第10章 内能（举一反三·单元测试）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

第10章 内能 单元测试卷 （考试时间：70分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．若将一瓶酒精倒去一半，对于剩下的一半酒精，下列判断正确的是（     ） A．热值不变，比热容变为原来的一半 B．比热容不变，热值变为原来的一半 C．热值和比热容都不变 D．热值、比热容都变为原来的一半 2．我国新一代载人运载火箭“长征十号”的芯三级采用YF-75E液氢/液氧发动机，为载人登月任务提供动力。其使用液氢作燃料，主要是利用液氢的（     ） A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热效率高 3．人轻度发热时用冷毛巾给头部降温，其改变内能方式与下列示例不同的是（     ） A．哈气暖手 B．炉火温茶 C．划燃火柴 D．炉火焙干 4．夏日午后，民乐公园湖边的沙子热得烫脚，而湖水却很清凉；傍晚日落，沙子凉了，湖水却暖暖的。这主要是因为水和沙子具有不同的（     ） A．密度 B．导热性 C．比热容 D．热量 5．《天工开物》记载了古人海水制取海盐的过程，如图所示，下列过程改变内能的方式与其一致的是（     ） A．反复锤打铁片，铁片变热 B．用柴火把壶中的水烧开 C．用砂轮磨刀，有火星迸出 D．爬竿时从竿上滑下，手有点发热 6．“淬火” 是金属热处理的一项关键工艺，在淬火过程中，处于高温状态的金属会向冷却介质（例如水）传递热量，直至热传递停止。热传递停止时，金属与冷却介质一定具有相同的（     ） A．温度 B．热量 C．质量 D．内能 7．如图所示为两个彼此直接接触的实心铁块，初始时小铁块的温度为，大铁块的温度为，一段时间后，温度都为。若不计热量损失，对于该过程，下列判断正确的是（     ） A．小铁块的分子运动变剧烈 B．热传递的方向是从大铁块到小铁块 C．小铁块的内能减少 D．温度都为时，两铁块内能相同 8．为实现国家“碳达峰”和“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车。与旧款汽车相比，新型汽车的发动机工作时，汽油燃烧更为充分，尾气中的“汽油味”显著减少，且动力更为强劲。如图所示为其发动机的某一冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程是做功冲程 B．该发动机的效率可以达到100% C．汽油燃烧越充分，其热值就越大 D．汽油燃烧越充分，其热机效率就越大 9．甲、乙两物体的质量、温度都相同，比热容，当两物体放出相等的热量后放在一起（     ） A．热量从甲传到乙 B．温度从乙传到甲 C．不发生热传递 D． 10．关于下表中一些燃料的热值，下列说法正确的是（     ） 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 柴油 酒精 汽油 A．不同燃料的热值一定不同 B．2kg的焦炭的热值是 C．柴油燃烧越充分，柴油的热值就越大 D．酒精完全燃烧放出的热量可能小于汽油完全燃烧放出的热量 11．下列说法正确的是（     ） A．对物体做功，物体内能不一定增大 B．0℃的冰吸收热量变成0℃的水，水分子热运动变快 C．物质的比热容跟物质的种类有关，与物体的状态无关 D．夏天海边沙子比海水热，是因为沙子吸热多，海水吸热少 12．下表是常温常压下一些常见物质的比热容，结合表中数据，下列说法错误的是（     ） 一些常见物质的比热容/ 水 4.2 水银 0.14 干泥土 0.84 冰 2.1 酒精 2.4 铜 0.39 煤油 2.1 砂石 0.92 铅 0.13 A．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大 B．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 C．1kg的水升高或降低相同的温度，吸收或放出的热量相同 D．吸收相同热量的铜块和铅块，若升高相同温度，则铜块与铅块的质量之比为1：3 二、填空题（本题共5题，每空2分，共32分） 13．北方的暖气大多用水作为散热剂，是因为水的比热容较______。有质量为50kg的水流过暖气片，温度下降，放出的热量是_______。［c水=4.2×103J/（kg⋅°C）］，水的比热容的物理意义：_______。 14．麻辣串串香是一种地方特色小吃。麻辣串串在制作过程中，很远就能闻到香味，这是一种________现象；使用天然气烹饪过程中，锅中热水沸腾后，继续加热，不考虑水的质量变化，水的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；这是通过_______方式增加水的内能。 15. 把一杯牛奶放在热水中加热，经过一段较长时间，它们的温度随时间变化的图像如图所示。 （1）水和牛奶发生热传递是因为它们__________不同。图像中，表示水温度变化的是_______（选填“甲”或“乙”）； （2）若牛奶和热水的质量之比为2：3，且忽略热量的散失，牛奶的比热容为__________。 16. 下表是小明在物理课上记录的部分类型的热机效率，老师指出表格中仅有序号②的数据正确。 序号 热机类型 热机效率 ① 外燃机 蒸汽机 30%～45% ② 内燃机 汽油机 20%～30% ③ 柴油机 45%～150% （1）仔细查阅课本后，小明知道了表中数据记录的错误：序号①外燃机的“热机效率”比内燃机__________了；序号③热机的“热机效率”__________。 （2）对于燃烧同一型号汽油的汽油机，用来做功的能量相同时，热机效率越高，所消耗汽油的质量越__________。 （3）汽车尾气温度是反映热机效率的一个重要的间接指标，一般情况下，汽车尾气温度越高，说明该汽车的内燃机的效率越__________。 17．如图甲所示，用红外线灯加热质量相同的水和沙子，水和沙子吸收热量的多少通过______来反映：如图乙所示是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量多少”的实验装置图，实验时需保证燃料_____（选填序号：A．燃烧时间相同  B．完全燃尽），通过______反映燃料燃烧放出热量的多少。 三．解答题（本题共5小题，共44分） 18．某小组使用如图（a）所示的实验装置及秒表研究水和干燥砂石吸、放热性质的差异。 （1）他们各取一份水和干燥砂石进行实验，水和干燥砂石应满足______相同（“A．体积”或“B．质量”）； （2）若加热器同时加热水和砂石（使两种物质每秒钟吸收的热量相同），一段时间后，数据分析软件绘制了如图（b）所示的图线a和b；图（c）为某一时刻记录的数据，由此可知：图线a描绘了______的吸热性质（“A．水”或“B．砂石”）；他们从加热器中取出两支试管，如图（d）所示。进一步研究水和砂石在室温环境下冷却过程中的放热性质差异。一段时间后，将实验数据记录在表一和表二中（设同种物质每秒放出的热量相等）。 表一：50g水 时间（s） 0 50 100 150 200 温度（℃） 44 42 40 38 36 降低温度（℃） 0 2 4 6 8 表二：50g砂石 时间（s） 0 10 20 30 40 温度（℃） 80 78 76 74 72 降低温度（℃） 0 2 4 6 8 （3）分析比较表一或表二中第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是：质量相同的同种物质，______。 （4）进一步综合分析表一和表二中的数据及相关条件可知：若质量为1kg的水和砂石，温度均降低1℃，______放出的热量多（“A．水”或“B．砂石”）； （5）因此，可通过比较__________来判断吸热能力强弱（填物理量）。 （6）冬季的夜晚，环境温度很低，为了防止农作物被冻坏，有时会采取向农田里的土壤中灌水这一措施，利用所学知识分析其原因____________。（本小题中的土壤可近似看作由砂石组成） 19．某物理兴趣小组为了探究不同物质的比热容与不同燃料的热值，设计了如图所示的实验装置。已知实验所用燃料的质量相同，烧杯中液体的质量也均相同。 （1）为了探究液体a、b比热容的大小关系，应选择装置________（选填“A．甲、乙”“B．甲、丙”或“C．乙、丙”）进行实验。实验过程中通过比较________（选填“A．加热时间”“B．温度计升高的示数”）来反映物体吸收热量的多少； （2）小组同学记录了整个实验中两种液体和两种燃料对应的加热时间，并绘制成如图所示的图像。假定燃料完全燃烧且不计热量损失，则由图像可知： ①若液体a的比热容为，则液体b的比热容为________； ②两种燃料热值之比________。 20. 小华同学在实验室利用加热器完成了冰的熔化实验，用同一稳定热源加热，描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，假设冰熔化成水的过程中质量保持不变。已知水的比热容为4.2×103J/（kg⋅°C）。 （1）冰的熔化过程所用的时间是__________min。 （2）水在CD段吸收的热量为__________J。 （3）冰的比热容为__________J/（kg⋅°C）。 （4）整个AD过程，冰熔化成水从热源总共吸收了__________J的热量。 21. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点。2024年4月，据中国石化消息，两辆以氢为燃料的汽车，实现了北京到上海长距离运输测试，这是中国氢能车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。某氢燃料电池大巴车如图所示。[c水=4.2×103J/（kg⋅°C），q氢=1.4×108 J/kg] （1）质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ （2）在1标准大气压下，若这些热量全部被质量为、温度为65℃的水吸收，能使水的温度升高多少? （3）氢燃料可供该型号氢燃料电池大巴车以的恒定功率匀速行驶，则该氢燃料电池大巴车的效率为多少？ 22. 现代社会中，大部分交通工具的发动机都是热机。 （1）为了更好地理解热机工作原理，小曹同学自制如图实验器材，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。纸筒飞出后瓶内气体内能______，它是通过______方式改变的内能。 （2）小曹一家十一长假开车外出旅游，在某段行程中汽车消耗了10kg的汽油。 ①求这些汽油完全燃烧放出的热量（汽油的热值q=4.6×107 J/kg）； ②若小曹家汽车热机效率是30%，求在这段行程中汽油机做的有用功（均需要写出计算过程）。 （3）某型号汽油机的结构如图甲，小曹同学阅读了某牌号汽车发动机说明书后，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表。 ①图甲为汽油机的______冲程； ②请根据图乙给出的信息，该汽油机的效率为______%； （4）热机效率与机械的效率：某次升旗时，由于该滑轮与拉绳之间存在摩擦，小曹用恒为30N的拉力将重20N的国旗匀速提升了10m，则该滑轮的机械效率为______；比较完两种效率的计算，我们发现热机的效率和机械的效率计算方法本质上是______的。（选“A．相同”或“B．不相同”） （5）火箭发动机也是热机，航天器发动机用氢做燃料，这是因为氢的______（选填“A．热值”或“B．比热容”）较大，通过技术改进______（选填“能”或“不能”）使火箭发动机的效率达到100%。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第10章 内能 单元测试卷 （考试时间：70分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．若将一瓶酒精倒去一半，对于剩下的一半酒精，下列判断正确的是（     ） A．热值不变，比热容变为原来的一半 B．比热容不变，热值变为原来的一半 C．热值和比热容都不变 D．热值、比热容都变为原来的一半 【答案】C 【详解】热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量、体积无关。倒去一半后，剩下酒精的种类没变，所以热值不变。   比热容也是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量无关。剩下酒精的种类和状态都没变，所以比热容也不变。故选C。 2．我国新一代载人运载火箭“长征十号”的芯三级采用YF-75E液氢/液氧发动机，为载人登月任务提供动力。其使用液氢作燃料，主要是利用液氢的（     ） A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热效率高 【答案】B 【详解】A．液氢密度小，但密度与燃料放热能力无关，故A不符合题意； B．火箭燃料需要相同质量完全燃烧时释放更多热量，根据放热公式，质量m相同时，燃料热值q越大，放出热量越多，所以使用液氢作燃料，主要是利用液氢热值高，故B符合题意； C．比热容反映物质吸热能力，与燃料燃烧放热属性无关，故C不符合题意； D．热效率是发动机的性能参数，不属于燃料的属性，故D不符合题意。 故选B。 3．人轻度发热时用冷毛巾给头部降温，其改变内能方式与下列示例不同的是（     ） A．哈气暖手 B．炉火温茶 C．划燃火柴 D．炉火焙干 【答案】C 【详解】改变内能的方式为做功和热传递，题干中冷毛巾降温属于热传递改变内能。 ABD．哈气暖手、炉火温茶、炉火焙干均是内能从高温物体转移到低温物体，属于热传递改变内能，与题干方式相同，故ABD不符合题意； C．划燃火柴是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于做功改变内能，与题干方式不同，故C符合题意。 故选C。 4．夏日午后，民乐公园湖边的沙子热得烫脚，而湖水却很清凉；傍晚日落，沙子凉了，湖水却暖暖的。这主要是因为水和沙子具有不同的（     ） A．密度 B．导热性 C．比热容 D．热量 【答案】C 【详解】在同样的日照条件下，水和沙子吸收或放出的热量相近，但水的比热容比沙子大，根据公式，质量相同的水和沙子吸收相同热量时，水升温幅度远小于沙子，所以午后沙子烫脚、湖水清凉；而放出相同热量时，水降温幅度远小于沙子，因此傍晚沙子变凉、湖水还很暖。故选C。 5．《天工开物》记载了古人海水制取海盐的过程，如图所示，下列过程改变内能的方式与其一致的是（     ） A．反复锤打铁片，铁片变热 B．用柴火把壶中的水烧开 C．用砂轮磨刀，有火星迸出 D．爬竿时从竿上滑下，手有点发热 【答案】B 【详解】题干中古人海水制取海盐是通过加热使海水温度升高，属于热传递改变内能。 ACD．反复锤打铁片、用砂轮磨刀、从竿上滑下，均是通过做功改变内能，故ACD不符合题意； B．用柴火把壶中的水烧开，是通过热传递改变内能，与题干一致，故B符合题意。 故选B。 6．“淬火” 是金属热处理的一项关键工艺，在淬火过程中，处于高温状态的金属会向冷却介质（例如水）传递热量，直至热传递停止。热传递停止时，金属与冷却介质一定具有相同的（     ） A．温度 B．热量 C．质量 D．内能 【答案】A 【详解】热传递发生的条件是物体间存在温度差，热传递停止时，相互接触的物体温度一定相同。 故选 A。 7．如图所示为两个彼此直接接触的实心铁块，初始时小铁块的温度为，大铁块的温度为，一段时间后，温度都为。若不计热量损失，对于该过程，下列判断正确的是（     ） A．小铁块的分子运动变剧烈 B．热传递的方向是从大铁块到小铁块 C．小铁块的内能减少 D．温度都为时，两铁块内能相同 【答案】C 【详解】AC．小铁块温度从70℃降至40℃，温度降低，分子热运动变慢，内能减少，故A错误，C正确； B．热传递方向是从高温物体到低温物体，即从小铁块到大铁块，故B错误； D．两铁块温度相同，大铁块质量大，大铁块内能大，故D错误。 故选C。 8．为实现国家“碳达峰”和“碳中和”目标，某汽车集团研发了一款新型汽车。与旧款汽车相比，新型汽车的发动机工作时，汽油燃烧更为充分，尾气中的“汽油味”显著减少，且动力更为强劲。如图所示为其发动机的某一冲程，下列说法正确的是（     ） A．该冲程是做功冲程 B．该发动机的效率可以达到100% C．汽油燃烧越充分，其热值就越大 D．汽油燃烧越充分，其热机效率就越大 【答案】D 【详解】A．图中两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故A错误； B．热机工作时存在废气带走热量、机械摩擦等能量损失，效率不可能达到，故B错误； C．热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关，与燃烧充分程度无关，故C错误； D．汽油燃烧越充分，用来做有用功的能量占汽油完全燃烧释放总能量的比例就越高，热机效率也就越大，故D正确。 故选 D。 9．甲、乙两物体的质量、温度都相同，比热容，当两物体放出相等的热量后放在一起（     ） A．热量从甲传到乙 B．温度从乙传到甲 C．不发生热传递 D． 【答案】A 【详解】由放热公式得温度变化量为，已知、、，故，初温相同，故末温。 AC．两物体存在温度差，会发生热传递，热量从高温物体甲传到低温物体乙，故A正确，C错误； B．热传递过程中传递的是热量而非温度，故B错误； D．由上述分析，，故D错误。 故选A。 10．关于下表中一些燃料的热值，下列说法正确的是（     ） 燃料 热值 燃料 热值 焦炭 柴油 酒精 汽油 A．不同燃料的热值一定不同 B．2kg的焦炭的热值是 C．柴油燃烧越充分，柴油的热值就越大 D．酒精完全燃烧放出的热量可能小于汽油完全燃烧放出的热量 【答案】D 【详解】A．由表格可知焦炭和酒精热值相同，不同燃料热值可能相同，故A错误； B．热值是燃料固有特性，与质量无关，2kg焦炭热值仍为，故B错误； C．热值仅与燃料种类有关，与燃烧充分程度无关，故C错误； D．燃料完全燃烧放热公式为，当酒精质量远小于汽油质量时，酒精完全燃烧放出的热量小于汽油完全燃烧放出的热量，该情况可能存在，故D正确。 故选D。 11．下列说法正确的是（     ） A．对物体做功，物体内能不一定增大 B．0℃的冰吸收热量变成0℃的水，水分子热运动变快 C．物质的比热容跟物质的种类有关，与物体的状态无关 D．夏天海边沙子比海水热，是因为沙子吸热多，海水吸热少 【答案】A 【详解】A．改变物体内能的方式包括做功和热传递，若对物体做功的同时物体对外放热，物体内能可能减小或不变，即内能不一定增大，故A正确； B．分子热运动的剧烈程度仅由温度决定，0℃的冰熔化为0℃的水时温度不变，水分子热运动剧烈程度不变，故B错误； C．物质的比热容与物质的种类和状态均有关，例如水和冰为同种物质不同状态，二者比热容不同，故C错误； D．相同受热时间内沙子和海水吸收的热量相等，由可知，质量相同的沙子和海水吸收相等热量时，沙子的比热容更小，升高的温度更大，故沙子比海水热，故D错误。 故选A。 12．下表是常温常压下一些常见物质的比热容，结合表中数据，下列说法错误的是（     ） 一些常见物质的比热容/ 水 4.2 水银 0.14 干泥土 0.84 冰 2.1 酒精 2.4 铜 0.39 煤油 2.1 砂石 0.92 铅 0.13 A．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比砂石的比热容大 B．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 C．1kg的水升高或降低相同的温度，吸收或放出的热量相同 D．吸收相同热量的铜块和铅块，若升高相同温度，则铜块与铅块的质量之比为1：3 【答案】B 【详解】A．由可知，相同质量的水和砂石吸放相同热量时，水的比热容更大，温度变化量更小，因此沿海地区昼夜温差小于内陆，故A正确； B．比热容是物质的固有特性，与质量无关，倒出一半后水的比热容不变，故B错误； C．由，m、c、Δt均相同，故升高或降低相同温度时吸放热量相同，故C正确； D．由得，得，故D正确。 故选B。 二、填空题（本题共5题，每空2分，共32分） 13．北方的暖气大多用水作为散热剂，是因为水的比热容较______。有质量为50kg的水流过暖气片，温度下降，放出的热量是_______。［c水=4.2×103J/（kg⋅°C）］，水的比热容的物理意义：_______。 【答案】 大 质量为1kg的水，温度升高或降低1℃时，吸收或放出的热量为 【详解】水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，降低相同温度时能放出更多的热量，取暖效果更好，所以北方暖气用水做散热剂。 放出的热量 水的比热容为4.2×103J/（kg⋅°C），物理意义为：质量为1kg的水，温度升高或降低1℃时，吸收或放出的热量为。 14．麻辣串串香是一种地方特色小吃。麻辣串串在制作过程中，很远就能闻到香味，这是一种________现象；使用天然气烹饪过程中，锅中热水沸腾后，继续加热，不考虑水的质量变化，水的内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；这是通过_______方式增加水的内能。 【答案】 扩散 增大 热传递 【详解】由分子动理论可知，很远能闻到香味是扩散现象；因水沸腾后持续吸热，不考虑水的质量变化，故水的内能增大；使用天然气加热水的过程，是通过热传递的方式增加水的内能。 15. 把一杯牛奶放在热水中加热，经过一段较长时间，它们的温度随时间变化的图像如图所示。 （1）水和牛奶发生热传递是因为它们_____________不同。图像中，表示水温度变化的是_________（选填“甲”或“乙”）； （2）若牛奶和热水的质量之比为2：3，且忽略热量的散失，牛奶的比热容为_____________。 【答案】（1）温度 甲 （2） 【详解】（1）热传递的发生条件是两个物体存在温度差，故水和牛奶发生热传递是因为它们温度不同； 把凉牛奶放入热水中加热，热水初始温度更高，放热降温，牛奶初始温度低，吸热升温，从图像可见甲的初温为80℃，是降温的曲线，因此代表水的温度变化。 （2）水降低的温度为 牛奶升高的温度为 因忽略热量散失，，则 故牛奶的比热容为 16. 下表是小明在物理课上记录的部分类型的热机效率，老师指出表格中仅有序号②的数据正确。 序号 热机类型 热机效率 ① 外燃机 蒸汽机 30%～45% ② 内燃机 汽油机 20%～30% ③ 柴油机 45%～150% （1）仔细查阅课本后，小明知道了表中数据记录的错误：序号①外燃机的“热机效率”比内燃机__________了；序号③热机的“热机效率”__________。 （2）对于燃烧同一型号汽油的汽油机，用来做功的能量相同时，热机效率越高，所消耗汽油的质量越__________。 （3）汽车尾气温度是反映热机效率的一个重要的间接指标，一般情况下，汽车尾气温度越高，说明该汽车的内燃机的效率越__________。 【答案】（1）高 超过了100% （2）小 （3）低 【详解】（1）外燃机（如蒸汽机）的热机效率一般低于内燃机，所以序号①外燃机的“热机效率”比内燃机记录高了；热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，其值一定小于100%，而序号③中柴油机热机效率“45%～150%”超过了100%，所以序号③热机的“热机效率”记录错误。 （2）用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，用来做功的能量相同时，热机效率越高，所需总能量越少，由可知所消耗汽油的质量越小。 （3）汽车尾气温度越高，说明燃料燃烧放出的能量中，有更多的能量以热量的形式通过尾气散失了，用来做有用功的能量占比就越小，所以该汽车的内燃机的效率越低。 17．如图甲所示，用红外线灯加热质量相同的水和沙子，水和沙子吸收热量的多少通过______来反映：如图乙所示是“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量多少”的实验装置图，实验时需保证燃料_____（选填序号：A．燃烧时间相同  B．完全燃尽），通过______反映燃料燃烧放出热量的多少。 【答案】 加热时间 B 温度计升高的度数 【详解】实验中选用同一红外线灯作为热源，相同时间内热源释放的热量相等，水和沙子在相同时间内吸收的热量也相等，因此可以通过加热时间的长短，间接反映水和沙子吸收热量的多少。 本实验的目的是比较质量相等的不同燃料完全燃烧时放出的总热量，故应使燃料完全燃尽。 燃料燃烧释放的热量会被烧杯中的水吸收，在水的质量相同的前提下，水吸收的热量越多，温度上升得就越多，因此可以通过温度计示数升高的多少，间接反映燃料燃烧放出热量的多少。 三．解答题（本题共5小题，共44分） 18．某小组使用如图（a）所示的实验装置及秒表研究水和干燥砂石吸、放热性质的差异。 （1）他们各取一份水和干燥砂石进行实验，水和干燥砂石应满足______相同（“A．体积”或“B．质量”）； （2）若加热器同时加热水和砂石（使两种物质每秒钟吸收的热量相同），一段时间后，数据分析软件绘制了如图（b）所示的图线a和b；图（c）为某一时刻记录的数据，由此可知：图线a描绘了______的吸热性质（“A．水”或“B．砂石”）；他们从加热器中取出两支试管，如图（d）所示。进一步研究水和砂石在室温环境下冷却过程中的放热性质差异。一段时间后，将实验数据记录在表一和表二中（设同种物质每秒放出的热量相等）。 表一：50g水 时间（s） 0 50 100 150 200 温度（℃） 44 42 40 38 36 降低温度（℃） 0 2 4 6 8 表二：50g砂石 时间（s） 0 10 20 30 40 温度（℃） 80 78 76 74 72 降低温度（℃） 0 2 4 6 8 （3）分析比较表一或表二中第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是：质量相同的同种物质，______。 （4）进一步综合分析表一和表二中的数据及相关条件可知：若质量为1kg的水和砂石，温度均降低1℃，______放出的热量多（“A．水”或“B．砂石”）； （5）因此，可通过比较__________来判断吸热能力强弱（填物理量）。 （6）冬季的夜晚，环境温度很低，为了防止农作物被冻坏，有时会采取向农田里的土壤中灌水这一措施，利用所学知识分析其原因____________。（本小题中的土壤可近似看作由砂石组成） 【答案】（1）B （2）B （3）放出热量与降低温度成正比 （4）A （5）比热容 （6）水的比热容比砂石大，相同质量的水和砂石降低相同的温度时，水可以放出更多的热量，能向周围环境释放更多热量，避免农田温度降得过低，防止农作物被冻坏 【详解】（1）探究不同物质的吸放热性质差异时，根据控制变量法，需要保证两种物质的质量相同，才能通过温度变化对比吸热能力，若取相同体积，水和砂石密度不同会导致质量不等，无法完成对照实验。 （2）相同加热时间下两种物质吸收的热量相等，砂石的比热容更小，升温速度更快。结合图（c）数据，相同加热条件下砂石升高的温度远大于水，对应图（b）中升温更快的图线a是砂石的吸热图线。 （3）表一（水）、表二（砂石）都是同种物质、质量不变，温度降低越多，放热时间越长，放出热量越多；降低温度扩大几倍，放出热量就扩大几倍。所以可得放出的热量与降低的温度成正比。 （4）由表格，50g水降低8℃放热用时200s，每降低1℃需放热25s；50g砂石降低8℃放热用时40s，每降低1℃需放热5s。由此可知，相同质量的水和砂石降低相同温度，水放热时间更长，放出热量更多。故选A。 （5）比热容的物理意义就是描述物质吸热能力的强弱，定义为单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量，是判断物质吸热能力的物理量。 （6）见答案。 19．某物理兴趣小组为了探究不同物质的比热容与不同燃料的热值，设计了如图所示的实验装置。已知实验所用燃料的质量相同，烧杯中液体的质量也均相同。 （1）为了探究液体a、b比热容的大小关系，应选择装置________（选填“A．甲、乙”“B．甲、丙”或“C．乙、丙”）进行实验。实验过程中通过比较________（选填“A．加热时间”“B．温度计升高的示数”）来反映物体吸收热量的多少； （2）小组同学记录了整个实验中两种液体和两种燃料对应的加热时间，并绘制成如图所示的图像。假定燃料完全燃烧且不计热量损失，则由图像可知： ①若液体a的比热容为，则液体b的比热容为________； ②两种燃料热值之比________。 【答案】（1）B A （2） 【详解】（1）探究a、b两种液体的比热容，需要控制加热的燃料相同，保证相同时间放出热量相同，改变液体种类，因此选甲、丙装置； 本实验中使用相同燃料，相同时间内燃料放出的热量相等，相等时间内液体吸收的热量相同，因此通过加热时间间接反映液体吸收热量的多少，这是转换法的应用。 （2）①不计热量损失，甲、丙都用燃料1加热，加热时间均为时，a、b吸收的热量相同，已知液体质量也相同；根据，可得，则比热容之比； 由图可知此时a升温、b升温，代入得，因此。 ②探究热值时，甲、乙液体都是a、质量相同，不计热量损失，燃料完全燃烧放出的热量全部被液体吸收；燃料1加热甲，时间内（燃料完全燃烧），则； 燃料2加热乙，时间内（燃料完全燃烧），则；联立两式得 20. 小华同学在实验室利用加热器完成了冰的熔化实验，用同一稳定热源加热，描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，假设冰熔化成水的过程中质量保持不变。已知水的比热容为4.2×103J/（kg⋅°C）。 （1）冰的熔化过程所用的时间是__________min。 （2）水在CD段吸收的热量为__________J。 （3）冰的比热容为__________J/（kg⋅°C）。 （4）整个AD过程，冰熔化成水从热源总共吸收了__________J的热量。 【答案】（1）40 （2） （3） （4） 【详解】（1）冰的熔化是温度不变的阶段（图像中BC段），从第5min开始到第45min结束，时间为 （2）CD段水的温度从0℃升高到20℃，水的质量 水在CD段吸收的热量 （3）实验室用同一稳定热源加热，相同时间吸收热量相等，由图可知，AB段的加热时间是CD段的，则AB段吸收的热量是CD段吸收热量的，即，由可得， 则 （4）CD段加热时间为 则加热器每分钟放出的热量 整个AD过程一共加热55min，则冰熔化成水从热源吸收的热量为热源放出的热量， 21. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点。2024年4月，据中国石化消息，两辆以氢为燃料的汽车，实现了北京到上海长距离运输测试，这是中国氢能车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。某氢燃料电池大巴车如图所示。[c水=4.2×103J/（kg⋅°C），q氢=1.4×108 J/kg] （1）质量为的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少？ （2）在1标准大气压下，若这些热量全部被质量为、温度为65℃的水吸收，能使水的温度升高多少? （3）氢燃料可供该型号氢燃料电池大巴车以的恒定功率匀速行驶，则该氢燃料电池大巴车的效率为多少？ 【答案】（1） （2）35℃ （3） 【详解】（1）的氢燃料完全燃烧放出的热量 （2）氢燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则水吸收的热量 根据得，理论水升温为 1标准大气压下水的沸点为，初始水温为，水沸腾后吸热温度不再升高，实际最多可升温 （3）大巴车做的有用功 大巴车的效率 22. 现代社会中，大部分交通工具的发动机都是热机。 （1）为了更好地理解热机工作原理，小曹同学自制如图实验器材，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。纸筒飞出后瓶内气体内能______，它是通过______方式改变的内能。 （2）小曹一家十一长假开车外出旅游，在某段行程中汽车消耗了10kg的汽油。 ①求这些汽油完全燃烧放出的热量（汽油的热值q=4.6×107 J/kg）； ②若小曹家汽车热机效率是30%，求在这段行程中汽油机做的有用功（均需要写出计算过程）。 （3）某型号汽油机的结构如图甲，小曹同学阅读了某牌号汽车发动机说明书后，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表。 ①图甲为汽油机的______冲程； ②请根据图乙给出的信息，该汽油机的效率为______%； （4）热机效率与机械的效率：某次升旗时，由于该滑轮与拉绳之间存在摩擦，小曹用恒为30N的拉力将重20N的国旗匀速提升了10m，则该滑轮的机械效率为______；比较完两种效率的计算，我们发现热机的效率和机械的效率计算方法本质上是______的。（选“A．相同”、或“B．不相同”） （5）火箭发动机也是热机，航天器发动机用氢做燃料，这是因为氢的______（选填“A．热值”或“B．比热容”）较大，通过技术改进______（选填“能”或“不能”）使火箭发动机的效率达到100%。 【答案】（1）减小 做功 （2）， （3）做功 30 （4）66.7% A （5）A 不能 【详解】（1）当按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，酒精燃烧释放热量，瓶内气体温度升高，内能增大，而纸筒飞出后，瓶内气体对纸筒做功，自身内能减小，是通过‌做功‌的方式改变内能。   （2）这些汽油完全燃烧放出的热量为 由热机效率公式可得，这段行程中汽油机做的有用功为 （3）图甲中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞处有火光，所以为汽油机的‌做功‌冲程。 由图乙可知，汽油机的效率为 （4）使用定滑轮，绳子自由端移动的距离 根据机械效率公式可得，该滑轮的机械效率为 热机效率是热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，机械效率是有用功与总功的比值，二者计算方法本质上是‌相同‌的，都是有用功与总功（或有用能量与总能量）的比值，故选A。 （5）航天器发动机用氢燃料，这是因为氢的‌热值‌较大，相同质量的氢和其他燃料相比，完全燃烧时氢放出的热量更多。 由于燃料不可能完全燃烧、废气会带走一部分热量、机器散热、摩擦等都会使热量散失，所以通过技术改进‌不能‌使火箭发动机的效率达到。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $