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文档简介
一.单项选择题(每题有且仅有一个选项是正确的15×3=45分)13分)盛夏时节,百花绽放,四溢的花香会引来蜜蜂来吸食花蜜。此现象表明()A.分子间存在引力B.分子有一定大小C.分子在做热运动D.分子有一定质量23分)一瓶酒精用去一半后,剩下的酒精()A.热值不变,比热容减小一半B.热值和比热容都减小一半C.热值减小一半,比热容不变D.热值不变,比热容不变33分)我国电影近年来涌现出大批优秀的作品,科幻大片《流浪地球》就是其中的佼佼者。如图所示,电影中,为帮助地球脱离木星的吸引,主人公点燃了木星上的可燃气体,从而将地球推离木星。其中“点燃木星”将地球推开的过程相当于内燃机的()A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程43分)目前,中国以划时代的卫星硬科技创新,成为了5G领域的领头羊,而发射卫星的火箭用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料的()A.质量大B.比热容大C.密度大D.热值大53分)关于热机及其效率,下列说法正确的是()A.热机做的有用功越多,效率就一定越高B.热机的功率越大,效率就一定越高C.热机把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能D.以上说法都不正确63分)汽油机在吸气冲程吸入的是()A.空气B.汽油C.汽油和空气的混合气D.柴油73分)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是()A.0℃的冰块内能为零B.温度高的物体含有的热量多C.甲物体传递了热量给乙物体,说明甲物体内能大D.物体内能增大温度不一定升高83分)把材质相同、质量不等的甲、乙两物体贴在一起,它们在0﹣8min的温度变化如图所示(忽略它A.4min时,乙分子无规则运动比甲更剧烈B.0﹣8min,甲放出的热量比乙吸收的多C.甲的质量比乙的小D.8min时,甲、乙内能相等93分)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中错误的是()A.汽油机一个工作循环正确的顺序是:丁甲丙乙B.甲冲程中气体内能将增大、温度升高C.丙冲程中存在的能量转化是:内能转化为机械能D.依靠飞轮惯性完成的冲程是:乙、丙、丁冲程103分)在一次汽车节油大赛中,一辆参赛的轻型无人驾驶汽油车在水平公路上匀速行驶100km,用时4h,消耗燃油0.5kg,已知汽车的牵引力做功为6.9×106J,燃油的热值为4.6×107J/kg。假设燃油完全燃烧。关于这台汽车在行驶的全程中,下列结果正确的是()A.汽车行驶速度是20km/hB.消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×106JC.汽油机损耗的内能是1.61×107JD.汽车发动机的效率是25%113分)下列属于通过热传递改变物体内能的是()A.锯木料时,锯和木料的温度都升高了B.冬天利用暖水袋暖手C.用铁锤敲打铁块铁锤和铁块的温度都升高了D.流星在空中划过一道弧线A.该图说明了能量可以发生转化B.该图说明了能量可以发生转移C.该机器遵循能量守恒定律D.该机器的效率为75%133分)下列实例中,属于内能转化为机械能的是()A.弯折铁丝发烫B.臀部摩擦发热C.蒸汽顶起壶盖D.压缩点燃棉花143分)利用水的比热容较大的特性,可以为人类生产、生活服务,下列各项与此无关的是()A.汽车发动机用水循环进行冷却B.让热水流过散热器给房间取暖C.夏天给教室地面上洒水来降温D.早春晚上向田里灌水来防止冻坏秧苗153分)用相同的加热装置对a、b两个物体进行加热,它们的温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是()A.a、b的温度从t1升高到t2时,吸收的热量Qa=QbB.如果a、b质量相等,则a的吸热能力较强C.在加热过程中,是利用做功的方式来改变a、b的内能D.如果a、b是同种物质,则a的质量较小二.填空题(每空1分,共19分)166分)如图用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气的能转化为塞子的能,汽油机的冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。这时水蒸气的内能(选填“增加”或“减少”温度(选填“升高”或“降低”水蒸气(选填“汽化”或“液化”)成试管口的“白汽”。175分)如图所示,两个相同瓶子的瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,上面的瓶中装有空气,下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后,可以看到,两个瓶中的气体会混合在一起,最后颜色变得均匀,这属于现象。该现象说明:(2)。该实验的两个瓶子(选填“能”或“不能”)颠倒过来。因为二氧化氮的密度大,颠倒过来有的嫌疑。188分)暑假期间小轩一家人开着小汽车去河北省石家庄市旅游。(1)小汽车的发动机一般都是使用四冲程的汽油机,在冲程是内能转化为机械能的过程,完全燃烧2kg的汽油能够释放出J的热量汽油的热值为4.6×107J/kg)(2)某牌号汽车发动机的说明书将汽油机的能量流向制成如图11所示的图表,根据图表给出的信息,该汽油器的效率为%.城市AB天气预报20℃﹣25℃11℃﹣26℃(3)为确保发动机正常工作,需对其冷却。发动机的冷却循环系统一般使用水来充当冷却剂,从冷却效果考虑,你认为有什么优点(只写一中即可)。(4)表1A,B两地是石家庄和青岛市同一天的气温日变化图,由表可知,地可能是石家庄市。(选填A或B提示:石家庄属于内陆城市,青岛水域沿海城市)三、实验题(每空1分,共10分)1910分)如图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量也相同。(1)比较不同燃料的热值,应选择甲和图进行实验,实验时要观察来比较两种燃料的热值大小;比较不同物质的比热容,应选择甲和图进行实验,实验通过反映物体吸热的多少2,4空填“加热时间”或“升高的温度”)(2)比较不同物质的比热容,选用图中合适装置加热相同一段时间后,液体a升温多,由此可知:质量相同的液体a和b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量(填“大于”或“小于”)液体b吸收的热量,液体的比热容大;(3)小明选用了燃料1和燃料2进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图丁所示的图像a、b,则可初步判断燃料的热值大;(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示,根据戊图像燃料1和燃料2的热值之比为;(5)若甲图烧杯中为500ml的水,10g酒精完全燃烧后,温度计示数升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则可求出酒精的热值为J/kg,这样求出的热值比标准值四、计算题(共2小题,共10+7=17分)2010分)某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给200g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了8.4g酒精。求此过程中:【已知:水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精的热值为3×107J/kg】。(1)水吸收的热量;(2)酒精灯烧水的效率。217分)在一标准大气压下,用一台热损失40%的燃气灶将3kg初温为30℃的水加热至沸腾,求需要消耗多少天然气?[c=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.5×107J/m3]五、综合能力题(每空1分,共9分)229分)阅读短文,回答文后问题。牛顿冷却定律当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物﹣t环其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做;(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是;A.速度B.密度C.功率D.效率(3)沸水放在房间里,温度自然降低的规律是;A.先快后慢B.先慢后快C.均匀降低(4)要喝一杯奶咖,可以有以下两种方式,你认为方式的冷却效果较好。①先将烧开的热咖啡倒入杯中,冷却5min,然后加一匙冷牛奶;②先将烧开的热咖啡倒入杯中,立即将一匙冷牛奶加进杯中,然后冷却5min。(5)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为。(6)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为J/(kg•℃)。(7)如图丙,烧杯装有相同质量、初温均为80℃的水和煤油,将两个相同质量、初温均为20℃的铁块同时放入水和煤油中(已知c水>c煤油不计热损失,热平衡后,以下说法正确的是。A.水降低的温度多B.煤油降低的温度多C.煤油放出热量多D.两个铁块吸收热量相同一.单项选择题(每题有且仅有一个选项是正确的15×3=45分)13分)盛夏时节,百花绽放,四溢的花香会引来蜜蜂来吸食花蜜。此现象表明()A.分子间存在引力B.分子有一定大小C.分子在做热运动D.分子有一定质量【分析】扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。【解答】解:空气中有大量的花粉分子,能够闻到花香,说明分子在不停地做无规则运动;故C正确。故选:C。【点评】此题考查了扩散现象,属于基础题。23分)一瓶酒精用去一半后,剩下的酒精()A.热值不变,比热容减小一半B.热值和比热容都减小一半C.热值减小一半,比热容不变D.热值不变,比热容不变【分析】比热容、热值是物质的某种特性,与物质的种类和状态有关,同种物质的比热容、热值一般不变。【解答】解:酒精的比热容、热值两个物理量,都是表示酒精的某种特性;是从不同的角度来描述酒精的特性,只与物质的种类和状态有关,是一般不发生变化的量;一瓶酒精用去一半,则剩下的酒精的比热容、热值不变。故选:D。【点评】此题主要考查学生对物质有关物理量概念的理解和掌握,明确各个物理量的真正含义后,可顺利解决此题。33分)我国电影近年来涌现出大批优秀的作品,科幻大片《流浪地球》就是其中的佼佼者。如图所示,电影中,为帮助地球脱离木星的吸引,主人公点燃了木星上的可燃气体,从而将地球推离木星。其中“点燃木星”将地球推开的过程相当于内燃机的()A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程【分析】内燃机有四个冲程,其中在做功冲程中将内能转化为机械能,在压缩冲程中将机械能转化为内能;吸气和排气冲程中无能量的转化,是依靠飞轮的惯性完成的。【解答】解:“点燃木星”将地球推开,燃料的内能转化为地球机械能,相当于内燃机的做功冲程,故选:C。【点评】本题考查了对内燃机四个冲程的了解,根据能量的转化情况可以解答。43分)目前,中国以划时代的卫星硬科技创新,成为了5G领域的领头羊,而发射卫星的火箭用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料的()A.质量大B.比热容大C.密度大D.热值大【分析】热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,是燃料的一种特性,反映了燃料燃烧放出的能力。【解答】解:热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,是燃料的一种特性,反映了燃料燃烧放出的能力,因此发射卫星的火箭使用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料的热值大,故D正确。故选:D。【点评】本题考查了学生对热值概念的理解,属于基础题,难度不大。53分)关于热机及其效率,下列说法正确的是()A.热机做的有用功越多,效率就一定越高B.热机的功率越大,效率就一定越高C.热机把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能D.以上说法都不正确【分析】热机效率是指有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比,比值越大,效率越大;功率是反映物体做功快慢的物理量;热机将燃料燃烧释放的内能一部分转化为所需的机械能、一部分克服机械摩擦做功、还有一部分通过废气散失掉。【解答】解:A、热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值,热机做的有用功多,但无法确定燃料完全燃烧放出的热量,因此效率不一定高,故A错误;B、功率是反映物体做功快慢的物理量,与效率无关,故B错误;C、有一部分内能通过废气散失掉,还有一部分克服机械摩擦做了功,所以燃料燃烧所释放出的内能没有全部转化为机械能,故C错误;D、以上选项均不正确,故D正确。故选:D。【点评】本题考查了学生对热机效率、热机能量的转化以及功率概念的理解,属于基础题,难度不大。63分)汽油机在吸气冲程吸入的是()A.空气B.汽油C.汽油和空气的混合气D.柴油【分析】在吸气冲程吸入的物质不同,汽油机吸入空气和汽油的混合物,柴油机吸入的只有空气。【解答】解:汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合物。故选:C。【点评】本题考查了内燃机的工作过程,属于基础知识。73分)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是()A.0℃的冰块内能为零B.温度高的物体含有的热量多C.甲物体传递了热量给乙物体,说明甲物体内能大D.物体内能增大温度不一定升高(2)热量是过程量,不能说含有;(3)热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递;(4)物体内能改变了,可能表现在温度的变化,也可能表现在物态的变化。【解答】解:A、一切物体都具有内能,0℃的冰块也具有内能,故A错误;B、热量是过程量,不能说含有,故B错误;C、发生热传递的条件是存在温度差,所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,甲物体传递了热量给乙物体,说明甲物体温度高,故C错误;D、物体的内能增大,温度不一定升高,如晶体熔化时,要吸收热量,内能增大,但温度保持不变,故D正确。故选:D。【点评】要正确理解温度、热量与内能的关系。要知道:物体吸热(对外不做功)或温度升高,内能一定增大;但物体的内能增大,不一定是由物体吸热或温度升高引起的。83分)把材质相同、质量不等的甲、乙两物体贴在一起,它们在0﹣8min的温度变化如图所示(忽略它A.4min时,乙分子无规则运动比甲更剧烈B.0﹣8min,甲放出的热量比乙吸收的多C.甲的质量比乙的小D.8min时,甲、乙内能相等【分析】分子的热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈;忽略它们与外界之间的热传递,相同时间内,甲放出的热量等于乙吸收的热量;根据Q=cmΔt分析甲、乙两物体的质量的关系;内能与质量、温度和状态有关。【解答】解:A、4min时,乙的温度低,甲的温度高,甲分子无规则运动比乙更剧烈,故A错误;B、0﹣8min,时间相同,甲放出的热量等于乙吸收的热量,故B错误;C、0﹣8min,甲放出的热量等于乙吸收的热量,甲降低的温度大于乙升高的温度,甲、乙两物体的比热容相同,由Q=cmΔt可知甲的质量比乙的小,故C正确;D、8min时,甲降低温度,内能减小,乙升高温度,内能增大,甲、乙两物体的内能不相等,故D错误。故选:C。【点评】本题考查温度、内能和热量的知识,属于综合题。93分)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中错误的是()A.汽油机一个工作循环正确的顺序是:丁甲丙乙B.甲冲程中气体内能将增大、温度升高C.丙冲程中存在的能量转化是:内能转化为机械能D.依靠飞轮惯性完成的冲程是:乙、丙、丁冲程【分析】热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能;在热机的四个冲程中,只有做功冲程做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。【解答】解:甲图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为了内能,故B正确;乙图:排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程;丙图:气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将化学能转化为内能,内能再转化为机械能,故C正确;丁图:进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程。热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,即丁甲丙乙,故A正确;在热机的四个冲程中,只有做功冲程做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的,依靠飞轮惯性完成的冲程是:甲、乙、丁冲程,故D错误。故选:D。【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程,要结合气门和活塞运动情况进行判断。103分)在一次汽车节油大赛中,一辆参赛的轻型无人驾驶汽油车在水平公路上匀速行驶100km,用时4h,消耗燃油0.5kg,已知汽车的牵引力做功为6.9×106J,燃油的热值为4.6×107J/kg。假设燃油完全燃烧。关于这台汽车在行驶的全程中,下列结果正确的是()A.汽车行驶速度是20km/hB.消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×106JC.汽油机损耗的内能是1.61×107JD.汽车发动机的效率是25%【分析】(1)已知汽车行驶的路程和时间,利用v=可求出汽车行驶的速度;(2)已知燃油的热值和消耗燃油的质量,利用Q放=qm可求出消耗的燃油完全燃烧放出的热量;(3)已知汽车牵引力做的功,汽油机损耗的内能等于燃料完全燃烧放出的热量与汽车牵引力做的功之差;(4)利用η=可求出汽车发动机的效率。【解答】解:A、已知汽车行驶的路程s=100km,行驶时间t=4h,则汽车行驶的速度为:v25km/h,故A错误;B、已知燃油的热值为q=4.6×107J/kg,消耗燃油的质量m=0.5kg,则消耗的燃油完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.6×107J/kg×0.5kg=2.3×107J,故B错误;C、已知汽车牵引力做的功为:W=6.9×106J,则汽油机损耗的内能为:W内=Q放﹣W=2.3×107J﹣6.9×106J=1.61×107J,故C正确;D、汽车发动机的效率为:η===30%,故D错误。故选:C。【点评】本题考查了速度、效率和热值及其计算公式的应用,熟练掌握相关计算公式及变形式是解题的关键。113分)下列属于通过热传递改变物体内能的是()A.锯木料时,锯和木料的温度都升高了B.冬天利用暖水袋暖手C.用铁锤敲打铁块铁锤和铁块的温度都升高了D.流星在空中划过一道弧线【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。【解答】解:A、锯木料时,锯和木料的温度都升高,是克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使锯和木料的温度升高,属于做功改变物体的内能,故A不合题意;B、冬天利用暖水袋暖手,手从暖水袋上吸收热量、温度升高,是利用热传递改变物体的内能,故B符合题意;C、用铁锤敲打铁块,铁锤对铁块做功,机械能转化为内能,使铁锤和铁块的温度升高,属于用做功的方式改变物体的内能,故C不合题意;D、流星在空中划过一道闪亮的弧线,是流星与大气层摩擦,是机械能转化为内能,是用做功的方式改变物体的内能,故D不合题意。故选:B。【点评】此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别,是中考热点,属于易错题目。A.该图说明了能量可以发生转化B.该图说明了能量可以发生转移C.该机器遵循能量守恒定律D.该机器的效率为75%【分析】能量在对外做功时,会发生能量的转化和转移;在能量的转化和转移中,都要遵循能量守恒定律;从能量转化图和效率计算公式进行分析。【解答】解:A、由图可知,有一部分内能转化为了机械能,这说明了能量可以发生转化,故A正确;B、由图可知,内能输入后,有内能输出,说明了能量可以发生转移,故B正确;C、机器发生了能量的转化和转移,在能量的转化和转移中,都要遵循能量守恒定律,故C正确;D、该机器是利用内能来做功的,内能转化为机械能,效率为η=×100%=错误。故选:D。【点评】本题考查了能的转化情况以及其效率的计算,从图中获取有用的信息是关键。133分)下列实例中,属于内能转化为机械能的是()A.弯折铁丝发烫B.臀部摩擦发热C.蒸汽顶起壶盖D.压缩点燃棉花【分析】生活中存在很多机械能和其他形式能的转化的现象。内燃机是内能转化为机械能;发电机是机械能转化为电能;电动机是电能转化为机械能;摩擦生热是机械能转化为内能等等。【解答】解:A、弯折铁丝发烫,是机械能转化为内能,故A不符合题意。B、臀部摩擦发热,是机械能转化为内能,故B不符合题意。C、烧水时蒸气把壶盖顶起,是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,故C符合题意。D、压缩空气引火,一是压缩气体做功,机械能转化为内能,故D不符合题意。故选:C。【点评】正确理解生活中的能的转移和转化。143分)利用水的比热容较大的特性,可以为人类生产、生活服务,下列各项与此无关的是()A.汽车发动机用水循环进行冷却B.让热水流过散热器给房间取暖C.夏天给教室地面上洒水来降温D.早春晚上向田里灌水来防止冻坏秧苗【分析】水的比热容较大,也就是说水吸入的热量和放出的热量比较多,利用其吸热较多可以降温,利用其放热较多可以取暖。【解答】解:AB、水的比热容较大,其吸(放)热本领越大,即相同条件下水吸收或放出的热量多,所以,散热器中常用水作为热的载体、汽车发动机常用水来冷却降温,故AB不符合题意;C、夏天给教室地面上洒水来降温,利用的是水蒸发吸热的原理,故C符合题意。D、早春晚上向田里放水以防冻坏秧苗,这也是利用水的比热容大的特点;故D不符合题意。故选:C。【点评】主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握,相对比较简单,属于基础题。153分)用相同的加热装置对a、b两个物体进行加热,它们的温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是()A.a、b的温度从t1升高到t2时,吸收的热量Qa=QbB.如果a、b质量相等,则a的吸热能力较强C.在加热过程中,是利用做功的方式来改变a、b的内能D.如果a、b是同种物质,则a的质量较小【分析】(1)如果a、b是同种物质,质量小的温度变化快;(2)a、b质量相等时,吸收相同的热量,温度升得快的比热容小;(3)改变内能的方法是做功和热传递;(4)用相同的加热装置对a、b两种物质加热时,吸收热量的多少是通过加热时间来比较的。【解答】解:用相同的加热装置对a、b两种物质加热时,吸收热量的多少是通过加热时间来比较的;A、由图象可知,温度从t1升高到t2时,a的加热时间短,说明a吸收的热量少,即Qa<Qb,故A错误;B、如果a、b质量相等,加热相同的时间(即吸收的热量相同a的温度升高的快,说明a的比热容小,即a的吸热能力更弱,故B错误;C、在加热过程中,利用热传递的方式改变了a、b的内能,故C错误;D、如果a、b是同种物质,其比热容相同,由图象可知,加热相同的时间(即吸收的热量相同a的温度升高的快,说明a的质量小,故D正确。故选:D。【点评】此题考查了液体的比热容、改变内能的方法等有关热学知识,图象较复杂,通过图象分析,认真作出解答。二.填空题(每空1分,共19分)166分)如图用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,汽油机的做功冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。这时水化(选填“汽化”或“液化”)成试管【分析】在汽油机的四冲程中,做功冲程是内能转化为机械能的冲程,试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能。物质由气态转变为液态的过程叫做液化,液化是放热过程。【解答】解:当试管内水被酒精灯加热后,水蒸气的内能逐渐增大,最后会把塞子冲出去,水蒸气的内能转化为了塞子的机械能;汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能。这时水蒸气的内能减少,温度降低,水蒸气液化成试管口的“白汽”。故答案为:内;机械;做功;减少;降低;液化。【点评】本题主要考查对四冲程汽油机能量转化,常见题目。175分)如图所示,两个相同瓶子的瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,上面的瓶中装有空气,下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后,可以看到,两个瓶中的气体会混合在一起,最后颜色变得均匀,这属于扩散现象。该现象说明:(1)分子在做不停地无规则的运动;(2)分子间有间隙。重力作用下也会出现相同的现象的嫌疑。【分析】扩散现象:不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象;密度大的气体易向下运动,密度较小的气体易向上运动,如果把较大密度的气体放在上面,不能充分说明气体分子在不停地做无规则运动。【解答】解:抽掉玻璃板后,可看到两种气体逐渐混合在一起,颜色变得均匀,这是分子运动的结果,是扩散现象。扩散现象说明1)分子在做不停地无规则的运动2)分子间有间隙;如果把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面,装有空气瓶子放在下面,由于二氧化氮的密度大于空气,在重力作用下也会出现相同的现象,不能说明分子在不停地做无规则运动。故答案为:扩散1)分子在做不停地无规则的运动2)分子间有间隙;不能;在重力作用下也会出现相同的现象。【点评】本题考查扩散现象的有关问题,相对比较简单,属于基础题。188分)暑假期间小轩一家人开着小汽车去河北省石家庄市旅游。(1)小汽车的发动机一般都是使用四冲程的汽油机,在做功冲程是内能转化为机械能的过程,完全燃烧2kg的汽油能够释放出9.2×107J的热量汽油的热值为4.6×107J/kg)(2)某牌号汽车发动机的说明书将汽油机的能量流向制成如图11所示的图表,根据图表给出的信息,该汽油器的效率为30%.城市AB天气预报20℃﹣25℃11℃﹣26℃(3)为确保发动机正常工作,需对其冷却。发动机的冷却循环系统一般使用水来充当冷却剂,从冷却效果考虑,你认为有什么优点(只写一中即可)水的比热容较大。(4)表1A,B两地是石家庄和青岛市同一天的气温日变化图,由表可知,B地可能是石家庄市。(选填A或B提示:石家庄属于内陆城市,青岛水域沿海城市)【分析】(1)内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中压缩冲程将机械能转化成内能,做功冲程将内能转化成机械能;知道汽油的质量和热值,利用燃料完全燃烧放热公式求汽油完全燃烧放出的热量;(2)由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值,得出内燃机的效率;(3)与其它液体相比,水的比热最大,在质量和升高的温度相同时,水吸收的热量最多;(4)质量相同的沙石和水,根据公式Q=cmΔt可知,从太阳处吸收相同的热量后,升高的温度Δt和比热c成反比,沙石的比热小,温度升的高。【解答】解:(1)内燃机的四个冲程中,实现将内能转化成机械能的是做功冲程;Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2(2)由图可知,有用功的能量:100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%,故η=30%;(3)汽车发动机工作过程时,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作。由公式Q=cmΔt知,在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热最大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好。(4)青岛靠海,石家庄市在内陆;由于水的比热容大,在吸收相同热量是,水的温度变化较小,故A为青岛市,B为石家庄市。故答案为1)做功;9.2×107J2)303)水的比热容较大4)B。【点评】本题考查了学生对燃料的热值、内燃机能流图、水的比热容大的特性及应用、效率公式的了解与掌握,是比较基本的问题,要重点掌握。三、实验题(每空1分,共10分)1910分)如图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量也相同。(1)比较不同燃料的热值,应选择甲和乙图进行实验,实验时要观察液体升高的温度来比较两种燃料的热值大小;比较不同物质的比热容,应选择甲和丙图进行实验,实验通过加热时间反映物体吸热的多少2,4空填“加热时间”或“升高的温度”)(2)比较不同物质的比热容,选用图中合适装置加热相同一段时间后,液体a升温多,由此可知:质量相同的液体a和b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量小于(填“大于”或“小于”)液体b吸收的热量,液体b的比热容大;(3)小明选用了燃料1和燃料2进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图丁所示的图像a、b,则可初步判断燃料b的热值大;(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示,根据戊图像燃料1和燃料2的热值之比(5)若甲图烧杯中为500ml的水,10g酒精完全燃烧后,温度计示数升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则可求出酒精的热值为4.2×106J/kg,这样求出的热值比标准值偏小(填【分析】(1)燃料的热值大小不能直接测量,需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关,因此为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,温度计的示数变化相同时,通过比较加热时间比较吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系;(2)由加热相同一段时间后液体a升温多分析推理;由c=可知,比较比热容大小;(3)根据水温的变化情况判断不同燃料放出热量的多少,从而得出热值的大小关系;(4)从图丙中读出数据,运用公式Q放=qm和Q吸=cmΔt可求出两燃料的热值之比;(5)知道水的体积,求出水的质量;根据水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cmΔt求水吸收的热量;根据公式Q=qm计算酒精的热值;在此实验中,根据酒精燃烧放出的热量大部分未被水吸收分析。【解答】解1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过液体升高的温度得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间(即比较吸收热量的多少进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验;(2)加热相同一段时间后,即吸热相同热量,液体a升温多,故质量相同的液体a和b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量;加热相同一段时间,两种液体吸收的热量相等;液体a升温多、b升温低,由c=可知,b的比热容大;(3)由图乙知,当燃料燃尽时,图线b的温度变化大,说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多,则b的热值大;(4)对于燃料1来说,在相同时间内放出的热量是相同的,由图像可知,燃料1用5min让水从20℃升高到100℃,则水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt1,燃料1用了10min才燃烧完,且5min后水沸腾,则整个过程中水吸收的热量:Q吸总=2Q吸=2c水m水Δt1,不考虑热损失,则燃料1放出的热量Q放1=mq1=2c水m水Δt1=2c水m水×80℃=c水m水×160℃①;对于燃料2来说,燃料2用15min让水从20℃升高到80℃,则燃料2放出的热量Q放2=mq2=c水m水×60℃②;联立①②,解得两种燃料热值之比为8:3;(5)500mL水的质量为:m=ρ水V=1×103kg/m3×500×10﹣6m3=0.5kg;水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J;根据题意可知,Q吸=Q放,由Q放=qm可知,酒精的热值为:q4.2×106J/kg;酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收,所以算出的热值比标准值偏小。故答案为1)乙;液体升高的温度;丙;加热时间2)小于;b3)b4)8:35)4.2×106;偏小。【点评】用相同质量的燃料燃烧加热水,通过水温的变化比较水吸热多少,通过水吸热多少比较放热多少,从而得出相同质量的燃料燃烧放热多少,即热值的大小,较难理解!四、计算题(共2小题,共10+7=17分)2010分)某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给200g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了8.4g酒精。求此过程中:【已知:水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精的热值为3×107J/kg】。(1)水吸收的热量;(2)酒精灯烧水的效率。【分析】(1)知道水的质量、比热容和温度变化,利用Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;(2)已知酒精的质量和热值,利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量;烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200×10﹣3kg×60℃=5.04×104J;(2)8.4g酒精完全燃烧产生的热量:=mq=8.4×10﹣3kg×3×107J/kg=2.52×105J;酒精灯烧水时的热效率:η==×100%=20%。答1)此过程中水吸收的热量是5.04×104J;(2)酒精灯烧水时的热效率是20%。【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的掌握和运用,熟记相关的计算公式是本题的关键。217分)在一标准大气压下,用一台热损失40%的燃气灶将3kg初温为30℃的水加热至沸腾,求需要消耗多少天然气?[c=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.5×107J/m3]【分析】(1)一个标准大气压下,水的沸点是100℃,知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)计算出水吸收的热量;(2)利用效率公式计算出天然气完全燃烧放出的总热量;利用Q放=Vq计算出需要消耗天然气的体积。【解答】解:一个标准大气压下,水的沸点是100℃,3kg初温为30℃的水加热至沸腾所吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(100℃﹣30℃)=8.82×105J;由题意可知,热损失率为40%的天然气灶的热效率为60%,根据热效率公式,可得天然气释放的总热量:Q放1.47×106J;根据热值公式可得,需要消耗天然气的体积:V0.042m3。答:消耗天然气的体积为0.042m3。【点评】本题考查吸热公式、效率公式、燃料完全燃烧放热公式的灵活运用,是一道热学常考题。五、综合能力题(每空1分,共9分)229分)阅读短文,回答文后问题。牛顿冷却定律当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物﹣t环其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做热传递;(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是
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