第1章 内 能 第2章 改变世界的热机 质量评价
(考试时间：70分钟 满分：90分 得分：________)
一、选择题(本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．北方的冬季，人们常用热水取暖，这是利用了水的（ ）
A．比热容大 B．热量小
C．热值大 D．密度小
2．下列关于分子间作用力的说法错误的是（ ）
A．分子间有时只存在引力，有时只存在斥力
B．固体很难被压缩是因为分子间存在斥力
C．分子间引力和斥力总是同时存在
D．气体分子相距很远，分子间的作用力可以忽略
3．如图所示，在玻璃瓶内有少量的水，用打气筒向瓶内打气，观察到许多物理现象，其中分析错误的是（ ）
A．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功
B．往瓶内打气时，瓶内气体内能减少
C．塞子跳出时，看到瓶内有白雾出现，是液化现象
D．塞子跳出时，瓶内气体温度降低
4．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（ ）
A．减少各部件间的摩擦可提高热机效率
B．柴油机的效率通常低于汽油机
C．使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值
D．燃料燃烧放出的热量越多，热值一定越大
5．汽车行驶过程中，发动机(汽油机)的冷却水温度升高，油箱里的油减少，则 （ ）
A．油箱里的油热值减小
B．汽油机在如图冲程，将内能转化为机械能
C．某零件传热给冷却水，说明此零件内能大于冷却水
D．用水冷却是因为水比热容大，吸热效果好
6．家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．目前，汽油机的效率能达到70%
B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
7．下列关于温度、热量、内能和热值的说法中正确的是（ ）
A．物体运动的速度越大，其内部分子的热运动也越剧烈
B．热量可以从内能大的物体自动传递给内能小的物体
C．物体的内能跟物体的质量、温度和状态等都有关系
D．不同燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大
8．某湿地公园自然风光迷人，春天蒹葭遍地，夏日绿波万顷，秋来芦花漫天，隆冬百鸟欢唱。下列有关说法错误的是（ ）
A．该湿地对周围的气温起到很好的调节作用是由于水的比热容较大
B．植物叶子上的两滴露珠靠近后能合成一滴，说明分子间存在引力
C．该湿地散发着清新的青草香，说明分子在不停地运动
D．在阳光的照射下，湖水温度升高，含有的热量增多
9．我国幅员辽阔，人文自然资源丰富，下列分析正确的是（ ）
A．新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，是因为火焰山沙石比热容大
B．云南大理的蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动
C．黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化，是因为冰雕没有内能
D．广西玉林的玉柴内燃机工作时，将机械能转化成内能
10．规格相同的甲、乙两容器中分别装有3 kg和2 kg的水，并用不同的加热器加热，不计热损失，得到水温与加热时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同
B．甲杯水中每分钟吸收的热量为1.26×105 J
C．甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式来增加的
D．将甲、乙两容器中的水从20 ℃加热至40 ℃所需要的时间之比为3∶2
11．如图为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动 1 800圈(q汽油＝4.6×107 J/kg)，则下列说法正确的是（ ）
A．如图所示冲程是做功冲程
B．若该汽油机完全燃烧5 kg汽油，则汽油机做的有用功为 2.3×108 J
C．该汽油机在1 s内做功15次
D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高
12．质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到100 ℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0 ℃的C、D两杯水中，测量的结果：金属块A使C杯的水温升高了10℃，金属块B使D杯的水温升高了20℃，设两金属块比热容为cA和cB，则cA与cB的比值为（ ）
A．4 ∶9 B．9 ∶4
C.19 ∶9 D．9 ∶19
二、填空题(本题共9小题，每空1分，共22分)
13．炒菜过程中，菜的温度升高，这是通过 的方式改变其内能；饭菜放凉后，香味变淡，说明分子热运动的快慢与 有关。
14．我们感到冷时，有时会搓手，有时会使用暖水袋，前者是通过 的方法取暖，后者是通过 的方法取暖。两种方法都能增加物体的 能。
15．生活中的“热”含义非常丰富。物理学中，“天气很热”中的“热”是指 高；“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指 增加。
16．火箭常使用液态氢作燃料，主要是因为它的 大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为 能，再转化为火箭的 能。
17．汽油机和柴油机在压缩冲程完毕时，除点火方式不同外，柴油机中燃气的 和 都比汽油机的高，因而柴油机的 比汽油机的高。
18．甲、乙两种燃料的热值之比为2 ∶1，完全燃烧放出的热量之比为1 ∶2，则甲、乙两种燃料质量之比为 。甲燃料在燃烧过程中，其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
19．将质量都为1 kg，初始温度都为15 ℃的铁、铝、铜三个金属块(比热容c铝＞c铁＞c铜)浸没于沸水中煮足够长的时间后，三个金属块的温度 (选填“相同”或“不相同”)，从沸水吸收热量最少的是 (选填“铝”“铁”或“铜”)金属块。若将它们从沸水中取出放出相同热量，则温度变化量最大的是 (选填“铅”“铁”或“铜”)。
20．某太阳能热水器内装有100 kg、初温为25 ℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到 75 ℃，则水吸收的热量为 J，这些热量相当于完全燃烧 m3天然气所放出的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)、q天然气＝7.0×107 J/m3]
21．某单缸四冲程汽油机在1 s内完成了100个冲程，则该汽油机工作时飞轮转速是 r/min；若每次对外做功115 J，该汽油机的效率为30%，则连续工作1h需消耗汽油的质量为 kg。(q汽油＝4.6×107 J/kg)
三、作图题(本题共2小题，每小题3分，共6分)
22．如图是四冲程汽油机的工作示意图，请画出此冲程中左侧进气门的开闭状态，并在括号中用箭头标出活塞的运动方向。
23．两个相同的加热器同时给质量和初温均相等的水和煤油加热，水的温度随时间的变化关系如图所示，已知煤油的比热容是水的一半，且加热过程中物态不变，请画出给煤油加热后温度随时间变化的关系图像。
四、创新设计与实验探究题(本题共2小题，每空1分，共13分)
24．如图是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。用同一套装置，先后加热并不断搅拌质量相等的煤油和水。
(1)要完成该探究实验，除了图中的器材外，还需要的测量工具有天平和 。
(2)小明设计的记录数据的表格如下，分析表格可知：他是用加热时间相同比较 的方法来完成探究实验的。
加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 …
温度 煤油
水
(3)实验结束后，小明查表知道水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则500 g水温度升高20 ℃吸收的热量是 J；若这些热量由酒精完全燃烧获得，则至少要消耗 g酒精。(酒精的热值为3.0×107 J/kg)
(4)在受太阳照射的条件相同时，内陆地区昼夜温差比沿海地区 ，这是因为干泥土和水相比， 较小。
25．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。
(1)实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 (选填“陶土网”或“温度计”)处于适当的高度。
(2)实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过观察 ，比较燃料燃烧放出热量的多少。
(3)小明选用质量相同的燃料a和燃料b进行实验，记下了各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙的图像，则可初步判断燃料 (选填“a”或“b”)的热值大。
(4)另一组的小华用与图甲完全相同的装置进行实验，比较质量相同的燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料燃尽后画出了水的温度随时间变化的图像如图丙，燃料c在6 min时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是燃料 (选填“c”或“d”)燃烧得更快；分析图像可知燃料c燃烧10 min放出的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)燃料d燃烧13 min放出的热量。
(5)你认为根据图像丙 (选填“能”或“不能”)比较两种燃料热值的大小。
(6)小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出燃料c的热值，你认为他的计算结果与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
五、综合运用与计算题(本题共2小题，第26小题6分，第27小题7分，共13分。解答时要求有必要的文字说明、公式和计算过程，只写结果不得分)
26．某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2 m2，1 m2 面积上1 h接收到的太阳能平均为2.52×106 J。若阳光照射该热水器5 h，可以使质量为80 kg的水温升高30 ℃。已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气热值约为q＝4.0×107 J/m3。
(1)求水吸收的热量；
(2)若这些水吸收的热量由燃烧天然气提供，求需要完全燃烧天然气的体积；
(3)求太阳能热水器的热效率。
27．国产某类型单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120 J，飞轮的转速是1 500 r/min，每分钟消耗10 g汽油。(汽油的热值为4.5×107 J/kg)
(1)求满负荷工作时该汽油机的功率；
(2)求满负荷工作时热机的效率；
(3)将其效率提高10%，求满负荷工作10小时可以节省汽油的质量。第1章 内 能 第2章 改变世界的热机 质量评价
(考试时间：70分钟 满分：90分 得分：________)
一、选择题(本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．北方的冬季，人们常用热水取暖，这是利用了水的（A）
A．比热容大 B．热量小
C．热值大 D．密度小
2．下列关于分子间作用力的说法错误的是（A）
A．分子间有时只存在引力，有时只存在斥力
B．固体很难被压缩是因为分子间存在斥力
C．分子间引力和斥力总是同时存在
D．气体分子相距很远，分子间的作用力可以忽略
3．如图所示，在玻璃瓶内有少量的水，用打气筒向瓶内打气，观察到许多物理现象，其中分析错误的是（B）
A．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功
B．往瓶内打气时，瓶内气体内能减少
C．塞子跳出时，看到瓶内有白雾出现，是液化现象
D．塞子跳出时，瓶内气体温度降低
4．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（A）
A．减少各部件间的摩擦可提高热机效率
B．柴油机的效率通常低于汽油机
C．使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值
D．燃料燃烧放出的热量越多，热值一定越大
5．汽车行驶过程中，发动机(汽油机)的冷却水温度升高，油箱里的油减少，则 （D）
A．油箱里的油热值减小
B．汽油机在如图冲程，将内能转化为机械能
C．某零件传热给冷却水，说明此零件内能大于冷却水
D．用水冷却是因为水比热容大，吸热效果好
6．家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（B）
A．目前，汽油机的效率能达到70%
B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
7．下列关于温度、热量、内能和热值的说法中正确的是（C）
A．物体运动的速度越大，其内部分子的热运动也越剧烈
B．热量可以从内能大的物体自动传递给内能小的物体
C．物体的内能跟物体的质量、温度和状态等都有关系
D．不同燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大
8．某湿地公园自然风光迷人，春天蒹葭遍地，夏日绿波万顷，秋来芦花漫天，隆冬百鸟欢唱。下列有关说法错误的是（D）
A．该湿地对周围的气温起到很好的调节作用是由于水的比热容较大
B．植物叶子上的两滴露珠靠近后能合成一滴，说明分子间存在引力
C．该湿地散发着清新的青草香，说明分子在不停地运动
D．在阳光的照射下，湖水温度升高，含有的热量增多
9．我国幅员辽阔，人文自然资源丰富，下列分析正确的是（B）
A．新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，是因为火焰山沙石比热容大
B．云南大理的蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动
C．黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化，是因为冰雕没有内能
D．广西玉林的玉柴内燃机工作时，将机械能转化成内能
10．规格相同的甲、乙两容器中分别装有3 kg和2 kg的水，并用不同的加热器加热，不计热损失，得到水温与加热时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（B）
A．甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同
B．甲杯水中每分钟吸收的热量为1.26×105 J
C．甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式来增加的
D．将甲、乙两容器中的水从20 ℃加热至40 ℃所需要的时间之比为3∶2
11．如图为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动 1 800圈(q汽油＝4.6×107 J/kg)，则下列说法正确的是（C）
A．如图所示冲程是做功冲程
B．若该汽油机完全燃烧5 kg汽油，则汽油机做的有用功为 2.3×108 J
C．该汽油机在1 s内做功15次
D．汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高
12．质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到100 ℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0 ℃的C、D两杯水中，测量的结果：金属块A使C杯的水温升高了10℃，金属块B使D杯的水温升高了20℃，设两金属块比热容为cA和cB，则cA与cB的比值为（A）
A．4 ∶9 B．9 ∶4
C.19 ∶9 D．9 ∶19
二、填空题(本题共9小题，每空1分，共22分)
13．炒菜过程中，菜的温度升高，这是通过热传递的方式改变其内能；饭菜放凉后，香味变淡，说明分子热运动的快慢与温度有关。
14．我们感到冷时，有时会搓手，有时会使用暖水袋，前者是通过做功的方法取暖，后者是通过热传递的方法取暖。两种方法都能增加物体的内能。
15．生活中的“热”含义非常丰富。物理学中，“天气很热”中的“热”是指温度高；“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指内能增加。
16．火箭常使用液态氢作燃料，主要是因为它的热值大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能。
17．汽油机和柴油机在压缩冲程完毕时，除点火方式不同外，柴油机中燃气的温度和压强都比汽油机的高，因而柴油机的效率比汽油机的高。
18．甲、乙两种燃料的热值之比为2 ∶1，完全燃烧放出的热量之比为1 ∶2，则甲、乙两种燃料质量之比为1 ∶4。甲燃料在燃烧过程中，其热值不变(选填“变大”“变小”或“不变”)。
19．将质量都为1 kg，初始温度都为15 ℃的铁、铝、铜三个金属块(比热容c铝＞c铁＞c铜)浸没于沸水中煮足够长的时间后，三个金属块的温度相同(选填“相同”或“不相同”)，从沸水吸收热量最少的是铜(选填“铝”“铁”或“铜”)金属块。若将它们从沸水中取出放出相同热量，则温度变化量最大的是铜(选填“铅”“铁”或“铜”)。
20．某太阳能热水器内装有100 kg、初温为25 ℃的水，经过一天的太阳照射，水温升高到 75 ℃，则水吸收的热量为2.1×107J，这些热量相当于完全燃烧0.3m3天然气所放出的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)、q天然气＝7.0×107 J/m3]
21．某单缸四冲程汽油机在1 s内完成了100个冲程，则该汽油机工作时飞轮转速是3 000r/min；若每次对外做功115 J，该汽油机的效率为30%，则连续工作1h需消耗汽油的质量为0.75kg。(q汽油＝4.6×107 J/kg)
三、作图题(本题共2小题，每小题3分，共6分)
22．如图是四冲程汽油机的工作示意图，请画出此冲程中左侧进气门的开闭状态，并在括号中用箭头标出活塞的运动方向。
23．两个相同的加热器同时给质量和初温均相等的水和煤油加热，水的温度随时间的变化关系如图所示，已知煤油的比热容是水的一半，且加热过程中物态不变，请画出给煤油加热后温度随时间变化的关系图像。
四、创新设计与实验探究题(本题共2小题，每空1分，共13分)
24．如图是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。用同一套装置，先后加热并不断搅拌质量相等的煤油和水。
(1)要完成该探究实验，除了图中的器材外，还需要的测量工具有天平和停表。
(2)小明设计的记录数据的表格如下，分析表格可知：他是用加热时间相同比较升高的温度的方法来完成探究实验的。
加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 …
温度 煤油
水
(3)实验结束后，小明查表知道水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则500 g水温度升高20 ℃吸收的热量是4.2×104J；若这些热量由酒精完全燃烧获得，则至少要消耗1.4g酒精。(酒精的热值为3.0×107 J/kg)
(4)在受太阳照射的条件相同时，内陆地区昼夜温差比沿海地区大，这是因为干泥土和水相比，比热容较小。
25．为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量损失。
(1)实验前调整铁夹A的位置，其目的是使陶土网(选填“陶土网”或“温度计”)处于适当的高度。
(2)实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过观察温度计上升的示数，比较燃料燃烧放出热量的多少。
(3)小明选用质量相同的燃料a和燃料b进行实验，记下了各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙的图像，则可初步判断燃料b(选填“a”或“b”)的热值大。
(4)另一组的小华用与图甲完全相同的装置进行实验，比较质量相同的燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料燃尽后画出了水的温度随时间变化的图像如图丙，燃料c在6 min时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是燃料c(选填“c”或“d”)燃烧得更快；分析图像可知燃料c燃烧10 min放出的热量大于(选填“大于”“等于”或“小于”)燃料d燃烧13 min放出的热量。
(5)你认为根据图像丙能(选填“能”或“不能”)比较两种燃料热值的大小。
(6)小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出燃料c的热值，你认为他的计算结果与真实值相比偏小(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
五、综合运用与计算题(本题共2小题，第26小题6分，第27小题7分，共13分。解答时要求有必要的文字说明、公式和计算过程，只写结果不得分)
26．某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2 m2，1 m2 面积上1 h接收到的太阳能平均为2.52×106 J。若阳光照射该热水器5 h，可以使质量为80 kg的水温升高30 ℃。已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气热值约为q＝4.0×107 J/m3。
(1)求水吸收的热量；
(2)若这些水吸收的热量由燃烧天然气提供，求需要完全燃烧天然气的体积；
(3)求太阳能热水器的热效率。
解：(1)热水器中水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×80 kg×30 ℃
＝1.008×107 J；
(2)需要完全燃烧天然气的体积：
V＝＝＝＝0.252 m3；
(3)热水器接收的能量：
E＝5 h×2 m2×2.52×106 J/(m2·h)＝2.52×107 J，
太阳能热水器的热效率：
η＝×100%＝×100%＝40%。
27．国产某类型单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120 J，飞轮的转速是1 500 r/min，每分钟消耗10 g汽油。(汽油的热值为4.5×107 J/kg)
(1)求满负荷工作时该汽油机的功率；
(2)求满负荷工作时热机的效率；
(3)将其效率提高10%，求满负荷工作10小时可以节省汽油的质量。
解：(1)汽油机飞轮每转2 r活塞对外做1次功，已知飞轮的转速是1 500 r/min，每分钟活塞对外做功750次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作1 min做的功：
W＝120 J×750＝9×104 J，
该汽油机的功率：P＝＝＝1 500 W；
(2)每分钟消耗10 g汽油，10 g汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝10×10－3 kg×4.5×107 J/kg＝4.5×105 J，
满负荷工作时热机的效率：
η＝×100%＝×100%＝20%；
(3)将其效率提高10%，即η′＝η＋Δη＝20%＋10%＝30%，
因每分钟需要的机械能不变，由η＝可知，每分钟需要汽油完全燃烧放出的热量：
Q放′＝＝＝3×105 J，由Q放＝mq可知，每分钟所需汽油的质量：
m′＝＝＝ kg＝ g，
满负荷工作10小时可以节省汽油的质量：
Δm＝n(m－m′)＝10×60×＝2 000 g＝2 kg。
