1、1课时训练 16 比热容 热机基础过关一、选择题1.2018淄博下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是 ( )A.让热水流过散热器供暖B.用循环水冷却汽车发动机C.沿海地区昼夜温差较小D.夏天在房间内洒水降温2.2018滨州如图 K16-1 所 示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是 ( )图 K16-1A.压缩冲程,将化学能转化为内能B.压缩冲程,将机械能转化为内能C.做功冲程,将内能转化为机械能D.做功冲程,将机械能转化为内能3.2018淄博关于热和能,下列说法正确的是 ( )A.热传递过程中,内能大的物体放出热量B.热机做功冲程中,内能转化为机械能C.物体内能减少,温度一定降低D.
2、燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多4.2018桂林经常下厨的小关发现,同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些,这是因为 ( )A.水的比热容小,吸热后温度升高得慢B.油的比热容小,吸热后温度升高得快C.在相同的时间内,水吸收的热量较多D.在相同的时间内,油吸收的热量较多5.2017株洲图 K16-2 为海风形成的示意图。海风形成的根本原因是:与海洋相比,陆地的 ( )2图 K16-2A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高D.比热容较大,在相
3、同日照条件下升温较慢,气温较低6.2018菏泽关于热学知识,下列说法错误的是 ( )A.寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能B.刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能D.用水作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大7.2018常德在生活中热现象随处可见,下列说法中不正确的是 ( )A.端午米粽飘香,能闻到米粽的香味是由于分子做无规则运动B.夏天在河边觉得沙子热得发烫而水却很清凉,是因为水的比热容大C.塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力D.冬天很冷的时候搓手就感到暖和,是用做功的方式改变内能8.2018达州 对于图
4、K16-3 中所示的四幅图,下列说法正确的是 ( )图 K16-3A.图甲中软木塞飞出时,管内水蒸气的内能增加B.图乙中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力C.图丙中活塞 向上运动是内燃机的做功冲程D.图丁中小朋友下滑时,内能转化为机械能9.2018成都小李家使用的燃气热水器,将 30 kg 的水从 20 加热到 45 ,消耗了 0.15 m3的天然气。已知水的比热容为 4.2103 J/(kg),天然气的热值为 4107 J/m3,则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是 ( )A.水吸收的热量与水的末温成正比B.水吸收的热量是 3.15105 J3C.热水器的能量转化效率是
5、 52.5%D.热水器的能量转化效率与环境温度无关10.2018泰安某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 6.9 km,用时 5 min45 s,消耗燃油 1.5 kg,已知汽车的牵引力是 2000 N,燃油的热值为 4.6107 J/kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知,下列结果正确的是 ( )汽车行驶速度是 20 km/h消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 6.9107 J汽车牵引力做功的功率是 30 kW汽车发动机的效率是 20%A.只有和 B.只有和C.只有和 D.只有和二、填空题11.2018南充某台汽油机飞轮的转速为 1800 r/min,在 1 s 内,汽油机完成了 个工作循环
6、。如果汽油机在一段时间内消耗了 500 g 汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量 J。( q 汽油 =4.6107 J/kg) 12.2018济宁将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图 K16-4 甲所示),通过 方式改变牛奶的内能。图乙是250 g 牛奶与热水的温度随时间变化的图像,则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J。c 牛奶 =2.5103 J/(kg) 图 K16-413.2018连云港天然气热水器将 40 kg 的水由 22 加热到 42 ,水的内能增加了 J,水内能的增加是通过 方式实现的。若天然气燃烧放出的热量有 84%被水吸收,需要消耗 kg 的天然气。已知 c 水=4.2103 J
7、/(kg), q 天然气 =4107 J/kg 14.2018南京天然气已经被广泛利用,它是一种 (选填“可”或“不可”)再生能源,完全燃烧 0.07 m3天然气释放的热量为 J,若这些热量的 30%被水吸收,可以将 4 kg 的水由 20 加热到 。 q 天然气 =4107 J/m3,c 水 =4.2103 J/(kg) 15.2018绵阳 2018 年 5 月 8 日,全球首条智能轨道快运系统在湖南株洲试开通。该智能轨道快运列车使 用新能源的快充钛酸锂电池,电池容量为 170 kWh,满载时电耗为 4 kWh/km,最高运行速度为 70 km/h。该电池充满电时储存的能量与质量是 kg 的
8、汽油完全燃烧放出的热量相同(结果保留一位小数);若列车满载匀速行驶电动机驱动列车的效率为 75%,则列车匀速行驶过程中受到的平均阻力大小是 N。(汽油的热值是 4.6107 J/kg) 4三、实验探究题16.2018常德在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,加热相同质量的水和煤油,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少,看这两种物质的吸热情况是否存在差异。图 K16-5(1)为了得到质量相同的水和煤油,在实验室里通常使用的测量工具是 。 (2)在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热,要使水和煤油升高相同的温度,对 (选填“水”或“煤油”)加热的时间更长。 (3)根据实验数据,小明
9、作出了水和煤油的温度随时间变化的图像,如图 K16-5 丙所示。由图像可知,水的温度随时间变化的图像是 (选填“ a”或“ b”),煤油的比热容为 J/(kg)。 c 水 =4.2103 J/(kg) (4)若电加热器上标有“220 V 500 W”字样,则一个电加热器正常工作 10 min,消耗的电能为 J。 四、计算题17.2018聊城在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,烧杯中盛有 20 、质量为100 g 的水,在标准大气压下加热至沸腾,假如完全燃烧酒精 3 g。水的比热容为 4.2103 J/(kg),酒精的热值为3.0107 J/kg(1)求水吸收的热量
10、。(2)求此过程中酒精灯烧水的热效率。(结果精确到 1%)(3)科学研究表明:1 g、100 的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收 2.26103 J 的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了 5 g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。能力培优18.2018南京如图 K16-6 甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置,两个相同的易拉罐中分别装有质5量和初温都相同的 a、 b 两种液体,用相同的装置加热,根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,下列说法中正确的是 ( )图 K16-6A.组装器材时,先固定上面铁圈的高度B.升高相同温度, a 液体吸收的
11、热量更多C.a 液体的比热容小于 b 液体的比热容D.不添加器材,利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量19.2018达州如图 K16-7 所示是小明同学在标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的关系图像,第 6 min时的内能 (选填“大于” “等于”或“小于”)第 8 min 时的内能;该物质在 CD 段的比热容是 AB 段比热容的 倍 。(被加热的物质和吸、放热功率不变) 图 K16-720.2018抚顺图 K16-8 是一辆警车,空车质量为 2.72 t。某次执行任务时,警车以 108 km/h 的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为 60 kW。( g 取
12、 10 N/kg)(1)车上警察的总质量为 280 kg,轮胎与路面接触的总面积为 1000 cm2,车静止时对水平路面的压强是多少?(2)警车以 108 km/h 的速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是多少?(3)若警车发动机的效率为 40%,则以 60 kW 的输出功率行驶 10 min,消耗多少千克的柴油?(柴油的热值取 4.0107 J/kg)图 K16-86参考答案1.D 解析 夏天在房间内洒水降温是利用水蒸发吸热的原理,与水的比热容无关,故选 D。2.C 3.B 4.B 5.A6.C 解析 搓手时克服摩擦做功,是通过做功的方式改变物体内能的,A 正确,不符合题意;刚煮熟的鸡蛋温度高于
13、冷水的温度,放入冷水后,鸡蛋放出热量,温度降低,B 正确,不符合题意;汽油机的压缩 冲程,机械能转化为内能,C 错误,符合题意;水的比热容比较大,常用来做冷却剂,D 正确,不符合题意。7.C 8.B9.C 解析 根据公式 Q 吸 =cm t 可知,水吸收的热量与水温度的变化量成正比,故 A 错误。水吸收的热量 Q 吸 =c 水 m 水 t=4.2103 J/(kg)30 kg(45 -20 ) =3.15106 J,故 B 错误。天然气放出的热量 Q 放 =Vq=0.15 m34107 J/m3=6106 J,= = =52.5%,故 C 正确。热水器的能量转化效率与环境温度有关 ,故 D 错
14、误。Q吸Q放 3.15106J6106J10.D 解析 汽车行驶的速度为 v= = =20 m/s=72 km/h,故 错误;消耗的燃油完全燃烧放出热量 Q=qm=4.6107 st6900m345sJ/kg1.5 kg=6.9107 J,故 正确;汽车牵引力的功率 P=Fv=2000 N20 m/s=40103 W=40 kW, 故 错误;汽车发动机的效率 = = = =20%,故 正确。故选 D 。WQFsQ2000N6900m6.9107J11.15 2.3107解析 汽油机的一个工作循环飞轮转 2 圈,该飞轮的转速为 1800 r/min,则每秒转数 n= =30, 完成 15 个工作
15、循环,180060汽油燃烧放出的热量 Q=mq 汽油 =0.5 kg4.6107 J/kg=2.3 107 J。12.热传递 1.2510413.3.36106 热传递 0.1解析 水吸收的热量 Q 吸 =c 水 m1(t-t0)=4.2103 J/(kg) 40 kg(42 -22 ) =3.36106 J;天然气放出的热量 Q 放 = = =4106 J,需要天然气的质量 m2= = =0.1 kg。Q吸 3.36106J84% Q放q天然气 4106J4107J/kg14.不可 2.8106 70解析 天然气是不可再生能源;完全燃烧 0.07 m3天然气释放的热量 Q 放 =q 天然气
16、V=4107 J/m30.07 m3=2.8106 J;水吸收的热量 Q 吸 =Q 放 =30%2.8106 J=8.4105 J,水升高的温度 t= = =50 ,则水的末Q吸c水 m 8.4105J4.2103J/(kg) 4kg温 t=t0+ t=20 +50 =70 。15.13.3 1.08104解析 电池充满电时储存的能量 W=170 kWh=6.12108 J,则完全燃烧汽油的质量 m= = = 13 .3 kg;满QqWq 6.12108J4.6107J/kg载时电耗 为 4 kWh/km,且其效率为 75%,则每行驶 1 km 做的有用功为 W 有 =W= 75%43.610
17、6 J=1.08107 J,7由于电动车匀速行驶,所以所受阻力等于车的牵引力,即 f=F= = =1.08104 N。W有s1.08107J1000m16.(1)天平 (2)水 (3)a 2.1103 (4)310517.解:(1)水吸收的热量Q 吸 =c 水 m(t-t0)=4.2103 J/(kg) 0.1 kg(100 -20 ) =3.36104 J。(2)3 g 酒精完全燃烧放出的热量Q=q 酒精 m 酒精 =3.0107 J/kg310-3kg=9104 J,效率 = = 37%。Q吸Q3.36104J9104J(3)水汽化成水蒸气所吸收的 热量Q=2.26103 J/g5 g=1
18、.13104 J。18.C 解析 组装器材时,应先放上酒精灯,固定下面铁圈的高度,再在下面铁圈上放上易拉罐,最后固定上面铁圈的高度,故 A 错误;由题图乙可知,升高相同的温度, a 液体加热时间短,吸收的热量少,故 B 错误;两液体的质量和初温均相同,用相同的装置加热,在相等的时间内吸收的热量相等,而 a 液体上升的温度更多,根据 Q=cm t 可知, a 液体的比热容小于 b 液体的比热容,故 C 正确;要比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,必须至少用到两种燃料,不添加器材,利用本实验的装置无法完成,故 D 错误。19.小于 2解析 由图像可知, BC 段温度不随时间的变化而变化,且整个
19、图像是上升的趋势,因此这是晶体的熔化图像。 BC 段是该晶体的熔化过程,晶体熔化时吸收热量,温度不变,内能增加,因此第 6 min 时的内能小于第 8 min 时的内能;根据 Q 吸=cm(t-t0),有 cABm0 -(-10 ) =cCDm(5 -0 ),解得 = ,即 CD 段比热容是 AB 段比热容的 2 倍。cCDcAB2120.解:(1)车静止时对水平路面的压力F=G 总 =(2.72103 kg+280 kg)10 N/kg=3104 N,车静止时对水平路面的压强 p= = =3105 Pa。FS 3104N100010-4m2(2)v=108 km/h=30 m/s,P=60 kW=60000 W;匀速行驶时,警车水平方向受力平衡,所受阻力等于牵引力,即 f=F 牵 = = =2000 N。Pv60000W30m/s(3)警车做的功 W=Pt=60000 W1060 s=3.6107 J,需要车燃烧柴油释放的能量 Q= = =9107 J,W 3.6107J40%消耗柴油的质量 m= = =2.25 kg。Qq 9107J4.0107J/kg
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