第14章 内能与热机
一、选择题(本题共6个小题，每小题3分，共18分)
1．(2024·贵阳期中)热机的发明及广泛使用，对人类社会的发展起到了重要的作用。下列不属于热机应用的是 ( )
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．燃油摩托车
2．(2024·福建)“煮”的篆体写法如图，表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是 ( )
A．热水暖手 B．钻木取火
C．搓手取暖 D．擦燃火柴
3．如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是 ( )
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
4．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是 ( )
A．热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体
B．0 ℃的冰水混合物内能为零
C．水的温度越高，所含热量越多
D．冰在熔化过程中吸收热量，温度和内能均不变
5．(2024·山东青岛)小明在海边玩耍，感觉沙滩上的沙子很热，海水却比较凉爽。某天，他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量，绘成的温度随时间变化的图像如图所示。下列分析不正确的是 ( )
A．早晨6时，海水的温度比沙子高
B．6时到14时，沙子吸收的热量比海水多
C．14时到22时，海水降低的温度比沙子小
D．利用此图像可以比较海水和沙子的比热容
6．(多选)彤彤学习了“内能与热机”这一章的内容后，做了如下笔记，其中正确的是 (CD)
A．物体质量减小，内能一定减少
B．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的物质为柴油和空气
C．质量相同的甲、乙两种物质的比热容之比为2∶1，升高相同的温度，甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍
D．物体对外放热同时对外做功，它的内能一定减少
二、填空题(本题共4个小题，每空2分，共12分)
7．(2024·贵阳期中)如图为气泡机，主机让高压二氧化碳气体快速冲出，温度降低，打入水瓶内的饮料，从而制出冰凉气泡饮料。气体温度降低过程的能量转化情况与汽油机的__ __冲程相同。
8．(2024·黑龙江龙东地区)某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min，则此汽油机每秒对外做功__ __次。
9．(2024·四川德阳)小明在家用热水加热盒装牛奶，这是通过__ __的方式改变了牛奶的内能；将初温为20 ℃、质量为300 g的牛奶加热到40 ℃吸收的热量是__ __J。[c牛奶＝2.5×103 J/(kg·℃)]
10．汽油机用水作为冷却剂，这是利用了水__ __的性质。某热机效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4 kg汽油，该汽油机对外做的机械功为__ __J。(汽油热值为4.6×107 J/kg)
三、作图题(共3分)
11．(3分)(2025·贵阳期末)在试管里注入少量水，用软木塞塞紧管口，酒精灯对试管底部加热。试管里的水沸腾一会儿后，水面上方聚集的大量水蒸气使软木塞冲出(如图甲所示)，此时立即撤走酒精灯，试管中水继续沸腾一会儿后停止。请在图乙中画出从室温开始加热至水刚好停止沸腾的这段时间，水的温度随时间变化关系的大致图像。(外界环境为1个标准大气压)
四、简答题(共3分)
12．(3分)小红家买了一个电暖器，她阅读说明书时发现电暖器里的工作物质是油而不是水，好处之一是使用该电暖器加热时升温快，这是为什么？
五、实验与科学探究题(共14分)
13．(14分)在“探究不同物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示。
(1)要完成探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有__ __和__ __。
(2)量取__ __(选填“体积”或“质量”)相同的甲、乙两种液体，用相同的电加热器加热。当它们加热时间相同时，通过比较__ __来判断吸热能力的强弱。
(3)实验后，将数据填写在表中，从开始加热到温度达到42 ℃，甲、乙两种液体吸收的热量关系为Q甲__ __(选填“＞”“＜”或“＝”)Q乙。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 34 36 38 40 42
乙的温度/℃ 30 34 38 42 46
【补充设问】
(4)根据表中的数据，可判断出甲液体的吸热能力__ __(选填“大于”或“小于”)乙液体的吸热能力，请你选取表中适当的数据，结合数据写出具体的分析：__ _ _ _ __。
六、综合应用题(共8分)
14．(8分)如图所示是某款氢能源汽车，整车质量为2 000 kg，该款氢能源汽车在平直的公路上匀速行驶8.4 km，用时7 min，受到的阻力是车重的0.1倍，消耗氢气0.3 kg，若q氢＝1.4×108 J/kg。求：
(1)此过程中汽车行驶的平均速度。
(2)发动机的功率。
(3)利用氢能的效率。第14章 内能与热机
一、选择题(本题共6个小题，每小题3分，共18分)
1．(2024·贵阳期中)热机的发明及广泛使用，对人类社会的发展起到了重要的作用。下列不属于热机应用的是 (C)
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．燃油摩托车
2．(2024·福建)“煮”的篆体写法如图，表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是 (A)
A．热水暖手 B．钻木取火
C．搓手取暖 D．擦燃火柴
3．如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是 (B)
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
4．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是 (A)
A．热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体
B．0 ℃的冰水混合物内能为零
C．水的温度越高，所含热量越多
D．冰在熔化过程中吸收热量，温度和内能均不变
5．(2024·山东青岛)小明在海边玩耍，感觉沙滩上的沙子很热，海水却比较凉爽。某天，他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量，绘成的温度随时间变化的图像如图所示。下列分析不正确的是 (B)
A．早晨6时，海水的温度比沙子高
B．6时到14时，沙子吸收的热量比海水多
C．14时到22时，海水降低的温度比沙子小
D．利用此图像可以比较海水和沙子的比热容
6．(多选)彤彤学习了“内能与热机”这一章的内容后，做了如下笔记，其中正确的是 (CD)
A．物体质量减小，内能一定减少
B．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的物质为柴油和空气
C．质量相同的甲、乙两种物质的比热容之比为2∶1，升高相同的温度，甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍
D．物体对外放热同时对外做功，它的内能一定减少
二、填空题(本题共4个小题，每空2分，共12分)
7．(2024·贵阳期中)如图为气泡机，主机让高压二氧化碳气体快速冲出，温度降低，打入水瓶内的饮料，从而制出冰凉气泡饮料。气体温度降低过程的能量转化情况与汽油机的__做功__冲程相同。
8．(2024·黑龙江龙东地区)某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min，则此汽油机每秒对外做功__20__次。
9．(2024·四川德阳)小明在家用热水加热盒装牛奶，这是通过__热传递__的方式改变了牛奶的内能；将初温为20 ℃、质量为300 g的牛奶加热到40 ℃吸收的热量是__1.5×104__J。[c牛奶＝2.5×103 J/(kg·℃)]
10．汽油机用水作为冷却剂，这是利用了水__比热容大__的性质。某热机效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4 kg汽油，该汽油机对外做的机械功为__4.6×107__J。(汽油热值为4.6×107 J/kg)
三、作图题(共3分)
11．(3分)(2025·贵阳期末)在试管里注入少量水，用软木塞塞紧管口，酒精灯对试管底部加热。试管里的水沸腾一会儿后，水面上方聚集的大量水蒸气使软木塞冲出(如图甲所示)，此时立即撤走酒精灯，试管中水继续沸腾一会儿后停止。请在图乙中画出从室温开始加热至水刚好停止沸腾的这段时间，水的温度随时间变化关系的大致图像。(外界环境为1个标准大气压)
四、简答题(共3分)
12．(3分)小红家买了一个电暖器，她阅读说明书时发现电暖器里的工作物质是油而不是水，好处之一是使用该电暖器加热时升温快，这是为什么？
答：因为油的比热容比水的比热容小，根据公式Q＝cmΔt知，当质量相等的油和水吸收相同的热量时，油升高的温度高，即加热相同的时间，油升温更快，更有利于热传递取暖，因此电暖器里的工作物质是油而不是水。
五、实验与科学探究题(共14分)
13．(14分)在“探究不同物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示。
(1)要完成探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有__天平__和__秒表__。
(2)量取__质量__(选填“体积”或“质量”)相同的甲、乙两种液体，用相同的电加热器加热。当它们加热时间相同时，通过比较__温度计升高的示数__来判断吸热能力的强弱。
(3)实验后，将数据填写在表中，从开始加热到温度达到42 ℃，甲、乙两种液体吸收的热量关系为Q甲__＞__(选填“＞”“＜”或“＝”)Q乙。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 34 36 38 40 42
乙的温度/℃ 30 34 38 42 46
【补充设问】
(4)根据表中的数据，可判断出甲液体的吸热能力__大于__(选填“大于”或“小于”)乙液体的吸热能力，请你选取表中适当的数据，结合数据写出具体的分析：__加热时间都为2_min时，甲液体升高4_℃，乙液体升高8_℃，则当它们吸收相同的热量时，乙液体升温更高，甲液体的温度变化小，故甲液体的吸热能力强__。
六、综合应用题(共8分)
14．(8分)如图所示是某款氢能源汽车，整车质量为2 000 kg，该款氢能源汽车在平直的公路上匀速行驶8.4 km，用时7 min，受到的阻力是车重的0.1倍，消耗氢气0.3 kg，若q氢＝1.4×108 J/kg。求：
(1)此过程中汽车行驶的平均速度。
(2)发动机的功率。
(3)利用氢能的效率。
解：(1)该款氢能源汽车在公路上行驶8.4 km，用时7 min，在这个过程中汽车行驶的平均速度：v＝＝＝72 km/h＝20 m/s；
(2)该款氢能源汽车的重力：G＝mg＝2 000 kg×9.8 N/kg＝19 600 N，汽车在平直的公路上匀速行驶，牵引力等于阻力，受到的阻力为车重的0.1倍，所以F＝f＝0.1G＝0.1×19 600 N＝1 960 N，发动机的功率：P＝＝＝Fv＝1 960 N×20 m/s＝3.92×104 W；
(3)0.3 kg氢气完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.3 kg×1.4×108 J/kg＝4.2×107 J，牵引力做的功：W＝Fs＝1 960 N×8.4×103 m＝1.646 4×107 J，汽车利用氢能的效率：η＝×100%＝×100%＝39.2%。
