2022-2023学年福建省莆田八中九年级(上)第一次月考物理试卷(含答案)
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这是一份2022-2023学年福建省莆田八中九年级(上)第一次月考物理试卷(含答案),共32页。试卷主要包含了单选题,填空题,简答题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年福建省莆田八中九年级(上)第一次月考物理试卷
一、单选题(共24分)
1.(3分)在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.冬天,暖水袋中充热水取暖
B.夏天,地上洒水会感觉更凉爽
C.汽车发动机用水作冷却液
D.夜间遇寒潮时,在秧田里灌水以防秧苗受冻
2.(3分)据悉,联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)将于2021年10月在云南省昆明市召开,届时远方的宾客将有机会品尝云南特色小吃“过桥米线”。以下说法正确的是( )
A.热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发
B.加入米线后,热汤从米线吸收热量
C.放入热汤中的肉片很快熟了,是通过做功的方式增加了内能
D.汤的香气扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
3.(3分)沿海地区具有“冬暖夏凉”的气候特点,其原因是( )
A.海面经常刮风
B.沿海地区水多,会自动的制冷和制热
C.水的比热容大
D.水的比热容小
4.(3分)如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图像,由图像信息可知,此物质( )
A.在t=0时刻是固态,其内能为0
B.在2~3min内是固液共存态,其内能不变
C.在0~6min内物质内能一直增大
D.在0~6min内物质的比热容一定不变
5.(3分)如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出。下列说法正确的是( )
A.白雪温度低,内能小
B.岩浆温度高,内能大
C.白雪温度低,分子热运动停止
D.岩浆温度高,分子热运动剧烈
6.(3分)2022年5月10日,搭载天舟四号货运飞船的长征七号运载火箭,在我国文昌航天发射场升空,成功进入预定轨道。长征七号运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A.较大的比热容 B.较低的沸点
C.较大的热值 D.较小的质量
7.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.机械能为零的物体,内能一定不为零
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变
C.铁丝被快速弯折的过程中,温度升高是因为内能转化成机械能
D.汽油机压缩冲程中,是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
8.(3分)两个物体发生热传递,必须有不同的( )
A.热量 B.温度 C.质量 D.高度
9.(3分)核酸检测采样时使用的“采样拭子”,其顶端是如图所示的植绒拭子,安全、无毒。有一种植绒方式是:植绒机产生数万伏的高压静电,通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷,然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂,移动喷头靠近被植绒物体,绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面,呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识,下列描述不合理的是( )
A.喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子
B.以移动的喷头为参照物,被植绒物体是运动的
C.绒毛能在高压静电作用下运动,是由于能量可以创生
D.绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态
10.(3分)下列实例中,改变物体内能的方式与其它三个不同的是( )
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
11.(3分)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,没有做功时内能一定减小
C.物体吸收了热量,温度一定升高,没有做功时内能一定增加
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
12.(3分)如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同。由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多、比热容小
B.加热时间相同,a物质温度升高快,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容大
二、填空题(共18分)
13.(3分)在海滩上进行“沙疗”时,把人体埋在沙子里,沙子放出热量,人体吸收热量后体温升高,内能增大,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)来改变内能的;2kg的沙子温度降低5℃放出的热量是 J。[已知c沙=0.92×103J/(kg•℃)]
14.(3分)根据分子动理论相关知识,回答下列几个问题:
(1)图甲:将红墨水滴入水中,过一会儿水变红了,这是 现象,说明分子在 ;
(2)图乙:将两个表面光滑的铅块相互紧压后,很难被拉开,说明分子间存在 。
(3)图丙:气球膨胀时任意两颗小塑料粒之间的距离都在变大,模拟星系在远离我们而去,它提供了宇宙 (选填“膨胀”或“塌缩”)的证据。
15.(3分)如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验;
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力;
图c:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;
图d:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子处在 。图a为尽快达到实验目的,实验过程中 (可以/不可以)搅动量筒里的液体。
(2)图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在 ;
(3)图c为尽快达到实验目的,可以用 水(冷/热)实验,原因是分子的热运动与 有关。
16.(1分)实验室温度计玻璃泡里的液体通常用煤油,在温度计示数上升过程中,煤油的内能是通过 的方式增大的。
17.(3分)两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体,使用相同的热源为其加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,若甲、乙两液体吸收相同的热量,则 液体升高的温度较多;两者比较, 液体更适合作汽车的冷却剂。
18.(3分)热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术,热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成.钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,用 的方式(填“做功”或“热传递”),瞬间达到几千℃的温度,实现 能转化为 能,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速熔化,钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔.
三、简答题(共4分)
19.炎热的夏天,小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现:岸上的石头热得烫脚,而河水却比较凉,请用物理知识解释其中的道理。
四、实验题(共31分)
20.小明为了“探究不同液体(如:水、食用油)的吸热能力”,按如图甲、乙所示两套完全相同的装置进行实验探究,请回答:
(1)实验前,小明同学应选取质量 (选填“相等”或“不相等”)的水和食用油进行实验,除了图甲、乙所示的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。
(2)小明每隔2min测量一次水和食用油的温度,将实验数据记录在表中:
加热时间t/min
0
2
4
6
8
10
温度
T/℃
水
0
5
10
15
25
食用油
0
10
20
30
40
50
①第8min时水的温度如图丙所示,其示数为 ℃;
②请根据实验数据在图丁中绘制水和食用油的“温度~时间”图像。
③当水和食用油吸收相同的热量时,可以通过比较 (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的强弱;分析数据及图像可知 (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。
21.小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知。(注:燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算,某燃料的热值用q表示;其质量用m表示)。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的 相同,以及 相同。
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是 。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。原因有两点:①燃料不能 。②燃料燃烧放出的热并不能完全被 吸收。
22.小明用相同的酒精灯分别给煤油和水加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 ,且两种液体初温相同,这种研究方法被称为 。
(2)对满足上述条件的水和煤油,加热10min,水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于“)煤油吸收的热量,水升高的温度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油升高的温度,说明水的吸热能力 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油的吸热能力。
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙所示,由图象可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)若本次实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J。(q酒精=3×107J/kg)
23.为了探究物质温度升高的幅度与哪些因素有关,某实验小组同学用相同的酒精灯分别加热质量和初温都相同的液体(设加热时液体每分钟吸收的热量相等),实验过程及观察到的现象如图所示。请根据实验现象及相关条件归纳得出初步结论。
①分析比较图中(a)与(b)与(c)可得出的初步结论是:质量相等的 物质,吸收热量越多,温度升高的幅度 ;
②分析比较图中(c)与(d)可得出的初步结论是:质量相等的 物质,要使它们温度升高幅度相同,吸收的热量 。
24.探究物质的吸热本领某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)加热前,在一个烧杯中倒入200g的水,需要在另一个相同烧杯中倒入 g的煤油(ρ煤油=0.8×103kg•m﹣3)。
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线b反映水的温度随时间的变化规律,则图线 可以反映煤油的温度随时间的变化规律。
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 (填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
(4)某小组实验完毕后没有将加热水的加热器断电,继续加热并绘制水的温度随时间变化的图象如图丙所示,此时图象中 段表示水的沸腾过程,这一过程水会继续 (填“吸收”或“放出”)热量。
五、计算题(共23分)
25.小星用燃气灶将质量为2kg,温度为25℃的水加热到100℃,则水需要吸收多少热量?(水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)。
26.经验表明,自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%;从太阳能手册中查到,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103焦/(米2•秒)。如果晒水箱内的水大约有40千克,晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5米2,请计算:
(1)要使水温上升30℃需要多少热量?
(2)至少得吸收太阳辐射多长时间?
27.小娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率,于是关闭了其它燃气设备。在标准大气压下,将质量是4kg,初温是25℃的水加热到沸腾,她观察到燃气表的示数,使用前是210.65m3,使用后是210.77m3。[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]。求:
(1)水吸收的热量。
(2)燃气灶正常工作时的效率。
28.油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时,给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J,若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为900N,动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%,内燃机消耗汽油2.5kg。(汽油的热值q油=4.6×107J/kg)求:
(1)2.5kg燃油完全燃烧放出的热量;
(2)该过程中汽车牵引力做的功;
(3)该油电混合动力汽车内燃机的效率。
2022-2023学年福建省莆田八中九年级(上)第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(共24分)
1.(3分)在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.冬天,暖水袋中充热水取暖
B.夏天,地上洒水会感觉更凉爽
C.汽车发动机用水作冷却液
D.夜间遇寒潮时,在秧田里灌水以防秧苗受冻
【分析】(1)对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量时,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度时,水吸收或放出的热量多;
(2)水蒸发时吸热,可以降温。
【解答】解:A、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度时,水放出的热量多,所以冬天,暖水袋中充热水取暖,故A不符合题意;
B、夏天,地上洒水,水蒸发吸收热量,达到降温的目的,所以会感觉更凉爽,不是利用水比热容大的特点,故B符合题意;
C、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度时,水吸收的热量多,所以用循环水冷却汽车发动机,故C不符合题意;
D、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,所以晚上向秧苗田里灌水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查水的比热容大的特点、蒸发吸热的应用,应用所学知识解释实际问题,体现了新课标的要求。
2.(3分)据悉,联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)将于2021年10月在云南省昆明市召开,届时远方的宾客将有机会品尝云南特色小吃“过桥米线”。以下说法正确的是( )
A.热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发
B.加入米线后,热汤从米线吸收热量
C.放入热汤中的肉片很快熟了,是通过做功的方式增加了内能
D.汤的香气扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
【分析】(1)影响蒸发快慢的因素:液体的温度、液体的表面积、液体表面上空气流动速度,从液体蒸发快慢的影响因素进行分析。
(2)热传递过程中,热量从高温物体传向低温物体。
(3)改变物体内能的方法:做功和热传递。
(4)不同物质组成的物体相互接触时彼此进入对方的现象是扩散,扩散表明分子不停地做无规则运动。
【解答】解:A、热汤表面的油层减小了液体的蒸发面积,减缓了液体表面上空气流动速度,所以热汤表面的油层减缓了汤汁的蒸发,故A错误。
B、加入米线后,米线的温度比汤汁的温度低,所以米线从汤汁中吸收热量,故B错误。
C、放入热汤中的肉片比汤汁温度低,肉片从汤汁中吸收热量,这是通过热传递的方法改变物体的内能,故C错误。
D、汤的分子扩散到空气中,说明分子不停地做无规则运动,故D正确。
故选:D。
【点评】本题通过品尝过桥米线考查了蒸发快慢的影响因素、热传递、改变物体内能的方法、扩散等,体现了生活处处皆物理。
3.(3分)沿海地区具有“冬暖夏凉”的气候特点,其原因是( )
A.海面经常刮风
B.沿海地区水多,会自动的制冷和制热
C.水的比热容大
D.水的比热容小
【分析】水的比热容大,在同样吸放热条件下水的温度变化小。
【解答】解:沿海地区水多,水的比热容大,冬天夜晚降温时,在相同的吸放热条件下,水的温度变化小;夏天白天升温时,温度升高的也慢,因此沿海地区才具有冬暖夏凉的特点。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对:水的比热容大的特点在生活中的应用的了解和掌握,是一道基础题。
4.(3分)如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图像,由图像信息可知,此物质( )
A.在t=0时刻是固态,其内能为0
B.在2~3min内是固液共存态,其内能不变
C.在0~6min内物质内能一直增大
D.在0~6min内物质的比热容一定不变
【分析】会分析晶体的熔化图像,若有一段时间温度不变,则为晶体,此时的温度即为该晶体的熔点;晶体熔化时,吸收热量,内能增大,温度不变;比热容与物质的种类、状态有关。
【解答】解:A、该物质在t=0时刻是固态,一切物质都具有内能,所以其内能不为0,故A不符合题意;
B、该物质的熔点是0℃,在2~3min处于熔化过程,处于固液共存态,在这个过程中吸收热量、温度不变、内能增加,故B不符合题意;
C、在0~2min和4min~6min,该物质吸热、温度升高、内能增加;在2~4min处于熔化过程吸收热量、温度不变、内能增加,故C符合题意;
D、比热容与物质的种类、状态有关,0~2min物质处于固态,4min~6min物质处于液态,所以两个时间段物质的比热容不同,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】此题主要考查了学生对晶体熔化图像的分析,能够通过图像判断晶体或非晶体,同时会分析晶体熔点特点等,是解答的关键。
5.(3分)如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出。下列说法正确的是( )
A.白雪温度低,内能小
B.岩浆温度高,内能大
C.白雪温度低,分子热运动停止
D.岩浆温度高,分子热运动剧烈
【分析】分子有质量,分子在不停地做着无规则运动,所以分子具有动能;分子间存在着相互作用力,所以分子之间还具有势能。在物理学中,把物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能;一切物质的分子都在不停地做无规则的运动.分子做无规则运动的快慢与温度有关,温度越高,热运动越剧烈,不管温度高低,分子都在无规则运动,只是运动的快慢不同.扩散运动是分子热运动的宏观体现。
【解答】解:AB、内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,与物体质量、温度、状态等有关,温度高的内能不一定大;温度低的内能不一定小,故AB错误。
CD、温度是分子平均动能的标志,物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大;分子热运动永不停息,白雪温度低,但分子热运动没有停止,故C错误;
岩浆温度高,分子热运动剧烈,故D正确。
故选D。
【点评】本题关键是知道内能、热量、和温度的关系,明确内能与物体的质量、温度和体积有关,是基础题目。
6.(3分)2022年5月10日,搭载天舟四号货运飞船的长征七号运载火箭,在我国文昌航天发射场升空,成功进入预定轨道。长征七号运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A.较大的比热容 B.较低的沸点
C.较大的热值 D.较小的质量
【分析】热值是燃料的一种特性,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多,所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
【解答】解: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。
故选:C。
【点评】本题主要考查燃料热值的特性,了解不同物质的特性以及用途是关键。
7.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.机械能为零的物体,内能一定不为零
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变
C.铁丝被快速弯折的过程中,温度升高是因为内能转化成机械能
D.汽油机压缩冲程中,是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
【分析】(1)物体内部所有分子由于热运动具有的动能及分子势能的总和叫做物体的内能。一切物质的分子总在不停地做无规则运动,所有的物体都具有内能。内能与物体温度和状态有关;
(2)改变内能的方法有做功和热传递两种。
【解答】解:A、一切物体都有内能,内能一定不为零,内能与机械能无关,故A正确;
B、0℃的冰变成0℃的水,温度虽然不变,但需要吸收热量,所以内能增加。故B错误;
C、反复弯折铁丝时,人对铁丝做功,机械能转化为铁丝的内能,内能增大、温度升高。故C错误;
D、在压缩冲程中,是通过做功的方式增加了气缸内物质的内能,故D错误。
故选:A。
【点评】主要考查了改变内能的两种方式以及内能的影响因素。内能是与分子运动相对应的能量,机械能是与整个物体的机械运动相对应的能量;物体总是具有内能,但不一定总是具有机械能。
8.(3分)两个物体发生热传递,必须有不同的( )
A.热量 B.温度 C.质量 D.高度
【分析】热传递是物体内能改变方式之一,要发生热传递,必须要有温度差。
【解答】解:热传递是指热量从高温物体传递到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分的现象,两个物体发生热传递,必须有不同的温度。
故选:B。
【点评】本题考查了热传递的条件,属于基础题。
9.(3分)核酸检测采样时使用的“采样拭子”,其顶端是如图所示的植绒拭子,安全、无毒。有一种植绒方式是:植绒机产生数万伏的高压静电,通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷,然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂,移动喷头靠近被植绒物体,绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面,呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识,下列描述不合理的是( )
A.喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子
B.以移动的喷头为参照物,被植绒物体是运动的
C.绒毛能在高压静电作用下运动,是由于能量可以创生
D.绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态
【分析】(1)得到电子,带负电;
(2)一个物体运动还是静止,决定于选择的参照物,物体相对参照物位置改变,处于运动状态,位置不变,处于静止状态;
(3)能量不能被创生,也不能被消灭;
(4)力可以改变物体的形状,可以改变物体的运动状态。
【解答】解:A、喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子,故A合理;
B、以移动的喷头为参照物,被植绒物体与喷头的位置不断变化是运动的,故B合理;
C、能量不能被创生,也不能被消灭,能量是守恒的,总量不变,故C不合理;
D、绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态,故D合理。
故选:C。
【点评】本题考查摩擦起电、运动和静止的相对性、能量守恒以及力的作用效果,难度不大。
10.(3分)下列实例中,改变物体内能的方式与其它三个不同的是( )
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
【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,其中做功过程是能量的转化过程,是机械能和内能相互转化的过程;热传递是内能从高温转移到低温的过程,二者的本质不同。
【解答】解:
A、钻木取火,是通过做功改变物体的内能;
B、金属勺放在热汤中,是通过热传递改变物体的内能;
C、食品放入冰箱内,是通过热传递改变物体的内能;
D、物体放在取暖器旁,是通过热传递改变物体的内能;
所以,在改变物体内能的方式上与其他三个实例不同的是A;
故选:A。
【点评】做功和热传递都可以改变物体的内能,在效果上是等效的,但其实质不同,做功属于能量的转化、热传递属于能量的转移。
11.(3分)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,没有做功时内能一定减小
C.物体吸收了热量,温度一定升高,没有做功时内能一定增加
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
【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,没有做功时内能一定减小,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,没有做功时内能一定增加,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。
12.(3分)如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同。由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多、比热容小
B.加热时间相同,a物质温度升高快,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容大
【分析】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。
【解答】解:
AB、物质的吸热能力越强,比热容越大;由图可知,加热相同时间,由于用相同的加热器加热,则物质吸收热量是相同的,a的温度升高快,则a的比热容小,故AB错误;
CD、吸收热量相同,加热的时间相同,b物质温度升高慢,则b的比热容大,故D正确,C错误。
故选:D。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用,为热学中的重要实验。
二、填空题(共18分)
13.(3分)在海滩上进行“沙疗”时,把人体埋在沙子里,沙子放出热量,人体吸收热量后体温升高,内能增大,这是通过 热传递 (选填“做功”或“热传递”)来改变内能的;2kg的沙子温度降低5℃放出的热量是 9.2×103 J。[已知c沙=0.92×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)做功和热传递可以改变物体的内能;
(2)知道沙子的质量、比热容、降低的温度,利用Q放=cmΔt计算出沙子放出的热量。
【解答】解:沙子放出热量,人体吸收热量后体温升高,内能增大,这是通过热传递的发生来改变内能的;
沙子放出的热量:Q放=c沙mΔt=0.92×103J/(kg•℃)×2kg×5℃=9.2×103J。
故答案为:热传递;9.2×103。
【点评】本题考查改变物体内能的方式、热量的计算,是一道热学基础题。
14.(3分)根据分子动理论相关知识,回答下列几个问题:
(1)图甲:将红墨水滴入水中,过一会儿水变红了,这是 扩散 现象,说明分子在 不停做无规则运动 ;
(2)图乙:将两个表面光滑的铅块相互紧压后,很难被拉开,说明分子间存在 引力 。
(3)图丙:气球膨胀时任意两颗小塑料粒之间的距离都在变大,模拟星系在远离我们而去,它提供了宇宙 膨胀 (选填“膨胀”或“塌缩”)的证据。
【分析】一切物质都是由分子组成的或由原子组成的,分子是在永不停息地做无规则运动;分子间存在相互作用的引力和斥力;宇宙中的天体在相互远离,它提供了宇宙处于不断膨胀状态的证据。
【解答】解:(1)红墨水在水中的散开是因为分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象;
(2)分子间既有引力也有斥力,图乙两个铅块磨光后,压在一起就会粘在一起,这个现象证实了分子间存在相互作用的引力;
(3)为了形象地说明宇宙大爆炸,将一个粘有小塑料粒的气球看着宇宙,小塑料粒看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任意两颗小塑料粒之间的距离都在变大,表示宇宙中的天体在相互远离,它提供了宇宙处于不断膨胀状态的证据。
故答案为:(1)扩散;不停做无规则运动;(2)引力;(3)膨胀。
【点评】本题考查物理规律在生产生活中的应用,要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。
15.(3分)如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验;
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力;
图c:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;
图d:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)图a和图 c 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子处在 永不停息的无规则运动中 。图a为尽快达到实验目的,实验过程中 不可以 (可以/不可以)搅动量筒里的液体。
(2)图b和图 d 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在 引力 ;
(3)图c为尽快达到实验目的,可以用 热 水(冷/热)实验,原因是分子的热运动与 温度 有关。
【分析】(1)构成物质的分子总在不停地做无规则运动。
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力。
(3)分子的无规则运动快慢与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈。
【解答】解:(1)图a和图c两个实验形成实验现象的原因相同,都是由于分子无规则运动产生的现象。图a中,为尽快达到实验目的,实验过程中不可以搅动量筒里的液体,因为有了外力,不能有力证明分子的无规则运动。
(2)图b和图d两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在引力。
(3)图c为尽快达到实验目的,可以用热水实验,原因是分子的热运动与温度有关。
故答案为:(1)c;永不停息的无规则运动中;不可以。(2)d;引力。(3)热;温度。
【点评】深入理解分子动理论的内容,可解答此题。
16.(1分)实验室温度计玻璃泡里的液体通常用煤油,在温度计示数上升过程中,煤油的内能是通过 热传递 的方式增大的。
【分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递,做功的实质是能量的转化,热传递的实质是能量的转移。
【解答】解:在温度计示数上升过程中,煤油从被测物体吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式增大煤油内能的。
故答案为:热传递。
【点评】本题考查了改变内能的方式,属于基础题。
17.(3分)两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体,使用相同的热源为其加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,若甲、乙两液体吸收相同的热量,则 甲 液体升高的温度较多;两者比较, 乙 液体更适合作汽车的冷却剂。
【分析】(1)用同一热源加热时,甲、乙两种液体在相同时间里吸收的热量相等;由图象可知,加热相同的时间,甲、乙液体升高的温度;
(2)用同一热源加热,加热的时间长的吸收的热量多;由图象可知,升高相同的温度,甲、乙液体加热时间的关系,进而可知两液体吸收热量的关系,吸收的热量多的液体更适合作汽车的冷却剂。
【解答】解:(1)由图象可知,加热相同的时间,甲升高的温度大于乙升高的温度,由于采用同一热源加热,加热相同的时间时,甲、乙两液体吸收的热量相等,因此甲、乙两液体吸收相同的热量时,甲液体升高的温度高。
(2)由图象可知,在质量和温度升高度数相同时,乙加热的时间长,由于采用同一热源加热,加热的时间长的吸收的热量多,因此乙液体吸收的热量多,故乙液体更适合作汽车的冷却剂。
故答案为:甲;乙。
【点评】本题考查了比热容的相关知识,看懂图象的含义是解题的关键。
18.(3分)热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术,热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成.钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,用 做功 的方式(填“做功”或“热传递”),瞬间达到几千℃的温度,实现 机械 能转化为 内 能,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速熔化,钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔.
【分析】做功可以改变物体的内能,当对物体做功时,机械能转化为内能,当物体对外做功时,内能转化为机械能。
【解答】解:钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,这是通过做功的方式,使物体内能增大,温度升高,实现机械能转化为内能。
故答案为:机械;内。
【点评】本题主要考查学生对做功改变物体内能的理解和能量转化的认识,是一道基础题。
三、简答题(共4分)
19.炎热的夏天,小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现:岸上的石头热得烫脚,而河水却比较凉,请用物理知识解释其中的道理。
【分析】对水的比热容大的理解: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。
【解答】答:
因为水的比热容比石头的大,相同质量的水和石头比较,吸收相同的热量(都在太阳照射下),水的温度升高的少,故河水是凉凉的,而石头的温度升高的多,热得烫脚。
【点评】本题主要考查了学生对水的比热容大的特点及应用的了解和掌握,应用好“质量、吸收的热量相同时,比热越大温度升高的越小”是本题的关键,可以借助Q=cm△t帮助记忆。
四、实验题(共31分)
20.小明为了“探究不同液体(如:水、食用油)的吸热能力”,按如图甲、乙所示两套完全相同的装置进行实验探究,请回答:
(1)实验前,小明同学应选取质量 相等 (选填“相等”或“不相等”)的水和食用油进行实验,除了图甲、乙所示的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 秒表 。
(2)小明每隔2min测量一次水和食用油的温度,将实验数据记录在表中:
加热时间t/min
0
2
4
6
8
10
温度
T/℃
水
0
5
10
15
25
食用油
0
10
20
30
40
50
①第8min时水的温度如图丙所示,其示数为 20 ℃;
②请根据实验数据在图丁中绘制水和食用油的“温度~时间”图像。
③当水和食用油吸收相同的热量时,可以通过比较 温度变化 (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的强弱;分析数据及图像可知 水 (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。
【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;
(2)①根据温度计分度值读数;
②根据描点法分别作出水和食用油温度随时间变化图线;
③根据表中数据回答;由比较吸热能力的方法回答。
【解答】解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故实验前,小明同学应选取质量相等的水和食用油进行实验;
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,除天平外,由表中数据,还需要的测量工具为秒表;
(2)①第8min时水的温度如图丙所示,温度计分度值为1℃,其示数为20℃;
②根据表中数据,在坐标系中找出对应的点连线,如下所示:
③由表中数据知,当水和食用油加热相同时间即吸收相同的热量时,可以通过比较温度变化来判断吸热能力的强弱;
分析图像可知,加热相同时间,水升温慢,故水的吸热能力更强。
故答案为:(1)相等;秒表;(2)①20;②如上图所示;③温度变化;水。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及描点作图,为热学中的重要实验。
21.小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知。(注:燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算,某燃料的热值用q表示;其质量用m表示)。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的 质量 相同,以及 水的质量 相同。
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 煤油 。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是 天平 。利用此实验方法计算出的热值将比真实值 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。原因有两点:①燃料不能 完全燃烧 。②燃料燃烧放出的热并不能完全被 水 吸收。
【分析】(1)(2)本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力,由于燃料的热值不能直接测量,所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小,又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制燃料的质量相同,以及水的质量相同;
(3)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小。
【解答】解:
(1)因燃料放出的热量与质量有关,必须控制燃料的质量相等,由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中应控制水的质量相等;
(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快,所以煤油的热值较大;
(3)要控制质量相等,需要用天平来测量;
由于燃料不可能完全燃烧且燃烧放出的热会散失到空气中,又被烧杯等实验装置吸了热,使得燃料燃烧放出的热并不能完全被水吸收,因此计算出热值比实际要偏小些。
故答案为:(1)质量;水的质量;(2)煤油;(3)天平;偏小;完全燃烧;水。
【点评】此类实验问题,要结合控制变量法进行分析研究,通过观察温度的变化判断燃料热值的大小,考查了学生的实验探究能力。
22.小明用相同的酒精灯分别给煤油和水加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 控制水和煤油的质量相同 ,且两种液体初温相同,这种研究方法被称为 控制变量法 。
(2)对满足上述条件的水和煤油,加热10min,水吸收的热量 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于“)煤油吸收的热量,水升高的温度 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油升高的温度,说明水的吸热能力 大于 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油的吸热能力。
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙所示,由图象可知,水的沸点是 98 ℃,煤油的比热容是 2.1×103 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)若本次实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 6×105 J。(q酒精=3×107J/kg)
【分析】(1)(2)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)水沸腾时保持不变的温度叫沸点;由图乙知得出升高30℃水和煤油的加热时间,根据Q=cmΔt,在质量、升温相同的情况下,Q与比热容成正比得出煤油的比热容;
(4)根据Q=mq酒精求出酒精完全燃烧放出的热量。
【解答】解:(1)根据比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,本实验需要用到天平这一测量工具,目的是控制水和煤油的质量相等,实验中采用的是控制变量法;
(2)加热10min,由转换法,水吸收的热量等于煤油吸收的热量;由图可知,水升高的温度要小于煤油升高的温度,所以水的吸热能力强;
(3)根据小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像(如图乙),由图像可知,水的沸点是98℃;
由图乙知,水和煤油都升高98℃﹣68℃=30℃,水加热20分钟,煤油加热10分钟,水用的时间是煤油的2倍,即吸收的热量是煤油的2倍,根据Q=cmΔt,在质量、升温相同的情况下,Q与比热容成正比,故煤油的比热容是:c=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃);
(4)若本次实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是:Q=mq酒精=0.02kg×3.0×107J/kg=6×105J。
故答案为:(1)控制水和煤油的质量相同;控制变量法;(2)等于;小于;大于;(3)98;2.1×103;(4)6×105。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及水的比热容大的运用,为热学中的重要实验。
23.为了探究物质温度升高的幅度与哪些因素有关,某实验小组同学用相同的酒精灯分别加热质量和初温都相同的液体(设加热时液体每分钟吸收的热量相等),实验过程及观察到的现象如图所示。请根据实验现象及相关条件归纳得出初步结论。
①分析比较图中(a)与(b)与(c)可得出的初步结论是:质量相等的 同种 物质,吸收热量越多,温度升高的幅度 越大 ;
②分析比较图中(c)与(d)可得出的初步结论是:质量相等的 不同 物质,要使它们温度升高幅度相同,吸收的热量 不同 。
【分析】比较图中(a)与(b)与(c)和图(c)与(d)中保持不变的量和变化的量,分析得出物体吸收的热量与哪些因素有关。
【解答】解:
(1)分析比较图(a)与(b)与(c)可知,同种物质(水),质量相同,加热的时间越长,即吸收的热量越多,升高的温度越多,所以可得出结论:质量相同的同种物质,吸收的热量越多,温度升高的幅度越大;
(2)分析比较图(c)与(d)可知,质量相同的不同物质,升高相同的温度,加热时间不同(对水加热的时间长),即吸收的热量不同,水吸热比煤油多,故可得出结论:质量相同的不同物质,温度升高幅度相同,吸收的热量不同。
故答案为:(1)同种;越大;(2)不同;不同。
【点评】本题考查学生对实验现象的分析能力。掌握研究不同液体吸热能力的方法(质量和吸收热量相同时,通过比较温度的变化来比较吸热能力)是本题的关键。
24.探究物质的吸热本领某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)加热前,在一个烧杯中倒入200g的水,需要在另一个相同烧杯中倒入 200 g的煤油(ρ煤油=0.8×103kg•m﹣3)。
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线b反映水的温度随时间的变化规律,则图线 a 可以反映煤油的温度随时间的变化规律。
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 大于 (填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
(4)某小组实验完毕后没有将加热水的加热器断电,继续加热并绘制水的温度随时间变化的图象如图丙所示,此时图象中 BC 段表示水的沸腾过程,这一过程水会继续 吸收 (填“吸收”或“放出”)热量。
【分析】(1)比较物质吸热能力的大小时,需要控制物质的质量和初温相同;
(2)水的比热容大于煤油的比热容,实验中水和煤油质量相同,在加热相同时间时,观察图象中温度变化大的吸热能力弱,为煤油;
(3)根据热量计算公式Q=cmΔt进行分析解答;
(4)水在沸腾的过程中,吸收热量,温度不变。
【解答】解:(1)比较物质吸热能力的大小时采用的是控制变量法,实验中需要控制物质的质量相同,所以需要在另一个相同烧杯中倒入200g的煤油;
(2)可观察图象,在加热时间相同时,吸收的热量相同,a的温度变化量大,c的温度变化量最小,故a的吸热能力弱,c的吸热能力最强,又因b是水的温度随时间的变化规律图象,水的比热容又大于煤油的比热容,故a为煤油;
(3)由Q=cmΔt可知:放出的热量与降低的温度之比=cm,所以在质量和放出热量相同的情况下,比热容与降低的温度成反比,故水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。;
(4)由图可知,水在BC段吸收热量,但温度保持不变,所以BC段为水的沸腾过程。
故答案为:(1)200;(2)a;(3)大于;(4)BC;吸收。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力的大小,考查控制变量法、转换法的应用,为热学中的重要实验。
五、计算题(共23分)
25.小星用燃气灶将质量为2kg,温度为25℃的水加热到100℃,则水需要吸收多少热量?(水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)。
【分析】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量。
【解答】解:水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣25℃)
=6.3×105J。
答:水需要吸收6.3×105J的热量。
【点评】本题考查了热量的计算,关键是注意升高到和升高了的区别,是一道基础题目。
26.经验表明,自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%;从太阳能手册中查到,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103焦/(米2•秒)。如果晒水箱内的水大约有40千克,晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5米2,请计算:
(1)要使水温上升30℃需要多少热量?
(2)至少得吸收太阳辐射多长时间?
【分析】(1)利用Q吸=cmΔt计算出要使水温上升30℃需要吸收的热量;
(2)利用效率公式计算出需要接收的总太阳能,知道1s内单位面积上接收到的热量、接收阳光照射的面积、接收到的总热量,利用Q吸=1.26×103J/(m2•s)•St求吸收太阳能的时间t。
【解答】解:水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×30℃=5.04×106J;
由η=可知,接收到的总太阳能:E===1.008×107J;
已知晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103J/(m2•s),接收阳光垂直照射的面积始终是1.5米2。
所以需要吸收太阳辐射的时间为t==≈5333s。
答:(1)要使水温上升30℃需要5.04×106J热量;
(2)至少得吸收太阳辐射的时间为5333s。
【点评】本题考查学生对热量计算公式的掌握和运用,会利用晴天时垂直于太阳光的表面接收到的热辐射是本题的关键。
27.小娟准备测量家中燃气灶正常工作时的效率,于是关闭了其它燃气设备。在标准大气压下,将质量是4kg,初温是25℃的水加热到沸腾,她观察到燃气表的示数,使用前是210.65m3,使用后是210.77m3。[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]。求:
(1)水吸收的热量。
(2)燃气灶正常工作时的效率。
【分析】(1)一标准大气压下水的沸点为100℃,根据Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;
(2)根据Q放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量,根据η=×100%求出燃气灶正常工作时的效率。
【解答】解:(1)一标准大气压下水的沸点为100℃,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×4kg×(100℃﹣25℃)=1.26×106J;
(2)由题意可知,消耗的天然气的体积:V=210.77m3﹣210.65m3=0.12m3,
天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.12m3×4.0×107J/m3=4.8×106J,
则燃气灶正常工作时的效率:η=×100%=×100%=26.25%。
答:(1)水吸收的热量为1.26×106J;
(2)燃气灶正常工作时的效率为26.25%。
【点评】本题考查热量公式、热值公式和热效率的计算,是一道基础题。
28.油电混合动力汽车是一种新型节能汽车。这种油电混合动力汽车的内燃机工作时,给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J,若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为900N,动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%,内燃机消耗汽油2.5kg。(汽油的热值q油=4.6×107J/kg)求:
(1)2.5kg燃油完全燃烧放出的热量;
(2)该过程中汽车牵引力做的功;
(3)该油电混合动力汽车内燃机的效率。
【分析】(1)知道内燃机消耗燃油的质量和燃油的热值,根据Q放=mq求出完全燃烧释放的热量;
(2)根据速度公式求出行驶的路程,利用W=Fs求出引力做的功;
(3)已知蓄电池组储存的最大电能,由最大值的10%求出增加的电能,这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和,根据η=×100% 求出内燃机的效率。
【解答】解:(1)燃油完全燃烧放出的热量为:
Q=mq油=4.6×107J/kg×2.5kg=1.15×108J;
(2)因为汽车匀速直线行驶,所以牵引力与阻力是一对平衡力,F=f=900N;
通过的路程为:s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m,
汽车行驶中牵引力所做的功为:
W=Fs=900N×4×104m=3.6×107J;
(3)蓄电池增加的电能:W′=1.0×108J×10%=1.0×107J,
汽车内燃机的效率为:η=×100%=×100%=40%。
答:(1)该汽车此次行驶中,若燃油完全燃烧可放出1.15×108J热量;
(2)该汽车行驶中牵引力做功3.6×107J;
(3)该汽车内燃机的效率是40%。
【点评】本题综合考查了热量的计算以及热机的效率,也是一道生活中的物理题,有其实用价值。对公式的把握和运用是基础,只要读好题,总体来说本题难度不大。在计算内燃机的效率时,要注意不要忘记转化成的电能的能量。
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