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物體的內(nèi)能【學(xué)與練】一、內(nèi)能1、熱運動:物體內(nèi)部大量粒子的無規(guī)則運動。2、擴(kuò)散現(xiàn)象:溫度越高,粒子的無規(guī)則運動越劇烈。
3、內(nèi)能:物體內(nèi)部大量做熱運動的粒子所具有的能,俗稱“熱能”。(1)單位:焦耳(2)內(nèi)能包括分子動能(3)內(nèi)能的特點:一切物體在任何情況下都具有的內(nèi)能;內(nèi)能大小與溫度有關(guān),溫度越高,微粒的無規(guī)則運動越劇烈,內(nèi)能越大;內(nèi)能大小與質(zhì)量(微粒的個數(shù)多少)有關(guān);內(nèi)能大小與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。二、改變內(nèi)能的兩種途徑1、做功改變物體的內(nèi)能(1)外界對物體做功,物體的內(nèi)能增加;【實質(zhì):其他形式的能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能】四種方法:①壓縮體積;②摩擦生熱;③鍛打物體;④擰彎物體。物體對外做功,物體的內(nèi)能減少;如:氣體體積膨脹;【實質(zhì):物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能】2、熱傳遞改變物體做功(1)規(guī)律:內(nèi)能由高溫物體(或高溫部分)傳遞到低溫物體(或低溫部分),直至溫度相等時結(jié)束。(2)實質(zhì):能的轉(zhuǎn)移過程,且溫差越大能的傳遞越快。(3)方式:方式含義舉例傳導(dǎo)熱量通過接觸物質(zhì)由高溫部分向低溫部分傳遞放在掌心的冰慢慢熔化對流熱量通過液體或氣體自身的流動由高溫部分向用水壺?zé)?,最終整壺水的溫度都達(dá)到沸點;低溫部分傳遞輻射熱量不通過物體媒介,直接由高溫物體發(fā)射到低太陽的光和熱傳遞到地球溫物體的傳遞(4)條件:物體之間或物體的不同部位存在溫度差,溫度差越大,熱傳遞越快。(5)熱量:在熱傳遞中,傳遞能量的多少,用Q表示,單位:焦J。物體從外界吸收多少熱量,內(nèi)能就增加多少;物體向外界放出多少熱量,內(nèi)能就減少多少。3、做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,但它們也有本質(zhì)上不同,做功實質(zhì)上能的轉(zhuǎn)化,熱傳遞實質(zhì)上能的轉(zhuǎn)移。三、熱量的計算1、比熱容:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收或放出熱量,稱為該物質(zhì)的比熱容。(1)單位:J/(Kg·℃),讀作:焦每千克攝氏度。
(2)水的比熱:4200J/(Kg·℃)物理意義:質(zhì)量為1千克的水溫度升高或降低1℃時吸收或放出的熱量為4200J。(3)水的比熱特點:在一定質(zhì)量的水,升高或降低一定溫度吸收或放出的熱量較多。(4)比熱容是物質(zhì)的一種特性,受物質(zhì)的狀態(tài)的影響。2、熱量的計算:Q=c×m×△t Q吸=c×m×(t-t0)Q放=c×m×(t0-t)四、燃料的熱值1、熱值:1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量,叫做這種燃料的熱值,用“q”表示。
(1)單位:焦/千克 J/kg(2)物理意義:氫氣1.4×108J/kg——質(zhì)量為1千克的氫氣完全燃燒時所釋放的熱量為1.4×108J。(3)熱值反映了所有能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì),反映了不同燃料在燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小,是燃料本身的一種特性,它只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形狀、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均沒有關(guān)系。(4)燃料完全燃燒放出的熱量的計算公式:Q=qm。(5)“1千克”、“某種燃料”、“完全燃燒”。2、火箭選用氫作燃料,而不是汽油,原因:液態(tài)氫的熱值大。一、內(nèi)能及其概念1.(2023九上·拱墅期末)北京時間2022年11月29日23時08分,搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。以下說法正確的是()A.火箭發(fā)射前內(nèi)能為零B.火箭升空過程不受地球作用力C.火箭噴出的高溫高壓氣體對火箭做功D.火箭燃料的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】C【解析】A.火箭發(fā)射前內(nèi)能較小,但是不為零,故A錯誤;
B.火箭升空過程中仍然受到地球的吸引力,故B錯誤;
C.火箭噴出的高溫高壓氣體對火箭施加向上的力,且火箭在這個方向上通過距離,因此氣體對火箭做功,故C正確;
D.火箭燃料的化學(xué)能先通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。由于熱量的損失,因此化學(xué)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故D錯誤。故選C。2.(2023九上·寧海期末)2021年10月16日,“長征二號F遙十三”運載火箭托舉“神舟十三號”載人飛船升空,開始了我國迄今為止時間最長的載人飛行。下列說法正確的是()A.火箭可選用液態(tài)氫作為燃料,是因為氫的比熱容較大B.加速上升的過程中,飛船的動能增大,重力勢能也增大C.太空中的溫度很低,飛船的內(nèi)能可能為零D.燃料燃燒放出的熱量全部用來做功【答案】B【解析】A.火箭可選用液態(tài)氫作為燃料,是因為氫的熱值較大,故A錯誤;
B.加速上升的過程中,飛船的質(zhì)量不變,速度增大,則動能增大;質(zhì)量不變,高度增大,則重力勢能也增大,故B正確;
C.太空中的溫度很低,飛船的內(nèi)能很小,但是肯定不是零,故C錯誤;
D.燃料燃燒放出的熱量會向外散失,不能全部用來做功,故D錯誤。故選B。3.(2023九上·余姚期末)關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能、比熱容,以下說法正確的是()A.一塊0℃的冰沒有內(nèi)能,它的分子不會運動B.一個物體吸收了熱量,它的溫度一定會升高C.一個物體溫度升高了,它的內(nèi)能一定增加D.物體的質(zhì)量越大,溫度越高,它的比熱容就越大【答案】C【解析】A.一切物體都有內(nèi)能,一切分子都在不停的做無規(guī)則運動,故A錯誤;
B.當(dāng)冰塊到達(dá)熔點后繼續(xù)吸熱,則它的溫度不變,而開始熔化,故B錯誤;
C.物體溫度升高,內(nèi)能一定增大,故C正確;
D.比熱容是物質(zhì)的一種性質(zhì),只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量無關(guān),故D錯誤。故選C。4.(2022九上·鎮(zhèn)海區(qū)期末)如圖為“蒸汽對外做功的實驗”,水蒸氣把軟木塞沖開的過程中,下列說法正確的是()A.水蒸氣膨脹做功,使水蒸氣的內(nèi)能增加B.水蒸氣膨脹做功,消耗了水蒸氣的內(nèi)能C.水蒸氣進(jìn)行熱傳遞,使水蒸氣內(nèi)能增加D.水蒸氣進(jìn)行熱傳遞,水蒸氣的溫度不變【答案】B【解析】根據(jù)圖片可知,水蒸氣膨脹對軟木塞做功,將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能,此時水蒸氣的內(nèi)能減小,溫度降低,故A、C、D錯誤;
由于水蒸氣對軟木塞做功,水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞機(jī)械能,消耗了水蒸氣的內(nèi)能,故B正確。故選B。5.(2023九上·海曙期末)在學(xué)習(xí)了《重要的堿》內(nèi)容后,小科同學(xué)在實驗室也嘗試進(jìn)行了“溶解雞毛”實驗,他將雞毛放在濃氫氧化鈉溶液中,用酒精燈加熱一段時間,發(fā)現(xiàn)雞毛真的“溶解”了。關(guān)于此實驗,以下說法錯誤的是()A.酒精燃燒是化學(xué)變化,雞毛“溶解”的過程是物理變化B.酒精、雞毛的主要成分是有機(jī)物,氫氧化鈉是無機(jī)物C.加熱時,是通過熱傳遞的方式改變液體的內(nèi)能D.酒精的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化成內(nèi)能釋放出來【答案】A【解析】A.酒精燃燒生成了新物質(zhì),是化學(xué)變化,雞毛“溶解”的過程也生成了新物質(zhì),也是化學(xué)變化,故A錯誤符合題意;
B.酒精、雞毛都含有碳元素,它們的的主要成分是有機(jī)物;氫氧化鈉不含碳元素,是無機(jī)物,故B正確不合題意;
C.加熱時,是通過熱傳遞的方式改變液體的內(nèi)能,故C正確不合題意;
D.酒精的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化成內(nèi)能釋放出來,故D正確不合題意。故選A。6.(2023九上·上城期末)小光和小亮就課本中的如圖話題進(jìn)行了思考和討論,小光決定通過手捂增大鐵屑的內(nèi)能,小亮決定通過振蕩方式增大鐵屑的內(nèi)能,以下分析正確的是()A.小光所用的方法,溫度從手傳遞到了鐵屑B.當(dāng)小光的手和鐵屑所含內(nèi)能相同時,熱傳遞就會停止C.從能量轉(zhuǎn)化過程來看,小亮的方法和鉆木取火是相同的D.小光和小亮的方法對改變鐵屑的內(nèi)能是不等效的【答案】C【解析】A.小光所用的方法,熱量從手傳遞到了鐵屑,故A錯誤;
B.當(dāng)小光的手和鐵屑的溫度相同時,熱傳遞就會停止,故B錯誤;
C.從能量轉(zhuǎn)化過程來看,小亮的方法將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,和鉆木取火是相同的,故C正確;
D.小光和小亮的方法對改變鐵屑的內(nèi)能是等效的,故D錯誤。故選C。7.(2023九上·南潯期末)如圖所示小明把驅(qū)蚊片放到電驅(qū)蚊器的發(fā)熱板,整個房間里能聞到驅(qū)蚊片的氣味。發(fā)熱板發(fā)熱時利用了電流的效應(yīng)。如果驅(qū)蚊片不加熱,在房間里就很難聞到驅(qū)蚊片的氣味,說明越高,分子熱運動越劇烈?!敬鸢浮繜幔粶囟取窘馕觥浚?)如圖所示小明把驅(qū)蚊片放到電驅(qū)蚊器的發(fā)熱板,整個房間里能聞到驅(qū)蚊片的氣味。發(fā)熱板發(fā)熱時利用了電流的熱效應(yīng)。
(2)如果驅(qū)蚊片不加熱,在房間里就很難聞到驅(qū)蚊片的氣味,說明溫度越高,分子熱運動越劇烈。8.(2022九上·杭州期中)如圖所示,甲氣球裝入少量的水,將甲、乙兩個氣球吹成一樣大小,用細(xì)繩把它們掛在橫桿上,燭焰靠近氣球的底部加熱,發(fā)現(xiàn)乙氣球“啪”的一聲破了,而甲氣球加熱很長時間仍安然無恙。這是由于甲氣球裝有水,水的比熱容較,且水蒸發(fā)過程需要熱,所以甲氣球的溫度升高得慢。在加熱過程中,乙氣球內(nèi)氣體內(nèi)能增大,是用方法改變氣體的內(nèi)能?!敬鸢浮看?;吸;熱傳遞【解析】(1)(2)如圖所示,甲氣球裝入少量的水,將甲、乙兩個氣球吹成一樣大小,用細(xì)繩把它們掛在橫桿上,燭焰靠近氣球的底部加熱,發(fā)現(xiàn)乙氣球“啪”的一聲破了,而甲氣球加熱很長時間仍安然無恙。這是由于甲氣球裝有水,水的比熱容較大,且水蒸發(fā)過程需要吸熱。
(3)在加熱過程中,乙氣球內(nèi)氣體內(nèi)能增大,是用熱傳遞方法改變氣體的內(nèi)能。9.(2021九上·嘉興期末)2021年9月17日,神舟十二號搭載三名航天員并在軌道運行3個月后,平安降落在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域。如圖所示是返回艙落入大氣層時,與空氣劇烈摩擦的情形,返回艙表面溫度升高,這是通過的方式改變物體內(nèi)能。返回艙加速下落的過程中,它的機(jī)械能(選填“增大”、“減小”或“不變”)?!敬鸢浮孔龉Γ粶p小【解析】(1)返回艙與空氣摩擦,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以返回艙表面溫度升高是通過做功的方式改變物體內(nèi)能。
(2)返回艙加速下落的過程中,不斷的與空氣摩擦,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此它的機(jī)械能減小。10.(2015九上·嘉興期末)動物的能量主要來自食物,各種食物所含的能量是不同的。小明要比較花生仁、大米、牛肉干在體內(nèi)所能提供的能量的大小,采用了下列實驗方法:a.分別稱取1克花生仁、大米、牛肉干,并將它們粉碎;b.在下圖所示裝置的試管中加入10毫升水;c.測量并記錄加熱前的水溫;d.將粉碎后的花生仁放在燃燒匙中,然后在酒精燈上加熱到自行燃燒,馬上放于試管下方,使其完全燃燒;e.……..f.在同樣條件下,再分別用大米和牛肉干重復(fù)以上實驗。試回答:(1)上述實驗步驟尚不完整,請補(bǔ)充實驗步驟e.。(2)這個實驗結(jié)果只能得出定性結(jié)論,所得數(shù)據(jù)不能作為定量計算的依據(jù),原因是?!敬鸢浮浚?)一段時間后記錄加熱后的水溫(2)有部分熱量散失到了空氣中【解析】(1)為比較熱量多少,故需記錄一段時間后溫度計的示數(shù);
(2)加熱產(chǎn)生的熱量有部分散失到了空氣中,故無法計算真實產(chǎn)生的熱量。二、熱機(jī)11.(2022九上·金華月考)如圖所示,在空塑料瓶內(nèi)滴一滴酒精,用裝有氣門芯的橡皮塞塞緊瓶口,再用打氣筒通過氣門芯向瓶內(nèi)打氣。當(dāng)氣壓達(dá)到足夠大時,橡皮塞從瓶口沖出,且原來透明的瓶內(nèi)充滿了白霧。則下列說法正確的是()A.該實驗中只有氣體對外界做功B.被封閉的氣體的內(nèi)能始終是減少的C.手接觸打氣筒感覺到燙,說明做功可以改變手的內(nèi)能D.白霧的形成是因為瓶內(nèi)氣體內(nèi)能減小,溫度降低【答案】D【解析】A.用打氣筒打氣時,活塞壓縮空氣做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,即外界對氣體做功,故A錯誤;
B.當(dāng)打氣筒活塞對氣體做功時,氣體的內(nèi)能增大,故B錯誤;
C.手接觸打氣筒感覺到燙,說明熱傳遞可以改變手的內(nèi)能,故C錯誤;
D.白霧是打氣筒內(nèi)的水蒸氣放熱液化成的小水珠,它可以說明氣體內(nèi)能減小,溫度降低,故D正確。故選D。12.(2023九上·杭州期末)圖甲~丁為汽油機(jī)的四沖程示意圖,圖①②為實驗演示圖,則下列說法正確的是()A.汽油機(jī)四沖程的工作過程為:丙→甲→丁→乙B.四沖程中依靠飛輪慣性帶動的沖程是甲、乙、丙C.甲、丁過程中能量轉(zhuǎn)化均為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.①演示實驗可模擬甲沖程,②演示實驗可模擬丁沖程【答案】D【解析】A.甲:火花塞點火為做功沖程;乙:排氣門打開為排氣沖程;丙:進(jìn)氣門打開,為吸氣沖程;丁:兩個氣門關(guān)閉,活塞向上運動,為壓縮沖程,則順序為:丙→丁→甲→乙,故A錯誤;
四沖程內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能;做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,則①模擬甲,②模擬丁,故C錯誤,D正確;
只有做功沖程獲得能量,其它都靠慣性完成,故B錯誤。故選D。13.(2023九上·溫州期末)如圖所示,是一定質(zhì)量的氦氣被密封在圓柱形氣缸內(nèi),用力把活塞AB固定。當(dāng)撤去力時,氦氣會推動活塞向缸外運動,這一過程的能量轉(zhuǎn)化形式與下列汽油機(jī)的工作原理一致的是()A.B.C.D.【答案】A【解析】A.火花塞點火,為做功沖程,與這一過程能量轉(zhuǎn)化相同,故A正確;
B.排氣門打開,為排氣沖程,沒有能量轉(zhuǎn)化,故B錯誤;
C.進(jìn)氣門打開,為吸氣沖程,沒有能量轉(zhuǎn)化,故C錯誤;
D.兩個氣門關(guān)閉,活塞向上運動,為壓縮沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D錯誤。故選A。14.(2023九上·余姚期末)對于四沖程的柴油機(jī)和汽油機(jī),下列說法正確的是()A.吸氣沖程進(jìn)入氣缸里的都是燃料的混合物B.壓縮沖程末都需要點火,燃料才能燃燒C.做功沖程都是燃?xì)馔苿踊钊龉.四個沖程兩者沒什么區(qū)別【答案】C【解析】A、吸氣沖程吸入的物質(zhì)不同,汽油機(jī)吸入空氣和汽油的混合物,柴油機(jī)吸入的只有空氣,空氣不是燃料的混合物,故A錯誤;
B、壓縮沖程點火方式不同,汽油機(jī)的點火方式是點燃式,柴油機(jī)的點火方式是壓燃式,故B錯誤;
C、做功沖程中,燃?xì)馔苿踊钊龉κ箖?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故C正確;
D、吸氣和壓縮沖程兩者都不一樣,故D錯誤。所以選:C。15.(2023九上·三臺期末)小王周末和家人乘車去游玩,某一時刻她看到汽車轉(zhuǎn)速表顯示的轉(zhuǎn)速為1800r/min,她向爸爸了解到汽車發(fā)動機(jī)為四缸四沖程發(fā)動機(jī),則此時汽車在1s內(nèi)完成了()A.240個沖程,做了60次功 B.60個沖程,做了15次功C.120個沖程,做了30次功 D.240個沖程,做了30次功【答案】A【解析】A.汽車的轉(zhuǎn)速為1800r/min,說明一分鐘轉(zhuǎn)了1800圈,1s轉(zhuǎn)動30圈,因此每個缸1s內(nèi)完成60個沖程,做了15此功,四個缸就完成240沖程,做60次功,A正確B.C.D錯誤故答案為:A16.(2022九上·長興月考)常用的禮花噴射器結(jié)構(gòu)如圖,氣罐內(nèi)有高壓氣體,氣罐通過氣閥與紙筒相連。使用時轉(zhuǎn)動紙筒打開氣閥,氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速噴向遠(yuǎn)處。對該過程的分析正確的是()A.氣罐內(nèi)壁溫度升高B.罐內(nèi)氣體的內(nèi)能增加C.罐內(nèi)氣體通過熱傳遞方式改變了其內(nèi)能D.該過程能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)做功沖程相同【答案】D【解析】使用時轉(zhuǎn)動紙筒打開氣閥,氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速噴向遠(yuǎn)處,此時將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為禮花的機(jī)械能,則氣體的內(nèi)能減小,氣罐內(nèi)溫度降低,故A、B錯誤;
這個過程通過能量轉(zhuǎn)化改變內(nèi)能,即利用做功的方式,故C錯誤;
汽油機(jī)的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故D正確。故選D。17.(2022九上·定海期末)如圖,禮花筒利用筒內(nèi)的高壓空氣膨脹,將彩帶噴向空中,產(chǎn)生喜慶效果。彩帶噴出時的能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)四個沖程中能量轉(zhuǎn)化相同的是()A.吸氣B.壓縮C.做功D.排氣【答案】C【解析】禮花筒利用筒內(nèi)的高壓空氣膨脹,將彩帶噴向空中,即通過做功的方式將空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為彩帶的機(jī)械能。
根據(jù)圖片可知,A中進(jìn)氣門打開,為吸氣沖程,沒有能量轉(zhuǎn)化;B中兩個氣門關(guān)閉,活塞向上運動,為壓縮沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;C中火花塞點火,為做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;D中排氣門打開,為排氣沖程,沒有能量轉(zhuǎn)化。
綜上所述,彩帶噴出時的能量轉(zhuǎn)化與汽油機(jī)四個沖程中能量轉(zhuǎn)化相同的是C。故選C。18.(2021九上·嘉興期末)十八世紀(jì),瓦特發(fā)明的冷凝器蒸汽機(jī)推動了人類第一次工業(yè)革命。如圖為蒸汽機(jī)的工作原理:打開閥門A、關(guān)閉閥門B,高壓蒸汽進(jìn)入汽缸,推動活塞上行。當(dāng)活塞達(dá)到汽缸頂部時,關(guān)閉閥門A、打開閥門B,蒸汽進(jìn)入冷凝器,汽缸內(nèi)壓強(qiáng)減小,活塞下降,如此循環(huán)往復(fù)。下列說法錯誤的是()A.用水冷凝蒸汽是利用熱傳遞改變內(nèi)能B.蒸汽機(jī)在整個工作過程中遵循機(jī)械能守恒C.蒸汽機(jī)活塞上行過程與汽油機(jī)的做功沖程相似D.蒸汽推動活塞向外做功后,蒸汽的內(nèi)能會減小【答案】B【解析】A.用水冷凝蒸汽,其實就是將蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到水中,屬于熱傳遞,故A正確不合題意;
B.在整個工作過程中,活塞上下運動肯定會克服摩擦力,從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此不遵循機(jī)械能守恒,故B錯誤符合題意;
C.蒸汽機(jī)活塞上行過程中,蒸汽推動活塞,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,這與做功沖程相似,故C正確不合題意;
D.蒸汽推動活塞向外做功后,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能,則蒸汽的內(nèi)能會減小,故D正確不合題意。故選B。19.(2023九上·拱墅期末)如圖甲所示為我國古代發(fā)明的取火器的模型圖,把木制推桿迅速推入牛角套筒時,桿前端的艾絨立刻燃燒起來,這是通過的方式,使筒內(nèi)空氣內(nèi)能,溫度升高,達(dá)到艾絨的著火點。如圖乙所示為單缸四沖程汽油機(jī)工作過程中的四個沖程,其中(選填字母)與上述套筒內(nèi)空氣溫度升高過程中能量的轉(zhuǎn)化是一致的?!敬鸢浮孔龉?;增大;C【解析】(1)如圖甲所示為我國古代發(fā)明的取火器的模型圖,把木制推桿迅速推入牛角套筒時,桿前端的艾絨立刻燃燒起來,這是通過做功的方式,使筒內(nèi)空氣內(nèi)能增大,溫度升高。
(2)取火器將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這和汽油機(jī)的壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同,故選C。20.(2023九上·長興期末)“遼寧艦”服役,圓了中國航母夢。如圖為航母上簡化的蒸汽彈射裝置,能帶動艦載機(jī)在兩秒鐘內(nèi)達(dá)到起飛速度。(1)牽引索與蒸汽活塞連接的兩個滑輪均為(選填“定滑輪”或“動滑輪”)(2)氣缸內(nèi)的蒸汽體積膨脹,對外做功,它的內(nèi)能減小,同時推動活塞,使艦載機(jī)獲得巨大的動能,這時從能量轉(zhuǎn)化角度講,相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)的沖程?!敬鸢浮浚?)定滑輪(2)做功【解析】(1)根據(jù)圖片可知,牽引索和蒸汽活塞連接的兩個滑輪固定不動,均為定滑輪。
(2)氣缸內(nèi)的蒸汽體積膨脹,對外做功,它的內(nèi)能減小,同時推動活塞,使艦載機(jī)獲得巨大的動能,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)的做功沖程。21.(2022九上·安吉期末)如圖甲是老師在科學(xué)課上做的熱機(jī)工作原理的模擬實驗,在玻璃管中先加入少量酒精,將橡皮塞放入玻璃管并向下壓縮氣體。然后用電子點火器點火,橡皮塞會向上彈出。(1)橡皮塞向下壓時,其能量轉(zhuǎn)化與圖乙汽油機(jī)工作四沖程中的相同。(2)點火后橡皮塞向上彈出,玻璃管內(nèi)氣體內(nèi)能減小,這是通過方式來改變內(nèi)能?!敬鸢浮浚?)B(2)做功【解析】(1)橡皮塞向下壓時,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,其能量轉(zhuǎn)化與圖乙汽油機(jī)工作四沖程中的壓縮沖程相似,故選B。
(2)點火后橡皮塞向上彈出,玻璃管內(nèi)氣體內(nèi)能減小,這是通過做功方式來改變內(nèi)能。22.(2020九上·浙江期末)生活處處有科學(xué),留心觀察皆學(xué)問。你知道嗎?廚房中也包含著很多科學(xué)知識,例如:(1)炸油條、炸土豆用菜油;煮玉米、煮雞蛋用水,這樣可以對不同烹飪手段提供各自所需的(選填“熱量”或“溫度”)。(2)如圖所示,用燉盅燉湯,在大煲內(nèi)的水沸騰過程中,煲蓋不斷跳動,這是水蒸氣的能轉(zhuǎn)化為煲蓋的機(jī)械能;這一過程中的能量轉(zhuǎn)化情況與四沖程汽油機(jī)的沖程相似?!敬鸢浮浚?)溫度(2)內(nèi);做功【解析】(1)炸油條、炸土豆用菜油;煮玉米、煮雞蛋用水,這樣可以對不同烹飪手段提供各自所需的溫度;
(2)用燉盅燉湯,在大煲內(nèi)的水沸騰過程中,水蒸氣的溫度很高,具有較多的內(nèi)能;煲蓋不斷跳動,是將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為煲蓋的機(jī)械能,這與四沖程汽油機(jī)的做功沖程相似。23.(2020九上·溫嶺期末)如圖甲裝置所示,探究“做功改變物體內(nèi)能”,該裝置由圓底燒瓶、溫度傳感器、橡皮塞、橡皮管、打氣簡等組成。向圓底燒瓶內(nèi)注入適量酒精,使用打氣簡向燒瓶內(nèi)打氣,根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)采集電腦處理得到如圖乙所示圖像。.(1)描述打氣簡打氣5秒后出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象;(2)有同學(xué)認(rèn)為,圖乙中BC段對應(yīng)發(fā)生情況與熱機(jī)中做功沖程相似,請說出相似處:;(3)在用本裝置進(jìn)行實驗時能否去掉瓶內(nèi)的酒精和水,請判斷并說明理由:。【答案】(1)瓶塞跳出,瓶口出現(xiàn)白氣,溫度傳感器的示數(shù)減?。?)將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(3)借助水或酒精的蒸汽液化來反應(yīng)瓶內(nèi)溫度的變化【解析】(1)描述打氣簡打氣5秒后出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象:瓶塞跳出,瓶口出現(xiàn)白氣,溫度傳感器的示數(shù)減小。
(2)有同學(xué)認(rèn)為,圖乙中BC段對應(yīng)發(fā)生情況與熱機(jī)中做功沖程相似,相似處:將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;
(3)在用本裝置進(jìn)行實驗時不能去掉瓶內(nèi)的酒精和水,理由:借助水或酒精的蒸汽液化來反應(yīng)瓶內(nèi)溫度的變化。24.(2021九上·臺州期中)熱機(jī)發(fā)明后,一直在持續(xù)的改進(jìn)和發(fā)展中。材料一:1769年,法國人居紐制造出蒸汽機(jī)推動的三輪汽車(圖甲),傳統(tǒng)蒸汽機(jī)的燃料在氣缸外部燃燒(圖乙),熱效率為5%8%之間。材料二:1862年,法國人德羅夏提出內(nèi)燃機(jī)(內(nèi)燃指燃料在氣缸內(nèi)燃燒)的四沖程循環(huán)理論:①氣缸的向外運動造成的真空將混合氣體燃料吸入氣缸;②通過氣缸的向內(nèi)運動對進(jìn)入氣缸里的燃料進(jìn)行壓縮;③高壓燃燒氣體產(chǎn)生巨大爆發(fā)力;④將已經(jīng)燃燒的廢氣從氣缸中排出。材料三:1876年,德國人奧托制造出以四沖程為依據(jù)的煤氣內(nèi)燃機(jī),利用飛輪的慣性使四沖程自動實現(xiàn)循環(huán)往復(fù),內(nèi)燃機(jī)的效率達(dá)到14%。(1)老師在重復(fù)演示“做功改變內(nèi)能”實驗(如圖丙),需在拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下,其目的與內(nèi)燃機(jī)的沖程的原理相似。(2)德羅夏提到的內(nèi)燃方式是基于的猜想。(3)分析上述科學(xué)史料,判斷下列觀點正確的有()A.科學(xué)與技術(shù)既有密切聯(lián)系,又有重要區(qū)別B.只有完全正確的理論才是科學(xué)理論C.當(dāng)前被人們認(rèn)同的理論今后可能會被另一種理論取代D.沒有先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)將無法開展科學(xué)研究【答案】(1)AD(2)燃料在氣缸內(nèi)燃燒,熱量散失少,熱效率高(3)A;C【解析】(1)內(nèi)燃機(jī)的排氣沖程排出廢氣,吸氣沖程吸入新鮮的空氣和汽油,因此拔出活塞后將厚玻璃筒甩幾下,其目的與內(nèi)燃機(jī)的排氣和吸氣沖程類似,故選AD。
(2)德羅夏提到的內(nèi)燃方式是基于燃料在氣缸內(nèi)燃燒,熱量散失少,熱效率高的猜想。
(3)A.科學(xué)與技術(shù)既有密切聯(lián)系,又有重要區(qū)別,故A正確;
B.科學(xué)理論也有錯誤的,故B錯誤;
C.當(dāng)前被人們認(rèn)同的理論今后可能會被另一種理論取代,故C正確;
D.通過開展科學(xué)研究,往往可以獲取更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),故D錯誤。故選AC。三、熱值和內(nèi)能計算25.(2023九上·余姚期末)質(zhì)量相同的砂石和鐵,已知砂石的比熱是鐵的比熱的2倍,如果鐵吸收熱量后溫度升高了48℃,那么砂石吸收同樣多的熱量,其溫度升高()A.12℃ B.24℃ C.48℃ D.96℃【答案】B【解析】兩者吸收同樣多的熱量
Q鐵=Q砂石
c鐵m鐵?t鐵=c砂石m砂石?t26.(2023九上·三臺期末)兩個不同的物體,甲的質(zhì)量為1kg,乙的質(zhì)量為2kg,兩者溫度都升高1℃,吸收熱量如圖所示。下列說法正確的是()A.乙的比熱容為4000J/(kg?℃)B.甲的比熱容小于乙的比熱容C.甲的比熱容等于乙的比熱容D.如果兩者溫度都降低1℃,他們將放出相同的熱量【答案】C【解析】A.乙的比熱容c=QB.甲的比熱容c=QC.甲和乙的比熱容相等,C正確D.由于甲和乙的比熱容相等,但甲的質(zhì)量比乙要小,根據(jù)Q=cm?t,兩者溫度都降低1℃,甲釋放的熱量要小于乙,D錯誤故答案為:C27.(2022九上·杭州期中)初溫相等的鐵塊和鋁塊(c鋁>c鐵),吸收了相等的熱量后相互接觸,則()A.會發(fā)生熱傳遞,熱從鐵塊傳給鋁塊B.不會發(fā)生熱傳遞C.會發(fā)生熱傳遞,熱從鋁塊傳給鐵塊D.條件不足,無法判斷【答案】D【解析】根據(jù)Q=cm△t可知,物質(zhì)升高的溫度與吸收熱量、比熱容和質(zhì)量大小有關(guān)。根據(jù)題意可知,由于不明確鐵塊和銅塊質(zhì)量的大小,因此無法判斷升高溫度的大小,進(jìn)而無法判斷誰的最終溫度更高,故無法弄清是否存在熱傳遞,以及熱傳遞的方向。故選D。28.(2021九上·鎮(zhèn)海期末)如圖所示,用相同的加熱裝置對a、b、c三種物質(zhì)加熱,它們的溫度隨時間變化的圖象,其中a、c質(zhì)量相同。下列對圖象的分析正確的是()A.t1﹣t2時間內(nèi)物質(zhì)a的溫度不變,所以內(nèi)能不變B.如果a、b是同種物質(zhì),b的質(zhì)量大于a的質(zhì)量C.溫度從T1升高到T2時,物質(zhì)a和物質(zhì)b吸收的熱量相等D.物質(zhì)b的比熱容大于物質(zhì)c的比熱容【答案】B【解析】根據(jù)圖像可知,t1~t2時間內(nèi)物質(zhì)a的溫度不變,但是由于不斷吸熱,所以內(nèi)能增大,故A錯誤;
a、b為同種物質(zhì),則比熱容相等;當(dāng)加熱時間都為t1時,二者吸收的熱量相同,此時升高的溫度b小于a。根據(jù)Q=cm△t可知,升高的溫度與物體質(zhì)量成反比,即b的質(zhì)量大于a,故B正確;
根據(jù)圖像可知,從從T1升高到T2時,a用的時間小于b的時間,即物質(zhì)a吸收的熱量小于b,故C錯誤;
根據(jù)圖像可知,同樣升高到T1,b用的時間比c小,即b吸收的熱量小于c,而二者質(zhì)量相等。根據(jù)Q=cm△t可知,吸收的熱量與比熱容成正比,即b的比熱容小于c,故D錯誤。故選B。29.甲燃料完全燃燒時放出的熱量為2×103焦,乙燃料完全燃燒時放出的熱量為1×103焦,那么()。A.甲的熱值一定大于乙的熱值 B.甲的質(zhì)量一定大于乙的質(zhì)量C.甲的熱值、質(zhì)量都比乙的大 D.甲的熱值可能比乙的小【答案】D【解析】根據(jù)公式q=Q30.小明根據(jù)下表所提供的數(shù)據(jù)得出了四個結(jié)論,其中正確的是()幾種物質(zhì)的比熱容/J·(kg·℃)1水4.2×103水銀0.14×103酒精2.4×103沙石0.92×103煤油2.1×103鋁0.88×103冰2.1×103銅0.39×103A.液體的比熱容一定比固體的比熱容大B.同種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化后,比熱容不變C.由于水的比熱容大,白天海水溫度比沙灘高D.2kg的水溫度升高50℃,吸收的熱量是4.2×105J【答案】D【解析】A.水銀的比熱容比冰的比熱容小,因此液體的比熱容不一定比固體的比熱容大,故A錯誤;
B.水和冰為同種物質(zhì),只是狀態(tài)不同,二者的比熱容不同,因此同種物質(zhì)狀態(tài)改變后,比熱容改變,故B錯誤;
C.根據(jù)公式Q=cm△t可知,水的比熱容大,因此白天海水的溫度上升的比沙灘少,因此海水的溫度低,故C錯誤;
D.2kg的水溫度升高50℃,吸收的熱量是Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×50℃=4.2×105J,故D正確。故選D。31.(2023九上·余姚期末)密閉的房間里有一臺規(guī)格為“220V800W”的取暖器,閉合開關(guān)使其正常工作30分鐘,(1)該取暖器消耗的電能為焦耳;(2)若房間里空氣質(zhì)量為45千克,取暖器放出熱量的15%被空氣吸收,則這段時間房間里空氣溫度升高了℃(數(shù)字準(zhǔn)確到小數(shù)點后一位)。[空氣的比熱為1000J/(kg.℃)]【解析】(1)該取暖器消耗的電能為:W=Pt=800W×1800s=1.44×106J;
(2)根據(jù)Q=cm△t得到:1.44×106J×15%=1000J/(kg.℃)×45kg×△t;解得:△t=4.8℃。32.(2022九上·鎮(zhèn)海區(qū)期末)單位質(zhì)量的氣體物質(zhì),在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱,已知氦氣的定容比熱為3100J/(kg?℃)。如圖所示,質(zhì)量為0.02kg的氦氣被密封在圓柱形氣缸內(nèi),氣缸內(nèi)氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定,當(dāng)氦氣的溫度從20℃升高到30℃時,氦氣吸收的熱量是J。撤去力,氦氣推動活塞做功,這一過程的能量轉(zhuǎn)化形式與四沖程汽油機(jī)的沖程相同?!敬鸢浮?20;做功【解析】(1)氦氣吸收的熱量:Q=cm△t=3100J/(kg?℃)×0.02kg×(30℃20℃)=620J;
(2)撤去力,氦氣推動活塞做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與四沖程汽油機(jī)的做功沖程能量轉(zhuǎn)化形式相同。33.(2022九上·椒江期末)目前有一種倍受關(guān)注的噴氣飛行背包(如圖),人背上后能通過該設(shè)備獲得動力,實現(xiàn)人類自由單人飛翔的夢想。(1)該背包燃料為汽油,汽油燃燒將能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,一部分對人和飛行背包做功,還有部分散失到空氣中,這些內(nèi)能卻無法再被利用來對人和飛行背包做功,說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有。(2)某次飛行過程中消耗10千克汽油,這些汽油完全燃燒放出的熱量為焦。(q汽油=4.6×107焦/千克)【答案】(1)化學(xué);方向性(2)4.6×108【解析】(1)該背包燃料為汽油,汽油燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,一部分對人和飛行背包做功,還有部分散失到空氣中,這些內(nèi)能卻無法再被利用來對人和飛行背包做功,說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。
(2)汽油完全燃燒放出的熱量:Q=qm=4.6×107焦/
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