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第17讲 能量的转化和守恒
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▲1.能的多种形式
列举能的多种形式(机械能、内能、电磁能、化学能、核能)
▲2.机械能
①识别动能、重力势能和弹性势能②知道动能大小跟质量、速度的定性关系
③知道重力势能大小跟质量、举高高度的定性关系
④知道弹性势能大小跟弹性形变的定性关系⑤举例说出动能和势能的相互转化
⑥描述机械能守恒的含义⑦利用机械能守恒解释简单的现象
▲3.内能
①知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系②知道做功和热传递是改变内能的两种途径
③知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化
④举例说出化学能和内能的转化⑤说明生物体能量来源及其转化
⑥说出汽油机的工作过程⑦知道汽油机的能量转化
▲4.核能的利用
①知道裂变和链式反应②知道聚变和热核反应
③知道放射性及其应用④知道核电站是利用核裂变的原理来工作的
▲5.能量转化与守恒
①举例说出能量的转化与守恒定律②举例说出能量的转化与传递有一定的方向性
③知道提高能量利用效率和节能的关系
④通过对能量转化与守恒定律发现史的学习,领悟科学思想和科学精神
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1.(2016 黄冈校级自主招生)在一般 ( http: / / www.21cnjy.com )情况下,单位时间内高温物体向低温物体传递的热量与两个物体的温差成正比。冬天的北方比较寒冷,房间内都有供暖系统。如果房外温度为﹣20℃,则房内温度为18℃;如果房外温度为﹣30℃,则房内温度为12℃.那么,房间暖气管的温度为( )
A.75℃ B.70℃ C.65℃ D.60℃
2.(2015 蒙城县校级自主招生)水具有比热容大的特点,如图现象中与此特点无关的是( )
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A.用水冷却汽车发动机 B.空调房间放盆水可以增加湿度
C.海边的昼夜温差较小 D.冬天暖气设备用热水供暖
3.(2017 杭州)如图为汽油机工作过程中某一冲程的示意图,此冲程的名称及能量转化是( )
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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
4.(2017 黑龙江)下列关于能量转化转移现象的说法中,正确的是( )
A.蓄电池充电时,化学能转化为电能 B.暖瓶塞跳起时,机械能转化为内能
C.用热水袋取暖时,内能发生了转移
D.电动机工作时,机械能转化为电能
5.(2017 市南区校级自主招生)天然气 ( http: / / www.21cnjy.com )灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾,大约需要10min,已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),天然气的热值为3.5×107J/m3,天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收。求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃烧的天然气体积。
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1.(2017 毕节市)下列说法正确的是( )
A.温度从高温物体传递到低温物体 B.温度为0°C的物体没有内能
C.温度高的物体含有热量多 D.晶体熔化吸热,温度保持不变
2.(2017 无锡)用如图所示的装置,先 ( http: / / www.21cnjy.com )后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液体比热容的大小,多次实验表明:要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,以下关于该实验的操作及分析错误的是( )21·cn·jy·com
A.水比煤油的比热容大
B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了水和煤油受热均匀
C.实验中可以不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后。煤油比水升高的温度大
3.(2017 自贡)关于物质的比热容,下列说法中正确的是( )
A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关
B.同种物质质量越大比热容就越大
C.因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂
D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变
4.(2017 上海)四冲程柴油机在工作过程中,将内能转化为机械能的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
5.(2017秋 宛城区校级期中)甲乙两台柴油机,甲的效率大于乙的效率,说法正确的是( )
A.甲的功率大于乙的功率
B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C.甲将燃料燃烧放出的能量变成有用的那部分能量的比例比乙大
D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙多
6.(2016 凉山州)近年以来,安宁河谷地区大力发展风力发电,风力发电的过程中涉及到的能量转化说法正确的是( )2-1-c-n-j-y
A.太阳能转化为电能 B.电能转化为风能 C.水能转化为电能 D.风能转化为电能
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7.(2016 枣庄)太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一,关于太阳能的利用,下列说法正确的是( )【21cnj*y.co*m】
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A.图甲中,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B.图乙中,太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能
C.图丙中,太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能
D.图丁中,首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能
8.(2017 海南)如图所示,塞子从试管口跳出,是由于水蒸气对塞子做了功,这个过程中能量的转化是( )
A.内能转化为机械能 B.化学能转化为内能 C.机械能转化为内能 D.只有内能的转移
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9.(2017 金华)下列关于“热与能”的表述中正确的是( )
A.物体在吸热过程中,其温度一定升高
B.在搓手取暖过程中,内能转化为机械能
C.水常被用作冷却剂,是因为水的比热容大
D.铁块在锻烧过程中,其内能从零开始增加
10.(2015 随州)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图甲,网上曾热销一种“55度杯”,称“能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密,随州某中学物理小组设计了如图乙模型。设此杯内胆中被封存着300g水,室温20℃;现向杯中倒入200g、100℃开水,摇一摇,杯内水温迅速降至t1,饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该杯,摇一摇,矿泉水的温度可升至t2,若忽略内胆及空间的热能消耗,则t1、t2分别大约为( )
A.50℃,50℃ B.52℃,39.2℃ C.40℃,60℃ D.55℃,55℃
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11.(2017 安徽)农作物的秸秆可 ( http: / / www.21cnjy.com )以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 J的热量;若这些热量完全被质量为100kg,初温为20℃的水吸收,可使水温升高到 ℃[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg,C水=4.2×103J/(kg ℃)]。
12.(2017 济南)(1)伽利 ( http: / / www.21cnjy.com )略认为,如果图示中的斜面是光滑的,那么当小球从左侧某一高度向下运动时,无论右侧斜面坡度如何,小球都会沿斜面上升到相同的高度,这是因为小球在这一运动过程中,能的总量是 的。
(2)众所周知,内能会从温度高的物 ( http: / / www.21cnjy.com )体转移到温度低的物体,但不可能自动地从温度低的物体转移到温度高的物体;由于摩擦总会有一些机械能转化为内能散失到空气中,但散失到空气中的内能却不可能自动地再转化为机械能,这是因为能量的转化或转移具有 。
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第12题 第13题
13.(2017 宿迁)如图所示,在空气压缩 ( http: / / www.21cnjy.com )引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能 (填“增加”或“减少”),空气的内能是通过 方式改变的;筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过 方式改变的。
14.(2017 临沂)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
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(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 ;
(2)加热10min,水吸收的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量;
(3)根据实验数据,小明作 ( http: / / www.21cnjy.com )出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg ℃)【c水=4.2×103J/(kg ℃)】
(4)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J.(q酒=3.0×107J/kg)
15.(2017 昆明) ( http: / / www.21cnjy.com )某品牌轿车的质量为M(含驾乘人员),车的钢质外壳密度为ρ1、质量为m,发动机的效率为η1.若该车在平直道路上匀速行驶受到地面的摩擦力为车总重的k倍(k<1,为常数),受到的空气阻力为f,忽略其他摩擦阻力。经过技术革新,厂家将车外壳换成了等体积,密度为ρ2的新材料(ρ2<ρ1),并对车子的流线型进行了优化,使车子受到的空气阻力降低了2%,还将车子的发动机效率提高到了η2.改进后汽车以相同的速度匀速行驶,求改进后汽车的耗油量m2与改进前的耗油量m1的比。(设改进前后汽车行驶的路况、路程、驾乘人员相同。不带单位计算)2·1·c·n·j·y
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1.(2018 西城区二模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体温度升高,它的内能一定减少
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体温度降低,它的分子运动一定减缓
D.物体吸收了热量,温度一定升高
2.(2018 临沂模拟)下列现象中,通过热传递来改变内能的是( )
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A.给冷水加热 B.压缩空气温度升高 C.下滑时臀部发热 D.搓手取暖
3.(2018 永定县校级一模)用同样的加热器给相同质量的甲、乙两种液体加热,它们的温度随时间变化的图象如图所示,由图可知( )21*cnjy*com
A.甲液体的比热容大 B.乙液体的比热容大
C.甲、乙两种液体的比热容相等 D.无法通过这个图象判断哪种液体的比热容大
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4.(2018 德州模拟)下列事例没有利用水的比热容大的是( )
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A.热水袋用水来取暖 B.夏天中午洒水车洒水降温
C.初春夜晚要向稻田中灌水 D.城市建造人工湖来调节气温
5.(2018 永定县校级一模)质量相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的两球,已知甲球的比热容是乙球比热容的2倍,乙球吸收的热量是甲球吸收热量的2倍,那么甲球升高的温度与乙球升高的温度之比为( )
A.1:2 B.1:1 C.2:1 D.1:4
6.(2017 锦江区模拟)如图所示, ( http: / / www.21cnjy.com )在试管内装些水,用玻璃管的胶塞塞住,加热试管使水沸腾后,水蒸气推动纸做成的小叶轮转动,这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的( )21教育网
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
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7.(2017 枣庄模拟)为迎接“ ( http: / / www.21cnjy.com )4.18”,扬州市进行了城市道路系统建设及环境综合改造,如图所示是建筑工地上正在工作的挖掘机,下列说法正确的是( )
A.挖掘机是将机械能转化为内能的装置
B.挖掘铲的前端做成齿状,是为了增大摩擦
C.机械臂被液压杆撑起时,相当于费力杠杆
D.挖掘臂水平转动时,挖掘机对铲内的土做功
8.(2018 庆云县一模)如图所示,在 ( http: / / www.21cnjy.com )用塞子封闭的瓶内装有少量的水,用打气筒往瓶内打气,当瓶塞跳起来时,可以看到瓶子中出现了雾。下面解释这个现象的合理顺序是:①瓶内空气内能减少②瓶内空气的温度降低③瓶内空气中的水蒸气液化形成雾④瓶内空气推动瓶塞做功( )
A.①②③④ B.②③④① C.④①②③ D.③④①②
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第8题 第9题
9.(2018 宜兴市一模)街头的传 ( http: / / www.21cnjy.com )统的手摇“爆米花机”,如图所示。唤起了人们童年的记忆。爆米花是将玉米放入密闭的铁锅内,边加热边翻动一段时间后,当铁锅突然打开时,随着“砰”的一声,玉米变成玉米花。下列说法正确的是( )21世纪教育网
A.玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功,使其内能增加
B.玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增加
C.玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开,内能不变
D.玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开,内能增加
10.(2017 农安县校级模拟)如图所示的事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是( )
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A.锯木头锯条发热 B.划火柴点火 C.烧水时水温升高D.铁丝来回弯折温度升高
11.(2018 吉林模拟)小时候经常 ( http: / / www.21cnjy.com )玩的一个游戏,就是把喝完了水的矿泉水瓶扭转加压,然后比赛谁的瓶盖飞的远。瓶盖飞的远近和技术有关,但无一例外的有趣现象是会有白色的水雾从瓶子口冒出(如甲).在这个过程中发生的能量转化是 ,如图 (填“乙”或“丙”)中汽油机的工作过程与这一情景过程中能量的转化是一致的。
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12.(2018 铜陵一模)通 ( http: / / www.21cnjy.com )常人体的温度高于周围环境的温度,人体以红外线的方式不断向外辐射热量,每小时人体释放的热量能使相当于自身质量的水的温度升高2℃.假设小明同学的质量是60kg,每小时向外释放的热量是 J.[水的比热容c=4.2×103J/(kg℃)]。
13.(2018 南关区校级一模)一位 ( http: / / www.21cnjy.com )同学用相同的酒精灯给质量相等的甲乙两种物质加热,根据结果描绘温度﹣时间图象(如图).由图可知,甲物质温度比乙物质温度升高 (选填“快”或“慢”),甲物质比热容 乙物质比热容。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
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14.(2018 绥化二模)在探究“比较不同物质的吸热情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取质量 的甲、乙两 ( http: / / www.21cnjy.com )种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热,当它们吸收相同热量时,通过比较 来分析吸热情况。【21教育】
(2)通过实验,记录数据如表格所示,从开始加热到58℃时,甲、乙两种液体吸收的热量
Q甲 Q乙(填“>”“<”或“=”)。
(3)分析实验实据可知 液体的比热容较大。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 34 42 50 58 66
乙的温度/℃ 10 22 34 46 58
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15.(2018 德州模拟) ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示是现在一些城市的道路两边安装的一种“风光互补路灯”,它头顶小风扇,肩扛太阳能电池板,风扇在风中不停的转动,俨然一道亮丽的风景。它不需要挖路面埋管铺设输电线路,无风有光时,通过太阳能电池板发电,有风无光时通过风力发电机发电,二者皆备时同时发电,并可日夜为蓄电池充电。以一杆传统的路灯和该新颖路灯对比,“风光互补路灯”1年大约可以节省电能3.6×109J,减少碳粉尘排放300kg。请回答下列问题:21cnjy.com
(1)若煤炭的热值为3×107J/kg,一盏这样的路灯每年可节约煤炭多少千克?
(2)若每年节约的能量有14%被水吸收 ( http: / / www.21cnjy.com ),可将多少千克的水由20℃加热到沸腾?(水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)、大气压强为标准大气压)
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参考答案
【试题分类品鉴】
例1【所涉考点】热传递.【解答】由题知,单位时间内高温物体向低温物体传递的热量与两个物体的温差成正比,即Q放=k△t,其中k为比例系数,与传递热量的物质有关;
设暖气管的温度为t,暖气管向房内放热时比例系数为k1,房内向房外放热时比例系数为k2;(1)如果房外温度为﹣20℃,则房内温度为18℃,【21教育名师】
则房间暖气管向房内放出的热量:Q1=k1△t1=k1(t﹣18℃),
房内向房外放出的热量:Q2=k2△t2=k2[18℃﹣(﹣20℃)]=k2×38℃,
为了使得房内温度恒定,则Q1=Q2,否则房内温度要么升高、要么降低;
则有:k1(t﹣18℃)=k2×38℃﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
(2)如果房外温度为﹣30℃,则房内温度为12℃,
则房间暖气管向房内放出的热量:Q3=k1△t3=k1(t﹣12℃),
房内向房外放出的热量:Q4=k2△t4=k2[12℃﹣(﹣30℃)]=k2×42℃,
为了使得房内温度恒定,则Q3=Q4,
则有:k1(t﹣12℃)=k2×42℃﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①式÷②式可得: ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
解得t=75℃。
【答案】A。
2.【考点】水的比热容的特点及应用.
【解答】A、因为水的比热容较大,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,所以用水冷却汽车发动机,不符合题意;21-cnjy*com
B、空调房间放盆水增加湿度,是利用水的蒸发,增加水蒸气,与比热容无关,符合题意;
C、因为水的比热容较大,白天,相同质量 ( http: / / www.21cnjy.com )的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,由此使得海边昼夜温差小,不符合题意;
D、因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天暖气设备用热水供暖,不符合题意。
【答案】B。
3.【考点】内燃机的四个冲程.
【解答】如图,进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,因此是压缩冲程,压缩冲程中机械能转化为内能。
【答案】A。
4.【考点】E5:能量的转化和转移.
【解答】A、蓄电池充电时,消耗电能得到化学能,所以是电能转化为化学能。故A错误;
B、暖瓶塞跳起时,瓶内空气的内能减少,瓶 ( http: / / www.21cnjy.com )塞获得了机械能,所以是内能转化为机械能。故B错误;C、利用热水袋取暖时,热水袋温度降低内能减少,人体获得热量,所以是内能的转移。故C正确;D、电动机工作时,消耗电能,得到机械能,所以是电能转化为机械能。故D错误。
答案:C。
5.【考点】热量的计算.
【解答】(1)一个标准大气压下,水的沸点为100℃,即水的末温t=100℃,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×3kg×(100℃﹣20℃)=1.008×106J;
(2)由η= ( http: / / www.21cnjy.com )可得天然气完全燃烧放出的热量:Q放= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=1.68×106J,
由Q放=Vq得需要天然气的体积:V= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=0.048m3。
【答案】(1)水吸收的热量为1.008×106J;(2)燃烧天然气的体积为0.048m3。
【随堂冲刺精练】
1.【考点】热传递;温度、热量与内能的关系.
【解答】解:
A、热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体,传递的不是温度,传递的是内能。故A错误;
B、一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,则一切物体都有内能。故B错误;
C、热量是一个过程量,只能说吸收或放出热量,不能说含有热量。故C错误;
D、晶体熔化过程吸热,内能增加,状态发生改变,但温度保持不变。故D正确。
【答案】D。
2.【考点】比热容的概念.
【解答】A、相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化大的吸热能力弱,比热容小,水的比热容大于煤油的比热容,故A正确;21·世纪*教育网
B、实验中搅拌器的作用是:使液体受热均匀,故B正确;
C、水和煤油的沸点不同,加热时间也不同无法比较比热容的大小,故C错误;
D、由于煤油的比热容小,根据△t= ( http: / / www.21cnjy.com ),质量相同的水和煤油,吸收相同的热量,煤油的温度比水的温度升高得大,故D正确。
【答案】C。
3.【考点】比热容的概念.
【解答】A、比热容与物质的种类、状态有关,故A错误;
B、比热容是物质的一种特性,和物体质量的大小没有关系,故B错误;
C、水的比热容最大,和其它物质比较,降低相同 ( http: / / www.21cnjy.com )温度吸收热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂,故C正确;D、比热容与物质的种类、状态有关,种类不同,状态不同,比热容一般不同,故D错误。
【答案】C。
4.【考点】内燃机的四个冲程.
【解答】柴油机正常工作时,在压缩冲程 ( http: / / www.21cnjy.com )中,活塞对气缸内的气体做功,将机械能转化为内能,使气缸内的气体温度升高;在做功冲程中,汽油燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,带动曲轴转动,对外提供动力。
【答案】C。
5.【考点】热机的效率.
【解答】A、功率是表示物体做功快慢的物 ( http: / / www.21cnjy.com )理量,与热机的效率是两个完全不同的概念,故A错误;B、虽然甲的效率比乙高,但不清楚两台柴油机做功多少的情况下,无法确定谁消耗的燃料多,故B错误;C、甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高,说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大,故C正确;D、相同时间内消耗燃料的多少与柴油机的功率有关,与效率无关,故D错误。
【答案】C。
6.【考点】能量的转化和转移.
【解答】风力发电的过程中,消耗了风能,产生了电能,因此该过程将风能转化为了电能。
【答案】D。
7. 【考点】能量的相互转化.
【解答】A、绿色植物的光合作用是将光能转化为化学能,储存在植物体内,故A正确;
B、太阳能热水器内的水从太阳吸收热量,内 ( http: / / www.21cnjy.com )能增加、温度升高,是通过热传递的方式增加水的内能,故B错误;C、太阳能信号灯先将太阳能先转化为电能,再转化为光能,故C错误;D、太阳能飞机是先将太阳能转化为电能,再转化为机械能,故D错误。
【答案】A。
8. 【考点】做功改变物体内能.
【解答】解:在该过程中,水蒸气把软 ( http: / / www.21cnjy.com )木塞冲开,是水蒸气对木塞做功,即消耗了水蒸气的内能,变成了瓶塞的机械能,故是水蒸气的内能转化为木塞的机械能的过程。
【答案】A。
9.【考点】温度、热量与内能的关系.
【解答】A、物体在吸热过程中,其温度可能升高可能不变,如晶体在熔化过程中,尽管吸热,但是温度不变,故A错误;
B、人们搓手取暖,消耗了机械能,得到了内能,是机械能转化为内能的过程,故B错误;
C、水常被用作冷却剂,是因为水的比热容大,质量相同的水和其它液体相比较,升高相同的温度时,吸收的热量多,故C正确;
D、任何物体都具有内能,故铁块在锻烧过程中,其内能不是从零开始增加的,故D错误。
【答案】C。
10.【考点】热传递.【解答】①热水放出的热量:Q放=cm(t0﹣t),冷水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0);
②假设热水放出的热量全部被凉水吸收, ( http: / / www.21cnjy.com )所以Q吸=Q放,即4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×(100℃﹣t1)=4.2×103J/(kg ℃)×0.3kg×(t1﹣20℃);解得t1=52℃。
③速将200g室温矿泉水倒入该杯,摇一 ( http: / / www.21cnjy.com )摇,矿泉水的温度可升至t2,即4.2×103J/(kg ℃)×0.3kg×(52℃﹣t2)=4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×(t2﹣20℃);解得t2=39.2℃。
【答案】B。
11.【考点】热量的计算.
【解答】秸秆煤完全燃烧释放的热量:
Q放=m秸秆煤q=0.5kg ( http: / / www.21cnjy.com )×2.1×107J/kg=1.05×107J。由题意可知,水吸收的热量为:Q吸=Q放=1.05×107J,由Q吸=cm△t可得,水升高的温度:
△t= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=25℃,则水的末温:t=t0+△t=20℃+25℃=45℃。
【答案】1.05×107;45。
12.【考点】能量的转化与转移的方向性;能量转化与守恒观点的应用.
【解答】(1)斜面是光滑的 ( http: / / www.21cnjy.com ),无论右侧斜面坡度如何,小球都会沿斜面上升到相同的高度,这说明此时小球的机械能等于释放之前的机械能,即机械能是守恒的,或者说能的总量是守恒的;(2)散失到空气中的内能无法自动转化为机械能,这是因为能量的转移和转化具有方向性。
答案:(1)守恒;(2)方向性。
13.【考点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能.
【解答】迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功 ( http: / / www.21cnjy.com ),机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,这是通过做功的方法增大空气内能的;当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。www-2-1-cnjy-com
【答案】增加;做功;热传递。
14.【考点】GX:探究比热容的实验.
【解答】(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是:控制不同物质的质量相同;
(2)加热10min,水吸收的热量 等于煤油吸收的热量;
(3)水沸腾时保持不变的温度叫沸点,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,水的沸点是98℃,由图乙知,升高相同的温度,水用的时间是煤油的2倍,即吸收的热量是煤油的2倍,根据c= ( http: / / www.21cnjy.com ),在质量、升温相同的情况下,比热容与Q成正比,故煤油的比热容是: ( http: / / www.21cnjy.com )×4.2×103J/(kg ℃=2.1×103J/(kg ℃)。
(4)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是:
Q放=mq酒=0.02kg×3.0×107J/kg=6.0×105J。
【答案】(1)控制不同物质的质量相同;(2)等于;(3)98;2.1×103J/(kg ℃);(4)6.0×105。
15.【考点】热机的效率.
【解答】解:设改进后车外壳的质量为m′,汽车的行驶路程为S,汽油的热值为q,根据题意得:改进前 ( http: / / www.21cnjy.com ),因为匀速运动,所以F1=f1,f1=kMg+f,
( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),
改进后 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com );
因为匀速运动,所以F2=f2=k(M﹣m+m′)g+0.98f,则 ( http: / / www.21cnjy.com ),m2= ( http: / / www.21cnjy.com )
故改进后与改进前的油耗量比: ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】 ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )
【速效提升突破】
1.【考点】温度、热量与内能的关系.
【解答】A、内能的大小和温度、质量、状态等因 ( http: / / www.21cnjy.com )素有关,故温度高的物体,内能不一定大;故A错误;B、一个物体的内能增加,可能是吸收了热量,也可能是因为对物体做功。故B错误;C、根据分子的热运动可知,物体的温度越低,分子运动越慢,故C正确;
D、物体吸收了热量,温度不一定变化,如冰熔化吸热,内能增加,但温度不变,故D错误。
【答案】C。
2.【考点】热传递改变物体内能.
【解答】A、给冷水加热,属于热传递改变物体的内能,符合题意。
B、压缩空气温度升高,属于做功改变物体的内能,不符合题意。
C、图中小孩下滑时臀部发热,属于做功改变物体的内能,不符合题意。
D、搓手取暖,属于做功改变物体的内能,不符合题意。
【答案】A。
3.【考点】比热容的概念.
【解答】由题意知:质量相同,由图示可以看出,当加热时间相同时,即吸收的热量相同时,乙的温度升高的快,利用热量的计算公式Q吸=cm△t可知:c= ( http: / / www.21cnjy.com ),
所以在质量相等、吸热也相同的情况下,谁的温度升高得快,它的比热容小;
所以,甲的比热容大,乙的比热容小。
【答案】A。
4.【考点】水的比热容的特点及应用.
【解答】解:A、由于水的比热容大,相同质量的 ( http: / / www.21cnjy.com )水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以热水袋用水来取暖,故和水的比热容有关,不符合题意;【21·世纪·教育·网】
B、夏天中午洒水车洒水降温,即是利用水蒸发吸热降温的,故与水的比热容无关,故符合题意;
C、因为水的比热容大,相同质 ( http: / / www.21cnjy.com )量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故与水的比热容有关,故不符合题意;
D、城市建造人工湖来调节气温,即 ( http: / / www.21cnjy.com )由于水的比热容最大,相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量,水温度上升的慢,故与水的比热容有关,不符合题意;
【答案】B。
5.【考点】热平衡方程的应用.
【解答】解:∵Q=cm△t∴甲球升高的温度与乙球升高的温度之比 ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )。
【答案】D。
6. 【考点】内燃机的四个冲程.【解答】当试管内水被加热后,水沸腾成为水蒸 ( http: / / www.21cnjy.com )气,水蒸气喷出时带动小叶轮转动,水蒸气的内能转化为小叶轮的机械能;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,与上述能量转化相同。
【答案】C。
7.【考点】能量的相互转化;增大或减小摩擦的方法;杠杆的应用;力是否做功的判断.
【解答】解:A、挖掘机工作时,是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能的装置,故A错误;
B、挖掘铲的前端做成齿状,是为了在压力一定时,减小受力面积增大压强,故B错误;
C、机械臂被液压杆撑起时,动力臂小于阻力臂,相当于费力杠杆,故C正确;
D、挖掘臂水平转动时,挖掘机对铲内的土的作用力向上,而移动的距离是水平的,二者方向垂直,故不做功,故D错误。
【答案】C。
8.【考点】做功改变物体内能.【解答】用打气筒往瓶里打气,当瓶塞被崩 ( http: / / www.21cnjy.com )起时,瓶内的空气对瓶塞做功,空气的内能减小,温度降低;空气中的水蒸气遇冷发生液化现象,液化成小水滴,这就是在瓶口看到的“白气”;故合理顺序为:④①②③。21*教*育*名*师
【答案】C。
9.【考点】热传递改变物体内能.
【解答】A、玉米爆开前通过热传递增加内能,不是做功改变内能,不符合题意;
B、玉米爆开前通过热传递增加内能,符合题意;
C、玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开,内能会减少,不是不变,不符合题意;
D、玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开,内能会减少,不是增加,不符合题意。
【答案】B。
10.【考点】热传递改变物体内能.【解答】A、用锯条锯木头,克服摩擦 ( http: / / www.21cnjy.com )做功,机械能转化为内能,属于做功改变物体内能;故A错误;B、划火柴点火,克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式增加了物体的内能,故B错误;C、烧水时,火焰的内能传递给水,使水的内能增加,温度升高,是通过热传递的方式改变物体的内能;故C正确;D、来回弯折铁丝,铁丝的温度升高、内能增大,是利用做功来改变物体内能的,故D错误。
【答案】C。
11.【考点】做功改变物体内能.
【解答】用力拧紧瓶身的过程中,压 ( http: / / www.21cnjy.com )缩瓶内的水蒸气做功,瓶内水蒸气内能增大,发生的能量转化是机械能转化成内能。瓶盖飞出去时,是瓶内水蒸气体积膨胀,对瓶盖做功,瓶内水蒸气内能减小,温度降低,内能转化为机械能;汽油机的做功冲程中,火花塞放电,点燃混合气体,高温高压的燃气推动活塞做功,也是内能转化成机械能,如图乙中,进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,因此是做功冲程。www.21-cn-jy.com
【答案】内能转化为机械能;乙。
12.【考点】热量的计算.
【解答】解:60kg的水升高2℃吸收的热量:Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg ℃)×60kg×2℃=5.04×105J,
由题知,质量为60kg的中学生每小时向外释放的热量也是5.04×105J。
【答案】5.04×105。
13.【考点】比热容的概念.
【解答】分析图象可知:相同的时间内,甲的温度变化值大,甲的温度升高快;
根据公式Q=cm△t,甲、乙两种物质的质量相等,加热相同的时间它们吸收的热量也是相等的,甲升高的温度值大,甲的比热容小。
【答案】快;小于。
14.【考点】探究比热容的实验.
【解答】(1)在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中;
用相同的电加热器加热,当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来分析吸热情况。
(2)用相同的电加热器加热,加热相同的 ( http: / / www.21cnjy.com )时间,放出的热量就是相等的,则甲和乙吸收的热量也是相等的,所以,使它们升高相同的温度,物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;由表中实验数据可知,从开始加热到58℃,液体升高相同的温度,甲需要的加热时间短,乙需要的加热时间长,甲吸收的热量小于与乙吸收的热量。
(3)由表中实验数据可知,使甲乙两 ( http: / / www.21cnjy.com )液体的温度都升高24℃时,甲的加热时间为3min,而乙的加热时间为2min,所以,甲吸收的热量多,则甲物质的吸热能力强。
【答案】(1)相同;升高的温度;(2)<;(3)甲。
15.【考点】热量的计算;热平衡方程的应用.
【解答】(1)根据题意可知,煤炭放出的热量Q放=3.6×109J,
根据Q放=mq,所以一盏这样的路灯每年可节约煤炭的质量:m煤炭= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=120kg;
(2)根据题意可知,水吸收的热量:Q吸=3.6×109J×14%=5.04×108J,
根据Q吸=cm(t﹣t0),所以可加热到沸腾水的质量:
m水= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )=1500kg。
【答案】(1)一盏这样的路灯每年可节约煤炭120kg;(2)可将1500kg的水由20℃加热到沸腾。
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