1.在机械制造行业,常在齿轮、轴等表面层中渗碳、渗硅来改善其表面性能,这利用的是一切物质的分子都在
不停地做无规则的运动
的原理。为了加快渗透速度,通常采用提高温度的方式,这是由于分子热运动的剧烈程度与温度
有关。答案
1. 不停地做无规则的运动;温度
解析
【分析】
本题考查分子动理论的实际应用,解题时需回忆分子动理论的核心观点:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,且分子热运动的剧烈程度与温度相关。渗碳、渗硅是利用不同物质分子彼此进入对方的扩散现象,本质基于分子的无规则运动;提高温度能加快渗透,是因为温度影响分子热运动的剧烈程度。
【解析】
根据分子动理论,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,齿轮、轴表面渗碳、渗硅时,碳、硅分子会扩散进入其表面层,因此利用的是分子不停地做无规则运动的原理;分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,所以提高温度可加快渗透速度。
【答案】
不停地做无规则的运动;温度
【知识点】
分子热运动、扩散现象
【点评】
本题结合工业生产中的渗碳、渗硅工艺,考查分子动理论的基础知识点,将物理知识与实际应用结合,侧重对核心概念的理解,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查分子动理论的实际应用,解题时需回忆分子动理论的核心观点:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,且分子热运动的剧烈程度与温度相关。渗碳、渗硅是利用不同物质分子彼此进入对方的扩散现象,本质基于分子的无规则运动;提高温度能加快渗透,是因为温度影响分子热运动的剧烈程度。
【解析】
根据分子动理论,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,齿轮、轴表面渗碳、渗硅时,碳、硅分子会扩散进入其表面层,因此利用的是分子不停地做无规则运动的原理;分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,所以提高温度可加快渗透速度。
【答案】
不停地做无规则的运动;温度
【知识点】
分子热运动、扩散现象
【点评】
本题结合工业生产中的渗碳、渗硅工艺,考查分子动理论的基础知识点,将物理知识与实际应用结合,侧重对核心概念的理解,难度较低。
【难度系数】
0.8
2.《天工开物》中关于釜的铸造,有“铁化如水,以泥固纯铁柄杓从嘴受注”的记载。铁水凝固过程中,温度
不变
(选填“升高”“降低”或“不变”),内能减少
(选填“增加”“减少”或“不变”)。“透火焙干”是古法造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸张贴在墙上,给墙壁加热使湿纸快速变干,这是通过热传递
的方式来增加湿纸的内能。答案
2. 不变;减少;热传递
解析
【分析】
这道题考查晶体凝固的特点和内能改变的方式。首先,铁是晶体,晶体凝固时的核心特点是温度保持不变,且凝固过程会放热,内能随之减少;其次,改变内能的方式有做功和热传递,题目中给墙壁加热使湿纸变干,是热量从墙壁转移到湿纸,属于热传递改变内能。
【解析】
1. 铁属于晶体,晶体在凝固过程中,持续放热但温度保持不变,因此铁水凝固时温度不变;凝固过程放出热量,物体放出热量时内能减少,故内能减少。
2. 改变物体内能的方式有做功和热传递,给墙壁加热时,热量从墙壁传递到湿纸,使湿纸内能增加,这是通过热传递的方式实现的。
【答案】
不变;减少;热传递
【知识点】
晶体凝固特点;内能的改变方式
【点评】
本题结合古代科技记载和古法造纸工序,考查初中物理基础知识点,侧重对核心概念的理解应用,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】
0.7
这道题考查晶体凝固的特点和内能改变的方式。首先,铁是晶体,晶体凝固时的核心特点是温度保持不变,且凝固过程会放热,内能随之减少;其次,改变内能的方式有做功和热传递,题目中给墙壁加热使湿纸变干,是热量从墙壁转移到湿纸,属于热传递改变内能。
【解析】
1. 铁属于晶体,晶体在凝固过程中,持续放热但温度保持不变,因此铁水凝固时温度不变;凝固过程放出热量,物体放出热量时内能减少,故内能减少。
2. 改变物体内能的方式有做功和热传递,给墙壁加热时,热量从墙壁传递到湿纸,使湿纸内能增加,这是通过热传递的方式实现的。
【答案】
不变;减少;热传递
【知识点】
晶体凝固特点;内能的改变方式
【点评】
本题结合古代科技记载和古法造纸工序,考查初中物理基础知识点,侧重对核心概念的理解应用,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】
0.7
3.将盛有250 g凉牛奶的瓶子放在热水中,如图1甲所示。牛奶与热水的温度随时间变化的图像如图1乙所示。已知牛奶的比热容为$2.5×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,水的比热容为$4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$。图1乙中表示水的温度变化的图线是

a
(选填“a”或“b”)。牛奶在加热过程中吸收了$2.5×10^4$
J的热量。若水放出的热量全部被牛奶吸收,则用于加热牛奶的热水的质量约为0.3
(保留一位小数)kg。答案
3. a;$2.5×10^4$;0.3
解析
【分析】
热传递过程中,热量从高温物体传向低温物体,高温物体放热降温,低温物体吸热升温。本题中热水温度高,会放热降温,牛奶温度低,会吸热升温,据此判断对应图线;计算牛奶吸收的热量需用吸热公式,再根据热水放出的热量等于牛奶吸收的热量,结合放热公式求出热水质量。
【解析】
1. 判断水的温度变化图线:
热传递时,热水温度高于牛奶,因此热水温度随时间降低,牛奶温度随时间升高。图乙中,图线a温度从80℃逐渐下降,图线b温度从20℃逐渐上升,故表示水的温度变化的是图线a。
2. 计算牛奶吸收的热量:
牛奶质量$m_{奶}=250\ \mathrm{g}=0.25\ \mathrm{kg}$,由图乙知牛奶初温$t_{0奶}=20℃$,末温$t=60℃$,温度变化$\Delta t_{奶}=60℃-20℃=40℃$。
根据吸热公式$Q_{吸}=c_{奶}m_{奶}\Delta t_{奶}$,代入数据得:
$Q_{吸}=2.5×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.25\ \mathrm{kg}×40℃=2.5×10^4\ \mathrm{J}$。
3. 计算热水质量:
由题意,热水放出的热量全部被牛奶吸收,即$Q_{放}=Q_{吸}=2.5×10^4\ \mathrm{J}$。
热水初温$t_{0水}=80℃$,末温$t=60℃$,温度变化$\Delta t_{水}=80℃-60℃=20℃$。
根据放热公式$Q_{放}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}$,变形得$m_{水}=\frac{Q_{放}}{c_{水}\Delta t_{水}}$,代入数据:
$m_{水}=\frac{2.5×10^4\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×20℃}≈0.3\ \mathrm{kg}$(保留一位小数)。
【答案】
a;$2.5×10^4$;0.3
【知识点】
热传递、热量计算
【点评】
本题结合温度-时间图像考查热传递规律和热量计算,关键是从图像中提取温度信息,熟练运用吸放热公式,属于热学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.5
热传递过程中,热量从高温物体传向低温物体,高温物体放热降温,低温物体吸热升温。本题中热水温度高,会放热降温,牛奶温度低,会吸热升温,据此判断对应图线;计算牛奶吸收的热量需用吸热公式,再根据热水放出的热量等于牛奶吸收的热量,结合放热公式求出热水质量。
【解析】
1. 判断水的温度变化图线:
热传递时,热水温度高于牛奶,因此热水温度随时间降低,牛奶温度随时间升高。图乙中,图线a温度从80℃逐渐下降,图线b温度从20℃逐渐上升,故表示水的温度变化的是图线a。
2. 计算牛奶吸收的热量:
牛奶质量$m_{奶}=250\ \mathrm{g}=0.25\ \mathrm{kg}$,由图乙知牛奶初温$t_{0奶}=20℃$,末温$t=60℃$,温度变化$\Delta t_{奶}=60℃-20℃=40℃$。
根据吸热公式$Q_{吸}=c_{奶}m_{奶}\Delta t_{奶}$,代入数据得:
$Q_{吸}=2.5×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.25\ \mathrm{kg}×40℃=2.5×10^4\ \mathrm{J}$。
3. 计算热水质量:
由题意,热水放出的热量全部被牛奶吸收,即$Q_{放}=Q_{吸}=2.5×10^4\ \mathrm{J}$。
热水初温$t_{0水}=80℃$,末温$t=60℃$,温度变化$\Delta t_{水}=80℃-60℃=20℃$。
根据放热公式$Q_{放}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}$,变形得$m_{水}=\frac{Q_{放}}{c_{水}\Delta t_{水}}$,代入数据:
$m_{水}=\frac{2.5×10^4\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×20℃}≈0.3\ \mathrm{kg}$(保留一位小数)。
【答案】
a;$2.5×10^4$;0.3
【知识点】
热传递、热量计算
【点评】
本题结合温度-时间图像考查热传递规律和热量计算,关键是从图像中提取温度信息,熟练运用吸放热公式,属于热学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.5
4.同学们在探究冰熔化过程中温度变化的规律时,根据实验数据作出了温度随时间变化的图像,如图2所示。冰在熔化过程中温度不变,内能

增加
。如果不考虑热量散失且热源稳定,2~4 min时段冰吸收的热量等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)7~9 min时段水吸收的热量。比较AB段与CD段可知,该物质在CD
(选填“AB”或“CD”)段吸热能力强。答案
4. 增加;等于;CD
解析
【分析】
要解决这道题,需结合晶体熔化特点、内能变化规律、热量与时间的关系以及比热容的知识逐步分析:
1. 冰是晶体,熔化时温度不变但持续吸热,内能变化需结合分子动能和势能的变化判断;
2. 热源稳定且无热量散失时,相同时间内物质吸收的热量相等,只需对比两个时段的时间长度;
3. 吸热能力由比热容决定,根据公式Q=cmΔt,相同质量、吸收热量相同时,温度变化越小,比热容越大、吸热能力越强,对比AB段和CD段的温度变化即可判断。
【解析】
1. 冰属于晶体,熔化过程中温度保持不变,但持续吸收热量;内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和,温度不变时分子平均动能不变,吸热会使分子势能增加,因此内能增加。
2. 由于热源稳定且不考虑热量散失,物质在相同时间内吸收的热量相等。2~4 min时段时长为4min-2min=2min,7~9 min时段时长为9min-7min=2min,两个时段时间相同,因此冰吸收的热量等于水吸收的热量。
3. 根据比热容公式Q=cmΔt,当质量相同、吸收热量(相同时间内吸收热量相等)相同时,温度变化Δt越小,比热容越大、吸热能力越强。AB段(冰)2min内温度变化Δt_AB=0℃-(-3℃)=3℃;CD段(水)2min内(6~8min)温度变化Δt_CD=1.5℃-0℃=1.5℃,Δt_CD<Δt_AB,说明CD段比热容更大,吸热能力更强,因此选CD段。
【答案】
增加;等于;CD
【知识点】
晶体熔化特点;热量与时间的关系;比热容
【点评】
本题结合冰熔化的温度-时间图像,考查了晶体熔化的内能变化、相同时间吸热的比较以及比热容的判断,属于热学基础综合题,掌握相关概念和公式即可解答。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需结合晶体熔化特点、内能变化规律、热量与时间的关系以及比热容的知识逐步分析:
1. 冰是晶体,熔化时温度不变但持续吸热,内能变化需结合分子动能和势能的变化判断;
2. 热源稳定且无热量散失时,相同时间内物质吸收的热量相等,只需对比两个时段的时间长度;
3. 吸热能力由比热容决定,根据公式Q=cmΔt,相同质量、吸收热量相同时,温度变化越小,比热容越大、吸热能力越强,对比AB段和CD段的温度变化即可判断。
【解析】
1. 冰属于晶体,熔化过程中温度保持不变,但持续吸收热量;内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和,温度不变时分子平均动能不变,吸热会使分子势能增加,因此内能增加。
2. 由于热源稳定且不考虑热量散失,物质在相同时间内吸收的热量相等。2~4 min时段时长为4min-2min=2min,7~9 min时段时长为9min-7min=2min,两个时段时间相同,因此冰吸收的热量等于水吸收的热量。
3. 根据比热容公式Q=cmΔt,当质量相同、吸收热量(相同时间内吸收热量相等)相同时,温度变化Δt越小,比热容越大、吸热能力越强。AB段(冰)2min内温度变化Δt_AB=0℃-(-3℃)=3℃;CD段(水)2min内(6~8min)温度变化Δt_CD=1.5℃-0℃=1.5℃,Δt_CD<Δt_AB,说明CD段比热容更大,吸热能力更强,因此选CD段。
【答案】
增加;等于;CD
【知识点】
晶体熔化特点;热量与时间的关系;比热容
【点评】
本题结合冰熔化的温度-时间图像,考查了晶体熔化的内能变化、相同时间吸热的比较以及比热容的判断,属于热学基础综合题,掌握相关概念和公式即可解答。
【难度系数】
0.7
5.生活中很多现象都蕴含着物理奥秘。以下对生活实例的解释正确的是(
A.夏天向地面洒水可以降温,是因为水的比热容大
B.打扫卫生时尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动
C.内能小的物体可以把热量传递给内能大的物体
D.冬天搓手取暖是通过热传递的方式改变内能
C
)A.夏天向地面洒水可以降温,是因为水的比热容大
B.打扫卫生时尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动
C.内能小的物体可以把热量传递给内能大的物体
D.冬天搓手取暖是通过热传递的方式改变内能
答案
5. C
解析
【分析】
这是一道热学概念辨析题,需逐一分析每个选项对应的物理原理,判断正误:首先明确各选项涉及的热学知识点,区分易混淆的概念(如分子运动与宏观机械运动、改变内能的方式、热传递的条件、蒸发吸热的应用等),通过原理判断每个选项的对错,最终选出正确答案。
【解析】
选项A:夏天向地面洒水降温,是因为水蒸发(汽化)过程中吸收热量,使周围环境温度降低,并非利用水的比热容大(比热容大是用水作冷却剂的原理),故A错误。
选项B:尘土飞扬是宏观固体小颗粒的机械运动,分子的无规则运动是肉眼无法直接观察到的,因此不能说明分子在不停地做无规则运动,故B错误。
选项C:热传递的条件是物体间存在温度差,热量从温度高的物体传递到温度低的物体,与物体内能大小无关。若内能小的物体温度高于内能大的物体,就可以将热量传递给内能大的物体,故C正确。
选项D:冬天搓手取暖,是通过克服摩擦做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,而非热传递,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
热传递条件、改变内能的方式、蒸发吸热
【点评】
本题考查热学基础概念的辨析,需准确区分宏观机械运动与分子热运动、改变内能的两种方式、热传递的条件等易混淆知识点,属于基础题,注重对概念的理解应用。
【难度系数】
0.6
这是一道热学概念辨析题,需逐一分析每个选项对应的物理原理,判断正误:首先明确各选项涉及的热学知识点,区分易混淆的概念(如分子运动与宏观机械运动、改变内能的方式、热传递的条件、蒸发吸热的应用等),通过原理判断每个选项的对错,最终选出正确答案。
【解析】
选项A:夏天向地面洒水降温,是因为水蒸发(汽化)过程中吸收热量,使周围环境温度降低,并非利用水的比热容大(比热容大是用水作冷却剂的原理),故A错误。
选项B:尘土飞扬是宏观固体小颗粒的机械运动,分子的无规则运动是肉眼无法直接观察到的,因此不能说明分子在不停地做无规则运动,故B错误。
选项C:热传递的条件是物体间存在温度差,热量从温度高的物体传递到温度低的物体,与物体内能大小无关。若内能小的物体温度高于内能大的物体,就可以将热量传递给内能大的物体,故C正确。
选项D:冬天搓手取暖,是通过克服摩擦做功,将机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,而非热传递,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
热传递条件、改变内能的方式、蒸发吸热
【点评】
本题考查热学基础概念的辨析,需准确区分宏观机械运动与分子热运动、改变内能的两种方式、热传递的条件等易混淆知识点,属于基础题,注重对概念的理解应用。
【难度系数】
0.6
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