第十三章 内能 测试题
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.秋天树叶纷纷落下
B.沸腾时水中气泡的运动
C.端午节闻到煮粽子的香味
D.扫地时看见灰尘在空中飞舞
2.水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务。下列事例中与它的这一特性无关的是( )
A.让流动的热水通过散热器供暖
B.汽车发动机用循环水冷却
C.夜晚向稻田里灌水以防冻坏秧苗
D.夏天洒水降温
3.古时候人们常钻木取火,下列情境中改变内能的方式与其相同的是( )
A.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
B.冬天,搓手可以使手暖和
C.发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D.夏天,喝冷饮使人感到凉爽
4.关于分子热运动和内能,下列说法错误的是( )
A.物体温度升高含有的热量增加
B.铁块很难被压缩表明分子间存在斥力
C.鲜花香气四溢是一种扩散现象
D.发生热传递的物体之间一定存在温度差
5.小明将凝固点为47 ℃的某液态合金放在室温为25 ℃的实验室中,该合金从70 ℃降至47 ℃并保持47 ℃,一段时间再降至35 ℃,合金在此过程( )
A.对外放热,内能一直减少
B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47 ℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
6.下列关于实验的叙述正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲中,抽出玻璃板后观察到的现象能说明分子间存在着引力
B.图乙中,水沸腾后软木塞被推出,软木塞的内能转化为它的机械能
C.图丙中,把玻璃板拉出水面时弹簧测力计示数会变大,是大气压力的作用
D.图丁中,瓶塞弹出时,瓶内气体内能减少
7.如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列说法正确的是( )
物质 水 煤油 铝 铜
比热容
[J/(kg·℃)] 4.2×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.水的比热容大,不适合作为冷却介质
B.2 kg的煤油温度升高10 ℃吸收的热量为2.1×103 J
C.质量和初温相同的水和煤油吸收相同热量,水升温快
D.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量多
8.甲、乙两种物质的初温分别是20 ℃和30 ℃,它们的比热容之比为2∶1,质量之比为3∶2,吸收了相同的热量,最终甲的温度是50 ℃,则乙的最终温度是( )
A.90 ℃ B.120 ℃ C.10 ℃ D.40 ℃
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液体的比热容比b液体的小
B.b液体是水
C.0~3 min内,a液体吸收的热量比b液体少
D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量比a液体少
10.图甲所示为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至55 ℃左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3 kg该晶体材料,对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是( )
A.该晶体材料的熔点为55 ℃
B.在BC段,该晶体材料的内能保持不变
C.在AB段,该晶体材料的分子热运动变缓慢
D.该晶体材料的比热容为0.88×103 J/(kg·℃)
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共20分)
11.“黄河故道芳菲天,大套梨花来相见!”如图所示,满园梨花香扑鼻而来,这是________现象,说明分子处在永不停息的________________中。梨树枝很难折断,说明分子间存在相互作用的______________。
12.寒冷的冬天,我们可以坐在电火箱旁取暖,也可以跳绳使身体发热。前者是通过_______________的方式改变人体的内能,后者是通过______________的方式改变人体的内能。(均选填“做功”或“热传递”)
13.大货车在行驶过程中,长时间踩刹车,这是通过______________的方式导致刹车片的温度升高。这时需要将车停在服务区内,给刹车片泼水降温,用水来降温是利用了水具有______________较大的性质。
14.如图所示,两个容积相同的保温杯,同时装满温度相同的热水,过了一会儿,甲杯的外壁比乙杯热,由此可判断______________杯保温性能较好,杯壁变热是通过______________的方式改变了它的内能。
15.银川北塔湖公园景色优美,空气清新。小红在湖边散步时,感觉湖边比周边更凉爽,她想到的原因有:水的比热容______________(选填“大于”“小于”或“等于”)沙石的比热容和水要______________(填物态变化名称)吸热等。
16.如图所示是一款新型无叶电风扇,该电风扇工作时,底座上的电动机将空气从进风口吸入,经压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出。用温度计测量后发现,吹出的空气温度比室温要低,原因是释放出来的压缩空气对外做功,内能______________(选填“增加”“减少”或“不变”),温度______________(选填“降低”“升高”或“不变”);与传统的有叶风扇相比,无叶电风扇更安全的原因是_______________。
17.如图所示的胡辣汤是郑州非常流行的风味小吃之一。刚出锅的胡辣汤香气特别浓,这是因为温度越高,分子的无规则运动越______________(选填“剧烈”或“缓慢”);熬胡辣汤主要是通过______________的方式改变物体的内能。刚出锅的质量为1.5 kg的胡辣汤温度降低50 ℃放出的热量为______________J。[胡辣汤的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)]
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第17题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第18题图))
18.淡水资源的短缺已越来越成为制约社会发展的重要因素,从海洋里获取淡水,对解决淡水危机具有重要意义。用什么方法能除去海水中的盐得到淡水?小明进行了如图所示的实验,向大试管中加入10 mL的食盐水,组装好器材后,用酒精灯加热,一会儿看到小试管内出现淡化后的水。则加入的食盐水质量为______________g,当食盐水从25 ℃升高到75 ℃的过程中,吸收的热量约为______________J(不考虑食盐水质量的改变)。在淡化过程中,水蒸气变成水是______________(填物态变化名称)现象。[食盐水比热容近似为4.2×103 J/(kg·℃),食盐水的密度取1.03×103 kg/m3]
三、实验探究题(本题共2小题,第19小题16分,第20小题10分,共26分)
19.为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下表。
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时
间/min 吸收的
热量
水 200 20 27 1 Q
煤油 200 20 35 1 Q
(1)取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时使用搅拌器,这是为了______________。
(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量__相同__(选填“相同”或“不相同”)。加热1 min后,煤油的温度比水的温度______(选填“高”或“低”)。
(3)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,要给______(选填“水”或“煤油”)加热更长时间,此时水吸收的热量______(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(4)实验表明,______(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是__________。
(5)春城昆明冬无严寒,夏无酷暑,原因之一是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的_________较大,当水吸收或放出相同的热量,温度变化较小。
20.如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中。
(1)小明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。同组的同学指出这里存在问题,你认为存在的问题是____________________。
(2)纠正错误以后,小明用完全相同的加热棒给水和煤油加热,得到了水和煤油的温度随时间的变化关系图像如图乙所示,可以判断出_______(选填“a”或“b”)的吸热能力强。根据图乙,若不计实验中的热量损失,煤油的比热容是_____________J/(kg·℃)。[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)小明做冰的熔化实验,根据实验数据绘出的图像如图丙所示,B点的内能________(选填“小于”“等于”或“大于”)C点的内能。若冰完全熔化后继续加热一段时间,则水温随时间变化的图线是_________(选填“CD”“CE”或“CF”)。
四、综合应用题(本题共2小题,每小题12分,共24分)
21.早上,小明妈妈用热水给小明热牛奶喝。袋装牛奶的标签上标明牛奶质量为420 g,温度从25 ℃加热至75 ℃,所用热水初温为95 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃)]求:
(1)牛奶吸收的热量。
(2)所需热水的最小质量。
22.工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,把刚打制成型的刀具放到火炉中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1 kg,温度为20 ℃,放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间,迅速取出放入5 kg、20 ℃的水中冷却,使水的温度最高升高到36 ℃。不计热量损失,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量。
(2)该合金钢的比热容c钢。
答案版
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是( C )
A.秋天树叶纷纷落下
B.沸腾时水中气泡的运动
C.端午节闻到煮粽子的香味
D.扫地时看见灰尘在空中飞舞
2.水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务。下列事例中与它的这一特性无关的是( D )
A.让流动的热水通过散热器供暖
B.汽车发动机用循环水冷却
C.夜晚向稻田里灌水以防冻坏秧苗
D.夏天洒水降温
3.古时候人们常钻木取火,下列情境中改变内能的方式与其相同的是( B )
A.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
B.冬天,搓手可以使手暖和
C.发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D.夏天,喝冷饮使人感到凉爽
4.关于分子热运动和内能,下列说法错误的是( A )
A.物体温度升高含有的热量增加
B.铁块很难被压缩表明分子间存在斥力
C.鲜花香气四溢是一种扩散现象
D.发生热传递的物体之间一定存在温度差
5.小明将凝固点为47 ℃的某液态合金放在室温为25 ℃的实验室中,该合金从70 ℃降至47 ℃并保持47 ℃,一段时间再降至35 ℃,合金在此过程( A )
A.对外放热,内能一直减少
B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47 ℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
6.下列关于实验的叙述正确的是( D )
甲 乙 丙 丁
A.图甲中,抽出玻璃板后观察到的现象能说明分子间存在着引力
B.图乙中,水沸腾后软木塞被推出,软木塞的内能转化为它的机械能
C.图丙中,把玻璃板拉出水面时弹簧测力计示数会变大,是大气压力的作用
D.图丁中,瓶塞弹出时,瓶内气体内能减少
7.如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列说法正确的是( D )
物质 水 煤油 铝 铜
比热容
[J/(kg·℃)] 4.2×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.水的比热容大,不适合作为冷却介质
B.2 kg的煤油温度升高10 ℃吸收的热量为2.1×103 J
C.质量和初温相同的水和煤油吸收相同热量,水升温快
D.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量多
8.甲、乙两种物质的初温分别是20 ℃和30 ℃,它们的比热容之比为2∶1,质量之比为3∶2,吸收了相同的热量,最终甲的温度是50 ℃,则乙的最终温度是( B )
A.90 ℃ B.120 ℃ C.10 ℃ D.40 ℃
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( D )
A.a液体的比热容比b液体的小
B.b液体是水
C.0~3 min内,a液体吸收的热量比b液体少
D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量比a液体少
10.图甲所示为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至55 ℃左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3 kg该晶体材料,对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是( D )
A.该晶体材料的熔点为55 ℃
B.在BC段,该晶体材料的内能保持不变
C.在AB段,该晶体材料的分子热运动变缓慢
D.该晶体材料的比热容为0.88×103 J/(kg·℃)
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共20分)
11.“黄河故道芳菲天,大套梨花来相见!”如图所示,满园梨花香扑鼻而来,这是__扩散__现象,说明分子处在永不停息的__无规则运动__中。梨树枝很难折断,说明分子间存在相互作用的__引力__。
12.寒冷的冬天,我们可以坐在电火箱旁取暖,也可以跳绳使身体发热。前者是通过__热传递__的方式改变人体的内能,后者是通过__做功__的方式改变人体的内能。(均选填“做功”或“热传递”)
13.大货车在行驶过程中,长时间踩刹车,这是通过__做功__的方式导致刹车片的温度升高。这时需要将车停在服务区内,给刹车片泼水降温,用水来降温是利用了水具有__比热容__较大的性质。
14.如图所示,两个容积相同的保温杯,同时装满温度相同的热水,过了一会儿,甲杯的外壁比乙杯热,由此可判断__乙__杯保温性能较好,杯壁变热是通过__热传递__的方式改变了它的内能。
15.银川北塔湖公园景色优美,空气清新。小红在湖边散步时,感觉湖边比周边更凉爽,她想到的原因有:水的比热容__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)沙石的比热容和水要__蒸发(或汽化)__(填物态变化名称)吸热等。
16.如图所示是一款新型无叶电风扇,该电风扇工作时,底座上的电动机将空气从进风口吸入,经压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出。用温度计测量后发现,吹出的空气温度比室温要低,原因是释放出来的压缩空气对外做功,内能__减少__(选填“增加”“减少”或“不变”),温度__降低__(选填“降低”“升高”或“不变”);与传统的有叶风扇相比,无叶电风扇更安全的原因是__无扇叶__。
17.如图所示的胡辣汤是郑州非常流行的风味小吃之一。刚出锅的胡辣汤香气特别浓,这是因为温度越高,分子的无规则运动越__剧烈__(选填“剧烈”或“缓慢”);熬胡辣汤主要是通过__热传递__的方式改变物体的内能。刚出锅的质量为1.5 kg的胡辣汤温度降低50 ℃放出的热量为__3×105___J。[胡辣汤的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)]
eq \o(\s\up7(),\s\do5(第17题图)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(第18题图))
18.淡水资源的短缺已越来越成为制约社会发展的重要因素,从海洋里获取淡水,对解决淡水危机具有重要意义。用什么方法能除去海水中的盐得到淡水?小明进行了如图所示的实验,向大试管中加入10 mL的食盐水,组装好器材后,用酒精灯加热,一会儿看到小试管内出现淡化后的水。则加入的食盐水质量为__10.3__g,当食盐水从25 ℃升高到75 ℃的过程中,吸收的热量约为__2163__J(不考虑食盐水质量的改变)。在淡化过程中,水蒸气变成水是__液化__(填物态变化名称)现象。[食盐水比热容近似为4.2×103 J/(kg·℃),食盐水的密度取1.03×103 kg/m3]
三、实验探究题(本题共2小题,第19小题16分,第20小题10分,共26分)
19.为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下表。
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时
间/min 吸收的
热量
水 200 20 27 1 Q
煤油 200 20 35 1 Q
(1)取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时使用搅拌器,这是为了__使水和煤油受热均匀__。
(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量__相同__(选填“相同”或“不相同”)。加热1 min后,煤油的温度比水的温度__高__(选填“高”或“低”)。
(3)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,要给__水__(选填“水”或“煤油”)加热更长时间,此时水吸收的热量__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(4)实验表明,__水__(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是__比热容__。
(5)春城昆明冬无严寒,夏无酷暑,原因之一是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的__比热容__较大,当水吸收或放出相同的热量,温度变化较小。
20.如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中。
(1)小明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。同组的同学指出这里存在问题,你认为存在的问题是__没有控制水和煤油的质量相等__。
(2)纠正错误以后,小明用完全相同的加热棒给水和煤油加热,得到了水和煤油的温度随时间的变化关系图像如图乙所示,可以判断出__a__(选填“a”或“b”)的吸热能力强。根据图乙,若不计实验中的热量损失,煤油的比热容是__2.1×103__J/(kg·℃)。[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)小明做冰的熔化实验,根据实验数据绘出的图像如图丙所示,B点的内能__小于__(选填“小于”“等于”或“大于”)C点的内能。若冰完全熔化后继续加热一段时间,则水温随时间变化的图线是__CF__(选填“CD”“CE”或“CF”)。
四、综合应用题(本题共2小题,每小题12分,共24分)
21.早上,小明妈妈用热水给小明热牛奶喝。袋装牛奶的标签上标明牛奶质量为420 g,温度从25 ℃加热至75 ℃,所用热水初温为95 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃)]求:
(1)牛奶吸收的热量。
(2)所需热水的最小质量。
解:(1)牛奶的质量m1=420 g=0.42 kg,牛奶升温时吸收的热量Q吸=c1m1(t-t01)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.42 kg×(75 ℃-25 ℃)=5.25×104 J
(2)水放出的热量全部被牛奶吸收时,需要热水的质量最少,热水放出的热量Q放=Q吸=5.25×104 J,由Q放=c2m2(t02-t)得至少需要热水的质量m2===0.625 kg
22.工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,把刚打制成型的刀具放到火炉中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1 kg,温度为20 ℃,放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间,迅速取出放入5 kg、20 ℃的水中冷却,使水的温度最高升高到36 ℃。不计热量损失,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量。
(2)该合金钢的比热容c钢。
解:(1)水吸收的热量Q吸=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(36 ℃-20 ℃)=3.36×105 J
(2)不计热量损失,刀具放入水中放出的热量等于水吸收的热量,即Q放=Q吸=3.36×105 J,根据Q放=cmΔt可得,该合金钢的比热容c钢===0.42×103 J/(kg·℃)