阶段综合检测五.docx
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阶段综合检测五
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阶段综合检测(五)
物态变化 内能及其利用
(72分钟 90分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。
在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.如图是四位同学用温度计测水温的实验操作过程,其中正确的是 ( )
【解析】选C。
本题考查温度计的正确使用。
A图中温度计的玻璃泡碰到了容器壁,错误;B图中温度计的玻璃泡没有浸没在水中,错误;D图中视线没与温度计液柱的上表面相平,错误。
2.夏天,加在饮料里的冰块逐渐消失,其物态变化是 ( )
A.升华 B.凝华 C.熔化 D.凝固
【解析】选C。
本题考查物态变化过程的判断。
冰块消失是由固态变为液态,是熔化过程,C正确。
3.下列物态变化中属于液化的是 ( )
A.加在饮料中的冰块逐渐变小
B.飞机在蔚蓝的天空中飞过,留下长长的“尾巴”
C.樟脑丸越放越小
D.冰箱冷藏室的内壁结出“白霜”
【解析】选B。
加在饮料中的冰块逐渐变小,是由固态冰变为液态水的过程,属于熔化现象,故A错误;飞机飞过蔚蓝的天空中会留下一条长长的“尾巴”,这种现象俗称为“飞机拉烟”,产生这一现象的原因之一是飞机在飞行过程中排出的“暖湿气体遇冷”液化形成的,故B正确;放在衣柜里面的樟脑丸变小了,由固态直接变为气态,是升华现象,故C错误;冰箱冷藏室的内壁结出“白霜”,是由空气中的水蒸气遇冷凝华而成的小冰晶,是凝华现象,故D错误。
故选B。
4.下列图象中,能正确描述晶体熔化的是 ( )
【解析】选D。
晶体熔化过程中,不断吸热,温度不变。
整个图象中,温度整体呈上升趋势,故选D。
5.小明同学对冰加热,他将冰熔化成水直至沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图象,下列分析正确的是 ( )
A.水沸腾时温度不变,说明沸腾过程不需要吸热
B.冰熔化时温度不变,内能不变
C.冰的升温比水快,说明冰的比热容比水小
D.图中DE段表示冰的熔化过程
【解析】选C。
水沸腾时温度不变,但需要不停吸热,如果停止加热,沸腾也马上停止,故A错误;图中BC段是冰的熔化过程,即该过程中,吸热但温度不变,但内能增加,故B错误;由于冰和水的质量相同,又是同一个酒精灯加热,水升温比冰慢,说明水的比热容比冰大,故C正确;据图可知,DE为水沸腾过程,故D错误。
故选C。
6.下列一些关于生活中的物理现象及原因分析,错误的是 ( )
A.用冰袋给高热病人降温,原因是冰熔化要吸热
B.使用高压锅,食物容易被煮熟,原因是锅内气体压强大,液体沸点高
C.水沸腾时壶口冒出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的
D.衣柜里的樟脑丸变小了,原因是樟脑丸发生了升华现象
【解析】选C。
用冰袋给高热病人降温,原因是冰熔化要吸热,故选项A正确;使用高压锅,食物容易被煮熟,原因是锅内气体压强大,液体沸点高,食物容易熟,故选项B正确;水沸腾时壶口冒出的“白气”是壶中喷出的热水蒸气遇冷液化形成的,故选项C错误;衣柜里的樟脑丸变小了,原因是樟脑丸发生了升华,故选项D正确。
7.下列现象中,能说明分子不停地做无规则运动的是 ( )
A.校园里花香四溢 B.湖面上柳絮飘扬
C.公路上大雾弥漫D.工地上尘土飞扬
【解析】选A。
校园里花香四溢,是气体分子无规则运动的结果,故A正确;柳絮、大雾和尘土都是肉眼看得见的,它们的运动都是物体的运动,不是分子的运动,故B、C、D错误。
8.下列说法中正确的是 ( )
A.一桶水的比热容比一杯水的比热容大
B.水壶里的水烧开时,水蒸气把壶盖顶起,机械能转化为内能
C.用锯条锯木板时,锯条发热,锯条的内能没有增加
D.糖放入水中,过一段时间后整杯水都变甜了,表明分子在不停地做无规则运动
【解析】选D。
一桶水的比热容和一杯水的比热容相同,故A选项错误;水蒸气把壶盖顶起,内能转化为机械能,故B选项错误;用锯条锯木板时,锯条发热,摩擦做功,锯条的内能增加,故C选项错误;糖放入水中,过一段时间后整杯水都变甜了,表明分子在不停地做无规则运动,故D选项正确。
9.下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法,正确的是 ( )
A.热机所用燃料的热值越大,效率越高
B.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率越高
C.物体的内能越大,温度越高
D.摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能
【解析】选D。
用热值大的燃料,燃烧相同质量的燃料可以放出更多的热量,但用来做有用功的能量不一定多,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大,热机效率不一定得到提高,所以A错误;热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值,所以B错误;物体的内能与物体的质量和温度都有关系,物体的质量越大,温度越高,内能越大,所以C错误;摩擦生热,该过程中消耗机械能,产生内能,故属于能量的转化,故是做功改变物体内能,所以D正确。
10.汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中不正确的是 ( )
A.甲冲程是把机械能转化为内能
B.乙冲程是排气冲程
C.丙冲程是把机械能转化为内能
D.丁冲程是吸气冲程
【解析】选C。
本题考查汽油机四个冲程的识别。
甲图中进气门和排气门都关闭,活塞向上运行,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故A正确;乙图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,故B正确;丙图中进气门和排气门都关闭,活塞向下运行,是做功冲程,将内能转化为机械能,故C错误;丁图中进气门打开,活塞向下运行,是吸气冲程,没有能量转化的过程,故D正确。
二、填空题(本大题共7小题,每空1分,共19分)
11.几种测量仪器的测量结果如图所示:
(1)被测物体的长度为_________cm。
(2)温度计的读数为_________℃。
(3)弹簧测力计的示数为_________N。
【解析】
(1)刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与1.00cm对齐,右侧在3.6cm和3.7cm中间,估读为3.65cm,所以物体的长度为L=3.65cm-1.00cm=2.65cm。
(2)在温度计上,10℃之间有10个小格,一个小格代表1℃,所以此温度计的分度值为1℃;液柱最高处在0℃以下,说明温度低于0℃,为-4℃。
(3)在弹簧测力计上,最大示数是5N,所以其量程为0~5N;1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为0.2N,指针在“3”后2个小格处,所以弹簧测力计的示数为3.4N。
答案:
(1)2.65
(2)-4 (3)3.4
12.常用的温度计是根据液体的_______________原理制成的,如图甲所示是温度计的一段截面图,读数是_________℃,如图乙所示是某物质的熔化图象,由此判断该物质是_______________(选填“晶体”或“非晶体”)。
【解析】实验室常用的温度计是液体温度计,液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的;由图知:
零刻度在液柱的上方,所以是零下,每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,该温度计的分度值是1℃,示数是-3℃。
读图可知,在熔化图象中物质的温度升高到48℃时,吸热但温度不再升高,说明此时物质达到了熔点,正在熔化,因此这种物质属于晶体。
答案:
热胀冷缩 -3 晶体
13.在探究水的沸腾实验中,小丽绘制出的水温随时间变化的图象如图所示。
分析图象可知;水的沸点是_________℃,水面上方的气压____________标准大气压。
为了探究水在沸腾过程中是否需要吸热,应该__________________,再观察水是否沸腾。
【解析】标准大气压下,水的沸点是100℃,分析图象可知:
水的沸点是98℃,此时液面上的气压低于标准大气压;要想证明水沸腾时需要吸热,则接下来的操作是停止加热,观察水是否仍然沸腾。
答案:
98 低于 停止加热
14.日光灯用久了两端会发黑,是因为管内钨丝中的钨先____________,后____________(选填“升华”“凝华”“汽化”或“液化”)而形成的,钨是晶体,它的熔点是3410℃,则它的凝固点为____________℃。
【解析】本题考查物态变化。
日光灯用久了两端会发黑,是因为管内钨丝中的钨先升华后凝华而形成的;同一种晶体,熔点和凝固点相同。
答案:
升华 凝华 3410
15.
小明从滑梯上滑下的过程中臀部发热了,这说明通过____________的方式可以改变物体的内能;在下滑的过程中,他的重力势能____________(选填“减小”“增大”或“不变”)。
【解析】本题考查改变内能的方式和机械能的变化。
小明从滑梯上滑下过程中臀部有灼热的感觉,是下滑时克服摩擦做功,臀部内能增大。
在下滑的过程中,小明的质量不变,高度减小,重力势能减小。
答案:
做功 减小
16.在汽油机的压缩冲程中,机械能转化为____________(选填“化学能”或“内能”)。
如果一辆汽车行驶时消耗汽油10L,那么这些汽油完全燃烧能放出____________J的热量。
(汽油的密度为0.7×103kg/m3,汽油的热值为4.5×107J/kg)
【解析】汽油机工作时,压缩冲程中是机械能转化为内能。
10L汽油的质量:
m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg;燃料燃烧放出的热量,Q放=mq=7kg×4.5×107J/kg=3.15×108J。
答案:
内能 3.15×108
17.由表可知,要使2kg水温度升高5℃,则水的内能____________(选填“变大”“变小”或“不变”),水吸收的热量为_________焦,比热容将_______________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
比热容:
J/(kg·℃)
煤油 2.1×103
铝 0.90×103
水 4.2×103
铜 0.39×103
【解析】水吸收热量,内能增大,Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×5℃=4.2×104J,比热容是物质的一种特性,温度升高,但比热容不变。
答案:
变大 4.2×104 不变
三、实验与探究题(本大题共4小题,共30分)
18.如图甲是探究“冰在熔化时温度变化规律”的实验,图乙是根据实验数据画出的图象。
(1)由图可知,冰在熔化过程_______________(选填“吸热”或“放热”),温度_______________(选填“升高”“不变”或“降低”),冰是_______________(选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)由图乙可知,冰的熔点是_________℃,第6分钟时冰处于_______________(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)。
【解析】
(1)由图可以知道,冰在熔化过程中吸热,温度不变,冰有一定的熔点,故冰是晶体。
(2)由图乙可以知道,冰的熔点是0℃,BC段是熔化过程,第6分钟时处于熔化过程中,所以是固液共存状态。
答案:
(1)吸热 不变 晶体
(2)0 固液共存态
19.在探究“水的沸腾”实验中:
(1)如图所示的装置,实验中有一处错误,是_______________________,烧杯上加盖的目的是______________________________。
(2)改正错误后,继续实验,记录的数据如下表。
分析表中数据可知,烧杯内水面上方气压_______________1标准大气压。
时间/min
…
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
温度/℃
…
92
93
94
95
96
97
98
98
98
98
98
(3)水沸腾后,烧杯上方出现大量“白气”,和“白气”的形成过程相同的是_________(选填序号)。
①冰 ②霜 ③雾 ④雪
【解析】
(1)图中所示实验中的错误之处是温度计的玻璃泡碰到了烧杯底。
烧杯上加盖的目的是防止热散失,缩短加热时间。
(2)水沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变,表中数据所示水的沸点是98℃,此时气压低于1个标准大气压。
(3)水沸腾后,烧杯上方出现大量“白气”是水蒸气遇冷液化形成的,冰的形成属于凝固现象,雾的形成属于液化,雪的形成属于凝华现象。
故选③。
答案:
(1)温度计的玻璃泡碰到了烧杯底 防止热散失,缩短加热时间
(2)低于 (3)③
20.
为研究甲、乙两种液体的吸热能力,某同学用如图所示两套完全相同的装置进行实验探究,两种液体的质量和初温都相同。
(1)选用两套完全相同的装置分别给甲、乙两种液体加热,这样做的目的是 ________________________________________________
_______________________________________________________。
(2)写出图中所示装置的两处错误:
_____________________、_____________________。
改正错误后,同时加热,分别记录加热时间和液体温度,数据如表所示:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲的温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
乙的温度/℃
90
93
96
99
102
102
102
(3)加热4分钟后,甲、乙两种液体温度均不再升高,原因是___。
(4)根据实验数据,可知____________(选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力较强。
【解析】本题考查探究物质的吸热能力和沸腾的特点。
(1)火焰相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相等,相同的烧杯导热性能、自身吸收的热量相同,能保证甲、乙两种液体在相同时间内吸收相等的热量。
(2)题图中所示装置的错误:
一是温度计的玻璃泡接触到容器底,二是没有使用石棉网,烧杯受热不均匀。
(3)当液体沸腾时,其温度保持不变(等于沸点)。
(4)根据实验数据知,在加热相同的时间时,甲液体升高的温度小于乙液体升高的温度,故甲液体吸热能力强。
答案:
(1)使甲、乙两种液体在相同时间内吸收的热量相等
(2)温度计的玻璃泡接触到烧杯底 没有使用石棉网加热 (3)甲、乙两种液体沸腾,温度保持不变
(4)甲
21.
某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值q,图中A为穿有小木棍的容器(内装有水),B为下部开了许多通气孔的罩子。
(1)观察实验装置可知,实验小组同学是通过测量____________间接测量蜡烛燃烧放出的热量。
(2)要完成本实验,除了图中的实验器材,还必须的测量工具是____________和____________。
(3)某次实验测得的数据如下表,则粗略测得这支蜡烛的热值q=______________________________J/kg。
(质量为m的燃料完全燃烧放出的热量是Q=mq,c水=4.2×103J/(kg·℃))。
物理量
测量值
容器中水的质量m/g
150
容器中水的初温t1/℃
25
容器中水的末温t2/℃
40
燃烧前蜡烛的质量m1/g
20.6
燃烧后蜡烛的质量m2/g
20
(4)本实验测出的热值会比真实值____________,造成这一偏差的原因是
__________________________________________(写出一条即可)。
【解析】
(1)由实验装置可知,蜡烛燃烧给水加热,通过测量A容器中水升高的温度和水的质量可以间接测量蜡烛燃烧放出的热量。
(2)要完成本实验,需要测量水的温度与水和蜡烛的质量,因此还需要温度计与天平。
(3)这支蜡烛的热值q=
=
=
=
=1.575×107J/kg。
(4)实验过程中蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收,因此实验测出的热值比真实值偏小。
答案:
(1)A容器中水升高的温度和水的质量
(2)温度计 天平 (3)1.575×107
(4)偏小 蜡烛燃烧放出的热量没有被水完全吸收
四、计算题(本大题共3小题,共21分。
计算时要有必要的公式和文字说明,只写出答案,不得分)
22.某品牌太阳能热水器的容积为100L,其装满水后在太阳的照射下水温从20℃升高到40℃,不计热量的散失。
(1)求热水器中的水吸收的热量。
[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)要完全燃烧多少体积的煤气可以产生相同的热量?
(煤气的热值q=4.0×107J/m3)
【解析】
(1)太阳能热水器中水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×100×10-3m3=100kg,
水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J。
(2)由于不计热量的散失,则Q吸=Q放,
由Q放=qV可得V=
=
=0.21m3。
答案:
(1)8.4×106J
(2)0.21m3
23.有一天小宇在家洗澡,他关闭了家里其他用电器,只让家里的电热淋浴器正常工作,淋浴器内满箱水温从23℃升高到43℃,如果水吸收的这些热由完全燃烧0.021m3的天然气提供。
[q天燃气=4.0×107J/m3 c水=4.2×103J/(kg·℃)不计热量的损失]
(1)求天然气完全燃烧放出的热量。
(2)求水箱内水的质量。
(3)通过什么方式改变了水箱内水的内能?
在用电吹风吹干头发时,发现吹热风比吹冷风更容易让头发变干,这是为什么?
【解析】本题考查热量的计算、内能的改变和影响蒸发快慢的因素。
(1)Q放=V气q=0.021m3×4×107J/m3=8.4×105J
(2)Q吸=Q放,m=
=
kg=10kg
(3)热传递。
温度越高,蒸发越快。
答案:
(1)8.4×105J
(2)10kg (3)热传递 温度越高,蒸发越快
24.
如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图。
汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。
该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗汽油1.5L。
假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,(已知:
汽油的密度为0.8×103kg/m3,汽油的热值为4.5×107J/kg),那么,在这段运动过程中:
(1)该汽车发动机做的有用功是多少?
汽车受到的阻力多大?
(2)该汽车的输出功率为多少?
【解析】
(1)由ρ=
得,消耗汽油的质量为:
m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.2kg,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=1.2kg×4.5×107J/kg=5.4×107J;
由η=
得该汽车发动机做的有用功是:
W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J;
由W=Fs得汽车发动机的牵引力:
F=
=
=2025N,
汽车受到的阻力:
f=F=2025N。
(2)由v=
得汽车运动的时间:
t=
=
=
h=400s;
该汽车的输出功率:
P=
=
=4.05×104W=40.5kW。
答案:
(1)1.62×107J 2025N
(2)40.5kW
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