资源简介

第十三章 内能 第十四章 内能的利用
一、填空题
1.固态、液态和气态是物质常见的三种状态。其中固体分子间的距离________，不容易被压缩和拉伸，气体分子之间的距离________，彼此之间几乎没有作用力。
2.物体的温度越高，分子的无规则运动越________。若将一杯冷水倒掉一些，则杯中剩余冷水的内能比原来这杯冷水的内能________。
3.2024 年 10 月 30 日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号 F 遥十九运载火箭发射成功。火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为________能，散失的能量越少，发动机效率越________(选填“高”或“低”)。
4.在北方的冬天，人们常靠暖气取暖，这是利用________的方式改变人体的内能的；而在南方的冬天，人们常常通过搓手使手变暖，这是利用________的方式改变人体的内能的。
5.汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液，这是因为水的________(选填“比热容”或“热值”)较大；在汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是________(选填“做功”或“压缩”)冲程。
6.焊接金属的方法主要有两种：一是用高温熔化金属，从而使分子间的距离足够近，金属冷却后凝固为一体；二是利用爆破焊接技术，将金属表面清洁后靠在一起，然后靠爆炸产生的巨大压力，将两金属压接在一起。这两种方法都是利用分子间距较________(选填“大”或“小”)时分子间作用力表现为________力来实现焊接的。
7.冬天将要来临，小明同学用自己的零花钱给妈妈购买了一个暖水袋。根据使用说明，他将质量为 500 g、温度为 75 ℃的水装入暖水袋，使用一段时间后，水的温度降低到 35 ℃，则这段时间水放出了________J 热量。已知 c水＝4.2×10 J/(kg·℃)。
8.实心金属球很难被压缩说明分子间有________力。若将质量和初温都相同的铝、铜、铁三个金属球，浸没在沸水中煮较长的一段时间，则三个球的末温________(选填“相同”或“不同”)，从沸水中吸热最多的是________球。已知 c铝＞c铁＞c铜。
二、选择题
9.下列事例不能说明分子不停地做无规则运动的是(　　)
A. 打开醋瓶，不久后满屋子都能闻到醋味
B. 汽车驶过马路后，灰尘在路面上空飞舞
C. 放置煤炭的墙角，墙漆脱落后内部也是黑色的
D. 将一块方糖放入一杯水中，过一段时间后，整杯水变甜了
10.根据下表提供的几种物质的比热容得出的下列四个结论中，正确的是(　　)
物质 比热容 c/[J·(kg·℃) ] 物质 比热容 c/[J·(kg·℃) ]
水 4.2×10 冰 2.1×10
酒精 2.4×10 沙子 约 0.92×10
煤油 约 2.1×10 铝 0.88×10
水银 0.14×10 铜 0.39×10
A. 液体的比热容大于固体的比热容
B. 物质由固态变为液态，其比热容不变
C. 100 g 水用去一半后，其比热容变为 2.1×10 J/(kg·℃)
D. 质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，铝块比铜块吸收的热量多
11.根据探究不同物质吸热情况的实验数据绘制的 a、b 两种物质的温度—时间图像如图所示，实验中两种物质的质量、初温、选用的加热器均相同，由图像可知(　　)
A. 加热相同时间，物质 a 吸收热量多，比热容小
B. 加热时间相同，物质 a 的末温高，比热容大
C. 吸收热量相同，物质 b 温度升高慢，比热容小
D. 吸收热量相同，物质 b 的末温低，比热容大
12.已知铝的比热容大于铁的比热容，质量和初温都相等的铝块和铁块吸收相等的热量后，再立即接触。若不计热量损失，则下列判断正确的是(　　)
A. 它们之间没有热传递　　B. 温度从铝块传向铁块
C. 热量从铝块传向铁块　　D. 热量从铁块传向铝块
13.四个热学实验如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A. 甲中，迅速下压活塞，活塞对厚玻璃筒内的空气做功，硝化棉燃烧起来
B. 乙中，抽去玻璃隔板后两瓶中的气体混合，说明气体分子在不停地做无规则运动
C. 丙中，紧压两铅柱使其合在一起，悬挂钩码也未能将其拉开，这是因为分子间存在引力
D. 丁中，当瓶塞从瓶口跳出时，瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能
三、实验题
14.如图所示，把一个薄壁金属管固定在支架上，管中装一些酒精，然后用软木塞塞紧。用皮条缠绕在金属管上，迅速来回拉动皮条，过一会儿看到软木塞被顶开。根据实验现象回答下列问题。
(1) 来回拉动皮条，使金属管的温度升高，这是通过________的方式改变物体内能的。
(2) 酒精温度升高，这是通过________的方式改变物体内能的。
(3) 酒精蒸气将木塞顶开的过程，酒精蒸气的内能________(选填“增多”或“减少”)。
15.如图甲、乙、丙所示的装置完全相同。燃料的质量均为 10 g，烧杯内的液体质量也相同。
(1) 比较不同燃料的热值，应选择________两装置进行实验，实验时通过观察________来比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择________两装置进行实验，实验时通过________来反映物质吸热的多少。
(2) 比较不同物质的比热容，选用合适装置加热相同一段时间后，液体 a 升温更多，由此可推测：质量相同的液体 a 与 b，升高相同的温度时，液体 a 吸收的热量________(选填“大于”或“小于”)液体 b 吸收的热量。
(3) 若装置甲烧杯中为 200 mL 的水，10 g 酒精完全燃烧后水温升高了 60 ℃，假设酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值为________J/kg。c水＝4.2×10 J/(kg·℃)。
(4) 小红同学用同样的装置进行实验，发现在燃料燃尽之前水就沸腾了，无法比较出两种燃料的热值。为避免出现小红同学实验的情况，请提出一条改进建议：______________________________。
四、计算题
16.质量为 100 g 的某物质的温度随加热时间的变化关系如图所示，它在前 10 min 内吸收的热量是 8.4×10 J。已知 c水＝4.2×10 J/(kg·℃)。
(1) 求前 10 min 内该物质的温度变化量。
(2) 求该物质的比热容。
(3) 若这些热量全部被水吸收，则可让 0.5 kg 的水的温度升高多少？
17.国产飞机“运—20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力作用下，沿水平方向匀速航行 10 min，需要燃烧航空燃油 80 kg。已知飞机发动机输出的有用功为 1.92×10 J，航空燃油的热值 q＝4.0×10 J/kg。
(1) 求发动机的有用功率。
(2) 求 80 kg 航空燃油完全燃烧放出的热量。
(3) 求这段时间内该发动机的效率。
参考答案与解析
1. 小；很大　解析:固体分子间的距离很小，分子间的作用力较大，不容易被压缩和拉伸；气体分子之间的距离很大，彼此之间几乎没有作用力。
2. 剧烈；减少　解析:物体的温度越高，分子的无规则运动越剧烈；倒掉一些冷水后，剩余冷水的质量变小，在温度不变的情况下，内能减少。
3. 机械；高　解析:火箭升空时，燃料燃烧释放的内能转化为机械能；散失的能量越少，有用功占总能量的比例越大，发动机效率越高。
4. 热传递；做功　解析:靠暖气取暖是利用热传递的方式改变内能；搓手变暖是利用做功的方式改变内能。
5. 比热容；做功　解析:水的比热容较大，常被用作冷却液；汽油机做功冲程将内能转化为机械能。
6. 小；引　解析:两种焊接方法都是利用分子间距较小时分子间作用力表现为引力的特点来实现焊接。
7. 8.4×10 　解析:这段时间水放出的热量 Q放=c水m(t -t)=4.2×10 J/(kg·℃)×0.5 kg×(75 ℃-35 ℃)=8.4×10 J。
8. 斥；相同；铝　解析:实心金属球很难被压缩说明分子间有斥力；三个球浸没在沸水中煮较长一段时间后均达到沸水温度，末温相同；由 Q吸=cmΔt 知，c 大的铝球吸热最多。
9. B　解析:打开醋瓶闻到醋味、墙漆脱落内部变黑、方糖使整杯水变甜，都是分子无规则运动的现象；汽车驶过马路后灰尘飞舞是宏观物体的机械运动，不能说明分子不停地做无规则运动。
10. D　解析:冰的比热容小于酒精等液体，A 错误；水由固态变为液态时比热容由 2.1×10 变为 4.2×10 J/(kg·℃)，B 错误；比热容是物质本身的属性，与水的质量无关，C 错误；铝的比热容大于铜的比热容，质量相等、升高相同温度时，铝块吸收的热量多，D 正确。
11. D　解析:两物质用相同的加热器加热，吸收相同的热量，由图可知 b 的末温低、温度升高得少，由 c= 知 b 的比热容大。
12. D　解析:铝的比热容大于铁的比热容，质量与初温相同、吸热相同时，由 Δt= 知铝的末温低；接触后热量从高温的铁块传向低温的铝块。
13. B　解析:乙图中二氧化氮的密度大于空气，放在上方时，两瓶气体混合有可能是重力作用的结果，不能说明气体分子在不停地做无规则运动。
14. (1) 做功　(2) 热传递　(3) 减少
15. (1) 甲、乙；燃料燃尽后液体升高的温度；甲、丙；加热时间的长短　(2) 小于　(3) 5.04×10 　(4) 增大水的质量或减小燃料的质量
解析:(1)比较不同燃料的热值要用不同的燃料加热同一种液体，通过液体升高的温度判断燃料热值大小，选甲、乙；比较不同物质的比热容要燃烧相同的燃料加热不同的液体，通过加热时间(吸收热量多少)反映，选甲、丙。(2)液体 a 升温更多说明 a 的比热容小；质量相同、升高相同温度时，由 Q吸=cmΔt 知液体 a 吸收的热量小于液体 b。(3)水的质量 m水=ρV=1.0×10 kg/m ×200×10 m =0.2 kg，水吸收的热量 Q吸=c水m水Δt=4.2×10 J/(kg·℃)×0.2 kg×60 ℃=5.04×10 J，酒精的热值 q===5.04×10 J/kg。
16. 解:
(1)由题图可知，前 10 min 内该物质的温度变化量 Δt=t-t =50 ℃-20 ℃=30 ℃。
(2)该物质的比热容 c====2.8×10 J/(kg·℃)。
(3)由 Q吸=c水m′Δt′ 可得，0.5 kg 水升高的温度 Δt′====4 ℃。
17. 解:
(1)发动机的有用功率 P====3.2×10 W。
(2)80 kg 航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放=qm=4.0×10 J/kg×80 kg=3.2×10 J。
(3)这段时间内该发动机的效率 η=×100%=×100%=60%。

展开更多......

收起↑