专项一 温度与物态变化 内能与热机
(时间40 min,总分50分)
一、选择题(每小题3分,共18分)
1.(2024遵义期末)如图是现存于湖北省博物馆的曾侯乙尊盘,它采用“失蜡法”制成,先将蜡雕刻成模,再用耐火的石英砂包住模形成铸型,蜡熔化流出,形成型腔,最后浇铸铜汁成器。“铜汁成器”过程发生的物态变化是( )
A.熔化 B.液化
C.凝华 D.凝固
2.汽油机的热机效率是衡量其经济性能的重要参数,提高热机效率意味着汽油机能实现( )
A.减少汽油消耗
B.增加废气带走的能量
C.增加机械摩擦
D.减少所获得的机械能
3.今早你与同学交谈时,口中不断地向外呼出“白气”,这是呼出的水蒸气液化所致。产生这一现象的条件是水蒸气与外界环境存在较大的( )
A.热量差 B.内能差
C.温度差 D.沸点差
4.下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A.沙漠地区昼夜温差小
B.汽车发动机常用水作冷却剂
C.在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D.“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
5.如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图,下列说法正确的是( )
A.该冲程是做功冲程
B.该冲程机械能转化为内能
C.这种汽车对环境没有污染
D.此发动机的效率可达90%
6.(多选题)小明探究某物质的熔化情况,得到了如图甲所示的熔化图像,根据图像可知( )
A.该物质是晶体
B.第15 min该物质处于液态
C.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中,如图乙所示,则试管内冰的质量会逐渐增加
D.该物质为液态时的比热容比固态时更大
二、填空题(每空2分,共12分)
7.一支点燃的蜡烛,有蜡油从燃烧处流下,在蜡油流下的过程中,又变成固体的小蜡块,附着在蜡烛上。在这一过程中,蜡先 ,后又凝固,但是蜡没有固定的熔化温度和凝固温度,所以蜡是 。
8.(2025贵阳期末)陆游曾在《斋居纪事》中记载了蜀地工匠发明的省油灯:蜀有夹瓷盏,注水于盏唇窍中,可省油之半。如图所示是陶制省油灯,其功能主要在于它的夹层结构,将冷水注入油灯内的夹层,灯芯燃烧时,夹层内水可以 灯碗的表面温度,从而减缓油受热后的 (填物态变化名称)速度,以此达到省油的目的。
9.在汽车行业,“热熔紧固”技术得到广泛应用,如图所示,①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材;②螺钉尖端与板材表面摩擦生热,这是利用 的方式改变内能,板材局部熔化变软,螺钉尖端仍然坚硬,摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 冲程相同;③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动,板材局部凝固牢牢套住螺钉。
三、作图题(共2分)
10.小阳从冰箱里取出温度为-6 ℃的碎冰,对其进行加热,加热
4 min时有水出现,又经过6 min冰块完全消失,又继续加热8 min,温度计示数升高到6 ℃。请在图中画出这段时间内冰和水的温度随时间变化的大致图像。(大气压为1个标准大气压)
四、实验题(每空2分,共8分)
11.在探究水沸腾前后温度随加热时间变化的特点时,小芳同学利用图甲所示的实验装置在实验室进行实验。当水温为89 ℃时,每隔
1 min记录一次水的温度,水沸腾后持续加热一段时间。利用记录的数据绘制出水的温度随时间变化的关系图像,如图丙所示。小圆同学利用相同的实验器材在同一实验室进行实验(只是在烧杯上加盖了纸板,纸板上只有一个仅能穿过温度计的小孔),如图丁所示。
(1)小芳同学某次记录温度的数值如图乙所示,其数值为 ℃。
(2)该实验中应通过观察 来判断水是否沸腾。
(3)由图丙可知,水开始沸腾后,温度变化的特点是 。
(4)通过对比两个同学的实验数据发现:在小圆同学的实验中,水的沸点要略高一些。请解释其原因: 。
五、综合能力题(每小题5分,共10分)
12.食物也是一种“燃料”,释放化学能的过程不断发生在人体内,提供细胞组织所需要的能量。人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少,都有损于健康。
(1)某种油炸食品,每100 g可提供的能量约为1.26×106 J,假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收,求水升高的温度。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)如果上述这些能量全部用于克服重力做功,则能把多少千克的物体提升 10 m (g取10 N/kg)
13.我国自主研制的某新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为37 t,最大飞行高度达20 000 m,
最大航行速度达2.5倍声速(合 3 060 km/h),最大载油量为10 t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表:
速度v/ (m·s-1) 100 200 300 400 500
阻力 f/N 0.3× 104 1.2× 104 2.7× 104 4.8× 104 7.5× 104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg。求:
(1)飞机发动机完全燃烧10 t燃油获得的能量。
(2)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500 m/s的速度巡航时,飞机的最大航程。专项一 温度与物态变化 内能与热机
(时间40 min,总分50分)
一、选择题(每小题3分,共18分)
1.(2024遵义期末)如图是现存于湖北省博物馆的曾侯乙尊盘,它采用“失蜡法”制成,先将蜡雕刻成模,再用耐火的石英砂包住模形成铸型,蜡熔化流出,形成型腔,最后浇铸铜汁成器。“铜汁成器”过程发生的物态变化是(D)
A.熔化 B.液化
C.凝华 D.凝固
2.汽油机的热机效率是衡量其经济性能的重要参数,提高热机效率意味着汽油机能实现(A)
A.减少汽油消耗
B.增加废气带走的能量
C.增加机械摩擦
D.减少所获得的机械能
3.今早你与同学交谈时,口中不断地向外呼出“白气”,这是呼出的水蒸气液化所致。产生这一现象的条件是水蒸气与外界环境存在较大的(C)
A.热量差 B.内能差
C.温度差 D.沸点差
4.下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是(B)
A.沙漠地区昼夜温差小
B.汽车发动机常用水作冷却剂
C.在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D.“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
5.如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图,下列说法正确的是(A)
A.该冲程是做功冲程
B.该冲程机械能转化为内能
C.这种汽车对环境没有污染
D.此发动机的效率可达90%
6.(多选题)小明探究某物质的熔化情况,得到了如图甲所示的熔化图像,根据图像可知(ACD)
A.该物质是晶体
B.第15 min该物质处于液态
C.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中,如图乙所示,则试管内冰的质量会逐渐增加
D.该物质为液态时的比热容比固态时更大
二、填空题(每空2分,共12分)
7.一支点燃的蜡烛,有蜡油从燃烧处流下,在蜡油流下的过程中,又变成固体的小蜡块,附着在蜡烛上。在这一过程中,蜡先 熔化 ,后又凝固,但是蜡没有固定的熔化温度和凝固温度,所以蜡是 非晶体 。
8.(2025贵阳期末)陆游曾在《斋居纪事》中记载了蜀地工匠发明的省油灯:蜀有夹瓷盏,注水于盏唇窍中,可省油之半。如图所示是陶制省油灯,其功能主要在于它的夹层结构,将冷水注入油灯内的夹层,灯芯燃烧时,夹层内水可以 降低 灯碗的表面温度,从而减缓油受热后的 汽化 (填物态变化名称)速度,以此达到省油的目的。
9.在汽车行业,“热熔紧固”技术得到广泛应用,如图所示,①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材;②螺钉尖端与板材表面摩擦生热,这是利用 做功 的方式改变内能,板材局部熔化变软,螺钉尖端仍然坚硬,摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的 压缩 冲程相同;③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动,板材局部凝固牢牢套住螺钉。
三、作图题(共2分)
10.小阳从冰箱里取出温度为-6 ℃的碎冰,对其进行加热,加热
4 min时有水出现,又经过6 min冰块完全消失,又继续加热8 min,温度计示数升高到6 ℃。请在图中画出这段时间内冰和水的温度随时间变化的大致图像。(大气压为1个标准大气压)
四、实验题(每空2分,共8分)
11.在探究水沸腾前后温度随加热时间变化的特点时,小芳同学利用图甲所示的实验装置在实验室进行实验。当水温为89 ℃时,每隔
1 min记录一次水的温度,水沸腾后持续加热一段时间。利用记录的数据绘制出水的温度随时间变化的关系图像,如图丙所示。小圆同学利用相同的实验器材在同一实验室进行实验(只是在烧杯上加盖了纸板,纸板上只有一个仅能穿过温度计的小孔),如图丁所示。
(1)小芳同学某次记录温度的数值如图乙所示,其数值为 92 ℃。
(2)该实验中应通过观察 是否有大量气泡冒出水面 来判断水是否沸腾。
(3)由图丙可知,水开始沸腾后,温度变化的特点是 温度保持不变 。
(4)通过对比两个同学的实验数据发现:在小圆同学的实验中,水的沸点要略高一些。请解释其原因: 加了盖子的烧杯内部气压略高一些,气压升高,水的沸点升高 。
五、综合能力题(每小题5分,共10分)
12.食物也是一种“燃料”,释放化学能的过程不断发生在人体内,提供细胞组织所需要的能量。人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少,都有损于健康。
(1)某种油炸食品,每100 g可提供的能量约为1.26×106 J,假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收,求水升高的温度。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)如果上述这些能量全部用于克服重力做功,则能把多少千克的物体提升 10 m (g取10 N/kg)
解析:(1)由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度
Δt===60 ℃。
(2)如果这些能量全部用于克服重力做功,即做功W=1.26×106 J,
由W=Gh=mgh可得,
提升物体的质量
m′===1.26×104 kg。
答案:(1)60 ℃ (2)1.26×104 kg
13.我国自主研制的某新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为37 t,最大飞行高度达20 000 m,
最大航行速度达2.5倍声速(合 3 060 km/h),最大载油量为10 t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表:
速度v/ (m·s-1) 100 200 300 400 500
阻力 f/N 0.3× 104 1.2× 104 2.7× 104 4.8× 104 7.5× 104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg。求:
(1)飞机发动机完全燃烧10 t燃油获得的能量。
(2)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500 m/s的速度巡航时,飞机的最大航程。
解析:(1)燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=10×103 kg×5×107 J/kg=5×1011 J。
(2)已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,
则有用功
W=ηQ放=40%×5×1011 J=2×1011 J,
根据表格查出500 m/s时的阻力为 7.5×104 N,
则由W=Fs=fs,可得
s==≈2.7×106 m。
答案:(1)5×1011 J (2)2.7×106 m
