第十三章内能练习及答案

1、11（2013惠州一模）阅读短文，回答问题2013年3月20日，东莞冰雹致多人死伤冰雹中最大风力达14级，无情的龙卷风强降雨和冰雹等自然灾害，带走了9人的生命，造成272人不同程度受伤，一些树主干及小果被冰雹打伤，部分蔬菜大棚倒塌或还有一些车辆的外壳受损在另一时间，贵州台江县也遭遇特大冰雹灾害袭击直径达35毫米，平均重量18g，如图所示，冰雹砸伤20余人冰雹是从积雨云中降落下来的一种固态降水那么冰雹是怎么形成的呢？冰雹，人们常称为雹冰雹是在对流云中形成，当水汽随气流上升遇冷会凝结成小水滴，若随著高度增加温度继续降低，达到摄氏零度以下时，水滴就凝结成冰粒，在它上升运动过程中，并会吸附其周围小冰粒

2、或水滴而长大，直到其重量无法为上升气流所承载时即往下降，当其降落至较高温度区时，其表面会溶解成水，同时亦会吸附周围之小水滴，此时若又遇强大之上升气流再被抬升，其表面则又凝结成冰，如此反覆进行如滚雪球般其体积越来越大，直到它的重量大于空气之浮力，即往下降落，若达地面时未溶解成水仍呈固态冰粒者称为冰雹（1）龙卷风是一种涡旋：空气绕龙卷的轴快速旋转，龙卷风中心气压较小，近地面几十米厚的一薄层空气内，气压较大，气流被从四面八方吸入涡旋的底部，并随即变为绕轴心向上的涡流（2）冰雹是地面上的水蒸气在上升过程中遇到冷空气液化后变成水，然后水随著高度增加温度继续降低，达到摄氏零度以下时，水滴就凝固成冰粒（均填

3、物态变化名称）（3）由于此次冰雹的重量较大，因此对人和蔬菜大棚倒塌或还有一些车辆等都受到不同程度的危害，若一块18g的冰雹从1000m的高空落下时重力势能转化为动能，若冰雹在此下落过程中温度升高了5，则这块冰雹吸收了189J的热量（假设冰雹下落过程中状态不变，c冰=2.1103J/（kg）考点：流体压强与流速的关系；凝固与凝固放热特点；液化及液化现象；热量的计算菁优网版权所有专题：其他综合题分析：（1）在流体中流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大（2）根据物质前后所处的状态判断发生的什么状态变化；（3）冰雹从高空下落，质量不变、高度减小、速度增大，据此分析能量变化，进而得出能量转化；

4、知道冰雹的质量、比热容和温度变化，利用Q吸=cmt求吸收的热量解答：解：（1）龙卷风中心空气流动速度大、压强小，近地面几十米厚的一薄层空气内，气压较大，内外形成压强差，气流被从四面八方吸入涡旋的底部，并随即变为绕轴心向上的涡流（2）冰雹是地面上的水蒸气在上升过程中遇到冷空气变成液态的水，发生的是液化；水随着高度增加温度继续降低，达到摄氏零度以下时，水滴变成固态的冰粒，发生的是凝固（3）冰雹从高空下落，质量不变、高度减小、速度增大，重力势能变小、动能变大，将重力势能转化为动能；冰雹吸收的热量：Q吸=cmt=2.1103J/（kg）18103kg5=189J故答案为：（1）小；大；（2）液化；凝固

5、；（3）重力势；动；189点评：本题以“龙卷风、强降雨和冰雹等自然灾害”为情景，考查了流体压强与流速的关系、物态变化、动能和重力势能的相互转化、热量的计算，虽知识点多、综合性强，但都属于基础，要求灵活运用所学知识分析回答12一个酒精灯里装有比热容为c、热值为q、质量为m的酒精，点燃酒精灯使酒精完全燃烧一半放出的热量为mq，酒精灯内剩余酒精的比热容为c考点：热量的计算；比热容的概念菁优网版权所有专题：计算题；应用题分析：利用公式Q=mq求出完全燃烧一半酒精放出的热量；比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量的多少无关解答：解：燃烧质量为m的酒精产生的热量：Q=mq；比热容是物质的一

6、种特性，与质量的多少无关剩余酒精的比热容仍为c故答案为：mq；c点评：本题考查了热量的简单计算和学生对比热容概念的理解与掌握，是一道基础题目13近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场下表是我国某品牌轿车的一次测试报告中的部分数据车 型某品牌轿车测试距离1OOkm消耗汽油9L受到阻力720N（1）汽油的热值q=3.3107J/L燃料完全燃烧放出热最的公式是Q=qV，式中V表示燃料的体积请计算该品牌轿车在测试过程中，汽油完全燃烧放出的热量是多少？（2）该品牌轿车在测试讨程中，克服阻力所做的功是多少？考点：热量的计算；功的计算菁优网版权所有专题：计算题；比热容、热机、热值；功、功率、

7、机械效率分析：（1）已知燃烧值与汽油的体积，应用Q=qV可以求出汽油释放的热量（2）由W=Fs求出汽车做的功解答：解：（1）汽油释放的热量：Q=qV=3.3107J/L9L=2.97108J；（2）W=Fs=720N100103m=7.2107J；答：（1）汽油完全燃烧释放的热量为2.97108J（2）克服阻力做的功7.2107J点评：本题考查了求汽油释放的热量与克服阻力所做功，是一道基础题14医生对病人进行脑部手术时，需要将体温降至合适的温度准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代（1）心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏博动，推动血液循环如图，当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为

8、N极，活塞将向右运动，“动力泵”处于送血状态（2）心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换，通过血液循环调节体温经监测，病人体温由17上升至正常体温37历时1h在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器提供，且不计人体散热，试求热交换器所做的有用功5.04106J（设病人质量为60kg，人体比热容与水相当为c=4.2103J/（kg）考点：热量的计算菁优网版权所有专题：计算题；简答题；比热容、热机、热值分析：（1）根据同名磁极相互排斥，得出活塞向哪运动，选择送血还是抽血；（2）知道人体的初温和末温、比热容、质量，利用吸热公式求人体吸热，即热交换器所做的有用功解答：解：（1）当线圈中的电

9、流从a流向b时，线圈的左端为N极，与磁铁N极排斥，活塞将向右运动，阀门K1打开，K2关闭，“动力泵”处于 送血状态；（2）Q=cm（tt0）=4.2103J/（kg）60kg（3717）=5.04106J，W有用=Q=5.04106J故答案为：（1）右；（2）5.04106J点评：本题综合考查了热量的计算、磁极间的作用规律，涉及到物理知识的实际运用，有难度15用同一均匀的热源加热水的质量和温度变化的图线（如图所示），请回答下列问题：由图中可知，加热时间t1、t2和t3的大小顺序是 t1t2t3；若t3=30s，则t2=50s，t1=80s考点：热量的计算菁优网版权所有专题：信息给予题；图析法分

10、析：同样质量的水，温度升高的越多，需要的热量越多，需要的加热时间越长，由此可知加热时间t1t2t3；因为Q吸=cmt，同样质量的水，吸收的热量与温度的升高值成正比，求出吸收热量的大小关系；因为用同一均匀的热源，吸收热量与加热时间成正比，求出加热时间的大小关系，知道加热时间t3=30s，求t1、t2解答：解：（1）Q吸=cmt，10kg水温度升高15需要吸收的热量最少，升高40吸收的热量最多，又用同一均匀的热源，10kg水温度升高15需要的加热时间t3最小，10kg水温度升高40需要的加热时间t1最多，加热时间t1t2t3；（2）Q吸=cmt，10kg水温度升高40、25、15吸收的热量：Q1：

11、Q2：Q3=cmt1：cmt2：cmt3=t1：t2：t3=15：25：40=3：5：8，加热用同一均匀的热源，t1：t2：t3=3：5：8，t3=30s，t2=50s，t1=80s故答案为：t1t2t3，50，80点评：利用好“用同一均匀的热源”：吸热多少与加热时间成正比，是本题的关键16已知太阳辐射到地球的太阳能总功率为1.701017瓦，如果地球半径取6400千米，地日距离取1.501011米，试估计太阳向空间辐射的总功率为3.71026瓦考虑大气层反射和太阳能热水器转化效率等因素，假定总的利用率为20%试计算阳光垂直照射在集热面积为2米2的太阳能热水器上，6个小时后能使其中150升的水

12、温度升高18考点：热量的计算菁优网版权所有专题：比热容、热机、热值分析：根据太阳射到地球上的总功率可以求出以太阳为圆心，与太阳与地球间距离为半径的球面上获得的总功率，即太阳向空间辐射的总功率；求出热水器吸收的热量，然后根据热量公式的变形公式求出水升高的温度解答：解：太阳辐射的总功率P=S=4L2=41.701017W3.71026W；6h水吸收的热量Q=S热水器t=2m263600s20%1.142107J，=，水的质量m=V=1103kg/m30.15m3=150kg，Q=cmt，水升高的温度t=18；故答案为：3.71026W；18点评：本题计算量大，计算时要认真细心，否则会出错17太阳向

13、地球表面每平方米辐射光能的功率为1.4kw，今要用凹面镜制成的太阳灶烧水，并要使初温20，质量5kg的水在1200秒内沸腾，则太阳灶中凹面镜受光照面积的直径至少为1.6米（已知该太阳灶的总效率为50%，水的比热容为4.2103J/（），结果保留2位有效数字）考点：热量的计算菁优网版权所有专题：计算题；应用题分析：（1）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=cmt求水吸收的热量；（2）设太阳灶中凹面镜受光照面积的直径为d，凹面镜采光面积S=（d）2，由题知1400W/m2S1200s50%=Q吸，据此求出d的大小解答：解：将水加热至沸腾需要吸热：Q吸=cmt=4.2103J

14、/（kg）5kg（10020）=1.68106J；设太阳灶中凹面镜受光照面积的直径为d，凹面镜采光面积S=（d）2，由题知，1400W/m2S1200s50%=1.68106J，即：1400W/m2（d）21200s50%=1.68106J，解得：d1.6m故答案为：1.6点评：本题考查了学生对吸热公式Q吸=cmt的掌握和运用，涉及到利用太阳能，分析题意得出“1400W/m2S1200s50%=Q吸”是本题的关键18（2013雨花台区一模）在探究物质熔化特点的实验中，实验小组测得1kg冰的温度随时间变化的图象如图所示已知冰的比热容c1=2.1103J/（kg），设物质从热源吸热的功率恒定不变，

15、根据图象解答下列问题：（1）在最初2min内，物质温度升高了40，则吸收的热量为8.4104J，吸热功率为700W（2）在t2=8min时，物质处于固液共存状态，从第4min至第8min吸收的热量为1.68105J（3）由图象可知该物质在液态时的比热容为4.2103J/（kg）考点：熔化和凝固的探究实验；热量的计算菁优网版权所有专题：比热容、热机、热值分析：（1）掌握吸热公式和功率的概念根据公式Q吸=cmt求出吸收的热量，根据功率的概念，单位时间内吸收的热量即吸热功率（2）根据图象分析第8分钟该物质处于哪种状态是熔化前、熔化过程还是熔化后根据吸热功率计算出4min吸收的热量（3）根据图象得出该

16、物质的熔点，确定物质，然后得出其比热容知道水的熔点为0，比热容为4.2103J/（kg）解答：解：（1）Q吸=c1m1t=2.1103J/（kg）1kg40=8.4104J吸热功率P=700W；（2）由图象知，该物质在熔化过程中，温度保持不变，所以是晶体当t=8min时，此物质处于熔化过程中，所以是固液共存态从第4min至第8min时间为4min吸收的热量Q吸=Pt=700W460s=1.68105J，（3）由图象知，此物质在熔化过程中保持0不变，所以该物质为冰其液态为水，比热容是4.2103J/（kg）故答案为：（1）8.4104；700；（2）固液共存；1.68105；（3）4.2103点

17、评：此题考查了有关热量的计算及对功率的理解根据图象分析所需的有关信息是解决此题的关键有关水的比热容、熔点都是需要记住的常数19（2010河北模拟）用如图1的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律（烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同）（1）某时刻温度计示数如图，此刻杯内物质温度是8（2）根据实验数据描出加热过程中杯内物质的温度随时间变化图象如图2，该物质的熔点是0（3）t2时刻，该物质处于固、液混合态（选填“固”、“液”、“固、液混合”）（4）t2与t3相比，哪一时刻杯内物体内能较大？t3，理由是熔化过程要吸收热量（5）已知0t1与t5t6的时间相等，从图2可知两段时间内温度升高不同

18、，由此可以做出：“这种物质固态时的比热容小于液态时的比热容”的判断请写出做出此判断的依据这种物质在固态和液态时，吸收热量和质量相等，根据公式c=得，固态时的比热容小于液态时的比热容考点：晶体的熔化和凝固图像；热量的计算菁优网版权所有专题：实验题分析：（1）在进行温度计的读数时，一定要认清温度计的分度值然后读数（2）晶体在熔化过程中，温度保持不变，晶体熔化时的温度叫做熔点（3）在熔化之前，物质处于固态；熔化过程中，物质处于固液混合态；完全熔化完后，处于液态（4）要解决此题，需要知道晶体在熔化过程中，虽然温度不变，但要不断吸热，内能增大（5）要解决此题需要知道在相同的时间内，物体吸收的热量相等物质

19、的状态发生变化，但质量不变同时要掌握物体的吸热公式：Q=cmt解答：解：（1）由图知，该温度计的分度值是1，则其示数为8故答案为：8（2）由图象可以看出，该物质在熔化过程中温度保持0不变，所以熔点是0故答案为：0（3）t2时刻，该物质处于熔化过程中，所以此物质为固液混合态故答案为：固、液混合（4）晶体在熔化过程中温度没变，但要不断吸热，所以t3时刻的内能大故答案为：t3；熔化过程要吸收热量（5）烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同，在0t1时间里升高的温度为t1=20；在t5t6时间里升高的温度为t2=10，故t1t2由Q=Cmt可知，当吸收的热量和质量都相同时，t越大比热容C就越小所以这种物质固态时的比热容小于液态时的比热容故答案为：这种物质在固态和液态时，吸收热量和质量相等，根据公式c=得，固态时的比热容小于液态时的比热容点评：此题是研究物质的熔化规律，主要考查了晶体的熔化过程的特点及物质的状态同时还考查了比热容的知识20看到抢险队员在冰雪覆盖的道路上洒大量的盐，小明同学产生疑问：含盐浓度不同