内容正文:
【第一章内能】
单元综合
一、单选题
1.下列实例中,改变物体内能的方式与其他三个不同的是
A.用力搓手,手会发热 B.用炉灶烧水,水温升高
C.汽缸内气体被压缩,温度升高 D.电炉通电,温度升高
2.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含的热量越多
B.物体内能增加,一定要吸收热量
C.物体放出热量,它的温度可能不变
D.0℃的冰变成的0℃水,温度不变,内能也不变
3.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是
A.-10℃的物体没有内能
B.温度相同的物体之间一定不会发生热传递
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.物体的内能减小,一定是从外界吸收了热量
4.下列说法中正确的是( )
A.一切物质的分子都在不停的做无规则运动,温度越低,分子运动越剧烈
B.一切物体无论温度高低都具有内能
C.“炙手可热”是通过做功的方式吸收热量
D.火箭从地面向上发射过程中,机械能增大,内能减小
5.下列四个情景中,属于用热传递的方式改变物体内能的是( )
A.用砂轮磨菜刀,菜刀温度升高
B.用锯条锯木头,锯条温度升高
C.在炉子上烧开水,水温升高
D.快速多次弯折铁丝,弯折处温度升高
6.下列生活情景中,通过做功来改变物体内能的是( )
A.铁丝被反复弯折,弯折处发热
B.冬季人们常用热水袋取暖
C.食品放在冰箱中,温度降低
D.金属汤勺放在热汤中,温度升高
7.有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了Δt,把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了Δt,则甲球比热 c甲和乙球比热c乙大小的关系是( )
A.c甲> c乙 B.c甲 < c乙
C.c甲 = c乙 D.以上三种情况都有可能
8.A、B两物体质量相等,温度均为10℃,甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃,现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后,甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,则A、B两种物质的比热容之比为( )
A.2:3 B.3:5 C.4:9 D.1:2
二、多选题
9.下列说法正确的是( )
A.炒菜时,满屋飘香,表明分子在不停地做无规则运动
B.汽车在消耗一半汽油后,剩余汽油的热值变为原来的一半
C.用水作为汽车发动机的冷却剂,主要是因为水的比热容较大
D.在热传递过程中,热量从内能多的物体传递给内能少的物体
10.下列说法中正确的是( )
A.走进花店,淡淡的花香沁人心脾,表明分子在不停地做无规则运动
B.液体蒸发时要吸收热量,天气炎热时向地面洒些水可感到凉爽
C.塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上,是因为分子间存在着吸引力
D.煤的热值比干木柴的大,煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
11.下列有关温度、内能和热量的说法中,正确的是( )
A.物体吸收了热量,内能一定增加
B.物体的温度升高,一定吸收了热量
C.内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和
D.物体的内能增加,温度一定升高
12.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧。下列说法正确的是( )
A.迅速向上抽活塞,硝化棉也能燃烧
B.此实验通过做功改变硝化棉的内能
C.迅速下压活塞时,做功快,相同时间内做的功多
D.越用力下压,根据W=Fs,做的功越多,空气的内能越大,温度越高
13.如图所示,对于下列实验中所描述的物理过程,说法正确的是( )
A.试管内的水蒸气推动塞子冲出去时,水蒸气的内能减小
B.抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明空气比二氧化氮的密度大
C.给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,瓶内空气的内能减小
D.厚玻璃管中的空气被压缩时,管内空气的内能减小
14.下列说法正确的是( )
A.石凳被太阳晒热,属于用热传递的方式改变了石凳的内能
B.物体的内能就是物体动能与势能的总和
C.鸡蛋变咸,是由于分子间存在着空隙与分子永不停息地做无规则运动
D.锯木板时锯片变热,是因为木板向锯片传递了热量
15.地铁时代的到来,为我们的出行和生活带来了便利。下列有关说法正确的是( )
A.挖隧道时,盾构机的刀盘旋转温度升高,是通过热传递的方式改变内能的
B.用冷却水给滚刀降温,利用了水比热容较小的性质
C.图乙中,地铁进站时动能转化为重力势能,起到自然刹车作用
D.地铁出站时,储存的重力势能又转化为动能,起到节能作用
16. 如图,小明把盛有水的纸盒放在火焰上烧,做“纸锅烧水”实验。下列说法中正确的是( )
A.未加热前,纸锅里的水不发生汽化现象
B.水烧开后温度保持不变,仍需要吸热
C.纸锅上方的“白气”是水蒸气液化形成的
D.水烧开时纸盒并未燃烧,这是因为水的沸点低于纸的着火点
三、填空题
17.将很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下,使玻璃板水平接触水面,如图所示,然后稍稍用力向上拉动玻璃板,玻璃板并未与水面分离,却发现其边缘处的水面稍微向上弯曲,这是因为 ,此时弹簧测力计示数 (选填“大于”“等于”或“小于”)玻璃板自身重力。
18.汽车发动机的散热器用水做冷却剂,是由于水的 较大的缘故;家用空调外机的散热片一般要选用比热容较 的金属制成。
19.如图,在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,结果棉花被压燃,这是活塞对对 做功,使它的内能 ,温度 ,达到棉花燃点的缘故.压缩过程中 能转化为 能.实验中如果用小纸片代替棉絮,小纸片并没有燃起,则关于压缩过程中的能量转化的结论 (选填“成立”或“不成立”).
20.将1.4kg焦炭完全燃烧可放出 J的热量,若这些热量全部被水吸收,可让 kg的水温度升高100℃[已知焦炭的热值q=3.0×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]。
21.河南烩面是大家喜欢的美食。在制作烩面的过程中,在很远的地方就能闻到香味,是由于分子的 运动造成的。将热气腾腾的烩面放入口中,人除了品尝到烩面的美味外,舌尖还通过热传递的方式吸收了烩面的 。
22.夏天的公园里,百花绽放,花香四处飘散,这是 现象;气温越高,花香味 (选填“越淡”或“越浓”);空气很容易被压缩是因为分子间作用力很 。
23.荷叶上两滴水珠接触时,能自动结合成一滴较大的水珠,这一事实说明分子间存在 ,封闭在注射器筒内的空气刚开始很容易被压缩,说明分子间有 ,压缩到一定程度就很难再压缩,这是因为分子间有 。
24.用相同的电加热器分别加热质量均为0.3kg,温度均为20℃的水和另一种液体(不计热量损失),如图所示是水和另一种液体的温度随时间变化的图像。由图像可知:前8min内,水和另一种液体吸收的热量 (填“相同”或“不相同”),水在20min内吸收的热量为 J,水和另一种液体的比热容之比是 。()
四、实验探究题
25.“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较等质量的不同燃料燃烧放出的热量”两组实验装置如图所示:
(1)“探究不同物质吸热升温的现象”应选用 组器材:
(2)乙组是通过 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来反映燃料放出热量的多少:
(3)关于两组实验,下列说法正确的是:__________
A.都必须控制被加热物体的质量相等
B.都必须控制燃料燃烧时间相等
C.都必须控制被加热物体的初温相等
D.都必须控制燃料质量相等
(4)乙组实验中将燃料点燃直至燃尽,烧杯内水的温度随时间变化的图像如图丙所示,则燃料1放出的热量 燃料2放出的热量(选填“大于”、“等于”、“小于”),不计热损失,则两种燃料的热值之比为 。
五、计算题
26.为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态很多地区,人们使用天然气烧水煮饭。某天然气灶烧水的效率为70%,用此天然气灶给质量为5kg的水加热一段时间,完全燃烧了天然气。[天然气的热值,水的比热容]求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)若水的初始温度为10℃,则水吸收了这些热量后温度将升高到多少℃?
27.小明家有一电热水壶,铭牌部分内容如下表所示。小明按额定容量装水,测量出水的初温为20℃
产品名称
电热水壶
型号
K-8502
额定功率
1500W
额定容量
1.5L
请你帮小明计算:
(1)该壶水的质量;
(2)该壶水温度升高50℃时,水吸收的热量。
六、作图题
28.两个相同的容器中分别装有质量和初温均相同的甲、乙两种液体,用相同的加热器同时对它们加热。甲从开始加热至沸腾一段时间,温度随时间变化的图像如图所示,若乙的比热容和沸点均小于甲,请画出液体乙在相同过程中,温度随时间变化的大致图像。
29.如图甲所示,用相同的电加热器给初温及质量均相同的两种不同的液体加热,图乙中作出了液体1的温度与加热时间的关系图像,请在图乙中作出液体2的温度与加热时间的关系图像(已知c液体1=2c液体2)。
七、综合题
30.2024年6月,中国商飞公司两架飞机,圆满完成首次加注可持续航空燃料演示飞行任务,其使用的原料来自餐余废油,让曾经的餐桌噩梦“地沟油”华丽转身。据了解,按照现有生产工艺技术,1吨地沟油原料可生产0.85吨生物柴油,热值可达,每吨生物柴油可减排3吨左右二氧化碳。
(1)生物柴油燃烧将化学能直接转化为 能,优点是: 。
(2)我国每年产生的地沟油约400万吨,若将这些地沟油的20%制成生物柴油,完全燃烧释放的热量是多少?
(3)2024年上海使用生物柴油的车辆已经超过500万车次,平均每辆车一次性加油计,仅此一项每年就能为上海实现减排二氧化碳多少千克?( g取)
答案解析部分
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】B
【解析】【解答】A、任何温度下的物体都有内能,A错误;
B、 温度相同的物体之间一定不会发生热传递 ,B正确;
C、 物体吸收热量,温度不一定升高,如熔化,C错误;
D、 物体的内能减小,可能是从外界释放了热量或者对外界做功,D错误
综上选B。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递,如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能,用酒精灯热水属于热传递改变物体内能;
2、热传递是热量从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分的过程;
3、内能和物体的质量、温度和状态有关,一切物体都具有内能。
4.【答案】B
【解析】【解答】A.一切物质的分子都在不停的做无规则运动,温度越高,分子运动越剧烈,A不符合题意;
B.分子在永不停息地做无规则运动,则一切物体无论温度高低都具有内能,B符合题意;
C.“炙手可热”是通过热传递的方式吸收热量,C不符合题意;
D.火箭从地面向上加速运动的过程中,火箭内燃料燃烧时将化学能转化为内能再转化为火箭的机械能,由于火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高,火箭的内能增大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】一切物质的分子都在不停的做无规则运动,温度越高,分子运动越剧烈。
改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大。物体吸收热量,当温度升高时,物体内能增大;物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小。
5.【答案】C
6.【答案】A
【解析】【解答】A、弯折铁丝时,机械能转化为铁丝的内能,内能增大温度升高,是通过做功改变了物体的内能,符合题意;
B、用热水袋取暖,是通过热传递的方式改变了物体的内能,不符合题意;
C、食品在冰箱中,热量会由食物传递给冰箱,食物的内能减小,温度降低,是通过热传递的方式改变了物体的内能,不符合题意;
D、金属勺在热汤中热量会由汤传递给金属勺,是通过热传递的方式改变了物体的内能,不符合题意;
故选A.
【分析】改变物体的内能的方式:做功和热传递;
当对物体做功时,机械能转化为物体的内能,物体的内能增大;
当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小.此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别,是中考热点,属于易错题目.
7.【答案】B
【解析】【解答】甲乙两球分别放入后,水温均降低Δt,则甲乙两球吸收热量相等,甲球先放入,取出之后将乙球放入,水温又降低,那么乙球的末温低于甲球的末温,即乙球的比热容大于甲球,C甲<C乙,故B正确,ACD错误。
故答案为:B
【分析】质量和初温相同的两种物质,吸收相同的热量,温度升高的慢比热容越大。
8.【答案】C
【解析】【解答】(1)物体A放入甲杯水后,它们的共同温度为50℃−4℃=46℃,水放出的热量Q放=c水m水△t水,A吸收的热量Q吸=cAmA△tA,根据热平衡方程:Q放=Q吸,即c水m水△t水=cAmA△tA,代入相关数据得:cA= × ,(2)物体B放入乙杯水后,它们的共同温度为50℃−8℃=42℃,水放出的热量Q放=c水m水△t水,B吸收的热量Q吸=cBmB△tB,根据热平衡方程:Q放=Q吸,即C水m水△t水=cBmB△tB,代入相关数据得:cB= ×c水m水mB ;(3)∵A、B两物体质量相等,即mA=mB,∴ =4:9.
故答案为:C.
【分析】根据热平衡方程:Q放=Q吸,利用Q=cm△t计算即可.
9.【答案】A,C
【解析】【解答】A.炒菜时,满屋飘香,表明分子在不停地做无规则运动,A符合题意;
B.汽车在消耗一半汽油后,剩余汽油的热值保持不变,B不符合题意;
C.用水作为汽车发动机的冷却剂,主要是因为水的比热容较大,C符合题意;
D.在热传递过程中,热量从温度高的物体传递给温度低的物体,D不符合题意。
故答案为:AC.
【分析】闻到气味是分子不停的无规则运动形成的;热值是燃料的特性,保持不变;水的比热容较大,便于对发动机降温;热传递的条件是温度差。
10.【答案】A,B
【解析】【解答】A. 走进花店,淡淡的花香沁人心脾,是花的香味分子扩散到了空气中,表明分子在不停地做无规则运动,A符合题意;
B. 液体蒸发时要吸收热量,天气炎热时向地面洒些水,水蒸发要吸收热量,可感到凉爽,B符合题意;
C. 挤出吸盘内的空气,是大气压把吸盘紧紧地压在玻璃上,C不符合题意;
D. 煤的热值比干木柴的大,不一定煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多,因为热量多少还要看它们的质量,D不符合题意。
故答案为:AB.
【分析】分子动理论的内容是:(1)物质由分子组成的,分子间有空隙;(2)一切物体的分子都永不停息地做无规则运动;(3)分子间存在相互作用的引力和斥力.
汽化:物质从液态变为气态的过程叫汽化,汽化的方式有蒸发和沸腾.都要吸热.
大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等.
利用Q=mq分析.
11.【答案】A,C
【解析】【解答】A. 物体吸收了热量,根据能量守恒的原理,内能一定增加,A符合题意;
B. 物体的温度升高,可能是吸收的热量,也可能是外界对物体做了功,B不符合题意;
C. 内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,符合内能的概念,C符合题意;
D. 在晶体熔化时,吸收热量,内能增加,但温度不变,所以物体的内能增加,温度不一定升高,D不符合题意.
故答案为:AC.
【分析】改变内能的方法有做功和热传递,当物体吸收热量,内能会增加,内能反应的是物体内部的能量,当物体内能增加,温度不一定升高.
12.【答案】C,D
【解析】【解答】A.迅速向上抽活塞,气体内能减小,硝化棉不能燃烧,A不符合题意;
B.此实验通过压缩气体做功,改变玻璃筒内气体的内能,B不符合题意;
C.迅速下压活塞时,由于速度快,时间短,做功快,相同时间内做的功多,C符合题意;
D.越用力下压,根据W=Fs,做的功越多,空气的内能越大,气体的温度升高,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,通过此实验可说明做功可以改变物体的内能。
13.【答案】A,C
【解析】【解答】A、图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,温度降低,A符合题意;
B、抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明分子在不停的做无规则运动,B不符合题意;
C、给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,空气对活塞做功,空气的内能减小,C符合题意;
D、图中厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,空气的内能增加,D不符合题意.
故答案为:AC.
【分析】物体对外做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大.
扩散:不同物质相互接触,彼此进入对方现象.扩散现象说明分子间有空隙;一切物体的分子都永不停息地做无规则运动.
14.【答案】A,C
【解析】【解答】解:A、石凳被晒热,石凳吸收太阳的热,石凳的内能增加,温度升高.属于热传递改变物体的内能;故A正确;
B、构成物质的所有分子的分子动能和分子势能之和就是物体的内能.故B错误;
C、鸡蛋变咸,是由于分子的无规则运动以及分子之间存在间隙造成的,故C正确;
D、锯木板时,锯条和木板之间互相摩擦时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变物体内能;故D错误;
故选AC.
【分析】①改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程.
②内能的概念:所有分子的分子动能和分子势能的总和.
③微观粒子的特征:质量和体积都很小;微粒与微粒之间有间隙;都是不断运动的
15.【答案】C,D
16.【答案】B,C,D
【解析】【解答】 A:未加热前,水也会蒸发,蒸发属于汽化现象,所以纸锅里的水会发生汽化现象。故A 错误;
B:水在沸腾过程中温度保持不变,但仍需要吸热来维持沸腾状态。故B 正确;
C:水烧开后产生的水蒸气遇冷液化成小水滴,形成“白气”。故 正确;
D:纸锅没有燃烧是因为水沸腾时吸热,使纸的温度达不到着火点。故D 正确。
综上所述,本题选B、C、D。
【分析】 首先要清楚各种物态变化的特点及条件,知道水随时都可能有汽化现象,未加热也会蒸发汽化。根据水沸腾的特征,温度不变但持续吸热。“白气”实际是水蒸气液化的小水滴。燃烧需要达到着火点,水吸热使纸达不到着火点。
17.【答案】分子间具有引力;大于
18.【答案】比热容;小
【解析】【解答】汽车发动机工作过程中,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作。由 知道,在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热最大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好。空调外机的散热片一般要选用比热容较小的金属制成,这是因为比热容较小,吸收相同的热量,温度升高的多;与周围空气的温差大,有利于散热.。
【分析】水的比热容大,相同质量的水可以吸收更多的热量,冷却效果更好;相同质量的水可以放出更多的热量,取暖效果更好;散热片的材料应该选择比热容比较小的金属。
19.【答案】筒内气体;增加;升高;机械;内;成立
【解析】【解答】向下压活塞时,活塞对玻璃管内的空气做功,使空气的内能增大,温度升高,所以会使棉花燃烧;这一过程是把机械能转化为内能的;小纸片不燃烧是由于温度达不到纸的着火点,但这一过程中机械能转化为内能的结论是正确的.
故答案为:筒内气体;增加;升高;机械;内;成立
【分析】对物体做功,物体的内能增加,温度升高,这一过程中机械能转化为内能.
20.【答案】4.2×107;100
【解析】【解答】根据Q放=mq可得,1.4kg焦炭完全燃烧放出的热量为
这些热量全部被水吸收,则水吸收的热量Q吸=Q放=4.2×107J
水的质量为
【分析】根据Q放=mq可得1.4kg焦炭完全燃烧放出的热量,结合题意,Q吸=Q放,再利用求得水的质量。
21.【答案】无规则(或热);热量
【解析】【解答】在很远的地方就能闻到香味,这是扩散现象,是由于分子永不停息的无规则运动造成的。
烩面的温度比舌头高,舌尖与面之间发生了热传递,吸收了烩面的热量。
【分析】不同物质相互接触,彼此进入对方现象。说明一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。
物体吸收热量,当温度升高时,物体内能增大;物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小。
22.【答案】扩散;越浓;小(弱)
【解析】【解答】夏天的公园,百花绽放,花香四处飘散,是扩散现象,气温越高,分子热运动越剧烈,花香味越浓,空气很容易被压缩,是因为分子间作用力小。
故答案为:扩散;越浓;小;
【分析】花香四处飘散,属于扩散现象,气温越高,分子热运动越剧烈,容易被压缩,是因为分子之间作用力小。
23.【答案】引力;间隙;斥力
【解析】【解答】两滴靠近的水珠会自动结合成一滴较大水珠,是因为水分子间存在吸引力,将两水珠吸引在一起,所以这说明分子间存在引力。
气体间分子容易被压缩,是分子间的距离较大,彼此间的作用力较小,所以这说明分子间有间隙。
气体分子被压缩过程,分子间的距离变小,压缩到一定程度,分子间距离足够小,则分子间的作用力表现为斥力,就很难再被压缩,这说明分子间有斥力。
【分析】分子动理论的内容是:(1)物质由分子组成的,分子间有空隙;(2)一切物体的分子都永不停息地做无规则运动;(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。
24.【答案】相同;;5:2
25.【答案】(1)甲
(2)升高的温度
(3)A
(4)大于;18∶5
26.【答案】(1)2.4×106J
(2)1.68×106J
(3)90℃
27.【答案】(1)解:水的体积V=1.5L=1.5×10-3m3
由ρ= 得该壶水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg
(2)解:壶水温度升高50℃时,水吸收的热量
Q=cm△t=4.2×103J/(kg·C)×1.5kg×50℃=3.15×105J
【解析】【分析】(1)利用水的密度和体积的乘积计算质量;
(2)根据水的比热容、质量和温度差的乘积计算水吸收热量的多少。
28.【答案】
29.【答案】
【解析】【解答】两种液体的质量、初温度相同,用相同的加热器加热,在相同时间内,两种液体吸收的热量相同,由题意
则,根据,可知液体2的温度变化比液体1温度变化快,如图所示:
【分析】当质量和吸收热量相同时,比热容越大,温度差小。
30.【答案】(1)内能;减少碳排量(或保护环境、减少化石燃料的使用)
(2)
(3)
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