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第十三章内能与热机(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(每题3分,共36分)1.关于内能,下列说法正确的是(D)A.运动的物体具有内能,静止的物体不具有内能B.温度高的物体具有内能,温度低的物体不具有内能C.机械能大的物体,它的内能也大D.内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和2.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(B)A.物体的温度越高,所含的热量越多B.内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体C.0℃的冰没有内能D.对物体做功,物体的温度一定升高3.(2022·聊城中考)下列实例中,主要利用做功的方式来改变物体内能的是(C)A.把酒精擦在手背上,手背感觉到凉B.冬天人们在室外晒太阳,感觉暖和C.汽油机的压缩冲程,燃料温度升高D.把水放进冰箱冷冻室,水变成冰块4.保持体温恒定有利于生物在较恶劣的环境中生存。恒温动物之所以能够保持体温恒定,其中一个重要的原因是恒温动物体内水分的含量比变温动物大得多。水之所以能够帮恒温动物不受外界环境温度影响维持恒定的体温,主要是因为水(A)A.比热容大 B.凝固点低C.液化时放热 D.密度较大5.经常下厨的小关发现,用相同的锅和燃气灶同时加热质量相等、初温相同的水和食用油,食用油的温度总是升高得快些。在相同时间内(C)A.水吸收的热量较多B.食用油吸收的热量较多C.水和食用油吸收的热量一样多D.无法比较水和食用油吸收热量的多少6.(2022·济南中考)炎炎夏日,小梅来到美丽的某海滨城市。她发现,在这里白天的风常常从海面吹向陆地,而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的主要原因是(D)第6题图A.海水的密度小于砂石的密度B.海水的密度大于砂石的密度C.海水的比热容小于砂石的比热容D.海水的比热容大于砂石的比热容7.(2023·广州中考)下列过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低;若初温相同的甲、乙放出相同热量后(B)A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大B.甲的末温比乙的高,但无法判断甲、乙比热容哪一个大C.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大D.无法判断甲、乙的末温哪一个高,且无法判断甲、乙比热容哪一个大解析:根据题意可知,甲、乙的初温相同,吸收相同热量后,甲的末温比乙的低,这说明甲的温度变化较小,则初温相同的甲、乙,放出相同的热量后,甲的温度变化小,所以甲的末温高;由于不知道甲、乙的质量大小关系,根据c=Qm8.如图所示为汽油机工作过程中的一个冲程的示意图,它应该是(A)A.压缩冲程,机械能转化为内能B.压缩冲程,内能转化为机械能C.做功冲程,机械能转化为内能D.做功冲程,内能转化为机械能第8题图9.下列说法正确的是(C)A.内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能的过程B.海边昼夜温差变化比沙漠中小,这是因为水的比热容比砂石的比热容小得多C.存在温度差的两个物体相接触会发生热传递D.出笼的馒头变凉的过程中,其所含的热量在减少10.(2023·邵阳中考)2023年5月30日,“长征二号”F遥十六运载火箭搭载“神舟十六号”载人飞船成功发射。火箭使用一种叫偏二甲肼的液体燃料,是因为该燃料具有较大的(A)A.热值 B.比热容C.密度 D.体积解析:火箭使用一种叫偏二甲肼的液体燃料,主要的原因是它具有较大的热值,完全燃烧相同质量的该液体燃料,可以释放出更多的热量,故A正确,B、C、D错误。11.关于燃料的热值,下列说法正确的是(D)A.煤比干木柴的热值大,因此煤燃烧放出的热量一定比干木柴多B.容易燃烧的燃料,热值一定大C.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料D.燃料的热值与燃料的质量无关12.周末,小云为妈妈精心准备了一桌美食,同时也感受到了劳动的辛苦和快乐。关于烹饪食物过程中所包含的物理知识,下列说法正确的是(D)A.锅一般都是用铁制造的,主要是利用了铁的比热容较大的性质B.炒菜时,主要是通过做功的方式增加菜的内能C.拌菜时,要通过搅拌才能更好地入味,说明分子没有做无规则运动D.炖菜时,主要是通过热传递的方式使菜的内能增加二、填空题(每空1分,共16分)13.“热”字有着多种含义,有时表示热量,有时表示内能,有时表示温度。请说出下列几种现象中,“热”字所表示的含义。(1)盛夏,我们感到很热。温度。(2)液化气燃烧时产生热。内能。(3)摩擦生热。内能。14.水烧开后,水蒸气会将壶盖顶起,这是水蒸气膨胀对壶盖做功的结果,这时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。15.小明在燃气灶上煲汤,质量为2kg、初始温度为20℃的汤升高了80℃,汤吸收了6.4×105J的热量,这是通过热传递的方式来改变汤的内能的。[c汤=4×103J/(kg·℃)]16.汽油机的四个冲程中,把内能转化为机械能的是做功冲程;汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热带走,这是利用水的比热容大的特性。17.(2022·张家界中考)如图所示是汽油机工作过程中的做功冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒内对外做功30次。第17题图18.如图所示,设相同时间内物质吸收的热量相同,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图乙(选填“甲”或“乙”),这是因为c冰<(选填“>”“<”或“=”)c水,所以相同时间内冰(选填“冰”或“水”)升温更快。第18题图19.(2022·济宁中考)某柴油机工作一段时间后,油箱里的柴油没有发生变化的是②③④(选填序号:①质量;②密度;③比热容;④热值)。完全燃烧10kg柴油放出的热量Q=4.3×108J。(q柴油=4.3×107J/kg)三、实验探究题(共19分)20.(5分)如图甲所示是小鹏探究“水和油沸腾时温度变化的特点”的实验装置,两个试管中分别装有初温相同的水和油,相同时间内两试管中的液体吸收的热量相同。[c水=4.2×103J/(kg·℃)](1)实验进行一段时间后,放在油中的温度计的示数如图甲所示,为91℃。(2)沸腾前的加热过程中,液体的温度升高,这是通过热传递的方式增加了液体的内能。(3)实验过程中两支温度计的示数随时间变化的关系图像如图乙所示,分析图像可知,液体沸腾时,吸收热量,温度不变。水的沸点低于100℃,原因是此时的气压低于(选填“高于”“等于”或“低于”)1个标准大气压。(4)若试管中油的质量是水的质量的2倍,由图像可知,c油=2.1×103J/(kg·℃)。第20题图21.(6分)用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能。第21题图(1)如图甲所示,将手中的铁丝在同一位置快速地弯折十余次,用手指触摸被弯折的部位,会感觉到弯折部位的温度升高,表明铁丝的内能增加。(2)如图乙所示,在厚壁的玻璃筒底部放一小团干燥的棉絮,用力将活塞下压,我们会看到棉絮着火了,这表明用力下压活塞时,玻璃筒内的温度升高并达到棉絮的着火点,所以出现了我们所看到的现象。(3)上述的两个现象都说明了做功是改变物体内能的一种方式。用能量的观点来分析上述的两个现象,我们发现,用这种方法改变物体的内能时,能量是在机械能和内能之间相互转化的。22.(8分)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了如图所示的实验。在两个相同的烧杯中分别装有水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录见表所示。第22题图物质质量/g温度升高10℃所需要的时间/s温度升高20℃所需要的时间/s温度升高30℃所需要的时间/s沙子306489124水3096163220(1)在实验开始时应按照自下而上(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。在此实验中,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。(2)实验所用到的器材除图中所提供的外,还需要温度计、天平(带砝码)和停表。实验前应当使水和沙子的质量和初始温度相同。(3)实验中用玻璃棒搅拌水和沙子的目的是使水和沙子受热均匀。(4)分析表中的实验数据可知,质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量大于(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量。说明水的比热容大。(5)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,沙子升高的温度更多。四、计算题(共29分)23.(8分)寒冷的冬天,房间内的暖气设备用热水供暖,每天需要给房间供热4.2×107J,若流进房间散热器的水温是62℃,流出的水温是54℃,求每天流经散热器的水的质量。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]解:由题意知,水放出的热量Q放=4.2×107J,由Q放=c水m(t0-t)得,每天需要流经散热器的水的质量m=Q=4.2=1250kg。24.(10分)某同学家使用燃气热水器,如果平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3。(1)这100kg的水吸收的热量为多少?(2)若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收,热水器平均每天消耗多少立方米的天然气?解:(1)这100kg的水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(58℃-18℃)=1.68×107J。(2)由η=Q吸Q放×100%得,需要天然气放出的热量Q放=Q吸η=1.68由Q放=qV可得,热水器平均每天消耗天然气的体积V=Q放q=2.4×25.(11分)用煤气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为4.2×103
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