内容正文:
第13章 内能与热机
【基础作业】
1.(2023·青海)“起火烧水”是利用热传递的方式改变物体内能的,下列与之相同的是 ( )
A.擦燃火柴 B.围炉烤火
C.钻木取火 D.搓手取暖
2.(2023·金昌)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速压下活塞,观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.活塞对筒内气体做了功
B.筒内气体温度降低
C.筒内气体的内能不变
D.气体的内能转化为活塞的机械能
3.(2023·大连)2023年5月30日,我国搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭发射圆满成功。火箭在大气层中上升时,箭体表面的温度升高,这是由于火箭 ( )
A.从周围的空气中吸热
B.表面保护材料熔化吸热
C.克服空气摩擦做功
D.周围空气中水蒸气液化放热
4.(2023·宜昌)在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体,用两个完全相同的电加热器对其加热,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了温度随时间变化的图像如图,由图像可知 ( )
A.a液体比热容小
B.b液体是水
C.0~3 min内,a液体吸收的热量少
D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量少
5.(2023·阜新)“稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的 现象。水稻育苗时,采用傍晚灌水、清晨放水的做法来防止幼苗冻伤,是利用了水 的特性。有经验的农民用盐水选种时,饱满种子会因为比盐水的 大而下沉。
6.(2023·镇江)如图,这是单缸四冲程汽油机的 冲程,该冲程活塞移动时,汽缸内燃料混合气体的压强变 。若该汽油机转速为2400 r/min,则它每分钟完成 个如图所示的冲程。
7.(2023·宿迁)反复弯折铁丝,铁丝弯折处会很烫,铁丝内能是通过 (选填“热传递”或“做功”)的方式增加,此能量的转化与四冲程汽油机的 冲程相同。某汽车百公里耗油5 kg,这些汽油完全燃烧可放出的热量是 J。(q汽油=4.6×107 J/kg)
8.(2023·牡丹江)小明家的热水器装有50 kg水,将水由20 ℃加热到60 ℃,水需要吸收的热量是
J。小明用去一部分水,热水器中水的比热容 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的 。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
9.(2023·兰州)一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108 km,所用时间为1 h,消耗汽油10 kg,汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380 N(汽油的热值q汽油=4.6×107 J/kg)。求:
(1)汽车行驶的速度;
(2)牵引力的功率;
(3)汽车发动机的效率。
【素养作业】
10.(2023·广州模拟)小杜想进行“比较不同液体的比热容大小”实验。[c酒精=2.4×103 J/(kg·℃)]
(1)他用相同的电热棒分别给质量相同的甲液体和酒精加热,两种液体每秒吸收的热量相同,它们的温度-加热时间图像如图1所示。
①同时加热4 min,甲液体吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)酒精吸收的热量;
②甲液体的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)酒精的比热容;
(2)小杜换用燃料燃烧来做实验。
①已知50 g的A燃料和100 g的B燃料完全燃烧放出的热量如图2所示, (选填“A”或“B”)燃料的热值更大,B燃料的热值为 J/kg;
②用B燃料燃烧加热酒精,如果其效率为40%,则100 g的B燃料完全燃烧可将 kg的酒精温度升高40 ℃(不考虑酒精汽化且酒精未沸腾)。
11.(2023·韶关模拟)如图所示,甲、乙、丙三图中的燃料均为10 g,烧杯内的液体质量、初温均相同。
(1)比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验,不同物质吸热的多少是通过
(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
(2)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验;当燃料完全燃烧时,通过比较 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来比较不同燃料的热值。
(3)质量和初温均相同的A、B两种液体吸热后,它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,由图可知, 液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水,则另一种液体的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)若甲装置中的燃料为酒精,烧杯内的液体为水,测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度,再结合燃料的质量这一数据,从而计算出燃料的热值,则该数值与实际值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
12.(2023·东莞模拟)地铁建设中用到了许多大型机械,履带起重机就是其中之一。如图所示的某型号履带起重机总质量为16 t,它在某路段匀速直线行驶了6 km,用时8 min,若行驶过程中所受阻力为车重的。请完成以下问题:(g取10 N/kg)
(1)起重机在这一路段行驶时,克服阻力做了多少功?有用功的功率为多少?
(2)若该起重机柴油发动机的效率为30%,则通过此段路程起重机需消耗多少千克的柴油?(q柴油=4.3×107 J/kg,计算结果保留一位小数)
参考答案
1.B 2.A 3.C 4.D
5.扩散 比热容大 密度
6.压缩 大 1200
7.做功 压缩 2.3×108
8.8.4×106 不变 比热容大
9.解:(1)汽车行驶的速度:v===108 km/h
(2)汽车沿平直公路匀速行驶,受力平衡,根据二力平衡条件可知,牵引力F=f=1380 N,
牵引力做的功:
W=Fs=1380 N×108×103 m=1.4904×108 J
牵引力的功率:
P===41400 W
(3)消耗的汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq汽油=10 kg×4.6×107 J/kg=4.6×108 J
汽车发动机的效率:
η=×100%=×100%=32.4%
10.(1)①等于 ②小于
(2)①A 3×107 ②12.5
11.(1)甲、丙 加热时间
(2)甲、乙 温度计示数
(3)B 2.1×103
(4)偏小
12.解:(1)起重机的质量:m=16 t=1.6×104 kg
起重机车重:
G=mg=1.6×104 kg×10 N/kg=1.6×105 N
所受阻力:
f=G=×1.6×105 N=1.6×104 N
克服阻力做功:
W=fs=1.6×104 N×6×1000 m=9.6×107 J
在某路段匀速直线行驶,故牵引力等于阻力,做的有用功等于克服阻力做功,故有用功的功率:
P===2×105 W
(2)柴油需提供能量:
Q放===3.2×108 J
需消耗柴油质量:
m==≈7.4 kg
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