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第11章 內(nèi)能與熱機(3~10分)
【基礎作業(yè)】
1.(2024·廣東)如圖所示,這是古代省油燈的示意圖。它下層盛水,能減慢上層油的消耗。點燈后,水在升溫的過程中 (　　)
A.吸熱,內(nèi)能增加 B.吸熱,內(nèi)能減少
C.放熱,內(nèi)能增加 D.放熱,內(nèi)能減少
2.(2024·濱州)如圖所示,這是某物質(zhì)熔化時溫度隨時間變化的圖像,下列說法正確的是 (　　)
A.該物質(zhì)是非晶體
B.熔化過程持續(xù)了25min
C.該物質(zhì)在熔化過程中不斷吸熱,溫度保持不變
D.熔化前后,該物質(zhì)的比熱容不變
3.如圖所示的四個情景,下列說法正確的是 (　　)
A.圖甲中,聞到花香說明了分子在永不停息地做無規(guī)則運動
B.圖乙中,讓筆桿熱起來,只能采用做功的方式
C.圖丙中,兩個鉛塊緊壓在一起后能吊住重物,說明分子間存在斥力
D.圖丁中,汽油機的做功沖程把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
4.(2024·三明一模)如圖所示,將一碗開水放在一盆冷水中冷卻。下列有關說法正確的是 (　　)
A.碗中的開水溫度降低,其內(nèi)能減少
B.熱量從盆中的冷水向碗中開水傳遞
C.碗和盆中水的總內(nèi)能增加
D.開水的溫度高,其內(nèi)能一定大于盆中冷水的內(nèi)能
5.下列關于物體的溫度和內(nèi)能說法正確的是 (　　)
A.溫度越高的物體,內(nèi)能越大
B.摩擦生熱是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能
C.物體運動的速度越快,內(nèi)能越大
D.-20 ℃的冰塊沒有內(nèi)能
6.(2024·新疆)下列運載工具中,不需要利用熱機的是 (　　)
A.噴氣式飛機 B.柴油拖拉機
C.純電動汽車 D.長征系列火箭
7.(2024·南平一模)小麗用相同的電加熱器分別對質(zhì)量為0.2kg的水和0.3kg的另一種液體進行加熱,得到的實驗數(shù)據(jù)如圖所示,則水在16min內(nèi)吸收的熱量為　　　J,另一種液體的比熱容為　　　J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
8.(2024·泉州聯(lián)考)某實驗小組用規(guī)格完全相同的實驗器材,對初溫相同的100 g水、200 g水、100 g煤油進行加熱,如圖所示。
(1)若要探究不同物質(zhì)的吸熱差異應選擇　　　(選填“甲、乙、丙”中的兩個)兩圖進行對比實驗。
(2)水沸騰時,小組成員觀察到燒杯內(nèi)出現(xiàn)的氣泡是　　　(選填“A”“B”或“C”)圖。
(3)在處理實驗數(shù)據(jù)時,小組成員繪制了從開始加熱到沸騰前液體的溫度隨時間變化圖像如圖丁所示,分析可知100 g煤油對應的圖像是　　　(選填“b”或“c”),已知水的比熱容大于煤油的比熱容。
9.(2024·福州一模)國家提倡節(jié)能減排,各地“煤改氣”正在積極進行,某同學計算他家天然氣燒水的熱效率,將2 kg的水倒入燒水壺中,并測出水溫為20 ℃。在一個標準大氣壓下,把水剛加熱到100 ℃時,測出消耗天然氣0.048 m3。已知水的比熱容c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值約為q=4.0×107 J/m3。
(1)將這些水燒開,需吸收多少熱量
(2)在這種情況下,燃燒的天然氣放出了多少熱量
(3)求他家天然氣灶的效率。
【素養(yǎng)作業(yè)】
10.(2024·泉州聯(lián)考)在沿海地區(qū),炎熱、晴朗的天氣里常常出現(xiàn)“海陸風”,當出現(xiàn)如圖所示的風向時,通常 (　　)
A.發(fā)生在白天,且陸地溫度較高
B.發(fā)生在白天,且海水溫度較高
C.發(fā)生在夜晚,且陸地溫度較高
D.發(fā)生在夜晚,且海水溫度較高
11.(2024·廈門聯(lián)考)如圖所示,這是氫氣爆炸實驗裝置,向紙杯中通入適量的氫氣與空氣混合,用火柴點燃氣體,發(fā)生爆炸,紙杯被崩起。請回答下列問題:
(1)爆炸的能量轉(zhuǎn)化情況與汽油機工作時的哪一沖程相同
(2)請你解釋崩起的紙杯為什么能繼續(xù)向上運動,且運動速度越來越小。
12.(2024·宜賓)2024年4月19日,兩輛以氫為燃料的汽車,實現(xiàn)了從北京到上海1 500公里長距離運輸?shù)氖状螠y試。選用氫為燃料是因為氫的　　　大。假設汽車在一段平直公路上以恒定功率75kW勻速行駛,速度為108km/h,則汽車所受阻力為　　　N。
13.(2024·福建聯(lián)考)小明同學學習了燃料的熱值后,考慮到燃料燃燒放出的熱量會被水吸收,而水的比熱容已知。他自己設計了一個實驗來比較煤油和菜籽油的熱值的大小關系。他組裝了如圖所示的裝置進行實驗,記錄結(jié)果如表所示。
燃料 加熱前的水溫/℃ 燃料燃盡后的水溫/℃
煤油 20 39
菜籽油 20 29
(1)為了保證實驗結(jié)論的可靠,小明同學選擇了兩套完全相同的裝置。在實驗中除了控制水的初溫相等外,還應控制水的　　　相等。
(2)實驗中燃料燃燒放出的熱量,通過　　　方式使水的內(nèi)能增大,溫度升高;本實驗是用　　　表示煤油和菜籽油放出熱的多少。
(3)根據(jù)記錄結(jié)果分析得出:煤油和菜籽油兩種燃料中,熱值較大的是　　　。
(4)小明同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算發(fā)現(xiàn)結(jié)果與書中給出的煤油熱值相比　　　(選填“偏大”或“偏小”),寫出一個可能的原因是　　　　　　。
(5)小亮實驗時發(fā)現(xiàn)兩杯水都沸騰了,無法比較煤油和菜籽油兩種燃料熱值的大小,請你寫出一個改進的方法:　　　。
14.(2024·泉州一模)小明發(fā)現(xiàn)籃球的氣壓不足,于是用打氣筒給籃球打氣。在收起打氣筒時發(fā)現(xiàn)外壁有些發(fā)熱。于是他想,是什么原因?qū)е麓驓馔驳耐獗诎l(fā)熱呢 小明就這個問題與同學小紅進行了交流,聯(lián)系所學物理知識,他們提出了以下兩個猜想:
A.活塞在筒內(nèi)往復運動時,與筒壁摩擦導致發(fā)熱
B.活塞在筒內(nèi)往復運動時,不斷壓縮氣體做功導致發(fā)熱
于是他們設計了實驗進行探究,選用的實驗器材有:打氣筒、測溫槍、計時器、氣壓不足的籃球等。分別在打氣筒的上部和下部標注兩個測溫點,如圖所示。
請回答下列問題:
(1)打氣筒內(nèi)壁的熱量是通過　　　的方式傳遞到外壁。
(2)活塞在打氣筒內(nèi)向下運動時的能量轉(zhuǎn)化過程,與四沖程內(nèi)燃機的　　　沖程相同。
(3)用打氣筒往氣壓不足的籃球內(nèi)打氣,10秒內(nèi)使活塞在筒內(nèi)往復運動20次,立即用測溫槍測出此時兩個測溫點的溫度。待打氣筒外壁溫度降至室溫(25 ℃)后,放出籃球中的部分氣體,重復上述操作。實驗數(shù)據(jù)記錄如下表:
實驗次數(shù) 時間t/s 活塞往復次數(shù) 上部溫度t/℃ 下部溫度t/℃
1 10 20 30.7 36.6
2 10 20 30.2 36.2
3 10 20 30.5 36.3
小明分析上表實驗數(shù)據(jù)得出:導致打氣筒外壁發(fā)熱的原因是　　　　　　。
(4)小紅回顧整個實驗過程,分析實驗數(shù)據(jù),認為小明得出的結(jié)論不夠嚴謹,理由是　　　,于是他們對實驗進行改進,對猜想A再次進行探究,你認為他們的改進方法是　　　。
15.(2024·南平二模)如圖所示,這是新型“油電混合動力”汽車工作時的能量走向圖,汽車在啟動時,可以給車提供動力,同時也給動力蓄電池組充電。汽車在某次測試中,內(nèi)燃機共消耗汽油5 kg(汽油的熱值q=4.6×107 J/kg),內(nèi)燃機的效率是40%,轉(zhuǎn)化為對外做功的能量是6.8×107 J。求該汽車此次測試中:
(1)汽油完全燃燒放出的能量。
(2)對蓄電池充電的能量。
(3)對蓄電池充電的能量可以供一盞額定功率24 W的車前燈正常工作的時間。
【參考答案】
1.A　2.C　3.A　4.A　5.B　6.C
7.2.52×104　1.4×103
8.(1)甲、丙　(2)B　(3)c
9.解:(1)將這些水燒開需吸收的熱量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J
(2)燃燒的天然氣,放出的熱量:
Q放=qV=4.0×107 J/m3×0.048 m2=1.92×106 J
(3)他家天然氣灶的效率:
η==×100%=35%。
10.D
11.(1)汽油機的做功沖程;(2)由于紙杯具有慣性將保持原來的運動狀態(tài)不變,紙杯在豎直方向上受到重力的作用,將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,重力勢能增大,動能減小,速度越來越小。
12.熱值　2 500
13.(1)質(zhì)量　(2)熱傳遞　水溫升高的多少　(3)煤油　(4)偏小　煤油燃燒放出的熱量,并沒有全部被水吸收,有熱量損失　(5)適當增加水的質(zhì)量
14.(1)熱傳遞　(2)壓縮　(3)活塞在筒內(nèi)往復運動時,不斷壓縮氣體做功導致發(fā)熱　(4)壓活塞時既有摩擦生熱又有壓縮空氣做功改變內(nèi)能,無法控制變量　讓打氣筒不與籃球接通再重復上述實驗
15.解:(1)汽油完全燃燒放出的能量:
Q放=mq=5 kg×4.6×107 J/kg=2.3×108 J
(2)根據(jù)η=可知,有用功:
W有用=ηQ放=40%×2.3×108 J=9.2×107 J
對蓄電池充電的能量:W充電=W有用-W對外=9.2×107 J-6.8×107 J=2.4×107 J
(3)對蓄電池充電的能量可以供一盞額定功率24 W的前燈正常工作的時間:
t===1.0×106 s。

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