案】①比热容
②热值
7.【答案】①比热容
②热值
8.【答案】①热值
②内
9.【答案】①夜晚
②较高
10.【答案】(1)①质量
②水升高的温度
(2)①1
②3:2
》
考点2分子动理论的初步知识
1.【答案】c
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】c
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5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】扩散
9.【答案】①斥
②引
10.【答案】①扩散
②导体
考点3内能
1.【答案】C
2.【答案】ACD
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】BC
7.【答案】D
8.【答案】①扩散
②热传递
9.【答案】①做功
②热传递
10.【答案】①温度
②热量
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考点4能量的转化与守恒
1.【答案】D
2.【答案】AD
3.【答案】BD
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】AB
7.【答案】B
8.【答案】B
9.【答案】AB
10.【答案】①重力势能
②遵循
》
考点5热机
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】①喷油嘴
②空气
6.【答案】①扩散
②压缩
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7.【答案】(1)①变大
②引力
(2)不能
(3)机械能
(4)
①压缩
②不相同
8.【答案】①压缩
②375
9.【答案】(1)①
内
②
机械
(2)①
水蒸气做功冲程
③
汽化
③
降低
(3)
排气冲程
10.【答案】①压缩
②力的作用是相互的
③飞行时间
④AD
⑤1.08
》
考点6热机的效率
1.【答案】(1)5.4×10J;(2)1.2×10J热量(3)35%
2.【答案】(1)2×103J/(kg℃)
(2)30%
3.【答案】(1)1.2×10J
(2)3.6×10J
(3)30%
4.【答案】①1.55×10
②5×10
5.【答案】(1)5.4×1010J
(2)2×10N
(3)4.5×103kg
6.【答案】(1)2.1×10J
(2)1.26×10J,100▣°C
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燃料释放的能量
机械
摩擦
机械散
废气
都到哪里去了?
热耗能
燃料释放
的能量
2
有用
机械能
7.【答案】(1)
汽油机的能流图
;(2)①3.6×10J:②
1.38×10J:③26.1%
8.【答案】(1)72km
(2)7.2×10J,4.8kg
(3)3.6×10J
9.【答案】(1)
1×105Pa
(2)
2.52×10J
(3)
1680N
10.【答案】(1)2×105N
(2)2.1×104Pa
(3)40%
2》
考点7比较不同物质吸热的情况
1.【答案】ABC
2.【答案】(1)天平
(2)①a
②1.575×103
(3)加热时
间
(4)②
(5)大于
3.【答案】(1)①温度计
②使相同时间内水和食用油吸收的热量相同
(2)升高的
温度
(3)水的吸热能力比食用油强
4.【答案】①质量
②①
③不变
④大于
5.【答案】(1)①质量
②升高的温度
(2)①相等
②B
(3)
2.1×103
(4)D
6.【答案】(1)相同
(2)加热时间长短
(3)①b
②
1:3
(4)小于
(5)>
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7.【答案】(1)没有控制水和煤油的质量相等
(2)加热时间
(3)①
弱
②=
(4)B
8.【答案】(1)质量
(2)①弱
②=
(3)1.8×103
(4)
水
9.【答案】(1)①质量
②加热时间
(2)都可行
(3)
甲
(4)2.1×103
10.【答案】(1)加热时间
(2)<
(3)①B
②2.1×103
(4)偏小
考点8跨学科实践:制作简易热机模型
1.【答案】D
2.【答案】BD
3.【答案】(1)①内
②机械
(2)酒精灯
(3)实现了水蒸气内能转化
为机械能,对环境几乎无污染。·
(4)细
(5)添加隔热层或调整酒精灯位置,降低
烫伤风险。
4.【答案】(1)①压缩
②a
(2)①保护电路
②
Ro
滑杆Q1
连杆“2
1.8×10
表
浮子
(3)①
②36
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Ro
3
0滑杆01
油
连杆品2
表
浮子
(3)[1]假设燃油在发动机气缸内完全燃烧,q=5×10'Jg,完全燃
烧0,36ke燃油产生的热量Q=mq=0,.36kg×5×10J/kg=1.8×102J2☑]燃油燃烧放出的热量部分用
于驱动汽车行驶和对蓄电池充电。行驶过程中用于驱动汽车行驶的能量
W1=Fs=Fvt=400N×54km/h×0.2h=400N×10800m=4.32×105J蓄电池储存的电能
W2=50%W=50%×4.32×10J=2.16×105J有用的能量
W有用=W1+W2=4.32×10J+2.16×10J=6.48×105J汽油发动机的效率
W有厘=6.48×10J=369%
n=Q放=1.8×10J
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