内容正文:
《内能与热机》核心素养提升检测
一、选择题(单选题每小题3分,多项题每题4分,选对但不全得2分,共 38分)
1.四冲程内燃机工作时,将机械能转化成内能的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
2.关于建造楼房时利用的物理知识,下列说法正确的是( )
A.砌墙时使用铅垂线,利用了重力的方向是垂直向下的
B.用一根U形水管来确定等高点,利用了连通器的原理
C.保温板主要利用了材料硬度大的特点
D.将瓷砖贴在墙上,利用了分子间存在斥力
3.我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的,但根据南宋《武林旧事》记载,最早的月饼出自笼屉,青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。关于“蒸”月饼时的情景,下列叙述正确的是( )
A.水沸腾时——水温升高 B.水变成水蒸气——放出热量
C.闻到月饼的香味——扩散现象 D.水变成水蒸气——分子间距不变
4.下列实例中属于做功改变物体内能的是( )
A.图甲中,炉火烧水 B.图乙中,搓手取暖
C.图丙中,用暖手宝暖手 D.图丁中,热鸡蛋放在冷水中冷却
5.在“生活处处有物理”的实践活动中,小明观察了厨房的一些设备和现象,下列解释正确的是( )
A.用煤气灶煲汤,在沸腾时调小火焰能使汤的温度升高
B.用高压锅炖煮食物熟得快,是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而降低
C.切菜的刀磨得很锋利,是通过减小受力面积的方式增大压强
D.刚出锅的馒头入嘴时很烫,是因为馒头含有的热量很高
6.铁的比热容大于铜的比热容.质量相等的铁块和铜块吸收相等的热量,若吸收的热量全部转化为内能,则铁块的( )
A.温度升高较少 B.末温较低 C.内能增加较少 D.内能较小
7.如图所示,用酒精灯对试管加热,水沸腾后,看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是( )
A.用酒精灯加热试管,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B.蒸气把软木塞顶跑的过程,实现了内能向机械能的转化
C.蒸气把软木塞顶跑的过程,相当于汽油机的排气冲程
D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
8.下列说法正确的是( )
A.铁块很难被压缩,说明分子间只存在斥力 B.燃料完全燃烧时放出的热量越多,其热值越大
C.汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能 D.物体吸收热量,温度一定升高
9.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 温度为以下的物体不具有内能 B. 温度高的物体,含有的热量一定多
C. 物体的内能增加,可能是吸收了热量 D. 温度总是从高温物体传向低温物体
10.一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min,则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是( )
A. 完成80个冲程,对外做功20次 B. 完成80个冲程,对外做功40次
C. 完成40个冲程,对外做功10次 D. 完成40个冲程,对外做功40次
11.(多选)下列说法正确的是( )
A. 内燃机消耗的燃料越多,其效率越高 B. 物体吸收热量,其温度一定升高
C. 外界对物体做功,物体内能可能增加D. 在热传递过程中,热量只能自发地从高温物体转移到低温物体
12.(多选)如图所示,用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体,汽缸和活塞均不导热,隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定,静置一段时间。下列说法正确的是( )
A.与推动活塞前相比,甲、乙内能均变大
B.与推动活塞前相比,甲内能不变、乙内能变大
C.乙内能改变的方式只有做功
D.乙内能改变的方式既有做功又有热传递
二、填空题(每空1分,共16分)
13.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。第13题图
14.每年春季的三台山,春意盎然,花香四溢,游客们闻香而至。闻到花香说明分
子在不停地 。骑上单车,用力蹬车加速前行,说明力可以改变物体 ;停止蹬车时,车能继续前进是因为 。
15.在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水,用相同热源加热,_________(选填“高汤”“清水”)升温较快;清水沸腾后关火,发现继续沸腾一段时间,说明石锅温度________(选填“低于”“等于”“高于”)水的温度。
16.汽油机在______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107J,效率为25%,则该汽油机在这段时间内消耗______kg的汽油(q汽油=4.6×107J/kg)。
17.腌制咸鸭蛋需要较长的时间,鸭蛋逐渐变咸,这是______ 现象,而炒菜时加盐可以很快使菜变咸,说明这种现象与______ 有关。
18.随着科技发展,人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg.℃)。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg,这些氢燃料完全燃烧释放的热量为________J,若这些热量完全被水吸收,可使________kg水的温度从20℃升高到100℃。
19.甲乙两物体的质量相等,当甲物体温度降低20℃,乙物体温度升高15℃时,乙物体吸收的热量是甲物体放出热量的2倍,则它们比热之比 。
20.在玻璃瓶内装入约半瓶细沙,盖上瓶盖,包裹一层泡沫塑料,迅速振动瓶子几十次,细沙温度升高,这是用______ 方法使沙子内能增大,泡沫塑料的作用是 。
21.用燃气灶给一定质量的水加热,完全燃烧体积为v的燃气(燃气的热值为q),水吸收的热量为Q,则此燃烧过程中燃气放出的热量为 ,该燃气灶的热效率为 ×100%。(本小题用题中字母表示)
三、实验题(每空1分,共26分)
22.如右图所示,在两个相同的金属盒(用易拉罐自制)内,分别加入质量相等的
水和煤油,用温度计测出它们的初温,同时放在用酒精灯加热的铁板上,让水和
煤油吸收 的热量,记录水和煤油的温度,比较水和煤油 的温
度,比较它们吸热的本领。实验中, 的温度升高得慢,这是由于它的
比较大。
23.利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”.操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温度相同且 相等的沙子和水。
(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃 棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为 ℃.据实验数据绘制成温度与时间的关系图象,如图丙所示;
(3)实验中,是通过比较 来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是 ;若使两者升高相同的温度,则 吸收的热量较多,由此可见, 的比热容较大。
24.小华学习做饭的过程中,经常加热油和水,她猜想油的比热容比水小。
(1)能够支持她这一猜想的事实是
A.同样情况下,油升温比水快 B.油能把食物炸黄,而水不能
C.油能漂在水面上 D.油比水难蒸发
(2)为了验证猜想,小华向两个同样的烧杯里分别倒入 相同的水和油,并测量它们的初始温度.两温度计示数相同,如右图所示,它们的初始温度为 ℃。
(3)小华猜想:物体温度升高吸收的热量可能与质量和物质种类有关。为了研究物体温度升高吸收的热量与物质种类有关,她制定了两个方案:
A.让研究对象都升高相同的温度,然后比较它们吸收热量的多少。
B.让研究对象都吸收相同的热量,然后比较它们升高温度的高低。
(a)能够准确地控制物体吸收热量的多少,使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量是本次实验的关键。为了做到这点,实验中你的做法是: 。
(b)某同学做了如下实验:在2个相同的烧杯中分别盛有水和油,用两个电加热器进行加热,下表是他们的实验记录,根据实验记录回答下列问题:
烧杯号
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
300
25
6
2
油
300
30
6
该同学选择的是方案_________,在实验中控制__________和_____________相同,这种实验方法称为_______________,比较的结果是___________比热容大。
25.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是40 g,烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选______两图进行实验;比较不同物质的比热容,应选_____两图进行实验.
(2)水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃),它的物理含义是 。
(3)酒精的热值为3.0×107 J/kg,完全燃烧10 g酒精放出的热量为________J.
26.小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”,她将一杯的热水放在室温下自然冷却,记录的热水温度变化情况如下表所示。 []
时间
0
2
4
6
8
10
12
温度
80
71
65
60
56
52
49
此过程是通过 的方式改变水的内能,在前内,水的内能减少了 。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点 。
四、计算题(共 20分 )
27.小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃已知:水的比热容4.2×103J/(kg•℃),焦炭的热值3.0×107J/kg)。问:
(1)在这4h内水吸收的热量为多少焦耳?
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克的焦炭?
28.某同学估算煤气灶烧水时的效率,他在烧水壶中装入水,烧水前的水为,将水加热至,立即关闭煤气,烧水前、后燃气表的示数变化“”,该同学查得煤气的热值,水的密度,水的比热容为,求:
水吸收的热量;
燃气灶烧水效率。
29.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了200g的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤的热值约为3×107J/kg.求:
(1)200g煤完全燃烧产生的热量;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的热效率。
参考答案
1.B 2.B 3.C 4.B 5.C 6.A 7.B 8.C 9.C 10.A 11.CD 12.AD
13.压缩 比热容 14.做无规则运动 运动状态 惯性 15.高汤 高于
16.做功 2 17.扩散 温度 18.3.0×106 3×103 19. 3:8
20.做功 防止热量散失
21.相同 升高 水 比热容 22.
23.(1)质量 (2)39 (3)加热时间 (4)沙子 水 水
24.(1)A (2)质量 20 (3)选取两个规格相同的电加热器进行加热
B 水和油的初温 吸收的热量 控制变量法 水
25.(1)甲乙 甲丙 (2)1kg的水温度升高(或降低)1℃吸收(放出)的热量为4.2×103J
( 3) 3×105
26.热传递 8.4×103 先快后慢
27.解:(1)由ρ=m/v得,m水=ρv=1×103×0.5=500(kg)
水吸收的热量:Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103×500×(45-25)=4.2×107(J);
由得,焦炭需放出的热量:;
由得,需要焦炭的质量:。
28.解:(1)
由可得,水的质量,
烧开这壶水,水吸收的热量为:
;
煤气燃烧放出的热量:,
燃气灶烧水效率为:
29.解:(1))200g煤完全燃烧产生的热量
(2)由图可知,=80℃-20℃=60℃
经过6min时间加热,水所吸收的热量:
=
(3)煤炉烧水时的热效率:
1
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