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- 2021-05-13 发布
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中考复习专题训练:内能综合一
一、选择题
1.下列属于通过做功途径改变物体内能的是( )
A. 在火炉上烧水,水温升高 B. 感冒发烧,用冷毛巾敷额头
C. 用气筒给轮胎打气,气筒壁发热 D. 炎热的夏天,柏油路面温度升高
2.下列现象中,能说明分子间存在斥力的是( )
A. 香气四溢 B. 破镜不能重圆 C. 液体很难压缩 D. 同名磁极相互排斥
3.我国每年的3月12日为植树节,植树造林是每个公民的义务,如图所示是我市某公园植树的一个场景.下列有关说法不正确的是( )
A. 植树中,把土扬起来的铁锹属于省力杠杆
B. 扬起来的土最终要落向地面是因为受到重力的作用
C. 劳动中出汗的头顶经风一吹感觉凉爽,这是汗液蒸发吸热的缘故
D. 人们能闻到附近一棵早开花的桃树的花香,这是扩散现象
4.如图所示,是由微颗粒(1~50 nm)制备得到的新型防菌“纳米纸”.在“纳米纸”的表面细菌无法停留且油水不沾.与此现象有关的判断正确的是 ( )
A. 组成“纳米纸”的分子间没有间隙 B. 油与“纳米纸”分子间有斥力没有引力
C. “纳米纸”可阻止细菌分子无规则运动 D. 油分子间引力使纸面上的油汇集成小油珠
5.我国在航天工程中使用的长征系列运载火箭,大多选用液态氢作为燃料,主要原因是液态氢具有( )
A. 较低的沸点 B. 较大的热值 C. 较大的比热容 D. 较高的凝固点
6. 小明妈妈正在厨房忙着晚餐,小明刚进门就闻到了糖醋的味道,这是因为( )
A. 糖醋分子之间有引力 B. 糖醋分子不停地做无规则运动
C. 糖醋分子之间存在斥力 D. 糖醋由分子组成
7.水与酒精是我们日常生活中最常见的两种物质.下表列出了它们在标准大气压下的部分物理特征数据,请你参照这些特征分析:让质量及初温都相等的水和酒精冷却,待它们放出相等的热量后再倒在一起混合.下列哪个判断是错误的( )
物质
密度[kg/m3]
比热容(J/(kg•℃)
凝固点[℃]
沸点[℃]
水
1.0×103
4.2×103
0
100
酒精
0.8×103
2.4×103
﹣117
78
A. 在混合过程中,热将从酒精传递给水
B. 均匀混合后,混合液的凝固点将比水的凝固点低些
C. 均匀混合后,混合液的密度将比水的密度小些
D. 均匀混合后,混合液的比热容将比水的比热容小些
8.关于热下列说法中不正确的是( )
A. 要提高热机效率,就要尽量减少各种热损失
B. 燃料燃烧放出的热,叫做这种燃料的热值
C. 电饭锅、电热水壶都是利用电流通过电阻产生热的原理制成的
D. 为了防止因电热烧毁电脑,安装微型风扇,在外壳后面都有一些通风散热孔
9.小明学习做饭的过程中,经常加热油和水,她猜想油的比热容比水小.能够支持她这一猜想的事实是()
A. 油比水难蒸发 B. 油能把食物炸黄,而水不能
C. 油能漂在水面上 D. 同样情况下,水升温比油慢
10.下列有关热现象的说法中,正确的是( )
A. 水面上方的气压增大,水的沸点会降低 B. 冰在熔化过程中,内能、比热容都保持不变
C. 高温物体的内能可能比低温物体的内能小 D. 物体温度越高,它的热量就越多
11.下列属于通过做功途径改变物体内能的是( )
A. 在火炉上烧水, 水温升高 B. 感冒发烧,用冷毛巾敷额头
C. 用气筒给轮胎打气,气筒壁发热 D. 炎热的夏天,柏油路面温度升高
12.检查酒驾时,司机打开车窗,交警闻到车内有酒精气味,要求司机必须接受酒精含量的测试。交警能闻到酒精气味是因为酒精()
A. 分子之间存在引力 B. 分子之间存在斥力 C. 分子间有空隙 D. 分子在不断运动
二、填空题
13.一杯酒精倒去一半,剩下酒精的比热容将________,热值将________(“变大、变小、不变”)。
14.俗话说“酒香不怕巷子深”,从物理学角度来说这是________现象,通过这个现象我们可以了解关于分子的一些情况。比如,炒菜时菜很快就变咸了,而腌咸菜时,很长时间菜才会变咸,这个表明了________越高,分子热运动越剧烈。
15.很多有生活经验的同学在煮好的整鸡蛋用凉水冷却一下就好去壳了,这时鸡蛋内能是通过________ 的方式改变的.如果水的质量是0.5kg,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,鸡蛋放出的热量为________ J,水吸收的热量为________ J。 [c水=4.2×l03J/(kg·℃)]
16. 生活中,常用水做冷却剂,是因为水的________ ;冬天下雪后,常在桥面上洒一些盐,这是因为加盐后,水的凝固点会________;在锅中隔水蒸菜,打开锅盖时,看见锅中的水在沸腾,但浮在水上的碗中的水没有沸腾,这是因为________ .
17.汽油机的________冲程中,机械能转化为内能;为了降低汽缸内的温度,汽缸外有一个水箱体,使汽缸被水包围着,这是通过________的方式减少汽缸内能的,用水来包围汽缸是因为水的________.
18. 一块陨石划过天空在俄罗斯里雅宾斯克州上空爆炸,导致大片区域内降下火球,这是陨石在穿越大气层时通过________的方式改变了内能;在陨石下落过程中它的机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
19.柴油机和汽油机在构造上的区别是,柴油机顶端有________ ,汽油机顶端有________
20.图1和图2示意了汽油机的两个冲程.其中,图 ________ 示意的是汽油机的压缩冲程,此冲程,________ 能转化为________ 能.
三、实验探究题
21.如图甲所示,在探究“不同物质吸热能力”的试验中.
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、________相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油).选用相同电加热器的目的是:使水和煤油在相同时间内________.
(2)水和煤油温度随时间变化的图象如图乙所示,
①根据图甲可判断出b物质是________.
②根据图乙可判断出________吸热能力强.
(3)本实验采用的物理研究方法是________法.
四、计算题
22.随着国民经济的发展,汽车已走进家庭.一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L.若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功,所用汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3 , 求:
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力.
23.为了测定某额定功率为1000W的电热水器的效率,物理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水,让热水器正常工作,并绘制出通电加热过程中水温随时间的变化情况图,求:
(1)加热2min,水的温度升高了多少?
(2)加热6min,水吸收了多少热量?
(3)电热水器的效率是指水吸收的热量与电热水器放出的热量之比,该热水器正常工作时的效率为多少?
24.阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”,在牛背上装有一个塑料袋,通过导管收集牛体内排出的气体.从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21kg甲烷.若这些甲烷完全燃烧放出的热量80%被水吸收,可使一定质量的水从20℃升高到70℃. [q甲烷=5.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)求出0.21kg甲烷完全燃烧后放出的热量.
(2)求出可使多少千克的水从20℃升高到70℃.
答案解析
一、选择题
1.【答案】C
【解析】【解答】解:在火炉上烧水时水温升高,感冒发烧时用冷毛巾敷额头,夏天柏油路面温度升高是热传递改变物体的内能,故A、B、D都不符合题意;
用气筒给轮胎打气时气筒壁发热,是通过做功把机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能;
故选C.
【分析】要解答本题需掌握:做功和热传导在改变物体内能上的异同点.
2.【答案】C
【解析】【解答】解:A、香气四溢说明分子在不断运动,选项A错误;
B、破镜不能重圆是由于分子间的距离变大,分子间的引力几乎不存在,所以很难再合在一起,选项B错误;
C、液体很难被压缩是由于因为固体、液体分子间的距离小于某一距离后,斥力起主要作用,可以说明分子间存在着斥力,选项C正确;
D、同名磁极相互排斥是因为磁铁与磁体存在相互作用的斥力,并不是分子间存在斥力,选项D错误.
故选C.
【分析】本题根据分子动理论的相关内容解答,分子动理论内容为:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力.
3.【答案】A
【解析】【解答】解: A、铁锹在使用的过程中动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故A错误;
B、土被抛出后,受重力作用,重力使土向下运动,落向地面,故B正确;
C、出汗的头顶经风一吹感觉凉爽,这是因为风加快了汗液的蒸发,蒸发吸热,故C正确;
D、由于分子是不停地运动着的,花香中含有的分子通过运动,向四周扩散,接触到我们的嗅觉细胞,所以我们可以闻到花香,故D正确.
故选A.
【分析】(1)结合生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆;(2)地球表面的物体都受到重力作用,由于重力作用,抛出的物体都要落向地面.(3)加快空气流动可加快蒸发,蒸发吸热;(4)分子都在不停地做无规则运动.
4.【答案】D
【解析】【解答】A.任何分子之间都有空隙,“纳米纸”只是空隙较小,A不符合题意;
B.分子间的引力和斥力是同时存在的,B不符合题意;
C.一切分子都在不停地做无规则运动,“纳米纸”不能阻止细菌分子无规则运动,C不符合题意;
D.因为分子间有引力,所以靠得很近的两滴油能自动结合成一滴,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】物质是由分子组成的,分子在不停地做无规则运动,分子之间有空隙,分子间有相互作用的引力和斥力.
5.【答案】B
【解析】【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B正确,ACD错误.
故选B.
【分析】热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量,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.
6.【答案】B
【解析】【解答】解:小明妈妈正在厨房忙着晚餐,炒菜时锅内温度很高,糖醋分子的无规则运动速度加剧,很快扩散到了空气中,所以小明刚进门就闻到了糖醋的味道.这与糖醋分子的组成及分子间的作用力无关. 故选B.
【分析】要解答本题需掌握:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散就越快.
7.【答案】A
【解析】【解答】解:A、水的比热容大于酒精的比热容,因为Q放=cm△t,质量m相同,放出的热量相同,所以水比酒精降低的温度值小,因为二者的初温相同,即水的末温高,即:t水>t酒精 , 所以热从水传到酒精,故A错误;
B、水的凝固点是0℃,掺入酒精后混合液的凝固点要低于0℃,凝固点降低,故B正确;
C、根据公式ρ= 可知,水和酒精混合后,混合液的密度将比水的密度小些,比酒精的密度大一些,故C正确;
D、因为水的比热容大于酒精的比热容,水和酒精混合液的比热容将比水的比热容小些,比酒精的比热容大一些,故D正确.
故选A.
【分析】(1)水和酒精的初温相同、质量相同、放出的热量相同,利用热量公式Q=cm△t的变形公式△t= 分析水和酒精的温度降低值,即可得出末温的关系,从而判断出热传递的方向;(2)晶体物质中混入杂质后,其熔点和凝固点都降低;(3)根据密度公式进行分析;(4)酒精的比热容小于水的比热容,据此分析水和酒精混合后混合液的比热容的变化.
8.【答案】B
【解析】【解答】解: A.尽量减少各种热损失可以提高热机效率,故A正确;
B.1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值,燃料燃烧放出的热不能叫做这种燃料的热值,原因是燃料不一定完全燃烧,故B错误;
C.电饭锅、电热水壶工作时把电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故C正确;
D.电脑工作时,会产生热量,电脑机箱后面的小孔是为了散热,故D正确.
故选B.
【分析】(1)热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.要提高效率,就要减少热的损失;(2)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值;(3)电流流过导体时导体发热,这种现象是电流的热效应;(4)电脑机箱后面的小孔是为了散热.
9.【答案】D
【解析】
由于物质吸热的多少与物体的质量和物体升高的温度有关,所以在比较不同物质的吸热能力时,要采用控制变量法,应控制它们的质量和升高的温度都相同,比较它们吸热多少(加热时间长短),吸收的热量多,比热容大;或控制它们的质量和吸热多少相同,比较它们升高的温度,升高的温度高,比热容小.
【解析】
油比水的比热容小,说明质量相同的油和水在温度升高相同度数时,油比水吸热少,或质量相同的油和水吸收相同热时,油比水温度升高的多.
故选D.
10.【答案】C
【解析】【解答】解:A、水面上方气压增大,水的沸点会升高,故A错误;
B、冰熔化过程吸热,内能增大、熔化后水的比热大于冰的比热,故B错误;
C、温度是影响内能的一个因素,还有质量、状态等,故高温物体的内能可能比低温物体的内能小,故C正确;
D、热量是一个过程量,不能说它的热量就越多,故D错误.
故选C.
【分析】(1)液体沸点随气压增大而升高;(2)晶体熔化过程吸热,内能增大、水的比热大于冰的比热;(3)内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和,温度是表示物体冷热程度的物理量;(4)热量是一个过程量,不能说物体含有、具有多少热量.
11.【答案】C
【解析】【解答】在火炉上烧水时水温升高,感冒发烧时用冷毛巾敷额头,夏天柏油路面温度升高是热传递改变物体的内能,故A、B、D都不符合题意;
用气筒给轮胎打气时气筒壁发热,是通过做功把机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能;
故选C.
【分析】要解答本题需掌握:做功和热传导在改变物体内能上的异同点.本题主要考查学生对:改变物体内能方法的了解和掌握.
12.【答案】D
【解析】【解答】交警能闻到酒精气味说明酒精分子在运动。
故选:D
二、填空题
13.【答案】不变;不变
【解析】【解答】一杯酒精倒出一半,质量变了,但是比热容和热值都是燃料的一种特性,所以剩下酒精的比热容和热值均不变。
故答案为:不变;不变.
【分析】热值(q ):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值,热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关.比热容是物质的一种特性,它只与物质的种类和所处的状态有关.
14.【答案】扩散;温度
【解析】【解答】“酒香不怕巷子深”,说明在很远的地方可以闻到酒的香味,这是扩散现象;炒菜时往菜里加盐,菜很快就咸了,而腌咸菜时,很长时间菜才会变咸,这是因为炒菜时菜的温度比较高,使分子无规则运动加快了,即温度越高,分子热运动越剧烈.
故答案为:扩散;温度.
【分析】分子运动的宏观体现是扩散现象,温度越高,分子运动越剧烈.
15.【答案】热传递;2.1×104 ;2.1×104
【解析】【解答】(1)鸡蛋从水中吸收热量,内能增加、温度升高,是通过热传递的方式改变内能的;
(2)水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×l03J/(kg•℃)×1kg×10℃=4.2×104J;
鸡蛋放出的热量就等于水吸收的热量
【分析】(1)改变物体内能有两种方法,一是做功,二是热传递,做功是能量的转化,而热传递是能量的转移;
(2)已知水的比热容、质量和升高的温度,可利用公式Q=cm△t计算水吸收的热量;
16.【答案】比热容大;降低;碗中的水达到沸点后无法继续吸热
【解析】【解答】解:(1)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,所以汽车散热器常用水作为冷却剂.
(2)冬天下雪后,常在桥面上洒一些盐,这是因为加盐后,水的凝固点会降低,使水不易再结冰;
(3)因为液体沸腾需要两个条件:达到沸点,继续吸热.当锅中的水达到沸点后,碗内的水也达到沸点.碗内的水如果沸腾需继续吸热,但由于锅中的水和碗内的水温度相同,不再发生热传递.所以碗内的水不会沸腾.
故答案为:比热容大;降低;碗中的水达到沸点后无法继续吸热.
【分析】(1)比热容是反映不同物质吸放热能力的一个物理量.物质的比热容越大,在质量和升高温度相同时,吸收热量多.
(2)当水中含有杂质时,其凝固点会降低;
(3)沸腾的条件有两个:达到沸点、继续吸热;当两个条件同时具备时液体才能沸腾.
17.【答案】压缩;热传递;比热容大
【解析】【解答】解:(1)在汽油机的压缩冲程中,活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物,活塞对气体做功,将机械能转化为气体的内能;(2)内燃机汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,水从汽缸吸收热量,使汽缸的温度降低,这是通过热传递的方式改变汽缸的内能;(3)吸收相同的热量,因为水的比热容最大,所以温度升高的慢,因此用它来做冷却剂使用.故答案为:压缩;热传递;比热容大.
【分析】(1)内燃机的一个工作循环包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,压缩冲程:将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能;(2)改变内能的方式有做功和热传递,热传递是能量的转移过程,做功是能量的转化过程,两种方式是等效的;(3)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.
18.【答案】做功;减小
【解析】【解答】解:陨石在穿越大气层时摩擦燃烧,克服摩擦力做功,机械能转化成内能,是做功的方式增加了陨石的内能,其机械能是减小的. 故答案为:做功;减小.
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能,做功是能量转化的过程,热传递是能量转移的过程.结合陨石坠落时的现象可做出分析.
19.【答案】喷油嘴;火花塞
【解析】【解答】解:柴油机和汽油机在构造上的主要区别是:柴油机顶部有喷油嘴;汽油机顶端有火花塞.
故答案为:喷油嘴;火花塞.
【分析】汽油机和柴油机的异同点:
(1)相同点:四个冲程相同,能的转化相同.
(2)不同点:①吸入的物质不同;②结构不同;③压强不同,效率不同;④点火方式不同.
20.【答案】1;机械;内
【解析】【解答】解:
图1,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,压缩冲程将机械能转化为内能;
图2,进气门和排气门都关闭,火花塞放电,活塞向下运动,是做功冲程,在这个冲程中燃气的内能转化成活塞的机械能.
故答案为:1;机械;内.
【分析】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;
汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化.
三、实验探究题
21.【答案】(1)质量;吸收的热量相等
(2)煤油;水
(3)控制变量
【解析】【解答】(1)因为在探究“不同物质吸热能力”的实验中,应保证水和煤油的质量相同、吸收的热量相同.所以在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油.选用相同电加热器的目的是:使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量.
(2)①图甲中可知:Va<Vb ,
∵ρ水>ρ煤油 ,
∴根据V= 可知:质量相同时,V水<V煤油 ,
∴可判断出a物质是水.
②根据图乙可知:在质量、升高相同的温度时,a物质的加热时间长,说明a物质吸收的热量比b物质吸收的热量多;所以物质a的吸热能力强.
(3)本实验基本思路是先找出相同(保持不变)的实验条件,然后再找出不同的实验条件,最后观察实验结果跟变化的实验条件之间的关系.所以采用的物理研究方法是控制变量法.
故答案为:(1)质量; 吸收相同的热量.(2)①水;②a.(3)控制变量.
【分析】在探究“不同物质吸热能力”的实验中应控制的物理量有:质量、吸收的热量;①不同的物质质量相同时,物质的体积与密度成反比;②在质量相同、升高相同的温度时的不同物质,吸收的热量多的物质,其吸热能力强.
四、计算题
22.【答案】(1)解:∵ρ= ,v=10L=10×10﹣3m3 ,
∴m=ρv
=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3
=7kg,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq
=7kg×4.6×107J/kg
=3.22×l08
J;
答:这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×l08J;
(2)解:由题知,用来驱动汽车做的有用功:
W有=Q放×30%
=3.22×l08J×30%
=9.66×107J
∵W有=Fs,
轿车牵引力:
F= =
=966N,
又∵轿车匀速行驶,
∴轿车受到的阻力:
f=F=966N.
答:这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N.
【解析】【分析】(1)知道汽油的体积和密度,利用密度公式求汽油的质量;又知道汽油的热值,利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量;(2)求出了汽油完全燃烧放出的热量,又知道汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功,据此求出用来驱动汽车做的有用功W;
知道轿车行驶的距离,根据W=Fs求轿车牵引力;
又知道轿车匀速行驶,根据F=f求匀速行驶时轿车受到的阻力.
23.【答案】(1)解:水温升高△t=30℃﹣20℃=10℃
(2)解:水吸收热量Q=cm△t=4.2×103J/(Kg•℃)×2kg×30℃=2.52×105J
(3)解:W=Pt=1000W×360s=3.6×105J, η= = ×100%=70%
【解析】【分析】根据图象可以读出在各时间段内水的温度,利用公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量,结合电功的公式W=Pt求解电热器放出的热量.
24.【答案】(1)解:0.21kg甲烷完全燃烧放出的热量:Q放=mq=0.21kg×5.6×107J/kg=1.176×107J;
(2)解:由题知,Q吸=η×Q放=1.176×107J×80%=9.4×106J,∵Q吸=cm(t-t0),∴m′=Q吸/c(t-t0)=9.4×106J/[4.2×103J/(kg℃)×(70℃-20℃)]=44.8kg.
【解析】【分析】已知甲烷的热值和质量,根据求出完全燃烧0.21kg的甲烷能放出的热量;水吸收的热量和甲烷放出的热量相等求出水的质量.