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專題02第12章內(nèi)能與熱機(jī)清單01內(nèi)能和熱量一、什么是內(nèi)能1.下面的幾幅圖運(yùn)用了________的方法說(shuō)明分子也具有動(dòng)能和勢(shì)能。2.分子由于________而具有的能叫做分子的動(dòng)能。由于分子之間存在著相互________而具有的能,叫做分子的勢(shì)能。物體內(nèi)部________的________________和________________的總和叫做物體的內(nèi)能。物體的溫度越________,物體的內(nèi)能越________。二、改變內(nèi)能的方法1.改變物體內(nèi)能有________和________兩種方式,二者在改變物體的內(nèi)能上是________(選填“等效”或“不等效”)的。2.熱傳遞有________、________和________三種方式。三、熱量1.在物理學(xué)中,把物體在________過(guò)程中________________的多少叫做熱量,當(dāng)僅有熱傳遞時(shí),物體吸收熱量,內(nèi)能________,物體放出熱量,內(nèi)能________。在國(guó)際單位制中,熱量的單位是________,簡(jiǎn)稱________,符號(hào)是________。2.在質(zhì)量一定時(shí),物體吸收的熱量跟升高的溫度成________;在升高相同的溫度時(shí),物體吸收的熱量跟它的質(zhì)量成________。清單02熱值與比熱容一、燃料的熱值燃料燃燒能量轉(zhuǎn)化________能→________能物理意義熱值是表示不同燃料燃燒時(shí)________________大小的物理量定義把某種燃料________________________________與________之比叫做這種燃料的熱值單位________(固體、液體)或________(氣體)[來(lái)源:學(xué)_科_網(wǎng)]放熱公式________(固體、液體)或________氣體)二、探究物質(zhì)的吸、放熱性能生活舉例水的質(zhì)量越大,水溫升高越多,加熱時(shí)間就越長(zhǎng)結(jié)論物體溫度升高時(shí),吸收的熱量跟物體的________和________________有關(guān)實(shí)驗(yàn):比較不同物質(zhì)吸熱的情況實(shí)驗(yàn)裝置探究方法控制變量法和轉(zhuǎn)換法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用同一酒精燈給質(zhì)量和初溫相同的砂子和水加熱相同的時(shí)間,結(jié)果________升高的溫度高探究結(jié)論不同物質(zhì)在質(zhì)量相等,吸收相同的熱量時(shí),升高的溫度不同,即不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)________三、比熱容定義用單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高_(dá)_______所________的熱量來(lái)描述物質(zhì)吸收熱量的能力定義式c=________單位________,讀作________________數(shù)值意義水的比熱容________________,表示:1kg的水溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量為_(kāi)________J物理意義反映了不同物質(zhì)吸、放熱能力的強(qiáng)弱清單03熱機(jī)和熱機(jī)效率一、熱機(jī)的工作原理熱機(jī)的共同特點(diǎn):是將燃料的________能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能,然后通過(guò)________,把________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能。二、汽油機(jī)和柴油機(jī)1.汽油機(jī)(1)結(jié)構(gòu):由________、________、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、曲軸連桿、飛輪以及________組成。(2)原理:汽油機(jī)工作時(shí),一個(gè)工作循環(huán)包括________沖程、________沖程、________沖程和________沖程。在壓縮沖程中,________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______;在做功沖程中,________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______。2.柴油機(jī)與汽油機(jī)一樣,也有四個(gè)沖程,所不同的是柴油機(jī)頂部有個(gè)噴油嘴,汽油機(jī)是火花塞,柴油機(jī)是壓燃式,汽油機(jī)是點(diǎn)燃式。汽油機(jī)吸入氣缸的物質(zhì)是________________,柴油機(jī)吸入氣缸的物質(zhì)是________。3.汽油機(jī)和柴油機(jī)區(qū)別項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)構(gòu)造火花塞噴油嘴燃料汽油柴油吸氣沖程汽油和空氣混合氣體只吸入空氣點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式應(yīng)用汽車、摩托車等挖掘機(jī)、輪船等三、熱機(jī)的熱效率1.熱機(jī)的熱效率定義:熱機(jī)工作時(shí),用來(lái)做________的能量與燃料________________放出的熱量之比;2.公式:(車);(燒水)3.提高熱機(jī)效率的方法:保證良好的的潤(rùn)滑以減少摩擦、減少各種熱量損失等;讓燃料燃燒的跟充分;設(shè)法利用廢棄的能量。實(shí)驗(yàn)一探究燃料燃燒的熱值在“比較酒精和碎紙片燃燒時(shí)放出的熱量”實(shí)驗(yàn)中(1)由于燃料充分燃燒放出熱量的多少不僅與燃料種類這一個(gè)因素有關(guān),因此實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制酒精和碎紙片的質(zhì)量相等;實(shí)驗(yàn)中還需控制被加熱的水的質(zhì)量和初溫均相同,以便于根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)確定水吸收熱量的多少;(2)如圖是小明安裝好的實(shí)驗(yàn)裝置,其中存在的錯(cuò)誤是溫度計(jì)液泡沒(méi)有浸沒(méi)在水中;(3)小華糾正了小明的錯(cuò)誤,又組裝了一套相同的實(shí)驗(yàn)裝置,備好秒表,在兩燃燒皿中分別加入準(zhǔn)備好的酒精和碎紙片,讀出水的初溫后,進(jìn)行如下操作:①先點(diǎn)燃酒精,再點(diǎn)燃碎紙片;②保證酒精和碎紙片燃燒時(shí)間相同,讀取溫度計(jì)的示數(shù);③待酒精和碎紙片充分燃燒結(jié)束,分別讀取溫度計(jì)的示數(shù);小紅認(rèn)為上述操作中,操作②是錯(cuò)誤的,小明根據(jù)正確操作獲得的數(shù)據(jù),算出了燃料的熱值,發(fā)現(xiàn)結(jié)果小于該燃料的實(shí)際熱值,原因是燃燒過(guò)程中有熱量損失。實(shí)驗(yàn)二探究物質(zhì)的吸熱能力實(shí)驗(yàn)小組在“探究水和煤油的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)中,組裝了如圖甲所示的裝置。(1)在組裝如圖甲所示的裝置時(shí),應(yīng)按自下而上的順序組裝。(2)實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)加熱時(shí)間的多少來(lái)間接反映煤油和水吸收熱量的多少,下列實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了該種研究方法的是C。A.探究并聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)B.“伏安法”測(cè)量電阻C.探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)(3)實(shí)驗(yàn)中,還應(yīng)控制燒杯中的液體的初溫和質(zhì)量相同。(4)小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了水和煤油的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,分析圖像可知:①加熱相同的時(shí)間,煤油升高的溫度大,因此,冬天在自制暖手袋時(shí),應(yīng)選水作為供暖物質(zhì),效果更佳;(均選填“水”或“煤油”)②實(shí)驗(yàn)中水的沸點(diǎn)是98℃,說(shuō)明本次實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的大氣壓小于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。實(shí)驗(yàn)三探究熱機(jī)的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源。汽油機(jī)以汽油為燃料,使活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng),一個(gè)工作循環(huán)經(jīng)歷吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程,汽油機(jī)的性能和汽缸排量有關(guān)。汽缸排量指活塞一個(gè)沖程中活塞在氣缸內(nèi)通過(guò)的容積,它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離(沖程長(zhǎng)度)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸,所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量,實(shí)際汽車往往采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖所示發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)汽缸(圖中標(biāo)注1、2、3、4),通過(guò)連桿把4個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上。各個(gè)汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開(kāi),在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里,都有一個(gè)汽缸在做功,其他三個(gè)汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程。(1)汽油機(jī)工作時(shí)將燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;(2)已知汽油的熱值為4×107J/kg,如果汽車油箱裝有40kg的汽油,這些汽油充分燃燒2kg;放出的熱量為8×107J,剩余汽油的熱值為4×107J/kg;(3)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中3號(hào)汽缸在壓縮沖程中,則2號(hào)汽缸所處的沖程是D;A.吸氣
B.壓縮
C.做功
D.排氣(4)設(shè)該發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)是p0,發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V排,則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2400r/min時(shí),每個(gè)工作循環(huán)所需耍的時(shí)間為0.05秒,該轎車的輸出功率P與發(fā)動(dòng)機(jī)排量V排的關(guān)系式為P=20p0V排?!揪毩?xí)1】(23-24九年級(jí)上·廣東清遠(yuǎn)·期末)如圖所示,把刀放在磨刀石上打磨時(shí)發(fā)熱,這是通過(guò)方式改變物體的內(nèi)能;當(dāng)用力磨刀時(shí)比較費(fèi)勁,原因是增大,摩擦力也增大。經(jīng)過(guò)打磨的刀使用起來(lái)非常鋒利,這是因?yàn)閴毫ο嗤那闆r下,減小,增大壓強(qiáng)?!揪毩?xí)2】(23-24九年級(jí)上·四川內(nèi)江·期末)初春培育水稻秧苗時(shí),為了不使秧苗受凍,傍晚要多(選填“排水”或“灌水”);對(duì)流是夏季海岸形成微風(fēng)的原因,風(fēng)有時(shí)吹向海岸,有時(shí)吹向陸地。白天,在炎熱的日光下,海岸形成的是(選填“海陸”或“陸?!保╋L(fēng)?!揪毩?xí)3】(2024·山東日照·中考真題)2023年5月28日,C919大型客機(jī)進(jìn)行首次商業(yè)載客飛行,飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)選用航空煤油作為燃料,假如航空煤油的熱值為,完全燃燒50kg航空煤油放出的熱量為J。山東五征集團(tuán)生產(chǎn)的某型號(hào)農(nóng)用拖拉機(jī),為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率需要在沖程讓燃料充分燃燒?!揪毩?xí)4】(23-24九年級(jí)上·河南南陽(yáng)·期末)在“探究物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)”的實(shí)驗(yàn)中,采用相同的加熱器對(duì)物體加熱,我們可以通過(guò)比較(升高溫度/加熱時(shí)間)來(lái)判斷物體吸熱的多少,這在物理學(xué)上叫轉(zhuǎn)換法。小王得到了如圖所示質(zhì)量相同的A、B兩物質(zhì)的溫度變化圖像,如果B物質(zhì)是水[],則A物質(zhì)的比熱容是×103J/(kg·℃)?!揪毩?xí)5】(23-24九年級(jí)上·福建泉州·期末)周末物理興趣小組進(jìn)行課外實(shí)踐活動(dòng),在晉江五店市的古玩店里發(fā)現(xiàn)了兩款燈盞,他們?cè)诓殚嗁Y料時(shí),發(fā)現(xiàn)南宋陸游筆下有記載:“蜀中有夾瓷盞,注水于盞唇竅中,可省油之半”,其“省油”的主要原理是減少燃油的蒸發(fā),體現(xiàn)了節(jié)儉是中華民族的傳統(tǒng)美德。圖中甲、乙分別為第一款省油燈實(shí)物圖及其結(jié)構(gòu)示意圖。(1)圖乙?jiàn)A層中的液體選擇水作為冷卻劑,能起到降低燃油的溫度。這是利用了水的較大;(2)省油燈點(diǎn)燃后,夾層中水的溫度會(huì)升高,該過(guò)程中水內(nèi)能增大的方式是;(3)另一款省油燈,如圖丙所示??鐚W(xué)科實(shí)踐小組發(fā)現(xiàn)放置在相同環(huán)境中,(選填“乙”或“丙”)油燈更“省油”,是由于該油燈的燃油暴露在空氣中的較小,燃油的蒸發(fā)速度更慢。【練習(xí)6】(23-24九年級(jí)上·廣東·期末)某老師通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)密封針筒內(nèi)氣體的溫度,在室溫恒為T(mén)1的環(huán)境中,當(dāng)他快速向下推動(dòng)活塞壓縮針筒內(nèi)的氣體后松手,活塞即刻被向上彈起,此過(guò)程中針筒內(nèi)均處于密封,針筒內(nèi)物質(zhì)均處于氣態(tài),針筒內(nèi)氣體溫度隨時(shí)間變化圖像如圖所示。(由于氣體分子間距離比較大,分子間作用力可以忽略不計(jì),因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以不考慮分子勢(shì)能)(1)密封氣體在t2時(shí)刻的內(nèi)能t3時(shí)刻的內(nèi)能(選填“>”、“<”、“=”);(2)以下過(guò)程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與圖丙相同的是;A.0-t1過(guò)程
B.t1-t2過(guò)程
C.t2-t3過(guò)程
D.都沒(méi)有(3)活塞靜止后,密封氣體的溫度最終保持在。A.T3B.T2C.T1D.0℃【練習(xí)7】(23-24九年級(jí)上·廣東廣州·期末)汽油機(jī)是熱機(jī)的一種,請(qǐng)回答以下問(wèn)題。(1)圖1中甲、乙是汽油機(jī)的其中兩個(gè)沖程,則甲是沖程,乙是沖程(以上兩空均選填“吸氣”、“壓縮”、“做功”或“排氣”);(2)做功沖程是把能轉(zhuǎn)化成能,從而獲得動(dòng)力;(3)圖2是汽油機(jī)的能量流向圖,其效率為×100%(用圖中的符號(hào)表示);(4)某汽車在水平路面上行駛,共消耗了0.5kg汽油。[汽油熱值q=4.6×107J/kg,水的比熱容]①假如汽油完全燃燒,求釋放的熱量;②若其釋放熱量的20%被初溫為20℃質(zhì)量為100kg的水完全吸收,求水升高的溫度是多少?(結(jié)果保留整數(shù))一、單選題1.如圖所示,蔣老師是戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者,他強(qiáng)壯威猛的身體得益于長(zhǎng)期的鍛煉。這是他在郊游做飯時(shí)的場(chǎng)景,水沸騰后鍋蓋被頂起。下列相關(guān)描述正確的是()A.鍋蓋被頂起是水蒸氣的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的內(nèi)能B.木柴燃燒時(shí)候化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,燃燒時(shí)熱值增大C.內(nèi)燃機(jī)的做功沖程與鍋蓋被頂起的能量轉(zhuǎn)化相同D.鍋蓋蓋上后,水的沸點(diǎn)不會(huì)發(fā)生變化2.綠盛伙食團(tuán)每周都有傳統(tǒng)菜——油炸雞腿,孩子們非常喜歡。師傅們將冰凍雞腿先解凍,再放入沸騰的油鍋中炸到表皮金黃,但里面的肉還比較鮮嫩。關(guān)于這個(gè)生活場(chǎng)景,下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(
)A.剛出鍋的雞腿燙嘴,因?yàn)樗械臒崃慷郆.相同條件下,油升溫比水快,說(shuō)明油的比熱容小C.考場(chǎng)里都聞到雞腿香,說(shuō)明加熱后分子才會(huì)運(yùn)動(dòng)D.如果改進(jìn)火爐的效率,雞腿可以吸收燃料放出的全部熱量3.物理學(xué)是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科,下列現(xiàn)象與推斷都正確的是()A.現(xiàn)象:海波吸熱,溫度上升,推斷:海波是晶體B.現(xiàn)象:水和煤油持續(xù)在同一熱源下吸熱,水溫度升高得快,推斷:此情景中的煤油比熱容高C.現(xiàn)象:飛機(jī)在滑行過(guò)程中速度逐漸加快,推斷:飛機(jī)在滑行過(guò)程中地面的支持力小于其對(duì)地面的壓力D.現(xiàn)象:在使用相同滑輪組成的定滑輪和動(dòng)滑輪抬升相同物體時(shí),用動(dòng)滑輪人手用的力小,推斷:此情境中的動(dòng)滑輪比定滑輪省力4.“中國(guó)傳統(tǒng)制茶技藝及其相關(guān)習(xí)俗”已正式列入聯(lián)合國(guó)教科文組織人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作名錄,下列有關(guān)泡茶過(guò)程的說(shuō)法正確的是()A.茶水吹一吹涼得快主要是因?yàn)闇p緩了茶水的蒸發(fā)B.用沸水沖泡茶葉主要是通過(guò)做功改變茶葉的內(nèi)能C.剛沖泡好的茶水比放置一段時(shí)間后的茶水含有的熱量多D.打開(kāi)茶罐能聞到淡淡的茶香,說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)5.以下四圖中是關(guān)于內(nèi)能及其利用中設(shè)想的例子,其中說(shuō)法正確的是(
)A.甲圖中,火箭升空時(shí),燃料減少的化學(xué)能等于火箭增加的機(jī)械能B.乙圖中,小球彈跳的高度逐漸降低,是因?yàn)橛幸徊糠謾C(jī)械能憑空消失了C.丙圖中,寒冷的天氣里搓手取暖,是通過(guò)做功的方式增大手的內(nèi)能的D.丁圖中,水沸騰時(shí),水蒸氣頂起壺蓋的過(guò)程,類似于汽油機(jī)的排氣沖程二、多選題6.下列關(guān)于熱學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的理解,說(shuō)法正確的是()A.是鹽水凝固曲線,由圖像可知,t=-2℃時(shí),物質(zhì)處于固液共存狀態(tài)B.探究水的沸騰特點(diǎn)時(shí),圖①所示是水正在沸騰時(shí)的氣泡C.比較質(zhì)量相等的不同燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量時(shí),可以通過(guò)溫度計(jì)的示數(shù)變化來(lái)比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量多少D.用酒精燈將水加熱一段時(shí)間,可以看到塞子飛出,該過(guò)程能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程類似7.瓦罐湯是我省的特色美食。如圖所示的是用瓦罐煨湯時(shí)的情景,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.將裝好食材的湯罐放入器皿中煨熱,湯的內(nèi)能增大B.沸騰的湯能頂起湯罐的蓋子,是內(nèi)能做功的現(xiàn)象C.剛出鍋的熱湯燙嘴是因?yàn)樗械臒崃慷郉.熱湯香氣更濃,是因?yàn)閿U(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān)8.一輛汽車以恒定功率在平直公路上做直線運(yùn)動(dòng),該車總重為2.4×104N,行駛中所受阻力大小為車重的0.1倍且保持不變,其v-t圖象如圖所示,在0-10s內(nèi)通過(guò)的路程為150m,10-15s共燃燒了0.015kg的汽油,下列說(shuō)法正確的是(汽油的熱值q汽油=5×107J/kg)()A.汽車在0-10s內(nèi)的平均速度為15m/sB.汽車在10-15s內(nèi)牽引力做功2.4×105JC.汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中牽引力先變大后不變D.汽車在10-15s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)化效率為32%三、填空題9.作為全國(guó)熱點(diǎn)旅游城市,“徐州燒烤”受到不少外地游客的青睞。食物烤熟是通過(guò)的方式改變其內(nèi)能的,烤出的香氣四溢是現(xiàn)象。木炭在燃燒過(guò)程中熱值。10.如圖所示,試管中的水沸騰后,試管口上的塞子會(huì)受到水蒸氣的壓力而沖出,管口出現(xiàn)白霧。當(dāng)塞子沖出時(shí),和熱機(jī)的沖程能量轉(zhuǎn)化一樣。在實(shí)驗(yàn)中,塞子斜向上減速飛出,又加速掉落,其中是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的是(填寫(xiě)序號(hào))(選填:①“向上飛出”或者②“向下掉落”),這個(gè)過(guò)程中能量(選填“是”或者“不是”)守恒的。11.如圖所示,將蓋上蓋子的空礦泉水瓶用力扭轉(zhuǎn)壓縮,在旋開(kāi)瓶蓋的瞬間瓶蓋飛出,且有“白氣”從瓶口冒出。瓶蓋飛出瞬間(瓶蓋/瓶?jī)?nèi)氣體)的內(nèi)能迅速(增大/減?。鞍讱狻笔牵ㄋ魵?小水珠/摩擦生成的煙)。該過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化與單缸四沖程汽油機(jī)的沖程相同。某四沖程內(nèi)燃機(jī)每秒對(duì)外做功20次,其飛輪轉(zhuǎn)速為r/min。12.跑步是一項(xiàng)很好的健身方式。小明體重為50kg,他佩戴華為運(yùn)動(dòng)手環(huán)以某一速度勻速跑,計(jì)步器顯示跑了5000步,所用時(shí)間為40min,跑步過(guò)程中克服重力做功時(shí)消耗的能量為30千卡,查閱資料了解到,卡路里也是能量的單位,簡(jiǎn)稱卡,1g水溫度升高1℃吸收的熱量為1卡(1千卡=103卡)。若不計(jì)能量損耗,小明這段時(shí)間內(nèi)克服重力做的功為J,跑步功率的平均值為W,每跑一步身體重心上升的高度約為cm。(最后一空結(jié)果保留整數(shù)位)[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),g取10N/kg]13.如圖甲所示,為我國(guó)的東風(fēng)A31導(dǎo)彈,若質(zhì)量分布均勻,長(zhǎng)為12m,質(zhì)量為4.2×104kg。由導(dǎo)彈發(fā)射車對(duì)導(dǎo)彈完成運(yùn)輸、起豎、發(fā)射的過(guò)程。當(dāng)導(dǎo)彈起豎到如圖乙所示的位置時(shí),發(fā)射車通過(guò)連桿AB對(duì)導(dǎo)彈施加的最小推力為;若導(dǎo)彈在30s內(nèi)由水平起豎到豎直位置,則豎起過(guò)程中的平均功率為W;東風(fēng)導(dǎo)彈使用的是固體燃料,在導(dǎo)彈飛行過(guò)程中,隨著燃料的減少,其熱值(選填“變大”、“不變”或“變小”)。14.山西的花饃遠(yuǎn)近聞名,不僅是它的色彩鮮艷,形態(tài)栩栩如生,還有它那剛出鍋時(shí)甜香濃郁的面香味。聞到面香味是現(xiàn)象,隨著花饃漸漸變涼,香味就沒(méi)有那么濃郁了,這是因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動(dòng)與有關(guān);現(xiàn)在蒸花饃已用天然氣代替柴火,是因?yàn)樘烊粴獾谋饶静翊?;蒸花饃的過(guò)程中人們?cè)O(shè)置冷凝水回收系統(tǒng),將蒸鍋排出的冷凝水收集并重新利用,這樣可以能源利用效率。四、實(shí)驗(yàn)題15.科學(xué)家焦耳為了探究做功與產(chǎn)生熱之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如下裝置:在一個(gè)裝滿煤油的絕熱桶(可保證熱量不流失)里放入銅制的翼輪,多次用下落的鉤碼帶動(dòng)翼輪上的葉片轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片與煤油摩擦,產(chǎn)生的熱使煤油的溫度升高,并改變鉤碼的重力與鉤碼下降高度,探索這些變化對(duì)產(chǎn)熱的影響。序號(hào)鉤碼的重力(N)鉤碼下降高度(m)溫度升高(℃)120010.1220020.2320030.3430030.45540030.668006——(1)請(qǐng)幫科學(xué)家焦耳補(bǔ)齊6號(hào)實(shí)驗(yàn)中的煤油升高的溫度;(2)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)科學(xué)家焦耳認(rèn)為做功越多,產(chǎn)生的熱多,請(qǐng)找到佐證焦耳結(jié)論的現(xiàn)象;(3)以下哪些方法可以使科學(xué)家焦耳實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象更加明顯,______。(多選)A.將煤油換成比熱容更高的水 B.在滑輪軸上涂抹潤(rùn)滑油C.將煤油質(zhì)量適當(dāng)減小 D.降低實(shí)驗(yàn)前煤油的初始溫度16.如圖所示,甲、乙、丁三圖中的裝置完全相同,酒精燈和煤油燈里燃料的質(zhì)量都是10g,燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫也相同。(1)為了比較水和煤油的吸熱本領(lǐng)的大小,選用了甲、乙兩套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),除圖示器材外,還需要的測(cè)量工具有秒表和,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)(選填“溫度計(jì)示數(shù)變化”或“加熱時(shí)間”)反映水和煤油吸收熱量的多少;(2)由水和煤油沸騰前的溫度與加熱時(shí)間的關(guān)系(如圖丙)可知:若升高相同的溫度(均未達(dá)到沸騰),(選填“水”或“煤油”)吸收的熱量更多;若不計(jì)熱量損失,可以得到煤油的比熱容為;[水的比熱容為](3)小明利用此裝置把酒精燈換成了煤油燈如圖丁所示,對(duì)比圖丁與圖,能夠比較煤油和酒精的熱值,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需讓燃料(選填“完全燃盡”或“燃燒相同時(shí)間”)并記錄溫度計(jì)的示數(shù)。17.如圖所示,班上同學(xué)進(jìn)行了分組探究“冰的熔化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn),隨后進(jìn)行了交流與分享。(1)實(shí)驗(yàn)中,宜選用(選填“碎冰塊”或“體積較大的冰塊”);(2)組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),應(yīng)先調(diào)整(選填“燒杯”或“溫度計(jì)”)的位置。(3)小明小組討論甲、乙兩種加熱方案,最終一致認(rèn)為乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較合理,原因是。(4)分析圖像丙可知,冰是(選填“晶體”或“非晶體”);從第6min到第8min,冰水混合物的內(nèi)能(選填“增大”“減小”或“不變”)。(5)如圖丙所示,是小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的加熱時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖像,第10min熔化結(jié)束,小明發(fā)現(xiàn)AB段和CD段圖線的傾斜程度不一樣,原因是。五、綜合題18.小李去火車博物館參觀,了解到蒸氣火車工作的原理,回家后設(shè)計(jì)了一個(gè)利用蒸汽機(jī)提升重物的裝置,其工作原理如圖所示,工作過(guò)程為:打開(kāi)閥門(mén)A、關(guān)閉閥門(mén)B,高壓蒸汽進(jìn)入氣缸,推動(dòng)活塞上行;當(dāng)活塞到達(dá)氣缸頂部時(shí),關(guān)閉閥門(mén)A、打開(kāi)閥門(mén)B,蒸汽進(jìn)入冷凝器,氣缸內(nèi)壓強(qiáng)減小,活塞下降,循環(huán)往復(fù)?;钊c杠桿之間用一根硬桿相連,杠桿的另一端與滑輪組的繩子末端相連。已知重物的質(zhì)量為20kg,杠桿左端的力臂為2L,右端的力臂為L(zhǎng),活塞的面積為10cm2,活塞上行一次重物上升的高度為0.25m,動(dòng)滑輪的質(zhì)量為5kg,氣缸的能量損失和活塞的質(zhì)量不計(jì),g=10N/kg。(1)活塞上行過(guò)程與汽油機(jī)的沖程相似;高壓蒸氣進(jìn)入氣缸后推動(dòng)活塞上行過(guò)程中,氣缸內(nèi)高壓蒸氣的內(nèi)能(選填“增大”或“減小”);(2)需要將重物提起,氣缸需要產(chǎn)生的最小壓強(qiáng)為多大?(3)關(guān)于小李設(shè)計(jì)的蒸氣機(jī)提升重物的裝置,下列說(shuō)法正確的是。A.需要一次將物體提升得更高,可以將O點(diǎn)水平向左移B.氣缸產(chǎn)生最小壓強(qiáng)時(shí),O點(diǎn)水平向右移,不能將重物提升起來(lái)C.在氣缸產(chǎn)生的最小壓強(qiáng)下,滑輪組提升重物的效率為80%D.活塞上行一次,蒸汽機(jī)對(duì)物體做的有用功為50J19.某品牌汽車(如圖所示)的質(zhì)量為2100kg,搭載了2.0升渦輪增壓四缸發(fā)動(dòng)機(jī),在平直的公路上以84km/h的速度勻速行駛,汽車受到的阻力為車重的。g取10N/kg,汽油的熱值為。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣沖程吸入的是。(2)求牽引力在1min內(nèi)做的功。(3)若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為40%,求汽車行駛1min需要完全燃燒的汽油的質(zhì)量。(結(jié)果保留兩位小數(shù))(4)如圖5所示的發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)汽缸(圖中標(biāo)注1、2、3、4),通過(guò)連桿把4個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上。各個(gè)汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開(kāi),在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里,都有一個(gè)汽缸在做功,其他三個(gè)汽缸分別處在吸氣、壓縮和排氣沖程。當(dāng)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中3號(hào)汽缸處在壓縮沖程時(shí),2號(hào)汽缸處在哪個(gè)沖程?并運(yùn)用物理知識(shí)說(shuō)明你的理由。六、計(jì)算題20.一輛卡車要將砂石拉往一個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng),卡車和砂石總質(zhì)量為9t.卡車先以10m/s的速度在平直公路上以30kW的輸出功率勻速行駛了10min。之后卡車行駛到一個(gè)山坡下,為了將砂石從山坡底運(yùn)送到山坡頂?shù)氖┕がF(xiàn)場(chǎng),司機(jī)將輸出功率提升到120kW,用時(shí)2.5min,消耗了1.3kg柴油才到達(dá)坡頂。柴油的熱值為4.3×107J/kg,g取10N/kg。求:(1)1.3kg的柴油完全燃燒放出的熱量是多少?(2)卡車在平直公路上行駛時(shí),受到的阻力是多少?(3)卡車爬上坡頂?shù)倪^(guò)程中,卡車內(nèi)燃機(jī)的效率是多少?(百分號(hào)前保留一位小數(shù))21.山西擁有豐富的歷史文化遺產(chǎn)。暑假期間小明一家從平遙古城自駕前往五臺(tái)山,進(jìn)行古建筑研學(xué)旅行。平遙古城到五臺(tái)山全程約360km,駕車前往大約需要4h。(汽油的熱值q取4.5×107J/kg,汽油的密度ρ取0.8103kg/m3)(1)求汽車的平均速度;(2)汽車全程消耗汽油25L,求汽油完全燃燒放出的熱量Q;(3)熱機(jī)效率]若汽車發(fā)動(dòng)機(jī)全程的平均功率為25kW,求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。七、科普閱讀題22.閱讀短文,回答問(wèn)題:嫦娥奔月2024年5月6日,長(zhǎng)征五號(hào)火箭搭載嫦娥六號(hào)月球探測(cè)器在雨中升空,如圖甲所示,引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。5月8日,它正在逆行軌道飛行,如圖乙所示,在近月點(diǎn)處達(dá)到其最大速度。嫦娥六號(hào)在落月前,首先要進(jìn)行組合體分離。由軌道器、返回器、著陸器、上升器組成的四器組合體要先分離成兩部分,軌道器和返回器組成的軌返組合體繼續(xù)留在月球軌道上飛行,著陸器和上升器組成的著上組合體分離后將著陸月球,開(kāi)展后續(xù)采樣任務(wù)。不同于地球著陸,月球上沒(méi)有大氣,無(wú)法通過(guò)降落傘風(fēng)阻減速,因此著上組合體只能通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的反推力來(lái)實(shí)現(xiàn)減速。而且月球表面白天溫度約180℃,夜間-150℃,晝夜溫差約330℃。另外上升器發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火瞬間達(dá)到上千攝氏度,如何避免燒毀上升器和著陸器,對(duì)研制團(tuán)隊(duì)提出了挑戰(zhàn)。著上組合體在減速降落的過(guò)程中,還會(huì)自主控制進(jìn)行粗避障和精避障,在距離月表高度大約100米后開(kāi)始緩速下降,經(jīng)過(guò)懸停避障后,關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),著上組合體自由落體,完成軟著陸。6月2日6時(shí)23分,嫦娥六號(hào)成功著陸在月球背面南極——艾特肯盆地預(yù)選著陸區(qū),開(kāi)啟人類探測(cè)器首次在月球背面實(shí)施的樣品采集任務(wù),如圖丙所示。(1)當(dāng)嫦娥六號(hào)月球探測(cè)器從近月點(diǎn)向遠(yuǎn)月點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),它的動(dòng)能將(變大/變小/不變);(2)著上組合體在-180℃環(huán)境下(有/沒(méi)有)內(nèi)能;(3)著上組合體在降落的過(guò)程中;A.高速降落時(shí)由于摩擦而導(dǎo)致表面溫度急劇升高B.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化C.懸停避障時(shí),利用的是自身的慣性(4)月球車金蟾號(hào)的質(zhì)量為5kg,它在月球表面上方豎直下落60m時(shí),重力對(duì)它做的功為J;(物體在月球上的重力只有地球上的,地球上g取10N/kg)。(5)著上組合體在軟著陸時(shí)如有輕微反彈,則它從月表豎直反彈到再落回月表過(guò)程中動(dòng)能隨時(shí)
間變化的關(guān)系是(
)A.B.C.D.
專題02第12章內(nèi)能與熱機(jī)清單01內(nèi)能和熱量一、什么是內(nèi)能1.下面的幾幅圖運(yùn)用了類比的方法說(shuō)明分子也具有動(dòng)能和勢(shì)能。2.分子由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做分子的動(dòng)能。由于分子之間存在著相互作用力而具有的能,叫做分子的勢(shì)能。物體內(nèi)部所有的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。物體的溫度越高,物體的內(nèi)能越大。二、改變內(nèi)能的方法1.改變物體內(nèi)能有做功和熱傳遞兩種方式,二者在改變物體的內(nèi)能上是等效(選填“等效”或“不等效”)的。2.熱傳遞有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射三種方式。三、熱量1.在物理學(xué)中,把物體在熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能改變的多少叫做熱量,當(dāng)僅有熱傳遞時(shí),物體吸收熱量,內(nèi)能增加,物體放出熱量,內(nèi)能減小。在國(guó)際單位制中,熱量的單位是焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào)是J。2.在質(zhì)量一定時(shí),物體吸收的熱量跟升高的溫度成正比;在升高相同的溫度時(shí),物體吸收的熱量跟它的質(zhì)量成正比。清單02熱值與比熱容一、燃料的熱值燃料燃燒能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能→內(nèi)能物理意義熱值是表示不同燃料燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)大小的物理量定義把某種燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量與燃料質(zhì)量之比叫做這種燃料的熱值單位J/kg(固體、液體)或J/m3(氣體)[來(lái)源:學(xué)_科_網(wǎng)]放熱公式Q=qm(固體、液體)或Q=qV(氣體)二、探究物質(zhì)的吸、放熱性能生活舉例水的質(zhì)量越大,水溫升高越多,加熱時(shí)間就越長(zhǎng)結(jié)論物體溫度升高時(shí),吸收的熱量跟物體的質(zhì)量和升高的溫度有關(guān)實(shí)驗(yàn):比較不同物質(zhì)吸熱的情況實(shí)驗(yàn)裝置探究方法控制變量法和轉(zhuǎn)換法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用同一酒精燈給質(zhì)量和初溫相同的砂子和水加熱相同的時(shí)間,結(jié)果砂子升高的溫度高探究結(jié)論不同物質(zhì)在質(zhì)量相等,吸收相同的熱量時(shí),升高的溫度不同,即不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)不同三、比熱容定義用單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量來(lái)描述物質(zhì)吸收熱量的能力定義式c=eq\f(Q,mΔt)單位J/(kg·℃),讀作焦每千克攝氏度數(shù)值意義水的比熱容是4.2×103__J/(kg·℃),表示:1kg的水溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量為4.2×103__J物理意義反映了不同物質(zhì)吸、放熱能力的強(qiáng)弱清單03熱機(jī)和熱機(jī)效率一、熱機(jī)的工作原理熱機(jī)的共同特點(diǎn):是將燃料的化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,然后通過(guò)做功,把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。二、汽油機(jī)和柴油機(jī)1.汽油機(jī)(1)結(jié)構(gòu):由火花塞、氣缸、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、曲軸連桿、飛輪以及活塞組成。(2)原理:汽油機(jī)工作時(shí),一個(gè)工作循環(huán)包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。在壓縮沖程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在做功沖程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2.柴油機(jī)與汽油機(jī)一樣,也有四個(gè)沖程,所不同的是柴油機(jī)頂部有個(gè)噴油嘴,汽油機(jī)是火花塞,柴油機(jī)是壓燃式,汽油機(jī)是點(diǎn)燃式。汽油機(jī)吸入氣缸的物質(zhì)是汽油和空氣,柴油機(jī)吸入氣缸的物質(zhì)是空氣。3.汽油機(jī)和柴油機(jī)區(qū)別項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)構(gòu)造火花塞噴油嘴燃料汽油柴油吸氣沖程汽油和空氣混合氣體只吸入空氣點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式應(yīng)用汽車、摩托車等挖掘機(jī)、輪船等三、熱機(jī)的熱效率1.熱機(jī)的熱效率定義:熱機(jī)工作時(shí),用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比;2.公式:(車);(燒水)3.提高熱機(jī)效率的方法:保證良好的的潤(rùn)滑以減少摩擦、減少各種熱量損失等;讓燃料燃燒的跟充分;設(shè)法利用廢棄的能量。實(shí)驗(yàn)一探究燃料燃燒的熱值在“比較酒精和碎紙片燃燒時(shí)放出的熱量”實(shí)驗(yàn)中(1)由于燃料充分燃燒放出熱量的多少不僅與燃料種類這一個(gè)因素有關(guān),因此實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制酒精和碎紙片的質(zhì)量相等;實(shí)驗(yàn)中還需控制被加熱的水的質(zhì)量和初溫均相同,以便于根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)確定水吸收熱量的多少;(2)如圖是小明安裝好的實(shí)驗(yàn)裝置,其中存在的錯(cuò)誤是溫度計(jì)液泡沒(méi)有浸沒(méi)在水中;(3)小華糾正了小明的錯(cuò)誤,又組裝了一套相同的實(shí)驗(yàn)裝置,備好秒表,在兩燃燒皿中分別加入準(zhǔn)備好的酒精和碎紙片,讀出水的初溫后,進(jìn)行如下操作:①先點(diǎn)燃酒精,再點(diǎn)燃碎紙片;②保證酒精和碎紙片燃燒時(shí)間相同,讀取溫度計(jì)的示數(shù);③待酒精和碎紙片充分燃燒結(jié)束,分別讀取溫度計(jì)的示數(shù);小紅認(rèn)為上述操作中,操作②是錯(cuò)誤的,小明根據(jù)正確操作獲得的數(shù)據(jù),算出了燃料的熱值,發(fā)現(xiàn)結(jié)果小于該燃料的實(shí)際熱值,原因是燃燒過(guò)程中有熱量損失。實(shí)驗(yàn)二探究物質(zhì)的吸熱能力實(shí)驗(yàn)小組在“探究水和煤油的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)中,組裝了如圖甲所示的裝置。(1)在組裝如圖甲所示的裝置時(shí),應(yīng)按自下而上的順序組裝。(2)實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)加熱時(shí)間的多少來(lái)間接反映煤油和水吸收熱量的多少,下列實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了該種研究方法的是C。A.探究并聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)B.“伏安法”測(cè)量電阻C.探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)(3)實(shí)驗(yàn)中,還應(yīng)控制燒杯中的液體的初溫和質(zhì)量相同。(4)小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了水和煤油的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,分析圖像可知:①加熱相同的時(shí)間,煤油升高的溫度大,因此,冬天在自制暖手袋時(shí),應(yīng)選水作為供暖物質(zhì),效果更佳;(均選填“水”或“煤油”)②實(shí)驗(yàn)中水的沸點(diǎn)是98℃,說(shuō)明本次實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的大氣壓小于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。實(shí)驗(yàn)三探究熱機(jī)的工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源。汽油機(jī)以汽油為燃料,使活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng),一個(gè)工作循環(huán)經(jīng)歷吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程,汽油機(jī)的性能和汽缸排量有關(guān)。汽缸排量指活塞一個(gè)沖程中活塞在氣缸內(nèi)通過(guò)的容積,它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離(沖程長(zhǎng)度)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸,所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量,實(shí)際汽車往往采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖所示發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)汽缸(圖中標(biāo)注1、2、3、4),通過(guò)連桿把4個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上。各個(gè)汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開(kāi),在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里,都有一個(gè)汽缸在做功,其他三個(gè)汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程。(1)汽油機(jī)工作時(shí)將燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;(2)已知汽油的熱值為4×107J/kg,如果汽車油箱裝有40kg的汽油,這些汽油充分燃燒2kg;放出的熱量為8×107J,剩余汽油的熱值為4×107J/kg;(3)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中3號(hào)汽缸在壓縮沖程中,則2號(hào)汽缸所處的沖程是D;A.吸氣
B.壓縮
C.做功
D.排氣(4)設(shè)該發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)是p0,發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V排,則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2400r/min時(shí),每個(gè)工作循環(huán)所需耍的時(shí)間為0.05秒,該轎車的輸出功率P與發(fā)動(dòng)機(jī)排量V排的關(guān)系式為P=20p0V排?!揪毩?xí)1】(23-24九年級(jí)上·廣東清遠(yuǎn)·期末)如圖所示,把刀放在磨刀石上打磨時(shí)發(fā)熱,這是通過(guò)方式改變物體的內(nèi)能;當(dāng)用力磨刀時(shí)比較費(fèi)勁,原因是增大,摩擦力也增大。經(jīng)過(guò)打磨的刀使用起來(lái)非常鋒利,這是因?yàn)閴毫ο嗤那闆r下,減小,增大壓強(qiáng)?!敬鸢浮孔龉毫κ芰γ娣e【解析】[1]把刀放在磨刀石上打磨時(shí)發(fā)熱,刀克服摩擦力做功,內(nèi)能增大,這是通過(guò)做功方式改變物體的內(nèi)能。[2]用力磨刀時(shí)比較費(fèi)勁,原因是接觸面粗糙程度不變時(shí),增大壓力,摩擦力也增大。[3]打磨的刀使用起來(lái)非常鋒利,這是因?yàn)閴毫ο嗤那闆r下,受力面積減小,壓強(qiáng)增大?!揪毩?xí)2】(23-24九年級(jí)上·四川內(nèi)江·期末)初春培育水稻秧苗時(shí),為了不使秧苗受凍,傍晚要多(選填“排水”或“灌水”);對(duì)流是夏季海岸形成微風(fēng)的原因,風(fēng)有時(shí)吹向海岸,有時(shí)吹向陸地。白天,在炎熱的日光下,海岸形成的是(選填“海陸”或“陸?!保╋L(fēng)?!敬鸢浮抗嗨j憽窘馕觥縖1]初春培育水稻秧苗時(shí),為了不使秧苗受凍,傍晚要多灌水,這樣晚上水在降溫時(shí),水可以放出更多的熱量,使秧苗的溫度不至于下降過(guò)低,從而可以防止秧苗凍壞。[2]因?yàn)樗谋葻崛荼饶嗤痢⑸呈谋葻崛荽?,白天,太?yáng)照射下海岸和海水吸收相同的熱量,海水溫度上升慢;海岸吸熱后,溫度上升快,熱空氣上升,微風(fēng)從海洋吹向陸地,形成海陸風(fēng)。【練習(xí)3】(2024·山東日照·中考真題)2023年5月28日,C919大型客機(jī)進(jìn)行首次商業(yè)載客飛行,飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)選用航空煤油作為燃料,假如航空煤油的熱值為,完全燃燒50kg航空煤油放出的熱量為J。山東五征集團(tuán)生產(chǎn)的某型號(hào)農(nóng)用拖拉機(jī),為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率需要在沖程讓燃料充分燃燒。【答案】做功【解析】[1]根據(jù)可得,完全燃燒50kg航空煤油放出的熱量為[2]燃料燃燒是發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)的做功沖程,因此為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率需要在做功沖程讓燃料充分燃燒?!揪毩?xí)4】(23-24九年級(jí)上·河南南陽(yáng)·期末)在“探究物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)”的實(shí)驗(yàn)中,采用相同的加熱器對(duì)物體加熱,我們可以通過(guò)比較(升高溫度/加熱時(shí)間)來(lái)判斷物體吸熱的多少,這在物理學(xué)上叫轉(zhuǎn)換法。小王得到了如圖所示質(zhì)量相同的A、B兩物質(zhì)的溫度變化圖像,如果B物質(zhì)是水[],則A物質(zhì)的比熱容是×103J/(kg·℃)?!敬鸢浮考訜釙r(shí)間2.1【解析】[1]根據(jù)轉(zhuǎn)換法,用相同的加熱器對(duì)物體加熱,我們可以通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)判斷物體吸熱的多少,加熱時(shí)間越長(zhǎng),吸熱越多。[2]由圖知A、B兩種物質(zhì)升高60℃-20℃=40℃B用了20min,A用了10min,即A吸收的熱量是B吸收熱量的0.5倍,根據(jù)可知,在質(zhì)量和升高的溫度相同的情況下,吸熱與比熱容成正比,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),則A物質(zhì)的比熱容為c=0.5×4.2×103J/(kg·℃)=2.1×103J/(kg·℃)【練習(xí)5】(23-24九年級(jí)上·福建泉州·期末)周末物理興趣小組進(jìn)行課外實(shí)踐活動(dòng),在晉江五店市的古玩店里發(fā)現(xiàn)了兩款燈盞,他們?cè)诓殚嗁Y料時(shí),發(fā)現(xiàn)南宋陸游筆下有記載:“蜀中有夾瓷盞,注水于盞唇竅中,可省油之半”,其“省油”的主要原理是減少燃油的蒸發(fā),體現(xiàn)了節(jié)儉是中華民族的傳統(tǒng)美德。圖中甲、乙分別為第一款省油燈實(shí)物圖及其結(jié)構(gòu)示意圖。(1)圖乙?jiàn)A層中的液體選擇水作為冷卻劑,能起到降低燃油的溫度。這是利用了水的較大;(2)省油燈點(diǎn)燃后,夾層中水的溫度會(huì)升高,該過(guò)程中水內(nèi)能增大的方式是;(3)另一款省油燈,如圖丙所示??鐚W(xué)科實(shí)踐小組發(fā)現(xiàn)放置在相同環(huán)境中,(選填“乙”或“丙”)油燈更“省油”,是由于該油燈的燃油暴露在空氣中的較小,燃油的蒸發(fā)速度更慢?!敬鸢浮勘葻崛轃醾鬟f丙表面積【解析】(1)[1]與其它液體比較,水的比熱容大,在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí),由公式Q=cmΔt可知,水吸收的熱量多,冷卻效果好,起到降低燃油的溫度的作用。(2)[2]省油燈點(diǎn)燃后,夾層中水吸收熱量,溫度會(huì)升高,內(nèi)能增大,這是通過(guò)熱傳遞的方式改變內(nèi)能的。(3)[3][4]由乙、丙兩圖可知,放置在相同環(huán)境中,丙圖中的燈油燃油暴露在空氣中的表面積較小,蒸發(fā)較慢,所以更“省油”?!揪毩?xí)6】(23-24九年級(jí)上·廣東·期末)某老師通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)密封針筒內(nèi)氣體的溫度,在室溫恒為T(mén)1的環(huán)境中,當(dāng)他快速向下推動(dòng)活塞壓縮針筒內(nèi)的氣體后松手,活塞即刻被向上彈起,此過(guò)程中針筒內(nèi)均處于密封,針筒內(nèi)物質(zhì)均處于氣態(tài),針筒內(nèi)氣體溫度隨時(shí)間變化圖像如圖所示。(由于氣體分子間距離比較大,分子間作用力可以忽略不計(jì),因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以不考慮分子勢(shì)能)(1)密封氣體在t2時(shí)刻的內(nèi)能t3時(shí)刻的內(nèi)能(選填“>”、“<”、“=”);(2)以下過(guò)程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與圖丙相同的是;A.0-t1過(guò)程
B.t1-t2過(guò)程
C.t2-t3過(guò)程
D.都沒(méi)有(3)活塞靜止后,密封氣體的溫度最終保持在。A.T3B.T2C.T1D.0℃【答案】>BC【解析】(1)[1]物體的內(nèi)能與它的溫度、質(zhì)量、狀態(tài)有關(guān),由題意可知,此過(guò)程中針筒內(nèi)均處于密封,氣態(tài)物質(zhì)沒(méi)有外漏,質(zhì)量不變,針筒內(nèi)物質(zhì)均處于氣態(tài),狀態(tài)不變,但觀察坐標(biāo)圖,可知,t2時(shí)刻溫度比t3時(shí)刻的高,因此t2時(shí)刻氣體內(nèi)能更大。(2)[2]丙圖是內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程,該過(guò)程是機(jī)械能轉(zhuǎn)為內(nèi)能,應(yīng)該對(duì)應(yīng)的是密封氣體內(nèi)能增加的那一段過(guò)程,觀察坐標(biāo)圖,可知,這三個(gè)過(guò)程,只有t1-t2過(guò)程溫度升高,內(nèi)能增大,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。(3)[3]最終密封氣體的溫度會(huì)與室溫達(dá)到平衡,即相等的狀態(tài),所以最終溫度為T(mén)1,故ABD不符合題意,C符合題意。故選C?!揪毩?xí)7】(23-24九年級(jí)上·廣東廣州·期末)汽油機(jī)是熱機(jī)的一種,請(qǐng)回答以下問(wèn)題。(1)圖1中甲、乙是汽油機(jī)的其中兩個(gè)沖程,則甲是沖程,乙是沖程(以上兩空均選填“吸氣”、“壓縮”、“做功”或“排氣”);(2)做功沖程是把能轉(zhuǎn)化成能,從而獲得動(dòng)力;(3)圖2是汽油機(jī)的能量流向圖,其效率為×100%(用圖中的符號(hào)表示);(4)某汽車在水平路面上行駛,共消耗了0.5kg汽油。[汽油熱值q=4.6×107J/kg,水的比熱容]①假如汽油完全燃燒,求釋放的熱量;②若其釋放熱量的20%被初溫為20℃質(zhì)量為100kg的水完全吸收,求水升高的溫度是多少?(結(jié)果保留整數(shù))【答案】排氣壓縮內(nèi)機(jī)械【解析】(1)[1][2]圖1甲中進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉,排氣門(mén)打開(kāi),活塞向上運(yùn)動(dòng),故甲是排氣沖程;乙中,兩氣門(mén)關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),乙是壓縮沖程。(2)[3][4]利用內(nèi)能可以做功,人們制造了各種利用內(nèi)能做功的機(jī)械即熱機(jī)。做功沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,從而獲得動(dòng)力。(3)[5]用來(lái)做有用功的那部分能量,與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫做熱機(jī)的效率。圖2是汽油機(jī)的能量流向圖,故其效率為(4)①[6]假如汽油完全燃燒,釋放的熱量Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J②[7]水吸收的熱量為初溫為20℃質(zhì)量為100kg的水升高的溫度是一、單選題1.如圖所示,蔣老師是戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者,他強(qiáng)壯威猛的身體得益于長(zhǎng)期的鍛煉。這是他在郊游做飯時(shí)的場(chǎng)景,水沸騰后鍋蓋被頂起。下列相關(guān)描述正確的是()A.鍋蓋被頂起是水蒸氣的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的內(nèi)能B.木柴燃燒時(shí)候化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,燃燒時(shí)熱值增大C.內(nèi)燃機(jī)的做功沖程與鍋蓋被頂起的能量轉(zhuǎn)化相同D.鍋蓋蓋上后,水的沸點(diǎn)不會(huì)發(fā)生變化【答案】C【解析】A.鍋蓋不斷被水蒸氣頂起,此時(shí)水蒸氣對(duì)外做功,將自身的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為鍋蓋的機(jī)械能,故A錯(cuò)誤;B.木柴燃燒時(shí)候化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但熱值是燃料的一種特性,它代表燃料性能的優(yōu)劣,熱值的大小與燃料的種類有關(guān),與燃燒程度、質(zhì)量的多少以及是否燃燒等均無(wú)關(guān),因此木材燃燒時(shí)熱值不變,故B錯(cuò)誤;C.內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與鍋蓋被頂起的能量轉(zhuǎn)化相同,故C正確;D.水的沸點(diǎn)隨大氣壓的增大而升高,鍋蓋蓋上后,鍋內(nèi)氣壓增大,水的沸點(diǎn)升高,故D錯(cuò)誤。故選C。2.綠盛伙食團(tuán)每周都有傳統(tǒng)菜——油炸雞腿,孩子們非常喜歡。師傅們將冰凍雞腿先解凍,再放入沸騰的油鍋中炸到表皮金黃,但里面的肉還比較鮮嫩。關(guān)于這個(gè)生活場(chǎng)景,下列相關(guān)說(shuō)法正確的是(
)A.剛出鍋的雞腿燙嘴,因?yàn)樗械臒崃慷郆.相同條件下,油升溫比水快,說(shuō)明油的比熱容小C.考場(chǎng)里都聞到雞腿香,說(shuō)明加熱后分子才會(huì)運(yùn)動(dòng)D.如果改進(jìn)火爐的效率,雞腿可以吸收燃料放出的全部熱量【答案】B【解析】A.熱量是過(guò)程量,不能用“含有”描述,故A錯(cuò)誤;B.相同條件下,油升溫比水快,根據(jù)公式可知,油的比熱容小,故B正確;C.一切物質(zhì)的分子都在不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),溫度越高,熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,而不是加熱后分子才會(huì)運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.即使改進(jìn)火爐的效率,燃料燃燒釋放出來(lái)的熱量也不會(huì)被雞腿全部吸收,故D錯(cuò)誤。故選B。3.物理學(xué)是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科,下列現(xiàn)象與推斷都正確的是()A.現(xiàn)象:海波吸熱,溫度上升,推斷:海波是晶體B.現(xiàn)象:水和煤油持續(xù)在同一熱源下吸熱,水溫度升高得快,推斷:此情景中的煤油比熱容高C.現(xiàn)象:飛機(jī)在滑行過(guò)程中速度逐漸加快,推斷:飛機(jī)在滑行過(guò)程中地面的支持力小于其對(duì)地面的壓力D.現(xiàn)象:在使用相同滑輪組成的定滑輪和動(dòng)滑輪抬升相同物體時(shí),用動(dòng)滑輪人手用的力小,推斷:此情境中的動(dòng)滑輪比定滑輪省力【答案】D【解析】A.通過(guò)海波熔化過(guò)程中吸熱溫度保持不變的現(xiàn)象才能推斷海波屬于晶體,故A錯(cuò)誤;B.水的比熱容大于煤油,根據(jù)可知,水和煤油持續(xù)在同一熱源下吸熱,水溫度升高得快,推斷:水的質(zhì)量小于煤油,故B錯(cuò)誤;C.飛機(jī)在滑行過(guò)程中地面的支持力和其對(duì)地面的壓力是相互作用力,大小相等,故C錯(cuò)誤;D.在使用相同滑輪組成的定滑輪和動(dòng)滑輪抬升相同物體時(shí),用動(dòng)滑輪需要的動(dòng)力更小,說(shuō)明此情境中的動(dòng)滑輪比定滑輪省力,故D正確。故選D。4.“中國(guó)傳統(tǒng)制茶技藝及其相關(guān)習(xí)俗”已正式列入聯(lián)合國(guó)教科文組織人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作名錄,下列有關(guān)泡茶過(guò)程的說(shuō)法正確的是()A.茶水吹一吹涼得快主要是因?yàn)闇p緩了茶水的蒸發(fā)B.用沸水沖泡茶葉主要是通過(guò)做功改變茶葉的內(nèi)能C.剛沖泡好的茶水比放置一段時(shí)間后的茶水含有的熱量多D.打開(kāi)茶罐能聞到淡淡的茶香,說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】A.茶水吹一吹涼得快主要是因?yàn)榧涌炝瞬杷恼舭l(fā),故A錯(cuò)誤;B.用沸水沖泡茶葉主要是通過(guò)熱傳遞改變茶葉的內(nèi)能,故B錯(cuò)誤;C.熱量是一個(gè)過(guò)程量,僅在熱傳遞的過(guò)程中才具有意義,不能說(shuō)一個(gè)物體具有多少熱量熱量,故C錯(cuò)誤;D.打開(kāi)茶罐能聞到淡淡的茶香,是發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象,說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故D正確。故選D。5.以下四圖中是關(guān)于內(nèi)能及其利用中設(shè)想的例子,其中說(shuō)法正確的是(
)A.甲圖中,火箭升空時(shí),燃料減少的化學(xué)能等于火箭增加的機(jī)械能B.乙圖中,小球彈跳的高度逐漸降低,是因?yàn)橛幸徊糠謾C(jī)械能憑空消失了C.丙圖中,寒冷的天氣里搓手取暖,是通過(guò)做功的方式增大手的內(nèi)能的D.丁圖中,水沸騰時(shí),水蒸氣頂起壺蓋的過(guò)程,類似于汽油機(jī)的排氣沖程【答案】C【解析】A.火箭升空工作過(guò)程中,燃料減少的化學(xué)能有一部分被廢氣帶走,所以燃料減少的化學(xué)能大于火箭增加的機(jī)械能,故A錯(cuò)誤;B.在小球的運(yùn)動(dòng)中,每次跳起的高度在減小,表明機(jī)械能在減小,在與空氣摩擦過(guò)程有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能,此過(guò)程中小球的機(jī)械能不守恒,但能量的總量仍然不變,能量守恒,能量不會(huì)憑空消失,故B錯(cuò)誤;C.寒冷的天氣里搓手取暖,是通過(guò)做功的方式增大手的內(nèi)能的,故C正確;D.水沸騰時(shí),水蒸氣頂起壺蓋的過(guò)程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,類似于汽油機(jī)的做功沖程,故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題6.下列關(guān)于熱學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的理解,說(shuō)法正確的是()A.是鹽水凝固曲線,由圖像可知,t=-2℃時(shí),物質(zhì)處于固液共存狀態(tài)B.探究水的沸騰特點(diǎn)時(shí),圖①所示是水正在沸騰時(shí)的氣泡C.比較質(zhì)量相等的不同燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量時(shí),可以通過(guò)溫度計(jì)的示數(shù)變化來(lái)比較不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量多少D.用酒精燈將水加熱一段時(shí)間,可以看到塞子飛出,該過(guò)程能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程類似【答案】BCD【解析】A.鹽水凝固時(shí)向外放熱,溫度降低,圖像是鹽水凝固曲線,由圖像可知,在第10至20min時(shí),溫度保持在-2℃不變,說(shuō)明鹽水的凝固點(diǎn)為-2℃,所以當(dāng)t=-2℃時(shí),鹽水可能是液體、固態(tài)或固液共存態(tài),故A錯(cuò)誤;B.水正在沸騰時(shí),氣泡由下至上逐漸變大,水在沸騰前,氣泡由下至上逐漸變小,所以圖中①所示是水正在沸騰時(shí)的氣泡,故B正確;C.不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量多少不易觀察,實(shí)驗(yàn)時(shí)可通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)變化來(lái)反映不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量多少,采用了轉(zhuǎn)換法,故C正確;D.塞子飛出,氣體對(duì)外做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化形式也為將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故D正確。故選BCD。7.瓦罐湯是我省的特色美食。如圖所示的是用瓦罐煨湯時(shí)的情景,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.將裝好食材的湯罐放入器皿中煨熱,湯的內(nèi)能增大B.沸騰的湯能頂起湯罐的蓋子,是內(nèi)能做功的現(xiàn)象C.剛出鍋的熱湯燙嘴是因?yàn)樗械臒崃慷郉.熱湯香氣更濃,是因?yàn)閿U(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān)【答案】ABD【解析】A.將裝好食材的湯罐放入器皿中煨熱,這是一個(gè)熱傳遞的過(guò)程。在熱傳遞過(guò)程中,高溫物體放出熱量,內(nèi)能減??;低溫物體吸收熱量,內(nèi)能增大。因此,湯罐中的湯吸收熱量,其內(nèi)能會(huì)增大,故A正確;B.沸騰的湯能頂起湯罐的蓋子,這是因?yàn)樗魵獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,即水蒸氣對(duì)蓋子做功,使得蓋子被頂起。這是內(nèi)能做功的現(xiàn)象,故B正確;C.熱量是一個(gè)過(guò)程量,它描述的是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少,而不是物體“含有”或“具有”多少熱量。我們只能說(shuō)物體“吸收”或“放出”了多少熱量,而不能說(shuō)它“含有”或“具有”多少熱量。因此,剛出鍋的熱湯燙嘴,是因?yàn)樗臏囟雀?,而不是因?yàn)樗械臒崃慷啵蔆錯(cuò)誤;D.熱湯香氣更濃,這是因?yàn)闇囟仍礁?,分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,即擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。所以熱湯的香氣能夠更快地?cái)U(kuò)散到空氣中,被我們聞到,故D正確。故選ABD。8.一輛汽車以恒定功率在平直公路上做直線運(yùn)動(dòng),該車總重為2.4×104N,行駛中所受阻力大小為車重的0.1倍且保持不變,其v-t圖象如圖所示,在0-10s內(nèi)通過(guò)的路程為150m,10-15s共燃燒了0.015kg的汽油,下列說(shuō)法正確的是(汽油的熱值q汽油=5×107J/kg)()A.汽車在0-10s內(nèi)的平均速度為15m/sB.汽車在10-15s內(nèi)牽引力做功2.4×105JC.汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中牽引力先變大后不變D.汽車在10-15s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)化效率為32%【答案】ABD【解析】A.由題知,在0-10s內(nèi)通過(guò)的路程為150m,則在0~10s內(nèi)汽車的平均速度故A正確;B.行駛中所受阻力大小為由圖可知,汽車在10-15s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),牽引力等于阻力由圖可知,汽車在10-15s內(nèi)行駛的路程為汽車在10-15s內(nèi)牽引力做功故B正確;C.由圖可知,汽車先加速行駛后勻速行駛,根據(jù)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知,當(dāng)牽引力大于阻力時(shí)汽車做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)汽車做勻速運(yùn)動(dòng),所以汽車勻速行駛的牽引力小于加速時(shí)的牽引力,所以該行駛過(guò)程中,汽車牽引力有減小的過(guò)程,故C錯(cuò)誤;D.汽車在10-15s燃燒汽油釋放的能量為汽車在10-15s內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)化效率為故D正確。故選ABD。三、填空題9.作為全國(guó)熱點(diǎn)旅游城市,“徐州燒烤”受到不少外地游客的青睞。食物烤熟是通過(guò)的方式改變其內(nèi)能的,烤出的香氣四溢是現(xiàn)象。木炭在燃燒過(guò)程中熱值。【答案】熱傳遞擴(kuò)散不變【解析】[1]食物烤熟的過(guò)程中,熱量從火源傳遞到食物上,使得食物的內(nèi)能增加,溫度升高,從而烤熟。這種通過(guò)熱量傳遞來(lái)改變物體內(nèi)能的方式,我們稱之為熱傳遞。[2]烤出的香氣四溢,是因?yàn)槭澄镏械南銡夥肿釉诓煌5刈鰺o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),這是擴(kuò)散現(xiàn)象。[3]熱值是燃料的一種特性,它表示單位質(zhì)量的某種燃料完全燃燒時(shí)所釋放出的熱量。木炭在燃燒過(guò)程中,盡管其質(zhì)量和燃燒狀態(tài)可能發(fā)生變化,但其熱值作為燃料的固有屬性,是不會(huì)改變的。10.如圖所示,試管中的水沸騰后,試管口上的塞子會(huì)受到水蒸氣的壓力而沖出,管口出現(xiàn)白霧。當(dāng)塞子沖出時(shí),和熱機(jī)的沖程能量轉(zhuǎn)化一樣。在實(shí)驗(yàn)中,塞子斜向上減速飛出,又加速掉落,其中是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能的是(填寫(xiě)序號(hào))(選填:①“向上飛出”或者②“向下掉落”),這個(gè)過(guò)程中能量(選填“是”或者“不是”)守恒的。【答案】做功①是【解析】[1]根據(jù)題意知道,水吸熱迅速的汽化,形成大量的水蒸氣,水蒸氣對(duì)塞子做功,將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能。四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中的做功沖程與上述能量轉(zhuǎn)化過(guò)程相似。[2][3]塞子斜向上減速飛出,質(zhì)量不變,高度變大,速度減小,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。這個(gè)過(guò)程中將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能,由能量守恒定律可知,能量既不會(huì)憑空消失,也不會(huì)憑空產(chǎn)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上,在能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過(guò)程中,能量的總量保持不變。即這個(gè)過(guò)程中能量是守恒的。11.如圖所示,將蓋上蓋子的空礦泉水瓶用力扭轉(zhuǎn)壓縮,在旋開(kāi)瓶蓋的瞬間瓶蓋飛出,且有“白氣”從瓶口冒出。瓶蓋飛出瞬間(瓶蓋/瓶?jī)?nèi)氣體)的內(nèi)能迅速(增大/減小),“白氣”是(水蒸氣/小水珠/摩擦生成的煙)。該過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化與單缸四沖程汽油機(jī)的沖程相同。某四沖程內(nèi)燃機(jī)每秒對(duì)外做功20次,其飛輪轉(zhuǎn)速為r/min?!敬鸢浮科?jī)?nèi)氣體減小小水珠做功2400【解析】[1][2][3]旋開(kāi)瓶蓋的瞬間瓶蓋飛出,是瓶?jī)?nèi)的空氣對(duì)瓶蓋做功,瓶?jī)?nèi)空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶蓋的機(jī)械能,瓶?jī)?nèi)空氣的內(nèi)能會(huì)減小,溫度降低,空氣內(nèi)的水蒸氣遇冷液化變?yōu)樾∷榧窗讱?。[4]上述分析中的能量轉(zhuǎn)化與熱機(jī)沖程中做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。[5]某四沖程內(nèi)燃機(jī)每秒對(duì)外做功20次,已知飛輪每轉(zhuǎn)2r對(duì)外做功1次,則該四沖程內(nèi)燃機(jī)每秒飛輪的轉(zhuǎn)速為40r,則每分鐘的轉(zhuǎn)速是2400r/min。12.跑步是一項(xiàng)很好的健身方式。小明體重為50kg,他佩戴華為運(yùn)動(dòng)手環(huán)以某一速度勻速跑,計(jì)步器顯示跑了5000步,所用時(shí)間為40min,跑步過(guò)程中克服重力做功時(shí)消耗的能量為30千卡,查閱資料了解到,卡路里也是能量的單位,簡(jiǎn)稱卡,1g水溫度升高1℃吸收的熱量為1卡(1千卡=103卡)。若不計(jì)能量損耗,小明這段時(shí)間內(nèi)克服重力做的功為J,跑步功率的平均值為W,每跑一步身體重心上升的高度約為cm。(最后一空結(jié)果保留整數(shù)位)[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),g取10N/kg]【答案】1.26×10552.55【解析】[1]由于1g水溫度升高1℃吸收的熱量1g水溫度升高1℃吸收的熱量為1卡,則1卡=4.2J跑步過(guò)程中克服重力做功時(shí)消耗的能量為30千卡,則克服重力做的功[2]跑步功率的平均值[3]計(jì)步器顯示跑了5000步,則每跑一步克服重力做的功則每跑一步克服重力身體重心上升的高度13.如圖甲所示,為我國(guó)的東風(fēng)A31導(dǎo)彈,若質(zhì)量分布均勻,長(zhǎng)為12m,質(zhì)量為4.2×104kg。由導(dǎo)彈發(fā)射車對(duì)導(dǎo)彈完成運(yùn)輸、起豎、發(fā)射的過(guò)程。當(dāng)導(dǎo)彈起豎到如圖乙所示的位置時(shí),發(fā)射車通過(guò)連桿AB對(duì)導(dǎo)彈施加的最小推力為;若導(dǎo)彈在30s內(nèi)由水平起豎到豎直位置,則豎起過(guò)程中的平均功率為W;東風(fēng)導(dǎo)彈使用的是固體燃料,在導(dǎo)彈飛行過(guò)程中,隨著燃料的減少,其熱值(選填“變大”、“不變”或“變小”)。【答案】3.15×1058.4×104不變【解析】[1]導(dǎo)彈的重力為提升過(guò)程中,導(dǎo)彈的重力對(duì)于杠桿來(lái)說(shuō)是阻力,此時(shí)的阻力臂為根據(jù)杠桿平衡的條件可得解得[2]若導(dǎo)彈在30s內(nèi)由水平起豎到豎直位置,需要做的功為則豎起過(guò)程中的平均功率為[3]熱值是燃料的屬性,與燃料的質(zhì)量無(wú)關(guān),因此隨著燃料的減少,其熱值不變。14.山西的花饃遠(yuǎn)近聞名,不僅是它的色彩鮮艷,形態(tài)栩栩如生,還有它那剛出鍋時(shí)甜香濃郁的面香味。聞到面香味是現(xiàn)象,隨著花饃漸漸變涼,香味就沒(méi)有那么濃郁了,這是因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動(dòng)與有關(guān);現(xiàn)在蒸花饃已用天然氣代替柴火,是因?yàn)樘烊粴獾谋饶静翊?;蒸花饃的過(guò)程中人們?cè)O(shè)置冷凝水回收系統(tǒng),將蒸鍋排出的冷凝水收集并重新利用,這樣可以能源利用效率?!敬鸢浮繑U(kuò)散溫度熱值提高【解析】[1][2]擴(kuò)散現(xiàn)象是指物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移直到均勻分布的現(xiàn)象,擴(kuò)散是由于分子熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的,溫度越高運(yùn)動(dòng)越劇烈,溫度越低運(yùn)動(dòng)越緩慢。因此聞到面香味是擴(kuò)散現(xiàn)象;隨著花饃漸漸變涼,香味就沒(méi)有那么濃郁了,這是因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)。[3]熱值也稱為燃料發(fā)熱量,指固體或液體單位質(zhì)量或氣體單位體積的燃料完全燃燒,燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度(一般為環(huán)境溫度)所釋放出來(lái)的熱量。天然氣代替柴火,是因?yàn)樘烊粴獗饶静挠懈蟮臒嶂?。[4]將蒸鍋排出的冷凝水收集并重新利用,這樣可以減少資源浪費(fèi),提高能源利用效率。四、實(shí)驗(yàn)題15.科學(xué)家焦耳為了探究做功與產(chǎn)生熱之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如下裝置:在一個(gè)裝滿煤油的絕熱桶(可保證熱量不流失)里放入銅制的翼輪,多次用下落的鉤碼帶動(dòng)翼輪上的葉片轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片與煤油摩擦,產(chǎn)生的熱使煤油的溫度升高,并改變鉤碼的重力與鉤碼下降高度,探索這些變化對(duì)產(chǎn)熱的影響。序號(hào)鉤碼的重力(N)鉤碼下降高度(m)溫度升高(℃)120010.1220020.2320030.3430030.45540030.668006——(1)請(qǐng)幫科學(xué)家焦耳補(bǔ)齊6號(hào)實(shí)驗(yàn)中的煤油升高的溫度;(2)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)科學(xué)家焦耳認(rèn)為做功越多,產(chǎn)生的熱多,請(qǐng)找到佐證焦耳結(jié)論的現(xiàn)象;(3)以下哪些方法可以使科學(xué)家焦耳實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象更加明顯,______。(多選)A.將煤油換成比熱容更高的水 B.在滑輪軸上涂抹潤(rùn)滑油C.將煤油質(zhì)量適當(dāng)減小 D.降低實(shí)驗(yàn)前煤油的初始溫度【答案】(1)2.4(2)見(jiàn)解析(3)BC【解析】(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)知,升高的溫度與鉤碼重力與下降高度的乘積成正比;根據(jù)第5、6數(shù)據(jù)可知t=2.4℃(2)實(shí)驗(yàn)中物體做功W=Gh,做功越多,升高的溫度越高,說(shuō)明吸收的熱量越多,佐證焦耳結(jié)論的現(xiàn)象鉤碼的重力做功越多,液體升高的溫度越高。(3)ABC.要使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,即溫度變化較大,而做功一定,轉(zhuǎn)化為的熱量越多越明顯,因而減小各種摩擦,在滑輪軸上涂抹潤(rùn)滑油,可以減小摩擦,根據(jù)Q=cmΔt可知,應(yīng)該減小液體的比熱容和質(zhì)量,故BC符合題意,A不符合題意;D.要使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,即溫度變化較大,根據(jù)Q=cmΔt可知與初溫?zé)o關(guān),故D不符合題意。故選BC。16.如圖所示,甲、乙、丁三圖中的裝置完全相同,酒精燈和煤油燈里燃料的質(zhì)量都是10g,燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫也相同。(1)為了比較水和煤油的吸熱本領(lǐng)的大小,選用了甲、乙兩套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),除圖示器材外,還需要的測(cè)量工具有秒表和,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)(選填“溫度計(jì)示數(shù)變化”或“加熱時(shí)間”)反映水和煤油吸收熱量的多少;(2)由水和煤油沸騰前的溫度與加熱時(shí)間的關(guān)系(如圖丙)可知:若升高相同的溫度(均未達(dá)到沸騰),(選填“水”或“煤油”)吸收的熱量更多;若不計(jì)熱量損失,可以得到煤油的比熱容為;[水的比熱容為](3)小明利用此裝置把酒精燈換成了煤油燈如圖丁所示,對(duì)比圖丁與圖,能夠比較煤油和酒精的熱值,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需讓燃料(選填“完全燃盡”或“燃燒相同時(shí)間”)并記錄溫度計(jì)的示數(shù)。【答案】(1)天平加熱時(shí)間(2)水2.1×103(3)乙完全燃盡【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中要控制水和煤油的質(zhì)量相同,因此需要天平測(cè)量質(zhì)量。[2]完全相同的兩個(gè)酒精燈在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同,所以根據(jù)轉(zhuǎn)換法,兩種液體吸收熱量的多少可通過(guò)加熱時(shí)間比較,加熱時(shí)間越長(zhǎng),吸收的熱量越多。(2)[1]由圖丙可知,若升高相同的溫度,水需要的加熱時(shí)間長(zhǎng),因此水吸收的熱量多。[2]丙圖中加熱相同的時(shí)間,即水和煤油吸收的熱量相同,水加熱5min升高的溫度為煤油加熱5min升高的溫度為水和煤油的質(zhì)量是相同的,即解得(3)[1]比較燃料的熱值,需要改變?nèi)剂系姆N類,控制被加熱物質(zhì)的種類相同,因此選擇圖丁與圖乙兩實(shí)驗(yàn)。[2]探究燃料的熱值,需要將質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒,通過(guò)比較被加熱物質(zhì)溫度的變化情況來(lái)表示燃料的熱值。17.如圖所示,班上同學(xué)進(jìn)行了分組探究“冰的熔化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn),隨后進(jìn)行了交流與分享。(1)實(shí)驗(yàn)中,宜選用(選填“碎冰塊”或“體積較大的冰塊”);(2)組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),應(yīng)先調(diào)整(選填“燒杯”或“溫度計(jì)”)的位置。(3)小明小組討論甲、乙兩種加熱方案,最終一致認(rèn)為乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較合理,原因是。(4)分析圖像丙可知,冰是(選填“晶體”或“非晶體”);從第6min到第8min,冰水混合物的內(nèi)能(選填“增大”“減小”或“不變”)。(5)如圖丙所示,是小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的加熱時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖像,第10min熔化結(jié)束,小明發(fā)現(xiàn)AB段和CD段圖線的傾斜程度不一樣,原因是?!敬鸢浮?1)碎冰塊(2)燒杯(3)見(jiàn)解析(4)晶體增大(5)比熱容不同【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)宜選用碎冰塊來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能均勻受熱,效果更好。(2)因要用酒精燈的外焰加熱,組裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),應(yīng)先調(diào)整燒杯的位置。(3)利用“水浴法”加熱,可以使固態(tài)物質(zhì)受熱均勻,且可以防止溫度上升較快,便于溫度測(cè)量,故選乙裝置比較合理。(4)[1]由丙圖知,冰在熔化過(guò)程中,溫度保持不變,所以該物質(zhì)為晶體。[2]4-10min溫度不變,從第6min到第8min,冰水混合物的溫度不變,但因吸熱,故內(nèi)能增大。(5)由丙圖可知,AB段和CD段相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同,但升高的溫度不同,反映了物質(zhì)的吸熱能力不同,即比熱容不同。五、綜合題18.小李去火車博物館參觀,了解到蒸氣火車工作的原理,回家后設(shè)計(jì)了一個(gè)利用蒸汽機(jī)提升重物的裝置,其工作原理如圖所示,工作過(guò)程為:打開(kāi)閥門(mén)A、關(guān)閉閥門(mén)B,高壓蒸汽進(jìn)入氣缸,推動(dòng)活塞上行;當(dāng)活塞到達(dá)氣缸頂部時(shí),關(guān)閉閥門(mén)A、打開(kāi)閥門(mén)B,蒸汽進(jìn)入冷凝器,氣缸內(nèi)壓強(qiáng)減小,活塞下降,循環(huán)往復(fù)。活塞與杠桿之間用一根硬桿相連,杠桿的另一端與滑輪組的繩子末端相連。已知重物的質(zhì)量為20kg,杠桿左端的力臂為2L,右端的力臂為L(zhǎng),活塞的面積為10cm2,活塞上行一次重物上升的高度為0.25m,動(dòng)滑輪的質(zhì)量為5kg,氣缸的能量損失和活塞的質(zhì)量不計(jì),g=10N/kg。(1)活塞上行過(guò)程與汽油機(jī)的沖程相似;高壓蒸氣進(jìn)入氣缸后推動(dòng)活塞上行過(guò)程中,氣缸內(nèi)高壓蒸氣的內(nèi)能(選填“增大”或“減小”);(2)需要將重物提起,氣缸需要產(chǎn)生的最小壓強(qiáng)為多大?(3)關(guān)于小李設(shè)計(jì)的蒸氣機(jī)提升重物的裝置,下列說(shuō)法正確的是。A.需要一次將物體提升得更高,可以將O點(diǎn)水平向左移B.氣缸產(chǎn)生最小壓強(qiáng)時(shí),O點(diǎn)水平向右移,不能將重物提升起來(lái)C.在氣缸產(chǎn)生的最小壓強(qiáng)下,滑輪組提升重物的效率為80%D.活塞上行一次,蒸汽機(jī)對(duì)物體做的有用功為50J【答案】(1)做功減小(2)6.25×104Pa(3)ACD【解析】(1)[1][2]根據(jù)題意,高壓蒸汽進(jìn)入氣缸,推動(dòng)活塞上行,即利用內(nèi)能做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,與做功沖程能量轉(zhuǎn)化相同,該過(guò)程中高壓蒸氣對(duì)外做功,內(nèi)能會(huì)減小。(2)需要提起重物,繩子末端的拉力為由杠桿的平衡條件可知,杠桿需要施加的力為由可知,氣缸產(chǎn)生的最小壓強(qiáng)為(3)A.需要一次將物體提升得更高,可以將O點(diǎn)水平向左移,增加對(duì)應(yīng)的力臂,繩
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