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第十二章　内能与热机
第十二章诊断提分卷
一、单选题(每题3分,共30分)
1.【情境素材·中华优秀传统文化】"煮"的篆体写法如图,表示用火烧煮食物。下列实例与"煮"在改变物体内能的方式上相同的是(　　)
A. 热水暖手
B. 钻木取火
C. 搓手取暖
D. 擦燃火柴
2.【跨学科实践·日常生活】(2026山西忻州期中)炸枣是厦门的一种用油炸制作的点心,吃起来既甜又软绵,如图所示,下列说法正确的是(　　)
A. 刚出锅的炸枣很烫,是因为炸枣含有的热量多
B. 炸枣刚入油锅时,油将温度传递给炸枣
C. 从油锅里捞出炸好的炸枣,一段时间后,炸枣的内能减小
D. 烧油时,油锅里的油在沸腾后温度不断上升,内能不断增大
3.(2026江西南昌期中)下列事例中,与"水的比热容较大"这个特性无关的是(　　)
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来,风一吹感觉冷
C. 暖手袋中常装热水来取暖
D. 沿海地区的昼夜温差比沙漠地区的要小
4.【核心素养·物理观念】(2026山西运城期末)关于内能、温度和热量,下列说法中正确的是(　　)
A. 把0 ℃的冰块加热熔化成0 ℃的水,其内能不变
B. 质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多,其热值越大
C. 物体吸收热量,温度不一定升高
D. 在热传递过程中,内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
5.(2025广东广州荔湾模拟)用如图装置给水壶中的水加热一段时间后,燃料燃烧放出的热量为8.4×10 J,水吸收的热量为6.0×10 J,炉具内的液体燃料减少了0.02 kg,若这0.02 kg的燃料完全燃烧,可以释放的热量为9.0×10 J,则该液体燃料的热值是(　　)
A. 2.4×10 J/kg　　B. 2.4×10 J/kg
C. 4.5×10 J/kg　　D. 3×10 J/kg
6.(2026广东广州增城期中)根据表中的数据,下列说法正确的是(　　)
一些物质的比热容/[J/(kg·℃)]
物质 比热容/J/(kg·℃) 物质 比热容/J/(kg·℃)
水 4.2×10 铝 0.88×10
煤油、冰 2.1×10 干泥土 0.84×10
砂石 0.92×10 铜 0.39×10
A. 不同物质的比热容一定不同
B. 在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
C. 因为水的比热容较大,等质量的水和干泥土吸收相同的热量后,水升温更多
D. 等质量的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量较多
7.【情境素材·科技成就】(2026广西南宁期中)内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图,若该汽油机的效率为30%,飞轮每分钟转动1 800圈(q汽油=4.6×10 J/kg),则下列说法正确的是(　　)
A. 图中所示冲程是做功冲程
B. 若该汽油机完全燃烧5 kg汽油,则汽油机做的有用功为6.9×10 J
C. 该汽油机在1 s内对外做功30次
D. 汽油机消耗的燃料越少,效率一定越高
8.【情境素材·国防教育】(2026江西宜春期中)如图所示是简化的航母上的蒸汽弹射装置示意图,它能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。下列说法中错误的是(　　)
A. 气缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B. 气缸内的蒸汽推动活塞时,蒸汽的内能减小
C. 蒸汽弹射装置工作时与热机的做功冲程原理相似
D. 舰载机水平加速过程中蒸汽的内能将全部转化为舰载机的机械能
9.【跨学科融合·数学】(2026广东广州增城期中)如图所示依次为甲、乙、丙三台汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息,下列说法正确的是(　　)
A. 丙输出的机械能比甲的少,所以丙的效率比甲的低
B. 三台汽油机中,乙的效率最高
C. 在消耗燃料的质量相同时,乙输出的机械能有比甲的少
D. 在输出的机械能相同时,乙比丙消耗更多燃料
10.(2025四川成都中考)小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为20 ℃、质量为100 g的水和某液体M,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知c水=4.2×10 J/(kg·℃),实验在标准大气压下进行,下列说法正确的是(　　)
A. 液体M的比热容为2.8×10 J/(kg·℃)
B. 液体M放热能力比水放热能力强
C. 在t ~t 时间段两种物质都是固液共存状态
D. 从20 ℃刚好降到0 ℃时,水放出的热量小于M放出的热量
二、填空题(每空2分,共30分)
11.【情境素材·中华优秀传统文化】(2026广东茂名电白期中)中医药是中华文化的瑰宝,中医的理疗方式中蕴含了许多物理知识,刮痧时要在皮肤上涂一些药油,利用刮痧使皮肤温度升高,这是通过_______的方式来改变物体的内能的;拔火罐时,要先将小罐内的空气加热,这是通过________(前两空均选填"做功"或"热传递")的方式来改变物体的内能的;这两种改变内能的方式是_______的。
12.【情境素材·科技成就】(2026江西上饶期末)有一种"涡轮增压"(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比热值________(选填"更大""一样大"或"更小")。
13.【跨学科实践·工程实践】《宋史·兵志》记载:"又造突火枪,以钜竹为筒,内安子窠(弹丸),如烧放,焰绝然后子窠发出,如炮声,远闻百五十余步。"如图所示,弹丸被喷出的过程发生的能量转化主要是内能转化为_______能,该能量转化形式与四冲程汽油机的_______冲程相同。
14.(2026广东深圳期中)水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃),将一桶质量为2 kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容将_______(选填"变大""变小"或"不变");已知c铝>c铜,温度和质量均相等的铝球和铜球,它们吸收相同的热量后相互接触,_______(选填"温度"或"热量")将由______球传给______球。
15.【跨学科实践·社会发展】(2025安徽肥西三模)氢能的利用是新能源利用的新潮流,是实现"碳达峰、碳中和"的重要举措。某品牌氢能自行车,一次性充满0.03 kg氢气,不计热量损失,这些氢气完全燃烧产生的热量可以使一个标准大气压下质量为25 kg、温度为20 ℃的水的温度升高_________℃。[水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃),氢气热值取1.4×10 J/kg]
16.【跨学科融合·数学】(2025广东东莞二模)小明在探究"物质的放热能力与哪些因素有关"时,分别用质量均为0.5 kg的水和另一种液体(水的比热容大于另一种液体的比热容)进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示。实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得出:______(选填"甲"或"乙")液体为水,另一种液体的比热容为___________________,另一种液体在0~15 min内放出的热量为__________J。
17.(2026安徽庐江月考)力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和是我国向世界作出的庄严承诺。减少碳排放,提高热效率是大势所趋。一款新型汽车的发动机以23 kW的恒定功率工作了0.5 h,若汽车发动机的效率为36%,假设汽油完全燃烧,则这段时间消耗汽油的质量为________kg。(汽油的热值取4.6×10 J/kg)
三、实验探究题(每空2分,共28分)
18.【核心素养·科学探究】如图所示,小雨准备了甲、乙、丙三个相同的装置,来探究不同物质的比热容和不同燃料的热值。其中液体质量、燃料质量均相等。
(1)还需要的测量器材为___________。
(2)探究不同物质的比热容时,应选择________两装置进行实验;不同物质吸热的多少是通过____________(选填"液体升高的温度"或"加热的时间")来反映的。
(3)小雨根据测得的实验数据,画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像(如图丁所示),由图可知液体_________(选填"a"或"b")的比热容较大。
(4)探究不同燃料的热值应选择________两装置进行实验,实验时燃料放出热量的多少是通过_________________(选填"液体升高的温度"或"加热的时间")来反映的。
(5)另一组同学用甲、乙两装置进行实验,在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得液体a沸腾了。为避免这种情况的出现,请对该组提出一条改进建议:____________________。
19.(2026广西东兴期中)在"比较不同物质吸热的情况"的实验中,实验装置如图所示。
(1)选用两个规格_______(选填"相同"或"不同")的电加热器,目的是使甲和乙两种液体在相等时间内_____________(选填"升高相同温度"或"吸收相同热量");
(2)实验中量取_______(选填"质量""体积"或"初温")相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用电加热器加热相同时间,可通过比较____________(选填"升高的温度"或"吸收的热量")来判断液体吸热能力的强弱;
(3)实验记录数据如表所示,分析数据可知______(选填"甲"或"乙")物质的吸热能力较强;若乙液体的比热容为2.1×10 J/(kg·℃),则甲液体的比热容为_______________J/(kg·℃);
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(4)北方楼房中的暖气选______(选填"甲"或"乙")液体作为供暖物质效果更佳。
四、综合应用题(共12分)
20.(2026安徽六安裕安期中)(6分)有一汽车正在一平直公路上匀速行驶,发动机效率为25%,功率为40 kW,受到的阻力恒为2 000 N,突然油箱指示灯报警,继续行驶了25 min发动机停止工作,经检查发现油箱内无汽油。汽油的热值取4.5×10 J/kg,假设汽油完全燃烧,求从油箱指示灯报警到发动机停止工作:
(1)汽车在这段时间内所做的有用功;
(2)汽车在这段时间内行驶的路程;
(3)油箱指示灯报警时油箱中汽油的质量。(结果保留两位小数)
21.【跨学科实践·日常生活】(6分)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约300 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×10 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×10 kg/m )
(1)求汽车的平均速度;
(2)若汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。
参考答案与解析
1. A　解析:用火烧煮食物是通过热传递改变物体内能;热水暖手也是通过热传递改变内能;钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴都是通过做功改变内能。故选A。
2. C　解析:热量是过程量,不能用"含有"表述,A错误;热传递传递的是热量而非温度,B错误;从油锅捞出炸枣后温度降低,内能减小,C正确;油沸腾后温度不变、内能增大,D错误。
3. B　解析:汽车发动机用水冷却、暖手袋装热水、沿海昼夜温差小都与水的比热容大有关;人游泳后风吹感觉冷是因为水蒸发吸热加速热量散失,与比热容无关,故选B。
4. C　解析:0 ℃冰熔化为0 ℃水,吸热但温度不变,内能增大,A错误;热值是燃料的属性,与燃烧多少无关,B错误;晶体熔化吸热但温度不变,物体吸收热量温度不一定升高,C正确;热传递中内能从温度高的物体传向温度低的物体,不是从内能多的物体传向少的物体,D错误。
5. C　解析:0.02 kg燃料完全燃烧释放9.0×10 J热量,热值q==4.5×10 J/kg,故选C。
6. D　解析:煤油和冰的比热容相同,不同物质的比热容不一定不同,A错误;干泥土比热容小于水,在阳光照射下干泥土比湿泥土升温快,B错误;水比热容大,吸收相同热量后水升温少,C错误;铝的比热容大于铜,等质量升高相同温度,铝吸收热量更多,D正确。
7. B　解析:图中两气门关闭、火花塞点火,是做功冲程,A正确;5 kg汽油完全燃烧放热Q=mq=5 kg×4.6×10 J/kg=2.3×10 J,有用功W=ηQ=30%×2.3×10 J=6.9×10 J,B正确;飞轮每分钟1 800圈=30 r/s,四冲程每2 r做功1次,1 s做功15次,C错误;效率与燃料消耗多少无关,D错误。故选B。
8. D　解析:蒸汽膨胀推动活塞,A正确;蒸汽对外做功,内能减小,B正确;与热机做功冲程原理相似,C正确;由于摩擦等,蒸汽内能不会全部转化为舰载机机械能,D错误。本题选错误的,故选D。
9. B　解析:效率=输出机械能/燃料释放内能,由柱状图对比可知乙的效率最高,故选B。
10. A　解析:水凝固点0 ℃,故右边图像为水。0~t 段,水放热Q水放=c水m水Δt=4.2×10 ×0.1×(20-4) J=6 720 J;M放热QM放=cMmMΔt1=cM×0.1×[20-(-4)] J;Q水放=QM放,解得cM==2.8×10 J/(kg·℃),A正确;cM11. 做功;热传递;等效　解析:刮痧是摩擦做功改变内能;拔火罐是热传递改变内能;做功和热传递在改变内能上是等效的。
12. 一样大　解析:热值是燃料的固有属性,与燃烧情况无关。
13. 机械;做功　解析:弹丸被喷出过程中,气体对弹丸做功,内能转化为机械能,与汽油机做功冲程相同。
14. 不变;热量;铝;铜　解析:比热容是物质属性,与质量无关,倒掉一半仍不变;铝比热容大于铜,等质量等初温吸相同热量,铜升温更多,末温更高,热量由铜球传给铝球。
15. 40　解析:0.03 kg氢气完全燃烧放热Q=mq=0.03 kg×1.4×10 J/kg=4.2×10 J;水升温Δt===40 ℃。
16. 甲;2.1×10 J/(kg·℃);4.2×10 　解析:乙温度降低快,甲降低慢,甲比热容大,甲是水;由c水mΔt水=c乙mΔt乙,4.2×10 ×m×20=c乙×m×40,c乙=2.1×10 J/(kg·℃);乙15 min放热Q=c乙mΔt=2.1×10 ×0.5×40 J=4.2×10 J。
17. 2.5　解析:发动机做功W=Pt=23 kW×0.5 h=11.5 kW·h=4.14×10 J;效率η=36%,汽油完全燃烧放热Q===1.15×10 J;质量m===2.5 kg。
18. (1)天平和秒表　(2)甲、丙;加热的时间　(3)b　(4)甲、乙;液体升高的温度　(5)增加相同质量的a液体
解析:(1)需控制燃料和液体质量相等,并测量加热时间,故需要天平和秒表。(2)探究比热容需控制燃料相同、吸热物质不同,选甲、丙;通过加热时间反映吸热多少。(3)b加热时间长,比热容大。(4)探究热值需燃料不同、液体相同,选甲、乙;通过液体升温反映放热多少。(5)增加a液体质量可避免沸腾。
19. (1)相同;吸收相同热量　(2)质量;升高的温度　(3)甲;4.2×10 　(4)甲
解析:(1)相同规格电加热器使相等时间内吸收相同热量。(2)控制质量相等,比较升温判断吸热能力。(3)由数据可知甲升温慢,吸热能力强;甲乙加热时间比2:1对应相同温升,故c甲=2c乙=2×2.1×10 =4.2×10 J/(kg·℃)。(4)甲比热容大,更适合作供暖物质。
20. (1)1.5×10 J　(2)7.5 km　(3)1.33 kg
解析:汽车匀速,牵引力F=f=2 000 N;时间t=25 min=1 500 s。发动机做的总功(燃料燃烧放热)W总=Pt=40 kW×1 500 s=40×10 W×1 500 s=6×10 J。
(1)有用功W有=ηW总=25%×6×10 J=1.5×10 J。
(2)行驶路程s==7 500 m=7.5 km。
(3)汽油完全燃烧放热Q=W总=6×10 J,质量m=≈1.33 kg。
21. (1)75 km/h　(2)9×10 J　(3)40%
解析:(1)v==75 km/h。
(2)汽油体积V=25 L=0.025 m ,质量m=ρV=0.8×10 kg/m ×0.025 m =20 kg;完全燃烧放热Q=mq=20 kg×4.5×10 J/kg=9×10 J。
(3)发动机做功W=Pt=25 kW×4 h=25×10 W×14 400 s=3.6×10 J;效率η==40%。

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