专题01 《内能》压轴培优题型训练（十大题型）（学生版）

专题01《内能》压轴培优题型训练【十大题型】一．分子的热运动（共3小题）二．扩散现象（共2小题）三．分子间作用力的现象（共3小题）四．热传递的方向与条件（共2小题）五．做功改变物体的内能（共5小题）六．温度、内能、热量的关系（共2小题）七．比较不同物质吸热的情况（共6小题）八．水的比热容特点及实际应用（共3小题）九．利用比热容的公式计算热量（共10小题）十．热平衡方程及其应用（共6小题）一．分子的热运动（共3小题）1．大理蝴蝶泉面积50多平方米，为方形泉潭。泉水清澈如镜，有泉底冒出，泉边弄荫如盖，一高大古树，横卧泉上，这就是“蝴蝶树”。每年春夏天之交，特别是4月15日，蝴蝶树芬芳引蝴蝶。大批蝴蝶聚于泉边，满天飞舞。最奇的是万千彩蝴蝶，交尾相随，倒挂蝴蝶树上，形成无数串，垂及水面，蔚为壮观。下列说法不正确的是（）A．蝴蝶满天飞舞，表明蝴蝶分子运动很快 B．蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动 C．温度越高，分子运动越快 D．蝴蝶树吸引蝴蝶，是扩散现象的一种表现2．验证“气体分子做无规则运动”实验时，小华用一个玻璃瓶装有空气，另一个相同大小玻璃瓶装有红棕色二氧化氮气体（已知ρ氮＞ρ空），口对口对接，中间用玻璃片隔开（图）。抽去玻璃片后，红棕色二氧化氮会逐渐向下与空气混合。小李认为二氧化氮分子可以自发进入空气中，就验证了气体分子做无规则运动。（1）你同意小李的意见吗？（选填“同意”、“不同意”）；理由是。（2）若要求只利用现有器材，通过实验证明“气体分子做无规则运动”。请你写出：①主要实验操作：；②相应实验现象：。3．2016年12月28日，东湖绿道正式建成开放。东湖绿道全长约28公里，宽6米，根据原规划，武汉东湖绿道将被打造成世界级绿道，具备举办国际环湖自行车赛的能力。（1）春天到了，绿道上充满了鸟语花香，能闻到花香说明分子；（2）某自行车运动员，持续骑行通过东湖绿道全程。他通过绿道前半程平均速度约为6m/s，通过绿道后半程平均速度约为4m/s，那么该运动员通过绿岛全程的平均速度为m/s；（3）如果自行车运动员的质量为40kg，所骑自行车的质量为10kg，骑自行车时与地面接触的总面积为20cm2，忽略空气的影响。则该自行车运动员骑车行驶时，车对地面的压力为N，车对地面的压强为Pa。二．扩散现象（共2小题）4．液体表面部分分子挣脱其它分子的束缚，逃逸到空气中，这是蒸发的微观本质；同样，固体表面分子也可以逃逸到空气中，这是升华的微观本质；把糖块放进水中，糖分子会跑到水分子的间隙中去，这是溶解的微观本质。由此看来，上述三种现象有着相同的微观本质，因此可以用一个更具概括性的名词来表示这一类现象，即三者同属扩散现象。通过上述三种人眼可以观察到的宏观现象，我们可以推断出微观世界的分子的运动状态是。（请把正确选项的代号填在此横线上）A．静止的B．运动的C．做加速运动D．一切物体的分子都在永不停息地作无规则的运动。5．请完成下列实验设计中的空白内容实验课题研究水分子热运动器材两个烧杯、、墨水、滴管方法与步骤1．；2．；3．现象比较，记录表格、分析得出结论。实验中为研究水分子的热运动情况而采取以上的实验措施，这是采用了方法。记录表格实验对象墨水扩散速度结论温度越高，水分子热运动越剧烈。三．分子间作用力的现象（共3小题）6．（1）如图所示，将两个表面光滑的铅块相互压紧，松手后，它们会粘在一起，它们粘在一起，说明分子间有力。（2）小明要将水和硫酸铜溶液装入量筒中做“液体扩散”的实验，已知水的密度小于硫酸铜溶液的密度，装好液体后，处于量筒底部的液体是，装好液体的量筒所处的环境温度越高，液体颜色变均匀所用的时间越短，这说明温度越高，液体扩散得越。7．如图所示，将两个半径约为1cm的铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两个铅柱就像被粘在了一起，下面吊上5kg的重物都不能把它们拉开。（1）两个铅柱没有被重物拉开是因为铅柱的分子之间存在。（2）小红是一个爱思考的学生，她认为与铅柱底面接触的大气会对铅柱有向上托的力，这个力足以保证两个铅柱不被重物拉开。你是否同意小红的观点？请通过估算该力的大小来证明。（大气压p0取1×105Pa）（3）请设计一个实验并自选器材来验证小红的猜想。8．请阅读《不辱使命的天宫一号》并回答32题。不辱使命的天宫一号天宫一号是中国首个目标飞行器和空间实验室，属载人航天器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，天宫一号的发射标志着中国迈入中国航天“三步走“战略的第二步第二阶段（即掌握空间交会对接技术及建立空间实验室）；同时也是中国空间站的起点，标志着中国已经拥有建立初步空间站，即短期无人照料的空间站的能力。天宫一号的运行轨道高度在与飞船交会对接时大约距离大气层340公里，无人期间则会适当调高，约370公里，以减小轨道衰减速度，更节约能源。天宫一号绕地球一圈的运行时间约为90分钟。天宫一号在运行轨道上飞行时，可以近似看成是圆周运动。在天宫一号实验舱内，所有跟重力有关的物理现象都消失不见了，这种现象被称为“完全失重状态”。如图1所示为天宫一号在轨道上飞行的示意图。2011年11月，天宫一号与神舟八号飞船成功对接，中国也由此成为世界上第三个自主掌握空间交会对接技术的国家。2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接，中国3位航天员首次进入在轨飞行器。2013年6月20日10时14分，航天员聂海胜、张晓光和王亚平在天宫一号的实验舱内开始了太空授课活动，带领着全国观众体验了神奇的太空课堂。如图2所示为王亚平太空授课过程中很轻易地制造出的一个“巨大”的水球。2016年3月16日，天宫一号目标飞行器正式终止数据服务，全面完成了历史使命，进入轨道衰减期。2018年4月2日8时15分左右，天宫一号目标飞行器再次入大气层，落入区位于南太平洋中部区域，绝大部分器件在入大气层过程中烧蚀销毁，结束了它辉煌的一生。请根据上述材料，回答下列问题：（1）根据文中内容，以下说法中正确的是（只有一个选项正确）A．天宫一号在运行轨道上飞行时没有惯性B．天宫一号在运行轨道上飞行时运动状态不变C．可以在天宫一号的实验舱内用天平称量物体的质量D．可以在天宫一号的实验舱内用弹簧测力计测量拉力（2）对于王亚平在天宫一号实验舱内制造的“巨大”的水球，以下说法中正确的是（多选题）A．这个水球形成的原因是水分子之间存在引力作用B．这个水球形成的原因是水分子之间存在斥力作用C．在地面上很难制造出如此巨大的水球，说明在地球上水分子之间没有引力作用D．如果向这个水球内注入一滴红墨水，经过一段时间整个水球都将变成红色四．热传递的方向与条件（共2小题）9．如图中甲图所示，将装有热奶的奶瓶放入水中冷却；根据测得的数据，作出热奶和水的温度随时间的变化图象，如图乙所示。根据图象回答下列问题：（1）表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中的；（2）温度随时间变化比较缓慢的曲线是图乙中的；（3）水的初温是℃；热奶的末温是℃。（4）热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的。10．阅读短文，回答问题。冰糕不化炎热的夏天，小明为了消暑买了一支冰糕，可没过多长时间，冰糕就化了。他看了看街边卖冰糕的人用棉被将冰糕箱捂得非常严实，心想：这不是让冰糕化得更快吗？怎样才能使冰糕化得慢些呢？他猜想：一种是像所看到的那样用棉被捂着化得慢，另一种是放在铝制饭盒内再盖紧盒盖。他做了实验进行对比：同时将两支冰糕分别放在铝饭盒和棉被里，结果饭盒里的冰糕10min就化成水了，放在棉被里的冰糕20min才化成水。（1）小明得出的结论是什么？（2）为什么冬天穿着棉衣暖和？（3）小明探究出的这个结论在日常生活中还有什么应用？请举一例。（4）在这次探究过程中，小明运用的主要科学探究方法是。五．做功改变物体的内能（共5小题）11．如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧。根据该实验现象，下列结论错误的是（）A．玻璃筒里的气体容易被压缩，是因为气体分子间距离较大 B．活塞下压过程中，玻璃筒里的气体的内能增大 C．棉花燃烧过程是化学能转化为内能 D．活塞下压过程的能量转化形式与热机做功冲程能量转化相同12．如图所示，在试管中装一些水，用软木塞塞紧，对试管加热使水沸腾，会看到蒸气把软木塞“砰”的一声顶开。“蒸气顶开软木塞”是一个转化的过程。13．将一个底部封闭的薄壁金属管固定在支架上，管中装一些酒精，然后用塞子塞紧管口。把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动，很快会观察到塞子被酒精蒸汽顶出（如图所示）。回答下列问题：（1）问题：采用方式使金属管壁的温度升高，内能。（2）从能量转化的角度分析：是将转化为。14．阅读短文，回答文后的问题。焦耳热功当量实验大家都知道：“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功（W）和做功产生的热（Q）两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验。如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量所挂重物的重力和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功（W）；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热（Q）。（1）焦耳做这个实验的目的是。（2）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。②用天平称量一定质量的水，记为m水，水的比热容，记为c水，用温度计测出水的温度，记为t1。③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水．计算出h杯﹣h水，这也就是杯中水下落的。④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙。⑤将保温杯慢慢上、下翻转多次（n次），计算出水的重力所做的功（W）。⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热（Q）。⑦根据⑤、⑥数据，得出W、Q两者的比值关系。（3）用方案中测得的数据得到的W、Q两者比值的关系式是。15．内能不仅可以解释很多自然现象，而且人们还用内能做其他有益的事情。请分析下面两例：（1）当太阳烤暖大地时，使得下层的气团温度升高，密度减小，因而上升，如图所示，上升的气团膨胀，推挤周围的空气对外，因此内能，温度。所以越高的地方，空气的温度越。（2）飞机在万米高空飞行的时候，舱外气温往往在﹣50℃以下，由于高空的大气压比舱内气压低，要使舱内获得新鲜空气必须使用空气压缩机把空气从舱外压进来。在这个过程中，空气压缩机对气体，使空气的内能，温度，舱内总是温暖如春。六．温度、内能、热量的关系（共2小题）16．（多选）关于温度，热传递和热量，下列说法中正确的是（）A．温度高的物体具有的热量多 B．热量总是从热量多的物体传递到热量少的物体 C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体 D．冰箱、空调能够将热量从低温物体传递到高温物体17．（多选）在环境温度为0℃的条件下，当冰水混合物达到热平衡时，以下说法中最合理的是（）A．冰的熔化和水的凝固不再发生 B．冰和水的质量比不再发生变化 C．混合物的热能[内能]等于零 D．混合物中分子热运动已经停止七．比较不同物质吸热的情况（共6小题）18．（多选）在“比较不同物质的吸热能力”的实验探究中，用相同的酒精灯对四种液体加热，得到如表所示的数据，如果四次实验中，在相同时间内，水、甲、乙、丙吸收的热量相等，已知水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃），则由上述条件可得（）次数液体质量/g升高的温度/℃加热时间/min1水2001072甲20020103乙40020144丙4001514A．第1次实验中，水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量 B．第1、2次实验中，甲液体吸收的热量多 C．乙液体的比热容为4.2×103J/（kg•℃） D．丙液体的比热容大于乙液体的比热容19．小明用如图所示装置探究两种液体吸热能力，两烧瓶中的电阻丝相同。（1）实验中，必须取（填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；（2）实验中，用间接反映液体吸收热量的多少；（选“通电时间”或“温度计示数的变化”）（3）如表是某次的实验数据，分析可知，（填“甲”或“乙”）液体的吸热能力较强；（4）若在甲、乙两瓶中，液体是质量相同的同种液体，电阻丝的阻值不同，则该装置可用来探究电流产生的热量与的关系。物理量物质质量（g）初始温度（℃）加热时间（min）最终温度（℃）液体甲15020345液体乙1502036820．在一节物理校本研究课中，小明同学与小芳同学要比较甲、乙两种比热容的大小，他们准备了两只相同的烧杯，分别装了初温和质量相同的甲、乙液体。（1）在设计实验方案时，加热的方式选择下列的（填字母代号）更科学。A．用两只相同的酒精灯分别给甲、乙液体的烧杯加热B．用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲、乙液体中加热（2）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体都加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热到相同的时间然后进行比较，你认为方法可行的是（选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”或“两人都可行”）（3）根据你第（2）问做出的选择，说出应该怎样判断得出甲、乙两种液体比热容的大小。21．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。实验步骤如下：A．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；B．用两支温度计分别测出水和煤油的初温；C．分别用同样的酒精灯，加热时间相同；D．用温度计分别测出水和煤油的末温。你认为：（1）步骤A存在的错误是：，应改为；（2）步骤C，加热时间相同是为了使水和煤油，（3）步骤B和D是为了得出水和煤油的。实验数据记录如下。物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃水6020645食用油6020668（4）从表中数据可知，加热结束时，食用油的温度比水温度（选填“高”或“低”）。（5）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。（6）实验表明，（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强。22．如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：（1）某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示（ρ水＞ρ煤油）．同组的同学立即指出了其中的问题，你认为问题的所在是。实验中选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内。（2）纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示。①根据图乙可判断出a物质是。②根据图乙可判断出吸热能力强，则冬季取暖应选用物质（都选填a或b）。（3）给质量同为100g的液体甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图丙所示，据此判断液体甲的比热容为。A．2.1×103J/（kg•℃）B．4.2×103J/（kg•℃）C．2.52×103J/（kg•℃）D．条件不足，不能计算23．小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图中作出沙子升高的温度随时间变化的图线。加热时间/min0.51.01.52.02.5升高的温度/℃水2.04.06.08.010.0沙子4.37.915.218.421.5（1）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子相同。（2）请利用表中数据在图中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。（3）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是。（4）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度Δt为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q﹣Δt图象。它们都是过原点的直线，即Q＝kΔt．进一步分析，发现这两条直线的k值之比与对应水的之比相等。八．水的比热容特点及实际应用（共3小题）24．阅读短文，回答问题。汽车防冻液汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用水循环进行冷却。实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾。有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）。防冻液含量/%30405060708090混合液的凝固点/℃﹣17﹣28﹣37﹣49﹣48﹣46﹣28混合液的沸点/℃103104107111117124141在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高。（1）汽车发动机用水来冷却，这是因为水的较大。（2）在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是。A．逐渐升高B．逐渐降低C．先升高后降低D．先降低后升高（3）若某地常年最低气温为﹣15℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选。A．30%B．40%C．60%D．90%（4）请在图2中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象；由图象可以推知，防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点大约是℃。（5）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少。与原来相比，混合液的沸点（选填“升高”、“降低”或“不变”），其原因是。25．请仔细阅读下文，按要求回答问题。气候与热污染夏季的海边，海风轻拂，昼夜温差小，气候宜人。而沙漠的夏季，白天气温可达60℃，夜晚能降到10℃．这是因为水的比热容比沙石的大，水和沙石上升相同的温度，水能吸收更多的热量。因而，在同样受热的情况下，水的温度变化比沙石小得多，水起到了很好的调节气温的作用。气温不仅受自然环境的影响，还受人造环境的影响。城市的工业、交通和生活，每天都消耗大量燃料。燃料燃烧产生的内能，只有一部分做了有用功，大部分散失在周围空间，成为环境热源。电力、冶金、石油、化工、造纸等行业，它们通过冷却水和烟筒向环境散热，造成工业热污染；汽车、空调、冰箱等现代化家庭设备工作时，都向环境散发热量；城市里过多的人口散发的热量也很可观大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的2/5，从而使城市的温度升高，这就是常说的热岛效应…（1）在同样受热情况下，沙子的升温，水的升温。（选填“快”与“慢”）（2）在升高的温度相同时，沙子吸收的热量，水吸收的热量。（选填“多”与“少”）（3）如何减少环境的热污染，请你提出一条合理化建议：答：。26．阅读《热岛效应》，回答。热岛效应热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。请根据上述材料，回答下列问题：（1）在相同的日照情况下，城市地区比郊区升温较快，其主要原因是城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和。（2）减弱热岛效应的措施之一：保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。这是主要是利用了水的的特性。（3）减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法。这是利用了水蒸发有的作用。（4）减弱热岛效应的措施之三：绿色出行。只要是能降低出行中的能耗和污染，就叫做绿色出行。如：少开私家车，尽量多乘坐汽车、地铁等公共交通工具，或者等。九．利用比热容的公式计算热量（共10小题）27．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，则下列说法正确的是（）A．甲杯水中每分钟吸收的热量为2.52×105J B．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为3：2 C．加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比3：2 D．将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为4：928．使20g冰的温度从﹣10℃升高到0℃，但未熔化成水，需要吸收多少热量？如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水来供给的，需要多少克5℃的水？[冰的比热容是2.1×103J/（kg•℃）水的比热熔4.2×103J/（kg•℃）]。29．小华家使用的天然热水器铭牌标明它的热效率为82%，某次洗衣他用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积到40L时洗衣机便自动停止注水。已知自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365.89m3，天然气的热值为3.2×107J/m3．请你根据小华测量的数据计算出（1）热水吸收的热量；（2）小华这次洗衣后天然气表的示数将变为多少？30．西气东输工程让滨州市民用上了物美价廉的天然气。用天然气灶把2kg、初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g天然气，已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4.2×107J/kg，则：（1）水吸收的热量为多少J？（2）天然气完全燃烧放出的热量为多少J？（3）天然气灶烧水的效率为多少？31．如图给出了一些物质的比热容[J/（kg•℃）]。（1）在1标准大气压下，若用质量为0.5kg的铜壶将初温为20℃，质量为5kg的一壶水烧开，铜壶和水的内能共增加了多少？（2）若天然气完全燃烧释放热量的80%被铜壶和水吸收，烧开上述同样一壶水需要消耗多少体积的天然气？（天然气的热值为q＝4×107J/m3）（3）从节能的角度考虑，烧开水时用质量相等的铝壶、不锈钢壶、铜壶哪个更好？说明理由。32．由于天气寒冷，吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250g瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃，（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃）不计热量损失（1）牛奶需要吸收多少热量？（2）妈妈至少要用60℃的热水多少？33．已知物体的动能表达式为EK＝mv2，其中m为物体的质量，v为物体的运动速度如图所示，质量m1＝8kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，车顶与左侧光滑平台等高，平台上放置质量m2＝2kg的小物块，小物块以5m/s的初速度向右运动，滑上小车。最终小物块静止在小车上，并以1m/s的速度一起向右运动。若此过程中机械能全部转化为内能，且全部被小物块吸收，则能使小物块的温度升高多少摄氏度？[小物块的比热容为2×103J/（kg•℃）34．某中学锅炉房每天要将3吨水从20℃加热到100℃问：（1）这些水要吸收多少热量？（2）“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气多少千克？（q天然气＝8.4×107J/kg．）（3）请分别从热学角度和环保角度说说天然气与煤相比，天然气的两大突出优点。35．2017年6月10日，作为中国大陆核电的发源地﹣﹣秦山核电基地安全运行100堆年（一座核反应堆运行一年为一堆年）。从被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t，二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t。秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。[下列（1）（2）题答案用科学记数法表示]（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少J（烟煤的热值为2.9×107J/kg）。（2）假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（3）求煤炉加热水的热效率。[第（3）题结果保留两位有效数字]36．在标准大气压下，完全燃烧了6L的天然气加热质量为500g，初温为5℃的水，若天然气放出的热量60%被水吸收。水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值约为3.15×107J/m3．试求：（1）10L的天然气完全燃烧放出的热量是多少J？（2）水的温度升高了多少℃？十．热平衡方程及其应用（共6小题）37．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失）（）A．10℃ B．6℃ C．6℃以上 D．6℃以下38．初三的你体育锻炼完回到教室，用两个相同的杯子从饮水机分别接了部分热水和部分冷水，准备用两杯水混合来得到温度适宜的饮用水。已知热水有100g，且初温为93℃，你先将冷水杯内一半的冷水倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内水的温度降低到63℃；你再将冷水杯内剩余冷水的一半倒入热水杯内，摇匀且稳定后，热水杯内的水温降低到57℃；你最后将冷水杯内剩余的冷水全部倒入热水杯内，摇匀且稳定，终于温度适中。（整个过程水没有溢出杯子，不计水的质量变化、状态变化和热量损失）则混合前，冷水的质量和最终混合后水的温度为（）A．25g21℃ B．50g21℃ C．100g53℃ D．200g53℃39．将500g温度为80℃的水兑入2.5kg温度为20℃的水中，假设没有热量的损失，那么平衡后的水温为多少？40．在野外施工中，需要把质量为4.2千克的铝合金构件温度从10℃升高到63℃或以上。现只有保温瓶中1.2千克温度为90℃的热水可以利用，不计热损失，请设计一个加热构件的方案。同学甲设计的方案和运算如下：将铝合金构件直接放入90℃热水中，在不考虑热损失的前提下，热水放出的热量等于构件吸收的热量。根据热量计算公式：Q放＝cm1（tl﹣t）、Q吸＝cm2（t﹣t2），将数值代入计算，得出构件与热水在达到热平衡时的温度t＝56.2℃．显然，这种方案不能使构件达到规定的温度。同学乙设计的方案是把90℃的热水分成等质量的两份，让构件先放入第一份90℃的热水中，达到热平衡后取出，再放入第二份90℃的热水中，再使构件与热水达到热平衡。通过计算表明，这一方案可使构件的最后温度达到61.7℃．问：（1）怎样才能让构件达到63℃呢？请写出你的设计方案。（2）若采用最佳加热方案，构件最后的温度可达69.5℃．这一结果启示我们，工业上也可以用这一方法用冷水来冷却某些构件，请简要说明这种最佳冷却方案。41．鲁能巴蜀中学初2014级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热，他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是3×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精。那么请问：（1）经分析：图a是沙子吸热升温的图象。（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？（3）加热满2min时酒精完全燃烧过程中热量的利用率是多少？（4）试求出沙子的比热容。42．质量为100g的铁块，放在炉子上加热相当长的时间后取出立即投入质量为250g、温度为20℃的水中，水的温度最后升高到60℃，（此过程中不计热损失）求炉子的温度。[c铁＝0.46×103J/（kg•℃）]。综合训练一、选择题(本大题共10小题。下列各题给出的四个选项中,只有一项符合题意)1.在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天,我们应尽量减少下列哪种能源的使用()A.水能 B.石油 C.风能 D.太阳能2.下列关于信息的传递的相关知识错误的是()A.电磁波在真空中也可以传播,所以航天员在月球上可以利用电磁波来通信B.移动电话既是无线电发射台又是无线电接收台,它利用电磁波传递信息C.在地球周围均匀配置2颗地球静止卫星,就可以实现全球通信D.光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,将信息传到远方3.下列电路图中,开关S闭合后,两个电阻并联的是()4.实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像如图甲所示,则图乙中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图像可能正确的是()甲乙5.电磁铁被广泛应用于生产、生活中,下列产品中没有用到电磁铁的是()6.下列实验装置与探究内容不相符的是()7.能源科技的发展促进了人类文明的进步,关于能源和材料,下列说法错误的是()A.化石能源的大量使用带来了酸雨、雾霾、温室效应等环境问题B.提高能量转化利用中的效率是解决节能问题的重点之一C.超导材料不能应用在电饭锅等电器上D.铜是磁性材料,可以被磁化8.两个相同的容器分别装了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则()A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量D.加热相同的时间,甲液体温度比乙液体温度升高得多9.下列有关图甲、乙所示的实验现象说法正确的是()甲乙A.图甲演示的是电流的磁效应现象B.图乙演示的现象与扬声器原理相同C.甲、乙两图演示的现象说明电能生磁,磁也能生电D.图乙中,导体ab只要运动就能在电路中产生感应电流10.有两个电路元件A和B,流过元件的电流与其两端电压的关系如图所示,下列说法正确的是()A.A的电阻值为6.25ΩB.A和B串联,电路中电流为0.4A时,A、B的电功率之比为5∶4C.A和B并联在电压为2.5V的电源两端,A、B的电功率之比为5∶4D.当A和B串联,两者电阻相同时,电源电压为3.0V二、填空题11.工厂里的冷却塔大多用水作为冷却物质,是因为水的较大;在古代,人类学会了钻木取火的方法,这是利用的方式改变物体的内能。

12.两只电阻之比R1∶R2=3∶5,把它们串联在某电路中,则通过的电流之比I1∶I2=;消耗的电功率之比P1∶P2=。

13.某同学家中的电能表如图所示,现用它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他电器只让该灯泡工作,电能表转盘转过30r用时10min,这段时间灯泡消耗的电能是kW·h,灯泡的实际功率是W。

14.一个空心小铁球放在盛水的水槽中置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接在如图所示的电路,开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的极,将滑片P向左滑动,空心小铁球所受浮力(选填“增大”“减小”或“不变”)。

15.如图所示,R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω,电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。为保证电路安全,R2接入电路中的最小阻值为Ω,R1消耗的最小功率为W。

三、作图题16.请用笔画线代替导线,将图中的开关、节能灯正确接入家庭电路中。17.如图所示,电路连接正确,开关闭合后小磁针静止时指向如图所示,请在图中标出通电螺线管磁极、电源的正负极,并画出螺线管的绕法。四、实验题18.某小组在测量小灯泡电功率的实验中,备有器材的规格如下:电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,滑动变阻器A的规格为“10Ω1A”,滑动变阻器B的规格为“50Ω2A”。(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。(2)该组同学选用的滑动变阻器应是(选填“A”或“B”)。

(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则故障可能是。

(4)通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示,分析图像可知,小灯泡的额定功率为W;小组同学分析图像后发现:通过灯泡的电流与其两端电压不成正比。形成这一现象的原因是。

(5)他们想继续探究电流与电压的关系,请你帮他们设计一个实验电路,将电路图画在图丙的虚线框中。五、综合题19.如图所示的电路中,电阻R'的阻值为50Ω,滑动变阻器R的最大阻值为100Ω,电源电压10V保持不变。闭合开关,求:(1)当P移至a端时,电阻R'消耗的功率;(2)当P移至b端时,电路中的电流大小和通电2min产生的热量。20.图甲为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V。水箱最多装水0.3kg,加热功率有大小两个挡位。设计师最初设计的内部电路有图乙、丙两种接法,其中电热丝R1=56Ω,R2=44Ω。甲(1)高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速(填物态变化名称)成小水珠,放出热量,将衣服熨平。

(2)如果选择乙电路,电路中最大电流为A;如果选择丙电路,电路中最大电流为A。由于两个电路中所选熔断器里的熔丝允许通过的最大电流为8.2A,故设计师最终选择了乙电路。(计算结果保留一位小数)

(3)请分别计算这款挂烫机两个挡位的额定功率。(4)若将水箱中质量为0.22kg的水从25℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]期末测评1.B水能、风能、太阳能取之不尽、用之不竭,而且不会对环境产生影响,现在科学技术的进步也很容易转化为其他形式的能;煤炭、石油、天然气属于化石能源,属于不可再生能源,并且在使用时会产生废物、废气污染环境,与节能环保、低碳生活不相符。2.C月球上没有空气,表面是真空,电磁波可以在真空中传播,所以航天员在月球上可以用电磁波来通信,故选项A正确,不符合题意;移动电话既是无线电发射台,又是无线电接收台,它利用电磁波传递信息,故选项B正确,不符合题意;要实现全球通信(除两极外),在地球周围均匀地配置3颗地球静止卫星就可以,故选项C错误,符合题意;激光在传输过程中,从光导纤维的一端射入后,在光导纤维内壁上要发生多次反射,并从另一端射出,这样就把它携带的信息传到远方,故选项D正确,不符合题意。3.C选项A,两个电阻顺次连接,因此该电路为串联电路;选项B,开关闭合,导线对上面的电阻短路,只有下面的电阻连入电路;选项C,两个电阻并列连接,因此该电路为并联电路;选项D,开关闭合,会对电源短路,烧坏电源,两个电阻不能工作。4.D由题图甲可知,电阻随着电压和电流的增大而增大。由P=U2R可知,在P-U2图像上某点与原点连线相对于横轴的倾斜程度反映了该点电阻的倒数,因随电压变大,电阻的倒数会变小,故选项A、B错误。由P=I2R可知,在P-I2图像上某点与原点的连线相对于横轴的倾斜程度反映了物体在该点电阻的大小,因小灯泡的电阻随电流的增大而增大,故其倾斜程度应越来越大,故选项C错误5.B磁浮列车应用同名磁极相互排斥的原理,应用了电磁铁,故选项A不符合题意。台灯是利用将电能转化为光能工作的,没用到电磁铁,故选项B符合题意。老式电话机应用了电磁铁的原理,故选项C不符合题意。通电时,电磁铁有电流通过,电磁起重机产生了磁性,当电路断开时,电磁铁失去了磁性,应用了电磁铁,故选项D不符合题意。6.B选项A,据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律,故不符合题意;选项B,该实验是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系,即电流一定时,匝数多的电磁铁磁性强,故符合题意;选项C,据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场,故不符合题意;选项D,此时是闭合电路,且导体做切割磁感线运动,能产生感应电流,故不符合题意。7.D化石能源的大量使用带来了环境问题,如二氧化碳造成的“温室效应”,二氧化硫等造成的酸雨,燃烧时产生的浮尘等,故选项A正确,不符合题意;提高能量转化利用中的效率是我们当前解决节能问题的重点之一,故选项B正确,不符合题意;电饭锅等电器是利用电流的热效应进行工作的,使用超导材料时电饭锅等电器就无法工作,故选项C正确,不符合题意;铁、钴、镍等物质是磁性材料,铜不是磁性材料,不可以被磁化,故选项D错误,符合题意。8.D由Q=cmΔt得c=QmΔt,由图像知,等质量的甲、乙两液体加热相同时间即吸收相同热量,甲升高的温度高,故c甲<c乙;升高温度Δt相等时,Q甲<Q乙;Q甲=Q乙时,Δt甲>Δ9.C题图甲中有电源,是电动机原理图,利用了通电导体在磁场中受力运动的原理,不是电流的磁效应,A错误;题图乙中,当金属棒ab在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,是电磁感应装置,而扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,题图乙演示的现象与扬声器原理不相同,B错误;题图甲说明通电导体的周围产生磁场,该磁场与磁体的磁场相互作用产生力,说明电能生磁,题图乙为电磁感应现象,说明磁也能生电,C正确;题图乙中,导体ab只有做切割磁感线运动,才能在电路中产生感应电流,D错误。10.C由图像可知,当通过A的电流IA0=0.4A时,A两端的电压UA0=2.0V,由I=UR可得,A的电阻值RA=UA0IA0=2.0V0.4A=5Ω,A错误;A和B串联,电路中电流为0.4A时,由图像可知,两元件两端的电压UA=2.0V,UB=2.5V,因串联电路中各处电流相等,所以,通过两元件的电流IA=IB=0.4A,由P=UI可得,A、B的电功率之比PAPB=UAIAUBIB=UAUB=2.0V2.5V=45,B错误;A和B并联在电压为2.5V的电源两端时,由图像可知,通过两元件的电流IA'=0.5A,IB'=0.4A,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两元件两端的电压UA'=UB'=2.5V,则A、B的电功率之比PA'PB'=UA'IA'11.答案比热容做功12.解析通过串联电路的电流处处相等,两电阻串联,通过两电阻的电流之比I1∶I2=1∶1;两电阻消耗的电功率之比P1答案1∶13∶513.解析每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘就转过3000r,电能表的转盘转过30r消耗的电能为W=30r3000revs