中小学教育资源及组卷应用平台
第十三章 内能 单元测试
满分：100分 时间：90分钟
一、选择题（每小题3分，共36分，第1～10题单选，第11～12题双选）
1. 关于物质的构成，下列说法正确的是（ ）
A．分子的直径很小，一般为10-10cm
B．可以借助光学显微镜观察到分子
C．常见物质是由分子、原子构成的
D．PM2.5是指能较长时间悬浮在空气中，直径小于或等于为2.5μm的尘埃，这些尘埃就是一个个小分子
【答案】C
【详解】A．分子的直径很小，数量级一般为10-10m。故A错误；
B．分子的直径很小，体积也特别小，一般光学显微镜很难观察，必须使用电子显微镜进行观察。故B错误；
C．物质是由分子构成，分子由原子构成，即常见物质是由分子、原子构成的。故C正确；
D．尘埃的直径小于或等于为2.5μm，达不到10-10m的数量级，故尘埃不是分子，而是悬浮在空气中的固体小颗粒。故D错误。
故选C。
2．2022年9月19日，中国疾控中心公布了中国大陆首例输入性猴痘病例相关信息。如图是在电子显微镜下猴痘病毒的照片，该病毒直径在200nm左右，可通过飞沫传播。下列说法确的是（ ）
A．病毒是分子，可以用肉眼直接看到
B．构成飞沫的分子间既有引力又有斥力
C．猴痘病毒随飞沫在空中的传播属于分子热运动
D．健康人佩戴口罩可预防感染，是因为口罩材料的分子之间没有空隙
【答案】B
【详解】A．通常人们以10-10m为单位来量度分子。病毒的直径D=200nm=200×10-9m=2×10-7m比分子要大得多，所以病毒不是分子，但用肉眼也无法直接看到，故A错误；
B．分子间存在着相互作用的引力及斥力，分子间距较大时，表现为引力，分子间距较小时，表现为斥力，故B正确；
C．猴痘病毒不是分子，其随飞沫在空中的传播不是分子热运动，而是机械运动，故C错误；
D．佩戴口罩可预防感染，是因为口罩可过滤病毒，而分子间存在间距，物质的状态不同，其分子的间距不同，故D错误。
故选B。
3．2022年3月23日下午，中国空间站“天宫课堂”开展第二次太空授课活动，航天员老师王亚平用水将两个塑料板连接起来，搭建了一座液体桥，如图所示。水在两板之间连接成为桥，这说明（ ）
A．分子之间有引力 B．分子之间有斥力
C．物质由大量分子构成 D．水分子在不停地运动
【答案】A
【详解】水分子间有相互作用的引力才会形成水桥，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．酒精和水混合后总体积变小，如图所示，该现象直接说明了（ ）
A．分子永不停息地做无规则运动 B．分子间存在引力
C．分子间存在斥力 D．分子间有空隙
【答案】D
【详解】分子动理论的内容：物体是由大量分子组成的，分子在永不停息的做无规则运动，分子间存在相互的引力和斥力，分子间有间隙．
正是因为分子间存在着空隙，水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的总体积变小了，故D正确．
5. 2022年4月19日9点06分，“神舟十三号”载人飞船圆满完成各项任务后，顺利返回地面。在返回舱进入大气层时要通过一段黑障区，这段时间飞船被烧成一个大火球（如图所示），而船内的三名航天员和设备却安然无恙。下列说法中正确的是（ ）
A．飞船“燃烧”是通过热传递的方式增加了内能
B．飞船通过黑障区时克服摩擦做功，机械能转化为内能
C．飞船外壳材料导热性好，可以保护舱内宇航员避免被高温灼伤
D．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，放出了大量的热保护了飞船
【答案】B
【详解】A．飞船通过黑障区时与空气摩擦，是通过做功的方式增加了内能，故A错误；
B．克服摩擦力做功时，机械能转化为内能，故B正确；
C．飞船外部温度高，应使用隔热材料避免热量进入舱内，可以保护舱内宇航员避免被高温灼伤，故C错误；
D．熔化和汽化过程均吸收热量，飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化是为了吸收大量的热，故D错误。
故选B。
6. 实验室有温度为0℃的水、-4℃的冰块，对于只有0℃的水和-4℃的冰组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水的内能一定大于-4℃的冰的内能
B．将-4℃冰块放入0℃水中，水的质量变小
C．将-4℃冰块放入0℃水中，能量通过做功的方式从水传递给冰块
D．将-4℃冰块放入0℃水中，温度通过热传递的方式从水传递给冰块
【答案】B
【详解】A．物体的内能与物体的温度与质量均有关，因不知道冰与水的质量，故无法比较二者的内能，故A错误；
B．将-4℃冰块放入0℃水中，由于存在温度差，所以冰块吸收热量，水放出热量，并且温度达到水的凝固点，因此水会结冰，故水的质量会减少，故B正确；
CD．将-4℃冰块放入0℃水中，由于存在温度差，因此热量会自发地从温度高的物体传递给温度低的物体，即热量通过热传递的方式从水传递给冰块，且传递的是热量而不是温度，故CD错误。
故选B。
7. 关于内能、热量和温度的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．物体温度越高，含有的热量也就越多
B．1kg、0℃的水的内能和1kg、0℃的冰的内能一样大
C．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高
D．在热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
【答案】C
【详解】A．热量是一个过程量，只有在物体发生热传递时，我们才用热量这个概念，不能说物体含有热量，故A错误；
B．1kg0℃的冰熔化成1kg0℃的水，需要吸收热量，故1kg、0℃的水的内能大于1kg、0℃的冰，故B错误；
C．非晶体熔化时温度升高，晶体熔化时，吸收热量内能增加，温度不变，故C正确；
D．热传递的条件是有温度差，内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高，因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体，故D错误。
故选C。
8．同学们根据下表提供的几种物质的比热容得出下列四个结论，其中正确的是（ ）
A．液体的比热容一定比固体的大
B．同一物质发生物态变化后，比热容不变
C．汽车发动机用水来冷却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升温快，所以铜块比热容大
【答案】C
【详解】A．由表格可知，液体水银的比热容小于固体铜的比热容，所以液体的比热容不一定比固体的大，故A错误；
B．水和冰属于同种物质的两个状态，比热容不同，所以同种物质发生物态变化后，比热容发生改变，故B错误；
C．水的比热容较大，有利于温度的调节，与质量相同的其它物质相比，吸收相同热量时，水升温较慢，所以汽车发动机常用水来冷却，故C正确；
D．由Q吸=cm t可知，在Q、m相同的情况下，c越小，则 t越大，即铜升温快，其比热容小，故D错误。
故选C。
9. 在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（ ）
A．a液体比热容小 B．b液体是水
C．0~3min内a液体吸收的热量少 D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少
【答案】D
【详解】ABC．质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，相同时间内吸收的热量相同，根据，温度升高较慢的比热容较大，而水的比热容最大，因此a液体比热容大是水，故ABC不符合题意；
D．b液体的比热容较小，根据Q=cmΔt可知，升高相同的温度时，b液体吸收的热量少，故D符合题意。
故选D。
10. 把质量为m、温度为30℃的铁块投入到一杯0℃的水中，最终铁块的温度降低到6℃；那么把另一块质量为2m，温度为30℃的铁块投入到同样的另一杯水中，热平衡后，分析以下说法，正确的是（不计热量损失）（ ）
A．铁块降低的温度等于水升高的温度
B．另一块铁块最终的温度为10℃
C．第一块铁的热量比第二块少
D．铁块改变的内能大于水改变的内能
【答案】B
【详解】A．根据题意可知，水升高的温度为 6℃-0℃=6℃
铁块降低的温度为 30℃-6℃=24℃
显然铁块降低的温度不等于水升高的温度，故A错误；
B．因为水吸收的热量等于铁块放出的热量，故
则有
所以
另一块质量为2m，温度为30℃的铁块投入同样的另一杯水中，则有
即
联立①②可得，t=10℃，故B正确；
C．因为热量是一个过程量，不可以说含有热量，故C错误；
D．发生热传递时，高温物体减小的内能等于低温物体增加的内能，故D错误。
故选B。
11．（多选题）关于内能的知识，下列说法正确的是（ ）
A．一杯水和一桶水，若它们的温度相同，则他们的内能相同
B．0℃的冰块也有内能
C．冬天用“热水袋”暖手是用热传递的方式改变物体内能
D．比热容越大的物体，所具有的内能就越大
【答案】BC
【详解】A．一杯水和一桶水，若它们的温度相同，由于它们内部分子的多少不同它们的内能不相同，故A不正确；
B．一切物体都有内能，0℃的冰块也有内能，故B正确；
C．冬天用“热水袋”暖手是内能从“热水袋”传递给手，是用热传递的方式改变物体的内能，故C正确；
D．内能是储存在物体内部的能量，与物体温度、物体内部分子的多少、种类、结构、状态都有关，故D不正确。
故选BC。
12. （多选题）探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，如图。下列说法正确的是（ ）
A．实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强
B．在本实验中，物体吸热多少是由加热时间长短反映的
C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同
D．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强
【答案】BD
【详解】用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，热源相同，沙子和水相同时间吸收的热量相同；
A．沙子吸热升温较快，说明沙子的比热容小，吸热能力较弱，故A错误；
B．实验中，物体吸热多少是由加热时间的长短来反映，加热时间越长，表示物体吸收的热量越多，故B正确；
C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，根据可知，水和沙子的比热容不同，吸收的热量不同，故C错误；
D．加热相同的时间，水喝沙子吸收的热量相等，根据可知，末温低的物质比热容大，比热容大，物质的吸热能力强，故D正确。
故选BD。
二、填空题（每空1分，共24分）
13. 用图甲所示装置演示气体扩散现象，其中 （选填“A”或“B”）瓶装密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装空气，这样操作的目的是 ；如选乙图所示的方案来进行实验，此方案 （选填“合理”或“不合理”）
【答案】B，消除重力的影响，合理。
【详解】图甲中，A瓶中装的是密度较小的空气，B瓶中装的是密度比空气大的二氧化氮气体，因为二氧化氮的密度比空气的大，若A瓶中装二氧化氮，它在重力的影响下，即使不出现扩散现象，也会向下进入B瓶，此时两种气体混合，不能说明是气体扩散造成的。所以B瓶中装二氧化氮。
图乙中，两瓶都水平，可消除重力对实验的影响，A、B瓶中的气体能相互进入对方，则说明是气体扩散造成的。所以乙图的实验方案合理。
14．物质一般有三种状态，其分子模型如图甲、乙、丙所示，其中 图有一定的体积和形状； 图有一定的体积，但形状不确定； 图既没有固定的形状，也没有固定的体积。
【答案】丙，乙，甲。
【详解】丙图中的分子之间的距离最小，分子间的作用力最大，是固体的分子模型；固体有一定的形状和体积。乙图中的分子之间的距离较小，是液体的分子模型；液体没有确定的形状，但有一定的体积。甲图中的分子距离最大，分子间的作用力最小，是气体的分子模型；气体既没有固定的形状，也没有固定的体积。
15．新型冠状病毒以飞沫传播为主，医用外科口罩或N95口罩能有效防止飞沫传播，被感染病人咳嗽所产生的飞沫直径约为0.001毫米～0.005毫米，由此可以判断飞沫 （选填“是”或“不是”）分子，飞沫的运动 （选填“属于”或“不属于”）分子热运动；两小滴水银靠在一起，就会变成一大滴水银，这说明水银分子间存在 （选填“引力”或“斥力”）；物体的温度越 ，分子的热运动越激烈。
【答案】不是，不属于，引力，高。
【详解】分子的直径约为1×10-10m，是非常小的，但病人咳嗽产生的飞沫直径约为，因飞沫直径远大于分子的直径，所以飞沫不是分子；飞沫的运动不是分子热运动，是机械运动。
两小滴水银靠在一起，就会变成一大滴水银，是由于分子间存在着相互的引力；分子间引力和斥力同时存在，分子之间的距离较大时，分子之间表现为引力。
物体分子的热运动与温度有关，物体温度越高，其内部分子运动越剧烈。
16．小明某天从早上8：00开始分别对室外工地的气温和公园人工湖的水温进行了测量，如图是他们根据记录的数据绘成温度t1随时间t2变化的图线。据图可以判断：
（1）表示公园人工湖的水温变化的是图线 （选填“甲”、“乙”）；
（2）质量为10kg的水在太阳光的照射下，温度升高了2℃，利用公式 可以算出水吸收的热量为 J，这是通过 的方式改变水的内能。[水的比热容为c=4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】（1）乙；（2）Q吸=cmΔt，8.4×104，热传递。
【详解】（1）质量相同的水和砂石吸收相同的热量，比热容大的水，温度升高得少，所以温度变化较小的乙图线是水温变化的图线。
（2）水吸收的热量
水吸收热量温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变水的内能的。
17．如图所示，拿一个大口玻璃瓶，瓶内装少量的水，用塞子塞紧，通过塞子上的开口往瓶里打气。
（1）塞子从瓶口跳起来的前后对比，塞子的机械能 ；（选填“增加”“减少”或“不变”）
（2）瓶内出现白雾，该现象的原因是：瓶内的空气膨胀做功时，内能 （选填“增加”或“减少”），温度 （选填“升高”或“降低”），使瓶内空气中的水蒸气 （填物态变化）成小水珠。
【答案】（1）增加；（2）减少，降低，液化。
【详解】（1）塞子本来是静止的，然后跳起来，前后比较可以发现：塞子速度增加，动能变大，机械能增加。
（2）做功可以改变物体的内能，对物体做功，内能增大，物体对外做功，内能减小；这是因为瓶内的空气膨胀做功时，内能减小，温度降低，使瓶内空气中的水蒸气液化成小水珠，将形成白雾。
18．我国幅员辽阔，跨纬度较广，距海远近差距较大，加之地势高低不同，地形类型及山脉走向多样，因而形成了多种多样的气候。如图甲所示为我国地图，其中烟台和太原是处于同纬度的两个城市，如表是2022年12月4日两个城市的气温情况。
（1）由纬度相同可知，在晴朗的气候条件下，两个城市的 是相同的；依据表中的 ，可以判断城市甲是 （选填“烟台”或“太原”）；
（2）沿海地区炎热晴朗的天气里易形成海陆风。海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。其中把海面吹向陆地的风称为海风，把陆地吹向海面的风称为陆风。图乙和图丙所示的海陆风形成示意图中 图反映的是白天海风的形成。
【答案】（1）吸热和放热情况，温度，太原；（2）丙。
【详解】（1）由纬度相同可知，在晴朗的气候条件下，两个城市的吸热和放热情况是相同的，在相同时间内吸收或放出的热量相同，由于水的比热容大于砂石的比热容，在质量相同、吸收热量相同的情况下，水的温度变化较较小。依据表中的温度，可以判断乙是沿海城市，乙是烟台，甲是太原。
（2）由于地面和海水的比热容不同，海水的比热容大于陆地的比热容，在同样太阳光的照射下，地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成对流，白天，地面比大海升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风，故乙图是陆风，丙图是海风。
19．宏观世界中运动的物体具有动能，微观世界中的分子也具有动能，关于分子动能的大小：
（1）如图表示不同时刻某物体分子的运动情况（带箭头的线段越长代表分子运动越快），类比影响物体动能大小的相关因素，可以猜测 图中的分子动能较大；
（2）若要衡量某一物体中所有分子动能的大小，可以用宏观世界中的物理量 来反映。
【答案】（1）B；（2）温度
【详解】（1）由图A、B可知，分子的质量相同时，速度越大动能越大，图A中的分子速度小于图B中的分子速度，可以猜测B图中的分子动能较大。
（2）由图A、B可知，分子的质量相同时，温度越高，分子的速度越大，动能越大，所以要衡量某一物体中所有分子动能的大小，可以用宏观世界中的温度来反映，温度越高，分子的动能越大。
三、作图题（每题3分，共9分）
20． 两个相同的容器中分别装有质量和初温均相同的甲、乙两种晶体，用相同的加热器同时对它们加热．甲从开始加热至熔化一段时间，温度随时间变化的图象如图所示，若乙的比热容和熔点均小于甲，请画出晶体乙在相同过程中，温度随时间变化的大致图象．
【答案】见右图。
【详解】由乙的熔点小于甲，所以乙图像的熔点在甲图像的下面；乙比热容小于甲，由 可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，乙的温度升高得快，因此斜率大于甲．
21. 如图所示，在虚线框内画一条带箭头的线段，表示夜间地面附近空气流动方向，并标出冷、热空气所在的位置。
【答案】见右图。
【详解】由图可知此时为晚上，气温降低，因水的比热容比泥土、沙石的比热容大，陆地和海水放出相同的热量时，海水温度下降的慢，陆地温度下降的快，即海面上方空气的温度较高，陆地上方空气的温度较低；海面上热空气上升，陆地上冷空气下降，所以空气从陆地吹向海面，形成风，如图所示。
22．如图甲所示，用相同的电加热器给初温及质量均相同的两种不同的液体加热，图乙中作出了液体1的温度与加热时间的关系图像，请在图乙中作出液体2的温度与加热时间的关系图像（已知c液体1＝2c液体2）。
【答案】见下图。
【详解】两种液体的质量、初温度相同，用相同的加热器加热，在相同时间内，两种液体吸收的热量相同，由题意c液体1＝2c液体2知c液体1＞c液体2
根据 可知液体2的温度变化比液体1温度变化快，如下图所示。
四、实验探究题（每空1分，共16分）
23．如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置：在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时开始加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔1min记录一次温度。
（1）选择两个相同的酒精灯进行实验的目的是使水和煤油 。水和煤油吸收热量的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的；
（2）根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，水和煤油都加热相同时间， 的温度变化快一些，由图像可知 吸热能力更强些；
（3）使用酒精灯加热水和煤油的过程，也是酒精的化学能不断转化为 能的过程。水和煤油温度升高、内能增大的过程是通过 的方式来实现的；
（4）细心的同学还发现，水的温度达到98℃后就不再变化，而煤油的温度却继续升高，由此可推断出煤油的 比水的高。
【答案】（1）在相同时间内吸收的热量相同，加热时间；（2）煤油，水；（3）内，热传递；（4）沸点。
【详解】（1）实验中用两个相同的酒精灯同时进行加热，相同时间内酒精灯放出的热量相同；水和食用油在相同时间内吸收的热量相同，加热时间长放出的热量多，液体吸收的热量也多，所以实验中通过加热时间的长短来比较吸热多少，这用到了转换法。
（2）分析图像可知，水和煤油加热相同时间，水和煤油吸收相同热量时，煤油温度升高较多；若使两者升高相同的温度，若升高98℃-68℃＝30℃
水加热16分钟，煤油加热8分钟，水用的时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的2倍，则水吸收的热量较多，根据可知，水的吸热能力更强些。
（3）燃烧过程将化学能转化为内能，使用酒精灯加热水和煤油的过程，也是酒精的化学能不断转化为内能的过程；改变物体内能的方式有做功和热传递，水和煤油温度升高、内能增大的过程是酒精燃烧产生的内能通过热传递的方式传递给水和煤油的。
（4）水的温度达到98℃后就不再变化，说明已经达到了水的沸点，而煤油的温度却继续升高，说明煤油的温度还没有达到沸点，由此可推断出煤油的沸点比水的高。
24．在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲所示，将温度计插入试管后，待温度升至50℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度，根据记示的数据，在方格纸上以纵轴表示温度，横轴表示时间，描点连线，得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图像。
（1）实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热，这种加热方法的好处是使试管中的物质 ；
（2）由图乙可知，该物质是 （选填“晶体”或“非晶体”）；
（3）图乙中物体在B点时刻的内能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）D点时刻的内能；
（4）比较图乙中的AB段与DE段可知，物质AB段的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”DE段的比热容；
（5）某同学把试管中的物质换成水，发现无论怎么加热，试管中的水都不会沸腾，请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案： （填写一种方案即可）。
【答案】（1）均匀受热；（2）晶体；（3）小于；（4）小于；（5）用酒精灯直接给试管加热.
【详解】（1）用水浴法对试管中的物质加热的好处是让实验物质能均匀受热。
（2）由图乙知，该物质在熔化过程中，温度保持不变，是晶体。
（3）图乙中，B和D点的温度虽然不变，但在这个过程中需要不停加热，所以D点时刻的内能大于B点时刻的。
（4）由图乙知，由A至B和由C至D所用时间相同，即物质所吸收的热量相同，而AB段温度升高了30摄氏度，CD段温度升高了20摄氏度，在吸收相同热量时，AB段温度升高快，所以AB段的比热容小于CD段的。
（5）烧杯中所装的是水，其在标准大气压下的沸点为100摄氏度，而试管中的也是水，则试管中的水也能达到100摄氏度，但不能继续吸热，无法沸腾，可用酒精灯给试管直接加热。
25. 甲、乙两保温杯装有初温相同、等质量的水，在恒温的室内静置，每隔一段时间测出水温，得到的图象如图所示。
（1）当t=1h时，内能较大的是 （选填“甲”“乙”）杯中的水。甲杯中水的比热容 乙杯中水的比热容（选填 “＜”、“=”或“＞”）；
（2）乙杯中的水在0-1h放热为Q1，在1-2h放热为Q2。则Q1 Q2（选填“＜”、“=”或“＞”），判断的依据是 。
【答案】（1）甲， = ；（2）>，见解析。
【详解】（1）由图示知，t=1h时，甲杯中水的温度高于乙杯中水的温度，而两杯水的质量相同，所以甲杯中的水的内能大于乙杯中的水的内能。
两杯中的都是水，物质种类及状态相同，所以两杯水的比热容相等。
（2）由图示知，0~1h乙杯中的水降温比1~2h降温更多，所以0~1h放出的热量比1~2h放出的热量多，故Q1>Q2。
五、计算题（共11分）
26．正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发【水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)】。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
【答案】（1）4.2×103J；（2）28%
【详解】（1）由Q=cmΔt可得，该过程水吸收的热量为
（2）由W=Pt可得，照射到水面上的太阳能为
故水获取太阳能的效率为
答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；
（2）水获取太阳能的效率是28%。
27．某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)．已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.2×107J/m3．求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率．
【答案】（1） 3.2×107J；（2）1.26×107J；（3）39.4%．
【详解】（1）天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（50℃-20℃）=1.26×107J；
（3）燃气灶的效率：
．
答：（1）天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J；
（2）水吸收的热量为1.26×107J；
（3）该热水器工作时的效率是39.4%．
六、综合题（共4分）
28．分子之间存在相互作用力。分子间的作用力由吸引力和排斥力组成，吸引力对抗拉伸，排斥力对抗压缩。如图所示为分子间作用力关系图，r表示两分子间的距离，r0表示吸引力和排斥力相平衡的距离，F斥表示斥力曲线，F引表示引力曲线，F表示合力曲线。当两个分子相距较远时，F表现为吸引力，当两个分子非常接近时，F表现为排斥力。
（1）分子间的引力和斥力都与 有关。固体和液体很难被压缩，说明分子之间存在 。分子间的F斥和F引随都r的增大而 ；
（2）有关分子之间作用力说法正确的是
A．当r=r0时，分子间没有排斥力或吸引力
B．当r＜r0时，分子之间只有排斥力
C．当r>r0时，分子之间只有吸引力
D．当r=10r0时，分子间的作用力可以忽略不计
【答案】（1）分子间的距离，斥力，减小；（2）D
【详解】（1）当两个分子相距较远时，F表现为吸引力，当两个分子非常接近时，F表现为排斥力，分子间的作用力与分子间的距离有关。
当两个分子非常接近时，F表现为排斥力，固体和液体很难被压缩，说明分子间存在斥力。
根据上图可知，分子引力和斥力都随距离增大而减小。
（2）A．当r=r0时，分子引力与斥力相等，故A错误；
B．当r＜r0时，分子引力小于斥力，分子间的作用力表现为斥力，故B错误；
C．当r>r0时，分子引力大于斥力，分子力间的作用力表现为引力，故C错误；
D．当r=10r0时，分子间的作用力很小，可以忽略，故D正确。
故选D。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第十三章 内能 单元测试
满分：100分 时间：90分钟
一、选择题（每小题3分，共36分，第1～10题单选，第11～12题双选）
1. 关于物质的构成，下列说法正确的是（ ）
A．分子的直径很小，一般为10-10cm
B．可以借助光学显微镜观察到分子
C．常见物质是由分子、原子构成的
D．PM2.5是指能较长时间悬浮在空气中，直径小于或等于为2.5μm的尘埃，这些尘埃就是一个个小分子
2．2022年9月19日，中国疾控中心公布了中国大陆首例输入性猴痘病例相关信息。如图是在电子显微镜下猴痘病毒的照片，该病毒直径在200nm左右，可通过飞沫传播。下列说法确的是（ ）
A．病毒是分子，可以用肉眼直接看到
B．构成飞沫的分子间既有引力又有斥力
C．猴痘病毒随飞沫在空中的传播属于分子热运动
D．健康人佩戴口罩可预防感染，是因为口罩材料的分子之间没有空隙
3．2022年3月23日下午，中国空间站“天宫课堂”开展第二次太空授课活动，航天员老师王亚平用水将两个塑料板连接起来，搭建了一座液体桥，如图所示。水在两板之间连接成为桥，这说明（ ）
A．分子之间有引力 B．分子之间有斥力
C．物质由大量分子构成 D．水分子在不停地运动
4．酒精和水混合后总体积变小，如图所示，该现象直接说明了（ ）
A．分子永不停息地做无规则运动 B．分子间存在引力
C．分子间存在斥力 D．分子间有空隙
5. 2022年4月19日9点06分，“神舟十三号”载人飞船圆满完成各项任务后，顺利返回地面。在返回舱进入大气层时要通过一段黑障区，这段时间飞船被烧成一个大火球（如图所示），而船内的三名航天员和设备却安然无恙。下列说法中正确的是（ ）
A．飞船“燃烧”是通过热传递的方式增加了内能
B．飞船通过黑障区时克服摩擦做功，机械能转化为内能
C．飞船外壳材料导热性好，可以保护舱内宇航员避免被高温灼伤
D．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，放出了大量的热保护了飞船
6. 实验室有温度为0℃的水、-4℃的冰块，对于只有0℃的水和-4℃的冰组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水的内能一定大于-4℃的冰的内能
B．将-4℃冰块放入0℃水中，水的质量变小
C．将-4℃冰块放入0℃水中，能量通过做功的方式从水传递给冰块
D．将-4℃冰块放入0℃水中，温度通过热传递的方式从水传递给冰块
7. 关于内能、热量和温度的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．物体温度越高，含有的热量也就越多
B．1kg、0℃的水的内能和1kg、0℃的冰的内能一样大
C．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高
D．在热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
8．同学们根据下表提供的几种物质的比热容得出下列四个结论，其中正确的是（ ）
A．液体的比热容一定比固体的大
B．同一物质发生物态变化后，比热容不变
C．汽车发动机用水来冷却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升温快，所以铜块比热容大
9. 在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（ ）
A．a液体比热容小 B．b液体是水
C．0~3min内a液体吸收的热量少 D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少
10. 把质量为m、温度为30℃的铁块投入到一杯0℃的水中，最终铁块的温度降低到6℃；那么把另一块质量为2m，温度为30℃的铁块投入到同样的另一杯水中，热平衡后，分析以下说法，正确的是（不计热量损失）（ ）
A．铁块降低的温度等于水升高的温度
B．另一块铁块最终的温度为10℃
C．第一块铁的热量比第二块少
D．铁块改变的内能大于水改变的内能
11．（多选题）关于内能的知识，下列说法正确的是（ ）
A．一杯水和一桶水，若它们的温度相同，则他们的内能相同
B．0℃的冰块也有内能
C．冬天用“热水袋”暖手是用热传递的方式改变物体内能
D．比热容越大的物体，所具有的内能就越大
12. （多选题）探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，如图。下列说法正确的是（ ）
A．实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强
B．在本实验中，物体吸热多少是由加热时间长短反映的
C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同
D．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强
二、填空题（每空1分，共24分）
13. 用图甲所示装置演示气体扩散现象，其中 （选填“A”或“B”）瓶装密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装空气，这样操作的目的是 ；如选乙图所示的方案来进行实验，此方案 （选填“合理”或“不合理”）
14．物质一般有三种状态，其分子模型如图甲、乙、丙所示，其中 图有一定的体积和形状； 图有一定的体积，但形状不确定； 图既没有固定的形状，也没有固定的体积。
15．新型冠状病毒以飞沫传播为主，医用外科口罩或N95口罩能有效防止飞沫传播，被感染病人咳嗽所产生的飞沫直径约为0.001毫米～0.005毫米，由此可以判断飞沫 （选填“是”或“不是”）分子，飞沫的运动 （选填“属于”或“不属于”）分子热运动；两小滴水银靠在一起，就会变成一大滴水银，这说明水银分子间存在 （选填“引力”或“斥力”）；物体的温度越 ，分子的热运动越激烈。
16．小明某天从早上8：00开始分别对室外工地的气温和公园人工湖的水温进行了测量，如图是他们根据记录的数据绘成温度t1随时间t2变化的图线。据图可以判断：
（1）表示公园人工湖的水温变化的是图线 （选填“甲”、“乙”）；
（2）质量为10kg的水在太阳光的照射下，温度升高了2℃，利用公式 可以算出水吸收的热量为 J，这是通过 的方式改变水的内能。[水的比热容为c=4.2×103J/（kg ℃）]
17．如图，拿一个大口玻璃瓶，瓶内装少量的水，用塞子塞紧，通过塞子上的开口往瓶里打气。
（1）塞子从瓶口跳起来的前后对比，塞子的机械能 ；（选填“增加”“减少”或“不变”）
（2）瓶内出现白雾，该现象的原因是：瓶内的空气膨胀做功时，内能 （选填“增加”或“减少”），温度 （选填“升高”或“降低”），使瓶内空气中的水蒸气 （填物态变化）成小水珠。
18．我国幅员辽阔，跨纬度较广，距海远近差距较大，加之地势高低不同，地形类型及山脉走向多样，因而形成了多种多样的气候。如图甲所示为我国地图，其中烟台和太原是处于同纬度的两个城市，如表是2022年12月4日两个城市的气温情况。
（1）由纬度相同可知，在晴朗的气候条件下，两个城市的 是相同的；依据表中的 ，可以判断城市甲是 （选填“烟台”或“太原”）；
（2）沿海地区炎热晴朗的天气里易形成海陆风。海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。其中把海面吹向陆地的风称为海风，把陆地吹向海面的风称为陆风。图乙和图丙所示的海陆风形成示意图中 图反映的是白天海风的形成。
19．宏观世界中运动的物体具有动能，微观世界中的分子也具有动能，关于分子动能的大小：
（1）如图表示不同时刻某物体分子的运动情况（带箭头的线段越长代表分子运动越快），类比影响物体动能大小的相关因素，可以猜测 图中的分子动能较大；
（2）若要衡量某一物体中所有分子动能的大小，可以用宏观世界中的物理量 来反映。
三、作图题（每题3分，共9分）
20． 两个相同的容器中分别装有质量和初温均相同的甲、乙两种晶体，用相同的加热器同时对它们加热．甲从开始加热至熔化一段时间，温度随时间变化的图象如图所示，若乙的比热容和熔点均小于甲，请画出晶体乙在相同过程中，温度随时间变化的大致图象．
21. 如图所示，在虚线框内画一条带箭头的线段，表示夜间地面附近空气流动方向，并标出冷、热空气所在的位置。
22．如图甲所示，用相同的电加热器给初温及质量均相同的两种不同的液体加热，图乙中作出了液体1的温度与加热时间的关系图像，请在图乙中作出液体2的温度与加热时间的关系图像（已知c液体1＝2c液体2）。
四、实验探究题（每空1分，共16分）
23．如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置：在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时开始加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔1min记录一次温度。
（1）选择两个相同的酒精灯进行实验的目的是使水和煤油 。水和煤油吸收热量的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的；
（2）根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，水和煤油都加热相同时间， 的温度变化快一些，由图像可知 吸热能力更强些；
（3）使用酒精灯加热水和煤油的过程，也是酒精的化学能不断转化为 能的过程。水和煤油温度升高、内能增大的过程是通过 的方式来实现的；
（4）细心的同学还发现，水的温度达到98℃后就不再变化，而煤油的温度却继续升高，由此可推断出煤油的 比水的高。
24．在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲所示，将温度计插入试管后，待温度升至50℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度，根据记示的数据，在方格纸上以纵轴表示温度，横轴表示时间，描点连线，得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图像。
（1）实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热，这种加热方法的好处是使试管中的物质 ；
（2）由图乙可知，该物质是 （选填“晶体”或“非晶体”）；
（3）图乙中物体在B点时刻的内能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）D点时刻的内能；
（4）比较图乙中的AB段与DE段可知，物质AB段的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”DE段的比热容；
（5）某同学把试管中的物质换成水，发现无论怎么加热，试管中的水都不会沸腾，请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案： （填写一种方案即可）。
25. 甲、乙两保温杯装有初温相同、等质量的水，在恒温的室内静置，每隔一段时间测出水温，得到的图象如图所示。
（1）当t=1h时，内能较大的是 （选填“甲”“乙”）杯中的水。甲杯中水的比热容 乙杯中水的比热容（选填 “＜”、“=”或“＞”）；
（2）乙杯中的水在0-1h放热为Q1，在1-2h放热为Q2。则Q1 Q2（选填“＜”、“=”或“＞”），判断的依据是 。
五、计算题（共11分）
26．正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发【水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)】。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
27．某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)．已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.2×107J/m3．求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率．
六、综合题（共4分）
28．分子之间存在相互作用力。分子间的作用力由吸引力和排斥力组成，吸引力对抗拉伸，排斥力对抗压缩。如图所示为分子间作用力关系图，r表示两分子间的距离，r0表示吸引力和排斥力相平衡的距离，F斥表示斥力曲线，F引表示引力曲线，F表示合力曲线。当两个分子相距较远时，F表现为吸引力，当两个分子非常接近时，F表现为排斥力。
（1）分子间的引力和斥力都与 有关。固体和液体很难被压缩，说明分子之间存在 。分子间的F斥和F引随都r的增大而 ；
（2）有关分子之间作用力说法正确的是
A．当r=r0时，分子间没有排斥力或吸引力
B．当r＜r0时，分子之间只有排斥力
C．当r>r0时，分子之间只有吸引力
D．当r=10r0时，分子间的作用力可以忽略不计
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
