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第十二章 内能与热机
一、单选题
1．如图是汽油机工作时的四个冲程，其中属于压缩冲程的是（　　）
A． B．
C． D．
2．在下列常见的生活事例中，用做功的方式来改变物体内能的是（　　）
A．冬天写作业时手冷，用嘴向手上呵呵气
B．阳光下，太阳能热水器中的水温升高
C．喝很热的茶时，先向水面上吹吹气
D．给自行车打气时，气筒壁会发热
3．南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是。一天，南极的小企鹅豆豆和丁丁之间发生了一次有趣的对话，他们的部分说法如下，其中正确的是（　　）
A．豆豆：冰山的温度低，所含热量少
B．丁丁：这里太冷了，冰山肯定没有内能了
C．豆豆：我们一起跳舞吧，这样能暖和一些
D．丁丁：唉，反正我现在一点温度也没有了，冻死喽
4．如图是某汽油机的能量流向图，下列说法不正确的是（　　）
A．在能量的损失中，废气带走的能量最多
B．燃料燃烧不充分会降低燃料的热值
C．该汽油机的效率为28%
D．设法利用废气的能量可提高燃料利用率
5．一杯质量为m的热水与一杯质量为3m的冷水混合，冷水温度升高12℃，现将另一杯质量，温度和原来相同的热水继续与刚混合后的水再次混合，则原来混合的水升高的温度（不考虑热损失）（　　）
A．12℃ B．9℃ C．7.2℃ D．9.6℃
6．小明同学为了比较质量均为200g的水和燃油的吸热能力，利用如图甲所示的实验装置进行实验，实验中两个酒精灯完全一样，加热10min后每个酒精灯消耗酒精5g（q酒精=3×107J/kg），水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像（如图乙）。若单位时间内水和煤油吸收的热量相等，则下列说法正确的是（　　）
A．煤油的末温比水的高，所以吸热能力更强
B．10min酒精完全燃烧放出的热量为1.5×104J
C．20min内煤油吸收的热量为1.26×104J
D．他使用的酒精灯的加热效率为8.4%
二、多选题
7．如图是一种常用“柴油平板夯机”，广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时柴油发动机提供动力，激荡器带动夯板上下运动。下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（　　）
A．构造上，汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
B．在压缩冲程末，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高
C．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式
D．吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸的是空气和汽油的混合气体
8．根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中正确的是（　　）
A．制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小
B．北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性
C．由于沙石比水的吸热能力大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D．由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好
三、填空题
9．图中，气球内的气体喷出时，球内气体的内能转化为　 　，该能量转化过程与热机工作冲程中的　 　冲程相同。
10．如图所示为边防战士在雪域高原巡逻的情境，战士们呼吸困难，因为海拔越高的地方大气压越　 　（选填“大”或“小”）；战士们用2.1×106J的热量可以把10kg的5℃水加热到　 　℃。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
11．如图所示的是一种“走马灯”，点燃灯底部的蜡烛后，人们发现纸片小人的影子动了起来。“走马灯”中热空气上升驱动扇叶转动的过程与四冲程汽油机的　 　冲程相同。
12．如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：这种内燃机是　 　（选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是　 　冲程。
13．汽车发动机一般用水来冷却，这是利用了水的　 　较大的特性。质量均为2kg的水和酒精，升高相同的温度，它们吸收的热量之比Q水：Q酒精＝　 　。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），酒精的比热容为2.4×103J/（kg ℃）]。
14．“钻木取火”是通过　 　的方式改变物体内能的.我国北方房屋中的“暖气”用水作为介质，是因为水的　 　大；现有一台四冲程汽油机，飞轮转速为2400r/min，这台汽油机每秒完成　 　个做功冲程。
四、综合题
15．小林的爸爸最近购买了一辆新型混合动力汽车，小林向爸爸询问了一些汽车实测时的数据：汽车启动或低速行驶时，汽油机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，汽油机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，汽油机为四缸四冲程发动机，如图1所示；车速与阻力的关系如图2所示。
（1）图3为汽油机的其中一个汽缸一个工作循环示意图，A、B、C、D四个冲程正确的工作顺序是　 　；
（2）当这台四缸四冲程汽油机的飞轮转速为6000r/min，则1s内该汽油机完成　 　个冲程；
（3）汽车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是　 　 ；
A．安全 B．省油 C．减小摩擦 D．增大爬坡的牵引力
（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
速度/(km h-1) 40 60 80 100 120
制动距离/m 8 18 32 50 72
根据上表中数据所反映的规律，当汽车速度为90km/h时，对应的制动距离是　 　m；
（5）在某次测试中，由汽油机提供能量，汽车以100km/h的速度匀速行驶了0.2h，同时蓄电池的电能增加了8×106J。
①汽车测试过程中牵引力做的功为　 　J；
②所用燃料的热值为4.25×107 J/kg，测试过程中消耗4kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是　 　J；
③汽车测试过程中，热机的效率为　 　。
16．如图所示是我国自主研制的第五代战斗机“歼 20”，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为3.7×104kg，最大飞行高度达2×104m，最大航行速度达 2.5 倍声速，最大载油量为104kg。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度 v/m﹒s-1 100 200 300 400 500
阻力 f/N 0.3×104 1.2×104 　 4.8×104 7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是 30% ，飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg， 请回答下列问题：
(1)飞机发动机完全燃烧104kg 燃油放出的热量为多少焦？　 　
(2)当飞机以300m/s 的速度水平匀速巡航时，飞机航行时所受阻力的大小是　 　N。飞机发动机的输出功率是多少瓦？　 　
(3)某次执行任务时，驾驶员发现飞机的油量还有3.2×103kg，若以400m/s 的速度巡航，则飞机的最多还能飞行多远？　 　
(4)战斗机在空气中高速飞行时表面的温度会升高，你的解释是　 　。
17．如图所示，
（1）在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开。水的温度升高，这是用　 　方法增加了水的内能。
（2）某牌号汽车发动机的说明书将汽油机的能量流向制成如图所示的图表，根据图表给出的信息，该汽车的效率为　 　。
18．阅读下面短文并回答问题
混合动力汽车
下图是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。测试人员驾驶该车在平直公路上以 50km/h 的速度匀速行驶 1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油 10kg，蓄电池储存的能量由最大值的 60%增大至最大值。该车行驶时所受阻力 f 和车速 v 的关系如图甲所示，蓄电池的参数如表所示。
输出电压/V 300
额定功率/kW 25
最大容量/kW·h 30
质量/kg 120
（1）该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是 1800r/min，则每秒对外做功　 　次；
（2）下列说法错误的是_____；
A．蓄电池充电时化学能转化为电能
B．方向盘上适当增加花纹是为了增大摩擦力
C．使轮胎形变的力是轮胎对地面的压力
D．汽车设计为流线型，则该车在高速行驶时对路面的压力会比静止时小
（3）在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”指每消耗单位能量时对应的载客数和行驶路程的乘积，即客运效率=人数×路程/消耗能量。1人骑电动自行车，每消耗 106J 的能量可行驶 30km，则此电动自行车与这辆汽车（测试过程车内有两人）的客运效率之比是　 　；（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（4）测试过程中该车内燃机能量转化效率为　 　（结果保留一位小数）。若内燃机不工作，该车　 　（填“能”或“不能”）保持 50km/h 的速度匀速行驶。
五、计算题
19．一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.0L。汽车匀速行驶时受到的牵引力，已知汽油密度，汽油热值。求：
（1）消耗的汽油完全燃烧可放出的热量；
（2）这段时间内汽车的牵引力做功的功率。
20．食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量（营养师常称为热量）。某种食品每100g提供的热量为966kJ。
（1）若上述食品100g产生的能量假如全部被质量为2.5kg、温度为15℃的水吸收，可使这些水的温度升高多少摄氏度？[，标准大气压]
（2）小涵的质量为50kg，吃了该食物100g，如果他从食品中获得能量的10%用于克服重力做功，则他要爬多少层楼才能消耗掉这些能量？（每层楼高3m，取10N/kg）
六、作图题
21．用两个相同的加热器同时给质量均为m且初温相同的物质甲和水加热，水的温度随时间的变化关系如图所示，若甲物质的比热容是水的一半，请在图中画出给甲物质加热10min温度随时间变化的关系图象。
七、实验探究题
22．如图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择甲和 　 　图进行实验，实验时要观察 　 　来比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择甲和 　 　图进行实验，实验通过 　 　反映物体吸热的多少；（2，4空填“加热时间”或“升高的温度”）
（2）比较不同物质的比热容，选用图中合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，升高相同的温度时，由此可知：质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量 　 　（填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量，液体 　 　的比热容大；
（3）小明选用了燃料1和燃料2进行实验。当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图丁所示的图像a、b，则可初步判断燃料　 　的热值大；
（4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示，根据戊图像燃料1和燃料2的热值之比为　 　；
（5）若甲图烧杯中为500mL的水，10g酒精完全燃烧后，温度计示数升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则可求出酒精的热值为　 　J/kg，这样求出的热值比标准值 　 　（填“偏大”或“偏小”或“一样”）。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
2．【答案】D
【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能
3．【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
4．【答案】B
【知识点】燃料的热值；热机；热机的效率
5．【答案】C
【知识点】比热容；热量的计算
6．【答案】D
【知识点】比热容；燃料的热值；热机的效率；比较不同物质吸热的情况实验
7．【答案】B,C,D
【知识点】热机的四个冲程
8．【答案】A,B
【知识点】比热容
9．【答案】机械能；做功
【知识点】做功改变物体内能；热机
10．【答案】小；55
【知识点】比热容；大气压强与高度的关系
11．【答案】做功
【知识点】热机的四个冲程
12．【答案】柴油机；压缩
【知识点】热机的四个冲程
13．【答案】比热容；7：4
【知识点】热量的计算
14．【答案】做功；比热容；20
【知识点】做功改变物体内能；热机的四个冲程
15．【答案】BADC；200；D；40.5；6×107；1.7×108；40%
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；热机的效率；热机的四个冲程
16．【答案】；；；1000km；战斗机在空气中高速飞行时，飞机的表面要克服空气摩擦阻力做功，使飞机表面的内能增加，温度升高
【知识点】功率计算公式的应用；做功改变物体内能；燃料的热值；热机的效率
17．【答案】（1）热传递
（2）32℅
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程
18．【答案】（1）15
（2）A
（3）105.6：1
（4）45.2%；不能
【知识点】功率的计算；燃料的热值；热机的效率；热机的四个冲程；功的计算及应用
19．【答案】（1）3.45×107J
（2）1.2×104W
【知识点】密度公式及其应用；功率计算公式的应用；燃料的热值；功的计算及应用
20．【答案】（1）92℃
（2）65层
【知识点】比热容；功的计算及应用
21．【答案】
【知识点】比热容
22．【答案】（1）乙；液体升高的温度；丙；加热时间
（2）小于；b
（3）b
（4）
（5）4.2×106J/kg；偏小
【知识点】比热容；热量的计算；燃料的热值
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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