山西省2020中考物理比热容内能的利用专题复习训练

山西省2020中考物理比热容内能的利用专题复习训练

课时训练(十三)　比热容　内能的利用 ‎(限时:35分钟)‎ ‎|基础过关|‎ 一、选择题 ‎1.一杯酒精用掉一半,剩下一半的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是 (　　)‎ A.质量、密度、比热容和热值都不变 B.质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变 C.质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变 D.质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变 ‎2.铁的比热容大于铜的比热容,质量相等的铁块和铜块放出了相等的热量,立刻将铜块和铁块相互接触后,则 (　　)‎ A.热量将一定从铜块传递到铁块 B.热量将一定从铁块传递到铜块 C.铜块和铁块将可能不发生热传递 D.以上说法都不正确 ‎3.新疆“那拉提草原”是闻名全国的旅游景区。夏天,当你赤脚在烈日当空的小河边游玩时,你会发现:岸上的小石头热得烫脚,而河水却是冰凉的,这是因为 (　　)‎ A.水比小石头的温度变化大 B.水比小石头的比热容大 C.水比小石头吸收的热量小 D.水比小石头的比热容小 ‎4.小明利用与图K13-1完全相同的两套实验装置比较酒精和煤油的热值。他分别在燃烧皿中放入酒精和煤油,点燃后对烧杯中的水加热,下列说法正确的是 (　　)‎ 图K13-1‎ A.要保证酒精和煤油的体积相等 B.要保证酒精和煤油燃烧时间相同 C.要保证烧杯中水的质量和初温相同 D.通过加热时间的长短反映放出热量的多少 ‎5.[2019·泸州]西昌卫星发射中心用“长征三号”运载火箭,于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星 7‎ 成功送上太空。下列说法中正确的是 (　　)‎ A.火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大 B.火箭升空过程中,燃料燃烧将机械能转化为化学能 C.北斗导航卫星加速升空过程中,其动能和重力势能均增大 D.北斗导航卫星加速升空过程中,其惯性增大 ‎6.用酒精灯给试管加热,如图K13-2所示,试管口软木塞冲出的过程中,下列说法正确的是 (　　)‎ 图K13-2‎ A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气内能增大 B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C.此能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同 D.试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的 ‎7.[2019·枣庄]图K13-3是内燃机工作循环中的一个冲程,它是 (　　)‎ 图K13-3‎ A.压缩冲程,将内能转化成机械能 B.压缩冲程,将机械能转化成内能 C.做功冲程,将内能转化成机械能 D.做功冲程,将机械能转化成内能 二、填空题 ‎8.[2019·攀枝花]我国在南海海底开采出的天然气水合物,俗称“可燃冰”,1 m3可释放出约0.8 m3的水和164 m3的天然气。居民使用天然气烧水是利用　　　　　(选填“热传递”或“做功”)的方式改变水的内能。天然气热值为1.9×107 J/m3,完全燃烧50 m3的天然气释放的热量为　　　　J。 ‎ ‎9.[2019·重庆]如图K13-4所示,重庆网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入调制好的鱼和汤,鹅卵石放热使汤沸腾。则质量为1 kg的鹅卵石从300 ℃降到250 ℃放出的热量是　　　　J。用锅盖紧密盖住木桶,桶内气压升高,则汤的沸点会　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。[c鹅卵石=0.8×103 J/(kg·℃)] ‎ 图K13-4‎ 7‎ ‎10.[2019·广州](1)完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的　　　　倍。0.7 g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104 J,这些热量全部被100 g 的液体A吸收,液体的温度升高了50 ℃;完全燃烧1.4 g 酒精释放的热量全部被200 g的液体A吸收,液体的温度升高了Δt=　　　　℃。(不考虑散热) ‎ ‎(2)现用如图K13-5所示装置加热200 g的液体A,燃烧了1.4 g酒精,液体升高的温度小于Δt,有哪些原因会导致这个结果?　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 图K13-5‎ ‎11.[2019·苏州]如图K13-6所示,在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,‎ 棉花被点燃,此过程的能量转化方式与汽油机的　　　冲程相同。某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4 kg汽油,该汽油机对外做的机械功为　　　　J。(汽油热值为4.6×107 J/kg) ‎ 图K13-6‎ 三、实验探究题 ‎12.[2019·济宁]探究物质的吸热能力,通常有两种方案:‎ 方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化。‎ 方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量。‎ ‎(1)为便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中　　　　的变化便可知温度的变化。 ‎ ‎(2)下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。‎ 液体名称 液体质量m/g 初温t1/℃‎ 末温t2/℃‎ 加热时间t时/min 吸热情况“多”或“少”‎ 甲 ‎10‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎6‎ 多 乙 ‎10‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎3‎ 少 ‎①分析表中信息,小明采用的是　　　　(选填“方案一”或“方案二”)。 ‎ ‎②分析表中数据,可得出的结论是　。 ‎ ‎③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选　　　　液体作发动机冷却液。 ‎ ‎13.如图K13-7甲所示,在“探究不同物质吸热能力”的实验中:‎ 7‎ 图K13-7‎ ‎(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、　　　相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油);实验时选用两个相同的电加热器加热,目的是使水和煤油在单位时间内　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)实验中记录下两种物质温度随时间的变化图像,并作出了如图乙所示的图像。由图甲可知b物质是　　　　,分析图乙还可判断出　　　　(选填“水”或“煤油”)的吸热能力较强。 ‎ ‎(3)本实验采用的主要实验方法是。 ‎ ‎14.物理小组的同学们组装了如图K13-8所示的装置,在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体,在完全相同的燃料盒中分别装有质量相同的两种不同的燃料。‎ 图K13-8‎ ‎(1)若要比较液体的吸热本领,应选　　　　两图的实验装置进行实验。 ‎ ‎(2)实验过程中,若浸在液体中的温度计示数都升高50 ℃,加热时间较短的液体比热容较　　　　。 ‎ ‎(3)为了比较不同燃料的热值,应选　　　　两图的实验装置进行实验;实验过程中,两种燃料完全燃烧后,若浸在液体中的其一温度计示数升高得多,则说明该温度计下方对应的燃料的热值　　　　。 ‎ 四、计算题 ‎15.[2019·聊城]2019年5月6日,聊城首批30辆氢燃料新能源公交车(如图K13-9所示)投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q氢=1.4×108 J/kg]‎ ‎(1)求质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。‎ ‎(2)若这些热量全部被质量为200 kg、温度为15 ℃的水吸收,求水升高的温度。‎ ‎(3)某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶,如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等,则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。‎ 图K13-9‎ 7‎ ‎|能力培优|‎ ‎16.[2019·荆州]合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,1 t生活垃圾能“榨”出140 kg燃料油。若燃料油的热值为4.0×107 J/kg,某城镇每天产生50 t生活垃圾,则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为　　　　J。在标准大气压下,这些热量的30%被500 m3、30 ℃的水吸收,则水温能升高　　　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3] ‎ ‎17.某兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验。水火箭构造如图K13-10所示。水火箭升空工作过程如下:在瓶中装适量的水,塞好瓶塞后放在发射架上,用打气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时,瓶飞向高空。‎ 图K13-10‎ ‎(1)水火箭升空原理可利用我们所学过的　　　　　　　　　　知识来解释。从能量转化角度来看,水火箭的 ‎　　　　能是由内能转化来的。它与汽油机的　　　　冲程能量转化相同。 ‎ ‎(2)实验后小明提出了问题:水火箭上升高度与什么因素有关呢?‎ 小明的猜想:可能与瓶中气体的压强有关;‎ 小华的猜想:可能与瓶中水的体积有关;‎ 小军的猜想:可能与瓶子的形状有关。‎ 你认为影响因素还有　　　　　　　　　　。(写出一点) ‎ ‎(3)实验小组通过实验发现,瓶塞插入深度不同,瓶塞被冲出前用打气筒充气次数不同(设充一次气气量相同),他们选用同一可乐瓶,瓶中水量为200 mL,通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录。实验结果如下表所示。‎ 瓶塞塞入深度 浅 深 更深 水火箭上升高度/m ‎2‎ ‎5‎ ‎12‎ 这可验证水火箭上升高度与　　　　　　　　有关。 ‎ ‎(4)实验小组经过讨论思考发现,瓶塞插入瓶口的深度加深,其实是增大了瓶塞与瓶口的压力,从而增大了瓶塞与瓶口的　　　　力,使瓶塞不易压出,实现了增大瓶内气压的目的。 ‎ 7‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.D　2.C　3.B　4.C　5.C　6.B　7.B ‎8.热传递　 9.5×108‎ ‎[解析] 天然气燃烧放出热量,传递给水,被水吸收从而改变水的内能;‎ 燃烧天然气放出的热量Q放=qV=1.9×107 J/m3×50 m3=9.5×108J。‎ ‎9.4×104　升高 ‎10.(1)2　50‎ ‎(2)热量散失,液体汽化带走部分热量,酒精燃烧不充分等 ‎[解析] (1)由Q放=qm可知,完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的2倍。‎ 不考虑散热,根据Q吸=cmΔt、Q放=Q吸可得:Δt=Q吸cAmA=Q放cAmA=qm酒精cAmA,由于酒精质量变为原来的2倍,液体质量也变为原来的2倍,所以升高的温度不变,即为50 ℃。‎ ‎(2)加热200 g的液体A,燃烧了1.4 g酒精,液体升高的温度小于Δt,主要原因有热量散失、液体汽化带走部分热量、酒精燃烧不充分等。‎ ‎11.压缩　4.6×107‎ ‎12.(1)液柱高度　‎ ‎(2)①方案二　②甲的吸热能力强　③甲 ‎13.(1)质量　吸收相同的热量　‎ ‎(2)煤油　水　‎ ‎(3)控制变量法 ‎14.(1)甲、丙　(2)小　‎ ‎(3)甲、乙　大 ‎15.解:(1)0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 Q放=mq氢=0.3 kg×1.4×108 J/kg=4.2×107 J。‎ ‎(2)水吸收的热量Q吸=Q放=4.2×107 J,‎ 由Q吸=cmΔt得水升高的温度 Δt=Q吸c水m水=‎4.2×1‎0‎‎7‎J‎4.2×1‎0‎‎3‎J/(kg·℃)×200kg=50 ℃。‎ ‎(3)公交车所做的功W=Q放=4.2×107 J,‎ 由P=Wt得公交车行驶时间t=WP=‎4.2×1‎0‎‎7‎J‎1.4×1‎0‎‎5‎W=300 s。‎ ‎16.2.8×1011　40‎ ‎[解析] 50 t生活垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量 Q放=mq=50×140 kg×4.0×107 J/kg=2.8×1011 J;‎ 由ρ=mV得,水的质量m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×500 m3=5×105 kg,‎ 水吸收的热量Q吸=30%Q放=30%×2.8×1011 J=8.4×1010 J,‎ 由Q吸=cmΔt得,水升高的温度Δt=Q吸c水m水=‎8.4×1‎0‎‎10‎J‎4.2×‎10‎‎3‎J/(kg·℃)×5×1‎0‎‎5‎kg=40 ℃。‎ 7‎ ‎17.(1)力的作用是相互的　机械　做功　(2)气嘴口径的大小　(3)瓶塞塞入的深度　(4)摩擦 ‎[解析] (1)高压气体给水和橡皮塞一向下的力,由于力的作用是相互的,橡皮塞和水同时给瓶向上的力使瓶升空;在此过程中,将高压气体的内能转化为橡皮塞的机械能;汽油机的做功冲程中内能转化为机械能,与此过程能量转化相同。(2)根据水火箭升空的原理,用打气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出,水的反冲作用把瓶推向高空,可猜想水火箭上升高度可能与橡皮塞气嘴口径的大小有关。(3)从表中数据可知,瓶塞塞入深度越深,水火箭上升高度越高,由此可验证水火箭上升高度瓶塞塞入深度有关。‎ ‎(4)加深瓶塞插入瓶口的深度,是通过增大瓶塞与瓶口之间的压力来增大瓶塞与瓶口的摩擦力,从而增大了瓶内的气压。‎ 7‎