内容正文:
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【学科导航】第二章 第二节 内能专项训练
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1. “煮”的篆体写法如图,表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
2. 读四幅“海陆风示意图”,判断近地面大气的运动情况,符合实际的是( )
3. 火锅,古称“古董羹”,因食物投入沸水时发出的“咕咚”声而得名,是中国独创的美食之一。它可根据个人喜好加入不同的汤料和食物,是一种老少皆宜的食物烹饪方式。下列说法正确的是( )
A.滚烫的火锅汤含有的热量多
B.随着火锅汤的温度升高,其内能增加
C.刚出锅的食材“热”得烫嘴,“热”表示的是内能
D.火锅汤在沸腾过程中吸收热量,温度不变,内能不变
4. 如图1甲,将温度计插入装有碎冰的烧杯中,把这个装置放在室温环境中,温度计读数随时间变化的图象如图1乙,下列说法正确的是( )
A.该物质在t2时刻的内能为零 B.在t2~t4过程中,物质的内能保持不变
C.该物质在t1时刻比在t2时刻的分子动能更大 D.该物质在t1时刻的分子排列如图2b
5.如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,玻璃瓶内产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.冲出的水蒸气内能减小,温度降低,使吸管处出现白雾
C.蒸汽推动小船前进,小船的动能增大,重力势能不变
D.蒸汽小船开始前进和最后停止两种状态相比,所受的浮力减小
6. 如图是某学校举行消防演练灭火时的情景,对涉及的科学知识分析正确的是( )
A.室外温度为0℃时,木柴的内能为零 B.木柴燃烧放出的热量越多,木柴的热值越大
C.若未燃烧的木柴温度升高,内能增加 D.灭火器在使用过程中对外做功,内能不变
7. 以下过程不发生物态变化,初温和质量相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的高,那么初温相同的甲、乙放出相同热量( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D.甲的末温比乙的低,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
8. 已知1g甲液体温度升高1℃需要2.1J的热量,1g乙液体温度升高1℃需要4.2J的热量,1g丙液体温度升高1℃需要2.8J的热量。分别取甲、乙两种液体各60g,以相同的热源加热,其温度与加热时间的关系如图所示。若取90g的丙液体,以相同的热源加热,则其温度与加热时间的关系图象( )
A.落在Ⅰ区 B.落在Ⅱ区 C.与甲重叠 D.与乙重叠
9. 关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.温度为0℃的物体没有内能 B.同一物体温度升高,它的内能一定增大
C.热传递是改变物体内能的唯一途径 D.0℃的冰熔化变成0℃的水内能不变
10.将“气压火箭”发射筒内充满气体,并在发射管外安装好纸火箭外壳。如图所示,按下发射气阀,随着“砰”的一声响,火箭飞出,同时看到下端管口出现了明显的“白气”。下列叙述中正确的是( )
A.“白气”是水蒸气
B.“白气”是由于外界水蒸气吸热产生的
C.发射筒内气体与外界气体发生热传递,内能增加
D.发射筒内气体对筒身与纸火箭做功,内能减小
11.把两个质量相同、温度都为80℃的甲、乙两金属块分别投入质量相同、初温都为20℃的A,B两杯水中,热平衡时(无热量损失)A杯和B杯中水的温度分别为40℃和50℃,则甲、乙两金属块的比热容之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.3:4 D.4:3
12.甲、乙两物体质量都为1kg,丙物体质量为2kg,三个物体温度都升高1℃吸收热量如图所示,甲、乙、丙三个物体的比热容由大到小排列是( )
A.c甲>c乙>c丙 B.c甲>c丙>c乙 C.c乙>c甲>c丙 D.c乙>c丙>c甲
13.用相同的电加热器分别给质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图所示的是它们的温度随加热时间的变化图像。下列说法正确的是( )
A.液体A的比热容比B的大
B.液体A与B的比热容之比为1:2
C.加热相同时间,液体B吸收的热量比A吸收的热量多
D.液体A和B升高相同的温度,A吸收的热量较多
14.如图所示,是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图象。假设在热传递过程中没有热量损失,那么,由图中所给的信息可知,冷热水的质量与吸放热之比分别是( )
A.2:1、1:1 B.1:1、2:1 C.1:1、1:2 D.1:2、1:1
15.(2026•镇海区一模)现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体,若对这三种液体分别加热,根据它们各自吸收的热量和末温度,在温度一热量图象上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图所示。则关于甲、丙之间比热容和质量的大小关系判断正确的是( )
①c甲>c丙 ②c甲<c丙 ③m甲>m丙 ④m甲<m丙
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
二、填空题
16.甬舟铁路重点工程金塘海底隧道两侧“定海号”、“甬舟号两台盾构机于五月底开始从两侧相向掘进,最终在海底对接。盾构机的前端安装了“削铁如泥”的刀盘,刀盘旋转工作时产生大量的热,使刀盘内能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。这是通过__________的方式改变物体内能。为了延长仪器使用寿命,材料用水冷却,除了水汽化吸热降温之外,还利用了水的__________比较大的特性。
17.如图所示,这是我国古老的医疗技法——刮痧,当刮痧板在身体上刮动时,身体会感觉到热,这是通过_________的方式增加身体的内能;刮痧时要在皮肤上涂一些药油,当体表温度升高后,药油渗入人体的速度加快,这说明分子热运动的剧烈程度与________有关。
18.如图是食品级不锈钢速冻“冰块”,冷冻后直接放入饮料中可以迅速给饮料降温,由于其清洗方便,制冷迅速,可循环使用以及不会熔化稀释饮料口感等优点深受客户喜爱。将1颗质量为50g的不锈钢“冰块”从﹣10℃的冷冻室取出后立即放入一杯25℃的水中,热平衡后,水温下降了5℃。不考虑热传递过程的热损失,c不锈钢=0.42×103J/(kg•℃),则不锈钢“冰块”吸收的热量为________J,杯中水的质量是_______g。c水=4.2×103J/(kg•℃)。
19.用相同的电加热器对相同质量的水和另一种液体进行加热,它们的温度随加热时间的变化图像如图所示,若加热过程中热量损失忽略不计,则20kg“另一种液体”升高30℃时,吸收的热量为___________J[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]。
20.如图甲所示,用规格相同的电加热器分别给初温相同的a液体和b液体加热,已知b液体的质量是a液体的1.5倍。图乙为a、b两种液体的温度随加热时间变化的关系图象。
(1)加热液体后,为了记录实验数据,除图甲中的实验器材以外,还需要的一种测量工具是____________。
(2)0~t1这段时间内,a液体吸收的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)b液体吸收的热量。
(3)a液体与b液体的比热容之比是____________。
三、探究题
21.(2026•嵊州市二模)实验小组利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等仪器,探究了“做功与物体内能变化间的关系”。
①将温度计的探头放入气压式喷雾器内,测得喷雾器内气体的温度如图甲所示。
②关闭喷嘴处的阀门,接着用手向下快速按压活塞,喷雾器内气体的温度如图乙所示。
③打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内部分气体时,喷雾器前的小叶轮转动,喷雾器内气体的温度如图丙所示。
(1)该实验是通过________________的变化来反映气体内能的变化。
(2)比较_____________两图可知,外界对气体做功,气体的内能增大。
(3)图丙实验中,气体的内能转化为小叶轮的____________能。
(4)小科受到上述实验的启发,组装了一个图丁所示的汽轮机模型。实验时,向烧瓶内注入适量水,用酒精灯将水加热,一段时间后叶轮才开始转动,原因是______________________________________。
22.如图I所示为某同学测量未知液体比热容的实验装置。测量时,分别往甲、乙两个烧瓶中装入水和待测液体,闭合开关一段时间后,再分别用温度计测出这段时间内水和待测液体升高的温度Δt水和Δt,在不计热损失的情况下,就可以求得待测液体的比热容。
(1)为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等,该同学设计的此电路中还必须满足的条件是R甲____ R乙(填“>”“<”或“=”)。
(2)为了得出待测液体比热容的表达式该同学的测量方案中需要准备天平,目的是 ________________________________ 。
(3)实验结束后,该同学绘制了两个烧瓶中液体的温度随时间变化的图像,如图Ⅱ所示,根据水的比热容,可知待测液体的比热容为_______________ 焦/(千克•摄氏度)。
23.蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。小科为了比较A、B两种蓄冷剂的蓄冷效果,进行了如下的实验探究:
①将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中,标明A、B,放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。
②在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水,将冰袋从冰箱中拿出放入水中,并用隔热材料密封。
③通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度。
如图是记录的A、B两蓄冷剂及容器①、②中水的温度随时间的变化曲线。
(1)0﹣t1,水和蓄冷剂之间发生热传递,其热传递方向为_______________。
(2)t1﹣t2,容器①中水温降低10℃,若热量全部被冰袋吸收,每克蓄冷剂A吸收的热量为_________J。
(3)若运输路程较长,配送蛋糕时,选择蓄冷剂_______更好,理由是___________________________________。
四、综合题
24.2023年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示是神舟十六号飞船的返回舱。返回舱重返地球时,为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁,返回舱表面涂有防热材料。返回舱的总质量为3×103kg,表面防热材料的质量为500kg,比热容为4×103J/(kg•℃),请回答下列问题:
(1)返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦,通过________方式增加了返回舱表面的内能,该过程与我们看到的_________(选填“彗星”“流星”或“恒星”)相似。
(2)若返回舱在大气层中共下落1000m,重力做功多少焦?
(3)若返回舱进入大气层后下落1000m的过程中,下落时减少的重力势能全部转化为内能且40%被防热材料吸收,则防热材料升高的温度是多少?
25.目前,氢能源汽车的研制是一个重要课题。有一种氢能源汽车,能利用太阳能聚焦产生高温使水分解得到氢气,并以氢气作为汽车能源。
(1)已知2克氢气完全燃烧生成水蒸气放热280千焦。求氢气的热值。
(2)某氢能源试验汽车,质量为3吨,其最大输出功率为60千瓦,在某平直路段行驶时,阻力是车重的0.05倍,g取10N/kg,求汽车的最大速度。
26.某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率.他们用酒精灯给初温为20℃,质量为100g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精。已知:水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精的热值为3×107J/kg。求:
(1)此过程中水吸收的热量。
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量。
(3)酒精灯烧水时的热效率。
【学科导航】第二章 第二节 内能专项训练(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】D
【解析】【考点】改变物体内能的两种方式.
【分析】改变物体的内能的方式有:做功和热传递;热传递使物体内能发生改变的实质是内能发生了转移,做功使物体内能发生改变的实质是能量发生了转化。
【解答】解:“煮”表示用火烧煮食物,这是通过热传递改变内能;
ABC、钻木取火、弯折铁丝、压缩空气,这是通过做功改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上不相同,故ABC不符合题意;
D、热水袋取暖,这是通过热传递改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上相同,故D符合题意。
故选:D。
2. 【答案】C
【解析】【考点】影响物体吸、放热的因素.
【分析】大气运动是指不同地区,不同高度之间的大气进行热量、动量、水分的互相交换;不同性质的空气得以相互交流,并以此形成各种天气现象和天气变化的总称。大气运动包括水平运动和垂直运动两种形式。
【解答】解:白天时,受到太阳的辐射,在受热相同的情况下,比热容较小的沙石升高温度较高,导致陆地的温度高于海洋表面的温度,大气受热膨胀向上运动,而在地表温度降低的大气向陆地移动,C符合题意。
故选:C。
3. 【答案】B
【解析】【考点】温度、热量与内能的关系.
【分析】(1)热量是热传递过程中传递能量的多少;
(2)物体吸收热量,温度升高,内能增加;
(3)温度是表示物体冷热程度的物理量;
(4)液体沸腾时,吸收热量,温度不变,内能增加。
【解答】解:A、热量是过程量,不能说“含有”热量,故A错误;
B、随着不断加热,火锅汤吸收热量,温度升高,内能增加,故B正确;
C、刚出锅的食材“热”得烫嘴,“热”表示的是温度,故C错误;
D、火锅汤在沸腾过程中吸收热量,温度不变,内能增加,故D错误。
故选:B。
4. 【答案】D
【解析】【考点】温度、热量与内能的关系.
【分析】(1)任何物体都具有内能,同一物体,温度越高,分子运动速度越快,分子动能越大;
(2)物质从固态变成液态的过程叫熔化;根据晶体在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持不变,内能增大;
(3)固态物质分子排列紧密,有一定的体积和形状。
【解答】解:A、任何物体都具有内能,所以冰在t2时刻的内能为零,故A错误;
B、在t2~t4过程中,冰处于熔化过程中,吸收热量,温度不变,内能增大,所以在t4时刻的内能大于t3时刻的内能,故B错误;
C、在t2时刻的温度高于t1时刻的温度,故t2时刻的分子动能大比t1时刻的分子动能,故C错误;
D、从图象可以看出,在t1时刻物质是固体,图2b是固体分子的排列情况,故D正确。
故选:D。
5. 【答案】C
【解析】【考点】热传递的概念与方式;物体的浮沉条件及其应用;动能和势能的大小比较;温度、热量与内能的关系.
【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。
(2)物体对外做功,内能减少,温度降低。
(3)动能与质量和速度有关;重力势能与质量和高度有关。
(4)小船漂浮时,浮力等于重力。
【解答】解:A、加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能,故A正确;
B、吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低,故B正确;
C、蒸汽推动小船前进,水蒸气的质量减小,速度增大,小船的动能增大,同时小船在水面上,高度不变,重力势能会减小,故C错误。
D、小船始终漂浮在水面上,根据漂浮条件,浮力等于重力。开始前进时,瓶内水较多,总质量大,重力大,浮力大;最后停止时,瓶内水减少,总质量减小,重力减小,浮力随之减小,故D正确。
故选:C。
6. 【答案】C
【解析】【考点】燃料的热值;内能的概念;改变物体内能的两种方式
【分析】(1)内能是物体所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和,自然界一切物体在任何情况下都有内能;
(2)热值是燃料的一种特性,它代表燃料的优劣;
(3)同一物体,温度升高,内能增加;
(4)物体对外做功,内能减少。
【解答】解:A、自然界一切物体在任何情况下都有内能,所以室外温度为0℃时,木柴的内能不为零,故A错误;
B、热值是燃料的一种特性,与燃烧程度、放出热量的多少无关,故B错误;
C、同一物体,温度升高,内能增加,若未燃烧的木柴温度升高,内能增加,故C正确;
D、灭火器在使用过程中对外做功,内能减少,故D错误。
故选:C。
7. 【答案】D
【解析】【考点】比热容的概念及其计算.
【分析】根据题意分析末温的高低;根据c分析比热容的大小。
【解答】解:A、根据题意可知,甲、乙的初温相同,放出相同热量后,甲的末温比乙的高,这说明甲的温度变化较小,则初温相同的甲、乙,吸收相同的热量后,甲的温度变化小,所以甲的末温低,故A错误;
BC、由于不知道甲、乙的质量大小关系,根据c可知,无法判定甲、乙比热容的大小,故BC错误;
D、质量和初温相同的甲、乙吸收相同热量后甲的末温高,根据比热容计算公式可判断出甲的比热容小;而初温相同的甲、乙放出相同热量后,由于甲的比热容小,所以甲降温更多,末温更低,故D正确。
故选:D。
8. 【答案】D
【解析】【分析】由题知,1g甲乙丙三种液体,每升高1℃,吸收的热量为2.1J、4.2J、2.8J,根据c=可求三液体的比热容;
用相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同,根据Q吸=cm△t可求三液体温度升高值,据此判断。
【解答】解:
由题知,1g甲乙丙三种液体,每升高1℃,吸收的热量为2.1J、4.2J、2.8J,
则三液体的比热容分别为:
c甲===2.1×103J/(kg•℃)
c乙===4.2×103J/(kg•℃)
c丙===2.8×103J/(kg•℃)
用相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同,
由Q吸=cm△t得:
△t甲===,
同理可得:
△t乙=,
△t丙=,
可见:△t乙=△t丙>△t甲,
所以丙液体的温度与加热时间的关系图象和乙重叠。
故选:D。
【点评】本题考查了吸热公式Q吸=cm△t的应用,能根据题目提供的条件得出三液体的温度变化关系是关键。
9. 【答案】B
【解析】【考点】改变物体内能的两种方式;温度、热量与内能的关系;内能的概念.
【解答】解:A.内能是指物体内部所有做无规则运动的分子具有的分子动能和分子势能的总和,一切物体都有内能,故A错误;
B、物体温度升高时,分子运动加剧,内能一定增加,故B正确;
C.改变物体内能有两种:做功和热传递,故C错误;
D.0℃的冰熔化变成0℃的水要吸收热量,此时温度不变,但内能增加,故D错误。
故选:B。
10.【答案】D
【解析】【考点】温度、热量与内能的关系;改变物体内能的两种方式.
【分析】(1)物质由气态变为液态叫液化,液化放热;由液态变为气态叫汽化,汽化吸热;
(2)改变内能的方法有:做功和热传递;当气体膨胀对外做功时,气体的内能减小,温度降低。
【解答】解:
AB、管口出现的“白气”是水蒸气遇冷时放热,液化形成的小水滴,故AB错误;
CD、按下发射气阀,筒内气体对筒身与纸火箭做功,筒内气体的内能减小,温度降低,故C错误,D正确。
故选:D。
11.【答案】A
【解析】【考点】比热容的概念及其计算.
【分析】当水的温度不再升高时,每个杯中都达到了热平衡,即每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量,这样就可以列出两个方程,联立即可求出甲乙金属块的比热容之比。
【解答】解:对于金属块甲来说有:c甲m甲(t0﹣tA)=c水m水(tA﹣t水0)…①
对于金属块乙来说有:c乙m乙(t0﹣tB)=c水m水(tB﹣t水0)…②
因为m甲=m乙,则①÷②得:,
∴。
故选:A。
12.【答案】A
【解析】【考点】比热容的概念及其计算.
【分析】质量为1kg的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热容;根据比热容的定义分别求出甲、乙、丙的比热容,然后判断大小。
【解答】解:由图象可知,三个物体温度都升高1℃,则甲吸收的热量为3000J,乙、丙吸收的热量相同,均为2000J;
由题知,甲、乙两物体质量都为1kg,丙物体质量为2kg;
所以,根据比热容的公式c可知,c甲3000J/(kg•℃);
c乙2000J/(kg•℃)。
丙物体质量为2kg,由Q吸=cmΔt可得丙的比热容:
c丙1000J/(kg•℃);
所以,c甲>c乙>c丙。
故选:A。
13.【答案】B
【解析】【考点】比热容的概念及其计算.
【分析】A、B两种液体液体质量相等、初温相同,加热相同时间吸收的热量相同;A加热10min,B加热20min时A、B的末温相同,利用热量的计算公式分析即可。
【解答】解:AB.用相同的电加热器,加热相同时间,电加热器放出的热量相同,根据Q=cmΔt可知,在质量相等、升高相同的温度时,A的加热时间为10min,B的加热时间为20min,加热时间之比为1:2,吸收的热量之比为QA:QB=1:2。
A与B的比热容之比为
故A错误,B正确;
C.分别用两只完全相同的电加热器加热,相同的时间内吸收的热量相等,故C错误;
D.由图象可以看出,当升高的温度相同时,B的加热时间更长,说明B吸收的热量更多,故D错误。
故选:B。
14.【答案】A
【解析】【考点】热量的计算.
【分析】知道冷水与热水的比热容相同,冷水与热水混合时,热水放出热量、温度降低,冷水吸收热量、温度升高,直到二者温度相等,热传递停止;从图可以得出冷水与热水的初温和末温,根据热平衡方程解答本题。
【解答】解:由图可知:热水的初温为80℃、末温为40℃,Δt热=80℃﹣40℃=40℃,
冷水的初温为20℃、末温为40℃,Δt冷=40℃﹣20℃=20℃,
根据热平衡方程:Q吸=Q放,则Q吸:Q放=1:1∴C冷m冷Δt冷=C热m热Δt热。
即:4.2×103J/(kg•℃)×m冷×20℃=4.2×103J/(kg•℃)×m热×40℃。所以m冷:m热=2:1。
故选:A。
15.【答案】C
【解析】【考点】比热容的概念及其计算.
【分析】甲乙丙三种物质初温相同,甲、乙是质量相等的不同液体,从图上可以看出,在吸收热量相同的情况下,乙末温高,可知乙的比热容小。乙、丙是质量不等的同种液体,比热容相同,在吸收热量相同的情况下,乙末温高,可知丙的质量大。
【解答】解:①②、甲、乙为质量相等的不同液体,由下图可知,甲、乙吸收相同的热量时,甲的温度变化小,由Q=cmΔt可知,甲比乙的比热容大;而乙、丙是同种液体则比热容相同,所以甲比丙的比热容大,即c甲>c丙,故①正确,②错误;
③④、乙、丙为质量不等的同种液体,其比热容相同,由下图可知,乙、丙吸收相同的热量时,乙的温度变化大,由Q=cmΔt可知,乙的质量比丙小,又因为甲、乙的质量相等,所以甲的质量比丙小,故③错误、④正确。
故选:C。
二、填空题
16.【答案】增大;做功;比热容
【解析】【考点】水的比热容大在生产生活中的应用;改变物体内能的两种方式.
【分析】(1)改变物体内能的两种方式是做功和热传递;
(2)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
【解答】解:刀盘旋转工作时,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,通过做功的方式改变刀盘的内能,因此刀盘内能增加。
由于水的比热容大,吸热能力强,因此为了延长仪器使用寿命,材料用水冷却。
故答案为:增大;做功;比热容。
17.【答案】做功;温度。
【解析】【考点】改变物体内能的两种方式;分子的热运动.
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;对物体做功,物体内能增加;
(2)分子无规则运动的速度与温度有关,温度越高,分子无规则运动的速度越快。
【解答】解:
当刮痧板在身体上刮动时,刮痧板与身体摩擦做功,通过做功方式增加内能,身体会感觉到热;
当体表温度升高后,药物分子无规则运动的速度加快,所以渗入人体的速度加快,说明分子的热运动与物体的温度有关。
故答案为:做功;温度。
18.【答案】630;30。
【解析】【考点】热量的计算.
【分析】根据题意可知水和不锈钢热平衡后的温度,根据Q吸=cmΔt求出不锈钢吸收的热量,不计热量损失,水放出的热量等于不锈钢吸收的热量,根据Q放=cmΔt求出水的质量。
【解答】解:根据题意可知,热平衡后,水和不锈钢的温度为t=25℃﹣5℃=20℃,
则不锈钢吸收的热量:Q吸=c不锈钢m不锈钢Δt不锈钢=0.42×103J/(kg•℃)×50×10﹣3kg×[20﹣(﹣10℃)]=630J,
不计热量损失,水放出的热量:Q放=Q吸=630J,
由Q放=cmΔt可知,水的质量:m0.03kg=30g。
故答案为:630;30。
19.【答案】1.26×106。
【解析】【考点】热量的计算.
【分析】由图像确定出水和液体温度都升高30℃时加热的时间,再根据吸热公式求出水吸收的热量,即可求出液体吸收的热量。
【解答】解:由图可知,水温度由10℃升高到40℃时加热时间为16min,即水温度升高30℃加热时间为16min,液体温度由20℃升高到50℃时加热时间为8min,即液体温度升高30℃加热时间为8min,由于用相同的加热器,所以水升高30℃吸收的热量为液体温度升高30℃吸收热量的2倍,则有:
Q水吸=2Q液吸,
20kg水吸收的热量为:Q水吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×20kg×30℃=2.52×106J,
则20kg液体吸收的热量为:Q液吸1.26×106J。
故答案为:1.26×106。
20.【答案】(1)秒表;(2)等于;(3)3:2。
【解析】【考点】影响物体吸、放热的因素.
【分析】(1)(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;比较物质吸热能力的2种方法:①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
(3)根据c,在质量和吸热相同的条件下,升高的温度与比热容成反比求出液体a与液体b的比热容之比。
【解答】解:(1)根据转换法,用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,故要完成该探究实验,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具有秒表;
(2)相同加热器加热相同时间,加热器放出的热量相等,因此a液体吸收的热量等于b液体吸收的热量;
(3)b液体的质量是a液体的1.5倍,0﹣t1时间内,温度升高相同,根据c,a、b液体的比热容之比是:5:3;。
故答案为:(1)秒表;(2)等于;(3)3:2。
三、探究题
21.【答案】(1)温度计示数;(2)甲和乙;(3)机械;(4)加热时间不足,无法产生足够的水蒸气来推动叶轮转动。
【解析】【考点】温度、热量与内能的关系;改变物体内能的两种方式.
【分析】(1)实验中温度计可以测量温度;根据转换法分析;
(2)用手按压活塞,活塞对里面的气体做功;
(3)物体对外做功,内能减小,温度降低;
(4)当产生的水蒸气足够多时,喷出的压力足够大时才能推动叶轮转动。
【解答】解:(1)实验中有数字式温度计,可以测量气体的温度,该实验通过温度计示数的变化来反映气体内能的变化,这是转换法的应用。
(2)比较甲和乙两图,手压活塞,对壶内气体做功,观察到气体温度上升,即气体内能增大,所以外界对气体做功,气体的内能增加;
(3)打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体时,里面的气体对外做功,内能减小,喷雾器前的小风扇转动,风扇的机械能增大,所以,此时气体的内能转化为风扇的机械能。
(4)水的温度达到沸点且持续吸热才能沸腾产生大量的水蒸气,当产生的水蒸气足够多时,喷出的压力足够大时才能推动叶轮转动,加热一段时间后叶轮才开始转动,原因是加热时间不足,无法产生足够的水蒸气来推动叶轮转动。
故答案为:(1)温度计示数;(2)甲和乙;(3)机械;(4)加热时间不足,无法产生足够的水蒸气来推动叶轮转动。
22.【答案】(1)相等;(2)控制水和待测液体质量相同;(3)2.1×103。
【解析】【考点】影响物体吸、放热的因素.
【分析】(1)分析I图中电路的连接,根据串联电路电流的规律结合Q=I2Rt分析;
(2)这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等,根据Q=cmΔt分析;
(3)根据II图得出加热100秒(吸热相同),甲和乙升高的温度,根据比较吸热能力的方法确定甲的吸热能力强,甲液体为水;根据 Q=cmΔt可知,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度之积为一定值,升高的温度与比热容成反比,据此昨出液体乙的比热容。
【解答】解:(1)I图中,两电阻丝串联,通过的电流和通电时间相同,根据Q=I2Rt,为了使这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等,该同学设计的此电路中还必须满足的条件是R甲 =R乙;
(2)这一段时间内水和待测液体吸收的热量相等,根据Q=cmΔt,为了得出待测液体比热容的表达式该同学的测量方案中需要准备天平,目的是控制水和待测液体质量相同。
(3)根据上图知,加热100秒(吸热相同),甲升高的温度为
50℃﹣20℃=30℃
乙升高的温度为
80℃﹣20℃=60℃
根据比较吸热能力的方法,甲的吸热能力强,甲液体为水;根据 Q=cmΔt可知,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度之积为一定值,升高的温度与比热容成反比,则液体乙的比热容为
c4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)相等;(2)控制水和待测液体质量相同;(3)2.1×103。
23.【答案】(1)水到蓄冷剂; (2)210J;(3)A;蓄冷剂A的降温效果更好,能使蛋糕长时间保持低温。
【解析】【考点】热传递的概念与方式;热量的计算.
【分析】(1)热传递总是从温度高的物体向温度低的物体传递;
(2)根据题图和热量公式进行计算。
(3)由图中信息可知两蓄冷剂的降温效果,配送冰淇淋蛋糕时,应选择降温效果好的蓄冷剂。
【解答】解:(1)蓄冷剂是刚从冰箱取出的固体,温度较低,而水是室温下的液体,温度较高,所以热量从水传向蓄冷剂;
(2)由题可知,500g水放出的热量:
,
所以每克蓄冷剂A吸收的热量为;
(3)由上图可知,在相同时间内容器①中水温降低得更多,说明蓄冷剂A的降温效果更好,能使物质长时间保持低温,所以在深圳市内配送蛋糕时选择蓄冷剂A更好。
故答案为:(1)水到蓄冷剂; (2)210J;(3)A;蓄冷剂A的降温效果更好,能使蛋糕长时间保持低温。
四、综合题
24.【答案】(1)做功;流星;(2)返回舱在大气层中下落1000m,重力做功3×107J;(3)防热材料升高的温度是6℃。
【解析】【考点】热量的计算;功的计算;改变物体内能的两种方式.
【分析】(1)改变物体的内能的方式有做功和热传递,这两种方式是等效的,做功改变物体内能的实质是内能和其它形式能的转化;热传递改变物体内能的实质是内能的转移;
四冲程内燃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;
(2)利用G=mg计算出返回舱的总重力,利用W=Fs=Gh计算出重力所做的功;
(3)根据题意计算出防热材料吸收的热量,利用Q吸=cmΔt计算出防热材料升高的温度。
【解答】解:(1)返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦,克服摩擦做功,通过做功方式增加了返回舱表面的内能,是机械能转化为内能,该过程与我们看到的流星相似;
(2)返回舱的总重力:G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N;
重力所做的功:W=Fs=Gh=3×104N×1000m=3×107J;
(3)由题意可知,防热材料吸收的热量:Q吸=40%W=40%×3×107J=1.2×107J;
由Q吸=cmΔt可知,防热材料升高的温度:Δt6℃。
答:(1)做功;流星;(2)返回舱在大气层中下落1000m,重力做功3×107J;(3)防热材料升高的温度是6℃。
25.【答案】(1)1.4×108J/kg;(2)40m/s。
【解析】【考点】燃料的热值;功率的计算.
【分析】(1)利用Q放=mq可以计算出氢气的热值;
(2)先求出汽车受到的阻力,当汽车匀速行驶的时,牵引力F牵=f,利用P计算出汽车的最大速度。
【解答】解:(1)由Q放=mq可知,氢气的热值:q1.4×108J/kg;
(2)汽车受到的阻力:f=0.05G=0.05m车g=0.05×3×103kg×10N/kg=1500N;
当汽车匀速行驶时,汽车的牵引力F牵=f=1500N;
由P可知,汽车的最大速度:v最大40m/s。
答:(1)氢气的热值为1.4×108J/kg;
(2)汽车的最大速度为40m/s。
26.【答案】(1)2.52×104J。(2)1.26×105J。(3)20%。
【解析】【考点】比热容的概念及其计算;燃料的热值
【分析】(1)知道水的质量、比热容和温度变化,根据Q吸=cmΔt求出此过程中水吸收的热量;
(2)已知酒精的质量和热值,利用Q放=mq求出酒精完全燃烧产生的热量;
(3)利用η100%求出酒精灯烧水时的热效率。
【解答】解:(1)此过程中水吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×100×10﹣3kg×60℃=2.52×104J;
(2)酒精完全燃烧产生的热量:
Q放=m酒精q=4.2×10﹣3kg×3×107J/kg=1.26×105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率:
η100%100%=20%。
答:(1)此过程中水吸收的热量为2.52×104J。
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量为1.26×105J。
(3)酒精灯烧水时的热效率为20%。
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