内容正文:
12.1内能
一、单选题
1.2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱成功返回地面。返回舱进入大气层时与空气摩擦,表面温度急剧升高,如图所示,此过程中返回舱( )
A.与空气发生热传递,内能减小 B.与空气发生热传递,内能不变
C.克服空气阻力做功,内能减小 D.克服空气阻力做功,内能增大
2.相互接触的物体间发生热传递的条件是
A.物体的温度高低不同 B.物体的内能多少不同
C.物体的热量多少不同 D.物体的质量大小不同
3. 春节期间,某学校开展了“寻根问源,记住年味“的活动。如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述正确的是( )
A.图甲中,玉润饱满的汤圆中飘出的“白气”是汽化形成的
B.图乙中,墨迹未干的春联墨香飘飘,说明分子静止不动
C.图丙中,与盒子摩擦引燃的“擦炮”是通过做功改变内能
D.图丁中,刚上桌继续沸腾的砂锅米线,说明沸腾不需吸热
4.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.用木棍钻横木时,木棍与横木的摩擦处温度升高
B. 用钢锯锯木板时,锯条温度升高
C.用酒精灯加热试管中的水,水的温度升高
D.来回快速拉动皮条,金属管的温度升高
5.如图的实验或事例都揭示了一定的物理知识,关于它们的说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.甲图中,使小孩臀部发热是通过热传递的方式来实现的
B.乙图中,人搓手发热说明物体对外做功,内能增大
C.丙图机械装置上的叶片能一直转动,是因为能量守恒
D.丁图钻木取火过程是机械能转化为内能
6.砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是( )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变砖块的内能
C.烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大
D.在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的比热容变小
7.对盛水试管加热使水沸腾,不一会儿水蒸气会把原先塞住管口的软木塞冲开,有关该过程说法错误的是( )
A.酒精灯对盛水试管加热,是通过热传递改变水的内能的
B.软木塞被水蒸气冲开,说明力可以改变物体的运动状态
C.水蒸气膨胀做功,水蒸气的内能减少
D.试管口的“白气”是由水蒸气的汽化形成的
8.搭载着“天舟五号”货运飞船的长征七号运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射,在火箭加速升空的过程中,下列说法中正确的是( )
A.“天舟五号”飞船的重力势能增大,动能减小
B.“天舟五号”飞船的机械能增大
C.火箭发动机内燃料燃烧产生的内能全部转化为机械能
D.以长征七号运载火箭为参照物,“天舟五号”货运飞船是运动的
9.开启啤酒瓶盖瞬间伴有“嘭”的一声,瓶口有一股“白烟”,下列说法正确的是( )
A.瓶内外温度相等,啤酒内能不变
B.瓶内气体对外做功,啤酒内能增加
C.瓶口“白烟”是瓶内CO2液化形成的
D.瓶口“白烟”是瓶口水蒸气液化形成的
10.用气筒打气时筒壁会发热,小华认为主要是活塞与筒壁摩擦导致的,小宇认为主要是活塞压缩气体做功导致的,下列实验方案中,能够验证他们猜想的是( )
A.用同一气筒向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下,比较筒壁的温度变化
B.用不同气筒向电瓶车和汽车的轮胎内各打气50下,比较筒壁的温度变化
C.用同一气筒空打50下和向汽车轮胎内打气50下,比较筒壁的温度变化
D.用同一气筒空打5下和向自行车轮胎内打气5下,比较筒壁的温度变化
二、填空题
11.小芳在整理家务时,将厚衣物装入带有排气孔的塑料收纳袋内。如图所示,抽气一段时间后,抽气筒壁因摩擦发热,这是通过 的方式改变了内能,收纳袋及衣服在 的作用下变瘪了。冬天,打开收纳袋拿出里面的衣物,会闻到樟脑气味,说明了分子在不停地做 。
12.下面是用气球做的小实验,试回答相关问题,如图,松开气球的口子,快速放气后会感到气球变凉,这是因为气体 导致内能减小。
13.“秋风萧瑟天气凉,草木摇落露为霜”,“霜”的形成过程要 (选填“吸收”或“放出”)热量;衣柜中的樟脑丸可以防虫、防霉,时间长了会变小甚至消失,这是一种 (填物态变化名称)现象;如图所示,同学们在做理化生实验时经常会用到火柴,老师教同学们划火柴时要稍微用力,这是通过增大压力的方式增大了摩擦力,通过 的方式改变了火柴的内能。
14.如图,卷尖被称为“黄河味道”的特色美食。用蒸笼蒸卷尖时通过 的方式改变了内能,打开蒸笼盖香味扑鼻而来,这是 现象。
15.某商场自动感应门俯视图如图所示,以O为圆心半径为2m的虚线圆为感应区,即当有物体进入虚线圆内时,宽度均为2m的两扇感应门立即向两边以的速度匀速开启。某次,商场工作人员推动宽为D=40cm的货物在水平地面上匀速通过该门,货物的中央始终在门的中心线s上,该过程中货物受到的地面支持力与货物受到的 是一对平衡力;推动货物过程中会有摩擦生热,摩擦生热是通过 (选填“做功”或“热传递”)方式来改变内能的;为能安全通过,工作人员匀速推动货物的速度应不超过 m/s。
16.我国航天领域世界领先,2022年捷报频传:
(1)11月1日凌晨4点27分,梦天实验舱与天和核心舱成功实现“太空握手”,成功对接于天和核心舱前向端口。此时相对于地球,梦天实验舱是 的;
(2)11月12日10时03分,搭载着天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭在我国文昌航天发射场准时点火发射,发射取得圆满成功。如图乙火箭发射的过程中,燃料的化学能 为火箭的机械能;加速升空过程中,天舟五号货运飞船的机械能 ;
(3)11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射取得圆满成功。发射恰遇零下20摄氏度的极寒天气,而火箭发动机喷管尾部温度要求不能低于零摄氏度。工作人员制作了帆布围挡,并增加了2台移动的防爆热风机,持续给发动机喷管送热风,这是通过 的方式改变发动机喷管的内能,使其在极寒天气下保持15摄氏度左右的适宜温度;
(4)12月4日19时20分,神舟十四号载人飞船返回制动发动机点火,在发动机推力作用下返回舱的 发生改变,成功离开推进舱。返回舱在高速进入大气层后就会产生强烈的气动加热效应,会产生极端的高温。飞船高速飞行时,前方的空气来不及散开,它们会被飞船剧烈压缩,内能大幅增加,从而产生2000多度的高温,这个原理与打气筒压缩空气一样,是通过 方式改变空气的内能。神舟系列飞船采用了自主研发的烧蚀防热技术,用先进的防热材料给返回舱穿上一层25mm厚的“防热衣”,防热材料在高温下熔化、汽化和升华, 热量,使飞船表面温度大幅下降;
(5)12月4日20时09分,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,现场工作人员的工作服呈现黄色,说明工作服可以 黄色光。
三、实验探究题
17.小山同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①泡沫塑料和②卫生纸两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,做了两个外形相同的保温装置,其中一个装置如图甲所示,然后在相同环境的房间里同时开始做实验。根据实验测得的数据绘出图乙所示“水温与时间关系”的图像。实验过程中室温基本不变。
(1)根据水温随时间变化的①曲线图像可知,开水在冷却过程中温度变化最快的时间是 (选填“0-30min”、“30-60min”或“60-90min”),降温的速度随时间增加而越来越 (选填“快”或“慢”);
(2)保温性能较好的是材料 (选填“①”或“②”),判断的依据是 ;
(3)举例生活中选用保温材料的例子 。
四、综合题
18.热岛效应主要原因是城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容。在相同的日照情况下,城市地区比郊区升温较 (选填“快”或“慢”)。很多城市保护并增大城区的绿地、水体面积来减弱城市热岛效应,这主要是利用了水的 的特点。城市机动车越来越多,也是造成热岛效应的因素之一。在紧急刹车时,刹车片会发烫这是通过 的方式增加物体内能的。大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的,配制防冻冷却液时将乙二醇加入水中,之者混合后实际的总体积小于混合前水和乙二醇的体积之和,这说明分子之间有 ,车开动后,防冻冷却液的温度会升高,这是通过 的方式改变内能的。
五、科普阅读题
19.当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为:,其中“t物”为物体此时的温度,“t环”为环境温度,k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能 (选填“增大”或“减小”),这种改变内能的方式叫做 ;
(2)散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是 (选填“A”或“B”);
A.功率 B.效率
(3)一个物体温度为,周围环境温度保持不变,此时物体的放热快慢为,当物体温度降低到时,散热快慢为,则 (选填“>”或“<”或“=”)。
六、简答题
20.用打气筒打气时会发现打气筒的外壁变热了。请用所学物理知识解释。
七、作图题
21.如图甲所示是一个内壁光滑且密闭绝热的金属圆筒,左端固定在墙上,现在先用力F向左推活塞,使活塞从A位置运动到最左端C 位置。撤去力F后,活塞又被圆筒内的气体推回到A位置。请在图乙的坐标图中作出活塞从A位置运动到C位置再返回A位置的过程中,金属圆筒内的气体的内能随位置变化的大致关系图像。(绝热:表示没有热量传递。坐标原点表示内能为零)
参考答案
1.D
2.A
3.C
4.C
5.D
6.B
7.D
8.B
9.D
10.C
11.做功;大气压;无规则运动
12.对外做功
13.放出;升华;做功
14.热传递;扩散
15.重力;做功;1m/s
16.运动;转化;增大;热传递;运动状态;做功;吸收;反射
17.0~30min;慢;①;在相同时间内①降温慢;冷冻食品在运输过程中需要选用保温材料
18.快;比热容大;做功;间隙;热传递
19.减小;热传递;A;>
20.向下压活塞时,活塞对筒内空气做功,筒内空气内能增大、温度升高,同时筒壁吸收热量,通过热传递的方式增加打气筒底部的内能;打气筒打气时,克服活塞与筒壁间的摩擦力做功,通过做功方式改变物体的内能,使打气筒的外壁升温。
21.
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