第十三章 内能与热机（单元测试）-【上好课】九年级物理全一册同步高效课堂（沪科版）

第十三章 内能与热机 满分100分 时间60分 一、单项选择题 （每小题3分，共12×3=36分） 1．2024年3月20日，探月工程鹊桥二号中继星由长征八号三运载火箭发射升空．运载火箭二级发动机采用液氢液氧发动机．液氢作为燃料是因为具有较大的（　　） A．密度 B．比热容 C．体积 D．热值 2. 下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（　　） A．远洋货轮 B． C919客机 C．载重汽车 D．木帆船 3. 如图所示的四个现象中，属于做功改变物体内能的是（　　） A．烤火取暖 B．砂轮磨刀溅出火花 C．热水袋取暖 D．阳光下取暖 4．位于沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大，这是因为与水相比，砂石的（　　） A．比热容较小 B．比热容较大 C．密度较小 D．密度较大 5. 如图所示，为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是做功冲程，内能转化为机械能 B．图乙是压缩冲程，机械能转化为内能 C．图丙是排气冲程，内能转化为机械能 D．四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙 6. 根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴 B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物 C．做功冲程是内能转化为机械能 D．压缩冲程是机械能转化为内能 7．对于同一物态的某种物质，根据得知（    ） A．比热跟热量成正比 B．比热跟质量成反比 C．比热跟温度变化成反比 D．吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量 8．物理学家托里拆利在地理方面也有卓越贡献。他是第一个用科学的方式描述风的人，他写道：“风产生于地球上的两个地区的温差和空气密度差”。学科之间存在联系互通，地理中的“海陆风”也可用物理学的知识进行解释。如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（    ） A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高 B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高 D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 9．质量和初温都相同的铁球和铝球（）吸收相同的热量后放到一起，下列说法正确的是（　　） A．它们之间不发生热传递 B．它们之间发生热传递，热量由铁球传给铝球 C．它们之间发生热传递，热量由铝球传给铁球 D．以上都有可能 10．依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ） 物质 比热容c/【J/(kg·°C)】 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 B．水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多 C．水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多 11. 甲、乙两物体质量都为1 kg，丙物体质量为2 kg，三个物体温度都升高1 ℃，吸收热量如图所示，以下说法正确的是（ ） A．乙的比热容与丙的相等 B．甲的比热容比乙的大 C．甲的温度升高1 ℃，需吸收2 000 J的热量 D．甲、乙的温度都降低1 ℃，乙比甲放出的热量多 12．如图所示表示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是（ ） A．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失可有效提高热机效率 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率 C．该汽油机的效率为73% D．该汽油机的能量利用率为27% 二、作图、填空题（每空1分，共24分） 13．（1）用相同的电加热器分别对质量和初温均相等的A和B两种液体进行加热（不计热量损失，两液体均未沸腾），如图给出了A液体的温度随加热时间变化的关系图像，试在图中画出B液体的温度随加热时间变化的大致关系图像。（已知cA>cB） （2）如图所示，甲（a）为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，请在图甲（b）中，画出另一个冲程中活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况。 （3）请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。 14. 铁的比热容是0.45×103焦/(千克⋅℃)，单位读作 。相同质量的水和铁块，温度都升高1℃， 吸收的热量多；如果它们吸收相同的热量， 升高温度多。 15. 自然界中永不停息地进行着热交换。如图所示情景中包含着热传递的三种方式，请在空格内填写：A锅中水之间的热传递方式为 ，B手和锅柄之间的热传递方式为 ，C手在火焰附近就觉得很烫，主要的热传递方式为 。 16. 将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中，对其加热至沸腾，温度随时间变化的关系如图所示。可分析出该固态物质是 （选填“晶体”或“非晶体”），其中a到b阶段的温度不变，内能 （选填“不变”或“增加”），由图看出固态升温比液态升温时的图线陡，说明 。 17. 小明某天从早上8：00开始分别对室外工地的气温和公园人工湖的水温进行了测量，如图是他根据记录的数据绘成温度随时间变化的图像。 （1）表示公园人工湖的水温变化的是图线 （选填“甲”或“乙”）。 （2）质量5kg的水在太阳光的照射下，温度升高了3℃，水吸收的热量为 J，这是通过 的方式改变水的内能。[c水=4.2×103J/(kg•℃)] 18．如图，甲图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化为塞子的 能，这个能量转化过程与汽油机工作时 冲程的能量转化过程一样，图乙和丙是汽油机工作过程中的两个冲程，其中压缩冲程是其中的 。（选填“乙”或“丙”） 19. 温度不同的两物体接触时，低温物体吸热（Q吸），高温物体放热（Q放），忽略热散失，。 （1）将质量相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃； （2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23℃的水中，如图所示，并将容器用隔热材料密封（如图）； （3）一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20℃和17℃； （4）对比数据可判断，（以下两空均选填“铝”或“铜”） 的温度变化大。 从水中吸收的热量多，判断的依据是 。 20. 2023年6月，我国最大固态燃料运载火箭“力箭一号”成功发射，其发射升空过程如图所示。 （1）火箭喷气发动机也属于内燃机。发射时，燃料燃烧一级箭体分离，二级箭体喷出燃气继续加速飞行，燃烧产生的燃气推动火箭升空，该过程相当于汽油机中的 冲程； （2）金属铍是一种优质的火箭燃料，若火箭发动机的效率为60％，则1千克的铍完全燃烧可以使火箭获得 J的机械能；（铍的热值为1.5×107J/kg） （3）“力箭一号”为多级火箭，火箭一、二级箭体中均储存有燃料。研究发现，若燃料总量相同时，多级火箭比单级火箭（燃料全部放在一个箭体中）的最大飞行速度更快，其原因是 。 三、实验探究题（每空2分，共28分） 21. 在比较煤油和酒精燃烧放出热量多少的实验中，采用如图所示的实验装置。    （1）本实验中，除如图所示的器材外，还需要的测量工具是停表和 ； （2）准备煤油和酒精时，必须要控制它们的 相等； （3）燃料燃烧完毕，通过比较两烧杯中的水 ，来比较煤油和酒精放出热量的多少； （4）既然用两烧杯中的水来衡量煤油和酒精放出的热量，所以，也要控制两杯水的质量和 相同。 22. 如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。 （1）要比较“不同燃料的放热能力”，应选择 两图进行实验；该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较 （选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来判断的； （2）要比较不同物质吸热能力，应选择 两个图进行实验； （3）若甲装置中消耗的燃料的质量为m1，使质量为m2的水温度升高了Δt（水未沸腾），则燃料1的热值q为 （用m1、m2、c水、Δt表示）。 23. 如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团小棉花，把活塞迅速压下去，棉花被点燃。如图乙所示，瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连。用打气筒给瓶中打气，当瓶塞跳起来时，瓶口周围冒“白气”。 （1）甲、乙两实验说明 可以改变内能； （2）在甲实验中，把活塞迅速压下去时棉花被点燃，说明筒内空气的温度 ，内能 （均填“增大”“减小”“不变”“升高”或“降低”）； （3）如图丙所示，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，将观察到活塞向右移动，温度计的示数 变小。请分析原因是 。 四、计算题（每题6分，共12分） 24．小明家的太阳能热水器，水箱内装满200kg的水，小明进行了一次观察活动，某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃ [c水=4.2×103J/(kg•℃)]，求： （1）水升高的温度Δt； （2）水吸收的热量Q。 25. 一辆汽车在平直的公路上匀速直线行驶，已知该车每消耗1kg柴油，就可以输出1.68×107J的机械功。【柴油热值为q＝4.2×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）】。请计算： （1）该汽车的热机效率； （2）若该汽车每消耗1kg柴油所损失的能量用来加热水，可以将多少千克水从20℃加热到70℃？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十三章 内能与热机 满分100分 时间60分 一、单项选择题 （每小题3分，共12×3=36分） 1．2024年3月20日，探月工程鹊桥二号中继星由长征八号三运载火箭发射升空．运载火箭二级发动机采用液氢液氧发动机．液氢作为燃料是因为具有较大的（　　） A．密度 B．比热容 C．体积 D．热值 【答案】D 【详解】火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2. 下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（　　） A．远洋货轮 B． C919客机 C．载重汽车 D．木帆船 【答案】D 【详解】远洋货轮、C919客机、载重汽车工作时都要使用化石能源作燃料，工作时将内能转换为机械能，都是使用热机工作的；木帆船是利用风力工作的，工作时没有使用热机，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 3. 如图所示的四个现象中，属于做功改变物体内能的是（　　） A．烤火取暖 B．砂轮磨刀溅出火花 C．热水袋取暖 D．阳光下取暖 【答案】B 【详解】A．烤火取暖，火焰温度较高，是利用热传递改变内能的，故A不符合题意； B．砂轮磨刀溅出火花，通过摩擦将机械能转化内能，是做功改变内能，故B符合题意； C．热水袋取暖，热水的温度较高，是利用热传递改变内能的，故C不符合题意； D．阳光下取暖，太阳将热量以辐射的形成传到人体，是热传递改变内能，故D不符题意。 故选B。 4．位于沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大，这是因为与水相比，砂石的（　　） A．比热容较小 B．比热容较大 C．密度较小 D．密度较大 【答案】A 【详解】A B．沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大，这是因为与水相比，砂石的比热容小，升温快，昼夜温差大，故A符合题意；B不符合题意； C D．密度是质量与体积之比，密度的大小与升温快慢无关，故CD不符合题意。 故选A。 5. 如图所示，为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是（　　） A．图甲是做功冲程，内能转化为机械能 B．图乙是压缩冲程，机械能转化为内能 C．图丙是排气冲程，内能转化为机械能 D．四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙 【答案】A 【详解】A．图甲进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，内能转化为机械能，故A正确； B．图乙进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，故B错误； C．图丙进气门关闭，排气门打开，是排气冲程，无能量转换，故C错误； D．丁图进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙，故D错误。 故选A。 6. 根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　） A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴 B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物 C．做功冲程是内能转化为机械能 D．压缩冲程是机械能转化为内能 【答案】B 【详解】A．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是个喷油嘴，A正确，不合题意； B．工作过程，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，B错误，符合题意； C．做功冲程将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．压缩冲程将机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．对于同一物态的某种物质，根据得知（    ） A．比热跟热量成正比 B．比热跟质量成反比 C．比热跟温度变化成反比 D．吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量 【答案】D 【详解】同种物质在同一状态下，其比热容为恒定值，与质量、温度、热量不成比例，公式中吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量，故D正确． 8．物理学家托里拆利在地理方面也有卓越贡献。他是第一个用科学的方式描述风的人，他写道：“风产生于地球上的两个地区的温差和空气密度差”。学科之间存在联系互通，地理中的“海陆风”也可用物理学的知识进行解释。如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（    ） A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高 B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高 D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 【答案】A 【详解】海洋水多，陆地的土地多，白天相同的太阳光照射，水和土地吸收的热量相同，水和土地的质量相同时，由得，因为水的比热容大，温度升高得少，气温较低，陆地的土地的比热容小，温度升高得多，气温较高，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 9．质量和初温都相同的铁球和铝球（）吸收相同的热量后放到一起，下列说法正确的是（　　） A．它们之间不发生热传递 B．它们之间发生热传递，热量由铁球传给铝球 C．它们之间发生热传递，热量由铝球传给铁球 D．以上都有可能 【答案】B 【详解】因为铁块和铝块的质量相同、吸收的热量也相同，且c铁<c铝，根据可知，铁块升高的温度更多，又因为二者的初温相同，所以铁块的末温比铝块的末温高，根据热传递的条件可知，热量将从铁块传给铝块，故ACD错误，B正确。 故选B。 10．依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ） 物质 比热容c/【J/(kg·°C)】 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 B．水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多 C．水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多 【答案】D 【详解】A．比热容是物质特有的一种物理属性，只跟物质的种类、状态有关，所以一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故A错误； B．根据Q=cmΔt可知，相同质量的水和沙石放出相等热量，由于沙石的比热容比水小，则沙石的温度降低得较多，故B错误； C．水的比热容表示的是1kg的水温度升高（或降低）1°C时吸收（或放出）的热量是4.2×103J，故C错误； D．根据Q=cmΔt可知，相同质量的水和煤油吸收相等热量，由于煤油的比热容比水小，则沙石的温度升高得较多，故D正确。 故选D。 11. 甲、乙两物体质量都为1 kg，丙物体质量为2 kg，三个物体温度都升高1 ℃，吸收热量如图所示，以下说法正确的是（ ） A．乙的比热容与丙的相等 B．甲的比热容比乙的大 C．甲的温度升高1 ℃，需吸收2 000 J的热量 D．甲、乙的温度都降低1 ℃，乙比甲放出的热量多 【答案】B 【详解】A.根据Q=cm△t，乙丙的质量和吸收的热量相同，比热容与温度变化成反比，乙的温度变化小，乙的比热容比丙的大，A错误； B. 根据Q=cm△t，甲乙质量相等，温度变化相同，比热容与吸收热量成正比．甲吸收热量比乙多，因此甲的比热容与乙的大，B正确； C. 从图像看出，甲的温度升高1℃，需吸收3000J的热量，C错误； D.根据B选项分析，甲、乙的温度都降低1℃，甲比乙放出的热量多，D错误。 故选B。 12．如图所示表示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法不正确的是（ ） A．废气的排放所占比例最大，减少该部分能量损失可有效提高热机效率 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率 C．该汽油机的效率为73% D．该汽油机的能量利用率为27% 【答案】C 【详解】A．由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，A说法正确，不符合题意； B．冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，B说法正确，不符合题意； CD．该汽油机的热机效率为η=97%−33%−30%−7%=27% C说法错误，符合题意，D说法正确，不符合题意。故选C。 二、作图、填空题（每空1分，共24分） 13．（1）用相同的电加热器分别对质量和初温均相等的A和B两种液体进行加热（不计热量损失，两液体均未沸腾），如图给出了A液体的温度随加热时间变化的关系图像，试在图中画出B液体的温度随加热时间变化的大致关系图像。（已知cA>cB） 【答案】见右图。 【详解】相同的电加热器分别对质量和初温均相等的A和B两种液体，说明吸收的热量和质量相同。根据比热容的相关公式Q=cm△t，A和B吸收的热量相同，质量相同，cA>cB，所以B的温度变化比较大。故B液体的温度随加热时间变化的大致关系图像如图所示。 （2）如图所示，甲（a）为四冲程内燃机压缩冲程的示意图，图中画出了压缩冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，请在图甲（b）中，画出另一个冲程中活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况。 【答案】见右图。 【详解】由图可知，汽缸顶部的火花塞点火，是四冲程内燃机的做功冲程，在内燃机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动。 （3）请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。 【答案】见右图。 【详解】由于海水的比热容大于泥土、砂石的比热容，白天在同样太阳光的照射下，地面比海水升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风，如图所示。 14. 铁的比热容是0.45×103焦/(千克⋅℃)，单位读作 。相同质量的水和铁块，温度都升高1℃， 吸收的热量多；如果它们吸收相同的热量， 升高温度多。 【答案】 焦每千克摄氏度 水 铁 【详解】铁的比热容c铁=0.45×103焦/(千克⋅℃)，单位读作焦每千克摄氏度，表示的意思是质量为1kg的铁温度每升高1℃，吸收0.45×103焦的热量。 水的比热容大于铁的比热容，相同质量的水和铁块，温度都升高1℃，由Q=cmΔt可知，水吸收的热量多；如果它们吸收相同的热量，由Δt=Q/cm可知铁升高的温度多。 15. 自然界中永不停息地进行着热交换。如图所示情景中包含着热传递的三种方式，请在空格内填写：A锅中水之间的热传递方式为 ，B手和锅柄之间的热传递方式为 ，C手在火焰附近就觉得很烫，主要的热传递方式为 。 【答案】 热对流 热传导 辐热射 【详解】热传递的方式有三种：热传导、热对流、热辐射。锅中水之间的热传递方式为热对流；手和锅柄之间的热传递方式为热传导；手在火焰附近就觉得很烫，主要的热传递方式为热辐射。 16. 将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中，对其加热至沸腾，温度随时间变化的关系如图所示。可分析出该固态物质是 （选填“晶体”或“非晶体”），其中a到b阶段的温度不变，内能 （选填“不变”或“增加”），由图看出固态升温比液态升温时的图线陡，说明 。 【答案】 晶体 增加 该物质固态时的比热容比液态时的小 【详解】由图像知，该物质在熔化过程中温度保持50℃不变（即有一定的熔化温度），所以该物质在固态时是晶体。 a到b阶段是该物质的熔化阶段，温度不变，但继续吸收热量，内能增加。 由图像可知，固态升温比液态升温时的图线陡，即相同的时间内固态升高的温度大于液态升高的温度，由Q=cmΔt可知：当吸收的热量和质量都相同时，Δt越大比热容就越小，该物质固态时的比热容比液态时的小。 17. 小明某天从早上8：00开始分别对室外工地的气温和公园人工湖的水温进行了测量，如图是他根据记录的数据绘成温度随时间变化的图像。 （1）表示公园人工湖的水温变化的是图线 （选填“甲”或“乙”）。 （2）质量5kg的水在太阳光的照射下，温度升高了3℃，水吸收的热量为 J，这是通过 的方式改变水的内能。[c水=4.2×103J/(kg•℃)] 【答案】乙 4.2×104 热传递 【详解】（1）湖内的水温和室外工地的气温在同样吸放热条件下，因为水的比热容大，在其它条件相同时，水的温度变化小，所以温度变化较小的乙图线是水温的图线，温度变化较大的甲图线是气温的图线。 （2）水吸收的热量 水吸收太阳能，温度升高，这是通过热传递的方式改变水的内能。 18．如图，甲图所示的实验装置，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化为塞子的 能，这个能量转化过程与汽油机工作时 冲程的能量转化过程一样，图乙和丙是汽油机工作过程中的两个冲程，其中压缩冲程是其中的 。（选填“乙”或“丙”） 【答案】 机械 做功 丙 【详解】当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能；在汽油机的四冲程中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同。 压缩冲程中，进气阀和排气阀关闭，活塞向上运动，图丙的过程符合压缩冲程，即图丙表示的压缩冲程。 19. 温度不同的两物体接触时，低温物体吸热（Q吸），高温物体放热（Q放），忽略热散失，。 （1）将质量相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃； （2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23℃的水中，如图所示，并将容器用隔热材料密封（如图）； （3）一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20℃和17℃； （4）对比数据可判断，（以下两空均选填“铝”或“铜”） 的温度变化大。 从水中吸收的热量多，判断的依据是 。 【答案】 铜 铝 铝的比热容大 【详解】（4）根据已知条件，铜块和铝块原来的温度均到0℃，一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20℃和17℃，即铜、铝的末温分别为20℃和17℃，故可知铜的温度变化大。 因同质量水的初温均为23℃，甲、乙两容器中水的末温分别20℃和17℃，故乙图中水的温度变化大，根据Q＝cmΔt，乙图中水放热多，因没有热损失，故铝从水中吸收的热量多。 根据Q＝cmΔt，质量相同的铝和铜，因铝吸热多，而铝的温度变化小，故铝的比热容大。 20. 2023年6月，我国最大固态燃料运载火箭“力箭一号”成功发射，其发射升空过程如图所示。 （1）火箭喷气发动机也属于内燃机。发射时，燃料燃烧一级箭体分离，二级箭体喷出燃气继续加速飞行，燃烧产生的燃气推动火箭升空，该过程相当于汽油机中的 冲程； （2）金属铍是一种优质的火箭燃料，若火箭发动机的效率为60％，则1千克的铍完全燃烧可以使火箭获得 J的机械能；（铍的热值为1.5×107J/kg） （3）“力箭一号”为多级火箭，火箭一、二级箭体中均储存有燃料。研究发现，若燃料总量相同时，多级火箭比单级火箭（燃料全部放在一个箭体中）的最大飞行速度更快，其原因是 。 【答案】 做功 9×106 见解析 【详解】（1）燃料燃烧产生的燃气推动火箭升空，内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程能量转化相同。 （2）1千克的铍完全燃烧释放的热量为 则获得的机械能为 （3）燃料总量相同，完全燃烧后放出的热量相等，内能转化为的动能一样多。但多级火箭在一级燃料耗尽后，一级箭体分离，二级箭体的质量小于单级火箭的质量，在动能相同时，质量小的速度更大，所以燃料总量相同时，多级火箭比单级火箭（燃料全部放在一个箭体中）的最大飞行速度更快。 三、实验探究题（每空2分，共28分） 21. 在比较煤油和酒精燃烧放出热量多少的实验中，采用如图所示的实验装置。    （1）本实验中，除如图所示的器材外，还需要的测量工具是停表和 ； （2）准备煤油和酒精时，必须要控制它们的 相等； （3）燃料燃烧完毕，通过比较两烧杯中的水 ，来比较煤油和酒精放出热量的多少； （4）既然用两烧杯中的水来衡量煤油和酒精放出的热量，所以，也要控制两杯水的质量和 相同。 【答案】 天平 质量 升高温度的多少 初温 【详解】（1）根据题意知道，要控制不同物质的质量相同，故除了图甲、乙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和天平。 （2）由控制变量法知道，准备煤油和酒精时，必须要控制它们的质量相等，然后比较燃烧放出热量多少。 （3）由实验目的知道，燃料燃烧完毕，通过比较两烧杯中的水升高的温度，来比较煤油和酒精放出热量的多少，这种方法叫做转换法。 （4）由于用两烧杯中的水升高温度的多少，来衡量煤油和酒精放出的热量，所以，也要控制两杯水的质量和初温相同。 22. 如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。 （1）要比较“不同燃料的放热能力”，应选择 两图进行实验；该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较 （选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来判断的； （2）要比较不同物质吸热能力，应选择 两个图进行实验； （3）若甲装置中消耗的燃料的质量为m1，使质量为m2的水温度升高了Δt（水未沸腾），则燃料1的热值q为 （用m1、m2、c水、Δt表示）。 【答案】 甲丙 温度计升高的示数 甲乙 【详解】（1）比较不同燃料的放热能力，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲、丙两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过温度计示数的变化来反映的。 （2）为了比较不同物质吸热能力，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，应选择甲和乙两图进行实验。 （3）水吸收的热量为Q吸=c水m2Δt 则燃料1的热值 23. 如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团小棉花，把活塞迅速压下去，棉花被点燃。如图乙所示，瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连。用打气筒给瓶中打气，当瓶塞跳起来时，瓶口周围冒“白气”。 （1）甲、乙两实验说明 可以改变内能； （2）在甲实验中，把活塞迅速压下去时棉花被点燃，说明筒内空气的温度 ，内能 （均填“增大”“减小”“不变”“升高”或“降低”）； （3）如图丙所示，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，将观察到活塞向右移动，温度计的示数 变小。请分析原因是 。 【答案】 做功 升高 升高 汽缸中空气对外做功，内能减小，温度降低 【详解】（1）（2）甲实验，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，这一过程中活塞对瓶内气体做功，气体的温度升高，内能增加，机械能转化为内能；乙实验，当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，内能转化为机械能；甲、乙两实验说明做功可以改变内能。 （3）当把销钉K拔出后，汽缸A内的压缩空气对活塞做功，空气内能转化为活塞的机械能；空气内能减少，温度降低，所以温度计的示数变小。 四、计算题（每题6分，共12分） 24．小明家的太阳能热水器，水箱内装满200kg的水，小明进行了一次观察活动，某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃ [c水=4.2×103J/(kg•℃)]，求： （1）水升高的温度Δt； （2）水吸收的热量Q。 【答案】（1）25℃；（2）2.1×107J 【详解】（1）水升高的温度Δt=45℃-20℃=25℃ （2）水吸收的热量Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×25℃=2.1×107J 答：（1）水升高的温度Δt为25℃； （2）水吸收的热量Q为2.1×107J。 25. 一辆汽车在平直的公路上匀速直线行驶，已知该车每消耗1kg柴油，就可以输出1.68×107J的机械功。【柴油热值为q＝4.2×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）】。请计算： （1）该汽车的热机效率； （2）若该汽车每消耗1kg柴油所损失的能量用来加热水，可以将多少千克水从20℃加热到70℃？ 【答案】（1）40%；（2）120kg 【详解】（1）由Q=mq可得，柴油完全燃烧放出的热量为 汽车的热机效率为 （2）由题知，该汽车每消耗1kg柴油所损失的能量用来加热水，即 由Q吸=cmΔt得，水的质量为 答：（1）该汽车的热机效率为40%； （2）若该汽车每消耗1kg柴油所损失的能量用来加热水，可以将120kg水从20℃加热到70℃。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$