第13章 内能 实验探究题训练
1.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能 (填“增加”或“减少”),空气的内能是通过 方式改变的,筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过 方式改变的。
2.如图一所示,用加热器给初温均为20℃的甲、乙液体加热(m甲<m乙),两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度﹣﹣加热时间的图线如图二。
(1)某时刻温度计示数如图一所示,此时乙的温度为 ℃。
(2)甲液体第30s的内能 第35s的内能(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
(3)小明根据图二中0至30s图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。你认为小明的说法是否正确? 。你的判断依据是什么? 。
3.如图所示,用两个相同的电加热器分别给质量相同的水和煤油加热(不考虑热损失),在时间相同的情况下,水比煤油温度升高的少,也可以说,要使质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量比煤油吸收的热量 。换用其它物质来做这样的实验,通过实验人们得到了类似的结果,物质的这种特性我们可以用物理量 来描述。
4.小礼在自己的家庭实验中用矿泉水瓶水、沙子、细线、毛巾、海绵块、细针演示了以下几个实验:
(1)矿泉水瓶内装半瓶沙子,拧紧瓶盖,用厚毛巾包住瓶盖和瓶底儿用力快速晃动瓶子约五分钟后,沙子变热,这表明 ;
(2)把装满沙子的矿泉水瓶,先正放后再倒放在海绵上,发现海绵凹陷程度变大,这表明 ;
(3)用空矿泉水瓶从饮水机接水的过程中,听到瓶中传出的声音的音调越来越 ;
(4)如图,将细线系在矿泉水瓶下部,沿水平方向拉动细线使其沿同一水平桌面匀速移动,发现拉满水瓶比拉半水瓶需要的力大,此现象表明 ;
(5)在装满水的矿泉水瓶上,用细针沿竖直方向由上至下扎三个孔,看到水的射程越来越大,这表明 。
5.小明同学想测量家中色拉油的比热容。设计了如下的方案:
①在两个相同的易拉罐中分别装入200g水和200g色拉油,测得它们的温度均为20℃;
②按如图所示的装置,将器材装配好;
③用酒精灯给水加热4min,测得其温度为32℃;
④用同样的方法给色拉油加热4min,测其温度48℃;
⑤整理器材,并计算色拉油的比热容。
请替小华完成计算过程:
(1)加热4min,水吸收到的热量是Q水= J;(已知:c水=4.2×103J/(kg?℃)
(2)色拉油吸收的热量等于水吸收的热量,即Q色拉油=Q水;
(3)计算出色拉油的比热容为c色拉油= J/(kg?℃);
(4)除了这种方案,你还有其他的方案吗?请简单说明你的方案: 。
6.如图,两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的不同液体,若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,加热时间相同且液体均未沸腾,则在加热结束时,温度较低的液体吸收的热量 温度较高的液体吸收的热量,加热结束时温度较高的液体比热容较 ,请利用相关物理公式加以说明你的判断依据: 。
7.从下面的表格提供的信息中,我们可以看出:
水 酒精 水银
密度(kg/m3) 1.0×103 0.8×103 13.6×103
比热容J/(kg?℃)] 4.2×103 2.4×103 0.14×103
沸点(℃、标准气压下) 100 78 357
凝固点(℃) 0 ﹣117 ﹣39
(1)制作一个能测量北极寒冷气温的温度计,应选择里面的液体是 的温度计;
(2)如果用三个相同的加热设备同时对质量相同的三种液体加热,则升温最快的液体是 ;
(3)如果取质量相同的三种液体分别放入三个相同的烧杯中,则液面最高的是 。
8.如图所示,用酒精灯给水加热一段时间后。观察到软木塞冲出试管口。软木塞冲出时试管口出现白雾,说明水蒸气对外做功后内能 (选填“增大”“减小”或“不变”),这个过程与热机的 冲程相似。
9.如图所示,在一端开口的玻璃管中倒入一半水,然后再注入一半的酒精,将管口密封后翻转让水和酒精充分混合,可以观察到混合液的体积 (选填“大于”“小于”或“等于”)水和酒精的总体积,这一现象说明了分子间有 。如图B所示,分别在热水和冷水中滴入相同的红墨水,可以看到 水瓶中墨水扩散得快,这说明分子的热运动快慢跟 有关。
10.为了探究做功与物体内能变化的关系,某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验。实验中,他们先关闭喷嘴处的阀门,接着手压活塞快速打气,然后打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体,并用温度计测出喷雾器内部的气体温度(物体温度升高内能增大),研究过程如图(a)、(b)和(c)所示。请仔细观察图中的操作和测量结果。然后归纳得出初步结论。
①比较(a)和(b)两图可知:
②比较(b)和(c)两图可知: 。
11.为了比较甲、乙两种液体的比热容,小红进行了如下的实验:
(1)在两个相同的烧杯中分别装入甲、乙两种液体,先用天平称出甲液体的质量,当天平平衡时,天平右盘中的砝码数和游码的位置如图所示,每个烧杯的质量为100g,则甲液体的质量为 g;然后同样称出相等质量的乙液体。
(2)用温度计分别测出甲、乙两种液体的初温为19℃。
(3)用两个相同的酒精灯分别给甲、乙两种液体加热,当它们升高相同的温度时,甲所用的时间为t1,乙所用的时间为t2.若t1>t2,则吸收热量较多的液体是 ,比热容较大的液体是 (选填“甲”或“乙”)。
12.从下面的表格提供的信息中,我们可以看出:
水 酒精 水银
密度(kg/m3) 1.0×103 0.8×103 13.6×103
比热容[J/(kg?℃)] 4.2×103 2.4×103 0.14×103
沸点(℃、标准大气压下) 100 78 357
凝固点(℃) 0 ﹣117 ﹣39
制作一个能测量沸水的温度计,应选择表中的液体是 ;如果用三个相同的加热设备同时对质量相等的三种液体加热,则升高相同温度时加热时间最长的液体是 ;如果取质量相等的三种液体分别放入三个相同的烧杯中,则液面最高的是 。
13.如图所示,在配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小块硝化棉。把活塞迅速压下,可以看到的现象是 。在这一过程中,消耗了机械能,获得了 。
14.如图所示,在试管内装适量的水,用软木塞塞住,加热使水沸腾。
(1)水沸腾后有什么现象发生? 。
(2)塞子被冲出的过程中,能量是如何转化的? 。
15.如图所示是小丽和小明用同一套器材做加热水和煤油的实验。
组装好器材后,他们先后在同一个烧杯中称取质量和初温都相同的水和煤油,分别加热相同的时间,发现 升温更快,由此可知, 的吸热本领更强。
16.运用知识解决问题
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为:水的比热容 ,海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水 。
(2)水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),煤油的比热容为2.1×103J/(kg?℃)。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上质量相等的煤油和水,用相同热源对试管均匀加热。下列图象正确的是 。
(3)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是 。
A.温度相同的两个物体间也能发生热传递
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变
C.物体的温度越高,含有的热量越多
D.任何物体都具有内能,通过摩擦可增大冰块的内能
(4)下列现象中,属于机械能转化为内能的是 。
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热 B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时,爆竹腾空而起 D.电灯发出光和热
(5)对100g水加热,水的沸腾图象如图,请你计算从开始计时到加热3min内水吸收的热量(请写出计算过程)
17.小明在学习扩散现象时,做了如下实验:
(1)图甲所示,是演示气体扩散现象的装置,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是 (选填“A”或“B”)瓶。
(2)图乙所示,在盛有冷水和热水的两杯中分别滴入一滴墨水,可以看到:墨水在热水中扩散快,这说明 。
18.为了研究分子间的作用力,现将两个铅圆柱体的接触面用小刀刮平(不能沾有油污或杂质),使刮纹方向一致,用力挤压在一起。图所示,把压在一起的铅圆柱体小心地挂在支架上,并轻轻挂上钩码,观察到可以挂得住钩码。
(1)在进行实验过程中,要用小刀将铅圆柱体的接触面刮平,这样做的目的是 。
(2)根据实验现象得出的结论是 。
19.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃活塞筒里放入一小团处理过的棉花,把活塞迅速压下可使棉花燃烧,这是因为压缩气体 ,使瓶内空气的内能 ,温度 。达到棉花的着火点,使棉花燃烧,若将活塞缓慢压下去,不能看到此现象,原因是被压缩的空气温度 筒外空气温度,易发生 。从使温度难以达到棉花的着火点。用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁比气筒的下部筒壁的温度 ,以上2种现象都是把 转化为内能。
20.两个相同的容器内分别装有质量相同的甲、乙两种液体,用相同酒精灯分别加热,液体温度(T)与加热时间(t)的关系如图所示(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(1)加热相同的时间,甲液体吸收的热量 乙液体吸收的热量。
(2)加热相同的时间,甲液体升高的温度 乙液体升高的温度。
(3)甲液体的比热容 乙液体的比热容。
第13章 内能 实验探究题训练
参考答案与试题解析
1.【分析】迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,通过此实验可说明做功可以改变物体的内能。
【解答】解:迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,这是通过做功的方法增大空气内能的;当温度达到棉花的燃点时,棉花就会燃烧,这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。
故答案为:增加;做功;热传递。
【点评】解决此类问题要结合改变物体内能的方式进行分析解答,相对比较简单,属于基础题。
2.【分析】(1)根据温度计的量程和分度值读数;
(2)物体吸收热量内能变大;
(3)根据图象,利用c=比较比热容的大小。
【解答】解:(1)由图可知,温度计的分度值为1℃,示数为58℃;
(2)由图可知,物体从30s到35s时,一直吸收热量,温度升高,内能变大,即甲液体第30s的内能小于第35s的内能;
(3)由图可知,在0﹣60s内,甲乙变化图象是重合的,即甲乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据c=可知,甲的比热容大于乙的比热容,故小明的说法是正确的。
故答案为:(1)58;(2)小于;(3)正确;甲乙吸收相同的热量,升高相同的温度,由于甲的质量小于乙的质量,根据c=可知,甲的比热容大于乙的比热容。
【点评】本题考查了物质的吸热能力的探究实验,关键是利用好吸热公式Q吸=cm△t和控制变量法的应用。
3.【分析】(1)相同的加热器加热,表示两者在相同时间内放出的热量相等,即被加热的物体吸收的热量相等,因此可以利用加热时间的长短来确定物体吸收热量的多少。
根据在时间相同的情况下,水比煤油温度升高的少,可以确定在吸收相同热量的情况下,水升高的温度较少;由此入手分析可以确定质量相同的水和煤油升高相同温度,哪种物质吸收的热量多。
(2)为了描述相同质量的不同物质在升高相同的温度时,吸收的热量不同,而引入了物理量:比热容。
【解答】解:(1)用相同的加热器加热物体,物体吸收热量的多少可以利用加热时间的长短来比较。
质量相等的水和煤油,在加热时间相等,即吸收相同热量的前提下,煤油升高的温度多。也就是说要使两者升高相同的温度,对水加热的时间要长,即水吸收的热量要多;
(2)这是为了研究物体的吸热本领与物质的种类是否有关而做的实验,在物理学中,为了表示不同物质的吸热本领不同,而引入了比热容这个物理量。
故答案为:多;比热容。
【点评】在以后的解题过程中,经常遇到用相同的电热器、酒精灯加热的信息,此时就隐含着一个信息:加热时间的长短可以表示物体吸收热量的多少。这是一种转换的方法。
4.【分析】(1)做功与热传递是改变物体内能的两种方式。
(2)压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)先确定振动的物体,振动的物体质量越大,体积越大,越难振动,频率越小音调越低;频率越快,音调越高。
(4)在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(5)根据液体内部压强的特点分析。
【解答】解:(1)用力快速晃动瓶子,人对瓶子、瓶内的沙做功,沙子变热,这是通过做功的方式改变物体的内能;
(2)把装满沙子的瓶子正放后再倒放在海绵上,发现海绵凹陷程度不同,这说明压力相同时,受力面积越小压力作用效果越明显。
(3)往矿泉水瓶中灌水时,瓶内空气柱振动发出声音,随着水越来越多,空气柱越来越短,越容易振动,因此振动的频率越快,音调越高。
(4)满水瓶放在水平面上时,此时水平面受到的压力要大于不满时的压力,压力大,摩擦力大,故在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(5)在装满水的矿泉水瓶上,用细针沿竖直方向由上至下扎三个孔,孔的深度越深,受到的水的压强就越大,射程就越远。
故答案为:(1)对物体做功,物体的内能会增大,温度会升高;(2)压力的大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(3)高;(4)在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(5)液体内部的压强随深度的增加而增大。
【点评】本题利用生活中常见的矿泉水瓶考查了;改变物体内能的方式、影响音调的因素、影响摩擦力大小的因素,难度不大,是一道基础题;音调是指声音的高低,音调跟频率有关,频率越大,音调越高。
5.【分析】(1)根据已知条件,由Q水=m水c水△t求水吸收到的热量;
(3)根据Q=mc△t计算出色拉油的比热容;
(4)比较物质吸热能力的2种方法:①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;②使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
【解答】解:(1)加热4min,水吸收到的热量是:
Q水=m水c水△t=0.2kg×4.2×103J/(kg?℃)×(32℃﹣20)℃=1.008×104J;
(2)色拉油吸收的热量等于水吸收的热量,即Q色拉油=Q水;
(3)根据Q=mc△t,色拉油的比热容为:
c色拉油===1.8×103J/(kg?℃);
(4)小明比较比热容的方法是:使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化;另一种方案是:使相同质量的水和色拉油升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强。
故答案为:(1)1.008×104;(3)1.8×103;(4)使相同质量的水和色拉油升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及c=的运用,为热学中的重要实验。
6.【分析】(1)根据焦耳定律,相同规格的电热器相同时间内放出的热量相等;
(2)液体吸收的热量相等,根据Q吸=cm△t可判断比热容的大小;
【解答】解:(1)相同规格的电热器相同时间内放出的热量相等,液体未沸腾,液体吸收的热量相等,与液体变化的温度没有关系;
(2)根据Q吸=cm△t可知,在质量、吸收热量相同的条件下,变化的温度△t越大,比热容越小。
故答案为:=;小;根据吸热的公式Q=cm△t,吸收相同的热量,温度较高的物质比热容较小。
【点评】灵活运用控制变量法分析问题是解题的关键。
7.【分析】(1)寒冷地区温度低,温度计里面应选择不易凝固的液体;
(2)三个相同的加热设备,加热相同的时间,产生的热量相同;三种质量相同的液体吸收的热量相同,根据吸热公式Q吸=cm△t分析;
(3)质量相同的三种液体,由于密度不同,液体的体积不同,分别放入三个相同的烧杯中,体积大的液面高。
【解答】解:(1)因为北极寒冷时气温非常低,故应选择凝固点最低的酒精作为温度计内的液体;即选择里面的液体是酒精的温度计;
(2)用三个相同的加热设备,同时对质量相同的三种液体加热,三种液体吸收的热量相同,因为水银的比热容最小,水银温度升高的最快;
(3)质量相同的三种液体,因为酒精的密度最小,所以酒精的体积最大,分别放入三个相同的烧杯中,酒精的液面最高。
故答案是:(1)酒精;(2)水银;(3)酒精。
【点评】本题要求灵活应用物质的特性:密度、比热容、凝固点进行分析,会利用吸热公式Q吸=c水m△t进行计算,本题知识点多、综合性强,有难度。
8.【分析】当对物体做功时,机械能转化为物体的内能,物体的内能增大;当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小;
在热机的做功冲程中能量转化情况是内能转化为机械能。
【解答】解:
当木塞冲出时,试管口出现白雾,是因为水蒸气对外做功,内能减少、温度降低,这一过程中是将内能转化为机械能,这与热机的做功冲程相似。
故答案为:减小;做功。
【点评】此题结合木塞冲出的实验考查了能量转化关系,知道做功可以改变物体的内能。
9.【分析】一切物质的分子间都存在间隙,分子是在永不停息地做无规则运动,其运动速度与温度有关,温度越高,运动速度越快。
【解答】解:因为分子间存在着间隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的间隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小了。
由于热水的温度高,故分子无规则运动剧烈,在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水,会看到热水中的墨水扩散的快。
故答案为:小于;间隙;热;温度。
【点评】本题解题的关键是掌握分子间存在间隙,并且分子是在不停的运动的;温度越高,分子运动越剧烈,所以扩散就变快了。注意解释实验现象产生的原因。
10.【分析】做功可以改变物体的内能,外界对物体做功,物体温度升高,内能增加;物体对外做功,内能减小,温度降低。
【解答】解:
①比较(a)和(b)图,手压活塞,对壶内气体做功,观察到气体温度上升,即气体内能增大,所以外界对气体做功,气体的内能增加;
②比较(b)和(c)图,气体被放出,使得小叶轮转动,即气体对外界做功,此时,观察到气体温度下降,即气体内能减小,所以气体对外界做功,气体内能减小。
故答案为:①外界对气体做功,气体内能增加;②气体对外界做功,气体内能减小。
【点评】本题考查改变物体内能的方式,要注意区分是外界对物体做功还是物体对外界做功。
11.【分析】(1)物体的质量等于砝码的总质量加上游码所对的刻度值;
(3)根据热量计算公式:Q=cm△t进行分析。
【解答】解:(1)砝码的总质量:180g,游码所对的刻度值:2g,所以玻璃杯和液体的总质量是:182g。
则液体的质量:182g﹣100g=82g。
(3)由于用两个相同的酒精灯给液体加热,甲的加热时间比乙长,所以甲吸收的热量多,即Q甲>Q乙,
根据Q=cm△t可知,在质量、升高的温度都相同时,Q与c成正比。即比热容大的吸热多。
故答案为 (1)82;(3)甲;甲。
【点评】本题是一道探究题,热量计算公式Q=cm△t包含的物理量较多,是初中物理中最复杂的一个公式。在比较其中两个物理量的关系时,要注意另两个物理量必须都相同。
12.【分析】(1)沸水的温度会达到100℃,温度计里面应选择沸点高于100℃的液体;
(2)用三个相同的加热设备同时对质量相同的三种液体加热,升高相同温度时,由Q吸=cm△t可知,液体比热容大的,其吸收的热量多,加热时间长;
(3)质量相同的三种液体,由于密度不同,液体的体积不同,分别放入三个相同的烧杯中,体积大的液面高。
【解答】解:
(1)因为沸水的温度会达到100℃,所以温度计里面应选择沸点高于100℃的液体;由表格信息可知,水银的沸点高于100℃,故应选择表中的液体是水银;
(2)用三个相同的加热设备同时对质量相同的三种液体加热,升高相同温度时,由Q吸=cm△t可知,液体比热容大的,其吸收的热量多,加热时间长;由表格信息可知,水的比热容最大,则水吸收的热量最多,其加热时间最长;
(3)质量相同的三种液体,因为酒精的密度最小,所以由V=可知,酒精的体积最大,将三种液体放入相同的烧杯中,则酒精的液面最高。
故答案是:水银;水;酒精。
【点评】本题要求灵活应用物质的特性:密度、比热容、沸点进行分析,会利用吸热公式Q吸=c水m△t进行分析,本题知识点多、综合性强,有难度。
13.【分析】解决此题要知道做功可以改变物体的内能,当物体达到燃点时就会燃烧。
【解答】解:
迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,使空气的内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉就会燃烧;在这一过程中,消耗了机械能,获得了内能。
故答案为:硝化棉会燃烧;内能。
【点评】解决此类问题要结合改变物体内能的方式进行分析解答,相对比较简单,属于基础题。
14.【分析】做功可以改变物体的内能,对物体做功,物体内能增大,物体对外做功,内能减小。
【解答】解:
(1)水沸腾后,水蒸气推动软木塞做功,软木塞被冲出,即此时试管口处的空气内能减小,温度降低,其内部的水蒸气遇冷液化成小水滴,管口出现“白气”;
(2)塞子被冲出的过程中,消耗了水蒸气的内能,塞子获得了机械能,故是内能转化为机械能的过程。
故答案为:(1)软木塞被冲出,管口出现“白气”;(2)内能转化为机械能。
【点评】本题考查了做功改变物体内能,对物体做功,物体内能会增加,物体对外做功,物体内能会减小。
15.【分析】用相同的酒精灯加热在相等时间内液体吸收的热量相等。相同质量的水与煤油吸收相等的热量,温度升高越快的液体吸热能力越弱,升温越慢的液体吸热本领越强。
【解答】解:用相同的酒精灯加热,水与煤油在相等时间内吸收的热量相等;实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快,即煤油的温度变化△t大,由于质量m与吸收的热量Q相等,由Q=cm△t可知,煤油的c小,水的c大,则煤油的吸热能力弱,水吸热本领更强。
故答案为:煤油;水。
【点评】“比较不同物质的吸热能力”的实验是热学最主要的实验。此实验不仅考查学生对基本过程的掌握情况,更进一步考查学生运用基本知识和方法分析问题、提出问题的能力。要知道“水浴法”加热的优点。
16.【分析】(1)沿海地区,水多,因为水的比热容较大,相同质量的水和泥土沙石比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,据此分析;
(2)水的比热容大于煤油的比热容,根据公式Q=cm△t,相同质量的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化较小;
(3)①热传递发生的条件是要有温度差,如果温度一样,则就不会发生热传递;
②一块0℃的冰变成0℃的水的过程中,吸收热量,内能增大,温度不变;
③热量是个过程量,只能说吸收或者放出热量,不能说含有热量;
④改变内能的方式有两种:做功和热传递;
(4)做功和热传递都可以改变物体的内能,做功是能量的转化,热传递是能量的转移,对物体做功可以使机械能转化为内能;
(5)由图知,经过3min时间加热,水升高的温度值,利用吸热公式求水吸收的热量。
【解答】解:
(1)根据Q=cm△t可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度改变较小;
水的比热容较大,同样受热的情况下,吸收相同热量,沙子的温度变化比海水大,因此,小明光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉;
(2)由Q吸=cm△t得,△t=,质量相同的水和煤油吸收相同的热量,煤油的比热容为水的比热容的,所以煤油升高的温度为水升高温度的2倍,所以C正确;
(3)A、热传递发生的条件是要有温度差,如果温度一样,则就不会发生热传递,故A错误;
B、0℃的冰变成0℃的水的过程中,吸收热量,内能增大,温度不变,故B错误;
C、不能说物体含有热量,因为热量是一个过程量,故C错误;
D、摩擦生热,是用克服摩擦做功的方法改变物体内能的,故D正确。
(4)A、航天飞行器穿越大气层时,与大气层发生摩擦,表面发热内能增加,属于通过做功的方式使内能增加,机械能转化为内能,符合题意;
B、冬天用热水袋取暖,是通过热传递的方式增加物体的内能,不符合题意;
C、爆竹点燃后腾空升起,是爆炸产生的气体的内能转化为爆竹的机械能,不符合题意;
D、电灯消耗电能发出光和热,是电能转化为内能,不符合题意;
(5)由图可知,经过3min加热,水温由70℃升高到92.5℃左右,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(92.5℃﹣70℃)=9.45×103J;
故答案为:(1)大;大;(2)C;(3)D;(4)A;(5)从开始计时到加热3min内水吸收了9.45×103J的热量。
【点评】本题是一道综合题,考查的知识点较多,难度不大。
17.【分析】(1)扩散现象,是指分子在永不停息地做无规则运动,通过两只瓶内的气体颜色变化,来反映二氧化氮气体分子在做无规则运动;由于空气的密度小于二氧化氮气体,所以一般情况下空气处于二氧化氮气体的上方;
(2)分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
【解答】解:
(1)二氧化氮的密度大于空气的密度,如果把二氧化氮气体放到上方的话,由于自身密度大的缘故,二氧化氮会在重力作用下沉到下方的空气瓶子中去,就不能说明分子在不停地做无规则运动,因此要把密度小的空气瓶子放到上方,把二氧化氮放在下方;
(2)在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水,会看到热水中的墨水扩散的快,这表明分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散越快。
故答案为:(1)B;(2)温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散越快。
【点评】本题考查学生对分子运动特点和其相关因素的掌握情况,需要对分子动理论加强记忆方面的训练。
18.【分析】(1)分子间的作用力是一个短程力;
(2)物质是由分子组成的,分子间存在着斥力和引力。
【解答】解:
(1)由于分子间的作用力是一个短程力,所以用小刀将铅柱体表面刮平,为了使得两个接触面接触紧密,达到分子间起引力的范围;
(2)据图可知,下面的铅块掉不下来,这是由于分子间存在着引力的缘故。
故答案为:(1)使得两个接触面接触紧密,达到分子间起引力的范围;(2)分子间存在相互作用的引力。
【点评】本题主要考查了分子间作用力的特点及学生实验探究能力,要学会控制变量法的应用,属于基础题。
19.【分析】解决此类问题要掌握:改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。
【解答】解:
活塞迅速向下压时,活塞压缩气体做功,空气内能增加,温度升高,达到棉花的燃烧点,棉花就会燃烧。活塞缓慢压下去,瞬间机械能转化的内能少,不能使棉花燃烧。
若将活塞缓慢压下去,不能看到此现象,原因是被压缩的空气温度高于筒外空气温度,易发生热传递,从而使温度难以达到棉花的着火点。用打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现气筒的上部筒壁比气筒的下部筒壁的温度低,这是因为用打气筒打气时,压缩筒内空气做功,使筒内下部的空气内能增大、温度升高,这样使打气筒下部筒壁的温度较高。
以上两种现象都是机械能减小,内能增大,都属于把机械能转化为内能。
故答案为:做功; 增加; 升高; 高于; 热传递; 低; 机械能。
【点评】本题考查做功改变物体的内能,要知道做功和热传递改变物体内能的区别。
20.【分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。
(2)由图分析回答;
(3)比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强(比热容大);
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强(比热容大)。
【解答】解:(1)加热相同的时间,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量。
(2)由图知,加热相同的时间,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度。
(3)由(2)知,因质量相同的甲、乙两种液体,吸收相同的热量,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度,由比较吸热能力的第2种方法,甲液体的比热容小于乙液体的比热容。
故答案为:(1)等于;(2)大于;(3)小于。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。