基础夯实
1.如图所示,四块固体中,属于晶体的是( )
A.明矾 B.石英 C.魔方 D.塑料管
答案:AB
解析:明矾、石英为晶体,魔方(木)、塑料为非晶体。
2.非晶体具有各向同性的特点是由于( )
A.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C.非晶体内部结构的无规则性
D.非晶体内部结构的有规则性
答案:BC
解析:非晶体的各向同性是非晶体内部结构的无规则性使不同方向上物质微粒的排列情况相同。
3.2008年北京奥运会的国家游泳中心——水立方,像一个透明的水蓝色的“冰块”,透过它游泳池中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫做ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料。这种膜材料属于非晶体,那么它具有的特性是( )
A.在物理性质上具有各向同性
B.在物理性质上具有各向异性
C.具有一定的熔点
D.没有一定的熔点
答案:AD
4.下列叙述中错误的是( )
A.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列
C.非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D.石墨的硬度与金刚石差很多是由于它的微粒没有按空间点阵分布
答案:CD
解析:晶体内部微粒排列的空间结构决定了晶体的物理性质不同,也正是由于它的微粒按一定规律排列,使单晶体具有规则的几何形状。石墨和金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同,石墨的层状结构决定了它的质地柔软,而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度。
5.某球形固体物质,其各向导热性能相同,则该物体( )
A.一定是非晶体
B.可能具有确定的熔点
C.一定是单晶体,因为它有规则的几何外形
D.一定不是单晶体
答案:BD
解析:判断固体物质是晶体还是非晶体,要看其是否具有确定的熔点;区分单晶体与多晶体,要看其物理性质是各向异性还是各向同性。
导热性能各向相同的物体可能是非晶体,也可能是多晶体,因此,A选项不正确;多晶体具有确定的熔点,因此B选项正确;物体外形是否规则不是判断是不是单晶体的依据,应该说,单晶体具有规则几何外形是“天生”的,而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形,当然,这只能是“后天”人为加工的,因此,C选项错误;因为单晶体一定具有各向异性的物理性质,所以,D选项正确。
6.下列物质:云母、食盐、蜂蜡、橡胶、铜,其中具有固定熔化温度的有________;物理性质表现为各向同性的有________。
答案:云母、食盐、铜 蜂蜡、橡胶、铜
解析:晶体都有固定的熔点,多晶体和非晶体均表现各向同性。
7.用沥清铺成的路面,冬天变硬,夏天变软,沥青是晶体材料还是非晶体材料,列举生活中的晶体和非晶体例子。
答案:沥青冬天变硬,夏天变软,说明它没有一定的熔点,所以沥青是非晶体。食盐、味精、冰糖为晶体,玻璃为非晶体。
能力提升
1.有关晶体的微观结构,下列说法正确的有( )
A.同种元素原子按不同结构排列有相同的物理性质
B.同种元素原子按不同结构排列有不同的物理性质
C.同种元素形成晶体只能有一种排列规律
D.同种元素形成晶体可能有不同的排列规律
答案:BD
解析:同种元素原子可以按不同结构排列,即具有不同的空间点阵,物理性质则不同,如石墨和金刚石的物质密度、机械强度、导热性、导电性、光学性质等都有很大差别,所以B、D对,A、C错。
2.下列说法中正确的是( )
A.黄金可以切割加工成任意形状,所以是非晶体
B.同一种物质只能形成一种晶体
C.单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D.玻璃没有确定的熔点,也没有规则的几何形状
答案:D
解析:所有的金属都是晶体,因而黄金也是晶体,只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章,才使黄金没有规则的几何形状,A错误;同一种物质可以形成多种晶体,如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体,故B错误;单晶体的物理性质各向异性是某些物理性质各向异性,有些物理性质各向同性,故C错误;玻璃是非晶体,因而没有确定的熔点和规则的几何形状,D正确。
3.下图所示是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法正确的是( )
A.a是晶体 B.b是晶体
C.a是非晶体 D.b是非晶体
答案:AD
解析:晶体在熔化过程中,不断吸热,但温度却保持不变(熔点对应的温度)。而非晶体没有确定的熔点,不断加热,非晶体先变软,然后熔化,温度却不断上升,因此a对应的是晶体,b对应的是非晶体。
4.一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品,长AB是宽AC的两倍,如图所示。若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻,阻值关系为R1=2R2,则这块样品可能是( )
A.单晶体 B.多晶体
C.非晶体 D.以上说法全错
答案:BC
解析:沿O1O1′和O2O2′两对称轴测该长方体所得电阻值不相同,且=,正说明该物质沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)相同,即表现出各向同性的物理性质,故A选项错,B、C选项正确。
5.关于晶体和非晶体的说法,正确的是( )
A.所有的晶体都表现为各向异性
B.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体
C.大粒盐磨成细盐,就变成了非晶体
D.所有的晶体都有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点
答案:D
解析:只有单晶体才表现为各向异性,故A错;单晶体有规则的几何形状,而多晶体无规则的几何形状,金属属于多晶体,故B错;大粒盐磨成细盐,而细盐是形状规则的晶体,在放大镜下能清楚地观察到,故C错;晶体和非晶体的一个重要区别,就是晶体有确定的熔点,而非晶体无确定的熔点,故D对。
6.利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图象,从而可以研究物质的结构。下图所示的照片是一些晶体材料表面的STM图象,通过观察、比较,可以看到这些材料表面的原子排列有着共同的特点,这些共同的特点是(1)_______ ___________________________________;(2)__________________________________________。
答案:(1)在确定方向上原子有规律地排列,在不同方向上原子的排列规律一般不同。
(2)原子排列具有一定的对称性。
7.家庭、学校或机关的门锁常用“碰锁”,然而,这种锁使用一段时间后,锁舌就会变涩而不易被碰入,造成关门困难。这时,你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下,碰锁便开关自如如初,并且可以持续几个月之久。请你动手试一试,并回答其中的道理。
答案:石墨是金刚石的同素异形体,两者的不同结构,造成了物理性质上的很大差异,金刚石质地坚硬,而石墨由于具有层状结构,层与层之间结合不很紧密,故层与层之间易脱落,故能起到润滑作用。用铅笔在纸上写字也是根据这个道理。
基础夯实
1.以下关于液体的说法正确是( )
A.非晶体的结构跟液体非常类似,可以看作是粘滞性极大的液体
B.液体的物理性质一般表现为各向同性
C.液体的密度总是小于固体的密度
D.所有的金属在常温下都是固体
答案:AB
解析:由液体的微观结构知A、B正确;有些液体的密度大于固体的密度,例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度,故C错;金属汞在常温下就是液体,故D错。
2.关于浸润与不浸润现象,下面的几种说法中正确的是( )
A.水是浸润液体
B.水银是不浸润液体
C.同一种液体对不同的固体,可能是浸润的,也可能是不浸润的
D.只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
答案:C
解析:浸润或不浸润,是指一种液体对某一种固体来说的。孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义。同一种液体对不同的固体,可能浸润,也可能不浸润,例如水对玻璃浸润,而对荷叶就不浸润。浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降,都属于毛细现象。只有选项C正确。
3.下列说法正确的是( )
A.液晶是晶体
B.液晶是液体
C.液晶是固体
D.液晶既不是固体也不是液体
答案:D
解析:液晶既不是晶体,也不是液体。
4.下列说法正确的有( )
A.表面张力的作用是使液体表面伸张
B.表面张力的作用是使液体表面收缩
C.有些小昆虫能在水面自由行走,这是由于有表面张力的缘故
D.用滴管滴液滴,滴的液滴总是球形,这是由于表面张力的缘故
答案:BCD
解析:表面张力的作用效果是使液体表面收缩,由于表面张力,被压弯的液面收缩,使小昆虫浮在液面上;由于表面张力使液滴收缩成球形。
5.下列现象中,是由于液体的表面张力造成的有( )
A.船浮于水面上
B.硬币或钢针浮于水面上
C.肥皂泡呈球形
D.游泳时弄湿了的头发沾在一起
E.熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱,冷却后铸成一个铁球
F.脱湿衣服感觉很费劲
G.绸布伞有缝隙但不漏雨水
H.锋利的玻璃片,用酒精灯烧一定时间后变钝了
答案:BCDGH
解析:A选项中船浮于水面是浮力造成的;E选项的形状决定于砂箱的形状;F选项中脱湿衣服费劲是附着力造成的。故上述三个选项不正确。
6.(山东潍坊高二检测)液晶的分子排布与液体和固体都有区别,这种排布使液晶既像液体一样具有流动性,又具有各向异性,下面图________(填“丙”或“丁”)是液晶分子排布示意图。
答案:丁
7.日常生活中,如果你认真观察的话,会发现水中游禽会不时的用嘴抹擦身上羽毛(如图所示)你知道为什么吗?
答案:游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上,使水不能浸润羽毛。
8.如果要保存地下的水分或想把地下的水分引上来,分别应当采取怎样的措施?用怎样的毛巾才能更好地吸汗?建造房屋时,为什么要在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸?
答案:若要保存地下水分,应及时切断地表的毛细管,例如锄地,若想把地下的水引上来则多植毛细管;用在水中能浸润的毛巾能更好地吸汗;建房屋时,在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸是为了切断毛细管,油毡和涂沥青的厚纸在水中都不浸润。
能力提升
1.(2012·高密高三质检)如图甲所示,金属框上阴影部分表示肥皂膜。它被棉线分割成a、b两部分。若将肥皂膜的a部分用热针刺破,棉线的形状是图乙中的( )
答案:D
解析:表面张力使液面收缩。
2.以下各种说法中正确的有( )
A.因为水银滴在玻璃上将成椭球状,所以说水银是一种不浸润液体
B.由于大气压作用,液体在细管中上升或下降的现象称为毛细现象
C.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容器中的液体一定会沿器壁流散
D.当A液体和B固体接触时,发生浸润现象还是发生不浸润现象,关键取决于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力比液体内的分子对附着层分子吸引力大些还是小些
答案:CD
解析:水银不浸润玻璃,但可能浸润其他固体,所以A错。在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润其器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,沿着器壁流散,故必须盖紧,C正确。D选项正确说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理,D对。毛细现象是由于液体浸润固体(细管)引起液体上升及不浸润固体引起的液体下降的现象,不是大气压作用,B错。
3.(德州高二检测)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体,它们在毛细管中将产生上升或下降的现象,现把不同粗细的三根毛细管插入水和水银中,如图所示,正确的现象应是( )
答案:AD
解析:浸润液体在细管中上升或不浸润体在细管中下降的现象为毛细现象,管子越细,现象越明显,AD对,BC错。
4.在天平的左盘挂一根铁丝,右盘放一砝码,且铁丝浸于液体中,此时天平平衡,如图所示,现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面,则( )
A.天平仍然平衡
B.由于铁丝离开水面沾上液体,重量增加而使天平平衡破坏,左端下降
C.由于铁丝刚离开液面,和液面间生成一液膜,此液膜的表面张力使天平左端下降
D.以上说法都不对
答案:C
5.在水中浸入两个同样细的毛细管,一个是直的,另一个是弯的,如图,水在直管中上升的高度比在弯管中的最高点还要高,那么弯管中的水将( )
A.会不断地流出
B.不会流出
C.不一定会流出
D.无法判断会不会流出
答案:B
解析:水滴在弯管口处受重力的作用而向下凸出,这时表面张力的合力竖直向上,使水不能流出,故选项B正确。
6.如图所示,在培养皿内注入清水,让两根细木杆相互平行地浮在水面上,再在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精,细木杆会“自动”解开。请你解释这一现象。
答案:漂浮在水面上的细木杆,原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态。滴入酒精后,细木杆之间液体的表面张力减小,使得内侧的表面张力比外侧的小,细木杆就散开了。
7.如图所示,把橄榄油滴入水和酒精的混合液里,当混合液的密度与橄榄油密度相同时,滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中,为什么?
答案:当橄榄油悬浮在液体中时,橄榄油由于表面张力的作用,使其表面收缩到最小状态,所以橄榄油呈球形。
8.往植物叶片上喷射含有放射性同位素32P的磷肥,经过一段时间后,将在植物顶芽上探测到放射性32P,这是为什么?(说明:放射性同位素,由于放出某种射线而便于探测)
答案:本题是一个物理学与生物学综合的题目。往植物叶片喷射含有放射性同位素32P的磷肥后,32P将通过植物茎中的导管依靠毛细现象被输送到植物顶芽上而被探测到。
基础夯实
1.(2011·大庆高二检测)下列关于蒸发和沸腾的说法中,正确的有( )
A.蒸发和沸腾都可在任何温度下发生
B.蒸发和沸腾只能在一定温度下进行
C.蒸发和沸腾可发生在液体内部和表面
D.蒸发只发生在液体表面,沸腾发生在液体内部和表面
答案:D
解析:蒸发可在任何温度下发生,沸腾只能在一定温度下进行,故A、B错,蒸发只能发生在液体表面,沸腾可发生在液体内部和表面,故C错,D对。
2.对动态平衡说法不正确的是( )
A.当气态分子数的密度增大到一定程度时就会达到这样的状态
B.在相同时间内回到液体中的分子数等于从液体表面飞出去的分子数
C.此时,蒸发的速度不再增大,液体也不再减少
D.蒸发停止
答案:D
解析:根据对水的蒸发的分析进行判断,达到平衡状态时,蒸发和凝结仍在继续进行,只不过达到动态平衡而已,故D不正确。
3.印刷厂里为使纸张好用,主要应控制厂房内的( )
A.绝对湿度 B.相对湿度
C.温度 D.大气压强
答案:B
解析:印刷厂里为使纸张好用主要应控制厂房内的相对湿度。
4.在相对湿度相同的情况下,比较可得( )
A.冬天的绝对湿度大 B.夏天的绝对湿度大
C.冬天的绝对湿度小 D.夏天的绝对湿度小
答案:BC
解析:冬季温度低,蒸发慢,空气中含水分少,绝对湿度小;夏季湿度高,蒸发快, 空气中含水分多,绝对湿度大,故选项B、C正确。
5.如图为水的饱和汽压图象,由图可以知道( )
A.饱和汽压与温度无关
B.饱和汽压随温度升高而增大
C.饱和汽压随温度升高而减小
D.未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强
答案:B
6.小明和小红都想帮妈妈煮粥。小明认为粥锅里的水烧开后,可继续将火烧得很旺,煮得满锅沸腾,这样会很快将粥煮好;小红则认为,沸腾后应改用小火,盖上锅盖,让锅内微微沸腾,将粥煮好。你认为谁的想法更为合理?说出理由。
答案:小红的想法更好。粥沸腾后,不论用大火还是小火给粥加热,粥的温度都不会改变。火太大粥就会因沸腾太剧烈而溢出锅外,同时粥中的水分汽化太快,使粥很快蒸干。所以锅内水开后使用小火更好。
7.一瓶矿泉水喝了一半后,把瓶盖盖紧,不久瓶内的水的上方就形成了水的饱和蒸汽。当温度降低时,瓶内饱和蒸汽的密度会减小,请分析饱和蒸汽密度减小的过程。
答案:温度降低时,液体分子的平均动能减小,单位时间里从液面飞出的分子数减少,回到液体的分子数大于从液体中飞出的分子数,气态水分子密度减小,直到达到新的动态平衡,故当温度降低时,饱和蒸汽密度减小。
8.在严寒的冬天里,房间窗玻璃上往往会结一层雾珠,使玻璃变得雾蒙蒙的。雾珠是在窗玻璃的内表面还是外表面?雾珠是怎样形成的?
答案:雾珠是在窗玻璃的内表面。因为严寒的冬天,房间内外温差很大,室内温度高,空气的绝对湿度大,而在房间窗玻璃处温度很低,空气的饱和汽压很小,当空气的饱和汽压小于绝对湿度时,就会有雾珠出现。
能力提升
1.(2011·深圳高二检测)干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大,表示( )
A.空气的绝对湿度越大
B.空气的相对湿度越小
C.空气中的水蒸气的实际压强离饱和程度越近
D.空气中的水蒸气的绝对湿度离饱和程度越远
答案:BD
解析:示数差距越大,说明湿泡的蒸发非常快, 空气的相对湿度越小,即水蒸气的实际压强、绝对湿度离饱和程度越远,故B、D正确,A、C错误。
2.如图所示,在一个大烧杯A内放一个小烧杯B,杯内都放有水,现对A的底部加热,则( )
A.烧杯A中的水比B中的水先沸腾
B.两烧杯中的水同时沸腾
C.烧杯A中的水会沸腾,B中的水不会沸腾
D.上述三种情况都可能
答案:C
解析:沸腾的条件是:(1)达到沸点;(2)能继续吸热。对烧杯A加热到水的沸点后,若继续加热,烧杯A中的水会沸腾。由于沸腾时水的温度保持在沸点不变,即烧杯B中的水也达到沸点,但由于它与烧杯A中的水处于热平衡状态,两者无温度差,无法再从烧杯A的水中吸收热,因此烧杯B中的水只能保持在沸点而不会沸腾。
3.以下结论正确的是( )
A.绝对湿度大而相对湿度不一定大,相对湿度大而绝对湿度也一定大
B.相对湿度是100%,表明在当时温度下, 空气中水汽已达饱和状态
C.在绝对温度一定的情况下,气温降低时,相对湿度将
减小
D.在绝对湿度一定的情况下,气温增加时,相对湿度将减小
答案:BD
解析:由相对湿度定义B=×100%,式中p为空气的绝对湿度,ps为同一温度下水的饱和汽压,ps在不同温度下的值是不同的,温度越高ps越大,故A错。相对湿度B=100%,则p=ps,即空气中的水汽已达到饱和,B正确。绝对湿度p不变时,气温降低,ps减小,相对湿度增加,因此D正确。
4.2012年4月1日某市晨报预报:空气的相对湿度40%,气温20℃。已知20℃时水的饱和汽压为2.3×103Pa,求该市该日水蒸气的实际压强。
答案:9.2×102Pa
解析:由相对湿度=,得20℃下水蒸气的实际压强=40%×2.3×103Pa=9.2×102Pa。
5.在南方的梅雨季节,洗过的衣服不容易晾干,这是为什么?
答案:梅雨季节,空气中水蒸气的汽压与同温下水的饱和汽压相近,相对湿度大,故不易晾干。
6.白天的气温是30℃,空气的相对湿度是60%,天气预报夜里的气温要降到20℃;那么夜里会不会有露珠形成?为什么?(30℃时,空气的饱和汽压为4.24×103Pa;20℃时,饱和汽压为2.3×103Pa)
答案:B=,p=Bps=60%×4.24×103Pa=2.544×103Pa> 2.3×103Pa,大于20℃时的饱和汽压,故夜里会出现饱和汽,即有露珠形成。
7.研究表明,对人体比较适宜的温度和相对湿度为:夏季室温25℃,相对湿度控制在40%~50%比较舒适; 冬季室温18℃时,相对湿度控制在60%~70%比较舒适。根据你的切身体会,谈一谈相对湿度对生活的影响,并与同学讨论交流。
解析:相对湿度对人们的生活影响很大。相对湿度过小时,蒸发加强,干燥的空气容易夺走人体的水分,使皮肤干燥、鼻腔黏膜易受刺激而产生炎症。相对湿度过大时,无论在夏季或冬季,都会使人感到不舒服。夏季湿度增大,会抑制人体散热功能,使人感到闷热和烦躁,冬季湿度增大,会使热传导加快,让人感到阴冷。
基础夯实
1.下列属于熔化的是( )
A.糖放在水中后逐渐化成了糖水
B.夏天放棒冰的杯子外壁有小水珠
C.露水的形成
D.棒冰变成了糖水
答案:D
解析:糖放在水中形成糖水这是化学上在水分子和糖分子共同作用下的溶解,熔化是由温度造成的固态变液态,放棒冰的杯子外壁的小水珠是液化形成的,露水的形成是液化现象。
2.(2012·德州模拟)水的凝固点是0℃,如果把0℃的冰放到0℃的房间里,则( )
A.冰一定会熔化
B.冰一定不会熔化
C.冰可能熔化,也可能不熔化
D.条件不足无法判断
答案:B
解析:冰是晶体,它的熔化需满足两个条件,温度达到熔点0℃,还要继续吸收热量。0℃的冰不能从0℃的环境里吸收热量,故不能熔化。
3.为了浇铸一个铜像,使用的材料是铜,则此过程的物态变化是( )
A.一个凝固过程 B.一个熔化过程
C.先熔化后凝固 D.先凝固后熔化
答案:C
解析:浇铸铜像必须将铜先化铜水浇入模子,待冷却后才能成为铜像。
4.用吹风机的热风吹一支蘸了酒精的温度计时, 温度计的示数( )
A.先降低后升高 B.先升高后降低
C.一直降低 D.一直升高
答案:A
解析:开始时,温度计上的酒精汽化,带走热量,使温度降低,故示数降低;酒精完全汽化后,温度计在热风作用下温度升高,A正确。
5.如图是某种晶体的熔化图象,下列说法中正确的是( )
A.ab段是吸热过程,cd段是放热过程
B.ab、bc、cd三段都是吸热过程
C.ab段物质处于固态,bc和cd两段处于液态
D.bc段是晶体熔化过程
答案:BD
解析:这是晶体的熔化图象,图中所示三段过程中要一直吸收热量,故B项正确;ab、bc、cd三阶段中,ab段是固体,bc段是熔化过程,固、液共存,故C错,D正确。
6.我们常把闯入大气层飞落到地球的天体碎块称为陨石(下图)。陨石在空中飞行时会发出耀眼的光芒。2009年1月27日,新华社上海电,我国南极考察队历尽艰辛从南极采集的陨石中已有683块披上“国际户口”。这些陨石是人类认识茫茫宇宙的“探针”,极具科学价值。
陨石在空中飞行时为何会发光?
答案:陨石不易传导热,在高速穿过大气层时,陨石与大气摩擦产生的热来不及向内部传递,陨石表面温度很高而发光。
7.100℃的水蒸气烫伤比100℃的水烫伤更为严重,为什么?
答案:100℃的水蒸气本身温度已经很高,当它遇到相对冷的皮肤还会液化放出热量,所以被100℃的水蒸气烫伤比100℃的水烫伤更为严重。
8.冬季在菜窖里放上几桶水,可以使窖内的温度不致降低得很多,防止把菜冻坏。这是什么道理?如果在窖内放入m=200kg,t1=10℃的水,试计算这些水结成0℃的冰时放出的热量相当于燃烧多少千克干木柴所放出的热量?(木柴的燃烧值约为k=1.26×104kJ/kg,冰的熔化热取λ=3.35×105J/kg)
答案:6kg
解析:因为水降温并结冰的过程中将放出热量,所以窖内温度不会太低。
设这些水结成0℃的冰时放出的热量为Q,则
Q=mλ+mcΔt=200×3.35×105J+200×4.2×103×10J=7.54×107J
设燃烧M千克干木柴可以释放出这么多的热量Q=Mk,即M=Q/k=7.54×107/1.26×107kg=6kg。
能力提升
1.某兴趣小组以相同的烧杯盛等量的水,用相同的热源同时加热,甲杯为隔水加热,乙杯为隔油加热,丙杯为隔沙加热,加热一段时间后,测得烧杯外物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、沙温600℃,且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态,则三杯水的温度高低顺序为( )
A.甲>乙>丙 B.甲<乙<丙
C.甲<乙=丙 D.甲=乙=丙
答案:D
解析:甲杯外水温为100℃,所以甲杯中的水温也为100℃,乙、丙两烧杯外的物质温度虽然分别达到了300℃和600℃,但由于两烧杯中的水呈沸腾状态,所以两烧杯中的水温也同为100℃,D正确。
2.如图所示的压力锅,锅盖上的排气孔截面积约为7.0×10-6m2,限压阀重为0.7N。使用该压力锅煮水消毒,根据下列水的沸点与气压关系的表格,分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为1.01×105Pa)( )
p(×105
Pa)
1.01
1.43
1.54
1.63
1.73
1.82
1.91
2.01
2.12
2.21
℃
100
110
112
114
116
118
120
122
124
126
A.100℃ B.112℃
C.122℃ D.124℃
答案:C
3.1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较,下述说法中正确的是( )
A.分子的平均动能与分子的总动能都相同
B.分子的平均动能相同,分子的总动能不同
C.内能相同
D.1g、100℃的水的内能小于1g、100℃的水蒸气的内能
答案:AD
解析:温度是分子平均动能的标志,因而在相同的温度下,分子的平均动能相同,又1g水与1g水蒸气的分子数相同,因而分子总动能相同,A正确;当从100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中,分子距离变大,要克服分子引力做功,因而分子势能增加,所以100℃的水的内能小于100℃水蒸气的内能,D正确。
4.住在非洲沙漠中的居民,由于没有电,夏天无法用冰箱保鲜食物,一位物理教师发明了一种“沙漠冰箱”罐中罐,由内罐和外罐组成,且两罐之间填上潮湿的沙子,如图所示,使用时将食物和饮料放在内罐,罐口盖上湿布,然后放在干燥通风的地方,并经常在两罐间的沙子上洒些水,这样就能起到保鲜的作用。问题:
(1)经常在两罐间洒些水的原因是__________________。
(2)放在干燥通风的地方是为了_________________________。
答案:(1)有利于水蒸发时吸热 (2)加快水的蒸发
解析:(1)经常在两罐间洒些水,就能起到保鲜作用,先联系实际,非洲地区比较热,食物和饮料在高温环境中易变质,再考虑水蒸发能吸热,所以洒水的原因应为利用水蒸发吸热降低食物和饮料的温度,便于长期保存;(2)放在干燥通风的地方很自然想到是为了加快水分蒸发从而吸收更多的热,使食物和饮料温度不致过高,起到保鲜作用。
5.(上海模拟)一电炉的功率p=200W,将质量m=240g的固体样品放在炉内,通电后的电炉内的温度变化如图所示。设全部电能转化为热能并全部被样品吸收,试问:该固体样品的熔点和熔化热为多大?
答案:60℃ 1×105J/kg
解析:由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点,根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少,这些功全部转化为热并全部用于样品的熔化。
样品的熔点为60℃,熔化时间t=2min,电流做功W=pt,设样品的熔化热为λ,样品熔化过程中共吸收热量Q=λm。
由W=Q,即pt=λm。得λ==J/kg=1×105J/kg。
6.某校研究性学习小组为估测太阳对地面的辐射功率,制作了一个直径0.2m的0℃的冰球,在环境温度为0℃时,用黑布把冰球包裹后悬吊在弹簧测力计下放在太阳光中。经过40min后弹簧测力计示数减少了3.49N。请你帮助这个小组估算太阳光垂直照射在某一单位面积上的辐射功率。冰的熔化热为3.35×105J/kg。
答案:1.58×103W/m2
解析:冰球熔化掉重量为3.49N需要吸收的能量:
Q=λm=3.35×105×J=1.19×105J。
此热量就是太阳在40min内照射在直径为0.2m的冰球上的热量,设太阳垂直照在单位面积上的辐射功率为P,则Q=PtS,P==W/m2=1.58×103W/m2.
7.阅读下面材料,并回答热管的导热原理是什么?
热管是20世纪80年代研制出来的一种导热本领非常大的装置,如图所示,它比铜的导热本领大上千倍,管内壁衬了一层多孔的的材料,叫做吸收芯,吸收芯中充有酒精或其他易汽化的液体,当管的一端受热时,热量会很快传到另一端。
答案:“热管”的一端受热时,这一端吸收芯中的液体因吸热而汽化,蒸汽沿管子由受热一端跑到另一端,另一端由于未受热,温度低,蒸汽就在这一端放热而液化,冷凝的液体被吸收芯吸附,通过毛细作用又回到了受热的一端,如此循环往复,热管里的液体不断地汽化和液化,把热量从一端传到另一端。
点拨:从题目可知,热管里是“易汽化的液体”,那么易汽化就易液化,汽化吸热,液化放热,故液体从加热端吸热,沿管子运动到另一端遇冷放热,使得热量传递过去。