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宁波科学九上培优题库第7章内能一、单选题(共23题;共46分)1.(2020·仙居模拟)2020年4月24日,中国行星探测任务被命名为“天问系列”,火星直径约为地球的一半,表面重力约为地球的2/5。火星周围也笼罩着大气层,与地球大气层相似。火星大气层的主要成分是二氧化碳,其次是氮、氩,此外还有少量的氧和水蒸气。下列说法正确的是(
)A.
在火星表面做实验:将一片羽毛和一个铁锤从相同高度由静止同时释放,二者几乎同时落地。
B.
火星表面的土壤比地球上的松软,火星探测车的车轮表面积应做得更大些
C.
为了使火星探测车动力更强劲,理论上可以加装汽油或柴油发动机
D.
在地球表面质量为50g的物体,在火星上该物体的质量为20g【答案】B【解析】火星大气层的主要成分是二氧化碳,其次是氮、氩,此外还有少量的氧和水蒸气。压强的大小与压力大小、受力面积的大小有关。运用重力的公式求出火星物体的质量。A、火星具有大气层,羽毛和铁锤同一高度下落,由于羽毛受到的空气阻力较大,故下落时间较长,A不符合题意。
B、火星上物体的重力约为地球的2/5,火星探测车的车轮表面积做得更大些是为了增大接触面积,B符合题意。
C、汽油或柴油发动机需要氧气,由于火星大气几乎不含氧气,因此不可以加装汽油或柴油发动机,C不符合题意。
D、在地球表面质量为50g的物体,50g=0.05kg,0.05kg×10N/kg=0.5N,0.5N×25=0.2kg=200g,
2.(2017九上·临海期末)如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是
(
) A B C DA.
由滑梯上滑下臀部会有灼热感
B.
搓手取暖
C.
水蒸气将塞子冲出
D.
压缩空气【答案】C【解析】改变内能的方法有两种:做功和热传递;做功改变物体的内能是其他形式的能和内能之间的转化;做功改变物体的内能有两种情况:(1)外界对物体做功物体的内能增加,(2)物体对外做功物体的内能减少。解:A、B、D是机械能转化为内能;C、是内能转化为机械能。故选C。
3.(2017·浙江模拟)把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示),松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中,它的机械能不断增加.下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是(
)A.
是由水的内能转化来的
B.
是由水的重力势能转化来的
C.
是由乒乓球的内能转化来的
D.
是由乒乓球的化学能转化来的【答案】B【解析】解决此题的关键是知道乒乓球上升的过程中,水的重心不断降低。重力势能的大小与物体的质量和高度有关系,动能与物体的质量和速度有关。解:松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上.乒乓球在上升的过程中,水的重心不断降低,重力势能不断减小,重力势能转化为乒乓球的机械能,故乒乓球的机械能不断增加;
故选B.4.
如图所示,下列有关能源及能的转化的说法中错误的是()A.
B.
C.
D.
【答案】B【解析】解:A、太阳能集热器的吸热板工作时,消耗太阳能,产生内能,故是把太阳能转化为内能,故A正确;B、太阳能汽车利用太阳能电池把太阳能先转化成电能,而后再将电能转化成汽车动能,故B错误;C、据化学知识可知,乐山大佛脸上出现的黑色条纹是人类消耗化石能源产生酸性气体形成酸雨腐蚀造成的,故C正确;D、能量的转移和转化具有方向性,故汽车散失的热不能收集起来再利用表明能量转化过程具有方向性,故D正确;故选B.据能量转化的知识分析即可,在处理时应该看清该过程中消耗了哪种形式的能,进而又产生了哪种形式的能即可.5.(2019九上·余杭月考)下列关于温度、热量、内能和热值说法正确的是(
)A.
物体的温度升高,内能一定增大
B.
物体从外界吸收了热量,温度一定升高
C.
物体的温度越高,具有的热量越多
D.
不同燃料燃烧时,放出热量越多的热值越大【答案】A【解析】(1)温度升高,内能一定增大;而内能增大,温度不一定升高;
(2)冰熔化时吸热,但温度保持不变;
(3)热量是一个过程量,只能说“吸收”或“放出”,不能说“含有”;
(4)热值是燃料的一种属性,与燃料的质量、温度和放出热量无关,只与种类有关。
A.物体的温度升高,内能一定增大,故A正确;
B.物体从外界吸收了热量,温度不一定升高,故B错误;
C.物体的温度越高,它具有的内能越多,故C错误;
D.不同燃料的热值与放出热量的多少无关,故D错误。
故选A。6.(2010·宁波)小科在学习科学过程中,对部分电学知识整理如下,其中有错误的是(
)A.
物理量及单位
B.
科学家及贡献
C.
测量仪器及用途
D.
家电及能量转化【答案】C【解析】根据物理学中,有关单位、物理学史、测量工具和能量转化的知识分析即可。A.电阻的单位是欧姆,电功的单位是千瓦时,故A正确不合题意;
B.法拉第发现了电磁感应现象,奥斯特发现了电流的磁效应,故B正确不合题意;
C.测电笔是用来辨别火线或零线的工具,而电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪器,故C错误符合题意;
D.电饭煲将电能转化为内能,电风扇将电能主要转化为机械能,故D正确不合题意。
故选C。7.从物体内能的改变方法来看,下列取暖的方法中与其它三个不同的是(
)A.
热水淋浴后全身感到暖和
B.
对手“哈气”,手感到暖和,
C.
双手摩擦,手心发热
D.
在房间内用暖气取暖,全身感到暖和【答案】C【解析】A、B、D都是通过热传递来改变物体的内能,只有C是通过做功改变物体的内能。选C。本题的亮点一是从分类的角度考察了物体内能的改变方式,二是从人们最熟悉的取暖方式中练习内能的改变方式。本题考查的是物体内能的改变。8.(2019·余姚模拟)人工智能建筑机器人HAdrianX能按照设定程序自动砌砖,还能研磨和切割砖块,两天之内,就能搭起一栋住房。则(
)A.
机器人HAdrianX是生物体
B.
机械手提升砖块时将重力势能转化为动能
C.
机器人的“中央处理器”相当于人反射弧中的神经中枢
D.
机械手研磨砖块时砖块的温度会上升,这是通过热传递增加了砖的内能【答案】C【解析】本题考查生物非生物区别、机械能守恒、反射及改变内能方式等知识.
A.机器人不存在呼吸等生命活动,不属于生物体,A错误;
B.
机械手提升砖块时将机械手的能量转化为重力势能,B错误;
C.神经中枢和中央处理器都是处理外界传递进来的信息,C正确;
D.
械手研磨砖块时砖块的温度会上升,这是通过做工增加了砖的内能
;
故答案为;C.
9.对热学概念的理解,下列说法正确的是(
)A.
水的比热容是4.2×103J/(kg.℃,表示1kg的水温度升高(降低)1℃吸收(放出)4.2×103J的热量
B.
热量是指物体具有能量的多少
C.
温度高的物体具有的内能一定多
D.
热值大的燃料完全燃烧放出的热量一定多【答案】A【解析】根据比热容的定义和水的比热容进行解答;热量的定义是指物体通过热传递的方式所改变的内能;一切物体都具有内能,内能的大小跟温度有关,同一种物体的温度越高内能越大;热值是指1kg(或1m3)的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值,根据热值概念可得热量公式Q=mq,质量相同的两种燃料,完全燃烧时,放出的热量与热值成正比。A.水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),它表示的物理意义是:1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103J,故A正确;
B.热量是指物体通过热传递的方式所改变的内能,故B错误;
C.同一种物体,温度高的物体具有的内能一定多,故C错误;
D.由公式Q=mq可知:质量相同的两种燃料,完全燃烧时,热值大的,放出的热量多,故D错误。故答案为:A10.(2020八下·温州月考)如图所示,甲、乙两只完全相同的金属球,甲用细线悬挂在天花板上,乙放在水平地面上。两球是用同种热的良导体材料制成的,水平支持面和细线均为热的不良导体制成。今让两球吸收相同的热量,则热平衡后(热损失不计)(
)A.
甲球的温度低
B.
两球温度一样高
C.
乙球的温度低
D.
条件不足,无法比较【答案】C【解析】两个球吸热后膨胀,重心的位置都会发生改变,分析重力做功的正负,进而判断金属球自身内能的变化,从而确定温度的改变即可。
让两球吸收相同的热量,那么它们会膨胀,且膨胀的程度相同。对于甲球,重心变低,重力做正功,那么它的机械能会转化为内能,从而使其温度升高;对于乙球,重心变高,重力做负功,内能转化为机械能,所以温度降低,则最终甲的温度高,乙的温度低。
故选C。11.如图所示,是国产歼-15舰载机正在“辽宁号“
航母上进行阻拦着舰时的情景:战机呼啸着舰,机尾挂钩精准钩住阻拦索,在阻拦索的拉力帮助下,使战机在航母的飞行甲板上短距离滑行便停下来.根据对舰载机着舰过程的介绍可判断,舰载机在滑行过程中()A.
受平衡力的作用
B.
其机械能逐渐减小
C.
使“辽宁号”航母的内能减小
D.
使“辽宁号”航母的机械能减小【答案】B【解析】(1)平衡状态包括:静止状态和匀速直线运动状态,处于平衡状态的物体不受力或者受平衡力的作用。
(2)动能的大小与物体的质量、速度有关;重力势能的大小与物体的质量、高度有关;动能和势能统称为机械能,且机械能和内能之间可以相互转化。
(3)克服摩擦做功使物体内能增加,温度升高。A、舰载机着舰滑行过程中,由于惯性向前运动,水平方向上受到阻拦索的向后拉力和航母甲板向后的摩擦阻力,受非平衡力作用,故A错误;
B、舰载机在阻拦索的向后拉力和航母甲板向后的摩擦阻力作用下,速度逐渐变小而停止,动能减小、重力势能不变,其机械能逐渐减小,故B正确;
C、舰载机着舰滑行过程中,克服摩擦做功,使航母内能增大,故C错误;
D、舰载机着陆后,使航母的质量增大,所以航母的机械能增大,故D错误。故答案为:B12.(2016·缙云)在冬季室温下质量相等的A、B两物体,把A物体放入一杯热水中达到热平衡后,水温降低了5℃;取出A物体后再把B物体放入这杯水中,达到热平衡后水的温度又降低了5℃。如果没有热损失,这两个物体比热大小的关系是(
)
A.
A物体的比热较大
B.
两物体的比热相等
C.
B物体的比热较大
D.
无法比较【答案】C【解析】先判断出在达到热平衡时,A、B两物体哪个物体温度变化大,再判断物体比热的大小。在室温下A、B两物体温度与室温相等,则物体A、B的初始温度相等,设为t1,设开始时水温为t0,A在水中达到热平衡后温度变化了
∆tA=t0-5-t1;B在水中达到热平衡后温度变化了∆tB=t0-5-5-t1=t0-10-t1,所以△tA>△tB。在这两种情况下,水释放出的热量QA=QB=m水c水∆t水=5m水c水相等,而QA=mAcA∆tA,QB=mBcB∆tB,又因为mA=mB,∆tA>∆tB,所以cA<cB。
故答案为:C13.(2019九上·秀洲期末)如图,铜质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。在此过程中,下列分析不正确的是(
)A.
铜环在下落过程中部分机械能转化为电能
B.
铜环落到桌面停止时其温度可能升高
C.
铜环在下落过程中铜环的重力是做功的
D.
铜环在下落过程中的机械能是守恒的【答案】D【解析】铜质金属环从上方由静止开始下落时,到达S极过程中:穿过铜环的磁通量先增加后减小;从S极下落到磁铁中点的过程中:穿过铜环的磁能量增加;从中点落到地面的过程中:穿过铜环的磁通量减小。ABD、铜环在下落的过程中,穿过铜环的磁通量一直在变化,也就是有感应电流产生,也产生了一部分电热,总能量等于电热加铜环的机械能,机械能不守恒,故AB正确,但不符合题意,D错误,但符合题意;
C、铜环在下落的过程中,在重力的作用下通过一定的距离,重力做功,故C正确,但不符合题意;
故选D。14.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是()A.
物体的温度越高,所含热量越多
B.
温度高的物体,内能一定大
C.
0℃的冰块,内能一定为零
D.
温度相同的两物体间不会发生热传递【答案】D【解析】做本题需掌握:温度和内能是一状态量,热量是一过程量,它们分别对应的术语不同。A、热量是一过程量,它所对应的术语是“吸收”和“放出”,不能用“含有”。故A不正确;
B、影响内能大小的因素有质量、温度、状态等因素,温度高的物体内能不一定大,只有当质量和状态一定时,温度高内能一定大。故B不正确;
C、一切物体都具有内能,0℃的冰,即使温度更低也具有内能,因为一切物体分子都在永不停息地做无规则运动。故C不正确;
D、发生热传递的条件是:有温度差。所以温度相同的两物体间不发生热传递。故D正确。
故答案为:D15.(2016九下·温州竞赛)如图,一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m,用手托住,高度为h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后,a可能达到的最大高度为(
)A.
h
B.
1.5h
C.
2h
D.
2.5h【答案】B【解析】首先根据ab系统的机械能守恒,可以求得a球上升h时的速度的大小;,b球落地,a球的机械能守恒,从而可以求得a球上升的高度的大小.
设a球到达高度h时两球的速度v,根据机械能守恒:
3mgℎ=mgℎ+12(3m+m)v2;
解得:V=gℎ,
此时绳子恰好放松,a球开始做初速为V=gℎ的竖直上抛运动,
16.(2019九上·浙江期中)如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列叙述中正确的是(
)A.
小球所受弹簧的弹力始终比重力大
B.
小球的速度一直在减小
C.
小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力
D.
小球的机械能在不断减少【答案】D【解析】(1)在开始的一段时间内,弹簧的形变程度小,弹力小于重力;随着弹力的增大,还有经历弹力等于重力和大于重力两个阶段;
(2)当合力的方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当合力的方向与运动方向相反时,物体做减速运动;
(3)根据小球的运动过程分析;
(4)小球运动要克服摩擦,使机械能转化为内能。
A.小球接触弹簧后开始一段时间内,弹力小于重力,故A错误;
B.当弹簧的弹力小于小球的重力时,合力向下,与运动方向一致,因此小球做加速运动;当弹力等于小球的种类时,合力为0,小球不再加速,故B错误;
C.当小球受到的弹力大于重力时,合力向上,与运动方向相反,因此小球做减速运动;当小球达到最低点时,弹簧的形变最大,小球受到的弹力最大,此时弹力大于重力,故C错误;
D.小球在下降过程中,由于摩擦力,有一部分机械能会变成内能,故机械能是始终减小的,故D正确。
故选D。17.如图3所示是一个空气压缩引火仪。在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,棉花会被点燃,下列分析正确的是(
)A.
当活塞向下压时,玻璃筒内空气体积变小,压强变小
B.
当活塞向下压时,对玻璃筒内棉花做功,温度升高
C.
向下压活塞时,快压和慢压的效果相同,因为压缩气体做的功相同
D.
硝化棉被点燃的原理与擦燃火柴的原理相似【答案】D【解析】在此实验中,活塞在压缩空气做功,并没有对硝化棉做功。当活塞向下压时,玻璃筒内空气体积变小,压强变大。为了使实验效果更明显,要将活塞用力迅速向下压,在压缩空气时,活塞并不是做匀速直线运动的,快压时用力较大,做功较多;同时快压的时间短,尽量减少由于热传递使筒内空气内能减少。擦燃火柴是利用了火柴与擦纸摩擦生热,温度升高点燃火柴,它也是采用做功的方法来改变物体的内能的。故此题选D。该题考查做功与物体内能改变的探究实验,空气压缩引火仪使棉花点燃是利用活塞压缩筒内空气做功,使空气的内能增加,温度升高,硝化棉在筒内温度随之升高,达到硝化棉的着火点,它是利用了对物体做功的方法增加物体的内能。18.根据能量守恒定律,以下情形可能发生的是(
)A.
出膛的子弹射穿木板,以更快的速度继续前进
B.
电水壶里的水沸腾了,给该电水壶断电,水的沸腾却永远不会停止
C.
两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,继续冲上右斜面
D.
孤岛上被人们遗忘的一只机械表,默默地走了几十年【答案】C【解析】A、子弹射穿木板时,由于克服摩擦力做功,有一部分机械能转化为内能,所以它的动能减小,它的速度减慢,故A错误;B在电水壶的使用过程中,消耗电能消耗电能产生热量,断电后不能放出热量,水不能吸收热量,水的沸腾会停止,故B错误;C两个斜面相对接,小球从左斜面滚下后,到达斜面底端时由于具有动能,所以会继续冲上右斜面,故C正确;D机械表工作将表内弹簧的弹性势能转化为机械能,几天就会消耗完毕,不会默默地走了几十年,故D错误。故选C能量既不会消灭,也不会创生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变,这就是能量守恒定律.能量的转化和转移具有方向性。19.关于物体的内能,下列说法正确的是()A.
温度为0℃的物体没有内能
B.
物体内能增加,一定是通过外界对物体做功
C.
在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
D.
正在沸腾的水吸收热量,温度增加,内能不变【答案】C【解析】(1)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;
(2)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;做功可以改变内能,且对物体做功,物体内能会增加,物体对外做功,物体内能会减小;
(3)物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变。A、温度为0℃的物体也具有内能,故A错误;
B、物体的内能增加,可能是外界对物体做功,也可能是从外界吸收了热量,故B错误;
C、在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故C正确;
D、正在沸腾的水吸收热量,温度不变,内能增加,故D错误。故答案为:C20.如图所示试管中装有水,用带玻璃管的胶塞塞住,在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮,加热试管使水沸腾后,小叶轮转动,下列说法正确的是(
)A.
玻璃管口冒出的“白气”是汽化成的水蒸气
B.
小叶轮的转动是内能转化为机械能
C.
小叶轮的转动是机械能转化为内能
D.
内燃机中的压缩冲程与此相同【答案】B【解析】A、冒出的“白气”,是水蒸气上升遇冷液化形成的小水滴,故A错误;BC、高温的水蒸气可以驱动叶轮转动,水蒸气自身的温度会降低,内能会减少,转化成了叶轮的机械能,故B正确,C错误;D、内燃机的压缩冲程是压缩空气做功,将机械能转为内能,故D错误。故选:B物质由气态变为液态的过程叫液化;试管中的水加热,燃料燃烧的化学能转化成水的内能,高温的水蒸气推动叶轮转动,说明内能转化成了叶轮的动能;内燃机中的压缩冲程是把机械能转化为内能,做功冲程是把内能转化为机械能。21.如图所示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为(
)A.
η=E1+E2+E3+E4【答案】C【解析】由能流图可知:燃料完全燃烧放出的热量为E,有用机械能即有用功为E2,所以内燃机的效率可表示为.故选C.热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值.22.温度相同的甲、乙两种液体放出相等热量后,甲的温度高于乙的温度。关于两种液体的质量m甲、m乙及比热容c甲、c乙,下列关系式中可能成立的是(
)A.
m甲<m乙,c甲<c乙
B.
m甲=m乙,c甲<c乙
C.
m甲<m乙,c甲=c乙
D.
m甲>m乙,c甲<c乙【答案】D【解析】根据公式Q=cm△t分析即可。温度相同的甲、乙两种液体放出相等热量后,
即Q甲=Q乙;
甲的温度高于乙的温度,即△t甲>△t乙;
根据公式Q=cm△t得到:Q甲Q乙=c甲m甲△t甲c乙m乙△t乙;
1=c甲m甲△t甲c乙m乙△t乙;
△t甲△t乙=c乙m乙c甲m甲;
因为△t甲<△t23.下列关于温度与内能在实际中应用的实例,说法正确的是(
)A.
在炒菜时,用铲子在锅内反复翻炒,是通过做功的方法来增加菜的内能的
B.
用锤子敲打钉子时,钉子温度会升高,这是通过热传递的方法改变钉子内能的
C.
松开用气筒打足气的气球进行放气,会发现气球口处有小水珠,这是物体对外做功内能减少造成的
D.
旋开常温的可乐瓶盖,会在瓶口处看到“白气”,这是瓶内可乐汽化成的水蒸气【答案】C【解析】炒菜时用铲子翻炒是为了使菜受热均匀,主要还是通过炉灶加热,利用热传递来改变菜的内能,没有炉灶仅利用铲子翻炒无法使菜变熟。用锤子敲打钉子,是锤子对钉子做功,使钉子的内能增加,温度升高。气球内充入的是压缩空气,松开气球口,气球内气体对外做功,使气体内能减少,温度降低,气球口附近的水蒸气液化成小水珠附着在气球口。D选项中打开可乐瓶盖,瓶内气体对外做功,内能减少,温度降低,气体中水蒸气液化成小水珠形成“白气”。故此题选C。本题是改变内能的方法在实际中的应用,要分清改变内能的方法,以及内能大小的变化。物体对外做功,内能减少,温度降低;对物体做功,内能增加,温度升高。二、填空题(共9题;共20分)24.菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02千克的菜油从室温20℃加热到170℃,天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了________焦热量,燃烧了_______米3的天然气。[取c菜油=2.0×103焦·(千克·℃)-1,天然气的热值为4×107焦/米3]【答案】6×103;2.5×10-4【解析】首先利用公式Q吸=cm菜△t计算出菜油吸收的热量,然后根据公式Q放=Q吸η计算天然气放出的热量,最后根据公式V=Q放q计算燃烧了天然气的量。
菜油吸收的热量为:Q吸25.
2017年5月18日,国土资源部发布消息,在南海北部1266米深的神弧海域,中国首次海域“可燃冰”试采成功。查阅资料发现,古代低等生物遗骸大量沉积,经过漫长的地质年代形成石油及天然气,海底的天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的固体物质即“可燃冰”。“可燃冰”为甲烷的水合物,遇火即可燃烧且热值高,是一种环保、高效的新能源。(1)若甲烷的水合物化学式为CH4·8H2O,它的相对分子质量是160,则CH4·8H2O中CH4的质量分数为________;(2)可燃冰储存的巨大的化学能最终来自于古代绿色植物通过________固定的太阳能;(3)可燃冰燃烧时把自己的热量释放出去,就不会再次自动聚集起来供人类重新利用,这说明能量的转化具有________性;(4)人类正面临常规能源枯竭的危机,下列有关能源的认识正确的是____。A.提高能源利用效率
B.积极寻找替代常规能源的新能源
C.自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源【答案】(1)10%
(2)光合作用
(3)方向
(4)A,B,C【解析】(1)根据质量分数的计算方法来分析解答(2)根据能量的转化形式来分析(3)根据能量转化的特点来分析(4)根据能源的利用与保护来分析。(1)CH4•8H2O中CH4的质量分数为:16160(2)可燃冰储存的化学能最终来自于古代绿色植物通过光合作用固定的太阳能。
(3)可燃冰燃烧时将化学能转化为光能与热能,所以不会再次自动聚集起来供人类重新利用,这可以说明能量的转化具有方向性。
(4)A、提高能源利用效率,A符合题意。
B、积极寻找替代常规能源的新能源,B符合题意。
C、自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源,C符合题意。
故答案为:(1)10%(2)光合作用(3)方向(4)ABC26.将质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度________(填“相同”或“不相同”)。从沸水中吸热最多的是________球,吸热最少的是________球.(C铝›C铁›C铜)【答案】相同;铝;铜【解析】由于质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,因此与水温相同,则三个球的温度相同。再用公式Q吸=cmΔt进行分析,三个球质量相同,由于三个球的初温和末温都相同,则Δt相同,由于铝的比热容最大,则铝球吸收的热量最多;由于铜球的比热容最小,则铜球吸收的热量最少。该题考查的是热量的计算相关知识,由于质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,因此与水温相同,则三个球的温度相同。再用公式Q吸=cmΔt进行分析,三个球质量相同,由于三个球的初温和末温都相同,则Δt相同,由于铝的比热容最大,则铝球吸收的热量最多;由于铜球的比热容最小,则铜球吸收的热量最少。27.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意,比如:蒸汽机和汽油机,它们工作时,能的转化过程是________.图中________是汽油机的工作原理图.【答案】内能转化为机械能;甲【解析】蒸汽机和汽油机都属于热机,热机是将内能转化为机械能的机器;由图甲可知,燃料燃烧,将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能,从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气会对叶轮做功,将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能;此过程与汽油机的工作过程相似,反映了汽油机的工作原理;在图乙中,火焰使上方空气温度升高、上升,带动叶轮转动,和汽油机的工作原理不同.将内能转化为机械能的机器叫热机,蒸汽机和汽油机都属于热机,分析图中装置的工作过程及能量转化过程即可回答.28.(2016九下·镇海竞赛)将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水,水温又上升了2.5℃,不计热量的损失,则m0:m=________。
【答案】1:10【解析】热传递过程中高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到最后温度相同。设热水和冷水的温度差为t,知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化,利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式,进行解答即可。
设热水和冷水的温度差为t,
质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,
根据Q吸=Q放得到:cm×3℃=cm0(t-3℃)
①;
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水,水温又上升了2.5℃,
根据Q吸=Q放得到:c(m+m0)×2.5℃=cm0(t-3℃-2.5℃)
②;
①-②得:
2.5℃cm0=3℃cm-2.5℃cm-2.5℃cm0;
整理得:5℃cm0=0.5℃cm;
则m0m=(1)图甲是小应设计的一个气体温度计。瓶中装的是空气,瓶塞不漏气,弯管中间有一段液柱(液柱的长度忽略不计)。将此装置放在室内,温度升高时,液柱向________移动(填“左”或“右”)。(2)在一个标准大气压下,小皓把自制的液体温度计先后放入冰水混合物和沸水中,分别标出了自制温度计中液桩到达的位置A和B.将该温度计放在刻度尺旁,如图乙所示,此时温度计显示的温度是________℃。【答案】(1)左
(2)25【解析】气体体积受温度影响变化,考查每单位刻度表示值.
(1)温度的变化会影响气体的体积,温度升高,气体体积会膨胀,温度降低,气体体积会减小,所以当温度升高时,瓶中的空气体积会增大,液柱会向左移动。
(2)冰水混合物温度为0摄氏度,沸水温度为100摄氏度,两者温度相差100摄氏度,刻度尺显示的数值A和B相差4,即刻度尺每1单位表示25摄氏度,此时温度计表示的只在6-7,因此温度为25摄氏度。30.(2018九上·义乌期中)如图所示,将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球(球上有一直小孔)套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手,小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。(1)从t1到t3时刻,小球的机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在整个过程中,小球在________时动能最大。(选填“t1”或“t2”或“t3”)【答案】(1)减小
(2)t1【解析】(1)小球最初没有动能,只具有重力势能,因此判断重力势能的变化其实就是它机械能的变化。根据乙图可知,当小球静止下来时,它的高度小于最开始下落时的高度,即它的重力势能减小了,所以小球的机械能在不断减小;
(2)小球开始时只受重力,因此合力向下,做加速运动;接触弹簧后受到向上的弹力,但合力仍然向下,继续做加速运动;当弹力和重力相等时,合力为0,加速停止,此时小球速度达到最大;接下来弹力大于重力,合力向上,小球开始做减速运动,因此当小球的重力和弹力相等时,速度最大,动能最大。
(1)从t1到t3时刻,小球的机械减小;
(2)根据乙图可知,小球最终静止在40cm的高度上,此时它受到的重力和弹力相等,因此速度最大,动能最大,故选t1。31.一台水泵每秒钟内可把76.5kg水扬高10m,带动水泵的电动机的输入功率为12kW,电动机的效率是85%,g=10N/kg,则水泵的效率是________。【答案】75%【解析】水的重力G=mg=76.5kg×10N/kg=765N,克服水的重力所做的有用功:W有=Gh=765N×10m=7650J,由得,电动机的输出功率为P出=P入η=1.2×104W×85%=1.02×104W,由得,电动机每秒输出的总功为W总=P出t=1.02×104W×1s=1.02×104J,水泵的效率。故答案为:75%首先分析此题水泵工作的各个流程;电流输入电动机做功,电动机将85%功输出给水泵,水泵利用这些功(总功)再将水送到高处,做有用功;水泵的效率就是有用功和总功的比值;然后利用相关的公式进行运算;就得到答案。32.甲、乙两个初温相同的物体质量相等,它们的比热之比为c甲:c乙=3:1,让它们分别各吸收400J的热量以后,再把它们放在一起相互接触(无热散失),在达到热平衡的过程中,它们之间相互传递的热量是________J。
【答案】200【解析】首先根据Q=cm△t比较升高温度的大小,然后根据t=△t+t0分析吸热后终末温度的大小,进而确定热量的传递方向;接下来根据再根据Q=cm△t和热平衡方程Q吸=Q放列出方程,联立计算即可。
假设物体初温是T0,质量是m,比热容分别为3c和c,当分别吸收200J后,甲物体末温为T1,乙物体末温为T2,根据公式Q=cm△t得到:
甲物体:3cm(T1-T0)=400J;
那么:T1=4003cm+T0那么:T2=400cm+T0;
因此:T1<T2,
再接触达到热平衡后,假设达到的温度为T,传递的热量为Q;
根据公式Q=cm△t得到:
甲物体:3cm(T-T1)=Q,
那么:T=Q3cm+①②联立,解得:Q=200J。
三、实验探究题(共5题;共38分)33.(2018七上·秀洲期中)为比较不同物质吸热的情况,兴趣小组的同学利用下图所示的装置开展了有关实验。用相同规格的电加热器对初温不同、质量相同的甲、乙两种液体进行加热(不考虑热量的散失),有关实验数据记录如下表:加热时间/min01234甲的温度/℃3034384246乙的温度/℃1018263442(1)请依据表中实验数据在答题卷上绘制出图像。(2)实验中,同学们是通过比较________来判断液体吸收热量的多少的。(3)分析实验数据可知________(选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力更强。【答案】(1)
(2)升高相同温度所用的加热时间
(3)甲【解析】(1)根据表格,将每组数据对应的点描出来,然后将相邻的点用平滑的线连接起来即可;
(2)加热器的规格相同,即功率相同,根据Q=Pt可知,时间越长,产生的热量越多,因此加热时间越长,液体吸收的热量越多;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当吸收相同的热量时,温度升高的越大,物质的吸热本领越弱。(1)以甲为例,在横轴找到加热时间0、温度为30℃的点,1min34℃的点,2min38℃的点、3min42℃的点、4min46℃的点,最后将它们相邻的点连接起来即可;同理,画出乙的图像,如下图:
(2)实验中,同学们是通过比较升高相同温度所用的加热时间来判断液体吸收热量的多少的。
(3)根据表格可知,当加热时间为4min时,甲升高温度:46℃-30℃=16℃,乙升高:42℃-10℃=32℃,因此△t甲<△t乙;根据公式Q=cm△t可知,甲物质的吸热能力更强。
34.(2019九下·萧山月考)框架图有助与知识的梳理和过程的分析:(1)如图框架所示血液循环系统的组成关系,①是血液循环的重要器官,其主要功能是________;AB型血能否输血给A型血的病人,作出判断并说明理由:________。(2)某金属冶炼厂在生产过程中产生了一定量的含铜废料。化学兴趣小组利用稀硫酸和铁粉分离回收铜,并获得硫酸亚铁晶体。他们设计如图所示的框架图。查阅资料得知:在通入空气并加热的条件下,铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜,反应的化学方程式2Cu+2H2SO4+O2△__2CuSO4+2H①蓝色溶液B中的溶质是________(填化学式)。②硫酸亚铁可用作治疗________(选填“贫血症”或“佝偻病”或“坏血病”)的药物。(3)根据“单位”推出对应的“物理公式”是常用的记忆方法。例如:速度的单位是m/s,可以推出对应的公式为υ=st。归纳总结知识的方法多种多样,如图所示的思维框架图就是其中一种。请填写出①对应的内容:________。【答案】(1)将血液泵至全身;不能,AB型红细胞上的B凝集原会与A型血血清中的抗B凝集素发生凝集反应
(2)H2SO4、CuSO4;贫血症
(3)热值q【解析】心脏是脊椎动物身体中最重要的器官之一,主要功能是为血液流动提供动力,把血液运行至身体各个部分。人类的心脏位于胸腔中部偏左下方。热值是指在燃料化学中,表示燃料质量的一种重要指标。单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。(1)由血液循环图可知,①是心脏,主要功能是把血液压到全身;输血过程中以同型血为标准,所以A型血只能输A型血或少量的O型血,AB型血输入后会与A型血发生凝集反应;故答案为:将血液泵至全身;不能,AB型红细胞上的B凝集原会与A型血血清中的抗B凝集素发生凝集反应;
(2)由图可知,含铜废料中加入硫酸、空气加热后产生蓝色溶液,则溶液中一定含有CuSO4;向B溶液中加入铁粉能够产生气体,则气体一定是氢气,所以蓝色溶液中一定含有过量的H2SO4;故蓝色溶液是H2SO4、CuSO4的混合物;硫酸亚铁在含有铁元素,可以用来治疗缺铁性贫血;故答案为:H2SO4、CuSO4;贫血症;
(3)①对应的单位是J/kg,q=Q/m,即q代表的是热值,单位质量的燃料完全燃烧产生的热量;故答案为:热值q;
故答案为:(1)不能,AB型红细胞上的B凝集原会与A型血血清中的抗B凝集素发生凝集反应;(2)H2SO4、CuSO4;贫血症;(3)热值q.35.小明设计了如图4—4—6所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领。(1)写出调整实验器材的方法步骤。(2)依据小明的探究方案,实验探究过程中,除了选用相同规格的烧杯和酒精灯,还需要控制不变的量有哪些?(3)实验探究记录数据如表加热时间t/min0l2345678910水的温度/℃3031323334353637383940食用油的温度/℃3032.53537.54042.54747.55052.555在这些数据中,哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生了错误?分析实验数据,可以得出的结论是什么?
【答案】(1)调整下面铁夹,使石棉网被酒精灯的外焰加热;调整上面铁夹,使温度计的液泡完全浸没在液体中,且不与容器底和侧壁接触。(2)水与食用油的质量和初始温度相同。(3)第6min食用油的温度记录错误。分析表中的数据可知,加热时间相同时,食用油升高的温度比水高。分析比较水在第5min、10min和食用油在第2min、4min的数据可知,升高相同的温度,水需要加热的时间比食用油长,进而得出水的吸热本领比食用油大。【解析】点拨:本题考查了对不同物质吸热本领大小的实验探究过程。本题考查的角度新颖,主要考查了实验方案魄设计、实验装置的调整及实验结论的得出,难度较大。认真观察实验装置图,正确理解与运用控制变量法,准确找出数据间的定量关系是解题的关键,同时,在日常学习物理的过程中,加强动手操作能力的培养也是至关重要的。
(1)实验时,要用酒精灯的外焰加热,所以需要先调整下面的铁夹,使石棉网处于适当的高度,再调整上面的铁夹,使悬吊的温度计的玻璃泡正好浸没在液体中,但不能接触到容器底和容器壁。(2)在探究过程中,要注意控制变量,除相同的酒精灯和烧杯外,还要控制水和食用油的质量与初始温度相同。(3)在多数情况下,水和食用油在相同时间内升高的温度不变,但第6min食用油的温度为47℃,与前后的温度相差都没有体现出相应的规律,所以第6min食用油的温度记录错误;在分析数据得出结论时,既要分析加热相同时间后水与食用油温度的变化,也要分析水与食用油升高相同的温度需要的时间不同,来得出水与食用油吸热本领的大小不同。(1)调整实验器材的步骤:①调整下面的铁圈,使石棉网处于适当的高度;②调整上面铁夹,使温度计处于适当的高度;(2)探究水和食用油的吸热本领,除了要选用相同规格的烧杯和酒精灯,还要使水与食用油的质量和初始温度相同;
(3)分析表中数据可以看出,食用油每分钟温度升高2.5℃,所以第6min食用油的温度记录错误,应该是45℃。
分析表中的数据可知,加热时间相同时,食用油升高的温度比水高;分析比较水在第5min、10min和食用油在第2min、4min的数据可知,升高相同的温度,水需要加热的时间比食用油的长,进而得出水的吸热本领比食用油大。36.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(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________。(2)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。(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像,如图乙所示。由图像可知,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=3.0×107J/kg)【答案】(1)控制不同物质的质量相同
(2)等于
(3)98;2.1×103
(4)6.0×105【解析】(1)根据公式Q=cm△t可知,探究水和煤油的吸热能力大小时,必须控制液体的质量和升高温度相同,比较吸收热量的多少,据此分析天平的作用;
(2)相同的酒精灯,在相同的时间内放出相同的热量,那么水和煤油就吸收相同的热量;
(3)根据乙图确定水保持不变的温度,这就是水的沸点。根据乙图的加热时间,确定水和煤油都升高到98℃时吸收的热量之比,然后根据公式Q=cm△t作比计算煤油的比热容;
(4)根据Q=qm计算酒精燃烧放出的热量。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是控制不同物质的质量相同。
(2)加热10min,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
(3)根据乙图可知,水的温度保持98℃不变,那么水的沸点就是98℃。
水和煤油都升高到98℃时,它们升高的温度相同,
那么它们吸收的热量之比等于加热时间之比,即Q煤:Q水=10min:20min=1:2;
根据公式Q=cm△t得到:Q煤Q水=c煤m煤△t煤c水m水△t37.(2017·浙江竞赛)2007年2月28日,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。看了这个报道后,某研究小组为探索沙尘暴的威力,进行了模拟研究。如图为测定沙尘暴风力的实验装置图,其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值较大,一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在B点接触,有风时细金属丝将偏离竖直方向,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。研究小组的同学对此装置分析中,知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比,空气密度为1.3kg/m3,沙的密度为2.5×103kg/m3。他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素,进行了如下的实验研究:①在含沙量相同条件下,改变风速,记录不同风速下电压表的示数如下:风速(m/s)5101520电压表示数(V)0.62.45.49.6②在风速大小相同条件下,改变风中空气的含沙量,记录不同含沙量下电压表的示数如下:含沙量(kg/m3)1.12.23.34.4电压表示数(V)2.33.54.65.8(1)根据上述实验结果,你能得出单位面积上所受到的风力大小的关系式为:________(设比例系数为k)。(2)若(1)中的比例系数k的大小为0.5,已知:车厢的高度为3m,车厢的长度为25m,车厢质量为50t,铁轨间距为1.5m,1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg,请根据(1)中的关系式计算当时的风速至少为多大?【答案】(1)p=kρv2
(2)F·
dv2=v≈41m/s【解析】(1)由表一找出风速与电压的关系,由表二找出含沙量与压力的关系;(2)将车厢看做杠杆,由杠杆平衡条件进行计算。(1)①分析数据可看出风速每增加5m/s,电压表的示数增加量分别是1.8V、3V、4.2V,也就是说,在这里,风速和压力并不是呈一次函数关系,可以假设一个方程,即:U∝av3+bv2+cv+d,把表中实验数据代入表达式,解得:a=0,b=0.024,c=0,d=0,即U∝0.024v2;②分析含沙量与电压表示数的数据,含沙量每增加1.1Kg/m3,电压增量即为1.2V,也就是说,含沙量与压力成正比,U∝ρ;风力越大,导线的偏移量与电压成正比,单位面积所受压力即压强,则p=kρv2,ρ为含有沙尘的空气密度,k为比例常数.故答案为:(1)p=kρv2;(2)四、解答题(共12题;共120分)38.
2015年龙岩市将在中心城区新增100辆纯电动新能源公交车,以促进公共交通实现“低碳”化.下表是某燃油汽车与纯电动汽车进行测试时的部分数据:燃油汽车纯电动汽车能源种类汽油(q汽油=4.5×107J/kgρ汽油=0.7×103kg/m3)电能牵引力600N600N行使100km消粍8×10﹣3m320kW•h二氧化碳排放量每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳0(1)汽油属于________
(填“可再生”或“不可再生”)(2)若燃油汽车与电动汽车正常行驶100km,则①燃油汽车消耗多少千克汽油?②燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是多少?(提示:燃油汽车能量转化效率η汽:汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比;纯电动汽车能量转化效率η电:汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比)【答案】(1)不可再生
(2)解:①因为ρ=πv所以正常行驶100km消耗的汽油为m=ρV=0.7×103kg/m3×8×10﹣3m3=5.6kg;②牵引力做的功为W有用=Fs=600N×105m=6×107J.汽油完全燃烧放出的热量为Q=mq=5.6kg×4.5×107J/kg=2.52×108J;燃油汽车的效率为η燃油==6×107电动汽车的效率为η电动==6×107答:①燃油汽车正常行驶100km消耗的汽油为5.6kg;②燃油汽车的效率约23.8%;电动汽车的效率约83.3%【解析】解:(1)汽油是从石油中提炼而成的,石油在地球上的储量是一定的,属于不可再生能源;(2)①因为ρ=πv所以正常行驶100km消耗的汽油为m=ρV=0.7×103kg/m3×8×10﹣3m3=5.6kg;②牵引力做的功为W有用=Fs=600N×105m=6×107J.汽油完全燃烧放出的热量为Q=mq=5.6kg×4.5×107J/kg=2.52×108J;燃油汽车的效率为η燃油==6×107电动汽车的效率为η电动==6×107答:(1)不可再生;(2)①燃油汽车正常行驶100km消耗的汽油为5.6kg;②燃油汽车的效率约23.8%;电动汽车的效率约83.3%(1)可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源;一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源;(2)①已知汽油的体积和密度,可以得到质量;②已知牵引力和行驶路程,可以得到有用功;已知汽油的热值和质量,可以得到汽油完全燃烧放出的热量;有用功与热量之比是燃油汽车的效率;有用功与消耗的电能之比是电动汽车的效率39.(2019·桐乡模拟)某新能源汽车质量为3×103kg,汽车轮胎与地面的总接触面积为0.1m2。行驶时,蓄电池为车上的电动机供电,电动机为汽车提供动力。当它在平直路面上匀速行驶时,电动机工作电流为50A,工作电压为300V,汽车所受阻力为车重的0.04倍。(g取10N/kg)(1)汽车空载停在平直路面上时,对路面的压强为________。(2)若该汽车以10m/s的速度在平直路面上匀速行驶时,电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比为________。(3)如果改用太阳能电池给车上的电动机供电,其它条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积是多少?结合计算结果对该设想中的太阳能汽车提出一条改进建议。(若该车所用太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15%,地面每平方米接受太阳辐射的功率为103W。)【答案】(1)3×105Pa
(2)80%
(3)解:P电=UI=300V×50A=1.5×104W15%P0S板=P电
S板=P电/15%P0=1.5×104W/15%×103W/m2=100m2提高太阳能电池将太阳能转化为电能的效率(提高电动机效率或减轻汽车质量)【解析】(1)利用公式G=mg计算出汽车受到的重力,再利用公式P=FS计算汽车对地面的压强;
(2)利用公式P=Fv求出汽车牵引力的功率,利用公式P=UI求出电动机的功率,它们的比值即为电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比;
(3)根据太阳能电池极的转换效率求出太阳能电池板需产生电能的功率,再根据太阳能接受太阳辐射的功率计算电池板析有面积;通过提高太阳能电池将太阳能转化为电能的效、提高电动机效率、减轻汽车质量都可提高汽车的效率。
(1)汽车受到的重力:G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N,
汽车空载停在平直路面上时,对路面的压强为:P=FS=3×104N0.1m2=3×105Pa;
(2)汽车牵引力的功率:P车=Fv=0.04Gv=0.04×3×104N×10m/s=1.2×104W,
电动机功率:P电=UI=300V×50A=15000W,
电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比:P车:P电=1.2×104W/15000W=80%;
(3)需要电池板的面积:S板=P电/15%P0=1.5×1040.
认识自然,亲近自然.初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动,小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图甲所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气,参数如表格所示),爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%,丁烷气体的燃烧效率为90%,野炊地水的沸点为96℃,测出当地水的温度为26℃,[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),锅的比热容为0.8×103J/(kg•℃)]品名便携式丁烷气炉质量1.88kg(不含气瓶)型号WZL.168.A尺寸343×284×113mm用途野外用点火方式电子点火使用燃气液化丁烷气燃气消耗量150g/h(最大火力时)气瓶规格(尺寸/容量)品名总质量净质量主要成份热值神州354g250g丁烷9×107J/kg(1)完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量?(2)需多少焦耳的热量,才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃?(3)如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h,这样能够把质量为多少千克的水烧开?(最后结果保留1位小数)【答案】(1)解:完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量:Q放=mq=0.1kg×9×107J/kg=9×106J答:完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出9×106J的热量(2)解:使合金锅内2kg的水温度升高50℃吸收的热量:Q吸1=c1m1△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×50℃=4.2×105J答:需4.2×105J的热量,才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃(3)解:燃气炉以最大火力工作时,燃气消耗的质量为m气=0.15kg/h×1.4h=0.21kg,由题知,甲烷气体的燃烧效率为90%,则燃气燃烧时所放出的热量:Q1=Q放×90%=m气q×90%=9×107J/kg×0.21kg×90%=1.701×107J,又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热,则水吸收的热量:Q2=Q1×30%=1.701×107J×30%=5.103×106J,由Q吸=cm△t得能烧开水的质量:答:如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h,这样能够把质量为17.4kg的水烧开【解析】(1)知道丁烷气体的质量和热值,利用Q放=mq求完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量;(2)知道水的质量、比热容和温度变化,利用Q吸=cm△t求使合金锅内2kg的水温度升高50℃吸收的热量;(3)燃气炉以最大火力工作时,知道燃气消耗的质量,而甲烷气体的燃烧效率为90%,则燃气燃烧时所放出的热量Q1=Q放×90%;又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热,则水吸收的热量Q2=Q1×30%,再由Q吸=cm△t求能烧开水的质量41.(2019·宁波模拟)某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与所受阻力的关系如图所示,在某次测试中,蓄电池储存的电能为5.12×108J,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了10%,求:(1)汽车牵引力做的功;(2)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?(3)内燃机的效率。【答案】(1)解:由v=sts=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m,由图象可知,汽车速度为50km/h时,所受阻力为4000N,由于汽车匀速行驶,汽车的牵引力:F=f=4000N,牵引力做功:W=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J答:汽车牵引力做的功为1×108J
(2)解:燃料完全燃烧放出的热量:Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J答:放出的总热量是3.6×108J(3)解:增加的电能:W电=5.12×108J×10%=5.12×107J,有用能量:W有用=W+W电=1×108J+5.12×107J=1.512×108J,内燃机的效率:η=Q有用Q放答:内燃机的效率为42%【解析】(1)从图像中找到速度为50km/h时汽车受到的摩擦力f;因为汽车匀速行驶,所以它受到的牵引力与摩擦力f相等,即F=f。根据s=vt计算出汽车行驶的路程,最后根据公式W=Fs计算牵引力做的功;
(2)已知燃料的热值和质量根据Q放=mq计算然后放出的热量;
(3)首先根据“增加了10%”的电能计算出增加的电能,然后根据W有用=W+W电计算出被利用的能量,最后根据η=Q有用Q(1)白天此灯把光能最终转化为________
能储存在电池中。(2)若某公园想采购一批太阳能荷花灯,要求每天亮灯不小于6小时。那么此灯是否符合要求?(3)该灯正常工作时的电流是多少安培?(4)若每盏灯的质量为0.2千克,漂浮时浸在水中的体积是多少米3?【答案】(1)化学
(2)由P=Wt,可得t=WP=(3)由P=UI可得,I=PU=0.3W(4)因灯漂浮在水面上,则F浮=G物=mg=0.2kg×10N/kg=2N,由F浮=ρgV排可得V排=2×10-4m3。【解析】(1)蓄电池充电时把电能转化为化学能,放电时把化学能转化为电能。
(2)已知该灯的电池最大输出电能为8640焦耳,和该灯的铭牌上标有“6V
0.3W”字样,根据P=Wt求得太阳能荷花灯的光照时间,然后与6小时比较即可。
(3)利用电功率公式P=UI的公式变形计算。
(4)根据每盏灯的质量可求得其重力,漂浮时浮力等于重力,再利用F浮=ρgV排(1)太阳能电池板将太阳能转化电能;蓄电池充电时将电能转化为化学能储存起来。
(2)由P=Wt,可得t=WP=8640J0.3W=28800s=8h>6h,则此灯符合要求。
(3)由P=UI可得,I=PU=0.3W6V=0.05A。
(4)因灯漂浮在水面上,则F浮=G物=mg=0.2kg×10N/kg=2N,由F浮=ρgV排可得V排=2×10-4(1)化学;
(2)此灯符合要求;
(3)该灯正常工作时的电流是0.05A;
(4)若每盏灯的质量为0.2千克,漂浮时浸在水中的体积是2×10-4m3。43.根据气象资料显示,夏季我国大部分地区多东南风,而冬季多西北风。试用你学过的知识加以解释。【答案】我国东南沿海多水,西北内陆多泥土、沙石。夏季,水吸热升温慢(水的比热容大),而使东南沿海地区的空气升温也慢。泥土、沙石的比热容小,它们在同样吸热时升温快,导致内陆地区气温上升快,内陆地区的较热的空气上升,沿海地区的低温空气流过来填补,形成东南风。而冬季,在同样放热时,沿海地区的水降温慢,空气降温也慢;内陆地区泥土、沙石降温快,空气降温也快,刚好与夏季相反,沿海地区空气温度比内陆地区空气温度高,故风向也就相反,多以西北风为主。【解析】(1)根据公式Q=cm△t可知,当物质吸收或放出的热量相同时,且质量相同时,物质升高或降低的温度与比热容成反比,据此分析夏季和冬季时,东南沿海和内地的气温高低;
(2)空气受热上升,使本地的气压减小,于是空气从气压高的地方流向气压小的地方,形成季风。
我国东南沿海多水,西北内陆多泥土、沙石。夏季,水吸热升温慢(水的比热容大),而使东南沿海地区的空气升温也慢。泥土、沙石的比热容小,它们在同样吸热时升温快,导致内陆地区气温上升快,内陆地区的较热的空气上升,沿海地区的低温空气流过来填补,形成东南风。而冬季,在同样放热时,沿海地区的水降温慢,空气降温也慢;内陆地区泥土、沙石降温快,空气降温也快,刚好与夏季相反,沿海地区空气温度比内陆地区空气温度高,故风向也就相反,多以西北风为主。44.我国是个资源消耗大国,对石油、煤炭等资源的需求非常大.液化石油气和塑料袋是我们生活当中经常用到的.(1)液化石油气在常温下装入罐中时,采取________方法使气体液化.罐中的液化石油气在阳光照射下温度升高,内能增大,压强________,容易发生爆炸.罐体常是漆成银白色的,这是为了尽可能地________太阳光.(2)我国每年消耗数千万桶原油用于制造塑料袋.已知原油的热值为4.4×107J/kg,完全燃烧1kg原油的热量,这些热量若只有42%被水吸收,则可以使________kg的水温度上升20℃.自2008年6月1日起,我国开始限制塑料袋的使用,目的是________(写出一条即可).【答案】(1)压缩体积;增大;反射
(2)220;保护环境(或减少白色污染、节约能源等均可)【解析】(1)常温下说明温度没有改变,使气体液化的方式就一定是压缩体积;在阳光下照射,内能增加,体积不变,其压强会增大;银白色的罐体可有效反射太阳光,从而减少对阳光辐射的热量的吸收;(2)1kg原油燃烧放出的热量:Q放=mq=4.4×107J/kg×1kg=4.4×107J,∵这些热量只有42%被水吸收,∴水吸收的热量:Q吸=Q放×42%=4.4×107J×42%=1.848×107J,∵Q吸=cm水△t,∴限制塑料袋的使用主要是为了减少白色污染,保护环境.故答案为:(1)压缩体积,增大,反射;(2)220,保护环境(或减少白色污染、节约能源等均可).(1)气体液化的方式有两种:降低温度和压缩体积;温度升高时,内能会增大,在体积一定时,压强会增大;白色可以反射所有色光,可有效防止罐体在阳光照射下升温过快(2)知道原油的质量和原油的热值,根据Q=mq计算原油燃烧放出的热量;而这些热量的42%被水吸收,又知道水的比热容和水温度的变化,利用吸热公式Q=cm△t变形求出水的质量;因为塑料袋是由难降解的材料组成的,所造成的污染俗称白色污染,燃烧时还会放出大量有毒气体,同样会造成环境污染,所以被限制使用.45.
木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了下表的数据:燃料的质量/g100200300400燃料完全燃烧放出的热量Q木柴/J1.3×1062.6×1063.9×1065.2×106Q焦炭/J3.0×1066.0×1069.0×10612.0×106Q木炭/J3.4×1066.8×10610.2×10613.6×106(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是________
的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越________
.(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,________
和________
的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为________
,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量.(3)完全燃料0.01m3的天然气放出的热量是________
J;如果这些热量完全用于加热水,可使________
kg的水温度升高10℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水容器,另外一部分传给了________
(答一个即可).[q天然气=4.2×107J/m3,C水=4.2×103J/(kg•℃)](4)在烧水过程中,人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收,为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入________
来描述,我们总是希望它的值越________
越好.【答案】(1)不同;多
(2)放出热量;质量;热值
(3)4.2×105;10;空气
(4)热效率;高【解析】解:(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多;(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即放出热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性;(3)完全燃料0.01m3的天然气放出的热量:Q放=Vq=0.01m3×4.2×107J/m3=4.2×105J;由于Q吸=Q放,由Q=cm△t得,水的质量:m=Qc△t=4.2×天然气完全燃烧放出的热量一部分被水吸收,还会被容器、空气吸收;(4)为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入的是热效率的概念,能量损失越少,热效率越高,便能节约能源,减小对环境的破坏.故答案为:(1)不同;多;(2)放出热量;质量;热值;(3)4.2×105;10;空气;(4)热效率;高.(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值.热值是燃料的一种特性;(2)热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关;(3)天然气完全燃烧放出的热量利用Q=Vq计算,后利用Q=cm△t的变形公式计算水的质量;(4)物理学中,把有效利用的热量在总热量中所占比例叫做热效率.46.(2019七上·江干月考
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