第十四章内能与热机 测试卷
时间：70分钟 满分：70分
一、填空题(每题2分，共20分)
1．有一种鞭炮无需用火点燃，只要用力将鞭炮甩向地面使它与地面发生猛烈碰撞就可以引爆鞭炮，其实这个过程是通过做功的方式，使鞭炮内火药的 ，温度升高，达到其着火点而引爆。
2．攀枝花四季花果飘香，我们能闻到香味，是因为香味分子的 现象。5月正是油桃成熟的时节，油桃受到阳光照射，内能增加，是通过 的方式实现的。
3．冬天寒冷时，小李经常将温热的热水袋抱在手中取暖，这是利用 的方式使手的内能增加；小李将一个木箱沿着粗糙的斜面匀速拉动，发现箱子的温度也增加了，这种方式与使用热水袋取暖使内能增加的方式 (选填“相同”或“不同”)。
4．湿地公园可以有效地改善市区的生态环境。从物理学的角度分析，湿地能调节空气的温度，是因为水的 。
5．质量之比为2∶3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7∶5时，升高的温度之比为6∶5，则甲、乙的比热容之比为 。
6．为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小明利用如图所示装置进行实验。重物A在下落1 m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.5 kg的水温度升高了0.2 ℃，则水的内能增加 J；经过多次实验，发现重物A的机械能减少量总是稍大于水的内能增加量，为了使此装置的机械能更多地转化为水的内能，你建议小明采取的措施是 (写一条即可)。［重物A的质量及每次下落高度保持不变，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
7．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将600 g水从10 ℃加热至沸腾(标准气压下)的过程中，提供给水的热量至少为 J。如果用酒精灯给600 g水加热升高同样温度，至少需要 g酒精。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107 J/kg］
8．“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写，而沿海地区昼夜温差则不大，这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1∶4，砂石和水的密度之比为3∶2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时，它们升高的温度之比为 。
9．干泥土的比热容为0.84×103 J/(kg·℃)，受潮含有水分后，湿土的比热容为1.26×103 J/(kg·℃)(水的质量与湿土总质量的比，即为所含水分的百分比)，则这堆泥土所含水分的百分比是 。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
10．无人驾驶汽车是智能汽车中的一种，也称为轮式移动机器人，它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。该车以某速度在一段平直公路上匀速行驶27 km，消耗汽油2 L，汽油完全燃烧放出的热量为 J；若汽油机的效率为30%，汽车的牵引力为 N。(q汽油＝4.5×107 J/kg，ρ汽油＝0.75×103 kg/m3)
二、选择题(每题2分，共14分)
11．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．只要物体放出热量，温度就一定降低 B．物体温度越高，含有的热量越多
C．物体内能增加，可能是吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
12．炎炎夏日，小梅来到美丽的海滨城市青岛。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( )
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
13．内燃机根据燃料不同可分为汽油机和柴油机，现广泛地应用于车辆之中作为动力装置，为社会进步作出了巨大贡献。关于汽油机和柴油机下列说法正确的是( )
A．汽油机吸气冲程只吸入汽油，柴油机吸入柴油和空气的混合气体
B．烧开水时，水壶中的水蒸气将壶盖顶起时发生的能量转化与内燃机做功冲程相同
C．四冲程内燃机是在压缩冲程获得动力
D．汽油机一般用于大型、重型机械，柴油机一般用于轻型、小型机械
14．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲的功率是乙的1.5倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙每小时消耗的汽油质量之比是( )
A．6∶5 B．15∶8 C．5∶6 D．8∶15
15．面点师傅炸油条时，用天然气将油加热至沸腾，把和好的面拉成长条放入油中炸至金黄。涉及的物理知识说法正确的是( )
A．油沸腾过程中继续加热内能不变，温度升高
B．面被拉长未断，说明分子间存在引力
C．刚出锅的油条烫手，是由于油条含有的热量多
D．天然气燃烧越充分，放出热量越多，热值越大
16．如图为一个四冲程汽油机处于工作过程中的某个冲程，转速是3 600 r/min。下列叙述正确的是( )
A．此图是压缩冲程，内能转化为机械能
B．增加此汽油机的工作时间，能提高它的效率
C．1 min内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是7 200个，1 800次
D．1 min内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是3 600个，900次
17．小叶同学用酒精灯对冰块加热，研究冰的熔化现象。图中甲、乙两条图线中的一条是他依据实验数据绘制而成。已知m冰＝0.1 kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，c冰＝2.1×103 J/(kg·℃)。下列分析正确的是( )
A．小叶绘制的是乙图线
B．0~1 min内冰块吸收的热量为2.1×103 J
C．1~3 min内温度不变，说明冰块没有吸收热量
D．如果酒精完全燃烧，酒精灯的加热效率可以达到100%
三、实验探究题(共16分)
18．(8分)小红想探究水和砂石的吸热性能，取初温相同的水和砂石，分别盛放在规格相同的烧杯中，用同一盏酒精灯对它们分别加热，同时搅拌水和砂石，使之受热均匀。在相同加热时间内，比较它们温度升高的情况。
(1)除以上条件外，还要求水和砂石的质量 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)某一时刻，温度计的示数如图所示，此时温度为 ℃。
(3)通过实验发现，在相同加热时间内，水升高的温度比砂石的小，说明 的吸热性能更好。
(4)由此可以解释沿海地区比沙漠地区昼夜温差 的现象。
19．(8分)小明学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小，实验装置如图所示。
(1)为保证实验结论的可靠，在实验中应控制 相等、两烧杯中水的初温、质量相等，以及两个烧杯都应保持相同。
(2)将两个燃烧皿中的燃料点燃，分别给烧杯加热， (选填“加热相同时间后”或“等到燃料燃尽后”)，记录下水的温度，通过比较 来反映燃料燃烧时所放出热量的大小，从而进一步比较出酒精和碎纸片热值的大小。实验数据记录如下表：
燃料 加热前的 水温t1/℃ 加热后的 水温t2/℃
酒精 15 35
碎纸片 15 25
可知：酒精的热值q酒精 (选填“大于”或“小于”)碎纸片的热值q纸片。
(3)小明进一步开展实验，测出所燃烧酒精的质量m酒精、烧杯中水的质量m水，查得水的比热容c水，将数据代入公式m酒精q酒精＝c水m水(t2－t1)计算得到酒精的热值q酒精，所得测量值与实际值相比会 (选填“偏大”或“偏小”)，你认为出现这种情况可能的原因是 。(写一点即可)
四、计算题(共20分)
20．(6分)小明在实验室利用电加热器加热探究“冰熔化时温度变化的特点”，他绘制出冰的温度随加热时间变化的关系图像(如图所示)。已知实验时，冰的质量为500 g，相同时间内水和冰吸收的热量相同。请解答以下问题：
(1)请写出水的比热容的物理意义。
(2)根据图像求CD段水和AB段冰吸收的热量分别是多少？
(3)求冰的比热容。
21．(6分)某载重卡车总质量约为20 t，配备的是柴油发动机，在公路上的安全行驶速度约为5 m/s，当其以此速度匀速行驶时受到的阻力约为2×104 N。求：
(1)发动机的输出功率。
(2)如果该载重卡车以5 m/s的速度匀速行驶半小时消耗柴油10 kg，则发动机的效率为多少？(柴油的热值为4.3×107 J/kg，百分号前保留一位小数)
22．(8分)液化石油气的热值高达4.6×107 J/kg，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107 J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。某市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100 kg、初温为20 ℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水，直至100 ℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了1.6 kg。通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的60%。已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，问：
(1)水吸收的热量为多少？
(2)燃气燃烧放出的热量为多少？
(3)瓶内燃气的热值是多少？
(4)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？为什么？第十四章内能与热机 测试卷
时间：70分钟 满分：70分
一、填空题(每题2分，共20分)
1．有一种鞭炮无需用火点燃，只要用力将鞭炮甩向地面使它与地面发生猛烈碰撞就可以引爆鞭炮，其实这个过程是通过做功的方式，使鞭炮内火药的 内能增大 ，温度升高，达到其着火点而引爆。
2．攀枝花四季花果飘香，我们能闻到香味，是因为香味分子的 扩散 现象。5月正是油桃成熟的时节，油桃受到阳光照射，内能增加，是通过 热传递 的方式实现的。
3．冬天寒冷时，小李经常将温热的热水袋抱在手中取暖，这是利用 热传递 的方式使手的内能增加；小李将一个木箱沿着粗糙的斜面匀速拉动，发现箱子的温度也增加了，这种方式与使用热水袋取暖使内能增加的方式 不同 (选填“相同”或“不同”)。
4．湿地公园可以有效地改善市区的生态环境。从物理学的角度分析，湿地能调节空气的温度，是因为水的 比热容大 。
5．质量之比为2∶3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7∶5时，升高的温度之比为6∶5，则甲、乙的比热容之比为 7∶4 。
6．为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小明利用如图所示装置进行实验。重物A在下落1 m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.5 kg的水温度升高了0.2 ℃，则水的内能增加 420 J；经过多次实验，发现重物A的机械能减少量总是稍大于水的内能增加量，为了使此装置的机械能更多地转化为水的内能，你建议小明采取的措施是 减小热量散失、保温、减小滑轮轮轴的摩擦、用轻质量的绳子(任答一条即可) (写一条即可)。［重物A的质量及每次下落高度保持不变，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
7．“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将600 g水从10 ℃加热至沸腾(标准气压下)的过程中，提供给水的热量至少为 2.268×105 J。如果用酒精灯给600 g水加热升高同样温度，至少需要 7.56 g酒精。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107 J/kg］
8．“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写，而沿海地区昼夜温差则不大，这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1∶4，砂石和水的密度之比为3∶2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时，它们升高的温度之比为 8∶3 。
9．干泥土的比热容为0.84×103 J/(kg·℃)，受潮含有水分后，湿土的比热容为1.26×103 J/(kg·℃)(水的质量与湿土总质量的比，即为所含水分的百分比)，则这堆泥土所含水分的百分比是 12.5% 。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
10．无人驾驶汽车是智能汽车中的一种，也称为轮式移动机器人，它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。该车以某速度在一段平直公路上匀速行驶27 km，消耗汽油2 L，汽油完全燃烧放出的热量为 6.75×107 J；若汽油机的效率为30%，汽车的牵引力为 750 N。(q汽油＝4.5×107 J/kg，ρ汽油＝0.75×103 kg/m3)
二、选择题(每题2分，共14分)
11．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( C )
A．只要物体放出热量，温度就一定降低 B．物体温度越高，含有的热量越多
C．物体内能增加，可能是吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
12．炎炎夏日，小梅来到美丽的海滨城市青岛。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 )
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
13．内燃机根据燃料不同可分为汽油机和柴油机，现广泛地应用于车辆之中作为动力装置，为社会进步作出了巨大贡献。关于汽油机和柴油机下列说法正确的是( B )
A．汽油机吸气冲程只吸入汽油，柴油机吸入柴油和空气的混合气体
B．烧开水时，水壶中的水蒸气将壶盖顶起时发生的能量转化与内燃机做功冲程相同
C．四冲程内燃机是在压缩冲程获得动力
D．汽油机一般用于大型、重型机械，柴油机一般用于轻型、小型机械
14．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲的功率是乙的1.5倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙每小时消耗的汽油质量之比是( B )
A．6∶5 B．15∶8 C．5∶6 D．8∶15
15．面点师傅炸油条时，用天然气将油加热至沸腾，把和好的面拉成长条放入油中炸至金黄。涉及的物理知识说法正确的是( B )
A．油沸腾过程中继续加热内能不变，温度升高
B．面被拉长未断，说明分子间存在引力
C．刚出锅的油条烫手，是由于油条含有的热量多
D．天然气燃烧越充分，放出热量越多，热值越大
16．如图为一个四冲程汽油机处于工作过程中的某个冲程，转速是3 600 r/min。下列叙述正确的是( C )
A．此图是压缩冲程，内能转化为机械能
B．增加此汽油机的工作时间，能提高它的效率
C．1 min内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是7 200个，1 800次
D．1 min内该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是3 600个，900次
17．小叶同学用酒精灯对冰块加热，研究冰的熔化现象。图中甲、乙两条图线中的一条是他依据实验数据绘制而成。已知m冰＝0.1 kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，c冰＝2.1×103 J/(kg·℃)。下列分析正确的是( A )
A．小叶绘制的是乙图线
B．0~1 min内冰块吸收的热量为2.1×103 J
C．1~3 min内温度不变，说明冰块没有吸收热量
D．如果酒精完全燃烧，酒精灯的加热效率可以达到100%
三、实验探究题(共16分)
18．(8分)小红想探究水和砂石的吸热性能，取初温相同的水和砂石，分别盛放在规格相同的烧杯中，用同一盏酒精灯对它们分别加热，同时搅拌水和砂石，使之受热均匀。在相同加热时间内，比较它们温度升高的情况。
(1)除以上条件外，还要求水和砂石的质量 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)某一时刻，温度计的示数如图所示，此时温度为 62 ℃。
(3)通过实验发现，在相同加热时间内，水升高的温度比砂石的小，说明 水 的吸热性能更好。
(4)由此可以解释沿海地区比沙漠地区昼夜温差 小 的现象。
19．(8分)小明学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小，实验装置如图所示。
(1)为保证实验结论的可靠，在实验中应控制 燃料的质量 相等、两烧杯中水的初温、质量相等，以及两个烧杯都应保持相同。
(2)将两个燃烧皿中的燃料点燃，分别给烧杯加热， 等到燃料燃尽后 (选填“加热相同时间后”或“等到燃料燃尽后”)，记录下水的温度，通过比较 水升高的温度 来反映燃料燃烧时所放出热量的大小，从而进一步比较出酒精和碎纸片热值的大小。实验数据记录如下表：
燃料 加热前的 水温t1/℃ 加热后的 水温t2/℃
酒精 15 35
碎纸片 15 25
可知：酒精的热值q酒精 大于 (选填“大于”或“小于”)碎纸片的热值q纸片。
(3)小明进一步开展实验，测出所燃烧酒精的质量m酒精、烧杯中水的质量m水，查得水的比热容c水，将数据代入公式m酒精q酒精＝c水m水(t2－t1)计算得到酒精的热值q酒精，所得测量值与实际值相比会 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)，你认为出现这种情况可能的原因是 燃料不能完全燃烧放热(合理即可) 。(写一点即可)
四、计算题(共20分)
20．(6分)小明在实验室利用电加热器加热探究“冰熔化时温度变化的特点”，他绘制出冰的温度随加热时间变化的关系图像(如图所示)。已知实验时，冰的质量为500 g，相同时间内水和冰吸收的热量相同。请解答以下问题：
(1)请写出水的比热容的物理意义。
(2)根据图像求CD段水和AB段冰吸收的热量分别是多少？
(3)求冰的比热容。
解：(1)水的比热容是4.2×103 J/(kg· ℃)，表示1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
(2)由题图知，CD段加热时间为10 min，水的温度升高20 ℃，所以吸收的热量Q水吸＝c水mΔt水＝4.2×103 J/(kg· ℃)×0.5 kg×20 ℃＝4.2×104 J，AB段冰的吸热时间为CD段水吸热时间的一半，故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半，即Q冰吸＝Q水吸＝×4.2×104 J＝2.1×104 J。
(3)因为Q＝cmΔt，所以冰的比热容c冰＝＝2.1×103 J/(kg· ℃)。
21．(6分)某载重卡车总质量约为20 t，配备的是柴油发动机，在公路上的安全行驶速度约为5 m/s，当其以此速度匀速行驶时受到的阻力约为2×104 N。求：
(1)发动机的输出功率。
(2)如果该载重卡车以5 m/s的速度匀速行驶半小时消耗柴油10 kg，则发动机的效率为多少？(柴油的热值为4.3×107 J/kg，百分号前保留一位小数)
解：(1)因为卡车匀速行驶，受到的牵引和阻力是一对平衡力，所以卡车受到的牵引力F＝f＝2×104 N，发动机的输出功率P＝＝Fv＝2×104 N×5 m/s＝1×105 W。
(2)卡车行驶半小时做的有用功W＝Pt＝1×105 W×1 800 s＝1.8×108 J，柴油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝10 kg×4.3×107 J/kg＝4.3×108 J，发动机的效率η＝×100%＝×100%≈41.9%。
22．(8分)液化石油气的热值高达4.6×107 J/kg，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107 J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。某市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100 kg、初温为20 ℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水，直至100 ℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了1.6 kg。通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的60%。已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，问：
(1)水吸收的热量为多少？
(2)燃气燃烧放出的热量为多少？
(3)瓶内燃气的热值是多少？
(4)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？为什么？
解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×107 J。
(2)燃气燃烧放出的热量Q放＝＝5.6×107 J。
(3)瓶内燃气的热值q＝＝3.5×107 J/kg。
(4)通过计算得出瓶内燃气的热值小于液化石油气的热值，所以该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有掺混二甲醚。
