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第十二章 内能与热机
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共4题)
1．江西省山川秀丽，水资源丰富，冬季最低气温接近-10 ℃，使用暖手宝是我们常见的一种取暖方式。暖手宝以水作为介质，是因为水的 （　　）
A. 凝固点低 B. 沸点高 C. 密度小 D. 比热容大
2．关于热值和热机效率，下列说法正确的是 （　　）
A. 为了使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B. 燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
C. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
D. 热机使用的燃料的热值越大，热机的效率就越高
3．中华美食文化博大精深，如图，对于这些通过“煎、炸、蒸、炒”烹调的美食所包含的物理知识中，说法正确的是 （　　）
A. 锅贴——煎：煎锅贴的锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B. 油条——炸：炸油条时用油而不用水，是因为油的沸点比水高
C. 小笼包——蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使包子含有的热量增加
D. 炒粉——炒：炒粉时厨师不断地用铲子翻动，是利用做功的方式使米粉的内能增加
4．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是 （　　）
A. 内能越大的物体所含有的热量一定越多
B. 物体吸收热量，其温度一定升高
C. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D. 温度相同的物体接触时不发生热传递
二、多选题(共2题)
5．如图所示的是某单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是 （　　）
A. 依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B. 四冲程汽油机在一个工作循环中工作过程依次是丁、乙、丙、甲
C. 甲图中的能量转化是内能转化为机械能
D. 乙图中气缸内气体温度会升高
6．使用相同的加热装置对a、b、c（已知质量关系为mb=mc）三种物质加热时，它们的温度随时间变化的图像如图所示。下列对图像的分析正确的是 （　　）
A. t1~t2时间内物质a的温度不变，内能不变
B. 温度从T1升高到T2时，物质a吸收的热量比b多
C. 如果a、b是同种物质，则b的质量大于a的质量
D. 物质b的比热容小于物质c的比热容
三、填空题(共8题)
7．2025年4月26日，浮梁买茶节在景德镇浮梁古县拉开序幕。台上老茶艺师进行炒茶表演，活动现场飘散阵阵茶香，现场飘散阵阵茶香是 现象；炒茶过程中茶叶温度升高，这是利用 的方式改变了茶叶的内能。
8．如图所示，这是我国古老的医疗技法——刮痧。当刮痧板在身体上刮动时，身体会感觉到热，这是通过 的方式增加身体的内能；刮痧时要在皮肤上涂一些药油，当体表温度升高后，药油渗入人体的速度加快，这说明分子的热运动与物体的 有关。
9．2025年6月26日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功。该运载火箭第三级推进剂选用液态氢作燃料，主要是因为液态氢的 高；火箭外表涂有一层特殊物质，可利用该物质在发生物态变化时 热，从而避免高速运行的火箭温度过高。
10．中药是中华文化的瑰宝。如图所示，中医熬制中药时，药汤沸腾散发出浓郁药香，说明分子在 ；熬药过程，药汤的内能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
11．《天工开物》中提到我国的淬火工艺，它是将高温工件浸入冷的淬火介质，使其完全冷却，以提高金属工件的性能的一种工艺。如图所示，工人将烧红的铁器迅速放入等质量常温的冷水中，发现水温变化不大，其主要原因是水的 （选填“密度”或“比热容”）较大。常见的淬火介质有水和油两种，若某钢材要求淬火前后不能有太高的温差，应选 （选填“水”或“油”）作为淬火介质。
12．为全面推进“乡村振兴”工程，加快农业农村绿色发展，某市大部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭。若小王同学用他家10 L的煤气烧水，假设煤气完全燃烧，则煤气放出的热量为 J；若加热效率为50%，则可使5 kg初温为20 ℃的水温度升高 ℃。[煤气的热值为4.2×107 J/kg，煤气的密度为0.8 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），一个标准大气压下]
13．如图1，试管内的水沸腾后，木塞向外弹出。管口出现白雾说明水蒸气的内能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。此过程中能量转化的情况与图2中汽油机的 （选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）冲程相同。
14．某同学做“探究固体M熔化特点”的实验中，结果如图所示。则在BC段M的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；前2分钟， M吸收的热量为 J。[M的质量为100 g，已知图中CD段物质比热容为4×103 J/（kg·℃）]
四、实验题(共4题)
15．根据图中实验回答问题：
（1）如图甲所示，在热水和冷水中分别滴入两滴墨水，不搅动杯中的水，发现热水杯中的墨水扩散得更快。选用热水和冷水做实验的目的是便于探究分子无规则运动的速度与　　　　　　的关系。
（2）如图乙所示，瓶内装有少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，当瓶塞跳起时，有白雾产生，这说明气体对外做功时，内能　　　　，温度　　　　。
（3）如图丙所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，用酒精灯给水加热至沸腾，这是用　　　　的方法使水的内能增加，酒精燃烧发生的能量转化是　　　　　　　　；当软木塞被冲出时，发生的能量转化是　　　　　　　　，这和汽油机的　　　　冲程的能量转化方式是一样的。
16．（1）为比较水和煤油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
①两个相同的烧杯中应分别加入　　　　相同、　　　　相同的水和煤油，实验选用相同电加热器的目的是使水和煤油在相等的时间内　　　　　　　　。
②根据图甲可判断出b物质是　　　　（选填“水”或“煤油”），水和煤油的温度随时间的变化的图像如图乙所示，根据图乙可判断出水的吸热能力较　　　　（选填“强”或“弱”）。
（2）小明比较完水和煤油的吸热能力后，想要比较煤油和酒精的热值，设计了如图丙所示的实验，用两个相同的烧杯装相等质量的水，取质量　　　　（选填“相等”或“不相等”）的煤油和酒精，分别放入两个燃烧瓶中，点燃分别给烧杯加热，直到煤油和酒精全部燃烧完，通过比较　　　　　　　　（选填“加热时间”或“液体升高的温度”）来比较煤油和酒精热值的大小。
17．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，组装了如图1所示的装置。将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯中，用相同的酒精灯同时加热。记录相关数据，并绘制出如图2所示的图像。（不计热量损失）
（1）实验装置如图1所示，应该　　　　（选填“由上而下”或“由下而上”）进行安装。
（2）实验中，除图1中所展示的实验器材外，还必须用到的测量工具有秒表和　　　　。
（3）同时开始加热到第4 min的这段时间，从图像可知，甲液体升温比乙液体快，那么，这段时间，甲吸收的热量　　　　（选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量。
（4）实验中，给相同质量的不同物质加热相同的时间，通过比较　　　　　　　　，可以判断它们的吸热能力的强弱。从图像可知，　　　　物质吸热能力更强。
（5）甲、乙两种液体的比热容之比是　　　　。
（6）同时开始加热到第4 min的这段时间，甲的比热容与升高温度的乘积　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）乙的比热容与升高温度的乘积。
18．小明采用如图所示的装置进行“探究质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”的实验。
（1）实验要控制两套装置中燃料的　　　　相同，并控制水的　　　　相等。
（2）实验后，可以通过比较　　　　　　　　（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫　　　　法。
（3）从下表中数据可知，质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后，　　　　放出的热量多。
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
酒精 25 65
纸片 25 44
（4）实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是　　　　（选填“相同”或“不同”）的。
（5）在学习时，我们把燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比称为热值，用q表示，这里定义热值的方法，我们称之为比值法。热值是反映物质燃烧属性的物理量。下列4个物理量中运用比值定义法，并反映物质属性的有　　　　（填写序号）。
①速度　②功率　③比热容　④压强
五、计算题(共3题)
19．一质量是3 kg、初温为20 ℃的鹅卵石，当温度升高到30 ℃时吸收了2.34×104 J的热量。
（1）求鹅卵石的比热容；
（2）如图所示的网红“木桶鱼”是将20 kg的鹅卵石加热到200 ℃并放在木桶中，再将生鱼片放在鹅卵石上，加入适量的鱼汤，等鹅卵石温度降到90 ℃时，鱼片就熟了，求鹅卵石在此降温过程中放出的热量。
20．小明学习完“跨学科实践　燃油汽车与电动汽车的对比研究”后，从网上收集到某纯电动汽车与燃油汽车进行测试时的部分数据，如下表所示，请根据表中提供的有关数据计算：
燃油汽车 纯电动汽车
能源种类 汽油（q汽油=4.5×107 J/kg，ρ汽油=0.7×103 kg/m3） 电能
牵引力 600 N 600 N
能量转换效率 25%
（1）燃油汽车油箱的容积为50 L，则一满箱汽油的质量是多少千克 一满箱汽油可供该汽车最多行驶多少千米
（2）如果纯电动汽车每行驶100 km耗电20 kW·h，则纯电动汽车行驶100 km做多少有用功 纯电动汽车的能量转换效率约为多少 （计算结果保留一位小数，1 kW·h=3.6×106 J）
21．健康饮食与运动对青少年的健康成长至关重要，表1为青少年每天正常生活需要的热量，表2为几种食物被人体吸收后释放的热量，表3为各项活动消耗3.8×104 J热量所需要的时间。
表1
男生每天需 要的热量 女生每天需 要的热量
初三学生 1.0×107 J 0.97×107 J
表2
每克食物 热量Q/J
淀粉 1.72×104
蛋白质 1.76×104
脂肪 3.91×104
表3
活动项目 时间/min
铺床、扫地等家务活 30
打排球、羽毛球、网球 15
长跑、打篮球、踢足球 10
（1）某男同学早饭摄入50 g淀粉和10 g蛋白质，获得的热量是多少
（2）通常午餐的热量要占一天总量的40%，该同学午餐已经吃了150 g的米饭（淀粉），剩下的能量如果通过摄入脂肪获得，则还需要摄入多少g的脂肪 （结果保留整数）
（3）若该同学今天多摄入了5 g脂肪，通过打羽毛球来消耗多余的热量需要多长时间 （结果保留整数）
试卷答案
1．【答案】D
2．【答案】C
3．【答案】B
4．【答案】D
5．【答案】BD
6．【答案】CD
7．【答案】扩散热传递
8．【答案】做功温度
9．【答案】热值吸
10．【答案】不停地做无规则运动变大
11．【答案】比热容油
12．【答案】3.36×1058
13．【答案】减小甲
14．【答案】增大2×103
15．【答案】（1）温度
（2）减小；降低
（3）热传递；化学能转化为内能；内能转化为机械能；做功
16．【答案】（1）①质量；初温；吸收相同的热量　②煤油；强
（2）相等；液体升高的温度
17．【答案】（1）由下而上 （2）天平 （3）等于 （4）液体升高的温度 乙 （5）1∶2 （6）等于
【解析】（1）由下而上
（2）天平
（3）等于
（4）液体升高的温度　乙
（5）1∶2
（6）等于
18．【答案】（1）质量；质量
（2）水升高的温度；转换
（3）酒精
（4）不同
（5）③
19．【答案】（1）0.78×103 J/（kg·℃）
（2）1.716×106 J
【解析】（1）由Q=cmΔt可得，鹅卵石的比热容：
c鹅卵石===0.78×103 J/（kg·℃）
（2）鹅卵石在此降温过程中放出的热量：
Q放=c鹅卵石m鹅卵石'Δt'=0.78×103 J/（kg·℃）×20 kg×（200 ℃-90 ℃）=1.716×106 J
20．【答案】见解析
【解析】（1）燃油汽车一满箱汽油的质量：
m=ρV=0.7×103 kg/m3×50×10-3 m3=35 kg
一满箱汽油完全燃烧放出的热量：
Q=qm=4.5×107 J/kg×35 kg=1.575×109 J
一满箱汽油完全燃烧所放出的热量做的有用功：
W=ηQ=25%×1.575×109 J=3.937 5×108 J
一满箱汽油完全燃烧所放出的热量可以让汽车行驶的路程：
s===656.25×103 m=656.25 km
（2）纯电动汽车行驶100 km消耗的电能：
W'=20 kW·h=20×3.6×106 J=7.2×107 J
做的有用功：
W有=Fs=600 N×105 m=6×107 J
电动汽车的能量转换效率：
η==×100%=83.3%
21．【答案】见解析
【解析】（1）由热量公式可知，早饭摄入50 g淀粉，获得的热量：
Q1=m1q淀粉=50 g×1.72×104 J/g=8.6×105 J
摄入10 g蛋白质，获得的热量：
Q2=m2q蛋白质=10 g×1.76×104 J/g=1.76×105 J
早饭获得的热量：
Q总=Q1+Q2=8.6×105 J+1.76×105 J=1.036×106 J
（2）通常午餐的热量要占一天总量的40%，则午餐需要获得的热量：
Q3=40%Q=40%×1.0×107 J=4×106 J
150 g的米饭（淀粉）提供的热量：
Q4=m4q淀粉=150 g×1.72×104 J/g=2.58×106 J
则还需要获得的热量：
Q脂肪=Q3-Q4=4×106 J-2.58×106 J=1.42×106 J=m脂肪q脂肪
解得：m脂肪≈36 g
（3）多余的热量：
Q5=m5q脂肪=5 g×3.91×104 J/g=1.955×105 J
由表格数据可知，打羽毛球消耗多余的热量需要的时间：
t=×15 min=×15 min≈77 min

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