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文檔簡介
專題38熱與能
思維導(dǎo)圖
,①溫度的概念:物體的冷熱程度叫溫度。
②溫度的單位:攝氏度(符號。C)。
溫度《規(guī)定:在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰水混合物的溫度為,沸水的
溫度為儂℃。
、③體溫計(jì):體溫計(jì)的使用與實(shí)驗(yàn)用溫度計(jì)的區(qū)別。
①物質(zhì)是由今立構(gòu)成的。
分子.②構(gòu)成物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動,叫做分子熱運(yùn)動。
運(yùn)動論擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子在運(yùn)動。
(③分子間存在著作用力。
①熱傳遞的三種方式:傳導(dǎo)、對流、熱輻射。
第②熱量:在熱傳遞過程中,物體吸收或放出的能量的多少叫做熱
五量,用。表示。國際單位是焦耳(J)
章③比熱容:單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高1℃時吸收的熱量,叫
做這種物質(zhì)的比熱容,用符號c表示。公式c=0吸/m/to
熱
百④比熱容單位:J/(kg-℃)o
能⑤比熱容反映了物質(zhì)吸收或放出熱量的能力。
⑥水的比熱容比較大,為4.2xl03j/(kg「C)。應(yīng)用:用水做冷卻
1劑或取暖,調(diào)節(jié)氣候等。
,①物體中所有分子動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
內(nèi)能的單位是焦耳。
I②改變物體內(nèi)能的兩種方式:做功和熱傳遞。
內(nèi)能(③熱傳遞改變物體的內(nèi)能實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)也。發(fā)生熱傳遞時,
高溫物體內(nèi)能減少,低溫物體內(nèi)能增加。
④做功改變物體的內(nèi)能實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化。對物體做功,內(nèi)能
I增加,物體對外做功,內(nèi)能減少。
/①把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器叫熱機(jī)。
②汽油機(jī)一個工作循環(huán)有四個沖程:吸氣沖程、壓縮沖程、做功
熱機(jī),沖程、排氣沖程。
③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。
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二、基礎(chǔ)知識梳理
一、溫度
1.溫度是表示物體的冷熱程度。微觀解釋:表示物體內(nèi)分子作無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度。
2.攝氏溫標(biāo):溫度的單位是攝氏度(°C)。規(guī)定在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰水混合物的溫度為。。C,
沸水的溫度為項(xiàng)。C,在0℃和100℃之間分成100等份,每一等份表示1攝氏度。
3.測量儀器:溫度計(jì)。常用的溫度計(jì)是根據(jù)液體的熱臉縮的原理制成的。
使用溫度計(jì)時,首先要找到它的0刻度,然后看清它的量程與分度值。
4.測量體溫的儀表:體溫計(jì)。測量范圍為35?42℃,分度值為包℃。
【例題1】如圖所示,體溫計(jì)的測量范圍為℃,最小刻度(分度值)為℃,此時的
示數(shù)為℃o
【答案】35?42,0.1,37.
【解析】體溫計(jì)的測量范圍為35-42℃,最小刻度(分度值)為0.1℃,此時的示數(shù)為37℃。
【例題2】(2023金山二模)人體正常體溫約為
A.32℃B.37℃C.40℃D.42℃
【答案】B
【詳解】人的正常體溫范圍是36.5C到37.2℃,體溫通常受環(huán)境、飲食、情緒等因素的影響,若
出現(xiàn)暫時的波動,不需要特殊治療,若長期超過37.2C,則需要到醫(yī)院做相關(guān)檢查,故B符合題意,
ABC不符合題意。故選B。
【例題31小偉查得4℃時均為1厘米3的三種液體在不同溫度時的體積如下表所示:
體積溫度
8162432404856
甲1.0061.0181.0301.0421.0541.0681.080
乙1.0021.0041.0061.0081.0101.0121.014
丙1.0021.0101.0701.2001.3001.6001.800
①4e時1厘米3的丙液體在48℃時的體積為________厘米3。乙液體的體積大小隨溫度變化的規(guī)律
是:一定質(zhì)量的乙液體,O
②小偉認(rèn)為甲液體比乙和丙更適合作為溫度計(jì)玻璃泡中的感溫液,請你幫他寫出選擇甲液體的依
據(jù)。?
【答案】①1.600;體積隨溫度升高而增大;②甲的體積隨溫度升高而均勻增大,而丙液體升高相
同溫度時增大的體積不相同;升高相同溫度甲液體的體積變化比乙大。
【解析】①由表格中數(shù)據(jù)可知,4℃時1厘米3的丙液體在48℃時的體積為1.600cm3;
由表格數(shù)據(jù)知:溫度從8℃到56℃,溫度升高,乙液體的體積逐漸增大,故可以得出:一定質(zhì)量
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的乙液體,體積隨溫度升高而增大;
②甲與乙相比,在變化相同溫度,甲體積變化量更大,現(xiàn)象會更明顯;甲與丙相比,甲在溫度變
化時體積變化更均勻,故選甲液體作為溫度計(jì)玻璃泡中的感溫液。
二、分子動理論
(1)物體是由分子組成的。構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒是分子;
(2)分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動運(yùn)動:
迫散現(xiàn)象說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動。氣體、液體、固體間都會發(fā)生擴(kuò)散,但他們的擴(kuò)散快
慢不同。擴(kuò)散的快慢與溫度有關(guān),溫度越高,分子的熱運(yùn)動越激烈,擴(kuò)散越快。
(3)分子間存在相互作用力。
當(dāng)物體被壓縮時,分子間距離減小,這個作用力表現(xiàn)為斥力;
當(dāng)物體被拉伸時,分子間距離增大,這個作用力表現(xiàn)為引力。
【例題4】(2023虹口二模)生活中蘊(yùn)含著很多物理知識:運(yùn)動員把鉛球擲出,這主要表明力可
以改變物體的。春天的公園里花香四溢,這是由于分子在不停地做運(yùn)動形成的,
并且溫度越(選填"高”或“低”),分子運(yùn)動越劇烈。
【答案】運(yùn)動狀態(tài),無規(guī)則,高。
【詳解】力的作用效果:力可以改變物體的形狀,力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài),運(yùn)動員把鉛球擲
出,這主要表明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。
公園里花香四溢,屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,說明分子在不停的做無規(guī)則運(yùn)動;分子的無規(guī)則運(yùn)動與溫度有
關(guān),且溫度越高,分子運(yùn)動越劇烈。
【例題5】(2023閔行二模)將兩塊完全相同的鉛柱A、B底部削平后緊緊壓在一起,鉛柱B不
掉落,如圖(。)所示,這說明分子之間存在引力。小明對此有些疑惑:這個實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明分子之間存在
引力嗎?是不是大氣的壓力托住了鉛柱B?
于是他設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案:如圖《)所示,先將緊壓在一起的兩鉛柱放入真空罩,抽走空氣,
真空罩接近真空狀態(tài)。
你認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)方案能不能證實(shí)分子間存在引力?請闡述理由。
【答案】抽走空氣后,若鉛柱B不掉落,則能證實(shí)分子之間存在引力;若鉛柱B掉落,則不能證
實(shí)分子之間存在引力。(4分)
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說明:除注明外,其余每空1分,共23分。
【解析】先將緊壓在一起的兩鉛柱放入真空罩,抽走空氣,若鉛柱B不掉落,則能證實(shí)分子之間
存在引力,若鉛柱B掉落,則不能證實(shí)分子之間存在引力。
三、熱量
1.熱從溫度高的物體傳到溫度低的物體,或從物體的高溫部分傳到低溫部分的現(xiàn)象叫熱傳遞。熱
傳遞的方式:熱傳導(dǎo)、對流、熱輻射。
2.熱量表示物體在熱傳遞過程中物體吸收或放出的能量的多少。熱量是能量的一種,用符號。表
示,單位是焦(J)。
3.物體吸熱時,溫度會升高;物體放熱時,溫度會降低。
注意:熱量是在熱傳遞過程中物體吸收或放出熱的多少,是一個過程量,不能說物體具有多少熱量。
四、比熱容
1.比熱容:單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高1℃時吸收的熱量,叫該物質(zhì)的比熱容;
公式:°=%加
單位:焦/(千克?℃)(J/kg-℃)o讀作:焦每千克攝氏度。
水的比熱容4.2X103焦/(千克/C)的意義:質(zhì)量為1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量為4.2X103
焦。
水的比熱容比較大的應(yīng)用:取暖散熱,調(diào)節(jié)氣溫等。
注意:比熱容是物質(zhì)的一種特性,跟物體的質(zhì)量、溫度差以及吸收或者放出熱量的多少均舉(選
填“無關(guān)”或“有關(guān)”),由物質(zhì)本身決定,但物質(zhì)的狀態(tài)(固、液、氣態(tài))發(fā)生改變,比熱容也會變
化。(可以和密度相類比)
2.熱量的計(jì)算公式:O=cm-t,即物體吸收或放出的熱量跟物質(zhì)的比熱容、物體的質(zhì)量和升高(或
降低)的溫度成正比。
【例題6】(2023寶山二模)質(zhì)量為2千克的水,溫度升高5℃。求水吸收的熱量。吸。[c*=4.2X
103焦/(千克?℃)]
【答案】4.2X103焦。
【詳解】水吸收的熱量
4
。吸=c水加水At=4.2Xl()3j/(kg.℃)X2kgX5℃=4.2X10J
答:水吸收的熱量4.2X103焦。
【例題7】甲、乙兩個質(zhì)量相同的金屬塊,吸收相同的熱量后相互接觸,熱量從甲傳遞到乙,則下
列說法成立的是()
A甲的比熱容大,初溫低B甲的比熱容小,初溫高
C甲乙的比熱容相同,乙的初溫高D甲乙初溫相同,甲的比熱容大
【答案】B。
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【解析】甲、乙兩個質(zhì)量相同的金屬塊,吸收相同的熱量后相互接觸,熱量從甲傳遞到乙,因?yàn)?/p>
熱傳遞發(fā)生的條件是要有溫度差,所以說明甲的溫度高;
由。=,位由知道,若甲的比熱容大,初溫低,則甲升高的溫度要比乙低,所以熱量不能從甲傳遞
到乙,故A錯誤;若甲的比熱容小,初溫高,則甲升的溫度高,即甲的末溫高,熱量可以從甲傳遞到
乙,故B正確;若甲乙的比熱容相同,升高的溫度相同,熱量從甲傳遞到乙,說明甲的初溫高,故C
錯誤;若甲乙初溫相同,甲的比熱容大,則甲升的溫度低,熱量不可能從甲傳遞到乙,故D錯誤。
故選B。
【例題8】根據(jù)表所列幾種物質(zhì)的比熱容數(shù)據(jù),可知5千克的水溫度升高20℃,需吸收的熱量為一
焦;質(zhì)量相等的水與干泥土,吸收相等的熱量,升高的溫度多,這就是沿海地區(qū)晝夜溫差____內(nèi)陸
地區(qū)晝夜溫差的原因(選填“大于”、“等于”或“小于”)。
物質(zhì)比熱容【焦/(千克?℃)】
水4.2X103
鋁0.90X103
干泥土0.84X103
【答案】8.4X105J,泥土,小于。
【解析】水吸收的熱量。吸=c水加水WQ4.2X103J/(kg-℃)X5kgX40℃=8.4X105J;
質(zhì)量相等的水與干泥土,吸收相等的熱量,。水=。泥土,即c水加水泥土機(jī)泥土ZW泥土,由表可
知,泥土的比熱容小于水的比熱容,故泥土升高的溫度多。
沿海地區(qū)水多,內(nèi)陸地區(qū)水少、沙石多,因?yàn)樗谋葻崛葺^大,白天,相同質(zhì)量的水和沙石比
較,吸收相同的熱量,水的溫度升高的少;夜晚放出相同的熱量,水的溫度降低的少,使得沿海地區(qū)
晝夜的溫差小.
【例題9】質(zhì)量、溫度都相同的兩塊不同材質(zhì)的金屬塊,放出相同的熱量后()
A.比熱容大的金屬塊的溫度一定高B.比熱容大的金屬塊的溫度一定低
C.比熱容大的金屬塊的溫度可能低D.兩塊金屬塊的溫度可能相同
【答案】Ao
【解析】由公式。放?知,質(zhì)量相同的不同金屬塊,放出相同的熱量時,比熱容較大的金屬
塊降低的溫度一定小,因?yàn)樵瓉頊囟认嗤?,所以比熱容大的金屬塊,末溫度一定高。
【例題10】為了探究物體吸收的熱量與哪些因素有關(guān),某小組同學(xué)用完全相同的實(shí)驗(yàn)器材對初溫
均為15℃,質(zhì)量均為100克的水和煤油進(jìn)行加熱(設(shè)兩液體每分鐘吸收的熱量相同),實(shí)驗(yàn)過程如圖
所示,請觀察實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象,歸納得出初步結(jié)論。
(1)實(shí)驗(yàn)中水和煤油吸收熱量的多少是通過來反映的。
(2)分析比較圖(a)與(b)可得:o
(3)分析比較圖(b)與(c)可得:?
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【答案】(1)加熱時間的長短;(2)質(zhì)量相同的同種物質(zhì),升高的溫度越多,吸收的熱量越
多;(3)質(zhì)量相同的不同物質(zhì),升高相同的溫度,吸收的熱量不同。
【解析】(1)因?qū)嶒?yàn)器材完全相同,且兩液體每分鐘吸收的熱量相同,所以實(shí)驗(yàn)中水和煤油吸收
熱量的多少是通過加熱時間的長短來反映的;
(2)分析比較圖(a)與(b)可知,同種物質(zhì)(水),質(zhì)量相同,升高的溫度越多,加熱的時間越
長,即吸收的熱量越多,所以可得出結(jié)論:質(zhì)量相同的同種物質(zhì),升高的溫度越多,吸收的熱量越多;
(3)分析比較圖(b)與(c)可知,質(zhì)量相同的不同物質(zhì),升高相同的溫度,加熱時間不同(對
水加熱的時間長),即吸收的熱量不同,水吸熱比煤油多,故可得出結(jié)論:質(zhì)量相同的不同物質(zhì),升
高相同的溫度,吸收的熱量不同。
五、內(nèi)能
1.物體內(nèi)所有分子動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。
一切物體都具有內(nèi)能。內(nèi)能與溫度有關(guān),溫度升高,內(nèi)能就增加,溫度降低,內(nèi)能就減少。此
外,內(nèi)能還與物體的體積、狀態(tài)有關(guān)。
2.改變物體內(nèi)能的方式:做功和熱傳遞。
3.注意區(qū)分:溫度、熱量、內(nèi)能等概念。
【例題11】改變物體內(nèi)能的方式有兩種。在圖(a)、(b)中,能說明熱傳遞改變物體內(nèi)能的是
圖_____,其內(nèi)能(選填“增大”、“減小”或“不變”),能說明做功改變物體內(nèi)能的是圖
【答案】(a),增大,(b),減小。
【解析】圖(a)企鵝受到陽光照射變暖,是通過熱傳遞增加內(nèi)能;圖(b)氣球噴氣,對外做
功,內(nèi)能減小,球壁溫度降低。
【例題12】汽車在烈日下玻璃表面溫度會升高,表明玻璃的內(nèi)能(選填“增加”、“不
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變”或“減少”),其內(nèi)能的變化是通過方式實(shí)現(xiàn)的(選填“做功”或“熱傳遞”)。所以汽車
在銷售時,銷售商經(jīng)常建議客戶在車玻璃表面貼上隔熱膜,以保持車內(nèi)溫度盡可能少受外界溫度變化
的影響。
【答案】增加,熱傳遞。
【典例分析】汽車在烈日下玻璃表面溫度會升高,表明玻璃的內(nèi)能增加,其內(nèi)能的變化是通過熱
傳遞方式實(shí)現(xiàn)的。
六、熱機(jī)
1.把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器叫熱機(jī)。大部分交通工具的發(fā)動機(jī)都是內(nèi)燃機(jī)。
2.內(nèi)燃機(jī)一次工作的四個沖程:吸氣沖程,壓縮沖程,做功沖程,排氣沖程。
注意:壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能;做功沖程發(fā)生能量轉(zhuǎn)化,燃料燃燒,產(chǎn)生高溫高壓氣
體,推動活塞運(yùn)動,內(nèi)能能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。做功過程使汽車獲得動力,排氣沖程排出了汽車的尾氣。
【例題13】(2023崇明二模)四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的沖程是()
A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程
【答案】C
【詳解】在四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械
能,吸氣沖程和排氣沖程沒有發(fā)生能量轉(zhuǎn)化。故選C。
【例題14】(2023寶山二模)四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的沖程是()
A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程
【答案】C
【詳解】在四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時,壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械
能,吸氣沖程和排氣沖程沒有發(fā)生能量轉(zhuǎn)化。故選C。
【綜合練習(xí)】
一、選擇題
1.2023年2月9日上海下了一場雪,當(dāng)時雪花在空中紛紛揚(yáng)揚(yáng),但落到地面就融化了,沒有形成
積雪,這是因?yàn)楫?dāng)時地面溫度高于()
A.0℃B.10℃C.-5℃D.37℃
【答案】A.
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【解析】雪花在空中紛紛揚(yáng)揚(yáng),但落到地面就融化了,沒有形成積雪,這是因?yàn)楫?dāng)時地面溫度高
于0℃(即大于冰的熔點(diǎn))。
2.上海夏季的晴天,其晝夜溫差約為()
A.2℃B.8℃C.20℃D.28℃
【答案】B
【解析】沿海地區(qū)水多,水的比熱容大,在吸收相同的熱量時,溫度變化小,所以晝夜溫差小,
大約為10℃左右。
3.(2023浦東新區(qū)二模)人體的正常體溫約為()
A.27℃B.32℃C.37℃D.39℃
【答案】C
【詳解】正常體溫不是一個具體的溫度點(diǎn),而是一個范圍,一般以口腔、直腸和腋窩的體溫為代
表,在人體正常體溫平均在36?37℃之間(腋窩),故C符合題意,ABD不符合題意。故選C。
4.(2023普陀二模)四沖程汽油機(jī)工作時,能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的沖程有()
A.1個B.2個C.3個D.4個
【答案】B
【詳解】內(nèi)燃機(jī)的四個沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程,在壓縮沖程中,將機(jī)
械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,吸氣沖程和排氣沖程沒有能量的轉(zhuǎn)化,故B符合題
意,ACD不符合題意。故選B。
5.(2023閔行二模)下列現(xiàn)象中,能說明分子做無規(guī)則運(yùn)動的是()
A.花香四溢B.濃煙滾滾C.柳絮紛飛D.塵土飛揚(yáng)
【答案】A
【詳解】A.花香四溢,是花香分子無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果,故A符合題意;
B.濃煙滾滾是物體的機(jī)械運(yùn)動,不是分子的運(yùn)動,故B不符合題意;
C.柳絮紛飛是物體的機(jī)械運(yùn)動,不是分子的運(yùn)動,故C不符合題意;
D.塵土飛揚(yáng)是物體的機(jī)械運(yùn)動,不是分子的運(yùn)動,故D不符合題意。
故選Ao
6.質(zhì)量相等的煤油和水(比熱容c煤油<c水),吸收相同熱量后()
A.煤油升高的溫度多B.水升高的溫度多
C.升高的溫度一樣多D.以上情況均可能
【答案】A
【詳解】相同質(zhì)量的水和煤油吸收相同的熱量,由于。水>。煤油,由公式比較知:煤油升
cm
高的溫度更多,故選A。
7.鐵的比熱容大于銅的比熱容,質(zhì)量相等的鐵塊和銅塊放出了相等的熱量,則()
A.銅塊的末溫高B.鐵塊的末溫高
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C.銅塊的溫度降低得多D.鐵塊的溫度降低得多
【答案】C
【詳解】試題分析:根據(jù)吸放熱公式。4f可知,當(dāng)質(zhì)量和放熱都相同時,溫度的變化量與比
熱容成反比,由于鐵的比熱容大于銅的比熱容,所以鐵溫度的變化量小于銅溫度的變化量,由于放熱
時,溫度都是降低的,所以銅塊的溫度降低得多,故應(yīng)選C.
8.(2022金山二模)四沖程汽油機(jī)的工作簡圖如圖1所示,其中表示做功沖程的是()
4火花塞
????
AB圖1cD
【答案】C
【分析】C.進(jìn)氣門、排氣門關(guān)閉,火花塞點(diǎn)火,是做功沖程。
9.下列實(shí)例中屬于用熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的是()
A.飛馳的流星拖著一條發(fā)光的“尾巴”B.鋸木頭時鋸子發(fā)燙
C.冬天用熱水袋取暖D.兩手互相摩擦就暖和了
【答案】C
【詳解】改變物體內(nèi)能的方法有兩種:做功和熱傳遞,做功是能量的轉(zhuǎn)化,熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移.
A.流星在大氣層中運(yùn)動時,與空氣摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使其溫度升高,發(fā)光發(fā)熱,不
符合題意;
B,鋸木頭時,鋸子和木頭相互摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,不符合題意;
C.熱水袋取暖是利用熱傳遞改變物體的內(nèi)能,符合題意;
D,兩手互相摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使手的內(nèi)能增加,溫度升高,不符合題意.
故選C.
二、填空題
10.(2023靜安二模)2022年11月29日,搭載“神舟十五號”載人飛船的運(yùn)載火箭點(diǎn)火發(fā)射。
火箭在加速升空過程中,其機(jī)械能(選填“變大”“不變”或“變小”),火箭外殼與大氣劇
烈摩擦后溫度升高,這是通過的方式改變其內(nèi)能;為了與中國空間站交會對接,“神舟十五
號”飛船會通過發(fā)動機(jī)點(diǎn)火來實(shí)現(xiàn)變軌,這說明力可以改變物體的o
【答案】變大,做功,運(yùn)動狀態(tài)。
【詳解】機(jī)械能是動能與勢能的總和,火箭在加速升空過程中,質(zhì)量不變,速度增加,動能變
大,上升高度增加,因此重力勢能增加;整個過程火箭不發(fā)生彈性形變,不存在彈性勢能的變化,因
此其機(jī)械能變大。
火箭外殼與大氣劇烈摩擦,溫度升高,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過做功的方式增加其內(nèi)能。
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發(fā)動機(jī)點(diǎn)火變軌時,飛船的運(yùn)動方向和速度大小都發(fā)生改變,說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。
11.(2022松江二模)“酒香不怕巷子深”,人們聞到酒香是由于分子在不停地做一運(yùn)動造成
的。汽車的發(fā)動機(jī)選用水做冷卻劑,是由于水的比熱容較的緣故。烈日下,操場上單杠的溫度會
升高,這是通過的方式改變其內(nèi)能的。
【答案】無規(guī)則,大,熱傳遞。
【詳解】人們聞到酒香是由于分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動造成的。汽車發(fā)動機(jī)選用水做冷卻劑,
是由于水的比熱容較大。烈日下,操場上單杠的溫度會升高,是通過熱傳遞的方式改變內(nèi)能的。
12.(2023閔行二模)如圖所示的易拉罐上部較亮,這是因?yàn)榘l(fā)生了光的現(xiàn)象。用筷
子快速反復(fù)摩擦易拉罐拉環(huán)附近,使易拉罐的溫度升高,其內(nèi)能o摩擦一段時間后易拉罐
“炸開”,罐內(nèi)液體噴出,在液體噴出過程中能量轉(zhuǎn)化情況是o
【答案】反射,增大,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
【詳解】易拉罐不是光源,看到易拉罐上部較亮,是光照射到易拉罐上部發(fā)生發(fā)生了鏡面反射,
反射的光進(jìn)入人的眼睛,看到拉罐上部較亮。
用筷子快速反復(fù)摩擦易拉罐拉環(huán)附近,此過程克服摩擦做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使易拉罐內(nèi)
能增加,溫度升高,里面的物質(zhì)受熱膨脹對罐口拉環(huán)做功,使罐內(nèi)液體噴出,該過程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)
械能。
13.(2023松江二模)用爐火加熱一壺水,水的溫度升高了10℃,這是通過方式改變其內(nèi)
能;若水的質(zhì)量為2千克,則水吸收的熱量為焦。四沖程汽油機(jī)工作時,把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
的是沖程。[C*=4.2X103J/(kg.℃)]
【答案】熱傳遞,8.4X104J,做功。
【詳解】用爐火加熱一壺水,水的溫度升高了10℃,這是通過熱傳遞方式改變其內(nèi)能;
4
水吸收的熱量為Q=M(NO)=4.2X1C)3J/(kg,℃)X2kgX10℃=8.4X10J
四沖程汽油機(jī)工作時,把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是做功沖程。
14.(2023徐匯二模)神舟十四號載人飛船的返回艙進(jìn)入大氣層過程中,速度極快,其前方的空氣無法
及時散開,空氣會被返回艙猛烈壓縮,使其溫度升高,該過程中改變空氣內(nèi)能的方式是;內(nèi)燃機(jī)的
沖程(選填“壓縮”或“做功”),也是通過這種方式改變汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能的。返回艙下降到一定
高度后,降落傘打開,在阻力作用下,返回艙的速度開始減小,說明力可以改變物體的o
【答案】做功,壓縮,運(yùn)動狀態(tài)。
【詳解】飛船高速飛行時,前方的空氣會被飛船劇烈壓縮,內(nèi)能大幅增加,從而產(chǎn)生2000多度的
高溫,這個原理與打氣筒壓縮空氣一樣,是通過做功方式改變空氣的內(nèi)能。
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內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程,也是壓縮汽缸內(nèi)氣體體積,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,通過這種方式改變汽缸內(nèi)
氣體內(nèi)能的。
力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。降落傘打開,在阻力作用下,返回艙的速度開始減小,運(yùn)動狀態(tài)發(fā)
生改變,說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。
15.白糖溶解在杯中整杯水變甜了,這現(xiàn)象說明分子在不停的做無規(guī)則的;太陽能熱水器給
水加熱,它是利用—的方式來增加水的內(nèi)能的;沿海地區(qū)白天和夜晚的溫差比較小主要是由于水的
比較大造成的結(jié)果。
【答案】運(yùn)動,熱傳遞,比熱容。
【解析】白糖溶解在杯中整杯水變甜了,這現(xiàn)象說明分子在不停的做無規(guī)則的運(yùn)動;太陽能熱水
器給水加熱,它是利用熱傳遞的方式來增加水的內(nèi)能的;沿海地區(qū)白天和夜晚的溫差比較小主要是由
于水的比熱容比較大造成的結(jié)果。
三、計(jì)算題
16.(2023青浦二模)質(zhì)量為2千克的水溫度升高10℃,求水吸收的熱量。吸。
[c水=4.2X103焦/(千克/C)]
【答案】8.4X104焦
【詳解】水吸收的熱量。放=c水mzxAf=4.2X103J/(kg-℃)X2kgX10℃=8.4X104J
答:水吸收的熱量。吸為8.4X104J。
四、實(shí)驗(yàn)題
17.(2023寶山二模)汽車在行駛時,為了防止發(fā)動機(jī)溫度過高,可用水進(jìn)行冷卻。實(shí)際上,水中往
往還要加入不易揮發(fā)的防凍液,加入防凍液后的混合液冬天不容易凝固,長時間開車也不容易沸騰。
有關(guān)資料表明,防凍液與水按不同的比例混合,混合液的凝固點(diǎn)、沸點(diǎn)不同,具體數(shù)值參見下表。
防凍液含量(%)30405060708090
混合液的凝固點(diǎn)
-17-28-37-49-48-46-28
(℃)
混合液的沸點(diǎn)CC)103104107111117124141
(1)汽車發(fā)動機(jī)用水來冷卻,這是因?yàn)樗妮^大;
(2)混合液中防凍液含量由30%逐漸增大到90%,混合液的凝固點(diǎn);
A.逐漸升高B.逐漸降低C.先升高后降低D.先降低后升高
(3)長時間使用后,混合液會減少。與原來相比,混合液的沸點(diǎn)(選填“升高”“降低”
或“不變”),其原因是o
【答案】(1)比熱容;(2)D;(3)升高,混合液中水的含量減少,防凍液的含量增大,由表
可知混合液的沸點(diǎn)升高。
【詳解】(1)水作為冷卻劑,這是因?yàn)樗谋葻崛葺^大,吸熱能力較強(qiáng)。
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(2)觀察表中數(shù)據(jù)得出,當(dāng)防凍液含量由30%逐漸增大到90%時,混合液凝固點(diǎn)先降低后升高。
故選D。
(3)長時間使用后,汽車水箱中的混合液會減少與原來相比,水箱內(nèi)的水由于汽化而減少,防凍
液的含量增大,使混合液的沸點(diǎn)升高。
19.打開一瓶香水,不久就會聞到香味,這是一種擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散現(xiàn)象也可以發(fā)生在液體之間。
為了探究液體中影響分子擴(kuò)散快慢的因素,某小組同學(xué)用燒杯、冷水、熱水、酒精、膠頭滴管和紅墨
水等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中,他們先在兩個相同的燒杯中裝入體積相同、溫度相等的酒精和水如圖(a)、
(b)所示,在兩杯液體中滴入相同的紅墨水,觀察到兩杯液體變成紅色的時間不同。然后又在兩個相
同的燒杯中裝入體積相同、溫度不同的冷水和熱水,如圖(b)、(c)所示,同樣滴入相同的紅墨
水,熱水變成紅色的時間較短,冷水變成紅色的時間較長。請仔細(xì)觀察圖中的操作和現(xiàn)象,然后歸納
得出結(jié)論。
酒精冷水熱水
(a)3
①比較(a)和(b)兩圖可知:0
②比較(b)和(c)兩圖可知:0
【答案】①分子在溫度相同的不同物質(zhì)中,擴(kuò)散的快慢不同;②同種物質(zhì),溫度越高,分子擴(kuò)散
越快。
【詳解】①比較(a)和(b)兩圖可知:兩個相同的燒杯中酒精和水體積相同、溫度相等,滴入
相同的紅墨水,兩杯液體變成紅色的時間不同,說明分子在溫度相同的不同物質(zhì),擴(kuò)散的快慢不同;
②比較(b)和(c)兩圖可知:兩個相同的燒杯中裝入體積相同、溫度不同的冷水和熱水,滴入
相同的紅墨水,熱水變成紅色的時間較短,冷水變成紅色的時間較長,說明同種物質(zhì),溫度越高,分
子擴(kuò)散越快。
20.為了探究做功與物體內(nèi)能變化的關(guān)系,某小組同學(xué)利用氣壓式噴霧器、數(shù)字式溫度計(jì)、小葉輪
等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中,他們先關(guān)閉噴嘴處的閥門,接著手壓活塞快速打氣,然后打開噴嘴處的閥門,
迅速放出壺內(nèi)一部分氣體,并用溫度計(jì)測出噴霧器內(nèi)部的氣體溫度(物體溫度升高內(nèi)能增大),研究
過程如圖(a)、(b)和(c)所示。請仔細(xì)觀察圖中的操作和測量結(jié)果。然后歸納得出初步結(jié)論。
(1)比較(a)和(b)兩圖可知:;
(2)比較(b)和(c)兩圖可知:。
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(a)(b)(c)
【答案】(1)外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增加;(2)氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減少.
【詳解】(1)比較(a)和(b)兩圖可知,手壓活塞快速打氣,外界對噴霧器內(nèi)部氣體做了功,
同時也觀察到了(a)圖的溫度是12.5℃,(b)圖的溫度是20.5℃,(b)圖的溫度高于(a)圖的,
因物體溫度升高內(nèi)能增大,則(b)圖的氣體內(nèi)能高于(a)圖的,氣體內(nèi)能增加了,可知道外界對氣
體做功,氣體內(nèi)能增加。
(2)比較(b)和(c)兩圖可知,打開噴嘴處的閥門,迅速放出壺內(nèi)一部分氣體,小葉輪轉(zhuǎn)動起
來,噴霧器內(nèi)部氣體對外做了功,(c)圖中的溫度是3.5℃,(b)圖的溫度是20.5℃,(c)圖的溫
度低于(b)圖的,因物體溫度升高內(nèi)能增大,溫度降低內(nèi)能減小,則(c)圖的氣體內(nèi)能低于(b)圖
的,氣體內(nèi)能減小了,可知道氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減少。
21.(2020奉賢二模)如圖所示,在春暖花開的季節(jié)里,小耿同學(xué)和他的家人一起在海邊野餐活
動。他們用水壺?zé)?,水壺中裝有三分之二的水,水燒開以后可以看到水壺上的蓋子會不停的上下跳
動,并能聽到蓋子和壺的碰撞聲。請利用所學(xué)物理知識對他觀察到的兩個現(xiàn)象做出解釋。
①;②。
【答案】①蓋子的跳動是因?yàn)槭艿剿魵獾淖龉C(jī)械能增大的緣故。②蓋子和壺碰撞后蓋子振動
發(fā)出聲音。
【解析】①當(dāng)加熱壺中的水時,水汽化成水蒸氣,隨著水蒸氣溫度的升高,氣體的內(nèi)能增大,最
后內(nèi)能轉(zhuǎn)化為蓋子的機(jī)械能,會看到“跳動”現(xiàn)象;
②能聽到蓋子和壺的碰撞聲,這表明聲音是由物體的振動產(chǎn)生的,空氣能傳聲。
22.(2020徐匯二模)科學(xué)家研究了壁虎能抵抗地心引力吸附在物體表面的原因,壁虎的腳掌上長
滿了被稱為“剛毛”的細(xì)微絨毛,每根剛毛末端又有成百上千個直徑僅0.25微米的凸出物。這種精細(xì)
結(jié)構(gòu)使剛毛和物體表面分子距離極近,從而產(chǎn)生了分子引力。
科學(xué)家從壁虎的“剛毛”得到靈感,研發(fā)了“納米微吸膠”。這種粘膠材料的表面類似平面
“絨”布,把這種材料如圖(a)所示涂在手機(jī)支架上,當(dāng)“納米微吸膠”接觸到手機(jī)的平滑背面,就
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能如圖(b)所示牢牢的“粘”住手機(jī)。
(a)(b)
①下列現(xiàn)象中,體現(xiàn)了分子間存在引力的是(選填"A"、"B”或“C”)。
A.磁鐵吸引大頭針
B.吸在墻上的吸盤難以脫離墻面
C.端面平滑的兩塊鉛柱,相互緊壓后,鉛柱下方掛鉤碼,兩鉛柱也難以分開
②根據(jù)上述信息,“納米微吸膠”能“粘”住手機(jī),是由于作用。(選填"A”、“B”或
“C”)
A.大氣壓力B.分子引力C.磁力
③請判斷:“納米微吸膠”(選填“能”或“不能”)“粘”牢帆布筆袋。
【答案】①C;②B;③不能。
【解析】①端面平滑的兩塊鉛柱,相互緊壓后,鉛柱下方掛鉤碼,兩鉛柱也難以分開,表明分子
間有引力的作用;
②“納米微吸膠”能“粘”住手機(jī),也是由于分子引力作用。
③“納米微吸膠”不能“粘”牢帆布筆袋。是因?yàn)閮煞N材料分子間的距離太大,分子間幾乎沒有
力的作用。
23.(2022長寧區(qū)二模)小明在學(xué)習(xí)了比熱容的相關(guān)知識后,想探究物體放出熱量的快慢與哪些
因素有關(guān)。他把一個裝有1千克熱水的熱水袋懸掛在空中,將一支溫度計(jì)插入熱水中測量水溫,當(dāng)水
溫下降到80℃時開始計(jì)時,并且他根據(jù)相關(guān)信息計(jì)算了熱水放出的總熱量。改變環(huán)境溫度后,他再次
進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表1、表2所示。
表1:環(huán)境溫度為20℃,加水=1千克。
序號1234567
放熱時間(分)0102030405060
熱水溫度(℃)80554233282523
熱水放出的總熱量(X103焦)0159.6197.4218.4231239.4
表2:環(huán)境溫度為30℃,加水=1千克。
序號1234567
放熱時間(分)0102030405060
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熱水溫度(℃)80604841363432.5
熱水放出的總熱量(X103焦)084134.4163.8184.8193.2199.5
①已知水的比熱容為4.2X103焦/(千克?。。),則表1開始計(jì)時的0~1。分鐘內(nèi),熱水放出的總熱
量為X103焦。
②根據(jù)表1或表2中第二行和第四行中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:相同環(huán)境溫度
下,相同質(zhì)量的熱水隨著溫度降低,單位時間內(nèi)放出的熱量越來越o
③根據(jù)表1和表2中實(shí)驗(yàn)序號的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件,可得出的初步結(jié)論是:相同質(zhì)量的熱
水,放熱時間相同,0
【答案】①105;②少;③2、3、4、5、6或7;環(huán)境溫度越高,(單位時間內(nèi))放出的熱量越少。
【詳解】①根據(jù)放熱公式可得,熱水放出的總熱量為
33
Q1&^cmAt=cm(ti-r2)=4.2xl0J/(kg-r)xlkgx(80℃-55℃)=105xl0J
②由表1的數(shù)據(jù)可知,第一組和第二組之間放出的總熱量差為105(X103焦),第二組和第三組
之間的總熱量差為54.6(X103焦),后面的數(shù)據(jù)同理會比上一此總熱量差少,由此可得結(jié)論為:相同
環(huán)境溫度下,相同質(zhì)量的熱水隨著溫度降低,單位時間內(nèi)放出的熱量越來越少。
③根據(jù)表1和表2中實(shí)驗(yàn)序號2、3、4、5、6或7的數(shù)據(jù)可知,表格2的數(shù)據(jù)總是比表格1的數(shù)
據(jù)小,而表格2的環(huán)境溫度比表格1的大。由此可得出的初步結(jié)論是:相同質(zhì)量的熱水,放熱時間相
同,環(huán)境溫度越高,(單位時間內(nèi))放出的熱量越少。
24.某小組同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究液體吸收熱量的多少與哪些因素有關(guān),他們用相同的酒精燈對一定質(zhì)
量的水進(jìn)行加熱,并測出水升高的溫度和相應(yīng)的加熱時間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表一所示。然后他們改變水的
質(zhì)量繼續(xù)進(jìn)行探究,水升高的溫度和相應(yīng)的加熱時間結(jié)果如表二、表三所示。(設(shè)水在相等時間內(nèi)吸
收的熱量相等)
表一100克水表二200克水表三500克水
升高溫度加熱時間實(shí)驗(yàn)升高溫度加熱時間實(shí)驗(yàn)升高溫度加熱時間
(℃)(分鐘)序號(℃)(分鐘)序號(℃)(分鐘)
15142.51755
210255281010
315367.5391515
①分析比較實(shí)驗(yàn)序號1、2、3或4、5、6或7、8、9中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出的初步結(jié)論是:
質(zhì)量相等的水,O
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號中相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:質(zhì)量不等的
水,升高相同的溫度,質(zhì)量越大,吸收的熱量越多。
③進(jìn)一步綜合分析比較實(shí)驗(yàn)序號1、4或2、5或3、6中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得:當(dāng)水的—
時,吸收的熱量相等。
④為了結(jié)論更具有普遍性,小張認(rèn)為還需進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請?jiān)诒硭闹刑钊霐M進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),
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以完善他們的探究實(shí)驗(yàn)。
表四____________
實(shí)驗(yàn)升高溫度加熱時間
序號(℃)(分鐘)
4(16)/
5(17)/
6(18)/
【答案】質(zhì)量相等的水,吸收的熱量與升高的溫度成正比;1、5、7(或2、8或3、9);質(zhì)量與升
高溫度的乘積相等;100g酒精;5、10、15。
【解析】(1)分析比較實(shí)驗(yàn)序號1、2、3或4、5、6或7、8、9中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,水的質(zhì)
量相等,加熱時間的比值與升高溫度的比值相等,因此可得出的結(jié)論為:質(zhì)量相等的水,吸收的熱量
與升高的溫度成正比。
(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號1、5、7(或2、8,或3、9)中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,質(zhì)量不同的水,加熱
時間越長,升高的溫度越高,即質(zhì)量不等的水,升高相同的溫度,質(zhì)量越大,吸收的熱量越多。
(3)進(jìn)一步綜合分析比較實(shí)驗(yàn)序號1、4或
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