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1、4.2内能和内能的利用命题点1分子热运动链接安徽中考:在2016年第3题,2015年第2题,2014年第4题,2013年第4题,2011年第1题都有考查,难度一般较简单,是安徽中考的高频考点之一。1(2018霍邱县一模)有一种饮料的名称叫“香飘飘”,饮用前先将开水倒入装有原料的杯中,再用吸管搅拌几下,马上就能闻到一股浓浓的香味,这是 扩散 现象,饮用时,将吸管插入饮料中,用嘴稍用力一吸便可将饮料吸入口中,从物理学角度分析,饮料进入口中是由于受到 大气压 的作用。【解析】闻到了奶茶浓浓的香味,说明分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象;用吸管吸饮料时,用嘴从管中吸气,管内压强减小,饮料在大气压作
2、用下被压入嘴里。2(2018安庆二模)将一只回形针轻轻地放入倒满水的杯中,杯中水不会溢出,继续放入回形针,水仍然不会溢出,但水面却向上凸起,这是因为水的表面分子间距离较大分子力表现为 引力 (选填“引力”或“斥力”),在这种分子力作用下,水不至于溢出。【解析】水虽然没有溢出,但是水面却向上凸起,是因为分子间存在相互作用的引力,当水分子间的距离稍大时,作用力表现为引力,所以在这种分子力作用下,水不至于溢出。3(2018安徽模拟)“渗碳”是一种处理钢材的工艺,将钢材加热到一定的程度使碳分子渗入到钢材表面,提高钢材表面的耐磨程度。碳分子渗入钢材表面说明分子在 不停地做无规则运动 。【解析】由于物质是
3、由分子组成的,且分子在不停地做无规则运动,当将钢材放入含碳的渗碳剂中,这样碳分子就可以进入钢材分子间的间隙,从而渗入钢材的表层。4(2018随州)学习了分子动理论之后,欣欣同学总结了很多生活中与分子动理论有关的现象,下列总结中不正确的是(C)A腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中B人造木板粘接剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染C用透明胶带揭下纸上写错的字,是因为胶带与纸之间有相互的斥力D“破镜不能重圆”是分子间的距离太大,作用力变得十分微弱【解析】把鸭蛋放在盐水里一段时间,鸭蛋就变咸了,这就是鸭蛋与盐之间的扩散现象,是分子热运动的表现,故A正确;由于分子在不停地做无规则的运动,故人造木板粘接剂中的
4、甲醛扩散到空气中造成环境污染,故B正确;用透明胶带揭下纸上写错的字,是因为胶带与纸之间有相互的引力,故C错误;当分子间的距离大于分子直径的10倍时,分子间的作用力就变得十分微弱了,“破镜不能重圆”就是分子间的距离太大,作用力变得十分微弱的缘故,故D正确。故选C。命题点2温度、内能、热量的关系5(2018南充二模)物体的熔化需要吸热,这里的“热”是指 热量 ;双手相互摩擦可以生热,这里的“热”是指 内能 。(均选填“内能”“温度”或“热量”)【解析】物体熔化吸热,指的是物体在熔化过程中要从外界吸收热量,这里的“热”指的是热量;双手相互摩擦可以生热,指的是物体在克服摩擦力做功的过程中,温度升高,物
5、体的内能增大,这里的“热”指的是内能。6(2018濉溪县三模)下列关于热量、温度和内能,说法正确的是(D)A晶体在熔化过程中温度不变,内能也不变B物体的温度越高,所含的热量越多C内燃机的压缩冲程,主要是用热传递的方法增加了汽缸内物质的内能D内能小的物体可能向内能大的物体传递热量【解析】晶体在熔化过程中温度不变,但要不断吸热,所以内能增大,故A错误;热量是过程量,不能说含有多少,故B错误;内燃机的压缩冲程,主要是用做功的方法增加了汽缸内物质的内能,故C错误;热传递过程中,内能由温度高的物体向温度低的物体传递,但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体
6、,故D正确。故选D。7(2018霍邱县二模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(B)A物体吸了热,内能一定增加B一碗水倒掉一半后,内能减小C物体的温度越高,所含热量越多D10的冰块,内能可能小于零,可能大于零,也可能等于零【解析】物体吸收了热量,同时还对外做功,则物体的内能不一定增加,故A错误;一碗水倒掉一半后,物体含有的物质减少,内能减小,故B正确;因为热量是一个过程量,不能用具有、含有来修饰,故C错误;任何物体都有内能,内能是大于0的,故D错误。故选B。8(2018泰安)下列有关热和能的说法中,正确的是(B)A发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体B一块0的冰熔化成0的水后,温
7、度不变,内能变大C内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能D夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质【解析】发生热传递时,传递的是热量而不是温度,故A错误;一块0的冰熔化成0的水后,吸收热量,温度不变,内能增加,故B正确;内燃机的压缩冲程,活塞压缩汽缸内物质,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故C错误;夏天在室内洒水,水汽化吸收热量,起到降温的作用,不是利用了水的比热容较大的性质,故D错误。故选B。命题点3改变内能的方式及能量转化和守恒链接安徽中考:在2018年第2题,2013年第15题等着重考查了本考查的相关知识,其他年份也有相应的涉及。9(2018瑶海区一模)
8、如图,活塞将气缸分成甲、乙两气室、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气,以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中E甲和E乙的变化情况分别是:E甲 变大 ,E乙 变小 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)【解析】用力将拉杆缓慢向外拉的过程中,活塞对气体甲做功,所以甲室气体的内能增大,温度升高;同时,乙室的气体对活塞做功,所以乙室气体的内能减小,温度降低。即E甲变大,E乙变小。10(2018广陵区校级一模)如图(a)、(b)所示,漫画中老人和小朋友的感觉不同,但从物理学角度看,两幅图片都说明 做功 可以改变内能。图(b)中的小朋友从滑梯上滑下,他的重力势能 减小
9、,内能 增大 。(后两空均选填“增大”“减小”或“不变”。)【解析】从两幅图中可以获取信息,“暖”“烫”说明物体的内能增大了,(a)、(b)两图都是通过摩擦的方式来改变物体内能的,“摩擦”这种方式是属于做功来改变物体内能的;小朋友在下落过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,他的内能增大。11(2018淮安)下列事例中,通过做功来改变物体内能的是(D) A金属勺放在热汤中B食品放入冰箱 【解析】金属汤勺放在热汤中,温度升高,属于热传递改变物体的内能,故A错误;食品放入电冰箱,温度降低,属于热传递改变物体的内能,故B错误;在取暖器旁的物体,温度升高,属于热传递
10、改变物体的内能,故C错误;反复弯折铁丝,弯折处发烫,属于做功改变物体的内能,故D正确。故选D。13(2018黑龙江)如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是(C)A图甲中厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少B图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大C图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少D图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大【解析】图甲中厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气的内能增加,温度升高,故A错误;图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能减小,故B错误;图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对
11、塞子做功,水蒸气的内能减少,温度降低,故C正确;图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气体的内能减少,故D错误。故选C。命题点4比热容的应用13(2018长丰县一模)双凤沏、双龙沏、鹤翔湖、梅冲沏、大官塘水库素有“五沏连珠”之称,也是构成生态北城的核心要素之一。炎炎夏日,湖边昼夜温差比陆地上昼夜温差小,其主要原因是 水的比热容较大 。【解析】湖泊水资源丰富,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得湖边昼夜温差比陆地上昼夜温差小。14(2018德州模拟)下列事例没有利用水的比热
12、容大的是(B)【解析】由于水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以热水袋用水来取暖,故A和水的比热容有关,不符合题意;夏天中午洒水车洒水降温,即是利用水蒸发吸热降温的,故B与水的比热容无关,符合题意;因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故C与水的比热容有关,不符合题意;城市建造人工湖来调节气温,即由于水的比热容最大,相同质量的水和其他物质比较,吸收相同的热量,水温度上升的慢,故D与水的比热容有关,不符合题意。故选B。命题点5热量相关计算链接安徽中考:有关热量
13、的考查在安徽中考中主要以计算题为主,有一定的难度,如2018年第10题,2017年第7题,2016年第21题,2015年第25题,2014年第9题。15(2018庐阳区二模)随着生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。如图为铺设在地板下的管道。这种取暖方式利用热水在管道内循环流动,加热整个地板。地板是以 热传递 的方式向室内供暖的。某房间一段时间内循环流动的水质量为1000kg,进水温度为55,出水温度为40,这段时间里水向外放热 6.3107 J。c水4.2103J/(kg)【解析】“水地暖”取暖过程中,没有能量的转化,是通过热传递的方式改变物体内能的。水放出的热量Q放cm水(
14、tt0)4.2103J/(kg)1000kg(5540)6.3107J。16(2018阜阳三模)当今社会所倡导的绿色生活方式是“低碳生活”,利用太阳能将1000kg的水从5加热到45,需要吸收 1.68108 J的热量,可以至少节约 4.9 kg无烟煤。无烟煤的热值为3.4107J/kg,水的比热容为4.2103J/(kg)【解析】1000kg的水从5升高到45吸收的热量Q吸c水m水(tt0)4.2103J/(kg)1000kg(455)1.68108J;由Q放qm得完全燃烧无烟煤的质量m4.9kg,至少可以节约4.9kg无烟煤。17(2018济宁)将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图所示),通
15、过 热传递 方式改变牛奶的内能,图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图像,则牛奶在加热过程中吸收的热量为 2.1104 J。c牛奶4.2103J/(kg)【解析】给牛奶加热的过程中,牛奶吸收热量、内能增加,是通过热传递方式改变了牛奶的内能;由图乙可知,牛奶升高的温度t402020,则牛奶吸收的热量Q吸cmt4.2103J/(kg)0.25kg202.1104J。18(2018安庆模拟)质量相同的甲、乙两个物体由于吸热而升温,若它们的比热容之比为12,升高的温度之比为32,则它们吸收的热量之比是(D)A31B43C13D34【解析】因为Q吸cmt,m甲m乙11,t甲t乙32,c甲c乙12
16、。所以两物体吸收热量。故选D。19(2018成都)小李家使用的燃气热水器,将30kg的水从20加热到45,消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热容为4.2103J/(kg),天然气的热值为4107J/m3,则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是(C)A水吸收的热量与水的末温成正比B水吸收的热量是3.15105JC热水器的能量转化效率是52.5%D热水器的能量转化效率与环境温度无关【解析】由Q吸cm(tt0)可知,水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比,故A错误;将30kg的水从20加热到45,水吸收的热量Q吸cm(tt0)4.2103J/(kg)30kg(4520)3.15106J,故
17、B错误;天然气完全燃烧放出热量Q放V天然气q0.15m34107J/m36106J,热水器的能量转化效率100%100%52.5%,故C正确;热水器的能量转化效率与环境温度有关,因为环境温度越低,加热的时间越长,其散失的热量越多,则热水器的能量转化效率越低,故D错误。故选C。20(2018德州)在一个标准大气压下,用炉子将10kg的水从20加热至沸腾,燃烧了0.5kg的焦炭,已知水的比热容为4.2103J/(kg),焦炭的热值为3.0107J/kg。求:(1)水吸收的热量;(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量;(3)炉子烧水的效率。解:(1)一个标准大气压下水的沸点为100,即需将水加热至1
18、00,水吸收的热量Q吸cm(tt0)4.2103J/(kg)10kg(10020)3.36106J。(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量Q放mq0.5kg3.0107J/kg1.5107J。(3)炉子烧水的效率100%100%22.4%。21(2018安庆二模)某油电混合动力小汽车,在一段平直的公路上匀速行驶了50km,用了半小时,受到的阻力为2103N,求:(1)若在这一过程中消耗燃油5103m3,求这一过程中燃油燃烧放出的热量(已知燃油密度为0.8103kg/m3,热值为4.6107J/kg)。(2)小汽车行驶100km发动机做的功为多少?(3)若该车改用电动力行驶,若每行驶100km消
19、耗电能100kWh,求此过程的效率。解:(1)由得消耗燃油的质量mV0.8103kg/m35103m34kg,燃油完全燃烧放出的热量Q放mq4kg4.6107J/kg1.84108J。(2)因为车匀速行驶,所以牵引力Ff2103N,小汽车行驶100km发动机做的功WFs2103N100103m2108J。(3)若该车改用电动力,提供的牵引力仍然为2103N,电动车每行驶100km做的功为W有用Fs2103N100103m2108J;消耗电能W100kWh1003.6106J3.6108J,此过程的效率100%100%55.6%。命题点6探究不同物质的吸热能力22(2018广州)如图一所示,用加
20、热器给初温均为20的甲、乙液体加热(m甲m乙),两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度加热时间的图线如图二。(1)某时刻温度计示数如图一所示,此时乙的温度为 58 。(2)甲液体第30s的内能 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)第35s的内能。(3)小明根据图二中0至30s图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。你认为小明的说法是否正确? 正确 。你的判断依据是什么? 甲、乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据c 可知,甲的比热容大于乙的比热容 。【解析】(1)由图可知,温度计的分度值为1,示数为58。(2)由图可知,物体从30s到35s时,一直吸收热量,温度升高,内能变大,即甲液体第30s的内能小于第35s的内能。(3)由图可知,在060s内,甲、乙变化图像是重合的,即甲、乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据c可知,甲的比热容大于乙的比热容,故小明的说法是正确的。