《第十三章 内能与热机》章末检测

学而优教有方2/2《第十三章内能与热机》章末检测一、单选题1.如图所示，在空可乐瓶内滴一滴酒精，用装有气门芯的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒通过气门芯向瓶内打气。当瓶内气压达到足够大时，塞子将从瓶口冲出，且原来透明的瓶内充满了白雾，这一实验现象表明（）A.气体对外界做功，瓶内温度升高，内能减少B.外界对气体做功，瓶内温度升高，内能增加C.气体对外界做功，瓶内温度降低，内能减少D.外界对气体做功，瓶内温度降低，内能增加2.前不久，据河南南阳炒作很热的“水氢发动机”的宣传说，“水氢发动机”可以用水来制取氢气，从而为发动机提供高能燃料。中央电视台对此作了专题报道，认为目前的技术尚不成熟，所谓的“水氢发动机”要真正投入使用还有很长的路要走。对此，下列分析不正确的是（）A.氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一B.氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大C.“水氢发动机”是利用内能做功的机械D.目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高3.我们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是（）A.提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心B.全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能C.吊装码头上，只要货物受到的合力为零，它的能量就不变D.用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就提高4.关于分子动理论和内能，下列说法正确的是（）A.一桶水的比热容比一杯水的比热容大B.太阳能热水器吸收太阳能使水的温度升高是利用做功的方式改变了水的内能C.物体的内能与物体的速度有关，物体的速度越大，物体的内能越大D.扩散现象不仅说明了分子在不停地运动，还说明了分子间是有间隙的5.质量相等、初温相同的水和酒精，分别用两个相同的电加热器加热（不计热量损失，c水>c酒精），加热过程中温度随时间的变化图像如图，a、b两种液体的鉴别结论正确的是（）A.a的比热容大，是水B.b的比热容大，是酒精C.b的比热容大，是水D.a的比热容大，是酒精6.下图是“用传感器比较不同物质的比热容”的实验装置。某次实验中将两只温度传感器和两只相同试管（分别盛有初温相同和质量相同的甲、乙两种液体）分别固定在铁架台上，两个试管放入同一个红外加热器中（两试管在红外加热器中相同时间内吸收的热量相同），两只温度传感器的探头部分与两试管内的液体接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器开关，对两试管内的液体加热，两种液体沸腾前，在计算机上得到图所示的升高温度-时间实验图线。则下列说法中正确的是（）A.加热相同的时间甲液体比乙液体温度变化小B.甲、乙液体升高相同温度，甲液体比乙液体吸收的热量多C.甲液体的比热容小于乙液体的比热容。D.从吸热能力方面看，选择甲液体做冷却剂比乙液体效果好7.质量相同的铜块和铁块，吸收相同的热量后，将它们相互接触（c铜<c铁），则（）A.它们之间不发生热传递B.热量由铜块传给铁块C.热量由铁块传给铜块D.无法确定热量如何传递二、多选题8.（多选）关于热现象，下列说法正确的是（）A.液体很难被压缩，说明分子间有引力B.内能和温度有关，0℃的冰块没有内能C.常用水做冷却剂，是利用了水比热容大这一性质D.四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能三、填空题9.2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。火箭发射时要选用热值________的固体燃料（选填“大”或“小”），燃料的质量减少，热值________（选填“变小”或“不变”）。10.如图所示，甲气球装入少量水后，将甲、乙两个气球吹成一样大小，用细绳把它们挂在横杆上，烛焰靠近气球的底部加热，发现乙气球“啪”的一声破了，而甲气球加热很长时间，仍安然无恙。①在加热过程中，由于“烧不破”的甲气球装有水，水的比热容较________，且水蒸发过程需要________热，所以甲气球的温度升高得慢。②在加热过程中，乙气球内气体内能增大，是用________的方法改变气体的内能。11.小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要________L汽油（汽油的热值为3.5×107J/L）；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为________N。12.用天然气烧水，水烧沸腾时，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的________冲程的能量转化相同；在标准大气压下用天然气把3kg的水从20℃加热至刚沸腾时，水吸收了________的热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]13.一台单缸四冲程汽油机，做功冲程中将________能转化为________能，以汽油为燃料的某品牌小汽车行驶100km，发动机牵引力所做的功为1.15×108J，消耗汽油10kg，小汽车发动机的效率为________。（汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg）14.质量是25kg初温为10℃的水升高到50℃，水的内能增加了________J，如果这些能量由燃烧焦炭来提供，至少需燃烧________kg焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），q焦炭=3.0×107J/kg。四、实验探究题15.为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收热量的多少是否相同，某实验小组取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中，用同样的热源分别对它们加热，比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图所示。（1）加热时，某一时刻在水中的温度计示数如图所示，则此时水的温度是________℃。（2）实验数据记录如表：液体名称液体质量m/g液体初温t1/℃液体末温t2/℃加热时间t/min水200203012煤油20020306分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量________（选填“相同”或“不同”），________的吸热本领更强（选填“水”或“煤油”）。（3）根据以上表格的数据计算，当加热时间为12min时，这些水吸收的热量是________J[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]。五、计算题16.一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是5.0×103kg，在平直的公路上匀速行驶100km，耗油10kg，货车受到的阻力是总重力的0.05，发动机的牵引功率是50kW（燃油的热值是5.0×107J/kg，g=10N/kg）。求：（1）货车受到的牵引力；（2）货车匀速行驶的速度；（3）货车发动机的效率。17.人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。某种巧克力的营养成分表上标有“每100g所含能量为2.361×106J”。（1）小华同学质量为50kg，正常情况下步行上一层楼需要12s，他克服重力做多少功？他克服重力做功的功率是多少？（每层楼高3m，g取10N/kg）（2）人体摄入了过多的能量往往希望通过运动消耗掉。小华同学吃了一块净含量50g的上述巧克力，如果他从巧克力获得的能量全部用于克服重力做功，则他要爬多少层楼？

参考答案一、单选题1.C解析：雾是小水滴，它是由水蒸气液化而形成的，其具体过程是：瓶内的气体压强增大到一定程度，对塞子做功，塞子从瓶口冲出，将内能转化为机械能，气体的内能减少，温度降低，瓶中的水蒸气遇冷液化而形成白雾。2.D解析：“水氢发动机”可以用水来制取氢气，将水分解成氢气和氧气，在给车辆提供动力的同时排放物还无污染，故A正确；氢气的热值为1.4×108J/m3，而且氢气燃烧无污染，氢气是发动机的一种理想燃料，故B正确；“水氢发动机”是一种热机，是将内能转化为机械能的机械，故C正确；水制取氢气能源消耗高，转换效率很低，故D错误。3.A解析：现在节能的主要措施中，提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心，故A正确；全自动洗衣机工作时，大部分电能转化为机械能，还有少部分电能转化为内能，故B错误；吊装码头上，如果货物匀速竖直上升或竖直下降，其受到的合力为0，它的动能不变，但它的高度变化，所以重力势能改变，则机械能就改变，故C错误；用燃气灶烧水时，调大火力，在单位时间内水吸收的热量增加了，但在单位时间内散失的热量也会增加，因此燃气灶的加热效率不一定会提高，故D错误。4.D解析：比热容为物质的一种属性，和物体的质量无关；太阳能热水器吸收太阳能使水的温度升高是利用热传递改变水的内能；物体的内能与物体的速度无关，物体的速度大的其内能不一定大；扩散是因为分子在不停地做无规则运动，能进入对方分子的空隙中，故也能说明分子间是有间隙的。5.C解析：根据温度随时间的变化图像，加热相同时间，质量相同的两种液体吸收相同的热量，a的温度变化大，由Q=cm∆t可知，温度变化越大，比热容越小。所以a的比热容小，是酒精；b的比热容大，是水。6.C解析：根据图像，加热相同的时间，甲液体温度变化较大，甲液体温度升高较快，可知甲液体的比热容小于乙液体的比热容；升高相同温度，乙加热时间长，吸收的热量多；从吸热能力看，选择乙液体做冷却剂效果较好。7.D解析：由公式Q=cm∆t可知，∆t=Q/cm，因铜块和铁块的质量以及吸收的热量相同，且c铜<c铁，所以铜块的温度变化大于铁块的温度变化，由于不确定初温的高低，所以不能确定铜块和铁块末温的高低，故无法确定热量如何传递。二、多选题8.CD解析：液体很难被压缩，说明分子间具有斥力，A选项错误；一切物体都具有内能，0℃的冰块也具有内能，B选项错误；常见物质中水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量较多，故用水做冷却剂，C选项正确；四冲程内燃机工作时，在压缩冲程中对封闭气体做功，把机械能转化为内能，D选项正确。三、填空题9.答案：大不变解析：火箭发射时要选用热值大的固体燃料，因为完全燃烧质量相同的不同物质，热值大的燃料放出的热量多；热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与其质量、是否燃烧和燃烧是否充分无关，所以在燃料的质量减少时热值不变。10.答案：①大吸②热传递解析：①由题意可知，在加热过程中，由于“烧不破”的甲气球装有水，水的比热容较大，且水蒸发过程需要吸热，所以甲气球的温度升高得慢。②在加热过程中，乙气球内气体内能增大，是烛焰的内能转移到气球和气球内的气体，所以是用热传递的方法改变气体的内能。11.答案：121750解析：汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功W=Pt=3.5×104W×3600s=1.26×108J，汽油完全燃烧放出的热量Q放=Vq，发动机的效率η=（W/Q放）×100%，即ηVq=W，V=W/ηq=(1.26×108J)/(30%×3.5×107J/L)=12L；汽车发动机的牵引力F=W/s=W/vt=(1.26×108J)/(20m/s×3600s)=1750N，因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以受到的阻力f=F=1750N。12.答案：做功1.008×106解析：水烧开以后，水蒸气膨胀对壶盖做功，把壶盖顶起来，此过程是将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，这与汽油机的做功冲程的能量转化相同，在标准大气压下水的沸点为100℃，所以，水吸收的热量是Q吸=c水m水∆t=4.2×103J/（kg·℃）×3kg×（100℃－20℃）=1.008×106J。13.答案：内机械25%解析：汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能；消耗汽油10kg所放出的热量为Q=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J。发动机的效率。14.答案：4.2×1060.14解析：水增加的内能Q=Q吸=cm∆t=4.2×103J/（kg·℃）×25kg×（50℃-10℃）=4.2×106J；至少需要燃烧的焦炭的质量。四、实验探究题15.答案：（1）23（2）不同水（3）8.4×103解析：（1）温度计的分度值是1℃，此时水的温度是23℃。（2）根据转换法，实验中通过加热时间的长短来表示物质吸热的多少；分析实验数据知：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，加热时间不相同，吸收的热量不同，水的加热时间长，吸收热量多，吸热本领更强。（3）水吸收的热量Q吸=cm∆t=4.2×103J/（kg·℃）×0.2kgx（30℃-20℃）=8.4×103J。五、计算题16.答案：（1）2500N（2）20m/s（3）50%解析：（1）货车受到的重力G=mg=5.0×103kg×10N/kg=5.0×104N货车做匀速直线运动，所以货车受到的牵引力F=f=0.05G=0.05×5.0×104N=2500N；（2）由P=Fv得，货车匀速行驶的速度v=P/F=50000W/2500N=20m/s；（3）牵引力做的功W=Fs=2500N×1×105m=2.5×108J，燃油完全燃烧放出的热量Q=m燃油q燃油=10kg×5.0×107J/kg=5.0×108J，货车发动机的效率η=W/Q×