中考冲刺必刷:分子动理论与内能
一、选择题
1.(2023·福建)城市中修建人工湖和湿地公园,可以调节气温,这主要是利用水的( )
A.密度较大 B.沸点较高 C.比热容大 D.流动性好
【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【解答】城市中修建人工湖和湿地公园,可以调节气温,这主要是利用水的比热容大,即吸收相同的热量时升温较少,放出相同的热量时降温较少,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
【分析】比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量,比热容越大,则升高相同的温度时会吸收更多的热量,据此分析判断。
2.(2020·陕西)下列说法正确的是( )
A.同一物体温度越高,内部分子运动越剧烈
B.烧开水是通过做功改变了水的内能
C.原子核由质子和电子组成
D.跳水运动员在空中下落时动能转化为重力势能
【答案】A
【知识点】做功改变物体内能;分子热运动;原子结构
【解析】【解答】A.同一物体温度越高,内部分子运动越剧烈,A符合题意;
B.烧开水是通过热传递的方式改变了水的内能,B不符合题意;
C.原子核由质子和中子构成的,C不符合题意;
D.跳水运动员在空中下落时高度减小、速度增大,所以是重力势能转化为动能,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】温度越高,分子运动越剧烈;加热通过热传递改变内能;原子核由质子和中子构成的。
3.(2021·贺州)下列事例描述不正确的是( )
A.弹簧测力计只能测量重力的大小
B.书包的背带做得比较宽大,是通过增大受力面积来减小压强
C.动车站站台边缘设置“安全警戒线”,是利用“流体压强与流速的关系”的原理
D.在汤水中放盐,整锅汤都有咸味,是由于分子不停地做无规则的运动
【答案】A
【知识点】弹簧测力计及其使用;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系;分子热运动
【解析】【解答】A.弹簧测力计是测量力的大小的工具,除了重力,还可以测量其它力,A错误,符合题意;
B.书包的背带做得比较宽大是为了增大受力面积从而减小压强,B正确,不符合题意;
C.动车进站时,速度较快,那么乘客与动车之间空气的流速变大,压强变小,而乘客身后的空气流速不变,压强比乘客与动车间的大,这个压强差会将乘客压向动车,C正确,不符合题意;
D.放入盐后,整锅汤都有咸味,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则的运动,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】使用弹簧测力计时首先要调零;在弹簧的弹性限度内,根据弹簧弹力大小与伸长量成正比的关系制作了弹簧测力计,用来测量外力的大小。
4.(2023·宜昌)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,用两个完全相同的电加热器对其加热,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液体是水
C.0~3min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】【解答】根据图像,当质量相同时,a液体升温慢,b液体升温快,说明a的吸热能力强,比热容大,A不符合题意;水的比热容较大,a是水,B不符合题意;在相同时间内,物体吸收的热量相等,C不符合题意;当质量和温度差相同时,a液体吸收的热量多,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】质量和吸收热量相同时,比热容越大,温度变化慢。
5.(2016·泰安)下列现象中,属于用热传递的方式改变物体内能的是( )
A.公园中的石凳被太阳晒热
B.快速弯折铁条,铁条弯折处变热
C.两手互相摩擦时手发热
D.刀具在砂轮上磨得发烫
【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能
【解析】【解答】解:A、公园中的石凳被太阳晒热,是石凳从太阳吸收热量,是通过热传递改变石凳的内能,故A符合题意;
B、快速弯折铁条,对铁条做功,使铁条的内能增加、温度升高,故B不符合题意.
B、双手因摩擦而发热,属于做功改变物体的内能,故C不符合题意.
D、刀具在砂轮上磨得发烫,是克服摩擦做功,将机械能转化成内能,故D不符合题意.故选A.
【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程.本题考查了改变物体内能两种方式(做功和热传递)的区分,属于基础题目.
6.(2020·重庆B)下列事例描述正确的是( )
A.仙女山大草原的积雪慢慢熔化,需要吸收热量
B.衣柜中的樟脑丸逐渐变小,是发生了凝华现象
C.将“便利贴”贴在作业纸上,利用了分子间的斥力
D.严冬,人们搓手取暖是利用热传递来增加手掌内能
【答案】A
【知识点】液化及液化放热;升华及升华吸热;做功改变物体内能;分子热运动
【解析】【解答】A.积雪慢慢熔化,熔化过程中吸收热量,A符合题意;
B.樟脑丸逐渐变小,是发生了升华现象,B不符合题意;
C.将“便利贴”贴在作业纸上,利用了分子间的引力,C不符合题意;
D.人们搓手取暖是利用做功的方法来增加手掌内能,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】固体变为液体是熔化,吸收热量;固体变为气体是升华,吸收热量;“便利贴”利用了分子间的引力;搓手取暖是做功改变内能。
7.(2023·长沙)下列现象能说明分子做无规则运动的是( )
A.春风拂面,柳絮飞扬 B.晨曦微露,雾漫山野
C.百花齐放,花香四溢 D.天寒地冻,大雪纷飞
【答案】C
【知识点】分子热运动
【解析】【解答】A.春风拂面,柳絮飞扬,是机械运动,A不符合题意;
B.晨曦微露,雾漫山野,是机械运动,B不符合题意;
C.百花齐放,花香四溢,是分子运动形成的,C符合题意;
D.天寒地冻,大雪纷飞,是机械运动,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】闻到气味说明分子在不停的无规则运动。
8.(2023·无锡)如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,下方可以挂起重物,该现象主要说明了( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子处在永不停息的无规则运动中
【答案】B
【知识点】分子间相互作用力
【解析】【解答】如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,下方可以挂起重物,该现象主要说明了分子间存在吸引力,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据分子之间作用力的知识分析。
9.(2023·龙东)以下关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是( )
A.物体内能增大,温度一定升高
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体温度升高,内能一定增大
D.物体内能增大,一定吸收了热量
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】A.物体内能增大,温度不一定升高,A不符合题意;
B.物体温度升高,可能吸收了热量,可能做功了,B不符合题意;
C.物体温度升高,内能一定增大,C符合题意;
D.物体内能增大,可能吸收了热量,可能做了功,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】物体的内能和温度、质量、状态有关;改变内能的方式有做功和热传递。
10.(2016·成都)小李喜欢喝咖啡,冲调咖啡时总能闻到浓浓的香味.以下关于咖啡的说法不正确的是 ( )
A.咖啡在变冷的过程中,内能不断增加
B.咖啡在变冷的过程中,以热传递的方式改变了内能
C.咖啡香飘四溢是扩散现象,说明分子在运动
D.咖啡温度越高,分子的热运动越剧烈
【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能;分子热运动
【解析】【解答】解:
A、咖啡在变冷的过程中,放出热量,温度降低,内能不断减少,故A错误;
B、咖啡在变冷的过程中,向周围空气放出热量,属于热传递改变物体的内能;故B正确;
C、咖啡香飘四溢是因为咖啡的香味分子不停地做无规则的运动,扩散到空气中,故C正确;
D、物体温度越高分子的无规则运动越剧烈,所以咖啡温度越高,分子的热运动越剧烈,故D正确.
故选A.
【分析】(1)影响内能大小的因素是质量、温度和状态;(2)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程;(3)根据分子动理论的内容回答:物质都是由分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,物体温度越高分子的无规则运动越剧烈.本题考查了影响内能大小的因素、改变内能的方法以及分子运动的有关知识,综合性强.
11.(2023·温江模拟)小欢用不同装置分别加热 100g 的水和 100g 的某种物质,水从 50℃加热至 98℃刚好消 耗了 2g 酒精 (q 酒精=3×107J/kg) ,她根据实验数据绘制出水和该物质的温度随时间变 化的图线。若单位时间内该物质吸收的热量与水吸收的热量相等,c 水=4.2×103J/ (kg · ℃) ,下列说法正确的是( )
A.10~25min 该物质没有吸收热量
B.0~ 10min 该物质的比热容大于水的比热容
C.0~20min 该物质吸收的热量为 1.008×104J
D.加热水的酒精灯的加热效率为 35.6%
【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】A.在10~25min内,酒精仍然燃烧放出热量,则加热该物质不断吸收热量,故A错误;
B.根据图片可知,0~10min内,二者吸收相同的热量,该物质从50℃升高到80℃,即温度升高30℃,而水从50℃升高到大约62℃,即温度升高12℃,那么△t>△t水。根据Q=cm△t可知,物质的比热容小于水的比热容,故B错误;
C.加入40min时水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/ (kg · ℃)×0.1kg×(98℃-50℃)=2.016×104J;
0~20min该物质吸收的热量是40min时热量的一半,
那么Q1=Q吸=×2.016×104J=1.008×104J,故C正确;
D.2g酒精完全燃烧释放的热量Q放=mq=2×10-3kg×3×107J/kg=6×104J,
加热水的酒精灯的加热效率为,故D错误。
故选C。
【分析】(1)只要酒精燃烧就会放热,那么物质就会吸热;
(2)根据图像比较物质和水升高温度的大小,然后根据Q=cm△t比较比热容的大小;
(3)首先根据Q吸=cm△t计算加热40min时水吸收的热量,再根据吸热与时间成正比计算即可;
(4)根据Q放=qm计算酒精放出的热量,最后根据计算加热效率。
12.(2023·凤阳模拟)用相同的酒精灯分别对初温为、质量为的水和某种液体加热,相同时间内酒精灯产生的热量相同。如图是两种液体温度随加热时间变化的图像。已知水的比热容为,酒精的热值为,当加热到时酒精灯完全燃烧了酒精,下列说法正确的是( )
A.内,水吸收的热量为
B.酒精灯的加热效率为
C.后,甲液体不再吸收热量
D.乙液体升高温度多,吸热能力更强
【答案】B
【知识点】比热容;热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】
A:由图知,甲液体的沸点为100°C ,所以甲液体是水,加热8min,水升高了:,由 ,水在4min内吸收的热量为: 故A错;
B:8min内完全燃烧了3g酒精。所放出的热量:Q放=m酒q=3×10-3kg×3×107J/Kg=9×104J ,
故B正确;
C:由图可知,8min后,水会继续沸腾,所以水会继续吸热,但温度不再升高,故V错;
D:由图可知,甲乙两液体的质量相等,在相同时间内吸收相同的热量,但乙升高的温度较高,即乙的比热容较小,吸热能力更弱,故D错。
故答案为:B 。
【分析】:本题考察了吸热公式,燃料完全燃烧时的放热公式,以及热效率公式 ,还有就是要能从图中提取相关信息,这在物理学习中是很重要的一种能力。
13.(2022·青羊模拟)如图甲,将两个温度传感器分别放置在两个试管中,并将其固定在铁架台上,往两试管装入初温不同的液体a、b,温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触,传感器通过数据采集线与计算机相连接。在计算机上得到的实验图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.本实验通过传感器采集的温度信息,比较液体吸热的多少
B.若要比较不同液体的吸热能力需要装入等体积的两种液体
C.若两种液体的种类相同,则a、b两液体的质量之比为4︰3
D.若两种液体的种类不同,则a、b液体的比热容之比是3︰4
【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】A.相同的加热环境,两试管在相同时间内吸收的热量相同,A不符合题意;
B.加热相同时间,两试管在相同时间内吸收的热量相同,根据图像和公式 分析,则需要装入等质量的两种液体,比较出比热容的大小;B不符合题意;
C.若两种液体的种类相同,则两液体的比热容相同,由于加热时间相同,两液体吸收热量相同,则根据图像和公式 可得,两种液体的质量为
则a、b液体的质量之比为
C符合题意;
D.若两液体的种类不同,质量相同,由于加热时间相同,两液体吸收热量相同,则根据图像和公式 分析, 两种物质的比热容分别为
则a、b液体的比热容之比是
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据热量和温度差,结合比热容,计算物体的质量;根据热量和质量、温度差计算比热容。
14.(2022·简阳模拟)如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的水,并用不同的加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图像。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式来增加的
B.甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同
C.加热相同的时间,甲、乙两容器中的水升高的温度之比为2∶3
D.将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3
【答案】D
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】A.容器中的水从加热器上吸收热量,是通过热传递来改变水的内能的,A不符合题意;
B.由图丙可知,水的温度从20℃升高到40℃,乙的加热时间为3min,此时乙容器中的水吸收的热量为Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(40℃-20℃)=1.68×105J
则乙容器中的水每分钟吸收的热量为
水的温度从20℃升高到40℃,甲的加热时间为2min,此时甲容器中的水吸收的热量为Q甲吸=cm1Δt=4.2×103J/(kg ℃)×3kg×(40℃-20℃)=2.52×105J
则甲容器中的水每分钟吸收的热量为
因不计热损失,则加热器每分钟放出的热量等于水每分钟吸收的热量,可知甲容器中的加热器每分钟放出的热量大于乙容器中的加热器每分钟放出的热量,B不符合题意;
C.由B中可得,加热相同时间,加热器放出的热量之比为Q甲放∶Q乙放=ΔQ甲吸∶ΔQ乙吸=1.26×105J∶5.6×104J=9∶4
因不计热损失,则相同时间内,两杯水吸收的热量之比为9∶4,由 可得,甲、乙两容器中的水升高的温度之比为
C不符合题意;
D.因甲、乙两容器中的水的初温相同,故将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾时,两容器中的水的温度变化量相同,由Q吸=cmΔt可得,将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾所需热量之比为
由 可得,所用时间之比为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】温度不同的物体间通过热传递改变内能;加热器不同,相同时间产生的热量不同;根据物体的比热容、质量和温度差,计算热量的多少;根据物体吸收的热量和温度差,可以计算加热时间的比值。
15.(2021·金乡模拟)根据表格中数据,下列说法不正确的是( )
物质 铁 铝 铜 煤油
ρ/(kg m-3) 7.9×103 2.7×103 8.9×103 0.8×103
c/(J(kg ℃)) 0.46×103 0.88×103 0.39×103 2.1×103
A.质量、初温都相同的铁块和铜块,放出相同的热量后,将两个金属块靠在一起,铁块会向铜块传热
B.体积、初温都相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后,将两个金属块靠在一起,铁块会向铝块传热
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
D.给等质量的铜块和铝块加热,它们吸收热量多少与升高的温度的关系可用图象表示(如图),其中图象b表示的是铜块
【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【解答】A.由 知道,铜块和铁块质量相同,放出的热量相同,比热容大的物体,降低的温度少;由于c铜B.体积、初温都相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后,由 知道, 大的,温度变化小,由表格数据知道
即铁块的末温低,二者接触,热量将从铝块向铁块传递,B错误,符合题意;
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,由 知道,升高温度之比
C正确,不符合题意;
D.由 知道,物质吸收热量多少与升高的温度比值
等质量的铜块和铝块,由于c铝>c铜,则
所以,其中图象b表示的是铜块,图象a表示的是铝块,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】加热时间相同,温度上升的缓慢,物质比热容大;相同质量的物体吸收或释放相同的热量,比热容大的物体温度变化小。
二、填空题
16.(2023·枣庄)如图所示,给试管内水加热至一定程度,发现试管口木塞会被推出。给水加热是通过 的方式使水的内能增加;四冲程内燃机的 冲程与上述实验木塞被推出过程的能量转化相同。
【答案】热传递;做功
【知识点】热传递改变物体内能;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】
(1)用酒精灯给水加热是通过热传递的方式改变水的内能。
(2)木塞被推出过程的能量转化为内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相同。
【分析】
(1)改变内能的两种方式为,热传递和做功。
(2)内燃机的做功冲程能量转化是内能转化为机械能。
17.(2023·鄂州)小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊,用该燃气炉烧水时,把初温为20℃的1kg水加热到100℃,燃烧了0.025m3天然气,则水吸收的热量为 J,假设天然气完全燃烧,则燃气炉烧水的效率为 。(天然气的热值为4×107J/m3)
【答案】3.36×105;33.6%
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;
天然气放出的热量:Q放=qV=4×107J/m3×0.025m3=106J;
则燃气炉的烧水效率为:。
【分析】根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量,根据Q放=qV计算天然气燃烧放出的热量,最后根据计算燃气炉的烧水效率。
18.(2022·南充)用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3,放出热量 J;若该热水器的加热效率为84%,则能将40kg初始温度为20℃的水加热至 ℃,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
【答案】4.0×106;40
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】燃烧0.125m3的天然气放出的热量Q放=qV=3.2×107J/m3×0.125m3=4.0×106J
水吸收的热量Q吸=Q放η=4.0×106J×84%=3.36×106J
水升高的温度
水的末温t=t0+Δt=20℃+20℃=40℃
【分析】根据燃料的体积和热值的乘积计算热量;利用物体吸收的热量和比热容、质量的比值,计算温度差。
19.(2023·荆州)某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃,完全燃烧了0.21m3的煤气,水吸收的热量是 J,该燃气热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为,水的密度为,煤气的热值为]
【答案】;50%
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg,根据水的比热容,计算吸收的热量为Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(70℃-20℃)=4.2×106J;煤气燃烧,放出的热量为Q放=Vq=4×107J/m3×0.21m3=0.84×107J;烧水效率为。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差计算热量;根据燃料的热值和体积的乘积计算热量,利用吸收的热量和总热的比值,计算热效率。
20.(2021·大庆)如图为即热式电热水龙头,打开水龙头开关,几秒就可以流出热水。已知某品牌电热水龙头的额定功率是4000W,额定电压是220V,则该电热水龙头正常工作时的电阻是 ;不计热量损失,该水龙头正常工作8.4s,可使0.4kg的水从21℃升高到 ℃。
【答案】12.1;41
【知识点】热量的计算;电功率的计算
【解析】【解答】该电热水龙头正常工作时的电阻是
水龙头放热Q=W=Pt=4000W×8.4s=33600J
升高温度为
末温为t1=21℃+20℃=41℃
【分析】(1)由R=可以求出 电热水龙头正常工作时的电阻 大小;
(2)已知水龙头正常工作时间8.4s,可以求出水龙头正常工作做的功W=Pt,然后根据功和能的关系,运用求出水的末温。
21.(2024·内江模拟) 将一袋装纯牛奶放入热水中加热,这是通过 的方式改变牛奶的内能。已知牛奶的质量为0.35kg,初温为10℃,当加热到40℃时它所吸收的热量为 J。[牛奶的比热容是]
【答案】热传递;
【知识点】热量的计算;热传递的概念与方式
【解析】【解答】将一袋装纯牛奶放入热水中加热,牛奶从热水中吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递的方式改变牛奶的内能。牛奶吸收的热量为
【分析】
22.(2024·沅江模拟)如图所示为《天工开物》中铸造釜的情境,釜即铁锅,铸造时以生铁为原料,使用熔铁炉把生铁熔化成铁水,然后将铁水倾注到分为内外两层的模具里,待铁水凝固后,釜的铸造就完成了。
(1)釜的铸造过程是通过 方式改变其内能的从而使生铁熔化成铁水;
(2)将50kg、500℃的铁加热到700℃需要吸收的热量为 J,若不计热量损失,此过程需要完全燃烧 kg的木柴。[铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃),木柴的热值为1.0×107J/kg]
【答案】(1)热传递
(2)4.6×106;0.46
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)釜的铸造过程中,它从木柴的火焰吸热,因此是通过热传递方式改变其内能的从而使生铁熔化成铁水;
(2)铁粉吸收的热量Q吸=c铁m铁△t铁= 0.46×103J/(kg·℃) ×50kg×(700℃-500℃)= 4.6×106 J;
木柴放出的热量等于铁粉吸收的热量,
则燃烧木柴的质量:。
【分析】(1)改变内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移。
(2)根据Q吸=c铁m铁△t铁计算水吸收的热量,根据计算燃烧木柴的质量。
23.(2023·单县模拟)如图所示是质量是200g固体的熔化实验装置和根据实验数据绘制出的曲线图,如果从开始记录到刚沸腾时,完全燃烧了热值为3.0×107J/kg的酒精5g,假设酒精灯在相等的时间内提供的内能一样多,此过程中,则CD段吸收的热量为 J,ABCD段的热转化效率是 。[该物质液态时的比热容为1.5×103J/(kg·℃)]
【答案】1.2×104;32%
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机的效率
【解析】【解答】根据图片可知,该物质CD段即从第6分钟至第8分钟,温度由50℃升高到90℃,温度升高了Δt=90℃-50℃=40℃,
该物质从第6分钟至第8分钟吸收的热量为:Q吸=cmΔt=1.5×103J/(kg ℃)×0.2kg×40℃=1.2×104J;
酒精放出的总热量为:Q放=m酒q酒=5×10-3kg×3.0×107J/kg=1.5×105J,
由于从第6min到第8min该物质共吸热1.2×104J,所以该物质每分钟吸热为0.6×104J,
由图乙可知,从开始记录到刚沸腾共用时8min,
所以该物质共吸热:Q吸总=8×0.6×104J=4.8×104J,
此过程中,热转化效率。
【分析】从图片中确定CD段的加热时间,升高的温度,然后根据Q吸=cmΔt计算该物质这段时间内吸收的热量,然后根据“吸收热量和加热时间成正比”计算出8min内吸收的热量,接下来根据Q放=m酒q酒计算酒精放出的热量,最后根据计算转化效率。
24.(2023·安徽模拟)在一个标准大气压下做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验时,用酒精灯把初温为20℃、质量为0.1kg的水加热至沸腾。如果酒精完全燃烧所释放的热量有40%被水吸收,则需要燃烧 g的酒精。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3.0×107J/kg]
【答案】2.8
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量为:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J;
酒精燃烧放出的热量:;
需要燃烧酒精的质量:。
【分析】首先根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量,再根据计算出酒精燃烧放出的热量,最后根据计算出需要酒精的质量。
25.(2020·高邑模拟)电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW h)”的字样(imp表示电能表指示灯闪烁的次数),将某电热水器单独接在电路中,正常工作210s,电能表指示灯闪烁了315次,则该电热水器在上述时间内消耗的电能是 J,该电热水器的功率是 ,如果这些热量全部被1.5kg、50℃的水吸收,水的温度可升高 ℃.[c水=4.2×10°J/(kg ℃),1个标准大气压
【答案】3.78×105;1800W;50
【知识点】热量的计算;电能表参数的理解;电功的测量;电功率的计算
【解析】【解答】解:(1)因3000imp/(kW h)表示:电路中每消耗1kW h的电能,电能表指示灯闪烁3000次,
所以,该电热水器消耗的电能:W= kW h=0.105kW h=3.78×105J,
该电热水器的功率:P= = =1800W;(2)由题意可知,水吸收的热量:Q吸=W=3.78×105J,由Q吸=cm(t﹣t0)可得,理论上这些热量全部被水吸收后升高到的温度:t′= +t0= +50℃=110℃,
因1个标准大气压下水的沸点为100℃,且水沸腾以后吸收热量,但温度不在升高,
所以,实际上水的末温为100℃,
则水实际升高的温度△t=t″﹣t0=100℃﹣50℃=50℃。
故答案为:3.78×105;1800W;50。
【分析】利用电能表转盘转数计算消耗的电能,利用电能和时间的比值计算电功率,根据水吸收的热量,结合比热容和质量,可以计算温度差。
三、实验探究题
26.(2022·包头)利用如图(a)所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
(1)实验时,选取质量 、初温相同的甲、乙两种不同液体,用相同的酒精灯加热,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大内能的。
(2)根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图(b)所示,分析可知, 液体的吸热能力更强。
(3)实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)相等;热传递
(2)乙
(3)不变
【知识点】热传递改变物体内能;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)实验时,根据控制变量法的需要,选取质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体,用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,通过比较两种液体的温度变化,来比较两种液体的吸热本领。
加热时烧杯壁吸收酒精灯的热量,再把热量传递给液体,液体温度升高,这是通过热传递的方式来增大内能的。
(2)由乙图可知,加热相同时间,相同质量的两种液体吸收相同的热量时,甲液体的温度变化较大,由此可知甲的吸热能力较差,乙液体的吸热能力更强。
(3)热值是燃料的一种性质,不随质量的变化而变化,因此实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值不变。
【分析】(1)探究不同物质的吸热能力时,选择质量相同的不同物质;温度不同的物体间,通过热传递改变内能;
(2)质量和吸收热量相同时,温度变化越小,吸热能力越强;
(3)燃料的热值是特性,和质量无关。
27.(2019·阜新)在“比较不同液体的吸热能力”实验中:
(1)除了图中所示器材,还需要的测量仪器有天平和 。
(2)在甲装置中,分别给初温相同且 相等的水和食用油加热。
(3)在甲装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同时间,其目的是为了保证两种液体 相同。
(4)在甲装置中,两种液体升高相同的温度,给 加热时间更长。
(5)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水,灯中煤油和酒精的质量相等,进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验,实验数据如表:
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
分析数据可知:热值较大的是 。
(6)通过实验数据直接计算出燃料的热值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)秒表
(2)质量
(3)吸热
(4)水
(5)甲
(6)偏小
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】解:(1)实验中需要测量吸热的时间,故需要秒表来计时;(2)在“比较不同液体的吸热能力”时,应控制两种物质的质量是相同的;(3)用相同的加酒精灯给两种物质加热,在相同的时间内,物质吸收的热量是相同的;(4)给质量相同的水和煤油加热,升高相同的温度时,由于水的比热容大,所以水吸收的热量多,即水的加热时间长;(5)分析表格数据可知,甲、乙两个装置中,水的质量和初温相同,由Q=cm-t知,未温高的吸收的热量较多;在相同的加热设备下,相同时间内,消耗燃料的质量相同,由Q=qm知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大;所以甲的热值大;(6)在实验的过程中,由于存在热量的散失,所以实验测得的热值会偏小。
故答案为:(1)秒表;(2)质量;(3)吸热;(4)水;(5)甲;(6)偏小。
【分析】(1)结合实验目的可知需要的实验器材.
(2)“比较不同液体的吸热能力”时,应控制两种物质的质量是相同的.
(3)用相同的加热器加热,在相同的时间内,物质吸收的热量是相同的.
(4)根据公式Q=cm-t分析解答即可.
(5)由表格数据可知,在其它条件相同时,甲杯水的温度升高的较快,即甲酒精灯燃烧产生的热量多,所以其热值大.
(6)在实验的过程中,存在热量的散失.
28.(2023·威海) 在探究了“水在沸腾前后温度变化的特点”实验后,小明又探究了不同密度的盐水在沸腾前后温度变化的规律。
(1)小明用天平和量筒来测量配制好的盐水密度,实验原理为 。
(2)如图甲所示,使用温度计测量盐水的温度,错误的操作是 。
(3)纠正错误后,小明用相同热源对质量和初温均相同的盐水1、盐水2和纯水()进行加热,其温度随加热时间变化的规律如图乙所示.分析图象回答下面两个问题:
初步得出盐水的沸点随盐水密度变化的规律是 ,实验时大气压 标准大气压。
(4)两种盐水从相同初温加热至刚好沸腾, 吸收的热量更多(选填“盐水1”或“盐水2”);请结合本实验推理,如果内陆地区一个水量不变的咸水湖随着含盐量逐渐升高,其对周围地区气温的调节作用会变 (选填“强”或“弱”)。
【答案】(1)
(2)温度计玻璃泡碰到容器底
(3)盐水密度越大沸点越高;小于
(4)盐水2;弱
【知识点】探究水的沸腾实验;比热容
【解析】【解答】(1)小明用天平和量筒来测量配制好的盐水密度,实验原理为;
(2)根据甲图可知,温度计的液泡触碰了烧杯的底部,则错误操作为: 温度计玻璃泡碰到容器底 。
(3)根据乙图可知,盐水1的密度大,沸点高,那么得到: 盐水密度越大沸点越高 。
根据乙图可知,此时水的沸点为99℃,低于100℃,则实验时大气压小于标准大气压强。
(4)根据图乙可知,两种盐水从相同初温加热至刚好沸腾,盐水1加热时间短,吸收的热量少,则对气候的调节能力变弱,那么得到: 如果内陆地区一个水量不变的咸水湖随着含盐量逐渐升高,其对周围地区气温的调节作用会变弱。
【分析】(1)根据 可知,用天平测出盐水质量,用量筒测出盐水体积,据此可以计算出盐水的密度;
(2)根据温度计的使用规律分析;
(3)根据乙图确定盐水的沸点,然后描述沸点随密度的变化规律。将水的沸点与100℃进行比较,从而确定实验时大气压强的变化。
(4)根据图乙确定两种盐水加热时间长短,从而比较二者吸收热量多少。当吸收相同的热量时,盐水升高的温度越大,则对气候的调节能力越弱。
四、计算题
29.(2023·广安)小红一家到某基地露营时,用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃,燃烧了100g木炭。已知:水的比热容,木炭的热值。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该火炉烧水的热效率。
【答案】(1)解:水吸收的热量为
答:水吸收的热量为;
(2)解:燃烧100g木炭放出的热量为
该火炉烧水的热效率
答:该火炉烧水的热效率为。
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】(1) 水吸收的热量为
(2) 燃烧100g木炭放出的热量为
该火炉烧水的热效率
【分析】(1)根据可算出水吸收的热量。
(2)根据算出完全燃烧100g木炭放出的热量。再根据可算出火炉烧水的热效率 。
30.(2021·锦州)随着科技的发展,无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车,其质量为1.8t,车轮与路面接触的总面积为750cm2,该车在水平路面上匀速直线行驶12km,用时10min,这一过程中汽车发动机的功率恒为24kW。(汽油热值q=4.5×107J/kg,g取10N/kg)求:
(1)该车静止在水平路面上对路面的压强是多少?
(2)在这过程中汽车受到的阻力是多少?
(3)该车百公里消耗电能1.8×108J,若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油多少千克?
【答案】(1)解:汽车静止在水平地面上时,对地面的压力F压=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
对地面的压强
答:汽车静止在水平地面上时,对地面的压强为2.4×105Pa;
(2)汽车在该路段的速度
由
可得汽车的牵引力
因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以,在这一过程中汽车受到的阻力f=F=1200N
答:在这一过程中汽车受到的阻力为1200N;
(3)由题意知Q放=W总=1.8×108J
根据Q=mq可得,汽油的质量
答:该车百公里消耗电能1.8×108J,若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油4kg。
【知识点】功率的计算;热量的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力;处在水平面上的物体,物体对地面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积;
(2)求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率,除以汽车运动的速度即为牵引力大小;
(3)牵引力做功为有用功,除以加热效率为总功,即为燃料释放的热量,除以燃料的热值即为燃料的质量。
1 / 1中考冲刺必刷:分子动理论与内能
一、选择题
1.(2023·福建)城市中修建人工湖和湿地公园,可以调节气温,这主要是利用水的( )
A.密度较大 B.沸点较高 C.比热容大 D.流动性好
2.(2020·陕西)下列说法正确的是( )
A.同一物体温度越高,内部分子运动越剧烈
B.烧开水是通过做功改变了水的内能
C.原子核由质子和电子组成
D.跳水运动员在空中下落时动能转化为重力势能
3.(2021·贺州)下列事例描述不正确的是( )
A.弹簧测力计只能测量重力的大小
B.书包的背带做得比较宽大,是通过增大受力面积来减小压强
C.动车站站台边缘设置“安全警戒线”,是利用“流体压强与流速的关系”的原理
D.在汤水中放盐,整锅汤都有咸味,是由于分子不停地做无规则的运动
4.(2023·宜昌)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,用两个完全相同的电加热器对其加热,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液体是水
C.0~3min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
5.(2016·泰安)下列现象中,属于用热传递的方式改变物体内能的是( )
A.公园中的石凳被太阳晒热
B.快速弯折铁条,铁条弯折处变热
C.两手互相摩擦时手发热
D.刀具在砂轮上磨得发烫
6.(2020·重庆B)下列事例描述正确的是( )
A.仙女山大草原的积雪慢慢熔化,需要吸收热量
B.衣柜中的樟脑丸逐渐变小,是发生了凝华现象
C.将“便利贴”贴在作业纸上,利用了分子间的斥力
D.严冬,人们搓手取暖是利用热传递来增加手掌内能
7.(2023·长沙)下列现象能说明分子做无规则运动的是( )
A.春风拂面,柳絮飞扬 B.晨曦微露,雾漫山野
C.百花齐放,花香四溢 D.天寒地冻,大雪纷飞
8.(2023·无锡)如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,下方可以挂起重物,该现象主要说明了( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子处在永不停息的无规则运动中
9.(2023·龙东)以下关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是( )
A.物体内能增大,温度一定升高
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体温度升高,内能一定增大
D.物体内能增大,一定吸收了热量
10.(2016·成都)小李喜欢喝咖啡,冲调咖啡时总能闻到浓浓的香味.以下关于咖啡的说法不正确的是 ( )
A.咖啡在变冷的过程中,内能不断增加
B.咖啡在变冷的过程中,以热传递的方式改变了内能
C.咖啡香飘四溢是扩散现象,说明分子在运动
D.咖啡温度越高,分子的热运动越剧烈
11.(2023·温江模拟)小欢用不同装置分别加热 100g 的水和 100g 的某种物质,水从 50℃加热至 98℃刚好消 耗了 2g 酒精 (q 酒精=3×107J/kg) ,她根据实验数据绘制出水和该物质的温度随时间变 化的图线。若单位时间内该物质吸收的热量与水吸收的热量相等,c 水=4.2×103J/ (kg · ℃) ,下列说法正确的是( )
A.10~25min 该物质没有吸收热量
B.0~ 10min 该物质的比热容大于水的比热容
C.0~20min 该物质吸收的热量为 1.008×104J
D.加热水的酒精灯的加热效率为 35.6%
12.(2023·凤阳模拟)用相同的酒精灯分别对初温为、质量为的水和某种液体加热,相同时间内酒精灯产生的热量相同。如图是两种液体温度随加热时间变化的图像。已知水的比热容为,酒精的热值为,当加热到时酒精灯完全燃烧了酒精,下列说法正确的是( )
A.内,水吸收的热量为
B.酒精灯的加热效率为
C.后,甲液体不再吸收热量
D.乙液体升高温度多,吸热能力更强
13.(2022·青羊模拟)如图甲,将两个温度传感器分别放置在两个试管中,并将其固定在铁架台上,往两试管装入初温不同的液体a、b,温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触,传感器通过数据采集线与计算机相连接。在计算机上得到的实验图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.本实验通过传感器采集的温度信息,比较液体吸热的多少
B.若要比较不同液体的吸热能力需要装入等体积的两种液体
C.若两种液体的种类相同,则a、b两液体的质量之比为4︰3
D.若两种液体的种类不同,则a、b液体的比热容之比是3︰4
14.(2022·简阳模拟)如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的水,并用不同的加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图像。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式来增加的
B.甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同
C.加热相同的时间,甲、乙两容器中的水升高的温度之比为2∶3
D.将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3
15.(2021·金乡模拟)根据表格中数据,下列说法不正确的是( )
物质 铁 铝 铜 煤油
ρ/(kg m-3) 7.9×103 2.7×103 8.9×103 0.8×103
c/(J(kg ℃)) 0.46×103 0.88×103 0.39×103 2.1×103
A.质量、初温都相同的铁块和铜块,放出相同的热量后,将两个金属块靠在一起,铁块会向铜块传热
B.体积、初温都相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后,将两个金属块靠在一起,铁块会向铝块传热
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
D.给等质量的铜块和铝块加热,它们吸收热量多少与升高的温度的关系可用图象表示(如图),其中图象b表示的是铜块
二、填空题
16.(2023·枣庄)如图所示,给试管内水加热至一定程度,发现试管口木塞会被推出。给水加热是通过 的方式使水的内能增加;四冲程内燃机的 冲程与上述实验木塞被推出过程的能量转化相同。
17.(2023·鄂州)小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉,准备去户外野炊,用该燃气炉烧水时,把初温为20℃的1kg水加热到100℃,燃烧了0.025m3天然气,则水吸收的热量为 J,假设天然气完全燃烧,则燃气炉烧水的效率为 。(天然气的热值为4×107J/m3)
18.(2022·南充)用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3,放出热量 J;若该热水器的加热效率为84%,则能将40kg初始温度为20℃的水加热至 ℃,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
19.(2023·荆州)某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃,完全燃烧了0.21m3的煤气,水吸收的热量是 J,该燃气热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为,水的密度为,煤气的热值为]
20.(2021·大庆)如图为即热式电热水龙头,打开水龙头开关,几秒就可以流出热水。已知某品牌电热水龙头的额定功率是4000W,额定电压是220V,则该电热水龙头正常工作时的电阻是 ;不计热量损失,该水龙头正常工作8.4s,可使0.4kg的水从21℃升高到 ℃。
21.(2024·内江模拟) 将一袋装纯牛奶放入热水中加热,这是通过 的方式改变牛奶的内能。已知牛奶的质量为0.35kg,初温为10℃,当加热到40℃时它所吸收的热量为 J。[牛奶的比热容是]
22.(2024·沅江模拟)如图所示为《天工开物》中铸造釜的情境,釜即铁锅,铸造时以生铁为原料,使用熔铁炉把生铁熔化成铁水,然后将铁水倾注到分为内外两层的模具里,待铁水凝固后,釜的铸造就完成了。
(1)釜的铸造过程是通过 方式改变其内能的从而使生铁熔化成铁水;
(2)将50kg、500℃的铁加热到700℃需要吸收的热量为 J,若不计热量损失,此过程需要完全燃烧 kg的木柴。[铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃),木柴的热值为1.0×107J/kg]
23.(2023·单县模拟)如图所示是质量是200g固体的熔化实验装置和根据实验数据绘制出的曲线图,如果从开始记录到刚沸腾时,完全燃烧了热值为3.0×107J/kg的酒精5g,假设酒精灯在相等的时间内提供的内能一样多,此过程中,则CD段吸收的热量为 J,ABCD段的热转化效率是 。[该物质液态时的比热容为1.5×103J/(kg·℃)]
24.(2023·安徽模拟)在一个标准大气压下做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验时,用酒精灯把初温为20℃、质量为0.1kg的水加热至沸腾。如果酒精完全燃烧所释放的热量有40%被水吸收,则需要燃烧 g的酒精。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3.0×107J/kg]
25.(2020·高邑模拟)电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW h)”的字样(imp表示电能表指示灯闪烁的次数),将某电热水器单独接在电路中,正常工作210s,电能表指示灯闪烁了315次,则该电热水器在上述时间内消耗的电能是 J,该电热水器的功率是 ,如果这些热量全部被1.5kg、50℃的水吸收,水的温度可升高 ℃.[c水=4.2×10°J/(kg ℃),1个标准大气压
三、实验探究题
26.(2022·包头)利用如图(a)所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
(1)实验时,选取质量 、初温相同的甲、乙两种不同液体,用相同的酒精灯加热,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大内能的。
(2)根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图(b)所示,分析可知, 液体的吸热能力更强。
(3)实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
27.(2019·阜新)在“比较不同液体的吸热能力”实验中:
(1)除了图中所示器材,还需要的测量仪器有天平和 。
(2)在甲装置中,分别给初温相同且 相等的水和食用油加热。
(3)在甲装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同时间,其目的是为了保证两种液体 相同。
(4)在甲装置中,两种液体升高相同的温度,给 加热时间更长。
(5)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水,灯中煤油和酒精的质量相等,进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验,实验数据如表:
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
分析数据可知:热值较大的是 。
(6)通过实验数据直接计算出燃料的热值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
28.(2023·威海) 在探究了“水在沸腾前后温度变化的特点”实验后,小明又探究了不同密度的盐水在沸腾前后温度变化的规律。
(1)小明用天平和量筒来测量配制好的盐水密度,实验原理为 。
(2)如图甲所示,使用温度计测量盐水的温度,错误的操作是 。
(3)纠正错误后,小明用相同热源对质量和初温均相同的盐水1、盐水2和纯水()进行加热,其温度随加热时间变化的规律如图乙所示.分析图象回答下面两个问题:
初步得出盐水的沸点随盐水密度变化的规律是 ,实验时大气压 标准大气压。
(4)两种盐水从相同初温加热至刚好沸腾, 吸收的热量更多(选填“盐水1”或“盐水2”);请结合本实验推理,如果内陆地区一个水量不变的咸水湖随着含盐量逐渐升高,其对周围地区气温的调节作用会变 (选填“强”或“弱”)。
四、计算题
29.(2023·广安)小红一家到某基地露营时,用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃,燃烧了100g木炭。已知:水的比热容,木炭的热值。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该火炉烧水的热效率。
30.(2021·锦州)随着科技的发展,无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车,其质量为1.8t,车轮与路面接触的总面积为750cm2,该车在水平路面上匀速直线行驶12km,用时10min,这一过程中汽车发动机的功率恒为24kW。(汽油热值q=4.5×107J/kg,g取10N/kg)求:
(1)该车静止在水平路面上对路面的压强是多少?
(2)在这过程中汽车受到的阻力是多少?
(3)该车百公里消耗电能1.8×108J,若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油多少千克?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【解答】城市中修建人工湖和湿地公园,可以调节气温,这主要是利用水的比热容大,即吸收相同的热量时升温较少,放出相同的热量时降温较少,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
【分析】比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量,比热容越大,则升高相同的温度时会吸收更多的热量,据此分析判断。
2.【答案】A
【知识点】做功改变物体内能;分子热运动;原子结构
【解析】【解答】A.同一物体温度越高,内部分子运动越剧烈,A符合题意;
B.烧开水是通过热传递的方式改变了水的内能,B不符合题意;
C.原子核由质子和中子构成的,C不符合题意;
D.跳水运动员在空中下落时高度减小、速度增大,所以是重力势能转化为动能,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】温度越高,分子运动越剧烈;加热通过热传递改变内能;原子核由质子和中子构成的。
3.【答案】A
【知识点】弹簧测力计及其使用;减小压强的方法及其应用;流体压强与流速的关系;分子热运动
【解析】【解答】A.弹簧测力计是测量力的大小的工具,除了重力,还可以测量其它力,A错误,符合题意;
B.书包的背带做得比较宽大是为了增大受力面积从而减小压强,B正确,不符合题意;
C.动车进站时,速度较快,那么乘客与动车之间空气的流速变大,压强变小,而乘客身后的空气流速不变,压强比乘客与动车间的大,这个压强差会将乘客压向动车,C正确,不符合题意;
D.放入盐后,整锅汤都有咸味,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则的运动,D正确,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】使用弹簧测力计时首先要调零;在弹簧的弹性限度内,根据弹簧弹力大小与伸长量成正比的关系制作了弹簧测力计,用来测量外力的大小。
4.【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【解答】根据图像,当质量相同时,a液体升温慢,b液体升温快,说明a的吸热能力强,比热容大,A不符合题意;水的比热容较大,a是水,B不符合题意;在相同时间内,物体吸收的热量相等,C不符合题意;当质量和温度差相同时,a液体吸收的热量多,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】质量和吸收热量相同时,比热容越大,温度变化慢。
5.【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能
【解析】【解答】解:A、公园中的石凳被太阳晒热,是石凳从太阳吸收热量,是通过热传递改变石凳的内能,故A符合题意;
B、快速弯折铁条,对铁条做功,使铁条的内能增加、温度升高,故B不符合题意.
B、双手因摩擦而发热,属于做功改变物体的内能,故C不符合题意.
D、刀具在砂轮上磨得发烫,是克服摩擦做功,将机械能转化成内能,故D不符合题意.故选A.
【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程.本题考查了改变物体内能两种方式(做功和热传递)的区分,属于基础题目.
6.【答案】A
【知识点】液化及液化放热;升华及升华吸热;做功改变物体内能;分子热运动
【解析】【解答】A.积雪慢慢熔化,熔化过程中吸收热量,A符合题意;
B.樟脑丸逐渐变小,是发生了升华现象,B不符合题意;
C.将“便利贴”贴在作业纸上,利用了分子间的引力,C不符合题意;
D.人们搓手取暖是利用做功的方法来增加手掌内能,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】固体变为液体是熔化,吸收热量;固体变为气体是升华,吸收热量;“便利贴”利用了分子间的引力;搓手取暖是做功改变内能。
7.【答案】C
【知识点】分子热运动
【解析】【解答】A.春风拂面,柳絮飞扬,是机械运动,A不符合题意;
B.晨曦微露,雾漫山野,是机械运动,B不符合题意;
C.百花齐放,花香四溢,是分子运动形成的,C符合题意;
D.天寒地冻,大雪纷飞,是机械运动,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】闻到气味说明分子在不停的无规则运动。
8.【答案】B
【知识点】分子间相互作用力
【解析】【解答】如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,下方可以挂起重物,该现象主要说明了分子间存在吸引力,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】根据分子之间作用力的知识分析。
9.【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】A.物体内能增大,温度不一定升高,A不符合题意;
B.物体温度升高,可能吸收了热量,可能做功了,B不符合题意;
C.物体温度升高,内能一定增大,C符合题意;
D.物体内能增大,可能吸收了热量,可能做了功,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】物体的内能和温度、质量、状态有关;改变内能的方式有做功和热传递。
10.【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能;分子热运动
【解析】【解答】解:
A、咖啡在变冷的过程中,放出热量,温度降低,内能不断减少,故A错误;
B、咖啡在变冷的过程中,向周围空气放出热量,属于热传递改变物体的内能;故B正确;
C、咖啡香飘四溢是因为咖啡的香味分子不停地做无规则的运动,扩散到空气中,故C正确;
D、物体温度越高分子的无规则运动越剧烈,所以咖啡温度越高,分子的热运动越剧烈,故D正确.
故选A.
【分析】(1)影响内能大小的因素是质量、温度和状态;(2)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程;(3)根据分子动理论的内容回答:物质都是由分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,物体温度越高分子的无规则运动越剧烈.本题考查了影响内能大小的因素、改变内能的方法以及分子运动的有关知识,综合性强.
11.【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】A.在10~25min内,酒精仍然燃烧放出热量,则加热该物质不断吸收热量,故A错误;
B.根据图片可知,0~10min内,二者吸收相同的热量,该物质从50℃升高到80℃,即温度升高30℃,而水从50℃升高到大约62℃,即温度升高12℃,那么△t>△t水。根据Q=cm△t可知,物质的比热容小于水的比热容,故B错误;
C.加入40min时水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/ (kg · ℃)×0.1kg×(98℃-50℃)=2.016×104J;
0~20min该物质吸收的热量是40min时热量的一半,
那么Q1=Q吸=×2.016×104J=1.008×104J,故C正确;
D.2g酒精完全燃烧释放的热量Q放=mq=2×10-3kg×3×107J/kg=6×104J,
加热水的酒精灯的加热效率为,故D错误。
故选C。
【分析】(1)只要酒精燃烧就会放热,那么物质就会吸热;
(2)根据图像比较物质和水升高温度的大小,然后根据Q=cm△t比较比热容的大小;
(3)首先根据Q吸=cm△t计算加热40min时水吸收的热量,再根据吸热与时间成正比计算即可;
(4)根据Q放=qm计算酒精放出的热量,最后根据计算加热效率。
12.【答案】B
【知识点】比热容;热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】
A:由图知,甲液体的沸点为100°C ,所以甲液体是水,加热8min,水升高了:,由 ,水在4min内吸收的热量为: 故A错;
B:8min内完全燃烧了3g酒精。所放出的热量:Q放=m酒q=3×10-3kg×3×107J/Kg=9×104J ,
故B正确;
C:由图可知,8min后,水会继续沸腾,所以水会继续吸热,但温度不再升高,故V错;
D:由图可知,甲乙两液体的质量相等,在相同时间内吸收相同的热量,但乙升高的温度较高,即乙的比热容较小,吸热能力更弱,故D错。
故答案为:B 。
【分析】:本题考察了吸热公式,燃料完全燃烧时的放热公式,以及热效率公式 ,还有就是要能从图中提取相关信息,这在物理学习中是很重要的一种能力。
13.【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】A.相同的加热环境,两试管在相同时间内吸收的热量相同,A不符合题意;
B.加热相同时间,两试管在相同时间内吸收的热量相同,根据图像和公式 分析,则需要装入等质量的两种液体,比较出比热容的大小;B不符合题意;
C.若两种液体的种类相同,则两液体的比热容相同,由于加热时间相同,两液体吸收热量相同,则根据图像和公式 可得,两种液体的质量为
则a、b液体的质量之比为
C符合题意;
D.若两液体的种类不同,质量相同,由于加热时间相同,两液体吸收热量相同,则根据图像和公式 分析, 两种物质的比热容分别为
则a、b液体的比热容之比是
D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据热量和温度差,结合比热容,计算物体的质量;根据热量和质量、温度差计算比热容。
14.【答案】D
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】A.容器中的水从加热器上吸收热量,是通过热传递来改变水的内能的,A不符合题意;
B.由图丙可知,水的温度从20℃升高到40℃,乙的加热时间为3min,此时乙容器中的水吸收的热量为Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(40℃-20℃)=1.68×105J
则乙容器中的水每分钟吸收的热量为
水的温度从20℃升高到40℃,甲的加热时间为2min,此时甲容器中的水吸收的热量为Q甲吸=cm1Δt=4.2×103J/(kg ℃)×3kg×(40℃-20℃)=2.52×105J
则甲容器中的水每分钟吸收的热量为
因不计热损失,则加热器每分钟放出的热量等于水每分钟吸收的热量,可知甲容器中的加热器每分钟放出的热量大于乙容器中的加热器每分钟放出的热量,B不符合题意;
C.由B中可得,加热相同时间,加热器放出的热量之比为Q甲放∶Q乙放=ΔQ甲吸∶ΔQ乙吸=1.26×105J∶5.6×104J=9∶4
因不计热损失,则相同时间内,两杯水吸收的热量之比为9∶4,由 可得,甲、乙两容器中的水升高的温度之比为
C不符合题意;
D.因甲、乙两容器中的水的初温相同,故将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾时,两容器中的水的温度变化量相同,由Q吸=cmΔt可得,将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾所需热量之比为
由 可得,所用时间之比为
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】温度不同的物体间通过热传递改变内能;加热器不同,相同时间产生的热量不同;根据物体的比热容、质量和温度差,计算热量的多少;根据物体吸收的热量和温度差,可以计算加热时间的比值。
15.【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【解答】A.由 知道,铜块和铁块质量相同,放出的热量相同,比热容大的物体,降低的温度少;由于c铜B.体积、初温都相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后,由 知道, 大的,温度变化小,由表格数据知道
即铁块的末温低,二者接触,热量将从铝块向铁块传递,B错误,符合题意;
C.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,由 知道,升高温度之比
C正确,不符合题意;
D.由 知道,物质吸收热量多少与升高的温度比值
等质量的铜块和铝块,由于c铝>c铜,则
所以,其中图象b表示的是铜块,图象a表示的是铝块,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】加热时间相同,温度上升的缓慢,物质比热容大;相同质量的物体吸收或释放相同的热量,比热容大的物体温度变化小。
16.【答案】热传递;做功
【知识点】热传递改变物体内能;内燃机的四个冲程
【解析】【解答】
(1)用酒精灯给水加热是通过热传递的方式改变水的内能。
(2)木塞被推出过程的能量转化为内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相同。
【分析】
(1)改变内能的两种方式为,热传递和做功。
(2)内燃机的做功冲程能量转化是内能转化为机械能。
17.【答案】3.36×105;33.6%
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;
天然气放出的热量:Q放=qV=4×107J/m3×0.025m3=106J;
则燃气炉的烧水效率为:。
【分析】根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量,根据Q放=qV计算天然气燃烧放出的热量,最后根据计算燃气炉的烧水效率。
18.【答案】4.0×106;40
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】燃烧0.125m3的天然气放出的热量Q放=qV=3.2×107J/m3×0.125m3=4.0×106J
水吸收的热量Q吸=Q放η=4.0×106J×84%=3.36×106J
水升高的温度
水的末温t=t0+Δt=20℃+20℃=40℃
【分析】根据燃料的体积和热值的乘积计算热量;利用物体吸收的热量和比热容、质量的比值,计算温度差。
19.【答案】;50%
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg,根据水的比热容,计算吸收的热量为Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(70℃-20℃)=4.2×106J;煤气燃烧,放出的热量为Q放=Vq=4×107J/m3×0.21m3=0.84×107J;烧水效率为。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差计算热量;根据燃料的热值和体积的乘积计算热量,利用吸收的热量和总热的比值,计算热效率。
20.【答案】12.1;41
【知识点】热量的计算;电功率的计算
【解析】【解答】该电热水龙头正常工作时的电阻是
水龙头放热Q=W=Pt=4000W×8.4s=33600J
升高温度为
末温为t1=21℃+20℃=41℃
【分析】(1)由R=可以求出 电热水龙头正常工作时的电阻 大小;
(2)已知水龙头正常工作时间8.4s,可以求出水龙头正常工作做的功W=Pt,然后根据功和能的关系,运用求出水的末温。
21.【答案】热传递;
【知识点】热量的计算;热传递的概念与方式
【解析】【解答】将一袋装纯牛奶放入热水中加热,牛奶从热水中吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递的方式改变牛奶的内能。牛奶吸收的热量为
【分析】
22.【答案】(1)热传递
(2)4.6×106;0.46
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)釜的铸造过程中,它从木柴的火焰吸热,因此是通过热传递方式改变其内能的从而使生铁熔化成铁水;
(2)铁粉吸收的热量Q吸=c铁m铁△t铁= 0.46×103J/(kg·℃) ×50kg×(700℃-500℃)= 4.6×106 J;
木柴放出的热量等于铁粉吸收的热量,
则燃烧木柴的质量:。
【分析】(1)改变内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移。
(2)根据Q吸=c铁m铁△t铁计算水吸收的热量,根据计算燃烧木柴的质量。
23.【答案】1.2×104;32%
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机的效率
【解析】【解答】根据图片可知,该物质CD段即从第6分钟至第8分钟,温度由50℃升高到90℃,温度升高了Δt=90℃-50℃=40℃,
该物质从第6分钟至第8分钟吸收的热量为:Q吸=cmΔt=1.5×103J/(kg ℃)×0.2kg×40℃=1.2×104J;
酒精放出的总热量为:Q放=m酒q酒=5×10-3kg×3.0×107J/kg=1.5×105J,
由于从第6min到第8min该物质共吸热1.2×104J,所以该物质每分钟吸热为0.6×104J,
由图乙可知,从开始记录到刚沸腾共用时8min,
所以该物质共吸热:Q吸总=8×0.6×104J=4.8×104J,
此过程中,热转化效率。
【分析】从图片中确定CD段的加热时间,升高的温度,然后根据Q吸=cmΔt计算该物质这段时间内吸收的热量,然后根据“吸收热量和加热时间成正比”计算出8min内吸收的热量,接下来根据Q放=m酒q酒计算酒精放出的热量,最后根据计算转化效率。
24.【答案】2.8
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量为:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J;
酒精燃烧放出的热量:;
需要燃烧酒精的质量:。
【分析】首先根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量,再根据计算出酒精燃烧放出的热量,最后根据计算出需要酒精的质量。
25.【答案】3.78×105;1800W;50
【知识点】热量的计算;电能表参数的理解;电功的测量;电功率的计算
【解析】【解答】解:(1)因3000imp/(kW h)表示:电路中每消耗1kW h的电能,电能表指示灯闪烁3000次,
所以,该电热水器消耗的电能:W= kW h=0.105kW h=3.78×105J,
该电热水器的功率:P= = =1800W;(2)由题意可知,水吸收的热量:Q吸=W=3.78×105J,由Q吸=cm(t﹣t0)可得,理论上这些热量全部被水吸收后升高到的温度:t′= +t0= +50℃=110℃,
因1个标准大气压下水的沸点为100℃,且水沸腾以后吸收热量,但温度不在升高,
所以,实际上水的末温为100℃,
则水实际升高的温度△t=t″﹣t0=100℃﹣50℃=50℃。
故答案为:3.78×105;1800W;50。
【分析】利用电能表转盘转数计算消耗的电能,利用电能和时间的比值计算电功率,根据水吸收的热量,结合比热容和质量,可以计算温度差。
26.【答案】(1)相等;热传递
(2)乙
(3)不变
【知识点】热传递改变物体内能;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)实验时,根据控制变量法的需要,选取质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体,用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,通过比较两种液体的温度变化,来比较两种液体的吸热本领。
加热时烧杯壁吸收酒精灯的热量,再把热量传递给液体,液体温度升高,这是通过热传递的方式来增大内能的。
(2)由乙图可知,加热相同时间,相同质量的两种液体吸收相同的热量时,甲液体的温度变化较大,由此可知甲的吸热能力较差,乙液体的吸热能力更强。
(3)热值是燃料的一种性质,不随质量的变化而变化,因此实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值不变。
【分析】(1)探究不同物质的吸热能力时,选择质量相同的不同物质;温度不同的物体间,通过热传递改变内能;
(2)质量和吸收热量相同时,温度变化越小,吸热能力越强;
(3)燃料的热值是特性,和质量无关。
27.【答案】(1)秒表
(2)质量
(3)吸热
(4)水
(5)甲
(6)偏小
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】解:(1)实验中需要测量吸热的时间,故需要秒表来计时;(2)在“比较不同液体的吸热能力”时,应控制两种物质的质量是相同的;(3)用相同的加酒精灯给两种物质加热,在相同的时间内,物质吸收的热量是相同的;(4)给质量相同的水和煤油加热,升高相同的温度时,由于水的比热容大,所以水吸收的热量多,即水的加热时间长;(5)分析表格数据可知,甲、乙两个装置中,水的质量和初温相同,由Q=cm-t知,未温高的吸收的热量较多;在相同的加热设备下,相同时间内,消耗燃料的质量相同,由Q=qm知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大;所以甲的热值大;(6)在实验的过程中,由于存在热量的散失,所以实验测得的热值会偏小。
故答案为:(1)秒表;(2)质量;(3)吸热;(4)水;(5)甲;(6)偏小。
【分析】(1)结合实验目的可知需要的实验器材.
(2)“比较不同液体的吸热能力”时,应控制两种物质的质量是相同的.
(3)用相同的加热器加热,在相同的时间内,物质吸收的热量是相同的.
(4)根据公式Q=cm-t分析解答即可.
(5)由表格数据可知,在其它条件相同时,甲杯水的温度升高的较快,即甲酒精灯燃烧产生的热量多,所以其热值大.
(6)在实验的过程中,存在热量的散失.
28.【答案】(1)
(2)温度计玻璃泡碰到容器底
(3)盐水密度越大沸点越高;小于
(4)盐水2;弱
【知识点】探究水的沸腾实验;比热容
【解析】【解答】(1)小明用天平和量筒来测量配制好的盐水密度,实验原理为;
(2)根据甲图可知,温度计的液泡触碰了烧杯的底部,则错误操作为: 温度计玻璃泡碰到容器底 。
(3)根据乙图可知,盐水1的密度大,沸点高,那么得到: 盐水密度越大沸点越高 。
根据乙图可知,此时水的沸点为99℃,低于100℃,则实验时大气压小于标准大气压强。
(4)根据图乙可知,两种盐水从相同初温加热至刚好沸腾,盐水1加热时间短,吸收的热量少,则对气候的调节能力变弱,那么得到: 如果内陆地区一个水量不变的咸水湖随着含盐量逐渐升高,其对周围地区气温的调节作用会变弱。
【分析】(1)根据 可知,用天平测出盐水质量,用量筒测出盐水体积,据此可以计算出盐水的密度;
(2)根据温度计的使用规律分析;
(3)根据乙图确定盐水的沸点,然后描述沸点随密度的变化规律。将水的沸点与100℃进行比较,从而确定实验时大气压强的变化。
(4)根据图乙确定两种盐水加热时间长短,从而比较二者吸收热量多少。当吸收相同的热量时,盐水升高的温度越大,则对气候的调节能力越弱。
29.【答案】(1)解:水吸收的热量为
答:水吸收的热量为;
(2)解:燃烧100g木炭放出的热量为
该火炉烧水的热效率
答:该火炉烧水的热效率为。
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】(1) 水吸收的热量为
(2) 燃烧100g木炭放出的热量为
该火炉烧水的热效率
【分析】(1)根据可算出水吸收的热量。
(2)根据算出完全燃烧100g木炭放出的热量。再根据可算出火炉烧水的热效率 。
30.【答案】(1)解:汽车静止在水平地面上时,对地面的压力F压=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
对地面的压强
答:汽车静止在水平地面上时,对地面的压强为2.4×105Pa;
(2)汽车在该路段的速度
由
可得汽车的牵引力
因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以,在这一过程中汽车受到的阻力f=F=1200N
答:在这一过程中汽车受到的阻力为1200N;
(3)由题意知Q放=W总=1.8×108J
根据Q=mq可得,汽油的质量
答:该车百公里消耗电能1.8×108J,若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油4kg。
【知识点】功率的计算;热量的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力;处在水平面上的物体,物体对地面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积;
(2)求解外力做功,利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可,即W=Fs;利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率,除以汽车运动的速度即为牵引力大小;
(3)牵引力做功为有用功,除以加热效率为总功,即为燃料释放的热量,除以燃料的热值即为燃料的质量。
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