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第十二章 内能及其应用 综合题
一、单选题
1．关于图所示的四个情景，下列说法正确的是（　　）
A．甲图两个底面削平的铅块紧压在一起，抽成真空也不会掉落，表明分子间存在引力
B．乙图试管中的水加热后，水蒸气将软木塞推出，此过程是将机械能转化为内能
C．丙图抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明上面瓶中的空气密度较大
D．丁图半杯黄豆和半杯小米装满茶杯，混合后杯子空出一截是由于分子间有空隙
2．甲乙两实心金属球初温、质量均相等，分别为20℃和2kg，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
3．下列关于力学现象解释中正确的是（　　）
A．课桌没有推动，是因为水平推力小于摩擦力
B．做匀速直线运动的物体一定不受力的作用
C．苹果在空中下落得越来越快，是因为力可以改变物体的运动状态
D．滑滑梯时感觉到臀部很烫，是热传递的方式改变了内能
4．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（　　）
A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能．
D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
5．下列现象中，能够说明分子在不停地做无规则运动的是（　　）
A．运动员在2022年世界杯赛场上奋力奔跑
B．打开一瓶酒精消毒液的瓶盖，就能闻到酒精气味
C．放假回家时，小明乘坐高速行驶的火车
D．“T型空间站”在太空中绕地球飞行
6．下列关于热值的说法正确的是（　　）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值
B．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
C．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
D．燃料燃烧不完全时热值变小
7．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，下图中表示做压缩冲程的是（　　）
A． B．
C． D．
8．关于燃料和热值，下列说法正确的是（　　）
A．增加供氧量，让燃料更充分燃烧，可以提高燃料的热值
B．容易燃烧的燃料热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小
9．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度越高，所含有的热量越高
B．对物体做功，物体的内能一定增加
C．热量也能从内能小的物体传给内能大的物体
D．物体的内能减少，温度一定降低
10．将质量为 、温度为 的雪 (可看成是冰水混合物) 投入装有热水的容器中， 热水的质量为， 平衡后水温下降了； 向容器中再投入质量为的上述同样性质的雪， 平衡后容器中的水温恰好又下降了 。则 为 （　　）。
A． B． C． D．
二、填空题
11．如图甲、乙是课本两个演示实验，与汽油机做功冲程原理相同的是　 　图所示的实验．已知汽油热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧200g汽油放出的热量为　 　J．设计时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸是因为水的　 　较大．
12．如图所示，汽油机此时进行的是　 　冲程，该冲程将　 　转化成机械能。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油机的效率是25%，若完全燃烧0.1kg汽油，汽油机可以输出　 　J的有用功。
13．如图是十五世纪意大利著名的科学家、艺术家达·芬奇设计的“魔轮”。他利用格板的特殊形状，使右边的重球滚到比左边的重球离轮心更远些的地方，他认为在两边重球不均衡的作用下，会使轮子转动不息。其实根据　 　定律，无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实现的。
14．由于沙石的比热容比水的比热容　 　，所以吸收或放出相同的热量，沙石升高或降低的温度要多，因此沙漠地区比沿海城市昼夜温差　 　。（均选填“大”或“小”）
15．用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值为4.2×107J/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　 　%
16．汽油机是热机中的一种，如图所示是汽油机的　 　冲程，此过程是将内能转化为　 　能。
17．小红同学使用涂改液修改错字时，旁边的同学都闻到了涂改液的气味，这是　 　现象，如图所示，将截面磨光的两铅柱对接并紧压在一起，下面挂重物体不能将它们分开。这个现象说明：　 　。
18． 将一袋装纯牛奶放入热水中加热，这是通过　 　的方式改变牛奶的内能。已知牛奶的质量为0.35kg，初温为10℃，当加热到40℃时它所吸收的热量为　 　J。[牛奶的比热容是]
三、计算题
19．汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶15km，该过程中汽车受到的阻力为1440N，汽油机效率为30%（假设汽油完全燃烧，q汽油=4.5×10J/kg），求汽车行驶15km所消耗的汽油的质量。
20．某款太阳能热水器平均每小时接收4.2×106J的太阳能。在5小时的有效照射时间内，使热水器中100kg、初温为20℃的水温度升高到60℃。已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求该过程中：
（1）水吸收的热量；
（2）太阳能热水器的效率；
（3）若改用热效率为40%的煤炉达到同样的烧水效果，需要燃烧煤的质量。（q煤＝3.0×107J/kg）
四、作图题
21． 如图所示，水和酒精的混合实验中为了使实验效果更明显，请在图中玻璃管右侧括号里标注上“水”或“酒精”。
五、实验探究题
22．如图所示，无摩擦的轨道装置固定在水平桌面上。轨道前半部分是弧形的，后半部分是水平的。装置配套有三个质量不同、体积相同的金属球，把一个金属球从轨道上方某处由静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后，球会在空中继续飞行，最后掉到水平地面上。（忽略空气阻力）
请完成：
（1）金属球从4运动到B的过程中，它的　 　能转化为　 　能：
（2）小明猜想：
猜想；金属球的质量越大，它在空中运动的水平距离s就越大：
猜想二：球静止释放时的高度越高，它在空中运动的水平距离s就越大。设计实验（可自选测器材）.验证猜想一是否正确，
①写出实验步骤（可图文结合）。
②验证猜想是否正确的依据。
六、综合题
23．吉林省素有“黑土地之乡”的称号，随着农业机械化水平的提高，收割机已成为我省玉米收割的重要工具。
（1）收割时空气中弥漫着玉米香，这是由于分子在不停地做　 　，在病毒、原子、PM2.5中尺度最小的是　 　。
（2）收割机的四冲程柴油发动机工作时，内能转化为机械能的是　 　冲程。
（3）当柴油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将　 　（选填“升高”“不变”或“降低”）；
（4）一台四冲程柴油机工作时曲轴转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成　 　个做功冲程。
24．某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃．问：
（1）这些水要吸收热量为多少？
（2）“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m3？（天然气的热值q=8.4×107J/m3．气体完全燃烧放出热量的公式是Q=qV，式中V表示气体燃烧的体积）
七、科普阅读题
25．阅读短文，回答问题。
空心锤子
在生产、生活和科学实验中，我们常常要用到锤子，如在墙上钉钉子时，我们用锤子反复击打钉子，钉子便进入墙里。但是，在宇宙空间，当航天员用锤子敲击物体时，锤子给物体一个作用力，物体受力运动的同时，人和锤子也会向背离被击物体的方向运动，并且敲击时的作用力越大，人和锤子就会被弹得越远，根本无法进行再次敲击。
怎样解决这一问题呢 科学家把航天员的锤子设计成空心的，并在里面装入一定量的钢砂。当手握锤子敲击物体时，锤头会把受到的反作用力传给钢砂，使原来处于相对静止的钢砂运动起来。钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的作用力，同时产生热量，减慢了锤子的运动，使锤子不会反跳起来。由此攻克了在宇宙空间不能用锤子反复敲击的难题。
如图所示，日常生活中，当锤头松了，人们将锤柄往下反复撞击固定物体，锤头就会牢牢地套紧锤柄。
（1）在宇宙空间，当航天员用锤子敲击物体时，锤子给物体一个作用力，物体受力运动的同时，人和锤子也会向背离被击物体的方向运动。这说明力可以改变物体的　 　，且物体间力的作用是　 　；
（2）钢砂运动产生的相互摩擦克服了此状态下的反作用力，同时产生热量，这是通过　 　的方式改变钢砂的内能；
（3）请你解释日常生活中，当锤头松了，人们将锤柄往下反复撞击固定物体，锤头就会牢牢地套紧锤柄的原因。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】热机；分子间相互作用力；分子动理论基本观点
2．【答案】D
【知识点】比热容的定义及其计算公式
3．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能；力的作用效果；平衡状态的判断
4．【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
5．【答案】B
【知识点】机械运动；分子热运动
6．【答案】B
【知识点】燃料的热值
7．【答案】A
【知识点】热机的四个冲程
8．【答案】D
【知识点】燃料的热值
9．【答案】C
【知识点】热量的概念；温度、热量与内能的关系；做功改变物体内能；热传递的概念与方式
10．【答案】B
【知识点】热量的计算
11．【答案】甲；9.2×106；比热容
【知识点】比热容的定义及其计算公式；燃料的热值；热机
12．【答案】做功；内能；1.15×106
【知识点】热机的效率；热机的四个冲程
13．【答案】能量守恒
【知识点】能量守恒定律
14．【答案】小；大
【知识点】比热容的定义及其计算公式
15．【答案】4.2×105；8.4×105；50
【知识点】热量的计算；燃料的热值
16．【答案】做功；机械能
【知识点】热机的四个冲程
17．【答案】扩散；分子间存在相互作用的引力
【知识点】分子热运动；分子间相互作用力
18．【答案】热传递；
【知识点】热量的计算；热传递的概念与方式
19．【答案】解：汽车做匀速直线运动，汽车受到的牵引力为
汽车牵引力做的功为
汽油机效率为30%，则汽车行驶15km，需要汽油放出的热量为
由得，汽车行驶15km所消耗的汽油的质量
答：汽车行驶15km所消耗的汽油的质量为1.6kg。
【知识点】燃料的热值；热机的效率；功的计算及应用
20．【答案】（1）1.68×107J；（2）80%；（3）1.4kg
【知识点】比热容的定义及其计算公式；燃料的热值；热机的效率
21．【答案】
【知识点】分子动理论基本观点
22．【答案】（1）重力势；动
（2）①实验步骤：
1、让质量为m1的小钢球在轨道装置某一高度静止释放，用卷尺测出小钢球落地时离C点之间的水平距离s1；
2、再分别换用质量为m2、m3的小钢球在轨道装置同一高度静止释放，用卷尺分别测出小钢球落地时离C点之间的水平距离s2、s3；
判断依据：若 s1＞s2＞s3，则猜想正确，否则不正确。
②设计表格如下：
实验序号 抛出点离地面的高度H/m 小球的质量m/kg 小球释放时的高度h/m 落地点与抛出点的水平距离s/m
1 　 　 　 　
2 　 　 　 　
3 　 　 　 　
…… 　 　 　 　
【知识点】能量的转化或转移；控制变量法与探究性实验方案
23．【答案】（1）无规则运动；原子
（2）做功
（3）降低
（4）15
【知识点】热机；热机的效率；热机的四个冲程；分子热运动
24．【答案】（1）1.008×109J
（2）16m3
【知识点】热量的计算；燃料的热值
25．【答案】（1）运动状态；相互的
（2）做功
（3）锤头和锤柄原来一起向下运动，锤柄因撞击固定物体而静止，而锤头由于惯性仍保持原来的运动状态，所以锤头就套紧在锤柄上了
【知识点】做功改变物体内能；力的作用效果；力作用的相互性；惯性及其现象
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