2020年中考物理第5课时内能比热容热值热机课时训练 9页

1 课时训练(五) 内能 比热容 热值 热机 (限时:35 分钟) 一、选择题 1.[2019·南京]关于温度、热量和内能，下列说法正确的是 ( ) A.温度相同的物体内能一定相等 B.汽油机做功冲程中燃气的内能减小 C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 D.电能可以使灯泡发光，同时产生内能，这些内能又可以自动地转化为电能 2.[2019·连云港]关于温度、内能和热量，下列说法正确的是 ( ) A.0℃的冰块内能为零 B.温度高的物体含有的热量多 C.汽油机压缩冲程中，机械能转化为内能 D.反复弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过热传递的方式增加了铁丝的内能 3.[2019·无锡]如图 K18-1 所示，用电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体，能将盒盖喷出很远。此过程中 的能量转化方式与汽油机的哪一个冲程相似 ( ) 图 K18-1 A.压缩冲程 B.吸气冲程 C.排气冲程 D.做功冲程 4.[2019·黄石]如图 K18-2 所示，向装有少量水的烧瓶中缓慢打气，突然塞子跳了起来，同时瓶内出现了“白 雾”，关于该现象下列说法正确的是( ) 图 K18-2 A.“白雾”是水蒸气 B.瓶内气体膨胀对外做功 C.瓶内气体内能增加 2 D.瓶内气体温度升高 5.[2019·宁夏]2019 年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年 以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳 系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的 ( ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 6.[2019·桂林]下列实例中通过做功的方式改变物体内能的是 ( ) A.用酒精灯加热烧杯中的水 B.放入热汤中的金属勺子变烫 C.刀在磨刀石上摩擦后温度升高 D.冬天人们较喜欢通过晒太阳使身体暖和起来 7.[2019·辽阳]酿酒是人类神奇的发明，如图 K18-3 是将谷物倒入锅中熬制酒料的过程。下列说法正确的是 ( ) 图 K18-3 A.用火种引燃木柴的过程与钻木取火的原理相同 B.灶台下木柴燃烧的过程，将内能转化成了化学能 C.锅能向酒料传递热量，是因为锅的温度高于酒料的温度 D.熬制过程中需要不断地搅拌，这是为了通过做功的方式增加物体内能 8.[2019·南京]利用如图 K18-4 所示甲、乙装置(燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出)，既可以比较不同液体 的比热容，又可以比较不同燃料的热值。要求仅根据温度计示数的变化完成实验，则两个实验都需要控制相 同的 ( ) 图 K18-4 A.液体种类 B.燃料种类 3 C.液体质量 D.燃料质量 9.[2019·成都]用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热 3min 时各记录一 次温度，如下表所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3，c 水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ油=0.8×103kg/m3，加热效率都为 90%，油的末温没有达到它的沸点。下列说法正确的是 ( ) 加热时间/min 0 3 水的温度/℃ 18 28 油的温度/℃ 18 43 A.这种油的比热容为 1.68×103J/(kg·℃) B.这种油的比热容为 2.1×103J/(kg·℃) C.因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小 D.加热效率没有达到 100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能 10.[2019·上海]两个质量相同的不同物质，吸收相同的热量，下列说法中正确的是 ( ) A.比热容大的物质升高温度较小 B.比热容小的物质升高温度较小 C.比热容大的物质升高温度较大 D.升高温度相同，与比热容大小无关 11.[2019·仙桃]下列关于热机、热值的说法正确的是 ( ) A.汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件 B.某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值，单位是 kg/J C.柴油机工作的效率是 35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量 65%转化为有用功 D.四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的 二、填空题 12.[2019·常州]家用轿车常用汽油机驱动，汽油机在 冲程将 能转化为机械能。汽车行驶过 程中，油箱内汽油越来越少，汽油的热值 (选填“变小”“不变”或“变大”)。 13. [2019·镇江]图 K18-5 中单缸四冲程汽油机正处在 冲程，若该汽油机转速为 1800r/min，则它每 秒钟完成 个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的 较大的特性。 图 K18-5 14.[2019·连云港]某同学在烧杯中装入质量为 100g、初温为 20℃的水，然后用酒精灯给水加热一段时间后， 4 水的温度升高到 70℃，此过程中水的内能增加了 J，水增加的内能 (选填“大于”“小于”或“等 于”)酒精完全燃烧所放出的热量。[c 水=4.2×103J/(kg·℃)] 15.[2019·苏州]如图 K18-6 所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下 压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同；某效率为 25%的汽油机在一次工作中 消耗了 4kg 汽油，该汽油机对外做的机械功为 J。(汽油热值为 4.6×107J/kg) 图 K18-6 16.[2019·怀化]某种国产汽车，当它在某平直公路上以 20m/s 速度匀速行驶时，每百公里的油耗为 6L。当汽 车行驶 500s 时，汽车消耗的汽油是 L。假设汽车在行驶过程中受到的平均阻力是 495N，则汽油机的 效率是 %(已知汽油的热值是 3.3×107J/L)。 17.[2019·广州](1)完全燃烧 1.4g 酒精释放的热量是完全燃烧 0.7g 酒精释放热量的 倍。0.7g 酒精完全 燃烧释放的热量是 2.1×104J，这些热量全部被 100g 的液体 A 吸收，液体的温度升高了 50℃；完全燃烧 1.4g 酒精释放的热量全部被 200g 的液体 A 吸收，液体的温度升高了Δt= ℃。(不考虑散热) (2)现用如图 K18-7 所示装置加热 200g 的液体 A，燃烧 了 1.4g 酒精，液体升高的温度小于Δt，有哪些原因 会导致这个结果? 。 图 K18-7 三、计算题 18.[2019·常州]小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式。小明观测到某日铁皮桶 装满水后，经过一天的太阳光照，水温从 20℃升高到 60℃。已知铁皮桶的容积为 50L，c 水=4.2×103J/(kg·℃)， ρ水=1×103kg/m3，问： (1)当日桶内的水吸收的热量为多少? (2)设用燃烧木柴加热，木柴完全燃烧释放热量的 28%被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约多少 木柴?(q 木柴=1.2×107J/kg) 5 19.[2019·镇江]某油电混合动力汽车工作原理如图 K18-8 所示， 当它以 90km/h 的速度匀速行驶 10min 的过 程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量 E1=3×107J，其中η1=60%来自汽油 燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量 E2=2×106J， 设汽油在发动机汽缸内完全燃烧，汽油热值取 q=5×107J/kg。 (1)当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是 ，产生的 电能是由汽车的 能转化而来的。 (2)求题述过程中汽车受到的阻力。 (3)题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用 m 表示。 ①求汽车所消耗汽油的质量 m； ②请将下列表达式填写完整：η1E1= (用 q、m、η2 和 E2 表示) 图 K18-8 四、实验探究题 20.[2019·苏州一模]利用如图 K18-9 所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸的 (选填“比热容”或“热值”)大小，为完成实验，要求酒精和碎纸的 (选填“燃烧时间”或 “质量”)相同。 6 图 K18-9 21.[2019·泰州]如图 K18-10 甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置，小华用两个相同的容 器分别装入质量相等的 A、B 两种液体，用相同的装置加热。 图 K18-10 (1)从实验效果考虑，本实验选择 (选填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好，实验中使 用玻璃棒的目的是 。 (2)两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。 (3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的 A 和 B 两种液体，在 升高相同温度时， (选填“A”或“B”)液体吸收的热量较多；质量相等的 A 和 B 两种液体，在吸收 相同热量时， (选填“A”或“B”)液体升温较高。 (4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从 A 或 B 中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择 (选 填“A”或“B”)液体。 【参考答案】 1.B [解析]内能跟物体的质量、状态、温度有关，温度相同的物体，内能不一定相同，故 A 错误；汽油机的 7 做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，所以燃气的内能减少，故 B 正确；我们不 敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高，热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故 C 错误； 电能可以使灯泡发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能，是因为能量的转化是有方向性的， 故 D 错误。 2.C [解析]一切物体都具有内能，温度为 0℃的冰块也有内能，故 A 错误；热量是一个过程量，不能说含有 或具有热量，故 B 错误；汽油机在压缩冲程中，压缩汽缸内燃料混 合物，使燃气的内能增加，温度升高，把 机械能转化为内能，故 C 正确；反复弯折铁丝，铁丝温度升高，这是通过做功的方式增加了铁丝的内能，故 D 错误。 3.D 4.B 5.C 6.C [解析]用酒精灯加热烧杯中的水，是通过热传递改变物体内能的，故 A 不符合题意；放入热汤中的金属 勺子变烫，是通过热传递改变物体内能的，故 B 不符合题意；刀在磨刀石上摩擦，克服摩擦做功，机械能转 化为刀的内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故 C 符合题意；冬天人们较喜欢通过晒太阳使身体暖和 起来，是通过热传递改变物体内能的，故 D 不符合题意。 7.C [解析]用火种引燃木柴的过程是热传递，钻木取火的本质是机械能转化为内能，两者原理不同，故 A 错 误。木柴燃烧的过程，本质是化学能转化为内能的过程，故 B 错误。只要存在温度差，就会发生热传递，锅 能向酒料传递热量，是因为锅的温度高于酒料的温度，故 C 正确。熬制过程中需要不断地搅拌，目的是使酒 料受热均匀，同时避免粘锅，故 D 错误。 8.C [解析]比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制质量相同的不同液体在相同时间内吸收相同热 量，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力；比较不同燃料的热值，要使用质量相同的不同燃料完全燃 烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度来判断不同燃料放出热量的多少，进而比较燃料 的热值，故两个实验都需要控制液体的质量相同。故选 C。 9.B [解析]由 Q=cm（t-t0）和相同时间内吸收的热量 Q 水=Q 油得，c 水ρ水 V（t 水-t0 水）=c 油ρ油 V（t 油-t0 油），即 c 油= c水ρ水（t水-t0 水） ρ油（t油-t0 油） =4.2×103J/（kg·℃）×1.0×1 0 3kg/m3×（28℃-18℃） 0.8×103kg/m3×（43℃-18℃） =2.1×103J/（kg·℃），故 A 错误，B 正确；比 热容与物质的种类和状态有关，与其他因素无关，故 C 错误；加热效率没有达到 100%，是因为把电能转化为 的内能没有全部被吸收，故 D 错误。 10.A 11.D 12.做功 内 不变 [解析]汽车的汽油机在做功冲程将内能转化为机械 能；汽油的热值是汽油的一种属性，与汽油的质量无关， 所以在行驶过程中，汽油越来越少，但是汽油的热 值 保持不变。 8 13.排气 60 比热容 [解析]由图可知，进气门关闭，排气门打开，并且活塞向上运动，因此该冲程是排气冲程；汽油机完成 1 个 工作循环，完成 4 个冲程，飞轮转 2 转，对外做功 1 次，1800r/min=30r/s，即每秒完成 15 个工作循环，完 成 60 个冲程，对外做功 15 次；用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性。 14.2.1×104 小于 [解析]水吸收的热量（水的内能增加值）Q 吸=c 水 m 水（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×0.1kg×（70℃-20℃） =2.1×104J；由于酒精不可能完全燃烧，有热量散失，且烧杯也会吸收一部分热量，所以，水增加的内能小于 酒精完全燃烧所放出的热量。 15.压缩 4.6×107 [解析]用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程是机械能转化为内能，相当于汽油机的压缩冲程；完全燃 烧 4kg 的 汽 油 释 放 的 热 量 为 Q 放 =mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J ； 汽 油 机 对 外 做 的 机 械 功 W=Q 放·η=1.84×108J×25%=4.6×107J。 16.0.6 25 [解析]汽车行驶的距离 s=vt=20m/s×500s=10000m=10km，因为每百公里的油耗为 6L，所以行驶 10km（公里） 消耗汽油 V= 10 100×6L=0.6L；汽油完全燃烧放出的热量 Q 放=Vq=0.6L×3.3×107J/L=1.98×107J，因为汽车匀速 行 驶 ， 所 以 汽 车 牵 引 力 F=f=495N ， 牵 引 力 做 功 W=Fs=495N×10000m=4.95×106J ， 汽 油 机 的 效 率 η= W Q放 ×100%=4.95×106J 1.98×107J×100%=25%。 17.（1）2 50 （2）热量散失，液体汽化带走部分热量，酒精燃烧不充分等 [解析]（1）由 Q 放=qm 可知，完全燃烧 1.4g 酒精释放的热量是完全燃烧 0.7g 酒精释放热量的 2 倍。 不考虑散热，根据 Q 吸=cmΔt、Q 放=Q 吸可得：Δt= Q吸 cAmA = Q放 cAmA = qm酒精 cAmA ，由于酒精质量变为原来的 2 倍，液体质量也 变为原来的 2 倍，所以升高的温度不变，即为 50℃。 （2）加热 200g 的液体 A，燃烧了 1.4g 酒精，液体升高的温度小于Δt，主要原因有热量散失、液体汽化带走 部分热量、酒精燃烧不充分等。 18. 解 ：（ 1 ） 桶 内 的 水 吸 收 的 热 量 Q 吸 =c 水 m 水 Δt=c 水 ρ 水 V 水 （ t-t0 ） =4.2×103J/ （ kg · ℃ ） ×1.0×103kg/m3×50×10-3m3×（60℃-20℃）=8.4×106J。 （2）由于木柴完全燃烧放出热量的 28%被水吸收，则木柴完全燃烧放出的热量 Q 放= Q吸 η =8.4×106J 28% =3×107J，可以 节约的木柴质量 m= Q放 q木柴 = 3×107J 1.2×107J/kg=2.5kg。 19.解：（1）电磁感应 机械 9 （2）以 90km/h 的速度匀速行驶 10min 的过程中通过的路程 s=vt=90km/h×10 60h=15km=15000m， 根据 W=Fs 知，汽车匀速行驶时的牵引力 F=W s=E1 s =3×107J 15000m =2000N， 因为汽车做匀速直线运动，所以阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，即 f=F=2000N。 （3）①汽车行驶时，汽油燃烧放出的热量为 mq，其中有η2mq 用来行驶和充电， 则有η2mq=E1η1+E2，即 E1η1=η2mq-E2， 代入数据得 3×107J×60%=40%×m×5×107J/kg-2×106J，解得 m=1kg。 ②η2mq-E2 20.热值 质量 21.（1）易拉罐 搅拌液体使其受热均匀 （2）加热时间 （3）A B （4）A [解析]（2）对两种液体进行加热时，加热时间越长，吸收热量越多，所以吸收热量的多少可通过加热时间比 较。（3）分析图像可知：质量相等的 A 和 B 两种液体，在升高相同温度时，A 所需要的加热时间更长，所以 A 液体吸收的热量较多；质量相等的 A 和 B 两种液体，在吸收相同热量即加热时间相同时，B 液体升温较高。（4） 暖手袋应选择储存热量多的液体，因为温度、质量相同的 A、B 两种液体，降低相同的温度时，A 液体放出的 热量更多，所以应选择 A 液体。