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第十二章 内能与热机单元综合测试题(100分，60分钟)一、选择题（每题3分，共30分）1下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（ ）A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的效率能达到100%C.为了改善环境，应禁止使用热机 D.热机的大量使用会造成环境污染2.（2020，山东临沂）下列现象中，通过热传递改变物体内能的是（ ）A.自行车轮胎放气时，气门附近温度会降低B.放进冰箱冷冻室的水变成冰块C.在汽油机的压缩冲程中，气缸内气体的温度升高D.用手来回弯折铁丝，弯折处铁丝温度升高3.（2020，山东德州）下列有关热和能的说法中正确的是（）A物体内能增大，一定从外界吸收热量B汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能C物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈D燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多4.（2020，河南）炎炎夏日，气温节节上升，温度计内水银柱慢慢升高，此过程中水银的（ ）A.质量变大 B.密度变小 C.内能变小 D.比热容变大 5.（2020，南京）如图12-1所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是（ ） 图12-16关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）A燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关B燃烧1kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值C燃料燃烧时，质量越大，热值越大D燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小7.吴力在父母的协助下，某天早上从8:00开始每隔半小时分别对株洲市文化园的气温和园内人工湖的水温进行了测量，如图12-2所示是他根据记录的数据绘成温度t1随时间t2变化的图线。据图可以判断( ) 图12-2A实线是水温图线，虚线是气温图线，造成温度差的原因是因为水的比热容较大B实线是水温图线，虚线是气温图线，造成温度差的原因是因为水的比热容较小C实线是气温图线，虚线是水温图线，造成温度差的原因是因为水的比热容较大D实线是气温图线，虚线是水温图线，造成温度差的原因是因为水的比热容较小8.根据表12-1中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是( )0.92表12-1A制作体温计时常用水银做测温物质，原因之一是水银的比热容较小B北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容较大的特性C由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大D由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时用0的水比用0的冰效果好9.（2020，广州）水的比热容比煤油的大，如图12-3甲所示，用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网同时对两试管加热。图乙中哪一图线能反映该实验情况（） 甲 A B C D 乙图12-310.当物体中存在温度差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。对于一长度为L、横截面积为S的均匀金属棒，当两端的温度差稳定为T时，t时间内从高温端向低温端传递的热量Q满足关系式： ；其中k为棒的导热系数。如图12-4所示，长度分别为L1、L2，导热系数分别为k1、k2的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400开、300开的恒定热源良好接触。若L1L212，k1k232，则在稳定状态下，D处的温度为（ ）A375开B360开C350开 图12-4D325开 二、填空题（每空2分，共28分）11.美丽的柳叶湖是常德市的一颗明珠，它不仅以其旖旎的风光令人们流连忘返，更是这个城市的居民在盛夏避暑的好去处。柳叶湖的水面宽广，蓄水量丰富，而水的 比砂石的大，在质量相同的情况下吸收相同的热量后水升高的温度要 (填“多于”“等于”或“少于”)砂石升高的温度，因而夏天里人们在柳叶湖边活动会感到很舒服。12.从车床上刚刚加工下来的铝件温度都很高，这是因为_(填“做功”或“热传递”)使铝件内能增加了。已知某铝件加工之前的温度是25,加工之后的温度是100，如果要让加工后质量为2 kg的铝件c铝0.88103 J/(kg)温度冷却到加工前的温度，则该铝件需要放出_J的热量。13.一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200 r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程，做功 次。14. （2020，四川内江）在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是 冲程；某品牌汽车行驶100km消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出 J的热量。（汽油的热值q4.6107J/kg）15（2020，山东枣庄）“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J，这些热量可以使 kg的水从20加热至100。c水4.2103J/（kg），q煤气4.2107J/kg16.用煤气灶把1 kg、初温为20 的水烧到70 ，消耗了10 g煤气，已知水的比热容是4.2103 J/(kg)，煤气的热值为4.2107 J/kg，则水吸收的热量为_J，10g煤气完全燃烧放出的热量为_J，煤气灶烧水的效率为_%。三、实验探究题（17题6分，18题12分，共18分）17如图12-5所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。(1)比较不同燃料的热值，应选择_两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择_两图进行实验；(2)水的比热容为4.2103 J/(kg)，它的物理含义是_；(3)酒精的热值为3.0107 J/kg，完全燃烧10 g酒精放出的热量为_J。图12-518. (2020，山东烟台)小明设计了如图12-6所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领。图12-6 (1)写出调整实验器材的方法步骤。(2)依据小明的探究方案，在实验探究过程中，除了选用相同规格的烧杯和酒精灯，还需要控制不变的量有哪些？(3)实验探究记录数据如表：加热时间t/min012345678910水的温度/3031323334353637383940食用油的温度/3032.53537.54042.54747.55052.555在这些数据中，哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生了错误？分析实验数据，可以得出的结论是什么？【延伸探究】结合上例探究以下问题(1)在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量_(填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。(2)已知水的比热容是4.2103 J/(kg)，根据表中数据可得食用油的比热容为_J/(kg)。四、计算题(每题12分，共24分)19. 小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60 的热水100 kg。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。(1)若用这台热水器每天可将100 kg的水从20 加热到60 ，这些水吸收的热量是多少？(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？(液化石油气的热值是8.0107 J/kg)(3)请你说出太阳能热水器的优点。(至少说出一条)图12-720如图12-7所示为四川省泸州市某风景区山中的一段盘山公路的照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以36 km/h的速度匀速行驶，经过15 min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2103 N。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q4.6107 J/kg，问：(1)汽车上山时牵引力的功率为多大？(2)汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油？第十二章过关测试答案一、1.D2.B 点拨：我们给自行车轮胎放气时，车胎内被压缩的空气迅速膨胀对外做功，内能减小，温度降低，因此气门附近温度会降低，故A不符合题意.放进冰箱冷冻室的水由于热传递改变了水的内能，温度降低，变成冰块，故B符合题意.在汽油机的压缩冲程中，活塞对气体做功，内能增加，气缸内的温度升高，故C不符合题意.用手来回弯折铁丝，手对铁丝做功，铁丝的内能增加，弯折处铁丝温度升高，故D不符合题意。方法规律：判断哪种方式改变了物体的内能，关键是看是能量的转化还是能量的转移，发生能量转化的是做功的方式，发生能量转移的是热传递的方式。3.C 点拨：物体内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，A不符合题意；汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，B不符合题意；分子运动的快慢与温度有关，物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈，C符合题意；燃烧时放出的热量不仅仅跟燃料的热值有关，跟燃料的多少及燃烧情况等都有关系，D不符合题意。故选C。4.B 点拨：影响密度大小的因素只有状态和温度。温度升高，水银柱升高，体积增大，质量不变，所以密度减小。因此B正确。5.A 点拨：本题考查对内燃机工作过程的了解及四个冲程的判断，A选项中两个气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；B选项中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程；C选项中两个气门关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程;D选项中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程。故选A。方法规律：根据剖面图识别汽油机的工作冲程，主要有三个关键点：活塞的运动方向；气门的开闭情况；火花塞是否产生电火花。6.A 点拨：燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，只与燃料的种类有关，故A正确，C、D错误；热值的定义是1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，故B错误。7. C 点拨：根据公式Q吸cm(t-t0)或Q放cm(t0-t)，可知当吸收或放出同样多的热量时，比热容大的温度变化范围小，由于水的比热容较大，所以一天中温度变化小的是水温，所以实线是气温的图线，虚线是水温的图线。8D 点拨：水银的比热容较小，在相同情况下，吸热升温快，容易与人体达到热平衡，故体温计用水银来做测温物质；比热容大的物质还有一个特点就是在温度变化相同的情况下，吸收或放出的热量多，作为热的介质比较合适，所以A、B、C均正确；冷却食品时0的冰比0的水效果要好，原因是冰熔化时吸热，温度不变。9C 方法规律：本题运用了图像法。用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，放在同一只烧杯中加热，相同时间两种液体吸收的热量相同，A、B选项均错误； 由于水的比热容较大，在质量相同、加热时间相同也就是吸收的热量相同时，水温升高的较小，C选项正确，D选项错误。10.A 点拨：设在稳定状态下，D处的温度为T，则对于长度为L1的细棒，对于长度为L2的细棒，联立解得 T375K，选项A正确。二、11.比热容；少于 点拨：水的比热容比砂石大，由t =可判定水升高的温度较砂石少。12.做功；1.32105 点拨：从车床上刚刚加工下来的铝件，经过了锻造、剪切、打磨等程序，这些是做功过程，使铝件内能增加，温度升高；Qc铝 m t0.88103 J/(kg)2 kg(10025) 1.32105 J。13. 40；10 点拨：飞轮转速是1 200 r/min20 r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程做功一次，所以每秒可以完成40个冲程，做功10次。14.做功；3.22108 点拨：内燃机的四个冲程中，实现将内能转化成机械能的是做功冲程； 7kg汽油完全燃烧要放出的热量：Q放qm4.6107J/kg7kg3.22108J。15热值；4.2l08；1250 点拨：在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大。1kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放mq煤气1kg4.2l07J/kg4.2l07J，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放10Q放104.2l07J4.2l08J；由题知，Q吸Q放4.2l08J，由Q吸c水mt，可得水的质量：m= 1250kg。162.1105；4.2105；50 点拨：水吸收的热量为Q吸c水m水(tt0)4.2103 J/(kg)1 kg(70 20 )2.1105 J，煤气完全燃烧放出的热量Q放q煤气m煤气4.2107 J/kg0.01 kg4.2105 J，则煤气灶的效率100%100%50%。三、17(1)甲、乙；甲、丙；(2)1 kg水温度升高(降低)1 所吸收(放出)的热量为4.2103 J；(3)3.0105点拨：比较不同燃料的热值，需要控制被加热的液体相同，燃料不同，所以应选择甲、乙两图进行实验；比较不同物质的比热容，需要控制燃料相同，被加热的液体不同，应选择甲、丙两图进行实验；水的比热容的物理意义是1 kg水温度升高(降低)1 所吸收(放出)的热量为4.2103 J，酒精完全燃烧时放出的热量Qmq0.01 kg3.0107 J/kg3.0105 J。 18.解：(1)调整下面铁夹，使石棉网处于适当的高度；调整上面铁夹，使温度计处于适当的高度。(2)水与食用油的质量和初始温度相同。(3)第6 min食用油的温度记录错误。 分析表中的数据可知，加热时间相同时，食用油升高的温度比水高。分析比较水在第5 min、10 min和食用油在第2 min、4 min的数据可知，升高相同的温度，水需要加热的时间比食用油长，进而得出水的吸热本领比食用油大。【延伸探究】(1)大于；(2)1.68103点拨：(1)调整实验器材时，注意调整铁夹、石棉网的位置。(2)在探究过程中要利用控制变量法，使两种物质的质量和初始温度相同，比较末温度和加热时间。(3)分析食用油和水的温度的变化关系，每加热1 min，水的温度变化为1 ，食用油的温度变化为2.5 ，则食用油温度变化快，所以升高相同的温度，水需要吸收的热量要多，故水的吸热能力较强。分析食用油的变化温度，第6 min食用油的温度应为45 ，故第6 min数据有误。【延伸探究】(1)加热时间反映物质吸收热量的多少，加热时间长，则物质吸收的热量多。(2)由表中实验数据可知，在质量相等时，加热相等时间，即吸收相等热量，食用油升高的温度是水升高温度的2.5倍；根据公式Qcmt，可知水的比热容是食用油的2.5倍，故食用油的比热容为1.68103 J/(kg)四、19.解：(1)水吸收的热量Q吸cm(t-t0)4.2103 J/(kg)100 kg(60 20 )1.68107 J。(2)液化石油气放出的热量，平均每天可节约液化石油气的质量。(3)太阳能热水器的优点有：环保、节能、取之不尽等。20解：(1)PFv9.2103 N10 m/s9.2104 W。(2)由P得W牵Pt9.2104 W1560 s8.28107 J，又Q放mq， ，故m6 kg。
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