专题二十九 内能---2023-2024学年浙教版科学中考专题突破

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名称 专题二十九 内能---2023-2024学年浙教版科学中考专题突破
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2024-05-31 14:23:11

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专题二十九 内能---2023-2024学年浙教版科学中考专题突破
一、选择题
1.(2022九上·杭州期中)如图所示描述的物理过程,下列分析不正确的是(  )
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能增加
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增加
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
【答案】B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】根据能量转化的知识分析判断。
【解答】A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,将机械能转化为内能,则空气的温度升高,内能增加,故A正确不合题意;
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,将空气的内能转化为塞子的机械能,因此瓶子内空气的内能减少,故B错误符合题意;
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,因此水蒸气的内能减小,故C正确不合题意;
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少,故D正确不合题意。
故选B。
2.(2021九上·杭州月考)车辆由于紧急刹车,刹车片迅速夹紧刹车盘(不考虑刹车片磨损),靠刹车片与刹车盘的剧烈摩擦最终使车辆停止运动,这个过程导致刹车片和刹车盘温度升高。则下列说法正确的是(  )
A.车辆停止后,无速度,则刹车片内能为零
B.车辆在减速过程中,内能转化成机械能
C.刹车片和刹车盘温度升高,可知刹车片内能增大
D.由于质量没改变,则刹车片内能不发生变化
【答案】C
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)一切物体都有内能;
(2)根据能量转化的知识判断;
(3)根据内能和温度的关系判断;
(4)根据内能的影响因素判断。
【解答】A.车辆停止后,无速度,它的机械能变成零,但是刹车片内能肯定不为零,故A错误;
B.车辆在减速过程中,机械能减小,则机械能转化为内能,故B错误;
C.刹车片和刹车盘温度升高,可知刹车片内能增大,故C正确;
D.质量没改变,但是刹车片的温度升高,则刹车片内能增大了,故D错误。
故选C。
3.(2022·镇海模拟) 2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回舱携带着1731g月壤样品,通过半弹道跳跃式的再入方式返回地面(如图所示)。关于嫦娥五号返回舱返回地球的过程,以下说法正确的是(  )
A.返回舱开伞减速,说明力可以改变物体的运动状态
B.月壤样品到达地球时其质量将会增大
C.返回舱返回过程中主要通过热传递增加了外壳的内能
D.返回舱表面的特殊材料与大气摩擦时极易液化放热
【答案】A
【知识点】质量及其特性;液化及液化现象;力的作用效果;物体内能的改变方法
【解析】【分析】A.运动状态的改变包括:速度大小改变或运动方向改变;
B.根据质量的特点判断;
C.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;
D.根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】返回舱开伞减速,说明力可以改变物体的运动状态,A符合题意。
质量是物体本身的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的变化而变化,故B不符合题意。
返回舱返回过程中外壳与空气摩擦生热,主要通过做功增加了外壳的内能,故C不符合题意。
返回舱表面的特殊材料与大气摩擦时会熔化和升华,吸收热量,从而对返回舱表面的温度进行控制,故D不符合题意。
4.(2022·椒江模拟)如图a所示,将质量相等的甲.乙两种物质分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出的熔化过程中的温度随时间变化的图像如图b所示,下列说法正确的是(  )
A.甲物质是晶体,乙物质是非晶体
B.0~2min内乙物质比甲物质吸收的热量多
C.乙物质在BC段温度不变,内能不变
D.乙物质在AB段的比热容比在CD段的比热容小
【答案】D
【知识点】晶体与非晶体;温度、热量与内能的关系;比热容
【解析】【分析】A.晶体和非晶体的区别:有无熔点;
B.使用同一个酒精灯进行加热,则相同时间内吸收相同的热量;
C.根据晶体熔化的特点判断;
D.根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】A.由题图b可知,甲物质温度一直升高,乙物质在2~4min内温度不变,所以甲物质应是非晶体,乙物质应是晶体,故A错误。
B.在相同的装置中对质量相同的甲、乙两种物质加热相同的时间,则甲、乙两物质吸收的热量相同,故B错误。
C.乙物质在BC段不断吸收热量,温度保持不变,但内能是增加的,故C错误。
D.乙物质在AB段和在CD段加热相同时间,吸收的热量相同,在AB段升高的温度比在CD段升高的温度大,由Q=cm△t得,乙物质在AB段的比热容比在CD段的比热容小,故D正确。
5.(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
6.(2023九下·永康模拟)如图所示,某同学用注射器疏通篮球的气门芯,把针头插入篮球中,发现注射器活塞自动弹出,飞出一段距离。有关说法正确的是(  )
A.该过程中活塞的机械能守恒
B.活塞在飞行过程中受到篮球的推力
C.该过程中篮球内气体内能增加
D.活塞弹出是因为篮球内气压大于外界气压
【答案】D
【知识点】力的概念;动能和势能的转化与守恒;内能
【解析】【分析】(1)只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持不变,称为机械能守恒。
(2)力是物体对物体的作用。
(3)内能改变的方式有两种,做功和热传递。当物体对外做功,物体的内能会减小。
(4)篮球中的气压大于大气压。
【解答】A.活塞在运动过程中存在摩擦,因此存在摩擦力做功,活塞的机械能不守恒。故选项错误。
B.活塞飞行过程中受到了重力和空气阻力,并没有受到篮球的推力。故选项错误。
C.注射器活塞自动弹出,说明篮球内气体对活塞做功,气体的内能减少。故选项错误。
D.活塞弹出是因为篮球内气压大于外界气压,故选项正确。
故答案为:D。
7.(2023·浙江模拟)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是(  )
A.温度为0℃的物体一定没有内能
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.物体吸收了热量,温度可能不变
D.物体内能减少时,一定对外做了功
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据对热量、温度和内能的关系判断。
【解答】A.一切物体都有内能,温度越低,物体的内能越少,故A错误;
B.物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故B错误;
C.冰熔化时不断吸热但是温度不变,故C正确;
D.物体内能减少,可能是物体对外界做功,也可能是发生热传递,故D错误。
故选C。
8.(2023·宁波模拟)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团浸有乙醚的棉花,迅速下压活塞,棉花会燃烧起来。下列说法中正确的是(  )
A.空气能被压缩说明分子间有引力的作用
B.棉花能够燃烧是因为蘸上的乙醚是可燃物
C.越往下压越费力,是由于筒内的气压逐渐增大
D.活塞下压,通过克服筒壁的摩擦做功,使空气内能增加
【答案】C
【知识点】分子之间存在空隙;物体内能的改变方法;燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)根据分子之间存在空隙解答;
(2)哪个物体能够燃烧,哪个物体就是可燃物;
(3)根据力的作用的相互性判断;
(4)注意分析空气内能增加的主要原因。
【解答】A.空气能被压缩说明分子间有空隙,故A错误;
B.棉花能够燃烧是因为棉花是可燃物,故B错误;
C.越往下压越费力,是由于筒内的气压逐渐增大,故C正确;
D.活塞下压,通过压缩空气做功,使空气内能增加,故D错误。
故选C。
9.(2022·永康模拟)永康美食是让人忘不了的家乡味道。如图所示的四种美食,在制作过程中所包含的科学知识,认识正确的是(  )
A.角干麦饼制作时要蒸、烤结合,蒸的过程中锅中的水先液化再汽化
B.当馓煎熟时会漂浮在油面上,此时馓受到的浮力大于重力
C.烙小麦饼时用铁板或铁锅,主要是铁的比热容大
D.烤制肉麦饼的过程中是通过热传递使肉麦饼内能增加的
【答案】D
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象;物体的浮沉条件及其应用;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)确定物质的初始态和终末态,从而确定物态变化的名称;
(2)根据漂浮条件判断;
(3)性质决定用途;
(4)根据改变物体内能的方式分析。
【解答】A.蒸的过程中,水吸热,先从液态变成气态发生汽化,再放热由气态变成液态发生液化现象,故A错误;
B.档煎饼漂浮在油面上时,它受到的浮力等于重力,故B错误;
C.烙小麦饼时用铁板或铁锅,主要是铁的导热性好,故C错误;
D.烤制肉麦饼的过程中是通过热传递使肉麦饼内能增加的,故D正确。
故选D。
10.(2020·定海模拟)如图所示,在瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,然后略松开瓶盖(对着没人的方向),瓶盖弹出数米远,观察到瓶口和瓶内有白雾产生。下列分析正确的是(  )
A.用力拧瓶的下部时瓶内气体内能减少,温度升高
B.用力拧瓶的下部时瓶内气体内能增加,温度降低
C.瓶盖弹出时气体内能减小,温度降低,水蒸气液化
D.瓶盖弹出时气体内能增加,温度降低,水蒸气液化
【答案】C
【知识点】液化及液化现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)外界对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外界做功,物体的内能减少,温度降低;
(2)物质由气态变成液态叫液化。
【解答】 用力拧瓶的下部时,对瓶内气体做功,因此瓶内气体内能增大,温度升高,故A、B错误;
瓶盖弹出时,瓶内气体对瓶盖做功,因此气体内能减小,温度降低,里面的水蒸气放热由气态变成液态发生液化现象,故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题
11.(2023九下·龙湾模拟)摩擦焊接技术在航空航天中应用广泛。焊接时,两根金属棒高速旋转,剧烈摩擦,使焊接面温度升高变为液态,冷却后焊接在一起。
(1)摩擦焊接改变金属棒内能的方式是   。
(2)整个焊接过程中,金属发生的物态变化有   。
(3)降温冷却后两块金属很难拉开,是因为各微粒间存在   。
【答案】(1)做功
(2)先熔化,后凝固
(3)引力
【知识点】分子间的作用力;熔化与熔化现象;凝固与凝固现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移;
(2)根据物质的初始态和终末态,确定物态变化的名称。
(3)根据分子之间存在引力解答。
【解答】(1)摩擦焊接改变金属棒内能,其实就是将机械能转化为内能,因此方式为做功;
(2)焊接过程中,金属先吸热从固态变成液体发生熔化,再放热从液态变成固态发生凝固。
(3)降温冷却后两块金属很难拉开,是因为各微粒间存在引力。
12.(2023·杭州模拟)火柴是实验室常用的点火工具。引燃过程:划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。A、B为两种常见的引燃方式,F1=F2。火柴的引燃是通过   的方法来增大火柴头的内能,更易引燃的是   (选填“A”或“B”)方式。
【答案】做功;B
【知识点】影响摩擦力大小的因素;物体内能的改变方法;燃烧与灭火
【解析】【分析】做功和热传递可以改变物体的内能。火柴引燃过程,克服摩擦做功,内能增大;火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大,克服摩擦力做功越多,转变成内能越多,温度升高更快,更易达到着火点,更易引燃火柴。
【解答】火柴引燃过程,克服摩擦做功,使火柴头内能增大;图B火柴头与擦火皮之间的压力大,摩擦力大,克服摩擦做的功多,转化为的内能多,更易引燃火柴头。
故答案为:第1空、做功 第2空、B
13.(2023·宁波模拟)如图甲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,图乙为汽油机的工作冲程。
(1)蒸汽弹射装置工作时,气缸内蒸汽体积膨胀,对外做功,内能   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。同时推动活塞,使舰载机获得巨大的动能。
(2)蒸汽弹射装置工作时的能量转化与图乙中的   图(选填字母)所示冲程相同。
【答案】(1)减小
(2)C
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】本题考查的是汽油机的4个冲程及改变内能的方式。
(1)改变内能的方式有:做功和热传递,根据题目所给的信息判断得出是哪种方式改变内能;
(2)根据汽油机的4个冲程的能量转化情况进行解答。
【解答】
(1)蒸汽弹射装罟工作时,气缸内蒸汽体积胀,对外做功,其内能减小,同时推动活寒,使舰载机获得巨大的牵引力,该过程中内能转化为机械能,在这个过程中是通过做功减小内能;
(2)C图中汽油机两气门都关闭,火花塞点火和活塞向下移动,是汽油机的做功冲程,也是内能转化为机械能的过程,与蒸汽弹射装置工作时的原理相似。
故答案为:(1)减小;(2)C。
14.(2023·镇海模拟)如图为一款市售熔岩灯(一种工艺品),其结构可以分为三部分,底部中含有一盏白炽灯,中部的密封玻璃瓶中装有一种蜡状物A和另一种液体B,顶部为一个装饰作用的盖子。白炽灯未通电时,蜡状物沉在底部;白炽灯通电后,蜡状物变为液态,在液体B中出现不断上浮、下沉的景象。
(1)白炽灯通电后,蜡状物通过   的方式获得物态变化所需的内能。
(2)制作熔岩灯所用的蜡状物应具备哪些物理性质    。 (至少答一种)
【答案】(1)热传递
(2)熔点低;不溶于液体B;固态时密度大于液体B,液态时密度小于液体B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)物体的内能可以通过做功和热传递来改变;
(2)物理性质指不需要通过化学变化就可以体现出来的性质。
【解答】(1) 白炽灯通电后 产生热量,通过热传递改变内能;
(2)由题干信息可知,其物理性质为: 熔点低;不溶于液体B;固态时密度大于液体B,液态时密度小于液体B .
15.(2023·衢江模拟)如图是小科在科技节活动中制作的简易“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,一段时间后铜管会向右喷蒸汽,“ 蒸汽船”就向左行驶。
(1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高,这是通过   的方式改变水的内能。
(2)“蒸汽船”行驶时,铜管口冲出一团团“白气”,这是   现象。(填物态变化)
(3)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)热传递
(2)液化
(3)减小
【知识点】液化及液化现象;物体的浮沉条件及其应用;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)做功改变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)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
(3)根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高,这是通过热传递的方式改变水的内能。
(2)“蒸汽船”行驶时,铜管口冲出一团团“白气”,是水蒸气从气态变成液态发生液化现象形成小水珠。
(3)蒸汽船漂浮在水面上,此时它受到的浮力始终等于自身重力。行驶一段时间后,蒸汽船的重力减小,则它受到的浮力减小。
三、实验探究题
16.(2020·乐清模拟)如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器采集的数据,电脑处理后得到如图乙所示图像。
(1)结合乙图分析,描述打气筒打气5秒后出现的实验现象   ;
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处:   ;
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精,请判断并说明理由:   。
【答案】(1)橡皮塞弹出,瓶口冒白雾,温度传感器显示温度下降
(2)均为气体对外做功,内能转变为机械能
(3)能,通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据乙图可知,在5s时温度传感器显示的温度达到最大,5s后温度迅速减小,这个过程应该是橡皮塞被推出,将气体的内能转化为机械能,从而使内能减小,温度降低。由于里面有大量的酒精蒸汽,所以它们会迅速液化形成白雾;
(2)热机的做功冲程,将内能转化为机械能;压缩冲程,将机械能转化为内能;
(3)根据酒精蒸汽液化看到的白雾,可以知道气体的温度降低了。如果没有酒精蒸汽,那么可以靠温度传感器更加准确的了解温度的变化。
【解答】(1)结合乙图分析,描述打气筒打气5秒后出现的实验现象:橡皮塞弹出,瓶口冒白雾,温度传感器显示温度下降;
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处:均为气体对外做功,内能转变为机械能;
(3) 在用本装置进行实验时能去掉瓶内的酒精,理由是:过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况 。
17.(2017·衢州)大家都知道:“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验:
(1)如图甲,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量   和重物下落的距离,计算出重物做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W );测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q )。
(2)焦耳做这个实验的目的是   。
(3)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。
②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1。
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水。计算出h杯-h水,这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙。
⑤   (填写操作),计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系。
【答案】(1)所挂重物的重力(质量)
(2)研究摩擦做功和产生热量的关系
(3)将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)
【知识点】物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】(1)题目中焦耳用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。重力做功的表达式是W=GH,所以焦耳需要测量出所挂重物的重力(质量)和重物下落的距离,计算出重物做的功。(2)焦耳做这个实验的目的是什么?在题目中明确研究的问题是摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?所以这小题答案:研究摩擦做功和产生热量的关系。(3)小柯用自己设计的装置粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。原理与焦耳的相同,第⑤步操作主要解决的是保温杯内的水做功的问题,由③这一步中“计算出h杯-h水,这也就是杯中水下落的高度。”可知要让水下落,所以操作应该是将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)。
【解答】(1)由重力做功的表达式是W=GH,所以焦耳需要测量出所挂重物的重力(质量)和重物下落的距离;(2)焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系;(3)水的重力做功,让水落下所以可以将保温杯慢慢上下翻转多次。
故答案为:1、所挂重物的重力(质量);2、研究摩擦做功和产生热量的关系;3、将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)
四、解答题
18.(2024·浙江模拟)2023年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,如图所示是神舟十六号飞船的返回舱。返回舱重返地球时,为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁,返回舱表面涂有防热材料。返回舱的总质量为3X103kg,表面防热材料的质量为500 kg,比热容为4x103J/(kg·℃),
请同答下列问题:
(1)返回舱进人地球大气层时与大气剧烈摩擦,通过   方式增加了返回舱表面的内能,该过程与我们看到的   (选填“彗星”“流星”或“恒星”)相似。
(2)若返回舱在大气层中共下落1000 m,重力做功多少焦
(3)若返回舱进入大气层后,下落时减少的重力势能全部转化为内能且40%被防热材料吸收,则防热材料升高的温度是多少
【答案】(1)做功;流星
(2)W=Fs=Gs=mgs=3×103 ×103×10N/kg×1000m=3×107J
(3)40%=3×107J40%=1.2×107J,
【知识点】功的计算公式的应用;物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】(1)返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦,克服摩擦做功,通过做功方式增加了返回舱表面的内能,是机械能转化为内能;内燃机的压缩冲程是机械能转化为内能,所以与内燃机的压缩冲程的能量转化相同;
(2)利用G=mg计算出返回舱的总重力,利用W=Fs=Gh计算出重力所做的功;
(3)根据题意计算出防热材料吸收的热量,利用Q=cmt计算出防热材料升高的温度。
19.(2024九下·黄岩开学考)在野外研学过程中用如图装置进行钻木取火,为为提高成功率,一方面增大对钻火杆的压力,另一方面增大对手拉杆的拉力和拉的幅度,同时还要提高拉动的速度。请解释以上做法用来提高成功率的科学道理。
【答案】用力压木棒是利用增大压力方法增大摩擦力,根据增大拉力和幅度是为增大做功,让更多机械能转化为内能,增大速度是为了减少散热时间,使温度升得更高,并使温度达到着火点从而取火。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】增大摩擦力的方法是增大压力和接触面的粗糙程度。做功的公式为:W=Fs。
【解答】 用力压木棒是利用增大压力方法增大摩擦力,根据W=Fs增大拉力和幅度是为增大做功,让更多机械能转化为内能,增大速度是为了减少散热时间,使温度升得更高,并使温度达到着火点从而取火。
20.(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。
1 / 1专题二十九 内能---2023-2024学年浙教版科学中考专题突破
一、选择题
1.(2022九上·杭州期中)如图所示描述的物理过程,下列分析不正确的是(  )
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能增加
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增加
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
2.(2021九上·杭州月考)车辆由于紧急刹车,刹车片迅速夹紧刹车盘(不考虑刹车片磨损),靠刹车片与刹车盘的剧烈摩擦最终使车辆停止运动,这个过程导致刹车片和刹车盘温度升高。则下列说法正确的是(  )
A.车辆停止后,无速度,则刹车片内能为零
B.车辆在减速过程中,内能转化成机械能
C.刹车片和刹车盘温度升高,可知刹车片内能增大
D.由于质量没改变,则刹车片内能不发生变化
3.(2022·镇海模拟) 2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回舱携带着1731g月壤样品,通过半弹道跳跃式的再入方式返回地面(如图所示)。关于嫦娥五号返回舱返回地球的过程,以下说法正确的是(  )
A.返回舱开伞减速,说明力可以改变物体的运动状态
B.月壤样品到达地球时其质量将会增大
C.返回舱返回过程中主要通过热传递增加了外壳的内能
D.返回舱表面的特殊材料与大气摩擦时极易液化放热
4.(2022·椒江模拟)如图a所示,将质量相等的甲.乙两种物质分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出的熔化过程中的温度随时间变化的图像如图b所示,下列说法正确的是(  )
A.甲物质是晶体,乙物质是非晶体
B.0~2min内乙物质比甲物质吸收的热量多
C.乙物质在BC段温度不变,内能不变
D.乙物质在AB段的比热容比在CD段的比热容小
5.(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
6.(2023九下·永康模拟)如图所示,某同学用注射器疏通篮球的气门芯,把针头插入篮球中,发现注射器活塞自动弹出,飞出一段距离。有关说法正确的是(  )
A.该过程中活塞的机械能守恒
B.活塞在飞行过程中受到篮球的推力
C.该过程中篮球内气体内能增加
D.活塞弹出是因为篮球内气压大于外界气压
7.(2023·浙江模拟)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是(  )
A.温度为0℃的物体一定没有内能
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.物体吸收了热量,温度可能不变
D.物体内能减少时,一定对外做了功
8.(2023·宁波模拟)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团浸有乙醚的棉花,迅速下压活塞,棉花会燃烧起来。下列说法中正确的是(  )
A.空气能被压缩说明分子间有引力的作用
B.棉花能够燃烧是因为蘸上的乙醚是可燃物
C.越往下压越费力,是由于筒内的气压逐渐增大
D.活塞下压,通过克服筒壁的摩擦做功,使空气内能增加
9.(2022·永康模拟)永康美食是让人忘不了的家乡味道。如图所示的四种美食,在制作过程中所包含的科学知识,认识正确的是(  )
A.角干麦饼制作时要蒸、烤结合,蒸的过程中锅中的水先液化再汽化
B.当馓煎熟时会漂浮在油面上,此时馓受到的浮力大于重力
C.烙小麦饼时用铁板或铁锅,主要是铁的比热容大
D.烤制肉麦饼的过程中是通过热传递使肉麦饼内能增加的
10.(2020·定海模拟)如图所示,在瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,然后略松开瓶盖(对着没人的方向),瓶盖弹出数米远,观察到瓶口和瓶内有白雾产生。下列分析正确的是(  )
A.用力拧瓶的下部时瓶内气体内能减少,温度升高
B.用力拧瓶的下部时瓶内气体内能增加,温度降低
C.瓶盖弹出时气体内能减小,温度降低,水蒸气液化
D.瓶盖弹出时气体内能增加,温度降低,水蒸气液化
二、填空题
11.(2023九下·龙湾模拟)摩擦焊接技术在航空航天中应用广泛。焊接时,两根金属棒高速旋转,剧烈摩擦,使焊接面温度升高变为液态,冷却后焊接在一起。
(1)摩擦焊接改变金属棒内能的方式是   。
(2)整个焊接过程中,金属发生的物态变化有   。
(3)降温冷却后两块金属很难拉开,是因为各微粒间存在   。
12.(2023·杭州模拟)火柴是实验室常用的点火工具。引燃过程:划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。A、B为两种常见的引燃方式,F1=F2。火柴的引燃是通过   的方法来增大火柴头的内能,更易引燃的是   (选填“A”或“B”)方式。
13.(2023·宁波模拟)如图甲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,图乙为汽油机的工作冲程。
(1)蒸汽弹射装置工作时,气缸内蒸汽体积膨胀,对外做功,内能   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。同时推动活塞,使舰载机获得巨大的动能。
(2)蒸汽弹射装置工作时的能量转化与图乙中的   图(选填字母)所示冲程相同。
14.(2023·镇海模拟)如图为一款市售熔岩灯(一种工艺品),其结构可以分为三部分,底部中含有一盏白炽灯,中部的密封玻璃瓶中装有一种蜡状物A和另一种液体B,顶部为一个装饰作用的盖子。白炽灯未通电时,蜡状物沉在底部;白炽灯通电后,蜡状物变为液态,在液体B中出现不断上浮、下沉的景象。
(1)白炽灯通电后,蜡状物通过   的方式获得物态变化所需的内能。
(2)制作熔岩灯所用的蜡状物应具备哪些物理性质    。 (至少答一种)
15.(2023·衢江模拟)如图是小科在科技节活动中制作的简易“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,一段时间后铜管会向右喷蒸汽,“ 蒸汽船”就向左行驶。
(1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高,这是通过   的方式改变水的内能。
(2)“蒸汽船”行驶时,铜管口冲出一团团“白气”,这是   现象。(填物态变化)
(3)行驶一段时间后,“ 蒸汽船”受到水的浮力   。 (填“增大”、“减小”或“不变”)
三、实验探究题
16.(2020·乐清模拟)如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器采集的数据,电脑处理后得到如图乙所示图像。
(1)结合乙图分析,描述打气筒打气5秒后出现的实验现象   ;
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处:   ;
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精,请判断并说明理由:   。
17.(2017·衢州)大家都知道:“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验:
(1)如图甲,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量   和重物下落的距离,计算出重物做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W );测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q )。
(2)焦耳做这个实验的目的是   。
(3)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。
②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1。
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水。计算出h杯-h水,这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙。
⑤   (填写操作),计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系。
四、解答题
18.(2024·浙江模拟)2023年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,如图所示是神舟十六号飞船的返回舱。返回舱重返地球时,为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁,返回舱表面涂有防热材料。返回舱的总质量为3X103kg,表面防热材料的质量为500 kg,比热容为4x103J/(kg·℃),
请同答下列问题:
(1)返回舱进人地球大气层时与大气剧烈摩擦,通过   方式增加了返回舱表面的内能,该过程与我们看到的   (选填“彗星”“流星”或“恒星”)相似。
(2)若返回舱在大气层中共下落1000 m,重力做功多少焦
(3)若返回舱进入大气层后,下落时减少的重力势能全部转化为内能且40%被防热材料吸收,则防热材料升高的温度是多少
19.(2024九下·黄岩开学考)在野外研学过程中用如图装置进行钻木取火,为为提高成功率,一方面增大对钻火杆的压力,另一方面增大对手拉杆的拉力和拉的幅度,同时还要提高拉动的速度。请解释以上做法用来提高成功率的科学道理。
20.(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。
答案解析部分
1.【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。
2.【答案】C
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)一切物体都有内能;
(2)根据能量转化的知识判断;
(3)根据内能和温度的关系判断;
(4)根据内能的影响因素判断。
【解答】A.车辆停止后,无速度,它的机械能变成零,但是刹车片内能肯定不为零,故A错误;
B.车辆在减速过程中,机械能减小,则机械能转化为内能,故B错误;
C.刹车片和刹车盘温度升高,可知刹车片内能增大,故C正确;
D.质量没改变,但是刹车片的温度升高,则刹车片内能增大了,故D错误。
故选C。
3.【答案】A
【知识点】质量及其特性;液化及液化现象;力的作用效果;物体内能的改变方法
【解析】【分析】A.运动状态的改变包括:速度大小改变或运动方向改变;
B.根据质量的特点判断;
C.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;
D.根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
【解答】返回舱开伞减速,说明力可以改变物体的运动状态,A符合题意。
质量是物体本身的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的变化而变化,故B不符合题意。
返回舱返回过程中外壳与空气摩擦生热,主要通过做功增加了外壳的内能,故C不符合题意。
返回舱表面的特殊材料与大气摩擦时会熔化和升华,吸收热量,从而对返回舱表面的温度进行控制,故D不符合题意。
4.【答案】D
【知识点】晶体与非晶体;温度、热量与内能的关系;比热容
【解析】【分析】A.晶体和非晶体的区别:有无熔点;
B.使用同一个酒精灯进行加热,则相同时间内吸收相同的热量;
C.根据晶体熔化的特点判断;
D.根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】A.由题图b可知,甲物质温度一直升高,乙物质在2~4min内温度不变,所以甲物质应是非晶体,乙物质应是晶体,故A错误。
B.在相同的装置中对质量相同的甲、乙两种物质加热相同的时间,则甲、乙两物质吸收的热量相同,故B错误。
C.乙物质在BC段不断吸收热量,温度保持不变,但内能是增加的,故C错误。
D.乙物质在AB段和在CD段加热相同时间,吸收的热量相同,在AB段升高的温度比在CD段升高的温度大,由Q=cm△t得,乙物质在AB段的比热容比在CD段的比热容小,故D正确。
5.【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
6.【答案】D
【知识点】力的概念;动能和势能的转化与守恒;内能
【解析】【分析】(1)只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持不变,称为机械能守恒。
(2)力是物体对物体的作用。
(3)内能改变的方式有两种,做功和热传递。当物体对外做功,物体的内能会减小。
(4)篮球中的气压大于大气压。
【解答】A.活塞在运动过程中存在摩擦,因此存在摩擦力做功,活塞的机械能不守恒。故选项错误。
B.活塞飞行过程中受到了重力和空气阻力,并没有受到篮球的推力。故选项错误。
C.注射器活塞自动弹出,说明篮球内气体对活塞做功,气体的内能减少。故选项错误。
D.活塞弹出是因为篮球内气压大于外界气压,故选项正确。
故答案为:D。
7.【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据对热量、温度和内能的关系判断。
【解答】A.一切物体都有内能,温度越低,物体的内能越少,故A错误;
B.物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做功,故B错误;
C.冰熔化时不断吸热但是温度不变,故C正确;
D.物体内能减少,可能是物体对外界做功,也可能是发生热传递,故D错误。
故选C。
8.【答案】C
【知识点】分子之间存在空隙;物体内能的改变方法;燃烧与灭火
【解析】【分析】(1)根据分子之间存在空隙解答;
(2)哪个物体能够燃烧,哪个物体就是可燃物;
(3)根据力的作用的相互性判断;
(4)注意分析空气内能增加的主要原因。
【解答】A.空气能被压缩说明分子间有空隙,故A错误;
B.棉花能够燃烧是因为棉花是可燃物,故B错误;
C.越往下压越费力,是由于筒内的气压逐渐增大,故C正确;
D.活塞下压,通过压缩空气做功,使空气内能增加,故D错误。
故选C。
9.【答案】D
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象;物体的浮沉条件及其应用;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)确定物质的初始态和终末态,从而确定物态变化的名称;
(2)根据漂浮条件判断;
(3)性质决定用途;
(4)根据改变物体内能的方式分析。
【解答】A.蒸的过程中,水吸热,先从液态变成气态发生汽化,再放热由气态变成液态发生液化现象,故A错误;
B.档煎饼漂浮在油面上时,它受到的浮力等于重力,故B错误;
C.烙小麦饼时用铁板或铁锅,主要是铁的导热性好,故C错误;
D.烤制肉麦饼的过程中是通过热传递使肉麦饼内能增加的,故D正确。
故选D。
10.【答案】C
【知识点】液化及液化现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)外界对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外界做功,物体的内能减少,温度降低;
(2)物质由气态变成液态叫液化。
【解答】 用力拧瓶的下部时,对瓶内气体做功,因此瓶内气体内能增大,温度升高,故A、B错误;
瓶盖弹出时,瓶内气体对瓶盖做功,因此气体内能减小,温度降低,里面的水蒸气放热由气态变成液态发生液化现象,故C正确,D错误。
故选C。
11.【答案】(1)做功
(2)先熔化,后凝固
(3)引力
【知识点】分子间的作用力;熔化与熔化现象;凝固与凝固现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移;
(2)根据物质的初始态和终末态,确定物态变化的名称。
(3)根据分子之间存在引力解答。
【解答】(1)摩擦焊接改变金属棒内能,其实就是将机械能转化为内能,因此方式为做功;
(2)焊接过程中,金属先吸热从固态变成液体发生熔化,再放热从液态变成固态发生凝固。
(3)降温冷却后两块金属很难拉开,是因为各微粒间存在引力。
12.【答案】做功;B
【知识点】影响摩擦力大小的因素;物体内能的改变方法;燃烧与灭火
【解析】【分析】做功和热传递可以改变物体的内能。火柴引燃过程,克服摩擦做功,内能增大;火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大,克服摩擦力做功越多,转变成内能越多,温度升高更快,更易达到着火点,更易引燃火柴。
【解答】火柴引燃过程,克服摩擦做功,使火柴头内能增大;图B火柴头与擦火皮之间的压力大,摩擦力大,克服摩擦做的功多,转化为的内能多,更易引燃火柴头。
故答案为:第1空、做功 第2空、B
13.【答案】(1)减小
(2)C
【知识点】物体内能的改变方法;热机
【解析】【分析】本题考查的是汽油机的4个冲程及改变内能的方式。
(1)改变内能的方式有:做功和热传递,根据题目所给的信息判断得出是哪种方式改变内能;
(2)根据汽油机的4个冲程的能量转化情况进行解答。
【解答】
(1)蒸汽弹射装罟工作时,气缸内蒸汽体积胀,对外做功,其内能减小,同时推动活寒,使舰载机获得巨大的牵引力,该过程中内能转化为机械能,在这个过程中是通过做功减小内能;
(2)C图中汽油机两气门都关闭,火花塞点火和活塞向下移动,是汽油机的做功冲程,也是内能转化为机械能的过程,与蒸汽弹射装置工作时的原理相似。
故答案为:(1)减小;(2)C。
14.【答案】(1)热传递
(2)熔点低;不溶于液体B;固态时密度大于液体B,液态时密度小于液体B
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)物体的内能可以通过做功和热传递来改变;
(2)物理性质指不需要通过化学变化就可以体现出来的性质。
【解答】(1) 白炽灯通电后 产生热量,通过热传递改变内能;
(2)由题干信息可知,其物理性质为: 熔点低;不溶于液体B;固态时密度大于液体B,液态时密度小于液体B .
15.【答案】(1)热传递
(2)液化
(3)减小
【知识点】液化及液化现象;物体的浮沉条件及其应用;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)做功改变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)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
(3)根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高,这是通过热传递的方式改变水的内能。
(2)“蒸汽船”行驶时,铜管口冲出一团团“白气”,是水蒸气从气态变成液态发生液化现象形成小水珠。
(3)蒸汽船漂浮在水面上,此时它受到的浮力始终等于自身重力。行驶一段时间后,蒸汽船的重力减小,则它受到的浮力减小。
16.【答案】(1)橡皮塞弹出,瓶口冒白雾,温度传感器显示温度下降
(2)均为气体对外做功,内能转变为机械能
(3)能,通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据乙图可知,在5s时温度传感器显示的温度达到最大,5s后温度迅速减小,这个过程应该是橡皮塞被推出,将气体的内能转化为机械能,从而使内能减小,温度降低。由于里面有大量的酒精蒸汽,所以它们会迅速液化形成白雾;
(2)热机的做功冲程,将内能转化为机械能;压缩冲程,将机械能转化为内能;
(3)根据酒精蒸汽液化看到的白雾,可以知道气体的温度降低了。如果没有酒精蒸汽,那么可以靠温度传感器更加准确的了解温度的变化。
【解答】(1)结合乙图分析,描述打气筒打气5秒后出现的实验现象:橡皮塞弹出,瓶口冒白雾,温度传感器显示温度下降;
(2)有同学认为,图乙中BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处:均为气体对外做功,内能转变为机械能;
(3) 在用本装置进行实验时能去掉瓶内的酒精,理由是:过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况 。
17.【答案】(1)所挂重物的重力(质量)
(2)研究摩擦做功和产生热量的关系
(3)将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)
【知识点】物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】(1)题目中焦耳用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。重力做功的表达式是W=GH,所以焦耳需要测量出所挂重物的重力(质量)和重物下落的距离,计算出重物做的功。(2)焦耳做这个实验的目的是什么?在题目中明确研究的问题是摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?所以这小题答案:研究摩擦做功和产生热量的关系。(3)小柯用自己设计的装置粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。原理与焦耳的相同,第⑤步操作主要解决的是保温杯内的水做功的问题,由③这一步中“计算出h杯-h水,这也就是杯中水下落的高度。”可知要让水下落,所以操作应该是将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)。
【解答】(1)由重力做功的表达式是W=GH,所以焦耳需要测量出所挂重物的重力(质量)和重物下落的距离;(2)焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系;(3)水的重力做功,让水落下所以可以将保温杯慢慢上下翻转多次。
故答案为:1、所挂重物的重力(质量);2、研究摩擦做功和产生热量的关系;3、将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)
18.【答案】(1)做功;流星
(2)W=Fs=Gs=mgs=3×103 ×103×10N/kg×1000m=3×107J
(3)40%=3×107J40%=1.2×107J,
【知识点】功的计算公式的应用;物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】(1)返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦,克服摩擦做功,通过做功方式增加了返回舱表面的内能,是机械能转化为内能;内燃机的压缩冲程是机械能转化为内能,所以与内燃机的压缩冲程的能量转化相同;
(2)利用G=mg计算出返回舱的总重力,利用W=Fs=Gh计算出重力所做的功;
(3)根据题意计算出防热材料吸收的热量,利用Q=cmt计算出防热材料升高的温度。
19.【答案】用力压木棒是利用增大压力方法增大摩擦力,根据增大拉力和幅度是为增大做功,让更多机械能转化为内能,增大速度是为了减少散热时间,使温度升得更高,并使温度达到着火点从而取火。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】增大摩擦力的方法是增大压力和接触面的粗糙程度。做功的公式为:W=Fs。
【解答】 用力压木棒是利用增大压力方法增大摩擦力,根据W=Fs增大拉力和幅度是为增大做功,让更多机械能转化为内能,增大速度是为了减少散热时间,使温度升得更高,并使温度达到着火点从而取火。
20.【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。
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