1. 下列实例中通过热传递改变物体内能的是(
A.给自行车车胎打气,气筒壁发热
B.夜晚看到天空一闪而过的流星发光
C.放入冰箱的食品温度降低
D.刀在砂轮上被磨得发烫
C
)。A.给自行车车胎打气,气筒壁发热
B.夜晚看到天空一闪而过的流星发光
C.放入冰箱的食品温度降低
D.刀在砂轮上被磨得发烫
答案:1. C
解析:
【分析】要解决这道题,首先需明确改变物体内能的两种方式:做功和热传递。做功的实质是能量的转化,热传递的实质是能量的转移。接下来逐一分析每个选项,判断其属于哪种改变内能的方式,最终选出通过热传递改变内能的选项。
【解析】改变物体内能的方式有做功和热传递,二者的本质区别是:做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
选项A:给自行车车胎打气时,压缩气体做功,同时活塞与筒壁摩擦做功,使气筒壁内能增加、温度升高,属于做功改变物体内能;
选项B:流星一闪而过发光,是陨石进入大气层后与空气摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变物体内能;
选项C:放入冰箱的食品温度降低,是因为食品温度高于冰箱内温度,热量从食品转移到冰箱,使食品内能减少,属于热传递改变物体内能;
选项D:刀在砂轮上打磨时,刀与砂轮摩擦做功,机械能转化为内能,使刀的内能增加、温度升高发烫,属于做功改变物体内能。
综上,答案为C。
【答案】C
【知识点】内能的改变方式、热传递、做功
【点评】本题考查改变内能的两种方式的区分,属于基础知识点,关键在于理解做功是能量转化、热传递是能量转移的本质区别,难度较低,适合巩固相关基础内容。
【难度系数】0.3
【解析】改变物体内能的方式有做功和热传递,二者的本质区别是:做功是能量的转化,热传递是能量的转移。
选项A:给自行车车胎打气时,压缩气体做功,同时活塞与筒壁摩擦做功,使气筒壁内能增加、温度升高,属于做功改变物体内能;
选项B:流星一闪而过发光,是陨石进入大气层后与空气摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变物体内能;
选项C:放入冰箱的食品温度降低,是因为食品温度高于冰箱内温度,热量从食品转移到冰箱,使食品内能减少,属于热传递改变物体内能;
选项D:刀在砂轮上打磨时,刀与砂轮摩擦做功,机械能转化为内能,使刀的内能增加、温度升高发烫,属于做功改变物体内能。
综上,答案为C。
【答案】C
【知识点】内能的改变方式、热传递、做功
【点评】本题考查改变内能的两种方式的区分,属于基础知识点,关键在于理解做功是能量转化、热传递是能量转移的本质区别,难度较低,适合巩固相关基础内容。
【难度系数】0.3
2. 用两个相同的电热器分别给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示。据此判断,物质甲的比热容为(

A.$2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
B.$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
C.$1.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
D.$1.0×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
A
)。A.$2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
B.$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
C.$1.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
D.$1.0×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
答案:2. A
解析:
【分析】
要计算物质甲的比热容,需结合比热容公式$Q = cm\Delta t$,利用题目中“相同电热器、质量相同的甲和水”的条件,结合图像分析两者吸收热量的关系:相同电热器在相同时间内提供的热量相同,因此加热时间越长,物质吸收的热量越多;从图像中找到甲和水温度变化相同的时刻,对比加热时间,得到吸收热量的比值,再结合水的比热容即可算出甲的比热容。
【解析】
两个相同的电热器,相同时间内甲和水吸收的热量相等,即加热时间越长,吸收的热量越多。由图像可知,当甲和水的温度都升高$\Delta t = 60℃$时,甲的加热时间为10min,水的加热时间为20min,因此甲吸收的热量$Q_{甲}$与水吸收的热量$Q_{水}$的比值为$\frac{Q_{甲}}{Q_{水}}=\frac{10min}{20min}=\frac{1}{2}$。
根据热量计算公式$Q = cm\Delta t$,变形可得$c = \frac{Q}{m\Delta t}$。已知甲和水的质量$m$相同,温度变化$\Delta t$相同,因此比热容的比值为$\frac{c_{甲}}{c_{水}}=\frac{Q_{甲}}{Q_{水}}=\frac{1}{2}$。
水的比热容为$c_{水}=4.2×10^3 J/(kg·℃)$,代入得$c_{甲}=\frac{1}{2}×4.2×10^3 J/(kg·℃)=2.1×10^3 J/(kg·℃)$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合温度-时间图像考查比热容的计算,核心是利用相同电热器得出吸收热量与加热时间的关系,结合控制变量法分析比热容的比值,是比热容应用的典型基础题。
【难度系数】
0.5
要计算物质甲的比热容,需结合比热容公式$Q = cm\Delta t$,利用题目中“相同电热器、质量相同的甲和水”的条件,结合图像分析两者吸收热量的关系:相同电热器在相同时间内提供的热量相同,因此加热时间越长,物质吸收的热量越多;从图像中找到甲和水温度变化相同的时刻,对比加热时间,得到吸收热量的比值,再结合水的比热容即可算出甲的比热容。
【解析】
两个相同的电热器,相同时间内甲和水吸收的热量相等,即加热时间越长,吸收的热量越多。由图像可知,当甲和水的温度都升高$\Delta t = 60℃$时,甲的加热时间为10min,水的加热时间为20min,因此甲吸收的热量$Q_{甲}$与水吸收的热量$Q_{水}$的比值为$\frac{Q_{甲}}{Q_{水}}=\frac{10min}{20min}=\frac{1}{2}$。
根据热量计算公式$Q = cm\Delta t$,变形可得$c = \frac{Q}{m\Delta t}$。已知甲和水的质量$m$相同,温度变化$\Delta t$相同,因此比热容的比值为$\frac{c_{甲}}{c_{水}}=\frac{Q_{甲}}{Q_{水}}=\frac{1}{2}$。
水的比热容为$c_{水}=4.2×10^3 J/(kg·℃)$,代入得$c_{甲}=\frac{1}{2}×4.2×10^3 J/(kg·℃)=2.1×10^3 J/(kg·℃)$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合温度-时间图像考查比热容的计算,核心是利用相同电热器得出吸收热量与加热时间的关系,结合控制变量法分析比热容的比值,是比热容应用的典型基础题。
【难度系数】
0.5
3. 热机效率的高低取决于(
A.热机功率的大小,功率越大,效率越高
B.热机做功的本领,做功的本领越大,效率就越高
C.热机所用燃料的热值,热值越大,放出热量越多,效率就越高
D.热机对燃料的利用率,热量损失越少,效率就越高
D
)。A.热机功率的大小,功率越大,效率越高
B.热机做功的本领,做功的本领越大,效率就越高
C.热机所用燃料的热值,热值越大,放出热量越多,效率就越高
D.热机对燃料的利用率,热量损失越少,效率就越高
答案:3. D
解析:
【分析】首先明确热机效率的定义:热机效率是热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值,反映热机对燃料能量的利用程度,与做功快慢、燃料热值等概念无关。再逐一分析选项:A选项中功率是做功快慢的物理量,和效率无直接关系;B选项中“做功本领”不是效率的决定因素;C选项中热值是燃料特性,与效率无关;D选项中热机效率取决于燃料利用率,热量损失越少效率越高,符合定义。
【解析】热机效率公式为η=W有/Q放×100%,核心是有用能量占总能量的比例。对各选项分析:A选项,功率描述做功快慢,与效率(能量利用率)无关,错误;B选项,做功本领不决定效率,效率侧重能量利用比例,错误;C选项,热值是燃料特性,仅表示单位质量燃料完全燃烧放热多少,与热机效率无直接关联,错误;D选项,热机效率高低取决于燃料利用率,热量损失越少,有用能量占比越高,效率越高,正确。
【答案】D
【知识点】热机效率、燃料的利用率
【点评】本题考查热机效率的基础概念,需准确区分效率与功率、热值等易混淆物理量,理解效率的本质是能量利用比例,属于基础概念题。
【难度系数】0.7
【解析】热机效率公式为η=W有/Q放×100%,核心是有用能量占总能量的比例。对各选项分析:A选项,功率描述做功快慢,与效率(能量利用率)无关,错误;B选项,做功本领不决定效率,效率侧重能量利用比例,错误;C选项,热值是燃料特性,仅表示单位质量燃料完全燃烧放热多少,与热机效率无直接关联,错误;D选项,热机效率高低取决于燃料利用率,热量损失越少,有用能量占比越高,效率越高,正确。
【答案】D
【知识点】热机效率、燃料的利用率
【点评】本题考查热机效率的基础概念,需准确区分效率与功率、热值等易混淆物理量,理解效率的本质是能量利用比例,属于基础概念题。
【难度系数】0.7
4. 甲、乙两种物质的质量之比为$1:3$,吸收的热量之比为$2:1$,它们升高的温度之比和比热容之比可能是(
A.$2:1,1:3$
B.$2:1,3:1$
C.$1:2,1:3$
D.$3:2,2:3$
B
)。A.$2:1,1:3$
B.$2:1,3:1$
C.$1:2,1:3$
D.$3:2,2:3$
答案:4. B
解析:
【分析】
本题考查吸热公式的应用,解题思路是:根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,变形得到$c\Delta t=\frac{Q_{吸}}{m}$,由此可知甲、乙两物质的$c\Delta t$之比等于$\frac{Q_{甲}/m_{甲}}{Q_{乙}/m_{乙}}$。代入已知的质量比、吸热比,计算出该比值后,再逐一验证各选项的$c\Delta t$之比是否匹配,即可得出答案。
【解析】
根据吸热公式$Q=cm\Delta t$,可得$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{Q_{甲}/m_{甲}}{Q_{乙}/m_{乙}}=\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}×\frac{m_{乙}}{m_{甲}}$。
已知$m_{甲}:m_{乙}=1:3$,$Q_{甲}:Q_{乙}=2:1$,代入得:
$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{2}{1}×\frac{3}{1}=6$。
逐一分析选项:
A选项:$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{2}{1}×\frac{1}{3}=\frac{2}{3}≠6$,不符合;
B选项:$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{2}{1}×\frac{3}{1}=6$,符合;
C选项:$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{1}{2}×\frac{1}{3}=\frac{1}{6}≠6$,不符合;
D选项:$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{3}{2}×\frac{2}{3}=1≠6$,不符合。
【答案】
B
【知识点】
热量计算公式的应用
【点评】
本题核心是吸热公式的灵活变形与比例运算,需熟练掌握公式变形技巧,通过比例匹配快速筛选答案,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
本题考查吸热公式的应用,解题思路是:根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,变形得到$c\Delta t=\frac{Q_{吸}}{m}$,由此可知甲、乙两物质的$c\Delta t$之比等于$\frac{Q_{甲}/m_{甲}}{Q_{乙}/m_{乙}}$。代入已知的质量比、吸热比,计算出该比值后,再逐一验证各选项的$c\Delta t$之比是否匹配,即可得出答案。
【解析】
根据吸热公式$Q=cm\Delta t$,可得$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{Q_{甲}/m_{甲}}{Q_{乙}/m_{乙}}=\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}×\frac{m_{乙}}{m_{甲}}$。
已知$m_{甲}:m_{乙}=1:3$,$Q_{甲}:Q_{乙}=2:1$,代入得:
$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{2}{1}×\frac{3}{1}=6$。
逐一分析选项:
A选项:$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{2}{1}×\frac{1}{3}=\frac{2}{3}≠6$,不符合;
B选项:$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{2}{1}×\frac{3}{1}=6$,符合;
C选项:$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{1}{2}×\frac{1}{3}=\frac{1}{6}≠6$,不符合;
D选项:$\frac{c_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}\Delta t_{乙}}=\frac{3}{2}×\frac{2}{3}=1≠6$,不符合。
【答案】
B
【知识点】
热量计算公式的应用
【点评】
本题核心是吸热公式的灵活变形与比例运算,需熟练掌握公式变形技巧,通过比例匹配快速筛选答案,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
5. 打篮球是很多人喜欢的一项运动。篮球脱手后,要想使其从地面反弹的高度超过其出手时的高度,可以采用的方法是(
A.只能用力向下抛
B.只能用力向上抛
C.用力向上或向下都可以
D.无论怎样都不行
C
)。A.只能用力向下抛
B.只能用力向上抛
C.用力向上或向下都可以
D.无论怎样都不行
答案:5. C
解析:
【分析】要使篮球从地面反弹的高度超过出手高度,需明确反弹高度与篮球初始机械能的关系:篮球脱手后具有动能和重力势能,理想状态下机械能守恒,反弹高度由初始机械能决定。若要反弹高度超过出手高度,需增大篮球的初始机械能,可通过增加初始动能实现。用力向下抛或向上抛篮球,都能给篮球额外的初速度,增加初始动能,从而增大初始机械能,因此两种方式都可行。
【解析】篮球的机械能包括动能和重力势能,理想情况下反弹时机械能守恒,动能会全部转化为重力势能,反弹高度由初始机械能决定。当用力向下抛篮球时,篮球除出手时的重力势能外,还获得了向下初速度带来的额外动能,总机械能大于仅出手时的重力势能,反弹后转化的重力势能更大,高度更高;当用力向上抛篮球时,同样会获得向上初速度带来的额外动能,总机械能增大,反弹高度也能超过出手高度。因此两种方式都可以实现目标。
【答案】C
【知识点】机械能及其转化;动能与势能的转化
【点评】本题考查机械能的基础应用,核心是理解机械能的组成及转化规律,通过分析初始机械能的变化判断反弹高度,属于难度较低的基础题。
【难度系数】0.8
【解析】篮球的机械能包括动能和重力势能,理想情况下反弹时机械能守恒,动能会全部转化为重力势能,反弹高度由初始机械能决定。当用力向下抛篮球时,篮球除出手时的重力势能外,还获得了向下初速度带来的额外动能,总机械能大于仅出手时的重力势能,反弹后转化的重力势能更大,高度更高;当用力向上抛篮球时,同样会获得向上初速度带来的额外动能,总机械能增大,反弹高度也能超过出手高度。因此两种方式都可以实现目标。
【答案】C
【知识点】机械能及其转化;动能与势能的转化
【点评】本题考查机械能的基础应用,核心是理解机械能的组成及转化规律,通过分析初始机械能的变化判断反弹高度,属于难度较低的基础题。
【难度系数】0.8
6. 如图所示,从空中落下的足球先后在草地和水泥地面上弹起。下列图中与足球运动的轨迹最相符的是(

A
)。答案:6. A
解析:
【分析】
要解决这道题,需结合机械能转化与能量损失的规律分析:足球从空中落下时初始机械能最大,第一次落在草地上,草地阻力大,机械能损失多,弹起高度会降低;之后落在水泥地面,水泥地面阻力小,机械能损失少,但此时足球总机械能已小于第一次弹起后的机械能,因此水泥地面弹起高度会低于草地弹起高度。据此判断符合的轨迹。
【解析】
足球下落初始机械能最大,落在草地时,草地对足球的阻力大,机械能转化为内能等更多,弹起高度比初始下落高度低;随后落在水泥地面,水泥地面阻力小,机械能损失少,但足球总机械能已小于第一次弹起后的机械能,所以水泥地面弹起高度低于草地弹起高度。观察选项:A选项中草地弹起高度高于水泥地面弹起高度,符合规律;B选项中两者弹起高度相近,不符合;C、D选项中水泥地面弹起高度高于草地,不符合。
【答案】
A
【知识点】
机械能转化、阻力对能量的影响
【点评】
本题结合实际场景考查机械能变化,需理解不同接触面阻力不同导致能量损失不同,进而影响弹起高度,是物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合机械能转化与能量损失的规律分析:足球从空中落下时初始机械能最大,第一次落在草地上,草地阻力大,机械能损失多,弹起高度会降低;之后落在水泥地面,水泥地面阻力小,机械能损失少,但此时足球总机械能已小于第一次弹起后的机械能,因此水泥地面弹起高度会低于草地弹起高度。据此判断符合的轨迹。
【解析】
足球下落初始机械能最大,落在草地时,草地对足球的阻力大,机械能转化为内能等更多,弹起高度比初始下落高度低;随后落在水泥地面,水泥地面阻力小,机械能损失少,但足球总机械能已小于第一次弹起后的机械能,所以水泥地面弹起高度低于草地弹起高度。观察选项:A选项中草地弹起高度高于水泥地面弹起高度,符合规律;B选项中两者弹起高度相近,不符合;C、D选项中水泥地面弹起高度高于草地,不符合。
【答案】
A
【知识点】
机械能转化、阻力对能量的影响
【点评】
本题结合实际场景考查机械能变化,需理解不同接触面阻力不同导致能量损失不同,进而影响弹起高度,是物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.5
7. 如图所示,完全相同的甲、乙两个小球,分别用轻细绳、橡皮筋系在同一高度$O、O'$点,都从与$O、O'$点等高的位置由静止释放,当两球到达悬点正下方时,橡皮筋长度恰好与细绳长度相等。下列说法中正确的是(
A.未释放时,甲球的重力势能比乙球大
B.未释放时,乙球的重力势能比甲球大

C.到达$A$点时,乙球的动能比甲球大
D.到达$A$点时,甲球的动能比乙球大
D
)。A.未释放时,甲球的重力势能比乙球大
B.未释放时,乙球的重力势能比甲球大
C.到达$A$点时,乙球的动能比甲球大
D.到达$A$点时,甲球的动能比乙球大
答案:7. D
解析:
【分析】要解决这道题,需明确重力势能、动能和弹性势能的转化规律:首先判断未释放时两球的重力势能,再分析下落过程中能量的转化差异——细绳不可伸长,无弹性势能;橡皮筋会发生弹性形变,储存弹性势能,导致转化为小球动能的重力势能不同。
【解析】
1. 分析选项A、B:未释放时,甲、乙两球完全相同(质量相等),初始位置与悬点O、O'等高,且O、O'在同一高度,根据重力势能公式$E_p = mgh$,两球的初始重力势能相等,因此A、B错误。
2. 分析选项C、D:小球下落过程中,甲球连接轻细绳,细绳不可伸长,下落时重力势能全部转化为甲球的动能;乙球连接橡皮筋,橡皮筋在下落过程中会发生弹性形变,一部分重力势能转化为橡皮筋的弹性势能,剩余部分转化为乙球的动能。当两球到达悬点正下方A点时,橡皮筋长度与细绳长度相等,说明乙球的橡皮筋已伸长,因此乙球转化为动能的重力势能比甲球少,到达A点时,甲球的动能更大,故C错误,D正确。
【答案】D
【知识点】重力势能与动能的转化、弹性势能
【点评】本题核心是区分细绳与橡皮筋的能量转化差异,橡皮筋的弹性形变会导致部分能量转化为弹性势能,易错点是忽略这部分能量损失,需准确分析能量流向。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 分析选项A、B:未释放时,甲、乙两球完全相同(质量相等),初始位置与悬点O、O'等高,且O、O'在同一高度,根据重力势能公式$E_p = mgh$,两球的初始重力势能相等,因此A、B错误。
2. 分析选项C、D:小球下落过程中,甲球连接轻细绳,细绳不可伸长,下落时重力势能全部转化为甲球的动能;乙球连接橡皮筋,橡皮筋在下落过程中会发生弹性形变,一部分重力势能转化为橡皮筋的弹性势能,剩余部分转化为乙球的动能。当两球到达悬点正下方A点时,橡皮筋长度与细绳长度相等,说明乙球的橡皮筋已伸长,因此乙球转化为动能的重力势能比甲球少,到达A点时,甲球的动能更大,故C错误,D正确。
【答案】D
【知识点】重力势能与动能的转化、弹性势能
【点评】本题核心是区分细绳与橡皮筋的能量转化差异,橡皮筋的弹性形变会导致部分能量转化为弹性势能,易错点是忽略这部分能量损失,需准确分析能量流向。
【难度系数】0.5