知識(shí)點(diǎn)1:溫度和溫度計(jì)
【典例探究1】甲圖是常用溫度計(jì)測(cè)量氣溫的溫度示數(shù),則甲圖的讀數(shù)是________;乙圖中如果眼睛在A處俯視讀數(shù),則讀數(shù)會(huì)_______。(選填"偏大”“偏小”或“正確”)
【解題思路】解題口訣“羊小虎大”。
溫度計(jì)讀數(shù)時(shí),視線耍與溫度計(jì)中液柱的液面相平,不能俯視或仰視。仰視會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)偏小,諧音即“羊小";俯視會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)偏大,諧音即“虎大”。
【答案】-22°C;偏大
【大招快解】正確讀出甲圖溫度計(jì)示數(shù):零下22攝氏度,即-22°C;乙圖中俯視會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)偏 大,諧音即“虎大"。故答案為:-22°C;偏大。
【典例探究2】某實(shí)習(xí)護(hù)士用兩支體溫計(jì)給兩位病人測(cè)量體溫,讀數(shù)都是38. 5℃,因病人多,護(hù)士一時(shí)粗心,忘記將兩體溫計(jì)甩一甩。只是用酒精擦拭后便直接用于測(cè)量另外兩人的體溫,如果后兩位的實(shí)際體溫分別是36.5℃和39.5℃,則這兩支體溫計(jì)的讀數(shù)將分別為( )
A.36. 5℃、39. 5 ℃ B.都是38.5 ℃ C.都是39.5℃ D.38. 5 ℃、39.5℃
【解題思路】解題口訣“只升不降”。
當(dāng)體溫計(jì)離開(kāi)人體測(cè)溫時(shí)有初始讀數(shù),后續(xù)多次測(cè)量時(shí)用前不甩,則體溫計(jì)示數(shù)“只升不降”。
【答案】D
【大招快解】體溫計(jì)使用前未甩,體溫計(jì)示數(shù)"只升不降",故 36. 5 °C 的讀數(shù)為 38. 5 °C,39. 5 °C 的讀數(shù)為39. 5 °C。 故選D。
【典例探究3】現(xiàn)有一個(gè)溫度計(jì)刻度均勻,但讀數(shù)不準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,將它放入沸水中,示數(shù)為75℃;放在冰水混合物中,示數(shù)為5℃。現(xiàn)在把該溫度計(jì)放在教室墻上,示數(shù)為26℃教室的實(shí)際氣溫是( )
A.26℃ B.30℃ C.32℃ D.36 ℃
【解題思路】解題口訣“長(zhǎng)比長(zhǎng),短比短”。
在利用不準(zhǔn)溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)溫時(shí),可以根據(jù)錯(cuò)誤的示數(shù)差和實(shí)際的溫度差成比例,進(jìn)行計(jì)算得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。比例關(guān)系如圖所示,即長(zhǎng)比長(zhǎng)等于短比短。
【答案】B
【大招快解】長(zhǎng)比長(zhǎng)為,短比短為兩者相等,可以計(jì)算出實(shí)際溫度為30℃,故選B。
【規(guī)律總結(jié)】1.液體溫度計(jì)的使用方法:
2.體溫計(jì)與常見(jiàn)溫度計(jì)的對(duì)比
3.測(cè)溫液體的選擇
測(cè)溫液體的選擇:被測(cè)物體的溫度在測(cè)溫液體的沸點(diǎn)與凝固點(diǎn)之間(測(cè)溫液體處于液態(tài))。
知識(shí)點(diǎn)2:熔化和凝固
【典例探究】下面的物質(zhì)中,屬于晶體的一組是( )
A.海波、冰 B.玻璃、松香 C.銅、蠟 D.石英、瀝青
【解題思路】解題口訣“清理香料啦”。
常見(jiàn)的非晶體有:瀝青、玻璃、松香、塑料、石蠟。為方便記憶,最后一個(gè)字連在一起,諧音就是“清理香料啦”。
【答案】A
【大招快解】B 中玻璃和松香、C 中蠟、D 中瀝青都是非晶體。故答案為A。
【典例探究2】小組同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究“某種物質(zhì)的熔化和凝固時(shí)溫度的變化規(guī)律”,乙圖是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的溫度與時(shí)間的圖像。
(1)甲圖中對(duì)試管的加熱方法叫______,優(yōu)點(diǎn)是______;
(2)乙圖中,該物質(zhì)的熔化過(guò)程對(duì)應(yīng)圖線中的______(用字母表示)段,此過(guò)程中該物質(zhì)______(吸熱/放熱/既不吸熱也不放熱);該物質(zhì)的凝固過(guò)程對(duì)應(yīng)圖線中的______(用字母表示)段,此過(guò)程中該物質(zhì)______(吸熱/放熱/既不吸熱也不放熱);實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)是______(晶體/非晶體);
(3)乙圖中第14min時(shí),該物質(zhì)處于______(固態(tài)/液態(tài)/固液共存)狀態(tài)。
【解題思路】海波和石蠟熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律:
晶體與非晶體的比較:
【答案】水浴法 受熱均勻 BC 吸熱 EF 放熱 晶體 固液共存
【解析】(1)[1][2]將裝有固體的試管放入水中加熱,這是水浴法,采用水浴法,優(yōu)點(diǎn)是使得物質(zhì)受熱均勻,并且溫度變化比較緩慢,便于記錄實(shí)驗(yàn)溫度。
(2)[3][4][5][6][7]由圖像可判斷,該物質(zhì)在BC段吸收熱量,溫度保持不變,所以BC段處于熔化過(guò)程。其熔點(diǎn)為45℃;該物質(zhì)在EF段放出熱量,溫度保持不變,所以EF段處于凝固過(guò)程。其凝固點(diǎn)為45℃;該物質(zhì)有固定的熔點(diǎn)和凝固的,所以此物質(zhì)是晶體。
(3)[8]圖中EF段表示的是凝固過(guò)程,14min時(shí)物質(zhì)處于凝固過(guò)程中,則14min時(shí)物質(zhì)處于固液共存狀態(tài)。
知識(shí)點(diǎn)3:汽化和液化
【典例探究1】夏天打開(kāi)冰箱門(mén)時(shí),仔細(xì)觀察可以看到冰箱往外冒“白氣”, 冰箱往外冒的“ 白氣”是( )
A.空氣 B.水蒸氣 C.液化形成的 D.汽化形成的
【解題思路】解題口訣“白氣不是氣,液化小水滴”。
考試中經(jīng)常出現(xiàn)的白氣并不是水蒸氣,而是液化形成的小水滴。
【答案】C
【大招快解】白氣不是水蒸氣,而是液化形成的小水滴。 故答案為C。
【典例探究2】如圖所示,圖像 a、b、c、d是相同實(shí)驗(yàn)裝置在不同情況下水沸 騰時(shí)的圖像,關(guān)于圖像下列說(shuō)法正確的是( )
A.由 a 和b圖像可知兩次實(shí)驗(yàn)僅水面氣壓不同 B.由a 和c圖像可知兩次實(shí)驗(yàn)僅水面氣壓不同
C.由c和d 圖像可知兩次實(shí)驗(yàn)僅水的質(zhì)量不同 D.由b和d圖像可知兩次實(shí)驗(yàn)僅水的質(zhì)量不同
【解題思路】解題口訣“質(zhì)量看傾斜,沸點(diǎn)看高低”。
水沸騰圖像中出現(xiàn)兩條圖線,做對(duì)比的時(shí)候,可以通過(guò)傾斜程度判斷水的質(zhì)量,傾斜程度大,水的質(zhì)量小,圖像水平線高,水的沸點(diǎn)高。
【答案】A
【大招快解】質(zhì)量看傾斜,a、b圖線的傾斜程度一樣,所以質(zhì)量一樣;d 圖線的傾斜角度最小,質(zhì)量最大;a、b 質(zhì)量最小;則質(zhì)量大小關(guān)系是 d>c>a=b。沸點(diǎn)看高低,b的沸點(diǎn)最高,也是外部大氣壓最大; a 、c 的沸點(diǎn)相同,氣壓相同;d的沸點(diǎn)最低,氣壓最小。故答案為A。
知識(shí)點(diǎn)4:升華和凝華
【典例探究1】在一部動(dòng)畫(huà)片里,雷公公詢問(wèn)起“霧、露、霜、雪”四姐妹的出身由來(lái),你認(rèn)為她們的下列說(shuō)法中,正確的是( )
A.霧說(shuō):我是水汽化而來(lái) B.露說(shuō):我是水蒸氣凝固而來(lái)
C.霜說(shuō):我是水蒸氣凝華而來(lái) D.雪說(shuō):我是水升華而來(lái)
【解題思路】解題口訣“霧露白氣是液化,霜雪冰花是凝華”。
在判斷物態(tài)變化類型時(shí),液化和凝華現(xiàn)象考查較多。??嫉囊夯F(xiàn)象有:霧(云霧、晨霧)、露(露水、珠)、白氣(夏天冰糕冒白氣、冬天嘴里呼出白氣);??嫉哪A現(xiàn)象有:霜、雪、冰花。
【答案】C
【大招快解】根據(jù)大招的前半句“霧露白氣是液化”可知,A、B都是液化,故 AB錯(cuò)誤根據(jù)大招后半句“霜雪冰花是凝華”可知,C、D都是凝華,故 C正確,D 錯(cuò)誤。故選C。
【典例探究2】寒冷的冬天,青青的媽媽正在廚房做飯,青青發(fā)現(xiàn)廚房的窗玻璃上出現(xiàn)了一層水霧這層水霧是在室內(nèi)還是室外一側(cè)? 請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)解釋其形成的原因。
【解題思路】解題口訣“高溫伴霜珠”。
當(dāng)發(fā)生物態(tài)變化時(shí),若有霜或露珠產(chǎn)生,則產(chǎn)生位置為高溫一側(cè)。
【答案】寒冷的冬天,室內(nèi)相對(duì)室外比較熱,故水珠產(chǎn)生在窗玻璃的內(nèi)側(cè)。
【大招快解】寒冷的冬天,室內(nèi)相對(duì)室外比較熱,故水珠產(chǎn)生在窗玻璃的內(nèi)側(cè)。
【典例探究3】中華詩(shī)詞蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí),以下詩(shī)詞中有關(guān)物態(tài)變化的分析正確的是( )
A.“已是懸崖百丈冰”,冰的形成是凝固現(xiàn)象,需要吸熱B.“露似珍珠月似弓”,露的形成是液化現(xiàn)象,需要放熱
C.“斜月沉沉藏海霧”,霧的形成是汽化現(xiàn)象,需要放熱
D.“霧必流,天與云與山與水,上下一白”,霧淞的形成是升華現(xiàn)象,需要吸熱
【解題思路】解題口訣“吸熱容易生氣”。
當(dāng)遇到物態(tài)變化吸放熱辨析的問(wèn)題時(shí),可以使用本大招?!叭荨敝C音同“熔”,表示熔化;“生”諧音同“升”,表示升華;“氣”諧音同“汽”,表示汽化;“吸熱容易生氣”,可聯(lián)想記憶吸熱的物態(tài)變化有熔化、升華、汽化,而剩余的凝固、凝華、液化則為放熱的物態(tài)變化過(guò)程。
【答案】B
【大招快解】題中A中的物態(tài)變化顯然是凝固;根據(jù)大招“霧露白氣是液化,霜雪冰花是凝華”,可以判斷 B中物態(tài)變化為液化,C 中物態(tài)變化為液化,D 中物態(tài)變化為凝華。再根據(jù)大招“吸熱容易生氣”聯(lián)想記憶可知,熔化、升華、汽化為吸熱的物態(tài)變化過(guò)程,而剩余的凝固、凝華、液化則為放熱的物態(tài)變化過(guò)程。故答案為B。
知識(shí)點(diǎn)5:分子熱運(yùn)動(dòng)
【典例探究1】下列現(xiàn)象中,哪句不能用分子運(yùn)動(dòng)理論來(lái)解釋( )
A.花香自有蝶飛來(lái)B.酒香不怕巷子深
C.鴨蛋泡鹽成咸蛋D.風(fēng)吹灰塵滿天飛
【解題思路】分子熱運(yùn)動(dòng)與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有何不同?
機(jī)械能是宏觀的,是物體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)所具有的能量,它的大小與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān);內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)快慢及分子作用力有關(guān)。這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是分子在物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng),而不是物體的整體運(yùn)動(dòng)。
【答案】D
【解析】A.聞到花香是由于構(gòu)成花的分子擴(kuò)散在空氣中,為擴(kuò)散現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A不符合題意;
B.聞到酒香是由于構(gòu)成酒的分子擴(kuò)散在空氣中,為擴(kuò)散現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故B不符合題意;
C.鴨蛋泡鹽成咸蛋,說(shuō)明構(gòu)成鹽的分子進(jìn)入到鴨蛋中,為擴(kuò)散現(xiàn)象,擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故C不符合題意;
D.灰塵為固體小顆粒,為物體宏觀的運(yùn)動(dòng),與分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)關(guān),不能用分子動(dòng)理論來(lái)解釋,故D符合題意。
故選D。
知識(shí)點(diǎn)6:分子間的作用力
【典例探究1】下表歸納了固、液、氣三態(tài)物質(zhì)的宏觀特性和微觀特性,分析表格所填寫(xiě)的信息可知,表格中①②處應(yīng)分別填寫(xiě)( )
A.很小;有固定體積B.很??;無(wú)固定體積
C.很大;有固定體積D.很大;無(wú)固定體積
【解題思路】固、液、氣三態(tài)的宏觀特性如何用微觀特性解釋?
物質(zhì)的狀態(tài)變化時(shí)體積發(fā)生變化,主要是由于構(gòu)成該物質(zhì)的分子在排列方式上發(fā)生了變化。
【答案】C
【解析】固態(tài)物體分子間的作用力很大,液態(tài)物體有固定的體積,故選C。
【典例探究2】將煤炭堆放在墻角,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)墻壁變黑,說(shuō)明_________;俗語(yǔ)說(shuō)“一個(gè)巴掌拍不響”,說(shuō)明了___________;“破鏡不能重圓”是因?yàn)閷⑵歧R合起來(lái)時(shí),鏡子破裂處的絕大多數(shù)分子間距離________ (選填“較大”或“較小”),所以分子間________ (選填“幾乎沒(méi)有相互作用力”、“存在較大斥力”或“存在較大引力”)。
【解題思路】破鏡為何不能重圓?
分子間的作用力是短程力。當(dāng)分子間的距離超過(guò)10-9m時(shí),分子之間作用力十分微弱,可忽略不計(jì)。鏡塊間的距離遠(yuǎn)大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。
【答案】分子永不停信息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 力的作用是相互的 較大 幾乎沒(méi)有相互作用力
【解析】[1]一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。將煤炭堆放在墻角,一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)墻壁變黑,說(shuō)明分子永不停信息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
[2]力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用。一個(gè)巴掌拍不響,說(shuō)明力的作用是相互的。
[3][4]分子間存在相互的引力和斥力,當(dāng)分子間距離大于分子直徑10倍時(shí),分子間作用力幾乎沒(méi)有?!捌歧R不能重圓”是因?yàn)閷⑵歧R合起來(lái)時(shí),鏡子破裂處的絕大多數(shù)分子間距離較大,所以分子間幾乎沒(méi)有相互作用力。
【歸納總結(jié)】分子動(dòng)理論
知識(shí)點(diǎn)7:物體內(nèi)能的改變
【典例探究1】關(guān)于溫度和熱量下列說(shuō)法中正確的是( )
A.溫度高的物體放出的熱量多
B.在熱傳遞過(guò)程中,物體溫度升高時(shí),一定要吸收熱量
C.兩個(gè)物體升高相同的溫度,吸收的熱量一定相同
D.溫度高的物體具有的熱量多
【解題思路】如何辨析溫度、熱量和內(nèi)能?
(1)正確理解溫度、內(nèi)能、熱量的含義。溫度和內(nèi)能是狀態(tài)量,而熱量是過(guò)程量。熱伴隨著熱傳遞的產(chǎn)生而出現(xiàn)、終止后消失;物體本身并沒(méi)有熱量,不能說(shuō)某個(gè)物體“具有”或“含有”熱量,更不能說(shuō)“比較”兩物體熱量的多少,只能說(shuō)物體“吸收”或“放出”了熱量。
(2)明確內(nèi)能與溫度的關(guān)系:對(duì)同一物體而言,溫度升高,內(nèi)能增加。注意,內(nèi)能大小還與分子個(gè)數(shù)和分子間作用力有關(guān)。
(3)準(zhǔn)確把握三者的聯(lián)系:物體吸收(放出)熱量,內(nèi)能增加(減?。?,但溫度不一定升高(降低)。如晶體熔化與液體沸騰時(shí),雖吸熱但溫度不變;反之,物體溫度升高(降低),內(nèi)能增加(減小),但不一定吸(放)熱,因?yàn)榭赡芡ㄟ^(guò)做功改變內(nèi)能。
【答案】B
【解析】A.物體放熱的多少與物質(zhì)的比熱容、質(zhì)量、降低的溫度有關(guān),溫度高不一定放出的熱量多,故A錯(cuò)誤;
B.在熱傳遞過(guò)程中,吸熱物體溫度升高,放熱物體溫度降低,故B正確;
C.物體吸收熱量的多少與物質(zhì)的比熱容、質(zhì)量、升高的溫度有關(guān),升高相同的溫度吸收的熱量不一定相同,故C錯(cuò)誤;
D.熱量是熱傳遞過(guò)程中轉(zhuǎn)移的那部分內(nèi)能,是過(guò)程量,不能說(shuō)物體具有多少熱量,故D錯(cuò)誤。
故選B。
【典例探究2】以下描述中的“發(fā)熱”現(xiàn)象,其改變內(nèi)能的方式與其他三個(gè)不同的是( )
A.鋸木頭鋸條發(fā)熱B.陽(yáng)光下路面發(fā)熱
C.鐵絲反復(fù)彎折后發(fā)熱D.搓手時(shí)手掌發(fā)熱
【解題思路】?jī)?nèi)能的改變
改變物體內(nèi)能的兩種方法:做功和熱傳遞。
(1)物體對(duì)外做功,物體的內(nèi)能減小;外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能增大。
(2)熱傳遞發(fā)生的條件:存在溫度差。
熱量總是自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體:
a.高溫物體內(nèi)能減小,溫度降低,放出熱量;
b.低溫物體內(nèi)能增大,溫度升高,吸收熱量。
(3)做功和熱傳遞在改變內(nèi)能方面是等效的,但實(shí)質(zhì)不同:做功改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)化,熱傳遞改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)移。
【答案】B
【解析】A.用鋸條鋸木頭時(shí)鋸條發(fā)熱,克服摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能;
B.陽(yáng)光下路面發(fā)熱,路面從陽(yáng)光中吸收熱量,是通過(guò)熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能;
C.反復(fù)彎折鐵絲時(shí),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能;
D.搓手時(shí)手掌發(fā)熱,克服摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能;
綜上分析可知,改變內(nèi)能的方式與其他三個(gè)不同的是B。
【歸納總結(jié)】1.改變內(nèi)能的方式:做功和熱傳遞
2.溫度、內(nèi)能、熱量的關(guān)系
熱量(Q):在熱傳遞過(guò)程中,傳遞能量的多少叫熱量。(物體含有或具有多少熱量的說(shuō)法是錯(cuò)誤的);
溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系:
(1)物體溫度升高,內(nèi)能一定增大,但不一定吸收熱量,因?yàn)樽龉σ部梢允刮矬w的內(nèi)能增大;
(2)物體內(nèi)能增大,溫度不一定升高,也不一定吸收熱量,因?yàn)閮?nèi)能增大有可能是因?yàn)闋顟B(tài)改變?cè)斐傻模龉σ部梢允刮矬w的內(nèi)能增大;
(3)物體吸收熱量,內(nèi)能一定增大,但溫度可能升高,也可能不變,因?yàn)槲諢崃坑锌赡芨淖兾矬w的狀態(tài)。
(4)溫度、熱量與內(nèi)能的關(guān)系(熱量是一個(gè)過(guò)程量,一般說(shuō)傳遞熱量;內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量一般說(shuō)具有內(nèi)能;溫度是一個(gè)狀態(tài)量,一般說(shuō)升高或者降低溫度)
知識(shí)點(diǎn)8:比熱容
【典例探究】脫排油煙機(jī)工作時(shí),排油煙主要是________的應(yīng)用;鍋爐液位計(jì)是根據(jù)________原理制成的;我們使用水作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑是因?yàn)開(kāi)_______。
【解題思路】如何利用水的比熱容大解釋生活中現(xiàn)象?
對(duì)水的比熱容大的理解:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的熱量,水的溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多。
【答案】大氣壓 連通器 水的比熱容比較大
【解析】[1]脫排油煙機(jī)工作時(shí),風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng),內(nèi)部空氣流動(dòng)速度大,內(nèi)部氣壓小于外界大氣壓,大氣壓將油煙壓入油煙機(jī)。
[2]鍋爐液位計(jì)是兩端開(kāi)口,底部聯(lián)通,構(gòu)成了連通器,故工作原理是連通器。
[3]水作為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑是因?yàn)樗谋葻崛荼容^大,每升高1℃所吸收的能量最多。
【歸納小結(jié)】比熱容的特性及應(yīng)用
【典例探究2】現(xiàn)有同種材質(zhì)的甲、乙兩金屬球,它們的質(zhì)量和溫度都一樣。將甲球投入一杯熱水中,充分混合后,水的溫度降低了t1;取出甲球?qū)⒁仪蛲度氪吮瓱崴校浞只旌虾?,又使水的溫度降低了t2(混合過(guò)程中無(wú)熱量損失)。則( )
A.t1=t2 B.t1>t2 C.t1t02-t1-t2-t0,所以Q甲>Q乙,不計(jì)熱量損失,投入甲球時(shí)水放出熱量比投入乙球時(shí)放出熱量多,所以投入甲球時(shí)水的溫度變化量大,即t1>t2。故選B。
知識(shí)點(diǎn)9:熱機(jī)效率
【典例探究1】如圖,是我國(guó)自主研制的實(shí)用型地效飛機(jī),地效飛機(jī)可以低空飛行,能停在水面或地面上,在客運(yùn)、貨運(yùn)、旅游救護(hù)、海洋監(jiān)測(cè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。地效飛機(jī)某次執(zhí)行任務(wù),以180km/h的速度勻速飛行了90km,消耗燃油的質(zhì)量為36kg,發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,已知燃油熱值為4.5×107J/kg,假設(shè)燃油完全燃燒,地效飛機(jī)這次執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中,下列計(jì)算正確的是( )
①地效飛機(jī)飛行的時(shí)間為0.5h;
②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量為1.62×109J;
③飛機(jī)做的有用功為6.48×108J;
④地效飛機(jī)飛行過(guò)程中受到的阻力為7200N。
【解題思路】熱效率和熱機(jī)效率
熱效率:,其中 Q有用指有效利用的熱量,E指總能量。如果是爐子,則E為燃料完全燃燒放出的熱量(E=Q總=qm);如果是太陽(yáng)能熱水器,則E為太陽(yáng)光照射到熱水器上的總能量;如果是電熱器,則 E為電流做功放出的熱量(E=W=UIt)。
熱機(jī)效率:,其中W有用指用來(lái)做有用功的能量,Q總指燃料完全燃燒釋放的能量。
【答案】D
【解析】①由可得地效飛機(jī)飛行的時(shí)間為
故①正確;
②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量為
Q放=qm=4.5×107J/kg×36kg=1.62×109J
故②正確;
③發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為η=40%,由可得飛機(jī)做的有用功為
W=Q放η=1.62×109J×40%=6.48×108J
故③正確;
④由W=Fs可得地效飛機(jī)飛行過(guò)程的牽引力為
因?yàn)榈匦эw機(jī)勻速飛行,所以飛機(jī)受到的阻力、牽引力是一對(duì)平衡力,大小相等,受到的阻力
f=F=7200N
故④正確。故選D。
【典例探究2】我國(guó)自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī),它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視距攻擊等優(yōu)異性能,該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為Mt,最大飛行高度為Hm,最大航行速度達(dá)3馬赫[馬赫(Ma)是表示航空航天飛行器速度的量詞,又叫馬赫數(shù)(MachNumber),1Ma=v聲m/s],油箱最大容積為V0L,若飛機(jī)巡航時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng),巡航時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見(jiàn)下表:
已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒放出的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是,飛機(jī)使用的航空燃油的密度為ρ0kg/m3,熱值為q0J/kg,求:
(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒一滿油箱燃油獲得的能量是多少焦?
(2)當(dāng)飛機(jī)以最大航行速度巡航時(shí),飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦?
(3)若在飛機(jī)油箱中加滿燃油,并且以最大航行速度巡航時(shí),飛機(jī)的最大航程約是多少千米?(溫馨提示:在推導(dǎo)計(jì)算過(guò)程中需要的物理量,請(qǐng)?zhí)崆霸O(shè)定)
【解題思路】如何計(jì)算能量轉(zhuǎn)化型熱量計(jì)算題?
【備注】無(wú)論是能量的轉(zhuǎn)移型,還是能量的轉(zhuǎn)化型,若無(wú)能量損失,則
Q吸=Q放=E太=W電(機(jī))
若有能量的損失
Q吸=ηQ放=ηE太=ηW電(機(jī))
上式中的η為轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的效率。
【答案】(1)ρ0V0q0×10-3;(1)8.1×10-3v聲3;(3)
【解析】(1)油箱最大容積為V0L,航空燃油的密度為ρ0kg/m3,則一箱油的質(zhì)量為
燃料的熱值為q0J/kg,則完全燃燒一滿油箱燃油獲得的能量
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,由表中數(shù)據(jù)可知,速度為100m/s時(shí),受到的阻力為0.3×104N;速度為200m/s時(shí),受到的阻力為1.2×104;通過(guò)分析可知飛機(jī)受到的阻力的增大倍數(shù)與速度增大倍數(shù)的平方成正比,即f=0.3v2,所以飛機(jī)以最大速度3馬赫(即為)巡航時(shí),此時(shí)受到的阻力為
因?yàn)轱w機(jī)為巡航,所以動(dòng)力等于阻力。故此時(shí)飛機(jī)發(fā)動(dòng)的的輸出功率為
(3)完全燃燒一滿油箱燃油獲得的能量
因飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒放出的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是,則輸出的能量為
則以最大航行速度巡航時(shí),由可得
答:(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒一滿油箱燃油獲得的能量是ρ0V0q0×10-3J;
(2)當(dāng)飛機(jī)以最大航行速度巡航時(shí),飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是8.1×10-3v聲3kW;
(3)飛機(jī)的最大航程約是千米。
知識(shí)點(diǎn)10:能量的轉(zhuǎn)化和守恒
【典例探究】(多選題)下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)換的說(shuō)法正確的是( )
A.煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程
B.化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來(lái)源于太陽(yáng)能
C.動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過(guò)程
D.植物通過(guò)光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成熱能的過(guò)程
【解題思路】如何解答有關(guān)能量的相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題?
自然界中各種形式的能量不能孤立的,不同形式的能量會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,能量也會(huì)在不同的物體間相互轉(zhuǎn)移.能量轉(zhuǎn)化是個(gè)普遍現(xiàn)象,自然界中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的變化總伴隨著能量的相互轉(zhuǎn)化.
解答此類問(wèn)題的關(guān)鍵是明確消耗了什么形式的能,而最終獲得了什么形式的能。
【答案】AB
【解題大招】A.煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程,故A正確;
B.化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來(lái)源于太陽(yáng)能,故B正確;
C.動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能的過(guò)程,故C錯(cuò)誤;
D.植物通過(guò)光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過(guò)程,故D錯(cuò)誤;故選AB。
【歸納總結(jié)】1.熱機(jī)效率
熱值是燃料本身的一種特性,它的大小只取決于燃料的種類,而與燃料的質(zhì)量、放熱多少等無(wú)關(guān)。不同燃料的熱值一般不同。熱值在數(shù)值上等于1kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量。熱值反映了燃料在燃燒過(guò)程中,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小。
熱機(jī)效率:熱機(jī)用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。
(1)公式:;
(2)提高熱機(jī)效率的途徑:①使燃料充分燃燒;②盡量減小各種熱量損失;③機(jī)器零件間保持良好的潤(rùn)滑、減小摩擦。
熱機(jī)的能量流向圖
燃料很難完全燃燒,釋放的熱量也沒(méi)有全部用來(lái)做有用功,損失了大部分,在各種能量損失中,廢氣帶走的能量最多。設(shè)法利用廢氣的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
熱機(jī)效率和爐具效率的求解方法
求熱機(jī)的效率∶發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功消耗的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比
η=W有Q總其中W有= Fs或W有= Pt(F 是牽引力,s是汽車(chē)行駛的距離,P是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率,t是行駛時(shí)間), Q總= mq。
求爐具燒水的效率∶水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比 η=Q吸Q總 ,
其中Q吸=cm水Δt,Q總=m燃q。
提高熱機(jī)效率的途徑:使燃料充分燃燒;利用廢氣的能量;保證良好潤(rùn)滑,減少摩擦; 改進(jìn)熱機(jī),減少各種能量的損失。
一、單選題
1.(2024·湖南邵陽(yáng)·一模)2024年1月 17 日 22時(shí)27分,搭載天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船的長(zhǎng)征七號(hào)遙八運(yùn)載火箭,在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射,約10分鐘后,天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船與火箭成功分離并進(jìn)入預(yù)定軌道,之后飛船太陽(yáng)能帆板順利展開(kāi),發(fā)射取得圓滿成功。劉懷同學(xué)查閱到該火箭使用的燃料是航天煤油。下列說(shuō)法正確的是( )
A.該火箭使用航天煤油是因?yàn)樵撊剂暇哂休^大的比熱容
B.貨運(yùn)飛船與運(yùn)載火箭分離之前,貨運(yùn)飛船相對(duì)于運(yùn)載火箭是靜止的
C.貨運(yùn)飛船的太陽(yáng)能帆板材料是超導(dǎo)體
D.貨運(yùn)飛船的太陽(yáng)能帆板正常工作的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能
【答案】B
【解析】A.該火箭使用航天煤油是因?yàn)樵撊剂暇哂休^大的熱值,完全燃燒的質(zhì)量相同,該燃料釋放的熱量較多,故A錯(cuò)誤;
B.貨運(yùn)飛船與運(yùn)載火箭分離之前,貨運(yùn)飛船與運(yùn)載火箭的相對(duì)位置不變,貨運(yùn)飛船相對(duì)于運(yùn)載火箭是靜止的,故B正確;
C.貨運(yùn)飛船的太陽(yáng)能帆板材料是硅晶體,是半導(dǎo)體,故C錯(cuò)誤;
D.貨運(yùn)飛船的太陽(yáng)能帆板正常工作的能量轉(zhuǎn)化是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,供用電器使用,故D錯(cuò)誤。
故選B。
2.(2024·安徽阜陽(yáng)·一模)小明利用如圖甲、乙所示的裝置,探究改變物體的內(nèi)能和熱機(jī)工作原理的兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作和現(xiàn)象,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.塞子沖出前,燒瓶和試管內(nèi)氣體內(nèi)能增加的方式不相同
B.塞子沖出時(shí),燒瓶和試管內(nèi)氣體的溫度均降低
C.乙圖中水蒸氣推動(dòng)瓶塞過(guò)程與熱機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同
D.酒精燈里面酒精燃燒的過(guò)程中,酒精的熱值變小
【答案】D
【解析】A.甲圖中,對(duì)燒瓶?jī)?nèi)打氣,對(duì)瓶?jī)?nèi)氣體做功,燒瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能增加,是通過(guò)做功的方式增加內(nèi)能;乙圖中,加熱時(shí)試管內(nèi)水不斷汽化成高溫水蒸氣,試管內(nèi)氣體的內(nèi)能增加,是通過(guò)熱傳遞的方式使內(nèi)能增加,故A正確,不符合題意;
B.兩個(gè)圖中塞子沖出過(guò)程均是燒瓶和試管內(nèi)氣體對(duì)塞子做功,自身內(nèi)能減小,溫度降低,故B正確,不符合題意;
C.乙圖中水蒸氣推動(dòng)瓶塞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與熱機(jī)做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同,故C正確,不符合題意;
D.熱值與比熱容是物質(zhì)的屬性,與質(zhì)量、燃燒情況等因素?zé)o關(guān),所以酒精燈里面酒精燃燒的過(guò)程中,酒精的熱值和比熱容都不變,故D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
3.(2024·湖南株洲·一模)冬天,小劉一家人駕車(chē)外出,小華發(fā)現(xiàn)汽車(chē)的前擋風(fēng)玻璃出現(xiàn)了一層“水霧”,打開(kāi)熱空調(diào)除霧功能后,不一會(huì)兒玻璃上的“水霧”消失了,下列說(shuō)法正確的是( )
A.“水霧”的形成是汽化現(xiàn)象B.“水霧”出現(xiàn)在前擋風(fēng)玻璃的外表面
C.熱空調(diào)加熱玻璃可有效防止起霧D.熱空調(diào)加熱車(chē)內(nèi)水蒸氣可有效防止起霧
【答案】C
【解析】A.“水霧”的形成是水蒸氣變成液態(tài)的小水珠,是液化現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B.汽車(chē)內(nèi)部的水蒸氣遇到冷的擋風(fēng)玻璃液化形成小水珠,故“水霧”出現(xiàn)在前擋風(fēng)玻璃的內(nèi)表面,故B錯(cuò)誤;
C.熱空調(diào)加熱玻璃,使玻璃溫度較高,水蒸氣遇到擋風(fēng)玻璃不能降溫液化,可有效防止起霧,故C正確;
D.熱空調(diào)加熱車(chē)內(nèi)水蒸氣,熱的水蒸氣遇到冷的擋風(fēng)玻璃依舊會(huì)液化形成小水珠,故D錯(cuò)誤。
故選C。
4.(2024·廣東佛山·一模)如圖所示為單缸四沖程汽油機(jī)工作時(shí)某個(gè)沖程示意圖,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.該圖表示汽油機(jī)的做功沖程
B.該圖表示汽油機(jī)的排氣沖程
C.該沖程中汽缸內(nèi)氣體溫度升高,分子運(yùn)動(dòng)更劇烈
D.一個(gè)工作循環(huán)中有一個(gè)沖程要靠飛輪的慣性來(lái)完成
【答案】C
【解析】AB.如圖,兩氣門(mén)關(guān)閉,活塞上行,為壓縮沖程,故AB錯(cuò)誤;
C.如圖為壓縮沖程,在這個(gè)沖程中,活塞壓縮缸內(nèi)氣體,對(duì)氣體做功,使缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增大,溫度升高,分子運(yùn)動(dòng)更劇烈,故C正確;
D.一個(gè)工作循環(huán)中,除做功沖程外,其余三個(gè)沖程都要靠飛輪的慣性來(lái)完成,故D錯(cuò)誤。
故選C。
5.(2024·陜西西安·三模)周末小陸將外賣(mài)包裝袋中用來(lái)保鮮的干冰倒入碗中,觀察到碗外壁出現(xiàn)“白霜”,向碗中加入水后碗上出現(xiàn)大量“白氣”,下列說(shuō)法正確的是( )
A.“白氣”是水蒸氣
B.“白氣”的形成過(guò)程需要吸熱
C.用干冰保鮮是利用了干冰熔化吸熱
D.“白霜”是空氣中水蒸氣遇冷凝華形成的
【答案】D
【解析】AB.“白氣”是空氣中的水蒸氣遇冷形成的小水珠,屬于液化現(xiàn)象,液化放熱,故AB錯(cuò)誤;
C.常溫下干冰由固態(tài)直接變成氣態(tài),是升華現(xiàn)象,干冰升華過(guò)程中吸收周?chē)臒崃浚怪車(chē)鷾囟冉档?,達(dá)到保鮮的目的,故C錯(cuò)誤;
D.出現(xiàn)在碗外壁的“白霜”是空氣中水蒸氣遇冷形成的小冰晶,屬于凝華現(xiàn)象,故D正確。
故選D。
二、多選題
6.(2024·廣西南寧·一模)如圖所示,圍爐煮茶是人們喜愛(ài)的戶外活動(dòng)?!爸蟛琛边^(guò)程中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)知識(shí)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.木炭在燃燒過(guò)程中熱值不變
B.茶水升溫是通過(guò)做功的方式改變內(nèi)能
C.茶水沸騰時(shí),吸收熱量,溫度不變,比熱容不變
D.茶水沸騰時(shí)將蓋子頂起的過(guò)程能量轉(zhuǎn)化和熱機(jī)的壓縮沖程相同
【答案】AC
【解析】A.熱值是燃料的一種特性,與質(zhì)量、是否完全燃燒無(wú)關(guān),因此木炭在燃燒過(guò)程中熱值不變,故A正確;
B.茶水吸收熱量溫度升高,是通過(guò)熱傳遞的方式改變內(nèi)能,故B錯(cuò)誤;
C.液體沸騰時(shí)要繼續(xù)吸熱,溫度不變,因此茶水沸騰時(shí),吸收熱量,溫度不變;比熱容是物質(zhì)的一種特性,只與種類、狀態(tài)有關(guān),因此茶水沸騰時(shí)比熱容不變,故C正確;
D.茶水沸騰時(shí)將蓋子頂起的過(guò)程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,熱機(jī)的壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此不同,故D錯(cuò)誤。
故選AC。
7.(2024·湖南長(zhǎng)沙·模擬預(yù)測(cè))下列說(shuō)法中正確的是( )
A.形成的冰粒在下落中,溫度漸漸升高變成了雨滴,冰粒內(nèi)能增大
B.火箭從地面向上發(fā)射過(guò)程中,火箭外殼和大氣摩擦后溫度越來(lái)越高,火箭內(nèi)能增加
C.開(kāi)水壺的塞子被水蒸氣沖開(kāi),水蒸氣內(nèi)能增加
D.水凝固成冰,內(nèi)能增加
【答案】AB
【解析】A.冰粒在下落過(guò)程中,克服摩擦做功,使冰粒溫度漸漸升高變成了雨滴,其內(nèi)能增大,故A正確;
B.火箭從地面向上發(fā)射過(guò)程中,克服摩擦做功,使火箭外殼溫度越來(lái)越高,其內(nèi)能增大,故B正確;
C.開(kāi)水壺的塞子被水蒸氣沖開(kāi),水蒸氣對(duì)塞子做功,水蒸氣內(nèi)能減小,故C錯(cuò)誤;
D.水凝固成冰,放出熱量,內(nèi)能減小,故D錯(cuò)誤。
故選AB。
8.(2024·山東濟(jì)南·一模)根據(jù)“祝融號(hào)”火星車(chē)發(fā)回的遙測(cè)信號(hào)確認(rèn),2021年5月 15日7時(shí)18分,“天問(wèn)一號(hào)”著陸巡視器與環(huán)繞器分離后進(jìn)入火星大氣層。經(jīng)過(guò)減速,在距離火星表面100m高度處懸停、避障、緩沖,成功著陸。又根據(jù)遙測(cè)數(shù)據(jù)判斷,5月22日10時(shí)40分,“祝融號(hào)”火星車(chē)已安全駛離著陸平臺(tái),到達(dá)火星表面,開(kāi)始巡視探測(cè)。后期探測(cè)數(shù)據(jù)顯示:火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 11%,在火星表面g約為3.7N/kg。以下說(shuō)法正確的是( )
A.用液氫作為推進(jìn)劑的燃料,是因?yàn)橐簹渚哂袩嶂荡蠛蜔o(wú)污染等特點(diǎn)
B.著陸巡視器在距離火星表面100m高度處懸停時(shí),受到平衡力的作用
C.“祝融號(hào)”火星車(chē)從地球到達(dá)火星,其自身質(zhì)量和所受的重力都將變小
D.“祝融號(hào)”火星車(chē)的太陽(yáng)能電池陣,是用半導(dǎo)體材料和金屬導(dǎo)體制成的
【答案】ABD
【解析】A.液氫具有熱值大的特點(diǎn),液氫燃燒的產(chǎn)物只有水,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,故A正確;
B.著陸巡視器在距離火星表面100m高度處懸停時(shí),靜止,處于平衡狀態(tài),受到平衡力的作用,故B正確;
C.“祝融號(hào)”火星車(chē)從地球到達(dá)火星,其自身質(zhì)量保持不變,在火星表面g約為3.7N/kg,由G=mg可知所受的重力變小。故C錯(cuò)誤;
D.太陽(yáng)能電池是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片,太陽(yáng)能電池陣,是用硅半導(dǎo)體材料和金屬導(dǎo)體連接制成的,故D正確。
故選ABD。
三、填空題
9.(2024·江西南昌·一模)如圖,是我國(guó)古代的取火器模型圖,把推桿迅速推入牛角套筒時(shí),套筒內(nèi)空氣被壓縮,空氣的內(nèi)能 (選填“增大”或“減小”)。隨后,推桿前端的艾絨立刻燃燒起來(lái),推桿又被推動(dòng)到原來(lái)的位置,此過(guò)程與內(nèi)燃機(jī)工作的 沖程相似。
【答案】 增大 做功
【解析】[1]把推桿迅速推入牛角套筒時(shí),套筒內(nèi)空氣被壓縮,推桿對(duì)空氣做功,使空氣內(nèi)能增大,溫度升高。
[2]推桿前端的艾絨立刻燃燒起來(lái),推桿又被推動(dòng)到原來(lái)的位置,此時(shí)艾絨燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為推桿的機(jī)械能,與內(nèi)燃機(jī)工作的做功沖程相似。
10.(2024·江西南昌·一模)新能源智能汽車(chē)的車(chē)窗采用的“智能玻璃”,可調(diào)節(jié)溫度和透明度。如圖所示,冬天行車(chē)時(shí),車(chē)窗出現(xiàn)白霧,白霧是由水蒸氣 形成的,此時(shí)智能玻璃的溫度應(yīng) (選填“調(diào)低”或“調(diào)高”)。
【答案】 液化 調(diào)高
【解析】[1]白霧是由車(chē)內(nèi)空氣中的水蒸氣遇到冷的玻璃放熱液化形成的小水珠。
[2]此時(shí)智能玻璃的溫度應(yīng)調(diào)高,使車(chē)內(nèi)的水蒸氣不能遇冷液化,就不再會(huì)產(chǎn)生白霧。
11.(2024·廣西欽州·一模)兩種不同材料的燃料,甲質(zhì)量2kg,乙質(zhì)量1kg,兩者溫度都升高1℃,吸收熱量如圖所示,甲乙燃料完全燃燒后放出的熱量如圖所示,則:
(1)甲的比熱容 (選填“大于”、“小于”或“等于”)乙的比熱容;
(2)甲的熱值 (選填“大于”、“小于”或“等于”)乙的熱值。
【答案】 小于 小于
【解析】(1)[1]甲乙兩種燃料吸收相等熱量,升高相同溫度,而甲的質(zhì)量比乙的質(zhì)量大,根據(jù)可知,甲的比熱容小于乙的比熱容。
(2)[2]由圖可知,甲乙燃料完全燃燒后放出的熱量之比為2︰3,而甲乙的質(zhì)量之比為2︰1,則甲乙兩種燃料的熱值之比為
所以,甲的熱值小于乙的熱值。
12.(2024·江西南昌·一模)如圖,熱水杯上方“熱氣騰騰”的情景是水蒸氣 (填物態(tài)變化)形成的,在這個(gè)過(guò)程中水蒸氣會(huì) 熱量。
【答案】 液化 放出
【解析】[1][2]杯中熱水蒸發(fā)形成的溫度較高的水蒸氣,在上升過(guò)程中遇冷液化形成小水滴,從而在杯子上方呈現(xiàn)“熱氣騰騰”的情景,液化過(guò)程會(huì)放出熱量。
13.(2024·河北邯鄲·一模)氫能源作為新型能源,其熱值大,有著巨大的開(kāi)發(fā)使用潛力。1kg氫能源完全燃燒放出的熱量為 J。若有21%的熱量被水吸收,可以使 kg的水從20℃升高到70℃。與化石能源相比,“氫能源”的優(yōu)勢(shì)還有 (寫(xiě)出一個(gè)即可)。核能發(fā)電利用的是 (選填“核裂變”或“核聚變”)原理。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q氫=1.43×108J/kg]
【答案】 1.43×108 143 清潔無(wú)污染 核裂變
【解析】[1]完全燃燒1kg氫放出的熱量
Q放=mq氫=1kg×1.43×108J/kg=1.43×108J
[2]水吸收的熱量
Q吸=Q放×21%=1.43×108J×21%=3.003×107J
水的質(zhì)量
[3]通常情況下,氫氣與氧氣燃燒后只生成水,清潔無(wú)污染。
[4]核能發(fā)電利用的是可控的核裂變來(lái)獲得核能,并最終通過(guò)發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能。
四、實(shí)驗(yàn)題
14.(2024·湖南·一模)某興趣小組的同學(xué)“探究水在沸騰前后溫度變化的特點(diǎn)”,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),應(yīng)按 (選填“自上而下”或“自下而上”)的順序進(jìn)行;
(2)當(dāng)水溫上升到90℃時(shí),小組同學(xué)每隔1min記錄一次溫度,并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:水在沸騰過(guò)程中,溫度 ;
(3)實(shí)驗(yàn)中小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)加熱水的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),請(qǐng)寫(xiě)出一種縮短加熱時(shí)間的方法: ;
(4)假如實(shí)驗(yàn)時(shí)燒杯中水的質(zhì)量為0.2kg,水吸收了的熱量,其溫度可從升高到 ℃。[]
【答案】 自下而上 保持不變 提高水的初始溫度/減少水的質(zhì)量 98
【解析】(1)[1]用酒精燈加熱時(shí),要用外焰加熱,根據(jù)酒精燈外焰的高度確定燒杯的位置,所以安裝儀器時(shí)需自下而上安裝。
(2)[2]由表中數(shù)據(jù)可知,從第9min開(kāi)始,水溫就穩(wěn)定在98℃,說(shuō)明水在沸騰時(shí)溫度保持不變。
(3)[3]實(shí)驗(yàn)中小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)加熱水的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),要想縮短加熱時(shí)間,則要減少水吸收的熱量,可以通過(guò)減少水的質(zhì)量或者提高水的初溫來(lái)達(dá)到縮短時(shí)間的目的。
(4)[4]水溫變化量
水的初溫為80℃,水的沸點(diǎn)為98℃,所以水溫最終升高至98℃。
15.(2024·上海浦東新·二模)如圖所示,用薄紙折成小船,在紙船中倒入適量的水,用點(diǎn)燃的蠟燭在紙船底部中間區(qū)域加熱。在水燒干前,紙船不會(huì)被點(diǎn)燃。小東想要探究“紙船燒水”時(shí),紙船不會(huì)被點(diǎn)燃的原因,查閱資料后得知:(a)普通紙的著火點(diǎn)(燃點(diǎn))一般在;(b)薄紙具有導(dǎo)熱能力;(c)在水燒干前,紙船底部與水的溫度差可忽略不計(jì);(d)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得紙船內(nèi)水的溫度與加熱時(shí)間的關(guān)系如下表:
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下
(1)分析比較表格數(shù)據(jù)中水的溫度和加熱時(shí)間的關(guān)系,可得出的初步結(jié)論是: ;
(2)結(jié)合所學(xué)知識(shí)和上述信息,指出在水燒干前,紙船不會(huì)被點(diǎn)燃的原因,并寫(xiě)出分析過(guò)程: 。
【答案】 見(jiàn)解析 見(jiàn)解析
【解析】[1]比較表格數(shù)據(jù)中水的溫度和加熱時(shí)間的關(guān)系可知,水沸騰前,加熱時(shí)間越長(zhǎng),吸收的熱量越多,水的溫度越高,水沸騰后,吸收熱量,溫度保持不變。
[2]水燒干前,水沸騰后,溫度保持不變,由于水的沸點(diǎn)低于紙的著火點(diǎn),所以紙船不會(huì)被點(diǎn)燃。
16.(2024·安徽合肥·一模)在學(xué)習(xí)了物質(zhì)的熔化與凝固知識(shí)后,某學(xué)習(xí)興趣小組將碎鹽冰放入易拉罐中,研究鹽冰的熔化過(guò)程。同學(xué)們每間隔1min記錄一次鹽冰的溫度,并依據(jù)鹽冰的溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系繪制了圖像,如圖所示。
(1)從圖中可知鹽冰屬于 (選填“晶體”或“非晶體”);
(2)在溫度為0℃時(shí),該物質(zhì)處于 態(tài)(選填“固”或“液”)。
【答案】 晶體 液
【解析】(1)[1]從圖中可知鹽冰有固定熔點(diǎn),屬于晶體。
(2)[2]在溫度為0℃時(shí),該物質(zhì)已經(jīng)熔化結(jié)束,處于液態(tài)。
17.(2024·湖南長(zhǎng)沙·模擬預(yù)測(cè))實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較水和食用油的吸熱能力,使用相同的電加熱器給水和食用油加熱。
(1)實(shí)驗(yàn)前,小海應(yīng)取初溫和質(zhì)量相等的水和食用油進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其采用的實(shí)驗(yàn)方法是 ;
(2)小明用相同的電加熱器對(duì)水和食用油加熱相同的時(shí)間,目的是使水和食用油 相同;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明作出了水和食用油的溫度隨時(shí)間變化的圖像,其中食用油的溫度隨時(shí)間變化的圖像是 (選填“a”或“b”)。
【答案】 控制變量法 吸收的熱量 b
【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)前,小海應(yīng)取初溫和質(zhì)量相等的水和食用油進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(2)[2]相同加熱器加熱相同時(shí)間,產(chǎn)生熱量相同,小明用相同的電加熱器對(duì)水和食用油加熱相同的時(shí)間,目的是使水和食用油吸收的熱量相同。
(3)[3]食用油的比熱容比水小,質(zhì)量相同的水與食用油被相同的加熱器加熱相同時(shí)間,吸收熱量相同,食用油升高溫度較高,食用油的溫度隨時(shí)間變化的圖像是b。
五、綜合題
18.(2024·陜西咸陽(yáng)·一模)船舶航行大多使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī),若能降低柴油的消耗,則有助于減少溫室氣體的排放。船舶的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)要做的功包括推進(jìn)功和輔助功兩部分。發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)推進(jìn)設(shè)備所做功的功率越大,消耗的燃油就會(huì)越多,降低航速可以大大減小航行阻力,從而減小推進(jìn)功率,進(jìn)而減少燃油消耗。但船舶航行過(guò)程中還有其他輔助設(shè)備工作,也需要發(fā)動(dòng)機(jī)做功。如果在某一段航程中航速變小,相應(yīng)的輔助功就會(huì)隨著航程的延長(zhǎng)而增加,故需要通過(guò)優(yōu)化航速實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
(1)若某航程中,船舶以37.04km/h的速度直線航行500海里(),則所用的時(shí)間為多少小時(shí) ?
(2)船舶航行時(shí)受到的阻力通常和航行速度的二次方成正比,即(k為常量),則理想情況下,船舶勻速航行時(shí),推進(jìn)功率和航行速度v的關(guān)系是 ;某船舶航行時(shí),每公里航程的推進(jìn)功、輔助功和航速的關(guān)系如表所示,則最省油的航速約為 ;
(3)若該船舶柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%,則航速?gòu)?1m/s降低到最省油航速,每公里航程少消耗柴油46.5kg,則柴油的熱值為多少(用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示) ?
【答案】 25h 6
【解析】(1)[1]根據(jù)題意可知,船舶航行距離
由得,船舶航行所用時(shí)間
(2)[2]根據(jù)題意可知,船舶航行時(shí)受到的阻力通常和航行速度的二次方成正比,理想情況下,船舶勻速航行時(shí),推力等于阻力,即
推進(jìn)功率和航行速度v的關(guān)系是
[3]根據(jù)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)推進(jìn)功為2×108J,輔助功為5×108J時(shí),推進(jìn)功和輔助功的和是7×108J,此時(shí)推進(jìn)功和輔助功的和最小,即最省油,此時(shí)對(duì)應(yīng)的速度為6m/s。
(3)[4]航速?gòu)?1m/s降低到最省油航速,推進(jìn)功和輔助功之和減少量
由得,可以減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供的熱量
柴油的熱值
六、計(jì)算題
19.(2024·河北邯鄲·模擬預(yù)測(cè))近年來(lái),我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅猛,各種新型汽車(chē)不斷投放市場(chǎng)進(jìn)入普通百姓家庭,下表是我國(guó)某品牌轎車(chē)的一次測(cè)試報(bào)告。
已知汽油的熱值q=4.6×107J/kg,汽油的密度為。求該品牌轎車(chē)在本次測(cè)試過(guò)程中:
(1)汽油完全燃燒放出的熱量為多少?
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的有用功為多少?
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】解:(1)消耗汽油質(zhì)量為
則汽油完全燃燒放出的熱量為
(2)時(shí)間為
則發(fā)動(dòng)機(jī)所做的有用功為
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為
答:(1)汽油完全燃燒放出的熱量為;
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的有用功為;
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為。
20.(2024·江西九江·一模)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中,小明估測(cè)家中即熱式天然氣熱水器的加熱效率。他打開(kāi)熱水器,用溫度計(jì)測(cè)得熱水器進(jìn)水管的水溫為16℃,出水管的水溫為56℃,放出50kg的熱水后,從燃?xì)獗碇锌吹教烊粴獗硎緮?shù)由變?yōu)?。[,]求:
(1)消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量;
(2)水吸收的熱量;
(3)熱水器的加熱效率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】解:(1)消耗的天然氣
消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量
(2)水吸收的熱量
(3)熱水器的加熱效率
答:(1)消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量為;
(2)水吸收的熱量為;
(3)熱水器的加熱效率為。分類
有無(wú)縮口
讀數(shù)時(shí)能否離開(kāi)被測(cè)物體
使用前是否需要甩動(dòng)
常見(jiàn)溫度計(jì)
無(wú)縮口
不能
不需要
體溫計(jì)
有縮口
可以
需要
實(shí)驗(yàn)論證
海波在熔化前溫度直線上升;熔化時(shí)溫度為48℃保持不變;全部熔化后,溫度又直線上升。說(shuō)明海波有固定的熔化溫度。
石蠟在熔化過(guò)程中,溫度隨時(shí)間變化的曲線沒(méi)有明顯的停頓現(xiàn)象,說(shuō)明石蠟沒(méi)有固定的熔化溫度。
晶體
非晶體
物質(zhì)
海波、冰、食鹽、石英、水晶、明礬、萘、各種金屬
松香、石蠟、玻璃、瀝青、蜂蠟
熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)
晶體熔化時(shí)的溫度,叫熔點(diǎn),物質(zhì)從液態(tài)凝固為晶體時(shí)的溫度,叫凝固點(diǎn)
非晶體沒(méi)有(“有”或“沒(méi)有”)熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)
熔化過(guò)程
固液共存,吸收熱量,溫度不變
吸收熱量,先變軟、變稀,最后變?yōu)橐簯B(tài),溫度升高
凝固過(guò)程
固液共存,放出熱量,溫度不變
放出熱量,逐漸變稠、變黏、變硬,最后變成固體,溫度降低
熔化圖像
凝固圖像
熔化條件
達(dá)到熔點(diǎn),繼續(xù)吸熱
吸收熱量
凝固條件
達(dá)到凝固點(diǎn),繼續(xù)放熱
放出熱量
物態(tài)
微觀特性
宏觀特性
分子和距離
分子間作用力
有無(wú)形狀
有無(wú)體積
固態(tài)
很小

有固定形狀
有固定體積
液態(tài)
較大
較大
無(wú)固定形狀

氣態(tài)
很大
很小
無(wú)固定形狀
無(wú)固定體積
分子排列
分子間作用力
體積和形狀
流動(dòng)性
固態(tài)物質(zhì)
十分緊密
強(qiáng)大
形狀固定
無(wú)
液態(tài)物質(zhì)
位置不固定,運(yùn)動(dòng)自由
比固體的小
無(wú)確定的形狀

氣態(tài)物質(zhì)
極度散亂、間距很大
極小
無(wú)確定的形狀,易被壓縮

內(nèi)容
擴(kuò)展
實(shí)例
常見(jiàn)的物質(zhì)是由大量的分子、原子構(gòu)成的
分子間存在著空隙
①食鹽能溶于水中;②酒精與水混合后總體積變?。虎蹥怏w極易被壓縮
物質(zhì)內(nèi)的分子在不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)
溫度越高,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,擴(kuò)散現(xiàn)象就是由分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的
①墻內(nèi)開(kāi)花墻外香;②把硫酸銅水溶液注入水底,過(guò)一段時(shí)間全部水都變藍(lán);③把鉛塊與金塊緊壓在一起,幾年后它們相互滲人約1mm
分子之間存在引力和斥力
引力和斥力同時(shí)存在,有時(shí)以引力為主,有時(shí)以斥力為主
①固體和液體很難被壓縮,固體不易被拉斷;②把兩個(gè)鉛塊的底部削干凈,緊壓一下,兩個(gè)鉛塊就會(huì)連在一塊,下面再吊一個(gè)重物,兩鉛塊也不分開(kāi)
速度v/(m·s-1)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3×104
1.2×104
2.7×104
4.8×104
7.5×104
時(shí)間/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
溫度/℃
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
98
98
98
加熱時(shí)間(分鐘)
0
1
2
3
4
5
6
7
水的溫度()
20
38
54
70
83
95
100
100
速度/()
3
4
5
6
7
8
9
10
11
推進(jìn)功/
0.6
1
1.5
2
2.9
4
5.5
8
12
輔助功
9.1
7
5.9
5
4.3
4
3.6
3.4
3
車(chē)型
轎車(chē)
測(cè)試道路
平直國(guó)道
測(cè)試距離
20km
測(cè)試速度(平均)
80km/h
消耗汽油
1.2L
發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率(平均)
16.1kW

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