第十三章 内能 单元测试

第十三章内能单元测试一、选择题（3分×12=36分）（每小题只有一个选项最符合题意）1．用素描炭笔在纸上画一条线，再用放大镜仔细观察，发现这条线是“断裂”的；将100mL的酒精和100mL的水混合后，发现总体积小于200mL．基于上述现象所设想的物质微观结构模型，较为合理的是（）A．物质是由微粒组成的，微粒之间有空隙B．固体是由微粒组成的，液体是连成一片的C．液体是由微粒组成的，固体是连成一片的D．物质是由微粒组成的，各个微粒紧靠在一起，形成了我们所看到的连续体【答案】A【详解】用放大镜或低倍显微镜对笔迹仔细观察，可以看到笔画是由许多黑色的小颗粒组成的，说明物质由微小的颗粒组成，发现这条线是“断裂”，说明微粒之间存在间隙；将100mL的水和100mL的酒精充分混合，混合后水与酒精的总体积将小于200mL，说明酒精分子和水分子之间有间隙，才会导致混合合总体积变小，故A正确，BCD错误．2．美国一所著名的大学的科研机构研究表明：在吸过烟的房间内的墙壁和其他物件表面，会长时间附着大量的有害物质．若人体皮肤经常直接接触此类物体，有害物质会通过皮肤进入人体，从而危害健康，这一过程为吸“三手烟”。吸“三手烟”说明了（）A．物质是由分子组成的 B．分子在永不停息地做无规则运动C．分子间存在引力 D．分子间存在斥力【答案】B【详解】不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象是扩散．扩散表明分子是不停地进行无规则运动.在吸过烟的房间内的墙壁和其他物件表面，会长时间附着大量的有害物质．若人体皮肤经常直接接触此类物体，有害物质会通过皮肤进入人体，该现象称之为扩散现象，因此吸“三手烟”说明了分子在永不停息地做无规则运动．所以选B.3．下列有关于内能的说法中，正确的是（）A．温度为0℃的物体没有内能 B．一个物体温度升高，其内能一定增加C．物体吸收了热量，它的温度一定升高 D．温度低的物体内能一定少【答案】B【详解】A．内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，任何物体都有内能，故A错误；B．同一物体温度升高，分子运动加剧，物体的内能增加，故B正确；C．物体从外界吸收热量，温度有可能不变。例如晶体熔化时，吸收热量，但温度不变，C错误；D．内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，所以温度低的物体内能不一定少，故D错误。故选B。4．夏季来临，瓶装水迎来销售旺季，大量废弃的塑料瓶污染环境。三位英国大学生用海藻提取物制成可食用薄膜，将水封装在薄膜中做成“水球”——Ooho，可直接吞服解渴，如图所示。图中薄膜没有破裂是因为（）A．薄膜的分子间有引力 B．薄膜的分子间有斥力C．薄膜的分子静止不动 D．薄膜的分子间没有空隙【答案】A【详解】薄膜被挤压没有破裂，是因为薄膜的分子间有引力，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。5．某物质从固态变为液态。如左图是该过程物质的温度随时间变化图像，右图的示意图形象反映两种物态下分子排列的特点，这种物质（） A．升温一定是通过吸热这种途径 B．在t4时刻的分子动能比在t1时刻的大C．在t2，t3时刻的内能相等 D．在t1时刻的分子排列可能如图b【答案】B【详解】A．物体升温除了通过吸热的途径，还可以通过外界对其做功的方式，故A选项错误，不符合题意；B．t4时刻的温度高，分子热运动更剧烈，因此分子动能更大，故B选项正确，符合题意；C．t2和t3时刻虽然温度相等，但是过程中在持续吸热，因此t3时刻的内能更大，故C选项错误，不符合题意；D．t1时刻物质处于固态，分子排布最紧密，分子间距最小，所以不可能如图b，故D选项错误，不符合题意。6．下列事例中，属于只用热传递的方式改变物体内能的是（）A．阳光照射下，热水器内的水温度升高 B．用锤子敲打钢板，锤子和钢板会变热C．冬天双手互相摩擦，手会发热 D．用打气筒给自行车胎打气，筒壁会发热【答案】A【详解】A.阳光照射下，热水器内的水温度升高，是通过热传递方式改变了水的内能，A符合题意；B.用锤子敲打钢板，锤子和钢板会变热，是通过做功改变了物体的内能，故B不符合题意；C.冬天双手互相摩擦，手会发热，是通过做功方式改变了手的内能，故C不符合题意；D.用打气筒给自行车胎打气，筒壁会发热，压缩空气做功，是通过做功改变了物体的内能，故D不符合题意。故选A。7．如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，我们会看到硝化棉燃烧；如图乙所示，玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，并用气筒往瓶内打气，会观察到瓶塞跳起来。下列说法错误的是（）A．图甲中，活塞直接对硝化棉做功，使它内能增加，达到着火点B．图甲中，装硝化棉的目的是增大实验效果C．图乙中，在瓶内装少量的水，是为了增大瓶内水蒸气的含量，使实验现象更加明显D．图乙中，当瓶塞跳起时可以观察到瓶内出现白雾，这是液化现象【答案】A【详解】AB．当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之升高，硝化棉会通过热传递的方式从空气中吸收热量，当温度达到棉花的燃点时，会看到硝化棉燃烧，硝化棉能增大实验的效果；该现象说明了外界对物体做功，物体的内能会增加，故活塞的机械能是通过做功的形式转化为空气的内能，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；C．在瓶内装少量的水，是为了增大瓶内水蒸气的含量，使更多的水蒸气遇冷液化成的小水珠增多，使实验现象更加明显，故C正确，不符合题意；D．如图乙所示，给瓶内打气，瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低，瓶口周围的水蒸气液化成小水滴飘散在空中，就是看到的白雾，故D正确，不符合题意。故选A。8．如图所示情景中，下列物体的内能增加的是（）①搓手取暖

②用火烧水

③水蒸气将塞子冲出

④压缩中的空气A．①②③ B．③④ C．①② D．①②④【答案】D【详解】①搓手取暖因摩擦而发热，属于做功改变物体的内能，内能变大；②用火烧水，属于热传递改变物体的内能，水的内能变大；③水蒸气将塞子冲出，水蒸气对外做功，本身的内能减少；④压缩中的空气，对空气做功，空气的内能变大。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。9．铁的比热容大于铜的比热容，质量相等的铁块和铜块放出了相等的热量，则（）A．铜块的末温高 B．铁块的末温高C．铜块的温度降低得多 D．铁块的温度降低得多【答案】C【详解】根据放热公式Q=cmΔt可知，当质量和放热都相同时，温度的变化量与比热容成反比，由于铁的比热容大于铜的比热容，所以铁温度的变化量小于铜温度的变化量，由于放热时，温度都是降低的，所以铜块的温度降低得多，故应选C．10．用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（

）A．甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容大于乙物质的比热容B．甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容小于乙物质的比热容C．甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容大于乙物质的比热容D．甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容小于乙物质的比热容【答案】B【详解】由图分析可知，相同的时间内，甲物质的温度比乙物质温度升高的高；用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，甲、乙两种物质在相同时间里吸收的热量是一样的，根据公式Q吸=cmΔt可知，吸收相同的热量，甲物质升温高，因此甲物质比热容比乙物质比热容小，B正确。故选B。11．如图所示，对下列几个热学实验的解释不正确的是（）A．如图甲，两个压紧的铅块能吊起一个重物，说明分子之间存在引力B．如图乙，木塞被冲出，说明利用内能可以做功C．如图丙、迅速下压活塞，硝化棉燃烧，这是通过热传递方式改变筒内空气的内能D．如图丁，即使二氧化氮的密度大于空气的密度，抽掉玻璃板，也能发生扩散现象【答案】C【详解】A．两个压紧的铅块能吊起钩码，说明铅块的分子间存在引力，故A正确；B．当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大会将塞子冲出，对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B正确；C．迅速压下活塞时，活塞对下方空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花的着火点，所以棉花燃烧，故C错误；D．图中是扩散实验，密度小的空气和密度大的二氧化氮过一段时间，形成比较均匀的气体，这是扩散现象，扩散现象说明分子不停地进行无规则运动，故D正确。故选C。12．小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是（）物质种类加热时间（min）消耗酒精（g）末温（℃）油2190水2150A．2min内油吸收的热量为3×104J B．油的比热容为1.8×103J/（kg·℃）C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强 D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关【答案】B【详解】A．由题意可知，油和水的质量相等，都为m=50g=0.05kg，2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃，则水吸收的热量为Q吸=cm（t−t0）=4.2×103J/（kg·℃）×0.05kg×（50℃-20℃）=6.3×103J2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等，则油吸收的热量为Q油吸=Q水吸=6.3×103J故A错误；B．油的比热容为Q油吸=Q水吸c油m△t油=c水m△t水所以乙的比热容c油=EQ\F(c水△t水,△t油)=EQ\F(4.2×103J/(kg·℃)×30℃,70°C)=1.8×103J/(kg•℃)或c油=EQ\F(Q油,m油Δt油)=EQ\F(6.3×103J,0.05kg×（90-20）℃)=1.8×103J/（kg·℃）故B正确；C．相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量，末温度越低表示物质吸热能力越强，因为油的末温比水的高，所以油吸热能力更弱，故C错误；D．物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。所以选B。二、填空题（每空1分，共计28分）13．“端午浓情，粽叶飘香”，从分子运动的角度看，“粽叶飘香”属于__________现象；吃过粽子后，嘴唇粘粘的，说明分子之间存在____________；煮粽子时，温度升高，这主要通过______________方式来改变内能。【答案】扩散；引力；热传递。【详解】“粽叶飘香”说明分子在不停地做无规则运动，是扩散现象。分子间既有引力也有斥力，吃过粽子后，嘴唇粘粘的，说明了分子间有引力。煮粽子时，粽子吸收热量，内能增大，温度升高，通过热传递的方式改变粽子的内能。14．如图是小明在“十一”假期探究“海水和海滩的温度随时间变化的规律”时画的一张示意图。根据图给的信息，他观察的时间是__________（选填“中午”或“傍晚”），产生这一现象的原因是水的__________比沙石的大。【答案】中午，比热容。【详解】由图可知海滩上温度高，这是由于水的比热容比砂石大，太阳光照射下吸收相同的热量，砂石升高的温度大，因此，白天海滩温度比较高。15.如图所示，甲气球装入少量水后，将甲，乙两个气球吹成一样大小，用细绳把它们挂在横杆上，烛焰靠近气球的底部加热，发现乙气球“啪”的一声破了，而甲气球加热很长时间，仍安然无恙．（1）在加热过程中，由于“烧不破”的甲气球装有水，水的比热容较_________，且水蒸发过程需要_________热，所以甲球的温度升高的慢．（2）在加热过程中，乙球内气体内能增大，是用______________的方法改变气体的内能．【答案】（1）大，吸；（2）热传递.【详解】（1）由题意可知，在加热过程中，由于“烧不破”的甲气球装有水，水的比热容较大，且水蒸发过程需要吸热，所以甲球的温度升高的慢．（2）在加热过程中，乙球内气体内能增大，是烛焰的热量传递给了气球和气球内的气体，所以是用热传递的方法改变气体的内能．16．如图所示，是物质三种状态下的物理模型（分子间的排列情况），乙图的物质处于___________状态，分子间作用力最大的是____________．【答案】液体，丙图。【详解】物质的三态其区别就在于三态中分子间的相互作用和分子的运动状态不同．固体中，分子间的作用力很大，分子只能在各自的平衡位置附近振动；液体中，分子间的作用力较弱，分子在某位置振动一段时间后，可能转移到另一个位置附近振动；气体中，分子间的作用力几乎为零，分子可以在空间中到处移动．由此可知，乙图的物质处于液体状态；分子间作用力最大的是丙图。17.用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容____________（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙液体的比热容。如果乙液体是水，那么质量为500g，初温为20℃的水吸收1.89×105J的热量后，它的温升高了____________℃.[气压为一标准大气压，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]【答案】小于，80。【详解】由图像可以看出：在相等时间内，液体甲温度变化量大，则甲液体温度升高较快；而两个加热器相同、加热时间相等时，两种液体吸收的热量相等，由公式Q吸=cmΔt可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，温度升高快的液体比热容小，所以甲的比热容小，乙的比热容大。乙液体是水，c乙=4.2×103J/(kg•℃)，由Q吸=cmΔt得：它的温度升高了Δt=EQ\F(Q,cm)=EQ\F(1.89×105J,4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg)=90℃由于一标准大气压下水的沸点为100℃，实际升高的温度值Δt′=100℃﹣20℃=80℃18.把一块金属投入沸水中，让金属块的温度稳定后，迅速取出并投入装有水的绝热容器中，已知绝热容器中水的初温是20℃；绝热容器中金属块和水的温度与时间关系如图所示．（1）水的温度变化曲线是_____（填“A”或“B”）．在0～0.5min过程中，水的内能如何变化？_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（2）在0～0.5min过程中，金属块的分子动能如何变化？_____________（选填“增大”、“减小”或“不变”），并写出判断依据：______________________________________．（3）假设水吸收的热量等于金属块放出的热量，且m水＝m金属；请判断c水和c金属的大小关系：_______________，并写出判断依据：__________________________________________________．【答案】（1）A，增大；（2）减小，金属块温度降低，分子热运动变慢；（3）见解析。【分析】（1）是用水来冷却金属块，热量是由金属块传向水，所以金属块的温度成下降趋势，水的温度呈上升趋势；物体的内能与温度有关，温度越高内能越大；（2）一切物体内部的分子都在不停地做无规则运动，所以任何物体都有内能，物体的温度升高，分子热运动加快，内能变大，物体温度降低，分子热运动变慢，内能减小．（3）首先根据图象可知水和金属块的温度变化量，已知m水＝m金属，根据Q吸＝Q放可分析c水和c金属的大小关系．【详解】（1）因为是用水来冷却高温金属块，所以金属块的温度降低，水的温度升高，所以A曲线表示水的温度随时间变化的图象；B曲线表示金属块的温度随时间变化的图象；由图可知，在0～0.5min过程中，水要吸收热量，温度升高、内能增大；（2）由图象知，在0～0.5min过程中，金属块温度降低，分子热运动变慢，分子动能减小.（3）由图象知，水温度的变化量△t水＝40℃-20℃＝20℃，金属块温度的变化量△t金属＝100℃-40℃＝60℃，则△t水＜△t金属.已知m水＝m金属，Q吸＝Q放，即c水m水△t水＝c金属m金属△t金属，可得c水＞c金属．三、实验探究题（每空1分，共17分）19．小明同学在研究分子动理论知识时，进行了如下实验探究：甲乙丙（1）如图甲所示，水和酒精混合前后的实验现象，说明了分子间有____________；（2）如图乙所示，在一个铁丝圈中间系着一根较松弛的棉线，浸过肥皂水后用手指轻碰一下棉线的左边，发现棉线左边的肥皂膜破了，棉线被拉向右边，这个实验说明了分子间存在相互作用的____________；（3）如图丙所示，分别在热水和冷水中滴入相同的红墨水，可以看到______水瓶中墨水扩散的快，这说明__________________跟温度有关。【答案】（1）间隙；（2）引力；（3）热，分子热运动。【详解】（1）如图甲所示，水和酒精混合前比混合后的总体积变小了，说明了分子间有间隙。（2）如图乙所示，在一个铁丝圈中间系着一根较松弛的棉线，浸过肥皂水后用手指轻碰一下棉线的左边，发现棉线左边的肥皂膜破了，棉线被拉向右边，力可以改变物体的形状，这个实验说明了分子间存在相互作用的引力。（3）热水瓶中墨水扩散得快，冷水瓶中墨水扩散得慢，这说明分子的热运动快慢跟温度有关。20．小明同学在研究做功改变物体的内能时，进行了如下实验探究：（1）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，我们会观察到______________________________的现象，说明用____________方法可以改变物体的内能。（2）如图所示，瓶内有一些水，用带孔的橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气一会儿后，瓶塞跳起，在瓶塞跳起时，可以看到____________（填“瓶内”或“瓶外”）出现白雾。白雾是水蒸气____________形成，本实验说明气体对外界做功、内能____________。实验前向瓶内加水的原因是______________________

________________________________________________________________________________。【答案】（1）硝化棉燃烧起来，做功；（2）瓶内，液化，减少，水汽化可得到较多的水蒸气，便于水蒸气液化为白雾。【详解】（1）当把活塞迅速压下去时，活塞对筒内的空气做功，筒内空气的内能就会增加，温度就会升高，达到硝化棉的燃点，硝化棉就会燃烧起来，这说明用做功方法可以改变物体的内能。（2）右图中向瓶内打气一会儿后，瓶塞跳起，在瓶塞跳起时，瓶内气体对外界做功，其内能减少、温度降低，瓶内空气中的水蒸气遇冷发生液化现象，凝结成小水滴，所以会在瓶内看到的“白气”；实验前向瓶内加水的原因是水汽化可得到较多的水蒸气，便于水蒸气液化为白雾，实验现象更明显。21．为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的电加热器，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图所示。（1）根据图象，某同学认为：“加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些”这位同学的判断是否正确？_____________，请说明理由_______________________________________

_________________________________________；（2）要使甲、乙升高相同的温度，应给_______加热更长的时间，这说明________的吸热能力强些；（3）如果已知甲的比热容是2.1×103J/(kg·℃)，则乙的比热容是____________J/(kg·℃)。【答案】（1）不正确，理由见解析；（2）乙，乙；（3）2.8×103【详解】（1）不正确。升高的温度高不代表吸收的热量多，用两个完全相同的酒精灯加热相同的时间，酒精灯放出的热量是相等，甲和乙吸收的热量也是相等的。（2）由图可知，甲和乙升高相同的温度，如温度都升高到40℃，甲需要的是时间是3min，乙需要的时间是4min，即乙需要更长的加热时间，乙吸收的热量更多，这也就说明了乙的吸热能力强一些。（3）由图可知，加热4min时，甲的温度变化值为50℃-10℃=40℃乙的温度变化值为40℃-10℃=30℃用相同的酒精灯加热相同时间，甲和乙吸收的热量相同，据Q吸=cm(t-t0)得：c甲m△t甲=c乙m△t乙所以乙的比热容c乙=EQ\F(c甲△t甲,△t乙)=EQ\F(40℃×2.1×103J/(kg·℃),3°C)=2.8×103J/(kg•℃)22.小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_______________相同的沙子和水。（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________________________________。测得实验数据如表格所示。加热时间/012345温度/沙子1822293745—水181921232527（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为______。（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。（5）分析数据可得沙子的比热容_______________（小于/等于/大于）水的比热容。【答案】（1）质量；（2）让物质受热均匀；（3）52；（4）错误；（5）小于.【详解】（1）要比较沙子和水的比热容，利用控制变量法要控制初始温度相同，同时质量也要相同。（2）加热的时候用玻璃棒搅拌的目的是让水和沙子受热均匀。（3）根据温度计的刻度，可知此时温度为52度。（4）加热相同的时间，相同初始温度，相同质量的水和沙子吸收的热量是等量的，此时升高的温度不同证实它们的比热容不同。（5）根据比热容的公式可知：相同初始温度相同质量的不同物质，吸收相同热量后升高的温度越高的，其比热容越小。即沙子的比热容小于水的比热容。四、计算题（共18分）23．小华和他爸爸住进一家宾馆，看见一个电热水壶，爸爸拿出一瓶矿泉水说，我这里有1L水（1L=10-3m3），其温度为20℃，你能帮我算出这瓶水的质量以及将其加热到100℃所需要的热量吗？请你帮小华完成任务。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]【答案】1kg，3.36×105J【详解】水的质量为m＝ρV＝103kg/m3×10-3m3＝1kg将其加热到100℃所需要的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J答：这瓶水的质量为1kg，将其加热到100℃所需要的热量为3.36×105J。24．用两个相同的电加热器同时给质量都为500g，初温都为20℃的水和另一种液体加热，两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。求：（1）在90min的加热过程中，水吸收的热量为多少焦耳？（2）另一种液体的比热容为多少？【答案】（1）6.3×104J；（2）1.8×103J/（kg•℃）【详解】（1）由图像可知，水加热90min后水的末温为50℃，则该过程水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×500×10-3kg×（50℃﹣20℃）=6.3×104J（2）水和液体都加热90min吸收的热量相同，由图像可知，加热90min液体的末温为90℃，则另一种液体的比热容c=EQ\F(Q,m×Δt)=EQ\F(6.3×104J,0.5kg×（90-20）℃)=1.8×103J/（kg·℃）