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内能 单元练习
一.选择题
1.如图是人们喜欢吃的酸辣粉,下列分析正确的是( )
A.酸辣香味四溢是由于分子永不停息做无规则运动
B.煮酸辣粉时,通过做功改变了酸辣粉的内能
C.酸辣粉冒的“白气”是由于水蒸气升华形成的
D.煮酸辣粉前,锅中已沸腾的水温度一直升高
2.水的比热容较大的特点在日常生活中的应用非常广泛,下列现象及应用与此特点无关的是( )
A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B.汽车发动机冷却循环系统用水作工作物质
C.冬天的暖气设备用热水供暖
D.炎热的夏天在教室地面上洒水,顿时感觉变凉爽
3.质量、初温都相同的铜块和铝块,放出相同的热量后再相互接触(c铜<c铝),则( )
A.热量从铝块传向铜块 B.热量从铜块传向铝块
C.温度从铜块传向铝块 D.无法判断热量的传递
4.下列有关温度、热量、内能的说法正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
C.物体温度升高,内能不一定增加,但一定吸收热量
D.内能大的物体,温度一定高但含有的热量不一定大
5.“探究不同物质吸热升温的现象”时,用两个相同的杯子装有质量和初温都相同的水和沙子,同学们用酒精灯同时开始均匀加热沙子和水,装置如图。下列关于本实验的说法正确的是( )
A.沙子吸热升温较快,说明沙子吸收的热量较多
B.物体吸热多少是由物质的种类决定的
C.将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同
D.将沙子和水加热相同时间时,它们吸收的热量相同
6.如图所示,将铁丝在同一位置快速弯折50次,然后迅速把铁丝弯曲的部分放在蜡烛上,蜡烛接触铁丝的部位立刻形成一个凹槽。对这一现象的解释,正确的是( )
A.弯折铁丝时,内能转化为机械能
B.弯折铁丝时,铁丝内能增加
C.铁丝接触蜡烛时,是做功改变物体内能
D.铁丝接触蜡烛时,蜡烛吸热温度不变
7.如图所示,用同一热源加热甲、乙两个相同质量的物体,吸收热量后温度变化的情况,图中的横坐标是物体的温度变化,纵坐标是对两物体的加热时间,则甲、乙两物体比热容的大小正确的是( )
A.c甲<c乙 B.c甲>c乙
C.c甲=c乙 D.以上都有可能
8.下列实例不能说明分子永不停息做无规则运动的是( )
A.百花绽放时花香四溢
B.水杯中滴入红墨水,整杯水变红
C.在显微镜下,看到细菌在活动
D.炒菜时加点盐,菜就有了咸味
9.如图所示,对于图片中描述的物理过程,不属于内能转化为机械能的是( )
A.图甲,压缩空气点燃硝化棉
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起
C.图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出
D.图丁,汽油机的做功冲程
10.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.在相同温度下,1kg 水比1kg 冰内能小
B.铁丝内能增加一定是因为吸收了热量
C.夏天喝冰镇饮料,因为饮料含有的热量少
D.热量可以由内能小的物体转移到内能大的物体
11.小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高。如图四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
12.用酒精灯给试管中的水加热,如图所示,在软木塞被冲出试管口的过程中,下列说法正确的是( )
A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能增大
B.软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
C.能量的转化形式与热机做功冲程能量转化相同
D.软木塞的机械能不变
13.由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著。读下面四幅海陆风示意图,判断近地面大气运动的正确流向是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
14.如图,烧瓶内水上方存在着水蒸气,瓶口用软木塞塞住,用小打气筒缓慢向瓶内加压,达到一定程度时塞子跳起来,瓶内出现白雾。下列说法正确的是( )
A.瓶内出现白雾,是因为瓶子外部温度低
B.出现白雾的过程是一个吸热过程
C.该实验能说明气体膨胀对外做功,内能减小
D.实验中向瓶内充气,瓶内气压减小
15.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.一个物体温度的升高,一定是外界对物体做功
B.一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C.温度高的物体比温度低的物体热量多
D.一个物体温度升高了,它的内能一定增加
16.下表列出了一些物质的比热容,分析表中数据,下列说法正确的是( )
物质 水 煤油 色拉油 冰 砂石
比热容【×103J/(kg ℃)】 4.2 2.1 1.97 2.1 约0.92
A.液体的比热容总比固体的大
B.物质的物态发生变化,比热容不会变化
C.不同物质的比热容一定不同
D.质量相等的冰和沙石吸收相同的热量,冰升高的温度较少
二.填空题
17.如图所示是一台四冲程汽油机的工作示意图,汽油机正在进行的是 冲程,该冲程是把 能转化为 能,汽缸中气体的内能将 (增大/减小)。已知其飞轮的转速为1200r/min,则该汽油机每秒做功的次数是 次,汽车启动时能闻到汽油味,此时汽油没有充分燃烧,该燃料的热值 (变大/变小/不变)。
18.汽车发动机冷却通常选用水作冷却液,是利用了水的比热容较 (选填“大”或“小”)的特性;在1个标准大气压下,质量为1kg、初温为20℃的水,吸收5.88×105J的热量后,水的温度为 ℃,水的内能是通过 方式增大的。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
19.将装有水的试管放入装有水的烧杯中,用酒精灯对烧杯进行加热,如图所示,一段时间后,观察到烧杯中的水沸腾,而试管中的水 (选填“会”或“不会”)沸腾,原因是 ,若试管中装有100g初温度为60℃的水,试管中的水温度升高30℃时,从烧杯中的水吸收的热量为 J。(c水=4.2×103J/(kg ℃))
20.用燃气灶上煲汤是通过 方式来改变汤的内能;汽车发动机用水做冷却剂是因为水的 大;在同一高度,以相同的速度v,抛出完全相同的A、B两小球,A竖直向上抛,B斜向上抛,如图所示,不计空气阻力,两球上升的最大高度hA和hB,则hA hB(填“>”“<”或“=”)。
21.甲、乙两金属块质量之比为3:2,比热容之比为1:3,当放出相同的热量后,甲、乙两金属块降低的温度之比为 。甲的比热容为0.46×103J/(kg ℃),其物理意义是 。
22.小壮同学用相同的装置给质量相等的甲、乙两种晶体加热,它们的温度随时间变化情况的一部分如图所示,当加热至2min时,将甲和乙紧密接触在一起,它们之间 (选填“会”“不会”或“不一定会”)发生热传递;当加热至2min时,甲吸收的热量Q甲 (选填“<”“=”或“>”)乙吸收的热量Q乙。
23.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,甲球和水温度相等时水温降低了Δt,把甲球取出,再将乙球放入杯中,乙球和水温度相等时水温又降低了Δt。若不计热量损失,不考虑取小球时带出的水,则两球比热容的大小关系为c甲 c乙(选填“>”“=”或“<”)
24.某小组同学用一个酒精灯对质量是200g、初温度为﹣10℃的冰块进行加热,完成冰的熔化实验。记录的数据如图象所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。
(1)冰在B点的内能 C点的内能(填大于、小于或等于)。
(2)CD段水所吸收的热量是 J。
(3)冰的比热容是 J/(kg ℃)。
25.如图所示,是一种罐装气雾杀虫剂,当用手指按住罐顶处的按钮时,罐内被压缩的液化杀虫剂就会喷洒出来,过一会罐体的温度 (选填“升高”或“降低”),这主要是因为罐内被压缩的液化杀虫剂喷洒出来时对外做功,使其内能 (选填“增大”或“减小”)。拉丝棉花糖的制作非常简单,将糖粉放在高温容器里,由于 (选填“做功”或“热传递”)使糖的温度升高熔化成糖浆,高速旋转的容器将糖浆从容器的小孔甩出,遇到冷的空气迅速 (填物态变化名称)成糖丝。
26.质量相等、初温相同的a、b两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热,加热过程中,温度随时间变化的图线如图所示,根据图线可知a液体的比热容 (选填“大于”“小于”或“等于”)b液体的比热容。由图可知,当升高的温度相同时, (选填“a”或“b”)液体的加热时间更长。若液体b的比热容为4.2×103J/(kg ℃),则a的比热容为 。
27.热机一个工作循环有四个冲程,请你判断图中表示是其中的 冲程;小明通过上网查阅得知某款轿车发动机输出功率与转速的关系如图乙所示:小明又通过父亲了解到,当车速是100km/h时,发动机转速是2000r/min。平均油耗为9L/100km。分析上述信息可知:当这辆汽车以100km/h匀速行驶时,1小时发动机所做的有用功为 ,此时发动机的效率约为 。(已知汽油的热值为4.6×107J/kg;密度为0.8×103kg/m3)
三.计算题
28.标准大气压下,一壶质量为2千克,温度为20℃的水,加热到70℃[已知c水=4.2×103焦/(千克 ℃)]。求:
(1)水升高的温度△t;
(2)水吸收的热量Q吸;
(3)接着再继续加热,若水又吸收了3.36×105焦的热量,求水的末温t末。
29.某同学利用如图甲所示的实验装置,探究“水沸腾时温度变化的特点”,并根据实验数据绘制出了如图乙所示的图像。已知水的初始温度为26℃,烧杯中水的质量为30g,给水加热至水沸腾过程中消耗酒精的质量为3.6g。[酒精的热值q=3×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)]
(1)求3.6g酒精完全燃烧释放的热量;
(2)求用酒精灯给水加热至水沸腾的过程中,装置的加热效率;
(3)要提高此装置的加热效率,请提出一条合理化建议。
四.综合能力题
30.运用知识解决问题。
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:海水和沙子相比, 的比热容大,在同样受热时,沙子变化的温度比海水 。
(2)水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),煤油的比热容为2.1×103J/(kg ℃)。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上 相等的煤油和水,通过比较 来判断两种物质吸收热量的多少,并根据实验结果判断下列图象正确的是 。
(3)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是 。
A.温度相同的两个物体间也能发生热传递
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变
C.物体的温度越高,含有的热量越多
D.任何物体都具有内能,通过摩擦可增大冰块的内能
(4)下列现象中,属于机械能转化为内能的是 。
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热
B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时,爆竹腾空而起
D.电灯发出光和热
(5)对100g水加热,从开始时到加热4min内水吸收的热量是 。
31.在研究热现象中:
(1)如图1所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压后,会黏在一起,这说明 ,长时间挤压在一起的铅块和金块会相互渗透,说明分子 。
(2)小明为了研究液体的扩散现象,先在量筒里装一半清水,再在水下面注入硫酸铜溶液。如图2所示,是小明观察到的溶液在“实验开始时”、“静放10日后”、“静放30日后”所呈现的现象,其中 (选填标号)图是表示溶液静放30日后的实验现象。如果室温越高,达到丙图所示现象所用的时间将 (选填“缩短”或“延长”)。原因是 。
(3)如图3所示,取一个配有活塞的厚玻璃筒,筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花,快速压下活塞,此实验可观察到浸有乙醚的棉花着火燃烧,说明对物体做功,物体内能 (选填“变大”“变小”“不变”),在这一过程中,棉花获得的内能 人做的机械功(选填“大于”、“小于”、“等于”)。
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.如图是人们喜欢吃的酸辣粉,下列分析正确的是( )
A.酸辣香味四溢是由于分子永不停息做无规则运动
B.煮酸辣粉时,通过做功改变了酸辣粉的内能
C.酸辣粉冒的“白气”是由于水蒸气升华形成的
D.煮酸辣粉前,锅中已沸腾的水温度一直升高
【解答】解:A、酸辣香味四溢是由于分子永不停息做无规则运动,故A正确;
B、煮酸辣粉时,通过热传递改变了酸辣粉的内能,故B错误;
C、酸辣粉冒的“白气”是由于水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故C错误;
D、水沸腾时,要继续加热,但水的温度不变,故D错误;
故选:A。
2.水的比热容较大的特点在日常生活中的应用非常广泛,下列现象及应用与此特点无关的是( )
A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B.汽车发动机冷却循环系统用水作工作物质
C.冬天的暖气设备用热水供暖
D.炎热的夏天在教室地面上洒水,顿时感觉变凉爽
【解答】解:A、水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故A不符合题意;
B、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质,故B不符合题意;
C、因为水的比热容大,同样质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,故冬天室内的暖气用热水循环供热,故C不符合题意;
D、炎热的夏天,往室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,不是利用水的比热容大的特点,故D符合题意。
故选:D。
3.质量、初温都相同的铜块和铝块,放出相同的热量后再相互接触(c铜<c铝),则( )
A.热量从铝块传向铜块 B.热量从铜块传向铝块
C.温度从铜块传向铝块 D.无法判断热量的传递
【解答】解:
AB、因为铝块和铜块的质量、放出的热量相同,c铜<c铝,由Δt=可知降低的温度Δt铜>Δt铝,又因为二者的初温相同,所以铜块的末温比铝块的末温低,热量将从铝块传给铜块,故A正确、B错误;
CD、在热传递中,传递的是热量,而不是温度,故CD错误。
故选:A。
4.下列有关温度、热量、内能的说法正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B.物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
C.物体温度升高,内能不一定增加,但一定吸收热量
D.内能大的物体,温度一定高但含有的热量不一定大
【解答】解:A、物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高,如晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加,故A错误;
B、物体温度升高,不一定吸收热量,也可能是其它物体对其做功,但物体的内能一定增加,故B正确;
C、同一物体温度升高,内能一定增加,但不一定吸收热量,也可能是其它物体对其做功,故C错误;
D、内能的大小与物体的质量、温度、状态等有关,内能大的物体,温度不一定高,且不能说含有热量的多少,故D错误。
故选:B。
5.“探究不同物质吸热升温的现象”时,用两个相同的杯子装有质量和初温都相同的水和沙子,同学们用酒精灯同时开始均匀加热沙子和水,装置如图。下列关于本实验的说法正确的是( )
A.沙子吸热升温较快,说明沙子吸收的热量较多
B.物体吸热多少是由物质的种类决定的
C.将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同
D.将沙子和水加热相同时间时,它们吸收的热量相同
【解答】解:ABD、实验中,相同的加热器在相同时间内吸收的热量相同,质量相同的水和沙子,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较弱,且物体吸收热量的多少由加热时间决定的,故AB错误,D正确;
C、由于沙子的吸热能力弱,若将沙子和水加热到相同温度,沙子的加热时间短,沙子吸收的热量少,故C错误。
故选:D。
6.如图所示,将铁丝在同一位置快速弯折50次,然后迅速把铁丝弯曲的部分放在蜡烛上,蜡烛接触铁丝的部位立刻形成一个凹槽。对这一现象的解释,正确的是( )
A.弯折铁丝时,内能转化为机械能
B.弯折铁丝时,铁丝内能增加
C.铁丝接触蜡烛时,是做功改变物体内能
D.铁丝接触蜡烛时,蜡烛吸热温度不变
【解答】解:
AB、弯折铁丝,对铁丝做功,机械能转化为内能,铁丝内能增大,故A错误,B正确;
CD、铁丝接触蜡烛时,蜡烛吸收热量,温度升高,内能增加,属于热传递改变物体内能,故CD错误。
故选:B。
7.如图所示,用同一热源加热甲、乙两个相同质量的物体,吸收热量后温度变化的情况,图中的横坐标是物体的温度变化,纵坐标是对两物体的加热时间,则甲、乙两物体比热容的大小正确的是( )
A.c甲<c乙 B.c甲>c乙
C.c甲=c乙 D.以上都有可能
【解答】解:由图可知当质量相同的甲、乙两物体吸收相同的热量(即加热相同时间)时,乙的温度变化量较大,
由Q吸=cmΔt可知,乙的比热容较小,即c甲>c乙,故B正确。
故选:B。
8.下列实例不能说明分子永不停息做无规则运动的是( )
A.百花绽放时花香四溢
B.水杯中滴入红墨水,整杯水变红
C.在显微镜下,看到细菌在活动
D.炒菜时加点盐,菜就有了咸味
【解答】解:
A、百花绽放时花香四溢是扩散现象,能说明分子永不停息地做无规则运动,故A不符合题意;
B、红墨水滴入水中,整杯水变红,是分子不停地做无规则运动的结果,故B不符合题意;
C、在显微镜下,看到细菌在活动是宏观物体的运动,和分子运动无关,故C符合题意;
D、炒菜时加点盐,菜有了咸味是扩散现象,证明了分子不停地做无规则运动,故D不符合题意。
故选:C。
9.如图所示,对于图片中描述的物理过程,不属于内能转化为机械能的是( )
A.图甲,压缩空气点燃硝化棉
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起
C.图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出
D.图丁,汽油机的做功冲程
【解答】解:
A、图中厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,将机械能转化为内能,使瓶内空气的内能增加,温度升高,故A符合题意;
B、图中向瓶内打气后,瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶内空气对塞子做功,将内能转化为机械能,则瓶内空气的内能减小,故B不符合题意;
C、图中塞子被试管内的水蒸气推动冲出时,水蒸气对塞子做功,将内能转化为机械能,水蒸气的内能减小,故C不符合题意;
D、汽油机的做功冲程中,燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,故D不符合题意。
故选:A。
10.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.在相同温度下,1kg 水比1kg 冰内能小
B.铁丝内能增加一定是因为吸收了热量
C.夏天喝冰镇饮料,因为饮料含有的热量少
D.热量可以由内能小的物体转移到内能大的物体
【解答】解:
A、在相同温度下,水和冰的质量也相同,冰化成水需要吸收热量,所以1kg水比1kg冰内能大,故A错误;
B、铁丝内能增加,可能是吸收了热量也可能是外界对物体做了功,故B错误;
C、热量是一个过程量,不能说含有热量,故C错误;
D、内能少的物体温度可能高,故内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体,故D正确。
故选:D。
11.小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高。如图四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
【解答】解:
反复弯折铁丝,铁丝弯折处温度升高,机械能转化为内能,通过做功方式使铁丝内能增加;
甲、用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,此过程机械能转化为内能;
乙、酒精燃烧后产生的高温高压的燃气,体积膨胀,对外做功,使盒盖飞出去,内能转化为盒盖的机械能;
丙、汽油机压缩冲程中,活塞压缩气缸内混合燃料,使燃料的内能增加,此过程机械能转化为内能;
丁、汽油机做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞做功,内能转化为的机械能;
综上分析可知,与弯折铁丝,使铁丝温度升高,能量转化相同的是甲和丙。
故选:A。
12.用酒精灯给试管中的水加热,如图所示,在软木塞被冲出试管口的过程中,下列说法正确的是( )
A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能增大
B.软木塞的机械能转化为水蒸气的内能
C.能量的转化形式与热机做功冲程能量转化相同
D.软木塞的机械能不变
【解答】解:ABD、图中的水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,水蒸气的内能减小,软木塞的机械能增加,故ABD错误;
C、图中的能量转化是内能转化为机械能,与热机的做功冲程能量转化相同,故C正确。
故选:C。
13.由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著。读下面四幅海陆风示意图,判断近地面大气运动的正确流向是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【解答】解:海水的比热容大于陆地的比热容,白天吸收了相同的热量后,陆地上方空气升高的温度比海洋上空空气的温度升高的多,所以陆地上方空气的气压低,海洋上方空气的气压高,风从气压高的海洋流向气压低的陆地,故①错误,③正确;
夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,海洋上空气温高,气压低,风从陆地吹向海洋,故②正确,④错误。
故选:B。
14.如图,烧瓶内水上方存在着水蒸气,瓶口用软木塞塞住,用小打气筒缓慢向瓶内加压,达到一定程度时塞子跳起来,瓶内出现白雾。下列说法正确的是( )
A.瓶内出现白雾,是因为瓶子外部温度低
B.出现白雾的过程是一个吸热过程
C.该实验能说明气体膨胀对外做功,内能减小
D.实验中向瓶内充气,瓶内气压减小
【解答】解:A、瓶内出现的白雾,是瓶内气体对外做功,温度降低,水蒸气遇冷液化形成小水滴,故A错误;
B、出现白雾是水蒸气放出热量发生液化产生的小水滴,是放热过程,故B错误;
C、瓶口塞子跳起来的过程中,瓶内气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,水蒸气的内能减少,故C正确;
D、实验中向瓶内充气,瓶内气体压强增大,故D错误。
故选:C。
15.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.一个物体温度的升高,一定是外界对物体做功
B.一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C.温度高的物体比温度低的物体热量多
D.一个物体温度升高了,它的内能一定增加
【解答】解:A、一个物体的温度升高,内能增加,可能是外界对物体做了功,也可能是其他物体对它传递了热量,故A错误;
B、一个物体吸收了热量,它的温度不一定会升高,例如晶体熔化时,吸收热量,内能增加,温度保持不变,故B错误;
C、热量是过程量,不能说含有热量多少,故C错误;
D、一个物体温度升高了,它的内能一定增加,故D正确。
故选:D。
16.下表列出了一些物质的比热容,分析表中数据,下列说法正确的是( )
物质 水 煤油 色拉油 冰 砂石
比热容【×103J/(kg ℃)】 4.2 2.1 1.97 2.1 约0.92
A.液体的比热容总比固体的大
B.物质的物态发生变化,比热容不会变化
C.不同物质的比热容一定不同
D.质量相等的冰和沙石吸收相同的热量,冰升高的温度较少
【解答】解:A、由表中数据可知,不同物质的比热容一般不同,色拉油的比热容小于冰的比热容,煤油的比热容等于冰的比热容,因此液体的比热容不一定大于固体的比热容,故A错误;
B、水和冰是水的两种状态,分析表中数据可知,其比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关,物质的物态发生变化,比热容也会发生变化,故B错误;
C、由表中数据可知,不同物质的比热容一般不同,但也有的物质比热容相同,如煤油和冰,故C错误;
D、质量相等的冰和沙石吸收相同的热量,由于冰的比热容大于沙石的比热容,根据Q吸=cmΔt可知,冰升高的温度较少,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共11小题)
17.如图所示是一台四冲程汽油机的工作示意图,汽油机正在进行的是 做功 冲程,该冲程是把 内 能转化为 机械 能,汽缸中气体的内能将 减小 (增大/减小)。已知其飞轮的转速为1200r/min,则该汽油机每秒做功的次数是 10 次,汽车启动时能闻到汽油味,此时汽油没有充分燃烧,该燃料的热值 不变 (变大/变小/不变)。
【解答】解:根据图示可知,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,气缸容积增大,因此是做功冲程,把内能转化为机械能,所以气缸内气体的内能减小;
飞轮的转速为1200r/min,即每秒钟转20圈,完成40个冲程,做功10次;
热值与燃料的种类有关,与是否充分燃烧无关,因此汽油没有充分燃烧时,此时燃料的热值不变。
故答案为:做功;内;机械;减小;10;不变。
18.汽车发动机冷却通常选用水作冷却液,是利用了水的比热容较 大 (选填“大”或“小”)的特性;在1个标准大气压下,质量为1kg、初温为20℃的水,吸收5.88×105J的热量后,水的温度为 100 ℃,水的内能是通过 热传递 方式增大的。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【解答】解:
(1)因为水的比热容较大,由Q吸=cmΔt可知,在质量相同、升高的温度相同时,水吸收的热量多,所以汽车发动机冷却通常选用水作冷却液;
(2)由Q吸=cmΔt得水升高的温度:Δt===140℃,
因为在一标准大气压下,水的沸点为100℃,水沸腾时,吸收热量、温度不变,所以实际上水的末温为100℃;
(3)给水加热过程中,水吸收热量,温度升高、内能增大,是通过热传递方式增加内能的。
故答案为:大;100;热传递。
19.将装有水的试管放入装有水的烧杯中,用酒精灯对烧杯进行加热,如图所示,一段时间后,观察到烧杯中的水沸腾,而试管中的水 不会 (选填“会”或“不会”)沸腾,原因是 试管内的水能达到沸点,但不能继续吸热 ,若试管中装有100g初温度为60℃的水,试管中的水温度升高30℃时,从烧杯中的水吸收的热量为 1.26×104 J。(c水=4.2×103J/(kg ℃))
【解答】解:
(1)当大烧杯中的水沸腾后,尽管不断吸热,但烧杯中的水温度不再升高,保持水的沸点温度不变;小试管中的水从大烧杯中吸热,温度达到水的沸点后,就和烧杯中的水的温度一样,不能从烧杯中继续吸热,这时虽然达到了沸点,但不能吸热,所以不会沸腾。
(2)水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×30℃=1.26×104J。
故答案为:不会;试管内的水能达到沸点,但不能继续吸热;1.26×104。
20.用燃气灶上煲汤是通过 热传递 方式来改变汤的内能;汽车发动机用水做冷却剂是因为水的 比热容 大;在同一高度,以相同的速度v,抛出完全相同的A、B两小球,A竖直向上抛,B斜向上抛,如图所示,不计空气阻力,两球上升的最大高度hA和hB,则hA > hB(填“>”“<”或“=”)。
【解答】解:
用燃气灶上煲汤,汤吸收热量,是通过热传递的方式来改变汤的内能的;用水做冷却剂是因为水的比热容较大,在相同条件下水能吸收更多的热量;
在同一高度,以相同的速度v,抛出完全相同的A、B两小球,A竖直向上抛,B斜向上抛,小球的质量不变,高度相同,重力势能相同,速度相同,动能相同,机械能为动能和势能的和,所以小球的机械能是相同的,不计空气阻力,小球在运动的过程中机械能保持不变;
在到达最高点时,小球A的速度为0,小球B在水平方向上有一定的速度,所以小球B的动能大于小球A的动能,由于机械能不变,则小球B的重力势能要小于小球A的重力势能,则hA>hB。
故答案为:热传递;比热容;>。
21.甲、乙两金属块质量之比为3:2,比热容之比为1:3,当放出相同的热量后,甲、乙两金属块降低的温度之比为 2:1 。甲的比热容为0.46×103J/(kg ℃),其物理意义是 1kg的甲金属温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是0.46×103J 。
【解答】解:由Q放=cmΔt可得:Δt=,由题知,,,
则甲、乙两金属块降低的温度之比为:Δt甲:Δt乙====2:1;
甲的比热容为0.46×103J/(kg ℃),其物理意义是:1kg的甲金属温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是0.46×103J。
故答案为:2:1;1kg的甲金属温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是0.46×103J。
22.小壮同学用相同的装置给质量相等的甲、乙两种晶体加热,它们的温度随时间变化情况的一部分如图所示,当加热至2min时,将甲和乙紧密接触在一起,它们之间 不会 (选填“会”“不会”或“不一定会”)发生热传递;当加热至2min时,甲吸收的热量Q甲 = (选填“<”“=”或“>”)乙吸收的热量Q乙。
【解答】解:据图中的温度时间图象可知,当加热至2min时,两种物质的温度恰好相同,所以它们之间不能发生热传递;
由于实验中用相同的加热装置加热,相同时间内物质吸收的热量是相同,所以当加热至2min时,甲吸收的热量Q甲等于乙吸收的热量Q乙。
故答案为:不会;=。
23.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,甲球和水温度相等时水温降低了Δt,把甲球取出,再将乙球放入杯中,乙球和水温度相等时水温又降低了Δt。若不计热量损失,不考虑取小球时带出的水,则两球比热容的大小关系为c甲 < c乙(选填“>”“=”或“<”)
【解答】解:先后将甲、乙两球投入到同一杯水中,水降低的温度相同,水放出的热量相同,
因为由题知,Q吸=Q放=c水m水Δt
所以甲、乙两球吸收的热量相同,
而乙球比甲球少升高了Δt,即乙球的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲、乙两球,吸收相同的热量,乙球升高的温度少,根据c=乙球的比热容大。
故答案为:<。
24.某小组同学用一个酒精灯对质量是200g、初温度为﹣10℃的冰块进行加热,完成冰的熔化实验。记录的数据如图象所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。
(1)冰在B点的内能 小于 C点的内能(填大于、小于或等于)。
(2)CD段水所吸收的热量是 8.4×103 J。
(3)冰的比热容是 2.1×103 J/(kg ℃)。
【解答】解:(1)冰在熔化过程中需要吸热,内能增加,B点时的内能小于C点时的内能;
(2)因为冰熔化成水质量不变,所以水的质量m水=200g=0.2kg,
由图知在CD段水的初温为0℃、末温为10℃,则水吸收的热量:
Q吸水=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×(10℃﹣0℃)=8.4×103J;
(3)用同一个酒精灯加热,在相同时间内吸收的热量相同,
AB段的加热时间是CD段加热时间的一半,则AB段吸收的热量:
Q吸冰=Q吸水=×8.4×103J=4.2×103J,
由Q吸=cm(t﹣t0)得冰的比热容:
c冰===2.1×103J/(kg ℃)。
故答案为:(1)小于;(2)8.4×103;(3)2.1×103。
25.如图所示,是一种罐装气雾杀虫剂,当用手指按住罐顶处的按钮时,罐内被压缩的液化杀虫剂就会喷洒出来,过一会罐体的温度 降低 (选填“升高”或“降低”),这主要是因为罐内被压缩的液化杀虫剂喷洒出来时对外做功,使其内能 减小 (选填“增大”或“减小”)。拉丝棉花糖的制作非常简单,将糖粉放在高温容器里,由于 热传递 (选填“做功”或“热传递”)使糖的温度升高熔化成糖浆,高速旋转的容器将糖浆从容器的小孔甩出,遇到冷的空气迅速 凝固 (填物态变化名称)成糖丝。
【解答】解:当手指按住罐顶处的按钮时,罐内被压缩的液化杀虫剂就会喷洒出来,罐内被压缩的液化杀虫剂喷洒出来时对外做功,使本身内能减小,故罐体温度降低。
将糖粉放在高温容器里,糖粉吸收热量,是通过热传递的方式,使糖的内能增大、温度升高而熔化;
糖浆是液态的,遇到冷的空气放出热量,迅速凝固成糖丝。
故答案为:降低;减小;热传递;凝固。
26.质量相等、初温相同的a、b两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热,加热过程中,温度随时间变化的图线如图所示,根据图线可知a液体的比热容 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)b液体的比热容。由图可知,当升高的温度相同时, (选填“a”或“b”)液体的加热时间更长。若液体b的比热容为4.2×103J/(kg ℃),则a的比热容为 2.1×103J/(kg ℃) 。
【解答】解:(1)由图象知,当加热时间相同时,即吸收的热量相同时,a的末温较高,由于a、b两种液体的初温相同,故a温度的变化量大于b温度的变化量,
由c=可知,a的比热容小于b的比热容;
(2)由图象知,升高相同的温度(从20℃升高到40℃),a需要加热2分钟,b需要加热4分钟,所以b液体的加热时间更长;
(3)由图象数据可知,a升高的温度为40℃﹣20℃=20℃时,需要加热2分钟,b升高的温度为40℃﹣20℃=20℃时,需要加热4分钟,
根据Q=cmΔt知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸收的热量与比热容成正比,即加热时间与比热容成正比,即==,
故a的比热容为:ca= cb=×4.2×103J/(kg ℃)=2.1×103J/(kg ℃)。
故答案为:小于;b;2.1×103J/(kg ℃)。
27.热机一个工作循环有四个冲程,请你判断图中表示是其中的 排气 冲程;小明通过上网查阅得知某款轿车发动机输出功率与转速的关系如图乙所示:小明又通过父亲了解到,当车速是100km/h时,发动机转速是2000r/min。平均油耗为9L/100km。分析上述信息可知:当这辆汽车以100km/h匀速行驶时,1小时发动机所做的有用功为 30kW h ,此时发动机的效率约为 32.6% 。(已知汽油的热值为4.6×107J/kg;密度为0.8×103kg/m3)
【解答】解:(1)由图可知,图甲中的进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,因此是排气冲程;
(2)由图可知,当发动机转速是2000r/min时,发动机的输出功率为P=30kW,
则1小时发动机所做的有用功为:W=Pt=30kW×1h=30kW h;
(3)汽车1h行驶的路程为:s=vt=100km/h×1h=100km,则1小时消耗的汽油为V=9L,
消耗的汽油质量为:m=ρV=0.8×103kg/m3×9×10﹣3m3=7.2kg,
汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.6×107J/kg×7.2kg=3.312×108J,
汽车发动机做的有用功为:W=30kW h=30×3.6×106J=1.08×108J,
则此时发动机的效率为:η==≈32.6%。
故答案为:排气;30kW h;32.6%。
三.计算题(共2小题)
28.标准大气压下,一壶质量为2千克,温度为20℃的水,加热到70℃[已知c水=4.2×103焦/(千克 ℃)]。求:
(1)水升高的温度△t;
(2)水吸收的热量Q吸;
(3)接着再继续加热,若水又吸收了3.36×105焦的热量,求水的末温t末。
【解答】解:
(1)水升高的温度:
△t=70℃﹣20℃=50℃;
(2)水吸收的热量:
Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×50℃=4.2×105J;
(3)由Q吸=cm△t可得,水升高的温度:
△t′===40℃,
t′=70℃+40℃=110℃>100℃,
在一个标准大气压下水的沸点为100℃,所以水的末温为100℃。
答:(1)水升高的温度为50℃;
(2)水吸收的热量是4.2×105J;
(3)水的末温为100℃。
29.某同学利用如图甲所示的实验装置,探究“水沸腾时温度变化的特点”,并根据实验数据绘制出了如图乙所示的图像。已知水的初始温度为26℃,烧杯中水的质量为30g,给水加热至水沸腾过程中消耗酒精的质量为3.6g。[酒精的热值q=3×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)]
(1)求3.6g酒精完全燃烧释放的热量;
(2)求用酒精灯给水加热至水沸腾的过程中,装置的加热效率;
(3)要提高此装置的加热效率,请提出一条合理化建议。
【解答】解:(1)酒精的质量为m酒精=3.6g=3.6×10﹣3kg,
酒精完全燃烧释放的热量:Q放=m酒精q酒精=3.6×10﹣3kg×3×107J/kg=1.08×105J;
(2)水的质量为m=30g=0.03kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.03kg×(96℃﹣26℃)=8.82×103J;
酒精灯烧水的热效率:
η=×100%=×100%≈8.2%;
(3)为了提高酒精灯加热水的效率,可以在烧杯上加盖,以减少热损失。
答:(1)酒精完全燃烧放出的热量是1.08×105J;
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率8.2%;
(3)为了提高酒精灯加热水的效率,可以在烧杯上加盖,以减少热损失。
四.综合能力题(共2小题)
30.运用知识解决问题。
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:海水和沙子相比, 海水 的比热容大,在同样受热时,沙子变化的温度比海水 大 。
(2)水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),煤油的比热容为2.1×103J/(kg ℃)。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上 质量 相等的煤油和水,通过比较 加热时间的长短 来判断两种物质吸收热量的多少,并根据实验结果判断下列图象正确的是 D 。
(3)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是 D 。
A.温度相同的两个物体间也能发生热传递
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变
C.物体的温度越高,含有的热量越多
D.任何物体都具有内能,通过摩擦可增大冰块的内能
(4)下列现象中,属于机械能转化为内能的是 A 。
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热
B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时,爆竹腾空而起
D.电灯发出光和热
(5)对100g水加热,从开始时到加热4min内水吸收的热量是 1.26×104J 。
【解答】解:
(1)由于海水的比热容比沙子大,说明在质量和吸收的热量相同时,沙子的温度变化比海水大;
(2)探究不同物质的吸热能力时,需要选择质量相同的不同液体进行实验,用相同的热源进行加热,通过比较加热时间的长短来判断两种物质吸收热量的多少;
由题知,水和煤油的质量相同,水的比热容是煤油的2倍,在吸收相同热量时,根据Q=cm△t可知,水升高的温度是煤油升高的温度一半,故D图象正确;
(3)A、发生热传递的条件是存在温度差,温度相同的物体间不能发生热传递,故A错误;
B、0℃的冰变为0℃的水时,温度不变,由于冰吸收了热量,所以其内能增大了,故B错误;
C、物体温度越高,内能越多,热量是热传递时内能的改变量,不能说物体含有多少热量,故C错误;
D、任何物体都具有内能,通过摩擦,机械能会转化为冰块的内能,则冰块的内能增大,故D正确;
(4)A、航天器穿越大气层时发热,克服摩擦做功,将机械能转为内能,A符合题意;
B、冬天利用热水袋取暖,是通过热传递改变人体的内能,故B不合题意;
C、爆竹腾空而起,是内能转化为机械能,故C不合题意;
D、电灯发光和热,电能转化为光能和内能,故D不符合题意;故选A。
(5)由图可知,经过4min加热,水温由70℃升高到100℃,
水的质量m=100g=0.1kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃﹣70℃)=1.26×104J。
故答案为:(1)海水;大;(2)质量;加热时间的长短;D;(3)D;(4)A;(5)1.26×104J。
31.在研究热现象中:
(1)如图1所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压后,会黏在一起,这说明 分子间存在引力 ,长时间挤压在一起的铅块和金块会相互渗透,说明分子 不停地做无规则运动 。
(2)小明为了研究液体的扩散现象,先在量筒里装一半清水,再在水下面注入硫酸铜溶液。如图2所示,是小明观察到的溶液在“实验开始时”、“静放10日后”、“静放30日后”所呈现的现象,其中 甲 (选填标号)图是表示溶液静放30日后的实验现象。如果室温越高,达到丙图所示现象所用的时间将 缩短 (选填“缩短”或“延长”)。原因是 温度越高,扩散的速度越快 。
(3)如图3所示,取一个配有活塞的厚玻璃筒,筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花,快速压下活塞,此实验可观察到浸有乙醚的棉花着火燃烧,说明对物体做功,物体内能 变大 (选填“变大”“变小”“不变”),在这一过程中,棉花获得的内能 小于 人做的机械功(选填“大于”、“小于”、“等于”)。
【解答】解:
(1)将两个表面光滑的铅块相互紧压后黏在一起说明分子之间存在引力;将磨得很光滑的铅块和金块长时间紧压在一起,再将它们切开,可以看到它们互相渗入,说明分子在不停地做无规则运动;
(2)把硫酸铜溶液注入清水中,硫酸铜溶液和水之间发生扩散现象,因为分子始终不停地做无规则运动,随着时间的增加,扩散现象越明显,时间越久,硫酸铜溶液和水的界限越模糊,所以“实验开始时”是图乙,“静放10日后”是图丙,“静放30日后”是图甲;
温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快,所以如果室温越高,达到丙图所示现象所用的时间将缩短;
(3)下压活塞时,活塞对筒内的空气做功,将机械能转化为空气的内能,使空气温度升高,空气将热量传递给棉花,当棉花温度达到着火点时,会燃烧起来,这一现象说明:外界对物体做功,物体内能增加;
在此过程中,人要克服活塞与玻璃筒的摩擦做功,压缩空气做功,所以棉花获得的内能小于人做的机械功。
故答案为:(1)分子间存在引力;不停地做无规则运动;(2)甲;缩短;温度越高,扩散的速度越快;(3)变大;小于。
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