浙教版初三科学3.5物质的内能讲义

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浙教版初三科学3.5物质的内能讲义
一、单选题
1．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．为了比较甲、乙两种液体的比热容，小红进行了如下的实验：用两个完全相同的酒精灯，同时给质量和初温都相同的甲、乙两种液体加热，其他条件相同；分别记录加热的时间和对应的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示。下列结论中错误的是（　　）
A．要使甲、乙升高相同的温度，应给乙加热更长的时间，这说明乙的吸热能力强
B．加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，则甲的比热容比乙小
C．加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，则甲吸收的热量多一些
D．若已知甲的比热容是1.8×103J/（kg ℃），则乙的比热容是2.4×103J/（kg ℃）
3．质量、初温均相同的甲、乙两物体，将甲投入一杯热水中，达热平衡后水温降低5℃，将甲取出，接着把乙投入这杯水中，达热平衡后水温又降低5℃，下列说法正确的是（　　）
A．C甲>C乙 B．C甲4．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
5．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
6．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
7．如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法错误的是（　　）
A．汽油机工作时各冲程的顺序依次为：丙、丁、甲、乙
B．甲冲程中能量的变化为内能转化为机械能
C．加润滑油减少各部件之间的摩擦可以提高机械效率
D．如果汽油能更充分燃烧，既能提高机械效率，也能提升汽油的热值
8．关于热量、内能和温度的关系，下列说法正确的是（　　）
A．物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加
B．物体的温度升高，它的内能一定增加，物体一定是吸收了热量
C．物体的内能增加了，它的温度一定升高，物体一定是吸收了热量
D．物体没有吸收热量，物体的内能也可能增加
9．对下列各现象的分析不正确的是（　　）
A．甲图中，滚摆由最低点向最高点运动的过程中，动能减少，重力势能增加
B．乙图中，活塞压缩空气做功，空气内能增加，温度升高
C．丙图中，人在最高点时重力势能最大
D．丁图中，人落到蹦床上，从B点到C点人的动能逐渐减小
10．初温相等、质量相等的铁块和铝块(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
二、填空题
11．如图甲所示为我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过　 　的方式，使筒内空气内能　 　，温度升高，达到艾绒的着火点。如图乙所示为单缸四冲程汽油机工作过程中的四个冲程，其中　 　（选填字母）与上述套筒内空气温度升高过程中能量的转化是一致的。
12．现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。
（1）某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是 120平方厘米，做功冲程中活塞移动的距离是30厘米，气体的平均压强是5×105帕。汽油的热值是4.6×107焦/千克，每次做功耗油0.2克，气体一次膨胀对活塞做的功是　 　焦；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是　 　焦；排气过程中，废气温度　 　，内能　 　。
（2）汽油机的效率很低，主要原因之一是　 　带走了大量的能量。
13．高温期间，将冰块放入到容器内，置于教室中，可适当降低室内温度。
（1）教室内体温恒定的学生，体内的产热量　 　散热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)
（2）整个过程中除冰块的熔化外，也能起到降温作用的物态变化是　 　。
（3）若在绝热的密闭容器中给0℃的冰加热。刚开始冰慢慢熔化成水，但温度保持在0℃；等冰全部熔化成水后，温度逐渐升高。实验获得如下近似数据：
实验次数 1 2 3 4
冰的质量(克) 100 100 200 200
冰熔化为水的最终温度(℃) 0 4 0 X
加热时间(分钟) 5 7.5 10 20
请推测表格中的X的数据为　 　℃。(注：绝热是指体系与环境不存在热量交换)
14．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]
15．“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　 　，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力，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
16．老师用如右图 1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车开始不停地转动；由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。
（1）图 1实验中能量转化方式与图 2 中汽油机的哪个冲程相同？　 　，它的能量转化是　 　 。
（2）该四冲程汽油机的工作冲程顺序是 　 　 。
17．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。
18．两个同样的烧杯，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＝　 　。
四、解答题
19．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。
20．木炭的热 值为3.4×107J/kg
（1）完全燃烧0.5千克木炭能放出多少热量？
（2）若这些热量全部被质量为50千克、温度为10℃的某种液体吸收，温度升高到95℃．那么，这种液体的比热容是多少？
21．某款油电混合动力小汽车的相关信息如表。在某次水平道路测试中，描绘出了从启动到中速过程，速度与时间的关系图像如图所示。已知v1=90km/h为中速范围，t1=20s。该车以中速匀速行驶193km，共消耗汽油10L。中速行驶过程中，内燃机既向车轮提供能量，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进。若平均阻力为车重的0.1倍，则
驱动模式 纯电动（输出15kW） 启动、低速
油电混动（输出25kW以上） 中速
纯燃油（输出50kW以上） 高速
汽车质量 1000kg
（1）从启动到中速过程，纯电动时牵引力做功是多少？
（2）在水平道路以中速匀速行驶测试中，牵引力做的功是多少？
（3）在水平道路以中速匀速行驶测试中，若该车内燃机的效率为60%，此过程最终使蓄电池增加了多少能量？（忽略蓄电池和电动机的热损失，ρ汽油取0.7×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）
22．如图所示为某市某风景区山中的一段盘山公路照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以36千米/时的速度匀速行驶，经过15分钟从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103牛。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q＝4.6×107焦/千克，求：
（1）汽车上山时牵引力发挥的功率为多大。
（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。
答案部分
1．【答案】C
2．【答案】C
3．【答案】B
4．【答案】D
5．【答案】C
6．【答案】D
7．【答案】D
8．【答案】D
9．【答案】D
10．【答案】A
11．【答案】做功；增大；C
12．【答案】（1）1800；8.28×103；降低；减少
（2）废气
13．【答案】（1）等于
（2）水的蒸发(或汽化)
（3）8
14．【答案】6×103；2.5×10－4
15．【答案】（1）定滑轮
（2）减小；做功
16．【答案】（1）丙；内能转化为机械能
（2）丁甲丙乙
17．【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
18．【答案】（1）液体甲
（2）水
（3）＞
（4）2800J/(kg·℃)
19．【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
20．【答案】（1）解：木炭的质量m=0.5kg，热值q=3.4×107J/kg，
木炭完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=0.5kg×3.4×107J/kg=1.7×107J
（2）解：由题知，液体吸收的热量Q吸=Q放=1.7×107J，
由Q吸=cm（t﹣t0）得液体的比热容：
c液= = =4.0×103J/（kg ℃）
21．【答案】（1）解：纯电动时牵引力做功：W=Pt=15×103W×20s=300000J
（2）解：由P=Fv可得，F=f=G=0.1G=0.1×1000kg×10N/kg=1000N
则W=Fs=1000N×193×103m=1.93×108J
（3）解：Q=mq=ρ汽油Vq汽油=0.7×103kg/m3×10×10－3m3×4.6×107J/kg=3.22×108J
W有=ηQ=3.22×108J×60%=1.932×108J
W增加=1.932×108J－1.93×108J=200000J
22．【答案】（1）解：已知v＝36千米/小时＝10米/秒
P＝W/t＝Fs/t＝Fv＝9.2×103牛×10米/秒＝9.2×104瓦
（2）解：t＝15分钟＝900秒
因为P＝W/t
所以牵引力所做的功：W＝Pt＝9.2×104瓦×900秒＝8.28×107焦
因为η＝W/Q，所以W＝ηQ＝ηqm
则m＝W/(qη)＝8.28×107焦/(4.6×107焦/千克×30%)＝6千克
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