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第17讲 内 能
考点 常见题型 考点分值
1．知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系 选择、填空 2～4分
2．知道做功和热传递是改变内能的两种途径 选择(综合型)、填空 2～4分
3．列举说出化学能和内能的转化 选择(综合型)、填空 2～4分
知道在热传递过程中用热量来度量内能的变化 选择、填空 2～4分
5．说出汽油机的工作原理 选择(综合型)、填空 2～4分
6.知道汽油机的能量转化 选择(综合型)、填空 2～4分
了解燃料的燃烧值，并会简单计算 选择、填空 2～4分
理解比热容的概念 选择、填空 2～4分
会用比热容解释有关自然现象 选择(综合型)、填空 2～4分
会用公式Q＝cm(t－t0) 选择(综合型)、填空 2～4分
一、内能
1．定义：物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。
2．单位：__焦耳__，用符号表示___J__。
3．影响因素
(1)温度：同一物体，温度越高，内能越大；温度降低时，内能_越小_。
(2)质量：在温度相同，其他因素一定的情况下，质量越大，分子的数量越多，物体内能____越大_。
(3)体积：在温度相同其他因素一定的情况下，物体的体积变化，分子间的势能发生变化，物体的内能也发生变化。
(4)物态：同一物体在不同状态下其内能_不同__。
4．改变内能的方式
热传递 做功
实质 内能的_转移_ 内能与其他形式的能之间的__转化__
说明 条件：物体间存在__温度差__传递方向：能量从高温物体传递到低温物体，直到两物体__温度_相等为止 做功改变物体内能的两种情况：一是外界对物体做功，物体内能_增加_；二是物体对外界做功，物体内能_减少_
联系 做功→内能改变→温度不一定改变热传递→内能改变→温度改变
温馨提示：克服摩擦力做功，物体内能增加。
5．内能与机械能的区分
机械能 内能
对应运动 机械运动 热运动
种类 动能、重力势能、弹性势能 物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和
影响因素 物体质量、速度、位置 物体温度、体积、质量、物态
本质 宏观的物体运动 组成物体的微粒(原子)的运动的总和
二、热量
1.定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。
2.单位：热量的单位_焦耳_，符号为___J__。
(1)与内能的关系：物体吸收热量时内能_增加__，放出热量时内能__减小__，物体吸收或放出热量越多，它的内能改变越大。
(2)说明：a.热传递过程中传递的是内能(热量)，而不是温度；
b．热量不能说“含有”或“具有”，物体具有的是能量，如内能、机械能等。
c．温度是一个状态量，反映分子无规则运动的剧烈程度。
3.温度、内能、热量之间的关系辨识
(1)温度：表示物体的冷热程度，是一个状态量，只能说“一个物体的温度是多少”
(2)热量：是一个过程量，只能用“吸收”或“放出”描述
(3)内能：是一个状态量，只能说“具有”、“增加”或“减少”．
三、汽油机
1．汽油机
(1)定义：以汽油为燃料的内燃机。
(2)工作原理：通过做功把内能转化为机械能。
2．汽油机四冲程及特点
名称 吸气冲程 压缩 冲程 做功 冲程 排气冲程
示意图
进气门 开启 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 开启
火花塞 未点火 未点火 点火 未点火
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能量的转化 / __机械__能转化成__内__能 __内__能转化成_机械__能 /
四、热值
1.热值
(1)定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，符号为q。
(2)单位：焦/千克(J/kg)。
(3)特性：热值是燃料的一种属性，与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧等无关，只与燃料的 热值 有关。
2．公式
(1)Q＝ mq （适用于固体、液体）
(2)Q＝ qV （适用于气体）
五、比热容
1．概念：单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1℃所吸收(或释放)的热量，用符号c表示。
2．单位：焦每千克摄氏度，即焦/(千克·摄氏度)，符号为__J/(Kg·℃)______。
3．物质吸放热的计算
公式：Q＝ cm△t
4. 特性
(1)比热容是反映物质自身性质的物理量，不同的物质，比热容一般__不同___；
(2)同种物质，在不同状态下的比热容一般__不同___(比如水和冰)。
5．比热容的应用
(1)汽车发动机用水做冷却剂；
(2)沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大；(因为水的比热容比砂石大得多，在质量和吸收或放出的热量相同的条件下，水的温度变化比砂石要小得多。因此，在同样的阳光照射条件下，一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大)
(3)冬天的菜窖放一桶水防止菜冻坏等。
知识点1：改变物体内能的方式
例1：小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了内能的相关课程后明白了改变内能的途径与方法。下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是---（ ）
解析：A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的；BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的；显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同。故选：A。
答案：A
◆变式训练
1.“胜哥”向小科传授了内能的相关知识后，并例举几种情况让小科判断。下列实例中，是用热传递的方式来改变物体内能的是---( )
A. 用热水袋暖手，手的温度升高
B. 用锯条锯木板，锯条的温度升高
C. 两手相互摩擦，手的温度升高
D. 用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高
解析：用热水袋暖手，手的温度升高，是通过热传递改变了物体的内能，A符合题意；用锯条锯木板，锯条发热是摩擦生热，是通过做功的方式改变物体的内能，B不符合题意；两手相互摩擦，手的温度升高，是利用做功来改变物体内能的，C不符合题意；用手反复弯折铁丝，铁丝弯折处发热，是通过做功的方式来改变物体内能的，D不符合题意。故选A。
答案：A
2.改变内能有两种方式，图中改变内能的方法与其他三种不同的是---( )
解析：做功改变内能的实质是能量的转化，同时伴随着物体的运动；热传递可以改变物体的内能，它的实质是内能的转移。钻木取火属于克服摩擦力做功，是做功改变物体的内能；用热水袋取暖，热水没有运动，是热水把它的内能转移给了人，是热传递改变物体的内能；压缩气体做功，属于做功改变物体的内能；克服摩擦做功，机械能转化成了内能，是做功改变了物体的内能。故选B。
答案：B
知识点2：热量、温度、内能的理解
例2：关于内能、温度和热量的知识点小科很容易混淆，再通过微信公众号“胜哥课程”的相关课程学习后，小科有了清晰的认识。下列说法正确的是---( )
A. 物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系
B. 不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大
C. 质量和初温相同的水和煤油，放出相同热量时煤油温度降低的多
D. 内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
解析：物体内能与物体的质量、温度、物质的状态等有关，但与物体的运动速度无关，故A错误；热值是指1kg某种物质完全燃烧放出的热量，不知道燃料的质量，放出热量多的不一定热值大，故B错误；水的比热容比煤油的大，质量相等的水和煤油放出相等的热量，煤油降低的温度多，故C正确；热传递时，能量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，与内能多少无关，故D错误。故选C。
答案：C
◆变式训练
1.小庄在学校学习了关于温度、内能和热量的知识，有了下列的认识，其中正确的是---（ ）
A．温度相同的物体内能一定相等
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．汽油机做功冲程燃气的内能增加
D．温度相同的物体接触时不发生热传递
解析：A、温度相同的物体内能不一定相等，因为物体的质量、体积不确定。故A错误；B、热量是一个过程量，只能说吸收热量或放出热量，故B错误；C、汽油机做功冲程中，燃气的内能转化为机械能，内能减小，故C错误；D、发生热传递的条件是存在温度差，热量从高温物体传向低温物体，故D正确。故选：D。
答案：D
知识点3：比热容的理解及相关计算
例3：“胜哥”为了掌握太阳光的的利用率，测量了垂直于太阳光的面积为1米2表面上，每秒钟接收到的太阳能。“胜哥”用自制太阳能热水器做实验。经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20 ℃，经8750 s时间后上升到45 ℃[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。请计算：
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳？
(2)垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？
解析：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝c水m(t2－t1)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(45 ℃－20 ℃)＝1.05×107 J
(2)Q光＝＝＝2.1×107 J，垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能：×1 m2×1 s＝×1 m2×1 s＝1 200 J
◆变式训练
1.两个质量不同的金属块，放出相同热量，降低相同温度，则---( )
A. 质量大的金属块的比热容一定大
B. 质量大的金属块的比热容一定小
C. 质量大的金属块的比热容可能大
D. 两个金属块的比热容有可能相同
解析：已知甲、乙两个物体质量关系：m甲≠m乙；放出热量Q甲＝Q乙，降低的温度Δt甲＝Δt乙，由Q放＝cmΔt可知，质量大的金属块的比热容小，故B正确。故选B。
答案：B
2.甲、乙两物体质量都为1 kg，丙物体质量为2 kg，三个物体温度都升高1 ℃，吸收热量如图所示，以下说法正确是---( )
A. 乙的比热容与丙的相等
B. 甲的比热容比乙的大
C. 甲的温度升高1 ℃，需吸收2 000 J的热量
D. 甲、乙的温度都降低1 ℃，乙比甲放出的热量多
解析：根据比热容的定义可知c＝，当三个物体温度都升高1 ℃时，甲、乙、丙吸收的热量分别为3 000 J、2 000 J、2 000 J，已知甲、乙、丙的质量分别为1 kg、1 kg、2 kg，利用上述公式可分别计算出甲、乙、丙三个物体的比热容分别为3×103 J/(kg·℃)、2×103 J/(kg·℃)、1×103 J/(kg·℃)，故可以判断A、C错误，B正确；当甲、乙的温度都降低1 ℃，甲放出的热量为3 000 J，乙放出的热量为2 000 J，故D错误。故选B。
答案：B
知识点4：热机的理解及冲程判断
例4：如图所示，是汽油机四冲程工作的部分冲程示意图，其中________图是做功冲程，若汽油机飞轮转速为1 200转/分，则 1秒内汽油机对外做________次功。
解析：由题中甲图可知：两气门关闭、活塞下移，火花塞点燃，是做功冲程，乙图：进气门打开，排气门关闭，活塞下移，是吸气冲程；汽油机的转速为1 200 r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数为20次。一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1 s内曲轴转动20次，对外做功10次。
答案：甲 10
◆变式训练
1. 如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是---( )
A. 压缩冲程，机械能转化为内能
B. 压缩冲程，内能转化为机械能
C. 做功冲程，机械能转化为内能
D. 做功冲程，内能转化为机械能
解析：如图所示，汽油机进气门和排气门关闭，活塞正在向上运动，压缩汽油和空气混合物，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故选A。
答案：A
2.当“胜哥”往热水瓶中注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，有时软木塞会跳起来，甲图所示，这一过程瓶内气体通过________改变了内能。乙图是四冲程汽油机的工作示意图，其中________图(选填符号)所示的冲程也发生同样的能量转化。
解析：由题图甲知，瓶内气体膨胀对外做功，内能减小，这一过程瓶内气体是通过做功的方式来改变其内能的；乙图中A图一个气门关闭，一个气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化；B图两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞发出火花是做功冲程，将内能转化为机械能；C图两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；D图一个气门关闭，一个气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化。故选B图。
答案：做功 B
1.微信公众号“胜哥课程”群发的科学视频中说明了生活中处处有科学。生活中的许多现象都与我们学过的科学知识有关,下列说法正确的是--- ( )
A．尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动
B．钻木取火,利用做功来改变物体的内能
C．人工湖能调节气温，利用水的比热容小
D．夏天吃冰糕，看到冰糕周围冒“白气”是汽化现象
解析：本题考查热学知识。尘土飞扬是宏观现象，不能说明分子在不停地做无规则运动，A错误；钻木取火是用做功的方式使木头的温度升高，从而达到燃料的燃点，是利用做功来改变物体内能，B正确；人工湖能调节气温，利用的是谁的比热容大，C错误；夏天冰糕周围的白气是空气中的水蒸气遇到冷的冰糕液化成小水滴形成的，D错误。
答案：B
2.小科学习了内能的科学知识后有了一些认识，下列说法错误的是---（ ）
A. 寒冷的冬天，双手互搓会使手的温度升高，这是用做功的方式改变内能
B. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低
C. 汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
D. 用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
解析：A. 对物体做功可以增加物体内能，所以寒冷的冬天，双手互搓会使手的温度升高，这是用做功的方式改变内能，故A正确；B. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋的温度高，水的温度低，内能从鸡蛋转移给水，即通过热传递，鸡蛋的内能减小，温度降低，故B正确；C. 汽油机的压缩冲程是把将机械能转化为内能，故C错误；D. 用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，升高相同的温度时吸收的热量更多，故D正确；故C错误，符合题意。
答案：C
3.下列事实不能作为相应观点的证据的是---（ ）
A. 尘土飞扬，说明分子是运动的
B. 电解水得到氢气和氧气，说明分子是可分的
C. 气体被压缩后体积发生了较大变化，说明气体分子间的距离大
D. 将两个干净平整的铅柱紧压在一起会结合起来，说明分子间存在引力
解析：A、分子是用肉眼看不到的，所以尘土飞扬，不能说明分子是运动的，故A不能作为相应观点的证据；B、化学变化可以证明分子可以再分，电解水生成氢气和氧气，属于化学变化，所以可以证明分子是可分的；C、气体容易被压缩的原因是气体分子之间的间隔比较大，故C能作为相应观点的证据；D、将两个干净平整的铅柱紧压在一起会结合起来，说明分子间存在引力，能作为相应观点的证据。故选：A。
答案：A
4.下列实例中，属于做功改变物体内能的是---（ ）
A．锯木头时的锯条温度升高
B．加入冰块的饮料温度降低
C．倒入热牛奶的杯子温度升高
D．放入冷水中的热鸡蛋温度降低
解析：锯木头时，锯条和木头之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能减少，内能增加，A正确；加入冰块的饮料会放出热量，温度降低，属于热传递改变内能，B错误；倒入热牛奶的杯子温度升高，属于热传递改变内能，C错误；放入冷水中的热鸡蛋温度降低，属于热传递改变内能，D错误,选A。
答案：A
5.下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是---( )
A. 夏天在地上洒水会感到凉快
B. 北方楼房内的“暖气”用水作为介质
C. 海边昼夜温差变化比沙漠中小
D. 生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度
解析：夏天在地上洒水，水很快蒸发，这是利用蒸发吸热致冷，使人感到凉快，不是利用水的比热容大的特性，A符合题意；“暖气”用水作介质是利用水的比热容大的特点，放出相同热量的情况下，水温度改变量小，B不符合题意；由于水比热容大，吸收相同热量的情况下，水温度改变量小，所以海边昼夜温差比沙漠中小，C不符合题意；生物体内水的比例高，由于水的比热容大，水温度改变量小，D不符合题意。故选A。
答案：A
6.“胜哥”用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量的损失)，如图是A和B的温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是---( )
A. A的比热容与B的比热容之比为2∶1
B. A的比热容与B的比热容之比为2∶3
C. 都加热t时间，B吸收热量比A吸收热量多
D. A和B升高相同的温度，B吸收热量较多
解析：根据题意用相同的加热器对质量相同的两种液体加热，t时间内吸收的热量相同，根据图像及吸热公式Q吸＝cmΔt，有cAΔtA＝cBΔtB，代入数据＝＝＝＝2∶1，故A正确，B错误；用相同的加热器对两种液体加热，相同时间内吸收的热量相同，故C错误；由A选项分析知，A的比热容大，升高相同的温度，比热容大的吸收的热量多，所以A吸收更多热量，故D错误。故选A。
答案：A
7.用如图所示的装置，先后加热初温、质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小，多次实验表明，要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长，以下关于该实验的操作及分析错误的是---( )
A. 水比煤油的比热容大
B. 加热时用玻璃棒不断搅拌，是为了使水和煤油受热均匀
C. 实验中可以不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D. 相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，煤油比水升高的温度大
解析：质量和初温都相同的水和煤油，要使水和煤油都升高相同的温度，水需要的加热时间更长，因为是同一个酒精灯，所以水吸收的热量比煤油多，根据c＝可得，水的比热容大于煤油的比热容，A正确，不符合题意；加热时为了防止受热不均匀，需要用玻璃棒不断地搅拌，B正确，不符合题意；实验中必须使用温度计，因为水和煤油的沸点不同，若让水和煤油都沸腾，水与煤油的温度变化不同，C错误，符合题意；相同质量的水和煤油，若吸收相同的热量后，煤油的温度变化大，D正确，不符合题意。故选C。
答案：C
8.如图所示，将两个表面平整、干净的铅柱紧压后，它们就会粘在一起，即使在下面吊一个较重的物体也不会被拉开，这个实验表明---( )
A. 分子间存在引力
B. 分子间存在斥力
C. 分子在永不停息地运动
D. 分子间有空隙
解析：将两个表面干净的铅柱压紧后，它们会粘在一起，说明分子间存在引力。故选A。
答案：A
9.木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，锯条温度升高。该过程主要通过---( )
A. 热传递使锯条的内能增加
B. 做功使锯条的内能增加
C. 热传递使锯条的内能减少
D. 做功使锯条的内能减少
解析：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；用锯条锯木头时，将机械能转化为内能，是通过做功使锯条的内能增加，选项B正确。故选B。
答案：B
10.为了检查小科通过微信公众号“胜哥课程”学习《内能》课程的效果，“胜哥”针对比热说了四句话，让小科找出其中错误的说法---( )
A. 单位质量的某种物质，温度升高1 ℃所吸收的热量，叫做这种物质的比热
B. 单位质量的某种物质，温度降低1 ℃所放出的热量，也叫做这种物质的比热
C. 某种物质吸收或放出的热量越多，比热也越大，比热与热量有关
D. 各种物质都有自己的比热，它是物质的特性之一
解析：单位质量的某种物质，温度升高1 ℃(或降低1 ℃)吸收(或放出)的热量，叫做这种物质的比热，也叫比热容；比热容是物质的一种特性，与吸收或放出热量的多少及物质的质量无关，不同的物质一般具有不同的比热容，故C选项错误，符合题意。故选C。
答案：C
11.如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，塞紧塞子后，用气筒向瓶内打气时，活塞对瓶内气体________，使瓶内气体内能增大。当塞子跳起时，看到瓶口有“白雾”出现，但“白雾”又很快消失了，“白雾”消失是________(填物态变化名称)现象。
解析：用气筒向瓶内打气时，活塞对瓶内气体做功，使瓶内气体内能增大，同时瓶内气压越来越大，大于外界大气压，将塞子冲出；当塞子跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，内能减小，温度降低，瓶内水蒸气遇冷液化成小水滴，但很快消失，这是汽化现象。
答案：做功 汽化
12. 天然气液化后，其分子间的作用力________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。蒸发可以发生在任何温度下，是因为一切物质的分子都在做__________运动。
解析：气体分子间的作用力比液体、固体小，所以天然气被液化时，分子间的作用力变大；组成物质的分子都在做无规则运动，所以，在任何温度下，都会有液体分子挣脱分子间的引力而离开液面，这就是蒸发。
答案：变大 无规则
13.2017年5月18日，我国首次海域可燃冰(天然气水合物)试采成功，实现了历史性突破。可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水。根据测算，1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气。完全燃烧5立方米可燃冰产生的热量至少为__________(天然气热值为3.2×107 J/m3)。试写出可燃冰具备的两条优点____________、____________。
解析：Q＝qV＝3.2×107 J/m3×5 ×160m3＝2.56×1010 J；根据题中的“1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气”可知，可燃冰的热值大，根据题中的可燃冰“燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水”可知，污染比煤、石油等化石能源要小得多。
答案：2.56×1010 J 热值高 污染小
14.太阳能是个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置。假如太阳能热水器内盛有200 kg、 25 ℃的水，在阳光的照射下水温升高到75 ℃。已知水的比热容C水＝4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)太阳能热水器内水的温度变化了多少℃？
(2)这些水吸收的热量是多少J
(3)若用干木柴来加热这些水升高到相同温度，干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少干木柴？(已知干木柴的热值为q＝1.2×107J/kg)
解析：(1)热水器内水的温度变化为Δt＝t－t0＝75℃－25℃＝50℃
(2)水吸收的热量为Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×200 kg×50℃＝4.2×107 J
(3)根据Q吸＝Q放＝4.2×107 J
m＝＝＝3.5 kg
答案：(1) 50℃ (2) 4.2×107 J (3) 3.5 kg
15.小科看到工人为水平广场换新的地砖，他发现地砖已经被太阳晒得很热，这引起了他的兴趣：地砖经过一整天的暴晒，温度能达到多高？这么多地砖对广场地面会产生多大的压强？他发现地砖包装盒上印着砖的规格为 50 cm×50 cm×4 cm，每块质量为 30 kg，密度为 3×103 kg/m3，小科用红外线温度计测得一天内，砖的最高温度为52 ℃，最低温度为22 ℃[g＝10 N/kg，砖的比热为900 J/(kg·℃)]。根据上述数据，回答下列问题：
(1)广场受到地砖产生的压强为多大？
(2)一块广场砖的温度从22 ℃升高到52 ℃，需要吸收的热量是多少？
(3)小科查到，晴天时地球表面每平方米接收到太阳辐射功率大约为1.2×103 W。若根据这一数据，实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计算结果，由此可得地砖的温度将远远高于52 ℃，为什么会出现如此大的差异呢？请你做出分析。
解析：(1)因为每块地砖的压强相等，所以广场受到地砖的压强为单块地砖的压强。广场受到地砖产生的压力为F＝G＝mg＝30 kg×10 N/kg＝300 N
压强p＝＝＝1.2×103 Pa
(2)Q＝c砖mΔt＝900 J/(kg·℃)×30 kg×(52℃－22 ℃)＝8.1×105 J
(3)地砖吸热升温，温度高于大气温度会向大气中散热；有部分太阳辐射被地砖反射
答案：(1) 1.2×103 Pa (2) 8.1×105 J (3)地砖吸热升温，温度高于大气温度会向大气中散热；有部分太阳辐射被地砖反射
1.（2021·宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的---（ ）
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
解析：四冲程汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能，据此分析判断。
汽油燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动软木塞跳出，将内能转化为机械能，这和四冲程内燃机的做功冲程相同，故C正确，而A、B、D错误。
答案：C
2.（2021·绍兴）如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是---（ ）
A. 水温上升时,水的内能增加
B. 加热时管内的水不断汽化
C. 管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D. 试管口的“白气”是水蒸气
解析：（1）温度升高，物体的内能增大；温度降低，物体的内能减小；
（2）物质由液态变成气态叫汽化；
（3）物体对外界做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大；
（4）水蒸气是无色、无味和透明的气体。
A.水温上升时，水的内能增加，故A正确不合题意；
B.加热时管内的水吸热，从液体变成气体不断汽化，故B正确不合题意；
C.管内气体对橡皮塞做功，将内能转化为橡皮塞的机械能，则其内能减少，故C正确不合题意；
D.试管口的“白气”不是水蒸气，是水蒸气液化而成的小水珠，故D错误符合题意。
答案：D
3．（2020·衢州）将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是---（ ）
A．甲是冰块 B．乙吸收热量 C．甲内能增加 D．乙内能减少
解析：①在热传递的过程中，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；
②放出热量，内能减少；吸收热量，内能增大。饮料原来的温度高，放出热量，降低温度，因此甲是饮料；冰块原来的温度低，吸收热量，升高温度，因此乙是冰块，故A错误；
乙是冰块，吸收热量，故B正确；甲是饮料，放出热量，内能减少，故C错误；乙吸收热量，内能增多，故D错误。
答案：B
4.（2020·宁波）下列四幅图片都来自于课本，对它们的描述符合实际的是---（ ）
A. 甲图实验中随着瓶内空气被抽出，听到的声音越来越弱
B. 乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程
C. 丙图实验在研究电磁感应现象中感应电流产生条件
D. 丁图可以表示至今所建造的核电站里核反应堆的工作原理
解析：1.声音的传播需要介质，真空不能传播声音；2.燃烧气体是气体膨胀，推动活塞向下做功，应该是做功冲程。压缩冲程时应该是活塞向下压缩气体；3.图丙中外部电路有电源，所以线圈中通有电流，在磁铁的磁场中受力运动，是研究“通电导体在磁场中受力运动”；4.目前用于核电站的主要是核裂变反应，核聚变反应能量释放难以控制，暂不用于核电站。
A.由于声音的传播需要介质，真空中不能传播声音，所以空气被抽出后声音越来越弱，描述符合实际，A正确；
B.乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程，错误，应该是气体推动活塞做功，是做功冲程，B错误；
C.丙图实验中外部有学生电源，线圈中已经有电流通过，所以研究的是“通电导体在磁场中受力运动”情况，不是电磁感应现象，C错误；，
D.丁图表示的是核聚变反应，而核电站中主要是核裂变反应，D错误。
答案：A
5.（2021·福建）小华在家学做菜，厨房里菜香四溢，这个现象说明---（ ）
A. 分子间存在空隙 B. 分子间存在引力
C. 分子间存在斥力 D. 分子不停地做无规则运动
解析：分子在永不停息的做无规则运动，这是分子的扩散现象，小华在家学做菜，厨房里菜香四溢，这个现象说明分子不停地做无规则运动，故ABC不符合题意，D符合题意。
答案：D
6．（2021·湖北十堰）小红经常帮妈妈做饭，她发现厨房里有许多与物理有关的知识。在端午节帮妈妈煮粽子过程中，她总结的一些说法，其中错误的是---（ ）
A．能闻到粽子的香味是扩散现象
B．煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能
C．用高压锅能更快煮熟粽子，是因为锅内气压增大，水的沸点升高
D．剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上，是因为分子间存在斥力
解析：A.能闻到粽子的香味是由于分子的无规则运动产生的扩散现象，故A说法正确；
B.煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能，故B说法正确；
C.用压锅能更快煮熟粽子，是因为锅内气压增大，水的沸点升高，故C说法正确；
D.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上，是因为分子间存在引力，故D说法错误。
答案：D
7.（2021·湖南常德）如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知---（ ）
A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小
B．加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大
C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小
D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大
解析： AB、由图可知，加热相同时间，由于用相同的加热器加热，则物质吸收热量是相同的，a的温度升高的快，则a的比热容小，故AB错误； CD、吸收热量相同，加热的时间相同，b物质温度升高慢，则b的比热容大，故D正确，C错误。
答案：D
8.（2021·江苏南京） 以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是---（ ） A. 锯木头锯条发热 B. 铁丝反复弯折后发热
C. 阳光下路面发热 D. 搓手时手掌发热
解析： A．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；
B．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；
C．阳光下路面发热是热传递改变内能；
D．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的。
综上，故ABD相同，C不同，故C符合题意。
答案：C
9.（2021·湖北恩施）从冰柜里拿出一瓶冰冻的矿泉水，不打开瓶盖放置一段时间，肯定不会变化的物理量是瓶内物质的---（ ）
A．体积 B．质量 C．密度 D．比热容
解析：A．冰冻的矿泉水不打开瓶盖放置一段时间会熔化成水，体积变小，故A不符合题意；
B．冰熔化成水，质量不变，因为，质量是物质的一种属性，不随物质状态的改变而改变，故B符合题意；
C．冰熔化成水，体积变小，根据 ，密度变大，故C不符合题意；
D．冰熔化成水，比热容变大，故D不符合题意。
答案：B
10.（2021·云南）据悉，联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会（COP15）将于2021年10月在云南省昆明市召开，届时远方的宾客将有机会品尝云南特色小吃“过桥米线”。以下说法正确的是---（ ）
A．热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发
B．加入米线后，热汤从米线吸收热量
C．放入热汤中的肉片很快熟了，是通过做功的方式增加了内能
D．汤的香气扑鼻，说明分子在不停地做无规则运动
解析：（1）影响蒸发快慢的因素：液体的温度、液体的表面积、液体表面上空气流动速度，从液体蒸发快慢的影响因素进行分析。
（2）热传递过程中，热量从高温物体传向低温物体。
（3）改变物体内能的方法：做功和热传递。
（4）不同物质组成的物体相互接触时彼此进入对方的现象是扩散，扩散表明分子不停地做无规则运动。
A.热汤表面的油层减小了液体的蒸发面积，减缓了液体表面上空气流动速度，所以热汤表面的油层减缓了汤汁的蒸发，故A错误。
B.加入米线后，米线的温度比汤汁的温度低，所以米线从汤汁中吸收热量，故B错误。
C.放入热汤中的肉片比汤汁温度低，肉片从汤汁中吸收热量，这是通过热传递的方法改变物体的内能，故C错误。
D.汤的分子扩散到空气中，说明分子不停地做无规则运动，故D正确。
答案：D
11.（2021·湖北宜昌）腌制咸鸭蛋需要较长的时间，鸭蛋逐渐变咸，这是______现象，而炒菜时加盐可以很快使菜变咸，说明这种现象与______有关。
解析：腌制咸鸭蛋需要较长的时间，盐才能通过蛋壳进入到鸭蛋中，鸭蛋逐渐变咸，这是扩散现象。
炒菜时温度高，加盐时扩散进行的较快，可以很快使菜变咸，说明这种现象与温度有关。
答案：(1).扩散 (2) 温度
12.（2021·湖北荆州）2020年5月27日，我国的登山队员成功登顶珠穆朗玛峰，并开展峰顶测量，12月8日宣布珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。随着登山队员攀登高度的不断增加，大气压强_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），水的沸点会_______（选填“升高”、“降低”或“不变”）。某登山队员沿着一段平直的斜坡匀速向上运动，在这个过程中登山队员的运动状态_______（选填“变化”或“不变”），登山队员在大本营休息时，捧着一杯热水取暖，是通过_______的方式改变物体的内能。
解析：大气压强随着海拔高度增加而减小，而气压减小时，水的沸点会降低。
某个过程中，登山队员做的是匀速直线运动，所以其运动状态不变。
通过热水取暖，是水的热量传递给人，所以是通过热传递的方式改变物体内能的。
答案： ①. 减小 ②. 降低 ③. 不变 ④. 热传递
13. （2021·湖北武汉）某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
（1）加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入______mL的煤油；
（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线______（填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比______（填“大于”“等于”或“小于”）煤油放出的热量与降低的温度之比。
解析： (1)由于水和煤油的质量相同，根据密度公式得
解得
(2)水的比热容比煤油的比热容大，所以根据公式 可知，吸收相同的热量，煤油的温度升高的大。故图线①可以反映煤油的温度随时间的变化规律。
[3]热值是物质本身的属性，因此加热过程中，煤油的热值不变。
(3)根据公式 得
可知，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
答案： (1)300 (2) ① (3)不变 (4) 大于
14.（2020·宁波）科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。
（1）在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%，则这一过程中，克服物体A的重力所做的功为________J，这个值也是物体A增加的机械能。
（2）把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，至少需要完全燃烧________g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过________(填“做功”或“热传递”)的途径实现的。【已知:水的比热容为4.2×103J/(kg℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg】
解析：（1）首先根据s=nh计算出拉力移动的距离，再根据W总=Fs计算出拉力做的总功，最后根据W有=W总η计算克服物体A重力做的功；
（2）酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相同，首先根据Q=cm△t计算出水吸收的热量，再根据计算需要燃烧酒精的质量。改变内能的两种方式：①做功；②热传递。
（1）拉力移动的距离据s=nh=0.1m×2=0.2m；
拉力做的总功W总=Fs=10N×0.2m=2J；
克服物体A重力做的功W有=W总η=2J×70%=1.4J。
（2）水吸收的热量为：Q=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×（100℃-25℃）=6.3×105J；
要燃烧酒精的质量。
上述过程中，水的内能增加是通过热传递的途径实现的。
答案： （1）1.4 （2）21；热传递
15. （2020·杭州）如图一只瓶子，内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过________方法，后者是通过________方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变能否确定釆用了什么方法改变了铁屑的内能 ________(选填“能”或“不能”)，这是因为________。
解析：（1）改变物体内能的两种方式：做功和热传递。做功的本质是能量的转化，而热传递的本质是内能的转移；
（2）根据做功和热传递在改变物体内能上是等效的解答。
（1）从改变物体内能的方法来看，前者是通过做功方法，后者是通过热传递方法来增大铁屑的内能。
（2）如果我没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变不能确定釆用了什么方法改变了铁屑的内能，这是因为做功与热传递两种方法对改变物体内能是等效的。
答案： 做功；热传递；不能；做功与热传递两种方法对改变物体内能是等效的
16. （2020·绍兴）热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲)，传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙)，热效率为5%-8%之间。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的 冲程实现。
A. B. C. D.
（2）德罗夏提到的内燃方式是基于________的猜想。
（3）老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的________(选填“吸气“、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
解析：内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。
（1）产生巨大爆发力的过程是做功冲程；
A.吸气冲程；B.压缩冲程；C.做功冲程；D.排气冲程；故C符合题意；
（2）由材料可知，内燃的效率远大于外燃机的效率，所以德罗夏提到的内燃方式是基于内燃过程中能量散失少，热效率高的猜想；
（3）厚玻璃筒就相当于内燃机的内部空间，而活塞相当于飞轮，所以把玻璃筒甩几个是为了让玻璃筒中的气体排出，相当于排气冲程；
答案： （1）C （2）燃料在气缸内燃烧，热量散失少，热效率高 （3）排气
17. （2020·嘉兴）新冠疫情期间，ECMO（体外肺膜氧合）技术的使用挽救了许多危重患者的生命。ECMO技术的原理是将体内的静脉血引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人的静脉（如图甲）或动脉（如图乙），起到部分心肺替代作用，其主要设备包括氧合器、氧气泵、动力泵、监测系统、医用物理升温仪等。
（1）ECMO技术主要设备中的氧合器替代的是人体________（填器官名称）的功能。
（2）ECMO 技术常被用于挽救肺功能丧失或心肺功能衰竭病人的生命， 其中被用于挽救心肺功能衰竭病人生命的是图________所示模式， 判断依据是________。
（3）已知热交换器管道内血流量为 5L/min，为了维持病人正常体温，需对流入人体的血液进行加热。若要将血液的温度从 33℃提高到 37℃，则血液每分钟需要从热交换器吸收多少热量？（Q吸=cm(t-t0)，血液的比热容为 0.85×103J/（kg·℃），密度为1.05×103kg/m3）
解析： （1）肺 （2）乙；氧合后的血液直接进入主动脉， 不需要依靠心脏将其压入主动脉
（3）每分钟流入交换器的血量为： V=1min×5L/min=5L=5×10-3m3
流入血液的质量为： m=ρV=1.05×103kg/m3×5×10-3m3=5.25kg
血液温度从 33℃提高到 37℃ 吸收的热量为：
Q吸=cm(t-t0)=0.85×103J/(kg×℃)×5.25kg×(37℃-33℃)=17850J
答：血液每分钟需要从热交换器中吸收17850J热量。
1.由图可知，ECMO接在心脏上腔静脉处，血液从上腔静脉处进入ECMO，经ECMO后接到肺静脉回到左心房（或接到主动脉处），主要替代了血液循环中的肺循环部分和替代心脏提供血液循环的动力。据此可以确定 ECMO技术主要设备中的氧合器 替代的器官；
2.心肺衰竭病人的的心脏和肺功能基本失去，血液循环时的动力不能由心脏提供，完全依赖ECMO技术直接绕过心脏推动血液完成血液循环；
3.利用已知的血流量5L/min可计算出每分钟流入交换器的血液体积，再根据公式m= ρV ，计算出这部分血量的质量。最后根据热量公式： Q吸=cm(t-t0)可计算出每分钟 需要从热交换器吸收的热量。（1）ECMO技术从甲、乙两分析可知，主要是来替代完成人体血液循环中的肺循环和替代心脏提供血液循环的动力的。肺循环主要是来完成血液中氧气的补充的，主要结构是肺。ECMO技术中的氧合器是血液经过时给血液补充氧气的，所以氧合器替代的是人体的肺；
（2） 心肺功能衰竭病人 的心脏不能提供血液循环的动力，肺不能完成氧气的交换。所以ECMO同时为血液循环提供动力，从ECMO出来的血液可以直接进入主动脉中，所以 其中被用于挽救心肺功能衰竭病人生命的是图 乙所示模式，判断依据是 氧合后的血液直接进入主动脉， 不需要依靠心脏将其压入主动脉 ；
（3）每分钟流入交换器的血量为： V=1min×5L/min=5L=5×10-3m3
流入血液的质量为： m=ρV=1.05×103kg/m3×5×10-3m3=5.25kg
血液温度从 33℃提高到 37℃ 吸收的热量为：
Q吸=cm(t-t0)=0.85×103J/(kg×℃)×5.25kg×(37℃-33℃)=17850J
答案：（1）肺 （2）乙； 氧合后的血液直接进入主动脉， 不需要依靠心脏将其压入主动脉 （3）17850J
18. （2020·嘉兴）十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________。
（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。
（3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2 ， 则活塞受到蒸汽的压力是多少？
（4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为 200 千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？
解析：（1）根据能量转化的知识解答；
（2）汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能；压缩冲程，将机械能转化为内能；
（3）根据公式F=pS计算活塞受到的蒸汽压力；
（4）首先根据相似三角形原理计算出物体上升的高度，然后根据W=Gh计算蒸汽机对物体做的功；再根据计算蒸汽机对物体做功的功率。
（1） 蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是内能→机械能 ；
（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似。
（3） 活塞受到蒸汽的压力是： F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2 =1.1×105 N ；
（4）根据图片可知，根据相似三角形原理得到：； 即：；
解得： ；
活塞上升一次蒸汽机对物体做了功： W有 =G物h物= m物gh物 =200kg ×10N/kg ×0.3m = 600J ；
蒸汽机对物体做功的功率： 。
答案：（1）内能→机械能 （2）做功 （3）解：F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2 =1.1×105 N
答：活塞受到蒸汽的压力为1.1×105N。
（4）解：h物= ×0.6m=0.3m W有 =G物h物= m物gh物 =200kg ×10N/kg ×0.3m = 600J
P有= = =1000 W 答：蒸汽机对物体做有用功为 600J， 有用功的功率为 1000W
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第17讲 内 能
考点 常见题型 考点分值
1．知道克服摩擦做功与物体内能改变的关系 选择、填空 2～4分
2．知道做功和热传递是改变内能的两种途径 选择(综合型)、填空 2～4分
3．列举说出化学能和内能的转化 选择(综合型)、填空 2～4分
知道在热传递过程中用热量来度量内能的变化 选择、填空 2～4分
5．说出汽油机的工作原理 选择(综合型)、填空 2～4分
6.知道汽油机的能量转化 选择(综合型)、填空 2～4分
了解燃料的燃烧值，并会简单计算 选择、填空 2～4分
理解比热容的概念 选择、填空 2～4分
会用比热容解释有关自然现象 选择(综合型)、填空 2～4分
会用公式Q＝cm(t－t0) 选择(综合型)、填空 2～4分
一、内能
1．定义：物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。
2．单位：________，用符号表示________。
3．影响因素
(1)温度：同一物体，温度越高，内能越大；温度降低时，内能________。
(2)质量：在温度相同，其他因素一定的情况下，质量越大，分子的数量越多，物体内能________。
(3)体积：在温度相同其他因素一定的情况下，物体的体积变化，分子间的势能发生变化，物体的内能也发生变化。
(4)物态：同一物体在不同状态下其内能________。
4．改变内能的方式
热传递 做功
实质 内能的________ 内能与其他形式的能之间的______
说明 条件：物体间存在________传递方向：能量从高温物体传递到低温物体，直到两物体_______相等为止 做功改变物体内能的两种情况：一是外界对物体做功，物体内能_____；二是物体对外界做功，物体内能_____
联系 做功→内能改变→温度不一定改变热传递→内能改变→温度改变
【温馨提示】克服摩擦力做功，物体内能增加。
5．内能与机械能的区分
机械能 内能
对应运动 机械运动 热运动
种类 动能、重力势能、弹性势能 物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和
影响因素 物体质量、速度、位置 物体温度、体积、质量、物态
本质 宏观的物体运动 组成物体的微粒(原子)的运动的总和
二、热量
1.定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。
2.单位：热量的单位________，符号为________。
(1)与内能的关系：物体吸收热量时内能______，放出热量时内能______，物体吸收或放出热量越多，它的内能改变越大。
(2)说明：a.热传递过程中传递的是内能(热量)，而不是温度；
b．热量不能说“含有”或“具有”，物体具有的是能量，如内能、机械能等。
c．温度是一个状态量，反映分子无规则运动的剧烈程度。
3.温度、内能、热量之间的关系辨识
(1)温度：表示物体的冷热程度，是一个状态量，只能说“一个物体的温度是多少”
(2)热量：是一个过程量，只能用“吸收”或“放出”描述
(3)内能：是一个状态量，只能说“具有”、“增加”或“减少”．
三、汽油机
1．汽油机
(1)定义：以汽油为燃料的内燃机。
(2)工作原理：通过做功把内能转化为机械能。
2．汽油机四冲程及特点
名称 吸气冲程 冲程 冲程 排气冲程
示意图
进气门 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭
火花塞 未点火 未点火
活塞运动方向 向下 向上
能量的转化 / _____能转化成_____能 _____能转化成_____能 /
四、热值
1.热值
(1)定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，符号为q。
(2)单位：焦/千克(J/kg)。
(3)特性：热值是燃料的一种属性，与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧等无关，只与燃料的 有关。
2．公式
(1)Q＝ （适用于固体、液体）
(2)Q＝ （适用于气体）
五、比热容
1．概念：单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1℃所吸收(或释放)的热量，用符号c表示。
2．单位：焦每千克摄氏度，即焦/(千克·摄氏度)，符号为________。
3．物质吸放热的计算
公式：Q＝
4. 特性
(1)比热容是反映物质自身性质的物理量，不同的物质，比热容一般 ________；
(2)同种物质，在不同状态下的比热容一般 ________(比如水和冰)。
5．比热容的应用
(1)汽车发动机用水做冷却剂；
(2)沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大；(因为水的比热容比砂石大得多，在质量和吸收或放出的热量相同的条件下，水的温度变化比砂石要小得多。因此，在同样的阳光照射条件下，一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大)
(3)冬天的菜窖放一桶水防止菜冻坏等。
知识点1：改变物体内能的方式
例1：小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了内能的相关课程后明白了改变内能的途径与方法。下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是---（ ）
◆变式训练
1.“胜哥”向小科传授了内能的相关知识后，并例举几种情况让小科判断。下列实例中，是用热传递的方式来改变物体内能的是---( )
A. 用热水袋暖手，手的温度升高
B. 用锯条锯木板，锯条的温度升高
C. 两手相互摩擦，手的温度升高
D. 用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高
2.改变内能有两种方式，图中改变内能的方法与其他三种不同的是---( )
知识点2：热量、温度、内能的理解
例2：关于内能、温度和热量的知识点小科很容易混淆，再通过微信公众号“胜哥课程”的相关课程学习后，小科有了清晰的认识。下列说法正确的是---( )
A. 物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系
B. 不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大
C. 质量和初温相同的水和煤油，放出相同热量时煤油温度降低的多
D. 内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
◆变式训练
1.小庄在学校学习了关于温度、内能和热量的知识，有了下列的认识，其中正确的是---（ ）
A．温度相同的物体内能一定相等
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．汽油机做功冲程燃气的内能增加
D．温度相同的物体接触时不发生热传递
知识点3：比热容的理解及相关计算
例3：“胜哥”为了掌握太阳光的的利用率，测量了垂直于太阳光的面积为1米2表面上，每秒钟接收到的太阳能。“胜哥”用自制太阳能热水器做实验。经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20 ℃，经8750 s时间后上升到45 ℃[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。请计算：
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收的热量是多少焦耳？
(2)垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？
◆变式训练
1.两个质量不同的金属块，放出相同热量，降低相同温度，则---( )
A. 质量大的金属块的比热容一定大
B. 质量大的金属块的比热容一定小
C. 质量大的金属块的比热容可能大
D. 两个金属块的比热容有可能相同
2.甲、乙两物体质量都为1 kg，丙物体质量为2 kg，三个物体温度都升高1 ℃，吸收热量如图所示，以下说法正确是---( )
A. 乙的比热容与丙的相等
B. 甲的比热容比乙的大
C. 甲的温度升高1 ℃，需吸收2 000 J的热量
D. 甲、乙的温度都降低1 ℃，乙比甲放出的热量多
知识点4：热机的理解及冲程判断
例4：如图所示，是汽油机四冲程工作的部分冲程示意图，其中________图是做功冲程，若汽油机飞轮转速为1 200转/分，则 1秒内汽油机对外做________次功。
◆变式训练
1. 如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是---( )
A. 压缩冲程，机械能转化为内能
B. 压缩冲程，内能转化为机械能
C. 做功冲程，机械能转化为内能
D. 做功冲程，内能转化为机械能
2.当“胜哥”往热水瓶中注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，有时软木塞会跳起来，甲图所示，这一过程瓶内气体通过________改变了内能。乙图是四冲程汽油机的工作示意图，其中________图(选填符号)所示的冲程也发生同样的能量转化。
1.微信公众号“胜哥课程”群发的科学视频中说明了生活中处处有科学。生活中的许多现象都与我们学过的科学知识有关,下列说法正确的是--- ( )
A．尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动
B．钻木取火,利用做功来改变物体的内能
C．人工湖能调节气温，利用水的比热容小
D．夏天吃冰糕，看到冰糕周围冒“白气”是汽化现象
2.小科学习了内能的科学知识后有了一些认识，下列说法错误的是---（ ）
A. 寒冷的冬天，双手互搓会使手的温度升高，这是用做功的方式改变内能
B. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低
C. 汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
D. 用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
3.下列事实不能作为相应观点的证据的是---（ ）
A. 尘土飞扬，说明分子是运动的
B. 电解水得到氢气和氧气，说明分子是可分的
C. 气体被压缩后体积发生了较大变化，说明气体分子间的距离大
D. 将两个干净平整的铅柱紧压在一起会结合起来，说明分子间存在引力
4.下列实例中，属于做功改变物体内能的是---（ ）
A．锯木头时的锯条温度升高
B．加入冰块的饮料温度降低
C．倒入热牛奶的杯子温度升高
D．放入冷水中的热鸡蛋温度降低
5.下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是---( )
A. 夏天在地上洒水会感到凉快
B. 北方楼房内的“暖气”用水作为介质
C. 海边昼夜温差变化比沙漠中小
D. 生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度
6.“胜哥”用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量的损失)，如图是A和B的温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是---( )
A. A的比热容与B的比热容之比为2∶1
B. A的比热容与B的比热容之比为2∶3
C. 都加热t时间，B吸收热量比A吸收热量多
D. A和B升高相同的温度，B吸收热量较多
7.用如图所示的装置，先后加热初温、质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小，多次实验表明，要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长，以下关于该实验的操作及分析错误的是---( )
A. 水比煤油的比热容大
B. 加热时用玻璃棒不断搅拌，是为了使水和煤油受热均匀
C. 实验中可以不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D. 相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，煤油比水升高的温度大
8.如图所示，将两个表面平整、干净的铅柱紧压后，它们就会粘在一起，即使在下面吊一个较重的物体也不会被拉开，这个实验表明---( )
A. 分子间存在引力
B. 分子间存在斥力
C. 分子在永不停息地运动
D. 分子间有空隙
9.木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，锯条温度升高。该过程主要通过---( )
A. 热传递使锯条的内能增加
B. 做功使锯条的内能增加
C. 热传递使锯条的内能减少
D. 做功使锯条的内能减少
10.为了检查小科通过微信公众号“胜哥课程”学习《内能》课程的效果，“胜哥”针对比热说了四句话，让小科找出其中错误的说法---( )
A. 单位质量的某种物质，温度升高1 ℃所吸收的热量，叫做这种物质的比热
B. 单位质量的某种物质，温度降低1 ℃所放出的热量，也叫做这种物质的比热
C. 某种物质吸收或放出的热量越多，比热也越大，比热与热量有关
D. 各种物质都有自己的比热，它是物质的特性之一
11.如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，塞紧塞子后，用气筒向瓶内打气时，活塞对瓶内气体________，使瓶内气体内能增大。当塞子跳起时，看到瓶口有“白雾”出现，但“白雾”又很快消失了，“白雾”消失是________(填物态变化名称)现象。
12. 天然气液化后，其分子间的作用力________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。蒸发可以发生在任何温度下，是因为一切物质的分子都在做__________运动。
13.2017年5月18日，我国首次海域可燃冰(天然气水合物)试采成功，实现了历史性突破。可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水。根据测算，1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气。完全燃烧5立方米可燃冰产生的热量至少为__________(天然气热值为3.2×107 J/m3)。试写出可燃冰具备的两条优点____________、____________。
14.太阳能是个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置。假如太阳能热水器内盛有200 kg、 25 ℃的水，在阳光的照射下水温升高到75 ℃。已知水的比热容C水＝4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)太阳能热水器内水的温度变化了多少℃？
(2)这些水吸收的热量是多少J
(3)若用干木柴来加热这些水升高到相同温度，干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少干木柴？(已知干木柴的热值为q＝1.2×107J/kg)
15.小科看到工人为水平广场换新的地砖，他发现地砖已经被太阳晒得很热，这引起了他的兴趣：地砖经过一整天的暴晒，温度能达到多高？这么多地砖对广场地面会产生多大的压强？他发现地砖包装盒上印着砖的规格为 50 cm×50 cm×4 cm，每块质量为 30 kg，密度为 3×103 kg/m3，小科用红外线温度计测得一天内，砖的最高温度为52 ℃，最低温度为22 ℃[g＝10 N/kg，砖的比热为900 J/(kg·℃)]。根据上述数据，回答下列问题：
(1)广场受到地砖产生的压强为多大？
(2)一块广场砖的温度从22 ℃升高到52 ℃，需要吸收的热量是多少？
(3)小科查到，晴天时地球表面每平方米接收到太阳辐射功率大约为1.2×103 W。若根据这一数据，实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题(2)的计算结果，由此可得地砖的温度将远远高于52 ℃，为什么会出现如此大的差异呢？请你做出分析。
1.（2021·宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的---（ ）
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
2.（2021·绍兴）如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是---（ ）
A. 水温上升时,水的内能增加
B. 加热时管内的水不断汽化
C. 管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D. 试管口的“白气”是水蒸气
3．（2020·衢州）将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是---（ ）
A．甲是冰块 B．乙吸收热量 C．甲内能增加 D．乙内能减少
4.（2020·宁波）下列四幅图片都来自于课本，对它们的描述符合实际的是---（ ）
A. 甲图实验中随着瓶内空气被抽出，听到的声音越来越弱
B. 乙图可以表示四冲程汽油机中的压缩冲程
C. 丙图实验在研究电磁感应现象中感应电流产生条件
D. 丁图可以表示至今所建造的核电站里核反应堆的工作原理
5.（2021·福建）小华在家学做菜，厨房里菜香四溢，这个现象说明---（ ）
A. 分子间存在空隙 B. 分子间存在引力
C. 分子间存在斥力 D. 分子不停地做无规则运动
6．（2021·湖北十堰）小红经常帮妈妈做饭，她发现厨房里有许多与物理有关的知识。在端午节帮妈妈煮粽子过程中，她总结的一些说法，其中错误的是---（ ）
A．能闻到粽子的香味是扩散现象
B．煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能
C．用高压锅能更快煮熟粽子，是因为锅内气压增大，水的沸点升高
D．剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上，是因为分子间存在斥力
7.（2021·湖南常德）如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知---（ ）
A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小
B．加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大
C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小
D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大
8.（2021·江苏南京） 以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是---（ ） A. 锯木头锯条发热 B. 铁丝反复弯折后发热
C. 阳光下路面发热 D. 搓手时手掌发热
9.（2021·湖北恩施）从冰柜里拿出一瓶冰冻的矿泉水，不打开瓶盖放置一段时间，肯定不会变化的物理量是瓶内物质的---（ ）
A．体积 B．质量 C．密度 D．比热容
10.（2021·云南）据悉，联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会（COP15）将于2021年10月在云南省昆明市召开，届时远方的宾客将有机会品尝云南特色小吃“过桥米线”。以下说法正确的是---（ ）
A．热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发
B．加入米线后，热汤从米线吸收热量
C．放入热汤中的肉片很快熟了，是通过做功的方式增加了内能
D．汤的香气扑鼻，说明分子在不停地做无规则运动
11.（2021·湖北宜昌）腌制咸鸭蛋需要较长的时间，鸭蛋逐渐变咸，这是______现象，而炒菜时加盐可以很快使菜变咸，说明这种现象与______有关。
12.（2021·湖北荆州）2020年5月27日，我国的登山队员成功登顶珠穆朗玛峰，并开展峰顶测量，12月8日宣布珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。随着登山队员攀登高度的不断增加，大气压强_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），水的沸点会_______（选填“升高”、“降低”或“不变”）。某登山队员沿着一段平直的斜坡匀速向上运动，在这个过程中登山队员的运动状态_______（选填“变化”或“不变”），登山队员在大本营休息时，捧着一杯热水取暖，是通过_______的方式改变物体的内能。
13. （2021·湖北武汉）某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
（1）加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入______mL的煤油；
（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线______（填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比______（填“大于”“等于”或“小于”）煤油放出的热量与降低的温度之比。
14.（2020·宁波）科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。
（1）在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%，则这一过程中，克服物体A的重力所做的功为________J，这个值也是物体A增加的机械能。
（2）把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，至少需要完全燃烧________g的酒精。上述过程中，水的内能增加是通过________(填“做功”或“热传递”)的途径实现的。【已知:水的比热容为4.2×103J/(kg℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg】
15. （2020·杭州）如图一只瓶子，内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过________方法，后者是通过________方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变能否确定釆用了什么方法改变了铁屑的内能 ________(选填“能”或“不能”)，这是因为________。
16. （2020·绍兴）热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲)，传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙)，热效率为5%-8%之间。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的 冲程实现。
A. B. C. D.
（2）德罗夏提到的内燃方式是基于________的猜想。
（3）老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的________(选填“吸气“、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
17. （2020·嘉兴）新冠疫情期间，ECMO（体外肺膜氧合）技术的使用挽救了许多危重患者的生命。ECMO技术的原理是将体内的静脉血引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人的静脉（如图甲）或动脉（如图乙），起到部分心肺替代作用，其主要设备包括氧合器、氧气泵、动力泵、监测系统、医用物理升温仪等。
（1）ECMO技术主要设备中的氧合器替代的是人体________（填器官名称）的功能。
（2）ECMO 技术常被用于挽救肺功能丧失或心肺功能衰竭病人的生命， 其中被用于挽救心肺功能衰竭病人生命的是图________所示模式， 判断依据是________。
（3）已知热交换器管道内血流量为 5L/min，为了维持病人正常体温，需对流入人体的血液进行加热。若要将血液的温度从 33℃提高到 37℃，则血液每分钟需要从热交换器吸收多少热量？（Q吸=cm(t-t0)，血液的比热容为 0.85×103J/（kg·℃），密度为1.05×103kg/m3）
18. （2020·嘉兴）十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________。
（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。
（3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2 ， 则活塞受到蒸汽的压力是多少？
（4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为 200 千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？
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