内能中考真题汇编[解析版]一、初三物理内能易错压轴题(难)1.小明在学习“物质的比热容”时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如表,并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线.(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为__________℃。
(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子__________相同.(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。
(4)沙子在1.0~1.5min内升高的温度有明显异常,其主要原因是__________。
(5)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度△t为横坐标,分别画出50g水和100g水的Q-△t图象.它们都是过原点的直线,即Q=k△t.进一步分析,发现这两条直线的k值与对应水的__________之比相等。
【答案】(1)18 (2)吸收的热量(3)答案如图所示(4)没有及时用玻璃棒搅拌,使沙子受热均匀(5)质量【解析】试题分析:物体吸热升温快慢与物质的种类、物体的质量、吸热的多少等因素有关。
在实验中要比较水和沙子吸热升温快慢就需要选择相同质量的水和沙子;采用相同的加热器,可以使水和沙子在相等时间内吸收热量相等。
在实验器材中还需要搅拌棒,沙子是固体,加热时间/min0.5 1.0 1.5 2.0 2.5升高的温度/℃水 2.0 4.0 6.08.010.0沙子 4.37.915.218.421.5加热时上下沙子受热不均匀,需要不断搅拌;水是液体,加热时通过对流使其受热均匀的。
吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算,水的比热是相同的,Q与△t是正比关系,所以画出来的是过原点的直线,利用Q=k△t表示它们的关系时,k=cm,c是比热容,是一个定值,实验中改变水的质量m,就是改变了k的值。
考点:比较质量相等的不同物质吸热升温快慢2.阅读短文,回答问题“鲲龙”AG600国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降,如图所示。
“鲲龙”AG600是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要,研制的大型特种用途民用飞机,既能在陆地上起降,又能在水面上起降,是一艘会飞的船。
AG600可以在20秒内一次汲水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米,还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动,水上应急救援一次可救护50名遇险人员。
“鲲龙”AG600 除了像普通飞机在陆上起降外,在任何江河湖泊,只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域,它都能“说走就走”。
最大巡航速度500公里/小时,最大航程4500公里,可从中国最北端黑龙江漠河直飞海南三亚,更可以从三亚往返中国最南端的曾母暗沙。
“鲲龙”AG600作为当今世界最大一款水陆两栖飞机,AG600飞机的机身长37米、翼展达38.8米,个头儿与波音737相当,采用单船身、悬臂上单翼和前三点可收放式起落架布局,选装4台涡桨发动机。
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。
发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。
飞机的部分参数如下表所示:WJ6发动机数量4台M最大起飞质量53.5t最大巡航速度500km/h发动机巡航推力 4.6×104N发动机的热效率40%发动机的推进效率……(1)如图所示,机身下部制成“V”形,这样设计的目的还有______________;机翼设计成如图所示的截面图,当飞机水平飞行时,机翼上方空气速度大,压强________;(2)“鲲龙”AG600在水面降落的过程中,重力势能________,动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”);(3)若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t ,总体积约5×103m 3。
该飞机停在水平地面时,起落架的触地总面积是1.2m 2,对地面的压强_________Pa ;停在水面上时,排开水的体积是_________m 3;(g =10N/kg ,ρ水=1×103kg/ m 3)(4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t ,在水面滑行测试中,“鲲龙”AG600蓄一定质量的水,发动机牵引力的实际总功率为2500kW ,飞机在水面上以36km/h 的速度匀速滑行了1min ,滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机受到的阻力为_________N ,所蓄水的质量为__________t ;(5) “鲲龙”AG600 以最大速度满载巡航2h ,消耗燃油5000kg ,燃油完全燃烧获得的内能是_________J ,此过程中发动机的推进效率为__________。
(燃油的热值q =4.6×107J/kg) 【答案】减小阻力 小 减小 减小 4×105 48 2.5×105 10 2.3×1011 50% 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2]机身下部制成“V ”形,这样设计的目的还有减小阻力的作用;当飞机水平飞行时,机翼上方空气速度大,根据流体流速与压强的关系,流速大的地方压强小,所以机翼上方压强小。
(2)[3][4]“鲲龙”AG600在水面降落的过程中,质量不变,但高度减小,重力势能减小;速度减小,动能减小。
(3)[5][6]若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t ,总体积约5×103m 3。
该飞机停在水平地面时,起落架的触地总面积是1.2m 2,根据压强公式可得,对地面的压强为4524.810kg 10N/kg 410Pa 1.2mF mg P S S ⨯⨯====⨯ 停在水面上时,因为处于漂浮状态,所以浮力等于重力,可以得到此时飞机所受到的浮力为45= 4.810kg 10N/kg 4.810N F G mg ==⨯⨯=⨯浮根据浮力公式可得,此时排开水的体积为53334.810N 48m 1.010kg/m 10N/kgF V g ρ⨯===⨯⨯浮排液 (4)[7][8]根据题意可得,飞机在水面上的速度为36km/h 10m/s v ==由功率公式可得,飞机受到的牵引力为652.510W 2.510N 10m/sP F v ⨯===⨯因为飞机匀速滑行,所以飞机所受阻力为52.510N f F ==⨯根据题意可得0.5f G =总则此时飞机的总重力为5522 2.510N=510N G f ==⨯⨯⨯总此时飞机的总质量为54510N =510kg=50t 10N/kgG m g ⨯==⨯总总则飞机所蓄水的质量为50t 40t 10t m m m =-=-=蓄总机(5)[9][10]燃油完全燃烧产生的内能为7115000kg 4.610J/kg 2.310J Q mq ==⨯⨯=⨯放发动机获得的机械能为11102.310J 409.210J W Q η==⨯⨯%=⨯机放飞机飞行的路程为6500km/h 2h 1000km 110m s vt ==⨯==⨯发动机在2h 内做的有用功为46104.610N 110m 4.610J W Fs ==⨯⨯⨯=⨯有此过程中发动机的推进效率为10104.610J100100509.210JW W η⨯=⨯%=⨯%=%⨯有机3.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)实验装置中的两个烧杯的规格应_________(选填“相同”或“不同”),烧杯中的水和煤油应具有相同的初温和__________;(2)加热10min ,水吸收的热量________(填大于、小于或等于)煤油吸收的热量; (3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,水的沸点是__________℃,水的比热容是煤油的比热容的________倍; (4)若本次实验共消耗酒精20g ,则这些酒精完全燃烧放出的热量是________J 。
(q 酒精=3.0×107J/kg )【答案】相同 质量 等于 98 2 6×105 【解析】 【分析】【详解】(1)[1][2]实验中两个烧杯的规格应相同,烧杯中水和煤油的初温和质量都应该相同,因为此实验探究的是两种液体的吸热能力,那么唯一的变量是液体的种类,而其他的量都要保持相同。
(2)[3]加热10min,即加热时间相同,那么两者吸收的热量相同。
(3)[4]由图象乙可知,水开始时温度上升,到98℃时,温度保持不变,即是水此时已经沸腾,所以水的沸点是98℃。
[5]相同质量的水和煤油温度从68℃升高到98℃,所用的时间分别为20min和10min,即升高相同温度,水吸收的热量是煤油的2倍,所以水的比热容是煤油的的2倍。
(4)[6]完全燃烧这些酒精放出的热量Q放=mq酒精=20×10-3kg×3.0×107J/kg=6×105J4.随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭.小林的爸爸最近也购买了一辆轿车.(1)“轿车不但要吃油,有时也要喝水”,汽油是_________(选填“可再生”或“不可再生”)能源,用水冷却发动机是因为水的_________大,在发动机开始工作后一段时间内,水箱中水的内能会______,这是通过________方式来改变内能的.(2)下列四个实验中,其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______.(3)轿车在上坡时,将档位换成低速档,以减小行驶的速度,这样做的目的是___________A.安全 B.省油 C.减小行驶时的阻力 D.增大爬坡的牵引力(4)小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示:速度406080100120 ()1v/km h-制动距离s/m8185072km h时对应的制动距离是根据表中数据所反映的规律,当轿车速度为80/_____________m.(5)小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示.小林又向爸爸询问km h,发动机转速为了一些实测数据:轿车行驶的路况好,平均车速为100/2000r/min,平均油耗为9L/100km,参考图中的数据,分析这辆汽车在这种状态下行驶时,发动机的效率为___________%.(已知汽油的热值为74.610J /kg ⨯,密度为330.810/kg m ⨯).(6)太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染.汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为26m ,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为321.210W /m ⨯,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为_________W ,如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为80N ,则汽车的行驶速度为___________/km h . 【答案】不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88 【解析】解答:(1)从能源可否再生的角度看,汽油来源于石油,石油是经过几百万年的演变形成的,汽油是从石油中提炼出来的,属于不可再生能源;汽车发动机工作过程中,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作.由公式Q =cm △t 知,在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热容最大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好.发动机工作过程中会产生热量,热量传递到水,所以水的内能增大.这是通过热传递的方式改变内能的.(2)A 、电火花发生器点火后将盒盖顶出,此时燃气的内能转化机械能,故与题目中的情境相同,故A 正确;B. 滚摆向下运动,动能增加,重力势能减小,所以是重力势能转化为动能的过程,故B 错误;C. 向下压缩空气引火仪,即将机械能转化为仪器内部空气的内能,所以是将机械能转化为内能的过程,故C 错误;D. 酒精灯加热杯中冷水,这是通过热传递的方式改变内能的,故D 错误;故选A.(3)由P =W Fs t t ==Fv 的变形式F =Pv可知,汽车的最大功率一定时,减小行驶速度时,可以获得更大的牵引力,故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知,速度越大制动距离越大,即制动距离一定与速度有关,但明显不是正比关系,故可以想到可能与速度的平方成正比,通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比,所以有2240km /h 80km /h 8s()()=,解得:80km/h 的制动距离为32m ;(5)由发动机输出特性曲线可知:发动机转速为2000r/min 时,其输出功率约为30kW ,每小时对外所做的有用功:W =Pt =30×103W×3600s =1.08×108J ;行驶100km 消耗的汽油是9L =9dm 3=9×10−3m 3,则完全燃烧释放的热量:Q =mq =ρVq =0.8×103kg/m 3×9×10−3m 3×4.6×107J/kg =3.312×108J ,发动机的效率:η=881.08103.31210W JQ J⨯⨯=≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P=P太阳能η=1.2×103W/m2×6m2×15%=1080W;因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P机械=P×η′=1080W×80%=864W;由公式P=Fv可得汽车的行驶速度:v=86480P WF N机械==10.8m/s=38.88km/h.5.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验.将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中,并测出沙子和水的初温.然后用酒精灯加热并不断搅拌,每隔1min记录一次温度.实验记录如下表:加热时间/min01234温度/℃沙子2025293438水2021222324(1)除了图示的器材外,本实验还需要的测量工具有天平和________.(2)水和沙子吸热的多少是通过_____来反映的(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”).(3)根据实验数据,小明画出了沙子的温度随时间变化的图像(如图乙),请画出水的温度随时间变化的图像.(_______)(4)分析图像可知,对于质量相等的沙子和水:吸收相等热量,升温较快的是________;若使两者升高相同的温度,则________吸收的热量较多.【答案】秒表加热时间沙子水【解析】实验中需要记录不同时刻水和沙子的温度所以还需要温度计;因为酒精灯在相同时间放出热量的多少是一样的,加热时间越长表示物体吸热越多,所以水和沙子吸热的多少是通过加热时间来反映的;根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来即可得到水的温度随时间变化的图像:(4)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水:吸收相等热量,升温较快的是沙子;若使两者升高相同的温度,水加热时间较长,说明吸收的热量较多.点睛:(1)实验中通过加热时间来反映水和沙子吸收热量的多少;(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来;(3)分析图象分析水和沙子的温度变化情况,得出结论.6.归纳式探究—.研究电磁感应现象中的感应电流:磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.如图甲所示,电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路,R1和R2的阻值均为R0,导线的电阻不计,在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示,图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0.则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表:次数R0/Ωr/m B0/T T0/s I/A1100.1 1.00.15π×l0-22200.1 1.00.1 2.5π×l0-23200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×l0-2(1)I=_____k,其中k=________(填上数值和单位)(2)上述装置中,改变R0的大小,其他条件保持不变,则0至t1时间内通过R1的电流I 与R0的关系可以用图象中的图线____表示.【答案】200B rR t25A sT mπ⋅Ω⋅⨯c【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图像分析可得2EIR= (1)Et∆Φ=∆ (2)=?S B∆Φ∆ (3)120+2R R R R== (4)由1234联立得:2200022BB r rIt R t Rππ∆=⋅=⋅∆由于2π为定值,故200B rI kR t=[2]将第一组数据带入上式得:k=25A sT mπ⋅Ω⋅⨯(2)[3]若R0变,其他为定值,则22B rtπ均为定值,可看作'kIR=,此为反比例函数,故可用图线c表示.7.为了“比较水和煤油吸热升温特点”,小明和小华所在的两探究小组都做了如图甲所示的实验:(1)水和煤油吸热的多少是通过________________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”)。