- 分子动理论：内能
- 共5581题
从热学、电学的角度分别提出一个与物理有关的问题，并针对所提出的问题作出简答．
[示例]热学问题：烧水时，壶里的水能不能灌得太满？
答：不能，否则水受热膨胀会溢出，可能会引起漏电．
（1）电学问题：______？答：______．
（2）热学问题：______？答：______．
正确答案
答：因为通电后导体会发热，电能转化为水的内能，使水烧开．
（2）从水的状态变化提出热学问题：烧水过程中壶嘴为什么会冒出“白气”？
答：这是从壶嘴喷出的水蒸气遇冷后凝结成的小水珠．
故答案为：（1）电热水壶为什么能烧开水，因为通电后导体会发热，电能转化为水的内能，使水烧开．
（2）烧水过程中壶嘴为什么会冒出“白气”，这是从壶嘴喷出的水蒸气遇冷后凝结成的小水珠．
解析
答：因为通电后导体会发热，电能转化为水的内能，使水烧开．
（2）从水的状态变化提出热学问题：烧水过程中壶嘴为什么会冒出“白气”？
答：这是从壶嘴喷出的水蒸气遇冷后凝结成的小水珠．
故答案为：（1）电热水壶为什么能烧开水，因为通电后导体会发热，电能转化为水的内能，使水烧开．
（2）烧水过程中壶嘴为什么会冒出“白气”，这是从壶嘴喷出的水蒸气遇冷后凝结成的小水珠．
0℃的冰和100℃的水蒸气混合后：
（1）若冰刚好全部熔化，冰和水蒸气的质量比是多少？
（2）若得到50℃的水，冰和水蒸气的质量比是多少？（已知水在100°C的汽化热是L=2.25×106J/kg，冰的熔化热是λ=3.34×105J/kg）
正确答案
解：（1）设冰的质量为m1，水蒸气的质量为m2，则有
m1•λ=m2•L+c•m2•△t
所以
（2）同（1）可得方程式如下：
m1•λ+m1•c•△t′=m2•L+c•m2•△t′
即
答：（1）若冰刚好全部熔化，冰和水蒸气的质量比是8：1．
（2）若得到50℃的水，冰和水蒸气的质量比是9：2．
解析
解：（1）设冰的质量为m1，水蒸气的质量为m2，则有
m1•λ=m2•L+c•m2•△t
所以
（2）同（1）可得方程式如下：
m1•λ+m1•c•△t′=m2•L+c•m2•△t′
即
答：（1）若冰刚好全部熔化，冰和水蒸气的质量比是8：1．
（2）若得到50℃的水，冰和水蒸气的质量比是9：2．
水从落差为75m高的瀑布顶端落下，如果开始时水的势能的20%用来使水的温度升高，则水落下后温度升高了多少摄氏度？[水的比热容为4×103J/（kg•℃），g取10m/s2]．
正确答案
解：设水落下后温度升高了t℃．
根据能量守恒定律得：
mgh×20%=cm△t
可得△t=
答：水落下后温度升高了0.0375℃．
解析
解：设水落下后温度升高了t℃．
根据能量守恒定律得：
mgh×20%=cm△t
可得△t=
答：水落下后温度升高了0.0375℃．
把500g的水加热到100℃吸收了1.68×105J的热量，问水的初温是多少？
正确答案
解：由公式：Q吸=cm（t-t0），
得：
答：它的初温是20℃．
解析
解：由公式：Q吸=cm（t-t0），
得：
答：它的初温是20℃．
A．气球内气体的压强是由于气体重力而产生的
B．由于小刚同学压迫气球，球内气体分子间表现为斥力
C．气球内气体分子均动能不变
D．气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和．
正确答案
解：A、密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，故A错误．
B、该同学压迫气球，气体分子间距离仍然较大，气体分子间的作用力几乎为零．故B错误．
C、球内气体温度可视为不变．所以气球内气体分子平均动能不变，故C正确．
D、气体分子间空隙很大，所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误．
故选C．
解析
解：A、密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，故A错误．
B、该同学压迫气球，气体分子间距离仍然较大，气体分子间的作用力几乎为零．故B错误．
C、球内气体温度可视为不变．所以气球内气体分子平均动能不变，故C正确．
D、气体分子间空隙很大，所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误．
故选C．
下列说法中正确的是
A．对物体做功不可能使物体的温度升高
B．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速率是非常小的
C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
D．如果气体分子总数不变而气体湍度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大．
正确答案
解：A、做功和热传递都可以改变物体的内能，因此对物体做功可以使物体的温度升高，故A错误；
B、气体温度升高，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是非常小，故B正确；
C、物体的内能指所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故C正确；
D、气体温度升高，体积变化情况不知，根据气态方程可知，其压强的变化不确定，故D错误．
故选BC．
解析
解：A、做功和热传递都可以改变物体的内能，因此对物体做功可以使物体的温度升高，故A错误；
B、气体温度升高，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是非常小，故B正确；
C、物体的内能指所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故C正确；
D、气体温度升高，体积变化情况不知，根据气态方程可知，其压强的变化不确定，故D错误．
故选BC．
质量为6.0kg、温度为-20℃的冰全部变成30℃的水，后在常温下（30℃）全部蒸发为水蒸气，整个过程需要吸收多少热量？（设水在常温下的汽化热为L=2.4×106J/kg，冰的比热容为2.1×103J/kg•℃，水的比热容为4.2×103J/kg•℃，冰的熔化热为λ=3.34×105J/kg）
正确答案
解：-20°C的冰全部变成0°C的水吸热：
0°C的冰全部变成0°C的水吸热：
0°C的水变成30°C的水吸热：
30°C的水全部蒸发吸热：
所以整个过程需要吸收的热量：Q=Q1+Q2+Q3+Q4=4.45×106J
答：整个过程需要吸收热量4.45×106J
解析
解：-20°C的冰全部变成0°C的水吸热：
0°C的冰全部变成0°C的水吸热：
0°C的水变成30°C的水吸热：
30°C的水全部蒸发吸热：
所以整个过程需要吸收的热量：Q=Q1+Q2+Q3+Q4=4.45×106J
答：整个过程需要吸收热量4.45×106J
（1）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质______．
（2）分析下表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量______（大于/小于）沙子吸收的热量．
（3）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．
（4）实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与（3）结论不符，你认为可能的原因是：______，所以要用搅拌棒搅动沙子．
正确答案
解：（1）实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量就多，因此实验中用加热时间表示水和沙子吸热的多少．
（2）因为质量相同的水和沙子，升高相同温度，水的比热容大于沙子的比热容，根据吸收热量的计算公式Q=cm△t知，水吸收的热量大于沙子吸收的热量；
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，水的比热容大于沙子的比热容，根据吸收热量的计算公式Q=cm△t可知，沙子的温度变化的大．
（4）由于沙子的导热性能不好，故在刚开始加热时，沙子局部温度可能低于水的温度，所以要不断用搅拌棒进行搅拌；
故答案为：吸收的热量；大于；沙子；沙子导热性能不好．
解析
解：（1）实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量就多，因此实验中用加热时间表示水和沙子吸热的多少．
（2）因为质量相同的水和沙子，升高相同温度，水的比热容大于沙子的比热容，根据吸收热量的计算公式Q=cm△t知，水吸收的热量大于沙子吸收的热量；
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，水的比热容大于沙子的比热容，根据吸收热量的计算公式Q=cm△t可知，沙子的温度变化的大．
（4）由于沙子的导热性能不好，故在刚开始加热时，沙子局部温度可能低于水的温度，所以要不断用搅拌棒进行搅拌；
故答案为：吸收的热量；大于；沙子；沙子导热性能不好．
做“观察水的沸腾”实验时，在使用温度计以前，应该观察它的______，认清它的______，实验中，记录的数据如表：
从表中数据可知水的沸点是______℃，沸腾过程中继续对它加热，水的温度______．
正确答案
解：温度计使用之前，要先进行观察量程和分度值．由表可得，温度保持在98℃不变，所以说明已经达到了沸点，温度不变．
故答案为：量程，分度值，98，不变．
解析
解：温度计使用之前，要先进行观察量程和分度值．由表可得，温度保持在98℃不变，所以说明已经达到了沸点，温度不变．
故答案为：量程，分度值，98，不变．
下列说法中正确的是______．（填选项前的字母）
A．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大
B．雨水没有透过布雨伞是因为水的表面存在张力
C．晶体与非晶体的区别在于是否有规则的天然外形
D．热量不能从低温物体传给高温物体．
正确答案
解：A、物体分子的平均动能大小仅与物体的温度有关，是一个微观的物理量，与宏观的物理量物体运动的速度无关，故A错误．
B、由于表面张力的作用，使雨水无法透过布雨伞，故B正确，
C、晶体和非晶体的区别是否具有温度的熔点．单晶体具有规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有规则的天然外形．故C错误．
D、热量不能自发的从低温物体传给高温物体，但在引起其它变化的情况下可以由低温物体传给高温物体，故D错误．
故B正确．
解析
解：A、物体分子的平均动能大小仅与物体的温度有关，是一个微观的物理量，与宏观的物理量物体运动的速度无关，故A错误．
B、由于表面张力的作用，使雨水无法透过布雨伞，故B正确，
C、晶体和非晶体的区别是否具有温度的熔点．单晶体具有规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有规则的天然外形．故C错误．
D、热量不能自发的从低温物体传给高温物体，但在引起其它变化的情况下可以由低温物体传给高温物体，故D错误．
故B正确．
（1）比较氢气和氧气，不考虑分子势能，下面说法中正确的是______．
A、在相同温度下，氧分子和氢分子具有相同的平均速率；
B、质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能；
C、体积和温度都相同的氢气和氧气具有相同的内能；
D、摩尔数和温度都相同的氢气和氧气具有相同的内能．
（2）改变内能的两种方式：______和______．
正确答案
解：（1）A、温度相同，则分子的平均动能相同，而氢气的分子质量小，所以氧分子比氢分子具有相同的平均速率小．故A错误．
B、质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能；但相同质量下氢气的物体的量多，故氢气的内能要大于相同质量的氧气的内能；故B错误；
C、气体的体积随容积的改变而改变，故无法判断含有物质的量的多少；故无法判定内能是否相等；故C错误．
D、摩尔数相同，则分子个数相同，又由于温度相同，则分子的平均动能相同，因此氢气和氧气具有相同的内能，故D正确；
（2）改变内能的方式有：做功和热传递；
故答案为：（1）D；（2）做功；热传递；
解析
解：（1）A、温度相同，则分子的平均动能相同，而氢气的分子质量小，所以氧分子比氢分子具有相同的平均速率小．故A错误．
B、质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能；但相同质量下氢气的物体的量多，故氢气的内能要大于相同质量的氧气的内能；故B错误；
C、气体的体积随容积的改变而改变，故无法判断含有物质的量的多少；故无法判定内能是否相等；故C错误．
D、摩尔数相同，则分子个数相同，又由于温度相同，则分子的平均动能相同，因此氢气和氧气具有相同的内能，故D正确；
（2）改变内能的方式有：做功和热传递；
故答案为：（1）D；（2）做功；热传递；
铅弹以速度v=200m/s 射入木块后停在木块中，木块没有移动．增加的内能的80%使铅弹的温度升高，铅弹温度升高多少？（C=1.3×102J/kg℃）
正确答案
解：由题意可知铅弹的动能完全转化为木块和铅弹的内能，可得：
Ek=
又知增加的内能的80%使铅弹温度升高，可得：
0.8U=Cm△t，
可得：
△t=
即铅弹温度升高了123℃．
答：铅弹温度升高了123℃．
解析
解：由题意可知铅弹的动能完全转化为木块和铅弹的内能，可得：
Ek=
又知增加的内能的80%使铅弹温度升高，可得：
0.8U=Cm△t，
可得：
△t=
即铅弹温度升高了123℃．
答：铅弹温度升高了123℃．
有人说，在昼夜温差较大的我国北方的冬季，白天缸里的冰融化成水，而夜里的水又凝固成冰．因此，这是一个可逆的过程．你认为这种说法对吗？为什么？
正确答案
解：不对．因为缸里的水在变化过程中与外界有热交换，不是自发的过程，不是可逆的过程．
解析
解：不对．因为缸里的水在变化过程中与外界有热交换，不是自发的过程，不是可逆的过程．
燃烧5Kg 干木放出的热量可以使100Kg水温度从20℃升高到100℃，问这台炉子的效率多大？
正确答案
解：干木柴完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=5kg×1.2×107J/kg=6×107J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm′△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃-20℃）=3.36×107J；
则炉子的效率η=
答：炉子的效率为56%．
解析
解：干木柴完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=5kg×1.2×107J/kg=6×107J；
（2）水吸收的热量：
Q吸=cm′△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃-20℃）=3.36×107J；
则炉子的效率η=
答：炉子的效率为56%．
下列说法正确的是______（填正确答案标号）
A．温度相等的物体内部分子的平均动能相等
B．体积相等的物体内部分子的势能相等
C．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等
D．内能较大的物体，内部分子热运动较激烈，分子热运动的平均动能较大
E．温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等．
正确答案
解：A．温度是分子的平均动能的标志，温度相等的物体内部分子的平均动能相等．故A正确；
B．体积相等的本题种类的物质，物体内部分子的势能不一定相等．故B错误；
C．物体 内能与物质的量有关，质量相等的本题种类的物质，物质的量不一定相等，所以质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等．故C正确；
D．温度是分子的平均动能的标志，温度高的物体，内部分子热运动较激烈，分子热运动的平均动能较大．故D错误；
E．质量相等的氢气与氧气的物质的量不相同，所以温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等．故E正确．
故答案为：ACE
解析
解：A．温度是分子的平均动能的标志，温度相等的物体内部分子的平均动能相等．故A正确；
B．体积相等的本题种类的物质，物体内部分子的势能不一定相等．故B错误；
C．物体 内能与物质的量有关，质量相等的本题种类的物质，物质的量不一定相等，所以质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等．故C正确；
D．温度是分子的平均动能的标志，温度高的物体，内部分子热运动较激烈，分子热运动的平均动能较大．故D错误；
E．质量相等的氢气与氧气的物质的量不相同，所以温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等．故E正确．
故答案为：ACE
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