粤沪版物理九年级上册同步提优训练：第十二章 内能与热机 综合提升卷（Word有答案）

第十二章综合提升卷　　
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列说法中正确的是 (　　)
A.因为内能又叫热能,所以热的物体有内能,冷的物体没有内能
B.物体的温度为0 ℃时,物体的内能也为零
C.举重运动员举起杠铃后停在空中,杠铃既有内能也有机械能
D.行驶的汽车只有机械能,没有内能
2.火箭是用液态氢作为燃料,这是因为液态氢具有 (　　)
A.较小的密度 B.较大的比热容
C.较易燃烧的特点 D.较高的热值
3.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是 (　　)
A.夏天在房间内洒水降温
B.用循环水冷却汽车发动机
C.让热水流过散热器供暖
D.沿海地区昼夜温差较小
4.如图图图所示,夏日晴朗的白天,在太阳光照射下,某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图(图中箭头表示空气流动方向)合理的是 (　　)
　
5.下列关于热量和热值的说法中正确的是 (　　)
A.热水比冷水含有的热量多
B.将煤球研磨成粉末,可以提高煤的热值
C.热值越高的燃料含有的热量越多
D.燃料的热值与燃料燃烧是否充分无关
6.如图图图所示流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况的。关于对图中①②③④的补充正确的是 (　　)
A.①做功冲程　②内能转化为机械能 ③压缩冲程　④机械能转化为内能
B.①压缩冲程　②内能转化为机械能 ③做功冲程　④机械能转化为内能
C.①压缩冲程　②机械能转化为内能 ③做功冲程　④内能转化为机械能
D.①做功冲程　②机械能转化为内能 ③压缩冲程　④内能转化为机械能
7.关于热机的效率,下列说法正确的是 (　　)
A.热机的效率越高说明做功越快
B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
D.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
8.质量相同的两个金属块,吸收相同的热量,升高的温度不同,则 (　　)
A.升高温度较大的金属块比热容一定大
B.升高温度较大的金属块比热容一定小
C.温度高的金属块比热容一定大
D.温度高的金属块比热容一定小
9.用两个相同的加热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图图图所示,据此判断物质甲的比热容为[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] (　　)
A.4.2×103 J/(kg·℃)
B.2.1×103 J/(kg·℃)
C.1.2×103 J/(kg·℃)
D.条件不足,不能确定
10.水和煤油吸收的热量相等,水的比热容是煤油的2倍,水升高的温度是煤油的,则它们的质量之比m水∶m煤油是 (　　)
A.3∶2 B.2∶3 C.1∶6 D.6∶1
二、填空题(第11～14题每空1分,第15～20题每空2分,共30分)
11.甲、乙、丙三个相同的烧杯中盛有水,甲杯中水的质量为200 g、温度为30 ℃,乙杯中水的质量为300 g、温度为30 ℃,丙杯中水的质量为300 g、温度为60 ℃,则　　　　杯中水的内能最大,　　　　杯中水的内能最小。
12.把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后,图钉帽热得烫手,这是用　　　　　　的方式改变了物体的内能;把瓶装水放在冰箱里,一会儿水变凉了,这是用　　　　　　　的方式改变了物体的内能。
13.如图图图所示,迅速地来回拉动绳子,过一会儿金属筒内的乙醚会冲开塞子。当塞子被冲开后,乙醚蒸气的　　　　减少,转化为塞子的　　　　。
　
14.汽油机在生活、生产中应用广泛,某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲裎。如图图图所示为　　　　　冲程工作示意图,在这个过程中机械能转化为　　　　　。
15.植树造林既可以优化生态环境,减少雾霾,又可调节气温。据报道,一万平方米的森林每秒吸收的太阳能约为1.2×105 J,如图图果这些太阳能全部被初温为25 ℃、质量为50 kg的干泥土所吸收,那么可使这些干泥土的温度升高到　　　　℃。[干泥土的比热容为0.8×103 J/(kg·℃)]
16.甲、乙两物体的质量都为1 kg,丙物体的质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收的热量如图图图所示,则甲物体的比热容为　　　　　　J/(kg·℃);乙物体的比热容　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)丙物体的比热容。
17.小明家新安装了一台容积为0.5 m3的太阳能热水器(如图图图所示),加满水后,经过4 h阳光的照射,水温由原来的20 ℃升高到了40 ℃,则在这4 h内水吸收了　　　　　　J的热量。若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧　　　　kg焦炭[水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),焦炭的热值q=3.0×107 J/kg]。与其他形式的能量相比,太阳能具有的优点是　 　。(写出两点即可)
18.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧200 g的焦炭放出的热量为　　　　J。甲、乙两个物体的质量之比是2∶1,吸收相同的热量后,升高的温度之比是1∶2,则甲、乙两物体的比热容之比是　　　　。
19.新农村建设中正大力推广使用瓶装液化气。如图图果每瓶中装入12 kg液化气,液化气的热值取4.2×107 J/kg,则每瓶液化气完全燃烧放出的热量是　　　　J,若放出的热量有40%被利用,在1个标准大气压下可把　　　　kg的水从20 ℃加热至沸腾。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
20.甲、乙两液体的密度之比为ρ甲∶ρ乙=5∶4,体积之比为V甲∶V乙=2∶3,比热容之比为c甲∶c乙=1∶2,且它们的初温不相等,现将它们混合(不发生化学反应),不计混合过程中的热损失,达到热平衡后液体温度相对各自初温变化量的绝对值分别为Δt甲和Δt乙,则Δt甲∶Δt乙为　　　　。
三、实验探究题(共14分)
21.(6分)小明和小辉探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,组装了如图图甲和乙所示的装置进行实验,实验记录的数据如图图下表所示。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠性,小明和小辉选择了两套完全相同的装置,并且控制油的质量和水的质量相等。但对于两杯水的初温他们的看法却不同,请将下列他们的看法补充完整。
①小辉认为实验中是直接用　　　　　　　来表示煤油和菜籽油放出热量多少的,所以实验中两杯水的初温可以不同。
②小明认为探究过程中他们采用了　　　　　　法,所以除了燃料的　　　　不同外,其他因素都必须控制相同。如图图果两杯水的初温不同,那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同,两杯水由于　　　　(选填“做功”或“热传递”)方式损失的能量就不相同,就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多,而水吸收的热量少、水温变化慢的情况。因此,实验时必须控制水的初温相同。
③你认为 　　　　(选填“小明”或“小辉”)的看法更合理。
(2)根据他们的实验记录,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是　　　　。
22.(8分)在“研究不同物质的温度变化与吸热关系”的实验中,取质量和初温都相同的甲、乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图图A所示。
(1)图B为某时刻的温度,其示数为　　　　℃。
(2)分析图C可知,吸收相同热量,　　　　液体升温更高;　　　　液体更适合做汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40 ℃和35 ℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙液体的比热容之比为　　　　。
四、计算题(共26分)
23.(9分)某物理兴趣小组为了探究地球表面吸收太阳能的本领,做了如图图下实验:用一脸盆装10 kg的水,水的表面积为0.2 m2,经过太阳光垂直照射30 min,水温升高了10 ℃。问:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)实验时10 kg的水在30 min内吸收了多少热量
(2)平均每分钟1 m2水面吸收的热量是多少
(3)若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度,至少需要燃烧多少立方米的液化气 (假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,液化气的热值是5.0×107 J/m3)
24.(8分)某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速直线行驶50 km,受到的阻力是1.0×103 N,消耗燃油4×10-3 m3(假设燃油完全燃烧)。已知燃油的密度ρ=0.8×103 kg/m3,热值q=4×107 J/kg,求:
(1)汽车牵引力所做的功。
(2)已知热机效率η=×100%(式中W为热机在某段时间内对外所做的功,Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量),则该汽车的热机效率是多少。(结果保留整数)
25.(9分)用燃气灶烧水,燃烧0.5 kg的煤气,使50 kg水的温度从20 ℃升高到70 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107 J/kg,求:
(1)0.5 kg煤气完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)燃气灶烧水的效率。
　　　　　　　　　　 　　　　 　　
答案
第十二章综合提升卷
1.C　2.D　3.A　4.A　5.D　6.C　7.D
8.B　解： 根据Q=cmΔt知,相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度升高小,比热容小的温度升高大,所以升高温度较大的金属块,其比热容一定小。
9.B　解： 用两个相同的加热器给质量相同的物质甲和水加热,由图像可知:水温度升高60 ℃需要20 min,物质甲温度升高60 ℃需要10 min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为Q水吸=2Q甲吸。由热量计算公式Q=cmΔt得,c=。进一步可得出c水=2c甲。由于c水=4.2×103 J/(kg·℃),故c甲=2.1×103 J/(kg·℃)。
10.A　解： 根据Q吸=cmΔt得,m=,
由题知:c水=2c煤油,Δt水=Δt煤油,Q水=Q煤油,
所以m水∶m煤油=∶=×=××=××=3∶2。
11.丙　甲
12.做功　热传递
13.内能　机械能
解： 当迅速地来回拉绳子时,克服摩擦对筒管做功,过一会儿筒内的乙醚会冲开塞子,说明乙醚的温度升高,内能增加,这是通过做功使乙醚的内能增加的;当把塞子冲开后,乙醚蒸气的内能减少,转化为塞子的机械能。
14.压缩　内能　解： 由图可知,气缸中的两个气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,所以是压缩冲程;在这个过程中机械能转化为内能。
15.28　解： 由题知干泥土吸收的热量:Q吸=1.2×105 J,
根据公式Q吸=cmΔt可得,干泥土升高的温度:
Δt===3 ℃,
末温t=t0+Δt=25 ℃+3 ℃=28 ℃。
16.3×103　大于
解： 由图像可知,三个物体温度都升高1 ℃,则甲吸收的热量为3000 J,乙、丙吸收的热量均为2000 J;由题知,甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体的质量为2 kg;所以,根据比热容的定义可知,甲的比热容是3×103 J/(kg·℃);丙物体的质量为2 kg,由Q吸=cmΔt,乙、丙吸收相同的热量且升高相同的温度,丙的质量大,说明丙的比热容小,即乙物体的比热容大于丙物体的比热容。
17.4.2×107　7　
清洁无污染;能够源源不断地得到
解： 水的质量:m水=ρV=1.0×103 kg/m3×0.5 m3=500 kg,
水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×500 kg×(40 ℃-20 ℃)=4.2×107 J;
由题知Q吸=Q放×20%,则Q放===2.1×108 J,
由于Q放=qm炭,则需要焦炭的质量:m炭===7 kg。
18.6×106　1∶1
解： (1)完全燃烧200 g焦炭放出的热量:
Q放=qm=3.0×107 J/kg×0.2 kg=6×106 J。
(2)因为Q吸=cmΔt,所以c=,
所以==××=××=1∶1。
19.5.04×108　600
解： (1)每瓶液化气完全燃烧释放的热量:
Q放=qm=4.2×107 J/kg×12 kg=5.04×108 J。
(2)由题知,Q吸=Q放×40%=5.04×108 J×40%=2.016×108 J,水的质量:
m水===600 kg。
20.12∶5
解： 由ρ=得,液体的质量m=ρV,
则甲、乙两液体的质量之比:
==×=×=;
不计混合过程中的热损失,根据热平衡方程Q放=Q吸,
得c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,
则液体温度相对各自初温变化量的绝对值之比:
=×=×=。
21.(1)①水温升高的多少　②控制变量　种类　热传递　
③小明　(2)煤油
解： (1)①质量相同的水,温度变化越大,说明吸收的热量越多,所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。
②要探究不同燃料热值的大小,应控制其他条件相同,只改变燃料的种类,即用到控制变量法。
根据热传递的条件,水温与周围环境温度相差越大,越容易发生热传递,若水的初温不同,便可能造成水的散热情况不同,所以实验中应控制水的初温相同。
③由以上分析知,小明的看法更加合理。
(2)根据表格中数据,相同质量的两种燃料燃尽后,用煤油加热的水温度升高较大,说明煤油放出的热量较多,即煤油的热值较大。
22.(1)39　(2)乙　甲　(3)3∶2
解： (1)图B中,温度计的分度值为1 ℃,示数为39 ℃。(2)分析图C可知,吸收相同热量,即加热相同时间,乙液体升温更高;故甲的吸热能力强,比热容大。根据Q=cmΔt,相同质量的甲、乙两种液体,升高相同的温度,甲液体吸热多,冷却效果好,故甲液体更适合做汽车发动机的冷却液。(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40 ℃和35 ℃,升高的温度分别为20 ℃和15 ℃,吸收的热量之比为2∶1,根据c=,则甲、乙液体的比热容之比:=×=×=。
23.(1)30 min内10 kg水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×10 ℃=4.2×105 J。
(2)平均每分钟1 m2水面吸收的热量:
Q===7×104 J/(min·m2)。
(3)由题知,Q放=Q吸=4.2×105 J,
需要液化气的体积:
V===8.4×10-3 m3。
24.(1)因汽车在平直的公路上匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,牵引力的大小:F=f=1.0×103 N,
牵引力做的功:W=Fs=1.0×103 N×50×103 m=5×107 J。
(2)消耗燃油的质量:m=ρV=0.8×103 kg/m3×4×10-3m3=3.2 kg,
燃油完全燃烧所放出的热量:Q=qm=4×107 J/kg×3.2 kg=1.28×108 J,
热机效率:η=×100%=×100%=39%。
25.(1)0.5 kg煤气完全燃烧放出的热量:Q放=qm煤气=4.2×107 J/kg×0.5 kg=2.1×107 J。
(2)水吸收的热量:Q吸= cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(70 ℃-20 ℃)=1.05×107 J。
(3)燃气灶烧水的效率:η=×100%=×100%=50%。