第 1 页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1J/(kg·)物质酒精煤油比热容 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)第 2 页 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4.2×104J,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。
第 3 页(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=4.2×103J/(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%第 4 页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.D2.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。