第十三章 内能与热机 单元测试
一、单选题
1．如图所示，在试管内装适量的水，用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。关于此实验，下列说法错误的是（ ）
A．水变热是通过热传递实现的 B．水管中水的沸点高于100℃
C．管口的“白气”是液化的结果 D．此过程与内燃机的压缩冲程相似
2．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体，内能一定大 B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．内能少的物体也可能将热量传给内能多的物体 D．高温物体会把温度传递给低温物体
3．如图四幅图片中通过热传递来改变内能的是（ ）
A． 坐滑梯时屁股发热
B．冬天烤火取暖
C． 弯折后的铁丝温度升高
D． 钻木取火
4．下列关于温度、热量、内能的说法中正确的是（ ）
A．物体的温度升高时，它的内能也增加
B．温度高的物体内能一定多
C．物体温度降低时，它的内能一定减少，而且一定放出热量
D．物体吸热后，温度一定升高，内能一定增加
5．关于汽油机与柴油机，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机和柴油机在做功冲程中都是将内能转化为机械能
B．汽油机和柴油机在吸气冲程中，吸入汽缸的都是空气
C．在做功冲程中，汽油机汽缸内的燃气温度和压强比柴油机中的高
D．汽油机上的火花塞可以用柴油机的喷油嘴代替
6．关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．温度相同的两物体，内能大小一定相同
B．热量可以自发的从低温物体传递到高温物体
C．物体温度升高，内能一定增加
D．温度低于0℃的物体没有内能
二、多选题
7．某同学从下表提供的信息中，得出以下几个结论，其中正确的是
[几种物质的比热容表]
水 干泥土
酒精 铜
冰 铝
煤油 铅
水银 沙石
A．质量相等的干泥土和水，吸收相等热量，干泥土温度升高得较多
B．质量相同的酒精和煤油升高的温度与加热时间的图象如图所示，则是煤油
C．质量相等的铜块和铝块，升高相同的温度，铜块吸收的热量一定多
D．质量相等的铜和铅若吸收的热量比是，则它们升高温度之比是
8．关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（ ）
A．物体内能增大，温度一定升高
B．物体的温度越高，含有的热量越多
C．温度低的物体可能比温度高的物体内能大
D．热量可以从内能小的物体传向内能大的物体
9．关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的冰块，其内能为零 B．物体温度不变，内能可能改变
C．物体的温度升高，内能一定增加 D．物体内能增加，一定吸收了热量
10．下列关于内能和能量守恒定律的说法中正确的是（ ）
A．匀速运动的物体其内能保持不变
B．高温物体一定比低温物体的内能大
C．能量在转化和转移的过程中总量保持不变
D．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
三、判断题
11．发生热传递时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体。( )
12．钢勺的导热性比木柄好( )
13．判断下列问题是否正确，正确打，错误打√。
（1）热传递的过程实质上是能量转移的过程。
（2）物体温度升高，一定吸收了热量。
（3）物体对外做功，它的内能可能会减少。
（4）固体、液体、气体相比较，气体分子间的作用力最大。
（5）热水和冷水混合，热水降低的温度等于冷水升高的温度。 。
四、填空题
14．小王路过加油站时闻到了汽油的气味，这是汽油分子作 ，汽油属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；将质量为100kg、初温为20℃的水加热到40℃，水吸收了 J的热量[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]．
15．“酒香不怕巷子深”说明分子在 ；将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起，说明分子间存在 。
16．如图所示为四冲程汽油机工作过程中的 冲程，该冲程活塞在运动过程中，汽缸内气体的密度 （选填“变大”、 “变小”或“不变”）。
17．秸秆焚烧严重污染空气，可将其回收制成秸秆煤，完全燃烧0.4kg秸秆煤可放出 J的热量，若这些热量完全被25kg，初温为20℃的水吸收，可使水温升高到 ℃，这是通过 方式改变水的内能．[c水=4.2×103J/（kg ℃），q秸秆煤=2.1×107J/kg；当地的大气压为一个标准大气压]．
18．在日常生活中常用水做冷却剂，是因为水的 大；我国长征系列火箭用氢做燃料，这是因为氢的 ．
五、作图题
19．如图甲所示，这是四冲程内燃机吸气冲程的示意图，请在图乙中画出压缩冲程中进气门、排气门的开闭情况。
20．请在图中坐标定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象．
六、实验题
21．小文用如图甲所示的实验装置“探究冰熔化时温度变化规律”。
（1）图甲中有一处操作错误，错误是 。
（2）改正错误后继续实验，根据实验记录的数据描绘出冰的温度随时间变化的图象，如图乙所示，则可知冰是 体。
（3）此过程用 方式改变了物体的内能。
22．小明同学想测量家中色拉油的比热容．设计了如下的方案：
①在两个相同的易拉罐中分别装入200g水和200g色拉油，测得它们的温度均为20℃；
②按如图所示的装置，将器材装配好；
③用酒精灯给水加热4min，测得其温度为32℃；
④用同样的方法给色拉油加热4min，测其温度48℃；
⑤整理器材，并计算色拉油的比热容．
请替小华完成计算过程：
（1）加热4min，水吸收到的热量是Q水＝ J；（已知：c水＝4.2×103J/（kg ℃）
（2）色拉油吸收的热量等于水吸收的热量，即Q色拉油＝Q水；
（3）计算出色拉油的比热容为c色拉油＝ J/（kg ℃）；
（4）除了这种方案，你还有其他的方案吗？请简单说明你的方案： ．
七、简答题
23．我国北方楼房中都装有暖气，用水做介质，把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖，用水做运输能量的介质有什么好处？
24．用打气筒向广口瓶内打气，当瓶塞跳起来时，瓶内出现了“白雾”。此时，迅速塞上瓶塞，继续向瓶内打气，如图所示，瓶内的“白雾”又会快速消失。请解释“白雾”又快速消失的原因。
八、综合题
25．发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸．若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示．
汽车发动机数据表
（1）由图甲可以看出，此时它正处在 冲程，其能量转化情况与 （乙/丙）图相同；
（2）汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，求1min内做的有用功 ；
（3）汽车的排气量是指发动机汽缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大．空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比．当汽车以100km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率 ．
26．普光气田是我国川东第一大气田，随着该气田的开发和利用，大大改善了我们的生活环境。如图是四冲程汽油机正在进行的某一个冲程，该冲程中的能量转化情况是 。已知汽油机工作时每秒钟做功10次，那该汽油机的转速为 r/min。汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量为 J。
九、计算题
27．天然气是兴城市民常用的一种能源。某用户用燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃时消耗的燃气为0.25m3。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值q＝4.0×107J/m3。求：
（1）这些水吸收的热量是多少？
（2）加热这些水所需要的天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该燃气热水器的效率为多少？
28．解州羊肉泡馍是运城的特色美食！小伟在家用天然气灶做解州羊肉泡馍，先将质量为2kg的羊肉汤烧至刚好沸腾，羊肉汤的温度升高了80℃。求：[c羊肉汤＝4.2×103J/（kg ℃），q天然气＝4.2×107J/m3]
（1）羊肉汤吸收的热量；
（2）天然气灶的热效率。
参考答案：
1．D
【详解】A．水变热是水从火焰吸收热量，所以是通过热传递实现的，故A正确，不符合题意；
B．用橡胶塞塞住管口，将水加热至沸腾一段时间后，试管内气压增大，大于1标准大气压，由于液体的沸点与气压大小有关，所以试管中水的沸点高于100℃，故B正确，不符合题意；
C．管口的“白气”是水蒸气遇冷放热，形成的小水珠，所以是液化的结果，故C正确，不符合题意；
D．橡胶塞被推出，将水蒸气的内能转化为活塞运动的机械能，此过程与内燃机的做功冲程相似，故D错误，符合题意。
故选D。
2．C
【详解】A．影响内能的因素有温度、质量、状态等，所以温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B．热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故B错误；
C．发生热传递的条件是存在温度差，内能与温度、质量和状态有关，内能小的物体温度可能比内能大的物体的温度高，所以内能少的物体可以将热量传递给内能多的物体，故C正确；
D．在热传递过程中，高温物体将热量传给低温物体，不是传递温度，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】A．从滑梯上滑下屁股感觉发热，属于做功改变物体的内能，故A不符合题意；
B．冬天烤火取暖是通过热传递的方式使手变热的，故B符合题意；
C．弯折后的铁丝温度升高，属于做功改变物体的内能，故C不符合题意；
D．钻木取火，属于做功改变物体的内能，故D不符合题意。
故选B。
4．A
【详解】A．物体温度升高时，可能是吸收热量，也可能是别的物体对它做了功，此时它的分子运动加快，内能一定增加，故A选项正确；
B．内能的大小与物体的质量、温度和状态有关，温度高的物体，质量可能小，所以内能不一定大，故B选项错误；
C．物体温度降低时，分子运动速度减小，它的内能一定减少，却不一定放出热量，也有可能是对外做功，故C选项错误；
D．物体吸收热量，内能增加，温度可以不变，比如晶体熔化时便是如此，故D选项错误．
5．A
【详解】A．汽油机和柴油机在做功冲程中都是燃气对外做功，将内能转化为机械能，故A正确；
B．在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入汽缸的是空气，故B错误；
C．在做功冲程中，柴油机里燃气的压强和温度比汽油机的高，所以柴油机的效率比汽油机高，故C错误；
D．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，二者不可以互相替代，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】A．物体的内能与物体质量、温度、所处状态有关，温度相同的物体内能不一定相等，故A错误；
B．热量可以自发的从高温物体传递到低温物体，故B错误；
C．物体质量、状态不变，温度升高，内能一定增加，故C正确；
D．一切物体都具有内能，温度低于0℃的物体也有内能，故D错误。
故选C。
7．AD
【详解】A．由表中知道水和干泥土的比热容（），由可知，质量相同的水和干泥土，吸收相等热量，水温度的升高值小，干泥土温度升高得较多，故A正确符合题意；
B．由图象可知：取相同的加热时间：液体的温度升高得快；根据可知：质量相同的两种液体升高的温度越快，它的比热容越小，比较酒精和煤油的比热容可知：煤油的比热容小，所以液体是煤油，故B错误不符合题意；
C．质量相等的铜块和铝块，升高相同的温度，铜块的比热容小，所以吸收的热量少，故C错误不符合题意；
D．铜和铅若吸收的热量比是，比热容之比是：
，
由得，铜升高的温度与铅升高的温度之比：
，
故D正确符合题意．
8．CD
【详解】A．物体内能增大，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸热内能增加，但温度不变，故A错误；
B．物体温度越高，内能越大，热量是个过程量，不能说含有，故B错误；
C．内能与物体的质量、温度等因素有关，因此温度低的物体是有可能比温度高的物体内能大的，故C正确；
D．由热传递的方向可知，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，内能小的物体温度有可能高，因此热量可以从内能小的物体传向内能大的物体，故D正确。
故选CD。
9．BC
【详解】A．任何物质都有内能，0℃的冰块，其内能不为零，故A错误；
B．物体温度不变，内能可能改变，例如冰在熔化时，继续吸热，内能变大，但温度不变，故B正确；
C．物体的温度升高，内能一定增加，但内能增加，温度不一定升高，故C正确；
D．物体内能增加，不一定是吸收了热量，可能是外界对物体做了功，故D错误。
故选BC。
10．CD
【详解】A. 内能的大小与物体的质量和温度等有关，与机械运动情况无关，故匀速运动的物体其内能不一定保持不变，故A错误；B. 内能的大小与物体的质量和温度等有关，质量未知，其内能无法比较，故B错误；C. 则能量的守恒定律可知，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，故C正确；D. 做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化，故D正确．故选CD.
【点睛】（1）内能是物体所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和．与质量和温度有关系；做功可以改变物体的内能．（2）能量即不会消灭，也不会创生，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的．
11．错误
【详解】内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，与物体的质量、温度有关，当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传递时，能量从高温处转移到低温处，直至温度相同，所以热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体。故题中说法错误。
12．正确
【详解】钢勺的比热容小于木头的比热容，在质量相同的情况下，吸收相同的热量，钢勺升温快，所以钢勺的导热性比木柄的好。所以此说法正确。
13． √ √
【详解】（1）[1]做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移，故（1）说法正确；
（2）[2]改变物体内能有两种方法，做功和热传递，二者是等效的。物体温度升高可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功了，故（2）说法错误；
（3）[3]若不存在热传递，物体对外做功，内能会减少，故（3）说法正确；
（4）[4]因为固体有一定的形状和体积，所以，固体分子间的作用力较强；液体有一定的体积，液体分子间作用力较弱；由于气体既没一定形状也没一定体积，所以，气体分子间作用力最弱，故（4）说法错误；
（5）[5]热传递过程中高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同。由Q=cmΔt可知，不知道热水、冷水的质量时，无法确定热水降低的温度是否等于冷水升高的温度，故（5）说法错误。
14． 无规则运动 不可再生 8.4×106
【详解】第一空．闻到汽油味，这是扩散现象，说明汽油分子在不停地做无规则运动；
第二空．汽油属于化石能源，消耗后不可能在短时间内得到补充，属于不可再生资源；
第三空．水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×106J．
15． 不停地做无规则运动 引力
【详解】[1] “酒香不怕巷子深”属于扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动。
[2] 将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起，说明分子间存在引力。
16． 压缩 变大
【详解】[1]由图知道，两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程。
[2]此冲程中缸内气体质量不变，体积缩小，由知道，汽缸内气体的密度变大。
17． 8.4×106 100 热传递
【详解】[1]完全燃烧0.4kg的秸秆煤放出的热量：
Q放=m秸秆煤q秸秆煤=0.4kg×2.1×107J/kg=8.4×106J；
[2]由题意可知，水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×106J，由Q吸=cmΔt得水升高的温度：
Δt==80℃，
水的温度
t=80℃+20℃=100℃，
在一标准大气压下水的沸点是100℃，所以水温能升高到100℃；
[3]秸秆煤燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能，这是通过热传递的方式改变水内能的．
18． 比热容 热值较大
【详解】因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水做冷却剂；长征系列火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料时，液态氢可以释放出更多的热量．
19．
【详解】在内燃机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动，如下图所示：
。
20．
【分析】热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关．
【详解】热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，所以酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象是与热量Q平行的直线，如图所示：
21． 温度计的玻璃泡接触了试管壁 晶 热传递
【详解】（1）[1]温度计在使用过程中玻璃泡不能接触容器壁和容器底部，否则会导致测量结果不准确，图中温度计的玻璃泡接触了试管壁是错误的。
（2）[2]由乙图可知，时间从t1到t5，冰的温度保持0℃不变，根据晶体与非晶体熔化时温度的特点可知，冰是晶体。
（3）[3]改变内能的方式有两种，一个是热传递，另一个是做功，如图甲所示给物体加热，显然这是通过热传递的方式改变了物体的内能。
22． 10080 1.8×103 质量相同的水与色拉油，升高相同的温度，比较加热时间
【详解】（1）[1]根据公式
知：
Q水=4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×12℃=10080J
所以
Q色拉油=Q水=10080J
（3）[2]因为
所以
（4）[3]根据
，
保证质量相同的水与色拉油，升高相同的温度，比较加热时间，根据比例计算出色拉油的比热容．
【点睛】已知色拉油与水加热的时间相同,因此它们吸收的热量相同,根据的变形公式求出色拉油的比热容;
23．见解析
【详解】因为水的比热容最大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气装置中用水来供热。
24．见解析
【详解】再次打气时，活塞对瓶内气体做功，使瓶内的气体内能增加，温度升高，瓶内气体的温度高于小水珠温度， 小水珠从瓶内气体吸热，温度也升高，小水珠的温度越高，蒸发得越快，小水珠很快又变为水蒸气，所以快速消失。
25． 做功 乙 4.5×106J 22.5%
【详解】试题分析：（1）由图甲可知，进气门、排气门均关闭，且活塞向下运动的冲程是做功冲程，内能转化为机械能；乙图中水蒸气推动试管塞子做功，内能转化为机械能；丙图中向下按压活塞，活塞压缩气体做功，机械能转化为内能；故做功冲程的能量转化形式与乙图相同；
（2）汽车以100km/h速度匀速运动时，1min中内做的有用功：W=Pt=75000W×60s=4．5×106 J；
（3）①根据ρ=m/V可得，做一次功燃气的质量：m燃气=ρV=1．5kg/m3 ×2×10-3 m3 =3×10-3 kg，
因为空燃比是14：1，所以做一次功消耗的汽油质量：m=3×10^-3 kg/15=2×10-4 kg；
②1min内汽油燃烧释放的热量：Q=m汽油q=2×10-4 kg×4×107 J/kg×2500=2×107 J，
发动机的效率：η=W/Q×100%=4．5×106J/2×107J×100%=22．5%．
考点：有关热机的计算
26． 内能转化为机械能 1200 4.6×106
【详解】[1]根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，汽缸容积增大，因此是做功冲程；在内燃机的做功冲程中，火花塞点燃，所以燃气被点燃，推动活塞做功，内能转化为机械能。
[2]由题意可知，每秒钟做功10次，该汽油机每秒钟完成10个工作循环，即10×4=40个冲程，所以飞轮应该转20转，所以1min飞轮应该转动20×60=1200转，故飞轮转速是1200r/min。
[3]完全燃烧100g汽油放出的热量
Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J
27．（1）4.2×106J；（2）1×107J；（3）42%
【详解】解：（1）水的体积
V水＝20L＝20dm3＝0.02m3
由知道，水的质量
m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×0.02m3＝20kg
水吸收的热量
（2）由知道，天然气完全燃烧放出的热量
Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.25m3＝1×107J
（3）燃气热水器的效率
答：（1）这些水吸收的热量是4.2×106J；
（2）加热这些水所需要的天热气完全燃烧放出的热量是1×107J；
（3）该燃气热水器的效率为42%。
28．（1）6.72×105J；（2）80%
【详解】解：（1）羊肉汤吸收的热量为
（2）天然气完全燃烧放出的热量为
天然气灶的热效率为
答：（1）羊肉汤吸收的热量为6.72×105J；
（2）天然气灶的热效率80%。
