课时训练(五) 内能及其利用
A基础练
1.(2024广元)“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食,凉面的口感、香气深受人们喜欢,下列说法正确的是 ( )
A.油辣子附着在凉面上,说明分子间只存在引力
B.香气四溢,表明分子在不停地做热运动
C.凉面条之间有空隙,说明分子间有间隙
D.吃一口凉面,只有几个分子进入口中
2.(2023宜宾)(多选)关于内能及其利用,下列说法正确的是 ( )
A.一切物体都具有内能
B.足球运动越慢,它的内能越小
C.冬天搓手取暖,是通过做功的方式改变内能的
D.热机的功率大,效率就一定高
3.(2023随州)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图K5-1甲、乙所示分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是 ( )
图K5-1
A.图甲是压缩冲程,活塞对汽缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知,该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为节能,冬天汽车会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
4.(2024乐山)麻辣烫是乐山颇受欢迎的美食,食物在麻辣烫汤锅中温度升高是通过 的方式改变其内能的;麻辣烫香味扑鼻,这是 现象。
5.(2023眉山)日常生活中,用水作为汽车发动机的冷却液,是因为它的 大。标准大气压下,质量为5 kg、温度为30 ℃的水温度升高20 ℃,水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
B能力练
6.(2023常德)下表是一些物质的比热容,根据表中数据和生活现象可知,下列有关说法中正确的是 ( )
物质 比热容/[J·(kg·℃)-1] 物质 比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
沙石 约0.92×103 铜 0.39×103
A.不同种类的物质,比热容一定不同
B.比热容与物质的状态无关
C.质量相等、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D.沿海地区的昼夜温差小,是因为水的比热容较大
7.(2024南充)关于如图K5-2所示的四个情境,下列说法正确的是 ( )
图K5-2
A.图甲中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物,主要是由于大气压强的作用
B.图乙中红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关
C.图丙中双手互搓取暖,是通过热传递的方式改变手内能的
D.图丁中活塞向下运动,这是内燃机的压缩冲程
8.(2023成都B卷)小美在老师指导下进行了以下实验:甲、乙两烧杯各装100 g水,用酒精灯加热甲烧杯,煤油灯加热乙烧杯,直至杯内水沸腾1 min后才熄灭该灯,测得消耗酒精4 g、煤油2.5 g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关系的图像(如图K5-3 所示)。若水沸腾前质量不变,同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,q酒精=3.0×107 J/kg,q煤油=4.6×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃),则下列说法中正确的是 ( )
图K5-3
A.整个过程,甲杯中的水吸收的热量更多
B.前3 min,乙杯中的水吸收的热量为3.36×104 J
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108 J
D.酒精灯的加热效率为28%
9.(2024内江)汽车发动机散热降温,常用水作为冷却液是因为水的 (选填“比热容”或“热值”)较大;在汽油机的一个工作循环中,将内能转化为机械能的冲程是 (选填“做功”或“压缩”)冲程。
10.周末,玲玲在家用燃气灶煮煎蛋面时,她闻到煎鸡蛋的香味,这是 现象;若天然气完全燃烧放出热量的50%被水吸收,在标准大气压下,烧开质量为4 kg、初温为20 ℃的水需要完全燃烧 m3天然气。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4.2×107 J/m3]
11.(2024山西)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度。
(2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q。
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。
C拔高练
12.(2023苏州)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图K5-4所示风向时,通常 ( )
图K5-4
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
【参考答案】
1.B [解析]分子间存在相互作用的引力和斥力,A错误;香气四溢,表明分子在不停地做热运动,B正确;凉面条之间有空隙,不能说明分子间有间隙,C错误;吃一口凉面,有数量巨大的分子进入口中,D错误。
2.AC [解析]足球内能的大小与足球运动的快慢无关,B错误;热机的功率大,则其做功快,热机效率的高低与功率的大小无关,D错误。
3.A
4.热传递 扩散
[解析]食物在麻辣烫汤锅中温度升高是通过热传递的方式改变其内能的,麻辣烫香味扑鼻是扩散现象。
5.比热容 4.2×105
[解析]日常生活中,用水作为汽车发动机的冷却液,是因为水的比热容大,相同质量的水和其他液体相比,升高相同的温度,水吸收的热量较多;水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×20 ℃=4.2×105 J。
6.D [解析]由表中数据可知,煤油和冰的比热容相同,A错误。水和冰是同一物质的不同状态,但水和冰的比热容不同,B错误。质量相等、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,根据Δt=可知,铜块的温度变化更大,则铜块的末温更高,C错误。
7.B [解析]图甲中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物,是由于分子间存在引力,A错误;分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,运动越剧烈,故图乙中红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关,B正确;改变内能的方式有做功和热传递,图丙中双手互搓取暖,是通过做功的方式改变手内能的,C错误;图丁中火花塞放电,活塞向下运动,这是内燃机的做功冲程,内能转化为机械能,D错误。
8.B [解析]由题意可知,由于甲、乙两烧杯各装水的质量相等,水的初始温度相同,根据Q吸=cmΔt可知,水沸腾前,两杯水吸收的热量相等,均为Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(98 ℃-18 ℃)=3.36×104 J,已知同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为Q甲=Q吸+Q吸=
Q吸=×3.36×104 J=4.032×104 J,Q乙=Q吸+Q吸=Q吸=×3.36×104 J=4.48×104 J,所以整个过程,乙杯中的水吸收的热量更多,A错误。由图可知,3 min时乙杯中的水恰好沸腾,则乙杯中的水吸收的热量为Q吸=3.36×104 J,B正确。消耗的煤油完全燃烧放出的热量为Q煤油=q煤油m煤油=4.6×107 J/kg×2.5×10-3 kg=1.15×105 J,C错误。在整个过程中,燃烧4 g酒精所释放的热量为Q酒精=q酒精m酒精=3.0×107 J/kg×4×10-3 kg=1.2×105 J,酒精灯的加热效率为η===33.6%,D错误。
9.比热容 做功
[解析]汽车发动机散热降温,常用水作为冷却液,是因为水的比热容较大;在汽油机的一个工作循环中,将内能转化为机械能的冲程是做功冲程,压缩冲程将机械能转化为内能。
10.扩散 0.064
11.解:(1)汽车的平均速度为v===90 km/h。
(2)全程消耗汽油的体积为V=25 L=0.025 m3,汽油的质量为m=ρV=0.8×103 kg/m3×0.025 m3=20 kg,
汽油完全燃烧放出的热量为Q=mq=20 kg×4.5×107 J/kg=9×108 J。
(3)汽车全程所做的有用功为W=Pt=25×103 W×4×3600 s=3.6×108 J,
则汽车发动机的效率为η=×100%=×100%=40%。
12.D
