江西省2022年中考物理总复习课后强化训练-第13课时　内能、内能的利用

课后强化训练(十三)内能、内能的利用一、填空题1．用天然气灶烧水时，这是通过热传递的方式增加水的内能，如果这个过程中燃料燃烧放出了1.26×106J的热量，这些能量可以使3.75kg初温为20℃的水加热到沸腾．(在标准大气压下，c水＝4.2×103J/(kg·℃))2．(2021·吉安模拟)在试管中装进半管染红的水再注满酒精，加盖密封静置一段时间后，发现混合液的颜色逐渐变得越来越均匀，此现象说明分子不停地____________________；且混合液的总体积明显减小，此现象说明分子间有________．解析：酒精和红水混合后，由于酒精分子和红水的分子不停地做无规则运动，所以酒精和红水混合液的颜色逐渐均匀；由于分子间有间隙，所以混合后酒精和红水的总体积明显减小．答案：做无规则运动间隙3．(2021·九江模拟)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，其内容是能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的________保持不变．解析：能量守恒定律的内容是能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．答案：转化转移总量4．(2021·九江模拟)如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速下压，使筒内空气的内能________(选填“增大”“不变”或“减小”)，温度升高，硝化棉燃烧．上述现象与用热水袋焐手改变物体内能的方式________(选填“相同”或“不相同”)．解析：当把活塞迅速压下去时，活塞对空气做功，空气的内能就会增大，温度就会升高，达到硝化棉的着火点，硝化棉就燃烧起来，是通过做功的方式增加物体内能的；用热水袋焐手，手从热水袋吸收热量，是通过热传递的方式增加物体内能；所以两种现象改变物体的内能方式不相同．答案：增大不相同5．(2021·江西模拟)汽车的发动机常用水做冷却剂，这是因为水的________较大，冷却效果好；汽车在刹车过程中，刹车片和轮毂摩擦会导致高温，这是通过________的方式增加刹车系统内能的．解析：水的比热容较大，和其他物质比较，升高相同温度吸收热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂；刹车片和轮毂长时间摩擦会产生高温，这是通过做功方式增加刹车系统内能的．答案：比热容做功6．2020年11月24日，搭载“嫦娥”五号探测器的“长征五号”火箭成功发射．火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高，内能逐渐增大(选填“增大”或“减小”)；火箭的燃料是液态氢，氢的热值为1.4×108J/kg，完全燃烧2kg的氢，放出的热量是2.8×108J.7．(2021·江西模拟)将初温为30℃、质量为4kg的水倒掉一半，剩下水的比热容________(选填“变大”“不变”或“变小”)．剩下的2kg水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到________℃.[已知c水＝4.2×103J/(kg·℃)]解析：比热容是物质的一种热性，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关．故将初温为30℃、质量为4kg的水倒掉一半，剩下水的比热容不变．根据Q吸＝c水mΔt可知，吸热后水升高的温度Δt＝eq\f(Q吸,c水m)＝eq\f(2.1×105J,4.2×103J/kg·℃×2kg)＝25℃，则温度将升高到30℃＋25℃＝55℃.答案：不变558．汽油机的一个工作循环是由________个冲程组成的，如图所示为________冲程，已知活塞每秒做功30次，每次做功3000J，则此汽油机每秒内完成________个冲程，飞轮的转速为________r/min，功率为________W.解析：汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成；由图可知，进气门和排气门都是关闭的，火花塞点火，活塞下行，可以判断是做功冲程；活塞每秒做功30次，要经过120个冲程，则飞轮每秒转60圈，每分钟要转3600圈；汽油机的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(30×3000J,1s)＝9×104W.答案：四做功12036009×104二、选择题9．(2021·江西一模)王冕的《白梅》：“冰雪林中著此身，不同桃李混芳尘．忽然一夜清香发，散作乾坤万里春．”从物理学的角度来分析，下列说法正确的是()A．冰雪林中温度很低，气体分子停止运动B．飞舞的雪花与尘土的飞扬都属于分子的运动C．气体分子在不停地做无规则运动D．扩散现象只能发生在气体之间解析：从物理学的角度来分析“忽然一夜清香发，散作乾坤万里春”，能说明气体分子在不停地做无规则运动，故A、B、D不符合题意，C符合题意．答案：C10．下列实例中，属于用热传递的方法改变物体内能的是()A．铁丝反复弯折处会发热B．太阳将棉被晒得暖乎乎的C．两手相互摩擦，手心发热D．锯木头时，锯条变得烫手解析：A、弯折铁丝时，机械能转化为铁丝的内能，内能增大温度升高，是通过做功改变了物体的内能，不符合题意；B、棉被和太阳之间发生热传递，属于能量的转移，符合题意；C、两手互相摩擦做功，机械能转化为内能，使手的内能增加，温度升高，故不符合题意．D、锯木头时，锯子和木头相互摩擦做功，机械能转化为内能，故不符合题意．答案：B11．(2021·九江模拟)关于燃料的热值，以下说法正确的是()A．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小B．0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的C．当燃料未燃烧时，其热值为零D．煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多解析：燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故A、C错误；燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以0.5g汽油和2kg汽油的热值是一样的，故B正确；煤油的热值比酒精大，意思是在质量相同时煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D错误．答案：B12．(2021·上饶模拟)关于热机效率，下列说法正确的是()A．因为能量是守恒的，所以热机的效率可以达到100%B．采用热值高的燃料一定能提高热机的效率C．效率越高的热机功率越大D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大解析：热机在工作时，不可避免的有能量损失，所以效率不可能到达100%，故A错误；选用热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，故B错误；热机的效率与热机功率无关，二者是两个不同的概念，故C错误；热机效率越高，热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量比值越大，内能转化为机械能的比例越大，故D正确．答案：D13．(2021·南昌市猜题卷)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失)．如图是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是()①A的比热容与B的比热容之比为2∶1②A的比热容与B的比热容之比为2∶3③A和B升高相同的温度，A吸收热量较多④都加热t时间，B吸收热量比A吸收热量多A．只有②、④正确 B．只有②、③正确C．只有①、④正确 D．只有①、③正确解析：由题意知，用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热，在时间t内，电加热器放出的热量相等，不计热量损失，则A、B吸收的热量相同，故④错误；A的温度变化ΔtA＝40℃－20℃＝20℃，B的温度变化ΔtB＝60℃－20℃＝40℃，A、B的质量相同，由Q吸＝cmΔt得c＝eq\f(Q吸,mΔt)，则cA∶cB＝ΔtB∶ΔtA＝40℃∶20℃＝2∶1，故①正确，②错误；由图可知，A、B升高相同的温度，加热A的时间长，A吸收的热量多，故③正确．答案：D14．下列关于能量的说法中错误的是()A．我们生活中的大部分能量来自太阳B．做机械运动的物体具有能量C．利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程D．我们使用各种家用电器，就是把其他各种形式的能量转化成电能解析：我们生活中的大部分能量来自太阳，故A正确；机械能是物体由于机械运动而具有的能，所以做机械运动的物体具有能量，故B正确；利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程，故C正确；我们使用各种家用电器，就是把电能转化成其他各种形式的能量的过程，故D错误．答案：D15．(2021·吉安模拟)(多选)小强发现以下现象：劣质的装修材料含有超标的甲醛等有毒有机物，使用后会造成室内的环境污染；用胶黏剂可以把装修材料粘在一起；把汽油倒入油漆中调和，发现1mL汽油和1mL油漆混合后小于2mL.这些现象说明()A．物质是由原子构成的B．分子间存在着相互作用力C．分子间有间隙D．分子间在不停地做无规则运动解析：1mL汽油和1mL油漆混合后小于2mL，体积减小，说明分子间存在间隙；使用含甲醛的装修材料会造成室内的环境污染，说明分子在不停地做无规则运动；用胶粘剂可以把装修材料粘在一起说明分子间存在相互作用力．答案：BCD16．(2021·江西模拟)(多选)对于热学概念的理解，下列说法不正确的是()物质熔点/℃物质熔点/℃钨3410锡232铁1535海波48铜1083冰0铝660固态水银－39A.固体很难被压缩，是由于固体的分子间没有间隙B．水和酒精升高相同的温度，酒精吸收的热量较多C．因为水的比热容大，所以生活生产中经常用水作为冷却介质D．用来熔化铜的器皿可以用铝制作解析：固体很难被压缩是由于固体分子间有相互作用的斥力，故A错误；根据吸热公式Q＝cmΔt，水和酒精升高相同的温度，但质量未知，无法判断吸收热量的多少，故B错误；汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的比热容比较大，吸收相同的热量后，温度变化小，故C正确；铜的熔点是1083℃，铝的熔点是660℃，若用铝制作熔化铜的器皿，铜还没有达到熔点，器皿(铝)就熔化了，故D错误．答案：ABD三、实验题17．小明同学为了探究扩散问题而设计了如下一系列实验：(1)通过A实验可发现________________________________________________．(2)你认为B实验的不妥之处是____________________________________________________________________________________________________________________.(3)小明设计的实验都是在相同的环境下做的．他把上述实验修改后，再把A、B、C三个实验放在一起进行综合分析比较，最后他得出如下结论：①扩散现象说明分子在__________________；②在物质的三种状态中，________态的扩散现象最明显．解析：(1)墨水在热水和冷水中扩散快慢不同，在热水中扩散快，说明温度越高，分子的无规则运动越剧烈；(2)二氧化氮的密度大于空气的密度，如果把二氧化氮气体放到上方的话，由于自身密度大的缘故，二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去，就不能说明分子在不停地做无规则运动，因此要把密度小的空气瓶子放到上方，把装二氧化氮的瓶子放在下方；(3)①扩散现象说明了组成物质的分子在不停地做无规则运动；②由实验可知，气态物质间扩散最快，固态物质间扩散最慢．答案：(1)墨水在热水中扩散得快(2)装空气的瓶子应放在上面，因为空气的密度小于二氧化氮的密度(3)①不停地做无规则运动②气18．(2020·江西中考)如图甲所示是某学校科技节上展示的两件作品，小明为此作了以下解说：(1)A是简易的温度计，它的工作原理是利用____________的性质而制成的．它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的__________有关；所用的测温物质是煤油而不是水，这是因为煤油的__________较小，吸收(或放出)相同的热量时，玻璃管内液柱变化更为明显．(2)B是简易的气压计，当外界气压减小时，玻璃管内液柱的液面会____________．【提出问题】小华发现A、B的构造非常相似，提出B是否也能做温度计使用？【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中，观察到B装置中玻璃管内液柱上升更明显，这是由于瓶内的__________受热膨胀更显著，故B也能做温度计使用．【拓展】查阅相关资料，了解到人们很早就发明了如图乙所示的气体温度计，当外界环境气温升高时，该温度计中的管内液面会__________．但由于受外界__________、季节等环境因素变化的影响，所以，这种温度计测量误差较大．解析：(1)图甲中简易温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的；简易温度计是利用液体温度升高时，体积膨胀，通过玻璃管中液体高度的变化判断温度变化，所以在小玻璃瓶的容积一定时，玻璃管的内径越细，实验现象越明显，测温效果与玻璃管内径大小有关；煤油的比热容比水小，在质量相同，吸热相同时，其温度和体积变化更快，所以选用煤油而不用水作测温物质；(2)外界大气压减小时，此时在瓶内气压的作用下，会有一部分水被压入玻璃管，因此管内水柱的高度会上升；【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中，B装置中玻璃管内液柱上升是由于瓶内气体温度升高，体积膨胀，B装置中玻璃管内液柱上升更明显，说明气体受热膨胀更显著，故B也能做温度计使用；【拓展】如图乙所示的气体温度计，下方容器与大气相通，外界环境气温升高时，细管上方密封的气体体积膨胀，压强变大，管内液体液面下降；该装置通过细管中密封的气体压强变化显示温度，所以当外界大气压发生变化时，即使温度不变，细管中液面高度会发生变化，影响测量结果．答案：(1)液体热胀冷缩内径大小比热容(2)上升【设计实验和进行实验】气体【拓展】下降大气压四、计算题19．可燃冰是一种新型能源，主要成分是甲烷，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，天然气热值q＝4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：(1)水吸收的热量；(2)燃气锅炉烧水时的效率；(保留1位小数)(3)假设燃气锅炉的效率不变，若换用可燃冰，使用可燃冰的体积．解析：(1)水吸收的热量Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃－20℃)＝1.68×108J；(2)12m3天然气完全燃烧释放的热量Q放＝V天然气q＝12m3×4.2×107J/m3＝5.04×108J，燃气锅炉烧水时的效率η＝eq\f(Q吸,Q放)×100%＝eq\f(1.68×108J,5.04×108J)×100%≈33.3%；(3)因可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，所以，需要可燃冰的体积V可燃冰＝eq\f(Q放,q可燃冰)＝eq\f(Q放,160q)＝eq\f(1,160)V天然气＝eq\f(1,160)×12m3＝0.075m3.答案：(1)水吸收的热量为1.68×108J；(2)燃气锅炉烧水时的效率为33.3%；(3)若换用可燃冰，应使用0.075m3可燃冰．20．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶时，发动机的功率为20kW.若小汽车行驶的路程为108km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%.求小汽车在这段路程中：(1)汽车所受的阻力；(2)消耗汽油的质量．解析：(1)汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，汽车的牵引力F＝eq\f(P,v)＝eq\f(20×103W,20m/s)＝1000N，汽车所受的阻力Ff＝F＝1000N；(2)由v＝eq\f(s,t)可得汽车运动时间t＝eq\f(s,v)＝eq\f(108km,72km/h)＝1.5h＝5400s，发动机所做的有用功W有用＝Pt＝20×103W×5400s＝1.08×108J，由η＝eq\f(W有用,Q放)＝25%可得汽油完全燃烧释放的热量Q放＝eq\f(W有用,25%)＝eq\f(1.08×108J,25%)＝4.32×108J，由Q放＝mq可得需要消耗汽油的质量m＝eq\f(Q放,q)＝eq\f(4.32×108J,4.6×107J/kg)≈9.4kg.答案：(1)汽车所受的阻力为1000N；(2)消耗汽油的质量约为9.4kg.五、简答题21．(2021·江西模拟)小李的父亲非常喜欢喝茶，一天朋友来到他家做客，小李的父亲烧好开水并从冰箱里拿出茶叶泡起茶喝，可是茶叶包装袋打开后忘记合上，过了几天后发现茶叶变质了，请问：(1)茶叶为什么要用开水泡？(2)茶叶为什么会变质？答案：(1)茶叶用开水泡，是因为水的温度高，分子运动越剧烈，茶叶的分子易扩散到水中．(2)从冰箱里拿出茶叶温度低，包装袋打开后忘记合上，空气中的水蒸气遇到温度低的茶叶，发生液化现象，使茶叶受潮而变质．22．(2021·吉安模拟)打篮球时，在不同的地点投篮往往需要不同的投掷力度和角度，若以相同的力度将同一篮球从同一地点的同一高度竖直向上抛和斜向上抛，篮球两次能达到的最高高度相同吗？若不相同，哪一次更高？请从能量转化的角度解释你的观点(不计空气阻力)．答案：不相同；竖直向上抛得更高；用相同力度抛出同一篮球时，篮球获得的初动能相等；竖直向上抛达到最高点时，球的速度为零，动能为零，篮球的初动能全部转化成了重力势能；斜向上抛达到最高点时，篮球还有向前飞行的速度，仍具有动能，重力势能小，上升的高度也小．[核心素养提升]北方冬季通常采用水供暖，家中安装由多个相同规格的单片组成的一组暖气片．客厅的一组水流量为0.6m3/h的暖气片中水流进户的温度是70℃，回水温度是50℃.采暖时热量利用率为60%，q燃＝3.6×107J/kg，ρ水＝1.0×103kg