【2021名师导航】第十三章 内能﹙备考指南+知识详单+易错警示+知识精讲+达标检测+解析)

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第十三章 内能
备考指南
考点分布
考查频率
考点内容
命题趋势
1.分子热运动
★★★
1.通过观察和实验,初步了解分子动理论的基本观点,并能解释某些现象。
2.了解内能和热量的概念,能简单描述温度和内能的关系。
3.区分做功和热传递改变内能的两种方法。
4.通过实验,了解比热容的概念,尝试用比热容解释简单的自然现象,能根据比热容进行简单的计算。
本章常考内容有:分子作用力、分子运动与机械运动区别、内能改变的两种方法、吸热能力(比热容)、热量计算,题型有选择题、填空题、实验题、热综合计算题中分值约4分。
2.内能
★★★
3.比热容
★★★★
知识详单
知识点一:分子热运动
1.分子动理论:物质是由分子或原子组成的;分子在永不停息地做无规则运动,分子之间存在着相互作用的引力和斥力。
2.扩散:不同物质互相接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,不同物质之间都可以发生扩散现象。扩散现象表现分子不停地做无规则运动,分子间存在间隙。
3.热运动:分子运动快慢与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈。所有分子的这种无规则运动叫做分子热运动。
4.注意:扩散现象证明分子运动利用了转换法。
知识点二:内能
1.内能概念:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能,一切物体在任何情况下都具有内能,同一物体,内能与温度有关,温度升高,分子运动越剧烈,内能越大,此外,内能还与物体质量、种类、结构、状态有关。
2.热传递:内能从高温物体转移到低温物体或者从物体的高温部分转移到低温部分的现象,叫做热传递,发生热传递的条件是物体之间或物体各部分之间存在温度差,热传递达到平衡时温度相同。
3.热量:在热传递的过程中,传递内能的多少叫热量,物体吸收热量,内能增大,放出热量,内能减小。
4.改变内能的途径是:做功和热传递,它们在改变物体内能上是等效的,做功改变内能实质上是能的转化,热传递改变内能实质是能量的转移。
5.温度、热量和内能的关系
(1)温度是一个状态量,常用“是”、“物体的”等词描述。物体的温度升高,内能增大,但不一定是吸了热。外界对物体做功,物体的内能增大,温度也可能升高。
(2)热量一个过程量,不能离开热传递,常用“吸收”、“放出”等词修饰,不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰。物体吸收热量,内能增加,但温度不一定升高。如晶体熔化、液体沸腾的过程。
(3)内能是一个状态量,常用“物体的”、“物体有”等词修饰。物体内能增加,不一定是吸收了热量。
知识点三:比热容
1.比热容:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比。叫做这种物质的比热容,其单位是J/(kg·℃)。比热容反映了物质吸热能力和放热能力。
2.比热容的特性:比热容是物质的特性之一,不同物质的比热容一般不同,比热容与物质的种类和状态有关,与物质的质量、温度和吸(放)热的多少无关。
3.热量计算:物体温度升高吸收热量Q吸=cm(t-t0),物体温度降低时放出热量Q放=cm(t0-t)。
4.水的比热容大的应用
(1)制冷剂:如汽车的发动机用循环水来冷却。
(2)散热剂:如在寒冷的北方让水经过散热器放出较多的热量。
(3)调节气温:如三峡水电站建成后,水库周边地区“冬暖夏凉”。
5.注意:①物体吸收或放出热量的多少由物质的比热容、物体质量和物体温度变化量的乘积决定,跟物体温度高低等无关。
②公式中,升高t ℃、升高了t ℃、降低t ℃或降低了t ℃对应的是温度的改变量,而升高到t ℃或降低到t ℃对应的是物体的末温度。
③并非所有的跟水有关的应用都应用了水比热容大的这一特性。
易错警示
易错点1 误认为细小物体的机械运动当作分子的运动。
典例1:(2020?湘潭)下列现象能说明分子在做无规则运动的是(  )
A.秋天落叶纷飞 B.在花园中闻到阵阵花香
C.毛皮摩擦过的橡胶棒吸引小纸屑 D.打扫卫生时灰尘飞扬
【错解】选D,理由:灰尘是分子,灰尘飞扬是分子的无规则的运动。
【析错】要解答本题需掌握:扩散现象是分子运动,以及机械运动和分子运动的区别。分子是看不见的。
【正解】选B,理由:A、秋天落叶纷飞,属于宏观物体的运动,是机械运动,不是分子在做无规则运动,故A错误;B、花园中闻到阵阵花香,属于扩散现象,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动,故B正确;C、毛皮摩擦过的橡胶棒吸引小纸屑,说明带电体能够吸引轻小物体,故C错误;D、灰尘飞扬属于宏观物体的运动,是机械运动,不是分子在做无规则运动,故D错误。故选:B。
易错点2 不能正确理解温度、内能、热量之间的区别和联系。
典例2:(2020?安徽)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(  )
A.0℃的物体也具有内能
B.只要物体放出热量,温度就一定降低
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
【错解】选C,理由:物体温度越高,内能越大,含有热量越多。
【析错】(1)一切物体都有内能;(2)内能的大小与温度、质量和状态有关;(3)热量是一个过程量,存在于热传递过程中,只能说吸收或者放出热量,不能说含有或者具有热量;(4)发生热传递的条件是存在温度差。
【正解】选A,理由:A、一切物体都有内能,0℃的物体也具有内能,故A正确;B、物体放出热量,温度可能降低,可能不变,如晶体凝固时放出热量,内能减少,温度不变,故B错误;C、热量是出现在热传递过程中的一个过程量,不能说物体含有热量,可以说吸收或放出热量,故C错误;D、发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,故D错误。故选:A。
知识精讲
知识点一:分子热运动
典例1:(2020?南通)“遥知不是雪,为有暗香来”,诗人能远远感知是梅不是雪,是因为闻到梅花香味,“暗香来”说明(  )
A.分子间有空隙 B.分子间有引力
C.分子间有斥力 D.分子是运动的
【考查方向】分子动理论的基本观点.
【名师点睛】不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明分子在不停的做无规则运动。
【答案】D
【解析】诗句中说到在远远的地方就能闻到梅花的香味,是因为梅花中含有香味的分子在不断的运动,飘入到作者鼻孔中的原因,说明了分子在不断地运动。故选:D。
典例2:(2020?黑龙江)为了消杀新冠病毒,工作人员在教室喷洒酒精后,同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味,这是 现象;同学们用测温枪测体温,利用 (“红外线”、“紫外线”、“可见光”)的热效应。
【考查方向】红外线;扩散现象.
【名师点睛】(1)组成物质的分子永不停息地做无规则运动,扩散现象就是分子无规则运动的表现;(2)红外线的应用,热作用强:烤箱、浴室里的暖灯、夜视仪、热谱图;穿透力强:航空摄影;遥感、遥控:卫星遥感、家用遥控器。。
【答案】扩散;红外线。
【解析】同学们进入教室闻到刺鼻的酒精味,是因为酒精分子不停地做无规则运动,属于扩散现象;根据红外线的特点可知,由于红外线热效应强,测温枪是利用红外线的热效应工作的。故答案为:扩散;红外线。
知识点二:内能
典例3:(2020?泰安)下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景,通过做功使物体内能增加的是(  )
A.把铁丝反复弯折,弯折处变热 B.把钢球放入炉火中,烧一段时间
C.冬天,用热水袋对手进行取暖 D.水烧开时,水蒸气将壶盖顶起
【考查方向】做功改变物体内能.
【名师点睛】改变物体内能有两种方式:做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功实质是能量的转化,热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能量的转移。
【答案】A
【解析】A、把铁丝反复弯折,对铁丝做功,弯折处变热、内能增大,属于通过做功增加物体内能的,故A符合题意;B、把钢球放入炉火中烧,钢球从火焰吸收热量,是通过热传递改变物体内能的,故B不符合题意;C、用热水袋对取暖时,手从热水袋吸收热量,是热传递改变物体的内能,故C不符合题意;D、烧开水时水蒸气将壶盖顶起,水蒸气对外做功,物体的内能减小,故D不符合题意。故选:A。
典例4:(2020?北京)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速压下活塞,观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验,下列说法正确的是(  )
4472305103505A.硝化棉被点燃,表明筒内气体的温度升高
B.下压活塞的过程中,筒内气体内能减小
C.下压活塞的过程中,活塞对筒内气体做了功
D.下压活塞的过程中,气体的内能转化为活塞的机械能
【考查方向】做功改变物体内能.
【名师点睛】做功可以使内能与机械能之间进行转化:对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减少。
【答案】AC
【解析】下压活塞时,活塞对筒内的空气做功,机械能转化为空气的内能,使气体的内能增加、温度升高,当温度升高达到棉花的着火点时,筒内棉花燃烧起来,故AC正确,BD错误。故选:AC。
知识点三:比热容
典例5:(2020?济南)如图是2020年3月23日~25日济南和青岛两地的气象信息。由图可知:沿海城市青岛的昼夜温差较小,而内陆城市济南的昼夜温差却较大。这主要是因为海水和砂石具有不同的(  )
A.温度 B.比热容 C.内能 D.热量
【考查方向】比热容解释简单的自然现象.
【名师点睛】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。
【答案】B
【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,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,所以沿海城市青岛的昼夜温差较小,而内陆城市济南的昼夜温差较大,故B正确。故选:B。
典例6:(2020?郴州)春季,在培育秧苗时,有经验的农民往往会在傍晚往秧田里灌水以防倒春寒冻伤秧苗,这是利用水的 比较大的性质;若质量为2000kg的水温度从5℃降低到2℃,放出的热量是 J.[c水=4.2×103J/(kg?℃)]
【考查方向】水的比热容的特点及应用;热量的计算.
【名师点晴】(1)对水的比热容大的理 相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;(2)根据Q放=cm△t可求出水放出的热量。。
【答案】比热容;2.52×107。
【解析】(1)晚上时在秧田里灌水,是因为水的比热容比沙土大,在相同条件下,晚上水在降温时会放出热量,热传递给秧苗,使秧苗的温度不致下降过低,从而可使秧苗不被冻坏;
(2)水放出的热量:Q放=c水m△t=4.2×103J/(kg?℃)×2000kg×(5℃-2℃)=2.52×107J。
故答案为:比热容;2.52×107。
知识点四:比热容解释简单的自然现象
典例7:(2020?铜山区一模)某物理兴趣小组,研究徐州市新建大龙湖水域对周边环境温度的影响时发现:大龙湖水域附近,夏天比周边降低1℃左右,冬天比周边升高1℃左右。请用你所学的知识解释其中的道理: 。
【考查方向】比热容解释简单的自然现象
【名师点晴】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,据此进行分析。
【答案】如解答内容。
【解析】徐州市新建大龙湖水域后,水的质量变多,因为水的比热容较大,夏天,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,导致气温将比原来下降1℃左右;冬天,(相同质量的水和沙石比较)放出相同的热量,水的温度降低的少,导致气温比原来升高1℃左右。
故答案为:徐州市新建大龙湖水域后,水的质量变多,因为水的比热容较大,夏天,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,导致气温将比原来下降1℃左右;冬天,(相同质量的水和沙石比较)放出相同的热量,水的温度降低的少,导致气温比原来升高1℃左右。
right166370典例8:(2020?深圳模拟)内陆地区的夏季比沿海地区炎热,冬季比沿海地区寒冷,在一天之内的气温的变化也较大。原因是沿海地区靠近水,内陆地区以干泥土为主,水的比热容比干泥土的比热容 ,在吸收或放出相同 的情况下,水的温度变化比干泥土要 。因此,在受太阳照射的条件相同时,内陆地区的夏季比沿海地区炎热,冬季比沿海地区寒冷,在一天之内的气温的变化也大。
【考查方向】比热容解释简单的自然现象
【名师点晴】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。
【答案】大;热量;小。
【解析】内陆地区以干泥土为主,沿海地区水多,因为水的比热容比干泥土比热容大,相同质量的水和干泥土吸收相同的热量后,水升高的温度比干泥土要小;相同质量的水和干泥土放出相同的热量后,水降低的温度小,因此,在受太阳照射条件相同时,内陆地区的夏季比沿海地区炎热,冬季比沿海地区寒冷,在一天之内气温变化也较大。故答案为:大;热量;小。
达标检测
第十三章 内能达标检测题
一.选择题(共18小题,满分36分,每小题2分)
1.(2分)(2020秋?靖宇县期中)通常情况下,下列物质中分子间作用力最弱的是(  )
A.黄金 B.空气 C.水 D.水银
2.(2分)(2020秋?重庆期中)下列现象能说明分子在做无规则运动的是(  )
A.秋天落叶纷飞 B.八月丹桂盛开,校园中闻到阵阵花香
C.丝绸摩擦过的玻璃棒吸引小纸屑 D.打扫卫生时灰尘飞扬
3.(2分)(2020秋?农安县期中)下列实例中,不是通过做功的方式改变物体内能的是(  )
A.冬天摩擦双手,手会感觉暖和 B.小孩滑滑梯时,臀部感觉发热
C.子弹击中木板,子弹温度升高发热 D.用冷毛巾敷额头,头部降温
4.(2分)(2020秋?长春期中)用水作为暖气中的传热介质是因为水的(  )
A.导电性强 B.比热容大 C.沸点高 D.密度大
36150559963155.(2分)(2020秋?锦江区校级月考)研究发现新型冠状病毒(COVMD﹣19)可通过飞沫传播。如图所示,人在打喷嚏、咳嗽时会喷出大量的飞沫,飞沫一般是直径大于5微米的含水颗粒,它里面包裹分泌物或病原菌,飞沫可漂浮在空气中,因此,建议保持一定的社交距离,并做好个人防护关于飞沫及飞沫传播,下列说法正确的是(  )
A.飞沫传播表明分子在不停地做无规则运动
B.体积较大的飞沫才能在空气中漂浮
C.飞沫蒸发时要吸收热量
D.飞沫在0℃空气中的内能为零
6.(2分)(2020秋?青羊区校级月考)下列现象中,能表明分子在不停地做无规则运动的是(  )
A.炒菜时,满屋飘香 B.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞
C.扫地时灰尘四起 D.濛濛细雨从空中下落
7.(2分)(2020秋?青羊区校级月考)下列现象中,不能用分子动理论解释的是(  )
A.海绵很容易被压缩 B.湿衣服在阳光下逐渐晒干
C.春天,校园里花香扑鼻 D.一块糖放入水中,整杯水变甜
42208452628908.(2分)(2020秋?青羊区校级月考)如图所示将两个表面光滑的铅块相互挤压粘在一起,与该实验原理相同的是以下哪个现象(  )
A.等体积酒精与水混合后总体积小于两者原体积之和
B.毛皮摩擦过的橡胶棒和丝绸摩擦过的玻璃棒相互吸引
C.带电体能吸引轻小物体
D.荷叶上两个水珠靠近时,可以合成大水珠
9.(2分)(2020秋?成都月考)交警在查“酒驾”时,先请司机打开车窗,若闻到酒精气味,则要求司机必须接受酒精含量的测试。交警能闻到酒精气味是因为酒精(  )
A.分子间有空隙 B.分子很小
C.分子在不断运动 D.分子可看到
10.(2分)(2020秋?东湖区校级月考)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(  )

11.(2分)(2020秋?青羊区校级月考)用分子动理论解释生活中的现象,其中合理的是(  )
A.柳絮飘扬说明分子在不停地运动
B.封闭在注射器筒内的气体容易被压缩说明分子之间有空隙
C.酒精蒸发说明酒精分子体积增大
D.水凝固成冰后,水分子就停止了运动
12.(2分)(2020秋?双流区校级月考)为了说明气体分子作无规则运动,将2个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体(ρ二氧化氮>ρ空气)的玻璃瓶口对口对接,中间用玻璃板隔开。抽开隔板后,通过观察瓶内气体的变化。对于玻璃瓶的三种放置方法(如图所示),不合理的是(  )
right635A.甲图 B.乙图
C.丙图 D.三种放置方法都合理
13.(2分)(2020?槐荫区二模)如图所示的事例中,在改变物体内能的途径上与其它三项不同的是(  )

14.(2分)(2020秋?青羊区校级月考)关于下列四幅图片的表述,正确的是(  )
A.甲图中,用电加热器烧开水,水的温度升高是通过热传递实现的
B.乙图中,迅速下压活塞时,筒中的硝化棉会燃烧,硝化棉内能增加是通过做功的方式实现的C.丙图中,活塞被冲出的瞬间,瓶内出现白雾,是空气对瓶塞做功内能减小液化而形成的
D.丁图中,冰山的温度很低,所以冰山不具有内能
15.(2分)(2020?济南)如图是2020年3月23日~25日济南和青岛两地的气象信息。由图可知:沿海城市青岛的昼夜温差较小,而内陆城市济南的昼夜温差却较大。这主要是因为海水和砂石具有不同的(  )
A.温度 B.比热容 C.内能 D.热量
16.(2分)(2020春?兖州区期末)国家质检总局2012年12月25日公布的《中国烟草控制规划(2012﹣2015年)》提出,研究制定全国性公共场所禁烟法律规定,全面推行公共场所禁烟。因为房间里只要有一个人吸烟,整个房间很快就充满刺鼻的烟味,主要原因是(  )
A.分子间有斥力 B.分子间有引力
C.分子在不停地运动 D.分子之间是有间隙的
17.(2分)(2020春?四会市期末)新冠状病毒疫情期间,政府呼吁市民出入公众场所时,佩戴口罩。这是因为(  )
A.公共场所人员密集大,新冠状病毒分子停留在公共场所比较多,分子密度大,人们极易受到感染
B.新冠状病毒分子不停地做无规则运动,透过“飞沫”迅速扩散到周围空间,人们极易受到感染
C.新冠状病毒分子较大,其直径尺度为10﹣7m,口罩能完全将其挡之于外
D.口罩的无纺布材料分子间不存在间隙,能够完全防御新冠状病毒的传播
right56832518.(2分)(2020?柳州)如图,甲、乙、丙三个相同的烧杯中盛有等量、等温的水,用一支滴管分别在水面、水中、水底滴一滴红墨水,记录整杯水变红所用的时间。这项活动要探究的问题是红墨水扩散快慢是否(  )
A.与墨水滴的大小有关 B.与滴墨水的位置有关
C.与烧杯的容积有关 D.与水的温度有关
二.多选题(共2小题,满分6分,每小题3分)
19.(3分)(2020秋?成都月考)某实验小组利用酒精灯对容器中500g冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态,如图所示是他们根据记录的数据绘制的“温度﹣时间”图象,已知c水=4.2×103J/(kg?℃),由图象可知(  )
A.在BC段,物质吸收的热量是1.68×105J
B.冰在熔化过程中温度保持不变,内能不变
C.冰在熔化前内能增加4.2×104J
D.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰大
20.(3分)(2020?北京二模)下列说法中正确的是(  )
A.暖水瓶内的水蒸气将瓶塞顶起是通过做功改变物体内能的
B.分子间相互作用的引力与斥力同时存在
C.塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上,说明分子间存在着吸引力
D.液体蒸发时要吸收热量,所以酒精蒸发有致冷作用
三.填空题(共10小题,满分20分,每小题2分)
21.(2分)(2020秋?西丰县期中)将油滴入锅内,由于分子间存在相互作用的   ,而使油滴聚成球形。同时可以闻到淡淡的油香味,说明分子在   ,随着加热,温度升高,香味更加浓重,是因为温度越高,扩散速度   。
22.(2分)(2020秋?南海区期中)大型载重汽车下坡时间较长时,为防止刹车片过热造成刹车失灵,要向刹车片和轮胎喷水降温,刹车片过热是通过   的方式增加内能的;用水来降温是利用了水具有较大的   的性质;某汽车水箱中装了5kg的水,发动机运行一段时间后,水温升高了20℃,则在这个过程中,水吸收的热量是   J。[水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)]
23.(2分)(2020秋?新都区校级月考)“酒香不怕巷子深”,说明了分子在不停地   。
right7683524.(2分)(2020秋?锦江区校级月考)“新冠肺炎”疫情期间,同学们每天走进教学楼,都会闻到消毒液的气味,如图所示,这一现象说明了分子在做   ;消毒液是液体,不容易被压缩,说明分子间存在着   力。
right30924525.(2分)(2020秋?浦口区校级期中)两滴水银靠近时,能自动结合成一滴较大的水银,这一事实说明分子之间存在着   ,酒精和水混合后,总体积会   ,直观地说明了   。
26.(2分)(2020秋?东明县月考)如图所示,小宇同时在热水和冷水中各滴入一滴红墨水,发现热水的颜色先变均匀,这说明:   。
27.(2分)(2020秋?温江区校级月考)沿海地区昼夜温度变化   内陆地区昼夜温差变化,主要原因是水的比热容   砂土的比热容(填“大于”“等于”或“小于”)。
28.(2分)(2020秋?青羊区校级月考)金秋九月,丹桂飘香。师大实外桂园中漂浮着浓郁的桂花香,这是   现象。桂花除用于观赏外,还可用来制作桂花茶,用开水泡茶时,桂花温度会升高,其内能是通过   的方式改变的。
29.(2分)(2020秋?青羊区校级月考)研究发现新型冠状病毒(2019﹣nCoV)可通过飞沫传播,新冠状病毒的传播   (选填“是”或“不是”)扩散现象。为了比较一定量水和酒精混合前后总体积大小的实验中,在直玻璃管中应先注入   (选填“水”或“酒精”)再进行实验。
right-127030.(2分)(2020秋?南岗区校级月考)把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中,比较发现   ,由此可得   。
四.实验探究题(共3小题,满分9分,每小题3分)
31.(3分)(2020秋?铁岭月考)东东同学学习了分子的热运动之后,做了以下的一些实验。
244856080645(1)实验一:在比较一定量的水和酒精混合前后总体积大小的实验中,在直玻璃管中先后注入100mL的水和100mL的酒精,两种液体完全混合之后的总体积   (选填“大于”“等于”或“小于”)200mL,这是因为分子之间   。为了使实验的观象更加明显,应选用内径较   (选填“粗”或“细”)的玻璃管。
(2)实验二:东东为了研究液体的扩散现象,先在量筒里装一半清水,然后再用细管在水下面注入硫酸铜溶液。如图所示,是小明观察到的溶液在“实验开始时”、“静放10日后”、“静放30日后”所呈现的现象。其中   图是表示溶液静放30日后的实验现象。扩散现象说明   。如果这个实验在温度比较高的环境里进行,扩散现象的速度将   (选填“比较快”、“比较慢”或“一样”)
(3]实验三:将很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下,使玻璃板水平接触水面,如图甲所示。然后稍稍用力向上拉动玻璃板,玻璃板并未与水面分离,却发现其边缘处的水面稍微向上弯曲,如图乙所示,此时弹簧测力计示数   (选填“大于”、“等于”或“小于”)玻璃板自身重力,这是因为   。
32.(3分)(2020?昌吉市模拟)(1)如图甲是演示做功可以改变内能的两个小实验,其中用来说明气体对外做功,内能减小的是实验   (选填“①”或“②”)。
215773074930(2)小红用酒精灯给一种固体均匀加热,加热过程中固体的质量不变。通过实验得到该固体的熔化图象如图乙所示,在图象的BC段,该物质的内能   (选填“变大”“变小”或“不变”),cAB:cCD=   (整个过程每分钟吸收热量相同)。
33.(3分)(2020?孟津县一模)如图所示,两个相同瓶子的瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,上面的瓶中装有空气,下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后,我们观察到红棕色气体逐渐进入上瓶,下瓶中气体颜色逐渐变淡,最后两瓶中气体颜色变得均匀:
right-283210(1)此实验中的二氧化氮的作用是   。
(2)此现象表明:   ;
(3)实验结束后,小阳建议把装有二氧化氮气体的瓶子放在装有空气的瓶子的上面也可以完成此实验。你认为他的建议   (选填“可以”或“不可以”)采纳,因为   。
五.解答题(共2小题,满分8分,每小题4分)
34.(4分)(2020秋?朝阳区校级月考)如图所示,将一个试管放入适量的水,塞紧胶塞,用酒精灯加热试管底部,过一段时间看到塞子突然冲出试管,同时试管口出现“白雾”,根据现象回答下列问题。
(1)问题:燃料燃烧过程,能量是如何转化的?
3843655231140回答:   转化为内能;
(2)问题:塞子冲出试管后为什么继续向前运动?
回答:是由于塞子具有   ;
(3)问题:塞子被推出的过程中,能量是如何转化的?
回答:由水蒸气的   转化为塞子的   ;
(4)问题:塞子被推出后,试管口为何产生“白雾”?
回答:水蒸气对瓶塞   ,自身内能变   ,发生   (填物态变化)形成“白雾”。
35.(4分)(2020?顺城区模拟)如图是小东在烈日当空的海边踢足球的情景。请回答:
(1)小东发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的,这说明海水和沙子的比热容哪个较大?
410083080645(2)湿的腿上总是沾有沙子能说明什么?
(3)足球离开脚后为什么还能继续向前运动?
六.计算题(共5小题,满分21分)
36.(4分)(2020?天津)小华在天津的家中用电热水壶烧水,将质量为2kg的水从20℃加热到70℃.已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg?℃),求水吸收的热量。
37.(4分)(2019秋?合肥月考)小马欲调出40℃的温开水,已知杯中有20℃的冷开水300g,热水壶中有刚烧沸腾的沸水,若不计热量损失,则需添加沸水多少克?若把这些沸水在此过程中放出的热量用来给80℃、200g的水加热,可使水温升高到多少?(气压为1标准大气压)
38.(4分)(2020?衡阳模拟)可燃冰是一种新型能源,主要成分是甲烷,用燃气锅炉烧水时,把质量为500kg,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了12m3天然气,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg?℃),天然气热值q=4.2×107J/m3,可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃气锅炉烧水时的效率;
(3)若换用可燃冰,应使用多少m3可燃冰。
39.(5分)(2020?开远市二模)工作人员采取了部分页岩气样品,经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%,为了确定其中是否还含有其它可燃性成分,现在在实验室进一步对其进行热值测试:假设所取样品气体的体积为1L,用它烧水,使得1kg的水温度升高了5℃,已知检测所用的烧水炉的效率为70%,天然气的热值为4.0×107J/m3.(ρ水=1.0×103kg/m3)请根据以上信息计算:
(1)检测过程中,水吸收的热量是多少?
(2)检测过程中,页岩气样品所释放的热量是多少?
(3)该页岩气样品的热值为多少?
40.(4分)(2020秋?东明县月考)将一质量400g的高温金属球放入200g的冷水中,金属球的初温为320℃,冷水的初温为20℃.热平衡后,金属球和水的共同温度为70℃.不计热量损失,求:
(1)冷水吸收的热量为多少?
(2)金属球的比热容为多少?
第十三章 内能达标检测题
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题,满分36分,每小题2分)
1.【解答】 在固体中,分子力的作用比较强,分子间距最小,因而,固体有一定的形状和体积;
在液体中,分子力的作用较弱,分子在一定限度内可以运动且具有流动性,因而,液体没有确定的形状,但占有一定的体积;
在气体中,分子力的作用更弱了,因此气体分子能自由地向各个方向运动,因而,气体没有固定的形状,也没有确定的体积。
故选:B。
2.【解答】
A、秋天落叶纷飞,属于宏观物体的运动,是机械运动,不是分子在做无规则运动,故A错误。
B、校园中闻到阵阵花香,属于扩散现象,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动,故B正确。
C、丝绸摩擦过的玻璃棒吸引小纸屑,说明带电体能够吸引轻小物体,不是分子在做无规则运动,故C错误。
D、灰尘飞扬属于宏观物体的运动,是机械运动,不是分子在做无规则运动,故D错误。
故选:B。
3.【解答】
A、冬天双手互搓,手克服摩擦做功机械能转化为内能,温度升高,属于做功改变物体的内能,故A不符合题意;
B、小孩滑滑梯时,克服摩擦做功机械能转化为内能,臀部温度升高,感觉发热,属于做功改变物体的内能,故B不符合题意;
C、子弹击中木板,克服摩擦做功,使子弹内能增加、温度升高,属于做功改变物体的内能,故C不符合题意;
D、用冷毛巾敷额头,毛巾从额头吸收热量,头部放出热量、温度降低,属于热传递改变物体的内能,故D符合题意。
故选:D。
4.【解答】
因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度时,水放出的热量多,取暖效果好,所以暖气装置中用水来供热,故B正确、ACD错误。
故选:B。
5.【解答】
A.飞沫是直径大于5微米的含水颗粒,飞沫传播不是分子的无规则运动,所以飞沫传播不能表明分子在不停地做无规则运动,故A错误;
B.体积较小的飞沫受到的重力较小,根据F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力也较小,只要重力大小等于浮力大小,也能在空气中漂浮,故B错误;
C.飞沫蒸发时,液态水变成气态水蒸气,是汽化,要吸热,故C正确;
D.一切物体在任何温度下都有内能,飞沫在0℃空气中的内能不为零,故D错误。
故选:C。
6.【解答】 A、炒菜时,芳香油分子不停地做无规则运动,扩散到空气中,由于炒菜时温度很高,所以分子的扩散速度加快,故“满屋飘香”,此选项符合题意。
B、粉笔灰在空中飞舞是固体小颗粒的机械运动,不属于分子运动,此选项不符合题意。
C、灰尘四起是固体小颗粒的机械运动,不属于分子运动,此选项不符合题意。
D、濛濛细雨从空中下落是小雨滴的机械运动,不是分子的运动,此选项不符合题意。
故选:A。
7.【解答】
A、海绵很容易被压缩,海绵受力时形状发生改变,是宏观物体的运动,与分子动理论没有关系,故A符合题意;
B、湿衣服在阳光下晾晒时,由于温度较高,衣服上的水分子运动速度加快,所以衣服逐渐变干,与分子动理论有关,故B不符合题意;
C、校园里花香扑鼻,是花香分子扩散到空气中的结果,与分子动理论有关,故C不符合题意;
D、一块糖放入水中,整杯水变甜,是分子的扩散现象,与分子动理论有关,故D不符合题意。
故选:A。
8.【解答】
两个表面光滑的铅块相互紧压后,它们会黏在一起,说明了分子间存在引力;
A、酒精与水混合后体积减小,酒精与水彼此进入对方的空隙,说明分子间有空隙,故A不符合题意;
B、毛皮摩擦过的橡胶棒和丝绸摩擦过的玻璃棒相互吸引,是由于异种电荷相互吸引,故B不符合题意;
C、带电体能吸引轻小物是由于带电体具有吸引轻小物体的性质,故C不符合题意;
D、荷叶上两个水珠靠近时,可以合成大水珠,是由于分子间存在引力,故D符合题意。
故选:D。
9.【解答】 酒精分子不断向四周扩散,能使人闻到酒精特殊的香味,这与酒精的分子不断运动有直接关系,而与其它分子的特性无关。
故选:C。
10.【解答】 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D正确。
故选:D。
11.【解答】 A、柳絮是宏观的物质,不能说明分子在不断运动着,故A错误;
B、气体容易被压缩,是因为分子间有间隔,故B正确;
C、酒精挥发,是因为酒精分子间的间隔增大,故C错误;
D、一切物质的分子都在不停地做无规则运动,水凝结成冰,分子仍在不断的运动,故D错误。
故选:B。
12.【解答】 由题意可知,图甲中,虽然二氧化氮的密度大于空气密度,但是它也会运动到上面的瓶子内,这说明气体分子在不停地做无规则运动,最有说服力;
图乙中,密度大的二氧化氮气体在上方,抽去玻璃板后,由于重力的作用,二氧化氮气体会向下运动,所以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动,最不合理;
图丙中,瓶子水平放置,抽开隔板,气体可以自由运动,互相进入对方,能说明气体分子在不停地做无规则运动,但与甲相比,仍不够典型。
综上所述,最合理的是甲图,最不合理的是乙图。
故选:B。
13.【解答】
AC、搓手取暖和玩滑梯时臀部发热,都是克服摩擦做功使手的内能增加;
B、放大镜聚光烤焦纸片,是通过热传递使纸的内能增加;
D、压缩空气点燃硝化棉,是通过做功的方式使筒内空气的内能增加;
由此可知,B选项与其它三个选项在改变物体内能的方式上是不同的。
故选:B。
14.【解答】
A、甲图中用电加热器烧开水,水吸收热量,温度升高,是通过热传递改变水的内能实现的,故A正确;
B、乙图中迅速下压活塞时,对空气做功,空气的内能增加,温度升高;空气的热量传递给硝化棉,使筒中的硝化棉会燃烧,硝化棉内能增加是通过热传递实现的,故B错误;
C、丙图中活塞被冲出的瞬间,瓶内空气对瓶塞做功,内能减小,温度降低,瓶口出现水蒸气遇冷液化而形成的白雾,故C错误;
D、任何时候物体都具有内能,内能不能为0,故D错误。
故选:A。
15.【解答】
沿海地区水多;内陆地区水少、沙石多,因为水的比热容较大,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,所以沿海城市青岛的昼夜温差较小,而内陆城市济南的昼夜温差较大,故B正确。
故选:B。
16.【解答】
一个人在房间吸烟,由于烟分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,所以整个房间充满烟味。吸烟有害健康,所以要在公共场所禁止吸烟。
扩散现象说明,分子在不停地做无规则运动,但是不能说明分子间有相互作用力。
虽然扩散现象不但说明了分子在不停地做无规则运动,还体现了分子之间有间隙,但是分子间有间隙不是整个房间充满烟味的主要原因。
故选:C。
17.【解答】
AB、由于新冠状病毒分子不停地做无规则运动,透过“飞沫”迅速扩散到周围空间,所以人容易受到感染,故A错误,B正确;
CD、口罩的无纺布材料分子间存在间隙,所以戴口罩不能完全抵御病毒的传播,故CD错误。
故选:B。
18.【解答】 三个相同的烧杯中盛有等量、等温的水,用一支滴管分别在水面、水中、水底滴一滴红墨水,记录整杯水变红所用的时间。根据控制变量法的思路,这项活动要探究的问题是红墨水扩散快慢是否与滴墨水的位置有关。
故ACD错误、B正确。
故选:B。
二.多选题(共2小题,满分6分,每小题3分)
19.【解答】
A、冰的质量为500g=0.5kg,温度变化△t=0℃﹣(﹣20℃)=20℃,AB阶段5min物质吸收的热量:Q吸=c冰m△t=2.1×103J/(kg?℃)×0.5kg×20℃=2.1×104J;因为相同时间内物质吸收的热量相同,则BC阶段物质吸收的热量是AB阶段的8倍,BC阶段共吸收了8×2.1×104J=1.68×105J的热量,故A正确;
B、冰在熔化过程中,吸收热量、内能增加,但温度保持不变,故B错误;
C、在熔化前内能增加:△E=Q吸=c冰m△t=2.1×103J/(kg?℃)×0.5kg×20℃=2.1×104J,故C错误;
D、由题知,利用酒精灯对冰均匀加热,即在相同时间内冰吸热相同,由图可知,冰在前5min内温度升高了20℃,水在后10min内升高了20℃,可见升高相同的温度,水吸热多;则吸收相同的热量,水温度变化慢,而冰化水质量不变,所以由Q=cm△t可知水的比热容比冰的比热容大,故D正确。
故选:AD。
20.【解答】
A、暖水瓶内的水蒸气将瓶塞顶起的过程中,水蒸气对瓶塞做功,水蒸气内能减小,温度降低,内能转化为机械能,是做功改变内能,故A正确;
B、分子间同时存在相互作用的引力与斥力,故B正确;
C、使用塑料吸盘时,挤出吸盘内的空气,是大气压把吸盘紧紧地压在玻璃上,故C错误;
D、蒸发是汽化过程,需要吸热,所以酒精蒸发具有致冷作用,故D正确。
故选:ABD。
三.填空题(共10小题,满分20分,每小题2分)
21.【解答】 分子之间存在引力,在油分子引力的相互作用下,滴入锅中的油滴聚成球形;
分子永不停息地做无规则运动,油分子运动到空气中,所以我们能闻到淡淡的油香味;
因为温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快。所以随着加热,温度升高,香味更加浓重。
故答案为:引力;不停地做无规则运动;越快。
22.【解答】
(1)汽车下坡时间较长时,连续点踩刹车,刹车片摩擦做功内能增加,温度升高,是通过做功方式改变内能的;
(2)水的比热容最大,和其它物质比较,降低相同温度吸收热量最多,所以用水来降温是利用了水具有较大的比热容的特点;
(3)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×5kg×20℃=4.2×105J。
故答案为:做功;比热容;4.2×105。
23.【解答】
“酒香不怕巷子深”,说明了分子在不停地做无规则运动。
故答案为:做无规则运动。
24.【解答】
(1)组成物质的分子在不停地作无规则的运动,喷洒后教学楼内会闻到消毒液的气味,说明分子在做无规则运动;
(2)液体不容易被压缩,说明分子间存在着斥力。
故答案为:无规则运动;斥。
25.【解答】
(1)两滴水银能够自动结合成一滴较大的水银,是由于分子之间存在引力;
(2)酒精和水混合后,总体积会变小,说明分子间有间隙。
故答案为:引力;变小;分子间存在间隙。
26.【解答】
由于热水的温度高,故分子运动剧烈,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。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。
故答案为:温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
27.【解答】
沿海地区多水,水的比热容较大,白天,在相同的吸热条件下,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,昼夜温差较小;而内陆地区砂石、土壤等的比热容小,在相同的吸热条件下,沙石的温度升高的多,夜晚,放出相同的热量,沙石的温度降低的多,昼夜温差较大。
故答案为:小于;大于。
28.【解答】
漂浮着浓郁的桂花香,说明香味分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
用开水泡茶时,桂花温度会升高,其内能是通过热传递的方式改变的。
故答案为:扩散;热传递。
29.【解答】 新型冠状病毒属于微生物,它通过飞沫传播是微生物所做的机械运动,不是扩散现象;
在比较一定量的水和酒精混合后总体积大小的实验中,因为水的密度大于酒精的密度,所以在直玻璃管中应先注入水,目的是便于记录水和酒精混合前的总体积。
故答案为:不是;水。
30.【解答】 把墨水分别滴入热水和冷水中,一段时间后观察到的现象是:墨水在热水中扩散的快,这说明分子运动速度和温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
故答案为:热水中墨水扩散得快;温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
四.实验探究题(共3小题,满分9分,每小题3分)
31.【解答】
(1)由于分子间有间隙,所以两种液体混合后体积小于200mL,为了实验现象更明显,应该选取内径较小的玻璃管;
(2)把硫酸铜溶液注入清水中,硫酸铜溶液和水之间发生扩散现象,因为分子始终不停的做无规则运动,随着时间的增加,扩散现象越明显,时间越久,硫酸铜溶液和水的界限越模糊,所以“实验开始时”是图乙,“静放10日后”是图丙,“静放30日后”是图甲;温度越高,分子的无规则运动越剧烈,如果这个实验在温度比较高的环境里进行,扩散现象的速度将比较快;
(3)当玻璃和水接触在一起时,玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,所以水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力;当向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数等于玻璃板的重力加上分子间的引力,因此弹簧测力计的示数大于玻璃板自身的重力。
故答案为:(1)小于;有间隙;细;(2)甲;分子在永不停息地做无规则运动;比较快;(3)大于;分子间有引力。
32.【解答】
(1)在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,我们会看到棉花燃烧的现象,这一过程中活塞对瓶内气体做功,气体的温度升高,内能增加;当瓶塞跳起时,同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象,说明水蒸气对塞子做功,内能减少,温度降低;所以演示物体对外做功本身内能减少的实验是②;
(2)晶体在熔化过程中,继续吸热,温度不变,但内能增加,所以物质在B点的内能小于在C点时的内能,即BC段物质的内能增大;
根据图中坐标信息可知,该物质在AB段温度升高40℃,被加热2min;在CD段温度升高20℃,被加热4min;
则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1:2,升高的温度之比为2:1,根据Q=cm△t可得,===。
故答案为:(1)②;(2)变大;1:4。
33.【解答】
(1)二氧化氮气体比空气的密度大,空气要处于二氧化氮气体的上方,所以装二氧化氮气体的应是下方的瓶子,二氧化氮的颜色是红棕色的,作用显示分子的运动(便于观察扩散现象);
(2)扩散现象说明分子在不停地进行无规则运动;
(3)如果把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面,空瓶子放在下面,由于二氧化氮的密度大于空气,在重力作用下也会出现相同的现象,不可以说明分子在不停地做无规则运动,所以小阳的建议不能采纳。
故答案为:(1)显示分子的运动(便于观察扩散现象);
(2)分子在不停地做无规则运动;
(3)不可以;二氧化氮的密度大于空气,在重力作用下也会出现相同的现象,不能说明分子在不停地做无规则运动。
五.解答题(共2小题,满分8分,每小题4分)
34.【解答】
(1)在酒精燃烧过程中,将酒精的化学能转化为内能;
(2)塞子冲出试管后继续向前运动,是因为塞子具有惯性,仍然要保持原来的运动状态;
(3)对水持续加热,试管中产生大量水蒸气,水蒸气膨胀做功,将软木塞推出,塞子被推出的过程中,水蒸气的内能转化为塞子的机械能;
(4)水蒸气膨胀对塞子做功,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能,水蒸气的内能会减小,温度降低;水蒸气液化形成“白雾”。
故答案为:(1)化学能;(2)惯性;(3)内能;机械能;(4)做功;小;液化。
35.【解答】答:
(1)海水比沙子的比热容大,因此,相同质量的海水和沙子,在吸收相同的热量时,沙子的温度变化大,所以沙子温度高,海水温度低,故可以感觉到沙子烫脚,而海水却是凉凉的;
(2)湿的腿上总是沾有沙子是因为水分子和沙子分子之间存在引力的缘故;
(3)足球离开脚后继续向前运动,是由于足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态。
六.计算题(共5小题,满分21分)
36.【解答】
水吸收的热量为Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J。
答:水吸收的热量为4.2×105J。
37.【解答】 (1)在1标准大气压下,沸水的温度为100℃,
冷水升高的温度△t1=40℃﹣20℃=20℃,热水降低的温度△t2=100℃﹣40℃=60℃
因为不计热量损失,所以Q吸=Q放,
即:c1m1△t1=c2m2△t2,
因为热水和冷水的比热容相同,即c1=c2,
所以:0.3kg×20℃=m2×60℃;
解得:m2=0.1kg=100g。
(2)沸水在此过程释放热量:
Q放=cm2△t2=4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(100℃﹣40℃)=2.52×104 J,
由题意知,Q吸′=Q放=2.52×104J,
由Q吸=cm△t可得:水升高的温度:
△t==≈30℃
所以水的末温:t=t0+△t=80℃+30℃=110℃,
由于是在一个标准大气压下,故最终温度为100℃。
答:需添加沸水100g;可使水温升高到100℃。
38.【解答】 (1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×500kg×(100℃﹣20℃)=1.68×108J;
(2)12m3天然气完全燃烧释放的热量:
Q放=V天然气q=12m3×4.2×107J/m3=5.04×108J,
燃气锅炉烧水时的效率:
η=×100%=×100%≈33.3%;
(3)因可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,
所以,需要可燃冰的体积:
V可燃冰===V天然气=×12m3=0.075m3。
答:(1)水吸收的热量为1.68×108J;
(2)燃气锅炉烧水时的效率为33.3%;
(3)若换用可燃冰,应使用0.075m3可燃冰。
39.【解答】
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×5℃=2.1×104J。
(2)页岩气样品所释放的热量:
Q放===3×104J;
(3)1L=1dm3=1×10﹣3m3,所以该页岩气样品的热值:
q===3×107J/m3。
答:
(1)检测过程中,水吸收的热量是2.1×104J;
(2)检测过程中,页岩气样品所释放的热量是3×104J;
(3)该页岩气样品的热值是3×107J/m3。
40.【解答】 (1)冷水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×104J;
(2)不计热量损失,Q吸=Q放=4.2×104J;
由Q放=c金m金(t金﹣t)可得,金属球的比热容:
c金===0.42×103J/(kg?℃)。
答:(1)冷水吸收的热量为4.2×104J;
(2)金属球的比热容为0.42×103J/(kg?℃)。

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