2024年中考教科版物理第一轮复习——内能的利用
一、选择题
1. (2022·北京石景山)下列关于热学知识,说法正确的是( )
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B.四冲程汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能
C.物体很难被压缩,说明分子间只存在相互作用的斥力
D.夏天荷花飘香,这是扩散现象,可以说明组成物质的分子在运动
2. (2022 湖里区校级模拟)关于热现象,下列说法正确的是( )
A.厦门出现“回南天”属于液化现象
B.衣柜里的樟脑片逐渐变小是熔化现象
C.做功是改变物体内能的唯一方式
D.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
3. (2022 郴州)水壶内的水沸腾时,壶盖被水蒸气顶起,此过程中能量转化关系与内燃机工作的哪个冲程相同( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
4. (2023·甘肃兰州)下列和内能有关的知识,说法错误的是( )
A.如图,抽去玻璃隔板后,两瓶中的气体逐渐混合,说明空气密度大于二氧化氮气体密度
B.如图,两个铅块端面削平,用力压紧后不易分开,说明分子之间有引力
C.如图,是汽油机压缩冲程,该过程是将机械能转化为内能
D.如图,迅速拉动绕在金属管外的皮绳,橡皮塞从金属管口飞出,说明酒精蒸气对外做功
5. (2022·北京东城)汽车是人们常用的交通工具,下列与汽车有关的说法正确的是( )
A.汽车轮胎上制有花纹,是为了减小汽车对地面的压强
B.汽车行车记录仪的摄像头相当于凸透镜,可以成倒立的实像
C.载重汽车的车轮做得比较宽,是为了增大载重汽车对路面的压强
D.给汽车提供动力的汽油机,其机械效率可以达到100%
6. (2022 临沂模拟)下列与热现象有关的说法、正确的是( )
A.液体、固体很难被压缩说明分子间没有间隙
B.0℃的物体内能为零
C.物体吸收热量后、温度不一定升高
D.汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
7. (2022 衡阳)汽车的发动机大多数是内燃机,内燃机是热机的一种,下列关于热机和环境保护的说法,正确的是( )
A.热机排出的尾气没有内能
B.热机的效率能达到100%
C.热机的大量使用会造成环境污染
D.汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
8. (2022 尤溪县模拟)中华茶文化源远流长,福建铁观音品质优异,香味独特。手工制茶的部分工序如图所示。下列说法正确的是( )
A.图甲:将新鲜的茶叶摊晾于通风干燥处是为了减慢蒸发
B.图乙:炒茶叶时燃料燃烧越充分,燃料的热值越大
C.图丙:茶叶被揉捻成卷说明力可以改变物体的运动状态
D.图丁:烘焙过程是通过热传递的方式来改变茶叶的内能
9. (2023·甘肃天水)2022春节期间,济南市全域全时段禁售、禁燃、禁放烟花爆竹.燃放鞭炮实质上是鞭炮内的化学物质发生爆燃,产生高压燃气瞬间冲破鞭炮的过程.这个过程和热机哪个工作冲程的原理相似( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
10. (2022 怀化)如图所示,在试管内装少量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,塞子冲出,内燃机四个冲程中与之原理相似的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
11. (2022·北京延庆)如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图.D图是_______冲程,图E、F是演示实验的示意图,与D图原理相同的是_______图所示的演示实验(选填字母).
A.B.C.D.E.F.
12. (2022 十堰)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型汽车.与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲.如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为做功冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
13. (2022 泸州)2022年6月5日上午,神舟十四号载人飞船搭乘长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射.3名航天员将在太空进行为期6个月的科学实验探究和生活,长征二号F运载火箭用了液态氢作燃料,下列说法正确的是( )
A.火箭选用液态氢作燃料,是因为液态氢具有较大的热值
B.火箭加速升空的过程中,火箭的动能转化为重力势能
C.火箭加速升空的过程中,航天员的机械能保持不变
D.载人飞船进入预定轨道稳定运行时,处于平衡状态
14. (2022 日照)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水.盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶子(如图乙);轻轻扭动瓶盖.瓶盖被瓶内的气体冲出.同时瓶内出现白雾(如图丙).图乙和图丙所示的过程.分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似.这两个冲程是( )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.压缩冲程和排气冲程
15. (2022 济南)炎炎夏日.小梅来到美丽的海滨城市青岛.她发现.在这里白天的风常常从海面吹向陆地.而每到夜晚风却从陆地吹向海面.她利用学过的物理知识进行分析.并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图.如图所示.形成这一现象的主要原因是( )
A.海水的密度小于砂石的密度 B.海水的密度大于砂石的密度
C.海水的比热容小于砂石的比热容 D.海水的比热容大于砂石的比热容
二、填空题
16. (2022 济宁)某柴油机工作一段时间后,油箱里的柴油没有发生变化的是 (选填序号:①质量;②密度;③比热容;④热值).完全燃烧10kg柴油放出的热量Q＝ J.(q柴油＝4.3×107J/kg)
17. (2022·甘肃兰州)一台单缸四冲程汽油机,只有第三个冲程中燃气对外做功,其他冲程是靠飞轮的___________来完成的;若飞轮的转速为1200r/min,则该汽油机每秒钟做功___________次.
18. (2022 张家界)如图是汽油机工作过程中的 冲程.一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒内对外做功 次.
19. (2022·黑龙江牡丹江)2022年6月5日,“神舟十四号”火箭发射成功,火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的________较大;火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是________能转化为机械能。
20. (2023·甘肃兰州)小明利用如图所示的燃气灶烧水.已知壶内装有7kg初温为20℃的水,加热一段时间后水开始沸腾,消耗了0.1m3的天然气,则此过程水吸收的热量是______J,该燃气灶工作时的效率为______(已知当地大气压为标准大气压,天然气的热值为3.8×107J/m3).
三、实验题
21. (2022·江苏苏州)为比较不同燃料的热值,小明利用图示两套完全相同的装置做实验,他分别在燃烧皿中放入相同质量的不同燃料,同时点燃后对质量和初温相等的液体加热,直至燃料完全燃烧.
(1)小明通过_____(加热时间/温度计上升的示数)来比较不同燃料完全燃烧产生热量的多少;
(2)小明设计的方案存在明显的缺陷,请你指出并改正.
答:____________;
(3)表是小明设计记录实验数据的表格,请你在①处帮他补充完整.答:_____;
(4)小明按正确方法进行实验,发现用燃料2作为燃料的水升高的温度是用燃料1作为燃料的水升高的温度的2倍.由此,他能否得出“燃料2的热值是燃料1的2倍”的结论;
答:_____(能/不能);简要说明理由:______.
22. (2022 湖北)(1)如图甲所示,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,给水加热.这是通过 的方式改变水的内能.加热一段时间后,橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去.其能量转化情况与四冲程热机的 冲程相同.
(2)如图乙所示,在测量滑动摩擦力大小的实验中,用弹簧测力计拉着木块水平向右做 运动,木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小.这里通过测量拉力大小来间接测出摩擦力大小,运用了 (选填“转换法”或“放大法”).
23. (2022 漳州模拟)为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,小明采用如图所示的装置进行实验:他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中,点燃它们,分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热,直至酒精和碎纸片燃烧完。
(1)小明设计如下记录实验数据的表格,其中①②两项内容漏写了,请你帮他补充完整,① ,② ;
(2)由表中记录数据可知,如图的 中温度计升高的温度多, 的热值大;
(3)实验后小明根据实验数据利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的热量,再结合“10g酒精”这一数据,算出的酒精热值偏 ,原因是 。
四、综合题
24. (2023·黑龙江鸡西)小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃(已知:水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)、焦炭的热值q=3.0×107J/kg、水的密度ρ=1.0×103kg/m3)。问:
(1)在这4h内水吸收的热量为多少焦耳
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克的焦炭
25. (2022 株洲模拟)如图所示,是最新一款无人驾驶汽车图片.汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况.该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗汽油1.5×10﹣3m3,假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,则这段运动过程中;
(1)汽油完全燃烧放出多少热？
(2)该汽车发动机做的有用功是多少？该汽车发动机的输出功率为多少？
(3)该汽车在以此速度行驶的过程中,受到的阻力是多大？(汽油的密度为0.8×103kg/m3,汽油的热值取4.5×107J/kg)
答案
一、选择题
1. 【答案】D
【详解】A.放出的热量不仅仅与燃料热值有关,还与质量有关,故热值大的燃料完全燃烧,质量可能比较小,放出热量少,故A错误;
B.做功冲程中将燃气的内能转化为机械能,为汽车提供动力,故B错误;
C.分子间的引力和斥力是同时存在的,故C错误;
D.荷花飘香是分子在做无规则运动,是分子扩散现象,故D正确.
故选D.
2. 【答案】解:
A、暖湿气流中的水蒸气遇冷会发生液化现象,放出热量,使南方城市地区的天气阴晴不定、非常潮湿,故A正确;
B、樟脑片放一段时间后会变小,是由固态直接变成气态,是升华现象,故B错误;
C、做功和热传递都可以改变物体的内能,故C错误;
D、汽油机在压缩冲程中将机械能转化为内能,故D错误。
故选:A。
3. 【答案】解:水壶内的水沸腾时,壶盖被水蒸气顶起时,水蒸气会对壶盖做功,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能;此过程与内燃机的做功冲程类似,在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。故选:C。
4. 【答案】AC
【详解】A.空气比二氧化氮的密度小,抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明分子在不停地做无规则运动,故A错误,A符合题意;
B.两个铅块端面削平,用力压紧后不易分开,表明固体分子之间存在引力,故B正确;B不符合题意;
C.由图可知,汽油机的两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,所以是做功冲程,该冲程中燃料燃烧推动活塞做功,将内能转化为机械能,故C错误,C符合题意;
D.图中,迅速拉动绕在金属管外的皮绳,橡皮塞从金属管口飞出,是因为金属管内的酒精蒸气膨胀做功,内能转化成橡皮塞的机械能,故D正确,D不符合题意.
故选AC.
5. 【答案】B
【详解】A.汽车轮胎上制有花纹,是为了增大接触面的粗糙程度增大汽车对地面的摩擦,故A错误;
B.汽车行车记录仪的摄像头相当于凸透镜,可以成倒立的缩小实像,故B正确;
C.载重汽车的车轮做得比较宽,是为了增大受力面积,减小载重汽车对路面的压强,故C错误;
D.使用任何机械都不可避免要做额外功,所以机械效率不可以达到100%,故D错误.
故选B.
6. 【答案】故选:C.
7. 【答案】解:A、热机工作时,排出的尾气带走了大部分内能,故A错误;
B、热机工作时由于要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在热散失、并且废气带走大部分能量,所以热机的效率很低,不能达到100%,故B错误;
C、热机工作时,燃料燃烧放出的废气会造成环境污染,所以热机的大量使用会造成环境污染,故C正确;
D、汽油机的做功冲程中高温高压燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,故D错误。
故选:C。
8. 【答案】解:A、将新鲜的茶叶摊晾于通风干燥处是加快蒸发,故A错误;
B、燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料燃烧的是否充分无关,故B错误;
C、茶叶被揉捻成卷说明了力可以改变物体的形状,故C错误;
D、烘焙的过程中是通过茶叶和高温热锅的热传递来提高茶叶的温度,从而改变茶叶的内能,故D正确。故选:D。
9. 【答案】C
10. 【答案】解:水蒸气将橡胶塞喷出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能会转化为塞子的机械能;汽油机的做功冲程中,燃气的内能转化为活塞的机械能,即二者的能量转化方式相似,故C符合题意。故选:C。
11. 【答案】做功 F
【详解】[1]A图中,排气门开启,活塞向上运动,气体流出汽缸,是排气冲程;
B图中,进气门开启,活塞向下运动,气体流入汽缸,是吸气冲程;
C图中,两气门都关闭,活塞向上运动,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能;
D图中,两气门都关闭,活塞向下运动,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能.
[2]E图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;F图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能;汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能,因此与做功冲程原理相同的是F实验.
12. 【答案】解:
A、尾气中“汽油味”明显降低,这说明汽油的燃烧率较高,燃烧的较完全,故A正确;
B、两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程,此冲程中内能转化为机械能,故B正确;
C、汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率一定小于100%,故C错误;
D、该发动机的尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲,在做相同有用功时,消耗的燃料少,减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护,故D正确.
故选:C.
13. 【答案】解:A、火箭使用液氢做燃料,液氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料,液氢可以释放更多的热量,故A正确;
BC、火箭加速升空过程中,速度和高度都增加,动能增加,重力势能增加,机械能增加,不是动能转化为重力势能,故BC错误;
D、载人飞船进入预定轨道稳定运行时,其运动的方向发生了变化,处于非平衡状态,故D错误.
故选:A.
14. 【答案】故选:B.
15. 【答案】解:沿海地区水多.水的比热容较大;内陆地区.地表以砂石泥土为主.砂石泥土比热容较小;由于水的比热容大.所以对于相同质量的水和砂石相比较.在吸收或放出相同的热量时.水的温度变化小.而砂石的温度变化大.所以白天陆地的温度高、海水温度低.晚上陆地温度低、海水温度高;白天陆地上方空气的温度高度.密度小.砂石上方空气上升.海面上的冷空气过来补充.所以白天的风常常从海面吹向陆地.而晚上海面上方的热空气上升.风从陆地吹向海面;故D正确.
二、填空题
16. 【答案】解:某柴油机工作一段时间后,由于一部分柴油燃烧,使得油箱力的柴油的质量减少;密度、比热容、热值的大小与质量无关,所以密度、比热容、热值的大小不变;完全燃烧10kg柴油放出的热量Q放＝mq柴油＝10kg×4.3×107J/kg＝4.3×108J.故答案为:②③④;4.3×108.
17. 【答案】惯性 10
【详解】[1]汽油机的四个冲程,分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程.只有做功冲程对外做功,提供动力,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的.
[2]单缸四冲程汽油机,一个工作循环,飞轮转2圈,完成4个冲程,对外做功一次.由题可知飞轮的转速1200r/min＝20r/s即飞轮每秒钟转动20圈,则该汽油机每秒钟做功10次.
18. 【答案】解:图中进气门和排气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,故此冲程为汽油机的做功冲程;汽油机的一个工作循环中,经历四个冲程,飞轮转动两周,对外做功一次,因为该汽油机飞轮的转速是3600r/min＝60r/s,所以飞轮每秒转动60周,则汽油机每秒钟对外做功30次.故答案为:做功;30.
19. 【答案】热值 内
【详解】[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值比较大,相同质量的燃料,液态氢完全燃烧释放的热量多。
[2]火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是燃料燃烧释放的内能,是将燃料的化学能转化为内能,再将内能转化为机械能,从而实现了火箭升空。
20. 【答案】2.352×106 62%
【分析】(1)利用吸热公式Q吸＝cmt求水吸收的热量;
(2)由Q放＝Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量;水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶的效率.
【详解】[1]已知当地大气压为标准大气压,水沸腾的温度是100℃,烧开这壶水吸收的热量
Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×7kg×(100℃﹣20℃)＝2.352×106J
[2]天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.1m3×3.8×107J/m3＝3.8×106J
此燃气灶的热效率
η＝×100%＝×100%≈62%
三、实验题
21. 【答案】温度计上升的示数 见解析 加热后液体的温度/℃ 不能 燃料释放的热量不一定全部被液体吸收
22. 【答案】解:(1)在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,给水加热,水吸收热量,内能增大,温度升高,这是通过热传递的方式改变水的内能;加热一段时间后,橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去,在这个过程中,把水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能;其能量转化情况与四冲程热机的做功冲程相同;
(2)在测量滑动摩擦力大小的实验中,用弹簧测力计拉着木块水平向右做匀速直线运动,木块受力平衡,木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小;这里通过测量拉力大小来间接测出摩擦力大小,运用了转换法.
故答案为:(1)热传递;做功;(2)匀速直线;转换法.
23. 【答案】解:(1)①需要记录加热前、后水的温度,用来计算水吸收的热量;所以①处添加:加热后的水温/℃②要比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,根据控制变量法的思想,酒精和碎纸片的质量必须相等;所以②处添加:10g碎纸;
(2)由表中记录数据可知,甲中温度计升高的温度多,由Q吸＝cmΔt知,甲中水吸收的热量多;消耗燃料的质量相同,甲对应的燃料的热值大;
(3)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小。由于给水加热时,酒精不能完全燃烧、且有热损失,利用这个热量计算出的酒精热值偏小。
故答案为:(1)①加热后的水温/℃;②10g碎纸片(2)甲;酒精;(3)小;酒精不能完全燃烧、且有热损失。
四、综合题
24. 【答案】(1);(2)
【详解】解(1)水吸收的热量为
(2)燃烧焦炭所释放的能量
需要燃烧焦炭的质量为
答:(1)在这4h内水吸收的热量为。
(2)需要燃烧的焦炭。
25. 【答案】答:(1)汽油完全燃烧放出的热是5.4×107J;
(2)该汽车发动机做的有用功是1.62×107J;该汽车发动机的输出功率为4.05×104W;
(3)该汽车在以此速度行驶的过程中,受到的阻力是2025N.
