内容正文:
13.3内能 练习
一、单选题
1.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.物体的温度越高,内能越大,所以0℃的冰没有内能
B.温度越高的物体含有的热量越多
C.物体吸收热量,温度不一定升高
D.温度高的物体内能一定比温度低的物体大
2.关于温度、内能、热量、比热容,下列说法不正确的是( )
A.温度低的物体可以比温度高的物体内能大
B.热传递是内能转移的过程
C.0℃的冰熔化成0℃的水时,吸收热量,温度不变,内能不变
D.虽然,但比热容与物体吸收或放出的热量、物体的质量和温度的变化无关
3.冬至是二十四节气之一,也是中华民族的一个传统节日,关于冬至节活动涉及的物理知识,以下说法合理的是( )
A.吃水饺:煮水饺时,通过做功的方式增加饺子的内能
B.吃汤圆:刚煮熟的汤圆很烫,是因为含有的热量多
C.腌制腊肉:一段时间后,鲜肉内部有了咸味,说明分子在永不停息地做无规则运动
D.喝羊肉汤:煮羊肉汤时,正在沸腾的汤温度不变,内能不变
4.如图所示为一种自热火锅。自热火锅配有发热包,将发热包和冷水放到外盒中,产生化学反应,从而加热上层食物。加热过程中,下列说法错误的是( )
A.食物内能增加 B.食物放出热量
C.闻到食物香味是扩散现象 D.食物通过热传递改变内能
5.如图所示,在“让笔杆热起来”的活动中,摩擦笔杆可以使笔杆温度升高,下列有关说法不正确的是( )
A.该过程中笔杆的内能增加
B.该过程能量转化是机械能转化为内能
C.该过程与用燃料加热水改变内能的方式相同
D.该过程与“钻木取火”改变内能的方式相同
6.在如图所示生活实例中,通过做功的方式使物体(加“• ”的字)内能减少的是( )
A.铁丝来回弯折 B.西瓜浸泡在井水里
C.水蒸气把壶盖顶起 D.可乐中加入冰块
7.如图所示的事例中,改变物体内能的方式与其他三项不同的是( )
A.弯折铁丝变热 B.食品放入冰箱冷藏
C.钻木取火 D.压缩空气,乙醚着火
8.A、B两装置,均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同。将两管抽成真空后,开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是( )
A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C.A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同
D.A和B中水银温度始终相同,故内能增量相同
二、多选题
9.关于内能,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体一定比温度低的物体具有的内能多
B.对于一个物体而言,温度越高,物体的内能越大
C.铁水变成铁块,内能减少
D.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,故而内能不变
10.二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能转化为机械能
B.高压泵压缩CO2,机械能转化为气体内能
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
三、填空题
11.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,筒内的硝化棉燃烧,向下压缩的目的是通过对 (选填“硝化棉”或“空气”) (选填“做功”或“热传递”)的方式,从而增加其内能使其温度升高。
12.李时珍的著作《本草纲目》中有关于琥珀鉴别的记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“以布拭热”的过程将 能转化为琥珀的内能;“以布拭热”是通过 的方式改变琥珀内能。
13.2024年11月4日,神舟十八号载人飞行任务的航天员乘组着陆在东风着陆场,如图所示,整个返回着陆过程包括制动离轨、自由滑行、再入大气层、开伞着陆4个阶段,其中再入大气层后载人飞船返回舱与大气摩擦,内能 ,开伞后减速,机械能 ,确保航天员平安回家。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
14.用不锈钢水壶在天然气灶上烧水,在此过程中水的内能是通过 的方式改变的,水的温度越高,水具有的 (选填“内能”或“热量”)越多,水沸腾后,继续加热,水的 (选填“温度”或“内能”)不变。
15.如图所示是萘的熔化图像,其中BC段处于固液共存状态,此阶段萘持续吸收热量,内能 。(选填“不变”、“增加”或“减小”)
四、简答题
16.北宋古籍《太平御览》中记载:“有鸟若鹗,啄树则灿然火出。圣人感焉,因用小枝钻火,号燧人”,请你用所学的物理知识解释文中“用小枝在燃点较低的遂木上钻出火来”的原理。
17.将煮好的豆浆用碗盛出,端起时觉得碗很烫手,这是为什么?
五、作图题
18.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放少量硝化棉,将活塞从顶端迅速下压并开始计时。时刻,筒内空气温度达到硝化棉着火点,硝化棉燃烧,随后活塞反弹至顶端。请在答题卡坐标图中画出从开始压缩至活塞返回顶端这个过程中,玻璃筒内空气温度随时间变化关系的大致图像。
六、实验题
19.在“探究固体熔化时温度变化规律”的实验中:
(1)从固态A点开始加热,一段时间后发现试管中有液体出现,温度计示数未变,由此可以确定该物质是 (填“晶体”或“非晶体”);
(2)该物质全部熔化后继续加热,根据实验数据绘制出熔化及熔化后温度计示数随时间变化的图像,如图乙所示,若实验在标准大气压下进行,分析图像可知,该物质的熔点是 ℃,试管中的物质 (填“能”或“不能”)沸腾,该物质在D点时的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)E点时的内能(忽略质量的变化)。
20.在研究某物质熔化过程中温度的变化规律时,持续加热该物质,记录了该物质温度随时间变化的实验数据如下表所示。根据实验数据可知该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),判断依据是 。该物质开始熔化的依据是 。该物质在第5min时具有的内能 它在第7min时具有的内能。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
物质的温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
48
50
53
《13.3内能 练习》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
C
B
C
C
B
B
BC
BD
1.C
【详解】A.一切物体都具有内能,所以0℃的冰有内能,故A错误;
B.热量是过程量,不能说物体含有的热量的多少,故B错误;
C.物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化过程中,不断吸收热量,温度保持熔点不变,故C正确;
D.物体的内能与物体种类、质量、状态、温度等有关,温度高的物体内能不一定比温度低的物体大,故D错误。
故选C。
2.C
【详解】A.内能是分子动能和分子间势能的总和,因此内能的大小与温度和质量有关,所以温度低的物体可能质量很大,那么温度低的物体就可以比温度高的物体内能大,故A正确,不符合题意;
B.改变内能的方式有做功和热传递,做功是内能与其他形式的能量之间的转化,热传递是内能的转移过程,故B正确,不符合题意;
C.0℃的冰熔化成0℃的水时,吸收热量,温度不变,内能变大,故C错误,符合题意;
D.比热容是物质一种属性,与物质的种类、状态等有关,与物体吸收或放出的热量、物体的质量和温度的变化无关,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】A.煮水饺时,饺子吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递增加饺子的内能,故A不符合题意;
B.刚煮熟的汤圆很烫,是因为其温度高,热量是过程量,不能说“含有的热量”,故B不符合题意;
C.腌制腊肉:一段时间后,鲜肉内部有了咸味,说明分子在永不停息地做无规则运动,这是扩散现象,故C符合题意;
D.喝羊肉汤:煮羊肉汤时,正在沸腾的汤温度不变,但不断吸热,其内能变大,故D不符合题意。
故选C。
4.B
【详解】AB.加热过程中,热量从发热包传递给食物,食物吸收热量,内能增大,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.闻到食物香味,是分子不停地做无规则运动的结果,是扩散现象,故C正确,不符合题意;
D.食物吸收热量,内能增大,是通过热传递改变内能的,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】AB.摩擦笔杆的过程中机械能转化为内能,使笔杆温度升高,内能增加,故AB正确,不符合题意;
C.用燃料加热水的过程中水吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递的方式增加内能,摩擦笔杆的过程是通过做功的方式增加笔杆的内能,两种改变内能的方式不相同,故C错误,符合题意;
D.“钻木取火”是通过做功改变物体的内能,摩擦笔杆的过程也是通过做功的方式增加笔杆的内能,两种改变内能的方式相同,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.C
【详解】A.来回弯折铁丝,是通过做功增加物体的内能,故A不符合题意;
B.西瓜浸泡在井水里是通过热传递的方式减小西瓜的内能,故B不符合题意;
C.烧水时水蒸气把壶盖顶起,是水蒸气对外做功,自身的内能减小,温度降低,故C符合题意;
D.冰块放入可乐中时,可乐会放出热量,是通过热传递的方式减少可乐的内能,故D不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】A.弯折铁丝,手对铁丝做功,是通过做功的方式改变内能;
B.食品放入冰箱,是将高温物体放在低温环境中,使物体的温度降低,是通过热传递的方式改变内能;
C.钻木起火,是通过相互摩擦使物体温度升高,是通过做功的方式改变内能;
D.压缩空气,是使气体体积变小,使气体温度升高,是通过做功的方式改变内能。
因为ACD都是通过做功改变物体内能,B是通过热传递改变物体内能,B与其他三项不同,故选B。
8.B
【详解】外界大气压力对水银做功,使水银进入试管内,大气压力对水银做的功一部分增加了管内水银的重力势能,另一部分增加了水银的内能;由于A管中的水银重心高,故A管中水银的重力势能增量大,则A管中水银内能的增量小,即B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量。故ACD错误,B正确。
故选B。
9.BC
【详解】A.内能与物体的质量、温度以及状态有关,因此温度高的物体内能不一定多,故A错误;
B.对于一个物体而言,温度越高,分子热运动越剧烈,物体的内能越大,故B正确;
C.铁水变成铁块,属于凝固,需要放出热量,内能减少,故C正确;
D.0℃的水变成0℃的冰,属于凝固现象,需要放出热量,内能减小,故D错误.
故选BC。
10.BD
【详解】AB.高压泵压缩CO2,此时对气体做功,因此气体内能增大,将机械能转化为气体内能,故A错误,B正确;
CD.高压CO2气体喷出时,气体对外做功,内能减小,温度降低,故C错误,D正确。
故选BD。
11. 空气 做功
【详解】[1][2]活塞向下压缩的过程中,它直接作用的对象是玻璃筒内的空气,而不是硝化棉。硝化棉只是作为易燃物质放置在筒底,用于指示内能增加导致的温度升高效果。活塞对空气施加力并使其体积减小,这是一个做功的过程。在这个过程中,活塞的机械能被转化为空气的内能,导致空气的温度升高。当空气温度升高到一定程度时,它达到了硝化棉的燃点,从而引发硝化棉的燃烧。综上所述,向下压缩的目的是通过对空气做功的方式,增加其内能并使其温度升高。
12. 机械 做功
【详解】[1][2]当以布擦拭琥珀时,布与琥珀之间存在摩擦力,人施加力使布相对琥珀运动,克服摩擦力做功,消耗的是机械能,琥珀吸收能量后温度升高,内能增加,所以是机械能向内能的转化,这是通过做功的方式改变琥珀内能。
13. 增大 减小
【详解】[1]再入大气层后载人飞船返回舱与大气摩擦,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,根据内能的改变方式可知,此时返回舱的内能增大。
[2]开伞后减速,速度减小,质量不变,则动能减小;高度降低,质量不变,则重力势能减小。机械能等于动能与重力势能之和,所以机械能减小。
14. 热传递 内能 温度
【详解】[1]用不锈钢水壶在天然气灶上烧水,天然气燃烧放出热量,热量传递给了水,这是能量的转移,属于热传递的方式改变水的内能。
[2]内能与温度有关,同一物体,温度越高,内能越大。热量是过程量,不能说物体具有热量。所以水的温度越高,水具有的内能越多。
[3]水沸腾的特点是继续吸热,但温度保持不变。水沸腾后,继续加热,水吸收热量,内能增加,但温度不变。
15.增加
【详解】萘是晶体,BC段处于固液共存状态,处于熔化过程中,虽然温度不变,但要持续吸收热量,所以内能增加。
16.见解析
【详解】“用小枝钻火”的方法取得火种,即通过钻木的方式,对木头做功,使得木头的内能增加,温度升高,达到木头的着火点, 木头就会燃烧,即通过做功改变物体内能。
17.见解析
【详解】碗的温度高于手的温度,碗和手之间发生了热传递,手的内能增加,温度升高,所以觉得碗很烫手。
18.
【详解】活塞从顶端迅速下压过程中,活塞对厚玻璃筒内气体做功,玻璃筒内气体内能增大,温度升高,当温度达到着火点时,硝化棉燃烧,释放出热量,使玻璃筒内气体内能迅速增大,温度迅速升高,同时对活塞做功,使活塞返回顶端,玻璃筒内气体内能迅速减小,温度迅速降低。此过程中,玻璃筒内气体温度变化大致图形如图所示:
19.(1)晶体
(2) 54 不能 等于
【详解】(1)“一段时间后发现试管中有液体出现,温度计示数未变”,说明在熔化过程中物质的温度不变,有固定的熔点,是晶体。
(2)[1]因为该物质是晶体,A点处是固态,由图乙温度变化可知, BC段温度固定不变,是熔化过程,对应的温度是该物质的熔点,故该物质熔点为54℃。
[2]水在标准大气压下的沸点为100℃,所以试管内的物质温度最高能达到100℃,由图乙温度变化可知,该物质温度达到100℃前,温度一直升高,此过程中没有沸腾,当该物质温度达到100℃后,不能从水中吸收热量,不满足沸腾条件,也不会沸腾,故该物质不会沸腾。
[3]由[2]中分析可知,该物质温度达到100℃后,不能从水中吸收热量,所以D点时的内能等于E点时的内能。
20. 晶体 见解析 见解析 小于
【详解】[1][2]根据晶体和非晶体的熔化特点,晶体在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持不变;非晶体在熔化过程中,不断吸收热量,温度不断上升。由表格数据可知,该物质从第4min到第9min温度一直保持在48℃不变,说明其有固定的熔点,所以该物质是晶体。
[3]晶体开始熔化时,温度达到熔点,并且继续吸收热量,伴随着有液体的出现。从表格数据可以看出,在4min时温度达到48℃,之后温度保持不变,说明此时该物质开始熔化。所以该物质开始熔化的依据是温度达到48℃后继续加热温度保持不变,且有液体出现。
[4]晶体在熔化过程中,虽然温度不变,但继续吸热,内能会增加。该物质在第5min到第7min处于熔化过程,一直在吸热,所以第5min时具有的内能小于第7min时具有的内能。
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