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1、
第十二章 內(nèi)能與熱機(jī)
(100分,60分鐘)
題 號
一
二
三
四
總 分
得 分
一、選擇題(每題3分,共36分)
1.一瓶酒精用掉一半,關(guān)于剩下的酒精,下列判斷正確的是( )
A.密度變?yōu)樵瓉淼囊话? B.熱值變?yōu)樵瓉淼囊话?
C.質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话? D.比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话?
2.關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能,以下說法正確的是( )
A.物體的溫度升高,內(nèi)能一定增加
B.60 ℃的水比30 ℃的水所含有的熱量多
C.熱量總是自發(fā)地從溫度低的物體向溫度高的物體傳遞
D.0 ℃的水內(nèi)能為零
3.下列實例中,通過熱傳遞的方式來改變物
2、體內(nèi)能的是( )
A.曬太陽 B.鉆木取火 C.搓手取暖 D.壓縮空氣
4.用打氣筒給籃球快速充氣,忽略籃球體積的變化,在充氣過程中,球內(nèi)空氣( )
A.質(zhì)量不變 B.密度不變 C.溫度不變 D.內(nèi)能增大
5.由Q=cm(t-t0)得c=,關(guān)于同一種物質(zhì)的比熱容,下列說法正確的是( )
A.若質(zhì)量增大一倍,則比熱容減小一半
B.若質(zhì)量增大一倍,則比熱容增大一倍
C.若吸收的熱量增大一倍,比熱容增大一倍
D.比熱容與物體質(zhì)量多少、溫度變化大小、吸熱或放熱的多少都無關(guān)
6.飛機(jī)在萬米高空飛行時,艙外大氣壓比艙內(nèi)大氣壓低,要使艙內(nèi)獲得新鮮空氣,必須使用壓縮機(jī)把空氣
3、從艙外壓進(jìn)艙內(nèi)。在這個過程中,壓縮機(jī)對空氣做功,空氣的( )
A.溫度升高,內(nèi)能增加 B.溫度降低,內(nèi)能減少 C.溫度升高,內(nèi)能減少 D.溫度降低,內(nèi)能增加
7.如圖所示是某老師的自制教具。他在礦泉水瓶的側(cè)壁上鉆一個孔,把電火花發(fā)生器緊緊塞進(jìn)孔中,實驗時從瓶口噴入酒精并蓋上錐形紙筒,按動電火花發(fā)生器的按鈕,點(diǎn)燃瓶內(nèi)酒精后,紙筒即刻飛出。關(guān)于此實驗,分析不正確的是( )
A.酒精不完全燃燒時熱值不變
B.能聞到酒精的氣味說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動
C.燃?xì)馔苿蛹埻诧w出的過程相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程
D.紙筒飛出后瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減小,溫度降低
8.實驗裝置如圖所示,加
4、熱試管使水沸騰。對觀察到的現(xiàn)象分析正確的是( )
A.玻璃管口冒出的“白氣”是水汽化成的水蒸氣
B.加熱使水升溫是通過做功的方式改變水的內(nèi)能
C.小葉輪的轉(zhuǎn)動說明永動機(jī)是可以實現(xiàn)的
D.小葉輪轉(zhuǎn)動,水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為葉輪的機(jī)械能
(第7題圖) (第8題圖) ( 第10題圖)
(第12題圖)
9.四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時,哪個沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能( )
A.壓縮沖程 B.做功沖程 C.吸氣沖程 D.排氣沖程
10.如圖為四沖程汽油機(jī)工作過程中的某沖程示意圖,該沖程為( )
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程
11.關(guān)于“熱
5、機(jī)”,下列說法中錯誤的是( )
A.通過技術(shù)改進(jìn),可以使熱機(jī)的效率達(dá)到100%
B.減少城市熱島效應(yīng)的措施之一就是倡導(dǎo)“綠色出行”
C.用水而不用其他循環(huán)物質(zhì)降低熱機(jī)的溫度,主要是利用水的比熱容較大的特性
D.嚴(yán)寒的冬天,有人晚上把熱機(jī)水箱中的水放出,是防止氣溫降低時,水凝固而脹壞水箱
12.將質(zhì)量相同的甲、乙、丙三塊金屬加熱到相同的溫度后,放到上表面平整的冰塊上。經(jīng)過一定時間后,冰塊形狀基本不再變化時的情形如圖所示。則三塊金屬的比熱容c甲、c乙、c丙大小相比( )
A.c甲最大 B.c乙最大 C.c丙最大 D.c甲=c乙=c丙
二、填空題(每空1分,共16分)
6、13.“激光橡皮”:在激光的照射下,紙張上的黑色碳粉直接________(填物態(tài)變化名稱)為高溫碳蒸氣,在這個過程中,碳粉是通過________(填“做功”或“熱傳遞”)的方式來改變內(nèi)能的。
14.在四川邛崍窯遺址中出土了一種唐朝“省油燈”,如圖所示。這種省油燈的燈盞是銅質(zhì)的,在燈盞下增加了一層夾層,又叫夾層燈。夾層留一個小孔,可以從小孔向夾層中加水。燈點(diǎn)燃后,熱會由燈盞通過________方式使油的內(nèi)能增加,溫度升高,加快油的________,增加耗油量。在夾層中加水,降低油溫,達(dá)到省油的目的,這是利用水的____________的特性。為了更省油,請對這種燈提出一個合理的改進(jìn)意見:___
7、_____________________。
(第14題圖) (第15題圖)
15.在沿海地區(qū)炎熱晴朗的天氣里,易形成海陸風(fēng),陸風(fēng)和海風(fēng)是由于地面和大海升溫和降溫的快慢不同,從而使空氣對流形成風(fēng)。形成海陸風(fēng)的根本原因是______________________________________。如圖所示的是海陸風(fēng)形成的示意圖,其中________圖反映海風(fēng)形成的時間是白天,________圖反映陸風(fēng)形成的時間是晚上。
16.給汽車加油時,會聞到汽油味,這是________現(xiàn)象。當(dāng)汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒不充分時會冒“黑煙”,這時發(fā)動機(jī)的效率________(填“升高”“不變”或“降低”)。
8、
17.若汽油機(jī)每秒完成40個沖程,則每秒它對外做功________次,飛輪轉(zhuǎn)過________圈。
18.中國南海海底探明有大量的“可燃冰”,同等條件下,“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍,說明“可燃冰”的________很大。以10倍的關(guān)系粗略計算,1 kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為________J,可以將________ kg的水從20 ℃加熱至60 ℃。[q煤氣=4.2×107 J/kg,水的比熱容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、實驗與探究題(每題8分,共16分)
19. 為了比較水和沙子吸熱本領(lǐng)的大小,小敏做了如圖所示的實驗:在兩個相同的燒杯中,分別
9、裝有質(zhì)量、初溫都相同的水和沙子,用兩個相同的酒精燈對其加熱,實驗數(shù)據(jù)記錄如下表:
質(zhì)量/g
升溫10 ℃所需時間/s
升溫20℃所需時間/s
升溫30 ℃所需時間/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
(1)在此實驗中,用加熱時間的長短來表示物質(zhì)______________________________;
(2)分析上表中的實驗數(shù)據(jù)可知:質(zhì)量相同的水和沙子,升高相同溫度時,水吸收的熱量________(填“大于”或“小于”)沙子吸收的熱量;
(3)如果加熱相同的時間,質(zhì)量相同的水和沙子,________(填“水”或“沙子
10、”)升高的溫度更高;
(4)實驗中有些同學(xué)發(fā)現(xiàn):剛開始加熱時,情況與(3)結(jié)論不符,你認(rèn)為可能的原因是:__________________________________________________________________________________。
(第19題圖)
(第20題圖)
20.如圖所示,甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同,燃料的質(zhì)量都是10 g,燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。
(1)比較不同燃料的熱值,應(yīng)選擇________兩圖進(jìn)行實驗;比較不同物質(zhì)的比熱容,應(yīng)選擇________兩圖進(jìn)行實驗;
(2)水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),它的物理
11、含義是
_________________________________________________________________
____________________________________________;
(3)酒精的熱值為3.0×107 J/kg,完全燃燒10 g酒精放出的熱量為____________J。
四、綜合應(yīng)用題(21、22題各6分,23題8分,24題12分,共32分)
21.如圖所示,一輛汽車在行駛途中遇突發(fā)情況,緊急剎車時,司機(jī)身體前傾,車身向前滑行一段距離,在路面上留下輪胎滑過的痕跡,輪胎溫度急劇升高。請根據(jù)以上情境簡要回答下列問題:
(
12、1)剎車時司機(jī)身體前傾的原因。
(2)從能量轉(zhuǎn)化的角度解釋輪胎溫度升高的原因。
(第21題圖)
22.某研究小組為測量垂直于太陽光的面積為1 m2的表面上,每秒鐘接收到的太陽能,用自制太陽能熱水器做實驗。經(jīng)多次實驗得到自制太陽能熱水器吸收太陽能的效率為50%??刂铺柲軣崴鹘邮仗柟獯怪闭丈涞拿娣e始終是2 m2,太陽能熱水器內(nèi)的水的質(zhì)量為100 kg,水的初溫為20 ℃,經(jīng)8 750 s時間后上升到45℃。請計算:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)在上述過程中太陽能熱水器內(nèi)的水吸收的熱量是多少焦耳?
(2)垂直于太陽光的1 m2表面上,每秒鐘接收到的太陽
13、能是多少焦耳?
23.飛機(jī)的發(fā)動機(jī)是一種熱機(jī),通過航空煤油在氣室中燃燒,從噴口向后高速噴出氣體,使發(fā)動機(jī)獲得向前的推力,高空中某飛機(jī)獲得1.6×105 N的水平推力,以600 km/h的速度沿水平方向勻速航行1 h,需要完全燃燒熱值為4×107 J/kg的航空煤油4 000 kg。求1 h內(nèi):
(1)飛機(jī)的航程;
(2)發(fā)動機(jī)所做的功;
(3)航空煤油完全燃燒放出的熱量;
(4)發(fā)動機(jī)的熱機(jī)效率。
24.隨著人們生活水平的提高,越來越多的家庭采用“水地暖”進(jìn)行取暖。其原理是:在房間地面裝飾層下鋪設(shè)散熱管道,通過管道內(nèi)的熱水
14、散熱提高室溫。當(dāng)供水溫度為45 ℃時,單位面積的散熱功率與地面裝飾層材料、散熱管材料的對應(yīng)關(guān)系見下表:
地面裝飾層材料散熱功率散熱管材料
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE—RT)
136.6 W/m2
103.5 W/m2
93.5 W/m2
聚丁烯(PB)
125.7 W/m2
96.9 W/m2
90.0 W/m2
(1)若該地暖系統(tǒng)的總水量為2×103 kg,將全部的水從5 ℃加熱至45 ℃,水至少需要吸收多少熱量?[c水=4.2×103 J/ (kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面積為80 m2,散熱管材料為聚丁烯(PB ),供水溫度為45 ℃,則該供暖
15、系統(tǒng)每小時的散熱量為多少焦耳?
(3)“水地暖”散熱量除與散熱時間、面積有關(guān)外,你認(rèn)為還與哪些因素有關(guān)?請至少寫出兩點(diǎn)。
第十二章達(dá)標(biāo)檢測卷
一、1.C 2.A 3.A 4.D 5.D 6.A 7.C 8.D
9.A 點(diǎn)撥:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是壓縮沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是做功沖程。
10.A
11.A 點(diǎn)撥:由于總存在能量的散失和損耗,所以熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。
12.C
二、13.升華;熱傳遞
14.熱傳遞;蒸發(fā);比熱容大;給燈盞加蓋
點(diǎn)撥:為了省油,應(yīng)結(jié)合影響蒸發(fā)快慢的因素思考,設(shè)法減慢蒸發(fā)速度。
15.海水的比熱容比泥土的大;乙;甲
點(diǎn)撥:白天,
16、泥土和海水都吸熱升溫,泥土的比熱容小,吸熱升溫快,空氣溫度高,密度小而上升,這時風(fēng)向是由大海吹向陸地。晚間的風(fēng)向與白天的風(fēng)向相反。
16.?dāng)U散;降低
17.10;20 點(diǎn)撥:汽油機(jī)飛輪每轉(zhuǎn)1圈完成2個沖程,每轉(zhuǎn)2圈完成4個沖程,做一次功。
18.熱值;4.2×108;2 500 點(diǎn)撥: 1 kg煤氣完全燃燒放出的熱量Q放=mq煤氣=1 kg×4.2×107 J/kg=4.2×107 J,1 kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量Q放′=Q放×10=4.2×107 J×10=4.2×108 J,水的質(zhì)量m===2 500 kg。
三、19.(1)吸收的熱量的多少 (2)大于 (3)沙子 (4)
17、水的導(dǎo)熱性能好(或沙子導(dǎo)熱性能不好或沙子里溫度計玻璃泡插入比較淺或沒有用玻璃棒攪動)
20.(1)甲、乙;甲、丙 (2)1 kg水溫度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的熱量為4.2×103 J (3)3.0×105
四、21.解:(1)車行駛時司機(jī)隨車一起向前運(yùn)動,急剎車時司機(jī)下半身隨車減速,司機(jī)的上半身由于慣性仍保持向前運(yùn)動的狀態(tài),所以司機(jī)會向前傾?!?2)緊急剎車時,車輪克服摩擦做功,并將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此輪胎溫度急劇升高,是通過做功的方法使內(nèi)能增加的。
22.解:(1)水吸收的熱量:Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(45 ℃-20
18、 ℃)=1.05×107 J。
(2)垂直于太陽光的1 m2表面上,每秒鐘接收到的太陽能:W==1 200 J。
23.解:(1)飛機(jī)的航程s=vt=600 km/h×1 h=600 km;
(2)發(fā)動機(jī)所做的功W=Fs=1.6×105 N×600 000 m=9.6×1010 J;
(3)航空煤油完全燃燒放出的熱量Q放=qm=4×107 J/kg×4 000 kg=1.6×1011 J;
(4)發(fā)動機(jī)的效率η=×100%=×100%=60%。
24.解:(1)Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg· ℃)×2×103 kg×(45 ℃-5 ℃)=3.36×108 J。
(2)由題意可知,該家庭地面單位面積上的散熱功率為P=90.0 W/m2,散熱量Q′=PSt=90.0 W/m2×80 m2×3.6×103 s=2.592×107 J。
(3)地面裝飾層材料、散熱管材料、裝飾層厚度、供水溫度、管間距離等。
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