【文章內容簡介】 中的動詞 ,如搓手、壓縮、鋸 (木頭 ),都會涉及機械能 ,都是做功過 程。 5.(2022河北 ,27,3分 )如圖所示 ,在一個配有活塞的厚透明筒里放一小團硝化棉 ,把活塞迅速下 壓 ,壓縮空氣 ,使筒內空氣的內能增大 ,溫度升高 ,觀察到硝化棉 。上述改變 物體內能的方式與發(fā)燒時用冷毛巾給頭部降溫改變物體內能的方式 (選填“相同” 或“不相同” )。 ? 答案 做功 燃燒 不相同 解析 把活塞迅速下壓 ,壓縮空氣做功 ,使空氣的內能增大 ,溫度升高 ,達到硝化棉的著火點就 會燃燒起來 ,此過程是通過做功改變物體內能。發(fā)燒時用冷毛巾給頭部降溫是通過熱傳遞改 變物體內能 ,故前后兩種現象改變物體內能的方式不相同。 6.(2022黑龍江哈爾濱 ,40,2分 )將硫酸銅溶液注入水的下方 ,可以看到清水與硫酸銅溶液之間有 明顯的界面 ,如圖甲。靜置 20日后 ,如圖乙 ,這是 現象 ,說明液體分子 。 ? 答案 擴散 永不停息地做無規(guī)則運動 解析 因液體分子永不停息地做無規(guī)則運動 ,所以會出現如圖乙所示的現象 ,這種現象是擴散 現象。 7.(2022重慶 A,10,2分 )世界衛(wèi)生組織倡導大家飲用燒開后的水。用天然氣灶燒水的過程是通 過 (選填“做功”或“熱傳遞” )的方法改變水的內能。在標準大氣壓下 ,將 5 kg初溫 為 20 ℃ 的水燒開 ,需吸收熱量 J。 [水的比熱容 c水 = 103 J/(kg℃ )] 答案 熱傳遞 106 解析 用天然氣灶燒水的過程中 ,水吸收熱量 ,溫度升高 ,是通過熱傳遞的方式增加水的內能 。 水吸收的熱量 Q吸 =c水 mΔt= 103 J/(kg℃ ) 5 kg (100 ℃ 20 ℃ )= 106 J。 8.(2022福建 ,26,6分 )利用如圖甲所示的實驗裝置探究“沙子和水的溫度變化與吸熱的關 系”。操作如下 : ? (1)在兩燒杯中分別裝入初溫相同且 相等的沙子和水 。 (2)用相同的酒精燈火焰加熱 ,并用玻璃棒不斷攪拌 ,每隔相同的時間記錄一次溫度 ,其中某時 刻的溫度如圖乙所示 ,其示數為 ℃ 。根據實驗數據繪制成溫度與時間的關系圖像 ,如 圖丙所示 。 (3)實驗中 ,是通過比較 來間接反映沙子和水所吸收的熱量 。 (4)分析圖像可知 ,對于質量相等的沙子和水 ,升溫較快的是 。若使兩者升高相同的溫 度 ,則 吸收的熱量較多。由此可見 , 的比熱容較大。 答案 (1)質量 (2)39 (3)加熱時間 (4)沙子 水 水 解析 (1)為了研究水與沙子比熱容的大小 ,實驗時 ,要控制水與沙子的初始溫度、質量相等 。 (2)溫度計的分度值是 1 ℃ ,此時的溫度是 39 ℃ 。(3)實驗中 ,是通過比較加熱時間來間接反映沙 子和水吸收的熱量 。(4)分析圖像可知 ,對于質量相等的沙子和水 :吸收相等熱量 ,升溫較快的是 沙子 。若使兩者升高相同的溫度 ,水加熱時間較長 ,說明水吸收的熱量較多 。由此可見水的比熱 容較大。 考點三 內能的利用 1.(2022四川成都 ,A3,2分 )在四沖程汽油機的一個工作循環(huán)中 ,將內能轉化為機械能的沖程是 ? ( ) 答案 C 四沖程汽油機的一個工作循環(huán)由四個沖程組成 :吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖 程、排氣沖程 。其中壓縮沖程將機械能轉化為內能 。做功沖程將內能轉化為機械能 ,故 C正確。 解題關鍵 掌握做功沖程是把內能轉化為機械能 。壓縮沖程是把機械能轉化為內能是解答本 題的關鍵。 知識拓展 汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程 ,發(fā)生兩次能量轉化 ,曲軸轉動兩周 ,做一次功。 2.(2022四川成都 ,B3,2分 )小李家使用的燃氣熱水器 ,將 30 kg的水從 20 ℃ 加熱到 45 ℃ ,消耗了 m3 的天然氣。已知水的比熱容為 103 J/(kg℃ ),天然氣的熱值為 4 107 J/m3,則下列與該 過程有關的計算結果和分析正確的是 ? ( ) 105 J % 答案 C 根據公式 Q吸 =cmΔt可知水吸收的熱量與水溫度的變化量成正比 ,故 A錯誤 。水吸收的 熱量 Q吸 =cmΔt= 103 J/(kg℃ ) 30 kg (45 ℃ 20 ℃ )= 106 J,故 B錯誤 。Q放 =Vq= m3 4 107 J/m3=6 106 J,η=? 100%=? 100%=%,所以 C正確。熱水器的轉化效率和環(huán) 境溫度有關 ,故 D錯誤。 Q 吸放6 10 J6 10 J??易錯警示 當水的質量和初溫一定時 ,隨著末溫的升高 ,水吸收的熱量增大 ,不能錯誤地認為水 吸收的熱量與末溫成正比。 解題關鍵 掌握吸收熱量的計算公式 ,知道水吸收的熱量為有用能量 ,燃料完全燃燒放出的熱 量為總能量是解答本題的關鍵。 3.(2022新疆烏魯木齊 ,5,3分 )目前我國已將發(fā)動機研發(fā)列為國家重大科技專項。下列我國 “陸、海、空、天”裝備中動力機械 不 屬于熱機 (利用內能做功的機械 )的是 ? ( ) 20戰(zhàn)機渦扇 15煤油發(fā)動機 答案 A 熱機是利用內能做功的機械 ,將內能轉化為機械能 。電動機把電能轉化為機械能 ,不 屬于熱機 。燃氣輪機燃燒燃氣把內能轉化為機械能 。煤油發(fā)動機燃燒煤油把內能轉化為機械 能 ?；鸺l(fā)動機燃燒燃料把內能轉化為機械能。故選 A。 4.(2022湖北武漢 ,10,3分 )下列說法正確的是 ? ( ) ,是因為分子間只存在斥力的作用 答案 C 燃料的熱值是燃料完全燃燒時 ,放出熱量的本領 ,它只與燃料的種類有關 ,與燃料的 燃燒情況無關 ,A錯誤 。比熱容是物質的一種特性 ,只與物質的種類和狀態(tài)有關 ,與吸放熱的多 少、質量、體積的大小都沒有關系 ,B錯誤 。改變物體內能的兩種方式 :一是做功 ,二是熱傳遞 , 在改變內能上是等效的 ,C正確 。分子間既有引力又有斥力 ,固體很難被壓縮 ,是因為分子之間存 在斥力的作用 ,D錯誤。故選 C。 5.(2022安徽 ,10,4分 )一臺額定功率為 2 000 W的電熱水器 ,水箱內裝有 50 kg的水 ,要把這箱水從 20 ℃ 加熱到 60 ℃ ,熱水器正常工作需要 s。若水吸收的熱量全部由燃燒天然氣提供 ,則 需要完全燃燒 m3的天然氣 [不計能量損失 ,已知 c水 = 103J/(kg℃ ),? = 107 J/m3]。 q天 然 氣答案 103 解析 水吸收的熱量 Q吸 =cm(tt0)= 103 J/(kg℃ ) 50 kg (60 ℃ 20 ℃ )= 106 J,不計能量損 失 ,則消耗的電能 W=Q吸 = 106 J,由 P=? 可得 ,熱水器正常工作的時間 t=? =? = 103s。 由題意可知 ,天然氣完全燃燒釋放的熱量 Q放 =Q吸 = 106 J,根據 Q放 =Vq可得 ,消耗天然氣的 體積 V=? =? = m3。 Wt WP 10 J2 000 W?Qq放67310 1 J / m?思路分析 知道熱水器內水的質量 ,又知道水的初溫和末溫、水的比熱容 ,利用吸熱公式求水 吸收的熱量 ,不計能量損失時消耗的電能 W=Q吸 ,根據 P=? 求出加熱時間 。由題意可知 ,天然氣 完全燃燒釋放的熱量 Q放 =Q吸 ,再根據 Q放 =Vq求出消耗天然氣的體積。 Wt6.(2022河北 ,26,3分 )有如圖所示的兩套相同裝置 ,分別在兩個燃燒皿中放入質量相同的不同燃 料 ,點燃后加熱質量相等的同種液體 ,通過比較燃料 (選填“燃燒相同時 間”或“全部燃燒” )后溫度計示數的變化 ,來判斷兩種燃料的熱值的大小。燃料燃燒 , 轉化為內能 ,用比熱容 的液體可以使實驗現象更明顯。 (實驗中液體沒有沸騰 ) ? 答案 全部燃燒 化學能 較小 解析 根據熱值的定義可知 ,應通過比較質量相同的不同燃料完全燃燒后溫度計示數的變化 , 來判斷熱值的大小 。燃料燃燒時將化學能轉化為內能 。質量相同的不同液體 ,吸收相同的熱量 時 ,比熱容越小 ,溫度升高越多 ,實驗現象越明顯。 7.(2022河北 ,26,3分 )汽油機作為汽車的“心臟” ,在壓縮沖程結束時 ,火花塞產生電火花 ,使燃 料猛烈燃燒 ,將 能轉化成 能。一輛汽車一年行駛了三萬公里 ,消耗汽油 2 t,這 些汽油完全燃燒放出 J的熱量。 (q汽油 = 107 J/kg) 答案 化學 內 1010 解析 燃料燃燒屬于化學變化 ,將化學能轉化為內能 。2 t汽油完全燃燒放出的熱量 Q=mq汽油 =2 103 kg 107 J/kg= 1010 J。 思路分析 燃料燃燒時將化學能轉化為內能 ,燃料完全燃燒放熱的計算公式為 Q=mq。 易錯警示 利用 Q=mq計算時 ,注意熱值的單位是 J/kg,故質量的單位一定要換算成 kg。 C組 教師專用題組 考點一 機械能及其轉化 1.(2022湖南常德 ,12,3分 )高速公路上 ,為了控制車速 ,常在某些路段設置減速帶 (在路面布有許 多減速道釘讓車輛減速 )?，F有一輛超速的小汽車經過一段水平的減速帶后速度恢復了正 常。則此過程中 ? ( ) ,機械能不變 ,機械能變小 ,機械能變大 答案 B 小汽車速度減小 ,動能變小 ,在水平面上運動 ,高度不變 ,重力勢能不變 ,機械能變小 , 故 B正確 ,A、 C錯誤 。物體的慣性總是存在的 ,故 D錯誤。 2.(2022湖南常德 ,11,3分 )我國研制的“神舟九號”宇宙飛船在返回地面通過大氣層的飛行中 , 下列說法中不正確的是 ? ( ) 答案 A 飛船在返回地面通過大氣層的飛行中 ,需要克服摩擦力做功 ,一部分機械能轉化為 內能 ,飛船的機械能減小 ,選 A。 3.(2022福建福州 ,16,2分 )如圖甲所示 ,小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮 彈簧。從小球剛接觸到彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中 ,得到小球的速度 v和彈簧被壓縮的 長度 Δl之間的關系 ,如圖乙所示 ,其中 b為曲線最高點。不計空氣阻力 ,彈簧在整個過程中始終 發(fā)生彈性形變 ,則小球 ? ( ) ? b點時重力等于彈力 答案 D 由乙圖可知 Δl逐漸增大 ,v先變大后減小。彈力大小與形變量 Δl成正比 ,因此彈力在 逐漸增大 ,A錯 。動能大小與質量和速度有關 ,因此 ,動能先增大后減小 ,B錯 。下落過程中 ,小球的 機械能轉化為彈簧的彈性勢能 ,所以小球的機械能減小 ,C錯 。小球剛接觸到彈簧時 ,彈力小于重 力 ,小球加速 ,當彈力等于重力時 ,小球速度最大 ,小球繼續(xù)下落 ,彈力大于重力 ,速度減小 ,故小球 在 b點時重力等于彈力 ,D項正確。 4.(2022湖南永州 ,20,2分 )隨著我國經濟的高速發(fā)展 ,城市建筑物越建越高 ,“高空墜物傷人” 事件時有發(fā)生。原因是物體所處的高度越高 ,物體所具有的重力勢能越 (選填“大” 或“小” )。當高處的物體墜落時 ,因重力勢能轉化為 能 ,從而帶來安全隱患。 答案 大 動 解析 重力勢能與物體的質量和高度有關 ,同一物體所處高度越高 ,物體所具有的重力勢能越 大 。物體墜落時 ,重力勢能轉化為動能。 5.(2022河南 ,18,6分 )實驗小組的同學用圖所示的裝置探究“物體動能的大小與質量和速度的 關系”。將鋼球從某一高度由靜止釋放 ,鋼球擺到豎直位置時 ,撞擊水平木板上的木塊 ,將木塊 撞出一段距離。 (1)本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是 ,鋼球動能的大小是通過 觀察 來判斷的。 ? (2)從表中數據可以看出 ,他們讓質量不同的鋼球從相同高度擺下 ,使鋼球到達豎直位置的 相同 ,從而探究動能與 的關系。 實驗次數 鋼球質量 /g 鋼球下擺高度 /cm 木塊滑行距離 /cm 1 20 20 30 2 40 20 58 3 60 20 (3)在第 3次實驗中 ,木塊被撞后滑出木板 ,需要重做第 3次實驗 ,甲同學建議換用同樣較長 的木板 ,乙同學建議換一個較大的木塊 ,丙同學建議降低鋼球下擺的高度。你認為應當采用 同學的建議。 (4)由上述實驗數據和現象可得出結論 : 。 答案 (1)讓鋼球從高處擺下 木塊滑行的距離 (2)速度 質量 (3)甲 (4)當速度一