内能与热机习题.doc

内能与温度：
例1 为什么通常情况下，纯净的冰水混合物的温度总保持0℃？
解析：通常情况下，纯冰的熔点是0℃，纯水的凝固点也是0℃。冰水混合物中既有冰又有水，如果其吸热，则说明熔化过程还没有结束，所以温度总等于冰的熔点，如果其放热，则说明凝固过程还没有结束，所以温度总等于水的凝固点。
例2 用同一支温度计测量0℃的水和冰水混合物温度时，下列说法中正确的是（ ）
A．水的温度较高
B．两者的温度相同
C．冰水混合物的温度较高
D．无法比较
解析：温度是表示物体冷热程度的物理量。通常情况下，冰水混合物的温度和0℃的水的温度相同。
选择B。
例3 一支温度计的因使用时间过长，刻度已经模糊不清。请你设计一个实验方案为其重新划分刻度。
解析：要为常用温度计划分刻度，必须先要了解温度计的刻度原理。常用温度计一般采用的是摄氏温标，即“以一标准气压下，纯净的冰水混合物的温度作为0度，记作0℃；以一标准气压下，纯水沸腾时的温度作为100度，记作100℃。”
本题中，可以认为气压为标准大气压，所以，做法是：将温度计分别浸在冰水混合物中和沸水中，标出对应的液面位置，既分别为0℃和100℃，将0℃和100℃之间在温度计上用刻度尺等分成100等分，每一等分就代表了1℃。
例4 关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ）
A．50℃的水的内能比30℃的水的内能多
B．2kg的水的内能比1kg的水的内能多
C．水结冰后，内能消失了
D．水结冰后，照样有内能
解析：物体的内能既和温度有关，也和质量有关，因为质量大，做无规则运动的分子数多。所以，A、B不正确。现代物理学认为，只有温度降低到绝对零度，即-273.15℃时，分子的运动才可能停止，这时可以认为物体不存在内能。水结冰时，分子仍在运动，仍然具有内能，所以C不正确。
故本题正确选项为D。
例5 “热”字在物理学中有三种不同的含义，下面四句话中，“热”字表示“热量”的一句话是（ ）
A．热传递 B．冰吸热而熔化
C．摩擦生热 D．今天天气很热
解析：热字在物理学里的三种含义是：温度、热量和内能。热传递过程是内能的传递，所以A中热的含义是内能；摩擦生热，是用做功的方法改变了内能，此处的含义也是指内能；今天天气很热，热的含义是指温度高。所以，本题的正确选项是B。

【能力训练】
1．人体正常体温大约是________；太阳表面的温度大约是_________。
2．35℃读作____________________；-30℃读作_______________________。

3．两个相同的杯子里分别装有同样多的热水和冷水，则热水的内能________冷水的内能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
4．物体间发生热传递时，内能总是从________物体向_________物体传递。
5．用同样的设备给同样的水壶内的水加热，如果水的初温相同，将半壶水烧开所需时间________将一壶水烧开的时间（选填“大于”、“小于”或“等于”），这一现象说明，物体温度升高时所需吸收的热量的多少与_______有关。
6．在我国黑龙江省漠河地区，冬季测量室外气温时，应选用（ ）
A．汞温度计 B．酒精温度计
C．彩色温度计 D．以上都适合
7．测定沸水的温度时，应选用的温度计是（ ）
A．汞温度计 B．酒精温度计
C．彩色温度计 D．以上都适合
8．使用常用温度计测量液体温度时，正确的做法是（ ）
A．温度计的玻璃泡要部分浸入液体中
B．温度计的玻璃泡置于液面之上
C．把温度计从液体中取出来读数
D．温度计的玻璃泡全部浸没在液体中，但不能碰到容器底部或容器壁
9．关于物体的内能，下列说法中不正确的是（ ）
A．炽热的铁水有内能
B．扔在空中的篮球有内能
C．物体的温度升高时，内能会增大
D．水结成冰后，内能不变
10．下列说法中正确的是（ ）
A．物体的运动速度越大，分子动能的总和就越大
B．物体的运动速度越大，物体的动能就越大，分子的内能也越大
C．静止的物体没有动能，也没有内能
D．静止的物体没有动能，但有内能
11．指出下列改变物体内能的途径：
（1）将一根铁丝反复弯折，铁丝被弯折处会发热；
（2）铁锅放在火上烧，锅会热得烫手；
（3）饮料放进冰箱后温度会降低；
（4）衣被放在阳光下曝晒，衣被温度升高；
（5）用嘴对着手呵气，手感到暖和；
（6）用嘴对着手吹气，手会感到凉；
（7）用锯锯木头，锯条会发热；
（8）用放大镜取火。
12．2kg的水温度升高1℃要吸收的热量是（ ）
A．2.1×103J B．4.2×103J
C．8.4×103J D．无法确定
13．用打气筒给车胎打气，打气筒的筒壁会发热。请实际做一做，并观察，筒壁发热 时，是靠近气筒底部温度较高，还是靠上部温度较高，并从物理学的角度予以解释。

比热容：
1、新疆塔克拉玛干沙漠的气候非常恶劣，特别是与沿海的相比昼夜温差很大，其主要原因是砂石比水具有较小的（　　）
A、热量　　B、比热容　　C、密度　　D、内能
2、下列说法中，铁的比热容了生了变化的是（　　　）
    A、把铁块放在炎上烧成氧化铁　　　B、把铁块锻打成铁片
    C、把铁块碎成铁屑　　　　　　　　D、把铁块熔化成铁水
3、水温从20oC升高到30oC吸取的热量为4.2×104J，水的质量是（　　）
    A、1kgB、10kgC、0.1kgD、100kg
4、铁块和铝块的质量和初温分别相等，当它们放出了相同的热量后，相互接触(ｃ铁＜ｃ铝)，则（　　　） 
    A、它们之间没有热传递　　　　B、热量从铁块传向铝块 
    C、热量从铝块传向铁块　　　　D、温度从铝块传向铁块 
5、甲乙两物体质量相等，初温相同，把甲投入一杯热水中，平衡后水温降低Δt ℃，把甲捞出后（设水与热均未损失），再投入乙，热平衡后水温又降低了Δt ℃．由此可得出（　　　） 
A．甲的比热容大　　　　　　　　B．乙的比热容大 
C．甲、乙的比热容一样大　　　　D．无法确定 
6、质量为5kg的汽油，用去一半后剩下的汽油（　　）
    A、密度、比热容、热值都变为原来的一半
    B、密度不变、比热容、热值变为原来的一半
    C、密度、比热容变为原来的一半，热值不变
    D、密度、比热容、热值都不变
7、用两个完全相同的电热器同时给水和煤油分别加热，在此过程中，水和煤油的温度升高一样快，由此可以判定（　　）
    A、水的体积小于煤油的体积　　　　B、水的体积大于煤油的体积
    C、水的质量大于煤油的质量　　　　D、水的质量等于煤油的质量
8、下列说法中正确的是（　　）
    A．没有吸热过程和放热过程，说热量是毫无意义的。
    B．物质的比热与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关。
    C．两个物体升高相同的温度，吸收的热量也一定相同。
    D．热总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体。
9、某同学从下表提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（　　　）
    A、汽车发动机用水来冷却效果比较好 
    B、液体的比热容都比固体大
    C、同种物质在不同状态下比热容值不同
    D、质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多
10、小丽在海边游泳时发现，同样的、在烈日下，沙滩很热，而海水却比较凉，这是为什么？
11、夏天，人们到海边纳凉，经常感到从海面上吹来了阵阵凉风，为什么？
12、下表中列出了五种材料的比热容和密度，请你为一家工厂论证一下，选用什么材料生产煮水壶较为合适？ 
材料  铝 
 铜 
 铁 
 铅 
 干泥土 

13、甲、乙两物体质量之比为m甲：m乙=5：3，比热容之比为c甲：c乙=3：1.当它们吸收了相同的热量后，升高的温度之比为t甲：t乙=___________。
14、用样的酒精灯对质量相同的甲、乙两种液体加热，实验得出两种液体温度随时间变化关系如图所示，根据图像回答：甲液体的沸点____乙液体的沸点；甲液体的比热容____乙液体的比热容。（均选填“＞”“＝”“＜”）

15、钢球的质量为10 g，将它放在火炉中烧足够长时间（钢球不会熔化），取出后立即放入50 g 10 ℃的水中，水温升高到25 ℃，求炉子里的温度．［c钢＝0.504×103 J/(kg·℃)，不计热损失］ 
内燃机
填空题
1． 内燃机工作时，燃料在 _______ 燃烧，生成 _______ 燃气，燃气推动活塞 _______ ， _______ 能转化为 .
2．内燃机工作时周而复始的四个冲程为 _______ , _______ ， _______ ， _______ .
3. 内燃机压缩冲程中 _______ 能转化为 _______ 能；在做功冲程中 _______ 能转化为 _______ 能.
4． 四冲程汽油机的活塞向上运动，是 _______ _______ 冲程；进、排气门都关闭的是 _______ _______ 冲程；火花塞在 _______ 冲程点火，若在一分钟内火花塞点1800次，则此汽油机的转速是__ ___r/s.
5． 柴油机经过 _______ 个冲程，飞轮转1周，若某柴油机转速是1200r／min，则在一分钟内这台柴油机经过 _______ 冲程，其中做功冲程出现了 _______ 次.
6． 汽油机和柴油机构造上相比，汽油机顶部有一个 _______ ，柴油顶部有一个 _______ .
7． 在压缩冲程末，柴油机喷油嘴喷入气缸的是 _______ ，汽油机中汽油是在 _______ 冲程和 _______ 进入气缸的.
8．汽油机飞轮转速为3000r／min，那么它每秒种对外做功 _______ 次，活塞往复 ____次.
选择题
1． 内燃机工作的某个冲程，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，由此可知该冲程为（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C.做功冲程 D．排气冲程
2． 下面关于内燃机错误说法是（ ）
3． A． 蒸汽机是一种热机 B．汽油机和柴油机都是内燃机
C．内燃机只能在燃料燃烧完全结束后才对外做功 D．内燃机一般在燃料燃烧的同时就对外做功
4． 一般柴油机的效率比汽油机效率高，原因是（ ）
A. 柴油的燃烧值大 B．柴油机内压缩空气的压强大，温度高
B. C．柴油机和汽油机吸入的气体不同 D．柴油机和汽油机的点火方式不同
4． 柴油机上装有又重又大的飞轮，其作用是（ ）
A．增加柴油机的输出功率 B．增加柴油机的稳定性
C．改变柴油机的转速 D．增加柴油机转动的惯性
5．四冲程柴油机工作时，依靠飞轮惯性使活塞向上运动完成的冲程是（ ）
A．吸气和排气冲程 B．压缩和做功冲程
C．压缩和排气冲程 D．做功和排气冲程
6．从本质上看，内燃机工作的能量来源于（ ）
A机械能 B．内能 C．化学能 D．化学能和内能的总和
7．现代火电站和热电站，带动发电机发电的机械是（ ）
A．电动机 B．热机 C．人工机械 D．水力机械
8．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程为25cm，做功冲程中燃气产生的平均压强为 7．84×105Pa，那么该汽油机在一个工作循环中对外做的功是（ ）
A.19．6J B．980J C．78．4J D.7840J

9、汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，在这四个冲程中，机械能转化为内能的是( )
A吸气冲程　　B压缩冲程
C做功冲程　　D排气冲程
10、一个单缸四冲程柴油机的转速为1800r/min（转/分），则此柴油机每秒钟( )
A完成30个工作循环，做功30次
B完成30个工作循环，做功15次
C完成15个工作循环，做功15次
D完成15个工作循环，做功30次

问答题
1． 汽油机和柴油机在构造上的主要区别是什么？在四个冲程中二者没有区别的是什么冲程？在这一冲程中有没有能量转化？

2． 内燃机的曲轴上为什么要安装笨重的飞轮？

计算题
一台单缸四冲程柴油机活塞的横截面积为600cm2，活塞的行程是100mm，做功冲程的平均压强是 3．5 ×105Pa.，求： (1）做功冲程中气体做的功 （2）若柴油机每分钟完成500个工作循环，则柴油机的功率多大

热机效率和环境保护
1.燃烧甲、乙两种燃料，甲放出的热量比乙多，则( )
A、甲的质量一定大 B、甲的热值一定大
C、甲的比热容一定大 D、条件不足无法判断
2.下面现象中，属于内能转化为机械能的现象是( )
A、两决块相互摩擦，冰块熔化 B、水蒸汽推动活塞做功
C、压缩气体，温度升高 D、用太阳灶烧水
3.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( )
A、煤比干木柴含有的热量多一些 B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些 D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少
4.不属于大气污染主要来源的是( )
A、家庭炉灶和取暖设备 B、大型机电排灌站
C、工业企业(包括火电站、钢铁厂、化工厂等)
5.两种燃料的燃烧值之比为2:1，它们的质量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.8:1 D.4:1
6.为了提高热机效率，可采取的措施是（ ）
A．采用热值高的燃料 B．降低热机功率
C．保证良好的润滑减少摩擦 D．以上措施都可以
7.燃料的燃烧是一种__________变化；在燃烧过程中，燃料的__________能转化为__________能。
8.10千克汽油完全燃烧放出4.6×108焦的热量，则汽油的燃烧值为_________焦耳/千克。
9.热机工作时会产生____，干扰人们的正常工作和生活，同时会排出 污染大气。
10.无烟煤的热值是3.4×107J/Kg，表示的意义是 。如要获得1.7×108J的热量，需要完全燃烧 Kg无烟煤。
11.已知汽油的热值是4.6×107J/kg，完全燃烧500g汽油，求；(1)燃烧汽油产生的热量是多少?(2)若这些热量的50%被水吸收，使水温从20℃开始，升高了40℃，则水的质量是多少?

探索与实践
12.一台柴油机的热机效率为25%，表示的意思是 那部分能量在 能量中占 。用这台柴油机工作时，完全燃烧2Kg的柴油可做有用功 J。（柴油的热值为3.3×107J/Kg）
生活拓展
13.用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。15min可使质量为4Kg、温度为23℃的水沸腾，该城市水的沸点为93℃，求：
⑴水吸收的热量；
⑵若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少？

内能与温度
1．37℃；6000℃ 2．35摄氏度；零下30摄氏度 3．大于 4．温度高；温度低
5．小于；质量 6．B 7．A 8．D 9．D 10．D
11．（1）做功；（2）热传递；（3）热传递；（4）热传递；（5）热传递；（6）热传递；（7）做功；（8）热传递 12．C
13．气筒下部温度较高。打气时，压缩气体对气体做功，使气体内能增加，温度升高，温度高的气体再把热传递给筒壁。由于气体被压缩到气筒下部是压缩程度较大，做功较多，气体内能增加较多，从而温度升高得较高。

比热容
一、选择题

1、由比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量，在同样受热或冷却的情况下吸收或放出的热量机同，比热容小的温度变化大。选B正确。
2、a
3、a
4、解析：当它们放出了相同的热量后相互接触有无热传递，要看此时二者之间有没有温度差，从题目知，铁块和铝块的初温、质量、放热分别相等，比热容不同，利用Ｑ＝cmΔｔ可以比较它们降温的多少，进而比较二者末温高低．因为Q铁＝Ｑ铝，所以ｃ铁ｍ铁Δｔ铁＝ｃ铝ｍ铝Δｔ铝，ｍ铁＝ｍ铝，ｃ铁＜ｃ铝，所以Δｔ铁＞Δｔ铝，因为ｔ0铁＝ｔ0铝，所以ｔ铁＜ｔ铝，热量从铝块传向铁块．正确选项是C．
5、设甲和乙的质量为m，初温为t0，甲投入水中后混合末温为t1；乙投入后混合末温为t2，由物理过程知
投入甲：对甲Q吸甲＝c甲m甲（t1－t0）
对水Q放1＝c水m水Δt
投入乙：对乙Q吸乙＝c乙m乙（t2－t0）
对水Q放2＝c水m水Δt，显然Q放1＝Q放2
所以c甲m甲(t1－t0)＝c乙m乙（t2－t0）
因为m甲＝m乙，且t1＞t2,t1－t0＞t2－t0
所以有c甲＜c乙，正确选项是B． 
6、d
7、a
8、a
9、b
二、简答题

10、因为水的比热容较大，水和沙相比，在同样受热或冷却的情况下，吸收或放出的热量相同，但水的温度变化比沙小。因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水的温度升高得多。 
11、水的比热容比陆地的泥土砂石的比热容大得多，当吸收或放出一定热量时，海水的温度变化比陆地小，导致上与陆地上空气存在温差，从而形成了风。
12、水壶是食用器具，必须保证水壶的材料无毒．铅有毒，可先排除．干泥土的密度虽小，但要做一把同样容积的水壶，干泥土的水壶壶身必然笨重，其质量要比金属壶大得多，因此也可排除．剩余三种材料可作如下理论论证： 
煮水时，水壶吸收的热量 Q＝cm(t－t0)＝cmΔt
式中质量可表示为m＝ρV 即Q＝cρVΔt
当水壶壶身的体积V相同时，水壶吸收的热量Q与材料的比热容和密度的乘积成正比．对铝、铜、铁三种材料的c、ρ值比较如下： 材料  铝 
 铜 
 铁 

cρ大小 
 2.376×106
 3.471×106
 3.634×106

显然，铝的cρ值最小，升高相同的温度吸热最少，所以工厂选用铝做煮水壶较合适． 
三、填空题

13、
14、答案：＞　、＞　　加热一段时间后，由图可知曲线趋于水平状的乙液体吸热不升温，说明它已经处于沸腾状，而甲还不断吸热升温，由此可知甲液体的沸点高于乙液体的沸点。 
四、计算题

15、钢球放在炉子里烧足够长时间后，与炉内温度相同．钢球放入水中，钢球放出的热量与水吸收的热量相同，由热量计算公式可得： 
即炉子里的温度是650 ℃．
内燃机
一、1．气缸，高温高压，做功，内能，机械能 2．吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程 3．机械能，内能，内能，机械能 4．压缩和排气，压缩和做功，压缩，60 5．2，2400，600 6．火花塞，喷油嘴 7．柴油，吸气（冲程），空气 8．25，50
二、1．B 2．C 3．B 4．D 5．C 6．C 7．B 8．B 9.C 10. B
三、1．构造上主要区别：汽油机顶部是火花塞，柴油机顶部是喷油嘴，二者没有区别的是排气冲程，在排气冲程没有能量转化2．内燃机的吸气、压缩、排气三个冲程靠飞轮的惯性完成，质量较大的飞轮，惯性也大 四、（1）2100J；（2）1.75×104W

热加效率
 1. B 2. B 3.D 4.B 5.A
6. 能量 化学 机械能
7. 0.46×108
8. 噪音 尾气
9. 1Kg无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107J 0.5