中考物理压轴题剖析与精练专题12内能和热机Word文档格式.docx
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若不计热损失,可以判断( )
A.混合前热水的内能不一定比冷水的内能多
B.混合前热水的内能一定比冷水的内能多
C.热水质量不一定比冷水质量大;
D.热水质量一定比冷水质量小
【考点】影响内能的因素、热量计算
【答案】B
【解析】设冷水的质量为m1,热水的质量为m2,水的比热容为c:
冷水吸收的热量:
Q吸=cm1(50℃﹣5℃),热水放出的热量:
Q放=cm2(60℃﹣50℃),由题知,Q吸=Q放,
则:
45℃cm1=10℃cm2,解得:
m1:
m2=2:
9,所以热水的质量比冷水的质量大;
热水的质量比冷水的质量大、温度高,所以混合前热水的内能一定比冷水的内能多,故B正确。
故选:
B。
【点评】正确的应用物体吸热、放热公式以及影响内能的因素是解答本题的关键,解题时要注意解题的思路和方法。
【变式1-2】
(2019•绵阳)分子之间既有引力又有斥力。
其中,分子之间的斥力大小F斥随着分子间距离r变化的情况如图所示。
根据图象可知:
分子之间斥力的大小( )
A.随着分子间距离的增大先增大后减小
B.随着分子间距离的增大先减小后增大
C.随着分子间距离的减小而减小
D.随着分子间距离的减小而增大
【考点】分子相互作用
【解析】由图象知,分子间的距离增大时,分子间的斥力会减小,则分子间的距离减小时,分子间的斥力会增大,故ABC错误,D正确。
D。
【点评】本题考查了分子间的相互作用的知识,看明白图象是解题的关键。
【考点2】:
比热容
【例2】
(2019•滨州)质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它们温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲物质的沸点一定是80℃,乙物质的沸点一定是40℃
B.0﹣6min甲比乙吸收的热量多
C.8﹣10min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D.甲的比热容大于乙的比热容
【考点】比热容及热量计算
【答案】C
【解析】A、由图象可知,甲和乙的末温保持不变,但可能处在熔化过程中,也可能处于沸腾过程中,此时的温度不一定是沸点,故A错误;
B、实验中用同样的加热器进行加热,在相同时间内物质吸收的热量是相同的,则在0﹣6min内两物质吸收的热量都是相同的,故B错误;
C、8﹣10min甲和乙继续吸热,甲和乙的内能都不断增加,故C正确;
D、由图可知,在0﹣6min内,加热时间相同,吸收的热量相同,甲的温度变化快,且两物质的质量相同,根据Q=cm△t可知,甲的比热容小,故D错误。
C。
【点评】此题通过图象分析考查了学生从图象中获取有关信息的能力。
【变式2-1】夏天,当漫步在湖边时,会感到阵阵凉风吹来,令人心旷神怡。
这时风的吹向应当是( )
A.白天,风从湖面吹向地面、晚间,风从地面吹向湖面
B.白天,风从地面吹向湖面、晚间,风从湖面吹向地面
C.不管是白天还是晚间,风都是从湖面吹向地面
D.不管是白天还是晚间,风都是从地面吹向湖面
【考点】比热容在生活中的应用
【答案】A
【解析】由于水的比热容比泥土的比热容大,接受太阳辐射能后,水表面升高的温度少;
泥土的比热容相对较小,升高的温度比较多;
故暖空气从地面上升起,湖面上来的冷空气进行补充,形成了向着地面的风。
同理,在晚上相同受冷的情况下,会形成由地面吹向湖面的风。
A。
【点评】此题考查利用比热容知识解释生活现象。
【变式2-2】两种不同的液体,它们的质量、比热、初温度分别为m1和m2、c1和c2、t1和t2,且t2>t1.若不计热量损失,则把它们混合后的共同温度为( )
A.B.
C.D.
【解析】因为t2>t1,把它们混合,是质量为m2的液体向质量为m1的液体传递热量,
所以质量为m2的液体放出的热量:
Q放=c2m2(t2﹣t),
质量为m1的液体吸收的热量:
Q吸=c1m1(t﹣t1),
由题知:
Q放=Q吸∴c2m2(t2﹣t)=c1m1(t﹣t1),
解得:
t=。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、放热公式、热平衡方程的掌握和运用。
【考点3】热机
【例3】
(2019•常德)前不久,据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说,“水氢发动机”可以利用水来制取氢气,从而为发动机提供高能燃料。
中央电视台对此作了专题报道,认为目前的技术尚不成熟,所谓的“水氢发动机”要真正投入使用还有很长的路要走。
对此,下列分析不正确的是( )
A.氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B.氢气是发动机的一种理想燃料,是因为氢气的热值大
C.“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D.目前利用水制取氢气耗能高,因此“水氢发动机”的效率很高
【考点】燃料热值和热机原理
【解析】A、氢气燃烧生成水,其燃烧无污染是最大的优点,因此也是“水氢发动机”备受关注的原因之一,故A正确;
B、因为氢气的热值高、密度小,所以氢气是发动机的一种理想燃料,故B正确;
C、“水氢发动机”是利用氢气燃烧释放的内能来对外做功,从而推动机器运转,故C正确;
D、利用水制取氢气耗能高,即消耗其他形式的能量多于氢气燃烧释放的内能,且内能不可能全部转化为机械能,所以“水氢发动机”的效率较低,这也是它没有真正投入使用的重要原因,故D错误。
【点评】本题考查了燃料热值的特点以及效率的高低,关键要知道氢气具有热值高、无污染的优点。
【变式3-1】
(2019•泰安)某载重汽车自重12t,车轮与地面的总接触面积为0.5m2,汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,柴油发动机的功率为210kW,每行驶43s消耗柴油700g,柴油的热值为4.3×
107J/kg,g取10N/kg。
下列说法中( )
①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×
109J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×
104N
④若公路所能承受的最大压强为8×
105Pa,汽车最多能装载40t的货物
A.只有①②正确B.只有③④正确C.只有①③正确D.只有②③正确
【考点】热量公式、功和功率的计算
【解析】①完全燃烧700g干木柴放出的热量:
Q放=m柴油q=0.7kg×
4.3×
107J/kg=3.01×
107J,故①错误;
②柴油发动机做功:
W=Pt=210×
103W×
43s=9.03×
106J,柴油发动机的效率:
η=×
100%=×
100%=30%,故②正确;
③汽车速度:
v=72km/h=72×
m/s=20m/s,由P===Fv得,汽车的牵引力:
F===1.05×
104N,故③正确;
④由p=得,公路所能承受的最大压力:
F=pS=8×
105Pa×
0.5m2=4×
105N,汽车与货物的质量之和:
m总====4×
104kg=40t,汽车最多能装载货物质量:
m=m总﹣m车=40t﹣12t=28t,故④错误。
综上,①④错误,②③正确。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式、压强定义式、做功公式、功率公式、效率公式的综合应用等,灵活运用公式是关键。
【变式3-2】
(2019•怀化)某种国产汽车,当它在某平直公路上以20m/s速度匀速行驶时,每百公里的油耗为6L.当汽车行驶500s,则汽车消耗的汽油是 L.假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N.则汽油机的效率是 %(已知汽油的热值是3.3×
107J/L)。
【考点】热量公式、热机效率的计算
【答案】0.6;
25。
【解析】1)由v=得汽车行驶距离:
s=vt=20m/s×
500s=10000m=10km,
因为每百公里的油耗为6L,所以行驶10km(公里)消耗汽油:
V=×
6L=0.6L;
(2)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.6L×
3.3×
107J/L=1.98×
107J,
因为汽车匀速行驶,所以汽车牵引力:
F=f=495N,
牵引力做功:
W=Fs=495N×
10000m=4.95×
106J,
汽油机的效率:
η==×
100%=25%。
【点评】本题考查了速度公式、燃料完全燃烧放热公式、功的公式、效率公式的应用,明确效率的意义(汽油机的效率等于牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比)是关键。
【考点4】热学综合计算
【例4】
(2019•成都)用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min时各记录一次温度,如下表所示。
已知ρ水=1.0×
103kg/m3.c水=4.2×
103J/(kg•℃),ρ油=0.8×
103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点,下列说法正确的是( )
加热时间(min)
3
水的温度(℃)
18
28
油的温度(℃)
43
A.这种油的比热容为1.68×
103J/(kg•℃)
B.这种油的比热容为2.1×
C.因为这种油的密度比水小,所以它的比热容比水小
D.加热效率没有达到100%,是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
【考点】热量公式计算
【解析】AB、取两种液体都加热了3分钟为研究对象,因为是用的两个相同的电加热器,且加热效率都为90%,所以Q水=Q油,
设它们的体积为V,则水的质量:
m水=ρ水V,油的质量:
m油=ρ油V,
因为Q水=c水m水(t水﹣t0),Q油=c油m油(t油﹣t0)
所以c水ρ水V(t水﹣t0)=c油ρ油V(t油﹣t0),4.2×
103J/(kg•℃)×
1.0×
103kg/m3×
(28℃﹣18℃)=c油×
0.8×
(43℃﹣18℃)
c油=2.1×
103J/(kg•℃)。
故A错误、B正确;
C、密度和比热容都是物质的一种属性,二者的大小之间没有必然的联系,故C错误;
D、加热效率没有达到100%,主要是因为电加热器产生的热量没有全部被液体吸收,而是存在一定的损失,而不是因为电加热器没有把电能全部转化为内能,故D错误。
【点评】本题中,根据两者吸收的热量相同列出方程求解是关键。
同时,还要注意这里的两种液体是体积相同,而非质量相同,所以要设出体积,表示出质量,再代入公式求解,有一定难度。
【变式4-1】
(2019•绵阳)一个标准大气压下,将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾,水吸收的热量是 J.小明家天然气热水器的热效率是84%,他某次洗澡,耗水40kg,自来水进热水器的温度是24℃,出热水器的
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- 中考 物理 压轴 剖析 精练 专题 12 内能 热机