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第5讲内能和内能的利用找问题·知易1.(2018·滨州)关于分子,下列认识中正确的是 ()A.红墨水在水中散开说明分子间有斥力B.吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力C.尘土飞扬,说明分子在不停地运动D.糖在热水中溶解得快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈D2.(2018·滨州)如图是内燃机工作循环中的一个冲程,它是 ()A.压缩冲程,将化学能转化成内能B.压缩冲程,将机械能转化成内能C.做功冲程,将内能转化成机械能D.做功冲程,将机械能转化成内能C3.(2018·临沂)小明用煤气灶烧水时,进行了如下思考,正确的是 ()A.煤气燃烧越充分,其热值越大B.加热过程中水的比热容变大C.壶内水温度升高的过程中内能增大D.水沸腾过程中吸收热量,温度不断升高C4.(2018·临沂)大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的,其中主要成分是水,这是利用了水的比热容大的特点。配制防冻冷却液时将乙二醇加入水中,二者混合后实际的总体积小于混合前水和乙二醇的总体积,这说明分子是运动的,同时也说明分子之间有间隙。5.(2018·昆明)在探究“物质吸热规律”的实验中:(1)取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时,上下缓慢地提拉搅拌器,这是为了水和煤油受热均匀。(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量可以认为是相同的,假设加热时间1min吸收的热量为Q。经过实验得到了以下两组数据:液体名称质量/g初温/℃末温/℃加热时间/min吸收的热量水20020271Q27351Q35421Q煤油20020351Q35511Q51661Q从表中的数据可以得到:①相同质量的水或者煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是相同的;②相同质量的水和煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度是不相同的。(3)由(2)中①、②两个结论发现,不同物质吸热的本领大小不相同,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是比热容。(4)春城昆明之所以冬无严寒,夏无酷暑,一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的比热容较大,当水吸收或放出相同的热量,温度变化较小。体系构建 夯基础·学易考点一分子动理论「5年2考」1.(2018·江西)经过美食街时,同学们总能闻到风味独特的“臭豆腐”的味道,这属于扩散现象;“臭豆腐”经过烧烤后,加快了分子的无规则运动。2.(2018·重庆)描述二十四节气的诗句中蕴含着丰富的物理知识,以下说法正确的是 ()A.霜降:“一朝秋暮露成霜”,霜的形成需要吸热B.清明:“清明时节雨纷纷”,雨的形成是凝固现象C.秋分:“丹桂小菊方径香”,桂花飘香说明分子在永不停息地做无规则运动D.立春:“大地阳和暖气生”,大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的C学法提点小规律:闻到气味、湿衣服变干,说明分子在不停地做无规则运动,看见的东西不能说明。考点二内能和机械能的区别「5年内未做考查」3.(2018·沈阳)如图所示,将冰块放于单层的不锈钢盆中,并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,盆中冰与盐水混合物的温度低于0℃。将装有西瓜汁的小塑料杯放在盆中的冰块里,几分钟后西瓜汁变成了水果冰棍,这时观察到盆外壁出现白霜。下列说法正确的是 () CA.西瓜汁变成了冰棍,属于凝华B.西瓜汁变成冰棍的过程,内能增加C.白霜是盆周围的水蒸气放热形成的D.吃冰棍感觉凉爽,因为冰棍含有的热量少4.(2018·苏州)关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是 ()①热机在做功冲程中内能转化为机械能②物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式A.①②B.②③C.①④D.③④C学法提点注意:改变内能的方式有好多种,但是实质上只有做功和热传递这两种,一切物体任何时刻都具有内能。考点三内能的利用「5年内未做考查」5.(2018·聊城)在热机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是压缩冲程。汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热带走,这是利用水比热容大的特性。6.(2018·菏泽)关于热学知识,下列说法错误的是 ()A.寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能B.刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能D.用水作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大C7.(2018·常州)如图所示,用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压,玻璃筒底部的干棉花冒烟燃烧,压缩过程能量的转化方式是机械能转化为内能。 学法提点汽油机和柴油机最大的区别是汽缸上面汽油机是火花塞而柴油机是喷油嘴,对于热机的四个冲程一定要熟记,汽油机和柴油机可以进行对比,这样会加快记忆。考点四热量及热机效率的计算「5年2考」8.(2018·昆明)昆明冬天的早晨,会看到嘴里呼出的“白气”,这是液化现象。“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册中。1卡是这样规定的:在一个标准大气压下,1克水温度升高1℃吸收的热量。那么1卡=4.2焦耳。一辆汽车发动机的效率是35%,那么该车完全燃烧1kg汽油做的有用功是1.61×107J。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q汽油=4.6×107J/kg]9.(2018·安徽)一台额定功率为2000W的电热水器,水箱内装有50kg的水,要把这箱水从20℃加热到60℃,热水器正常工作需要4.2×103s;若水吸收的热量全部由燃烧天然气提供,则需要完全燃烧0.2m3的天然气[不计能量损失,已知c水=4.2×103J/(kg·℃), =4.2×107J/m3]。q天然气10.(2018·菏泽)太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中,属于不可再生能源的是天然气。太阳能热水器内装有100kg水,水温从20℃升高到70℃[c水=4.2×103J/(kg·℃)]所吸收的热量是2.1×107J。学法提点热量计算中一定注意温度变化,变换单位,熟记公式,细心计算,一定可以取得成功。解教材·图易类型一分子热运动例1(2018·山西,13,3分)端午情浓,粽叶飘香。端午节那天,小明家里弥漫着粽子的清香。这一现象表明 ()A.分子间存在引力B.分子间存在斥力C.温度越高分子运动越慢D.分子在不停地做无规则的运动D研真题·优易命题亮点本题考查了学生分析问题的基础能力,该题以“端午节”为背景综合考查学生对分子热运动内容的掌握程度。符合学科核心素养的要求,关注对知识的综合理解。解题思路该题属于基础题,粽叶飘香属于扩散现象,扩散现象说明分子在不停地做无规则的运动。命题亮点本题考查了学生分析问题的基础能力,该题以“端午节”为背景综合考查学生对分子热运动内容的掌握程度。符合学科核心素养的要求,关注对知识的综合理解。1.(多选)下列现象中,能说明“分子在永不停息地运动”的是 ()A.烟雾弥漫B.酒香不怕巷子深C.香气扑鼻D.尘土飞扬2.“八月桂花香”这句话的物理含义指这是一种扩散现象,说明花香分子在不停地做无规则运动。BC例2(2018·山西,43,4分)在物理综合实践活动中,小明和小亮合作测量电磁灶的加热效率。他们关闭家中的其他用电器,只让电磁灶接入电路中烧水,水的质量为2kg。小明负责观察电能表(如图),小亮负责用温度计测量水的温度。5min电能表上的转盘转了200r,水的温度恰好升高了50℃。求解下列问题: 类型二热量及效率的计算(1)水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)](2)电磁灶的实际功率是多少?(3)电磁灶烧水的效率是多少?答案(1)4.2×105J(2)2000W(3)70%命题亮点本题属于课外实践活动内容,属于活动建议的观察类。体现山西省六个维度中加大活动建议内容考查的方向。解题思路对于通过比热容求热量的计算,在物理中算基础类的计算,这类题考查难度较低,但是学生在答题过程中往往会在“变化的温度”这一步的计算中出错,所以学生一定要仔细阅读题,看清温度变化及单位换算,再套入公式,细心计算,定能拿分。3.天然气灶烧水,燃烧0.5m3的天然气,使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求:(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放;(2)水吸收的热量Q吸;(3)天然气灶的效率η。答案(1)3.5×107J(2)2.1×107J(3)60%4.有一家大型的特种专用汽车生产基地,该厂某型号专用车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶5.6km,受到的阻力是3.0×103N,消耗燃油1.5×10-3m3(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3,热值q=4×107J/kg,求:(1)专用车牵引力所做的功;(2)该专用车的热机效率。答案(1)1.68×107J(2)35%易错点辨析5.(2018·聊城)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是 ()A.物体温度越高,含有的热量越多B.物体运动越快,内能越大C.热传递能改变物体的内能D.0℃的冰块,其内能为零C1.(2016·山西,29,2分)物理应用广泛,广告中也常蕴含着物理知识。例如:“你觉得美味,别人呢?”倡议人们不要在公交、地铁上用餐,因为食物气味会弥漫在整个车厢,这是扩散现象;又如“开发新型能源,共创碧水蓝天。”太阳能等新型能源的开发利用是解决社会发展的能源危机、环境污染、气候变化等问题的必由之路,太阳能属于可再生(选填“可再生”或“不可再生”)能源。试真题·练易2.(2015·山西,15,3分)下列情景对应的说法错误的是 () B3.(2014·山西,15,3分)生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法正确的是 ()A.尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动B.划燃火柴,利用做功来改变物体的内能C.人工湖能调节气温,利用水的比热容小D.夏天吃冰糕,看到冰糕周围冒“白气”是汽化现象B活动课·行易调查研究类实验一永动机【命题点】是否能制作出永动机(不能因为违背了能量守恒定律)。例1达·芬奇是意大利著名的画家,他曾经设计了一个“永动机”,如图所示。他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些,在两边不均衡的作用力下,轮子会沿箭头方向转动不息。你认为达·芬奇的“永动机”不能(选填“能”或“不能”)永远转动。你的判断理由是违背了能量守恒定律。 解题思路本题属于考查能量守恒的问题,这类问题要先搞清楚能量守恒是怎么一回事,使“永动机”永远转动要有持续不断的机械能,但是因为机器在转动过程中,克服空气阻力及摩擦力要消耗机械能,使其原有的机械能越来越少,机器的转动会逐渐减慢,最终停止,整个过程机械能不守恒,因此“永动机”不能永远转动。焦耳是一位伟大的物理学家,他成功地发现了焦耳定律,测出了热功当量……。但他在探索科学真理的道路上,也走过弯路。年轻的时候,焦耳也和许多人一样设想制作一种“永动机”——不需要给它提供任何动力(即不消耗任何能源)就能自动工作起来的机械装置。他曾通宵达旦地冥思苦想,不断地设计、制作,但没有一次是成功的。接连的失败引起了焦耳的深思,他没有像有些人那样“执迷不悟”,而是反思原来的设想,重新确定新的探究课题。经过不懈的努力,他终于在新的研究领域中取得了成功,发现了科学真理。“永动机”制造一直失败的原因是:它违背了能量守恒定律。你从焦耳科学探究的历程中得到的启示是:科学探究不可能一帆风顺,必须几经周折才能成功(答案合理即可)。实验二验证温度影响分子热运动的快慢设计实验类【命题点】1.实验用到的探究方法(控制变量法、类比法)。2.实验结论(温度越高,分子热运动越快)。例2请你设计一个实验,验证“分子热运动的速度与温度有关”这一观点的正确性。要求:简要写出实验的过程(含器材)、现象和结论。答案器材:两个相同的烧杯、等质量的热水和冷水、一些红墨水步骤:将等质量的热水和冷水放入相同的烧杯中,再向其中加入等质量的红墨水现象:热水中整杯水变红得快结论