內(nèi)能是物理學(xué)中的核心概念，它涉及到分子動理論、熱力學(xué)等多方面的知識。掌握內(nèi)能及其應(yīng)用對于學(xué)生深入理解物理原理、提高解題能力具有重要意義。
在命題趨勢上，內(nèi)能及其應(yīng)用可能將重點(diǎn)考察學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際能力。題目可能將通過結(jié)合日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中的案例，考查學(xué)生對內(nèi)能概念的理解以及在實(shí)際問題中運(yùn)用內(nèi)能知識的能力。例如，可以考察學(xué)生解釋熱機(jī)工作原理、分析熱機(jī)效率高低的原因等實(shí)際問題的能力。
對于內(nèi)能與其他物理知識的綜合運(yùn)用也將是命題的重點(diǎn)。例如，內(nèi)能與電能、機(jī)械能等其他形式的能量的轉(zhuǎn)換和利用，以及在電路、光學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用等。這些內(nèi)容可以結(jié)合能量守恒定律、電學(xué)等知識點(diǎn)進(jìn)行考察，要求學(xué)生能夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決綜合問題。
知識點(diǎn)1：分子熱運(yùn)動
1.分子熱運(yùn)動：
（1）物質(zhì)的構(gòu)成：宇宙是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是由分子組成的；分子是由原子組成的，原子是由原子核和核外電子組成的，原子核是由質(zhì)子和中子組成的。
2.分子的大小
如果把分子看成球形，一般分子的直徑只有百億分之幾米，人們通常以10-10m為單位來度量分子，因此在一個物體中，分子的數(shù)目是巨大的。由于分子太小，人們用肉眼和光學(xué)顯微鏡都分辨不出它們，但可以用電子顯微鏡來觀察分子、原子。
①物質(zhì)粒子從大到小排列：宇宙＞銀河系＞太陽系＞恒星（太陽）＞地球＞分子＞原子＞原子核＞中子＞質(zhì)子＞電子＞夸克
②即使很微小的物體，也不是分子，而是由大量分子組成的小顆粒。比如我們看見的花粉粒、掃地時揚(yáng)起的灰塵、煙囪冒出的煙塵等都不是分子，而是由大量分子聚集而成的小顆粒。
3.擴(kuò)散：
不同物質(zhì)相互接觸，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。
4.分子熱運(yùn)動：
擴(kuò)散現(xiàn)象等大量事實(shí)表明，一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動。分子運(yùn)動快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈。
5.分子間作用力：
（1）分子間存在相互作用力，包括分子引力和分子斥力，且是同時存在的：
（2）當(dāng)壓縮物體時，分子斥力大于分子引力，分子間作用力表現(xiàn)為斥力；
（3）當(dāng)拉伸物體時，分子引力大于分子斥力，分子間作用力表現(xiàn)為引力；
6.分子動理論內(nèi)容：
①物質(zhì)是由分子或原子構(gòu)成的；
②一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動。
③分子間存在相互作用的引力和斥力 。
知識點(diǎn)2：內(nèi)能
1.內(nèi)能：
物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動的分子動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。
（1）因?yàn)橐磺形镔|(zhì)分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動，所以物體的內(nèi)能不可能為零， 任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能。
（2）物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則熱運(yùn)動所具有的能量稱為分子動能。物體的溫度越高，分子運(yùn)動得越快，它們的動能越大。同一個物體（物態(tài)不變），溫度越高，內(nèi)能越大。
（3）由于分子之間具有一定的距離，也具有一定的作用力，因而分子具有勢能，稱為分子勢能。分子間距發(fā)生變化時，物體的體積也會變，其內(nèi)能會發(fā)生變化。所以分子勢能與物體的體積有關(guān)。
（4）內(nèi)能大小與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)等有關(guān)。
2.內(nèi)能的改變：
改變物體內(nèi)能的兩種方法：做功和熱傳遞。
（1）物體對外做功，物體的內(nèi)能減??；外界對物體做功，物體的內(nèi)能增大。
（2）熱傳遞發(fā)生的條件：存在溫度差。
熱量總是自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體：
a．高溫物體內(nèi)能減小，溫度降低，放出熱量；
b．低溫物體內(nèi)能增大，溫度升高，吸收熱量。
（3）做功和熱傳遞在改變內(nèi)能方面是等效的，但實(shí)質(zhì)不同：做功改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)化，熱傳遞改變內(nèi)能屬于能的轉(zhuǎn)移。
3.溫度、內(nèi)能、熱量：
熱量(Q)：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫熱量。(物體含有或具有多少熱量的說法是錯誤的)；
溫度、內(nèi)能、熱量之間的關(guān)系：
（1）物體溫度升高，內(nèi)能一定增大，但不一定吸收熱量，因?yàn)樽龉σ部梢允刮矬w的內(nèi)能增大；
（2）物體內(nèi)能增大，溫度不一定升高，也不一定吸收熱量，因?yàn)閮?nèi)能增大有可能是因?yàn)闋顟B(tài)改變造成的，做功也可以使物體的內(nèi)能增大；
（3）物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大，但溫度可能升高，也可能不變，因?yàn)槲諢崃坑锌赡芨淖兾矬w的狀態(tài)。
（4）溫度、熱量與內(nèi)能的關(guān)系（熱量是一個過程量，一般說傳遞熱量；內(nèi)能是一個狀態(tài)量一般說具有內(nèi)能；溫度是一個狀態(tài)量，一般說升高或者降低溫度）
知識點(diǎn)3：比熱容
1.比熱容：
（1）比熱容定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。
（2）比熱容是物質(zhì)的一種屬性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。
（3）水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意義是：1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J。
2.熱量的簡單計算
熱量的計算：(1)吸熱：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；（2）放熱：Q放=cm△t= cm(t0-t)。
其中：Q吸—吸收的熱量，單位：焦（J），Q放—放出的熱量。
c—比熱容，單位：焦每千克攝氏度（J/(kg·℃)）
m—質(zhì)量，單位：千克（kg）
△t—變化的溫度（升高或降低的溫度），單位：攝氏度（℃）；t0—初始溫度、t—末溫。
3.“水的比熱容較大”的應(yīng)用：
（1）用水取暖或冷卻 （2）用水調(diào)節(jié)氣溫
知識點(diǎn)4：熱機(jī)
1.熱機(jī)：利用內(nèi)能做功的機(jī)械叫熱機(jī)。
（1）熱機(jī)的種類：分為蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等。
（2）內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機(jī)。內(nèi)燃機(jī)根據(jù)其所使用的燃料分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩類。
2.內(nèi)燃機(jī)的工作原理：
（1）內(nèi)燃機(jī)的每一個工作循環(huán)分為四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。
（2）四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其他三個沖程對做功沖程起輔助作用，靠飛輪的慣性完成。
（3）做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；壓縮沖程把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
（4）一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)2周，飛輪轉(zhuǎn)2圈。
知識點(diǎn)5：熱機(jī)效率
1.熱值：1kg（或1m3）某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。
（1）熱值單位：J/kg 或J/ m3
（2）公式：Q＝qm 或Q＝qV（q為熱值）。
熱值是燃料本身的一種特性，它的大小只取決于燃料的種類，而與燃料的質(zhì)量、放熱多少等無關(guān)。不同燃料的熱值一般不同。熱值在數(shù)值上等于1kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量。熱值反映了燃料在燃燒過程中，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小。
2.熱機(jī)效率：熱機(jī)用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。
（1）公式：；
（2）提高熱機(jī)效率的途徑：①使燃料充分燃燒；②盡量減小各種熱量損失；③機(jī)器零件
間保持良好的潤滑、減小摩擦。
一、單選題
1．（2023·江蘇無錫·統(tǒng)考一模）火鍋，古稱“古董羹”，因食物投入沸水時發(fā)出的“咕咚”聲而得名，是中國獨(dú)創(chuàng)的美食之一，倍受大家的喜愛。在吃鴛鴦火鍋時，一般會發(fā)現(xiàn)油膩的紅鍋比清淡的白鍋先開；冬天吃火鍋時，火鍋上方“白霧繚繞”；關(guān)于吃火鍋涉及的物理現(xiàn)象，下列說法中錯誤的是（ ）
A．加熱后，一股“火鍋味道”迎面撲來說明溫度越高，分子運(yùn)動越劇烈
B．火鍋沸騰后，繼續(xù)加熱，溫度不變
C．紅鍋先開說明油的沸點(diǎn)比水低
D．白鍋因液面缺少油膜阻礙，湯液蒸發(fā)較快
【答案】C
【解析】A．根據(jù)分子動理論可知分子熱運(yùn)動與溫度有關(guān)，加熱后，“火鍋味道”迎面撲來說明溫度越高，分子運(yùn)動越劇烈，故A正確，不符合題意；
B．火鍋沸騰后要不斷吸收熱量，但溫度保持在沸點(diǎn)不變，故B正確，不符合題意；
CD．食用油的沸點(diǎn)高于水的沸點(diǎn)，紅鍋先沸騰是因?yàn)槭秤糜透采w在水的上面，減小了液體表面積，從而減少熱量散失，所以紅鍋先沸騰；而相對于白鍋，因液面缺少油膜阻礙，液體表面積的更大，湯液蒸發(fā)較快，故C錯誤，符合題意，D正確，不符合題意。
故選C。
2．（2023·廣東廣州·?？既＃┫铝姓f法正確的是（ ）
A．只要對物體做功，物體內(nèi)能就會增大
B．?dāng)U散可以發(fā)生在氣體之間、液體之間，不能發(fā)生在固體之間
C．物體內(nèi)能增大，溫度一定升高
D．?dāng)U散現(xiàn)象中，分子可以從低溫物體運(yùn)動到高溫物體
【答案】D
【解析】A．在物體不對外發(fā)生熱傳遞的情況下，對物體做功，物體的內(nèi)能才一定增大，故A錯誤；
B．?dāng)U散現(xiàn)象可以發(fā)生在氣體之間、液體之間，也能發(fā)生在固體之間，故B錯誤；
C．晶體的熔化過程吸收熱量但溫度保持不變，所以物體吸收熱量，內(nèi)能變大，溫度不一定升高，故C錯誤；
D．?dāng)U散現(xiàn)象說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，分子可以從低溫物體運(yùn)動到高溫物體，故D正確。
故選D。
3．（2023·江蘇無錫·統(tǒng)考一模）下列有關(guān)汽油機(jī)的說法正確的是（ ）
A．采取有效措施，汽油機(jī)效率能達(dá)到100%
B．除了做功沖程，其余三個沖程均是靠飛輪的慣性來完成
C．汽油機(jī)的壓縮沖程，主要是用熱傳遞的方法增加了氣缸內(nèi)的物質(zhì)的內(nèi)能
D．某臺汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1s內(nèi)該汽油機(jī)做功10次
【答案】B
【解析】A．用來做有用功的能量和燃料完全燃燒放出的熱量的比值叫熱機(jī)效率，無論科技如何發(fā)展，熱機(jī)的效率可以提高，總存在摩擦、要做額外功，效率一定不會達(dá)到100%，故A錯誤；
B．汽油機(jī)的四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，對外提供動力；其他三個沖程要靠飛輪的慣性來完成，故B正確；
C．汽油機(jī)的壓縮沖程，主要是用做功的方法增加了氣缸內(nèi)的物質(zhì)的內(nèi)能，故C錯誤；
D．汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為
2400r/min=40r/s
即飛輪每秒轉(zhuǎn)40圈，由于汽油機(jī)的1個工作循環(huán)完成4個沖程，飛輪和曲軸轉(zhuǎn)2圈，對外做功1次，所以，在1s內(nèi)，該汽油機(jī)完成80個沖程，對外做功20次，故D錯誤。
故選B。
4．（2023·廣西柳州·統(tǒng)考一模）如圖為某汽車上四沖程汽油機(jī)的工作示意圖，下列說法正確的是（ ）
A．使汽車獲得動力的沖程是丁
B．飛輪轉(zhuǎn)速3000r/min，則該汽油機(jī)1s能做功25次
C．甲圖中能量轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．一個工作循環(huán)過程依次是乙、甲、丁、丙
【答案】B
【解析】A．內(nèi)燃機(jī)的一個工作循環(huán)有四個沖程，只有在做功沖程中，機(jī)器獲得動力，即甲，故A錯誤；
B．四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為3000r/min, 則該飛輪1s轉(zhuǎn)50圈，因?yàn)橐粋€工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成四個工作沖程，做功1次，所以1s飛輪轉(zhuǎn)50圈，共25個工作循環(huán)，共100個沖程，共做功25次，故B正確；
C．甲圖是做功沖程，做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯誤；
D．甲圖中兩氣門都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程；乙圖中進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉，氣體流入汽缸，是吸氣沖程；丙圖中排氣門開啟，進(jìn)氣門關(guān)閉，氣體流出汽缸，是排氣沖程；丁圖中兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，所以正確的排序是乙、丁、甲、丙，故C錯誤。
故選B。
5．（2023·江蘇泰州·?？既＃┤鐖D所示，甲、乙、丙三圖的裝置完全相同，燒杯內(nèi)液體的初溫與質(zhì)量相同，燃料的質(zhì)量相同，假設(shè)燃料都完全燃燒且不考慮熱量損失。下列判斷不正確的是（ ）
A．甲、乙兩圖裝置可“比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒放出的熱量”
B．甲、丙兩圖裝置可“探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”
C．甲、丙兩圖實(shí)驗(yàn)中，用秒表記錄液體加熱時間
D．甲、乙兩圖實(shí)驗(yàn)中，用秒表記錄燃料充分燃燒所用時間
【答案】D
【解析】A．比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量，應(yīng)讓加熱的液體種類相同，燃料的種類不同，故應(yīng)選擇的兩裝置是甲、乙，故A正確，不符合題意；
BC．為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，讓液體的質(zhì)量和溫度的變化相同，通過比較加熱時間，或讓液體的質(zhì)量和加熱時間相同，比較升高的溫度，進(jìn)而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系，應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故BC正確，不符合題意；
D．比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量，通過升高的溫度比較燃料燃燒放出熱量的多少，故D錯誤，符合題意。
故選D。
6．（2023·安徽蚌埠·校聯(lián)考一模）如圖所示，對于圖片中所描述的物理過程，下列分析中正確的是（ ）
A．圖甲，厚玻璃內(nèi)的空氣被壓縮時，空氣的內(nèi)能減少
B．圖乙，瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時，空氣的內(nèi)能增大
C．圖丙，試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣的內(nèi)能減少
D．圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動活塞向下運(yùn)動時，氣體的內(nèi)能增大
【答案】C
【解析】A．圖甲，厚玻璃內(nèi)的空氣被壓縮時，活塞對空氣做功，瓶內(nèi)空氣溫度升高，空氣的內(nèi)能增加；故A錯誤；
B．圖乙，瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時，空氣對活塞做功，空氣的內(nèi)能減小；故B錯誤；
C．圖丙，試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能減少；故C正確；
D．圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動活塞向下運(yùn)動時即做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減少；故D錯誤。
故選C。
二、多選題
7．（2023·河南信陽·校聯(lián)考一模）下列說法錯誤的是（ ）
A．0℃的水凝固成0℃的冰，溫度不變，內(nèi)能減小
B．不同燃料燃燒時，放出熱量越多的熱值越大
C．對物體做功，物體的內(nèi)能可能增大
D．熱量總是從熱量多的物體向熱量少的物體轉(zhuǎn)移
【答案】BD
【解析】A．0℃的水凝固成0℃的冰，放出熱量，溫度不變，內(nèi)能減小，故A正確，不符合題意；
B．相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒時，放出熱量越多的熱值越大，故B錯誤，符合題意；
C．用力勻速升高物體，物體的機(jī)械能增加，但其內(nèi)能并未增加，又如雙手之間不斷摩擦，兩個手掌互相做功，手掌內(nèi)能增加，溫度升高，因此，對物體做功，物體的內(nèi)能可能增大，也可能不變，故C正確，不符合題意；
D．影響物體內(nèi)能的因素有溫度和質(zhì)量，溫度高的物體的內(nèi)能不一定大，溫度低的物體可能比溫度高的物體內(nèi)能大，故熱量可以從內(nèi)能少的物體傳向內(nèi)能多的物體，故D錯誤，符合題意。
故選BD。
8．（2023·湖南衡陽·衡陽市第十五中學(xué)?？寄M預(yù)測）下列說法中正確的是（ ）
A．把一塊﹣10℃的冰放到0℃的房間里，冰不會熔化
B．汽車發(fā)動機(jī)用水做冷卻劑，主要利用水密度較大的特點(diǎn)
C．內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，主要是用做功的方法增加了氣缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能
D．火箭使用液態(tài)氫作燃料，是因?yàn)橐簯B(tài)氫含有的熱量多
【答案】AC
【解析】A．﹣10℃的冰塊放在0℃的水中，通過熱傳遞溫度能夠到達(dá)熔點(diǎn)，但是由于不能繼續(xù)吸熱，因此不會熔化，故A正確；
B．汽車發(fā)動機(jī)用水作冷卻液，主要是利用水比熱容大的特點(diǎn)，在同樣吸熱的情況下，其溫度變化小，故B錯誤；
C．內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，主要是用做功的方法將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，增加了汽缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能，故C正確；
D．火箭使用液態(tài)氫作燃料，是因?yàn)橐簯B(tài)氫熱值大，熱量是一個過程量，不能說物質(zhì)含有多少熱量，故D錯誤。
故選AC。
三、填空題
9．（2023·陜西西安·統(tǒng)考三模）在四沖程汽油機(jī)中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是 沖程；汽車發(fā)動機(jī)工作時，當(dāng)汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機(jī)的效率 （選填“升高”、“不變”或“降低”）；發(fā)動機(jī)散熱器常用水做冷卻劑，因?yàn)樗? 較大。
【答案】 壓縮 降低 比熱容
【解析】[1]在壓縮沖程，活塞向上運(yùn)動，壓縮汽油與空氣的混合物，使其體積減小，溫度升高，這個過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
[2]汽油不充分燃燒時比充分燃燒時放出的能量少，轉(zhuǎn)化的有用能量也少，而機(jī)械效率是做有用功的能量與燃燒完全燃燒放出的能量之比，故機(jī)械效率要降低。
[3]發(fā)動機(jī)散熱器常用水做冷卻劑，因?yàn)樗谋葻崛葺^大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)相比，升高相同的溫度，水吸收的熱量較多，冷卻效果較好。
10．（2023·江蘇泰州·?？既＃榉乐未髿馕廴?，泰州環(huán)保部門購置了一種新裝備，其中有一邊行駛一邊向空中噴霧的汽車-霧炮車，噴向空中的水霧能使塵埃粒子快速沉降到地面，起到凈化空氣的作用。
（1）噴向空中的水霧，有許多在掉落地面之前已經(jīng)在空中散失了，其中發(fā)生的物態(tài)變化是 ，此過程需要 熱：水霧在空氣中散開 （選填“屬于”或“不屬于”）擴(kuò)散現(xiàn)象；
（2）該霧炮車的發(fā)動機(jī)是四沖程汽油機(jī)，汽油的熱值是，則完全燃燒汽油放出的熱量是 。
【答案】 汽化 吸 不屬于
【解析】（1）[1][2]噴向空中的水霧在空中散失了，能起到降溫作用，是因?yàn)樗鼰岬木壒省?br>[3]擴(kuò)散是指不同物質(zhì)的分子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象，水霧是小水滴，不是水分子，故不屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。
（2）[4]完全燃燒汽油放出的熱量
11．（2023·江蘇蘇州·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團(tuán)干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒。此過程與四沖程汽油機(jī)的 沖程能量轉(zhuǎn)化相同；如乙圖所示的是汽油機(jī)的 沖程，若飛輪的轉(zhuǎn)速為，在1s內(nèi)，汽油機(jī)做功 次。
【答案】 壓縮 排氣 15
【解析】[1]在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小團(tuán)干燥的棉花，用力將活塞迅速向下壓，棉花燃燒起來，說明壓縮筒內(nèi)空氣做功，使空氣的內(nèi)能增加；引火儀實(shí)驗(yàn)中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，內(nèi)燃機(jī)有四個沖程，在壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程相似。
[2]從圖中可以看出，進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開，活塞向上移動的特點(diǎn)，可以判斷這個沖程是排氣沖程。
[3]四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為
則該飛輪每秒鐘轉(zhuǎn)30圈，因?yàn)橐粋€工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成4個沖程，做功1次，所以1s內(nèi)，飛輪轉(zhuǎn)30圈，共15個工作循環(huán)，共60個沖程，共做功15次。
12．（2023·山東臨沂·統(tǒng)考一模）2022年11月29日，神舟十五號飛船在酒泉發(fā)射升空，并于2022年11月30日凌晨對接于空間站組合體的前向?qū)涌?。至此，空間站首次實(shí)現(xiàn)了“三艙三船”的最大構(gòu)型?，F(xiàn)在請回答下列問題：
（1）火箭的燃料主要使用液態(tài)氫是因?yàn)樗臒嶂? （選填“大”或“小”）；
（2）飛船在脫離火箭之前，相對于火箭是 的；
（3）飛船隨火箭在加速上升過程中，飛船的機(jī)械能 （選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（4）返回艙返回時，與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，變成一個火球（如圖），將 能轉(zhuǎn)化為 能，這是通過 的方式改變物體的內(nèi)能。
【答案】 大 靜止 增大 機(jī)械 內(nèi) 做功
【解析】（1）[1]運(yùn)載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較大的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫和其它燃料時，可以釋放出更多的熱量。
（2）[2]飛船在脫離火箭之前，飛船和火箭是同向同速運(yùn)動的，相對于火箭來說飛船是靜止的。
（3）[3]火箭在加速上升過程中，速度增大、動能增大，高度變大，重力勢能變大，使得機(jī)械能增大。
（4）[4][5][6]飛船與空氣摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為飛船的內(nèi)能，溫度升高，這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能。
13．（2023·山東臨沂·統(tǒng)考一模）高速公路上常常會見到“限速”或“保持車距”的提示牌。對于高速行駛的汽車，“限速”和“保持車距”可以有效避免突發(fā)情況下急剎車時，由于汽車具有 不能及時停住而造成交通事故。炎熱的夏日，駕車行駛在平直的高速公路上，常常會看到公路遠(yuǎn)處似乎有“積水”，“積水”中還有汽車、電線桿等物體的倒影，如圖所示，但行駛至該處時“積水”卻消失了。這種現(xiàn)象稱之為“公路盛景”，是由于光通過不均勻的空氣時發(fā)生 形成的。車的動力是由發(fā)動機(jī)的 沖程提供的。
【答案】 慣性 折射 做功
【解析】[1]高速行駛的汽車具有慣性，汽車在突發(fā)情況下急剎車時，因?yàn)榫哂袘T性要保持原來的高速的運(yùn)動狀態(tài)，不能及時停住而造成交通事故。
[2]因?yàn)椴煌目諝鈱佑胁煌拿芏?，而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率，而路面上熱空氣與空中冷空氣之間的密度不同，所以光線在路面上會發(fā)生折射現(xiàn)象；遠(yuǎn)處物體的光經(jīng)路面上空氣傳播，發(fā)生折射后進(jìn)入人的眼睛，人由于錯覺始終認(rèn)為光沿直線傳播，所以看到“公路遠(yuǎn)處似乎有水，水中還有汽車、電桿等物體的倒影，但當(dāng)車行駛至該處時，水卻消失了”。
[3]汽車發(fā)動機(jī)的核心部件是內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是給汽車提供動力的沖程。
14．（2023·安徽池州·統(tǒng)考三模）現(xiàn)在的城市住宅基本上都使用管道天然氣，若用熱值為的天然氣在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將一壺質(zhì)量為2kg、初溫為的水加熱至沸騰，假設(shè)天然氣燃燒放出的熱量有被水吸收，則需要完全燃燒 的天然氣?！尽?br>【答案】
【解析】一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)為，即水的末溫，水吸收的熱量
由可得天然氣完全燃燒放出的熱量
由得需要天然氣的體積
四、實(shí)驗(yàn)題
15．（2023·河南洛陽·統(tǒng)考一模）為了比較不同物質(zhì)比熱容的大小，實(shí)驗(yàn)小組使用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材，請完成下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)中，需要使用相同的酒精燈給沙子和水加熱，其目的是 ；
（2）經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：質(zhì)量相同的水和沙子，吸收相同的熱量，水溫度升高的少，說明水的吸熱能力更 ，即水比沙子的 大；
（3）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，完成實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行了反思，如果把物質(zhì)吸熱升高的溫度和容器盛水水面升高做類比，如圖乙，那么比熱容和容器的下列哪個屬性類似 。
A．高度
B．容積
C．底面積
D．表面積
【答案】 加熱相同時間，水和沙子吸收的熱量相等 強(qiáng) 比熱容 C
【解析】（1）[1]選用相同的酒精燈進(jìn)行加熱，加熱相同時間，酒精燈放出的熱量相等，水和沙子吸收的熱量相等。
（2）[2][3]質(zhì)量相同的水和沙子，吸收相同的熱量，水升高的溫度小于沙子升高的溫度，這說明水的吸熱能力強(qiáng)，沙子的吸熱能力弱，說明水的比熱容大。
（3）[4]相同條件下升溫越快，比熱容越??；而相同體積的水裝在底面積不同的容器中，底面積越小水面升高越大；如果把物質(zhì)吸熱升溫和容器盛水水面升高做類比，比熱容和容器的底面積屬性類似，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
16．（2023·四川內(nèi)江·?？家荒＃┠惩瑢W(xué)在做研究影響物質(zhì)吸熱多少的因素的實(shí)驗(yàn)時，得到如下的數(shù)據(jù)表：
（1）加熱時間的長短表明了 ；
（2）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是：同種物質(zhì)升高相同溫度時，吸收熱量的多少與物質(zhì)的 有關(guān)；
（3）分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是： ；
（4）下列研究實(shí)例中所采用的研究方法與上述實(shí)驗(yàn)采用的方法相同的是：( ) 。
A．研究電流的形成原因時，將電流類比成水流，從分析水流的形成來入手分析電流的形成
B．研究聲音的產(chǎn)生時，用小球去接觸正在發(fā)聲的音叉，小球被反復(fù)彈起，從而證明正在發(fā)聲的音叉在振動
C．研究同一直線上兩個力的合力時，求出合力的大小，用合力產(chǎn)生的效果來代替兩個力產(chǎn)生的總效果
D．研究滑動摩擦力的大小與壓力大小關(guān)系時，保持接觸面粗造程度不變，改變壓力大小，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化
【答案】 吸收熱量的多少 質(zhì)量 見解析 D
【解析】（1）[1]加熱時間長，物質(zhì)吸收的熱量多，加熱時間短，物質(zhì)吸收的熱量少，所以加熱時間的長短表示物質(zhì)吸收熱量的多少。
（2）[2]分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，液體種類相同，質(zhì)量不同，物質(zhì)升高的溫度相同時，所需加熱時間不同，質(zhì)量越大，物質(zhì)升高相同的溫度，所需的加熱時間越長，吸收的熱量越多。
（3）[3]分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物質(zhì)種類不同，質(zhì)量相同，溫度變化相同時，所需的加熱時間不同，所以結(jié)論為：質(zhì)量相同的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同。
（4）[4]A．上述實(shí)驗(yàn)采用的物理方法是控制變量法，研究電流的形成原因時，將電流類比成水流采用的物理方法是類比法，故A不符合題意；
B．用小球的運(yùn)動表示聲音的振動，采用的物理方法是轉(zhuǎn)化法，故B不符合題意；
C．用一個力產(chǎn)生的效果來代替兩個力產(chǎn)生的總效果，采用的實(shí)驗(yàn)方法是等效替代法，故C不符合題意；
D．保持接觸面粗造程度不變，改變壓力大小，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化，此實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，故D符合題意。
故選D。
17．（2023·山東菏澤·?？既＃┤鐖D所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同，燃料的質(zhì)量都是7g，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。

（1）比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時要觀察比較兩種燃料的熱值大??；
（2）比較不同物質(zhì)的比熱容，應(yīng)選擇 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)通過 反映物體吸熱的多少；
（3）如圖丁所示的是小東同學(xué)在探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的影響因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。兩個透明容器中封閉著等質(zhì)量的空氣且與U形管相連，容器內(nèi)各有一段電阻絲以如圖所示的方式接入電路中，小東利用圖丁可以探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 關(guān)系，三個實(shí)驗(yàn)中用到的共同研究問題的方法是 。
【答案】 甲、乙 甲、丙 加熱時間 電阻 轉(zhuǎn)換法
【解析】（1）[1]比較不同燃料的熱值，應(yīng)控制被加熱液體的種類相同而燃料不同；故應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
（2）[2]比較不同物質(zhì)的比熱容，應(yīng)控制物質(zhì)的質(zhì)量、燃料相同和加熱時間相同而吸熱的物質(zhì)種類不同，故應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[3]實(shí)驗(yàn)中由于燃料的種類相同，則相同時間內(nèi)放出的熱量相同，則液體吸收的熱量相同，故實(shí)驗(yàn)通過加熱時間反映吸收熱量的多少。
（3）[4][5]根據(jù)轉(zhuǎn)換法，實(shí)驗(yàn)中小東通過觀察U形管液面的高度差來反映電流產(chǎn)生熱量多少。圖丁所示的電路中，兩電阻絲串聯(lián)，通過的電流相等，而兩電阻絲大小不同，故可以探究在通電時間相同和電流相同的情況下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)；三個實(shí)驗(yàn)中用到的共同研究問題的方法是轉(zhuǎn)換法。
五、計算題
18．（2023·山東德州·統(tǒng)考二模）我國已經(jīng)從餐飲廢油（俗稱“地溝油”）中成功提煉出供飛機(jī)使用的生物航空煤油（以下簡稱生物航煤），其熱值與傳統(tǒng)的航空煤油熱值相當(dāng)，是一種綠色環(huán)保的能源。興趣小組想知道生物航煤熱值的大小，于是完全燃燒了0.7kg的生物航煤給水加熱，將40kg的水從20℃加熱到70℃，該加熱裝置的熱效率是30%，已知水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）。求：
（1）此過程中水吸收的熱量；
（2）此過程中生物航煤完全燃燒放出的熱量；
（3）生物航煤的熱值。
【答案】（1）8.4×106J；（2）2.8×107J；（3）4×107J/kg
【解析】解：（1）水吸收的熱量
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×40kg×（70℃﹣20℃）=8.4×106J
（2）根據(jù)知生物航煤完全燃燒放出的熱量
（3）生物航煤的熱值
答：（1）此過程中水吸收的熱量為8.4×106J；
（2）此過程中生物航煤完全燃燒放出的熱量為2.8×107J；
（3）生物航煤的熱值為4×107J/kg。
19．（2023·山東濟(jì)寧·?？既＃┠承吞柶囋谲囆蜏y試中，在一段平直的公路上以72km/h的速度勻速行駛了10km，消耗汽油2kg。已知該汽車發(fā)動機(jī)的有用功率為60kW，汽油的熱值q＝5×107J/kg。假設(shè)汽油完全燃燒，求：
（1）該型號汽車在以此過程中做的有用功是多少？
（2）該型號汽車發(fā)動機(jī)的效率是多少？
【答案】（1）3×107J；（2）30%
【解析】解：（1）汽車運(yùn)行時間
該型號汽車在以此過程中做的有用功是
（2）2kg汽油燃燒放熱
該型號汽車發(fā)動機(jī)的效率是
答：（1）該型號汽車在以此過程中做的有用功是；
（2）該型號汽車發(fā)動機(jī)的效率是30%。
20．（2023·山東臨沂·統(tǒng)考二模）氫燃料電池車（如圖所示），車輛排放物是水，不產(chǎn)生任何污染物 。假設(shè)某國產(chǎn)氫燃料電池車總質(zhì)量為5×103kg，在某次測試中該車勻速行駛時受到的阻力是車重的 0.02 倍，在 0.5h 內(nèi)行駛了 28km 的路程，消耗的氫能源為 0.4kg（不考慮氫能源燃料消耗對車質(zhì)量的影響）。求該測試過程中氫燃料電池車：（已知 q 氫＝1.4×108J/kg，g 取 10N/kg）
（1）行駛的平均速度為多少 km/h；
（2）行駛時對水平地面的壓強(qiáng)；
（3）牽引力做的功；
（4）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。

【答案】（1）56km/h；（2）4×105Pa；（3）2.3× 107J；（4）50%
【解析】解：（1）測試過程中氫燃料電池車的平均速度
（2）氫燃料電池車的總重力
行駛時對水平地面的壓強(qiáng)
（3）氫燃料電池車勻速行駛時受到的阻力
因?yàn)闅淙剂想姵剀噭蛩傩旭倳r的牽引力和受到的阻力是一對平衡力，所以氫燃料電池車勻速行駛時的牽引力
牽引力做的功
（4）氫燃料完全燃燒放出的熱量
則氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率
答：（1）行駛的平均速度為56km/h；
（2）行駛時對水平地面的壓強(qiáng)1×105Pa；
（3）牽引力做的功為2.8×107J；
（4）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為50%。
一、單選題
1．（2023·安徽·校聯(lián)考一模）有兩個溫度為質(zhì)量相等的金屬球，先把甲球放入溫水杯中，熱平衡后水溫升高了；取出甲球，將乙球放入該杯中，熱平衡后水溫又升高了10℃（末溫未達(dá)100℃），則甲球比熱容c甲和乙球比熱容c乙，大小的關(guān)系是（ ）
A．B．
C．D．以上三種情況都有可能
【答案】A
【解析】把甲球放入溫水杯中，熱平衡后水溫升高了，設(shè)水的初溫為，則水的末溫為
金屬球甲的末溫等于水的末溫，則金屬球的末溫
金屬球甲溫度變化為
金屬球甲放出的熱量等于水吸收的熱量為
把乙球放入該溫水杯中，熱平衡后水溫又升高了，則水的末溫為
金屬球乙的末溫等于水的末溫，則金屬球的末溫
金屬球乙溫度變化為
金屬球乙放出的熱量等于水吸收的熱量為
即甲乙球放出的熱量相等，甲球溫度變化大于乙球溫度變化，依題意得，甲乙球質(zhì)量相等，由得，甲球比熱容小于乙球比熱容。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
2．（2023·四川成都·統(tǒng)考二模）小李家使用的熱水器，30min內(nèi)均勻消耗了900g的天然氣，將30kg的水從25℃加熱到50℃。已知水的比熱容為，天然氣的熱值為，天然氣的密度為3kg/m3，則關(guān)于該過程的說法正確的是（ ）
A．水吸收的熱量是
B．熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率為25%
C．天然氣的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能
D．如果將此熱水器效率再提高5%，則加熱時間將節(jié)約1.5min
【答案】B
【解析】A．將30kg的水從25℃加熱到50℃，水吸收的熱量
故A錯誤；
B．消耗天然氣的體積是
天然氣完全燃燒放出熱量
熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率
故B正確；
C．天然氣燃燒不能完全燃燒、天然氣燃燒放出的熱量不能全被水吸收，所以天然氣的化學(xué)不能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，故C錯誤；
D．如果將此熱水器效率再提高5%
需要完全燃燒天然氣放出的熱量
由得需要天然氣的體積
需要天然氣的質(zhì)量
節(jié)約天然氣的質(zhì)量
因?yàn)?0min內(nèi)均勻消耗了900g的天然氣，所以節(jié)約時間
故D錯誤。
故選B。
3．（2023·河南周口·統(tǒng)考一模）如圖所示，規(guī)格相同的甲、乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的純凈水，并用不同加熱器加熱，不計熱損失，得到如圖丙所示的水溫與加熱時間的關(guān)系圖，已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），則下列說法正確的是（ ）

A．由丙圖知，甲杯中水的比熱容小于乙
B．甲、乙兩杯中的加熱器每分鐘放出的熱量之比為9︰4
C．加熱相同的時間，甲、乙兩杯水升高的溫度之比2︰3
D．加熱相同時間時，兩杯水將吸收相等的熱量
【答案】B
【解析】A．水的比熱容與質(zhì)量無關(guān)，故甲、乙中水的比熱容相同，故A錯誤；
B．由圖丙的甲圖線可知，加熱2min時，甲容器中水升高的溫度
Δt=40℃-20℃=20℃
由圖像還可知，水的溫度變化隨時間的增加而均勻升高，所以加熱1min時，甲容器中水升高的溫度
此時甲容器中的水每分鐘吸收熱量
Q吸1=cm1Δt=4.2×103J/（kg·℃）×3kg×10℃=1.26×105J
由圖丙可知，水的溫度從20℃升高到40℃時，乙的加熱時間為3min；此時乙容器中的水吸收熱量
Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（40℃-20℃）=1.68×105J
乙容器中的水每分鐘吸收熱量
由于忽略散熱損失，所以兩加熱器每分鐘放出的熱量與水每分鐘吸收的熱量相同，則加熱器每分鐘放出的熱量之比
Q甲放︰Q乙放=1.26×105J︰5.6×104J=9︰4
故B正確；
C．甲每分鐘升高10℃，乙的加熱時間為3min升高20℃，故每分鐘升高，每分鐘升高的溫度之比
故C錯誤；
D．此時甲容器中的水每分鐘吸收熱量
Q吸1=1.26×105J
乙容器中的水每分鐘吸收熱量
Q吸2=5.6×104J
加熱相同時間時，每分鐘吸收的熱量不等，故相同時間兩杯水吸收的熱量不等，故D錯誤。
故選B。
4．（2023·四川成都·成都實(shí)外?？家荒＃┬∶魍瑢W(xué)為了比較質(zhì)量均為200g的水和燃油的吸熱能力，利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中兩個酒精燈完全一樣，加熱10min后每個酒精燈消耗酒精5g（q酒精=3×107J/kg），水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時間變化圖像（如圖乙）。若單位時間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相等，則下列說法正確的是（ ）

A．煤油的末溫比水的高，所以吸熱能力更強(qiáng)
B．10min酒精完全燃燒放出的熱量為1.5×104J
C．20min內(nèi)煤油吸收的熱量為1.26×104J
D．他使用的酒精燈的加熱效率為8.4%
【答案】D
【解析】A．煤油和水的初始溫度相同，吸收相同的熱量（即加熱相同的時間），煤油的末溫比水的高，所以水的吸熱能力更強(qiáng)，故A錯誤；
B．10min酒精完全燃燒放出的熱量為
Q放=q酒精m=3×107J/kg×5×10-3kg=1.5×105J
故B錯誤；
C．水加熱20分鐘升高
98℃﹣68℃=30℃
20min內(nèi)水吸收的熱量
Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×30℃=2.52×104J
單位時間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相等，故20min內(nèi)煤油吸收的熱量為2.52×104J，故C錯誤；
D．加熱10min后每個酒精燈消耗酒精6g，加熱20min后每個酒精燈消耗酒精10g，則酒精放出的熱量
Q放=m酒精q酒精=10×10﹣3kg×3×107J/kg=3×105J
他使用的酒精燈的加熱效率為

故D正確。
故選D。
5．（2023·山東日照·?？级＃┤鐖D所示，用甲、乙兩種燃料分別對質(zhì)量和初溫相同的水進(jìn)行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質(zhì)量用m表示，燃料充分燃盡時水升高的溫度用Δt表示（水未沸騰）（ ）

A．若m相同，Δt越小，燃料的熱值越大
B．若Δt相同，m越大，燃料的熱值越大
C．若m與Δt的比值越大，燃料的熱值越大
D．若m與Δt的比值越小，燃料的熱值越大
【答案】D
【解析】燃料的熱值大小不能直接測量，需要通過水吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少，而水吸收熱量的多少跟水的質(zhì)量和升高的溫度有關(guān)，不考慮熱量損失，液體吸收的熱量Q吸=Q放，根據(jù)題意可知，液體吸收的熱量Q吸=c水m水Δt，燃料完全燃燒放出的熱量Q放=mq，則
c水m水Δt=mq
解得
①
A．若m相同，Δt越小，由①可知，燃料的熱值越小，故A不符合題意；
B．若Δt相同，m越大，由①可知，燃料的熱值越小，故B不符合題意；
C．若m與Δt的比值越大，即Δt與m的比值越小，由①可知，燃料的熱值越小，故C不符合題意；
D．若m與Δt的比值越小，即Δt與m的比值越大，由①可知，燃料的熱值越大，故D符合題意。
故選D。
6．（2023·廣東深圳·二模）探究某物質(zhì)熔化和沸騰的實(shí)驗(yàn)如圖甲所示，把100g某種固體碾碎放入試管中，插入溫度計，再將試管放在裝有水的燒杯中加熱（物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖乙所示，從開始加熱到實(shí)驗(yàn)結(jié)束的10min內(nèi)消耗4g酒精，酒精的熱值3.0×107J/kg，這種物質(zhì)的液態(tài)比熱容c=1.5×103 J/(kg·℃)，下列選項(xiàng)錯誤的（ ）
A．該物質(zhì)在第5min末的內(nèi)能大于第4min末的內(nèi)能
B．在AB段和BC段，該物質(zhì)吸收的熱量相同
C．該物質(zhì)固態(tài)時的比熱容為3.0×103 J/(kg·℃)
D．該裝置能量的轉(zhuǎn)化效率為50%
【答案】D
【解析】A．由圖可知，3至6min，物質(zhì)吸熱但溫度保持50℃不變，故該物質(zhì)是晶體，在熔化的過程中，吸收熱量，但溫度不變，內(nèi)能變大，即該物質(zhì)在第5min末的內(nèi)能大于第4min末的內(nèi)能，故A正確，不符合題意；
B．由于用同一個熱源加熱，在相同時間內(nèi)，物質(zhì)吸收的熱量是相同的，從開始加熱（A點(diǎn)）到開始熔化（B點(diǎn)）用時3分鐘，晶體熔化的時間（BC段）用時也是3 min，所以，在AB段和BC段該物質(zhì)吸收的熱量相同，故B正確，不符合題意；
C．AB段為固態(tài)，CD段為液態(tài)，固態(tài)加熱的時間為3min，液態(tài)加熱的時間2min。用相同的熱源加熱，在相同的時間內(nèi)吸收的熱量是相同的，即AB段為吸熱是CD段的1.5倍
Q固=1.5Q液 ①
AB段升高的溫度為
CD段升高的溫度為
根據(jù)，結(jié)合①，則有
該物質(zhì)固態(tài)時的比熱容為
故C正確，不符合題意；
D．CD段（加熱2 min）吸收的熱量為
Q液=cm(t﹣t0)=1.5×103J/(kg·℃)×0.1kg×40℃=6×103J
由圖可知從開始加熱到實(shí)驗(yàn)結(jié)束共用10min，故從開始加熱到實(shí)驗(yàn)結(jié)束該物質(zhì)吸收的熱量
4g酒精完全燃燒放出的熱量
Q放=m酒精q=0.004kg×3.0×107J/kg=1.2×105J
這種裝置能量的轉(zhuǎn)化效率
故D錯誤，符合題意。
故選D。
7．（2023·湖北武漢·校聯(lián)考模擬預(yù)測）關(guān)于四沖程汽油發(fā)動機(jī)內(nèi)部工作描述正確的是（ ）
A．吸氣沖程時，吸入的是空氣
B．通過噴油嘴壓燃點(diǎn)火，在壓縮沖程時，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，
C．做功沖程時，若每次對外做功1000J，則2400r/min的發(fā)動機(jī)的額定功率為20kW
D．排氣沖程時，排出的廢氣已經(jīng)沒有內(nèi)能了全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能了
【答案】C
【解析】A．吸氣沖程時，汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣，柴油機(jī)吸入的是空氣，故A錯誤；
B．壓縮沖程結(jié)束時，汽油機(jī)是利用火花塞點(diǎn)火，柴油機(jī)通過壓燃點(diǎn)火，故B錯誤；
C．2400r/min的發(fā)動機(jī)1s轉(zhuǎn)40r，而汽油機(jī)2r對外做功一次，每次對外做功1000J，故1s對外做功
故其功率為
故C正確；
D．排氣沖程時，排出的廢氣溫度很高，內(nèi)能并沒有全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯誤。
故選C。
二、填空題
8．（2023·安徽滁州·統(tǒng)考一模）某物理興趣小組的同學(xué)，繪制了用煤爐給水加熱過程中水溫隨加熱時間變化的圖像，如圖所示。若在0~4min內(nèi)加熱質(zhì)量為16kg的水，完全燃燒了280g的煤，則煤爐的效率為 %。[c水=4.2×103J/（kg?℃），q煤=3×107J/kg]

【答案】40
【解析】讀圖可知，水在0~4min時間段，升高的溫度為
水吸收的熱量為
完全燃燒280g煤放出的熱量為
整個過程的效率為
9．（2023·河南許昌·統(tǒng)考二模）親身體驗(yàn)和深入思考是學(xué)習(xí)物理的重要方法。將底面削平、削干凈的鉛柱A、B壓緊后能吊起質(zhì)量為200g的大鉤碼，若每個鉛柱的質(zhì)量為100g，則鉛柱B對鉛柱A的引力為 N；此時鉛柱AB間 （選填“存在”或“不存在”）斥力。（g取10N/kg）

【答案】 3 存在
【解析】[1]鉛柱B與大鉤碼的總重力為
鉛柱B與大鉤碼處于靜止?fàn)顟B(tài)，在豎直方向受到的重力與向上的作用力平衡，大小相等。故A對B的吸引力為3N。力的作用是相互的，故B對A的吸引力為3N。
[2]鉛柱AB分子間的引力與斥力是同時存在的，只是在一定范圍內(nèi)，引力大于斥力，整體上兩個物體間的作用表現(xiàn)為引力。
10．（2023·安徽亳州·校考模擬預(yù)測）天然氣熱水器將40kg的水從15℃加熱到65℃，此過程中天然氣完全燃燒釋放熱量的84%被水吸收，需要消耗天然氣 kg。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q天然氣=4×107J/kg]
【答案】0.25
【解析】水吸收熱量
根據(jù)可知天然氣完全燃燒釋放熱量
根據(jù)Q=mq，需要消耗天然氣的質(zhì)量
11．（2023·江蘇泰州·泰州市第二中學(xué)附屬初中?？级＃┬∶髟谔骄勘刍攸c(diǎn)時，用酒精燈加熱50g的冰，每2分鐘完全燃燒的酒精質(zhì)量均為0.1g，保持加熱效率不變時，冰的溫度隨時間變化的圖像如圖所示。由此可知：冰全部熔化成水后4分鐘吸收熱量為 J，該實(shí)驗(yàn)中酒精燈的加熱效率為 %，BC過程中被加熱物質(zhì)的內(nèi)能將增加 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q酒精=3×107J/kg]

【答案】 1050 17.5 1050
【解析】[1]冰熔化過程中溫度不變，完全熔化成水后溫度才會上升，也就是圖中的8min~12min，此時段，水溫從0℃上升到5℃，水溫升高了5℃，冰化成水后質(zhì)量不變，則
m水=m冰=50g=0.05kg
所以4min中水吸收的熱量為
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.05kg×5℃=1050J
[2]每2min完全燃燒酒精0.1g，4min燃燒酒精0.2g，所以放出的熱量為
Q放=m酒精q酒精=0.2×10-3kg×3×107J/kg=6000J
加熱效率為
[3]BC段物質(zhì)吸收的熱量轉(zhuǎn)化成了物質(zhì)的內(nèi)能，所以BC段也加熱4min，所以和CD段吸收熱量相同為1050J，所以內(nèi)能增加了1050J。
12．（2023·寧夏銀川·寧夏銀川二十四中校考一模）寧夏的能源儲備充足，煤炭、風(fēng)能、太陽能等多種能源富集互補(bǔ)，是全國首個新能源綜合示范區(qū)，新能源利用率超過95%，居西北第一，同時水和天然氣價格也相對低廉。
（1）小峰家常用天然氣燒水。水燒沸騰時，壺蓋不斷向上跳動，此過程中能量轉(zhuǎn)化與四沖程汽油機(jī)的 沖程的能量轉(zhuǎn)化相同；
（2）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下用天然氣把一壺2kg的水從25℃加熱至剛沸騰時，水吸收了多少的熱量；[]
（3）若燃燒天然氣放出的熱量有40%被水吸收，則燒開（2）中的那壺水至少需要燃燒多少天然氣？ （天然氣熱值為，設(shè)天然氣完全燃燒）
【答案】 做功 0.0375m3
【解析】（1）[1]水燒開以后，水蒸氣膨脹對壺蓋做功，把壺蓋頂起來，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的機(jī)械能，這與汽油機(jī)的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同，在汽油機(jī)的做功沖程中，是將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。
（2）[2]在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，即水的末溫為100℃，水吸收的熱量
（3）[3]由可得，天然氣完全燃燒放出的熱量
由可得，需要天然氣的體積
13．（2023·寧夏銀川·?？级＃?018年12月8日，我國長征三號乙運(yùn)載火箭發(fā)射嫦娥四號探測器，成功將嫦娥四號探測器送上太空。

（1）火箭升空時，火箭尾部的推進(jìn)裝置中的推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生熱氣，通過噴口向火箭后部噴出氣流，利用 使火箭受到向前的力。
（2）火箭以液態(tài)氫做為燃料，這主要是因?yàn)橐簯B(tài)氫比其它燃料的 大 。
（3）與在地球上相比，航天員在太空上的質(zhì)量 ，受到的重力 。（選填“變大”、“不變”或“變小”）
【答案】 氣流給火箭的反作用力 熱值 不變 變小
【解析】（1）[1]火箭升空時，通過噴口向火箭后部噴出氣流，火箭給氣流向后的推力，由于力的作用是相互的，利用氣流給火箭的反作用力使火箭受到向前的力。
（2）[2]火箭以液態(tài)氫做為燃料，這主要是因?yàn)橐簯B(tài)氫比其它燃料的熱值大，其它燃料相比，燃燒相同質(zhì)量的氫燃料產(chǎn)生的熱量更多。
（3）[3]物體的質(zhì)量不隨位置而變化，航天員在太空上的質(zhì)量不變。
[4] 在地球上不同的緯度g的之不同，距離地球越遠(yuǎn)g的值越小，根據(jù)可知，與在地球上相比，航天員在太空受到的重力變小。
14．（2023·山東菏澤·統(tǒng)考二模）如圖所示是質(zhì)量是200g固體的熔化實(shí)驗(yàn)裝置和根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的曲線圖，如果從開始記錄到剛沸騰時，完全燃燒了熱值為3.0×107J/kg的酒精5g，假設(shè)酒精燈在相等的時間內(nèi)提供的內(nèi)能一樣多，此過程中，則CD段吸收的熱量為 J，ABCD段的熱轉(zhuǎn)化效率是 。[該物質(zhì)液態(tài)時的比熱容為1.5×103J/（kg·℃）]

【答案】 1.2×104 32%
【解析】[1]從圖象上可知，該物質(zhì)CD段即從第6分鐘至第8分鐘，溫度由升高到，溫度升高了
該物質(zhì)從第6分鐘至第8分鐘吸收的熱量為
[2]酒精燃燒放出的總熱量為
由于從第到第該物質(zhì)共吸熱，所以該物質(zhì)每分鐘吸熱為，由圖乙可知，從開始記錄到剛沸騰共用時，所以該物質(zhì)共吸熱為
此過程中，熱轉(zhuǎn)化效率為
15．（2023·江蘇無錫·?？家荒＃榱颂骄磕澄镔|(zhì)的熔化特點(diǎn)，小芳同學(xué)用酒精燈（火焰大小保持不變）均勻加熱0.4kg該種固體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的圖線如圖所示。通過查閱資料已知該物質(zhì)液態(tài)時的比熱容為3×103J/（kg·℃）。該物質(zhì)是 （選填“晶體”或“非晶體”），在B點(diǎn)時的內(nèi)能 （選填“大于”、“小于”或“等于”）在A點(diǎn)時的內(nèi)能，經(jīng)測量整個過程消耗熱值為3.0×107J/kg的酒精25g（酒精完全燃燒），則整個實(shí)驗(yàn)過程的加熱效率為 。

【答案】 晶體 大于 16%
【解析】（1）[1]由物質(zhì)的熔化圖像可知，該物質(zhì)熔化時，溫度保持不變，有固定的熔點(diǎn)，所以該物質(zhì)是晶體。
（2）[2]由于該物質(zhì)熔化過程中，溫度不變，持續(xù)吸熱，內(nèi)能逐漸增大，所以在B點(diǎn)時的內(nèi)能大于在A點(diǎn)時的內(nèi)能。
（3）[3]整個過程消耗熱值為3.0×107J/kg的酒精25g，則放出熱量
Q放=mq=0.025kg×3.0×107J/kg=7.5×105J
由圖像可知，6~10min內(nèi)，溫度上升40℃，則每分鐘吸收熱量
整個過程該物質(zhì)吸收熱量
Q總=10min×1.2×104J=1.2×105J
則整個實(shí)驗(yàn)過程的加熱效率
16．（2023·山東濟(jì)寧·統(tǒng)考一模）某型號汽車在車型測試中，在一段平直的公路上以80km/h的速度勻速行駛了6km，消耗汽油1.5L，已知汽油的密度為ρ汽油=0.7×103kg/m3，熱值q汽油=4.5×107J/kg，假設(shè)燃油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為40%。汽車發(fā)動機(jī)用水降溫是利用水的 較大的特點(diǎn)；在此過程中汽油的熱值 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；在此過程中汽車受到的阻力是 N。
【答案】 比熱容 不變 3.15×103
【解析】[1]水的比熱容比較大，在質(zhì)量和升高溫度相同的情況下，能夠吸收較多的熱量，因此適合用來作為降溫物質(zhì)。
[2]熱是燃料的一種性質(zhì)，其大小與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量無關(guān)。故其大小是不變的。
[3]消耗的汽油的質(zhì)量為
消耗的總能量產(chǎn)
牽引力做的有用功為
牽引力大小為
汽車在平直公路上做勻速直線運(yùn)動，受到的牽引力與阻力是平衡力，故車受到的阻力也為。
三、實(shí)驗(yàn)題
17．（2023·湖北武漢·?？级＃┤鐖D所示為“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）實(shí)驗(yàn)中，兩燒杯內(nèi)放入規(guī)格相同的電加熱器，“規(guī)格相同”指的是兩加熱器的 相同，這樣可以保證 ，水和食用油吸收的熱量相等；
（2）實(shí)驗(yàn)中，從開始加熱到第3分鐘時，水增加的內(nèi)能 （選填“大于”“等于”或“小于”）食用油增加的內(nèi)能；
（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，水的比熱容與食用油的比熱容之比為 。
【答案】 電功率 相同時間 等于 3:2
【解析】（1）[1][2]實(shí)驗(yàn)中，兩燒杯內(nèi)放入規(guī)格相同的電加熱器，根據(jù)，“規(guī)格相同”指的是兩加熱器的是電功率相同，這樣可以保證相同時間，電加熱器產(chǎn)生的熱量相等，，水和食用油吸收的熱量相等。
（2）[3]實(shí)驗(yàn)中，從開始加熱到第3分鐘時，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，水和食用油吸熱相同，故水增加的內(nèi)能等于食用油增加的內(nèi)能。
（3）[4]由實(shí)驗(yàn)圖中數(shù)據(jù)可知升高，甲、乙的加熱時間分別為和，由轉(zhuǎn)換法，甲、乙的吸熱之比為2:3，根據(jù)比較吸熱能力的方法，故可知乙的吸熱能力強(qiáng)，乙為水，甲為油，根可知，在質(zhì)量和升高的溫度相同的情況下，吸熱與比熱容成正比，水的比熱容與食用油的比熱容之比為3:2。
【點(diǎn)睛】本題比較不同物質(zhì)的吸熱能力，考查控制變量法、轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用和比較吸熱能力的方法和的運(yùn)用，為熱學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)。
18．（2023·河北·一模）小南同學(xué)在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下完成了“探究冰熔化時溫度變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出了溫度隨時間變化的圖像，如圖所示。（c水>c冰）
（1）分析圖像，根據(jù)冰熔化時溫度變化特點(diǎn)可知：冰屬于 ；
（2）冰熔化后的溫度隨時間變化的圖像可能是C 段；
（3）有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)沒有用酒精燈加熱，也可以完成，理由是 ；
（4）若將冰熔化后試管中的水倒掉，裝入另一種液體。用酒精燈不斷給燒杯加熱時，最終發(fā)現(xiàn)燒杯中的水和試管中的液體都沸騰了，這說明水的沸點(diǎn) 試管中液體的沸點(diǎn)。
【答案】 晶體 D 物質(zhì)可以從空氣中吸熱熔化 高于
【解析】（1）[1]分析圖像，可看到，冰在BC段吸收熱量，溫度保持不變，只有晶體在熔化時，溫度保持不變，所以冰屬于晶體。
（2）[2]冰熔化后，變?yōu)樗鴆水>c冰，從圖中可以看到，從第10min到第14min，這4min水吸收的熱量，大小等于冰一開始到第4min，吸收的熱量，即，熔化前后，冰和水的質(zhì)量是相同的，即，根據(jù)比熱容公式可知，水升高的溫度較小，冰升高的溫度較大，由于冰一開始到第4min，升高的溫度為4℃，則水升高的溫度小于4℃，故冰熔化后的溫度隨時間變化的圖像可能是CD段。
（3）[3]有同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)沒有用酒精燈加熱，也可以完成，因?yàn)楸切枰諢崃坎湃刍?，冰周圍的空氣溫度高于冰塊，冰可以從空氣中吸熱熔化，所以該實(shí)驗(yàn)沒有用酒精燈加熱，也可以完成。
（4）[4]假設(shè)水的沸點(diǎn)低于試管中液體的沸點(diǎn)，那么燒杯中水沸騰了，試管中液體的溫度和燒杯水的溫度相同，液體的溫度沒有達(dá)到自身的沸點(diǎn)，該液體不能沸騰，假設(shè)不成立；假設(shè)水的沸點(diǎn)等于試管中液體的沸點(diǎn)，那么燒杯中水沸騰了，試管中液體也達(dá)到了沸點(diǎn)，但是液體不能沸騰，因?yàn)闊械乃驮嚬苤械囊后w，溫度相同，不能發(fā)生熱傳遞，試管中的液體不能持續(xù)吸收熱量，假設(shè)不成立；假設(shè)水的沸點(diǎn)高于試管中液體的沸點(diǎn)，那么燒杯中水沸騰了，水和液體之間有熱傳遞，液體的溫度會達(dá)到沸點(diǎn)，并且水的溫度高于液體的沸點(diǎn)，存在溫度差，液體達(dá)到沸點(diǎn)后，還會繼續(xù)吸熱，液體會沸騰，符合題意，假設(shè)成立，故水的沸點(diǎn)高于試管中液體的沸點(diǎn)。
四、計算題
19．（2023·黑龍江大慶·統(tǒng)考一模）小飛家新買了一輛吉利星越汽車，如表是汽車的銘牌，其中耗油量是指汽車正常行駛100km消耗汽油的體積，為測試汽車的性能，小飛駕駛汽車以30kW的恒定功率啟動做直線運(yùn)動，運(yùn)動中受到的阻力不變，通過專用儀器測量得到汽車的速度v與時間t的關(guān)系圖如圖所示。設(shè)汽油的密度是，熱值是。
（1）在測試汽車性能時，前10s時間內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)所做功；
（2）汽車運(yùn)動過程中受到的阻力；
（3）小飛駕駛該車以100km/h的速度勻速行駛100km，若汽車發(fā)動機(jī)輸出功率恒為30kW，該汽車的能量利用效率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）汽車前10s內(nèi)發(fā)動機(jī)所做的功
（2）如圖可知，汽車以30kW的恒定功率勻速行駛時， 汽車的功率
由上式可得，汽車牽引力大小
當(dāng)汽車以30m/s的速度勻速行駛時，牽引力等于阻力
（3）該車以100km/h的速度勻速行駛100km所用時間
此時發(fā)動機(jī)做功
如圖表可知，該車100km耗油量為10L，則消耗的汽油的質(zhì)量為
8kg汽油完全燃燒放出的熱量為
該汽車的能量利用率
答：（1）在測試汽車性能時，前10s時間內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)所做功為；
（2）汽車運(yùn)動過程中受到的阻力為1000N；
（3）小飛駕駛該車以100km/h的速度勻速行駛100km，若汽車發(fā)動機(jī)輸出功率恒為30kW，該汽車的能量利用效率30%。
20．（2023·河南周口·河南省淮陽中學(xué)?？寄M預(yù)測）圖示的柴油高空作業(yè)車經(jīng)常用來進(jìn)行路燈維修、外墻維護(hù)、廣告牌懸掛等作業(yè)，該高空作業(yè)車在最大安全工作載荷時總重，其與地面的總接觸面積為。某次該作業(yè)車將總質(zhì)量為100kg的維修人員和材料送到12m的高空處進(jìn)行作業(yè)，用時40s。取，柴油的熱值取
（1）該作業(yè)車以最大安全載荷靜止在水平地面上時，對地面的壓強(qiáng)是多少？
（2）該作業(yè)車在輸送過程中克服維修人員和材料的重力做功的功率是多少？
（3）若該高空作業(yè)車在輸送過程中消耗了柴油，熱機(jī)效率為，則作業(yè)車在該過程中輸出的機(jī)械能是多少？

【答案】（1）；（2）300W；（3）
【解析】解：（1）該作業(yè)車以最大安全載荷靜止在水平地面上時，對地面的壓力為
對地面的壓強(qiáng)為
（2）維修人員和材料的總重力為
該作業(yè)車在輸送過程中克服維修人員和材料的重力做的功為
做功的功率為
柴油完全燃燒放出的熱量為
作業(yè)車在該過程中輸出的機(jī)械能為
答：（1）車對地面的壓強(qiáng)為；
（2）作業(yè)車做功的功率為300W；
（3）作業(yè)車輸出的機(jī)械能為。
液體
質(zhì)量/g
初溫/℃
末溫/℃
加熱時間/min
①
水
300
20
30
12
②
水
150
20
30
6
③
煤油
300
20
30
6
④
煤油
300
20
25
3
型號
2019款350T
整車質(zhì)量/kg
1670
油箱容積/L
55
耗油量/L?100km-1
10

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專題04 內(nèi)能及其應(yīng)用-2024年中考物理【熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)】專練（全國通用）：

這是一份專題04 內(nèi)能及其應(yīng)用-2024年中考物理【熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)】專練（全國通用），文件包含專題04內(nèi)能及其應(yīng)用-2024年中考物理熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)專練全國通用原卷版docx、專題04內(nèi)能及其應(yīng)用-2024年中考物理熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)專練全國通用解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源，其中試卷共54頁， 歡迎下載使用。

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