單元綜合檢測 第十三章 內(nèi)能與熱機

第十三章內(nèi)能與熱機(60分鐘100分)一、選擇題:本題共10小題,每小題3分,共30分。1.(2023·邵陽中考)濕地被稱為“地球之腎”,能調(diào)節(jié)空氣的濕度和溫度,其中能調(diào)節(jié)溫度主要是因為水的 (A)A.比熱容大 B.密度大 C.流動性大 D.熱值大2.(2023·廈門一模)下列生活實例中,通過做功改變物體內(nèi)能的是 (C)A.入冬用暖氣供熱,使室內(nèi)暖和 B.用天然氣燒水,使水沸騰C.兩手相互摩擦,手的溫度升高 D.海鮮放在冰上,可以降溫3.下列關于熱值和熱機效率的說法,正確的是 (B)A.使燃料燃燒更充分,可以增大熱值 B.使燃料燃燒更充分,可以提高熱機效率C.柴油機的熱機效率通常為100% D.燃料燃燒釋放的熱量越大,熱值越大4.下列四幅圖是汽油機一個工作循環(huán)的四個沖程,其中不是靠飛輪慣性完成的是 (C)5.下列事例中,屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是 (C)A.用氣筒給自行車打氣時、氣筒會發(fā)熱 B.兩手互相摩擦,手心變熱C.水壺中水沸騰后,壺蓋被水蒸氣頂起 D.流星與空氣摩擦生熱發(fā)光6.(2023·福建三模)關于溫度、熱量、內(nèi)能的關系,下列說法正確的是 (D)A.冰熔化時吸收熱量,內(nèi)能增加,分子的運動越來越劇烈B.物體的溫度升高,一定是從外界吸收了熱量C.對物體做功,它的內(nèi)能一定增加,溫度不一定升高D.物體的溫度升高,內(nèi)能一定增加7.已知鐵的比熱容大于銅的比熱容,當初溫相同、質(zhì)量相等的銅球和鐵球,吸收相同的熱量后接觸在一起,則 (B)A.內(nèi)能從鐵球傳給銅球 B.內(nèi)能從銅球傳給鐵球C.溫度從鐵球傳給銅球 D.溫度從銅球傳給鐵球8.(2023·福建模擬)小金根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出了四個結(jié)論,其中正確的是 (C)幾種物質(zhì)的比熱容/J(kg·℃)-1水4.2×103冰2.1×103酒精2.4×103沙石0.92×103煤油2.1×103鋁0.88×103A.同一物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化后,物質(zhì)的比熱容不變B.煤油和冰的比熱容相同,所以比熱容不是物質(zhì)的特性C.100g的鋁和酒精吸收相同的熱量,鋁溫度變化較大D.同溫度的100g水和200g煤油升高到同一溫度,所需吸收的熱量不同9.(2024·福州鼓樓區(qū)聯(lián)考期中)如圖所示,下列說法正確的是 (B)A.隨著技術(shù)的進步,內(nèi)燃機的效率可以達到100%B.內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速是60r/s,其每秒對外做功30次C.如圖所示沖程把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.內(nèi)燃機在吸氣沖程時吸入的都是空氣和燃料的混合氣體10.如圖是家居裝修時使用的一種空氣錘的示意圖,它利用壓縮空氣使活塞迅速推出,從而產(chǎn)生巨大壓力,將鐵釘打入木板,下列說法正確的是 (D)A.在空氣被壓縮時,自身的內(nèi)能會減小B.在壓縮空氣對外做功時,自身的溫度會升高C.在鐵釘被打入木板時會發(fā)熱,說明鐵釘吸收了熱量D.反復敲打,鐵釘也會發(fā)熱,其能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機壓縮沖程相同二、填空題:本題共4小題,每空2分,共18分。11.(2023·雞西中考)2023年6月5日,“神舟十四號”火箭發(fā)射成功?；鸺褂靡簯B(tài)氫作燃料,是因為液態(tài)氫的熱值較大;火箭向下噴射燃氣獲得推力加速上升,是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

12.(2023·長沙中考)如圖所示,在配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉,把活塞迅速壓下去,看到的現(xiàn)象是硝化棉燃燒起來。這是因為活塞壓縮空氣,使空氣的內(nèi)能增大,溫度升高,這一過程與內(nèi)燃機工作的壓縮沖程原理相同。

13.一臺單缸四沖程汽油機,飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,該汽油機每秒活塞對外做功10次。若該汽油機消耗了0.2kg汽油,則這些汽油完全燃燒放出的熱量是9.2×106J(汽油的熱值為4.6×107J/kg)。

14.用兩個相同的“熱得快”分別給質(zhì)量、初溫都相同的甲、乙兩種液體同時加熱,兩液體的溫度隨時間變化關系的圖像如圖所示。根據(jù)圖像可知,甲液體的比熱容小于(選填“大于”“小于”或“等于”)乙液體的比熱容。如果乙液體是水,那么質(zhì)量為500g、初溫為20℃的乙液體吸收9.45×104J的熱量,則乙液體的溫度升高了45℃。(氣壓為1個標準大氣壓)

三、簡答題:本題共1小題,共4分。15.如圖所示,在大口厚玻璃瓶內(nèi)裝入少量的水,塞緊塞子后,用氣筒向瓶內(nèi)打氣,當塞子跳起時,看到瓶口有“白霧”出現(xiàn),但“白霧”又很快消失了,請解釋“白霧”形成和消失的原因。答:“白霧”形成的原因:瓶塞跳起時,瓶內(nèi)氣體對瓶塞做功,將瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的機械能,導致瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減小,溫度降低,瓶口附近的水蒸氣遇冷液化形成的小水珠便是“白霧”;“白霧”消失的原因:小水珠從空氣中吸熱發(fā)生了汽化現(xiàn)象,由液態(tài)又變成了氣態(tài)。四、實驗題:本題共3小題,共18分。16.(7分)為了比較水和煤油的吸熱能力,小紅用兩個相同的裝置做了如圖所示的實驗。(1)在兩個相同的燒杯中應加入初溫相同、質(zhì)量(選填“質(zhì)量”或“體積”)相同的水和煤油。

(2)實驗中攪拌器的作用是:使液體受熱均勻,選用相同酒精燈加熱的目的是:使水和煤油在相同時間內(nèi)吸熱相同。

(3)實驗中發(fā)現(xiàn)水的溫度比煤油的溫度升高得慢(選填“快”或“慢”),這表明水(選填“煤油”或“水”)吸熱本領更強。

(4)實驗中,使水和煤油升高相同的溫度,通過比較加熱時間判斷兩種液體的吸熱能力,這里用了哪些研究物理問題的方法?控制變量法和轉(zhuǎn)換法。

17.(6分)某同學學習了燃料的熱值后,自己設計了一個實驗來探究“煤油和菜籽油的熱值大小關系”。他在實驗時組裝了如圖甲、乙所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置,并每隔1min記錄杯中水的溫度(如表)。加熱時間/min0123456圖甲中水溫/℃25272932343638圖乙中水溫/℃25262728293031(1)在安裝、調(diào)整實驗器材時,科學合理的順序是(甲圖中):先調(diào)整固定B的位置,再調(diào)整固定A的位置。(選填“A”或“B”)

(2)為保證實驗結(jié)論的可靠性,實驗時應控制兩套裝置中煤油和菜籽油的質(zhì)量、水的質(zhì)量和初溫相同。

(3)通過表中記錄的數(shù)據(jù),你認為煤油和菜籽油兩種燃料中,熱值較大的是煤油。

(4)如圖丙所示的是這兩種燃料完全燃燒釋放的熱量Q與其質(zhì)量m的關系圖像,其中物質(zhì)a(選填“a”或“b”)是煤油。

18.(5分)為了探究物體溫度升高時吸收熱量的多少與哪些因素有關,小明用4個相同的燒杯分別盛水和煤油,用同樣的(選填“同樣的”或“不同的”)加熱器加熱水和煤油,實驗數(shù)據(jù)記錄如表:根據(jù)實驗記錄數(shù)據(jù),請你分析物體溫度升高時吸熱多少與哪些因素有關:

燒杯編號液體質(zhì)量/g初溫/℃末溫/℃加熱時間/min1水300203012.32水15020306.23煤油30020306.14煤油30020253.1(1)比較1、2兩燒杯的實驗記錄,得出的結(jié)論是同種物質(zhì),升高相同溫度,質(zhì)量越大,吸收熱量越多。

(2)比較3、4兩燒杯的實驗記錄,得出的結(jié)論是物質(zhì)吸收熱量的多少與變化溫度有關。

(3)比較1、3兩燒杯的實驗記錄,得出的結(jié)論是在質(zhì)量和升高的溫度都相同時,不同物質(zhì)吸收的熱量不同。

(4)綜合上述結(jié)論,物體溫度升高時吸收熱量的多少與物質(zhì)的種類、物體的質(zhì)量、溫度的變化量有關。

五、計算題:本題共3小題,共30分。19.(9分)天然氣是福州市民常用的一種能源。某用戶用天然氣將50kg的水從20℃加熱到60℃。已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值q=4.2×107J/m3。求:(1)這些水升高的溫度。(2)這些水吸收的熱量。(3)加熱這些水所需要天然氣的體積(設天然氣完全燃燒、不計熱量損失)。解:(1)這些水升高的溫度:Δt=t-t0=60℃-20℃=40℃;(2)這些水吸收的熱量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×40℃=8.4×106J;(3)由題知,不計熱量損失,天然氣完全燃燒放出的熱量:Q放=Q吸=8.4×106J,由Q放=Vq得加熱這些水所需要天然氣的體積:V=Q放q=820.(10分)某學習小組同學想研究酒精燈燒水時的熱效率。他們用酒精燈給100g的水加熱,經(jīng)過一段時間測得水溫升高了60℃、消耗了4.2g酒精。已知:水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),酒精的熱值為3×107J/kg。求:(1)此過程中水吸收的熱量。(2)4.2g酒精完全燃燒放出的熱量。(3)酒精燈燒水時的熱效率。解:(1)100g=0.1kg,水吸收的熱量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×60℃=2.52×104J。(2)酒精完全燃燒產(chǎn)生的熱量:Q放=mq=0.0042kg×3×107J/kg=1.26×105J。(3)酒精燈燒水時的熱效率:η=Q吸Q放21.(11分)(2024·漳州質(zhì)檢)一款新型汽車以某一速度在一段平直的公路上勻速行駛一段距離,消耗了2kg汽油,其發(fā)動機的效率為30%,則在這段運動過程中,[已知:汽油的熱值為4.6×107J/kg,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),環(huán)境為1標準大氣壓]求:(1)汽油完全燃燒放出的熱量;(2)該汽車發(fā)動機做的有用功;(3)若發(fā)動機耗損的能量全部被初溫25℃質(zhì)量200kg的水吸收,水升高的溫度。解:(1)汽油完全燃燒放出的熱量:Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J;(2)發(fā)動機的效率為30%,則該汽車發(fā)動機做的有用功為:W有=ηQ