物理 33 94 物态变化中的能量交换 随堂练习 3套 有解析.docx
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物理3394物态变化中的能量交换随堂练习3套有解析
9.4物态变化中的能量交换
练习一
1．（基础）下列说法正确的是（ ）
A．晶体和非晶体一样，都具有确定的熔点
B．晶体熔化时具有确定的熔化热，而非晶体则没有确定的熔化热
C．一定质量的晶体，熔化时吸收的热量少于凝固时放出的热量
D．不同晶体的熔化热并不相同
解析：
晶体有确定的熔点和熔化热，而非晶体则没有确定的熔点和熔化热，所以A错，B对；一定质量的某晶体，熔化时吸收的热量等于凝固时放出的热量，故C错；不同晶体的熔化热不相同，故D对．
答案：
BD
2．（基础）下列说法正确的是（ ）
A．熔化热等于晶体熔化单位质量所需的能量
B．熔化过程吸收的热量等于该物质凝固过程放出的热量
C．熔化时，物体的分子动能一定保持不变
D．熔化时，物体的分子势能一定保持不变
解析：
晶体熔化过程吸收的热量等于凝固过程中放出的热量，并且温度保持不变，分子动能不变．熔化吸热，对于晶体而言只增加分子势能，故B、C、D错，A对．
答案：
A
3．（中档）如图是某种晶体的熔化图象，下列说法中正确的是（ ）
A．ab段是吸热过程，cd段是放热过程
B．ab、bc、cd三段都是吸热过程
C．ab段物质处于固态，bc和cd两段处于液态
D．bc段是晶体熔化过程
答案：
BD
解析：
这是晶体的熔化图象，图中所示三段过程中要一直吸收热量，故B项正确；ab、bc、cd三阶段中，ab段是固体，bc段是熔化过程，固、液共存，故C错，D正确。
4．（基础）1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是（ ）
A．分子的平均动能与分子的总动能都相同
B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同
C．内能相同
D．1g、100℃的水的内能小于1g、100℃的水蒸气的内能
解析：
温度是分子平均动能的标志，因而在相同的温度下，分子的平均动能相同，又1g水与1g水蒸气的分子数相同，因而分子总动能相同，A正确；当从100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，分子距离变大，要克服分子引力做功，因而分子势能增加，所以100℃的水的内能小于100℃水蒸气的内能，D正确．
答案：
AD
5．（中档）下列液化现象中属于降低气体温度而液化的是（ ）
A．家用液化石油气
B．自然界中的雾和露
C．自来水管外壁的小水珠
D．锅炉出气口喷出的“白气”
解析：
夜晚温度降低，空气中的水蒸气变为过饱和汽，就会出现“雾”或“露”，自来水温度较低，空气中的水蒸气遇到冷的管壁就液化为小液滴．锅炉出口的蒸汽温度很高，遇到外界的空气“骤冷”，就液化为小水滴，即“白气”．
答案：
BCD
6．（基础）关于汽化热的概念，下列描述准确的是（ ）
A．某种液体变成一定温度的气体时所吸收的热量和其质量之比
B．某种液体沸腾时，所吸收的能量和其质量之比
C．某种液体在特定的温度下汽化时所吸收的能量与其质量的比值
D．某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比
解析：
做上题时要着重掌握汽化热的概念，区分其与熔化热的不同之处，汽化热在任何温度下都可以发生，故A、B、C错误，D正确．
答案：
D
7．（中档）如图是水在1标准大气压下汽化热与温度的关系，关于汽化热，下列说法中正确的是（ ）
A．液体只有在沸腾时才有汽化热
B．某种物质的汽化热是一定的
C．质量越大汽化热越大
D．汽化热与物质汽化时所处的温度和压强有关
解析：
某种物质的汽化热与物质的种类，所处的温度和压强都有关系．
答案：
D
8．（中档）某兴趣小组以相同的烧杯盛等量的水，用相同的热源同时加热，甲杯为隔水加热，乙杯为隔油加热，丙杯为隔沙加热，加热一段时间后，测得烧杯外物质的温度分别为水温100℃、油温300℃、沙温600℃，且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态，则三杯水的温度高低顺序为（ ）
A．甲＞乙＞丙 B．甲＜乙＜丙
C．甲＜乙＝丙 D．甲＝乙＝丙
解析：
甲杯外水温为100℃，所以甲杯中的水温也为100℃，乙、丙两烧杯外的物质温度虽然分别达到了300℃和600℃，但由于两烧杯中的水呈沸腾状态，所以两烧杯中的水温也同为100℃，D正确．
答案：
D
9．（中档）火箭在大气中飞行时，它的头部跟空气摩擦发热，温度可达几千摄氏度，在火箭上涂一层特殊材料，这种材料在高温下熔化并且汽化，能起到防止烧坏火箭头部的作用，这是因为（ ）
A．熔化和汽化都放热
B．熔化和汽化都吸热
C．熔化吸热，汽化放热
D．熔化放热，汽化吸热
解析：
物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的，故B选项正确．
答案：
B
10．（中档）我国研制一种聚乙烯材料，可在15℃～40℃范围内熔化和凝固．把这种材料制成小颗粒，掺在水泥中制成储热地板或墙板来调节室温，其道理是什么？
解析：
当室温在15℃～40℃范围内升高时，这种材料要熔化，从而吸收部分热量；在15℃～40℃范围内降低时，材料开始凝固，要放出热量．
答案：
见解析
11．（提高）某校研究性学习小组为估测太阳对地面的辐射功率，制作了一直径0.2m的0℃的冰球，在环境温度为0℃时，用黑布把冰球包裹后悬吊在弹簧测力计下放在太阳光中．经过40min后弹簧测力计示数减少了3.49N．请你帮助这个小组估算太阳光垂直照射在某一单位面积上的辐射功率．冰的熔化热为3.35×105J/kg.
解析：
冰球熔化掉重量为3.49N的过程中需要吸收的能量：
Q＝λm＝3.35×105×
J＝1.19×105J.
此热量就是太阳在40min内照射在直径为0.2m的冰球上的热量，设太阳垂直照在单位面积上的辐射功率为P，则Q＝PtS，P＝
＝
W/m2＝1.58×103W/m2.
答案：
1.58×103W/m2
12．（中档）一电炉的功率p＝200W，将质量m＝240g的固体样品放在炉内，通电后的电炉内的温度变化如图所示．设全部电能转化为热能并全部被样品吸收，试问：
该固体样品的熔点和熔化热为多大？
解析：
由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点，根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少，这些功全部转化为热并全部用于样品的熔化．
样品的熔点为60℃，熔化时间t＝2min，电流做功W＝pt，设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q＝λm.
由W＝Q，即pt＝λm.得λ＝
＝
J/kg＝1×105J/kg.
答案：
60℃ 1×105J/kg
练习二
1．（基础）晶体在熔化过程中，吸收热量的作用是（ ）．
A．增加晶体的温度
B．克服分子间引力，增加分子势能
C．克服分子间引力，使分子动能增加
D．既增加分子动能，也增加分子势能
答案：
B
2．（基础）下列说法正确的是（ ）．
A．不同晶体的熔化热不相同
B．一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等
C．不同非晶体的熔化热不相同
D．汽化热与温度、压强有关
解析：
不同的晶体有不同的结构，要破坏不同物质的结构，所需的能量也不同．因此，不同晶体的熔化热也不相同，故A正确．一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等，故B正确．非晶体液化过程中温度会不断变化，而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热，故C不正确．汽化热与温度、压强都有关，故D正确．
答案：
ABD
3．（基础）能使气体液化的方法是（ ）．
A．在保持体积不变的情况下不断降低气体的温度
B．在保持体积不变的情况下，使气体温度升高
C．在保持温度不变的情况下增大压强，能使一切气体液化
D．降低气体的温度到某个特殊温度以下，然后增大压强
解析：
从能量转换的角度分析只要放出热量，就可以使气体液化，但从影响气体液化的因素分析，只要无限度地降低温度或降低温度到某一特定值
以下，再增大压强就可以使气体液化．
答案：
AD
4．（中档）下列说法中正确的是（ ）．
A．冰在0℃时一定会熔化，因为0℃是冰的熔点
B．液体蒸发的快慢与液体温度的高低有关
C．0℃的水，其内能也为零
D．冬天看到嘴里吐出“白气”，这是汽化现象
解析：
熔化不仅需要温度达到熔点，还需要继续吸热，故A错．液体温度高，其分子运动加剧，容易跑出液面，即蒸发变快，故B对.0℃的水分子也在水不停息地做热运动，其内能不为零，故C错．嘴中的气体温度较高，遇到冷空气后液化为小水滴，即为“白气”，故D错．
答案：
B
5．（基础）关于液体的汽化，正确的是（ ）．
A．液体分子离开液体表面要克服其他液体分子的引力而做功
B．液体的汽化热是与某个温度相对应的
C．某个温度下，液体的汽化热与外界气体的压强有关
D．汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功
解析：
分子间存在相互的作用力，汽化时液体分子离开液体表面逃逸出去，要克服分子间的相互作用力消耗能量，液体的汽化热与温度相对应，温度不同，液体变为蒸汽所需的汽化热不同．
答案：
ABC
6．（中档）质量相同的下列物质熔化热最大的是（ ）．
A．铝在熔化过程中吸收了395.7kJ能量
B．铜在熔化过程中吸收了205.2kJ能量
C．碳酸钙在熔化过程中吸收了527.5kJ能量
D．氯化钠在熔化过程中吸收了517.1kJ能量
解析：
熔化过程中单位质量的物体的吸收的热叫做熔化热．
答案：
C
7．（中档）水的凝固点是0℃，如果把0℃的冰放到0℃的房间里，则（ ）
A．冰一定会熔化
B．冰一定不会熔化
C．冰可能熔化，也可能不熔化
D．条件不足无法判断
解析：
冰是晶体，它的熔化需满足两个条件，温度达到熔点0℃，还要继续吸收热量。
0℃的冰不能从0℃的环境里吸收热量，故不能熔化。
答案：
B
8．（中档）为了浇铸一个铜像，使用的材料是铜，则此过程的物态变化是（ ）
A．一个凝固过程 B．一个熔化过程
C．先熔化后凝固D．先凝固后熔化
解析：
浇铸铜像必须将铜先化铜水浇入模子，待冷却后才能成为铜像。
答案：
C
9．（中档）如下图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是（ ）．
解析：
首先分清晶体与非晶体的图象．晶体凝固时有确定的凝固温度，非晶体没有确定的凝固温度，故A、D图象是非晶体的图象；其次分清熔化时在达到熔点前是吸收热量，温度升高，而凝固过程则恰好相反，故C正确．
答案：
C
10．（中档）下列说法中正确的是（ ）
A.1g0℃的冰和1g0℃的水分子动能、分子势能和内能均相同
B.1g0℃的冰比1g0℃的水分子动能、分子势能和内能都要小
C.1g100℃的水和1g100℃的水蒸气分子平均动能和分子总动能都相同
D.1g100℃的水的内能比1g100
℃水蒸气的内能小
解析：
0℃的冰熔化成0℃的水,温度不变,分子的平均动能不变,分子总数不变,总动能不变,而冰在熔化过程中吸收的热量用来增大分子势能,内能增大,A、B错误;对水的汽化过程同理可知C、D正确。
答案：
CD
11．（提高）绝热容器里盛有少量温度是0℃的水，从容器里迅速往外抽气的时候，部分水急剧地蒸发，而其余的水都结成0℃的冰，则结成冰的质量是原有水质量的多少倍？
已知0℃时水的汽化热L＝2.49×106J/kg，冰的熔化热为
λ＝3.34×105J/kg.
解析：
由题意知水蒸发时需要的汽化热的热量只能由其余的水结成冰所
减少的内能来提供．
设蒸发的水的质量是m1，结成冰的质量是m2，
蒸发所需吸收的热量：
Q1＝m1L，
水结成冰所放出热量：
Q2＝m2λ.
由于容器与外界不发生热交换，Q1＝Q2，即
m1L＝m2λ，
得
＝
.
所以结成冰的质量与原有水质量之比
＝
＝
＝0.88，
即m冰＝88%m水．
答案：
88%
12．（提高）横截面积为3dm2的圆筒内有0.6kg的水，太阳光垂直照射了2min，水温升高了1℃，设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率为多少？
（保留一位有效数字，设太阳与地球之间平均距离
为1.5×1011m）
解析：
水温升高1℃所吸收的热量设为Q，则Q＝cmΔt＝4.2×103×0.6×1J
＝2.52×103J．设地球表面单位时间、单位面积上获得的热量为Q′，则Q′
＝
＝
W/m2＝7.0×102W/m2.太阳向地球表面单位面积上
发送能量的功率为P′＝
＝
＝1.56×103W/m2.以太阳与地球间
距离为半径的球体的表面积为S′＝4πr2＝4×3.14×（1.5×1011）2m2＝
2.8×1023m2，太阳的全部辐射功率为P＝P′S′＝1.56×103×2.8×1023W
＝4×1026W.
答案：
4×1026W
练习三
1．（基础）下列属于熔化的是（ ）
A．糖放在水中后逐渐化成了糖水
B．夏天放棒冰的杯子外壁有小水珠
C．露水的形成
D．棒冰变成了糖水
解析：
糖放在水中形成糖水这是化学上在水分子和糖分子共同作用下的溶解，熔化是由温度造成的固态变液态，放棒冰的杯子外壁的小水珠是液化形成的，露水的形成是液化现象。
答案：
D
2．（基础）人们感觉到空气的干湿程度，是决定于（ ）
A．大气里所含水蒸气的多少 B．气温
C．绝对湿度D．相对湿度
解析：
影响蒸发快慢以及人对干爽与潮湿感受的因素是：
空气中水蒸气的压强p1与同一温度下水的饱和汽压p2差距，又因为相对湿度＝
，故D正确．
答案：
D
3．（中档）
如图所示是某种晶体的熔化图象，下列说法中正确的是（ ）
A．ab段是吸热过程，cd段是放热过程
B．ab、bc、cd三段都吸热
C．ab段物质处于固态，bc和cd两段处于液态
D．ab、bc段处于固态，cd段处于液态
解析：
bc段对应熔化阶段，属于固液共存态；ab段属固态吸热升温，bc段吸热熔化，cd段属液态吸热升温．
答案：
B
4．（中档）
如图所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则（ ）
A．液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和
B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小
C．液面上方的水蒸气的密度减小，压强减小
D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变
解析：
活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定．当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态．在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变．故选D项．
答案：
D
5．（基础）关于物质的熔化和凝固，下列叙述中正确的是（ ）
A．各种固体都有一定的熔点B．各种固体都有一定的凝固点
C．各种晶体的熔点相同D．非晶体熔化要吸热，温度不断上升
答案：
D
6．（基础）关于熔化热，下列说法正确的是（ ）
A．熔化热只与物质的种类有关
B．熔化热只与物质的质量有关
C．熔化热与物质的种类、质量都有关
D．以上说法都正确
解析：
要理解熔化热就要从熔化热的概念入手，熔化热是指晶体熔化过程中所需能量和质量的比值，故A正确．
答案：
A
7．（中档）在压强为1.01×105Pa时，使10kg20℃的水全部汽化，需要吸收的热量是多少？
（已知100℃时水的汽化热为L＝2260kJ/kg）
解析：
压强为1.01×105Pa时，水在达到沸点时的汽化热为2260kJ/kg.要使20℃的水全部汽化，应先使水的温度上升到100℃，则需吸收的热量总共为Q＝cmΔt＋m·L＝4.2×103×10×（100－20）J＋10×2260×103J＝2.6×107J.
答案：
2.6×107J
8．（中档）一质量为50kg的0℃的冰块,以5.38m/s的速度沿水平表面滑动
由于冰块与水平表面之间摩擦的结果,使冰块滑了一段路程之后停了下来。
已知冰的熔化热为334.5×103J/kg,假定没有其他热交换,问
冰熔化了多少?
解析：
设冰的动能为mv2,经
过一段路程滑行后停止,熔化的冰块的质量为Δm。
根据题意,冰块熔化时吸收的热量在数值上等于冰块动能的变化量。
则有:
Δmλ=mv2
Δm=kg≈2.16
×10-3kg。
答案：
2.16×10-3kg
9．（中档）我们常把闯入大气层飞落到地球的天体碎块称为陨石（下图）。
陨石在空中飞行时会发出耀眼的光芒。
2009年1月27日，新华社上海电，我国南极考察队历尽艰辛从南极采集的陨石中已有683块披上“国际户口”。
这些陨石是人类认识茫茫宇宙的“探针”，极具科学价值。
陨石在空中飞行时为何会发光？
答案：
陨石不易传导热，在高速穿过大气层时，陨石与大气摩擦产生的热来不及向内部传递，陨石表面温度很高而发光。
10．（中档）100℃的水蒸气烫伤比100℃的水烫伤更为严重，为什么？
答案：
100℃的水蒸气本身温度已经很高，当它遇到相对冷的皮肤还会液化放出热量，所以被100℃的水蒸气烫伤比100℃的水烫伤更为严重。
11．（提高）冬季在菜窖里放上几桶水，可以使窖内的温度不致降低得很多，防止把菜冻坏。
这是什么道理？
如果在窖内放入m＝200kg，t1＝10℃的水，试计算这些水结成0℃的冰时放出的热量相当于燃烧多少千克干木柴所放出的热量？
（木柴的燃烧值约为k＝1.26×104kJ/kg，冰的熔化热取λ＝3.35×105J/kg）
解析：
因为水降温并结冰的过程中将放出热量，所以窖内温度不会太低。
设这些水结成0℃的冰时放出的热量为Q，则
Q＝mλ＋mcΔt＝200×3.35×105J＋200×4.2×103×10J＝7.54×107J
设燃烧M千克干木柴可以释放出这么多的热量Q＝Mk，即M＝Q/k＝7.54×107/1.26×107kg＝6kg。
答案：
6kg
12．（中档）阅读下面材料，并回答热管的导热原理是什么？
热管是20世纪80年代研制出来的一种导热本领非常大的装置，如图所示，它比铜的导热本领大上千倍，管内壁衬了一层多孔的的材料，叫做吸收芯，吸收芯中充有酒精或其他易汽化的液体，当管的一端受热时，热量会很快传到另一端。
答案：
“热管”的一端受热时，这一端吸收芯中的液体因吸热而汽化，蒸汽沿管子由受热一端跑到另一端，另一端由于未受热，温度低，蒸汽就在这一端放热而液化，冷凝的液体被吸收芯吸附，通过毛细作用又回到了受热的一端，如此循环往复，热管里的液体不断地汽化和液化，把热量从一端传到另一端。
点拨：
从题目可知，热管里是“易汽化的液体”，那么易汽化就易液化，汽化吸热，液化放热，故液体从加热端吸热，沿管子运动到另一端遇冷放热，使得热量传递过去。
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