第十二章 内能与热机
一、选择题
1. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( B )
A. 物体的温度越高，所含的热量越多
B. 内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体
C. 0 ℃的冰没有内能
D. 对物体做功，物体的温度一定升高
2. 下列事例中，利用做功的方式使物体内能增加的是( D )
A. 捂热水袋的手变暖
B. 炽热的金属片插入水中后，水温升高
C. 放进热汤中的金属汤勺变得烫手
D. 用锯子锯木头，锯条的温度升高
3. 炎炎夏日，小梅来到美丽的某海滨城市。她发现，在这里白天的风常常从海面吹向陆地，而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析，并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图，如图所示。形成这一现象的主要原因是( D )
第3题图
A. 海水的密度小于砂石的密度
B. 海水的密度大于砂石的密度
C. 海水的比热容小于砂石的比热容
D. 海水的比热容大于砂石的比热容
4. 下列过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低；若初温相同的甲、乙放出相同热量后( B )
A. 甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B. 甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C. 甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D. 无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大
5. 如图所示为汽油机工作过程中的一个冲程的示意图，它应该是( A )
第5题图
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
6. (2024·陕西中考)涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列关于该发动机工作过程中的相关说法正确的是( A )
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气，空气的内能减小
D. 高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能
7. 周末，小云为妈妈精心准备了一桌美食，同时也感受到了劳动的辛苦和快乐。关于烹饪食物过程中所包含的物理知识，下列说法正确的是( D )
A. 锅一般都是用铁制造的，主要是利用了铁的比热容较大的性质
B. 炒菜时，主要是通过做功的方式增加菜的内能
C. 拌菜时，要通过搅拌才能更好地入味，说明分子没有做无规则运动
D. 炖菜时，主要是通过热传递的方式使菜的内能增加
二、填空题
8. “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，我们感到很热。 温度 。
(2)液化气燃烧时产生热。 内能 。
(3)摩擦生热。 内能 。
9. 水烧开后，水蒸气会将壶盖顶起，这是水蒸气膨胀对壶盖 做功 的结果，这时水蒸气的内能转化为壶盖的 机械 能。
10. 小明在燃气灶上煲汤，质量为2 kg、初始温度为20 ℃ 的汤升高了80 ℃，汤吸收了 6.4×105 J的热量，这是通过 热传递 的方式来改变汤的内能。[c汤＝4×103 J/(kg·℃)]
11. 汽油机的四个冲程中，把内能转化为机械能的是 做功 冲程；汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水的 比热容大 的特性。
12. (2024·通辽中考)课外活动中，某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上，握住上下两部分，用力拧成如图所示的形状，会看到瓶盖被弹出，并发出爆响声，同时瓶口处出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 压缩 冲程类似，瓶盖被弹出时，瓶内气体内能会 减少 而导致温度降低，出现白雾。
第12题图
13. 某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min，则此汽油机每秒对外做功 20 次。如果汽油机在某段时间内消耗了1 500 g汽油，这些汽油完全燃烧可释放的热量为 6.9×107 J。(q汽油＝4.6×107 J/kg)
14. 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，下压过程中活塞对筒内空气做功，空气的内能增大，该能量转化过程与汽油机的 压缩 冲程相同。
第14题图
三、实验题
15. 用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能。
第15题图
(1)如图甲所示，将手中的铁丝在同一位置快速地弯折十余次，用手指触摸被弯折的部位，会感觉到弯折部位的 温度 升高，表明铁丝的内能 增加 。
(2)如图乙所示，在厚壁的玻璃筒底部放一小团干燥的棉絮，用力将活塞下压，我们会看到棉絮着火了，这表明用力下压活塞时，玻璃筒内的温度 升高 并达到棉絮的着火点，所以出现了我们所看到的现象。
(3)上述的两个现象都说明了 做功 是改变物体内能的一种方式。用能量的观点来分析上述的两个现象，我们发现，用这种方法改变物体的内能时，能量是在 机械 能和 内 能之间相互转化的。
16. 为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如图所示的实验。在两个相同的烧杯中分别装有水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录见表所示。
第16题图
物质 质量/g 温度升高10 ℃ 所需要的时间/s 温度升高 20 ℃ 所需要的时间/s 温度升高30 ℃ 所需要的时间/s
沙子 30 64 89 124
水 30 96 163 220
(1)在实验开始时应按照 自下而上 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。在此实验中，用加热时间的长短来表示物质 吸收热量的多少 。
(2)实验所用到的器材除图中所提供的外，还需要温度计、天平(带砝码)和 秒表 。实验前应当使水和沙子的 质量 和初始温度相同。
(3)实验中用玻璃棒搅拌水和沙子的目的是使水和沙子 受热均匀 。
(4)分析表中的实验数据可知，质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量 大于 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量，说明 水 的比热容大。
(5)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， 沙子 升高的温度更多。
四、计算题
17. 某同学家使用燃气热水器，如果平均每天需将 100 kg 的水从18 ℃加热到58 ℃，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107 J/m3。
(1)这100 kg的水吸收的热量为多少？
(2)若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，热水器平均每天消耗多少立方米的天然气？
解：(1)这100 kg的水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(58 ℃－18 ℃)＝1.68×107 J。
(2)由η＝×100%得，需要天然气放出的热量
Q放＝＝＝2.4×107 J，
由Q放＝qV可得，热水器平均每天消耗天然气的体积
V＝＝＝0.6 m3。
18. (2025·梅州模拟)为方便出行，乐乐家新买了一辆燃油小汽车。细心的乐乐发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以90 km/h的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25 kW。若小汽车以最省油的速度行驶270 km，消耗汽油的质量为20 kg，求在此过程中：(汽油的热值q汽＝4.5×107 J/kg)
(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
(2)小汽车发动机的效率。
解：(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量
Q放＝mq汽＝20 kg×4.5×107 J/kg＝9×108 J。
(2)由v＝可知，小汽车行驶的时间
t＝＝＝3 h，
小汽车所做的有用功
W＝Pt＝25×1 000 W×3×3 600 s＝2.7×108 J，
小汽车发动机的效率
η＝×100%＝×100%＝30%。
五、综合能力题
19. (2025·梅州模拟)汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进了寻常百姓家。
第19题图
(1)如图甲所示，汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作时四个冲程的顺序是 BADC (对图甲中 A、B、C、D重新排序)。
(2)一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为1 800 r/min，该汽油机每分钟做功 900 次，图甲中D所示的汽油机冲程是通过 做功 的方式改变燃料内能的。
(3)图乙所示为某汽油机的能流图，若E＝1 000 J，E1＝350 J，E2＝250 J，E3＝300 J，则E4＝ 100 J，该汽油机的效率η＝ 25% 。
(4)以前的汽车发动机经常会很热，人们会用水来给汽车的发动机降温，原因是水的 比热容 较大。
2/6第十二章 内能与热机
一、选择题
1. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A. 物体的温度越高，所含的热量越多
B. 内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体
C. 0 ℃的冰没有内能
D. 对物体做功，物体的温度一定升高
2. 下列事例中，利用做功的方式使物体内能增加的是( )
A. 捂热水袋的手变暖
B. 炽热的金属片插入水中后，水温升高
C. 放进热汤中的金属汤勺变得烫手
D. 用锯子锯木头，锯条的温度升高
3. 炎炎夏日，小梅来到美丽的某海滨城市。她发现，在这里白天的风常常从海面吹向陆地，而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析，并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图，如图所示。形成这一现象的主要原因是( )
第3题图
A. 海水的密度小于砂石的密度
B. 海水的密度大于砂石的密度
C. 海水的比热容小于砂石的比热容
D. 海水的比热容大于砂石的比热容
4. 下列过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低；若初温相同的甲、乙放出相同热量后( )
A. 甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B. 甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C. 甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D. 无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大
5. 如图所示为汽油机工作过程中的一个冲程的示意图，它应该是( )
第5题图
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
6. (2024·陕西中考)涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列关于该发动机工作过程中的相关说法正确的是( )
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气，空气的内能减小
D. 高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能
7. 周末，小云为妈妈精心准备了一桌美食，同时也感受到了劳动的辛苦和快乐。关于烹饪食物过程中所包含的物理知识，下列说法正确的是( )
A. 锅一般都是用铁制造的，主要是利用了铁的比热容较大的性质
B. 炒菜时，主要是通过做功的方式增加菜的内能
C. 拌菜时，要通过搅拌才能更好地入味，说明分子没有做无规则运动
D. 炖菜时，主要是通过热传递的方式使菜的内能增加
二、填空题
8. “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，我们感到很热。 。
(2)液化气燃烧时产生热。 。
(3)摩擦生热。 。
9. 水烧开后，水蒸气会将壶盖顶起，这是水蒸气膨胀对壶盖 的结果，这时水蒸气的内能转化为壶盖的 能。
10. 小明在燃气灶上煲汤，质量为2 kg、初始温度为20 ℃ 的汤升高了80 ℃，汤吸收了 J的热量，这是通过 的方式来改变汤的内能。[c汤＝4×103 J/(kg·℃)]
11. 汽油机的四个冲程中，把内能转化为机械能的是 冲程；汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水的 的特性。
12. (2024·通辽中考)课外活动中，某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上，握住上下两部分，用力拧成如图所示的形状，会看到瓶盖被弹出，并发出爆响声，同时瓶口处出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 冲程类似，瓶盖被弹出时，瓶内气体内能会 而导致温度降低，出现白雾。
第12题图
13. 某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。如果汽油机在某段时间内消耗了1 500 g汽油，这些汽油完全燃烧可释放的热量为 J。(q汽油＝4.6×107 J/kg)
14. 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，下压过程中活塞对筒内空气做功，空气的内能增大，该能量转化过程与汽油机的 冲程相同。
第14题图
三、实验题
15. 用如图所示的方法可以探究做功是否能够改变物体的内能。
第15题图
(1)如图甲所示，将手中的铁丝在同一位置快速地弯折十余次，用手指触摸被弯折的部位，会感觉到弯折部位的 升高，表明铁丝的内能 。
(2)如图乙所示，在厚壁的玻璃筒底部放一小团干燥的棉絮，用力将活塞下压，我们会看到棉絮着火了，这表明用力下压活塞时，玻璃筒内的温度 并达到棉絮的着火点，所以出现了我们所看到的现象。
(3)上述的两个现象都说明了 是改变物体内能的一种方式。用能量的观点来分析上述的两个现象，我们发现，用这种方法改变物体的内能时，能量是在 能和 能之间相互转化的。
16. 为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如图所示的实验。在两个相同的烧杯中分别装有水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录见表所示。
第16题图
物质 质量/g 温度升高10 ℃ 所需要的时间/s 温度升高 20 ℃ 所需要的时间/s 温度升高30 ℃ 所需要的时间/s
沙子 30 64 89 124
水 30 96 163 220
(1)在实验开始时应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。在此实验中，用加热时间的长短来表示物质 。
(2)实验所用到的器材除图中所提供的外，还需要温度计、天平(带砝码)和 。实验前应当使水和沙子的 和初始温度相同。
(3)实验中用玻璃棒搅拌水和沙子的目的是使水和沙子 。
(4)分析表中的实验数据可知，质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量，说明 的比热容大。
(5)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， 升高的温度更多。
四、计算题
17. 某同学家使用燃气热水器，如果平均每天需将 100 kg 的水从18 ℃加热到58 ℃，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107 J/m3。
(1)这100 kg的水吸收的热量为多少？
(2)若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，热水器平均每天消耗多少立方米的天然气？
18. (2025·梅州模拟)为方便出行，乐乐家新买了一辆燃油小汽车。细心的乐乐发现行驶的速度不同时，耗油量不同。当小汽车以90 km/h的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的功率为25 kW。若小汽车以最省油的速度行驶270 km，消耗汽油的质量为20 kg，求在此过程中：(汽油的热值q汽＝4.5×107 J/kg)
(1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
(2)小汽车发动机的效率。
五、综合能力题
19. (2025·梅州模拟)汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进了寻常百姓家。
第19题图
(1)如图甲所示，汽油机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作时四个冲程的顺序是 (对图甲中 A、B、C、D重新排序)。
(2)一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为1 800 r/min，该汽油机每分钟做功 次，图甲中D所示的汽油机冲程是通过 的方式改变燃料内能的。
(3)图乙所示为某汽油机的能流图，若E＝1 000 J，E1＝350 J，E2＝250 J，E3＝300 J，则E4＝ J，该汽油机的效率η＝ 。
(4)以前的汽车发动机经常会很热，人们会用水来给汽车的发动机降温，原因是水的 较大。
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