第十三章 內(nèi)能與熱機 單元測試

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?第十三章 內(nèi)能與熱機 單元測試
一、單選題
1．關于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（　?。?br /> A．0℃的物體沒有內(nèi)能
B．只要物體放出熱量，溫度就一定降低
C．物體溫度越高，含有的熱量越多
D．熱量總是從溫度高的物體傳遞給溫度低的物體
【答案】D
【解析】
A．任何物體無論溫度多少都具有內(nèi)能，故A錯誤；
B．物體放出熱量，溫度可能降低，也可能不變，例如：晶體凝固時，放出熱量，但溫度保持不變，故B錯誤；
C．同一物體，溫度越高，內(nèi)能越大，而不能說熱量越多，因為熱量是熱傳遞的多少，是一個過程量，故C錯誤；
D．熱傳遞的過程是熱量由溫度高的物體向溫度低的物體傳遞，故D正確。
故選D。
2．如圖所示的事例中，不是通過做功的方式改變物體內(nèi)能的是（　?。?br /> A．小孩下滑 B．冬天搓手
C．水變成水蒸氣的過程 D．空氣推動塞子
【答案】C
【解析】
A．小孩從滑梯上滑下臀部感覺很熱是通過做功的方式改變了臀部的內(nèi)能，故A不符合題意；
B．搓手時兩手克服摩擦做功，機械能轉化為手的內(nèi)能，手的溫度升高，是用做功方式改變內(nèi)能的，故B不符合題意；
C．水變成水蒸氣的過程是通過熱傳遞，吸收熱量，溫度升高的，內(nèi)能增大，故C符合題意；
D．空氣推動塞子，是氣體克服摩擦力對塞子做功，內(nèi)能減小，故D不符合題意。
故選C。
3．下列關于溫度、內(nèi)能和熱量的描述中正確的是（　　）
A．物體的溫度不變，內(nèi)能可能發(fā)生變化了
B．一個物體的溫度升高了，它一定吸收了熱量
C．溫度高的物體含有的熱量比溫度低的物體多
D．熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞
【答案】A
【解析】
A．物體的溫度不變，內(nèi)能可能發(fā)生變化了，例如，晶體熔化過程中，吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增加，故A正確；
B．一個物體的溫度升高了，可能是吸收了熱量，也可能是外界物體對它做了功，故B錯誤；
C．熱量是一個過程量，不能說物體含有多少熱量，故C錯誤；
D．傳遞的條件是有溫度差，內(nèi)能小的物體溫度可能比內(nèi)能大的物體溫度高，因此熱量也可能由內(nèi)能小的物體傳給內(nèi)能大的物體，故D錯誤。
故選A。
4．關于熱值和熱機效率，下列說法正確的是（　　）
A．使燃料燃燒更充分，可以增大熱值 B．內(nèi)燃機的效率越高，它消耗的燃料就越少
C．使燃料燃燒更充分，可以提高熱機的效率 D．熱機使用的燃料的熱值越大，熱機的效率就越高
【答案】C
【解析】
A．燃料的熱值是燃料本身的一種屬性，與燃料是否充分燃燒無關，故A錯誤；
B．內(nèi)燃機的效率高，只能說明所做的有用功與總功的比值高，不能說明消耗的燃料就少，故B錯誤；
C．使燃料燃燒更充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機的效率，故C正確；
D．熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比，與燃料的熱值無關，故D錯誤。
故選C。
5．甲、乙兩物體的比熱容之比為2:3，吸收熱量之比為3:1，它們升高的溫度相同，則甲、乙兩物體的質量之比為（　?。?br /> A．9:2 B．2:9 C．1:2 D．2:1
【答案】A
【解析】
由可得

升高溫度相同，因此可求兩質量之比為

故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
6．下圖是四沖程汽油機的工作示意圖，下列說法正確的是（　?。?br />
A．圖甲是壓縮沖程，內(nèi)能轉化為機械能
B．該內(nèi)燃機一個工作循環(huán)有四個沖程正確的順序是乙、丁、甲、丙
C．丁是做功沖程，把絕大部分的內(nèi)能轉化為機械能
D．靠慣性完成的沖程是甲、乙、丙
【答案】D
【解析】
A．圖甲兩氣門關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，機械能轉化為內(nèi)能，故A錯誤；
B．內(nèi)燃機一個工作循環(huán)分別是吸熱沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。圖乙進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，是吸氣沖程；圖丙進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，是排氣沖程；圖丁兩氣門關閉，活塞向下運動，是做功沖程，內(nèi)能轉化為機械能，四個沖程正確的順序是乙、甲、丁、丙，故B錯誤；
C．由上分析可知，丁是做功沖程。汽油機的效率約為20%～30%，故只能把一小部分的內(nèi)能轉化為機械能，故C錯誤；
D．只有做功沖程將內(nèi)能轉化機械能，其它三個沖程是輔助沖程，要靠飛輪的慣性完成，故靠慣性完成的沖程是甲、乙、丙，故D正確。
故選D。
7．在如圖“比較水和油兩種物質吸熱的情況”的實驗中，利用相同規(guī)格的電加熱器加熱水和食用油，以下說法正確的是（　　）

A．給體積相同的水和食用油加熱
B．給質量為0.5kg的水加熱1min，1kg的食用油加熱0.5min，水比食用油吸熱多
C．因為水的比熱容較大，所以吸收熱量更多
D．油的比熱容較小，因為吸收熱量相同時，油溫上升較快
【答案】B
【解析】
A．比較不同物質吸熱能力（比熱容）的兩種方法：①使相同質量的不同物質升高相同的溫度，比較吸收的熱量，吸收熱量多的吸熱能力強；②使相同質量的不同物質吸收相同的熱量，比較溫度的變化，溫度變化大的吸熱能力弱。故要給質量相同的水和食用油加熱（根據(jù)，因水和食用油的密度不同，故質量相同的水和食用油體積不同），故A錯誤；
B．我們使用相同的加熱器通過加熱時間的長短來比較吸熱多少，這種方法叫轉化法。加熱時間越長，液體吸熱越多，故B正確；
C．根據(jù)，相同質量的水和食用油升高相同的溫度，因為水的比熱容較大，水吸熱多，故C錯誤；
D．根據(jù)，相同質量的水和油吸收熱量相同時，因油的比熱容較小，故油溫上升快，故D錯誤。
故選B。
8．質量相同的水和銅塊，分別吸收相同的熱量后將銅塊投入水中，（c水>c銅，不計熱損失）則（　?。?br /> A．溫度由銅傳給水 B．熱量由銅塊傳給水
C．水的溫度降低，銅的溫度升高 D．他們之間可能不發(fā)生熱傳遞
【答案】D
【解析】
A．熱傳遞傳遞的是內(nèi)能，不是溫度，故A錯誤；
BCD．題中沒有給水和銅塊的初溫，則質量相同的水和銅塊，分別吸收相同的熱量后，銅塊和水的末溫有可能相等，有可能銅的末溫高，也可能水的末溫高。由于發(fā)生熱傳遞時，內(nèi)能由高溫物體向低溫物體傳遞。故BC錯誤；D正確。
故選D。
9．甲、乙兩個相同的杯子中盛有質量和初溫都相同的水，另有A、B兩個金屬球，其質量和初溫也都相同，且都比水的溫度高?，F(xiàn)將A、B兩球分別浸沒在甲、乙兩杯水中，水無溢出，熱平衡后甲杯水溫升高了，乙杯水溫升高了，不計熱量損失，則（　?。?br /> A．A球比熱容大于B球比熱容 B．A球比熱容小于B球比熱容
C．A球降低的溫度更大些 D．A球放出的熱量更少些
【答案】A
【解析】
D．甲、乙兩個杯子中水的質量m相同，兩球放入水中后，水吸收熱量溫度升高，甲杯的水溫升高15C，乙杯中水溫升高8°C，即△t甲>△t乙，水的比熱c相同，不計熱量損失，由Q=cm△t可知△Q甲吸△Q乙吸，因為△Q甲吸=△QA放，△Q乙吸=△QB放，所以△QA放>△QB放，即A球放出的熱量更多，故D錯誤；
C．甲、乙水的初溫相同，△t甲>△t乙， 則t甲>t乙，所以tA>tB，球的初溫t初相同，所以
t初-tA△QB放，則有
cAmA(t初-tA) cBmB(t初-tB)
又已知mA=mB，故cA>cB，故A正確，B錯誤。
故選A。
10．如下表列出一些物質的比熱容，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷錯誤的是（　　）
物質
水
煤油
冰
鋁
銅
比熱容






A．不同物質的比熱容可能相同
B．一杯水凝固成冰后，比熱容會變化
C．用水作為暖氣中的傳熱介質是因為水的比熱容大
D．鋁和銅升高相同的溫度，鋁吸收的熱量更多
【答案】D
【解析】
A．由表格知，不同物質的比熱容一般不同，但也有相同的，比如煤油和冰的比熱容相同，故A正確，不符合題意；
B．由表格知，水和冰的比熱容不相同，所以一杯水凝固成冰后，比熱容會變化，故B正確，不符合題意；
C．在生活中用水作為暖氣中的傳熱介質是因為水的比熱容較大，與其它液體在相同質量時，降低相同的溫度能放出更加多的熱量，故C正確，不符合題意；
D．由表格知，鋁的比熱容大于銅的比熱容，那么質量相同的鋁和銅升高相同的溫度，鋁吸收的熱量更多，如果沒有質量相同這個前提條件，則無法判斷吸熱的情況，故D錯誤，符合題意。
故選D。
11．利用一燃氣熱水器對、20℃的水進行加熱時，完全燃燒了的煤氣。已知水的比熱容為4.2，煤氣的熱值為，該熱水器燒水的效率是50%。下列說法中（　?。?br /> ①煤氣完全燃燒放出的熱量是
②水吸收的熱量是
③水溫升高了50℃
④加熱過程中水的內(nèi)能保持不變
A．只有①④正確 B．只有②③正確
C．只有①②正確 D．只有②③④正確
【答案】B
【解析】
①由知道，煤氣完全燃燒放出的熱量是

故①錯誤；
②由于該熱水器燒水的效率是50%，所以，水吸收的熱量是

故②錯誤；
③由知道，水溫升高了

故③正確；
④加熱過程中水的溫度升高內(nèi)能增大，故④錯誤。
故選B。
12．小帆在老師指導下，用如圖所示的同一個實驗裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體（其中一種是水），用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時間變化圖像如圖，乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精（）。若單位時間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，，則下列說法中正確的是（　?。?br />

A．
B．乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力
C．0~8min乙吸收的熱量為
D．該酒精燈的加熱效率為28%
【答案】C
【解析】
ABC．由圖乙知，甲從20℃加熱至沸騰用時8min，乙從20℃加熱至沸騰用時10min。 升高相同溫度，甲所需時間長，需要吸收的熱量多，那么甲的吸熱能力更強，則甲是水，甲從20℃升溫至100℃，需要吸收的熱量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J
即酒精燈在8min內(nèi)放出的熱量為3.36×104J，那么乙在8min內(nèi)吸收的熱量為3.36×104J。乙從20℃升溫至100℃，所需時間為4min，吸收的熱量

那么乙的比熱容

故AB錯誤，C正確；
D．乙從20℃加熱至沸騰，所需時間為10min，吸收的熱量

消耗的酒精放出的熱量
Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J
那么酒精燈的加熱效率

故D錯誤。
故選C。

二、填空題
13．冬天人們常搓手取暖，這是通過_______方式來改變物體的內(nèi)能；小萱放學一進家門，就聞到媽媽炒菜的香味，這是_______現(xiàn)象，炒菜主要是通過_______方式改變物體的內(nèi)能。
【答案】做功 擴散 熱傳遞
【解析】
[1]冬天，搓手克服摩擦做功讓手變暖，搓手取暖是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能。
[2]由于菜中的芳香類物質分子不停地做無規(guī)則運動，通過擴散現(xiàn)象充滿整個房間，所以小萱放學一進家門，就聞到媽媽炒菜的香味。
[3]炒菜時，鍋的熱量傳遞給菜，使菜變熟，主要是通過熱傳遞方式改變物體的內(nèi)能。


14．如圖所示，在一個配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小團硝化棉，______（填“迅速”或“緩慢”）向下壓活塞，壓縮玻璃筒內(nèi)的空氣，對筒內(nèi)空氣做了功，空氣的內(nèi)能 ______（填“增大”或“減小”或“不變”），溫度 ______（填“升高”或“降低”或“不變”）。

【答案】迅速 增大 升高
【解析】
[1][2][3]由于做功可以使內(nèi)能與機械能之間進行轉化，所以，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，應迅速把活塞壓下去，這樣壓縮玻璃筒內(nèi)的空氣，活塞對筒內(nèi)空氣做功，空氣的溫度升高，內(nèi)能增加，當溫度達到棉花的燃點后，棉花就會燃燒。
15．春季，在培育秧苗時，有經(jīng)驗的農(nóng)民往往會在傍晚往秧田里灌水以防倒春寒凍傷秧苗，這是利用水的比熱容較______（選填“大”或“小”）的性質；若質量為2000kg的水溫度從5℃降低到2℃，放出的熱量是______J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】大 2.52×107
【解析】
[1]晚上時在秧田里灌水，是因為水的比熱容比沙土大，在相同條件下，晚上水在降溫時會放出熱量，熱傳遞給秧苗，使秧苗的溫度不致下降過低，從而可使秧苗不被凍壞。
[2]水放出的熱量
Q放=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2000kg×(5℃-2℃)=2.52×107J
16．一臺單杠四沖程內(nèi)燃機正常工作時的轉速為1800r/min，該內(nèi)燃機每秒共經(jīng)歷了________沖程。如圖所示，某單缸四沖程汽油機正處于________沖程，此沖程將________能轉化為________能，接下來它應該處于________沖程，汽油機是汽車的“心臟”，氣缸外面有“水套”，汽車行駛時水的溫度會升高，水的內(nèi)能會增大，這是通過________方式改變水的內(nèi)能。

【答案】60 做功 內(nèi) 機械 排氣 熱傳遞
【解析】
[1]內(nèi)燃機正常工作時的轉速為1800r/min=30r/s，即每秒完成15個工作循環(huán)，完成60個沖程。
[2][3][4]如圖，進氣門和排氣門都是關閉的，火花塞放出電火花，活塞下行，可以判斷是做功沖程，做功沖程中內(nèi)能轉化為機械能。
[5]接下來應該將燃燒后的廢氣排出，所以接下來應該處于排氣沖程。
[6]氣缸外有一個水套，氣缸被水包圍著，水從氣缸吸收熱量，溫度升高，水的內(nèi)能會增大，這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能。
17．燃氣灶將的水由42℃加熱到62℃，這是通過______（選填“熱傳遞”或“做功”）方式改變水的內(nèi)能，水的內(nèi)能增加了______J。若天然氣完全燃燒放出的熱量有42%被水吸收，需要消耗______的天然氣。（水的比熱容，天然氣熱值）
【答案】熱傳遞 0.1
【解析】
[1]人們用天然氣灶燒水的過程只是發(fā)生了能量的轉移，而沒有做功過程，所以人們用天然氣灶燒水的過程是通過熱傳遞的方法改變水的內(nèi)能。
[2]水的內(nèi)能增加量等于水吸收的熱量，則

[3]根據(jù)可知，天然氣完全燃燒放出的熱量

由得，需要天然氣的體積

18．圖甲是某物質從液態(tài)變成固態(tài)的過中溫度隨時間變化的圖像，圖乙示意圖形象反映兩種物態(tài)下分子排列的特點。第1min時該物質分子的排列可能如圖___________，2—4min過程溫度不變，該物質的內(nèi)能___________（填“增大”、“減少”或“不變”）。


【答案】a 減少
【解析】
[1]從圖像可以看出，固體放熱，溫度降低，繼續(xù)放熱，溫度不變，說明這種物質是有一定的凝固點，則固態(tài)的該物質是晶體，即甲圖描述的是一種晶體的凝固圖像。由圖像可知，0—2min是液態(tài)，液體分子排列較疏松沒有固定的形狀，故第1min時該物質分子的排列可能如圖a。
[2]在2—4min是這種晶體的凝固過程，在此過程中雖然溫度不變，但是在不斷放熱，內(nèi)能減小。
19．如圖所示，在試管內(nèi)裝一些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會把木塞沖開，此時水蒸氣的溫度會________（選填“升高”或“降低”）。水蒸氣沖開瓶塞的過程，水蒸氣的內(nèi)能轉化成木塞的________。該過程相當于內(nèi)燃機的________沖程。如圖所示為內(nèi)燃機的能量流向圖，熱機效率等于________。

【答案】降低 機械能 做功 30%
【解析】
[1]如圖所示，加熱使水沸騰，水蒸氣膨脹，對木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能減小， 溫度會降低。
[2]木塞獲得機械能飛出去，水蒸氣的內(nèi)能轉化為活塞的機械能。
[3]由于內(nèi)燃機做功沖程中將內(nèi)能轉化為機械能，故上述實驗過程中相當于內(nèi)燃機的做功沖程。
[4]由圖可知熱機的效率
η=100%-33%-30%-7%=30%
即熱機效率等于30%。
20．如圖所示是冷水與熱水混合時溫度隨時間變化的圖象，甲乙通過________的方式使內(nèi)能發(fā)生_______（轉化/轉移），假設在這一過程中沒有熱量損失，那么，由圖象中所給的信息可知，冷水與熱水的質量之比是___________。若冷水質量為200g，3min冷水吸收的熱量為________J（已知c水=4.2×103J/（kg·℃））。

【答案】熱傳遞 轉移 2∶1 1.68×104
【解析】
[1][2]將冷水與熱水混合后，熱水放熱溫度降低，冷水吸熱溫度升高，所以甲乙通過熱傳遞的方式使內(nèi)能發(fā)生轉移的。
[3]由圖可知：熱水的初溫為80℃、末溫為40℃，則
Δt熱=80℃-40℃=40℃
冷水的初溫為20℃、末溫為40℃，則
Δt冷=40℃-20℃=20℃
根據(jù)熱平衡方程得到
Q吸∶Q放=1∶1
c水m冷Δt冷=c水m熱Δt熱
4.2×103J/(kg·℃)×m冷×20℃=4.2×103J/(kg·℃)×m熱×40℃
m冷∶m熱=2∶1
[4]3min冷水吸收的熱量為
Q=c水m冷Δt冷=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-20℃)= 1.68×104J
21．天然氣是一種潔凈的能源，在公交車和出租車上推行以天然氣代替汽油做燃料。某物理興趣小組的同學,用天然氣給8kg的水加熱,同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線,若在4min內(nèi)完全燃燒了0.14kg的天然氣,天然氣的熱值約為6×107J/kg，則經(jīng)過4min時間加熱，水所吸收的熱量為_________J；天然氣燒水時的熱效率________。

【答案】 20%
【解析】
【分析】
（1）由圖可知，經(jīng)過4min時間加熱水升高的溫度值，利用吸熱公式
求水吸收的熱量；?
（2）已知天然氣的質量和熱值，利用可求得天然氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量；燒水時的熱效率（熱效率等于水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比）．
【解析】
經(jīng)過4min時間加熱，水所吸收的熱量：
，
(2)天然氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量：；
天然氣燒水時的熱效率： 。
故答案為：；20%
22．把質量相同、材料不同的兩個金屬塊甲和乙，加熱到90℃，然后分別投入兩杯初溫都是25℃、質量也相同的水中，過了一段時間后，發(fā)現(xiàn)投入金屬塊乙的杯內(nèi)水溫較高（整個過程忽略能量損失），那么可以斷定甲、乙兩種金屬的比熱容c甲_____c乙（填“>”、“=”或“