第十三、十四章素养测评B卷
考察内容:内能、内能的利用
时间:60分 满分:100分
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题(共36分)
1.(本题3分)下列有关分子动理论的说法中正确的是( )
A.“破镜难重圆”是因为固体分子间只存在着斥力
B.雾霾天气时空中悬浮大量细微的尘粒,说明分子在做无规则运动
C.用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子间有间隙
D.将墨水滴入水中观察扩散现象时,我们看不到墨水分子的运动
2.(本题3分)“花饽饽”是山东省非物质文化遗产。下列关于蒸饽饽的过程,说法错误的是( )
A.燃料的化学能转化为饽饽的内能
B.水沸腾后继续吸热温度保持不变
C.用做功的方法增大了饽饽的内能
D.饽饽香气四溢说明分子在不停地运动
3.(本题3分)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升,直至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是( )
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.乙醇的燃烧过程是将化学能转化为机械能
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能增加
D.橡皮塞被冲出,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
4.(本题3分)已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水,水吸收的热量约为( )
A.6×104J B.6×105J C.6×106J D.6×107J
5.(本题3分)生活中很多人喜爱吃咸鸭蛋,下列关于咸鸭蛋所涉及的物理知识正确的是( )
A.煮熟鸭蛋是通过做功来增大鸭蛋的内能
B.蛋壳能轻松被敲碎,说明蛋壳分子间不存在引力
C.腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中
D.刚出锅的咸鸭蛋逐渐变凉,说明分子运动逐渐停止
6.(本题3分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.80°C的水一定比30°C的水含有的热量多
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.温度相同的物体接触时不发生热传递
7.(本题3分)下列现象和推断不符合实际的是( )
A.现象:抽去玻璃板,两瓶中的气体都会变成红棕色,推断:分子在不停地做无规则运动
B.现象:稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大,推断:分子间存在引力
C.现象:硝化棉被点燃,推断:外界对物体做功,物体的内能增大,温度升高
D.现象:当塞子跳起时瓶内出现白雾,推断:物体对外界做功,物体内能减小,温度降低
8.(本题3分)古代的人们曾发明一种活塞式点火器,如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒即燃。下列事例与猛推推杆入筒的过程中,能量转化情况不同的是( )
A.内燃机的做功冲程 B.内燃机的压缩冲程
C.钻木取火 D.流星雨的形成
9.(本题3分)如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图乙为汽油机的四个冲程。下列判断错误的是( )
A.牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均是定滑轮
B.舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸气体积膨胀,从而推动活塞
C.汽缸内的蒸汽推动活塞后,内能增加
D.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似
10.(本题3分)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所示,由图像可知( )
A.a液体比热容小 B.b液体是水
C.0~3min内a液体吸收的热量多 D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量少
11.(本题3分)初温相同的三块金属甲、乙、丙,甲、乙质量相等材料不同,乙、丙材料相同质量不等,均匀加热甲、乙、丙,让它们吸收相等的热量,末温,以上过程不发生物态变化,比较三者质量m和比热容c大小,则( )
A. B. C. D.
12.(本题3分)小叶看见面点师傅将面拉成长条,放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条,于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下,他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水,记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等,酒精的热值为3×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
物质种类 加热时间(min) 消耗酒精(g) 末温(℃)
油 2 1 88
水 2 1 50
A.2min内油吸收的热量为3×104J
B.他使用的酒精灯的加热效率为21%
C.油的末温比水的高,所以吸热能力更强
D.油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
二、填空题(共20分)
13.(本题6分)劳动课上小玉学习了一道中国传统美食“拔丝地瓜”的做法。刚出锅的“拔丝地瓜”香气四溢,这是 现象;制作“拔丝”用的糖浆,需要不断地加热、搅拌,主要通过 的方式改变糖浆内能;咀嚼时感觉糖粘牙,因为分子间存在 。
14.(本题4分)随着科技发展,人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg,这些氢燃料完全燃烧释放的热量为 J,若这些热量80%被水吸收,可使 kg水的温度从20℃升高到100℃。
15.(本题6分)两种不同材料的燃料,甲的质量为2kg,乙的质量为1kg,甲、乙燃料完全燃烧后放出的热量如图所示,则甲的热值 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙的热值,甲燃料的热值是 J/kg,相同质量的甲、乙燃料完全燃烧,释放的热量之比是 。
16.(本题4分)小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
三、实验题(共24分)
17.(本题6分)如图所示,是研究做功与内能改变的一个实验装置,玻璃瓶内装入少量的水,用塞子把瓶口塞紧,并用打气筒往瓶内打气,瓶内压强增大到一定程度时,塞子会从瓶口跳起来。
(1)在这一实验中,你应该注意观察的是 ;
A.打气的过程 B.打气的过程中瓶中的情况
C.塞子跳起的高度 D.塞子跳起的瞬间,瓶内发生的变化
(2)玻璃瓶内装入少量水的目的是 ;
(3)你所观察到的现象是瓶内出现白雾,这一现象所能说明的问题是 。
18.(本题8分)如图甲所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示。同组的同学立即指出了其中的问题,你认为问题是 ;实验中选用相同电加热器的目的是:使水和煤油在相同时间内 ;
(2)纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断冬季取暖应选用物质 (选填a或b);
(3)已知水的比热容是,则煤油的比热容是 。
19.(本题10分)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值时,应选择 两图进行实验,实验时通过观察液体升高的温度来比较两种燃料的热值大小;比较不同物质的比热容时,应选择 两图进行实验,实验通过 来反映物体吸收热量的多少。
(2)比较不同物质的比热容,选用上图合适装置加热相同一段时间后,液体a升温多,由此可知:液体a的吸热能力较 (选填“强”或“弱”);将质量相同的液体a与液体b,升高相同的温度,液体a吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)液体b吸收的热量。
(3)若甲图烧杯中为50g的水,10g酒精完全燃烧后温度计示数升高了20℃,求:
①水吸收的热量为 J。(水的比热容为4.2×103J/(kg ℃))
②若计算过程中,将酒精完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量,则算出的酒精的热值与标准值相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样”)
四、计算题(共20分)
20.(本题8分)为保证家庭用餐安全,小亮妈妈用如图所示燃气灶烧水给家里餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。求:
(1)天然气完全燃烧所放出的热量为多少J;
(2)消毒过程中,水吸收的热量为多少J,
(3)密闭的锅内水烧开时的温度为多少℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg·°C),天然气的热值为4.0×107J/m3]
21.(本题12分)氢燃料是一种清洁、效率高的能源,目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。[,]求:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全被初温为15℃的水吸收,水升高的温度是40℃,求水的质量;
(3)若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min,则该氢能源公交车的效率是多少
试卷第1页,共3页
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《第十三、十四章素养测评B卷》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C D B C D A A C D
题号 11 12
答案 D B
1.D
【详解】A.“破镜难重圆”是因为分子间的距离太大,失去了分子间的相互吸引力作用,故A错误;
B.尘粒是肉眼可见的物体,因此雾霾天气大量极细微的尘粒悬浮在空中不属于分子的运动,故B错误;
C.用手捏海绵,海绵的体积变小了是海绵里的空气跑出来了而不是分子被压缩了,是宏观现象,不能说明分子间有间隙,故C错误;
D.扩散现象是宏观的概念,我们能看到扩散现象的发生,是由于分子不停的做无规则运动的结果,分子的无规则运动是一个微观的概念,我们不能看到分子的运动,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.蒸饽饽的过程中,燃料燃烧释放化学能,转化为饽饽的内能,使饽饽能够蒸熟,故A正确,不符合题意;
B.水沸腾后保持不变,但是需要持续续吸热温度,故B正确,不符合题意;
C.蒸饽饽的过程中,是通过热传递的方式增加了饽饽的内能,故C错误,符合题意;
D.饽饽香气四溢属于扩散现象,是分子在做不停息地无规则运动造成的,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.D
【详解】A.加热过程中,水吸热,温度升高、内能增大,水的内能增大是通过热传递方式实现的,故A错误;
B.乙醇的燃烧过程中能量转化是将化学能转化为内能,故B错误;
CD.水蒸气膨胀对塞子做功,将水蒸气的内能转化为木塞的机械能,水蒸气的内能减少;能量转化情况与汽油机的做功冲程相同,故C错误,D正确。
故选D。
4.B
【详解】这样的壶,装满水,水的质量约为2kg。室温温度约为20℃,将水加热至沸腾,水的温度升高了80℃,根据公式可以计算出水吸收的热量为6.72105J。
选项A、C、D数值差距较大,不符合题意;选项B数值接近,符合题意。
故选B。
5.C
【详解】A.煮熟鸭蛋的过程中,鸭蛋从热水里吸收热量,温度升高,内能增加,这是通过热传递的方式改变鸭蛋的内能,故A错误;
B.分子间存在相互作用的引力和斥力,而蛋壳能轻松被敲碎与蛋壳的结构有关,与分子间的作用力无关,故B错误;
C.一切分子都在不停地做无规则运动, 腌制咸鸭蛋就是通过扩散使盐进入蛋中, 故C正确;
D.因为分子运动是永不停息的,刚出锅的咸鸭蛋逐渐变凉是因为其与周围环境的温度差导致热量的流失,而不是分子运动停止。故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.晶体熔化过程中,需吸收热量,但温度不变,水在沸腾时,需继续吸热,但温度保持不变,故A错误;
B.热量是热传递过程中内能转移的量度,是一个过程量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.改变内能有两种途径:做功与热传递,故C错误;
D.热传递发生的条件是两个接触的物体有温差,若两个物体温度相同,则不会发生热传递,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】A.二氧化氮密度大于空气,因此二氧化氮进入下面的集气瓶也可能是因为重力,要验证分子在不停地做无规则运动,应将二氧化氮放在下面,故A错误,符合题意;
B.玻璃板和水接触,距离较近,在分子间引力的作用范围内,所以稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计示数变大,故B正确,不符合题意;
C.外界对物体做功,机械能转化为内能,物体的内能增大,温度升高,达到硝化棉的着火点,硝化棉被点燃,故C正确,不符合题意;
D.物体对外界做功,气体的内能转化为塞子的机械能,物体内能减小,温度降低,在瓶口液化成小液滴,故D正确,不符合题意。
故选A。
8.A
【详解】在猛推推杆入筒的过程中,推杆对艾绒做了功,使得艾绒的温度升高,内能增加,从而达到燃点并燃烧,这个过程是将机械能转化为内能。
A.内燃机的做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。这个过程是将内能转化为机械能,与题目中的能量转化情况不同,故A符合题意。
B.内燃机的压缩冲程中,是将机械能转化为内能,故B不符合题意。
C.钻木取火是通过摩擦做功,使得木头的内能增加,温度升高,达到燃点并燃烧。这个过程同样是将机械能转化为内能,与题目中的能量转化情况相同,故C不符合题意。
D.流星雨的形成是流星体进入地球大气层时,与大气层发生摩擦,使得流星体的内能增加,温度升高,甚至燃烧起来。这个过程也是将机械能转化为内能,与题目中的能量转化情况相同,故D不符合题意。
故选A。
9.C
【详解】A.定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮,由图可知,牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均为定滑轮,故A正确,不符合题意;
B.汽缸内的蒸气体积膨胀对活塞做功,从而推动活塞向右运动,由图可知,活塞带动牵引所作用给飞机一个牵引力,故B正确,不符合题意;
C.汽缸内的蒸气体积膨胀对活塞做功,自身内能减小,故C错误,符合题意;
D.蒸汽弹射装置工作时将内能转化为机械能,而图乙中C活塞两个气门均关闭且活塞向下运动,为做功冲程,也是将内能转化为机械能,故D正确,不符合题意。
故选C。
10.D
【详解】C.用两个完全相同的电加热器对水和某种液体加热,相同时间内吸收的热量相同,故C不符合题意。
AB.两种液体质量相同,由图像可知在相同的时间0~3min,它们吸热相同,a液体温度变化小,根据,a比热容较大,通常情况下,水的比热容比其他液体的比热容大,因此a液体是水,故AB不符合题意;
D.b液体的比热容较小,根据可知,在质量和升高相同的温度时,b液体吸收的热量少,故D符合题意。
故选D。
11.D
【详解】由可知,,因为金属甲、乙、丙初温相同,末温
所以
因为它们吸收相等的热量,所以
A.因为,它们吸收相等的热量,所以,因为甲丙的材料不相同,质量也不相同,当,则,故A不符合题意;
B.甲、乙质量相等,由可知,,故B不符合题意;
C.因为,它们吸收相等的热量,所以,因为甲丙的材料不相同,质量也不相同,当,则,故C不符合题意;
D.乙、丙材料相同,即比热容相同,由可知,,故D符合题意。
故选D。
12.B
【详解】A.由题意可知,油和水的质量相等,都为,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃),2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃,则水吸收的热量为
2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等,则油吸收的热量为
所以2min内油吸收的热量为6.3×103J,故A错误;
B.由题意可知,酒精的热值为q=3×107J/g,加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精,则完全燃烧1g酒精放出的热量为
则酒精灯的加热效率为
故B正确;
C.相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量,末温度越低表示物质吸热能力越强,所以油的末温比水的高,说明油吸热能力更弱,故C错误;
D.物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与其吸收的热量多少无关,故D错误。
故选B。
13. 扩散 热传递 引力
【详解】[1]刚出锅的“拔丝地瓜”香气四溢,是分子不停地做无规则运动的结果,属于扩散现象。
[2]制作“拔丝”用的糖浆,需要不断地加热,糖浆吸收热量,温度升高,内能增加,属于热传递改变糖浆的内能。
[3]咀嚼时感觉糖粘牙,因为分子间存在引力。
14. 4.2×109 10000
【详解】[1]氢燃料的质量为,氢燃料完全燃烧释放的热量为Q放=mq=30kg×1.4×108J/kg=4.2×109J
[2]若这些热量80%被水吸收,则水吸收的热量为Q吸=ηQ放=80%×4.2×109J=3.36×109J
由公式得加热水的质量为
15. 小于 1×107 1∶3
【详解】[1]由图可知甲燃料完全燃烧放出的热量小于乙燃料完全燃烧放出的热量,而甲的质量比乙的质量大,根据可知,甲的热值小于乙的热值。
[2]甲的热值为
[3]乙的热值为
相同质量的甲、乙燃料完全燃烧,释放的热量之比
16. 2.52×104 1.4×103
【详解】[1]由图像可知,水的初温是10℃,16min时的末温是40℃,则水在16min内吸收的热量为
Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J
[2]水16min吸收的热量是2.52×104J,所以水8min吸收的热量为
由于是用相同的电加热器加热,所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的,即另一种液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知,另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃,根据公式Q水吸=c水m水(t水-t0水)可知,另一种液体的比热容为
17. D 见解析 物体对外做功,温度降低,内能减少
【详解】(1)[1]本实验需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(2)[2]玻璃瓶内装入少量的水,用打气筒往瓶内打气,瓶内气体温度升高,瓶内水汽化,产生大量的水蒸气,当气体对瓶塞做功,瓶塞跳起时,观察水蒸气的液化现象。
(3)[3]当瓶内气体冲开瓶塞时,因为瓶内气体对塞子做功,内能减少,温度降低,瓶内的水蒸气液化形成雾,此现象说明物体对外做功,温度降低,内能减少。
18. 未控制水和煤油的质量相同 吸收相等的热量 a
【详解】(1)[1]探究不同物质的吸热能力,要保持水和煤油的质量相同,图中在两个相同的烧杯中加入体积的相同的水和煤油,由于水和煤油的密度不同,由可知水和煤油的质量不同,没有控制水和煤油的质量相等。
[2]根据转换法,实验中选用相同电加热器,使水和煤油在相同时间内吸收相等的热量。
(2)[3]由图乙可知,相同质量的a和b升高相同的温度,a加热的时间长,吸收热量更多,故a的吸热能力更强,比热容较大。相同质量的两种物质,降低相同的温度时,a释放的热量更多,因此冬季取暖应选用物质a。
(3)[4]a的吸热能力更强,因此a为水,b为煤油。由图乙可知,升高相同的温度,水所用的时间为6min,煤油所用的时间为3min,故
由可知,当质量和升高温度相同时,吸收的热量与比热容成正比,因此
则
19. 甲、乙 甲、丙 加热时间 弱 小于 4.2×103 偏小
【详解】(1)[1] [2]由控制变量法可知,当比较某种因素对实验结果的影响时,应控制其他因素都相同,由图可知,甲、乙两装置除了燃料不同外其他因素都相同,因此比较不同燃料的热值时应选甲、乙两图进行实验;甲、丙两图除了被加热的物质不同外其他因素都相同,因此比较不同物质的比热容时,应选择甲、丙两图进行实验。
[3]忽略热量损失,用相同的燃料燃烧相同的时间所放的热量相等,液体吸收的热量也相同,因此可以用加热时间来反映物体吸收热量的多少。
(2)[4]加热时间相同时两种相同质量的液体吸收的热量相同,液体a升温多,由比热容的定义可知其比热容较小,吸热能力较弱。
[5]液体a的比热容小于液体b的比热容,由比热容的定义可知,在质量相同的情况下,升高相同的温度时液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量。
(3)[6]根据比热容的定义,可得水吸收的热量为
[7]实际的燃烧过程中存在热量损失,酒精燃烧实际释放的热量要大于水吸收的热量,因此用水吸收的热量等于酒精完全燃烧放出的热量计算出的热值与标准值相比偏小。
20.(1)2.4×106J
(2)1.68×106J
(3)102℃
【详解】(1)0.06m3的天然气完全燃烧放出的热量为
Q放=Vq=0.06m3×4×107J/m3=2.4×106J
(2)水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=70%×2.4×106J=1.68×106J
(3)根据Q吸=cm(t﹣t0)可知,密闭的锅内水烧开时的温度为
21.(1)
(2)
(3)50%
【详解】(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为
(2)水吸收的热量为
水的质量为
(3)公交车做的功为
该氢能源公交车的效率是
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