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1、
第十一講 內能與熱機
(建議時間:30分鐘)
基礎過關
一、選擇題
1. (2019咸寧)如圖所示現(xiàn)象中,利用做功使物體內能增加的是( )
2. (2018煙臺)炎炎夏日,烈日下海灘的沙子熱得燙腳,而海水卻很清涼;傍晚落日后,沙子涼了,海水卻依然暖暖的.這主要是因為海水和沙子具有不同的( )
A. 密度 B. 內能
C. 熱量 D. 比熱容
3. (2018益陽)下列關于熱值的說法正確的是( )
A. 2 kg煤的熱值大于1 kg煤的熱值
B. 燃料熱值越大,燃燒放出的熱量越多
C. 燃料燃燒不完全時熱值變小
D. 燃料的熱值是燃料
2、本身的一種特性,與其他因素無關
4. (2019長沙)“端午節(jié)”吃粽子的習俗中,蘊含了豐富的物理知識.下列說法中正確的是( )
A. 煮粽子的過程利用做功的方法提高了粽子的內能
B. 聞到粽子的香味表明分子在不停地做無規(guī)則的運動
C. 剝粽子時總有一些糯米粘到粽葉上,是因為分子間存在斥力
D. 蒸粽子時用的鐵鍋的比熱容比水的大
5. (2019連云港)關于溫度、內能和熱量,下列說法正確的是( )
A. 0 ℃的冰塊內能為零
B. 溫度高的物體含有的熱量多
C. 汽油機壓縮沖程中,機械能轉化為內能
D. 反復彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,這是通過熱傳遞的方式增加了鐵絲的內能
3、
6. (2019成都A卷)如圖是汽車四沖程發(fā)動機的一個沖程示意圖,下列說法正確的是( )
第6題圖
A. 該沖程是做功沖程
B. 該沖程機械能轉化為內能
C. 這種汽車對環(huán)境沒有污染
D. 此發(fā)動機的效率可達90%
7. (2019宜昌)如圖所示,在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉,把活塞迅速壓下去,看到棉花燃燒起來,活塞被向上頂起.關于這個過程說法正確的是( )
第7題圖
A. 活塞對棉花做功,使棉花溫度升高
B. 緩慢壓下活塞也能看到同樣的實驗現(xiàn)象
C. 壓下活塞的過程中是內能轉化為機械能
D. 活塞被向上頂起相當于內燃機的做功沖程
8. (20
4、19廣安)下列關于能量的說法中,正確的是( )
A. 洗衣機工作時是將機械能轉化為電能
B. 電水壺工作時是將內能轉化為電能
C. 用熱水泡腳,身體會感覺暖和,說明內能可以轉移
D. 能量無論是轉化還是轉移,能量總和會逐漸減少
9. (2019福建)下表列出一些物質的比熱容,根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列判斷正確的是( )
物質
水
煤油
冰
鋁
銅
比熱容/(J·kg-1·℃-1)
4.2×103
2.1×103
2.1×103
0.88×103
0.39×103
A. 不同物質的比熱容一定不同
B. 物質的物態(tài)發(fā)生變化,比熱容不變
C. 質量相等的鋁和銅升高
5、相同的溫度,鋁吸收的熱量更多
D. 質量相等的水和煤油吸收相同的熱量,水升高的溫度更多
二、填空題
10. (2019龍東)如圖所示,女同學采用往手上哈氣來取暖,是利用________的方法來改變內能的;男同學采用兩手互相搓來取暖,是利用________的方法來改變內能的.
第10題圖
11. (2019綏化)我國北方房屋中的“暖氣”用水作為介質,是因為水的________大;火箭用液態(tài)氫作燃料,是因為液態(tài)氫的________大.
12. (2019株洲)用一臺電取暖器給有50 kg空氣的房間加熱.通電后取暖器的電熱元件溫度升高,是通過________(選填“做功”或“熱傳遞”
6、)的方式使其內能增加的;一段時間后室溫升高了5 ℃,則空氣吸收的熱量為__________J.[設空氣的比熱容為1.0×103 J/(kg·℃)]
13. (2019沈陽改編)核能屬于不可再生能源,1 g鈾235全部裂變釋放的能量相當于2 100 kg的煤完全燃燒放出的熱量,則這些煤完全燃燒放出的熱量為________J.若這些熱量被0 ℃的水完全吸收,則在1標準大氣壓下,最多可以將______kg的水從0 ℃剛好加熱至沸騰.[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),煤的熱值為3×107 J/kg]
14. (2019遵義)炒菜時,用天然氣將質量為0.05 kg的食用油從25 ℃加熱
7、到145 ℃,食用油吸收了________J熱量;若天然氣完全燃燒釋放的熱量有40%被食用油吸收,則需完全燃燒________m3天然氣.[c食用油=2.0×103 J/(kg·℃),q天然氣=4.0×107 J/m3]
三、實驗題
15. (2019南充)如圖甲是小東探究“不同物質吸熱規(guī)律”的實驗裝置:
(1)兩個相同的燒杯中裝有________相同且初溫相同的水和煤油,用相同的酒精燈對它們加熱.
第15題圖
(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),小東作出了水和煤油的溫度隨加熱時間變化的圖像(見圖乙).由圖乙可知,杯中的水和煤油,升高相同溫度時,吸收的熱量________(選填“相同”或“不相同
8、”).計算出煤油的比熱容是________J/(kg·℃).[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
四、綜合應用題
16. (2019云南省卷)太陽能是21世紀重點開發(fā)利用的能源之一,如今太陽能熱水器已走進了千家萬戶.如圖所示,某家庭太陽能熱水器接收太陽能總有效面積為2 m2,1 m2面積上1 h接收到的太陽能平均為2.52×106 J,若陽光照射該熱水器5 h,可以使質量為80 kg的水溫度升高30 ℃.[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q干木柴=1.2×107 J/kg].求:
(1)水吸收的熱量;
(2)若這些水吸收的熱量全部由燃燒干木柴提供,需要完全燃燒多少千克干木
9、柴(假設干木柴完全燃燒放出的熱量全部被水吸收);
(3)該太陽能熱水器的效率及開發(fā)利用太陽能的優(yōu)點.
第16題圖
核心素養(yǎng)提升
1. (2019江西)如圖所示,是小普同學跟爺爺學習氣功的四個基本動作.由此他聯(lián)想到熱機的四個沖程,以下與做功沖程最相似的是( )
2. (2019常德)前不久,據(jù)河南南陽炒作很熱的“水氫發(fā)動機”的宣傳說,“水氫發(fā)動機”可以利用水來制取氫氣,從而為發(fā)動機提供高能燃料.中央電視臺對此做了專題報道,認為目前的技術尚不成熟,所謂的“水氫發(fā)動機”要真正投入使用還有很長的路要走.對此,下列分析不正確的是( )
A. 氫氣燃燒無
10、污染是“水氫發(fā)動機”備受關注的原因之一
B. 氫氣是發(fā)動機的一種理想燃料,是因為氫氣的熱值大
C. “水氫發(fā)動機”是利用內能做功的機械
D. 目前利用水制取氫氣耗能高,因此“水氫發(fā)動機”的效率很高
參考答案及解析
第十一講 內能與熱機
基礎過關
1. B 【解析】鉆木取火是通過做功改變物體的內能的,A、C、D都是通過熱傳遞改變物體內能的,故選B.
2. D 3. D
4. B 【解析】端午節(jié)煮粽子時,是通過熱傳遞的方式增加了粽子的內能,A錯誤;能聞到粽子的香味是擴散現(xiàn)象,這說明一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動,B正確;剝開粽子葉總有一些糯米粘到粽子葉上,
11、是因為分子間有引力,C錯誤;蒸粽子時用的鐵鍋的比熱容比水的比熱容小,D錯誤.故選B.
5. C 【解析】一切物體在任何溫度下都具有內能,A錯誤;熱量是過程量,不能說物體含有熱量,只能說吸收或放出多少熱量,B錯誤;汽油機壓縮沖程中進氣門和排氣門關閉,活塞向上運動,壓縮氣體使其內能增加,該過程將活塞的機械能轉化為氣體的內能,C正確;反復彎折鐵絲,鐵絲溫度升高,是通過做功的方式增加了鐵絲的內能,D錯誤.故選C.
6. A 【解析】由圖可知,內燃機的兩個氣門關閉,火花塞點火,活塞向下運動,所以該沖程是做功沖程,A正確;做功沖程把內能轉化為機械能,B錯誤;汽車產(chǎn)生的廢氣對環(huán)境有污染,C錯誤;汽油機
12、的效率一般在30%左右,所以此發(fā)動機的效率不可能是90%,D錯誤.故選A.
7. D
8. C 【解析】洗衣機工作時,將電能轉化為機械能,A錯誤;電水壺工作時,將電能轉化為內能,B錯誤;用熱水泡腳,身體感覺暖和,是通過熱傳遞改變內能的,說明內能可以轉移,C正確;根據(jù)能量守恒定律可知,能量無論是轉化還是轉移,能量的總量保持不變,D錯誤.故選C.
9. C 【解析】由表中數(shù)據(jù)可知,煤油和冰的比熱容相同,所以說不同物質的比熱容一定不同的說法是錯誤的,A錯誤;由水變成冰,比熱容發(fā)生了變化,所以說物質的物態(tài)發(fā)生變化時,比熱容可能發(fā)生變化,B錯誤;由于鋁的比熱容比銅的比熱容大,由Q=cmΔt可知,質
13、量相等的鋁和銅升高相同的溫度時,鋁吸收的熱量多,C正確;由于水的比熱容比煤油的比熱容大,由Δt=可知,質量相等的水和煤油吸收相同的熱量,水升高的溫度比煤油少,D錯誤.故選C.
10. 熱傳遞 做功 【解析】改變內能有兩種方式:熱傳遞和做功;哈氣是熱傳遞,搓手是克服摩擦做功.
11. 比熱容 熱值
12. 做功 2.5×105
13. 6.3×1010 1.5×105
14. 1.2×104 7.5×10-4 【解析】食用油吸收的熱量Q吸=c食用油m食用油Δt=2.0×103 J/(kg·℃)×0.05 kg×(145 ℃-25 ℃)=1.2×104 J;Q放===3×104 J,需完
14、全燃燒天然氣的體積為V氣===7.5×10-4 m3.
15. (1)質量 (2)不相同 2.1×103
【解析】(1)根據(jù)比較吸熱能力的兩種方法,要控制不同物質的質量和初溫相同,故在兩個完全相同的燒杯中分別裝入質量、初溫都相同的水和煤油;(2)根據(jù)圖乙可知:升高相同的溫度,水加熱時間長,故水吸收的熱量較多;由圖乙可知,加熱4分鐘時間,煤油升高的溫度為60 ℃-30 ℃=30 ℃,煤油吸收的熱量為Q煤油=c煤油m煤油×30 ℃;加熱8分鐘時間,水升高的溫度為60 ℃-30 ℃=30 ℃,水吸收的熱量為Q水=c水m水×30 ℃,由于水的加熱時間是煤油加熱時間的2倍,所以水吸收的熱量為煤油
15、吸收熱量的2倍,故有2Q煤油=Q水,即2c煤油m煤油×30 ℃=c水m水×30 ℃,故煤油的比熱容為c煤油=c水=×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃).
16. 解:(1)水吸收的熱量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×80 kg×30 ℃=1.008×107 J
(2)水吸收的熱量全部由燃燒干木柴來提供,由于干木柴燃燒放出的熱量全部被水吸收,則有Q放=Q吸=1.008×107 J
需要完全燃燒干木柴的質量
m干木柴===0.84 kg
(3)太陽能接收的總能量W總=2.52×106 J/(m2·h)×2 m2×5 h=2.52×107 J
該太陽能熱水器的效率η=×100%=×100%=40%
開發(fā)利用太陽能的優(yōu)點是:節(jié)能、環(huán)保(合理即可)
核心素養(yǎng)提升
1. C 【解析】鼻孔吸氣相當于四沖程汽油機的吸氣沖程;氣沉丹田壓縮體內空氣,相當于四沖程汽油機的壓縮沖程;排山倒海向外推相當于四沖程汽油機的做功沖程;打完收工相當于四沖程汽油機的排氣沖程.故選C.
2. D 【解析】水解技術制取氫氣的過程需要消耗其他能量,并且耗能高,故“水氫發(fā)動機”的效率很低,D錯誤,符合題意.故選D.
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