浙教版科学九上第三章 第5节 物体的内能同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(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2.(华师大版初中科学九年级上学期 第7章 内能 单元试卷)温度相同的甲、乙两种液体放出相等热量后,甲的温度高于乙的温度。关于两种液体的质量m甲、m乙及比热容c甲、c乙,下列关系式中可能成立的是( )
A.m甲<m乙,c甲<c乙 B.m甲=m乙,c甲<c乙
C.m甲<m乙,c甲=c乙 D.m甲>m乙,c甲<c乙
3.(2019九上·杭州期中)初温相等、质量相等的铁块和铝块(C铝>C铁),吸收了相等的热量后相互接触,则( )
A.会发生热传递,热从铁块传给铝块
B.不会发生热传递
C.会发生热传递,热从铝块传给铁块
D.条件不足,无法判断
4.(初中科学浙教版九年级上册4.1食物与营养)某小组利用如图所示装置进行“测定花生种子所含能量”的实验,他们测得,一粒花生种子充分燃烧后,锥形瓶中的50mL水从15℃升高到了35℃(1mL水每升高1℃,需要吸收4.2焦的热能),这粒花生种子实际所含的能量最可能( )
A.小于3150焦 B.等于3150焦 C.等于4200焦 D.大于4200焦
5.(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 ℃)
6.(2016·缙云)在冬季室温下质量相等的A、B两物体,把A物体放入一杯热水中达到热平衡后,水温降低了5℃;取出A物体后再把B物体放入这杯水中,达到热平衡后水的温度又降低了5℃。如果没有热损失,这两个物体比热大小的关系是( )
A.A物体的比热较大 B.两物体的比热相等
C.B物体的比热较大 D.无法比较
7.如图所示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为( )
A. B.
C. D.
8.将质量、初温分别相等的铁块和铝块(c铁﹤c铝)放在沸水里煮较长一段时间,比较它们吸收热量的多少,则( )
A.铁块吸收的热量多 B.铝块吸收的热量多
C.铁块、铝块吸收的热量一样多 D.无法判定
9.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
10.温度是反映物体冷热程度的物理量,冷热程度能反映的是( )
A.物体运动时动能的大小 B.物体势能的大小
C.物体内分子热运动的剧烈程度 D.分子势能的大小
11.下列现象中,属于用热传递方法使物体的内能减少的是( )
A.灼热的铁水变成铁铸件
B.夏天从冰箱里取出的正在熔化的冰块
C.冲开热水瓶塞子的水蒸气
D.坠入大气层中的流星
12.关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是( )
A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多
B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
D.物体温度升高,它的热量一定增加
13.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.对物体加热,物体的温度一定升高
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.物体的温度为0℃,其内能也为零
D.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递
14.(浙教版科学九年级上册 3.5 物体的内能 培优练习)关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.温度为0℃的物体没有内能
B.物体内能增加,一定是通过外界对物体做功
C.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
D.正在沸腾的水吸收热量,温度增加,内能不变
15.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.温度高的物体,内能一定大
C.0℃的冰块,内能一定为零
D.温度相同的两物体间不会发生热传递
二、填空题
16.(2021·温州模拟)将两个完全相同的铜质球甲、乙按如图所示放置,其中甲放置在水平桌面,乙悬挂在不可伸长的细线上,且两球重心位于同一高度.当两球吸收相等的热量之后,比较两个球哪个温度高 理由 。
17.(初升高名牌一级重点高中科学招生训练卷模拟训练卷(二))甲、乙两个初温相同的物体质量相等,它们的比热之比为c甲:c乙=3:1,让它们分别各吸收400J的热量以后,再把它们放在一起相互接触(无热散失),在达到热平衡的过程中,它们之间相互传递的热量是 J。
18.(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))菜油最适宜的烹饪温度在150 ℃至180 ℃之间。用天然气将质量为0.02千克的菜油从室温20 ℃加热到170 ℃,天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了 焦热量,燃烧了 米3的天然气。[取c菜油=
2.0×103焦·(千克·℃)-1,天然气的热值为4×107焦/米3]
19.(2016九下·镇海竞赛)将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水,水温又上升了2.5℃,不计热量的损失,则m0:m= 。
20.将质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度 (填“相同”或“不相同”)。从沸水中吸热最多的是 球,吸热最少的是 球.(C铝 C铁 C铜)
21.有甲、乙两物体,质量之比m甲∶m乙=5∶3,比热容之比c甲∶c乙=2∶1,如果它们放出相同的热量,则它们降低的温度之比Δt甲∶Δt乙= .
三、解答题
22.(2019九上·长兴月考)下面是两个有关热学方面的观点,请用实例说明它们是错误的。
(1)物体放出热量,温度一定降低。 。
(2)物体温度升高,一定是有其他物体对它做了功。 。
23.(2019·杭州模拟)有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上,并装满水。
型号 JL8801A
水容量/L 80
自身质量/kg 50
(1)某地区(晴天)一天中接收的太阳能3.36×107J,接收的太阳能,如果由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
(2)装满的水质量是多少千克?
(3)若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使初温为20℃的水温度升高到多少度 [c=4.2×103J/(kg·℃)]
24.(2019·杭州模拟)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,烧杯中盛有20℃、质量为100g的水,在一个标准大气压下加热至沸腾,假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg]求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率。
(3)科学研究表明:1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了5g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
25.(2019九上·杭州期中)某太阳能热水器受光面积为2米2,内装80千克水,太阳每分钟辐射到1米2 面积上热量是7×104焦。如果60%的热量被水吸收,水的比热是4.2×103焦/(千克·℃),问:
(1)日晒3小时后,太阳辐射到热水器的热量有多少?
(2)太阳辐射的这些热量能使20℃的水温最终达到多少?
(3)煤气的热值是4.2×107焦/千克,若煤气灶的效率为40%,请问:使等质量的水升高相同的温度,需燃烧多少千克煤气?
26.(2016九上·金华期中)木炭的热 值为3.4×107J/kg
(1)完全燃烧0.5千克木炭能放出多少热量?
(2)若这些热量全部被质量为50千克、温度为10℃的某种液体吸收,温度升高到95℃.那么,这种液体的比热容是多少?
27.小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热是4.2×103焦/(千克 ℃),他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量,于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天将30千克20℃的水烧开.
(1)小明家每天烧水做饭需要多少热量?
(2)如果普通煤的燃烧值为3×107焦/千克,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤?
(3)小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤,按每块蜂窝煤含煤0.5千克算,他家每天实际用煤2千克,由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%,你认为小明家煤炉效率低的原因是什么?
(4)从大的方面讲,家用煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外,另一个主要缺点是什么?
28.单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800圈.当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求该汽油机的功率.
29. 认识自然,亲近自然.初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动,小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图甲所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气,参数如表格所示),爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%,丁烷气体的燃烧效率为90%,野炊地水的沸点为96℃,测出当地水的温度为26℃,[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),锅的比热容为0.8×103J/(kg ℃)]
品名 便携式丁烷气炉 质量 1.88kg(不含气瓶)
型号 WZL.168.A 尺寸 343×284×113mm
用途 野外用 点火方式 电子点火
使用燃气 液化丁烷气 燃气消耗量 150g/h(最大火力时)
气瓶规格(尺寸/容量)
品名 总质量 净质量 主要成分 热值
神州 354g 250g 丁烷 9×107J/kg
(1)完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量?
(2)需多少焦耳的热量,才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃?
(3)如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h,这样能够把质量为多少千克的水烧开?(最后结果保留1位小数)
四、实验探究题
30. 为了比较甲乙两种液体的吸热能力,某同学设计了以下实验:
a.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的甲乙两种液体
b.用温度计分别测出甲乙两种液体的初温
c.在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器,且加热时间相同
d.用温度计分别测出甲乙两种液体的末温
请解答下列问题:
(1)在上述a、b、c、d四个实验步骤中,存在错误的是步骤 a (填写步骤前的字母),该步骤中错误的内容应改为 ;
(2)步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体 ;
(3)如图是甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象.若将液体甲和液体乙加热相同的时间,则液体 温度升高得快,甲乙两种液体的比热容的大小关系是c甲 乙.
31.如图所示,把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上,管里放一些酒精,管口用塞子塞紧,用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动,一会看到塞子被弹起。
(1)请解释塞子被弹起的原因
(2)说一说整个过程中能量转化的过程
32.某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),天然气的热值为3.2×107J/m3.求
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作的效率。
33.请你从燃料的热值表中找出柴油的的热值,并回答:
(1)柴油的热值是多少?它的物理意义是什么?
(2)3Kg的柴油完全燃烧,它放出的热量是多少?
34.(2017九上·浙江月考)老师用如右图 1所示实验装置,加热试管使水沸腾,发现试管上方的小风车开始不停地转动;由此引出以下问题,请利用所学的知识回答。
(1)图 1实验中能量转化方式与图 2 中汽油机的哪个冲程相同? ,它的能量转化是 。
(2)该四冲程汽油机的工作冲程顺序是 。
五、综合说理题
35.(2020·宁波模拟)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)。请解释塞子被顶出的科学原理。
36.(2020九上·温州期末)科学老师用矿泉水瓶(瓶盖上安有自行车胎气门芯)、气筒、温度传感器自制了一个气体内能改变的实验装置(如图甲)。老师做了两组实验,第一组“放气组”向矿泉水瓶中加入少量水和酒精,拧紧瓶盖,用气筒向瓶内充气25秒,然后迅速打开气门芯放出瓶内气体;第二组“未放气组”实验前25秒与第一组完全相同,但25秒后没有放气。温度传感器自动记录两组实验瓶内温度的变化,结果如图乙。结合内能与其他已学知识分析“放气组”温度变化的原因。
37.(2019·台州模拟)小曹老师用可乐瓶、橡胶塞、自行车胎气门芯、打气筒、温度传感器等自制了一个气体对外做功实验装置。老师用气筒向塑料瓶内不断充气,同学们看到瓶塞被弹出,瓶内出现白雾,同时电脑屏幕记录了瓶内温度变化曲线,你能解释看到这些现象的原理吗?
38.(2018九上·三门月考)很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏,如图所示,在瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,然后略松开瓶盖(对着没人的方向),瓶盖弹出数米远,观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请分析整个过程中瓶内变化的原因。
39.(华师大版初中科学九年级上学期 7.1 物体的内能(第2课时))小明做了这样一个实验:在塑料瓶中装一些细沙,瓶口用软木塞塞紧并在其中插入一支温度计,瓶外包一层泡沫塑料。手拿瓶子迅速上下抖动(注意不要损坏温度计)。在多次抖动后,温度计的示数是否会发生改变?写出你猜想的根据。
答案解析部分
1.【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。
2.【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t分析即可。
【解答】温度相同的甲、乙两种液体放出相等热量后,
即Q甲=Q乙;
甲的温度高于乙的温度,即△t甲>△t乙;
根据公式Q=cm△t得到:;
;
;
因为△t甲<△t乙,
所以:;
。
如果m甲<m乙,c甲>c乙,故A、C错误;
如果m甲=m乙,c甲>c乙,故B正确;
如果m甲>m乙,c甲<c乙或c甲>c乙都有可能,故D正确。
故选D。
3.【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】首先根据公式计算出两块金属升高的温度,然后根据t=t0+△t计算两块金属最终的温度,最后根据“热量总是从高温物体向低温物体传递”的规律确定热传递的方向。
【解答】根据可知,吸收相同的热量时,质量相同的不同物质,比热容越大的,温度升高的越小。
因为C铝>C铁,
所以升高的温度△t铝<△t铁。
两块金属的初温相同,
根据公式t=t0+△t可知,铝块的终末温度低于铁块的终末温度。
当二者相互接触时,热量从温度高的铁块传递给温度低的铝块。
故选A。
4.【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】热量公式Q=c·m·Δt,比热容是C、质量是m、Δt是温度差,
【解答】 1mL水每升高1℃,需要吸收4.2焦的热能,根据热量公式Q=c·m·Δt,比热容是C、质量是m、Δt是温度差,花生仁燃烧释放的热量=4.2×50×(35-15)=4200焦,一粒花生种子充分燃烧后,锥形瓶中的50mL水从15℃升高到了35℃1mL水每升高1℃,需要吸收4.2焦的热能,这粒花生种子实际所含的能量最可能,由于在测定过程中可能读数,燃烧是否充分等都可能造成散热,引起误差。
故答案为:D
5.【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
6.【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】先判断出在达到热平衡时,A、B两物体哪个物体温度变化大,再判断物体比热的大小。
【解答】在室温下A、B两物体温度与室温相等,则物体A、B的初始温度相等,设为t1,设开始时水温为t0,A在水中达到热平衡后温度变化了 tA=t0-5-t1;B在水中达到热平衡后温度变化了 tB=t0-5-5-t1=t0-10-t1,所以△tA>△tB。在这两种情况下,水释放出的热量QA=QB=m水c水 t水=5m水c水相等,而QA=mAcA tA,QB=mBcB tB,又因为mA=mB, tA> tB,所以cA<cB。
故答案为:C
7.【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【解答】由能流图可知:燃料完全燃烧放出的热量为E,有用机械能即有用功为E2,所以内燃机的效率可表示为 .故选C.
【分析】热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值.
8.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由于铁块和铝块在沸水里煮较长一段时间,因此铁块和铝块的末温应与水温相同,即铁块和铝块的末温t相同,又已知铁块和铝块质量m、初温t0也相同,但c铁<c铝,故Q铁吸<Q铝故此题选B。
【分析】本题是判断物体吸收热量的多少,可以根据公式Q吸=cm(t-t0)来进行判定。由于铁块和铝块在沸水里煮较长一段时间,因此铁块和铝块的末温应与水温相同,即铁块和铝块的末温t相同,又已知铁块和铝块质量m、初温t0也相同,但c铁<c铝,故Q铁吸<Q铝吸,所以选项B正确,选项A、C、D错误。
9.【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。
10.【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】物体的温度越高,内能越大,分子运动就越剧烈,因此物体的冷热程度能反映物体内分子热运动的剧烈程度。故此题选C。
【分析】该题考查对温度、热量与内能的关系的理解,物体的温度越高,内能越大,分子运动就越剧烈。
11.【答案】A
【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】【解答】灼热的铁水变成铁铸件是凝固过程,需要放热,其内能在减少。物态变化中伴随着吸热和放热,物体的内能发生改变,吸热的物体内能增加,放热的物体内能减少。熔化是一个吸热的过程,内能增加。冲开热水瓶塞子的水蒸气对水瓶塞子做功,水蒸气内能减少,是利用了做功的方法改变了物体的内能。坠入大气层的流星与空气摩擦做功,把其他形式能转化为内能,使流星的内能增加,温度升高,发热而且发光。故此题选A。
【分析】该题考查物体内能的改变,做功和热传递都可以改变物体的内能,热传递发生在温度不同的两个物体之间,是能量的转移过程。做功是其他形式能与内能之间的相互转化,能量的形式发生了改变。利用热传递的方法减少物体的内能,要使物体放出热量。
12.【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】内能是构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和,内能的大小不仅与物体的温度有关,还与物体的质量、体积、状态等因素有关,所以温度低的物体可能比温度高的物体内能多。故此题选A。
【分析】该题考查温度、热量与内能的关系,内能是构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和,温度的高低影响分子运动平均快慢,对分子动能有影响。内能的大小不仅与物体的温度有关,还与物体的质量、体积、状态等因素有关,所以温度低的物体可能比温度高的物体内能多。物体内能增加,温度不一定升高,如晶体在熔化时吸热,内能增加,但温度保持不变。改变物体的内能有两种方法:做功和热传递,物体内能增加可能是从周围吸热,也可能是外界对物体做了功。热量是热传递过程中传递能量的多少,它反映了物体能量的变化量,所以经常用“吸收”或“放出”来描述热量,不能用“含有”或“具有”等词来描述。
13.【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】对物体加热,物体吸收热量,温度可以不升高,如晶体熔化时温度保持不变,A错误;物体的温度越高,内能越大,内能是状态量,而热量是过程量,不是状态量,B错误;对物体加热,物体吸收热量,温度可以不升高,如晶体熔化时温度保持不变,因此,0℃的冰也具有内能,C错误;热传递的条件是:有温度差,发生热传递时热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,D正确。
【分析】该题考查对温度、热量与内能的关系的理解,对物体加热,物体吸收热量,温度可以不升高,如晶体熔化时温度保持不变;物体的温度越高,内能越大,内能是状态量,而热量是过程量,不是状态量;对物体加热,物体吸收热量,温度可以不升高,如晶体熔化时温度保持不变;热传递的条件是:有温度差,发生热传递时热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
14.【答案】C
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)内能是指物体内部所有做无规则运动的分子具有的分子动能和分子势能的总和,一切物体都有内能;
(2)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;做功可以改变内能,且对物体做功,物体内能会增加,物体对外做功,物体内能会减小;
(3)物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变。
【解答】A、温度为0℃的物体也具有内能,故A错误;
B、物体的内能增加,可能是外界对物体做功,也可能是从外界吸收了热量,故B错误;
C、在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故C正确;
D、正在沸腾的水吸收热量,温度不变,内能增加,故D错误。
故答案为:C
15.【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】做本题需掌握:温度和内能是一状态量,热量是一过程量,它们分别对应的术语不同。
【解答】A、热量是一过程量,它所对应的术语是“吸收”和“放出”,不能用“含有”。故A不正确;
B、影响内能大小的因素有质量、温度、状态等因素,温度高的物体内能不一定大,只有当质量和状态一定时,温度高内能一定大。故B不正确;
C、一切物体都具有内能,0℃的冰,即使温度更低也具有内能,因为一切物体分子都在永不停息地做无规则运动。故C不正确;
D、发生热传递的条件是:有温度差。所以温度相同的两物体间不发生热传递。故D正确。
故答案为:D
16.【答案】乙;两球质量相同,吸收相等的热量,体积膨胀,甲重心上升,重力势能增大,乙重心下降,重力势能减小,内能增大。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】物体对外界做功,内能减少;外界对物体做功,内能增大,据此分析判断。
【解答】两球质量相同,当它们吸收相等的热量时,两球吸热后体积膨胀,体积变大;
甲球重心上升,重力势能增大,即克服重力做功,将内能转化为机械能,内能减少;
乙球重心下降,重力势能减小,即重力对乙球做功,将机械能转化为内能,因此内能增大。
则:乙的温度高,理由:两球质量相同,吸收相等的热量,体积膨胀,甲重心上升,重力势能增大,乙重心下降,重力势能减小,内能增大。
17.【答案】200
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】首先根据Q=cm△t比较升高温度的大小,然后根据t=△t+t0分析吸热后终末温度的大小,进而确定热量的传递方向;接下来根据再根据Q=cm△t和热平衡方程Q吸=Q放列出方程,联立计算即可。
【解答】假设物体初温是T0,质量是m,比热容分别为3c和c,当分别吸收200J后,甲物体末温为T1,乙物体末温为T2,
根据公式Q=cm△t得到:
甲物体:3cm(T1-T0)=400J;
那么:;
乙物体: cm(T2-T0)=400J;
那么:;
因此:T1<T2,
再接触达到热平衡后,假设达到的温度为T,传递的热量为Q;
根据公式Q=cm△t得到:
甲物体:3cm(T-T1)=Q,
那么:①
乙物体: cm(T2-T)=Q,
那么:②
①②联立,解得:Q=200J。
18.【答案】6×103;2.5×10-4
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】首先利用公式计算出菜油吸收的热量,然后根据公式计算天然气放出的热量,最后根据公式计算燃烧了天然气的量。
【解答】菜油吸收的热量为:;
天然气放出的热量为:;
燃烧天然气的体积为:。
故答案为:;
19.【答案】1:10
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】热传递过程中高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到最后温度相同。设热水和冷水的温度差为t,知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化,利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式,进行解答即可。【解答】设热水和冷水的温度差为t,
质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,
根据Q吸=Q放得到:cm×3℃=cm0(t-3℃) ①;
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水,水温又上升了2.5℃,
根据Q吸=Q放得到:c(m+m0)×2.5℃=cm0(t-3℃-2.5℃) ②;
①-②得:
2.5℃cm0=3℃cm-2.5℃cm-2.5℃cm0;
整理得:5℃cm0=0.5℃cm;
则;
20.【答案】相同;铝;铜
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由于质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,因此与水温相同,则三个球的温度相同。再用公式Q吸=cmΔt进行分析,三个球质量相同,由于三个球的初温和末温都相同,则Δt相同,由于铝的比热容最大,则铝球吸收的热量最多;由于铜球的比热容最小,则铜球吸收的热量最少。
【分析】该题考查的是热量的计算相关知识,由于质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,因此与水温相同,则三个球的温度相同。再用公式Q吸=cmΔt进行分析,三个球质量相同,由于三个球的初温和末温都相同,则Δt相同,由于铝的比热容最大,则铝球吸收的热量最多;由于铜球的比热容最小,则铜球吸收的热量最少。
21.【答案】
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由于甲乙放出相同的热量,即1∶1由公式Q吸=cmΔt变形得:
【分析】该题考查的是热量的变形公式相关计算,由热量的计算公式Q吸=cmΔt变形计算得到结果。
22.【答案】(1)水凝固(结冰)时放出热量,但温度保持不变
(2)热水袋捂手时,手吸热温度升高
【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】(1)水凝固时不断放热,但温度不变;冰在熔化时不断吸热,但温度不变;
(2)改变物体内能的方式:①做功;②热传递。
【解答】(1)物体放出热量,温度一定降低。实例为:水凝固(结冰)时放出热量,但温度保持不变;
(2)物体温度升高,一定是有其他物体对它做了功。实例为:热水袋捂手时,手吸热温度升高。
23.【答案】(1) 需要完全燃烧煤气的煤气质量:
;
(2)装满的水的质量:;
(3)水一天中吸收的热量Q'=ηQ=60%×3.36×107J= 2.016×107J,
由公式Q=cmΔt=cm(t-t0)得:
水升高到的温度:。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据公式Q=qm进行计算;
(2)根据密度公式计算水的质量;
(3)根据热水器的效率,利用公式Q=cmΔt完成计算。
24.【答案】(1)解: 水吸收的热量为:;
(2)解:酒精燃烧放出的热量为:Q放=qm酒精= 3.0×107J/kg×3×10-3kg=9×104J;
那么酒精灯烧水的热效率为:;
(3)解:此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量:
Q=△m×汽化热= 2.26×103J/g×5g= 1.13×104J 。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量;
(2)根据Q放=qm酒精计算出酒精燃烧放出的热量,再根据计算酒精灯烧水的效率;
(3)根据Q=△m×汽化热计算即可。
25.【答案】(1)太阳辐射到热水器的热量:Q=7×104J/(m2 min)×2m2×3×60min=2.52×107J;
(2)水吸收的热量Q吸=Q×60%=2.52×107J×60%=1.512×107J,
水温升高值:
水温最终达到:t=△t+t0=20℃+45℃=65℃;
(3)煤气完全燃烧放出的热量:
需完全燃烧煤气的质量:。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是7×104J×受光面积×时间计算太阳辐射到热水器的热量;
(2)根据公式Q吸=Q×60%计算出水吸收的热量,然后利用公式计算出温度变化,最后根据公式t=△t+t0计算出末温。
(3)根据公式计算出煤气燃烧放出的热量,再利用公式Q放=mq计算燃气的质量。
26.【答案】(1)解:木炭的质量m=0.5kg,热值q=3.4×107J/kg,
木炭完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.5kg×3.4×107J/kg=1.7×107J
(2)解:由题知,液体吸收的热量Q吸=Q放=1.7×107J,
由Q吸=cm(t﹣t0)得液体的比热容:
c液= = =4.0×103J/(kg ℃)
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据燃料燃烧放出热量公式Q=mq可计算需要木炭完全燃烧放出的热量;(2)由题知,液体吸收的热量Q吸=Q放,根据热传递过程中的吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)可计算这种液体的比热容是多少.
27.【答案】(1)小明家每天烧水做饭需要1.008×107J的热量
(2)小明家每天烧水做饭需要0.336kg煤
(3)小明家煤炉效率低的原因是煤不能完全燃烧、热量散失严重
(4)家用煤炉另一个主要缺点是产生废渣、废气,造成环境污染.
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×30kg×(100℃﹣20℃)=1.008×107J;(2)由题知,Q吸=Q放,∵Q放=m′q,∴;(3)小明家煤炉效率低的原因是煤不能完全燃烧、热量散失严重;(4)家用煤炉另一个主要缺点产生废渣、废气,造成环境污染.
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温(100℃),利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;(2)由题知Q吸=Q放,再利用Q放=mq计算需要煤的质量;(3)用煤燃烧加热时,煤不能完全燃烧、热量散失严重;(4)煤燃烧会产生废气、废渣,造成环境污染.
28.【答案】该汽油机的功率为2025W
【知识点】热机的工作原理
【解析】【解答】已知:P=9.0×105Pa,活塞面积S=30cm2,活塞做功一次的路程s=50mm;
求:该汽油机的功率.解:(1)p=9.0×105Pa,活塞面积S=30cm2=30×10-4m2,燃气对活塞的平均压力为:F=PS=9.0×lO5Pa×30×10-4m2=2700N.(2)活塞做功一次的路程s=50mm=0.05m,一个做功冲程中燃气对活塞做的功:W=Fs=2700N×0.05m=135J.(3)飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动1800周,要对外做功900次,燃气对活塞做的总功为: =W×900=135J×900=121500J,而t=1min=60s,汽油机的功率为:
【分析】(1)知道燃气的平均压强和活塞的面积,可利用公式F=PS计算出平均压力的大小.(2)知道活塞在气缸中移动的距离,可利用公式W=FS计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功.(3)飞轮(曲轴)每转两圈对外做功一次,计算出飞轮转动1800周对外做功的次数,已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功,从而可以计算出燃气对活塞做的总功,又知道做功的时间,可利用公式 计算出汽油机的功率.
29.【答案】(1)解:完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量:
Q放=mq=0.1kg×9×107J/kg=9×106J
答:完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出9×106J的热量
(2)解:使合金锅内2kg的水温度升高50℃吸收的热量:
Q吸1=c1m1△t=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×50℃=4.2×105J
答:需4.2×105J的热量,才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃
(3)解:燃气炉以最大火力工作时,燃气消耗的质量为m气=0.15kg/h×1.4h=0.21kg,
由题知,甲烷气体的燃烧效率为90%,则燃气燃烧时所放出的热量:
Q1=Q放×90%=m气q×90%=9×107J/kg×0.21kg×90%=1.701×107J,
又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热,则水吸收的热量:
Q2=Q1×30%=1.701×107J×30%=5.103×106J,
由Q吸=cm△t得能烧开水的质量:
答:如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h,这样能够把质量为17.4kg的水烧开
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)知道丁烷气体的质量和热值,利用Q放=mq求完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量;
(2)知道水的质量、比热容和温度变化,利用Q吸=cm△t求使合金锅内2kg的水温度升高50℃吸收的热量;
(3)燃气炉以最大火力工作时,知道燃气消耗的质量,而甲烷气体的燃烧效率为90%,则燃气燃烧时所放出的热量Q1=Q放×90%;又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热,则水吸收的热量Q2=Q1×30%,再由Q吸=cm△t求能烧开水的质量
30.【答案】(1) 在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的甲乙两种液体
(2)吸收相同的热量
(3)甲;<
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】解:
(1)依题意,比较甲乙两种液体的吸热能力,根据吸收热量的公式Q=Cm△t可知,实验需要采用控制变量法,控制甲乙的质量,故在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的甲乙两种液体是不合理的,应当装入等质量的甲乙液体,所以步骤a错误;
(2)吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来,相同的热源在相同的时间内放出的热量相等,为了比较两种液体的吸热能力,应当控制加热时间,所以步骤C加热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量.
(3)甲、乙两种液体质量和初温都相同,观察图象可知:在相同时间内温度变化较大的是甲;
因使用的是相同的“电热器”加热,所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同;
根据c=可知,在两种液体质量相等,吸收的热量相同时,当升高温度越大,它的比热容就越小.
所以c甲<c乙.
故答案是:(1)a;装入等质量的甲乙液体;(2)吸收的热量相同;(3)甲;<.
【分析】“比较甲乙两种液体的吸热能力”需要控制甲乙两种液体的质量相等,因为甲乙的密度是不同的,体积相同时,质量是不同的.要解决本题,首先应当深刻理解吸收热量的公式Q=Cm△t.
31.【答案】(1)拉动绳子,绳子与管壁摩擦做功,管壁内能增加温度升高;通过热传递,管壁向酒精传递热量,酒精内能增加,温度升高,压力增大,体积膨胀,将塞子弹起。
(2)绳子与管壁摩擦做功,机械能转化为内能;酒精将塞子弹起,内能转化为机械能。
【知识点】内能
【解析】【解答】(1)拉动绳子,绳子与管壁摩擦做功,管壁内能增加温度升高;通过热传递,管壁向酒精传递热量,酒精内能增加,温度升高,压力增大,体积膨胀,将塞子弹起。(2)绳子与管壁摩擦做功,机械能转化为内能;酒精将塞子弹起,内能转化为机械能。
【分析】仔细分析每个物理过程是解题关键。本题考查的是做功改变物体内能。
32.【答案】(1)3.2×107J
(2)1.26×107J
(3)39.4%
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)Q放=qV=3.2×107J/m3×1m3=3.2×107J(2)Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg.℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J(3)η=Q吸/Q放=1.26×107J/3.2×107J=39.4%
【分析】本题综合性较强,关键在于理解效率的含义即可顺利解题。考查的是燃料的热值和热量的计算。
33.【答案】(1)q柴油=3.3×107 J / kg | 1千克的柴油完全燃烧时放出的热量
为3.3×107 J。
(2)9.9 ×107J
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)柴油的热值是3.3×107 J / kg,它的物理意义是1千克的柴油完全燃烧时放出的热量为3.3×107 J。(2)3Kg的柴油完全燃烧,它放出的热量Q=mq=3kg×3.3×107J/kg=9.9×107J
【分析】学会阅读科学资料,并从中获取有效信息是本题解题关键。本题考查的是燃料的热值。
34.【答案】(1)丙;内能转化为机械能
(2)丁甲丙乙
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】由图1知,加热试管使水沸腾,水蒸气推动小风车做功,使之不停地转动;
图2中:甲、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;
乙、一个气门关闭,一个气门打开,活塞向上运动,属排气冲程,没有能量转化;
丙、两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;
丁、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;
【解答】(1)图1中将内能转化为机械能,其能量转化方式与图2中的丙冲程一致;
(2)首先活塞向下运动进行吸气操作,接着通过压缩气体将机械能转化为内能,然后活塞向上运动进行排气操作,最后通过做功将获得的内能重新转化为机械能。
故答案为:(1)丙;内能转化为机械能 (2) 丁甲丙乙
35.【答案】把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动,橡皮条对金属管做功,将机械能转化为内能,使金属管的内能增大,温度升高。由于金属管的热传递,使金属管内的酒精蒸汽温度升高,内能增大,对塞子产生向上的压力不断增大。当压力大于金属管和塞子的摩擦力时,管内的酒精蒸汽对塞子做功,将内能转化为机械能,从而使塞子跳出,此时酒精蒸汽的内能减小,温度降低。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)外界对物体做功,内能增大,温度升高;物体对外界做功,内能减少,温度降低;
(2)首先根据做功改变物体内能的知识分析金属管内气体内能增大的过程,再利用相同的原理分析塞子被顶起的过程。
36.【答案】做功与热传递都能改变内能。0~25秒之间,气筒对气体做功增加的内能高于气体放热减小的内能,气体温度升高;25~28秒之间,气体对外做功内能减小、气体放热内能也减小,气体温度降低;28秒~40秒之间,气体对外做功减小的内能大于气体从外界吸热增加的内能,气体温度继续降低;40~150秒之间,气体不断从外界吸热,内能增大,温度逐渐增大到室温后保持不变。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传导;
(2)物体对外界做功,内能减小,温度降低;外界对物体做功,内能增大,温度升高;
(3)打气时,外界对气体做功;放气时,气体对外界做功,据此分析“放气组”的温度闭合即可。
【解答】做功与热传递都能改变内能。0~25秒之间,气筒对气体做功增加的内能高于气体放热减小的内能,气体温度升高;25~28秒之间,气体对外做功内能减小、气体放热内能也减小,气体温度降低;28秒~40秒之间,气体对外做功减小的内能大于气体从外界吸热增加的内能,气体温度继续降低;40~150秒之间,气体不断从外界吸热,内能增大,温度逐渐增大到室温后保持不变。
37.【答案】解:用气筒向塑料瓶内充气时,压缩气体做功,机械能转化为气体内能,内能增大, 温度升高,瓶内气压增大;在瓶内较大气压作用下,瓶塞被弹出时,气体对瓶塞做功,气体内能转化为瓶塞的机械能,内能减小,温度降低,水蒸气液化成小水珠,形成白雾。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)当外界对物体做功时,物体内能增大,温度升高;当物体对外界做功时,物体内能减少,温度降低;
(2)物质由气态变成液态叫液化,液化向外放热。
【解答】 用气筒向塑料瓶内充气时,压缩气体做功,机械能转化为气体内能,内能增大, 温度升高,瓶内气压增大;在瓶内较大气压作用下,瓶塞被弹出时,气体对瓶塞做功,气体内能转化为瓶塞的机械能,内能减小,温度降低,水蒸气液化成小水珠,形成白雾。
38.【答案】 在瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,瓶内的空气受到挤压,内能增加,对瓶盖的压力增大。当瓶内气体的压力大于瓶盖受到的阻力时,瓶盖在空气推力作用下飞出,这时瓶内空气的内能转化为瓶盖的机械能,温度下降,瓶内的水蒸气放热变成小水珠,这就是我们看到的“白雾”。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)物体对外界做功,物体内能增加;外界对物体做功,物体内能减少;
(2)高温的水蒸气放热会发生液化现象,产生很多小水珠。
(3)首先分析瓶内气体内能的变化,然后再分析“白雾”产生的原因。
39.【答案】温度计的示数会变大,而且一段时间内示数不会变小或者变小得会很缓慢。对瓶子里面的沙子做功时,人的生物能转化为沙子的动能和重力势能,最后由于多次抖动后沙子停了下来,前面的这些能量都通过沙子与沙子之间的摩擦、沙子与瓶壁的摩擦而转化为内能,从而使温度升高,温度计示数会变大。由于塑料瓶外面包一层泡沫塑料,塑料泡沫是热的不良导体,会阻止瓶内的热量向外面的空气传递,所以温度计示数一段时间内会不变或者缓慢地变小。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)当物体对外做功时,内能减少;当外界对物体做功时,物体内能增大;
(2)一般情况下,物质吸热,温度升高;物质放热,温度降低;
(3)金属是热的良导体,而塑料、泡沫等是热的不良导体。
【解答】温度计的示数会变大,而且一段时间内示数不会变小或者变小得会很缓慢。对瓶子里面的沙子做功时,人的生物能转化为沙子的动能和重力势能,最后由于多次抖动后沙子停了下来,前面的这些能量都通过沙子与沙子之间的摩擦、沙子与瓶壁的摩擦而转化为内能,从而使温度升高,温度计示数会变大。由于塑料瓶外面包一层泡沫塑料,塑料泡沫是热的不良导体,会阻止瓶内的热量向外面的空气传递,所以温度计示数一段时间内会不变或者缓慢地变小。
1 / 1浙教版科学九上第三章 第5节 物体的内能同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(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。
2.(华师大版初中科学九年级上学期 第7章 内能 单元试卷)温度相同的甲、乙两种液体放出相等热量后,甲的温度高于乙的温度。关于两种液体的质量m甲、m乙及比热容c甲、c乙,下列关系式中可能成立的是( )
A.m甲<m乙,c甲<c乙 B.m甲=m乙,c甲<c乙
C.m甲<m乙,c甲=c乙 D.m甲>m乙,c甲<c乙
【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t分析即可。
【解答】温度相同的甲、乙两种液体放出相等热量后,
即Q甲=Q乙;
甲的温度高于乙的温度,即△t甲>△t乙;
根据公式Q=cm△t得到:;
;
;
因为△t甲<△t乙,
所以:;
。
如果m甲<m乙,c甲>c乙,故A、C错误;
如果m甲=m乙,c甲>c乙,故B正确;
如果m甲>m乙,c甲<c乙或c甲>c乙都有可能,故D正确。
故选D。
3.(2019九上·杭州期中)初温相等、质量相等的铁块和铝块(C铝>C铁),吸收了相等的热量后相互接触,则( )
A.会发生热传递,热从铁块传给铝块
B.不会发生热传递
C.会发生热传递,热从铝块传给铁块
D.条件不足,无法判断
【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】首先根据公式计算出两块金属升高的温度,然后根据t=t0+△t计算两块金属最终的温度,最后根据“热量总是从高温物体向低温物体传递”的规律确定热传递的方向。
【解答】根据可知,吸收相同的热量时,质量相同的不同物质,比热容越大的,温度升高的越小。
因为C铝>C铁,
所以升高的温度△t铝<△t铁。
两块金属的初温相同,
根据公式t=t0+△t可知,铝块的终末温度低于铁块的终末温度。
当二者相互接触时,热量从温度高的铁块传递给温度低的铝块。
故选A。
4.(初中科学浙教版九年级上册4.1食物与营养)某小组利用如图所示装置进行“测定花生种子所含能量”的实验,他们测得,一粒花生种子充分燃烧后,锥形瓶中的50mL水从15℃升高到了35℃(1mL水每升高1℃,需要吸收4.2焦的热能),这粒花生种子实际所含的能量最可能( )
A.小于3150焦 B.等于3150焦 C.等于4200焦 D.大于4200焦
【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】热量公式Q=c·m·Δt,比热容是C、质量是m、Δt是温度差,
【解答】 1mL水每升高1℃,需要吸收4.2焦的热能,根据热量公式Q=c·m·Δt,比热容是C、质量是m、Δt是温度差,花生仁燃烧释放的热量=4.2×50×(35-15)=4200焦,一粒花生种子充分燃烧后,锥形瓶中的50mL水从15℃升高到了35℃1mL水每升高1℃,需要吸收4.2焦的热能,这粒花生种子实际所含的能量最可能,由于在测定过程中可能读数,燃烧是否充分等都可能造成散热,引起误差。
故答案为:D
5.(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
6.(2016·缙云)在冬季室温下质量相等的A、B两物体,把A物体放入一杯热水中达到热平衡后,水温降低了5℃;取出A物体后再把B物体放入这杯水中,达到热平衡后水的温度又降低了5℃。如果没有热损失,这两个物体比热大小的关系是( )
A.A物体的比热较大 B.两物体的比热相等
C.B物体的比热较大 D.无法比较
【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】先判断出在达到热平衡时,A、B两物体哪个物体温度变化大,再判断物体比热的大小。
【解答】在室温下A、B两物体温度与室温相等,则物体A、B的初始温度相等,设为t1,设开始时水温为t0,A在水中达到热平衡后温度变化了 tA=t0-5-t1;B在水中达到热平衡后温度变化了 tB=t0-5-5-t1=t0-10-t1,所以△tA>△tB。在这两种情况下,水释放出的热量QA=QB=m水c水 t水=5m水c水相等,而QA=mAcA tA,QB=mBcB tB,又因为mA=mB, tA> tB,所以cA<cB。
故答案为:C
7.如图所示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【解答】由能流图可知:燃料完全燃烧放出的热量为E,有用机械能即有用功为E2,所以内燃机的效率可表示为 .故选C.
【分析】热机的机械效率是指有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值.
8.将质量、初温分别相等的铁块和铝块(c铁﹤c铝)放在沸水里煮较长一段时间,比较它们吸收热量的多少,则( )
A.铁块吸收的热量多 B.铝块吸收的热量多
C.铁块、铝块吸收的热量一样多 D.无法判定
【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由于铁块和铝块在沸水里煮较长一段时间,因此铁块和铝块的末温应与水温相同,即铁块和铝块的末温t相同,又已知铁块和铝块质量m、初温t0也相同,但c铁<c铝,故Q铁吸<Q铝故此题选B。
【分析】本题是判断物体吸收热量的多少,可以根据公式Q吸=cm(t-t0)来进行判定。由于铁块和铝块在沸水里煮较长一段时间,因此铁块和铝块的末温应与水温相同,即铁块和铝块的末温t相同,又已知铁块和铝块质量m、初温t0也相同,但c铁<c铝,故Q铁吸<Q铝吸,所以选项B正确,选项A、C、D错误。
9.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。
10.温度是反映物体冷热程度的物理量,冷热程度能反映的是( )
A.物体运动时动能的大小 B.物体势能的大小
C.物体内分子热运动的剧烈程度 D.分子势能的大小
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】物体的温度越高,内能越大,分子运动就越剧烈,因此物体的冷热程度能反映物体内分子热运动的剧烈程度。故此题选C。
【分析】该题考查对温度、热量与内能的关系的理解,物体的温度越高,内能越大,分子运动就越剧烈。
11.下列现象中,属于用热传递方法使物体的内能减少的是( )
A.灼热的铁水变成铁铸件
B.夏天从冰箱里取出的正在熔化的冰块
C.冲开热水瓶塞子的水蒸气
D.坠入大气层中的流星
【答案】A
【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】【解答】灼热的铁水变成铁铸件是凝固过程,需要放热,其内能在减少。物态变化中伴随着吸热和放热,物体的内能发生改变,吸热的物体内能增加,放热的物体内能减少。熔化是一个吸热的过程,内能增加。冲开热水瓶塞子的水蒸气对水瓶塞子做功,水蒸气内能减少,是利用了做功的方法改变了物体的内能。坠入大气层的流星与空气摩擦做功,把其他形式能转化为内能,使流星的内能增加,温度升高,发热而且发光。故此题选A。
【分析】该题考查物体内能的改变,做功和热传递都可以改变物体的内能,热传递发生在温度不同的两个物体之间,是能量的转移过程。做功是其他形式能与内能之间的相互转化,能量的形式发生了改变。利用热传递的方法减少物体的内能,要使物体放出热量。
12.关于内能、热量和温度,下列说法中正确的是( )
A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多
B.物体内能增加,温度一定升高
C.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
D.物体温度升高,它的热量一定增加
【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】内能是构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和,内能的大小不仅与物体的温度有关,还与物体的质量、体积、状态等因素有关,所以温度低的物体可能比温度高的物体内能多。故此题选A。
【分析】该题考查温度、热量与内能的关系,内能是构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和,温度的高低影响分子运动平均快慢,对分子动能有影响。内能的大小不仅与物体的温度有关,还与物体的质量、体积、状态等因素有关,所以温度低的物体可能比温度高的物体内能多。物体内能增加,温度不一定升高,如晶体在熔化时吸热,内能增加,但温度保持不变。改变物体的内能有两种方法:做功和热传递,物体内能增加可能是从周围吸热,也可能是外界对物体做了功。热量是热传递过程中传递能量的多少,它反映了物体能量的变化量,所以经常用“吸收”或“放出”来描述热量,不能用“含有”或“具有”等词来描述。
13.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.对物体加热,物体的温度一定升高
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.物体的温度为0℃,其内能也为零
D.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递
【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【解答】对物体加热,物体吸收热量,温度可以不升高,如晶体熔化时温度保持不变,A错误;物体的温度越高,内能越大,内能是状态量,而热量是过程量,不是状态量,B错误;对物体加热,物体吸收热量,温度可以不升高,如晶体熔化时温度保持不变,因此,0℃的冰也具有内能,C错误;热传递的条件是:有温度差,发生热传递时热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,D正确。
【分析】该题考查对温度、热量与内能的关系的理解,对物体加热,物体吸收热量,温度可以不升高,如晶体熔化时温度保持不变;物体的温度越高,内能越大,内能是状态量,而热量是过程量,不是状态量;对物体加热,物体吸收热量,温度可以不升高,如晶体熔化时温度保持不变;热传递的条件是:有温度差,发生热传递时热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
14.(浙教版科学九年级上册 3.5 物体的内能 培优练习)关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.温度为0℃的物体没有内能
B.物体内能增加,一定是通过外界对物体做功
C.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少
D.正在沸腾的水吸收热量,温度增加,内能不变
【答案】C
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)内能是指物体内部所有做无规则运动的分子具有的分子动能和分子势能的总和,一切物体都有内能;
(2)改变物体内能的两种方式:做功和热传递;做功可以改变内能,且对物体做功,物体内能会增加,物体对外做功,物体内能会减小;
(3)物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变。
【解答】A、温度为0℃的物体也具有内能,故A错误;
B、物体的内能增加,可能是外界对物体做功,也可能是从外界吸收了热量,故B错误;
C、在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故C正确;
D、正在沸腾的水吸收热量,温度不变,内能增加,故D错误。
故答案为:C
15.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.温度高的物体,内能一定大
C.0℃的冰块,内能一定为零
D.温度相同的两物体间不会发生热传递
【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】做本题需掌握:温度和内能是一状态量,热量是一过程量,它们分别对应的术语不同。
【解答】A、热量是一过程量,它所对应的术语是“吸收”和“放出”,不能用“含有”。故A不正确;
B、影响内能大小的因素有质量、温度、状态等因素,温度高的物体内能不一定大,只有当质量和状态一定时,温度高内能一定大。故B不正确;
C、一切物体都具有内能,0℃的冰,即使温度更低也具有内能,因为一切物体分子都在永不停息地做无规则运动。故C不正确;
D、发生热传递的条件是:有温度差。所以温度相同的两物体间不发生热传递。故D正确。
故答案为:D
二、填空题
16.(2021·温州模拟)将两个完全相同的铜质球甲、乙按如图所示放置,其中甲放置在水平桌面,乙悬挂在不可伸长的细线上,且两球重心位于同一高度.当两球吸收相等的热量之后,比较两个球哪个温度高 理由 。
【答案】乙;两球质量相同,吸收相等的热量,体积膨胀,甲重心上升,重力势能增大,乙重心下降,重力势能减小,内能增大。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】物体对外界做功,内能减少;外界对物体做功,内能增大,据此分析判断。
【解答】两球质量相同,当它们吸收相等的热量时,两球吸热后体积膨胀,体积变大;
甲球重心上升,重力势能增大,即克服重力做功,将内能转化为机械能,内能减少;
乙球重心下降,重力势能减小,即重力对乙球做功,将机械能转化为内能,因此内能增大。
则:乙的温度高,理由:两球质量相同,吸收相等的热量,体积膨胀,甲重心上升,重力势能增大,乙重心下降,重力势能减小,内能增大。
17.(初升高名牌一级重点高中科学招生训练卷模拟训练卷(二))甲、乙两个初温相同的物体质量相等,它们的比热之比为c甲:c乙=3:1,让它们分别各吸收400J的热量以后,再把它们放在一起相互接触(无热散失),在达到热平衡的过程中,它们之间相互传递的热量是 J。
【答案】200
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】首先根据Q=cm△t比较升高温度的大小,然后根据t=△t+t0分析吸热后终末温度的大小,进而确定热量的传递方向;接下来根据再根据Q=cm△t和热平衡方程Q吸=Q放列出方程,联立计算即可。
【解答】假设物体初温是T0,质量是m,比热容分别为3c和c,当分别吸收200J后,甲物体末温为T1,乙物体末温为T2,
根据公式Q=cm△t得到:
甲物体:3cm(T1-T0)=400J;
那么:;
乙物体: cm(T2-T0)=400J;
那么:;
因此:T1<T2,
再接触达到热平衡后,假设达到的温度为T,传递的热量为Q;
根据公式Q=cm△t得到:
甲物体:3cm(T-T1)=Q,
那么:①
乙物体: cm(T2-T)=Q,
那么:②
①②联立,解得:Q=200J。
18.(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))菜油最适宜的烹饪温度在150 ℃至180 ℃之间。用天然气将质量为0.02千克的菜油从室温20 ℃加热到170 ℃,天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了 焦热量,燃烧了 米3的天然气。[取c菜油=
2.0×103焦·(千克·℃)-1,天然气的热值为4×107焦/米3]
【答案】6×103;2.5×10-4
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】首先利用公式计算出菜油吸收的热量,然后根据公式计算天然气放出的热量,最后根据公式计算燃烧了天然气的量。
【解答】菜油吸收的热量为:;
天然气放出的热量为:;
燃烧天然气的体积为:。
故答案为:;
19.(2016九下·镇海竞赛)将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水,水温又上升了2.5℃,不计热量的损失,则m0:m= 。
【答案】1:10
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】热传递过程中高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到最后温度相同。设热水和冷水的温度差为t,知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化,利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式,进行解答即可。【解答】设热水和冷水的温度差为t,
质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,
根据Q吸=Q放得到:cm×3℃=cm0(t-3℃) ①;
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水,水温又上升了2.5℃,
根据Q吸=Q放得到:c(m+m0)×2.5℃=cm0(t-3℃-2.5℃) ②;
①-②得:
2.5℃cm0=3℃cm-2.5℃cm-2.5℃cm0;
整理得:5℃cm0=0.5℃cm;
则;
20.将质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度 (填“相同”或“不相同”)。从沸水中吸热最多的是 球,吸热最少的是 球.(C铝 C铁 C铜)
【答案】相同;铝;铜
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由于质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,因此与水温相同,则三个球的温度相同。再用公式Q吸=cmΔt进行分析,三个球质量相同,由于三个球的初温和末温都相同,则Δt相同,由于铝的比热容最大,则铝球吸收的热量最多;由于铜球的比热容最小,则铜球吸收的热量最少。
【分析】该题考查的是热量的计算相关知识,由于质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,因此与水温相同,则三个球的温度相同。再用公式Q吸=cmΔt进行分析,三个球质量相同,由于三个球的初温和末温都相同,则Δt相同,由于铝的比热容最大,则铝球吸收的热量最多;由于铜球的比热容最小,则铜球吸收的热量最少。
21.有甲、乙两物体,质量之比m甲∶m乙=5∶3,比热容之比c甲∶c乙=2∶1,如果它们放出相同的热量,则它们降低的温度之比Δt甲∶Δt乙= .
【答案】
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由于甲乙放出相同的热量,即1∶1由公式Q吸=cmΔt变形得:
【分析】该题考查的是热量的变形公式相关计算,由热量的计算公式Q吸=cmΔt变形计算得到结果。
三、解答题
22.(2019九上·长兴月考)下面是两个有关热学方面的观点,请用实例说明它们是错误的。
(1)物体放出热量,温度一定降低。 。
(2)物体温度升高,一定是有其他物体对它做了功。 。
【答案】(1)水凝固(结冰)时放出热量,但温度保持不变
(2)热水袋捂手时,手吸热温度升高
【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】(1)水凝固时不断放热,但温度不变;冰在熔化时不断吸热,但温度不变;
(2)改变物体内能的方式:①做功;②热传递。
【解答】(1)物体放出热量,温度一定降低。实例为:水凝固(结冰)时放出热量,但温度保持不变;
(2)物体温度升高,一定是有其他物体对它做了功。实例为:热水袋捂手时,手吸热温度升高。
23.(2019·杭州模拟)有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上,并装满水。
型号 JL8801A
水容量/L 80
自身质量/kg 50
(1)某地区(晴天)一天中接收的太阳能3.36×107J,接收的太阳能,如果由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
(2)装满的水质量是多少千克?
(3)若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使初温为20℃的水温度升高到多少度 [c=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1) 需要完全燃烧煤气的煤气质量:
;
(2)装满的水的质量:;
(3)水一天中吸收的热量Q'=ηQ=60%×3.36×107J= 2.016×107J,
由公式Q=cmΔt=cm(t-t0)得:
水升高到的温度:。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据公式Q=qm进行计算;
(2)根据密度公式计算水的质量;
(3)根据热水器的效率,利用公式Q=cmΔt完成计算。
24.(2019·杭州模拟)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,烧杯中盛有20℃、质量为100g的水,在一个标准大气压下加热至沸腾,假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg]求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率。
(3)科学研究表明:1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了5g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
【答案】(1)解: 水吸收的热量为:;
(2)解:酒精燃烧放出的热量为:Q放=qm酒精= 3.0×107J/kg×3×10-3kg=9×104J;
那么酒精灯烧水的热效率为:;
(3)解:此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量:
Q=△m×汽化热= 2.26×103J/g×5g= 1.13×104J 。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量;
(2)根据Q放=qm酒精计算出酒精燃烧放出的热量,再根据计算酒精灯烧水的效率;
(3)根据Q=△m×汽化热计算即可。
25.(2019九上·杭州期中)某太阳能热水器受光面积为2米2,内装80千克水,太阳每分钟辐射到1米2 面积上热量是7×104焦。如果60%的热量被水吸收,水的比热是4.2×103焦/(千克·℃),问:
(1)日晒3小时后,太阳辐射到热水器的热量有多少?
(2)太阳辐射的这些热量能使20℃的水温最终达到多少?
(3)煤气的热值是4.2×107焦/千克,若煤气灶的效率为40%,请问:使等质量的水升高相同的温度,需燃烧多少千克煤气?
【答案】(1)太阳辐射到热水器的热量:Q=7×104J/(m2 min)×2m2×3×60min=2.52×107J;
(2)水吸收的热量Q吸=Q×60%=2.52×107J×60%=1.512×107J,
水温升高值:
水温最终达到:t=△t+t0=20℃+45℃=65℃;
(3)煤气完全燃烧放出的热量:
需完全燃烧煤气的质量:。
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是7×104J×受光面积×时间计算太阳辐射到热水器的热量;
(2)根据公式Q吸=Q×60%计算出水吸收的热量,然后利用公式计算出温度变化,最后根据公式t=△t+t0计算出末温。
(3)根据公式计算出煤气燃烧放出的热量,再利用公式Q放=mq计算燃气的质量。
26.(2016九上·金华期中)木炭的热 值为3.4×107J/kg
(1)完全燃烧0.5千克木炭能放出多少热量?
(2)若这些热量全部被质量为50千克、温度为10℃的某种液体吸收,温度升高到95℃.那么,这种液体的比热容是多少?
【答案】(1)解:木炭的质量m=0.5kg,热值q=3.4×107J/kg,
木炭完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.5kg×3.4×107J/kg=1.7×107J
(2)解:由题知,液体吸收的热量Q吸=Q放=1.7×107J,
由Q吸=cm(t﹣t0)得液体的比热容:
c液= = =4.0×103J/(kg ℃)
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【分析】(1)根据燃料燃烧放出热量公式Q=mq可计算需要木炭完全燃烧放出的热量;(2)由题知,液体吸收的热量Q吸=Q放,根据热传递过程中的吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)可计算这种液体的比热容是多少.
27.小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热是4.2×103焦/(千克 ℃),他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量,于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天将30千克20℃的水烧开.
(1)小明家每天烧水做饭需要多少热量?
(2)如果普通煤的燃烧值为3×107焦/千克,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤?
(3)小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤,按每块蜂窝煤含煤0.5千克算,他家每天实际用煤2千克,由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%,你认为小明家煤炉效率低的原因是什么?
(4)从大的方面讲,家用煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外,另一个主要缺点是什么?
【答案】(1)小明家每天烧水做饭需要1.008×107J的热量
(2)小明家每天烧水做饭需要0.336kg煤
(3)小明家煤炉效率低的原因是煤不能完全燃烧、热量散失严重
(4)家用煤炉另一个主要缺点是产生废渣、废气,造成环境污染.
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×30kg×(100℃﹣20℃)=1.008×107J;(2)由题知,Q吸=Q放,∵Q放=m′q,∴;(3)小明家煤炉效率低的原因是煤不能完全燃烧、热量散失严重;(4)家用煤炉另一个主要缺点产生废渣、废气,造成环境污染.
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温(100℃),利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;(2)由题知Q吸=Q放,再利用Q放=mq计算需要煤的质量;(3)用煤燃烧加热时,煤不能完全燃烧、热量散失严重;(4)煤燃烧会产生废气、废渣,造成环境污染.
28.单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800圈.当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求该汽油机的功率.
【答案】该汽油机的功率为2025W
【知识点】热机的工作原理
【解析】【解答】已知:P=9.0×105Pa,活塞面积S=30cm2,活塞做功一次的路程s=50mm;
求:该汽油机的功率.解:(1)p=9.0×105Pa,活塞面积S=30cm2=30×10-4m2,燃气对活塞的平均压力为:F=PS=9.0×lO5Pa×30×10-4m2=2700N.(2)活塞做功一次的路程s=50mm=0.05m,一个做功冲程中燃气对活塞做的功:W=Fs=2700N×0.05m=135J.(3)飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动1800周,要对外做功900次,燃气对活塞做的总功为: =W×900=135J×900=121500J,而t=1min=60s,汽油机的功率为:
【分析】(1)知道燃气的平均压强和活塞的面积,可利用公式F=PS计算出平均压力的大小.(2)知道活塞在气缸中移动的距离,可利用公式W=FS计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功.(3)飞轮(曲轴)每转两圈对外做功一次,计算出飞轮转动1800周对外做功的次数,已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功,从而可以计算出燃气对活塞做的总功,又知道做功的时间,可利用公式 计算出汽油机的功率.
29. 认识自然,亲近自然.初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动,小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图甲所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气,参数如表格所示),爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%,丁烷气体的燃烧效率为90%,野炊地水的沸点为96℃,测出当地水的温度为26℃,[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),锅的比热容为0.8×103J/(kg ℃)]
品名 便携式丁烷气炉 质量 1.88kg(不含气瓶)
型号 WZL.168.A 尺寸 343×284×113mm
用途 野外用 点火方式 电子点火
使用燃气 液化丁烷气 燃气消耗量 150g/h(最大火力时)
气瓶规格(尺寸/容量)
品名 总质量 净质量 主要成分 热值
神州 354g 250g 丁烷 9×107J/kg
(1)完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量?
(2)需多少焦耳的热量,才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃?
(3)如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h,这样能够把质量为多少千克的水烧开?(最后结果保留1位小数)
【答案】(1)解:完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量:
Q放=mq=0.1kg×9×107J/kg=9×106J
答:完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出9×106J的热量
(2)解:使合金锅内2kg的水温度升高50℃吸收的热量:
Q吸1=c1m1△t=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×50℃=4.2×105J
答:需4.2×105J的热量,才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃
(3)解:燃气炉以最大火力工作时,燃气消耗的质量为m气=0.15kg/h×1.4h=0.21kg,
由题知,甲烷气体的燃烧效率为90%,则燃气燃烧时所放出的热量:
Q1=Q放×90%=m气q×90%=9×107J/kg×0.21kg×90%=1.701×107J,
又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热,则水吸收的热量:
Q2=Q1×30%=1.701×107J×30%=5.103×106J,
由Q吸=cm△t得能烧开水的质量:
答:如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h,这样能够把质量为17.4kg的水烧开
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)知道丁烷气体的质量和热值,利用Q放=mq求完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量;
(2)知道水的质量、比热容和温度变化,利用Q吸=cm△t求使合金锅内2kg的水温度升高50℃吸收的热量;
(3)燃气炉以最大火力工作时,知道燃气消耗的质量,而甲烷气体的燃烧效率为90%,则燃气燃烧时所放出的热量Q1=Q放×90%;又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热,则水吸收的热量Q2=Q1×30%,再由Q吸=cm△t求能烧开水的质量
四、实验探究题
30. 为了比较甲乙两种液体的吸热能力,某同学设计了以下实验:
a.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的甲乙两种液体
b.用温度计分别测出甲乙两种液体的初温
c.在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器,且加热时间相同
d.用温度计分别测出甲乙两种液体的末温
请解答下列问题:
(1)在上述a、b、c、d四个实验步骤中,存在错误的是步骤 a (填写步骤前的字母),该步骤中错误的内容应改为 ;
(2)步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体 ;
(3)如图是甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象.若将液体甲和液体乙加热相同的时间,则液体 温度升高得快,甲乙两种液体的比热容的大小关系是c甲 乙.
【答案】(1) 在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的甲乙两种液体
(2)吸收相同的热量
(3)甲;<
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】解:
(1)依题意,比较甲乙两种液体的吸热能力,根据吸收热量的公式Q=Cm△t可知,实验需要采用控制变量法,控制甲乙的质量,故在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的甲乙两种液体是不合理的,应当装入等质量的甲乙液体,所以步骤a错误;
(2)吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来,相同的热源在相同的时间内放出的热量相等,为了比较两种液体的吸热能力,应当控制加热时间,所以步骤C加热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量.
(3)甲、乙两种液体质量和初温都相同,观察图象可知:在相同时间内温度变化较大的是甲;
因使用的是相同的“电热器”加热,所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同;
根据c=可知,在两种液体质量相等,吸收的热量相同时,当升高温度越大,它的比热容就越小.
所以c甲<c乙.
故答案是:(1)a;装入等质量的甲乙液体;(2)吸收的热量相同;(3)甲;<.
【分析】“比较甲乙两种液体的吸热能力”需要控制甲乙两种液体的质量相等,因为甲乙的密度是不同的,体积相同时,质量是不同的.要解决本题,首先应当深刻理解吸收热量的公式Q=Cm△t.
31.如图所示,把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上,管里放一些酒精,管口用塞子塞紧,用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动,一会看到塞子被弹起。
(1)请解释塞子被弹起的原因
(2)说一说整个过程中能量转化的过程
【答案】(1)拉动绳子,绳子与管壁摩擦做功,管壁内能增加温度升高;通过热传递,管壁向酒精传递热量,酒精内能增加,温度升高,压力增大,体积膨胀,将塞子弹起。
(2)绳子与管壁摩擦做功,机械能转化为内能;酒精将塞子弹起,内能转化为机械能。
【知识点】内能
【解析】【解答】(1)拉动绳子,绳子与管壁摩擦做功,管壁内能增加温度升高;通过热传递,管壁向酒精传递热量,酒精内能增加,温度升高,压力增大,体积膨胀,将塞子弹起。(2)绳子与管壁摩擦做功,机械能转化为内能;酒精将塞子弹起,内能转化为机械能。
【分析】仔细分析每个物理过程是解题关键。本题考查的是做功改变物体内能。
32.某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),天然气的热值为3.2×107J/m3.求
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作的效率。
【答案】(1)3.2×107J
(2)1.26×107J
(3)39.4%
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)Q放=qV=3.2×107J/m3×1m3=3.2×107J(2)Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg.℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J(3)η=Q吸/Q放=1.26×107J/3.2×107J=39.4%
【分析】本题综合性较强,关键在于理解效率的含义即可顺利解题。考查的是燃料的热值和热量的计算。
33.请你从燃料的热值表中找出柴油的的热值,并回答:
(1)柴油的热值是多少?它的物理意义是什么?
(2)3Kg的柴油完全燃烧,它放出的热量是多少?
【答案】(1)q柴油=3.3×107 J / kg | 1千克的柴油完全燃烧时放出的热量
为3.3×107 J。
(2)9.9 ×107J
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】(1)柴油的热值是3.3×107 J / kg,它的物理意义是1千克的柴油完全燃烧时放出的热量为3.3×107 J。(2)3Kg的柴油完全燃烧,它放出的热量Q=mq=3kg×3.3×107J/kg=9.9×107J
【分析】学会阅读科学资料,并从中获取有效信息是本题解题关键。本题考查的是燃料的热值。
34.(2017九上·浙江月考)老师用如右图 1所示实验装置,加热试管使水沸腾,发现试管上方的小风车开始不停地转动;由此引出以下问题,请利用所学的知识回答。
(1)图 1实验中能量转化方式与图 2 中汽油机的哪个冲程相同? ,它的能量转化是 。
(2)该四冲程汽油机的工作冲程顺序是 。
【答案】(1)丙;内能转化为机械能
(2)丁甲丙乙
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】由图1知,加热试管使水沸腾,水蒸气推动小风车做功,使之不停地转动;
图2中:甲、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;
乙、一个气门关闭,一个气门打开,活塞向上运动,属排气冲程,没有能量转化;
丙、两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;
丁、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;
【解答】(1)图1中将内能转化为机械能,其能量转化方式与图2中的丙冲程一致;
(2)首先活塞向下运动进行吸气操作,接着通过压缩气体将机械能转化为内能,然后活塞向上运动进行排气操作,最后通过做功将获得的内能重新转化为机械能。
故答案为:(1)丙;内能转化为机械能 (2) 丁甲丙乙
五、综合说理题
35.(2020·宁波模拟)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)。请解释塞子被顶出的科学原理。
【答案】把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动,橡皮条对金属管做功,将机械能转化为内能,使金属管的内能增大,温度升高。由于金属管的热传递,使金属管内的酒精蒸汽温度升高,内能增大,对塞子产生向上的压力不断增大。当压力大于金属管和塞子的摩擦力时,管内的酒精蒸汽对塞子做功,将内能转化为机械能,从而使塞子跳出,此时酒精蒸汽的内能减小,温度降低。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)外界对物体做功,内能增大,温度升高;物体对外界做功,内能减少,温度降低;
(2)首先根据做功改变物体内能的知识分析金属管内气体内能增大的过程,再利用相同的原理分析塞子被顶起的过程。
36.(2020九上·温州期末)科学老师用矿泉水瓶(瓶盖上安有自行车胎气门芯)、气筒、温度传感器自制了一个气体内能改变的实验装置(如图甲)。老师做了两组实验,第一组“放气组”向矿泉水瓶中加入少量水和酒精,拧紧瓶盖,用气筒向瓶内充气25秒,然后迅速打开气门芯放出瓶内气体;第二组“未放气组”实验前25秒与第一组完全相同,但25秒后没有放气。温度传感器自动记录两组实验瓶内温度的变化,结果如图乙。结合内能与其他已学知识分析“放气组”温度变化的原因。
【答案】做功与热传递都能改变内能。0~25秒之间,气筒对气体做功增加的内能高于气体放热减小的内能,气体温度升高;25~28秒之间,气体对外做功内能减小、气体放热内能也减小,气体温度降低;28秒~40秒之间,气体对外做功减小的内能大于气体从外界吸热增加的内能,气体温度继续降低;40~150秒之间,气体不断从外界吸热,内能增大,温度逐渐增大到室温后保持不变。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传导;
(2)物体对外界做功,内能减小,温度降低;外界对物体做功,内能增大,温度升高;
(3)打气时,外界对气体做功;放气时,气体对外界做功,据此分析“放气组”的温度闭合即可。
【解答】做功与热传递都能改变内能。0~25秒之间,气筒对气体做功增加的内能高于气体放热减小的内能,气体温度升高;25~28秒之间,气体对外做功内能减小、气体放热内能也减小,气体温度降低;28秒~40秒之间,气体对外做功减小的内能大于气体从外界吸热增加的内能,气体温度继续降低;40~150秒之间,气体不断从外界吸热,内能增大,温度逐渐增大到室温后保持不变。
37.(2019·台州模拟)小曹老师用可乐瓶、橡胶塞、自行车胎气门芯、打气筒、温度传感器等自制了一个气体对外做功实验装置。老师用气筒向塑料瓶内不断充气,同学们看到瓶塞被弹出,瓶内出现白雾,同时电脑屏幕记录了瓶内温度变化曲线,你能解释看到这些现象的原理吗?
【答案】解:用气筒向塑料瓶内充气时,压缩气体做功,机械能转化为气体内能,内能增大, 温度升高,瓶内气压增大;在瓶内较大气压作用下,瓶塞被弹出时,气体对瓶塞做功,气体内能转化为瓶塞的机械能,内能减小,温度降低,水蒸气液化成小水珠,形成白雾。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)当外界对物体做功时,物体内能增大,温度升高;当物体对外界做功时,物体内能减少,温度降低;
(2)物质由气态变成液态叫液化,液化向外放热。
【解答】 用气筒向塑料瓶内充气时,压缩气体做功,机械能转化为气体内能,内能增大, 温度升高,瓶内气压增大;在瓶内较大气压作用下,瓶塞被弹出时,气体对瓶塞做功,气体内能转化为瓶塞的机械能,内能减小,温度降低,水蒸气液化成小水珠,形成白雾。
38.(2018九上·三门月考)很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏,如图所示,在瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,然后略松开瓶盖(对着没人的方向),瓶盖弹出数米远,观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请分析整个过程中瓶内变化的原因。
【答案】 在瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,瓶内的空气受到挤压,内能增加,对瓶盖的压力增大。当瓶内气体的压力大于瓶盖受到的阻力时,瓶盖在空气推力作用下飞出,这时瓶内空气的内能转化为瓶盖的机械能,温度下降,瓶内的水蒸气放热变成小水珠,这就是我们看到的“白雾”。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)物体对外界做功,物体内能增加;外界对物体做功,物体内能减少;
(2)高温的水蒸气放热会发生液化现象,产生很多小水珠。
(3)首先分析瓶内气体内能的变化,然后再分析“白雾”产生的原因。
39.(华师大版初中科学九年级上学期 7.1 物体的内能(第2课时))小明做了这样一个实验:在塑料瓶中装一些细沙,瓶口用软木塞塞紧并在其中插入一支温度计,瓶外包一层泡沫塑料。手拿瓶子迅速上下抖动(注意不要损坏温度计)。在多次抖动后,温度计的示数是否会发生改变?写出你猜想的根据。
【答案】温度计的示数会变大,而且一段时间内示数不会变小或者变小得会很缓慢。对瓶子里面的沙子做功时,人的生物能转化为沙子的动能和重力势能,最后由于多次抖动后沙子停了下来,前面的这些能量都通过沙子与沙子之间的摩擦、沙子与瓶壁的摩擦而转化为内能,从而使温度升高,温度计示数会变大。由于塑料瓶外面包一层泡沫塑料,塑料泡沫是热的不良导体,会阻止瓶内的热量向外面的空气传递,所以温度计示数一段时间内会不变或者缓慢地变小。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)当物体对外做功时,内能减少;当外界对物体做功时,物体内能增大;
(2)一般情况下,物质吸热,温度升高;物质放热,温度降低;
(3)金属是热的良导体,而塑料、泡沫等是热的不良导体。
【解答】温度计的示数会变大,而且一段时间内示数不会变小或者变小得会很缓慢。对瓶子里面的沙子做功时,人的生物能转化为沙子的动能和重力势能,最后由于多次抖动后沙子停了下来,前面的这些能量都通过沙子与沙子之间的摩擦、沙子与瓶壁的摩擦而转化为内能,从而使温度升高,温度计示数会变大。由于塑料瓶外面包一层泡沫塑料,塑料泡沫是热的不良导体,会阻止瓶内的热量向外面的空气传递,所以温度计示数一段时间内会不变或者缓慢地变小。
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