内容正文:
13.3 内能
一、单选题
1.下列关于温度、热量和内能的说法,正确的是( )
A.发生热传递时,温度总是从低温物体传递给高温物体
B.物体的温度升高,一定是该物体吸收了热量
C.在相同温度下,1kg的水比1kg的冰含有的热量多
D.做功和热传递对改变物体的内能来说是等效的
2.我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景,如图所示。将一张张湿纸膜贴在砖墙上,在巷中生火,砖的温度升高,湿纸膜上的水分逐渐蒸发,干透后揭下来就是成品纸了。对上述情景的分析正确的是( )
A.热传递使湿纸膜含有的热量增多
B.湿纸膜飘出的“白气”,是汽化现象
C.温度升高,湿纸膜上水分子运动更剧烈
D.湿纸膜能贴在砖墙上是因为大气压的作用
3.下列关于内能的说法,正确的是( )
A.物体的速度越大,具有的内能越多 B.温度高的物体具有的内能一定多
C.质量小的物体具有的内能一定少 D.一切物体都有内能
4.春节吃饺子是我国某些地区的传统习俗,关于这一习俗涉及的物理知识,下列说法不正确的是( )
A.水沸腾时,会出现大量的“白雾”,是液化现象
B.将饺子煮熟的过程,是通过热传递改变了饺子的内能
C.刚出锅的饺子满屋飘香,是扩散现象
D.热气腾腾的饺子入嘴时很烫,是因为饺子含有的热量多
5.下列实例中属于做功改变物体内能的是( )
A.甲图中,炉火烧水
B.乙图中,搓手取暖
C.丙图中,热鸡蛋放在冷水中冷却
D.丁图中,金属汤勺在热汤中变热
6.下列关于内能的说法,正确的是( )
A.物体的内能增加,一定是吸收了热量 B.物体的温度升高,内能一定增加
C.物体的内能增加,温度一定升高 D.物体的内能与物体的温度无关
7.如图所示,小朋友沿滑梯下滑得越来越快。关于该过程,下列说法中正确的是( )
A.小朋友不具有惯性
B.小朋友的运动状态不变
C.小朋友的动能转化为重力势能
D.小朋友的一部分机械能转化为内能
8.农历五月初五,是我国的传统节日——端午节,吃粽子是端午节的一大习俗,关于煮粽子、吃粽子的过程中所涉及的物理知识,下列说法中正确的是( )
A.煮粽子时,粽子的内能增大是通过做功实现的
B.剥粽子时,粽叶与糯米能剥开,是因为分子间不存在引力
C.刚出锅的粽子,不能直接用手拿,是由于粽子含有的热量多
D.因分子在不停地做无规则运动,所以揭开锅盖远远就能闻到粽叶的清香
二、填空题
9.为了测量炉火温度,先取一个质量为的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出,并立即放入质量为的水中,结果水的温度从20℃升高到70℃,假设金属块放出的热量全部被水吸收,则炉火的温度为 ℃。水的比热容为),金属块的比热容为。
10.如图甲所示,将热汤放在冷水中,图乙反映了两者的温度变化情况。由图乙可知,在0~5min内,汤的内能 (选填“增大”或“减小”);在第10min时,两者之间 (选填“有”或“没有”)发生热传递。
11.如图为家庭取暖常用的电热油汀,为了使它通电后能快速升温,在其内部应充入比热容较 (填“大”或“小”)的导热油。取暖时,房间空气的内能是通过 的方式改变的。
12.吴山铁字以锤代笔、以铁代墨,被誉为“中华一绝”。作品的形成需要经过临摹、裁剪、锤打、平整定型等工序。用铁锤锤打铁片时,铁片会发热,它的内能会 (选填“增大”或“减小”)。这是利用 的方式改变铁片的内能。
13.如图所示的是一款无叶风扇。风扇底座表面有进风口,内部有电动机,正常工作时将空气吸入并压缩进入圆环空腔,再从圆环空腔的细缝中高速吹出,气流夹带着周围的空气一起向前流动。出风口的空气温度 (选填“高于”“低于”或“等于”)圆环空腔内的空气温度。原因是 。
三、实验题
14.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”)。
15.实验探究和推理都是科学研究的基本方法,比如科学猜想,往往是以一定的事实和已有知识为依据,通过推理而提出来的.(1)物理学把“物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能”,请你根据这个意思,结合所学知识,就“影响物体内能大小的因素”提出合理猜想、给出推理性结论、说明推理依据(参照示例):
示例:①物体内能的大小可能与物体的温度有关.推理性结论;一个物体的温度越高,内能越大.推理依据:温度越高,分子运动越快,分子动能越大
②物体内能的大小还可能与物体的 有关.推理性结论: .
推理依据: .
(2)由于推理性结论具有一定的事实和理论依据,所以在科学研究中,有时就运用它来初步解释相关问题﹣﹣同学们也来尝试一下:
如图所示,(a)杯中水量较少、(b)(c)(d)杯中的水量相同.根据问题(2)中所得的推理性结论,比较各杯中水的内能的大小:
① 杯中水的内能最大,因为
② 两杯中水的内能不好比较,因为 .
四、计算题
16.冰壶由密度为的花岗岩凿磨而成,它的体积为,与冰面的接触面积为。如图所示,掷壶运动员用21N的水平推力(没有施加竖直方向的力)推着冰壶由静止开始前进4m后松手,冰壶又向前自由滑行26m后停在营垒中心。整个过程没有其他运动员擦冰,掷壶运动员所做的功最终通过摩擦全部转化为内能。
求:
(1)冰壶对冰面的压强;
(2)冰壶在冰面上滑动时受到的摩擦力。
17.如图甲所示,为了提倡环保型新能源开发,减少现有能源的消耗,某学校学生宿舍使用太阳能电热水器。天气晴朗时,只吸收太阳能就可以使水温升至足够高(最高需要的温度可达100℃);阴雨天时,在吸收太阳能的同时还可以利用电辅助加热使水温达到需要的温度。已知无论什么天气条件下,水箱中水温不低于20℃。表格所示的是该学校物理兴趣小组在某个晴天获得的相关信息。
太阳照射时间
装水量
冷水温度
热水温度
10h
10000kg
20℃
70℃
(1)太阳能电热水器在天气晴朗时将 转化为水的内能,阴雨天的电辅助加热系统利用了电流的 。
(2)该热水器中的水在晴天吸收的热量是多少?
(3)由于晴天热水器产生的水温过高不可直接洗浴,所以安装了如图乙所示的混水阀。通过混水阀可以实现将冷水管中的20℃的冷水与储存的70℃热水混合得到40℃的温水,当天晚上该学校所有学生洗澡需要18t温度为40℃的温水,通过计算分析当天储存的热水是否够用。(不计热损失)
试卷第1页,共3页
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《13.3 内能》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
C
D
D
B
B
D
D
1.D
【详解】A.发生热传递时,传递的是热量而不是温度,故A错误;
B.物体温度升高,内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对该物体做功,故B错误;
C.热量不是状态量,是过程量,不能说含有或者具有热量,故C错误;
D.改变内能的方式有做功和热传递,这两种方式在改变物体内能上是等效的,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.热量是过程量,不能说“含有热量”,热传递使湿纸膜的内能增加,故A错误;
B.湿纸膜飘出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,故B错误;
C.温度升高会使分子热运动加剧,湿纸膜上的水分子运动确实会更剧烈,故C正确;
D.湿纸膜能贴在砖墙上主要是因为分子间相互作用的引力,与大气压无关,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.物体的内能由分子动能和分子势能两部分组成,与物体的运动速度无关,故A错误;
BC.内能跟质量、温度、状态同时有关,只有温度高低或质量大小不能判断物体内能的多少,故BC错误;
D.分子在永不停息的做无规则运动,则一切物体无论温度高低都具有内能,同一物体的内能随着温度的变化而变化,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.水沸腾时,出现大量的“白雾”,是水蒸气液化形成的小水滴,是液化现象,故A正确,不符合题意;
B.将饺子煮熟的过程,饺子吸收热量,内能增加,是通过热传递改变饺子的内能,故B正确,不符合题意;
C.刚出锅的饺子满屋飘香,是由于香味分子的无规则运动,是扩散现象,故C正确,不符合题意;
D.热量是过程量,是热传递过程中能量的变化量,但不能物体说含有的热量多或少,热气腾腾的饺子入嘴时很烫,是因为饺子的温度高,故D错误,符合题意。
故选D。
5.B
【详解】A.甲图中,炉火烧水,是通过热传递的方式,火焰的内能传递给了水,使水的内能增加,温度升高,故A不符合题意;
B.乙图中,搓手取暖,是克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使手的内能增加,温度升高,属于做功改变物体内能,故B符合题意;
C.丙图中,热鸡蛋放在冷水中冷却,是热鸡蛋的内能传递给冷水,通过热传递的方式改变了鸡蛋的内能,故C不符合题意;
D.丁图中,金属汤勺在热汤中变热,是热汤的内能传递给汤勺,通过热传递的方式使汤勺内能增加,故D不符合题意。
故选B。
6.B
【详解】A.物体的内能增加可以通过做功或热传递实现,不一定是吸收热量,故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高意味着分子热运动加剧,内能一定增加,故B正确;
C.内能增加可能表现为分子势能增大(如冰熔化时吸热内能增加但温度不变),故C错误;
D.内能包括分子动能和势能,温度直接影响分子动能,因此内能与温度有关,故D错误
故选B。
7.D
【详解】A.一切物体都具有惯性,小朋友在下滑过程中具有惯性,故A错误;
B.小朋友沿滑梯下滑得越来越快,速度变大,所以其运动状态发生变化,故B错误;
C.动能的影响因素为速度和质量,小朋友沿滑梯下滑得越来越快,速度变大,所以小朋友的动能增大;高度减小,所以小朋友的重力势能减少,下滑过程中将重力势能转化为动能,故C错误;
D.小朋友下滑过程中,克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】A.煮粽子时,粽子从外界吸收热量,粽子的内能增大是通过热传递实现的,故A错误;
B.剥粽子时,粽叶和糯米可以分开是因为分子间的引力较弱(相对于外力而言),而不是因为不存在引力,故B错误;
C.刚出锅的粽子,不能直接用手拿,是由于粽子温度高,热量是过程量,不能用含有来表述,故C错误;
D.揭开锅盖远远就能闻到粽叶的清香,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故D正确。
故选D。
9.1020
【详解】金属块放出的热量全部被水吸收,所以Q吸=Q放
即c金m金(t-t0金)=c水m水(t水-t0水)
带入数据0.42×103J/(kg·℃)×0.1kg×(t-20℃)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)
炉火的温度为t=1020℃
10. 减小 没有
【详解】[1]将热汤放在冷水中,由图乙可知,在0~5min内,汤的温度降低,内能会减小;
[2]在第10min时,汤和水的温度相同,所以两者之间没有发生热传递。
11. 小 热传递
【详解】[1]根据,吸收相同的热量时,比热容小的物质温度变化大。所以为了使电热油汀通电后能快速升温,在其内部应充入比热容较小的导热油。
[2]取暖时,房间内空气吸收电热油汀放出的热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式改变内能。
12. 增大 做功
【详解】[1][2]质量不变的物体,温度升高时,内能会增大。用铁锤锤打铁片,是通过做功的方式改变铁片内能的。
13. 低于 压缩空气膨胀对外做功,内能减小,温度降低
【详解】[1][2]压缩空气从细缝中高速吹出,空气膨胀对外做功,空气的内能减小,温度降低,所以出风口的空气温度低于圆环空腔内的空气温度。
14.(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。
15. 质量 温度相同时,质量越大,内能越大 质量大的物体内分子数量多 d d的质量最大,温度最高 a、b a的质量小,温度高,b的质量大,温度低
【详解】(1)物体的内能和物体的质量、温度、状态有关,由于实例给出物体内能的大小可能与物体的温度有关,故再次猜测物体内能的大小还可能与物体的质量有关.推理性结论:温度相同时,质量越大,内能越大.推理依据:质量影响分子的个数,质量大的物体内分子数量多,内能大.(2)根据结论比较以上四杯水可知,(d)杯中水的质量大、温度高,故水的内能大;(a)、(b)两杯水的内能不好比较,因为(a)的质量小,温度高;(b)的质量大,温度低.
16.(1)1×104Pa
(2)2.8N
【详解】(1)冰壶的质量
m壶=ρ壶V壶=2.5×103kg/m3×8×10-3m3=20kg
冰壶在水平面上时,根据二力平衡可知,对冰面的压力等于冰壶的重力,即
F=G壶=m壶g=20kg×10N/kg=200N
冰壶与冰面的接触面积为S=0.02m2,所以冰壶对冰面的压强
(2)已知掷壶运动员对冰壶的水平推力F推=21N,推着冰壶由静止开始前进的距离s=4m,则运动员对冰壶所做的功
W=F推s=21N×4m=84J
因为掷壶运动员所做的功最终通过摩擦全部转化为内能,所以
Wf=Q=W=84J
冰壶在冰面上运动的距离
s壶=4m+26m=30m
所以冰壶在冰面上滑动时受到的摩擦力
17.(1) 太阳能 热效应
(2)
(3)当天储存的热水够用
【详解】(1)[1]晴天时,太阳能热水器通过集热器吸收太阳辐射的能量,将太阳能直接转化为水的内能,使水温升高,这是利用太阳能加热的基本原理。
[2]当太阳能不足时,电辅助加热装置工作,电流通过电阻丝等导体时,由于电流的热效应(即电流通过导体时电能转化为内能,使导体发热),产生电热来加热水,从而补充能量。
(2)该热水器中的水在晴天吸收的热量
(3)设需要热水质量为,冷水质量,水的温度为
不计热损失,则,则
则
解得需要热水质量
当天储存的热水10000kg,,所以当天储存的热水够用。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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