1、课时训练课时训练( (十四十四) ) 内能与热机内能与热机 (限时:30 分钟) | |基础巩固基础巩固| | 一、选择题一、选择题 1.【2018宁波】图 K14-1 所示的实例中，改变物体内能的方式与其他三项不同的是 （ ) 图 K14-1 2.【2019内江】在热现象中，下列说法正确的是 （ ) A. 冰在熔化过程中，要不断吸收热量，温度同时升高 B.一个物体内能增加了，一定是吸收了热量 C. 新型燃料汽车实现了“零排放”，其效率已达到了 100% D.初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，应该早晨多排水，傍晚多灌水 3.【2019长春】下列实例中，属于做功改变物体内能的是 （ ) A.
2、 晒太阳 B.搓手取暖 C.热水袋取暖 D.冰袋降温 4.【2019巴中】下列关于温度、内能、热量的说法中，正确的是 （ ) A. 物体的温度越低，含有的热量越少 B.做功和热传递都可以改变物体的内能 C.物体的内能增加，温度一定升高 D.物体的机械能越大，内能越大 5.如图 K14-2 所示，体重为 70 kg 的消防员沿着钢管匀速下滑时感到手心发烫，此时受到钢 管对他的摩擦力大小和导致手心内能改变的方式是（g 取 10 N/kg) （ ) 图 K14-2 A. 70 N 热传递 B.70 N 做功 C.700 N 热传递 D.700 N 做功 6.【2018巴中】甲铁块质量是乙铁块的 3
3、倍，若吸收相同的热量，则甲、乙两铁块的比热 容之比和升高的温度之比分别为 （ ) A. 11，13 B.13，13 C.11，31 D.31，31 7.如图 K14-3 所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质 量也相同。下列说法正确的是 （ ) 图 K14-3 A. 比较不同液体的比热容，可以选择甲、丙两图 B.比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图 C.比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图 D.比较不同燃料的热值，不可以选择甲、乙两图 二、填空题二、填空题 8.【2019北部湾经济区】汽车的发动机常用水作为降温的物质，这是因为水的 较 大。汽油的热值是 4.
4、610 7 J/kg，1 kg 汽油完全燃烧放出的热量是 J。目前热机 的效率还比较低，在热机的能量损失中， 带走的能量最多，设法利用这部分能量，是提高燃料利用率的重要措施。 9.【2019巴中】为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧 2 kg 秸秆煤可放出 J 的热量;若这些热量完全被水吸收， 可使 kg 的水温度由 20 升高到 60 。【已知 q秸秆煤=2.110 7 J/kg，c 水=4.210 3 J/（kg)】 10.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 种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理。如图
5、K14-4 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”)物质为水。另一种液体的比热容为 ，这种液体在 015 min 内放出 的热量为 。 【c水=4.210 3 J/（kg)】 图 K14-4 三、实验探究题三、实验探究题 11.【2019巴中】为了比较 A、B 两种液体的吸热能力，小明同学设计了以下实验步骤: a.在两个同样的烧杯中分别装入等体积的 A、B 两种液体; b.用温度计分别测量 A、B 两种液体的初温，温度计示数相同; c.用两个相同的酒精灯同时给两个烧杯加热，且加热时间相同; d.用温度计分别测出 A、B 两液体的
6、末温。 请完成下列问题: （1)此实验的主要探究方法是 。 （2)在上述实验步骤中，存在错误的是 （选填步骤前的字母)，更正错误后继续实 验。 （3)步骤 c 中“加热时间相同”是为了使 A、B 两种液体 。 （4)如图 K14-5 所示是 A、B 两种液体温度随时间变化关系的图像，则两液体的比热容关系 是 cA （选填“”“c乙 B.c甲=c乙 C.c甲c乙 D.以上三种情况都有可能 二、填空题二、填空题 7. 【2018绥化】 如图 K14-9 所示是某单缸四冲程汽油机的压缩冲程， 在此冲程中把 能 转化成内能;若该汽油机飞轮转动的速度是 3000 revs/min， 则汽油机每秒对外做功
7、 次。 图 K14-9 8.合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1 t 生活垃圾能“榨”出 140 kg 燃料油。若燃料油的热值为 4.010 7 J/kg，某城镇每天产生 50 t 生活垃圾，则这 些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为 J。在一个标准大气压下， 这些热量的30%被500 m 3 30 的水吸收， 则水温能升高 。 【c水=4.210 3 J/ （kg)， 水=1.010 3 kg/m3】 9.如图 K14-10 所示，小明在燃烧皿中放入 10 g 酒精，点燃后对质量为 200 g 的水加热，充 分燃烧后，水温升高 30 ，已知水的比热容为 4.21
8、0 3 J/（kg)，此过程中水吸收的 热量为 J，水的内能 （选填“增大”或“减小”)，该实验计算得到的 酒精热值明显偏小，其原因是 。 图 K14-10 三、实验探究题三、实验探究题 10. 【2018柳州模拟】 小明想利用如图 K14-11 甲所示的装置， 来探究不同物质的吸热能力。 方法是:“加热质量相同的水和食用油， 使它们升高相同的温度， 比较它们吸收热量的多少”。 实验数据如下表所示。 器材:相同规格的电加热器、 烧杯、 温度计 （以上均为两个)、 、 质量相等的水和食用油。 图 K14-11 （1)在实验中取两个相同规格的电加热器的目的 是 。 从表中数据可知，质量相等、初温相
9、同的水和食用油加热相同时间，食用油的末温比水的末 温 （选填“高”或“低”)。 物质 质量/g 初温 / 末温 / 时间/min 水 60 20 45 6 食用油 60 20 68 6 2)在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给 加热更长的时间，因 此我们还可以用“ 相同的不同物质，升高相同的温度，比较加热时间的长短，来判 断不同物质的吸热能力”。 （3)通过上表所测量的实验数据，我们可以得出， （选填“水”或“食用油”)的 吸热能力更强。 （4)某同学在实验时绘制了如图乙所示的图像，该同学认为:“加热相同的时间时，A 升高 的温度高一些，这说明 A 吸收的热量多一些。”这位同学
10、的判断是否正确？ 。原因 是 。 （5)如果 A、B 两种物质中，有一种是水，且它们的质量相同，且在相同的热源下加热，请 你根据所给信息判断 A、B 两种物质中 物质是水。 11.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了如下表 所示的数据: 燃料的质量/g 100 200 300 400 燃料完全燃烧 放出的热量 Q木柴/J 1.31 0 6 2.61 0 6 3.91 0 6 5.51 0 6 Q焦炭/J 3.01 0 6 6.01 0 6 9.01 0 6 12.0 10 6 Q木炭/J 3.41 0 6 6.81 0 6 10.2 10 6 13.6 10
11、6 （1)从表中的数据可看出， 相同质量的不同燃料， 它们完全燃烧所释放的热量是 的; 对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 。 （2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料， 和 的比值是不变的， 这个不变的比值， 反映了燃料本身的一种性质， 物理学中把它称为 ， 它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。 （3)完全燃烧 0.01 m 3的天然气放出的热量是 J;如果这些热量完全用于加热水，可 使 kg 的水温度升高 10 ;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因 是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了 （答一个即可
12、)。【q天然气=4.210 7 J/m3，c 水=4.210 3 J/（kg)】 （4)在烧水的过程中， 人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收， 为了衡量 水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例， 物理中引入了 来描述， 我 们总是希望它的值越 越好。 四、综合应用题四、综合应用题 12.【2019通辽】我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长 1.2 km 的水平路面做匀速直线运动，用时 40 s，汽车在行驶过程中受到的阻力为 4000 N，汽车在 此过程中发动机热机效率为 48%，汽油的热值为 q=4.610 7 J/kg。在该段测试过程中: （1)汽
13、车的功率为多少？ （2)燃烧了多少千克汽油？（计算结果保留两位小数) 13. 【2019安顺】 如图 K14-12 所示是一款新型四轮沙滩卡丁车， 其满载时的质量为 600 kg， 每个车轮与沙滩接触的面积为 500 cm 2，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10 min 行驶 6 km，它的发动机功率恒为 11.5 kW。（g 取 10 N/kg) （1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多大？ （2)此次行驶中卡丁车所受的阻力为多大？ （3)该卡丁车以汽油为燃料， 若在这次行驶中消耗汽油 0.6 kg， 求该卡丁车汽油机的效率。 （q汽油=4.610 7 J/kg)
14、图 K14-12 【参考答案参考答案】 基础巩固 1.A 2.D 【解析】冰是晶体,在熔化过程中,不断吸收热量,温度不变,A 错误。一个物体内能增 加了,可能是吸收了热量,也可能是其他物体对它做了功,B 错误。由于摩擦力的存在、热量 损失等因素,热机效率不可能达到 100%,C 错误。初春培育水稻秧苗时,为了不使秧苗受冻, 应该早晨多排水,使秧苗田在阳光照射下升温,利于生长；傍晚多灌水,使秧苗田在放热情况 下,温度下降较小,不至于使秧苗冻坏,D 正确。 3.B 4.B 5.D 【解析】消防员匀速下滑,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,则 f=G=mg=70 kg10 N/kg=700
15、N,故 A、B 错误；下滑过程中,重力克服摩擦力做功,将重力势能转化为内 能,即通过做功的方式导致手心内能发生改变,故 C 错误,D 正确。 6.A 7.A 8.比热容 4.610 7 废气 9.4.210 7 250 【解析】完全燃烧 2 kg 秸秆煤,放出热量 Q=q秸秆煤m=2.110 7 J/kg2 kg=4.2107 J。可 加热水的质量为 m水= c水（t-t0）= 4.2 107 J 4.2 103 J/（kg） （60-20）=250 kg。 10.甲 2.110 3 J/（kg） 4.2104 J 11.（1）控制变量法 （2）a （3）吸收相同的热量 （4） 【解析】 （1
16、）本实验中,只有液体种类不同,其他条件均相同,所以主要实验方法是控制变量 法。（2）比较 A、B 两种液体的吸热能力时,应使 A、B 两液体的质量相同,所以存在错误的 是步骤 a。（3）加热时间相同,酒精灯放出的热量相同,A、B 两种液体吸收的热量就相同。 （4）由图可以看出加热相同时间时,A 液体温度变化较大,所以 A 液体的比热容较小。 12.解： （1）完全燃烧 0.04 m 3天然气放出的热量 Q放=Vq=0.04 m 34.2107 J/m3=1.68106 J。 （2）水吸收的热量 Q吸= 放=40%1.6810 6 J=6.72105 J, 根据公式 Q吸=cmt 得,水升高的温
17、度 t= 吸 c水m= 6.72 105 J 4.2 103 J/（kg） 5kg=32 。 13.解： （1） 水吸收的热量 Q吸=c水m水t=4.210 3 J/ （kg） 80 kg30 =1.008107 J。 （2）干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则 Q放=Q吸=1.00810 7 J； 需要完全燃烧干木柴的质量 m= 放 q干木柴= 1.008 107 J 1.2 107 J/kg=0.84 kg。 （3）太阳能热水器吸收的太阳能 =2.5210 6 J25=2.52107 J, 太阳能热水器的效率 = 吸 =1.008 10 7 J 2.52 107 J =40%。 太阳能
18、是一种清洁、无污染、可再生能源,它能量丰富,取之不尽用之不竭。（合理即可） 能力提升 1.A 【解析】夏天在地面上洒水会感到凉快是利用水蒸发吸热的原理,故 A 符合题意；北方 楼房内的暖气用水作为介质、海边昼夜温差小、生物体内水的比例高,都是利用了水的比热 容较大的特性,故 B、C、D 均不符合题意。 2.A 3.C 4.C 【解析】 由题意可知,“点燃木星”将地球推开时,内能转化为机械能,而在热机的工作 循环中只有在做功冲程将内能转化为机械能,故 A、B、D 错误,C 正确。 5.C 【解析】 根据公式 Q吸=cmt 可知,水吸收的热量与水温度的变化量成正比,故 A 错误。 水吸收的热量 Q
19、吸=c水m水t=4.210 3 J/（kg）30 kg（45 -20 ）=3.15106 J, 故B错 误 。 天 然 气 放 出 的 热 量Q放=Vq=0.15 m 34107 J/m3=6106 J,= 吸 放100%= 3.15 106 J 6 106 J 100%=52.5%,故 C 正确。热水器的能量转化效率与环境温度有关, 故 D 错误。 6.C 7.机械 25 【解析】单缸四冲程汽油机的压缩冲程把机械能转化成内能；由汽油机飞轮转动的速度为 3000 revs/min 可知,1 s 内飞轮转动的转数为 50 转,因为飞轮转两圈完成一个工作循环,对 外做功一次,故 1 s 内完成了
20、25 个工作循环,对外做功 25 次。 8.2.810 11 40 9.2.5210 4 增大 酒精燃烧放出的热量没有完全被水吸收 10.停表 （1）让水与食用油在相等时间内吸收的热量相等 高 （2）水 质量 （3）水 （4）不正确 用相同的加热器加热,相等时间内物质吸收的热量相等 （5）B 11.（1）不同 多 （2）完全燃烧放出的热量 燃料的质量 热值 （3）4.210 5 10 空气（或燃气灶） （4）效率 大 【解析】（3）完全燃烧 0.01 m 3 的天然气放出的热量 Q放=Vq天然气=0.01 m 34.2107 J/m 3=4.2105 J； 由于 Q吸=Q放,由 =cmt 得,
21、水的质量 m水= 吸 c水t= 4.2 105 J 4.2 103 J/（kg） 10=10 kg； 天然气完全燃烧放出的热量一部分被水吸收,还有一部分会被容器、空气、燃气灶吸收。 12.解：（1）汽车匀速行驶,牵引力 F=f=4000 N, 牵引力做功 W=Fs=4000 N1.210 3 m=4.8106 J, 汽车的功率 P=W t= 4.8 106 J 40s =1.210 5 W。 （2）汽油燃烧放出的热量 Q= W = 4.8 106 J 48% =10 7 J, 燃烧汽油的质量 m= q= 107 J 4.6 107 J/kg0.22 kg。 13.解：（1）卡丁车对沙滩的压强 p= F压 = = mg = 600kg 10N/kg 4 500 10-4 m2=310 4 Pa。 （2）由于卡丁车做匀速直线运动,则所受的阻力与发动机的牵引力大小相等, 卡丁车匀速行驶的速度 v=s t= 6 103 m 10 60s=10 m/s, 由 P=Fv 可得, 卡丁车所受的阻力 f=F牵= = 1.15 104 W 10m/s =1.1510 3 N。 （3）该卡丁车汽油机的效率 = W有用 放 100%= t m q汽油100%= 1.15 104 W 10 60s 0.6kg 4.6 107 J/kg100%=25%。