第5节 物体的内能
第1课时 物体的内能
知识点 内能及其改变方式
1．关于物体的内能，下列说法中正确的是( )
A．温度相等的1
kg和100
g的水内能相同
B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C．温度为0
℃的物体没有内能
D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少
2．关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )
A．一个物体温度升高，它的内能一定增加
B．一个物体温度升高，一定是吸收了热量
C．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
D．一块0
℃的冰没有内能，它的分子不会运动
3．下列现象中，通过热传递来改变内能的是( )
图B3－5－1
4．飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱
( http: / / www.21cnjy.com )内大气压要低，要使舱内获得新鲜空气，必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内。在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的( )
A．温度升高，内能增加
B．温度降低，内能减少
C．温度升高，内能减少
D．温度降低，内能增加
5．下列物理现象中，利用做功改变物体内能的是________，利用热传递改变物体内能的是________。
A．锯条在石块上摩擦，锯条发热
B．热铁块投入冷水中，铁块温度降低
C．一壶水放在地上，开水变为温水
D．用锤子反复击打一个铁片，铁片温度升高
E．用打气筒往车胎内打气，打气筒变热
F．水从高山上落下，水温稍有升高
知识点 比热容
6．关于比热容，下列说法正确的是( )
A．比热容是物质的特性之一，它的物理意义是反映物质吸热或放热本领的强弱
B．只要温度升高相同，比热容小的物体一定比比热容大的物体吸收的热量少
C．温度高的物体一定比温度低的物体比热容大
D．比热容的大小与物体的质量有关，质量大的物体比热容大
7．水具有比热容大的特点，如图B3－5－2所示，下列现象中与此特点无关的是( )
图B3－5－2
8．水的比热容是4.2×103____________，它的物理含义是：_______________。1
kg
的水和1
g的水相比较，它们的比热容________大。
知识点 热量的计算
9．由热量计算公式Q＝cm(t－t0
)可知( )
A．物质的比热容跟它吸收的热量成正比
B．物质的比热容跟它变化的温度成正比
C．物质的比热容跟它的质量成正比
D．比热容是物质的一种特性，它与物体的质量、温度、吸热多少无关
10．由同种物质制成的质量不等的物体，其比
( http: / / www.21cnjy.com )热容________(填“相同”或“不同”)。质量为1
kg的铜块加热后温度升高100
℃，铜块吸收的热量为____________J。[已知铜的比热容为0.39×103
J/(kg·℃)]
11．如图B3－5－3所示
( http: / / www.21cnjy.com )的太阳能热水器，它的水箱容量为120
L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P＝1400
W。如果将整箱水的温度从20
℃加热到70
℃，需要阳光照射5
h，那么：
图B3－5－3
(1)一箱水需要吸收的热量是多少？
(2)热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是4.2×103
J/(kg·℃)]
12．将质量相等的三块金属甲、乙、丙加
( http: / / www.21cnjy.com )热到相同的温度后，放到表面平整的石蜡块上，经过一定时间后，观察到的现象如图B3－5－4所示，则三块金属的比热容( )
A．甲最大
B．乙最大
C．丙最大
D．一样大
图B3－5－4
13．如图B3－5－5所示，在汽缸
( http: / / www.21cnjy.com )A中密封有压缩空气，B是被销钉K锁住的活塞，C是一个温度计，若活塞与汽缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，将看到的现象是：
图B3－5－5
(1)活塞向________运动。
(2)温度计的示数________，因为___________________________________。
14．随着人们生活水平的提高，越来
( http: / / www.21cnjy.com )越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是以温度不高于60
℃的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板，通过地面以热传递方式向室内供热(如图B3－5－6所示)。
图B3－5－6
(1)某房间一段时间内循环流动的水质量为10
( http: / / www.21cnjy.com )00
kg，进水温度为55
℃，出水温度为40
℃，这段时间里水向外界放出了多少热量？[水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)]
(2)“水地暖”以水为媒介，是因为水的比热容较大，请具体说明为什么要利用这一特性。
教师详答
1．D [解析]
水的内能
( http: / / www.21cnjy.com )不仅与温度有关，还和水的质量有关，温度相等的1
kg水和
100
g
水的内能不同，故A错误。改变内能的方式有两种：做功和热传递，物体内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对它做了功，故B错误。一切物体都有内能，故C错误。物体的内能与温度有关，同一物体温度升高时，内能增加，温度降低时，内能减少，故D正确。
2．A [解析]
一个物体温度升高，构成物体的微观粒子做无规则运动速度加快，故内能一定增加。
3．A [解析]
给冷水
( http: / / www.21cnjy.com )加热，水吸收热量，温度升高，是火的内能转移到水中，是通过热传递来改变内能的；在压缩空气的过程中，活塞对空气做功，活塞的机械能转化为气体的内能，气体的温度升高，内能增加，这是通过做功来改变物体内能的；滑梯下滑的过程和搓手都是机械能转化成内能，是通过做功来改变物体内能的。
4．A
5．ADEF BC
6．A
7．B [解析]
空调房间内放盆水，是利用水蒸发增加空气的湿度，与水的比热容大无关。
8．J/(kg·℃) 质量为1
kg的水温度升高(或降低)1
℃时所吸收(或放出)的热量是4.2×103
J 一样
9．D [解析]
比热容是物质的一种特
( http: / / www.21cnjy.com )性，只与物质的种类和状态有关，与吸放热的多少、质量、温度的变化都没有关系，所以A、B、C不正确，D正确。
10.
相同 3.9×104
11．(1)由ρ＝得m＝ρV水＝1×103
kg/m3×0.12
m3＝120
kg，
吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103
J/(kg·℃)×120
kg×(70
℃－20
℃)＝2.52×107
J。
(2)由η＝可得太阳辐射的总能量：W总＝＝＝＝6.3×107
J，
太阳辐射的总功率：P总＝＝＝3500
W，
热水器集热器面积S＝＝＝2.5
m2。
12．C [解析]
据Q吸＝cmΔt可
( http: / / www.21cnjy.com )知，几个质量和改变的温度相同的物体相比较，比热容越大的物体，吸收或放出的热量越多，再分析图中现象可得出，甲、乙、丙放出的热量依次增多，则甲、乙、丙的比热容依次增大。
13．(1)右 (2)降低 汽缸内的气体对活塞做功，自身内能减小，温度降低
14．(1)6.3×107
J (2)水的比热容较大，降低相同的温度放出的热量多。第2课时 热机 燃料的热值
知识点 热机原理
1．某机器的能量流向图如图A3－5－1所示，据此推测该机器可能是( )
图A3－5－1
A．热机
B．电动机
C．发电机
D．电热水器
2．如图A3－5－2所示实验，试管口木塞冲出过程中( )
图A3－5－2
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
3．如图A3－5－3所示是四冲程内燃机的某一冲程示意图，该冲程是( )
图A3－5－3
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
4.图A3－5－4是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是( )
图A3－5－4
A．烤火取暖
B．搓手取暖
C．向手“呵气”取暖
D．用热水袋取暖
5．如图A3－5－5所示是演示点火爆炸的
( http: / / www.21cnjy.com )实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外________，燃气的________能转化为盒盖的________能，这与四冲程汽油机的________冲程的能量转化相同。
图A3－5－5
知识点 热机带来的污染
6．热机的应用会给环境造成污染，主要是___
( http: / / www.21cnjy.com )_____污染和________污染，要减少热机对环境的污染，必须改进热机的________设备，同时使燃料____________。
7．现代社会的四大污染是噪声污染、大气污染、水污染和固体废弃物污染。热机的使用造成的污染是其中的( )
A．只有大气污染
B．只有噪声污染
C．噪声污染和大气污染
D．噪声污染、固体废弃物污染和大气污染
知识点 燃料的热值
8．一户四口之家，单独使用不同种类的
( http: / / www.21cnjy.com )燃料时，平均月消耗量分别为：木柴约200
kg，烟煤约80
kg，液化石油气约30
kg，煤气约60
kg。这四种燃料中热值最高的是( )
A．液化石油气
B．煤气
C．烟煤
D．木柴
9．汽油的热值是4.6×107
J/k
( http: / / www.21cnjy.com )g，完全燃烧210
g汽油能放出____________J的热量；若这些热量全部被水吸收，可使________kg水从20
℃升高到
43
℃。[水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)]
10．一杯酒精用掉一半，剩下一半酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是( )
A．质量、密度、比热容和热值不变
B．质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C．质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
D．质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
11．煤的热值大于干木柴的热值，是指( )
A．煤比干木柴含有的热量多一些
B．烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
C．烧煤比烧干木柴产生的热量多一些
D．要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少
12．如图A3－5－6所示为汽油机工作过程的示意图，按照吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的顺序排列，正确的是( )
图A3－5－6
A．①②④③
B．①④②③
C．①③④②
D．①④③②
13．在如图A3－5－7所示的四幅图中，
( http: / / www.21cnjy.com )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。与压缩冲程原理相同的是图________所示的演示实验，汽油机利用内能来做功的冲程是图________。
图A3－5－7
14．人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等。江涛想知道家中太阳能热水器吸收太阳能的本领，做了如下探究：天气晴朗
时，江涛测得太阳能热水器1
h内使质量为50
kg的水从20
℃升高到30
℃。问：
(1)水吸收了多少热量？[c水＝4.2×103
J/(kg·℃)]
(2)若用加热的方式使同质量的水
( http: / / www.21cnjy.com )升高相同的温度，则至少需要燃烧多少液化气？(假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107
J/m3)
15.某团队在海拔3000多米高山上
( http: / / www.21cnjy.com )野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2
L的水从10
℃加热到85
℃时，共消耗了5
kg的干木柴。已知水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)，干木柴的热值为1.2×107
J/kg，求：
(1)干木柴完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)铁锅烧水的效率。
(4)他们还发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间，马铃薯还是煮不软，为什么？
教师详答
1．A [解析]
热机将燃料燃烧放出的内能转化为对外做功的机械能，并伴随部分内能损失，故A对。
2．D [解析]
试管口出现的白雾是水
( http: / / www.21cnjy.com )蒸气遇冷液化形成的小水珠；白雾是水蒸气遇冷液化形成的，水蒸气的内能减小；此过程的能量转化是内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程类似；当加热试管到一定程度时，水蒸气的内能足够大，会将塞子冲出，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能会减小，温度降低。D符合题意。
3．C [解析]
由图可知，两气门都关闭，火花塞发出电火花，活塞下行，汽缸容积变大，所以是做功冲程。
4．B [解析]
根据图示可
( http: / / www.21cnjy.com )知，此冲程中两个气门都关闭，活塞上行，因此该冲程为压缩冲程，将机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能。烤火取暖、向手“呵气”取暖、用热水袋取暖都是利用热传递改变内能，搓手取暖是利用做功改变内能，故B选项符合题意。
5．做功 内 机械 做功
6．噪声 废气 消声 充分燃烧
7．C
8．A [解析]
液化石油气平均月消耗量为30
kg，是四种燃料中最少的，由Q＝qm得，q＝，Q相同，m越小，q越大。
9．9.66×106 100
[解析]
Q＝mq＝0.21
kg×4.6×107
J/kg＝9.66×106
J，
由Q＝cm(t－t0)得m＝＝＝100
kg。
10．D
11．D [解析]
热值是完全燃烧1
kg的燃料放出的热量。
12．D [解析]
①图中
( http: / / www.21cnjy.com )进气门打开，活塞向下运行，汽缸容积增大，是吸气冲程；②图中排气门打开，活塞向上运动，汽缸容积减小，是排气冲程；③图中气门都关闭，活塞向下运行，汽缸容积增大，是做功冲程；④图中气门都关闭，活塞向上运行，汽缸容积减小，是压缩冲程。故顺序应该是①④③②。
13．乙 丙
14．(1)水吸收的热量：
Q＝cm(t－t0)＝4.2×103
J/(kg·℃)
×50
kg×(30
℃－20
℃)＝2.1×106
J。
(2)需要燃烧液化气的体积：
V＝＝＝0.042
m3。
15．(1)干木柴完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝5
kg×1.2×107
J/kg＝6×107
J。
(2)由ρ＝可得水的质量：
m＝ρV＝1.0×103
kg/m3×2×10－3
m3＝2
kg，
水吸收的热量：
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103
J/(kg·℃)×2
kg×(85
℃－10
℃)＝6.3×105
J。
(3)η＝×100%＝×100%＝1.05%。
(4)水沸腾了很长时间马铃薯还是煮不软，这是因为海拔高度越高，气压越低，水的沸点越低。
