内容正文:
第十三章 内能与热机
综合训练
1. 某同学用如下图所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有50 g水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连。计算机上显示温度随时间变化的图线如图所示。下列说法正确是( )
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A.加热2 min,水吸收的热量大于食用油吸收的热量
B.食用油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)
C.2~3 min内,食用油吸收的热量为1 400 J
D.另一小组用同样的器材进行实验,得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的A所示,若已知该小组所用水的质量为75 g,则食用油的质量为100 g
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【答案】C
4
1. 水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),表示的物理意义是______________________________________________
_______________;0.5 kg、0 ℃的一杯水和0.5 kg、0 ℃的一铜块具有相同的_______(填“比热容”“热量”或“温度”);当这杯水和铜块吸收相等的热量后,________(填“水”或“铜块”)的温度高。(已知c铜<c水)
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1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J
温度
铜块
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【点拨】因为铜和铅的质量相等,又吸收了相等的热量,由Q=cmΔt可得:Δt与c成反比,故Δt铜:Δt铅=c铅: c铜=[0.13×103 J/(kg· ℃)] :[0.39×103 J/(kg· ℃)]=1 : 3,所以质量相同的铅块和铜块吸收相同的热量后铅块升高的温度高,由两者的初温相等可知,铅块的末温高,两者相互接触后,热量由铅块传给铜块。
【答案】1:3;从铅传到铜
2. 将甲、乙两个质量相同的铁块放入同一炉火中,加热足够长的时间,同时取出并分别放入等质量等初温的水和煤油中,过程中的热损失不计,待热平衡后(水和煤油均未达到沸点),将两铁块放一起,则热传递方向是( )
A.从甲到乙 B.从乙到甲
C.无热传递 D.条件不足无法确定
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2. 将甲、乙两个质量相同的铁块放入同一炉火中,加热足够长的时间,同时取出并分别放入等质量等初温的水和煤油中,过程中的热损失不计,待热平衡后(水和煤油均未达到沸点),将两铁块放一起,则热传递方向是( )
A.从甲到乙 B.从乙到甲
C.无热传递 D.条件不足无法确定
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B
3. 在标准大气压下,质量为2 kg、初温为80 ℃的水,吸收3.36×105 J的热量后,升高的温度为________ ℃。[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]
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3. 小明用如图所示的装置比较酒精和碎纸片的热值。
燃料 ① ②
10 g酒精
10 g碎纸片
(1)对于此实验的器材要求,下列需要控制的是_______ (填序号)。
A.烧杯中水的初温相同
B.烧杯中水的质量相等
B
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(2)小明设计了一张记录实验数据的表格,其中①②两项内容漏写了,请你帮他补充完整。
①____________________;
②____________________。
(3)用图中的实验装置来估测碎纸片的热值,实际测量值与碎纸片的真实热值进行比较________(填“偏大”或“偏小”)。
燃料 ① ②
10 g酒精
10 g碎纸片
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加热前的水温/℃
加热后的水温/℃
偏小
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B
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13
5. 如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像,其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是( )
A.若a、b是同种物质,则b的质量大于a的质量
B.t1~t2时间内物质a的温度不变,内能不变
C.c物质的比热容小于b物质的比热容
D.温度从T1升至T2时,a吸收的热量比b多
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A
5. 下列说法中正确的是( )
A.内燃机压缩冲程中内能转化为机械能
B.内燃机做功冲程中机械能转化为内能
C.内燃机飞轮的作用是完成其他三个辅助冲程
D.内燃机的一个工作循环包括两个冲程
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C
7. 氢气是一种清洁能源。氢气的热值是煤气的3倍以上,以3倍的关系粗略计算,1 kg氢气完全燃烧放出的热量可以使________kg的水从20 ℃加热至80 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=4.2×107 J/kg]
【点拨】1 kg煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq煤气=1 kg×4.2×107 J/kg=4.2×107 J,1 kg氢气完全燃烧放出的热量Q放′=3Q放=3×4.2×107 J=1.26×108 J;由题知,Q吸=Q放′=1.26×108 J,由Q吸=cmΔt得,水的质量
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【答案】500
9. 2022年北京冬奥会比赛期间,所有冬奥场馆均使用“绿电”(“绿电”是指在发电过程中,二氧化碳排放量为零或趋近于零的发电方式,“绿电”比火力发电等其他方式对环境的影响更小)。这是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应,预计消耗“绿电”约4×108 kW·h,可以节约1.28×108 kg标准煤,减排3.2×108 kg二氧化碳。若所节约的标准煤完全燃烧,则放出的热量约为(q标准煤约为2.9×107 J/kg)( )
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A.3.7×1015 J
B.9.3×1015 J
C.3.7×1016 J
D.9.3×1016 J
【答案】A
【点拨】由Q=cmΔt得水温度升高:Δt===40 ℃,在标准大气压下,水的沸点为100 ℃,并且沸腾时水的温度不变,水吸热后,末温为100 ℃,水实际升高温度:Δt′=t-t0=100 ℃-80 ℃=20 ℃。
4. 关于公式c=,下列理解正确的是( )
A.物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关
B.比热容是物质的特性,与Q、m、Δt无关,但可以用 c= 计算
C.由公式知:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收热量多的比热容小
D.比热容表示物质的吸热能力,吸热能力越强,c越小
m水===500 kg。
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