内容正文:
专题05 内能
一、单项选择题(共8小题)
1.(2025秋•盐城期末)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温差比沙漠小,适于居住
D.人体内含水量高,有助于调节体温
2.(2025秋•东河区期末)小明妈妈用蒸锅蒸熟的莜面香味四溢,充满整个厨房。蒸熟的莜面粘在了一起,不易分开。下列说法正确的是( )
A.莜面粘在一起说明分子间只存在引力
B.香味四溢是香味分子在空气中发生了扩散现象
C.莜面蒸熟后,内能保持不变
D.蒸熟莜面可能是通过做功的方式改变其内能
3.(2025秋•汉川市期末)我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄构从嘴受注”这样的记载,如图所示。下列说法正确的是( )
A.炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块没有内能
B.“铁化如水”是通过热传递改变铁的内能的
C.铸好的釜很难被压缩,是因为分子间无间隙
D.用铁铸造的釜加热升温快是因为铁比热容大
4.(2025秋•南昌期末)如图所示是我国古籍《天工开物》中描绘的造纸时“透火焙干”的情景。将一张张湿纸膜贴在砖墙上,在巷中生火,砖的温度升高,湿纸膜上的水分逐渐蒸发,干透后揭下来就是成品纸了。下列说法正确的是( )
A.干透后的成品纸,其分子停止无规则运动
B.砖的温度越高,分子热运动越剧烈
C.湿纸膜能贴在砖墙上是因为分子间存在斥力
D.湿纸膜烘干的过程是通过做功改变其内能
5.(2025秋•大丰区期末)下列关于热量、内能、温度的说法中正确的是( )
A.0℃的冰和0℃的水内能大小相同
B.200g的水比100g的水具有内能多
C.内能小的物体可以把热量传递给内能大的物体
D.物体的内能变大,温度一定升高
6.(2025秋•榆林期末)陕西各地民俗节日里的特色美食承载着浓浓乡情,下列说法正确的是( )
A.中秋节——陕北米脂月饼常需冷藏保鲜,当月饼的温度为0℃时,它的内能为零
B.清明节——陕南安康青团软糯香甜,两个青团很容易粘到一起,是因为组成青团的材料分子间没有斥力
C.腊八节——关中咸阳腊八粥熬煮后香气四溢,说明温度越高,分子运动越剧烈
D.冬至——西安回民街刚出锅的牛肉饺子热气腾腾,“热气腾腾”是扩散现象
7.(2025秋•揭西县期末)下列说法正确的是( )
A.尘土飞扬是一种扩散现象
B.物质都是由分子构成的
C.海绵容易被压缩,说明分子间存在间隙
D.固体很难被拉伸,说明分子间有引力
8.(2025秋•达川区期末)某实验小组利用酒精灯对1kg冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。如图是他们根据记录的数据绘制的温度—时间图像,不考虑冰或水的质量损失,已知。由图像可知( )
A.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
B.
C.冰在熔化前内能增加了4.2×104J
D.在CD段,水吸收的热量是4.2×104J
二、多选题(共4小题)
9.(2025秋•南宁期末)水是生命之源,关于一杯水的内能,下列说法正确的是( )
A.水结成冰,内能为零 B.位置变高,内能增大
C.温度升高,内能增大 D.喝掉一半,内能减小
10.(2025秋•密云区期末)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速压下活塞,观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.硝化棉被点燃,表明筒内气体的温度升高
B.下压活塞的过程中,筒内气体内能增加
C.下压活塞的过程中,筒内硝化棉对活塞做了功
D.下压活塞的过程中,气体的内能转化为活塞的机械能
11.(2025秋•历下区校级月考)图甲为某物质的凝固图像,根据图像可知,以下说法不正确的是( )
A.该物质为晶体,凝固点为﹣2℃
B.该物质在AB段的比热容比在CD段小
C.该物质在B、C两点时温度、内能都相同
D.将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),试管内冰的质量减小
12.(2025秋•西湖区校级期末)学习了比热容、热量等知识后,根据下表信息得出四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容J/(kg•℃)
水4.2×103
酒精2.4×103
水银0.14×103
铝0.88×103
冰2.1×103
煤油2.1×103
砂石0.92×103
铜0.39×103
A.沙漠地区昼夜温差比沿海城市大
B.炎热的夏天,砂石烫脚,而海水清凉,是因为砂石的比热容大
C.同一物质发生物态变化后,比热容改变
D.等质量的铝块和铜块通过热传递的方式吸收相同的热量温度,铝块温度升高得多
三、非选择题(共8小题)
13.(2025秋•汝南县期末)跨学科日常生活壮族的“三月三”节日里必不可少的特色糍粑如图所示。蒸糯米饭的过程中主要是通过 方式改变糯米饭的内能,在蒸煮的过程中能够闻到糯米饭的清香,这是 现象。
14.(2025秋•南昌期末) 2024年4月30日神舟十七号载人飞船顺利返回。当飞船从太空返回经过大气层时(如图),飞船的速度越来越快,同时与大气产生剧烈摩擦,外表温度会 (选填“升高”“不变”或“降低”),这是通过 的方式改变了飞船外壳的内能。
15.(2025秋•平江县期末)在沿海地区炎热的天气里,由于陆地与海水的 不同,易形成海陆风;白天,陆地比大海升温 (选填“快”或“慢”),地面与海面上空的空气形成对流,如图 (选填“甲”或“乙”)所示。
16.(2025秋•肥西县期末)如果在一个标准大气压下,将质量为1.5kg的水烧开需吸收热量为5.04×105J,则水的初温为 ℃。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
17.(2025秋•兴隆台区期末)王亚平在“天宫一号”授课时,用金属圈伸入水袋制作了一个水膜,往水膜表面贴上画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好,如图所示,这表明分子之间存在 ;返回舱从太空返回地面,在进入大气层后,与空气剧烈摩擦,返回舱的 能转化为内能,外壳温度急剧升高。
18.(2025秋•海珠区期末)甲、乙两铁块如图所示,m甲<m乙。它们互相接触时,甲向乙传递热量。则:
(1)接触前,甲、乙两铁块的温度哪个高?答: 。
(2)接触前( )
A.甲的内能较大
B.乙的内能较大
C.两铁块的内能同样大
D.两铁块的内能大小无法比较
(3)当接触在一起的两铁块不再发生热传递时,甲的内能 乙的内能。(选填“大于”“等于”或“小于”)
19.(2025秋•越秀区期末)小羽从冰箱里取出净含量为250g的盒装牛奶加热(牛奶和热水的质量相等),如图所示。加热过程不考虑热量损失,记录牛奶和水的初温、末温如表所示,
表
初温/℃
末温/℃
牛奶
5
40
热水
60
40
(1)牛奶的比热容是 J/(kg•℃);
(2)此加热过程中水放出的热量是多少?
20.(2025秋•河东区期末)小明利用如图甲所示的装置,比较a、b两种液体吸热的情况,实验时将质量均为1kg的两种液体分别倒入相同的烧杯中,用相同规格的电加热器加热了7min,根据实验数据绘制的图像如图乙所示。请解答下列问题:
(1)a、b两种液体的比热容大小ca cb(选填“大于”“小于”或“等于”);
(2)已知ca=4.2×103J/(kg•℃),求加热过程中a液体吸收的热量;
(3)不计热量损失,求电加热器的功率。
一、单项选择题(共8小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
B
B
B
C
C
D
C
二、多选题(共4小题)
题号
9
10
11
12
答案
CD
AB
CD
AC
一、单项选择题(共8小题)
1.【答案】B
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
【解答】解:A、水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却汽车发动机,与水的比热容较大无关,故A错误;
B、游泳之后从水中出来,风一吹感觉特别冷,是由于身体表面的水蒸发吸热,风吹加快了水的蒸发,所以感觉更冷,故B正确;
C、水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得昼夜的温差小,由此使得海边昼夜温差小,适于居住,故C错误;
D、水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,所以人体内水的比例高,有助于调节人体自身的温度,故D错误。
故选:B。
2.【答案】B
【分析】(1)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(2)一切物质的分子都在不停地做无规则运动,这就是扩散现象;
(3)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,做功过程是能量的转化过程。
【解答】解:A.分子间同时存在引力和斥力,只是在不同的距离下,引力和斥力的大小关系不同。莜面粘在一起,是因为分子间引力起主要作用,并非只存在引力,故A错误;
B.蒸熟的莜面香味四溢,是香味分子在空气中不停地做无规则运动,扩散到整个厨房,符合扩散现象的特征,故B正确;
C.内能的大小与物体的温度、质量、状态等因素有关。莜面蒸熟的过程中,吸收热量,温度升高,分子的热运动更加剧烈,分子动能增大,因此内能增大,故C错误;
D.用蒸锅蒸熟莜面,是通过水蒸气将热量传递给莜面,属于热传递的方式改变内能,故D错误。
故选:B。
3.【答案】B
【分析】一个物体在任何情况下都具有内能。
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,做功过程是能量的转化过程。
分子间存在相互作用的引力和斥力,当分子间的距离大于平衡距离时,表现为引力;分子间的距离小于平衡距离时,表现为斥力。
比热容是物质的一种特性;物质的比热容只跟物质的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
【解答】解:A.一切物体都有内能,炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块有内能,故A错误。
B.“铁化如水”,铁吸收热量,内能增大,温度升高,通过热传递的方式改变铁的内能,故B正确;
C.分子之间存在相互作用的引力和斥力,铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在斥力,故C错误;
D.用铁铸造的釜加热升温快,因为它的比热容小,与质量相同的其它物质相比,吸收相同的热量,升高的温度高,故D错误;
故选:B。
4.【答案】B
【分析】(1)物质由分子构成,分子在不停息地做无规则运动;
(2)分子的热运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈;
(3)分之间存在相互作用的引力和斥力;
(4)改变物体内能的两种方式:做功和热传递。
【解答】解:A.分子在永不停息地做无规则运动,干透后的成品纸,其分子仍然在做无规则运动,故A错误;
B.物体的温度越高,构成物体的分子做无规则运动越剧烈,所以砖的温度越高,分子热运动越剧烈,故B正确;
C.湿纸膜能贴在砖墙上是因为分子之间存在相互作用的引力,故C错误;
D.在巷中生火,砖吸收热量,温度升高,内能增加,湿纸膜上的水分逐渐蒸发,干透后揭下来就是成品纸了,所以湿纸膜烘干的过程是通过热传递的方式改变内能,故D错误。
故选:B。
5.【答案】C
【分析】(1)一切物体都具有内能,内能的大小与温度、质量、状态等有关;
(2)热传递的条件是有温度差;
(3)晶体在熔化过程中吸收热量,内能增加,而温度不升高。
【解答】解:A、0℃的冰和0℃的水,状态不同,内能大小不相同,故A错误;
B、内能的大小与温度、质量、状态等有关,只知道质量不能判断内能的大小,故B错误;
C、热传递的条件是有温度差,内能少的物体温度可能高,故内能小的物体也可能将能量传给内能大的物体,故C正确;
D、物体的内能变大,温度不一定升高,例如:晶体在熔化过程中温度不变,但内能增加,故D错误。
故选:C。
6.【答案】C
【分析】(1)一切物体都有内能;
(2)分子间的引力和斥力是同时存在的;
(3)分子的无规则运动快慢与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈;
(4)液化指物质由气态转变成液态。
【解答】解:A.一切物体都有内能,米脂月饼的温度为0℃,它的内能也不为零,故A错误;
B.分子间的引力和斥力是同时存在的,故B错误;
C.腊八粥加热后粥香四溢,属于扩散现象,说明分子的无规则运动快慢与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,故C正确;
D.“热气腾腾”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,不是扩散现象,故D错误。
故选:C。
7.【答案】D
【分析】分子动理论内容为:物质是由大量分子、原子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力。
【解答】解:A、尘土飞扬是一种机械运动,不是扩散现象,故A错误;
B、物质是由大量的分子、原子构成的,故B错误;
C、海绵颗粒之间存在缝隙,海绵容易被压缩,是海绵颗粒间的缝隙减小,不能说明分子间存在间隙,故C错误;
D、分子间存在引力和斥力,拉伸物体时,分子之间表现为引力,压缩物体时,分子之间表现为斥力;固体很难被拉伸,说明分子间有引力,故D正确。
故选:D。
8.【答案】C
【分析】(1)利用酒精灯对冰均匀加热,即在相同时间内冰和水吸热相同,分析图象得出,冰和水温度都升高20℃吸热多少关系;而冰熔化为水质量不变,利用Q=cmΔt得出比热容大小关系;
(2)质量相同的水和冰升高相同的温度,水吸收热量的时间是冰吸收热量时间的2倍,即水吸收的热量是冰吸收热量的2倍,由可知,水的比热容是冰比热容的2倍;
(3)知道冰的质量,由图得出熔化前温度变化Δt,则在熔化前内能增加ΔE=Q吸=cm(t﹣t0);
(4)冰熔化为水,质量不变,由图得出在CD段温度变化Δt,利用Q吸=cmΔt求水吸收的热量。
【解答】解:A.利用酒精灯对冰均匀加热,即在相同时间内冰和水吸收的热量相同,由图可知,冰在前5min内温度升高了20℃;水在后10min内温度升高了20℃,升高相同的温度,水吸热多,即水温度变化慢,由可知,水的比热容比冰的比热容大,故A不正确;
B.结合A可知水吸收热量的时间是冰吸收热量时间的2倍,即水吸收的热量是冰吸收热量的2倍,由可知,水的比热容是冰比热容的2倍,则冰的比热容为,故B不正确;
CD.据图可知水在CD段10min内温度升高了20℃,水吸收的热量为
冰在熔化前加热了5min,因此此时吸收的热量是水CD段吸收热量的一半,则冰在熔化前内能增加了,故C正确,D不正确。
故选:C。
二、多选题(共4小题)
9.【答案】CD
【分析】(1)物体在任何情况下都具有内能,一切物体的内能都不可能为零。
(2)物体的内能与温度、物态、质量等有关。
(3)物体的温度升高,内能增大。
(4)水的质量减半,内能减少。
【解答】解:A.水结成冰时,温度虽然降低,但分子仍在做无规则运动,因此内能不为零,故A错误;
B.内能是物体内部的能量,与物体的机械运动状态无关,位置变高不会改变内能,故B错误;
C.对于同一杯水,质量不变时,温度升高,分子热运动加剧,内能会增大,故C正确;
D.内能与质量有关,喝掉一半后,水的质量减小,内能也会随之减小,故D正确。
故选:CD。
10.【答案】AB
【分析】做功可以使内能与机械能之间进行转化:对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减少。
【解答】解:下压活塞时,活塞对筒内的空气做功,机械能转化为空气的内能,使气体的内能增加、温度升高,当温度升高达到棉花的着火点时,筒内棉花燃烧起来,故AB正确,CD错误。
故选:AB。
11.【答案】CD
【分析】(1)晶体和非晶体在熔化和凝固过程中的区别:晶体在熔化(或凝固)过程中温度保持不变;非晶体在熔化过程中温度不断升高,在凝固过程中温度不断降低;由图象确定该物质的凝固点,便可判断出物质的状态;
(2)结合热量公式Q=cmΔt进行分析,由图象可知AB段和CD段的温度变化,从而可比较二者比热容关系;
(3)掌握晶体凝固过程中的特点:放热但温度保持不变。虽然温度不变,但内能不断减小;
(4)根据晶体凝固的条件可知:冰水混合物会放热,由此确定冰水混合物中的水会有部分结冰,则可判断冰的变化。
【解答】解:A.结合图像可知,有一段温度不变的线段,说明该物质为晶体,在温度降为﹣2℃时,该物质开始凝固,凝固过程温度保持不变,故该物质的凝固点为﹣2℃,故A正确;
B.相同时间,放出相同热量,物质在AB段降低温度大于在CD段降低温度,说明该物质在AB段的比热容比在CD段小,故B正确;
C.该物质在B点到C点的过程中温度不变,但持续放出热量,内能减小,故C错误;
D.该物质的熔点为﹣2℃,该物质熔化时,吸收热量,温度仍保持﹣2℃,故冰水混合物放入此物质中时,水会结冰,此时冰的质量会增加,故D错误。
故选:CD。
12.【答案】AC
【分析】根据比热容的特点进行分析判断,以及吸收热量的公式进行解答。
【解答】解:A、沿海地区和沙漠地区相比,沿海地区水多,水的比热容大,沙石的比热容小,在相同的吸放热条件下,水的温度变化小,冬暖夏凉,昼夜温差小,故A正确。
B、质量相同的水和砂石,吸收相同的热量后,水升高的温度少,所以炎热的夏天,砂石烫脚,而海水清凉,是因为水的比热容大,故B错误。
C、水和冰是同一物质的不同状态,水变成冰后比热容变化了,故同一物质发生物态变化后,比热容改变,故C正确。
D、铝的比热容大于铜的比热容,根据Q吸=cmΔt可知质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,铝块吸收的热量多,故D错误。
故选:AC。
三、非选择题(共8小题)
13.【答案】热传递;扩散。
【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,做功过程是能量的转化过程。
(2)不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象.
【解答】解:蒸糯米饭的过程中,糯米饭吸收热量、内能增大,是通过热传递方式改变糯米饭的内能。
在蒸煮的过程中能够闻到糯米饭的清香,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
故答案为:热传递;扩散。
14.【答案】升高;做功。
【分析】改变内能的方式包括做功和热传递。
【解答】解:飞船从太空返回大气层时,与大气层之间摩擦做功,内能增加,温度升高,通过做功的方式改变飞船外壳的内能。
故答案为:升高;做功。
15.【答案】比热容;快;乙。
【分析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析海陆风和陆海风的形成过程,进一步判断风向的特点。
【解答】解:因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢,陆地升温快;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,风从海面吹向陆地,形成海风,故乙正确。
故答案为:比热容;快;乙。
16.【答案】20。
【分析】根据Q吸=c水m水(t﹣t0)求出水的初温。
【解答】解:在一个标准大气压下,水的沸点为100℃,根据Q吸=c水m水(t﹣t0)可知,水的初温为:
t0=t100℃20℃。
故答案为:20。
17.【答案】引力;机械。
【分析】(1)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(2)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,做功过程是能量的转化过程。
【解答】解:因为分子间存在引力,使得水分子能够聚集在一起,形成的水膜在受到外界作用时,水膜依然完好。
返回舱从太空返回地面,克服摩擦做功,机械能通过做功的方式转化为内能,从而使外壳温度急剧升高。
故答案为:引力;机械。
18.【答案】(1)甲;(2)D;(3)小于。
【分析】(1)热传递的方向是从高温物体到低温物体,或者从物体的高温部分到低温部分;
(2)(3)物体的内能与温度、质量、状态等因素有关;
【解答】解:(1)热传递的方向是从高温物体传向低温物体,题目中说甲向乙传递热量,说明接触前甲的温度更高。(2)内能的大小与物体的质量、温度、状态都有关系。已知甲的质量小于乙的质量(m甲<m乙),甲的温度高于乙的温度,但我们不知道两者的温度差具体有多大,也无法确定质量和温度对内能的综合影响结果,所以无法比较两铁块的内能大小,选D。(3)当两铁块不再发生热传递时,它们的温度相同。此时内能的大小取决于质量,因为m甲<m乙,且两者都是铁块(状态、物质种类相同),温度也相同,所以质量大的铁块内能更大,即甲的内能小于乙的内能。
故答案为:(1)甲;(2)D;(3)小于。
19.【答案】(1)2.4×103;
(2)此加热过程中水放出的热量为2.1×104J。
【分析】(1)根据Q放=cmΔt求出热水放出的热量,根据题意求出牛奶吸收的热量,再根据吸热公式求出牛奶的比热容;
(2)根据Q放=cmΔt求出热水放出的热量。
【解答】解:(1)水的比热容,水降低的温度为:Δt水=60℃﹣40℃=20℃,
牛奶升高的温度为;Δt牛奶=40℃﹣5℃=35℃,
牛奶的质量为:m牛奶=m水=250g=0.25kg,
热水放出的热量为:
因为不计热量损失,所以牛奶吸收的热量为:,
牛奶的比热容为:;
(2)水的质量为:m水=250g=0.25kg,水的比热容为:,水降低的温度为:Δt水=60℃﹣40℃=20℃,
热水放出的热量为:。
答:(1)2.4×103;
(2)此加热过程中水放出的热量为2.1×104J。
20.【答案】(1)大于;
(2)加热过程中a液体吸收的热量为1.68×105J;
(3)不计热量损失,电加热器的功率为400W。
【分析】(1)本实验用相同规格的电加热器加热,加热时间相同,液体吸收的热量相同,a、b两种液体的质量相等,由图乙可知,a、b上升的温度大小关系,利用Q吸=cmΔt可得它们的比热容大小关系;
(2)知道a液体的质量、比热容,由图乙可得a液体温度升高值,利用Q吸=cmΔt计算a液体吸收的热量;
(3)不计热量损失,电加热器消耗的电能W=Q吸,利用P计算电加热器的电功率。
【解答】解:(1)由题知,用相同规格的电加热器加热,加热时间相同,液体吸收的热量相同;
a、b两种液体的质量相等,由图乙可知,a、b上升的温度大小Δta<Δtb,
由Q吸=cmΔt可知,它们的比热容大小关系:ca>cb;
(2)a液体的质量ma=1kg,比热容ca=4.2×103J/(kg•℃),由图乙可得a液体温度升高值Δta=60℃﹣20℃=40℃,
a液体吸收的热量:
Q吸=camaΔta=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×40℃=1.68×105J;
(3)不计热量损失,电加热器消耗的电能W=Q吸= 1.68×105J,
电加热器的电功率:
P400W。
故答案为:(1)大于;
(2)加热过程中a液体吸收的热量为1.68×105J;
(3)不计热量损失,电加热器的功率为400W。
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