内容正文:
第十三章 内能
一、单选题
1.碳中和的实施对于减缓气候变化、保护环境和可持续发展至关重要。如图是实现“碳中和”的途径之一,下列实例中,与该技术中分子的变化一致的是( )
A.花香四溢 B.尘土飞扬 C.压缩气体 D.冰糖融化
2.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
3.某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100g水和100g食用油的两个相同试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连,计算机上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);不计热量损失,下列说法正确的是( )
A.图线A描述的是水
B.食用油的比热容为2.8×103 J/(kg·℃)
C.0~2min,水吸收的热量为1.68×104 J
D.加热2min,水吸收的热量大于食用油温度传感器吸收的热量
4. 下列实例中与水的比热容有关的是( )
A.北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
B.沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C.天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
5.将质量相同的三块金属a、b、c浸没在沸水中煮了很长一段时间,取出金属块立即放到表面平整的冰块上,经过一段时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.此过程c金属块放热最多
B.三金属块中c的比热容最大
C.a金属块温度降得最少
D.冰块在熔化过程中温度不变,内能增加
6.如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,下方可以挂起重物。该 一铅块现象主要说明了
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子处在永不停息地无规则运动中
7.成都,是一个拥有“山、湖、河、溪”独特风貌的文明城市,下列关下成都的自然景观中,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.龙泉山,山间云雾缭绕 B.府南河,河水清澈见底
C.浣花溪,水中荷花飘香 D.锦城湖,蒲苇风中起舞
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。
10.2024年第12届全国少数民族传统体育运动会在三亚举行,攀椰竞速是海南特色项目。当运动员沿着竖立在地面上的椰子树匀速下滑时,他的机械能 (选填“减小”、“不变”或“增大”)。在下滑过程中,他感到手心发烫,这是通过 的方法使其内能增加。
11.如图所示的示意图形象的反映了物质固、液、气三态的分子排列特点,其中甲图表示的物态为 态,物体若由乙状态变为丙状态,需要 热量。
12.新疆是著名的瓜果之乡,这里的瓜果格外香甜。主要是因为新疆地区砂石多,日照时间长,砂石比热容(选填“较大”或“较小”) ,使得昼夜温差大,利于水果糖分积累。在白天,充足的光照让气温升高,果园里的灌溉水会发生 现象。
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.小明想探究冷水给高温物体降温的效果,做了以下实验。
(1)如图1甲,在两只相同的烧杯里装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力:
①实验中,应选择 规格的电加热器:
②实验过程中,加热相同的时间,通过观察 来比较它们的吸热能力不同;
③图1乙是根据实验数据绘制的图像,则B物质是 ;
(2)如图2甲所示,将热汤放在冷水中,图乙反映了两者的温度变化;
①分析可知,0~5分钟过程中,内能在减小的是 ;
②在第10分钟时,两者之间 热传递:
③依据图像 比较热汤和冷水的比热容。
15.按要求完成填空。
(1)如图1所示,竖直向上提升玻璃板,在玻璃板将要离开水面时,能观察到弹簧测力计的示数变大,这是由于分子间存在 。
(2)在探究“水沸腾时温度变化特点”的实验中,如图2所示,为水沸腾 (选填“前”或“时”)的情况。
(3)如图3所示,此时烛焰通过凸透镜在光屏上成清晰的实像。将蜡烛移至35cm刻线处,移动光屏使烛焰再次在屏上成清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用凸透镜这一成像规律制成的。若不移动蜡烛,只将图中的透镜换成焦距f=15cm的凸透镜,光屏上的像变模糊,仅将光屏向 (选填“左”或“右”)移动适当距离,光屏上重新出现清晰的像。
四、计算题
16.质量为m1的铜质量热器盛着质量为m2的水,它们的共同温度为t0,现将一块质量为m3、温度为t(t<t0)的铁块放入量热器水中,设铜、水、铁的比热为c1、c2、c3。求最后温度t3。
17.为了测量某种液体的比热容,把质量为100g的铜块从标准大气压下的沸水中取出,迅速投入质量为100g的温度为10℃的待测液体中,混合后的共同温度是25℃。(不计热量损失)【c铜=0.39×103J/(kg•℃)】求:
(1)铜块放出的热量是多少焦耳?
(2)这种液体的比热容是多少?
试卷第1页,共3页
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《第十三章 内能》参考答案
1.C
【详解】图中将二氧化碳气体压入地下,通过压缩体积的方法使二氧化碳气体变成液体,属于液化现象,改变了分子间的距离;
A.花香四溢属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故A不符合题意;
B.尘土飞扬属于固体颗粒的机械运动,故B不符合题意;
C.压缩气体,体积减小,分子间的距离减小,故C符合题意;
D.冰糖融化,是物质由固态变成液体的过程,故D不符合题意。
故选C。
2.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。
3.B
【分析】该实验装置通过水和食用油在相同时间内,吸收相同热量,观察温度的变化来比较它们的比热容,温度变化快的比热容小,温度变化慢的比热容大。
【详解】A.由图乙可知,相同质量下,用相同热源加热相同时间,B液体的温度上升较慢,即B液体是水,故A错误;
B.由图乙可知,当水和食用油上升40℃时,食用油与水所吸收热量之比为2:3,根据可知食用油的比热容,故B正确;
CD.0-2min水吸收的热量和食用油吸收的热量相同,即
故CD错误;
故选B。
4.B
5.C
6.B
7.C
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. 减小 做功
【详解】[1]当运动员沿着竖立在地面上的椰子树匀速下滑时,运动员的质量不变、速度不变,故其动能不变;运动员的高度降低,则重力势能减小;则运动员的机械能减小。
[2]在下滑过程中,他感到手心发烫,手克服摩擦力做功,使得手的内能增加,温度升高,故他的手心会感到发烫,这是通过做功的方法使其内能增加的。
11. 液 吸收
【详解】[1][2]固态物质的分子排列紧密,液态物质的分子没有固定的位置,运动比较自由,气态物质的分子极度散乱,间距很大,所以甲图表示的物态为液态,乙图为固态,丙图为气态;物体若由乙状态变为丙状态,即物质由固态变为气态,这个过程叫升华,升华吸热。
12. 较小 汽化
【详解】[1]该地区砂石较多、日照时间长,由于砂石的比热容较小,吸收或放出相同的热量,砂石的温度升高或降低的多,导致昼夜温差大,非常有利于水果中糖分的积累。
[2]充足的光照让气温升高,果园里的灌溉水物质状态由液态变为气态,发生物态变化为汽化。
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) 相同 温度计升高的温度 食用油
(2) 热汤 不发生 不能
【详解】(1)[1]实验中,相同的电加热器相同时间放出的热量相同,为了便于比较,应该用相同的电热器对液体进行加热,使得相同时间内两种液体吸热相同。
[2]根据比较不同物质吸热能力的方法,实验过程中,给相同质量的不同物质加热相同的时间,使它们吸收相同的热量,通过比较温度计升高的温度来比较它们的吸热能力不同,升温多的比热容小。
[3]由图乙可知,A、B升高相同的温度,A需要加热时间比B长,则A需要吸收的热量多,所以A的比热容较大,为水,则B是食用油。
(2) [1]将热汤放在冷水中,热汤的温度高于冷水的温度,由图2可知,0~5分钟过程中,热汤放出热量,内能减小,温度降低。
[2]由图2可知,在第10min时,热汤和冷水的温度相同,此时,两者之间不发生热传递。
[3]由于不知道热汤和冷水之间的质量关系,故依据图像不能比较热汤和冷水的比热容。
15.(1)引力
(2)时
(3) 投影仪 右
【详解】(1)如图1所示,竖直向上提升玻璃板,在玻璃板将要离开水面时,能观察到弹簧测力计的示数变大,这是由于水分子和玻璃分子间存在相互作用的引力,将玻璃板向下拉。
(2)水沸腾时,水中的气泡在上升过程中,不断有水汽化进入气泡,使气泡变大,图中是水沸腾时的情况。
(3)[1]如图3所示,此时烛焰通过凸透镜在光屏上成清晰的实像,此时物距等于像距等于20cm,所以,它们都等于凸透镜的二倍焦距,凸透镜的焦距为20cm,则焦距为10cm。将蜡烛移至35cm刻线处,物距为15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,移动光屏使烛焰再次在屏上成清晰的像,则成倒立、放大的实像,生活中的投影仪就是利用凸透镜这一成像规律制成的。
[2]若不移动蜡烛,只将图中的透镜换成焦距f=15cm的凸透镜,物距为20cm,则物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,像距大于二倍焦距,则光屏上的像变模糊,仅将光屏向右移动适当距离,光屏上重新出现清晰的像。
16.
【详解】不计热损失,根据热平衡方程可知:,则
解得
17.(1)2925J;(2)1.95×103J/(kg·℃)
【详解】解:(1)铜块的质量
m铜=100g=0.1kg
铜块放出的热量
Q放=c铜m铜Δt铜=2.39×103J/(kg·℃)×0.4kg×(100℃﹣25℃)=2925J
(2)若不计热量损失,这些热量被液体吸收
Q吸=Q放=2925J
由Q=cmΔt得,这种液体的比热容
答:(1)铜放出的热量为2925J;
(2)这种液体的比热容为1.95×103J/(kg·℃)。
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