3.5 物体的内能 同步练习（含解析）

3.5 物体的内能 同步练习
、选择题
下列过程是用热传递的方式改变物体内能的是（　　）
A．反复弯折铁丝的过程 B．水蒸气顶起水壶盖的过程
C．流星在大气层中穿行的过程 D．放进冰箱冷冻室的水变成冰块
关于比热容，下列说法正确的是（　　）
A．500mL水比200mL水的比热容大
B．相同质量的酒精与汽油完全燃烧放出的热量不同，是因为它们的比热容不同
C．质量相同的铁和铝，吸收相同的热量后，铝的温度升高较少，说明铝的比热容比铁大
D．热水变凉后其比热容变小
下列关于内能及相关知识描述错误的是(　　)
A．内能俗称热能，与物体的温度有关，哪怕是寒冷的冰雪也具有内能
B．内能和机械能是两种不同形式的能，但可以相互转化
C．具有内能的物体就有对外做功的本领
D．改变内能的方法有两种，人们可根据结果来判断内能是通过哪种方法改变的
如图所示，是一定质量的氦气被密封在圆柱形气缸内，用力把活塞AB固定。当撤去力时，氦气会推动活塞向缸外运动，这一过程的能量转化形式与下列汽油机的工作原理一致的是（　　）
A． B． C． D．
对于如图中描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）
A．图甲，迅速拍击手柄时，圆筒内的硝化棉被点燃，原因是活塞与筒壁摩擦生热
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气的温度将升高
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，表示四冲程汽油机的压缩冲程
质量相同的水和煤油各一杯，在相同的炉子上加热相同的时间后(　　)
A．水比煤油温度升高得多 B．水比煤油温度升高得少
C．水和煤油温度升高得一样多 D．条件不足，无法判断
“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法，如图中显示甲乙两球下落时的频闪照片；丙图所示是海洋世界里的海豚正在顽皮的吐泡泡，气泡在上升过程中越来越大；丁图用打气筒向广口瓶中打气，过一会儿看到瓶塞跳起。则下列说法不正确的是 （　　）
A．甲乙两球下落时都是重力势能转化为动能
B．甲球下落过程中动能在逐渐增大
C．丙图中气泡上升时气泡内的气体内能转化为机械能
D．丁图中瓶塞跳起时，瓶内气体一部分内能转化为瓶塞的机械能
热机包括内燃机、蒸汽机、汽轮机、燃气喷气发动机等。柴油机和汽油机都属于内燃机，下列关于热机的说法中正确的是(　　)
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程或压缩冲程
D．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
下列有关物体内能的说法，正确的是（　　）
A．水沸腾时继续吸热，温度保持不变，内能也不变
B．柴油机的压缩冲程实现机械能转化为内能
C．相同质量的物体，温度越低，所含的热量越少
D．热传递和做功，只要温度不变，物体的内能就一定不变
如图是老师在科学课上做的热机工作原理的模拟实验，在玻璃管中先加入少量酒精，将橡皮塞帘封玻璃管，然后用电子点火器点火，橡皮塞会向上弹出。
1.实验中酒精燃烧会生成水并放出大最热，酒精的化学式为C2H6O。酒精按照物质的组成分类，其属于（　　）
A．碱 B．有机物 C．酸 D．氧化物
2.实验中“点火，橡皮塞飞出的过程”是模拟下列冲程中的（　　）
A．压缩冲程 B．排气冲程C．做功冲程 D．吸气冲程
3.实验过程中，在玻璃管口能观察到小水珠组成的白雾(如图所示)，其形成的原因是（　　）
A．燃气对橡皮塞做功，燃气内能减小
B．燃气对橡皮塞做功，燃气内能增大
C．橡皮塞对燃气做功，燃气内能减小
D．橡皮塞对燃气做功，燃气内能增大
、填空题
“热”字有着多种含义，有时表示热量，有时表示内能，有时表示温度。请说出下列几种现象中，“热”字所表示的含义。
（1）盛夏，我们感到天气很热。　 　
（2）液化气燃烧时产生热。　 　
（3）雪融化成水时要吸热。　 　
（4）摩擦生热。　 　
使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是　 　J；若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气　 　m3。（水的比热容为4.2x103J/（kg·℃），天然气热值为4.2x107J/m3）。
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。
、实验探究题
如图所示，用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中，会发现气筒的上部筒壁只是略有发热，而气筒的下部筒壁，特别是底部附近筒壁的温度较高，甚至烫手。
（1）对于筒壁发热现象，有两个方面的原因：　 　；　 　.
（2）但这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因，根据上述筒壁发热现象的描述，你猜想　 　是主要原因(选填“①”或“②”)；你猜想的依据是：　 　.
、解答题
质量为2 kg,温度为15 ℃的水,当吸收了1.68×105 J的热量后,温度升高到多少度 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
3.5 物体的内能 同步练习答案解析
、选择题
D
【解析】热传递改变物体内能的本质是：能量的转移；做功改变物体内能的本质是能量的转化。
A． 反复弯折铁丝的过程，就是机械能转化为铁丝内能的过程，属于做功的方式，故A不合题意；
B． 水蒸气顶起水壶盖的过程，是水蒸气的内能转化为水壶盖的机械能的过程，属于做功的方式，故B不合题意；
C． 流星在大气层中穿行的过程，是流星与空气摩擦，将机械能转化为流星的内能，属于做功的过程，故C不合题意；
D. 放进冰箱冷冻室的水变成冰，是水的内能不断转移给制冷剂的过程，属于热传递，故D符合题意。
故选D。
C
【解析】①比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度、吸放热情况无关；
②相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值；
③质量相同的不同物质，吸收相同的热量，温度变化与比热容成反比。
A．500mL水和200mL水状态相同，物质种类相同，所以比热容相同。此选项错误；
B、相同质量的酒精与汽油完全燃烧放出的热量不同．是因为它们的热值不同，与比热容没有关系。此选项错误；
C、质量相同的铁和铝，吸收相同的热量后，铝的温度升高较少，由公式c=Q/m△t知，铝的比热容比铁大。此选项正确；
D、水变凉后温度变化，状态不变，所以比热容不变。此选项错误。
故答案为：C
D
【解析】根据内能的定义、影响因素以及改变物体内能的方式的知识分析判断。
A．内能俗称热能，与物体的温度有关，一切物体都有内能，只是大小不同，哪怕是寒冷的冰雪也具有内能，故A正确不合题意；
B．内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能，因此内能和机械能是两种不同形式的能，可以相互转化，故B正确不合题意；
C．具有内能的物体就有能量，有能量就具备对外做功的本领，故C正确不合题意；
D.改变内能的方法有两种，即做功和热传递，它们对于改变物体的内能是等效的，即人们不能根据结果来判断内能是通过哪种方法改变的，故D错误符合题意。
故选D。
A
【解析】四冲程内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能。
A．火花塞点火，为做功冲程，与这一过程能量转化相同，故A正确；
B.排气门打开，为排气冲程，没有能量转化，故B错误；
C.进气门打开，为吸气冲程，没有能量转化，故C错误；
D.两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能，故D错误。
故选A．
C
【解析】（1）根据做功改变物体内能的本质判断；
（2）（3）根据能量转化的知识分析；
（4）根据气门的关闭和活塞的运行方向确定冲程的名称。
A．图甲，迅速拍击手柄时，圆筒内的硝化棉被点燃，原因是活塞对里面的空气压缩做功，将机械能转化为内能，从而使空气温度升高，点燃棉花，故A错误；
B.图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，将空气的内能转化为塞子的内能，瓶内空气的内能减小，温度降低，故B错误；
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，则水蒸气的内能减少，故C正确；
D.图丁，两个气门关闭，活塞向下运动，应该为汽油机的做功冲程，故D错误。
故选C。
B
【解析】该题主要考查比热容计算热量公式的应用，即Q=cm(t-t0)；
A B．加热相同的时间，且质量也相同，说明水和煤油吸收的热量相等；根据，水的比热容大于煤油的比热容，所以热量和质量相同的情况下，水升高的温度小于煤油升高的温度；故A错误；B正确；
C、水和煤油吸收相同的温度，但是水和煤油的比热容不同，所以升高的温度不可能一样；故C错误；
D、温度的改变大小，可以比较的；故D错误；
故答案为：B。
A
【解析】（1）分析重力势能与动能的变化即可；
（2）动能与速度和质量大小有关，根据图片确定球的速度变化即可；
（3）（4）根据能量转化的知识判断。
根据甲图可知，相邻的两个小球之间的距离逐渐增大，则小球在做加速运动，即它的动能逐渐增大，此时重力势能却减小，将重力势能转化为动能。在乙图中，相邻的两个小球的距离都是相同的，即小球在做匀速运动，那么它的动能保持不变，不存在重力势能转化为动能，故A错误符合题意，B正确不合题意；
丙图中，在上升过程中，气泡的高度和速度都在增大，即机械能不断增大。而气泡体积膨胀对外做功，将自身的内能转化为机械能，故C正确不合题意；
丁图中，瓶塞跳起具有机械能，而瓶内气体膨胀做功，内能减小，即内能转化为塞子的机械能，故D正确不合题意。
故选A．
C
【解析】根据汽油机和柴油机的结构与工作过程的不同分析。
A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；
B．柴油机在吸气冲程中将空气吸入气缸，在压缩冲程末通过喷油嘴喷入柴油，故B错误；
C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程或压缩冲程，故C正确；
D.在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故D错误。
故选C。
B
【解析】（1）根据水沸腾的特点分析；
（2）根据四冲程内燃机的能量转化分析；
（3）根据热量的定义分析；
（4）根据内能和温度的关系分析。
A．水沸腾时继续吸热，温度保持不变，内能增大，故A错误；
B.柴油机的压缩冲程实现机械能转化为内能 ，故B正确；
C.热量是热传递过程中内能转移的多少，只能说吸收或放出，不能说含有，故C错误；
D.冰熔化时，温度不变，内能增大，故D错误。
故选B。
B C A
【解析】（1）根据有机物的定义判断。
（2）根据能量转化的知识分析判断；
（3）根据做功对物体内能的影响分析判断。
1.有机物即有机化合物，含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物、氰化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。有机物是生命产生的物质基础。因为酒精中含有碳元素，所以它属于有机物，故选B。
2.实验中点火，橡皮塞飞出的过程中，将气体的内能转化为塞子的机械能。
在四冲程内燃机中，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，故选C。
3.玻璃管口出现白雾，应该是水蒸气温度降低液化而成，那么原因是：燃气对橡皮塞做功，燃气内能减小，故A正确，而B、C、D错误。
故选A．
、填空题
（1）温度
（2）热量
（3）热量
（4）内能
【解析】本题考查温度、内能、热量的联系与区别。热量指热传递过程中物体内能转移的多少；内能指分子动能和分子势能的总和。
（1）夏天感受天气温度的升高，很热。（2）燃烧放出热量。（3）雪融化吸收热量。第四题，摩擦外界对物体做功，改变物体的内能。
6.72×105；0.04
【解析】（1）根据Q吸=cm（t-t0）计算水吸收的热量；
（2）首先根据计算天然气完全燃烧放出的热量，再根据Q放=Vq变形公式求出烧这些水需要天然气的体积。（1）水吸收的热量为：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（95℃-15℃）=6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量为：；
需要燃烧的天然气的体积为：。
做功；20
【解析】（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。
（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）。
、实验探究题
（1）打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦生热使筒壁的内能增加,温度升高;；打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加,升温的气体通过热传递使筒壁温度升高
（2）②；气筒下部筒壁温度较高
【解析】（1）可从摩擦做功和压缩气体做功两个角度对筒壁发热的不同进行分析；
（2）哪个因素引起的筒壁温度升高的多，那么它就是主要因素。
（1）对于筒壁发热现象，有两个方面的原因：打气过程中活塞与筒壁之间不断地摩擦生热，使筒壁的内能增加，温度升高;；打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁温度升高。
（2）这两个使筒壁发热的原因中有一个是主要原因，根据上述筒壁发热现象的描述，我猜想②是主要原因，你猜想的依据是：气筒下部筒壁温度较高。
、解答题
解：由 得
【解析】已知物质的质量、吸收的热量、比热容和初温，根据公式计算最终达到的温度。
由 得：
温度升高： 。
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