粤沪版物理九年级上册课课练：第12章 内能与热机 自我综合评价（含答案）

第十二章　时间:40分钟　分值:100分]
一、选择题(每题3分,共30分)
1.如图所示实例中,属于通过热传递改变物体内能的是 (　　)
2.已知煤油的热值大于酒精的热值,则下列说法中正确的是 (　　)
A.煤油比酒精含有的热量多
B.燃烧相同质量的煤油和酒精,煤油放出的热量要多些
C.完全燃烧相同质量的煤油和酒精,利用煤油刚好能烧开一壶水,那么利用酒精则不能烧开这壶水(效率相同条件下)
D.通风条件越好,供氧越充足,两种燃料的热值就越大
3.将一瓶酒精用去三分之一,则剩余酒精的密度、比热容和热值 (　　)
A.都不变
B.都变为原来的三分之二
C.热值不变,密度、比热容变为原来的三分之二
D.热值变为原来的三分之二,密度、比热容不变
4.下表是几种物质的比热容,小张同学根据提供的数据结合所学知识得出了以下结论,其中正确的是 (　　)
几种物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 铁 0.46×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103
冰 2.1×103 汞 0.14×103
A.水的比热容较大,所以夏天在河里洗澡上岸后会感觉比较冷
B.液体的比热容一般比固体的比热容小
C.在夏天正午时,沙子的温度高,内能一定比水大
D.相同质量的铁和铜,升高相同的温度,所需要吸收的热量不相同
5.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是(　　)
A.一个物体放出热量时,温度就会下降
B.一个物体内能增加时,温度不一定升高
C.物体的温度越低,所含的热量越少
D.对物体做功,物体的温度一定升高
6.如图所示,甲、乙表示四冲程内燃机的两个冲程,从气门的开闭和活塞的运动情况可以判定 (　　)
　
A.甲是吸气冲程,乙是压缩冲程 B.甲是吸气冲程,乙是做功冲程
C.甲是排气冲程,乙是做功冲程 D.甲是排气冲程,乙是压缩冲程
7.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是 (　　)
A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的效率能达到100%
C.热机都是利用汽油作为燃料的 D.热机的大量使用会造成环境污染
8.对于如图所示情景中热学知识的总结,下列说法中正确的是 (　　)
9.质量相同的两个金属块,由于吸热而升温,若它们的比热容之比为1∶2,吸收的热量之比为3∶2,则它们升高的温度之比为 (　　)
A.3∶4 B.4∶3 C.1∶3 D.3∶1
10.某实验小组利用酒精灯对500 g冰均匀加热(相同时间内冰吸热相同),他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。如图所示是他们根据记录的数据绘制的“温度-时间”图像,已知c冰=2.1×103 J/(kg·℃),c水=4.2×103 J/(kg·℃),由图像可知 (　　)
A.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
B.冰在熔化过程中温度保持不变,内能不变
C.冰熔化过程吸收的热量是1.68×105 J
D.在CD段,水吸收的热量是2.1×104 J
二、填空题(每空2分,共30分)
11.不断弯折铁丝,铁丝的温度升高,是通过　　　　　　的方式增大铁丝内能的;把铁丝放在火上烤,铁丝的温度升高,是通过　　　　　　的方式增大铁丝内能的;我们通常把烧红的铁丝放入水中冷却,这是利用了水的　　　　　　　较大的性质。
12.天然气是一种清洁能源,完全燃烧1 m3的天然气放出的热量相当于完全燃烧　　　　kg的焦炭放出的热量。(天然气的热值为4.5×107 J/m3,焦炭的热值为3.0×107 J/kg)
13.如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图像,从图中可以看出A燃料的热值　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)B燃料的热值。在1个标准大气压下,若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为 4.9×106 J,其中有60%的热量被质量为10 kg、初始温度为38 ℃的水吸收,c水=4.2×103 J/(kg·℃),则水的温度升高　　　　℃。
14.要测火炉的温度,把200 g的铁块放在火炉中足够长的时间后,取出后立即投入730 g、10 ℃的冷水中,不计热损失,水温升至40 ℃。则水吸收的热量为　　　　J,铁块的末温是　　　　℃,火炉的温度是　　　　℃。[最后一空结果保留整数,c水=4.2×103 J/(kg·℃),c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
15.观察如图甲所示的燃油汽车,回答下列问题。
(1)该燃油汽车工作时,将燃油燃烧时产生的　　　　能转化为机械能。
(2)若该汽车的一个工作循环由四个冲程构成,图乙表示　　 　　冲程,该汽车的燃油为
　　　　(选填“汽油”或“柴油”)。行驶过程中,汽车的转速仪表盘显示2400 r/min,则该发动机每秒对外做功　　　　次。
(3)燃油汽车工作时用冷水冷却汽车发动机,主要是利用水的　　　　较大的特点。
(4)小明同学在参观某汽车公司博物馆时发现了一张早期内燃机的能量流向图,如图图丙所示,根据该图中给出的信息可知,该内燃机的效率为　　　　。
三、实验探究题(共15分)
16.(5分)如图甲所示是探究“不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在烧杯中,并测出沙子和水的初温,然后用酒精灯加热并不断搅拌,每隔1 min记录一次温度计的示数。实验数据记录如图下表:
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 沙子 20 25 29 34 38
水 20 21 22 23 24
(1)实验中,加热时间实质上反映了　　　　　　　　　　　　　。
(2)根据实验数据,在图乙中画出沙子和水的温度随时间变化的图像。
(3)分析图像可知,对于质量相等的沙子和水:吸收相同的热量,升温较快的是　　　　;若使两者升高相同的温度,则　　　　吸收的热量较多。通过大量类似实验,人们发现了物质的又一种物理属性,物理学上将这种属性叫做　　　　　。
17.(10分)某小组同学设计了一个实验探究煤油和食用油的热值大小关系,他们实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,记录结果如图下表。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
食用油 20 31
煤油 20 43
(1)在安装、调整实验器材时,合理的顺序是(图甲中):应先调整固定　　　　的位置,再调整固定　　　　的位置。(均选填“A”或“B”)
(2)为了保证实验结论的可靠性,该小组同学选择了两套相同的装置,在实验中应控制煤油和食用油的　　　　相同,烧杯中水的　　　　　　相同。
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和食用油两种燃料中热值较小的是　　　　　　。
四、解答题(6分)
18.近几年来,漳州市政府坚持绿色发展理念,紧扣“田园都市、生态之城”发展定位,投入了大量资金,修建人工湖,扩大水域面积,在道路两旁种植树木,让市民享受到了“绿城”带来的实惠。请你运用所学的物理知识,分析说明种植树木及修建人工湖对改善居住环境所带来的好处。
五、计算题(共19分)
19.(9分)在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,烧杯中盛有20 ℃、质量为100 g的水,在1个标准大气压下加热至沸腾,假如图完全燃烧酒精3 g。求:[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107 J/kg]
(1)水吸收的热量是多少。
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率。
(3)科学研究表明:1 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103 J的热量,水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了5 g,此过程中水汽化成水蒸气所吸收的热量。
20.(10分)百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量,是汽车耗油量的一个衡量指标。由于多数车辆在90 km/h接近经济车速,因此大多对外公布的理论油耗通常为90 km/h的百公里匀速油耗。某品牌汽车行驶100 km油耗为8 L,汽车发动机的输出功率恒为25 kW。试求:(已知汽油的密度为0.75×103 kg/m3,热值为4.5×107 J/kg)
(1)8 L汽油完全燃烧放出的热量。
(2)行驶100 km时间内发动机所做的功。
(3)该品牌汽车发动机的热机效率。
答案
1.C　 从滑梯滑下,臀部发热,机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故A不符合题意;反复弯折铁丝,使它变热,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体的内能,故B不符合题意;可乐加冰,可乐变凉,是通过热传递改变物体的内能,故C符合题意;两手相互摩擦生热,是机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故D不符合题意。
2.C　 热值是单位质量的燃料完全燃烧时所释放的热量,故A选项说法错误;煤油的热值比酒精大,完全燃烧相同质量的煤油和酒精,煤油放出的热量要多些,题目中没有交待完全燃烧,故B选项说法错误;煤油的热值比酒精大,所以完全燃烧相同质量的两种燃料时,煤油释放的热量多,故C选项说法正确;因为热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关,故D选项说法错误。
3.A　 密度、比热容、燃料的热值都属于物质的特性,它们的大小与物体的质量和体积均无关。
4.D　 夏天游泳者从水中上岸后,身上的水在蒸发时,吸收身体的热量,使人体的温度降低,所以人会感觉到冷,故A错误;由表中数据知,很多液体的比热容比固体大得多,故B错误;物体的内能是物体内所有的分子动能与分子势能的总和,温度低的物体内能可能大,故C错误;铁和铜的质量相同,由Q=cmΔt知,升高相同的温度,需要吸收的热量不相同,故D正确。
5.B　6.D　7.D　8.C　
9.D　 因为Q吸=cmΔt,m甲∶m乙=1∶1,c甲∶c乙=1∶2,Q吸甲∶Q吸乙=3∶2。
所以==××=××=。
10.C　 由图可知,冰在前5 min内温度升高了20 ℃,水在后10 min内温度升高了20 ℃,可见升高相同的温度,水的加热时间长,水吸热多,则吸收相同的热量,水的温度变化小,而冰化为水质量不变,所以由Q=cmΔt可知,水的比热容比冰的比热容大,故A错误;冰在熔化过程中,吸收热量、内能增加,但温度保持不变,故B错误;冰化为水质量不变,还是0.5 kg,在CD段10 min温度变化:Δt2=20 ℃-0 ℃=20 ℃,水吸收的热量:Q吸1=c水mΔt2=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×20 ℃=4.2×104 J,故D错误;1 min吸收的热量:=4.2×103 J/min,冰熔化过程持续了45 min-5 min=40 min,熔化过程吸收的热量:Q吸2=40 min×4.2×103 J/min=1.68×105 J,故C正确。
11.做功　 热传递　比热容　
12.1.5
13.大于　62
由图知燃料的质量相等时,A完全燃烧比B完全燃烧放出的热量多,根据燃料完全燃烧的放热公式Q放=qm得,A燃料的热值大于B燃料的热值。由题意得Q吸=ηQ放,则有c水m水(t-t0)=ηQ放,所以t=+t0=+38 ℃=108 ℃,由于水在1个标准大气压下的沸点为100 ℃,因此水的末温应为100 ℃,而水的初温为38 ℃,所以水升高的温度为Δt=100 ℃-38 ℃=62 ℃。
14.9.198×104　40　1040
水吸收的热量为Q吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.73 kg×(40 ℃-10 ℃)=9.198×104 J;由题意可知,铁块和水的温度达到一样时,热传递会停止,此时铁块的末温t末=40 ℃;铁块放出的热量完全被水吸收,铁块放出的热量Q放=Q吸=9.198×104 J,即Q放=c铁m铁(t-t末)=0.46×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(t-40 ℃)=9.198×104 J,解得铁块的初温即火炉的温度t=1040 ℃。
15.(1)内　
(2)做功　汽油　20　
(3)比热容
(4)30%
16.(1)吸收热量的多少
(2)如图图所示
(3)沙子　水　比热容
17.(1)B　A　
(2)质量　质量和初温
(3)食用油
(1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定B的位置,然后再调整A的位置,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底。(2)为了保证实验的可靠性,需要控制煤油和食用油的质量相同,烧杯中水的质量和初温相同。(3)分析表格数据可知,燃料是煤油时水的温度升高得较高,即煤油燃烧产生的热量多,所以煤油的热值大,食用油的热值小。
18.(1)植树造林可以减弱噪声的影响。
(2)绿化、扩大水域面积,可以利用水的蒸发吸热来降低环境温度。
(3)因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和砂石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得昼夜温差小,修建人工湖能有效调节周围环境的气温。
19.(1)1个标准大气压下水的沸点为100 ℃,即需将水加热至100 ℃,水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×104 J。
(2)3 g酒精完全燃烧释放的热量:
Q放=qm'=3.0×107 J/kg×3×10-3 kg=9×104 J,
酒精灯烧水的热效率:η=×100%=×100%≈37.3%。
(3)1 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103 J的热量,则5 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量:
Q=5 g×2.26×103 J/g=1.13×104 J。
20.(1)汽车百公里耗油的体积:V=8 L=8×10-3 m3,
汽油的质量:m=ρV=0.75×103 kg/m3×8×10-3 m3=6 kg,
汽油完全燃烧放出的热量:Q=mq=6 kg×4.5×107 J/kg=2.7×108 J。
(2)汽车的速度:v=90 km/h=25 m/s,
行驶100 km时间内发动机所做的功:W=Pt=P×=2.5×104 W×=1×108 J。
(3)发动机的效率:
η=×100%=×100%≈37.04%。