【备考2023】浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（十九）：内能【word，含答案解析】

一、分子的热运动与内能
分子运动论观点认为：物质是由大量微观粒子(包括分子、原子和离子)构成的。这些微观粒子都在不停地做无规则运动即热运动。微观粒子之间有间隔，微观粒子之间存在着相互作用力(包括引力和斥力)。
分子热运动的快慢宏观上表现为温度的高低，温度越高热运动越快。物体具有内能就是因为物体内部大量的微观粒子做无规则运动。温度越高，微观粒子运动越快，物体的内能越大。
【知识拓展】
1．理论上，温度达到－273.13℃(即绝对温度0K)时，分子才会停止运动，但实际上这个温度是不存在的。所以说，分子都在做无规则运动。特别注意“0℃时分子的无规则运动停止”或“0℃时物体的内能为零”这样的说法是错误的。
2．同一物体，温度越高内能越大。不同物体的内能多少无法比较。
3．物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，如冰块吸热熔化过程中，内能增加，但温度不变。
二、内能的改变
1．改变物体内能的途径有做功和热传递。
摩擦生热、压缩气体等都是对物体做功，可以增加物体的内能；高温气体(如水蒸气)将瓶塞冲出，是物体(气体)对外做功，物体的内能减少。
对物体加热可以增加物体内能，对物体冷却可以减少物体内能。这是通过热传递改变物体的内能。
【知识拓展】
1．热传递的形式有传导、对流和辐射三种形式，固体的热传递以传导为主，对流通常发生在液体和气体中，真空中通过辐射进行热传递。
2．物体的热传导能力与物体的导电能力类似，导电能力越强，一般导热能力也越强。
2．热传递的量度
热传递是物体间的能量转移，发生转移的能量称为热量，用Q表示。
热量的计算公式：Q＝cmΔt。
公式中的c是物质的比热容，简称比热，单位是J/(kg·℃)。水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。公式中的Δt指物体热传递前后的温差。
【知识拓展】
内能和热量是完全不同的概念。内能指一个物体内部所有分子运动的动能和势能总和。热量是指热传递或能量转化过程中，转移或转化的能量多少。可以类比说明：一个水库中的总水量可看作是“内能”，而“热量”可看作是水库水坝放出来的水量。
三、热值与热机
1．热值
1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量称为热值。热值是评价一种燃料品质的重要指标。热值可用q来表示，单位是J/kg(如果是气体燃料时，单位一般用J/m3)。热值计算时可用：Q＝mq(气体燃料计算时用：Q＝Vq)。
2．汽油机的工作过程
汽油机是重要的内燃机之一。所有内燃机的能量转化方式都是将内能转化为机械能。汽油机的主要结构有汽缸、活塞、连杆、曲轴、火花塞等。
汽油机工作过程一个周期分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中吸气冲程吸入的是经化油器而来的汽油和空气的混合气体；压缩冲程时活塞对混合气体做功，混合气体内能增大温度升高；做功冲程时火花塞点火，汽油燃烧放热，推动活塞向外运动，该冲程将内能转化为机械能；排气冲程将燃烧后的废气排出汽油机。
【知识拓展】
1．燃料的“完全燃烧”指燃料中的碳元素全部变成二氧化碳，氢元素全部变为水。燃料的热值不需要记忆。
2．汽油机一个工作周期，曲轴转两圈，做功一次。
3．从图中识别汽油机工作过程的四个冲程，要注意观察的细节是：活塞的上下运动情况、进气门和出气门的打开和关闭情况、火花塞是否点燃等。(参照习题中的汽油机工作过程示意图)
例1、如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭粉、生石灰等物质，将发热包放到水中，会放出大量的热。有关该自热火锅的说法不合理的是（　　）
A．生石灰与水反应，会放出大量的热
B．设计出气孔的目的是避免使用时盒内气压过高
C．遇水能放出热量的物质都能作为发热包的内容物
D．使用过的发热包即使干燥后也不能重复使用
例2、下列不是通过做功方式改变物体内能的是（　　）
A．钻木取火
B．用气筒给轮胎打气，气筒壁发热
C．冬天用热水袋取暖
D．两手摩擦发热
例3、如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气。当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现。下列关于该实验的分析错误的是（　　）
A．往瓶内打气时，外界对气体做功
B．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小
C．瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低
D．瓶塞跳出时，水蒸气液化形成白雾
例4、热量的传递是有方向性的。物体间自发进行热量传递的方向应是（　　）
A．热量多的物体传给热量少的物体
B．热量少的物体传给热量多的物体
C．温度高的物体传给温度低的物体
D．温度低的物体传给温度高的物体
例5、在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。其中丙图是　 　冲程，它与　 　图所示的演示实验原理相同。现有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水，水在气缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程。这种汽油机这样设计的目的是　 　。
1.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
2．以下事例在改变物体内能的方式上与其他三项不同的是（　　）
A．冬天，通过搓手来取暖
B．划火柴时，火柴燃烧
C．把袋装牛奶放在热水中加热
D．铁丝反复弯折，弯折处变热
3．下列事例中，物体间因发生热传递而导致内能改变的是（　　）
A．夏天双手紧紧捂住冰袋感觉凉爽
B．冬天两手相互摩擦感到暖和
C．用力将“摔炮”扔在地上而爆炸
D．用锯条锯木头，锯条会发热
4．下列说法正确的是（　　）
A．同一物体，温度升高，内能增加
B．物体的内能增加，一定是吸收了热量
C．一个物体举得越高，内能一定增大
D．一个物体内能越大，机械能也越大
5.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
6.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。
1．下列关于热量的说法，正确的是（　　）
A．温度高的物体，热量越多
B．内能大的物体，具有的热量也多
C．物体的内能增加，一定是吸收了热量
D．热量是物体在热传递过程中内能的改变量
2.利用如图所示装置，探究“做功改变物体内能”。广口瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连，用打气筒给瓶中打气。实验中，你应该注意观察的是（　　）
A．打气的过程 B．打气过程中瓶内水的情况
C．瓶塞跳起的高度 D．瓶塞跳起的瞬间，瓶内发生的变化
3.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
4.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，能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能？　 　（能或不能），这是因为　 。
5.十八世纪，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？
答案及解析
例1、解：
A、由化学知识可知，生石灰与水发生化学反应，会释放出大量的热量，故A正确；
B、盒盖上有出气孔，这样会避免使用时盒内气压过高，能防止危险的发生；故B正确；
C、发热包用于自热食品，要注意发热材料不能有强腐蚀性和毒性，所以不是遇水能放出热量的物质都能作为发热包的内容物，故C错误；
D、使用过的发热包发生了化学变化，干燥后不能重复使用，故D正确。
本题选错误的；故选：C。
例2、解：
A、钻木取火是克服摩擦做功，属于做功改变物体的内能，故A不符合题意；
B、用气筒给轮胎打气，气筒壁发热，是压缩气体做功，属做功改变物体的内能，故B不符合题意；
C、冬天用热水袋取暖，是通过热传递改变物体的内能，故C符合题意；
D、两手摩擦时，克服摩擦做功，属于做功改变物体的内能，故D不符合题意。
故选：C。
例3、解：
AB、往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，使瓶内气体内能增加、温度升高，故A正确、B错误；
CD、当瓶塞跳起时，瓶内气体对瓶塞做功，瓶内气体的内能减少，温度降低，瓶口附近的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成白雾，故CD正确。
故选：B。
例4、解：物体间自发进行热量传递的条件是：物体之间存在温度差，即热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体或从物体的高温部分传递给低温部分，且热量是过程量，不能说物体含有热量多少。
故选：C。
例5、解：
（1）甲图对试管中的水加热，使试管中水的内能增大，水蒸气体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；
乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程。
丙图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能。它与图甲所示的演示实验原理相同。
（2）由题知，六冲程汽油机比原有的四冲程汽油机多做一次功，因此一个工作循环中共做功两次，因为利用了排气冲程后的余热，所以大大的提高了热机的效率，节约了能源。
故答案为：做功；甲；提高了热机的效率。
1.解：由图可知，物体甲的温度是降低的，即物体甲放出热量，内能减小；物体乙的温度是升高的，即物体乙吸收热量，内能变大；所以物体甲是饮料，乙是冰块；故B正确，ACD错误。
故选：B。
2．解：
A、寒冷的冬天，搓手取暖，要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；
B、划火柴时，要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；
C、用热水加热牛奶，牛奶吸收热量，是通过热传递的方式改变物体的内能；
D、反复弯折铁丝，弯折处变热，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能；
所以，C与ABD改变物体内能的方式不同，C符合题意。
故选：C。
3．解：
A、夏天双手捂住冰袋感觉凉爽，这里没有能量的转化，而是能量的转移，是通过热传递改变物体内能的，故A符合题意；
B、两手相互摩擦时，机械能转化为手的内能，手的内能增大、温度升高，是通过做功改变了物体的内能，故B不符合题意；
C、用力将“摔炮”扔在地上时，使鞭炮与地面发生碰撞，机械能转化为内能，即通过做功的方式改变物体的内能，故C不符合题意；
D、用锯条锯木头，锯条会发热，机械能转化为内能，是通过做功改变了物体的内能，故D不符合题意。
故选：A。
4．解：A、对于同一物体，其温度升高了，其内能一定增加了，故A正确；
B、改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；物体内能增加可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故B错误；
C、一个物体举得越高，其具有的重力势能就会越大，但机械能与内能是无必然联系的，故C错误；
D、内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，而与整个物体机械能无关，故D错误。
故选：A。
5.解：当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。
故选：C。
6.(1)水的体积V＝40L＝40×10－3m3＝4×10－2m3，根据ρ＝得：水的质量m＝ρV＝1×103kg/m3×4×10－2m3＝40kg。
(2)水吸收的热量Q吸＝c水m(t2－t1)＝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＝Vq天然气＝0.1m3×4.2×107J/m3＝4.2×106J，
热水器的热效率η＝×100%＝×100%＝80%。
1．解：
A、温度越高的物体，分子运动越剧烈，内能越多，热量是热传递过程中传递的内能多少，不是含有热量多，故A错误；
B、热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故B错误；
C、改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；物体内能增加可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故C错误；
D、热量总从高温物体传递到低温物体，热量只存在于热传递或热交换过程中，因此热量是热传递过程中物体内能的改变量，故D正确。
故选：D。
2.解：实验是研究物体对外做功时物体内能的变化情况（即瓶内空气的内能变化情况），所以实验时需要观察瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象，故ABC错误，D正确。
故选：D。
3.解：A、水吸收热量，温度上升，水的内能增加，故A正确；
B、加热时管内的水，水吸收热量不断汽化，故B正确；
C、水蒸气膨胀对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，气体的内能转化为橡皮塞的机械能，故C正确；
D、试管口的“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化成的小水滴，故D错误。
故选：D。
4.解：使铁屑内能增加的方法：①用力晃动瓶子，对瓶子和铁屑做功，将机械能转化为内能，使铁屑的内能增加，温度升高；
②将装铁的瓶子加热，铁屑的温度升高，这是通过热传递的方式改变铁屑的内能；
如果没有看到内能改变的过程，单凭铁屑温度的升高，不能判断出具体的方法，因为做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的。
故答案为：做功；热传递；不能；二者效果相同。
5.（1）内能→机械能
（2）做功
（3）F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2 =1.1×105 N
（4）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
【解析】（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： 。
2023浙教版科学中考第一轮复习--物理模块（十九）
内 能