单元综合检测 第十三章 内能与热机

第十三章内能与热机(60分钟100分)一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。1.(2023·邵阳中考)湿地被称为“地球之肾”,能调节空气的湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水的 (A)A.比热容大 B.密度大 C.流动性大 D.热值大2.(2023·厦门一模)下列生活实例中,通过做功改变物体内能的是 (C)A.入冬用暖气供热,使室内暖和 B.用天然气烧水,使水沸腾C.两手相互摩擦,手的温度升高 D.海鲜放在冰上,可以降温3.下列关于热值和热机效率的说法,正确的是 (B)A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值 B.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率C.柴油机的热机效率通常为100% D.燃料燃烧释放的热量越大,热值越大4.下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中不是靠飞轮惯性完成的是 (C)5.下列事例中,属于内能转化为机械能的是 (C)A.用气筒给自行车打气时、气筒会发热 B.两手互相摩擦,手心变热C.水壶中水沸腾后,壶盖被水蒸气顶起 D.流星与空气摩擦生热发光6.(2023·福建三模)关于温度、热量、内能的关系,下列说法正确的是 (D)A.冰熔化时吸收热量,内能增加,分子的运动越来越剧烈B.物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量C.对物体做功,它的内能一定增加,温度不一定升高D.物体的温度升高,内能一定增加7.已知铁的比热容大于铜的比热容,当初温相同、质量相等的铜球和铁球,吸收相同的热量后接触在一起,则 (B)A.内能从铁球传给铜球 B.内能从铜球传给铁球C.温度从铁球传给铜球 D.温度从铜球传给铁球8.(2023·福建模拟)小金根据表中数据得出了四个结论,其中正确的是 (C)几种物质的比热容/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铝0.88×103A.同一物质发生物态变化后,物质的比热容不变B.煤油和冰的比热容相同,所以比热容不是物质的特性C.100g的铝和酒精吸收相同的热量,铝温度变化较大D.同温度的100g水和200g煤油升高到同一温度,所需吸收的热量不同9.(2024·福州鼓楼区联考期中)如图所示,下列说法正确的是 (B)A.随着技术的进步,内燃机的效率可以达到100%B.内燃机的转速是60r/s,其每秒对外做功30次C.如图所示冲程把机械能转化为内能D.内燃机在吸气冲程时吸入的都是空气和燃料的混合气体10.如图是家居装修时使用的一种空气锤的示意图,它利用压缩空气使活塞迅速推出,从而产生巨大压力,将铁钉打入木板,下列说法正确的是 (D)A.在空气被压缩时,自身的内能会减小B.在压缩空气对外做功时,自身的温度会升高C.在铁钉被打入木板时会发热,说明铁钉吸收了热量D.反复敲打,铁钉也会发热,其能量转化与内燃机压缩冲程相同二、填空题:本题共4小题,每空2分,共18分。11.(2023·鸡西中考)2023年6月5日,“神舟十四号”火箭发射成功。火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢的热值较大;火箭向下喷射燃气获得推力加速上升,是内能转化为机械能。

12.(2023·长沙中考)如图所示,在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到的现象是硝化棉燃烧起来。这是因为活塞压缩空气,使空气的内能增大,温度升高,这一过程与内燃机工作的压缩冲程原理相同。

13.一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是1200r/min,该汽油机每秒活塞对外做功10次。若该汽油机消耗了0.2kg汽油,则这些汽油完全燃烧放出的热量是9.2×106J(汽油的热值为4.6×107J/kg)。

14.用两个相同的“热得快”分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化关系的图像如图所示。根据图像可知,甲液体的比热容小于(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体的比热容。如果乙液体是水,那么质量为500g、初温为20℃的乙液体吸收9.45×104J的热量,则乙液体的温度升高了45℃。(气压为1个标准大气压)

三、简答题:本题共1小题,共4分。15.如图所示,在大口厚玻璃瓶内装入少量的水,塞紧塞子后,用气筒向瓶内打气,当塞子跳起时,看到瓶口有“白雾”出现,但“白雾”又很快消失了,请解释“白雾”形成和消失的原因。答:“白雾”形成的原因:瓶塞跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,将瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能,导致瓶内气体的内能减小,温度降低,瓶口附近的水蒸气遇冷液化形成的小水珠便是“白雾”;“白雾”消失的原因:小水珠从空气中吸热发生了汽化现象,由液态又变成了气态。四、实验题:本题共3小题,共18分。16.(7分)为了比较水和煤油的吸热能力,小红用两个相同的装置做了如图所示的实验。(1)在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量(选填“质量”或“体积”)相同的水和煤油。

(2)实验中搅拌器的作用是:使液体受热均匀,选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内吸热相同。

(3)实验中发现水的温度比煤油的温度升高得慢(选填“快”或“慢”),这表明水(选填“煤油”或“水”)吸热本领更强。

(4)实验中,使水和煤油升高相同的温度,通过比较加热时间判断两种液体的吸热能力,这里用了哪些研究物理问题的方法?控制变量法和转换法。

17.(6分)某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究“煤油和菜籽油的热值大小关系”。他在实验时组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1min记录杯中水的温度(如表)。加热时间/min0123456图甲中水温/℃25272932343638图乙中水温/℃25262728293031(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定B的位置,再调整固定A的位置。(选填“A”或“B”)

(2)为保证实验结论的可靠性,实验时应控制两套装置中煤油和菜籽油的质量、水的质量和初温相同。

(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是煤油。

(4)如图丙所示的是这两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图像,其中物质a(选填“a”或“b”)是煤油。

18.(5分)为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,小明用4个相同的烧杯分别盛水和煤油,用同样的(选填“同样的”或“不同的”)加热器加热水和煤油,实验数据记录如表:根据实验记录数据,请你分析物体温度升高时吸热多少与哪些因素有关:

烧杯编号液体质量/g初温/℃末温/℃加热时间/min1水300203012.32水15020306.23煤油30020306.14煤油30020253.1(1)比较1、2两烧杯的实验记录,得出的结论是同种物质,升高相同温度,质量越大,吸收热量越多。

(2)比较3、4两烧杯的实验记录,得出的结论是物质吸收热量的多少与变化温度有关。

(3)比较1、3两烧杯的实验记录,得出的结论是在质量和升高的温度都相同时,不同物质吸收的热量不同。

(4)综合上述结论,物体温度升高时吸收热量的多少与物质的种类、物体的质量、温度的变化量有关。

五、计算题:本题共3小题,共30分。19.(9分)天然气是福州市民常用的一种能源。某用户用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃。已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=4.2×107J/m3。求:(1)这些水升高的温度。(2)这些水吸收的热量。(3)加热这些水所需要天然气的体积(设天然气完全燃烧、不计热量损失)。解:(1)这些水升高的温度:Δt=t-t0=60℃-20℃=40℃;(2)这些水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×40℃=8.4×106J;(3)由题知,不计热量损失,天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Q吸=8.4×106J,由Q放=Vq得加热这些水所需要天然气的体积:V=Q放q=820.(10分)某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给100g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精。已知:水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值为3×107J/kg。求:(1)此过程中水吸收的热量。(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量。(3)酒精灯烧水时的热效率。解:(1)100g=0.1kg,水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×60℃=2.52×104J。(2)酒精完全燃烧产生的热量:Q放=mq=0.0042kg×3×107J/kg=1.26×105J。(3)酒精灯烧水时的热效率:η=Q吸Q放21.(11分)(2024·漳州质检)一款新型汽车以某一速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离,消耗了2kg汽油,其发动机的效率为30%,则在这段运动过程中,[已知:汽油的热值为4.6×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),环境为1标准大气压]求:(1)汽油完全燃烧放出的热量;(2)该汽车发动机做的有用功;(3)若发动机耗损的能量全部被初温25℃质量200kg的水吸收,水升高的温度。解:(1)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J;(2)发动机的效率为30%,则该汽车发动机做的有用功为:W有=ηQ