12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（分層練習(xí)）

基礎(chǔ)練

一、單選題

1.下列說(shuō)法正確的是（）

A.燃料的熱值與其是否完全燃燒有關(guān)

B.沿海地區(qū)晝夜溫差小，是因?yàn)樗谋葻崛葺^大

C.冰在熔化過(guò)程中，溫度與內(nèi)能均保持不變

D.內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

【答案】B

【解析】A.燃料的熱值是燃料的一種特性，只決定于燃料的種類，與其是否完全燃燒無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B.沿海地區(qū)水多，內(nèi)陸地區(qū)水少、沙石多，因?yàn)樗谋葻崛葺^大，白天，相同質(zhì)量的水和沙石比較，吸

收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得沿海地區(qū)晝夜的溫

差小，故B正確；

C.冰在熔化過(guò)程中，吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增大，故C錯(cuò)誤；

D.內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。

故選B=

2.下列關(guān)于熱機(jī)的說(shuō)法正確的是（）

A.熱機(jī)的效率為100%B.熱機(jī)只有汽油機(jī)和柴油機(jī)兩種

C.好的熱機(jī)工作時(shí)不排放廢氣D.熱機(jī)工作時(shí)都要利用燃料的化學(xué)能

【答案】D

【解析】A.熱機(jī)工作過(guò)程中不可避免地要克服機(jī)件間的摩擦而做額外功，無(wú)法使熱機(jī)的效率達(dá)到100%,

故A錯(cuò)誤；

B.蒸汽機(jī)、火箭、柴油機(jī)、汽油機(jī)等都屬于熱機(jī)，故B錯(cuò)誤；

C.熱機(jī)排氣沖程中排出廢氣，故C錯(cuò)誤；

D.熱機(jī)工作時(shí)時(shí)，熱機(jī)先將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，后把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D正確。

故選D。

3.一瓶酒精用去三分之二后，剩下的酒精的比熱容、熱值（）

A.都變?yōu)樵瓉?lái)的三分之一

B.比熱容不變，熱值變?yōu)樵瓉?lái)的三分之一

C.熱值不變，比熱容變?yōu)樵瓉?lái)的三分之一

D.都不變

【答案】D

【解析】比熱容是物質(zhì)的一種特性，各種物質(zhì)都有自己的比熱容，某種物質(zhì)的比熱容與質(zhì)量、體積、溫度

無(wú)關(guān)，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的比熱容不變；燃料的熱值是燃料的一種特性，與燃料的

質(zhì)量、溫度和體積無(wú)關(guān)，所以一瓶酒精用去三分之二，剩下的酒精的熱值也不變。

故選D。

4.如圖所示的情景中，通過(guò)做功使物體內(nèi)能增大的是（）

【答案】B

【解析】甲圖中，是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能，水蒸氣的內(nèi)能減少，故甲不符合題意；乙圖中，

從滑梯滑下時(shí)，臀部和滑梯由于摩擦而生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加，故乙符合題意；丙圖中，活

塞壓縮氣體，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，氣體內(nèi)能增加，故丙符合題意；丁圖中汽油機(jī)兩個(gè)氣門(mén)關(guān)

閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，這是做功沖程，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，燃?xì)鈨?nèi)能減少，故丁不符合題意，故B符

合題意，ACD不符合題意。

故選Bo

5.關(guān)于四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）

A.做功沖程：燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功B.壓縮沖程：缸內(nèi)溫度降低

C.吸氣沖程：進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都打開(kāi)D.排氣沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

【答案】A

【解析】A.在做功沖程氣體推動(dòng)活塞對(duì)外做功，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能，故A正確；

B.在壓縮沖程中，壓縮汽缸內(nèi)燃料混合物，溫度升高，內(nèi)能增加，故B錯(cuò)誤；

C.吸氣沖程中，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉.活塞由上端向下端運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D.排氣沖程，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有能量的轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

6.關(guān)于燃料的熱值，下列說(shuō)法中正確的是

A.某種燃料燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值

B.甲燃料完全燃燒放出的熱量比乙燃料完全燃燒放出的熱量多，則甲燃料的熱值一定比乙燃料的熱值

大

C.燃料的熱值越大，則燃料燃燒時(shí)放出的熱量越多

D.煙煤的熱值是2.9xl07j/kg,則完全燃燒1kg的煙煤能放出2.9x10〃的熱量

【答案】D

【解析】A.1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，故A錯(cuò)誤；

B.甲燃料完全燃燒放出的熱量比乙燃料完全燃燒放出的熱量多，但沒(méi)有說(shuō)明質(zhì)量相同，甲的熱值不一定

比乙大，故B錯(cuò)誤；

C.燃料的熱值越大，但燃料燃燒不一定完全燃燒，質(zhì)量不定，放出的熱量不一定多，故C錯(cuò)誤；

D.1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值，煙煤的熱值是2.9xlO7j/kg,則完全燃燒1kg煙煤能放出

2.9X107J熱量，故D正確.

7.熱機(jī)效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)，下列措施中，可以提高熱機(jī)效率的是（）

A.盡量增加熱機(jī)的工作時(shí)間B.盡量增加廢氣帶走的熱量

C.盡量使用熱值更大的燃料D.盡量減少熱機(jī)部件的摩擦

【答案】D

【解析】A.增加熱機(jī)的工作時(shí)間，并不能減少熱量的損失，所以不能提高熱機(jī)的效率，故A不符合題意；

B.增加廢氣帶走的熱量，熱機(jī)的能量利用率降低，即熱機(jī)的效率降低，故B不符合題意；

C.使用熱值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高熱機(jī)的效率，故C不符合題意；

D.盡量減少熱機(jī)部件的摩擦，減少克服摩擦消耗的內(nèi)能，可以增大有用能量與燃料完全燃燒放出總能量

的比值，可以提高熱機(jī)的效率，故D符合題意。

故選D。

8.在"比較燃料熱值大小”的實(shí)驗(yàn)中，不需要控制相同或相等的因素是（）

■>1

一水

|「+酒精

A.兩種燃料的質(zhì)量B.兩只裝水的燒杯

C.燒杯中水的質(zhì)量D.各自加熱的時(shí)間

【答案】D

【解析】ABC.為了比較熱值大小要用不同的燃料，燃料的質(zhì)量相同，加熱同一種液體，讓液體和燒杯的

質(zhì)量相同，通過(guò)溫度計(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小，故ABC不符合題意；

D.記錄燃料完全燃燒后液體的溫度，不需要控制各自的加熱時(shí)間，故D符合題意。

故選D。

9.如圖所示的某單缸四沖程汽油機(jī)，下列說(shuō)法正確的是（）

甲乙丙丁

A.靠飛輪慣性完成沖程的是乙、丙、丁

B.四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中工作過(guò)程依次是丁丙甲乙

C.甲圖中能量的轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D.乙圖中汽缸內(nèi)氣體溫度會(huì)下降

【答案】D

【解析】甲圖：兩氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)行，汽缸容積減小，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

乙圖：排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，汽缸容積減小，是排氣沖程；

丙圖：兩氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行，汽缸容積增大，是做功沖程，將燃料燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，

為汽車提供動(dòng)力；

丁圖：進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，活塞向下運(yùn)行，汽缸容積增大，是吸氣沖程；

A.由以上分析可知，在熱機(jī)的四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其他三個(gè)沖程是靠飛輪的慣性完成

的，即依靠飛輪慣性完成的沖程是：甲、乙、丁沖程，故A錯(cuò)誤；

B.熱機(jī)的四個(gè)沖程依次是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，即丁、甲、丙、乙，故B錯(cuò)誤；

C.甲圖中能量的轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；

D.在排氣沖程中，高溫、高壓的廢氣被排出，則汽缸內(nèi)氣體溫度會(huì)下降，故D正確。

故選D。

10.用酒精燈給試管中的水加熱，如圖所示，在軟木塞被沖出試管口的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能B.軟木塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能

C.水蒸氣對(duì)軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能增大D.能量的轉(zhuǎn)化形式與熱機(jī)壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同

【答案】A

【解析】ABC.軟木塞沖出試管口的過(guò)程中是水蒸氣對(duì)軟木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能，

水蒸氣內(nèi)能減小，溫度降低，故A正確，BC錯(cuò)誤；

D.軟木塞沖出的過(guò)程中是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞機(jī)械能的過(guò)程，而熱機(jī)壓縮沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。

故選A。

11.小明閱讀了某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說(shuō)明書(shū)后，將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖所示，汽油熱值為4.6xl07j/kg。

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

燃料燃燒放出的熱量(100%)

輸

出

有

用

功

A.發(fā)動(dòng)機(jī)在做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B.該內(nèi)燃機(jī)的效率為30%

C.為確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，可用水對(duì)其冷卻

D.燃燒1kg的汽油一定釋放4.6407j的能量

【答案】D

【解析】A.汽車的內(nèi)燃機(jī)只有做功沖程和壓縮沖程有能量轉(zhuǎn)化，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，壓縮沖

程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確，不符合題意；

B.由圖可知，該內(nèi)燃機(jī)的效率

片100%(33%+30%+7%)=30%

故B正確，不符合題意；

C.由。=(:/?仍1可知，質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，升高相同溫度時(shí)，比熱容越大的物質(zhì)，吸收的熱量越多；水的

比熱容較大，因此為確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，可用水對(duì)其冷卻，故c正確，不符合題意；

D.1kg的汽油完全燃燒可以放出4.6xl07j的能量，但選項(xiàng)中未明確汽油完全燃燒，因此燃燒1kg的汽油不

一定釋放4.6x10〃的能量，故D錯(cuò)誤，符合題意。

故選D。

12.如圖所示，在注射器中加入一些乙酸，用橡皮帽把針頭孔封死。向外拉活塞，可以看到液態(tài)乙醛消失；

再用力推活塞，這時(shí)又可以重新看到液態(tài)的乙醛了。關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是()

A.向外拉活塞的過(guò)程中,液態(tài)乙醛升華變成乙醛蒸氣

B.用力推活塞的過(guò)程中，乙酸蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能

C.用力推活塞的過(guò)程中，乙醛由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，這說(shuō)明在一定溫度下，壓縮氣體可以使氣體液化

D.用力推活塞的過(guò)程中，乙醛蒸氣的內(nèi)能增加，這是通過(guò)熱傳遞的方式實(shí)現(xiàn)的

【答案】C

【解析】A.向外拉活塞的過(guò)程中，液態(tài)乙醛消失，液態(tài)乙醛汽化成乙酸蒸氣，故A錯(cuò)誤;

B.用力推活塞的過(guò)程中，活塞壓縮乙醛蒸氣，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為乙酸蒸氣的內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；

C.用力推活塞的過(guò)程中，壓縮乙醛氣體，乙醛由氣態(tài)變?yōu)橐后w，說(shuō)明壓縮體積可以使氣體液化，故C正

確；

D.用力推活塞的過(guò)程中，活塞壓縮乙醛蒸氣，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這是通過(guò)做功的方式實(shí)現(xiàn)的，故D錯(cuò)

誤。

故選C。

二、填空題

13.2020年5月5日，我國(guó)"長(zhǎng)征五號(hào)B"大型運(yùn)載火箭首飛成功，火箭使用液態(tài)氫作燃料是因?yàn)橐簯B(tài)氫的

較大；火箭向下噴射燃?xì)猥@得推力加速上升，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為能。

【答案】熱值機(jī)械能

【解析】⑺火箭使用液態(tài)氫作燃料是因?yàn)橐簯B(tài)氫的熱值較大，燃燒同樣質(zhì)量的液氫和其他燃料，液氫放出

的熱量更多。

[2]火箭向下噴射燃?xì)猥@得推力加速上升，是燃?xì)鈱?duì)火箭做功，使火箭機(jī)械能增加，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

能。

14.如圖所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團(tuán)干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到,

在快速下壓活塞的過(guò)程中筒內(nèi)氣體內(nèi)能（選填"增大"不變"或"減小"），此過(guò)程能量轉(zhuǎn)化與汽油

機(jī)沖程是相同的。

4

【答案】棉花燃燒增大壓縮

【解析】田⑵在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小團(tuán)干燥的棉花，用力將活塞迅速向下壓，活塞對(duì)筒內(nèi)

空氣做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，溫度升高，達(dá)到著火點(diǎn)，會(huì)看到棉花燃燒起來(lái)。

⑶壓火儀實(shí)驗(yàn)中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相似。

15.如圖所示，為生活中常用的熱水瓶，注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，軟木塞會(huì)跳起來(lái)。汽油

機(jī)的沖程也發(fā)生同樣的能量轉(zhuǎn)化。如果該汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min,則該汽油機(jī)每分鐘內(nèi)對(duì)外做

功次。

【答案】做功900

【解析】⑴注入一定量的熱水后，立即蓋上軟木塞，水蒸氣膨脹對(duì)外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，汽油機(jī)

的做功沖程是高溫高壓的氣體膨脹對(duì)活塞做功。

[2]該汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min,每工作Imin,飛輪轉(zhuǎn)1800r,而飛輪每轉(zhuǎn)2圈，對(duì)外做功一次，故每

lmin汽油機(jī)對(duì)外做功次數(shù)為900次。

16.火柴可以擦燃，也可以用火點(diǎn)燃，則擦燃是用的方式使火柴燃燒，用火點(diǎn)燃是用的方式使

火柴燃燒，使用這兩種方法都可以改變物體的內(nèi)能。

【答案】做功熱傳遞

【解析】田擦燃是用利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故是做功改變物體的內(nèi)能。

[2]用火點(diǎn)燃是用是利用火焰的溫度將熱量傳遞給火柴，故是熱傳遞。

17.把一個(gè)薄壁金屬管固定在桌上，里面放一些乙醛，用塞子塞緊，拿一根繩子在管外繞幾圈并迅速地來(lái)

回拉繩子，將看到如圖所示的現(xiàn)象。關(guān)于這一過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化或者轉(zhuǎn)移有如下關(guān)系，請(qǐng)完成填空：

拉動(dòng)的繩子具有能，通過(guò)做功使金屬管的能增加，金屬管通過(guò)熱傳遞使乙醛的內(nèi)能增加，乙醛

通過(guò)使金屬管的塞子能增加而彈出。

【答案】機(jī)械內(nèi)做功機(jī)械

【解析】田⑵繩子在管外繞幾圈并迅速地來(lái)回拉繩子，則繩子具有機(jī)械能，此時(shí)繩子對(duì)金屬管做功，使其

內(nèi)能增加，溫度升高，拉動(dòng)繩子的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為金屬管的內(nèi)能。

[3]⑷因?yàn)殍F管和乙醛有溫度差，所以鐵管會(huì)把熱量傳遞給乙醛，使乙醛的內(nèi)能增加，溫度升高，最終乙醛

氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，將塞子沖出。

18.如圖所示，工作中的四沖程汽油機(jī)正處于沖程，在該沖程將能轉(zhuǎn)化為能。若

該汽油機(jī)每秒完成60個(gè)沖程，則每秒它對(duì)外做功次。

【答案】壓縮沖程機(jī)械能內(nèi)能15

【解析】⑴⑵由圖知道，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都是關(guān)閉的，活塞向上運(yùn)動(dòng)，可以判斷是壓縮沖程。

[3]壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，排氣和吸氣沖程沒(méi)有能的轉(zhuǎn)化。

⑷熱機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)，要經(jīng)過(guò)4個(gè)沖程，燃?xì)鈱?duì)外做功1次，活塞往返2次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周，若該汽

油機(jī)每秒完成60個(gè)沖程，則每秒它對(duì)外做功15次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)30周。

19.隨著我國(guó)北斗導(dǎo)航組網(wǎng)成功，北斗導(dǎo)航逐步走進(jìn)人們的生活。如圖甲所示的無(wú)人駕駛插秧機(jī)使用北斗

導(dǎo)航，農(nóng)民只需在作業(yè)前進(jìn)行相關(guān)設(shè)定，即可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守自動(dòng)作業(yè)。如圖乙是汽油機(jī)，如果該汽油機(jī)飛

輪的轉(zhuǎn)速是60r/s,則汽油機(jī)每秒鐘對(duì)外做功次；某段時(shí)間插秧機(jī)消耗汽油021kg,汽油完全燃燒放

出的熱量是J;若這些熱量完全被46kg、初溫為15回的水吸收，則水溫升高?(q汽折4.6xlO7J/kg、

c^=4.2xlO3J/(kg?ra))?

【答案】309.66xl0650

【解析】⑴飛輪每轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈，燃?xì)鈱?duì)外做功一次，此時(shí)飛輪1s轉(zhuǎn)動(dòng)60圈，則燃?xì)鈱?duì)外做功30次。

⑵完全燃燒0.21kg汽油，放出的熱量

Q-mq/t^=0.21kgx4.6xl07J/kg=9.66xl06J

[3]汽油完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，由Q=c次m次At可得，則水溫升高

At=Qcm=9.66xl06J4.2xl03J/（kg咽）x46kg=5OE

三、作圖題

20.圖甲為內(nèi)燃機(jī)的吸氣沖程的示意圖，圖甲中畫(huà)出了吸氣沖程進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)的開(kāi)閉情況與活塞的運(yùn)動(dòng)

情況。請(qǐng)?jiān)趫D乙中用"T"表示閥門(mén)，畫(huà)出做功沖程進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)的開(kāi)閉情況，用"個(gè)"或表示活塞運(yùn)動(dòng)

方向，畫(huà)出做功沖程活塞的運(yùn)動(dòng)情況。

甲乙

【解析】在內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，兩個(gè)氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示:

四、實(shí)驗(yàn)題

21.如圖所示，在估測(cè)薯片熱值的實(shí)驗(yàn)中，小軍設(shè)計(jì)了兩種對(duì)水加熱的方式：

方式一：薯片在燒杯中燃燒；

方式二：薯片在燃燒皿中燃燒。

(1)兩種加熱方式中合理的是;在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，要讓薯片充分燃燒，操作是;

(2)用天平量取100g水，并測(cè)出一片薯片的質(zhì)量，用以上選取的方式燃盡薯片，并用溫度計(jì)測(cè)出水升高

的溫度，所測(cè)出的薯片熱值偏,原因是o

方式一方式二

【答案】方式二把薯片碾碎小

薯片燃燒放出的熱量沒(méi)有被水全部吸收

【解析】(1)⑴由于熱空氣上升，方式一中薯片燃燒產(chǎn)生的熱量很大一部分損失到空氣中，導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)，

所以兩種加熱方式中合理的是方式二。

⑵把薯片碾碎，增大了與空氣的接觸面積，可以使薯片充分燃燒。

(2)⑶[4]由于薯片不能完全燃燒，且燃燒放出的熱量不能全部被水吸收，導(dǎo)致水升高的溫度偏低，計(jì)算

出的熱量偏小，根據(jù)公式4=2可知，所測(cè)出的薯片熱值偏小。

m

22.(1)為了比較水和食用油的吸熱能力，小明用兩個(gè)相同的裝置做了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)。

溫

溫

度

度

計(jì)

計(jì)

時(shí)間何

/?I,1n酒精紙片

123456,

乙丙

①在兩個(gè)相同的燒杯中應(yīng)加入初溫相同、質(zhì)量相同的水和煤油3Qp煤油）。實(shí)驗(yàn)中選用相同電加熱器的目

的是：使水和煤油在相同時(shí)間內(nèi);

②水和煤油溫度隨時(shí)間變化如圖乙所示，根據(jù)圖甲可判斷出。物質(zhì)是。根據(jù)圖乙可判斷出b吸

熱能力較（選填"強(qiáng)"或"弱"）；

（2）如圖丙所示，為比較酒精和碎紙片的熱值，用兩只同規(guī)格的燒杯裝相等質(zhì)量的水，取質(zhì)量相等的酒

精和碎紙片，分別放入兩個(gè)燃燒皿中，點(diǎn)燃分別給燒杯加熱，直到酒精和碎紙片完全燃燒完，通過(guò)比較.

（選填"加熱時(shí)間"或"升高的溫度"）來(lái)確定酒精和碎紙片熱值的大小。

【答案】吸收的熱量相同水弱升高的溫度

【解析】（1）①⑴實(shí)驗(yàn)課題是探究不同物質(zhì)的吸熱能力，所以要保持水和煤油的質(zhì)量相同；選用相同的

電加熱器目的是：使水和煤油在相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等。

②[2][3]圖甲中可知：匕＜%,已知：0水煤油，由夕=歹可知，質(zhì)量相同時(shí)，唳油，可判斷出a物

質(zhì)是水，根據(jù)圖乙可知：在質(zhì)量、升高相同的溫度時(shí)，a物質(zhì)的加熱時(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明a物質(zhì)吸收的熱量比乙

物質(zhì)吸收的熱量多；所以物質(zhì)a的吸熱能力強(qiáng)，物質(zhì)b的吸執(zhí)能力較弱。

（2）⑷實(shí)驗(yàn)時(shí)為了控制變量，應(yīng)用天平分別測(cè)出等質(zhì)量的酒精和碎紙屑，將其放入裝置中的燃燒皿內(nèi)；

因燃料的熱值不能直接測(cè)量，但燃料燃燒放出的熱量可以被水吸收，從而使水溫發(fā)生變化，所以可以通過(guò)

水升高的溫度來(lái)比較燃料熱值的大小關(guān)系。

23.科技小組許多同學(xué)都有著航天夢(mèng)、中國(guó)夢(mèng)，他們?cè)趯W(xué)校操場(chǎng)做了水火箭升空實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材有：飲料

瓶、氣筒、自行車氣門(mén)、鐵絲、橡皮塞、水等。水火箭構(gòu)造如圖所示。在瓶中裝入適量的水，塞好瓶塞后

放在發(fā)射器上，用氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣，瓶?jī)?nèi)上方氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定程度，高壓氣體將水和橡皮塞從瓶口壓出，

瓶飛向高空。

飲

料

自行車氣門(mén)

瓶

發(fā)射架

瓶塞放大圖水火箭

（1）用氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣，是通過(guò)的方式增大瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能。水從瓶口向下噴出會(huì)使水火箭向

上升空是因?yàn)?

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小輝同學(xué)提出了一個(gè)問(wèn)題：水火箭上升高度與哪些因素有關(guān)呢？小輝猜想：可能與瓶

內(nèi)氣體的壓強(qiáng)有關(guān)；小華猜想：可能與瓶中水的體積有關(guān)；你認(rèn)為影響因素可能還有;（寫(xiě)出一

點(diǎn)，猜想必須合理）

（3）同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，瓶塞插入深度不同，瓶塞被沖出前用氣筒充氣次數(shù)不同（設(shè)充一次氣氣量相

同）。他們選用同一個(gè)可樂(lè)瓶，瓶中水量為200mL。通過(guò)站在不同樓層的觀察員目測(cè)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，做了

三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表格所示。

瓶塞插入深度淺深更深

水火箭上升高度/m2512

從表格數(shù)據(jù)分析可驗(yàn)證火箭上升高度與有關(guān)的猜想是正確的。實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過(guò)討論和思考發(fā)現(xiàn)，

瓶塞插入瓶口的深度加深，其目的是增大瓶塞與瓶口的________力，使橡皮塞不易被壓出。

【答案】做功力的作用是相互的瓶子的形狀塞子的插入深度摩擦

【解析】（1）⑴用氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，通過(guò)做功的方式增大氣體的內(nèi)能。

⑵水從瓶口向下噴出，對(duì)水產(chǎn)生一個(gè)向下的力的同時(shí)，水也對(duì)瓶和高壓氣體產(chǎn)生一個(gè)向上的力，說(shuō)明物體

間力的作用是相互的。

（2）⑶根據(jù)水火箭升空的原理，水火箭上升高度可能與受到阻力有關(guān)，結(jié)合實(shí)際火箭制成流線型，猜想

可能與瓶子的形狀有關(guān)，也可猜想水火箭上升高度會(huì)與瓶塞噴射口徑的大小有關(guān)。

（3）⑷⑸從表中數(shù)據(jù)可知，瓶塞插入深度越深，水火箭上升高度越高，由此可驗(yàn)證水火箭上升高度與塞

子的插入深度有關(guān)的猜想是正確的；而瓶塞壓得越深，壓得越緊，增大了瓶塞與瓶壁之間的壓力，從而增

大摩擦力。

24.如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量相等，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫也相同。

\t/℃

一一10。卜

ab

H—I-80

；溫度計(jì)i溫度計(jì)溫度計(jì)

60

/液體a^夜體a,液體b

40

20

料1料2料1

0510丁1520//min

甲乙丙

（1）比較不同燃料,應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),燃料完全燃燒放出的熱量的多少是通過(guò)

來(lái)反映的（選填“溫度計(jì)升高的示數(shù)"或"加熱時(shí)間"）；

（2）若想利用上述裝置估測(cè)燃料的熱值，那么還需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)儀器是；

（3）比較不同物質(zhì)吸熱升溫的特點(diǎn)，應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所選a、b兩種液體的相同，

吸收熱量的多少通過(guò)來(lái)反映的（選填“溫度計(jì)升高的示數(shù)”或"加熱時(shí)間"）。a、b兩種液體吸收熱量

后溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丁所示，由圖可以看出，液體的溫度升高得較快;升高相同的溫度時(shí)，

液體吸收熱量多。

【答案】甲乙溫度計(jì)升高的示數(shù)天平甲、丙質(zhì)量加熱時(shí)間ab

【解析】（1）⑺⑵比較不同燃料的熱值，需要使被加熱的物質(zhì)相同而燃料不同，由圖可知應(yīng)選擇甲、乙兩

圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；在該實(shí)驗(yàn)中，用不同燃料加熱相同質(zhì)量的同種液體，燃料完全燃燒放出的熱量越多，則容器

中液體吸熱越多，根據(jù)0=。H業(yè)可知液體升高的溫度越多，所以燃料完全燃燒放出熱量的多少是通過(guò)溫度

計(jì)升高的示數(shù)來(lái)反映的。

（2）⑶利用上述裝置估測(cè)燃料的熱值，要控制液體和燃料的質(zhì)量相等，需要用天平來(lái)測(cè)量。

（3）⑷⑸⑹比較不同物質(zhì)吸熱升溫的特點(diǎn)，需要使燃料種類相同，被加熱物質(zhì)不同，由圖可知應(yīng)選擇甲、

丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中要控制兩種液體的質(zhì)量相等；用兩個(gè)相同的加熱器來(lái)進(jìn)行加熱的目的是在相同時(shí)

間使物質(zhì)吸收相同的熱量，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，兩種液體吸收熱量的多少可通過(guò)加熱時(shí)間比較。

⑺⑻如果質(zhì)量和初始溫度均相同的a、b兩種液體，吸熱后它們的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖丁所示，由

圖可以看出，a液體的溫度升高得較快；升高相同的溫度時(shí)，b液體需要加熱的時(shí)間長(zhǎng)，所以b液體吸收

熱量多。

25.小明學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，自己設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究煤油和花生油熱值的大小關(guān)系，他組裝了如圖

所示的兩套完全相同的裝置，加熱兩個(gè)燒杯中質(zhì)量和初溫都相等的水，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

燃料加熱前水溫/團(tuán)燃料燃盡后水溫/團(tuán)

煤油2048

花生油2038

溫度計(jì)i--溫度計(jì)

"■——水--水（1）小明組裝如圖甲乙所示的兩套裝置時(shí)，正確的順序是（選

r

煤油會(huì)——花生油

乙

填"自上而下"或"自下而上"）；

（2）為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論可靠，小明在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)控制煤油和花生油的；

（3）分析得出：煤油和花生油兩種燃料中，熱值較大的是o如果甲、乙中加熱前水溫并不同,

（選填"能"或"不能"）得出相同結(jié)論；

（4）在"探究不同物質(zhì)吸熱能力"實(shí)驗(yàn)中。小紅在兩個(gè)相同的燒杯中，分別裝有質(zhì)量、初溫相同的甲、乙兩

種液體，用兩個(gè)酒精燈對(duì)其加熱，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；

上溫度4：

液體質(zhì)量升溫100所需時(shí)間升溫20團(tuán)所需時(shí)間升溫30團(tuán)所需時(shí)間

甲30g72s102s134s

乙30g92s163s220s

要控制兩酒精燈的火力相同，是為了使兩種液體在相同的時(shí)間內(nèi)吸收（選填"相同"或"不同"）的

熱量；該實(shí)驗(yàn)主要用（選填"液體升高的溫度"或"加熱時(shí)間的長(zhǎng)短"）來(lái)表示兩種液體吸熱的多少；

通過(guò)分析表格數(shù)據(jù)可得，當(dāng)物體的質(zhì)量和相同時(shí)，甲吸收的熱量_________（選填"大于""等于"

或"小于"）乙吸收的熱量。

【答案】自下而上質(zhì)量煤油能相同加熱時(shí)間的長(zhǎng)短升高的溫度

小于

【解析】（1）[1]為了利用酒精燈的外焰給燒杯充分加熱，并且溫度計(jì)不要碰到燒杯壁和燒杯底，應(yīng)按照由

下往上的順序組裝器材。

（2）⑵為了保證實(shí)驗(yàn)的可靠性，根據(jù)控制變量法，需要控制煤油和花生油的質(zhì)量相同。

（3）[3]分析表格數(shù)據(jù)可知，燃料燃盡后甲杯中水的溫度升高的多，即煤油燃燒產(chǎn)生的熱量多，所以其熱

值大。

⑷由題意可知，是通過(guò)比較液體升高的溫度來(lái)比較熱值的，所以加熱前水溫不同不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響，可

以得出相同的結(jié)論。

（4）⑸實(shí)驗(yàn)中采用的是控制變量法，兩酒精燈的火力相同，則兩種液體在相同的時(shí)間內(nèi)吸收相同的熱量。

⑹根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，該實(shí)驗(yàn)主要用加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)表示兩種液體吸熱的多少，加熱時(shí)間長(zhǎng)，液體吸收的

熱量多。

⑺⑻通過(guò)分析表格數(shù)據(jù)可得，當(dāng)物體的質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí)，甲的加熱時(shí)間短，則甲吸收的熱量小于

乙吸收的熱量。

五、計(jì)算題

26.國(guó)家提倡節(jié)能減排，各地都在積極進(jìn)行“煤改氣”工程。某同學(xué)計(jì)算家中天然氣灶燒水的效率時(shí)，將20回、

2kg的水倒入燒水壺中。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把水剛加熱到100回時(shí)，測(cè)出消耗了0。48m3的天然氣。已

知水的比熱容為c=4.2xl03j/（kgP）,天然氣的熱值為g=40x107槨3。請(qǐng)你計(jì)算將這些水燒開(kāi)時(shí)：

（1）水吸收的熱量；

（2）燃燒的天然氣放出的熱量；

（3）天然氣灶的效率。

【答案】（1）6.72X105J:（2）1.92X106J;（3）35%

【解析】解：（1）由題意可知水吸收的熱量為

35

。吸=c水"兇=4.2xlOJ/（kg-℃）x2kgx（100℃-20℃）=6.72x10J

（2）燃燒的天然氣放出的熱量為

Q^=qV=4.0xl07J/m3x0.048m3=1.92xlO6J

(3)天然氣灶的效率為

7=—x100%=872x1°」x100%=35%

。放1.92X106J

答：(1)水吸收的熱量為6.72xlO，J；

(2)燃燒的天然氣放出的熱量為192x1()6j；

(3)天然氣灶的效率為35%。

27.如圖所示為某種固體酒精爐，固體酒精爐比液體酒精爐使用時(shí)更安全。為了測(cè)定該固體酒精爐的熱效

率，在爐中放入40g的固體酒精，當(dāng)固體酒精燃燒完后，鍋中1kg的水溫度從20回升高到了70隊(duì)已知固

體酒精的熱值為1.5xl07j/kg,水的比熱容是4.2x103〃(kg.回)。

(1)若固體酒精完全燃燒，則放出的熱量是多少？

(2)水吸收的熱量是多少？

(3)小明測(cè)得固體酒精爐的熱效率是多大？

(4)請(qǐng)寫(xiě)出固體酒精爐熱效率不高的一個(gè)原因。

【答案】(1)6X1O5J；(2)2.1X1O5J；(3)35%；(4)見(jiàn)解析

【解析】解：(1)若固體酒精完全燃燒，則放出的熱量是

5

Q放=q/w=1.5xIO,J/kgx0.04kg=6xlOJ

(2)水吸收的熱量為

35

ft,=cm{t2-^)=4.2x10J/(kg?℃)x1kgx(70℃-20℃)=2.1xlOJ

(3)小明測(cè)得固體酒精爐的熱效率為

7=—x100%=21xl'Jxioo%=35%

5

Q放6xlOJ

(4)燃燒不完全；部分熱量散發(fā)到空氣中；鍋吸收一部分熱量。

答：(1)若固體酒精完全燃燒，則放出的熱量是6x109

(2)水吸收的熱量是2.1xlC)5j；

(3)小明測(cè)得固體酒精爐的熱效率是35%；

(4)燃燒不完全；部分熱量散發(fā)到空氣中；鍋吸收一部分熱量。

提升練

一、單選題

1.一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是1440轉(zhuǎn)/分，那么在每秒鐘內(nèi)（）

A.飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功720次，活塞完成2880個(gè)沖程

B.飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功24次，活塞完成24個(gè)沖程

C.飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功12次，活塞完成48個(gè)沖程

D.飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功1440次，活塞完成1440個(gè)沖程

【答案】C

【解析】已知飛輪轉(zhuǎn)速為1440r/min=24r/s,在1個(gè)工作循環(huán)中，飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成4個(gè)沖程并對(duì)外做功1

次；所以，在每秒鐘內(nèi)，該內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功12次，活塞完成48個(gè)沖程，故ABD

錯(cuò)誤，C正確。

故選Co

2.干木柴、焦炭、無(wú)煙煤的熱值如圖所示，以下說(shuō)法不正確的是（）

B,都完全燃燒1kg,干木柴放出的熱量最少

C.焦炭的熱值是3xlO7j/kg,完全燃燒2kg焦炭放出的熱量是6xl07j

D.焦炭的熱值是3xl07j/kg,0.5kg焦炭熱值也為3xlO7j/kg

【答案】A

【解析】A.由圖知，三種燃料中，無(wú)煙煤的熱值最大，根據(jù)。=0〃可知，在質(zhì)量不確定的情況下，無(wú)法

判斷哪種燃料完全燃燒放出的熱量最多，故A錯(cuò)誤，符合題意；

B.由圖知，三種燃料中，干木柴的熱值最小，根據(jù)。=4加可知，都完全燃燒1kg,干木柴放出的熱量最

少，故B正確，不符合題意；

C.由圖知，焦炭的熱值是3xl07j/kg,完全燃燒2kg焦炭放出的熱量

Q=qm=3?1I1

故C正確，不符合題意；

D.熱值是燃料的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以0.5kg焦炭熱值也為3xlO7J/kg,

故D正確，不符合題意。

故選Ao

3.甲、乙、丙三個(gè)裝置完全相同，燃料的質(zhì)量、燒杯內(nèi)液體初溫和質(zhì)量也相同，不考慮熱量損失且液體

均未沸騰，下列選項(xiàng)正確的是（）

A.對(duì)比甲、乙兩圖：如果燃料2的熱值較高，最終乙圖中。液體內(nèi)能較大

B.對(duì)比乙、丙兩圖：根據(jù)液體。、b最終升溫，可以比較兩種液體的比熱容

C.對(duì)比乙、丙兩圖：若液體6最終升溫較高，則燃料1的熱值較大

D.對(duì)比甲、丙兩圖：若液體6的比熱容比。大，則升高相同的溫度，液體。加熱時(shí)間長(zhǎng)

【答案】A

【解析】A.燃料質(zhì)量相同，燃料2熱值較高，則乙圖中液體。獲得熱量更多，內(nèi)能較大，故A正確；

B.乙、丙兩圖沒(méi)有控制燃料種類相同，無(wú)法比較兩種液體的比熱容，故B錯(cuò)誤；

C.乙、丙兩圖沒(méi)有控制被加熱液體種類相同，無(wú)法根據(jù)溫度比較兩種燃料的熱值，故C錯(cuò)誤；

D.甲、丙兩圖，燃料相同，液體。、6升高相同溫度，若液體b比熱容大，則b需要吸收更多熱量，加熱

時(shí)間更長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

4.現(xiàn)有兩個(gè)使用同一種燃料的加熱器，用它們分別對(duì)甲、乙兩種不同的物質(zhì)加熱。已知甲物質(zhì)的比熱是

13

乙物質(zhì)的2倍，甲物質(zhì)的質(zhì)量是乙物質(zhì)的當(dāng)甲物質(zhì)升高的溫度是乙物質(zhì)的了時(shí)（甲、乙物質(zhì)的物態(tài)都

不發(fā)生改變），加熱甲物質(zhì)所用燃料是加熱乙物質(zhì)的;，則兩加熱器利用熱能的效率之比是（）

A.1：1B.1：2C.3：2D.2：1

【答案】A

【解析】由題意可知，

c甲—2c乙

1

咻二§/

A3A

△而=—A/乙

由。斫cm△/可得，甲乙物質(zhì)吸收的熱量之比

"x%1

。吸甲。甲加甲2c乙

34乙二一

。吸乙。乙“乙△,乙2

。乙次zA，乙

由。污加9可得，兩加熱器消耗燃料完全燃燒釋放的熱量之比

。放甲次甲q加甲一1

Q放乙一噸4一加乙一

由〃=^XIOO%可得，兩加熱器利用熱能的效率

Q放

〃甲_。放甲_甲*。放乙_j_x2_l

〃乙。吸乙%乙Q放甲211

故A符合題意；BCD不符合題意。

故選Ao

5.小帆在老師指導(dǎo)下，用如圖所示的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體(其中一種是水)，

用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化圖像如圖，乙從20回加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精(q酒精=3xlO7J/kg)。

若單位時(shí)間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，c水=4.2xl()3j/(kgJC),則下列說(shuō)法中正確的是()

3

A.cZi=2.4xl0J/(kg-℃)

B.乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力

C.0~8min乙吸收的熱量為3.36x10^

D.該酒精燈的加熱效率為28%

【答案】C

【解析】ABC.由圖乙知，甲從20團(tuán)加熱至沸騰用時(shí)8min,乙從20回加熱至沸騰用時(shí)lOmin。升高相同溫

度，甲所需時(shí)間長(zhǎng)，需要吸收的熱量多，那么甲的吸熱能力更強(qiáng)，則甲是水，甲從20回升溫至100回，需要

吸收的熱量

Q畋=。^m(r/o)=4.2xlO3J/(kgE]0)xO.lkgx(lOOEI2OE)=3.36xlO4J

兩種液體在相同時(shí)間吸收的熱量相同，那么乙在8min內(nèi)吸收的熱量為3.36xl04j。乙從20國(guó)升溫至100團(tuán),

所需時(shí)間為4min,吸收的熱量

44

a及i=—=-X3.36X104J=1.68X104J

88

那么乙的比熱容

=%=----L68xlO"J-------=2.1xl03J/(kg?℃)

m(t-Z0)0.1kgx(100℃-20℃)

故AB錯(cuò)誤，C正確；

D.乙從20回加熱至沸騰，所需時(shí)間為lOmin,吸收的熱量

%中%=yx3.36xl04J=4.2xl04J

消耗的酒精放出的熱量

Q酒精。?t=0-004gx3xl07J/kg=1.2xl05J

那么酒精燈的加熱效率

故D錯(cuò)誤。

故選Co

6.活塞式打氣筒為自行車輪胎打氣的過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)氣筒的筒壁發(fā)熱。筒壁發(fā)熱現(xiàn)象的產(chǎn)生，有兩個(gè)方

面的原因：a、打氣過(guò)程中活塞與筒壁之間不斷地克服摩擦做功使筒壁的內(nèi)能增加、溫度升高；b、打氣時(shí)

活塞壓縮氣體做功使氣體的內(nèi)能增加，升溫的氣體通過(guò)熱傳遞使筒壁溫度升高。針對(duì)哪一個(gè)是主要原因問(wèn)

題，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：先測(cè)出打氣前筒壁的溫度為仙再將打氣筒不與輪胎相連空打氣適量的“次后

測(cè)出筒壁溫度為七，待筒壁溫度恢復(fù)to后，再將打氣筒與輪胎相連，在相同的時(shí)間內(nèi)打相同的n次后測(cè)出

筒壁溫度為匕。下列相關(guān)說(shuō)法中正確的一項(xiàng)是（）

A.若說(shuō)明a是主要原因B.若h>t2說(shuō)明a是主要原因

C.若t2to>hto說(shuō)明b是主要原因D.若t2b>hto說(shuō)明b是主要原因

【答案】D

【解析】將打氣筒不與輪胎相連空打氣適量的n次后測(cè)出筒壁溫度為如此時(shí)筒壁溫度變化主要是由因?yàn)?/p>

活塞與筒壁之間不斷地克服摩擦做功使筒壁的內(nèi)能增加、溫度升高，此時(shí)溫度變化量為67。，將打氣筒與

輪胎相連，在相同的時(shí)間內(nèi)打相同的n次后測(cè)出筒壁溫度為t2,此時(shí)溫度變化是活塞與筒壁之間不斷地克

服摩擦做功和打氣時(shí)活塞壓縮氣體做功使氣體的內(nèi)能增加，升溫的氣體通過(guò)熱傳遞使筒壁溫度升高共同作

用，此時(shí)因打氣時(shí)活塞壓縮氣體做功使氣體的內(nèi)能增加，升溫的氣體通過(guò)熱傳遞使筒壁溫度升高導(dǎo)致的溫

度變化量為—0-（4-辦），即，所以若與-0說(shuō)明b是主要原因，若L一1<4-%說(shuō)明a是主要

原因。

故選D。

二、填空題

7.為了使材料硬度增大，部分金屬工件需要進(jìn)行淬火處理，即將工件升溫到較高溫度保持一段時(shí)間后再

快速冷卻。某工廠用天然氣處理爐對(duì)質(zhì)量為40kg的鋼工件進(jìn)行淬火處理，耗用0.25m3天然氣將工件從20團(tuán)

加熱到550回，然后投入淬火池的水中迅速冷卻，淬火池中的水溫度為20回，質(zhì)量為460kg,已知天然氣熱

值q=4.0xl07j/m3,鋼的比熱容c桁0.46x103〃（kg?13）,水的比熱容c干4.2x103〃（kg?囪）,所耗用的天然氣

完全燃燒放出的熱量J,鋼工件與水開(kāi)始達(dá)到熱平衡的溫度為0O（不計(jì)熱量損失）

【答案】1X10725

【解析】⑴天然氣完全燃燒放出的熱量

Q?=V^=0.25m3x4xl07J/m3=lxl07J

⑵設(shè)鋼工件與水開(kāi)始達(dá)到熱平衡的溫度為f,根據(jù)題意可知，工件放出的熱量等于水吸收的熱量

c鋼加鋼A褊=。水加水水

即

0.46xl03J/（kg?S）x40kgx（5500-f）=4.2xlO3J/（kg?EI）x460kgx（r-200）

解得：Z=25E?

8.中國(guó)是世界第一產(chǎn)氫大國(guó)，發(fā)展氫能具有較好的條件，且目前我國(guó)氫能發(fā)展較快，在全球新投資的氫

能項(xiàng)目中占比較高，發(fā)展?jié)摿^大。小越所在的物理興趣小組用氫能源給40kg的水加熱，同時(shí)他們繪制

了如圖所示的水溫隨時(shí)間變化的圖像，若在4min內(nèi)完全燃燒了0.1kg的氫氣，水的比熱容為4.2xl03j/（kg.團(tuán)）,

氫氣的熱值約為1.4xl08〃g,則經(jīng)過(guò)4min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量為J；燒水時(shí)的熱效率約

為。

溫度

匕?QC

0246時(shí)間/min

【答案】8.4X10660%

【解析】田經(jīng)過(guò)4min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量

36

Q=cm（t-t0）=4.2x10J/（kg?C）x40kgx（70℃-20℃>8.4xl0J

[2]氫氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量

Q放=mq=0.1kgx1.4x108J/kg=l.4xIO7J

煤爐燒水時(shí)的熱效率

〃=遜x100%=x100%=60%

Q放1.4xlO7J

9.小明在“探究不同物質(zhì)吸熱升溫現(xiàn)象”時(shí)，分別用質(zhì)量均為0.5kg的甲、乙兩種液體進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并根

據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖所示的圖像。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，甲、乙兩種液體在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等，分析圖

像可以得出：甲、乙兩種液體的比熱容大小關(guān)系是。甲____cz（選填">或"=若乙液體的比熱

容為（2.1X103J/（kg唱），則甲液體的比熱容大小是J/（kg?國(guó)）；甲液體在0?12min內(nèi)放出的熱量與

完全燃燒kg的干木柴放出的熱量相同。（q千次柒=1.2xl07j/kg）

【答案】>4.2xl032.8xlO3kg

【解析】⑴時(shí)間相等時(shí)，兩種液體放出的熱量相等，由圖示可以看出，乙液體的溫度降低的快，甲液體溫

度降低慢；利用熱量的計(jì)算公式。放=。力"可知，在質(zhì)量相等、初溫相同、放熱也相同的情況下，誰(shuí)的溫

度降低得快，它的比熱容小，所以，甲液體的比熱容大，乙液體的比熱容小。

⑵由圖象知，放熱15min,甲降低的溫度為

60℃-40℃^20℃

乙降低的溫度為

60℃-20℃-40℃

也就是乙降溫幅度是甲的2倍，已知甲、乙質(zhì)量相同，15min時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同，由公式c=生，甲

mAt

的比熱容是乙的2倍，所以

c甲=2x2.1xlO3J/(kg-℃)=4.2xIO?J/(kg?℃)

[3]由圖象知，在0-15min,甲降低的溫度為

Az=60℃-40℃=20℃

由圖像知甲的溫度是均勻降低的，所以每分鐘降低的溫度為