2024年中考科学二轮 专题6:物态变化的应用和内能相关问题

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名称 2024年中考科学二轮 专题6:物态变化的应用和内能相关问题
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科目 科学
更新时间 2024-05-18 16:44:37

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专题6:物态变化的应用和内能相关问题
一、单选题
1.小科在家中用如图炊具压力锅(俗称“高压锅”)烧饭。他发现锅盖中心有一杆,杆上有排气孔,上套限压阀。易熔片装在放气孔上,万一安全阀失效不能及时抬起放气时,易熔片熔化,气体从放气孔放出。关于易熔片,下列说法正确的是(  )
A.制成易熔片的材料的熔点比锅体高
B.制成易熔片的材料的熔点比锅体低
C.易熔片熔化时吸收大量的热,所以能保证压力锅安全
D.易熔片熔化时放出大量的热,所以能保证压力锅安全
2.如图是“胜哥”通过实验用绘制的某物质熔化和凝固规律的实验图像,下列说法正确的是(  )
A.在t=5min时,该物质处于固液共存状态
B.在BC段,该物质不吸热
C.该物质凝固过程持续了15min
D.该物质的凝固点是25℃
3.如图所示,烧杯中有水,水中倒扣着一玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到一定温度时(  )
A.烧杯和瓶内的水可能都会沸腾
B.烧杯中的水可能会沸腾,瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中的水一定不会沸腾,瓶内的水可能会沸腾
D.都不会沸腾
4.液体在蒸发过程中,如果从外界吸收不到热量,那么液体(  )
A.蒸发不能继续进行
B.蒸发能够进行,使液体温度降低
C.蒸发能够进行,使液体温度升高
D.蒸发能够进行,使液体温度保持不变
5.小科通过微信公众号“胜哥课程”匆匆观看了《影响蒸发快慢的相关因素》科学视频,马上进行了实验,在两片相同的玻璃片上分别滴一滴水和酒精,他将滴水玻璃片放在阳光下照射,滴酒精玻璃片放在树荫下,结果发现水迹先干。对于该实验,下列说法正确的是(  )
A.由实验现象可得出“水比酒精更易蒸发”的结论
B.由实验现象可得出“温度越高蒸发越快”的结论
C.此实验只能研究蒸发快慢与温度的关系
D.若把两玻璃片都放在阳光下,则可研究蒸发快慢与液体种类的关系
6.“胜哥”做“研究影响蒸发快慢的因素”的实验,如图所示,他在两块相同的玻璃上分别滴上一滴水。观察图中情景可知,该同学主要研究蒸发的快慢是否与(  )
A.水的温度有关 B.水的表面积有关
C.水上方空气的流速有关 D.上述三个因素都有关
7.小科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
8.在标准大气压下,“胜哥”将冰块放入空易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟测得易拉罐中冰与盐水混合物的温度低于0℃,实验时易拉罐的底部有白霜生成.对于这一实验现象 的分析,正确的是(  )
A.盐使冰的熔点低于0℃,白霜的生成属于凝华现象
B.盐使冰的熔点高于0℃,白霜的生成属于凝华现象
C.盐使冰的熔点低于0℃,白霜的生成属于凝固现象
9.关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是(  )
A.温度高的物体内能一定大
B.物体的温度越低,所含的热量越少
C.物体吸收了热量,其温度不一定升高
D.物体的内能增大,一定是外界对其做了功
10.小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了内能的课程后,对相关知识有了深刻的理解。下列说法中正确的是(  )
A.静止在地面上的冰块没有内能
B.空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能一定多
C.动能大的物体内能一定大
D.自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
11.比热容简称比热,是物质的特征之一。下列关于比热的说法中,正确的是(  )
A.不同状态的同种物质比热一定相同
B.一桶水的比热比一杯水的比热要大
C.水的比热较大,故可作汽车发动机的冷却剂
D.沙的比热比水小,故沙子的温度一定比水高
12.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),A和B的温度随加热时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是(  )
A.A的比热容与B的比热容之比为2∶1
B.A的比热容与B的比热容之比为2∶3
C.加热相同时间,B吸收热量较多
D.A和B升高相同温度,B吸收热量较多
13.关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是(  )
A.物体温度升高,内能一定增加
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
二、填空题
14.同学们通过微信公众号“胜哥课程”观看了《观察水沸腾》科学视频,马上做了实验,甲、乙、丙三组同学分别从 A、B 两套器材中任选一套来完成实验:(实验室已准备多套 A、B 装置)
(1)甲组同学发现所测水的沸点高于 100℃ , 他们选择的是   (填“A ”或“B ”)套装置。
(2)乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图象如图 C 所示:a、b 两种图象不同的原因是水的   不同。
15.小科通过微信公众号“胜哥课程”学习内能知识后,突发奇想,在家自制了一个内能演示仪,由压力式喷壶、电子温度计,小风车组成。电子探头内置于喷壶中,喷壶穿线孔处密封,仪表盘外置,如图所示。
(1)当小科开始向内打气时,温度计示数   (选填“升高”或“降低”)。
(2)小科向壶内压缩完气体后,按下喷气开关时,风车转动,其做功原理是   (“气体对外界做功”或“外界对气体做功”)。
16.如图,一只瓶子,内装一些铁屑。我们既可以通过振荡,也可以通过加热,使铁屑的温度升高,内能增大。从改变物体内能的方法来看,前者是通过   方法,后者是通过   方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能    (选填“能”或“不能”) ,这是因为   。
17.如图一所示,用加热器给初温均为 20℃的甲、乙液体加热(m甲 < m乙 ),两种液体每秒 吸收的热量相同。这两种液体的温度-加热时间的图线如图二。请根据图二中 0 至 30s 图线及题目所给信息得出: 甲液体的比热容   乙液体的比热容(选填“大于 ”、“等于 ”或“小于 ”)
18.古代发明的点火器如图甲所示,用牛角做套筒,木质推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆,筒内气体温度升高,艾绒温度达到着火点随即燃烧。
(1)筒内气体温度升高通过   的方式改变物体内能的。
(2)推杆过程与下图乙中四冲程汽油机工作的   (选填字母)冲程相同。
三、实验探究题
19.用如图甲所示的装置探究某物质的熔化规律。
(1)组装器材时,应先固定   (选填“A”“B”或“C");
(2)下列措施不能使物质受热均匀的是____;
A.加热过程中不断搅拌
B.通过水给试管加热
C.温度计的玻璃泡完全浸没在物质中
(3)加热到某一时刻,温度计示数如图乙所示,其温度为   ℃
(4)根据实验数据绘出该物质的温度一时间图像,如图丙所示,该物质是   (选填“晶体”或“非晶体”);
(5)另一小组同学用相同物质进行实验,绘制出的温度一时间图像中没有出现明显的水平段,原因可能是   。(写出一种即可)
20.根据实验数据画出图像是我们科学解决问题的一种方法。
(1)老师给出了一种物质,请小明判断是晶体还是非晶体?小明探究后作出了该物质的熔化图像如图一所示。根据图像小明认为这种物质是   (填“晶体”或“非晶体”)。
(2)小明继续探究甲、乙、丙三种物质,在加热条件完全相同的情况下,甲.乙、丙三种物质的温度随时间变化的情况如图二所示。由图小明获得以下信息:甲和丙肯定不是同种物质,他的依据:   。甲的质量比乙的质量小,他的依据:   。
(3)小明又给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图三中a图线所示。实验时他觉得加热时间太长,为了缩短加热时间,他改进了实验:提高了水的初温。在其他条件不变的情况下,请在图三中作出实验改进后温度随时间变化的图像。
21.“胜哥”在”探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)实验中除温度计外还需要的测量工具是   。
(2)在加热水的过程中,观察到温度计的示数如图甲所示,则此时水的温度是   ℃。
(3)实验中测得的实验数据如下表所示,请在图乙中画出水的温度与时间的关系图像。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度/℃ 90 91 92 93 94 95 96 97 98 98 98
22.图甲是小明“探究物质熔化规律”的实验装置。
(1)实验中通过水对试管加热,而不是直接加热试管,目的是   。
(2)实验中某时刻温度计示数如图乙所示,该物质此时的温度为   ℃。
(3)实验中每隔一分钟记录一次物质的温度及对应状态,根据记录数据,作出温度随时间变化的规律图像,如图丙所示。由图像可知:该物质在熔化过程中吸收热量,温度   ,该物质是   (填“晶体”或“非晶体”)。
(4)比较图像中AB段与CD段可知:该物.质在   (填“AB”或“CD”)段吸热能力强。
23.为了比较水和食用油吸热能力的大小,小华做了如图甲的探究实验:在2个相同的烧杯中分别装质量相同的食用油和水,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下。
温度升高10℃ 所用的时间/s 温度升高20℃ 所用的时间/s 温度升高30℃ 所用的时间/s
食用油 68 136 204
水 98 196 294
(1)实验中:有两个相同的酒精灯对其加热的目的是   。
(2)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和食用油,升高相同的温度时,水吸收的热量   (选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。如果加热相同的时间,质量相同的水和食用油,   (选填“水”或“食用油”)的温度升得更高。
(3)小雨经过分析思考,将实验装置加以改进,如图乙所示。与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制   相同,图乙的实验操作中存在一处错误:没有控制   相同。
四、解答题
24.熔点凝固点
(1)晶体熔化时的温度叫做晶体的   。晶体凝固时的温度叫做晶体的   ,冰的熔点为   。
(2)同一晶体,熔点和凝固点   。
25.冬天给道路撒盐,可以有效地防止事故发生,为了解其原因,小明用如图1所示实验装置,探究盐冰(浓盐水冻成的冰块)熔化时温度的变化规律。
(1)将盐冰打碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中,图2中温度计示数为   ℃。
(2)观察现象,记录实验效据,温度随时间变化图像如图3所示,由图可知盐冰的熔点为   ℃;熔化过程中,盐冰水混合物的内能   (选填“增加”“减少”或“不变”)。
(3)实验时烧杯外壁出现水珠,这是空气中的水蒸气   (填物态变化名称)形成的。
(4)由实验可知,盐冰属于   (选填“晶体”或“非晶体”)。
26.物质的液化现象和使气体液化的方法
(1)液化是指物质从   态变成   态的过程。
(2)使气体液化的方法有两种:   温度和   体积(增大压强)。
[说明]
任何气体在温度降到足够低时都可以液化,但是仅增大压强,不能使所有的气体液化。每种物质都存在一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质都不会液化,这个温度就是这种物质的临界温度。所谓“温度降到足够低”是指气体的温度要降低到临界温度以下。在常温下可以对临界温度较高的气体用增大压强的方法将其液化。
27.阅读探究。
材料一:据报道,某年冬季的一天,阴天,微风,气温约-15℃,在新疆罗布泊沙漠的沙丘上覆盖着约5~10cm厚的积雪,然后过了约20min,雪不见了,而脚下却是干爽的沙地。这一现象令在场的人无不惊叹。
材料二:有霜的季节,农作物常被冻坏,这就是人们常说的遭到霜冻。实际上,农作.物不是因为霜而受冻的,0℃以下的低气温才是真正的凶手。当空气干燥时,即使温度降低到-20~-10。C,也不会出现霜,但此时农作物早就被冻坏了,人们称这种情况为“黑霜”。
根据材料,请回答下列问题。
(1)材料一中沙漠上的积雪消失过程中发生的物态变化是   。
(2)通过材料一,你认为沙漠上积雪消失的主要因素是____(填字母)。
A.温度低 B.沙地干爽 C.空气干燥 D.空气流动快
(3)根据材料二,请对“霜”形成的条件提出猜想。
猜想:霜的形成条件是   和   。并在短文中找出支持猜想的句子:   。
(4)小明同学为验证上述猜想,做了如下实验:从冰箱里取出一些-10℃的冰块,放在不锈钢杯子里,一段时间后可看到在杯底出现一些白色的小冰晶(即霜)。你认为该实验   (填“能”或“不能”)验证上述猜想,理由是   。
28.北京时间2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。进入大气层时,返回舱外包裹的烧蚀材料在高温下发生分解、熔化、蒸发和升华等变化。
(1)上述四种变化中,属于化学变化的是材料的   。
(2)烧蚀材料发生上述变化的过程中会   (填“吸收”或“放出”)热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
29.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
30.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)
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】熔化与熔化现象
【解析】【分析】AB.根据易熔片的用途分析;
CD.根据物态变化的知识分析判断。
【解答】根据题意可知,当锅内温度达到一定程度时,锅体不会熔化,此时易熔片吸热发生熔化,从而打开气孔排气,保证安全,因此易熔片的熔点肯定低于锅体的熔点,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
2.【答案】A
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象
【解析】【分析】从图象中辨别晶体与非晶体,主要看这种物质是否有一定的熔点,即有一段时间这种物质吸热,但温度不升高,则是晶体的熔化过程。晶体在熔化前处于固态,在熔化过程中处于固液共存态;熔化吸热。
【解答】AB.由图像可知,从A到D过程中物质的温度呈上升趋势,所以这一段是熔化图像;BC段温度不变,说明此时物质达到了熔点,处于熔化过程,熔化吸热,因此这种物质属于晶体;在t=5min时,该物质正在熔化,则该物质处于固液共存状态,故A正确,B错误;
CD.EF段为该物质的凝固过程,此时对应的温度是45℃,则其凝固点为45℃;该晶体从第12min开始凝固,到第15min时凝固结束,则凝固过程持续的时间为15min-12min=3min;故CD错误。
故答案为:A。
3.【答案】B
【知识点】沸腾及沸腾条件;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【分析】液体沸腾的条件:①达到沸点;②继续吸热,结合液体沸点随大气压强的变化关系分析判断。
【解答】根据图片可知,玻璃瓶内气压等于瓶外液面上方液体压强和大气压强之和,即p内=p大气+p水。比较可知,瓶内水面上方气压大于外界大气压强,那么瓶内水的沸点比瓶外水的沸点高。
烧杯内的水可以达到沸点,也能继续吸热,因此烧杯内的水会沸腾。而玻璃瓶内的水不能达到沸点,因此不会沸腾。
故B正确,而A、C、D错误。故选B。
4.【答案】B
【知识点】蒸发及其现象
【解析】【分析】(1)蒸发吸收热量,因此可以致冷;
(2)如果外界没有热量被吸收,那么液体依靠自身的能量也会发生蒸发现象。
【解答】液体在蒸发过程中,如果从外界吸收不到热量,那么液体蒸发依然能够进行,并使液体温度降低,故B正确,而A、C、D错误。故选B。
5.【答案】D
【知识点】控制变量法;影响蒸发快慢的因素
【解析】【分析】影响蒸发的因素:液体的温度、表面积和空气流速,此外,不同液体,蒸发的快慢也不同。
【解答】如果要得到水比酒精更易蒸发的结论,那么需要控制温度、表面积和空气流速相同,故A错误;
如果要得到“温度越高蒸发越快”的结论,那么需要控制液体的种类、表面积和空气流速相同,故B错误;
将两个玻璃片同时放在阳光下,可以研究蒸发快慢与液体种类的关系,故C错误,D正确。
故选D。
6.【答案】A
【知识点】影响蒸发快慢的因素
【解析】【分析】根据图片分析影响蒸发的哪个要素不同即可。
【解答】根据图片可知,水滴的表面积相同,空气流速相同,右边的水滴用酒精灯加热,温度高于左边的水滴,因此该同学主要探究蒸发的快慢与水的温度有关。
故选A。
7.【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
8.【答案】A
【知识点】凝华及凝华现象
【解析】【分析】晶体熔化时保持不变的温度为熔点,根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】用筷子搅拌大约半分钟测得易拉罐中冰与盐水混合物的温度低于0℃,即盐使冰的熔点低于0℃。空气中的水蒸气在易拉罐上放热,从气态直接变成固态发生凝华现象,这就是看到的“白霜”。
故A正确,B、C错误。
故选A。
9.【答案】C
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法
【解析】【分析】 改变内能的方法有两种:热传递和做功。
【解答】A. 内能与温度、体积、质量、状态有关。 仅仅温度高的物体内能不一定大,A错误;
B.热量是指由于温度差别而转移的能量, 热量与温度差,质量以及比热有关,与温度高低没有必然联系,B错误;
C.冰熔化过程吸热,温度没有升高,C正确;
D. 物体的内能增大,可能是吸热,也可能是外界对其做了功,D错误。
故答案为:C。
10.【答案】D
【知识点】内能
【解析】【分析】AD.一切物体都有内能;
BC.内能大小与物体的种类、质量和温度大小有关,据此分析判断。
【解答】 A.静止在地面上的冰块有内能,故A错误;
BC.内能大小与机械能大小无关,故B、C错误;
D.自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能,故D正确。
故选D。
11.【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】大量实验表明,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(specific heat capacity),简称比热。质量相同的不同物质升高(或降 低)相同的温度,吸收(或放出)热量较多的,比热较大;吸收(或放出)热量较少的,比热较小。
【解答】A. 不同状态的同种物质比热不一定相同,比如水和冰的比热不同,A错误;
B. 一桶水的比热和一杯水的比热一样大,B错误;
C.水是一种比热较大的物质。水在吸收或放出较多的热量后温度不会发 生太大的变化。水的这种特性使它在生活和生产中有着十分广泛的应用,比如可作汽车发动机的冷却剂,C正确;
D. 沙的比热比水小,但沙子的温度不一定比水高,D错误;
故答案为:C。
12.【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热,不计热量损失,则在时间t内,A、B吸收的热量相同,知道A、B的温度变化,而A、B的质量相同,利用可得比热容的大小关系;
(2)由图可知,A、B升高相同的温度,加热A的时间比B的时间长,据此比较吸收的热量关系。
【解答】AB.由题意知,用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热,在时间t内,电加热器放出的热量相等,不计热量损失,则A、B吸收的热量相同,故④错误;
A的温度变化ΔtA=40℃-20℃=20℃,B的温度变化ΔtB=60℃-20℃=40℃,A、B的质量相同,
由Q吸=cmΔt得,则cA:cB=ΔtB:ΔtA=40℃:20℃=2:1,故A正确、B错误;
C.加热相同时间,A、B吸收的热量一样多,故C错误;
D.由图可知,A、B升高相同的温度,加热A的时间长,A吸收的热量多,故D错误。
故答案为:A。
13.【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据温度、热量和内能的关系判断。
【解答】A.物体温度升高,内能一定增加,故A正确;
B.物体吸收热量,温度不一定升高,例如冰块熔化时吸热,温度保持不变,故B错误;
C.物体温度越高,含有的内能越多,故C错误;
D.发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,故D错误。
故选A。
14.【答案】(1)B
(2)质量
【知识点】探究水的沸腾实验
【解析】【分析】(1)液体的沸点跟气压有关,气压越高沸点越高。
(2)液体沸腾的特点:不断吸收热量温度保持不变;在装置相同的情况下,水的质量越大,升温会越慢。
【解答】(1)B装置有盖,水面上气压大、沸点高,所以甲组同学发现所测水的沸点高于100℃,他们选择的是B装置。
(2)读图C可知,a、b两条曲线当呈水平时所对应的温度值都是100℃,说明它们沸腾时的温度都是100℃,b图线中温度上升的慢一些,这是由于水的质量不同造成的。
故答案为:(1)B;(2)不同。
15.【答案】(1)升高
(2)气体对外界做功
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)外界对物体做功,物体的内能增大,温度升高;物体对外界做功,物体的内能减小,温度降低;
(2)根据内能的改变方式的知识解答。
【解答】(1)当小李开始向内打气时,活塞对气体做功,从而使气体的内能增大,温度升高,则温度计示数升高。
(2)小李向壶内压缩完气体后,按下喷气开关时,风车转动,其做功原理是气体对外界做功。
16.【答案】做功;热传递;不能;做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)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;
(2)根据改变物体内能方式的等效性分析解答。
【解答】(1)我们既可以通过振荡,也可以通过加热,使铁屑的温度升高,内能增大。从改变物体内能的方法来看,前者是通过做功方法,后者是通过热传递;
(2)如果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变不能确定采用了什么方法改变了铁屑的内能,这是因为做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的 。
17.【答案】大于
【知识点】比热容
【解析】【分析】根据图像二,利用比较比热容的大小。
【解答】在0-30s内,甲、乙变化图像是重合的,即甲、乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,m甲<m乙,根据可知,甲的比热容大于乙的比热容。
故答案为:大于。
18.【答案】(1)做功
(2)B
【知识点】热机
【解析】【分析】改变内能的方式有做功和热传递两种方式,乙图中A为吸气冲程,B为压缩冲程,C为做功冲程,D为排气冲程。
【解答】(1) 猛推推杆,杆对筒内气体做功,通过做功的方式改变物体内能的。
(2) 在图乙中,进气门和排气门都关闭,活塞从下向上运动,压缩已吸入的燃料混合物,这就是压缩冲程。 猛推推杆,压缩筒内气体,筒内气体温度升高 ,故推杆过程与下图乙中四冲程汽油机工作的B相同。故答案为:B。
19.【答案】(1)C
(2)C
(3)38
(4)晶体
(5)物质受热不均匀,导致温度测量不准确
【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】(1)组装仪器的原则:从上到下,从左到右的顺序组装;
(2)实验中,使用水浴加热法,对物质不断搅拌,都可以保证使物质均匀受热;
(3)温度计读数时先确定是零上还是零下,再确定温度计的分度值,最后根据液面位置读数;
(4)晶体熔化时吸热但温度保持不变;
(5)同种物质,在相同条件下,熔点不变。
【解答】(1)由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯外焰的高度固定C;
(2)实验时,为了使物质均匀受热,可以对物质不断进行搅拌,使用水浴加热法,而C中的操作是温度计使用的常规操作,目的是准确测量物质的温度,故选C;
(3)由图乙可知,温度计的示数从下往上逐渐变大,则液柱最高处在0℃以上,最小刻度为1℃,故此时读数为38℃;
(4)由丙图可知,物质熔化时有一段温度保持不变的过程,故属于晶体;
(5)另一小组同学用相同物质进行实验,绘制出的温度—时间图像中没有出现明显的水平段,原因可能是物质受热不均匀,导致温度测量不准确。
故答案为:(1)C;(2)C;(3)38;(4)晶体;(5)物质受热不均匀,导致温度测量不准确。
20.【答案】(1)晶体
(2)甲和丙的熔点不相同;乙熔化的时间比甲的长
(3)如图所示:
【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
【解析】【分析】晶体熔化吸热,且有固定的熔化温度,即熔点。
【解答】(1)晶体和非晶体的本质区别:有无熔点;由题图一可知,这种物质熔化时温度保持45℃不变,因此这种物质是晶体。
(2)一般情况下,同种物质熔点相同,不同种物质,熔点不同。由题图二知,甲和丙肯定不是同种物质,依据是:甲和丙熔点不同。
根据Q=cmΔt,同种物质升高相同温度,质量越大,吸热越多,加热时间越长;故甲的质量比乙质量小。
(3)在温度一时间图像中,加热时间的长短代表吸热的多少,图像的倾斜程度代表升高温度的快慢,据此分析图像的形状即可。小明提高了水的初温,那么在纵轴上的温度应该出现在原图像的上方;因为水的质量不变,加热方式不变,所以温度升高的速度与原来相同,即图线的倾斜程度不变;最终水的温度都是100℃,即图像的水平部分与原来的高度相同。
答案:(1)晶体(2)熔点不同; 乙熔化的时间比甲的长 (3)如图所示
21.【答案】(1)停表
(2)92
(3)
【知识点】探究水的沸腾实验
【解析】【分析】(1)根据实验过程确定所测的物理量,进而确定需要的测量工具。
(2)根据甲图确定温度计的分度值,根据液面位置读出示数;
(3)方格纸上横轴表示时间,纵轴表示温度,根据表格数据在对应位置描点,最后将相邻的点连接起来即可。
【解答】(1)在探究水沸腾的温度变化的特点实验中,需要温度计测量温度,还需要停表测量时间。
(2)根据甲图可知,温度计的分度值为1℃,则水的温度为92℃。
(3)方格纸上横轴表示时间,纵轴表示温度,根据表格数据在对应位置描点,最后将相邻的点连接起来即可,如下图所示:
22.【答案】(1)使物质均匀受热
(2)2
(3)不变;晶体
(4)CD
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;晶体与非晶体
【解析】【分析】物质熔化吸热,且晶体在熔化过程中温度不变
【解答】 (1)将装有冰的试管放入水中加热,这是水浴法,这样冰的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度;
(2)由图乙可知,温度计的分度值为1℃,温度在0℃以上,故示数为2℃;
(3)由图丙知,2min到6min是物质的熔化阶段,此过程中不断吸热,内能增加,温度不变,该物质是晶体;
(4)比较AB段和CD段,加热时间AB段是2分钟,CD段是4分钟,所以CD段的吸热量更多,而升高的温度相同,都是3摄氏度,所以CD段吸热能力更强。
答案:(1) 使物质均匀受热 ;(2)2 ;(3)不变 、 晶体 ;(4)CD
23.【答案】(1)使油和水在相同的时间内吸收相等的热量
(2)大于;食用油
(3)吸收的热量;食用油和水的质量
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)要研究不同物质的吸热升温的快慢,要采用控制变量法进行,可首先控制物体的质量、吸收的热量相同,比较温度的变化;再控制控制物体的质量、升高的温度相同,比较吸收的热量的多少。吸收热量的多少,可以采用相同的酒精灯加热相同的时间。
(2)分析表中的数据,观察相同质量的水和煤油在升高相同的温度时所需加热时间长短即可,即加热时间长的吸收的热量多;据上面的分析能判断出水和煤油的吸热能力的大小,即比热容的大小,而后利用Q=cmΔt判断即可。
(3)热传递改变物体的内能,以及研究比热容的特性的时候应用控制变量法。
【解答】(1)食用油和水吸收热量的多少不便直接测量,可以通过测量加热时间的长短来比较吸热的多少。
这就应要求:采用相同的酒精灯加热,即可达到使油和水在相同的时间内吸收相等的热量。
(2)质量相同的水和食用油,升高相同的温度时,水的加热时间长,故水吸收的热量多。
据上面的分析可知,水的比热容要大于食用油的比热容,故由公式Q=cmΔt可知,相同质量的水和食用油,若加热时间相同,即表明所吸收的热量相同,由于食用油的比热容小,故食用油的温度变化大,其温度升得更高。
(3)小雨经过分析思考,实验装置乙,在同一酒精灯加热时,更能保证食用油和水吸收的热量相同,但是由图可知水和食用油的体积相同,由于水和食用油的密度不同,则水和食用油的质量不同;所以小雨忘记了一关键的因素,就是保证水和食用油的质量不变。
故答案为:(1)使油和水在相同的时间内吸收相等的热量;(2)大于;食用油;(3)吸收的热量;食用油和水的质量。
24.【答案】(1)熔点;凝固点;
(2)相同
【知识点】熔点和凝固点
【解析】【分析】根据熔点与凝固的定义及特点进行解答。
【解答】(1)晶体熔化时的温度叫做晶体的熔点。晶体凝固时的温度叫做晶体的凝固点,冰的熔点为0℃;
(2)同一晶体,熔点和凝固点是相同的。
故答案为:熔点;凝固点;0℃;相同。
25.【答案】(1)-4
(2)-2;增加
(3)液化
(4)晶体
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;液化及液化现象
【解析】【分析】(1)使用温度计测量液体温度时,先要弄清楚温度计的量程和分度值,读数时视线与液柱上表面相平,并注意区分温度是零上还是零下;
(2)晶体熔化的特点:吸热但温度保持不变。晶体熔化时的温度叫做熔点;晶体熔化过程中吸热、温度不变,内能增大;
(3)物质由气态变成液态是液化;
(4)根据固体在熔化过程中,温度是否变化即可判断是晶体还是非晶体,若温度不变的是晶体,反之,则是非晶体。
【解答】(1)由图2可知,温度计的最小刻度值是1℃,且液柱在零刻度线下方,因此该温度计的示数是-4℃;
(2)从图3中可知,盐冰在熔化过程中温度保持-2℃不变,所以熔点是-2℃;
盐冰熔化过程吸收热量,内能增大;
(3)盐冰在熔化过程中吸收热量,使烧杯的温度降低,空气中的水蒸气遇到温度较低的烧杯外壁液化形成液态小水滴,即出现的水珠;
(4)根据曲线图可知:盐冰在熔化过程中温度保持-2℃不变,所以盐冰是晶体。
故答案为:(1)-4;(2)-2;增加;(3)液化;(4)晶体。
26.【答案】(1)气;液
(2)降低;压缩
【知识点】液化及液化现象
【解析】【分析】根据液体的现象及使气体液体的方法进行解答。
【解答】(1)液化是指物质从气态变成液态的过程;
(2)使气体液化的方法有两种:降低温度和压缩体积(增大压强)。
故答案为:(1)气;液;(2)降低;压缩。
27.【答案】(1)升华 (2)C
(3)空气湿润;温度在0℃以下;当空气干燥时,即使温度降低到-20~-10℃,也不会出现霜
(4)不能;没有进行空气干燥和湿润的对比实验,所以不能证明空气干燥时不会形成霜
【知识点】升华及升华现象
【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)根据升华现象发生的条件判断;
(3)根据材料二中第二行分析解答。
(4)注意分析实验中的操作是否能够对成霜的两个条件都进行对比探究即可。
【解答】(1)沙漠上的积雪消失,即从固态直接变长成气态发生升华现象。
(2)升华现象需要吸热,且从固态直接变成气态。如果空气中水蒸气含量太大,也不利于发生升华,因此我认为沙漠上积雪消失的主要原因为空气干燥,故选C。
(3)根据材料二可知,霜的形成条件是空气湿润和温度在0℃以下。在短文中找出支持猜想的句子:当空气干燥时,即使温度降低到-20~10℃,也不会出现霜。
(4)我认为该实验不能验证上述猜想,理由是:没有进行空气干燥和湿润的对比实验,所以不能证明空气干燥时不会形成霜。
28.【答案】(1)分解 (2)吸收
【知识点】化学变化与物理变化的判别;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)根据是否生成新物质来分析;
(2)返回舱与大气摩擦产生的热量很容易烧毁火箭,所以要利用特殊材料在物态变化过程中吸收热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
【解答】
(1)进入大气层时,返回舱外包裹的烧蚀材料在高温下发生分解,有新物质生成,发生了化学变化;烧蚀材料的熔化、蒸发和升华过程中,没有新物质生成,发生的属于物理变化;
(2)航天器返回舱返回大气层时,返回舱外壳上的烧蚀层先熔化后汽化,熔化和汽化过程中物质需要吸收热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
故答案为:(1)分解;(2)吸收。
29.【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:。
30.【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
【知识点】功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;燃料的热值
【解析】【分析】(1)中速行驶时,根据表格确定电功率,根据W=Pt计算出牵引力做的功;
(2)匀速行驶,小汽车受到的牵引力与阻力相互平衡,即F=f=0.1G,然后根据W=Fs计算出牵引力所做的功。
(3)首先根据Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的热量,再根据 W有=ηQ 计算出被有效利用的能量,最后根据 W增加=W有-W计算出使蓄电池增加的能量。
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