5.4專題05內(nèi)能內(nèi)能的利用

專題05內(nèi)能、內(nèi)能的利用（測試）（解析版）（滿分100分，時間60分鐘）一、選擇題（12小題，每小題3分，共36分）1.王安石是北宋著名的文學(xué)家，他在《梅花》中寫道“墻角數(shù)枝梅，凌寒獨自開，遙知不是雪，為有暗香來”，詩句中的現(xiàn)象能說明（）。A．分子間有引力 B．分子在不停地做無規(guī)則運動C．分子間有斥力 D．分子間存在間隙【答案】B。【解析】詩人能聞到梅花的香味，是含有香味的氣體分子運動到了詩人鼻子里的結(jié)果，說明了分子在不停地做無規(guī)則運動，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。2.對下列四幅圖片的解釋不正確的是（）。A．甲圖中A集氣瓶中應(yīng)該裝空氣，這樣做的目的是避免重力對實驗造成影響；B．乙圖中，紅墨水在熱水中比在冷水中擴(kuò)散的快，說明溫度越高，分子運動越劇烈；C．丙圖中將兩個鉛柱壓在一起，下面能夠懸掛一個鉤碼，說明分子之間存在引力；D．丁圖中在注射器里裝入一些空氣，用手可以推動活塞將空氣壓縮，說明分子之間存在斥力【答案】D?！窘馕觥緼．甲圖探究的是擴(kuò)散現(xiàn)象的問題，由于二氧化氮的密度比空氣密度大，為了避免重力對實驗造成影響，上面的A集氣瓶中應(yīng)該裝空氣，故A正確，不符合題意；B．分子運動受溫度影響，乙圖中紅墨水在熱水中比在冷水中擴(kuò)散的快，說明溫度越高，分子運動越劇烈，故B正確，不符合題意；C．分子之間存在引力，丙圖中緊壓在一起的兩個鉛塊能夠吊起鉤碼而不分開，這正說明了分子之間存在引力，故C正確，不符合題意；D．丁圖中用手可以推動活塞將空氣壓縮，是因為分子之間的間隙比較大，并不能說明分子之間存在斥力，故D錯誤，符合題意。故選D。3.下列關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量的描述中正確的是（）。A．物體只吸收熱量而不對外做功，溫度不一定升高；B．物體吸收了熱量，內(nèi)能一定增加，溫度一定升高；C．物體的溫度越高，它所具有的熱量就越多；D．100℃的水蒸氣具有的內(nèi)能一定比100℃水具有的內(nèi)能大【答案】A?！窘馕觥緼．物體只吸收熱量而不對外做功，溫度不一定升高，如晶體熔化過程中不斷吸熱，溫度不變，故A正確，B錯誤；C．熱量是過程量，不能表述具有熱量，故C錯誤；D．內(nèi)能與物體質(zhì)量有關(guān)，所以100℃的水蒸氣具有的內(nèi)能不一定比100℃水具有的內(nèi)能大，故D錯誤。故選A。4.如圖所示的下列事例中，利用熱傳遞來改變物體內(nèi)能的是（）。A．鉆木取火B(yǎng)．壓縮空氣升溫C．爐灶燒水D．從滑梯滑下，臀部發(fā)熱【答案】C?！窘馕觥緼．鉆木取火是通過摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成木塊的內(nèi)能，屬于做功改變內(nèi)能，故A不符合題意；B．壓縮空氣升溫是活塞對筒內(nèi)空氣加壓，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為筒內(nèi)空氣的內(nèi)能，屬于做功改變內(nèi)能，故B不符合題意；C．爐灶燒水是高溫的爐火將熱量傳給水，水吸收熱量后內(nèi)能增加，溫度升高，屬于熱傳遞改變內(nèi)能，故C符合題意；D．從滑梯滑下，臀部與滑梯摩擦，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于做功改變內(nèi)能，故D不符合題意。故選C。5.在下列過程中，物質(zhì)的比熱容會發(fā)生變化的是（）。A．把一塊鋼板壓制成鋼鍋B．把鐵屑熔化后鑄成鐵塊C．把開水倒入冷水中D．水放熱凝固成冰塊【答案】D。【解析】ABC.比熱容和物質(zhì)的種類及狀態(tài)有關(guān)，板壓制成鋼鍋、鐵屑熔化后鑄成鐵塊、開水倒入冷水中物質(zhì)的種類都沒有發(fā)生變化，所以物質(zhì)的比熱容不變，故ABC不符合題意；D.比熱容和物質(zhì)的種類及狀態(tài)有關(guān)，水放熱凝固成冰塊，物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生了變化，比熱容發(fā)生變化，故D符合題意。故選D。6.如圖1所示，用相同的電加熱器給初溫及質(zhì)量均相同的甲、乙兩種不同的液體加熱，兩種液體每秒吸收的熱量相同，兩種液體的溫度加熱時間的圖像如圖2所示。則（）。A．加熱1min，兩種液體吸熱關(guān)系為Q甲>Q乙；B．乙液體在第2min時的比熱容大于第1min時的比熱容；C．甲液體的吸放熱能力比乙強(qiáng)；D．通過圖像分析可得，甲、乙兩液體的比熱容大小之比c甲：c乙=1：2【答案】D?！窘馕觥緼．依題意電加熱器規(guī)格相同，則加熱相同時間，吸收的熱量相同，所以加熱1min，兩種液體吸熱關(guān)系為Q甲=Q乙，故A不符合題意；B．乙液體在第2min時和第1min時的種類不變，狀態(tài)不變，則比熱容不變，故B不符合題意；C．由圖2可知，加熱相同時間，吸收相同熱量時，甲液體溫度變化更大，由可知，甲液體的比熱容更小，則甲液體的吸放熱能力比乙差，故C不符合題意；D．由圖可知，加熱1min，甲液體變化的溫度為乙液體變化的溫度為加熱1min，甲乙兩種液體吸收的熱量相同，由可知，質(zhì)量相同的甲、乙兩種不同的液體，比熱容之比為故D符合題意。故選D。7.如圖為四沖程汽油機(jī)工作過程的示意圖。其中表示做功沖程的是（）。A． B． C． D．【答案】A?！窘馕觥緼．兩氣門都關(guān)閉，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程，故A符合題意。B．排氣門開啟，活塞上行，氣體流出汽缸，是排氣沖程，故B不符合題意；C．兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，故C不符合題意；D．進(jìn)氣門開啟，活塞下行，氣體流入汽缸，是吸氣沖程，故D不符合題意。故選A。8.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，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．罐內(nèi)氣體的內(nèi)能減少；B．罐內(nèi)氣體分子熱運動加??；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)化方式與內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程相同【答案】A?！窘馕觥緼C．在噴出禮花的過程中，罐內(nèi)的壓縮空氣對禮花做功，空氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為禮花的機(jī)械能；罐內(nèi)氣體內(nèi)能減少，故A正確，C錯誤；B．罐內(nèi)氣體內(nèi)能減少，溫度降低，分子熱運動速度減慢，故B錯誤；D．汽油機(jī)壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速噴向遠(yuǎn)處時，是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯誤。故選A。9.下列關(guān)于熱機(jī)效率的說法中正確的是（）。A．熱機(jī)的功率越大，效率越高；B．熱機(jī)所用燃料的熱值越大，效率越高；C．減少燃燒過程中的熱量損失可以提高熱機(jī)效率；D．通過技術(shù)改進(jìn)，熱機(jī)效率可達(dá)100%【答案】C?！窘馕觥緼．熱機(jī)效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比，熱機(jī)做功越快，表示熱機(jī)的功率越大，與效率無關(guān)，故A錯誤；B．用熱值大的燃料，燃燒相同燃料可以放出更多的熱量，但用來做有用功的能量不一定多，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量的比值不一定大，熱機(jī)效率不一定高，故B錯誤；C．使燃料充分燃燒、減少廢氣帶走的熱量、減少熱機(jī)部件間的摩擦都可以減少熱量的損失，提高效率，故C正確；D．熱機(jī)在工作過程中不可避免地存在能量的損失，所以熱機(jī)效率永遠(yuǎn)要小于100%，故D錯誤。故選C。10.最新一款無人駕駛汽車，自動駕駛時使用雷達(dá)傳感器和激光測距儀來了解周圍的交通狀況．該款車以的速度在一段平直的公路上勻速行駛了，消耗汽油。假設(shè)汽油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為30%，已知：汽油的密度為，汽油的熱值為。在這段運動過程中，下列說法（）。①所消耗汽油的質(zhì)量②汽油燃燒所放出的熱量③汽車發(fā)動機(jī)的功率④汽車發(fā)動機(jī)的牽引力A．只有①③正確 B．只有①②正確C．只有②③正確 D．只有②④正確【答案】A?！窘馕觥竣傧钠偷捏w積1.5L=1.5dm3=1.5×103m3消耗汽油的質(zhì)量m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×103m3=1.2kg②汽油燃燒所放出的熱量Q放=qm=4.5×107J×1.2kg=5.4×107J③發(fā)動機(jī)做的有用功W有=Q放η=5.4×107J×30%=1.62×107J汽車行駛的時間t==h=400s發(fā)動機(jī)的功率P===40500W④汽車發(fā)動機(jī)的牽引力F===2025N故①③正確。故選A。11.利用焚燒垃圾來發(fā)電，此過程中的能量如何轉(zhuǎn)化（）。A．化學(xué)能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能B．太陽能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能C．核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能D．電能→太陽能→內(nèi)能→機(jī)械能【答案】A?！窘馕觥坷哂谢瘜W(xué)能，燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，通過熱機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。故選A。12.下列說法正確的是（）。A．根據(jù)能量守恒定律，人們可制造出永動機(jī)；B．各種形式的能量都可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化；C．能量守恒定律只適用于沒有摩擦和空氣阻力的情況；D．火箭升空時，其勢能和動能都增大，能量守恒定律不適用【答案】B?！窘馕觥緼．由能量守恒定律可知，能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，故可知永動機(jī)是不可能制造出來的，故A錯誤；B．在滿足一定的條件下，各種形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，故B正確；C．能量守恒定律在摩擦力和空氣阻力存在的情況下仍然適用，故C錯誤；D．火箭升空時，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能，使得火箭的重力勢能和內(nèi)能均增大，能量守恒定律同樣適用，故D錯誤。故選B。二、填空題（7小題，每空2分，共36分）13．餃子是中國的傳統(tǒng)美食。包餃子時，用力捏面皮，面皮會粘在一起，說明分子間存在；煮餃子時，可以聞到餃子撲鼻的香氣，感受到家的“味道”，這是由于分子在不停地做?！敬鸢浮恳?；無規(guī)則運動?！窘馕觥縖1]包餃子時，用力捏面皮，面皮會粘在一起，說明分子間存在引力，使得面皮粘在一起。[2]煮餃子時，可以聞到餃子撲鼻的香氣，感受到家的“味道”，這是由于分子在不停地做無規(guī)則運動，擴(kuò)散進(jìn)人的鼻子，從而聞到香味。14．2021年9月7日11時01分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號丙運載火箭，成功將高分五號02星發(fā)射升空。衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。火箭穿越大氣層時，它上部外殼整流罩的溫度將升高，其分子動能將___________（選填“增大”或“減小”），其內(nèi)能的改變是通過___________的方式來實現(xiàn)的。【答案】增大；做功?！窘馕觥縖1][2]火箭穿越大氣層時，克服摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；使火箭上部外殼整流罩的溫度升高，分子動能增大，這是通過做功的方式來改變物體內(nèi)能的。15．2022年的暑假，住在鄭州的子涵同學(xué)和家人去了山東乳山的海邊避暑度假。海邊吹的陸風(fēng)和海風(fēng)統(tǒng)稱海陸風(fēng)，海陸風(fēng)是由于地面和大海升溫和降溫的快慢不同，從而使空氣對流形成的。如圖所示是海陸風(fēng)形成的示意圖，其中圖反映白天海陸風(fēng)的形成，這是因為陸地上砂石的比熱容比海水的比熱容?！敬鸢浮恳?；小?！窘馕觥縖1][2]由于陸地上砂石的比熱容比海水的比熱容小，接受太陽相同輻射后，海水表面升高的溫度少，陸地上砂石的比熱容相對較小，升高的溫度比較多；于是在白天，陸地空氣溫度高，空氣上升從而形成從海面吹向陸地的海風(fēng)，故乙圖反映海風(fēng)形成的時間是白天。16．甲、乙兩物體質(zhì)量都為1kg，丙物體質(zhì)量為2kg，三個物體溫度都升高1℃，吸收熱量如圖所示，比熱容最大的物體是（選填“甲”、“乙”或者“丙”）；甲、乙、丙的溫度都降低1℃，放出熱量最多的物體是（選填“甲”、“乙”或者“丙”）?！敬鸢浮考?；甲?！窘馕觥縖1]根據(jù)圖中數(shù)據(jù)和比熱容的定義可知綜上可知，比熱容最大的物體是甲。[2]根據(jù)物體放熱公式Q=cmΔt，可得Q甲=c甲m甲Δt=3×103J/(kg·℃)×1kg×1℃=3×103JQ乙=c乙m乙Δt=2×103J/(kg·℃)×1kg×1℃=2×103JQ丙=c丙m丙Δt=103J/(kg·℃)×2kg×1℃=2×103J綜上可知，甲、乙、丙的溫度都降低1℃，放出熱量最多的物體是甲。17．如圖是四沖程汽油機(jī)工作循環(huán)中的______沖程，為了能夠及時將汽油機(jī)工作時產(chǎn)生的大量熱量帶走，通常采用水循環(huán)的方式，這是利用了水的______較大的性質(zhì)，已知該內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，則1s內(nèi)做功______次。【答案】壓縮；下降；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！窘馕觥縖1]甲圖：氣門都關(guān)閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能。[2]乙圖：排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程，氣缸內(nèi)氣體溫度會下降。[3]丙圖：氣門都關(guān)閉，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程，將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。18．氫儲能與其他儲能技術(shù)相比，有廣闊的應(yīng)用前景。如圖所示是使用液氫作為燃料的某火箭和氫能汽車，若氫的熱值為。請完成以下問題：（1）選用液氫作為燃料，主要原因是液氫具有較大的；火箭升空的過程中燃?xì)獾膬?nèi)能主要轉(zhuǎn)化為火箭的能；（2）若該火箭發(fā)射時攜帶液氫，這些液氫完全燃燒最多能將多少千克初溫為20℃的水加熱至沸騰？[，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]（3）這輛氫能汽車以70kW的功率勻速行駛20min，若發(fā)動機(jī)的效率為30%，則這一過程需消耗了多少千克的氫氣？【答案】熱值；機(jī)械；2.5×107kg；2kg?！窘馕觥浚?）[1][2]液氫的熱值較大，完全燃燒相同質(zhì)量的燃料時釋放的熱量也較多，相比于其他燃料優(yōu)勢較大，所以選用液氫作為燃料；火箭升空的過程中燃?xì)鈱鸺龉Γ苿踊鸺铀偕?，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能。（2）[3]6×104kg液態(tài)氫安全燃燒釋放的熱量為Q=mq=6×104kg×1.4×108J/kg=8.4×1012J一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃，由可知，水的質(zhì)量為（3）[4]氫能源車所做的功為W=Pt=70000W×20×60s=8.4×107J所以液氫完全燃燒放出的熱量為所以這些液氫的質(zhì)量為。19．滑滑梯是同學(xué)們小時候喜愛的娛樂活動，如圖所示是從滑梯上滑下時的情景，滑下時會感到臀部發(fā)熱，此過程中能轉(zhuǎn)化為能，能的總量?！敬鸢浮繖C(jī)械；內(nèi)；不變?！窘馕觥縖1][2]同學(xué)們在下滑過程中克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，臀部內(nèi)能增加，溫度升高，所以有灼熱的感覺，這是通過做功的方式改變了他的內(nèi)能。[3]根據(jù)能量守恒定律可知，能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程中，能量的總量保持不變。三、實驗題（2小題，共11分）20．（7分）在探究“比較不同物質(zhì)吸熱情況”的實驗中，實驗裝置如圖所示。時間/min01234甲液體的溫度/℃2532394653乙液體的溫度/℃2540557085（1）該實驗除了圖中的實驗器材之外，還需要用到的實驗測量儀器有：和；（2）實驗中選用了規(guī)格相同的電加熱器，同時應(yīng)該控制甲、乙兩燒杯中液體的（選填“質(zhì)量”或“體積”）相同；（3）分析表格的數(shù)據(jù)可知，0~4min內(nèi)，甲、乙兩種液體吸收的熱量是的（選填“相同”或“不相同”），此實驗是通過比較（選填“加熱時間”或“溫度變化”）來判斷吸熱能力的大?。唬?）實驗中用到的實驗方法主要是和?！敬鸢浮棵氡?；天平；質(zhì)量；相同；溫度變化；轉(zhuǎn)換法；控制變量法。【解析】（1）[1]實驗中，需要用相同質(zhì)量的不同液體進(jìn)入探究，所以需要用天平來測量質(zhì)量。[2]由表格數(shù)據(jù)，需要記錄液體在對應(yīng)時間的溫度，所以除了圖示的器材外，還需要用到計時的秒表。（2）[3]據(jù)探究變量法，要探究不同物質(zhì)吸熱情況，除了物質(zhì)的種類不同，其它因素都要相同，所以兩個燒杯中的液體質(zhì)量相同。（3）[4]實驗中選用的電加熱器規(guī)格相同，在相同的時間內(nèi)放出的熱量相同，所以在相同的時間內(nèi)，兩種液體吸收的熱量相同。[5]由表格數(shù)據(jù)知，在相同時間內(nèi)，即吸收熱量相同時，兩種液體溫度升高不同，所以可通過比較溫度變化來判斷吸熱能力的大小，這是轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用。（4）[6][7]由第（2）小題和第（3）小題分析知，實驗中用到控制變量法和轉(zhuǎn)換法。21．（4分）如圖所示，A、B、C三個實驗裝置完全相同，燃料的質(zhì)量都為10g，燒杯內(nèi)所裝液體的質(zhì)量都相同。（1）要比較不同燃料的熱值應(yīng)選擇兩個裝置，要比較不同物質(zhì)的比熱容應(yīng)選擇兩個裝置（選填裝置序號A、B、C）；（2）在“比較不同燃料的熱值”的實驗中，通過觀察溫度計的來比較燃料燃燒放出熱量的多少，已知酒精的熱值為3.0×107J/kg，10g酒精完全燃燒放出的熱量是J?！敬鸢浮緽、C；A、B；示數(shù)變化；3.0×105。【解析】（1）[1]為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，通過溫度計的示數(shù)高低得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小，應(yīng)選擇B和C兩圖進(jìn)行實驗。[2]為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，讓液體的質(zhì)量和溫度的變化相同，通過比較加熱時間，進(jìn)而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系，應(yīng)選擇A和B兩圖進(jìn)行實驗；（2）[3]燃料完全燃燒放出的熱量的多少，是通過被加熱物質(zhì)吸收熱量后，使用溫度計測量被加熱物質(zhì)，溫度計示數(shù)的變化來反應(yīng)。[4]10g酒精完全燃燒放出的熱量Q放=mq=10×10?3kg×3.0×107J/kg=3.0×105J。四、綜合題（2小題，共17分）22．（9分）小剛家安裝了一臺太陽能熱水器，水箱容積是200L，小剛進(jìn)行了一次觀察活動：星期天早上，他用溫度計測得自來水的溫度為20℃，然后給熱水器水箱送滿水，中午時“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為70℃。請你解決下列問題：[c水=4.2×103J/（kg?℃）、q煤氣=4.2×107J/kg]（1）（3分）水箱中水的質(zhì)量；（2）（2分）水吸收的熱量；（3）（3分）如果水吸收的這些熱量全部通過燃燒煤氣提供，至少需要燃燒多少煤氣？（4）（1分）簡述太