初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第5节 物质的内能同步练习
一、单选题
1.(2023九上·杭州月考)塑料捆扎带是日常用品.如图所示,先将捆扎带打个结,然后两手用力反方向一扯,它就会在打结处断开.关于这个现象的讨论,下列说法中正确( )
A.用力一扯,打结处发生摩擦,温度升高,是化学能转化为内能
B.用力一扯,打结处发生摩擦,温度升高,是捆扎带对外做功的结果
C.用力一扯,打结处发生摩擦,温度升高,分子间作用力减小因而被扯断
D.用力一扯,手移动速度越快,惯性越大,捆扎带在惯性作用下扯断的
2.(2023九上·拱墅期末)北京时间2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。以下说法正确的是( )
A.火箭发射前内能为零
B.火箭升空过程不受地球作用力
C.火箭喷出的高温高压气体对火箭做功
D.火箭燃料的化学能全部转化为机械能
3.(2023九上·海曙期末)在学习了《重要的碱》 内容后,小科同学在实验室也尝试进行了“溶解鸡毛” 实验,他将鸡毛放在浓氢氧化钠溶液中,用酒精灯加热一段时间,发现鸡毛真的“溶解”了。关于此实验,以下说法错误的是( )
A.酒精燃烧是化学变化,鸡毛“溶解”的过程是物理变化
B.酒精、鸡毛的主要成分是有机物,氢氧化钠是无机物
C.加热时,是通过热传递的方式改变液体的内能
D.酒精的化学能通过燃烧转化成内能释放出来
4.(2023九上·杭州期末)如图所示,用充气的气球模拟“喷气火箭”,松开手指后,球内气体向后喷出,气球向前运动。此过程中( )
A.气球的弹性势能增大 B.球内气体内能减小
C.喷出的气体热运动加剧 D.喷出的气体向外界传递热量
5.(2023九上·上城期末)小光和小亮就课本中的如图话题进行了思考和讨论,小光决定通过手捂增大铁屑的内能,小亮决定通过振荡方式增大铁屑的内能,以下分析正确的是( )
A.小光所用的方法,温度从手传递到了铁屑
B.当小光的手和铁屑所含内能相同时,热传递就会停止
C.从能量转化过程来看,小亮的方法和钻木取火是相同的
D.小光和小亮的方法对改变铁屑的内能是不等效的
6.(2023九上·金华期末)下列是对生活中一些事例的判断,其中正确的是( )
A.冰熔化时温度不变,内能也不变
B.用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性
C.钻木取火利用热传递改变内能
D.饮料放入冰箱温度降低的过程伴随着内能的转移
7.(2023九上·余姚期末)甲、乙两个物体放在一起,甲物体吸收热量,乙物体放出热量,则( )
A.甲物体的比热大 B.乙物体的比热大
C.甲物体的温度低 D.乙物体的热量多
8.(2023九上·余姚期末)质量相同的砂石和铁,已知砂石的比热是铁的比热的2倍,如果铁吸收热量后温度升高了48℃,那么砂石吸收同样多的热量,其温度升高( )
A.12℃ B.24℃ C.48℃ D.96℃
9.(2023九上·余姚期末)对于四冲程的柴油机和汽油机,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程进入气缸里的都是燃料的混合物
B.压缩冲程末都需要点火,燃料才能燃烧
C.做功冲程都是燃气推动活塞做功
D.四个冲程两者没什么区别
10.(2023九上·三台期末)小王周末和家人乘车去游玩,某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min,她向爸爸了解到汽车发动机为四缸四冲程发动机,则此时汽车在1s内完成了( )
A.240个冲程,做了60次功 B.60个冲程,做了15次功
C.120个冲程,做了30次功 D.240个冲程,做了30次功
11.(2023九上·三台期末)两个不同的物体,甲的质量为1kg,乙的质量为2kg,两者温度都升高1℃,吸收热量如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙的比热容为
B.甲的比热容小于乙的比热容
C.甲的比热容等于乙的比热容
D.如果两者温度都降低1℃,他们将放出相同的热量
12.(2022九上·杭州期中)如图所示描述的物理过程,下列分析不正确的是( )
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能增加
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增加
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
13.(2022九上·杭州期中)初温相等的铁块和铝块(c铝>c铁),吸收了相等的热量后相互接触,则( )
A.会发生热传递,热从铁块传给铝块
B.不会发生热传递
C.会发生热传递,热从铝块传给铁块
D.条件不足,无法判断
14.(2022九上·杭州期中)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体的内能增加,其温度一定升高
B.静止的物体没有动能,但是一定有内能
C.某物体温度升高,一定是吸收了热量
D.温度越高的物体含有热量越多
15.(2022九上·杭州期中)婚礼上常用的礼花喷射器结构如图,气罐内有高压气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀,气体将纸筒内的礼花快速喷向远处,对该过程分析正确的是( )
A.罐内气体的热能增大
B.气罐内壁温度降低
C.罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D.该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程相同
16.(2022九上·海曙期中)关于温度、热量、内能和比热容,下列说法正确的是( )
A.一个物体吸收了热量,温度一定会升高
B.内能少的物体可以向内能多的物体传递热量
C.晶体熔化时温度不变,所以内能也不变
D.某种物质吸收或放出的热量越多,比热容越大
二、填空题
17.(2023九上·金华期末)能量的转化事实在学习和生活中比比皆是,完成下列关于能量转化的问题:
(1)李白在《望庐山瀑布》中写道: “日照香炉生紫烟”,这是通过 (选填“做功”或 “热传递”)的方式来改变香炉峰的内能,加快了水的蒸发而生成“紫烟”;
(2)将开水灌入保温瓶,未灌满时就塞好瓶塞,瓶塞通常会被喷出。瓶塞被喷出过程中的能量转
化与汽油机的 冲程中的能量转化相同。
18.(2022九上·吴兴期末) 2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭精准发射,该火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为氢的热值 ,燃气对火箭做功,燃气的内能会 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
19.(2023九上·丽水期末)如图是某科学兴趣小组制作的水火箭。发射时,先在瓶内装适量水,再用打气筒往瓶内打足气。打开阀门,水从尾部向下喷出,由于物体间力的作用是相互的,火箭向上飞向空中。
(1)向瓶内打气时,瓶内气体内能 (填“增加”、“减少”或“不变”);
(2)水从尾部向下喷出时,瓶内气体对水做功,该过程相当于内燃机的 冲程。
20.(2022九上·舟山月考) 2021年9月17日,神舟十二号搭载三名航天员并在轨道运行3个月后,平安降落在东风着陆场预定区域。返回舱落入大气层时,与空气剧烈摩擦的情形,返回舱表面温度升高,这是通过 的方式改变物体内能,返回舱加速下落的过程中,它的机械能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
21.(2022九上·瑞安期中)《天工开物》是我国古代的科学著作,书中记载着大量的古代机械或工具。
(1)筒车是一种以水流作动力,用来取水的机械,如图1所示。其工作原理是将水的 能转化为水的重力势能;
图1
(2)如图2是我国古代发明的取火器的模型图。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒立刻燃烧起来。其原理是通过 的方式改变内能,使筒内空气内能 ,温度升高,达到艾绒的着火点。
22.(2022九上·定海期末)定海区初中科学实验再设计评比中,董教师对书本演示气体对外做功装置进行了改进(如图):用一个大的塑料瓶,瓶口塞橡皮塞,塞子里面安装气门芯,连接打气筒在瓶内伸入温度传感器探头,实验时装置气密性良好。
(1)用打气筒向瓶内打气,在橡皮塞未弹出之前,温度传感器示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)当橡皮塞弹出时,瓶内出现大量白雾。根据实验现象可以得出的结论是:物体对外做功,内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
23.(2023九上·长兴期末)“辽宁舰”服役,圆了中国航母梦。如图为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。
(1)牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均为 (选填“定滑轮”或“动滑轮”)
(2)气缸内的蒸汽体积膨胀,对外做功,它的内能减小,同时推动活塞,使舰载机获得巨大的动能,这时从能量转化角度讲,相当于内燃机的 冲程。
三、实验探究题
24.(2023九上·海曙期末)图甲是教材中用来探究做功改变物体内能的实验方法,但该装置中用到了乙醚,它是一种易燃易挥发的物质,对人体具有一定的麻醉作用,使该实验具有较大的危险性。小科同学经过思考,利用注射器、数字温度计、小风车等生活中简单材料,设计了一个新的实验方案,如图乙所示。
(1)实验前,针筒内充满空气,然后关闭弹簧夹,迅速向左推动注射器活塞,观察到数字温度计的示数上升,此过程和四冲程汽油机 冲程相似。
(2)上述操作后,活塞被推向左边某处保持不动,仅打开弹簧夹,会看到小风车转动,温度计示数下降,说明了 。
25.(2020九上·温岭期中)热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙),热效率为5%-8%之间。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复,内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的__________冲程实现。
A. B. C. D.
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于 的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间,需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下,其目的与内燃机的 (选填“吸气“、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
26.两个同样的烧杯,内装温度和质量相等的水和液体甲,用同样的酒精灯加热,每隔1min记录一次它们的温度,测得如下数据:
时间/min 0 1 2 3 4 5
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
液体甲温度/℃ 20 23 26 29 32 35
回答下列问题:
(1)加热相同的时间,升温快的是 。
(2)如果它们升高相同的温度, 吸收的热量多。
(3)由此可推出c水 c液(选填“>”“<”或“=”)。
(4)根据以上数据可算出c液= 。
27.(2020九上·温岭期末)如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气简等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气简向烧瓶内打气,根据传感器数据采集电脑处理得到如图乙所示图像。.
(1)描述打气简打气5秒后出现的实验现象 ;
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处: ;
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精和水,请判断并说明理由: 。
28.(2019九上·镇海期末)如图所示是研究“做功与内能改变的关系”的实验,玻璃瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用气筒往瓶内打气,瓶内压强大到一定程度时,瓶塞就会跳起来。
(1)在这个实验过程中,你应当注意观察的是( )
A.打气过程
B.打气时瓶内水的情况
C.瓶塞跳起的现象
D.瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象
(2)在你认为应当观察的一项中,你所观察到的现象是 ,这一现象所说明的问题是 。
29.(2018九上·三门月考)凝乳酶是动物体内一种催化乳汗凝固的酶,如图所示的是用于研究温度对凝乳酶催化作用影响的实验装置。
第一步:将等量的酶和乳汁分别加入试管中,然后将两支试管放入同一恒温水浴(温度用t表示)中保温15分钟。
第二步:将酶和乳汁在同一试管中混合,放入与先前同样温度的水浴中保温并记录凝乳所需时间。分别选择6种不同水浴的温度,按上述操作步骤重复进行6组实验,所得数据见下表。
组别 1 2 3 4 5 6
水浴温度t/℃ 10 20 30 40 50 60
凝乳时间/分 不凝固 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝固
(1)第一步中盛有酶和乳汁的两支试管放在水浴中15分钟后,酶和乳汁温度与水温一致。在这个过程中内能增加的主要方式是 ;
(2)在25℃室温时重做第3组实验,若省略了第一步操作,而直接将两者放入同一试管内混合,再在30℃水浴中保温测量,则所测得的凝乳时间将 4分钟(填“短于”、“等于”或“长于”)。
30.(2015九上·嘉兴期末)动物的能量主要来自食物,各种食物所含的能量是不同的。小明要比较花生仁、大米、牛肉干在体内所能提供的能量的大小,采用了下列实验方法:
a.分别称取1克花生仁、大米、牛肉干,并将它们粉碎;
b.在下图所示装置的试管中加入10毫升水;
c.测量并记录加热前的水温;
d.将粉碎后的花生仁放在燃烧匙中,然后在酒精灯上加热到自行燃烧,马上放于试管下方,使其完全燃烧;
e.……..
f.在同样条件下,再分别用大米和牛肉干重复以上实验。
试回答:
(1)上述实验步骤尚不完整,请补充实验步骤e. 。
(2)这个实验结果只能得出定性结论,所得数据不能作为定量计算的依据,原因是 。
四、解答题
31.(2023九上·拱墅期末)如图所示,小乐用燃气灶烧水。在一个标准大气压下,将一壶初温为20℃的水烧开,消耗了0.02m3的天然气。已知该燃气灶的效率为40%,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为8.4×107J/m3。求:
(1)0.02m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)水壶中水吸收的热量;
(3)水壶中水的质量。
32.(2022九上·杭州期中)如图是某太阳能热水器,向其中注入50kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃,水的比热容是4.2×103J/kg/℃,求:
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J,则这段时间该热水器的效率是多少
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量,需完全燃烧多少千克煤?(煤的热值约为3.5×107J/kg)
33.(2022九上·吴兴期末)纯电动出租车成为流动在湖城大街小巷的一道靓丽风景。该车提供能量的装置为三元锂电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW h,可以续航400km。
(1)传统出租车的发动机多为汽油机。若汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,对外做功 次。
(2)司机使用新能源出租车充电桩的60KW快充将电量由30%充至80%,需要多少 分钟。(充电时无能量损耗)
(3)若该车和车内乘客的总质量为2.2×103kg,当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为340V,通过电动机的电流为60A。若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,求该电动出租车将电能转化为机械能的效率。(保留小数点后一位)
34.(2022九上·北仑期末)为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力,小芳同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热0.4 kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图所示。通过盗阅资料已知该物质液态(BC阶段)时的比热容为3×103J/(kg·℃)。
(1)该物质在B点时的内能 (填“大于”“小于”或“等于”在A点时的内能。
(2)求该物质在BC段共吸收了多少热址?经测量BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10 g(酒精完全燃烧),求在BC阶段的热转化效率为多大?
(3)该物质在固态(OA阶段)时的比热容为多大?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】惯性;物体内能的改变方法
【解析】【分析】ABC.根据改变物体内能的方式判断;
C.惯性是物体的一种性质,而不是力的作用。
【解答】ABC.用力一扯,打结处发生摩擦,温度升高,其实是通过外界对捆扎带做功,将机械能转化为内能所致。此时分子运动剧烈,且分子距离增大,因此分子作用力减小而被扯断,故A、B错误,C正确;
D.用力一扯,手移动速度越快,惯性越大,捆扎带具有惯性而被扯断,故D错误。
故选C。
2.【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移;内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)一切物体都有内能;
(2)根据火箭的受力情况判断;
(3)做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离;
(4)注意能量的散失。
【解答】A.火箭发射前内能较小,但是不为零,故A错误;
B.火箭升空过程中仍然受到地球的吸引力,故B错误;
C.火箭喷出的高温高压气体对火箭施加向上的力,且火箭在这个方向上通过距离,因此气体对火箭做功,故C正确;
D.火箭燃料的化学能先通过燃烧转化为内能,再转化为机械能。由于热量的损失,因此化学能不能全部转化为机械能,故D错误。
故选C。
3.【答案】A
【知识点】化学变化与物理变化的判别;物体内能的改变方法;有机物与无机物的区别
【解析】【分析】(1)化学变化和物理变化本质区别:有无新物质生成;
(2)有机物即有机化合物。含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物等少数简单含碳化合物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。
(3)做功改变物体内能的本质为能量的转化;热传递改变物体内能的本质为能量的转移;
(4)根据能量转化的知识判断。
【解答】A.酒精燃烧生成了新物质,是化学变化,鸡毛“溶解”的过程也生成了新物质,也是化学变化,故A错误符合题意;
B.酒精、鸡毛都含有碳元素,它们的的主要成分是有机物;氢氧化钠不含碳元素,是无机物,故B正确不合题意;
C.加热时,是通过热传递的方式改变液体的内能,故C正确不合题意;
D.酒精的化学能通过燃烧转化成内能释放出来,故D正确不合题意。
故选A。
4.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)弹性势能大小与物体弹性形变的程度有关;
(2)根据能量转化的知识判断;
(3)分子运动的剧烈程度与温度有关;
(4)根据改变物体内能的方式判断。
【解答】松开手指后,球内气体向后喷出,气球的体积减小,即形变程度减小,那么弹性势能减小,故A错误;
球内气体的内能转化为气球的机械能,则气体内能减小,故B正确;
喷出的气体内能减小,温度降低,则热运动减弱,故C错误;
喷出气体的温度较低,会从外界吸收热量,故D错误。
故选B。
5.【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】根据对改变物体内能方法的理解判断。
【解答】A.小光所用的方法,热量从手传递到了铁屑,故A错误;
B.当小光的手和铁屑的温度相同时,热传递就会停止,故B错误;
C.从能量转化过程来看,小亮的方法将机械能转化为内能,和钻木取火是相同的,故C正确;
D.小光和小亮的方法对改变铁屑的内能是等效的,故D错误。
故选C。
6.【答案】D
【知识点】物体内能的改变方法;比热容
【解析】【分析】(1)根据内能和温度的关系判断;
(2)比热容是表示物质吸放热本领的物理量;
(3)根据改变物体内能的方式判断;
(4)根据对热传递的理解判断。
【解答】A. 冰熔化时温度不变,但是不断吸热,则它的内能增大,故A错误;
B.用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性,可以保证相同质量的水在降低相同的温度时会放出更多的热量,故B错误;
C.钻木取火利用做功的方式改变内能,故C错误;
D.饮料放入冰箱温度降低的过程伴随着内能的转移,即向外放热,故D正确。
故选D。
7.【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】发生热传递的条件是有温度差,热量从高温物体传到低温物体。甲吸收热量,乙放出热量,说明热量是从乙传递给甲的。
【解答】A、发生热传递的条件是有温度差,热量从高温物体传到低温物体。与物体比热无关,故A错误;
B、发生热传递的条件是有温度差,热量从高温物体传到低温物体。与物体比热无关,故B错误;
C、甲吸收热量,乙放出热量,说明热量是从乙传递给甲的。说明甲温度低乙温度高。故C正确。
D、热量是只在热传递这个过程中才会有的一个物理量,不能说物质含有热量。故D错误;
所以选:C。
8.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】本题可直接根据进行求解。
【解答】两者吸收同样多的热量
A、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以温度的升高量应该是,故A错误;
B、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以温度的升高量应该是,故B正确;
C、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以升高的温度不可能相同,故C错误;
D、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以升高的温度应该要低,故D错误。
所以选:B。
9.【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】汽油机和柴油机的相同点:都是燃料在汽缸中燃烧,都是将内能转化为机械能的机器,都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环,曲轴和飞轮转动两周,活塞往复两次,对外做功一次,都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来,只有做功冲程对外做功,其余三个冲程靠飞轮惯性完成,排气冲程排出废气相同。
汽油机和柴油机的区别:汽油机气缸顶部有火花塞,燃料是汽油,吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体,属于点燃式点火。柴油机气缸顶部有喷油嘴,燃料是柴油,吸气冲程只吸进空气,柴油机属压燃式点火。
【解答】A、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,空气不是燃料的混合物,故A错误;
B、压缩冲程点火方式不同,汽油机的点火方式是点燃式,柴油机的点火方式是压燃式,故B错误;
C、做功冲程中,燃气推动活塞做功使内能转化为机械能,故C正确;
D、吸气和压缩冲程两者都不一样,故D错误。
所以选:C。
10.【答案】A
【知识点】热机
【解析】【分析】发动机的四个冲程分别为:吸气冲程,压缩冲程,做功冲程和排气冲程。发动机每转动半圈完成一个冲程,每转动两圈完成四个冲程,为一个工作循环,做一次功,故转2圈做一次功。
【解答】A.汽车的转速为1800r/min,说明一分钟转了1800圈,1s转动30圈,因此每个缸1s内完成60个冲程,做了15此功,四个缸就完成240冲程,做60次功,A正确
B.C.D错误
故答案为:A
11.【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】根据吸收的热量Q=cm t计算
【解答】A. 乙的比热容 =2000J/(Kg·℃),A错误
B. 甲的比热容=2000J/(Kg·℃),甲和乙的比热容相等,B错误
C. 甲和乙的比热容相等,C正确
D. 由于甲和乙的比热容相等,但甲的质量比乙要小,根据Q=cm t,两者温度都降低1℃,甲释放的热量要小于乙,D错误
故答案为:C
12.【答案】B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,将机械能转化为内能,则空气的温度升高,内能增加,故A正确不合题意;
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,将空气的内能转化为塞子的机械能,因此瓶子内空气的内能减少,故B错误符合题意;
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,因此水蒸气的内能减小,故C正确不合题意;
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少,故D正确不合题意。
故选B。
13.【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】热量总是从温度高的物体传向温度低的物体,根据Q=cm△t比较吸收热量后终末温度的高低即可。
【解答】根据Q=cm△t可知,物质升高的温度与吸收热量、比热容和质量大小有关。根据题意可知,由于不明确铁块和铜块质量的大小,因此无法判断升高温度的大小,进而无法判断谁的最终温度更高,故无法弄清是否存在热传递,以及热传递的方向。
故选D。
14.【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据温度、内能和热量的关系判断。
【解答】A.物体的内能增加,其温度不一定升高,例如冰在熔化时不断吸热但温度不变,故A错误;
B.一切物体都有内能,故B正确;
C.某物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故C错误;
D.温度越高的物体含有内能越多,故D错误。
故选B。
15.【答案】B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式有做功和热传递;气体对外做功,内能减少,温度降低;
(2)汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能。【解答】在喷出礼花的过程中,罐内的压缩空气对礼花做功,空气内能转化为礼花的机械能,则罐内气体内能减少,气罐内壁温度降低,故A、C错误,B正确;
汽油机做功冲程是将内能转化为机械能,汽油机压缩冲程是将机械能转化为内能,而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处时,是将内能转化为机械能,所以与汽油机的做功冲程能量转化方式相同,故D错误。
故选B。
16.【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系;比热容
【解析】【分析】根据对温度、热量、内能和比热容的认识判断。
【解答】A.一个物体吸收了热量,温度不一定会升高,例如水沸腾时吸热温度不变,故A错误;
B.当内能少的物体温度高,内能多的物体温度低时,内能少的物体可以向内能多的物体传递热量,故B正确;
C.晶体熔化时不断吸热,虽然温度不变,但是内能增大,故C错误;
D.比热容是物质本身的一种属性,与物质的种类和状态有关,与吸收或放出的热量多少无关,故D错误。
故选B。
17.【答案】(1)热传递
(2)做功
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】(1)做功改变物体内能的本质为能量的转化,而热传递改变物体内能的本质是能量的转移;
(2)四冲程汽油机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】(1)“日照香炉生紫烟”,这是通过热传递的方式来改变香炉峰的内能,加快了水的蒸发而生成“紫烟”;
(2)将开水灌入保温瓶,未灌满时就塞好瓶塞,瓶塞通常会被喷出,此时将水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能,这和汽油机的做功冲程的能量转化相同。
18.【答案】大;减小
【知识点】物体内能的改变方法;燃料的热值
【解析】【分析】(1)热值是表示燃料完全燃烧时放热本领的物理量;
(2)物体对外界做功,它的内能会减小;外界对物体做功,它的内能会增大。
【解答】(1)该火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为氢的热值大;
(2)燃气对火箭做功,将燃气的内能转化为火箭的机械能,则燃气的内能会减小。
19.【答案】(1)增加
(2)做功
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】(1)物体对外界做功,物体内能增大;外界对物体做功,物体内能减小;
(2)四冲程内燃机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】(1)向瓶内打气时,将活塞的机械能转化为空气的内能,则瓶内气体内能增加;
(2)水从尾部向下喷出时,瓶内气体对水做功,将内能转化为机械能,该过程相当于内燃机的做功冲程。
20.【答案】做功;减小
【知识点】能量的相互转化和转移;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式:①做功,本质是能量的转化;②热传递,本质是能量的转移。
(2)根据机械能和内能的转化解答。
【解答】(1)返回舱落入大气层时,与空气剧烈摩擦的情形,返回舱表面温度升高,这是通过做功的方式改变物体内能,
(2)返回舱加速下落的过程中,它与空气摩擦,机械能不断转化为内能,即机械能减小。
21.【答案】(1)动(或机械能)
(2)做功;增加
【知识点】能量的相互转化和转移;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识解答;
(2)做功改变物体内能的本质为能量的转化,热传递改变物体内能的本质为能量的转化,据此分析解答。
【解答】(1)筒车是一种以水流作动力,用来取水的机械,如图1所示。其工作原理是将水的动能转化为水的重力势能;
(2)如图2是我国古代发明的取火器的模型图。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒立刻燃烧起来。其原理是通过做功的方式改变内能,使筒内空气内能增加,温度升高,达到艾绒的着火点。
22.【答案】(1)增大
(2)减小
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识分析桶内空气内能的变化,从而确定稳定的变化;
(2)白雾是桶内的水蒸气放热液化而成的小水珠,这说明桶内的温度降低了,内能减少了,据此分析解答。
【解答】(1)用打气筒向瓶内打气,在橡皮塞未弹出之前,打气筒通过压缩做功的方式不断的将机械能转化为空气的内能,则桶内空气的内能增大,温度升高,即温度传感器示数增大。
(2)当橡皮塞弹出时,瓶内出现大量白雾。根据实验现象说明,桶内的空气对橡皮塞做功,将内能转化为橡皮塞的机械能,此时温度降低,内能减小,则可以得出的结论是:物体对外做功,内能减小。
23.【答案】(1)定滑轮
(2)做功
【知识点】热机;定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】(1)固定不动的滑轮为定滑轮,跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮。
(2)内燃机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】(1)根据图片可知,牵引索和蒸汽活塞连接的两个滑轮固定不动,均为定滑轮。
(2)气缸内的蒸汽体积膨胀,对外做功,它的内能减小,同时推动活塞,使舰载机获得巨大的动能,将内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程。
24.【答案】(1)压缩
(2)物体对外做功,内能减少
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)在四冲程内燃机中,压缩冲程将机械能转换为内能,做功冲程将内能转化为机械能;
(2)打开弹簧夹后,注射器内的空气迅速流出,对风车做功,将内能转化为机械能,此时气体的内能减少,温度降低,据此分析解答。
【解答】(1)实验前,针筒内充满空气,然后关闭弹簧夹,迅速向左推动注射器活塞,观察到数字温度计的示数上升,此时将活塞的机械能转化为空气的内能,这和四冲程汽油机的压缩冲程相似。
(2)上述操作后,活塞被推向左边某处保持不动,仅打开弹簧夹,会看到小风车转动,温度计示数下降,说明了:物体对外做功,内能减少。
25.【答案】(1)C
(2)燃料在气缸内燃烧,热量散失少,热效率高
(3)排气
【知识点】热机
【解析】【分析】(1)在四冲程内燃机中,只有两个冲程有能量转化,即压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能;
(2)如果燃料在机器内部燃烧,由于缸体被机器的外壁包裹,因此热量的散失肯定会减小,效率肯定会提高,据此分析;
(3)在内燃机的排气冲程中,打开排气门,将做功完成后剩余的废气排出气缸,为吸取冲程做好准备。
【解答】(1)A:进气门打开为吸气冲程;B:两个气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程;C:两个气门关闭,火花塞大火,为做功冲程;D:排气门打开,为排气冲程。
四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”来自与做功冲程,故选C。
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧,热量散失少,热效率高的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间,需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下,排出燃烧后的废气,其目的与内燃机的排气冲程的原理相似。
26.【答案】(1)液体甲
(2)水
(3)>
(4)2800J/(kg·℃)
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)挑选一个加热时间,然后比较二者温度的高低,温度高的升温快;
(2)加热时间越长,吸收的热量越多,根据表格比较二者都升高到26℃时加热时间的长短即可;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当液体的质量和升高的温度相同时,吸收的热量与比热容成正比,据此比较比热容的大小;
(4)根据表格数据,求出升高相同的温度时二者吸收热量之比,然后再用公式Q=cm△t计算液体的比热容。
【解答】(1)根据表格可知,当加热1min时,水升高到22℃,甲升高到23℃,可见,升温快的是甲液体;
(2)根据表格可知,同样都升高到26℃时,水需要加热3min,甲需要加热2min,因此如果它们升高相同的温度,水吸收的热量多;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当液体的质量和升高的温度相同时,吸收的热量与比热容成正比。根据(2)中数据可知,水吸收的热量多,那么水的比热容大,即c水>c液;
(4)根据(2)中数据可知,当升高相同的温度时,水和液体甲吸收的热量之比:Q水:Q液=3min:2min=3:2。根据公式Q=cm△t得到:;
;
解得:c液=2.8×103J/(kg·℃)。
27.【答案】(1)瓶塞跳出,瓶口出现白气,温度传感器的示数减小
(2)将气体的内能转化为机械能
(3)借助水或酒精的蒸汽液化来反应瓶内温度的变化
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据乙图可知,打气筒打气5s后,烧瓶内的温度迅速下降,应该是烧瓶内的气体推动瓶塞做功,将瓶内气体的内能转换为瓶塞的机械能,导致瓶塞跳起;
(2)根据(1)中的分析解答;
(3)烧瓶内存在大量的水蒸气或酒精蒸汽,当瓶塞跳出后,瓶口处的温度下降,水蒸气或酒精蒸汽会液化,形成大量的小水珠,因此我们会在瓶口处看到白气,从而证明瓶内空气的温度下降,内能减少了。
【解答】(1)描述打气简打气5秒后出现的实验现象:瓶塞跳出,瓶口出现白气,温度传感器的示数减小。
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,相似处:将气体的内能转化为机械能;
(3)在用本装置进行实验时不能去掉瓶内的酒精和水,理由:借助水或酒精的蒸汽液化来反应瓶内温度的变化。
28.【答案】(1)D
(2)瓶口出现白雾;气体对外做功,内能减少
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】当瓶塞跳起后,瓶里面的空气通过做功的方式将自身的内能转化为塞子的机械能,内能减小,温度降低,瓶内的水蒸气会液化成小水珠,所以瓶内会出现“白烟”,据此解答即可。
【解答】(1)在这个实验过程中,你应当注意观察的是:瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象。
故选D。
(2)我们观察到的现象是:瓶口出现白雾,这一现象说明:气体对外做功,内能减少。
故答案为:(1)D;(2)瓶口出现白雾;气体对外做功,内能减少
29.【答案】(1)热传递
(2)长于
【知识点】酶及其催化作用;物体内能的改变方法
【解析】【分析】热从温度高的物体传到温度低的物体,是改变内能的方式,这种方式称为热传递;温度会影响凝乳酶的催化时间长短。
【解答】
(1) 将等量的酶和乳汁分别加入试管中,然后将两支试管放入同一恒温水浴(温度用t表示)中保温15分钟,两种物体存在着温度差,所以既然是保温,肯定就是热从温度高的物体传到温度低的物体,这是一种改变内能的方式,这种方式称为热传递。
(2)由图表中可以发现,3组别小于40℃时,那么凝乳时间为4秒,5组别为50℃,它是大于40℃时,凝乳时间也是4秒,所以可以发现当大于或者小于40℃时,凝乳时间相同,但是当在40℃时凝乳时间居然为1.5秒,那么结论就是酶发挥最佳催化效果的温度是40℃,
如果省略了第一步操作,而直接将两者放入同一试管内混合,再在30水浴中保温测量,那么第三组实验的温度一定比实行第一步后再做实验的要低,所以催化效果相比之下要更差一些,所以第三组实验所测得的凝乳时间要长于4分钟,可以由图表中发现,温度小于40℃,然后温度越高凝乳效果越好,温度大于40℃时,温度越高,凝乳效果越差。
故答案为:(1)热传递(2)长于
30.【答案】(1)一段时间后记录加热后的水温
(2)有部分热量散失到了空气中
【知识点】内能;物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】本实验的原理为通过不同的物质燃烧前后温度计示数的变化,来判断各种物质在燃烧后所提供的的能量的多少。
【解答】(1)为比较热量多少,故需记录一段时间后温度计的示数;
(2)加热产生的热量有部分散失到了空气中,故无法计算真实产生的热量。
31.【答案】(1)由Q=Vq可得,Q放=Vq=0.02m3×8.4×107J/m3=1.68×106J
(2)水吸收的热量为:Q吸=ηQ放=40%×1.68×106J=6.72×105J
(3)由Q吸=cm△t得,
水的质量为
【知识点】能量利用效率;比热容;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据热值公式的推导式Q放=qV计算天然气完全燃烧放出的热量;
(2)根据公式 Q吸=ηQ放 计算水吸收的热量;
(3)根据公式 计算水壶中水的质量。
32.【答案】(1)解:Q吸=cm△t=4.2×103J/kg/℃×50kg×(50℃-10℃)=8.4×106J
(2)解:热水器的效率为: ×100%=30%
(3)解:m= = =0.8kg
【知识点】能量利用效率;热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量;
(2)热水器的效率=;
(3)煤燃烧放出的热量等于水吸收的热量,再根据热值公式的推导式计算燃烧煤的质量。
33.【答案】(1)20
(2)33
(3)解:G=mg=2.2×103kg×10N/kg=2.2×104N
f=0.02G=0.02×2.2×104N=4.4×102N
η=W有用/W总=FS/UIt=fv/UI=(4.4×102N×25m/s)/(340V×60A)=53.9%
【知识点】热机;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)四冲程内燃机的飞轮转动2次,对外做功1次,据此计算;
(2)根据公式计算;
(3)根据G=mg计算出车和乘客的总重力,再根据f=0.02G计算出车受到的阻力,接下来根据P=Fv计算出该车的输出功率,根据P=UI计算出输入功率,最后将二者作比计算出该出租车的转化效率即可。
【解答】(1)若汽油机飞轮的转速为2400r/min,那么每分钟对外做功次数:,每秒钟对外做功次数:。
(2)需要的时间为:。
34.【答案】(1)大于
(2)由图象知,在第6min水的温度为50℃,在第10min的温度为90℃,
则该物质在BC段吸收的热量为:
Q吸=cm△t=3×103J/(kg ℃)×0.4kg×(90℃-50℃)=4.8×104J;
10g酒精完全燃烧放出的燃料为:Q总=mq酒精=0.01kg×3.0×107J/kg=3×105J,
则;
(3)物质从O到A用时2min,从B到C用时4min,
物质在固态(OA阶段)时吸收的热量等于BC段吸热的一半,
所以物质在固态(OA阶段)时吸收的热量,
由Q吸=cm△t可得:。
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)晶体熔化时吸热、内能增大,但温度不变;
(2)对酒精灯来说,有用功为被液体吸引的热量,总功为酒精完全燃烧放出的热量,酒精灯的效率可用公式来计算;
(3)根据Q吸=cm△t计算该物质吸收的热量。物质在固态(OA阶段)时吸收的热量等于BC段吸热的一半,根据Q吸=cm△t变形可求得该物质在固态(OA阶段)时的比热容。【解答】(1)该物质在熔化过程中吸收热量、温度不变,是晶体,因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能;
1 / 1初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第5节 物质的内能同步练习
一、单选题
1.(2023九上·杭州月考)塑料捆扎带是日常用品.如图所示,先将捆扎带打个结,然后两手用力反方向一扯,它就会在打结处断开.关于这个现象的讨论,下列说法中正确( )
A.用力一扯,打结处发生摩擦,温度升高,是化学能转化为内能
B.用力一扯,打结处发生摩擦,温度升高,是捆扎带对外做功的结果
C.用力一扯,打结处发生摩擦,温度升高,分子间作用力减小因而被扯断
D.用力一扯,手移动速度越快,惯性越大,捆扎带在惯性作用下扯断的
【答案】C
【知识点】惯性;物体内能的改变方法
【解析】【分析】ABC.根据改变物体内能的方式判断;
C.惯性是物体的一种性质,而不是力的作用。
【解答】ABC.用力一扯,打结处发生摩擦,温度升高,其实是通过外界对捆扎带做功,将机械能转化为内能所致。此时分子运动剧烈,且分子距离增大,因此分子作用力减小而被扯断,故A、B错误,C正确;
D.用力一扯,手移动速度越快,惯性越大,捆扎带具有惯性而被扯断,故D错误。
故选C。
2.(2023九上·拱墅期末)北京时间2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。以下说法正确的是( )
A.火箭发射前内能为零
B.火箭升空过程不受地球作用力
C.火箭喷出的高温高压气体对火箭做功
D.火箭燃料的化学能全部转化为机械能
【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移;内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)一切物体都有内能;
(2)根据火箭的受力情况判断;
(3)做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离;
(4)注意能量的散失。
【解答】A.火箭发射前内能较小,但是不为零,故A错误;
B.火箭升空过程中仍然受到地球的吸引力,故B错误;
C.火箭喷出的高温高压气体对火箭施加向上的力,且火箭在这个方向上通过距离,因此气体对火箭做功,故C正确;
D.火箭燃料的化学能先通过燃烧转化为内能,再转化为机械能。由于热量的损失,因此化学能不能全部转化为机械能,故D错误。
故选C。
3.(2023九上·海曙期末)在学习了《重要的碱》 内容后,小科同学在实验室也尝试进行了“溶解鸡毛” 实验,他将鸡毛放在浓氢氧化钠溶液中,用酒精灯加热一段时间,发现鸡毛真的“溶解”了。关于此实验,以下说法错误的是( )
A.酒精燃烧是化学变化,鸡毛“溶解”的过程是物理变化
B.酒精、鸡毛的主要成分是有机物,氢氧化钠是无机物
C.加热时,是通过热传递的方式改变液体的内能
D.酒精的化学能通过燃烧转化成内能释放出来
【答案】A
【知识点】化学变化与物理变化的判别;物体内能的改变方法;有机物与无机物的区别
【解析】【分析】(1)化学变化和物理变化本质区别:有无新物质生成;
(2)有机物即有机化合物。含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物等少数简单含碳化合物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。
(3)做功改变物体内能的本质为能量的转化;热传递改变物体内能的本质为能量的转移;
(4)根据能量转化的知识判断。
【解答】A.酒精燃烧生成了新物质,是化学变化,鸡毛“溶解”的过程也生成了新物质,也是化学变化,故A错误符合题意;
B.酒精、鸡毛都含有碳元素,它们的的主要成分是有机物;氢氧化钠不含碳元素,是无机物,故B正确不合题意;
C.加热时,是通过热传递的方式改变液体的内能,故C正确不合题意;
D.酒精的化学能通过燃烧转化成内能释放出来,故D正确不合题意。
故选A。
4.(2023九上·杭州期末)如图所示,用充气的气球模拟“喷气火箭”,松开手指后,球内气体向后喷出,气球向前运动。此过程中( )
A.气球的弹性势能增大 B.球内气体内能减小
C.喷出的气体热运动加剧 D.喷出的气体向外界传递热量
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)弹性势能大小与物体弹性形变的程度有关;
(2)根据能量转化的知识判断;
(3)分子运动的剧烈程度与温度有关;
(4)根据改变物体内能的方式判断。
【解答】松开手指后,球内气体向后喷出,气球的体积减小,即形变程度减小,那么弹性势能减小,故A错误;
球内气体的内能转化为气球的机械能,则气体内能减小,故B正确;
喷出的气体内能减小,温度降低,则热运动减弱,故C错误;
喷出气体的温度较低,会从外界吸收热量,故D错误。
故选B。
5.(2023九上·上城期末)小光和小亮就课本中的如图话题进行了思考和讨论,小光决定通过手捂增大铁屑的内能,小亮决定通过振荡方式增大铁屑的内能,以下分析正确的是( )
A.小光所用的方法,温度从手传递到了铁屑
B.当小光的手和铁屑所含内能相同时,热传递就会停止
C.从能量转化过程来看,小亮的方法和钻木取火是相同的
D.小光和小亮的方法对改变铁屑的内能是不等效的
【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】根据对改变物体内能方法的理解判断。
【解答】A.小光所用的方法,热量从手传递到了铁屑,故A错误;
B.当小光的手和铁屑的温度相同时,热传递就会停止,故B错误;
C.从能量转化过程来看,小亮的方法将机械能转化为内能,和钻木取火是相同的,故C正确;
D.小光和小亮的方法对改变铁屑的内能是等效的,故D错误。
故选C。
6.(2023九上·金华期末)下列是对生活中一些事例的判断,其中正确的是( )
A.冰熔化时温度不变,内能也不变
B.用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性
C.钻木取火利用热传递改变内能
D.饮料放入冰箱温度降低的过程伴随着内能的转移
【答案】D
【知识点】物体内能的改变方法;比热容
【解析】【分析】(1)根据内能和温度的关系判断;
(2)比热容是表示物质吸放热本领的物理量;
(3)根据改变物体内能的方式判断;
(4)根据对热传递的理解判断。
【解答】A. 冰熔化时温度不变,但是不断吸热,则它的内能增大,故A错误;
B.用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性,可以保证相同质量的水在降低相同的温度时会放出更多的热量,故B错误;
C.钻木取火利用做功的方式改变内能,故C错误;
D.饮料放入冰箱温度降低的过程伴随着内能的转移,即向外放热,故D正确。
故选D。
7.(2023九上·余姚期末)甲、乙两个物体放在一起,甲物体吸收热量,乙物体放出热量,则( )
A.甲物体的比热大 B.乙物体的比热大
C.甲物体的温度低 D.乙物体的热量多
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】发生热传递的条件是有温度差,热量从高温物体传到低温物体。甲吸收热量,乙放出热量,说明热量是从乙传递给甲的。
【解答】A、发生热传递的条件是有温度差,热量从高温物体传到低温物体。与物体比热无关,故A错误;
B、发生热传递的条件是有温度差,热量从高温物体传到低温物体。与物体比热无关,故B错误;
C、甲吸收热量,乙放出热量,说明热量是从乙传递给甲的。说明甲温度低乙温度高。故C正确。
D、热量是只在热传递这个过程中才会有的一个物理量,不能说物质含有热量。故D错误;
所以选:C。
8.(2023九上·余姚期末)质量相同的砂石和铁,已知砂石的比热是铁的比热的2倍,如果铁吸收热量后温度升高了48℃,那么砂石吸收同样多的热量,其温度升高( )
A.12℃ B.24℃ C.48℃ D.96℃
【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】本题可直接根据进行求解。
【解答】两者吸收同样多的热量
A、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以温度的升高量应该是,故A错误;
B、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以温度的升高量应该是,故B正确;
C、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以升高的温度不可能相同,故C错误;
D、其他条件相同时,因为砂石的比热是铁的两倍,所以升高的温度应该要低,故D错误。
所以选:B。
9.(2023九上·余姚期末)对于四冲程的柴油机和汽油机,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程进入气缸里的都是燃料的混合物
B.压缩冲程末都需要点火,燃料才能燃烧
C.做功冲程都是燃气推动活塞做功
D.四个冲程两者没什么区别
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】汽油机和柴油机的相同点:都是燃料在汽缸中燃烧,都是将内能转化为机械能的机器,都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环,曲轴和飞轮转动两周,活塞往复两次,对外做功一次,都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来,只有做功冲程对外做功,其余三个冲程靠飞轮惯性完成,排气冲程排出废气相同。
汽油机和柴油机的区别:汽油机气缸顶部有火花塞,燃料是汽油,吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体,属于点燃式点火。柴油机气缸顶部有喷油嘴,燃料是柴油,吸气冲程只吸进空气,柴油机属压燃式点火。
【解答】A、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,空气不是燃料的混合物,故A错误;
B、压缩冲程点火方式不同,汽油机的点火方式是点燃式,柴油机的点火方式是压燃式,故B错误;
C、做功冲程中,燃气推动活塞做功使内能转化为机械能,故C正确;
D、吸气和压缩冲程两者都不一样,故D错误。
所以选:C。
10.(2023九上·三台期末)小王周末和家人乘车去游玩,某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min,她向爸爸了解到汽车发动机为四缸四冲程发动机,则此时汽车在1s内完成了( )
A.240个冲程,做了60次功 B.60个冲程,做了15次功
C.120个冲程,做了30次功 D.240个冲程,做了30次功
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【分析】发动机的四个冲程分别为:吸气冲程,压缩冲程,做功冲程和排气冲程。发动机每转动半圈完成一个冲程,每转动两圈完成四个冲程,为一个工作循环,做一次功,故转2圈做一次功。
【解答】A.汽车的转速为1800r/min,说明一分钟转了1800圈,1s转动30圈,因此每个缸1s内完成60个冲程,做了15此功,四个缸就完成240冲程,做60次功,A正确
B.C.D错误
故答案为:A
11.(2023九上·三台期末)两个不同的物体,甲的质量为1kg,乙的质量为2kg,两者温度都升高1℃,吸收热量如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙的比热容为
B.甲的比热容小于乙的比热容
C.甲的比热容等于乙的比热容
D.如果两者温度都降低1℃,他们将放出相同的热量
【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】根据吸收的热量Q=cm t计算
【解答】A. 乙的比热容 =2000J/(Kg·℃),A错误
B. 甲的比热容=2000J/(Kg·℃),甲和乙的比热容相等,B错误
C. 甲和乙的比热容相等,C正确
D. 由于甲和乙的比热容相等,但甲的质量比乙要小,根据Q=cm t,两者温度都降低1℃,甲释放的热量要小于乙,D错误
故答案为:C
12.(2022九上·杭州期中)如图所示描述的物理过程,下列分析不正确的是( )
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能增加
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增加
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
【答案】B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,将机械能转化为内能,则空气的温度升高,内能增加,故A正确不合题意;
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,将空气的内能转化为塞子的机械能,因此瓶子内空气的内能减少,故B错误符合题意;
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,因此水蒸气的内能减小,故C正确不合题意;
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少,故D正确不合题意。
故选B。
13.(2022九上·杭州期中)初温相等的铁块和铝块(c铝>c铁),吸收了相等的热量后相互接触,则( )
A.会发生热传递,热从铁块传给铝块
B.不会发生热传递
C.会发生热传递,热从铝块传给铁块
D.条件不足,无法判断
【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】热量总是从温度高的物体传向温度低的物体,根据Q=cm△t比较吸收热量后终末温度的高低即可。
【解答】根据Q=cm△t可知,物质升高的温度与吸收热量、比热容和质量大小有关。根据题意可知,由于不明确铁块和铜块质量的大小,因此无法判断升高温度的大小,进而无法判断谁的最终温度更高,故无法弄清是否存在热传递,以及热传递的方向。
故选D。
14.(2022九上·杭州期中)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体的内能增加,其温度一定升高
B.静止的物体没有动能,但是一定有内能
C.某物体温度升高,一定是吸收了热量
D.温度越高的物体含有热量越多
【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据温度、内能和热量的关系判断。
【解答】A.物体的内能增加,其温度不一定升高,例如冰在熔化时不断吸热但温度不变,故A错误;
B.一切物体都有内能,故B正确;
C.某物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故C错误;
D.温度越高的物体含有内能越多,故D错误。
故选B。
15.(2022九上·杭州期中)婚礼上常用的礼花喷射器结构如图,气罐内有高压气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀,气体将纸筒内的礼花快速喷向远处,对该过程分析正确的是( )
A.罐内气体的热能增大
B.气罐内壁温度降低
C.罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D.该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程相同
【答案】B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式有做功和热传递;气体对外做功,内能减少,温度降低;
(2)汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能。【解答】在喷出礼花的过程中,罐内的压缩空气对礼花做功,空气内能转化为礼花的机械能,则罐内气体内能减少,气罐内壁温度降低,故A、C错误,B正确;
汽油机做功冲程是将内能转化为机械能,汽油机压缩冲程是将机械能转化为内能,而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处时,是将内能转化为机械能,所以与汽油机的做功冲程能量转化方式相同,故D错误。
故选B。
16.(2022九上·海曙期中)关于温度、热量、内能和比热容,下列说法正确的是( )
A.一个物体吸收了热量,温度一定会升高
B.内能少的物体可以向内能多的物体传递热量
C.晶体熔化时温度不变,所以内能也不变
D.某种物质吸收或放出的热量越多,比热容越大
【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系;比热容
【解析】【分析】根据对温度、热量、内能和比热容的认识判断。
【解答】A.一个物体吸收了热量,温度不一定会升高,例如水沸腾时吸热温度不变,故A错误;
B.当内能少的物体温度高,内能多的物体温度低时,内能少的物体可以向内能多的物体传递热量,故B正确;
C.晶体熔化时不断吸热,虽然温度不变,但是内能增大,故C错误;
D.比热容是物质本身的一种属性,与物质的种类和状态有关,与吸收或放出的热量多少无关,故D错误。
故选B。
二、填空题
17.(2023九上·金华期末)能量的转化事实在学习和生活中比比皆是,完成下列关于能量转化的问题:
(1)李白在《望庐山瀑布》中写道: “日照香炉生紫烟”,这是通过 (选填“做功”或 “热传递”)的方式来改变香炉峰的内能,加快了水的蒸发而生成“紫烟”;
(2)将开水灌入保温瓶,未灌满时就塞好瓶塞,瓶塞通常会被喷出。瓶塞被喷出过程中的能量转
化与汽油机的 冲程中的能量转化相同。
【答案】(1)热传递
(2)做功
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】(1)做功改变物体内能的本质为能量的转化,而热传递改变物体内能的本质是能量的转移;
(2)四冲程汽油机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】(1)“日照香炉生紫烟”,这是通过热传递的方式来改变香炉峰的内能,加快了水的蒸发而生成“紫烟”;
(2)将开水灌入保温瓶,未灌满时就塞好瓶塞,瓶塞通常会被喷出,此时将水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能,这和汽油机的做功冲程的能量转化相同。
18.(2022九上·吴兴期末) 2021年10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭精准发射,该火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为氢的热值 ,燃气对火箭做功,燃气的内能会 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】大;减小
【知识点】物体内能的改变方法;燃料的热值
【解析】【分析】(1)热值是表示燃料完全燃烧时放热本领的物理量;
(2)物体对外界做功,它的内能会减小;外界对物体做功,它的内能会增大。
【解答】(1)该火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为氢的热值大;
(2)燃气对火箭做功,将燃气的内能转化为火箭的机械能,则燃气的内能会减小。
19.(2023九上·丽水期末)如图是某科学兴趣小组制作的水火箭。发射时,先在瓶内装适量水,再用打气筒往瓶内打足气。打开阀门,水从尾部向下喷出,由于物体间力的作用是相互的,火箭向上飞向空中。
(1)向瓶内打气时,瓶内气体内能 (填“增加”、“减少”或“不变”);
(2)水从尾部向下喷出时,瓶内气体对水做功,该过程相当于内燃机的 冲程。
【答案】(1)增加
(2)做功
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】(1)物体对外界做功,物体内能增大;外界对物体做功,物体内能减小;
(2)四冲程内燃机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】(1)向瓶内打气时,将活塞的机械能转化为空气的内能,则瓶内气体内能增加;
(2)水从尾部向下喷出时,瓶内气体对水做功,将内能转化为机械能,该过程相当于内燃机的做功冲程。
20.(2022九上·舟山月考) 2021年9月17日,神舟十二号搭载三名航天员并在轨道运行3个月后,平安降落在东风着陆场预定区域。返回舱落入大气层时,与空气剧烈摩擦的情形,返回舱表面温度升高,这是通过 的方式改变物体内能,返回舱加速下落的过程中,它的机械能 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】做功;减小
【知识点】能量的相互转化和转移;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式:①做功,本质是能量的转化;②热传递,本质是能量的转移。
(2)根据机械能和内能的转化解答。
【解答】(1)返回舱落入大气层时,与空气剧烈摩擦的情形,返回舱表面温度升高,这是通过做功的方式改变物体内能,
(2)返回舱加速下落的过程中,它与空气摩擦,机械能不断转化为内能,即机械能减小。
21.(2022九上·瑞安期中)《天工开物》是我国古代的科学著作,书中记载着大量的古代机械或工具。
(1)筒车是一种以水流作动力,用来取水的机械,如图1所示。其工作原理是将水的 能转化为水的重力势能;
图1
(2)如图2是我国古代发明的取火器的模型图。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒立刻燃烧起来。其原理是通过 的方式改变内能,使筒内空气内能 ,温度升高,达到艾绒的着火点。
【答案】(1)动(或机械能)
(2)做功;增加
【知识点】能量的相互转化和转移;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识解答;
(2)做功改变物体内能的本质为能量的转化,热传递改变物体内能的本质为能量的转化,据此分析解答。
【解答】(1)筒车是一种以水流作动力,用来取水的机械,如图1所示。其工作原理是将水的动能转化为水的重力势能;
(2)如图2是我国古代发明的取火器的模型图。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒立刻燃烧起来。其原理是通过做功的方式改变内能,使筒内空气内能增加,温度升高,达到艾绒的着火点。
22.(2022九上·定海期末)定海区初中科学实验再设计评比中,董教师对书本演示气体对外做功装置进行了改进(如图):用一个大的塑料瓶,瓶口塞橡皮塞,塞子里面安装气门芯,连接打气筒在瓶内伸入温度传感器探头,实验时装置气密性良好。
(1)用打气筒向瓶内打气,在橡皮塞未弹出之前,温度传感器示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)当橡皮塞弹出时,瓶内出现大量白雾。根据实验现象可以得出的结论是:物体对外做功,内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)增大
(2)减小
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识分析桶内空气内能的变化,从而确定稳定的变化;
(2)白雾是桶内的水蒸气放热液化而成的小水珠,这说明桶内的温度降低了,内能减少了,据此分析解答。
【解答】(1)用打气筒向瓶内打气,在橡皮塞未弹出之前,打气筒通过压缩做功的方式不断的将机械能转化为空气的内能,则桶内空气的内能增大,温度升高,即温度传感器示数增大。
(2)当橡皮塞弹出时,瓶内出现大量白雾。根据实验现象说明,桶内的空气对橡皮塞做功,将内能转化为橡皮塞的机械能,此时温度降低,内能减小,则可以得出的结论是:物体对外做功,内能减小。
23.(2023九上·长兴期末)“辽宁舰”服役,圆了中国航母梦。如图为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。
(1)牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均为 (选填“定滑轮”或“动滑轮”)
(2)气缸内的蒸汽体积膨胀,对外做功,它的内能减小,同时推动活塞,使舰载机获得巨大的动能,这时从能量转化角度讲,相当于内燃机的 冲程。
【答案】(1)定滑轮
(2)做功
【知识点】热机;定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】(1)固定不动的滑轮为定滑轮,跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮。
(2)内燃机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】(1)根据图片可知,牵引索和蒸汽活塞连接的两个滑轮固定不动,均为定滑轮。
(2)气缸内的蒸汽体积膨胀,对外做功,它的内能减小,同时推动活塞,使舰载机获得巨大的动能,将内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程。
三、实验探究题
24.(2023九上·海曙期末)图甲是教材中用来探究做功改变物体内能的实验方法,但该装置中用到了乙醚,它是一种易燃易挥发的物质,对人体具有一定的麻醉作用,使该实验具有较大的危险性。小科同学经过思考,利用注射器、数字温度计、小风车等生活中简单材料,设计了一个新的实验方案,如图乙所示。
(1)实验前,针筒内充满空气,然后关闭弹簧夹,迅速向左推动注射器活塞,观察到数字温度计的示数上升,此过程和四冲程汽油机 冲程相似。
(2)上述操作后,活塞被推向左边某处保持不动,仅打开弹簧夹,会看到小风车转动,温度计示数下降,说明了 。
【答案】(1)压缩
(2)物体对外做功,内能减少
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)在四冲程内燃机中,压缩冲程将机械能转换为内能,做功冲程将内能转化为机械能;
(2)打开弹簧夹后,注射器内的空气迅速流出,对风车做功,将内能转化为机械能,此时气体的内能减少,温度降低,据此分析解答。
【解答】(1)实验前,针筒内充满空气,然后关闭弹簧夹,迅速向左推动注射器活塞,观察到数字温度计的示数上升,此时将活塞的机械能转化为空气的内能,这和四冲程汽油机的压缩冲程相似。
(2)上述操作后,活塞被推向左边某处保持不动,仅打开弹簧夹,会看到小风车转动,温度计示数下降,说明了:物体对外做功,内能减少。
25.(2020九上·温岭期中)热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙),热效率为5%-8%之间。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复,内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的__________冲程实现。
A. B. C. D.
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于 的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间,需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下,其目的与内燃机的 (选填“吸气“、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
【答案】(1)C
(2)燃料在气缸内燃烧,热量散失少,热效率高
(3)排气
【知识点】热机
【解析】【分析】(1)在四冲程内燃机中,只有两个冲程有能量转化,即压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能;
(2)如果燃料在机器内部燃烧,由于缸体被机器的外壁包裹,因此热量的散失肯定会减小,效率肯定会提高,据此分析;
(3)在内燃机的排气冲程中,打开排气门,将做功完成后剩余的废气排出气缸,为吸取冲程做好准备。
【解答】(1)A:进气门打开为吸气冲程;B:两个气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程;C:两个气门关闭,火花塞大火,为做功冲程;D:排气门打开,为排气冲程。
四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”来自与做功冲程,故选C。
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于燃料在气缸内燃烧,热量散失少,热效率高的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间,需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下,排出燃烧后的废气,其目的与内燃机的排气冲程的原理相似。
26.两个同样的烧杯,内装温度和质量相等的水和液体甲,用同样的酒精灯加热,每隔1min记录一次它们的温度,测得如下数据:
时间/min 0 1 2 3 4 5
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
液体甲温度/℃ 20 23 26 29 32 35
回答下列问题:
(1)加热相同的时间,升温快的是 。
(2)如果它们升高相同的温度, 吸收的热量多。
(3)由此可推出c水 c液(选填“>”“<”或“=”)。
(4)根据以上数据可算出c液= 。
【答案】(1)液体甲
(2)水
(3)>
(4)2800J/(kg·℃)
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)挑选一个加热时间,然后比较二者温度的高低,温度高的升温快;
(2)加热时间越长,吸收的热量越多,根据表格比较二者都升高到26℃时加热时间的长短即可;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当液体的质量和升高的温度相同时,吸收的热量与比热容成正比,据此比较比热容的大小;
(4)根据表格数据,求出升高相同的温度时二者吸收热量之比,然后再用公式Q=cm△t计算液体的比热容。
【解答】(1)根据表格可知,当加热1min时,水升高到22℃,甲升高到23℃,可见,升温快的是甲液体;
(2)根据表格可知,同样都升高到26℃时,水需要加热3min,甲需要加热2min,因此如果它们升高相同的温度,水吸收的热量多;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当液体的质量和升高的温度相同时,吸收的热量与比热容成正比。根据(2)中数据可知,水吸收的热量多,那么水的比热容大,即c水>c液;
(4)根据(2)中数据可知,当升高相同的温度时,水和液体甲吸收的热量之比:Q水:Q液=3min:2min=3:2。根据公式Q=cm△t得到:;
;
解得:c液=2.8×103J/(kg·℃)。
27.(2020九上·温岭期末)如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气简等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气简向烧瓶内打气,根据传感器数据采集电脑处理得到如图乙所示图像。.
(1)描述打气简打气5秒后出现的实验现象 ;
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处: ;
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精和水,请判断并说明理由: 。
【答案】(1)瓶塞跳出,瓶口出现白气,温度传感器的示数减小
(2)将气体的内能转化为机械能
(3)借助水或酒精的蒸汽液化来反应瓶内温度的变化
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据乙图可知,打气筒打气5s后,烧瓶内的温度迅速下降,应该是烧瓶内的气体推动瓶塞做功,将瓶内气体的内能转换为瓶塞的机械能,导致瓶塞跳起;
(2)根据(1)中的分析解答;
(3)烧瓶内存在大量的水蒸气或酒精蒸汽,当瓶塞跳出后,瓶口处的温度下降,水蒸气或酒精蒸汽会液化,形成大量的小水珠,因此我们会在瓶口处看到白气,从而证明瓶内空气的温度下降,内能减少了。
【解答】(1)描述打气简打气5秒后出现的实验现象:瓶塞跳出,瓶口出现白气,温度传感器的示数减小。
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,相似处:将气体的内能转化为机械能;
(3)在用本装置进行实验时不能去掉瓶内的酒精和水,理由:借助水或酒精的蒸汽液化来反应瓶内温度的变化。
28.(2019九上·镇海期末)如图所示是研究“做功与内能改变的关系”的实验,玻璃瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用气筒往瓶内打气,瓶内压强大到一定程度时,瓶塞就会跳起来。
(1)在这个实验过程中,你应当注意观察的是( )
A.打气过程
B.打气时瓶内水的情况
C.瓶塞跳起的现象
D.瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象
(2)在你认为应当观察的一项中,你所观察到的现象是 ,这一现象所说明的问题是 。
【答案】(1)D
(2)瓶口出现白雾;气体对外做功,内能减少
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】当瓶塞跳起后,瓶里面的空气通过做功的方式将自身的内能转化为塞子的机械能,内能减小,温度降低,瓶内的水蒸气会液化成小水珠,所以瓶内会出现“白烟”,据此解答即可。
【解答】(1)在这个实验过程中,你应当注意观察的是:瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象。
故选D。
(2)我们观察到的现象是:瓶口出现白雾,这一现象说明:气体对外做功,内能减少。
故答案为:(1)D;(2)瓶口出现白雾;气体对外做功,内能减少
29.(2018九上·三门月考)凝乳酶是动物体内一种催化乳汗凝固的酶,如图所示的是用于研究温度对凝乳酶催化作用影响的实验装置。
第一步:将等量的酶和乳汁分别加入试管中,然后将两支试管放入同一恒温水浴(温度用t表示)中保温15分钟。
第二步:将酶和乳汁在同一试管中混合,放入与先前同样温度的水浴中保温并记录凝乳所需时间。分别选择6种不同水浴的温度,按上述操作步骤重复进行6组实验,所得数据见下表。
组别 1 2 3 4 5 6
水浴温度t/℃ 10 20 30 40 50 60
凝乳时间/分 不凝固 7.0 4.0 1.5 4.0 不凝固
(1)第一步中盛有酶和乳汁的两支试管放在水浴中15分钟后,酶和乳汁温度与水温一致。在这个过程中内能增加的主要方式是 ;
(2)在25℃室温时重做第3组实验,若省略了第一步操作,而直接将两者放入同一试管内混合,再在30℃水浴中保温测量,则所测得的凝乳时间将 4分钟(填“短于”、“等于”或“长于”)。
【答案】(1)热传递
(2)长于
【知识点】酶及其催化作用;物体内能的改变方法
【解析】【分析】热从温度高的物体传到温度低的物体,是改变内能的方式,这种方式称为热传递;温度会影响凝乳酶的催化时间长短。
【解答】
(1) 将等量的酶和乳汁分别加入试管中,然后将两支试管放入同一恒温水浴(温度用t表示)中保温15分钟,两种物体存在着温度差,所以既然是保温,肯定就是热从温度高的物体传到温度低的物体,这是一种改变内能的方式,这种方式称为热传递。
(2)由图表中可以发现,3组别小于40℃时,那么凝乳时间为4秒,5组别为50℃,它是大于40℃时,凝乳时间也是4秒,所以可以发现当大于或者小于40℃时,凝乳时间相同,但是当在40℃时凝乳时间居然为1.5秒,那么结论就是酶发挥最佳催化效果的温度是40℃,
如果省略了第一步操作,而直接将两者放入同一试管内混合,再在30水浴中保温测量,那么第三组实验的温度一定比实行第一步后再做实验的要低,所以催化效果相比之下要更差一些,所以第三组实验所测得的凝乳时间要长于4分钟,可以由图表中发现,温度小于40℃,然后温度越高凝乳效果越好,温度大于40℃时,温度越高,凝乳效果越差。
故答案为:(1)热传递(2)长于
30.(2015九上·嘉兴期末)动物的能量主要来自食物,各种食物所含的能量是不同的。小明要比较花生仁、大米、牛肉干在体内所能提供的能量的大小,采用了下列实验方法:
a.分别称取1克花生仁、大米、牛肉干,并将它们粉碎;
b.在下图所示装置的试管中加入10毫升水;
c.测量并记录加热前的水温;
d.将粉碎后的花生仁放在燃烧匙中,然后在酒精灯上加热到自行燃烧,马上放于试管下方,使其完全燃烧;
e.……..
f.在同样条件下,再分别用大米和牛肉干重复以上实验。
试回答:
(1)上述实验步骤尚不完整,请补充实验步骤e. 。
(2)这个实验结果只能得出定性结论,所得数据不能作为定量计算的依据,原因是 。
【答案】(1)一段时间后记录加热后的水温
(2)有部分热量散失到了空气中
【知识点】内能;物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】本实验的原理为通过不同的物质燃烧前后温度计示数的变化,来判断各种物质在燃烧后所提供的的能量的多少。
【解答】(1)为比较热量多少,故需记录一段时间后温度计的示数;
(2)加热产生的热量有部分散失到了空气中,故无法计算真实产生的热量。
四、解答题
31.(2023九上·拱墅期末)如图所示,小乐用燃气灶烧水。在一个标准大气压下,将一壶初温为20℃的水烧开,消耗了0.02m3的天然气。已知该燃气灶的效率为40%,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为8.4×107J/m3。求:
(1)0.02m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)水壶中水吸收的热量;
(3)水壶中水的质量。
【答案】(1)由Q=Vq可得,Q放=Vq=0.02m3×8.4×107J/m3=1.68×106J
(2)水吸收的热量为:Q吸=ηQ放=40%×1.68×106J=6.72×105J
(3)由Q吸=cm△t得,
水的质量为
【知识点】能量利用效率;比热容;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据热值公式的推导式Q放=qV计算天然气完全燃烧放出的热量;
(2)根据公式 Q吸=ηQ放 计算水吸收的热量;
(3)根据公式 计算水壶中水的质量。
32.(2022九上·杭州期中)如图是某太阳能热水器,向其中注入50kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃,水的比热容是4.2×103J/kg/℃,求:
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J,则这段时间该热水器的效率是多少
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量,需完全燃烧多少千克煤?(煤的热值约为3.5×107J/kg)
【答案】(1)解:Q吸=cm△t=4.2×103J/kg/℃×50kg×(50℃-10℃)=8.4×106J
(2)解:热水器的效率为: ×100%=30%
(3)解:m= = =0.8kg
【知识点】能量利用效率;热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量;
(2)热水器的效率=;
(3)煤燃烧放出的热量等于水吸收的热量,再根据热值公式的推导式计算燃烧煤的质量。
33.(2022九上·吴兴期末)纯电动出租车成为流动在湖城大街小巷的一道靓丽风景。该车提供能量的装置为三元锂电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。电池容量为66kW h,可以续航400km。
(1)传统出租车的发动机多为汽油机。若汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,对外做功 次。
(2)司机使用新能源出租车充电桩的60KW快充将电量由30%充至80%,需要多少 分钟。(充电时无能量损耗)
(3)若该车和车内乘客的总质量为2.2×103kg,当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为340V,通过电动机的电流为60A。若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,求该电动出租车将电能转化为机械能的效率。(保留小数点后一位)
【答案】(1)20
(2)33
(3)解:G=mg=2.2×103kg×10N/kg=2.2×104N
f=0.02G=0.02×2.2×104N=4.4×102N
η=W有用/W总=FS/UIt=fv/UI=(4.4×102N×25m/s)/(340V×60A)=53.9%
【知识点】热机;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)四冲程内燃机的飞轮转动2次,对外做功1次,据此计算;
(2)根据公式计算;
(3)根据G=mg计算出车和乘客的总重力,再根据f=0.02G计算出车受到的阻力,接下来根据P=Fv计算出该车的输出功率,根据P=UI计算出输入功率,最后将二者作比计算出该出租车的转化效率即可。
【解答】(1)若汽油机飞轮的转速为2400r/min,那么每分钟对外做功次数:,每秒钟对外做功次数:。
(2)需要的时间为:。
34.(2022九上·北仑期末)为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力,小芳同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热0.4 kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图所示。通过盗阅资料已知该物质液态(BC阶段)时的比热容为3×103J/(kg·℃)。
(1)该物质在B点时的内能 (填“大于”“小于”或“等于”在A点时的内能。
(2)求该物质在BC段共吸收了多少热址?经测量BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10 g(酒精完全燃烧),求在BC阶段的热转化效率为多大?
(3)该物质在固态(OA阶段)时的比热容为多大?
【答案】(1)大于
(2)由图象知,在第6min水的温度为50℃,在第10min的温度为90℃,
则该物质在BC段吸收的热量为:
Q吸=cm△t=3×103J/(kg ℃)×0.4kg×(90℃-50℃)=4.8×104J;
10g酒精完全燃烧放出的燃料为:Q总=mq酒精=0.01kg×3.0×107J/kg=3×105J,
则;
(3)物质从O到A用时2min,从B到C用时4min,
物质在固态(OA阶段)时吸收的热量等于BC段吸热的一半,
所以物质在固态(OA阶段)时吸收的热量,
由Q吸=cm△t可得:。
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)晶体熔化时吸热、内能增大,但温度不变;
(2)对酒精灯来说,有用功为被液体吸引的热量,总功为酒精完全燃烧放出的热量,酒精灯的效率可用公式来计算;
(3)根据Q吸=cm△t计算该物质吸收的热量。物质在固态(OA阶段)时吸收的热量等于BC段吸热的一半,根据Q吸=cm△t变形可求得该物质在固态(OA阶段)时的比热容。【解答】(1)该物质在熔化过程中吸收热量、温度不变,是晶体,因此该物质在B点时的内能大于在A点时的内能;
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