内容正文:
第十三章 内能 单元测试
一、单选题
1.“五月五(农历),过端午。”如图所示,是“端午节”活动的习俗,对涉及的物理知识理解正确的是( )
A.大门上挂艾草,草香四散,说明分子间有斥力
B.鸭蛋变成咸鸭蛋的过程,说明分子是运动的
C.煮粽子,是用做功的方式改变了粽子的内能
D.河水变成水蒸气后,水分子之间的距离变小
2.新型智能窗户采用了特殊材料,当室外温度升高时,材料中的某些成分由固态逐渐变成液态,窗户颜色变深,有效阻挡太阳光的热量进入室内,起到隔热降温的作用;而当室内温度降低时,液态又变回固态,窗户颜色变浅。若想让更多太阳光进入室内,下列说法正确的是( )
A.此时特殊材料凝固放热 B.此时特殊材料熔化吸热
C.此时室内空气的内能减小 D.是利用做功的方式改变空气内能的
3.用两个完全相同的电加热器给初温均为20℃的A、B两种液体加热,已知mB>mA,根据实验过程中收集的数据描绘出两种液体的“温度—时间”图像如图所示(不计热量损失)。下列分析正确的是( )
A.A、B两种液体的沸点之比为4:5
B.A、B两种液体的比热容之比为3:4
C.根据题意和图像分析可知A、B两种液体的比热容大小关系为cA>cB
D.A、B两种液体从90s至120s的加热时间内吸收的热量不相等
4.油糕是我区比较常见的特色小吃,是用油炸的一种糕点,呈椭圆形状,馅一般是红糖或者白糖,吃起来既甜又软绵,如图所示是炸油糕的照片。下列说法正确的是( )
A.刚出锅的油糕很烫,是因为油糕含有的热量多
B.油糕刚入油锅时,油将温度传递给油糕
C.从油锅里捞出炸好的油糕后一段时间,油糕的内能减小
D.烧油时,油锅里的油在沸腾后温度不断上升
5.标准大气压下的实验室中有温度为的水和的冰块.对于只由0℃的水和的冰块组成的系统,下列说法正确的是( )
A.的水的内能一定大于的冰块的内能
B.将的冰块放入的水中,静置一段时间后,水的质量会变小
C.将的冰块放入的水中,内能通过做功的方式从水传递给冰块
D.将的冰块放入的水中,温度通过热传递的方式从水传递给冰块
6.暑假期间,我校举行了“劳动使我快乐”的主题活动,很多同学在烹饪的过程中体会到了劳动的乐趣。下列对情景中所涉及的物理知识分析正确的是( )
A.如图-1,煮饺子时,水沸腾后仍然用大火加热,这样饺子不仅熟得快且节省水和燃料
B.如图-2,砂锅煲汤通过做功的方式增大内能
C.如图-3,包饺子时用力捏出花边,说明力可以改变物体的运动状态
D.如图4,炒菜时油烟机能将油烟吸走,是因为油烟机内部空气流速大压强小
7.关于内能的概念,下列说法不正确的是( )
A.热的物体具有内能,冷的物体也具有内能
B.内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和
C.同一物体温度升高时,内能会增大
D.当物体温度为0℃时,物体具有的内能也为零
8.下列说法正确的是( )
A.诗句“人在桥上走,桥流水不流”,前半句所选择的参照物是人
B.物体的温度越高,分子运动越快,分子的动能越大
C.脱离树枝的苹果总是落向地面,是因为苹果具有惯性
D.组成物质的分子间存在相互作用的引力和斥力,斥力存在时就没有引力
二、多选题
9.根据下表中几种物质的比热容,判断下列说法正确的是( )
物质
比热容/
水银
水
沙石
冰
A.生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度
B.制作体温计常用水银做测温液体,原因之一是水银的比热容小
C.由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时的水比的冰效果好
D.由于水的比热容大,因此长江水系大大减弱了其经过城区的“热岛效应”
10.如题图所示,为了解白纸和黑纸的吸热性能,小明将质量都是1kg、初温相同的水分别倒入两个完全相同的瓶子中,再用大小、形状和厚薄相同的白纸和黑纸分别将瓶子包起来,然后将两个瓶子放在太阳光下。在30min内,小明每隔3min测一次水的温度,记录在下面的表格中。根据小明的实验数据,判断下列说法正确的是( )
日照时间t/min
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
白纸瓶水温
23
24
25
25
26
27
27
28
29
29
30
黑纸瓶水温
23
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
A.相同的条件下,黑纸的吸热性能与白纸相同
B.相同的条件下,黑纸的吸热性能比白纸强
C.30min内,白纸瓶中的水的内能增加了
D.30min内,黑纸瓶中的水的内能增加了
11.下表是常温常压下常见物质的比热容,结合表中数据,下列说法正确的是( )
一些物质的比热容c/[×103J/(kg·°C)]
水
4.2
水银
0.14
玻璃
0.84
冰
2.1
酒精
2.4
铜
0.39
煤油
2.1
砂石
0.92
铝
0.88
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质发生物态变化后比热容会改变
C.质量相同的酒精和煤油吸收相同的热量,升高的温度可能相同
D.吸收相同热量的铜块和铝块,若升高相同温度,则铜块的质量大于铝块的质量
三、填空题
12.《爱莲说》中“予独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖,中通外直,不蔓不枝。香远益清,亭亭净植,可远观而不可亵玩焉……”,描述了莲花自身具有高洁的品性,它美丽芬芳,洁身自爱,既不媚俗,也不避世。对莲花感兴趣的小南进行了以下专题研究。
(1)莲花效应;“香远益清”莲花的香气清幽而深远,我们之所以闻到莲花香,是花香分子在空气中不停地做 运动。“出淤泥而不染”落在莲叶上小水珠由于分子间存在 的作用形成水珠,滚动的水珠能带走叶面上的尘土,使得莲叶表面总是干干净净、一尘不染,这就是莲花效应。
(2)仿生技术;莲蓬“中通外直,不蔓不枝”,其特点应用在喷壶上和花洒.若莲蓬下方花梗高30cm,其内部充满水时,对根茎底部的压强为多少 ?(103kg/m3,g取10N/kg)
(3)浮起收获;莲藕,又称莲鞭,当莲藕成熟被挖出后,它们为何能够轻盈地漂浮在水面上呢?对于莲藕来说,由于其细胞壁的坚韧和细胞间隙的疏松,形成了多个贯穿于整个莲藕的孔道(这些孔道负责输送气体),使得莲藕的整体密度小于水的密度(即ρ水>ρ藕),请你结合浮沉条件推导说明莲藕漂浮的原因 。
13.毛血旺是重庆的传统美食,小明在家做毛血旺时,他先把2kg、温度为20℃的水倒入燃气灶上的锅中加热,是通过 (选填“做功”或“热传递”)增加了水的内能,当水温升高到40℃时,水吸收的热量为 J。()
14.艾米果是吉安特色小吃,它是用艾草汁拌进糯米粉里,再包裹馅料后蒸制而成的。蒸熟的艾米果会散发出淡淡的艾草清香味,这是 现象;筷子夹起艾米果时黏性十足,是由于分子间存在 。
15.固态、液态和气态是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型,该物质由图甲状态变为图丙状态时,发生的物态变化为 。
四、简答题
16.《中国诗词大会》的热播,让我们重温了那些曾经学过的古诗词,进一步分享诗词之美,感受诗词之趣。我国唐代诗人孟浩然的《夏日南亭怀辛大》中写道:“荷风送香气,竹露滴清响”。请解释这两句诗中所包含的物理知识。(写出两点即可)
如:响一一声音是由于物体振动而产生的。
17.如图所示,小明将气球吹足气,并用细线将口扎紧,但过了一段时间后发现气球变小了。这个事实说明了什么?
五、计算题
18.珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时,把一枚150克的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后,立即投入到盛有200克、20℃水的绝热容器中,水温最高升到80℃。若金属块的比热容c金属=0.5×103J/(kg•℃),不计热量损失。求:
(1)水吸收的热量;
(2)火焰中心的温度。
19.质量为10千克的水,温度升高了10℃,求水吸收的热量。[焦/(千克·℃)]
六、实验题
20.探究液体沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲。取质量相等的水和盐水分别放入两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时加热,根据实验数据,绘制温度随时间变化的图象,如图乙。
(1)由图乙可知:水在沸腾过程中温度 ,水的沸点是 ℃。
(2)由图乙可知:选用 煮蛋可以更快地将蛋煮熟。
(3)由图乙可知, 的比热容较大,A和B两点水的内能大小关系是 (选填“A点大”“B点大”或“相等”)。
21.图甲所示的是“比较不同物质吸热升温的特点”的实验装置,小明在两个相同的容器中分别装入质量相等的A、B两种液体,用同一加热装置先后对这两个容器进行加热。
(1)实验中,用玻璃棒不断搅拌,目的是让液体 。
(2)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)来比较。
(3)根据实验数据绘制的温度和时间的关系图像如图乙所示,分析可知,质量相等的A、B两种液体,在吸收相同的热量后, (选填“A”或“B”)升高的温度较多。
(4)在对实验进行反思时,小明认为原方案有较多缺点,因此改进方案并设计了图丙所示的装置。与原方案相比,该方案具有的优点是: 。
22.在学习了有关分子的知识后,小明提出了一个问题:分子这么多又这么小,分子之间有没有间隙呢?于是,他做了如图所示的实验。
(1)观察实验过程及实验现象,可得出的结论是 ;
(2)在此基础上,小明又进一步思考:分子间的距离与温度有什么关系呢?于是,他又做了下面的实验。用水、食用油、熔化的蜡烛、洗发精分别装满四个相同的小玻璃杯并放进冰箱的冷冻室,待它们全部凝固后取出,观察体积的变化。结果发现,只有水结冰后表面向外鼓出来,其余液体降温后,表面都向内凹。
由此可知,水结冰后体积变 ,说明降温后分子间的距离变 ;其余液体降温后体积变 ,说明降温后分子间的距离变 ;
(3)在物理学中,有时需要研究看不见的或不明显的物质现象,这时就必须将研究方向转移到该物质产生的各种可见的效应上,这种研究方法叫作转换法。在前面的物理学习中,我们已经用过该方法,请举一例: 。
《第十三章 内能 单元测试》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
C
B
D
D
B
ABD
BD
题号
11
答案
BD
1.B
【详解】A.大门上挂艾草,草香四散,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,而不是分子间有斥力,故A 错误;
B.鸭蛋变成咸鸭蛋的过程,是盐分子运动到鸭蛋内部,说明分子是运动的,故B正确;
C.煮粽子,是通过热传递的方式改变了粽子的内能,而不是做功,故C错误;
D.河水变成水蒸气后,体积变大,水分子之间的距离变大,故D错误;
故选B。
2.A
【详解】ABC.根据题意,当室外温度升高时,材料中的某些成分由固态逐渐变成液态;而当室内温度降低时,液态又变回固态,因此为了让更多太阳光进入室内,室内的温度应低,此时特殊材料凝固放热,由于室内进入更多的阳光,室内空气的内能会增加,故A正确,BC错误;
D.室内空气吸收热量,内能会增加,是通过热传递的方式改变内能的,故D错误。
故选A。
3.C
【详解】A.由图像可知,液体A、B的温度分别到达100℃和80℃吸收热量温度不变,由此可知A、B的沸点分别是100℃和80℃,它们的沸点比5:4,故A错误;
B.相同的加热器加热时间相同时,液体吸水的热量相同,若A、B上升的温度相同,由Q吸=cmΔt,题目中没有给出两种液体质量的定量关系,故无法判断比热容的比,故B错误;
C.相同的加热器加热时间相同时液体吸水的热量相同,若A、B上升的温度相同,由
Q吸=cAmAΔt= cBmBΔt
因为mB>mA,所以cA>cB,故C正确;
D.相同的加热器相同的时间内放出的热量相同,液体吸水的热量相同,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】A.刚出锅的油糕很烫是因为其温度高,而热量是过程量,不能说明含有热量的多少,故A错误;
B.油糕刚入油锅时,油锅的温度比油糕的高,所以热量由油传递给油糕,故B错误;
C.从油锅里捞出的油糕,一段时间后,其温度降低,内能减小,故C正确;
D.烧油时,油锅里的油在沸腾时,需要不断吸收热量,但温度保持不变,故D错误。
故选C。
5.B
【详解】A.物体的内能与物体的温度、质量均有关,因不知道冰与水的质量,故无法比较二者的内能,故A错误;
B.将-4℃冰块放入0℃水中,由于存在温度差,所以冰块吸收热量,水放出热量,并且温度达到水的凝固点,因此水会结冰,故水的质量会减少,故B正确;
CD.将-4℃冰块放入0℃水中,由于存在温度差,因此热量会自发地从温度高的物体传递给温度低的物体,即热量通过热传递的方式从水传递给冰块,且传递的是热量而不是温度,故CD错误。故选B。
故选B 。
6.D
【详解】A.水沸腾后吸收热量温度保持不变,所以煮饺子时水沸腾后应改为小火,可以节约燃料,故A错误;
B.砂锅煲汤进行加热,是通过热传递的方式增大内能,故B错误;
C.包饺子时用力捏出花边,说明力可以改变物体的形状,故C错误;
D.由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,可知抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】AD.一切物体都具有内能,0℃冰也具有内能,故A正确,不符合题意,D错误,符合题意;
B.内能是物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,故B正确,不符合题意;
C.一个物体的温度发生变化,它的内能也变化,故C正确,不符合题意;
故选D 。
8.B
【详解】A.“人在桥上走”描述的是人在运动,判断物体的运动情况时不能选研究物体本身作为参照物,因此判断人在运动不能选人作为参照物,故A错误;
B.物体的温度越高,分子无规则运动越快,分子的动能越大,故B正确;
C.脱离树枝的苹果总是落向地面,是因为苹果受重力的作用,故C错误;
D.组成物质的分子间存在相互作用的引力和斥力,引力和斥力是同时存在的,故D错误。
故选B。
9.ABD
【详解】A.水的比热容较大,由Q=cmΔt可知,质量相同的情况下,吸收或放出相同的热量,水会比其他物质温度变化得少,因此生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度,故A正确;
B.水银的比热容较小,由Q=cmΔt可知,质量相同的情况下,吸收或放出相同的热量,水银会比其他物质温度变化得多,因此制作体温计常用水银做测温液体,故B正确;
C.用0℃的冰冷却食品,冰吸收热量首先熔化成0℃的水,比用质量相等的0℃的水直接冷却食品多了一个冰熔化吸热的过程,所以要使物体冷却,用质量相等的0℃的冰比0℃的水效果好些,故C错误,不符合题意;
D. 因为水比沙石的比热容大,在吸收和放出相同的热量时,水的温度变化值小,沙石的温度变化值大,所以长江水系大大减弱了其经过城区的“热岛效应”,故D正确;
故选ABD 。
10.BD
【详解】AB.由题意可知,两个瓶子内水的质量相同、初温相同,根据表中数据和可知,在相同的时间内,黑纸瓶内水温升高得多,其内部的水吸热多,所以黑纸的吸热性能强于白纸,故A错误,B正确。
C.30min内,白纸瓶中的水吸收的热量,故C错误。D.30min内,黑纸瓶中的水吸收的热量,故D正确。
故选BD。
11.BD
【详解】A.由表格数据可知,煤油和冰的比热容均为2.1×103J/(kg·°C),说明不同物质的比热容可能相同,故A错误;
B.水和冰是同一物质的不同状态,比热容分别为4.2×103J/(kg·°C)和2.1×103J/(kg·°C),说明物态变化会改变比热容,故B正确;
C.酒精和煤油的比热容分别为2.4×103J/(kg·°C)和2.1×103J/(kg·°C),若质量相同且吸收热量相同,由Q=cmΔt可知,酒精升温更慢,二者升高的温度不可能相同,故C错误;
D.铜的比热容(0.39×103J/(kg·°C))小于铝的比热容(0.88×103J/(kg·°C)),根据Q=cmΔt,若吸收相同热量且升高相同温度,则铜块的质量需更大(即大于铝块的质量)才能满足等式成立,故D正确。
故选BD。
12.(1) 无规则 引力
(2)
(3)见解析
【详解】(1)[1]我们闻到莲花的香气,是因为花香分子在空气中无规则运动,扩散到周围环境中,从而被嗅觉感知。
[2]水珠能在莲叶表面保持球形而不散开,是由于水分子之间存在相互吸引的引力作用,形成近似球形的液滴。
(2)根据液体压强公式p=ρgh,根茎底部受到的压强
(3)莲藕能漂浮在水面,是因为其整体密度小于水的密度。根据浮沉条件,当物体密度小于液体密度时,物体所受浮力大于重力,最终会漂浮在水面上。莲藕内部的气孔结构使其平均密度降低,从而满足漂浮条件。
13. 热传递
【详解】[1]当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递,所以水加热是通过热传递增加了水的内能。
[2]由可得,水吸收的热量为。
14. 扩散 引力
【详解】[1]物体是由分子组成的,分子在不停的做无规则运动,我们能闻到清香味,这是扩散现象,说明分子在永不停息的做无规则运动。 [2]由于分子间有相互作用的引力和斥力,筷子夹起时粘性十足,说明分子间存在着引力。
【点睛】
15.升华
【详解】从微观结构方面分析:甲中物质分子间距离较小,分子间作用较大,分子排列规则,是固态;丙中物质分子间距离很大,分子间作用几乎为0,分子排列杂乱无章,是气态。物质从固态直接变为气态,是升华。
16.见解析
【详解】荷风送香气—是扩散现象,扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
露—是水蒸气遇冷液化形成的。
17.见解析
【详解】这个事实说明了以下物理现象:
1. 分子间存在间隙:气球的材质(如橡胶)由分子构成,分子间存在微小的间隙。虽然肉眼无法直接观察到,但气体分子(如空气)可以通过这些间隙缓慢向外扩散,导致气球体积变小。
2. 分子在不停地做无规则运动:气球内的气体分子(如氮气、氧气等)始终在做无规则热运动。即使气球口被扎紧,分子仍会通过碰撞气球内壁,尝试向外界低浓度区域扩散,最终导致气体逐渐泄漏。
总结:该现象的本质是气体分子通过气球壁的分子间隙进行扩散,其微观原因是分子的无规则运动和分子间间隙的存在,宏观上表现为气球体积逐渐减小。
18.(1)5.04×104J;(2)752℃
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m水(t﹣t水0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(80℃﹣20℃)=5.04×104J
(2)金属块放出的热量
Q放=Q吸=5.04×104J
即
c金m金(t金0﹣t)=5.04×104J
故
0.5×103J/(kg•℃)×0.15kg×(t﹣80℃)=5.04×104J
解得t金0=752℃
答:(1)水吸收的热量为5.04×104J;
(2)火焰中心的温度是752℃。
19.4.2×105J
【详解】水吸收的热量
20.(1) 保持不变 98
(2)盐水
(3) 水 B点大
【详解】(1)[1][2]分析图乙中水的图线可知:水在沸腾过程中,继续加热,温度为98℃保持不变,故水的沸点是98℃。
(2)分析图乙中图线可知,其他条件相同时,在同样加热的情况下,盐水的沸点高于水的沸点,且盐水升温较快,故选用盐水煮蛋可以更快地将蛋煮熟。
(3)[1]水和盐水的质量和初温相同,当加热相同的时间时,水和盐水吸收的热量相同,比较盐水和水的温度,水升高的温度比盐水小,由可知,盐水的比热容小于水的比热容。
[2]水在沸腾过程中,温度不变,但内能增大,所以B点水的内能大于A点水的内能。
21.(1)受热均匀
(2)加热时间
(3)B
(4)避免两次加热,且用同一热源同时加热确保在相同时间内吸收的热量相等
【详解】(1)实验中用玻璃棒不断搅拌,可以使液体受热均匀。
(2)根据转换法可知,实验中两种液体吸收热量的多少可通过加热时间来比较,加热时间相同时,液体吸收的热量相同。
(3)由坐标图可知:质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时(即加热时间相同),B升温较高。
(4)由图丙所示实验可知,实验用同一烧杯用“水浴法”对水与煤油同时加热,该方案避免两次加热,且用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等。
【点睛】
22.(1)分子间有间隙
(2) 大 大 小 小
(3)利用扩散现象来研究分子的运动
【详解】(1)图示实验,水和酒精充分混合后,其总体积比水和酒精总体积之和小,说明水和酒精分子分别进入对方,可得出:分子间有间隙。
(2)[1][2]水结冰后,表面向外鼓出,说明结冰后体积变大了。即降温后,分子间的距离变大了。
[3][4]其余液体降温后,表面都向内凹,说明降温后,体积变小了,即降温后,分子间的距离变小。
(3)分子的运动无法直接观察,通过两种物体相互进入对方的扩散现象来说明分子的运动,这是利用了转换法。
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