内容正文:
第十三章 内能
一、单选题
1.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
2.如图所示,为某液态物质发生物态变化时,温度随时间变化的图像,已知该物质单位时间内放出的热量相同,根据该图像做出的如下判断,其中正确的是( )
A.该物质为非晶体
B.该物质发生的物态变化是熔化过程
C.在第10min到第20min过程中,该物质的内能保持不变
D.该物质固态时的比热容大于液态时的比热容
3.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
4.如图所示,悬浮在液体中的固体微粒受到液体分子的撞击,从而出现不同的运动状态,下列说法错误的是( )
A.液体分子的运动是无规则的
B.微粒受撞击后的运动是有规则的
C.温度越高,液体分子对微粒的撞击越频繁
D.微粒越小,受液体分子撞击后运动的变化越明显
5.如图所示的四个实例中,用热传递的方式来改变物体内能的是( )
A.锯木板时,钢锯条温度升高
B.来回快速拉动皮条,金属管的温度升高
C.酒精灯加热试管中的水,水的温度升高
D.迅速下压活塞,管内气体的温度升高
6.中国文化博大精深,许多脍炙人口的古代诗词或谚语中蕴含着物理学知识,请赏析下列古代诗词,其中正确的是( )
A.尘土扬起奔天际,洁白身心纯透明——“尘土扬起”说明分子不停的无规则运动
B.天高地迥,觉宇宙之无穷——无穷的“宇宙”是以太阳为中心的
C.破镜不能重圆——说明分子间存在相互作用的斥力
D.意欲捕鸣蝉,忽然闭口立——“闭口立”是在声源处控制噪声产生
7.下列现象中没有利用“水的比热容大”这一特点的实例是( )
A.甲图,冬天的暖气设备用热水供暖
B.乙图,汽车发动机用水来冷却
C.丙图,早春傍晚,农民向稻田里灌水保护秧苗
D.丁图,深秋夜晚,果农给树上喷水结冰防冻坏桔子
8.下列诗句中的现象,能支持“分子在永不停息运动”观点的是( )
A.时有落花至,远随流水香。 (刘春虚《阙题》)
B.满面尘灰烟火色,两鬓苍苍十指黑。 (白居易《卖炭翁》)
C.颠狂柳絮随风舞,轻薄桃花逐水流。 (杜甫《绝句漫兴》)
D.白雪却嫌春色晚,故穿庭树作飞花。 (韩愈《春雪》)
二、填空题
9.一切物体,无论温度高低都具有 能。和物体运动状态无关,也可以理解为物体在任何情况下都具有内能。
10.如图为我国古老的医疗技法——刮痧。刮痧时要在皮肤上涂一些药油,为了加快药物渗入人体,应该用木刮器在皮肤上用力地刮动,使体表温度升高,这是通过 (选填“热传递”或“做功”)的方式增大内能,刮痧时闻到浓浓的药油味是 现象。
11.下图是我国古代的“节能灯”——“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,通过 ,从而减慢油的蒸发,达到省油的目的。燃灯过程中,燃油的比热容 。
12.物体的内能是指物体内所有 的总和,-20℃的冰块 内能(选填“具有”或“不具有”);饮料放进冰箱后温度降低,其内能 (选填“增大”、“不变”或“减小”);锯条锯木板时会发热,这是通过 的方式改变了它的内能。
13.质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为 焦,“九天”无人机向斜上方匀速运动时,其惯性 ,机械能 (后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”)。
三、实验题
14.比较水和盐水沸腾特点
(1)如图所示,采用相同热源的实验装置,加热质量、初温都相同的水和盐水,组装时,应先调整图中 的高度(选填“A”或“B”);
(2)根据实验数据画出水和盐水的温度-时间图像,水和盐水从相同初温加热至刚好沸腾, 吸收的热量多(选填“水”或“盐水”)。由本实验推理得出,如果要对刚煮熟的热鸡蛋进行冷却,放在常温的 里效果更好(选填“水”或“盐水”),推理依据是 。
15.小明想比较水和空气的导热性能,于是设计了实验:用两个相同的牛奶瓶,分别装入热牛奶,将其中一瓶放在温度与室温相同的水中,并把两个瓶都用木块垫起来,如题图所示,实验时他每隔一定时间记录一次A、B两温度计的示数,得到的数据如表所示:
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
A的示数/℃
70
60
53
47
42
39
37
35
34
33
B的示数/℃
70
66
61
58
55
52
50
48
46
44
(1)本实验还需要的测量工具是 ,目的是控制瓶中牛奶的 相同。
(2)小明通过实验数据得出牛奶冷却的速度是 (选填“先快后慢”、“先慢后快”或“均匀下降”),导致这种现象的主要原因是牛奶与水(空气)的 越大,热传递越 (选填“快”或“慢”)。
(3)分析实验得出结论:比较水和空气,导热性能更好的是 。
(4)请你写出一个生活中利用该实验结论的例子: 。
四、计算题
16.质量为5千克的水经电热水器加热后温度升高了。求:
(1)水的体积。
(2)水吸收的热量
17.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。
试卷第1页,共3页
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《第十三章 内能》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
D
B
C
D
D
A
1.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。
2.D
【详解】AB.由图可知,10~20min时间内,是该物质凝固过程,温度保持不变,故该物质为晶体,故AB错误;
C.在第10min到第20min过程中,凝固放热,内能减少,故C错误;
D.该物质在固态和液态时放出的热量相同,而该物质液态时的温度降低较快,所以液态时的比热容较小,故D正确。
故选D。
3.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。
4.B
【详解】AB.无论是受撞击还是没有受撞击,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,故A正确,不符合题意;B错误,符合题意;
C.分子做无规则运动的快慢与温度有关,温度越高,热运动越剧烈,液体分子对微粒的撞击越频繁,故C正确,不符合题意;
D.微粒越小,同时撞击它的液体分子越少,撞击作用的不平衡性越明显,撞击后运动的变化越明显,故D正确,不符合题意。
答案B。
5.C
【详解】A.锯木板时,克服摩擦做功,钢锯条温度升高,属于通过做功改变物体的内能,故A不符合题意;
B.来回快速拉动皮条,克服摩擦做功,金属管温度升高,属于通过做功改变物体的内能,故B不符合题意;
C.用酒精灯给水加热,水从酒精灯火焰吸收热量,属于通过热传递改变物体的内能,故C符合题意;
D.迅速下压活塞时,活塞压缩筒内气体做功,机械能转化为内能,使筒内气体温度升高,属于通过做功改变物体的内能,故D不符合题意。
故选C。
6.D
【详解】A.“尘土扬起”是尘土的机械运动,不能说明分子不停的无规则运动,故A错误;
B.太阳是银河系中众多恒星中的一颗,银河系外还有很多像银河系一样的河外星系,太阳不是宇宙的中心,故B错误;
C.破镜不能重圆,是因为裂缝处分子间距过大,分子间作用力几乎不起作用,故C错误;
D.“闭口立”是在声源处控制噪声,防止了噪声的产生,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】A.因为水的比热容较大,降低相同的温度,水放出的热量更多,所以冬天的暖气设备用热水供暖,故A不符合题意;
B.因为水的比热容较大,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水做汽车的冷却液,故B不符合题意;
C.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,放出相同的热量,水降低的温度少,所以晚上向秧苗田里放水,可以保护秧苗,故C不符合题意;
D.果农给树上喷水结冰主要是利用水结冰时,放出热量来保护桔子,而不是利用水的比热容大来调节温度,故D符合题意。
故选D。
8.A
【详解】A.“时有落花至,远随流水香”,意思是不时有落花随溪水飘流而至,远远地就可闻到水中的芳香,闻到花香的过程是花香中的芳香分子不停的做无规则运动,扩散到空气中,当分子运动到人的鼻子,人就闻到远处花的香味,体现了分子在永不停息的运动,故A符合题意;
B.“满面尘灰烟火色,两鬓苍苍十指黑”,意思是他满脸灰尘,显出被烟熏火燎的颜色,两鬓斑白十指漆黑,这里的灰尘,烟火都是固态的小颗粒组成,属于宏观物体的现象,不能说明分子在永不停息的运动,故B不符合题意;
C.“颠狂柳絮随风舞,轻薄桃花逐水流”,意思是只看见柳絮在春风的吹拂下,如癫如狂,肆无忌惮的飘舞着,还有那轻薄不知自重的桃花,追逐着春江的流水欢快的向远方飘去,这里的柳絮飞舞,桃花随着水的流动都属于宏观的机械运动,不能说明分子在永不停息的运动,故C不符合题意;
D.“白雪却嫌春色晚,故穿庭树作飞花”,意思是白雪却嫌春色来得太晚了,故意化作花儿在庭院树间穿飞,白雪下落,飞花落下,属于宏观物体在重力作用下下落的现象,不能说明分子在永不停息的运动,故D不符合题意。
故选A。
9.内
【详解】物体在任何情况下都有内能,与其他因素都无关。
10. 做功 扩散
【详解】[1]当刮痧板在身体上刮动时,刮痧板与身体摩擦,克服摩擦做功,通过做功方式增加内能,身体会感觉到热。
[2]因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动,所以在刮痧的过程中人们能闻到浓浓的药油味,这属于扩散现象。
11. 降低油的温度 不变
【详解】[1]当其它条件一定时,液体温度越高,蒸发越快,向灯盏夹层内注水,通过降低油的温度,从而减慢油的蒸发,达到省油的目的。
[2]比热容是物质的特性,只与物质的种类和状态有关,与质量无关,燃灯过程中,燃油的比热容不变。
12. 分子动能和分子势能 具有 减小 做功
【详解】[1][2]内能是物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能与分子势能的总和。一切物体在任何情况下都具有内能,所以的冰块也具有内能。
[3]饮料放进冰箱后温度降低,所有分子热运动的动能减少,而分子势能不变,故其内能减小。
[4]锯条锯木板时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,锯条的内能增大,温度升高,这是通过做功的方式改变了锯条的内能。
13. 4.2×105 不变 增大
【详解】[1]质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为
[2]由于惯性大小只与质量大小有关,所以“九天”无人机向斜上方匀速运时,质量不变,其惯性不变。
[3]“九天”无人机向斜上方匀速运动时,质量不变,速度不变,则动能不变,高度升高,则重力势能增大,由于机械能等于动能与势能之和,所以机械能增大。
14.(1)B
(2) 水 水 水的比热容大,质量相同的水和盐水,降低相同温度,水吸收的热量多
【详解】(1)为保证酒精灯外焰加热,组装器材应自下而上,故先调整B的高度。
(2)[1]采用相同热源的实验装置,则加热时间长短可以反映吸收热量多少。由图可知,水和盐水从相同初温加热至刚好沸腾,水的加热时间长,故水吸收的热量多。
[2][3]采用相同热源的实验装置,由图可知,加热相同时间,质量相同的水和盐水,水的温度变化小,即水的比热容大,故质量相同的水和盐水,降低相同温度,水吸收的热量多,所以水的冷却效果好。
15.(1) 天平 质量
(2) 先快后慢 温度差 快
(3)水
(4)汽车发动机用水来冷却
【详解】(1)[1]在这个实验中,要保证除了冷却介质(水和空气)不同外,其他可能影响冷却效果的因素都相同,牛奶的质量是一个重要因素,测量质量需要用到天平。
[2]使用天平的目的就是控制瓶中牛奶的质量相同,这样才能更准确地比较水和空气的导热性能。
(2)[1]观察表格中的数据,在开始的相同时间间隔内,牛奶温度下降的幅度较大,比如前 2 分钟从 70℃下降到 60℃(或 66℃),而随着时间推移,相同时间间隔内温度下降幅度变小,像最后 2 分钟从 34℃下降到 33℃(或 46℃下降到 44℃),所以牛奶冷却的速度是先快后慢。
[2][3]热传递的速度与温度差有关,牛奶与水(空气)的温度差越大,热传递就越快。开始时牛奶温度高,与周围环境(水或空气)温差大,热传递快,温度下降快;随着牛奶温度降低,温差变小,热传递变慢,温度下降变慢。所以导致这种现象的主要原因是牛奶与水(空气)的温度差越大。
(3)对比放在水中和空气中的牛奶温度下降情况,在相同时间内,放在水中的牛奶温度下降得更快,这表明水能够更快地将牛奶的热量传递出去,即水的导热性能更好。
(4)在生活中,汽车发动机用水来冷却就是利用了水导热性能好的特点,水能够快速地将发动机产生的热量传递出去,从而使发动机保持在合适的工作温度。
16.(1)5×10-3m3
(2)4.2×105J
【详解】(1)水的体积
(2)水吸收的热量
17.(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℃。
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