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第十二章　内能与热机
　本章总结提升　
内能与热机
1．我们总是会把卡路里和食物联系在一起。“卡路里”简称“卡”，1卡是这样规定的：在1个标准大气压下，质量为1 g的水，温度每升高1 ℃所吸收的热量。那么1卡＝　4.2　J，水温升高后，水的比热容　不变　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
2．用煤气灶把质量是1 kg、初温为20 ℃的水烧到70 ℃，消耗了10 g煤气。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg，则水吸收的热量为　2.1×105　J，煤气完全燃烧放出的热量为　4.2×105　J，煤气灶烧水的效率为　50%　。
3．汽油机吸气冲程吸入的是　空气与汽油的混合物　；甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，甲、乙在相同时间内所做功之比是　2∶1　；甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为　4∶3　。
4．［跨学科·物理学与日常生活］下面各种情况中，画线部分物体内能减少的是( B )
A．春天，爷爷在院子里晒太阳
B．夏天，把饮料放到冰箱里
C．秋天，妈妈用热水泡脚
D．冬天，操场上的同学搓搓手
5．将肉片直接放入热油锅里爆炒，会将肉炒焦或炒煳，大大失去了鲜味。厨师预先将适量的淀粉拌入肉片中，再放到热油锅里爆炒，炒出的肉片既鲜嫩味美又营养丰富，对此现象说法不正确的是( C )
A．在炒肉片过程中，肉片的温度升高，内能增加
B．附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水分的蒸发
C．在炒肉片的过程中，肉片内能增加主要通过做功实现的
D．附近能闻到肉香体现了分子在不停地做无规则的运动
6．小美在老师指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装100 g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯，测得消耗酒精4 g、煤油2.5 g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像(如图)。若水沸腾前质量不改变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，q酒精＝3.0×107 J/kg，q煤油＝4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，则下列说法正确的是( B )
A．整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多
B．前3分钟，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104 J
C．消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108 J
D．酒精灯加热的效率为28%
7．两实心金属球初温、质量均相等，分别为20 ℃和2 kg，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了30 ℃，把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水又降低了30 ℃，不计热量损失，则下列说法正确的是( D )
A．两次水放出的热量不相同
B．两金属球吸收的热量不相同
C．两金属球升高的温度相同
D．两金属球的比热容不相同
8．某单缸四冲程汽油机工作时，每秒钟内燃机做功25次，则此汽油机的转速为( C )
A．20 r/min　　　　　　B．25 r/min
C．3 000 r/min D．6 000 r/min
9．［跨学科·地理］在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常( D )
A．发生在白天，且陆地温度较高
B．发生在白天，旦海水温度较高
C．发生在夜晚，且陆地温度较高
D．发生在夜晚，且海水温度较高
第9题图　第10题图
10．如图所示，是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是( A )
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入气缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使气缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
11．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃烧时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾且不考虑热量损失)，则( C )
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若的值越大，燃料的热值越小
D．若的值越大，燃料的热值越小
12．［新考法·设计实验］某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，他得到如下数据：
物质 次数 质量 m/kg 升高的温度 Δt/℃ 加热的时间 t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
(1)本实验是用加热时间的长短来表示物质　吸收热量　的多少。
(2)他应选的测量工具有　天平　、　温度计　和钟表。
(3)分析第1、3两次或第2、4两次的实验数据，可以得出初步结论：吸收热量的多少与　物质的种类　有关。
(4)在本实验的整个探究过程中采用的物理学常用研究方法是　控制变量法　。
13．顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5 kg的水加热到沸腾，水温升高80 ℃，在此过程中，求：
［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤＝3×107 J/kg］(1)水吸收的热量。
(2)采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量。
(3)需要完全燃烧煤的质量。
解：(1)根据Q＝cmΔt可知，水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×80 ℃＝8.4×105 J。
(2)采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，根据η＝×100%可知，煤燃烧放出的热量Q放＝＝8.4×106 J。
(3)根据Q放＝mq可知，需要完全燃烧煤的质量m煤＝＝0.28 kg。
14．国产某种型号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。
(1)满负荷工作时该汽油机的功率是多少？
(2)满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？(汽油的热值为4.5×107 J/kg)
(3)将其效率提高10%，满负荷工作10小时可以节省汽油多少千克？
解：(1)因单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，已知飞轮的转速是1 500 r/min，所以每分钟共有750个工作循环，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汽油完全燃烧释放的热量Q放＝mq＝10×10－3 kg×4.5×107 J/kg＝4.5×105 J，满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的功率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，所以需要汽油完全燃烧释放的热量Q放'＝＝3×105 J，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')＝10×60×10 g－ g＝2 000 g＝2 kg。第十二章　内能与热机
　本章总结提升　
内能与热机
1．我们总是会把卡路里和食物联系在一起。“卡路里”简称“卡”，1卡是这样规定的：在1个标准大气压下，质量为1 g的水，温度每升高1 ℃所吸收的热量。那么1卡＝　 　J，水温升高后，水的比热容　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
2．用煤气灶把质量是1 kg、初温为20 ℃的水烧到70 ℃，消耗了10 g煤气。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg，则水吸收的热量为　 　J，煤气完全燃烧放出的热量为　 　J，煤气灶烧水的效率为　 　。
3．汽油机吸气冲程吸入的是　 　；甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，甲、乙在相同时间内所做功之比是　 　；甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为　 　。
4．［跨学科·物理学与日常生活］下面各种情况中，画线部分物体内能减少的是( )
A．春天，爷爷在院子里晒太阳
B．夏天，把饮料放到冰箱里
C．秋天，妈妈用热水泡脚
D．冬天，操场上的同学搓搓手
5．将肉片直接放入热油锅里爆炒，会将肉炒焦或炒煳，大大失去了鲜味。厨师预先将适量的淀粉拌入肉片中，再放到热油锅里爆炒，炒出的肉片既鲜嫩味美又营养丰富，对此现象说法不正确的是( )
A．在炒肉片过程中，肉片的温度升高，内能增加
B．附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水分的蒸发
C．在炒肉片的过程中，肉片内能增加主要通过做功实现的
D．附近能闻到肉香体现了分子在不停地做无规则的运动
6．小美在老师指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装100 g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯，测得消耗酒精4 g、煤油2.5 g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像(如图)。若水沸腾前质量不改变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，q酒精＝3.0×107 J/kg，q煤油＝4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，则下列说法正确的是( )
A．整个过程，甲杯中的水吸收的热量更多
B．前3分钟，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104 J
C．消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108 J
D．酒精灯加热的效率为28%
7．两实心金属球初温、质量均相等，分别为20 ℃和2 kg，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了30 ℃，把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水又降低了30 ℃，不计热量损失，则下列说法正确的是( )
A．两次水放出的热量不相同
B．两金属球吸收的热量不相同
C．两金属球升高的温度相同
D．两金属球的比热容不相同
8．某单缸四冲程汽油机工作时，每秒钟内燃机做功25次，则此汽油机的转速为( )
A．20 r/min　　　　　　B．25 r/min
C．3 000 r/min D．6 000 r/min
9．［跨学科·地理］在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常( )
A．发生在白天，且陆地温度较高
B．发生在白天，旦海水温度较高
C．发生在夜晚，且陆地温度较高
D．发生在夜晚，且海水温度较高
第9题图　第10题图
10．如图所示，是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是( )
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入气缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使气缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
11．如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃烧时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾且不考虑热量损失)，则( )
A．若m相同，Δt越小，燃料的热值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的热值越大
C．若的值越大，燃料的热值越小
D．若的值越大，燃料的热值越小
12．［新考法·设计实验］某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，他得到如下数据：
物质 次数 质量 m/kg 升高的温度 Δt/℃ 加热的时间 t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
(1)本实验是用加热时间的长短来表示物质　 　的多少。
(2)他应选的测量工具有　 　、　 　和钟表。
(3)分析第1、3两次或第2、4两次的实验数据，可以得出初步结论：吸收热量的多少与　 　有关。
(4)在本实验的整个探究过程中采用的物理学常用研究方法是　 　。
13．顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5 kg的水加热到沸腾，水温升高80 ℃，在此过程中，求：
［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤＝3×107 J/kg］(1)水吸收的热量。
(2)采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量。
(3)需要完全燃烧煤的质量。
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14．国产某种型号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。
(1)满负荷工作时该汽油机的功率是多少？
(2)满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？(汽油的热值为4.5×107 J/kg)
(3)将其效率提高10%，满负荷工作10小时可以节省汽油多少千克？
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