21教育“胜哥课程”工作室
第17讲 内 能
考点 考试要求
1.知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系 a
2.知道做功和热传递是改变内能的两种途径 a
3.列举说出化学能和内能的转化 b
知道在热传递过程中用热量来度量内能的变化 a
5.说出汽油机的工作原理 a
6.知道汽油机的能量转化 a
了解燃料的燃烧值,并会简单计算 c
理解比热容的概念 b
会用比热容解释有关自然现象 c
会用公式Q=cm(t-t0) c
一、内能
1.定义:物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。
2.单位:__焦耳__,用符号表示___J__。
3.影响因素
(1)温度:同一物体,温度越高,内能越大;温度降低时,内能_减小_。
(2)质量:在温度相同,其他因素一定的情况下,质量越大,分子的数量越多,物体内能____越大_。
(3)体积:在温度相同其他因素一定的情况下,物体的体积变化,分子间的势能发生变化,物体的内能也发生变化。
(4)物态:同一物体在不同状态下其内能_不同__。
4.改变内能的方式
热传递 做功
实质 内能的_转移_ 内能与其他形式的能之间的__转化__
说明 条件:物体间存在__温度差__ 传递方向:能量从高温物体传递到低温物体,直到两物体__温度_相等为止 做功改变物体内能的两种情况:一是外界对物体做功,物体内能_增加_;二是物体对外界做功,物体内能_减少_
联系 内能改变,温度不一定改变
温馨提示:克服摩擦力做功,物体内能增加。
5.内能与机械能的区分
机械能 内能
对应运动 机械运动 热运动
种类 动能、重力势能、弹性势能 物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和
影响因素 物体质量、速度、位置 物体温度、体积、质量、物态
本质 宏观的物体运动 组成物体的微粒(原子)的运动的总和
二、热量
1.定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。
2.单位:热量的单位_焦耳_,符号为___J__。
(1)与内能的关系:物体吸收热量时内能_增加__,放出热量时内能__减小__,物体吸收或放出热量越多,它的内能改变越大。
(2)说明:a.热传递过程中传递的是内能(热量),而不是温度;
b.热量不能说“含有”或“具有”,物体具有的是能量,如内能、机械能等。
c.温度是一个状态量,反映分子无规则运动的剧烈程度。
3.温度、内能、热量之间的关系辨识
(1)温度:表示物体的冷热程度,是一个状态量,只能说“一个物体的温度是多少”
(2)热量:是一个过程量,只能用“吸收”或“放出”描述
(3)内能:是一个状态量,只能说“具有”、“增加”或“减少”.
三、汽油机
1.汽油机
(1)定义:以汽油为燃料的内燃机。
(2)工作原理:通过做功把内能转化为机械能。
2.汽油机四冲程及特点
名称 吸气冲程 压缩 冲程 做功 冲程 排气冲程
示意图
进气门 开启 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 开启
火花塞 未点火 未点火 点火 未点火
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能量的转化 / __机械__能转化成__内__能 __内__能转化成_机械__能 /
四、热值
1.热值
(1)定义:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,符号为q。
(2)单位:焦/千克(J/kg)。
(3)特性:热值是燃料的一种属性,与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧等无关,只与燃料的 种类 有关。
2.公式
(1)Q= mq (适用于固体、液体)
(2)Q= qV (适用于气体)
五、比热容
1.概念:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或释放)的热量,用符号c表示。
2.单位:焦每千克摄氏度,即焦/(千克·摄氏度),符号为__J/(Kg·℃)______。
3.物质吸放热的计算
公式:Q= cm△t
4. 特性
(1)比热容是反映物质自身性质的物理量,不同的物质,比热容一般__不同___;
(2)同种物质,在不同状态下的比热容一般__不同___(比如水和冰)。
5.比热容的应用
(1)汽车发动机用水做冷却剂;
(2)沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;(因为水的比热容比砂石大得多,在质量和吸收或放出的热量相同的条件下,水的温度变化比砂石要小得多。因此,在同样的阳光照射条件下,一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大)
(3)冬天的菜窖放一桶水防止菜冻坏等。
知识点1:改变物体内能的方式
例1:小科通过视频号“胜哥课程”观看了内能的相关视频后明白了改变内能的途径与方法。那么木工师傅做家具时,来回拉动锯条锯木头,锯条温度升高。该过程主要通过( )
A. 热传递使锯条的内能增加
B. 做功使锯条的内能增加
C. 热传递使锯条的内能减少
D. 做功使锯条的内能减少
【解析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;用锯条锯木头时,将机械能转化为内能,是通过做功使锯条的内能增加,选项B正确。故选B。
【答案】B
◆变式训练
1.“胜哥”向小科传授了内能的相关知识后,并例举几种情况让小科判断。下列实例中,是用热传递的方式来改变物体内能的是---( )
A. 用热水袋暖手,手的温度升高
B. 用锯条锯木板,锯条的温度升高
C. 两手相互摩擦,手的温度升高
D. 用手反复弯折铁丝,弯折处铁丝的温度升高
解析:用热水袋暖手,手的温度升高,是通过热传递改变了物体的内能,A符合题意;用锯条锯木板,锯条发热是摩擦生热,是通过做功的方式改变物体的内能,B不符合题意;两手相互摩擦,手的温度升高,是利用做功来改变物体内能的,C不符合题意;用手反复弯折铁丝,铁丝弯折处发热,是通过做功的方式来改变物体内能的,D不符合题意。故选A。
答案:A
知识点2:热量、温度、内能的理解
例2:“胜哥”将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度,假设两物体与外界没有热量交换,则有( )
A. 高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B. 高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C. 高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D. 高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
【解析】根据题意可知,两物体跟外界没有热量交换,则高温物体放出的热量全部被低温物体吸收,所以高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,A错误,B正确;题中没有告诉两物体的材料、状态、质量是否相同,无法判断两物体的温度变化多少。C、D错误;故选B。
【答案】B
◆变式训练
1. 小科通过视频号“胜哥课程”学习了关于温度、内能和热量的知识,有了下列的认识,其中正确的是---( )
A.温度相同的物体内能一定相等
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.汽油机做功冲程燃气的内能增加
D.温度相同的物体接触时不发生热传递
解析:A、温度相同的物体内能不一定相等,因为物体的质量、体积不确定。故A错误;B、热量是一个过程量,只能说吸收热量或放出热量,故B错误;C、汽油机做功冲程中,燃气的内能转化为机械能,内能减小,故C错误;D、发生热传递的条件是存在温度差,热量从高温物体传向低温物体,故D正确。故选:D。
答案:D
知识点3:比热容的理解及相关计算
例3:小科通过视频号“胜哥课程”深刻理解了比热的概念,下列说法错误的是( )
A. 单位质量的某种物质,温度升高1 ℃所吸收的热量,叫做这种物质的比热
B. 单位质量的某种物质,温度降低1 ℃所放出的热量,也叫做这种物质的比热
C. 某种物质吸收或放出的热量越多,比热也越大,比热与热量有关
D. 各种物质都有自己的比热,它是物质的特性之一
【解析】单位质量的某种物质,温度升高1 ℃(或降低1 ℃)吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热,也叫比热容;比热容是物质的一种特性,与吸收或放出热量的多少及物质的质量无关,不同的物质一般具有不同的比热容,故C选项错误,符合题意。故选C。
【答案】C
◆变式训练
1.两个质量不同的金属块,放出相同热量,降低相同温度,则---( )
A. 质量大的金属块的比热容一定大
B. 质量大的金属块的比热容一定小
C. 质量大的金属块的比热容可能大
D. 两个金属块的比热容有可能相同
解析:已知甲、乙两个物体质量关系:m甲≠m乙;放出热量Q甲=Q乙,降低的温度Δt甲=Δt乙,由Q放=cmΔt可知,质量大的金属块的比热容小,故B正确。故选B。
答案:B
知识点4:热机的理解及冲程判断
例4:如图,汽油机处于工作过程中的某个冲程,对此冲程下列叙述正确的是( )
A. 压缩冲程,机械能转化为内能
B. 压缩冲程,内能转化为机械能
C. 做功冲程,机械能转化为内能
D. 做功冲程,内能转化为机械能
【解析】如图所示,汽油机进气门和排气门关闭,活塞正在向上运动,压缩汽油和空气混合物,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故选A。
【答案】A
◆变式训练
1.当“胜哥”往热水瓶中注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,有时软木塞会跳起来,甲图所示,这一过程瓶内气体通过________改变了内能。乙图是四冲程汽油机的工作示意图,其中________图(选填符号)所示的冲程也发生同样的能量转化。
解析:由题图甲知,瓶内气体膨胀对外做功,内能减小,这一过程瓶内气体是通过做功的方式来改变其内能的;乙图中A图一个气门关闭,一个气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,没有能量转化;B图两个气门都关闭,活塞向下运动,火花塞发出火花是做功冲程,将内能转化为机械能;C图两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能;D图一个气门关闭,一个气门打开,活塞向下运动,是吸气冲程,没有能量转化。故选B图。
答案:做功 B
1.(2025·温州模拟)干冰(固态二氧化碳)清洗技术如今被广泛应用于精密仪器的清洁。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,高速喷射到仪器表面,将污垢剥离。以下说法正确的是 ( )
A.加压时,二氧化碳内能增大,温度降低
B.加压时,二氧化碳内能减小,温度升高
C.二氧化碳气体高速喷出时,内能增大,温度升高
D.二氧化碳气体高速喷出时,内能减小,温度降低
【答案】D
【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】气体对外做功,气体内能减小,温度降低;外界对气体做功,气体内能增大,温度升高。
【解答】AB、加压时,外界对二氧化碳气体做功,气体内能增大,温度升高,故AB错误;
CD、二氧化碳气体高速喷出时,对外做功,内能转化为机械能,可知二氧化碳气体的内能减小,温度降低,故C错误,D正确。
故答案为:D。
2.(2025九下·莲都模拟)为了更好地验证物体对外做功,物体内能会减少的结论,如图,在吸滤瓶中装入少量的水,并滴入几滴某液体,然后用气筒进行操作,关于滴入的液体及用气筒进行操作正确的是( )
A.植物油 往瓶内抽气 B.植物油 往瓶内打气
C.酒精往瓶内抽气 D.酒精 往瓶内打气
【答案】D
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】物体对外做功可以用高温高压气体对外做功来验证,因此选择容易发生物态变化的液体效果更好。
【解答】AB中的植物油不易发生物态变化,没有较好的效果;
C.抽气是外力拉动活塞,不能验证酒精气体对外做功;
D.往瓶内打气先让瓶内的酒精迅速汽化,瓶内形成高压酒精气体,会将瓶塞冲出,并在瓶口产生白雾,验证物体对外做功,温度降低,内能减少。
故答案为:D
3.(2025·浙江模拟)如图所示是某汽车发动机的压缩冲程的示意图。在活塞向上运动的过程中,汽缸内气体的( )
A.密度减小 B.温度降低
C.内能增大 D.分子热运动减慢
【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】(1)汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程。吸气冲程进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动;压缩冲程两个气门都关闭,活塞向上运动;做功冲程两个气门都关闭,活塞向下运动;排气冲程排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动;
(2)压缩冲程中,压缩汽油和空气的混合物,将机械能转化成内能,使汽油和空气的混合物温度升高、内能增加;但质量不变,由密度公式确定密度变化情况;
(3)分子热运动与温度有关,温度越高,热运动越剧烈。
【解答】由图可见,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,因此是压缩冲程;在压缩过程中,质量不变、体积减小,由ρ=可知汽油和空气的混合物的密度增大,故A错;在压缩冲程中,活塞的机械能转化成汽油和空气的混合物的内能,因此气缸内的汽油和空气混合物的内能增大、温度升高,分子热运动加快;故B、D错,C正确;
故答案为:C。
4.(2025·浙江模拟)在科技节实验表演中,小柯取侧壁钻有一小孔的矿泉水瓶,将电火花发生器塞入小孔中,在瓶口处喷入少量酒精,盖上纸筒 (如图甲)。启动电火花发生器,点燃瓶内酒精,观察到纸杯即刻飞出,瓶口出现白雾。图中四冲程汽油机的能量转化与纸杯飞出的过程相同的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】汽油机的工作过程包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
【解答】ABD、点燃酒精,纸杯飞出,是将化学能转变为机械能,与吸气冲程、压缩冲程和排气冲程不同,所以ABD不符合题意;
C、做功冲程将化学能转变为机械能,与题给情况相符,所以C符合题意;
故答案选C。
5.(2025·温岭模拟)下列实验反映气体对外做功的是( )
A.①用气筒往瓶内打气,塞子跳出
B.②钻木取火
C.③快速压下活塞,棉花燃烧
D.④振荡烧瓶,瓶内铁屑温度升高
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移;物体内能的改变方法
【解析】【分析】气体对外界做功,气体的内能减小,温度降低;外界对气体做功,机械能转化为内能,气体的内能增大,温度升高。
【解答】A、①用气筒往瓶内打气,塞子跳出,气体对外做功,内能转化为塞子的机械能,故A正确;
B、②钻木取火,机械能转化为内能,不涉及气体内能的变化,故B错误;
C、③快速压下活塞,外界对气体做功,气体内能增大,温度升高,达到着火点,棉花燃烧,故C错误;
D、④振荡烧瓶,对铁屑做功,机械能转化为内能,瓶内铁屑温度升高,故D错误。
故答案为:A。
6.(2025·绍兴模拟)2024年3月 20日,我国长征八号遥三运载火箭成功发射鹊桥二号中继星。长征系列火箭使用液态氢作燃料,主要是由于该燃料
A.热值较大 B.密度较大 C.着火点高 D.比热容大
【答案】A
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】热值是燃料的一种特性;在完全燃烧相同质量的不同燃料时,热值越大的燃料燃烧释放出的热量越多。
【解答】热值是燃料的属性,火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值大,相同情况下放出的热量多,故D正确,ABC不正确。
故答案为:A。
7.(2025·金华二模)东风——17是我国自主研发的一款高超音速导弹。它采用钱学森弹道原理,其运行大致轨迹如图所示。飞行初段,发动机内燃料燃烧推动导弹加速上升;飞行中段关闭发动机,依靠惯性飞行;飞行末段,打开发动机,急速坠落。下列说法正确的是()
A.导弹所用的燃料需要具有较大的比热容
B.导弹发射时,将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C.导弹飞行中段,距离地面等高的a点动能大于b点
D.飞行中段,发动机关闭,导弹机械能守恒
【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移;动能和势能的转化与守恒;燃料的热值
【解析】【分析】 A.单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值,燃料的热值越高,在质量相同时,完全燃烧时放出的热量越大;
B.燃料燃烧时化学能转化为内能;
CD.导弹进入大气层过程中需要克服空气摩擦做功,部分机械能转化为内能,结合“机械能=动能+重力势能”分析判断。
【解答】 A.导弹飞行时需要大量的能量,因此所用的燃料需要具有较高的热值,故A错误;
B.导弹升空,通过燃料燃烧把化学能转化为内能,气体膨胀做功,把内能转化为机械能,故B正确;
CD.导弹与大气剧烈摩擦产生热量,通过做功的方式使其表面温度急剧升高,故C正确;
D.导弹飞行中段,发动机关闭,由于导弹进入大气层过程中需要克服空气摩擦做功,部分机械能转化为内能,因此机械能逐渐变小。ab两点高度相等,则二者重力势能相等。根据“机械能=动能+重力势能”可知,a点的动能大于b点,故C正确,D错误。
故选C。
8.(2024·滨江模拟)(物)凝胶暖手宝美观小巧,深受同学们的喜爱。首次使用前,需用热水烫几分钟,使里面的固态凝胶变成液态。使用时只需用手掰动几下里面的小铁片就能取暖了。下列分析中错误的是( )
A.凝胶的比热容较大,相同质量降低相同的温度放出的热量较多
B.用手掰动小铁片的过程相当于内燃机的做功冲程
C.固态的凝胶也具有内能
D.暖手时,通过热传递使手的内能增加
【答案】B
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)根据Q=cmΔt判断分析。
(2)内燃机的做功冲程是内能转化为机械能。
(3)一切物体都有内能。
(4)改变物体内能的两种方式:做功和热传递。做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
【解答】A、质量相同的凝胶和其它物质比较,降低相同的温度,根据Q=cmΔt,比热容大的物质,放出的热量多,所以凝胶的比热容较大,凝胶放出的热量较多,故A正确。
B、内燃机的做功冲程中内能转化为机械能,用手掰动小铁片的过程是机械能转化为内能,故B错误。
C、一切物体都有内能,固态的凝胶也具有内能,故C正确。
D、暖手时,凝胶由液态变为固态,放出热量,暖手宝温度升高,热量由暖手宝传递给手,所以是通过热传递使手的内能增加,故D正确。
故答案为:B。
9.(2025·温州模拟)汽车冷却液能大量吸收发动机工作时产生的热量,避免发动机温度过高而出现故障。这主要是因为冷却液的( )
A.溶解性强 B.比热容大 C.导电性弱 D.凝固点高
【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容
定义:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,用符号 c 表示,单位是 J/(kg ℃) 。
意义:比热容反映了物质吸热或放热本领的大小。比热容大的物质,在质量相同、升高(或降低)相同温度时,吸收(或放出)的热量多,在生活中常用于调节温度,如汽车冷却液、暖气用水等。
【解答】A 、溶解性强指的是物质在溶剂中溶解的能力大小,与吸收发动机热量避免温度过高并无关联 ,所以 A 选项错误。
B 、比热容是指单位质量的某种物质升高(或降低)单位温度所吸收(或放出)的热量。冷却液比热容大,意味着相同质量的冷却液和其他物质相比,在升高相同温度时,能吸收更多的热量。这样就能大量吸收发动机工作时产生的热量,防止发动机温度过高,所以 B 选项正确。
C 、导电性弱主要涉及到物质传导电流的能力,和吸收发动机热量这一功能没有关系,所以 C 选项错误。
D 、凝固点高是指冷却液不容易凝固,但这并不能解释它吸收大量热量的特性,所以 D 选项错误。
故答案为:B。
10.(2024·平湖模拟) 某同学用图甲所示的两个完全相同的电加热器分别给A、B两杯中的液体加热,忽略散热,绘制它们的温度随时间变化的图像,如图乙所示。下列说法正确的是
A.给A、B两杯加热相同的时间,两种液体吸收的热量不同
B.若A、B两杯中是同种液体,那么A杯中液体的质量较大
C.若A、B两杯吸收相同的热量,A杯中的液体升温比B杯中的慢
D.若A、B两杯中的液体的质量相同,那么B杯中液体的比热较大
【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【分析】 A.用同一加热器分别加热,加热相同的时间,吸收热量相同;
B.如果A和B都是水,甲的质量小于乙的质量,也会出现题中所示的图像;
C.由图可知,加热相同时间,A升高温度快,吸收热量少;
D.若A的质量等于B的质量,则A的比热容一定小于B的比热容。
【解答】 A.加热相同的时间,A液体吸收的热量等于B液体吸收的热量,故A错误;
B.若A、B两杯中是同种液体,A液体升高温度快,所以A的质量小于B的质量,故B错误;
C.若A、B两杯吸收相同的热量,由图可知A液体升高温度快,吸收的热量少,故C错误;
D.若甲的质量等于乙的质量,B液体升高温度慢,B液体吸热能力强,比热容大,故D正确。
故选D。
11.(2025·江北模拟)某同学用不锈钢水壶烧水,下列做法能缩短水烧开时间的是( )
A.用小火持续加热 B.烧水时不盖壶盖
C.仅装入半壶常温的水 D.使用刚从冰箱取出的冷水
【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】由可知,要缩短加热时间,即吸收的热量减少。
【解答】A、用小火加热,在加热的过程中热量散失的较多,烧水时间会延长,故A错误;
B、烧水时不盖壶盖,热量散失较多,烧水时间会延长,故B错误;
C、水的质量减少,由可知,吸收的热量减少,烧水时间将缩短,故C正确;
D、使用冷水,加热至沸腾需要升高的温度较大,加热至沸腾所需吸收的热量较多,烧水时间会延长,故D错误。
故答案为:C。
12.(2025·义乌模拟)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。
13.(2023·杭州模拟)关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【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;热机的工作原理
【解析】【分析】①根据热机的能量转化判断;
②一切物体都有内能;
③根据热传递的条件和方向判断;
④根据改变物体内能的方式判断。
【解答】①热机在做功冲程中内能转化为机械能,故①正确;
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体有内能,但是内能较少,故②错误;
③两物体相互接触时,热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体,故③错误;
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式,故④正确。
那么正确的是①④。
故选C。
14.(2025·钱塘模拟) 近年来,“水母烟花”受到了年轻人的追捧。在安全空旷的地方点燃引线后,喷出的火焰和气体能让纸盒旋转升空,形似水母。下列汽油机的工作原理示意图中,与上述能量转化相似的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】热机的工作原理;化学能与内能的转化
【解析】【分析】内燃机的做功冲程中,内能转化为机械能。内燃机的压缩冲程中,机械能内能转化为内能。“水母烟花”点燃后喷出的火焰和气体能让纸盒旋转升空,能量的转化是由内能转化为机械能。
【解答】图A是压缩冲程,能量是由机械能转化为内能;
图B是做功冲程,能量是由内能转化为机械能;
图C是吸气冲程和图D是排气冲程,这两冲程没有能量的转化。故B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
15.(2025·镇海区模拟)生活处处有科学,留心观察皆学问。你知道吗 厨房中也包含着很多科学知识,例如:
(1)炸油条、炸土豆用菜油;煮玉米、煮鸡蛋用水,这样可以对不同烹饪手段提供(各自所需的 (选填“热量”或“温度”)。
(2)如图所示,用炖盅炖汤,在大煲内的水沸腾过程中,煲盖不断跳动,这一过程,中的能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相似。
【答案】(1)温度
(2)做功
【知识点】温度及温度的测量;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)烹制不同的食物需要不同的温度,根据不同的液体沸点不同来加热不同的食物;
(2)高温高压的水蒸气具有能量,可以通过做功将自身的内能转化为机械能;在汽油机的四冲程中,做功冲程是内能转化为机械能的冲程
【解答】(1)炸油条和炸土豆需要较高的温度,而煮玉米、煮鸡蛋需要较低的温度;油的沸点比较高,可以用于炸油条和炸土豆;水的沸点比较低,可以用于煮玉米、煮鸡蛋;
(2)水开了,煲盖不断跳动,这时水蒸气对煲盖做了功,将水蒸气的内能转化成了煲盖的机械能;汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能,因此这一现象与做功冲程的能量转化相同。
16.(2023·义乌模拟)2021年5月10日,成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。
(1)电瓶车自燃的原因很多,常见的是由于电源短路,形成大电流并产生大量的热。这一过程中,化学能转化为电能,电能再转化为 能。
(2)针对上述电梯内电瓶车自燃隐患,宁波市未雨绸缪,早就采取了相应的措施,其中“阻车感应系统”已在多个小区推行。如图所示是某阻车感应系统在电梯轿厢内的信息传递示意图,一旦电瓶车进入电梯,就会被摄像头检测到,语音告警器将进行语音提示,同时电梯门不会关闭。这一信息传递过程与反射弧类似,图中的②类似于反射弧中的 。
【答案】(1)内能
(2)神经中枢
【知识点】应答性反应与反射弧;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】电流的热效应是将电能转化成热能,导致温度升高。反射弧包括感受器(接受外界刺激),传入神经和传出神经(传递信息),神经中枢(处理信息),效应器(做出反应)。
【解答】(1)、电源短路后形成大电流并产生大量的热,所以是将电能转化成内能。所以填内能。
(2)、图中②智能控制器起的作用是处理信息的作用,类似于反射弧中的神经中枢,所以填神经中枢。
17.(2025上城·模拟)小金家安装了电锅炉地暖设备,通过加热管内循环流动的水来提升室内温度。已知水的比热容
(1)加热管中的液体选用水,主要是利用水的 较大的特性。
(2)该设备工作一段时间使水温度升高5℃,管内80kg的水吸收的热量为 。
(3)管中热水循环一段时间,室内空气温度升高,是通过 方法增加空气的内能。
【答案】(1)比热
(2)1.68×106J
(3)热传递
【知识点】物体内能的改变方法;比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量;
(2)根据Q=cm△t计算水吸收的热量;
(3)改变物体内能的方法:①做功,本质为能量的转移;②热传递,本质为能量的转化。
【解答】(1)加热管中的液体选用水,主要是利用水的比热容较大的特性,它可以携带更多的热量。
(2)水吸收的热量为:Q=cm△t= ;
(3) 管中热水循环一段时间,室内空气温度升高, 是因为空气吸收了热水的热量,这是通过热传递的方法增加空气的内能。
18.(2025·绍兴模拟)如图甲所示,是陆游在《老学庵笔记》记录的一种省油灯,可通过每晚更换夹层中的冷水达到“可省油之半”的目的,该省油灯的结构如图乙所示,请回答下列问题:
(1)在夹层中加水,通过 (填“做功”或“热传递”)的方式降低油温,减少了油的蒸发,达到省油目的。这主要是利用水的 的特性,可以吸收更多的热量。
(2)燃烧一段时间,灯油质量减少了15克,则这15克灯油完全燃烧放出的热量为 焦。
【答案】(1)热传递;比热(较)大
(2)6.9×105
【知识点】物体内能的改变方法;比热容;燃料的热值
【解析】【分析】 (1)①改变内能的方法:做功本质是能量的转化,热传递的本质为能量的转移。
②水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析;
(2)根据Q放=mq求出15克灯油完全燃烧放出的热量。
【解答】 (1)①在夹层中加水,水通过热传递的方式吸收油的热量,使油的温度降低,减少了油的蒸发,达到省油目的;
②因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,因此在夹层中加水,可以吸收更多的热量;
(2)15克灯油完全燃烧放出的热量为:Q放=mq灯油=15×10-3kg×4.6×107J/kg=6.9×105J。
19.(2025九下·萧山模拟) 在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
(1)电阻丝产生的热量与水温的变化量⊿T之间成 关系(不计热损失)。
(2)要探究电阻丝产生的热量与电阻的关系,除了要保持电流、通电时间不变外,还应保持 不变;在上述条件不变时,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化⊿T的数据并绘制图像如图乙所示。
(3)根据上述实验,可以得出结论: 。 (写出一条即可)
(4)根据所学知识,在上述实验条件不变的情况下,在图乙中画出通电时间为30s时,水温变化⊿T和电阻的关系图像。 。
【答案】(1)正比
(2)水的质量
(3)当其他条件相同时,电阻丝产热与电阻成正比
(4)
【知识点】比热容;热量的计算;焦耳定律的计算公式及其应用
【解析】【分析】(1)根据判断热量与温度变化量之间的关系。
(2)由控制变量法和可知,应控制水的质量相同。
(3)图像为过原点的直线,说明两个物理量之间成正比。
(4)根据可知,电热与时间成正比,据此作图。
【解答】(1)不计热损失,电阻丝产生的热量全部被水吸收,由可知,热量与水温变化量之间成正比。
(2)由水温变化量来反映电热,由可知,应控制水的质量相同。
(3)由图乙可知,温度变化量即电热与电阻的关系图像是一条过原点的直线,说明在电流和时间一定时,电热与电阻成正比。
(4)由可知,在电流和时间一定时,通电时间变为原来的三分之一,则产生的热量为原来的三分之一,则水温变化量为原来的三分之一,因此图像为
。
20.(2025·钱塘模拟) 短短300年间,人们的出行方式经历了多次质的飞跃:
(1)1814年乔治·斯蒂芬森发明了第一台以煤为燃料的蒸汽机车。蒸汽机车是利用蒸汽机,把燃料的 转化为内能,再转化为 ,从而使机车运行;
(2)1885年卡尔·本茨发明了第一辆汽油驱动的汽车,该汽油机的效率可达到。若该内燃机完全燃烧0.5千克的汽油能获得机械能 焦(汽油热值);19世纪,乙醇汽油【将乙醇和汽油按体积比进行混合】的使用大大减少了对空气的污染。从物质的分类上看,乙醇汽油属于 ;
(3)我国目前已是世界上最大的新能源汽车出口国,某品牌电车某次充电的平均功率为,充电30分钟,其电耗为,理论上本次充电可行驶 千米;
(4)若研发核动力汽车,其动力来源为小型核反应堆,反应堆内可通过铀等核燃料的 (“核裂变”或“核聚变”)释放能量。
【答案】(1)化学能;机械能
(2);混合物
(3)500
(4)核裂变
【知识点】能量的相互转化和转移;热量的计算;核裂变与核聚变
【解析】【分析】(1)蒸汽机车是利用蒸汽机,把燃料的化学能转化为内能,再转化为机械能,从而使机车运行;
(2)Q放=mq计算完全燃烧0.5千克的汽油放出的热量,该汽油机的效率可达到15%。W机=Q放η计算能获得机械能;结合物质的分类分析;
(3)其电耗为16kW h/100km,W=Pt计算消耗的电能,列比例式计算本次充电可行驶里程数;
(4)若研发核动力汽车,其动力来源为小型核反应堆,反应堆内可通过铀-235等核燃料的核裂变释放能量。
【解答】(1)1814年乔治 斯蒂芬森发明了第一台以煤为燃料的蒸汽机车。蒸汽机车是利用蒸汽机,把燃料的化学能转化为内能,再转化为机械能,从而使机车运行;
(2)内燃机完全燃烧0.5千克的汽油放出的热量为:Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J,该汽油机的效率可达到15%,能获得机械能为W机=Q放η=2.3×107J×15%=3.45×106焦;乙醇汽油中含有多种物质,属于混合物;
(3)消耗的电能为W=Pt=160kW×0.5h=80kW h,因其电耗为16kW h/100km,=500km,理论上本次充电可行驶500千米。
(4)若研发核动力汽车,其动力来源为小型核反应堆,反应堆内可通过铀-235等核燃料的核裂变释放能量。
故答案为:(1)化学能;机械能;(2)3.45×106;混合物;(3)500;(4)核裂变。
21.(2019·台州)下列是关于水蒸发致冷现象的解释,
①水分子运动速度有大有小;
②剩余的水内能减少,温度降低;
③剩余的水分子运动速度相对较小;
④速度大的水分子动能大,更易摆脱周围分子的“束缚”,跑到空气中。
此解释合理的顺序是( )
A.①④③② B.②③①④ C.③①④② D.④③②①
【答案】A
【知识点】分子的热运动;蒸发及其现象;内能
【解析】【分析】解释水蒸发致冷时,先描述水分子的运动速度有差异,再说明哪部分水分子容易跑到空气中,最后说明剩余水分子的速度大小,进而判断剩余水的内能和温度变化。
【解答】关于水蒸发致冷的现象,解释如下:
①水分子运动速度有大有小;
②速度大的水分子动能大,更易摆脱周围分子的“束缚”,跑到空气中。
③剩余的水分子运动速度相对较小;
④剩余的水内能减少,温度降低。
那么正确的顺序是:①④③②。
故选A。
22.(2019·宁波)下列都是教材中的实验,其中为了说明“对物体做功,物体内能增加”的是( )
A.图甲:手帕摩擦塑料丝后,塑料丝散开
B.图乙:缝衣针与磁铁摩擦后,有了磁性
C.图丙:加热后,水蒸气把木塞冲出试管
D.图丁:迅速下压活塞后,浸过乙醚的棉花燃烧
【答案】D
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】分析各个实验包含的物理原理,哪个与题干相符,哪个就是正确选项。
【解答】A.图甲:手帕摩擦塑料丝后,塑料丝散开 ,说明同种电荷相互排斥,故A不合题意;
B.图乙:缝衣针与磁铁摩擦后,有了磁性,这是磁化现象,故B不合题意;
C.图丙:加热后,水蒸气把木塞冲出试管,这是水蒸气对外界做功,内能减少,故C不合题意;
D.图丁:迅速下压活塞后,活塞对里面的空气做功,使乙醚的内能增加,导致浸过乙醚的棉花燃烧,这说明外界对物体做功,物体内能增加,故D符合题意;
故选D。
23.(2019·杭州)对于同一物态的某种物质,根据c= 得知( )
A.比热跟热量成正比
B.比热跟质量成反比
C.比热跟温度变化成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量
【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是物质本身的一种性质,与物质吸收的热量、质量和升高的温度无关,只与物质的种类和状态有关,据此解答。
【解答】根据公式 可知,吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是它的比热容; 比热容是物质本身的一种性质,与物质吸收的热量、质量和升高的温度无关,只与物质的种类和状态有关,故A、B、C错误,而D正确。
故选D。
24.(2020·衢州)将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”,把一瓶饮料放入“冰箱”后,冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是( )
A.甲是冰块 B.乙吸收热量 C.甲内能增加 D.乙内能减少
【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】①在热传递的过程中,高温物体放出热量,温度降低;低温物体吸收热量,温度升高;
②放出热量,内能减少;吸收热量,内能增大。
【解答】饮料原来的温度高,放出热量,降低温度,因此甲是饮料;冰块原来的温度低,吸收热量,升高温度,因此乙是冰块,故A错误;
乙是冰块,吸收热量,故B正确;
甲是饮料,放出热量,内能减少,故C错误;
乙吸收热量,内能增多,故D错误。
故选B。
25.(2021·绍兴)如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D.试管口的“白气”是水蒸气
【答案】D
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)温度升高,物体的内能增大;温度降低,物体的内能减小;
(2)物质由液态变成气态叫汽化;
(3)物体对外界做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大;
(4)水蒸气是无色、无味和透明的气体。
【解答】A.水温上升时,水的内能增加,故A正确不合题意;
B.加热时管内的水吸热,从液体变成气体不断汽化,故B正确不合题意;
C.管内气体对橡皮塞做功,将内能转化为橡皮塞的机械能,则其内能减少,故C正确不合题意;
D.试管口的“白气”不是水蒸气,是水蒸气液化而成的小水珠,故D错误符合题意。
故选D。
26.(2021·宁波)在如图所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的( )
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】四冲程汽油机的压缩冲程,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】汽油燃烧,生成高温高压的燃气,燃气推动软木塞跳出,将内能转化为机械能,这和四冲程内燃机的做功冲程相同,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
27.(2024·浙江)如图所示,取一个配有活塞的厚玻璃筒,选择一团可燃物置于筒内,压下活塞。为了可燃物更易燃烧,关于所选可燃物的着火点及对活塞的操作正确的是( )
A.着火点低,缓慢下压 B.着火点高,缓慢下压
C.着火点低,快速下压 D.着火点高,快速下压
【答案】C
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】①对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减少;
②可燃物的着火点越低,则越容易燃烧起来。
【解答】 下压活塞的过程中,活塞对筒内气体做功,将机械能转化为筒内气体的内能,使气体的内能增加、温度升高,当温度升高到可燃物的着火点时,可燃物就燃烧起来。为了使可燃物燃烧,则可燃物的着火点要低一些,这样可以在更低的温度下被点燃,且要迅速下压活塞,从而提高里面的温度,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
28.(2023·丽水)如图是电热液体蚊香器,工作时内部的发热部件对蚊香液加热,一段时间后,其项部有“白雾”飘出,房间里弥漫着蚊香液的清香,起到驱蚊和灭蚊的作用。
(1)发热部件使蚊香液温度升高,该过程主要通过 ,使蚊香掖的内能增加(填“做功"或“热传递”);
(2)“白雾”是蚊香液先汽化后 形成的(填物态变化名称);
(3)房间里弥漫着清香说明分子在不停地做 。
【答案】(1)热传递
(2)液化
(3)无规则运动(热运动)
【知识点】液化及液化现象;物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变内能的方式有做功和热传递,同时还考查了分子的动理论的相关知识。
【解答】(1) 发热部件使蚊香液温度升高 ,该过程为热传递;
(2)白雾为液态,故是液化的结果;
(3) 房间里弥漫着清香说明分子在不停地做无规则运动(热运动) 。
故答案为:(1)热传递;(2)液化;(3) 无规则运动(热运动)
29.(2023·宁波)为了比较液体a和液体b的比热大小,小宁分别称取相同质量的a和b,在初温相同条件下,利用如图所示装置在沸水中加热
(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a、b内能增加的途径是 。
(2)实验过程中,小宁观察到温度计甲的示数变化始终比乙快。由此可知,液体a的比热ca与液体b的比热cb的大小关系是:ca cb。
【答案】(1)热传递
(2)<
【知识点】物体内能的改变方法;比热容
【解析】【分析】(1)热传递改变物体内能的本质为能量的转移,做功改变物体内能的本质为能量的转化;
(2)根据Q=cm△t分析判断。
【解答】(1)根据图片可知,液体a、b吸收外面烧杯内水中的热量使自己温度升高,因此增加内能的方法为热传递。
(2)两个试管都放入同一烧杯中,则相同时间内二者吸收相同的热量,而甲的示数变化大于乙的示数变化,根据Q=cm△t可知,液体a的比热容30.(2023·湖州)新能源汽车因绿色低碳逐渐取代燃油汽车,电动汽车是常见的一种新能源汽车。
(1)内燃机为燃油车提供动力,其一个工作循环一般包括吸气、 压缩、做功、排气四个冲程,其中 冲程使汽车获得动力。
(2)电动机为电动汽车提供动力。下列实验可以演示电动机工作原理的是 。(填选项)
【答案】(1)做功
(2)乙
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)内燃机的做功冲程,将燃料的内能转化为活塞的机械能,其余三个冲程全靠飞轮的惯性完成;
(2)根据电动机的工作原理分析解答。
【解答】(1)内燃机为燃油车提供动力,其一个工作循环一般包括吸气、 压缩、做功、排气四个冲程,其中做功冲程使汽车获得动力。
(2)甲:闭合开关后,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流计的指针摆动,产生了感应电流,为发电机的工作原理;
乙:闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,为电动机的工作原理;
故选乙。
31.(2020·绍兴)热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙),热效率为5%-8%之间。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复,内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的 冲程实现。
A. B.
C. D.
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于 的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间,需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下,其目的与内燃机的 (选填“吸气“、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
【答案】(1)C
(2)燃料在气缸内燃烧,热量散失少,热效率高
(3)排气
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】内燃机,是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。
【解答】(1)产生巨大爆发力的过程是做功冲程;
A、吸气冲程;B、压缩冲程;C、做功冲程;D、排气冲程;故C符合题意;
(2)由材料可知,内燃的效率远大于外燃机的效率,所以德罗夏提到的内燃方式是基于内燃过程中能量散失少,热效率高的猜想;
(3)厚玻璃筒就相当于内燃机的内部空间,而活塞相当于飞轮,所以把玻璃筒甩几个是为了让玻璃筒中的气体排出,相当于排气冲程;
故答案为:(1)C;(2) 燃料在气缸内燃烧,热量散失少,热效率高;(3)排气。
32.(2020·舟山)十八世纪,瓦特发明的冷凝器蒸汽机,推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图,蒸汽机的工作原理为:打开阀门 A、关闭阀门 B,高压蒸汽进入汽缸,推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时,关闭阀门A、打开阀门B,蒸汽进入冷凝器,汽缸内压强减小,活塞下降。如此循环往复。
(1)蒸汽推动活塞上行过程中,能量转化是 。
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似。
(3)蒸汽机工作时,汽缸内部压强为 1.1×106帕,若活塞面积为0.1米2,则活塞受到蒸汽的压力是多少?
(4)蒸汽机活塞往复运动,通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为 200 千克,活塞每次上升高度为0.6米,则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功?假设活塞每分钟向上运动100次,该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少?
【答案】(1)内能→机械能
(2)做功
(3)解:F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2 =1.1×105 N
答:活塞受到蒸汽的压力为1.1×105N。
(4)解:h物= ×0.6m=0.3m
W有 =G物h物= m物gh物 =200kg ×10N/kg ×0.3m = 600J
P有= = =1000 W
答:蒸汽机对物体做有用功为 600J, 有用功的功率为 1000W
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识解答;
(2)汽油机的做功冲程,将内能转化为机械能;压缩冲程,将机械能转化为内能;
(3)根据公式F=pS计算活塞受到的蒸汽压力;
(4)首先根据相似三角形原理计算出物体上升的高度,然后根据W=Gh计算蒸汽机对物体做的功;再根据计算蒸汽机对物体做功的功率。
【解答】(1) 蒸汽推动活塞上行过程中,能量转化是内能→机械能 ;
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似。
(3) 活塞受到蒸汽的压力是: F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2=1.1×105 N ;
(4)根据图片可知,根据相似三角形原理得到:;
即:;
解得: ;
活塞上升一次蒸汽机对物体做了功: W有 =G物h物= m物gh物 =200kg ×10N/kg ×0.3m = 600J ;
蒸汽机对物体做功的功率: 。
33.(2022·湖州)南极地区以陆地为主,平均海拔高度2350米左右,是世界上平均海拔高度最高的大洲;北极地区以海洋为主。同为地球的两极,南极的最低气温比北极低,原因是:
(1)请从海陆性质和地形等角度进行分析 。
(2)南极冰川众多,白色的冰雪 (选填“反射”或“吸收”)更多的太阳光。
【答案】(1)沙石比热容比水小,降温比水快,且对流层内海拔越高,气温越低
(2)反射
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据Q=cm△t可知,不同的物质吸收相同的热量时,比热容越小,温度的变化量越大,据此结合气温和海拔高度的关系分析解答。
(2)不透明体的颜色由它反射的色光决定,黑色物体吸收所有色光,白色物体反射所有色光。
【解答】(1)从海陆性质和地形等角度进行分析:沙石比热容比水小,降温比水快,且对流层内海拔越高,气温越低。
(2)南极冰川众多,白色的冰雪反射更多的太阳光。
34.(2022·丽水)火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展,生活中的点火方式越来越使捷多样,但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程:划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式,若F1=F2> F3,且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同,则哪种方式更容易将火柴引燃 请用所学知识解释。
【答案】示例1:B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;火柴划动过程中,克服摩擦力做功越多,机械能转化为内能越多;内能增大,温度开高;温度达到擦火皮上易燃物的着火点,产生火星;放出的热量传递到火柴头,引发火柴头燃烧。
示例2:B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;火柴划动过程中,克服摩擦力做功越多,温度越高;温度达到擦火皮上易燃物的着火点,产生火星;放出的热量传递到火柴头,引发火柴头燃烧。
【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】(1)增大摩擦力的方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度;
(2)物体内能的改变方法:①做功,本质是能量的转化;②热传递,本质是能量的转移;
(3)燃烧的条件:①有可燃物;②与氧气接触;③温度达到着火点
【解答】水平Ⅰ:示例1:B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;火柴划动过程中,克服摩擦力做功越多,机械能转化为内能越多;内能增大,温度开高;温度达到擦火皮上易燃物的着火点,产生火星;放出的热量传递到火柴头,引发火柴头燃烧。
示例2:B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;火柴划动过程中,克
服摩擦力做功越多,温度越高;温度达到擦火皮上易燃物的着火点,产生火星;放出的热量传递到火柴头,引发火柴头燃烧。
水平Ⅱ:示例1:B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;火柴划动过程中,克服摩擦力做功越多,温度越高;放出的热量传递到火柴头,引发火柴头燃烧。
示例2:B方式。火柴划动过程中,克服摩擦力做功越多,温度越高;温度达到擦火皮上易燃物的着火点,产生火星;放出的热量传递到火柴头。引发火柴头燃烧。
示例3:B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;摩擦生热,使火柴头温度升高到着火点,引发火柴头燃烧。
水平Ⅲ:示例1:火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;越容易达到火柴头的着火点。
示例2:B方式。摩擦生热、温度升高、达到着火点中的1个要点。
35.(2022·衢州)4月19日8时许,一头抹香鲸在浙江象山海域搁浅。经救援人员20多个小时的奋力救援,成功回归大海。
(1)鲸属于海洋生态系统成分中的 。
(2)鲸搁浅是因头部受伤严重,导致大脑皮层中的 受损,而不能完成某些正常的反射活动。
(3)救援时要持续向鲸泼凉海水,防止鲸体温上升。海水凉是因为海水的 大,在同样的太阳辐射条件下,升温慢。
(4)若鲸死在滩涂,细菌会分解其体内的有机物,产生大量气体,待气体累积到一定程度会引发爆炸,造成危害。细菌细胞是原核细胞,其细胞内没有 。
【答案】(1)消费者
(2)神经中枢
(3)比热或比热容
(4)细胞核
【知识点】细胞的结构;生态系统的成分;应答性反应与反射弧;比热容
【解析】【分析】1.生态系统是指在一定地域内生物与环境形成的统一的整体.生态系统的组成包括非生物部分和生物部分,非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤(泥沙)等;生物部分包括生产者(绿色植物)、消费者(动物)、分解者(细菌和真菌)。
2.人体控制反射的神经中枢有脊髓和大脑皮层,脊髓是低级的神经中枢,大脑皮层是高级的神经中枢,高级神经中枢能控制低级神经中枢的反射活动。脊髓除了有反射功能还有传导的功能。
3.比热容是表示物体吸放热本领大小的一个物理量。
4.与真菌相比,细菌细胞内没有细胞核。
【解答】(1)根据生态系统成分分析:鲸属于海洋生态系统成分中的消费者。
(2)鲸搁浅是因头部受伤严重,导致大脑皮层中的神经中枢受损,而不能完成某些正常的反射活动。
(3)救援时要持续向鲸泼凉海水,防止鲸体温上升。海水凉是因为海水的比热或比热容大,在同样的太阳辐射条件下,升温慢。
(4)细菌细胞是原核细胞,其细胞内没有细胞核。
36.(2023·丽水)图甲是一款电热服,衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路,R1,R2为电热纤维,R1阻值为5欧;利用配套的锂电池供电,输出电压为5伏;可在低温、中温、高温三档问切换,高温档功率为15瓦。
(1)电热服是利用电流的 效应工作的 ;
(2)电热纤维应具有能导电,抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质,下列材料最适合做电热纤维的是 (填字母);
A.石墨纤维 B.棉纤维 C.细铁丝
(3)求电热服在高温档工作时通过R1的电流和R2的阻值(忽略温度对电阻的影响)。
【答案】(1)热
(2)A
(3)I1=U/R1=5V/5Ω=1A
I总=P总/U= 15W/5V=3A
I2=I总-I1=3A-1A≈2A
R2=U/I2= 5V/2A=2.5Ω
【知识点】功率;功率计算公式的应用;热量的计算
【解析】【分析】电路中的开关S1和S2均闭合时,此时利用电流的热效应处于高温档,当其中一个开关闭合另一个开关断开时处于中温档或低温档。
【解答】(1) 电热服是利用电流的热效应;
(2)电热纤维应具有能导电,抗氧化、耐腐蚀 ,故选石墨,其硬度大并且可导电,而BC均不行。
(3)由图乙可知,高温档为两个开关均闭合时,即此时两个电阻为并联关系。
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第17讲 内 能
考点 考试要求
1.知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系 a
2.知道做功和热传递是改变内能的两种途径 a
3.列举说出化学能和内能的转化 b
知道在热传递过程中用热量来度量内能的变化 a
5.说出汽油机的工作原理 a
6.知道汽油机的能量转化 a
了解燃料的燃烧值,并会简单计算 c
理解比热容的概念 b
会用比热容解释有关自然现象 c
会用公式Q=cm(t-t0) c
一、内能
1.定义:物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。
2.单位:________,用符号表示________。
3.影响因素
(1)温度:同一物体,温度越高,内能越大;温度降低时,内能________。
(2)质量:在温度相同,其他因素一定的情况下,质量越大,分子的数量越多,物体内能________。
(3)体积:在温度相同其他因素一定的情况下,物体的体积变化,分子间的势能发生变化,物体的内能也发生变化。
(4)物态:同一物体在不同状态下其内能________。
4.改变内能的方式
热传递 做功
实质 内能的________ 内能与其他形式的能之间的______
说明 条件:物体间存在________ 传递方向:能量从高温物体传递到低温物体,直到两物体_______相等为止 做功改变物体内能的两种情况:一是外界对物体做功,物体内能_____;二是物体对外界做功,物体内能_____
联系 内能改变,温度不一定改变
【温馨提示】克服摩擦力做功,物体内能增加。
5.内能与机械能的区分
机械能 内能
对应运动 机械运动 热运动
种类 动能、重力势能、弹性势能 物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和
影响因素 物体质量、速度、位置 物体温度、体积、质量、物态
本质 宏观的物体运动 组成物体的微粒(原子)的运动的总和
二、热量
1.定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。
2.单位:热量的单位________,符号为________。
(1)与内能的关系:物体吸收热量时内能______,放出热量时内能______,物体吸收或放出热量越多,它的内能改变越大。
(2)说明:a.热传递过程中传递的是内能(热量),而不是温度;
b.热量不能说“含有”或“具有”,物体具有的是能量,如内能、机械能等。
c.温度是一个状态量,反映分子无规则运动的剧烈程度。
3.温度、内能、热量之间的关系辨识
(1)温度:表示物体的冷热程度,是一个状态量,只能说“一个物体的温度是多少”
(2)热量:是一个过程量,只能用“吸收”或“放出”描述
(3)内能:是一个状态量,只能说“具有”、“增加”或“减少”.
三、汽油机
1.汽油机
(1)定义:以汽油为燃料的内燃机。
(2)工作原理:通过做功把内能转化为机械能。
2.汽油机四冲程及特点
名称 吸气冲程 冲程 冲程 排气冲程
示意图
进气门 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭
火花塞 未点火 未点火
活塞运动方向 向下 向上
能量的转化 / _____能转化成_____能 _____能转化成_____能 /
四、热值
1.热值
(1)定义:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,符号为q。
(2)单位:焦/千克(J/kg)。
(3)特性:热值是燃料的一种属性,与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧等无关,只与燃料的 有关。
2.公式
(1)Q= (适用于固体、液体)
(2)Q= (适用于气体)
五、比热容
1.概念:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或释放)的热量,用符号c表示。
2.单位:焦每千克摄氏度,即焦/(千克·摄氏度),符号为________。
3.物质吸放热的计算
公式:Q=
4. 特性
(1)比热容是反映物质自身性质的物理量,不同的物质,比热容一般 ________;
(2)同种物质,在不同状态下的比热容一般 ________(比如水和冰)。
5.比热容的应用
(1)汽车发动机用水做冷却剂;
(2)沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;(因为水的比热容比砂石大得多,在质量和吸收或放出的热量相同的条件下,水的温度变化比砂石要小得多。因此,在同样的阳光照射条件下,一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大)
(3)冬天的菜窖放一桶水防止菜冻坏等。
知识点1:改变物体内能的方式
例1:小科通过视频号“胜哥课程”观看了内能的相关视频后明白了改变内能的途径与方法。那么木工师傅做家具时,来回拉动锯条锯木头,锯条温度升高。该过程主要通过( )
A. 热传递使锯条的内能增加
B. 做功使锯条的内能增加
C. 热传递使锯条的内能减少
D. 做功使锯条的内能减少
【解析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;用锯条锯木头时,将机械能转化为内能,是通过做功使锯条的内能增加,选项B正确。故选B。
【答案】B
◆变式训练
1.“胜哥”向小科传授了内能的相关知识后,并例举几种情况让小科判断。下列实例中,是用热传递的方式来改变物体内能的是---( )
A. 用热水袋暖手,手的温度升高
B. 用锯条锯木板,锯条的温度升高
C. 两手相互摩擦,手的温度升高
D. 用手反复弯折铁丝,弯折处铁丝的温度升高
解析:用热水袋暖手,手的温度升高,是通过热传递改变了物体的内能,A符合题意;用锯条锯木板,锯条发热是摩擦生热,是通过做功的方式改变物体的内能,B不符合题意;两手相互摩擦,手的温度升高,是利用做功来改变物体内能的,C不符合题意;用手反复弯折铁丝,铁丝弯折处发热,是通过做功的方式来改变物体内能的,D不符合题意。故选A。
答案:A
知识点2:热量、温度、内能的理解
例2:“胜哥”将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度,假设两物体与外界没有热量交换,则有( )
A. 高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B. 高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C. 高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D. 高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
【解析】根据题意可知,两物体跟外界没有热量交换,则高温物体放出的热量全部被低温物体吸收,所以高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,A错误,B正确;题中没有告诉两物体的材料、状态、质量是否相同,无法判断两物体的温度变化多少。C、D错误;故选B。
【答案】B
◆变式训练
1. 小科通过视频号“胜哥课程”学习了关于温度、内能和热量的知识,有了下列的认识,其中正确的是---( )
A.温度相同的物体内能一定相等
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.汽油机做功冲程燃气的内能增加
D.温度相同的物体接触时不发生热传递
解析:A、温度相同的物体内能不一定相等,因为物体的质量、体积不确定。故A错误;B、热量是一个过程量,只能说吸收热量或放出热量,故B错误;C、汽油机做功冲程中,燃气的内能转化为机械能,内能减小,故C错误;D、发生热传递的条件是存在温度差,热量从高温物体传向低温物体,故D正确。故选:D。
答案:D
知识点3:比热容的理解及相关计算
例3:小科通过视频号“胜哥课程”深刻理解了比热的概念,下列说法错误的是( )
A. 单位质量的某种物质,温度升高1 ℃所吸收的热量,叫做这种物质的比热
B. 单位质量的某种物质,温度降低1 ℃所放出的热量,也叫做这种物质的比热
C. 某种物质吸收或放出的热量越多,比热也越大,比热与热量有关
D. 各种物质都有自己的比热,它是物质的特性之一
【解析】单位质量的某种物质,温度升高1 ℃(或降低1 ℃)吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热,也叫比热容;比热容是物质的一种特性,与吸收或放出热量的多少及物质的质量无关,不同的物质一般具有不同的比热容,故C选项错误,符合题意。故选C。
【答案】C
◆变式训练
1.两个质量不同的金属块,放出相同热量,降低相同温度,则---( )
A. 质量大的金属块的比热容一定大
B. 质量大的金属块的比热容一定小
C. 质量大的金属块的比热容可能大
D. 两个金属块的比热容有可能相同
解析:已知甲、乙两个物体质量关系:m甲≠m乙;放出热量Q甲=Q乙,降低的温度Δt甲=Δt乙,由Q放=cmΔt可知,质量大的金属块的比热容小,故B正确。故选B。
答案:B
知识点4:热机的理解及冲程判断
例4:如图,汽油机处于工作过程中的某个冲程,对此冲程下列叙述正确的是( )
A. 压缩冲程,机械能转化为内能
B. 压缩冲程,内能转化为机械能
C. 做功冲程,机械能转化为内能
D. 做功冲程,内能转化为机械能
【解析】如图所示,汽油机进气门和排气门关闭,活塞正在向上运动,压缩汽油和空气混合物,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故选A。
【答案】A
◆变式训练
1.当“胜哥”往热水瓶中注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,有时软木塞会跳起来,甲图所示,这一过程瓶内气体通过________改变了内能。乙图是四冲程汽油机的工作示意图,其中________图(选填符号)所示的冲程也发生同样的能量转化。
解析:由题图甲知,瓶内气体膨胀对外做功,内能减小,这一过程瓶内气体是通过做功的方式来改变其内能的;乙图中A图一个气门关闭,一个气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,没有能量转化;B图两个气门都关闭,活塞向下运动,火花塞发出火花是做功冲程,将内能转化为机械能;C图两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能;D图一个气门关闭,一个气门打开,活塞向下运动,是吸气冲程,没有能量转化。故选B图。
答案:做功 B
1.(2025·温州模拟)干冰(固态二氧化碳)清洗技术如今被广泛应用于精密仪器的清洁。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,高速喷射到仪器表面,将污垢剥离。以下说法正确的是 ( )
A.加压时,二氧化碳内能增大,温度降低
B.加压时,二氧化碳内能减小,温度升高
C.二氧化碳气体高速喷出时,内能增大,温度升高
D.二氧化碳气体高速喷出时,内能减小,温度降低
2.(2025九下·莲都模拟)为了更好地验证物体对外做功,物体内能会减少的结论,如图,在吸滤瓶中装入少量的水,并滴入几滴某液体,然后用气筒进行操作,关于滴入的液体及用气筒进行操作正确的是( )
A.植物油 往瓶内抽气 B.植物油 往瓶内打气
C.酒精往瓶内抽气 D.酒精 往瓶内打气
3.(2025·浙江模拟)如图所示是某汽车发动机的压缩冲程的示意图。在活塞向上运动的过程中,汽缸内气体的( )
A.密度减小 B.温度降低
C.内能增大 D.分子热运动减慢
4.(2025·浙江模拟)在科技节实验表演中,小柯取侧壁钻有一小孔的矿泉水瓶,将电火花发生器塞入小孔中,在瓶口处喷入少量酒精,盖上纸筒 (如图甲)。启动电火花发生器,点燃瓶内酒精,观察到纸杯即刻飞出,瓶口出现白雾。图中四冲程汽油机的能量转化与纸杯飞出的过程相同的是 ( )
A. B. C. D.
5.(2025·温岭模拟)下列实验反映气体对外做功的是( )
A.①用气筒往瓶内打气,塞子跳出
B.②钻木取火
C.③快速压下活塞,棉花燃烧
D.④振荡烧瓶,瓶内铁屑温度升高
6.(2025·绍兴模拟)2024年3月 20日,我国长征八号遥三运载火箭成功发射鹊桥二号中继星。长征系列火箭使用液态氢作燃料,主要是由于该燃料
A.热值较大 B.密度较大 C.着火点高 D.比热容大
7.(2025·金华二模)东风——17是我国自主研发的一款高超音速导弹。它采用钱学森弹道原理,其运行大致轨迹如图所示。飞行初段,发动机内燃料燃烧推动导弹加速上升;飞行中段关闭发动机,依靠惯性飞行;飞行末段,打开发动机,急速坠落。下列说法正确的是()
A.导弹所用的燃料需要具有较大的比热容
B.导弹发射时,将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C.导弹飞行中段,距离地面等高的a点动能大于b点
D.飞行中段,发动机关闭,导弹机械能守恒
8.(2024·滨江模拟)(物)凝胶暖手宝美观小巧,深受同学们的喜爱。首次使用前,需用热水烫几分钟,使里面的固态凝胶变成液态。使用时只需用手掰动几下里面的小铁片就能取暖了。下列分析中错误的是( )
A.凝胶的比热容较大,相同质量降低相同的温度放出的热量较多
B.用手掰动小铁片的过程相当于内燃机的做功冲程
C.固态的凝胶也具有内能
D.暖手时,通过热传递使手的内能增加
9.(2025·温州模拟)汽车冷却液能大量吸收发动机工作时产生的热量,避免发动机温度过高而出现故障。这主要是因为冷却液的( )
A.溶解性强 B.比热容大 C.导电性弱 D.凝固点高
10.(2024·平湖模拟) 某同学用图甲所示的两个完全相同的电加热器分别给A、B两杯中的液体加热,忽略散热,绘制它们的温度随时间变化的图像,如图乙所示。下列说法正确的是
A.给A、B两杯加热相同的时间,两种液体吸收的热量不同
B.若A、B两杯中是同种液体,那么A杯中液体的质量较大
C.若A、B两杯吸收相同的热量,A杯中的液体升温比B杯中的慢
D.若A、B两杯中的液体的质量相同,那么B杯中液体的比热较大
11.(2025·江北模拟)某同学用不锈钢水壶烧水,下列做法能缩短水烧开时间的是( )
A.用小火持续加热 B.烧水时不盖壶盖
C.仅装入半壶常温的水 D.使用刚从冰箱取出的冷水
12.(2025·义乌模拟)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
13.(2023·杭州模拟)关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
14.(2025·钱塘模拟) 近年来,“水母烟花”受到了年轻人的追捧。在安全空旷的地方点燃引线后,喷出的火焰和气体能让纸盒旋转升空,形似水母。下列汽油机的工作原理示意图中,与上述能量转化相似的是( )
A. B.
C. D.
15.(2025·镇海区模拟)生活处处有科学,留心观察皆学问。你知道吗 厨房中也包含着很多科学知识,例如:
(1)炸油条、炸土豆用菜油;煮玉米、煮鸡蛋用水,这样可以对不同烹饪手段提供(各自所需的 (选填“热量”或“温度”)。
(2)如图所示,用炖盅炖汤,在大煲内的水沸腾过程中,煲盖不断跳动,这一过程,中的能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相似。
16.(2023·义乌模拟)2021年5月10日,成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。
(1)电瓶车自燃的原因很多,常见的是由于电源短路,形成大电流并产生大量的热。这一过程中,化学能转化为电能,电能再转化为 能。
(2)针对上述电梯内电瓶车自燃隐患,宁波市未雨绸缪,早就采取了相应的措施,其中“阻车感应系统”已在多个小区推行。如图所示是某阻车感应系统在电梯轿厢内的信息传递示意图,一旦电瓶车进入电梯,就会被摄像头检测到,语音告警器将进行语音提示,同时电梯门不会关闭。这一信息传递过程与反射弧类似,图中的②类似于反射弧中的 。
17.(2025上城·模拟)小金家安装了电锅炉地暖设备,通过加热管内循环流动的水来提升室内温度。已知水的比热容
(1)加热管中的液体选用水,主要是利用水的 较大的特性。
(2)该设备工作一段时间使水温度升高5℃,管内80kg的水吸收的热量为 。
(3)管中热水循环一段时间,室内空气温度升高,是通过 方法增加空气的内能。
18.(2025·绍兴模拟)如图甲所示,是陆游在《老学庵笔记》记录的一种省油灯,可通过每晚更换夹层中的冷水达到“可省油之半”的目的,该省油灯的结构如图乙所示,请回答下列问题:
(1)在夹层中加水,通过 (填“做功”或“热传递”)的方式降低油温,减少了油的蒸发,达到省油目的。这主要是利用水的 的特性,可以吸收更多的热量。
(2)燃烧一段时间,灯油质量减少了15克,则这15克灯油完全燃烧放出的热量为 焦。
19.(2025九下·萧山模拟) 在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
(1)电阻丝产生的热量与水温的变化量⊿T之间成 关系(不计热损失)。
(2)要探究电阻丝产生的热量与电阻的关系,除了要保持电流、通电时间不变外,还应保持 不变;在上述条件不变时,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化⊿T的数据并绘制图像如图乙所示。
(3)根据上述实验,可以得出结论: 。 (写出一条即可)
(4)根据所学知识,在上述实验条件不变的情况下,在图乙中画出通电时间为30s时,水温变化⊿T和电阻的关系图像。 。
20.(2025·钱塘模拟) 短短300年间,人们的出行方式经历了多次质的飞跃:
(1)1814年乔治·斯蒂芬森发明了第一台以煤为燃料的蒸汽机车。蒸汽机车是利用蒸汽机,把燃料的 转化为内能,再转化为 ,从而使机车运行;
(2)1885年卡尔·本茨发明了第一辆汽油驱动的汽车,该汽油机的效率可达到。若该内燃机完全燃烧0.5千克的汽油能获得机械能 焦(汽油热值);19世纪,乙醇汽油【将乙醇和汽油按体积比进行混合】的使用大大减少了对空气的污染。从物质的分类上看,乙醇汽油属于 ;
(3)我国目前已是世界上最大的新能源汽车出口国,某品牌电车某次充电的平均功率为,充电30分钟,其电耗为,理论上本次充电可行驶 千米;
(4)若研发核动力汽车,其动力来源为小型核反应堆,反应堆内可通过铀等核燃料的 (“核裂变”或“核聚变”)释放能量。
21.(2019·台州)下列是关于水蒸发致冷现象的解释,
①水分子运动速度有大有小;
②剩余的水内能减少,温度降低;
③剩余的水分子运动速度相对较小;
④速度大的水分子动能大,更易摆脱周围分子的“束缚”,跑到空气中。
此解释合理的顺序是( )
A.①④③② B.②③①④ C.③①④② D.④③②①
22.(2019·宁波)下列都是教材中的实验,其中为了说明“对物体做功,物体内能增加”的是( )
A.图甲:手帕摩擦塑料丝后,塑料丝散开
B.图乙:缝衣针与磁铁摩擦后,有了磁性
C.图丙:加热后,水蒸气把木塞冲出试管
D.图丁:迅速下压活塞后,浸过乙醚的棉花燃烧
23.(2019·杭州)对于同一物态的某种物质,根据c= 得知( )
A.比热跟热量成正比
B.比热跟质量成反比
C.比热跟温度变化成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量
24.(2020·衢州)将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”,把一瓶饮料放入“冰箱”后,冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是( )
A.甲是冰块 B.乙吸收热量 C.甲内能增加 D.乙内能减少
25.(2021·绍兴)如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是( )
A.水温上升时,水的内能增加
B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D.试管口的“白气”是水蒸气
26.(2021·宁波)在如图所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
27.(2024·浙江)如图所示,取一个配有活塞的厚玻璃筒,选择一团可燃物置于筒内,压下活塞。为了可燃物更易燃烧,关于所选可燃物的着火点及对活塞的操作正确的是( )
A.着火点低,缓慢下压 B.着火点高,缓慢下压
C.着火点低,快速下压 D.着火点高,快速下压
28.(2023·丽水)如图是电热液体蚊香器,工作时内部的发热部件对蚊香液加热,一段时间后,其项部有“白雾”飘出,房间里弥漫着蚊香液的清香,起到驱蚊和灭蚊的作用。
(1)发热部件使蚊香液温度升高,该过程主要通过 ,使蚊香掖的内能增加(填“做功"或“热传递”);
(2)“白雾”是蚊香液先汽化后 形成的(填物态变化名称);
(3)房间里弥漫着清香说明分子在不停地做 。
29.(2023·宁波)为了比较液体a和液体b的比热大小,小宁分别称取相同质量的a和b,在初温相同条件下,利用如图所示装置在沸水中加热
(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a、b内能增加的途径是 。
(2)实验过程中,小宁观察到温度计甲的示数变化始终比乙快。由此可知,液体a的比热ca与液体b的比热cb的大小关系是:ca cb。
30.(2023·湖州)新能源汽车因绿色低碳逐渐取代燃油汽车,电动汽车是常见的一种新能源汽车。
(1)内燃机为燃油车提供动力,其一个工作循环一般包括吸气、 压缩、做功、排气四个冲程,其中 冲程使汽车获得动力。
(2)电动机为电动汽车提供动力。下列实验可以演示电动机工作原理的是 。(填选项)
31.(2020·绍兴)热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙),热效率为5%-8%之间。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复,内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的 冲程实现。
A. B.
C. D.
(2)德罗夏提到的内燃方式是基于 的猜想。
(3)老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间,需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下,其目的与内燃机的 (选填“吸气“、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
32.(2020·舟山)十八世纪,瓦特发明的冷凝器蒸汽机,推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图,蒸汽机的工作原理为:打开阀门 A、关闭阀门 B,高压蒸汽进入汽缸,推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时,关闭阀门A、打开阀门B,蒸汽进入冷凝器,汽缸内压强减小,活塞下降。如此循环往复。
(1)蒸汽推动活塞上行过程中,能量转化是 。
(2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似。
(3)蒸汽机工作时,汽缸内部压强为 1.1×106帕,若活塞面积为0.1米2,则活塞受到蒸汽的压力是多少?
(4)蒸汽机活塞往复运动,通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为 200 千克,活塞每次上升高度为0.6米,则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功?假设活塞每分钟向上运动100次,该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少?
33.(2022·湖州)南极地区以陆地为主,平均海拔高度2350米左右,是世界上平均海拔高度最高的大洲;北极地区以海洋为主。同为地球的两极,南极的最低气温比北极低,原因是:
(1)请从海陆性质和地形等角度进行分析 。
(2)南极冰川众多,白色的冰雪 (选填“反射”或“吸收”)更多的太阳光。
34.(2022·丽水)火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展,生活中的点火方式越来越使捷多样,但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程:划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式,若F1=F2> F3,且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同,则哪种方式更容易将火柴引燃 请用所学知识解释。
35.(2022·衢州)4月19日8时许,一头抹香鲸在浙江象山海域搁浅。经救援人员20多个小时的奋力救援,成功回归大海。
(1)鲸属于海洋生态系统成分中的 。
(2)鲸搁浅是因头部受伤严重,导致大脑皮层中的 受损,而不能完成某些正常的反射活动。
(3)救援时要持续向鲸泼凉海水,防止鲸体温上升。海水凉是因为海水的 大,在同样的太阳辐射条件下,升温慢。
(4)若鲸死在滩涂,细菌会分解其体内的有机物,产生大量气体,待气体累积到一定程度会引发爆炸,造成危害。细菌细胞是原核细胞,其细胞内没有 。
36.(2023·丽水)图甲是一款电热服,衣服里嵌有电热纤维。图乙是其简化的工作电路,R1,R2为电热纤维,R1阻值为5欧;利用配套的锂电池供电,输出电压为5伏;可在低温、中温、高温三档问切换,高温档功率为15瓦。
(1)电热服是利用电流的 效应工作的 ;
(2)电热纤维应具有能导电,抗氧化、耐腐蚀、轻便柔软等性质,下列材料最适合做电热纤维的是 (填字母);
A.石墨纤维 B.棉纤维 C.细铁丝
(3)求电热服在高温档工作时通过R1的电流和R2的阻值(忽略温度对电阻的影响)。
答案
知识梳理
一、内能
2. 焦耳 J 3. (1) 减小 (2) 越大 (4) 不同
4.实质:转移 转化 说明:温度差 温度 增加 减少
二、热量
2. 焦耳 J (1) 增加 减小
三、汽油机
2.示意图:压缩 做功 进气门:开启 排气门:开启 火花塞:未点火 向下
能量的转化:机械 内 内 机械
四、热值
1. (3) 种类 2. (1) mq (2) qV
五、比热容
2. J/(Kg·℃) 3. cm△t 4. (1) 不同 (2) 不同
考点突破
例1:B 1.A
例2:B 1.D
例3:C 1.B
例4:A 1.做功 B
夯实基础
1.D 2.D 3.C 4.C 5.A 6.A 7.C 8.B 9.B 10.D
11.C 12.A 13.C 14.B
15.(1)温度 (2)做功
16.(1)内能 (2)神经中枢
17.(1)比热 (2)1.68×106J (3)热传递
18.(1)热传递;比热(较)大 (2)6.9×105
19.(1)正比 (2)水的质量 (3)当其他条件相同时,电阻丝产热与电阻成正比
(4)
20.(1)化学能;机械能 (2);混合物 (3)500 (4)核裂变
真题再现
21.A 22.D 23.D 24.B 25.D 26.C 27.C
28.(1)热传递 (2)液化 (3)无规则运动(热运动)
29.(1)热传递 (2)<
30.(1)做功 (2)乙
31.(1)C (2)燃料在气缸内燃烧,热量散失少,热效率高 (3)排气
32.(1)内能→机械能 (2)做功
(3)解:F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2 =1.1×105 N
答:活塞受到蒸汽的压力为1.1×105N。
(4)解:h物= ×0.6m=0.3m
W有 =G物h物= m物gh物 =200kg ×10N/kg ×0.3m = 600J
P有= = =1000 W
答:蒸汽机对物体做有用功为 600J, 有用功的功率为 1000W
33.(1)沙石比热容比水小,降温比水快,且对流层内海拔越高,气温越低 (2)反射
34.示例1:B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;火柴划动过程中,克服摩擦力做功越多,机械能转化为内能越多;内能增大,温度开高;温度达到擦火皮上易燃物的着火点,产生火星;放出的热量传递到火柴头,引发火柴头燃烧。
示例2:B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大,产生的摩擦力越大;火柴划动过程中,克服摩擦力做功越多,温度越高;温度达到擦火皮上易燃物的着火点,产生火星;放出的热量传递到火柴头,引发火柴头燃烧。
35.(1)消费者 (2)神经中枢 (3)比热或比热容 (4)细胞核
36.(1)热 (2)A
(3)I1=U/R1=5V/5Ω=1A
I总=P总/U= 15W/5V=3A
I2=I总-I1=3A-1A≈2A
R2=U/I2= 5V/2A=2.5Ω
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