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第十三章 内能与热机
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1.[物理观念]关于内能,有以下四个观点,你认为正确的是( )
①热机在做功冲程中内能转化为机械能
②物体温度越低,内能越小,所以0 ℃的物体没有内能
③两物体相互接触时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多,但本质上只有做功和热传递两种方式
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
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C
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2.[易错题]如图所示,小宇做了一个简单的思维导图来弄清楚“热量”“内能”与“温度”的关系,请补充:①________,②________(②处填“一定”或“不一定”)两处空白。
热传递
不一定
3.[2022·福建]如图所示的是我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过____________的方式,使筒内空气内能______,温度升高,达到艾绒的着火点。
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做功
增大
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4.[立德树人·爱护环境][2022·邵阳]湿地被称为“地球之肾”,能调节空气的湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水的( )
A.比热容大 B.密度大
C.流动性大 D.热值大
A
5.[2022·绵阳模拟]在探究物质的吸热能力的实验时,用同一电加热器加热某种物质,使其从固态变为液态,直至沸腾,整个过程物质的温度与时间关系图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.4~11 min内,第5 min时的物质内能等于第8 min时的内能
B.该物质在液态时的比热容比固态的小
C.0~4 min内的分子作用力小于19~26 min内的分子作用力
D.4 min时的分子动能等于
11 min时的分子动能
D
【点拨】在4~11 min时间段,物质吸收热量,内能增加,所以第5 min时物质的内能小于第8 min时的内能,故A错误;由图像可知,物质处于固态时升温较快,处于液态时升温较慢,据此可以判断该物质在液态时比热容较大,故B错误;在4~11 min时间段,物质处于固液共存态;0~4 min内物质处于固态,分子作用力较大;在19~26 min内,物质处于沸腾过程中,由液态变为气态,因此分子作用力较小,因此0~4 min内的分子作用力大于19~26 min内的分子作用力,故C错误;温度越高,分子热运动的动能越大;由图知,在4~11 min时间段,物质的温度不变,所以4 min时的分子动能等于11 min时的分子动能,故D正确。
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6.使用体温计时,将体温计夹入腋下,大约5 min就能测出体温,既快捷又灵敏,它的玻璃泡内用水银作为测温物质,而不是用便宜的酒精或煤油,请同学们用学过的物理知识解释其中的道理。[c水银=0.14×103 J/(kg·℃),c酒精=2.4×103 J/(kg·℃),c煤油=2.1×103 J/(kg·℃)]
解:水银的比热容小于酒精和煤油,根据Q=cmΔt可知,相同质量的水银、酒精和煤油,在升高相同的温度时,由于水银的比热容小,所以水银吸收的热量少,测出人的体温需要的时间少。
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7.[2022·南京鼓楼区模拟]在学习“物质的比热容”时:
(1)小明取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如表,并在图甲中作出了沙子升高的温度随时间变化的图线。实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子____________相同。
吸收的热量
加热时间/min 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
升高的
温度/℃ 水 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
沙 4.3 7.9 15.2 18.4 21.5
(2)请利用表中数据在图甲中作出表示水升高的温度随时间变化的图线。
(3)分析图中的沙子和水升高的温度随时间变化
规律的图线,可知________的比热容较大。
加热时间/min 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
升高的
温度/℃ 水 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
沙 4.3 7.9 15.2 18.4 21.5
水
如图所示。
(4)小红用50 g的水和100 g的水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出了50 g水和100 g水的Q-Δt图像如图乙,它们都是过原点的直线,即Q=kΔt。进一步分析,发现这两条直线的k值之比与对应水的________之比相等。
质量
(5)小兰同学为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力,用酒精灯(火焰大小保持不变,不计热损失)均匀加热0.6 kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图丙所示。通过查阅资料知该物质液态时的比热容为3×103 J/(kg·℃),则该物质在固态时的比热容
为___________J/(kg·℃)。
1.5×103
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8.[2022·