人教版高中物理选修22第五章第一节 制冷机的原理 同步测试.docx

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人教版高中物理选修22第五章第一节制冷机的原理同步测试

人教版高中物理选修2-2第五章

第一节制冷机的原理同步测试

一、单选题（共7题；共14分）

1.下列有关各种家用电器性能的判断中，正确的是（  ）

A. 空调机和电风扇都可以使室内温度降低           B. 微波炉中产生的微波是波长很短的机械波

C. 收音机和电视机都能接收电磁波                     

D. 手持移动电话机只能接收电磁波，不能发射电磁波

2.下列几个生活中的用电器正常工作时的电流值，你认为可能的是（  ）

A. 小明一家三口所用的电饭锅工作电流是200mA   

B. 教室里的日光灯工作时的电流是2A

C. 冰箱制冷机启动后通过它的电流是0．55A          

D. 看书用的台灯正常发光时的电流是5A

3.青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒（如图所示），我们叫它热棒．热棒在路基下还埋有5米深，整个棒体是中空的，里面灌有液氨．热棒的工作原理很简单：

当路基温度上升时，液态氨受热发生（①），上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却（②）变成了液态氨，又沉入了棒底．这样，热棒就相当于一个天然“制冷机”．请问文中空格处的物态变化名称是（  ）

A. ①汽化、②液化             

B. ①液化、②汽化             

C. ①升华、②液化             

D. ①升华、②凝华

4.当夏日炎炎时，我们使用空调来降低室内的温度，如图所示．当冬日严寒时，我们又可以使用空调来提高室内的温度．你觉得在使用的过程中，空调的风向应怎样调节最有利于整个室内温度尽快达到预设要求（  ）

A. 夏天，应将空调出风口向上调节，让凉风向上吹出

B. 冬天，应将空调出风口向上调节，让暖风向上吹出

C. 无论夏天还是冬天，都应将空调出风口向下调节

D. 空调出风口风向并不影响制冷或制热的效果，所以无论冬天、夏天均可随意调节

5.某家用电器正常工作时的功率约为2千瓦，它可能是（  ）

A. 空调器                                

B. 电冰箱                                

C. 电视机                                

D. 电风扇

6.在家庭电路中，空调机要比电风扇费电多了，则下列说法正确的是（  ）

A. 空调机两端的电压大                                           

B. 电风扇两端的电压大

C. 空调机和电风扇两端的电压一样大                      

D. 无法确定两者的电压关系

7.某家用电器正常工作时的功率约为1300瓦，则它可能是（  ）

A. 空调器                              B. 白炽灯                              C. 洗衣机                              D. 语言复读机

二、填空题（共3题；共11分）

8.如图所示，青藏铁路分路段路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒，我们叫它热棒．热棒在路基下还埋有5米深，整个棒体是中空的，里面灌有少量液氨．热棒的作用相当于天然的“制冷机”，它是我们学过的物态变化知识的创造性应用．热棒的工作原理是：

当路基温度升高时，液态氨吸热发生成气态________上升到热棒的上端；气态氨遇冷放热发生________变成了液态氨，又沉入了棒底．如此不断循环，有效的防止了路基温度的升高．

9.电冰箱利用了叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”，把冰箱冷冻室里的“热”，搬运到了冰箱的外面．氟利昂是一种既容易________化，又容易________化的物质．工作时电动压缩机使氟利昂蒸气压缩并把它压入冰箱外的冷凝器管里，在这里蒸气变成液体并________热，这些热被周围的空气带走．冷凝器里的液态氟利昂，经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里，在这里迅速汽化，________热，使冰箱内温度________．生成的蒸气又被压缩机抽走，压入冷凝器，再液化并把从冰箱内带来的热放出．氟利昂这样循环流动，冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度．

10.被称为“天路”的青藏铁路，在修建时遇到的最大问题就是多年冻土对路基的影响，夏天气温上升，冻土层中的冰吸热就要________，上面的路基就塌了，而冬天温度降低，冻土层的体积就要________（填“变大”或“变小”），上面的路基和钢轨就会被升起来，一降一升，火车极易脱轨．为了解决这个问题，工程技术人员设计的几种方案中，有一种是在铁路的两边插了许多叫做热棒的柱子，整个热棒是中空的，里面装有液氨．当路基温度升高时，液氨吸收热量发生________现象，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，此时气态氨放出热量发生________现象，变成了液态氨，又沉入棒底，这样，热棒就相当于一个“制冷机”．

三、综合题（共3题；共38分）

11.阅读下列资料并完成相关问题．

资料：

如图所示，冰箱的致冷设备由蒸发器、压缩机、冷凝器、毛细管等部件组成．电冰箱工作过程中，致冷剂氟利昂（一种既容易汽化又容易液化的化学物质）在蒸发器中迅速蒸发①热，使冷冻室内温度②，气态的氟利昂经压缩机压缩后，送入冰箱外面的冷凝器，在此致冷剂液化③热，液态的致冷剂通过很细的毛细管回到蒸发器，又开始了新的循环．电冰箱就这样源源不断地将冷冻室内的热吸出来，并散发到冰箱的外面．

（1）在资料的①、②、③三处，补写上适当的内容分别是①________、②________、③________．

（2）冰箱冷冻室内温度很低，那么在室内多放几台打开冷冻室门的冰箱长时间工作能不能降低室内温度？

12.家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P1是2．2kW，送风状态时的功率P2是0．22kW，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．

（1）空调器在前5min内处于什么状态？

此时通过它的电流是多少？

（2）在一个周期内，空调器消耗的电能是多少度？

（3）在1h内，空调器消耗的电能是多少度？

13.下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中KFRD表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器．请根据表中的数据，回答下面的问题．（已知：

空气的密度为1．29kg/m3，空气的比热容取103J/（kg•℃）．注：

空调的电辅热功能有两方面的作用，一是在室外温度不太低时开启电辅热功能可以增加制热量，实现室内温度的快速提升，二是当室外温度很低，空调器的压缩机制热效能过低时，开启电辅热功能可以辅助制热，弥补单纯靠压缩机工作制热量不足的问题．

XXXKFRD﹣23GW/Z1分体式房间空调器

电源

IPH220V﹣50Hz

制冷运行

制冷量

2300W

额定输入功率

830W

制热运行

制热量

2600W

额定输入功率

780W

电热功率

500W

（1）如果房间的面积为15m2，高度为2．6m，问：

如果按照表中的数据工作，该空调器至少多长时间才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃？

（2）在l中，若室外温度不太低，实际加热时间约为4．0min，则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为多少？

空调器总共消耗的电能为多少？

（3）该空调器在制冷时的额定输入功率为830W，而它的制冷量却是2300W，比输入功率还要大，这是为什么？

四、解答题（共1题；共5分）

14.空调器制热时，出风口导风板向下时制热效果比较好．这是为什么？

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】C

【解析】【解答】A、空调机可以使室内温度降低，但是风扇只能加快空气的流动速度，并不能使室内温度降低，该选项说法不正确；B、微波炉中产生的微波是电磁波，而不是机械波，该选项说法不正确；C、收音机和电视机都能接收电磁波，该选项说法正确；D、手持移动电话既能接收电磁波，又能发射电磁波，故该选项说法不正确．故选C．

【分析】加快和减慢空气的流动速度只会影响蒸发的快慢，不会改变空气的温度；微波是指频率为300MHz﹣300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称；无线电广播和电视都是靠电磁波传递信息的；手机是通过发射和接收电磁波来实现通信的，既是无线电发射台，又是无线电接受台．

2.【答案】C

【解析】【解答】A．小明一家三口所用的电饭锅工作电流约为5A，故A不正确；B．教室里的日光灯工作时的电流约为0．2A，故B不正确；C．冰箱制冷机启动后通过它的电流约为0．55A，故C正确；D．看书用的台灯正常发光时的电流约为0．1A，故D不正确．故选C．

【分析】根据我们对生活中常用用电器电流大小的了解进行解答．

3.【答案】A

【解析】【解答】①的过程中，液态氮→气态氮，符合汽化的物态变化过程；②的过程中，气态氮→液态氮，符合液化的物态变化过程；因此空格处应是：

①汽化、②液化；故选A．

【分析】判断空格处的物态变化，要抓住变化前后物质所处的状态，①是由液态→气态，②是由气态→液态；然后根据所学物态变化的几种类型来进行选择．

4.【答案】A

【解析】【解答】

（1）夏天使用空调是为了致冷，而冷的空气密度大，因此应将空调出风口向上调节，将其吹向高处，再让其自然下降，达到循环的目的，使室内均衡降温；

（2）冬天使用空调是为了致热，而热的空气密度小，因此应将空调出风口向下调节，将其吹向低处，再让其自然上升，达到循环的目的，使室内尽快暖起来．综上所述，选项的描述中只有A是正确的．故选A．

【分析】我们在使用空调时，夏天是为了致冷，冬天是为了致热，通过改变空气的温度来起到调节气温的作用，根据空气密度与温度的关系可进一步做出分析．

5.【答案】A

【解析】【解答】A、空调器的功率约为2000W；B、电冰箱的功率约为200W；C、电视机的功率约为120W；D、电风扇的功率约为60W．故选A．

【分析】根据常见家庭用电器的额定功率进行选择，电功率为2kW的用电器属于大功率用电器．

6.【答案】C

【解析】【解答】各家用电器都能正常工作，并且互不影响，各家用电器之间都是并联的，根据并联电路电压的特点可知，空调机和电风扇两端的电压一样大．故选C．

【分析】要解决此题，需要掌握家庭电路中各用电器之间的连接方式．

家庭电路的电压是220V，家庭电路中各家用电器的电压是220V，各家用电器之间都是并联的，这样各家用电器都能正常工作，并且互不影响．

7.【答案】A

【解析】【解答】功率约1300瓦的用电器属于大功率用电器，四个选项中，白炽灯功率大约有几十瓦，洗衣机约几百瓦，而语言复读机也就是几瓦或十几瓦，只有空调器属于大功率用电器．故选A．

【分析】家庭中大功率用电器有空调、电饭锅、微波炉等．

二、填空题

8.【答案】汽化；液化

【解析】【解答】变为气态的过程叫汽化；气态氨变为液态的过程叫液化．故答案为：

汽化；液化．

【分析】物体由液态变为气态的过程叫汽化；物体由气态变为液态的过程叫液化．根据汽化和液化的定义来分析．

9.【答案】汽；液；放；吸；下降

【解析】【解答】氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物体；工作时电动压缩机使氟利昂蒸气压缩而液化，压入冰箱外的冷凝器管里将热量放出；冷凝器里的液态氟利昂，经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里，在这里迅速汽化，从冰箱的内部吸收热量，是冰箱内部的温度降低．故答案为：

汽；液；放；吸；下降．

【分析】冰箱的原理既是利用氟利昂一类的物质，容易汽化和液化，汽化要吸热而液化要放热，从而将冰箱内部的热量搬运到冰箱的外部，起到制冷的目的．

10.【答案】熔化；变大；汽化；液化

【解析】【解答】夏天，固态冰吸收热量后会发生熔化现象变成水，而冬天水会放热而变成冰，在质量不变的情况下，由于冰的密度比水小，所以体积会变大；温度升高时，液氨吸收热量会变成气态的氨，发生了汽化现象；气态氨放热后又会变成液态的氨，发生液化现象；就这样，氨反复工作，具有制冷的作用，是一个天然的制冷机；故答案为：

熔化，变大，汽化，液化．

【分析】解决此题的关键是知道物态变化的名称，物质从固态变为液态的过程是熔化，物质从液态变成气态称为汽化，物质从气态变成液态称为液化，结合题目中的前后物态，判断物态变化的名称．

三、综合题

11.【答案】

（1）吸；降低；放

（2）不能

【解析】【解答】

（1）氟利昂在冰箱内部的蒸发器里面汽化，吸收冰箱内的内能，使冰箱内的温度降低．携带有冰箱里面内能的氟利昂，到了冰箱外面的冷凝器里液化，液化放热，将冰箱内部的内能转移到冰箱的外面．

（2）冰箱工作时，只不过是将冰箱内部的能量转移到冰箱的外面．冰箱工作一段时间，内部的温度虽然降低了，但外界的温度由于能量的增加而升高．若打开冰箱门，会出现部分内能从冰箱内到冰箱外的房间，再由房间到冰箱内的循环．室内的总内能并没有减少，所以，室内温度不会降低．故答案为：

（1）①吸；②降低；③放；

（2）不能．

【分析】冰箱是利用氟利昂一类的物质，容易汽化和液化，汽化要吸热而液化要放热，从而将冰箱内部的热搬运到冰箱的外部，起到制冷的目的．理解了冰箱的工作原理，就可以理解在室内多放几台打开冷冻室门的冰箱不能降低室内温度的原因．

12.【答案】

（1）解：

由图可知：

空调在前5min内，其功率为P2=0．22kW，因此此时空调处于送风状态；

根据P=UI可得，此时通过它的电流：

；

答：

空调器在前5min内处于送风状态，此时通过它的电流是1A；

（2）解：

由图象可知，一个周期为15min，送风时间 

，制冷时间

，

则一个周期内，消耗的电能：

答：

在一个周期内，空调器消耗的电能是0．385度；

（3）解：

1h内有四个周期，则在1h内空调器消耗的电能：

W总=W0×4=0．385度×4=1．54度．

答：

在1h内，空调器消耗的电能是1．54度．

【解析】【分析】

（1）从图象中读出前5min内空调的功率，然后与制冷功率和送风功率比较，与其相等的，则为空调所处的状态；然后利用

求出此时通过它的电流；

（2）由图象可知，一个周期为15min，送风时间为5min，制冷时间为10min，根据W=Pt求出各自消耗的电能，两者之和即为空调器消耗的电能；（3）1h内有4个周期，知道一个周期消耗的电能可求出4个周期消耗的电能．

13.【答案】

（1）该空调器至少2．7min才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃；

解：

室内空气体积：

V=15m2×2．6m=39m3；

空调需要制热空气的质量：

m=ρV=1．29kg/m3×39m3=50．31kg；

空调需要放出的热量：

Q放=c空气m△t=1．0×103J/（kg•℃）×50．31kg×（20℃﹣10℃）=5．03×105J；

由

可得，将室内温度从10℃调升至20℃，需要的时间：

；

（2）在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为1000W；空调器总共消耗的电能为3．07×105J；

解：

散热功率：

；

空调器总共消耗的电能：

W=Pt′=（500W+780W）×4×60s=3．07×105J；

（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率

【解析】【解答】

（1）室内空气体积：

V=15m2×2．6m=39m3；空调需要制热空气的质量：

m=ρV=1．29kg/m3×39m3=50．31kg；空调需要放出的热量：

Q放=c空气m△t=1．0×103J/（kg•℃）×50．31kg×（20℃﹣10℃）=5．03×105J；由

可得，将室内温度从10℃调升至20℃，需要的时间：

；

（2）散热功率：

；空调器总共消耗的电能：

W=Pt′=（500W+780W）×4×60s=3．07×105J；（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率．

故答案为：

（1）该空调器至少2．7min才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃；

（2）在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为1000W；空调器总共消耗的电能为3．07×105J；（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率．

【分析】

（1）由表可知空调的制冷功率，先根据m=ρV求出空调需要制冷空气的质量，再根据Q=cm△t求出空调需要吸收的热量；利用

求出需要的制冷时间．

（2）根据功率的计算公式以及额定功率和实际功率即可求出散热功率；根据制热时的制热输入功率和电热功率以及W=Pt即可求出空调器总共消耗的电能；（3）从物态变化以及吸热、放热的特点进行分析．

四、解答题

14.【答案】热空气比冷空气密度小，总是向上流动，如果挡风板向上就会把热空气吹向房间的上方，冷空气在下方．人感觉很冷；如果挡风板向下就会把热空气吹向下方，由于热空气向上流动，就会产生对流，使房间上下温度一样

【解析】【解答】热空气比冷空气密度小，总是向上流动，如果挡风板向上就会把热空气吹向房间的上方，冷空气在下方．人感觉很冷；如果挡风板向下就会把热空气吹向下方，由于热空气向上流动，就会产生对流，使房间上下温度一样．

【分析】空气密度受温度影响明显：

温度升高，密度减少，空气向上运动；温度降低，密度增大，空气向下运动．