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【专项培优】第12章内能与热机
一、单选题
1．人类的生活和生产都离不开金属材料．下列金属制品中，主要利用金属导热性的是（　　）
A． B．
C． D．
2．质量初温相等的铁块和水，吸收相等的热量后，把铁块投入水中，则（　　）
A．热量从铁块传给水 B．热量从水传给铁块
C．铁块与水间不发生热传递 D．无法确定是否发生热传递
3．关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．0℃的冰没有内能
B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C．物体的温度越低，所含的热量越多
D．静止和运动的物体都有内能
4．下列说法正确的是
A．夏天洒水降温主要是利用水的比热容大的性质
B．物体吸收了热量内能增大温度一定会升高
C．热量是从内能多的物体传给内能少的物体
D．内燃机中“对物体做功的冲程”是压缩冲程
5．以下说法中正确的是（　　）
A．相同质量的两杯水，温度高的含有的热量多
B．物体吸收热量，温度不变，内能一定不变
C．酒精灯中的酒精燃烧一半后，剩余酒精的质量和热值都减小一半
D．热量可以从内能少的物体传递给内能多的物体
6．自劳动课成为中小学一门独立课程以来，小明已学会了多种菜肴的烹饪方法。下列与烹饪有关的说法，正确的是（　　）
A．锅把手上刻有花纹可以增大摩擦
B．燃气的热值大小与是否完全燃烧有关
C．菜被炒熟是做功改变了它的内能
D．油和水很难融合表明分子间没有间隙
7．下列现象中，利用热传递改变物体内能的是（　　）
A．冬天，人们用两只手互搓摩擦取暖
B．在古代，人类钻木取火
C．冬天，人们往手心呵气取暖
D．用锤子反复打击一块铁片，它的温度会升高
8．汽车的发动机工作时需要散热，散热器里装的是用来冷却发动机的液体，下表提供的液体中冷却效果最好的是（　　）
A．酒精 B．水 C．煤油 D．蓖麻油
9．如图甲是热机的能量流向图。图乙显示的是甲、乙两热机的参数。甲、乙相比，甲的（　　）
A．有用机械能较大 B．损失能量较小
C．燃料的化学能较大 D．热机效率较低
10．在两个相同的杯子内，盛有质量相等的热水和冷水，在不计热损失的情况下。将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高21℃．若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高 （　　）
A．6℃ B．7℃ C．8℃ D．9℃
二、填空题
11．一台单缸四冲程汽油机正常工作时曲轴和飞轮的转速是2400r/min，它每秒完成 　 　个冲程，对外做功 　 　次。四个冲程中，机械能转化为内能的是 　 　冲程。
12．墨水在温水中比在冷水中扩散快，说明分子运动的快慢与　 　有关。冬天烤火取暖是通过　 　的方式增加人体的内能。
13．劳动课上，小明用手反复弯折铁丝，发现弯折处的温度升高，说明　 　的方式可以改变铁丝的内能；他用钳子能轻松剪断铁丝，图中的钳子是　 　杠杆。
14．水的比热容是　 　，它的物理意义　 　。
15．汽车行驶在水平地面上，若汽油机飞轮的转速为20r/s，则在1min内汽油机完成　 　个工作循环，在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过　 　的方式增加物体内能的。
16．夏天，把饮料瓶从电冰箱中拿出时，手会感觉很凉，这是通过　 　的方式改变内能。一会儿，饮料瓶会“冒汗”，这是　 　(填物态变化名称)现象。
17．某汽油机工作时的能量损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦及其它损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107J/kg，则该汽油机工作时汽油燃烧释放能量的　 　%转化为机械能；若该汽油机消耗2kg汽油，获得的机械能为　 　J；经过不断改进和创新，汽油机的效率　 　（选填“可以”或“不可以”）提高到100%。
18．如图所示是食品级不锈钢速冻"冰块”，冷冻后直接放入饮料中可以迅速给饮料降温，由于其清洗方便，制冷迅速，可循环使用以及不会熔化稀释饮料口感等优点深受客户喜爱。将1颗质量为 50g 的不锈钢“冰块”从-10℃的冷冻室取出后立即放入一杯25℃的水中，热平衡后，水温下降了5℃。不考虑热传递过程的热损失，c不锈=0.42×103J/(kg℃)，则杯中水的质量是　 　g；又向水中放入一块完全相同的不锈钢“冰块”，热平衡后杯中水的温度为　 　℃。
三、计算题
19．近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为m，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定（不计空气阻力）．
（1）该汽车匀速爬上倾角为30°的斜坡时，汽车的动能　 　，重力势能　 　，机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）若斜坡长为L，爬坡速度为v1，求汽车爬坡所用时间；
（3）如果该汽车以v2的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为P，行驶t2时间内，消耗的电能为E，求：在这个过程中，摩擦阻力大小及汽车的效率；
（4）若汽车在相同的水平路面上以 v2的速度匀速行驶时间为t3，试求牵引力在t3时间内做的功．
20．一位同学阅读了某汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，某段时间内，汽车以72km/h的速度匀速直线行驶了46s，消耗了200g汽油。
（1）计算该内燃机的效率变化范围。
（2）200g汽油完全燃烧放出的热量是多少？（汽油的热值是4.6×107J/kg）
（3）若行驶的这段时间内内燃机的效率是30%，则汽车的牵引力是多少？
四、作图题
21．海陆风是出现于近海和海岸地区的，具有日周期的地方性风。请在图中虚线框内用箭头表示出日间海陆风的吹拂方向。
五、实验探究题
22． 如图甲是小华“探究不同物质吸热本领”的实验装置，用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热。
（1）实验前，实验装置要按照　 　（“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行组装。实验时，在两烧杯中分别装入初温相同且　 　相等的煤油和水；通过比较　 　（选填“温度计示数”或“加热时间”）来间接反映煤油和水吸收的热量；
（2）小华根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙，则加热10min，水吸收的热量　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量，　 　（选填“煤油”或“水”）的温度升得更高，分析图象可知：　 　（选填“水”或“煤油”）的比热容更大；
（3）本实验采用　 　的方法增加水和煤油的内能。
（4）由图象可知，煤油的比热容是　 　J/(kg·C)。[已知]。
六、综合题
23．（二）阅读《可燃冰》
可燃冰
据新华社消息，我国南海北部神狐海域进行的天然气水合物（可燃冰）试采获得成功，预计在2030年以前将会得到商业性开发利用．中国地质调查局副总工程师、天然气水合物试采现场总指挥叶建良表示，从5月10日正式出气试点火成功，到目前为止，我们已经连续开采八天了，日产超过一万立方米以上，最高日产达到了3.5万立方米，这种连续稳定的出气，达到了我们原来预定的目标．
天然气水合物，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质．因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”．
可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然气小很多，但能量高出十倍．可燃冰储量巨大，所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍，被国际公认为石油、天然气的接替能源．
我国管辖海域和陆区蕴藏有丰富的可燃冰资源．通过勘查，2016年，在我国海域，已圈定了6个可燃冰成矿远景区，在青南藏北已优选了9个有利区块，据预测，我国可燃冰远景资源量超过1000亿吨油当量，潜力巨大．因绝大部分埋藏于海底，所以可燃冰开采难度十分巨大．目前，日本、加拿大等国都在加紧对这种未来能源进行试开采尝试，但都因种种原因未能实现或未达到连续产气的预定目标．
据了解，南海北部神狐海域的天然气水合物试开采现场距香港约285公里，采气点位于水深1266米海底下200米的海床中．自5月10日正式出气至今，已累计产出超12万立方米甲烷含量高达99.5%的天然气．实现连续超一周的稳定产气，标志着我国进行的首次天然气水合物试采宣告成功．天然气水合物的试开采一直是一项世界性难题.2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作，虽然成功出气，但六天之后，由于泥沙堵住了钻井通道，试采被迫停止．
这一次，我国科学家利用降压法，将海底原本稳定的压力降低，从而打破了天然气水合物储层的成藏条件，之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集，利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出．叶建良表示，我们这次运用了地层流体抽取法，从单纯考虑降压变成了关注流体的抽取，通过保证流体的抽取来实现稳定的降压．降压方案充分体现了优越性，也是保证我们这次试采成功一个关键因素，这也是在国际上从理论到技术方法的一个创新．
天然气水合物是资源量丰富的高效清洁能源，是未来全球能源发展的战略制高点．此次试开采成功，不仅表明我国天然气水合物勘查和开发的核心技术得到验证，也标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平．
（1）从5月10日正式出气试点火成功，到目前为止，若最高日产可燃冰完全燃烧可以放出　 　 J的热量（可燃冰的热值取3.6×107 J/m3）；
（2）我国科学家利用　 　，从单纯考虑降压变成了关注流体的抽取，通过保证流体的抽取来实现稳定的降压；
（3）南海北部神狐海域的天然气水合物试开采现场距香港约285公里，采气点位于水深1266米海底下的海床中，则海床受到的压强为　 　 Pa（g取10N/kg，海水的密度取1.0×103 kg/m3）．
24．随着农业现代技术水平的提高，联合收割机已经成为我国平原地区收割小麦的主要工具，某型号履带式联合收割机以柴油作为动力燃料，空机整机质量2550kg，收割宽度为2m，收割麦子时，以2m/s的速度匀速行驶30min，可将粮仓收满，g取10N/kg，柴油的热值取5×107J/kg。
（1）联合收割机使用的发动机是柴油机，发动机工作时将内能转化为机械能的冲程是　 　。
（2）一次完成作业时收割机的粮仓内盛有330kg小麦。收割机上2名驾驶员的总质量是120kg，收割机两条履带与地面接触的总面积是1.5m2，求这时收割机对地面的压强。
（3）若收割机匀速行驶过程中受到的阻力恒为5×104N，求收割机收满一粮仓所做的功及其功率。
（4）收割麦子时柴油机的工作效奉为40%，则收割机收割满一粮仓要消耗多少千克的柴油？
七、科普阅读题
25．阅读材料，回答问题
汽油发动机
汽油发动机是以汽油作为燃料，将化学能最终转化成机械能的发动机。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。
市场上汽油机的热效率普遍在35%左右，达到40%的少之又少。现在最先进的汽油机，采用了无火花塞的HCCI，也就是均质压燃燃烧技术，压缩比达到了18∶1，热效率高达50%，综合油耗仅3.3L/100km。
（1）如上图所示是汽油机的四个冲程，一个汽缸正常工作时，汽油机的四个冲程正确顺序是　 　（请对甲、乙、丙、丁重新排序），其中图　 　所示的冲程为汽油机提供动力，其它3个冲程靠飞轮的　 　完成；
（2）汽油机的防冻冷却液是由水和某种防冻剂混合而成的。这是利用了水的　 　大的特点；
（3）若某单缸四冲程汽油机飞轮的转速是1800r/min，则该汽油机每秒完成　 　个冲程，对外做功　 　次，完成　 　个工作循环。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】热传递的概念与方式
2．【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能；比热容的定义及其计算公式
3．【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系
4．【答案】D
【知识点】热量的概念；比热容的定义及其计算公式；热机的四个冲程
5．【答案】D
【知识点】热传递改变物体内能
6．【答案】A
【知识点】做功改变物体内能；燃料的热值；增大或减小摩擦的方法；分子间相互作用力
7．【答案】C
【知识点】热传递改变物体内能
8．【答案】B
【知识点】比热容的定义及其计算公式
9．【答案】B
【知识点】热机的效率
10．【答案】A
【知识点】比热容的定义及其计算公式
11．【答案】80；20；压缩
【知识点】热机的四个冲程
12．【答案】温度；热传递
【知识点】热传递改变物体内能；分子热运动
13．【答案】做功；省力
【知识点】做功改变物体内能；杠杆的分类
14．【答案】4.2×103J/（kg ℃）；1kg的水温度升高或降低1℃，吸收或放出的热量为4.2×103J
【知识点】比热容的定义及其计算公式
15．【答案】600；做功
【知识点】热机的四个冲程；有关热机的计算
16．【答案】热传递；液化
【知识点】液化及液化放热；热传递改变物体内能
17．【答案】25；2.3×107；不可以
【知识点】燃料的热值；热机的效率
18．【答案】30；15.7
【知识点】温度、热量与内能的关系；热传递改变物体内能
19．【答案】（1）不变；增大；增大
（2）若斜坡长为L，爬坡速度为v1，求汽车爬坡所用时间为：
v= 可得：t= =
答：汽车爬坡所用时间
（3）据匀速直线运动可知，牵引力等于摩擦力：
故据P=Fv可知，f=F= ；
此过程中的有用功是：W有=Pt2
所以此时的效率是：η= = ；
答：在这个过程中，摩擦阻力大小 ；汽车的效率
（4）此时的牵引力是：
据P=Fv=F v2
故F= ；
据v= 得：
s2= v2×t3=
故此时做的功是：
W=Fs= × =Pt3；
答：牵引力在t3时间内做的功Pt3；
【知识点】功率的计算；动能和势能的大小变化；热机的效率；功的计算及应用
20．【答案】（1）解：内燃机效率最大为： ，
内燃机效率最小为： .
所以变化范围为：28 %～40 %.
（2）解：200g汽油完全燃烧放出的热量：
（3）解：这段时间内内燃机的效率是30%，则通过公式： 算出汽车行驶时做的总功： ，
此时的功率为： .
所以汽车的牵引力：
【知识点】功率的计算；热机的效率
21．【答案】
【知识点】比热容的定义及其计算公式
22．【答案】（1）自下而上；质量；加热时间
（2）等于；煤油；水
（3）热传递
（4）
【知识点】探究不同物质的吸热能力
23．【答案】（1）1.26×1012
（2）地层流体抽取法
（3）1.266×107
【知识点】燃料的热值；液体压强的计算
24．【答案】（1）做功冲程
（2）解：收割机、人、麦子的总质量为
收割机、人、麦子的总重力为
在水平面上收割机对地面的压力等于总重力，即压力为
收割机对地面的压强为
（3）解：收割机行驶路程为
收割机收满一粮仓所做的功
其功率为
（4）解：总能量为
需要柴油的质量
【知识点】功率的计算；热量的计算；热机的四个冲程；压强的大小及其计算
25．【答案】（1）乙、甲、丁、丙；丁；惯性
（2）比热容
（3）60；15；15
【知识点】热机的四个冲程
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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