浙教版科学 九年级上册 3.5《物质的内能》评估练习
科学试题
考试时间:90分钟
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
一、选择题
1.(2024九上·台州期中)图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中( )
A.气体对外界做功,气体内能增大
B.外界对气体做功,气体内能减小
C.气体对外界做功,气体内能减小
D.外界对气体做功,气体内能增大
2.(浙教版科学九上第三章 第5节物体的内能(二))质量相等的水、铝块、铜块和水银(c水>c铝>c铜>c水银),它们的温度分别从20℃降低到10℃,放出热量最多的是( ) 。
A.水 B.铝块 C.铜块 D.水银
3.(2023九上·西湖月考)如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
4.关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B.一般物体都具有内能,但超低温物体没有内能
C.物体内能减少时,温度不一定降低,但一定是放出了热量
D.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
5.(2025九上·鄞州期末)某兴趣小组的同学用图甲所示的装置探究“改变物体内能的方式”,向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,将传感器采集的数据经电脑处理后得到如图乙所示的图像。图乙中 BC段能量变化相当于热机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
6.(2025九上·杭州期末)如图2024年12月20日,长征三号乙运载火箭将通信技术试验卫星十二号发射升空。下列说法正确的是( )
A.火箭燃料燃烧越充分,其热值就越大
B.火箭加速升空过程中,动能转化为重力势能
C.火箭燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能
D.火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢比热容大
7.(2025九下·金华月考)雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。在高温天气时,还可以起到降温的作用。如图所示是雾炮车在马路上工作的情景。雾炮车在喷出水雾时的能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是( )
A.压缩冲程 B.排气冲程
C.做功冲程 D.吸气冲程
8.(2024九上·江北期末)喜欢思考的小宁用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程,分别与四冲程内燃机的两个冲程相似,这两个冲程是( )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.吸气冲程和排气冲程
C.压缩冲程和做功冲程 D.做功冲程和排气冲程
9.(2024九上·嘉兴期末)炎热的夏天,小嘉将一瓶饮料放在泡沫箱中的冰块上,两者的温度随时间变化如图。下列说法正确的是( )
A.甲是饮料,降温到后没有内能
B.乙是冰块,升温到后不再吸热
C.甲降温到后,甲、乙间不再发生热传递
D.整个热传递过程中,乙的比热保持不变
10.如图是用相同的加热装置对a、b、c三种固体加热时它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是( )
A.t1﹣t2 时间内a的温度不变,内能不变
B.如果a、b是同种物质,b的质量大于a的质量
C.温度从T1升高到T2时,a物质吸收的热量比b多
D.如果b、c的质量相同,则0﹣t1 时间内b的比热容大于c的比热容
11.关于物体内能的改变,下列说法正确的是( )
A.物体内能减少,可能是对外做了功
B.物体吸收热量,内能一定增加
C.对物体做功时,物体内能一定增加
D.物体放热时,内能一定减少
12.(2020九上·鄞州月考)质量、初温均相同的甲、乙两物体,将甲投入一杯热水中,达热平衡后水温降低5℃,将甲取出,接着把乙投入这杯水中,达热平衡后水温又降低5℃,下列说法正确的是( )
A.C甲>C乙 B.C甲13.(2024九上·镇海区期末)如图所示的科学实验过程中,下列分析正确的是( )
A.图甲,铅块不会分离,说明分子之间只有引力
B.图乙,瓶内空气推动塞子跳起时,瓶内空气的内能增大
C.图丙,是通过热传递的方式使烧杯内水的内能增大
D.图丁,是压缩冲程,该过程的能量转化是机械能转化为内能
14.(2024九上·义乌月考) 如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( )
A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B.甲实验通电一段时间后,左边容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验要保持两个电阻丝两端电压相等
D.乙实验中通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
15.(2017九上·浙江月考)为了比较甲、乙两种液体的比热容,小红进行了如下的实验:用两个完全相同的酒精灯,同时给质量和初温都相同的甲、乙两种液体加热,其他条件相同;分别记录加热的时间和对应的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示。下列结论中错误的是( )
A.要使甲、乙升高相同的温度,应给乙加热更长的时间,这说明乙的吸热能力强
B.加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,则甲的比热容比乙小
C.加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,则甲吸收的热量多一些
D.若已知甲的比热容是1.8×103J/(kg ℃),则乙的比热容是2.4×103J/(kg ℃)
二、填空题
16.将一个底部封闭的薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,然后用塞子塞紧管口。把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动,很快会观察到塞子被酒精蒸气顶出(如图所示),这是通过 的方式使金属管壁的温度升高的,酒精蒸气将塞子顶出时,酒精蒸气的 能转化成塞子的 能。
17.(2023九上·丽水期末)如图是某科学兴趣小组制作的水火箭。发射时,先在瓶内装适量水,再用打气筒往瓶内打足气。打开阀门,水从尾部向下喷出,由于物体间力的作用是相互的,火箭向上飞向空中。
(1)向瓶内打气时,瓶内气体内能 (填“增加”、“减少”或“不变”);
(2)水从尾部向下喷出时,瓶内气体对水做功,该过程相当于内燃机的 冲程。
18.(2023九上·温州月考)水的比热是4.2×103J/(kg·℃),为了测量某未知液体的比热大小,小科分别称取了相同质量的水和某液体,在初温相同的条件下,利用如图所示装置在水浴中加热。
(1)做功和热传递是改变物体内能的两种途径。本实验中,液体内能增加的途径是 。
(2)加热相同时间后,小科观察到温度计甲的示数上升了15℃,温度计乙的示数上升了30℃。由此可知,此未知液体的比热是 J/(kg·℃)。
19.(2024九上·嘉兴期末)近几年长江沿岸多个城市推广“江水空调”。江水空调就是把长江江面以下13~16米处的水抽上来,利用夏、冬两季江水与气温的差值进行制冷或制热。
(1)夏天,利用低温的江水来降低室内温度。室内空气降温过程中内能将 (选填“增大”、“减小”或“不变”),这种改变内能的方式属于 ;
(2)相同质量的水和空气升高相同温度时,因水的 较大,故能吸收更多的热量。
20.(2025九上·拱墅期末)目前使用天然气做燃料的汽车大多数是由汽油车和柴油车改装而来的。如图所示为汽油车改装为使用天然气做燃料后,汽油机的工作原理示意图。回答问题:
(1)天然气的主要成分是甲烷,甲烷属于 (选填“无机物”或“有机物”)。
(2)在做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,此时内能转化为 。
(3)上述化学反应中,参加反应的和的分子个数比为 。
21.(浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.5比热容与热量的计算(第3课时))现代生活中最重要的交通运输工具——汽车,与我们的生活走得越来越近了。
(1)某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是 120平方厘米,做功冲程中活塞移动的距离是30厘米,气体的平均压强是5×105帕。汽油的热值是4.6×107焦/千克,每次做功耗油0.2克,气体一次膨胀对活塞做的功是 焦;若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧,每次汽油燃烧放出的热量是 焦;排气过程中,废气温度 ,内能 。
(2)汽油机的效率很低,主要原因之一是 带走了大量的能量。
22.(2024九上·拱墅期末)如图甲所示为小乐制作的简易“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”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 改变水的内能。
(2)铜管向右喷蒸汽,“蒸汽船”向左行驶,这个过程的能量转化与如图乙所示的汽油机的 (选填字母)冲程相同。
三、实验探究题
23.(2024九上·浙江期末)在学习了燃料的热值后,小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水,并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等,具体实验结果如下表:
燃料种类 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 20 38
色拉油 20 28
(1)实验中,需在玻璃容器中加入质量 (填“相同”或“不同”)的煤油和色拉油做燃料,制成煤油灯和色拉油灯。
(2)实验中,烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水 。
(3)小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小,但无法精确测得两者的热值,其原因是 。
24.(2024九上·余杭期末)为了比较两种燃料的热值,小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量损失。
(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,则测量的温度值 (“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)实验中燃烧相同质量的燃料,根据 来比较放出热量的多少。
(3)小金选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后,小金根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料 的热值大。
(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像,燃料1和燃料2的热值之比为 。
25.(2023九上·北仑期末)为了比较水和食用油的吸热能力,小科用两个相同的装置做了如图所示的实验。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 42
食用油 60 20 6 62
实验数据记录如表。
(1)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量 食用油吸收的热量(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)加热结束时,若不考虑蒸发,则水的内能比加热前 (选填“大”或“小”)。
(3)实验表明, (选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。
(4)若水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),则食用油的比热容为 J/(kg ℃)。
26.(2025九上·上城期末) 小金学习了“物体的内能”后,根据书本图甲两个实验,在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置,并利用该装置进行实验,实验步骤如下:
①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。
②在喷水壶内加入少量的水,关闭出气阀,多次按压喷水壶的打气手柄后,观察并记录壶内温度。
③打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。
④最终活塞冲出针筒口,同时在针筒口处观察到白雾。
(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应 (选填“大于”“小于”或“等于”) 22.0℃。
(2)步骤③中的能量转化与下图内燃机的 (填字母)冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是 。
(4)请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点: (写出两点)。
四、综合题
27.(2025九上·杭州期中)如图甲所示为大家常见的普通煤炉, 通过燃烧煤将壶中的水进行加热。现在1标准大气压下, 壶中装有质量为 5kg温度为20℃的水,已知
(1)计算烧开壶中的水需要吸收的热量;
(2)已知图甲煤炉烧水效率为30%, 若用该煤炉烧开壶中的水, 计算需要完全燃烧煤的质量;
(3) 小组将普通煤炉(如图甲所示) 设计成了双加热煤炉(如图乙所示) ,在给壶内水加热的同时,还可将炉壁间的水加热。双加热煤炉相对于普通煤炉有利于 。
A. 提高煤的热值
B. 煤的充分燃烧
C. 提高炉子的热效率
28.(2025九上·滨江期末)2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示是飞船的返回舱。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,其表面防热材料的质量为,比热容为,请回答下列问题:
(1)若返回舱在大气层中共下落,重力做功 焦。
(2)若返回舱进入大气层后下落的过程中;假设下落时减少的重力势能有转为内能,且转化内能中的被防燃材料吸收,则防热材料升高的温度是多少 ?
29.(2025九上·婺城期末)新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动后,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车所受阻力与车速的关系如图所示。某次由内燃机提供能量进行测试,汽车以50km/h的速度在平直公路上匀速行驶了0.5h,测试结束时蓄电池的电能增加了0.8×107J。计算:
(1) 测试过程中,汽车牵引力做了多少焦的功?
(2) 已知测试使用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中共消耗8kg燃料,则这些燃料完全燃烧放出的总热量是多少焦?
(3) 此次测试过程中,内燃机工作时的效率是 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】向下滑,压缩气体,对气体做功,机械能转化为内能,气体内能增大。【解答】由题意可知,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中,压缩密闭的空气,对气体做功,使气体的内能增大,温度升高。
故答案为:D。
2.【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和降低的温度相同时,比热容越大,放出的热量越多。因为水的比热容最大,所以水放出的热量最多,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
3.【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】(1)根据温度与内能的关系和做功可以改变物体的内能角度分析解答问题。
(2)做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
【解答】A、图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,空气的内能增加;故A错误;
B、图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能减小;故B错误;
C、图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少;故C正确;
D、图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气缸内气体的内能减少;故D错误。
故答案为:C。
4.【答案】D
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,一切物体在任何温度下都具有内能。
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递,这两种方式在改变物体内能上是等效的。物体吸收热量时,内能增加,但温度不一定升高(如晶体熔化);物体温度升高,内能一定增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功。物体内能减少时,可能是放出了热量,也可能是对外界做了功,且温度不一定降低(如晶体凝固)。
【解答】A、物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高,比如晶体在熔化过程中,吸收热量,内能增加,但温度保持不变,故该选项错误。
B、一切物体,不论温度高低,都具有内能,超低温物体也有内能,故该选项错误。
C、物体内能减少时,温度不一定降低,比如晶体在凝固过程中,内能减少,但温度不变;同时,物体内能减少,可能是放出了热量,也可能是对外界做了功,故该选项错误。
D、物体温度升高,内能一定增加;物体温度升高,不一定是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故该选项正确。
故答案为:D。
5.【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】压缩冲程的能量转化形式:机械能转化为内能。
【解答】向瓶内打气,外界对气体做功,气体内能增大,温度升高;BC段温度降低,说明气体对外做功,内能转化为机械能,与做功冲程的能量转化形式相同。
故答案为:C。
6.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;燃料的热值
【解析】【分析】燃料的热值与燃料的种类有关, 而与燃料的质量、 体积、 是否完全燃烧 无关。
燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能。
火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢热值大。
【解答】A、燃料热值是燃料本身的属性,燃料种类不变,其热值不变。故A错误;
B、由于发动机做功,在升空过程中,火箭的动能与重力势能均增加。故B错误;
C、燃料在燃烧时,发生化学变化,向外放出热量,是化学能转化为内能。故C正确;
D、氢的热值大,在相同情况下燃料会放出更多的能量,故适合做航天燃料。故D错误。
故答案为:C。
7.【答案】C
【知识点】燃料的热值;热机的工作原理
【解析】【分析】四冲程内燃机的工作原理是由吸气、压缩、做功、排气这四个冲程组成。吸气冲程时进气门打开排气门关闭活塞向下运动汽油和空气的混合物或可燃混合气进入气缸。压缩冲程中进气门和排气门都关闭活塞向上运动对燃料混合物进行压缩。做功冲程里进气门和排气门同样关闭火花塞产生电火花使燃料猛烈燃烧产生高温高压气体推动活塞向下运动带动曲轴转动对外做功。排气冲程中进气门关闭排气门打开活塞向上运动把废气排出气缸。
【解答】 雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。 喷水的过程将内能转换为机械能,符合做功冲程;
故答案为:C
8.【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】热机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能,据此分析判断。
【解答】根据以图可知,当扭动瓶盖时,瓶内气体受到挤压,将机械能转化为气体的内能,相当于热机的压缩冲程。而丙图中瓶盖飞出时,将气体的内能转化为机械能,相当于热机的做功冲程,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
9.【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法
【解析】【分析】两个温度不同的物体相互接触时,会发生热传递现象;高温物体放出热量,低温物体吸收热量;
晶体熔化过程中吸收热量,温度保持不变。
【解答】由图可知,物体甲的温度是降低的,即物体甲放出热量,内能减小;物体乙的温度是升高的,即物体乙吸收热量,内能变大;所以物体甲是饮料,乙是冰块;
A、甲是饮料,降温到 后依然有内能,A错误。
B、乙是冰块,升温到还会吸热,B错误。
C、甲降温到后,甲、乙间不再发生热传递,C正确。
D、整个热传递过程中,乙物质的状态发生变化,比热容发生变化,D错误。
故答案为:C。
10.【答案】B
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】A.液体沸腾过程中,温度不变,持续吸热,内能会变大;
B.影响液体加热时间的因素有:液体的质量、初温等;
C.用相同的加热器加热时,加热相同时间,吸收的热量相同;
D.由Q吸=cmΔt可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的物质,其温度升高得多。
【解答】由图象知:A.t1﹣t2时间内物质a的温度虽然不变,但继续吸收热量,所以其内能增加,故A错误;
B.如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cm△t知,b的质量大于a的质量,故B正确;
C.温度从T1升高到T2时,a物质的加热时间比b物质短,所以a物质吸收的热量比b少,故C错误;
D.用相同的加热装置对质量相同的b、c两种物质加热时,0﹣t1时间内两种物质吸收的热量相同,c物质升高的温度较小,由公式c=可知,c的比热容大于b的比热容,故D错误。
故选B。
11.【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法
【解析】【解答】物体吸热内能会增加,但内能不是一定会增加,因为还有可能存在做功。同样对物体做功时,也可能存在热传递,所以物体的内能也不一定会增加。故此题选A。
【分析】本题考查了改变内能的两种方法:做功和热传递,在改变物体的内能上,做功和热传递是等效的。物体吸热内能会增加,但内能不是一定会增加,因为还有可能存在做功。同样对物体做功时,也可能存在热传递,所以物体的内能也不一定会增加。
12.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】水放出的热量等于物体吸收的热量,计算并比较甲乙两个物体升高温度的大小,最后根据公式比较比热容的大小即可。
【解答】由题可知,甲、乙两物体分别放入水中达到热平衡时,水温都是降低5℃,
根据Q=cm△t可知,两物体吸收的热量相同。
达到热平衡时,甲物体升高的温度:△t甲=t水-5℃-t0,乙物体升高的温度:△t乙=t水-10℃-t0,
可见△t甲>△t乙,
根据 可知,甲的比热容小于乙的比热容。
故选B。
13.【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】(1)分子间存在相互作用的引力和斥力。
(2)瓶内气体对塞子做功,将内能转化为塞子的机械能;
(3)加热属于热传递。
(4)根据气门和活塞运动方向判断冲程。
【解答】A、紧贴在一起的两个铅块能吊起重物,说明分子间存在引力,而不是只存在引力,故A错误;
B、瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶内气体对塞子做功,瓶内气体的内能转化为塞子的机械能,空气内能减小,故B错误;
C、图丙,加热烧杯是通过热传递的方式使烧杯内的水内能增大,故C正确;
D、图中气门全部关闭,活塞向下运动,是汽油机的做功冲程,将内能转化为机械能,故D错误。
故选:C。
14.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关;探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间相同;
(2)温度计示数的变化反映了液体温度的变化,反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少。
【解答】A、甲实验容器中的电阻相同,右边由于支路分流,电流比左边的小,因此是为了研究电流产生的热量与电流的关系,故A错误;
B、甲实验容器中的电阻相同,右边由于支路分流,电流比左边的小,由于在其他条件相同时,电流越大,产生的热量越多,因此通电一段时间后,左边容器内空气吸收的热量更多,故B正确;
C、乙实验探究电流产生热量跟电阻关系,要通过保持两个电阻丝电流相等,故C错误;
D、乙实验中通电时间相同,由于左边电阻小于右边,因此右边容器中电阻丝产生的热量多,空气升高的温度也多,故D错误。
故答案为:B。
15.【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】A、比较物质的吸热能力可以通过相同时间比较吸热多少;B、比较物质的比热容可以通过相同时间比较升高的温度;C、在相等时间内液体吸收的热量相等;D、Q=cm(t-t0)
【解答】A、由图示图象可知,甲和乙升高相同的温度,如都升高30℃,温度升到40℃,甲需要的时间是3min,乙需要的时间是4min,乙需要更长的加热时间,乙吸收更多的热量,这说明了乙的吸热能力强一些,故A正确;
B、加热相同的时间时,甲、乙吸收的热量相等,甲升高的温度高一些,说明甲的吸热能力小,甲的比热容较小,故B正确;
C、用两个完全相同的酒精灯对液体加热,在相等时间内液体吸收的热量相等,故C错误;
D、由图示图象可知,用相同的酒精灯加热4min,甲和乙吸收的热量就是相同的,△t甲=50℃-10℃=40℃,△t乙=40℃-10℃=30℃,由Q吸=cm(t-t0)得:c甲m△t甲=c乙m△t乙,乙的比热容c乙=40℃/30℃×1.8×103J/(kg ℃)=2.4×103J/(kg ℃),故D正确;
故选:C
16.【答案】做功;内;机械
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式有做功和热传递。做功是其他形式的能与内能的相互转化,热传递是内能的转移。
(2)内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,机械能包括动能和势能。
【解答】迅速来回拉动橡皮条,橡皮条与金属管摩擦,通过做功的方式使金属管壁的内能增加,温度升高。
酒精蒸气将塞子顶出时,酒精蒸气对塞子做功,酒精蒸气的内能转化为塞子的机械能。
17.【答案】(1)增加
(2)做功
【知识点】物体内能的改变方法;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)物体对外界做功,物体内能增大;外界对物体做功,物体内能减小;
(2)四冲程内燃机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】(1)向瓶内打气时,将活塞的机械能转化为空气的内能,则瓶内气体内能增加;
(2)水从尾部向下喷出时,瓶内气体对水做功,将内能转化为机械能,该过程相当于内燃机的做功冲程。
18.【答案】(1)热传递
(2)2.1×103
【知识点】物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】 (1)做功和热传递都可以改变物体的内能,热传递是内能的转移,做功是能量的转化;
(2)加热相同时间后,水和液体吸收的热量相同,根据Q吸=cmΔt计算未知液体的比热。
【解答】 (1)本实验中,液体吸收热量,内能增加,液体内能增加的途径是热传递;
(2)加热相同时间后,水和液体吸收的热量相同,即Q水吸=Q液体吸,
c水mΔt水=c液体mΔt液体,
则未知液体的比热为:。
19.【答案】(1)减小;热传递
(2)比热
【知识点】物体内能的改变方法;比热容
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方法:一是做功(能量的转化),二是热传递(能量的转移);
(2)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,可以吸收或放出更多的热量;
【解答】(1)夏天,利用低温的江水来降低室内温度。室内空气降温过程中内能将减小,这种改变内能的方式属于热传递;
(2)相同质量的水和空气升高相同温度时,因水的比热较大,故能吸收更多的热量。
20.【答案】(1)有机物
(2)机械能
(3)1:2
【知识点】能量的转化与守恒定律;热机的工作原理
【解析】【分析】 (1)根据有机物的概念进行分析;
(2)根据四冲程内燃机的工作过程进行分析;
(3)根据甲烷在氧气中燃烧的原理分析。
【解答】 (1)天然气的主要成分是甲烷(CH4),甲烷是含碳化合物,且具有有机物的一般性质,所以甲烷属于有机物。
(2)在做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,此时内能转化为机械能。
(3)根据图示信息可知,甲烷与氧气反应得到二氧化碳和水,反应的方程式为:CH4+2O2CO2+2H2O;根据方程式可知,上述化学反应中,参加反应的和的分子个数比1:2。
21.【答案】(1)1800;8.28×103;降低;减少
(2)废气
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算公式的应用;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)首先根据计算出气体对活塞的推力,然后根据计算气体一次膨胀对活塞做的功;已知汽油的质量和热值根据公式计算每次汽油燃烧释放的热量;如果气体内能减少,那么温度降低;如果内能增大,那么温度升高;
(2)汽油机的能量损失包括:通过机体释放的热量,机械自身摩擦损耗和尾气排放。
【解答】(1)气体对活塞的推力为:;
气体一次对活塞做的功:;
每次汽油燃烧放出的热量为:;
排气过程中,废气温度降低,内能减少。
(2)汽油机的效率很低,主要原因之一是废气带走了大量的能量。
故答案为:(1)1800,,降低,减少;(2)废气
22.【答案】(1)热传递
(2)A
【知识点】内能;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)改变内能的方法有做功和热传递;
(2)在内燃机的做功冲程中能量转化关系是内能转化为机械能。
【解答】(1)蜡烛燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能,这是通过热传递的方式改变水内能的;
(2)当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动,这个过程的能量转化是:内能减小,机械能增大,内能转化为机械能。这与热机的做功冲程相同,图片中A是做功冲程。
23.【答案】(1)相同
(2)沸腾(或全部汽化)
(3)存在热损失(合理即可)
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】(1)探究煤油和菜籽油的热值的大小关系时,需要控制燃料的质量相同,被加热的水的质量和初温相同;
(2)实验中,应控制燃料燃烧的质量相同,看温度计示数的变化来进行比较;水沸腾的特点:达到沸点,温度不变,持续吸热;
(3)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
【解答】(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
24.【答案】(1)偏大
(2)温度计上升的示数
(3)B
(4)8:3
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】玻璃泡碰到杯底,测量的温度值偏大,用烧杯中温度计上升的示数来比较放出热量的多少,根据热量计算公式计算吸收的热量之比,根据热值公式计算热值。
【解答】(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,由于杯底的温度较高,则测量的温度值偏大。
(2)由于实验中不能直接观察到燃料放出热量的多少,所以实验中运用转换法,用烧杯中温度计上升的示数来比较放出热量的多少。
(3)由图乙可知,燃料燃尽后,燃料b能使烧杯中温度计上升的示数更大,所以燃料b放出热量更多,故燃料b的热值大。
(4)由图丙可知,燃料1使水温度升高到100℃,水的温度保持不变,水在5min内,温度由20℃升高到100℃,温度升高80℃,燃料2使水温在15min内,温度由20℃升高到80℃,则燃料2使水温在5min内,升高20℃;则在5min内,两套装置中的水吸收热量之比
则在5min内,两套装置中的燃料放出热量之比为4∶1,在5min内,燃料1只燃烧总质量的,燃料2只燃烧总质量的,则燃料1和燃料2的热值之比。
25.【答案】(1)等于
(2)大
(3)水
(4)2.2×103
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】根据热量的计算公式Q=cm△t,当m△t一定时,吸收的热量越多的物质,比热容越大,也就是吸热能力越强,因为水和食用油的质量相同,初温相同,要使水和食用油的最后温度相同,水吸收的热量大于食用油吸收的热量,所以水的比热容大,故水吸热的能力更强。
【解答】(1)实验中用相同的加热器,加热相同的时间,加热器放出的热量相同,所以水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
(2)加热时,水吸收热量,内能增大,所以加热结束,若不考虑蒸发,水的内能比加热前大。
(3)由表中数据可知,相同质量的水和食用油,加热相同的时间,水吸收的热量和食用油吸收的热量相等,水的温度变化慢,所以水的吸热能力更强。
(4)由表中数据可知,相同质量的水和食用油,都加热6min,水吸收的热量和食用油吸收的热量相等,即水由20℃升高到42℃,食用油由20℃升高到62℃,即
则食用油的比热容。
26.【答案】(1)大于
(2)D
(3)高温水蒸气遇冷液化形成小水滴
(4)实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
【知识点】温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)对物体做功,物体的内能会增大,温度升高。
(2)气体膨胀对外做功,物体的内能减小,温度降低,伴随着能量的转化,由内能转化为机械能,内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能。
(3)液化指物质由气态转变成液态,液化要放热。
(4)小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点:实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
【解答】(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应大于22.0℃,对物体做功,物体的内能增加,温度升高。
(2)步骤③中打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动,气体膨胀对外做功,物体的内能减小,温度降低,伴随着能量的转化,由内能转化为机械能,内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,D图是做功冲程。故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是高温水蒸气遇冷液化形成小水滴。
(4)请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点:实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
27.【答案】1.68×106J;0.2kg;C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)根据公式计算水吸收的热量;
(2)根据计算燃料放出的热量,再根据计算燃烧煤的质量。
(3)A.热值反映燃料燃烧放热本领大小,只与燃料的种类有关;
B.是否充分燃烧与燃料的颗粒大小、氧气是否充足等有关;
C.根据对热量的有效利用判断。
【解答】(1)根据题意可知,水需要吸收的热量
。
答:水需要吸收的热量为1.68×106J。
(2)燃料完全燃烧放出的热量为;
则完全燃烧煤的质量为。
答:需要完全燃烧煤的质量为0.2kg。
(3)根据题意可知,煤的热值只与燃料种类有关,故A不合题意;
煤的燃烧程度不会受到是否双锅炉的影响,故B不合题意;
双加热煤炉,可有效的防止热量的散失,使燃料的有效率提高,故C符合题意。
故选C。
28.【答案】(1)
(2)
【知识点】功的计算公式的应用;热量的计算
【解析】【分析】(1)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;
(2)根据题意计算出防热材料吸收的热量,利用Q吸=cmΔt计算出防热材料升高的温度。
【解答】(1)返回舱在大气层中共下落,重力所做的功是:
(2)防热材料吸收的热量:
防热材料升高的温度
(1)返回舱在大气层中共下落,重力所做的功是:
(2)防热材料吸收的热量:
防热材料升高的温度
29.【答案】(1)由图可知,当v=50km/h时,汽车受到的阻力f=4000N,
因为匀速直线运动,所以F牵=f=4000N
S=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m
W=F牵S=4000N×2.5×104m=1×108J
(2)Q总=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J
(3)30%
【知识点】功的计算公式的应用;能量利用效率;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据图像确定速度为50km/h时汽车受到的阻力,然后根据平衡力的知识计算出汽车受到的牵引力,接下来根据s=vt计算汽车行驶的路程,最后根据 W=F牵s计算牵引力做的功。
(2)根据 Q总=mq 计算燃料燃烧放出的热量;
(3)将汽车的机械功与电池的电能相加,然后根据计算内燃机工作的效率。
【解答】(3) 此次测试过程中,内燃机工作时的效率是。
1 / 1浙教版科学 九年级上册 3.5《物质的内能》评估练习
科学试题
考试时间:90分钟
姓名:__________ 班级:__________考号:__________
一、选择题
1.(2024九上·台州期中)图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中( )
A.气体对外界做功,气体内能增大
B.外界对气体做功,气体内能减小
C.气体对外界做功,气体内能减小
D.外界对气体做功,气体内能增大
【答案】D
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】向下滑,压缩气体,对气体做功,机械能转化为内能,气体内能增大。【解答】由题意可知,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中,压缩密闭的空气,对气体做功,使气体的内能增大,温度升高。
故答案为:D。
2.(浙教版科学九上第三章 第5节物体的内能(二))质量相等的水、铝块、铜块和水银(c水>c铝>c铜>c水银),它们的温度分别从20℃降低到10℃,放出热量最多的是( ) 。
A.水 B.铝块 C.铜块 D.水银
【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和降低的温度相同时,比热容越大,放出的热量越多。因为水的比热容最大,所以水放出的热量最多,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
3.(2023九上·西湖月考)如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
【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】(1)根据温度与内能的关系和做功可以改变物体的内能角度分析解答问题。
(2)做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
【解答】A、图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,空气的内能增加;故A错误;
B、图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能减小;故B错误;
C、图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少;故C正确;
D、图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气缸内气体的内能减少;故D错误。
故答案为:C。
4.关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B.一般物体都具有内能,但超低温物体没有内能
C.物体内能减少时,温度不一定降低,但一定是放出了热量
D.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
【答案】D
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,一切物体在任何温度下都具有内能。
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递,这两种方式在改变物体内能上是等效的。物体吸收热量时,内能增加,但温度不一定升高(如晶体熔化);物体温度升高,内能一定增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功。物体内能减少时,可能是放出了热量,也可能是对外界做了功,且温度不一定降低(如晶体凝固)。
【解答】A、物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高,比如晶体在熔化过程中,吸收热量,内能增加,但温度保持不变,故该选项错误。
B、一切物体,不论温度高低,都具有内能,超低温物体也有内能,故该选项错误。
C、物体内能减少时,温度不一定降低,比如晶体在凝固过程中,内能减少,但温度不变;同时,物体内能减少,可能是放出了热量,也可能是对外界做了功,故该选项错误。
D、物体温度升高,内能一定增加;物体温度升高,不一定是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故该选项正确。
故答案为:D。
5.(2025九上·鄞州期末)某兴趣小组的同学用图甲所示的装置探究“改变物体内能的方式”,向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,将传感器采集的数据经电脑处理后得到如图乙所示的图像。图乙中 BC段能量变化相当于热机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】压缩冲程的能量转化形式:机械能转化为内能。
【解答】向瓶内打气,外界对气体做功,气体内能增大,温度升高;BC段温度降低,说明气体对外做功,内能转化为机械能,与做功冲程的能量转化形式相同。
故答案为:C。
6.(2025九上·杭州期末)如图2024年12月20日,长征三号乙运载火箭将通信技术试验卫星十二号发射升空。下列说法正确的是( )
A.火箭燃料燃烧越充分,其热值就越大
B.火箭加速升空过程中,动能转化为重力势能
C.火箭燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能
D.火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢比热容大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;燃料的热值
【解析】【分析】燃料的热值与燃料的种类有关, 而与燃料的质量、 体积、 是否完全燃烧 无关。
燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能。
火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢热值大。
【解答】A、燃料热值是燃料本身的属性,燃料种类不变,其热值不变。故A错误;
B、由于发动机做功,在升空过程中,火箭的动能与重力势能均增加。故B错误;
C、燃料在燃烧时,发生化学变化,向外放出热量,是化学能转化为内能。故C正确;
D、氢的热值大,在相同情况下燃料会放出更多的能量,故适合做航天燃料。故D错误。
故答案为:C。
7.(2025九下·金华月考)雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。在高温天气时,还可以起到降温的作用。如图所示是雾炮车在马路上工作的情景。雾炮车在喷出水雾时的能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是( )
A.压缩冲程 B.排气冲程
C.做功冲程 D.吸气冲程
【答案】C
【知识点】燃料的热值;热机的工作原理
【解析】【分析】四冲程内燃机的工作原理是由吸气、压缩、做功、排气这四个冲程组成。吸气冲程时进气门打开排气门关闭活塞向下运动汽油和空气的混合物或可燃混合气进入气缸。压缩冲程中进气门和排气门都关闭活塞向上运动对燃料混合物进行压缩。做功冲程里进气门和排气门同样关闭火花塞产生电火花使燃料猛烈燃烧产生高温高压气体推动活塞向下运动带动曲轴转动对外做功。排气冲程中进气门关闭排气门打开活塞向上运动把废气排出气缸。
【解答】 雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。 喷水的过程将内能转换为机械能,符合做功冲程;
故答案为:C
8.(2024九上·江北期末)喜欢思考的小宁用塑料矿泉水瓶进行了如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程,分别与四冲程内燃机的两个冲程相似,这两个冲程是( )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.吸气冲程和排气冲程
C.压缩冲程和做功冲程 D.做功冲程和排气冲程
【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】热机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能,据此分析判断。
【解答】根据以图可知,当扭动瓶盖时,瓶内气体受到挤压,将机械能转化为气体的内能,相当于热机的压缩冲程。而丙图中瓶盖飞出时,将气体的内能转化为机械能,相当于热机的做功冲程,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
9.(2024九上·嘉兴期末)炎热的夏天,小嘉将一瓶饮料放在泡沫箱中的冰块上,两者的温度随时间变化如图。下列说法正确的是( )
A.甲是饮料,降温到后没有内能
B.乙是冰块,升温到后不再吸热
C.甲降温到后,甲、乙间不再发生热传递
D.整个热传递过程中,乙的比热保持不变
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法
【解析】【分析】两个温度不同的物体相互接触时,会发生热传递现象;高温物体放出热量,低温物体吸收热量;
晶体熔化过程中吸收热量,温度保持不变。
【解答】由图可知,物体甲的温度是降低的,即物体甲放出热量,内能减小;物体乙的温度是升高的,即物体乙吸收热量,内能变大;所以物体甲是饮料,乙是冰块;
A、甲是饮料,降温到 后依然有内能,A错误。
B、乙是冰块,升温到还会吸热,B错误。
C、甲降温到后,甲、乙间不再发生热传递,C正确。
D、整个热传递过程中,乙物质的状态发生变化,比热容发生变化,D错误。
故答案为:C。
10.如图是用相同的加热装置对a、b、c三种固体加热时它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是( )
A.t1﹣t2 时间内a的温度不变,内能不变
B.如果a、b是同种物质,b的质量大于a的质量
C.温度从T1升高到T2时,a物质吸收的热量比b多
D.如果b、c的质量相同,则0﹣t1 时间内b的比热容大于c的比热容
【答案】B
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】A.液体沸腾过程中,温度不变,持续吸热,内能会变大;
B.影响液体加热时间的因素有:液体的质量、初温等;
C.用相同的加热器加热时,加热相同时间,吸收的热量相同;
D.由Q吸=cmΔt可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的物质,其温度升高得多。
【解答】由图象知:A.t1﹣t2时间内物质a的温度虽然不变,但继续吸收热量,所以其内能增加,故A错误;
B.如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cm△t知,b的质量大于a的质量,故B正确;
C.温度从T1升高到T2时,a物质的加热时间比b物质短,所以a物质吸收的热量比b少,故C错误;
D.用相同的加热装置对质量相同的b、c两种物质加热时,0﹣t1时间内两种物质吸收的热量相同,c物质升高的温度较小,由公式c=可知,c的比热容大于b的比热容,故D错误。
故选B。
11.关于物体内能的改变,下列说法正确的是( )
A.物体内能减少,可能是对外做了功
B.物体吸收热量,内能一定增加
C.对物体做功时,物体内能一定增加
D.物体放热时,内能一定减少
【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法
【解析】【解答】物体吸热内能会增加,但内能不是一定会增加,因为还有可能存在做功。同样对物体做功时,也可能存在热传递,所以物体的内能也不一定会增加。故此题选A。
【分析】本题考查了改变内能的两种方法:做功和热传递,在改变物体的内能上,做功和热传递是等效的。物体吸热内能会增加,但内能不是一定会增加,因为还有可能存在做功。同样对物体做功时,也可能存在热传递,所以物体的内能也不一定会增加。
12.(2020九上·鄞州月考)质量、初温均相同的甲、乙两物体,将甲投入一杯热水中,达热平衡后水温降低5℃,将甲取出,接着把乙投入这杯水中,达热平衡后水温又降低5℃,下列说法正确的是( )
A.C甲>C乙 B.C甲【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】水放出的热量等于物体吸收的热量,计算并比较甲乙两个物体升高温度的大小,最后根据公式比较比热容的大小即可。
【解答】由题可知,甲、乙两物体分别放入水中达到热平衡时,水温都是降低5℃,
根据Q=cm△t可知,两物体吸收的热量相同。
达到热平衡时,甲物体升高的温度:△t甲=t水-5℃-t0,乙物体升高的温度:△t乙=t水-10℃-t0,
可见△t甲>△t乙,
根据 可知,甲的比热容小于乙的比热容。
故选B。
13.(2024九上·镇海区期末)如图所示的科学实验过程中,下列分析正确的是( )
A.图甲,铅块不会分离,说明分子之间只有引力
B.图乙,瓶内空气推动塞子跳起时,瓶内空气的内能增大
C.图丙,是通过热传递的方式使烧杯内水的内能增大
D.图丁,是压缩冲程,该过程的能量转化是机械能转化为内能
【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】(1)分子间存在相互作用的引力和斥力。
(2)瓶内气体对塞子做功,将内能转化为塞子的机械能;
(3)加热属于热传递。
(4)根据气门和活塞运动方向判断冲程。
【解答】A、紧贴在一起的两个铅块能吊起重物,说明分子间存在引力,而不是只存在引力,故A错误;
B、瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶内气体对塞子做功,瓶内气体的内能转化为塞子的机械能,空气内能减小,故B错误;
C、图丙,加热烧杯是通过热传递的方式使烧杯内的水内能增大,故C正确;
D、图中气门全部关闭,活塞向下运动,是汽油机的做功冲程,将内能转化为机械能,故D错误。
故选:C。
14.(2024九上·义乌月考) 如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( )
A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B.甲实验通电一段时间后,左边容器内空气吸收的热量更多
C.乙实验要保持两个电阻丝两端电压相等
D.乙实验中通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同
【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关;探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间相同;
(2)温度计示数的变化反映了液体温度的变化,反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少。
【解答】A、甲实验容器中的电阻相同,右边由于支路分流,电流比左边的小,因此是为了研究电流产生的热量与电流的关系,故A错误;
B、甲实验容器中的电阻相同,右边由于支路分流,电流比左边的小,由于在其他条件相同时,电流越大,产生的热量越多,因此通电一段时间后,左边容器内空气吸收的热量更多,故B正确;
C、乙实验探究电流产生热量跟电阻关系,要通过保持两个电阻丝电流相等,故C错误;
D、乙实验中通电时间相同,由于左边电阻小于右边,因此右边容器中电阻丝产生的热量多,空气升高的温度也多,故D错误。
故答案为:B。
15.(2017九上·浙江月考)为了比较甲、乙两种液体的比热容,小红进行了如下的实验:用两个完全相同的酒精灯,同时给质量和初温都相同的甲、乙两种液体加热,其他条件相同;分别记录加热的时间和对应的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示。下列结论中错误的是( )
A.要使甲、乙升高相同的温度,应给乙加热更长的时间,这说明乙的吸热能力强
B.加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,则甲的比热容比乙小
C.加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,则甲吸收的热量多一些
D.若已知甲的比热容是1.8×103J/(kg ℃),则乙的比热容是2.4×103J/(kg ℃)
【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】A、比较物质的吸热能力可以通过相同时间比较吸热多少;B、比较物质的比热容可以通过相同时间比较升高的温度;C、在相等时间内液体吸收的热量相等;D、Q=cm(t-t0)
【解答】A、由图示图象可知,甲和乙升高相同的温度,如都升高30℃,温度升到40℃,甲需要的时间是3min,乙需要的时间是4min,乙需要更长的加热时间,乙吸收更多的热量,这说明了乙的吸热能力强一些,故A正确;
B、加热相同的时间时,甲、乙吸收的热量相等,甲升高的温度高一些,说明甲的吸热能力小,甲的比热容较小,故B正确;
C、用两个完全相同的酒精灯对液体加热,在相等时间内液体吸收的热量相等,故C错误;
D、由图示图象可知,用相同的酒精灯加热4min,甲和乙吸收的热量就是相同的,△t甲=50℃-10℃=40℃,△t乙=40℃-10℃=30℃,由Q吸=cm(t-t0)得:c甲m△t甲=c乙m△t乙,乙的比热容c乙=40℃/30℃×1.8×103J/(kg ℃)=2.4×103J/(kg ℃),故D正确;
故选:C
二、填空题
16.将一个底部封闭的薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,然后用塞子塞紧管口。把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动,很快会观察到塞子被酒精蒸气顶出(如图所示),这是通过 的方式使金属管壁的温度升高的,酒精蒸气将塞子顶出时,酒精蒸气的 能转化成塞子的 能。
【答案】做功;内;机械
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式有做功和热传递。做功是其他形式的能与内能的相互转化,热传递是内能的转移。
(2)内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,机械能包括动能和势能。
【解答】迅速来回拉动橡皮条,橡皮条与金属管摩擦,通过做功的方式使金属管壁的内能增加,温度升高。
酒精蒸气将塞子顶出时,酒精蒸气对塞子做功,酒精蒸气的内能转化为塞子的机械能。
17.(2023九上·丽水期末)如图是某科学兴趣小组制作的水火箭。发射时,先在瓶内装适量水,再用打气筒往瓶内打足气。打开阀门,水从尾部向下喷出,由于物体间力的作用是相互的,火箭向上飞向空中。
(1)向瓶内打气时,瓶内气体内能 (填“增加”、“减少”或“不变”);
(2)水从尾部向下喷出时,瓶内气体对水做功,该过程相当于内燃机的 冲程。
【答案】(1)增加
(2)做功
【知识点】物体内能的改变方法;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)物体对外界做功,物体内能增大;外界对物体做功,物体内能减小;
(2)四冲程内燃机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】(1)向瓶内打气时,将活塞的机械能转化为空气的内能,则瓶内气体内能增加;
(2)水从尾部向下喷出时,瓶内气体对水做功,将内能转化为机械能,该过程相当于内燃机的做功冲程。
18.(2023九上·温州月考)水的比热是4.2×103J/(kg·℃),为了测量某未知液体的比热大小,小科分别称取了相同质量的水和某液体,在初温相同的条件下,利用如图所示装置在水浴中加热。
(1)做功和热传递是改变物体内能的两种途径。本实验中,液体内能增加的途径是 。
(2)加热相同时间后,小科观察到温度计甲的示数上升了15℃,温度计乙的示数上升了30℃。由此可知,此未知液体的比热是 J/(kg·℃)。
【答案】(1)热传递
(2)2.1×103
【知识点】物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】 (1)做功和热传递都可以改变物体的内能,热传递是内能的转移,做功是能量的转化;
(2)加热相同时间后,水和液体吸收的热量相同,根据Q吸=cmΔt计算未知液体的比热。
【解答】 (1)本实验中,液体吸收热量,内能增加,液体内能增加的途径是热传递;
(2)加热相同时间后,水和液体吸收的热量相同,即Q水吸=Q液体吸,
c水mΔt水=c液体mΔt液体,
则未知液体的比热为:。
19.(2024九上·嘉兴期末)近几年长江沿岸多个城市推广“江水空调”。江水空调就是把长江江面以下13~16米处的水抽上来,利用夏、冬两季江水与气温的差值进行制冷或制热。
(1)夏天,利用低温的江水来降低室内温度。室内空气降温过程中内能将 (选填“增大”、“减小”或“不变”),这种改变内能的方式属于 ;
(2)相同质量的水和空气升高相同温度时,因水的 较大,故能吸收更多的热量。
【答案】(1)减小;热传递
(2)比热
【知识点】物体内能的改变方法;比热容
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方法:一是做功(能量的转化),二是热传递(能量的转移);
(2)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,可以吸收或放出更多的热量;
【解答】(1)夏天,利用低温的江水来降低室内温度。室内空气降温过程中内能将减小,这种改变内能的方式属于热传递;
(2)相同质量的水和空气升高相同温度时,因水的比热较大,故能吸收更多的热量。
20.(2025九上·拱墅期末)目前使用天然气做燃料的汽车大多数是由汽油车和柴油车改装而来的。如图所示为汽油车改装为使用天然气做燃料后,汽油机的工作原理示意图。回答问题:
(1)天然气的主要成分是甲烷,甲烷属于 (选填“无机物”或“有机物”)。
(2)在做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,此时内能转化为 。
(3)上述化学反应中,参加反应的和的分子个数比为 。
【答案】(1)有机物
(2)机械能
(3)1:2
【知识点】能量的转化与守恒定律;热机的工作原理
【解析】【分析】 (1)根据有机物的概念进行分析;
(2)根据四冲程内燃机的工作过程进行分析;
(3)根据甲烷在氧气中燃烧的原理分析。
【解答】 (1)天然气的主要成分是甲烷(CH4),甲烷是含碳化合物,且具有有机物的一般性质,所以甲烷属于有机物。
(2)在做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,此时内能转化为机械能。
(3)根据图示信息可知,甲烷与氧气反应得到二氧化碳和水,反应的方程式为:CH4+2O2CO2+2H2O;根据方程式可知,上述化学反应中,参加反应的和的分子个数比1:2。
21.(浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.5比热容与热量的计算(第3课时))现代生活中最重要的交通运输工具——汽车,与我们的生活走得越来越近了。
(1)某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是 120平方厘米,做功冲程中活塞移动的距离是30厘米,气体的平均压强是5×105帕。汽油的热值是4.6×107焦/千克,每次做功耗油0.2克,气体一次膨胀对活塞做的功是 焦;若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧,每次汽油燃烧放出的热量是 焦;排气过程中,废气温度 ,内能 。
(2)汽油机的效率很低,主要原因之一是 带走了大量的能量。
【答案】(1)1800;8.28×103;降低;减少
(2)废气
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算公式的应用;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)首先根据计算出气体对活塞的推力,然后根据计算气体一次膨胀对活塞做的功;已知汽油的质量和热值根据公式计算每次汽油燃烧释放的热量;如果气体内能减少,那么温度降低;如果内能增大,那么温度升高;
(2)汽油机的能量损失包括:通过机体释放的热量,机械自身摩擦损耗和尾气排放。
【解答】(1)气体对活塞的推力为:;
气体一次对活塞做的功:;
每次汽油燃烧放出的热量为:;
排气过程中,废气温度降低,内能减少。
(2)汽油机的效率很低,主要原因之一是废气带走了大量的能量。
故答案为:(1)1800,,降低,减少;(2)废气
22.(2024九上·拱墅期末)如图甲所示为小乐制作的简易“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”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 改变水的内能。
(2)铜管向右喷蒸汽,“蒸汽船”向左行驶,这个过程的能量转化与如图乙所示的汽油机的 (选填字母)冲程相同。
【答案】(1)热传递
(2)A
【知识点】内能;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)改变内能的方法有做功和热传递;
(2)在内燃机的做功冲程中能量转化关系是内能转化为机械能。
【解答】(1)蜡烛燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能,这是通过热传递的方式改变水内能的;
(2)当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动,这个过程的能量转化是:内能减小,机械能增大,内能转化为机械能。这与热机的做功冲程相同,图片中A是做功冲程。
三、实验探究题
23.(2024九上·浙江期末)在学习了燃料的热值后,小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水,并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等,具体实验结果如下表:
燃料种类 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 20 38
色拉油 20 28
(1)实验中,需在玻璃容器中加入质量 (填“相同”或“不同”)的煤油和色拉油做燃料,制成煤油灯和色拉油灯。
(2)实验中,烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水 。
(3)小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小,但无法精确测得两者的热值,其原因是 。
【答案】(1)相同
(2)沸腾(或全部汽化)
(3)存在热损失(合理即可)
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】(1)探究煤油和菜籽油的热值的大小关系时,需要控制燃料的质量相同,被加热的水的质量和初温相同;
(2)实验中,应控制燃料燃烧的质量相同,看温度计示数的变化来进行比较;水沸腾的特点:达到沸点,温度不变,持续吸热;
(3)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
【解答】(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
24.(2024九上·余杭期末)为了比较两种燃料的热值,小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量损失。
(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,则测量的温度值 (“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)实验中燃烧相同质量的燃料,根据 来比较放出热量的多少。
(3)小金选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后,小金根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料 的热值大。
(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像,燃料1和燃料2的热值之比为 。
【答案】(1)偏大
(2)温度计上升的示数
(3)B
(4)8:3
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】玻璃泡碰到杯底,测量的温度值偏大,用烧杯中温度计上升的示数来比较放出热量的多少,根据热量计算公式计算吸收的热量之比,根据热值公式计算热值。
【解答】(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,由于杯底的温度较高,则测量的温度值偏大。
(2)由于实验中不能直接观察到燃料放出热量的多少,所以实验中运用转换法,用烧杯中温度计上升的示数来比较放出热量的多少。
(3)由图乙可知,燃料燃尽后,燃料b能使烧杯中温度计上升的示数更大,所以燃料b放出热量更多,故燃料b的热值大。
(4)由图丙可知,燃料1使水温度升高到100℃,水的温度保持不变,水在5min内,温度由20℃升高到100℃,温度升高80℃,燃料2使水温在15min内,温度由20℃升高到80℃,则燃料2使水温在5min内,升高20℃;则在5min内,两套装置中的水吸收热量之比
则在5min内,两套装置中的燃料放出热量之比为4∶1,在5min内,燃料1只燃烧总质量的,燃料2只燃烧总质量的,则燃料1和燃料2的热值之比。
25.(2023九上·北仑期末)为了比较水和食用油的吸热能力,小科用两个相同的装置做了如图所示的实验。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 42
食用油 60 20 6 62
实验数据记录如表。
(1)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量 食用油吸收的热量(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)加热结束时,若不考虑蒸发,则水的内能比加热前 (选填“大”或“小”)。
(3)实验表明, (选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。
(4)若水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),则食用油的比热容为 J/(kg ℃)。
【答案】(1)等于
(2)大
(3)水
(4)2.2×103
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】根据热量的计算公式Q=cm△t,当m△t一定时,吸收的热量越多的物质,比热容越大,也就是吸热能力越强,因为水和食用油的质量相同,初温相同,要使水和食用油的最后温度相同,水吸收的热量大于食用油吸收的热量,所以水的比热容大,故水吸热的能力更强。
【解答】(1)实验中用相同的加热器,加热相同的时间,加热器放出的热量相同,所以水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
(2)加热时,水吸收热量,内能增大,所以加热结束,若不考虑蒸发,水的内能比加热前大。
(3)由表中数据可知,相同质量的水和食用油,加热相同的时间,水吸收的热量和食用油吸收的热量相等,水的温度变化慢,所以水的吸热能力更强。
(4)由表中数据可知,相同质量的水和食用油,都加热6min,水吸收的热量和食用油吸收的热量相等,即水由20℃升高到42℃,食用油由20℃升高到62℃,即
则食用油的比热容。
26.(2025九上·上城期末) 小金学习了“物体的内能”后,根据书本图甲两个实验,在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置,并利用该装置进行实验,实验步骤如下:
①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。
②在喷水壶内加入少量的水,关闭出气阀,多次按压喷水壶的打气手柄后,观察并记录壶内温度。
③打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。
④最终活塞冲出针筒口,同时在针筒口处观察到白雾。
(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应 (选填“大于”“小于”或“等于”) 22.0℃。
(2)步骤③中的能量转化与下图内燃机的 (填字母)冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是 。
(4)请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点: (写出两点)。
【答案】(1)大于
(2)D
(3)高温水蒸气遇冷液化形成小水滴
(4)实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
【知识点】温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)对物体做功,物体的内能会增大,温度升高。
(2)气体膨胀对外做功,物体的内能减小,温度降低,伴随着能量的转化,由内能转化为机械能,内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能。
(3)液化指物质由气态转变成液态,液化要放热。
(4)小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点:实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
【解答】(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应大于22.0℃,对物体做功,物体的内能增加,温度升高。
(2)步骤③中打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动,气体膨胀对外做功,物体的内能减小,温度降低,伴随着能量的转化,由内能转化为机械能,内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,D图是做功冲程。故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是高温水蒸气遇冷液化形成小水滴。
(4)请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点:实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
四、综合题
27.(2025九上·杭州期中)如图甲所示为大家常见的普通煤炉, 通过燃烧煤将壶中的水进行加热。现在1标准大气压下, 壶中装有质量为 5kg温度为20℃的水,已知
(1)计算烧开壶中的水需要吸收的热量;
(2)已知图甲煤炉烧水效率为30%, 若用该煤炉烧开壶中的水, 计算需要完全燃烧煤的质量;
(3) 小组将普通煤炉(如图甲所示) 设计成了双加热煤炉(如图乙所示) ,在给壶内水加热的同时,还可将炉壁间的水加热。双加热煤炉相对于普通煤炉有利于 。
A. 提高煤的热值
B. 煤的充分燃烧
C. 提高炉子的热效率
【答案】1.68×106J;0.2kg;C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)根据公式计算水吸收的热量;
(2)根据计算燃料放出的热量,再根据计算燃烧煤的质量。
(3)A.热值反映燃料燃烧放热本领大小,只与燃料的种类有关;
B.是否充分燃烧与燃料的颗粒大小、氧气是否充足等有关;
C.根据对热量的有效利用判断。
【解答】(1)根据题意可知,水需要吸收的热量
。
答:水需要吸收的热量为1.68×106J。
(2)燃料完全燃烧放出的热量为;
则完全燃烧煤的质量为。
答:需要完全燃烧煤的质量为0.2kg。
(3)根据题意可知,煤的热值只与燃料种类有关,故A不合题意;
煤的燃烧程度不会受到是否双锅炉的影响,故B不合题意;
双加热煤炉,可有效的防止热量的散失,使燃料的有效率提高,故C符合题意。
故选C。
28.(2025九上·滨江期末)2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示是飞船的返回舱。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,其表面防热材料的质量为,比热容为,请回答下列问题:
(1)若返回舱在大气层中共下落,重力做功 焦。
(2)若返回舱进入大气层后下落的过程中;假设下落时减少的重力势能有转为内能,且转化内能中的被防燃材料吸收,则防热材料升高的温度是多少 ?
【答案】(1)
(2)
【知识点】功的计算公式的应用;热量的计算
【解析】【分析】(1)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;
(2)根据题意计算出防热材料吸收的热量,利用Q吸=cmΔt计算出防热材料升高的温度。
【解答】(1)返回舱在大气层中共下落,重力所做的功是:
(2)防热材料吸收的热量:
防热材料升高的温度
(1)返回舱在大气层中共下落,重力所做的功是:
(2)防热材料吸收的热量:
防热材料升高的温度
29.(2025九上·婺城期末)新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动后,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车所受阻力与车速的关系如图所示。某次由内燃机提供能量进行测试,汽车以50km/h的速度在平直公路上匀速行驶了0.5h,测试结束时蓄电池的电能增加了0.8×107J。计算:
(1) 测试过程中,汽车牵引力做了多少焦的功?
(2) 已知测试使用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中共消耗8kg燃料,则这些燃料完全燃烧放出的总热量是多少焦?
(3) 此次测试过程中,内燃机工作时的效率是 。
【答案】(1)由图可知,当v=50km/h时,汽车受到的阻力f=4000N,
因为匀速直线运动,所以F牵=f=4000N
S=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m
W=F牵S=4000N×2.5×104m=1×108J
(2)Q总=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J
(3)30%
【知识点】功的计算公式的应用;能量利用效率;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据图像确定速度为50km/h时汽车受到的阻力,然后根据平衡力的知识计算出汽车受到的牵引力,接下来根据s=vt计算汽车行驶的路程,最后根据 W=F牵s计算牵引力做的功。
(2)根据 Q总=mq 计算燃料燃烧放出的热量;
(3)将汽车的机械功与电池的电能相加,然后根据计算内燃机工作的效率。
【解答】(3) 此次测试过程中,内燃机工作时的效率是。
1 / 1