分子热运动和内能的利用及答案解析Word文档下载推荐.docx
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A.甲最大B.乙最大
C.丙最大D.一样大
8、用两个相同的加热器分别给相同质量的甲、乙两种液体加热,它们的温度随时间变化的图像如图3所示,由图可知()
A.甲液体的比热容大
B.乙液体的比热容大
C.甲、乙两种液体的比热容相等
D.无法通过图像判断哪种液体的比热容大
9、如图表示四冲程内燃机工作时的示意图,一个工作循环的正确顺序为( )
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、丙、乙、甲
C.甲、丁、乙、丙
D.甲、丙、乙、丁
10、用一铁钉顶住轮胎气门芯一会儿,胎内压缩气体迅速从气门放出.用手摸一下气门会发现( )
A.很热,因为气体通过气门时剧烈摩擦导致内能增加
B.很冷,因为气体排出时迅速膨胀做功导致内能减少
C.温度不变,因为放气时气体没有做功过程
D.温度不变,因为放气时气体摩擦做功与膨胀做功相等
11、为了提高热机效率,可采取的措施是( )
A.采用热值高的燃料B.降低热机功率
C.保证良好的润滑,减小摩擦D.以上措施都可以
12、如图所示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为( )
二、填空题
13、如图所示,在一空集气瓶的上面,倒扣一个装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体的集气瓶,两个瓶口之间用一块玻璃片隔开.抽去玻璃片后,看到空集气瓶中慢慢有红棕色气体进入。
该实验说明 ;
但该实验不够严密,因为出现这一实验现象的原因,也可能是 造成的。
14、很多城市已开展对空气中的PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它们在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸人后会进人血液对人体形成危害,室外空气中的PM2.5主要来自矿物燃料燃烧的排放,室内空气中的PM2.5主要来自吸烟产生的烟雾.PM2.5在空中的运动
(选填“属于”或“不属于”)分子的热运动;
有效减小PM2.5在空气中浓度的做法是
.
15、如图是同学们在学校的活动情况,可以用来模拟粒子在不同物态中的活动情况,每位同学代表一个粒子.其中______图可理解为组成固态物质的分子,______图可看做液态物质分子,______图可看做气态物质分子.
16、在空的矿泉水瓶内滴几滴水,然后盖上瓶盖。
再用力拧塑料瓶身,使矿泉水瓶内的压强增大,拧到一定程度时,用手
轻轻推瓶盖,只听到“砰”的一声,瓶盖飞出,接着看到瓶口冒“白气”。
如图所示,瓶口“白气”是水蒸气
(填物态变化名称)而形成的,瓶盖飞出时的能量转化为
。
17、夏季,在高速公路服务区内,一些重型汽车停在有水的坑里,这是因为汽车在高速行驶过程中,通过 方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度升高;
轮胎停在水中,通过 方式减少内能,降低温度,以保行车安全.
18、汽油机是热机之一,如图所示是汽油机的 冲程,此过程是将内能转化为 能.已知某型汽油机转速为1500r/min那么该汽油机每分钟完成 个冲程,燃气做功 次.
19、“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力.同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍,这说明“可燃冰”的
很大.1kg“可燃冰”完全燃烧大约放出4.2×
108J的热量,可使
㎏的水从20℃加热至60℃.(水的比热容为4.2×
103kg/m3)
20、某单缸四冲程汽油机的气缸直径为Dmm,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是Lmm满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为pPa,飞轮1min转动1800圈,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),若1min消耗汽油VL,汽油的密度ρkg/m3汽油的热值为qJ/kg,则一个做功冲程中的燃气对活塞做的功为;
该汽油机的效率为.
三、简答题
21、如图所示,第二届亚洲青年运动会前夕,主办方通过古老的钻木取火方式,在几分钟内取得火种,并点燃火炬.请你用物体内能改变的方式说明钻木取火的过程.
22、与质量相同的其他物质相比,水的比热容在常见的物质中是比较大的.而动物体中70%左右是水,例如图中的这头湘西黄牛,请从物理学角度解释一下,这对于体型较大的温血动物适应山区温差变化能有什么优势?
四、实验,探究题
23、如图是一组实验,观察实验完成填空.
(1)如图1,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满.封闭管口,并将玻璃管反复翻转,使水和酒精充分
,观察液面的位置,混合后与混合前相比,总体积变
(2)图2是
现象,说明
.图3是把墨水滴入冷水和热水的情况,此实验还说明
(3)如图4,把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到
,说明了
.固体和液体很难被压缩说明
24、为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明在2个相同的烧杯中分别装入水和沙子。
用两个相同的酒精灯对其加热。
(1)在实验前要控制水和沙子的_________和__________相同。
(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种:
方法一:
加热时间相同比较它们各自升高的温度。
方法二:
_________________________________。
(3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是________________。
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,_________(沙子/水)升高的温度更高.
(5)实验中有些同学发现:
刚开始加热时,情况与(4)结论不符,你认为可能的原因是
.
25、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
液体
次数
质量m/kg
升高的温度△t/℃
加热的时间t/min
甲
1
0.1
5
2
10
3
0.2
4
乙
20
6
(1)分析第1、4次,第2、5次或第3、6次实验数据,某同学认为:
加热相同的时间时,乙升高的温度高一些,这说明乙吸收的热量多一些.这位同学的判断是否正确?
请说明理由:
.
(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, 的吸热能力更强(选填“甲”或“乙”).
(4)在探究物质比热容的实验中,我们得到了两个结论:
不同质量的同种物质,吸收相同的热量,它们升高的温度 ;
相同质量的不同物质,吸收相同的热量,它们升高的温度 .
26、如图18所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相
同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同.
(1)比较不同燃料的热值,应选择________两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过________来反映的;
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择______两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过_________________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
③
关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是:
________________
A.采用相同的加热方法
B.烧杯中分别装入相同体积的物质
C.使用相同的烧杯
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的
温度随时间变化的图象如图19所示,由图可以看出,____________________________液体的温度升高得较慢,____________________________液体的比热容较大.
27、某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。
他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的实验装置,记录结果见下表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
34
(1)在安装、调整实验器材时,合理的顺序是(甲图中):
应先调整、固定________的
位置(选填“A”或“B”)。
(2)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同的装置,在实验中还应控制:
煤油和菜籽油的________及________相同。
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的________。
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量,并根据记录的数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,然后再利用这个热量计算出煤油的热值,发现结果与课本中给出的煤油热值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
观察装置图,请你分析原因是:
___________________________。
五、计算题
(A)28、为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活。
小星家的太阳能热水器,水箱容积是200L。
小星进行了一次观察活动:
某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70℃。
请你求解下列问题:
(ρ水=1.0×
103Kg/m3、c水=4.2×
103J/(kg•℃))
(1)水箱中水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)请你简述太阳能热水器的优点和缺点。
(B)29、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:
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:
地面装饰层材料
散热管材料
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?
请至少写出两点.
(A)30、管道天然气因使用方便而备受人们青睐,丽丽家在用管道天然气烧水时,将2kg水从20℃烧至100℃,用去燃气0.0336m3.已知家用燃气灶的效率为50%.[c水=4.2×
103J/(kg•℃)]试求:
(1)水吸收的热量;
(2)液化气的热值.
(B)31、随着人们生活水平的日益提高,小汽车越来越多地走进了百姓人家.一辆使用汽油为燃料的小汽车,以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为20kW.若小汽车行驶过程中消耗的汽油为20kg,小汽车发动机的效率为30%,汽油的热值q=4.6×
107J/kg.求小汽车在这段路程中:
(1)所受的阻力;
(2)行驶的路程.
参考答案
1、C2、C3、C4、D5、A6、D
7、C8、B9、C10、B11、C12、C
13、分子在不停的做无规则运动 ;
二氧化氮密度比空气密度大 。
14、不属于
少开轿车(合理即可)
15、乙 丙 甲
16、液化;
内能转化为机械能
17、做功;
热传递.
18、做功;
机械;
3000;
750.
19、热值;
2500.
20、解析:
(1)∵p=p
Pa,活塞的面积是:
S=πr2=
×
10﹣6m2;
∴燃气对活塞的平均压力为:
F=pS=pPa×
Sm2=
N.
∵s=Lmm=0.001Lm,
∴一个做功冲程中燃气对活塞做的功:
W=Fs=pSN×
0.001Lm=
J.
(2)飞轮1min转动1800圈,飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动1800周,要对外做功900次,
∴燃气对活塞做的总功为:
W总=W×
900=
900J;
汽油完全燃烧释放的热量:
Q放=mq=ρkg/m3×
V×
10﹣3m3×
qJ/kg=ρVq×
10﹣3J,
汽油机把内能转化为机械能的效率:
η=
100%=
%.
故答案为:
;
.
21、解:
钻木取火时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,使木头的内能增加,温度升高,达到木头的着火点.
22、解:
与质量相同的其他物质相比,水吸收(或放出)相同的热量,升高(或降低)的温度相对较小.体型较大的温血动物体内水分多,对维持自身的体温有优势.
23、
(1)混合;
小;
(2)扩散;
分子在不停地做无规则运动;
温度越高,分子无规则运动越剧烈;
(3)弹簧测力计示数变大,离开水面后变小;
分子间存在引力;
分子间存在斥力.
24、
(1)初温、质量
(2)升高相同的温度比较所用的时间
(3)相同时间供给水和沙子的热相同(4)沙子
(5)水的导热性能好(沙子的导热性能不好;
沙子里温度计玻璃泡插入比较浅;
没有用搅拌棒搅拌)
25、
(1)不正确;
实验中使用的电加热器相同,加热相同的时间,甲乙两种液体吸收的热量相等;
(2)质量;
多;
(3)甲;
(4)不同;
不同.
26、
(1)甲乙
温度计示数的变化
(2)①甲丙
②加热时间
③B
④B
B
27、
(1)B
(2)质量水的初温(3)煤油
(4)偏小煤油燃烧放出的热量,并没有全部被水吸收,有热量损失
28、解:
(1)热水器水箱送满水时,水的体积:
V=200L=0.2m3,
根据
可得:
水的质量m=ρV=1.0×
103kg/m3×
0.2m3=200kg;
(3分)
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×
103J/(kg•℃)×
200kg×
(70℃-20℃)=4.2×
107J;
(3)优点:
节约能源无污染。
缺点:
把水加热到预定温度需要较长的时间或受天气影响的制约.(2分)(只要答案合理,优缺点各答对一条即可。
)
29、解:
(1)Q=cm(t-t0)=4.2×
103J/(kg·
℃)×
2×
103kg×
(45℃-5℃)=3.36×
108J.
(2)由题意可知,该家庭地面单位面积上的散热功率为90.0W/m2,散热量Q=Pt=(90.0W/m2×
80m2)×
3.6×
103s=2.592×
107J.
(3)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.(只要写出其中的两点即可)
30、解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×
2kg×
=6.72×
105J;
(2)根据η=
可得,
液化气燃烧放出的热量:
Q放=
=
=1.344×
106J;
根据Q放=Vq可知,
液化气的热值q=
=4×
107J/m3.
答:
(1)水吸收的热量为6.72×
(2)液化气的热值为4×
31、【考点】功率计算公式的应用;
热机的效率.
【分析】
(1)知道发动机的实际功率和小汽车的速度,根据P=
=Fv的变形公式F=
求出小汽车受到的牵引力,再根据二力平衡条件求出汽车所受的阻力;
(2)知道汽油的质量和热值,根据Q放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量,然后根据η=
100%的变形公式W=ηQ放求出小汽车发动机牵引力做的功,
最后根据W=Fs的变形公式s=
求出小汽车行驶的路程.
【解答】解:
(1)发动机的实际功率P=20kW=2×
104W,
小汽车的速度v=72km/h=20m/s,
由P=
=Fv得,小汽车受到的牵引力:
F=
=1000N,
小汽车在水平路面上匀速行驶,
根据二力平衡条件可知,汽车所受的阻力f=F=1000N.
(2)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=20kg×
4.6×
107J/kg=9.2×
108J,
由η=
100%得,小汽车发动机牵引力做的功:
W=ηQ放=30%×
9.2×
108J=2.76×
由W=Fs得,小汽车行驶的路程:
s=
=2.76×
105m.
(1)所受的阻力为1000N;
(2)行驶的路程为2.76×
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