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1、 課時訓(xùn)練16　比熱容　熱機 基礎(chǔ)過關(guān) 一、選擇題 1.[2018·淄博]下列實例中與“水的比熱容較大”這一特性無關(guān)的是 (　　) A.讓熱水流過散熱器供暖 B.用循環(huán)水冷卻汽車發(fā)動機 C.沿海地區(qū)晝夜溫差較小 D.夏天在房間內(nèi)灑水降溫 2.[2018·濱州]如圖K16-1所示是內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程,它是 (　　) 圖K16-1 A.壓縮沖程,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.壓縮沖程,將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D.做功沖程,將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 3.[2018·淄博]關(guān)于熱和能,下列說法正確的是 (　　) A.熱傳遞過程中,內(nèi)能

2、大的物體放出熱量 B.熱機做功沖程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 C.物體內(nèi)能減少,溫度一定降低 D.燃料的熱值越大,燃燒時放出的熱量越多 4.[2018·桂林]經(jīng)常下廚的小關(guān)發(fā)現(xiàn),同時用相同的鍋和燃?xì)庠罴訜豳|(zhì)量相等、初溫相同的水和食用油,油的溫度總是升高得快些,這是因為 (　　) A.水的比熱容小,吸熱后溫度升高得慢 B.油的比熱容小,吸熱后溫度升高得快 C.在相同的時間內(nèi),水吸收的熱量較多 D.在相同的時間內(nèi),油吸收的熱量較多 5.[2017·株洲]圖K16-2為海風(fēng)形成的示意圖。海風(fēng)形成的根本原因是:與海洋相比,陸地的 (　　) 圖K16-2 A.比熱容較小,在相同日照條

3、件下升溫較快,氣溫較高 B.比熱容較小,在相同日照條件下升溫較慢,氣溫較低 C.比熱容較大,在相同日照條件下升溫較快,氣溫較高 D.比熱容較大,在相同日照條件下升溫較慢,氣溫較低 6.[2018·菏澤]關(guān)于熱學(xué)知識,下列說法錯誤的是 (　　) A.寒冷的冬天,雙手互搓會使手的溫度升高,這是用做功的方式改變內(nèi)能 B.剛煮熟的雞蛋放在冷水中,雞蛋的溫度降低 C.汽油機的壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D.用水作為汽車發(fā)動機的冷卻劑,是因為水的比熱容較大 7.[2018·常德]在生活中熱現(xiàn)象隨處可見,下列說法中不正確的是 (　　) A.端午米粽飄香,能聞到米粽的香味是由于分子做無規(guī)

4、則運動 B.夏天在河邊覺得沙子熱得發(fā)燙而水卻很清涼,是因為水的比熱容大 C.塑料吸盤能牢牢吸在玻璃上,說明分子間存在引力 D.冬天很冷的時候搓手就感到暖和,是用做功的方式改變內(nèi)能 8.[2018·達(dá)州]對于圖K16-3中所示的四幅圖,下列說法正確的是 (　　) 圖K16-3 A.圖甲中軟木塞飛出時,管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能增加 B.圖乙中兩個壓緊的鉛塊能吊起鉤碼,主要是因為分子間存在引力 C.圖丙中活塞向上運動是內(nèi)燃機的做功沖程 D.圖丁中小朋友下滑時,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 9.[2018·成都]小李家使用的燃?xì)鉄崴?將30 kg的水從20 ℃加熱到45 ℃,消耗了0.15 m3

5、的天然氣。已知水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值為4×107 J/m3,則下列與該過程有關(guān)的計算結(jié)果和分析正確的是 (　　) A.水吸收的熱量與水的末溫成正比 B.水吸收的熱量是3.15×105 J C.熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率是52.5% D.熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率與環(huán)境溫度無關(guān) 10.[2018·泰安]某品牌無人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛6.9 km,用時5 min45 s,消耗燃油1.5 kg,已知汽車的牽引力是2000 N,燃油的熱值為4.6×107 J/kg,假設(shè)燃油完全燃燒。通過計算可知,下列結(jié)果正確的是 (　　) ①汽車行駛速度是20 km/h

6、 ②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量是6.9×107 J ③汽車牽引力做功的功率是30 kW ④汽車發(fā)動機的效率是20% A.只有①和② B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④ 二、填空題 11.[2018·南充]某臺汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為1800 r/min,在1 s內(nèi),汽油機完成了　　　　個工作循環(huán)。如果汽油機在一段時間內(nèi)消耗了500 g汽油,若這些汽油完全燃燒,可放出熱量　　　J。(q汽油=4.6×107 J/kg)? 12.[2018·濟(jì)寧]將盛有涼牛奶的瓶子放在熱水中(如圖K16-4甲所示),通過　　　　方式改變牛奶的內(nèi)能。圖乙是250 g牛奶與熱水的溫度隨時間變化的

7、圖像,則牛奶在加熱過程中吸收的熱量為　　　　　J。[c牛奶=2.5×103 J/(kg·℃)]? 圖K16-4 13.[2018·連云港]天然氣熱水器將40 kg的水由22 ℃加熱到42 ℃,水的內(nèi)能增加了　　　　J,水內(nèi)能的增加是通過　　　　方式實現(xiàn)的。若天然氣燃燒放出的熱量有84%被水吸收,需要消耗　　　　kg的天然氣。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然氣=4×107 J/kg]? 14.[2018·南京]天然氣已經(jīng)被廣泛利用,它是一種　　　　(選填“可”或“不可”)再生能源,完全燃燒0.07 m3天然氣釋放的熱量為　　　J,若這些熱量的30%被水吸收,可以將4

8、 kg的水由20 ℃加熱到　　　℃。[q天然氣=4×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]? 15.[2018·綿陽] 2018年5月8日,全球首條智能軌道快運系統(tǒng)在湖南株洲試開通。該智能軌道快運列車使用新能源的快充鈦酸鋰電池,電池容量為170 kW·h,滿載時電耗為4 kW·h/km,最高運行速度為70 km/h。該電池充滿電時儲存的能量與質(zhì)量是　　　kg的汽油完全燃燒放出的熱量相同(結(jié)果保留一位小數(shù));若列車滿載勻速行駛電動機驅(qū)動列車的效率為75%,則列車勻速行駛過程中受到的平均阻力大小是　　　N。(汽油的熱值是4.6×107 J/kg)? 三、實驗探究題 16.

9、[2018·常德]在“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”的實驗中,加熱相同質(zhì)量的水和煤油,使它們升高相同的溫度,比較它們吸收熱量的多少,看這兩種物質(zhì)的吸熱情況是否存在差異。 圖K16-5 (1)為了得到質(zhì)量相同的水和煤油,在實驗室里通常使用的測量工具是　　　　。? (2)在相同條件下用相同的電加熱器分別給水和煤油加熱,要使水和煤油升高相同的溫度,對　　　　(選填“水”或“煤油”)加熱的時間更長。? (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),小明作出了水和煤油的溫度隨時間變化的圖像,如圖K16-5丙所示。由圖像可知,水的溫度隨時間變化的圖像是　　　　(選填“a”或“b”),煤油的比熱容為　　　　J/(kg·℃)。[

10、c水=4.2×103 J/(kg·℃)]? (4)若電加熱器上標(biāo)有“220 V　500 W”字樣,則一個電加熱器正常工作10 min,消耗的電能為　　　　J。? 四、計算題 17.[2018·聊城]在“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗中,用酒精燈給燒杯中的水加熱,燒杯中盛有20 ℃、質(zhì)量為100 g的水,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱至沸騰,假如完全燃燒酒精3 g。[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),酒精的熱值為3.0×107 J/kg] (1)求水吸收的熱量。 (2)求此過程中酒精燈燒水的熱效率。(結(jié)果精確到1%) (3)科學(xué)研究表明:1 g、100 ℃的水汽化成同溫度的水蒸氣需

11、要吸收2.26×103 J的熱量。水開始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現(xiàn)象,同時發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)量減少了5 g,求此過程水汽化成水蒸氣所吸收的熱量。 能力培優(yōu) 18.[2018·南京]如圖K16-6甲所示是“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”的實驗裝置,兩個相同的易拉罐中分別裝有質(zhì)量和初溫都相同的a、b兩種液體,用相同的裝置加熱,根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)繪制的溫度與時間的關(guān)系圖像如圖乙所示,下列說法中正確的是 (　　) 圖K16-6 A.組裝器材時,先固定上面鐵圈的高度 B.升高相同溫度,a液體吸收的熱量更多 C.a液體的比熱容小于b液體的比熱容 D.不添加器材,利用本實驗

12、裝置還可以比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量 19.[2018·達(dá)州]如圖K16-7所示是小明同學(xué)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下探究某物質(zhì)熔化時溫度隨時間變化的關(guān)系圖像,第6 min時的內(nèi)能　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)第8 min時的內(nèi)能;該物質(zhì)在CD段的比熱容是AB段比熱容的　　倍。(被加熱的物質(zhì)和吸、放熱功率不變)? 圖K16-7 20.[2018·撫順]圖K16-8是一輛警車,空車質(zhì)量為2.72 t。某次執(zhí)行任務(wù)時,警車以108 km/h的速度沿水平路面勻速直線行駛時的輸出功率為60 kW。(g取10 N/kg) (1)車上警察的總質(zhì)量為280 kg,輪胎與路面接觸的總面積為

13、1000 cm2,車靜止時對水平路面的壓強是多少? (2)警車以108 km/h的速度水平勻速直線行駛時,所受阻力是多少? (3)若警車發(fā)動機的效率為40%,則以60 kW的輸出功率行駛10 min,消耗多少千克的柴油?(柴油的熱值取4.0×107 J/kg) 圖K16-8 參考答案 1.D　[解析] 夏天在房間內(nèi)灑水降溫是利用水蒸發(fā)吸熱的原理,與水的比熱容無關(guān),故選D。 2.C　3.B　4.B　5.A 6.C　[解析] 搓手時克服摩擦做功,是通過做功的方式改變物體內(nèi)能的,A正確,不符合題意;剛煮熟的雞蛋溫度高于冷水的溫度,放入冷水后,雞蛋放出熱量,溫度降

14、低,B正確,不符合題意;汽油機的壓縮沖程,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,C錯誤,符合題意;水的比熱容比較大,常用來做冷卻劑,D正確,不符合題意。 7.C　8.B 9.C　[解析] 根據(jù)公式Q吸=cmΔt可知,水吸收的熱量與水溫度的變化量成正比,故A錯誤。水吸收的熱量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(45 ℃-20 ℃)=3.15×106 J,故B錯誤。天然氣放出的熱量Q放=Vq=0.15 m3×4×107 J/m3=6×106 J,η=Q吸Q放=3.15×106J6×106J=52.5%,故C正確。熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率與環(huán)境溫度有關(guān),故D錯誤。 10.D　[解析]

15、汽車行駛的速度為v=st=6900m345s=20 m/s=72 km/h,故①錯誤;消耗的燃油完全燃燒放出熱量Q=qm=4.6×107 J/kg×1.5 kg=6.9×107 J,故②正確;汽車牽引力的功率P=Fv=2000 N×20 m/s=40×103 W=40 kW,故③錯誤;汽車發(fā)動機的效率η=WQ=FsQ=2000N×6900m6.9×107J=20%,故④正確。故選D。 11.15　2.3×107 [解析] 汽油機的一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈,該飛輪的轉(zhuǎn)速為1800 r/min,則每秒轉(zhuǎn)數(shù)n=180060=30,完成15個工作循環(huán),汽油燃燒放出的熱量Q=mq汽油=0.5 kg×4

16、.6×107 J/kg=2.3×107 J。 12.熱傳遞　1.25×104 13.3.36×106　熱傳遞　0.1 [解析] 水吸收的熱量Q吸=c水m1(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(42 ℃-22 ℃)=3.36×106 J; 天然氣放出的熱量Q放=Q吸η=3.36×106J84%=4×106 J,需要天然氣的質(zhì)量m2=Q放q天然氣=4×106J4×107J/kg=0.1 kg。 14.不可　2.8×106　70 [解析] 天然氣是不可再生能源;完全燃燒0.07 m3天然氣釋放的熱量Q放=q天然氣V=4×107 J/m3×0.07 m3=2.8×1

17、06 J;水吸收的熱量Q吸=ηQ放=30%×2.8×106 J=8.4×105 J,水升高的溫度Δt=Q吸c水m=8.4×105J4.2×103J/(kg·℃)×4kg=50 ℃,則水的末溫t=t0+Δt=20 ℃+50 ℃=70 ℃。 15.13.3　1.08×104 [解析] 電池充滿電時儲存的能量W=170 kW·h=6.12×108 J,則完全燃燒汽油的質(zhì)量m=Qq=Wq=6.12×108J4.6×107J/kg≈13.3 kg;滿載時電耗為4 kW·h/km,且其效率為75%,則每行駛1 km做的有用功為W有=ηW'=75%×4×3.6×106 J=1.08×107 J,由于電動

18、車勻速行駛,所以所受阻力等于車的牽引力,即f=F=W有s=1.08×107J1000m=1.08×104 N。 16.(1)天平　(2)水　(3)a　2.1×103　(4)3×105 17.解:(1)水吸收的熱量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×104 J。 (2)3 g酒精完全燃燒放出的熱量 Q=q酒精m酒精=3.0×107 J/kg×3×10-3kg=9×104 J, 效率η=Q吸Q=3.36×104J9×104J≈37%。 (3)水汽化成水蒸氣所吸收的熱量 Q'=2.26×103 J/g×5 g

19、=1.13×104 J。 18.C　[解析] 組裝器材時,應(yīng)先放上酒精燈,固定下面鐵圈的高度,再在下面鐵圈上放上易拉罐,最后固定上面鐵圈的高度,故A錯誤;由題圖乙可知,升高相同的溫度,a液體加熱時間短,吸收的熱量少,故B錯誤;兩液體的質(zhì)量和初溫均相同,用相同的裝置加熱,在相等的時間內(nèi)吸收的熱量相等,而a液體上升的溫度更多,根據(jù)Q=cmΔt可知,a液體的比熱容小于b液體的比熱容,故C正確;要比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量,必須至少用到兩種燃料,不添加器材,利用本實驗的裝置無法完成,故D錯誤。 19.小于　2 [解析] 由圖像可知,BC段溫度不隨時間的變化而變化,且整個圖像是上升的

20、趨勢,因此這是晶體的熔化圖像。BC段是該晶體的熔化過程,晶體熔化時吸收熱量,溫度不變,內(nèi)能增加,因此第6 min時的內(nèi)能小于第8 min時的內(nèi)能;根據(jù)Q吸=cm(t-t0),有cABm[0 ℃-(-10 ℃)]=cCDm(5 ℃-0 ℃),解得cCDcAB=21,即CD段比熱容是AB段比熱容的2倍。 20.解:(1)車靜止時對水平路面的壓力 F=G總=(2.72×103 kg+280 kg)×10 N/kg=3×104 N, 車靜止時對水平路面的壓強p=FS=3×104N1000×10-4m2=3×105 Pa。 (2)v=108 km/h=30 m/s,P=60 kW=60000 W; 勻速行駛時,警車水平方向受力平衡,所受阻力等于牽引力, 即f=F牽=Pv=60000W30m/s=2000 N。 (3)警車做的功W=Pt=60000 W×10×60 s=3.6×107 J, 需要車燃燒柴油釋放的能量Q=Wη=3.6×107J40%=9×107 J, 消耗柴油的質(zhì)量m=Qq=9×107J4.0×107J/kg=2.25 kg。 7