3.5物体的内能 同步练习（含解析）

物体的内能
一、单选题
1.关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是( )
A. 物体温度不变，一定没有吸热 B. 物体放出热量，温度一定降低
C. 物体温度升高，内能一定增加 D. 物体温度升高，一定是由于吸收了热量
2.图甲是某四冲程汽油机工作时的能量流向图，图乙是其中一个冲程的示意图，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽油机的效率是60％ B. 汽油机的效率越高说明做功越快
C. 该冲程是压缩冲程 D. 该冲程是内能转化为机械能的过程
3.如图所示，在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现。下列说法正确的是（ ）
A. 瓶口出现的白雾是水蒸气 B. 往瓶内打气时，瓶内气体内能变小
C. 瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功内能变小 D. 往瓶内打气的过程，相当于汽油机的做功冲程
4.如图所示是道路维修时常用的路面钻机，俗称“啄木鸟”。该机械装置装有柴油机，工作时路面钻机里面的高压气体推动活塞将钻头打入路面，这一步骤相当于图中柴油机的哪个工作过程（ ）
A. B. C. D.
5.下列事例中，机械能与内能的转化方向与其他三者不同的是( )
A. 热水瓶塞被弹出 B. 钻木取火
C. 从滑梯滑下臀部有热感 D. 冬天搓手取暖
6.下面是转子发动机工作时的各个冲程示意图，其中将内能转化为机械能的是( )
A. B.
C. D.
7.如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是( )
A. 25% B. 35% C. 40% D. 75%
8.四冲程汽油机正常工作时，把机械能转化为内能的冲程是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
9.关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A. 相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少
B. 物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C. 温度为0℃的物体没有内能
D. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
10.下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（ ）
A. B. C. D.
11.下列各项都能使下图瓶内铁屑内能增加，其中属于做功的是( )
A. 不断晃动瓶子 B. 用酒精灯加热 C. 用手捂瓶子 D. 在烈日下照射
12.下列四冲程内燃机工作过程中实现内能转化为机械能的是（ ）
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
二、填空题
13.如图所示是汽油机的________冲程。在压维冲程中，是通过做功方式增加燃气的内能，汽油机的转速2400r/min.则1s内汽油机对外做功________次。
14.用热量、温度、内能三个物理量填空。
（1）今天天气很热，这里的热是指________。
（2）物体吸热温度升高，这里的热是指________。
（3）摩擦生热，这里的热是指________。
三、解答题
15.单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9．0×l05Pa，飞轮1min转动1800圈．当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求该汽油机的功率．
四、实验探究题
16.小明和家人在郊外野餐，用木炭烧水．铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）．如果木炭的热值为3.4×107J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收。求：
（1）在这个过程中水吸收的热量；
（2）在这个过程中用掉多少木炭。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 C
【解析】【分析】（1）当水温到达100℃时，虽然不断吸热，但是水的温度保持不变；
（2）0℃的水不断放出热量，但是它的温度保持不变，这是水凝固的过程；
（3）温度升高，内能肯定增加；温度降低，内能肯定减少；
（4）改变物体内能的方式：①热传递；②做功。
【解答】A.物体温度不变，可能吸热也可能放热，故A错误；
B. 物体放出热量，温度不一定降低 ，故B错误；
C. 物体温度升高，内能一定增加， 故C正确；
D.物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是能量的转化，故D错误。
故选C。
2.【答案】 D
【解析】【分析】（1）汽油机的效率；
（2）功率表示做功的快慢，效率表示机械性能的好坏；
（3）根据火花塞打火判断属于哪个冲程；
（4）做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】A.据甲图可知，有用机械能占汽油燃烧放出内能的35%，根据可知，汽油机的效率是35%，故A错误；
B.汽油机的效率越高，说明它的机械性能越好，故B错误；
C.据乙图可知，火花塞打火，这是做功冲程，故C错误；
D.做功冲程将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
3.【答案】 C
【解析】【分析】（1）水蒸气是无色、无味、透明的气体；
（2）外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少；
（3）内燃机的做功冲程，将内能转换为机械能；压缩冲程，将机械能转化为内能。
【解答】A.瓶内的白雾不是水蒸气，而是水蒸气液化而成的小水珠，故A错误；
B.往瓶内打气时，空气被压缩做功，瓶内气体的内能增加，故B错误；
C.瓶塞跳出时，瓶内气体的内能转化为塞子的机械能，所以内能减少，故C正确；
D.往瓶内打气的过程，是机械能转化为内能的过程，与汽油机的压缩冲程相似，故D错误。
故选C。
4.【答案】 D
【解析】【分析】压缩气体做功 , 机械能转化为内能 ; 气体膨胀对外做功 , 内能转化为机械能。内燃机的做功冲程中，两个气门关闭，同时火花塞点火，活塞下行。
【解答】路面钻机压缩气体时 , 机械能转化为内能 , 推动活塞将钻头打入路面是气体膨胀对钻头做功 , 内能转化为机械能；柴油机的做功冲程中高温、高压的燃气推动活塞做功。内燃机的做功冲程：两个气门关闭，同时火花塞点火，活塞下行，D符合题意。
故答案为：D。

5.【答案】 A
【解析】【分析】改变物体内能的方法有做功和热传递两种方式。（1）通过做功改变物体的内能：物体对外做功时，消耗内能，同时机械增加；消耗机械能，同时内能减小，则是对物体做功；（2）如果一个物体的热量传递给另一个物体，使它的内能增大，则是通过热传递改变了物体的内能。
【解答】A、热水瓶塞被弹出，内能减少，机械能增加，是物体对外做功，内能减小；
B、C、D是对物体做功，物体的内能增大。
故答案为：A。
6.【答案】 C
【解析】【分析】热机是指各种利用内能做功的机械。是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机。
热机通常以气体作为工质（传递能量的媒介物质叫工质），利用气体受热膨胀对外做功。热能的来源主要有燃料燃烧产生的热能、原子能、太阳能和地热等。
【解答】将内能转化为机械能的是做功冲程；
A、吸气冲程，不符合题意；故A错误；
B、压缩冲程，不符合题意；故B错误；
C、做功冲程，符合题意；故C错误；
D、排气冲程，不符合题意；故D错误；
故答案为：C。
7.【答案】 B
【解析】【分析】（1）内燃机工作时，除了转化为有用的机械能外，其他的能量都通过机械自身损耗和排放的废气带走了，因此燃料的内能=机械能+废气带走+机械自身损耗；
（2）转化成的机械能与燃料完全燃烧释放的内能的比叫热机的效率。
【解答】如图所示，热机效率是：100%-25%-40%=35%，故B正确。
故选B。
8.【答案】 B
【解析】【分析】四冲程内燃机的四个冲程依次为：吸气、压缩、做功和排气；其中压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，据此判断。
【解答】四冲程汽油机正常工作时，把机械能转化为内能的冲程是压缩冲程，故B正确。
故选B。
9.【答案】 A
【解析】【分析】内能从微观的角度来看，是分子无规则运动能量总和的统计平均值。分子无规则运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量。
【解答】A、内能与温度有关，当温度降低时，则它的内能会减少；故A正确；
B、内能的改变方式有两种：热传递和做功两种方式，所以内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是做功改变的；故B错误；
C、物体在任何温度都有内能的；故C错误；
D、热量是从温度高的物体向温度低的物体传递；故D错误；
故答案为：A。
10.【答案】 A
【解析】【分析】改变内能的方式主要有两种：一、热传递；二、做功。据此可以判断选项。
【解答】A、是热传递的方式改变内能；B、C、D是做功的方式改变内能，所以A与其他三项不同，选项正确。
故答案为：A
11.【答案】 A
【解析】【分析】本题考查改变内能的两种方式：做功和热传递。
【解答】A项属于做功，B、C、D属于热传递。
12.【答案】 C
【解析】【分析】（1）吸气冲程：进气阀打开，活塞向下运动，燃油和空气的混合物进入汽缸，当活塞运动至最低时，进气阀关闭（2）压缩冲程：进气阀与排气阀都关闭着，活塞向上运动，燃油和空气的混合气体被压缩，当活塞运动至最顶部时，压缩冲程结束，将机械能转化为内能（3）做功冲程：火花点燃混和气体，燃烧的气体急剧膨胀，推动活塞下行，将内能转化为机械能（4）排气冲程：排气阀打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出，当活塞运动至最顶部时，排气阀关闭。
【解答】根据内燃机的工作过程可知，内能转化为机械能的冲程是做功冲程，C选项正确。
故选C
二、填空题
13.【答案】 做功；20
【解析】【分析】（1）根据气门的关闭情况和活塞的运行方向判断冲程的名称；
（2）在四冲程内燃机中，飞轮转动2圈做功1次，据此计算1s做功的次数。
【解答】（1）根据图片可知，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程；
（2）已知汽油机的转速2400r/min，那么1s内转动的圈数为：；转数与做功次数的比为：2：1，那么1s内汽油机对外做功：（次）。
14.【答案】 （1）温度
（2）热量
（3）内能
【解析】【分析】温度表示物体的冷热程度，内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和，而热量是热传递过程中内能转移的多少，据此分析即可。
【解答】（1）今天天气很热，这里的热是指大气的冷热程度，即温度；
（2）物体吸热温度升高，这里的热是物体和外界进行热传递过程中内能转移的量，即热量；
（3）摩擦生热，即通过摩擦的方式将机械能转化为内能，这里的热是指能量的一种形式，也就是内能。

三、解答题
15.【答案】 该汽油机的功率为2025W
【解析】【解答】已知：P=9．0×l05Pa，活塞面积S=30cm2 ， 活塞做功一次的路程s=50mm；
求：该汽油机的功率．解：（1）p=9．0×l05Pa，活塞面积S=30cm2=30×10-4m2，燃气对活塞的平均压力为：F=PS=9．0×lO5Pa×30×10-4m2=2700N．（2）活塞做功一次的路程s=50mm=0．05m，一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=Fs=2700N×0．05m=135J．（3）飞轮每转两圈对外做功一次，所以飞轮转动1800周，要对外做功900次，燃气对活塞做的总功为： =W×900=135J×900=121500J，而t=1min=60s，汽油机的功率为：
【分析】（1）知道燃气的平均压强和活塞的面积，可利用公式F=PS计算出平均压力的大小．（2）知道活塞在气缸中移动的距离，可利用公式W=FS计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功．（3）飞轮（曲轴）每转两圈对外做功一次，计算出飞轮转动1800周对外做功的次数，已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功，从而可以计算出燃气对活塞做的总功，又知道做功的时间，可利用公式 计算出汽油机的功率．
四、实验探究题
16.【答案】 （1）1.68×106J
（2）0.49kg
【解析】【解答】（1）吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（98℃﹣18℃）=1.68×106J；（2）由η= 得，Q放= = =1.68×107J，
由Q放=mq得：
需要的木炭m= =0.49kg．
【分析】本题关键在于理解效率的含义利用热平衡方程即可解出。本题考查的是燃料的热值和热量的计算。