沪科版物理九上第13章《内能与热机》单元测试 5页

第十三章 内能与热机 (时间:45 分钟 满分:100 分) 【测控导航】 知识点 题号 物体的内能 3、5、8、9、10 比热容 1、6、8、10、13 内燃机 2、4、7、11 燃料的热值及热机效率 12、14、15、16 第Ⅰ卷(选择题,共 32 分) 一、选择题(每小题 4 分,共 32 分) 1.下列各物理量中能反映物质的特性的是( A ) A.比热容 B.内能 C.热量 D.温度 解析:初中阶段学习的物质(燃料)的特性有:密度、比热容、热值. 2.如图所示,是四冲程内燃机的一个冲程工作情况的示意图,可以判断出这个冲程的能量转 化情况是( B ) A.燃气对活塞做功,内能转化为机械能 B.活塞对缸内气体做功,机械能转化为内能 C.活塞对缸内气体做功,内能转化为机械能 D.燃气对活塞做功,机械能转化为内能 解析:从题图中可以看出,进气阀和排气阀都关闭,活塞向上运动,所以是压缩冲程,在此冲程 中,活塞对缸内气体做功,机械能转化为内能,使缸内气体的内能增大,温度升高. 3.关于物体的内能,下列说法正确的是( D ) A.温度为 0 ℃的物体没有内能 B.物体内能增加,一定是通过外界对物体做功 C.正在沸腾的水吸收热量,温度增加,内能不变 D.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少 解析:任何物体在任何情况下都具有内能,温度为 0 ℃的物体也具有内能,故 A 错;物体的内 能增加,可能是外界对物体做功,也可能是物体从外界吸收了热量,故 B 错;正在沸腾的水吸 收热量,温度不变,内能增加,故 C 错;在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故 D 正确. 4.柴油机和汽油机相比,下列说法错误的是( D ) A.柴油机气缸顶部没有火花塞,只有喷油嘴 B.柴油机的效率比汽油机高 C.柴油比汽油便宜,所以使用柴油机比汽油机经济 D.柴油机比汽油机更轻巧 解析:汽油机气缸顶部有一个火花塞,柴油机气缸顶部有一个喷油嘴;汽油机较轻巧,但效率 比柴油机低. 5.图中的男孩和女孩是通过什么方式暖手的( C ) A.他们都是通过热传递来暖手 B.他们都是通过做功来暖手 C.女孩是通过热传递来暖手,男孩是通过做功来暖手 D.男孩是通过热传递来暖手,女孩是通过做功来暖手 解析:从题图中可以看出,女孩用口对着双手呵气,是通过热传递的方式来暖手的;男孩双手 摩擦,是通过做功的方式来暖手的. 6.我国幅员辽阔,相同纬度上内陆地区的昼夜温差比沿海地区大,其主要原因是( B ) A.地势的高低不同 B.水和泥土的比热容不同 C.日照的时间不同 D.离太阳的远近不同 解析:内陆地区的昼夜温差比沿海地区大,原因是等质量的水和泥土,在吸收(或放出)相同的 热量时,水升高(或降低)的温度比泥土的小. 7.下列有关热机的说法中不正确的是( C ) A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程 B.为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性 C.可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率 D.热机的大量使用会造成环境污染 解析:热机是将内能转化机械能的机器,故 A 说法正确;由于水的比热容大,相同质量的水和 其他物质相比,吸收或放出相同的热量时,水的温度变化小.所以常用水作冷却剂,故 B 说法 正确;热机的效率是指对外做的有用功和燃料完全燃烧所放出的能量的比值,与功率无关,故 C 说法不正确;热机工作时产生的环境污染有大气污染、噪声污染和热污染,D 说法正确. 8.质量和初温相同的铜球和水,它们吸收相同的热量后,将铜球立即投入水中,即( C ) A.铜球和水之间无热传递 B.温度由铜球传给水 C.内能由铜球传给水 D.热量由水传给铜球 解析:质量和初温相同的铜球和水,它们吸收相同的热量后铜球的温度高于水的温度,所以内 能从铜球传给水. 第Ⅱ卷(非选择题,共 68 分) 二、填空题(每空 2 分,共 16 分) 9.如图所示,一个配有活塞的厚玻璃筒里放有一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,棉 花燃烧起来了.在这个过程中,是通过 做功 方式使空气内能 增大 ,温度升高,达到棉 花的燃点使棉花燃烧. 解析:把活塞迅速压下去,压缩玻璃筒内的气体,对气体做功,使气体的内能增大,温度升高. 10.一太阳能热水器水箱内装有质量为 80 kg 的水,经太阳晒 2 h 后,温度从 20 ℃升高到 50 ℃所吸收的热量是 1.008×107 J,这是用 热传递 的方式增加了水的内能.[已知 c 水 =4.2×103 J/(kg·℃)] 解 析:80 kg 的 水 温度 从 20 ℃ 升 高 到 50 ℃ 所 吸 收的 热 量 Q 吸 =c 水 m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×80 kg×(50 ℃-20 ℃)=1.008× 107 J; 太阳能热水器中的水是通过热辐射的方式获得了内能,所以这是利用热传递增加了水的内 能. 11.如图所示是四冲程汽油机的两个冲程,(甲)图显示的是汽油机的 压缩冲程 ,(乙)图中 是内能转化为 机械能 . 解析:由图(甲)可知,进气阀、排气阀关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;(乙)图中进气阀、排 气阀关闭,活塞向下运动,是做功冲程,在该冲程中将燃气的内能转化为活塞的机械能. 12.焦炭的热值为 3.0×107 J/kg,它的物理意义是 1 kg 的焦炭完全燃烧放出的热量是 3.0×107 J .完全燃烧 1.4 kg 的焦炭放出的热量能把 200 kg 的水温度升高 50 ℃,水的 比热容是 4.2×103 J/(kg·℃). 解析:根据热值的定义,焦炭的热值为 3.0×107 J/kg 表示的含义是: 1 kg 的焦炭完全燃烧放出的热量是 3.0×107 J; 焦炭的质量 m= = = = =1.4 kg. 三、实验探究题(13 题 12 分,14 题 14 分,共 26 分) 13.小明设计了如图所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领. (1)写出调整实验器材的方法步骤. (2)依据小明的探究方案,实验探究过程中,除了选用相同规格的烧杯和酒精灯,还需要控制 不变的量有哪些? (3)实验探究记录数据如下表: 加热 时间 t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 水的 温度/℃ 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 食用油的 温度/℃ 30 32.5 35 37.5 40 42.5 47 47.5 50 52.5 55 在这些数据中,哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生了错误,分析实验数据,可以 得出的结论是什么? 解析:(1)调整下面铁夹,使石棉网处于适当的高度;调整上面铁夹,使温度计处于适当的高 度; (2)水与食用油的质量和初始温度相同; (3)第 6 min 食用油的温度记录错误.分析表中的数据可知,加热时间相同时,食用油升高的温 度比水高.分析比较水在第 5 min、10 min 和食用油在第 2 min、4 min 的数据可知,升高相 同的温度,水需要加热的时间比食用油的长,进而得出水的吸热本领比食用油大. 答案:见解析 14.某同学学习了燃料的热值后,自己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所示的两套规格完全相同的装置,并每隔 1 分钟记录了杯中水的温度 (见下表). 加热的 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯 水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯 水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 (1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是[(甲)图中]:先调整固定 B 的位置,再调 整固定 A 的位置(选填“A”或“B”). (2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 质量 、 水的初温 . (3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 煤油 . (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录数据,利用公 式 Q 吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油 的热值.你认为他的计算结果可靠吗? 不可靠 ;为什么? 煤油和菜籽油不可能完全燃烧,且有热量损失 . 解析:容器、石棉网、铁圈等要吸热,水、容器等向周围环境散热,故无法准确计算燃料的热 值. 四、计算题(15 题 12 分,16 题 14 分,共 26 分) 15.燃气灶烧水时,把质量为 2 kg、初温为 20 ℃的水加热到 100 ℃,共燃烧了 0.04 m3 天然 气(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为 4.4×107J/m3.求: (1)水吸收的热量; (2)天然气完全燃烧放出的热量; (3)燃气灶烧水时的效率. 解析:(1)水吸收的热量: Q 吸=cm(t-t0) =4.2×103J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃) =6.72×105 J. (2)天然气完全燃烧放出的热量:Q 放=qV=4.4×107J/m3×4×10-2 m3=1.76×106 J. (3)燃气灶的效率: η= ×100% = ×100% =38%. 答案:(1)6.72×105J (2)1.76×106J (3)38% 16.杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用 65 ℃的热水 100 kg),参加“探究性 学习”活动后,在老师的指导和同学们的帮助下,制作了一台简易的太阳能热水器.这台热水 器 6 月份平均每天可将 100 kg 水从 15 ℃升高到 65 ℃.[c 水=4.2×103 J/(kg·℃)] (1)这些水从热水器中吸收了多少热量? (2)若液化石油气的热值为 8.0×107 J/kg,改用太阳能热水器后,6 月份平均每天可节约液化 石油气多少千克?(液化石油气燃烧放热的 70%被水吸收) (3)使用太阳能热水器比使用燃料烧水,除了节约能源外,还有哪些优点?(至少写出一点) 解析:(1)这些水从热水器中吸收的热量: Q 吸=c 水 m 水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(65 ℃-15 ℃) =2.1×107 J. (2)Q 放= = =3×107 J, m= = =0.375 kg. (3)清洁、无污染. 答案:见解析