课时训练18 热量与热值 比热容与热机.docx

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课时训练18热量与热值比热容与热机

课时训练（十八）　热量与热值　比热容与热机

（限时:

60分钟）

一、选择题

1.[2018·泰州]下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（　　）

A.物体吸收热量,温度一定升高

B.0℃的冰的内能为零

C.温度高的物体含有的热量多

D.物体的温度升高,内能增大

2.[2018·眉山]下表中有几种物质的比热容,小张同学根据提供的数据得出了四个结论,其中正确的是（　　）

几种物质的比热容/[J·（kg·℃）-1]

水

4.2×103

铁

0.46×103

酒精

2.4×103

铜

0.39×103

煤油

2.1×103

干泥土

0.54×103

冰

2.1×103

水银

0.14×103

A.一杯水比一桶煤油的比热容小

B.液体的比热容一定比固体的比热容大

C.水吸收或放出热量的本领较强,常用作冷却剂

D.比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类有关

3.[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

4.[2017·上海]两个质量不同的金属块,放出相同热量,降低相同的温度,则（　　）

A.质量大的金属块的比热容一定大

B.质量大的金属块的比热容一定小

C.质量大的金属块的比热容可能大

D.两个金属块的比热容有可能相同

5.[2018·南京]如图K18-1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K18-1

A.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

6.[2017·临沂]关于如图K18-2所示的实验,说法错误的是（　　）

图K18-2

A.试管口出现的白雾是液化的结果

B.该实验基本能反映热机的工作原理

C.木塞冲出的过程中机械能转化为内能

D.该实验可以说明做功能改变物体的内能

7.[2018·滨州]如图K18-3所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是（　　）

图K18-3　

A.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

8.[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.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多

9.[2018·泰安]某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6×107J/kg,假设燃油完全燃烧。

通过计算可知,下列结果正确的是（　　）

①汽车行驶速度是20km/h

②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J

③汽车牵引力做功的功率是30kW

④汽车发动机的效率是20%

A.只有①和②B.只有②和③

C.只有①和④D.只有②和④

二、填空题

10.[2018·宿迁]在烧杯中装入质量为500g、温度为10℃的水,用酒精灯给水加热直至水温上升到60℃,水的内能增加了　　　　J;水吸收的热量　　　　（选填“小于”“等于”或“大于”）酒精燃烧放出的热量。

[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 

11.[2018·青岛]质量之比为2∶3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为7∶5时,升高的温度之比为6∶5,则甲、乙液体的比热容之比为　　　　。

12.[2018·泰安]1个标准大气压下,质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量,水的温度降低了　　　　℃。

[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 

13.[2018·达州]如图K18-4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6min时的内能　　　　（选填“大于”“等于”或“小于”）第8min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K18-4

14.[2018·白银]如图K18-5所示是四冲程汽油机工作过程的一个冲程,该冲程是将　　　　能转化为　　　　能。

图K18-5

15.[2018·河北]如图K18-6所示,在一个配有活塞的厚透明筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速下压,压缩空气　　　　,使筒内空气的内能增大,温度升高,观察到硝化棉　　　　。

上述改变物体内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温改变物体内能的方式　　　　（选填“相同”或“不相同”）。

图K18-6

16.[2018·南充]某汽油机飞轮转速为1800r/min,在1s内,汽油机完成了　　　　个工作循环。

如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量　　　　J。

（q汽油=4.6×107J/kg） 

17.[2018·遂宁]我国于2017年5月18日在南海海域成功试采可燃冰,可燃冰作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,在相同条件下,可燃冰完全燃烧放出的热量可达天然气的数十倍。

如果可燃冰热值是天然气的10倍,设天然气热值为4.2×107J/kg,完全燃烧0.5kg可燃冰放出的热量为　　　　　　J;若在不考虑热量损失的情况下,这些热量能使800kg、45℃的水刚好达到沸点,则此时水的沸点是　　　℃,水面上方的气压　　　（选填“大于”“小于”或“等于”）1个标准大气压。

[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 

18.[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0.07m3天然气释放的热量为　　　　J,若这些热量的30%被水吸收,可以将4kg的水由20℃加热到　　　℃。

[q天然气=4×107J/m3,c水=4.2×103J/（kg·℃）] 

19.[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170kW·h,满载时电耗为4（kW·h）/km,最高运行速度为70km/h。

该电池充满电时储存的能量与质量是　　　　kg的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4.6×107J/kg） 

三、计算题

20.[2018·桂林]若家用天然气的热值为4.2×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。

（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是多少?

（2）若某新型天然气灶烧水的效率为40%,完全燃烧0.04m3天然气可使室温下5kg的水温度升高多少?

21.[2018·十堰]小天收集了如图K18-6所示货车的一些数据并填在下表中。

如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶100m,货车受到的阻力是车重的

。

那么在此过程中:

（g取10N/kg）

品牌型号

东风××

尺寸

5m×1.9m×23m

变速箱

A85

空车质量

1.5t

最高车速

120km/h

满载时载货量

2.5t

空载百公里油耗

12L

燃油密度

0.8×103kg/m3

满载百公里油耗

20L

燃油热值

5×107J/kg

（1）该货车牵引力是多少?

牵引力所做的功是多少?

（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少?

（3）该货车发动机的效率是多少?

图K18-6

参考答案

1.D　[解析]晶体熔化、液体沸腾时,吸收热量,温度不变,故A错误。

内能即分子动能和势能的总和,一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的冰的内能不为零,故B错误。

热量不是状态量,而是过程量,描述它的术语是“吸收”和“放出”,不能用“含有”,故C错误。

同一物体分子个数是一定的,当温度升高时,分子的热运动越剧烈,则分子动能就越大,从而使物体的内能增加,故D正确。

2.C　[解析]由表格中的信息可知,水的比热容大于煤油的比热容,比热容大小与质量无关,故A错误。

液体的比热容不一定比固体的大,比如:

冰的比热容比水银的比热容大,故B错误。

因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以人们常用水作冷却剂,故C正确。

比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类和状态有关,故D错误。

3.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。

4.B　[解析]根据公式Q放=cmΔt可知:

在放出热量相同,降低温度相同时,质量越大的物质比热容越小,故B正确。

5.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=cmΔt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。

6.C　7.C　8.B　

9.D　[解析]汽车行驶的速度为v=

=

=20m/s=72km/h,故①错误;消耗的燃油完全燃烧放出热量Q=qm=4.6×107J/kg×1.5kg=6.9×107J,故②正确;汽车牵引力的功率P=Fv=2000N×20m/s=40×103W=40kW,故③错误;汽车发动机的效率η=

×100%=

×100%=

×100%=20%,故④正确。

故选D。

10.1.05×105　小于

[解析]水的内能增加量等于水吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×0.5kg×（60℃-10℃）=1.05×105J;由于存在热量损失,水吸收的热量小于酒精燃烧放出的热量。

11.7∶4

[解析]由题知,m甲∶m乙=2∶3,Δt甲∶Δt乙=6∶5,Q甲∶Q乙=7∶5,因为Q吸=cmΔt,所以

=

=

=

解得

=

=7∶4。

12.20

[解析]水降低的温度

Δt=

=

=20℃。

13.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6min时的内能小于第8min时的内能;根据Q吸=cm（t-t0）,有cABm[0℃-（-10℃）]=cCDm（5℃-0℃）,解得

=

即CD段比热容是AB段比热容的2倍。

14.机械　内　15.做功　燃烧　不相同

16.15　2.3×107

[解析]汽油机的一个工作循环飞轮转2圈,该飞轮的转速为1800r/min,则每秒转数n=

=30,完成15个工作循环,汽油燃烧放出的热量Q=mq汽油=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J。

17.2.1×108　107.5　大于

[解析]可燃冰热值是天然气的10倍,设天然气热值为4.2×107J/kg,则可燃冰热值为4.2×108J/kg,完全燃烧0.5kg可燃冰放出的热量为Q放=mq=0.5kg×4.2×108J/kg=2.1×108J;若不考虑热量损失,这些热量全部被水吸收,则有Q放=Q吸=c水m水Δt,Δt=

=

=62.5℃,则t=Δt+t0=62.5℃+45℃=107.5℃,因为水的沸点高于100℃,所以水面上方的气压大于1个标准大气压。

18.不可　2.8×106　70

[解析]天然气是不可再生能源;完全燃烧0.07m3天然气释放的热量Q放=q天然气V=4×107J/m3×0.07m3=2.8×106J;水吸收的热量Q吸=ηQ放=30%×2.8×106J=8.4×105J,水升高的温度Δt=

=

=50℃,则水的末温t=t0+Δt=20℃+50℃=70℃。

19.13.3　1.08×104

[解析]电池充满电时储存的能量W=170kW·h=6.12×108J,则完全燃烧汽油的质量m=

=

=

≈13.3kg;满载时电耗为4kW·h/km,且其效率为75%,则每行驶1km做的有用功为W有=ηW'=75%×4×3.6×106J=1.08×107J,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=

=

=1.08×104N。

20.解:

（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量

Q放=Vq=0.04m3×4.2×107J/m3=1.68×106J。

（2）根据公式η=

得,

水吸收的热量Q吸=ηQ放=40%×1.68×106J=6.72×105J,

根据公式Q吸=cmΔt得,

水升高的温度Δt=

=

=32℃。

21.解:

（1）满载货物时货车的总质量m=m车+m货=1.5t+2.5t=4t=4×103kg,

货车的总重力G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N,

由题意知,货车受到的阻力f=

G=

×4×104N=4×103N,

因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶,受力平衡,

根据二力平衡条件可知,该货车的牵引力F=f=4×103N。

牵引力所做的功W=Fs=4×103N×100m=4×105J。

（2）由表格数据可知,货车满载百公里油耗为20L,

则货车行驶100m消耗燃油的体积V燃油=

×20L=0.02L=2×10-5m3,

消耗燃油的质量m燃油=ρ燃油V燃油=0.8×103kg/m3×2×10-5m3=0.016kg,

燃油完全燃烧放出的热量Q放=m燃油q燃油=0.016kg×5×107J/kg=8×105J。

（3）该货车发动机的效率η=

×100%=

×100%=50%。