第十二章 内能与热机 章末评价卷
时间:45分钟 满分:100分
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一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于内能,下列说法中正确的是()
A.0 ℃的冰块没有内能
B.物体内能大小与温度无关
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D.金属汤勺放在热汤中,温度升高,这是通过热传递的方式改变内能
2.下列实例中,改变物体 内能的途径与其他三个不同的是()
A.双手摩擦能发热 B.烧水时水温升高
C.钻木取火 D.锯木材锯子发烫
3.汽油机工作的一个冲程中某一时刻如图所示,下列说法正确的是()
A.此冲程结束后,接下来是压缩冲程
B.此冲程中,汽油机把机械能转化为内能
C.此冲程只通过做功的方法使气缸内气体的内能减小
D.此冲程不能把燃料燃烧产生的内能全部用于做有用功
4.下列关于热机效率的说法中正确的是()
A.热机所做的有用功增加,热机的效率也会增大
B.热机效率是指热机所做的有用功与所用燃料燃烧释放的热量之比
C.柴油机的效率一般比汽油机的效率高,对空气污染小
D.在设计与制造热机时不断改进与创新,减少能量损失可以提高热机的效率
5.将质量、初温分别相等的铁块和铝块(c铁A.铁块和铝块吸收的热量一样多
B.铝块比铁块吸收的热量多
C.铁块比铝块吸收的热量多
D.条件不足,无法确定
6.如图甲所示,把一个高温小球放入一小盒低温的沙子中,两者的温度变化如图乙所示,下列说法一定正确的是()
A.沙子的比热容大于小球的比热容
B.小球内能不断减小
C.在前5 min内,小球内能不断增加
D.在前5 min内,沙子内能不断增加
7.小明用酒精灯将质量为100 g、初温为20 ℃的水加热到 90 ℃(未沸腾),共燃烧了7 g酒精。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值为q=3.0×107 J/kg]则()
A.水吸收的热量是2.94×107 J,效率为14%
B.水吸收的热量是2.94×104 J,效率为14%
C.水吸收的热量是2.94×107 J,效率为1.4%
D.水吸收的热量是2.94×104 J,效率为1.4%
二、填空题:本大题共7小题,每空2分,共42分。
物理与航天 2024年9月25日,中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域,成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹(如图所示),准确落入预定海域。请运用有关的物理知识,完成8~9题。
8.该洲际弹道导弹的发动机是 (选填“电动机”或“热机”),工作时将 能转化为内能再转化为 能。
9.洲际弹道导弹选用偏二甲肼为燃料,这是因为偏二甲肼具有较大的 ;洲际弹道导弹升空过程中与大气摩擦,通过 的方式,使外壳的内能增大;在发射架下方的池子里储存大量的水,原因是水的 比较大,汽化时能吸收较多的热量。
10.在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“天气很热”中的“热”指的是 ;“做功可以生热”“消耗热也可以做功”中的“热”指的是 ;沸水温度降低时,向外放热,这个“热”指的是 。
11.如图是同一纬度某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线,请判断内陆城市一年气温变化所对应的曲线是 (选填“A”或“B”),这是由于内陆砂石多,砂石的比热容 (选填“大于”或“小于”)水的比热容,吸收相同热量的情况下,砂石的温度变化较
(选填“大”或“小”)。
12.汽油机是热机的一种,如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在 冲程,其能量转化情况与 (选填“乙”或“丙”)图相同,如果此汽油机每秒内对外做功20次,则飞轮的转速为 r/min。
13.某汽油机工作时的能量损失情况是气缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦及其他损耗10%。已知汽油的热值为4.6×107 J/kg,则该汽油机工作时汽油燃烧释放能量的 转化为机械能;若该汽油机消耗2 kg汽油,获得的机械能为 J;经过不断改进和创新,汽油机的效率 (选填“能”或“不能”)提高到100%。
14.汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的 较大的性质;散热器中装有10 kg的水,在温度升高20 ℃的过程中,水吸收的热量是 J,这些热量相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量。[水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=4.2×107 J/m3]
三、实验题:本大题共2小题,第15小题6分,第16小题7分,共
13分。
15.在探究“不同物质吸热能力”的实验中(如图甲所示):
(1)在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、 相同的水和煤油。
(2)选用相同电加热器的目的是 。
(3)在此实验中用 表示水和煤油吸热的多少;水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示,则可判断出 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力强。
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油, (选填“水”或“煤油”)升高的温度更高。
(5)由图乙的信息可得出煤油的比热容是 J/(kg· ℃)。
16.小明同学学习了燃料的热值后,想自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果如表所示。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 25 45
菜籽油 25 35
(1)取 相等的煤油和菜籽油作燃料,制成煤油灯和菜籽油灯。
(2)安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。为了保证实验结论的可靠,小明同学应该选择两套完全相同的装置,在实验中还应控制水的质量和 相同。
(3)分析得出,煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
(4)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”),原因是
。
(5)用煤油加热10 kg初温为25 ℃的水,已知煤油的热值约为4.6×107 J/kg,完全燃烧100 g的煤油,放出的热量只有42%被吸收,则水温会升高到 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
四、计算题:本题共12分。
17.如图所示为某种固体酒精炉,固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全。为了测定该固体酒精炉的热效率,在炉中放入40 g的固体酒精,当固体酒精燃烧完后,锅中1 kg的水温度从20 ℃升高到了70 ℃。已知固体酒精的热值取1.5×107 J/kg,水的比热容是4.2×
103 J/(kg·℃)。
(1)若固体酒精完全燃烧,则放出的热量是多少
(2)水吸收的热量是多少
(3)小明测得固体酒精炉的热效率是多大
(4)请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。
五、综合能力题:本题共12分。
18.随着人们生活水平的提高,汽车已经进入千家万户,它给我们的生活提供了便利,促进了社会的发展。请你回答下列问题:
(1)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率会 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
(2)汽车发动机的一个工作循环包括如图1所示的四个冲程;请按一个工作循环的过程,将四个冲程图重新排序: ,图 所示的冲程是给汽车提供动力的。
(3)汽车刹车的过程中,机械能转化为 能散失到空气中。
(4)小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后,画出如图2所示的能量流向图,请根据给出的信息计算:完全燃烧0.2 kg的汽油能够获得 J的能量,这些能量能产生 J的有用功。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
第十二章 章末评价卷
1.D 2.B 3.D 4.D 5.B 6.D 7.B
8.热机 化学 机械 9.热值 做功 比热容
10.温度 内能 热量 11.B 小于 大
12.做功 乙 2 400
13.25% 2.3×107 不能
14.比热容 8.4×105 0.02
15.(1)质量 (2)使液体在相同时间内吸热相同
(3)加热时间的长短 水 (4)煤油 (5)2.1×103
16.(1)质量 (2)自下而上 初温 (3)煤油 (4)偏小 燃料不可能完全燃烧,燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中或被烧杯等实验装置吸收,不会100%被水吸收 (5)71
17.(1)6×105 J (2)2.1×105 J (3)35%
(4)酒精不能完全燃烧,而且加热过程中有热量的损失。
18.(1)降低 (2)丙甲丁乙 丁 (3)内 (4)9.2×106 2.76×106