第十三章 内能
(满分:90分 时间:75分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一项符合题目要求,第8～10小题有多项符合题目要求。全部选对得 3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.下列关于物质的说法,正确的是( )
A.分子是组成物质的最小微粒
B.利用纳米科学技术可以操控物质的分子
C.物质由液态变为固态时,体积一定减小
D.由于固体、液体、气体都是由分子组成的,所以它们的物理性质
相同
2.下列现象能说明分子做无规则运动的是( )
A.春风拂面,柳絮飞扬 B.晨曦微露,雾漫山野
C.百花齐放,花香四溢 D.天寒地冻,大雪纷飞
3.“端午节”吃粽子的习俗中,蕴含了丰富的物理知识,下列说法中正确的是( )
A.煮粽子的过程利用做功的方式提高了粽子的内能
B.闻到粽子的香味表明分子在不停地做无规则的运动
C.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在斥力
D.煮粽子时用的铁锅的比热容比水的大
4.下列事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是( )
A.锯木头锯条发热 B.划火柴点火
C.烧水时水温升高 D.铁丝来回弯折温度升高
5.两个质量不同的金属块,放出相同热量,降低了相同温度,则( )
A.质量大的金属块的比热容一定大
B.质量大的金属块的比热容一定小
C.质量大的金属块的比热容可能大
D.两个金属块的比热容有可能相同
6.下列说法正确的是( )
A.分子间的引力和斥力不能同时存在
B.物体的内能跟物体内部分子无规则运动的剧烈程度有关
C.炒肉片过程中,肉片温度升高,内能不变
D.做功、摩擦生热是改变物体内能的两种基本方式
7.根据比热容的概念,判断下列说法正确的是( )
A.20 ℃的水比80 ℃的水比热容大
B.1 kg水的比热容和1 kg冰的比热容相同
C.一杯煤油用去一半后比热容变小
D.玻璃摔成碎片后比热容不变
8.下列关于物体的温度和内能说法正确的是( )
A.温度越高的物体,内能越大
B.摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能
C.物体运动的速度越快,内能越大
D.-20 ℃的冰块也有内能
9.凝胶暖手宝美观小巧、方便安全,深受同学们喜爱。首次使用前,用热水烫几分钟,使里面的凝胶由固态变成液态。当气温降低需要使用时,只需用力掰动几下里面的小铁片就能取暖了。下列分析中正确的是( )
A.固态的凝胶也具有内能
B.凝胶由固态变成液态要放出热量
C.暖手时,通过热传递使手的内能增加
D.凝胶的比热容较大,相同质量降低相同的温度放出的热量较多
10.用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热,它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失,以下分析正确的是( )
A.t1～t2时间内,a、c吸收热量相同
B.t2～t3时间内,a的内能不变
C.b的比热容可能大于c的比热容
D.若a、b是同种物质,则b的质量小于a的质量
二、填空题(本大题共7小题,11～16题每小题2分,17题4分,共
16分)
11.酒精的比热容为2.4×103 J/(kg·℃),表示的物理意义是 。若将醋倒掉一半,则剩下的醋的比热容 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.湖中的荷花清香四溢,这属于 现象。广阔的湖水可以调节周边的气温,这是由于水具有较大的 。
13.如图所示,在一个配有活塞的玻璃筒内放一团硝化棉,用力下压活塞,硝化棉被点燃,这是通过 的方式使玻璃筒内空气的内能 (选填“增大”或“减小”)。
14.如图所示,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注满酒精,封闭管口。反复翻转玻璃管,使水和酒精充分混合,观察到水和酒精的总体积变小,说明组成物质的分子间存在 ;加注酒精过程中,能明显闻到酒精的气味,说明 。
15.世界卫生组织倡导大家饮用烧开后的水。用天然气灶烧水的过程是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方法改变水的内能。在标准大气压下,将5 kg初温为 20 ℃的水烧开,需吸收热量 J。[水的比热容 c水=4.2×103J/(kg·℃)]
16.小华在探究“不同物质的吸热能力”时,用相同的电加热器对质量均为1 kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出温度随时间变化的图象如图所示,分析图象可知:水在5 min内吸收的热量为 ,液体的比热容为 J/(kg·℃)。
17.夏季的海边,海风轻拂,昼夜温差小,气候宜人。而夏季的沙漠,白天气温可达60 ℃,夜晚能降到10 ℃。这是因为水的比热容比沙石的大,水和沙石上升相同的温度,水能吸收更多的热量。因而,在同样受热的情况下,水的温度变化比沙石小得多,水起到了很好的调节气温的作用。气温不仅受自然环境的影响,还受人造环境的影响。城市的工业、交通和生活,每天都消耗大量燃料,燃料燃烧产生的内能,只有一部分做了有用功,大部分散失在周围空间,成为环境热源。电力、冶金、石油、化工、造纸等行业,它们通过冷却水和烟囱向环境散热,造成工业热污染;汽车、空调、冰箱等现代化家庭设备工作时,都向环境散发热量;城市里过多的人口散发的热量也很可观。大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的,从而使城市的温度升高,这就是常说的热岛效应……
(1)在同样受热的情况下,沙石升温 ,水升温 。(均选填“快”或“慢”)
(2)在升高的温度相同时, (选填“沙石”或“水”)吸收的热量多。
(3)请你就如何减少环境的热污染提出一条合理化建议: 。
三、作图题(本大题共1小题,共2分)
18.两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的一段时间内,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。
四、实验探究题(本大题共3小题,第19题8分,第20 题 10分,第21题6分,共24分)
19.(8分)在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中:
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入 (选填“质量”或“体积”)、初温都相同的水和煤油。
(2)实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和煤油吸热相同,然后通过比较 的方法来完成探究实验。
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象,如图所示,则 的吸热能力更强,因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容 (选填“较大”或“较小”)。
(4)由图象可得煤油的比热容为 。
20.(10分)为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图(甲)所示。
(1)实验中,可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收 的多少。
(2)加热到4 min时,液体B的温度如图(乙)所示,此时温度计示数是 ℃。
(3)冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体 (选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳。
(4)上述实验中,主要用到的科学探究方法有转换法和 法。
21.(6分)夏天,进入被烈日暴晒的车内会感觉闷热,但黑色和白色车内的闷热程度不一样。小明猜想黑色材料的吸热效果比白色材料的好。他利用规格和材质相同的黑色、白色卡纸各1张,相同的空矿泉水瓶2个,相同的温度计2支,橡皮泥若干进行实验。他先用白色和黑色的卡纸以相同的方式分别将两个矿泉水瓶包裹起来;再将2支温度计分别插入2个矿泉水瓶中,让温度计露出瓶口一段长度以方便读数,用橡皮泥密封住瓶口。接下来的操作是 。通过实验数据分析可得结论:如果 ,则说明黑色材料的吸热效果较好。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共 18分)
22.(9分)寒冷的冬天,我们都用热水洗脸,当我们打来一瓶 4 kg,温度为85 ℃热水时,为了节约时间,向热水中加入初温为 10 ℃的冷水,当温度稳定后,水的温度变为40 ℃,[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]不计热量损失。
(1)热水放出的热量。
(2)加入冷水的质量为多少千克
23.(9分)质量为1 kg的金属锅中放有2 kg的水,现把它们从20 ℃加热到70 ℃,金属锅和水一共吸收了4.43×105 J的热量。求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)水吸收的热量。
(2)金属锅的比热容。第十三章 内能
(满分:90分 时间:75分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一项符合题目要求,第8～10小题有多项符合题目要求。全部选对得 3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.下列关于物质的说法,正确的是(B)
A.分子是组成物质的最小微粒
B.利用纳米科学技术可以操控物质的分子
C.物质由液态变为固态时,体积一定减小
D.由于固体、液体、气体都是由分子组成的,所以它们的物理性质
相同
2.下列现象能说明分子做无规则运动的是(C)
A.春风拂面,柳絮飞扬 B.晨曦微露,雾漫山野
C.百花齐放,花香四溢 D.天寒地冻,大雪纷飞
3.“端午节”吃粽子的习俗中,蕴含了丰富的物理知识,下列说法中正确的是(B)
A.煮粽子的过程利用做功的方式提高了粽子的内能
B.闻到粽子的香味表明分子在不停地做无规则的运动
C.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在斥力
D.煮粽子时用的铁锅的比热容比水的大
4.下列事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是(C)
A.锯木头锯条发热 B.划火柴点火
C.烧水时水温升高 D.铁丝来回弯折温度升高
5.两个质量不同的金属块,放出相同热量,降低了相同温度,则(B)
A.质量大的金属块的比热容一定大
B.质量大的金属块的比热容一定小
C.质量大的金属块的比热容可能大
D.两个金属块的比热容有可能相同
6.下列说法正确的是(B)
A.分子间的引力和斥力不能同时存在
B.物体的内能跟物体内部分子无规则运动的剧烈程度有关
C.炒肉片过程中,肉片温度升高,内能不变
D.做功、摩擦生热是改变物体内能的两种基本方式
7.根据比热容的概念,判断下列说法正确的是(D)
A.20 ℃的水比80 ℃的水比热容大
B.1 kg水的比热容和1 kg冰的比热容相同
C.一杯煤油用去一半后比热容变小
D.玻璃摔成碎片后比热容不变
8.下列关于物体的温度和内能说法正确的是(BD)
A.温度越高的物体,内能越大
B.摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能
C.物体运动的速度越快,内能越大
D.-20 ℃的冰块也有内能
9.凝胶暖手宝美观小巧、方便安全,深受同学们喜爱。首次使用前,用热水烫几分钟,使里面的凝胶由固态变成液态。当气温降低需要使用时,只需用力掰动几下里面的小铁片就能取暖了。下列分析中正确的是(ACD)
A.固态的凝胶也具有内能
B.凝胶由固态变成液态要放出热量
C.暖手时,通过热传递使手的内能增加
D.凝胶的比热容较大,相同质量降低相同的温度放出的热量较多
10.用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热,它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失,以下分析正确的是(AC)
A.t1～t2时间内,a、c吸收热量相同
B.t2～t3时间内,a的内能不变
C.b的比热容可能大于c的比热容
D.若a、b是同种物质,则b的质量小于a的质量
二、填空题(本大题共7小题,11～16题每小题2分,17题4分,共
16分)
11.酒精的比热容为2.4×103 J/(kg·℃),表示的物理意义是 1 kg的酒精温度升高(或降低)1 ℃,所吸收(或放出)的热量为2.4×103 J 。若将醋倒掉一半,则剩下的醋的比热容 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.湖中的荷花清香四溢,这属于 扩散 现象。广阔的湖水可以调节周边的气温,这是由于水具有较大的 比热容 。
13.如图所示,在一个配有活塞的玻璃筒内放一团硝化棉,用力下压活塞,硝化棉被点燃,这是通过 做功 的方式使玻璃筒内空气的内能 增大 (选填“增大”或“减小”)。
14.如图所示,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注满酒精,封闭管口。反复翻转玻璃管,使水和酒精充分混合,观察到水和酒精的总体积变小,说明组成物质的分子间存在 间隙 ;加注酒精过程中,能明显闻到酒精的气味,说明 分子在永不停息地做无规则运动 。
15.世界卫生组织倡导大家饮用烧开后的水。用天然气灶烧水的过程是通过 热传递 (选填“做功”或“热传递”)的方法改变水的内能。在标准大气压下,将5 kg初温为 20 ℃的水烧开,需吸收热量 1.68×106 J。[水的比热容 c水=4.2×103J/(kg·℃)]
16.小华在探究“不同物质的吸热能力”时,用相同的电加热器对质量均为1 kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出温度随时间变化的图象如图所示,分析图象可知:水在5 min内吸收的热量为 3.15×104 J ,液体的比热容为 2.7×103 J/(kg·℃)。
17.夏季的海边,海风轻拂,昼夜温差小,气候宜人。而夏季的沙漠,白天气温可达60 ℃,夜晚能降到10 ℃。这是因为水的比热容比沙石的大,水和沙石上升相同的温度,水能吸收更多的热量。因而,在同样受热的情况下,水的温度变化比沙石小得多,水起到了很好的调节气温的作用。气温不仅受自然环境的影响,还受人造环境的影响。城市的工业、交通和生活,每天都消耗大量燃料,燃料燃烧产生的内能,只有一部分做了有用功,大部分散失在周围空间,成为环境热源。电力、冶金、石油、化工、造纸等行业,它们通过冷却水和烟囱向环境散热,造成工业热污染;汽车、空调、冰箱等现代化家庭设备工作时,都向环境散发热量;城市里过多的人口散发的热量也很可观。大城市散发的热量可以达到所接收的太阳能的,从而使城市的温度升高,这就是常说的热岛效应……
(1)在同样受热的情况下,沙石升温 快 ,水升温 慢 。(均选填“快”或“慢”)
(2)在升高的温度相同时, 水 (选填“沙石”或“水”)吸收的热量多。
(3)请你就如何减少环境的热污染提出一条合理化建议: 绿色出行(合理即可) 。
三、作图题(本大题共1小题,共2分)
18.两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的一段时间内,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:如图所示
四、实验探究题(本大题共3小题,第19题8分,第20 题 10分,第21题6分,共24分)
19.(8分)在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中:
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入 质量 (选填“质量”或“体积”)、初温都相同的水和煤油。
(2)实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和煤油吸热相同,然后通过比较 温度变化量 的方法来完成探究实验。
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象,如图所示,则 水 的吸热能力更强,因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容 较大 (选填“较大”或“较小”)。
(4)由图象可得煤油的比热容为 2.1×103 J/(kg·℃) 。
20.(10分)为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图(甲)所示。
(1)实验中,可以通过比较 加热时间 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收 热量 的多少。
(2)加热到4 min时,液体B的温度如图(乙)所示,此时温度计示数是 42 ℃。
(3)冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体 A (选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳。
(4)上述实验中,主要用到的科学探究方法有转换法和 控制变
量 法。
21.(6分)夏天,进入被烈日暴晒的车内会感觉闷热,但黑色和白色车内的闷热程度不一样。小明猜想黑色材料的吸热效果比白色材料的好。他利用规格和材质相同的黑色、白色卡纸各1张,相同的空矿泉水瓶2个,相同的温度计2支,橡皮泥若干进行实验。他先用白色和黑色的卡纸以相同的方式分别将两个矿泉水瓶包裹起来;再将2支温度计分别插入2个矿泉水瓶中,让温度计露出瓶口一段长度以方便读数,用橡皮泥密封住瓶口。接下来的操作是 将2个矿泉水瓶同时放在太阳下的同一地点晒相同时间,分别读出2支温度计的示数,进行比较 。通过实验数据分析可得结论:如果 黑色卡片包裹的矿泉水瓶的温度计示数大于白色卡片包裹的温度计示数 ,则说明黑色材料的吸热效果较好。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共 18分)
22.(9分)寒冷的冬天,我们都用热水洗脸,当我们打来一瓶 4 kg,温度为85 ℃热水时,为了节约时间,向热水中加入初温为 10 ℃的冷水,当温度稳定后,水的温度变为40 ℃,[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]不计热量损失。
(1)热水放出的热量。
(2)加入冷水的质量为多少千克
解析:(1)热水放出的热量Q放=cm1(t0-t)=4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(85 ℃-40 ℃)=7.56×105 J。
(2)不计热量损失,冷水吸收的热量等于热水放出的热量
Q吸=Q放=7.56×105 J,
冷水的质量
m2===6 kg。
答案:(1)7.56×105 J (2)6 kg
23.(9分)质量为1 kg的金属锅中放有2 kg的水,现把它们从20 ℃加热到70 ℃,金属锅和水一共吸收了4.43×105 J的热量。求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)水吸收的热量。
(2)金属锅的比热容。
解析:(1)水吸收的热量是Q水吸=c水m水Δt水
=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×105 J。
(2)金属吸收热量为Q金属吸=Q总-Q水吸=4.43×105 J-4.2×105 J
=2.3×104 J,
金属锅的比热容是
c金属===0.46×103 J/(kg·℃)。
答案:(1)4.2×105 J (2)0.46×103 J/(kg·℃)
