第十三章《内能》自我评估
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1．杜甫在《绝句》中，用“迟日江山丽，春风花草香”描绘了春暖花开的景象。闻到“花草香”的原因是（ ）
A．分子间有相互作用力 B．分子做无规则运动
C．分子间引力大于斥力 D．分子之间没有间隙
2．“破镜不能重圆”原因是（ ）
A．断面处分子间只有斥力，没有引力
B．断面处分子间的引力和斥力相等，互相抵消
C．断面处分子间的距离太大，分子间斥力大于引力
D. 断面处分子间的距离太大，分子间几乎没有作用力
3．如图1所示，炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出。下列说法正确的是（ ）
A．白雪温度低，内能小
B．岩浆温度高，内能大
C．白雪温度低，分子热运动停止
D．岩浆温度高，分子热运动剧烈
4．景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图2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，随即将杆拔出，口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中，筒内密封气体的（ ）
A．分子动能减小
B．密度不变
C．内能增大
D．分子数增加
5．图3中描述的现象中，利用热传递改变物体内能的是（ ）
A．液化气灶烧水 B．击石取火 C．弯折铁丝发热 D．锯木头锯条发热
6．如图4所示是一款创意暖手笔，内装电池，按下按键便会发热，解决了冬天写字时手冷的问题。暖手笔给手保暖的过程中（ ）
A．温度从暖手笔传向手
B．暖手笔含有的热量比手多
C．手的内能增加了
D．常温下和发热时的暖手笔的内能相同
7．质量都是1kg、初温都是23℃的水分别倒入两个完全相同的杯中，用大小、形状和厚度相同的白纸和黑纸包起来，将两个杯子放在太阳光下，30min后，白纸杯内水温30℃，黑纸杯内水温34℃。根据这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．30min后，白纸杯内水的热量大于黑纸杯内水的热量
B．30min后，白纸杯内水的内能大于黑纸杯内水的内能
C．经过30min，白纸杯内水吸收的温度小于黑纸杯内水吸收的温度
D．经过30min，白纸杯内水吸收的热量小于黑纸杯内水吸收的热量
8．为防止损坏玉器，对玉器的打磨工作需要在滴水装置下进行（如图5）。下列有关分析错误的是（ ）
A．打磨时若不滴水，玉器内能减小
B．打磨时滴水可以降低玉器的温度
C．打磨时滴水利用了水的比热容大的特点
D．打磨时滴水可以减小打磨造成的粉尘污染
9．同学们通过地理课的学习知道了，温带海洋性气候的地区各月份平均气温变化小，而温带大陆性气候的地区各月份平均气温变化较大。如图6所示。从物理的角度分析。形成这种现象的主要原因是：与砂石相比较，海水具有（ ）
A．较大的内能。相同条件下，水温变化较大
B．较小的内能。相同条件下，水温变化较小
C．较大比热容。相同条件下，水温变化较小
D．较小比热容。相阿条件下，水温变化较大
10．在“探究不同物质的吸热能力”实验中，把质量均为0.5kg的水和煤油分别装入两个相同的容器内，用相同的热源给它们加热，其温度随时间变化的图像如图7所示，不计热损，c水＝4.2×103J/（kg ℃）。下列分析正确的是（ ）
A．煤油的吸热能力比水强
B．煤油的比热容为2.8×103J/（kg ℃）
C．加热2min，煤油比水吸收的热量多
D．加热2min，煤油吸收的热量为4.2×104J
二、填空题（每空2分，共26分）
11．气体分子容易压缩，表明气体分子间的距离 ，分子间的作用力 ，所以气体分子可在空间里到处移动，充满整个容器。气体是没有一定的体积， （选填“有”或“没有”）一定的形状的。
12．蜡染是我国民间传统工艺，如图8为蜡染中的点蜡工序，即把不染色的地方涂上蜡液，然后放入染缸中进行染色。由于凝固在布上，蜡与布间的作用力会比液体时
（选填“大”或“小”），所以能牢固的粘在布上，染料能把布染色，是因为染料分子在做 。
13．如图9所示的商丘古城8000亩湖面是盛夏时节人们休闲纳凉的好去处。环城湖的周边明显比其他地方凉爽很多，主要是因为水的 比砂石和泥土大；掬一捧湖水，手感到凉快，这是通过 的方式减小了手的内能。
14．将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面，用皮塞塞紧，来回快速拉动缠在金属管外的皮绳。可观察到皮塞从管口飞出，如图10所示。此过程中，皮绳对金属管做功，使其温度升高；并通过 方式使管内密闭气体的内能增大；温度升高的气体迅速膨胀，于是气体推出皮塞，气体的内能转化为皮塞的 。
15．质量相等的铁块和铜块（c铁＞c铜）吸收相同热量， 温度升高多；甲和乙两个铁块放出相同热量，甲降低的温度大，乙降低的温度小，则 的质量大。
16．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10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、作图与简答题（17题3分，18题4分，共7分）
17.如图11所示，在虚线框内画一条带箭头的线段，表示夜间地面附近空气流动方向，并标出冷、热空气所在的位置。
18．宁夏近年来很多农村大力发展养殖业，玉米是重要的饲料，如图12是干旱地里的玉米，非常适合宁夏山地种植，主要原因是玉米植株内水的比例很高，有助于调节玉米自身的温度，对玉米造成损害很小，产量高。请用物理知识进行解释。
四、实验探究题（19题4分，20、21题各6分，共16分）
19．请补充以下实验内容：
（1）如图13甲所示，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两个铅柱就会结合起来，下面吊一个重物都不能把它们拉开，这说明分子间存在 力。若铅块压得不够紧，实验很难成功，这说明分子间作用力的大小与分子间的 有关。
（2）如图乙所示，在量筒里装入一半清水，用细管在水的下面注入硫酸铜的水溶液，水和硫酸铜溶液之间出现明显的分界线。静放30天后，分界线消失，这种现象表明分子在不停地 ，想要缩短实验时间，可 （选填“提高”或“降低”）液体的温度。
20．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，如图14所示。
【提出问题】做功与物体内能的变化存在怎样的关系？
【制订计划与设计实验】
（1）步骤1：先用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图甲所示。
（2）步骤2：关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度，如图乙所示。
（3）步骤3：打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度，如图丙所示。
【分析与论证】
（1）该实验通过 的变化来反映气体内能的变化，这里所运用的物理研究方法是 。
（2）用手按压活塞快速打气使喷雾器内气体内能增加。
（3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小风扇转动，此时气体的内能转化为风扇的 。
【实验结论】
（1）比较 两图可知，外界对气体做功，气体内能增大；比较 两图可知，气体对外界做功，气体内能减小。
（2）做功可以改变物体的内能，它在改变物体内能的效果上与热传递是 的。
21．在探究“比较不同物质吸热能力的情况”的实验中，实验装置如图15所示。
（1）实验中，应量取 （选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格相同的电加热器加热。通过比较 来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
（2）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是 （选填“小明”“小芳”或“都可行”）。
（3）分析如表数据得 （选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力强，要在甲、乙两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择 （选填“甲”或“乙”）液体较为合理。
（4）若加热过程中无热量损失，已知甲物质的比热容为4.2×103J/（kg ℃），则乙物质的比热容为 J/（kg ℃）。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
五、计算题（22题9分，23题12分，共21分）
22．学校物理兴趣小组的同学利用器材测量铝的比热容。他们将质量为4.2kg的铝块先加热到164℃后，投入到质量为2kg，初温为20℃的水中，水和铝块最终的温度都是64℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），假设铝块放出的热量全部被水吸收。求：
（1）铝块降低的温度；
（2）水吸收的热量；
（3）铝块的比热容。
23．“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，常用于营养计量中。“卡”是这样规定的：1卡等于在1个标准大气压下，1g水温度升高1℃所吸收的热量。
（1）1卡等于 J；若一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约8.4×105J，相当于消耗能量 卡。
（2）若一个成年人参加一次长跑消耗的8.4×105J的能量全部被水吸收，可以使多少水温度从20℃升高到70℃？
（3）质量为60kg的运动员在某次训练中排汗0.63kg，假如汗水均从身上蒸发掉面没有流掉，这将导致运动员的体温下降约多少℃？【人体主要成分是水，可认为人的比热容和水的相等，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×105J。】
答案
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1．B 2．D 3．D 4．C 5．A 6．C 7．D 8．A
9．C 10．D
二、填空题（每空2分，共26分）
11．较大；很小；没有
12．大；无规则运动
13．比热容；热传递
14．做功；机械能
15．铜；乙
16．2.52×104；1.4×103
三、作图与解答题（17题3分，18题4分，共7分）
17.如图所示
18．答：因为水的比热容比较大，在质量相同、吸收或放出的热量相同时，水的温度变化小，所以玉米植株内水的比例很高，有助于调节玉米植株自身的温度，以免温度变化太快对玉米植株造成损害。
四、实验探究题（19题4分，20、21题各6分，共16分）
19．（1）引；距离 （2）做无规则运动；提高
20．【分析与论证】（1）温度计示数；转换法 （3）机械能
【实验结论】（1）甲、乙；乙、丙 （2）等效
21．（1）质量；加热时间 （2）都可行 （3）甲；甲 （4）2.1×103
五、计算题（22题9分，23题12分，共21分）
22．解：（1）铝块降低的温度为：Δt降＝t0铝﹣t＝164℃﹣64℃＝100℃
（2）水吸收的热量为：
Q吸＝c水m水（t﹣t0水）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（64℃﹣20℃）＝3.696×105J
（3）铝块放出的热量等于水吸收的热量，即：Q放＝Q吸＝3.696×105J
铝块的比热容为：c铝＝＝＝0.88×103J/（kg ℃）
23．解：（1）4.2；2×106；
（2）水吸收的热量为：Q吸＝Q放＝8.4×105J
根据Q＝cmΔt可得水的质量为：
m水＝＝＝4kg
（3）由题知，每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×105J，
排汗0.63kg吸收的热量：
Q吸＝2.4×105J×0.63＝1.512×105J
而运动员放出的热量为：
Q放＝Q吸＝1.512×105J
根据Q放＝cmΔt得运动员的温度降低值：
Δt＝＝＝0.6℃
部分答案详解
9．解析：沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多；因为水的比热容较大，砂石的比热容小，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，所以沿海城市的昼夜温差较小，各月份平均气温变化也小；而内陆城市的昼夜温差较大，各月份平均气温变化也较大。故C正确。
10．解析：由Δt＝可知，在质量、吸收的热量相同时，吸热能力弱（比热容小）的物质升高的温度快，由图象可知，煤油温度升高的快，这说明煤油的吸热能力比水弱，故A错误；相同加热器在相同时间内放出的热量相同，则加热2min时水和煤油吸收的热量相同，故C错误；由图象可知，加热2min水的温度升高了40℃﹣20℃＝20℃，则煤油吸收的热量：Q油吸＝Q水吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J，故D正确；由图象可知，加热2min煤油的温度升高了60℃﹣20℃＝40℃，根据Q油吸＝c油m油Δt知，煤油的比热容为：c油＝＝＝2.1×103J/（kg ℃），故B错误。
15．解析：质量相等的铁块和铜块，吸收相同热量后，因为c铁＞c铜，所以铜温度升高多；甲和乙两个铁块放出相同热量，甲降低的温度大，乙降低的温度小，故乙的质量大。
16．解析：由图知，水在16min内初温t0＝10℃，末温为40℃，16min内水吸收的热量：Q吸水＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（40℃﹣10℃）＝2.52×104J；另一种液体加热8min，吸收的热量为：Q'吸＝×2.52×104J＝1.26×104J；
由Q吸＝c液m液（t液﹣t0）得：1.26×104J＝c液×0.3kg×（50℃﹣20℃），
解得：c液＝1.4×103J/（kg ℃）。
