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初中物理第十二章 内能与热机综合与测试同步测试题
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这是一份初中物理第十二章 内能与热机综合与测试同步测试题，共7页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验与探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(每题3分，共36分)
1．一瓶酒精用掉一半，关于剩下的酒精，下列判断正确的是( )
A．密度变为原来的一半 B．热值变为原来的一半
C．质量变为原来的一半 D．比热容变为原来的一半
2．关于温度、热量和内能，以下说法正确的是( )
A．物体的温度升高，内能一定增加
B．60 ℃的水比30 ℃的水所含有的热量多
C．热量总是自发地从温度低的物体向温度高的物体传递
D．0 ℃的水内能为零
3．下列实例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是( )
A．晒太阳 B．钻木取火 C．搓手取暖 D．压缩空气
4．用打气筒给篮球快速充气，忽略篮球体积的变化，在充气过程中，球内空气( )
A．质量不变 B．密度不变 C．温度不变 D．内能增大
5．由Q＝cm(t－t0)得c＝eq \f(Q,m（t－t0）)，关于同一种物质的比热容，下列说法正确的是( )
A．若质量增大一倍，则比热容减小一半
B．若质量增大一倍，则比热容增大一倍
C．若吸收的热量增大一倍，比热容增大一倍
D．比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
6．飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内大气压低，要使舱内获得新鲜空气，必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内。在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的( )
A．温度升高，内能增加 B．温度降低，内能减少
C．温度升高，内能减少 D．温度降低，内能增加
7．如图所示是某老师的自制教具。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。关于此实验，分析不正确的是( )
A．酒精不完全燃烧时热值不变
B．能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
8．实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是( )
A．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能
(第7题图) (第8题图) ( 第10题图)
9．四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能( )
A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程
10．如图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为( )
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程[来源:学11．关于“热机”，下列说法中错误的是( )
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C．用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大的特性
D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
12.将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后，冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( )
(第12题图)
A．c甲最大 B．c乙最大 C．c丙最大 D．c甲＝c乙＝c丙
二、填空题(每空1分，共16分)
13．“激光橡皮”：在激光的照射下，纸张上的黑色碳粉直接________(填物态变化名称)为高温碳蒸气，在这个过程中，碳粉是通过________(填“做功”或“热传递”)的方式来改变内能的。
14．在四川邛崃窑遗址中出土了一种唐朝“省油灯”，如图所示。这种省油灯的灯盏是铜质的，在灯盏下增加了一层夹层，又叫夹层灯。夹层留一个小孔，可以从小孔向夹层中加水。灯点燃后，热会由灯盏通过________方式使油的内能增加，温度升高，加快油的________，增加耗油量。在夹层中加水，降低油温，达到省油的目的，这是利用水的____________的特性。为了更省油，请对这种灯提出一个合理的改进意见：________________________。
(第14题图) (第15题图)
15．在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风，陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成风。形成海陆风的根本原因是______________________。如图所示的是海陆风形成的示意图，其中________图反映海风形成的时间是白天，________图反映陆风形成的时间是晚上。
16．给汽车加油时，会闻到汽油味，这是________现象。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率________(填“升高”“不变”或“降低”)。
17．若汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功________次，飞轮转过________圈。
18．中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________ J，可以将________ kg的水从20 ℃加热至60 ℃。[q煤气＝4.2×107 J/kg，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
三、实验与探究题(每题8分，共16分)
19. 为了比较水和沙子吸热本领的大小，小敏做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：
(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质______________________________；
(2)分析上表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量________(填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量；
(3)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，________(填“水”或“沙子”)升高的温度更高；
(4)实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(3)结论不符，你认为可能的原因是：______________________________________________________________________________。
(第19题图)
(第20题图)
20．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验；
(2)水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，它的物理含义是_____________________________；(3)酒精的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧10 g酒精放出的热量为____________J。
四、综合应用题(21、22题各6分，23题8分，24题12分，共32分)
21．如图所示，一辆汽车在行驶途中遇突发情况，紧急刹车时，司机身体前倾，车身向前滑行一段距离，在路面上留下轮胎滑过的痕迹，轮胎温度急剧升高。请根据以上情境简要回答下列问题：
(1)刹车时司机身体前倾的原因。
(2)从能量转化的角度解释轮胎温度升高的原因。
(第21题图)
22．某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m2的表面上，每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终是2 m2，太阳能热水器内的水的质量为100 kg，水的初温为20 ℃，经8 750 s时间后上升到45℃。请计算：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳？
(2)垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？
23．飞机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，高空中某飞机获得1.6×105 N的水平推力，以600 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h，需要完全燃烧热值为4×107 J/kg的航空煤油4 000 kg。求1 h内：
(1)飞机的航程；
(2)发动机所做的功；
(3)航空煤油完全燃烧放出的热量；
(4)发动机的热机效率。
24．随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45 ℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表：
(1)若该地暖系统的总水量为2×103 kg，将全部的水从5 ℃加热至45 ℃，水至少需要吸收多少热量？[c水＝4.2×103 J/ (kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80 m2，散热管材料为聚丁烯(PB )，供水温度为45 ℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？请至少写出两点。
参考答案
一、1.C 2.A 3.A 4.D 5.D 6.A 7.C 8.D 9．A 10．A 11．A 12．C
二、13.升华；热传递 14．热传递；蒸发；比热容大；给灯盏加盖
15．海水的比热容比泥土的大；乙；甲 16．扩散；降低 17．10；20
三、19.(1)吸收的热量的多少 (2)大于 (3)沙子 (4)水的导热性能好(或沙子导热性能不好或沙子里温度计玻璃泡插入比较浅或没有用玻璃棒搅动)
20．(1)甲、乙；甲、丙 (2)1 kg水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为
4.2×103 J (3)3.0×105
四、21.解：(1)车行驶时司机随车一起向前运动，急刹车时司机下半身随车减速，司机的上半身由于惯性仍保持向前运动的状态，所以司机会向前倾。 (2)紧急刹车时，车轮克服摩擦做功，并将机械能转化为内能，因此轮胎温度急剧升高，是通过做功的方法使内能增加的。
22．解：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(45 ℃－20 ℃)＝1.05×107 J。
(2)垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能：W＝eq \f(Q吸,50 %×2×8 750)＝1 200 J。
23．解：(1)飞机的航程s＝vt＝600 km/h×1 h＝600 km；
(2)发动机所做的功W＝Fs＝1.6×105 N×600 000 m＝9.6×1010 J；
(3)航空煤油完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝4×107 J/kg×4 000 kg＝1.6×1011 J；
(4)发动机的效率η＝eq \f(W,Q放)×100%＝eq \f(9.6×1010 J,1.6×1011 J)×100%＝60%。
24．解：(1)Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg· ℃)×2×103 kg×(45 ℃－5 ℃)＝3.36×108 J。（2)由题意可知，该家庭地面单位面积上的散热功率为P＝90.0 W/m2，散热量Q′＝PSt＝90.0 W/m2×80 m2×3.6×103 s＝2.592×107 J。
(3)地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等。质量/g
升温10 ℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30 ℃所需时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
地面装饰层材料散热功率散热管材料
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE—RT)
136.6 W/m2
103.5 W/m2
93.5 W/m2
聚丁烯(PB)
125.7 W/m2
96.9 W/m2
90.0 W/m2
一、选择题(每题3分，共36分)
1．一瓶酒精用掉一半，关于剩下的酒精，下列判断正确的是( )
A．密度变为原来的一半 B．热值变为原来的一半
C．质量变为原来的一半 D．比热容变为原来的一半
2．关于温度、热量和内能，以下说法正确的是( )
A．物体的温度升高，内能一定增加
B．60 ℃的水比30 ℃的水所含有的热量多
C．热量总是自发地从温度低的物体向温度高的物体传递
D．0 ℃的水内能为零
3．下列实例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是( )
A．晒太阳 B．钻木取火 C．搓手取暖 D．压缩空气
4．用打气筒给篮球快速充气，忽略篮球体积的变化，在充气过程中，球内空气( )
A．质量不变 B．密度不变 C．温度不变 D．内能增大
5．由Q＝cm(t－t0)得c＝eq \f(Q,m（t－t0）)，关于同一种物质的比热容，下列说法正确的是( )
A．若质量增大一倍，则比热容减小一半
B．若质量增大一倍，则比热容增大一倍
C．若吸收的热量增大一倍，比热容增大一倍
D．比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
6．飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内大气压低，要使舱内获得新鲜空气，必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内。在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的( )
A．温度升高，内能增加 B．温度降低，内能减少
C．温度升高，内能减少 D．温度降低，内能增加
7．如图所示是某老师的自制教具。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。关于此实验，分析不正确的是( )
A．酒精不完全燃烧时热值不变
B．能闻到酒精的气味说明分子在永不停息地做无规则运动
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
8．实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。对观察到的现象分析正确的是( )
A．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化成的水蒸气
B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能
C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的
D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能
(第7题图) (第8题图) ( 第10题图)
9．四冲程内燃机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能( )
A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程
10．如图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为( )
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程[来源:学11．关于“热机”，下列说法中错误的是( )
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C．用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大的特性
D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
12.将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后，冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( )
(第12题图)
A．c甲最大 B．c乙最大 C．c丙最大 D．c甲＝c乙＝c丙
二、填空题(每空1分，共16分)
13．“激光橡皮”：在激光的照射下，纸张上的黑色碳粉直接________(填物态变化名称)为高温碳蒸气，在这个过程中，碳粉是通过________(填“做功”或“热传递”)的方式来改变内能的。
14．在四川邛崃窑遗址中出土了一种唐朝“省油灯”，如图所示。这种省油灯的灯盏是铜质的，在灯盏下增加了一层夹层，又叫夹层灯。夹层留一个小孔，可以从小孔向夹层中加水。灯点燃后，热会由灯盏通过________方式使油的内能增加，温度升高，加快油的________，增加耗油量。在夹层中加水，降低油温，达到省油的目的，这是利用水的____________的特性。为了更省油，请对这种灯提出一个合理的改进意见：________________________。
(第14题图) (第15题图)
15．在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风，陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成风。形成海陆风的根本原因是______________________。如图所示的是海陆风形成的示意图，其中________图反映海风形成的时间是白天，________图反映陆风形成的时间是晚上。
16．给汽车加油时，会闻到汽油味，这是________现象。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率________(填“升高”“不变”或“降低”)。
17．若汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功________次，飞轮转过________圈。
18．中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的________很大。以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________ J，可以将________ kg的水从20 ℃加热至60 ℃。[q煤气＝4.2×107 J/kg，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
三、实验与探究题(每题8分，共16分)
19. 为了比较水和沙子吸热本领的大小，小敏做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：
(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质______________________________；
(2)分析上表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量________(填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量；
(3)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，________(填“水”或“沙子”)升高的温度更高；
(4)实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(3)结论不符，你认为可能的原因是：______________________________________________________________________________。
(第19题图)
(第20题图)
20．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验；
(2)水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，它的物理含义是_____________________________；(3)酒精的热值为3.0×107 J/kg，完全燃烧10 g酒精放出的热量为____________J。
四、综合应用题(21、22题各6分，23题8分，24题12分，共32分)
21．如图所示，一辆汽车在行驶途中遇突发情况，紧急刹车时，司机身体前倾，车身向前滑行一段距离，在路面上留下轮胎滑过的痕迹，轮胎温度急剧升高。请根据以上情境简要回答下列问题：
(1)刹车时司机身体前倾的原因。
(2)从能量转化的角度解释轮胎温度升高的原因。
(第21题图)
22．某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m2的表面上，每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终是2 m2，太阳能热水器内的水的质量为100 kg，水的初温为20 ℃，经8 750 s时间后上升到45℃。请计算：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳？
(2)垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？
23．飞机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，高空中某飞机获得1.6×105 N的水平推力，以600 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h，需要完全燃烧热值为4×107 J/kg的航空煤油4 000 kg。求1 h内：
(1)飞机的航程；
(2)发动机所做的功；
(3)航空煤油完全燃烧放出的热量；
(4)发动机的热机效率。
24．随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45 ℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表：
(1)若该地暖系统的总水量为2×103 kg，将全部的水从5 ℃加热至45 ℃，水至少需要吸收多少热量？[c水＝4.2×103 J/ (kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80 m2，散热管材料为聚丁烯(PB )，供水温度为45 ℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？请至少写出两点。
参考答案
一、1.C 2.A 3.A 4.D 5.D 6.A 7.C 8.D 9．A 10．A 11．A 12．C
二、13.升华；热传递 14．热传递；蒸发；比热容大；给灯盏加盖
15．海水的比热容比泥土的大；乙；甲 16．扩散；降低 17．10；20
三、19.(1)吸收的热量的多少 (2)大于 (3)沙子 (4)水的导热性能好(或沙子导热性能不好或沙子里温度计玻璃泡插入比较浅或没有用玻璃棒搅动)
20．(1)甲、乙；甲、丙 (2)1 kg水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为
4.2×103 J (3)3.0×105
四、21.解：(1)车行驶时司机随车一起向前运动，急刹车时司机下半身随车减速，司机的上半身由于惯性仍保持向前运动的状态，所以司机会向前倾。 (2)紧急刹车时，车轮克服摩擦做功，并将机械能转化为内能，因此轮胎温度急剧升高，是通过做功的方法使内能增加的。
22．解：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(45 ℃－20 ℃)＝1.05×107 J。
(2)垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能：W＝eq \f(Q吸,50 %×2×8 750)＝1 200 J。
23．解：(1)飞机的航程s＝vt＝600 km/h×1 h＝600 km；
(2)发动机所做的功W＝Fs＝1.6×105 N×600 000 m＝9.6×1010 J；
(3)航空煤油完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝4×107 J/kg×4 000 kg＝1.6×1011 J；
(4)发动机的效率η＝eq \f(W,Q放)×100%＝eq \f(9.6×1010 J,1.6×1011 J)×100%＝60%。
24．解：(1)Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg· ℃)×2×103 kg×(45 ℃－5 ℃)＝3.36×108 J。（2)由题意可知，该家庭地面单位面积上的散热功率为P＝90.0 W/m2，散热量Q′＝PSt＝90.0 W/m2×80 m2×3.6×103 s＝2.592×107 J。
(3)地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等。质量/g
升温10 ℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30 ℃所需时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
地面装饰层材料散热功率散热管材料
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE—RT)
136.6 W/m2
103.5 W/m2
93.5 W/m2
聚丁烯(PB)
125.7 W/m2
96.9 W/m2
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