物理培优内能提升训练及详解.docx
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物理培优内能提升训练及详解
物理培优:
内能提升训练及详解
一、单选题(共15小题)
1.四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示.关于四只烧杯中水的内能的大小,下列判断正确的是( )
A.a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能
B.c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能
C.a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能
D.d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能
2.随着人们生活水平的提高,许多住宅小区房屋的窗户玻璃都是双层的,且两层玻璃间还充有惰性气体,这是因为惰性气体( )
A.容易导电
B.不容易导热
C.能增加房间的亮度
D.增大玻璃的密度
3.由c=
,关于同一物质的比热容c,下列说法正确的是( )
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B.若质量增大一倍,则比热容减至一半
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容减至一半
D.无论质量多大,比热容都一样
4.水具有比热容大的特点,如图现象中与此特点无关的是( )
A.
用水冷却汽车发动机
B.
空调房间放盆水可以增加湿度
C.
海边的昼夜温差较小
D.
冬天暖气设备用热水供暖
5.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害。
这主要是因为水的( )
A.质量较小
B.凝固点较低
C.沸点较高
D.比热容较大
6.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.物体吸收的热量越多,比热容越大
B.物质的比热容与它的质量、温度、吸收或放出热量多少无关
C.把一块铁块分成两块,大的那块的比热容大
D.物体的温度越高,比热容越大
7.“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著,其主要原因是沙石比水具有较小的( )
A.热量
B.密度
C.比热容
D.温度
8.(多选题)下列说法正确的是( )
A.有机械能的物体必有内能
B.无机械能的物体必无内能
C.有内能的物体必有机械能
D.内能与机械能是两种不同形式的能
9.在下列几种情况中,比热容会发生变化的是( )
A.20℃的水变成4℃的水
B.一块钢板压制成钢锅
C.水结成冰
D.把开水倒入冷水中
10.甲、乙两金属球,质量相等,初温相同,先将甲球投入冷水中,待热平衡后水温升高t℃,取出甲球(设热量与水均无损失),再迅速把乙球投入水中,这杯水热平衡后水温又升高t℃,设甲、乙两球的比热分别为C甲和C乙,则有( )
A.C甲=C乙
B.C甲>C乙
C.C甲<C乙
D.无法确定
11.下列现象中,不能说明分子在永不停息地运动的是( )
A.香水瓶盖打开后,满屋充满香味
B.糖放入水中后,整杯水都变甜了
C.阳光下扫地时,能看到尘土飞扬
D.公共场所禁止吸烟
12.如图所示,为质量相等的两种液体甲和乙,分别用相同的两盏酒精灯同时加热时,温度随时间变化的图象.从图象可知,比热容较大的是液体( )
A.甲B.乙
C.一样大D.无法判断
13.下列现象,可用比热容知识来解释的是( )
A.夏天在教室洒水,感到凉爽
B.沙漠地区昼夜温差较大
C.公共场所禁止吸烟
D.用天然气作燃料
14.在探索微小粒子的进程中,人们认识到“原子是有结构的”,这是源于发现了( )
A.电子B.中子C.质子D.夸克
15.质量相等的水和沙石,在吸收相等的热量后,则( )
A.水变化的温度较大
B.沙石变化的温度较大
C.它们变化的温度相同
D.沙石的温度一定比水的温度高
二、填空题(共3小题)
16.质量相同的A、B两种液体分别用两个完全相同的酒精灯同时加热,小明根据实验情况绘制了如图所示的图象,从图中可以看出比热容大.
17.端午节那天,小志给小文小起啤酒时,发现瓶口出现“白雾”,这是瓶内的气体冲出时,内能转化为能,使气体的内能减小,温度降低,水蒸气液化而产生的现象.这个现象说明方式可以改变物体的内能.
18.把一小滴红墨水滴入一杯清水中,过一会儿,整杯水都变红了,这种现象叫做现象.液体与液体之间,固体与固体之间(填“能”或“不能”)发生扩散现象.
三、实验题(共3小题)
19.为了比较水和煤油的吸热能力,小明设计了如下实验步骤:
A.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油
B.用两温度计分别测出水和煤油的初温
C.在烧杯中,分别放入功率相同的电热器,加热相同时间
D.用温度计分别测出水和煤油的末温
(1)小明设计的实验有一个步骤是错误的,这个步骤是(填序号),应该为.
(2)步骤C,加热时间相同时为了使水和煤油.
(3)步骤B和D是为了得出水和煤油的.
20.在一节物理校本研究课中,小明同学与小芳同学要比较甲、乙两种比热容的大小,他们准备了两只相同的烧杯,分别装了初温和质量相同的甲、乙液体.
(1)在设计实验方案时,加热的方式选择下列的(填字母代号)更科学.
A.用两只相同的酒精灯分别给甲、乙液体的烧杯加热
B.用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲、乙液体中加热
(2)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体都加热到相同的温度然后进行比较;小芳认为要加热到相同的时间然后进行比较,你认为方法可行的是(选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”或“两人都可行”)
(3)根据你第
(2)问做出的选择,说出应该这样判断得出甲、乙两种液体比热容的大小.
21.如图是对A、B两种品牌保温杯的保温效果进行测试所获得的图象信息.利用该信息和你具有的科学知识回答以下问题:
(1)从该实验中你能得出的结论是.
A.A品牌的保温效果更好
B.B品牌的保温效果更好
C.A和B两种品牌的保温效果相同
D.保温杯在水温较低时能自动加热
(2)保温杯周围环境的气温是℃
(3)测试过程热水降温的快慢是不同的,热水与周围空气的温差越大,降温越.
四、计算题(共3小题)
22.小丽需用温度为40℃的水泡脚,便把90℃的热水与10kg20℃的冷水混合,设混合过程没有热量损失,问:
需要90℃的热水多少千克?
23.1克食盐中约有1.04×1022个分子,把1克食盐投入一个水库中,已知水库的蓄水量为4×109m3,如果食盐分子均匀分布在水库的水中,那么每立方厘米的水中约含有多少个食盐分子?
通过以上计算,你可以获得哪些信息?
24.质量是0.5kg的铝壶内装2.5kg的水,其温度为20℃,如果共吸收5.47×105J的热量,则水温将升高到多少摄氏度?
(c铝=0.88×103J/(kg·℃))
答案解析
1.【答案】D
【解析】物体的内能与物体的温度、质量、状态、材料等有关.从图中知,a与b、c与d的质量相同,a与c、b与d的温度相同,所以d的内能比c多,d的内能比b多,c的内能比a多,b的内能比a多.
2.【答案】B
【解析】房屋窗户采用双层玻璃的目的有两个:
隔音、保温.惰性气体是否导电与隔音、保温没有关系.A不符合题意;惰性气体不容易导热,能够起到保温的目的,B符合题意;惰性气体对房间的亮度几乎无影响,甚至一定程度上降低房间亮度,C不符合题意;有无惰性气体对玻璃的密度没有影响.D不符合题意;故选B.
3.【答案】D
【解析】比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容,比热容的大小与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关.比热的公式c=
是由热量的计算公式Q=cm(t-t0)变形而来,可以利用它计算物质的比热容.
4.【答案】B
【解析】A项,因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却汽车发动机,不符合题意;B项,空调房间放盆水增加湿度,是利用水的蒸发,增加水蒸气,与比热容无关,符合题意;C项,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,由此使得海边昼夜温差小,不符合题意;D项,因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天暖气设备用热水供暖,不符合题意.
5.【答案】D
【解析】生物体内水的比例很高,在外界环境温度升高时,生物体即使吸收较多的热量,由于水的比热容较大,体温不会升的过高;同理在在外界环境温度降低时,由于水的比热容较大,即使放出较多的热量,体温也不会过低,所以生物体内的水分有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害.
6.【答案】B
【解析】比热容是物质的一种特性,和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,只与物质的种类、状态有关,故A、C、D错误,B正确.
7.【答案】C
【解析】我国新疆某些地区都是沙漠或沙石,没有水,中午时,由于沙石的比热容远远小于水的比热容,所以沙石吸收同样多的热量温度升高的快,故中午沙石的温度很高;同样,到了傍晚,放出同样多的热量时,沙石的温度降低的也很快,故夜晚和早上温度很低,需穿皮袄,跟热量、密度和温度无关.
8.【答案】AD
【解析】
(1)任何物体都具有内能,但是不一定有机械能,故选项A说法正确,选项B、C都是错误的;
(2)内能与物体内部分子的热运动和相互作用情况有,内能与整个物体的机械运动情况有关,是两个完全不同的概念,不能混为一谈,故选项D的说法也是正确的.
9.【答案】C
【解析】比热容是物质的一种特性,与物质的状态有关,与物质的温度、质量位置没有关系.当物质的状态发生变化时,通常比热容要发生变化.
10.【答案】C
【解析】方法一:
先后将甲乙两金属球投入到同一杯水中,水升高的温度相同,则水吸收的热量相同;
∵不计热量损失,
∴Q吸=Q放,
∴甲乙两金属块放出的热量相同;
由题知,甲金属球比乙多降低了t℃,即甲金属球的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两金属球,放出相同的热量,甲金属块降低的温度多,所以甲的比热容小.
方法二:
(赋值法)
设甲乙两金属块初温为50℃,水温为10℃.
投入甲,水温由10℃升高5℃变为15℃,甲末温15℃,降低了35℃.
投入乙,水温由15℃升高5℃变为20℃,乙末温20℃,降低了30℃.
∴甲多降低了35-30=5℃
∴甲比热容较小.
11.【答案】C
【解析】A项,打开香水瓶盖后,满屋充满香水味,是气体分子的扩散,属于分子的运动,故A不符合题意;B项,把糖放入水中后,不久整杯水都变甜了,是固体分子的扩散,属于分子的运动,故B不符合题意;C项,在阳光下扫地时,能看到尘土飞扬,是物体的运动,是可见的,不属于分子的运动,故C符合题意;D项,公共场所吸烟造成非吸烟者在公共场所吸食“二手烟”,是因为烟气中含有的分子是在不断的运动的,向四周扩散,故D不符合题意.
12.【答案】B
【解析】甲、乙两种液体质量相等,由图象可知,初温相同,在相同时间内温度变化较大的是甲,
因使用的是相同的酒精灯加热,所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同,
由c=
,两种液体质量相等,吸收的热量相同时,甲升高温度大,它的比热容就小.
所以c甲<c乙.
13.【答案】B
【解析】A项,夏天在教室洒水,是利用水蒸发吸收热量,使教室温度降低,感到凉爽,与比热容无关,故A错误;B项,由于沙子的比热容较小,沙子受阳光照射时升温快,日落后沙子降温快,因此沙漠地区昼夜温差较大,故B正确;C项,由于分子是在不断的运动的,这是造成非吸烟者在公共场所吸食“二手烟”的主要原因,与比热容无关,故C错误;D项,用天然气作燃料是利用天然气的热值大,与比热容无关,故D错误.
14.【答案】A
【解析】在探索微小粒子的过程中,人们首先发现了电子,进而认识到原子是由电子和原子核组成的,卢瑟福建立了原子核式结构模型.后来,人们又发现,原子核是由质子和中子组成的.
15.【答案】B
【解析】水的比热容较大,质量相等的水和沙石吸收相等的热量后,水的温度变化比沙石小,因此水的温度低于沙石的温度,故A、C、D错误,B正确.
16.【答案】B
【解析】如图所示,在吸收的热量相同(他们加热的时间相同)时,可以看出此时它们升高的温度ΔtA>ΔtB,根据Q=cmΔt变形得c=
,又因为m相同,由此可知cA<cB.
17.【答案】机械 做功
【解析】开启啤酒时,瓶子内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,内能减小,温度降低,水蒸气液化成“白雾”,这个现象说明做功可改变物体的内能.
18.【答案】扩散 能
【解析】把一小滴红墨水滴入一杯清水中,过一会儿,整杯水都变红了,这种现象叫做扩散现象,这种现象说明物质的分子在不停地做无规则运动.液体与液体之间,固体与固体之间都能发生扩散现象.
19.【答案】
(1)A 在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的水和煤油
(2)吸收相同的热量 (3)升高的温度
【解析】
(1)为了比较水和煤油吸热升温的特点,根据吸收热量的公式Q=cmΔt可知,实验需要采用控制变量法,控制水和煤油的质量相等,因此步骤A错误.
(2)步骤C加热时间相同是为了使水和煤油,吸收相等的热量,
(3)步骤B、D分别测量的是初温度和末温度,因此步骤B和D是为了得出水和煤油升高的温度.
20.【答案】
(1)B
(2)两人都可行 (3)小明:
加热到相同的温度比较加热时间,加热时间长的比热容大 小芳:
加热相同的时间比较末温,末温低的比热容大.
【解析】
(1)在比较甲、乙两种比热容的大小的实验中,为保证两种液体在相同时间内吸收的热量相同,采用完全相同的加热方式,用两只相同的酒精灯很难保证酒精灯的火焰大小相同,有并且热量的散失,所以用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲、乙液体中加热效果更好,故选B.
(2)比较甲、乙两种液体吸热本领的大小,可以加热相同的时间,观察两种液体温度的变化量,温度变化量越大说明吸热能力弱;也可以加热到相同的温度,比较加热时间的长短,加热时间长的吸热能力强,因此这两种方法都可以比较出液体的吸热能力;
(3)小明的方法是:
加热时间长,液体吸收的热量多,由公式c=
可知,升高相同的温度,加热时间长的比热容大;
小芳的方法是:
加热时间相同,液体吸收的热量相同,由公式c=
可知,升高温度越低,比热容越大.
21.【答案】
(1)A
(2)20 (3)快
【解析】
(1)由图象可知,在相同时间内,品牌A作保温材料时,水降温慢,因此A材料保温效果好;
(2)由图象可知,当温度降到20℃时,温度不在变化,所以室温为20℃;
(3)热水与周围空气的温差越大,降温越快;
22.【答案】设需要90℃的热水质量为m,20℃水质量为m,
由题意得:
Q吸=Q放,有cmΔt1=cmΔt2;
所以,m1=
=
=4kg.
答:
需要90℃的热水4kg.
【解析】由题意可知,若不计热量损失,放出的热量等于吸收的热量,利用热量的计算公式计算.
23.【答案】∵4×109m3=4×1015cm3
∴每立方厘米的水中约含有多少个食盐分子:
n=
=2.6×106个/cm3
通过计算可以看出,分子非常小,数目非常多.
答:
每立方厘米的水中约含有2.6×106个食盐分子.
通过以上计算,可获得的信息是:
分子非常小,数目非常多.
【解析】∵4×109m3=4×1015cm3
∴每立方厘米的水中约含有多少个食盐分子:
n=
=2.6×106个/cm3
通过计算可以看出,分子非常小,数目非常多.
答:
每立方厘米的水中约含有2.6×106个食盐分子.
通过以上计算,可获得的信息是:
分子非常小,数目非常多.
24.【答案】解:
m铝=0.5kg,m水=2.5kg,
∵Q吸=cmΔt,
∴Q吸=Q铝吸+Q水吸=c铝m铝Δt+c水m水Δt,
∴Δt=
=
=50℃.
∴t=t0+Δt=20℃+50℃=70℃.
【解析】知道铝壶和水吸收的热量、铝壶和水的质量、比热容,利用吸热公式的变形公式求铝和水温度的升高值
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