1、二级主题11 内能（精练）内能 二级主题综合训练题一、选择题1.下面甲、乙、丙、丁四幅图展示的是一些热学实验的情景其中观点正确的是（）A.甲图实验说明分子之间有作用力；B.乙图实验说明热传递可以改变物体内能；C.丙图实验说明分子是在永不停息地运动；D.丁图实验说明做功可以改变物体内能。【答案】ACD【解析】甲图两块表面干净的铅压紧后可吊起重物，实验说明分子之间有作用力，A正确；乙图水蒸气冲起软木塞，气体对木塞做功，在管口看见雾气，是小水珠，实验说明做功可以改变物体内能，B错误；丙图实验是扩散现象，扩散现象说明分子是在永不停息地运动，C正确；D.丁图实验说明做功可以改变物体内能，正确。2. （2
2、020山东潍坊）礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（）A. 罐内气体的内能减少B. 罐内气体分子热运动加剧C. 罐内气体通过热传递方式改变了其内能D. 该过程能量转化方式与汽油机做功冲程相同【答案】AD【解析】AC在喷出礼花的过程中，罐内的压缩空气对礼花做功，空气内能转化为礼花的机械能；罐内气体内能减少，故A正确，C错误；B罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，故B错误；D汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处时，也是将内能转化为机械能，故D正确。3
3、.（2020长春）用水作为暖气中的传热介质是因为水的（）A. 沸点高 B. 密度大C. 比热容大 D. 导电性强【答案】C【解析】用水作为暖气的传热介质是因为水的比热容大，和其他物质相比，在质量相同，降低相同温度时会放出更多的热量。4.（2020安徽）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是A. 0的物体也具有内能B. 只要物体放出热量，温度就一定降低C. 物体温度越高，含有的热量越多D. 热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体【答案】A【解析】A一切物体在任何情况下都具有内能，故A正确；B物体放出热量同时如果外界对物体做功，那么物体温度不一定降低，故B错误；C热量是过程量，只能在热传递过程中
4、体现，不能表述成含有热量，只能表述成放出热量或吸收热量，可以表述成物体温度越高，具有内能越大，故C错误；D热传递的方向是高温物体放出热量，低温物体吸收热量，故D错误。5（2020齐齐哈尔）小丰用燃气灶烧水时，下列想法正确的是（）A烧水是通过做功的方式改变水的内能B壶内水温度升高的过程中，内能增大C水壶的壶嘴和壶身构成连通器D壶内水沸腾时，水吸收热量，温度升高【答案】BC【解析】A.烧水的过程中，水吸收热量，是通过热传递的方式改变水的内能，故A错误；B.在烧水的过程中，水的质量不变、状态不变，温度升高，内能增大，故B正确；C.根据连通器定义可知壶嘴和壶身构成连通器，故C正确；D.壶内水沸腾时，水
5、会一直吸收热量，但水的温度不变，故D错误。6（2020苏州）下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是（）A钻木取火B煤炉烧水C压缩空气升温D搓手取暖【答案】B【解析】A.钻木取火，机械能转化成内能，是做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意；B.煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意；C.压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意；D.用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。7.（2020山东泰安）下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景，通过做功使物体内能
6、增加的是（）A把铁丝反复弯折，弯折处变热 B. 把钢球放入炉火中，烧一段时间C. 冬天，用热水袋对手进行取暖 D. 水烧开时，水蒸气将壶盖顶起【答案】A【解析】A把铁丝反复弯折，弯折处变热，是摩擦生热，属于做功改变铁丝的内能，符合题意；B把钢球放入炉火中，烧一段时间，是热传递改变钢球的内能，不符合题意；C冬天，用热水袋对手进行取暖，是热传递改变手的内能，不符合题意；D水烧开时，水蒸气将壶盖顶起，是热传递改变水蒸气的内能，不符合题意。8（2020齐齐哈尔）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用四缸汽油发动机，每个气缸都进行四冲程循环。如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表
7、示做功冲程的是（） ABCD【答案】C【解析】A.进气门开启，活塞下行，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程；故A不符合题意；B.两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意；C.两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，火花塞喷出电火花，是做功冲程，故C符合题意；D.排气门开启，活塞上行，废气被排出汽缸，是排气冲程；故D不符合题意。9（2020新疆兵团）己知水的比热容是4.2103J/（kg），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（）A. 6104JB. 6105JC. 6106JD. 6107J【答案】B【解析】这样的壶，装满水，水的质量约为2kg。室
8、温温度约为20，将水加热至沸腾，水的温度升高了80，根据公式可以计算出水吸收的热量为6.72105J。选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。10.（2020海南）如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（）A. 内能机械能化学能B. 化学能内能机械能C. 机械能内能化学能D. 内能化学能机械能【答案】B【解析】用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出，此过程中试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械
9、能，所以，这个过程中能量转化的顺序是：化学能内能机械能，故B正确。11如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（）A吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸B压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小C做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能D排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分【答案】A【解析】A.汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确；B.在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误；C.在做功冲程中，燃料燃烧释放的
10、内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；D.在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故D错误。12（2020黑龙江龙东农垦森工）有关温度、热量和内能的说法错误的是（）A物体放出热量，其内能一定减小、温度一定降低B热量都是从内能多的物体向内能少的物体传递C把热水倒入碗里，碗变热是通过热传递的方式改变了内能D冰在熔化过程中，内能增加而温度保持不变【答案】AB【解析】A.物体放出热量，内能一定减小，但温度不一定降低，如晶体在凝固过程中，放出热量、内能减少，但温度保持不变，故A错误。B.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递；而不是从内能多的物体向内能少
11、的物体传递，故B错误；C.把热水倒入碗中，碗的温度升高，是通过热传递的方式改变了它的内能，故C正确；D.冰在熔化过程中吸收热量，虽然温度保持不变，但内能增加，故D正确；二、填空题1.物体温度升高时吸收的热量Q吸=；物体温度降低时放出的热量Q放=，式中t0表示物体的，t表示物体的，m表示物体的质量，用kg作单位。则比热容应以作单位，这样计算出的热量单位是。【答案】 cm(t-t0)， cm(t0-t) ，初温，末温（kg.C）， J 【解析】记忆：物体温度升高时吸收的热量Q吸=cm(t-t0)；物体温度降低时放出的热量Q放=cm(t0-t)，式中t0表示物体的初温，t表示物体的末温，m表示物体的
12、质量，用kg作单位。则比热容应以（kg.C）作单位，这样计算出的热量单位是J 。2.（2020天津）端午佳节，粽香万里煮粽子是通过_（选填“做功”或“热传递”）的方式来增大粽子的内能；煮熟的粽子散发出香味，这是_现象。【答案】(1) 热传递 (2) 扩散【解析】（1）煮粽子是通过热传递的方式来增大粽子的内能。（2）煮熟的粽子散发出香味，是分子在不停地做无规则运动，属扩散现象。3.（2020江苏连云港）沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水_。质量为10kg的水温度升高20所吸收热量为_J（c水=4.2103J/（kg）。【答案】 (1)比热容大 (2) 8.4105J【解析】（1）因为水
13、的比热容较大，白天，相同质量的水和泥土比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小。（2）水吸收热量Q吸=cmt=4.2103J/(kg)10kg20=8.4105J4.（2020四川自贡市）用煤气灶把2kg、初温为20的水加热到70，消耗了20g煤气。已知水的比热容是4.2103J/（kg），煤气的热值为4.0107J/kg，则水吸收的热量为_J，煤气灶烧水的效率为_。【答案】 (1)4.2105 (2) 52.5%【解析】（1）水吸收的热量Q吸=cmt=4.2103J/(kg)2kg(70-20)=4.2105J（2）20g煤气完
14、全燃烧放出的热量Q放=mq=2010-3kg4.0107J/kg=8105J燃气灶烧水的效率=52.5%5（2019广西北部湾）汽车的发动机常用水作为降温的物质，这是因为水的_较大的缘故。汽油的热值是4.6107J/kg，1kg汽油完全燃烧放出的热量是_J。目前热机的效率还比较低，在热机的能量损失中，_带走的能量最多，设法利用这部分能量，是提高燃料利用率的重要措施。【答案】比热容 4.6107 废气【解析】汽车的发动机常用水作为降温的物质，是因为水的比热容较大的缘故；1kg汽油完全燃烧放出的热量是Q=qm=4.6107J/kg1kg=4.6107J；热机的能量损失中，废气带走的能量最多。三、实
15、验探究题1（2020甘肃天水）在研究”不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。（1）图B为某时刻的温度，其示数为。（2）分析图C可知，吸收相同热量，液体升温更高；液体更适合作汽车发动机的冷却液。（3）若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40和35，吸收热量之比为2：1，则甲、乙液体的比热容之比为。【答案】（1）39；（2）乙；甲；（3）3：2。【解析】（1）图B中，温度计分度值为1，示数为39；（2）分析图C可知，吸收相同热量，即加热相同时间，如下所示，乙液体升温更高；根据比较吸热能力的第2种方法，甲的吸热能
16、力强，比热容大，根据Qcmt，相同的质量甲乙两种物质，升高相同的温度，甲吸热多，冷却效果好，甲液体更适合作汽车发动机的冷却液；（3）若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40和35，升高的温度分别为：20和15，吸收热量之比为2：1，根据c，则甲、乙液体的比热容之比为：3：2。【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。2.小明为比较“不同物质的吸热能力”设计了如下的实验方案：将质量相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热水和煤油，实验装置如图所示，实验时每隔一段时间同时测量水和煤油的温度。（1）在安
17、装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（图甲中）：先调整固定_位置，再调整固定_的位置（两空均选填“A”或“B”）。（2）下表是小明记录的数据，由表格可知，小明是通过观察比较_的多少，来比较水和煤油的吸热能力的，小明得出的结论是_。物质次数质量m/kg升高的温度t/加热的时间t/min水10.110220.2104煤油30.110140.2102（3）若水的比热容为4.2103J/（kg），请你计算出第一次实验中，水吸收的热量是_J。【答案】（1）B A（2）加热时间，相同质量的水和煤油，在升高相同的温度时，水需要的加热时间长，故水的吸热能力大（3）4.2103【解析】（1）先通过估测酒精灯火焰
18、大致位置，调节固定B后，放上玻璃杯，然后再根据温度计能正确测量液体温度时的位置，调节确定A.（2）对于不同物质，利用控制变量法，根据加热时间来观察温度计度数，看吸热能力。（3）对于水，已知c=4.2103J/（kg） m=0.1kg t=10利用吸热公式Q吸=cmt求出即可。四、分析简答题（每题5分，共10分）1.在工厂里，机床切削工件时，常常向工件不断地浇一种乳白色的冷却液，使它能连续切削工件，试从能量角度分析工件内能的改变情况。【答案】见解析。【解析】机床切割工件时，克服摩擦阻力做功将机械能转化为工件的内能，工件内能增大温度升高，浇白色冷却液后工件通过热传递将热量转移给冷却液，工件的内能减
19、少温度降低。2.人类发明和使用热机已有几百年的历史，而实现登月计划不过几十年。人类第一个登上月球的车并不是用热机作动力机驱动的，而是用电驱动的，用热机驱动为什么不行？【答案】见解析。【解析】热机工作时通过燃料燃烧将化学能转化为内能，再把内能转化为机械能做功驱动机车运转。而月球表面没有空气燃料无法燃烧。所以月球车用机电驱动而不用热机驱动。3.（2020浙江温州）英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀，冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持
20、续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。【答案】酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作物质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能：由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将气缸中的工作物质推入冷气缸并液化，活塞B又将物质推回热气缸。如此反复。【解析】气体对外做功，气体的内能转化为机械能，根据图示可知，酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作物质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能：由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将气缸中的工作物质推入冷气缸并液化，活塞B又将物质推回热气缸。如此反复。五、计算与综合应用题1.（20
21、20甘肃省金昌市)2020年是全面建成小康社会目标实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。(1)将初温为的一壶水恰好加热到，需要吸收多少热量？(2)若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？（天然气热值为，水的比热容为）【答案】(1)6.72105J；(2)0.04m3【解析】(1)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2103J/(kg)2kg(100-20)=6.72105J(2)天然气放出的热量Q放=1.68106J需要天然气的体积=0.04m32在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧
22、杯中盛有20、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。水的比热容为4.2103J/（kg），酒精的热值为3.0107J/kg求：（1）水吸收的热量是多少？（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。（3）科学研究表明：1g 100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。【答案】（1）水吸收的热量是3.36104J；（2）酒精灯烧水的热效率是37.3%；（3）5g，100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量是1.13104J。【解析】（1）一个标准大气压下水的沸点
23、为100，即需将水加热至100，水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）0.1kg（10020）=3.36104J；（2）3g酒精完全燃烧释放的热量：Q放=mq=3103kg3.0107J/kg=9104J；酒精灯烧水的热效率：=100%=100%37.3%；（3）1g 100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26103J的热量，则5g 100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量：Q=5g2.26103J/g=1.13104J。3.（2020山东聊城）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20加热到54，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2103J/（kg），天然气的热值q=7.0107J/m3。求：(1)水吸收的热量；(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；(3)该热水器的效率。【答案】(1)7.14106J；(2)8.4106J；(3)85%【解析】(1)水吸收的热量(2)消耗的天然气体积V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3消耗的天然气完全燃烧放出的热量(3)该热水器的效率15
