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第十二讲 内能及其利用
　　　基础练　　　　　　　　　　　　　
1.端午节是我国首个入选世界非物质文化遗产的节日,端午食粽的风俗由来已久。煮粽子时,闻到粽子的香味是　扩散　现象,改变粽子内能的方式是　热传递　。
2.如图所示的压缩空气除尘罐是一种能够快速清除键盘等物品缝隙内灰尘的产品。在使用时,罐内的高压空气从喷嘴喷出,对外做功,内能　减小　(选填“增大”“减小”或“不变”),罐体表面的温度会　降低　(选填“升高”“降低”或“不变”)。
第2题图　　　第3题图
3.物理实验课上,“奇思妙想”小组对质量为2 kg、初温为20 ℃的水进行加热,一段时间后温度计的示数如图所示,为　85　℃,该过程水吸收的热量为　5.46×105　J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4.关于用分子动理论的观点解释生活中的现象,下列说法错误的是 (　A　)
A.尘土在风中飞舞,表明分子在不停地做无规则运动
B.分别向一杯冷水和一杯热水中加一勺糖,热水更快变甜
C.铁块很难被压缩,表明分子间存在着斥力
D.两个小水珠靠近后会结合成一个大水珠,说明分子间有引力
5.关于内能,下列说法正确的是 (　D　)
A.0 ℃的物体没有内能
B.内能的大小与温度无关
C.具有机械能的物体不一定有内能
D.物体具有内能,也可以同时具有机械能
6.“奇思妙想”小组用完全相同的装置加热质量相等的A、B两种液体,得到的温度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是 (　D　)
第6题图
A.液体A比液体B更适合作发动机的冷却剂
B.0~3 min,液体A吸收的热量更多
C.升高相同的温度,两种液体吸收相同的热量
D.液体A、B的比热容之比为2∶3
7.小明在“探究水的奥秘”主题学习活动中,组装了如图所示的实验装置。
第7题图
(1)三个实验都选用酒精灯作热源,通过　热传递　的方式改变烧杯内液体的内能。
(2)将装冰的试管置于水中加热(如图甲所示),而不用酒精灯直接加热,这样做的好处是　物质受热均匀 　。(写出一条即可)
(3)利用装置乙进行实验探究,通过观察比较,发现水沸腾时,自杯底产生的气泡在上升过程中逐渐变大,至水面处破裂。破裂前,气泡内是　水蒸气　。
(4)利用装置丙探究物质的吸热性质时,调整两支酒精灯的灯芯,使其火焰相同(相同热源),目的是用　加热时间的长短　　　　　表示物质吸收热量的多少。
　　　　强化练　　　　　　　　　　　　
1.小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起,这一现象与热机工作循环中的　做功　冲程原理相同,该过程中内能转化为　机械　能。
　第2题图
2.如图所示是我国古代发明的取火器模型图,把推杆迅速推入牛角套筒时,套筒内空气被压缩,推杆前端的艾绒立刻燃烧起来,此过程中机械能转化为　内　能,内燃机工作的　压缩　冲程原理与该过程相同。
3.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×10 6 J,这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为　1.2×107　　J/kg,干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.一辆载货汽车,在平直的公路上以90 km/h的速度匀速行驶6 km消耗1.4 kg汽油,汽车受到的阻力为4 200 N。完全燃烧1.4 kg汽油放出热量为　6.44×107　J,汽车匀速行驶过程中发动机的效率为　39.1% 　。(q汽油=4.6×107 J/kg)
5.二氧化碳爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将二氧化碳压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态二氧化碳迅速汽化,形成高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是 (　C　)
第5题图
A.高压泵压缩二氧化碳,二氧化碳气体的内能增大,温度降低
B.高压泵压缩二氧化碳的过程与热机的做功冲程类似
C.高压二氧化碳气体喷出时,二氧化碳气体的内能减小,温度降低
D.高压二氧化碳气体喷出的过程与热机的压缩冲程类似
6.关于燃料的热值,下列说法正确的是 (　D　)
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量
7.某家庭需要将50 kg、初温为10 ℃的水加热到50 ℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧0.8 kg煤气。这些水从10 ℃加热到50 ℃需要吸收的热量为　8.4×106　J,0.8 kg煤气完全燃烧放出的热量为　3.36×107　J,煤气灶烧水的效率为　25%　。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=4.2×107 J/kg]
8.涡轴-9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。关于该发动机的工作过程,下列说法正确的是 (　A　)
A.燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机的效率越高
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C.压气机压缩空气,空气的内能减小
D.高温高压气体推动涡轮转动时,将机械能转化为内能
9.某辆汽车在水平地面上以25 m/s的速度匀速行驶,行驶600 s汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×107 J,消耗汽油2 kg。假设汽油在发动机汽缸内完全燃烧,q汽油=4.6×107 J/kg。求:
(1)汽车行驶的路程。
(2)汽车受到的阻力。
(3)汽车发动机的效率。(精确到0.1%)
解:(1)由v=得,汽车行驶的路程s=vt=25 m/s×600 s=1.5×104 m。
(2)因为汽车匀速直线行驶,所以受到的阻力和牵引力是一对平衡力,汽车受到的阻力f=F===2×103 N。
(3)2 kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=2 kg×4.6×107 J/kg=9.2×107 J,
汽车发动机的效率
η=×100%=×100%≈32.6%。
答:(1)汽车行驶的路程是1.5×104 m。
(2)汽车受到的阻力是2×103 N。
(3)汽车发动机的效率约是32.6%。
10.小刘学习了燃料的热值后,很想知道家中使用的天然气的热值是多少,但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是,他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去加热,水从20 ℃加热至80 ℃的过程中,天然气表的数字变化了0.035 m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%,已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
　第10题图
(1)水吸收的热量。
(2)天然气的热值。
解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃-20 ℃)=5.04×105 J。
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放===1.4×106 J,
天然气的热值q天然气===4×107 J/m3。
答:(1)水吸的热量是5.04×105 J。
(2)天然气的热值为4×107 J/m3。
11.通过学习,小云知道了冰和水的比热容是不同的,为了探究其他物质的吸热本领是否也与状态有关,小云将质量为100 g、比热容为1.5×103 J/(kg·℃)的固体碾碎,用酒精灯对它均匀加热,共加热10 min,其温度随时间的变化图像如图所示。加热过程共消耗5 g酒精。已知酒精的热值为3×107 J/kg,相同时间内物质吸收的热量相等,下列说法正确的是 (　C　)
第11题图
A.该物质固态时升温比液态时快,说明固态时的吸热本领比液态时强
B.由于2~6 min物质的温度不变,因此无法计算其吸收的热量
C.该物质液态时的比热容为3×103 J/(kg·℃)
D.该酒精灯的加热效率为40%第十二讲 内能及其利用
　基础练　　　　　　　　　　　　　　　
1.端午节是我国首个入选世界非物质文化遗产的节日,端午食粽的风俗由来已久。煮粽子时,闻到粽子的香味是 　现象,改变粽子内能的方式是 　。
2.如图所示的压缩空气除尘罐是一种能够快速清除键盘等物品缝隙内灰尘的产品。在使用时,罐内的高压空气从喷嘴喷出,对外做功,内能 　(选填“增大”“减小”或“不变”),罐体表面的温度会 　(选填“升高”“降低”或“不变”)。
第2题图　　　第3题图
3.物理实验课上,“奇思妙想”小组对质量为2 kg、初温为20 ℃的水进行加热,一段时间后温度计的示数如图所示,为 　℃,该过程水吸收的热量为 　J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4.关于用分子动理论的观点解释生活中的现象,下列说法错误的是 ( )
A.尘土在风中飞舞,表明分子在不停地做无规则运动
B.分别向一杯冷水和一杯热水中加一勺糖,热水更快变甜
C.铁块很难被压缩,表明分子间存在着斥力
D.两个小水珠靠近后会结合成一个大水珠,说明分子间有引力
5.关于内能,下列说法正确的是 ( )
A.0 ℃的物体没有内能
B.内能的大小与温度无关
C.具有机械能的物体不一定有内能
D.物体具有内能,也可以同时具有机械能
6.“奇思妙想”小组用完全相同的装置加热质量相等的A、B两种液体,得到的温度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是 ( )
第6题图
A.液体A比液体B更适合作发动机的冷却剂
B.0~3 min,液体A吸收的热量更多
C.升高相同的温度,两种液体吸收相同的热量
D.液体A、B的比热容之比为2∶3
7.小明在“探究水的奥秘”主题学习活动中,组装了如图所示的实验装置。
第7题图
(1)三个实验都选用酒精灯作热源,通过 　的方式改变烧杯内液体的内能。
(2)将装冰的试管置于水中加热(如图甲所示),而不用酒精灯直接加热,这样做的好处是 　。(写出一条即可)
(3)利用装置乙进行实验探究,通过观察比较,发现水沸腾时,自杯底产生的气泡在上升过程中逐渐变大,至水面处破裂。破裂前,气泡内是 　。
(4)利用装置丙探究物质的吸热性质时,调整两支酒精灯的灯芯,使其火焰相同(相同热源),目的是用 　表示物质吸收热量的多少。
　强化练　　　　　　　　　　　　　　　
1.小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起,这一现象与热机工作循环中的 　冲程原理相同,该过程中内能转化为 　能。
　第2题图
2.如图所示是我国古代发明的取火器模型图,把推杆迅速推入牛角套筒时,套筒内空气被压缩,推杆前端的艾绒立刻燃烧起来,此过程中机械能转化为 　能,内燃机工作的 　冲程原理与该过程相同。
3.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×10 6 J,这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为 　　J/kg,干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.一辆载货汽车,在平直的公路上以90 km/h的速度匀速行驶6 km消耗1.4 kg汽油,汽车受到的阻力为4 200 N。完全燃烧1.4 kg汽油放出热量为 　J,汽车匀速行驶过程中发动机的效率为 　。(q汽油=4.6×107 J/kg)
5.二氧化碳爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将二氧化碳压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态二氧化碳迅速汽化,形成高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是 ( )
第5题图
A.高压泵压缩二氧化碳,二氧化碳气体的内能增大,温度降低
B.高压泵压缩二氧化碳的过程与热机的做功冲程类似
C.高压二氧化碳气体喷出时,二氧化碳气体的内能减小,温度降低
D.高压二氧化碳气体喷出的过程与热机的压缩冲程类似
6.关于燃料的热值,下列说法正确的是 ( )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量
7.某家庭需要将50 kg、初温为10 ℃的水加热到50 ℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧0.8 kg煤气。这些水从10 ℃加热到50 ℃需要吸收的热量为 　J,0.8 kg煤气完全燃烧放出的热量为 　J,煤气灶烧水的效率为 　。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=4.2×107 J/kg]
8.涡轴-9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。关于该发动机的工作过程,下列说法正确的是 ( )
A.燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机的效率越高
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C.压气机压缩空气,空气的内能减小
D.高温高压气体推动涡轮转动时,将机械能转化为内能
9.某辆汽车在水平地面上以25 m/s的速度匀速行驶,行驶600 s汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×107 J,消耗汽油2 kg。假设汽油在发动机汽缸内完全燃烧,q汽油=4.6×107 J/kg。求:
(1)汽车行驶的路程。
(2)汽车受到的阻力。
(3)汽车发动机的效率。(精确到0.1%)
10.小刘学习了燃料的热值后,很想知道家中使用的天然气的热值是多少,但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是,他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去加热,水从20 ℃加热至80 ℃的过程中,天然气表的数字变化了0.035 m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%,已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
　第10题图
(1)水吸收的热量。
(2)天然气的热值。
11.通过学习,小云知道了冰和水的比热容是不同的,为了探究其他物质的吸热本领是否也与状态有关,小云将质量为100 g、比热容为1.5×103 J/(kg·℃)的固体碾碎,用酒精灯对它均匀加热,共加热10 min,其温度随时间的变化图像如图所示。加热过程共消耗5 g酒精。已知酒精的热值为3×107 J/kg,相同时间内物质吸收的热量相等,下列说法正确的是 ( )
第11题图
A.该物质固态时升温比液态时快,说明固态时的吸热本领比液态时强
B.由于2~6 min物质的温度不变,因此无法计算其吸收的热量
C.该物质液态时的比热容为3×103 J/(kg·℃)
D.该酒精灯的加热效率为40%

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