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第十二章 机械能和内能测试卷
满分:100分 时间:60分钟
一.选择题(每题3分,共36分)
1.扬州城区的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,因为高处的物体具有较大的( )
A.弹性势能 B.重力势能 C.体积 D.阻力
2.运载火箭发射升空,在它加速升空的过程中,关于火箭搭载的“天舟一号”货运飞船的能量下列说法正确的是( )
A.机械能的总量不变 B.机械能的总量变小
C.动能不变 D.重力势能变大
3.有一种叫”蹦极”的游戏,游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下.如图所示,图中a点是弹性绳自然下垂时的位置,c点是游戏者所到达的最低点.在游戏者由跳台至最低点c的过程中,空气阻力不计.下列说法正确的是( )
A.整个过程中游戏者在a点的动能最大
B.整个过程中游戏者重力势能的减小量等于他的动能增加量
C.游戏者在c点时受平衡力作用
D.从a点下落到C点的过程中,游戏者的动能先增大后减小
4.如甲图所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短.从a至c处的过程中,小球在b处速度最大.小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示.不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力
B.小球的重力势能先减小后增大
C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D.小球的动能一直减小
5.下列关于温度、内能和热量的说法,正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.冬天搓手取暖是利用做功来改变内能
C.物体温度越高,所含热量越多
D.物体的机械能越多,其内能就越多
6.以下关于内能的说法正确的是( )
A.0℃的物体没有内能
B.做功和热传递都可以改变物体的内能
C.汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
7. 用如图所示的装置,先后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液体比热容的大小,多次实验表明:要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,以下关于该实验的操作及分析错误的是( )
A.水比煤油的比热容大
B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了水和煤油受热均匀
C.实验中可以不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后.煤油比水升高的温度大
8.图为海风形成的示意图,海风形成的根本原因是:与海洋相比,陆地的( )
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.如图是用相同的加热装置对质量相同的A、B两种物质加热时它们的温度随时间变化的图象.下列对图象的分析正确的是( )
A.0﹣t1时间内物质A的比热容大于物质B的比热容
B.T2一定是物质B的沸点
C.物质B一定是晶体,物质A一定不是晶体
D.t1﹣t2时间内物质B的温度不变内能不变
10.下列事例没有利用水的比热容大的是( )
A.热水袋用水来取暖 B.夏天中午洒水车洒水降温
C.初春夜晚要向稻田中灌水 D.城市建造人工湖来调节气温
11.目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项.下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是( )
A.中国高铁交流异步牵引电动机
B.052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C.歼20战机涡扇15煤油发动机
D.长征五号火箭液氢液氧发动机
12.如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程,缺少的一个冲程的名称及顺序,下列判断正确的是( )
A.吸气冲程,应在甲图之前 B.压缩冲程,应在甲、乙图之间
C.做功冲程,应在乙、丙图之间 D.排气冲程,应在丙图之后
二.填空题(每空1.5分,共24分)
13.落久水电站位于广西融水县贝江下游,已列入广西域内西江流域柳江控制性防洪工程之一.落久水电站用拦河坝提高水位,被提高了水位的水下泄时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电,在这个过程中,水的 能转化为水的动能,水的动能转化为 能.
14. 如图是一发条式玩具小车,上紧发条后可在水平地面上运动一段距离,这是由于发条上紧时发生了弹性形变因而对小车有了 作用,同时也说明了发生弹性形变的物体具有
能;如果不给小车上发条,用力推一下小车,小车离手后还能向前运动一段距离,这是由于小车具有 ,但小车最终要停下来,这又是因为小车受到 作用的缘故.
15.一台四冲程柴油机的曲轴转速是3000R/min,它1秒钟对外做功 次;它在吸气冲程中,吸入汽缸里的物质是 .
16.家里下水道堵塞时,可用固体疏通剂进行疏通.具体操作是:先将适量的疏通剂倒入下水道,再缓慢加入清水,疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体,通过气体的膨胀将管道疏通.在疏通剂与水的化学反应过程中,能量的转化情况是 ,高压气体疏通管道的过程相当于如图 所示的演示实验(填“甲”或“乙”).
17.如图甲所示,将一高温的金属块投入水中冷却,图乙是记录金属块和水的温度随时间变化的图象,其中能反映金属块的温度随时间变化情况的是 (选填“Ⅰ”、“Ⅱ”)曲线.若水的质量为1.5kg,在这个过程中水吸收的热量是 J.
18.质量和初温相同的甲乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后甲的温度大于乙的温度,则甲液体的比热容 乙液体的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”).如果乙液体的质量为1kg,初温为20℃,加热一段时间后温度升高到50℃,吸收的热量为1.26×105J,则乙液体的比热容为 J/(kg•℃).
19.在探究水的沸腾实验中,用酒精灯对水进行加热,实验中完全燃烧了5.6g酒精,则放出了 J的热量;若这些热量的30%被150g、25℃的水吸收,则水升高的温度是 ℃.[已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精的热值为3.0×107J/kg,环境为1标准大气压].
三.解答题(共40分题)
20.(8分)如图所示,A、B、C三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的质量都相同.
(1)比较不同燃料的热值应选择 两个装置,比较不同物质的比热容应选择 两个装置(选填装置序号A、B、C).
(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中,通过观察温度计的 比较燃料燃烧放出热量的多少.已知酒精的热值为3.0×107J/kg,10g酒精完全燃烧放出的热量是 J.
(3)水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),它的物理意义是 .
21.(6分)小胜用如图1所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素.
一些物体的动能
行走的牛
约60J
跑百米的运动员
约3×103J
飞行的步枪子弹
约5×103J
(1)本实验运用的物理研究方法是 ;(必填两种)
(2)小胜通过实验探究,发现质量和速度都是影响动能大小的因素,得出实验结论后,又提出了新的问题:物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗?小胜查阅了相关资料,收集了一些物体的动能(如表所示),结合生活经验分析表中数据,你认为在“质量”和“速度”这两个因素中,对物体动能影响较大的是 .
(3)如图2为某段道路的标志牌,请结合所学知识解释:对不同车型限定不一样的最高行驶速度: .
(4)用如图1中的使用装置和器材探究阻力对物体运动的影响,必须增加的器材是 (请从以下三个选项中选择).
A、倾斜程度不同的斜面 B、粗糙程度不同的水平面 C、质量不同的钢球
22.(12分)用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能.
(1)如图甲所示,将手中的铁丝同一位置快速地弯折十余次,用手指触摸一被弯折的部位,会感觉到弯折部位的 升高,表明铁丝的内能 .
(2)如图乙所示,在厚壁的玻璃筒底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞压下,我们会看到:棉絮 了,这表明用力压下活塞时,玻璃筒内的温度 并达到 ,所以出现了我们所看到的现象.
(3)上述的这两个现象都说明了 是改变物体内能的另一种方式.用能量的观点来分析上述的两个现象,我们发现,用这种方法改变物体的内能时,能量是在 能和 能之间相互转化的.
23.(6分)可燃冰清洁无污染,储量巨大,是一种非常理想的新型能源.可燃冰的热值很大,是天然气热值的10倍以上,若按15倍计算.[c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3]求:
(1)体积为0.0lm3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是多少?
24.(8分)一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试,如图所示.汽车总质量为1.5t,以100km/h的速度匀速通过大桥,受到的阻力是总重的0.08倍,全程消耗了4kg的汽油.g取10N/kg,求汽车通过大桥;
(1)所需的时间;
(2)牵引力所做的功;
(3)汽油机的效率.(q汽油=4.6×107J/kg)
参考答案
1.B2.D3.D
4.C解析:A、在小球向下压缩弹簧的过程中,小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力;在ab段,重力大于弹力,合力向下,小球速度越来越大;随着弹簧压缩量的增大,弹力逐渐增大,在b处弹力与重力相等,小球的速度达到最大;小球再向下运动(bc段),弹力大于重力,合力向上,小球速度减小;故A错误;B、小球从a至c的过程中,高度一直减小,小球的重力势能一直在减小,故B错误;C、小球下落压缩弹簧的过程中,不计空气阻力,机械能守恒,则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能,故C正确;D、由图乙可知,小球的速度先增大后减小,则小球的动能先增大后减小,故D错误.故选C.
5.B6.B7.C8.A9.A10.B11.A12.C
13.重力势;电.14.弹力;弹性势;惯性;阻力15.25;空气.
16.化学能转化为内能;乙
17.I;1.26×105
18.小于;4.2×103.
19.1.68×105;75
20.(1)B、C;A、B;(2)示数变化;3.0×105;(3)1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103J;
21.(1)控制变量法和转换法;(2)速度;(3)速度相同时,质量越大动能越大;(4)B.
22.(1)温度;变大;(2)着火;升高;着火点;(3)做功;机械;内
23.(1)1.05×l07J;(2)22.5℃.
解析:(1)由题意可得,可燃冰的热值:q可燃冰=15q天然气=15×7.0×107J/m3=1.05×109J/m3;
0.01m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量:Q放=Vq可燃冰=0.01m3×1.05×109J/m3=1.05×l07J;
(2)由η=得被水吸收的热量:Q吸=ηQ放=90%×1.05×l07J=9.45×106J;
由Q吸=cm△t可得,
水升高的温度:△t===22.5℃.
24.(1)0.5h;(2)6×107J;(3)32.6%.
解析:(1)由v=可得,所需的时间:t===0.5h;
(2)汽车总质量m=1.5t=1.5×103kg,汽车的总重力G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,
汽车受到的阻力是总重的0.08倍,即f=0.08G=0.08×1.5×104N=1.2×103N,因为匀速通过大桥,所以牵引力F=f=1.2×103N,牵引力所做的功W=Fs=1.2×103N×5×104m=6×107J;
(3)汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J,
汽油机的效率η=×100%=×100%≈32.6%.
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