第十三章 温度与物态变化 第十四章 内能与热机 质量评价
(考试时间:90分钟 满分:100分 得分:________)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.关于温度的描述合理的是(A)
A.油炸酥脆食物时油的温度可达到180 ℃
B.厦门的夏天最高气温不超过20 ℃
C.1个标准大气压下冰熔化的温度低于0 ℃
D.小明测得自己的正常体温是37.5 ℃
2.下列实例中,利用蒸发吸热的是(D)
A.蒸汽熨斗熨衣服
B.食品包装中放干冰
C.北方的冬季菜窖放水缸
D.发烧时用酒精擦拭身体
3.夏天,出汗的人用扇子扇风感到凉快,用扇子扇一支干燥的温度计,则温度计的示数(C)
A.降低 B.升高
C.不变 D.先降低后升高
4.很多自然现象都有相同的物理本质,下列自然现象的物态变化过程与露的形成相同的是(A)
A.云雾缭绕 B.玉霜满地
C.云开雾散 D.冰雪消融
5.下列事例中,改变内能的方式与其他三个不同的是(B)
A.锯木头锯条发热 B.阳光下路面发热
C.铁丝反复弯折后发热 D.搓手时手掌发热
6.如图为海波的熔化图像,下列说法正确的是(B)
A.48 ℃时的海波是液态
B.海波从第6 min到第12 min内为固液共存态
C.海波在CD段是气态
D.海波在BC段温度不变,不需要加热
7.热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是(A)
A.酒精燃烧过程中,质量减少,热值不变
B.铁块很难被压缩,说明固体分子之间不存在间隙
C.内燃机在做功冲程中,气缸内气体温度升高,内能增大
D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大,是由于砂石的比热容比水的比热容大
8.下列关于温度、热量、内能和热值的说法中正确的是(C)
A.物体运动的速度越大,其内部分子的热运动也越剧烈
B.热量可以从内能大的物体自动传递给内能小的物体
C.物体的内能跟物体的质量、温度和状态等都有关系
D.不同燃料完全燃烧时,放出热量越多的热值越大
9.如图所示,将铁丝在同一位置快速弯折50次,然后迅速把铁丝弯曲的部分放在蜡烛上,蜡烛接触铁丝的部位立刻形成一个凹槽。对这一现象的解释,正确的是(B)
A.弯折铁丝时,内能转化为机械能
B.弯折铁丝时,铁丝内能增加
C.铁丝接触蜡烛时,是做功改变物体内能
D.铁丝接触蜡烛时,蜡烛吸热温度不变
10.质量相同的甲、乙两物体,甲的温度为t,乙的温度为3 t。另有一杯水温度为2 t,先将甲投入水中,热平衡时水的温度下降了Δt,取出甲后再将乙投入,热平衡时水的温度又恢复到2 t,不计热损失和水量损失,下列说法正确的是(A)
A.甲的比热容较大
B.乙的比热容较大
C.甲、乙的比热容一样大
D.无法比较二者的比热容大小
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得 4分,选对但不全得 2分,有选错得0分)
11.下列现象与物态变化对应正确的是(AB)
A.雾凇形成——凝华
B.铁水铸成铁锭——凝固
C.冰冻衣服变干——熔化
D.烧水时壶口冒“白气”——汽化
12.小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘上升的温度—时间图像如图,由图可知(BD)
A.甲物质的比热容大于乙物质的比热容
B.质量相等的甲、乙两种物质温度升高,内能增大,这是通过热传递来实现的
C.实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值变小
D.酒精灯的效率不可能达到100%
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分)
13.一副热学对联,上联是“杯中冰水,水结冰冰温未变,冰化水水温不升”。对联中包含的物理变化是凝固和熔化,反映一个共性是晶体熔化和凝固时温度保持不变。
14.北方冬季窗户结冰花是凝华现象,出现在窗户的内(选填“内”或“外”)侧。
15.涡轮增压汽车通过压缩空气来增加发动机的进气量,使汽油更充分地燃烧,进而更节能,与相同规格的普通汽车相比,同样的汽油在涡轮增压汽车内热值一样大(选填“更大”“更小”或“一样大”);汽车散热器中用水作为冷却液是因为水的比热容大。
16.如图是做功冲程的工作示意图,如果此汽油机每秒对外做功15次,那么飞轮的转速为1 800r/min。
17.汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高,为了确保安全,可用循环水进行冷却,这是通过热传递的方式来改变发动机的内能;某品牌汽车行驶100 km耗油9 kg,这些汽油完全燃烧要放出4.14×108J的热量。(汽油的热值q=4.6×107 J/kg)
18.质量相同、初温均为80 ℃的铝块和铜块(c铝>c铜),分别放入质量相等、初温均为20 ℃的甲、乙两杯水中,铝块和铜块会放出(选填“吸收”或“放出”)热量;两杯水温度保持不变时,甲杯水温度较高。(不考虑与环境的热量交换)
四、作图题(本大题共1小题,共6分)
19.(1)(3分)某同学将热水、冰水分别装入玻璃杯中,如图所示。一段时间后,发现两只玻璃杯的杯壁上均有小水珠出现。请将小水珠画在杯壁上的相应位置。(画在杯壁上的小水珠不少于3个“”)
第19(1)题图) 第19(2)题图)
(2)(3分)小芳把质量相同的两种液体甲和乙(c甲小于c乙)分别装在两个相同的容器里,并用同一热源分别加热。她根据测得的数据在图中画出了甲液体的温度与加热时间关系的图像。请在图中画出乙液体的温度与加热时间关系的大致图像。
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分)
20.(5分)为探究冰块熔化时温度的变化特点,小静同学从冰箱内收集20 g冰块,从实验室选取所需器材完成以下实验。
(1)在收集冰块过程中,应该收集颗粒较小(选填“大”或“小”)的冰块。
(2)实验前:A组同学认为,应该在烧杯中加入沸水,并用酒精灯加热烧杯,如图甲所示;B组的同学认为,应该在烧杯中加入温水,且撤去图甲中的酒精灯。你认为B(选填“A”或“B”)组同学的思路更加合理。
(3)确定实验思路后正确完成实验并收集实验数据,小静根据收集到的数据绘制出如图乙的温度变化图线,由图线可知冰是晶体(选填“晶体”或“非晶体”)。造成AB段和CD段温度变化快慢不同的原因是对应物质的比热容不同。
(4)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),忽略蒸发和散热对实验的影响,试管内的物质在CD段对应时间内吸收的热量是336J。
21.(6分)(1)在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,水中产生大量气泡,温度计示数保持不变,如图甲,说明水沸腾时,温度不变,沸点是99℃。
(2)在“探究冰的熔化特点”实验中,根据实验结果得出的物体温度随加热时间的变化关系如图乙所示,可以判断出冰属于晶体(选填“晶体”或“非晶体”),a点冰水混合物的内能小于(选填“大于”“小于”或“等于”)b点冰水混合物的内能。
(3)用两套完全相同的实验装置来探究“不同物质的吸热能力”,烧杯中的水和煤油质量相等,图丙是两种液体的温度随加热时间变化的图像,则水的吸热能力强;由图像可得煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
22.(7分)小明在进行“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时,所使用的实验装置如图甲所示。
(1)安装实验器材时,应按自下而上的顺序安装,其中烧杯底垫上陶土网的作用是均匀受热。
(2)图甲中温度计测水的温度是利用了液体的热胀冷缩的原理;测量过程中,温度计在某一时刻的示数如图乙所示,此时该水的温度是84℃。
(3)实验时发现烧杯上方出现大量“白气”,“白气”的形成是液化(填物态变化名称)现象。
(4)小明根据实验数据作出图像如图丙所示,发现水沸腾时温度不变(选填“升高”“不变”或“降低”)。
(5)细心的小明还观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的情况如图丁所示,图中a(选填“a”或“b”)是水在沸腾时的情况。
23.(7分)在“比较不同物质吸热的情况”实验中,利用相同规格的电加热器同时加热水和食用油(如图甲所示),来比较不同物质吸热的情况,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)实验开始时,我们量取质量相等的水和食用油。实验操作过程中,温度计的玻璃泡不能碰到烧杯和加热器。
(2)实验中,液体的内能是通过热传递方式增大的。实验发现,食用油温度上升得比水快,进一步推理可知,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时,加热时间不同。
(3)图乙为小明同学绘制的水和食用油的实验图像,若实验中水和食用油的质量为100 g,由图像可知:a是食用油;食用油6 min吸收的热量为8.4×103J;若这些热量由酒精灯加热来提供,且加热效率为50%,则需要完全燃烧0.56g酒精。(q酒精=3×107 J/kg)
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分)
24.(7分)小明在烧杯中装入200 g的水,测得水的温度为20 ℃,然后用酒精灯给水加热。当水温上升到70 ℃时,消耗了酒精7 g。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q酒精=3×107 J/kg]求此过程中:
(1)水增加的内能;
(2)酒精燃烧放出的热量;
(3)酒精灯加热的效率。
解:(1)水增加的内能:
Q吸=c水m水(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃) ×0.2 kg×(70 ℃-20 ℃)
=4.2×104 J;
(2) 酒精燃烧放出的热量:Q总=mq=7×10-3 kg×3×107 J/kg=2.1×105 J;
(3)酒精灯加热效率:η=×100%=×100%=20%。
25.(12分)小睿家新安装了燃气热水器, 自来水管的冷水经过热水器后被加热成热水。如图是连接在热水器上的一个水龙头, 热水器的热水和自来水管的冷水分别从A管和B管进入该水头龙, 混合后从水龙头出水口流出温水。小睿想测量该燃气热水器的加热效率, 他把热水器的流出热水的温度设定为48 ℃,水龙头出水温度设定为40 ℃。测量1 min从B管流进的自来水质量为 2 kg。检查燃气表,发现热水器工作这1 min 消耗燃气0.02 m3。已知自来水的温度为20 ℃,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),燃气的热值是4×107 J/m3。
(1)求1 min B管的冷水经过水龙头与热水混合所吸收的热量;
(2)若不计热量损失, 求1 min 从A管流进水龙头的热水质量;
(3)求该燃气热水器的加热效率。
解:(1) 1 min从B管流进的自来水质量为2 kg,自来水的温度为20 ℃,出水温度为40 ℃,冷水经过水龙头与热水混合所吸收的热量:
Q吸=c水m水 (t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃) ×2 kg× (40 ℃-20 ℃)
=1.68×105 J;
(2)若不计热量损失,1 min从A管流进水龙头的热水放出的热量等于冷水吸收的热量,即Q放水=Q吸=1.68×105 J;
则1 min从A管流进水龙头的热水质量:
m热水=
==5 kg;
(3)0.02 m3的燃气完全燃烧放出的热量:
Q放=qV=4×107 J/m3×0.02 m3=8×105 J,
该燃气热水器的加热效率:
η=×100%=×100%=21%。第十三章 温度与物态变化 第十四章 内能与热机 质量评价
(考试时间:90分钟 满分:100分 得分:________)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.关于温度的描述合理的是( )
A.油炸酥脆食物时油的温度可达到180 ℃
B.厦门的夏天最高气温不超过20 ℃
C.1个标准大气压下冰熔化的温度低于0 ℃
D.小明测得自己的正常体温是37.5 ℃
2.下列实例中,利用蒸发吸热的是( )
A.蒸汽熨斗熨衣服
B.食品包装中放干冰
C.北方的冬季菜窖放水缸
D.发烧时用酒精擦拭身体
3.夏天,出汗的人用扇子扇风感到凉快,用扇子扇一支干燥的温度计,则温度计的示数( )
A.降低 B.升高
C.不变 D.先降低后升高
4.很多自然现象都有相同的物理本质,下列自然现象的物态变化过程与露的形成相同的是( )
A.云雾缭绕 B.玉霜满地
C.云开雾散 D.冰雪消融
5.下列事例中,改变内能的方式与其他三个不同的是( )
A.锯木头锯条发热 B.阳光下路面发热
C.铁丝反复弯折后发热 D.搓手时手掌发热
6.如图为海波的熔化图像,下列说法正确的是( )
A.48 ℃时的海波是液态
B.海波从第6 min到第12 min内为固液共存态
C.海波在CD段是气态
D.海波在BC段温度不变,不需要加热
7.热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是( )
A.酒精燃烧过程中,质量减少,热值不变
B.铁块很难被压缩,说明固体分子之间不存在间隙
C.内燃机在做功冲程中,气缸内气体温度升高,内能增大
D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大,是由于砂石的比热容比水的比热容大
8.下列关于温度、热量、内能和热值的说法中正确的是( )
A.物体运动的速度越大,其内部分子的热运动也越剧烈
B.热量可以从内能大的物体自动传递给内能小的物体
C.物体的内能跟物体的质量、温度和状态等都有关系
D.不同燃料完全燃烧时,放出热量越多的热值越大
9.如图所示,将铁丝在同一位置快速弯折50次,然后迅速把铁丝弯曲的部分放在蜡烛上,蜡烛接触铁丝的部位立刻形成一个凹槽。对这一现象的解释,正确的是( )
A.弯折铁丝时,内能转化为机械能
B.弯折铁丝时,铁丝内能增加
C.铁丝接触蜡烛时,是做功改变物体内能
D.铁丝接触蜡烛时,蜡烛吸热温度不变
10.质量相同的甲、乙两物体,甲的温度为t,乙的温度为3 t。另有一杯水温度为2 t,先将甲投入水中,热平衡时水的温度下降了Δt,取出甲后再将乙投入,热平衡时水的温度又恢复到2 t,不计热损失和水量损失,下列说法正确的是( )
A.甲的比热容较大
B.乙的比热容较大
C.甲、乙的比热容一样大
D.无法比较二者的比热容大小
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得 4分,选对但不全得 2分,有选错得0分)
11.下列现象与物态变化对应正确的是( )
A.雾凇形成——凝华
B.铁水铸成铁锭——凝固
C.冰冻衣服变干——熔化
D.烧水时壶口冒“白气”——汽化
12.小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘上升的温度—时间图像如图,由图可知( )
A.甲物质的比热容大于乙物质的比热容
B.质量相等的甲、乙两种物质温度升高,内能增大,这是通过热传递来实现的
C.实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值变小
D.酒精灯的效率不可能达到100%
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分)
13.一副热学对联,上联是“杯中冰水,水结冰冰温未变,冰化水水温不升”。对联中包含的物理变化是凝固和 ,反映一个共性是晶体熔化和凝固时温度 。
14.北方冬季窗户结冰花是 现象,出现在窗户的 (选填“内”或“外”)侧。
15.涡轮增压汽车通过压缩空气来增加发动机的进气量,使汽油更充分地燃烧,进而更节能,与相同规格的普通汽车相比,同样的汽油在涡轮增压汽车内热值 (选填“更大”“更小”或“一样大”);汽车散热器中用水作为冷却液是因为水的 。
16.如图是 冲程的工作示意图,如果此汽油机每秒对外做功15次,那么飞轮的转速为 r/min。
17.汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高,为了确保安全,可用循环水进行冷却,这是通过 的方式来改变发动机的内能;某品牌汽车行驶100 km耗油9 kg,这些汽油完全燃烧要放出 J的热量。(汽油的热值q=4.6×107 J/kg)
18.质量相同、初温均为80 ℃的铝块和铜块(c铝>c铜),分别放入质量相等、初温均为20 ℃的甲、乙两杯水中,铝块和铜块会 (选填“吸收”或“放出”)热量;两杯水温度保持不变时, 杯水温度较高。(不考虑与环境的热量交换)
四、作图题(本大题共1小题,共6分)
19.(1)(3分)某同学将热水、冰水分别装入玻璃杯中,如图所示。一段时间后,发现两只玻璃杯的杯壁上均有小水珠出现。请将小水珠画在杯壁上的相应位置。(画在杯壁上的小水珠不少于3个“”)
第19(1)题图) 第19(2)题图)
(2)(3分)小芳把质量相同的两种液体甲和乙(c甲小于c乙)分别装在两个相同的容器里,并用同一热源分别加热。她根据测得的数据在图中画出了甲液体的温度与加热时间关系的图像。请在图中画出乙液体的温度与加热时间关系的大致图像。
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分)
20.(5分)为探究冰块熔化时温度的变化特点,小静同学从冰箱内收集20 g冰块,从实验室选取所需器材完成以下实验。
(1)在收集冰块过程中,应该收集颗粒较 (选填“大”或“小”)的冰块。
(2)实验前:A组同学认为,应该在烧杯中加入沸水,并用酒精灯加热烧杯,如图甲所示;B组的同学认为,应该在烧杯中加入温水,且撤去图甲中的酒精灯。你认为 (选填“A”或“B”)组同学的思路更加合理。
(3)确定实验思路后正确完成实验并收集实验数据,小静根据收集到的数据绘制出如图乙的温度变化图线,由图线可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”)。造成AB段和CD段温度变化快慢不同的原因是对应物质的 不同。
(4)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),忽略蒸发和散热对实验的影响,试管内的物质在CD段对应时间内吸收的热量是 J。
21.(6分)(1)在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,水中产生大量气泡,温度计示数保持不变,如图甲,说明水沸腾时,温度 ,沸点是 ℃。
(2)在“探究冰的熔化特点”实验中,根据实验结果得出的物体温度随加热时间的变化关系如图乙所示,可以判断出冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”),a点冰水混合物的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)b点冰水混合物的内能。
(3)用两套完全相同的实验装置来探究“不同物质的吸热能力”,烧杯中的水和煤油质量相等,图丙是两种液体的温度随加热时间变化的图像,则 的吸热能力强;由图像可得煤油的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
22.(7分)小明在进行“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时,所使用的实验装置如图甲所示。
(1)安装实验器材时,应按 的顺序安装,其中烧杯底垫上陶土网的作用是 。
(2)图甲中温度计测水的温度是利用了液体的 的原理;测量过程中,温度计在某一时刻的示数如图乙所示,此时该水的温度是 ℃。
(3)实验时发现烧杯上方出现大量“白气”,“白气”的形成是 (填物态变化名称)现象。
(4)小明根据实验数据作出图像如图丙所示,发现水沸腾时温度 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
(5)细心的小明还观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的情况如图丁所示,图中 (选填“a”或“b”)是水在沸腾时的情况。
23.(7分)在“比较不同物质吸热的情况”实验中,利用相同规格的电加热器同时加热水和食用油(如图甲所示),来比较不同物质吸热的情况,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)实验开始时,我们量取 相等的水和食用油。实验操作过程中,温度计的玻璃泡不能碰到烧杯和 。
(2)实验中,液体的内能是通过 方式增大的。实验发现,食用油温度上升得比水快,进一步推理可知,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时, 不同。
(3)图乙为小明同学绘制的水和食用油的实验图像,若实验中水和食用油的质量为100 g,由图像可知:a是 ;食用油6 min吸收的热量为 J;若这些热量由酒精灯加热来提供,且加热效率为50%,则需要完全燃烧 g酒精。(q酒精=3×107 J/kg)
六、综合应用题(本大题共2小题,共19分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分)
24.(7分)小明在烧杯中装入200 g的水,测得水的温度为20 ℃,然后用酒精灯给水加热。当水温上升到70 ℃时,消耗了酒精7 g。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q酒精=3×107 J/kg]求此过程中:
(1)水增加的内能;
(2)酒精燃烧放出的热量;
(3)酒精灯加热的效率。
25.(12分)小睿家新安装了燃气热水器, 自来水管的冷水经过热水器后被加热成热水。如图是连接在热水器上的一个水龙头, 热水器的热水和自来水管的冷水分别从A管和B管进入该水头龙, 混合后从水龙头出水口流出温水。小睿想测量该燃气热水器的加热效率, 他把热水器的流出热水的温度设定为48 ℃,水龙头出水温度设定为40 ℃。测量1 min从B管流进的自来水质量为 2 kg。检查燃气表,发现热水器工作这1 min 消耗燃气0.02 m3。已知自来水的温度为20 ℃,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),燃气的热值是4×107 J/m3。
(1)求1 min B管的冷水经过水龙头与热水混合所吸收的热量;
(2)若不计热量损失, 求1 min 从A管流进水龙头的热水质量;
(3)求该燃气热水器的加热效率。