2.內(nèi)能與熱機（解析版）

2.內(nèi)能與熱機--專項基礎(chǔ)習(xí)題演練一．選擇題（共10小題）1．下列事例中，通過熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（）A．鉆木取火 B．雙手互搓發(fā)熱 C．曬太陽取暖 D．鐵絲反復(fù)彎折后發(fā)熱【解答】解：A、鉆木取火是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能，不合題意；B、雙手互搓發(fā)熱是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能，不合題意；C、曬太陽取暖是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能，符合題意；D、鐵絲反復(fù)彎折后發(fā)熱是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能，不合題意。故選：C。2．一杯熱水逐漸變涼了，則（）A．水的內(nèi)能不變 B．水含有的熱量減小 C．水內(nèi)部分子無規(guī)則運動速度變小 D．水的比熱容減小【解答】解：A、水變涼是指水的溫度降低了，溫度降低，物體內(nèi)能減小。故A錯誤；B、熱量是一過程量，只能用“吸收”和“放出”描述，不能用“含有”故B錯誤。C、分子做無規(guī)則運動速度和溫度有關(guān)，溫度越低，分子運動速度越慢。故C正確D、比熱容是物質(zhì)的一種特性，與溫度無關(guān)。故D錯誤。故選：C。3．下列關(guān)于熱量的說法中正確的是（）A．溫度高的物體會有的熱量多 B．質(zhì)量大的物體放出的熱量多 C．溫度低的物體吸收的熱量多 D．一個物體溫度升高得越多，吸收的熱量越多【解答】解：因為熱量是熱傳遞過程中物體吸收或放出熱的多少，不論物體原來溫度高或低，若沒有熱傳遞就沒有熱量，若有熱傳遞根據(jù)熱量的計算公式Q＝cm△t，物體吸收或放出的熱量與比熱、質(zhì)量和溫度變化都有關(guān)。故選：D。4．下列說法中正確的是（）A．物體的內(nèi)能增加，一定是吸收了熱量 B．物體的溫度升高時，內(nèi)能一定增加 C．物體吸收了熱量，溫度一定升高 D．物體放出了熱量，溫度一定降低【解答】解：A、物體溫度升高，也可能是因為對物體做功，不符合題意；B、同一物體分子個數(shù)是一定的，當(dāng)溫度升高時，分子的熱運動越劇烈，則分子的動能就越大，從而物體的內(nèi)能增加，符合題意；C、物體吸收了熱量，溫度可能不變，比如：晶體在熔化過程中吸熱但溫度不變，不符合題意；D、物體放出了熱量，溫度可能不變，比如：晶體在凝固過程中放熱但溫度不變，不符合題意；故選：B。5．關(guān)于比熱容，下列說法中正確的是（）A．物體的比熱容跟物體吸收和放出的熱量有關(guān) B．物體的比熱容與物體的溫度有關(guān) C．物體的比熱容與物體的質(zhì)量有關(guān) D．物體的比熱容是物體的一種屬性，與溫度、質(zhì)量都沒有關(guān)系【解答】解：A、比熱容大的物體不一定吸熱，更不要說吸收熱量的多少，所以A錯；B、比熱容的大小和物體的溫度無關(guān)，所以B錯；C、比熱容的大小和物體的質(zhì)量無關(guān)，所以C錯；D、物體的比熱容與物質(zhì)的種類和物體的狀態(tài)有關(guān)，與物體的溫度、質(zhì)量是無關(guān)的，所以D是正確的。故選：D。6．有關(guān)熱機效率的說法正確的是（）A．用熱值大的燃料，就能提高熱機效率 B．多燃燒一些熱值大的燃料，就能提高熱機效率 C．無論用什么方法，都不能提高熱機效率 D．無論用什么方法，都不能使熱機效率等于或大于1【解答】解：A、用熱值大的燃料，燃燒相同燃料可以放出更多的熱量，但用來做有用功的能量不一定多，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量的比值不一定大，熱機效率不一定得到提高，故A錯；B、多燃燒一些熱值大的燃料，可以放出更多的熱量，但用來做有用功的能量不一定多，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量的比值不一定大，熱機效率不一定得到提高，故B錯；C、減少燃燒燃燒熱量的損失，可以提高熱機效率，故C錯；D、熱機工作時，總要克服摩擦做功、總有部分能量散失到空中，用來做有用功的能量一定小于燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量，所以熱機效率一定小于1，故D正確。故選：D。7．用高壓鍋燒水，擰緊鍋蓋后水溫緩慢上升，在水燒開前，鍋內(nèi)水的（）A．體積變小 B．內(nèi)能變大 C．密度變大 D．比熱容變小【解答】解：A、用高壓鍋燒水，在水燒開前，鍋內(nèi)水的溫度升高，體積增大。此選項錯誤；B、燒水過程中，水吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增加。此選項正確；C、水的質(zhì)量一定，加熱過程中體積增大，由公式ρ＝知：密度減小。此選項錯誤；D、比熱容是物質(zhì)的特性，與狀態(tài)有關(guān)，與溫度無關(guān)，水的比熱容不變。此選項錯誤。故選：B。8．在四沖程汽油機的工作過程中，把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【解答】解：在壓縮沖程中，活塞壓縮汽油與空氣形成的燃料混合物，活塞對氣體做功，將機械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能。故選：B。9．關(guān)于燃料和熱值，以下說法正確的是（）A．燃料熱值與燃料的質(zhì)量無關(guān) B．容易燃燒的燃料，熱值一定大 C．煤的熱值大于干木柴的熱值，燃燒煤放出的熱量比燃燒木柴放出的熱量一定多 D．為了提高鍋爐的效率，一定要用熱值高的燃料【解答】解：A、熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量、燃燒程度等均無關(guān)。故A正確；B、熱值大小與燃料是否容易燃燒無關(guān)，故B錯誤；C、燃料燃燒放出熱量的多少不僅與燃料的熱值大小有關(guān)，還與燃料的質(zhì)量以及燃燒程度有關(guān)，故C錯誤；D、鍋爐的效率與燃料的熱值高沒有關(guān)系，故D錯誤；故選：A。10．下列關(guān)于熱機和環(huán)境保護的說法中正確的是（）A．熱機的大量使用會造成環(huán)境污染 B．所有的熱機都是用汽油作燃料 C．汽車排出的尾氣都是有毒氣體 D．熱機所產(chǎn)生的噪聲，可以被熱機上的消聲器完全消除【解答】解：A、熱機都是靠燃燒燃料獲得能量的，汽油、柴油等燃料燃燒時都會放出有害氣體，污染環(huán)境，所以A是正確的；B、熱機中有燃燒汽油的（汽油機），有燃燒柴油的（柴油機），有燃燒液態(tài)氫的（火箭噴氣發(fā)動機），所以B是錯誤的；C、汽車排出的氣體中有二氧化碳、水蒸氣、一氧化碳、氮氫化合物等，其中二氧化碳和水蒸氣是無害的，所以C是錯誤的；D、消聲器只是減弱噪聲，而不是消除噪聲，所以D是錯誤的。故選：A。二．填空題（共9小題）11．一杯水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃），它表達的物理意義是1kg的水每升高1℃吸收的熱量為4.2×103J，若水凝固成冰則比熱容改變（填“改變”或“不變”）?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)比熱容的定義可以知道，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），它表達的物理意義是：1kg的水每升高1℃吸收的熱量為4.2×103J；水凝固成冰以后，狀態(tài)改變，冰的比熱容為2.1×103J/（kg?℃），所以若水凝固成冰則比熱容改變。故答案為：1kg的水每升高1℃吸收的熱量為4.2×103J；改變。12．從內(nèi)能、熱量和溫度中選擇一個恰當(dāng)?shù)奈锢砹刻钤谙逻叺目站€上：（1）熱水放熱的“熱”是指熱量。（2）熱水太熱的“熱”是指溫度。（3）摩擦生熱的“熱”是指內(nèi)能?！窘獯稹拷猓海?）熱水放熱的“熱”，指的是熱水向外放出熱量，溫度降低；（2）熱水太熱的“熱”，是指熱水的溫度高，人不能直接飲用；（3）摩擦生熱的“熱”，指物體在摩擦過程中，克服摩擦力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增大；故答案為：（1）熱量；（2）溫度；（3）內(nèi)能。13．用鋁壺?zé)_水，壺中的水蒸氣將壺蓋頂起來，這是消耗水蒸氣的內(nèi)能對外做功，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成壺蓋的機械能?！窘獯稹拷猓核疅_以后，水蒸氣對壺蓋做功，把壺蓋頂起來，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的機械能，水蒸氣的內(nèi)能減少，溫度降低。故答案為：內(nèi)，內(nèi)，機械。14．改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功、熱傳遞；它們對改變物體的內(nèi)能是等效的?！窘獯稹拷猓焊淖兾矬w內(nèi)能的方式：做功和熱傳遞。它們在改變物體的內(nèi)能上是等效的。故答案為：做功；熱傳遞；等效。15．質(zhì)量為0.42kg的焦炭完全燃燒后產(chǎn)生的熱量是1.26×107J，假設(shè)這些熱量全部被質(zhì)量為50kg溫度為20℃的水吸收，則焦炭的熱值為3×107J/kg，水的溫度將升高60℃；已知水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）?！窘獯稹拷猓海?）焦炭的質(zhì)量m焦炭＝0.42kg，放出熱量Q放＝1.26×107J，由Q放＝mq得，焦炭的熱值：q＝＝＝3×107J/kg；（2）水的質(zhì)量m水＝50kg，由Q吸＝cm△t得，水溫度升高度數(shù)：△t＝＝＝60℃。故答案為：3×107；60。16．我國許多城市之中建有大型綠地，綠地中的人工湖具有“吸熱”功能，盛夏時節(jié)能大大減弱周圍地區(qū)的“熱島效應(yīng)”。若某一人工湖湖水的質(zhì)量為1.0×107kg，水溫升高2℃，則湖水吸收的熱量為8.4×1010J．若這些熱量被同等質(zhì)量的砂石吸收（c砂石＜c水），則砂石升高的溫度大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）2℃．（c水＝4.2×103J/（kg?℃））【解答】解：（1）湖水吸收的熱量：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.0×107kg×2℃＝8.4×1010J；（2）由Q＝cm△t可知，水與砂石的質(zhì)量m、它們吸收的熱量Q相等，c砂石＜c水，由△t＝可知，△t砂石＞△t水＞2℃，即砂石升高的溫度大于2℃。故答案為：8.4×1010；大于。17．若汽油機每秒完成40個沖程，則每分鐘它對外做功600次、飛輪轉(zhuǎn)過1200圈?！窘獯稹拷猓簾釞C完成一個工作循環(huán)，要經(jīng)過4個沖程，燃氣對外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉(zhuǎn)動2周，若該汽油機每秒完成40個沖程，則每秒它對外做功10次，每分鐘對外做功600次，飛輪轉(zhuǎn)動1200周。故答案為：600；1200。18．中國南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的熱值很大；以10倍的關(guān)系粗略計算，1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可以使2500kg的水從20℃加熱至60℃．[q煤氣＝4.2×107J/kg，水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃）]?！窘獯稹拷猓海?）在同等條件下，包含質(zhì)量相同，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的熱值很大；（2）1kg煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq煤氣＝1kg×4.2×107J/kg＝4.2×107J，1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量：Q放′＝Q放×10＝4.2×107J×10＝4.2×108J；由題知，Q吸＝Q放′＝4.2×108J，∵Q吸＝cm△t，∴水的質(zhì)量：m＝＝＝2500kg。故答案為：熱值；2500。19．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。（1）比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇甲、乙兩圖進行實驗；比較不同物質(zhì)的比熱容，應(yīng)選擇甲、丙兩圖進行實驗；（2）水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），它的物理含義是1kg水溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量為4.2×103J；（3）酒精的熱值為3.0×107J/kg，完全燃燒10g酒精放出的熱量為3.0×105J。【解答】解：（1）為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，通過溫度計的示數(shù)高低得出吸熱多少，進而判斷熱值大小，應(yīng)選擇甲乙兩圖進行實驗；為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，讓液體的質(zhì)量相同，通過溫度計的示數(shù)高低得出吸熱多少，進而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系，應(yīng)選擇甲丙兩圖進行實驗；（2）水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），它的物理含義是1kg水溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量為4.2×103J；（3）m＝10g＝10×10﹣3kg，酒精完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq＝10×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝3.0×105J。故答案為：（1）甲、乙，甲、丙；（2）1kg水溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量為4.2×103J；（3）3.0×105。三．解答題（共3小題）20．為了比較水和沙子吸熱本領(lǐng)的大小，小明做了如圖所示的實驗：在兩個相同的燒杯中分別裝有質(zhì)量、初溫都相同的水和沙子，用兩個相同的酒精燈對其加熱，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：質(zhì)量/g溫度升高10℃所需要的時同/s溫度升高20℃所需要的時間/s溫度升高30℃所需要的時間/s沙子306489124水3096163220（1）在此實驗中，用加熱時間的長短來表示物質(zhì)吸收熱量的多少；（2）分析下表中的實驗數(shù)據(jù)可知：質(zhì)量相同的水和沙子，升高相同的溫度時，水吸收的熱量大于（大于/小于）沙子吸收的熱量；（3）如果加熱相同的時間，質(zhì)量相同的水和沙子，沙子（填“沙子”或“水”）升高的溫度更高；（4）實驗中有些同學(xué)發(fā)現(xiàn)：剛開始加熱時，情況與（3）的結(jié)論不符，你認為可能的原因是：沙子受熱不均勻（或水的導(dǎo)熱性能好；沙子導(dǎo)熱性能不好；沙子里溫度計玻璃泡插入比較淺；沒有用攪拌棒攪動）?！窘獯稹拷猓海?）吸收的熱量無法直接觀察，在加熱條件相同時，加熱時間越長，吸收的熱量越多；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：相同質(zhì)量的沙子和水，在溫度每升高10℃的過程中，沙子所用的時間要小于水所用的時間；在加熱條件相同時，用的時間多，說明吸收的熱量多。（3）由圖表可知：升高相同的溫度，水用的時間要多；換而言之，如果加熱相同的時間，那么水升高的溫度要小于沙子的溫度。（4）剛開始加熱時，沙子受熱不均勻（底部受熱多，上面受熱少），可能導(dǎo)致左邊溫度計的示數(shù)比右邊的小。故答案為：（1）吸收熱量的多少。（2）大于。（3）沙子。（4）沙子受熱不均勻（或水的導(dǎo)熱性能好；沙子導(dǎo)熱性能不好；沙子里溫度計玻璃泡插入比較淺；沒有用攪拌棒攪動）。21．小劉同學(xué)發(fā)現(xiàn)一杯熱水冬天比夏天冷卻快，為了掌握物體保溫和快速降溫的規(guī)律，小劉根據(jù)熱水冷卻快慢的一些現(xiàn)象，做了以下實驗探究：【提出問題】熱水冷卻的快慢與哪些因素有關(guān)？【進行猜想】猜想一：熱水冷卻的快慢與溫差（溫差＝熱水溫度﹣環(huán)境溫度）有關(guān)：猜想二：熱水冷卻的快慢與裝水容器的材料有關(guān)：猜想三：熱水冷卻的快慢與熱水表面空氣的流速有關(guān)，【進行實驗，收集證據(jù)】小劉選用3個玻璃杯、一個塑料杯、一個鋁杯（5個杯子大小、形狀完全相同）。在杯中分別倒入熱水放在溫度可調(diào)可控的房間里做了5次實驗。每次實驗杯子都裝滿同質(zhì)量、同溫度的熱水。用溫度計和秒表記錄每次實驗熱水溫度從90℃降至50℃所用時間。只有第2次實驗用電風(fēng)扇對杯中熱水吹風(fēng)。（水不溢出）實驗數(shù)據(jù)記入下表：序號杯子材料水的質(zhì)量有無電風(fēng)扇吹風(fēng)起始溫度/℃終止溫度/℃室內(nèi)環(huán)境溫度/℃冷卻時間/s1玻璃相等無9050309202玻璃相等有9050306123玻璃相等無9050156654塑料相等無9050157805鋁相等無905015508【分析與論證】（1）請你提出一個新的科學(xué)猜想：熱水冷卻快慢還與熱水的質(zhì)量有關(guān)；（2）分析比較實驗1和實驗2的數(shù)據(jù)，可知熱水表面空氣流速越快。冷卻時間越短；（3）用序號為3、4、5的三個實驗可以驗證小劉的第二個猜想；（選填序號）（4）在驗證熱水冷卻快慢與溫差有關(guān)的兩次實驗中。小劉控制的變量是：容器的材料和熱水表面空氣的流速；（5）請你對小劉以上實驗探究中存在的不足提出一條合理的評價意見從實驗結(jié)論的普遍性角度分析，在驗證某一個猜想時，應(yīng)盡可能的多做幾次實驗，觀察每一次的實驗結(jié)論是否相同。【解答】解：（1