第十章 机械能、内能及其转化 综合检测

第十章机械能、内能及其转化综合检测(满分100分，限时45分钟)一、选择题(每小题3分，共24分)1.(2023陕西外国语学校期中)2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场平安落地，标志着我国空间站关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱(质量变化忽略不计)加速穿越大气层的过程中，返回舱的()A.动能不变 B.重力势能减小 C.机械能不变 D.温度升高，内能不变2.(2023安徽界首期中)疫情防控期间，组织核酸检测过程中，医务人员每给一个人测完核酸，都要用医用消毒液进行消毒，喷在手上的消毒液过一会就不见了，是因为消毒液()A.汽化了 B.分子运动停止了 C.分子间隔变小了 D.含有热量少了3.下列诗句中涉及分子热运动的是()A.逐舞飘轻袖，传歌共绕梁 B.朱门酒肉臭，路有冻死骨C.月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠 D.日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈4.(2022陕西榆林实验中学期中)关于内能的变化，下列说法正确的是()A.云中形成的冰粒在下落过程中，不断对外界做功，内能减小B.火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后内能逐渐增大C.子弹击中一块木板后温度升高，子弹的内能增大，木板的内能减小D.冬天用热水袋暖手，热水袋的内能逐渐增大5.(2021北京西城月考)下列事实中，能说明物体吸收热量的多少跟物质种类有关的是()A.体积相等的两杯水吸收相同的热量，它们升高的温度相等B.质量相等的两块铜温度分别升高5℃和10℃，它们吸收的热量不相等C.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，它们升高的温度不相等D.质量相等的水和铜温度都升高10℃，它们吸收的热量不相等6.(2023安徽滁州五校联考)夏季在海边，由于水和砂石的比热容不同，常能够形成海风或者陆风。海风指从海上吹向陆地的风，反之为陆风。如图是某地空气流动情况，据此判断此时为()A.白天，形成的是海风 B.晚上，形成的是海风C.白天，形成的是陆风 D.晚上，形成的是陆风7.陆军第79集团军某合成旅在野外陌生地域开展多火力协同、多要素融合的实弹射击演练。火炮击发炮弹过程与汽油机的哪个工作冲程相同()A B C D8.(2023河南安阳龙安月考)下列关于热值和热机效率的说法，正确的是()A.燃料若没有完全燃烧，燃料热值将变小 B.燃料热值越大，燃烧释放的热量越多C.使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 D.热机的功率越大，热机效率越高二、填空题(每空2分，共18分)9.虽然有关部门已将新冠病毒感染列为“乙类乙管”，但是日常个人防护必不可少，教室内也要经常进行消毒，当用酒精消毒时，室内有酒精气味，说明，温度越高，这种酒精气味越明显，是因为。

10.(2023甘肃镇原期中)热水瓶注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来，在这一现象中，瓶内气体的内能转化为软木塞的能，气体温度(选填“降低”或“升高”)。

11.质量为4kg的水由20℃升高至50℃吸收的热量为J。若天然气完全燃烧放出的热量的30%被水吸收，则至少需要燃烧m3的天然气。(q天然气=4×107J/m3)

12.“卡路里”是热量的另一个单位，简称“卡”。1卡是这样规定的：在标准大气压下，质量为1g的水，温度每升高1℃所需要吸收的热量，那么1卡=J。有一辆汽车消耗0.75kg汽油做的有用功是2.5×106卡，那么这辆汽车完全燃烧0.75kg汽油放出的热量是J，该汽车发动机的效率是。[已知q汽油=4×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]

三、实验探究题(13题18分，14题12分，15题15分，共45分)13.(2022河南兰考期中)在探究动能的大小与哪些因素有关的实验中，将小车从斜面上由静止释放，小车下滑后撞击水平面上的木块。(1)本实验的研究对象是(选填“斜面”“小车”或“木块”)。

(2)实验时通过观察来反映小车的动能大小，小车到达水平面时的动能是由转化来的。

(3)实验探究的动能是指(填字母)。

A.小车在斜面上时的动能 B.小车撞击木块后瞬间的动能C.小车撞击木块前瞬间的动能 D.木块被撞击后的动能(4)让同一小车从同一斜面不同高度由静止开始下滑是探究动能与的关系。

(5)如果木块在运动过程中所受的阻力为0，我们能不能完成该探究实验?(选填“能”或“不能”)。

14.(2023甘肃兰州城关期中)小明利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下：(1)用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为℃。根据实验数据绘制出温度与时间的关系图像，如图丙所示。

(2)实验中，是通过来间接反映沙子和水吸收的热量。

(3)分析图像可知，使相同质量的水和沙子升高相同的温度，则吸收的热量较多，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则沙子的比热容为J/(kg·℃)。

15.(2023山东聊城慧德中学月考)在“比较不同燃料的热值”的实验中，如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g，烧杯内液体的质量都相同。(1)若比较不同燃料的热值应选择两个装置；(2)实验中，通过观察(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)比较燃料燃烧放出热量的多少；(3)实验中需要的测量工具有温度计和；(4)在甲装置中，若燃料为酒精(q酒精=3×107J/kg)，烧杯内的液体为水，其质量为200g，点燃燃料直至燃料烧完，温度计的示数由20℃上升到70℃，再结合“10g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比(选填“偏大”或“偏小”)，理由是。(合理即可)四、计算题(16题5分，17题8分，共13分)16.(2023云南昭通实验中学期中)小明在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像，如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求：(1)CD段水吸收的热量；(2)冰的比热容。17.(2023安徽阜阳联考)有一功率为46kW、热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩5kg汽油，汽车以20m/s的速度向前匀速直线行驶，问：(1)完全燃烧5kg汽油能放出多少热量?(q汽油=4.6×107J/kg)(2)汽车还可以前进多远的距离?(3)完全燃烧5kg的汽油放出的热量用来加热质量为1000kg初温为2℃的水，能使水温升高到何值?[结果保留整数，不考虑能量损失，c水=4.2×103J/(kg·℃)]

第十章机械能、内能及其转化综合检测答案全解全析1.B返回舱加速穿越大气层时，质量不变，速度增大，动能增大，A错误；返回舱返回过程中，质量不变，距离地面的高度减小，重力势能减小，B正确；返回舱穿越大气层时摩擦生热，机械能转化为内能，所以机械能减少，内能增加，C、D错误。故选B。2.A用医用消毒液进行消毒，过一会消毒液不见了，是因为消毒液变成了气态，发生了汽化。故选A。3.B“朱门酒肉臭，路有冻死骨”中的“臭”是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故选B。4.B云中形成的冰粒在下落过程中，一部分机械能转化为内能，内能增加，A错误；火箭从地面向上发射过程中，火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高，其内能增大，B正确；子弹击中一块木板后，子弹和木板的温度都升高，此过程中子弹的机械能转化为子弹和木板的内能，子弹和木板的内能都增大，C错误；冬天用热水袋暖手，内能从热水袋转移到手上，热水袋的内能逐渐减小，D错误。故选B。5.D质量相等，升高温度相等，物质种类不同，吸收热量不同，说明物质吸收热量的多少跟物质的种类有关。故选D。6.A因为海水的比热容比陆地(砂石)的比热容大，白天，太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度上升少，陆地温度上升多，热空气上升，海面冷空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风，与题图相符。故选A。7.B火炮飞出过程是内能转化为机械能的过程，与汽油机工作时做功冲程的能量转化相同。A图中，两气门都关闭，活塞上行，压缩燃料和空气的混合物做功，将机械能转化为内能；B图中，两气门都关闭，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能；C图中，排气门开启，活塞上行，废气被排出，该冲程没有能量转化；D图中，进气门开启，活塞下行，汽油和空气的混合物被吸入汽缸中，该冲程没有能量转化；所以，题干描述的过程与B图所示冲程的能量转化相同。8.C热值是物质的一种特性，与其是否完全燃烧等无关，A错误；由Q放=mq可知，燃料燃烧释放的热量与质量和热值均有关，B错误；由η=W有9.答案分子在不停地做无规则运动温度越高，分子无规则运动越剧烈解析由于酒精分子在不停地做无规则运动，因此教室内都能闻到酒精的味道；分子运动的快慢与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈。10.答案机械降低解析盖上软木塞，软木塞会跳起来，热水瓶内气体的内能转化为软木塞的机械能；气体对外做功，内能减小，温度降低。11.答案5.04×1050.042解析水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(50℃-20℃)=5.04×105J。因为Q吸=Q放×30%，故天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸30%=5.04×105J30%=1.68×106J，至少需要燃烧天然气的体积V=Q放12.答案4.23×10735%解析在标准大气压下，质量为1g的水，温度每升高1℃所需要吸收的热量为1卡；水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)=4.2J/(g·℃)；所以1卡=4.2J；该汽车完全燃烧0.75kg汽油放出的热量Q放=mq汽油=0.75kg×4×107J/kg=3×107J，做的有用功W有用=2.5×106卡=1.05×107J；汽车发动机的效率η=W有用Q放×100%=1.05×10713.答案(1)小车(2)木块移动的距离重力势能(3)C(4)速度(5)不能解析(1)本实验研究的对象是小车。(2)小车下滑过程中重力势能转化为动能；实验中通过木块被小车推动的距离来反映小车动能的大小。(3)实验探究的是小车具有的动能，通过木块被小车推动的距离来反映小车具有动能的多少，应用了转换法，探究的动能是指小车撞击木块前瞬间小车具有的动能，故选C。(4)让同一小车从同一斜面不同高度由静止开始下滑，小车的质量不变，高度不同，到达水平面时的速度不同，所以是探究动能与速度的关系。(5)如果木块在运动过程中所受的阻力为0，则木块会做匀速直线运动，无法根据其移动距离的大小判定小车动能的大小。14.答案(1)37(2)加热时间(3)水2.1×103解析(1)由图乙可知，温度计的分度值为1℃，其示数为37℃。(2)根据转换法，在实验中，是通过加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量。(3)用同样的酒精灯加热相同质量的水和沙子，升高相同的温度，水的加热时间长，则水吸收的热量多；由图丙可知，在5min内，水的温度变化量为20℃，沙子的温度变化量为40℃，它们吸收的热量相等，则有c水mΔt水=c沙子mΔt沙子，即4.2×103J/(kg·℃)×m×20℃=c沙子×m×40℃，解得c沙子=20℃40℃×4.2×103J/(kg·℃)=2.15.答案(1)乙、丙(2)温度计升高的示数(3)停表(4)偏小燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全，存在热量散失解析(1)为了比较热值大小，实验要用不同的燃料，而其他实验条件均相同。(2)实验通过观察温度计升高的示数来比较燃料燃烧放出的热量多少。(3)实验中需要测量加热时间，故需要用到停表。(4)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=4.2×104J；若Q吸=Q放，则酒精的热值q=Q放m'=4.2×104J0.01kg=4.16.解析(1)由题可知m水=m冰=0.5kg，由图知CD段水温的变化量Δt=20℃，故CD段水吸收的热量Q水=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J。(2)由图知，冰的温度从-20℃升高到0℃需要5