浙教版科学九年级上学期3.5 物体的内能 培优练习
一、单选题
1．（2017·金华）下列关于“热与能”的表述中正确的是（ ）
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高
B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能
C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大
D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
2．（2020九上·吴兴月考）关于温度、热量、热传递和内能，下列说法中不正确的是（ ）
A．0℃的冰块内能一定不为零
B．物体温度升高，内能一定增加
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D．温度高的物体，内能不一定大
3．关于内能、温度和热量，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得多
D．内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
4．（2020·江干模拟）有关热值的概念，下列说法正确的是（ ）
A．1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
B．1kg的煤完全燃烧时的热值大于1kg的煤不完全燃烧时的热值
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D．燃料的热值与燃料燃烧情况无关
5．（2020·温州模拟）下列对于图片中过程的描述与分析正确的是（ ）
A．甲活塞内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．乙瓶子内的空气推动塞子弹出时，瓶内空气的内能增大
C．丙试管内的水蒸气推动了塞子时，试管内水蒸气的内能减少
D．丁汽缸内的气体推动活塞向下运动时，汽缸内气体的内能增大
6．（2020·杭州模拟）如图是某实验小组画出的1kg冰熔化时温度随时间变化的图象。实验中实验小组成员严格控制变量，使冰（水）单位时间内吸收相等的热量。已知水的比热是4.2×103J/（kg ℃）。请根据所学知识并利用图象分析，以下说法正确的是（ ）
A．吸收相等的热量冰和水升高温度相同
B．由图可知，第1分钟后冰全部熔化为水
C．0～1分钟时间内该冰块吸收的热量为2.1×104J
D．通过计算可以得出冰的比热容为2.1×103J/（kg ℃）
7．（2020·杭州模拟）小金测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃，下列判断正确的是（ ）
A．甲杯中水的分子运动一定比乙杯中水的分子运动剧烈
B．甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小
C．乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少
D．乙杯中水的热量一定比甲杯水的热量多
8．（2020九下·绍兴月考）《舌尖上的中国》聚焦了普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美。如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是（ ）
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟
D．拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
9．（2020九上·海曙期末）下列关于温度、内能、热量的说法，正确的是（ ）
A．物体的温度越高，含有的热量越多
B．物体内能增加，它的温度不一定升高
C．物体的内能增加，一定是外界对物体做了功
D．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量
10．将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放在表面平整的石蜡上。经过一定时间后，观察到的现象如图所示。三块金属的比热()
A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大
11．（2019·宁波模拟）如图所示是小科在课后制作的“矿泉水瓶气炮”：首先将装有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着两手分别握住瓶的上、下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形；然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，同时瓶口和瓶内出现“白气”。下列分析错误的是（）
A．瓶盖被弹出时，瓶内气体的内能转化为瓶盖的机械能
B．瓶盖被弹出时，瓶内及瓶口有“白气”，是瓶内水蒸气液化形成的小水滴
C．用力拧瓶子，是用做功的方式改变了瓶内气体的内能，相当于汽油机的做功冲程
D．用力拧瓶子时，越拧越费劲，是因为分子间距离越小，分子间斥力越大
二、填空题
12．“辽宁舰”服役，圆了中国航母梦。如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。
（1）牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）。
（2）气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能 ，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。
13．（2020·杭州模拟）用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为500克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为 焦。 [甲液体的比热容为1.8×103焦／(千克·℃)]
三、解答题
14．（2020九上·吴兴月考）用燃气灶烧水时，把4.4kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为8.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）烧水过程中，水的内能增加了多少？
（2）烧水过程中，天然气产生了多少的化学能？
（3）燃气灶烧水时转化效率为多少？
15．小明家新买来一台容积为80L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3。天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，1L＝10－3m3。求：
（1）水箱中水的质量。
（2）水箱中水吸收的热量。
（3）该热水器的热效率。
16．（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？
17．（2020九上·西湖期末）近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。某氢能源公交车(如图所示)在一次行驶过程中消耗了3kg的氢燃料，已知水的比热是4.2×103J/(kg·℃)、氢燃料的热值为1.4×108J/kg，求：
（1）3kg的氢燃料完全燃烧，放出 J热量；
（2）若该3kg氢燃料完全燃烧放出的热量全部被质量为4000kg、温度为20℃的水吸收，求水升高的温度；
18．（2019九上·萧山月考）据中国地震台网中心网站消息，云南省普洱市景谷傣族彝族自治县7日21时49分发生6.6级地震，震中位于北纬23.4度、东经100.5度，震源深度5.0公里。昆明等地震感强烈，昆明市民明显感觉到震感，一些灯摇晃。武警救援队参与了灾区的救援任务。在救援过程中，队员们使用了“高压起重气垫”，高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具。它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时，气垫放入重物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度。
（1）高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度 ，内能 。如果高压起重气垫在5s内可将1×105N的物体举高0.1m，请计算次过程中气垫所做的功和功率 。
（2）图乙中，质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×104N。当气垫内最高气压比外界高1×106Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面是边长为20cm的正方形。
①请在图乙中画出气垫恰好顶起石板时的阻力臂L2。
②气垫恰好顶起石板时，气垫的中心至少离石板右端的支点O多远？
19．（2019九上·长兴月考） 2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c水=4.2×105J／kg·℃)；q氢=1.4×108J/kg)求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等。则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
20．小明做了这样一个实验:在塑料瓶中装一些细沙,瓶口用软木塞塞紧并在其中插入一支温度计,瓶外包一层泡沫塑料。手拿瓶子迅速上下抖动(注意不要损坏温度计)。在多次抖动后,温度计的示数是否会发生改变 写出你猜想的根据。
另外,将瓶子放在热水中,温度计的示数是否会发生改变 写出你猜想的根据。
21．（2019九上·杭州期中）某太阳能热水器受光面积为2米2，内装80千克水，太阳每分钟辐射到1米2 面积上热量是7×104焦。如果60%的热量被水吸收，水的比热是4.2×103焦/（千克·℃），问：
（1）日晒3小时后，太阳辐射到热水器的热量有多少？
（2）太阳辐射的这些热量能使20℃的水温最终达到多少？
（3）煤气的热值是4.2×107焦/千克，若煤气灶的效率为40%，请问：使等质量的水升高相同的温度，需燃烧多少千克煤气？
四、实验探究题
22．（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。
23．两个同样的烧杯，内装温度和质量相等的水和液体甲，用同样的酒精灯加热，每隔1min记录一次它们的温度，测得如下数据：
时间/min 0 1 2 3 4 5
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
液体甲温度/℃ 20 23 26 29 32 35
回答下列问题：
（1）加热相同的时间，升温快的是 。
（2）如果它们升高相同的温度， 吸收的热量多。
（3）由此可推出c水 c液(选填“＞”“＜”或“＝”)。
（4）根据以上数据可算出c液＝ 。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】A、物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的；B、做功与热传递可以改变物体的内能，搓手取暖属于做功改变物体内能；C、水的比热容大，这是其常被用做冷却剂的原因；D、根据内能的定义分析。
【解答】A、晶体在熔化的过程中吸热但温度不变，故A错误；
B、人在搓手取暖的过程中，通过做功使人手内能增加，为机械能转化为内能，故B错误；
C、用水做冷却剂，是因为水的比热容大，在改变相同的温度时，能够有收更多的热量，故C正确；
D、铁块煅烧前，仍然具有内能，故D错误。
故选C
2．【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据温度、热量和内能的知识分析判断。
【解答】A.一切物体都有内能，故A正确不合题意；
B.物体的温度升高，内能一定增大，故B正确不合题意；
C.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故C错误符合题意；
D.内能与物质种类、质量和温度等有关，因此温度高的物体，内能不一定大，故D正确不合题意。
故选C。
3．【答案】C
【知识点】内能；物体内能的改变方法；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】根据内能、温度和热量的知识分析判断。
【解答】A.物体的内能跟物体的温度和物质状态都有关系，与物体的运动速度无关，故A错误；
B.相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大，没有限定质量相同，故B错误；
C.根据公式Q=cm△t可知，质量和初温相同的水和煤油，放出相同热量时，煤油的比热容小于水，因此煤油温度降低得多，故C正确；
D.内能总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故D错误。
故选C。
4．【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】根据热值的定义和特点分析判断。
【解答】A.热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故A错误；
B.燃料的热值指的是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，谈到热值，肯定指的是完全燃烧，与不完全燃烧无关，故B错误；
C.根据Q=mq可知，燃料放出的热量与热值和质量大小有关；煤的热值比干木材大，但是质量少，则可能放出的热量比木材少，故C错误；
D.燃料的热值与燃料燃烧情况无关，故D正确。
故选D。
5．【答案】C
【知识点】内能；物体内能的改变方法
【解析】【分析】1、改变内能的方式有做功和热传递两种；
2、物体对外做功时内能是减少的，对物体做功内能是增加的；
【解答】A、 甲活塞内的空气被压缩时 ，对气体做功内能是增加的，A错误；
B、 乙瓶子内的空气推动塞子弹出时 ，气体对瓶塞做功，内能是减小的，B错误；
C、 丙试管内的水蒸气推动了塞子时 ，气体对塞子做功，所以试管内水蒸气的内能减少 ，C正确；
D、 丁汽缸内的气体推动活塞向下运动时 ，气体对活塞做功，内能减小，D错误。
故选C
6．【答案】D
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【分析】（1）比较1min内冰和水升高的温度即可；
（2）图中温度保持不变的时间为熔化时间；
（3）0~1min内冰吸收的热量与4~5min内水吸收的热量相同，根据Q=c水m△t计算出即可；
（4）根据公式计算冰的比热容即可。
【解答】A.从0~1min内冰吸收的热量与4~5min内水吸收的热量相等，但是冰升高了20℃，而水升高了10℃，故A错误；
B.根据图像可知，冰的熔化过程经历了3min，故B错误；
C.从0~1min内冰吸收的热量与4~5min内水吸收的热量相等，即Q=c水m△t=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×10℃=4.2×104J，故C错误；
D.冰升高了20℃，那么冰的比热容为：，故D正确。
故选D。
7．【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】（1）分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈；
（2）物质的内能与种类、质量、状态和温度等因素有关；
（3）温度升高，物体的内能增大；温度减低，物体的内能减少；
（4）热量是热传递过程中内能转移的多少，因此不能说含有或具有热量。
【解答】A.甲杯中水的温度低，所以甲杯中水的分子运动一定比乙中水的分子运动不剧烈，故A错误；
B.水的内能与温度和质量有关，不知道二者质量的大小，无法比较内能大小，故B错误；
C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少，故C正确；
D.水只能含有内能，不能含有热量，因此无法比较，故D错误。
故选C。
8．【答案】C
【知识点】分子的热运动；液化及液化现象；物体内能的改变方法；比热容
【解析】【分析】（1）炊具是利用热传递将热源的热量传递给食物的，因此要求炊具吸收的热量要少，温度升高的要快，根据Q=cm△t可知，其实就是材料的比热容要小；
（2）热传递的本质是能量的转移，而做功的本质是能量的转化；
（3）物质从气态变成液态发生液化现象，向外放热；
（4）一切分子都在不停的做无规则运动。
【解答】A.煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容小，故A错误；
B.炒：主要是通过热传递的方式使藜蒿和腊肉的内能增加，故B错误；
C.蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟，故C正确；
D.拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，可以缩短入味的时间，但是不能说明分子没有运动，故D错误。
故选C。
9．【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据有关温度、内能和热量的知识分析判断。
【解答】A.物体的温度越高，含有的内能越多，而热量不能说“含有”，故A错误；
B.物体内能增加，它的温度不一定升高，例如冰熔化成水，故B正确；
C.物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对它做了功，故C错误；
D.物体的温度升高，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对它做了功，故D错误。
故选B。
10．【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】（1）石蜡熔化的越多，说明对应的金属块放出的热量越多；
（2）根据公式Q=cm△t可知，质量相同的不同物质降低相同的温度，比热容越大的物质放出的热量越多。
【解答】根据图片可知，丙金属块下面的石蜡熔化最多，因此它放出的热量也最多；根据公式Q=cm△t可知，质量相同的三个金属块，放出热量最多的比热容最大，因此丙的比热容最大。
故选C。
11．【答案】C
【知识点】液化及液化现象；能量的相互转化和转移；物体内能的改变方法
【解析】【分析】（1）压缩气体对它做功，机械能会转化为气体的内能；气体对外界做功，内能转化为机械能，这时温度下降，内能减少；
（2）“白气”是水蒸气液化而成的小水珠；
（3）改变物体内能的两种方式：做功和热传导；
（4）气体的体积减小，其实就是分子之间距离减小，排斥力增大的过程。
【解答】A.瓶盖被弹出时，瓶内气体的内能转化为瓶盖的机械能，故A正确不合题意；
B.瓶盖被弹出时，瓶内及瓶口有“白气”，是瓶内水蒸气液化形成的小水滴，故B正确不合题意；
C.用力拧瓶子，是用做功的方式改变了瓶内气体的内能，相当于汽油机的压缩冲程而不是做功冲程，故C错误符合题意；
D.用力拧瓶子时，越拧越费劲，是因为分子间距离越小，分子间斥力越大，故D正确不合题意。
故选C。
12．【答案】（1）定滑轮
（2）减小
【知识点】物体内能的改变方法；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】
（1）知道定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，动滑轮是轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮。
（2）物体对外界做功，物体的内能减小，温度降低。
【解答】
（1）定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，由图可知，牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为定滑轮。
（2）气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。
13．【答案】小于；6.3×104
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【分析】（1）由图象可找出液体温度的变化与所用时间的关系，在相等时间内温度变化大的液体升温快；在相等的加热时间内，甲和乙吸热相同，温度变化大的液体比热容小，温度变化小的比热容大，据此分析判断。
（2）知道甲液体的质量、比热容、初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求甲液体吸收的热量。
【解答】 （1） 由图象可以看出：在相等时间内，液体甲温度变化量大，则甲液体温度升高较快；而两个加热器相同、加热时间相等时，两种液体吸收的热量相等，由公式Q吸=mc△t可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，温度升高快的液体比热容小，所以甲的比热容小，乙的比热容大。
（2）Q吸=cm△t=1.8×103J/（kg ℃)×0.5kg×（90℃-20℃)=6.3×104J。
14．【答案】（1）Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2.2kg×（100℃-20℃）=7.392×105J
（2）Q放=mq=45×10-3kg×4.4×107J/kg=1.98×106J
（3）η= ×100%= ×100%=37.3%
【知识点】能量利用效率；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据公式Q吸=cm（t-t0）计算水的内能的增加量；
（2）根据公式Q=mq计算天然气放出的化学能；
（3）根据公式 计算燃气灶烧水时的转化效率。
15．【答案】（1）水的体积V＝40L＝40×10－3m3＝4×10－2m3，
根据ρ＝ 得，水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4×10－2m3＝40kg。
（2）水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃－20℃)＝3.36×106J。
（3）消耗天然气的体积V＝V2－V1＝130.06m3－129.96m3＝0.1m3，
天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq天然气＝0.1m3×4.2×107J/m3＝4.2×106J，
该热水器的热效率η＝ ×100%＝ ×100%＝80%。
【知识点】密度公式的应用；能量利用效率；热量的计算
【解析】【分析】（1）根据公式m＝ρV计算水箱中水的质量即可；
（2）根据公式Q吸＝c水m(t－t0)计算水吸收的热量；
（3）首先根据V＝V2－V1计算出消耗天然气的体积，再根据Q放＝Vq天然气计算出天然气燃烧放出的热量，最后根据计算该热水器的热效率。
16．【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
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；热机
【解析】【分析】（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。
【解答】（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： 。
17．【答案】（1）4.2×108
（2）水升高的温度：。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据Q=mq计算出氢燃料放出的热量；
（2）根据公式计算水升高的温度。
【解答】（1）3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q=mq=1.4×108J/kg×3kg=4.2×108J；
（2）水升高的温度：。
18．【答案】（1）降低；减少；W=FS=Gh=1×105N×0.1 =10000J；P=W/t=10000J/5s=2000W
（2）①
②由p= 可得，F1=pS=106Pa×0.2m×0.2m=4×104N
根据F1L1=F2L2得：
L1= = = =1.5m
【知识点】功的计算公式的应用；物体内能的改变方法；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体对外界做功，内能减小，温度降低；外界对物体做功，内能增大，温度升高。根据W=Gh计算气垫做的功，根据计算做功的功率；
（2）①当石板被气垫顶起时，石板的右端不动，因此该点为支点O，气垫施加的为动力，而石板的重力则为阻力；重力作用在石板的重心上，且方向向下，从支点O做重力作用线的垂线段就是阻力的阻力臂L2；
②首先根据公式 F1=pS 计算出气垫对石板的举力，然后根据杠杆的平衡条件：F1L1=G×L2列式计算即可。
19．【答案】（1）Q=mq=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J
（2）Q吸=Q放=4.2×107J
△t= = =50℃
（3）W=Q放=4.2×107J P=140kW=1.4×105W
t= =300
【知识点】功率计算公式的应用；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）已知燃料的热值和质量根据公式Q=mq计算放出的热量；
（2）已知吸收的热量和水的质量根据公式 计算水升高的温度；
（3）已知公交车所做的功和功率根据公式计算行驶的时间。
20．【答案】手拿瓶子迅速上下抖动,使瓶内沙子克服摩擦力做功,其内能会增加,温度也会升高。而放在热水中的瓶子,通过热传递,其内能会增加,温度也会升高。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变物体内能的两种方式：做功和热传递；二者在改变物体内能的作用上是等效的。
【解答】手拿瓶子迅速上下抖动，使瓶内沙子克服摩擦力做功，其内能会增加，温度也会升高。而放在热水中的瓶子,通过热传递，其内能会增加，温度也会升高。
21．【答案】（1）太阳辐射到热水器的热量：Q=7×104J/（m2 min）×2m2×3×60min=2.52×107J；
（2）水吸收的热量Q吸=Q×60%=2.52×107J×60%=1.512×107J，
水温升高值：
水温最终达到：t=△t+t0=20℃+45℃=65℃；
（3）煤气完全燃烧放出的热量：
需完全燃烧煤气的质量：。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是7×104J×受光面积×时间计算太阳辐射到热水器的热量；
（2）根据公式Q吸=Q×60%计算出水吸收的热量，然后利用公式计算出温度变化，最后根据公式t=△t+t0计算出末温。
（3）根据公式计算出煤气燃烧放出的热量，再利用公式Q放=mq计算燃气的质量。
22．【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
【知识点】热机
【解析】【分析】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。
【解答】（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；
故答案为：（1）C；（2） 燃料在气缸内燃烧，热量散失少，热效率高；（3）排气。
23．【答案】（1）液体甲
（2）水
（3）＞
（4）2800J/(kg·℃)
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【分析】（1）挑选一个加热时间，然后比较二者温度的高低，温度高的升温快；
（2）加热时间越长，吸收的热量越多，根据表格比较二者都升高到26℃时加热时间的长短即可；
（3）根据公式Q=cm△t可知，当液体的质量和升高的温度相同时，吸收的热量与比热容成正比，据此比较比热容的大小；
（4）根据表格数据，求出升高相同的温度时二者吸收热量之比，然后再用公式Q=cm△t计算液体的比热容。
【解答】（1）根据表格可知，当加热1min时，水升高到22℃，甲升高到23℃，可见，升温快的是甲液体；
（2）根据表格可知，同样都升高到26℃时，水需要加热3min，甲需要加热2min，因此如果它们升高相同的温度，水吸收的热量多；
（3）根据公式Q=cm△t可知，当液体的质量和升高的温度相同时，吸收的热量与比热容成正比。根据（2）中数据可知，水吸收的热量多，那么水的比热容大，即c水>c液；
（4）根据（2）中数据可知，当升高相同的温度时，水和液体甲吸收的热量之比：Q水：Q液=3min：2min=3：2。根据公式Q=cm△t得到：；
；
解得：c液=2.8×103J/(kg·℃)。
1 / 1浙教版科学九年级上学期3.5 物体的内能 培优练习
一、单选题
1．（2017·金华）下列关于“热与能”的表述中正确的是（ ）
A．物体在吸热过程中，其温度一定升高
B．在搓手取暖过程中，内能转化为机械能
C．水常被用作冷却剂，是因为水的比热容大
D．铁块在煅烧过程中，其内能从零开始增加
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】A、物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的；B、做功与热传递可以改变物体的内能，搓手取暖属于做功改变物体内能；C、水的比热容大，这是其常被用做冷却剂的原因；D、根据内能的定义分析。
【解答】A、晶体在熔化的过程中吸热但温度不变，故A错误；
B、人在搓手取暖的过程中，通过做功使人手内能增加，为机械能转化为内能，故B错误；
C、用水做冷却剂，是因为水的比热容大，在改变相同的温度时，能够有收更多的热量，故C正确；
D、铁块煅烧前，仍然具有内能，故D错误。
故选C
2．（2020九上·吴兴月考）关于温度、热量、热传递和内能，下列说法中不正确的是（ ）
A．0℃的冰块内能一定不为零
B．物体温度升高，内能一定增加
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D．温度高的物体，内能不一定大
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据温度、热量和内能的知识分析判断。
【解答】A.一切物体都有内能，故A正确不合题意；
B.物体的温度升高，内能一定增大，故B正确不合题意；
C.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故C错误符合题意；
D.内能与物质种类、质量和温度等有关，因此温度高的物体，内能不一定大，故D正确不合题意。
故选C。
3．关于内能、温度和热量，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得多
D．内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
【答案】C
【知识点】内能；物体内能的改变方法；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】根据内能、温度和热量的知识分析判断。
【解答】A.物体的内能跟物体的温度和物质状态都有关系，与物体的运动速度无关，故A错误；
B.相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大，没有限定质量相同，故B错误；
C.根据公式Q=cm△t可知，质量和初温相同的水和煤油，放出相同热量时，煤油的比热容小于水，因此煤油温度降低得多，故C正确；
D.内能总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故D错误。
故选C。
4．（2020·江干模拟）有关热值的概念，下列说法正确的是（ ）
A．1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
B．1kg的煤完全燃烧时的热值大于1kg的煤不完全燃烧时的热值
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D．燃料的热值与燃料燃烧情况无关
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】根据热值的定义和特点分析判断。
【解答】A.热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故A错误；
B.燃料的热值指的是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，谈到热值，肯定指的是完全燃烧，与不完全燃烧无关，故B错误；
C.根据Q=mq可知，燃料放出的热量与热值和质量大小有关；煤的热值比干木材大，但是质量少，则可能放出的热量比木材少，故C错误；
D.燃料的热值与燃料燃烧情况无关，故D正确。
故选D。
5．（2020·温州模拟）下列对于图片中过程的描述与分析正确的是（ ）
A．甲活塞内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．乙瓶子内的空气推动塞子弹出时，瓶内空气的内能增大
C．丙试管内的水蒸气推动了塞子时，试管内水蒸气的内能减少
D．丁汽缸内的气体推动活塞向下运动时，汽缸内气体的内能增大
【答案】C
【知识点】内能；物体内能的改变方法
【解析】【分析】1、改变内能的方式有做功和热传递两种；
2、物体对外做功时内能是减少的，对物体做功内能是增加的；
【解答】A、 甲活塞内的空气被压缩时 ，对气体做功内能是增加的，A错误；
B、 乙瓶子内的空气推动塞子弹出时 ，气体对瓶塞做功，内能是减小的，B错误；
C、 丙试管内的水蒸气推动了塞子时 ，气体对塞子做功，所以试管内水蒸气的内能减少 ，C正确；
D、 丁汽缸内的气体推动活塞向下运动时 ，气体对活塞做功，内能减小，D错误。
故选C
6．（2020·杭州模拟）如图是某实验小组画出的1kg冰熔化时温度随时间变化的图象。实验中实验小组成员严格控制变量，使冰（水）单位时间内吸收相等的热量。已知水的比热是4.2×103J/（kg ℃）。请根据所学知识并利用图象分析，以下说法正确的是（ ）
A．吸收相等的热量冰和水升高温度相同
B．由图可知，第1分钟后冰全部熔化为水
C．0～1分钟时间内该冰块吸收的热量为2.1×104J
D．通过计算可以得出冰的比热容为2.1×103J/（kg ℃）
【答案】D
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【分析】（1）比较1min内冰和水升高的温度即可；
（2）图中温度保持不变的时间为熔化时间；
（3）0~1min内冰吸收的热量与4~5min内水吸收的热量相同，根据Q=c水m△t计算出即可；
（4）根据公式计算冰的比热容即可。
【解答】A.从0~1min内冰吸收的热量与4~5min内水吸收的热量相等，但是冰升高了20℃，而水升高了10℃，故A错误；
B.根据图像可知，冰的熔化过程经历了3min，故B错误；
C.从0~1min内冰吸收的热量与4~5min内水吸收的热量相等，即Q=c水m△t=4.2×103J/（kg ℃）×1kg×10℃=4.2×104J，故C错误；
D.冰升高了20℃，那么冰的比热容为：，故D正确。
故选D。
7．（2020·杭州模拟）小金测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃，下列判断正确的是（ ）
A．甲杯中水的分子运动一定比乙杯中水的分子运动剧烈
B．甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小
C．乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少
D．乙杯中水的热量一定比甲杯水的热量多
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】（1）分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈；
（2）物质的内能与种类、质量、状态和温度等因素有关；
（3）温度升高，物体的内能增大；温度减低，物体的内能减少；
（4）热量是热传递过程中内能转移的多少，因此不能说含有或具有热量。
【解答】A.甲杯中水的温度低，所以甲杯中水的分子运动一定比乙中水的分子运动不剧烈，故A错误；
B.水的内能与温度和质量有关，不知道二者质量的大小，无法比较内能大小，故B错误；
C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少，故C正确；
D.水只能含有内能，不能含有热量，因此无法比较，故D错误。
故选C。
8．（2020九下·绍兴月考）《舌尖上的中国》聚焦了普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美。如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是（ ）
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟
D．拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
【答案】C
【知识点】分子的热运动；液化及液化现象；物体内能的改变方法；比热容
【解析】【分析】（1）炊具是利用热传递将热源的热量传递给食物的，因此要求炊具吸收的热量要少，温度升高的要快，根据Q=cm△t可知，其实就是材料的比热容要小；
（2）热传递的本质是能量的转移，而做功的本质是能量的转化；
（3）物质从气态变成液态发生液化现象，向外放热；
（4）一切分子都在不停的做无规则运动。
【解答】A.煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容小，故A错误；
B.炒：主要是通过热传递的方式使藜蒿和腊肉的内能增加，故B错误；
C.蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟，故C正确；
D.拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，可以缩短入味的时间，但是不能说明分子没有运动，故D错误。
故选C。
9．（2020九上·海曙期末）下列关于温度、内能、热量的说法，正确的是（ ）
A．物体的温度越高，含有的热量越多
B．物体内能增加，它的温度不一定升高
C．物体的内能增加，一定是外界对物体做了功
D．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量
【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】根据有关温度、内能和热量的知识分析判断。
【解答】A.物体的温度越高，含有的内能越多，而热量不能说“含有”，故A错误；
B.物体内能增加，它的温度不一定升高，例如冰熔化成水，故B正确；
C.物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对它做了功，故C错误；
D.物体的温度升高，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对它做了功，故D错误。
故选B。
10．将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放在表面平整的石蜡上。经过一定时间后，观察到的现象如图所示。三块金属的比热()
A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大
【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】（1）石蜡熔化的越多，说明对应的金属块放出的热量越多；
（2）根据公式Q=cm△t可知，质量相同的不同物质降低相同的温度，比热容越大的物质放出的热量越多。
【解答】根据图片可知，丙金属块下面的石蜡熔化最多，因此它放出的热量也最多；根据公式Q=cm△t可知，质量相同的三个金属块，放出热量最多的比热容最大，因此丙的比热容最大。
故选C。
11．（2019·宁波模拟）如图所示是小科在课后制作的“矿泉水瓶气炮”：首先将装有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧，接着两手分别握住瓶的上、下部分，使劲拧瓶的下部，使其严重变形；然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，同时瓶口和瓶内出现“白气”。下列分析错误的是（）
A．瓶盖被弹出时，瓶内气体的内能转化为瓶盖的机械能
B．瓶盖被弹出时，瓶内及瓶口有“白气”，是瓶内水蒸气液化形成的小水滴
C．用力拧瓶子，是用做功的方式改变了瓶内气体的内能，相当于汽油机的做功冲程
D．用力拧瓶子时，越拧越费劲，是因为分子间距离越小，分子间斥力越大
【答案】C
【知识点】液化及液化现象；能量的相互转化和转移；物体内能的改变方法
【解析】【分析】（1）压缩气体对它做功，机械能会转化为气体的内能；气体对外界做功，内能转化为机械能，这时温度下降，内能减少；
（2）“白气”是水蒸气液化而成的小水珠；
（3）改变物体内能的两种方式：做功和热传导；
（4）气体的体积减小，其实就是分子之间距离减小，排斥力增大的过程。
【解答】A.瓶盖被弹出时，瓶内气体的内能转化为瓶盖的机械能，故A正确不合题意；
B.瓶盖被弹出时，瓶内及瓶口有“白气”，是瓶内水蒸气液化形成的小水滴，故B正确不合题意；
C.用力拧瓶子，是用做功的方式改变了瓶内气体的内能，相当于汽油机的压缩冲程而不是做功冲程，故C错误符合题意；
D.用力拧瓶子时，越拧越费劲，是因为分子间距离越小，分子间斥力越大，故D正确不合题意。
故选C。
二、填空题
12．“辽宁舰”服役，圆了中国航母梦。如图为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度。
（1）牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）。
（2）气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能 ，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。
【答案】（1）定滑轮
（2）减小
【知识点】物体内能的改变方法；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】
（1）知道定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，动滑轮是轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮。
（2）物体对外界做功，物体的内能减小，温度降低。
【解答】
（1）定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，由图可知，牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为定滑轮。
（2）气缸内蒸汽体积膨胀，对外做功，内能减小，同时推动活塞，使舰载机获得巨大的牵引力。
13．（2020·杭州模拟）用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为500克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为 焦。 [甲液体的比热容为1.8×103焦／(千克·℃)]
【答案】小于；6.3×104
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【分析】（1）由图象可找出液体温度的变化与所用时间的关系，在相等时间内温度变化大的液体升温快；在相等的加热时间内，甲和乙吸热相同，温度变化大的液体比热容小，温度变化小的比热容大，据此分析判断。
（2）知道甲液体的质量、比热容、初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求甲液体吸收的热量。
【解答】 （1） 由图象可以看出：在相等时间内，液体甲温度变化量大，则甲液体温度升高较快；而两个加热器相同、加热时间相等时，两种液体吸收的热量相等，由公式Q吸=mc△t可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，温度升高快的液体比热容小，所以甲的比热容小，乙的比热容大。
（2）Q吸=cm△t=1.8×103J/（kg ℃)×0.5kg×（90℃-20℃)=6.3×104J。
三、解答题
14．（2020九上·吴兴月考）用燃气灶烧水时，把4.4kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为8.8×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）烧水过程中，水的内能增加了多少？
（2）烧水过程中，天然气产生了多少的化学能？
（3）燃气灶烧水时转化效率为多少？
【答案】（1）Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2.2kg×（100℃-20℃）=7.392×105J
（2）Q放=mq=45×10-3kg×4.4×107J/kg=1.98×106J
（3）η= ×100%= ×100%=37.3%
【知识点】能量利用效率；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据公式Q吸=cm（t-t0）计算水的内能的增加量；
（2）根据公式Q=mq计算天然气放出的化学能；
（3）根据公式 计算燃气灶烧水时的转化效率。
15．小明家新买来一台容积为80L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L，“出水温度”设置为40℃后，开始加热。当水温达到40℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃，加热前天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3。天然气的热值q天然气＝4.2×107J/m3，水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，1L＝10－3m3。求：
（1）水箱中水的质量。
（2）水箱中水吸收的热量。
（3）该热水器的热效率。
【答案】（1）水的体积V＝40L＝40×10－3m3＝4×10－2m3，
根据ρ＝ 得，水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×4×10－2m3＝40kg。
（2）水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃－20℃)＝3.36×106J。
（3）消耗天然气的体积V＝V2－V1＝130.06m3－129.96m3＝0.1m3，
天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq天然气＝0.1m3×4.2×107J/m3＝4.2×106J，
该热水器的热效率η＝ ×100%＝ ×100%＝80%。
【知识点】密度公式的应用；能量利用效率；热量的计算
【解析】【分析】（1）根据公式m＝ρV计算水箱中水的质量即可；
（2）根据公式Q吸＝c水m(t－t0)计算水吸收的热量；
（3）首先根据V＝V2－V1计算出消耗天然气的体积，再根据Q放＝Vq天然气计算出天然气燃烧放出的热量，最后根据计算该热水器的热效率。
16．（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？
【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
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；热机
【解析】【分析】（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。
【解答】（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： 。
17．（2020九上·西湖期末）近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。某氢能源公交车(如图所示)在一次行驶过程中消耗了3kg的氢燃料，已知水的比热是4.2×103J/(kg·℃)、氢燃料的热值为1.4×108J/kg，求：
（1）3kg的氢燃料完全燃烧，放出 J热量；
（2）若该3kg氢燃料完全燃烧放出的热量全部被质量为4000kg、温度为20℃的水吸收，求水升高的温度；
【答案】（1）4.2×108
（2）水升高的温度：。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据Q=mq计算出氢燃料放出的热量；
（2）根据公式计算水升高的温度。
【解答】（1）3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q=mq=1.4×108J/kg×3kg=4.2×108J；
（2）水升高的温度：。
18．（2019九上·萧山月考）据中国地震台网中心网站消息，云南省普洱市景谷傣族彝族自治县7日21时49分发生6.6级地震，震中位于北纬23.4度、东经100.5度，震源深度5.0公里。昆明等地震感强烈，昆明市民明显感觉到震感，一些灯摇晃。武警救援队参与了灾区的救援任务。在救援过程中，队员们使用了“高压起重气垫”，高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具。它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时，气垫放入重物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度。
（1）高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度 ，内能 。如果高压起重气垫在5s内可将1×105N的物体举高0.1m，请计算次过程中气垫所做的功和功率 。
（2）图乙中，质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×104N。当气垫内最高气压比外界高1×106Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面是边长为20cm的正方形。
①请在图乙中画出气垫恰好顶起石板时的阻力臂L2。
②气垫恰好顶起石板时，气垫的中心至少离石板右端的支点O多远？
【答案】（1）降低；减少；W=FS=Gh=1×105N×0.1 =10000J；P=W/t=10000J/5s=2000W
（2）①
②由p= 可得，F1=pS=106Pa×0.2m×0.2m=4×104N
根据F1L1=F2L2得：
L1= = = =1.5m
【知识点】功的计算公式的应用；物体内能的改变方法；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体对外界做功，内能减小，温度降低；外界对物体做功，内能增大，温度升高。根据W=Gh计算气垫做的功，根据计算做功的功率；
（2）①当石板被气垫顶起时，石板的右端不动，因此该点为支点O，气垫施加的为动力，而石板的重力则为阻力；重力作用在石板的重心上，且方向向下，从支点O做重力作用线的垂线段就是阻力的阻力臂L2；
②首先根据公式 F1=pS 计算出气垫对石板的举力，然后根据杠杆的平衡条件：F1L1=G×L2列式计算即可。
19．（2019九上·长兴月考） 2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c水=4.2×105J／kg·℃)；q氢=1.4×108J/kg)求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等。则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
【答案】（1）Q=mq=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J
（2）Q吸=Q放=4.2×107J
△t= = =50℃
（3）W=Q放=4.2×107J P=140kW=1.4×105W
t= =300
【知识点】功率计算公式的应用；热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）已知燃料的热值和质量根据公式Q=mq计算放出的热量；
（2）已知吸收的热量和水的质量根据公式 计算水升高的温度；
（3）已知公交车所做的功和功率根据公式计算行驶的时间。
20．小明做了这样一个实验:在塑料瓶中装一些细沙,瓶口用软木塞塞紧并在其中插入一支温度计,瓶外包一层泡沫塑料。手拿瓶子迅速上下抖动(注意不要损坏温度计)。在多次抖动后,温度计的示数是否会发生改变 写出你猜想的根据。
另外,将瓶子放在热水中,温度计的示数是否会发生改变 写出你猜想的根据。
【答案】手拿瓶子迅速上下抖动,使瓶内沙子克服摩擦力做功,其内能会增加,温度也会升高。而放在热水中的瓶子,通过热传递,其内能会增加,温度也会升高。
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变物体内能的两种方式：做功和热传递；二者在改变物体内能的作用上是等效的。
【解答】手拿瓶子迅速上下抖动，使瓶内沙子克服摩擦力做功，其内能会增加，温度也会升高。而放在热水中的瓶子,通过热传递，其内能会增加，温度也会升高。
21．（2019九上·杭州期中）某太阳能热水器受光面积为2米2，内装80千克水，太阳每分钟辐射到1米2 面积上热量是7×104焦。如果60%的热量被水吸收，水的比热是4.2×103焦/（千克·℃），问：
（1）日晒3小时后，太阳辐射到热水器的热量有多少？
（2）太阳辐射的这些热量能使20℃的水温最终达到多少？
（3）煤气的热值是4.2×107焦/千克，若煤气灶的效率为40%，请问：使等质量的水升高相同的温度，需燃烧多少千克煤气？
【答案】（1）太阳辐射到热水器的热量：Q=7×104J/（m2 min）×2m2×3×60min=2.52×107J；
（2）水吸收的热量Q吸=Q×60%=2.52×107J×60%=1.512×107J，
水温升高值：
水温最终达到：t=△t+t0=20℃+45℃=65℃；
（3）煤气完全燃烧放出的热量：
需完全燃烧煤气的质量：。
【知识点】热量的计算；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是7×104J×受光面积×时间计算太阳辐射到热水器的热量；
（2）根据公式Q吸=Q×60%计算出水吸收的热量，然后利用公式计算出温度变化，最后根据公式t=△t+t0计算出末温。
（3）根据公式计算出煤气燃烧放出的热量，再利用公式Q放=mq计算燃气的质量。
四、实验探究题
22．（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。
【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
【知识点】热机
【解析】【分析】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。
【解答】（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；
故答案为：（1）C；（2） 燃料在气缸内燃烧，热量散失少，热效率高；（3）排气。
23．两个同样的烧杯，内装温度和质量相等的水和液体甲，用同样的酒精灯加热，每隔1min记录一次它们的温度，测得如下数据：
时间/min 0 1 2 3 4 5
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
液体甲温度/℃ 20 23 26 29 32 35
回答下列问题：
（1）加热相同的时间，升温快的是 。
（2）如果它们升高相同的温度， 吸收的热量多。
（3）由此可推出c水 c液(选填“＞”“＜”或“＝”)。
（4）根据以上数据可算出c液＝ 。
【答案】（1）液体甲
（2）水
（3）＞
（4）2800J/(kg·℃)
【知识点】比热容；热量的计算
【解析】【分析】（1）挑选一个加热时间，然后比较二者温度的高低，温度高的升温快；
（2）加热时间越长，吸收的热量越多，根据表格比较二者都升高到26℃时加热时间的长短即可；
（3）根据公式Q=cm△t可知，当液体的质量和升高的温度相同时，吸收的热量与比热容成正比，据此比较比热容的大小；
（4）根据表格数据，求出升高相同的温度时二者吸收热量之比，然后再用公式Q=cm△t计算液体的比热容。
【解答】（1）根据表格可知，当加热1min时，水升高到22℃，甲升高到23℃，可见，升温快的是甲液体；
（2）根据表格可知，同样都升高到26℃时，水需要加热3min，甲需要加热2min，因此如果它们升高相同的温度，水吸收的热量多；
（3）根据公式Q=cm△t可知，当液体的质量和升高的温度相同时，吸收的热量与比热容成正比。根据（2）中数据可知，水吸收的热量多，那么水的比热容大，即c水>c液；
（4）根据（2）中数据可知，当升高相同的温度时，水和液体甲吸收的热量之比：Q水：Q液=3min：2min=3：2。根据公式Q=cm△t得到：；
；
解得：c液=2.8×103J/(kg·℃)。
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