第十二章 内能与热机 同步训练(湖南省岳阳市岳阳楼区)

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第十二章 内能与热机（沪科版2008）
湖南省岳阳市第十中学 高文超
第一节 温度与内能
自主检测
一、填空题
1、温度表示物体的 程度。常用的温度单位是 ，符号是 ，读着 。国际单位制中的温标是热力学温标，它的单位 ，符号是 。
2、冰水混合物的温度是0 ，热力学温度是273 。热力学温度（T）和摄氏温度(t)的换算关系是 。
3、测量温度的工具是 。常用温度计是根据 原理制成的。常用温度计的玻璃泡内所装的液体一般是 、 或 。
4、数字式温度计是根据 关系制成的，双金属温度计是根据 原理制成的。
5、常用温度计时，先观察它的 和 ；
测量时，被测物体的温度不能超过它的 ；温度计的玻璃泡与被测物体充分 ，但不能接触容器的底或 ；读数时温度计的液柱 后才能读数，视线要与液柱面 。
6、如图12.1—1所示，温度计甲、乙、丙分别为常用温度计、寒暑表、体温计的一部分，其中 为体温计，甲的示数是 ，乙的示数是 ，丙的示数是 。
7、物体内所有 由于 运动而具有的动能和势能的 叫物体的内能。内能的单位是 。
8、物体分子的热运动的剧烈程度与 有关，同一物体温度 时内能大，温度低时内能 。
9、物体的分子永远是在 的，分子之间的相互 总是存在的，因此物体的内能
为零。
10、 一切物体，不论温度高低，都具有 能。铁水具有 能，冰块也具有
能。
11、 使温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低。这个过程叫做 。发生热传递时,高温物体内能 ，低温物体内能 。
12、物体通过热传递方式所改变的 叫做热量 。能量的单位是 ，热量的单位是 。
13、物体吸收热量,内能 ；放出热量,内能 。吸收或放出的热量越多，它的
改变越大。
14、改变物体的内能的途径有 和 。
15、把一壶水放在煤气炉上加热，过一段时间水的温度升高了，壶也热得烫手，这是用
的方法改变物体的内能。
16、用打气筒给自行车车胎打气，过一会儿，气筒壁会热起来，这是用 方法改变物体的内能。
17、如图12.1—2甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，可以观察到的现象是 ，这是 的缘故。
18、如图12.1—2乙所示，大口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。给瓶内打气，当瓶塞跳出时，可以观察到的现象是 ，这是 水蒸气 的缘故。
20、在我国的古籍中，有“木与木相摩则燃”和“钻燧取火”的记载，这两条记载能说明的一个共同原理是 。
二、选择题
19、如图12.1—3是测量液体温度的四种方法，其中正确的方法是（ ）
20、在我国黑龙江省漠河地区，冬季测室外气温时，应选用（ ）
A、水银温度计； B、酒精温度计； C、彩色温度计； D、以上都可以。
21、给医用温度计消毒的方法可以是（ ）
A、用开水煮； B、用酒精灯烧； C、用冷开水冲洗； D、用酒精擦洗。
22、“热”字在物理学中有“温度”“热量”“内能”三种不同的含义，下面四句话中，“热”字表示“温度”的一句是（ ）
A、热传递； B、冰吸热熔化； C、摩擦生热； D、今天天气热。
23、某体温计的示数是38℃，若粗心的护士仅消毒后就直接用它去测37℃和39℃的病人的体温，则该体温计的示数依次是（ ）
A、37℃和39℃； B、38℃和39℃； C、37℃和38℃； D、39℃和38℃ 。
24、关于内能，下列说法正确的是（ ）
A、温度高的物体具有内能，温度低的物体没有内能；
B、温度高的物体一定比温度低的物体具有的内能多；
C、钢水凝固成钢条，内能减少；
D、0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，内能不变。
25、一个物体温度升高了，其原因是（ ）
A、一定是吸收了热； B、一定是外界对它做了功；
C、一定是它对外界做了功； D、可能是吸收了热量，也可能是外界对它做了功。
26、下列现象中，属于内能对外做功的是（ ）
A. 用打气筒打气，气筒壁发热； B. 用锯锯木头时，锯条发热；
C. 用电熨斗熨衣服； D．烧开水时，水蒸气推动壶盖跳动。
27、 2005年10月12日上午9时，“神州六号”飞船发射成功。费俊龙、聂海胜乘坐“神州六号”飞行115小时32分钟325万公里后胜利返回。下列有关“神州六号”的说法中错误的是（ ）
A、飞船离开地面时，速度变快，动能增大；
B、飞船返回舱以数千米每秒的速度进入大气层，与大气发生剧烈摩擦，高达2000℃的飞船表面物质熔化、汽化、升华吸热保护飞船安全运行；
C、飞船进入大气层，飞船表面温度升高是通过做功使飞船内能增加；
D、飞船进入大气层，飞船表面温度降低是通过做功使飞船内能减少。
28、下列事例中，属于做功改变内能的是（ ）
A、冬天对手“呵气”，手感到暖和； B、两手互搓几下，手感到暖和；
C、用热水袋取暖； D、晒太阳觉得暖和。
29、下列事例中物体内能减少的是（ ）
A、金属汤勺放进热汤中后会变得烫手；
B、放进冰箱中的食物温度降低；
C、一块0℃的冰熔化成0℃的水；
D、神州六号飞船返回舱进入大气层后表面升温。
30、下列事例中不是利用内能来做功的是（ ）
A.运送“神州六号”飞船的火箭发射升空；B.热水瓶的瓶塞被水蒸气冲开；
C.北方的冬天生火烧炕取暖； D．枪膛的火药燃气推动子弹运动。
31、 2001年9月11日，恐怖分子利用劫持的客机，对美国的多个目标实施攻击，其中，一架质量为104t、约载35t燃油的波音757飞机，水平撞击世贸大楼的北部塔楼，另一架质量为156t、约载51t燃油的波音767飞机，水平撞击南部塔楼，使两大楼产生幅度近1m的晃动和猛烈的燃烧，一个多小时后两栋110层的高楼遭受重创而相继倒塌，造成数千人伤亡。使大楼倒塌的能量来源于（ ）
A、飞机的重力势能； B、飞机的机械能；
C、飞机的内能； D、燃油燃烧产生的内能。
三、推理论述题
32、我国发射的神州六号飞船在返回大气层时，宇航员费俊龙、聂海胜看见飞船窗外一片火红色。船体表面被烧得火红的原因是什么？
33、高阳在语文作文课上写了一篇关于云南“过桥米线”的说明文，摘录如下：“过桥米线”是云南传统的名特小吃。烹饪它的方法是：将刚沸腾的鸡汤盛到一个大碗里。然后盛一勺热油放进碗里，在汤的表面上很快就形成了一块厚厚的油膜，此时把事先备好的生肉片等生食依次放进碗里，令人惊奇的是从表面上看上去连热气都不冒的汤实际上将生肉片都烫熟了。请你应用学过的物理知识对上述中所描写现象做出合理正确的解释（要求说出并解释两个物理原理）。
四、探究创新
34、做一做：同学们知道，用打气筒给自行车车胎时，打气筒筒壁会发热，这是由于打气时，活塞与筒壁摩擦以及压缩筒内气体作了功，从而使内能增加，温度升高了。但活塞与筒壁摩擦和压缩气体做功这两种方式中，那种方式是主要原因呢？请你设计一个实验，通过收集数据，分析做出判断。
实验方案：
对现象的分析：
35、“大树底下好乘凉”这是一个众人皆知的俗语。李英同学却不以为然，为此与刘燕发生激烈的争辩，李英认为，现在生活水平提高了，有了遮阳伞，人在遮阳伞下与大树下同样没有阳光直接照射，所以一样凉爽；刘燕认为，遮阳伞下比树下炎热。根据你所学物理知识，针对上述两人的观点，你支持 的观点，请你帮助他俩设计一个实验，以解决他们之间的争辩。
第二节 科学探究：物质的比热容
自主检测
一、填空题：
1、质量相等的同种物质，升高相同温度，吸收的热量是 的。质量相等的不同物质，升高相同温度，吸收的热量是 的。
2、单位 的某种物质，温度升高 ℃所吸收的 叫做这种物质的比热容，比热容用符号 表示。
3、比热容的单位是 ，符号是J/（kg·℃），读作: 。
4、比热容是物质的一种 性，每种物质都有自己的比热容。
5、下面是几种常见物质的比热容c。×103 J/（kg·℃）
水 4.2 铝 0.88
酒精 2.4 干泥土 0.84
煤油 2.1 钢、铁 0.46
冰 2.1 铜 0.39
蓖麻油 1.8 水银 0.14
砂石 0.92 铅 0.13
从表中得知水的比热容 ，是4.2 ，表示质量是 的水温度升高 时吸收的热量是 。
6、通过阅读上表，你发现（1）表中 的比热容最大， 的比热容最小；（2）同种物质状态不同，比热容 ；（3）不同的物质比热容一般 ，但个别的也有相同的。
7、质量是2kg的水从20℃加热到100℃需要吸收的热量用公式Q吸= 计算得出是 J。
8、质量是100g的铁钉从800℃冷却到20℃需要放出的热量用公式Q放= 计算得出是 J。
9、三峡水库是个大空调，有“冬暖夏凉 ( http: / / www. / sogoupedia query=冬暖夏凉" \t "_blank )”的作用。主要原因是由于水的 ， 冬春季月平均气温 2℃；夏季平均 2℃。（填“升高”或“降低”），极端最高气温下降4℃，极端最低气温可增高3℃左右。
10、“城市尚余三伏热，秋光先到野人家”，说明在陆游那一时代人们就已觉察到城市暖于郊区。分析城市的“热岛效应”的主要原因：一是建筑群、马路中的砂石、水泥的
小，在相同日照条件下，温度上升明显；二是城市水面小，水的 吸热少；三是楼群林立，难以形成 。
二、选择题
11、“早穿棉袄午穿纱，抱着火盆吃西瓜”，描写的是（ ）
A、极地的气候； B、海岛的气候； C、海滨城市的气候； D、内陆沙漠的气候。
12、早春晚上的气温较低，农民为了不让秧苗冻坏，傍晚时要向秧田里灌进适量的水，这是利用水的（ ）
A、密度大； B、比热容大； C、流动性好； D、水易蒸发。
13、发动机用水作冷却剂，主要是因为（　　）
A、水的密度大； B、水的比热容大； C、水很便宜； D、水的温度低。
14、下列哪种情况，物质的比热容会发生变化（ ）
A、一杯水倒掉一半； B、水被加热后； C、水凝固成冰块后； D、将冰块砸碎。
15、我国幅员辽阔，相同纬度上内陆地区的气候温度变化比沿海地区大得多，其主要原因是（ ）
A、地势高低不同； B、离太阳远近不同；
C、水和干泥土、砂石的比热容不同； D、日照时间不同。
16、如图12.2—1所示，质量相等的甲、乙两物体吸热后升温情况，纵坐标表示物体吸收的热量，横坐标表示温度的变化，根据图像判断甲、乙比热容的大小，下列判断正确的（ ）
A、甲的比热容大； B、乙的比热容大；
C、甲、乙的比热容相等； D、无法比较。
三、科学探究
17、李龙同学在烈日当空的河边玩，发现沙子烫脚，而河水却很凉。同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？李龙想：是不是沙子与河水吸热升温快慢不同呢？于是他从河边取了一些沙子与河水带回家进行研究。李龙在两个相同玻璃杯中分别装上质量相同的沙子与河水，用两个100W的白炽灯分别同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。记录如下表所示：
照射时间/min 0 2 4 6 8 10 12
温度/℃ 河水 30.0 30.5 31.0 31.5 32.5 33.0 33.5
沙子 30.0 32.0. 34.0 36.0 38.0 40.0 42.0
（1）李龙探究的物理问题是什么？
（2）分析李龙探究中收集的数据或根据数据画出的两个图像，你能得出什么探究结论？
（3）李龙发现“夏天河边的沙子烫脚而河水却很凉”。请你用简略的语言从生活或自然中举出一个类似的现象。
第三节 内燃机
自主检测
一、填空题：
1、热机把 能转变成 能得机器。热机的种类很多，如蒸气机、内燃机、气轮机，喷气机、喷气发动机等。
2、在现代社会中，内燃机是最常见的热机。内燃机在 内燃烧汽油或柴油。
3、汽油机的汽油在 里面燃烧时生成高温 压的燃气，用来推动活塞做功。
4、活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个 。
5、汽油机的一个工作循环由 、 、 、排气四个冲程组成。
6、吸气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向下运动， 和空气的混合物进入气缸。
7、压缩冲程：进气门和排气门都 ，活塞向上运动， 混合物被压缩。
8、做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生 ，使燃料猛烈燃烧，产生高温高 的气体。高温高压的气体 活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
9、排气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向上运动，把 排出气缸。
10、四冲程内燃机一个工作循环中，活塞往复各运动 次，气缸内的燃油燃烧 次，对外做功 次，曲轴转动 周，其余三个冲程靠飞轮的 使活塞运动。
11、下图12.3—1所描述的内燃机的工作过程原理图，其中 是吸气冲程， 是压缩冲程， 是做功冲程， 是排气冲程。
12、在下列表格中填写出汽油机和柴油机的主要区别
机 种区 别 汽 油 机 柴 油 机
构 造
吸 入 气 体
燃 料
点 火 方 式
使 用 范 围
二、选择题
13、汽油机完成一个工作循环（ ）
A、活塞往复两次，曲轴转动两周； B、活塞往复四次，曲轴转动两周；
C、活塞往复两次，曲轴转动一周； D、活塞往复四次，曲轴转动一周。
14、柴油机上安装了一个笨重的飞轮，是为了（ ）
A、提高热机效率； B、节省燃料；
C、可以做更多的功； D、利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程。
15、下列交通工具中使用汽油机的是（ ）
A、小轿车； B、火车； C、推土机； D、拖拉机。
16、在汽油机的一个工作循环中，进气门和排气门独关闭，活塞向上运动时是（ ）
A、吸气冲程； B、压缩冲程； C、做功冲程； D、排气冲程。
17、单缸四冲程内燃机的飞轮的转速是1800转/分，则每秒钟该汽油机做功（ ）
A、5次； B、10次； C、15次； D、30次。
18、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中（ ）
A、压强增大，温度升高； B、压强增大，温度降低；
C、温度升高，压强不变； D、温度升高，压强减小。
19、下列关于汽油机和柴油机的主要区别的说法中，错误的是（ ）
A、在吸气冲程，汽油机吸入气缸的是空气和汽油混合物，柴油机吸入的是空气； B、汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴；
C、在压缩冲程末，汽油机由火花塞点火，柴油机的喷油嘴喷出雾状柴油遇热空气被点燃； D、汽油机和柴油机都有四个冲程，但在工作过程中每一个冲程都不同。
三、探究创新
20、同学们已经知道，使用内燃机的交通工具，只有在做功冲程能够对外做功，其余冲程要靠飞轮储存的做功冲程的能量来完成。在车辆启动时，还没有经历做功冲程，飞轮不可能储存能量。请你参观汽车修理厂等，或资料，收集、整理各种使用内燃机的交通工具使内燃机进入正常运转的方法。
第四节 热机效率和环境保护
自主检测
一、填空题：
1、燃料燃烧的过程是燃料的 能转化为 能的过程。人类在原始社会就知道燃烧柴薪的方法来获取内能，用于取暖、烧饭。燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储藏在燃料中的 能被释放，转变成周围物体的 能。
2、常见的燃料有 、 、 等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。
3、燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是 的。
4、 kg某种燃料 燃烧放出的 量，叫做这种燃料的热值。热值的单位是 ，符号是J/kg，读作： 。
5、从表中得知无烟煤的热值是3.4×107 ，表示质量是 的无烟煤完全燃烧时 热量是 。
一些燃料的热值
干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 3.3×107J/kg
烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg
无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg
焦炭 3.0×107J/kg 氢 1.4×108J/ m3
木炭 3.4×107J/kg 煤气 约1.8×107J/m3
酒精 3.0×107J/kg 天然气 (3.3～4.5)×107J/m3
6、通过阅读上表，你发现（1） 的热值最大， 的热值较小；
（2）不同的物质热值一般 ，但个别的也有相同的。
7、用来做 的能量与燃料完全燃烧放出的 的比值，叫做热机效率。蒸汽机的效率很 ，只有6%～15%。内燃机的效率比蒸汽机的 。汽油机的效率为20%～30%，柴油机的效率为30%～40%，而飞机上的喷气发动机的效率能达到 。
8、提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量的 。首先要减少燃烧过程中的热量 ，使燃料燃烧更充分；其次是要尽量简化机械 ，减小摩擦，以减小机械损失。
9、在热机的各种能量损失中， 带走的能量最多。设法利用 的能提高燃料利用率的重要措施，热电站就是利用蒸汽轮机的 来供热的。
二、选择题
10、汽油的热值是4.6×107J/kg，它表示的物理意义是（ ）
A、燃烧1kg的汽油放出4.6×107J的热量；
B、汽油完全燃烧能放出4.6×107J的热量；
C、完全燃烧1kg汽油放出4.6×107J的热量；
D、1kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。
11、一支蜡烛在燃烧的过程中，它的（ ）
A. 质量变小，比热容变小，热值变小； B. 质量变小，比热容变小，热值不变；
C. 质量不变，比热容不变，热值变小； D. 质量变小，比热容不变，热值不变。
12、现代火箭通常液体氢作为燃料，这是因为氢的（ ）
A、密度小； B、质量小； C、比热容小； D、热值大。
三、综合题
12.为了我省建设“绿色经济强省”战略目标的需要，昆明城区二环路以内的城市居民不能用用蜂窝煤作燃料，全部使用煤气，这一措施既环保又提高了燃料的利用率，一个三口之家烧蜂窝煤平均月消耗75kg，蜂窝煤的热值q=3.0×107J/kg。求:
（1）一个家庭月消耗蜂窝煤完全燃烧时放出的热量。
（2）蜂窝煤炉的热效率约为20%，一个家庭改用烧煤气后，需要多少煤气。
13.一天，刘燕同学在楼下听到这样一段对话：李大妈说：“告诉你们一个好消息，今年我们这个小区马上要将煤气改为天然气了，这下可好了！”就在大家一致的赞叹声中，刘大妈没好气地说：“好什么，煤气1m3 一元钱，听说天然气1m3接近两块钱，这不是在变相涨价吗？”听到这里，刘燕同学在想：通天然气后，家里每月燃料支出的费用不是要增加一倍吗？请你帮刘燕同学解决她的困惑。
14.热机是将燃料的内能转化为机械能的装置，热机的应用和发展推动了社会的进步。热机在能量转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且对环境造成一定程度的污染。请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指出造成哪些环境污染。
第十二章 内能与热机（沪科版2008参考答案）
第一节 温度与内能
一、填空题： 1、冷热，摄氏度，℃，摄氏度，开尔文， K。2、℃，K， T=273+t。3、温度计，液体热胀冷缩，汞，煤油，酒精。4、物质导电性与温度，不同金属热胀冷缩程度不同。5、量程，接触，稳定，相平。6、丙，42℃，-28℃，39.7℃。7、分子，热，总和，焦（J）。8、温度，高，小。9、运动，作用，不会。10、内，内，内。11、热传递，减少，增加。12、内能，焦（J），焦（J）。13、增加，减少，内能。14、做功，热传递。15、热传递。16、做功。17、乙醚着火，压缩气体做功，气体的内能增加温度升高。18、瓶口冒“白气”，空中，液化。
二、选择题：19、D；20、B；21、D；22、D；23、 B；24、C；25、D；26、D；27、D；28、B；29、B；30、C。
三、简答：31、提示：飞船克服与空气间摩擦做功，内能增加，温度升高。
32、提示：要点（1）热油的沸点高于100℃，汤面形成一层油膜，不易对流而散热。（2）把肉片生食放入汤中，发生热传递，肉片生食吸收热量，温度升高。
四、探究创新：33、提示：（1）让打气筒气门阀打开，往复推动话塞20次，这时只有摩擦，看气筒壁温度的升高数值；（2）让打气筒气门阀与已充气的轮胎，往复推动话塞20次，这时只有摩擦和压缩气体都有，看气筒壁温度的升高数值。如果第一次的温度升高值不大，说明摩擦不是主要原因。如果第二次的温度升高值大，说明压缩气体是主要原因。
34、提示： 用温度计分别测量出温度值。
第二节 科学探究：物质的比热容
一、填空题：1、相同，不同。2、质量，1，热量，c。3、焦/（千克 ℃），焦每千克摄氏度。4、特。5、最大，×103J/(kg ℃)；1kg，1℃，4.2×103J。6、（1）水，铅（2）不同，不同。7、cm(t-t0)，6.72×105J。8、cm(t0-t)，3.6×104J。9、水的比热容大，降低，升高。11、比热容，汽化，对流。
二、选择题：11、D；12、B；13、B；14、C；15、C；16、A。
三、科学探究：17、提示：（1）质量相同的不同物质吸收相同的热量后升高的温度是否相同？（2）质量相同的水和沙子吸收相同的热量后水升高的温度小。（3）夏天，水泥路面温度高于路边水面温度。或沿海地区的气温变化没有内陆地区气温变化显著。
第三节 内燃机
一、填空题：1、内，机械。2、气缸。3、气缸，高。4、冲程。5、吸气、压缩、做功。6、开，闭，汽油。7、闭，燃料。8、电火花，压，推动。9、闭，开，废气。10、2，1，1，2，惯性。11、甲、乙、丙、丁。12、火花塞，喷油嘴；汽油和空气，空气；汽油，柴油；点燃式，压燃式；小汽车，载重汽车。
二、选择题：13、A；12、D；15、A；16、B ；17、C；18、A；19、D 。
三、探究创新：20、略。
第四节 热机效率和环境保护
一、填空题：1、化学，内；化学，内。2、煤，石油，天然气。3、不同。4、 1，完全，能，焦/千克，焦每千克。5、J/kg，1kg，放出，3.4×104J。6、（1）氢，干木柴；（2）不同。7、有用功，能量，低，高，50%～60%。8、损失，损失，传动部分。9、废气，废气的能量，废气的能量。
二、选择题：10、D；11、D；12、D 。
三、综合题：
13、（1）Q吸=mq=75kg×3.0×107J/kg=2.25×109J。
(2)2.25×109×20%=V×3.9×107 , V=11.5（m3）。
14、煤气 Q吸=1m3×3.9×107J/m3=3.9×107J，需要费用1元；天然气 3.9×107J=7.9×108J/m3×V，V=1/20 m3,需要费用2元/m3×1/20 m3=0.1元。所以，天然气便宜。
15、提示：（一）（1）排出废气损失能量；（2）机器部件摩擦损失能量；（3）机器散热损失能量。（二）排出的烟尘废气影响空气质量，污染环境。
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