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素养全练15内能与热机基础夯实1.(2018安徽淮北模拟)腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入鸭蛋中,这一现象说明,青海的冬季需要供暖,暖气管道内循环流动的是热水,这主要是利用了水的较大的道理。答案:分子在永不停息地做无规则运动比热容解析:(1)把鸭蛋放在盐水里一段时间后,鸭蛋就变咸了,这是通过扩散使盐进入鸭蛋中,说明分子在永不停息地做无规则运动;(2)由于水的比热容较大,同样质量的水和其他物质比较,降低相同的温度时,水放出的热量多,所以冬天室内的暖气用热水循环供热。2.(2018安徽全椒模拟)如图所示,在一个配有活塞的厚透明筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速下压,压缩空气,使筒内空气的内能增大,温度升高,观察到硝化棉。上述改变物体内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温改变物体内能的方式(选填“相同”或“不相同”)。答案:做功燃烧不相同解析:当把活塞迅速压下去时,活塞对空气做功,活塞的内能就会增加,空气的温度就会升高,达到硝化棉的燃烧点,硝化棉就燃烧起来。发烧时用冷毛巾给头部降温是通过热传递的方式改变人的内能的,与上述实验是不同的。3.(2018山东泰安中考)标准大气压下,质量为0.5 kg、温度为70 的水放出4.2104 J的热量,水的温度降低了c水=4.2103 J/(kg)。答案:20解析:由Q放=c水mt可得,水降低的温度:t=Q吸c水m=4.2104J4.2103J/(kg)0.5kg=20。4.(2018湖南邵阳中考)蓄水量为1吨的太阳能热水器现装满了30 的水,经过光照后升高了20 ,则水吸收的热量是 J。c水=4.2103 J/(kg)答案:8.4107解析:吸收的热量:Q吸=cmt=4.2103J/(kg)1000kg20=8.4107J。5.(2018云南曲靖中考)炖鸡肉是通过(选填“做功”或“热传递”)的方式来改变鸡肉的内能,如图所表示的是热机的冲程。答案:热传递做功解析:炖鸡肉时,鸡肉吸收热量,属于热传递改变物体的内能。进气门和排气门都是关闭的,活塞下行,可以判断是做功冲程,做功冲程中内能转化为机械能。6.(2018重庆中考)小薇在“探究水的沸腾”实验中,所用水的质量为0.5 kg,初温为58 ,测出水沸腾时的温度为98 ,则当地大气压比一个标准大气压(选填“高”或“低”),本实验中水加热至沸腾至少吸热 J。已知c水=4.2103 J/(kg)答案:低8.4104解析:(1)测出水沸腾时的温度小于100,这是因为当时当地的大气压小于1个标准大气压造成的;(2)水吸收的热量:Q吸=cmt=4.2103J/(kg)0.5kg(98-58)=8.4104J。7.(2017安徽铜陵期末)如图所示是某晶体熔化时温度随时间变化的图象,根据图象可以判断:物体在t2时刻的内能(选填“大于”“小于”或“等于”)在t3时刻的内能,理由是。答案:小于晶体熔化时要吸热解析:从图象中可以看出,该晶体的熔点为0,熔化过程中物体继续吸收热量但温度不变,因此物体在t3时吸收的热量大于t2时吸收的热量,因此物体t2时的内能小于t3时的内能。8.(2018安徽合肥一模)如图,活塞将气缸分成甲、乙两气室,气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气,以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中E甲和E乙的变化情况是。答案:E甲变大,E乙变小解析:用力将拉杆缓慢向外拉(向左拉)的过程中,活塞对甲室气体做功,所以甲室气体的内能增大,温度升高;同时,乙室的气体对活塞做功,所以乙室气体的内能减小,温度降低,即E甲变大,E乙变小。9.(2018安徽蚌埠模拟)天然气热水器将40 kg的水由22 加热到42 ,水的内能增加了 J,水的内能增加是通过方式实现的,若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收,需要消耗 kg的天然气。已知c水=4.2103 J/(kg),q天然气=4107 J/kg。答案:3.36106热传递0.1解析:(1)水吸收的热量:Q吸=cmt=4.2103J/(kg)40kg(42-22)=3.36106J;(2)水从火吸收热量,内能增加、温度升高,是利用热传递改变水的内能;(3)由=Q吸Q放得,天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Q吸=3.36106J84%=4106J。由Q放=mq得,需要天然气的质量:m=Q放q天然气=4106J4107J/kg=0.1kg。10.(2018安徽天长模拟)质量和初温相同的甲、乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后甲的温度大于乙的温度,则甲液体的比热容乙液体的比热容(选填“大于”“等于”或“小于”)。如果液体乙的质量为1 kg,初温为20 ,加热一段时间后,温度升高30 ,吸收了1.26105 J的热量,则乙液体的比热容为 J/(kg)。答案:小于4.2103解析:(1)由题可知,同一加热器加热相同时间,即两种液体吸收的热量相同,甲的温度升高的快。根据Q吸=cmt可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,比热容小的物质升温快。所以,甲的比热容小,乙的比热容大;(2)由Q=cm(t-t0)得,乙液体的比热容:c=Qm(t-t0)=1.26105J1kg30=4.2103J/(kg)。11.(2018安徽宿松模拟)关于分子动理论,下列说法正确的是()A.打开香水瓶,不久就满屋子都能闻到香气,说明分子在永不停息地做无规则的运动B.打扫教室地面时,看到灰尘在空中飞舞,说明分子在永不停息地做无规则的运动C.酒精和水混合后体积减小的实验,说明分子间有引力D.堆在墙角的煤会使墙体内部变黑,说明分子间有引力答案:A解析:打开香水瓶盖后,屋里充满了香味,这是香水的分子做无规则运动的结果。故A正确;扫地时尘土飞扬,是固体小颗粒的运动,不是分子的运动。故B错误;水和酒精混合后体积减小,是因为相互渗入对方分子间隙,说明分子间有间隙。故C错误;把煤堆在墙角,时间长了墙也变黑,是因为煤分子扩散到墙上,说明分子在不断扩散。故D错误。12.(2018山东临沂中考)小明用煤气灶烧水时,进行了如下思考,正确的是()A.煤气燃烧越充分,其热值越大B.加热过程中水的比热容变大C.壶内水温度升高的过程中内能增大D.水沸腾过程中吸收热量,温度不断升高答案:C解析:热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,故A错误;比热容是物质本身的一种属性,与温度无关,故B错误;物体温度升高,分子运动加剧,内能增大,故C正确;水沸腾过程中吸收热量,温度保持不变,故D错误。13.(2018四川巴中中考)下列有关热机的说法正确的是()A.柴油机顶部是火花塞,吸气冲程吸入的是空气B.热机的工作原理是将内能转化为机械能C.内燃机压缩冲程时体积增大,内能减少,温度升高D.热机效率可以等于1答案:B解析:柴油机与汽油机结构上存在差异,柴油机顶部是喷油嘴,吸气冲程吸入的是空气,故A错误;热机是将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞机械能的机器,故B正确;内燃机是最常见的热机。在内燃机的压缩冲程,活塞压缩燃气做功,使工作物质的内能增加,温度升高,体积减小,压强增大,故C错误;热机工作过程中,尾气带走大量的热量,另外燃料不可能完全燃烧,克服机械摩擦及机械散热损失能量等,所以热机获得的有用机械能很少,机械效率远小于1,故D错误。14.(2018四川眉山中考)以下说法正确的是()A.物体吸收热量,温度一定升高B.热机的大量使用有利于环境的保护C.燃料的热值与燃料的质量没有关系D.热机的工作过程只是将内能转化成机械能的过程答案:C解析:物体吸收热量,温度不一定升高,比如晶体熔化过程中,吸热但温度不变,故A错误;热机在使用时会排放出一些有害的气体,造成环境污染,故B错误;热值只跟燃料的种类有关,与燃料的质量无关,故C正确;热机工作过程中,在压缩冲程机械能转化为内能,做功冲程内能转化为机械能,故D错误。15.(2017安徽临泉期末)下列关于温度、热量和内能说法正确的是()A.同一物体温度升高,内能增大B.物体从外界吸收了热量,温度一定升高C.物体的温度越高,具有的热量越多D.物体的内能增加,则一定是从外界吸收了热量答案:A解析:同一物体温度升高,分子运动加剧,内能增加,故A正确;物体从外界吸收热量,温度有可能不变,例如晶体的熔化过程,吸收热量,温度不变,故B错误;温度越高的物体,分子运动越剧烈,具有的内能越多。热量是热传递过程中传递的内能多少,是一个过程量,不能用“具有”或“含有”来修饰,故C错误;物体内能增加,不一定是物体吸热热量,也有可能是做功使内能增加,故D错误。16.(2018山东淄博中考)关于热和能,正确的说法是()A.热传递过程中,内能大的物体放出热量B.热机做功冲程中,内能转化为机械能C.物体内能减少,温度一定降低D.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多答案:B解析:热传递过程中,温度高的物体放出热量,故A错误;热机做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞运动,内能转化为机械能,故B正确;晶体在凝固的过程中,放出热量,但温度不变,故C错误;燃料放出热量的多少与燃料的热值和质量有关,燃料的热值越大,燃烧时放出的热量不一定多,故D错误。17.(2018安徽长丰模拟)古语道:“人要实,火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地,才能事业有成;可燃物要架空一些,才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是()A.增大可燃物的热值B.降低可燃物的着火点C.能使可燃物完全燃烧D.提高了可燃物的利用率答案:D解析:可燃物要架空一些,才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是增大了可燃物与空气的接触面积,燃烧更旺,提高了可燃物的利用率,故D正确,ABC错误。能力提升18.(2018安徽长丰一模)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是m1=20 g,烧杯内的液体质量相同均为m2=0.1 kg。(1)若比较不同燃料的热值应选择两图进行实验。燃料完全燃烧放出热量的多少,是通过来反映的。若甲图烧杯中为水,燃料完全燃烧可使温度计示数升高30 ,本实验根据公式qm1=cm2t,计算出燃料的热值比其标准值(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。(2)若比较不同物质吸热升温的特点应选择两图进行实验;不同物质吸热的多少是通过来反映的。导学号97404033答案:(1)甲、丙相同质量的同种液体温度升高的高低偏小(2)甲、乙相同质量的不同的液体温度升高的高低解析:(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲、丙两图进行实验;由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收,使得实验得到的燃料热值偏小;(2)为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲、乙两图进行实验。19.(2018安徽当涂模拟)小华家使用的是天然气热水器,该热水器的铭牌标明了它的热效率,表示该热水器工作时,天然气完全燃烧所消耗的化学能,有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率,以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为50 L,用热水器输出的热水注入洗衣机,当注入水的体积达到50 L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度为15 ,热水器输出热水为40 。注水前天然气表的示数是2 265.80 m3,天然气的热值为3.5107 J/m3,请回答:(1)注入的水升温到40 时吸收的热量是多少?(2)若铭牌标注热水器的效率为75%,则注入水结束后,天然气表的示数是多少?(标注的铭牌是准确的)答案:(1)5.25106 J(2)2 266.00 m3解析:(1)注入水的体积:V=50L=5010-3m3,由=mV得水的质量:m=V=1103kg/m35010-3m3=50kg;水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)50kg(40-15)=5.25106J;(2)由=Q吸Q放=75%得天然气释放的热量:Q放=Q吸75%=5.25106J75%=7106J;由Q放=qV可得消耗天然气的体积:V气=Q放q=7106J3.5107J/m3=0.2m3。天然气表的示数为2265.80m3+0.2m3=2266.00m3。导学号9740403420.(2018安徽蒙城模拟)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10 L水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6 min内完全燃烧了0.3 kg的煤,水的比热容为4.2103 J/(kg),水的密度为1.0103 kg/m3,煤的热值约为3107 J/kg。求:(1)煤完全燃烧产生的热量;(2)经过6 min时间加热,水所吸收的热量;(3)煤炉烧水时的热效率。答案:(1)9106 J(2)2.52106 J(3)28%解析:(1)煤完全燃烧产生的热量:Q放=mq=0.3kg3107J/kg=9106J。(2)水的体积V=10L=10dm3=0.01m3,水的质量:m=V=1103kg/m30.01m3=10kg。由题图可知,经过6min时间加热后水温由20达到80。则水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)10kg(80-20)=2.52106J。(3)煤炉烧水时的热效率:=Q吸Q放100%=2.52106J9106J100%=28%。导学号974040357
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