2025浙江中考物理专题复习【经典好题汇编】-专题05 内能与内能的利用(原卷版+解析版)


2025浙江中考物理专题复习【经典好题】
专题05 内能与内能的利用(解析版)
一.分子间的作用力(共2小题)
1.(2023秋 东阳市期末)如图所示,一环形金属丝布满一层肥皂膜,环上系三根松弛的棉线,中间连在一起。用热针刺破甲侧肥皂膜,则乙和丙部分肥皂膜形状将变为图中的(  )
A. B.
C. D.
【分析】液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力,即是表面张力,表面张力的存在使液体表面想被拉伸的弹簧一样,总有收缩的趋势。
【解答】解:当用热针刺破甲侧肥皂膜时,乙、丙区域的肥皂膜失去甲肥皂膜的表面张力,而表面张力使肥皂膜收缩,因各点受力特点相同,则肥皂膜形状应为C图。
故选:C。
【点评】本题的实验是展现液体的表面张力的典型实验,注意观察图形的含义,并结合表面张力产生的原因即可正确解答。
2.(2023秋 杭州期末)将一根细线松松地系在一个铁丝框架的两边上,把框架浸到肥皂液里再取出来,框架上便会出现一层肥皂膜,如图甲。用烧热的针刺破线的一侧的肥皂膜,另一侧的肥皂膜会把细线拉过去,如图乙。下列选项中的实验,其原理与上述实验一致的是(  )
A.①铅柱黏合 B.②酒精与水混合
C.③气体扩散 D.④红墨水分散到水中
【分析】分子动理论的内容:一切物质都是由分子或原子组成,组成物质的分子永不停息地做无规则运动,分子之间存在间隙,分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:用烧热的针刺破一侧肥皂膜,由于另一侧肥皂膜和棉线间分子有力的作用,故将棉线拉向另一侧,此现象说明了分子存在相互的引力。
A、切削干净的两段铅柱可以粘合在一起,说明分子之间存在引力,故A正确;
B、酒精与水混合,总体积减小,说明分子间有间隙,故B错误;
C、气体扩散说明分子永不停息地无规则运动,故C错误;
D、红墨水分散到水中是液体扩散实验,说明分子永不停息地无规则运动,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对分子动理论的掌握和应用,是一道基础题。
二.分子的热运动(共2小题)
3.(2024 上海)下列情境中能反映粒子在不断运动的是(  )
A.花香四溢 B.飞流直下 C.风扫落叶 D.水波荡漾
【分析】不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动。由于分子的体积很小,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现。
【解答】解:A、花香四溢,是花香分子在不停地做无规则运动的结果,是分子运动,故A正确;
B、飞流直下,是肉眼可见的宏观物体—水的机械运动,不是分子的运动,故B错误;
C、风扫落叶,是肉眼可见的宏观物体—落叶的机械运动,不是分子的运动,故C错误;
D、水波荡漾,是肉眼可见的宏观物体—水的机械运动,不是分子的运动,故D错误。
故选:A。
【点评】无论是液体还是固体,它们的分子在永不停息地做无规则运动,分子运动是肉眼看不见的,要把它与物体的机械运动区别开来。
4.(2023秋 海曙区期末)香烟的烟雾中含有四千多种化学物质,大多属于有害物质。专家多方求证,非吸烟者吸“二手烟”比直接吸烟者危害更大。造成非吸烟者在公共场所吸“二手烟”的原因之一是(  )
A.分子之间存在空隙
B.分子处于不停地运动之中
C.分子的质量很小
D.分子的体积很小
【分析】根据分子的基本特征:分子质量和体积都很小;分子之间有间隔;分子是在不断运动的;同种物质的分子性质相同,不同物质的分子性质不同,结合事实进行分析判断即可。
【解答】解:从微观上看,造成非吸烟者在公共场所吸“二手烟”的主要原因是烟气中含有的分子是在不断地运动的,向四周扩散,使非吸烟者被动吸入二手烟而危害健康,故B正确。
故选:B。
【点评】本题难度不大,掌握分子的基本性质及利用分子的基本性质分析和解决问题的方法是解答此类题的关键。
三.内能的概念(共2小题)
5.(2023秋 越城区校级期中)收集和识别证据是科学探究的重要任务,下列实验观察到的现象能成为对应观点只能根据的是(  )
A.CO2与NaOH发生了反应
B.甲烷中含碳元素
C.机械能守恒
D.食物含有内能
【分析】A.根据氢氧化钠和碳酸钠溶液都呈碱性分析;
B.根据澄清石灰水证明二氧化碳生成及化学反应前后元素种类不变分析;
C.根据滚摆滚动过程中机械能减小分析;
D.根据实验证明化学能转化为内能分析。
【解答】解:A.氢氧化钠和碳酸钠溶液都呈碱性,都能使酚酞变红,利用酚酞溶液不能验证二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,不符合题意,故A错误;
B.在甲烷火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯,可验证甲烷燃烧生成二氧化碳,由反应前后元素种类不变可证明甲烷中含碳元素,符合题意,故B正确;
C.该实验可证明能量的转化,滚摆最后会停止,机械能减少,所以不能证明机械能守恒,不符合题意,故C错误;
D.实验现象只能说明化学能转为成内能,不能证明食物含内能,不符合题意,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了化学反应中能量的变化、质量守恒定律及其应用、碱的化学性质、能量的转化方式等相关知识,掌握学科基础知识即可解答。
6.(2023秋 宁波期末)目前,各地十分关注空气质量,主要是PM2.5值走高,PM2.5是指空气中直径小于2.5μm的颗粒物,其浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后会进入血液对人体形成危害,下列关于PM2.5的说法中正确的是(  )
A.温度低于0℃,PM2.5不具有内能
B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C.颗粒之间存在分子的相互作用力
D.PM2.5是由大量分子组成的
【分析】(1)组成物质的所有分子动能与分子势能的和统称为物体内能;
(2)组成物质的分子永不停息地做无规则的热运动;
(3)物质是由分子组成的,PM2.5是微小物体,不是分子,不能说分子无规则运动。
【解答】解:A、环境温度低于0℃时,分子在不停地做无规则运动,PM2.5内能不为零,故A说法错误;
B、PM2.5是固体小颗粒,不是分子,PM2.5在空气的运动不属于分子热运动。故B说法错误;
C、PM2.5是指直径等于或者小于2.5微米的固态颗粒物,不是分子,PM2.5在空气中运动,不属于分子无规则运动,属于机械运动,故C说法错误;
D、物质是由分子组成的,PM2.5是指直径等于或者小于2.5微米的固态颗粒物,所以PM2.5是由大量分子组成的,故D说法正确。
故选:D。
【点评】知道PM2.5是固体小颗粒,是分子团,而不是分子;组成物质的分子不停地作无规则热运动,物体的内能不可能为零,是解题的关键。
四.改变物体内能的两种方式(共9小题)
7.(2022 萧山区自主招生)如图所示,在空可乐瓶内滴一滴酒精,用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口,再用打气筒通过气门芯向瓶内打气。当瓶内气压达到足够大时,塞子将从瓶口冲出,且原来透明的瓶内充满了白雾,这一实验现象表明(  )
A.气体对外界做功,瓶内温度升高,内能减少
B.外界对气体做功,瓶内温度升高,内能增加
C.气体对外界做功,瓶内温度降低,内能减少
D.外界对气体做功,瓶内温度降低,内能增加
【分析】(1)首先要明确白雾的状态,然后再分析其形成原因。
(2)从发生的物理过程结合内能的改变方法来分析瓶内空气内能的改变。
【解答】解:雾是小液滴,它是由酒精蒸气的液化而形成的。其具体过程是:瓶内的气体压强增大到一定程度,对瓶塞做功,将瓶塞打出,气体对外做功,将内能转化为机械能,气体的内能减少,温度降低,瓶中的酒精蒸气遇冷液化而形成白雾。
故选:C。
【点评】白雾的形成是在气体对外做功的前提下出现的,因此气体对外做功是此题的突破口。这是一个典型的对外做功,内能减少的例子,要记住如何解释这种现象的出现。
8.(2022秋 鄞州区期末)礼花喷射器原理如图所示。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击,将纸管里填充的礼花彩条喷向高处,营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中,下列说法正确的是(  )
A.压缩气罐内的气体内能增加
B.该过程相当于汽油机中的做功冲程
C.压缩气罐内气体冲出时,分子的热运动加剧
D.彩条喷向高处是通过热传递获得能量的
【分析】(1)对物体做功,物体内能增加,温度升高,物体对外做功,物体内能减小,温度降低。
(2)汽油机的做功冲程中内能转化为机械能;压缩冲程中将机械能转化为内能;
(3)分子的热运动与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈;
(4)改变物体内能的两种方式:做功和热传递。
【解答】解:AB、在喷出礼花彩条的过程中,压缩气罐内的气体对外做功,内能减小,将内能转化为机械能,该过程相当于汽油机中的做功冲程,故A错误、B正确;
C、压缩气罐内气体冲出时,内能减小,温度降低,分子的热运动变慢,故C错误;
D、彩条喷向高处是通过做功获得能量的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了四冲程的能量改变、改变物体内能的方式、分子热运动,属于基础题。
9.(2024 宁波自主招生)图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中(  )
A.气体对外界做功,气体内能增大
B.外界对气体做功,气体内能减小
C.气体对外界做功,气体内能减小
D.外界对气体做功,气体内能增大
【分析】做功可以改变物体的内能,对物体做功,内能增大,温度升高;物体对外做功,内能减小,温度降低。
【解答】解:由题意可知,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中,压缩密闭的空气,对气体做功,使气体的内能增大,温度升高。
故选:D。
【点评】了解做功可以改变物体的内能,并结合图中的应用判断是如何做功的,以及内能的变化情况如何。
10.(2024 临平区校级模拟)在科学发展不同时期,人们对“热”有不同的认识。
材料一:18世纪末,普利斯特利在实验的基础上提出了“热质说”,认为热是一种称为“热质”的物质,是一种无质量的气体。
材料二:19世纪中期,焦耳提出:自然界不存在热质,热只是一种能量的形式,其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热,导体通电也会产生热。
材料三:焦耳利用如图装置进行实验,重物下降通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动,使容器中的水的热能增大,温度升高,并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验,最终确认热与其它能量之间的转换关系。
(1)普利斯特利认为,自然界热质的总量不变,热质会由高温物体流到低温物体。从能量变化属性上分析,依靠  热传递 方式改变了物体的内能。
(2)焦耳实验中,重物做功使水温升高。将水改为等质量的水银,重复相同实验,水银升高更高的温度,这是由于  水银的比热容较小 。
(3)焦耳的实验中存在多处摩擦,其中一处的摩擦力增大有利于提高实验的精确度,此处为  叶轮处 (填“定滑轮”、“转轴处”或“叶轮处”)。
【分析】(1)改变内能的方式包括做功和热传递;
(2)水的比热容较大,与质量相等的其它物质相比,吸收相同的热量,水升高的温度低;
(3)根据实验装置图分析回答。
【解答】解:(1)热质会由高温物体流到低温物体,这是依靠热传递方式改变了物体的内能;
(2)忽略误差不计,重物做的功转化为水和水银的内能相等,即Q水吸=Q水银吸,由于水和水银的质量相等,水银升高更高的温度,说明c水>c水银,即水银的比热容较小;
(3)由实验装置图可知,叶轮克服与液体之间的摩擦做功转化为液体的内能,如果增大此处的摩擦,重物做的功转化为液体的内能将增大,即可提高实验精确度,故该摩擦力为叶轮与液体之间的摩擦力。
故答案为:(1)热传递;(2)比热容;(3)叶轮处。
【点评】此题考查了对“热”的认识历程,体现了人们对科学的探索精神。
11.(2024 宁波模拟)某兴趣小组的同学用图甲、乙所示的装置探究“改变物体内能的方式”。图甲在试管中先加入适量水,用橡皮塞密封试管,然后用酒精灯加热。图乙向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器采集的数据,电脑处理后得到如图丙所示的图像。
(1)图甲中橡皮塞未弹出时,使试管内气体内能改变的方式是  热传递 。
(2)图丙中AB段对应发生情况与图中热机  B 冲程相似。
(3)图丙中BC段温度下降的原因是  气体的内能转化为橡皮塞的机械能 。
【分析】(1)改变物体内能的方法:做功和热传递;
(2)内燃机的做功冲程中内能转化为机械能,压缩冲程中,机械能转化为内能。
【解答】解:(1)橡皮塞未弹出时,试管内气体吸收热量,内能变大,是通过热传递的方式增加内能的;
(2)使用打气筒向烧瓶内打气,压缩气体做功,机械能转化为内能,使得打气筒内气体的内能变大;
A是吸气冲程,没有能量的转化;B是压缩冲程,机械能转化为内能;C是做功冲程,内能转化为机械能,D是排气冲程,没有能量的转化,所以图丙中AB段对应发生情况与图中热机B冲程相似;
(3)图丙中BC段,气体对外做功,使得本身的内能减小,温度下降,气体的内能转化为橡皮塞的机械能。
故答案为:(1)热传递;(2)B;(3)气体的内能转化为橡皮塞的机械能。
【点评】本题考查了内能的变化、内燃机的工作冲程,属于基础题。
12.(2024 宁波模拟)如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是(  )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低
C.蒸汽推动小船前进,小船的动能增大,重力势能不变
D.蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同
【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。
(2)物体对外做功,内能减少,温度降低。
(3)动能与质量和速度有关;重力势能与质量和高度有关。
(4)蒸汽船前进与内燃机的做功冲程相同。
【解答】解:A、加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能,故A正确;
B、吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低,故B正确;
C、蒸汽推动小船前进,水蒸气的质量减小,速度增大,小船的动能增大,重力势能变小,故C错误;
D、蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查的是改变物体内能的方式;知道影响内能、动能、重力势能大小的因素;知道热机的基本原理。
13.(2024 宁波模拟)宁波的立夏节气有煮茶叶蛋、拄茶叶蛋(两人各拿一只蛋轻轻碰到后一起用力使其中一只蛋壳挤破的游戏)的习俗。下列说法正确的是(  )
A.煮熟鸡蛋是通过做功的方式增大鸡蛋的内能
B.相互拄蛋的过程,蛋壳破碎的茶叶蛋受到的压力大
C.蛋清从白色变成褐色的原因是发生了扩散现象
D.茶叶蛋在汤中越泡越咸,说明分子运动剧烈程度与温度无关
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(2)根据力的作用的相互性分析解答;
(3)不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象说明分子在做无规则运动,且分子之间有间隙;
(4)分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
【解答】解:A、鸡蛋在煮熟的过程中吸收热量,是通过热传递的方式改变内能的,故A错误;
B、根据力的作用的相互性可知,相互拄蛋的过程,两个茶叶蛋受到的压力相等,故B错误;
C、蛋清从白色变成褐色的原因是发生了扩散现象,这说明分子在不停地做无规则运动,故C正确.
D、茶叶蛋在汤中,由于汤的温度高,茶水分子和盐水分子的运动程度加剧,进入蛋中的盐分子就越多,因此越泡越咸,可知分子运动剧烈程度与温度有关,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的是分子动理论的应用、改变内能的方法,以及压力的概念等,属基础知识的考查。
14.(2024 瑞安市模拟)如图为做功改变物体内能的改进实验,当往瓶内推活塞,会看到温度显示器的温度发生变化,下列有关此过程中的说法正确的是(  )
A.活塞对瓶内气体做功,温度显示器上的温度降低
B.活塞对瓶内气体做功,温度显示器上的温度升高
C.瓶内气体对活塞做功,温度显示器上的温度降低
D.瓶内气体对活塞做功,温度显示器上的温度升高
【分析】做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体的内能增加,物体对外做功,物体的内能减少。
【解答】解:在向内推动活塞的过程中,活塞压缩气体做功,空气内能增加,温度升高,所以温度显示器上的温度升高,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了做功改变内能以及能量转化的有关知识,难度不大。
15.(2023秋 新昌县期末)下列改变内能的方式与其他三种不同的是(  )
A.钻木取火 B.锅被烧热
C.锅盖被顶开 D.搓手取暖
【分析】改变内能的方式有做功和热传递,其中做功改变物体内能的实质是能量的转化,热传递改变物体内能的方式是能量的转移。
【解答】解:A、钻木取火时,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使木头的温度升高、内能增大,是通过做功改变内能;
B、锅被烧热,锅吸收热量,温度升高、内能增大,是通过热传递改变物体内能;
C、锅盖被顶开,内能转化为机械能,通过做功改变内能;
D、搓手取暖,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,是通过做功改变内能;
综上所述,选项B与其他选项改变物体内能的方式不同。
故选:B。
【点评】此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别,是一道基础题。
五.温度、热量与内能的关系(共3小题)
16.(2023秋 义乌市校级月考)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是(  )
A.温度高的物体内能一定大
B.物体的温度越低,所含的热量越少
C.物体吸收了热量,其温度不一定升高
D.物体的内能增大,一定是外界对其做了功
【分析】在热传递过程中传递内能的多少叫热量,热量是个过程量;热传递的条件是:物体之间存在着温度差;内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和,温度是表示物体冷热程度的物理量。了解这三个物理量的概念与联系,再结合改变物体内能的方法有做功和热传递,可对各选项依次做出分析。
【解答】解:A、内能的大小除了跟温度有关,还跟质量和物质的种类有关,故温度高的物体内能不一定大,故选项说法错误;
B、热量是一个过程量,不能用含有热量一描述其多少,故选项说法错误;
C、晶体的熔化过程中,继续吸收热量,但是温度不变,故选项说法正确;
D、物体的内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故该选项说法错误。
故选:C。
【点评】在分析温度、内能、热量的关系时,除了明确三者的概念外,还要注意晶体熔化、晶体凝固、液体沸腾这几个特殊例子。
17.(2024 钱塘区三模)跨年夜杭州多地上演非遗打铁花,主要过程是将生铁烧至1600℃以上化成铁水,一人舀起铁水抛向空中,另一人则用力击打空中的铁水,瞬间铁花四溅,下列说法正确的是(  )
A.铁水在空中飞舞的过程中内能增大
B.铁水向上飞起过程中机械能不变
C.涉及到的物态变化过程有熔化、凝固
D.铁水凝固过程中所含热量不变
【分析】(1)内能的大小与温度、质量、状态等因素有关;
(2)机械能包括动能和势能,运动的物体具有动能;被举高的物体具有重力势能;
(3)晶体在熔化过程中温度不变,持续吸热,内能增大;
(4)热量是一个过程量。
【解答】解:A、铁水在空中飞舞的过程中温度降低,内能减小,故A错误;
B、铁水向上飞起过程中,铁水的质量不变,速度减小,动能减小;高度增加,重力势能增大,因铁水向上飞起过程中需克服空气阻力做功,造成动能的减小量不等于重力势能的增加量,所以机械能减小,故B错误;
C、铁属于晶体,因此铁在被加热熔化成铁水过程中温度不变,持续吸热,内能增大,故C正确;
D、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了机械能的概念、温度、热量与内能的关系以及晶体熔化的特点等知识,属于基础知识考查。
18.(2023秋 慈溪市期末)关于温度、热量、内能,以下说法正确的是(  )
A.0℃的冰没有内能
B.冰熔化时虽然温度保持不变,但它的内能增加
C.物体的温度越高,所含的热量越多
D.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
【分析】(1)任何物体在任何温度下都具有内能。
(2)晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加;
(3)热量是一个过程量,只有热传递过程中才能谈热量,物体在一种状态下不能谈热量。
【解答】解:A、任何物体在任何温度下都具有内能,0℃的冰也有内能。故A错误。
B、冰是晶体,晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加,故B正确;
C、描述热量的术语只能用”吸收”或“放出“,不能用“具有、所含”,故C错误;
D、内能的大小与物体的质量、状态和温度都有关系,所以单凭温度不变,不能确定物体的内能就不变,故D错误。
故选:B。
【点评】热量和内能的区别:热量只有在热传递过程中,物体才吸收或放出热量,物体在一种状态下不能说物体含有热量;内能是一个状态量,物体在任何状态下都具有内能。
六.热机(共2小题)
19.(2021秋 拱墅区校级期中)汽油机是热机中的一种,如图所示是汽油机的 做功 冲程,已知某型号汽油机效率是25%,在汽油机内完全燃烧2kg汽油放出的热量通过汽油机的转化能对外做 2.5×107 J的有用功(汽油的热值为5×107J/kg)
【分析】(1)四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能。
(2)根据热值公式Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的热量,再根据热机效率公式计算出有用功。
【解答】解:(1)根据图中冲程中火花塞点火和活塞向下移动的特点,可以判断这个冲程是做功冲程,此冲程是将内能转化为机械能;
(2)完全燃烧2kg汽油放出的热量:
Q=mq=2kg×5×107J/kg=1×108J;
对外做的有用功为:W=Qη=1×108J×25%=2.5×107J;
故答案为:做功;2.5×107。
【点评】该题考查了对内燃机的四个冲程、热值公式和热机效率知识的理解和应用;要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。
20.(2021秋 上城区校级期中)今年春节期间上映的一部被称为中国科幻电影里程碑的作品——《流浪地球》,影片讲述了在不远的将来,太阳急速衰老膨胀,地球面临被吞没的灭顶之灾。为拯救地球,人类在地球表面建造了上万座行星发动机,以逃离太阳系寻找新的家园,地球和人类就此踏上预计长达2500年的宇宙流浪之旅。影片一上映,便引发了强烈的反响。
(1)影片中地球需要逃高太阳系寻找新的家园。在地球离开太阳系后,下列情况不可能发生的有  ACD 。
A.地球上的物体不再受到重力的作用
B.地球上没有了昼夜交替现象
C.地球表面温度降低到零下300℃以下
D.地球上夜空再也看不到星星
(2)在影片中流浪的地球在经过木星时,为了摆脱木星强大的吸引力,人们点燃了木星上的氢气。写出氢气燃烧的化学方程式  2H2+O22H2O 。
(3)若某汽油机飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每分钟对外做功  900 次。如图所示汽油机处于  压缩 冲程。有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程,成为六冲程汽油机,也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水,水在气缸内汽化成水蒸气,水蒸气膨胀对外做功,这种汽油机一个工作循环有六个冲程,做功  2 次,这种汽油机这样设计的目的是提高热机的效率。
【分析】(1)地球对地球周围的物体存在引力,昼夜交替现象是地球的自转产生的,在地球环境未发生巨大变化的情况下,地球依然是一个适合人类生活的星球,地球上看到的星星多数是宇宙太空中的恒星,距离我们非常遥远;
(2)氢气与氧气反应生成水;
(3)内燃机的一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次;
根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向,再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程;
六冲程汽油机,多了一个水蒸气对外膨胀做功的过程,充分利用了汽油机工作后的余热,提高了热机的效率。
【解答】解:(1)A、在地球离开太阳系后,由于存在地球引力,依然能吸引住周围的物体,故地球上的物体仍受到重力的作用,故A正确;
B、由于行星发动机推动地球离开太阳系,地球沿一个方向运动时不能继续自转,所以地球上没有昼夜交替现象是可能发生的,故B错误;
C、地球离开太阳系,地球表面温度降低,但不会达到低于绝对零度的零下300℃以下,故C正确;
D、地球离开太阳系,地宇宙中恒星很多,距离地球很遥远,这些星星在地球上仍可看到,故D正确;
故选:ACD;
(2)氢气燃烧的化学方程式:2H2+O22H2O;
(3)因为汽油机的一个工作循环,飞轮转两周,对外做功一次,所以该汽油机飞轮转速是1800r/min,则该汽油机每分钟内对外做功900次;
图中的气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程;
从题目中所给的信息可以知道在排气冲程后,又做了一次功,所以比原有的四冲程汽油机多做一次功,因此六冲程中共做功2次。
故答案为:(1)ACD;(2)2H2+O22H2O;(3)900;压缩;2。
【点评】本题考查了化学反应方程式的书写、地球与宇宙和热机等相关知识考查的填空题,试题难度适中,解答时注意信息的应用和分析。
七.燃料的热值(共6小题)
21.(2024秋 浙江月考)中国海军公布的“鹰击﹣21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图,如果把大气层边缘看作水面,导弹飞行时就像在水面上“打水漂”,因此它突防能力强,难以拦截。下列说法正确的是(  )
A.导弹所用的燃料需要具有较大的比热
B.导弹发射时,将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C.导弹与大气剧烈摩擦,通过做功的方式使其表面温度急剧升高
D.导弹从起飞点到攻击点飞行过程中,a点的机械能最大
【分析】(1)单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值,燃料的热值越高,在质量相同时,完全燃烧时放出的热量越大;
(2)燃料燃烧时化学能转化为内能;
(3)导弹在穿越大气层时,需要克服空气摩擦做功;
(4)导弹进入大气层过程中需要克服空气摩擦做功,部分机械能转化为内能,因此机械能逐渐变小。
【解答】解:A、导弹飞行时需要大量的能量,因此所用的燃料需要具有较高的热值,故A错误;
B、导弹升空,通过燃料燃烧把化学能转化为内能,气体膨胀做功,把内能转化为机械能,故B正确;
C、导弹与大气剧烈摩擦产生热量,通过做功的方式使其表面温度急剧升高,故C正确;
D、导弹进入大气层过程中需要克服空气摩擦做功,部分机械能转化为内能,因此机械能逐渐变小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了能量的转化与转移和机械能的守恒等知识,属于基础题。
22.(2022秋 象山县期末)2022年11月29日,长征二号F遥十五运载火箭托举神舟十五号载人飞船升空。下列说法正确的是(  )
A.燃料在燃烧过程中热值不断增大
B.太空中的温度很低,飞船的内能可能为零
C.火箭可选用液态氢作为燃料,是因为氢的比热容较大
D.加速上升的过程中,飞船的动能增大,重力势能也增大
【分析】(1)热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关;
(2)任何物体在任何情况下都具有内能;
(3)氢具有较大的热值,和其他燃料相比,完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量;
(4)动能大小跟质量、速度有关;质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大;
重力势能大小跟质量、高度有关;质量一定时,高度越高,重力势能越大;高度一定时,质量越大,重力势能越大。
【解答】解:A、热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,因此燃料在燃烧过程中热值不变,故A错误;
B、虽然太空中的温度很低,飞船的内能不可能为零,因为任何物体在任何情况下都具有内能,故B错误;
C、火箭可选用液态氢作为燃料,主要是因为氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的氢可以释放出更多的热量,故C错误;
D、加速上升的过程中,飞船质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了能量的转化、热值的概念以及内能等知识,是一道基础题。
23.(2024 宁波模拟)“围炉煮茶”近年来成为一种新颖、时尚的生活方式。小科发现煮茶过程中蕴含着丰富的科学知识,下列说法不合理的是(  )
A.炉中的木炭在燃烧过程中热值不变
B.壶嘴冒出的“白气”是汽化形成的现象
C.茶香扑鼻是因为分子在不停地做无规则运动
D.沸腾时盖子顶起能量转化和热机的做功冲程相同
【分析】(1)热值的大小只与燃料的种类有关;
(2)“白气”是水蒸气遇冷液化形成的;
(3)组成物质的分子不停地做无规则的运动,扩散现象能说明了分子在不停地做无规则运动;
(4)做功可以改变物体的内能,当对物体做功时,机械能转化为内能,当物体对外做功时,内能转化为机械能;热机的做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】解:A、热值的大小只与燃料的种类有关,与燃烧情况、燃料的质量无关,所以木炭在燃烧过程中热值不变,故A正确;
B、水沸腾时壶口冒出的“白气”,即高温水蒸气遇到外部较冷的空气液化而成的小水滴,故B错误;
C、茶香扑鼻是茶分子扩散的结果,表明分子不停无规则运动,故C正确;
D、水烧开时,壶盖被水蒸气顶起,水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,与热机的做功冲程相同,故D正确。
故选:B。
【点评】本题通过日常生活中的现象,考查物理知识与生活实际相联系的应用,是一道好题。
24.(2023秋 诸暨市校级月考)中国载人航天工程再次传来好消息:
(1)2023年10月24日神舟十七号载人飞船由长征二号F运载火箭成功发射升空。火箭燃料要求质量小而放出的热量多,使用液氢作为燃料就是利用它  热值大 的特性。
(2)2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,表面温度急剧升高,这是通过  做功 的方式改变内能。
【分析】(1)热值是表示燃料燃烧放出热量多少的物理量,质量相同的燃料,热值越大,则放出的热量越多;
(2)改变内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移。
【解答】解:(1)火箭燃料要求质量小而放出的热量多,使用液氢作为燃料就是利用它热值大的特性。
(2)返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,表面温度急剧升高,这是通过做功的方式改变内能。
故答案为:( 1 )热值大;(2)做功。
【点评】此题考查了物体内能的改变方法及燃料的热值,属于基础知识。
25.(2024秋 浙江月考)氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点,其热值为q氢=1.4×108J/kg。求:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)用这些热量给质量为400kg,温度为15℃的水加热(不计热量损失),水的末温是多少摄氏度?已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg ℃)。
(3)某氢能源汽车以1.4×105W的恒定功率做匀速行驶,如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功,能使该汽车匀速行驶多长时间?
【分析】(1)根据Q=mq求出这些燃料完全燃烧放出的热量;
(2)由题知Q吸=Q放,再利用Q吸=cmΔt求水升高的温度和末温;
(3)根据效率公式求出汽车做的功,利用功率公式计算时间。
【解答】解:(1)0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:Q放=mq氢=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J;
(2)水吸收的热量:Q吸=Q放=4.2×107J,
由Q吸=cmΔt得水升高温度:Δt===25℃;水的末温为:t'=15℃+25℃=40℃
(3)由题知汽车所做的功:W=ηQ放=50%×4.2×107J=2.1×107J,
由P=得汽车行驶时间:t===150s。
答:(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量;
(2)水的末温是40℃;
(3)这些热量能让该汽车匀速行驶150s。
【点评】本题考查学生对燃料完全燃烧放出热量公式和吸热公式、功率公式的掌握和运用,此类型的题目需要根据实际情况具体分析。
26.(2024 慈溪市一模)2020年6月23日,我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星!收官之星,组网圆梦。长征系列火箭使用液态氢作燃料,主要是由于该燃料(  )
A.比热容大 B.热值大 C.密度大 D.内能大
【分析】热值是燃料的一种特性;在完全燃烧相同质量的不同燃料时,热值越大的燃料燃烧释放出的热量越多。
【解答】解:
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
故选:B。
【点评】本题考查了对热值概念及特性的了解,是一道基础题。
八.比热容的概念及其计算(共5小题)
27.(2024 舟山三模)炎炎夏日,气温节节上升,温度计内水银柱慢慢升高,此过程中水银的(  )
A.质量变大 B.密度变小
C.内能变小 D.比热容变大
【分析】物体的质量、物质的比热容与温度无关,物质的密度、内能与温度有关。
【解答】解:A、物体所含物质多少叫做物体的质量,质量大小与温度无关,所以A不正确;
B、温度升高,水银质量不变,体积变大,根据ρ=可知密度变小,所以B正确;
C、内能的大小与物体的质量和温度有关,在质量一定时,温度越高,其内能越大,所以C不正确;
D、比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与吸放热的多少、质量、体积、温度的大小都没有关系,所以D不正确。
故选:B。
【点评】本题考查了温度对物理量的影响,属于基本的物理知识,平时要注意掌握和积累。
28.(2023秋 鹿城区校级月考)水的比热是4.2×103J/(kg ℃),为了测量某未知液体的比热大小,小科分别称取了相同质量的水和某液体,在初温相同的条件下,利用如图所示装置在水浴中加热。
(1)做功和热传递是改变物体内能的两种途径。本实验中,液体内能增加的途径是  热传递 。
(2)加热相同时间后,小科观察到温度计甲的示数上升了15℃温度计乙的示数上升了30℃。由此可知,此未知液体的比热是  2.1×103 J/(kg ℃)。
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能,热传递是内能的转移,做功是能量的转化;
(2)加热相同时间后,水和液体吸收的热量相同,根据Q吸=cmΔt计算未知液体的比热。
【解答】解:(1)本实验中,液体吸收热量,内能增加,液体内能增加的途径是热传递;
(2)加热相同时间后,水和液体吸收的热量相同,即Q水吸=Q液体吸,
c水mΔt水=c液体mΔt液体,
则未知液体的比热为:c液体===2.1×103J/(kg ℃)。
故答案为:(1)热传递(2)2.1×103。
【点评】本题考查了改变物体内能的方式、比热容的有关知识,并考查控制变量法和转换法的使用,是一道综合题。
29.(2024 宁波自主招生)在相同的加热条件下,对质量为m1、比热容为c1的物质A和质量为m2、比热容为c2的物质B均匀加热,物质A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示.根据图象分析可推断出正确的结论是(  )
A.若c1=c2,则m1<m2 B.若cl>c2,则m1>m2
C.若ml=m2,则cl<c2 D.若m1<m2,则cl>c2
【分析】根据比热容的定义和热量公式结合图像进行分析。
【解答】解:加热方式相同,加热相同时间,即物质A、B吸收的热量相同,由图象可知:吸收热量相同时,B的温度变化值大,所以根据Q吸=cmΔt得:cm=知:c1m1>c2m2,
A、若c1=c2,则m1>m2,故A错误;
B、若c1>c2,则无法判断得到m1>m2,故B错误;
C、若m1=m2,可以得到c1>c2,故C错误;
D、若m1<m2,则c1>c2,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了对比热容的理解及结合图像分析的能力。
30.(2024 宁波自主招生)有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了Δt.把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了Δt,则甲球比热c甲和乙球比热c乙大小的关系是(  )
A.c甲>c乙
B.c甲<c乙
C.c甲=c乙
D.以上三种情况都有可能
【分析】甲、乙两球,先后投入到同一杯水中,甲、乙物体吸收热量、温度升高,水放出热量、温度降低;
由题知,两次水降低的温度相同,也就是水放出的热量相同,甲、乙两球吸收的热量相同;
而甲、乙两球的质量相等、初温相同,经吸热后,乙球的末温比甲球的末温低Δt;
由上述分析可知,质量相同的甲、乙两球,吸收相同的热量,乙球升高的温度少,所以乙球的比热容大。
【解答】解:先后将甲、乙两球投入到同一杯水中,水降低的温度相同,水放出的热量相同,
∵由题知,Q吸=Q放,
∴甲、乙两球吸收的热量相同,
而乙球比甲球少升高了Δt,即乙球的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲、乙两球,吸收相同的热量,乙球升高的温度少,所以乙球的比热容大。
故选:B。
【点评】本题考查了比热容的概念、热平衡方程、热量公式,能确定甲、乙两球的末温关系是本题的关键。
31.(2023 拱墅区校级一模)在杭州,已知与太阳垂直的表面积上接收到太阳能的辐射功率均为k=1.2×103瓦/米2.一个太阳能热水器,控制其接受太阳光垂直照射的面积始终为2米2,设太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%.太阳能热水器内的水的质量为100千克,水的初温为20℃,经过t时间后上升到30℃.(c水=4.2×103J/(kg ℃)请计算:
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量时多少焦耳?
(2)使水由20℃升温到30℃所用时间t是多少秒?
【分析】(1)已知水的质量与初末温度,由热量公式可以求出水所吸收的热量。
(2)太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%.已知太阳垂直的表面积上接收到太阳能的辐射功率均为k=1.2×103瓦/米2,可求太阳能,再根据W=Pt可求时间。
【解答】解:
(1)太阳能热水器内的水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(30℃﹣20℃)=4.2×106J;
(2)已知太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%,则接收的太阳能:
W===8.4×106J,
由P=可得,水由20℃升温到30℃所用时间:
t====3500s。
答:(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量时4.2×106J;
(2)使水由20℃升温到30℃所用时间t是3500s。
【点评】本题考查了求水吸收的热量、单位时间单位面积上的太阳能,应用热量公式即可正确解题。
九.热量的计算(共5小题)
32.(2024 余姚市校级四模)甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见,于是他们对此展开研究。他们从网上查到,雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比,与雨滴下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例系数,是个定值),雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形,其半径为r,密度为ρ,比热为c,球的体积为。(注:所有结果均用字母表示)
(1)半径为r的雨滴重力为  πr3ρg 。
(2)在接近地面时,大雨滴的下落速度  大于 小雨滴的下落速度(选填“大于”“等于”“小于”)。
(3)假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中,重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,则雨滴的温度升高了多少?
【分析】(1)已知雨滴的半径,可求其体积,然后利用密度公式计算质量,再根据重力公式计算重力;
(2)雨滴接近地面时可看做匀速直线运动,空气阻力与重力平衡,据此列出等式求解;
(3)根据重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,利用W=Gh=mgh,Q=cmΔt列出等式,联立求解。
【解答】解:(1)雨滴的体积:V=πr3,
则根据ρ=得,其质量m=ρV=πr3ρ,
故重力G=mg=πr3ρg;
(2)雨滴接近地面时可看做匀速直线运动,故f=G,
因为f=kSv2=kπr2v2,G=πr3ρg,
所以,kπr2v2=πr3ρg,
化简得,v=,
又因为k、ρ、g均为定值,
所以,r越大,速度越大,
即在接近地面时,大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。
(3)设雨滴的质量为m,
因为重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,即W=Q,
又因为W=Gh=mgh,Q=cmΔt,
所以,mgh=cmΔt,
则Δt=.
答:(1)πr3ρg;(2)大于;推理过程详见解答;(3)雨滴的温度升高了。
【点评】此题考查重力、功和热量的计算,综合性强,关键是正确理解题意,充分利用好重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能、雨滴接近地面时可看做匀速直线运动等条件。
33.(2024 宁波自主招生)甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为25℃和75℃,现将一温度为65℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到45℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后乙容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化)(  )
A.65℃ B.60℃ C.55℃ D.50℃
【分析】(1)首先利用金属球放入25℃的水中时,两者发生热传递,根据两者温度的变化,利用热平衡方程确定水的质量与比热容的乘积和金属球的质量与比热容的乘积的比值关系。
(2)利用推导出的水的质量与比热容的乘积和金属球的质量与比热容的乘积的比值关系,结合第二次热传递求出乙容器中水的温度。
【解答】解:
①当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q金=Q水。
设金属球的质量为m金、比热容为c金、水的质量为m水、水的比热容为c水
则:Q金=m金×c金(65℃﹣45℃),Q水=m水×c水(45℃﹣25℃)
因为:Q金=Q水
所以:m金×c金(65℃﹣45℃)=m水×c水(45℃﹣25℃)
化简得:=;
②当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q水=Q金。
由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,所以仍设金属球的质量为m金、比热容为c金、水的质量为m水、水的比热容为c水,此时两者共同的温度为t℃
则:Q水=m水×c水(75℃﹣t℃),Q金=m金×c金(t℃﹣45℃)
因为:Q水=Q金
即:m水×c水(75℃﹣t℃)=m金×c金(t℃﹣45℃),
∴75℃﹣t℃=t℃﹣45℃
解得:t=60℃
故选:B。
【点评】(1)在此题中,通过前后两次是同一个球分别放入盛有质量相等的水的甲、乙两个容器中,可以得到很多不变的量。即在第一次热传递中的物理量,在第二次热传递中照样可以使用。这是解决此题的关键。
(2)在此题中,不能求出这种金属球的质量和比热容,利用整体代换的思想是解决此题的突破口。
34.(2022秋 永康市期末)植树造林既可以优化生态环境,又可以调节气温。假设10000米2的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×105焦,如果这些太阳能被初温为26℃、质量为50千克的干泥土全部吸收,可使这些干泥土的温度升高到多少摄氏度?
[干泥土的比热容为0.8×103焦/(千克 ℃)]
【分析】知道干泥土的质量、比热容、吸收的热量和初温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出干泥土升高到的温度。
【解答】解:由Q吸=cm(t﹣t0)可知,干泥土升高到的温度:t=+t0=+26℃=29℃。
答:可使这些干泥土的温度升高到29℃。
【点评】本题考查吸热公式的灵活运用,是一道基础题。
35.(2022 温州自主招生)现有三种不同液体A、B、C,它们的初温分别为15.0℃、25.0℃、35.0℃.若将A、B混合,末温为21.0℃;若将B、C混合,末温为32.0℃.那么,如果将A、C混合,末温为多少?(不考虑热损失)
【分析】将两种温度不同的液体混合,高温液体放出热量、温度降低,低温液体吸收热量、温度升高,不考虑热损失,则Q吸=Q放,三种液体两两混合,根据热平衡方程分别列出关系式求解。
【解答】解:
由题意,根据热平衡方程得:
AB混合时:cAmA(21.0℃﹣15.0℃)=cBmB(25.0℃﹣21.0℃),
即:cAmA×6℃=cBmB×4℃,
∴cBmB=cAmA,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
BC混合时:cBmB(32.0℃﹣25.0℃)=ccmc(35.0℃﹣32.0℃)
即:cBmB×7℃=ccmc×3℃,
∴cBmB=ccmc,﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得:
cAmA=ccmc,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
AC混合时:cAmA(t﹣15.0℃)=ccmc(35.0℃﹣t)
将③代入上式得:
=,
解得:t≈30.6℃。
答:将A、C混合,末温为30.6℃。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、放热公式、热平衡方程的掌握和运用,涉及到三种液体,物理量多、比较复杂,要细心!
36.(2021春 萧山区月考)随着人们生活水平的提高,越来越多的南方家庭采用“水地暖”进行取暖.其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温.当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表:
散热管\地面装饰层材料 陶瓷 塑料 木地板
聚乙烯(PE﹣RT) 136.6W/m2 103.5W/m2 93.5W/m2
聚丁烯(PB) 125.7W/m2 96.9W/m2 90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为2×103kg,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关?请写出一点即可。
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式Q=cm(t﹣t0)求水吸收的热量。
(2)由题知,家庭地面用木地、散热管材料为聚丁烯,由表中数据得出该家庭地面单位面积上的散热功率P,利用Q=PSt求该供暖系统每小时的散热量;
(3)从地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等方面回答。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2×103kg×(45℃﹣5℃)=3.36×108J;
(2)由题知,散热管材料为聚丁烯、装饰层材料用木地板时,该家庭地面单位面积上的散热功率P=90.0W/m2,
该供暖系统每小时的散热量:
Q=PSt=90.0W/m2×80m2×3600s=2.592×107J;
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关。
答:(1)水至少需要吸收3.36×108J的热量;
(2)该供暖系统每小时的散热量为2.592×107J;
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料有关。
【点评】本题以“水地暖”为物理情景,考查了热量的计算,同时考查了根据题目提供信息分析解决问题的能力,属于基础题目。
一十.四冲程内燃机的工作过程(共8小题)
37.(2023秋 义乌市校级月考)如图是汽油机工作时的四个冲程,下列说法错误的是(  )
A.一个工作循环中四个冲程的排列顺序是甲、丙、丁、乙
B.压缩冲程,机械能转化为内能
C.除了冲程丁外,其他冲程都是靠飞轮的惯性完成的
D.活塞在气缸内往复运动一次,该汽油机可以对外做功一次
【分析】(1)内燃机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;断冲程名称可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功;”进行分析;
(2)热机是把内能转化为机械能的装置;在内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其它三个冲程都靠飞轮的惯性完成;做功冲程中,内能转化为机械能;压缩冲程中,机械能转化为内能;
(3)只有做功冲程把内能转化为机械能,对外提供动力,其它三个冲程靠飞轮的惯性完成;
(4)在四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【解答】解:A、甲图中的进气门打开,活塞下行,故是吸气冲程;乙图中的排气门打开,活塞上行,是排气冲程;丙图中的气门关闭,活塞上行,故是压缩冲程;丁图中的气门关闭,活塞下行,火花塞打火,故是做功冲程;故排列顺序是甲、丙、丁、乙,故A正确;
B、在汽油机的工作过程中,压缩冲程中,活塞压缩气缸内气体做功,机械能转化为内能,故B正确;
C、只有做功冲程,即丁冲程,获得动力,其他冲程都是靠惯性运转的,故C正确;
D、在内燃机的一个工作循环中,活塞在气缸内往复运动2次,曲轴转动2周,做功1次,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了内燃机的四个冲程特点以及内燃机工作过程中的能量转化的理解,属于基础题。
38.(2024 舟山三模)为应对能源短缺和环境恶化,去年冬季我市新购一批电动公交车,车上的一些设施和做法与物理原理相对应,其中正确的是(  )
A.公交车启动时播放“请抓好扶手”,是为了防止由于惯性增大对人体造成伤害
B.公交车发动机工作时,在做功冲程中将机械能转化为内能
C.公共车内后门上方安装的摄像头利用了凸透镜成倒立、放大的实像原理
D.公交车的轮胎上有凹凸不平的花纹,是为了增大摩擦
【分析】(1)物体保持原来的运动状态不变的性质叫做惯性,惯性的大小与质量有关;
(2)内燃机在做功冲程中将内能转化机械能;
(3)摄像头是利用凸透镜的成像规律,物体在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立缩小的实像;
(4)摩擦力大小的影响因素:压力和接触面的粗糙程度;压力越小,接触面越光滑,摩擦力越小。
【解答】解:
A、人站在汽车上,当汽车开动前,人和车都处于静止状态,当汽车突然向前开动后,由于脚和车厢底面间的摩擦力作用,脚底随车一起向前运动,可是人的上身由于惯性还要保静止状态,所以会倾向后方,所以在车辆起动时“请抓好扶手”是为了防止惯性对人体造成伤害,故A错误;
B、内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能,故B错误;
C、摄像头是利用凸透镜的成像规律,物体在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立缩小的实像,故C错误;
D、公交车的轮胎上有凹凸不平的花纹,是为了增大接触面的粗糙程度,增大摩擦,故D正确。
故选:D。
【点评】掌握汽车上的物理知识,转弯时抓好扶手,摄像头的原理,轮胎上的花纹的作用,惯性的影响因素,即可正确解题。
39.(2024 上城区二模)图甲是热机的四个冲程,图乙试管中有20毫升水,由初温60℃加热至90℃,塞子弹起,试管口出现“白气”。(c水=4.2×103J/(kg ℃))。对此过程分析不合理的是(  )
A.试管口看到的“白气”是液态水
B.水吸收的热量为2520焦
C.塞子弹起时,试管内气体对外做功,内能减少
D.图乙塞子弹起时发生的能量转化与图甲中的②冲程相同
【分析】(1)水蒸气遇冷液化形成小水滴,这就是“白气”;
(2)先求出水的质量,再根据Q=cmΔt求出该物质吸收的热量;
(3)气体膨胀对外做功,将内能转化为机械能;
(4)根据气门的状态和活塞的运动方向判断是哪个冲程,再确定其能量转化情况。
【解答】解:A、试管口看到的“白气”是水蒸气遇冷液态形成的小水滴,故A正确;
B、水的质量:m=ρV=1g/cm3×20cm3=20g=0.02kg,
该物质吸收的热量是:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×0.02kg×(90℃﹣60℃)=2520J,故B正确;
C、塞子弹起时,试管内气体对外做功,内能减少,温度降低,故C正确;
D、图甲中的②气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,与图乙中塞子弹起时发生的能量转化不同,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了做功与内能的改变、液化现象、热量公式的应用、汽油机的冲程等,有一定综合性。
40.(2023秋 上城区期末)以下四幅图是热机工作的四个冲程,压缩冲程是(  )
A. B. C. D.
【分析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,根据两个气门的开关、活塞的运动方向可以确定每个冲程。
【解答】解:A、图中两个气门都关闭,活塞向上运动,因此是压缩冲程,故A符合题意;
B、图中排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,因此是排气冲程,故B不符合题意;
C、图中两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,因此是做功冲程,故C不符合题意;
D、图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,因此是吸气冲程,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】熟悉每个冲程的特征是识别冲程的关键,该题难度不大。
41.(2023 滨江区一模)关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是(  )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【分析】①内燃机的四个冲程中,压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功,将机械能转化为内能;做功冲程高温高压的燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能;
②内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,一切物体都有内能,内能的大小跟温度、质量、状态有关;
③热传递的条件是物体之间有温度差,高温物体将能量向低温物体传递,直至各物体温度相同;
④做功与热传递在改变物体的内能的效果上是等效的,但从能的转化观点来看它们的区别在于:做功是其他形式的能转化为内能,能量的形式没有变化;热传递则是内能在物体间发生转移。
【解答】解:
①做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动,将内能转化为机械能,故①正确;
②一切物体在任何温度下都具有内能,所以0℃的物体仍具有内能,故②错误;
③发生热传递的条件是:有温度差,所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体,故③错误;
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式,它们在改变内能能达到相同的效果,故④正确。
故选:C。
【点评】本题是一道热学综合题,主要考查学生对内能、热传递的条件及改变物体内能方法的理解,是中考的热点,热学的重点。
42.(2024 上城区校级三模)小金在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中,如图甲。在水蒸气含量较丰富的室内,打开塑料盒盖,向盒中滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后按动电火花发生器的按钮,在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功,看到的现象可能是  盒盖飞出 。在甲模型的基础上加以改进,可以制造出图乙的热机,此时是汽油机的  做功 冲程。该热机在实际工作中常选用水作冷却剂是因为  水的比热容大 。
【分析】(1)酒精燃烧时产生高温高压的气体对外做功,使盒盖飞出,燃气内能减少,温度降低,把燃气的内能转化为盒盖的机械能;
(2)由题意可知甲模型中将内能转化为机械能,再根据图乙,进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,火花塞处有火花,故此时是汽油机的做功冲程;
(3)水的比热容大,根据比热容公式可得,升高相同温度,水吸收热量更多。
【解答】解:(1)按动电火花发生器的按钮,塑料盒内的酒精剧烈燃烧,盒内气体膨胀,会看到盒盖飞出,在此过程中,酒精燃烧后的燃气的内能转化为盒盖的机械能;
(2)甲模型的基础上加以改进,可以制造出图乙的热机,由图乙可知,进气门和排气门关闭,活塞向下运动,火花塞处有火花,所以此时是汽油机的做功冲程;
(3)根据比热容公式,因为水的比热容大,相比其他物质,升高相同温度,水吸收的热量多。
故答案为:盒盖飞出;做功;水的比热容大。
【点评】本题考查了热机的能量转化、热机冲程及比热容的应用。
43.(2023 海曙区一模)汽油机是热机的一种,如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,该冲程为  做功 冲程,能量转化情况与  丙 (填“乙”或“丙”)图相同。
【分析】根据火花塞点火,活塞向下运动,进气门和排气门均关闭可判断此冲程的名称,根据甲图冲程的名称可确定此冲程能量的转化;图乙中,活塞压缩筒内气体,机械能转化为内能,使气体内能增加,温度升高;图丙中,高温水蒸气将塞子冲出时,将内能转化为机械能;对比三图所示情景的能量转化情况得出答案。
【解答】解:图甲所示冲程中,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,在此过程中,燃气的内能转化为活塞的机械能;
图乙中,活塞压缩筒内气体,机械能转化为内能,使气体内能增加,温度升高;
图丙中,高温水蒸气将塞子冲出时,将内能转化为机械能;对比三图所示情景的能量转化情况可知,图甲所示冲程的能量转化情况与丙图所示情景的能量转化相同。
故答案为:做功;丙。
【点评】本题考查做功改变内能的能量转化情况,常见题目。
44.(2023秋 江北区期末)喜欢思考的小宁用塑料矿泉水瓶进行了如下探究: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的两个冲程相似,这两个冲程是(  )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.吸气冲程和排气冲程
C.压缩冲程和做功冲程 D.做功冲程和排气冲程
【分析】四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,根据每个冲程的特点和能量转化情况来判断冲程的类型;工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:内能→机械能;③吸气冲程、排气冲程没有能量转化。
【解答】解:如图乙,扭转瓶子时,小明施加的外力压缩瓶内的气体,是机械能转化为内能,这一过程与四冲程内燃机的压缩冲程相似;当瓶盖被瓶内的气体冲出时,是瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似。
故选:C。
【点评】本题考查了四冲程内燃机的四个冲程的特点,正确解答的关键是对四个冲程特点的记忆和理解,属于基础题。
一十一.热机的效率(共5小题)
45.图甲是某四冲程汽油机工作时的能量流向图,图乙是其中一个冲程的示意图,则下列说法正确的是(  )
A.该汽油机的效率是60%
B.汽油机的效率越高说明做功越快
C.该冲程是压缩冲程
D.该冲程是内能转化为机械能的过程
【分析】(1)根据题中的信息算出汽油机的效率;
(2)功率是表示物体做功快慢的物理量;热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比;
(3)汽油机的四个冲程,可根据气阀和活塞的状态判断是哪个冲程;将机械能转化为内能的是压缩冲程,将内能转化为机械能的是做功冲程;压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的。
【解答】解:A、热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,由图知有用的机械能为35%,所以该汽油机的效率是35%,故A错误;
B、热机的效率越高说明用来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比大,做功越快是指功率大,功率和效率没有关系,故B错误;
CD、根据图示可知,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,气缸容积增大,因此是做功冲程,在做功冲程中将内能转化为机械能,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了热机的效率以及热机的工作过程因素,并且考查了热机效率与功率的区别,是一道基础题。
46.(2023秋 涪城区校级期末)小明在加油站看到普通汽车只要加92号汽油,而涡轮增压的车需要加95号汽油,通过查资料得知,汽油标号不同是因为汽油中的异辛烷(化合物)含量不同:汽油标号越高,越不容易在压缩冲程中爆燃。涡轮增压的汽车利用发动机排出的废气驱动涡轮旋转,将空气压缩后压入汽缸,使汽油获得更多氧气,燃烧更充分。下列说法正确的是(  )
A.95号汽油和92号汽油的热值一定相同
B.增压技术使汽缸内压强变大,压缩冲程中活塞对油气混合物做功更多,使之易爆燃
C.涡轮增压技术使汽油燃烧更充分,从而能提高汽油的热值
D.高温尾气仍含有较多热量,将这部分能量利用起来可以提高热机效率
【分析】A、不同型号汽油的热值不一定相同;
B、温度越高,燃料越易爆燃;
C、热值跟燃料的种类有关,跟燃料的质量,燃烧情况等无关;
D、设法利用废气的能量能提高热机的效率。
【解答】解:A、95号汽油和92号汽油的成分不同,热值不一定相同,故A错误;
B、增压技术使气缸内压强变大,压缩冲程中,活塞对油气混合物做功更多,油气混合物的温度越高,使之易爆燃,同时增加了氧气含量,使汽油燃烧更充分,增大了可利用的能量,可以提高热机效率,故B正确;
C、热值跟燃料的种类有关,跟燃料的质量,燃烧情况等无关,故C错误;
D、高温尾气仍含有较多能量,将这部分能量利用起来可以提高热机效率,因为热量是过程量,所以不能说“含有热量”,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了燃料的热值以及热机及其效率的相关知识,难度不大。
47.(2023秋 鹿城区校级月考)热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙),热效率为5%﹣8%之间。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复,内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的  B 冲程来实现。(填选项)
A.
B.
C.
D.
(2)与传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧相比,德罗夏提出的内燃方式的优势是  燃料在气缸内燃烧,热量损失少,热效率高 。
(3)根据热机改进和发展的科学史,以下观点正确的是: BDE 。(可多选)
A.屈纽制造出的蒸汽机是将燃料的化学能直接转化为三轮汽车的机械能。
B.传统蒸汽机的燃料在气缸外部是受到当时技术的局限,体现了工程的复杂性。
C.德罗夏的内燃机的效率估计至少可以达到20%。
D.现代燃油汽车的发动机是在内燃机的基础上发展和改进的成果。
E.热机的发明与发展给人类社会带来了深远的影响,方便了人们的生活。
【分析】(1)利用内能做功的机械叫热机,内燃机是热机的一种;
(2)汽油机工作时先将燃料的化学能转化为内能,再转化为汽车的机械能;
(3)燃料在气缸内燃烧时的热效率高一些;
(4)逐项分析得出答案。
【解答】解:(1)在四冲程内燃机中,提供动力的是做功冲程;由图可知,A中进气门打开,活塞下行,为吸气冲程;B中两个气门关闭,活塞下行,为做功冲程;C中两个气门关闭,活塞上行,为压缩冲程;D中排气门打开,活塞上行,为排气冲程;故“巨大爆发力”由B冲程实现;
(2)内燃机的内燃方式比起传统蒸汽机燃料在气缸内燃烧,热量损失少,热效率高;
(3)A、屈纽制造出的蒸汽机是将燃料的化学能先转化为内能再转化为三轮汽车的机械能,故A错误;
B、受到当时技术的局限,传统蒸汽机的燃料只能在气缸外部,体现了工程的复杂性,故B正确;
C、由材料可知德罗夏的内燃机的效率估计达到14%左右,故C错误;
D、现代燃油汽车的发动机是在内燃机的基础上发展和改进的成果,故D正确;
E、热机的发明与发展给人类社会带来了深远的影响,方便了人们的生活,故E正确;
故答案为:(1)B;(2)燃料在气缸内燃烧,热量可能散失少,热效率会高;(3)BDE。
【点评】学会从短文中寻找信息,结合所学知识作答,难度不大。
48.(2024 鄞州区校级模拟)我国北斗卫星导航系统第55颗卫星搭乘长征3号乙运载火箭,从西昌卫星发射中心成功升空。该卫星也是北斗三号全球卫星导航系统中的地球静止轨道卫星。日前,卫星已完成在轨测试、入网评估等工作,正式入网,使用测距码编号61提供定位导航授时服务。某款油电混合动力小汽车利用北斗定位导航服务进行水平道路测试,该车包括人的总质量为1.6吨,轮胎与水平地面接触的总面积为0.1m2以中速匀速行驶150km,共消耗汽油10L,此过程中车所受的阻力为人和车所受总重力的0.05倍。测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电。
(1)燃气推动火箭和飞船上升时,飞船的机械能会  增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),火箭外壳通过  做功 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能使温度升高。
(2)此过程中车行驶时对水平地面的压强是多少?
(3)在水平道路中速匀速行驶过程中,牵引力做的功是多少?
(4)在水平道路中速匀速行驶过程中,10L的汽油放出的能量为3.22×108J,若该车的效率为48%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失)
【分析】(1)内能可以用来做功,转化成机械能;改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程;
(2)此过程中车行驶时对水平地面的压力等于自身的重力,利用p=求出此过程中车行驶时对水平地面的压强;
(3)此过程中车所受的阻力为人和车所受总重力的0.05倍,据此求出阻力大小,因车匀速行驶,牵引力等于阻力,根据W=Fs求出牵引力做的功;
(4)根据效率公式求出内燃机输出的有用能量,减去汽车牵引力做的功,可得最终蓄电池增加的能量。
【解答】解:(1)火箭和飞船升空时,燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能,燃气推动火箭和飞船上升过程中,内能转化为飞船的机械能,所以飞船机械能会增大;
火箭上升过程中,克服与大气间的摩擦,机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变内能使温度升高;
(2)此过程中车行驶时对水平地面的压力等于自身的重力,即F压=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
则车行驶时对水平地面的压强为:
p===1.6×105Pa;
(3)此过程中车所受的阻力为人和车所受总重力的0.05倍,则阻力为:
f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N,
因车匀速行驶,牵引力等于阻力,即F=f=800N,
则牵引力做的功为:
W机械=Fs=800N×150×103m=1.2×108J;
(4)由η=可知,
内燃机输出的有用能量:
W有=Q放η=3.22×108J×48%=1.5456×108J,
最终蓄电池增加的能量:
W=W有﹣W机械=1.5456×108J﹣1.2×108J=3.456×107J。
答:(1)增大;做功;
(2)此过程中车行驶时对水平地面的压强是1.6×105Pa;
(3)在水平道路中速匀速行驶过程中,牵引力做的功是1.2×108J;
(4)此过程最终使蓄电池增加的能量为3.456×107J。
【点评】本题为力学和热学综合计算题,考查了机械能、改变物体内能的方式、压强公式、功的公式、效率公式和二力平衡条件的应用。要求认真审题,理清各个物理量之间的关系。
49.(2023秋 临海市期末)热机在人类生活中发挥着重要作用。汽油机、柴油机都属于热机中的内燃机,它们的结构(模型如图所示)和工作原理基本相似。飞轮可看成一个杠杆,活塞、连杆是固定连接,为飞轮旋转提供动力,使其克服曲轴的阻力并带动曲轴旋转,进而使车辆运行。同排量(汽缸总容积相同)的情况下,汽油机动力小、机械效率一般为20%~30%;柴油机动力大、机械效率可达45%。下表是汽油机和柴油机相关参数的比较,试分析两者的动力、机械效率存在差别的原因。
汽油机 柴油机
燃料种类及性质 汽油,密度小,易挥发,燃烧较快,燃烧效率低 柴油,密度大,不易挥发,燃烧较慢,燃烧效率高
构造 汽缸、连杆较短,飞轮较小 汽缸、连杆较长,飞轮较大
吸入汽缸的物质 汽油和空气的混合物 空气
缸容积比 10:1 23:1
点火方式 上方有火花塞,在压缩冲程末产生电火花,点燃汽油 上方有喷油嘴,在压缩冲程末喷出雾状柴油液滴,遇到汽缸里的高温空气,迅速汽化并燃烧
【分析】根据表中数据分析回答。
【解答】答:由表中数据可知,汽油机和柴油机在动力方面:①柴油机压缩冲程前后汽缸容积比大,做功冲程活塞受到的压力大,推动飞轮转动的力大;
②柴油机飞轮大,动力臂大,根据F1L1=F2L2可以克服更大的阻力;
机械效率方面:①柴油机吸入的是空气,同排量的情况下,氧气更充足,有利于柴油的充分燃烧;
②柴油以雾状油滴的形式喷出,遇到高温迅速汽化,增大了可燃物与助燃剂的接触面积,燃烧更充分;
③柴油机的汽缸长度长,燃油推动活塞的距离大;
④柴油机压缩冲程前后压缩比大,缸内气压大,燃气对活塞的压力大,根据W=FS,燃气对活塞做的功多,转化得到的机械能大。
【点评】本题考查了汽油机和柴油机在动力和效率方面不同点,理解表中参数是重点,有一定的难度。
一十二.热传递的概念与方式(共2小题)
50.(2023秋 诸暨市校级月考)小浣同学米果果研学活动中,制作了一道糖醋排骨,对烹饪过程中出现的现象解释正确的是(  )
A.锅铲翻动排骨主要目的是通过做功使排骨的内能增加
B.排骨上方的“白气”是水蒸气
C.收汁时用锅铲不停揽动,使排骨受热均匀
D.爆炒排骨不盖锅盖有利于减小醋和水的蒸发
【分析】(1)改变内能的方式包括做功和热传递;
(2)物质由气态变成液态的过程叫液化;
(3)收汁时用锅铲不停揽动,可以使汤汁受热均匀;
(4)影响蒸发快慢的因素有:液体温度的高低、液体表面积的大小、液体上方空气流动的速度。
【解答】解:A、锅铲翻动排骨主要目的是通过热传递使排骨的内能增加,故A错误;
B、排骨上方的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故B错误;
C、收汁时用锅铲不停揽动,使汤汁受热均匀,故C正确;
D、爆炒排骨不盖锅盖可以加快醋和水的蒸发,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了与热学有关的多个知识点,了解相关知识并能与实际例子相结合,是解答的关键。
51.(2024 浙江模拟)某同学家购置了一台蒸蛋器(如图所示)。
(1)蒸蛋器蒸熟鸡蛋的过程中,鸡蛋内能增大,主要是利用  热传递 的方式实现的。(2)他发现新买的煮蛋器使用一段时间后,不锈钢发热盘上产生斑点水垢(主要成分为碳酸钙和氢氧化镁),这说明家中的自来水是  混合物 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(3)该同学使用家中厨房中的  白醋/醋 (填调味品名称)短时间浸泡可清洗掉水垢。
【分析】(1)热传递是指在只有温度差而没有做功的条件下,能量从一个物体传递到另一个物体,或从物体的一部分传递到另一部分的过程。
(2)混合物是由两种或多种物质混合而成的物质。纯净物指由一种单质或一种化合物组成的物质。
(3)白醋可以去水垢是因为利用酸与水垢中不溶性的钙、镁盐和碱反应,生成可溶性物质。
【解答】解:(1)蒸蛋器煮熟鸡蛋的过程中,鸡蛋吸收热量,内能增加,这是通过热传递的方式增加鸡蛋的内能;
(2)不锈钢发热盘上产生斑点水垢(主要成分为碳酸钙和氢氧化镁),这说明家中的自来水是混合物;
(3)水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,可以与醋酸发生反应生成易溶于水的物质,所以可以使用家中厨房中的白醋(或醋)短时间浸泡可清洗掉水垢。
故答案为:
(1)热传递;
(2)混合物;
(3)白醋/醋。
【点评】这种题型是初中科学考试常见的题型,平时要加强练习,掌握答题技巧。
一十三.能量的转化与守恒定律(共3小题)
52.(2023秋 黄岩区校级月考)下列有关课本中各图内容的分析正确的是(  )
A.甲图:通过热传递,使物体热量增加,温度升高,达到木头的着火点,木头燃烧
B.乙图:当塞子跳出时,观察到瓶内出现“白雾”,说明物体对外做功,内能增加
C.丙图:甲烷气体燃烧后,烧杯内壁澄清石灰水变浑浊,说明甲烷气体中含碳元素
D.丁图:经过科学家的努力,该图所示的永动机可能会实现
【分析】(1)(2)做功可以改变物体的内能,做功过程是能量的转化过程;对物体做功,物体的内能增大、温度升高,物体对外做功,物体的内能减小、温度降低;
(3)根据甲烷的燃烧产物分析;
(4)永动机违背了能量守恒定律。
【解答】解:A、甲图:钻木取火是通过做功,使物体的内能增加,温度升高,达到木头的着火点,木头燃烧,不能说成是热量增加,故A错误;
B、乙图:当塞子跳出时,观察到瓶内出现“白雾”,说明物体对外做功内能减小,温度降低,故B错误;
C、丙图:甲烷燃烧产生二氧化碳和水,烧杯内壁澄清石灰水变浑浊,说明甲烷气体中含碳元素,所以故C正确;
D、丁图:无论科学家如何努力,永动机也不可能会实现,因为它违背了能量守恒定律,故D错误。
故选:C。
【点评】这种题型是初中科学考试常见的题型,平时要加强练习,掌握答题技巧。
53.(2024 杭州二模)假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫,他发现到达高山上时包里的薯片呈现如图所示的“高反”——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊,下列说法中正确的是(  )
A.袋里的气体对外做功,内能减少了
B.袋里的气体从外界吸热,内能增加了
C.从浙江到达布达拉宫后,薯片的重力势能变小了
D.高山上温度低一些,所以整个过程中能量不守恒
【分析】(1)物体对外界做功,内能减小;外界对物体做功,内能增大;
(2)重力势能大小与质量和高度有关;
(3)根据能量转化和守恒定律判断。
【解答】解:AB、根据题意可知,薯片包装袋膨胀的过程,其实是里面的气体对袋子做功的过程,将内能转化为机械能,则内能减小,不是从外界吸热,故A正确、B错误;
C、从浙江到达布达拉宫后,薯片的质量不变,高度增大,则重力势能增大,故C错误;
D、整个过程遵守能量守恒定律,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查能量转化,以及能量守恒的有关知识,难度不大。
54.(2024 莲都区二模)逆向推理是科学学习中的一种思维方法。下列逆向推理正确的是(  )
A.能量不可能凭空创造出来,所以一定不可能制造出永动机
B.活泼金属与稀盐酸反应放出气体,所以能与稀盐酸反应放出气体的物质一定是活泼金属
C.体循环中,动脉里面流动的是动脉血,所以人体动脉血管中流动的一定是动脉血
D.使用滑轮组可省力又可改变力的方向,所以可省力又可改变力的方向的机械一定是滑轮组
【分析】A.根据能量守恒规律进行分析;
B.根据金属、碳酸盐与盐酸反应的原理分析;
C.根据动脉血、静脉血的主要区别进行分析;
D.根据可省力又可改变力的方向的机械有滑轮组、斜面等进行分析。
【解答】解:A.因为能量不可能凭空创造出来,所以不可能制造出永动机,故A正确;
B.活泼金属能与稀盐酸反应放出气体,但能与稀盐酸反应放出气体的物质不一定是活泼金属,也可能是碳酸钠等盐,故B错误;
C.动脉血管中流动的不一定是动脉血,肺动脉中流动的是静脉血,故C错误;
D.使用滑轮组可省力又可改变力的方向,所以可省力又可改变力的方向的机械可能是滑轮组、也可能是斜面,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了金属的化学性质、能量的转化规律与守恒规律、血液循环的途径、滑轮组的特点等相关知识,有一定的综合度,掌握各学科基础知识即可解答。
一十四.能量的相互转化和转移(共4小题)
55.(2024 镇海区模拟)一水平放置静止的气缸内充满了空气,在大小为F的恒力作用下,活塞沿着粗糙的气缸壁向左运动,下列说法正确的是(  )
A.活塞向左运动,气缸内气体分子运动速度不变,但是气缸内气体的内能增加了
B.若活塞在恒力F作用下向左运动了s长的距离,则活塞克服气缸壁摩擦力做功的大小为:W=Fs
C.恒力F推动活塞向左运动过程中,活塞的机械能始终保持不变
D.力F推动活塞向左运动,这一过程中能量转化形式和四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同
【分析】(1)温度越高,分子热运动越剧烈;
(2)活塞克服气缸壁摩擦力做功的大小为:W=fs;
(3)活塞克服摩擦力做功,机械能减小;
(4)力F推动活塞将机械能转化为内能,和四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
【解答】解:A.活塞向左运动,对气体做功,气体内能增加,温度升高,分子运动速度增大,故A错误;
B.若活塞在恒力F作用下向左运动了S长的距离,则活塞克服气缸壁摩擦力做功的大小为:W=fs,其中f为摩擦力,故B错误;
C.恒力F推动活塞向左运动过程中,活塞克服摩擦力做功,机械能减小,故C错误;
D.力F推动活塞向左运动,对气体做功,将机械能转化为内能,这一过程中能量转化形式和四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同,故D正确。
故选D。
【点评】本题考查做功改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
56.(2023秋 庆元县校级月考)目前有一种倍受关注的喷气飞行背包(如图),它以汽油为燃料,汽油燃烧将  化学 能转化为内能,一部分对人和飞行背包做功,还有部分散失到空气中,这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功。说明能量的转移和转化具有  方向性 ;
【分析】汽油燃烧是将化学能转化为内能,能量的转移和转化是有方向性的。
【解答】解:汽油燃烧是将化学能转化为内能;由于散失到空气中的内能无法再被利用起来对人和飞行背包做功,说明能量的转移和转化具有方向性。
故答案为:化学;方向性。
【点评】本题考的是能量的转移和转化的方向性的理解,属于简单题。
57.(2023秋 越城区校级期中)阅读材料并回答问题:
材料一:中国人首先发明火箭这一事实被世界所公认。宋朝时的爆竹、明朝时出现的“火龙出水”火箭是近代火箭的始祖;明朝的万户进行了最早的火箭升空试验(如图甲),成为载人飞行先驱。
材料二:2020年11月24日,长征五号遥五运载火箭(如图乙)成功发射嫦娥五号探测器,开启中国首次地外天体采样返回之旅。
材料三:现代火箭的飞行原理与万户的升空试验原理基本相同。现代火箭大多是利用喷气发动机(如图丙)升空的,而喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧,燃气经喷管向后高速喷出,从而获得向前的动力。
(1)如图甲,万户升空试验所用火箭的燃料为“黑火药“,黑火药爆炸的原理为:2KNO3+S+3C═X+N2↑+3CO2↑,其中反应物硝酸钾属于 盐 类物质,物质X的化学式 K2S 。
(2)如图乙,火箭上升过程中将燃料燃烧释放的内能转化为火箭的 A 能。
A.机械能
B.化学能
(3)若万户升空后有一段时间是出于匀速上升状态,则此时间段内他机械能是 不断增加 。(选填“不断增加”或“保持不变”“不断减小”)
【分析】(1)根据盐的定义及所给方程式中反应前后原子种类和个数、化学反应前后原子种类和个数不变分析;
(2)根据火箭上升过程中将燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能分析;
(3)根据匀速上升动能不变,重力势能增加,机械能=动能+重力势能分析。
【解答】解:(1)硝酸钾由金属钾离子和硝酸根离子构成,属于盐,所给反应方程式中反前原子种类和个数为:钾2、氮2、氧6、硫1、碳3,反应后为:氮2、氧6、碳3,由反应前后原子种类和个数不变可知,X化学式为K2S;
(2)火箭上升过程中将燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能;
(3)若万户升空后有一段时间是出于匀速上升状态,则此时间段内他动能不变,重力势能变大,则机械能是不断增加。
故答案为:
(1)盐;K2S;
(2)A;
(3)不断增加。
【点评】本题考查了化学反应中能量的变化、质量守恒定律及其应用、盐的概念等相关知识,掌握学科基础知识即可解答。
58.(2024 宁波模拟)2023年8月4日,东航国产C919大型客机首次“双机运营”顺利飞行。下列有关说法正确的是(  )
A.起飞加速助跑,是为了让飞机获得更人的惯性
B.飞机减速下降的过程中,重力势能不变
C.飞机燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能
D.飞行过程中,飞机机翼上方空气流动快压强大
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性的大小只跟物质的质量有关,跟速度无关;
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度;质量越大,高度越高,重力势能越大;
(3)燃料在燃烧的过程中,燃料的化学能转化为燃气的内能;
(4)流体流速越快的位置压强越小。
【解答】解:A、惯性的大小只跟物质的质量有关,跟速度无关,故A错误;
B、飞机减速下降的过程中高度降低,因此重力势能减小,故B错误;
C、飞机燃料在燃烧的过程中,燃料的化学能转化为燃气的内能,故C正确;
D、起飞过程中,机翼上方空气流速大,向下的压强小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了惯性、流体压强与流速的关系、能量的转化等,属于基础题。
一十五.能量利用效率(共2小题)
59.(2021秋 拱墅区校级期中)一辆质量为1.8吨的家用轿车以50km/h的速度匀速行驶100千米,其油耗为10L,所受阻力为车重的0.04倍,求:
(1)牵引力做的功是多少?
(2)热机用来做功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做热机的效率,则该汽车发动机的效率?(汽油的热值为4.6×107J/kg,汽油的密度为0.72g/cm3)(结果小数点后保留一位)
【分析】(1)由题可得出汽车所受的阻力,由二力平衡的条件可知汽车的牵引力,再根据W=Fs可求出牵引力做的功;
(2)已知汽油的密度和消耗汽油的体积,利用m=ρV可求出消耗汽油的质量,再利用Q放=qm求出汽油完全燃烧放出的热量,最后根据η=求出汽车发动机的效率。
【解答】解:(1)汽车所受阻力为:f=0.04G=0.04mg=0.04×1.8×103kg×10N/kg=720N,
由二力平衡的条件可知汽车的牵引力为:F=f=720N,
则牵引力做的功为:W=Fs=720N×100×103m=7.2×107J;
(2)汽油的密度为ρ=0.72g/cm3=0.72×103kg/m3,
消耗燃油的质量为:m=ρV=0.72×103kg/m3×10×10﹣3m3=7.2kg,
汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.6×107J/kg×7.2kg=3.312×108J,
则该汽车发动机的效率为:η==≈21.7%。
答:(1)牵引力做的功是7.2×107J;
(2)该汽车发动机的效率为21.7%。
【点评】本题考查了功、密度、热值及其计算和效率的计算公式的应用,熟练掌握相关的计算公式是解题的关键。
60.(2020秋 江北区期末)我们知道热机中汽油机的效率是20%﹣30%,柴油机的效率是28%﹣40%,而蒸汽机的效率只有6%﹣15%,那么电热水壶烧水时的热效率是多少呢?小科利用家里新买的电热水壶(铭牌如右表)进行了如下探究实验:在1标准大气压下,将水装到最大容量刻度处,用温度计测得水温为10℃,把水烧开,记录所需时间是4分钟。【已知:水的比热容4.2×103J/(kg ℃)】
(1)在此过程中,电热水壶烧水的热效率为  90% (提示:电热水壶烧水的热效率为水吸收的热量与消耗的电能之比)。
(2)上述过程中,水的内能增加是通过  热传递 的途径实现的。
(3)请写出一种利用电热水壶烧水的优点  热效率高 。
【分析】(1)知道水的体积,利用密度公式求出水的质量,又知道水的比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;知道电热水壶的额定功率和工作时间,利用P=求出消耗的电能,利用效率公式求出电热水壶的热效率;
(2)做功和热传递可以改变物体的内能;
(3)电热水壶的效率高。
【解答】解:(1)水的体积V=1.2L=1.2dm3=1.2×10﹣3m3,
由ρ=可知,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg,
一个标准大气压下,水的沸点是100℃,
水吸收的热量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1.2kg×(100℃﹣10℃)=4.536×105J,
由P=可知,电热水壶消耗的电能W=Pt=2100W×4×60s=5.04×105J,
电热水壶的热效率η===90%,
(2)电热水壶内的水吸收发热盘的热量,使水的内能增加,温度升高,所以水的内能增加是通过热传递的途径
2025浙江中考物理专题复习【经典好题】
专题05 内能与内能的利用(原卷版)
一.分子间的作用力(共2小题)
1.(2023秋 东阳市期末)如图所示,一环形金属丝布满一层肥皂膜,环上系三根松弛的棉线,中间连在一起。用热针刺破甲侧肥皂膜,则乙和丙部分肥皂膜形状将变为图中的(  )
A. B.
C. D.
2.(2023秋 杭州期末)将一根细线松松地系在一个铁丝框架的两边上,把框架浸到肥皂液里再取出来,框架上便会出现一层肥皂膜,如图甲。用烧热的针刺破线的一侧的肥皂膜,另一侧的肥皂膜会把细线拉过去,如图乙。下列选项中的实验,其原理与上述实验一致的是(  )
A.①铅柱黏合 B.②酒精与水混合
C.③气体扩散 D.④红墨水分散到水中
二.分子的热运动(共2小题)
3.(2024 上海)下列情境中能反映粒子在不断运动的是(  )
A.花香四溢 B.飞流直下 C.风扫落叶 D.水波荡漾
4.(2023秋 海曙区期末)香烟的烟雾中含有四千多种化学物质,大多属于有害物质。专家多方求证,非吸烟者吸“二手烟”比直接吸烟者危害更大。造成非吸烟者在公共场所吸“二手烟”的原因之一是(  )
A.分子之间存在空隙
B.分子处于不停地运动之中
C.分子的质量很小
D.分子的体积很小
三.内能的概念(共2小题)
5.(2023秋 越城区校级期中)收集和识别证据是科学探究的重要任务,下列实验观察到的现象能成为对应观点只能根据的是(  )
A.CO2与NaOH发生了反应
B.甲烷中含碳元素
C.机械能守恒
D.食物含有内能
6.(2023秋 宁波期末)目前,各地十分关注空气质量,主要是PM2.5值走高,PM2.5是指空气中直径小于2.5μm的颗粒物,其浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后会进入血液对人体形成危害,下列关于PM2.5的说法中正确的是(  )
A.温度低于0℃,PM2.5不具有内能
B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C.颗粒之间存在分子的相互作用力
D.PM2.5是由大量分子组成的
四.改变物体内能的两种方式(共9小题)
7.(2022 萧山区自主招生)如图所示,在空可乐瓶内滴一滴酒精,用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口,再用打气筒通过气门芯向瓶内打气。当瓶内气压达到足够大时,塞子将从瓶口冲出,且原来透明的瓶内充满了白雾,这一实验现象表明(  )
A.气体对外界做功,瓶内温度升高,内能减少
B.外界对气体做功,瓶内温度升高,内能增加
C.气体对外界做功,瓶内温度降低,内能减少
D.外界对气体做功,瓶内温度降低,内能增加
8.(2022秋 鄞州区期末)礼花喷射器原理如图所示。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击,将纸管里填充的礼花彩条喷向高处,营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中,下列说法正确的是(  )
A.压缩气罐内的气体内能增加
B.该过程相当于汽油机中的做功冲程
C.压缩气罐内气体冲出时,分子的热运动加剧
D.彩条喷向高处是通过热传递获得能量的
9.(2024 宁波自主招生)图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,当人坐上椅子,在M向下滑动的过程中(  )
A.气体对外界做功,气体内能增大
B.外界对气体做功,气体内能减小
C.气体对外界做功,气体内能减小
D.外界对气体做功,气体内能增大
10.(2024 临平区校级模拟)在科学发展不同时期,人们对“热”有不同的认识。
材料一:18世纪末,普利斯特利在实验的基础上提出了“热质说”,认为热是一种称为“热质”的物质,是一种无质量的气体。
材料二:19世纪中期,焦耳提出:自然界不存在热质,热只是一种能量的形式,其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热,导体通电也会产生热。
材料三:焦耳利用如图装置进行实验,重物下降通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动,使容器中的水的热能增大,温度升高,并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验,最终确认热与其它能量之间的转换关系。
(1)普利斯特利认为,自然界热质的总量不变,热质会由高温物体流到低温物体。从能量变化属性上分析,依靠    方式改变了物体的内能。
(2)焦耳实验中,重物做功使水温升高。将水改为等质量的水银,重复相同实验,水银升高更高的温度,这是由于    。
(3)焦耳的实验中存在多处摩擦,其中一处的摩擦力增大有利于提高实验的精确度,此处为    (填“定滑轮”、“转轴处”或“叶轮处”)。
11.(2024 宁波模拟)某兴趣小组的同学用图甲、乙所示的装置探究“改变物体内能的方式”。图甲在试管中先加入适量水,用橡皮塞密封试管,然后用酒精灯加热。图乙向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器采集的数据,电脑处理后得到如图丙所示的图像。
(1)图甲中橡皮塞未弹出时,使试管内气体内能改变的方式是    。
(2)图丙中AB段对应发生情况与图中热机    冲程相似。
(3)图丙中BC段温度下降的原因是    。
12.(2024 宁波模拟)如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是(  )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低
C.蒸汽推动小船前进,小船的动能增大,重力势能不变
D.蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同
13.(2024 宁波模拟)宁波的立夏节气有煮茶叶蛋、拄茶叶蛋(两人各拿一只蛋轻轻碰到后一起用力使其中一只蛋壳挤破的游戏)的习俗。下列说法正确的是(  )
A.煮熟鸡蛋是通过做功的方式增大鸡蛋的内能
B.相互拄蛋的过程,蛋壳破碎的茶叶蛋受到的压力大
C.蛋清从白色变成褐色的原因是发生了扩散现象
D.茶叶蛋在汤中越泡越咸,说明分子运动剧烈程度与温度无关
14.(2024 瑞安市模拟)如图为做功改变物体内能的改进实验,当往瓶内推活塞,会看到温度显示器的温度发生变化,下列有关此过程中的说法正确的是(  )
A.活塞对瓶内气体做功,温度显示器上的温度降低
B.活塞对瓶内气体做功,温度显示器上的温度升高
C.瓶内气体对活塞做功,温度显示器上的温度降低
D.瓶内气体对活塞做功,温度显示器上的温度升高
15.(2023秋 新昌县期末)下列改变内能的方式与其他三种不同的是(  )
A.钻木取火 B.锅被烧热
C.锅盖被顶开 D.搓手取暖
五.温度、热量与内能的关系(共3小题)
16.(2023秋 义乌市校级月考)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是(  )
A.温度高的物体内能一定大
B.物体的温度越低,所含的热量越少
C.物体吸收了热量,其温度不一定升高
D.物体的内能增大,一定是外界对其做了功
17.(2024 钱塘区三模)跨年夜杭州多地上演非遗打铁花,主要过程是将生铁烧至1600℃以上化成铁水,一人舀起铁水抛向空中,另一人则用力击打空中的铁水,瞬间铁花四溅,下列说法正确的是(  )
A.铁水在空中飞舞的过程中内能增大
B.铁水向上飞起过程中机械能不变
C.涉及到的物态变化过程有熔化、凝固
D.铁水凝固过程中所含热量不变
18.(2023秋 慈溪市期末)关于温度、热量、内能,以下说法正确的是(  )
A.0℃的冰没有内能
B.冰熔化时虽然温度保持不变,但它的内能增加
C.物体的温度越高,所含的热量越多
D.只要物体的温度不变,物体的内能就一定不变
六.热机(共2小题)
19.(2021秋 拱墅区校级期中)汽油机是热机中的一种,如图所示是汽油机的   冲程,已知某型号汽油机效率是25%,在汽油机内完全燃烧2kg汽油放出的热量通过汽油机的转化能对外做   J的有用功(汽油的热值为5×107J/kg)
20.(2021秋 上城区校级期中)今年春节期间上映的一部被称为中国科幻电影里程碑的作品——《流浪地球》,影片讲述了在不远的将来,太阳急速衰老膨胀,地球面临被吞没的灭顶之灾。为拯救地球,人类在地球表面建造了上万座行星发动机,以逃离太阳系寻找新的家园,地球和人类就此踏上预计长达2500年的宇宙流浪之旅。影片一上映,便引发了强烈的反响。
(1)影片中地球需要逃高太阳系寻找新的家园。在地球离开太阳系后,下列情况不可能发生的有    。
A.地球上的物体不再受到重力的作用
B.地球上没有了昼夜交替现象
C.地球表面温度降低到零下300℃以下
D.地球上夜空再也看不到星星
(2)在影片中流浪的地球在经过木星时,为了摆脱木星强大的吸引力,人们点燃了木星上的氢气。写出氢气燃烧的化学方程式    。
(3)若某汽油机飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每分钟对外做功    次。如图所示汽油机处于    冲程。有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程,成为六冲程汽油机,也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水,水在气缸内汽化成水蒸气,水蒸气膨胀对外做功,这种汽油机一个工作循环有六个冲程,做功    次,这种汽油机这样设计的目的是提高热机的效率。
七.燃料的热值(共6小题)
21.(2024秋 浙江月考)中国海军公布的“鹰击﹣21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图,如果把大气层边缘看作水面,导弹飞行时就像在水面上“打水漂”,因此它突防能力强,难以拦截。下列说法正确的是(  )
A.导弹所用的燃料需要具有较大的比热
B.导弹发射时,将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C.导弹与大气剧烈摩擦,通过做功的方式使其表面温度急剧升高
D.导弹从起飞点到攻击点飞行过程中,a点的机械能最大
22.(2022秋 象山县期末)2022年11月29日,长征二号F遥十五运载火箭托举神舟十五号载人飞船升空。下列说法正确的是(  )
A.燃料在燃烧过程中热值不断增大
B.太空中的温度很低,飞船的内能可能为零
C.火箭可选用液态氢作为燃料,是因为氢的比热容较大
D.加速上升的过程中,飞船的动能增大,重力势能也增大
23.(2024 宁波模拟)“围炉煮茶”近年来成为一种新颖、时尚的生活方式。小科发现煮茶过程中蕴含着丰富的科学知识,下列说法不合理的是(  )
A.炉中的木炭在燃烧过程中热值不变
B.壶嘴冒出的“白气”是汽化形成的现象
C.茶香扑鼻是因为分子在不停地做无规则运动
D.沸腾时盖子顶起能量转化和热机的做功冲程相同
24.(2023秋 诸暨市校级月考)中国载人航天工程再次传来好消息:
(1)2023年10月24日神舟十七号载人飞船由长征二号F运载火箭成功发射升空。火箭燃料要求质量小而放出的热量多,使用液氢作为燃料就是利用它    的特性。
(2)2023年10月31日神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时与空气剧烈摩擦,表面温度急剧升高,这是通过    的方式改变内能。
25.(2024秋 浙江月考)氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点,其热值为q氢=1.4×108J/kg。求:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)用这些热量给质量为400kg,温度为15℃的水加热(不计热量损失),水的末温是多少摄氏度?已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg ℃)。
(3)某氢能源汽车以1.4×105W的恒定功率做匀速行驶,如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功,能使该汽车匀速行驶多长时间?
26.(2024 慈溪市一模)2020年6月23日,我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星!收官之星,组网圆梦。长征系列火箭使用液态氢作燃料,主要是由于该燃料(  )
A.比热容大 B.热值大 C.密度大 D.内能大
八.比热容的概念及其计算(共5小题)
27.(2024 舟山三模)炎炎夏日,气温节节上升,温度计内水银柱慢慢升高,此过程中水银的(  )
A.质量变大 B.密度变小
C.内能变小 D.比热容变大
28.(2023秋 鹿城区校级月考)水的比热是4.2×103J/(kg ℃),为了测量某未知液体的比热大小,小科分别称取了相同质量的水和某液体,在初温相同的条件下,利用如图所示装置在水浴中加热。
(1)做功和热传递是改变物体内能的两种途径。本实验中,液体内能增加的途径是    。
(2)加热相同时间后,小科观察到温度计甲的示数上升了15℃温度计乙的示数上升了30℃。由此可知,此未知液体的比热是    J/(kg ℃)。
29.(2024 宁波自主招生)在相同的加热条件下,对质量为m1、比热容为c1的物质A和质量为m2、比热容为c2的物质B均匀加热,物质A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示.根据图象分析可推断出正确的结论是(  )
A.若c1=c2,则m1<m2 B.若cl>c2,则m1>m2
C.若ml=m2,则cl<c2 D.若m1<m2,则cl>c2
30.(2024 宁波自主招生)有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了Δt.把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了Δt,则甲球比热c甲和乙球比热c乙大小的关系是(  )
A.c甲>c乙
B.c甲<c乙
C.c甲=c乙
D.以上三种情况都有可能
31.(2023 拱墅区校级一模)在杭州,已知与太阳垂直的表面积上接收到太阳能的辐射功率均为k=1.2×103瓦/米2.一个太阳能热水器,控制其接受太阳光垂直照射的面积始终为2米2,设太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%.太阳能热水器内的水的质量为100千克,水的初温为20℃,经过t时间后上升到30℃.(c水=4.2×103J/(kg ℃)请计算:
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量时多少焦耳?
(2)使水由20℃升温到30℃所用时间t是多少秒?
九.热量的计算(共5小题)
32.(2024 余姚市校级四模)甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见,于是他们对此展开研究。他们从网上查到,雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比,与雨滴下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例系数,是个定值),雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形,其半径为r,密度为ρ,比热为c,球的体积为。(注:所有结果均用字母表示)
(1)半径为r的雨滴重力为    。
(2)在接近地面时,大雨滴的下落速度    小雨滴的下落速度(选填“大于”“等于”“小于”)。
(3)假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中,重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能,则雨滴的温度升高了多少?
33.(2024 宁波自主招生)甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为25℃和75℃,现将一温度为65℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到45℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后乙容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化)(  )
A.65℃ B.60℃ C.55℃ D.50℃
34.(2022秋 永康市期末)植树造林既可以优化生态环境,又可以调节气温。假设10000米2的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×105焦,如果这些太阳能被初温为26℃、质量为50千克的干泥土全部吸收,可使这些干泥土的温度升高到多少摄氏度?
[干泥土的比热容为0.8×103焦/(千克 ℃)]
35.(2022 温州自主招生)现有三种不同液体A、B、C,它们的初温分别为15.0℃、25.0℃、35.0℃.若将A、B混合,末温为21.0℃;若将B、C混合,末温为32.0℃.那么,如果将A、C混合,末温为多少?(不考虑热损失)
36.(2021春 萧山区月考)随着人们生活水平的提高,越来越多的南方家庭采用“水地暖”进行取暖.其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温.当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表:
散热管\地面装饰层材料 陶瓷 塑料 木地板
聚乙烯(PE﹣RT) 136.6W/m2 103.5W/m2 93.5W/m2
聚丁烯(PB) 125.7W/m2 96.9W/m2 90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为2×103kg,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关?请写出一点即可。
一十.四冲程内燃机的工作过程(共8小题)
37.(2023秋 义乌市校级月考)如图是汽油机工作时的四个冲程,下列说法错误的是(  )
A.一个工作循环中四个冲程的排列顺序是甲、丙、丁、乙
B.压缩冲程,机械能转化为内能
C.除了冲程丁外,其他冲程都是靠飞轮的惯性完成的
D.活塞在气缸内往复运动一次,该汽油机可以对外做功一次
38.(2024 舟山三模)为应对能源短缺和环境恶化,去年冬季我市新购一批电动公交车,车上的一些设施和做法与物理原理相对应,其中正确的是(  )
A.公交车启动时播放“请抓好扶手”,是为了防止由于惯性增大对人体造成伤害
B.公交车发动机工作时,在做功冲程中将机械能转化为内能
C.公共车内后门上方安装的摄像头利用了凸透镜成倒立、放大的实像原理
D.公交车的轮胎上有凹凸不平的花纹,是为了增大摩擦
39.(2024 上城区二模)图甲是热机的四个冲程,图乙试管中有20毫升水,由初温60℃加热至90℃,塞子弹起,试管口出现“白气”。(c水=4.2×103J/(kg ℃))。对此过程分析不合理的是(  )
A.试管口看到的“白气”是液态水
B.水吸收的热量为2520焦
C.塞子弹起时,试管内气体对外做功,内能减少
D.图乙塞子弹起时发生的能量转化与图甲中的②冲程相同
40.(2023秋 上城区期末)以下四幅图是热机工作的四个冲程,压缩冲程是(  )
A. B. C. D.
41.(2023 滨江区一模)关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是(  )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
42.(2024 上城区校级三模)小金在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中,如图甲。在水蒸气含量较丰富的室内,打开塑料盒盖,向盒中滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后按动电火花发生器的按钮,在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功,看到的现象可能是    。在甲模型的基础上加以改进,可以制造出图乙的热机,此时是汽油机的    冲程。该热机在实际工作中常选用水作冷却剂是因为    。
43.(2023 海曙区一模)汽油机是热机的一种,如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,该冲程为    冲程,能量转化情况与    (填“乙”或“丙”)图相同。
44.(2023秋 江北区期末)喜欢思考的小宁用塑料矿泉水瓶进行了如下探究: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的两个冲程相似,这两个冲程是(  )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.吸气冲程和排气冲程
C.压缩冲程和做功冲程 D.做功冲程和排气冲程
一十一.热机的效率(共5小题)
45.图甲是某四冲程汽油机工作时的能量流向图,图乙是其中一个冲程的示意图,则下列说法正确的是(  )
A.该汽油机的效率是60%
B.汽油机的效率越高说明做功越快
C.该冲程是压缩冲程
D.该冲程是内能转化为机械能的过程
46.(2023秋 涪城区校级期末)小明在加油站看到普通汽车只要加92号汽油,而涡轮增压的车需要加95号汽油,通过查资料得知,汽油标号不同是因为汽油中的异辛烷(化合物)含量不同:汽油标号越高,越不容易在压缩冲程中爆燃。涡轮增压的汽车利用发动机排出的废气驱动涡轮旋转,将空气压缩后压入汽缸,使汽油获得更多氧气,燃烧更充分。下列说法正确的是(  )
A.95号汽油和92号汽油的热值一定相同
B.增压技术使汽缸内压强变大,压缩冲程中活塞对油气混合物做功更多,使之易爆燃
C.涡轮增压技术使汽油燃烧更充分,从而能提高汽油的热值
D.高温尾气仍含有较多热量,将这部分能量利用起来可以提高热机效率
47.(2023秋 鹿城区校级月考)热机发明后,一直在持续的改进和发展中。
材料一:1769年,法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲),传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙),热效率为5%﹣8%之间。
材料二:1862年,法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论:①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸;②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩;③高压燃烧气体产生巨大爆发力;④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三:1876年,德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机,利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复,内燃机的效率达到14%。
(1)四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的    冲程来实现。(填选项)
A.
B.
C.
D.
(2)与传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧相比,德罗夏提出的内燃方式的优势是    。
(3)根据热机改进和发展的科学史,以下观点正确的是:   。(可多选)
A.屈纽制造出的蒸汽机是将燃料的化学能直接转化为三轮汽车的机械能。
B.传统蒸汽机的燃料在气缸外部是受到当时技术的局限,体现了工程的复杂性。
C.德罗夏的内燃机的效率估计至少可以达到20%。
D.现代燃油汽车的发动机是在内燃机的基础上发展和改进的成果。
E.热机的发明与发展给人类社会带来了深远的影响,方便了人们的生活。
48.(2024 鄞州区校级模拟)我国北斗卫星导航系统第55颗卫星搭乘长征3号乙运载火箭,从西昌卫星发射中心成功升空。该卫星也是北斗三号全球卫星导航系统中的地球静止轨道卫星。日前,卫星已完成在轨测试、入网评估等工作,正式入网,使用测距码编号61提供定位导航授时服务。某款油电混合动力小汽车利用北斗定位导航服务进行水平道路测试,该车包括人的总质量为1.6吨,轮胎与水平地面接触的总面积为0.1m2以中速匀速行驶150km,共消耗汽油10L,此过程中车所受的阻力为人和车所受总重力的0.05倍。测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电。
(1)燃气推动火箭和飞船上升时,飞船的机械能会    (选填“增大”、“减小”或“不变”),火箭外壳通过    (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能使温度升高。
(2)此过程中车行驶时对水平地面的压强是多少?
(3)在水平道路中速匀速行驶过程中,牵引力做的功是多少?
(4)在水平道路中速匀速行驶过程中,10L的汽油放出的能量为3.22×108J,若该车的效率为48%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失)
49.(2023秋 临海市期末)热机在人类生活中发挥着重要作用。汽油机、柴油机都属于热机中的内燃机,它们的结构(模型如图所示)和工作原理基本相似。飞轮可看成一个杠杆,活塞、连杆是固定连接,为飞轮旋转提供动力,使其克服曲轴的阻力并带动曲轴旋转,进而使车辆运行。同排量(汽缸总容积相同)的情况下,汽油机动力小、机械效率一般为20%~30%;柴油机动力大、机械效率可达45%。下表是汽油机和柴油机相关参数的比较,试分析两者的动力、机械效率存在差别的原因。
汽油机 柴油机
燃料种类及性质 汽油,密度小,易挥发,燃烧较快,燃烧效率低 柴油,密度大,不易挥发,燃烧较慢,燃烧效率高
构造 汽缸、连杆较短,飞轮较小 汽缸、连杆较长,飞轮较大
吸入汽缸的物质 汽油和空气的混合物 空气
缸容积比 10:1 23:1
点火方式 上方有火花塞,在压缩冲程末产生电火花,点燃汽油 上方有喷油嘴,在压缩冲程末喷出雾状柴油液滴,遇到汽缸里的高温空气,迅速汽化并燃烧
一十二.热传递的概念与方式(共2小题)
50.(2023秋 诸暨市校级月考)小浣同学米果果研学活动中,制作了一道糖醋排骨,对烹饪过程中出现的现象解释正确的是(  )
A.锅铲翻动排骨主要目的是通过做功使排骨的内能增加
B.排骨上方的“白气”是水蒸气
C.收汁时用锅铲不停揽动,使排骨受热均匀
D.爆炒排骨不盖锅盖有利于减小醋和水的蒸发
51.(2024 浙江模拟)某同学家购置了一台蒸蛋器(如图所示)。
(1)蒸蛋器蒸熟鸡蛋的过程中,鸡蛋内能增大,主要是利用    的方式实现的。(2)他发现新买的煮蛋器使用一段时间后,不锈钢发热盘上产生斑点水垢(主要成分为碳酸钙和氢氧化镁),这说明家中的自来水是    (选填“纯净物”或“混合物”)。
(3)该同学使用家中厨房中的    (填调味品名称)短时间浸泡可清洗掉水垢。
一十三.能量的转化与守恒定律(共3小题)
52.(2023秋 黄岩区校级月考)下列有关课本中各图内容的分析正确的是(  )
A.甲图:通过热传递,使物体热量增加,温度升高,达到木头的着火点,木头燃烧
B.乙图:当塞子跳出时,观察到瓶内出现“白雾”,说明物体对外做功,内能增加
C.丙图:甲烷气体燃烧后,烧杯内壁澄清石灰水变浑浊,说明甲烷气体中含碳元素
D.丁图:经过科学家的努力,该图所示的永动机可能会实现
53.(2024 杭州二模)假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫,他发现到达高山上时包里的薯片呈现如图所示的“高反”——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊,下列说法中正确的是(  )
A.袋里的气体对外做功,内能减少了
B.袋里的气体从外界吸热,内能增加了
C.从浙江到达布达拉宫后,薯片的重力势能变小了
D.高山上温度低一些,所以整个过程中能量不守恒
54.(2024 莲都区二模)逆向推理是科学学习中的一种思维方法。下列逆向推理正确的是(  )
A.能量不可能凭空创造出来,所以一定不可能制造出永动机
B.活泼金属与稀盐酸反应放出气体,所以能与稀盐酸反应放出气体的物质一定是活泼金属
C.体循环中,动脉里面流动的是动脉血,所以人体动脉血管中流动的一定是动脉血
D.使用滑轮组可省力又可改变力的方向,所以可省力又可改变力的方向的机械一定是滑轮组
一十四.能量的相互转化和转移(共4小题)
55.(2024 镇海区模拟)一水平放置静止的气缸内充满了空气,在大小为F的恒力作用下,活塞沿着粗糙的气缸壁向左运动,下列说法正确的是(  )
A.活塞向左运动,气缸内气体分子运动速度不变,但是气缸内气体的内能增加了
B.若活塞在恒力F作用下向左运动了s长的距离,则活塞克服气缸壁摩擦力做功的大小为:W=Fs
C.恒力F推动活塞向左运动过程中,活塞的机械能始终保持不变
D.力F推动活塞向左运动,这一过程中能量转化形式和四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同
56.(2023秋 庆元县校级月考)目前有一种倍受关注的喷气飞行背包(如图),它以汽油为燃料,汽油燃烧将    能转化为内能,一部分对人和飞行背包做功,还有部分散失到空气中,这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功。说明能量的转移和转化具有    ;
57.(2023秋 越城区校级期中)阅读材料并回答问题:
材料一:中国人首先发明火箭这一事实被世界所公认。宋朝时的爆竹、明朝时出现的“火龙出水”火箭是近代火箭的始祖;明朝的万户进行了最早的火箭升空试验(如图甲),成为载人飞行先驱。
材料二:2020年11月24日,长征五号遥五运载火箭(如图乙)成功发射嫦娥五号探测器,开启中国首次地外天体采样返回之旅。
材料三:现代火箭的飞行原理与万户的升空试验原理基本相同。现代火箭大多是利用喷气发动机(如图丙)升空的,而喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧,燃气经喷管向后高速喷出,从而获得向前的动力。
(1)如图甲,万户升空试验所用火箭的燃料为“黑火药“,黑火药爆炸的原理为:2KNO3+S+3C═X+N2↑+3CO2↑,其中反应物硝酸钾属于   类物质,物质X的化学式   。
(2)如图乙,火箭上升过程中将燃料燃烧释放的内能转化为火箭的   能。
A.机械能
B.化学能
(3)若万户升空后有一段时间是出于匀速上升状态,则此时间段内他机械能是   。(选填“不断增加”或“保持不变”“不断减小”)
58.(2024 宁波模拟)2023年8月4日,东航国产C919大型客机首次“双机运营”顺利飞行。下列有关说法正确的是(  )
A.起飞加速助跑,是为了让飞机获得更人的惯性
B.飞机减速下降的过程中,重力势能不变
C.飞机燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能
D.飞行过程中,飞机机翼上方空气流动快压强大
一十五.能量利用效率(共2小题)
59.(2021秋 拱墅区校级期中)一辆质量为1.8吨的家用轿车以50km/h的速度匀速行驶100千米,其油耗为10L,所受阻力为车重的0.04倍,求:
(1)牵引力做的功是多少?
(2)热机用来做功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做热机的效率,则该汽车发动机的效率?(汽油的热值为4.6×107J/kg,汽油的密度为0.72g/cm3)(结果小数点后保留一位)
60.(2020秋 江北区期末)我们知道热机中汽油机的效率是20%﹣30%,柴油机的效率是28%﹣40%,而蒸汽机的效率只有6%﹣15%,那么电热水壶烧水时的热效率是多少呢?小科利用家里新买的电热水壶(铭牌如右表)进行了如下探究实验:在1标准大气压下,将水装到最大容量刻度处,用温度计测得水温为10℃,把水烧开,记录所需时间是4分钟。【已知:水的比热容4.2×103J/(kg ℃)】
(1)在此过程中,电热水壶烧水的热效率为    (提示:电热水壶烧水的热效率为水吸收的热量与消耗的电能之比)。
(2)上述过程中,水的内能增加是通过    的途径实现的。
(3)请写出一种利用电热水壶烧水的优点    。
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