格致中学人教版初中物理九年级全一册第二章内能的应用经典题
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考试范围:xxx;满分:***分;考试时间:100分钟;命题人:xxx 学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________
一、选择题
1.下列关于温度、内能和热量的说法正确的是()
A.0℃的冰没有内能
B.做功可以改变物体的内能
C.物体放出热量,温度一定要降低
D.汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
2.“花饽饽”是山东省非物质文化遗产。
下列关于蒸饽饽的过程中,说法错误的是()
A.燃料的化学能转化为饽饽的内能
B.蒸笼中最下层的饽饽离水面近,所以比最上层的饽饽熟得早
C.饽饽香气四溢说明分子在不停地运动
D.水沸腾后即使加大火力,也不能提高水的温度
3.如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是()
A.一个工作循环的正确顺序是∶甲乙丙丁
B.甲图冲程能获得动力
C.丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
D.丁图冲程存在内能转化为机械能的过程
4.下列说法中正确的是()
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.热值越大的燃料,燃烧时放出的热量就越多
C.组成物质的分子之间,引力和斥力是同时存在的
D.不同物体的温度越高,内能越大
5.下列说法中正确的是()
A.一个物体的温度若保持不变,其内能可能会改变
B.一个物体如果从外界吸收热量,其温度一定会升高
C.某种燃料的热值越大,则燃烧时放出的热量就越多
D.1千克燃料用去一半,剩下的燃料热值及比热容均减半
6.柴油机与汽油机相比,下列说法错误的是()
A.柴油机有喷油嘴没有火花塞
B.柴油机吸气冲程进入汽缸的只有空气
C.柴油机效率更低一些
D.压缩冲程中,柴油机缸内气体被压缩程度更大
7.我们日照市推行“环保节能新时尚”活动,下列原理分析正确的是()
A.骑行自行车上安装的发电机是把机械能转化为内能
B.实验室里的太阳能电池充电是把太阳能转化为电能
C.替代电热水器的太阳能热水器是将太阳能转化为电能
D.学校里使用的水冷空调是利用做功改变物体的内能
8.关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法()
①在压缩冲程中,是机械能转化为内能②在做功冲程中,是内能转化为机械能③只有做功冲程是燃气对外做功④汽油机和柴油机的点火方式相同;上述说法中正确的是()A.只有①②③B.只有①③C.只有②④D.只有②③④
9.影片“流浪地球”开启了中国科幻元年,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
10.一支蜡烛在燃烧的过程中,它的()
A.质量变小,比热容变小,热值变小
B.质量变小,比热容变小,热值不变
C.质量不变,比热容不变,热值变小
D.质量变小,比热容不变,热值不变
11.下列关于热现象的说法中正确的是()
A.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,内能不变
B.在汽油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
C.汽车发动机用水作为冷却物质,是因为水的比热容较大
D.火箭使用液态氢作燃料,是因为它含有的热量多
12.如图,是酒精灯给试管中的水加热,一段时间后橡皮塞被冲开,下列说法正确的是()
A.酒精灯中酒精的质量越大,酒精的热值越大
B.酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
C.试管中水的内能是通过热传递的方式增加的
D.橡皮塞被冲开的过程与内燃机的压缩冲程都是内能转化为机械能的过程
13.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体.用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示.下列说法中正确的是()
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
14.如图是内燃机的某个冲程。
下列四种现象中与该冲程能量转化方式一致的是()A.滚摆上升
B.火箭升空
C.钻木取火
D.山中瀑布
二、填空题
15.页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气,被国际能源界称之为“博弈改变者”的气体,正在改写世界的能源格局。
而我国的页岩气可采储量居世界首位。
如果用1.4m3的页岩气烧水,可将40kg的水从20℃加热到100℃。
水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),页岩气的热值约为3×107J/m3,热效率是______%。
16.利用太阳能将40kg的水从15℃加热到50℃,水需要吸收的热量是______J,用烟煤来提供这些热量,需完全燃烧______kg的烟煤。
水的比热容4.2×103J/(kg·℃),烟煤的热值2.9×107J/kg。
17.某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120kg,当储水箱中的水吸收的热量为2.52×107J 时,水升高的温度为______℃,这些热量相当于效率为42%的燃气灶完全燃烧______m3的天然气放出的热量。
(天然气的热值q=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃))
18.目前,大部分汽车仍然是使用汽油机提供动力,对于汽油机,它的能量转化如图所示,请你把能量的名称填写完整:______、______。
根据能量数据,这台汽油机的效率是______。
19.用天然气烧水,水烧开后,壶盖不断向上振动,此过程中能量转化与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同,即由内能转化为______能;若天然气完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,若在1标准大气压下把4kg的水从30℃加热至沸腾,需完全燃烧______m3天然气。
(c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=4×107J/m3)
20.用天燃气灶将初温为20℃,质量为3kg的一壶水加热到100℃,水吸收的热量为
______J;如果天燃气完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收,则至少需要燃烧______kg
的天燃气。
[水的比热容为()3
4.210J/kg C ⨯⋅︒ ,天燃气的热值为4.2×107J/kg]。
三、解答题
21.液化石油气的热值q 高达74.610J/kg ⨯,一些不法商贩常将液化石油气与价格低廉、热值仅为7
2.910J/kg ⨯的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。近期我县质监局对某液化石
油气站销售的瓶装燃气进行检测,将质量为50kg 、初始温度为20°
C 的水装入容器内,加热容器中的水直至100℃时,瓶内燃气消耗了0.5kg 。
通过高效炉灶,水能吸收燃气完全燃烧释放热量的80%。
已知水的比热容为()3=4.210J/kg c ⨯⋅水℃。
求: (1)水吸收的热量;
(2)瓶内燃气的热值;判断该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚。
22.张新家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。
当只有该热水器使用天然气时。
把60kg 的水从25℃加热到55℃,天然气表的示
数由1375.05m 3变为1375.21m 3,已知水的比热容c =4.2×
103J/(kg·℃),天然气的热值q =7.0×107J/m 3。
求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该热水器的效率。
23.现有某型号柴油5kg ,已知该型号柴油的热值q =4.2×l07J/kg ,求:
(1)此柴油完全燃烧,可释放多少热量?
(2)若此柴油完全燃烧释放的热量能完全被水吸收,则能把多少kg 的水从20°C 加热到70°C?[水的比热容c 水=4.2×l03J/(kg ·℃)]
(3)此柴油通过某柴油机,可输出8.4×l07J 的功,则柴油机的效率η是多少?
24.一铝壶中装有3kg 的水,放在煤气灶上加热,将水从20℃加热至沸腾(在1个标准大
气压下),煤气灶共燃烧48g 煤气,已知水的比热容是4.2×
103J/(kg ⋅℃),煤气的热值是4.2×107J/kg ,在此过程中:
(1)铝壶中的水吸收了多少热量?
(2)完全燃烧48g 煤气可以放出多少热量?
(3)该煤气灶的效率是多少?
【参考答案】
一、选择题
1.B
2.B
3.D
4.C
5.A
6.C
7.B
8.A
9.C
10.D
11.C
12.C
13.A
14.B
二、填空题15.32
16.88×10602 17.15
18.内机械25 19.机械0049 20.008×106004
三、解答题
21.
22.
23.
24.
【参考解析】
一、选择题
1.B
解析:B
A.一切物体都具有内能,所以0℃的冰具有内能,故A错误;
B.改变内能的方式有:做功和热传递,所以做功可以改变物体的内能,故B正确;C.晶体凝固过程中,不断放热、温度不变、内能减小,故C错误;
D.汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能,故D错误。
故选B。
2.B
解析:B
A.蒸饽饽时消耗了燃料的化学能,饽饽的内能增多,故燃料的化学能转化为饽饽的内能。
故A正确,不符合题意;
B.在给蒸笼加热过程中,锅底的水发生汽化现象,产生大量的高温水蒸气向上升起,当水蒸气遇到冷的蒸笼盖时,发生液化现象,放出很多热量,使上层饽饽先熟;故B错误,符合题意;
C.蒸饽饽时香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
故C正确,不符合题意;
D.根据液体沸腾的特点可知,水在沸腾过程中,吸收热量,内能增加,温度保持沸点不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.D
解析:D
甲图中两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是机械能转化为内能;乙图中进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程;丙图中排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程;丁图中两个气阀都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;
A.四个冲程的正确顺序是乙甲丁丙,故A错误;
B.甲图为压缩冲程,内燃机在做功冲程(丁图)获得动力,故B错误;
C.丙图为排气冲程,不存在化学能转化为内能的过程,故C错误;
D.丁图为做功冲程,在该冲程中将内能转化为机械能,故D正确。
故选D。
4.C
解析:C
A.物体吸收热量,温度不一定升高;比如晶体熔化、液体在沸腾过程中,吸热但温度不变,故A错误;
B.根据燃料燃烧放出热量的公式可知燃料在燃烧时放出的热量与热值、燃料的质量和燃料是否完全燃烧有关,因此在燃料的质量和燃料情况不明确的情况下,不能进行判断,故B错误;
C.物体分子间有间隙,存在着相互作用的引力和斥力,并且引力和斥力是同时存在的,故C正确;
D.内能的大小与物体的质量、温度有关,故质量不确定,只知道温度关系,不能判断内能的大小,故D错误。
故选C。
5.A
解析:A
A.晶体熔化过程和液体沸腾过程,吸收热量,内能增大,但温度保持不变,故A正确;B.晶体熔化过程和液体沸腾过程,吸收热量,内能增大,但温度保持不变,故B错误;C.燃料燃烧放出热量的多少不仅和燃料的热值有关还和燃料燃烧质量有关,故C错误;D.热值是燃料本身的一种性质,比热容是物质本身的一种性质,1千克燃料用去一半,剩下的燃料热值及比热容均不变,故D错误。
故选A。
6.C
解析:C
A.柴油机有喷油嘴,而汽油机的顶部有火花塞,故A正确,不符合题意;
B.柴油机吸气冲程进入汽缸的只有空气,汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合物,故B正确,不符合题意;
CD.由于柴油机和汽油机的结构和点燃方式不同,使得柴油机的效率比汽油机的效率高,且在压缩冲程中,柴油机缸内气体被压缩程度更大,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
7.B
解析:B
A.发电机是把机械能转化为电能的装置,故A错误;
B.太阳能电池充电时把太阳能转化为电能,故B正确;
C.太阳能热水器是将太阳能转化为内能,故C错误;
D.学校里使用的水冷空调是利用热传递改变环境的内能,故D错误。
故选B。
8.A
解析:A
【分析】
四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,其中只有做功
冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能;汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物,而柴油机吸入的是空气;汽油机中有火花塞,采用的是点燃式点火;而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油,进行压燃式点火。
汽油机四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,将内能转化为机械能,在压缩冲程中将机械能转化为内能,故①②③正确;
汽油机中有火花塞,采用的是点燃式点火;而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油,进行压燃式点火,故④错误。
故选A。
9.C
解析:C
点燃木星,通过燃烧将木星的化学能转化为内能释放出来,将地球推开时,对地球做了功,将内能转化为机械能,所以这个过程相当于内燃机的做功冲程,故C符合题意,ABD 不符合题意。
故选C。
10.D
解析:D
比热容和热值都是物质的特性,蜡烛在燃烧过程中会燃烧一部分,质量变小,而比热容和热值都不会改变。
故选D。
11.C
解析:C
A.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,但要对外放热,所以内能减小,故A不正确;B.在汽油机的压缩冲程中,机械能转化为内能,故B不正确;
C.汽车发动机用水作为冷却物质,是因为水的比热容较大,与相同质量的其它物质相比,升高相同的温度,水吸收的热量较多,故C正确;
D.火箭使用液态氢作燃料,是因为它具有较高的热值,故D不正确。
故选C。
12.C
解析:C
A.热值是物质的基本属性,与物质的种类和状态有关,与质量无关,故A错误;
B.酒精燃烧放出的热量一部分散失在空气中,一部分被试管吸收,大部分热量被水吸收,故B错误;
C.试管中的水,通热传递吸收热量,内能增加,温度升高,是通过热传递方式来实现的,故C正确;
D.橡皮塞被冲开,是水蒸气对活塞做功,将内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相似,故D错误。
故选C。
13.A
解析:A
【分析】
比较不同物体的吸热能力,可根据Q cm Δt =,取相同质量两种液体,吸收相同热量,比较变化的温度。
A .根据Q cm Δt =,两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体.用同一热源分别加热,由图可知,时间相同时,液体吸收相同的热量,乙升温较快,甲液体的比热容大于乙液体的比热容,故A 正确;
B .根据Q cm Δt =,质量相同,升高的温度相同,比热容不同时,吸收的热量不同,故B 错误;
C .用同一热源分别加热,加热相同的时间,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量,故C 错误;
D .由图可知,加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的少,故D 错误。
故选A 。
14.B
解析:B
如图,进气门和排气门都是关闭的,活塞下行,因此是做功冲程,内能转化为机械能:
A.滚摆上升时,质量不变,速度减小,高度增加,故将动能转化为了重力势能,故A 不符合题意;
B .火箭升空时,将内能转化为机械能,故B 符合题意;
C .钻木取火是克服摩擦做功,将机械能转化为了内能,故C 不符合题意;
D .瀑布是将水的重力势能转化为了水的动能,故D 不符合题意。
故选B 。
二、填空题
15.32
解析:32
水吸收的热量
Q 吸=cm (t -t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×
40kg×(100℃-20℃)=1.344×107J 页岩气完全燃烧放出的热量
Q 放=Vq =1.4m 3×3×107J/m 3=4.2×107J
热效率
771.34410J =?100%=100%32%4.210J
Q Q η⨯⨯=⨯吸放16.88×10602 解析:88×106 0.2
[1]水需要吸收的热量是
()364.210J/(kg )40kg 5015 5.8810J Q c m t ⨯⋅⨯⨯-==⨯=∆吸水水℃℃℃
[2]用烟煤来提供这些热量,需完全燃烧烟煤
675.88102g .910J/kg
J 0.2k Q m q =⨯=≈⨯吸煤煤17.15 解析:1.5
[1]当储水箱中的水吸收的热量为2.52×107J 时,由ΔQ cm t =知道,水升高的温度
()732.5210J Δ==50C 4.210J /kg 120kg
Q t cm ⨯=︒⨯⋅⨯吸℃ [2]根据题意知道,Q 吸=42%Q 放,又因为Q 放=Vq ,所以需要的天然气的体积
7373
=1.542%2.5210J m 42%410J/m Q V q ⨯⨯==⨯吸18.内机械25 解析:内 机械 25%
[1]燃料完全燃烧产生的内能。
[2]一部分变成了热量丧失了,还有一部分的能量转化为有用的机械能,以供汽车行驶。
[3]机械效率为
45W 510J 100%=100%=25%210J
Q η⨯=⨯⨯⨯有放 故机械效率为25%。
19.机械0049
解析:机械 0.049
[1]水烧开以后,水蒸气膨胀对壶盖做功,把壶盖顶起来,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,在汽油机的做功冲程中,是将燃气的内能转化为活塞的机械能。
[2]在标准大气压下水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,水吸收的热量为
364.210J/(kg C)4kg (100C 30C) 1.17610J Q c m t =∆=⨯⋅︒⨯⨯︒︒=⨯吸水水-
由天然气完全燃烧放出的热量有60%被水吸收可知
60%Q Q η=
=放
吸 则天然气完全燃烧放出的热量 661.17610 1.9660%60J 0J %
1Q Q ⨯=⨯==吸放 由Q 放=Vq 得天然气的体积
6373
1.9610J 0.049m 410J/m Q V q ⨯===⨯气天然气放20.008×106004 解析:008×106 0.04
[1]水吸收的热量为
364.210J/(kg C)3kg (100C 20C) 1.00810J Q cm t =∆=⨯⋅︒⨯⨯︒-︒=⨯吸水
[2]天燃气完全燃烧放出的热量是
661.00810J =1.6810J 60%Q Q η⨯==⨯吸
放 至少需要天燃气的质量为
761.6810J =0.04kg 4.210J/kg
Q m q ⨯=
=⨯放气气
三、解答题
21. (1)71.6810J ⨯;(2)4.2×107J/kg ,该瓶液化石油掺了二甲醚
解:(1)水吸收的热量为
()()374.210J/kg 5010020 1.6810J kg Q cm t =⨯-∆⋅⨯⨯==⨯吸℃℃℃
(2)燃气燃烧放出的热量为
771.6810J 2.110J 80%80%
Q Q ⨯===⨯吸放 瓶内燃气的热值为
77' 2.110J 4.210J/kg 0.5kg
Q q m ⨯===⨯放 因为774.610J/kg 4.210J/kg ⨯>⨯,所以该瓶液化石油掺了混二甲醚。
答:(1)水吸收的热量是71.6810J ⨯;
(2)瓶内燃气的热值是4.2×107J/kg ,该液化石油气站销售的瓶装液化石油气掺混了二甲醚。
22.
(1)67.5610J ⨯;(2)71.12J 10⨯;(3)67.5%
解:(1) 水吸收的热量
()()364.210J /kg 60kg 55257.5610J Q cm t =∆=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃
(2)消耗的天然气体积为
3331375.21m 1375.05m 0.16m V =-=
则放出的热量为
73370.16m 1J 7.0110J/m .210Q qV ==⨯=⨯⨯放
(3) 该热水器的效率为
67%7.56J
10100%=100%=100%=67.51.J 1012Q Q Q Q η=⨯⨯⨯⨯⨯有用吸总放 答:(1)水吸收的热量为67.5610J ⨯;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量为71.12J 10⨯;
(3)该热水器的效率为67.5%。
23.
(1)82.110J ⨯;(2)1000;(3)40%
(1)由热值计算公式可知,此柴油完全燃烧可释放热量为
785kg 4.210J/kg 2.110J Q mq ==⨯⨯=⨯放
(2)若此柴油完全燃烧释放的热量能完全被水吸收,则
82.110J Q Q ==⨯吸放
70C 20C 50C t t t ∆=-=︒-︒=︒末初
由吸热公式可知
832.110J 1000kg 4.210J/(kg C)50C
Q m c t ⨯===∆⨯⋅︒⨯︒吸水水 (3)此柴油通过某柴油机,可输出8.4×l07J 的功,则柴油机的效率η是
788.410J 40%2.110J
W Q η⨯===⨯放 答:(1)此柴油完全燃烧,可释放82.110J ⨯的热量;
(2)若此柴油完全燃烧释放的热量能完全被水吸收,则能把1000kg 的水从20°C 加热到70°C ;
(3)柴油机的效率η是40%。
24.
(1)1.008×106;(2)2.016×106;(3)50%
(1)铝壶中的水吸收的热量
Q 吸=cm 水(t 1-t 0)=4.2×103J/(kg ⋅℃)×3kg×(100℃-20℃)=1.008×106J
(2)完全燃烧48g 煤气可以放出的热量
Q 放=mq =0.048kg×4.2×107J/kg=2.016×106J
(3)该煤气灶的效率
661.00810J 50%2.01610J
Q Q η⨯===⨯吸放 答:(1)铝壶中的水吸收了1.008×
106J ; (2)完全燃烧48kg 煤气可以放出2.016×106J ;
(3)该煤气灶的效率是50%。