初中物理沪科版九年级全册第十三章 内能与热机综合与测试单元测试一课一练

　第十三章　内能与热机

一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32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.科技人员研发了采用氢能源系统的“未来汽车”,此氢能源汽车充氢气3 min可续航650公里,它采用氢气作为燃料主要是因为氢气具有              (　　)

A.较小的密度 B.较低的沸点 C.较高的热值 D.较大的比热容

2.如图1所示事例中,主要利用热传递的方式来改变物体内能的是 (　　)

图1

3.关于热值和热机效率,下列说法中正确的是 (　　)

A.使燃料燃烧得更充分,可以增大热值

B.使燃料燃烧得更充分,可以提高热机效率

C.燃料燃烧放出的热量越多,其热值越大

D.热值和热机效率都是定值,与外界条件无关

4.随着人们生活水平的提高,我国家庭汽车保有量越来越高,下列有关汽车的热现象说法中错误的是              (　　)

A.汽车玻璃起“雾”影响行车安全,“雾”是车内水蒸气液化形成的

B.汽车行驶过程中,车胎温度升高,这是通过热传递的方式改变了内能

C.汽车水箱中加入适量酒精降低了水的凝固点,防止水结冰胀破水箱

D.用水做汽车发动机的冷却剂是因为水的比热容较大

5.酿酒是人类神奇的发明,如图2所示是将谷物倒入锅中熬制酒料的过程。下列说法正确的是              (　　)

图2

A.用火种引燃木柴的过程是通过做功的方式改变内能

B.灶台下木柴燃烧的过程是将内能转化成化学能

C.闻到酒香说明分子在不停地做无规则热运动

D.锅能向酒料传递热量,是因为锅的内能大于酒料的内能

6.如图3所示为生活中常用的热水瓶,注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,软木塞会跳起来。如图4所示为四冲程内燃机的工作示意图,其中与该过程的能量转化相同的是              (　　)

图3　　　

图4

7.关于图5中四幅图的说法正确的是 (　　)

图5

A.图甲中温度计的示数为16 ℃ 

B.图乙中某晶体熔化图像的bc段,晶体内能不变

C.图丙是汽油机的做功冲程 

D.图丁中冬天搓手取暖是通过热传递改变物体内能的

8.关于图6中四幅图片的表述,正确的是 (　　)

图6

A.图甲中,用电加热器烧开水,水的温度升高是通过做功的方式实现的

B.图乙中,迅速下压活塞时,筒中的硝化棉会燃烧,硝化棉内能增加是通过做功的方式实现的

C.图丙中,活塞冲出的瞬间,瓶内出现白雾,是瓶内空气对瓶塞做功内能减小液化而形成的

D.图丁中,冰山的温度很低,所以冰山不具有内能

9.水的比热容是煤油的2倍。如图7所示,用规格相同的两试管分别装上质量和初温相同的水和煤油,同时对两试管加热,图8中能反映该实验情况的是              (　　)

图7

图8

10.如图9所示,在瓶内盛少量水,瓶内悬挂一个温度计。用橡皮塞塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子将从瓶口冲出,且原来透明的瓶内出现白雾,对“塞子从瓶口冲出”分析正确的是              (　　)

图9

A.塞子冲出过程与汽油机的压缩冲程相似

B.塞子冲出过程是外界对气体做功,使气体内能增大

C.观察瓶口出现白雾和温度计示数的变化可以反映瓶内气体的内能减小

D.原来透明的瓶内出现白雾的原因是温度升高

11.质量和初温相同的铝和铜,放出了相同的热量后,相互接触,下列说法中正确的是[c铝=0.88×103 J/(kg·℃),c铜=0.39×103 J/(kg·℃)]              (　　)

A.内能从铜传给铝    B.温度从铝传给铜

C.温度从铜传给铝    D.热量从铝传给铜

12.根据下表中的数据,判断下列说法正确的是 (　　)

一些物质的比热容[J/(kg·℃)]

A.不同物质的比热容不可能相同

B.在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢

C.因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区的昼夜温差大

D.质量相同的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多

13.如图10所示,用相同规格的电加热器给初温均为60 ℃的甲、乙两种液体(m甲>m乙)加热至沸腾。若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,这两种液体的温度-加热时间的图线如图11所示,则下列说法正确的是              (　　)

图10

图11

A.液体甲的比热容比液体乙的小 B.液体乙的沸点是80 ℃

C.液体的沸点与质量有关         D.加热到3 min,液体甲吸收的热量更多

14.甲、乙两种物质的初温分别为20 ℃和30 ℃,它们的比热容之比为2∶1,质量之比为3∶2,吸收相同的热量后,甲的最终温度为50 ℃,则乙的最终温度为              (　　)

A.90 ℃　　　　B.120 ℃　　　　C.10 ℃　　　　D.40 ℃

15.以下关于温度、热量和内能的说法正确的是 (　　)

A.0 ℃的物体内能一定为零 

B.物体的温度越高,所含热量越多

C.物体内能减少时,温度可能不变 

D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递

16.甲物体质量为2 kg,乙、丙两物体质量都为1 kg,三个物体初始温度都是20 ℃,吸收相同热量后温度如图12所示,以下说法正确的是              (　　)

图12

A.甲的比热容比乙的大

B.乙的比热容与丙的相等

C.若乙、丙都升高相同的温度,则乙比丙吸收的热量多

D.若甲、丙都升高相同的温度,则丙比甲吸收的热量多

二、填空题(本题共6小题,每空1分,共16分)

17.在日常生活中,我们经常用到“热”字,但它们的含义往往不同。例如,“今天的天气很热”,这里的“热”字表示的是　　　　;“摩擦生热”,这里的“热”字表示的是　　　　;“物体吸热升温”,这里的“热”字表示的是　　　　。(均选填“内能”“热量”或“温度”) 

18.如图13所示是我国用“长征”火箭发射“嫦娥四号”探测器时的情景。

图13

(1)火箭升空过程中动能变大,机械能　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 

(2)当火箭在大气层中快速飞行时,会与大气层发生剧烈摩擦,内能会　　　　(选填“增大”或“减小”),这是通过　　　　的方式改变物体的内能。

19.如图14甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,若他及时捡起气球,将会感觉到气球喷气的嘴部温度和原来相比　　　　(选填“变高”“变低”或“没有变化”),发生的能量转化与图　　　　(选填“乙”或“丙”)所示冲程是一致的。

图14

20.如图15所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能　　　　(选填“增大”或“减小”),筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过　　　　　　方式改变的。某汽油机工作时,1 s内完成60个冲程,则汽油机的转速为　　　　r/min。 

　图15

21.我们每天都在产生大量垃圾,合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出200 kg燃料油,若燃料油的热值为4.2×107 J/kg,则这些燃料油完全燃烧放出的热量为　　　　J,这些热量可将　　　　kg水从20 ℃加热到100 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 

22.如图16所示是西安市和厦门市同一天的气温变化曲线。两地的纬度相近,这一天都是晴天。厦门市这一天气温变化所对应的曲线是　　　(选填“A”或“B”),这是由于砂石的比热容　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)水的比热容,吸收相同热量后温度变化　　　　(选填“大”或“小”)。 

图16

三、简答题(本题共1小题,共4分)

23.宁夏中卫地区气候干燥,昼夜温差很大,当地特产硒砂瓜,被称为“石头缝里长出的西瓜”,如图17所示。每到种植季节,瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了砂石的土壤中,这样可以利用砂石有效蓄水和保温,保证芽苗在深夜不会被冻伤。请你根据以上材料所给信息,利用比热容知识分析:为什么瓜农在土壤上覆盖砂石后,能起到保温作用?

图17

四、实验题(本题共6小题,共29分)

24.(4分)如图18所示实验装置,加热试管使水沸腾,发现试管上方的小风车,开始不停地转动。请利用所学知识回答以下问题。

图18　        　　　图19　　　　　　　　　图20

(1)图18实验中能量转化方式与图19中汽油机的　　　　冲程相同。 

(2)若某四冲程汽油机的功率为36 kW,做功冲程每次对外做功800 J,则在1 s内该汽油机能完成　　　　个冲程,此汽油机飞轮的转速为　　　　r/min。 

(3)如图20所示是等质量的两种液体吸收的热量与温度变化情况的图像。根据图中提供的信息判断,这两种液体中,选择　　　　液体作为汽车冷却液效果会更好。 

25.(5分)如图21所示,把一个薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,然后用软木塞塞紧。用皮条缠绕在金属管上,迅速来回拉动皮条,过一会儿会看到软木塞被顶开。根据实验现象回答下列问题:

(1)来回拉动皮条,使金属管的温度升高,这是通过　　　　方式改变物体内能。 

图21

(2)酒精温度升高,这是通过　　　　方式改变物体内能。 

(3)酒精蒸气将木塞顶开的过程,酒精蒸气的内能　　　　(选填“增加”或“减少”),转化为木塞的　　　　(选填“机械”或“内”)能。 

(4)酒精蒸气将木塞顶开时,金属管口出现的“白气”是　　　　(选填“汽化”或“液化”)现象。 

26.(4分)如图22甲所示,某同学用同一个加热装置分别给初温相同的水和煤油加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出两种液体的温度随时间变化的图像,如图乙所示。

图22

(1)实验前,准备　　　　相同的水和煤油,然后安装仪器,并记下水和煤油的初始温度。 

(2)要使水和煤油升高相同的温度,应将　　　　加热更长的时间,这说明　　　　的吸热能力强些。 

(3)已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),由图乙可知煤油的比热容是　　　　J/(kg·℃)。 

27.(4分)某小组同学为了研究水吸收的热量和哪些因素有关,他们将不同质量的水利用同一热源加热,使其升高一定的温度,实验数据记录于下表中。(设水每分钟吸收的热量相同)

(1)水吸收的热量可以通过观察　　　　　　来进行比较。 

(2)分析序号为　　　　　　　　　的数据,可得出初步结论:相同质量的水,升高的温度越大,需要吸收的热量越多。 

(3)分析序号为3、4、6或2、5、8的数据,可得出初步结论: 　　　　　　　　 　。 

(4)进一步综合分析序号为1、5、6和4、7、8的数据后,还可以发现: 　　　　　　　　 　。 

28.(5分)小明利用如图23甲所示的实验装置研究某燃料的热值。他取少量燃料置于燃烧皿中,测出燃料和燃烧皿的总质量为30 g,给100 g的热水加热4 min后立即熄灭燃料,再测出燃料和燃烧皿的总质量,天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示。根据实验数据绘制出水温随时间变化的图像如图丙中的a图线所示。

图23

(1)组装实验装置时为了使温度计玻璃泡与液体充分接触,需依次调节图甲中A、B两铁环,则应先调节　　　　(选填“A”或“B”)铁环。 

(2)实验时水面上方的气压　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)1个标准大气压。在第2~4 min的过程中,水　　　　(选填“吸”或“不吸”)热。 

(3)已知此过程中燃料均匀燃烧,放出的热量仅有60%能被水吸收,则该燃料的热值为　　　　J/kg。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),整个过程中忽略水的质量变化] 

(4)若实验装置和热损失比例均不变,利用该燃料加热另一杯水并绘制出图丙中的b图线,则该杯水的质量　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)第一杯水质量。 

29.(7分)小柯同学设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系,他实验时组装了如图24所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录杯中水的温度(如下表所示)。

图24　

(1)在安装、调整图甲中的实验器材时,合理的顺序是先调整固定　　　的位置,再调整固定　　　　的位置。(均选填“A”或“B”) 

(2)实验时应控制两套装置中的加热时间、水的　　　　和　　　　、油灯中煤油和菜籽油的质量相等。 

(3)通过上表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是　　　　　。 

(4)小柯同学用天平测出了实验前烧杯中水的质量和油灯中菜籽油的质量,以及加热6 min后油灯中菜籽油的质量,根据实验记录的数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,通过计算得出菜籽油的热值。你认为他的计算结果与真实值相比会　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”),原因是　　　　　　　　　。 

五、计算题(本题共3小题,共19分)

30.(6分)如图25所示是质量为200 g的某物质温度随加热时间的变化图像,前10 min它吸收的热量是9×103 J。求该物质的比热容。

图25

31.(6分)“运20”是我国自主研发的大型运输机,它的发动机是一种热机,通过航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力,若“运20”在高空中飞行时,在恒定的水平推力F作用下,以720 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h,需要燃烧航空煤油4800 kg,已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107 W,航空煤油的热值为q=4.0×107 J/kg。在这1 h内,求:

(1)航空煤油完全燃烧放出的热量。

(2)该发动机的热机效率。

32.(7分)合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,1 t分类后的垃圾能“榨”出140 kg燃料油,若燃料油的热值为4.0×107 J/kg。求:

(1)1 t分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能放出多少热量。

(2)在1个标准大气压下,这些热量的30%被质量为5×103 kg、初温为30 ℃的水吸收,水温能升高多少摄氏度。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]

参考答案

1.C　2.B　3.B　4.B　

5.C　6.C　7.C

8.C　9.C　10.C　11.D　12.D　13.A

14.B　15.C　16.C

17.温度　内能　热量

18.(1)变大　(2)增大　做功

19.变低　丙　20.增大　热传递　1800

21.8.4×109　2.5×104

22.B　小于　大

23.瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了砂石的土壤中,由于砂石具有有效蓄水的功能,到了晚间,在放出相同的热量时,由于水的比热容较大,水的温度降得少一些,从而保证芽苗在深夜不会被冻伤。

24.(1)丁　(2)180　5400　(3)乙

25.(1)做功　(2)热传递

(3)减少　机械　(4)液化

26.(1)质量　(2)水　水　(3)2.1×103

27.(1)加热时间　(2)2、7或3、8

(3)质量不同的水,升高相同的温度,质量越大,吸收的热量越多

(4)同种物质,当质量和升高温度的乘积相同时,吸收的热量相同

28.(1)B　(2)小于　吸　(3)2×106　(4)等于

29.(1)B　A　(2)质量　初温　(3)煤油

(4)偏小　燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失(合理即可)

30.由图像可知,该物质10 min升高的温度:Δt=50 ℃-20 ℃=30 ℃;

由Q吸=cmΔt得,该物质的比热容:

c===1.5×103 J/(kg·℃)。

31.(1)这1 h内航空煤油完全燃烧放出的热量:

Q放=mq=4800 kg×4×107 J/kg=1.92×1011 J。

(2)该飞机沿水平方向匀速航行1 h,则发动机做的功:

W=Pt=3.2×107 W×3600 s=1.152×1011 J;

发动机的热机效率:η=×100%=×100%=60%。

32.(1)1 t分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧放出的热量:

Q放=mq=140 kg×4.0×107 J/kg=5.6×109 J。

(2)水吸收的热量:Q吸=ηQ放=30%×5.6×109 J=1.68×109 J;

水升高的温度:Δt===80 ℃;

因为水在1个标准大气压下的沸点是100 ℃,

所以水升高的温度:Δt'=100 ℃-30 ℃=70 ℃。