第十三章內(nèi)能單元檢測

第十三章內(nèi)能單元檢測一．選擇題（共6小題）1．下列現(xiàn)象中不屬于擴散現(xiàn)象的是（）A．灑水車將水噴灑在地面上 B．樟腦球放在衣柜中，過幾天，衣柜中充滿樟腦氣味 C．一滴紅墨水滴在清水中，過一會兒杯中水呈紅色 D．長期堆放煤的水泥地面上，地面變成黑色【分析】（1）擴散現(xiàn)象：不同的物質(zhì)在相互接觸時，物質(zhì)的分子互相進入對方的現(xiàn)象就叫擴散現(xiàn)象；（2）分子的運動我們用肉眼是看不見的；（3）擴散表明一切物質(zhì)的分子都是不停地做無規(guī)則的運動。【解答】解：A、灑水車將水噴灑在地面上，是物體的機械運動，不是分子的運動，故A符合題意；B、樟腦球放在衣柜中，過幾天，衣柜中充滿樟腦氣味，是氣體分子的運動，屬于擴散現(xiàn)象，故B不符合題意；C、一滴紅墨水滴在清水中，過一會兒杯中水呈紅色，是液體分子的運動，屬于擴散現(xiàn)象，故C不符合題意；D、長期堆放煤的水泥地面上，地面變成黑色，是固體分子的運動，屬于擴散現(xiàn)象，故D不符合題意。故選：A。2．端午時節(jié)，人們佩戴裝有中藥材的香囊，我們能聞到淡淡的藥香，說明（）A．分子間有引力 B．分子間有斥力 C．分子是運動的 D．分子間有空隙【分析】一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動，擴散運動是分子熱運動的宏觀體現(xiàn)。【解答】解：一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。端午時節(jié)，人們佩戴裝有中藥材的香囊，我們能聞到淡淡的藥香，是香味分子發(fā)生了擴散現(xiàn)象，說明分子是運動的。故選：C。3．冰壺運動又稱冰上溜石，是以隊為單位在冰上進行的一種投擲性競賽項目，圖為2022年北京冬奧會上中國隊比賽的情景，下列說法正確的是（）A．冰壺離開運動員仍能在冰面上滑行，是因為它受到慣性力 B．運動員使勁摩擦冰面是想增大壓力來增大摩擦力 C．運動員使勁摩擦冰面是通過做功改變冰面的內(nèi)能 D．冰壺受到支持力和它對冰面的壓力是一對平衡力【分析】（1）物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性；（2）減小摩擦力的方法有：一是減小壓力；二是減小接觸面積的粗糙程度；三是用滾動摩擦代替滑動摩擦；（3）改變物體內(nèi)能的兩種方法：做功、熱傳遞；（4）二力平衡的條件是：大小相等、方向相反、作用在同一個物體上、且作用在同一條直線上?！窘獯稹拷猓篈、冰壺離開運動員后可以繼續(xù)在冰面上滑行是因為冰壺具有慣性，慣性不是力，不能說受到了慣性力，故A錯誤；B、在冰壺運動中運動員摩擦冰面，使部分冰熔化成水，使接觸面脫離而減小摩擦，故B錯誤；C、運動員使勁摩擦冰面是通過做功改變冰面的內(nèi)能，故C正確；D、冰壺對冰面的壓力與冰面對冰壺的支持力，兩個力的大小相等、方向反向、作用在同一條直線上，但作用在兩個物體上，所以兩個力是一對作用力與反作用力，而不是平衡力，故D錯誤。故選：C。4．火箭從地面向上發(fā)射過程中，火箭外殼和大氣摩擦溫度越來越高，則火箭箭體的（）A．內(nèi)能增大，機械能減小 B．內(nèi)能增大，機械能增大 C．內(nèi)能減小，機械能減小 D．內(nèi)能減小，機械能增大【分析】克服摩擦做功時，物體的溫度升高，內(nèi)能增大；機械能包括動能和勢能，動能的大小與質(zhì)量和速度有關，重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關?！窘獯稹拷猓夯鸺龔牡孛嫦蛏习l(fā)射過程中，火箭箭體的質(zhì)量不變，速度增大，高度增大，動能增大，重力勢能增大，機械能等于動能和重力勢能之和，所以機械能增大，火箭箭體溫度不斷升高，質(zhì)量不變，狀態(tài)不變，溫度升高，內(nèi)能增加，故B正確。故選：B。5．用圖甲所示裝置探究冰的熔化特點，繪制出如圖乙所示的圖象，則（）A．應先固定試管再固定燒杯 B．冰的熔化過程持續(xù)了25min C．冰熔化時溫度和內(nèi)能都不變 D．水的比熱容比冰的比熱容大【分析】（1）實驗器材組裝原則是先下后上，先左后右；（2）圖乙中BC段是冰的熔化過程；（3）當晶體熔化時，吸收熱量，但溫度不變，內(nèi)能增加；（4）由轉(zhuǎn)換法可知，加熱過程中，水和冰吸收熱的多少，是通過加熱時間來反映的；加熱相同的時間，比熱容大的溫度變化小?！窘獯稹拷猓篈、為了不使試管碰到燒杯壁和底，應先固定燒杯再固定試管，故A錯誤；B、由乙圖知冰的熔化過程用的時間為：15min﹣5min＝10min，故B錯誤；C、冰熔化時，吸收熱量，溫度保持不變，但它的內(nèi)能增加，故C錯誤；D、由圖乙知，因為水和冰均加熱5min，因此水和冰塊吸收的熱量相同，水的溫度變化的少，說明水的吸熱能力大，即比熱容大，故D正確。故選：D。6．古詩詞是我國傳統(tǒng)文化瑰寶，有的優(yōu)美詞句還與物理知識有著聯(lián)系。下列詞句與對應的物理知識正確的是（）A．“花氣襲人知驟暖”，花氣襲人屬于擴散現(xiàn)象 B．“沙暖睡鴛鴦”，與水相比，沙子的比熱容較大 C．“清寒小雪前”，雪的溫度很低，它的內(nèi)能為零 D．“大地陽和暖氣生”，大地內(nèi)能的增加是通過做功方式實現(xiàn)的【分析】（1）擴散現(xiàn)象與溫度的關系：溫度越高，擴散現(xiàn)象越快；（2）不同物質(zhì)比熱容不同，質(zhì)量相同情況下，物體吸收或放出相同熱量，物質(zhì)比熱容越大，溫度變化越??；（3）一切物體都有內(nèi)能，內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則熱運動的動能和分子勢能的總和；（4）改變內(nèi)能的方式包括做功和熱傳遞?！窘獯稹拷猓篈、“花氣襲人知驟暖”，花氣襲人屬于擴散現(xiàn)象，故A正確；B、相同質(zhì)量和水和沙子相比，吸收相同的熱量，由于水的比熱容較大，所以水溫升高幅度較小，因此水溫較低；而沙子比熱容小于水，所以沙子升溫幅度較大，因此沙子溫度較高，導致“沙暖睡鴛鴦”，故B錯誤；C、一切物體在任何溫度下都有內(nèi)能，雪的溫度雖然很低，但是仍然具有內(nèi)能，故C錯誤；D、大地吸收熱量，內(nèi)能增加，通過熱傳遞的方式實現(xiàn)的，故D錯誤。故選：A。二．填空題（共6小題）7．陸游的詩句“花氣襲人知驟暖”，聞見花香是擴散現(xiàn)象，氣溫升高，花香味更濃，說明溫度越高，分子熱運動越劇烈（選填“劇烈”或“緩慢”）。【分析】（1）不同物質(zhì)互相接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散，擴散現(xiàn)象說明分子在不停地做無規(guī)則運動；（2）溫度越高，分子熱運動越劇烈?！窘獯稹拷猓宏懹蔚脑娋洹盎庖u人知驟暖”，聞見花香是擴散現(xiàn)象，說明分子在不停地做無規(guī)則運動；氣溫升高，花香味更濃，說明溫度越高，分子熱運動越劇烈。故答案為：擴散；劇烈。8．茶是世界上三大無酒精飲料之一，起源于中國，盛行于世界。泡茶時能聞到濃濃茶香，這是擴散現(xiàn)象，溫度越高，茶香越濃。拿起杯蓋，杯蓋內(nèi)表面會沾有很多小水珠不掉落，這說明分子間存在引力（填“引力”或“斥力”）?！痉治觥績煞N物質(zhì)相互接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散，擴散現(xiàn)象是分子不停地做無規(guī)則運動的體現(xiàn)，溫度越高，擴散越快，分子運動越劇烈。分子間存在相互作用的引力和斥力?！窘獯稹拷猓号莶钑r能聞到茶香，是茶葉的香味分子運動到了空氣中，這是擴散現(xiàn)象；溫度越高，擴散越快，茶香越濃；杯蓋上會沾有很多小水珠不掉落，這說明分子間存在引力。故答案為：擴散；高；引力。9．如圖所示，這是我國古老的醫(yī)療技法─刮痧，當刮痧板在身體上刮動時，身體會感覺到熱，這是通過做功方式增加身體的內(nèi)能；刮痧時要在皮膚上涂一些藥油，當體表溫度升高后，藥油滲入人體的速度加快，這說明分子的熱運動與物體的溫度有關?！痉治觥浚?）做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能；對物體做功，物體內(nèi)能增加；（2）分子無規(guī)則運動的速度與溫度有關，溫度越高，分子無規(guī)則運動的速度越快?！窘獯稹拷猓寒敼勿鸢逶谏眢w上刮動時，刮痧板與身體摩擦做功，通過做功方式增加內(nèi)能，身體會感覺到熱；當體表溫度升高后，藥物分子無規(guī)則運動的速度加快，所以滲入人體的速度加快，說明分子的熱運動與物體的溫度有關。故答案為：做功；溫度。10．法國工程師發(fā)明了以壓縮空氣為動力的“迷你貓”環(huán)保車。汽車使用前需要壓縮儲存氣體，這一過程中通過做功的方式使氣體內(nèi)能增加，開動時，釋放的氣體推動發(fā)動機，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。【分析】本題抓住做功改變物體內(nèi)能。做功主要有摩擦生熱和壓縮氣體做功，物體內(nèi)能會增加?！窘獯稹拷猓浩囀褂们靶枰獕嚎s儲存氣體，壓縮氣體做功，物體內(nèi)能會增加；開動時，釋放的氣體推動發(fā)動機，將氣體的內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為機械能。故答案為：做功；機械。11．生活處處有物理。以汽車為例：發(fā)動機采用以水為主要成分的冷卻液來降溫，這是因為水的比熱容較大；有些小汽車的尾部設計有“導流板”（形狀是上平下凸，如圖所示），高速行駛時，氣流對導流板上表面的壓強大于對導流板下表面的壓強（選填“大于”、“等于”或“小于”），從而使汽車的行駛更加平穩(wěn)?！痉治觥浚?）水的比熱容大，在同樣吸放熱時，其溫度變化小，據(jù)此可知其用來做冷卻液的原因；（2）根據(jù)流體壓強與流速的關系可做出判斷?！窘獯稹拷猓海?）發(fā)動機采用以水為主要成分的冷卻液來降溫，這是因為水的比熱容較大，在溫度變化相同的情況下，可以吸由更多的熱量；（2）根據(jù)流體壓強與流速的關系可知，高速行駛時，導流板上方空氣流速慢、壓強大，下方空氣流速快、壓強小，氣流對導流板上表面的壓強大于對導流板下表面的壓強，從而使汽車的行駛更加平穩(wěn)。故答案為：（1）比熱容；（2）大于。12．某同學家使用的燃氣熱水器每天將100kg水從20℃升高到60℃，若燃氣熱水器所燃燒的天然氣的熱值為8.0×107J/kg，天然氣燃燒放熱的70%被水吸收。則每天需要消耗天然氣0.3kg。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【分析】已知水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q＝cm（t﹣t0）求水吸收的熱量；根據(jù)天然氣燃燒放出的熱量有70%被水吸收求出天然氣放出的熱量；最后根據(jù)Q＝mq求出消耗天然氣的質(zhì)量。【解答】解：水吸收的熱量為：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J；天然氣燃燒放出的熱量：Q放＝＝＝2.4×107J；由Q＝mq可得，消耗天然氣的質(zhì)量：m＝＝＝0.3kg。故答案為：0.3。三．實驗探究題（共2小題）13．如圖甲，在探究“不同物質(zhì)吸熱能力”的實驗中：（1）在兩個相同的燒杯中加入初溫相同、質(zhì)量相同的水和煤油（ρ水＞ρ煤油）。選用相同電加熱器的目的是：使水和煤油在相同時間內(nèi)吸收相同的熱量。（2）水和煤油溫度隨時間變化的圖象如圖乙所示，①根據(jù)圖甲可判斷出a物質(zhì)是水。②根據(jù)圖乙可判斷出a吸熱能力強。（3）本實驗采用的物理研究方法是控制變量法?！痉治觥浚?）本實驗采用控制變量法，在探究“不同物質(zhì)吸熱能力”的實驗中應控制的物理量有：質(zhì)量、吸收的熱量。（2）①不同的物質(zhì)質(zhì)量相同時，物質(zhì)的體積與密度成反比；②在質(zhì)量相同、升高相同的溫度時的不同物質(zhì)，吸收的熱量多的物質(zhì)，其吸熱能力強；【解答】解：（1）因為在探究“不同物質(zhì)吸熱能力”的實驗中，應保證水和煤油的質(zhì)量相同、吸收的熱量相同。所以在兩個相同的燒杯中加入初溫相同、質(zhì)量相同的水和煤油。選用相同電加熱器的目的是：使水和煤油在相同時間內(nèi)吸收相同的熱量。（2）①圖甲中可知：Va＜Vb，∵ρ水＞ρ煤油，∴根據(jù)V＝可知：質(zhì)量相同時，V水＜V煤油，∴可判斷出a物質(zhì)是水。②根據(jù)圖乙可知：在質(zhì)量、升高相同的溫度時，a物質(zhì)的加熱時間長，說明a物質(zhì)吸收的熱量比b物質(zhì)吸收的熱量多；所以物質(zhì)a的吸熱能力強。（3）本實驗基本思路是先找出相同（保持不變）的實驗條件，然后再找出不同的實驗條件，最后觀察實驗結果跟變化的實驗條件之間的關系。所以采用的物理研究方法是控制變量法。故答案為：（1）質(zhì)量；吸收相同的熱量。（2）①水；②a．（3）控制變量。14．實驗桌上有電源一個、開關一個、導線若干以及如圖所示的兩個完全相同的保溫燒瓶。燒瓶內(nèi)裝有完全相同的溫度計和阻值相等且不變的電阻絲R，甲燒瓶內(nèi)裝有水，乙燒瓶內(nèi)裝有煤油，水和煤油的質(zhì)量相等，初溫相同。水和煤油的比熱容如表所示。以上器材均能滿足實驗要求，請利用上述實驗器材。設計一個實驗證明，液體溫度的變化與液體的比熱容有關。請畫出實驗電路圖，寫出實驗步驟，畫出實驗數(shù)據(jù)記量表格。水和煤油的比熱容[J?（kg?℃）﹣1]：水4.2×103煤油2.1×103（1）把實驗電路圖畫在下列方框中：（2）寫出實驗步驟：①按電路圖連接電路，讀出甲乙燒瓶中溫度計的示數(shù)t0，并記錄在表格內(nèi)；把水的比熱容和煤油的比熱容也記錄在表格內(nèi)；②閉合開關，通電一段時間后，同時讀出甲乙燒瓶中溫度計的示數(shù)t，并記錄在表格中，然后斷開開關；③利用Δt＝t﹣t0計算溫度的變化，并將Δt的值記錄在表格內(nèi)。。??（3）設計表格。【分析】探究液體溫度的變化與液體的比熱容有關時，應控制兩種液體吸收的熱量相同，故要用兩個相同的電阻串聯(lián)接入電路中?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意，兩個完全相同的保溫燒瓶內(nèi)裝有完全相同的溫度計和阻值相等且不變的電阻絲R，甲燒瓶內(nèi)裝有水，乙燒瓶內(nèi)裝有煤油，水和煤油的質(zhì)量相等，初溫相同，比熱容不同，以上器材可探究液體溫度的變化與液體的比熱容是否有關，此時應控制兩種液體吸收的熱量相同，即兩個電阻在相同的時間內(nèi)放出的熱量是相同的，故要用兩個相同的電阻串聯(lián)接入電路中，如圖所示：實驗步驟：①按電路圖連接電路，讀出甲乙燒瓶中溫度計的示數(shù)t0，并記錄在表格內(nèi)；把水的比熱容和煤油的比熱容也記錄在表格內(nèi)；②閉合開關，通電一段時間后，同時讀出甲乙燒瓶中溫度計的示數(shù)t，并記錄在表格中，然后斷開開關；③利用Δt＝t﹣t0計算溫度的變化，并將Δt的值記錄在表格內(nèi)。實驗數(shù)據(jù)記錄表格：C/J/（kg?℃）t0/℃t/℃Δt/℃故答案為：（1）見上圖；（2）①按電路圖連接電路，讀出甲乙燒瓶中溫度計的示數(shù)t0，并記錄在表格內(nèi)；把水的比熱容和煤油的比熱容也記錄在表格內(nèi)；②閉合開關，通電一段時間后，同時讀出甲乙燒瓶中溫度計的示數(shù)t，并記錄在表格中，然后斷開開關；③利用Δt＝t﹣t0計算溫度的變化，并將Δt的值記錄在表格內(nèi)。（3）見上表。四．計算題（共2小題）15．2018年1月19日，在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，長征十一號固體運載火箭“一箭六星”發(fā)射任務圓滿成功。如圖所示，航天燃料從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，是一項技術突破。鈹是一種高效率的火箭材料，鈹在燃燒時釋放出巨大的能量（已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），q鈹＝6.3×107J/kg），求：（1）1kg的鈹完全燃燒放出的熱量為多少焦耳？（2）若這些熱量全部被水吸收，可以使750kg的水溫度升高多少攝氏度？【分析】（1）根據(jù)Q放＝mq求出1kg的鈹完全燃燒放出的熱量；（2）由題知，Q吸＝Q放，根據(jù)Q吸＝cmΔt的變形式求出水升高溫度?！窘獯稹拷猓海?）1kg鈹完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq鈹＝1kg×6.3×107J/kg＝6.3×107J；（2）由題知，Q吸＝Q放＝6.3×107J，由Q吸＝cmΔt得水升高溫度：Δt＝＝＝20℃。答：（1）1kg的鈹完全燃燒放出的熱量為6.3×107J；（2）若這些熱量全部被水吸收，可以使750kg的水溫度升高20℃。16．某太陽能熱水器裝有100kg，20℃的冷水，經(jīng)過一天，水溫升高到60℃，若用效率為20%的燃氣灶對這些水加熱，達到同樣的效果需要2kg的燃氣。求：（1）水吸收的熱量；（2）燃氣的熱值。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]【分析】（1）已知水的質(zhì)量100kg，初溫20℃，末溫60℃，根據(jù)熱量的計算公式Q吸＝cmΔt可求出水吸收的熱量；（2）利用η＝＝20%求燃氣完全燃燒放出的熱量，再利用Q放＝mq求燃氣的熱值?！窘獯稹拷猓海?）水吸收的熱量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J；（2）由η＝＝20%得燃氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝＝＝8.4×107J；由Q放＝m燃氣q得燃氣的熱值：q＝＝＝4.2×107J/kg。答：（1）水吸收的熱量為1.68×107J；（2）燃氣的熱值為4.2×107J/kg。五．科普閱讀題（共2小題）17．《天工開物》中的“生熟煉鐵爐”如圖所示，古人將鐵料熔煉成鐵水，炙熱的鐵水沿管道流入較低處的水塘，完成淬火，最終制成熟鐵塊，再用熟鐵塊作原料，在炭火中加熱吸碳，提高含碳量，然后經(jīng)過鍛打，除掉雜質(zhì)又滲進碳，從而得到鋼。為了提高鋼的質(zhì)量，古代工匠從西漢中期起發(fā)明“百煉鋼”的新工藝。通過反復加熱折疊鍛打，使鋼的質(zhì)量有了很大程度地提高。現(xiàn)代煉鋼工藝中，淬煉優(yōu)質(zhì)鋼水要先兌鐵水（將固體鐵熔化成液體鐵）加入不同種類的廢鋼后，下氧槍吹煉再進行脫磷、脫硫、脫氧等多道復雜工序最終煉成了優(yōu)質(zhì)的鋼水。請回答下列問題：（1）炙熱的鐵水沿管道流入較低處的水塘，完成淬火，其中，鐵水變成鐵塊的過程對應的物態(tài)變化為凝固，此過程需要放出（選填“吸收”或“放出”）熱量。（2）若一塊熟鐵的質(zhì)量為20kg，其受到的重力是多少？（g取10N/kg）（3）在熔煉鐵水的時候，將爐內(nèi)1000kg的鐵從室溫加熱到剛要熔化時，鐵吸收的熱量是多少？[c鐵＝0.46×103J/（kg?℃），鐵的熔點約為1525℃，室溫約為25℃]（4）將鐵料熔煉成鐵水的過程可將鐵料中的雜質(zhì)分離，雜質(zhì)的密度ρ雜質(zhì)＜ρ鐵，要使高純度鐵水從出料口流出，出料口位置應在熔爐的上端還是下端，請說明理由?！痉治觥浚?）物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程叫做凝固；凝固過程要放出熱量；（2）根據(jù)G＝mg求出熟鐵的重力；（3）知道鐵的質(zhì)量、比熱容、初溫和末溫，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出鐵吸收的熱量；（4）根據(jù)物體的浮沉條件可知雜質(zhì)在鐵水中的狀態(tài)，據(jù)此判斷出料口位置。【解答】解：（1）炙熱的鐵水沿管道流入較低處的水塘，完成淬火，其中，鐵水變成鐵塊的過程對應的物態(tài)變化為凝固，凝固過程要放出熱量；（2）熟鐵的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；（3）鐵吸收的熱量：Q吸＝c鐵m′（t﹣t0）＝0.46×103J/（kg?℃）×1000kg×（1525℃﹣25℃）＝6.9×108J；（4）由于雜質(zhì)的密度ρ雜質(zhì)＜ρ鐵，則雜質(zhì)在鐵水中處于漂浮狀態(tài)，鐵水在下層，所以出料口位置應在熔爐的下端。答：（1）凝固；放出；（2）若一塊熟鐵的質(zhì)量為20kg，其受到的重力是200N；（3）鐵吸收的熱量是6.9×108J；（4）由于雜質(zhì)的密度ρ雜質(zhì)＜ρ鐵，則雜質(zhì)在鐵水中處于漂浮狀態(tài)，鐵水在下層，所以出料口位置應在熔爐的下端。18．閱讀短文，回答問題。氣動加熱物體與空氣或其他氣體做高速的相對運動時所產(chǎn)生的高溫氣體對物體的傳熱過程，全稱是空氣動力加熱。高速氣流流過物體時，由于氣流與物面的強烈摩擦，使邊界層內(nèi)