沪科版物理九年级全一册同步提优训练：第十三章 内能与热机 综合提升卷（有答案解析）

　第十三章综合提升卷　　
　　　　　　　　　　　　　　　　
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列关于内能的说法中正确的是 (　　)
A.具有机械能的物体不一定具有内能
B.物体温度不变,内能一定不变
C.物体没有吸热,内能一定不变
D.在温度、状态和物质种类等均相同的情况下,物体的质量越大,内能越大
2.小亮测得甲、乙两杯水的温度分别是45 ℃和75 ℃,下列判断正确的是 (　　)
A.甲杯中水分子一定比乙杯中水分子运动剧烈
B.甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小
C.乙杯中水的热量一定比甲杯中水的热量多
D.乙杯中水的温度降低,水的内能一定减少
3.下列实例中,改变物体内能的途径与其他三个不同的是 (　　)
A.用力搓手,手会发热 B.把冰冷的手放到嘴边哈气,手会变暖
C.用锯条锯木头,锯条温度升高 D.用手反复弯折铁丝,铁丝弯折处会发热
4.关于热机,下列说法正确的是 (　　)
A.在汽油机的压缩冲程中,将内能转化为机械能
B.柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合物吸入气缸
C.四冲程汽油机在工作时,进、排气阀同时关闭的是压缩和做功冲程
D.柴油机的效率一般比汽油机高,这是因为柴油的热值比汽油的热值大
5.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是 (　　)
A.热量总是自发地从高温物体传给低温物体
B.物体从外界吸收了热量,温度一定升高
C.物体温度越高,具有的热量越多
D.物体内能增加,则一定是从外界吸收了热量
6.如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是 (　　)
A.图甲,厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的内能减小
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁,气缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
7.对公式c=的理解,下列说法中正确的是 (　　)
A.物质的比热容与物体的质量成反比
B.比热容与物体质量大小、温度变化大小、吸热或放热的多少无关
C.物质的比热容与物体吸热或放热有关
D.物质的比热容与物体的温度变化大小成反比
8.下列事实中,最能说明单位质量的物质温度升高1 ℃吸收的热量跟物质的种类有关的是 (　　)
A.体积相同的两杯水,温度都升高5 ℃,它们吸收的热量不相同
B.质量相同的水和煤油,温度都升高10 ℃,它们吸收的热量不相同
C.体积相同的水和煤油,温度都升高10 ℃,它们吸收的热量不相同
D.质量相同的两块铜,温度分别升高5 ℃和10 ℃,它们吸收的热量不相同
9.根据下表中提供的一些物质的比热容,得出的以下结论中正确的是 (　　)
一些物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 冰 2.1×103
酒精 2.4×103 砂石 0.92×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103
汞 0.14×103 铜 0.39×103
A.10 kg砂石的比热容比1 kg水的比热容大
B.质量相同的铝块和铜块,吸收相同的热量后,若彼此接触,热量从铜块传递给铝块
C.由于水的比热容比冰大,所以冷却食物时0 ℃的水比0 ℃的冰效果好
D.体温计常用汞作为测温物质,原因之一是汞的比热容较小
10.下列关于热值和热机效率的说法中正确的是 (　　)
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多,热值越大
二、填空题(每空2分,共26分)
11.如图所示,不旋转的铝件在强大压力作用下顶住高速旋转的铜件,使两者接触处温度急剧升高,内能　　　　(选填“增大”或“减小”),这样铜件和铝件接触处的分子扩散现象加快,从而使两者紧密结合在一起,这就是先进的“旋转焊接”技术。这一过程是通过　　　　来改变物体内能的。
12.如图所示,B是一个被销钉K锁住的活塞,气缸A内密封有压缩的空气,C是一支温度计,若活塞与气缸壁之间没有摩擦,当把销钉K拔出后,将观察到活塞向　　　　(选填“左”或“右”)运动,温度计的读数　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
13.某人参加一次长跑,身体消耗的能量为1.32×107 J,这些能量与完全燃烧1.1 kg的干木柴释放的热量相等,则干木柴的热值为　　　　J/kg。已知汽油的热值是4.6×107 J/kg,完全燃烧5 g汽油所释放的热量是　　　　J,若汽车获得的机械能是6.9×104 J,则此汽油机的效率为　　　　。
14.一台四冲程柴油机,飞轮转速为2400 r/min,若气缸在做功冲程中,每次做功400 J,那么这台柴油机的功率是　　　　W,若该柴油机的效率为40%,则每分钟消耗柴油的质量为　　　　 kg。(柴油的热值为4.0×107 J/kg)
15.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5 kg的水和另一种常见液体进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出:降低相同的温度　　　　放出的热量多,　　　　物质为水(前两空均选填“甲”或“乙”),另一种液体的比热容为　　　　　 J/(kg·℃),这种液体在0~15 min内放出的热量为　　　　　J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、实验探究题(共24分)
16.(每空1.5分,共9分)在“比较两种液体比热容大小”的实验中,提供装有液体、温度计的试管,且各个试管和温度计的规格相同,但各试管中液体的种类不同,控制初温相同;另有盛有热水的烧杯一个、酒精灯一个、铁架台一套。
(1)在该实验中,应控制各试管中液体的　　　　相同。
(2)小明选用的两个试管中分别装有甲、乙两种液体,实验装置如图所示。先将烧杯内的水加热至沸腾,且用酒精灯持续加热,使水始终保持沸腾状态。水沸腾后,小明将两试管同时放入沸水中,这样操作可保证给两试管中液体加热的时间　　　　,其目的是使两种液体　　　　　　　　　　　　。通过观察,发现甲液体中的温度计示数升高得快,则　　　　 液体的比热容大。
(3)小明随后将装有甲、乙两液体的试管取出,并将装有丙、丁两种液体的试管放入沸水中。发现丙液体中的温度计示数升高得快,过了一会儿,他取出装有丙液体的试管,同时记录该试管中温度计升高的温度值Δt。又过了一段时间,当丁液体中的温度计示数的变化量也等于Δt时,取出该试管。因为　　　　液体的加热时间短,所以　　　　液体的比热容小。
17.(每空1.5分,共15分)木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了如图下表所示的数据。
燃料的质量/g 100 200 300 400
燃料完全 燃烧放出 的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106
Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106
Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106
(1)从表中的数据可以得到:相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是　　　　的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越　　　　。
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,　　　　　　　　　　　　和　　　　的比值是不变的,这个不变的比值反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称为　　　　,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量是　　　　　　J;如图果这些热量完全用于加热水,可使　　　　kg的水温度升高10 ℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分热量传给了盛水的容器,另外一部分热量传给了　　　　　(答一个即可)。[q天然气=4.2×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)在烧水过程中,人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收,为了衡量水吸收的热量在天然气完全燃烧所放出的热量中所占的比例,物理中引入　　　　来描述,我们总是希望它的值越　　　　越好。
四、计算题(共20分)
18.(8分)近年来,我国汽车工业发展迅猛,各种新型汽车不断投放市场。下表是我国某品牌轿车的测试报告,求该品牌轿车在本次测试过程中:(汽油的热值q=3.3×107 J/L,g取10 N/kg)
(1)汽车发动机做的有用功。
(2)9 L汽油完全燃烧释放的热量。
(3)发动机的效率。(计算结果精确到0.1%)
车型 某品牌轿车
测试道路 标准水平国道
测试距离 100 km
测试速度 80 km/h匀速行驶
整车质量 900 kg
消耗汽油 9 L
受到阻力 整车重的0.08
19.(12分)如图甲所示,在1个标准大气压下,普通煤炉把壶内80 ℃、5 kg的水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中烧水的效率为60%。求:[已知q煤=3.5×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)把壶内水烧开,水需要吸收的热量。
(2)把壶内水烧开,需要完全燃烧煤的质量。
(3)为提高煤炉效率,某创意小组设计了双加热煤炉,如图图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同、质量相同的水的过程中,还可额外把炉壁间1 kg水从20 ℃加热至40 ℃。该双加热煤炉的烧水效率为多少。
答案解析
第十三章综合提升卷
1.D　2.D　3.B　4.C　5.A　6.C
7.B　8.B　9.D　10.B
11.增大　做功　12.右　变小
13.1.2×107　2.3×105　30%
解： 由Q放=mq可得,干木柴的热值:
q干木柴===1.2×107 J/kg。
完全燃烧5 g汽油释放的热量:Q放'=m汽油q汽油=5×10-3 kg×4.6×107 J/kg=2.3×105 J;汽油机的效率:η=×100%=×100%=30%。
14.8000　0.03
15.甲　甲　2.1×103　4.2×104　解： 由于相等时间内两种液体放出的热量相等,由图可以看出,乙液体温度降低得快,甲液体温度降低得慢,已知两液体质量相等,由Q放=cmΔt可知,放热相同时,甲液体温度变化小,故甲液体的比热容大。由于c水>c液,故甲液体为水。由图可知,液体的初温都是60 ℃,放热15 min后甲液体的末温是40 ℃,乙液体的末温是20 ℃,则水放出的热量为Q放=c水m水(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×m水×(60 ℃-40 ℃),则有c乙m乙×(60 ℃-20 ℃)=4.2×103 J/(kg·℃)×m水×(60 ℃-40 ℃);由于m水=m乙,解得c乙=2.1×103 J/(kg·℃)。乙在15 min内由60 ℃降低到20 ℃,Δt=60 ℃-20 ℃=40 ℃,故乙液体放出的热量:Q放'=c乙m乙Δt=2.1×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×40 ℃=4.2×104 J。
16.(1)质量　(2)相同　吸收的热量相同　乙
(3)丙　丙　
17.(1)不同　多　(2)完全燃烧放出的热量　质量　热值
(3)4.2×105　10　空气(或燃气灶)　(4)效率　高
解： (1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多。
(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即完全燃烧放出的热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性。
(3)完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量:
Q放=Vq天然气=0.01 m3×4.2×107 J/m3=4.2×105 J。
水吸收的热量Q吸=Q放=4.2×105 J,水的质量:m===10 kg。
天然气完全燃烧放出的热量除了被水吸收外,还会被容器、空气、燃气灶等吸收。
(4)为了衡量水吸收的热量在天然气完全燃烧所放出的热量中所占比例,物理中引入效率的概念;能量损失越少,效率越高,更能节约能源。
18.(1)由于汽车做匀速直线运动,在水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力,则F=f=0.08G=0.08mg=0.08×900 kg×10 N/kg=720 N;
汽车发动机所做的有用功:W有=Fs=720 N×100×103 m=7.2×107 J。
(2)9 L汽油完全燃烧释放的热量:Q放=Vq=9 L×3.3×107 J/L=2.97×108 J。
(3)发动机的效率:η=×100%=×100%=24.2%。
19.(1)在1个标准大气压下,水的沸点为100 ℃,
把壶内水烧开,水需要吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt1=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-80 ℃)=4.2×105 J。
(2)普通煤炉的烧水效率为60%,把壶内水烧开,需要煤完全燃烧放出的热量:Q放===7×105 J,需要完全燃烧煤的质量:m煤===0.02 kg。
(3)由题意可知,双加热煤炉还可额外把炉壁间1 kg的水从20 ℃加热至40 ℃,则炉壁间水吸收的热量:
Q吸'=c水m水'Δt2=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(40 ℃-20 ℃)=8.4×104 J,
而壶内水的初温、末温以及质量均不变,则壶内水吸收的热量不变,双加热煤炉中水吸收的总热量:Q吸总=Q吸+Q吸'=4.2×105 J+8.4×104 J=5.04×105 J,
由题意可知,双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等,则这些煤完全燃烧放出的热量不变,
故双加热煤炉的烧水效率:η'=×100%=×100%=72%。