九年级上学期期中考试知识点专训01
第十三、四章 热学知识点复习
知识点1分子的理论
1.下列现象用分子动理论的观点解释,其中正确的是( )
A.铁块很难被压缩表明分子间存在斥力
B.温度升高时气体体积明显增大,是由于分子变大了
C.在房间吸烟时,会看到房间内烟雾弥漫,这是分子的无规则运动
D.水和酒精混合后总体积减少表明分子间有引力
2.关于物质的构成与分子热运动,下列说法中正确的是( )
A.物质是由分子、原子组成,原子由质子和中子组成
B.碎玻璃不能拼在一起,这是由于分子间有斥力
C.墨水在热水中扩散得快,表明温度越高,分子运动越剧烈
D.用真空泵收纳羽绒服时其体积变小,说明分子间有空隙
3..装修房屋时,如果选用不环保的材料会闻到对人体有害的刺激性气味。材料散发出刺激性气味是 现象,说明了 。这种现象在夏天特别明显,原因是 ,所以我们要选用优质环保的材料进行装修。
4.用图甲所示装置演示气体扩散现象,其中 (A、B)瓶装密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装空气,这样操作的目的是 ;如选乙图所示的方案来进行实验,此方案 (合理、不合理)
知识点2内能
5.关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体含有的热量多 B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少 D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
6.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.温度越高的物体所含的热量越多 B.物体温度为0℃时内能为零
C.物体温度升高,可能是从外界吸收了热量 D.热量可以自动地从内能低的物体转移到内能高的物体
7.2022年5月20日,我国使用长征二号丙运载火箭同时将3颗试验卫星发射成功。火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦后温度升高,内能 ,这是通过 的方式改变内能。
8.电视片《舌尖上的中国》收录了无锡的酱排骨,闻到酱排骨香味是因为 。入口后除舌尖上感觉到美味外,舌尖的温度也升高了,舌尖的内能 (选填“增大”、“不变”或“减少”),这是通过 方式改变了舌尖的内能。
9.如图所示,在试管中装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出。
(1)在这个过程中,燃料的 能转化为 能,传给水和水蒸气,水蒸气把塞子冲出去时,水蒸气的 能转化为塞子的 能。
(2)在液体沸腾过程中,水的内能 (选填“增加”“减少”或“不少”),水的温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)
(3)这个实验基本反映出了热机的工作原理即可以利用 对外做功,它与汽油机的 冲程的原理相同。
知识点3比热容
10.甲乙两物体质量相等,甲温度降低20℃,乙温度升高15℃时,乙物体吸收的热量是甲物体放出热量的2倍,甲乙两物体的比热容之比是( )
A.3∶8 B.3∶2 C.8∶3 D.4∶3
11.下表是一些物质的比热容[单位J/(kg·℃)],根据表中数据和生活现象,下列判断中正确的是( )
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
砂石 约0.92×103 铜 0.39×103
A.不同种类的物质,比热容一定不同
B.比热容与物质物质的状态无关
C.质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D.沿海地区昼夜温差小,是因为水的比热容较大
12.关于物质的比热容,下列说法中正确的是( )
A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关 B.同种物质质量越大,比热容就越大
C.因为水的比热容较大,所以比较适合做冷却剂 D.物质的状态发生变化时,其比热容一般不变
13.水具有比热容大的特点,下列现象及应用与此特点无关的是( )
A.海陆风的形成 B.用水来冷却汽车的发动机
C.生物体内水的比例比较高,有助于调节生物身体的自身温度 D.夏天在教室地面上洒水后,感觉变凉快
14.水的比热容为,将一桶质量为 2kg 的水倒掉一半,剩下的水的比热容将 (选填“变大”“变小”“不变”);水结冰后,它的比热容将 (选填“改变”或“不变”),初温为 20℃,质量为 1kg 的水吸收 3.78×105J 热量后温度将升高到 ℃。(水上方的气压为 1 标准大气压)
15.如图所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。从图像可以看出,曲线A表示的是 ;(选填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线。这是因为水的 比砂石大。
16.比热容是物质的一种特性,不同物质的比热容一般 (选填“相同”或“不同”)。水的比热容是,一桶水倒掉一半后,剩下的水的比热容 (选填“变大”“不变”或“变小”);水结成冰后比热容 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
17.太阳能热水器内装有质量为50 kg、温度为20 ℃的水,如果水温上升到60 ℃,需要吸收 J的热量.若同样多的热量让等质量的砂石吸收,砂石升高的温度比水升高的温度大,这是因为水的 比砂石的大.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
18.小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度;
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
19.小林同学为了探究不同物质的吸热能力,选用了如图甲所示的装置进行实验,在相同烧杯中装有初温相同的水和煤油,用相同的酒精灯进行加热,根据实验数据绘制了如图乙的温度与时间变化关系图像。
(1)若在组装甲实验装置时发现温度计的玻璃泡触碰到了杯底,应该将图甲装置中的 (选填“A处向上”、“B处向下”)适度调整;
(2)烧杯内水和煤油两种液体的 (选填“质量”或“体积”)应当相等;
(3)若加热时间相同,则水吸收的热量 煤油吸收的热量。据图乙可知,水的吸热能力 煤油的吸热能力(前两空均选填“大于”、“小于”或“等于”),因此通常选择 作为汽车发动机冷却液(选填“水”或“煤油”);
(4)若水的比热容为,根据图乙中的数据可知,煤油的比热容为 。
20.如图所示是小羽同学做冰熔化实验时绘制的温度—时间图像,冰的质量是0.1kg,若相同时间内物质吸收的热量相同。已知水的比热容,冰的比热容。请根据图像回答下列问题:
(1)AB阶段,物质吸收的热量是多少?
(2)BC阶段,物质吸收的热量是多少?
(3)物质在第10min的内能与第15min的内能相比,哪个时间的内能大?为什么?
(4)请你根据图像分析说明冰的比热容小于水的比热容。
21.把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间, 然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为0.42×103J/( kg·℃),不计热量的损失。
(1)求此过程中,金属球放出的热量;
(2)求该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收2.52×103J的热量, 求该液体的末温。
知识点4热机
22.如图为四冲程汽油机工作示意图,下列说法正确的是( )
A.依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁 B.甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C.飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能做功25次 D.在一个工作循环中,工作过程依次是乙、甲、丁、丙
23.关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法,其中正确的是( )
①在压缩冲程中,机械能转化为内能
②只有做功冲程是燃气对外做功
③汽油机和柴油机的点火方式相同
④汽油机汽缸顶部有火花塞,柴油机汽缸顶部有喷油嘴
只有①③ B.只有②④ C.只有①②④ D.只有②③④
知识点5热机的效率
24.北京时间2022年4月15日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将中星6D卫星发射升空。卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。下列说法中正确的是( )
A.火箭升空过程中,将机械能转化为内能
B.燃料燃烧时将内能转化为化学能
C.火箭使用液氢燃料,主要是因为液氢的比热容较大
D.火箭使用液氢燃料,主要是因为液氢的热值较大
25.关于热值的理解,下列说法中正确的是( )
A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比,与燃料质量成反比
B.某种燃料的热值大小与燃料的质量、燃烧是否充分均无关
C.当燃料未燃烧时,其热值为零
D.若燃料不完全燃烧,部分能源将被浪费掉,热值将减小
26.下列说法正确的是( )
A.一瓶酒精用去一半,酒精的热值减小一半
B.燃料燃烧不充分时,部分能量将被浪费掉,热值将减小
C.内燃机的效率越高,它消耗的燃料就越少
D.热机效率越高,它将内能转化为机械能的比例越大
27.汽油机是热机的一种。如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在 冲程。某单缸四冲程汽油机在1s内完成了15个循环,则该汽油机工作时飞轮的转速为 R/min。
28.如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中图 是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为2400r/min,这台汽油机每秒钟内完成 个冲程,对外做了 次功。
29.某种国产汽车,当它在某平直公路上以72km/h速度匀速行驶时,每百公里的油耗为 6 L, 汽车行驶500 s,则汽车消耗的汽油是 L,假设汽油机的效率是25%,且汽油的热值是3.3×107 J/L,则汽车在运动过程中受到的平均阻力是 N.
30.一台单缸四冲程汽油机的转速是1200r/min,这台汽油机的活塞每秒对外做了 次功,若该汽油机的效率是25%,在汽油机内完全燃烧2kg汽油时这些热量通过汽油机的转化,能对外做 J的有用功。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
31.为探究不同燃料燃烧放热能力的差异,小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同,烧杯内水的初温、质量也都相同,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。
(1)实验中应控制两种燃料燃烧的 (选填“时间”“初温”或“质量”)相同,燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来反映的;
(2)燃料燃烧过程中,记录燃烧时间和对应的水温;燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示.由图可知,燃料1燃烧5min放出的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧15min放出的热量,假设这一过程燃料都完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 ;
(3)若甲装置中消耗了质量为m的燃料1,使质量为的水温度升高了 (水未沸腾),则燃料1的热值为 (用字母表达式表示,已知水的比热容为c);
(4)实际中,该方法测量的热值会比真实值 (选填“大”或“小”),原因是: (写出一条即可)。
32.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6×107J/kg,假设燃油完全燃烧,计算以下问题:
(1)汽车行驶的速度是多少m/s?
(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量是多少J?
(3)汽车牵引力做功的功率是多少W?
(4)汽车发动机的工作效率是多少?
33.我国自主研制的某型新一代战斗机的最大起飞质量为,最大飞行高度达,最大航行速度达倍声速(合),油箱最大容积为,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如下表所示:
速度 100 200 300 400 500
阻力
已知飞机使用的航空燃油密度为,热值为.
(1)飞机发动机完全燃烧燃油获得的能量是多少焦?
(2)当飞机以的速度巡航时,飞机发动机的输出功率是多少瓦?
(3)若在飞机油箱中加满燃油,并且以的速度巡航时,飞机的最大航程可达,则飞机发动机燃油完全燃烧释放的能量转化为机械能的效率是多少?
知识点6能量的转化和守恒
34.下列关于能量及其转化的说法正确的是( )
A.电风扇吹风——机械能→电能
B.电热毯取暖——化学能→内能
C.钻木取火——内能→机械能
D.内燃机工作——化学能→内能→机械能
35.下列关于能的转化和守恒的叙述,正确的是( )
A.火箭升空时,燃料的化学能转化为内能
B.汽车匀速下坡时,机械能守恒
C.汽油机做功冲程中,机械能转化为热能
D.绿色植物的光合作用将光能转化为化学能
36.一台四冲程汽油机,其中 冲程将机械能转化为内能;已知所用汽油的热值是4.6×107J/kg,完全燃烧2g汽油所释放的内能是 J,若热机效率为40%,完全燃烧2g汽油转化的机械能是 J.散失到空气中的内能无法自动转化为机械能,这是因为能量的转移和转化具有 性.
参考答案:
1.A
【详解】A.铁分子间存在着间隙,但很难被压缩,说明分子间有相斥作用。故A正确;
B.温度升高时物体的体积变大,是由于分子间的距离变大导致的。故B错误;
C.我们看到烟雾弥漫,是颗粒状的固体混合体,不是分子。故C错误;
D.二者混合总体积减小,说明两种物质间的分子彼此进入对方分子中的间隙,导致了总体积小于二者体积的和。故D错误。
故选D。
2.C
【详解】A.物质是由分子、原子组成,原子由原子核和核外电子组成,原子核是由质子和中子组成。故A错误;
B.碎玻璃不能拼在一起,这是由于分子间距离较大,分子间没有作用力,故B错误;
C.墨水在热水中扩散得快,表明温度越高,分子运动越剧烈,故C正确;
D.用真空泵收纳羽绒服时其体积变小,说明羽绒间有空隙,不明说明分子间有空隙,故D错误。
故选C。
3. 扩散 分子在做不停息的无规则运动 温度越高,分子热运动越剧烈
【详解】[1][2]闻到刺激性气味是由于不环保材料的分子进入到空气中,属于不同物质相互接触时彼此进入对方的现象,这种现象叫做扩散现象;扩散现象说明一切物质的分子都在做永不停息的无规则运动。
[3]扩散现象与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,扩散得越快,所以装修房屋时闻到刺激性气味的现象在夏天特别明显。
4. B 消除重力的影响 合理
【详解】[1][2]图甲中,A瓶中装的是密度较小的空气,B瓶中装的是密度比空气大的二氧化氮气体,因为二氧化氮的密度比空气的大,若A瓶中装二氧化氮,它在重力的影响下,即使不出现扩散现象,也会向下进入B瓶,此时两种气体混合,不能说明是气体扩散造成的。所以B瓶中装二氧化氮。
[3]图乙中,两瓶都水平,可消除重力对实验的影响,A、B瓶中的气体能相互进入对方,则说明是气体扩散造成的。所以乙图的实验方案合理。
5.C
【详解】A.热量是过程量,不能说物体含有的热量多,故A错误;
B.物体吸收热量过程中温度不一定升高,例如:晶体在熔化过程中,吸热但温度不变,故B错误;
C.气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,则物体内能减小,故C正确;
D.在发生热传递时,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,内能总是从高温物体转移到低温物体,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】A.热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,热量不是状态量,不能说含有或者具有热量,故A错误;
B.物体的温度为0℃时,物体内部的分子仍然在做无规则运动,其内能不为零,故B错误;
C.物体的温度升高,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故C正确;
D.内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,与物体的质量、温度有关,当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。热传递时,能量从高温处转移到低温处,直至温度相同,所以热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体,故D错误。
故选C。
7. 增大 做功
【详解】[1][2]火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦,要克服摩擦力做功,使得内能增大,这是通过做功的方式将机械能转化为内能,从而改变其内能。
8. 分子运动 增大 热传递
【详解】[1]闻到酱排骨香味是因为分子在永不停息地做无规则运动,扩散进人的鼻子,从而闻到香味。
[2]舌尖的温度升高后,舌尖的内能也随之增大。
[3]酱排骨的热量传递给舌尖,使得舌尖的内能增大,这是通过热传递方式改变了舌尖的内能。
9. 化学 内 内 机械 增加 不变 内能 做功
【详解】(1)[1][2][3][4]在实验过程中,酒精燃烧消耗的化学能;酒精燃烧产将化学能转化为试管内水和水蒸气的内能;当内能增大到一定程度时,水蒸气对外工作,将水蒸气的内能减小,故将水蒸气的内能转化为其他形式的能量;塞子冲出去,说明塞子的机械能变大,故将水蒸气产生的内能转化为机械能。
(2)[5][6]在液体沸腾过程中,水会吸收热量,内能变大;水沸腾的特点是持续吸热,水的温度不变。
(3)[7][8]实验反映出了热机的工作原理,利用内能对外做功;汽油机的做功冲程也是内能对外做功的,二者原理相同。
10.A
【详解】已知,,,,则甲乙两物体的比热容之比是
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.D
【详解】A.煤油和冰是不同的物质,但它们的比热容是相同的,故A错误;
B.物质的比热容与物质的状态有关,如水和冰的比热容不同,故B错误;
C.由
知,质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜的比热容小,铜块的末温更高;
D.沿海地区水多,内陆地区水少、沙石多,因为水的比热容较大,由
可知,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小,故D正确。
故选D。
12.C
【详解】A.比热容是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,与其他因素无关,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,和物体质量的大小没有关系,故B错误;
C.由于水的比热容较大,和其它物质比较,降低相同温度放出热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂,故C正确;
D.比热容与物质的种类、状态有关,种类不同,状态不同,比热容一般不同,故D错误。
故选C。
13.D
【详解】A.因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;海岸吸热后,温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风;而夜晚,海岸和海水放出相同的热量,但水的比热容大,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆风,该选项利用水的比热容大,故A不符合题意;
B.因为水的比热容较大,物体质量相同时,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天供暖系统使用热水循环供暖,故与水的比热容大有关,故B不符合题意;
C.生物体内水的比例很大,有助于调节自身的温度,是利用了水的比热容大的特点,故C不符合题意;
D.炎热的夏天,往室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,不是利用水的比热容大的特点,故D符合题意。
故选D。
14. 不变 改变 100
【详解】[1][2]比热容是物质的一种特性,只与物质的种类、状态有关,与质量无关,故剩下的水的比热容大小不变,水结冰后,状态改变,比热容将改变。
[3]水升高的温度为
故水的末温为
此时大气压为1个标准大气压,故最高温度只能达到。15
15. 内陆 比热容
【详解】[1][2]由一年的气温变化曲线可知,A所示的城市最高、最低气温的差比B所示的城市的大;因水的比热容比沙石大,在吸收或放出相同的热量时,温度变化值比较小,所以曲线B表示的是沿海城市的年气温变化曲线,则曲线A表示的是内陆城市的年气温变化曲线。
16. 不同 不变 变小
【详解】[1]比热容是物质的一种特性,与物质的种类有关,不同物质的比热容一般不同。
[2]比热容是物质的一种特性,与物质的质量无关,一桶水倒掉一半后,质量减半,但水的比热容不变。
[3]比热容与物质的状态有关,水结成冰后,状态改变,比热容改变,水的比热容为,冰的比热容为,所以水结成冰后比热容变小。
17. 8.4×106 比热容
【详解】由公式
即可以得出热量.若同样多的热量让等质量的砂石吸收,砂石升高的温度比水升高的温度大,这是因为水的比热容比砂石的大.
故答案为(1). 8.4×106 (2). 比热容
【分析】解决此类问题要结合物体的比热容和热量公式进行分析计算.
18. 自下而上 质量 热传递 加热时间的长短 33 B
【详解】(1)[1]实验时要用酒精灯的外焰加热,故组装器材时,先安装酒精灯,应按照自下而上的顺序依次安装。
(2)[2][3]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,实验时,选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过热传递方式来增大液体内能的。
(3)[4]实验中运用转换法,通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。
(4)[5]由乙图可知,温度计分度值为1℃,加热一段时间后,液体B的温度为33℃。
(5)[6]根据绘制出的温度—时间图象可知,升高相同的温度,B加热时间长,B的吸热能力强,比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同时,B放热多,故液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
19. A处向上 质量 等于 大于 水
【详解】(1)[1]安装甲实验装置时发现温度计的玻璃泡与杯底触碰到了,因为需要用酒精灯的外焰加热,应该将A处向上适当调整一些,使得温度计的液泡浸没在液体中且不接触烧杯底部。
(2)[2]探究物质吸热能力的实验中,需要控制不同物质的质量相同,不是其体积,故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
(3)[3]用相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,所以相同时间内水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
[4]让质量相同的不同物质加热相同的时间,即吸收的热量相同,看温度的变化值,温度变化值大的物质吸热能力弱,比热容较小,图乙中水升高的温度小于煤油升高的温度,说明了水的比热容大于煤油的比热容,故水的吸热能力大于煤油的吸热能力。
[5]水的比热容大于煤油的比热容,质量相同且升高温度相同时,水能吸收更多的热量,所以发动机应选择水作为冷却液,保证能够有良好的冷却效果。
(4)[6]根据图像可知,质量相同时,加热5min时煤油升高的温度是水升高温度的2倍,根据可知。所以其比热容是水的比热容的一半,水的比热容为,所以煤油的比热容为。
20.(1)1.68×104J;(2);(3)冰在熔化过程不断吸热、内能增加,所以物质在第15min时的内能较大(4)见解析
【详解】解:(1)因为冰的质量是0.1kg,AB阶段的冰在5min吸收的热量
(2)由于冰化成水,状态变化、质量不变,CD阶段的水在10min吸收的热量
因为相同时间内物质吸收的热量相同,则BC阶段也是10min,水吸收的热量
(3)物质在10~15min,不断吸收热量、内能增加,所以物质在第15min时的内能较大。
(4)由图像可知,AB段冰和CD段水的温度变化相同都是80℃,质量也相同都是0.1kg,而AB段的加热时间小于CD段,即所吸收的热量
由可知
即冰的比热容小于水的比热容
答:(1)AB阶段,物质吸收的热量是1.68×104J;
(2)BC阶段,物质吸收的热量是;
(3)冰在熔化过程不断吸热、内能增加,所以物质在第15min时的内能较大。
21.(1)2.1×104 J;(2)4.2×103 J/(kg·℃);(3)86℃
【详解】解:(1)从开始投入某液体中到热平衡的过程中,金属球放出的热量
Q放=c金m金(t金-t)=0.42×103J/(kg·℃)×0.05kg×(1080℃-80℃)=2.1×104J
(2)根据Q放=Q吸=cm(t-t0)可得,该液体的比热容
c== =4.2×103J/(kg ·℃)
(3)若该液体再吸收2.52×103J的热量,则该液体升高的温度
t升== =6℃
所以该液体的末温
t末=80℃+6℃=86℃
答:(1)此过程中,金属球放出的热量是2.1×104J;
(2)该液体的比热容是4.2×103J/(kg·℃);
(3)该液体的末温是86℃。
22.C
【详解】D.甲图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;乙图中进气门开启,排气门关闭,气体流入汽缸,是吸气冲程;丙图中排气门开启,进气门关闭,气体流出汽缸,是排气冲程;丁图中两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;所以正确的排序是乙、丁、甲、丙,故D错误;
A.内燃机的一个工作循环有四个冲程,只有在做功冲程中使机器获得动力,内能转化为机械能,其它三个冲程均为辅助冲程,依靠飞轮惯性完成,即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁,故A错误;
B.甲图是做功冲程,做功冲程中内能转化为机械能,故B错误;
C.四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min,则该飞轮1s转50圈,因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,所以1s飞轮转50圈,共25个工作循环,共100个冲程,共做功25次,故C正确。
故选C。
23.C
【详解】①在压缩冲程中,活塞对汽缸内的气体做功,将活塞的机械能转化为气体的内能,故①正确;
②在汽油机和柴油机的四个冲程中,做功冲程汽缸内高温高压的燃气推动活塞向下运动,使汽油机获得动力,只有做功冲程是燃气对外做功,故②正确;
③④汽油机和柴油机的点火方式不同,汽油机中有火花塞,采用的是点燃式点火;而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油,进行压燃式点火,故③错误,④正确。
综上分析可知,①②④正确,故C正确,ABD错误。
故选C。
24.D
【详解】A.火箭升空过程中,燃料燃烧释放出的内能转化为火箭的机械能,故A错误;
B.燃料燃烧时将化学能转化为内能,故B错误;
CD.发射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C错误,D正确。
故选D。
25.B
【详解】热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料燃烧放出的热量、质量和是否完全燃烧或充分燃烧无关,故B正确,ACD错误。
故选B。
26.D
【详解】A.燃料的热值是燃料的一种特性,与燃料的质量、温度和体积无关,所以一瓶酒精用去一半,剩下的酒精的热值不变,故A错误;
B.燃料的热值是燃料的一种特性,与燃料的质量、温度和体积无关,燃料燃烧不充分时,部分能量将被浪费掉,但热值不变,故B错误;
C.热机的效率越高,说明热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比越大,但消耗的燃料的多少是不能判断,故C错误;
D.热机效率越高,热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比越大,内能转化为机械能的比例越大,故D正确。
故选D。
27. 做功 1800
【详解】[1]由图可知,进气门和排气门都关闭,活塞向下移动,火花塞点火,可以判断这个冲程是做功冲程。
[2]汽油机一个工作循环有四个冲程,活塞往复2次,飞轮转动2转,做功1次。故汽油机在1s内完成了15个循环,飞轮转动
15×2=30R
则1min转动
30×60=1800R
故该汽油机工作时飞轮的转速为1800R/min。
28. 丙 80 20
【详解】[1]甲图中排气门打开,活塞向上运行,汽缸容积减小,是排气冲程,此冲程机无能量转化;
乙图中两气门都关闭,活塞向上运行,汽缸容积减小,是压缩冲程,此冲程机械能转化为内能;
丙图中气门都关闭,火花塞喷出电火花,活塞向下运行,汽缸容积增大,是做功冲程,此冲程内能转化为机械能;
丁图中进气门打开,活塞向下运动,汽缸容积增大,是吸气冲程,此冲程机无能量转化。
[2][3]飞轮的转速为
2400r/min=40r/s
在一个工作循环中,飞轮转动2转,对外做功一次,所以此汽油机每秒钟内完成80个冲程,对外做功20次。
29. 0.6 495
【详解】[1]汽车行驶的速度为:
v=72km/h=20m/s,
根据v=,汽车行驶500 s的路程为:
s=vt=20m/s×500s=10000m=10km;
汽车每百公里的油耗为 6 L,则每公里油耗为:
=0.06L/km,
则汽车行驶500 s消耗的汽油是:
0.06L/km×10km=0.6L;
[2]汽油完全燃烧放出的热量为:
Q放=Vq=0.6L×3.3×107 J/L=1.98×107 J,
根据η=,则汽油机做的有用功为:
W有=Q放η=1.98×107 J×25%=4.95×106 J,
根据W =Fs可知,汽车的牵引力大小为:
F===495N,
因汽车匀速行驶,牵引力与阻力为一对平衡力,则汽车在运动过程中受到的平均阻力为:
f=F=495N.
30. 10 2.3×107
【详解】[1]已知四冲程汽油机的转速是
一个工作循环飞轮转两周,对外做一次功,所以这台汽油机的活塞每秒对外做了10次功。
[2]在汽油机内完全燃烧2kg汽油时,放出的热量
根据可得,对外所做有用功
31. 质量 升高的温度 大于 小 燃料1燃烧放出的热量不可能全部被水吸收
【详解】(1)[1][2]在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中,还应控制燃料燃烧的质量相同,通过比较相同质量的同种水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少,水升高的温度越高,燃料放出的热量越多。
(2)[3]读图丙可知,燃料燃烧完时,燃料1燃烧了5min,燃料2燃烧了15min,则可知甲图中水升温更多,说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。
[4]实验中忽略热量的散失,且两杯水的质量、比热容均相同,则由公式可得,二者放出的热量之比为
燃料的质量相同,由公式 可得,燃料1与燃料2的热值之比为
(3)[5]水吸收的热量为,燃料1的热值
(4)[6]燃料1燃烧放出的热量不可能全部被水吸收,燃料1可能没有完全燃烧,根据上式计算出的热值要比实际的小。
32.(1)20m/s;(2)6.9×107J;(3)40000W;(4)20%
【详解】解:(1)汽车行驶的时间为
汽车的行驶速度为
(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量为
(3)汽车牵引力做功的功率是
(4)该汽车牵引力所做的功为
汽车发动机的效率为
答:(1)汽车行驶的速度是20m/s;
(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J;
(3)汽车牵引力做功的功率是40000W;
(4)汽车发动机的工作效率是20%。
33.(1).(2).(3).
【详解】(1)因为,所以燃油的质量是:
,
燃油完全燃烧放出的热量:
.
(2)由表中数据可知,飞机以的速度巡航时,所受阻力为,则飞机发动机的输出功率为
.
(3)克服阻力做的有用功
,
所以飞机发动机燃油完全燃烧释放的能量转化为机械能的效率是
.
34.D
【详解】A.电风扇吹风时,消耗电能,提供风能,所以是将电能转化为机械能,故A错误;
B.电热毯取暖时,消耗电能,提供内能,所以是将电能转化为内能,故B错误;
C.钻木取火时,通过摩擦产生热,所以是将机械能转化为内能,故C错误;
D.内燃机工作时,通过燃烧燃料,使燃料发生化学反应,释放出热量,高温高压的燃气推动活塞运动,所以是将化学能转化为内能,再转化为机械能,故D正确。
故选D。
35.D
【详解】A.火箭升空时,燃料的化学能转化为内能,内能转化为机械能,使火箭发生运动,故A错误;
B.汽车匀速下坡时,速度不变,动能不变,高度降低,重力势能减小,所以机械能减小,故B错误;
C.汽油机做功冲程,将燃气的内能转化为活塞的机械能,故C错误;
D.绿色植物的光合作用消耗了光能,获得了化学能,将光能转化为化学能,故D正确。
故选D。
36. 压缩 9.2×104 3.68×104 方向
【详解】四冲程汽油机的压缩冲程中,两气门关闭,活塞向上运动,压缩气体做功,将机械能转化为内能;完全燃烧2g汽油所释放的内能是:;热机效率为40%,完全燃烧2g汽油转化的机械能是:;因为因为能量的转移和转化具有方向性,即散失到空气中的内能无法自动转化为机械能.