[第十三章 第2节 内能]
一、选择题
1.[2019·陕西] 关于物体的内能,下列说法中正确的是( )
A.水具有内能,冰块没有内能
B.一杯水的温度越高,它具有的内能越大
C.水蒸气具有的内能一定比水具有的内能大
D.一杯水放在高处一定比放在低处具有的内能大
2.下列关于内能和机械能的说法中正确的是 ( )
A.静止的物体没有内能
B.运动速度大的物体比运动速度小的物体内能大
C.机械能大的物体其内能一定大
D.任何状态下处于任何位置的物体都有内能
3.一杯水变凉了,则 ( )
A.水的内能不变 B.水的温度不变
C.水含有的热量减少 D.水分子无规则运动的速度减小
4.[2020·山西] 寒假,小明在漠北参加冬令营活动。随行老师提出,在漠北这样温度低于0 ℃的环境里,若不提供热源加热,用什么办法可以让冰熔化。结果小明用两块冰来回摩擦的方法使冰熔化了。下列成语中描述的现象与小明的方法原理相同的是( )
A.炙手可热 B.扬汤止沸 C.滴水成冰 D.钻木取火
5.[2020·北京] (多选)如图图示,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,筒内气体内能减小
C.下压活塞的过程中,活塞对筒内气体做了功
D.下压活塞的过程中,气体的内能转化为活塞的机械能
6.下列有关物体温度不变时,内能如图图何变化的说法中正确的是 ( )
A.晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变,内能也不变
B.晶体在凝固过程中放出热量,温度不变,内能也不变
C.48 ℃的液态海波凝固成48 ℃的固态海波时,温度不变,内能增加
D.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时,温度不变,内能增加
7.[2020·临沂] 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0 ℃的冰块内能为零
B.温度高的物体含有的热量多
C.热传递的方向由内能大小决定
D.物体吸收热量,温度不一定升高
8.下列关于热现象的说法中正确的是 ( )
A.外力对物体做功,物体的内能一定增加
B.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
C.物体放出热量时,温度一定降低
D.冰水混合物吸热时,温度不变,内能增大
9.如图图示,在铜管内放一些酒精,然后用塞子塞紧管口,把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动,很快会观察到塞子被酒精蒸气顶出的现象,对于这一现象,下列说法中错误的是( )
A.拉动绳子时克服摩擦做功使管壁的内能增大,温度升高
B.管内酒精是通过热传递的方式来改变内能的
C.酒精吸热后内能增大,不断汽化,在管内形成大量酒精蒸气
D.管口出现的白雾是从管中溢出的酒精蒸气和水蒸气
二、填空题
10.理论上世界的最低温度是-273.15 ℃,这是极限温度——绝对零度。现在,科学家已经制造出了仅比绝对零度高出十亿分之一摄氏度的低温。在这个低温环境里,有一块与环境温度相同的铁块,它 (选填“有”或“没有”)内能。
11.在物理学中常提到“热”字,但其含义一般不相同,请将下列“热”的含义填入空格内。(均选填“温度”“内能”或“热量”)
(1)这盆水很热,这里的“热”是指 。
(2)物体吸热升温,这里的“热”是指 。
(3)摩擦生热,这里的“热”是指 。
12.如图图示,用甲、乙、丙三个相同的烧杯盛水,甲烧杯中水的质量为200 g、温度为30 ℃,乙烧杯中水的质量为300 g、温度为30 ℃,丙烧杯中水的质量为300 g、温度为60 ℃,则 烧杯中水的内能最大, 烧杯中水的内能最小。
13.桂林出产的柿饼是有名的地方特产。如图图示是将柿子晾晒成柿饼的场景,晾晒过程是通过 的方式使柿子的内能 ,温度升高,从而加快水分的蒸发。
如图图示,这个物件叫火镰,它是一种取火器物。使用时,反复让火镰与火石摩擦使之发热,然后用力向下猛击火石,产生的火花点燃垫在火石下面的艾绒。这种取火方式是通过 改变火石的内能,使火石的内能 ,温度 ,产生火星,从而点燃艾绒的。
15.[2020·鞍山] 小红将开水灌入暖水瓶时,发现刚盖住的瓶塞被顶起。在这一过程中,暖水瓶内的水蒸气对瓶塞做功,温度 (选填“升高”或“降低”),内能 (选填“增加”或“减少”)。
16.如图图示是某晶体熔化时温度随时间变化的图象,根据图象可以判断:物体在t2时刻的内能 (选填“小于”“等于”或“大于”)t3时刻的内能,理由是
。
17.[2020·杭州] 在如图图示的瓶子内装一些铁屑。我们既可以通过振荡,也可以通过加热,使铁屑的温度升高,内能增大。从改变物体内能的方式来看,前者是通过 方式,后者是通过 方式来增大铁屑内能的。如图图果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变,能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能 (选填“能”或“不能”),这是因为 。
三、实验探究题
18.上课时,老师给同学们演示了“水也能使某些液体沸腾”的实验:将适量的乙醚倒入试管中,塞上木塞,然后放入盛有热水的烧杯中,如图图示。过了一会儿,观察到试管中的乙醚沸腾起来,接着听到“砰”的一声,木塞冲出了试管口。
(1)从实验中可知,乙醚的沸点 (选填“大于”“小于”或“等于”)热水的温度。
(2)木塞冲出试管口的瞬间,乙醚的温度降低,内能 (选填“增大”或“减小”),这是通过 的方式改变了乙醚的内能。
19.如图图示,在汽缸A中密封有压缩空气,B是被销钉K锁住的活塞,活塞可以在汽缸中左右移动,C是一支温度计。若活塞与汽缸壁间没有摩擦,当把销钉拔出后,将看到的现象:
(1)活塞将向 (选填“左”或“右”)运动。
(2)温度计的示数将 。
(3)这一过程中 能转化成 能。
答案
1.B 任何物体都具有内能,A说法不正确;内能与物体的质量和温度等因素有关,一杯水的温度越高,它具有的内能越大,B说法正确;因为内能与物体的质量、状态和温度等因素有关,所以水蒸气具有的内能不一定比水具有的内能大,C说法不正确;内能与物体所处的位置无关,D说法不正确。
2.D 3.D
4.D 两块冰来回摩擦时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,冰块的内能增加、温度升高,使冰块熔化了。
炙手可热是通过热传递改变物体内能的,故A不符合题意;
扬汤止沸是通过热传递改变物体内能的,故B不符合题意;
滴水成冰是凝固现象,凝固过程中水放热、内能减小,是通过热传递改变物体内能的,故C不符合题意;
钻木取火时克服摩擦做功,机械能转化为内能,木头的内能增加、温度升高,达到木头的着火点时,木头会燃烧,是通过做功改变物体内能的,故D符合题意。
5.AC 下压活塞时,活塞对筒内的空气做功,活塞的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A、C正确,B、D错误。
6.D 晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变,但内能增大,故A错误;
晶体在凝固过程中放出热量,温度不变,内能减小,故B错误;
48 ℃的液态海波凝固成48 ℃的固态海波时,质量不变,温度不变,放出热量,内能减小,故C错误;
0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时,质量不变,温度不变,吸收热量,内能增加,故D正确。
7.D 任何物体都有内能,0 ℃的冰块也具有内能,故A错误;
热量是过程量,不能说物体具有热量,故B错误;
发生热传递的条件是物体间存在温度差,热量总是从高温物体传向低温物体,跟内能多少无关,故C错误;
物体吸收了热量,内能一定增加,但温度不一定升高,例如图图晶体的熔化过程,故D正确。
8.D 外力对物体做功,有可能使物体的机械能增加,而不一定使物体的内能增加,故 A错误。物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B错误。物体放热时,温度不一定降低,例如图图:晶体凝固过程中虽然继续放热,但温度是不变的,故C错误。冰水混合物的质量不变,温度不变,吸收热量,所以内能增大,故D正确。
9.D 管口出现的白雾,主要是酒精蒸气对外做功时内能减小,温度降低,使酒精蒸气和空气中的水蒸气液化形成的小液滴,酒精蒸气、水蒸气都是看不见的,所以选项D错误,符合题意。
10.有
11.(1)温度 (2)热量 (3)内能
12.丙 甲 内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和,因此同种物质相比较,分子数目越多、温度越高(分子动能越大),物体的内能就越大。比较甲、乙烧杯中的水,温度相同,乙烧杯中水的质量大,所以乙烧杯中水的内能大;比较乙、丙烧杯中的水,质量相同,但丙烧杯中水的温度高,所以丙烧杯中水的内能大。故丙烧杯中水的内能最大,甲烧杯中水的内能最小。
13.热传递 增大 14.做功 增大 升高 15.降低 减少
暖水瓶内的水蒸气对瓶塞做功,水蒸气的内能减少,温度降低。
16.小于 晶体熔化时吸热,温度不变,内能增加
由图象可知,晶体在t2~t3时间段内处于熔化过程,吸热但温度保持不变,由于吸热,因此其内能不断增加。
17.做功 热传递 不能 做功和热传递对改变物体的内能是等效的
使铁屑内能增加的方法:
①用力晃动瓶子,对瓶子和铁屑做功,将机械能转化为内能,使铁屑的内能增加,温度升高。
②加热装铁屑的瓶子,铁屑的温度升高,这是通过热传递的方式改变铁屑的内能。
如图图果没有看到内能改变的过程,单凭铁屑温度的改变,不能判断出采用了何种方法,因为做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的。
18.(1)小于 (2)减小 做功
(1)液体沸腾有两个必要条件:①达到沸点;②继续吸热。当两个条件同时具备时,液体即可沸腾,由此可知乙醚的沸点小于热水的温度。(2)木塞冲出试管口的瞬间,乙醚蒸气对外做功,内能减小,温度降低。
19.(1)右 (2)减小 (3)内 机械
当拔去销钉后,汽缸内的压缩气体膨胀,推动活塞向右运动,气体对活塞做功,将内能转化为机械能,气体的内能减小,温度降低,导致温度计的示数减小。