第六讲 内能及其利用
A层·基础过关
一、选择题
1.(2024·福建中考)“煮”的篆体写法如图,表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是(A)
A.热水暖手 B.钻木取火
C.搓手取暖 D.擦燃火柴
2.(2024·临沂一模)在快递运输水果、海鲜等易变质产品时,在没有冷源的情况下,为起保鲜作用,经常用水制成冷藏保鲜冰袋使用。冰袋对产品起保鲜作用的过程中,下列分析正确的是(C)
A.冰袋温度很低,没有内能
B.产品的温度越高,具有的热量越多
C.冰袋中的物质熔化时,温度不变,内能增大
D.此过程中发生热传递的原因是产品的内能比冰袋大
3.如图所示,在平底烧瓶内装有少量的水,用打气筒向瓶内打气,观察到许多物理现象,其中分析错误的是(B)
A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功
B.往瓶内打气时,瓶内气体内能减少
C.塞子跳起时,看到瓶内有白雾出现,是液化现象
D.塞子跳起时,瓶内气体温度降低
4.(2024·临沂一模)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常(D)
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
5.(2023·兰州中考)为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100 g和400 g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是(D)
A.A、B两液体在0~8 min内吸收的热量之比为2∶1
B.A、B两液体的比热容之比为1∶2
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液
6.2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。下列关于神舟十八号升空过程中分析正确的是(B)
A.发射神舟十八号的火箭不是热机
B.发射神舟十八号的火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大
C.火箭对氢能的利用效率可以达到100%
D.火箭加速升空过程中机械能守恒
二、填空题
7.(2024·济南二模)“糖炒板栗”是中国人传统的休闲食品之一。如图所示,在炒板栗时往锅中放入一些细小的砂石,这是因为砂石的比热容 小 ,升温快;细小的砂石与板栗充分接触,主要通过 热传递 方式使板栗内能增大。
8.(2024·济宁二模)如图所示,气球内的气体喷出时,气体的内能将 减小 (选填“增大”“不变”或“减小”),该过程的能量转化与汽油机的 做功 冲程相同。
9.(2023·齐齐哈尔中考)如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图,该冲程是 压缩 冲程。若该汽油机1 s 对外做功15次,则汽油机的飞轮速度为
1 800 r/min。
10.请补全下面知识结构图。
(1) 转移 ;(2) 做功 ;(3) 弹性势能 。
11.(2024·安徽中考)一保温杯中装有质量为200 g,温度为25 ℃的水。将一个质量为100 g、温度为100 ℃的金属块放入杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30 ℃,假设金属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热容为4.2×
103 J/(kg·℃),则该金属块的比热容为 0.6×103 J/(kg·℃)。
三、计算题
12.(2024·苏州中考)如图所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水,用卡式炉加热至100 ℃,消耗了25 g丁烷气体(水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),丁烷的热值为4.8×107 J/kg)。求:
(1)壶中水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)卡式炉的加热效率。
解:(1)由ρ=可知水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg
(2)水吸收的热量:Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-25 ℃)=6.3×105 J
(3)丁烷气体完全燃烧放出的热量:Q放=mq=2.5×10-2 kg×4.8×107 J/kg=1.2×106 J
卡式炉的加热效率:
η=×100%=×100%=52.5%
B层·能力提升
13.(2024·淄博二模)小明用相同的电加热器分别给水和煤油加热(如图),探究水和煤油的吸热能力。某次按照正确的实验方案测量的部分实验数据如表所示。
物质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 20 4 30
煤油 30 4 50
(1)实验中需要控制水和煤油的 质量 相等。
(2)本实验通过 加热时间 来反映水和煤油吸收热量的多少,这种研究问题的方法称为 转换法 。
(3)比较不同物质的吸热能力,通常有两种方案:方案一,取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化;方案二,取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量。分析表中信息可判断:
①小明采用的是 方案一 (选填“方案一”或“方案二”)。
② 水 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力较强,物理学中用 比热容 (填物理量名称)表示物质的吸热能力。
③煤油的比热容为 2.1×103 J/(kg·℃)。
C层·素养挑战
14.(实践应用题)英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机汽缸内工作介质易汽化、易液化,该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力,因此又被称为热汽机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机,工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
答:根据图乙可知,酒精灯加热将化学能转化为内能,汽缸中的工作物质吸热汽化膨胀,推动活塞A向右运动做功,将内能转化为机械能;由于飞轮具有惯性,带动活塞A向左运动,活塞A将汽缸中的工作物质推入冷汽缸并液化,活塞B又将物质推回热汽缸,如此反复。第六讲 内能及其利用
A层·基础过关
一、选择题
1.(2024·福建中考)“煮”的篆体写法如图,表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水暖手 B.钻木取火
C.搓手取暖 D.擦燃火柴
2.(2024·临沂一模)在快递运输水果、海鲜等易变质产品时,在没有冷源的情况下,为起保鲜作用,经常用水制成冷藏保鲜冰袋使用。冰袋对产品起保鲜作用的过程中,下列分析正确的是( )
A.冰袋温度很低,没有内能
B.产品的温度越高,具有的热量越多
C.冰袋中的物质熔化时,温度不变,内能增大
D.此过程中发生热传递的原因是产品的内能比冰袋大
3.如图所示,在平底烧瓶内装有少量的水,用打气筒向瓶内打气,观察到许多物理现象,其中分析错误的是( )
A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功
B.往瓶内打气时,瓶内气体内能减少
C.塞子跳起时,看到瓶内有白雾出现,是液化现象
D.塞子跳起时,瓶内气体温度降低
4.(2024·临沂一模)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常( )
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
5.(2023·兰州中考)为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100 g和400 g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是( )
A.A、B两液体在0~8 min内吸收的热量之比为2∶1
B.A、B两液体的比热容之比为1∶2
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液
6.2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。下列关于神舟十八号升空过程中分析正确的是( )
A.发射神舟十八号的火箭不是热机
B.发射神舟十八号的火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大
C.火箭对氢能的利用效率可以达到100%
D.火箭加速升空过程中机械能守恒
二、填空题
7.(2024·济南二模)“糖炒板栗”是中国人传统的休闲食品之一。如图所示,在炒板栗时往锅中放入一些细小的砂石,这是因为砂石的比热容 ,升温快;细小的砂石与板栗充分接触,主要通过 方式使板栗内能增大。
8.(2024·济宁二模)如图所示,气球内的气体喷出时,气体的内能将 (选填“增大”“不变”或“减小”),该过程的能量转化与汽油机的 冲程相同。
9.(2023·齐齐哈尔中考)如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图,该冲程是 冲程。若该汽油机1 s 对外做功15次,则汽油机的飞轮速度为
r/min。
10.请补全下面知识结构图。
(1) ;(2) ;(3) 。
11.(2024·安徽中考)一保温杯中装有质量为200 g,温度为25 ℃的水。将一个质量为100 g、温度为100 ℃的金属块放入杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30 ℃,假设金属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热容为4.2×
103 J/(kg·℃),则该金属块的比热容为 J/(kg·℃)。
三、计算题
12.(2024·苏州中考)如图所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水,用卡式炉加热至100 ℃,消耗了25 g丁烷气体(水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),丁烷的热值为4.8×107 J/kg)。求:
(1)壶中水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)卡式炉的加热效率。
B层·能力提升
13.(2024·淄博二模)小明用相同的电加热器分别给水和煤油加热(如图),探究水和煤油的吸热能力。某次按照正确的实验方案测量的部分实验数据如表所示。
物质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 20 4 30
煤油 30 4 50
(1)实验中需要控制水和煤油的 相等。
(2)本实验通过 来反映水和煤油吸收热量的多少,这种研究问题的方法称为 。
(3)比较不同物质的吸热能力,通常有两种方案:方案一,取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化;方案二,取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量。分析表中信息可判断:
①小明采用的是 (选填“方案一”或“方案二”)。
② (选填“水”或“煤油”)的吸热能力较强,物理学中用 (填物理量名称)表示物质的吸热能力。
③煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
C层·素养挑战
14.(实践应用题)英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机汽缸内工作介质易汽化、易液化,该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力,因此又被称为热汽机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机,工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
