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第十二章 《 内能和热机 》单元测试卷
A．0.84×105J B．1.2×105J
一、选择题(每小题3分，总计30分。请将唯一正确答案的字母填写在表格内)
C．2.52×105J D．条件不足，不能计算
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）
选项 A．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
1．下列图形中，属于内能转化为机械能的是（ ） B．燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
6．对公式c= 的理解，下列说法正确的是（ ）
A．滑下滑梯 B．弯折铁丝 C． 做功冲程 D． 压缩点火 A．物质的比热容与物体的质量成反比
2．2018年4月2日，天宫一号圆满完成预定任务后返回地球。8.5t重的天宫一号，在100km左右 B．比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少无关
的高空以约22倍音速再入大气层。其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁。最后大约 C．物质的比热容与物体是吸热或放热有关
1.5t残骸坠入南太平洋。在这个过程中，天宫一号的部分机械能（ ） D．物质的比热容与物体的温度变化大小成反比
A．通过热传递转化为大气的内能 7．汽油机在工作时温度升高，为保护机器，往往用水来冷却，最主要的原因是（ ）
B．通过重力做功转化为大气的内能 A．水的比热容大B．水放出的热量多
C．通过摩擦做功转化为大气的内能 C．水的温度低 D．不容易取，不需花钱买
D．通过重力做功转化为残骸的内能 8．生活中的许多现象都与物理知识有关，下列说法正确的是（ ）
3．街头的传统的手摇“爆米花机”，如图所示。唤起了人们童年的记忆。爆米花是将玉米放入密 A．尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动
闭的铁锅内，边加热边翻动一段时间后，当铁锅突然打开时，随着“砰”的一声，玉米变成玉米花。 B．划燃火柴，利用热传递来改变物体的内能
下列说法正确的是（ ） C．人工湖能调节气温，利用水的比热容大
D．夏天吃雪糕，看到雪糕周围冒“白气”是汽化现象
A．玉米粒主要通过翻动铁锅对其做功，使其内能增加 9．如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
B．玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加
C．玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开，内能不变 A．压缩冲程，将化学能转化成内能
D．玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开，内能增加 B．压缩冲程，将机械能转化成内能
4．用两个相同的电热水器给质量同为2kg的物体甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如 C．做功冲程，将内能转化成机械能
图所示，据此判断甲物质10min吸收的热量为：[c =4.2×103J/（kg•℃）]（ ） D．做功冲程，将机械能转化成内能
水
10．李丽周末和家人乘车去游玩，某一时刻她看到汽车转速表显示的转速为1800r/min，她向爸爸
了解到汽车发动机为四冲程发动机，则此时汽车在1s内完成了（ ）
A．60个冲程，做了15次功 B．60个冲程，做了60次功
级班
号学
名姓
----------------------------------
订
-----------------------------------
装
---------------------------------------------------
--------------------------------------------------线C．120个冲程，做了30次功D．30个冲程，做了30次功 耗100g汽油可对外做功 J．（汽油的热值为q=4.6×107J/kg）
21．小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定
二、填空题(每空1分，总计23分)
功率下行驶1小时至少需要 L汽油（汽油的热值为3.5×107J/L）；若行驶的速度为
11．小红在一次烧水的过程中，看到水烧开后锅盖向上跳动，其原因是水蒸气的 能转化为
72km/h，则汽车受到的阻力为 N，汽油属于 能源（选填“可再生”或“不可再
锅盖的 能。
生”）。
12．星期天小星帮妈妈包馄饨。拌馅时闻到了阵阵香味，这是 现象，煮馄饨时，馄饨的内能
三．实验探究题（共3小题25分）
（填“增大”“减小”），水面上漂着油花，这是因为油的 比水小。
22．（7分）李强和刘涛两名同学帮物理老师到实验室里准备实验器材，所准备的两个实验装
13．冬天搓手取暖是通过 的方式来改变内能的。运动员挥拍击回乒乓球。这主要表明力可
置如图所示，其中，甲装置是在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花球；乙
以改变物体的 。高山顶上空气稀薄，其大气压强 山脚的大气压强（选填“大于”、
装置中，玻璃瓶内装了少许水，认真思考并回答下列问题。
“等于”或“小于”）
（1）甲装置演示的实验是：迅速压下活塞时，活塞对筒内空气做功，使其 增加、温度
14．水煮花生是一道风味小吃。煮花生过程中，通过 （填“做功”或“热传递”）方式使其
，当筒内空气达到乙醇的着火点时， 燃烧。
内能增大；利用 （填“机械”或“热”）运动使花生仁具有各种调料味。
（2）乙装置演示的实验是：用打气筒往瓶内打几下气后，可看到塞子跳起，瓶中同时会出现白
15．蓄水量为1吨的太阳能热水器现在装满了30℃的水，经过光照后升高了20℃，则水吸收的热
雾。这是因为瓶内空气推动瓶塞做功，内能 ，温度 ，水蒸气液化。
量是 J．[c =4.2×103J/（kg•℃）]
水
（3）甲、乙两装置都是用来演示： 可以改变物体的 。
16．如图所示是发动机采用循环流动的水进行了冷却，这是利用水的 较大的特性，若水箱
中装有10kg的水，水温上升10℃，水吸收的热量为 J．（c =4.2×103J/（kg•C））。
水
23．（10分）如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初
17．双风沏、双龙沏、鹤翔湖、梅冲沏、大官塘水厍素有“五沏连珠”之称，也是构成生态北城的核
温相同。
心要素之一。炎炎夏日，湖边昼夜温差比陆地上昼夜温差小，其主要原因是 。
18．出于安全和环保考虑，巴中市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所。烧烤主要燃料
是木炭，已知它的热值是3.4×107J/kg，那么84g的木炭完全燃烧放出热量 J，如果这些
热量的50%被水吸收，则能使初温为20℃，质量为17kg的水，温度升高到 ℃。
19．在四冲程汽油机工作过程中，实现机械能转化为内能的是 冲程，汽油机产生
2.3×107J的热量需要完全燃烧 kg的汽油（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（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
20．一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功 次，若其效率为30%，消
两图进行实验；（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表： 四．计算题（共2小题12分）
燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温 燃料的热值/（J/ 25．用天然气灶给常温下4kg的水加热，消耗了0.07m3的天然气，已知天然气灶烧水的效率
度/℃ kg）
为40%，天然气的热值为3.6×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），试求：
1 15 35 2.4×106
（1）0.07m3的天然气完全燃烧放出的热量是多少？
2 15 25 ？
（2）水的温度升高了多少？
（2）根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为 J；燃料2的热值是
J/kg。
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小，你认为出现这种情况的主要原因是什么。
。
24．（8分）为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文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
26．小明学习了热学知识后，知道水的比热容为4.2×103J（/ kg•℃），他想估算一下他家每天烧
下表：
水、做饭需要的热量，于是小明仔细记录好家里每天烧水、做饭、炒菜需要的时间，并把它折
（1）在此实验中用 表示水和沙子吸热的多少；
算成烧水的时间，相当于每天将40kg、20℃的水烧到70℃。
（2）分析表中的实验数据可知：当物体温度变化量和 相同时，水吸收的热量
（1）小明家每天烧水、做饭、炒菜需要多少热量？
（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；
（2）已知普通煤的热值是3×107J/kg，那么小明家每天烧水、做饭、炒菜需要2 kg的煤，2kg煤
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， 升高的温度更高。
完全燃烧可以放出多少热量？
质量/g 升温10°C 升温20°C 升温30°C
（3）小明家煤炉的效率。
所需时间/s 所需时间/s 所需时间/s
沙子 30 64 92 124
水 30 92 163 220参考答案与试题解析 甲物质10min升高了60℃，吸收的热量：
一．选择题（共10小题） Q =c m △t =2.1×103J/（kg•℃）×2kg×60℃=2.52×105J。
吸 甲 甲 甲
1．解：A、滑下滑梯时，与滑梯发生摩擦做功，将机械能转化为内能，故A不合题意； 所以C正确、ABD都不正确。
B、弯折铁丝，铁丝发热，是对物体做功，物体的内能增大，是通过做功将机械能转化为内能，故B 故选：C。
不合题意；
C、在内燃机的做功冲程中，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，故C符合题意； 5．解：完全燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才
D、压缩点火，是对空气做功使空气的内能增加，温度升高达到了棉花的燃点，是机械能转化为内 是燃料的热值；
能，故D不合题意。 热值是燃料的一种特性，热值大小仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关，
故选：C。 当燃料不燃烧时，热值仍存在，故ABD都错，C正确。
故选：C。
2．解：天宫一号在100km左右的高空以约22倍音速再入大气层时，高度减小，重力势能减小，克
服与大气的摩擦做功，机械能转化为内能。故C正确。 6．解：比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物体吸收或放出的热量、温度的
故选：C。 变化、质量的大小均无关，故A、D、C错误，B正确。
故选：B。
3．解：A、玉米爆开前通过热传递增加内能，不是做功改变内能，不符合题意；
B、玉米爆开前通过热传递增加内能，符合题意； 7．解：用水冷却机器是因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水
C、玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开，内能会减少，不是不变，不符合题意； 吸收的热量多。
D、玉米粒内水份受热膨胀对粒壳做功爆开，内能会减少，不是增加，不符合题意。 故选：A。
故选：B。
8．解：A、尘土飞扬是固体小颗粒的机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
4．解：由图象可知，用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水的温度升高60℃需要 B、划燃火柴，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使火柴头的内能增加，故B错误；
20min，物质甲的温度升高60℃需要10min。 C、人工湖能调节气温，是因为水的比热容大，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，故C正
所以，质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q =2Q 。 确；
水吸 甲吸
D、冰糕周围冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，故D错误。
由Q =cm△t可得：c= ，
吸 故选：C。
所以c =2c ，
水 甲
9．解：图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；
而c =4.2×103J/（kg•℃），则c =2.1×103J/（kg•℃）。
水 甲
在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能；故选：C。 故答案为：8.4×107。
10．解：飞轮转速是1800r/min=30r/s，即该飞轮每秒钟转30圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完 16．解：（1）汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机
成四个工作冲程、做功1次，所以飞轮转30圈共做功15次、有60个冲程，故A正确，BCD错误。 器的正常工作。由公式Q=cm△t知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热
故选：A。 最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好；
（2）水吸收的热量：
二．填空题（共11小题） Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×10℃=4.2×105J。
11．解：水烧开后，锅盖向上跳动，是水蒸气的内能转化为锅盖的机械能。 故答案为：比热容；4.2×105。
故答案为：内；机械。
17．解：湖边含有水多，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，
12．解：（1）拌馅时闻到了阵阵香味，是气体分子运动的结果，属于扩散现象；
水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得湖边昼夜温差比陆地上昼夜
（2）煮馄饨时，馄饨的质量不变，温度升高，因此它的内能增大；
温差小；
（3）水面上漂着油花，是因为油的密度小于水的密度。
故答案为：水的比热容较大。
故答案为：扩散；增大；密度。
18．解：（1）木炭的质量m=84g=0.084kg，
13．解：在搓手的过程中，要克服摩擦做功，使手的温度升高，内能增加，故搓手是通过做功的方式
则木炭完全燃烧放出的热量：
改变内能的； Q =mq=0.084kg×3.4×107J/kg=2.856×106J。
放
运动员挥拍击回乒乓球，乒乓球的运动方向和速度发生了改变，这主要是表明力可以改变物体的
（2）由η= 得，水吸收的热量：
运动状态；
由于大气压随着高度的增加而降低，山顶的气压比山脚的气压低。
Q =ηQ =50%×2.856×106J=1.428×106J。
吸 放
故答案为：做功；运动状态；小于。
由Q =c m （t﹣t ）可得，水的末温：
吸 水 水 0
14．解：（1）煮花生过程中，花生吸收热量、温度升高，是通过热传递的方式使其内能增大的；
t=t + =20℃+ =40℃。
0
（2）使花生仁具有各种调料味的过程是扩散现象，是分子在不停地做无规则的热运动。
故答案为：热传递；热。 故答案为：2.856×106；40。
15．解：吸收的热量： 19．解：（1）在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转
Q 吸 =cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1000kg×20℃=8.4×107J。 化为内能；（2）由Q =mq可得，汽油的质量： 因为汽车在平直公路上匀速行驶，
放
所以汽车受到的阻力：f=F=525N；
m= = =0.5kg。
（3）汽油属于不可再生能源，一旦消耗很难再生；
故答案为：12；1750；不可再生。
故答案为：压缩；0.5。
三．实验探究题（共3小题）
20．解：（1）已知飞轮转速为3000r/min=50r/s，一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，对外
22．解：（1）甲装置中，活塞迅速向下压时，活塞压缩气体做功，空气内能增加，温度升高，达到乙
做功1次，故该汽油机1s内对外做功25次；
醚的着火点，棉花就会燃烧；
（2）汽油燃烧放出的热量：Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J，
（2）乙装置中，往瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降
汽油机对外做的功为：W=4.6×106J×30%=1.38×106J。
低，水蒸气放出热量，发生液化形成了小水滴，形成了瓶口的“白雾”。
故答案为：25；1.38×106。
（3）甲实验中活塞压缩空气做功，空气内能增加；乙两实验中瓶内气体对塞子做功，内能减少；两
个实验是用来演示做功可以改变物体的内能。
21．解：小汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功：
故答案为：（1）内能；升高；棉花球；（2）减少；降低；（3）做功；内能。
W=Pt=3.5×104W×3600s=1.26×108J，
完全燃烧汽油放出热量Q =Vq，
放
23．解：（1）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度
小汽车发动机的效率η= ， 计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；
为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温
所以ηQ =W，
放 度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；
ηVq=W，
（2）完全燃烧10g燃料1放出的热量：Q =mq=0.01kg×2.4×106J/kg=2.4×104J；
放
燃烧燃料2和燃烧燃料1相比，液体升高的温度为2：1，液体吸收热量为2：1，即燃料完全燃烧放
V= = =12L；
出热量2：1，所以热值为2：1，由此得出燃料2的热值是1.2×106J/kg；
（3）由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，使得实验得到的燃料热值偏小。
（2）由η= 得，汽油机的有用功：
故答案为：（1）甲乙；甲丙；（2）2.4×104；1.2×106；（3）燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收。
因为72km/h=20m/s，
24．解：（1）实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量就多，因此实
由W=Fs得汽车发动机的牵引力：
验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少。
（2）因为质量相同的水和沙子，升高相同温度，水所需时间比沙子更长，所以水吸收的热量大于沙
F= = = =1750N，
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，根据吸收热量的计算公式Q=cm△t，又因为水的
比热容大于沙子的比热容，故沙子升高的温度更高。
故答案为：（1）酒精灯加热时间；（2）质量；大于；（3）沙子。
四．计算题（共2小题）
25．解：（1）完全燃烧0.07m3天然气放出的热量：
Q =Vq=0.07m3×3.6×107J/m3=2.52×106J；
放
（2）由题知，水吸收的热量：
Q =Q ×40%=2.52×106J×40%=1.008×106J，
吸 放
由Q =cm△t可得水升高的温度：
吸
△t= = =60℃。
答：（1）完全燃烧0.07m3天然气可放出2.52×106J热量；
（2）水的温度升高了60℃。
26．解：（1）水吸收的热量：
Q =cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（70℃﹣20℃）=8.4×106J；
吸
（2）2kg煤完全燃烧放出的热量：
Q =m q=2kg×3×107J/kg=6×107J；
放 煤炭
（3）小明家煤炉的效率为：
η= ×100%= ×100%=14%；
答：（1）小明家每天烧水、做饭、炒菜需要8.4×106J热量；
（2）2kg煤完全燃烧可以放出6×107J热量；
（3）小明家煤炉的效率是14%。
