分子热运动和内能的利用及答案解析.pdf

热机和内能的利用检测题 一、选择题 1、下列现象最能说明分子运动快慢跟温度有关的是（ ） A打开一盒香皂，很快就会闻到香味 B空气容易被压缩 C花香袭人知骤暖 D衣橱里的樟脑球会越变越小 2、下列事例中，能说明“分子在不停地运动”的是（ ） A发生沙尘暴，沙尘漫天做无规则地运动 B扫地时，阳光下看到微小尘埃不停地运动 C炒菜加点盐后，菜就有了咸味 D将泥沙投入水中搅动，水变浑浊了 3、有关分子热运动，下列说法正确的是( ) A液体很难被压缩，说明分子间有引力 B水会结冰，是因为结冰时水分子静止不动 C“一人吸烟，众人受害”，说明分子在不停地运动 D将石块研磨成粉状，说明分子变小了 4、关于温度、内能、热量三者之间的关系，下列说法正确的是（ ） A温度高的物体，内能一定大 B物体温度升高，一定吸收了 热量 C物体吸收了热量，温度一定升高 D物体温度升高，内能一定 增加 5、下列关于温度、内能和热量的描述中正确的是（ ） A物体的温度不变，内能可能发生变化了 B一个物体的温度升高了，它一定吸收了热量 C温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 D热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 6、如图是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像，下列说 法正确的是( ) At4时刻物体内能为零 Bt2、t3时刻物体内能相等 Ct2时刻物体内能比t3小 Dt1时刻物体分子动能比t2时大 7、将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面 平整石蜡上。经过一定时间后，观察到的现象如图10-4所示，则三块金 属的比热容（ ） A甲最大 B乙最大 C丙最大 D一样大 8、用两个相同的加热器分别给相同质量的甲、乙两种液体加热，它们 的温度随时间变化的图像如图3所示，由图可知（ ） A甲液体的比热容大 B乙液体的比热容大 C甲、乙两种液体的比热容相等 D无法通过图像判断哪种液体的比热容大 9、如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序 为（ ） A甲、乙、丙、丁 B 丁、丙、乙、甲 C甲、丁、乙、丙 D甲、丙、乙、丁 10、用一铁钉顶住轮胎气门芯一会儿，胎内压缩气体迅速从气门放出 用手摸一下气门会发现（ ） A很热，因为气体通过气门时剧烈摩擦导致内能增加 B很冷，因为气体排出时迅速膨胀做功导致内能减少 C温度不变，因为放气时气体没有做功过程 D温度不变，因为放气时气体摩擦做功与膨胀做功相等 11、为了提高热机效率，可采取的措施是（ ） A采用热值高的燃料 B降低热机功率 C保证良好的润滑，减小摩擦 D以上措施都可以 12、如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（ ） 二、填空题 13、如图所示，在一空集气瓶的上面，倒扣一个装有密度比空气大的红 棕色二氧化氮气体的集气瓶，两个瓶口之间用一块玻璃片隔开.抽去玻 璃片后，看到空集气瓶中慢慢有红棕色气体进入。该实验说 明 ；但该实验不够严密，因为出现这一实验现象的原因，也 可能是 造成的。 14、很多城市已开展对空气中的PM2.5浓度的监测工作PM2.5是指大气 中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，它们在空中做无规则运动，很难 自然沉降到地面，吸人后会进人血液对人体形成危害，室外空气中的 PM2.5主要来自矿物燃料燃烧的排放，室内空气中的PM2.5主要来自吸烟 产生的烟雾PM2.5在空中的运动 （选填“属于”或“不属于”） 分子的热运动；有效减小PM2.5在空气中浓度的做法是 15、如图是同学们在学校的活动情况，可以用来模拟粒子在不同物态中 的活动情况，每位同学代表一个粒子其中_图可理解为组成固态 物质的分子，_图可看做液态物质分子，_图可看做气态物质 分子 16、在空的矿泉水瓶内滴几滴水，然后盖上瓶盖。再用力拧塑料瓶身， 使矿泉水瓶内的压强增大，拧到一定程度时，用手 轻轻推瓶盖，只听到“砰”的一声，瓶盖飞出，接着看到瓶口冒“白 气”。如图所示，瓶口“白气”是水蒸气 (填物态变化名 称)而形成的，瓶盖飞出时的能量转化为 。 17、夏季，在高速公路服务区内，一些重型汽车停在有水的坑里，这是 因为汽车在高速行驶过程中，通过 方式增加轮胎的内能，使轮胎 的温度升高；轮胎停在水中，通过 方式减少内能，降低温度，以 保行车安全 18、汽油机是热机之一，如图所示是汽油机的 冲程，此过程是将 内能转化为 能已知某型汽油机转速为1500r/min那么该汽油机 每分钟完成 个冲程，燃气做功 次 19、“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力同等条件 下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍，这说明“可燃 冰”的 很大1kg“可燃冰”完全燃烧大约放出4.2108J的热 量，可使 的水从20加热至60（水的比热容为 4.2103kg/m3） 20、某单缸四冲程汽油机的气缸直径为Dmm，一个冲程活塞在气缸中移 动的距离是Lmm满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为pPa，飞轮1min 转动1800圈，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油 VL，汽油的密度kg/m3汽油的热值为qJ/kg，则一个做功冲程中的燃气 对活塞做的功为 ；该汽油机的效率为 三、简答题 21、如图所示，第二届亚洲青年运动会前夕，主办方通过古老的钻木取 火方式，在几分钟内取得火种，并点燃火炬请你用物体内能改变的方 式说明钻木取火的过程 22、与质量相同的其他物质相比，水的比热容在常见的物质中是比较大 的而动物体中70%左右是水，例如图中的这头湘西黄牛，请从物理学 角度解释一下，这对于体型较大的温血动物适应山区温差变化能有什么 优势？ 四、实验,探究题 23、如图是一组实验，观察实验完成填空 （1）如图1，向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精直至 充满封闭管口，并将玻璃管反复翻转，使水和酒精充分 ，观察液 面的位置，混合后与混合前相比，总体积变 （2）图2是 现象，说明 图3是把墨 水滴入冷水和热水的情况，此实验还说 明 （3）如图4，把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面，在离开水面时，观 察到 ，说明了 固体和液体很难被 压缩说明 24、为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明在2个相同的烧杯中分别 装入水和沙子。用两个相同的酒精灯对其加热。 (1)在实验前要控制水和沙子的_和_相同。 (2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种： 方法一：加热时间相同比较它们各自升高的温度。 方法二：_。 (3)用两个相同的酒精灯对其加热的目的是_。 (4)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，_ (沙子 水)升高的温度更高 (5)实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(4)结论不符，你认为 可能的原因是 . 25、某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加 热器给液体甲和乙加热 液体 次数 质量 m/kg 升高的温度 t/ 加热的时间 t/min 甲 10.151 20.1102 30.2104 乙 40.1101 50.1202 60.2204 （1）分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，某同学认为：加 热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这说明乙吸收的热量多一些 这位同学的判断是否正确？ 请说明理由： （2）分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：同 种物质升高相同温度时，物质的 越大，吸收的热量就 越 （选填：“多”或“少”） （3）通过比较第2、4次实验数据可知， 的吸热能力更强（选 填“甲”或“乙”） （4）在探究物质比热容的实验中，我们得到了两个结论：不同质量的 同种物质，吸收相同的热量，它们升高的温度 ；相同质量的不同 物质，吸收相同的热量，它们升高的温度 26、如图18所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相 同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同 (1)比较不同燃料的热值，应选择_两图进行实验，燃料完全燃 烧放出的热量，是通过_来反映的； (2)比较不同物质吸热升温的特点： 应选择_两图进行实验； 不同物质吸热的多少是通过_来反映的（选填“温 度计示数”或“加热时间”）； 关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是： _ A采用相同的加热方法 B烧杯中分别装入相同体积的物质 C使用相同的烧杯 如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的 温度 随时间变化的图象如图19所示，由图可以看出， _液体的温度升高得较慢， _液体的比热容较大 27、某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验探究煤油和菜籽 油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的实 验装置，记录结果见下表： 燃料 加热前的水 温 燃料燃尽后的 水温 煤油 2544 菜籽 油 2534 （1）在安装、调整实验器材时，合理的顺序是（甲图中）：应先调 整、固定_的 位置（选填“A”或“B”）。 （2）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同的装置，在 实验中还应控制： 煤油和菜籽油的_及_相同。 （3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较 大的_。 （4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质 量，并根据记录的数据，利用公式Q吸cm（tt0）计算出了水吸收的 热量，然后再利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出 的煤油热值相比_（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。观 察装置图，请你分析原因是：_。 五、计算题 （A）28、为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活。 小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小星进行了一次观察活动： 某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20，然后给热水器水箱送 满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为70。请你求解下列 问题：（水=1.0103Kg/m3、c水=4.2103J/（kg）（1）水箱中 水的质量； （2）水吸收的热量； （3）请你简述太阳能热水器的优点和缺点。 (B)29、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：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的 热水散热提高室温当供水温度为45 时，单位面积的散热功率与地 面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表： 地面装饰层材料 散热管材料 陶瓷塑料木地板 聚乙烯(PERT) 136.6 W/m2 103.5 W/m2 93.5 W/m2 聚丁烯(PB) 125.7 W/m2 96.9 W/m290.0 W/m2 (1)若该地暖系统的总水量为2103 kg，将全部的水从5 加热至45 ，水至少需要吸收多少热量？c水4.2103 J/ (kg) (2)某家庭木地板的面积为80 m2，散热管材料为聚丁烯(PB )，供水温 度为45 ，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？ (3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因 素有关？请至少写出两点 (A)30、管道天然气因使用方便而备受人们青睐，丽丽家在用管道天然 气烧水时，将2kg水从20烧至100，用去燃气0.0336m3已知家用燃 气灶的效率为50%c水=4.2103J/（kg）试求： （1）水吸收的热量； （2）液化气的热值 (B)31、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓 人家一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀 速行驶时，发动机的实际功率为20kW若小汽车行驶过程中消耗的汽油 为20kg，小汽车发动机的效率为30%，汽油的热值q=4.6107J/kg求 小汽车在这段路程中： （1）所受的阻力； （2）行驶的路程 参考答案 一、选择题 1、C 2、C 3、C 4、D 5、A 6、D 7、C 8、B 9、C 10、B 11、C 12、C 二、填空题 13、分子在不停的做无规则运动 ； 二氧化氮密度比空气密度大 。 14、不属于 少开轿车（合理即可） 15、乙 丙 甲 16、液化；内能转化为机械能 17、做功；热传递 18、做功；机械；3000；750 19、热值；2500 20、解析：（1）p=p Pa，活塞的面积是：S=r2= 106 m2； 燃气对活塞的平均压力为：F=pS=pPaSm2= N s=Lmm=0.001Lm， 一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=Fs=pSN0.001Lm= J （2）飞轮1min转动1800圈，飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转 动1800周，要对外做功900次， 燃气对活塞做的总功为：W总=W900= 900J； 汽油完全燃烧释放的热量： Q放=mq=kg/m3V103m3qJ/kg=Vq103J， 汽油机把内能转化为机械能的效率： = 100%= 100%= % 故答案为： ； 三、简答题 21、解：钻木取火时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，使木头的内 能增加，温度升高，达到木头的着火点 22、解：与质量相同的其他物质相比，水吸收(或放出)相同的热量，升 高(或降低)的温度相对较小体型较大的温血动物体内水分多，对维持 自身的体温有优势 四、实验,探究题 23、（1）混合；小；（2）扩散；分子在不停地做无规则运动；温度越 高，分子无规则运动越剧烈； （3）弹簧测力计示数变大，离开水面后变小；分子间存在引力；分子 间存在斥力 24、 (1)初温、质量 (2)升高相同的温度比较所用的时间 (3)相同时间供给水和沙子的热相同 (4)沙子 (5)水的导热性能好(沙子的导热性能不好；沙子里温度计玻璃泡插入 比较浅；没有用搅拌棒搅拌) 25、（1）不正确；实验中使用的电加热器相同，加热相同的时间，甲 乙两种液体吸收的热量相等； （2）质量；多； （3）甲； （4）不同；不同 26、（1）甲乙 温度计示数的变化 （2）甲丙 加热时间 B B B 27、（1）B （2）质量 水的初温 （3）煤油 （4）偏小 煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收，有热量损 失 五、计算题 28、解：（1）热水器水箱送满水时，水的体积：V=200L=0.2m3， 根据 可得：水的质量m=V=1.0103kg/m30.2m3=200kg；（3分） （2）水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg） 200kg（70-20）=4.2107J；（3分） （3）优点：节约能源无污染。缺点：把水加热到预定温度需要较长的 时间或受天气影响的制约（2分）（只要答案合理，优缺点各答对一 条即可。） 29、解：(1)Qcm(tt0)4.2103 J/(kg)2103 kg(45 5 )3.36108 J (2)由题意可知，该家庭地面单位面积上的散热功率为90.0 W/m2，散热 量QPt(90.0 W/m280 m2)3.6103 s2.592107 J (3)地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度