第7章 内能
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一、选择题(每小题只有一个正确答案,每题2分,共30分)
1. 下列四个生活实例中,通过热传递的方式使物体内能减少的是 ( )
2.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的温度不变,内能一定不变
B.80℃的水比50℃的水所含有的热量多
C.热量总是自发地从温度高的物体向温度低的物体传递
D.物体的内能增加了,它一定吸收了热量
3.如图所示,在试管中装入适量的水,试管口用塞子塞住,用酒精灯对试管加热,加热一段时间后,塞子冲出去了,则( )
A.加热过程中酒精的化学能全部转化为水的内能
B.塞子冲出前,试管内气体压强不断减小
C.塞子冲出时,管内气体温度不变
D.塞子冲出时,是内能转化为机械能
4.下列现象中不能用分子动理论的观点解释的是( )
A.疫情防控期间,在教室内喷洒消毒水后,我们会闻到消毒水的气味
B.车辆驶过,尘土飞起
C.酒香不怕巷子深
D.放到衣橱里的樟脑丸会逐渐变小
5.为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点,小明做了如下实验,将盛有 30℃冷水的小烧杯放入盛有 热水的大烧杯中,分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况,绘制成如图所示的图象。下列说法错误的是( )
A.热水的质量可能小于冷水的质量
B.热水温度下降比冷水温度升高得快
C.热水和冷水到达同一温度的时间是相同的
D.热水放出的热量一定等于冷水吸收的热量
6.如图所示,瓶内有一些水,用带孔的橡皮塞把瓶口塞住,向瓶内打气一会儿后,瓶塞跳起。在瓶塞跳起的过程中,下列关于瓶内气体的说法正确的是( )
A.气体对瓶塞做功,气体的内能减少
B.瓶塞对气体做功,气体的内能减少
C.气体对瓶塞做功,气体的内能增加
D.瓶塞对气体做功,气体的内能增加
7.关于下列四幅图的说法中不正确的是 ( )
A.甲装置在持续加热一段时间后,塞子飞出的过程中,试管内气体内能减少
B.乙装置从打气到瓶塞跳出之前,瓶内气体和打气筒的内能改变方式相同
C.丙图主要是活塞与筒壁摩擦使筒内气体温度升高,达到了硝化棉的燃点
D.丁图中火箭加速上升阶段,火箭的机械能增大,内能也增大
8.如图所示,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。关于该实验说法正确的是( )
A.硝化棉被点燃,但筒内气体的温度不变
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
9.如图所示,小明在吹气球时,被吹饱满的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去。关于气球飞出过程,下列分析正确的是( )
A.喷气的嘴部很热,因为与空气摩擦导致内能增加
B.当球内气体喷出来时,机械能转化为内能
C.温度不变,因为放气时气体没有做功过程
D.喷气的嘴部很冷,因为球内气体放出时对外做功导致内能减少
10.将热水倒进玻璃杯中,玻璃杯会变热,下列关于热水和玻璃杯的说法正确的是( )
A.水将温度传给了玻璃杯
B.水含有的热量减少
C.玻璃杯增加的内能小于水减少的内能
D.当它们温度相同时,内能也相同
11.如图所示是古人锻造铁器的过程。关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )
A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
12.喜庆日子,室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛。在晴朗的夏日,对密闭在红色气球内的气体从早晨到中午过程,下列说法中正确的是( )
A.吸收了热量,同时体积膨胀对外做功,内能不变
B.吸收了热量,同时体积膨胀对外做功,内能增加
C.气体密度增加,分子平均动能增加
D.气体密度不变,气体压强不变
13.下列现象中,不能运用分子动理论解释的是( )
A.铅块紧压后粘在一起 B.红墨水在水中散开
C.水和酒精混合后总体积变小 D.丝绸摩擦过的玻璃棒吸引纸屑
14.学完热学知识后,小明提出了以下观点,其中错误的是( )
A.“水太热,不能喝”,其中的“热”,是指温度
B.“摩擦生热”,其中的“热”,是指内能
C.“开水和冷水之间发生热传递”,其中的“热”,是指热量
D.“壶中的水被烧热了”,其中的“热”,是指内能
15.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
B.内能不仅与物体的温度、分子的多少、种类、结构、状态有关,还与整个物体的机械运动情况有关
C.把零下 10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,一段时间后,冰块的内能会增加
D.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
二、简答题(除标注外,其余每空1分,共36分)
16.(1)如图甲所示的实验装置中,塑料瓶内盛少量水。给瓶内打气,当瓶塞跳起时,看到瓶内出现白雾。此时,瓶内气体的内能转化为瓶塞的 能,与四冲程内燃机 (填“压缩”或“做功”)冲程的能量转化相同。
(2)图乙是小明同学设计的简易实验装置,用手握住烧瓶的外壁,会看到液柱向左移动,这是因为空气受热膨胀对液柱做功,将 能转化为机械能,此时瓶中空气的密度 。
17.(1)改变物体内能有两种方式,一壶水在炉火上加热,水温升高,其内能 (填“增大”“不变”或“减小”),这是通过 的方式改变其内能的;把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后,图钉帽热得烫手,这是用 的方式改变了物体的内能;把瓶装水放在冰箱里,一会儿变凉了,这是用 的方式改变了物体的内能。
(2)(4分)生活中常用的热水瓶的外壁采用镀银的双层玻璃,并将中间抽成真空,这是为了减少 。注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,软木塞会跳起来。这一过程中瓶内气体的 能转化为软木塞的机械能。
18.用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能:
(1)如图甲所示,将手中的铁丝在同一位置快速地弯折十余次,用手指触摸被弯折的部位,会感觉到弯折部位的 升高,表明铁丝的内能 ;如图乙所示,在厚壁的玻璃筒底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞压下,我们会看到:棉絮 了,这表明用力压下活塞时,玻璃筒内的温度 并达到棉絮的 ,所以出现了我们所看到的现象。
(2)上述的这两个现象都说明了 是改变物体内能的一种方式。用能量的观点来分析上述的两个现象,我们发现,用这种方法改变物体的内能时,能量是在 能和 能之间相互转化的。
19.(4分)下列说法正确的是 。
A.温度为0℃的物体没有内能;
B.温度高的物体内能一定多;
C.物体的内能增加,它的温度一定升高;
D.物体的温度升高,它的内能一定增加;
E.物体吸收了热量,温度一定升高;
F.物体温度升高,一定吸收了热量;
G.温度高的物体,含有的热量一定多;
H.0℃的冰熔化成的0℃水的过程中,温度不变,内能不变。
20.(8分)如图1所示,在大口厚玻璃瓶内装入少量的水,塞紧塞子后,用气筒向瓶内打气时,活塞对瓶内气体 ,使瓶内气体内能增大;当塞子跳起时,看到瓶口有“白雾”出现,但“白雾”又很快消失了,“白雾”消失是 (填物态变化名称)现象。在图 2 和图 3 的漫画中,老人和小孩的感觉虽然不同,但从科学的角度看,两幅图都说明了 可以改变物体能的内能,图3中的小孩从滑梯上滑下,他的机械能 (填“增加”“不变”或“减少”)。
21.(6分)如图所示,用打气筒往充气管中打气,当充气管内气体的气压升到4个标准大气压时,关闭充气阀,停止打气。往透明发射管口紧塞一个纸团,用力按压发射管的排气阀,伴随一声剧烈的鸣响,纸团被打了出去,发射管内及管口出现大量的“白气”。
(1)往充气管中打气时,管内气体的内能变化是: 。
(2)发射管内及管口出现“白气”的原因是 。
(3)小凯发现用打气筒往充气管中打气时,筒壁温度明显升高,关于导致这个现象的主要原因,他提出如下两种猜测:①打气筒内的活塞压缩筒内气体使筒壁变热;②打气筒内的活塞与筒壁来回摩擦使筒壁变热。请你设计一个简单的实验操作来验证哪个猜测是正确的
。
三、实验探究题(除标注外,其余每空1分,共34分)
22.观察如图所示的实验,完成下列填空。
(1)如图a所示,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满,封闭管口,并将玻璃管翻转,使水和酒精充分 ,观察液面的位置,混合后与混合前相比,总体积变 。
(2)图b是扩散现象,说明 。图c是把墨水滴入冷水和热水的情况,此实验还说明温度越 ,分子无规则运动越剧烈。
(3)如图d所示,把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变 ,离开水面后变 ,说明了 。固体和液体很难被压缩,说明 。
23.某同学在探究物体内能改变的方法时做了两个实验。
(1)如图甲所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,我们会看到 的现象,说明内部气体的 升高, 增大。
(2)如图乙所示,大口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气,达到一定程度时,瓶塞跳出,同时还能看到 的现象,其能量转化过程是 能转化为 能。
(3)如图丙所示,在试管内装些水,用橡皮塞塞住。加热使水沸腾,会看到橡皮塞被 ,同时管口出现“白雾”,这是管内水蒸气 形成的,在这个过程中,水蒸气的 能转化为橡皮塞的 能。
(4)图丁为研究气体扩散的实验装置,两个瓶中分别装有红棕色的二氧化氮气体和无色空气,抽出中间的玻璃板,过一段时间发现两个瓶子都变成红棕色,这种扩散现象说明了 ;其中二氧化氮气体的密度大于空气的密度,为了增强实验的可信度,下面一只瓶子里应装入 气体。
24.(8分)小明为了研究分子动理论的知识,进行了几个实验。
(1)图1实验是水和酒精混合前后的实验现象,主要说明了 。
(2)图2实验中,a是一个铁丝圈,中间较松弛地系着一根棉线,b浸过肥皂水的铁丝圈,c表示用手指轻碰一下棉线的左边,d表示棉线左边的肥皂膜破了,棉线被拉向右边,这个实验说明了 。
(3)图3实验中,先在量筒里装一半清水,再在水下面注入硫酸铜溶液。如图,是小明观察到的溶液在“实验开始时”“静放 10 日后”“静放 30 日后”所呈现的现象,其中 (填“甲”“乙”或“丙”)是表示溶液静放30 日后的实验现象,现象主要说明了 。
25.(6分)如图甲所示为探究“做功改变物体内能”的装置,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器采集的数据,电脑处理后得到如图乙所示的图像。
(1)结合图乙分析,描述打气筒打气5s后出现的实验现象: 。
(2)有同学认为,图乙中 BC段对应发生情况与热机中做功冲程相似,请说出相似处: ;
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精,请判断并说明理由: o
第7章 内能
1. B 2. C 3. D 4. B 5. D 6. A 7. C 8. C 9. D 10. C11. C 12. B 13. D 14. D 15. C
16.(1)机械 做功 (2)内 变小
17.(1)增大 热传递 做功 热传递 (2)热量散失(或热传递) 内18.(1)温度 增大 燃烧 升高 着火点 (2)做功 机械 内19. D 20.做功 汽化 做功 减少
21.(1)变大 (2)管内气体对外做功,气体的内能会变小,温度降低,水蒸气遇冷液化成小水滴,形成了白气
(3)将接在充气管的软管拔下,然后用打气筒快速打气,若筒壁变热,说明是由于打气筒内的活塞与筒壁来回摩擦使筒壁变热;若筒壁温度没有发生明显变化,则说明是由于打气筒内的活塞压缩筒内气体使筒壁变热
22.(1)混合 小 (2)分子在永不停息地做无规则运动 高 (3)大小 分子间存在引力 分子间存在斥力
23.(1)硝化棉燃烧 温度 内能 (2)瓶口出现“白雾” 内 机械(3)推出 液化 内 机械 (4)分子在不停地做无规则运动二氧化氮
24.(1)分子间有间隙 (2)分子间有引力 (3)甲 分子在不停地做无规则运动
25.(1)橡皮塞弹出,瓶口冒白雾,温度传感器显示温度下降 (2)均为气体对外做功,内能转化为机械能 (3)能,通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况