中考物理总复习专题检测12内能内能的利用新人教版

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专题检测十二 内能 内能的利用 (时间 45 分钟 满分 100 分) 一、选择题(每题 4 分,共 40 分) 1.(2019 江苏盐城)端午节,小红一进家门便闻到粽子的香味,这一现象表明(D) A.分子间有间隙 B.分子间存在引力 C.分子间存在斥力 D.分子在永不停息地运动 2. (2019 浙江舟山)下列各项都能使如图瓶内铁屑内能增加,其中属于做功的是(A) A.不断晃动瓶子 B.用酒精灯加热 C.用手捂瓶子 D.在烈日下照射 3.(2019 甘肃兰州)关于内能、温度和热量,下列说法正确的是(C) A.物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系 B.不同燃料燃烧时,放出热量越多的热值越大 C.质量和初温相同的水和煤油,放出相同热量时煤油温度降低得多 D.内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移 4.根据下表提供的数据,以下结论中正确的是(B) 几种物质的比热容 单 位:×103J/(kg·℃) 物 质 水 酒 精 煤 油 水银 冰 砂石 铝 铜 比 热 容 4.2 2.4 2.1 0.14 2.1 0.92 0.88 0.39 A.液体的比热容一定比固体的大 B.质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,铝块吸收的热量多 C.同一物质发生物态变化后,比热容不变 D.质量相等的水和煤油,吸收相等热量后,水的温度变化大 5.水具有比热容大的特点,下列现象及应用与此特点无关的是(D) A.用水来冷却汽车发动机 B.内陆地区温差比沿海地区大 C.冬天的暖气设备用热水供暖 D.夏天往地上洒水,感觉凉爽 6.下列有关热机的说法正确的是(B) A.内燃机的冷却液需要用比热容较小的物质 B.内燃机除做功冲程以外的三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的 C.汽油机消耗的汽油可循环使用,是取之不尽的能源 D.在汽油机的压缩冲程中,进气门、排气门都关闭,活塞向下运动 7.单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示。下列关于这种内燃机一个工作循环中四 个冲程的顺序排列正确的是(B) A.丙丁乙甲 B.乙丁甲丙 C.乙甲丁丙 D.甲乙丙丁 8.如图所示,甲、乙、丙三图的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内液体的初温与质量也 相同,不考虑热量损失。下列选择正确的是(A) A.对比甲、乙两图,如果燃料 2 的热值较高,最终乙图液体内能较大 B.对比乙、丙两图液体最终升温,可以比较两种液体的比热容 C.对比乙、丙两图,如果液体 b 最终升温较高,说明燃料 1 的热值较大 D.对比甲、丙两图,如果液体 b 比热容比液体 a 大,那么要升高相同温度,甲图装置需要时间 较长 9.(多选)如图所示是“风能太阳能互补”节能灯,关于节能灯的设计解释合理的是(ACD) A.太阳能电池板是将太阳能转化为电能 B.蓄电池储存能量的过程是将机械能和太阳能转化成电能 C.节能灯工作时是将电能转化成光能和内能 D.小风扇工作时将机械能转化为电能 10.(多选)关于热和能,以下说法正确的是(CD) A.0 ℃的冰没有内能,分子不运动 B.物体的温度越低,所含的热量越少 C.一个物体温度升高,它的内能增大 D.用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其原因之一是水的比热容较大 二、填空题(每空 2 分,共 22 分) 11.在长期堆放煤的地方,地面和墙角都会染上一层黑色,用力刮去一层墙的表皮,可以看到 里面还是黑色,这属于扩散现象;两滴水银靠近时,能自动结合成一滴较大的水银,这一事实 说明分子间存在着引力;“破镜重圆”是一种良好的愿望,我们可以将两块表面光滑的铅块 挤压后黏在一起,但是两块破镜却做不到,这是因为镜子断裂处的绝大多数分子间的距离较 大,分子间几乎没有作用力。 12.新型防空导弹“红旗-9”试射,导弹上升过程中,与空气摩擦导致内能增大(选填“增 大”“减小”或“不变”),内能改变是通过做功的方式实现的。用无烟煤来做饭时,热量大 部分是通过热传递方式传递给锅。 13.将一瓶质量为 0.5 kg、温度为 25 ℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低到 5 ℃,则这瓶纯净水的内能减少了 4.2×104 J,这是通过热传递的方式改变了水的内能。〔水 的比热容 c=4.2×103 J/(kg·℃)〕 14.天然气燃烧时将化学能转化为内能。至少需要消耗 0.21 m3 的天然气才能将质量为 20 kg、 初温为 20 ℃的水烧开。〔c 水=4.2×103 J/(kg·℃),q 天然气=3.2×107 J/m3〕 三、实验探究题(本题共 16 分) 15.(8 分)如图所示是我们在学习分子动理论时做过的一些实验。a:浓硫酸铜溶液与清水开 始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大 于玻璃板的重力;c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;d:将红墨 水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个 铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。 (1)图 a、d 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子在永不停息地做无规则运动。 (2)图 b、e 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子间存在引力。 〚导学号 86244272〛 16.(8 分)某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图所示的装 置。 (1)在设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是 B。 A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加酒精量相同 C.取相同质量的水和另一种液体 D.盛放水和另一种液体的容器相同 (2)加热到一定时刻,水开始沸腾,此时的温度如图丙所示,则水的沸点是 97℃,这表明实验 时的大气压强小于(选填“大于”“小于”或“等于”)标准大气压。 (3)而另一种液体相应时刻并没有沸腾,但是温度计的示数比水温要高得多。请你就此现象进 行分析,本实验的初步结论为:不同物质的吸热能力不同(选填“相同”或“不同”)。 四、材料阅读题(本题 10 分) 17.阅读下面短文并回答问题。 即热式节能饮水机 即热式节能饮水机已在地铁站、学校、宾馆等公共场所广泛使用,如图甲为我校教学楼 层安装的某品牌即热式节能饮水机,其原理如图乙所示。烧开的水很烫不能立即饮用,即热式 节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题,它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一 起,利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温,同吋,进水管中的冷水被预热后送到加热腔 中用电加热器烧开。 如图乙,当节能饮水机的出水流量为 1.9L/min 时,20℃的自来水经热交换套管后被预热 成 85℃的热水流进加热腔,同时有相同质量的 100℃的开水从加热腔流进热交换套管,变成 可供直接饮用的温开水流出。 即热式节能饮水机喝水无需等待,即按即出,而且具有待机零功耗,比传统饮水机要节 能、省电,真正倡导了绿色环保饮水新概念。 (1)写出一条即热式节能饮水机具有的优点:节能,效率高。 (2)若在热交换套管内进行热交换过程中,自来水吸收的热量与等质量的开水放出的热量相 等,则可供直接饮用的温开水的温度是 35℃。 (3)每分钟节能饮水机流出水的质量为 1.9 kg,每分钟预热后的热水进入加热腔加热成开水 的过程中吸收的热量是 1.197×105 J。〔ρ水=1.0×103 kg/m3,c 水=4.2×103 J/(kg·℃)〕 〚导学号 86244274〛 五、计算题(本题共 12 分) 18.(6 分)某学校小组想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给 100 g、初温为 20 ℃ 的水加热,经过一段时间测得水温升高了 60 ℃,消耗了 4.2 g 酒精。已知:水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值为 3×107 J/kg。求: (1)此过程中水吸收的热量; (2)4.2 g 酒精完全燃烧放出的热量; (3)酒精灯烧水时的热效率。 答案(1)2.52×104J (2)1.26×105J (3)20% 解析(1)100g=0.1kg,水吸收的热量 Q 吸=cm 水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×60℃=2.52×104J (2)4.2g 酒精完全燃烧产生的热量 Q 放=m 酒精 q=0.0042kg×3×107J/kg=1.26×105J (3)酒精灯烧水时的热效率 η= ×100%=20% 19. (6 分)水暖在暖通行业被称为最舒适的采暖方式。随着人们生活水平的提高,越来越多的家 庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是以温度不高于 60 ℃的热水为热媒,在埋置于地面以 下填充层中的管道内循环流动,加热整个地板,通过地面以热传递方式向室内供热的一种供 暖方式(如图所示)。 (1)某房间一段时间内循环流动的水质量为 1 200 kg,进水温度为 55 ℃,出水温度为 40 ℃。 这段时间里水向外界放出多少热量?〔水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)〕 (2)若该水暖的热效率为 90%,这段时间要消耗多少天然气?(假设天然气完全燃烧,天然气的 热值为 7.2×107 J/m3) (3)“水地暖”以水为媒介,利用了水的什么性质,请具体说明为什么要利用这一特性。 答案(1)7.56×107J (2)1.17m3 (3)由热量公式 Q=cmΔt 可知,由于水的比热容较大,在温 度变化量Δt 一定时,相等质量的水释放的热量较多。 解析(1)水放出的热量 Q 放=cm 水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1200kg×(55℃-40℃)=7.56×107J (2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,则:Q 有用=Q 水放=7.56×107J,由η= 得,天然 气需要放出的热量 Q 放= =8.4×107J 由 Q 放=Vq 得,天然气的体积 V= ≈1.17m3 (3)由热量公式 Q=cmΔt 可知,由于水的比热容较大,在温度变化量Δt 一定时,相等质量 的水释放的热量较多。 专题检测十二 内能 内能的利用 1.D 2.A 不断晃动瓶子,铁屑与瓶壁之间有摩擦,在此过程中要克服摩擦做功,使其内能增 大,温度升高,故 A 符合题意;B、C、D 选项中瓶内铁屑分别从酒精灯火焰、手和阳光中吸收 热量,都是通过热传递的方式来使物体内能增加的,故 B、C、D 不符合题意。 3.C 跟物体的运动速度有关的是机械能,内能和机械能是没有关系的,故 A 错误;不同 燃料燃烧时,放出热量的多少与热值和燃烧燃料的质量有关,故 B 错误;质量相同、初温相同 的水和煤油,放出相同的热量,因为水的比热容大,所以水的温度变化小,煤油的温度变化大, 故煤油的末温低一些,故 C 正确;内能总是从温度高的物体向温度低的物体转移,故 D 错误。 4.B 液体的比热容不一定比固体的大,比如:冰比水银的比热容大,故 A 错误;质量相等 的铝和铜,升高相同的温度,根据吸热公式 Q=cmΔt 知,铝吸收的热量多,故 B 正确;同一物质 发生物态变化后,比热容改变,比如水和冰的比热容不同,故 C 错误;质量相等的水和煤油吸 收相等的热量后,根据公式Δt= 知,煤油的温度变化大,故 D 错误。 5.D 因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的 热量多,所以用水来冷却汽车发动机,与水的比热容大的特点有关,故 A 不符合题意;因为水 的比热容大,相同质量的水和砂石比较,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化小,因此内 陆地区温差比沿海地区大,故 B 不符合题意;因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质 比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天供暖系统使用热水循环供暖,与水的比热 容大的特点有关,故 C 不符合题意;给地板洒水降温是利用了水蒸发吸热,与比热容无关,故 D 符合题意。 6.B 内燃机的冷却液需要用比热容较大的物质,一般用水,故 A 错误;内燃机工作时有 四个冲程,只有做功冲程做功,其他的三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成,故 B 正确;汽油机 消耗的汽油不可循环使用,是石油中提炼出来的,石油是化石能源,是不可再生的,故 C 错误; 汽油机在压缩冲程中,进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,故 D 错误。 7.B 题图甲中两个气门都关闭,火花塞点火,此时活塞向下运动,应该是第三个冲程 ——做功冲程;题图乙中进气门打开,排气门关闭,应该是第一个冲程——吸气冲程;题图丙 中进气门关闭,排气门打开,应该是第四个冲程——排气冲程;题图丁中两个气门都关闭,火 花塞没有点火,此时活塞向上运动,应该是第二个冲程——压缩冲程。按照四个冲程的先后顺 序应该是乙、丁、甲、丙。 8.A 题干甲、乙两图液体的初温与质量相同,且燃料的质量相同,若燃料 2 的热值较高, 最终燃料 2 放出的热量多,则乙图液体吸收的热量更多,液体的末温更高,所以内能更大,故 A 正确;通过液体最终升温来比较比热容的大小要控制吸收的热量相等,题干乙、丙两图中燃料 种类不同(热值不同),最终放出的热量不相等,液体吸收的热量不相等,不能比较比热容大小, 故 B 错误;对比题干乙、丙两图,液体 a、b 的比热容大小关系未知,故不能说明燃料 1 的热值 较大,故 C 错误;甲、丙燃料相同,相同时间内放出的热量相同;由 Q 吸=cmΔt 可知,若液体 b 比热容比液体a大,那么要升高相同温度,液体b需要吸收的热量多,加热时间长,即题图丙装 置需要时间较长,故 D 错误。 9.ACD 太阳能电池板,吸收太阳能,产生电能,是把太阳能转化为电能,故 A 正确;蓄电 池储存能量的过程是充电过程,即消耗电能,产生化学能,所以是将电能转化为化学能的过程, 故B错误;节能灯工作时,消耗电能,产生光能和内能,故C正确;题图中的小风扇工作时,利用 风能,产生电能,故是把风能转化为电能,故 D 正确。 10.CD 因为物体的分子永不停息地做无规则的运动,所以任何物体都有内能,0℃的冰 仍具有内能,A 说法错误;热量是一个过程量,不能说“具有”或“含有”,B 说法错误;物体 温度升高时,分子的无规则运动速度也增大,内能增加,C 说法正确;因为水的比热容较大,相 同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以可作为冷却剂,D 说法 正确。 11.扩散现象 引力 大 12.增大 做功 热传递 解析导弹上升过程中,与空气摩擦做功,使内能增大,因此,内能改变是通过做功的方式 实现的;用无烟煤来做饭时,内能发生转移,因此热量大部分是通过热传递方式传递给锅的。 13.4.2×104 热传递 解析水放出的热量 Q 放=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(25℃-5℃)=4.2×104J;这 是通过热传递的方式改变水的内能的。 14.化学 内 0.21 解析天然气燃烧时将化学能转化为内能;水吸收的热量 Q 吸 =cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(100℃-20℃)=6.72×106J;天然气完全燃烧放出的热 量 Q 放=Q 吸=6.72×106J,由 Q 放=Vq,可得,所需天然气的体积 V 天然气 = =0.21m3。 15.(1)a、d 分子在永不停息地做无规则运动 (2)b、e 分子间存在引力 解析题图 a 说明分子在永不停息地做无规则运动;题图 b 说明分子之间总存在相互作用 的引力;题图 c 说明分子之间有间隔;题图 d 说明分子在永不停息地做无规则运动;题图 e 说 明分子之间总存在相互作用的引力。 16.(1)B (2)97 小于 (3)不同 解析(1)用控制变量法进行探究,因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、 加热时间和方式,与酒精的多少无关,所以 B 选项多余。(2)在题图中,水的沸点为 97℃;因为 沸点低于 100℃,所以实验时的大气压小于标准大气压。(3)在质量、吸收的热量相同时,不 同液体升高的温度不同,说明不同物质的吸热能力不同。 17.(1)节能,效率高 (2)35 (3)1.9 1.197×105 解析(1)根据其原理,将进水管与出水管贴在一起,利用进水管中的冷水给出水管中的开 水降温,同时,进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开,由此可知其优点是节 能,热效率高;(2)因 20℃的自来水经热交换套管后被预热成 85℃,同时相同质量的 100℃的 开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出,所以,不计热损失时,冷水吸收的热量和热 水放出的热量相等,由 Q=cmΔt 可得,cm(85℃-20℃)=cm(100℃-t0),解得 t0=35℃;(3)由饮水 机的出水流量为 1.9L/min 可知,每分钟加热水的体积 V=1.9L=1.9×10-3m3,由ρ= 可得,水 的质量 m=ρV=1.0×103kg/m3×1.9×10-3m3=1.9kg,水吸收的热量 Q 吸 =cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×1.9kg×(100℃-85℃)=1.197×105J。 18.(1)2.52×104 J (2)1.26×105 J (3)20% 解析(1)100g=0.1kg,水吸收的热量 Q 吸=cm 水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×60℃=2.52×104J (2)4.2g 酒精完全燃烧产生的热量 Q 放=m 酒精 q=0.0042kg×3×107J/kg=1.26×105J (3)酒精灯烧水时的热效率 η= ×100%=20% 19.(1)7.56×107 J (2)1.17 m3 (3)由热量公式 Q=cmΔt 可知,由于水的比热容较大, 在温度变化量Δt 一定时,相等质量的水释放的热量较多。 解析(1)水放出的热量 Q 放=cm 水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1200kg×(55℃-40℃)=7.56×107J (2)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,则:Q 有用=Q 水放=7.56×107J,由η= 得,天然 气需要放出的热量 Q 放= =8.4×107J 由 Q 放=Vq 得,天然气的体积 V= ≈1.17m3 (3)由热量公式 Q=cmΔt 可知,由于水的比热容较大,在温度变化量Δt 一定时,相等质量 的水释放的热量较多。