第15章 热和能
一、填空题
1．请举出日常生活中固体、液体、气体分子运动的例子．
(1)固体：_____________________________________(2)液体：_______________________
(3)气体：_____________________________________.
2．梅花绽放的时候，距离梅花很远的地方就能闻到花的香味，这种现象说明了
；夏天，雨后天晴，池塘里荷叶上的水珠随荷叶拂动而滚动不止，当两滴滚动的水珠相遇时，会汇合变成一滴较大的水滴，这说明： 。
3．质量为2kg的水在太阳的照射下，温度升高5℃，水吸收的热量为____________焦，这是通过__________的方法改变了水的内能。若使相同质量的煤油和水升高相同温度，则煤油吸收的热量________水吸收的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。[水的比热容为4．2×103J／(kg·℃)，煤油的比热容为2．1×103J／(kg·℃)]
4．用液化石油气时，有时会闻到石油的气味，这是因为石油气分子_____到空气中，加热同样多的食品，当燃料完全燃烧时，使用液化石油质量只需蜂窝煤质量的三分之一，由此可见，液化石油气的热值比蜂窝煤的热值_________( 选填“大”或“小”)
5．“城市尚余三伏热，秋光先到野人家”，说明在陆游那个时代，人们就察觉到城市暖于郊区。分析城市“热岛效应”的主要原因，一是工厂、交通工具排放大量的________；二是建筑群、马路中的砂石、水泥的___________小，在相同的日照条件下温度上升更明显；三是城市水面小，水所吸收的_________少；四是楼群林立，难以形成对流。
6．神舟”五号飞船在轨道上正常运行时，飞船上的电子仪器都依靠太阳能电池供电，太阳能电池能把接收到的太阳能的20%转化为电能，“神舟”五号飞船上的太阳能电池是由很多片单晶硅组成，每片单晶硅电池可输出0.6V电压和0.1A电流，则每小时照射到一片单晶硅电池上的太阳能为______J，“神舟”五号飞船绕地球飞行14圈后返回大气层，向地面靠近，由于空气阻力的作用，飞船的机械能将_________,势能将_________(选填（增大、减小、或不变）
7．近年来我市城市建设突飞猛进，但也给环境带来了负面影响，“热岛效应”越来越明显。我市某中学“环境研究小组”经过调查研究，结合所学的物理知识，提出了一个“人工湖缓解热岛效应方案”。若该湖设计蓄水总体积为1.0×104m3，水面面积为4.2×103m2。在夏季每天高温时段，湖面从周围环境的吸热能力为2×107J/m2。在这一时段，湖水温度平均升高 ℃[水的比热c=4.2×103J/(kg·℃)]
二、选择题
8．下列说法正确的是( )
A．给自行车车胎打气时要用力，说明气体分子间只有斥力，没有引力
B．室内扫地时，在一束阳光下看到灰尘在空中飞舞，这就是分子运动
C．用力拉铁丝，铁丝不断，说明分子间只有引力，没有斥力
D．把糖放在开水里，整杯水变甜，说明分子在不停地运动
9．在公众场所，一个人吸烟，其他人都会“被动吸烟”，因此公众场所一般静止吸烟。这是因为 （ ）
A．一个人吸烟，其余人羡慕也跟着吸烟
B．这个人抽烟，烟雾扩散在周围空间，空气中含有烟的分子，并在不停的运动
C．烟雾分子保持静止，人自己主动吸如烟雾
D.被动吸烟是因为烟雾分子比较大，人容易吸入肺中
10．关于“热机”，下列说法中正确的是：
A．压缩冲程中的能量转化是内能转化为机械能
B．做功冲程中的能量转化是机械能转化为内能
C．热机所产生的噪音，可以被热机上的消音器完全吸收
D．用水循环来降低热机的温度，主要是利用水比热容较大的特性
11．关于热机和环境保护的下列说法，正确的是 （ ）
A．热机的大量使用会造成环境污染 B．全部热机都是用汽油作燃料
C．汽车排出的尾气全部都是有毒气体 D．蒸气机是用蒸汽作燃料的热机
12．下列各物理量中能反映物质特性的是 ( )
A．比热容 B． 内能 C． 热量 D． 温度
13．初温相同的铜和铅，它们的比热容之比是3：1，质量之比是2：3，若它们吸收相等的热量，铜升高的温度与铅升高的温度之比是
A．1：2 B．2：1 C 2：9 D．9：2
14．下面是某同学“物理学习笔记”中的摘录，其中错误的是（ ）
A.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
B.扩散现象表明物体的分子在不停地做无规则运动
C.物体的内能的大小只与物体的温度有关
D.分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
15．下列事例中利用热传递改变内能的是
A．太空中的陨石，坠入地球大气层，成为流星
B．从滑梯上滑下时，臀部有灼热的感觉
C．冬天手冷时，搓搓手就暖和了
D．夏天，广场上的石凳因太阳照射而发烫
16．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
17．下列说法中正确的是
A．有些物体分子在不停地运动，有些物体分子则是静止不动的
B．一个物体的内能增加了一定是由于吸收了热量
C．物体与外界不发生热交换时，对物体做功，物体的内能会增加
D．巨大的冰山没有内能
18．下列现象中，属于内能转化为机械能的是（ ）
A.用打气筒打气，气筒壁发热 B.锯木头时，锯条发热
C.用电熨斗烫衣服，电熨斗发热 D.被点燃的冲天炮腾空而起
三、应用与实验题
19.打足气的车胎放置一段时间后都会为变瘪，你能否解释这个现象。
20. 如图15-16所示，a是一个铁丝圈，中间较松弛的系着一根棉线，图中是浸过肥皂水的铁丝网，图c表示用手指轻碰一下棉线的左边，图d表示棉线左边的肥皂膜破了，棉线被拉向右边，这个实验说明了
。
21．下表列出由实验测定的几种物质的比热容，单位：J/（kg·℃）
| 水 |
| 冰 |
| 铝 |
| 铜 |
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| 酒精 |
| 蓖麻油 |
| 干泥土 |
| 水银 |
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| 煤油 |
| 砂石 |
| 铁、钢 |
| 铅 |
|
认真阅读上表，看看有什么规律，请填出任意三条。
⑴________________________________________________________________
⑵________________________________________________________________
⑶________________________________________________________________
22．热机（如汽车、拖拉机的发动机等）是将燃料的内能转化为机械能的装置，热机的发展和应用推动了社会的快速发展．热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染．请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指出可能造成哪些环境污染．
23．某同学拿两个一样的烧杯，分别装上质量和初温都相同的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时分别加热，在水和煤油中分别放一支同样的温度计，每隔一分钟记录一次它们的温度。
⑴实验中可以观察到的现象是_______________________________________________。
⑵该实验现象可以说明：___________________________________________________。
四、计算题
24．育才中学初三（1）班的物理课外探究小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在黑色塑料袋和白色塑料袋内装入同样质量的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数。数据记录如下：
| 塑料袋 | 水的质量（kg） | 初温（℃） | 温度（℃） | 温度（℃） | 温度（℃） | … |
| 黑色 | 1.5 | 14.0 | 23.3 | 28.0 | 33.5 | … |
| 白色 | 1.5 | 14.0 | 17.5 | 18.6 | 21.0 | … |
（1）分析上表的实验数据可推知，太阳能热水器的集热管内表面颜色以 色为宜；
（2）若一太阳能热水器的装水80kg，集热管每小时接收太阳能约为4.2×106J，则该热水器每小时水温能升高多少℃？[C水=4.2×103J/（kg·℃）]（不计热量损失）
| 型号 | 8B13 |
| 流量 | 300m3/h |
| 扬程 | 12m |
| 质量 | 111kg |
| 效率 | 80% |
25．春天农民需用水泵缺水灌溉农田，有一水泵铭牌如下：
（1）水泵连续正常工作5小时，所做有用功多少J？
（2）此水泵总功率为多少？
若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的内能有40%转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少kg柴油？(柴油热值按3×107J/ kg计算，g=10N/kg)
开放探究题
1． 如果将一双竹筷和一把不锈钢汤匙一起浸在热水中，数秒钟后用手去触摸筷子和汤匙时，会感觉到它们的冷热程度不一样．这说明它们传导热的本领是不一样的。那么，不同的液体(如水和煤油)传导热的本领是否一样呢?对此，小明进行了探究。他在两个相同的试管中分别装入质量和温度均相同的水和煤油，并在水和煤油中分别插入两支温度计，然后将两试管同时放入了100℃的沸水中加热，如图所示，实验时，小明利用温度计和计时器，通过测量得到了试管中水和煤油在不同时刻的温度值，记录的数据如下表所示。小明分析实验数据后得到了正确的结论。[煤油的比热窖为C煤油=2.1×103J／(kg·℃)]
(1)科学探究的过程一般有下列步骤；提出问题、猜想与假设，制定计划与设计实验、进行实验与收集证据．分析与论证、评估、交流与合作。小明完成的本次探究过程，采用的探究步骤有哪些?(请按合理顺序写出)
(2)小明得到的正确结论是什么?
(3)进一步分析表中的数据，你还有什么发现?
2．热水瓶中的热水过一段时间后就凉了，随着热水瓶中水量的不同，热水变凉的时间不一样。请你就这一现象提出一个有关热水瓶保温性能的问题，并完成下列实验探究过程。
⑴提出的问题：
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
⑵针对你所提的问题，猜想或假设“问题”的原因：
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
⑶针对你的猜想或假设，设计一个实验方案，进行探究：
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
⑷实验记录表格设计：
⑸可能的结论：
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
⑹对结论进行理性分析：
_________________________________________________________________________
________________________________________________________________________．
习题解析：
一、1．（1）樟脑丸在箱子里逐渐变小，箱子里有樟脑气味 （2）水蒸发 （3）香味扑鼻
2．分子在不停地运动着 分子间存在着引力 3．42000 热传递 小于
4．运动 大 5．热量 比热 热量
6．1080 减小 减小 7．2
二、8．D 9．B 10．D 11．A
12．A 13．A 14．C 15．D 16．D 17．C 18．D
三、19．因为分子很小，且分子在永不停息地做无规则运动，车胎打足气后，车胎内气体分子能从气处跑出，所以隔一段时间后车胎会变瘪。
20．分子间存在着引力
21．⑴水的比热容最大 ⑵液体的比热容一般比固体的大 ⑶不同物质的比热容一般是不同的
22．热机排出的废气仍有很高的温度，因此要损失一部分内能，另外还有燃烧不充分和克服摩擦要做功等；
会造成污染的污染有：⑴尾气排放造成的污染； ⑵燃料燃烧排放的烟尘使大气变得十分混浊（粉尘）； ⑶废渣污染（未烧尽的残渣）； ⑷噪声污染。
23．⑴在水中的温度计示数比在煤油中的上升的慢 ⑵质量相等的水和煤油，吸收相等的热量后，煤油温度上升得比水快
四、24．（1）黑色 （2）12.5℃
25．解 （1）5h的抽水量：
抽水机做的有用功：
（2）由
，得
（3）水泵1h做功
因为柴油机完全燃烧放出热量的40%转化为水泵轴的机械能，所以
，解得m=3.75kg
开放探究题
1．
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（2）液体传导热的本领与液体种类有关
（3）传导热的快慢还与物体间的温度差有关
2．⑴热水瓶的保温性能与热水量有关吗？ ⑵热水瓶的保温性能与热水量有关。因为盛水越少，保温性能越差。 ⑶方法一：多个水瓶同时测量。a、选择合适的环境，保证环境温度对每个水瓶的影响可忽略不计；b、选取同样性能的热水瓶若干只，对热水瓶编号；c、热水瓶中装满水后，测出水的初温，填入表中；d、依次从热水瓶中倒出不同量的水，保证每个水瓶中的盛水量不同，记录热水瓶盛水量，填入表中；e、经过一段时间后，再次测量水瓶中水的温度填入表中；f、对上述实验记录的数据进行分析、处理。 方法二：同一个水瓶多次测量。a、选取合适的环境，保证每次实验时环境温度对水瓶的影响可忽略不计；b、选择性能可靠的保温瓶；c、在水瓶中装入一定量的水，测出水的初温，记录水瓶中的盛水量，填入表中；d 、经过一段时间后，再次测量水瓶中水的温度填入表中。e、依次往热水瓶中重新装入不同量的水，测量其盛水量、初温与末温，填入表中；f、对上述实验记录的数据进行分析、处理。 ⑷实验记录表格；
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 盛水量（L） | ||||||
| 初温（℃） | ||||||
| 末温（℃） | ||||||
| t小时温差（℃） | ||||||
| 每小时平均温差（℃） |
⑸热水瓶的保温性能与盛水量有关。随着热水瓶内水的体积的逐渐减小，水温平均每小时下降量逐渐增大。热水瓶内的水量越小，热水瓶的保温性能越差。 ⑹热水瓶的保温性能与盛水量有关。热水瓶内的水量越小，热水瓶的保温性能越差。热水瓶的保温性能亦与水瓶的质量、水瓶的环境温度有关。