物理人教版第十三章 内能综合与测试习题

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1.[新风向·跨学科融合]《庄子·天下》中曾有下列论述:“一尺之棰,日取其半,万世不竭.”其意是指物质是无限可分的.常见的物质是由 构成的.一般分子直径的数量级为 m.
2.小星发现冰箱里的食物容易相互“串味”.从物理学的角度分析,食物“串味”属于 现象,这个现象说明了 .
3.小金学习了分子的知识后进行了如下总结,请你补充完整.
4.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,这两句诗出自南宋诗人陆游的《村居书喜》.对于前一句,从物理学的角度分析,花朵的芳香分子加快了 ,这说明当时周边的气温突然 了.
5.在装修中常会用到“水钻”打孔机,在使用打孔机在墙壁上打孔时,钻头和墙壁摩擦,通过 的方式使钻头内能增加、温度升高了,这时向钻头注水,通过 的方式使钻头的内能减少、温度降低.
6.将和好的面拉成长条后,放入沸腾的油锅中,一会儿香喷喷的油条就炸好了.与加热水相比,油锅里的油升温比较快是因为油的比热容较 (选填“大”或“小”);在炸油条的过程中,油锅里的油不断减少,油的比热容 (选填“变大”“变小”或“不变”).
7.某铝工件加工之前的温度是25 ℃,如果要让加工后质量为2 kg的该铝工件的温度由100 ℃降低到加工前的温度,该铝工件要放出 J的热量.[已知c铝=0.88×103 J /(kg·℃)]
二 选择题(每小题4分,共32分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
8.下列景象中能说明分子在不停地运动的是( )
A.初春,柳絮飞扬 B.盛夏,荷花飘香
C.深秋,落叶飘零D.寒冬,雪花飞扬
9.如图所示是由微颗粒(直径为1~50 nm)制备得到的新型防菌“纳米纸”,在“纳米纸”的表面,细菌无法停留且“油水不沾”.下列与此现象有关的判断正确的是( )
A.“油水不沾”的原因是组成“纳米纸”的分子间没有间隙
B.油分子与“纳米纸”分子间既有斥力,又有引力
C.“纳米纸”的分子是静止的
D.“油水不沾”的原因是所有的液体分子和固体分子之间都不会发生扩散现象
10.如图所示的实例中,通过热传递的方式使物体内能减少的是( )
A.来回弯折铁丝 B.用暖手宝取暖 C.烧水 D.在饮料中加冰块
11.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体的内能越多,发生热传递时,放热一定越多
B.物体的内能增加,一定是外界对物体做了功
C.正在熔化的冰吸收热量,温度不变,内能增加
D.同一物体温度降低,它的内能可能不变
12.炎热的夏天,小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现岸上的石头热得烫脚,而河水却比较凉,其主要原因是( )
A.石头的吸热能力强,因此石头升温快
B.水吸收的热量少,因此河水比岸上石头的温度低
C.这是小明的错觉造成的,实际上岸上石头与水的温度相同
D.水的比热容比石头的大,在质量相同、受到太阳同样照射的情况下,水升高的温度少
13.有甲、乙两个金属块,它们的质量之比为2∶3,比热容之比为1∶2,某段时间内放出的热量之比为5∶6,则甲、乙两个金属块的温度变化量之比为( )
A.3∶1 B.6∶5 C.5∶2 D.3∶2
14.(多选)妈妈生日那天,小丽为妈妈做了一碗热腾腾、香喷喷的面条.下列说法中正确的是( )
A.闻到面条香喷喷的,说明分子在不停地运动
B.将生面条放入煮开的水中,面条的温度升高,内能增加
C.煮面条的过程主要是通过做功的方式改变面条的内能的
D.面条煮好后没有粘在一起,说明分子间不存在引力
15.(多选)下表是一些物质的比热容,下列判断正确的是( )
A.同种物质的比热容大小是不变的
B.不同种物质的比热容也可能相同
C.相同质量的铜块和铝块吸收相同的热量后铝块的温度较低
D.水银的比热容比水的小,说明水银的吸热能力较弱
三 实验探究题(共22分)
16.(8分)在“比较不同物质的吸热能力”实验中,某小组所用的实验装置如图所示.

甲 乙
(1)实验中需要量取 相等的甲、乙两种液体(已知一种液体是水,其吸热能力比另一种液体强),并分别倒入相同的烧杯中.
(2)小强同学用相同规格的电加热器加热甲、乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过 可比较出甲、乙两种液体吸收热量的多少.
(3)小明同学收集的实验数据如表所示,加热相同的时间,通过 可比较出甲、乙两种液体吸热能力的强弱;分析实验数据可知, (选填“甲”或“乙”)是水.
(4)已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),根据上表中的数据可求出另外一种液体的比热容是 J/(kg·℃).
17.(6分)在如图所示的烧瓶里装入少量的水,用塞子塞紧,然后向密闭的烧瓶内打气,当打到一定程度时,塞子会从瓶口跳起来.
(1)该实验过程中最应注意观察的是( )
A.打气的过程
B.塞子跳起的高度
C.打气过程中水的情况
D.塞子跳起的瞬间,瓶内发生的情况
(2)该实验可观察到的现象是 ,产生该现象的原因是 .
(3)该实验现象表明 .
18.(8分)小高提出了这样一个问题:分子运动的快慢和哪些因素有关呢?同组的笑笑提出了以下两个猜想:
猜想一:分子运动的快慢与物质的温度有关.
猜想二:分子运动的快慢与物质的种类有关.
(1)为了研究猜想一是否正确,小高进行了如下实验:如图所示,在相同的两只烧杯中分别盛入质量相等的冷水和热水,然后各滴入一滴红墨水,观察两杯水颜色变化的快慢.小高通过分析,总结出了分子运动快慢与物质的温度之间的关系.
①实验中观察到的现象是 (选填“冷水”或“热水”)杯中水的颜色变化得快,得到的结论是:温度越高,分子的无规则运动越 .
②实验过程中,用相同的烧杯,分别盛质量相等的冷水和热水.实验中运用的一种研究方法是 .
③做这个实验时, (选填“能”或“不能”)用玻璃棒搅动杯中的水.
(2)为了验证猜想二,笑笑又设计了如下实验方案:取相同的两只烧杯,在其中分别盛质量相等的水和酒精,然后各滴入一滴蓝墨水,观察两杯液体的颜色变化的快慢,请你指出实验中存在的问题: .
四 综合应用题(共8分)
19.地热资源可以用于温泉浴,若某浴池内有 40 m3、初温为85 ℃的水,当水温降到45 ℃时就可供人们洗浴.[ρ水=1.0×103 kg/m3 ,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)求这个浴池中所盛水的质量.
(2)这一过程中水是吸收热量还是放出热量?水吸收或放出的热量是多少?
(3)若这个浴池所在的房间内空气的质量为1 200 kg,空气的比热容设为1×103 J/(kg·℃),则吸收6×106 J的热量,空气的温度将上升多少?(不考虑其他热交换)
第十三章 内能
1.分子、原子 10-10
【解析】常见的物质是由分子、原子构成的.分子需要借助电子显微镜等工具才可以观察,这是因为分子直径的数量级一般为10-10 m.
【素养落地】本题以“一尺之棰,日取其半,万世不竭”为素材命题,体现了物理核心素养中的物理观念.
2.扩散 分子在永不停息地做无规则运动
【解析】
3.(1)间隙 (2)斥力 (3)引力
4.运动 升高
5.做功 热传递
【解析】钻头与墙壁之间相互摩擦,通过做功的方式改变了钻头的内能;向钻头注水,水蒸发吸热,通过热传递的方式减少了钻头的内能.
6.小 不变
【解析】加热相同时间,物质吸收的热量相等时,质量相同的油和水比较,油的比热容较小,所以油的温度升高较多;在炸油条的过程中,油锅里的油不断减少,但油的比热容大小不变.
×105
【解析】Q放=cm(t0-t)=0.88×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-25 ℃)=1.32×105 J.
8.B 柳絮、落叶、雪花的运动都是宏观物体的机械运动,不是分子的运动;荷花飘香属于扩散现象,是分子无规则运动的结果.故选B.
9.B 任何分子之间都有间隙,A选项说法不正确; 分子间的引力和斥力是同时存在的,B选项说法正确;一切分子都在不停地做无规则运动,C选项说法不正确;液体分子和固体分子之间也会发生扩散现象,D选项说法不正确.
10.D
11.C 在热传递过程中,放热的物体是温度较高的物体,不一定是内能较多的物体,A错误;物体的内能增加,可能是外界对物体做了功,也可能是物体吸收了热量,B错误;正在熔化的冰吸收热量,温度不变,内能增加,C正确;同一物体的温度降低,它的内能一定减少,D错误.
12.D 水的比热容比石头的大,相同质量的水和石头比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少,故河水比较凉,而石头的温度升高得多,故石头热得烫脚.
13.C 根据Q=cmΔt可得,Δt甲∶Δt乙=∶=∶=5∶2.
14.AB 闻到面条香喷喷的,是因为分子在不停地做无规则运动,故A正确;煮面条的过程中,面条的温度升高,内能增加,主要是通过热传递的方式改变面条的内能的,故B正确、C错误;面条没有粘在一起,是因为分子间的距离比较大,分子间的引力很小,并不是分子间没有引力,故D错误.
15.BD
16.(除标注外,每空2分)(1)质量(1分) (2)加热时间 (3)末温(或温度的变化量) 甲(1分) (4)2.1×103
【解析】(3)物质的比热容越大,吸热能力越强,加热相同的时间,温度升高得越少.由实验数据可以发现,加热相同的时间,甲的温度升高得少,所以其吸热能力强,比热容较大,是水.(4)由c=可得,当质量和吸收的热量相等时,比热容与温度的变化量成反比,因为加热相同时间,另外一种液体温度的变化量是水的2倍,所以其比热容是水的一半,即2.1×103 J/(kg·℃).
17.(除标注外,每空1分)(1)D (2)瓶内出现“白雾” 水蒸气对塞子做了功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,水蒸气内能减少,温度降低,水蒸气发生液化形成小水珠,瓶内出现“白雾”(合理即可)(2分)
(3)做功可以改变物体的内能(2分)
18.(除标注外,每空2分)(1)①热水(1分) 剧烈(或快)(1分) ②控制变量法 ③不能 (2)没有控制水和酒精的温度相同
【解析】(1)①在质量相同的冷水和热水中,各滴入一滴红墨水,温度较高的那杯水中的颜色变化得快一些,说明温度越高,分子运动越剧烈;②水中颜色变化快慢受水温、质量等因素影响,题中控制其他因素相同而水温不同,采用了控制变量法;③实验中不能用玻璃棒搅动杯中的水,因为即使分子不运动,用玻璃棒搅动也可以使水的颜色发生变化.(2)在设计对照实验时,只允许有一个变量,其他条件必须相同,否则就无法得出正确的结论,实验中还应该控制水和酒精的温度相同.
【素养落地】在考查“分子运动的快慢和哪些因素有关”时,渗透了科学探究中的实践和探究意识.
19.(1)m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×40 m3=4×104 kg(2分)
(2)在这一过程中,水的温度降低,内能减少,水放出热量.(2分)
Q放=c水m(t0-t)=4.2×103 J/(kg·℃)×4×104 kg×(85 ℃-45 ℃)=6.72×109 J(2分)
(3)由Q吸=c空气m空气Δt空气可知,Δt空气===5 ℃(2分)物质
比热容c/[J·(kg·℃)-1]
物质
比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
沙石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
10
14
18
22
26
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
第1空
应用的知识:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散.扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入
第2空
应用的知识:扩散现象表明一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动
选项
改变内能的方式
内能变化
正误
A
做功
增加
✕
B
热传递
增加
✕
C
热传递
增加
✕
D
热传递
减少
√
选项
分析
正误
A
由题表可知,水和冰属于同种物质的不同状态,两者的比热容是不同的
✕
B
由题表可知,煤油和冰的比热容相同,即不同种物质的比热容也可能相同
√
C
铝的比热容较大,相同质量、相同初温的铜块和铝块吸收相同的热量后铝块的温度较低
✕
D
与水相比,水银的比热容较小,在吸收相同的热量时,水银的温度变化明显,说明水银的吸热能力比水弱
√