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第十二章内能与热机 测试卷
时间：70分钟　　满分：70分
一、填空题(本题共10小题，每小题2分，共20分)
1．“钻木”能“取火”，说明　 　可以改变物体的内能；“烤火”能“取暖”，说明　 　可以改变物体的内能。
2．随着我国人民生活水平的不断提高，汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户，汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，在这个过程中是通过　 　的方式使水的温度升高，内能增大。一辆汽车水箱中装有6 kg水，这些水温度升高20 ℃时吸收　 　J的热量。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
3．温泉度假村利用地热水供房间洗浴用水，请计算质量为200 kg的地热水，温度从 70 ℃降到20 ℃，放出的热量是　 　J。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
4．扣动步枪扳机，射出一颗子弹。弹壳内火药燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气推动子弹在枪膛中运动，该过程相当于内燃机的　 　冲程。
5．生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指　 　，物体受热，体积膨胀，这个“热”表示　 　。(选填“温度”“热量”或“内能”)
6．某单缸四冲程内燃机正常工作时，每秒钟对外做功30次，则该内燃机正常工作时的转速为　 　r/min。
7．质量为500 g的某金属块，温度从90 ℃降低到80 ℃时，放出4 400 J的热量，则该金属块的比热容是　 　。
8．泡温泉时感觉身体会发热，这是通过　 　的方式改变了身体的内能。烈日下，小兵去游泳池游泳，他感觉到游泳池边的水泥地面很烫脚，但游泳池里的水却很凉，这是因为水的　 　较大的缘故。
9．上海科技活动节推出了一处节能环保、可调节室温的江水源热
泵技术。如图所示是其夏天工作时的流程，当江水循环到冷凝器时，利用江水与冷凝器存在的温度差，通过　 　的方式带走室内热量，从而实现降温；江水经过冷凝器后内能将　 　。
10．我国汽车保有量在迅速增长，目前我国处于使用状态的汽车数量已突破2亿辆，每辆汽车每年耗油1.6 t，汽车内燃机的效率平均取值30%，如果把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油　 　t，相当于煤炭　 　t。(燃油的热值为4.5×107 J/kg，煤炭的热值为3.0×107 J/kg)
二、选择题(本题共7小题，每小题2分，共14分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
11．下列事例中，最能说明质量相同的物体温度升高1 ℃，吸收的热量跟物质的种类有关的是( )
A．体积相同的两杯水温度都升高5 ℃，它们吸收的热量相同
B．质量相同的两块铜温度分别升高5 ℃和10 ℃，它们吸收的热量不同
C．体积相同的水和煤油温度都升高10 ℃，它们吸收的热量不同
D．质量相同的水和铜温度都升高10 ℃，它们吸收的热量不同
12．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．高温物体含有的热量一般比低温物体的多
B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
D．物体的温度不变，其内能也可能改变
13．如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是( )
甲　　　　　　乙　　　　　　丙　　　　　　丁
A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B．一个工作循环的四个冲程中正确的顺序是乙、丁、甲、丙
C．丁是做功冲程，机械能转化为内能
D．靠飞轮的惯性完成的冲程是甲、乙、丙
14．大型载重汽车一般使用的是柴油机，而小型汽车一般使用的是汽油机，这是因为柴油机的效率比汽油机的高，柴油机的效率高是由于 ( )
A．柴油的热值比汽油的热值大
B．柴油的比热容比汽油的比热容大
C．柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的大
D．柴油的密度比汽油的密度大
15．温度相同的甲、乙两个实心铁球，甲的质量大于乙的质量，当它们吸收了相等的热量之后，让它们接触在一起，则 ( )
A．热量由乙球传给甲球 B．热量由甲球传给乙球
C．温度由乙球传给甲球 D．温度由甲球传给乙球
16．夏日晴朗的白天，在太阳光照射下，下列某海边城市陆地与海面之间空气流动的示意图(图中箭头表示空气流动方向)中，合理的是( )
A 　 B 　　C 　　D
17．冷水的质量为m，温度为t1，吸收一定的热量后，温度升高到t；另一质量为2m的热水，如果放出同样的热量后，温度降低至t，那么热水原来的温度是( )
A． B． C． D．
三、实验题(第18、19小题各4分，第20小题8分，共16分)
18．在学习了物质的比热容知识后，为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，物理实践小组成员设计进行了如下的实验：如图甲所示，在两个相同的塑料瓶中分别装入初温都是室温的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入热水中。
甲　　　　　　乙
(1)实验中，应选取　 　(选填“质量”或“体积”)相同的豆浆和牛奶，吸热的多少是通过　 　(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
(2)小李利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线，如图乙所示图线。
(3)观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高较多，则要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对　 　加热时间长些。
19．如图所示，拿一个广口玻璃瓶，瓶内装少量的水，用塞子塞紧，通过塞子上的开口往瓶内打气。当塞子从瓶口跳起来时，可以看到瓶内出现白雾。
(1)产生上述现象的原因是瓶内的空气膨胀对瓶塞做功时，内能　 　，温度降低，使瓶内空气中的水蒸气液化成小水珠。
(2)由此实验及其他大量实验可以得出这样一个结论：　 　
20．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置，小华用两个相同的容器(用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。
　甲　乙
(1)从实验效果考虑，本实验选择　 　(选填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是　 　 。
(2)两种液体吸收热量的多少可通过　 　(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，　 　(选填“A”或“B”)液体吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，　 　(选填“A”或“B”)液体升温较高。
(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择　 　(选填“A”或“B”)液体。
四、计算与推导题(第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分)
21．如图甲所示，1个标准大气压下，普通煤炉把壶内20 ℃、5 kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%。为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10 kg水从20 ℃加热至40 ℃。已知q煤＝3×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，则以上过程中：
(1)普通煤炉需要完全燃烧的煤的质量是多少？
(2)双加热煤炉的烧水效率为多少？
甲　乙
22．某飞机以270 km/h的速度匀速直线航行20 min，消耗航空燃油1.35 t，飞机发动机的功率为2.25×107 W。则：(航空燃油的热值为4×107 J/kg)
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
(2)飞机在航行过程中的阻力是多少？
(3)发动机的效率是多少？
23．氢能源具有清洁、高效、可持续以及资源丰富的特点，被誉为21世纪的终极能源。作为国内新能源环卫的领先企业，长沙企业中联环境潜心研究氢燃料电池技术，自成功研发国内第一台燃料电池抑尘车以来，相继推出了洗扫车、清洗车、垃圾车等氢能源产品矩阵。如图为湖南某氢能科技有限公司的氢能源环卫车。已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q氢＝1.4×108 J/kg。求：
(1)质量为0.9 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
(2)若这些热量的80%被水吸收，水升高80 ℃，水的质量为多少？
(3)氢能源环卫车以42 kW的恒定功率匀速行驶，燃烧0.9 kg的氢燃料能让该车匀速行驶25 min，该车发动机的热效率为多少？第十二章内能与热机 测试卷
时间：70分钟　　满分：70分
一、填空题(本题共10小题，每小题2分，共20分)
1．“钻木”能“取火”，说明　做功　可以改变物体的内能；“烤火”能“取暖”，说明　热传递　可以改变物体的内能。
2．随着我国人民生活水平的不断提高，汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户，汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，在这个过程中是通过　热传递　的方式使水的温度升高，内能增大。一辆汽车水箱中装有6 kg水，这些水温度升高20 ℃时吸收　5.04×105　J的热量。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
3．温泉度假村利用地热水供房间洗浴用水，请计算质量为200 kg的地热水，温度从 70 ℃降到20 ℃，放出的热量是　4.2×107　J。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
4．扣动步枪扳机，射出一颗子弹。弹壳内火药燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气推动子弹在枪膛中运动，该过程相当于内燃机的　做功　冲程。
5．生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指　内能　，物体受热，体积膨胀，这个“热”表示　热量　。(选填“温度”“热量”或“内能”)
6．某单缸四冲程内燃机正常工作时，每秒钟对外做功30次，则该内燃机正常工作时的转速为　3 600　r/min。
7．质量为500 g的某金属块，温度从90 ℃降低到80 ℃时，放出4 400 J的热量，则该金属块的比热容是　0.88×103 J/(kg·℃)　。
8．泡温泉时感觉身体会发热，这是通过　热传递　的方式改变了身体的内能。烈日下，小兵去游泳池游泳，他感觉到游泳池边的水泥地面很烫脚，但游泳池里的水却很凉，这是因为水的　比热容　较大的缘故。
9．上海科技活动节推出了一处节能环保、可调节室温的江水源热
泵技术。如图所示是其夏天工作时的流程，当江水循环到冷凝器时，利用江水与冷凝器存在的温度差，通过　热传递　的方式带走室内热量，从而实现降温；江水经过冷凝器后内能将　增大　。
10．我国汽车保有量在迅速增长，目前我国处于使用状态的汽车数量已突破2亿辆，每辆汽车每年耗油1.6 t，汽车内燃机的效率平均取值30%，如果把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约燃油　1×107　t，相当于煤炭　1.5×107　t。(燃油的热值为4.5×107 J/kg，煤炭的热值为3.0×107 J/kg)
二、选择题(本题共7小题，每小题2分，共14分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
11．下列事例中，最能说明质量相同的物体温度升高1 ℃，吸收的热量跟物质的种类有关的是( D )
A．体积相同的两杯水温度都升高5 ℃，它们吸收的热量相同
B．质量相同的两块铜温度分别升高5 ℃和10 ℃，它们吸收的热量不同
C．体积相同的水和煤油温度都升高10 ℃，它们吸收的热量不同
D．质量相同的水和铜温度都升高10 ℃，它们吸收的热量不同
12．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( D )
A．高温物体含有的热量一般比低温物体的多
B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
C．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
D．物体的温度不变，其内能也可能改变
13．如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是( D )
甲　　　　　　乙　　　　　　丙　　　　　　丁
A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B．一个工作循环的四个冲程中正确的顺序是乙、丁、甲、丙
C．丁是做功冲程，机械能转化为内能
D．靠飞轮的惯性完成的冲程是甲、乙、丙
14．大型载重汽车一般使用的是柴油机，而小型汽车一般使用的是汽油机，这是因为柴油机的效率比汽油机的高，柴油机的效率高是由于 ( C )
A．柴油的热值比汽油的热值大
B．柴油的比热容比汽油的比热容大
C．柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的大
D．柴油的密度比汽油的密度大
15．温度相同的甲、乙两个实心铁球，甲的质量大于乙的质量，当它们吸收了相等的热量之后，让它们接触在一起，则 ( A )
A．热量由乙球传给甲球 B．热量由甲球传给乙球
C．温度由乙球传给甲球 D．温度由甲球传给乙球
16．夏日晴朗的白天，在太阳光照射下，下列某海边城市陆地与海面之间空气流动的示意图(图中箭头表示空气流动方向)中，合理的是( A )
A 　 B 　　C 　　D
17．冷水的质量为m，温度为t1，吸收一定的热量后，温度升高到t；另一质量为2m的热水，如果放出同样的热量后，温度降低至t，那么热水原来的温度是( A )
A． B． C． D．
三、实验题(第18、19小题各4分，第20小题8分，共16分)
18．在学习了物质的比热容知识后，为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，物理实践小组成员设计进行了如下的实验：如图甲所示，在两个相同的塑料瓶中分别装入初温都是室温的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入热水中。
甲　　　　　　乙
(1)实验中，应选取　质量　(选填“质量”或“体积”)相同的豆浆和牛奶，吸热的多少是通过　加热时间　(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
(2)小李利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线，如图乙所示图线。
(3)观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高较多，则要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对　牛奶　加热时间长些。
19．如图所示，拿一个广口玻璃瓶，瓶内装少量的水，用塞子塞紧，通过塞子上的开口往瓶内打气。当塞子从瓶口跳起来时，可以看到瓶内出现白雾。
(1)产生上述现象的原因是瓶内的空气膨胀对瓶塞做功时，内能　减小　，温度降低，使瓶内空气中的水蒸气液化成小水珠。
(2)由此实验及其他大量实验可以得出这样一个结论：　物体对外做功，内能减小　
20．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置，小华用两个相同的容器(用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。
　甲　乙
(1)从实验效果考虑，本实验选择　易拉罐　(选填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是　使液体均匀受热　 。
(2)两种液体吸收热量的多少可通过　加热时间　(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，　A　(选填“A”或“B”)液体吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，　B　(选填“A”或“B”)液体升温较高。
(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择　A　(选填“A”或“B”)液体。
四、计算与推导题(第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程，只有最后答案的不能得分)
21．如图甲所示，1个标准大气压下，普通煤炉把壶内20 ℃、5 kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%。为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10 kg水从20 ℃加热至40 ℃。已知q煤＝3×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，则以上过程中：
(1)普通煤炉需要完全燃烧的煤的质量是多少？
(2)双加热煤炉的烧水效率为多少？
甲　乙
解：(1)壶内水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×80 ℃＝1.68×106 J，煤完全燃烧放出的热量Q放＝＝6×106 J，则煤的质量m0＝＝0.2 kg。
(2)壶内水和炉壁间水吸收的总热量Q吸'＝Q吸＋c水m'Δt'＝1.68×106 J＋4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×20 ℃＝2.52×106 J，则其烧水效率η'＝×100%＝×100%＝42%。
22．某飞机以270 km/h的速度匀速直线航行20 min，消耗航空燃油1.35 t，飞机发动机的功率为2.25×107 W。则：(航空燃油的热值为4×107 J/kg)
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
(2)飞机在航行过程中的阻力是多少？
(3)发动机的效率是多少？
解：(1)已知消耗的航空燃油的质量m＝1.35 t＝1 350 kg，航空燃油的热值q＝4×107 J/kg，则这些航空燃油完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝4×107 J/kg×1 350 kg＝5.4×1010 J 。
(2)已知飞机发动机的功率P＝2.25×107 W，飞机匀速航行的速度v＝270 km/h＝75m/s，由P＝＝Fv可知，飞机航行过程中的牵引力F＝＝3×105 N，由二力平衡的条件可知，飞机航行过程中的阻力f＝F＝3×105 N。
(3)由P＝可知，飞机发动机做的功W＝Pt＝2.25×107 W×20×60 s＝2.7×1010 J ，则发动机的效率η＝×100%＝×100%＝50%。
23．氢能源具有清洁、高效、可持续以及资源丰富的特点，被誉为21世纪的终极能源。作为国内新能源环卫的领先企业，长沙企业中联环境潜心研究氢燃料电池技术，自成功研发国内第一台燃料电池抑尘车以来，相继推出了洗扫车、清洗车、垃圾车等氢能源产品矩阵。如图为湖南某氢能科技有限公司的氢能源环卫车。已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q氢＝1.4×108 J/kg。求：
(1)质量为0.9 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
(2)若这些热量的80%被水吸收，水升高80 ℃，水的质量为多少？
(3)氢能源环卫车以42 kW的恒定功率匀速行驶，燃烧0.9 kg的氢燃料能让该车匀速行驶25 min，该车发动机的热效率为多少？
解：(1)质量为0.9 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝m氢q氢＝0.9 kg×1.4×108 J/kg＝1.26×108 J。
(2)根据题意可知，水吸收的热量Q吸＝80%Q放＝80%×1.26×108 J＝1.008×108 J，
由Q吸＝cmΔt可知，水的质量m＝＝300 kg。
(3)由P＝可知，氢能源环卫车所做的有用功W＝Pt＝42×1 000 W×25×60 s＝6.3×107 J，
该车发动机的热效率η＝×100%＝×100%＝50%。

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