《第一章 分子动理论与内能》单元测试
一、选择题(每题3分,共30分)
1.关于分子热运动及热现象,下列说法正确的是( )
A.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力
B.扩散现象只能发生在气体与液体中
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.-20 ℃的冰块没有内能
2.五月五,是端午,吃粽子,挂艾草,划龙舟。俗语中包含的物理知识,正确的是( )
A.煮粽子是用做功的方法改变粽子的内能
B.煮粽子的水沸腾后,继续吸热温度升高
C.闻到艾草的气味,说明分子在永不停息地做无规则运动
D.煮熟的粽子要用力才能将粽叶和糯米分开,是因为分子之间存在斥力
3.下列实例,通过做功改变物体内能的是( )
A.晒太阳 B.搓手取暖
C.用电褥子取暖 D.向双手哈气取暖
4.以下说法中正确的是( )
A.物体的机械能和物体的内能是同种形式的能,都与物体的机械运动和分子热运动以及分子间的相互作用情况有关
B.固体很难被压缩,说明分子之间只存在斥力
C.分子之间存在着相互作用的引力和斥力
D.扩散现象只能说明分子是运动的,不能说明分子之间存在空隙
5.水具有比热容大的特点,图中的现象中与此特点无关的是( )
A.海边昼夜的温差较小 B.空调房间里放盆水可增加空气湿度
C.冬天的暖气设备 D.用水来冷却
用热水供暖 汽车发动机
6.用两个相同的加热器分别对质量相等的甲、乙液体进行加热,其温度随时间变化的图像如图所示,由图像可以看出( )
(第6题)
A.甲的比热容比乙大 B.甲的比热容比乙小
C.甲和乙的比热容相同 D.甲和乙的初温相同
7.科技人员研发了采用氢能源系统的“未来汽车”,此氢能源汽车充氢气3分钟可续航650千米,它采用氢气作为燃料主要是因为氢气具有( )
A.较小的密度 B.较低的沸点
C.较高的热值 D.较大的比热容
8.关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体
B.0 ℃的冰水混合物内能为零
C.水的温度越高,所含热量越多
D.冰在熔化过程中吸收热量,温度和内能均不变
9.[多选]下表是一些物质的比热容[J/(kg·℃)],根据表中数据,下列判断正确的是( )
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
沙石 0.92×103 铜 0.39×103
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.100 g水的比热容是50 g水的比热容的两倍
C.沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的比热容较大
D.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
10.[多选]如图装置,将温度传感器、两个试管固定在铁架台上,两试管装有质量相同的不同种液体,温度传感器的探头部分与试管内的液体接触良好,传感器通过数据采集线与计算机相连接,在计算机上得到的实验图像如图所示,下列说法正确的是( )
(第10题)
A.加热t1时间,甲吸收热量多
B.甲的比热容小
C.甲、乙升高相同的温度,甲吸收热量多
D.吸收相同的热量,甲升温比乙多
二、填空题(每空2分,共34分)
11.2021年5月21日,以“大使品茶”为主要内容的国际茶日系列活动在杭州举办。在冲泡茶叶时会闻到阵阵茶香,这是因为分子在永不停息地做________________,用沸水冲泡时会比温水冲泡时茶香更浓厚,说明温度越高,__________________。
12.我国开启了航天新征程,嫦娥五号成功登月并顺利取回1 731 g月壤样品。返回舱穿越大气层时温度升高,这是通过________的方式使其内能________而导致的。
13.长春市桂林路美食街的某商家使用煤气灶烹饪食物,煤气灶燃烧头如图所示。使用煤气灶时,打开煤气阀门,拧动点火装置,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃。
(第13题)
(1)煤气不会从进口处向空气中泄漏,是因为流体中流速越大的位置,压强越________。
(2)煤气在燃烧过程中热值________。
(3)烹饪食物是通过________的方式改变食物的内能。
(4)食物香气四溢是________现象。
14.在玻璃瓶内装入约半瓶细沙,盖上瓶盖,包裹一层泡沫塑料,迅速振动瓶子几十次,细沙温度升高,这是用________方法使沙子内能增大,泡沫塑料的作用是________。如果换成水做该实验,升温不明显是因为水的________大。
15.铅柱没有被重物拉开,说明铅柱的分子之间存在________;如图乙所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团硝化棉,把活塞迅速压下去,发现硝化棉燃烧起来,其说明________可以改变物体的内能。
(第15题)
16.我国第三代核电技术“华龙一号”已成为继高铁之后的又一张中国名片。用水作为冷却剂给核反应堆的堆芯降温,其原因是水的比热容较________。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则1 kg水温度升高1 ℃吸收的热量为________J。
17.质量之比为2?3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为7?5时,升高的温度之比为 6?5,则甲、乙的比热容之比为________。
18.用两个相同的电加热器分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热。两种液体的温度随时间变化的图像如图所示,已知甲液体的比热容为1.8×103 J/(kg·℃),则乙液体的比热容是________J/(kg·℃)。
(第18题)
三、简答题(6分)
19.在寒冷的冬天,有的同学将两手互搓使手变得暖和,有的同学将手放在嘴边哈气使手变得暖和。请从物理学角度简要解释这两种方法使手变暖和的本质区别。
四、实验题(10分)
20.小明同学为了比较不同物质的吸热情况,在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的牛奶、豆浆,用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验。
(第20题)
(1)本实验中,通过比较__________的多少来反映物质吸收热量的多少。
(2)本实验中,使牛奶、豆浆______________的温度,比较吸收热量多少。分析表格数据可知,牛奶吸收的热量__________(填“大于”“小于”或“等于”)豆浆吸收的热量,这表明__________的吸热能力强。
名称 质量/g 温度升高10 ℃ 加热时间/s 温度升高20 ℃ 加热时间/s 温度升高30 ℃ 加热时间/s
牛奶 350 260 520 790
豆浆 350 220 440 670
(3)为了比较不同物质的吸热能力,物理学中引入__________来表示不同物质在这种性质上的差异。
五、综合计算题(每题10分,共20分)
21.[易错题]已知煤油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃),则质量为2 kg、初温为30 ℃的煤油:
(1)当温度降低到10 ℃时放出的热量是多少?
(2)当温度升高10 ℃时吸收的热量是多少?
22.随着经济的发展,居民家中淘汰了柴炉,改用了清洁干净的天然气灶。(天然气热值为4.2×107 J/m3)
(1)要将2 kg初温为20 ℃的一壶水恰好加热到100 ℃,水需要吸收多少热量?
(2)天然气灶燃烧0.04 m3天然气放出的热量是多少?
(3)求水需要吸收的热量与完全燃烧0.04 m3天然气放出的热量之比。
答案
一、1. A 2. C 3. B 4. C 5. B
6. B 7. C 8. A 9. CD 10. BD
二、11. 无规则运动;分子运动越剧烈
12. 做功;增加
13. (1)小 (2)不变 (3)热传递 (4)扩散
14. 做功;保温;比热容
15. 引力;做功
16. 大;4.2×103
17. 7 :4
18. 4.2×103
三、19. 解:两手互搓,克服摩擦做功,使手的内能增大,温度升高,这是通过做功的方式改变物体内能,属于能量的转化;对手哈气,是通过热传递方式改变手的内能的,手会变热,属于能量的转移。
四、20. (1)加热时间 (2)升高相同;大于;牛奶
(3)比热容
五、21. 解:(1)当温度降低到10 ℃时放出的热量:
Q放=cm(t0-t)=2.1×103 J/(kg·℃)×2 kg×(30 ℃-10 ℃)=8.4×104 J。
(2)当温度升高10 ℃时吸收的热量:Q吸=cmΔt=2.1×103 J/(kg·℃)×2 kg×10 ℃=4.2×104 J。
22. 解:(1)水需要吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J。
(2)燃烧0.04 m3天然气放出的热量Q放=Vq=0.04 m3×4.2×107 J/m3=1.68×106J。
(3)水需要吸收的热量与天然气完全燃烧放出热量之比==2:5。