
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
①
有固定形狀
有固定體積
液態(tài)
較大
較大
無(wú)固定形狀
②
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
有
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
有
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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