河南省2020年中考物理一轮复习基础点一遍过第12讲内能内能的利用分层训练

河南省2020年中考物理一轮复习基础点一遍过第12讲内能内能的利用分层训练

第12讲　内能　内能的利用 基础练习 一、填空题 ‎1.(2019洛阳一模)在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热熔的胶条，胶条在空气中迅速冷却变成特定的形态(如图)．加热时，会闻到熔胶的气味，这是________现象．胶条被挤出，并“粘”在物体上，说明分子间存在________．‎ 第1题图 ‎2.(2019说明与检测)如图所示，甲气球装入少量的水后，将甲、乙两个气球吹成一样大小，用细线把它们挂在横杆上．当烛焰靠近气球的底部加热时，发现乙气球“啪”的一声破了，而甲气球加热很长时间仍安危无恙．在加热过程中，由于“烧不破”的甲气球装有水，水的比热容较________，所以甲球的温度升高得慢；乙球内气体的内能增大，这是通过________的方式改变了气体的内能．‎ 第2题图 ‎3.(2019海南)2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空．火箭发射时要选用热值________的固体燃料(选填“大”或“小”)，燃料的质量减少，热值________(选填“变小”或“不变”)．‎ ‎4.(2019玉林)太阳能热水器吸收1.4×107 J的能量能把质量为20 kg的水从25 ℃加热到75 ℃，则水吸收的热量为____________ J，热水器的热效率为________．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]‎ ‎5.(2019德州)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，烧杯中加入200 g的水，测得初始温度为45 ℃.如图所示，用酒精灯加热一段时间后温度计的示数为________℃，则水吸收 13‎ 的热量为________J，这些热量相当于完全燃烧________g酒精放出的热量．[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，酒精热值q＝3.0×107 J/kg]‎ 第5题图 二、选择题 ‎6.(2019娄底)学习了分子动理论之后，小明总结了很多生活中与分子动理论有关的现象，下列总结中不正确的是(　　)‎ A. “花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关 B. 人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染 C. 用透明胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸之间有相互的斥力 D. “破镜不能重圆”是分子间的距离太大，作用力变得十分微弱 ‎7.(2019北京)如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”．此实验中，主要是通过做功改变物体内能的过程是(　　)‎ 第7题图 A. 试管变热的过程 B. 水变热的过程 C. 水变成水蒸气的过程 D. 水蒸气推出橡胶塞的同时变成“白气”的过程 ‎8.(2019昆明)如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示排气冲程的是(　　)‎ 13‎ 第8题图 A. 甲　　　B. 乙　　　C. 丙　　　D. 丁 ‎9.(2019兰州)关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体 B. 0 ℃的冰水混合物内能为零 C. 水的温度越高，所含热量越多 D. 冰在熔化过程中吸收热量，温度和内能均不变 ‎10.(2019杭州)对于同一物态的某种物质，根据c＝得知(　　)‎ A. 比热跟热量成正比 B. 比热跟质量成反比 C. 比热跟温度变化成反比 D. 吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量 ‎11.(2019西宁改编)(双选)关于内能及内能的利用，说法正确的是(　　)‎ A. 汽油机的做功冲程将内能转化为机械能 B. 温度为0 ℃的物体也具有内能 C. 燃料的热值越大，燃烧释放的热量越多 D. 增大热功率一定能提高它的效率 ‎12.(2019福建改编)(双选)下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是(　　)‎ 13‎ 物质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容/‎ ‎(J·kg－1·℃－1)‎ ‎4.2‎ ‎×103‎ ‎2.1‎ ‎×103‎ ‎2.1‎ ‎×103‎ ‎0.88‎ ‎×103‎ ‎0.39‎ ‎×103‎ A. 不同物质的比热容一定不同 B. 物质的物态发生变化，比热容不变 C. 质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多 D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量，煤油升高的温度更多 三、实验探究题 ‎13.(2019省实验二模)某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热，所得的实验数据如下表所示：‎ 液体 次数 质量m/kg 升高温度Δt/℃‎ 加热时间t/min 甲 ‎1‎ ‎0.1‎ ‎5‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎10‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎0.2‎ ‎10‎ ‎4‎ 乙 ‎4‎ ‎0.1‎ ‎10‎ ‎1‎ ‎5‎ ‎0.1‎ ‎20‎ ‎2‎ ‎6‎ ‎0.2‎ ‎20‎ ‎4‎ ‎(1)该实验采用的实验方法是____________；使用相同的电加热器给相同质量的甲、乙两种不同物质加热相同的时间，则甲吸收的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙吸收的热量；‎ ‎(2)分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的________越大，吸收的热量就越________(选填“多”或“少”)；‎ ‎(3)通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收热量的多少与液体的________有关，________(选填“甲”或“乙”)的吸热能力更强．‎ 13‎ 四、综合应用题 ‎14.(2019铁岭)如图是百度在全球的首款无人驾驶巴士“阿波龙”，其空车质量为3 000 kg，静止时轮胎与地面接触的总面积为0.2 m2.车满载时以36 km/h的速度匀速直线行驶时，所受到的阻力是1 380 N．(q汽油＝4.6×107 J/kg，g取10 N/kg)求：‎ ‎(1)“阿波龙”空车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？‎ ‎(2)该车满载时以36 km/h的速度做匀速直线运动，牵引力的功率是多少？‎ ‎(3)若该车用效率为30%的汽油机提供动力工作，且以36 km/h的速度满载匀速直线行驶了1 km，则需消耗多少千克汽油？‎ 第14题图 ‎15.(2019安阳模拟)今年春节，小周家买了一台太阳能热水器，如图所示．相关参数如下表所示，小周同学想利用自己学习过的物理知识对太阳能热水器进行研究与计算.‎ 13‎ 太阳照射时间/h 吸收板面积/m2‎ 太阳辐射功率/J·(m2·h)－1‎ 装水量/L 水的初温/℃‎ 水的末温/℃‎ ‎10‎ ‎3.0‎ ‎1.68×106‎ ‎200‎ ‎20‎ ‎50‎ 第15题图 ‎(1)太阳能是________(选填“可再生”或“不可再生”)能源，太阳能来自于太阳内部发生的核________．‎ ‎(2)水在10 h内吸收的热量是多少？如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)；天然气的热值为8.4×107 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收]‎ ‎(3)该太阳能热水器的能量转化效率．(太阳能辐射功率指的是1 h内投射到1 m2面积上的太阳能)‎ 13‎ 能力提升 ‎1.(2019赤峰)利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝．若从1吨垃圾中能提炼出140 kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为________J，这些热量可以使________kg的水温度升高50 ℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]‎ ‎2.(2019怀化)某种国产汽车，当它在某平直公路上以20 m/s速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6 L，当汽车行驶500 s，则汽车消耗的汽油是________L，假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495 N，则汽油机的效率是________%(已知汽油的热值是3.3×107 J/L)．‎ ‎3.(2019荆门)为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源．现要将20 kg的水从16 ℃加热到 50 ℃，如果使用效率为85%的电热水器，需要耗电________kW·h；如果使用热效率为80%的天然气热水器，需要消耗__________m3天然气．已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为3.2×107 J/m3(结果均保留到小数点后2位)．‎ 开放推理题 ‎4.(2019说明与检测)如图所示，B是一个被销钉K锁住的活塞，绝热气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计．若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，气缸内的气体膨胀使活塞向右移动，温度计的示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ 第4题图 ‎5.(2019泰安)某载重汽车自重12 t，车轮与地面的总接触面积为0.5 m2，汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210 kW，每行驶43 s消耗柴油700 g，柴油的热值为4.3×107 J/kg.下列说法中(　　)‎ ‎①完全燃烧700 g柴油放出的热量为3.01×109 J 13‎ ‎②该柴油发动机效率为30%　③汽车的牵引力为1.05×104 N　④若公路所能承受的最大压强为8×105 Pa，汽车最多能装载40 t的货物 A. 只有①②正确　　　　　　B. 只有③④正确 C. 只有①③正确 D. 只有②③正确 ‎6. 某款油电混合动力小汽车，具有省油、能量利用率高等特点，其相关信息如表．在某次水平道路测试中，该车以中速匀速行驶170 km，共消耗汽油10 L．测试过程中，内燃机既向车轮提供能量，又向蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，此时，内燃机和电动机共同驱动车辆前进.‎ 驱动模式 纯电动 启动、低速 油电混动 中速 纯燃油 高速 汽车质量 ‎1 200 kg 车轮与地面 总接触面积 ‎0.096 m3‎ ‎(1)向蓄电池充电时，将电能转化为________能．‎ ‎(2)在水平道路中速匀速行驶过程中，若平均阻力为1 000 N，牵引力做的功是多少？‎ ‎(3)在水平道路中速匀速行驶过程中，若该车的效率为53%，此过程最终使蓄电池电能增加了多少能量？(忽略蓄电池和电动机的热损失，ρ汽油＝0.7×103 kg/m3，q汽油＝4.6×107 J/kg)‎ 13‎ 参考答案及解析 第12讲　内能　内能的利用 ‎ 基础练习 ‎1. 扩散　引力 ‎2. 大　热传递 ‎3. 大　不变　【解析】火箭发射时将燃料的内能转化为机械能，为了获得较大的机械能，必须先获得较大的内能，因此燃料的热值要大；热值是燃料的性质，与燃料的种类有关，与质量无关，因此质量减小，热值不变．‎ ‎4. 4.2×106　 30%　【解析】水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(75 ℃－25 ℃)＝4.2×106 J，热水器的热效率η＝×100%＝×100%＝30%.‎ ‎5. 95　4.2×104　1.4　【解析】题图中，温度计的分度值为1 ℃，示数为95 ℃；水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(95 ℃－45 ℃)＝4.2×104 J；酒精燃烧产生的热量Q放＝Q吸＝4.2×104 J，由Q放＝mq得需完全燃烧酒精的质量m′＝＝＝1.4×10－3 kg＝1.4 g.‎ ‎6. C　【解析】“花气袭人知骤暖”，意思是通过闻到花香气味知道天气变暖和了，是因为分子的热运动与温度有关，A不符合题意；人造木板凝结剂中的甲醛扩散到空气中，会造成环境污染，B不符合题意；用胶带揭下纸上写错的字，是因为胶带与纸之间有相互的引力，不是斥力，C符合题意；“破镜不能重圆”是分子间的距离太大，作用力很小，D不符合题意．故选C.‎ ‎7. D　【解析】试管变热、水变热以及水变成水蒸气的过程，都是通过热传递来改变各自的内能的，当水蒸气的内能增大到一定程度时，塞子被冲出，水蒸气的内能减小，水蒸气对塞子做功，温度降低，试管口出现“白气”．A、B、C错误，D正确．故选D.‎ ‎8. C 13‎ ‎9. A　【解析】热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递或从物体的高温部分向低温部分传递，与物体所含内能的多少没有关系，A正确；任何物体在任何状态下都有内能，所以0 ℃的冰水混合物也有内能，B错误；质量不变的水温度越高，内能越大，但不能说所含的热量越多，因为热量是一个过程量，不能用“含有”“具有”来描述，C错误；冰是晶体，在熔化过程中吸收热量，内能增大，温度不变，D错误．故选A. ‎ ‎10. D　【解析】比热是物质的一种特性．与物质的种类及状态有关．对某种物质而言，吸收或放出的热量跟质量与温度的变化的乘积之比是一个恒量，即比热容．故A、B、C错误．D正确．故选D.‎ ‎11. AB　【解析】汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，A正确；一切物体在任何温度下都有内能，所以温度为0 ℃的物体也有内能，B正确；燃料的热值越大，燃烧时放出的热量不一定越多，还与燃料的质量有关，C错误；用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热机的效率，D错误．故选AB. ‎ ‎12. CD　【解析】由表中数据可知，煤油和冰的比热容相同，所以说不同物质的比热容一定不同的说法是错误的，A错误；水变成冰，比热容发生了变化，所以说物质的物态发生变化时，比热容可能发生变化，B错误；由于铝的比热容比铜的比热容大，由Q＝cmΔt可知，质量相等的铝和铜升高相同的温度时，铝吸收的热量多，C正确；由于水的比热容比煤油的比热容大，由Δt＝可知，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度比煤油少，D正确．故选CD.‎ ‎13. (1)控制变量法　等于　(2)质量　多　(3)种类　甲 ‎【解析】(1)根据比较吸热能力的两种方法，该实验采用的实验方法是控制变量法；使用相同的电加热器给相同质量的甲、乙两种不同物质加热相同的时间，则甲吸收的热量等于乙吸收的热量；(2)分析第2、3次或第5、6次实验数据知，质量不同的同种物质升高相同的温度，质量越大，吸热越多，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的质量越大，吸收的热量就越多；(3)通过比较第2、4次实验数据可知，相同质量的不同物质升高相同的温度，加热时间不同，即吸热不同，即液体吸收热量的多少与液体的种类有关；升高相同的温度，甲加热的时间长，吸热多，故甲的吸热能力更强．‎ ‎14.解：(1)静止时，空车对地面的压力 F＝G＝mg＝3 000 kg×10 N/kg＝3×104 N 受力面积S＝0.2 m2，所以空车静止时对地面的压强 p＝＝＝1.5×105 Pa 13‎ ‎(2)满载时匀速行驶，F牵＝f＝1 380 N ‎36 km/h＝10 m/s 牵引力的功率P＝Fv＝1 380 N×10 m/s＝1.38×104 W ‎(3)行驶1 km牵引力做的功 W＝Fs＝1 380 N×1 000 m＝1.38×106 J 由于汽油机效率为30%，所以消耗汽油产生的热量 Q＝＝＝4.6×106 J 消耗的汽油质量m＝＝＝0.1 kg ‎15. (1)可再生　聚变 解：(2)由ρ＝可得，热水器中水的质量：m＝ρV＝1×103 kg/m3×200×10－3 m3＝200 kg 水吸收的热量(有用能量)：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×200 kg×(50 ℃－20 ℃)＝2.52×107 J 由题知，Q放＝Q吸＝2.52×107 J 由Q放＝Vq可得，需要燃烧天然气的体积：V＝＝＝0.3 m3‎ ‎(3)10 h太阳能热水器吸收的太阳能(总能量)：‎ Q总＝1.68×106 J/(m2·h)×3 m2×10 h＝5.04×107 J 该太阳能热水器的能量转化效率：η＝×100%＝×100%＝50%‎ ‎ 能力提升 ‎1. 6.3×109　3×104　【解析】水吸收的热量为Q吸＝Q放＝mq＝140 kg×4.5×107 J/kg＝6.3×109 J；由Q吸＝cmΔt得，水的质量为m＝＝＝3×104 kg.‎ ‎2. 0.6　25　 【解析】汽车行驶的路程为s＝20 m/s×500 s＝10 000 m＝10 km，消耗的汽 13‎ 油V＝×6 L＝0.6 L，汽车行驶中消耗的能量W＝fs＝495 N×20 m/s×500 s＝4.95×106 J．热机的效率是η＝×100%＝×100%＝25%.‎ ‎3. 0.93　0.11　【解析】水吸收的热量为Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(50－16) ℃＝2.856×106 J，当电热水器的效率为85%时，需要消耗的电能：W＝Q放＝＝＝3.36×106 J≈0.93 kW·h；如果使用天然气热水器的效率为80%时，天然气燃烧需要放出热量：Q放′＝＝＝3.57×106 J，需要消耗的天然气：V＝＝≈0.11 m3.‎ ‎4. 变小　气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低 ‎5. D　【解析】完全燃烧700 g柴油放出的热量为Q放＝mq＝0.7 kg×4.3×107 J/kg＝3.01×107 J，①错误；发动机做的有用功为W有＝Pt＝210×103 W×43 s＝9.03×106 J，故发动机的效率为η＝×100%＝×100%＝30%，②正确；汽车的牵引力F＝＝＝1.05×104 N，③正确；当汽车装载40 t的货物时，汽车对地面的压力F＝G＝mg＝(40＋12)×103 kg×10 N/kg＝5.2×105 N，汽车对地面的压强为p＝＝＝1.04×106 Pa>8×105 Pa，即汽车不能装载40 t货物，④错误．故选D.‎ ‎6. (1)化学 解：(2)由题可知，汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力 牵引力F牵＝f＝1 000 N 汽车牵引力做的功W机械＝F牵s＝1 000 N×1.7×105 m＝1.7×108 J ‎(3)汽车消耗汽油的质量m汽油＝ρ汽油V＝0.7×103 kg/m3×10×10－3 m3＝7 kg 汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq汽油＝7 kg×4.6×107 J/kg＝3.22×108 J 由η＝×100%可得，内燃机输出的有用能量W有用＝Q放η＝3.22×108 J×53%＝1.706 6×108 J 最终蓄电池增加的能量W＝W有用－W机械＝1.706 6×108 J－1.7×108 J＝6.6×105J 13‎ 13‎