第十二章内能与热机达标检测卷（含答案）

第十二章达标检测卷
一、选择题(每题3分，共36分)
1．一瓶酒精用掉一半，关于剩下的酒精，下列判断正确的是(　　)
A．密度变为原来的一半 B．热值变为原来的一半
C．质量变为原来的一半 D．比热容变为原来的一半
2．下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是(　　)
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．在相同温度下，1 kg的水比1 kg的冰含有的热量多
C．一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，内能增大
D．物体温度升高，内能不一定增加，但一定要吸收热量
3．质量相同的两金属块，吸收相同的热量，升高的温度不同，则(　　)
A．升高温度较大的金属块比热容一定大
B．升高温度较大的金属块比热容一定小
C．温度高的金属块比热容一定大
D．温度高的金属块比热容一定小
4．福建沿海地区昼夜温差较小，而内陆沙漠地区昼夜温差较大。这主要是因为海水与砂石相比具有较大的(　　)
A．密度 B．内能 C．比热容 D．质量
5．下列有关热机的说法正确的是(　　)
A．柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
B．热机的工作原理是将内能转化为机械能
C．内燃机压缩冲程时体积增大，内能减少，温度升高
D．热机效率可以等于1
6．飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内大气压低，要使舱内获得新鲜空气，必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内。在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的(　　)
A．温度升高，内能增加 B．温度降低，内能减少
C．温度升高，内能减少 D．温度降低，内能增加
7．下列四种情景中，属于热传递改变物体内能的是(　　)
A．冬季，搓手取暖 B．开水冷却
C．弯折铁丝，弯折处发热 D．划火柴，火柴燃烧
8．下列关于热值和热机效率的说法，正确的是(　　)
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率通常为100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
9．甲铁块质量是乙铁块的3倍，吸收相同的热量，甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为(　　)
A．1∶1，1∶3 B．1∶3，1∶3 C．1∶1，3∶1 D．3∶1，3∶1
10．将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后，冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比(　　)
A．c甲最大 B．c乙最大 C．c丙最大 D．c甲＝c乙＝c丙
11．质量和温度都相同的甲、乙两种物质，用同样的加热器进行加热，它们温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．甲物质的沸点一定是80 ℃，乙物质的沸点一定是40 ℃
B. 0～6 min甲比乙吸收的热量多
C. 8～10 min甲和乙继续吸热，虽然温度各自保持不变，但甲和乙的内能都不断增加
D．甲的比热容大于乙的比热容
12．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km，用时5 min 45 s，消耗燃油1.5 kg，已知汽车的牵引力是2 000 N，燃油的热值为4.6×107 J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是(　　)
①汽车行驶速度是20 km/h; ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是
6.9×107 J；
③汽车牵引力做功的功率是30 kW; ④汽车发动机的效率是20%。
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
二、填空题(每空1分，共15分)
13．一台四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的转速是2 400 r/min，它每秒完成________个冲程，对外做功________次。
14．汽车的发动机常用水作为降温的物质，这是因为水的________________较大。汽油的热值是4.6×107 J/kg，1 kg汽油完全燃烧放出的热量是______________J。目前热机的效率还比较低，在热机的能量损失中，____________带走的能量最多，设法利用这部分能量是提高燃料利用率的重要措施。
15．在四川邛崃窑遗址中出土了一种唐朝“省油灯”，如图所示。这种省油灯的灯盏是铜质的，在灯盏下增加了一层夹层，又叫夹层灯。夹层留一个小孔，可以从小孔向夹层中加水。灯点燃后，热会由灯盏通过________方式使油的内能增加，温度升高，加快油的________，增加耗油量。在夹层中加水，降低油温，达到省油的目的，这是利用水的____________的特性。为了更省油，请对这种灯提出一个合理的改进意见：________________________。
16．在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风，陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成风。形成海陆风的根本原因是______________________。如图所示的是海陆风形成的示意图，其中______图反映海风形成的时间是白天，______图反映陆风形成的时间是晚上。
17．中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________J，可以将________ kg的水从20 ℃加热至60 ℃。[q煤气＝4.2×107 J/kg，水的比热容
c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
三、实验与探究题(每空2分，共20分)
18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验。
(2)水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，它的物理含义是_____________________。
(3)酒精的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧10 g酒精放出的热量为__________J。
19．某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和________。加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过________________来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表：
实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
通过分析实验数据，能够得出的结论是___________________________
_____________________________________________________________。
(3)图乙是第1小组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图象，能正确描述该实验真实情况的图象是________(填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是_______________________________________________________________。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是_____________________________________________________。
四、综合应用题(20题6分，21题9分，22题14分，共29分)
20．如图所示，一辆汽车在行驶途中遇突发情况，紧急刹车时，司机身体前倾，车身向前滑行一段距离，在路面上留下轮胎滑过的痕迹，轮胎温度急剧升高。请根据以上情境简要回答下列问题：
(1)刹车时司机身体前倾的原因。
(2)从能量转化的角度解释轮胎温度升高的原因。
21．某家用汽车重为1.5×104 N，汽车以72 km/h的速度匀速直线行驶了0.5 h，消耗汽油3 kg，期间受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107 J/kg。在此过程中，求：
(1)汽车通过的路程。
(2)牵引力做功的功率。
(3)汽车发动机的效率。
22．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20 ℃、质量为100 g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3 g。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107 J/kg]求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率。
(3)科学研究表明：1 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103 J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5 g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
答案
一、1．C
2．C　点拨：一块0 ℃的冰熔化成0 ℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故选C。
3．B　点拨：根据Q＝cmΔt知，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高小，比热容小的温度升高大，所以升高温度较大的金属块，其比热容一定小，故B正确。
4．C　5．B　6．A　7．B
8．B　点拨：使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，可以提高热机的效率，故B正确。
9．A　点拨：比热容是物质的特性，甲、乙两铁块物质种类相同，比热容相同，即比热容之比c甲∶c乙＝1∶1；两铁块吸收热量之比Q甲∶Q乙＝1∶1，质量之比m甲∶m乙＝3∶1，由Q吸＝cmΔt得，甲、乙两铁块升高的温度之比＝＝＝。
10．C
11．C　点拨：由图象可知，甲和乙的末温保持不变，但可能处在熔化过程中，也可能处于沸腾过程中，此时的温度不一定是沸点，故A错误；实验中用同样的加热器进行加热，在相同时间内物质吸收的热量是相同的，则在0～6 min内两物质吸收的热量都是相同的，故B错误；8～10 min甲和乙继续吸热，甲和乙的内能都不断增加，故C正确；由图可知，在0～6 min内，加热时间相同，吸收的热量相同，甲的温度变化快，且两物质的质量相同，根据Q＝cmΔt可知，甲的比热容小，故D错误。
12．D　点拨：汽车的行驶速度v＝＝＝72 km/h，故①错误；消耗的燃油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝1.5 kg×4.6×107 J/kg＝6.9×107 J，故②正确；该汽车牵引力所做的功W＝Fs＝2×103 N×6.9×103 m＝1.38×107 J，该汽车牵引力所做功的功率P＝＝＝
40 000 W＝40 kW，故③错误；该汽车的效率η＝×100%＝×100%＝20%，故④正确。
二、13．80；20
14．比热容；4.6×107；废气
15．热传递；蒸发；比热容大；给灯盏加盖
点拨：为了省油，应结合影响蒸发快慢的因素思考，设法减慢蒸发速度。
16．海水的比热容比泥土的大；乙；甲
点拨：白天，泥土和海水都吸热升温，泥土的比热容小，吸热升温快，空气温度高，密度小而上升，这时风是由大海吹向陆地的。晚间的风向与白天的风向相反。
17．热值；4.2×108；2 500　点拨：1 kg煤气完全燃烧放出的热量Q放＝mq煤气＝1 kg×4.2×107 J/kg＝4.2×107 J，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量Q放′＝
Q放×10＝4.2×107 J×10＝4.2×108 J，水的质量m水＝＝＝2 500 kg。
三、18．(1)甲、乙；甲、丙　(2)1 kg水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103 J　(3)3.0×105
19．(1)秒表；加热时间长短　(2)质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸热的热量多)　(3)C
(4)酒精灯的火焰大小不同　(5)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同　方法规律：(1)根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较的，还用到秒表。(2)通过分析实验数据，能够得出的结论是：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸热的热量多)。(3)加热时间相同，吸收的热量相同，故A、B错误，由表中数据可知，加热相同时间，水升温慢，故C正确。(4)使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是酒精灯的火焰大小不同。(5)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
四、20．解：(1)车行驶时司机随车一起向前运动，急刹车时司机下半身随车减速，司机的上半身由于惯性仍保持向前运动的状态，所以司机身体会向前倾。
(2)紧急刹车时，车轮克服摩擦做功，并将机械能转化为内能，因此轮胎温度急剧升高，是通过做功的方法使内能增加的。
21．解：(1)根据可得v＝，车通过的路程s＝vt＝72 km/h×0.5 h＝36 km。
(2)阻力f＝0.08G＝0.08×1.5×104 N＝1 200 N，轿车匀速直线行驶，则牵引力F＝f＝1 200 N，
牵引力做的功W＝Fs＝1 200 N×36×103 m＝4.32×107 J；
牵引力做功的功率P＝＝＝2.4×104 W。
(3)汽油燃烧产生的热量Q＝m汽油q汽油＝3 kg×4.6×107 J/kg＝1.38×108 J，
汽车发动机的效率η＝×100%＝×100%≈31%。
22．解：(1)一个标准大气压下水的沸点为100 ℃，即需将水加热至100 ℃，水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×104 J。
(2)3 g酒精完全燃烧释放的热量Q放＝m′q＝3×10－3kg×3.0×107 J/kg＝9×
104 J，则酒精灯烧水的热效率η＝×100%＝×100%≈37.3%。
(3)1 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103 J的热量，则5 g 、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量Q＝5 g×2.26×
103 J/g＝1.13×104 J。