第14章 内能与热机 预学检测-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（沪科版2024）

23 1.26×107J 4.2×103J/(kg·℃)×40kg =75℃,75℃ + 30℃=105℃,在1个标准大气压下,水温达到 100℃后沸腾,吸热,温度不再升高,故水温只能 升高到100℃ 第三节 热 机 知识梳理 1. 内 机械 气缸 汽油机 柴油机 2. (1) 一个冲程 (2) 四 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 (3) 做功 飞轮 (4) 做 功 压缩 (5) 两 两 两 一 3. (1) 喷油嘴 (2) 空气 空气和汽油的混合气 体 (3) 喷出雾状柴油 点火 典例演练 典例1 B 典例2 C 典例3 B 预学训练 1. C 2. B 3. A 4. D 5. C 6. B 7. A 8. A 9. 做功 压缩 做功 比热容 10. 柴油机 11. 内能转化为机械能 属于 12. 做功 热传 递 8.4×103 13. 15 3.3×104 解析:该单缸四冲程柴油机 的飞轮转速为1800r/min=30r/s,因单缸四冲 程柴油机的一个工作循环包括四个冲程,飞轮转 2周,对外做功1次,所以,该柴油机每秒内飞轮 转动30r,完成15个工作循环,对外做功15次, 即完成15个做功冲程;该柴油机1s内做的总功 W=nW1=15×2200J=3.3×104J,柴油机的功 率P=Wt= 3.3×104J 1s =3.3×10 4W。 第四节 跨学科:热机效率和环境保护 知识梳理 1. 完全 质量 q J/kg 2. mq qV 3. 有用 WQ×100% 典例演练 典例1 C 典例2 D 典例3 A 典例4 (1) 质量 通过水升高的温度来反映燃 料完全燃烧放出的热量 (2) 温度计的玻璃泡没 有充分浸入烧杯的水中 (3) ② 燃料不完全燃 烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空 气中 预学训练 1. C 2. D 3. D 4. B 5. A 6. ① 噪声 ② 大气 7. 比热容 热值 2500 解析:因为忽略加热过 程中热量的损失,故1kg“可燃冰”完全燃烧放出的 热量等于水吸收的热量,由Q吸=c水mΔt可得,m= Q吸 c水Δt= 4.2×108J 4.2×103J/(kg·℃)×(60℃-20℃) = 2500kg。 8. (1) C (2) AC 9. 不变 25% ② 10. 氢气完全燃烧放出的热量Q放=qm=1.4× 108J/kg×0.02kg=2.8×106J;氢能自行车骑行 时受到的阻力f=5%G=5%mg=5%×84kg× 10N/kg=42N,由二力平衡的条件可知,骑行时 发动机的牵引力F=f=42N,氢能自行车牵引 力所做的有用功W=Fs=42N×50×103m= 2.1×106J;氢气的利用效率η= W Q放×100%= 2.1×106J 2.8×106J×100%=75% 第十四章预学检测 一、 1. B 2. B 3. C 4. D 5. B 6. D 7. D 8. B 9. B 10. A 解析:该燃气完全燃烧放出的热量Q放= Vq=0.02m3×4.2×107J/m3=8.4×105J,故① 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 24 正确;4kg的水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2× 103J/(kg·℃)×4kg×5℃ =8.4×104J,故② 错误;同种物质在状态不变时,比热容不变,故③ 正确;由上述分析可得,热效率η= Q吸 Q放×100%= 8.4×104J 8.4×105J×100%=10% ,由题知,Q吸'=ηQ放= 10%×8.4×105J=8.4×104J,由 Q吸'= c水m'Δt'得,水 升 高 的 温 度 Δt'= Q吸' c水m' = 8.4×104J 4.2×103J/(kg·℃)×1kg =20℃,常温下水温 为20℃左右,则加热后水温为40℃左右,故④ 错误。 二、 11. 压缩 比热容 8.4×103 12. 丙 乙 解析:由图可知,甲杯和丙杯中水的 温度高于乙杯,且丙杯中水的质量大于甲杯,因为 物体的质量越大、温度越高,物体的内能越大,所 以丙杯中水的内能最大。由图可知,甲杯与乙杯 中的水温度不同,故能发生热传递;甲杯与丙杯中 的水温度相同,不能发生热传递。 13. 不等于 大于 14. 小于 2 15. 80 2.1×104 A 三、 16. (1) 质量 (2) 加热时间 小于 (3) 用 搅拌棒对沙子和水进行搅拌,让其受热均匀(合理 即可) 17. (1) 升高的温度不同 (2) 2∶1 煤油 (3) 4.2×103 18. (1) 热传递 (2) 压缩 (3) 活塞在筒内往 复运动时,不断压缩气体做功导致发热 (4) 在 实验过程中,活塞向下运动时既克服摩擦做功,又 压缩空气做功,无法准确确定外壁发热的原因 打气筒不与篮球连接,直接让活塞在相同的时间 内往复运动相同的次数,用测温枪测出打气筒外 壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打 气筒外壁的温度进行比较,进而得出结论 解析:(3) 由表中数据可知,打气筒下部温度高于 上部温度,说明活塞在打气筒内向下运动时,活塞 对筒内的空气做功,空气内能增加,温度升高,造 成下部温度高于上部温度,故导致打气筒外壁发 热的原因是活塞在筒内往复运动时,不断压缩气 体做功导致发热。(4) 根据控制变量法,要探究 猜想A,应让活塞只克服摩擦做功,而不压缩空气 做功。 19. (1) 壶中水的质量 m水 =ρ水V水 =1.0× 103kg/m3×2×10-3m3=2kg (2) 水吸收的热 量Q水 =c水m水Δt水 =4.2×103J/(kg·℃)× 2kg×(100℃-25℃)=6.3×105J (3) 丁烷放 出的热量Q丁烷=m丁烷q丁烷=25×10-3kg×4.8× 107J/kg=1.2×106J,卡式炉的加热效率η= Q水 Q丁烷×100%= 6.3×105J 1.2×106J×100%=52.5% 20. 1个标准大气压下水的沸点为100℃,故1kg 水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)× 1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J。天然气加 热20kg水,水吸收的热量Q吸=cm'Δt'=4.2× 103J/(kg·℃)×20kg×(42℃-22℃)= 1.68×106J;热水器效率为70%,则需要天然气 放热Q放= Q吸 η =1.68×10 6J 70% =2.4×10 6J;消耗 的天 然 气 体 积 V = Q放 q = 2.4×106J 3.2×107J/m3 = 0.075m3 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 80 第十四章预学检测 (满分:100分 时间:60分钟) 一、 选择题(每题3分,共30分) 1. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( ) A. 我们不敢大口地喝热气腾腾的水,是因 为热气腾腾的水含有的热量较多 B. 温度相同的两物体间不会发生热传递 C. 水在沸腾过程中吸收热量,温度不变,内 能不变 D. 物体的温度升高,一定是吸收了热量 2. 下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性 无关的是 ( ) A. 冬天用热水取暖 B. 人游泳之后从水中出来,风一吹感觉冷 C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小,适合居住 D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生 物体自身的温度 3. (湖北中考)如图甲,利用相同规格的加热器 加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时 间变化的图像如图乙,分析可知 ( ) 第3题 A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b 中的多 B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不 断增大 C. 升高相同温度a所用时间比b少,a的吸 热能力比b弱 D. 相同时间内a升高的温度比b多,a的吸 热能力比b强 4. 下列说法正确的是 ( ) A. 用煤气灶烧水,煤气燃烧不充分时,其热 值较小 B. 把-10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室 中,冰块的内能会减少 C. 高温铁块放入冷水中,温度从铁块转移到 冷水中 D. 物体温度升高,分子热运动变得更剧烈 5. (扬州中考)家用燃油汽车的发动机主要是 汽油机,下列说法正确的是 ( ) A. 汽油机的效率能达到100% B. 汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C. 汽油机的一个工作循环中,对外做功4次 D. 汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 答案讲解 6. 如表列出了一些物质的比热容,根 据表中数据,下列相关说法中正确 的是 ( ) 物 质 比热容c/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×103 煤油 2.1×103 铝 0.88×103 铜 0.39×103 A. 水的比热容大,不适合作为冷却介质 B. 2kg的煤油温度升高10℃吸收的热量为 2.1×103J C. 质量相等的水和煤油吸收相同热量,水升 高的温度多 D. 质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝 吸收的热量多 7. 下列关于内能、热量和热机的说法中,正确 的是 ( ) A. 0℃物体的内能一定为零 B. 物体内能增加,一定是从外界吸收了热量 C. 热机的功率越大,效率越高 D. 柴油机的压缩冲程将机械能转化为内能 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪科版)八年级 拍 照 批 改 81 8. 与汽油机比较,柴油机 ( ) A. 气缸顶部无火花塞,吸入气缸的是柴油, 效率高 B. 气缸顶部无火花塞,吸入气缸的是空气, 效率高 C. 气缸顶部有火花塞,吸入气缸的是空气, 效率低 D. 气缸顶部有火花塞,吸入气缸的是柴油 和空气的混合燃料,效率高 9. (苏州常熟期末)汽车是现代生活中最常见 的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油 机的某冲程及能量走向图。下列有关说法 正确的是 ( ) 第9题 A. 图甲是做功冲程 B. 由图乙可知该汽油机的效率是28% C. 该汽油机工作时汽油没有完全燃烧,则汽 油的热值会减小 D. 冬天汽车利用尾气中的余热给车内供 暖,提高了燃料的热值 答案讲解 10. 某燃气的热值约为4.2×107J/m3, 燃气炉完全燃烧0.02m3 的该燃 气,能使质量为4kg、比热容为 4.2×103J/(kg·℃)的水温度升高5℃。 ① 这些燃气完全燃烧放出的热量为8.4× 105J;② 4kg的水吸收的热量为8.4× 105J;③ 加热过程中,水的比热容保持不 变;④ 燃气炉完全燃烧0.02m3的该燃气, 能使常温下1kg的水温度升高到100℃。 上述说法中正确的是 ( ) A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①③④ 二、 填空题(每空2分,共24分) 11. (宿迁中考)如图所示是单缸四冲程汽油机 的 冲程,汽油机工作时,需要用水 为其降温,这是利用水的 大的特 点。100g水,温度升高20℃,吸收的热量 为 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 第11题 12. 图中甲、乙、丙三杯水,其中 杯中 水的内能最大,将甲杯与 杯中的 水混合,它们之间会发生热传递。 第12题 13. 如图所示为某物质由液态变为固态过程中, 温度随时间变化的图像。由图可知,t3s时 物体的内能 (选填“等于”或“不等 于”)零,t1s时物体的内能 (选填 “大于”“小于”或“等于”)t2s时物体的 内能。 第13题 14. (达州中考)如图所示是小明同学在1个标 准大气压下探究某物质熔化时温度随时间 变化的图像,第6min时的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)第8min时 的内能;该物质在CD 段的比热容是AB 段 比热容的 倍。(被加热物质的质 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备 82 量和吸、放热功率不变) 第14题 15. (镇江中考)为了比较A、B 两个保温杯的 保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入 0.1kg相同温度的热水,用温度计测量其 初温t0,示数如图甲所示,t0= ℃。 绘制水温随时间的变化图像如图乙所示,A 杯中水放出的热量为 J。保温性能 更好的是 (选填“A”或“B”)杯。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] 第15题 三、 解答题(共46分) 16. (8分)小强随家人到海边玩耍时,发现阳光 下的海水和岸边的沙子温差很大。于是他 设计了如图甲所示的实验装置比较沙子和 水这两种物质比热容的差异。实验过程中 所用仪器规格完全相同。请你来帮他完成 实验。 第16题 (1) 称量出 相同的水和沙子,然后 安装仪器,并记下沙子和水的初始温度。 (2) 在实验时只要控制 相同就可 以确定水、沙子吸收了相同的热量;图乙为 小强根据实验数据绘制的图像,由图可知 沙子的比热容 (选填“大于”“小 于”或“等于”)水的比热容。 (3) 完成实验后,小强认为本套实验装置还 有可以改进的地方,请你帮他提出一条改 进意见: 。 17. (8分)(大庆期末)用两只同样的加热器分 别给质量相等、初温相同的水和某种液体 同时加热,每隔1min记录一次水和该液体 的温度,得到的实验数据如表: 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 水的温度/℃ 15 16 17 18 19 20 某液体的温度/℃ 15 17 19 21 23 25 (1) 从表中可得出结论:相同质量的不同物 质,吸收相同热量时, 。 (2) 设该液体的比热容为c1,水的比热容为 c2,则c1∶c2= ,查比热容表可知 这种液体可能是 。 附:几种物质的比热容[×103J/(kg·℃)] 物 质 水 酒精 煤油 冰 比热容 4.2 2.4 2.1 2.1 (3) 已知水的质量为0.2kg,在上述过程 中,水吸收的热量是 J。 答案讲解 18. (10分)小明发现篮球的气压不 足,于是用打气筒给篮球打气。在 收起打气筒时发现外壁有些发热。 于是他想,是什么原因导致打气筒的外壁 发热呢? 小明就这个问题与同学小红进行 了交流,联系所学物理知识,他们提出了以 下两个猜想: A. 活塞在筒内往复运动时,与筒壁摩擦导 致发热。 B. 活塞在筒内往复运动时,不断压缩气体 做功导致发热。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪科版)八年级 83 于是他们设计了实验进行探究,选用的实验 器材有打气筒、测温枪、计时器、气压不足的 篮球等,分别在打气筒的上部和下部标注两 个测温点,如图所示。请回答下列问题: 第18题 (1) 打气筒内壁的热量是通过 的 方式传递到外壁的。 (2) 活塞在打气筒内向下运动时的能量转 化过程,与四冲程内燃机的 冲程 相同。 (3) 用打气筒往气压不足的篮球内打气, 10s内使活塞在筒内往复运动20次,立即 用测温枪测出此时两个测温点的温度。待 打气筒外壁温度降至室温25℃后,放出篮 球中的部分气体,重复上述操作。实验数 据记录如表: 实验 次序 时间 t/s 活塞往复 次数 上部温度 T1/℃ 下部温度 T2/℃ 1 10 20 30.7 36.6 2 10 20 30.2 36.2 3 10 20 30.5 36.3 小明分析表中实验数据得出:导致打气筒 外壁发热的原因是 。 (4) 小红回顾整个实验过程,分析实验数 据,认为小明得出的结论不够严谨,理由是 。于是他们对实验进行 改进,对猜想A再次进行探究,你认为他们 的改进方法是 。 19. (8分)(苏州中考)如图所示为某折叠卡式 炉,采用丁烷气体作为燃料。向水壶内装 入2L初温为25℃的水,用卡式炉加热至 100℃,消耗了25g丁烷气体。求:[水的比 热容为4.2×103J/(kg·℃),丁烷的热值 为4.8×107J/kg] (1) 壶中水的质量。 (2) 水吸收的热量。 (3) 卡式炉的加热效率。 第19题 20. (12分)跨学科实践 日常生活 在1个标 准大气压下,小明用天然气灶将质量为 1kg的水,从20℃加热到沸腾,水吸收的 热量是多少? 他家天然气热水器的热效率 是70%,他某次洗澡耗水20kg,热水器进 水温度是22℃,出水温度是42℃,他这次 洗澡消耗天然气多少立方米? 已知水的比 热容是4.2×103J/(kg·℃),天然气的热 值是3.2×107J/m3。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备