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課時(shí)訓(xùn)練(十三)　內(nèi)能和熱機(jī) (限時(shí):30分鐘) 一、填空題 1.[xx江西]經(jīng)過(guò)美食街時(shí),同學(xué)們總能聞到風(fēng)味獨(dú)特的“臭豆腐”的味道,這屬于　　　　現(xiàn)象;“臭豆腐”經(jīng)過(guò)燒烤后,加快了　　　　的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 2.林紅同學(xué)在觀察擴(kuò)散現(xiàn)象時(shí),應(yīng)選擇圖K13-1中的　　　　(選填“甲”或“乙”)圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),撤掉兩瓶中間的玻璃板,兩種氣體就會(huì)逐漸混合在一起,最后顏色變得均勻,這說(shuō)明氣體的分子在　。 圖K13-1 圖K13-2 3.如圖K13-2所示,把干凈的玻璃板掛在彈簧測(cè)力計(jì)的下面,記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。讓玻璃板的下表面接觸水面,然后稍稍用力向上拉,發(fā)現(xiàn)　　　　　　　　　　　,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 4.[xx江西]如圖K13-3所示,是課間同學(xué)們?cè)诮淌依镦覒虻膱?chǎng)景,恰巧被老師用手機(jī)拍下。上課后,老師形象地將圖中①的動(dòng)作描述為熱傳遞中的傳導(dǎo),則②和③可分別描述為熱傳遞中的　　　　和　　　　。 圖K13-3 　圖K13-4 5.[xx河北]如圖K13-4所示,在一個(gè)配有活塞的厚透明筒里放一小團(tuán)硝化棉,把活塞迅速下壓,壓縮空氣　　　　,使筒內(nèi)空氣的內(nèi)能增大,溫度升高,觀察到硝化棉　　　　。上述改變物體內(nèi)能的方式與發(fā)燒時(shí)用冷毛巾給頭部降溫改變物體內(nèi)能的方式　　　　(選填“相同”或“不相同”)。 圖K13-5 6.[xx河北]有如圖K13-5所示的兩套相同裝置,分別在兩個(gè)燃燒皿中放入質(zhì)量相同的不同燃料,點(diǎn)燃后加熱質(zhì)量相等的同種液體,通過(guò)比較燃料　　　　(選填“燃燒相同時(shí)間”或“全部燃燒”)后溫度計(jì)示數(shù)的變化,來(lái)判斷兩種燃料的熱值的大小。燃料燃燒,　　　　轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,用比熱容　　　　的液體可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。(實(shí)驗(yàn)中液體沒(méi)有沸騰) 7.[xx濟(jì)寧]將盛有涼牛奶的瓶子放在熱水中(如圖K13-6甲所示),通過(guò)　　　　方式改變牛奶的內(nèi)能。圖乙是250 g牛奶與熱水的溫度隨時(shí)間變化的圖像,則牛奶在加熱過(guò)程中吸收的熱量為　　　　　J。[c牛奶=2.5103 J/(kg℃)] 圖K13-6 8.[xx達(dá)州]如圖K13-7所示是小明同學(xué)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下探究某物質(zhì)熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像,第6 min時(shí)的內(nèi)能　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)第8 min時(shí)的內(nèi)能;該物質(zhì)在CD段的比熱容是AB段比熱容的　　　　倍。(被加熱的物質(zhì)和吸、放熱功率不變) 圖K13-7 圖K13-8 9.如圖K13-8所示是某沿海城市和內(nèi)陸城市同一天的氣溫變化曲線。請(qǐng)你判斷內(nèi)陸城市一天的氣溫變化所對(duì)應(yīng)的曲線是　　　　(選填“A”或“B”),這是由于砂石的比熱容　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)水的比熱容,吸收相同熱量后溫度變化　　　　(選填“大”或“小”)。 10.[xx白銀]如圖K13-9所示是四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程的一個(gè)沖程,該沖程是將　　　　能轉(zhuǎn)化為　　　　能。 圖K13-9 二、選擇題 11.[xx泰安]下列常見(jiàn)的自然現(xiàn)象,能用分子熱運(yùn)動(dòng)知識(shí)解釋的是 (　　) A.春天,柳枝吐芽 B.夏天,山澗瀑布 C.秋天,菊香滿園 D.冬天,雪花飄飄 　圖K13-10 12.[xx淮安]如圖K13-10所示,將兩個(gè)表面平整、干凈的鉛柱緊壓后,它們就會(huì)粘在一起,即使在下面吊一個(gè)較重的物體也不會(huì)被拉開(kāi),這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明 (　　) A.分子間存在引力 B.分子間存在斥力 C.分子在永不停息地運(yùn)動(dòng) D.分子間有空隙 13.南極是世界上最冷的地方,常年平均氣溫是-25 ℃,如圖K13-11所示,一天企鵝媽媽與小企鵝之間發(fā)生了一次有趣的對(duì)話,他們的部分說(shuō)法如下,其中正確的是 (　　) 圖K13-11 A.小企鵝:媽媽,這么冷,我都沒(méi)溫度了 B.企鵝媽媽:不對(duì),是沒(méi)有內(nèi)能 C.小企鵝:冰天雪地的,可能連水蒸氣都沒(méi)有吧 D.企鵝媽媽:呵呵,水蒸氣倒肯定有,因?yàn)楸强梢陨A的呀 14.[xx濰坊]下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說(shuō)法正確的是 (　　) A.物體吸收熱量,溫度一定升高 B.60 ℃的水一定比30 ℃的水含有的熱量多 C.熱傳遞過(guò)程中,熱量由高溫物體傳向低溫物體 D.物體的內(nèi)能增加,一定是從外界吸收了熱量 15.[xx武漢]如圖K13-12所示的實(shí)例中,屬于熱傳遞改變物體內(nèi)能的是 (　　) 圖K13-12 A.圖甲:對(duì)試管加熱,試管內(nèi)水溫升高 B.圖乙:冬天搓手,手會(huì)變暖 C.圖丙:從滑梯滑下,臀部發(fā)熱 D.圖丁:迅速下壓活塞,筒內(nèi)氣溫升高 16.[xx福建]福建沿海地區(qū)晝夜溫差較小,而內(nèi)陸沙漠地區(qū)晝夜溫差較大,這主要是因?yàn)楹Ｋc砂石相比具有較大的 (　　) A.密度　 B.內(nèi)能 C.比熱容　 D.質(zhì)量 17.[xx上海]兩個(gè)質(zhì)量不同的金屬塊,放出相同熱量,降低相同溫度,則 (　　) A.質(zhì)量大的金屬塊的比熱容一定大 B.質(zhì)量大的金屬塊的比熱容一定小 C.質(zhì)量大的金屬塊的比熱容可能大 D.兩個(gè)金屬塊的比熱容有可能相同 18.[xx濱州]如圖K13-13所示是內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的一個(gè)沖程,它是 (　　) A.壓縮沖程,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.壓縮沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D.做功沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 圖K13-13 圖K13-14 19.如圖K13-14所示是用易拉罐做成的一個(gè)熱風(fēng)車,下邊放一支點(diǎn)燃的蠟燭,風(fēng)車就會(huì)轉(zhuǎn)起來(lái)。四沖程內(nèi)燃機(jī)中與此能量轉(zhuǎn)化相同的沖程是 (　　) A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程 三、簡(jiǎn)答題 20.[xx畢節(jié)]圖K13-15中將一個(gè)燒瓶盛少量水,給瓶?jī)?nèi)打氣,當(dāng)瓶塞跳出時(shí),可以看到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白霧”?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)此過(guò)程中是用什么方法改變了物體內(nèi)能? (2)請(qǐng)從物態(tài)變化角度提出一個(gè)問(wèn)題并回答。 圖K13-15 四、計(jì)算題 21.[xx聊城]在“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中,用酒精燈給燒杯中的水加熱,燒杯中盛有20 ℃、質(zhì)量為100 g的水,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱至沸騰,假如完全燃燒酒精3 g。[水的比熱容為4.2103 J/(kg℃),酒精的熱值為3.0107 J/kg] (1)求水吸收的熱量。 (2)求此過(guò)程中酒精燈燒水的熱效率。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) (3)科學(xué)研究表明:1 g、100 ℃的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26103 J的熱量,水開(kāi)始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現(xiàn)象,同時(shí)發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)量減少了5 g,求此過(guò)程中水汽化成水蒸氣所吸收的熱量。 22.已知某型號(hào)的載重汽車在一段平直的高速公路上勻速行駛9.6 km,所用時(shí)間是8 min,消耗燃油3 L(假設(shè)燃油完全燃燒),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)的功率為60 kW。求:(燃油的密度為0.8103 kg/m3,熱值為3107 J/kg) (1)汽車行駛速度是多少。 (2)汽車行駛過(guò)程中的牽引力是多大。 (3)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少。 五、實(shí)驗(yàn)探究題 23.在探究“比較不同物質(zhì)吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)中,用鐵夾將溫度傳感器及分別盛有水和色拉油的兩個(gè)試管固定在鐵架臺(tái)上,溫度傳感器的探頭部分與試管內(nèi)的水和色拉油接觸良好,兩支溫度傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集線與計(jì)算機(jī)相連接,如圖K13-16所示,所采集數(shù)據(jù)如下表所示。 圖K13-16 物質(zhì) 質(zhì)量/g 初始溫 度/℃ 加熱時(shí) 間/min 末溫/℃ 水 200 20 6 45 色拉油 200 20 6 75 (1)試管中加入的水和色拉油除初溫相同外,還應(yīng)保證　　　　(選填“體積”或“質(zhì)量”)相同。 (2)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)吸熱的多少是通過(guò)　　　　來(lái)反映的。 (3)由于沒(méi)有直接測(cè)量比熱容的儀器,因此這個(gè)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)觀察　　　　的變化來(lái)比較比熱容的大小。 (4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)算出加熱6 min水吸收的熱量為　　　　J。[c水=4.2103 J/kg℃] (5)色拉油的比熱容是　　　　J/(kg℃)。(用科學(xué)記數(shù)法表示并精確到小數(shù)點(diǎn)后一位) 參考答案 1.擴(kuò)散　分子 [解析] 分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān),溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。 2.甲　不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)　 [解析] 在實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)按題圖甲的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),因?yàn)槎趸獨(dú)怏w的密度比空氣的密度大,如果按圖乙裝置進(jìn)行,由于重力的作用,不能說(shuō)明是由于分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的;撤掉兩瓶中間的玻璃板,兩種氣體就會(huì)逐漸混合在一起,最后顏色變得均勻,這說(shuō)明氣體的分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 3.彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大　水分子與玻璃分子之間存在引力 [解析] 因?yàn)椴ＡШ退佑|在一起,并且玻璃分子和水分子間的距離在引力作用的范圍內(nèi),故水分子和玻璃分子之間存在相互作用的引力,向上拉玻璃板時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大。 4.對(duì)流　輻射 5.做功　燃燒　不相同 6.全部燃燒　化學(xué)能　小 7.熱傳遞　1.25104 [解析] 由圖乙可知,250 g牛奶最初是20 ℃,升溫后為40 ℃,則牛奶在加熱過(guò)程中吸收的熱量Q=c牛奶mΔt=2.5103 J/(kg℃)0.25 kg(40 ℃-20 ℃)=1.25104 J。 8.小于　2 [解析] 由圖像可知,BC段溫度不隨時(shí)間的變化而變化,且整個(gè)圖像是上升的趨勢(shì),因此這是晶體的熔化圖像。BC段是該晶體的熔化過(guò)程,晶體熔化時(shí)吸收熱量,溫度不變,內(nèi)能增加,因此第6 min時(shí)的內(nèi)能小于第8 min時(shí)的內(nèi)能;根據(jù)Q吸= cm(t-t0),有cABm[0 ℃-(-10 ℃)]=cCDm(5 ℃-0 ℃),解得cCDcAB=21,即CD段比熱容是AB段比熱容的2倍。 9.A　小于　大　 [解析] 根據(jù)公式Q=cmΔt可知,質(zhì)量相同的砂石和水,從太陽(yáng)處吸收相同的熱量后,升高的溫度Δt和比熱容c成反比,砂石的比熱容小于水的比熱容,因此吸收相同熱量后砂石溫度變化大,水的溫度變化小,從題圖可以看出曲線A的溫度變化大,因此曲線A是內(nèi)陸城市一天氣溫變化所對(duì)應(yīng)的曲線,B是沿海城市一天氣溫變化所對(duì)應(yīng)的曲線。 10.機(jī)械　內(nèi) 11.C　[解析] 柳枝吐芽是植物的生長(zhǎng)現(xiàn)象,不是分子的運(yùn)動(dòng),故A不符合題意;山澗瀑布是水在重力作用下流動(dòng)形成的,是機(jī)械運(yùn)動(dòng),故B不符合題意;菊香滿園是花香分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,故C符合題意;雪花飄飄是物體的運(yùn)動(dòng),不是分子的運(yùn)動(dòng),分子的運(yùn)動(dòng)是肉眼看不到的,故D不符合題意。 12.A 13.D　[解析] 任何物體都有一定的溫度,只是溫度有高有低而已,故A錯(cuò)誤;任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能,故B錯(cuò)誤;固態(tài)的冰會(huì)升華為氣態(tài)的水蒸氣,故空氣中充滿了水蒸氣,故C錯(cuò)誤、D正確。 14.C　[解析] 物體吸收熱量,溫度不一定升高,比如晶體熔化過(guò)程,吸熱,但溫度不變,故A錯(cuò)誤。熱量是過(guò)程量,不能說(shuō)“含有熱量”,故B錯(cuò)誤。兩個(gè)不同溫度的物體間發(fā)生熱傳遞時(shí),熱量總是從高溫物體傳給低溫物體,故C正確。物體內(nèi)能增加,可能是外界對(duì)物體做功,也有可能是發(fā)生了熱傳遞,故D錯(cuò)誤。 15.A　[解析] 對(duì)試管加熱,試管內(nèi)水從酒精燈火焰上吸收熱量,水溫升高,是通過(guò)熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能,故A正確;冬天搓手,手會(huì)變暖,克服摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,是通過(guò)做功的方式改變物體內(nèi)能,故B錯(cuò)誤;從滑梯滑下,臀部與滑梯摩擦,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使臀部發(fā)熱,這是利用做功來(lái)改變物體內(nèi)能的,故C錯(cuò)誤;迅速下壓活塞時(shí),對(duì)筒內(nèi)氣體做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,筒內(nèi)氣體溫度升高,因此是通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能,故D錯(cuò)誤。 16.C 17.B　[解析] 據(jù)公式Q=cmΔt可得c=QmΔt,金屬塊的質(zhì)量不同,放出的熱量相同,其變化的溫度相同,所以質(zhì)量大的金屬塊的比熱容一定小。 18.C　19.C 20.(1)通過(guò)塞子上方的開(kāi)口向瓶里打氣,使瓶?jī)?nèi)物體內(nèi)能增加,是用做功的方式改變了物體內(nèi)能;瓶?jī)?nèi)氣體把瓶塞沖出,對(duì)瓶塞做了功,瓶?jī)?nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的機(jī)械能,同時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能減少,溫度降低。 (2)當(dāng)塞子跳起時(shí),瓶口出現(xiàn)的“白霧”是怎么形成的? 塞子跳出時(shí),瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)外做功,內(nèi)能減少,溫度降低,使瓶?jī)?nèi)水蒸氣遇冷發(fā)生液化形成小水珠,瓶口出現(xiàn)“白霧”。 21.解:(1)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100 ℃,即需將水加熱至100 ℃, 水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2103 J/(kg℃)0.1 kg(100 ℃-20 ℃)=3.36104 J。 (2)3 g酒精完全燃燒釋放的熱量Q放=m酒精q=310-3 kg3.0107 J/kg=9104 J, 酒精燈燒水的熱效率η=Q吸Q放=3.36104J9104J≈37.3 %。 (3)1 g、100 ℃的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26103 J的熱量,則5 g、100 ℃的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收的熱量Q=5 g2.26103 J/g=1.13104 J。 22.解:(1)汽車行駛的路程s=9.6 km=9600 m,所用時(shí)間t=8 min=480 s, 汽車的速度v=st=9600m480s=20 m/s。 (2)已知汽車的功率P=60 kW=6104 W, 根據(jù)P=Wt=Fst=Fv可得,汽車的牽引力F=Pv=6104W20m/s=3103 N。 (3)汽車行駛過(guò)程中所做的功W=Pt=6104 W480 s=2.88107 J, 消耗燃油的質(zhì)量m=ρV=0.8103 kg/m3310-3 m3=2.4 kg, 燃油完全燃燒放出的熱量Q=qm=3107 J/kg2.4 kg=7.2107 J, 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η=WQ=2.88107J7.2107J=40%。 23.(1)質(zhì)量　(2)加熱時(shí)間　(3)溫度　(4)2.1104 (5)1.9103 [解析] (4)加熱6 min水的溫度變化量為Δt=45 ℃-20 ℃=25 ℃,水吸收的熱量Q吸=c水mΔt=4.2103 J/(kg℃)0.2 kg25 ℃=2.1104 J。(5)因?yàn)榧訜? min水和色拉油吸收的熱量相等,因此由Q= cmΔt可得c油=Q吸m油Δt=2.1104J0.2kg(75℃-20℃)≈1.9103 J/(kg℃)。