1.(3分)5月31日是“世界無煙日”,吸煙有害健康已成為同學(xué)們的共識(shí),會(huì)議室里貼了如圖所示的標(biāo)志,只要有一個(gè)人吸煙,整個(gè)房間就會(huì)充滿煙味( )
A.分子在不停地運(yùn)動(dòng)B.分子間有引力
C.分子間有斥力D.物質(zhì)是由分子組成的
2.(3分)三個(gè)懸掛著的輕質(zhì)小球,已知B球帶負(fù)電,B球與其它兩個(gè)小球的相互作用情況如圖所示,則( )
A.A球一定不帶電,C球一定帶正電
B.A球可能帶正電,C球一定帶正電
C.A球一定帶正電,C球一定帶負(fù)電
D.A球可能不帶電,C球一定帶負(fù)電
3.(3分)汽車油箱的汽油用掉一半后,剩余汽油的質(zhì)量、密度、比熱容和熱值的變化情況是( )
A.質(zhì)量、密度、比熱容和熱值不變
B.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话?,密度、比熱容和熱值不?br>C.質(zhì)量和密度變?yōu)樵瓉淼囊话耄葻崛莺蜔嶂挡蛔?br>D.質(zhì)量和熱值變?yōu)樵瓉淼囊话?,密度和比熱容不?br>4.(3分)用兩個(gè)相同的電熱水器給質(zhì)量同為2kg的物體甲和水加熱,他們的溫度隨加熱時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示,據(jù)此判斷甲物質(zhì)10min吸收的熱量為( )
A.0.84×105JB.1.2×105J
C.2.52×105JD.都不是,不能計(jì)算
5.(3分)下列有關(guān)溫度、熱量、內(nèi)能的說法,正確的是( )
A.物體吸收熱量,內(nèi)能一定增加,同時(shí)溫度一定升高
B.物體溫度升高,不一定吸收熱量,但內(nèi)能一定增加
C.物體溫度升高,內(nèi)能不一定增加,但一定吸收熱量
D.正在沸騰的水吸收熱量,溫度升高,內(nèi)能不變
6.(3分)甲、乙兩臺(tái)柴油機(jī),甲的效率低于乙的效率,意義是( )
A.甲的功率大于乙的功率
B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C.乙將燃料燃燒放出的能變成有用功的那部分能的比例比甲大
D.工作相同時(shí)間甲消耗的燃料一定比乙少
7.(3分)初溫、質(zhì)量相同的鋁塊和銅塊,放出了相同的熱量,把他們放在一起(c鋁>c銅),則( )
A.熱從鋁塊傳給銅塊B.熱從銅塊傳給鋁塊
C.不會(huì)發(fā)生熱傳遞D.條件不足,無法判斷
(多選)8.(3分)如圖所示,對(duì)于圖片中所描述的物理過程,下列說法中正確的是( )
A.圖甲,向燒瓶底部澆冷水,瓶中剛停止沸騰的水重新沸騰,是因?yàn)樗樟藷崃?br>B.圖乙,削平壓緊后的兩鉛柱結(jié)合可以懸吊重物,說明分子之間存在引力作用
C.圖丙,墨水在熱水中擴(kuò)散得較快,說明水分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)
D.圖丁,燃料燃燒推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,是汽油機(jī)的壓縮沖程
9.(3分)小帆在老師指導(dǎo)下,用如圖1所示的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體(其中一種是水),用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化圖像(圖2)酒精=3×107J/kg)。若單位時(shí)間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等,c水=4.2×103J/(kg?℃),則下列說法中正確的是( )
A.c乙=2.4×103J/(kg?℃)
B.乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力
C.0~8min乙吸收的熱量為3.36×104J
D.該酒精燈的加熱效率為28%
10.(3分)如圖所示為小艷家新買的一輛小汽車。周末,爸爸開車帶著小艷出去游玩,途中,在水平路面上勻速行駛了72km,消耗汽油6kg。若已知該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率(即牽引力的功率),汽車(包括車上的人和物品)質(zhì)量為1.5t7J/kg,g=10N/kg。則關(guān)于上述lh的行駛過程,下列分析正確的是( )
A.該汽車對(duì)路面的壓力大于1.5×104 N
B.該汽車克服阻力做的功是2.3×104 J
C.該汽車的牽引力是1.15×104N
D.該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30%
第II卷(非選擇題)二、填空題(共6小題,滿分14分。11-15題,每題2分;16題4分)
11.(2分)打出租車時(shí),小麗的手剛觸車門就被“電”了一下,這常常是因?yàn)槠囋谛旭傔^程中與空氣摩擦而帶電 現(xiàn)象;有拖地鐵鏈的車,不發(fā)生這種現(xiàn)象 。
12.(2分)汽油的燃燒值是4.6×107焦/千克,氫的燃燒值是1.4×108焦/千克。在燃燒單位質(zhì)量這兩種燃料時(shí), 放出的熱量多,因此,發(fā)射火箭時(shí)常用 做燃料。
13.(2分)兩個(gè)相同的驗(yàn)電器A和B,A帶負(fù)電,B不帶電,則電荷移動(dòng)的方向 ,電流方向是 (填“從A到B”或“B到A”)。
14.(2分)“端午濃情,粽葉飄香”,“粽葉飄香”說明了 ,把酒精和水在長(zhǎng)玻璃管中混合后,發(fā)現(xiàn)總體積減小,該實(shí)驗(yàn)說明了分子間存在 。
15.(2分)如圖所示,某單缸四沖程汽油機(jī)正處于 沖程,此沖程能的轉(zhuǎn)化是 。
16.(4分)(1)如圖所示,不旋轉(zhuǎn)的鋁件在強(qiáng)大壓力作用下頂住高速旋轉(zhuǎn)的銅件,使兩者接觸處溫度急劇升高 (選填“增加”或“減少”),這樣銅和鋁接觸處的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加快,從而使兩者緊密結(jié)合在一起 來改變物體內(nèi)能的。
(2)甲、乙兩種物質(zhì)的比熱容之比是2:1,質(zhì)量之比是3:1,若它們吸收的熱量相等 ;若它們升高相同的溫度,則它們吸收的熱量之比是 。
三、作圖題(滿分4分)
17.(2分)如圖所示,將裝有90℃熱牛奶的奶瓶放入20℃的水中,15min后,試在圖乙中分別畫出容器中水的溫度和奶瓶中牛奶的溫度隨時(shí)間變化的大致圖象。
18.(2分)請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路。要求:兩燈并聯(lián),開關(guān)S同時(shí)控制兩盞燈泡。
四、實(shí)驗(yàn)探究題題(共4小題,滿分24分。)
19.(5分)某同學(xué)在做“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)時(shí),使用相同的電加熱器給水和煤油加熱,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:
(1)實(shí)驗(yàn)中,記錄加熱時(shí)間的目的是: 。
(2)分析第1、2次或第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:同種物質(zhì)升高相同溫度時(shí),吸收熱量的多少與物質(zhì)的 有關(guān);分析第1、3次或第2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:質(zhì)量相同, 吸收的熱量較多。
(3)如果加熱相同的時(shí)間,質(zhì)量相同的水和煤油, 溫度升高的多。
(4)該實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法,下列探究過程中也采用了一這方法的是 。
A.探究影響壓力作用效果的因素
B.探究平面鏡成像的特點(diǎn)
20.(8分)如圖所示,甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g,燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。
(1)比較不同燃料的熱值,應(yīng)選擇 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)要觀察 比較兩種燃料的熱值大小;比較不同物質(zhì)的比熱容,應(yīng)選擇 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)通過 反映物體吸熱的多少。
(2)比較不同物質(zhì)的比熱容,選用如圖合適裝置加熱相同一段時(shí)間后,液體a升溫多,升高相同的溫度時(shí),液體a吸收的熱量 (選填“大于”或“小于”)液體b吸收的熱量。
(3)若甲圖燒杯中為50mL的水,10g酒精完全燃燒溫度計(jì)示數(shù)升高了20℃,
①水吸收了 熱量,若酒精燃燒放出的熱量全部被水吸收,則酒精的熱值是 ,算出的熱值比標(biāo)準(zhǔn)值 (選填“偏大”“偏小”或“一樣”)
21.(7分)在“探究帶電物體間的相互作用”活動(dòng)中:
(1)小明發(fā)現(xiàn)用干燥絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒和用干燥毛皮摩擦的橡膠棒都能吸引紙屑,這說明它們都帶了“電”,用摩擦的方式使物體帶電叫做 ;
(2)如圖,將兩個(gè)帶電棒相互靠近,發(fā)現(xiàn)相互排斥的是圖 ,相互吸引的是圖 ;
(3)愛動(dòng)腦筋的小華想,除了正電荷和負(fù)電荷之外,到底有沒有第三種電荷呢?他分析:如果能找到一個(gè)帶電體既能和帶電玻璃棒相互吸引,則說明有第三種電荷存在。你認(rèn)為他的分析有道理嗎? 。
(4)小華找了一段PVC水管,分別去靠近上圖中的帶電玻璃棒和帶電橡膠棒,發(fā)現(xiàn)真的相互吸引了,不可能存在第三種電荷”。到底是怎么回事呢?你認(rèn)為原因是 。
22.(4分)小含想用剛學(xué)習(xí)的電路基本知識(shí),連接一個(gè)電路。于是她找來一個(gè)干電池,一個(gè)小燈泡,連接成了如圖所示的電路圖。
①連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài)。當(dāng)小含連接完最后一導(dǎo)線時(shí),小燈泡就發(fā)光了。小含認(rèn)為電路連接的有問題,請(qǐng)你幫助小含在圖中將錯(cuò)誤的導(dǎo)線打個(gè)“×”
②電源在電路中是 (填“提供”或“消耗”)電能的裝置。小含看到實(shí)驗(yàn)桌上有一個(gè)“+、﹣”極模糊不清的電池盒,她用一個(gè) (填“電鈴”或“發(fā)光二極管”)就可以判斷出電源的“+、﹣”極。
五、綜合題(共2小題,滿分18分,每題9分)
23.(9分)用燃?xì)忮仩t燒水時(shí),把質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水加熱到100℃,共燃燒了2m3天然氣,已知水的比熱容c水=4.2×103J/(kg?℃),天然氣的熱值q=4.2×107J/m3,求:
(1)水吸收的熱量;
(2)燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率;
(3)可燃冰是一種新型能源,它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì),可燃冰的熱值約為1.4×1010J/m3,我國(guó)可燃冰已試采成功,技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。若換用可燃冰為燃料,鍋爐效率不變3可燃冰可以使初溫為20℃的多少kg水溫度升高到100℃。
24.(9分)如圖這是世界上第一款能容納兩名飛行員的隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲﹣20的雙座版。若殲﹣20在高空中飛行時(shí)在恒定的水平推力F作用下,以720km/h的速度沿水平方向勻速航行30min,需要燃燒航空煤油3t。已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械功率是3.2×107W,(q油=4×107J/kg、g=10N/kg)試求:
(1)如果殲﹣20質(zhì)量為25t,靜止在水平地面上時(shí)與地面的接觸面積為1m2,對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p;
(2)殲﹣20在上述航行30min的過程中獲得的水平推力F;
(3)殲﹣20發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率η。
參考答案與試題解析
第Ⅰ卷(選擇題)一、選擇題(共10小題,滿分30分。1~7題為單選題,8~10題為多選題,全部選對(duì)得3分,選對(duì)但不全得1分,選錯(cuò)項(xiàng)得0分)
1.(3分)5月31日是“世界無煙日”,吸煙有害健康已成為同學(xué)們的共識(shí),會(huì)議室里貼了如圖所示的標(biāo)志,只要有一個(gè)人吸煙,整個(gè)房間就會(huì)充滿煙味( )
A.分子在不停地運(yùn)動(dòng)B.分子間有引力
C.分子間有斥力D.物質(zhì)是由分子組成的
【分析】擴(kuò)散現(xiàn)象是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
【解答】解:由于煙分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),在空氣中進(jìn)行擴(kuò)散,整個(gè)房間也會(huì)充滿煙味。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生對(duì):擴(kuò)散現(xiàn)象的了解和掌握,是一道基礎(chǔ)題。
2.(3分)三個(gè)懸掛著的輕質(zhì)小球,已知B球帶負(fù)電,B球與其它兩個(gè)小球的相互作用情況如圖所示,則( )
A.A球一定不帶電,C球一定帶正電
B.A球可能帶正電,C球一定帶正電
C.A球一定帶正電,C球一定帶負(fù)電
D.A球可能不帶電,C球一定帶負(fù)電
【分析】利用電荷間的作用規(guī)律分析即可,但應(yīng)注意的是:若兩小球相斥,則表明其一定都帶電,且?guī)У氖峭N電荷;若兩小球相吸,則是異種電荷或一個(gè)帶電一個(gè)不帶電。
【解答】解:由于同種電荷相互排斥,C、B兩小球相互排斥、B一定都帶電,由于B球帶負(fù)電;
由于A、B兩小球相吸,所以A可能不帶電,即正電荷。
綜上所述D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電荷間的作用規(guī)律,注意題干中沒有聲明輕質(zhì)小球是帶電體,且很容易漏掉了帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)的這種情況。
3.(3分)汽車油箱的汽油用掉一半后,剩余汽油的質(zhì)量、密度、比熱容和熱值的變化情況是( )
A.質(zhì)量、密度、比熱容和熱值不變
B.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话耄芏?、比熱容和熱值不?br>C.質(zhì)量和密度變?yōu)樵瓉淼囊话耄葻崛莺蜔嶂挡蛔?br>D.質(zhì)量和熱值變?yōu)樵瓉淼囊话?,密度和比熱容不?br>【分析】質(zhì)量是物體本身的一種屬性,只有在所含物質(zhì)的多少發(fā)生變化時(shí)才會(huì)改變;
密度、比熱容、熱值是物質(zhì)的某種特性,與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān),同種物質(zhì)的比熱容、熱值一般不變。
【解答】解:質(zhì)量是指物體所含物質(zhì)的多少;汽油用去一半后。
汽油的密度、比熱容和熱值都表示汽油的某種特性,一般不發(fā)生變化;
故汽油用去一半,則剩下的汽油密度。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查學(xué)生對(duì)物質(zhì)概念的理解和掌握,明確各個(gè)物理量的真正含義后,可順利解決此題。
4.(3分)用兩個(gè)相同的電熱水器給質(zhì)量同為2kg的物體甲和水加熱,他們的溫度隨加熱時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示,據(jù)此判斷甲物質(zhì)10min吸收的熱量為( )
A.0.84×105JB.1.2×105J
C.2.52×105JD.都不是,不能計(jì)算
【分析】由圖象知物質(zhì)甲和水質(zhì)量相同,升高的溫度相同時(shí)水吸收的熱量是物質(zhì)甲吸收熱量的2倍。根據(jù)吸熱公式Q吸=cmΔt判斷兩物質(zhì)的比熱容之間的關(guān)系,從而得出物質(zhì)甲的比熱容。
由圖象確定甲10min升高的溫度,然后根據(jù)Q吸=cmΔt求出甲物質(zhì)吸收的熱量。
【解答】解:由圖象可知:用兩個(gè)相同的電熱器給質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水加熱,水溫度升高60℃需要20min,且水10min所吸收熱量為20min吸收熱量的一半
Q吸=Q水=c水m水Δt水=×4.7×103J/(kg?℃)×2kg×60℃=7.52×105J
所以ABD都不正確。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】比較兩個(gè)量的大小一定要根據(jù)公式來分析,這樣思維嚴(yán)謹(jǐn)些。有圖象的要合理利用圖象。解決此題的關(guān)鍵就是能得出質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水升高相同的溫度水需要吸收的熱量是甲的2倍。
5.(3分)下列有關(guān)溫度、熱量、內(nèi)能的說法,正確的是( )
A.物體吸收熱量,內(nèi)能一定增加,同時(shí)溫度一定升高
B.物體溫度升高,不一定吸收熱量,但內(nèi)能一定增加
C.物體溫度升高,內(nèi)能不一定增加,但一定吸收熱量
D.正在沸騰的水吸收熱量,溫度升高,內(nèi)能不變
【分析】(1)物體溫度升高,內(nèi)能一定增大;物體內(nèi)能增加,溫度不一定升高;
(2)改變內(nèi)能有兩種方式:做功和熱傳遞;
(4)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,它們的效果是一樣的。
【解答】解:A、物體吸收熱量,但溫度不一定升高,吸收熱量,故A錯(cuò)誤;
BC、物體溫度升高,但不一定是吸收了熱量,故B正確;
D、水在沸騰過程中吸收熱量,內(nèi)能增加。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】一般情況下,物體吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度升高,有特殊情況:晶體熔化,吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度不變要重點(diǎn)記憶。
6.(3分)甲、乙兩臺(tái)柴油機(jī),甲的效率低于乙的效率,意義是( )
A.甲的功率大于乙的功率
B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C.乙將燃料燃燒放出的能變成有用功的那部分能的比例比甲大
D.工作相同時(shí)間甲消耗的燃料一定比乙少
【分析】熱機(jī)的效率是指熱機(jī)用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。比值越大,熱機(jī)的效率越高。
【解答】解:A、功率是表示物體做功快慢的物理量,所以A錯(cuò)誤;
B、雖然甲的效率比乙低,無法確定誰(shuí)消耗的燃料多;
C、甲柴油機(jī)的效率比乙柴油機(jī)的效率低,故C正確;
D、相同時(shí)間內(nèi)消耗燃料的多少與功率有關(guān),故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查了熱機(jī)效率的概念,是一道很好的基礎(chǔ)性題目。
7.(3分)初溫、質(zhì)量相同的鋁塊和銅塊,放出了相同的熱量,把他們放在一起(c鋁>c銅),則( )
A.熱從鋁塊傳給銅塊B.熱從銅塊傳給鋁塊
C.不會(huì)發(fā)生熱傳遞D.條件不足,無法判斷
【分析】欲知熱量傳遞的方向,必須知道鋁塊和銅塊誰(shuí)的溫度高,熱量總是從溫度高的物體傳向溫度低的物體,那么,只需根據(jù)題意比較鋁塊和銅塊誰(shuí)的末溫高。
【解答】解:已知m鋁=m銅,它們的初溫相同,Q鋁=Q銅,c鋁>c銅,
由熱量公式Q=cmΔt,可得:Δt=,
把已知條件代入可知,比熱容大的溫度降低的少,末溫高。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查了熱傳遞的規(guī)律,必須讓學(xué)生清醒認(rèn)識(shí)到熱量總是從溫度高的物體傳向溫度低的物體傳遞。
(多選)8.(3分)如圖所示,對(duì)于圖片中所描述的物理過程,下列說法中正確的是( )
A.圖甲,向燒瓶底部澆冷水,瓶中剛停止沸騰的水重新沸騰,是因?yàn)樗樟藷崃?br>B.圖乙,削平壓緊后的兩鉛柱結(jié)合可以懸吊重物,說明分子之間存在引力作用
C.圖丙,墨水在熱水中擴(kuò)散得較快,說明水分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)
D.圖丁,燃料燃燒推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,是汽油機(jī)的壓縮沖程
【分析】(1)水的沸點(diǎn)隨液面氣體壓強(qiáng)的降低而降低;
(2)分子間之間引力和斥力同時(shí)存在;
(3)擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),溫度越高,分子活動(dòng)越劇烈,擴(kuò)散得越快;
(4)汽油機(jī)做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
【解答】解:A、向瓶底澆冷水,液體(水)的沸點(diǎn)降低;
B、削平壓緊后的兩鉛柱結(jié)合可以懸吊重物,故B正確;
C、墨水在熱水中擴(kuò)散得較快,溫度越高,擴(kuò)散得越快;
D、圖中兩個(gè)氣門關(guān)閉,是壓縮沖程,故D錯(cuò)誤。
故選:BC。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了分子熱運(yùn)動(dòng)、分子間作用力、氣壓對(duì)液體沸點(diǎn)的影響和熱機(jī)原理,較為綜合,但比較基礎(chǔ)。
9.(3分)小帆在老師指導(dǎo)下,用如圖1所示的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體(其中一種是水),用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化圖像(圖2)酒精=3×107J/kg)。若單位時(shí)間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等,c水=4.2×103J/(kg?℃),則下列說法中正確的是( )
A.c乙=2.4×103J/(kg?℃)
B.乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力
C.0~8min乙吸收的熱量為3.36×104J
D.該酒精燈的加熱效率為28%
【分析】(1)(2)根據(jù)c=求出乙的比熱容;
(3)根據(jù)Q吸=cmΔt求出乙吸收的熱量;
(4)根據(jù)Q放=mq求出酒精完全燃燒放出的熱量,根據(jù)效率公式求出效率。
【解答】解:
AB、根據(jù)圖乙可知,甲的加熱時(shí)間是乙的加熱時(shí)間的2倍,則甲的吸熱能力大于乙的吸熱能力;根據(jù)c=,甲的比熱容是乙的比熱容的2倍乙=×4.5×103J/(kg?℃)=2.6×103J/(kg?℃),故A錯(cuò)誤;
C、用相同的酒精燈加熱,水吸收的熱量等于乙吸收的熱量乙=Q水=c水m水Δt=4.6×103J/(kg?℃)×0.4kg×(100℃﹣20℃)=3.36×104J,故C正確;
D、酒精完全燃燒放出的熱量為:Q放=m酒精q=4.004kg×3×107J/kg=3.2×105J;
乙從加熱到沸騰吸收的熱量為:Q'乙=×3.36×104J=7.2×104J;
酒精燈的加熱效率為:η===35%。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了比熱容的計(jì)算、吸熱和放熱公式的應(yīng)用、效率的計(jì)算,考查的知識(shí)點(diǎn)較多。
10.(3分)如圖所示為小艷家新買的一輛小汽車。周末,爸爸開車帶著小艷出去游玩,途中,在水平路面上勻速行駛了72km,消耗汽油6kg。若已知該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率(即牽引力的功率),汽車(包括車上的人和物品)質(zhì)量為1.5t7J/kg,g=10N/kg。則關(guān)于上述lh的行駛過程,下列分析正確的是( )
A.該汽車對(duì)路面的壓力大于1.5×104 N
B.該汽車克服阻力做的功是2.3×104 J
C.該汽車的牽引力是1.15×104N
D.該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30%
【分析】(1)根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,汽車在行駛中會(huì)受到一個(gè)向上的升力的作用,因此,其對(duì)地面的壓力會(huì)小于汽車自身的重力。
(2)在水平方向上牽引力與阻力是一對(duì)平衡力,克服阻力做的功等于牽引力做的功。要利用公式W=Pt進(jìn)行計(jì)算。
(3)在B中計(jì)算出了牽引力做的功,根據(jù)公式F=便可以計(jì)算得出。
(4)理解熱機(jī)效率的概念:用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。
【解答】解:
A、汽車呈流線型,車上方空氣流速大,下方空氣流速小,產(chǎn)生一個(gè)向上的壓強(qiáng)差,
因此,會(huì)有一個(gè)向上的升力產(chǎn)生,
汽車的總重G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×107N,所以A說法錯(cuò)誤;
B、該汽車克服阻力做的功等于牽引力做的功:
W=Pt=23×103W×1×3600s=8.28×107J,所以B說法錯(cuò)誤;
C、該汽車的牽引力為:
F===2.15×103N,所以C說法錯(cuò)誤;
D、汽油完全燃燒放出的熱量為:
Q=mq=6kg×2.6×107J/kg=4.76×108J,
η==×100%=30%。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查了二力平衡條件的應(yīng)用、熱機(jī)效率的計(jì)算及功和功率的計(jì)算,考查得很全面。
第II卷(非選擇題)二、填空題(共6小題,滿分14分。11-15題,每題2分;16題4分)
11.(2分)打出租車時(shí),小麗的手剛觸車門就被“電”了一下,這常常是因?yàn)槠囋谛旭傔^程中與空氣摩擦而帶電 摩擦起電 現(xiàn)象;有拖地鐵鏈的車,不發(fā)生這種現(xiàn)象 導(dǎo)體 。
【分析】(1)用摩擦的方法使物體帶電叫摩擦起電;
(2)有拖地鐵鏈的車是為了把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走,屬于導(dǎo)體,是防止靜電帶來的危害。
【解答】解:(1)汽車在行駛過程中與空氣摩擦,產(chǎn)生摩擦起電現(xiàn)象,所以手剛觸車門就被“電”了一下;
(2)有拖地鐵鏈的車是為了把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走,要導(dǎo)走靜電。
故答案為:摩擦起電;導(dǎo)體。
【點(diǎn)評(píng)】考查摩擦起電和導(dǎo)體知識(shí),比較簡(jiǎn)單。
12.(2分)汽油的燃燒值是4.6×107焦/千克,氫的燃燒值是1.4×108焦/千克。在燃燒單位質(zhì)量這兩種燃料時(shí), 氫 放出的熱量多,因此,發(fā)射火箭時(shí)常用 液氫 做燃料。
【分析】根據(jù)熱值的物理含義進(jìn)行分析解答即可。
【解答】解:∵氫的熱值大于汽油的熱值
∴在燃燒單位質(zhì)量這兩種燃料時(shí),氫完全燃燒放出的熱量大于汽油完全燃燒放出的熱量。
故答案為:氫;液氫。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)熱值含義的理解,屬于基礎(chǔ)題目。
13.(2分)兩個(gè)相同的驗(yàn)電器A和B,A帶負(fù)電,B不帶電,則電荷移動(dòng)的方向 從A到B ,電流方向是 B到A (填“從A到B”或“B到A”)。
【分析】物理學(xué)規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?br>【解答】解:A帶負(fù)電,B不帶電,瞬間A上的部分負(fù)電荷會(huì)轉(zhuǎn)移到B上,驗(yàn)電器A的張角減小,因此電流方向是由B到A。
故答案為:從A到B;B到A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電荷的移動(dòng)電流的方向,要知道正電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流方向。
14.(2分)“端午濃情,粽葉飄香”,“粽葉飄香”說明了 分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) ,把酒精和水在長(zhǎng)玻璃管中混合后,發(fā)現(xiàn)總體積減小,該實(shí)驗(yàn)說明了分子間存在 間隙 。
【分析】分子動(dòng)理論基本觀點(diǎn):
(1)擴(kuò)散現(xiàn)象說明了分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)越劇烈。注意:作答時(shí)一定要有“不停地”與“無規(guī)則”兩個(gè)關(guān)鍵詞。
(2)分子間存在引力和斥力。
(3)分子間存在間隙。
【解答】解:(1)“粽葉飄香”是粽子分子與空氣發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子不停地在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
(2)若分子間是密實(shí)無間隔的,那么水跟酒精混合時(shí)候總體積應(yīng)該不變。
故答案是:分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng);間隙。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查了分子動(dòng)理論的相關(guān)知識(shí)。
15.(2分)如圖所示,某單缸四沖程汽油機(jī)正處于 壓縮 沖程,此沖程能的轉(zhuǎn)化是 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 。
【分析】(1)四沖程的次序依次是:吸氣、壓縮、做功和排氣;由進(jìn)氣門和排氣門的關(guān)閉和打開情況、活塞的上行和下行情況來判斷是哪個(gè)沖程;
(2)四個(gè)沖程中壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,排氣和吸氣沖程沒有能的轉(zhuǎn)化。
【解答】解:如圖,進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的,所以圖中汽油機(jī)所處的沖程是壓縮沖程,活塞對(duì)氣缸內(nèi)的氣體做功,溫度升高。
故答案為:壓縮;機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了熱機(jī)沖程的判斷、能量的轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵是結(jié)合內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程工作特點(diǎn)進(jìn)行分析解答。
16.(4分)(1)如圖所示,不旋轉(zhuǎn)的鋁件在強(qiáng)大壓力作用下頂住高速旋轉(zhuǎn)的銅件,使兩者接觸處溫度急劇升高 增加 (選填“增加”或“減少”),這樣銅和鋁接觸處的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加快,從而使兩者緊密結(jié)合在一起 做功 來改變物體內(nèi)能的。
(2)甲、乙兩種物質(zhì)的比熱容之比是2:1,質(zhì)量之比是3:1,若它們吸收的熱量相等 1:6 ;若它們升高相同的溫度,則它們吸收的熱量之比是 6:1 。
【分析】(1)做功可以改變物體的內(nèi)能,當(dāng)對(duì)物體做功時(shí),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,當(dāng)物體對(duì)外做功時(shí),內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;
(2)知道甲、乙兩物體的吸收熱量之比、質(zhì)量之比、比熱容之比,利用Q吸=cmΔt求甲、乙兩物體的升高的溫度之比;
知道甲、乙兩物體的比熱容之比、質(zhì)量之比、升高的溫度相同,利用Q吸=cmΔt求甲、乙兩物體的吸收熱量之比。
【解答】解:(1)當(dāng)鋁件與銅件相互摩擦?xí)r,兩者的內(nèi)能都會(huì)增大;即摩擦生熱是通過做功來改變物體的內(nèi)能的;
(2)由題知,m甲:m乙=3:1,Q吸甲:Q吸乙=5:1,c甲:c乙=2:5,
由Q吸=cmΔt得甲、乙兩物體升高的溫度之比:
Δt甲:Δt乙=:=:=1:6;
由題知,c甲:c乙=8:1,m甲:m乙=3:5,Δt甲':Δt乙'=1:1,
由Q吸=cmΔt得甲、乙兩物體吸收熱量之比:
Q甲':Q乙'===5:1。
故答案為:(1)增加;做功;6:3。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生對(duì)改變物體內(nèi)能的方法和吸熱公式Q吸=cmΔt的應(yīng)用等知識(shí)的了解和掌握,求比值時(shí)要細(xì)心,防止因顛倒而出錯(cuò)。
三、作圖題(滿分4分)
17.(2分)如圖所示,將裝有90℃熱牛奶的奶瓶放入20℃的水中,15min后,試在圖乙中分別畫出容器中水的溫度和奶瓶中牛奶的溫度隨時(shí)間變化的大致圖象。
【分析】解決此題要知道發(fā)生熱傳遞的條件是物體之間有溫度差,熱量會(huì)從高溫物體傳遞給低溫物體。
【解答】解:
已知原來水溫為20℃,熱奶的溫度為90℃,熱量會(huì)從熱奶傳遞給溫水中,溫水的溫度緩慢上升,即水和牛奶的溫度均為40℃,如下圖所示:
【點(diǎn)評(píng)】解決此題的關(guān)鍵是知道發(fā)生熱傳遞的條件,知道最后它們的溫度是相等的。
18.(2分)請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路。要求:兩燈并聯(lián),開關(guān)S同時(shí)控制兩盞燈泡。
【分析】用電器并列連接的電路叫并聯(lián)電路,開關(guān)要同時(shí)控制盞燈時(shí)應(yīng)在干路上。
【解答】解:
由題知,兩燈并聯(lián),所在開關(guān)應(yīng)在干路上,經(jīng)過開關(guān)后應(yīng)分成兩支,且電流應(yīng)從電流表的正接線柱流進(jìn),故應(yīng)將L1的右側(cè)與L2的左側(cè)相連,L5的右側(cè)或電流表的左側(cè)接電源負(fù)極,如圖所示:
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了根據(jù)題意連接實(shí)物電路圖,關(guān)鍵是明確開關(guān)和電流表的連接。
四、實(shí)驗(yàn)探究題題(共4小題,滿分24分。)
19.(5分)某同學(xué)在做“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)時(shí),使用相同的電加熱器給水和煤油加熱,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:
(1)實(shí)驗(yàn)中,記錄加熱時(shí)間的目的是: 比較吸收熱量的多少 。
(2)分析第1、2次或第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:同種物質(zhì)升高相同溫度時(shí),吸收熱量的多少與物質(zhì)的 質(zhì)量 有關(guān);分析第1、3次或第2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:質(zhì)量相同, 水 吸收的熱量較多。
(3)如果加熱相同的時(shí)間,質(zhì)量相同的水和煤油, 煤油 溫度升高的多。
(4)該實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法,下列探究過程中也采用了一這方法的是 A 。
A.探究影響壓力作用效果的因素
B.探究平面鏡成像的特點(diǎn)
【分析】(1)由熱量計(jì)算公式Q=cmΔt可知,物體吸收熱量的多少跟物體的質(zhì)量多少、溫度升高的多少以及物質(zhì)的比熱容大小有關(guān),根據(jù)加熱時(shí)間越長(zhǎng),吸收熱量越大進(jìn)行分析。
(2)分析第1、2次或第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),物質(zhì)的種類和升高的溫度相同,物體的質(zhì)量不同,從而得出吸熱的多少和物體質(zhì)量的關(guān)系。分析1、3次或2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),看質(zhì)量和升高的溫度是否相同,從而得出結(jié)論;
(3)加熱相同的時(shí)間,質(zhì)量相同的水和煤油,根據(jù)溫度變化的多少判斷,溫度變化多的是煤油,溫度變化少的是水。
(4)根據(jù)控制變量法的原理進(jìn)行分析。
【解答】解:(1)記錄時(shí)間是為了比較吸收熱量的多少;
(2)分析1、2次或2,可以發(fā)現(xiàn):同種物質(zhì),質(zhì)量大的吸收熱量多。分析1、4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在升高相同的溫度時(shí),吸熱的多少和物質(zhì)的種類有關(guān);
(3)加熱相同的時(shí)間,質(zhì)量相同的水和煤油,因此煤油的溫度升高的多;
(4)控制變量法:物理學(xué)中對(duì)于多因素(多變量)的問題,常常采用控制因素(變量)的方法;每一次只改變其中的某一個(gè)因素,從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)事物影響,故用控制變量法進(jìn)行探究。故只有A實(shí)驗(yàn)用到了控制變量法。
故答案為:(1)比較吸收熱量的多少;(2)質(zhì)量;水;(4)A。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查我們對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力,我們要能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)得出結(jié)論;
控制變量法是初中物理中用到的最多的一種探究方法,需要掌握。
20.(8分)如圖所示,甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g,燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。
(1)比較不同燃料的熱值,應(yīng)選擇 甲、乙 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)要觀察 液體升高的溫度 比較兩種燃料的熱值大?。槐容^不同物質(zhì)的比熱容,應(yīng)選擇 甲、丙 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)通過 加熱時(shí)間的長(zhǎng)短 反映物體吸熱的多少。
(2)比較不同物質(zhì)的比熱容,選用如圖合適裝置加熱相同一段時(shí)間后,液體a升溫多,升高相同的溫度時(shí),液體a吸收的熱量 小于 (選填“大于”或“小于”)液體b吸收的熱量。
(3)若甲圖燒杯中為50mL的水,10g酒精完全燃燒溫度計(jì)示數(shù)升高了20℃,
①水吸收了 4.2×103J 熱量,若酒精燃燒放出的熱量全部被水吸收,則酒精的熱值是 4.2×105J/kg ,算出的熱值比標(biāo)準(zhǔn)值 偏小 (選填“偏大”“偏小”或“一樣”)
【分析】(1)①燃料的熱值大小不能直接測(cè)量,需要通過液體吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少,而液體吸收熱量的多少跟液體的質(zhì)量和升高的溫度有關(guān),因此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(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少,進(jìn)而判斷熱值大??;
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)量相同,溫度計(jì)的示數(shù)變化相同時(shí),通過比較加熱時(shí)間比較吸熱多少,進(jìn)而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系;
(2)根據(jù)a、b液體吸收熱量的多少,判斷a、b液體比熱的大小,然后根據(jù)比熱大小,分析判斷質(zhì)量相同的液體a與b,升高相同的溫度時(shí),a與b吸收熱量的關(guān)系;
(3)①知道水的體積,求出水的質(zhì)量;根據(jù)水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫,利用吸熱公式Q吸=cmΔt求水吸收的熱量;
②根據(jù)公式Q=qm計(jì)算酒精的熱值;
③在此實(shí)驗(yàn)中,酒精燃燒放出的熱量大部分未被水吸收。
【解答】解:
(1)為了比較熱值大小要用不同的燃料,加熱同一種液體,通過溫度計(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少,應(yīng)選擇甲和乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
為了比較兩種液體的比熱容,需要燃燒相同的燃料,讓液體的質(zhì)量和溫度的變化相同,進(jìn)而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系;
(2)比較不同物質(zhì)的比熱容,選用甲,加熱相同一段時(shí)間,
液體a升溫多,說明a的比熱容小,質(zhì)量相同的液體a與b,
液體a吸收的熱量小于液體b吸收的熱量。
(3)①100mL水的質(zhì)量為:m=ρ水V=1×103kg/m2×50×10﹣6m3=5.05kg;
水吸收的熱量:Q吸=cmΔt=4.2×107J/(kg?℃)×0.05kg×20℃=4.6×103J;
②根據(jù)題意可知,Q吸=Q放,由Q放=qm可知,
酒精的熱值為:q===4.6×105J/kg;
③酒精完全放出的熱量并沒有全部被水吸收,所以算出的熱值比標(biāo)準(zhǔn)值偏小。
故答案為:(1)甲、乙;液體升高的溫度;甲、丙;(2)小于3J;3.2×105J/kg;偏小。
【點(diǎn)評(píng)】本題是一道關(guān)于物質(zhì)比熱容的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法,熟練應(yīng)用控制變量法、熟練應(yīng)用燃燒值公式即可正確解題。
21.(7分)在“探究帶電物體間的相互作用”活動(dòng)中:
(1)小明發(fā)現(xiàn)用干燥絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒和用干燥毛皮摩擦的橡膠棒都能吸引紙屑,這說明它們都帶了“電”,用摩擦的方式使物體帶電叫做 摩擦起電 ;
(2)如圖,將兩個(gè)帶電棒相互靠近,發(fā)現(xiàn)相互排斥的是圖 ab ,相互吸引的是圖 c ;
(3)愛動(dòng)腦筋的小華想,除了正電荷和負(fù)電荷之外,到底有沒有第三種電荷呢?他分析:如果能找到一個(gè)帶電體既能和帶電玻璃棒相互吸引,則說明有第三種電荷存在。你認(rèn)為他的分析有道理嗎? 沒有道理 。
(4)小華找了一段PVC水管,分別去靠近上圖中的帶電玻璃棒和帶電橡膠棒,發(fā)現(xiàn)真的相互吸引了,不可能存在第三種電荷”。到底是怎么回事呢?你認(rèn)為原因是 PVC水管本身不帶電 。
【分析】根據(jù)下列知識(shí)分析回答:
(1)摩擦可以使物體帶電。物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)叫物體帶了電,或帶了電荷;
(2)電荷間的相互作用規(guī)律是:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引;
(3)自然界中,電荷只有兩種;
(4)既能和帶電的玻璃棒吸引又能和帶電的橡膠棒相互吸引一定是不帶電的。
【解答】解:
(1)用摩擦的方式使物體帶電叫做摩擦起電;
(2)用干燥絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒,帶同種電荷,所以a;
而用干燥絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒和用干燥毛皮摩擦的橡膠棒,帶異種電荷;
(3)如果能找到一個(gè)帶電體既能和帶電玻璃棒相互吸引,也能和帶電橡膠棒吸引。這樣的分析從理論上講是有道理的;
物體帶電本質(zhì)是由于電子的轉(zhuǎn)移,一種物體失去電子,從而帶不同的電荷,故他的分析沒有道理;
(4)PVC水管既能和帶電的玻璃棒吸引又能和帶電的橡膠棒相互吸引說明PVC水管不帶電。
故答案為:(1)摩擦起電;(2)a、b;c;(4)PVC水管本身不帶電。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電荷規(guī)律的探究過程,關(guān)鍵是知道相互吸引的有兩種可能:一是異種電荷之間,二是帶電體和不帶電的輕小物體之間(帶電的性質(zhì))。
22.(4分)小含想用剛學(xué)習(xí)的電路基本知識(shí),連接一個(gè)電路。于是她找來一個(gè)干電池,一個(gè)小燈泡,連接成了如圖所示的電路圖。
①連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)處于 斷開 狀態(tài)。當(dāng)小含連接完最后一導(dǎo)線時(shí),小燈泡就發(fā)光了。小含認(rèn)為電路連接的有問題,請(qǐng)你幫助小含在圖中將錯(cuò)誤的導(dǎo)線打個(gè)“×”
②電源在電路中是 提供 (填“提供”或“消耗”)電能的裝置。小含看到實(shí)驗(yàn)桌上有一個(gè)“+、﹣”極模糊不清的電池盒,她用一個(gè) 發(fā)光二極管 (填“電鈴”或“發(fā)光二極管”)就可以判斷出電源的“+、﹣”極。
【分析】(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí),開關(guān)應(yīng)斷開;圖中開關(guān)沒有起到控制作用;
(2)電源是提供電壓的裝置,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;
要判斷電池的正、負(fù)極,我們可以利用與電流方向有關(guān)的,在使用過程中要考慮電流方向的器材來進(jìn)行辨別。
【解答】解:(1)為了保護(hù)電路,連接電路時(shí);
由圖知,圖中開關(guān)并沒有接入電路(只連接了一個(gè)接線柱),燈泡都發(fā)光
(2)電源在電路中是提供電能的裝置,用電器是消耗電能的裝置;
發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?,而電鈴沒有這樣的性質(zhì);具體方法為:把二極管的正負(fù)極分別與電池的兩極相連,則與二極管正極相連的一極為電池的正極;若二極管不發(fā)光,與二極管負(fù)極相連的一極為電池的正極。
故答案為:(1)斷開;見上圖;發(fā)光二極管。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電路的狀態(tài)的識(shí)別和利用電流方向解決實(shí)際問題的能力,是一道基礎(chǔ)題目。
五、綜合題(共2小題,滿分18分,每題9分)
23.(9分)用燃?xì)忮仩t燒水時(shí),把質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水加熱到100℃,共燃燒了2m3天然氣,已知水的比熱容c水=4.2×103J/(kg?℃),天然氣的熱值q=4.2×107J/m3,求:
(1)水吸收的熱量;
(2)燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率;
(3)可燃冰是一種新型能源,它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì),可燃冰的熱值約為1.4×1010J/m3,我國(guó)可燃冰已試采成功,技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。若換用可燃冰為燃料,鍋爐效率不變3可燃冰可以使初溫為20℃的多少kg水溫度升高到100℃。
【分析】(1)知道水的質(zhì)量、比熱容、初溫和末溫,根據(jù)Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的熱量;
(2)根據(jù)Q放=Vq求出2m3天然氣完全燃燒放出的熱量,燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率等于水吸收的熱量與天然氣完全燃燒放出的熱量之比;
(3)若換用可燃冰為燃料,利用Q放=Vq求完全燃燒1m3可燃冰放出的熱量;鍋爐效率不變,由η=×100%求出水吸收的熱量,再利用Q吸=cm(t﹣t0)求水的質(zhì)量。
【解答】解:(1)水吸收的熱量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.7×103J/(kg?℃)×100kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;
(2)2m3天然氣完全燃燒放出的熱量:
Q放=V天然氣q=3m3×4.7×107J/m3=2.4×107J,
燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率:
η=×100%=;
(3)若換用可燃冰為燃料,
完全燃燒5m3可燃冰放出的熱量:
Q放′=V可燃冰q可燃冰=1m4×1.4×1010J/m4=1.4×1010J,
鍋爐效率不變,由η=
Q吸′=η×Q放′=40%×5.4×1010J=5.3×109J,
由Q吸=cm(t﹣t0)得水的質(zhì)量:
m水′==≈16666.7kg。
答:(1)水吸收的熱量為5.36×108J;
(2)燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率為40%;
(3)完全燃燒1m3可燃冰可以使初溫為20℃的16666.7kg水溫度升高到100℃。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的應(yīng)用,是一道較為簡(jiǎn)單的計(jì)算題。
24.(9分)如圖這是世界上第一款能容納兩名飛行員的隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲﹣20的雙座版。若殲﹣20在高空中飛行時(shí)在恒定的水平推力F作用下,以720km/h的速度沿水平方向勻速航行30min,需要燃燒航空煤油3t。已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械功率是3.2×107W,(q油=4×107J/kg、g=10N/kg)試求:
(1)如果殲﹣20質(zhì)量為25t,靜止在水平地面上時(shí)與地面的接觸面積為1m2,對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p;
(2)殲﹣20在上述航行30min的過程中獲得的水平推力F;
(3)殲﹣20發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率η。
【分析】(1)殲﹣20靜止時(shí),對(duì)水平地面的壓力等于它的重力,根據(jù)F=G=mg計(jì)算殲﹣20對(duì)地面的壓力,已知?dú)灘?0與地面的接觸面積即地面的受力面積,根據(jù)p=計(jì)算殲﹣20對(duì)地面的壓強(qiáng);
(2)根據(jù)W=Pt計(jì)算殲﹣20發(fā)動(dòng)機(jī)做的功,根據(jù)s=vt計(jì)算殲﹣20飛行的距離,根據(jù)W=Fs計(jì)算水平推力的大小;
(3)根據(jù)Q放=mq計(jì)算航空煤油完全燃燒放出的熱量,根據(jù)η=×100%計(jì)算殲﹣20發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率。
【解答】解:(1)殲﹣20靜止時(shí),對(duì)水平地面的壓力等于它的重力壓=G機(jī)=m機(jī)g=25×103kg×10N/kg=2.7×105N,
戰(zhàn)斗機(jī)與地面的接觸面積即地面的受力面積為1m4,則戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)為:p===2.5×105Pa;
(2)航行30min,發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為:W=Pt=3.2×107W×30×60s=5.76×1010J,
殲﹣20飛行的距離為:s=vt=720km/h×2.5h=360km=3.7×105m,
殲﹣20獲得的水平推力為:F===1.6×102N;
(3)3t航空煤油完全燃燒放出的熱量:Q放=m油q油=3×108kg×4×107J/kg=6.2×1011J,
殲﹣20發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率:η=×100%=。
答:(1)殲﹣20對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p為6.5×105Pa;
(2)殲﹣20在上述航行30min的過程中獲得的水平推力F為6.6×105N;
(3)殲﹣20發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率η為48%。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查壓強(qiáng)、功、功率和熱機(jī)效率公式的應(yīng)用,知道靜止物體對(duì)水平面的壓力等于物體的重力是解題的一個(gè)關(guān)鍵,難度較大。
物質(zhì)
次數(shù)
質(zhì)量m/kg
升高的溫度Δt/℃
加熱時(shí)間 t/min

1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
物質(zhì)
次數(shù)
質(zhì)量m/kg
升高的溫度Δt/℃
加熱時(shí)間 t/min

1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2

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