第十三章 内能(90分钟 90分)
一、选择题:本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题,在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全选对得3分,选对但不全的得1分,选错或不选得0分。
1.晚饭后小刚一家在人民公园散步,走在公园门口,远远地就能闻到花香,这是因为 ( )
A.分子在不停地运动 B.分子间有空隙
C.分子间有引力 D.分子间有斥力
2.关于分子,下列说法错误的是 ( )
A.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
B.分子永不停息地做无规则运动
C.有的分子之间只有引力,有的分子之间只有斥力
D.分子之间存在相互作用力
3.如图所示情境中,改变物体内能的方式与其他三个不同的是 ( )
4.生活中很多现象都蕴含着物理知识,下列说法中不正确的是 ( )
A.塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
B.冬天暖气供暖用水作为工作物质是利用了水的比热容大的特点
C.冬天跑步,身体就感觉暖和,是通过做功的方式改变身体的内能
D.端午期间,粽香四溢,能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动
5.如图所示是一则公益广告,浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。重阳节前夕,学校倡议同学们用热水为奶奶洗一次脚。关于热水洗脚过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是 ( )
A.热水泡脚是通过热传递改变了脚的内能
B.泡在热水中的脚温度升高,内能不变
C.洗脚过程中水的温度降低,比热容变小
D.洗脚水的温度越高,所含的热量越多
6.如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,由图象信息可知,此物质 ( )
A.在t=0时刻是固态,其内能为0
B.在2~3 min内是固液共存态,其内能不变
C.在0~6 min内物质内能一直增大
D.在0~6 min内物质的比热容一定不变
7.(多选)关于温度、内能和热量,下列说法不正确的是 ( )
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.物体温度降低时内能减少
D.任何物体都具有内能,通过摩擦可增大冰块的内能
8.(多选)质量相等的A、B两种液体,分别用两个完全相同的加热器同时加热。在加热过程中,温度随时间变化的图象如图所示,从图中可以看出 ( )
A.液体A和B的初始温度相同
B.液体A的温度比液体B升高得慢
C.液体B的比热容比液体A的大
D.同时加热两分钟,液体A比液体B的温度高,但液体A吸收的热量与液体B相同
二、填空题:本题共4个小题,每空2分,共10分。
9.在肉类表面涂抹上食盐,过段时间内部也会变咸,这是一种 现象。
10.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,会看到棉花燃烧起来。这是因为活塞压缩气体做功,使空气的内能 ,温度升高,达到硝化棉的燃点。
11.如表格中的数据为水和煤油的比热容,这两种液体中 适合作为汽车发动机的冷却液。若要使壶中质量为2 kg的水升高20 ℃,水需吸收 J热量。
物质 比热容c/[J/(kg·℃)]
水 4.2×103
煤油 2.1×103
12.“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1∶4,砂石和水的密度之比为3∶2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时,它们升高的温度之比为 。
三、作图题:本题共3个小题,每小题2分,共6分。
13.两个相同的容器中分别装有质量和初温均相同的甲、乙两种晶体,用相同的加热器同时对它们加热。甲从开始加热至熔化一段时间,温度随时间变化的图象如图所示,若乙的比热容和熔点均小于甲,请画出晶体乙在相同过程中,温度随时间变化的大致图象。
答:
14.如图所示的场景发生在炎热的天气,在图中虚线框内画一条带箭头的线段,用来表示地面附近空气的流动方向。
答:
15.如图甲所示,将装有90 ℃热牛奶的奶瓶放入20 ℃的水中,15 min后,水和牛奶的温度均为40 ℃,试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中牛奶的温度随时间变化的大致图象。
答:
四、简答题:本题共2个小题,每小题3分,共6分。
16.我国已明令禁止在公共场所吸烟。请你用分子动理论的观点解释禁止在公共场所吸烟的道理。
17.近年来,兴仁市加强了环境的改善和美化,大力建设生态美景、开发人工湖、大面积种植花草树木。请你用所学知识解释修建人工湖可以调节气温的主要原因。
五、实验与科学探究题:本题共3个小题,第18小题8分,第19小题10分,第20小题10分,共28分。温馨提示:以下试题文字较多,请耐心、仔细读题,相信你能答好题!
18.小明为了比较“水和食用油的吸热能力”,选择了以下器材:温度计、酒精灯、烧杯、带铁圈的铁架台和石棉网各两套,初温相同的水和食用油。他设计了如图甲、乙所示的实验装置,并在两个烧杯内分别加入质量相等的水和食用油。
请你回答下列问题:
(1)组装实验器材时各物品要按照 (选填“由上至下”或“由下至上”)的顺序依次安装。
(2)点燃酒精灯后,小明发现其中一盏酒精灯火焰的高度太低,熄灭该酒精灯后,为了使两盏酒精灯的火焰高度相同,他应该 。
A.向酒精灯内添加酒精 B.将灯芯拔出一部分
(3)调整好酒精灯,加热相同时间后,小明发现烧杯中水的温度比食用油的温度低,于是得到了“水比食用油的吸热能力强”的初步结论,他能作出这样判断的依据是 。
(4)小丽在比较“水和食用油的吸热能力”时设计了如图丙所示的装置,她在两试管内分别加入等质量的水和食用油,并多次实验。请从实验装置或设计方案的角度对小丽的实验进行评估: 。(写出一条即可)
19.某实验小组用如图1所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)实验时应控制水和煤油的初温和 相同。
(2)加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(3)用两个相同的电加热器来加热,每隔1 min记录一次温度,整个实验操作无误。图2甲中,图线 可以反映煤油的温度随时间的变化规律,这是因为 的吸热能力强。
(4)某小组根据实验数据绘制的图象,如图2乙所示,发现乙图象中AB段与OC段相互平行,分析产生这种现象的原因可能是ma (选填“大于”“小于”或“等于”)mb。
20.某科创小组用图甲所示的实验装置,比较不同物质的吸热能力。将盛有相同质量的水和食用油的两个试管分别固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,温度传感器通过数据采集线与计算机相连,计算机上显示的实验图线如图乙所示。
(1)实验中用同一个红外加热器给水和食用油加热,这样做的目的是使水和食用油在相同时间内吸收的热量 。
(2)分析图象可知,升温较快的是 ;若使两者升高相同的温度,则 吸收的热量较多。由此可见 的比热容较大。
(3)通过以上实验发现的比热容较大的物质,在生活中有许多应用,试举出一例: 。
六、综合应用题:本题共2个小题,每小题8分,共16分。解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程,若只写出计算结果将不得分。
21.随着人们生活水平不断提高,人们逐步认识到保护环境的重要性。目前我国大多数城市加强了环境的改善和美化,大量种草植树,提高绿地覆盖率,修建人工湖,扩大水域面积,大大改善了人们的居住环境,请你计算一下:
(1)如果某一人工湖湖水的质量为2.0×107 kg,水温平均升高3 ℃,则湖水吸收了多少焦的热量
(2)如果这些热量被同等质量的干泥土吸收,则干泥土升高的温度是多少 [c干泥土=0.84×103 J/(kg·℃)]
22.为了比较沙子和水的吸热本领,某同学用两个相同的容器分别装上质量均为200 g的沙子和水,用两个完全相同的加热器在相同环境下分别进行加热,绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示,已知水的比热容是4.2×
103 J/(kg·℃)。问:
(1)甲图和乙图哪个是沙子吸热升温的图象
(2)加热10 min时,水吸收的热量是多少
(3)沙子的比热容约是多少 第十三章 内能(90分钟 90分)
一、选择题:本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题,在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全选对得3分,选对但不全的得1分,选错或不选得0分。
1.晚饭后小刚一家在人民公园散步,走在公园门口,远远地就能闻到花香,这是因为 (A)
A.分子在不停地运动 B.分子间有空隙
C.分子间有引力 D.分子间有斥力
2.关于分子,下列说法错误的是 (C)
A.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
B.分子永不停息地做无规则运动
C.有的分子之间只有引力,有的分子之间只有斥力
D.分子之间存在相互作用力
3.如图所示情境中,改变物体内能的方式与其他三个不同的是 (B)
4.生活中很多现象都蕴含着物理知识,下列说法中不正确的是 (A)
A.塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
B.冬天暖气供暖用水作为工作物质是利用了水的比热容大的特点
C.冬天跑步,身体就感觉暖和,是通过做功的方式改变身体的内能
D.端午期间,粽香四溢,能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动
5.如图所示是一则公益广告,浓浓的孝心渗透着社会主义核心价值观。重阳节前夕,学校倡议同学们用热水为奶奶洗一次脚。关于热水洗脚过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是 (A)
A.热水泡脚是通过热传递改变了脚的内能
B.泡在热水中的脚温度升高,内能不变
C.洗脚过程中水的温度降低,比热容变小
D.洗脚水的温度越高,所含的热量越多
6.如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,由图象信息可知,此物质 (C)
A.在t=0时刻是固态,其内能为0
B.在2~3 min内是固液共存态,其内能不变
C.在0~6 min内物质内能一直增大
D.在0~6 min内物质的比热容一定不变
7.(多选)关于温度、内能和热量,下列说法不正确的是 ( A、B )
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.物体温度降低时内能减少
D.任何物体都具有内能,通过摩擦可增大冰块的内能
8.(多选)质量相等的A、B两种液体,分别用两个完全相同的加热器同时加热。在加热过程中,温度随时间变化的图象如图所示,从图中可以看出 ( A、C、D )
A.液体A和B的初始温度相同
B.液体A的温度比液体B升高得慢
C.液体B的比热容比液体A的大
D.同时加热两分钟,液体A比液体B的温度高,但液体A吸收的热量与液体B相同
二、填空题:本题共4个小题,每空2分,共10分。
9.在肉类表面涂抹上食盐,过段时间内部也会变咸,这是一种 扩散 现象。
10.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,会看到棉花燃烧起来。这是因为活塞压缩气体做功,使空气的内能 变大 ,温度升高,达到硝化棉的燃点。
11.如表格中的数据为水和煤油的比热容,这两种液体中 水 适合作为汽车发动机的冷却液。若要使壶中质量为2 kg的水升高20 ℃,水需吸收 1.68×105 J热量。
物质 比热容c/[J/(kg·℃)]
水 4.2×103
煤油 2.1×103
12.“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1∶4,砂石和水的密度之比为3∶2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时,它们升高的温度之比为 8∶3 。
三、作图题:本题共3个小题,每小题2分,共6分。
13.两个相同的容器中分别装有质量和初温均相同的甲、乙两种晶体,用相同的加热器同时对它们加热。甲从开始加热至熔化一段时间,温度随时间变化的图象如图所示,若乙的比热容和熔点均小于甲,请画出晶体乙在相同过程中,温度随时间变化的大致图象。
答:
14.如图所示的场景发生在炎热的天气,在图中虚线框内画一条带箭头的线段,用来表示地面附近空气的流动方向。
答:
15.如图甲所示,将装有90 ℃热牛奶的奶瓶放入20 ℃的水中,15 min后,水和牛奶的温度均为40 ℃,试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中牛奶的温度随时间变化的大致图象。
答:
四、简答题:本题共2个小题,每小题3分,共6分。
16.我国已明令禁止在公共场所吸烟。请你用分子动理论的观点解释禁止在公共场所吸烟的道理。
答:吸烟时产生的烟雾中的烟分子不停地做无规则运动,在空气中进行扩散,所以会使没有吸烟的人也可以吸到空气中的烟,吸烟有害健康,所以要在公共场所禁止吸烟。
17.近年来,兴仁市加强了环境的改善和美化,大力建设生态美景、开发人工湖、大面积种植花草树木。请你用所学知识解释修建人工湖可以调节气温的主要原因。
答:修建人工湖使该地区含水量增多,水的比热容较大,白天,相同质量的水和土壤、沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。
五、实验与科学探究题:本题共3个小题,第18小题8分,第19小题10分,第20小题10分,共28分。温馨提示:以下试题文字较多,请耐心、仔细读题,相信你能答好题!
18.小明为了比较“水和食用油的吸热能力”,选择了以下器材:温度计、酒精灯、烧杯、带铁圈的铁架台和石棉网各两套,初温相同的水和食用油。他设计了如图甲、乙所示的实验装置,并在两个烧杯内分别加入质量相等的水和食用油。
请你回答下列问题:
(1)组装实验器材时各物品要按照 由下至上 (选填“由上至下”或“由下至上”)的顺序依次安装。
(2)点燃酒精灯后,小明发现其中一盏酒精灯火焰的高度太低,熄灭该酒精灯后,为了使两盏酒精灯的火焰高度相同,他应该 B 。
A.向酒精灯内添加酒精 B.将灯芯拔出一部分
(3)调整好酒精灯,加热相同时间后,小明发现烧杯中水的温度比食用油的温度低,于是得到了“水比食用油的吸热能力强”的初步结论,他能作出这样判断的依据是 实验中,加热相同的时间,初温相同,末温低(温度变化小)的物质吸热能力强 。
(4)小丽在比较“水和食用油的吸热能力”时设计了如图丙所示的装置,她在两试管内分别加入等质量的水和食用油,并多次实验。请从实验装置或设计方案的角度对小丽的实验进行评估: 便于控制相同时间内,水和食用油吸收的热量相同 。(写出一条即可)
19.某实验小组用如图1所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)实验时应控制水和煤油的初温和 质量 相同。
(2)加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 加热时间 来判断的。
(3)用两个相同的电加热器来加热,每隔1 min记录一次温度,整个实验操作无误。图2甲中,图线 a 可以反映煤油的温度随时间的变化规律,这是因为 水 的吸热能力强。
(4)某小组根据实验数据绘制的图象,如图2乙所示,发现乙图象中AB段与OC段相互平行,分析产生这种现象的原因可能是ma 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)mb。
20.某科创小组用图甲所示的实验装置,比较不同物质的吸热能力。将盛有相同质量的水和食用油的两个试管分别固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,温度传感器通过数据采集线与计算机相连,计算机上显示的实验图线如图乙所示。
(1)实验中用同一个红外加热器给水和食用油加热,这样做的目的是使水和食用油在相同时间内吸收的热量 相同 。
(2)分析图象可知,升温较快的是 食用油 ;若使两者升高相同的温度,则 水 吸收的热量较多。由此可见 水 的比热容较大。
(3)通过以上实验发现的比热容较大的物质,在生活中有许多应用,试举出一例: 夜间遇寒潮时,向秧田里注水,以防秧苗受冻(合理即可) 。
六、综合应用题:本题共2个小题,每小题8分,共16分。解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程,若只写出计算结果将不得分。
21.随着人们生活水平不断提高,人们逐步认识到保护环境的重要性。目前我国大多数城市加强了环境的改善和美化,大量种草植树,提高绿地覆盖率,修建人工湖,扩大水域面积,大大改善了人们的居住环境,请你计算一下:
(1)如果某一人工湖湖水的质量为2.0×107 kg,水温平均升高3 ℃,则湖水吸收了多少焦的热量
(2)如果这些热量被同等质量的干泥土吸收,则干泥土升高的温度是多少 [c干泥土=0.84×103 J/(kg·℃)]
解:(1)湖水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2.0×107 kg×3 ℃=2.52×1011 J;
(2)这些热量被同等质量的干泥土吸收,
则干泥土升高的温度为:Δt==15 ℃。
22.为了比较沙子和水的吸热本领,某同学用两个相同的容器分别装上质量均为200 g的沙子和水,用两个完全相同的加热器在相同环境下分别进行加热,绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示,已知水的比热容是4.2×
103 J/(kg·℃)。问:
(1)甲图和乙图哪个是沙子吸热升温的图象
(2)加热10 min时,水吸收的热量是多少
(3)沙子的比热容约是多少
解:(1)因为沙子的比热容比水小,吸收相同热量时,沙子温度升高得多,由图象可知,图甲表示的是沙子吸热升温的过程。
(2)由图象知,加热10分钟,
水的温度由20 ℃升高到70 ℃,
水吸收的热量:
Q水=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×104 J。
(3)相同时间内加热器放出的热量相同,
在10分钟的时间内,
沙子吸收的热量:Q沙=Q水;
由图象可知,沙子升高的温度:
Δt=250 ℃-20 ℃=230 ℃;
由Q吸=cmΔt可得,沙子的比热容:
c沙=≈913 J/(kg·℃)。
