内容正文:
专题01 内能(解析版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、比较不同物质的吸热能力 1
题型二、比热容 4
题型三、热量的计算 9
题型四、分子动理论 11
题型五、内能 14
B综合攻坚・能力跃升 16
题型一、比较不同物质的吸热能力
1.利用如图(甲)所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入初温相同且 相等的沙子和水。用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,某时刻水的温度如图(甲)所示,此时温度计的示数为 ℃,根据实验数据绘制成温度与时间的关系如图(乙)所示;
(2)加热至t时刻,如图(乙)可知,对于质量相等的沙子和水,两者吸收热量 (选填“相同”或“不同”),沙子升高的温度较高,由此可见 (选填“沙子”或“水”)的比热容较大;
(3)实验中是通过比较 来间接反映沙子和水吸收热量的多少。除了这里用到控制变量法外,本实验还用到 (填实验方法)。
【答案】(1) 质量 92
(2) 相同 水
(3) 加热时间 转换法
【详解】(1)[1]探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”实验中,为了便于比较,需要在容器中加入质量相同的沙子和水,加热相同的时间,即水和沙子吸收相同的热量,比较水和沙子升高的温度。
[2]温度计的分度值为1°C,温度计示数为92°C。
(2)[1][2]用相同的热源给沙子和水加热,加热相同的时间,酒精灯放出的热量相同,沙子和水吸收的热量相同;由图乙可知,水和沙子吸收相同的热量,沙子升高温度较高,则沙子的比热容较小,水的比热容较大。
(3)[1][2]实验中是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收热量的多少,加热时间越长,表示水和沙子吸收的热量越多;这里用到了转换法;本实验控制沙子和水质量相同、加热时间相同时,通过比较水和沙子升高的温度来判断比热容大小,利用了控制变量法。
2.同学们在实验室用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热升温情况。将水和油分别盛在两个相同的试管中,同时用红外加热器加热,温度传感器与电脑相连。电脑上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。
(1)实验中需要选取 (选填“质量”或“体积”)相等的水、油两种液体。
(2)实验通过比较 来比较吸收热量的多少。
(3)加热3分钟A吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)B吸收的热量。
(4)由图像分析可知 液体是水(选填“A”或“B”)。
(5)小华用该装置重新实验,得到水和油的温度随时间变化的图线重合,且均与图乙中的A相同,则小华所取的水和油质量之比为 。
【答案】(1)质量
(2)加热时间的长短
(3)等于
(4)B
(5)2∶3
【详解】(1)为了比较不同物质的吸热升温情况,根据控制变量,应控制水和油的质量相同。
(2)实验时,利用相同的加热装置,加热相同时间,放热相同,物体吸收的热量相同,所以通过加热时间的长短来比较吸收热量的多少。
(3)相同的加热装置,加热3min,放热相同,A吸收的热量等于B吸收的热量。
(4)水的比热容比油大,所以水的吸热能力更强。图乙中,A、B质量和升高的温度相同时,B加热时间长,吸收热量多,吸热能力强,所以B液体是水。
(5)图乙中,质量和升高的温度相同时,Q油:Q水=2∶3,根据可知则c油:c水=2∶3;若水和油的温度随时间变化的图线与A相同,则吸收的热量和升高的温度相同,根据可知m水∶m油=c油:c水=2∶3。
3.某实验小组用如图甲、乙所示的两个相同的实验装置“比较水和煤油的吸热能力”。
时间/min
0
1
2
3
4
5
水的温度/℃
10
14
18
22
26
30
煤油的温度/℃
10
18
26
34
42
50
(1)加热前在其中一个烧杯中加入160mL水,则在另一个烧杯中需要加入 mL煤油。(,)
(2)在加热过程中使用搅拌器不断搅拌的目的是 。
(3)在本实验中,水和煤油吸收热量的多少是通过 (选填“温度计的示数”或“加热时间”)来反映的。
(4)实验过程中记录的实验数据如表所示,如果需要从本实验的两种物质中选择一种物质作为暖手袋中的供热物质,你会选择 。
【答案】(1)200
(2)使水和煤油受热均匀
(3)加热时间
(4)水
【详解】(1)在“比较水和煤油的吸热能力”实验中,根据控制变量法,应控制水和煤油的质量相等,水的体积为160mL=160cm3,其质量为
实验中所用煤油的质量也应为160g,则煤油的体积为
(2)加热时使用搅拌器,目的是为了使被加热的液体均匀受热。
(3)相同的加热器在相同的时间内放出的热量是相同的,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间来反映,加热时间越长,液体吸收的热量越多。
(4)由表格数据可知,质量相同的水和煤油在加热5min,即吸收相同的热量后,水升高的温度为
煤油升高的温度为
可得水的吸热能力更强,故应选择水作为暖手袋中的供热物质。
题型二、比热容
4.小薇根据下表中的数据,得出以下四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容c/[J·(kg·℃)﹣1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
A.同种物质在不同状态下比热容一定相等
B.不同物质的比热容一定不相等
C.质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铜块放出的热量一定多
D.初温相等的酒精和砂石吸收相等的热量,酒精的末温可能比砂石的末温高
【答案】D
【详解】A.同种物质在不同状态下比热容不同,如水和冰比热容不同,故A错误;
B.不同物质的比热容一般不同,有的也相同,如冰和煤油的比热容相同,故B错误;
C.铜的比热容比铝的比热容小,由Q放=cmΔt可知,质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铝块放出的热量一定多,故C错误;
D.酒精的比热容比砂石的比热容大,初温相等的酒精和砂石吸收相等的热量,由Q吸=cmΔt可知,若酒精的质量比砂石的质量小很多,则酒精升高的温度可能比砂石的温度升高的多,使酒精的末温比砂石的末温高,故D正确。
故选D。
5.下列关于比热容的说法正确的是( )
A.物质的温度越高,比热容越大 B.物质的质量越大,比热容越大
C.比热容的大小与物质的种类和状态有关 D.物质吸收的热量越多,比热容越大
【答案】C
【详解】ABC.比热容是物质的一种性质,与物质的种类和物态有关,与物质的质量、温度无关;物质的温度越高,物质的质量越大,比热容不变,故AB错误,C正确;
D.由可知,物质吸收的热量越多,在质量和升高温度不确定时,比热容不一定越大,故D错误。
故选C。
6.质量相等的甲、乙两物体,若它们吸收的热量之比是,比热容之比是,则它们升高的温度之比是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据则有,则甲、乙两物体升高的温度之比为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.用相同规格的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热(不计热量损失),如图是液体甲和乙的温度随时间变化的关系图象。下列说法正确的是( )
A.甲的比热容与乙的比热容之比为
B.甲的比热容与乙的比热容之比为
C.甲和乙都加热,甲吸收的热量比乙吸收的热量多
D.甲和乙升高相同的温度,乙吸收的热量较少
【答案】B
【详解】AB.由图像可知,吸收热量相同时(即加热时间相同),甲的温度变化
乙的温度变化
由得,因Q吸、m均相同,比热容与升高的温度成反比,则
故A错误,B正确;
C.用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热时,在相同的时间(10min内),电热器产生的热量相等,不计热量损失,则甲、乙吸收的热量相等。故C错误;
D.由图可知,甲、乙升高相同的温度,加热乙的时间长,则乙吸收的热量多。故D错误。
故选B。
8.两块质量相同的不同金属甲、乙,在沸水中加热很长时间,将甲投入到一杯冷水中,水温上升10℃,取去甲,再将乙放入该杯水中,水温又上升10℃,由此可知(不计一切损失)( )
A.c甲>c乙 B.c甲<c乙
C.c甲=c乙 D.无法判断
【答案】B
【详解】分别将甲、乙投入水中后,水升高的温度相同,由Q=cmΔt知,水吸收的热量相同;又不计一切损失,所以甲、乙放出的热量相同;而甲、乙初温都与沸水温度相同,末温甲比乙低,所以Δt甲>Δt乙,又甲、乙质量相同,由可知,c甲<c乙。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.在标准大气压下将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。经过一段时间后,冰块形状不再变化,状态如图所示。则下列对于此时三块金属分析正确的是( )
A.甲的放热能力更强 B.甲金属放出的热量最多
C.丙的放热能力更强 D.此时丙的温度最高
【答案】C
【详解】冰块的形状最终不发生变化,即冰块不再吸收热量,所以最终三金属块的温度与冰的温度相同,因此三块金属的初温相同、末温相同,即温度的变化量相同,其中丙下方冰块熔化的最多,表明丙放出热量最多,甲下方冰块熔化的最少,甲放出的热量最少,根据可知,在质量和温度变化量相同时,放出热量多的放热能力强,所以丙的放热能力更强,故ABD错误,C正确。
故选C。
10.炎炎夏日,小布来到美丽的海滨城市泉港。他发现,这里的风常常从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,这种风通常( )
A.发生在白天,且陆地温度较高 B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高 D.发生在夜晚,且海水温度较高
【答案】D
【详解】图中海面空气上升,表明温度较高,陆地上方空气下降,表明温度较低,晚上没有光照,放热后温度下降,海水比热容较大,温度下降慢,末温更高,故图中情景发生在夜晚,且海水温度较高,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
11.正常人体中水分含量大约占体重的60%~70%,如此之多的水分占比,有助于调节自身体温,主要是因为水的( )
A.密度较大 B.比热容较大
C.沸点较高 D.热量较低
【答案】B
【详解】人体内水的比例很高,正常人体中水分含量大约占体重的60%~70%,在外界环境温度升高时,人体即使吸收较多的热量,由于水的比热容较大,体温不会升的过高;同理在外界环境温度降低时,由于水的比热容较大,即使放出较多的热量,体温也不会过低,所以人体内的水分有助于调节自身的温度,以免温度变化太快造成损害。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12.下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A.初春培育水稻秧苗,晚上多排水,早晨多灌水
B.汽车发动机常用水做冷却剂
C.在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D.沿海地区白天多刮陆海风,晚上多刮海陆风
【答案】B
【详解】A.由于泥土的比热容比水小,在其他条件相同时,吸收相同的热量,泥土温度升高的多,早晨多排水;由于水的比热容大,在其他条件相同时,降低相同的温度,水放热多,晚上多灌水,故A错误;
B.水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量,水升高的温度低,所以用水做冷却剂,故B正确;
C.水的比热容较大,所以湿泥土的比热容比干泥土要大一些,在阳光照射下吸热相同,由可知,湿泥土升温慢一些,干泥土的温度升高得更快,故C错误;
D.沿海地区多水,水的比热容较大,与泥土相比,白天同样受热,沿海地区升温慢,陆地升温快,热空气上升,风从海上吹向陆地,夜晚同样降温,海水降温慢,陆地升温慢,海水上方空气温度高,风从陆地吹向海洋,故D错误。
故选B。
13.糖炒栗子是人们钟爱的一道传统美食,如图所示,为了让栗子快速、均匀受热,常将砂石与栗子混合在一起翻炒,这主要是利用了砂石的比热容 (选填“大”或“小”),相同质量的栗子和砂石吸收相同的热量,砂石的温度升高的更 (选填“多”或“少”)。
【答案】 小 多
【详解】[1][2]比热容表示物质的吸热能力,砂石的比热容小,根据可知,相同质量的砂石与其他物质相比较,吸收相同的热量,温度升高的更多,因此,将砂石与栗子混合在一起翻炒,可以让栗子快速、均匀受热。
14.在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风。陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。炎热的夏天,海水和海滩的砂石在太阳的照射下,它们的 增大,由于海水和砂石的 不同,两者之间出现温差,白天容易形成 (选填“海风”或“陆风”)。
【答案】 内能 比热容 海风
【详解】[1]在沿海地区炎热晴朗的天气里,海水和海滩的砂石都会受到太阳的照射。照射会导致它们的温度升高,内能增大。
[2][3]由于地面和海水的比热容不同,海水的比热容大于陆地的比热容,在同样太阳光的照射下,地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气形成对流,白天,地面比大海升温快,地面热空气密度较小,热空气上升,海面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿海面吹向陆地,形成海风。
15.如图所示,家庭取暖用的电油汀是一种电热器,其腔体内注入的导热介质是油而不是水,这是因为与水相比,导热油的比热容 (选填“较大”或“较小”),加热相同质量的水和油时,导热油温度升高的 (选填“快”或“慢”),从而达到迅速取暖的目的。
【答案】 较小 快
【详解】[1]由于加入油后能迅速取暖,用油说明油比水能更快达到这一效果,根据,当质量相同,吸收相同热量,要想温度升高的快,则比热容要小,则导热油的比热容应较小。
[2]根据,质量相同,吸收相同的热量,油的比热容较小,所以升高的温度更多,导热油温度升高的快。
题型三、热量的计算
16.已知铝的比热容是0.88×103J/(kg•℃),把质量为2kg,温度为30℃的铝块加热到100℃吸收的热量是多少?
【答案】
【详解】把质量为2kg,温度为30℃的铝块加热到100℃吸收的热量是
17.把质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃,求水吸收的热量?质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时,吸收的热量是1.88×104J,该物质的比热容是多少?
【答案】,
【详解】由题可知,水吸收的热量为
该物质的比热容是
18.在一个标准大气压下,一质量为2kg的金属块,被加热到500℃后,立即投入质量为1kg,温度为20℃的冷水中,不计热量损失,最终水的温度升高了。,求:
(1)水吸收的热量;
(2)金属块的比热容。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)水吸收的热量为
(2)不计热量损失,则金属块放出的热量为
则金属块的比热容为
19.小红在实验室利用电热器完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像如图所示。实验时,冰的质量为1kg,已知c水=4.2×103J/(kg•℃),相同时间内被加热物质吸收的热量相同。求:
(1)CD段水吸收的热量为多少J;
(2)冰的比热容是多少。
【答案】(1)4.2×104
(2)
【详解】(1)水的质量
m水=m冰=1kg
水吸收的热量
(2)因为相同时间内被加热物质吸收的热量相同,所以在AB段
冰的比热容
20.在标准大气压下,把一质量为500g的高温物体投入质量为5kg、温度为20℃的水中,如果物体放出的热量是1.89×106J,不计热量损失,则水的温度会升高到多少?(水的比热容)
【答案】100℃
【详解】由可知,水升高的温度为
水的末温为
在标准大气压下,水的沸点是100℃,因此水的温度只会升高到100℃。
21.如图甲所示,将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中,牛奶与热水的温度随时间变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中,表示水的温度变化的图线是 (选填“a”或“b”);
(2)牛奶在加热过程中吸收了多少热量?
(3)若牛奶吸收的热量均来自水放出的热量,则用于加热牛奶的水的质量约为多少?[,计算结果保留一位小数]
【答案】 a 0.3kg
【详解】(1)[1]凉牛奶放进热水中,则水的温度下降,牛奶的温度升高,所以图线a是水的温度变化图线。
(2)[2]牛奶在加热过程中吸收的热量
(3)[3]由题意可知,牛奶吸收的热量等于水放出的热量,即。由可得,水的质量
题型四、分子动理论
22.宋代诗人陆游在《村居书喜》中写道“花气袭人知骤暖”,“花气袭人”的原因是( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力
D.分子处在永不停息的无规则运动中
【答案】D
【详解】“花气袭人”属于扩散现象,是由于分子在永不停息的做无规则运动造成的,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
23.水卫工人通过热熔法将图中的两根PPR管连接起来后很难再被拉开。这个现象说明( )
A.分子直径很小 B.分子间存在引力
C.分子间有空隙 D.分子间存在斥力
【答案】B
【详解】物质是由分子或原子构成的,分子间存在相互作用的引力,两根管子连接在一起很难被拉开说明分子间存在引力。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
24.如图所示是有关分子动理论的试验或现象,下列说法正确的是( )
A.图甲,将一定量的水与酒精混合后总体积变小,说明分子间有引力
B.图乙,家中的香蕉夏天比冬天香味更浓郁,说明分子的无规则运动与温度有关
C.图丙,用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时,示数变大,说明分子间存在斥力
D.图丁,抽去玻璃板,由于二氧化氮的密度大于空气的密度,因此不能发生扩散现象
【答案】B
【详解】A.图甲中将一定量的水与酒精混合后总体积变小,由于酒精分子和水分子互相进入彼此的间隙中,导致总体积变小,说明分子之间存在间隙,故A错误;
B.夏天的温度比冬天的温度高,香蕉夏天比冬天香味更浓郁,扩散现象明显,分子运动的越快,说明分子的无规则运动与温度有关,故B正确;
C.弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时,测力计的示数变大,说明分子间存在引力,故C错误;
D.二氧化氮的密度大于空气的密度,抽去玻璃板,几分钟后,两集气瓶中颜色变为均匀,说明分子在做无规则运动,发生了扩散现象,故D错误。
故选B。
25.如图所示,封闭在注射器中的空气被压缩后,气体的( )
A.分子个数减少 B.分子质量减小
C.分子间作用力减小 D.分子间隔减小
【答案】D
【详解】物质是由分子或原子组成的,注射器中的空气被封闭后,它的分子个数不会减少、气体分子的种类和质量也不会发生变化,但是由于分子间有间隔,空气被压缩后,分子间的间隔减小了,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
26.如图的不同现象中,说明分子有引力的现象是( )
A.50mL的水和50mL的酒精混合小于100mL
B.注射器里的水很难被压缩
C.两个铅块磨平并挤压后就能“吸”在一起
D.墨水在热水中扩散得比在冷水中快
【答案】C
【详解】A.50mL的水和50mL的酒精混合后,总体积小于100mL,该现象说明分子间有间隙,故A不符合题意;
B.由于分子间存在斥力,所以针筒里的水很难被压缩,故B不符合题意;
C.两个铅块磨平并挤压后就能“吸”在一起,这是由于分子间存在引力,故C符合题意;
D.墨水在热水中扩散得比在冷水中快,这说明温度越高,分子无规则运动越剧烈,故D不符合题意。
故选C。
27.酒精和水混合后体积减小的实验主要表明( )
A.分子间有作用力
B.分子间有间隙
C.分子永不停息地运动
D.分子是很微小的
【答案】B
【详解】酒精与水混合后,由于酒精分子进入了水分子间的空隙内,导致总体积减小,故本现象说明分子间是有空隙的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型五、内能
28.下列关于内能的说法中,正确的是( )
A.的冰没有内能
B.同一物体的温度越高,内能越大
C.物体的内能增加,温度一定升高
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【答案】B
【详解】A.因为物体的分子永不停息地做无规则的运动,所以任何物体都有内能,的冰仍具有内能,故A错误;
B.内能与物体状态、质量、温度等有关,同一物体,温度越高,内能越大,故B正确;
C.物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化过程中,吸收热量,温度保持不变,故C错误;
D.热量可能从内能大的物体向内能小的物体传递,也可能从内能小的物体向内能大的物体传递,还可能是内能相同的两个物体间进行传递,但两物体间一定要有温度差,故D错误。
故选B。
29.下列事例中,改变物体内能的方式与其他三个不同的是( )
A.用力搓手,手会发热 B.用炉灶烧水,水温升高
C.摸热水袋,手会暖和 D.咬一口冰棍,嘴会冰凉
【答案】A
【详解】A. 用力搓手时,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使手的内能增加、温度升高,这是通过做功的方式改变物体内能。
B. 用炉灶烧水,炉灶的温度高于水的温度,热量从炉灶传递到水,使水的内能增大、温度升高,这是通过热传递的方式改变物体内能。
C. 摸热水袋时,热水袋的温度高于手的温度,内能从热水袋传递到手上,使手的内能增大、变得暖和,这是通过热传递的方式改变物体内能。
D. 咬一口冰棍,冰棍温度低于嘴的温度,内能从嘴传递到冰棍,导致嘴的内能减小、温度降低,感觉冰凉,这是通过热传递的方式改变物体内能 。
综上所述:A 选项是通过做功改变物体内能,B、C、D 选项都是通过热传递改变物体内能,所以改变物体内能的方式与其他三个不同的是 A 选项。
故选 A。
30.下列关于功、内能、热量及能量的转化的描述中正确的是( )
A.火山具有内能,冰山不具有内能
B.温度高的物体含有的热量比温度低的物体含有的热量多
C.热量总是从内能大的物体传通给内能小的物体
D.做功和热传递改变内能是等效的
【答案】D
【详解】A.任何物体都具有内能,冰山和火山都有内能,故A错误;
B.热量是过程量,不能说含有的热量,故B错误;
C.热传递的条件是存在温度差,热量总是从温度高物体传递给温度低的物体,内能与质量、温度和状态有关,内能大的物体温度不一定高,故C错误;
D.做功和热传递都能改变物体的内能,都能达到相同的效果,故D正确。
故选 D。
31.如图所示是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.t4时刻物体内能为零
B.t2、t3时刻物体内能不相等
C.该物体改变内能的方式与人冬天搓手取暖相同
D.t1时刻物体分子动能比t2时小
【答案】B
【详解】A.一切物体都有内能,t4时刻物体内能不为零,故A错误;
B.在晶体凝固过程中,温度不变,但不断放出热量,t2、t4时刻物体内能不相等,故B正确;
C.该物体改变内能的方式是热传递,人冬天搓手取暖改变内能的方式是做功,二者不相同,故C错误;
D.温度越高,分子无规则运动越剧烈。由图可知,t1时刻比t2时刻物质的温度高,因此,分子动能更大,故D错误。
故选B。
32.下列说法正确的是( )
A.把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,一段时间后,冰块的内能会增加
B.温度高的物体内能一定大
C.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
D.我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
【答案】A
【详解】A.内能与物体的温度有关,将零下10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中,一段时间后,冰块从冰箱中吸收热量,内能增加,故A正确;
B.影响内能的因素是物体的质量和温度,由于物体的质量不确定,则温度高的内能不一定大,故B错误;
C.用锯条锯木板,要克服摩擦做功,消耗机械能转化为内能,锯条的内能增加、温度升高,这是通过做功的方式使锯条内能改变的,故C错误;
D.我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为热汤的温度高,热量是过程量,不能用“含有”描述,故D错误。
故选A。
33.如图所示的是小军同学为同学表演“铁树开花”魔术的装置:利用氨水能使酚酞变红的特性,装浓氨水和浸有酚酞溶液的棉团放在大烧杯中一段时间后,可观察到棉团由白色变为红色。该魔术利用了以下哪个物理知识( )
A.分子间有引力 B.分子在不停地运动
C.分子间的间隔变小 D.分子由原子构成
【答案】B
【详解】由于一切组成物质的分子都在不停地做无规则运动,所以将浓氨水放在大烧杯中一段时间后,烧杯内空气中有氨气分子,氨气分子碰到浸有酚酞溶液的棉团,变成氨水,氨水有能使酚酞变红的特性,所以浸有酚酞溶液的棉团由白色变为红色,所以该魔术利用了分子在不停地做无规则运动,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
34.将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”,把一瓶饮料放入“冰箱”后,冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是( )
A.甲是冰块 B.乙吸收热量 C.甲内能增加 D.乙内能减少
【答案】B
【详解】由图知道,物体甲的温度是降低的,即物体甲放出热量,内能减小;物体乙的温度是升高的,即物体乙吸收热量,内能变大;所以物体甲是饮料,乙是冰块,故B正确。
故选B。
35.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.100℃的水一定比20℃的水内能大
B.两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递
C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
D.物体内能增大了,一定是从外界吸收了热量
【答案】B
【详解】A.内能的大小与物体的质量、温度和状态有关,100℃的水的20℃的水,不确定质量的大无法比较内能的大小,故A错误;
B.两个物体温度不同才可能发生热传递,两个内能相同的物体温度可能不同,所以互相接触时,有可能发生热传递,故B正确;
C.热量是过程量,不是状态量,不能说汤含有的热量,故C 错误;
D.改变物体内能的方式有两种,做功和热传递,所以物体内能增大了,不一定是从外界吸收了热量,故D错误。
故选B。
36.有质量相等、温度相同的甲、乙两物体,先把甲投入到一杯水中,热平衡后水温降低了5℃,将甲取出,再把乙投入到这杯水中,热平衡后水温又降低了5℃,由此可知(不计热量损失)( )
A.甲的比热容大
B.乙的比热容大
C.甲、乙比热容一样大
D.条件不足,无法判断比热容的大小
【答案】B
【详解】先后将甲乙两物体投入到同一杯水中,水降低的温度相同,水放出的热量相同,因为不计热量损失,所以
所以,甲乙两物体吸收的热量相同,由题可知,乙物体比甲物体少升高了5℃,即乙物体的末温低。分析可知,质量相同的甲、乙两物体,吸收相同的热量时,乙物体升高的温度小,根据可知,乙物体的比热容大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
37.如图,图中的两条虚线分别是分子间斥力与引力随分子间距离变化的图像,以斥力为正值,以引力为负值,图中实线是分子间斥力与引力的合力随分子间距离变化的图像.由图像可知,将两个铅柱底面削平并紧紧地压在一起,再在它们下面吊一个重物且重物不掉落时,接触面处铅原子间的距离 r0(填“>”“<”或“=”).
【答案】>
【详解】[1]由图象知引力和斥力都随着距离的增大而减小,当分子间距离小于r0时,斥力大于引力,合力表现为斥力,当分子间的距离大于r0时,引力大于斥力,合力为引力,表现为引力,当将两个铅柱底面削平并紧紧地压在一起,再在它们下面吊一个重物,由于分子引力,重物不掉落时,说明合力为引力,接触面处铅原子间的距离>r0.
38.如甲图所示,在金属框架的A、B间系一个棉线圈,先使金属框架布满肥皂膜,然后将P和Q两部分肥皂膜刺破,棉线圈的形状将转变为乙图中的 (填字母编号);这是由于 引起的。
【答案】 C 分子间存在引力
【分析】考查分子间的作用力,根据液体表面张力特点判断
【详解】[1][2]刺破P处的肥皂膜后,由于表面张力的作用,AB线下方的薄膜面积会缩小,从而线AB被拉紧,呈现C或D所示的形状;当刺破Q处时,绳套会受到周围液体分子的作用力,使绳套尽可能的被向各个方向拉伸,从而呈现C所示的形状。
39.如题图所示,B是被销钉K锁住的活塞,气缸A中密封有压缩空气,C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦,当把销钉K拔出后,我们将观察到活塞向 (选填“左”或“右”)运动,温度计的示数会 (选填“增大”或“减小”)。这说明了气体对外做功时,内能会 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】 右 减小 减小
【详解】[1][2][3]当拔出销钉后,气缸内的气体膨胀推动活塞向右运动,对活塞做功,此时气体的内能减小,温度降低,温度计的示数减小。
40.把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间, 然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为0.42×103J/( kg·℃),不计热量的损失。
(1)求此过程中,金属球放出的热量;
(2)求该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收2.52×103J的热量, 求该液体的末温。
【答案】(1)2.1×104 J;(2)4.2×103 J/(kg·℃);(3)86℃
【详解】解:(1)从开始投入某液体中到热平衡的过程中,金属球放出的热量
Q放=c金m金(t金-t)=0.42×103J/(kg·℃)×0.05kg×(1080℃-80℃)=2.1×104J
(2)根据Q放=Q吸=cm(t-t0)可得,该液体的比热容
c== =4.2×103J/(kg ·℃)
(3)若该液体再吸收2.52×103J的热量,则该液体升高的温度
t升== =6℃
所以该液体的末温
t末=80℃+6℃=86℃
答:(1)此过程中,金属球放出的热量是2.1×104J;
(2)该液体的比热容是4.2×103J/(kg·℃);
(3)该液体的末温是86℃。
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专题01 内能(解析版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、比较不同物质的吸热能力 1
题型二、比热容 3
题型三、热量的计算 5
题型四、分子动理论 6
题型五、内能 8
B综合攻坚・能力跃升 9
题型一、比较不同物质的吸热能力
1.利用如图(甲)所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入初温相同且 相等的沙子和水。用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,某时刻水的温度如图(甲)所示,此时温度计的示数为 ℃,根据实验数据绘制成温度与时间的关系如图(乙)所示;
(2)加热至t时刻,如图(乙)可知,对于质量相等的沙子和水,两者吸收热量 (选填“相同”或“不同”),沙子升高的温度较高,由此可见 (选填“沙子”或“水”)的比热容较大;
(3)实验中是通过比较 来间接反映沙子和水吸收热量的多少。除了这里用到控制变量法外,本实验还用到 (填实验方法)。
2.同学们在实验室用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热升温情况。将水和油分别盛在两个相同的试管中,同时用红外加热器加热,温度传感器与电脑相连。电脑上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。
(1)实验中需要选取 (选填“质量”或“体积”)相等的水、油两种液体。
(2)实验通过比较 来比较吸收热量的多少。
(3)加热3分钟A吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)B吸收的热量。
(4)由图像分析可知 液体是水(选填“A”或“B”)。
(5)小华用该装置重新实验,得到水和油的温度随时间变化的图线重合,且均与图乙中的A相同,则小华所取的水和油质量之比为 。
3.某实验小组用如图甲、乙所示的两个相同的实验装置“比较水和煤油的吸热能力”。
时间/min
0
1
2
3
4
5
水的温度/℃
10
14
18
22
26
30
煤油的温度/℃
10
18
26
34
42
50
(1)加热前在其中一个烧杯中加入160mL水,则在另一个烧杯中需要加入 mL煤油。(,)
(2)在加热过程中使用搅拌器不断搅拌的目的是 。
(3)在本实验中,水和煤油吸收热量的多少是通过 (选填“温度计的示数”或“加热时间”)来反映的。
(4)实验过程中记录的实验数据如表所示,如果需要从本实验的两种物质中选择一种物质作为暖手袋中的供热物质,你会选择 。
题型二、比热容
4.小薇根据下表中的数据,得出以下四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容c/[J·(kg·℃)﹣1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
A.同种物质在不同状态下比热容一定相等
B.不同物质的比热容一定不相等
C.质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铜块放出的热量一定多
D.初温相等的酒精和砂石吸收相等的热量,酒精的末温可能比砂石的末温高
5.下列关于比热容的说法正确的是( )
A.物质的温度越高,比热容越大 B.物质的质量越大,比热容越大
C.比热容的大小与物质的种类和状态有关 D.物质吸收的热量越多,比热容越大
6.质量相等的甲、乙两物体,若它们吸收的热量之比是,比热容之比是,则它们升高的温度之比是( )
A. B. C. D.
7.用相同规格的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热(不计热量损失),如图是液体甲和乙的温度随时间变化的关系图象。下列说法正确的是( )
A.甲的比热容与乙的比热容之比为
B.甲的比热容与乙的比热容之比为
C.甲和乙都加热,甲吸收的热量比乙吸收的热量多
D.甲和乙升高相同的温度,乙吸收的热量较少
8.两块质量相同的不同金属甲、乙,在沸水中加热很长时间,将甲投入到一杯冷水中,水温上升10℃,取去甲,再将乙放入该杯水中,水温又上升10℃,由此可知(不计一切损失)( )
A.c甲>c乙 B.c甲<c乙
C.c甲=c乙 D.无法判断
9.在标准大气压下将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。经过一段时间后,冰块形状不再变化,状态如图所示。则下列对于此时三块金属分析正确的是( )
A.甲的放热能力更强 B.甲金属放出的热量最多
C.丙的放热能力更强 D.此时丙的温度最高
10.炎炎夏日,小布来到美丽的海滨城市泉港。他发现,这里的风常常从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,这种风通常( )
A.发生在白天,且陆地温度较高 B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高 D.发生在夜晚,且海水温度较高
11.正常人体中水分含量大约占体重的60%~70%,如此之多的水分占比,有助于调节自身体温,主要是因为水的( )
A.密度较大 B.比热容较大
C.沸点较高 D.热量较低
12.下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A.初春培育水稻秧苗,晚上多排水,早晨多灌水
B.汽车发动机常用水做冷却剂
C.在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D.沿海地区白天多刮陆海风,晚上多刮海陆风
13.糖炒栗子是人们钟爱的一道传统美食,如图所示,为了让栗子快速、均匀受热,常将砂石与栗子混合在一起翻炒,这主要是利用了砂石的比热容 (选填“大”或“小”),相同质量的栗子和砂石吸收相同的热量,砂石的温度升高的更 (选填“多”或“少”)。
14.在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风。陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。炎热的夏天,海水和海滩的砂石在太阳的照射下,它们的 增大,由于海水和砂石的 不同,两者之间出现温差,白天容易形成 (选填“海风”或“陆风”)。
15.如图所示,家庭取暖用的电油汀是一种电热器,其腔体内注入的导热介质是油而不是水,这是因为与水相比,导热油的比热容 (选填“较大”或“较小”),加热相同质量的水和油时,导热油温度升高的 (选填“快”或“慢”),从而达到迅速取暖的目的。
题型三、热量的计算
16.已知铝的比热容是0.88×103J/(kg•℃),把质量为2kg,温度为30℃的铝块加热到100℃吸收的热量是多少?
17.把质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃,求水吸收的热量?质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时,吸收的热量是1.88×104J,该物质的比热容是多少?
18.在一个标准大气压下,一质量为2kg的金属块,被加热到500℃后,立即投入质量为1kg,温度为20℃的冷水中,不计热量损失,最终水的温度升高了。,求:
(1)水吸收的热量;
(2)金属块的比热容。
19.小红在实验室利用电热器完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像如图所示。实验时,冰的质量为1kg,已知c水=4.2×103J/(kg•℃),相同时间内被加热物质吸收的热量相同。求:
(1)CD段水吸收的热量为多少J;
(2)冰的比热容是多少。
20.在标准大气压下,把一质量为500g的高温物体投入质量为5kg、温度为20℃的水中,如果物体放出的热量是1.89×106J,不计热量损失,则水的温度会升高到多少?(水的比热容)
21.如图甲所示,将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中,牛奶与热水的温度随时间变化的图像如图乙所示。
(1)图乙中,表示水的温度变化的图线是 (选填“a”或“b”);
(2)牛奶在加热过程中吸收了多少热量?
(3)若牛奶吸收的热量均来自水放出的热量,则用于加热牛奶的水的质量约为多少?[,计算结果保留一位小数]
题型四、分子动理论
22.宋代诗人陆游在《村居书喜》中写道“花气袭人知骤暖”,“花气袭人”的原因是( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力
D.分子处在永不停息的无规则运动中
23.水卫工人通过热熔法将图中的两根PPR管连接起来后很难再被拉开。这个现象说明( )
A.分子直径很小 B.分子间存在引力
C.分子间有空隙 D.分子间存在斥力
24.如图所示是有关分子动理论的试验或现象,下列说法正确的是( )
A.图甲,将一定量的水与酒精混合后总体积变小,说明分子间有引力
B.图乙,家中的香蕉夏天比冬天香味更浓郁,说明分子的无规则运动与温度有关
C.图丙,用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时,示数变大,说明分子间存在斥力
D.图丁,抽去玻璃板,由于二氧化氮的密度大于空气的密度,因此不能发生扩散现象
25.如图所示,封闭在注射器中的空气被压缩后,气体的( )
A.分子个数减少 B.分子质量减小
C.分子间作用力减小 D.分子间隔减小
26.如图的不同现象中,说明分子有引力的现象是( )
A.50mL的水和50mL的酒精混合小于100mL
B.注射器里的水很难被压缩
C.两个铅块磨平并挤压后就能“吸”在一起
D.墨水在热水中扩散得比在冷水中快
27.酒精和水混合后体积减小的实验主要表明( )
A.分子间有作用力
B.分子间有间隙
C.分子永不停息地运动
D.分子是很微小的
题型五、内能
28.下列关于内能的说法中,正确的是( )
A.的冰没有内能
B.同一物体的温度越高,内能越大
C.物体的内能增加,温度一定升高
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
29.下列事例中,改变物体内能的方式与其他三个不同的是( )
A.用力搓手,手会发热 B.用炉灶烧水,水温升高
C.摸热水袋,手会暖和 D.咬一口冰棍,嘴会冰凉
30.下列关于功、内能、热量及能量的转化的描述中正确的是( )
A.火山具有内能,冰山不具有内能
B.温度高的物体含有的热量比温度低的物体含有的热量多
C.热量总是从内能大的物体传通给内能小的物体
D.做功和热传递改变内能是等效的
31.如图所示是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.t4时刻物体内能为零
B.t2、t3时刻物体内能不相等
C.该物体改变内能的方式与人冬天搓手取暖相同
D.t1时刻物体分子动能比t2时小
32.下列说法正确的是( )
A.把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,一段时间后,冰块的内能会增加
B.温度高的物体内能一定大
C.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
D.我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
33.如图所示的是小军同学为同学表演“铁树开花”魔术的装置:利用氨水能使酚酞变红的特性,装浓氨水和浸有酚酞溶液的棉团放在大烧杯中一段时间后,可观察到棉团由白色变为红色。该魔术利用了以下哪个物理知识( )
A.分子间有引力 B.分子在不停地运动
C.分子间的间隔变小 D.分子由原子构成
34.将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”,把一瓶饮料放入“冰箱”后,冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是( )
A.甲是冰块 B.乙吸收热量 C.甲内能增加 D.乙内能减少
35.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.100℃的水一定比20℃的水内能大
B.两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递
C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
D.物体内能增大了,一定是从外界吸收了热量
36.有质量相等、温度相同的甲、乙两物体,先把甲投入到一杯水中,热平衡后水温降低了5℃,将甲取出,再把乙投入到这杯水中,热平衡后水温又降低了5℃,由此可知(不计热量损失)( )
A.甲的比热容大
B.乙的比热容大
C.甲、乙比热容一样大
D.条件不足,无法判断比热容的大小
37.如图,图中的两条虚线分别是分子间斥力与引力随分子间距离变化的图像,以斥力为正值,以引力为负值,图中实线是分子间斥力与引力的合力随分子间距离变化的图像.由图像可知,将两个铅柱底面削平并紧紧地压在一起,再在它们下面吊一个重物且重物不掉落时,接触面处铅原子间的距离 r0(填“>”“<”或“=”).
38.如甲图所示,在金属框架的A、B间系一个棉线圈,先使金属框架布满肥皂膜,然后将P和Q两部分肥皂膜刺破,棉线圈的形状将转变为乙图中的 (填字母编号);这是由于 引起的。
39.如题图所示,B是被销钉K锁住的活塞,气缸A中密封有压缩空气,C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦,当把销钉K拔出后,我们将观察到活塞向 (选填“左”或“右”)运动,温度计的示数会 (选填“增大”或“减小”)。这说明了气体对外做功时,内能会 (选填“增大”或“减小”)。
40.把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间, 然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为0.42×103J/( kg·℃),不计热量的损失。
(1)求此过程中,金属球放出的热量;
(2)求该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收2.52×103J的热量, 求该液体的末温。
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