19、汽车发动机工作过程中.由于燃料的燃烧和机械的快速运转,其温度将会升得很高.降低发动机温度是由冷却系统完成的,冷却系统中选择水作为工作物质是因为____________________,发动机的内能主要是通过________________而减小的.燃料燃烧产生的内能是通过________________转化为机械能的.
20、(青岛)晓丽在《物理手册》中查到如下数据:
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不同温度和压强下液态酒精的比热容c/×10J·(kg·℃)
温度t/℃ p1=0.98×106Pa时的比热容 p1=5.8×106Pa时的比热容 20 2.41 2.38 40 2.62 2.58 60 2.84 2.79 80 3.06 3.00 100 3.28 3.21 120 3.52 3.44 140 3.75 3.66 160 气态 3-1
180 气态 3.90 4.19 (1)图像20中能正确反映液态酒精比热容与温度关系的是_________。
(2)增大压强,既能使酒精的比热容_________,又能提高酒精的___________。
图20
图21
甲
乙
21、如图21所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气的 能转化为塞子的机械能。图 中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
22、夏天,突然打开汽水瓶时,随着“嘭”一声响,往往可以看到瓶口处冒“白气”,这是因为当突然打开瓶盖时,瓶内气体迅速膨胀,对外________,内能________,温度_______,瓶口附近的水蒸气遇冷_______形成大量的小水珠,就是我们看到的“白气”。
23、小孩在玩唧筒时,“活塞”压缩空气。压缩空气把“子弹”推射出去如图23,说明被压缩的空气内能增加,转化为“子弹”的________能.这个过程说明通过________可以改变物体内能。
图23
图24 图25
24、如图24所示的是甲、乙两种质量相等的非燃料液体吸收的热量与温度变化情况的图象,请根据图象中提供的信息判断, 液体的比热容较大;如果要你在甲、乙两种液体中选择一种作为汽车的冷却液,你认为选择 液体更好。
25、为了比较水和沙子容热本领的大小,小明做了图25所示的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下: (1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质 。
(2)分析下表中的实验数据可知;质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量 (大于/小于)沙子吸收的热量。
(3)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.
(4)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(3)结论不符,你认为可能的原因是: 。
3
26、小王同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,以及细线、硬纸片、剪刀等,做两个外形相同的保温装置,其中一个如图(a)所示.然后在相同环境的房间里同时开始做实验.他根据实验测得的数据绘得图(b)所示的“水温与时间关系”图像.实验过程中室温保持不变,请你回答: (1)①和②哪种材料的保温性能好?答:_________________(选填①或②).
(2)对于同一保温材料内的水,在10min到20min时间内放出的热量________20min到30min时间内放出的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”).
(3)在整个实验过程中,①保温材料内的水放出的热量___________②保温材料内的水放出的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”).
27、图27为四缸发动机工作原理:内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
图27
(1)发动机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,同时将 能转化为 能。
(2)有一台四缸发动机,其主要技术指标如图27表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和,汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积,又称单缸排量,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(既冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1 s内做功 J,单缸排量V = L。
②在每个做功冲程里,发动机做功W = J。
(3)在做功冲程里,燃气对活塞所做的功可表示为W = p V,式中 p表示燃气对活塞的压强,则
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p= Pa。(1 L=10 m)
(4)图27右图为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W = p V的证明,请将推导过程补充完整(要求各表达式均用S、l或p表示):设活塞的面积为 S,冲程长为 l,燃气对活塞的压强为 p,则燃气对活塞的压力F= ,燃气对活塞所做的功W= ,又根据数学知识可知发动机的单缸排量V= ,故 W= p V。
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三、探究题
28、(河源市)阅读下面短文 内 能
内能是指物体内部所包含的总能量,包括分子的动能(即分子无规则热运动动能)、分子的势能(即分子间相互作用能)、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等.在热学中,由于在热运动中上述后三项能量不发生变化,所以内能一般指前两项.由于分子的动能跟温度有关,分子的势能跟分子间的距离有关,所以物体的内能跟温度、体积都有关系.请回答下列问题:
(1)慢慢压缩针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化?答:_________________________________ (2)加热针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化?答:_____________________________________. (3)金属块在受热膨胀时,金属块内能中哪些部分发生变化?答:_______________________________.
29、夏天中午海边的沙子热,海水却很凉;傍晚海边的沙子凉,海水却较暖和。对此,同学们提出如下猜想:可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快,两探究小组都设计实验去验证。
(1)他们在实验前准备了火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、铁架台、石棉网,除此之外,还需要__________、__________;实验时使用搅棒的作用是_________________。
(2)两小组获得的实验结论分别是:①等质量的沙子和水升高相同的温度,加热沙子的时间短;②等质量的沙子和水加热相同的时间,沙子的温度上升得多。你认为上述结论能验证实验猜想的是_________(选填“仅是①”、“仅是②”或“①和②”)。
(3)探究过程中也有部分同学提出猜想:可能是中午海水蒸发吸收热量,所以温度低;而沙子不蒸发,所以温度高,你认为上述猜想是否正确,请说明理由:___________________________________。
30、在比较水和煤油比热容大小的实验中,小明取了两只相同的烧杯,他用两个完全相同的“热得快”给它们加热,并记录得到了下表中的实验数据,请你回答下列问题: 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30 32 34
煤油的温度20 24 28 32 36 40 44 48
/℃ (1)实验中需要的测量工具是
(2)在实验中是如何控制变量的? 。 (3)通过观察记录 了解水和煤油的吸热能力。
(4)小明给水和煤油加热,选用两个同样的“热得快”的目的是什么?_____________________;
(5)两种液体相比较,温度升高比较快的是____________;
(6)它们在相同时间内升温不同的原因是___________________________。 (7)分析说明这个实验能得出什么结论?
四、计算题
31、江西省森林是一巨大的天然“氧吧”,因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气.小明同学
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为测量地球表面植物吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6kg的水,水面的表面积为0.1m,经太阳垂直照射15min,温度升高了5℃.请计算: (1)实验时6kg的水吸收了多少热量?
(2)若地表植物接收太阳能的能力与水相等,每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳?
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(3)100 m绿地每秒可以放出多少升的氧气?(若绿色植物在光合作用下每吸收10J的太阳能可以放出0.05L的氧气)
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32、一台太阳能热水器安装在楼顶上,该热水器的水箱离地面高10米.水箱容积为80L.箱内装满
333
20℃的水【c水=4.2×10J/(kg·℃) ρ=1.0×l0kg/m】 (1)若要把水箱中的水加热到150℃.水吸收的热量是多少?
(2)把这些水从地面输送到热水器的水箱中.至少要对水做多少功?
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33、小王学习了有关热学的知识后,知道水的比热容是4.2×10J/(kg·℃).
(1)如果小王用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,则水需要吸收多少热量?
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(2)若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×10J/kg的煤气,且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比)为20%,则实际消耗的煤气为多少千克?
(3)为了节约能源,小王对燃气灶进行了改进,使燃气灶的热效率得到了提高.若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,可比原来节省0.04kg的煤气,则现在燃气灶烧水时的热效率为多少?
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参:
1—5 CADAA 5—10 CCCDB 11—15 BACDB 16—17 AC,ACD
18、大于; 19、水的比热容大、热传递、做功; 20、a、变小、沸点; 21、内、 乙; 22、做功、减小、降低、液化; 23、机械、做功; 24、乙、乙;
25、①吸收热量的多少;②大于;③沙子;
④可能性沙子的导热性能比水差 或 沙子里温度计玻璃泡插入比较浅 或 没有用搅拌棒搅动 26、(1)①; (2)大于; (3)等于
27、(1)内能、机械;(2)① 1.2×10J, 0.5; ②600 ;(3)1.2×10;)(4)pS; pSl; Sl; 28、(1)分子的势能;(2)分子的动能; (3)分子的动能、分子的势能; 29、(1)秒表、温度计、天平
(2) 取质量和初温都相同的水和煤油,加热相同的时间(或升高相同的温度) (3)水和煤油温度的变化(或水和煤油的加热时间) (4)让水和煤油在相同时间内吸收相等的热量; (5)煤油; (6)比热容不同
(7)对相同质量的水和煤油,加热相同的时间,水的温度上升的比煤油慢,(或升温相同时,水加热
的时间比煤油长)说明水的吸热能力强。
30、1.26×10J ; 1.4×10J ;7L
31、4.368×10J; 8000J
32、1.68×10J; 0.2Kg; 25%;
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