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中考物理专题训练 考点17:热和能
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一、选择题
1. (北京,18,2)下列说法中正确的是
A. 组成物质的分子之间,只存在引力,不存在斥力
B. 组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
C. 晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变
D. 沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是水的比热容比砂石的比热容大
【答案】BCD
【解析】本题考查物质的组成、分子间的作用力、晶体非晶体、比热容。组成物质的分子间既存在引力也在斥力故A选项错误;温度越高分子运动越剧烈故B选项正确;晶体在熔化过程中吸收热量温度不变故C选项正确;沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是水的比热容比砂石比热容大,故D选项正确。
2. (北京,7,2)下列实例中,属于做功改变物体内能的是
A. 锯木头时的锯条温度升高 B. 加入冰块的饮料温度降低
C. 倒入热牛奶的杯子温度升高 D. 放入冷水中的热鸡蛋温度降低
【答案】A
【解析】本题主要考查改变内能的两种方式,改变内能的两种方式是做功和热传递;锯木头是通过做做功来改变内能的,故A选项正确;而B、C、D三个选项中冰块与饮料、热牛奶与杯子、冷水与热鸡蛋均存在温度差,热量变会从高物体传向低温物体,都属于热传递。故B、C、D均错。
3. (广东省,题号5,分值3)如图所示,70kg的消防员沿着钢管匀速下滑时感到手心发烫,此时受到钢管对他的摩擦力大小和导致手心内能改变的方式是(g=10N/kg)( )
A.70N 热传递 B.70N 做功
C.700N 热传递 D.700N 做功
【答案】D
【解析】消防员匀速下滑,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,则f=G=mg=70kg×10N/kg=700N,故A和B均错误;下滑过程中,重力克服摩擦力做功,将重力势能转化为内能,即是通过做功的方式导致手心内能发生改变的,故C错误,D正确。
4.(广东省,题号4,分值3)如题4图所示,加热-40的冰,下列说法正确的是( )
A.BC段表示当前物体的状态仍是固体
B.冰的融化过程温度不变,说明熔化不需要吸热
C.水的沸腾过程温度不变,说明它的内能不变
D.由图可判断,加热时间相同时冰升温比水快,说明冰的比热容比水小
【答案】D
【解析】冰从B点开始熔化,到C点时熔化完成,则BC段表示当前物体的状态是固液共存状态,故A错误;冰的熔化过程中,温度不变,但需要继续吸热以维持熔化,故B错误;水的沸腾过程要吸收热量,内能增大,故C错误;由图可判断,AB段是冰升温过程,CD段是水升温过程,可知加热的时间相同,即吸收的热量相同时,冰升温比水快,二者质量相等,由可知,冰的比热容比水的小,故D正确。
5. (桂林市,11,3分)经常下厨的小关发现,同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些.这是因为( )
A.水的比热容小,吸热后温度升高得设
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
【答案】B
【解析】因为相同的燃气灶加热相同的时间,放出的热量相等,所以相同的加热时间水和食用油吸收的热量相等,故C、D不正确;根据公式可知,吸热相等、质量相等时,因为水的比热容大于食用油的比热容,所以水升温比食用油慢,即食用油升温快,故A不正确;B正确.
6.(湖北省黄石市,题号18,分值2)
【答案】C
【解析】一切物体的分子都在不停地运动,故A错误;分子或原子之间引力和斥力同时存在,故B错误;快速压缩气体,对气体做功,可使气体的内能增大,温度升高,故C正确;用热水袋取暖时,热量从温度高的热水袋传递给人体,故D错误。
7.(江苏省扬州市,题号1,分值2)
【答案】B
【解析】太阳照射、浸入热水、炉火加热都是通过热传递的方式使冰熔化,故ACD不符合题意;相互摩擦是通过做功的方式使冰的内能增大,温度升高,从而使冰熔化,故B符合题意。
8. (山东聊城,6,3)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量越多
B.物体运动越快,内能越大
C.热传递能改变物体的内能
D.0℃的冰块,其内能为零
【答案】C
【思路分析】(1)热量是一个过程量,不能说含有多少热量;
(2)内能大小与物体的运动状态无关;
(3)做功和热传递都能改变内能;
(4)一切物体在任何温度下都有内能;
【解题过程】解:A、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;
B、内能大小与物体的运动速度无关,故B错误;
C、做功和热传递都能改变内能,故C正确;
D、一切物体在任何温度下都有内能,故D错误;
故选:C。
9. (山东泰安,4,2) 下列有关热和能的说法中,正确的是( )
A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后,温度不变,内能变大
C.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
【答案】B
【思路分析】(1)热传递的条件是两个物体之间存在温度差,热量从高温物体传给低温物体。
(2)内能的大小跟质量、温度、状态有关;晶体熔化过程吸收热量,温度不变;
(3)改变物体内能的方式有做功和热传递,做功属于能量的转化,热传递属于能量的转移;
(4)物体由液态变为气态的过程叫汽化,汽化吸收热量。
【解题过程】解:A、发生热传递时,传递的是热量而不是温度;故A错误;
B、一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后,吸收热量,温度不变,内能增加;故B正确;
C、内燃机的压缩冲程,活塞压缩气缸内物质,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;故C错误;
D、夏天在室内洒水,水汽化吸收热量,起到降温的作用,不是利用了水的比热容较大的性质;故D错误。
故选:B。
10. (山东省烟台市,10,2分)
炎炎夏日,烈日下海滩的沙子热的发烫,而海水却很清凉;傍晚落日后,沙子凉了,海水却依然暖暖的.这主要是因为海水和沙子具有不同的
A.密度 B.内能 C.热量 D.比热容
【答案】D
【解析】水的比热容大,在吸收和放出相同热量时,与同质量的其他物质相比,其温度变化小。
水的比热容比沙子的比热容大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,水的温度变化比沙小,因此,在受太阳照射条件相同时,海水比沙滩的温度低,放出相同热量时,海水比沙滩的温度高,故D正确。
故选:D。
11. (山东枣庄,9,2) 以下几条摘录是出自某同学在学习“内能”一章时的课堂笔记,其中不正确的是( )
A.扩散现象不能在固体之间发生
B.分子间的引力和斥力是同时存在的
C.物体吸收热量,温度不一定升高
D.摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能
【答案】A
【思路分析】(1)固体、液体、气体都能发生扩散现象;
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(3)晶体熔化时,吸热但温度不变;
(4)做功和热传递都可以改变物体的内能。
【解题过程】解:A、固体、液体、气体都能发生扩散现象,因此,扩散现象能在固体之间发生,故A错误;
B、分子间同时存在引力和斥力,故B正确;
C、物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸热但温度不变,故C正确;
D、摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能,将机械能转化为内能,故D正确。
故选:A。
12. (山东淄博,第3题,2分) 下列实例中与”水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机
C.沿海地区昼夜温差较小 D.夏天在房间内洒水降温
【答案】D
【解析】本题考查的是热学相关知识。夏天在房间洒水降温是利用水的蒸发吸热,D错误。ABC三项都是利用水的比热容大这一特性。
13. (四川眉山,8,3) 下表中有几种物质的比热容,小张同学根据提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容/[J•(kg•℃)﹣1]
水
4.2×103
铁
0.46×103
酒精
2.4×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
干泥土
0.54×103
冰
2.1×103
水银
0.14×103
A.一杯水比一桶煤油的比热容小
B.液体的比热容一定比固体的比热容大
C.水吸收或放出热量的本领较强,常用作冷却剂
D.比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类有关
【答案】C
【思路分析】比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系;根据比热容的特点进行分析判断。
【解题过程】解:A、由表格中的信息可知,水的比热容大于煤油的比热容,比热容大小与质量无关,故A错误。
B、液体的比热容不一定比固体的大,比如:冰的比热容比水银的比热容大,故B错误。
C、因为水的比热容大,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,所以人们常用水作冷却剂,故C正确;
D、比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类和状态有关,故D错误。
故选:C。
14. (四川绵阳,9,3) 年4月2日,天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号,在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约1.5t残骸坠入南太平洋。在这个过程中,天宫一号的部分机械能( )
A.通过热传递转化为大气的内能
B.通过重力做功转化为大气的内能
C.通过摩擦做功转化为大气的内能
D.通过重力做功转化为残骸的内能
【答案】C
【思路分析】改变内能的方法有两个:做功和热传递,据此分析。
【解题过程】解:天宫一号在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层时,高度减小,重力势能减小,克服与大气的摩擦做功,机械能转化为内能。故C正确。
故选:C。
15. (浙江宁波,1,3) 下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A.
柴火烧水
B.
压缩空气发热
C.
冬天搓手取暖
D.
钻木取火
【答案】A
【思路分析】本题考查了改变物体内能有两种方式,结合生活实际解决问题。改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。做功的实质是能量转化的过程,即:内能和其他形式能的相互转化。热传递的实质是能量转移的过程,发生热传递的条件是有温度差。
【解题过程】解:
A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的;
BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的;
显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同。
故选:A。
16. (浙江省台州市,题号6,分值4)如图所示,用铅笔尖顶着一个纸风车,置于一杯热水上,风车就会转动。以下叙述正确的是( )
A.风车静止时,只受到重力的作用
B.风车转动时,只受到热空气推力的作用
C.风车转动时,机械能转化为水的热能
D.移去热水,风车由于惯性不会立即停转
【答案】D
【解析】风车静止时受力平衡,除受到重力外还受到铅笔的支持力的作用,故A错误;风车转动时,风车受到热空气的推力,同时还受重力和支持力的作用,故B错误;在风车的下方放置一杯热水后,热空气向上流动,推动风车转动,将内能转化为机械能,故C错误;移去热水,风车不能立即停止转动,是因为风车具有惯性,故D正确。故选:D。
17. (湖北省孝感市,题号3,分值3)
【答案】D。
【解析】水的比热容比沙子大,吸收相同的热量,升温较慢,所以海边昼夜温差比沙漠小,选项A错误;霜是由于温度低于0℃时,有气体直接变为固态,凝华而成,选项B错误;深秋清晨温度较低,河水汽化成的水蒸气与冷空气液化而成,选项C错误;温度低的花露水碰到热的皮肤时,吸热汽化成蒸汽,选项D正确。故选D。
18. (湖北省宜昌市,题号11,分值2)下列生活事例中,属于做功改变物体内能的是
A.冬天用热水泡脚变得暖和
B.用手反复弯折铁丝,弯折处发热
C.冬天人们在室外晒太阳感觉暖和
D.医生用冰袋给发烧的病人降温
【答案】B
【解析】用热水泡脚、晒太阳和用冰袋降温,都是利用热传递的方式改变内能,故A、C和D均不符合题意;用手反复弯折铁丝,弯折处发热,温度升高,内能增大,是通过做功的方式增大了铁丝的内能,故B符合题意。
19.(吉林长春市,5,2分)
【答案】C
【解析】因为水的比热容较大: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,据此分析。
因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,取暖效果好,所以暖气装置中用水来供热。
20. (江苏南京,6,2)汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大,图中四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A.
钻木取火
B.
金属勺放在热汤中
C.
食品放入冰箱内
D.
物体放在取暖器旁
【答案】A
【思路分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化;热传递是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能的转移。
【解题过程】解:汽车紧急刹车时,轮胎与地面摩擦,克服摩擦做功,轮胎温度急剧升高,内能增大,是通过做功的方式改变内能的;
A、钻木取火是克服摩擦做功,属于做功改变物体的内能。故A正确;
B、金属勺放在热汤中,金属勺吸收热量,是通过热传递改变内能,故B错误;
C、食品放入冰箱内,食品放出热量,属于热传递改变内能,故C错误;
D、物体放在取暖器旁边,会吸收热量,属于热传递改变内能,故D错误;
故选:A。
21. (江苏南京,11,2)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易拉罐中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体,用相同的装置加热,根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.组装器材时,先固定上面铁圈的高度
B.升高相同温度,a液体吸收的热量更多
C.a液体的比热容小于b液体的比热容
D.不添加器材,利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
【答案】C
【思路分析】A、要用酒精灯的外焰加热,为确保组装器材一次到位,应按从下往上的顺序调节;
BC、我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。
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;
D、根据△t=分析。
【解题过程】解:A、要用酒精灯的外焰加热,为确保组装器材一次到位,应按从下往上的顺序调节,A错误;
BC、升高相同温度,b加热时间长,如下所示:
b液体吸收的热量更多;B错误;
根据比较比较吸热能力的第2种方法,b液体的吸热能力强,即比热容大,C正确;
D、比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,吸热液体应为同一种类且质量相同,根据△t=,通过温度的变化反应吸热多少,故D错误。
故选:C。
22. (江苏省苏州市,题号6,分值2)
【答案】C
【解析】热机在做功冲程中,消耗内能,获得机械能,是内能转化为机械能,故①正确;0℃的物体也有内能,故②错误;两物体相互接触时,热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体,而不是从内能大的物体转移到内能小的物体,故③错误;改变物体内能的方法有很多,但本质上只有两种方式,即做功和热传递,故④正确,故选C。
23. (福建B卷,6,2)福建沿海地区昼夜温差较小,而内陆沙漠地区昼夜温差较大。这主要是因为海水与砂石相比具有较大的( )
A.密度 B.内能 C.比热容 D.质量
【答案】C
【思路分析】沿海地区,水多,因为水的比热容较大,相同质量的水和泥土沙石比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,据此分析。
【解题过程】 解:沿海地区水多;内陆地区水少、沙石多。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小。
故选:C。
24. (江苏泰州,7,2) 关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.0℃的冰的内能为零
C.温度高的物体,含有的热量多
D.物体的温度升高内能增大
【答案】D
【思路分析】(1)物体吸收或者放出热量,其温度不一定改变,例如晶体的熔化、晶体的凝固、液体的沸腾过程;
(2)一切物体都具有内能,内能包括分子动能和分子势能,所以,内能的大小与物体的温度、质量和体积有关。
(3)热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量。
【解题过程】解:
A、若吸收热量的物体正好是处于熔化状态的晶体或正在沸腾的液体,则其吸收了热量,温度就不变;其他情况下物体吸收热量温度升高。因此不能确定物体吸收热量温度是否一定升高。故A错误。
B、因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的冰的内能不为零,故B错误。
C、热量不是状态量,而是过程量,描述它的术语是”吸收“和”放出“,不能用含有。故C错误。
D、同一物体分子个数是一定的,当温度升高时,分子的热运动越剧烈,则分子的动能就越大,从而物体的内能增加。故D正确。
故选:D。
25. (四川巴中,5,2) 下列关于内能、热量、温度的说法,正确的是( )
A.物体吸收热量,温度不一定升高
B.内能大的物体温度一定高
C.0℃的物体没有内能
D.两个内能相同的物体互相接触时,一定不会发生热传递
【答案】A
【思路分析】(1)晶体有固定的熔点,在熔化过程中吸热但温度不变。
(2)影响内能的因素是质量、温度、状态;
(3)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;
(4)热传递发生的条件是存在温度差异,热量由高温物体传递给低温物体,或者由同一个物体上的高温部分传递给低温部分,与物体自身内能的大小无关。
【解题过程】解:A、物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体在熔化过程中吸收热量,但温度并不变化,故A正确。
B、内能与物体的质量、温度以及状态有关,因此不确定质量和状态时,内能大的物体温度不一定高,故B错误;
C、一切物体都有内能,温度为0℃的水也具有内能,故C错误;
D、温度相同的两物体达到热平衡,不会发生热传递,内能相同的两个物体不一定温度相同,故两个内能相同的物体互相接触时,不一定会发生热传递,故D错误。
故选:A。
26.(四川巴中,7,2) 甲铁块质量是乙铁块的3倍,吸收相同的热量,则甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为( )
A.1:1,1:3 B.1:3,1:3 C.1:1,3:1 D.3:1,3:1
【答案】A
【思路分析】根据热量公式Q=cm△t来分析,都是铁块比热容相同,吸收了相等的热量,甲铁块的质量是乙铁块质量的3倍,则甲、乙两铁块升高的温度之比是 1:2。
【解题过程】解:比热容是物质的特性,甲乙两铁块物质种类相同,比热容相同,即比热容之比c甲:c乙=1:1;
两铁块吸收热量之比Q甲:Q乙=1:1,质量之比m甲:m乙=3:1,
由Q吸=cm△t得,甲、乙两铁块升高的温度之比:
△t甲:△t乙=:=:=1:3。
故选:A。
27. (江苏连云港,5,2分)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 温度相同的物体内能一定相等 B. 物体的温度越高,所含的热量越多
C. 汽油机做功冲程燃气的内能增加 D. 温度相同的物体接触时不发生热传递
【答案】D
【解析】本题主要考温度、内能和热量的理解;温度是宏观物理量,而内能是所有分子动能和分子势能的总和故A选项错误, 热传递过程中传递能量的多少叫热量,通常说吸收或放出不能说含有故B选项错误;汽油机做功冲程气体对外做功内能减少故C选项错误,发生热传递的条件是存在温度差故D选项正确。
28.(四川省广安市,题号3,分值1.5)下列对生活中的物理现象分析错误的是( )
A.夏天,常用干冰给食品保鲜,利用了干冰升华吸热
B.烧开水时看见冒“白气”,是水汽化生成的水蒸气
C.打开酒精瓶的瓶塞后,屋里弥漫着酒精味,这说明酒精分子在不停地运动
D.常用水给汽车发动机冷却是利用了水的比热容大的特性
【答案】B
【解析】夏天,常用干冰给食品保鲜,利用了干冰升华吸热,选项A正确;烧开水时看见冒“白气”,是水汽化生成的水蒸气液化成的小水珠,选项B错误;打开酒精瓶的瓶塞后,屋里弥漫着酒精味,这说明酒精分子在不停地运动,选项C正确;常用水给汽车发动机冷却是利用了水的比热容大的特性,选项D正确。故选B。
29.(四川省自贡市,题号3,分值2)关于分子热运动及热现象,下列说法正确的是( )
A.扩散现象只能发生在气体与液体中
B.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.0℃的冰块内没有内能
【答案】B
【解析】扩散现象能发生在气体、液体和固体中,选项A错误;固体很难被压缩,说明分子间存在斥力,选项B错误;物体吸收热量,温度不一定升高,选项C错误;0℃的冰块内有内能,选项D错误。故选B。
30.(年山东省潍坊市,14,4分)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中,对其加热至沸腾,温度随时间变化的关系如图所示,关于该物质说法正确的是( )
A.固态时是晶体
B.在ab段内能增加
C.在cd段仍需要吸收热量
D. 固态时的比热容比液态时大
【答案】ABC
【解析】
(1)分析晶体的熔化图象:根据图象确定熔点、熔化过程及不同阶段处于的状态;
(2)掌握液体的沸腾图象:沸腾前吸热升温,沸腾时吸热温度保持不变,完全汽化完毕后吸热温度升高;
A.此图象中有段温度保持不变的过程,说明这物质固态时是晶体,故A正确;
B.由图象可知,ab段是晶体熔化的过程,温度不变,不断吸热,所以内能不断增加,故B正确;
C.由图象可知,cd段是液体沸腾的过程,液体沸腾时吸热温度保持不变,故C正确;
D.由图像可知,该物质固态升温的过程比液态升温过程的温度变化快,所以固态时的比热容小于液态时的比热容,故D错误。
31.(山东省菏泽市,7,2分)天于热学知识.下列说法错误的是( )
A. 寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能
B. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低
C. 汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
D. 用水作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大
【答案】C
【解析】A. 对物体做功可以增加物体内能,所以寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能,故A正确;
B. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度高,水的温度低,内能从鸡蛋转移给水,即通过热传递,鸡蛋的内能减小,温度降低,故B正确;
C. 汽油机的压缩冲程是把将机械能转化为内能,故C错误;
D. 用水作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大,升高相同的温度时吸收的热量更多,故D正确;
故C错误,符合题意。
32.(山东省菏泽市,8,2分)下列说法错误的是( )
A足球被踢出后仍继续向前运动,是因为它运动时产生惯性
B.汽车在转弯时减速是为了防止惯性带来的危害
C.闻到花香说明分子在不停地做无规则运动
D.游泳时向后划水,人向前运动,是因为物体间力的作用是相互的
【答案】A
【解析】A足球被踢出后仍继续向前运动,是因为它具有惯性,不能说“产生惯性”,故A错误;
B.惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质,汽车在转弯时减速是为了防止惯性带来的危害,即防止车辆侧翻或侧滑,故B正确;
C.闻到花香是扩散现象,是由分子在不停地做无规则运动而形成的,故C正确;
D.游泳时向后划水,人向前运动,是因为物体间力的作用是相互的,即水会给人向前的力,使人前进,故D正确;
故A错误,符合题意。
二、填空题
1. (广东省,题号9,分值3)常见的物质由分子组成,分子由_____组成;夏日荷花盛开飘来阵阵花香,这是_________________现象;清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在______力.
【答案】原子;扩散;引。
【解析】物质由分子组成,分子由原子组成;夏日荷花盛开飘来阵阵花香,这是扩散现象;荷叶上的两颗露珠接触后成为更大的一颗水珠,表明分子间存在引力。
2. (安顺市,8,2)
【答案】扩散;
【解析】妈妈煮茶蛋时,小明闻到浓郁的茶蛋香味,属于扩散现象,表明分子是运动的;水吸收的热量:.
3. (河南省,题号1,分值2)物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。研究发现,常见的物质是由大量的 构成的。在天文观测中,人们通常用光年表示 单位。
【答案】分子或原子;长度。
【解析】自然界中的常见物质是由分子或原子构成的。光年表示光在一年中传播的距离,是长度单位。
4. (年黑龙江省齐齐哈尔市,15,2分)
【答案】运动;扩散;
【解析】根据参照物及其选择以及运动和静止和分子运动论的相关知识,结合题意来分析解答;
以徒步的小红为参照物,杜鹃花有位置的改变,所以它是运动的;
由构成花香的分子在永不停息的做无规则的热运动,能闻到阵阵杜鹃花香,是一种扩散现象。
5. (湖北省荆州市,题号25,分值4)25.(1)据报道,荆州机场已在沙市区岑河镇动工,机场的建成将为我们的出行带来极大方便. 飞机升空过程中,机翼________方(选填“上”或“下”)的空气流速大,压强小;随着海拔高度的升高,外界大气压强会________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(2)游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中,动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),同时臀部有灼热感,这是通过_________方式来改变内能的.
【答案】(1)上;变小;(2)不变;做功。
【解析】(1)飞机机翼横截面上方是圆弧状,下方是直线,飞机运动时上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,从而形成升力;大气压随海波的升高而降低。(2)匀速下滑,速度不变,所以动能不变;臀部有灼热感是通过摩擦做功,把机械能变为内能。
6.(湖南省怀化市,27,2分)
【答案】内;做功;热传递
【解析】物体在任何条件下都具有内能,铁水很热,冰块很冷,它们都具有内能;改变内能有两种方式,做功与热传递,冬天搓手是通过做功改变物体的内能的,用热水袋取暖是用热传递的方式改变内能的。
7. (湖南娄底,14,4)劣质的油性油漆、板材、涂料、胶粘剂等材料含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物,用来装修房屋,会造成室内环境污染,这是因为有毒有机物分子都在做永不停息的无规则运动,这种现象在夏天时特别严重,因为 越高, 越剧烈。
【答案】温度;分子运动
【解析】本题考查分子热运动。一切物质的分子都在永不停息的做无规则运动,温度越高,分子运动越剧烈。用甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物来装修房屋,因为有毒有机物分子在永不停息地做无规则运动,所以会造成室内环境污染,因为夏天温度越高,分子运动越剧烈,所以在夏天时更为严重。
8. (江苏省扬州市,题号19,分值2)
【答案】比热容 4.2×105
【解析】汽车散热器用水作冷却剂,是利用了水的比热容较大的性质;水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×10℃=4.2×105J。
9.(山东青岛,19,1) 质量之比为2:3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为7:5时,升高的温度之比为6:5,则甲、乙的比热容之比为 。
【思路分析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比,利用吸热公式求甲乙两物体的比热容关系。
【解题过程】解:由题知,m甲:m乙=2:3,△t甲:△t乙=6:5,Q甲:Q乙=7:5,
因为Q吸=cm△t,
所以===,
解得:
==7:4。
故答案为:7:4。
10. (山东泰安,18,1) 标准大气压下,质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量,水的温度降低了 ℃[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【答案】20
【思路分析】知道水的质量、放出的热量、比热容,利用Q放=cm△t求水温度降低值。
【解题过程】解:
由Q放=c水m△t可得,水降低的温度:
△t===20℃。
故答案为:20。
11. (山东淄博,第16题,2分)“烧烤”是年轻人喜欢的一种美食,空气中弥漫着“肉香”味,这是分子
的结果;食物烤熟是通过 的方式改变其内能的。
【答案】热运动 热传递
【解析】本题考查的是分子热运动和热传递的知识点。空气中的“肉香”是一种扩散现象,这是分子热运动的结果,而“烧烤”是通过热传递的方式改变内能的的。
12. (云南省昆明市,第11题,2分)如图是流星经过大气层与空气摩擦发热、发光的一幅照片。这个现象说明做功可以改变物体的 能,流星绝大部分位于 70-120 千米的高空,因此只见闪光,不闻声响。那么流星划过天空时究竟有无声音呢?你的判断是 (“有”或“无”)。
【答案】内 有
【解析】流星经过大气层与空气摩擦发热,消耗机械能,转化为内能,说明做功可以改变物体的内能;流星划过天空时在振动,所以能够发出声音,但流星绝大部分位于 70-120 千米的高空,基本处于真空状态,而声音不能在真空中传播,所以只见闪光,不闻声音。
13. (哈尔滨市,38,2分)
【答案】;不变
【解析】水吸收的热量:;因为水在沸腾过程中吸热温度保持不变,所以温度计示数将不变.
14. (江苏省徐州市,第33题,2分)33.当严寒即将来临时,为了预防果实结冰,果农会用水喷洒果树.请你解释这种做法的道理: ▲ ▲ .
【答案】水的比热容大,降温时能放出更多的热量,且水结冰时会放出热量,可以减慢环境温度的降低,从而保护果实
【解析】水的比热容大,降温时能放出更多的热量,且水结冰时会放出热量,可以减慢环境温度的降低,从而保护果实。
15. (辽宁省辽阳市,第17题,3分)
【答案】变大 做功 是
【解析】随着高度降低,空气密度变大,天宫一号周围的大气压强变大;天宫一号与大气摩擦时内能增大,温度升高,是通过做功的方式增加内能的;正在燃烧的天宫一号可自行发光,因而是光源。
【知识点】气体压强;内能改变;光源
16.(海南,16,4)泡温泉时感觉身体会发热,这是通过 的方式改变了身体的内能。烈日下,小兵去游泳池游泳,他感觉到游泳池边的水泥地面很烫脚,但游泳池里的水却很凉,这是因为水的 较大的缘故。
【答案】热传递;比热容
【思路分析】(1)改变物体内能的方法有二:一是做功,二是热传递,在热传递的过程中,高温物体或物体的高温部分,内能减小,温度降低;低温物体或物体的低温部分,内能增大,温度升高;
(2)单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为该物质的比热容,水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
【解题过程】解:
(1)人在泡温泉的过程中,身体从水中吸收热量,所以身体会变热,这是通过热传递的方式改变了身体的内能;
(2)烈日下游泳池旁的水泥地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,是因为水的比热容大,在同等情况下,吸收热量,水的温度不如水泥地面温度变化明显。
故答案为:热传递;比热容。
17. (江苏常州,16,2)如图所示,用力将空气压缩引米仪的活塞迅速下压,玻璃筒底部的干棉花冒烟燃烧,压缩过程能量的转化方式是 ▲ 能转化为 ▲ 能。
【答案】机械 内 【解析】本题考查了能量的转化。压缩过程能量是机械能转化为内能。
18. (江苏淮安,12,2)质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃吸收的热量是 J,这些热量如果完全由煤气燃烧来提供,至少需 kg的煤气。(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值4.2×107J/kg)。
【答案】6.3×106;0.15
【思路分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水温度初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)由题意可知,煤气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸,再根据Q放=mq求出燃烧煤气的质量。
【解题过程】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(50℃﹣20℃)
=6.3×106J;
(2)由题意可知,煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=Q吸=6.3×106J,
由Q放=mq可得完全燃烧煤气的质量:
m′===0.15kg。
故答案为:6.3×106;0.15。
19.(山东济宁,15,2)将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图所示),通过 方式改变牛奶的内能,图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象,则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J.[c牛奶=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】热传递;2.1×104
【思路分析】(1)改变内能的方法:一是做功,二是热传递,物体放出热量、内能减少、温度降低;
(2)知道牛奶的质量、比热容,求出温度升高值,利用吸热公式Q吸=cm△t求牛奶吸收的热量。
【解题过程】解:
给牛奶加热的过程中,牛奶吸收热量、内能增加,是通过热传递方式改变了牛奶的内能;
由图乙可知,牛奶升高的温度:△t=40℃﹣20℃=20℃,
则牛奶吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.25kg×20℃=2.1×104J。
故答案为:热传递;2.1×104。
20. (贵州黔三州,7,2) 太阳能安全、卫生、环保,我国近年来大力开发了太阳能热水器、太阳能飞机等。一同学家中太阳能热水器容量为0.1m3,则满箱水的质量为 kg:太阳能热水器1h使满箱水从20℃升高到30℃,水吸收的热量 J。
【答案】100;4.2×106。
【思路分析】本题为热学综合题,考查了学生对密度公式、吸热公式的掌握和运用,知识点综合性强,计算时要求灵活运用所学知识,注意各知识点间的衔接。(1)已知热水器的容积和水的密度,利用m=ρV可以得到水的质量;
(2)又知道水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量。
【解答过程】解:
(1)由ρ=可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(30℃﹣20℃)=4.2×106J。
故答案为:100;4.2×106。
21. (江苏宿迁,15,2分)在烧杯中装入500g、温度为10℃的水,用酒精灯给水加热、直至水温上升到60℃,水的内能增加了________J;水吸收的热量________(选填“小于”、“等于”或“大于”酒精燃烧放出的热量.[]
【答案】1.05×105;小于
【解析】(1)水吸收的热量:,∵水增加的内能等于水吸收的热量,∴水的内能增加了1.05×105J;∵酒精燃烧放出的热量不能完全被水吸收,∴水吸收的热量小于酒精燃烧放出的热量.
22. (达州市,28,2分)如图所示是小明同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图像,第6min时的内能________________第8min时的内能(选填“大于”、“等于”、“小于”);该物质在CD段的比热容是AB段比热容的________倍(被加热的物质和吸、放热功率不变).
【答案】小于;2.
【解析】由图可知4~8min,物体处于熔化过程,因为熔化过程吸热,温度不变,所以第6min的内能小于第8min的内能;由图可知,AB段4min,温度升高10℃,CD段4min,温度升高5℃,根据公式可知,吸收的热量相等、质量相等时,比热容与升高的温度成反比,所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍.
23.(四川省自贡市,题号19,分值2)汽车发动机工作时,需要对它进行冷却。人们常常选用“水”作冷却液,这是因为水的_____较大,冷却效果好;当水吸收发动机缸体热量后,水的内能_____。
【答案】比热容;减少。
【解析】水的比热容较大,作为传输能量的介质,可以带走更多的热量,有利于发动机的散热;当水吸收发动机缸体热量后,温度降低,水的内能减少。
24.(山东省威海市,17题,2分)生活中常用的温度计里面的液体不使用水,请写出两个原因: ;
【答案】水的比热容比较大;水的凝固点比较高、水在0℃就开始结冰;(或水在0℃----4℃反常膨胀)
【解析】生活中常用的温度计里面的液体不使用水,是因为水的比热容大,跟其他液体相比,吸收或放出同样多的热量,温度变化小;此外,水的凝固点比其它液体高,是0℃, 0℃就开始结冰,不能用来测量0℃以下的温度。
25.(湖南省邵阳市,21,2分)3月24日是世界结核病防治日,我市各中小学在日常防治工作中,体温计发挥了重要的作用。如21题图,体温计的示数为 ℃。
【答案】37.9(37.80~37.90都可给分)
【解析】体温计的读数,首先要观察量程与分度值,分度值为0.1℃,根据图可读出示数为
37.9℃
26.(湖南省邵阳市,26,2分)蓄水量为1吨的太阳能热水器现在装满了30℃的水,经过光照后升高了20℃,则水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】8.4×107J
【解析】水吸收的热量是
27.(安徽,10,4分)一台额定功率为2000W的电热水器,水箱内装有50kg的水,要把这些水从20 °C加热到60 °C,热水器正常工作需要 s;若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供,则需要完全燃烧 m3的天然气[不计能量损失,已知c水=4.2×103J/(kg·°C),q天然气=4.2×107J/m3]。
【答案】4 200 0.2
【解析】水吸收的热量由公式Q=cm可以计算得Q=4.2×103J/(kg·°C)×50kg×(60 °C-20 °C)=8.4×106J.热水器加热所需要的时间t=W/P=8.4×106J/2000W=4200s.需要天然气的质量m=Q/q=8.4×106J/4.2×107J/m3=0.2m3.
28.(江西省,9,2分) 如图2所示,是课件同学们在教室里嬉戏的场景,恰巧被老师用手机拍下。上课后,老师形象地将图中①的动作描述为热传递中的传导,其②和③课分别描述为热传递中的______和_______。
【答案】对流;辐射.
【解析】热传导有三种方式为:传导、对流和辐射;
由图可知,②的动作可描述为热传递中的对流;③的动作可描述为热传递中的辐射。
29.(白银市,9,2分)常用液体温度计是根据液体________的原理制成的。小华在测量室外温度时发现温度在 升高,对于温度计内的水银而言它的__________(选填“密度”“质量”或“内能”)在增大。
【答案】热胀冷缩;内能
【解析】常用液体温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的;小华在测量室外温度时发现温度在升高,对于温度计内的水银而言它的质量不变,体积膨胀,密度减小,内能增大.
30.(湖北武汉,13,3) 年4月1日,“光谷量子号”有轨电车开始载客试运营,开通了交路1和交路2两条线路。交路2全长约20km,若电车某次跑完全程需要50min,则电车的平均速度为 km/h。“光谷量子号”采用了能量回收系统,例如电车下坡时,为了保持匀速运动,会带动发电机发电进行“刹车”,即将 能转化为 能供电车使用,更加节能环保。
【答案】24;机械;电。
【解析】考查学生对速度公式、电磁感应在实际生活中的应用的理解和掌握,关注科技前沿,综合性较强,是一道好题。解:
(1)已知路程s=20km,时间t=50min=h,
则电车的平均速度:v===24km/h;
(2)当电车下坡时,会带动发电机发电进行“刹车”,发电机工作时,将机械能转化为电能供电车使用,更加节能环保。
三、解答题
1. (广东省,题号22,分值7)阅读下列短文,回答问题,
“天舟一号”与“天宫二号”成功对接
我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于2016年9月15日发射成功“天宫二号”在距地面高度380km圆形轨道上绕地球匀速运行,绕地球一圈的运行时间是90分钟,“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日由长征七号火箭成功发射升空,并于2017年4月22日与“天宫二号”首次自动交会对接成功,如题23-1图所示,为我国建立自己的空间站迈出了坚实的一步。
发射“天舟一号”货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氢混合构成,火箭点火起飞时,火箭内的燃料燃烧从火箭体尾部喷射出火焰几乎直击发射平台。使得发射平台核心区的温度接近3000,足以融化绝大多数金属和非金属材料,长征七号火箭发射时与其它火箭不同的是发射平台旁的“喷水降温降噪系统”,其采取的是国际上先进的喷水降温方法,如题23-2图所示,在发射中火箭飞到5m高以后,“喷水降温降噪系统”向箭体尾部火焰中心喷水20余秒,喷水量约为400t,一部分的水会汽化到大气中,大部分的水则通过导流槽流走,于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温作用,防止了火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响。[圆周率π=3,]
(1)设“喷水降温降噪系统”喷出400t水的初温为20,在喷水20秒内全部变成100的水,则水带走的热量为_________________J.
(2)如题23-3图所示,设地球半径为6370km,“天宫二号”空间实验室在圆形轨道上正常运行,圆形轨道的半径为_______km,圆形轨道的周长为_______km.“天舟一号”货运飞船成功发射及正常入轨后,与“天宫二号”空间实验室对接。对接时“天舟一号”的运行速度为____________km/s.
(3)长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中的机械能不断__________(选填“变大”、“变小”或“不变”),长征七号红箭燃料的______能燃烧时转化为内能.
【答案】(1)1.344×1011;(2)6750;40500;7.5;(3)变大;化学。
【解析】1)水带走的热量即水吸收的热量:
(2)圆形轨道的半径为:6370km+380km=6750km;
周长:;
对接时“天舟一号”的运行速度为:;
(3)货运飞船在上升过程中,机械能不断变大,长征七号火箭燃料的化学能燃烧时转化为内能。
2. (贵州省遵义市,37题,9分)
【思路分析】(1)首先利用密度公式计算出水的质量,然后计算水和热水壶的总质量;
(2)首先明确水的初、末温,然后利用吸热公式Q吸=c水m水(t-t0)进行计算;
(3)首先计算出壶底受到水的压强,然后利用计算出压力.
【解题过程】(1)水的质量m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg
水和热水壶的总质量m总=m+m水=0.8kg+1.2kg=2kg
(2)水至少吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃) ×1.2 kg×100℃-25℃)= 3.78×105J.
(3)加热前水对壶底的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa
水对湖底的压力F=pS=1.0×103Pa×180×10-4m2=18N
3. (浙江杭州,13,7) 甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见,于是他们对此展开研究。他们从网上查到,雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比,与雨滴下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例系数,是个定值),雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形,其半径为r,密度为ρ,比热为c,球的体积为V=πr3.(注:所有结果均用字母表示)
(1)半径为r的雨滴重力为 。
(2)在接近地面时,大雨滴的下落速度 小雨滴的下落速度(选填“大于”“等于”“小于”),写出推理过程。
(3)假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中,重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,则雨滴的温度升高了多少?
【思路分析】考查重力、功和热量的计算,综合性强,关键是正确理解题意,充分利用好重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能、雨滴接近地面时可看做匀速直线运动等条件。(1)已知雨滴的半径,可求其体积,然后利用密度公式计算质量,再根据重力公式计算重力;
(2)雨滴接近地面时可看做匀速直线运动,空气阻力与重力平衡,据此列出等式求解;
(3)根据重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,利用W=Gh=mgh,Q=cm△t列出等式,联立求解。
【解题过程】解:
(1)雨滴的体积:V=πr3,
则根据ρ=得,其质量m=ρV=πr3ρ,
故重力G=mg=πr3ρg;
(2)雨滴接近地面时可看做匀速直线运动,故f=G,
因为f=kSv2=kπr2v2,G=πr3ρg,
所以,kπr2v2=πr3ρg,
化简得,v=,
又因为k、ρ、g均为定值,
所以,r越大,速度越大,
即在接近地面时,大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。
(3)设雨滴的质量为m,
因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,即W=Q,
又因为W=Gh=mgh,Q=cm△t,
所以,mgh=cm△t,
则△t=。
答:(1)πr3ρg;(2)大于;推理过程详见解答;(3)雨滴的温度升高了。
4. (浙江湖州,12,4)下面是两个有关热学方面的观点,请用实例说明它们是错误的。
(1)物体吸收热量,温度一定升高。 。
(2)物体温度升高,一定是吸收了热量。 。
【思路分析】(1)晶体在熔化过程中,虽然吸热,但温度保持不变;
(2)做功和热传递都能使物体的温度升高,改变物体的内能;
【解题思路】解:(1)晶体熔化过程中,物体吸收热量,温度不变;如故(1)错误;
(2)物体的内能增大,可能是从外界吸收了热量,也可能是由于外界物体对它做了功;如压缩空气做功,使空气温度升高,故(2)错误。
故答案为:(1)冰在熔化过程中,物体吸收热量,温度不变;
(2)压缩空气做功,使空气温度升高。
18. 5. (吉林,19,2分)
我们感觉手冷时,通常采用搓手的方式使手变暖。请解释这样做的理由。
【思路分析】改变物体内能的方式有做功和热传递两种;
【解题过程】答:因为搓手可以通过摩擦做功使手的内能增加,温度升高,所以会使冷手变暖。
6.(江苏省苏州市,题号24,分值4)
【答案】(1) (2)500kg。
【解析】(1)液化气完全燃烧放出的热量:
(2)水的质量:。
7. (四川省广安市,题号26,分值4)用天然气灶给水加热,在1标准大气压下,把体积为10L,温度为15℃的水加热到沸腾,求:
(1)水吸收了多少热量?[ρ=1.0×103kg/m3,C=4.2×103J/(kg℃]
(2)若不计热量损失,需要燃烧多少m3的天然气?(q天然气=4.2×107m3)
【思路分析】根据吸热公式计算水吸收的热量;根据放热公式计算天然气的体积。
【解题过程】(1)水的质量为:;水吸收的热量为:;
(2)不计热量损失,天然气放出的热量全部被水吸收,所以有:,天然气的体积为:。
8.(四川省攀枝花市,题号30,分值4)小明家里的电热水器里装有50kg、20℃的水,通电后将水加热到70℃,已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)。
求:(1)电热水器里水的体积
(2)水吸收的热量。
【答案】0.05m3;1.05×107J。
【解析】(1)水的体积V=m/ρ=50kg/1×103kg/m3=0.05m3;
(2)Q吸=cm△t=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(70℃-20℃)=1.05×107J。
四、实验探究题
1. (山东青岛,16,3)探究物质的吸热能力
数据
如图,用相同规格的电加热器给质量相等的水和煤油加热,测得数据如下表:
升高的温度t/℃
20
30
40
50
加热水的时间t/s
60
90
120
150
加热煤油的时间t/s
30
45
60
75
结论
① 质量相等的水和煤油,升高相同的温度,水比煤油吸收的热量 。
② 一定质量的水,在温度升高时吸收的热量与它的 乘积之比,叫做
水的比热容。它在数值上等于 质量的水,温度升高1℃所吸收的热量
【答案】①多;②质量与升高温度;1kg
【思路分析】①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,这种方法叫转化法;
②根据比热容的下定义回答。
【解题过程】解:①根据转换法,质量相等的水和煤油,升高相同的温度,水加热时间长,故水比煤油吸收的热量多。
②一定质量的水,在温度升高时吸收的热量与它的质量与升高温度乘积之比,叫做水的比热容。它在数值上等于1kg质量的水,温度升高1℃所吸收的热量。
故答案为:①多;②质量与升高温度;1kg。
2. (山东枣庄,22,6)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是: 。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是 (选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
【思路分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。
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;
(2)纵向分析表中数据找出相同的量和不同的量,分析析得出吸热与变化量的关系;
(3)根据(1)(2)分析;
(4)从酒精灯的火焰大小考虑;
(5)从吸收热量相同比较。
【解题过程】解:(1)根据转换法,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少;故还用到秒表;
(2)通过分析实验数据,能够得出的结论是:
质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多);
(3)加热时间相同,吸收的热量相同,故AB错误,由表中数据,由(2)知,加热相同时间,水升温慢,故C正确,D错误;
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是:酒精灯的火焰大小不同;
(5)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
故答案为:(1)秒表;加热时间长短;
(2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多;
(3)C;
(4)酒精灯的火焰大小不同;
(5)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
3. (云南省昆明市,第20题,7分)在探究“物质吸热规律”的实验中:
(1)取 质量的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图 14 所示)。加热时,上下缓慢地提拉搅拌器,这是为了水和煤油受热 。
(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量可以认为是相同的,假设加热时间1min吸收的热量为Q,经过实验得到了以下两组数据:
从表中的数据可以得到:
①相同质量的水或者煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是 的;
②相同质量的水和煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度是 的。
(3)由(2)中①、②两个结论发现,不同物质吸热的本领大小,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是 。
(4)春城昆明之所以冬无严寒,夏无酷暑,一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的 较大,当水吸收或放出相同的热量,温度变化较小。
【答案】(1)相等 均匀 (2)相同 不同 ( 3)比热容 (4)比热容
【解析】(1)本实验要采用控制变量法,取相等质量的水和煤油进行实验;加热时,上下缓慢地提拉搅拌器,这是为了水和煤油受热均匀;(2)从表中的数据可以得到:①相同质量的水或者煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是相同的;②相同质量的水和煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度是不同的;(3)不同物质吸热的本领大小,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是比热容;(4)“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的比热容较大,当水吸收或放出相同的热量,温度变化较小。
4. (湖北襄阳,20,3)张军在做“比较不同物质吸热的情况”实验时,使用相同的电加热器给水和煤油加热,得到如下数据:
(1)本实验中,物质吸收热量的多少是通过比较 来反映。
(2)分析1、3号烧杯的实验记录,可以得出的初步结论是: ,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同。
(3)分析1、2号烧杯的实验记录,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的 有关。
烧杯号
物质
质量m/g
初温t1/℃
末温t2/℃
加热时间t/min
1
水
300
20
30
12.3
2
水
150
20
30
6.2
3
煤油
300
20
30
6.1
4
煤油
300
20
25
3.1
【思路分析】(1)掌握转化法,实验中通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少;
(2)(3)纵向比较表中数据,找出相同的量和变化的量,分析得出,吸热多少与变化量的关系;根据Q=cm△t,吸收的热量与质量、升高的温度、和比热容(物质种类)有关,研究吸热与其中一个因素的关系时,要控制其它因素不变。
【解题过程】解;(1)本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现,这种方法称为“转换法”。
(2)1、3号烧杯的实验记录,不同的物质,即升高的温度相同,加热时间即吸收的热量不同,质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同;
(3)1、2号烧杯的液体种类都是水,初温和末温即升高的温度相同,质量不同,加热时间即吸收的热量不同,所以可以得出质量不同的相同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。
故答案为:(1)加热时间;(2)不同物质;(3)质量。
5. (湖北省宜昌市,题号27,分值4)小红利用图10甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点,当水温达到91℃时,每隔1分钟记录一次温度,并绘制出了如图乙所示的温度与时间关系的图像。
(1)实验中,小红观察到沸腾前与沸腾时杯内都有气泡产生,如图丙、丁所示,图丁中气泡里的物质是__________。
(2)从图像可以看出,水沸腾时持续吸热,温度________;小红发现水的温度始终没有达到100℃,于是加大火力,看到的现象是________。
(3)己知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),烧杯中水的质量为100g,前4分钟内水吸收的热量是_______________J。
【思路分析】(1)水沸腾前后气泡的形状不同;(2)水沸腾时吸收热量,但是温度不变;水的沸点与气压有关,气压越高,沸点越高;(3)根据热量公式进行计算。
【解题过程】(1)水沸腾时,会产生大量气泡,图丁中,气泡里的物质是水蒸气;(2)从图像可以看出,水沸腾时继续吸热,温度保持不变;水的温度始终没有达到100℃,说明当地大气压强小于1标准大气压,加大火力,水的沸腾更剧烈,但沸点不变,温度依然保持不变;(4)前4min水的温度从91℃升高到99℃,水吸收的热量为:。故答案为:
(1)水蒸气;(2)保持不变;(3)沸腾更剧烈(或产生更多的气泡或温度依然保持不变等其他合理表述);(4)3360。
6.(内蒙古自冶区包头市,8,4分)
在研究”不同物质的温度变化与吸热关系”实验中,取质量和初温都相同的甲乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图A所示。
(1)图B为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(2)分析图C可知,吸收相同热量, 液体升温更高; 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2:1,则甲、乙液体的比热容之比为 。
【答案】(1)39;(2)乙;甲;(3)3:2;
【思路分析】(1)根据温度计的正确的读数方法读出温度计的示数;
(2)由图C分析出当加热时间相同时,温度的变化情况,再结合题意来分析解答;
(3)根据图C分析出两种液体的温度的变化,再根据吸热公式结合题意来分析解答.
【解题过程】(1)由图B可知,温度计的最小刻度为1℃,温度计刻度越向上数值越大,所以此时的温度为39℃;
\(2)由图C可知,吸收相同热量,即加热相同时间时,乙液体升温更高,则它的比热容较小,甲液体升温较低,它的比热容较大,所以甲液体更适合作汽车发动机的冷却液;
(3)由图C可知,两种液体从初温分别升高到40℃和35℃,甲的温度为变化为:,乙的温度变化为:,由题意可知,甲和乙的质量相同,所以甲、乙液体的比热容之比为:
.
7. (呼和浩特,12,3)为了比较“水和食用油的吸热能力”,某同学选取相同质量的水和食用油各200g,用如图所示两组相同的器材进行了实验,水和食用油相同时间吸热相同,实验数据记录如下:
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
(1) 请在下面的坐标图上,作出两组实验数据的“温度-时间”图像;
(2)由实验数据分析可知, 的吸热能力强(选填“水”或“食用油”);
(3)若加热到相同的温度后停止加热,冷却相同的时间后 末温高(选填“水”或“食用油”)。
【答案】(1);(2)水;(3)水
【解析】本题考查比热容。(1)根据表格中的实验数据,描点连线即可做出两组实验数据的“温度-时间”图像(2)由实验数据分析可知,水和食用油相同时间吸热相同时,水升高的温度低,说明水的吸热能力强;(3)冷却相同的时间,放出的热量相同,根据Q放=cm(t0-t),因为水和食用油的质量相同,水比食用油的比热容大,所以水比食用油的温度降低的少,故冷却相同的时间后水的末温高。
8. 湖北省黄冈市,13题,4分)(1)在测量水温度实验中,某同学的做法如图甲所示.该做法存在的错误是_____________.改成错误后,温度计的示数如图乙所示,则水的温度为________.
(2)在测量物体平均速度的实验中,需要的器材有:斜面、小车、木块、金属片、停表、________.实验时,同学们发现小车运动时间太短.为了方便测量时间,减小实验误差,可以____________________.
【答案】(1)温度计的玻璃泡没有全部浸入水中 22 (2)刻度尺 减小斜面的倾角
【解析】(1)利用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入待测液体中;图乙中温度计示数自下而上逐渐增大,所以表示零上温度,分度值为1℃,所以此时水的温度是22℃.(2)测量物体运动的平均速度实验中,用刻度尺测量斜面长度,用停表测量小车在斜面上运动的时间,所以还需补充刻度尺;斜面倾角太大时小车在斜面上运动时间太短,时间不好测量,所以实验误差较大,可以适当减小斜面倾角.
9.(江苏省盐城市,题号25,分值7)如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中,用酒精灯加热并不断搅拌,每隔0.5min测量一次温度,数据记录在下表中。
加热时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
温度
/℃
色拉油
20.0
20.3
20.7
21.5
23.0
25.0
27.0
29.0
31.0
水
20.0
20.2
20.5
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
(l)选用相同的酒精灯,是为了使单位时间内色拉油和水 ▲ 相同,不断搅拌的目的是使色拉油和水 ▲ 。
(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像,开始部分并不是直线,导致此现象的原因是除色拉油外还有 ▲ 吸收热量,为尽量减小这种影响,写出一种改进方法: ▲ 。
(3)根据上表实验数据,在图中画出水的温度随时间变化的图像分析图像可知,当色拉油和水升高相同温度时, ▲ 需要的时间短, ▲ 需要吸收的热量更多。
【答案】(1)吸收的热量;受热均匀;(2)石棉网;先将实验装置预热;(3)如图所示;色拉油;水。
【解析】(1)在该实验中,选取相同的酒精灯,是为了保证色拉油和水吸收的热量相同,搅拌是为了让水和色拉油受热均匀;(2)在加热过程中,周围的空气也要吸收热量,将热量散失一部分;为了尽量减小这种影响,可以缩短加热时间或减小与空气的温差;(3)根据表格中的数据描点连线即可,如图所示;从图像或表格可以知道:当色拉油和水升高相同温度时,色拉油需要的时间短;水需要吸收的热量更多。
10.(浙江省温州市,30,5分)人体在不同的外界环境中,对热的感觉有不同的程度,散热越困难时往往会感觉到越热,人的热感与气温、相对湿度的关系如图所示。
据图判断,在25℃和35℃时,哪种气温下相对湿度对人体的热感影响较大?并综合运用所学知识对这两种温度时,相对湿度对人体的热感影响情况作出解释。
【思路分析】结合图表,25℃时,作出图中的蓝线,可以发现相对湿度的变化对人的舒适度没有影响,都感觉不热;但是在35℃时,作出图中的红线,可以发现随着相对湿度的变大,人感觉越难受。人体在温度比较高的情况下,会通过皮肤的散热以及汗液蒸发的方式为自己降温。
【解题过程】在35℃气温下,相对湿度对人的热感影响更大。因为气温为25℃时,人体主要靠皮肤直接散热来调节体温,散热快慢取决于皮肤与环境的温差,所以相对湿度对人的热感影响不大气温为35℃时,人体主要靠液蒸发来散热,相对湿量度越大,液蒸发越困难,导致身体散热越困难,所以觉得更热。
11.(重庆(B卷),15,5分)(1)小华同学在做“观察水的沸腾”实验中:
①小华加热水的过程中,观察到温度计示数如图甲所示,则此时水的温度为________℃.
②小华把水温加热到90℃开始计时,每隔1 min观察并记录一次水温,观察到水沸腾后继续续加热一段时间,他画出的温度—时间图象如图乙所示.由此可得出,水在沸腾过程中要继续吸热,但温度________ (选填“升高”“ 降低”或“不变”).
(2)如图丙所示,是小顺同学利用两支外形相同的蜡烛、透明玻璃板木板、白纸和铅笔等器材“探究平面镜成像特点”的装置.
①为了便于观察,该实验最好在较________(选填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行.
②选取相同的蜡烛,是为了便于比较像和物体的____________关系.
③在玻璃板的后面放一个光屏,无论怎样移动光屏,都不能接收到蜡烛的像,这说明平面镜所成的是____________(选“实”或“虚”)像.
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【答案】(1)①87;②不变;(2)①黑暗;②大小;③虚
【解析】(1)①由图可知,温度计的分度值是1℃,读数为87℃;②由图乙可知,水在沸腾过程中要继续吸热,但温度不变;(2)①为了使所成的像更清晰便于观察,该实验最好在较黑暗的环境中进行;②选取相同的蜡烛,是为了便于比较像和物体的大小关系;③在玻璃板的后面放一个光屏,无论怎样移动光屏,都不能接收到蜡烛的像,这说明平面镜所成的是虚像.
12.(山东省威海市,24题,6分)在探究热现象的实验中,小明将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,并放在一个装有水的大烧杯中进行加热,如图13甲所示,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象,如图13乙所示,请回答下列问题:
(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,目的是 。
(2)由图13乙可知, (选填“A”或“B”)是冰,该物质在第4分钟时的状态为__ ,冰在熔化过程中增大
(选填“分子动能”成“分子势能”),当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是 。
(3)加热1分钟,冰、石蜡均为固态,由图13乙可知,此时 (选填“冰”或“石蜡”)的比热容较大。
【思路分析】(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,可以使冰和石蜡在相等的时间内吸收相同的热量;(2)冰是晶体,石蜡是非晶体,晶体和非晶体的重要区别是晶体有一定的熔化温度,故图像上有一定熔化温度的物质是冰;在熔化过程中晶体处于固液共存状态,虽然吸热但温度保持不变,吸收的热量用于增大分子的势能。液体的温度升高到沸点,并且能够从外界吸热才能沸腾,如果到达沸点后不能继续从外界吸热就不能沸腾 (3)将固态冰、石蜡加热相同的时间,它们吸收相同的热量,温度升高慢的物质比热容大。
【解题过程】(1)相同时间物质吸收的热量相同 (2)A有一定的熔化温度,所以A是冰;第4分钟冰处于熔化过程,为固液共存状态;增大分子势能 ;试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是达到沸点,不能持续吸热。(3)加热1分钟,冰和石蜡吸收相同的热量,由图乙可知,石蜡的温度比冰升高的慢,因而石蜡的比热容较大。
13.(广东省广州,23,×分)如图25所示,用加热器给初温均为20℃的甲、乙液体加热(m甲<m乙),两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度一加热时间的图线如图26.
(1)某时刻温度计示数如图25所示,此时乙的温度为 oC
(2)甲液体第30s的内能 第35s的内能(选填“大于”、“等于”、“小于”).
(3)小明根据图26中0至30s图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大,你认为小明的说法是否正确? 你的判断依据是什么?
【思路分析】(1)需要看温度计并进行读数,首先要观察温度计的分度值,在进行读数;(2)吸热使得甲液体的内能增大,35s时由于吸热时间更长,因此第30s的内能小于第35s的内能;(3)根据公式,相同时间两种液体吸收的热量Q相同,升高的温度相同,m甲<m乙,所以C甲大于C乙。
【解题过程】(1)由温度计的示数直接读出;(2)甲液体在30s后继续吸热5s,故35s的内能大于30s的内能(3)根据公式,相同时间两种液体吸收的热量Q相同,升高的温度相同,m甲<m乙,
所以C甲大于C乙。
14.(广东省广州,24,×分)小明把两端开口的细玻璃管插入水中,发现管内的液面上升(如图27).他查资料得知:管内外液面高度差与水温、管的内径有关.小明想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量关系,请你帮他设计实验方案
(1)实验器材:细玻璃管、
(2)实验步骤(可画图或文字表述):
(3)设计记录数据的表格
【思路分析】由题意知,本实验要测量管内外液面高度差和水温的定量关系,所以需要刻度尺和温度计,测量出不同水温时对应的液面高度差,同时需要注意要重复实验,测量多组数据才能探究出定量关系。
【解题过程】(1)烧杯、温度计、刻度尺、热水
(2)步骤:
①往烧杯加入适量的热水,将细玻璃管和温度计插入水中。
②等细玻璃管内液面和温度计示数稳定时,用刻度尺测出液面
高度差和温度计读数,并记录在表格中
③5分钟后用刻度尺测出液面高度差和温度计读数,并记录在表格中。
④重复步骤③多次实验
(3)
1
2
3
4
5
液面高度差cm
水温oC
15.(江西省,23,7分) 亲爱的同学,你会正确使用下列仪器吗?
(1)如图12所示,圆筒测力计使用前要校零,看清量程和_______。
使用中,测得桶重为G,则该桶中水重为______G;
(2)如图13所示,是小梅同学做完实验后的场景。请你帮助她完成实验器材的整理:
第一步,用镊子将砝码从托盘上取下,________________,并将小石块从托盘上取下,放在桌面上;
第二步,_________________________________________________。
第三步,____________________________________________。
第四步,将天平放回包装盒。
(3)如图14所示,是一种家庭常用的温度计,又称寒暑表,它是根据_________________________的规律制成的,其测量范围是________。
【答案】(1)分度值 0.2
(2)放回砝码盒 用镊子将游码归零;将橡胶垫圈放在托盘支架与底座之间
(3)液体的热胀冷缩 -30℃~50℃
【思路分析】(1)根据弹簧测力计的正确的使用方法,结合题意来分析解答;
(2)根据天平的正确的使用方法,结合题意来分析解答;
(3)根据液体体温计的相关知识,结合题意来分析解答。
【解题过程】
解:(1)弹簧测力计测量前必须先观察,明确测力计的量程和分度值;弹簧测力计的原理是拉力大小与伸长量成正比,测量空桶时测力计伸长为5个格子,装水后伸长量为6个格子,因此水的重力对应1个格子的拉力,因此是空桶重力的0.2倍;
(2)天平使用后砝码必须用镊子放回砝码盒保存,以防止砝码被磕碰或腐蚀;然后需要用镊子将游码归零;最后将橡胶垫圈放在托盘下,防止天平因为颠簸受损;
(3)液体温度的原理是液体的热胀冷缩;测量范围即刻度盘上最小值到最大值。
五、作图题
1. (北京,18,2)下列说法中正确的是
A. 组成物质的分子之间,只存在引力,不存在斥力
B. 组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
C. 晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变
D. 沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是水的比热容比砂石的比热容大
【答案】BCD
【解析】本题考查物质的组成、分子间的作用力、晶体非晶体、比热容。组成物质的分子间既存在引力也在斥力故A选项错误;温度越高分子运动越剧烈故B选项正确;晶体在熔化过程中吸收热量温度不变故C选项正确;沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是水的比热容比砂石比热容大,故D选项正确。
2. (北京,7,2)下列实例中,属于做功改变物体内能的是
A. 锯木头时的锯条温度升高 B. 加入冰块的饮料温度降低
C. 倒入热牛奶的杯子温度升高 D. 放入冷水中的热鸡蛋温度降低
【答案】A
【解析】本题主要考查改变内能的两种方式,改变内能的两种方式是做功和热传递;锯木头是通过做做功来改变内能的,故A选项正确;而B、C、D三个选项中冰块与饮料、热牛奶与杯子、冷水与热鸡蛋均存在温度差,热量变会从高物体传向低温物体,都属于热传递。故B、C、D均错。
3. (广东省,题号5,分值3)如图所示,70kg的消防员沿着钢管匀速下滑时感到手心发烫,此时受到钢管对他的摩擦力大小和导致手心内能改变的方式是(g=10N/kg)( )
A.70N 热传递 B.70N 做功
C.700N 热传递 D.700N 做功
【答案】D
【解析】消防员匀速下滑,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,则f=G=mg=70kg×10N/kg=700N,故A和B均错误;下滑过程中,重力克服摩擦力做功,将重力势能转化为内能,即是通过做功的方式导致手心内能发生改变的,故C错误,D正确。
4.(广东省,题号4,分值3)如题4图所示,加热-40的冰,下列说法正确的是( )
A.BC段表示当前物体的状态仍是固体
B.冰的融化过程温度不变,说明熔化不需要吸热
C.水的沸腾过程温度不变,说明它的内能不变
D.由图可判断,加热时间相同时冰升温比水快,说明冰的比热容比水小
【答案】D
【解析】冰从B点开始熔化,到C点时熔化完成,则BC段表示当前物体的状态是固液共存状态,故A错误;冰的熔化过程中,温度不变,但需要继续吸热以维持熔化,故B错误;水的沸腾过程要吸收热量,内能增大,故C错误;由图可判断,AB段是冰升温过程,CD段是水升温过程,可知加热的时间相同,即吸收的热量相同时,冰升温比水快,二者质量相等,由可知,冰的比热容比水的小,故D正确。
5. (桂林市,11,3分)经常下厨的小关发现,同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些.这是因为( )
A.水的比热容小,吸热后温度升高得设
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
【答案】B
【解析】因为相同的燃气灶加热相同的时间,放出的热量相等,所以相同的加热时间水和食用油吸收的热量相等,故C、D不正确;根据公式可知,吸热相等、质量相等时,因为水的比热容大于食用油的比热容,所以水升温比食用油慢,即食用油升温快,故A不正确;B正确.
6.(湖北省黄石市,题号18,分值2)
【答案】C
【解析】一切物体的分子都在不停地运动,故A错误;分子或原子之间引力和斥力同时存在,故B错误;快速压缩气体,对气体做功,可使气体的内能增大,温度升高,故C正确;用热水袋取暖时,热量从温度高的热水袋传递给人体,故D错误。
7.(江苏省扬州市,题号1,分值2)
【答案】B
【解析】太阳照射、浸入热水、炉火加热都是通过热传递的方式使冰熔化,故ACD不符合题意;相互摩擦是通过做功的方式使冰的内能增大,温度升高,从而使冰熔化,故B符合题意。
8. (山东聊城,6,3)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量越多
B.物体运动越快,内能越大
C.热传递能改变物体的内能
D.0℃的冰块,其内能为零
【答案】C
【思路分析】(1)热量是一个过程量,不能说含有多少热量;
(2)内能大小与物体的运动状态无关;
(3)做功和热传递都能改变内能;
(4)一切物体在任何温度下都有内能;
【解题过程】解:A、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;
B、内能大小与物体的运动速度无关,故B错误;
C、做功和热传递都能改变内能,故C正确;
D、一切物体在任何温度下都有内能,故D错误;
故选:C。
9. (山东泰安,4,2) 下列有关热和能的说法中,正确的是( )
A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后,温度不变,内能变大
C.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
【答案】B
【思路分析】(1)热传递的条件是两个物体之间存在温度差,热量从高温物体传给低温物体。
(2)内能的大小跟质量、温度、状态有关;晶体熔化过程吸收热量,温度不变;
(3)改变物体内能的方式有做功和热传递,做功属于能量的转化,热传递属于能量的转移;
(4)物体由液态变为气态的过程叫汽化,汽化吸收热量。
【解题过程】解:A、发生热传递时,传递的是热量而不是温度;故A错误;
B、一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后,吸收热量,温度不变,内能增加;故B正确;
C、内燃机的压缩冲程,活塞压缩气缸内物质,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;故C错误;
D、夏天在室内洒水,水汽化吸收热量,起到降温的作用,不是利用了水的比热容较大的性质;故D错误。
故选:B。
10. (山东省烟台市,10,2分)
炎炎夏日,烈日下海滩的沙子热的发烫,而海水却很清凉;傍晚落日后,沙子凉了,海水却依然暖暖的.这主要是因为海水和沙子具有不同的
A.密度 B.内能 C.热量 D.比热容
【答案】D
【解析】水的比热容大,在吸收和放出相同热量时,与同质量的其他物质相比,其温度变化小。
水的比热容比沙子的比热容大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,水的温度变化比沙小,因此,在受太阳照射条件相同时,海水比沙滩的温度低,放出相同热量时,海水比沙滩的温度高,故D正确。
故选:D。
11. (山东枣庄,9,2) 以下几条摘录是出自某同学在学习“内能”一章时的课堂笔记,其中不正确的是( )
A.扩散现象不能在固体之间发生
B.分子间的引力和斥力是同时存在的
C.物体吸收热量,温度不一定升高
D.摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能
【答案】A
【思路分析】(1)固体、液体、气体都能发生扩散现象;
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(3)晶体熔化时,吸热但温度不变;
(4)做功和热传递都可以改变物体的内能。
【解题过程】解:A、固体、液体、气体都能发生扩散现象,因此,扩散现象能在固体之间发生,故A错误;
B、分子间同时存在引力和斥力,故B正确;
C、物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸热但温度不变,故C正确;
D、摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能,将机械能转化为内能,故D正确。
故选:A。
12. (山东淄博,第3题,2分) 下列实例中与”水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机
C.沿海地区昼夜温差较小 D.夏天在房间内洒水降温
【答案】D
【解析】本题考查的是热学相关知识。夏天在房间洒水降温是利用水的蒸发吸热,D错误。ABC三项都是利用水的比热容大这一特性。
13. (四川眉山,8,3) 下表中有几种物质的比热容,小张同学根据提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容/[J•(kg•℃)﹣1]
水
4.2×103
铁
0.46×103
酒精
2.4×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
干泥土
0.54×103
冰
2.1×103
水银
0.14×103
A.一杯水比一桶煤油的比热容小
B.液体的比热容一定比固体的比热容大
C.水吸收或放出热量的本领较强,常用作冷却剂
D.比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类有关
【答案】C
【思路分析】比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系;根据比热容的特点进行分析判断。
【解题过程】解:A、由表格中的信息可知,水的比热容大于煤油的比热容,比热容大小与质量无关,故A错误。
B、液体的比热容不一定比固体的大,比如:冰的比热容比水银的比热容大,故B错误。
C、因为水的比热容大,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,所以人们常用水作冷却剂,故C正确;
D、比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类和状态有关,故D错误。
故选:C。
14. (四川绵阳,9,3) 年4月2日,天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号,在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约1.5t残骸坠入南太平洋。在这个过程中,天宫一号的部分机械能( )
A.通过热传递转化为大气的内能
B.通过重力做功转化为大气的内能
C.通过摩擦做功转化为大气的内能
D.通过重力做功转化为残骸的内能
【答案】C
【思路分析】改变内能的方法有两个:做功和热传递,据此分析。
【解题过程】解:天宫一号在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层时,高度减小,重力势能减小,克服与大气的摩擦做功,机械能转化为内能。故C正确。
故选:C。
15. (浙江宁波,1,3) 下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A.
柴火烧水
B.
压缩空气发热
C.
冬天搓手取暖
D.
钻木取火
【答案】A
【思路分析】本题考查了改变物体内能有两种方式,结合生活实际解决问题。改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。做功的实质是能量转化的过程,即:内能和其他形式能的相互转化。热传递的实质是能量转移的过程,发生热传递的条件是有温度差。
【解题过程】解:
A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的;
BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的;
显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同。
故选:A。
16. (浙江省台州市,题号6,分值4)如图所示,用铅笔尖顶着一个纸风车,置于一杯热水上,风车就会转动。以下叙述正确的是( )
A.风车静止时,只受到重力的作用
B.风车转动时,只受到热空气推力的作用
C.风车转动时,机械能转化为水的热能
D.移去热水,风车由于惯性不会立即停转
【答案】D
【解析】风车静止时受力平衡,除受到重力外还受到铅笔的支持力的作用,故A错误;风车转动时,风车受到热空气的推力,同时还受重力和支持力的作用,故B错误;在风车的下方放置一杯热水后,热空气向上流动,推动风车转动,将内能转化为机械能,故C错误;移去热水,风车不能立即停止转动,是因为风车具有惯性,故D正确。故选:D。
17. (湖北省孝感市,题号3,分值3)
【答案】D。
【解析】水的比热容比沙子大,吸收相同的热量,升温较慢,所以海边昼夜温差比沙漠小,选项A错误;霜是由于温度低于0℃时,有气体直接变为固态,凝华而成,选项B错误;深秋清晨温度较低,河水汽化成的水蒸气与冷空气液化而成,选项C错误;温度低的花露水碰到热的皮肤时,吸热汽化成蒸汽,选项D正确。故选D。
18. (湖北省宜昌市,题号11,分值2)下列生活事例中,属于做功改变物体内能的是
A.冬天用热水泡脚变得暖和
B.用手反复弯折铁丝,弯折处发热
C.冬天人们在室外晒太阳感觉暖和
D.医生用冰袋给发烧的病人降温
【答案】B
【解析】用热水泡脚、晒太阳和用冰袋降温,都是利用热传递的方式改变内能,故A、C和D均不符合题意;用手反复弯折铁丝,弯折处发热,温度升高,内能增大,是通过做功的方式增大了铁丝的内能,故B符合题意。
19.(吉林长春市,5,2分)
【答案】C
【解析】因为水的比热容较大: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,据此分析。
因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,取暖效果好,所以暖气装置中用水来供热。
20. (江苏南京,6,2)汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大,图中四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A.
钻木取火
B.
金属勺放在热汤中
C.
食品放入冰箱内
D.
物体放在取暖器旁
【答案】A
【思路分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化;热传递是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能的转移。
【解题过程】解:汽车紧急刹车时,轮胎与地面摩擦,克服摩擦做功,轮胎温度急剧升高,内能增大,是通过做功的方式改变内能的;
A、钻木取火是克服摩擦做功,属于做功改变物体的内能。故A正确;
B、金属勺放在热汤中,金属勺吸收热量,是通过热传递改变内能,故B错误;
C、食品放入冰箱内,食品放出热量,属于热传递改变内能,故C错误;
D、物体放在取暖器旁边,会吸收热量,属于热传递改变内能,故D错误;
故选:A。
21. (江苏南京,11,2)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易拉罐中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体,用相同的装置加热,根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.组装器材时,先固定上面铁圈的高度
B.升高相同温度,a液体吸收的热量更多
C.a液体的比热容小于b液体的比热容
D.不添加器材,利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
【答案】C
【思路分析】A、要用酒精灯的外焰加热,为确保组装器材一次到位,应按从下往上的顺序调节;
BC、我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。
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;
D、根据△t=分析。
【解题过程】解:A、要用酒精灯的外焰加热,为确保组装器材一次到位,应按从下往上的顺序调节,A错误;
BC、升高相同温度,b加热时间长,如下所示:
b液体吸收的热量更多;B错误;
根据比较比较吸热能力的第2种方法,b液体的吸热能力强,即比热容大,C正确;
D、比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,吸热液体应为同一种类且质量相同,根据△t=,通过温度的变化反应吸热多少,故D错误。
故选:C。
22. (江苏省苏州市,题号6,分值2)
【答案】C
【解析】热机在做功冲程中,消耗内能,获得机械能,是内能转化为机械能,故①正确;0℃的物体也有内能,故②错误;两物体相互接触时,热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体,而不是从内能大的物体转移到内能小的物体,故③错误;改变物体内能的方法有很多,但本质上只有两种方式,即做功和热传递,故④正确,故选C。
23. (福建B卷,6,2)福建沿海地区昼夜温差较小,而内陆沙漠地区昼夜温差较大。这主要是因为海水与砂石相比具有较大的( )
A.密度 B.内能 C.比热容 D.质量
【答案】C
【思路分析】沿海地区,水多,因为水的比热容较大,相同质量的水和泥土沙石比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,据此分析。
【解题过程】 解:沿海地区水多;内陆地区水少、沙石多。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小。
故选:C。
24. (江苏泰州,7,2) 关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.0℃的冰的内能为零
C.温度高的物体,含有的热量多
D.物体的温度升高内能增大
【答案】D
【思路分析】(1)物体吸收或者放出热量,其温度不一定改变,例如晶体的熔化、晶体的凝固、液体的沸腾过程;
(2)一切物体都具有内能,内能包括分子动能和分子势能,所以,内能的大小与物体的温度、质量和体积有关。
(3)热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量。
【解题过程】解:
A、若吸收热量的物体正好是处于熔化状态的晶体或正在沸腾的液体,则其吸收了热量,温度就不变;其他情况下物体吸收热量温度升高。因此不能确定物体吸收热量温度是否一定升高。故A错误。
B、因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的冰的内能不为零,故B错误。
C、热量不是状态量,而是过程量,描述它的术语是”吸收“和”放出“,不能用含有。故C错误。
D、同一物体分子个数是一定的,当温度升高时,分子的热运动越剧烈,则分子的动能就越大,从而物体的内能增加。故D正确。
故选:D。
25. (四川巴中,5,2) 下列关于内能、热量、温度的说法,正确的是( )
A.物体吸收热量,温度不一定升高
B.内能大的物体温度一定高
C.0℃的物体没有内能
D.两个内能相同的物体互相接触时,一定不会发生热传递
【答案】A
【思路分析】(1)晶体有固定的熔点,在熔化过程中吸热但温度不变。
(2)影响内能的因素是质量、温度、状态;
(3)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;
(4)热传递发生的条件是存在温度差异,热量由高温物体传递给低温物体,或者由同一个物体上的高温部分传递给低温部分,与物体自身内能的大小无关。
【解题过程】解:A、物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体在熔化过程中吸收热量,但温度并不变化,故A正确。
B、内能与物体的质量、温度以及状态有关,因此不确定质量和状态时,内能大的物体温度不一定高,故B错误;
C、一切物体都有内能,温度为0℃的水也具有内能,故C错误;
D、温度相同的两物体达到热平衡,不会发生热传递,内能相同的两个物体不一定温度相同,故两个内能相同的物体互相接触时,不一定会发生热传递,故D错误。
故选:A。
26.(四川巴中,7,2) 甲铁块质量是乙铁块的3倍,吸收相同的热量,则甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为( )
A.1:1,1:3 B.1:3,1:3 C.1:1,3:1 D.3:1,3:1
【答案】A
【思路分析】根据热量公式Q=cm△t来分析,都是铁块比热容相同,吸收了相等的热量,甲铁块的质量是乙铁块质量的3倍,则甲、乙两铁块升高的温度之比是 1:2。
【解题过程】解:比热容是物质的特性,甲乙两铁块物质种类相同,比热容相同,即比热容之比c甲:c乙=1:1;
两铁块吸收热量之比Q甲:Q乙=1:1,质量之比m甲:m乙=3:1,
由Q吸=cm△t得,甲、乙两铁块升高的温度之比:
△t甲:△t乙=:=:=1:3。
故选:A。
27. (江苏连云港,5,2分)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 温度相同的物体内能一定相等 B. 物体的温度越高,所含的热量越多
C. 汽油机做功冲程燃气的内能增加 D. 温度相同的物体接触时不发生热传递
【答案】D
【解析】本题主要考温度、内能和热量的理解;温度是宏观物理量,而内能是所有分子动能和分子势能的总和故A选项错误, 热传递过程中传递能量的多少叫热量,通常说吸收或放出不能说含有故B选项错误;汽油机做功冲程气体对外做功内能减少故C选项错误,发生热传递的条件是存在温度差故D选项正确。
28.(四川省广安市,题号3,分值1.5)下列对生活中的物理现象分析错误的是( )
A.夏天,常用干冰给食品保鲜,利用了干冰升华吸热
B.烧开水时看见冒“白气”,是水汽化生成的水蒸气
C.打开酒精瓶的瓶塞后,屋里弥漫着酒精味,这说明酒精分子在不停地运动
D.常用水给汽车发动机冷却是利用了水的比热容大的特性
【答案】B
【解析】夏天,常用干冰给食品保鲜,利用了干冰升华吸热,选项A正确;烧开水时看见冒“白气”,是水汽化生成的水蒸气液化成的小水珠,选项B错误;打开酒精瓶的瓶塞后,屋里弥漫着酒精味,这说明酒精分子在不停地运动,选项C正确;常用水给汽车发动机冷却是利用了水的比热容大的特性,选项D正确。故选B。
29.(四川省自贡市,题号3,分值2)关于分子热运动及热现象,下列说法正确的是( )
A.扩散现象只能发生在气体与液体中
B.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.0℃的冰块内没有内能
【答案】B
【解析】扩散现象能发生在气体、液体和固体中,选项A错误;固体很难被压缩,说明分子间存在斥力,选项B错误;物体吸收热量,温度不一定升高,选项C错误;0℃的冰块内有内能,选项D错误。故选B。
30.(年山东省潍坊市,14,4分)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中,对其加热至沸腾,温度随时间变化的关系如图所示,关于该物质说法正确的是( )
A.固态时是晶体
B.在ab段内能增加
C.在cd段仍需要吸收热量
D. 固态时的比热容比液态时大
【答案】ABC
【解析】
(1)分析晶体的熔化图象:根据图象确定熔点、熔化过程及不同阶段处于的状态;
(2)掌握液体的沸腾图象:沸腾前吸热升温,沸腾时吸热温度保持不变,完全汽化完毕后吸热温度升高;
A.此图象中有段温度保持不变的过程,说明这物质固态时是晶体,故A正确;
B.由图象可知,ab段是晶体熔化的过程,温度不变,不断吸热,所以内能不断增加,故B正确;
C.由图象可知,cd段是液体沸腾的过程,液体沸腾时吸热温度保持不变,故C正确;
D.由图像可知,该物质固态升温的过程比液态升温过程的温度变化快,所以固态时的比热容小于液态时的比热容,故D错误。
31.(山东省菏泽市,7,2分)天于热学知识.下列说法错误的是( )
A. 寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能
B. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低
C. 汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
D. 用水作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大
【答案】C
【解析】A. 对物体做功可以增加物体内能,所以寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能,故A正确;
B. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度高,水的温度低,内能从鸡蛋转移给水,即通过热传递,鸡蛋的内能减小,温度降低,故B正确;
C. 汽油机的压缩冲程是把将机械能转化为内能,故C错误;
D. 用水作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大,升高相同的温度时吸收的热量更多,故D正确;
故C错误,符合题意。
32.(山东省菏泽市,8,2分)下列说法错误的是( )
A足球被踢出后仍继续向前运动,是因为它运动时产生惯性
B.汽车在转弯时减速是为了防止惯性带来的危害
C.闻到花香说明分子在不停地做无规则运动
D.游泳时向后划水,人向前运动,是因为物体间力的作用是相互的
【答案】A
【解析】A足球被踢出后仍继续向前运动,是因为它具有惯性,不能说“产生惯性”,故A错误;
B.惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质,汽车在转弯时减速是为了防止惯性带来的危害,即防止车辆侧翻或侧滑,故B正确;
C.闻到花香是扩散现象,是由分子在不停地做无规则运动而形成的,故C正确;
D.游泳时向后划水,人向前运动,是因为物体间力的作用是相互的,即水会给人向前的力,使人前进,故D正确;
故A错误,符合题意。
二、填空题
1. (广东省,题号9,分值3)常见的物质由分子组成,分子由_____组成;夏日荷花盛开飘来阵阵花香,这是_________________现象;清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在______力.
【答案】原子;扩散;引。
【解析】物质由分子组成,分子由原子组成;夏日荷花盛开飘来阵阵花香,这是扩散现象;荷叶上的两颗露珠接触后成为更大的一颗水珠,表明分子间存在引力。
2. (安顺市,8,2)
【答案】扩散;
【解析】妈妈煮茶蛋时,小明闻到浓郁的茶蛋香味,属于扩散现象,表明分子是运动的;水吸收的热量:.
3. (河南省,题号1,分值2)物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识。研究发现,常见的物质是由大量的 构成的。在天文观测中,人们通常用光年表示 单位。
【答案】分子或原子;长度。
【解析】自然界中的常见物质是由分子或原子构成的。光年表示光在一年中传播的距离,是长度单位。
4. (年黑龙江省齐齐哈尔市,15,2分)
【答案】运动;扩散;
【解析】根据参照物及其选择以及运动和静止和分子运动论的相关知识,结合题意来分析解答;
以徒步的小红为参照物,杜鹃花有位置的改变,所以它是运动的;
由构成花香的分子在永不停息的做无规则的热运动,能闻到阵阵杜鹃花香,是一种扩散现象。
5. (湖北省荆州市,题号25,分值4)25.(1)据报道,荆州机场已在沙市区岑河镇动工,机场的建成将为我们的出行带来极大方便. 飞机升空过程中,机翼________方(选填“上”或“下”)的空气流速大,压强小;随着海拔高度的升高,外界大气压强会________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(2)游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中,动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),同时臀部有灼热感,这是通过_________方式来改变内能的.
【答案】(1)上;变小;(2)不变;做功。
【解析】(1)飞机机翼横截面上方是圆弧状,下方是直线,飞机运动时上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,从而形成升力;大气压随海波的升高而降低。(2)匀速下滑,速度不变,所以动能不变;臀部有灼热感是通过摩擦做功,把机械能变为内能。
6.(湖南省怀化市,27,2分)
【答案】内;做功;热传递
【解析】物体在任何条件下都具有内能,铁水很热,冰块很冷,它们都具有内能;改变内能有两种方式,做功与热传递,冬天搓手是通过做功改变物体的内能的,用热水袋取暖是用热传递的方式改变内能的。
7. (湖南娄底,14,4)劣质的油性油漆、板材、涂料、胶粘剂等材料含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物,用来装修房屋,会造成室内环境污染,这是因为有毒有机物分子都在做永不停息的无规则运动,这种现象在夏天时特别严重,因为 越高, 越剧烈。
【答案】温度;分子运动
【解析】本题考查分子热运动。一切物质的分子都在永不停息的做无规则运动,温度越高,分子运动越剧烈。用甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物来装修房屋,因为有毒有机物分子在永不停息地做无规则运动,所以会造成室内环境污染,因为夏天温度越高,分子运动越剧烈,所以在夏天时更为严重。
8. (江苏省扬州市,题号19,分值2)
【答案】比热容 4.2×105
【解析】汽车散热器用水作冷却剂,是利用了水的比热容较大的性质;水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×10℃=4.2×105J。
9.(山东青岛,19,1) 质量之比为2:3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为7:5时,升高的温度之比为6:5,则甲、乙的比热容之比为 。
【思路分析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比,利用吸热公式求甲乙两物体的比热容关系。
【解题过程】解:由题知,m甲:m乙=2:3,△t甲:△t乙=6:5,Q甲:Q乙=7:5,
因为Q吸=cm△t,
所以===,
解得:
==7:4。
故答案为:7:4。
10. (山东泰安,18,1) 标准大气压下,质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量,水的温度降低了 ℃[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【答案】20
【思路分析】知道水的质量、放出的热量、比热容,利用Q放=cm△t求水温度降低值。
【解题过程】解:
由Q放=c水m△t可得,水降低的温度:
△t===20℃。
故答案为:20。
11. (山东淄博,第16题,2分)“烧烤”是年轻人喜欢的一种美食,空气中弥漫着“肉香”味,这是分子
的结果;食物烤熟是通过 的方式改变其内能的。
【答案】热运动 热传递
【解析】本题考查的是分子热运动和热传递的知识点。空气中的“肉香”是一种扩散现象,这是分子热运动的结果,而“烧烤”是通过热传递的方式改变内能的的。
12. (云南省昆明市,第11题,2分)如图是流星经过大气层与空气摩擦发热、发光的一幅照片。这个现象说明做功可以改变物体的 能,流星绝大部分位于 70-120 千米的高空,因此只见闪光,不闻声响。那么流星划过天空时究竟有无声音呢?你的判断是 (“有”或“无”)。
【答案】内 有
【解析】流星经过大气层与空气摩擦发热,消耗机械能,转化为内能,说明做功可以改变物体的内能;流星划过天空时在振动,所以能够发出声音,但流星绝大部分位于 70-120 千米的高空,基本处于真空状态,而声音不能在真空中传播,所以只见闪光,不闻声音。
13. (哈尔滨市,38,2分)
【答案】;不变
【解析】水吸收的热量:;因为水在沸腾过程中吸热温度保持不变,所以温度计示数将不变.
14. (江苏省徐州市,第33题,2分)33.当严寒即将来临时,为了预防果实结冰,果农会用水喷洒果树.请你解释这种做法的道理: ▲ ▲ .
【答案】水的比热容大,降温时能放出更多的热量,且水结冰时会放出热量,可以减慢环境温度的降低,从而保护果实
【解析】水的比热容大,降温时能放出更多的热量,且水结冰时会放出热量,可以减慢环境温度的降低,从而保护果实。
15. (辽宁省辽阳市,第17题,3分)
【答案】变大 做功 是
【解析】随着高度降低,空气密度变大,天宫一号周围的大气压强变大;天宫一号与大气摩擦时内能增大,温度升高,是通过做功的方式增加内能的;正在燃烧的天宫一号可自行发光,因而是光源。
【知识点】气体压强;内能改变;光源
16.(海南,16,4)泡温泉时感觉身体会发热,这是通过 的方式改变了身体的内能。烈日下,小兵去游泳池游泳,他感觉到游泳池边的水泥地面很烫脚,但游泳池里的水却很凉,这是因为水的 较大的缘故。
【答案】热传递;比热容
【思路分析】(1)改变物体内能的方法有二:一是做功,二是热传递,在热传递的过程中,高温物体或物体的高温部分,内能减小,温度降低;低温物体或物体的低温部分,内能增大,温度升高;
(2)单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为该物质的比热容,水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
【解题过程】解:
(1)人在泡温泉的过程中,身体从水中吸收热量,所以身体会变热,这是通过热传递的方式改变了身体的内能;
(2)烈日下游泳池旁的水泥地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,是因为水的比热容大,在同等情况下,吸收热量,水的温度不如水泥地面温度变化明显。
故答案为:热传递;比热容。
17. (江苏常州,16,2)如图所示,用力将空气压缩引米仪的活塞迅速下压,玻璃筒底部的干棉花冒烟燃烧,压缩过程能量的转化方式是 ▲ 能转化为 ▲ 能。
【答案】机械 内 【解析】本题考查了能量的转化。压缩过程能量是机械能转化为内能。
18. (江苏淮安,12,2)质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃吸收的热量是 J,这些热量如果完全由煤气燃烧来提供,至少需 kg的煤气。(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值4.2×107J/kg)。
【答案】6.3×106;0.15
【思路分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水温度初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)由题意可知,煤气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸,再根据Q放=mq求出燃烧煤气的质量。
【解题过程】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(50℃﹣20℃)
=6.3×106J;
(2)由题意可知,煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=Q吸=6.3×106J,
由Q放=mq可得完全燃烧煤气的质量:
m′===0.15kg。
故答案为:6.3×106;0.15。
19.(山东济宁,15,2)将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图所示),通过 方式改变牛奶的内能,图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象,则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J.[c牛奶=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】热传递;2.1×104
【思路分析】(1)改变内能的方法:一是做功,二是热传递,物体放出热量、内能减少、温度降低;
(2)知道牛奶的质量、比热容,求出温度升高值,利用吸热公式Q吸=cm△t求牛奶吸收的热量。
【解题过程】解:
给牛奶加热的过程中,牛奶吸收热量、内能增加,是通过热传递方式改变了牛奶的内能;
由图乙可知,牛奶升高的温度:△t=40℃﹣20℃=20℃,
则牛奶吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.25kg×20℃=2.1×104J。
故答案为:热传递;2.1×104。
20. (贵州黔三州,7,2) 太阳能安全、卫生、环保,我国近年来大力开发了太阳能热水器、太阳能飞机等。一同学家中太阳能热水器容量为0.1m3,则满箱水的质量为 kg:太阳能热水器1h使满箱水从20℃升高到30℃,水吸收的热量 J。
【答案】100;4.2×106。
【思路分析】本题为热学综合题,考查了学生对密度公式、吸热公式的掌握和运用,知识点综合性强,计算时要求灵活运用所学知识,注意各知识点间的衔接。(1)已知热水器的容积和水的密度,利用m=ρV可以得到水的质量;
(2)又知道水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量。
【解答过程】解:
(1)由ρ=可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(30℃﹣20℃)=4.2×106J。
故答案为:100;4.2×106。
21. (江苏宿迁,15,2分)在烧杯中装入500g、温度为10℃的水,用酒精灯给水加热、直至水温上升到60℃,水的内能增加了________J;水吸收的热量________(选填“小于”、“等于”或“大于”酒精燃烧放出的热量.[]
【答案】1.05×105;小于
【解析】(1)水吸收的热量:,∵水增加的内能等于水吸收的热量,∴水的内能增加了1.05×105J;∵酒精燃烧放出的热量不能完全被水吸收,∴水吸收的热量小于酒精燃烧放出的热量.
22. (达州市,28,2分)如图所示是小明同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图像,第6min时的内能________________第8min时的内能(选填“大于”、“等于”、“小于”);该物质在CD段的比热容是AB段比热容的________倍(被加热的物质和吸、放热功率不变).
【答案】小于;2.
【解析】由图可知4~8min,物体处于熔化过程,因为熔化过程吸热,温度不变,所以第6min的内能小于第8min的内能;由图可知,AB段4min,温度升高10℃,CD段4min,温度升高5℃,根据公式可知,吸收的热量相等、质量相等时,比热容与升高的温度成反比,所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍.
23.(四川省自贡市,题号19,分值2)汽车发动机工作时,需要对它进行冷却。人们常常选用“水”作冷却液,这是因为水的_____较大,冷却效果好;当水吸收发动机缸体热量后,水的内能_____。
【答案】比热容;减少。
【解析】水的比热容较大,作为传输能量的介质,可以带走更多的热量,有利于发动机的散热;当水吸收发动机缸体热量后,温度降低,水的内能减少。
24.(山东省威海市,17题,2分)生活中常用的温度计里面的液体不使用水,请写出两个原因: ;
【答案】水的比热容比较大;水的凝固点比较高、水在0℃就开始结冰;(或水在0℃----4℃反常膨胀)
【解析】生活中常用的温度计里面的液体不使用水,是因为水的比热容大,跟其他液体相比,吸收或放出同样多的热量,温度变化小;此外,水的凝固点比其它液体高,是0℃, 0℃就开始结冰,不能用来测量0℃以下的温度。
25.(湖南省邵阳市,21,2分)3月24日是世界结核病防治日,我市各中小学在日常防治工作中,体温计发挥了重要的作用。如21题图,体温计的示数为 ℃。
【答案】37.9(37.80~37.90都可给分)
【解析】体温计的读数,首先要观察量程与分度值,分度值为0.1℃,根据图可读出示数为
37.9℃
26.(湖南省邵阳市,26,2分)蓄水量为1吨的太阳能热水器现在装满了30℃的水,经过光照后升高了20℃,则水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】8.4×107J
【解析】水吸收的热量是
27.(安徽,10,4分)一台额定功率为2000W的电热水器,水箱内装有50kg的水,要把这些水从20 °C加热到60 °C,热水器正常工作需要 s;若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供,则需要完全燃烧 m3的天然气[不计能量损失,已知c水=4.2×103J/(kg·°C),q天然气=4.2×107J/m3]。
【答案】4 200 0.2
【解析】水吸收的热量由公式Q=cm可以计算得Q=4.2×103J/(kg·°C)×50kg×(60 °C-20 °C)=8.4×106J.热水器加热所需要的时间t=W/P=8.4×106J/2000W=4200s.需要天然气的质量m=Q/q=8.4×106J/4.2×107J/m3=0.2m3.
28.(江西省,9,2分) 如图2所示,是课件同学们在教室里嬉戏的场景,恰巧被老师用手机拍下。上课后,老师形象地将图中①的动作描述为热传递中的传导,其②和③课分别描述为热传递中的______和_______。
【答案】对流;辐射.
【解析】热传导有三种方式为:传导、对流和辐射;
由图可知,②的动作可描述为热传递中的对流;③的动作可描述为热传递中的辐射。
29.(白银市,9,2分)常用液体温度计是根据液体________的原理制成的。小华在测量室外温度时发现温度在 升高,对于温度计内的水银而言它的__________(选填“密度”“质量”或“内能”)在增大。
【答案】热胀冷缩;内能
【解析】常用液体温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的;小华在测量室外温度时发现温度在升高,对于温度计内的水银而言它的质量不变,体积膨胀,密度减小,内能增大.
30.(湖北武汉,13,3) 年4月1日,“光谷量子号”有轨电车开始载客试运营,开通了交路1和交路2两条线路。交路2全长约20km,若电车某次跑完全程需要50min,则电车的平均速度为 km/h。“光谷量子号”采用了能量回收系统,例如电车下坡时,为了保持匀速运动,会带动发电机发电进行“刹车”,即将 能转化为 能供电车使用,更加节能环保。
【答案】24;机械;电。
【解析】考查学生对速度公式、电磁感应在实际生活中的应用的理解和掌握,关注科技前沿,综合性较强,是一道好题。解:
(1)已知路程s=20km,时间t=50min=h,
则电车的平均速度:v===24km/h;
(2)当电车下坡时,会带动发电机发电进行“刹车”,发电机工作时,将机械能转化为电能供电车使用,更加节能环保。
三、解答题
1. (广东省,题号22,分值7)阅读下列短文,回答问题,
“天舟一号”与“天宫二号”成功对接
我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于2016年9月15日发射成功“天宫二号”在距地面高度380km圆形轨道上绕地球匀速运行,绕地球一圈的运行时间是90分钟,“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日由长征七号火箭成功发射升空,并于2017年4月22日与“天宫二号”首次自动交会对接成功,如题23-1图所示,为我国建立自己的空间站迈出了坚实的一步。
发射“天舟一号”货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氢混合构成,火箭点火起飞时,火箭内的燃料燃烧从火箭体尾部喷射出火焰几乎直击发射平台。使得发射平台核心区的温度接近3000,足以融化绝大多数金属和非金属材料,长征七号火箭发射时与其它火箭不同的是发射平台旁的“喷水降温降噪系统”,其采取的是国际上先进的喷水降温方法,如题23-2图所示,在发射中火箭飞到5m高以后,“喷水降温降噪系统”向箭体尾部火焰中心喷水20余秒,喷水量约为400t,一部分的水会汽化到大气中,大部分的水则通过导流槽流走,于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温作用,防止了火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响。[圆周率π=3,]
(1)设“喷水降温降噪系统”喷出400t水的初温为20,在喷水20秒内全部变成100的水,则水带走的热量为_________________J.
(2)如题23-3图所示,设地球半径为6370km,“天宫二号”空间实验室在圆形轨道上正常运行,圆形轨道的半径为_______km,圆形轨道的周长为_______km.“天舟一号”货运飞船成功发射及正常入轨后,与“天宫二号”空间实验室对接。对接时“天舟一号”的运行速度为____________km/s.
(3)长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中的机械能不断__________(选填“变大”、“变小”或“不变”),长征七号红箭燃料的______能燃烧时转化为内能.
【答案】(1)1.344×1011;(2)6750;40500;7.5;(3)变大;化学。
【解析】1)水带走的热量即水吸收的热量:
(2)圆形轨道的半径为:6370km+380km=6750km;
周长:;
对接时“天舟一号”的运行速度为:;
(3)货运飞船在上升过程中,机械能不断变大,长征七号火箭燃料的化学能燃烧时转化为内能。
2. (贵州省遵义市,37题,9分)
【思路分析】(1)首先利用密度公式计算出水的质量,然后计算水和热水壶的总质量;
(2)首先明确水的初、末温,然后利用吸热公式Q吸=c水m水(t-t0)进行计算;
(3)首先计算出壶底受到水的压强,然后利用计算出压力.
【解题过程】(1)水的质量m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg
水和热水壶的总质量m总=m+m水=0.8kg+1.2kg=2kg
(2)水至少吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃) ×1.2 kg×100℃-25℃)= 3.78×105J.
(3)加热前水对壶底的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa
水对湖底的压力F=pS=1.0×103Pa×180×10-4m2=18N
3. (浙江杭州,13,7) 甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见,于是他们对此展开研究。他们从网上查到,雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比,与雨滴下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例系数,是个定值),雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形,其半径为r,密度为ρ,比热为c,球的体积为V=πr3.(注:所有结果均用字母表示)
(1)半径为r的雨滴重力为 。
(2)在接近地面时,大雨滴的下落速度 小雨滴的下落速度(选填“大于”“等于”“小于”),写出推理过程。
(3)假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中,重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,则雨滴的温度升高了多少?
【思路分析】考查重力、功和热量的计算,综合性强,关键是正确理解题意,充分利用好重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能、雨滴接近地面时可看做匀速直线运动等条件。(1)已知雨滴的半径,可求其体积,然后利用密度公式计算质量,再根据重力公式计算重力;
(2)雨滴接近地面时可看做匀速直线运动,空气阻力与重力平衡,据此列出等式求解;
(3)根据重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,利用W=Gh=mgh,Q=cm△t列出等式,联立求解。
【解题过程】解:
(1)雨滴的体积:V=πr3,
则根据ρ=得,其质量m=ρV=πr3ρ,
故重力G=mg=πr3ρg;
(2)雨滴接近地面时可看做匀速直线运动,故f=G,
因为f=kSv2=kπr2v2,G=πr3ρg,
所以,kπr2v2=πr3ρg,
化简得,v=,
又因为k、ρ、g均为定值,
所以,r越大,速度越大,
即在接近地面时,大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。
(3)设雨滴的质量为m,
因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,即W=Q,
又因为W=Gh=mgh,Q=cm△t,
所以,mgh=cm△t,
则△t=。
答:(1)πr3ρg;(2)大于;推理过程详见解答;(3)雨滴的温度升高了。
4. (浙江湖州,12,4)下面是两个有关热学方面的观点,请用实例说明它们是错误的。
(1)物体吸收热量,温度一定升高。 。
(2)物体温度升高,一定是吸收了热量。 。
【思路分析】(1)晶体在熔化过程中,虽然吸热,但温度保持不变;
(2)做功和热传递都能使物体的温度升高,改变物体的内能;
【解题思路】解:(1)晶体熔化过程中,物体吸收热量,温度不变;如故(1)错误;
(2)物体的内能增大,可能是从外界吸收了热量,也可能是由于外界物体对它做了功;如压缩空气做功,使空气温度升高,故(2)错误。
故答案为:(1)冰在熔化过程中,物体吸收热量,温度不变;
(2)压缩空气做功,使空气温度升高。
18. 5. (吉林,19,2分)
我们感觉手冷时,通常采用搓手的方式使手变暖。请解释这样做的理由。
【思路分析】改变物体内能的方式有做功和热传递两种;
【解题过程】答:因为搓手可以通过摩擦做功使手的内能增加,温度升高,所以会使冷手变暖。
6.(江苏省苏州市,题号24,分值4)
【答案】(1) (2)500kg。
【解析】(1)液化气完全燃烧放出的热量:
(2)水的质量:。
7. (四川省广安市,题号26,分值4)用天然气灶给水加热,在1标准大气压下,把体积为10L,温度为15℃的水加热到沸腾,求:
(1)水吸收了多少热量?[ρ=1.0×103kg/m3,C=4.2×103J/(kg℃]
(2)若不计热量损失,需要燃烧多少m3的天然气?(q天然气=4.2×107m3)
【思路分析】根据吸热公式计算水吸收的热量;根据放热公式计算天然气的体积。
【解题过程】(1)水的质量为:;水吸收的热量为:;
(2)不计热量损失,天然气放出的热量全部被水吸收,所以有:,天然气的体积为:。
8.(四川省攀枝花市,题号30,分值4)小明家里的电热水器里装有50kg、20℃的水,通电后将水加热到70℃,已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)。
求:(1)电热水器里水的体积
(2)水吸收的热量。
【答案】0.05m3;1.05×107J。
【解析】(1)水的体积V=m/ρ=50kg/1×103kg/m3=0.05m3;
(2)Q吸=cm△t=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(70℃-20℃)=1.05×107J。
四、实验探究题
1. (山东青岛,16,3)探究物质的吸热能力
数据
如图,用相同规格的电加热器给质量相等的水和煤油加热,测得数据如下表:
升高的温度t/℃
20
30
40
50
加热水的时间t/s
60
90
120
150
加热煤油的时间t/s
30
45
60
75
结论
① 质量相等的水和煤油,升高相同的温度,水比煤油吸收的热量 。
② 一定质量的水,在温度升高时吸收的热量与它的 乘积之比,叫做
水的比热容。它在数值上等于 质量的水,温度升高1℃所吸收的热量
【答案】①多;②质量与升高温度;1kg
【思路分析】①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,这种方法叫转化法;
②根据比热容的下定义回答。
【解题过程】解:①根据转换法,质量相等的水和煤油,升高相同的温度,水加热时间长,故水比煤油吸收的热量多。
②一定质量的水,在温度升高时吸收的热量与它的质量与升高温度乘积之比,叫做水的比热容。它在数值上等于1kg质量的水,温度升高1℃所吸收的热量。
故答案为:①多;②质量与升高温度;1kg。
2. (山东枣庄,22,6)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是: 。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是 (选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
【思路分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。
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;
(2)纵向分析表中数据找出相同的量和不同的量,分析析得出吸热与变化量的关系;
(3)根据(1)(2)分析;
(4)从酒精灯的火焰大小考虑;
(5)从吸收热量相同比较。
【解题过程】解:(1)根据转换法,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少;故还用到秒表;
(2)通过分析实验数据,能够得出的结论是:
质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多);
(3)加热时间相同,吸收的热量相同,故AB错误,由表中数据,由(2)知,加热相同时间,水升温慢,故C正确,D错误;
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是:酒精灯的火焰大小不同;
(5)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
故答案为:(1)秒表;加热时间长短;
(2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多;
(3)C;
(4)酒精灯的火焰大小不同;
(5)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
3. (云南省昆明市,第20题,7分)在探究“物质吸热规律”的实验中:
(1)取 质量的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图 14 所示)。加热时,上下缓慢地提拉搅拌器,这是为了水和煤油受热 。
(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量可以认为是相同的,假设加热时间1min吸收的热量为Q,经过实验得到了以下两组数据:
从表中的数据可以得到:
①相同质量的水或者煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是 的;
②相同质量的水和煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度是 的。
(3)由(2)中①、②两个结论发现,不同物质吸热的本领大小,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是 。
(4)春城昆明之所以冬无严寒,夏无酷暑,一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的 较大,当水吸收或放出相同的热量,温度变化较小。
【答案】(1)相等 均匀 (2)相同 不同 ( 3)比热容 (4)比热容
【解析】(1)本实验要采用控制变量法,取相等质量的水和煤油进行实验;加热时,上下缓慢地提拉搅拌器,这是为了水和煤油受热均匀;(2)从表中的数据可以得到:①相同质量的水或者煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是相同的;②相同质量的水和煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度是不同的;(3)不同物质吸热的本领大小,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是比热容;(4)“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的比热容较大,当水吸收或放出相同的热量,温度变化较小。
4. (湖北襄阳,20,3)张军在做“比较不同物质吸热的情况”实验时,使用相同的电加热器给水和煤油加热,得到如下数据:
(1)本实验中,物质吸收热量的多少是通过比较 来反映。
(2)分析1、3号烧杯的实验记录,可以得出的初步结论是: ,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同。
(3)分析1、2号烧杯的实验记录,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的 有关。
烧杯号
物质
质量m/g
初温t1/℃
末温t2/℃
加热时间t/min
1
水
300
20
30
12.3
2
水
150
20
30
6.2
3
煤油
300
20
30
6.1
4
煤油
300
20
25
3.1
【思路分析】(1)掌握转化法,实验中通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少;
(2)(3)纵向比较表中数据,找出相同的量和变化的量,分析得出,吸热多少与变化量的关系;根据Q=cm△t,吸收的热量与质量、升高的温度、和比热容(物质种类)有关,研究吸热与其中一个因素的关系时,要控制其它因素不变。
【解题过程】解;(1)本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现,这种方法称为“转换法”。
(2)1、3号烧杯的实验记录,不同的物质,即升高的温度相同,加热时间即吸收的热量不同,质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同;
(3)1、2号烧杯的液体种类都是水,初温和末温即升高的温度相同,质量不同,加热时间即吸收的热量不同,所以可以得出质量不同的相同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。
故答案为:(1)加热时间;(2)不同物质;(3)质量。
5. (湖北省宜昌市,题号27,分值4)小红利用图10甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点,当水温达到91℃时,每隔1分钟记录一次温度,并绘制出了如图乙所示的温度与时间关系的图像。
(1)实验中,小红观察到沸腾前与沸腾时杯内都有气泡产生,如图丙、丁所示,图丁中气泡里的物质是__________。
(2)从图像可以看出,水沸腾时持续吸热,温度________;小红发现水的温度始终没有达到100℃,于是加大火力,看到的现象是________。
(3)己知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),烧杯中水的质量为100g,前4分钟内水吸收的热量是_______________J。
【思路分析】(1)水沸腾前后气泡的形状不同;(2)水沸腾时吸收热量,但是温度不变;水的沸点与气压有关,气压越高,沸点越高;(3)根据热量公式进行计算。
【解题过程】(1)水沸腾时,会产生大量气泡,图丁中,气泡里的物质是水蒸气;(2)从图像可以看出,水沸腾时继续吸热,温度保持不变;水的温度始终没有达到100℃,说明当地大气压强小于1标准大气压,加大火力,水的沸腾更剧烈,但沸点不变,温度依然保持不变;(4)前4min水的温度从91℃升高到99℃,水吸收的热量为:。故答案为:
(1)水蒸气;(2)保持不变;(3)沸腾更剧烈(或产生更多的气泡或温度依然保持不变等其他合理表述);(4)3360。
6.(内蒙古自冶区包头市,8,4分)
在研究”不同物质的温度变化与吸热关系”实验中,取质量和初温都相同的甲乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图A所示。
(1)图B为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(2)分析图C可知,吸收相同热量, 液体升温更高; 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2:1,则甲、乙液体的比热容之比为 。
【答案】(1)39;(2)乙;甲;(3)3:2;
【思路分析】(1)根据温度计的正确的读数方法读出温度计的示数;
(2)由图C分析出当加热时间相同时,温度的变化情况,再结合题意来分析解答;
(3)根据图C分析出两种液体的温度的变化,再根据吸热公式结合题意来分析解答.
【解题过程】(1)由图B可知,温度计的最小刻度为1℃,温度计刻度越向上数值越大,所以此时的温度为39℃;
\(2)由图C可知,吸收相同热量,即加热相同时间时,乙液体升温更高,则它的比热容较小,甲液体升温较低,它的比热容较大,所以甲液体更适合作汽车发动机的冷却液;
(3)由图C可知,两种液体从初温分别升高到40℃和35℃,甲的温度为变化为:,乙的温度变化为:,由题意可知,甲和乙的质量相同,所以甲、乙液体的比热容之比为:
.
7. (呼和浩特,12,3)为了比较“水和食用油的吸热能力”,某同学选取相同质量的水和食用油各200g,用如图所示两组相同的器材进行了实验,水和食用油相同时间吸热相同,实验数据记录如下:
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
(1) 请在下面的坐标图上,作出两组实验数据的“温度-时间”图像;
(2)由实验数据分析可知, 的吸热能力强(选填“水”或“食用油”);
(3)若加热到相同的温度后停止加热,冷却相同的时间后 末温高(选填“水”或“食用油”)。
【答案】(1);(2)水;(3)水
【解析】本题考查比热容。(1)根据表格中的实验数据,描点连线即可做出两组实验数据的“温度-时间”图像(2)由实验数据分析可知,水和食用油相同时间吸热相同时,水升高的温度低,说明水的吸热能力强;(3)冷却相同的时间,放出的热量相同,根据Q放=cm(t0-t),因为水和食用油的质量相同,水比食用油的比热容大,所以水比食用油的温度降低的少,故冷却相同的时间后水的末温高。
8. 湖北省黄冈市,13题,4分)(1)在测量水温度实验中,某同学的做法如图甲所示.该做法存在的错误是_____________.改成错误后,温度计的示数如图乙所示,则水的温度为________.
(2)在测量物体平均速度的实验中,需要的器材有:斜面、小车、木块、金属片、停表、________.实验时,同学们发现小车运动时间太短.为了方便测量时间,减小实验误差,可以____________________.
【答案】(1)温度计的玻璃泡没有全部浸入水中 22 (2)刻度尺 减小斜面的倾角
【解析】(1)利用温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入待测液体中;图乙中温度计示数自下而上逐渐增大,所以表示零上温度,分度值为1℃,所以此时水的温度是22℃.(2)测量物体运动的平均速度实验中,用刻度尺测量斜面长度,用停表测量小车在斜面上运动的时间,所以还需补充刻度尺;斜面倾角太大时小车在斜面上运动时间太短,时间不好测量,所以实验误差较大,可以适当减小斜面倾角.
9.(江苏省盐城市,题号25,分值7)如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中,用酒精灯加热并不断搅拌,每隔0.5min测量一次温度,数据记录在下表中。
加热时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
温度
/℃
色拉油
20.0
20.3
20.7
21.5
23.0
25.0
27.0
29.0
31.0
水
20.0
20.2
20.5
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
(l)选用相同的酒精灯,是为了使单位时间内色拉油和水 ▲ 相同,不断搅拌的目的是使色拉油和水 ▲ 。
(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像,开始部分并不是直线,导致此现象的原因是除色拉油外还有 ▲ 吸收热量,为尽量减小这种影响,写出一种改进方法: ▲ 。
(3)根据上表实验数据,在图中画出水的温度随时间变化的图像分析图像可知,当色拉油和水升高相同温度时, ▲ 需要的时间短, ▲ 需要吸收的热量更多。
【答案】(1)吸收的热量;受热均匀;(2)石棉网;先将实验装置预热;(3)如图所示;色拉油;水。
【解析】(1)在该实验中,选取相同的酒精灯,是为了保证色拉油和水吸收的热量相同,搅拌是为了让水和色拉油受热均匀;(2)在加热过程中,周围的空气也要吸收热量,将热量散失一部分;为了尽量减小这种影响,可以缩短加热时间或减小与空气的温差;(3)根据表格中的数据描点连线即可,如图所示;从图像或表格可以知道:当色拉油和水升高相同温度时,色拉油需要的时间短;水需要吸收的热量更多。
10.(浙江省温州市,30,5分)人体在不同的外界环境中,对热的感觉有不同的程度,散热越困难时往往会感觉到越热,人的热感与气温、相对湿度的关系如图所示。
据图判断,在25℃和35℃时,哪种气温下相对湿度对人体的热感影响较大?并综合运用所学知识对这两种温度时,相对湿度对人体的热感影响情况作出解释。
【思路分析】结合图表,25℃时,作出图中的蓝线,可以发现相对湿度的变化对人的舒适度没有影响,都感觉不热;但是在35℃时,作出图中的红线,可以发现随着相对湿度的变大,人感觉越难受。人体在温度比较高的情况下,会通过皮肤的散热以及汗液蒸发的方式为自己降温。
【解题过程】在35℃气温下,相对湿度对人的热感影响更大。因为气温为25℃时,人体主要靠皮肤直接散热来调节体温,散热快慢取决于皮肤与环境的温差,所以相对湿度对人的热感影响不大气温为35℃时,人体主要靠液蒸发来散热,相对湿量度越大,液蒸发越困难,导致身体散热越困难,所以觉得更热。
11.(重庆(B卷),15,5分)(1)小华同学在做“观察水的沸腾”实验中:
①小华加热水的过程中,观察到温度计示数如图甲所示,则此时水的温度为________℃.
②小华把水温加热到90℃开始计时,每隔1 min观察并记录一次水温,观察到水沸腾后继续续加热一段时间,他画出的温度—时间图象如图乙所示.由此可得出,水在沸腾过程中要继续吸热,但温度________ (选填“升高”“ 降低”或“不变”).
(2)如图丙所示,是小顺同学利用两支外形相同的蜡烛、透明玻璃板木板、白纸和铅笔等器材“探究平面镜成像特点”的装置.
①为了便于观察,该实验最好在较________(选填“明亮”或“黑暗”)的环境中进行.
②选取相同的蜡烛,是为了便于比较像和物体的____________关系.
③在玻璃板的后面放一个光屏,无论怎样移动光屏,都不能接收到蜡烛的像,这说明平面镜所成的是____________(选“实”或“虚”)像.
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【答案】(1)①87;②不变;(2)①黑暗;②大小;③虚
【解析】(1)①由图可知,温度计的分度值是1℃,读数为87℃;②由图乙可知,水在沸腾过程中要继续吸热,但温度不变;(2)①为了使所成的像更清晰便于观察,该实验最好在较黑暗的环境中进行;②选取相同的蜡烛,是为了便于比较像和物体的大小关系;③在玻璃板的后面放一个光屏,无论怎样移动光屏,都不能接收到蜡烛的像,这说明平面镜所成的是虚像.
12.(山东省威海市,24题,6分)在探究热现象的实验中,小明将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,并放在一个装有水的大烧杯中进行加热,如图13甲所示,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象,如图13乙所示,请回答下列问题:
(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,目的是 。
(2)由图13乙可知, (选填“A”或“B”)是冰,该物质在第4分钟时的状态为__ ,冰在熔化过程中增大
(选填“分子动能”成“分子势能”),当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是 。
(3)加热1分钟,冰、石蜡均为固态,由图13乙可知,此时 (选填“冰”或“石蜡”)的比热容较大。
【思路分析】(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,可以使冰和石蜡在相等的时间内吸收相同的热量;(2)冰是晶体,石蜡是非晶体,晶体和非晶体的重要区别是晶体有一定的熔化温度,故图像上有一定熔化温度的物质是冰;在熔化过程中晶体处于固液共存状态,虽然吸热但温度保持不变,吸收的热量用于增大分子的势能。液体的温度升高到沸点,并且能够从外界吸热才能沸腾,如果到达沸点后不能继续从外界吸热就不能沸腾 (3)将固态冰、石蜡加热相同的时间,它们吸收相同的热量,温度升高慢的物质比热容大。
【解题过程】(1)相同时间物质吸收的热量相同 (2)A有一定的熔化温度,所以A是冰;第4分钟冰处于熔化过程,为固液共存状态;增大分子势能 ;试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是达到沸点,不能持续吸热。(3)加热1分钟,冰和石蜡吸收相同的热量,由图乙可知,石蜡的温度比冰升高的慢,因而石蜡的比热容较大。
13.(广东省广州,23,×分)如图25所示,用加热器给初温均为20℃的甲、乙液体加热(m甲<m乙),两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度一加热时间的图线如图26.
(1)某时刻温度计示数如图25所示,此时乙的温度为 oC
(2)甲液体第30s的内能 第35s的内能(选填“大于”、“等于”、“小于”).
(3)小明根据图26中0至30s图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大,你认为小明的说法是否正确? 你的判断依据是什么?
【思路分析】(1)需要看温度计并进行读数,首先要观察温度计的分度值,在进行读数;(2)吸热使得甲液体的内能增大,35s时由于吸热时间更长,因此第30s的内能小于第35s的内能;(3)根据公式,相同时间两种液体吸收的热量Q相同,升高的温度相同,m甲<m乙,所以C甲大于C乙。
【解题过程】(1)由温度计的示数直接读出;(2)甲液体在30s后继续吸热5s,故35s的内能大于30s的内能(3)根据公式,相同时间两种液体吸收的热量Q相同,升高的温度相同,m甲<m乙,
所以C甲大于C乙。
14.(广东省广州,24,×分)小明把两端开口的细玻璃管插入水中,发现管内的液面上升(如图27).他查资料得知:管内外液面高度差与水温、管的内径有关.小明想利用这支细玻璃管探究管内外液面高度差与水温的定量关系,请你帮他设计实验方案
(1)实验器材:细玻璃管、
(2)实验步骤(可画图或文字表述):
(3)设计记录数据的表格
【思路分析】由题意知,本实验要测量管内外液面高度差和水温的定量关系,所以需要刻度尺和温度计,测量出不同水温时对应的液面高度差,同时需要注意要重复实验,测量多组数据才能探究出定量关系。
【解题过程】(1)烧杯、温度计、刻度尺、热水
(2)步骤:
①往烧杯加入适量的热水,将细玻璃管和温度计插入水中。
②等细玻璃管内液面和温度计示数稳定时,用刻度尺测出液面
高度差和温度计读数,并记录在表格中
③5分钟后用刻度尺测出液面高度差和温度计读数,并记录在表格中。
④重复步骤③多次实验
(3)
1
2
3
4
5
液面高度差cm
水温oC
15.(江西省,23,7分) 亲爱的同学,你会正确使用下列仪器吗?
(1)如图12所示,圆筒测力计使用前要校零,看清量程和_______。
使用中,测得桶重为G,则该桶中水重为______G;
(2)如图13所示,是小梅同学做完实验后的场景。请你帮助她完成实验器材的整理:
第一步,用镊子将砝码从托盘上取下,________________,并将小石块从托盘上取下,放在桌面上;
第二步,_________________________________________________。
第三步,____________________________________________。
第四步,将天平放回包装盒。
(3)如图14所示,是一种家庭常用的温度计,又称寒暑表,它是根据_________________________的规律制成的,其测量范围是________。
【答案】(1)分度值 0.2
(2)放回砝码盒 用镊子将游码归零;将橡胶垫圈放在托盘支架与底座之间
(3)液体的热胀冷缩 -30℃~50℃
【思路分析】(1)根据弹簧测力计的正确的使用方法,结合题意来分析解答;
(2)根据天平的正确的使用方法,结合题意来分析解答;
(3)根据液体体温计的相关知识,结合题意来分析解答。
【解题过程】
解:(1)弹簧测力计测量前必须先观察,明确测力计的量程和分度值;弹簧测力计的原理是拉力大小与伸长量成正比,测量空桶时测力计伸长为5个格子,装水后伸长量为6个格子,因此水的重力对应1个格子的拉力,因此是空桶重力的0.2倍;
(2)天平使用后砝码必须用镊子放回砝码盒保存,以防止砝码被磕碰或腐蚀;然后需要用镊子将游码归零;最后将橡胶垫圈放在托盘下,防止天平因为颠簸受损;
(3)液体温度的原理是液体的热胀冷缩;测量范围即刻度盘上最小值到最大值。
五、作图题
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