第十三章《内能》测评卷
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题4分,共32分)
1 .甲、乙、丙三幅图中,能形象地描述气态物质分子排列方式的是( )
甲:分子排列规则,就像坐在座位上的学生
乙:分子可以移动,像课间教室中的学生
丙:分子几乎不受力的作用,就像操场上乱跑的学生
A.甲 B.乙 C.丙 D.乙和丙
2 .下列现象中能用分子热运动知识解释的是( )
A.春天,柳絮飞扬B夏天,雷雨阵阵
C.秋天,丹桂飘香D.冬天,雪花漫天
3 .微波炉的工作原理是炉内的磁控管会产生一种高频率的微波,微波本身并不生热,然而微波会使食物中的水、油脂、糖及蛋白质等极性分子发生互相摩擦,从而产生热量,改变了食物的内能。下列事例中改变内能的方式与微波炉不同的是( )
A.太空中的陨石,坠入地球大气层,成为流星
B.从滑梯上滑下时,臀部有灼热的感觉
C.冬天手冷时,搓搓手就暖和了
D.夏天,广场上的石凳因太阳照射而发烫
4 .水具有比热容大的特点,下列生活和生产中的现象与此特点无关的是( )
5 .(2014·广西桂林)关于物体的内能,下列说法中错误的是( )
A.物体的内能是不能改变的
B.热传递可以改变物体的内能
C.做功可以改变物体的内能
D.内能是物体所有分子动能和分子势能的总和
6 .关于热量的说法,正确的是( )
A.温度越高的物体具有的热量越多
B.一个物体具有内能的同时也具有热量
C.热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体
D.热量总是自发地从内能多的物体传递到内能少的物体
7 .用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断物质甲的比热容为( )
A.2.1×103 J/(kg·℃)
B.4.2×103 J/(kg·℃)
C.1.2×103 J/(kg·℃)
D.条件不足,不能确定
8 .下列情况中,哪一项中的水放出的热量最多( )
A.1 kg水,温度从80 ℃冷却到40 ℃
B.2 kg水,温度从50 ℃冷却到25 ℃
C.2 kg水,温度从60 ℃冷却到35 ℃
D.3 kg水,温度从50 ℃冷却到30 ℃
二、填空题(每空2分,共22分)
9 .1 g蔗糖有1.8×1021个分子,把它均匀地撒在表面积是5.11×108 km2的地球表面上,则 1 cm2 的表面上有 个蔗糖分子。这一客观事实说明了 。
10 .小明为了研究液体的扩散现象,先在量筒里装一半清水,再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(选填标号)是表示溶液静放30日后的实验现象。扩散现象说明 。
11 .如图所示,用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,会发现弹簧测力计的示数增大到一定程度时,玻璃板才能脱离水面。此现象说明了 。
12 .(2014·海南)2014年我省加大规划建设湿地公园的力度,湿地能使周围环境昼夜的温差减小,是因为水的比热容较 ;夏天,湿地能使气温降低,是因为水蒸发时需要 (选填"吸热"或"放热")。
13 .钢丝球是日常生活中经常用到的,经常用来刷碗或清洁油污。周末,小明的妈妈直接用钢丝球打磨铁锅底的锈迹,隔一会儿感觉铁锅发烫。小明向妈妈解释:这是用 方式使铁锅的温度升高了,此过程是 能转化为 能。
14 .(2014·四川资阳)保温瓶中装水量为1 kg,当水温由98 ℃降低到78 ℃时,共放出 J的热量。〔c水=4.2×103 J/(kg·℃)〕
三、实验探究题(共36分)
15 .(12分)学习分子的有关知识后,小明等同学提出了这样一个问题:分子的运动快慢和哪些因素有关?在观察研究的基础上,他们提出了这样两种猜想:
①分子运动快慢与物质的温度有关。
②分子运动快慢与物质的种类有关。
为了研究猜想①是否正确,小明等同学进行了如下实验:取来相同的两只烧杯,在其中放质量相同的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,如图所示。观察两杯水的颜色变化的快慢。
小明他们通过分析归纳,总结得出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 ,
得到的结论是 。
(2)实验过程中,用相同的烧杯,放相同质量的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,所运用的一种研究方法是 。
(3)做这个实验时, (选填"能"或"不能")搅动杯中的水,其原因是 。
(4)请你将上面的实验改成研究"分子运动快慢与物质的种类有关"的实验(写出实验方法和注意点)。
16 .(12分)(2014·江苏盐城)小明在学习"物质的比热容"时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如下表,并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线。
(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为 ℃。
(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子 相同。
(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。
(4)沙子在1.0~1.5 min内升高的温度有明显异常,其主要原因是 。
(5)小明再用50 g水和100 g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50 g水和100 g水的Q-Δt图象。它们都是过原点的直线,即Q=kΔt。进一步分析,发现这两条直线的k值之比与对应水的 之比相等。
17 .(12分)夏天,小杰去海边游玩时发现:中午沙子较热,海水较凉,而傍晚沙子较凉,海水较热。对此现象小杰提出了猜想:可能是沙子吸热或放热后,温度变化的比水大。
(1)为验证猜想,小杰找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、沙子、搅拌棒、细线、火柴、天平,除此之外,还需要 。
(2)实验中,小杰选用了两个火焰相同的酒精灯:分别给水和沙子加热,这样做的目的是 。
(3)实验中:为了研究水和沙子吸收的热量与温度变化的关系,需要控制水和沙子的初温、水和沙子吸收的热量以及水和沙子的 相同。
(4)如果小杰实验时得出的结论与猜想一致,那么,当水和沙子升高相同的温度时,水吸收的热量和沙子吸收的热量应该有怎样的关系?
(5)小杰通过以上实验发现的规律,在生活中有许多应用,试举出一例。
四、计算题(10分)
18 .(2014·湖北宜昌)随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用"水地暖"进行取暖。其原理是以温度不高于60 ℃的热水为热媒,在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动,加热整个地板,通过地面以热传递方式向室内供热的一种供暖方式。
(1)某房间一段时间内循环流动的水质量为1 000 kg,进水温度为55 ℃,出水温度为40 ℃。这段时间里水向外界放出多少热量?〔水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)〕
(2)"水地暖"以水为媒介,是因为水的比热容较大,请具体说明为什么要利用这一特性。
答案解析：
1 .C 本题考查物质三种状态的微观特征,要求记住三种不同状态分子排列方式的不同特点。甲图中,同学之间的距离很小,约束力很大,每个同学的位置固定,和固态分子的特点相似;乙图中,同学间的距离略大,约束力很小,每个同学的位置不固定,和液态分子的特点相似;丙图中,同学间的距离很大,约束力几乎没有,每个同学的位置极度散乱,和气态分子特点相似。
2 .C 首先明确分子的有关知识如图,再据题意回答。
柳絮飞扬、雷雨阵阵、雪花漫天都是宏观物体的机械运动,不是分子的运动,分子运动是肉眼看不见的,故A、B、D选项错误;丹桂飘香属于分子的运动,属于扩散现象。
3 .D 微波炉的工作原理是极性分子发生互相摩擦产生热量,属于做功改变物体的内能。A、B、C选项中陨石下落、人从滑梯上滑下、搓搓手都是通过做功的方式改变了物体的内能;D选项中的石凳因受到太阳的照射而发烫,这是通过热传递的方式改变了内能,故选D。
4 .B 本题考查水的比热容的应用,比热容越大的物质改变温度越困难。A、C、D都是利用水的比热容大的特点来工作的;B选项只是因为水的蒸发使得空气中的湿度增加,并没有利用水的比热容大的特点。
5 .A 物体温度降低(或升高)时,它的内部分子运动变缓慢(或剧烈),所以内能就减少(或增加),故A错误;改变物体内能的方式有做功和热传递,故B、C正确;内能是物体内部所有分子动能和分子势能的总和,一切物体都具有内能,D正确。
6 .C 热量是热传递过程中内能的改变量,不是一个状态量,因此不能说一个物体具有多少热量,但内能是所有物体都具有的,所以选项A、B错;根据热传递的规律,热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,选项C对;同一物体温度越高内能越大,但对于不同物体而言,内能多的物体温度不一定高,因此选项D错。
7 .A 升高相同的温度,物质甲用时是水的一半,即吸收热量是水的一半,又因为两者质量相同,根据Q吸=cmΔt可知,物质甲的比热容为水的一半,故选A。
8 .D Q放1=cm1(-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(80 ℃-40 ℃)=1.68×105 J。
Q放2=cm2(-t2)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(50 ℃-25 ℃)=2.1×105 J。
Q放3=cm3(-t3)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(60 ℃-35 ℃)=2.1×105 J。
Q放4=cm4(-t4)=4.2×103 J/(kg·℃)×3 kg×(50 ℃-30 ℃)=2.52×105 J。
9 .解析:已知1 g蔗糖的分子数目和地球表面积,就可以求出1 cm2内约有352个蔗糖的分子,通过计算说明分子的数量很大。这一事实说明分子是极小的.
答案:352 分子是很小的
10 .解析:实验开始时水和硫酸铜溶液有明显的分界面,随着时间的推移,由于水和硫酸铜溶液发生扩散,分界面逐渐变得模糊,直至两种液体均匀混合,找不到分界面,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
答案:甲 一切物质的分子都在不停地做无规则运动
11 .解析:本题考查了分子间的作用力。因为水分子与玻璃分子之间有引力,故稍稍用力向上拉玻璃板时,弹簧测力计读数会变大。说明水和玻璃之间对弹簧测力计有一个向下的拉力,这个拉力就是水分子和玻璃分子产生的引力,故说明了分子之间有引力。
答案:分子之间有引力
12 .解析:加大规划建设湿地公园的面积,大量增加水面面积,因为水的比热容比较大,在升高相同的温度时可以吸收更多的热量,在降低相同的温度时可以放出更多的热量,可以减小城市的温差;并且水在蒸发时吸收热量,也能有效调节周围环境的气温。
答案:大 吸热
13 .解析:本题主要考查改变物体内能的两种方式。小明的妈妈用"钢丝球"打磨铁锅底的过程,是一个摩擦过程,摩擦生热,是利用做功的方式把机械能转化为内能,使铁锅的内能增加,温度升高。
答案:做功 机械 内
14 .解析:本题考查热量的计算。水放出的热量
Q放=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(98 ℃-78 ℃)=8.4×104 J。
答案:8.4×104
15 .解析:在解题的过程中,要充分运用控制变量的研究方法,明确研究对象是什么因素,就让其他因素保持不变或相同,先让研究的因素不相同,然后比较分析,就可以得到正确的结论了。研究"分子运动快慢与物质的种类有关"的实验也要用到控制变量的思想方法,只要领会控制变量的思想,就可以解决许多问题。
答案:(1)热水杯中的颜色变化的快 温度越高,分子的无规则运动越剧烈(分子运动快慢与物质的温度有关)
(2)控制变量法
(3)不能 即使分子不运动,搅拌也能使它们混合起来
(4)实验方法:将热水杯中的热水换成等体积的酒精等液体,在水中滴入一滴红墨水,在酒精中滴入一滴红墨水。观察两杯液体中的颜色变化的快慢。
注意点:①两杯液体中的温度相同。
②两杯液体中滴入的红墨水质量相同。
16 .解析:(1)由题图知:温度计的分度值为1 ℃;"20"在"10"的上方,液柱最高处在两者之间,所以显示的温度高于0 ℃,为18 ℃。(2)小杰选用了两个火焰相同的酒精灯,分别给水和沙子加热,这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量。(3)水升高的温度随时间变化规律的图线如图:
(4)由于沙子在1.0~1.5 min内受热不均匀,会导致沙子升高的温度有明显异常。(5)根据Q=cmΔt可知,Q=kΔt中的k=cm,则有k1=cm1,k2=cm2,,即这两条直线的k值之比与对应水的质量之比相等。
答案:(1)18 (2)吸收的热量 (3)图象如解析图 (4)沙子受热不均匀 (5)质量
17 .答案:(1)温度计 (2)使水和沙子在相同时间吸收相同的热量(或使两个酒精灯在相同的时间内放出的热量相同) (3)质量 (4)质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量大于沙子吸收的热量(或Q水>Q沙)(只要答出水吸收的热量大于沙子吸收的热量即可)。(5)热水袋内装有水(或汽车散热器内装有水、暖气片里循环流动的液体是水、沙漠地区早穿皮袄午穿纱、沿海地区比内陆地区温差小等,其他利用水的比热大的特性,如温差问题辨别方向、调节气温等说法正确也可)。
18 .解析:本题考查了热量的计算。(1)知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温,由热量公式可以求出水释放的热量。(2)根据热量公式分析答题。
(1)水释放的热量:
Q=cm(t-t0)
=4.2×103 J/(kg·℃)×1 000 kg×(55 ℃-40 ℃)
=6.3×107 J;
(2)由热量公式Q=cmΔt可知,
由于水的比热容c较大,在温度变化量Δt一定时,相等质量的水释放的热量较多。
答案:(1)6.3×107 J (2)水的比热容较大,在温度变化量Δt一定时,相等质量的水释放的热量较多。