2024年浙江省中考二轮专题复习
★专题6 物态变化的应用和内能相关问题★
【课程标准】
①理解物质的三态及其变化的特点,并能用图像描述这些 特点,如水的沸腾、晶体的熔化和凝固;知道物态变化伴 随着吸热和放热,并能将其应用于解释生活中常见的现象。
②用物质粒子模型简要解释物质的三态变化,了解建立模型的思想方法。
③描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系,知道改变内能的途径,知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。
④通过实验了解比热容,尝试用比热容解释有关自然现象。
⑤能举例说明化学能与内能的转化,认识燃料的热值,说明生物体能量的来源和转化。
⑥以汽油机为例,了解热机的工作原理,知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
【学业要求】
①能描述固体、液体和气体的基本特征,以及在相互转化时的特点,并能解释有关自然现象。
②能用图像表示物态变化时物理量的变化规律,用观察和实验方法研究物质的三态及变化现象,并用物质的粒子模型作简要的微观解释。
③理解热机的工作原理。
④能用案例分析归纳改变内能的两种方式。
⑤能用比热容的物理意义直接计算热量问题。
⑥能根据燃料的热值计算热机的能耗问题。
考点一:能描述固体、液体和气体的基本特征,以及在相互转化时的特点,并能解释有关自然现象
1.(2023·湖州)寒冷的冬天,戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内,镜片变得模糊,一段时间后,镜片又变得清晰。这一现象中先后发生的物态变化是( )
A.液化 汽化 B.汽化 液化 C.凝固 汽化 D.凝固 液化
2.(2023·鹿城模拟)“复方氯乙烷喷雾剂”的主要成分氯乙烷的沸点为12.5℃。运动员发生急性损伤时,医生用它喷射受伤部位,可使该处皮肤骤然变冷而暂时失去痛感。氯乙烷喷到患处后发生的物态变化及吸放热情况是( )
A.熔化放热 B.汽化吸热 C.凝固放热 D.升华吸热
3.(2024九下·台州月考)水循环维持了全球水的动态平衡,使地表各圈层之间、海陆之间实现物质迁移和能量交换。如图为水循环示意图,其中( )
A.①表示蒸发,吸收热量 B.②表示液化,吸收热量
C.③表示升华,放出热量 D.④表示蒸腾,放出热量
4.(2024七上·诸暨期末)“二十四节气”是中华民族几千年智慧的结晶。下列关于节气中物态变化正确的是( )
A.“谷雨”,雨是空气中的水蒸气汽化形成的
B.“白露”,露是空气中的小冰晶熔化形成的
C.“霜降”,霜是空气中的水蒸气凝华形成的
D.“大雪”,雪是空气中的水蒸气凝固形成的
5.(2024九下·温州开学考)中华文化源远流长,诗词中蕴含丰富的科学知识。下列有关物态变化的分析,正确的是( )
A.“斜月沉沉藏海雾”——雾的形成是汽化现象,需要放热
B.“露似真珠月似弓”——露的形成是液化现象,需要吸热
C.“已是悬崖百丈冰”——冰的形成是凝固现象,需要吸热
D.“霜叶红于二月花”——霜的形成是凝华现象,需要放热
6.(2023·宁波模拟)小宁关于生活中的热现象的解释或做法正确的是( )
A.衣柜中的樟脑丸时间长了会变小,最终消失,这是一种汽化现象
B.夏天从冰箱中拿出的饮料瓶外有“流汗”现象,是由于瓶内的饮料扩散导致
C.将湿衣服晾在通风且光照充足的地方有利于加快水分蒸发
D.寒冬的玻璃窗户上常常会有一层“水汽”,应当从室外擦玻璃才能擦干“水汽"
7.(2023·杭州模拟)小吃街上出现了一种“冒烟”的冰激凌。只见店员将﹣196℃的液氮倒入容器中,然后放入液体牛奶和五颜六色的爆米花,冰激凌原料瞬间冷冻成型,而容器中的液氮发生了肉眼可见的“沸腾”。下列说法正确的是( )
A.冰激凌原料在冷冻成型的过程中需要吸收热量
B.冰激凌周围的“白气”是液氮汽化成的氮气
C.液体“沸腾”是因为液氮汽化使容器中的水吸热后沸腾
D.过一会冰激凌周围的“白气”消失是汽化现象
8.(2023·上城模拟)对于蒸包子的过程(如图所示),下列说法正确的是( )
A.水变成水蒸气的过程会放出热量
B.包子变熟是因为吸收了水汽化所放出的热量
C.高温水蒸气不能自发的从冷包子中吸收热量
D.蒸笼内水蒸气液化放出的热量等于包子吸收的热量
9.(2024九下·温州开学考)如图是小明制作的简易蒸汽船模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上,用蜡烛对铜制容器底部加热,一段时间后铜管向右喷蒸汽,“蒸汽船”向左行驶。
(1)“蒸汽船”行驶时,铜管口冲出“白气”。“白气”是铜制容器内水受热后产生的水蒸气发生了 后形成的。(填物态变化)
(2)行驶一段时间后,“蒸汽船”受到水的浮力 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
10.(2024七下·义乌开学考)小林在浴室洗澡时,看到浴室内有两根水管,一根水管上有很多水滴,而另外一根水管上却没有水滴,她猜一根是热水管,一根是冷水管,但她又怕烫着而不敢摸,请你帮他判断出有水滴的那根管是 (选填“冷”或“热”)水管。严寒冬天的清晨,小林来到教室时发现窗户玻璃的 (选填“内”或“外”)侧有一层薄薄的小冰晶,这是水蒸气 (填物态变化名称)而成。
考点二:能用图像表示物态变化时物理量的变化规律,用观察和实验方法研究物质的三态及变化现象,并用物质的粒子模型作简要的微观解释
1.(2024九下·金华模拟)糖醋排骨是一道深受大家喜欢的菜肴,其制作过程主要有以下步骤:焯水—油炸—熬糖—翻炒—调味—收汁。有关制作糖醋排骨过程中涉及的知识,下列说法正确的是( )
A.油炸:排骨放入油中炸熟,是利用油的沸点低
B.熬制:白糖熬制后由固态变成液态,是因为熔化放热
C.翻炒:排骨温度升高内能增大,主要是因为翻炒对其做功
D.调味:趁热调味,最因为温度越高分子运动越剧烈
2.(2021八上·鄞州月考)小宁喜欢冬天里的火锅和夏天里的雪糕。他发现:火锅沸腾时会冒“热气”;雪糕周围会冒“冷气”。以下是他对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是汽化成的水蒸气
B.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是液化形成的小水珠
C.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是小水珠,后者是水蒸气
D.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是液化形成的,后者汽化形成的
3.(2024七上·诸暨期末)如图为某晶体的状态变化过程,甲、乙、丙对应固、液、气三种状态。下列分析正确的是( )
A.甲→乙的过程需要放热
B.BC段对应的状态是固液共存态
C.DE段对应的温度为该晶体的熔点
D.白雾形成对应的状态变化过程是乙→丙
4.(2021七上·吴兴期末)下列关于荷叶上水珠的说法,正确的是( )
A.水珠蒸发时,水分子间隙大小不变
B.很小的水珠就是一个水分子
C.水珠静止不动时,内部的水分子也不运动
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力
5.从互联网上查到的信息可知,法国准备生产一种冬暖夏凉的夹克,这种夹克在衣料纤维中添加了一种微胶囊物质,人们穿上这种夹克,当气温升高时,微胶囊物质开始熔化,人体感到凉爽;当气温降低时,微胶囊物质开始凝固,人体倍感温暖。这种夹克能自动调节温度的原理是 ( )
A.当气温升高时微胶囊物质熔化从人体吸热,当气温降低时微胶囊物质凝固从人体吸热
B.当气温升高时微胶囊物质熔化向人体放热,当气温降低时微胶囊物质凝固向人体放热
C.当气温升高时微胶囊物质熔化向人体放热,当气温降低时微胶囊物质凝固从人体吸热
D.当气温升高时微胶囊物质熔化从人体吸热,当气温降低时微胶囊物质凝固向人体放热
6.如图画出了质量相等的甲、乙两种固态物质,在用相同热源加热时温度随时间变化的图像。根据图像分析下面说法正确的是( )
A.甲、乙两种物质在熔化时吸热相等
B.甲、乙两种物质的熔点相同
C.甲、乙两种物质在固态时升高相同的温度,甲物质吸热较多
D.甲、乙两种物质在液态时升高相同的温度,甲物质吸热较多
7.(2023·杭州模拟)如图示为某种物质熔化时温度随时间的变化的图象。根据图象下列判断正确的是( )
A.该物质熔化过程持续了40min
B.该物质是晶体,熔点为100℃
C.在第35min,该物质处于固液共存状态
D.在第10min到第25min之间,物质温度不变,但要吸收热
8.(2023·杭州模拟)如图是在标准大气压下,某种物质的温度随时间变化的图象。下列说法中错误的是( )
A.该物质是晶体
B.该物质在标准大气压下的熔点和沸点分别是0℃和100℃
C.该物质液态时的比热容比固态时小
D.在BC和DE段,温度保持不变,但需吸热
9.(2023·杭州模拟)某物质在凝固时温度随时间变化的图象如图所示,下列判断正确豹是( )
A.凝固过程一共经历了12分钟 B.物质固态的比热容比液态大
C.BC 段物质的内能不变 D.该物质的熔点为80℃
10.(2021·鄞州模拟)科学探究是科学学科的重要组成部分。如下是“探究冰熔化时温度变化的规律”的实验。以下说法错误的是( )
A.安装温度计时玻璃泡接触到试管底部,此时应适当将 M处向下进行调整
B.温度处于 0℃时,其状态是可能固态、液态或固液共存状态
C.由图可知,冰的比热容比水的比热容小
D.实验中,利用水浴加热是为了使冰块受热均匀
11.(2023·浙江模拟)某小组用图甲的实验装置探究海波在熔化前后其温度随加热时间变化的规律,得到下表的实验记录。
时间(分) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度(℃) 32 36 40 44 48 48 48 48 48
(1)请按上述实验数据在坐标中作出温度随时间变化的图像。
(2)第5分钟时,海波处于 状态。
(3)试管要放在盛水的烧杯内加热,而不是用酒精灯直接加热。理由是: 。
12.(2021·余杭模拟)在“水的沸腾实验”中,小乐进行了如下探究,回答问题:
(1)如图甲所示的A、B两套实验装置(酒精灯的规格和水的质量相同),小乐选取了B实验装置进行实验,其优点是 。
(2)当水温到达90℃时后,每隔1分钟记录一次水温,直到水沸腾后持续几分钟为止,根据记录数据绘制出如图乙所示的水温与加热时间关系图像,实验中,是通过 (选填“热传递”或“做功”)方式增加水的内能;水的沸点是 ℃。
(3)水沸腾时,小乐观察到的实验现象如图丙所示。气泡在上升过程中逐渐变大的原因是
(写出2点)。
13.(2022七上·苍南期末)在雨天或天气寒冷的秋、冬季节里,车玻璃容易起雾,当玻璃上出现雾气时,由于视线受阻极易发生交通事故,给行车安全带来很大隐患,有经验的司机往往打开空调吹暖气除雾。请就起雾的原因和除雾的原理给出解样。
考点三:理解热机的工作原理
1.(2024九上·杭州期末)高压锅煮食物时,限压阀由于锅内气压的作用上下跳动,该过程的能量转化与下图内燃机的哪个工作冲程相同( )
A. B. C. D.
2.(2021·宁波)在如图所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的( )
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
3.(2023九下·杭州月考)下面的流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环。对图中甲、乙的叙述正确的是( )
A.甲是做功冲程 B.乙冲程中活塞向上运动
C.甲冲程中气体内能增加 D.乙冲程中两个气门同时打开
4.(2024九上·江北期末)喜欢思考的小宁用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程,分别与四冲程内燃机的两个冲程相似,这两个冲程是( )
A.吸气冲程和压缩冲程
B.吸气冲程和排气冲程
C.压缩冲程和做功冲程
D.做功冲程和排气冲程
5.(2023九上·舟山期中)C919大飞机是中国自行研制,具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机(如图)。飞机发动机吸入的空气经压缩机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧。产生的热气体被喷出。为飞机提供动力。气体被压缩的过程中能量转化与汽油机四个冲程中的相同的是( )
A. B. C. D.
6.(2023·温州模拟)滤瓶内装入少量水,滴入几滴酒精,用气简往瓶里打气,发现吸滤瓶塞子跳起。如图,汽油机四个冲程中能量转化与塞子跳起相同的是( )
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
7.(2023九上·滨江期中)图甲~丁为汽油机的四冲程示意图,图①②为实验演示图,则下列说法正确的是( )
A.汽油机四冲程的工作过程为:丙→甲→丁→乙
B.四冲程中依靠飞轮惯性带动的冲程是甲、乙、丙
C.甲、丁过程中能量转化均为机械能转化为内能
D.①演示实验可模拟甲冲程,②演示实验可模拟丁冲程
8.(2024九上·临海期末)景颇族祖先发明一种活塞式点火器,如图甲所示。把木制推杆迅速推入牛角套筒,杆前端的艾绒会立刻燃烧,这是通过 的方式使筒内空气内能增大,其能量的转化与图乙的 (填字母)相似。
考点四:能用案例分析归纳改变内能的两种方式
1.下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A.柴火烧水 B.压缩空气发热
C.冬天搓手取暖 D.钻木取火
2.(2023九上·联合月考)如图,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被冲出,管口产生大量的白雾。则( )
A.管内水蒸气的内能不变
B.管内水蒸气对橡胶塞做了功
C.水所含的热量增加
D.白雾是由水汽化产生的
3.(2023·瓯海模拟)下图所示的实验,其改变内能方法与另外三种不同的是( )
A.水被加热时,内能增大 B.空气被压缩时,内能增大
C.水蒸气推动塞子冲出时,内能减少 D.内燃机压缩冲程
4.关于物体内能的改变,下列说法正确的是( )
A.物体内能减少,可能是对外做了功
B.物体吸收热量,内能一定增加
C.对物体做功时,物体内能一定增加
D.物体放热时,内能一定减少
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.(2022九上·镇海区期末)如图为“蒸汽对外做功的实验”,水蒸气把软木塞冲开的过程中,下列说法正确的是( )
A.水蒸气膨胀做功,使水蒸气的内能增加
B.水蒸气膨胀做功,消耗了水蒸气的内能
C.水蒸气进行热传递,使水蒸气内能增加
D.水蒸气进行热传递,水蒸气的温度不变
7.如图所示, 在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口, 将水加热一段时间后, 橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.管口出现的“白气”是水蒸气
B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C.水被加热的过程中, 其内能是通过做功的方式改变的
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中, 橡胶塞的动能是由水蒸气的内能转化来的
8.(2022九上·长兴月考)常用的礼花喷射器结构如图,气罐内有高压气体,气罐通过气阀与纸筒相连。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。对该过程的分析正确的是( )
A.气罐内壁温度升高
B.罐内气体的内能增加
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做功冲程相同
9.(2024九上·东阳期末)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。
考点五:能用比热容的物理意义直接计算热量问题
1.质量相等的水、铝块、铜块和水银(c水>c铝>C铜>c水银),它们的温度分别从20℃降低到10℃,放出热量最多的是( )。
A.水 B.铝块 C.铜块 D.水银
2.两个相同的容器中各盛有质量相等、初温相同的水和煤油,用相同的电加热器分别加热,其温度随时间的变化如图所示.由图像可以判断( )
A.甲是水,比热容较大
B.甲是煤油,比热容较大
C.乙是水,比热容较大
D.乙是煤油,比热容较大
3.水的比热容比煤油的大。如图所示,规格相同的两支试管,分别装上质量和初温都相同的煤油和水,进行水浴加热,管内液体分别升温到40℃。在这个过程中,下列说法正确的是( )。
A.煤油温度先升到40℃
B.同一时刻水的温度比煤油高
C.加热相同时间,水吸收的热量比煤油多
D.升高相同的温度,煤油加热的时间比水长
4.如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/(J·kg-1·℃-1) 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质是相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
5.(2024七上·诸暨期末)在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体,用两个完全相同的酒精灯对其加热,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了温度随时间变化的图像如图,由图像可知( )
A.a液体比热容小
B.b液体比a液体更适合作发动机的冷却液
C.内a液体吸收的热量少
D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量少
6.为了比较水和沙吸热本领的大小,某同学做了右图所示的实验:在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表。
物质 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s
沙 30 64 89 124
水 30 96 163 220
(1)在此实验中用 表示水和沙吸热的多少。
(2)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙,升高相同温度时,水吸收的热量 (填“大于”或“小于”)沙吸收的热量。
(3)下列事实能用上述实验结果解释的是____(填字母)。
A.夏天给教室洒水,感觉凉爽
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.沿海地区昼夜温差会比内陆小
D.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
7.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0.4kg的沙子和水同时加热。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。那么:
(1) 图中 (选填“a”或“b”)图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)求出沙子的比热容大约是多少
8.(2023九下·宁波月考)如图是一种电能辅助式太阳能热水器,晴天时接收太阳能的真空镀膜管每小时能将2.1×106J的太阳能转化为水的内能,电热管上标有“220V 1500W”。
(1)晴天时用太阳能加热,一天以10h计算,可以将100kg,初温为20℃的水加热到多高的温度?[水的比热容C=4.2×103J/(kg ℃)]
(2)阴雨天时用电加热,如果消耗的电能全部转化为水的内能,热水器在额定电压下工作,将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要多长的时间?
(3)请你说说利用太阳能有什么优点?
考点六:能根据燃料的热值计算热机的能耗问题
1.有关热值的概念,下列说法正确的是( )
A.1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
B.1kg的煤完全燃烧时的热值大于1kg的煤不完全燃烧时的热值
C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D.燃料的热值与燃料燃烧情况无关
2.在标准大气压下,使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是 J,若不计热量损失,此过程需要完全燃烧 kg的煤气,这是通过 的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),煤气的热值为4.2×107J/kg]
3.(2023九上·杭州期中)使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg,初温为15℃的水加热到95℃,水吸收的热量是
J;若此过程的热效率为40%,则此过程消耗天然气 m3。(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气热值为4.2×107J/m3)。
4.(2023九上·义乌月考)如图所示,小乐用燃气灶烧水。在一个标准大气压下,恰好能将一壶初温为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)水壶中水的质量。
5.国家提倡节能减排,各地“煤改气”正在积极进行,某同学计算他家天然气烧水的热效率将2kg的水倒入烧水壶中,并测出水温为20℃。在一个标准大气压下,把水刚加热到100℃时,测出消耗天然气0.048m3。已知水的比热容c=4.2×103J/(kg.℃),天然气热值约为q=4.0×107J/m3。
求:(1)在这种情况下,燃烧的天然气放出了多少热量;
(2)他家天然气灶的效率。
(3)将这些水烧开,需吸收多少热量;
6.(2023九上·玉环月考)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)
1.(2024·浙江模拟)中国是茶文化之乡,中国茶文化是世界非物质文化遗产。”煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法正确的是( )
A.茶水沸腾时,吸收热量,温度升高
B.茶水升温是通过做功的方式改变内能
C.壶嘴冒出的“白气”是汽化形成的现象
D.茶香扑鼻,表明分子在不停地做无规则运动
2.生活中常把碗放在大锅内的水中蒸食物,碗与锅底不接触,如图所示。当锅里的水沸腾以后,碗中的汤将( )
A.同时沸腾
B.不会沸腾,汤的温度总是低于水的沸点
C.稍后沸腾
D.不会沸腾,汤的温度能够达到水的沸点
3.冬天,当遭遇低温雨雪天气时,我国南方部分地区的一些树枝会出现如图所示的”雾凇”。”雾凇”和霜的形成过程很相似,都是( )。
A.水蒸气液化形成的 B.水蒸气凝华形成的
C.小水珠凝固形成的 D.小冰晶升华形成的
4.对下列各图中的物态变化分析正确的是( )
A.图甲:蜡在熔化的过程中温度保持不变
B.图乙:草叶上的露珠是小冰晶熔化形成的
C.图丙:北方冬天窗玻璃上的冰花形成过程中要吸热
D.图丁:钢罐内的液化石油气是通过压缩体积的方法液化的
5.(2023·杭州模拟)如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C.管内气体对橡皮塞做功,内能转化为机械能
D.试管口的“白气”是小水滴
6.(2023七上·上虞期末)图甲是观察物质熔化和凝固现象的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化图像。以下说法正确的是( )
A.安装图甲所示的器材时,应按ABC的先后顺序进行安装
B.实验中需要观察试管内物质的状态,并记录温度和加热时间
C.由图乙可知,该物质的熔点为90℃
D.该物质属于非晶体
7.如图为某种物质熔化时温度随时间变化的图像.根据图像,下列判断正确的是( )
A.该物质熔化过程持续了25min
B.该物质是晶体,熔点为80℃
C.在第30min时,该物质处于固液共存状态
D.在第10min到第25min之间,由于物质温度不变,所以不吸收热量
8.(2024九下·义乌开学考)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
9.(2023·宁波模拟)为了比较甲、乙两种液体的比热容,晓明进行了如下的实验: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.加热相同的时间,甲升高的温度高,则甲吸收的热量多
B.加热相同的时间,甲升高的温度高,则甲的比热容比乙小
C.要使甲、乙升高相同的温度,应给乙加热更长的时间,这说明了乙的吸热能力强
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·℃)
10.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
11.(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 。
12.(2023九上·义乌月考) 我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18m/s的速度匀速行驶了5min,消耗燃油0.3kg,汽车发动机的牵引力是1000N。已知燃油的热值为4.5×107J/kg。求:
(1) 消耗的燃油完全燃烧产生的热量;
(2) 该车发动机的机械效率。
13.(2023九上·义乌期中)氢能是一种清洁高效的能源,促进制氢技术发展和氢能利用,是我国实现“双碳”目标和能源结构转型的必然途径。阅读材料,回答问题:
材料1:如图所示为我国科学家研发的循环制氢和贮存氢气的新工艺。
材料2:为了促进氢能利用,科学家设计了如图所示的人工光合作用系统,模拟植物利用太阳能合成糖类的过程。
(1)在“循环制氢”中需要不断补充加入的物质是 。
(2)“贮存氢气”中发生反应的化学方程式为 。
(3)科学家设计的人工光合作用系统与绿色植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下,人工光合作用系统中糖类的积累量高于绿色植物,其原因是
。
(4)已知1kg氢气完全燃烧时放出的热量是1.4×108J,以氢气作为燃料的某氢能源汽车的发动机效率为60%,若该车在道路上行驶时,获得的平均牵引力为8.4×102N,则行驶100km的路程消耗的氢气大约是多少kg?
14.(2024九下·温州开学考)目前我国生活垃圾中厨余垃圾占比最大,厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务等活动中产生的已腐烂的有机垃圾。对其进行“减量化、无害化、资源化”处理有重要意义。
请分析解答:
(1)下列是厨房中产生的一些垃圾,其中属于厨余垃圾的是____(选填字母)。
A.玻璃瓶 B.易拉罐 C.剩菜剩饭 D.瓷碗碎片
(2)利用微生物处理厨余垃圾,可起到“变废为宝”的作用。将厨余垃圾放入沼气池中,经甲烷菌发酵产生沼气。如图甲所示为沼气中各成分含量,其中属于有机物的有 (化学式)。
(3)将约210kg的厨余垃圾通过该技术处理可产生7m3的甲烷,完全燃烧这些甲烷放出的热量,理论上能将多少的水从25℃加热至55℃[q甲烷=3.6×107J/m3,c=4.2×103J/(kg·℃)](写出计算过程)
(4)厨余垃圾中的淀粉可被淀粉乳酸杆菌分解为乳酸,乳酸可用于生产可降解塑料。如图乙所示为A、B、C三种不同的淀粉乳酸杆菌对淀粉的分解,结果表明,菌株 (选填“A”、“B”或“C”)分解淀粉的能力最强。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)2024年浙江省中考二轮专题复习
★专题6 物态变化的应用和内能相关问题★
【课程标准】
①理解物质的三态及其变化的特点,并能用图像描述这些 特点,如水的沸腾、晶体的熔化和凝固;知道物态变化伴 随着吸热和放热,并能将其应用于解释生活中常见的现象。
②用物质粒子模型简要解释物质的三态变化,了解建立模型的思想方法。
③描述克服摩擦做功与物体内能改变的关系,知道改变内能的途径,知道可用热量来量度热传递过程中的内能变化。
④通过实验了解比热容,尝试用比热容解释有关自然现象。
⑤能举例说明化学能与内能的转化,认识燃料的热值,说明生物体能量的来源和转化。
⑥以汽油机为例,了解热机的工作原理,知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
【学业要求】
①能描述固体、液体和气体的基本特征,以及在相互转化时的特点,并能解释有关自然现象。
②能用图像表示物态变化时物理量的变化规律,用观察和实验方法研究物质的三态及变化现象,并用物质的粒子模型作简要的微观解释。
③理解热机的工作原理。
④能用案例分析归纳改变内能的两种方式。
⑤能用比热容的物理意义直接计算热量问题。
⑥能根据燃料的热值计算热机的能耗问题。
考点一:能描述固体、液体和气体的基本特征,以及在相互转化时的特点,并能解释有关自然现象
1.(2023·湖州)寒冷的冬天,戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内,镜片变得模糊,一段时间后,镜片又变得清晰。这一现象中先后发生的物态变化是( )
A.液化 汽化 B.汽化 液化 C.凝固 汽化 D.凝固 液化
【答案】A
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象
【解析】【分析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】寒冷的冬天,戴眼镜的同学从室外走到温暖的房间内,房间内的水蒸气从气态变成液态发生液化现象变成小水珠,因此镜片变得模糊。进入室内后,水珠吸热从液态变成气态发生汽化现象,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
2.(2023·鹿城模拟)“复方氯乙烷喷雾剂”的主要成分氯乙烷的沸点为12.5℃。运动员发生急性损伤时,医生用它喷射受伤部位,可使该处皮肤骤然变冷而暂时失去痛感。氯乙烷喷到患处后发生的物态变化及吸放热情况是( )
A.熔化放热 B.汽化吸热 C.凝固放热 D.升华吸热
【答案】B
【知识点】汽化及汽化吸热的特点
【解析】【分析】物质由液态变为气态的过程称之为汽化,此过程的进行需要吸热。
【解答】 复方氯乙烷喷雾剂原为液态,后来在皮肤表面吸热汽化为气体。
故答案为:B
3.(2024九下·台州月考)水循环维持了全球水的动态平衡,使地表各圈层之间、海陆之间实现物质迁移和能量交换。如图为水循环示意图,其中( )
A.①表示蒸发,吸收热量 B.②表示液化,吸收热量
C.③表示升华,放出热量 D.④表示蒸腾,放出热量
【答案】A
【知识点】蒸发及其现象;液化及液化现象;升华及升华现象
【解析】【分析】(1)物质由液态变成气态,是汽化,汽化吸热。
(2)物质由气态变成液态是液化,液化放热。
(3)物质由固态变成气态是升华,升华吸热。
(4)植物蒸腾属于汽化,汽化吸热。
【解答】A、①表示蒸发,蒸发吸热,故A正确。
B、②表示液化,放出热量,故B错误。
C、③表示升华,吸收热量,故C错误。
D、④表示蒸腾,吸收热量,故D错误。
故答案为:A。
4.(2024七上·诸暨期末)“二十四节气”是中华民族几千年智慧的结晶。下列关于节气中物态变化正确的是( )
A.“谷雨”,雨是空气中的水蒸气汽化形成的
B.“白露”,露是空气中的小冰晶熔化形成的
C.“霜降”,霜是空气中的水蒸气凝华形成的
D.“大雪”,雪是空气中的水蒸气凝固形成的
【答案】C
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象;升华及升华现象;凝华及凝华现象
【解析】【分析】
①物质从固态变化为液态的过程称为熔化,熔化需要吸热,晶体熔化时温度保持不变(熔点),状态为固液共存态,非晶体的熔化是应该变软变稀的过程,温度持续上升。
②物质从液态变化为固态的过程称为凝固,凝固需要放热,液态晶体凝固时温度保持不变(凝固点),状态为固液共存态。
③ 物质从固态变化为气态的过程称为凝华,凝华需要吸热;物质从气态变化为固态的过程称为升华,升华需要放热。
④物质从液态变化为气态的过程称为汽化,汽化需要吸热,汽化包括蒸发和沸腾两种形式;
⑤物质从气态变化为液态的过程称为液化,液化需要放热,液化包括降温和压缩体积两种方式;
【解答】
A、“谷雨”,雨是空气中的水蒸气液化形成的,故A错误;
B、“白露”,露是空气中的水蒸气液化形成的,故B错误;
C、“霜降”,霜是空气中的水蒸气凝华形成的,故C正确;
D、“大雪”,雪是空气中的水蒸气凝华形成的,故D错误;
故答案为:C。
5.(2024九下·温州开学考)中华文化源远流长,诗词中蕴含丰富的科学知识。下列有关物态变化的分析,正确的是( )
A.“斜月沉沉藏海雾”——雾的形成是汽化现象,需要放热
B.“露似真珠月似弓”——露的形成是液化现象,需要吸热
C.“已是悬崖百丈冰”——冰的形成是凝固现象,需要吸热
D.“霜叶红于二月花”——霜的形成是凝华现象,需要放热
【答案】D
【知识点】熔化与熔化现象;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象;升华及升华现象;凝华及凝华现象
【解析】【分析】 物态变化:在物理学中,我们把物质从一种状态变化到另一种状态的过程,叫做物态变化。它们两两之间可以相互转化,所以物态变化有6种:熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。
【解答】A.“斜月沉沉藏海雾”——雾的形成是气态到液态的过程,是液化现象,需要放热,A错误;
B.“露似真珠月似弓”——露的形成是液化现象,需要放热,B错误;
C. 已是悬崖百丈冰”——冰的形成是凝固现象,需要放热。从液态到固态是凝固,需要放热,C错误;
D. “霜叶红于二月花”——霜的形成是凝华现象,需要放热,D正确;
故答案为:D
6.(2023·宁波模拟)小宁关于生活中的热现象的解释或做法正确的是( )
A.衣柜中的樟脑丸时间长了会变小,最终消失,这是一种汽化现象
B.夏天从冰箱中拿出的饮料瓶外有“流汗"现象,是由于瓶内的饮料扩散导致
C.将湿衣服晾在通风且光照充足的地方有利于加快水分蒸发
D.寒冬的玻璃窗户上常常会有一层“水汽”,应当从室外擦玻璃才能擦干“水汽"
【答案】C
【知识点】分子的热运动;蒸发及其现象;影响蒸发快慢的因素
【解析】【分析】A.汽化指液态吸热变为气态的过程;
B.水蒸气在空气中遇冷液化变为液态的水;
C.水的面积,温度,空气流速均会影响水分蒸发;
D.水汽是由水蒸气液化形成的。
【解答】A. 樟脑丸时间长了会变小,最终消失 ,属于升华现象,故错误;
B.饮料瓶外有“流汗"现象,空气中的水蒸气液化形成的,故错误;
C.温度高,流速快加快水的蒸发,故其正确;
D.寒冬的玻璃窗户上常常会有一层水汽,在内部形成。
故答案为:C
7.(2023·杭州模拟)小吃街上出现了一种“冒烟”的冰激凌。只见店员将﹣196℃的液氮倒入容器中,然后放入液体牛奶和五颜六色的爆米花,冰激凌原料瞬间冷冻成型,而容器中的液氮发生了肉眼可见的“沸腾”。下列说法正确的是( )
A.冰激凌原料在冷冻成型的过程中需要吸收热量
B.冰激凌周围的“白气”是液氮汽化成的氮气
C.液体“沸腾”是因为液氮汽化使容器中的水吸热后沸腾
D.过一会冰激凌周围的“白气”消失是汽化现象
【答案】D
【知识点】凝固与凝固现象;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象
【解析】【分析】(1)根据凝固放热判断;
(2)氮气是无色透明的气体;
(3)根据沸腾的条件判断;
(4)根据物质的初始态和终末态判断物态变化的名称。
【解答】A.冰激凌原料在冷冻成型的过程中发生凝固现象,向外放热,故A错误;
B.冰激凌周围的“白气”,是空气中的水蒸气放热,从气态变成液态发生液化现象形成的小水珠,故B错误;
C.液体“沸腾”是因为液氮剧烈汽化形成的,由于此时的温度远远低于100℃,不可能是水的沸腾,故C错误;
D.过一会冰激凌周围的“白气”消失,其实就是小水珠从液态变成气态形成的汽化现象,故D正确。
故选D。
8.(2023·上城模拟)对于蒸包子的过程(如图所示),下列说法正确的是( )
A.水变成水蒸气的过程会放出热量
B.包子变熟是因为吸收了水汽化所放出的热量
C.高温水蒸气不能自发的从冷包子中吸收热量
D.蒸笼内水蒸气液化放出的热量等于包子吸收的热量
【答案】C
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;蒸发及其现象;液化及液化现象
【解析】【分析】物体从液态变成气态的过程叫做汽化,汽化是吸热的;物体从气态变成液态的过程叫做液化,液化是放热的;
【解答】A. 水变成水蒸气的过程会吸收热量,属于汽化现象,A错误;
B. 包子变熟是因为水蒸气液化成小水珠使所放出的热量,B错误;
C. 高温水蒸气不能自发的从冷包子中吸收热量 ,正确;
D. 蒸笼内水蒸气液化放出的热量小于包子吸收的热量,因为有一部分的热量用来进行热传递,D错误;
故答案为:C
9.(2024九下·温州开学考)如图是小明制作的简易蒸汽船模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上,用蜡烛对铜制容器底部加热,一段时间后铜管向右喷蒸汽,“蒸汽船”向左行驶。
(1)“蒸汽船”行驶时,铜管口冲出“白气”。“白气”是铜制容器内水受热后产生的水蒸气发生了 后形成的。(填物态变化)
(2)行驶一段时间后,“蒸汽船”受到水的浮力 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】(1)液化
(2)减小
【知识点】液化及液化现象;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
(2)根据漂浮条件分析解答。
【解答】(1)“白气”是空气中的水蒸气从气态变成液态发生液化形成的小水珠;
(2)行驶一段时间后,由于水的蒸发,则“蒸汽船”的重力减小。根据漂浮条件F浮=G可知,蒸汽船受到的浮力减小。
10.(2024七下·义乌开学考)小林在浴室洗澡时,看到浴室内有两根水管,一根水管上有很多水滴,而另外一根水管上却没有水滴,她猜一根是热水管,一根是冷水管,但她又怕烫着而不敢摸,请你帮他判断出有水滴的那根管是 (选填“冷”或“热”)水管。严寒冬天的清晨,小林来到教室时发现窗户玻璃的 (选填“内”或“外”)侧有一层薄薄的小冰晶,这是水蒸气 (填物态变化名称)而成。
【答案】冷;内;凝华
【知识点】液化及液化现象;凝华及凝华现象
【解析】【分析】(1)根据液化放热的知识分析;
(2)根据物质的初始态和终末态态确定物态变化的名称。
【解答】(1)浴室内水蒸气的温度较高,而冷水管的温度较低,则水蒸气在冷水管表面放热,从气态变成液态发生液化现象,从而形成小水滴,则有水滴的是冷水管。
(2)严寒的冬天,窗户玻璃的温度很低,而屋内水蒸气的温度较高,则屋内的水蒸气在玻璃内侧放热,从气态直接变成固态发生凝华现象,从而形成小冰晶。
考点二:能用图像表示物态变化时物理量的变化规律,用观察和实验方法研究物质的三态及变化现象,并用物质的粒子模型作简要的微观解释
1.(2024九下·金华模拟)糖醋排骨是一道深受大家喜欢的菜肴,其制作过程主要有以下步骤:焯水—油炸—熬糖—翻炒—调味—收汁。有关制作糖醋排骨过程中涉及的知识,下列说法正确的是()
A.油炸:排骨放入油中炸熟,是利用油的沸点低
B.熬制:白糖熬制后由固态变成液态,是因为熔化放热
C.翻炒:排骨温度升高内能增大,主要是因为翻炒对其做功
D.调味:趁热调味,最因为温度越高分子运动越剧烈
【答案】D
【知识点】分子的热运动;熔化与熔化现象
【解析】【分析】A、根据油炸熟食物原理分析;
B、根据熔化吸热分析;
C、根据热传递分析;
D、根据分子的不断运动,且随温度升高运动速率加快分析。
【解答】A、 排骨放入油中炸熟,是利用油的高温传递给离食物 ,不符合题意;
B、 白糖熬制后由固态变成液态,是因为熔化吸热 ,不符合题意;
C、 排骨温度升高内能增大,主要是因为热传递 ,不符合题意;
D、 趁热调味,最因为温度越高分子运动越剧烈 ,混合越均匀,符合题意;
故选D。
2.(2021八上·鄞州月考)小宁喜欢冬天里的火锅和夏天里的雪糕。他发现:火锅沸腾时会冒“热气”;雪糕周围会冒“冷气”。以下是他对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是汽化成的水蒸气
B.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是液化形成的小水珠
C.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是小水珠,后者是水蒸气
D.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是液化形成的,后者汽化形成的
【答案】B
【知识点】液化及液化现象
【解析】【分析】从物质变化过程的转化切入解答。
【解答】雪糕周围冒“冷气”是因为空气中的水蒸气遇到冰冷的雪糕液化成的小水珠,而火锅沸腾时冒“热气”,是因为火锅里蒸发出的水蒸气,在上升过程中,遇到温度较低的空气液化成的小水珠,B符合题意。
故答案为:B
3.(2024七上·诸暨期末)如图为某晶体的状态变化过程,甲、乙、丙对应固、液、气三种状态。下列分析正确的是( )
A.甲→乙的过程需要放热
B.BC段对应的状态是固液共存态
C.DE段对应的温度为该晶体的熔点
D.白雾形成对应的状态变化过程是乙→丙
【答案】B
【知识点】熔化与熔化现象;凝固与凝固现象;晶体与非晶体
【解析】【分析】
①物质从固态变化为液态的过程称为熔化,熔化需要吸热,晶体熔化时温度保持不变(熔点),状态为固液共存态,非晶体的熔化是应该变软变稀的过程,温度持续上升。
②物质从液态变化为固态的过程称为凝固,凝固需要放热,液态晶体凝固时温度保持不变(凝固点),状态为固液共存态。
③ 物质从固态变化为气态的过程称为凝华,凝华需要吸热;物质从气态变化为固态的过程称为升华,升华需要放热。
④物质从液态变化为气态的过程称为汽化,汽化需要吸热,汽化包括蒸发和沸腾两种形式;
⑤物质从气态变化为液态的过程称为液化,液化需要放热,液化包括降温和压缩体积两种方式;
⑥图中根据分子空隙看,甲、乙、丙分别是固态、液态、气态。
【解答】
A、甲→乙的过程是熔化,需要吸热,故A错误;
B、BC段是晶体熔化的过程,对应的状态是固液共存态,故B正确;
C、DE段是液体沸腾的过程,对应的温度为液体的沸点,故C错误;
D、白雾是水蒸气液化形成的,对应的状态变化过程是丙→乙,故D错误;
故答案为:B。
4.(2021七上·吴兴期末)下列关于荷叶上水珠的说法,正确的是( )
A.水珠蒸发时,水分子间隙大小不变
B.很小的水珠就是一个水分子
C.水珠静止不动时,内部的水分子也不运动
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力
【答案】D
【知识点】分子间的作用力;分子之间存在空隙
【解析】【分析】分子运动论:(1)宏观物体是由大量微粒(分子或原子)组成的;(2)分子(或原子)在不停地作无规则热运动,这种热运动越剧烈,宏观物体温度就越高;(3)分子之间有相互作用力。
【解答】A.水珠蒸发时,水分子间隙变大,故错误。
B.很小的水珠就是一个水分子,水分子很小,一颗水珠包含很多水分子,故错误。
C.水珠静止不动时,内部的水分子还在不停地运动,故错误。
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力,正确。
故选D。
5.从互联网上查到的信息可知,法国准备生产一种冬暖夏凉的夹克,这种夹克在衣料纤维中添加了一种微胶囊物质,人们穿上这种夹克,当气温升高时,微胶囊物质开始熔化,人体感到凉爽;当气温降低时,微胶囊物质开始凝固,人体倍感温暖。这种夹克能自动调节温度的原理是 ( )
A.当气温升高时微胶囊物质熔化从人体吸热,当气温降低时微胶囊物质凝固从人体吸热
B.当气温升高时微胶囊物质熔化向人体放热,当气温降低时微胶囊物质凝固向人体放热
C.当气温升高时微胶囊物质熔化向人体放热,当气温降低时微胶囊物质凝固从人体吸热
D.当气温升高时微胶囊物质熔化从人体吸热,当气温降低时微胶囊物质凝固向人体放热
【答案】D
【知识点】熔化与熔化现象;凝固与凝固现象
【解析】【分析】物质从固态变成液态叫熔化,需要吸热;物质从液态变成固态叫凝固,需要放热,据此分析判断。
【解答】根据题意可知,这种夹克能自动调节温度的原理是:当气温升高时微胶囊物质熔化从人体吸热,当气温降低时微胶囊物质凝固向人体放热,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.如图画出了质量相等的甲、乙两种固态物质,在用相同热源加热时温度随时间变化的图像。根据图像分析下面说法正确的是()
A.甲、乙两种物质在熔化时吸热相等
B.甲、乙两种物质的熔点相同
C.甲、乙两种物质在固态时升高相同的温度,甲物质吸热较多
D.甲、乙两种物质在液态时升高相同的温度,甲物质吸热较多
【答案】A
【知识点】熔点和凝固点
【解析】【分析】(1)用相同的热源加热,那么相同的时间内物质吸收相同的热量;
(2)熔点就是晶体熔化时保持不变的温度,根据图像分析即可;
(3)根据图像中第2分钟时两种物质升高温度的大小确定二者比热容的大小关系然后再根据公式Q=cm△t分析固体时谁吸收的热量多;
(4)比较两种物质液体时升温的图线,如果二者平行,那么吸热相同;哪个更靠近横轴,哪个吸热多。
【解答】A.甲熔化时用时:6min-2min=4min,乙熔化时用时:8min-4min=4min,二者加热时间相同,吸收的热量相同,故A正确;
B.图像中水平线所对的温度为熔点,因为乙在甲上面,说明乙的熔点高于甲,故B错误;
C.第2分钟时,甲升高的温度大于乙,因此甲的比热容小于乙;根据公式Q=cm△t可知,质量相同升高相同的温度时,乙的比热容大吸收的热量多,故C错误;
D.bc段为甲的液态,b'c'为乙的液态;因为两图图像相互平行,说升高相同的温度时二者吸收的热量相同,故D错误。
故选A。
7.(2023·杭州模拟)如图示为某种物质熔化时温度随时间的变化的图象。根据图象下列判断正确的是( )
A.该物质熔化过程持续了40min
B.该物质是晶体,熔点为100℃
C.在第35min,该物质处于固液共存状态
D.在第10min到第25min之间,物质温度不变,但要吸收热
【答案】D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【分析】(1)根据图片确定温度不变的时间;
(2)根据图片确定熔化时保持不变的温度即可;
(3)晶体熔化前为固态,熔化后为液态,熔化中为固液共存态;
(4)根据晶体熔化的特点判断。
【解答】A.根据图片可知,该物质熔化的时间持续:25min-10min=15min,故A错误;
B.该物质熔化时温度保持不变,即有熔点,为80℃,故B错误;
C.第35min时温度不断升高,则此时为液态,故C错误;
D.在第10min到第25min之间,晶体正在熔化,物质温度不变,但要吸收热,故D正确。
故选D。
8.(2023·杭州模拟)如图是在标准大气压下,某种物质的温度随时间变化的图象。下列说法中错误的是( )
A.该物质是晶体
B.该物质在标准大气压下的熔点和沸点分别是0℃和100℃
C.该物质液态时的比热容比固态时小
D.在BC和DE段,温度保持不变,但需吸热
【答案】C
【知识点】熔点和凝固点;熔化和凝固的温度—时间图象;晶体与非晶体;沸腾及沸腾条件;比热容
【解析】【分析】由图可知,该物质先熔化后沸腾。熔化时温度不变,所以该物质是晶体。BC段温度不变,是该晶体的熔点;DE段温度不变,是该晶体融液的沸点。
【解答】A、该物质在BC段不断吸热,温度不变,是晶体,A正确;
B、BC段是熔化时温度不变,对应的是该物质的熔点;DE段是沸腾时温度不变,对应的是该物质的沸点,B正确;
C、由图可知,吸收相同的热量(通过加热相同的时间体现),液态时的温度变化比固态时慢,所以该物质液态时的比热容比固态时大,C错误;
D、晶体熔化时要吸热,温度不变;液体沸腾时要吸热,温度不变;在BC和DE段,温度保持不变,但需吸热,D正确;
故答案为:C
9.(2023·杭州模拟)某物质在凝固时温度随时间变化的图象如图所示,下列判断正确豹是( )
A.凝固过程一共经历了12分钟
B.物质固态的比热容比液态大
C.BC 段物质的内能不变
D.该物质的熔点为80℃
【答案】D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【分析】(1)根据图像确定凝固的开始和结束时间,然后相减即可;
(2)根据公式Q=cm△t分别比较;
(3)根据晶体凝固的特点判断;
(4)物质在凝固时保持不变的温度叫凝固点。
【解答】A.根据图片可知,开始凝固时为5min,结束凝固时为9min,则凝固时间:9min-5min=4min,故A错误;
B.AB段为液态,降低20℃用时5min,即每分钟降低温度4℃。CD段为固态,降低40℃用时3min,即每分钟降低温度13℃。根据公式Q=cm△t可知,放出相同的热量时固体降低的温度多,则固态的比热容小于液态的比热容,故B错误;
C.BC段虽然温度不变,但是不断放热,则内能不断减小,故C错误;
D.保持不变的温度为80℃,则物质的熔点为80℃,故D正确。
故选D。
10.(2021·鄞州模拟)科学探究是科学学科的重要组成部分。如下是“探究冰熔化时温度变化的规律”的实验。以下说法错误的是( )
A.安装温度计时玻璃泡接触到试管底部,此时应适当将 M处向下进行调整
B.温度处于 0℃时,其状态是可能固态、液态或固液共存状态
C.由图可知,冰的比热容比水的比热容小
D.实验中,利用水浴加热是为了使冰块受热均匀
【答案】A
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;比热容
【解析】【分析】(1)根据安装的注意事项判断;
(2)晶体在熔化时,可能为固态、液态或固液混合态;
(3)根据时间判断吸热的多少,根据Q=cm△t分析比热容的大小;
(4)根据水浴法的优点判断。
【解答】A.如果将铁圈M向下移动,那么就不能用酒精灯的外焰进行加热,因此应该向上调节N,故A错误符合题意;
B.温度处于 0℃时,冰的温度保持不变,处于熔化状态,其状态是可能固态、液态或固液共存状态,故B正确不合题意;
C.由图可知,同样吸热2分钟,则冰和水吸收的热量相同,此时冰升高10℃,而水升高4℃,即△t冰>△t水。根据公式Q=cm△t可知,冰的比热容比水的比热容小 ,故C正确不合题意;
D.实验中,利用水浴加热是为了使冰块受热均匀,故D正确不合题意。
故选A。
11.(2023·浙江模拟)某小组用图甲的实验装置探究海波在熔化前后其温度随加热时间变化的规律,得到下表的实验记录。
时间(分) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度(℃) 32 36 40 44 48 48 48 48 48
(1)请按上述实验数据在坐标中作出温度随时间变化的图像。
(2)第5分钟时,海波处于 状态。
(3)试管要放在盛水的烧杯内加热,而不是用酒精灯直接加热。理由是: 。
【答案】(1)
(2)固液共存
(3)均匀受热
【知识点】熔化与熔化现象
【解析】【分析】(1)将表格中的时间和温度在方格纸上对应位置描点,然后将相邻的点连接起来即可。
(2)晶体熔化前为固体,熔化中为固液共存态,熔化后为液态;
(3)根据“水浴法”加热的优点解答。
【解答】(1)根据图片可知,方格纸上横轴表示时间,纵轴表示温度。将表格中每组数据中对应的时间和温度在方格纸上描点,最后将相邻的点连接,如下图所示:
(2)根据图像可知,从4~8min时,温度保持不变,即海波处于熔化过程中,则第5min时海波处于固液共存状态。
(3)试管要放在盛水的烧杯内加热,而不是用酒精灯直接加热。理由是:均匀受热。
12.(2021·余杭模拟)在“水的沸腾实验”中,小乐进行了如下探究,回答问题:
(1)如图甲所示的A、B两套实验装置(酒精灯的规格和水的质量相同),小乐选取了B实验装置进行实验,其优点是 。
(2)当水温到达90℃时后,每隔1分钟记录一次水温,直到水沸腾后持续几分钟为止,根据记录数据绘制出如图乙所示的水温与加热时间关系图像,实验中,是通过 (选填“热传递”或“做功”)方式增加水的内能;水的沸点是 ℃。
(3)水沸腾时,小乐观察到的实验现象如图丙所示。气泡在上升过程中逐渐变大的原因是 (写出2点)。
【答案】(1)热量损失少,实验耗时少
(2)热传递;99
(3)气泡壁上的液态水不断汽化成水蒸气进入气泡,气泡体积逐渐变大。气泡在上升过程中,随着深度的减小,水的压强减小,气泡体积逐渐变大(合理即可)
【知识点】探究水的沸腾实验
【解析】【分析】(1)B和A相比,烧杯上面有盖子,可以减少热量的损失,从而节约燃料和时间;
(2)改变物体内能的方法:①做功,本质是能量的转化;②热传导,本质是能量的转移。液体在沸腾时温度保持不变,这个不变的温度就是液体的沸点。
(3)可从气泡的形成以及气体压强和体积的变化规律两个角度分析气泡变大的原因。
【解答】(1)小乐选取了B实验装置进行实验,其优点是:热量损失少,实验耗时少。
(2)实验中,是通过热传递方式增加水的内能;根据乙图可知,水保持不变的温度为99℃,则水的沸点是99℃。
(3)气泡在上升过程中逐渐变大的原因是:
①气泡壁上的液态水不断汽化成水蒸气进入气泡,气泡体积逐渐变大。
②气泡在上升过程中,随着深度的减小,水的压强减小,气泡体积逐渐变大。
13.(2022七上·苍南期末)在雨天或天气寒冷的秋、冬季节里,车玻璃容易起雾,当玻璃上出现雾气时,由于视线受阻极易发生交通事故,给行车安全带来很大隐患,有经验的司机往往打开空调吹暖气除雾。请就起雾的原因和除雾的原理给出解样。
【答案】(1)雨天、秋、冬季节室外温度低,导致汽车玻璃温度低,车内水蒸气温度相对高。
(2)水蒸气遇冷容易液化。(液化的条件-降温)
(3)吹暖风,使车内玻璃温度升高
(4)暖风加快了玻璃上小水珠的汽化(蒸发)
【知识点】蒸发及其现象
【解析】【分析】①物质由气态变成液态叫液化,液化需要向外放热;
②物质从液态变成气态叫汽化,汽化包括蒸发和沸腾;
③影响蒸发的要素:①液体的温度;②液体的表面积;③液体上方空气的流速。
【解答】雨天、秋、冬季节室外温度低,导致汽车玻璃温度低,车内水蒸气温度相对高。车内温度高的水蒸气遇冷容易在玻璃上发生液化,从而形成水雾。吹暖风时,使车内玻璃温度升高,暖风加快了玻璃上小水珠的汽化(蒸发),于是水雾一会就消失了。
考点三:理解热机的工作原理
1.(2024九上·杭州期末)高压锅煮食物时,限压阀由于锅内气压的作用上下跳动,该过程的能量转化与下图内燃机的哪个工作冲程相同( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】水蒸气推动限压阀,内能转化为机械能;
四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功和排气,根据气门的状态、活塞运动的方向确定是什么冲程;其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】水蒸气推动限压阀,内能转化为机械能;
A.图一个气门打开,活塞下行,是吸气冲程;故A与题意不符;
B.图是两气门都关闭,活塞上行,是压缩冲程,将机械能转化为内能;故B与题意不符;
C.图是两气门都关闭,活塞下行,火花塞点火,是做功冲程,将内能转化为机械能,与题意相符,故C正确。
D.图一个气门打开,活塞上行,是排气冲程;故D与题意不符。
故答案为:C。
2.(2021·宁波)在如图所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】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,据此分析判断。
【解答】汽油燃烧,生成高温高压的燃气,燃气推动软木塞跳出,将内能转化为机械能,这和四冲程内燃机的做功冲程相同,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
3.(2023九下·杭州月考)下面的流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环。对图中甲、乙的叙述正确的是( )
A.甲是做功冲程 B.乙冲程中活塞向上运动
C.甲冲程中气体内能增加 D.乙冲程中两个气门同时打开
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】根据热机的工作过程和能量转化知识判断。
【解答】A.四冲程内燃机的工作过程为:吸气、压缩、做功和排气,故甲为压缩冲程,故A错误;
BD.乙为做功冲程,此时两个气门关闭,活塞向下运动,故B、D错误;
C.甲为压缩冲程,将机械能转化为内能,即气体的内能增加,故C正确。
故选C。
4.(2024九上·江北期末)喜欢思考的小宁用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程,分别与四冲程内燃机的两个冲程相似,这两个冲程是( )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.吸气冲程和排气冲程
C.压缩冲程和做功冲程 D.做功冲程和排气冲程
【答案】C
【知识点】热机
【解析】【分析】热机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能,据此分析判断。
【解答】根据以图可知,当扭动瓶盖时,瓶内气体受到挤压,将机械能转化为气体的内能,相当于热机的压缩冲程。而丙图中瓶盖飞出时,将气体的内能转化为机械能,相当于热机的做功冲程,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
5.(2023九上·舟山期中)C919大飞机是中国自行研制,具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机(如图所示)。飞机发动机吸入的空气经压缩机压缩后进入燃烧室与燃料混合燃烧。产生的热气体被喷出。为飞机提供动力。气体被压缩的过程中能量转化与汽油机四个冲程中的相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】热机
【解析】【分析】根据活塞的运行方向和气门的开合情况确定冲程的名称,弄清能量转化即可。
【解答】气体被压缩的过程中将机械能转化为内能,与汽油机的压缩冲程相同。
A.活塞向下移动,一个气门打开,为吸气冲程,故A不合题意;
B.活塞向上移动,两个气门关闭,为压缩冲程,故B符合题意;
C.两个气门关闭,活塞向下移动,为做功冲程,故C不合题意;
D.活塞向上移动,一个气门打开,为排气冲程,故D不合题意。
故选B。
6.(2023·温州模拟)滤瓶内装入少量水,滴入几滴酒精,用气简往瓶里打气,发现吸滤瓶塞子跳起。如图,汽油机四个冲程中能量转化与塞子跳起相同的是( )
A.吸气 B.压缩
C.做功 D.排气
【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】汽油在汽油机的汽缸内燃烧,生成高温高压的燃气,推动活塞做功,把内能转化为机械能。活塞在汽缸内往复运动,通过连杆带动曲轴转动。活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程,叫做一个冲程。大多数的汽油机都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环往复来保证机器正常工作。高温高压的燃气推动活塞向下运动,通过连杆带动曲轴转动,对外做功,实现把内能转化为机械能,这就是做功冲程。
【解答】在吸滤瓶内装入少量的水,并滴入几滴酒精,用气筒往瓶里打气,一段时间后会看到瓶塞被弹起,且在瓶口会出现小水珠,这是因为瓶内气体对瓶塞做功,内能转化为机械能,此过程中气体温度降低,蒸气液化为小液滴,瓶塞机械能增加,向上弹起。由分析可知,汽油机的做功冲程与其能量转化相同。
故答案为: C
7.(2023九上·滨江期中)图甲~丁为汽油机的四冲程示意图,图①②为实验演示图,则下列说法正确的是( )
A.汽油机四冲程的工作过程为:丙→甲→丁→乙
B.四冲程中依靠飞轮惯性带动的冲程是甲、乙、丙
C.甲、丁过程中能量转化均为机械能转化为内能
D.①演示实验可模拟甲冲程,②演示实验可模拟丁冲程
【答案】D
【知识点】热机
【解析】【分析】A.根据活塞的运动方向和气门的开闭确定冲程名称即可;
B.根据热机的工作过程分析;
C.热机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能;
D.根据热机的能量转化分析判断。
【解答】A.甲中气门关闭,活塞向下移动,为做功冲程;乙中排气门打开为排气冲程;丙中进气门打开,为排气冲程;丁为压缩冲程,那么正确顺序为丙丁甲乙,故A错误;
B. 四冲程中依靠飞轮惯性带动的冲程是乙、丙、丁,故B错误;
C.甲中为内能转化为机械能,丁中为机械能转化为内能,故C错误;
D.①中塞子喷出时将内能转化为机械能,可演示做功冲程甲;②中将活塞的机械能转化为内能,可以演示压缩冲程丁,故D正确。
故选D。
8.(2024九上·临海期末)景颇族祖先发明一种活塞式点火器,如图甲所示。把木制推杆迅速推入牛角套筒,杆前端的艾绒会立刻燃烧,这是通过 的方式使筒内空气内能增大,其能量的转化与图乙的 (填字母)相似。
【答案】做功;B
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】外界对物体做功,机械能转化为内能,物体内能增加(如:摩擦生热、压缩气体做功);物体对外界做功,内能转化为机械能,内能減少(如:气体膨胀)。
【解答】封闭的气体被推杆压缩过程中,活塞对气体做功,所以气体内能增加,则温度升高,达到艾绒的着火点,使艾绒着火达到去火的目的。此过程中是机械能转化为内能,与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
考点四:能用案例分析归纳改变内能的两种方式
1.下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A.柴火烧水 B.压缩空气发热
C.冬天搓手取暖 D.钻木取火
【答案】A
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变物体内能的两种方式:热传递和做功;热传递改变物体内能的本质是能量的转移,做功改变物体内能的本质是能量的转换,据此判断。
【解答】柴火烧水,是将火焰的内能转移到水中,利用的热传递的方式改变内能;;压缩空气发热、冬天搓手取暖、钻木取火都是利用做功方式改变内能,故A符合题意。
故选A。
2.(2023九上·联合月考)如图,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被冲出,管口产生大量的白雾。则( )
A.管内水蒸气的内能不变 B.管内水蒸气对橡胶塞做了功
C.水所含的热量增加 D.白雾是由水汽化产生的
【答案】B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变内能的方式有两种:做功和热传递。
【解答】给试管里的水加热一段时间,橡胶塞被冲出,管内水蒸气的内能减小,故A错误;管内的水蒸气对橡胶塞做功,故B正确;水所含的热量减少,故C错误;白雾是水蒸气液化形成的,故D错误。
故答案为:B。
3.(2023·瓯海模拟)下图所示的实验,其改变内能方法与另外三种不同的是( )
A.水被加热时,内能增大 B.空气被压缩时,内能增大
C.水蒸气推动塞子冲出时,内能减少 D.内燃机压缩冲程
【答案】A
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变物体内能的方法:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移,据此分析判断。
【解答】A.水被加热时,内能增大 ,即通过热传递的方式将火焰的内能转移到水中;
B.空气被压缩时,通过做功的方式将机械能转化为内能,则内能增大 ;
C.水蒸气推动塞子冲出时,通过做功的方向将内能转化为机械能,则内能减少 ;
D.内燃机压缩冲程中,通过做功的方式将机械能转化为内能。
则与其它三个内能改变方法不同的是A。
故选A。
4.关于物体内能的改变,下列说法正确的是( )
A.物体内能减少,可能是对外做了功
B.物体吸收热量,内能一定增加
C.对物体做功时,物体内能一定增加
D.物体放热时,内能一定减少
【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法
【解析】【解答】物体吸热内能会增加,但内能不是一定会增加,因为还有可能存在做功。同样对物体做功时,也可能存在热传递,所以物体的内能也不一定会增加。故此题选A。
【分析】本题考查了改变内能的两种方法:做功和热传递,在改变物体的内能上,做功和热传递是等效的。物体吸热内能会增加,但内能不是一定会增加,因为还有可能存在做功。同样对物体做功时,也可能存在热传递,所以物体的内能也不一定会增加。
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
【答案】C
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)内能是指物体内部所有做无规则运动的分子具有的分子动能和分子势能的总和,一切物体都有内能;
(2)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;做功可以改变内能,且对物体做功,物体内能会增加,物体对外做功,物体内能会减小;
(3)物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变。
【解答】A、温度为0℃的物体也具有内能,故A错误;
B、物体的内能增加,可能是外界对物体做功,也可能是从外界吸收了热量,故B错误;
C、在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故C正确;
D、正在沸腾的水吸收热量,温度不变,内能增加,故D错误。
故答案为:C
6.(2022九上·镇海区期末)如图为“蒸汽对外做功的实验”,水蒸气把软木塞冲开的过程中,下列说法正确的是( )
A.水蒸气膨胀做功,使水蒸气的内能增加
B.水蒸气膨胀做功,消耗了水蒸气的内能
C.水蒸气进行热传递,使水蒸气内能增加
D.水蒸气进行热传递,水蒸气的温度不变
【答案】B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】当对物体做功时,机械能转化为物体的内能,物体的内能增大;当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小。【解答】根据图片可知,水蒸气膨胀对软木塞做功,将水蒸气的内能转化为木塞的机械能,此时水蒸气的内能减小,温度降低,故A、C、D错误;
由于水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能转化为软木塞机械能,消耗了水蒸气的内能,故B正确。
故选B。
7.如图所示, 在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口, 将水加热一段时间后, 橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.管口出现的“白气”是水蒸气
B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C.水被加热的过程中, 其内能是通过做功的方式改变的
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中, 橡胶塞的动能是由水蒸气的内能转化来的
【答案】D
【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】A.水蒸气是无色透明的气体;
B.物体对外界做功,内能减小;
C.改变物体内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移;
D.根据能量转化的知识判断。
【解答】A.管口出现的“白气”是水蒸气从气态变成液体发生液化变成的小水珠,故A错误;
B.水蒸气推出橡胶塞,将内能转化为机械能,导致水蒸气内能减少,故B错误;
C.水被加热的过程中, 其内能是通过热传递的方式改变的,故C错误;
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中, 橡胶塞的动能是由水蒸气的内能转化来的,故D正确。
故选D。
8.(2022九上·长兴月考)常用的礼花喷射器结构如图,气罐内有高压气体,气罐通过气阀与纸筒相连。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。对该过程的分析正确的是( )
A.气罐内壁温度升高
B.罐内气体的内能增加
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做功冲程相同
【答案】D
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】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,此时将气体的内能转化为礼花的机械能,则气体的内能减小,气罐内温度降低,故A、B错误;
这个过程通过能量转化改变内能,即利用做功的方式,故C错误;
汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,故D正确。
故选D。
9.(2024九上·东阳期末)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。
考点五:能用比热容的物理意义直接计算热量问题
1.质量相等的水、铝块、铜块和水银(c水>c铝>C铜>c水银),它们的温度分别从20℃降低到10℃,放出热量最多的是( )。
A.水 B.铝块 C.铜块 D.水银
【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【分析】质量相同的不同种物质,升高或降低相同的温度,比热容大的物质,吸收的热量多或放出的热量也多;
【解答】 质量相等的水、铝块、铜块和水银(c水>c铝>C铜>c水银),它们的温度分别从20℃降低到10℃ ;比热容大的物质放出的热量多,所以放出热量最多的是水;
故答案为:A.
2.两个相同的容器中各盛有质量相等、初温相同的水和煤油,用相同的电加热器分别加热,其温度随时间的变化如图所示.由图像可以判断( )
A.甲是水,比热容较大 B.甲是煤油,比热容较大
C.乙是水,比热容较大 D.乙是煤油,比热容较大
【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】根据图片确定两种液体温度的变化量大小,再根据公式比较液体比热容大小即可。
【解答】如图所示,在某一定时间时,甲的温度的变化量比乙的温度变化量大;
利用热量的计算公式分析,甲的比热容小,是煤油;乙的比热容大,是水.
3.水的比热容比煤油的大。如图所示,规格相同的两支试管,分别装上质量和初温都相同的煤油和水,进行水浴加热,管内液体分别升温到40℃。在这个过程中,下列说法正确的是( )。
A.煤油温度先升到40℃
B.同一时刻水的温度比煤油高
C.加热相同时间,水吸收的热量比煤油多
D.升高相同的温度,煤油加热的时间比水长
【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【分析】质量相同的不同种物质,升高或降低相同的温度,比热容大的物质,吸收的热量多或放出的热量也多;质量相同的不同种物质,吸收相同的热量,比热容小的物质,升温快;
【解答】A.质量相同的不同种物质,吸收相同的热量,比热容小的物质,升温快,所以煤油的温度先升高到40℃,A正确;
B. 同一时刻水的温度比煤油低,B错误;
C. 加热相同时间,水吸收的热量和煤油一样多,C错误;
D. 升高相同的温度,水的比热容大,吸收的热量多,所以加热的时间比煤油长,D错误;
故答案为:A.
4.如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/(J·kg-1·℃-1) 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质是相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】A.根据表格数据分析比热容是否相同;
B.将水和冰的比热容进行比较即可;
CD.根据分析判断。
【解答】A.煤油和冰比热容相同,所以不同物质的比热容可能相同,故A错误;
B.水和冰比热容不同,所以物质的物态发生变化,比热容也会相应发生变化,故B错误;
C.铝的比热容比铜大,根据知,质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多,故C正确;
D.水的比热容比煤油的大,根据知,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油升高的温度更多,故D错误.
5.(2024七上·诸暨期末)在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体,用两个完全相同的酒精灯对其加热,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了温度随时间变化的图像如图,由图像可知( )
A.a液体比热容小
B.b液体比a液体更适合作发动机的冷却液
C.内a液体吸收的热量少
D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量少
【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【分析】
质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量并不相同;降低相同的温度,放出的热量也不相同,物质的这种特性在科学上叫做比热容(简称比热)。比热是物质的一种特性,其表示物体的吸热能力,不同物质的比热一般不同。相同质量的不同物质,吸收(或放出)相同的热量,比热越大,升高(或降低)的温度越小。
【解答】
A、相同质量的a和b,吸收相同的热量,a液体升温较少,故a比热容大,故A错误;
B、据图可知,a液体比热容较大,更适合作发动机的冷却液,故B错误;
C、用相同的酒精灯加热相同时间,物体吸收的热量相同,故C错误;
D、升高相同的温度时,b液体吸收的热量少,故D正确;
故答案为:D。
6.为了比较水和沙吸热本领的大小,某同学做了右图所示的实验:在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表。
物质 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s
沙 30 64 89 124
水 30 96 163 220
(1)在此实验中用 表示水和沙吸热的多少。
(2)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙,升高相同温度时,水吸收的热量 (填“大于”或“小于”)沙吸收的热量。
(3)下列事实能用上述实验结果解释的是____(填字母)。
A.夏天给教室洒水,感觉凉爽
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.沿海地区昼夜温差会比内陆小
D.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
【答案】(1)酒精灯加热的时间长短
(2)大于
(3)C
【知识点】比热容
【解析】【分析】在此实验中用酒精灯加热的时间长短表示水和沙吸热的多少。不同种物质,质量相同,升高相同的温度,吸收的热量不相同,比热容大的物质,吸收的热量多;不同种物质,质量相同,吸收相同的温度,比热容小的物质升温快,比热容大的物质,升温慢;
【解答】(1) 在此实验中用酒精灯加热的时间长短表示水和沙吸热的多少。
(2)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙,升高相同温度时,水吸收的热量大于沙吸收的热量,因为表格中显示了升高相同的温度,水需要加热的时间更久。
(3)上述实验表明,沙子的比热容小,升温快,降温也快;水的比热容大,升温慢,降温也慢,C沿海地区昼夜温差比内陆小,可以用这个实验来解释;
故答案为:(1) 酒精灯加热的时间长短(2)大于(3)C
7.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0.4kg的沙子和水同时加热。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。那么:
(1) 图中 (选填“a”或“b”)图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)求出沙子的比热容大约是多少
【答案】(1)a
(2)8.4×104J
(3)913J/(kg·℃)
【知识点】比热容;燃料的热值
【解析】【分析】(1)用两只完全相同的酒精灯,分别给水和沙子加热,这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量,再利用公式Q=cm△t进行分析;
(2)根据图像确定水上升的温度,再根据Q吸=cmΔt计算水吸收的热量;
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,所以2min水和沙子吸收的热量也相同,由图a得出沙子温度的变化量,再根据Q=cmΔt的变形公式计算沙子的比热容。
【解答】(1)根据题意可知,沙子和水的质量相等,且沙子的比热容比水小,吸收相同热量时(加热相同时间),由公式Q=cm△t可知,沙子升高的温度多,所以图a表示的是沙子吸热升温的过程;
(2)由b图象可知,加热满2min时,水的温度从20℃上升到70℃,
则加热满2min时水吸收的热量:
Q水吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.4kg×(70℃-20℃)=8.4×104J;
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,
在2分钟的时间内,沙子吸收的热量:Q沙吸=Q水吸=8.4×104J,
又因为加热满2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,
则沙子上升的温度Δt沙=230℃-20℃=210℃,m沙=0.4kg,
由Q吸=cmΔt可得,沙子的比热容:。
8.(2023九下·宁波月考)如图是一种电能辅助式太阳能热水器,晴天时接收太阳能的真空镀膜管每小时能将2.1×106J的太阳能转化为水的内能,电热管上标有“220V 1500W”。
(1)晴天时用太阳能加热,一天以10h计算,可以将100kg,初温为20℃的水加热到多高的温度?[水的比热容C=4.2×103J/(kg ℃)]
(2)阴雨天时用电加热,如果消耗的电能全部转化为水的内能,热水器在额定电压下工作,将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要多长的时间?
(3)请你说说利用太阳能有什么优点?
【答案】(1)解:1天10h太阳能热水器吸收的热量:
Q吸=2.1×106J×10=2.1×107J
由Q吸=cm(t﹣t0)得水升高后的温度
(2)阴天改用电加热时:
∵Q吸=W=Pt=2.1×107J,热水器在额定电压下工作
∴将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要的时间:
(3)不污染环境、省钱、可以从自然界源源不断地得到。
【知识点】功率计算公式的应用;热量的计算
【解析】【分析】(1)首先根据Q吸=每小时产生的热量×时间计算热水器吸收的热量,再根据公式 Q吸=cm(t﹣t0) 计算加热后水到达的温度。
(2)电加热时消耗的电能与水吸收的热量相等,根据 计算加热时间。
(3)可从是否污染环境、节约成本以及能源获取的方便程度等角度分析解答。
考点六:能根据燃料的热值计算热机的能耗问题
1.有关热值的概念,下列说法正确的是( )
A.1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
B.1kg的煤完全燃烧时的热值大于1kg的煤不完全燃烧时的热值
C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D.燃料的热值与燃料燃烧情况无关
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】根据热值的定义和特点分析判断。
【解答】A.热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,故A错误;
B.燃料的热值指的是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,谈到热值,肯定指的是完全燃烧,与不完全燃烧无关,故B错误;
C.根据Q=mq可知,燃料放出的热量与热值和质量大小有关;煤的热值比干木材大,但是质量少,则可能放出的热量比木材少,故C错误;
D.燃料的热值与燃料燃烧情况无关,故D正确。
故选D。
2.在标准大气压下,使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是 J,若不计热量损失,此过程需要完全燃烧 kg的煤气,这是通过 的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。[水的比热容=4.2X103J/(kg.℃),煤气的热值=4.2X107J/kg]
【答案】;;热传递;不变
【知识点】物体内能的改变方法;热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)首先根据Q吸=c水m水△t水计算水吸收的热量,再根据计算燃烧的煤气;
(2)改变物体内能的方法:做功和热传递;
(3)热值是燃料本身的一种性质,只与燃料的种类有关,与其它因素无关。
【解答】(1)水吸收的热量Q吸=c水m水△t水= 4.2×103J/(kg.℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J;
不计热量损失,则煤气放出的热量Q放=Q吸=6.72×105J;
那么燃烧煤气的质量:;
(2)煤气放出的热量被水吸收,属于能量的转移,即属于热传递;
(3) 未使用完的煤气的种类不变,则它的热值不变。
3.(2023九上·杭州期中)使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg,初温为15℃的水加热到95℃,水吸收的热量是 J;若此过程的热效率为40%,则此过程消耗天然气 m3。(水的比热容为4.2x103J/(kg·℃),天然气热值为4.2x107J/m3)。
【答案】6.72×105;0.04
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据Q吸=cm(t-t0)计算水吸收的热量;
(2)首先根据计算天然气完全燃烧放出的热量,再根据Q放=Vq变形公式求出烧这些水需要天然气的体积。【解答】(1)水吸收的热量为:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(95℃-15℃)=6.72×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量为:;
需要燃烧的天然气的体积为:。
4.(2023九上·义乌月考)如图所示,小乐用燃气灶烧水。在一个标准大气压下,恰好能将一壶初温为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)水壶中水的质量。
【答案】(1)Q= 8.4×107J/m3 x0.02 m3 = 1.68×106J ;
(2)
【知识点】内能;热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】放出热量等于热值乘以质量,吸收热量等于上升温度与比热以及质量三者乘积。
5.国家提倡节能减排,各地“煤改气”正在积极进行,某同学计算他家天然气烧水的热效率将2kg的水倒入烧水壶中,并测出水温为20℃。在一个标准大气压下,把水刚加热到100℃时,测出消耗天然气0.048m3。已知水的比热容=4.2X103J/(kg.℃),天然气热值约为q=4.0X107J/m3。
求:
(1)在这种情况下,燃烧的天然气放出了多少热量;
(2)他家天然气灶的效率。
(3)将这些水烧开,需吸收多少热量;
【答案】(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=qV=4.0×107J/m3×0.048m3=1.92×106J;
(3)他家天然气灶的效率:。
【知识点】能量利用效率;热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)利用Q吸=cm(t-t0)计算水吸收的热量;
(2)利用Q放=qV求天然气完全燃烧放出的热量;
(3)根据计算天然气灶的效率。
6.(2023九上·玉环月考)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。
1.(2024·浙江模拟)中国是茶文化之乡,中国茶文化是世界非物质文化遗产。”煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法正确的是( )
A.茶水沸腾时,吸收热量,温度升高
B.茶水升温是通过做功的方式改变内能
C.壶嘴冒出的”白气”是汽化形成的现象
D.茶香扑鼻,表明分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【知识点】分子的热运动;沸腾及沸腾条件;物体内能的改变方法
【解析】【分析】液体沸腾的特点是:继续吸热,温度不变;改变内能的方式有两种,做功和热传递;
【解答】A. 茶水沸腾时,吸收热量,温度不变,A错误;
B. 茶水升温是通过热传递的方式改变内能,B错误;
C.壶嘴冒出的”白气”是水蒸气液化形成的现象,C错误;
D. 茶香扑鼻,表明分子在不停地做无规则运动 ,D正确;
故答案为:D.
2.生活中常把碗放在大锅内的水中蒸食物,碗与锅底不接触,如图所示。当锅里的水沸腾以后,碗中的汤将( )
A.同时沸腾
B.不会沸腾,汤的温度总是低于水的沸点
C.稍后沸腾
D.不会沸腾,汤的温度能够达到水的沸点
【答案】D
【知识点】沸腾及沸腾条件
【解析】【分析】沸腾的条件:①达到沸点;②继续吸热,据此分析判断。
【解答】如果碗内的汤的温度低于外面水的温度,那么汤可以从外面吸热而升温。当锅里的水沸腾后,碗中的汤可以达到水的沸点,但是无法从锅内继续吸收热量,因此不会沸腾,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
3.冬天,当遭遇低温雨雪天气时,我国南方部分地区的一些树枝会出现如图所示的”雾凇”。”雾凇”和霜的形成过程很相似,都是( )。
A.水蒸气液化形成的 B.水蒸气凝华形成的
C.小水珠凝固形成的 D.小冰晶升华形成的
【答案】B
【知识点】凝华及凝华现象
【解析】【分析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】雾淞和霜,都是空气中的水蒸气从气态直接变成固态发生凝华现象所致,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.对下列各图中的物态变化分析正确的是( )
A.图甲:蜡在熔化的过程中温度保持不变
B.图乙:草叶上的露珠是小冰晶熔化形成的
C.图丙:北方冬天窗玻璃上的冰花形成过程中要吸热
D.图丁:钢罐内的液化石油气是通过压缩体积的方法液化的
【答案】D
【知识点】熔化与熔化现象;凝固与凝固现象;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象;升华及升华现象;凝华及凝华现象
【解析】【分析】晶体在熔化的过程中有一定的温度,非晶体没有固定的温度,温度会一直升高;物体有气态变成液态的过程叫做液化,液化的过程是放热的,液化的方式是压缩体积或降低温度;物体有气态直接变成固态的过程叫做凝华,凝华的过程是放热的;
【解答】A.蜡属于非晶体,熔化时温度升高,故A错误;
B.露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的现象,故B错误;
C.冰花属于凝华现象,凝华是放热过程,故C错误;
D.液化石油气是在常温下通过压缩体积液化的,故D正确。
故答案为:D.
5.(2023·杭州模拟)如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析错误的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.该实验中的能量转化与汽油机的压缩冲程相同
C.管内气体对橡皮塞做功,内能转化为机械能
D.试管口的“白气”是小水滴
【答案】B
【知识点】液化及液化现象;能量的转化与守恒定律;热机
【解析】【分析】(1)温度升高,内能增大;温度降低,内能减少;
(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;
(3)根据能量转化的知识判断;
(4)水蒸气是无色透明的气体。
【解答】A.水温上升时,水的内能增加,故A正确不合题意;
B.该实验中,水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能,与汽油机的做功冲程相同,故B错误符合题意;
C.管内气体对橡皮塞做功,内能转化为机械能,故C正确不合题意;
D.试管口的“白气”是水蒸气液化而成的小水珠,故D正确不合题意。
故选B。
6.(2023七上·上虞期末)图甲是观察物质熔化和凝固现象的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化图像。以下说法正确的是( )
A.安装图甲所示的器材时,应按ABC的先后顺序进行安装
B.实验中需要观察试管内物质的状态,并记录温度和加热时间
C.由图乙可知,该物质的熔点为90℃
D.该物质属于非晶体
【答案】B
【知识点】熔化与熔化现象;晶体与非晶体
【解析】【分析】(1)需要用酒精灯的外焰加热,按照自下而上的顺序组装仪器,熔化过程要记录物质的状态,温度和加热时间。
(2)晶体有一定的熔点(凝固点),熔化(凝固)时温度不变,此时为固液共存态。
【解答】
A.需要用酒精灯的外焰加热,组装仪器的顺序为自下而上,故A错误;
B.实验中,需要观察试管内物质的状态,记录温度和加热时间,故B正确;
CD.由图像可知,该物质从第10min~20min之间一直吸收热量,温度不变,所以该物质的熔点(凝固点)是80℃,故该物质是晶体,故C错误,D错误。
故答案为:B。
7.如图为某种物质熔化时温度随时间变化的图像.根据图像,下列判断正确的是( )
A.该物质熔化过程持续了25min
B.该物质是晶体,熔点为80℃
C.在第30min时,该物质处于固液共存状态
D.在第10min到第25min之间,由于物质温度不变,所以不吸收热量
【答案】B
【知识点】熔化与熔化现象;熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【分析】熔化是通过对物质加热,使物质从固态变成液态的一种变化过程。熔化需要吸收热量,是吸热过程。晶体有一定的熔化温度,叫做熔点,在标准大气压下,与其凝固点相等。晶体吸热温度上升,达到熔点时开始熔化,此时温度不变。晶体完全熔化成液体后,温度继续上升。熔化过程中晶体是固、液共存状态。非晶体没有一定的熔化温度。非晶体熔化过程与晶体相似,只不过温度持续上升,需要持续吸热。熔点是晶体的特性之一,不同的晶体熔点是不同的。凝固是熔化的逆过程。实验表明,无论是晶体还是非晶体,在凝固时都要向外放热。晶体在凝固过程中温度保持不变,这个温度叫晶体的凝固点。同一晶体的凝固点与熔点相同。非晶体没有凝固点和熔点。
【解答】ABD.分析图象可知,图象中呈水平的一段所对应的温度 80℃ 就是物质的熔点,该物质有固定的熔化温度,是晶体,该物质从第10分钟开始熔化,到第25分钟左右结束,约进行了15 分钟,熔化过程吸热温度不变,故AD错误,B正确;
C.在第 熔化完成,该物质处于液态,故C错误.
故答案为:B;
8.(2024九下·义乌开学考)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。
9.(2023·宁波模拟)为了比较甲、乙两种液体的比热容,晓明进行了如下的实验: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.加热相同的时间,甲升高的温度高,则甲吸收的热量多
B.加热相同的时间,甲升高的温度高,则甲的比热容比乙小
C.要使甲、乙升高相同的温度,应给乙加热更长的时间,这说明了乙的吸热能力强
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·℃)
【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)当使用的酒精灯相同时,加热相同的时间,吸收的热量相同。
(2)(3)根据Q吸=cm(t-t0)分析判断;
(4)根据Q吸=cm(t-t0)可知,在质量和吸收热量相同时,比热容和温度的变化值成反比,据此求出乙的比热容。【解答】A.用两个完全相同的酒精灯对液体加热,在相等时间内液体吸收的热量相等,故A错误符合题意;
B.加热相同的时间时,甲、乙吸收的热量相等,根据Q吸=cm(t-t0)可知,甲升高的温度高一些,说明甲的吸热能力小,即甲的比热容较小,故B正确不合题意;
C.由图示图象可知,甲和乙升都升高30℃,温度升到40℃,甲需要的时间是3min,乙需要的时间是4min,即乙需要更长的加热时间,也就是乙吸收更多的热量,这说明了乙的吸热能力强一些,故C正确不合题意;
D.由图示图象可知,用相同的酒精灯加热4min,甲和乙吸收的热量就是相同的,
甲的温度变化值为50℃-10℃=40℃,乙的温度变化值为40℃-10℃=30℃,
由Q吸=cm(t-t0)得:c甲mΔt甲=c乙mΔt乙,
c甲Δt甲=c乙Δt乙,
1.8×103J/(kg ℃)×40℃=c乙×30℃;
解得:c乙=2.4×103J/(kg ℃),故D正确不合题意。
故选A。
10.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
【答案】A
【知识点】燃料的热值;热机
【解析】【分析】A.根据气门的开合和活塞的运行方向确定冲程的名称;
B.汽油机的效率是做的有用功与燃料放出热量的比值;
CD.热值是燃料的一种性质,只与燃料的种类有关,与其它因素无关。
【解答】A.甲图中,两个气门关闭,活塞向上运动,应该为压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高,故A正确;
B.根据图片可知,汽油机的效率为:1-6%-30%-36%=28%,故B错误;
CD.热值与是否完全燃烧无关,与是否利用尾气无关,故C、D错误。
故选A。
11.(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。
12.(2023九上·义乌月考) 我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18m/s的速度匀速行驶了5min,消耗燃油0.3kg,汽车发动机的牵引力是1000N。已知燃油的热值为4.5×107J/kg。求:
(1) 消耗的燃油完全燃烧产生的热量;
(2) 该车发动机的机械效率。
【答案】(1)燃油燃烧产生的热量Q=qm= 4.5×107J/kg ×0.3kg=1.35×107J;
(2)汽车行驶通过的距离s=vt=18m/s×300s=5400m;
汽车发动机做的功:W=Fs=1000N×5400m=5.4×106J;
则发动机的机械效率:。
【知识点】功的计算公式的应用;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据Q=qm计算燃油燃烧产生的热量;
(2)根据s=vt计算汽车行驶的距离,根据W=Fs计算发动机做的功,最后根据计算发动机的机械效率。
13.(2023九上·义乌期中)氢能是一种清洁高效的能源,促进制氢技术发展和氢能利用,是我国实现“双碳”目标和能源结构转型的必然途径。阅读材料,回答问题:
材料1:如图所示为我国科学家研发的循环制氢和贮存氢气的新工艺。
材料2:为了促进氢能利用,科学家设计了如图所示的人工光合作用系统,模拟植物利用太阳能合成糖类的过程。
(1)在“循环制氢”中需要不断补充加入的物质是 。
(2)“贮存氢气”中发生反应的化学方程式为 。
(3)科学家设计的人工光合作用系统与绿色植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下,人工光合作用系统中糖类的积累量高于绿色植物,其原因是 。
(4)已知1kg氢气完全燃烧时放出的热量是1.4×108J,以氢气作为燃料的某氢能源汽车的发动机效率为60%,若该车在道路上行驶时,获得的平均牵引力为8.4×102N,则行驶100km的路程消耗的氢气大约是多少kg?
【答案】(1)水
(2)Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2
(3)人工光合作用系统进行呼吸作用消耗糖类;植物进行光合作用同时进行呼吸作用
(4)汽车行驶100km消耗的机械能:W=Fs= 8.4×102N ×100×103m=8.4×107J;
氢气燃烧放出的热量:;
那么需要氢气的质量为:。
【知识点】功的计算公式的应用;燃料的热值;书写化学方程式、文字表达式
【解析】【分析】(1)根据图片确定循环制氢的原理,从而确定要加入的物质;
(2)根据图片确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的方程式;
(3)可从是否进行呼吸作用从而消耗糖类的角度分析;
(4)首先根据W=Fs计算行驶100km做的功,再根据计算氢气燃烧放出的热量,最后根据计算消耗氢气的质量。
【解答】(1)根据图片可知。“循环制氢”的过程,其实就是水分解为氢气和氧气的过程,因此需要不断加入的物质为水;
(2)根据图片可知,“贮存氢气”的过程,其实就是Mg2Cu和氢气反应,生成MgCu2和MgH2的过程,即方程式为: Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2。
(3)科学家设计的人工光合作用系统与绿色植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下,人工光合作用系统中糖类的积累量高于绿色植物,其原因是:人工光合作用系统进不行呼吸作用消耗糖类;植物进行光合作用同时进行呼吸作用消耗糖类。
14.(2024九下·温州开学考)目前我国生活垃圾中厨余垃圾占比最大,厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务等活动中产生的已腐烂的有机垃圾。对其进行“减量化、无害化、资源化”处理有重要意义。
请分析解答:
(1)下列是厨房中产生的一些垃圾,其中属于厨余垃圾的是____(选填字母)。
A.玻璃瓶 B.易拉罐 C.剩菜剩饭 D.瓷碗碎片
(2)利用微生物处理厨余垃圾,可起到“变废为宝”的作用。将厨余垃圾放入沼气池中,经甲烷菌发酵产生沼气。如图甲所示为沼气中各成分含量,其中属于有机物的有 (化学式)。
(3)将约210kg的厨余垃圾通过该技术处理可产生7m3的甲烷,完全燃烧这些甲烷放出的热量,理论上能将多少的水从25℃加热至55℃[q甲烷=3.6×107J/m3,c=4.2×103J/(kg·℃)](写出计算过程)
(4)厨余垃圾中的淀粉可被淀粉乳酸杆菌分解为乳酸,乳酸可用于生产可降解塑料。如图乙所示为A、B、C三种不同的淀粉乳酸杆菌对淀粉的分解,结果表明,菌株 (选填“A”、“B”或“C”)分解淀粉的能力最强。
【答案】(1)C
(2)CH4
(3)2000
(4)B
【知识点】热量的计算;简单的有机物;常见物质的分类
【解析】【分析】 含碳元素的化合物(除碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、氰、氰化物、氧氰、氰酸盐、硫氰、金属碳化物等以外)称为有机物。热值(calorific value),又称卡值或发热量。是指单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。在燃料化学中,表示燃料质量的一种重要指标。通常用热量计(卡计)测定或由燃料分析结果算出。 热值的符号是q,单位是焦耳每千克,符号是J/kg。热值反映了燃料燃烧特性。
【解答】(1) 厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾,包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等,其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。 属于厨余垃圾的是C剩菜剩饭;
(2)沼气中最主要的有机物是甲烷,化学式是 CH4 ;
(3)Q=vq= 7m3×3.6×107J/m3=2.52×108J;m===2000kg
(4) 厨余垃圾中的淀粉可被淀粉乳酸杆菌分解为乳酸, 从图乙中可以看出,菌株B的乳酸最多,说明菌株B分解淀粉的能力最强;
故答案为:(1)C(2) CH4 (3) 2000 (4) B
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