物理人教版选修33　94　物态变化中的能量交换　同步练习教师用卷

1、9.4物态变化中的能量交换同步练习一、单选题1. 一定质量的00C的冰，在它全部熔化成水的过程中(     )A. 分子平均动能略有增加B. 分子平均动能不变，但分子势能和内能均增大C. 总质量和总内能均保持恒定，不发生改变D. 分子势能减少，分子平均动能不变，内能减少【答案】B【解析】解：冰是晶体，在熔化过程中，温度保持不变，故分子平均动能不变，但溶化过程要吸热，所以内能增大，体积减小，分子势能增大.故ACD错误，B正确故选：B冰是晶体，在熔化过程中，温度保持不变，但吸热，内能增大，体积增大，分子势能增大一切物体在任何温度下都具有内能，一定质量的物体内能与温度和

2、体积有关，理想气体只与温度有关2. 在严寒的冬季，小明到滑雪场滑雪，恰逢有一块空地正在进行人工造雪.他发现造雪机在工作过程中，不断地将水吸入，并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”，而在“白雾“下方，已经沉积了厚厚的一层“白雪”，如图所示.对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下列说法中正确的是(    )A. 凝华B. 凝固C. 升华D. 液化【答案】B【解析】【分析】物质从液体变为固体的过程叫凝固、凝固放热.从固体变为液体叫液化，需吸热。判断物态变化的关键是弄清楚物态变化前后物质存在状态，再根据定义得出结论。【解答】造雪机工作时把液态

3、水变为固态的雪，故水发生了凝固现象；故选B。3. 有一款新型水杯，在杯的夹层中封入适量的固态物质，实现了“快速降温”和“快速升温”的功能，使用时，将水杯上下晃动几分钟，可以将100的开水降温至55左右的温水，也可以将冷水升温到55左右的温水，这款水杯被广泛成称为“55杯”。依据以上说明“55杯”的工作原理是(    )A. 首次使用时必须加注冷水；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热B. 首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热C. 首次使用时必须加注热水；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热D. 首次使用时加注冷

4、热水均可；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热【答案】C【解析】【分析】物质由固态变为液态的过程是熔化，熔化需要吸热。物质由液态变为气态的过程是汽化，汽化需要吸热。物质由液态变为固态叫凝固，凝固过程要放出热量。物态变化问题在生活中处处存在，并在生活中有广泛的应用，留心观察生活，本题也体现了物理和生活的密切关系。【解答】首次使用时，必须加注开水倒入杯中，此时晶体物质被熔化，此过程晶体物质会吸收热量，当水的温度下降到55以下时，此时晶体物质会凝固，会放出热量，在此过程中水能较长时间保持水温不变，故C正确，ABD错误。故选C。4. 根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是() 物质c

5、/J (kg)1物质c/J (kg)1水银0.14×103沙石0.92×103纯水4.2×103冰2.1×103A. 制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小B. 北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性C. 由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大D. 由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0的水比0的冰效果好【答案】D【解析】解：A、水银的比热容比较小，吸收相同的热量温度升得更高，可以更准确地测量物体的温度，故A正确；B、水的比热容比较大，降低相同的温度时可以放出更多的热量，取暖效果更好，故B

6、正确；C、因为水比沙石的比热容大，在吸收和放出相同的热量时，水的温度变化值更小，沙石的温度变化值大，所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区小，故C正确；D、夏天在房间洒水能够降温，是由于水的蒸发吸热，所以感到凉爽；故D错误本题选不正确的，故选：D此题根据下列知识进行解答：(1)液体温度计的原理是液体的热胀冷缩性质，水银的比热容小，吸收相同的热量时，温度变化得更明显；(2)暖气中的传热介质，要求在降低相同的温度时放出更多的热量，就需要比热容较大的水；(3)沙石的比热容比较小，在同样受热和受冷的情况下，沙石的温度变化值比较大；(4)水蒸发要从周围空气吸热，使周围的空气温度降低，达到降温的目的此题考查的是

7、比热容知识在生活中的应用，要掌握比热容与吸放热之间的关系，有理论联系实际的能力5. 当室内温度为20时，用浸有少量酒精的棉花裹在温度计的玻璃泡上，随着酒精的迅速蒸发，图中哪一幅图象大致反映了温度计的读数随时间的变化()A. B. C. D. 【答案】C【解析】解：因室内温度为20，所以温度计开始示数是20，排除选项D；当将浸有少量酒精的棉花裹在温度计的玻璃泡上时，随着酒精的迅速蒸发，会带走一部分热量，温度计的示数会降低，排除选项A；但当酒精蒸发完后，温度计的示数会上升，最终与室温相同，排除选项B故选：C浸有酒精的棉花裹在温度计的玻璃泡上，这些酒精会蒸发，蒸发吸热会导致玻璃泡的温度降低此题通过图

8、象和文字相结合的方式考查了蒸发特点和现象，要注意分析.大部分学生知道酒精蒸发吸热，使温度计温度降低，没有考虑酒精蒸发完毕后温度的回升，从而错选了B，因此在解题时要认真审题，弄清题意再做题6. 某兴趣小组以相同的烧杯盛等量的水，用相同的热源同时加热，甲杯为隔水加热，乙杯为隔油加热，丙杯为隔沙加热，加热一段时间后，测得烧杯外物质的温度分别为水温100、油温300、沙温600，且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态，则三杯水的温度高低顺序为()A. 甲>乙>丙B. 甲<乙<丙C. 甲<乙=丙D. 甲=乙=丙【答案】D【解析】解：本题考查了沸腾的知识点，意在考查考生的理解能

9、力.甲杯外水温为100，所以甲杯中的水温也为100，乙、丙两烧杯外的物质温度虽然分别达到了300和600，但由于两烧杯中的水呈沸腾状态，所以两烧杯中的水温也同为100，故ABC错误，D正确故选：D液体沸腾有两个必要条件：(1)达到沸点，(2)继续吸热；当两个条件同时具备时即可沸腾，沸腾后液体温度不变知道液体的沸腾条件和液体沸腾后温度不变是解决此类问题的关键7. 1克水(1cm3)沸腾变为同温度的水蒸汽(体积为1676cm3)的过程中()A. 内能不发生变化B. 对外做功的大小等于整个过程中所吸收的热量C. 内能增加，增加的内能等于整个过程中吸收的热量D. 增加的内能和对外做的功之和等于整个过程

10、中所吸收的热量【答案】D【解析】解：水汽化需要吸收的热量，故内能增大，同时体积膨胀时气体对外做的功，对气体为负功W=P0V，根据U=W+Q知增加的内能和对外做的功之和等于整个过程中所吸收的热量，故D正确故选：D根据水的汽化需要吸收的热量，同时体积膨胀时气体对外做的功公式W=P0V，然后根据热力学第一定律增加的内能和对外做的功之和等于整个过程中所吸收的热量本题考查内能的大小因素会改变内能的方法，注意对外做功W为负，吸热Q为正二、多选题8. 下列过程需要吸收热量的是A. 熔化B. 凝固C. 汽化D. 液化【答案】AC【解析】【分析】熔化和汽化吸收热量，凝固和液化需要放出热量。本题主要考查物态变化，

11、知道熔化、凝固、汽化、液化吸放热特点是解题关键。【解答】熔化是物质由固态变为液态的过程，熔化是需要吸收热量的，凝固是物质由液态变为固态的过程，凝固需要放出热量的；汽化是物质由液态变为汽态的过程，气化是需要吸收热量的，液化是物质由气态变为液态的过程，液化是需要放出热量的，故AC正确，BD错误。故选AC。9. 下列说法中正确的是A. 水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，水不再蒸发B. 在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，则该液体的蒸气一定是饱和的C. 冰在0时一定会熔化，因为0是冰的熔点D. 我们感到空气很潮湿，这是因为空气中的水蒸气离饱和状态较近【答案】BD【解析】【分析】为明确饱和汽

12、的性质，明确饱和汽压随温度的升高而增大；相对温度指空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比。本题考查饱和汽压的特点和相对湿度，其中要注意正确理解饱和汽压的意义，明确达到饱和的现象，并会解释相关内容。【解答】A.液面上部的蒸汽达到饱和时，是从液面飞出的分子和进入液体的分子数相等，故A错误；B.在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，则该液体的蒸气一定是饱和的，故B正确；C.0的冰要熔化成0的水要吸收热量，而热传递的条件是存在温度差，故C错误；D.我们感到空气很潮湿，这是因为空气中的水蒸气离饱和状态较近。故D正确。故选BD。10. 关于自然界中云、雾、霜的形成原因，下面解释中正确的是

13、(    )A. 云是水蒸气在高空中遇冷液化成的小水珠及凝华成的小冰晶形成的B. 雾是空气中的水蒸气液化成的小水珠悬浮在地面附近的空气中形成的C. 露是空气中的水蒸气液化成的小水珠附在草木叶片上形成的D. 霜是空气中的水蒸气遇低温液化后再凝固成小冰晶附在房顶及地面形成的【答案】ABC【解析】略11. 下列说法正确的是(    )A. 船浮在水面上是由于水的表面张力作用B. 单晶体的所有物理性质都是各向异性的C. 液体的饱和气压随温度的升高而增大D. 一定质量的物质，温度和压强一定时，汽化时吸收的热量与液化时放出的热

14、量相等【答案】CD【解析】【分析】液体存在表面张力，使小昆虫能停在水面上，晶体与非晶体的区别和联系，饱和汽压与温度的关系，明确汽化和液化是互逆过程。本题考查了液体的表面张力，晶体的各向异性，液体的饱和汽压，液化和汽化的相互转化等知识，是对基础性知识的考查。【解答】A.船浮在水面是由于水的浮力作用的效果，不是水的表面张力的作用，故A错误；B.单晶体的各向异性只是针对某些物理性质，不是所有的物理性质，故B错误；C.液体的饱和汽压与温度有关，液体的饱和气压随温度的升高而增大，故C正确；D.液化和汽化是互逆的，所以一定质量的物质，温度和压强一定时，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等，故D正确。故选

15、CD。三、综合题(1)下列说法中正确的是_。(填正确答案标号。)A.布朗运动虽不是分子的无规则运动，但它能反映分子的无规则运动B.气体体积增大时，其内能一定减少C.1g100水的内能小于1g100水蒸气的内能D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关E.晶体熔化过程中要吸收热量，但温度和内能均保持不变(2)我国汉代曾发明过一种用做军事信号用的“孔明灯”，“孔明灯”腾空而起的原因是：燃料燃烧使周围空气温度升高，密度减小，空气对它的浮力把它托了起来。如图所示，已知孔明灯的质量m=0.2kg、体积恒为V=1m3，空气初始温度t0=27，大气压强p0=1×1

16、05Pa，该条件下空气密度0=1.2kg/m3。重力加速度g=10m/s2，不计孔明灯制作材料的体积，孔明灯底部开有小口，其他部分封闭。对灯内气体缓慢加热，直到灯刚能浮起，求：假设灯内气体可收集在一起，请简要说明气体缓慢加热过程是吸热还是放热；灯刚能浮起时灯内气体密度；灯刚能浮起时灯内气体温度t。【答案】(1)ACD (2)解：根据热力学第一定律U=W+Q，因温度升高，内能增大，体积膨胀对外做功，所以气体必吸收热量。设灯刚能浮起时，灯内气体密度为，有：0Vg=mg+Vg解得：=1kg/m3。孔明灯底部开口，说明灯内气体压强不变。以t0=27(热力学温度为T0)时灯内气体为研究对象(初始体积V0

17、=V)，设灯刚能浮起时气体温度为T，体积膨胀至，有：又因为灯内原有气体总质量不变，则：T=273+t解得：t=87。【解析】(1) 【分析】布朗运动是由于分子的无规则运动而使花粉小颗粒受到撞击而运动；做功与热传递是改变物体内能的两种方式；1g100的水要变为1g100的水蒸气需要吸收热量；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关；在熔化过程中，晶体要吸收热量。本题主要考查了热力学的知识点，难度一般，注意知识的积累。【解答】A.布朗运动虽不是分子的无规则运动，但它能反映分子的无规则运动，故A正确；B.做功与热传递是改变物体内能的两种方式，气体体积增大，气体对外做功

18、，如果气体同时吸收热量，则气体内能不一定减少，故B错误； C.1g100的水要变为1g100的水蒸气，吸收热量，温度不变，但内能增大，故C正确；D.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关，故D正确；E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能要增加，故E错误。故选ACD。(2)本题主要考查了热力学第一定律、盖吕萨克定律和平衡条件的应用，难度适中，基础题。根据热力学第一定律进行分析；根据平衡条件求灯刚能浮起时灯内气体密度；明确初末状态，根据盖吕萨克定律求灯刚能浮起时灯内气体温度t。12. 【物理选修33】 (1)质量一定的某种物质，在压

19、强不变的条件下，由固态到气态变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示，单位时间所吸收的热量可看做不变，气态可看成理想气体。下列说法正确的是_(填正确答案标号)A.该物质是晶体B.该物质分子平均动能随着时间的增加而增大C.在t1t2时间内，该物质分子势能随着时间的增加而增大D.在t2t3时间内，该物质的内能随着时间的增加而增大E.在t2t3时间内，气体膨胀对外做功，分子势能增大(2)如图所示，封闭有一定质量理想气体的长气缸固定在水平桌面上，开口向右，活塞的横截面积为S。活塞与质量为m的物块用跨过定滑轮上的轻绳连接，滑轮两侧的轻绳分别处于水平和竖直状态，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定，上端与

20、物块连接。开始时，活塞与气缸底部的间距为L，绝对温度为T1，弹簧处于拉伸状态且弹力大小F1=mg。已知大气压p0=nmgS(n>2，g为重力加速度大小)。不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内。求：(i)若对被封闭气体缓慢加热直至弹簧弹力大小为零，求此时被封闭气体的绝对温度T2；(ii)当被封闭气体的绝对温度为T2时，立即撤去弹簧且不再对被封闭气体加热，经过一段较长时间后，被封闭气体的绝对温度又降回到T1，求此时活塞与气缸底部的间距L。【答案】(1)ACD (2)解：(i)设绳子的拉力为F，对物体由平衡条件有：F1+mg=F，又F1=mg，解得：F=2mg设封闭气体的压强为P1，对活塞由平衡条件：P0S=P1S+F，即nmg=P1S+2mg，解得：P1=(n2)mgS弹簧弹力大小为零时，设封