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2019-2020年中考物理總復習 單元綜合檢測卷四 熱和能 內能的利用 一、填空題(共20分,每空1分) 1.運用分子動理論,可以對液體的蒸發(fā)現(xiàn)象作出合理的解釋:由于液體表面的分子在做　　　　　　,所以在任何溫度下蒸發(fā)現(xiàn)象都能發(fā)生;溫度越高,分子的　, 從而蒸發(fā)越快。 答案:無規(guī)則運動　無規(guī)則運動(熱運動)越劇烈 解析:從分子運動論的觀點講,構成物體的分子在不停地做無規(guī)則運動,溫度反映了物體內部分子無規(guī)則運動的劇烈程度,溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈。 2.水與酒精混合后的總體積小于混合前的體積之和,表明分子之間存在　　　;把兩塊表面干凈的鉛塊壓緊,下面吊一個重物也不能把它們拉開,說明分子間存在　　　　。 答案:間隙　引力 解析:從體積減小可以分析出分子間有間隙;壓在一起,使分子間距離小于分子十倍直徑,則分子間作用力體現(xiàn)出來,所以下面掛重物還能不脫離,說明分子間有引力的作用。 3.如圖所示,一瓶中裝有無色透明的空氣,另一瓶中裝有紅棕色二氧化氮氣體(密度比空氣大)。應選擇　　　　(選填“甲”或“乙”)圖,研究氣體擴散現(xiàn)象。抽去玻璃隔板后,兩瓶中的氣體逐漸混合,這說明　。 答案:乙　分子在永不停息地無規(guī)則運動 解析:二氧化氮氣體的顏色是紅棕色的,而且比空氣的密度大,空氣要處于二氧化氮氣體的上方,所以應選擇乙圖研究氣體擴散現(xiàn)象; 如果將兩個瓶口對在一起,抽去玻璃隔板后,二氧化氮氣體分子會向空氣中運動,所以下面瓶內的氣體顏色會變淡,上面瓶內的氣體顏色會變紅,說明二氧化氮氣體分子在永不停息地做無規(guī)則運動,可以證明擴散現(xiàn)象的存在。 4. 如圖所示,在燒瓶內裝入少量水,用氣筒往瓶里打氣,在瓶塞跳出的瞬間,瓶內出現(xiàn)白霧。該白霧是水蒸氣　　　(填物態(tài)變化名稱)形成的,該實驗說明,　　　　是改變物體內能的一種方式。 答案:液化　做功 解析:瓶內出現(xiàn)的白霧是由水蒸氣變成的小水滴,屬液化現(xiàn)象;本實驗是通過做功的方式來改變物體內能的,做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式。 5.生活中的“熱”含義非常豐富,物理學中,“天氣很熱”中的“熱”是指　　　高;“兩手相互摩擦手會發(fā)熱”的“熱”是指　　　增加。 答案:溫度　內能 解析:溫度是反映冷熱程度的物理量,所以“天氣很熱”中的“熱”是指溫度很高;內能是指物體內部所有分子由于熱運動而具有的動能和分子之間勢能的總和,做功和熱傳遞是改變內能的兩種方式,所以“摩擦發(fā)熱”中的“熱”指通過做功的方式使內能增加。 6. 汽油機的四個沖程分別為吸氣、壓縮、做功、排氣沖程。如圖是　　　　　　沖程。在壓縮沖程中,活塞壓縮氣體做功,氣體的內能會　　　　　　。 答案:做功　增大 解析:由題圖可知,進氣閥和排氣閥都關閉,并且活塞向下運動,所以是做功沖程;當活塞壓縮氣體做功時,氣體的內能增大,機械能轉化為氣體的內能。 7.一柴油機的轉速是3 000 r/min,它1秒鐘對外做功　　　　次,它完成吸氣沖程時,吸入汽缸里的物質是　　　　。 答案:25　空氣 解析:飛輪轉速是3 000 r/min=50 r/s,表示每秒飛輪轉動50圈,對外做功25次; 完成吸氣沖程時,吸入汽缸里的物質是空氣。 8.小夏在探究“物質的放熱能力與哪些因素有關”時,分別用質量相等的水和另一種液體進行了實驗,并用圖象對實驗數(shù)據進行了處理,如圖所示。實驗中,水和另一種液體在相同時間內放出的熱量相等。分析圖象可以得出:　　　　物質為水,另一種液體的比熱容為　　　　　　 J/(kg℃)。 答案:甲　2.1103 解析:時間相等時,兩種液體放出的熱量相等,由圖示可以看出,乙液體的溫度降低得快,甲液體溫度降低得慢; 利用熱量的計算公式Q吸=cmΔt可知,在質量相等、初溫相同、放熱也相同的情況下,誰的溫度降低得快,它的比熱容就小; 所以,甲液體的比熱容大,所以若A、B兩種液體中,一種液體是水,則這種液體一定是甲液體, 由題圖可知:液體的初溫是20 ℃,加熱15分鐘后甲液體的末溫是40 ℃, 則水吸收的熱量 Q吸=c水m水(t水-t0)=4.2103 J/(kg℃)m(60 ℃-40 ℃)。 由題知,而水和液體的質量相同,即m水=m乙 c水m水Δt=c乙m(60 ℃-20 ℃)=4.2103 J/(kg℃)m(60 ℃-40 ℃)。 解得c乙=2.1103 J/(kg℃)。 9.在一滿杯水中,慢慢加入兩小勺細砂糖,杯中的水不會溢出,這說明　　　　　　　　　　　;過一會,取一勺上面的水,嘗一嘗,發(fā)現(xiàn)水有甜味,這是因為　　　　　　　　　　　　　的緣故。 答案:分子間有間隙　分子在不停地運動 解析:糖放入后水沒有溢出,是因為分子間存在著空隙,糖分子和水分子分別進入了對方分子的空隙中,使得水和糖混合后的總體積變小了;水變甜了,是因為糖分子不停地做無規(guī)則運動,擴散到水中,與水分子混合在了一起。 10.如圖是甲、乙兩種質量相等的非燃料液體吸收的熱量與溫度變化的關系圖象。根據圖象,　　　　液體的比熱容較大。若在此兩種液體中選擇一種作為汽車發(fā)動機的冷卻液,選　　　液體會比較合理。 答案:乙　乙 解析:根據比熱容的概念可知,比熱容大的物體每升高(或降低)相同的溫度,所吸收(或放出)的熱量就大,根據題圖判斷甲、乙液體,升高相同的溫度,乙需要吸收的熱量多,吸收熱量多的比熱容就大;可以看出乙比熱容大。 根據Q=cmΔt,吸收相同的熱量,比熱容大的,溫度升高的就小,就更適合做冷卻液,故乙做冷卻液更好。 二、選擇題(共20分。第11~14小題,每小題只有一個正確答案,每小題3分;第15、16小題為不定項選擇,每小題有一個或幾個正確答案,每小題4分,全部選擇正確得4分,選擇正確但不全得2分,不選、多選或錯選得0分) 11.如圖所示,下面四個實驗現(xiàn)象中,能夠說明分子在不停地運動的是(　　) 答案:B 解析:兩個表面光滑的鉛塊壓緊后撤去壓力也不易分開,是因為壓緊過程使得兩鉛塊有較多分子被擠壓靠近,分子間引力增大,對外表現(xiàn)出兩鉛塊“不易分開”的宏觀效果,故選項A不符合題意;分子是向各個方向運動的,將上下兩瓶間的玻璃板抽掉后,空氣分子向下擴散,二氧化氮分子也會向上擴散,空氣和二氧化氮將同時向對方擴散,兩瓶氣體就混合在了一起,故選項B符合題意;由于玻璃和水接觸在一起,使玻璃分子和水分子間的距離小于分子直徑的10倍,故向上提起時,由于水分子和玻璃分子之間存在相互作用的引力,所以就要用較大的力才能提起,故選項C不符合題意;選項D中演示的是壓縮體積使氣體液化的方法,往下推活塞,注射器中又出現(xiàn)了液態(tài)的乙醚,這是由于乙醚蒸氣發(fā)生液化的緣故,不符合題意。故選B。 12.汽車油箱中的汽油用掉一半后,關于油箱內汽油的說法正確的是(　　) A.它的質量變?yōu)樵瓉淼囊话? B.它的密度變?yōu)樵瓉淼囊话? C.它的熱值變?yōu)樵瓉淼囊话? D.它的比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话? 答案:A 解析:汽車油箱中的汽油用掉一半后,汽油的質量減少一半,但密度、熱值和比熱容是不變的。 13. 兩個相同的容器分別裝了質量相同的兩種液體,用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱時間關系如圖所示。根據圖線可知(　　) A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容 B.如果升高相同的溫度,兩種液體吸收的熱量相同 C.加熱時間相同,甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量 D.加熱時間相同,甲液體溫度升高比乙液體溫度升高得多 答案:A 解析:由下面的圖象可知:質量相同的甲、乙兩種液體升高相同的溫度,甲的加熱時間更長,吸收的熱量更多,根據公式Q吸=cm(t-t0),質量、升高的溫度一定時,吸收的熱量和物質的比熱容成正比,甲吸收的熱量多說明甲的比熱容大,所以A正確;由下面的圖象可知:質量相同的甲、乙兩種液體升高相同的溫度,甲的加熱時間更長,吸收的熱量更多,所以B錯誤;同一熱源加熱,相同的時間內甲、乙兩種液體吸收的熱量是相同的,所以C錯誤;根據下面的圖象可知:質量相同的甲、乙兩種液體加熱相同的時間,乙的溫度升高值更大,D錯誤。 14.下列有關熱機效率、燃料熱值、物體內能的說法中,正確的是(　　) A.熱機所用燃料的熱值越大,效率越高 B.熱機所用燃料的化學能轉化成的內能越多,效率越高 C.物體的內能越大,溫度越高 D.摩擦生熱是利用做功的方式來增加物體的內能 答案:D 解析:用熱值大的燃料,燃燒相同燃料可以放出更多的熱量,但用來做有用功的能量不一定多,用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量的比值不一定大,熱機效率不一定得到提高,所以A錯誤;熱機效率是指熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出能量的比值,所以B錯誤;物體的內能與物體的質量和溫度都有關系,物體的質量越大,溫度越高,內能越大,所以C錯誤;摩擦生熱,該過程中消耗機械能,產生內能,故屬于能量的轉化,故是做功改變物體內能,所以D正確。 15.關于溫度、內能、熱量和做功,下列說法正確的是(　　) A.物體的內能增加,一定是從外界吸收了熱量 B.0 ℃的冰塊沒內能 C.做功可以改變物體的內能 D.物體放出熱量時,溫度不一定降低 答案:CD 解析:改變物體內能的方法有做功和熱傳遞,物體溫度升高可能是對它做功,也可能是熱傳遞,故A說法錯誤;一切物體都有內能,0℃的冰塊具有內能,故B選項說法錯誤;改變物體內能的兩種方式:做功和熱傳遞,所以C說法正確;物體放熱時,溫度不一定下降,比如:晶體在凝固過程中雖然繼續(xù)放熱,但溫度是不變的,故D說法正確。故選C、D。 16.用相同的酒精燈分別對a、b兩液體加熱(如圖甲),根據測得數(shù)據分別描繪出這兩種液體的溫度隨加熱時間變化的圖象(如圖乙)。在相同的時間內兩液體吸收的熱量相等,不計液體熱量散失,分別用ma、mb、ca、cb表示a、b兩液體的質量和比熱容,則結合圖中信息作出的下列推斷正確的是(　　) 甲 乙 A.若ma=mb,則ca>cb　　　　　 B.若ma=mb,則camb 答案:BC 解析:若ma=mb,由題圖乙可知,吸收相同的熱量后,a溫度升高得多,所以a的比熱容較小,所以A錯誤,B正確;若ca=cb,吸收相同熱量時,a的溫度升高得多,所以可知a質量較小,所以C正確,D錯誤。應選B、C。 三、簡答或計算題(共20分,第17小題4分,第18、19小題各5分,第20小題6分) 17.冬季集中供暖由熱力公司將溫度較高的導熱介質(熱水)利用管道輸送到各個家庭。有時管道破裂會使熱水流到街道路面,致使大片路面冒起“白汽”。關于這一現(xiàn)象,請回答以下問題: (1)問題:從物理學角度看,集中供熱時用水作導熱介質的原因是什么? 回答:　。 (2)請從物態(tài)變化角度提出一個問題并回答。 問題:　? 回答:　。 答案:(1)水的比熱容大,降低相同的溫度,水放出的熱量最多　(2)“白汽”是怎么形成的　水蒸氣液化成的小水珠 18.某品牌太陽能熱水器的容積為100 L,其裝滿水后在太陽的照射下水溫從20 ℃升高到40 ℃,不計熱量的散失。 (1)求熱水器中的水吸收的熱量。〔水的比熱容c=4.2103 J/(kg℃)〕 (2)要完全燃燒多少體積的煤氣可以產生相同的熱量?(煤氣的熱值q=4.0107 J/m3) 答案:(1)8.4106 J　(2)0.21 m3 解析:(1)太陽能熱水器中的水質量 m=ρV=103 kg/m310010-3 m3=100 kg, 水吸收的熱量 Q吸=cm(t-t0) =4.2103 J/(kg℃)100 kg(40 ℃-20 ℃) =8.4106 J。 (2)由于不計熱量的散失,故Q吸=Q放, 由Q放=qV可得 V==0.21 m3。 19.太陽能具有清潔無污染、可再生等優(yōu)點,是最有開發(fā)前景的新能源之一,小明家新安裝了一臺容積為500 kg的太陽能熱水器,加滿水后,經過4 h陽光的照射,水溫由原來的20 ℃升高到40 ℃,則: (1)在這4 h內水吸收了多少熱量? (2)若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供,則需要燃燒多少焦炭?〔水的比熱容c水=4.2103 J/(kg℃)、焦炭的熱值q=3.0107 J/kg〕 答案:(1)4.2107 J　(2)7 kg 解析:(1)水吸收的熱量 Q吸=cmΔt=4.2103 J/(kg℃)500 kg(40 ℃-20 ℃)=4.2107 J; (2)由題知,Q吸=Q放20%=mq20%=4.2107 J。 需要焦炭的質量m==7 kg。 20.如圖是根據某小汽車在一段平直的路面上行駛的時間和通過的路程繪制的示意圖。 (1)判斷圖中小汽車是做勻速直線運動還是變速直線運動; (2)求圖中小汽車全程的平均速度; (3)若小汽車以20 kW的功率行駛10 min消耗汽油1 kg,已知汽油的熱值q=4.6107 J/kg。求小汽車發(fā)動機的效率。 答案:(1)圖中小汽車是做變速直線運動;(2)圖中小汽車全程的平均速度是30 m/s;(3)小汽車發(fā)動機的效率是26.09%。 解析:(1)由題圖可知,小汽車在相同的時間內通過的路程不同,根據速度公式可知,小汽車做變速直線運動; (2)小汽車全程的平均速度是 v==30 m/s; (3)P=20 kW=2104 W,t=10 min=600 s, 發(fā)動機做的功 W=Pt=2104 W600 s=1.2107 J, 小汽車放出的熱量 Q放=mq=1 kg4.6107 J/kg=4.6107 J, 發(fā)動機的效率是 η==26.09%。 四、實驗題(共16分,每小題各8分) 21.如圖,四個熱學實驗。請在下面空格處用字母表示相關實驗: (1)說明做功可以改變物體內能的是　　　　　;說明熱傳遞可以改變物體內能的是　　　　　　。 (2)說明分子之間有作用力的是　　　　　　;說明分子是在永不停息地運動的是　　　　。 答案:(1)D　B　(2)A　C 解析:兩塊表面干凈的鉛塊擠壓在一起,可吊起一定質量的物體,說明分子之間存在引力;加熱使水沸騰,水的內能增加,說明熱傳遞可以改變內能;抽開中間的玻璃板,兩種氣體混在一起,說明分子是運動的;繩子摩擦使銅管內乙醚溫度升高,內能增加,說明做功可以改變內能。所以,(1)說明做功可以改變物體內能的是D;說明熱傳遞可以改變物體內能的是B。 (2)說明分子之間有作用力的是A;說明分子是在永不停息地運動的是C。 22.圖示是“探究不同物質吸熱升溫現(xiàn)象”的實驗裝置。用同一套裝置,先后加熱并不斷攪拌質量相等的煤油和水。 (1)要完成該探究實驗,除了圖中所示的器材外,還需要的測量工具有天平和　　　　　　　。 (2)小明設計的記錄數(shù)據的表格如下,分析表格可知:他是用　　　　　　　　相同比較　　　　　　　　　　　　　　　　的方法來完成探究實驗的。 加熱時間/min 0 0.5 1 1.5 2 … 溫度/℃ 煤油 水 (3)實驗結束后,小明查表知道水的比熱容為4.2103 J/(kg℃),則500 g水溫度升高20 ℃ 吸收的熱量是　　　　　 J;若這些熱量由酒精完全燃燒獲得,則至少要消耗　　　　　 g酒精。(酒精的熱值為3.0107 J/kg) (4)在受太陽照射的條件相同時,內陸地區(qū)晝夜溫差比沿海地區(qū)　　　　　　,這是因為干泥土和水相比,　　　　　　較小。 答案:(1)停表　(2)加熱時間　升高的溫度 (3)4.2104　1.4　(4)大　比熱容 解析:(1)研究物體吸熱的本領與物質種類的關系時,要保證兩者升高相同的溫度所需要的時間相同,因此還需要停表這個測量工具。 (2)由于是相同的酒精燈加熱,即沙子和水在相同的時間內吸收的熱量相等,所以可以利用加熱時間的長短來反映物體吸收熱量的多少。 (3)已知m=500 g=0.5 kg,Δt=20 ℃, 由Q=cmΔt=4.2103 J/(kg℃)0.5 kg20 ℃=4.2104 J; 由Q=qm得m==1.410-3 kg=1.4 g。 (4)沿海地區(qū)水多;內陸地區(qū)水少、干泥土多。因為水的比熱容較大,白天,相同質量的水和干泥土比較,吸收相同的熱量,水的溫度升高得少;夜晚,放出相同的熱量,水的溫度降低得少,使得沿海地區(qū)晝夜的溫差小。 五、探究題(共24分,每小題各8分) 23.圖1是“探究液體吸熱及沸騰的情況”,選用的酒精燈、燒杯、金屬溫度計(量程為-80~250 ℃)規(guī)格相同。實驗數(shù)據繪制的圖象如圖2所示。 (1)由圖象2可知,煤油的沸點是　　　　　 ℃;同種液體的沸點與質量的大小　　　　　　(選填“有關”或“無關”)。 (2)實驗中,酒精燈加熱時間的長短反映了　　　　　　　　　的多少。小明發(fā)現(xiàn):三杯液體加熱到沸騰的過程,溫度升高的快慢不同,乙比甲升溫快是因為乙的　　　　　　　　　較小;丙比乙升溫快是因為　　　　　　。 (3)若將“水”和“煤油”這兩種物質作為機器的冷卻液,冷卻效果好的是　　　　　　　　　。 圖1 圖2 答案:(1)150　無關　(2)液體吸收熱量　質量　丙的比熱容比乙小(煤油的比熱容比水小) (3)水 解析:(1)由圖象可知,圖象2的水平段對應的溫度是液體的沸點,所以煤油的沸點是150 ℃;同種液體的沸點與質量的大小無關; (2)實驗中,酒精燈加熱時間的長短反映了液體吸收熱量的多少; 根據公式Q吸=cmΔt,甲和乙是同種物質,比熱容相同,吸收熱量相同,乙的質量小,溫度變化快; 根據公式Q吸=cmΔt得,Δt=,乙和丙的質量相同,吸收相同的熱量,丙比乙升溫快,說明丙的吸熱能力弱,即丙的比熱容比乙小(煤油的比熱容比水小); (3)用水冷卻機器是因為水的比熱容較大,相同質量的水和煤油比較,升高相同的溫度,水吸收的熱量多。 24.如圖所示,甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質量都是10 g,燒杯內的液體質量也相同。 甲 乙 丙 (1)比較不同燃料的熱值,應選擇　　　兩圖進行實驗;比較不同物質的比熱容,應選擇　　　兩圖進行實驗; (2)水的比熱容為4.2103 J/(kg℃),它的物理意義是　; (3)酒精的熱值為3.0107 J/kg,完全燃燒10 g酒精放出的熱量為　　　　 J。 答案:(1)甲、乙　甲、丙　(2)1 kg水溫度升高(降低)1 ℃所吸收(放出)的熱量為4.2103 J　(3)3.0105 解析:(1)為了比較熱值大小要用不同的燃料,加熱同一種液體,讓液體的質量相同,通過溫度計的示數(shù)高低得出吸熱多少,進而判斷熱值大小,應選擇甲、乙兩圖進行實驗;為了比較兩種液體的比熱容,需要燃燒相同的燃料,加熱不同的液體,讓液體的質量相同,通過溫度計的示數(shù)高低得出吸熱多少,進而判斷兩種比熱容的大小關系,應選擇甲、丙兩圖進行實驗; (2)水的比熱容為4.2103 J/(kg℃),它的物理含義是1 kg水溫度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的熱量為4.2103 J; (3)m=10 g=1.010-2 kg,酒精完全燃燒放出的熱量 Q放=mq=1.010-2 kg3.0107 J/kg=3.0105 J。 25.為了比較水和食用油的吸熱能力,小明用兩個相同的裝置做了如圖所示的實驗。用溫度計測量液體吸收熱量后升高的溫度值,并用鐘表記錄加熱時間。實驗數(shù)據記錄如下表。 物質 質量/g 初始溫 度/℃ 加熱時 間/min 最后溫 度/℃ 水 60 20 6 45 食用油 60 20 6 68 (1)在實驗過程中控制加熱時間相同,通過比較　　　　來研究水和食用油吸熱能力的差異。 (2)在此實驗中,如果要使水和食用油的最后溫度相同,就要給　　　加熱更長的時間,此時水吸收的熱量　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的熱量。 (3)通過實驗可以得到不同的物質吸熱能力不同,物質的這種特性用　　　　這個物理量來描述。 答案:(1)升高的溫度(或溫度升高的多少等)　(2)水　大于　(3)比熱容 解析:本題考查了用控制變量法探究不同物質的吸熱本領。(1)由實驗記錄表看出,食用油和水的質量、初溫相同,加熱裝置相同,說明在相同的時間內,食用油和水吸收的熱量相同,因此,只要比較水和食用油加熱相同時間后升高的溫度,就可以判斷它們吸熱能力的差異;(2)由實驗記錄表看出,對食用油和水都加熱6 min,食用油和水的末溫分別為68 ℃和45 ℃,要使它們的最后溫度相同,應給水加熱更長的時間,此時水吸收的熱量大于食用油吸收的熱量;(3)不同的物質吸熱本領一般不同,物理學上用比熱容這個物理量來描述物質的這一特性。