广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---热与能
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这是一份广东(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---热与能,共34页。
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.乙醇的燃烧过程是将化学能转化为机械能
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增加
D.橡皮塞被冲出,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
2.(2023•英德市二模)在科幻大片《流浪地球》中有这样一个场景:主人公为帮助地球脱离木星的吸引,点燃了木星上的可燃气体,从而将地球推离木星。以下与推离过程中能量转化方式相同的是( )
A.B.
C.D.
3.(2022•江城区校级一模)科幻大片《流浪地球》中地球为脱离木星,主人公点燃了木星上的可燃气体,从而将地球推离木星,其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的( )
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
4.(2023•武江区校级一模)如图所示,是一杯刚冲好的咖啡,关于咖啡,下列说法中错误的是( )
A.咖啡在冷却过程中,内能减小
B.咖啡在冷却过程中,含有的热量变少
C.冲调咖啡时能闻到香味,属于扩散现象
D.由于刚冲好的咖啡温度较高,分子热运动更剧烈
5.(2021•越秀区校级模拟)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。在燃料都完全燃烧,且不计热量散失的情况下,下列说法正确的是( )
A.比较甲、丙两图,如果相同时间内液体a升温较快,说明b液体的比热容比a的大
B.比较甲、丙两图,如果相同时间内液体a升温较快,说明液体a吸收热量大
C.比较乙、丙两图,如果乙中的温度计示数变化较快,说明燃料2的热值比燃料1的大
D.比较甲、乙两图,如果相同时间内两液体升高相同的温度,则燃料1和燃料2的热值相同
6.(2022•福田区校级模拟)下列关于功和能量的说法正确的是( )
A.1J、1N•m都可以表示功的单位
B.一个物体只有对其他物体做了功,这个物体才具有能量
C.推出后的铅球在空中飞行的过程中,没有力对铅球做功
D.吊装码头上,只要货物受到的合力为0,它的机械能就不变
7.(2022•深圳三模)图中展示了我国古代劳动人民的智慧成果,对其所涉及的物理知识表述不正确的是( )
A.图甲:天坛公园的回音壁利用声波的反射,使得传入人耳的声音响度变大
B.图乙:古代用铜水铸造成青铜器是凝固现象,需要吸热
C.图丙:古人用来汲水的工具——桔槔是一个省力杠杆
D.图丁:钻木取火将机械能转化成内能
8.(2022•顺德区校级三模)用两个相同的电加热器给质量均为0.2kg的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,不计热量损失,据此判断( )
A.物质甲的比热容为8.4×103J/(kg•℃)
B.加热20min时间内,水所吸收的热量是甲的两倍
C.甲在前10min内吸收的热量是5.04×104J
D.每个电加热器每秒放出42J的热量
9.(2022•越秀区校级二模)2022年3月23日的太空课堂第二课,王亚平老师在两片塑料板加入两团水,如图甲,两团水接触后形成水桥,如图乙;释放塑料片后,两塑料片能够吸在一起形成“水桥”。这两团水能吸在一起连成“水桥”是利用了( )
A.水和塑料板间的万有引力
B.空间站内气体的压力
C.分子之间的作用力
D.磁极之间的作用力
10.(2021•深圳模拟)关于热量、温度、内能的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.物体放出热量,温度可以不变,内能一定减小
C.物体吸收了热量,温度一定升高,内能一定增加
D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
11.(2021•番禺区校级一模)近年来我国重大装备层出不穷,国人倍感自豪,下列机械的动力装置不是使用热机的是( )
A.玉兔号月球车B.山东号航母
C.C919客机D.长征五号火箭
12.(2021•从化区一模)如图所示,在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,活塞瞬间飞出,下列说法正确的是( )
A.活塞飞出是机械能转化为内能
B.液态乙醚发生了升华现象
C.乙醚分子在不停地运动
D.此过程相当于热机的压缩冲程
13.(2023•中山市校级模拟)下列关于内能知识的描述正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.温度越高的物体含有的热量越多
C.摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D.物体吸收热量,内能增加,温度一定升高
14.(2023•香洲区校级三模)下面是对生活中一些事例的判断,其中正确的是( )
A.冰熔化时温度不变,内能也不变
B.钻木取火利用热传递改变内能
C.汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
D.高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理
15.(2021•赤坎区校级模拟)下列措施中是属于主要通过做功的方式来增加物体内能的是( )
A.炒菜的过程
B.把食物放入冰箱保温
C.用锯子锯开木头
D.汽油机的做功冲程,活塞对外做功
二.填空题(共8小题)
16.(2021•南海区二模)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率 (选填“升高”、“不变”或“降低”).发动机散热器常用水做冷却剂,这是因为水的 大。运载火箭选用液态氢做燃料,是因为氢的 大。
17.(2023•广东模拟)把1kg的水从73℃开始加热至沸腾,图甲中 (选填“a”或“b”)反映水沸腾时的情况,气泡内主要成分是 (选填“空气”或“水蒸气”),水的温度随时间变化的图象如乙图所示,加热至恰好沸腾的过程中,水吸收的热量为 J。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
18.(2022•新会区二模)使用煤气炉烧水,煤气燃烧时是将 能转化为内能;完全燃烧0.05m3的煤气放出的热量为 J;在标准大气压下,若这些热量有8.4×105J被质量为4kg、初温为20℃的水吸收,则水的温度升高 ℃。[q煤气=4.0×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
19.(2023•新会区二模)生活中热现象随处可见:阳春三月,万亩桃花香气袭人、飘香千里,这属于 现象;盛夏,站在河岸边觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热,这是因为水的比热容比沙子的比热容 的缘故;炎炎夏日,在水泥地面上洒水后会感觉到凉快,这是利用了水蒸发 。
20.(2023•广东模拟)2022年6月5日10时44分,搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号F火箭成功发射,火箭用液态氢作燃料,是因其 较大;火箭起飞过程中,以发射塔为参照物,火箭是 (选填“运动”或“静止”)的;火箭上升的过程中机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
21.(2021•南海区校级模拟)天然气是一种清洁燃料,我市部分公交车开始使用天然气来代替柴油或汽油。已知天然气的热值为7×107J/L,某汽车完全燃烧2L天然气所释放的热量为 J;该汽车发动机效率为55%,输出有用的机械能为 J;汽车使用水做冷却剂,是因为水的 较大。
22.(2021•江门校级模拟)城市在不断发展扩大中,有些人生活居住与工作的地方相距较远。住在江门滨江新区的小明要开车到江门旧城区上班,如图乙所示,是小明所开车的汽油机工作过程的四个冲程,与图甲能量转化情况相同的是 (选填字母)。若该汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内汽油机完成了 个冲程;假如该车行驶了10km,共耗油0.5kg,则这些汽油完全燃烧放出的热量为 (汽油的热值q=4.6×107J/kg)
23.(2022•黄埔区二模)已知某种汽油的热值是4.6×107J/kg,现有汽油0.02kg,完全燃烧其中的一半,汽油放出的热量是 J。若上述放出的热量使2kg的水温度升高25℃(未沸腾),则水吸收的热量为 J。剩余0.01kg的汽油热值是 J/kg,[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]。如图为某汽油机工作时能量转化图,该汽油机的效率是 。
三.实验探究题(共2小题)
24.(2023•罗湖区校级一模)寒假期间,学校布置了假期社会实践作业。小聪在家和妈妈学烹饪时注意到,盐(主要成分是NaCl)和糖(主要成分是蔗糖)外观非常像(如图甲),除了尝味道几乎分辨不出来。于是他找来小明和小林,想利用自己所学的物理知识,科学的分辨出两种物质。经过查阅资料,他们得到以下数据(如表格):
(1)小聪找来A、B两个相同的勺子,均装满一平勺不同样品。用天平测得A勺总质量为16.2g,B勺总质量如图乙所示,则可知 (选填“A”或“B”)勺中样品为盐。
(2)小明和小林从学校借来实验器材,组装了如图丙所示装置,通过水浴法加热两种样品。某时刻,试管D中温度计示数如图,此时温度为 ℃。实验中每隔一段时间记录一次C、D管中物质的温度,并记录数据,做出温度随时间变化的规律图像,如图丁所示。
(3)根据图丁可知,吸收相等热量,升温较多的是 (选填“C”或“D”),进而判断出试管D中样品为 (选填“糖”或“盐”)。
(4)小林发现该实验无法根据熔点辨别两种物质,原因是 。
25.(2023•茂南区校级一模)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值时,应选择 两图(选择甲、乙、丙)进行实验。
(2)比较不同物质吸热升温快慢的特点,应选择 两图进行实验。
(3)在探究物质吸热能力时,得到了下表的实验数据,请根据实验数据,在图丁所示的坐标图上,大概作出两组实验数据的“温度﹣时间”图象。
(4)由实验数据分析可知, (填“水”或“食用油”)的吸热能力强。
(5)已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),根据实验数据可知,食用油的比热容为 。
(6)如果该实验换另外的质量和初始温度均相同的a、b两种液体来做实验,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图戊所示,则可以看出, 液体的温度升高得较快, 液体适合做冷却剂(填“a或b”)。
四.计算题(共2小题)
26.(2023•惠城区二模)一辆行驶在水平公路上的小汽车,汽车总质量为1.8t,其轮胎与地面的总接触面积为0.08m2。求:
(1)汽车静止时对水平路面的压强(g=10N/kg);
(2)汽车以72km/h的速度匀速行驶时,发动机的输出功率为5×104W,求此过程中汽车的牵引力;
(3)汽车以72km/h的速度匀速行驶一百公里耗油10kg,则发动机的效率是多少?(q=4.5×107J/kg,结果精确到1%)
27.(2022•福田区二模)今年2月百度宣布旗下无人驾驶品牌“萝卜快跑”在深圳进行开放载人测试运营服务,深圳市民也能够乘坐无人驾驶的出租车。已知某款无人汽车,其质量为1.6×103kg,汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min,消耗汽油6.4kg,所受的阻力是汽车总重的0.05倍,汽油的热值是q=4.5×107J/kg。求:
(1)汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,汽车发动机的牵引力。
(2)汽车行驶75min牵引力做的功。
(3)汽车发动机的效率。
三年广东中考物理模拟题分类汇编之热与能
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.(2023•广东模拟)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升,直至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是( )
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.乙醇的燃烧过程是将化学能转化为机械能
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增加
D.橡皮塞被冲出,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
【考点】四冲程内燃机的工作过程;内能的利用及其意义;热传递改变物体内能;做功改变物体内能.
【专题】应用题;分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)当对物体做功时,机械能转化为物体的内能,物体的内能增大;当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小。
(2)汽油机的工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,其中压缩冲程机械能转化成内能,做功冲程内能转化成机械能。
【解答】解:A、加热过程中,水吸热,温度升高、内能增大,水的内能增大是通过热传递方式实现的,故A错误;
B、乙醇的燃烧过程是将化学能转化为内能,故B错误;
CD、水蒸气膨胀对塞子做功,将水蒸气的内能转化为木塞的机械能,水蒸气的内能减少;能量转化情况与汽油机的做功冲程相同,故C错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题通过具体实验考查了学生对改变物体内能的方法的了解与掌握,属于基础题目。
2.(2023•英德市二模)在科幻大片《流浪地球》中有这样一个场景:主人公为帮助地球脱离木星的吸引,点燃了木星上的可燃气体,从而将地球推离木星。以下与推离过程中能量转化方式相同的是( )
A.B.
C.D.
【考点】能量转化和转移.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】B
【分析】内燃机的做功冲程将高温高压的燃气内能转化为机械能。
【解答】解:科幻大片《流浪地球》中,点燃木星上的可燃气体将地球推开,此过程内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程;
A中两个气门关闭、活塞上行,为压缩冲程;B中两个气门关闭,活塞下行,为做功冲程;C中进气门打开、排气门关闭,活塞下行,为吸气冲程;D中进气门关闭、排气门打开,活塞上行,为排气冲程,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了内燃机的冲程,根据能量的转化可以解答。
3.(2022•江城区校级一模)科幻大片《流浪地球》中地球为脱离木星,主人公点燃了木星上的可燃气体,从而将地球推离木星,其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的( )
A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程
【考点】四冲程内燃机的工作过程.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】C
【分析】内燃机的做功冲程将高温高压的燃气内能转化为机械能。
【解答】解:
影片“流浪地球”开启了中国科幻元年,其中“点燃木星”将地球推开,内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了内燃机的冲程,根据能量的转化可以解答。
4.(2023•武江区校级一模)如图所示,是一杯刚冲好的咖啡,关于咖啡,下列说法中错误的是( )
A.咖啡在冷却过程中,内能减小
B.咖啡在冷却过程中,含有的热量变少
C.冲调咖啡时能闻到香味,属于扩散现象
D.由于刚冲好的咖啡温度较高,分子热运动更剧烈
【考点】温度、热量与内能的关系;分子的热运动;扩散现象.
【专题】应用题;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)同一物体,状态不变时,温度降低、内能减小;
(2)热量是一个过程量,不能用含有、具有等来修饰;
(3)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,产生了扩散现象;
(4)分子的热运动与温度有关,温度越高、分子的热运动越剧烈。
【解答】解:A、咖啡在冷却过程中,质量不变、温度降低、内能减小,故A正确;
B、热量是一个过程量,不说物体含有热量的多少,故B错误;
C、冲调咖啡时能闻到香味,是分子无规则运动的结果,属于扩散现象,故C正确;
D、由于刚冲好的咖啡温度较高,所以分子热运动更剧烈,故D正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查了利用分子动理论的知识来解释生活中的热现象,属基础题,难度不大。
5.(2021•越秀区校级模拟)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。在燃料都完全燃烧,且不计热量散失的情况下,下列说法正确的是( )
A.比较甲、丙两图,如果相同时间内液体a升温较快,说明b液体的比热容比a的大
B.比较甲、丙两图,如果相同时间内液体a升温较快,说明液体a吸收热量大
C.比较乙、丙两图,如果乙中的温度计示数变化较快,说明燃料2的热值比燃料1的大
D.比较甲、乙两图,如果相同时间内两液体升高相同的温度,则燃料1和燃料2的热值相同
【考点】燃料的热值及其计算;比热容的概念及其计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;分析、综合能力.
【答案】A
【分析】(1)探究比热容的大小时,应控制吸热、质量、初温相同;在质量、升高的温度相同时,液体的比热容越大,吸收的热量越多;
(2)质量相同,热值越大的燃料完全燃烧时放出的热量越多。
【解答】解:
A、比较甲、丙两图,用相同的燃料加热,相同时间内吸收的热量相同,液体的质量相同,如果相同时间内液体a升温较快,说明a的吸热能力弱,则b液体的比热容比a的大,故A正确;
B、比较甲、丙两图,相同时间内液体吸收的热量相同,故B错误;
CD、探究燃料热值的大小时,需要取质量相同的不同燃料全部燃烧完后,通过观察温度计升高的示数来判定热值的大小,只通过温度计示数变化的快慢、相同的时间无法判定热值的大小,故CD错误。
故选:A。
【点评】探究不同物质的吸热能力时要利用相同质量的不同物体,探究不同燃料的热值时,要利用相同质量的不同燃料。
6.(2022•福田区校级模拟)下列关于功和能量的说法正确的是( )
A.1J、1N•m都可以表示功的单位
B.一个物体只有对其他物体做了功,这个物体才具有能量
C.推出后的铅球在空中飞行的过程中,没有力对铅球做功
D.吊装码头上,只要货物受到的合力为0,它的机械能就不变
【考点】不同形式的能量;力是否做功的判断;机械能的概念.
【专题】应用题;功、功率、机械效率;机械能及其转化;理解能力.
【答案】A
【分析】(1)由公式W=Fs,可得出:1J=1N•m;
(2)一个物体如果能够对其他物体做了功,我们就说这个物体具有能量;
(3)铅球在空中受到竖直向下的重力作用,且向下运动了距离;
(4)合力为零时处于平衡状态,但物体的能量同样会发生变化,可根据动能、重力势能的影响因素进行分析。
【解答】解:A、由公式W=Fs,可得出:1J=1N•m,因此,1J、1N•m都可以表示功的单位,故A正确;
B、能量表示物体能够对外做功的本领,而不是一定要对物体做功。一个物体具有能量不一定要对物体做功,故B错误;
C、根据做功的两个必要条件知,推出后的铅球在空中飞行的过程中,受重力作用,且在重力方向上通过了距离,因此重力对铅球做了功,故C错误;
D、吊装码头上,如果货物匀速竖直上升或竖直下降,其受到的合力为0,它的动能不变,但它的高度变化,所以重力势能改变,则机械能就改变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了功的单位、功与能的关系、做功的判断、机械能的分析等,有一定综合性。
7.(2022•深圳三模)图中展示了我国古代劳动人民的智慧成果,对其所涉及的物理知识表述不正确的是( )
A.图甲:天坛公园的回音壁利用声波的反射,使得传入人耳的声音响度变大
B.图乙:古代用铜水铸造成青铜器是凝固现象,需要吸热
C.图丙:古人用来汲水的工具——桔槔是一个省力杠杆
D.图丁:钻木取火将机械能转化成内能
【考点】做功改变物体内能;凝固与凝固放热的特点;杠杆的分类;回声.
【专题】应用题;声现象;温度计、熔化和凝固;分子热运动、内能;简单机械.
【答案】B
【分析】(1)回声和原声混在一起能加强原声。
(2)物质由液态变为固态叫凝固,凝固放热。
(3)桔槔是一个杠杆,以支撑点为支点,硬棒承担着两端施加的力,这样打水可以减少人的作用力。
(4)克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
【解答】解:A、天坛公园的回音壁利用声波的反射形成回声,回声与原声混在一起,使得传入人耳的声音响度变大,故A正确;
B、古代用铜水铸造成青铜器是凝固现象,需要放热,故B错误;
C、用桔槔汲水时,硬棒是一个杠杆,以支撑点为支点,用桔槔汲水可以减少人的作用力,是个省力杠杆,故C正确;
D、钻木取火是克服摩擦做功,将机械能转化成内能,故D正确。
故选:B。
【点评】本题综合考查了回声、做功改变物体内能、凝固放热、杠杆的分类等知识的理解和应用,属于基础知识的考查。
8.(2022•顺德区校级三模)用两个相同的电加热器给质量均为0.2kg的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,不计热量损失,据此判断( )
A.物质甲的比热容为8.4×103J/(kg•℃)
B.加热20min时间内,水所吸收的热量是甲的两倍
C.甲在前10min内吸收的热量是5.04×104J
D.每个电加热器每秒放出42J的热量
【考点】比热容的概念及其计算;热量的计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)由图象可知,用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,相同时间内吸热相同,由图可得质量相同的物质甲和水升高相同的温度,水吸收的热量等于甲吸收热量的2倍,由热量计算公式Q=cmΔt得c水=2c甲;据此求甲的比热容;
(2)用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,在相同时间内甲和水吸收的热量相同,所以加热20分钟时间,水吸收的热量等于甲吸收的热量;
(3)知道甲的比热容,利用Q吸=cmΔt求甲物质10min升高60℃吸收的热量;
(4)不计热量损失,10min电热器放出的热量等于甲吸收的热量,进而求出每秒放出热量。
【解答】解:
A、由图象可知,用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,水温度升高60℃需要20min,物质甲温度升高60℃需要10min。
所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q水吸:Q甲吸=20:10=2:1,Q水吸=2Q甲吸,
由热量计算公式Q=cmΔt得:c=,则c水=2c甲,又因为c水=4.2×103J/(kg•℃),所以c甲=2.1×103J/(kg•℃),故A错误;
B、用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,在相同时间内甲和水吸收的热量相同,所以加热20分钟时间,水吸收的热量等于甲吸收的热量,故B错误;
C、甲物质10min升高了60℃,吸收的热量:Q甲吸=c甲m甲Δt甲=2.1×103J/(kg•℃)×0.2kg×60℃=2.52×104J,故C错误;
D、不计热量损失,10min电热器放出的热量:Q放=Q甲吸=2.52×104J,
每秒放出热量:Q===42J,故D正确。
故选:D。
【点评】比较两个量的大小一定要根据公式来分析,这样思维严谨些。有图象的要合理利用图象。解决此题的关键就是能得出质量相同的物质甲和水升高相同的温度水需要吸收的热量是甲的2倍。
9.(2022•越秀区校级二模)2022年3月23日的太空课堂第二课,王亚平老师在两片塑料板加入两团水,如图甲,两团水接触后形成水桥,如图乙;释放塑料片后,两塑料片能够吸在一起形成“水桥”。这两团水能吸在一起连成“水桥”是利用了( )
A.水和塑料板间的万有引力
B.空间站内气体的压力
C.分子之间的作用力
D.磁极之间的作用力
【考点】分子间的作用力.
【专题】常规题型;理解能力.
【答案】C
【分析】物质是由分子或原子组成的。组成物质的分子间有相互作用的引力和斥力。
【解答】解:A、万有引力作用与质量和距离有关,水与水之间的万有引力很小可以忽略,故A错误;
BC、两团水能够吸在一起形成“水桥”是因为水分子之间存在相互作用的引力,与气体压力无关,故B错误、故C正确;
D、水无磁性,故不是磁极之间的作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】考查分子动理论的内容,分子间存在相互作用的引力和斥力。
10.(2021•深圳模拟)关于热量、温度、内能的关系,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.物体放出热量,温度可以不变,内能一定减小
C.物体吸收了热量,温度一定升高,内能一定增加
D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
【考点】温度、热量与内能的关系;热传递的概念与方式.
【专题】定性思想;分子热运动、内能;理解能力.
【答案】B
【分析】(1)热量是一个过程量,在热传递过程中传递内能的多少叫热量;
(2)物体放出热量时内能一定减小,温度不一定降低;
(3)物体吸收热量时内能一定增加,温度不一定升高;
(4)发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解:
A、在热传递过程中传递内能的多少叫热量,热量是一个过程量,不能说含有热量,故A错误;
B、物体放出热量,内能一定减小,但温度不一定降低,如晶体在凝固过程中,放出热量、内能减少,但温度保持不变,故B正确;
C、物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高,如晶体在熔化过程中,吸收热量、内能增加,但温度保持不变,故C错误;
D、热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体,或者从同一物体的高温部分传到低温部分,内能大的物体温度不一定高,故D错误。
故选:B。
【点评】要正确理解温度、热量与内能的关系,以及热传递的条件,并注意:物体吸热,内能一定增大,但温度不一定升高。
11.(2021•番禺区校级一模)近年来我国重大装备层出不穷,国人倍感自豪,下列机械的动力装置不是使用热机的是( )
A.玉兔号月球车B.山东号航母
C.C919客机D.长征五号火箭
【考点】热机.
【专题】定性思想;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】A
【分析】热机是把内能转化成机械能的装置,分析各选项能量转化即可正确解题。
【解答】解:热机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧,把燃料的内能转化为机械能;
A、因为月球上没有空气,也就没有氧气,在月球上热机无法正常工作,所以月球车不用热机来驱动,故A符合题意;
BCD、山东号航母、C919客机、长征五号火箭都是利用燃料燃烧产生的内能来做功,把内能转化成机械能的装置,符合热机的特点,故BCD不符合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查了对热机的理解,明确热机的能量转化是解题的关键。
12.(2021•从化区一模)如图所示,在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,活塞瞬间飞出,下列说法正确的是( )
A.活塞飞出是机械能转化为内能
B.液态乙醚发生了升华现象
C.乙醚分子在不停地运动
D.此过程相当于热机的压缩冲程
【考点】四冲程内燃机的工作过程;汽化及汽化吸热的特点;分子的热运动;做功改变物体内能.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)气体膨胀,对外做功,将内能转化为机械能,气体的内能减小。
(2)物质从液态变成气态叫做汽化;物质从固态变成气态叫做升华;
(3)分子总是在不停地做无规则运动。
(4)热机的做功冲程中将内能转化为机械能,压缩冲程中将机械能转化为内能。
【解答】解:
A、启动电子打火器,气体膨胀,对活塞做功,将内能转化为机械能,故A错误;
B、该过程中液态乙醚变成了乙醚蒸汽,即发生了汽化现象,故B错误;
C、乙醚分子总是在不停地做无规则运动,故C正确;
D、热机的做功冲程中将内能转化为机械能,所以此过程相当于热机的做功冲程,故D错误。
故选:C。
【点评】本题是一道热学综合题,涉及的知识点较多,有一定难度,掌握基础知识、认真分析方可正确解题。
13.(2023•中山市校级模拟)下列关于内能知识的描述正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.温度越高的物体含有的热量越多
C.摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D.物体吸收热量,内能增加,温度一定升高
【考点】做功改变物体内能;温度、热量与内能的关系.
【专题】定性思想;分子热运动、内能;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)一切物体都具有内能,内能的大小跟质量、温度、状态有关;
(2)热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量;
(3)改变物体内能的方式有做功和热传递;
(4)物体吸收热量,温度不一定升高。
【解答】解:A、一切物体都具有内能,0℃的冰也具有内能,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C、摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能,故C正确;
D、物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高,如晶体熔化,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查温度、热量与内能的关系,难度不大。
14.(2023•香洲区校级三模)下面是对生活中一些事例的判断,其中正确的是( )
A.冰熔化时温度不变,内能也不变
B.钻木取火利用热传递改变内能
C.汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
D.高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理
【考点】四冲程内燃机的工作过程;沸点及沸点与气压的关系;温度、热量与内能的关系;做功改变物体内能.
【专题】应用题;其他综合题;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)晶体熔化时,吸收热量,温度不变,内能增大;
(2)改变物体内能的方式:做功和热传递;
(3)根据汽油机四个冲程中的能量变化来分析;
(4)液体的沸点跟气压有关,气压越大,沸点越高。
【解答】解:A、冰是晶体,晶体熔化时,吸收热量,温度不变,内能增大,故A错误;
B、“钻木取火”是通过克服摩擦做功的方式改变内能的,故B错误;
C、汽油机压缩冲程气缸内燃气的内能增加;做功冲程气缸内燃气对外做功,内能减少,故C错误;
D、高压锅能很快地煮熟食物是因为锅内气压增大水的沸点升高,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的知识点比较多,主要考查学生对所学物理知识点的综合应用能力。
15.(2021•赤坎区校级模拟)下列措施中是属于主要通过做功的方式来增加物体内能的是( )
A.炒菜的过程
B.把食物放入冰箱保温
C.用锯子锯开木头
D.汽油机的做功冲程,活塞对外做功
【考点】做功改变物体内能.
【专题】应用题;分子热运动、内能;应用能力.
【答案】C
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能,其区分是:做功改变物体的内能属于能的转化;而热传递改变物体的内能是能的转移,据此分析即可解决。
【解答】解:A、炒菜的过程,是能的转移,属于通过热传递改变物体的内能,故A不符合题意;
B、把食物放入冰箱保温,该过程是能的转移,属于通过热传递改变物体的内能,故B不符合题意;
C、用锯子锯开木头,克服摩擦力做功,是通过做功增加物体的内能,故C符合题意;
D、汽油机的做功冲程,燃气对外做功,内能减少,是通过做功减少物体的内能,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】能牢固的掌握好做功和热传递改变物体内能的区别是解决该题的关键。
二.填空题(共8小题)
16.(2021•南海区二模)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率 降低 (选填“升高”、“不变”或“降低”).发动机散热器常用水做冷却剂,这是因为水的 比热容 大。运载火箭选用液态氢做燃料,是因为氢的 热值 大。
【考点】热机的效率;比热容解释简单的自然现象;燃料的热值及其计算.
【专题】比热容、热机、热值.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)热机工作的过程中内能转化为机械能;热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比,据此结合现象可分析对效率的影响;
(2)水具有比热容较大的特性,这是常被选做冷却剂的原因;
(3)热值是燃料的一种特性,热值越大,完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多。
【解答】解:(1)汽车发动机工作时将内能转化为机械能,冒“黑烟”说明燃烧不充分,用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小,所以效率降低;
(2)用水做冷却剂是因为水的比热容较大,在相同质量的情况下,升高相同的温度是,水能吸收更多的热量;
(3)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量。
故答案为:降低;比热容;热值。
【点评】本题主要考查了热机工作时能量的转化以及对热机效率、比热容概念以及燃料热值的了解与掌握,属于基础题目。
17.(2023•广东模拟)把1kg的水从73℃开始加热至沸腾,图甲中 a (选填“a”或“b”)反映水沸腾时的情况,气泡内主要成分是 水蒸气 (选填“空气”或“水蒸气”),水的温度随时间变化的图象如乙图所示,加热至恰好沸腾的过程中,水吸收的热量为 1.05×105 J。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【考点】热量的计算;沸腾及沸腾条件.
【专题】应用题;汽化和液化、升华和凝华;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】a;水蒸气;1.05×105。
【分析】(1)水沸腾前气泡在上升过程中,体积减小,到液面时消失;沸腾时产生大量气泡,不断有水汽化为水蒸气进入气泡,气泡在上升过程中体积增大,最后破裂;
(2)由图乙可知,在加热至恰好沸腾的过程中,水的初温和末温,又知道水的质量、比热容,利用Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量。
【解答】解:(1)沸腾时,有大量气泡产生,气泡在上升过程中体积增大,所以图甲中a反映水沸腾时的情况,b是沸腾前的现象;沸腾是一种剧烈的汽化方式,当水沸腾时,水中产生大量的气泡,气泡内主要是水汽化形成的水蒸气;
(2)由图乙可知,在加热至恰好沸腾的过程中,水的初温t0=73℃、末温为98℃,
加热至恰好沸腾的过程中,水吸收的热量为:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(98℃﹣73℃)=1.05×105J。
故答案为:a;水蒸气;1.05×105。
【点评】本题考查了水的沸腾现象、水吸收热量的计算,属于基础题目。
18.(2022•新会区二模)使用煤气炉烧水,煤气燃烧时是将 化学 能转化为内能;完全燃烧0.05m3的煤气放出的热量为 2×106 J;在标准大气压下,若这些热量有8.4×105J被质量为4kg、初温为20℃的水吸收,则水的温度升高 50 ℃。[q煤气=4.0×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【考点】燃料的热值及其计算;能量转化和转移;热量的计算.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】化学;2×106;50。
【分析】燃料燃烧时将化学能转化为内能;知道煤气的体积和热值,利用Q放=Vq计算出完全燃烧0.05m3的煤气放出的热量;
知道水的质量、比热容、吸收的热量,利用Q吸=cmΔt计算出水升高的温度。
【解答】解:使用煤气炉烧水,煤气燃烧时是将化学能转化为内能;
完全燃烧0.05m3的煤气放出的热量:Q放=Vq煤气=0.05m3×4.0×107J/m3=2×106J;
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度:Δt===50℃。
故答案为:化学;2×106;50。
【点评】本题考查燃料燃烧过程中的能量转化、燃料完全燃烧放热的计算、吸热公式的灵活运用,是一道热学常考题。
19.(2023•新会区二模)生活中热现象随处可见:阳春三月,万亩桃花香气袭人、飘香千里,这属于 扩散 现象;盛夏,站在河岸边觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热,这是因为水的比热容比沙子的比热容 大 的缘故;炎炎夏日,在水泥地面上洒水后会感觉到凉快,这是利用了水蒸发 吸热 。
【考点】比热容解释简单的自然现象;蒸发及其现象;扩散现象.
【专题】应用题;汽化和液化、升华和凝华;分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】扩散;大;吸热。
【分析】(1)不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,扩散现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。
(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。
(3)物质从液态变为气态叫做做汽化,汽化吸热。
【解答】解:(1)阳春三月,万亩桃花香气袭人,是分子在永不停息地做无规则运动,属扩散现象。
(2)水的比热容比沙子的比热容大,吸收相同的热量,水的温度变化小、沙子的温度变化大,所以觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热。
(3)夏天把水洒在地面上时,水蒸发时要从周围空气中吸收热量,起到降低室温的作用。
故答案为:扩散;大;吸热。
【点评】本题考查了常见热现象的对应的物理原理,要注意在生活中找出所包含的物理知识。
20.(2023•广东模拟)2022年6月5日10时44分,搭载着神舟十四号载人飞船的长征二号F火箭成功发射,火箭用液态氢作燃料,是因其 热值 较大;火箭起飞过程中,以发射塔为参照物,火箭是 运动 (选填“运动”或“静止”)的;火箭上升的过程中机械能 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【考点】燃料的热值及其计算;运动和静止的相对性;机械能的概念.
【专题】比热容、热机、热值;运动和力;机械能及其转化;应用能力.
【答案】热值;运动;增大。
【分析】(1)热值是燃料的一种特性,质量相同的不同燃料,热值越大,在完全燃烧时释放出的热量越多;
(2)根据火箭与发射塔的位置是否改变分析火箭相当于发射塔的运动情况;
(3)动能和势能合称机械能;动能与物体的质量和速度有关,重力势能与物体的质量和所在高度有关。
【解答】解:(1)火箭起飞过程中,将内能转化为火箭的机械能,相同质量的液态氢完全燃烧释放的热量多,所以火箭用液态氢作燃料,是因其热值较大。
(2)火箭发射过程中,火箭与发射塔之间的相对位置发生变化,因此火箭是运动的。
(3)火箭上升过程中,速度越来越大,高度越来越高,所以动能和重力势能越来越大,即机械能是增大的。
故答案为:热值;运动;增大。
【点评】本题考查燃料的热值、运动的相对性、动能、重力势能的影响因素和机械能的概念,难度不大。
21.(2021•南海区校级模拟)天然气是一种清洁燃料,我市部分公交车开始使用天然气来代替柴油或汽油。已知天然气的热值为7×107J/L,某汽车完全燃烧2L天然气所释放的热量为 1.4×108 J;该汽车发动机效率为55%,输出有用的机械能为 7.7×107 J;汽车使用水做冷却剂,是因为水的 比热容 较大。
【考点】热机的效率;比热容解释简单的自然现象;燃料的热值及其计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据Q=qV计算出天然气燃烧放出的热量;
(2)根据η=×100%知,W=ηQ放求出输出有用的机械能;
(3)水的比热容较大,质量相同的水和其它液体相比较,升高相同的温度时,吸收的热量多;吸收或放出相同的热量时,温度变化较小,因此常用来做冷却剂、取暖剂、防冻剂等。
【解答】解:(1)消耗2L天然气所释放的热量:Q放=qV=7×107J/L×2L=1.4×108J;
(2)根据η=×100%知,输出有用的机械能:
W=ηQ放=55%×1.4×108J=7.7×107J;
(3)汽车发动机工作时产生大量热量,这些热量如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高。
故答案为:1.4×108;7.7×107;比热容。
【点评】此题主要考查了天然气燃料热值及其计算、热机效率的计算,水的比热容的特点与应用,能熟练的运用热量公式进行计算是解决该题的关键。
22.(2021•江门校级模拟)城市在不断发展扩大中,有些人生活居住与工作的地方相距较远。住在江门滨江新区的小明要开车到江门旧城区上班,如图乙所示,是小明所开车的汽油机工作过程的四个冲程,与图甲能量转化情况相同的是 A (选填字母)。若该汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内汽油机完成了 80 个冲程;假如该车行驶了10km,共耗油0.5kg,则这些汽油完全燃烧放出的热量为 2.3×107J (汽油的热值q=4.6×107J/kg)
【考点】四冲程内燃机的工作过程;有关热机的计算;燃料的热值及其计算.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】A;80;2.3×107J。
【分析】(1)内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;其中在做功冲程中内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能。
(2)四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
(3)据公式Q=mq计算即可得出汽油燃烧产生的热量。
【解答】解:(1)A、图中的气门关闭,活塞下行,因此这是做功冲程,此冲程内能转化为机械能;
B、图中的进气门打开,排气门关闭,活塞下行,因此这是吸气冲程;
C、图中的进气门关闭,排气门打开,活塞上行,因此这是排气冲程;
D、图中的气门关闭,活塞上行,因此这是压缩冲程,此冲程机械能转化为内能;
甲图中水蒸气对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;与图甲能量转化情况相同的是做功冲程A图;
(2)此汽油机飞轮的转速为2400r/min,则每秒钟转40转,完成了80个工作冲程,对外做功20次。
(3)0.5kg汽油完全燃烧放出的热量为:Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J。
故答案为:A;80;2.3×107J。
【点评】本题考查了内燃机的四个冲程工作特点、根据转速进行相关计算、热值公式的应用,属于热学综合性题目。
23.(2022•黄埔区二模)已知某种汽油的热值是4.6×107J/kg,现有汽油0.02kg,完全燃烧其中的一半,汽油放出的热量是 4.6×105 J。若上述放出的热量使2kg的水温度升高25℃(未沸腾),则水吸收的热量为 2.1×105 J。剩余0.01kg的汽油热值是 4.6×107 J/kg,[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]。如图为某汽油机工作时能量转化图,该汽油机的效率是 40% 。
【考点】热机的效率;热量的计算;燃料的热值及其计算.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】4.6×105;2.1×105;4.6×107;40%。
【分析】(1)运用Q放=qm可求出热量多少。
(2)已知水的质量与升高的温度,由热量公式可以求出水吸收的热量。
(3)热值是燃料的特性,其大小与燃料的质量、燃烧程度无关。
(4)先计算总能量,根据η=得出该汽油机的效率。
【解答】解:(1)汽油热值4.6×107J/kg,现有汽油0.02kg,如果完全燃烧其中一半(即燃烧0.01kg)放出热量为Q放=qm=4.6×107J/kg×0.01kg=4.6×105J。
(2)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×25℃=2.1×105J。
(3)热值是燃料的特性,剩余汽油的热值不变,是4.6×107J/kg。
(4)如图为某汽油机工作时能量转化图,总能量W总=500J+600J+150J+250J=1500J,
该汽油机的效率η===40%。
故答案为:4.6×105;2.1×105;4.6×107;40%。
【点评】深入理解热值概念,熟练运用热量的计算公式和效率公式,可解答此题。
三.实验探究题(共2小题)
24.(2023•罗湖区校级一模)寒假期间,学校布置了假期社会实践作业。小聪在家和妈妈学烹饪时注意到,盐(主要成分是NaCl)和糖(主要成分是蔗糖)外观非常像(如图甲),除了尝味道几乎分辨不出来。于是他找来小明和小林,想利用自己所学的物理知识,科学的分辨出两种物质。经过查阅资料,他们得到以下数据(如表格):
(1)小聪找来A、B两个相同的勺子,均装满一平勺不同样品。用天平测得A勺总质量为16.2g,B勺总质量如图乙所示,则可知 A (选填“A”或“B”)勺中样品为盐。
(2)小明和小林从学校借来实验器材,组装了如图丙所示装置,通过水浴法加热两种样品。某时刻,试管D中温度计示数如图,此时温度为 56 ℃。实验中每隔一段时间记录一次C、D管中物质的温度,并记录数据,做出温度随时间变化的规律图像,如图丁所示。
(3)根据图丁可知,吸收相等热量,升温较多的是 C (选填“C”或“D”),进而判断出试管D中样品为 盐 (选填“糖”或“盐”)。
(4)小林发现该实验无法根据熔点辨别两种物质,原因是 水的沸点低,无法达到样品的熔点 。
【考点】实验 比较不同物质吸热的情况;熔点和凝固点的概念.
【专题】实验题;比热容、热机、热值;分析、综合能力.
【答案】(1)A;(2)56;(3)C;盐;(4)水的沸点低,无法达到样品的熔点
【分析】(1)根据密度的大小判断物质的种类;
(2)根据温度计的量程和分度值读数;
(3)分析表中数据得出的温度变化情况,得出结论;
(4)水浴加热的最高温度是沸水的温度。
【解答】解:(1)由图可知,糖的密度小于盐的密度,A、B两个相同的勺子,均装满一平勺不同样品,A和B的体积相等,用天平测得A勺总质量为16.2g,B勺总质量如图乙所示,为13.2g,由公式ρ=可得,A的密度大,则可知A勺中样品为盐;
(2)由图可知,温度计的分度值是1℃,从温度计液柱高度可知,为56℃;
(3)分析表中数据可知,盐的比热容大于糖的比热容,由(1)可知糖的质量小于盐的质量,升高相同的温度,根据Q=cmΔt可得,盐加热的时间较长;吸收相等的热量,C升温较多;
(4)水浴加热的最高温度是沸水的温度,达不到样品的熔点,故无法根据熔点辨别两种物质。
故答案为:(1)A;(2)56;(3)C;盐;(4)水的沸点低,无法达到样品的熔点。
【点评】本题考查天平的读数、温度计的读数以及热量公式的运用,是一道综合题。
25.(2023•茂南区校级一模)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值时,应选择 甲、乙 两图(选择甲、乙、丙)进行实验。
(2)比较不同物质吸热升温快慢的特点,应选择 甲、丙 两图进行实验。
(3)在探究物质吸热能力时,得到了下表的实验数据,请根据实验数据,在图丁所示的坐标图上,大概作出两组实验数据的“温度﹣时间”图象。
(4)由实验数据分析可知, 水 (填“水”或“食用油”)的吸热能力强。
(5)已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),根据实验数据可知,食用油的比热容为 2.1×103/(kg•℃) 。
(6)如果该实验换另外的质量和初始温度均相同的a、b两种液体来做实验,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图戊所示,则可以看出, a 液体的温度升高得较快, b 液体适合做冷却剂(填“a或b”)。
【考点】燃料的热值及其计算;实验 比较不同物质吸热的情况.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】(1)甲、乙;(2)甲、丙;(3)完全;升高的温度;(4)水;(5)2.1×103/(kg•℃);(6)a;b。
【分析】(1)燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应;比较不同燃料的燃烧值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;
(2)比较不同物质的比热容,应使用相同的热源,控制不同液体相同时间内吸热相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力;使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(4)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;
(5)根据c=可知,在质量和吸热相同和条件下,比热容与升高的温度与反比得出水的比热容与食用油的关系;
(6)从图中可知加热相同时间时a和b升高的温度,据此分析哪个液体温度升高较快;
从图中分析a和b的比热容大小,便可知道哪个液体更适合做冷却剂。
【解答】解:(1)比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;故应选择甲、乙两图进行实验。
(2)比较不同物质的比热容,应使用相同的热源,控制不同液体相同时间内吸热相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力,应选择甲、丙两图进行实验,根据转换法,实验通过加热时间的长短反映物体吸热的多少;
(4)由实验数据分析可知,加热相同时间,水升温慢,根据比较吸热能力的第2种方法,水的吸热能力强;
(5)由表格数据知Δt水=45℃=255℃,Δt食用油=70℃﹣20℃=50℃,
根据c=可知,在质量和吸热相同的条件下,比热容与升高的温度与反比,由实验数据可知,水的比热容约为食用油的=2倍,
所以c食用油=c水=×4.2×103/(kg•℃)=2.1×103/(kg•℃);
由图可知,加热相同时间时,a升高的温度更多,即a液体的温度升高较快;
由图可知升高相同温度,b的加热时间长,即b吸收的热量更多,因此b的比热容较大,b液体更适合做冷却剂。
故答案为:(1)甲、乙;(2)甲、丙;(3)完全;升高的温度;(4)水;(5)2.1×103/(kg•℃);(6)a;b。
【点评】本题考查了比较不同物质吸热和不同燃料燃烧放热的实验,解题关键是运用好控制变量法。
四.计算题(共2小题)
26.(2023•惠城区二模)一辆行驶在水平公路上的小汽车,汽车总质量为1.8t,其轮胎与地面的总接触面积为0.08m2。求:
(1)汽车静止时对水平路面的压强(g=10N/kg);
(2)汽车以72km/h的速度匀速行驶时,发动机的输出功率为5×104W,求此过程中汽车的牵引力;
(3)汽车以72km/h的速度匀速行驶一百公里耗油10kg,则发动机的效率是多少?(q=4.5×107J/kg,结果精确到1%)
【考点】热机的效率;压强的计算;功率的计算及公式的应用.
【专题】应用题;压强、液体的压强;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】(1)汽车静止时对水平路面的压强是2.25×105Pa;
(2)此过程中汽车的牵引力是2500N;
(3)发动机的效率是55%。
【分析】(1)已知小汽车的质量,根据G=mg计算小汽车的重力;小汽车对地面的压力大小等于小汽车的重力,已知受力面积,根据p=计算小汽车对地面的压强;
(2)已知发动机的功率和小汽车的行驶速度,根据P==Fv计算牵引力的大小;
(3)小汽车做匀速直线运动时,用W=Pt计算克服阻力做的功。已知燃油的热值和燃油的质量,利用热值公式计算放出的热量;利用效率公式计算即可。
【解答】解:(1)小汽车的重力为:G车=m车g=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,
小汽车对地面的压力为:F=G车=1.8×104N,
轮胎与地面的总接触面积即地面的受力面积为:S=0.08m2,
小汽车对地面的压强为:p==2.25×105Pa;
(2)小汽车的行驶速度为:v=72km/h=20m/s,
由公式P==Fv可得,小汽车受到的牵引力为:F牵==2500N;
(3)根据速度公式得,汽车以72km/h的速度匀速行驶一百公里用时:t==5000s,
做的功为:W=Pt=5×104W×5000s=2.5×108J,
燃油完全燃烧所产生的热量:Q=mq=10kg×4.5×107J/kg=4.5×108J,
热机效率η=×100%=×100%≈55%。
答:(1)汽车静止时对水平路面的压强是2.25×105Pa;
(2)此过程中汽车的牵引力是2500N;
(3)发动机的效率是55%。
【点评】本题综合考查重力、压强、热机效率和功率公式的应用,知道静止物体对水平面的压力等于物体的重力大小。
27.(2022•福田区二模)今年2月百度宣布旗下无人驾驶品牌“萝卜快跑”在深圳进行开放载人测试运营服务,深圳市民也能够乘坐无人驾驶的出租车。已知某款无人汽车,其质量为1.6×103kg,汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min,消耗汽油6.4kg,所受的阻力是汽车总重的0.05倍,汽油的热值是q=4.5×107J/kg。求:
(1)汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,汽车发动机的牵引力。
(2)汽车行驶75min牵引力做的功。
(3)汽车发动机的效率。
【考点】热机的效率;二力平衡条件的应用;功的计算和公式的应用.
【专题】计算题;其他综合题;应用能力.
【答案】(1)汽车发动机的牵引力是800N;
(2)牵引力做了7.2×107J的功;
(3)汽车发动机的效率为25%。
【分析】(1)知道汽车总质量,利用G=mg求汽车总重力,由题知平均阻力f=0.05G,可求平均阻力,又知道汽车在平直公路上匀速行驶,此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,可求牵引力;
(2)根据公式s=vt求出汽车行驶的路程,再利用W=Fs求汽车牵引力做功(有用功);
(3)知道汽油的热值和质量,利用Q放=mq,求出汽油完全燃烧放出的热量,然后根据η=求出汽车发动机的效率。
【解答】解:(1)汽车总重力:
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
汽车行驶时受到的阻力:
f=0.05G=0.05×1.6×104N=800N,
因为汽车在平直公路上匀速行驶,
所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
F=f=800N;
(2)75min=1.25h,
根据v=可知,汽车行驶的距离为:
s=vt=72km/h×1.25h=90km=9×104m,
牵引力做功:
W=Fs=800N×9×104m=7.2×107J;
(3)6.4kg汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=6.4kg×4.5×107J/kg=2.88×108J,
汽车发动机的效率为:η==×100%=25%。
答:(1)汽车发动机的牵引力是800N;
(2)牵引力做了7.2×107J的功;
(3)汽车发动机的效率为25%。
【点评】本题考查了效率公式、做功公式、燃料热值和二力平衡条件的应用,难点在第三问,明白发动机的效率含义是得到正确答案的关键。物质
密度/g•cm﹣3
熔点/℃
比热容/J•(kg•℃)﹣1
盐(NaCl)
2.17
801
4.03×103
糖(蔗糖)
1.66
185
1.26×103
物质
初始温度/℉
加热时间/min
最后温度/℃
水
20
6
45
食用油
20
6
70
物质
密度/g•cm﹣3
熔点/℃
比热容/J•(kg•℃)﹣1
盐(NaCl)
2.17
801
4.03×103
糖(蔗糖)
1.66
185
1.26×103
物质
初始温度/℉
加热时间/min
最后温度/℃
水
20
6
45
食用油
20
6
70
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