分子热运动和内能的利用及答案解析.docx

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分子热运动和内能的利用及答案解析

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（）

A．t4时刻物体内能为零

B．t2、t3时刻物体内能相等

C．t2时刻物体内能比t3小

D．t1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4.2×108J的热量，可使　    　㎏的水从20℃加热至60℃．（水的比热容为4.2×103kg/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ρkg/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

1

0.1

5

1

2

0.1

10

2

3

0.2

10

4

乙

4

0.1

10

1

5

0.1

20

2

6

0.2

20

4

（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：

①应选择______两图进行实验；

②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”）；

③

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

④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

25

44

菜籽油

25

34

（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（t－t0）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：

（ρ水=1.0×103Kg/m3、c水=4.2×103J/（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（PE－RT）

136.6W/m2

103.5W/m2

93.5W/m2

聚丁烯（PB）

125.7W/m2

96.9W/m2

90.0W/m2

（1）若该地暖系统的总水量为2×103kg，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量？

[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

（2）某家庭木地板的面积为80m2，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=4.2×103J/（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=4.6×107J/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、C2、C3、C4、D5、A6、D

7、C8、B9、C10、B11、C12、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=πr2=

×10﹣6m2；

∴燃气对活塞的平均压力为：

F=pS=pPa×Sm2=

N．

∵s=Lmm=0.001Lm，

∴一个做功冲程中燃气对活塞做的功：

W=Fs=pSN×0.001Lm=

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=W×900=

×900J；

汽油完全燃烧释放的热量：

Q放=mq=ρkg/m3×V×10﹣3m3×qJ/kg=ρVq×10﹣3J，

汽油机把内能转化为机械能的效率：

η=

×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）①甲丙 ②加热时间 ③B  ④B 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=ρV=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg；（3分）

（2）水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（70℃-20℃）=4.2×107J；（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）Q＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×2×103kg×（45℃－5℃）＝3.36×108J．　

（2）由题意可知，该家庭地面单位面积上的散热功率为90.0W/m2，散热量Q＝Pt＝（90.0W/m2×80m2）×3.6×103s＝2.592×107J．　

（3）地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等．（只要写出其中的两点即可）

30、解：

（1）水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×=6.72×105J；

（2）根据η=

可得，

液化气燃烧放出的热量：

Q放=

=

=1.344×106J；

根据Q放=Vq可知，

液化气的热值q=

=

=4×107J/m3．

答：

（1）水吸收的热量为6.72×105J；

（2）液化气的热值为4×107J/m3．

31、【考点】功率计算公式的应用；热机的效率．

【分析】

（1）知道发动机的实际功率和小汽车的速度，根据P=

=

=Fv的变形公式F=

求出小汽车受到的牵引力，再根据二力平衡条件求出汽车所受的阻力；

（2）知道汽油的质量和热值，根据Q放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量，然后根据η=

×100%的变形公式W=ηQ放求出小汽车发动机牵引力做的功，

最后根据W=Fs的变形公式s=

求出小汽车行驶的路程．

【解答】解：

（1）发动机的实际功率P=20kW=2×104W，

小汽车的速度v=72km/h=20m/s，

由P=

=

=Fv得，小汽车受到的牵引力：

F=

=

=1000N，

小汽车在水平路面上匀速行驶，

根据二力平衡条件可知，汽车所受的阻力f=F=1000N．

（2）汽油完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=20kg×4.6×107J/kg=9.2×108J，

由η=

×100%得，小汽车发动机牵引力做的功：

W=ηQ放=30%×9.2×108J=2.76×108J，

由W=Fs得，小汽车行驶的路程：

s=

=

=2.76×105m．

答：

（1）所受的阻力为1000N；

（2）行驶的路程为2.76×105m．