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第5节
物体的内能
1.理解内能的含义及内能的微观解释，知道内能大小的影响因素。
2.通过钻木取火事例及压缩气体做功和气体对外做功的演示实验，理解热传递和做功是改变内能的两种方法。
3.理解比热容的概念，记住水的比热容，了解一些常见物质的比热容。
4.能利用比热容的基本公式对吸热和放热问题进行简单的计算。
5.认识热机的工作特点、热机的种类。
6.理解以汽油机为代表的内燃机的工作原理及四个冲程工作过程。
7.了解热值的概念和常见燃料的热值，能利用燃料的热值进行简单计算。
1、热运动：物体内部大量粒子的无规则运动。
2、内能：物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，俗称热能。温度是影响物体内能的重要因素。
3、改变物体内能的方法：做功和热传递都可以改
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)变物体的内能，且是等效的。做功改变内能的实质是热能与其他形式能之间的转化。热传递实质上是内能从高温物体传递到低温物体，或者从同一物体的高温部分传递到低温部分。21·世纪
教育网
热量：物体吸收或放出热的多少，用Q表示。和功、能的单位一样，热量的单位为焦耳，简称'焦”，符号为J。21
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com
4、比热容：单位质量的某种物质,温度升高（
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。比热容濫濺饌〕
用字母C表示，单位为焦/（千克?℃）。
5、比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般是不同的，因此可以用来鉴别物质。
6、热量计算公式：Q＝cmΔt。
7、汽油机：以汽油为燃料的内燃机。
（1）构造：进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、连
杆、曲轴等组成。
（2）运动过程
活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程，叫做一个冲程。
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞从上向下运动,汽油和空气的混合物被吸入汽缸。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞从下向上运动，压缩燃料混合物。
做功冲程：进气门和排气门都关闭，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)火花塞产生电火花，点燃压缩后的燃料，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气，燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功。
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞从下向上运动，把废气排出汽缸。
热值：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值，属于物质的特性,符号是q,单位为焦/千克(固体、液体燃料)或焦/米(气体燃料)。
21·cn·jy·com
8、热值计算公式:=Q=mq。
重要提示
1、粒子的无规则运动与温度有关，温度越高，粒子的无规则运动越剧烈。
2、热运动是指大量粒子的无规则运动，单个粒子无热运动可言。可见，单个粒子也无内能可言。
3、内能的大小跟物体的温度、质量、状态等有关。
4、常见液体和固体物质中，水的比热容最大。
5、不同的物质有不同的比热容，比热容是物质的一种特性，因此，可以用比热容的不同来（粗略地）鉴别不同的物质（注意有部分物质比热容相当接近）。【版权所有：21教育】
6、同一物质的比热容一般不随质量、形状的变化而变化。如一杯水与一桶水，它们的比热容相同。
7、对同一物质，比热容与物态有关
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，同一物质在同一状态下的比热容是一定的（忽略温度对比热容的影响），但在不同的状态时，比热容是不相同的。
例如液态水的比热容与冰的比热容不同。21
cnjy
com
8、在温度改变时，比热容也有很小的变化，但一般情况下可以忽略。比热容表中所给的比热容数值是这些物质在常温下的平均值。
9、温度、内能是状态量，热量是过程量。
10、内能不会为零，而机械能可以为零。
11、汽油机的一个工作循环要经历四个冲程，属于四冲程内燃机。它的一个工作循环中，活塞往复各运动两次，只有第三个冲程内燃机推动活塞做功。
12、在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机城能。其余三个冲程要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
13、热值只与燃料的种类有关。
考点一、内能
例1、关于内能下列说法正确的是（ ）
A．温度为﹣10℃的物体不具有内能
B．物体内部所有分子无规则运动动能之和叫做物体的内能
C．物体运动的速度越快，它的内能越大
D．一切物体都有内能
【解析】A、温度越低，同一物体内能越小，但﹣10℃的物体也具有内能，故A错误；
B、内能是物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和。故B错误。
C、内能和机械能是两种形式不同的能量，内能大小与物体的速度无关，故C错误。
D、组成物质的分子在不停地做无规则运动，一切物体都具有内能，故D正确。
故选：D。
例2、关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．温度为0℃的物体的内能为零
B．温度高的物体比温度低的物体内能大
C．温度相同的两块铁，它们具有的内能也相同
D．温度和质量都相同的两杯水具有的内能也相同
【解析】A、温度为0℃的物体分子不停地做无规则的运动，分子动能不为零，分子间存在相互作用的引力与斥力，www-2-1-cnjy-com
分子势能不为零，所以温度为0℃的物体的内能不为零，A说法错误；
B、物体的内能除与温度有关外，还与
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)物体的种类、物体的质量、物体的体积有关，温度高的物体的内能可能比温度低的物体内能大，也可能与温度低的物体内能相等，也可能低于温度低的物体的内能，B说法错误；
C、因为不知道两块铁的质量，所以我们不能确定温度相同的两块铁哪个内能大，哪个内能小，C说法错误；
D、由于温度和质量都相同的两杯水物质的量、种类、温度、体积都相同，所以它们具有的内能也相同，D说法正确。
故选：D。
考点二、改变物体内能的方式
例3、下列实例中，属于做功改变物体内能的是（ ）
A．锯木头时的锯条温度升高
B．加入冰块的饮料温度降低
C．倒入热牛奶的杯子温度升高
D．放入冷水中的热鸡蛋温度降低
【解析】A、锯木头时，锯条和木头之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能减少，内能增加，属于做功改变物体内能，故A正确；
B、加入冰块的饮料会放出热量，温度降低，属于热传递改变物体内能，故B错误；
C、倒入热牛奶的杯子温度升高，属于热传递改变物体内能，故C错误；
D、放入冷水中的热鸡蛋温度降低，属于热传递改变物体内能，故D错误。
故选：A。
例4、如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
①图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能增加
②图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
③图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少
④图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
【解析】①图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故①正确；
②图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故②错误；
③图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故③正确；
④图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故④错误；
以上分析中正确的是①③。
故选：C。
考点三、比热容及热量的计算
例5、下列说法中正确的是（ ）
A．物体内能增加，温度可以不变
B．吸收热量多的物体比热容和质量一定都大
C．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一
D．汽车上坡时（发动机功率恒定），减小速度来增大摩擦力
【解析】A、晶体的熔化过程，吸收热量，温度不变，内能增加，故物体的内能变化时，它的温度可以不变，A正确；【来源：21cnj
y.co
m】
B、由吸热公式Q＝cm△t可知，物体吸收热量的多少与比热容、质量和变化的温度有关，吸收热量多的物体比热容和质量不一定都大，故B错误；
C、比热容是物质的属性，跟物质的种类和物质的状态有关，跟物质的质量、体积等无关，所以一杯煤油用去一半，质量变小，比热容不变，故C错误；
D、由功率公式P＝Fv可知，在功率一定的
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)情况下，汽车上坡时减小速度，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡，而压力和接触面的粗糙程度不变，故摩擦力大小不变，故D错误。
故选：A。
例6、质量和初温相同的甲、乙
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)两种金属块，同时分别放入两杯完全相同的水中，达到热平衡后，放入甲的杯中水温降低了5℃，放入乙的杯中水温降低了10℃，假设热传递过程中没有能量损耗，则甲、乙金属块比热容的关系是（ ）
A．c甲＞c乙
B．c甲＜c乙
C．c甲＝c乙
D．无法判断
【解析】两个杯子中水的质量m相同，
金属块放入水中后，水吸放出量温度降低，
甲杯的水温降低5℃，乙杯中水温降低10℃，即：△t甲＜△t乙，水的比热c相同，
不计热量损失，由Q＝cm△t可知，
所以△Q甲吸＜△Q乙吸，
水的初温t相同，降低的温度关系为：△t甲＜△t乙，
所以热平衡后水的温度关系为：t甲＞t乙，
即两金属块的温度关系为：t甲＞t乙，
金属块的初温t初相同，
所以t甲﹣t初＞t乙﹣t初；
质量相同、初温t初相同的两金属块甲和乙，
对于甲有：△Q甲吸＝c甲m甲（t甲﹣t初）…①
对于乙有：△Q乙吸＝c乙m乙（t乙﹣t初）…②
已知：△Q甲吸＜△Q乙吸，ma＝mb，得：＜1，
所以c甲m甲（t甲﹣t初）＜c乙m乙（t乙﹣t初）；
因为t甲﹣t初＞t乙﹣t初，
则有c甲＜c乙。
故选：B。
考点四、燃料的热值
例7、以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（ ）
A．小轿车
B．载重卡车
C．远洋轮船
D．动车
【解析】小轿车是消耗汽油的，发动机是汽油机，所以A是正确的；
载重卡车、远洋轮船和动车都是消耗柴油的，发动机是柴油机，柴油机提供动力大。所以B、C、D都是错误的；21cnjy.com
故选：A。
例8、酒精热值是3.0×107J/kg，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)表达的物理意义
，若将一杯酒精的质量去掉一半，则剩下的酒精热值为
。完全燃烧
kg酒精能产生1.5×107J的热量。【出处：21教育名师】
【解析】酒精热值是3.0×107J/kg，它表示的物理意义是：1kg酒精完全燃烧时放出的热量是3.0×107J。
因为燃料的热值是燃料的特性，不随燃料质量的改变而改变，所以酒精质量变少后，余酒精的热值不变，仍为3.0×107J/kg。
由放＝mq可得，m＝＝＝0.5kg。
故答案为：1kg酒精完全燃烧时放出的热量是3.0×107J；3.0×107；0.5。
1．（2020?西城区二模）关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的温度不变，内能可能变小
B．物体温度降低，它一定放出热量
C．升温较多的物体，吸收的热量多
D．物体内能增加，它一定吸收热量
【解答】A、物体的温度不变，内能可能变小，例如晶体的凝固过程，放出热量，温度不变，故A正确；
B、物体温度降低，它可能是放出热量，也可能是对外界做功，故B错误；
C、由Q放＝cm△t可知，吸收热量与物质的比热容、质量和升高的温度有关，因此升温较多的物体，吸收的热量不一定多，故C错误；www.21-cn-jy.com
D、物体内能增加，可能是吸收了热量，也可能是因为对物体做功，故D错误。
故选：A。
2．（2020?张店区一模）下列关于温度、热量和内能的说法中，正确的是（ ）
A．物体的温度越高，具有的热量就越多
B．热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
C．0℃的冰没有内能，1000℃的铁块具有内能
D．物体不从外界吸收热量，其内能也可能增加
【解答】A、热量是过程量，描述它的术语只能用“吸收”和“放出”，不能说“具有”，故A错误；
B、热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，故B错误；
C、0℃的冰和1000℃的铁块都具有内能，故C错误；
D、物体不从外界吸收热量，若外界对物体做功，其内能也会增加，故D正确。
故选：D。
3．（2020?玄武区一模）如图所示，甲
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)图中活塞迅速下压后棉花燃烧；乙图中点火后盒盖飞出。在“活塞压缩空气”和“使盒盖飞出”的两个过程中，对比能量转化情况、改变筒内气体内能的方式和筒内气体内能的变化三个方面，它们（ ）
A．三个方面都相同
B．三个方面都不相同
C．有两个方面相同，一个方面不同
D．有一个方面相同，两个方面不同
【解答】图甲中，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，是将机械能转化为内能的过程；21教育网
图乙中，当按动电火花发生器的按钮时，酒精燃烧后的燃气对盒盖做功，盖子飞出去，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，燃气的内能减小；21世纪教育网版权所有
在“活塞压缩空气”过程中是机械能转化为内能
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，“使盒盖飞出”过程中是内能转化为机械能；改变筒内气体内能的方式都是做功；甲图筒内气体内能增大，乙图筒内气体内能减小，以上三个方面有一个方面相同，两个方面不同，故D正确。
故选：D。
4．（2020?重庆一模）下面的现象与微观解释正确的是（ ）
A．一个带正电的物体吸引轻小物体，则轻小物体一定带负电
B．摩擦起电创造出了正、负电荷
C．固体很难压缩，说明固体分子间有引力
D．50cm3的水和50cm3的酒精混合后的总体积小于100cm3，说明分子间有间隙
【解答】A、异种电荷间可以相互吸引，同时带电体也可
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)以吸引轻小物体，因此，一带正电的物体吸引另一轻小物体，则轻小物体可能带负电，也可能不带电，故A错误；
B、摩擦起电的实质是电子的转移，而不是创造了电荷，故B错误；
C、固体很难被压缩，说明分子之间存在着斥力，故C错误；
D、由于分子间有间隙，将酒精和水混合，发
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)生扩散现象，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，所以酒精和水混合后的总体积小于酒精和水的体积之和，故D正确。
故选：D。
5．（2014?太仓市模拟）如
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)图所示，“在金属管内装一些酒精，当迅速来回拉动绕过金属管的粗绳时，筒壁会发热，一会儿，看到紧塞在管口的塞子突然被射出，同时听到“呯”的一声。”根据这些现象，下列说法不正确的是（ ）
A．来回拉动粗绳时，将机械能转化为内能
B．塞子被射出，将内能转化为机械能
C．筒壁会发热，原因是酒精的化学能转化为内能
D．“呯”的一声，是塞子突然射出时引起空气振动产生的
【解答】A、拉动绳子时，绳子与筒壁相互摩擦做功，机械能转化为它们的内能，使其内能增大，温度升高，说法正确，不符合题意；
B、筒内气体膨胀对活塞做功，内能转化为机械能，说法正确，不符合题意；
C、拉动绳子时，绳子与筒壁相互摩擦做功，机械能转化为筒壁的内能，使其内能增大，温度升高，选项说法错误，不符合题意；
D、塞子突然射出时，引起空气振动，发出声音，选项说法正确，不符合题意；
故选：C。
6．（2020?秀屿区校级一模）河
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)北省省会石家庄地处河北省中南部，被誉为“新中国的摇篮”。西依巍巍太行山脉，并与全国煤炭基地山西省毗邻，旅游资源十分丰富。下列石家庄美景的形成与“分子动理论”有关的是（ ）
A．白鹿温泉﹣﹣﹣泉水清澈见底
B．大佛寺﹣﹣﹣寺内暮鼓晨钟
C．赵县﹣﹣﹣梨花飘香
D．植物园﹣﹣﹣处处郁郁葱葱
【解答】A、泉水清澈见底，池底的光
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，与分子动理论无关，故A错误。
B、寺内暮鼓晨钟，佛教规矩，寺里晚上打鼓，早晨敲钟，与分子动理论无关，故B错误。
C、梨花飘香，是芳香油分子运动的结果，是分子运动，故C符合题意；
D、植物园处处郁郁葱葱，是植物生长的结果与分子动理论无关，故D错误。
故选：C。
7．（2020?顺城区模拟）如图是被“热棒”
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)包围的青藏铁路。“热棒”相当于一个制冷机，解决了“千年冻土”。“热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨，当路基的温度上升时，通过
的方式将内能传给“热棒”里的液氨，液氨吸热
（填物态变化名称），上升到热棒上端，通过散热片冷却后
（填物态变化名称）成液态氨，又沉入了棒底。
【解答】（1）“热棒”中的液态氨路基上吸收热量，温度上升时，是通过热传递的方式将内能传给“热棒”里的液氨；
（2）当路基温度上升时，液态氨受热发生汽化现象；通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却发生液化现象。
故答案为：热传递；汽化；液化。
8．（2020?任城区一模）“舌尖
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)上的中国”节目深受广大群众喜爱，色香味俱全的“甏肉干饭”是济宁人民“舌尖上的美食”。将盛有“甏肉干饭”的碗端起来感觉很烫手，是通过
的方式增加了手的内能。夹起“甏肉”的筷子是
杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”）。
【解答】（1）端碗时很烫手，手从碗上吸收了热量，是通过热传递方式增加了手的内能；
（2）筷子在使用的过程中动力臂小于阻力臂的杠杆，属于费力杠杆。
故答案为：热传递；费力。
9．（2020?广西模拟）如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)所示的装置，烧瓶内盛有少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到瓶内出现白雾，白雾是水蒸气
（选填某种物态变化）成了小水滴。瓶塞跳起后，气体膨胀对外做功，温度降低，内能
，这个过程是通过
的方式改变物体的内能。
【解答】给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到，瓶内出现白雾，这是因为水蒸气液化成了小水滴，在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，这个过程是通过做功的方式改变物体的内能。
故答案为：液化；减小；做功。
10．如图所示是物理课堂上用
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的空气压缩引火仪，实验时在引火仪筒内放一小团硝化棉，然后用力快速向下压动引火仪的活塞后可以观察到硝化棉燃烧。虽然课堂上老师分析了棉花燃烧的原因，但小刚想知道通过压缩空气做功，筒内空气的温度可以上升到多高？经过查阅资料他了解到：在使用空气压缩引火仪时，由于力的作用时间极短，筒内气体压强p，体积V及温度T满足pV＝KT这一方程，其中K为恒定不变的常量，T为热力学温度。
请解答下列问題：以下计算均不计活塞重、摩擦以及热量损失
（1）若用232N的压力向下压活塞，活塞移动的距离为0.1m，则活塞对筒内气体做了多少功？
（2）已知活塞的面积为8×10﹣5m2，当用232N的压力把活塞压缩到最低点时，筒内气体压
强为多少？（提示：筒内的气压等于活塞对气体的压强与外界大气压之和，外界大气压p0＝1×105Pa）
（3）压缩前筒内空气压强为一个标准大气压，温
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)度为300K（热力学温度）。若硝化棉的着火点为450K，当用232N的压力将筒内空气的体积压缩为原来的二十分之一时，请通过计算说明筒内的棉花是否能燃烧。
（4）在演示实验中小刚发现越用力快速地压缩活塞会更加容易引燃硝化棉，请你解释其中的原因？
【解答】（1）活塞对筒内气体做的功：W＝Fs＝232N×0.1m＝23.2J；
（2）压力作用在活塞上产生压强：PF＝＝＝2.9×106Pa，
所以筒内的气压：p内＝PF+p0＝2.9×106Pa+1×105Pa＝3×106Pa；
（3）由题知，筒内气体压强p，体积V及温度T满足pV＝KT这一方程，
所以压缩前：p0V＝K×300K…①
压缩后：p内?V＝K×T…②
①÷②有：＝，解得：T＝450K，
由题知，硝化棉的着火点为450K，筒内的棉花能燃烧；
（4）向下压活塞，活塞会压缩空气做功，使空
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)气的内能增加，温度升高，并且越用力快速地压缩活塞时，筒内高温气体的热散失越小，筒内温度越高，所以更加容易引燃硝化棉。2-1-c-n-j-y
答：（1）活塞对筒内气体做了23.2J的功；
（2）把活塞压缩到最低点时，筒内气体压强为3×106Pa；
（3）筒内的棉花能燃烧；
（4）越用力快速地压缩活塞，筒内高温气体的热散失越小，筒内温度越高，所以更加容易引燃硝化棉。
1．（2020?大连）下列实例中，通过做功改变内能的是（ ）
A．盛夏时，吃雪糕解暑
B．搓手时，手感到热
C．天冷时，用热水袋取暖
D．发烧时，用湿毛巾给头部降温
【解答】A、盛夏时，吃雪糕解暑，雪糕吸收热量，人体放热，是能量的转移，是通过热传递改变物体的内能，故A不符合题意；21教育名师原创作品
B、搓手时，手感到热，手的温度升高、内能增大，即机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故B符合题意；
C、天冷时，用热水袋取暖，热水袋放出热量、温度降低，即发生了热传递，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D、发烧时，用湿毛巾给头部降温，毛巾吸收热量、温度升高，是能量的转移，是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选：B。
2．（2020?赤峰）下列关于热现象的说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中吸收热量，温度不断升高
B．一杯水的比热容比一桶水的比热容小
C．冬天搓手取暖是通过做功方式改变物体内能的
D．物体的运动速度越大，物体内部分子运动就越快，因而物体的内能越大
【解答】A．水在沸腾时，持续吸收热量，但温度不变，故A错误；
B．比热容是物质本身的一种特性，与物体的多少无关，故B错误；
C．做功可以改变物体的内能，冬天搓手取暖是通过做功方式改变物体内能，故C正确；
D．物体运动是宏观运动，分子运动是微观运动，两者没有必然联系，内能的大小与温度、状态、质量等因素有关，与物体运动的速度无关，故D错误。
故选：C。
3．（2020?盐城）为了探究
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明做了如下实验，将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图象。下列说法错误的是（ ）
A．热水和冷水到达同一温度的时间是相同的
B．热水温度下降比冷水温度升高得快
C．热水放出的热量等于冷水吸收的热量
D．热水的质量可能小于冷水的质量
【解答】A、由图可知，400s时，热水和冷水到达同一温度40℃，所以热水和冷水到达同一温度的时间是相同的，故A正确；
B、400s内，热水温度由70℃下降到40℃，下降30℃；冷水30℃上升到40℃，上升10℃，热水温度下降比冷水温度升高得快，故B正确；
C、实验中不可避免有热量损失，所以热水放出热量大于冷水吸收的热量，故C错误；
D、因存在热损失，热水放出的热量大于冷水吸收
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的热量，又知热水的温度变化△t大，热水和冷水的比热容相同，由公式Q＝cm△t可知，热水的质量与冷水质量相比，可能小，也可能相等，也可能大；故D正确。
故选：C。
4．（2020?黄冈）汽车发动机工作时的温度
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)高，最高温度超过2000℃．如果得不到有效冷却，将影响其正常工作。为此，常使用水冷式冷却系统对汽车发动机降温。水冷的原理是通过流动的冷却液（由水、防冻剂、添加剂组成）包裹缸套和缸头，通过
（选填“做功”或“热传递”）使发动机内能减少，温度降低。冷却液的特点是比热容
、凝固点低。
【解答】水冷的原理是冷却液从缸套和缸头吸收热量，使缸套和缸头的温度降低，是通过热传递使发动机内能减少，温度降低；冷却液的特点是比热容大，升高较小的温度，吸收较多的热量。
故答案为：热传递；大。
5．（2019?徐州）阅读短文，回答文后的问题。
热阻当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度l成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。
（1）热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中
A．电流
B．电压
C．电阻
D．电功率
（2）铜汤勺放在热汤中，把
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小：λ铜
λ塑料（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，虚线标出的墙壁正中间处的温度为
。
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?/??)
（4）如图乙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为λ1；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为λ2，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q＝ 。
【解答】（1）热传递的条件是温度差，电压是形成电流的原因，热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中电压，故B正确；
（2）铜汤勺放在热汤中，把手很快就会烫手，而
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)塑料把手的汤勺不会烫手，说明塑料的传热性能差，根据题意知：导热系数越小，热阻越大，导热能力越差，所以铜导热系数大于塑料的导热系数，即λ铜＞λ塑料；
（3）墙壁中形成稳定的热量流动，相同时间内，温度的减少相同，所以墙壁正中间处的温度为：；
（4）根据“单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比”知
单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q＝
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故答案为：（1）B；（2）＞；（3）；（4）
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精品试卷·第
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第5节
物体的内能
1.理解内能的含义及内能的微观解释，知道内能大小的影响因素。
2.通过钻木取火事例及压缩气体做功和气体对外做功的演示实验，理解热传递和做功是改变内能的两种方法。
3.理解比热容的概念，记住水的比热容，了解一些常见物质的比热容。
4.能利用比热容的基本公式对吸热和放热问题进行简单的计算。
5.认识热机的工作特点、热机的种类。
6.理解以汽油机为代表的内燃机的工作原理及四个冲程工作过程。
7.了解热值的概念和常见燃料的热值，能利用燃料的热值进行简单计算。
1、热运动：物体内部大量粒子的无规则运动。
2、内能：物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，俗称热能。温度是影响物体内能的重要因素。
3、改变物体内能的方法：做功和热传递都可以改
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)变物体的内能，且是等效的。做功改变内能的实质是热能与其他形式能之间的转化。热传递实质上是内能从高温物体传递到低温物体，或者从同一物体的高温部分传递到低温部分。21·世纪
教育网
热量：物体吸收或放出热的多少，用Q表示。和功、能的单位一样，热量的单位为焦耳，简称'焦”，符号为J。21
cnjy
com
4、比热容：单位质量的某种物质,温度升高（
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。比热容濫濺饌〕
用字母C表示，单位为焦/（千克?℃）。
5、比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般是不同的，因此可以用来鉴别物质。
6、热量计算公式：Q＝cmΔt。
7、汽油机：以汽油为燃料的内燃机。
（1）构造：进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、连
杆、曲轴等组成。
（2）运动过程
活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程，叫做一个冲程。
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞从上向下运动,汽油和空气的混合物被吸入汽缸。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞从下向上运动，压缩燃料混合物。
做功冲程：进气门和排气门都关闭，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)火花塞产生电火花，点燃压缩后的燃料，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气，燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功。
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞从下向上运动，把废气排出汽缸。
热值：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值，属于物质的特性,符号是q,单位为焦/千克(固体、液体燃料)或焦/米(气体燃料)。
21·cn·jy·com
8、热值计算公式:=Q=mq。
重要提示
1、粒子的无规则运动与温度有关，温度越高，粒子的无规则运动越剧烈。
2、热运动是指大量粒子的无规则运动，单个粒子无热运动可言。可见，单个粒子也无内能可言。
3、内能的大小跟物体的温度、质量、状态等有关。
4、常见液体和固体物质中，水的比热容最大。
5、不同的物质有不同的比热容，比热容是物质的一种特性，因此，可以用比热容的不同来（粗略地）鉴别不同的物质（注意有部分物质比热容相当接近）。【版权所有：21教育】
6、同一物质的比热容一般不随质量、形状的变化而变化。如一杯水与一桶水，它们的比热容相同。
7、对同一物质，比热容与物态有关
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)，同一物质在同一状态下的比热容是一定的（忽略温度对比热容的影响），但在不同的状态时，比热容是不相同的。
例如液态水的比热容与冰的比热容不同。21
cnjy
com
8、在温度改变时，比热容也有很小的变化，但一般情况下可以忽略。比热容表中所给的比热容数值是这些物质在常温下的平均值。
9、温度、内能是状态量，热量是过程量。
10、内能不会为零，而机械能可以为零。
11、汽油机的一个工作循环要经历四个冲程，属于四冲程内燃机。它的一个工作循环中，活塞往复各运动两次，只有第三个冲程内燃机推动活塞做功。
12、在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机城能。其余三个冲程要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
13、热值只与燃料的种类有关。
考点一、内能
例1、关于内能下列说法正确的是（ ）
A．温度为﹣10℃的物体不具有内能
B．物体内部所有分子无规则运动动能之和叫做物体的内能
C．物体运动的速度越快，它的内能越大
D．一切物体都有内能
例2、关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．温度为0℃的物体的内能为零
B．温度高的物体比温度低的物体内能大
C．温度相同的两块铁，它们具有的内能也相同
D．温度和质量都相同的两杯水具有的内能也相同
考点二、改变物体内能的方式
例3、下列实例中，属于做功改变物体内能的是（ ）
A．锯木头时的锯条温度升高
B．加入冰块的饮料温度降低
C．倒入热牛奶的杯子温度升高
D．放入冷水中的热鸡蛋温度降低
例4、如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ）
①图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能增加
②图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
③图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少
④图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
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A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
考点三、比热容及热量的计算
例5、下列说法中正确的是（ ）
A．物体内能增加，温度可以不变
B．吸收热量多的物体比热容和质量一定都大
C．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一
D．汽车上坡时（发动机功率恒定），减小速度来增大摩擦力
例6、质量和初温相同的甲、乙
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)两种金属块，同时分别放入两杯完全相同的水中，达到热平衡后，放入甲的杯中水温降低了5℃，放入乙的杯中水温降低了10℃，假设热传递过程中没有能量损耗，则甲、乙金属块比热容的关系是（ ）
A．c甲＞c乙
B．c甲＜c乙
C．c甲＝c乙
D．无法判断
考点四、燃料的热值
例7、以下交通工具中，常用汽油机作为动力装置的是（ ）
A．小轿车
B．载重卡车
C．远洋轮船
D．动车
例8、酒精热值是3.0×107J/kg，
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)表达的物理意义
，若将一杯酒精的质量去掉一半，则剩下的酒精热值为
。完全燃烧
kg酒精能产生1.5×107J的热量。【出处：21教育名师】
1．（2020?西城区二模）关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的温度不变，内能可能变小
B．物体温度降低，它一定放出热量
C．升温较多的物体，吸收的热量多
D．物体内能增加，它一定吸收热量
2．（2020?张店区一模）下列关于温度、热量和内能的说法中，正确的是（ ）
A．物体的温度越高，具有的热量就越多
B．热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
C．0℃的冰没有内能，1000℃的铁块具有内能
D．物体不从外界吸收热量，其内能也可能增加
3．（2020?玄武区一模）如图所示，甲
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)图中活塞迅速下压后棉花燃烧；乙图中点火后盒盖飞出。在“活塞压缩空气”和“使盒盖飞出”的两个过程中，对比能量转化情况、改变筒内气体内能的方式和筒内气体内能的变化三个方面，它们（ ）
A．三个方面都相同
B．三个方面都不相同
C．有两个方面相同，一个方面不同
D．有一个方面相同，两个方面不同
4．（2020?重庆一模）下面的现象与微观解释正确的是（ ）
A．一个带正电的物体吸引轻小物体，则轻小物体一定带负电
B．摩擦起电创造出了正、负电荷
C．固体很难压缩，说明固体分子间有引力
D．50cm3的水和50cm3的酒精混合后的总体积小于100cm3，说明分子间有间隙
5．（2014?太仓市模拟）如
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)图所示，“在金属管内装一些酒精，当迅速来回拉动绕过金属管的粗绳时，筒壁会发热，一会儿，看到紧塞在管口的塞子突然被射出，同时听到“呯”的一声。”根据这些现象，下列说法不正确的是（ ）
A．来回拉动粗绳时，将机械能转化为内能
B．塞子被射出，将内能转化为机械能
C．筒壁会发热，原因是酒精的化学能转化为内能
D．“呯”的一声，是塞子突然射出时引起空气振动产生的
6．（2020?秀屿区校级一模）河
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)北省省会石家庄地处河北省中南部，被誉为“新中国的摇篮”。西依巍巍太行山脉，并与全国煤炭基地山西省毗邻，旅游资源十分丰富。下列石家庄美景的形成与“分子动理论”有关的是（ ）
A．白鹿温泉﹣﹣﹣泉水清澈见底
B．大佛寺﹣﹣﹣寺内暮鼓晨钟
C．赵县﹣﹣﹣梨花飘香
D．植物园﹣﹣﹣处处郁郁葱葱
7．（2020?顺城区模拟）如图是被“热棒”
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)包围的青藏铁路。“热棒”相当于一个制冷机，解决了“千年冻土”。“热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨，当路基的温度上升时，通过
的方式将内能传给“热棒”里的液氨，液氨吸热
（填物态变化名称），上升到热棒上端，通过散热片冷却后
（填物态变化名称）成液态氨，又沉入了棒底。
8．（2020?任城区一模）“舌尖
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)上的中国”节目深受广大群众喜爱，色香味俱全的“甏肉干饭”是济宁人民“舌尖上的美食”。将盛有“甏肉干饭”的碗端起来感觉很烫手，是通过
的方式增加了手的内能。夹起“甏肉”的筷子是
杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”）。
9．（2020?广西模拟）如图
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)所示的装置，烧瓶内盛有少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到瓶内出现白雾，白雾是水蒸气
（选填某种物态变化）成了小水滴。瓶塞跳起后，气体膨胀对外做功，温度降低，内能
，这个过程是通过
的方式改变物体的内能。
10．如图所示是物理课堂上用
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)的空气压缩引火仪，实验时在引火仪筒内放一小团硝化棉，然后用力快速向下压动引火仪的活塞后可以观察到硝化棉燃烧。虽然课堂上老师分析了棉花燃烧的原因，但小刚想知道通过压缩空气做功，筒内空气的温度可以上升到多高？经过查阅资料他了解到：在使用空气压缩引火仪时，由于力的作用时间极短，筒内气体压强p，体积V及温度T满足pV＝KT这一方程，其中K为恒定不变的常量，T为热力学温度。
请解答下列问題：以下计算均不计活塞重、摩擦以及热量损失
（1）若用232N的压力向下压活塞，活塞移动的距离为0.1m，则活塞对筒内气体做了多少功？
（2）已知活塞的面积为8×10﹣5m2，当用232N的压力把活塞压缩到最低点时，筒内气体压
强为多少？（提示：筒内的气压等于活塞对气体的压强与外界大气压之和，外界大气压p0＝1×105Pa）
（3）压缩前筒内空气压强为一个标准大气压，温
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)度为300K（热力学温度）。若硝化棉的着火点为450K，当用232N的压力将筒内空气的体积压缩为原来的二十分之一时，请通过计算说明筒内的棉花是否能燃烧。
（4）在演示实验中小刚发现越用力快速地压缩活塞会更加容易引燃硝化棉，请你解释其中的原因？
1．（2020?大连）下列实例中，通过做功改变内能的是（ ）
A．盛夏时，吃雪糕解暑
B．搓手时，手感到热
C．天冷时，用热水袋取暖
D．发烧时，用湿毛巾给头部降温
2．（2020?赤峰）下列关于热现象的说法正确的是（ ）
A．水在沸腾过程中吸收热量，温度不断升高
B．一杯水的比热容比一桶水的比热容小
C．冬天搓手取暖是通过做功方式改变物体内能的
D．物体的运动速度越大，物体内部分子运动就越快，因而物体的内能越大
3．（2020?盐城）为了探究
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明做了如下实验，将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图象。下列说法错误的是（ ）
A．热水和冷水到达同一温度的时间是相同的
B．热水温度下降比冷水温度升高得快
C．热水放出的热量等于冷水吸收的热量
D．热水的质量可能小于冷水的质量
4．（2020?黄冈）汽车发动机工作时的温度
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)高，最高温度超过2000℃．如果得不到有效冷却，将影响其正常工作。为此，常使用水冷式冷却系统对汽车发动机降温。水冷的原理是通过流动的冷却液（由水、防冻剂、添加剂组成）包裹缸套和缸头，通过
（选填“做功”或“热传递”）使发动机内能减少，温度降低。冷却液的特点是比热容
、凝固点低。
5．（2019?徐州）阅读短文，回答文后的问题。
热阻当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度l成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为R＝，式中λ称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。
（1）热量传导过程和电流相似，温度差相当于电路中
A．电流
B．电压
C．电阻
D．电功率
（2）铜汤勺放在热汤中，把
(?http:?/??/?www.21cnjy.com?)手很快就会烫手，而塑料把手的汤勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小：λ铜
λ塑料（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，虚线标出的墙壁正中间处的温度为
。
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（4）如图乙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为λ1；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为λ2，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q＝ 。
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