上海金山区教师进修学院附属中学物理内能单元综合测试Word版 含答案.docx
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上海金山区教师进修学院附属中学物理内能单元综合测试Word版含答案
上海金山区教师进修学院附属中学物理内能单元综合测试(Word版含答案)
一、初三物理内能易错压轴题(难)
1.实验小组设计实验比较水和食用油吸热能力,使用相同的电加热器给水和食用油加热。
(1)实验前,小明同学应取初温和_____相等的水和食用油进行实验。
(2)小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间,目的是使水和食用油_____相同,再通过比较水和食用油_____来判断吸热能力的强弱。
(3)而小丽同学使水和食用油升高相同的温度,通过比较_____来判断吸热能力的强弱。
(4)根据实验数据,小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像,由图像可知,水的温度随时间变化的图像是_____(选填“a”或“b”),煤油的比热容为_____
(5)分析图像可推断,当水和食用油升高相同温度时,_____需要的时间短,_____的吸热能力更强。
(均选填“水”或“食用油”)
(6)该实验是利用_____(选填“热传递”或“做功”)的方式来改变食用油的内能的。
【答案】质量吸热升高的温度加热时间a2.1×103煤油水热传递
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,实验前,小明同学应取初温和质量相等的水和食用油进行实验。
(2)[2][3]小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间,根据转换法,目的是使水和食用油吸热相同;再通过比较水和食用油升高的温度来判断吸热能力的强弱。
(3)[4]小丽同学使水和食用油升高相同的温度,通过比较比较加热时间来判断吸热能力的强弱;
(4)[5][6]根据实验数据,小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像,升高相同的温度,水加热时间长,由图像可知,水的温度随时间变化的图像是a;由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像,升高30℃,b用时3min,a用时6min,根据Q=cm△t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热与比热容成成正比,煤油的比热容为
煤油的比热容为
。
(5)[7][8])分析图像可推断,当水和食用油升高相同温度时,煤油需要的时间短;水的吸热能力更强。
(6)[9]该实验是利用热传递的方式来改变食用油的内能的。
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5×103m3。
该飞机停在水平地面时,起落架的触地总面积是1.2m2,对地面的压强_________Pa;停在水面上时,排开水的体积是_________m3;(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(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4×105482.5×105102.3×101150%
【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5×103m3。
该飞机停在水平地面时,起落架的触地总面积是1.2m2,根据压强公式可得,对地面的压强为
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
根据浮力公式可得,此时排开水的体积为
(4)[7][8]根据题意可得,飞机在水面上的速度为
由功率公式可得,飞机受到的牵引力为
因为飞机匀速滑行,所以飞机所受阻力为
根据题意可得
则此时飞机的总重力为
此时飞机的总质量为
则飞机所蓄水的质量为
(5)[9][10]燃油完全燃烧产生的内能为
发动机获得的机械能为
飞机飞行的路程为
发动机在2h内做的有用功为
此过程中发动机的推进效率为
3.小明和小亮通过实验“比较水和铁砂的吸热能力”。
他们在两个相同试管中分别加入一定量的初温为20℃的水和铁砂,分别用同一酒精灯加热二者。
经正确操作收集了表格中信息:
(1)实验中他们用停表记录加热时间,目的是____;
(2)加热的过程中,水和铁砂内能____,表现为其温度____;
(3)他们通过实验得到下表的数据:
质量/g
末温/℃
加热时间/min
水
30
40
12
铁砂
50
65
5
分析实验数据时,有的同学认为无法比较出水和铁砂吸热能力的强弱,因为没有控制质量相同。
你是怎样想的,写出你这样认为的理由________。
【答案】通过加热时间长短比较吸收热量的多少增大升高可以比较出水和铁砂吸热能力的强弱,分别求出1g的水和铁砂温度升高1℃时,吸收的热量进行比较得出结论
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]用相同的酒精灯加热,时间越长吸收的热量越多,所以用秒表的目的是通过加热时间长短比较吸收热量的多少。
(2)[2][3]水和铁砂吸收热量后内能增加,表现为温度逐渐升高。
(3)[4]假设每分钟从酒精灯吸收的热量为Q0,那么
1g的水温度升高1℃时,吸收的热量为
1g的铁砂温度升高1℃时,吸收的热量为
由此可以比较得到水的吸热能力比铁砂强。
4.某班同学利用图甲所示的实验装置探究“水和煤油的吸热能力”。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有______________;加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过______________来判断的;
(2)实验中第1、2两个小组采用的研究对象都是初温为25℃的质量为200g的水和煤油,加热不同时间使末温都达到40℃,记录的实验数据如表格所示,通过分析实验数据,能够得出的结论是:
___________;
实验组别
液体
加热时间/min
1
水
13.5
煤油
6.5
2
水
12
煤油
5.5
(3)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:
第1小组的加热时间和第2小组不同,其原因可能是_________________;
(4)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图乙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是_____________________。
【答案】秒表加热时间长短质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同酒精灯的火焰大小不同可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量
【解析】
【详解】
(1)[1][2]煤油和水吸收热量的多少,是通过观察加热时间的长短来比较的,要计算时间,所以要用到秒表;
(2)[3]通过分析表中数据可知,质量相同的水和煤油升高相同温度,加热的时间是不同的,所以能得出结论:
质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同;
(3)[4]原因可能是加热装置不一样,即酒精灯的火焰大小不同;
(4)[5]在同一烧杯中,相同时间内吸收热量相同,这样做可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量。
5.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
40
60
80
100
120
制动距离
8
18
50
72
根据表中数据所反映的规律,当轿车速度为
时对应的制动距离是_____________
.
(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.小林又向爸爸询问了一些实测数据:
轿车行驶的路况好,平均车速为
,发动机转速为
,平均油耗为
,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
,密度为
).
(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
,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为
,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
,则汽车的行驶速度为___________
.
【答案】不可再生比热容增大热传递AD3232.6%108038.88
【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=
=Fv的变形式F=
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
,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=9dm3=9×10−3m3,则完全燃烧释放的热量:
Q=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×9×10−3m3×4.6×107J/kg=3.312×108J,发动机的效率:
η=
≈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=
=10.8m/s=38.88km/h.
6.为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力,小芳同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热0.4kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图所示.通过查阅资料已知该物质液态(BC阶段)时的比热容为3×103J/(kg•℃).
(1)该物质在B点时的内能_____(大于/小于/等于)在A点时的内能;
(2)求该物质在BC段共吸收了多少热量__________?
经测量BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g(酒精完全燃烧),求在BC阶段的热转化效率为多大_______?
(3)该物质在固态(OA阶段)时的比热容为多大__________?
【答案】大于4.8×104J16%1.5×103J/(kg•℃)
【解析】
(1)如图该物质在AB段为熔化过程,吸热,温度不变,所以B点时的内能大于在A点时的内能;
⑵如图BC段温度升高了40℃,则该物质在BC段共吸收的热量为:
;
酒精10g放出的质量为:
,
在BC阶段的热转化效率为:
⑶该物质在固态(OA阶段)时吸热2min温度身高了40℃,吸热热量是BC段吸收热量的一半,故固态时的比热容为:
7.如下图所示是小明探究“比较水和煤油的比热容大小”的实验装置.
(1)为保证让水和煤油在相同时间内能吸收相同的热量,甲、乙两个电阻丝的阻值必须满足的条件是阻值___________(选填“相等”或“不相等”).
(2)实验时还要使这两种不同物质的初温和________相同.
(3)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质_______________.
(4)观察分析表格和图像,我们能得出的水和煤油比热容的大小关系是C水______C煤油.(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】
(1)相等;
(2)质量;(3)吸热的多少;(4)大于
【解析】
试题分析:
(1)根据焦耳定律,甲乙串联电流和通电时间相同,为保证不同物质能吸收相同的热量,甲、乙两个电阻丝的阻值必须相等;
(2)实验时还要使这两种不同物质的初温和质量相同;
(3)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质吸热的多少;
(4)分析表格,均加热5min,水和煤油吸收的热量相同,水温升高了40℃-30℃=10℃;煤油温度升高了50℃-30℃=20℃,说明了水的比热容大于煤油的比热容.
考点:
比热容;焦耳定律
8.如图是探究物质吸热性质的实验装置图,在两容器内分别装入质量相同的水和煤油,用两个相同的电加热器加热,用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值.
(1)用两个相同的电加热器加热相同时间的目的是:
.
(2)要使水和煤油升高相同的温度,哪个需要加热的时间长?
答:
.
(3)热量是一个抽象的物理量.本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较
来实现,这种方法称为“转换法”.
(4)以下描述中同样采用“转换法”的是
A.水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流
B.根据物质在常态下的形状和体积是否固定,可将物质分为三态
C.研究导体的电阻与导体的长度,横截面积,材料是否有关系
D.通过观察木桩被重物打入沙子的深度,可比较重物重力势能的大小
(5)下表是实验记录的数据.请分析实验数据,回答下列问题:
①比较1、2的实验数据得出的结论是:
质量相同的同种物质,升高不同的温度,吸收的热量;
②比较1、4的实验数据得出的结论是:
质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度;(以上两空选填“相同或不同”)
③比较2、4的实验数据得出的结论是:
.
(6)①加热过程中,用搅棒搅动的目的是;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”)
②关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是(填字母)
A.采用相同的加热方法B.烧杯中分别装入相同体积的水和煤油C.使用相同的烧杯
【答案】
(1)使水和煤油吸收的热量相同;
(2)水;(3)加热时间;(4)D;(5)①不同;②不同;③质量相等的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量不同;(6)①使水和煤油受热均匀;加热时间;②B.
【解析】解:
(1)实验中用同样的加热器,单位时间放出的热量才相同,用两个相同的电加热器加热相同时间的目的是使煤油和水吸收相同的热量.
(2)水的比热容大于煤油的比热容,根据Q=cm△t,要使质量相同的水和煤油升高相同的温度,水吸热较多,需要加热的时间长.
(3)本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现,这种方法称为“转换法”.
(4)A.水压使水管中形成水流,类似地,电压使电路中形成电流,用到了类比法;
B.根据物质在常态下的形状和体积是否固定,可将物质分为三态,用到了归纳法;
C.研究导体的电阻与导体的长度,横截面积,材料是否有关系,要用到控制变量法;
D.通过观察木桩被重物打入沙子的深度,可比较重物重力势能的大小,用的是转换法,所以D与上述方法相同;
(5)①比较1、2的实验数据,都是水,质量相同,升高不同的温度,吸收的热量是不相同的;
②比较1、4的实验数据,物质的种类不同,加热时间相同,即吸收的热量相同,升高的温度不同,得出的结论是:
质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度不同;
③比较2、4的实验数据,物质的质量和升高的温度相同,物质的种类不同,加热时间不同,说明吸收的热量不同,得出的结论是:
质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同;
(6)①加热时,用玻璃棒不断的搅拌,可以使水和煤油受热均匀;相同的酒精灯加热相同的时间,酒精灯放出的热量就是相等的,水和煤油吸收的热量也就是相等的,水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的.
②探究物质吸热性质的实验就要采用控制变量法,控制热源(酒精灯火焰的大小、与烧杯底的距离)、盛装液体的容器相同和液体质量一定,故A、C选项正确;
因为水和煤油的密度是不同的,体积相同时,质量是不同的,故B错;故选B.
故答案为:
(1)使水和煤油吸收的热量相同;
(2)水;(3)加热时间;(4)D;(5)①不同;②不同;③质量相等的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量不同;(6)①使水和煤油受热均匀;加热时间;②B.
【点评】解决此题要学会用控制变量法进行分析,把吸收的热量转化为通电时间的长短,考查了学生对数据的分析和理解,是中考中常见的题目
9.在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取______(质量/体积)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
使用规格_____(相同/不同)的电加热器加热。
(2)实验中,通过_______(升高的温度/加热时间)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(3)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较;小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。
你认为方法可行的是_________(小明/小芳/都可行)。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(4)分析上表数据得______(甲/乙)物质的吸热能力强,要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液,你认为选择_______(甲/乙)液体较为合理。
(5)小明认为实验过程是在一种理想状态下进行的,事实上实验过程中会有热量散到周围环境中。
小明想知道热量散失的过程是热传递导致还是热传递和蒸发共同作用的结果,于是他将两相同的烧杯内倒入同等质量温度相同的热水。
如果他想初步得到结果还需要怎么做?
请你自己添加器材帮他设计一简单实验来探究结果____________。
【答案】质量相同加热时间都可行甲甲用硬纸板在其中一烧杯上加盖
【解析】
【详解】
(1)[1][2]在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热;
(2)[3]实验中,电加热器是相同的,相同时间内电加热器放出的热量相同,甲、乙两种液体吸收的热量也是相同的,所以通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(3)[4]小明和小芳的方向都可行,因为比较甲、乙两种液体吸热的情况,可以加热到相同温度,比较加热时间的长短从而知道吸热能力的强弱;也可以通过加热相同的时间,观察温度的变化量,从温度变化量的大小,知道吸热能力的强弱;
(4)[5]从表中可以看到,加热相同的时间,甲的温度变化量较小,那么质量相同,吸收的热量也相同,甲的吸热能力较强;
[6]要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液,那么需要这种液体在升高相同温度时,吸收的热量较大,即吸热能力较强,由上述可知,甲液体较合适;
(5)[7]可以用硬纸板在其中一烧杯上加盖,假设热量散失的过程是热传递和蒸发共同作用的结果,那么两个烧杯热量散失的多少是不同的;假设热量散失的过程只是热传递导致的,那么两个烧杯热量散失的多少是相同的。
10.小明使用了如图甲所示的装置探究“比较不同物质吸热的情况”。
(1)在设计实验方案时,你认为下列做法中不必要的是______
A.用相同的电加热器加热B.控制两种液体的质量相同
C.控制温度计的深度相同D.用相同的容器盛装两种液体
(2)小明选择合适器材,正确操作,A液体加热5min,B液体加热10min,温度都升高了10℃时,则______液体吸收热量多,______液体
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