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课时训练(十四) 分子动理论 内能与热机
(限时：30分钟)
|基础巩固|
一、选择题
1.[2019·徐州] 将一勺砂糖放入一杯水中,整杯水都变甜了。这个现象说明 ( )
A.分子是运动的 B.分子间有引力
C.分子间有斥力 D.分子可以再分
2.[2019·兰州] 关于分子动理论,下列说法中不正确的是 ( )
A.物质是由大量分子组成的
B.温度越高,分子的运动越剧烈
C.分子是组成物质的最小微粒
D.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力
3.[2019·台州]下列是关于水蒸发致冷现象的解释：
①水分子运动速度有大有小;
②剩余的水内能减少,温度降低;
③剩余的水分子运动速度相对较小;
④速度大的水分子动能大,更易摆脱周围分子的“束缚”,跑到空气中。
此解释的合理顺序是 ( )
A.①④③② B.②③①④
C.③①④② D.④③②①
4.[2019·黄石] 如图K14-1所示,向装有少量水的烧瓶缓慢打气,突然塞子跳起来,同时瓶内出现了“白雾”,关于该现象说法正确的是 ( )
图K14-1
A.白雾是水蒸气
B.瓶内气体膨胀对外做功
C.瓶内气体内能增加
D.瓶内气体温度升高
5.[2019·宁夏] 2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀,无法再给地球提供能量,人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体,逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的 ( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
6.[2019·上海] 两种质量相同的不同物质,吸收相同的热量,下列说法中正确的是 ( )
A.比热容大的物质升高温度较小
B.比热容小的物质升高温度较小
C.比热容大的物质升高温度较大
D.升高温度相同,与比热容大小无关
7.[2019·江西]如图K14-2所示是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作。由此他联想到热机的四个冲程,以下与做功冲程最相似的是 ( )
图K14-2
8.[2019·滨州]对质量和初温都相同的甲乙两种物质,用相同的加热器加热,它们温度随时间变化的图像如图K14-3所示,下列说法正确的是 ( )
图K14-3
A.甲物质的沸点一定是80 ℃,乙物质的沸点一定是40 ℃
B.0~6 min甲比乙吸收的热量多
C.8~10 min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D.甲的比热容大于乙的比热容
二、填空题
9.[2019·北京]如图K14-4所示,两个相同瓶子的瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,上面的瓶中装有空气,下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后,可以看到,两个瓶中的气体会混合在一起,最后颜色变得均匀,这属于 现象。
图K14-4
10.[2019·海南]腌海南粉是海南的特色名吃。在米粉中加入调味汁拌匀,调味汁充分进入米粉中俗称“入味”,米粉腌得越入味越好吃。从物理的角度看,入味是 的结果。热米粉比冷米粉更容易入味,是因为温度越高 。
11.[2019·镇江]图K14-5中单缸四冲程汽油机正处在 冲程,若该汽油机转速为1800 r/min,则它每秒钟完成 个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量,这是利用了水的 较大的特性。
图K14-5
12.[2019·连云港]某同学在烧杯中装入质量为100 g、初温为20 ℃的水,然后用酒精灯给水加热一段时间后,水的温度升高到70 ℃,此过程中水的内能增加了 J,水增加的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)酒精完全燃烧所放出的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
13.[2019·苏州]如图K14-6所示,在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花被点燃,此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同;某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4 kg汽油,该汽油机对外做的机械功为 J。(汽油热值为4.6×107 J/kg)
图K14-6
三、简答题
14.如图K14-7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。
图K14-7
四、实验题
15.[2019·泰州]如图K14-8甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置,小华用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
图K14-8
(1)从实验效果考虑,本实验选择 (选填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好,实验中使用玻璃棒的目的是 。
(2)两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知：质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, (选填“A”或“B”)液体吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, (选填“A”或“B”)液体升温较高。
(4)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择
(选填“A”或“B”)液体。
五、计算题
16.[2019·孝感]一辆厢式小货车某次运货,满载后总质量是5.0×103 kg,在平直的公路上匀速行驶100 km,耗油10 kg,货车受到的阻力是总重力的0.05倍,发动机的牵引功率是50 kW。求：(油的热值是5.0×107 J/kg,g取10 N/kg)
(1)货车受到的牵引力。
(2)货车匀速行驶的速度。
(3)货车发动机的效率。
【参考答案】
1.A
2.C
3.A
4.B [解析]水蒸气对瓶塞做了功,水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能,水蒸气内能减少,温度降低。水蒸气发生液化形成小水珠,瓶口出现“白雾”,故B正确。
5.C
6.A [解析]根据Q=cmΔt知,相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度升高较小,故A正确。
7.C [解析]“鼻孔吸气”相当于吸气冲程;“气沉丹田”相当于压缩冲程;“排山倒海”相当于做功冲程;“打完收工”相当于排气冲程。
8.C [解析]液体的沸点与气压有关,压强越大,沸点越高,故A错误。用两个相同的电加热器加热,在相同时间内放出的热量相同,不计热量损失,甲和乙吸收的热量相同,故B错误。8~10 min甲和乙都在沸腾,液体在沸腾时继续吸热,但是温度保持不变,内能增加,故C正确。在0~6 min,质量相同的甲乙两种物质,吸收相同的热量,甲物质的温度变化大,比热容小,故D错误。
9.扩散
10.分子不停地做无规则运动 分子热运动越剧烈
11.排气 60 比热容 [解析]汽油机完成1个工作循环,完成四个冲程,飞轮转2转,对外做功1次,1800 r/min=30 r/s,即每秒完成15个工作循环,完成60个冲程,对外做功15次。用水循环带走汽油机产生的热量,这是利用了水的比热容较大的特性。
12.2.1×104 小于
[解析]水吸收的热量(水的内能增加值)Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(70 ℃-20 ℃)=2.1×104 J;由于酒精不可能完全燃烧,有热量散失,且烧杯也会吸收一部分热量,所以,水增加的内能小于酒精完全燃烧所放出的热量。
13.压缩 4.6×107
[解析]用力将活塞迅速下压,棉花被点燃,此过程是机械能转化为内能,相当于汽油机的压缩冲程;完全燃烧4 kg的汽油释放的热量为Q放=mq=4 kg×4.6×107 J/kg=1.84×108 J;汽油机对外做的机械功W=Q放·η=1.84×108 J×25%=4.6×107 J。
14.钻木取火的过程,是克服摩擦对物体做功,物体内能增加,温度升高,达到燃料的燃点而被点燃,此过程是通过做功的方式改变物体内能的。
15.(1)易拉罐 搅拌液体使其受热均匀
(2)加热时间
(3)A B (4)A
[解析](2)对两种液体进行加热时,加热时间越长,吸收热量越多,所以吸收热量的多少可通过加热时间比较。(3)分析图像可知：质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,A所需要的加热时间更长,所以A液体吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量即加热时间相同时,B液体升温较高。(4)暖手袋应选择储存热量多的液体,因为温度、质量相同的A、B两种液体,降低相同的温度时,A液体放出的热量更多,所以应选择A液体。
16.解：(1)因为货车做匀速直线运动,故所受牵引力与阻力大小相等,
则牵引力F=F阻=0.05G=0.05×5×103 kg×10 N/kg=2.5×103 N。
(2)因发动机的牵引功率为P=Fv,则货车匀速行驶的速度v=PF=50×103W2.5×103N=20 m/s。
(3)货车发动机的效率η=WQ=Fsmq=2.5×103N×100×103m10 kg×5.0×107J/kg=50%。
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