專題 內能及其應用 中考物理

=專題04內能及其應用內能是物理學中的核心概念，它涉及到分子動理論、熱力學等多方面的知識。掌握內能及其應用對于學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，內能及其應用可能將重點考察學生的理論聯系實際能力。題目可能將通過結合日常生活、生產實踐中的案例，考查學生對內能概念的理解以及在實際問題中運用內能知識的能力。例如，可以考察學生解釋熱機工作原理、分析熱機效率高低的原因等實際問題的能力。

對于內能與其他物理知識的綜合運用也將是命題的重點。例如，內能與電能、機械能等其他形式的能量的轉換和利用，以及在電路、光學等領域的應用等。這些內容可以結合能量守恒定律、電學等知識點進行考察，要求學生能夠靈活運用所學知識解決綜合問題。知識點1：分子熱運動1.分子熱運動：（1）物質的構成：宇宙是由物質組成的，物質是由分子組成的；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，分子的數目是巨大的。由于分子太小，人們用肉眼和光學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.擴散：不同物質相互接觸，彼此進入對方的現象。4.分子熱運動：擴散現象等大量事實表明，一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則運動。分子運動快慢與溫度有關，溫度越高，分子熱運動越劇烈。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）當壓縮物體時，分子斥力大于分子引力，分子間作用力表現為斥力；（3）當拉伸物體時，分子引力大于分子斥力，分子間作用力表現為引力；6.分子動理論內容：①物質是由分子或原子構成的；②一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運動。③分子間存在相互作用的引力和斥力。知識點2：內能1.內能：物體內部所有分子熱運動的分子動能與分子勢能的總和，叫做物體的內能。（1）因為一切物質分子都在不停地做無規(guī)則的運動，所以物體的內能不可能為零，任何物體在任何情況下都具有內能。（2）物體內大量分子做無規(guī)則熱運動所具有的能量稱為分子動能。物體的溫度越高，分子運動得越快，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，其內能會發(fā)生變化。所以分子勢能與物體的體積有關。（4）內能大小與物體的質量、溫度、狀態(tài)等有關。2.內能的改變：改變物體內能的兩種方法：做功和熱傳遞。（1）物體對外做功，物體的內能減小；外界對物體做功，物體的內能增大。（2）熱傳遞發(fā)生的條件：存在溫度差。熱量總是自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體：a．高溫物體內能減小，溫度降低，放出熱量；b．低溫物體內能增大，溫度升高，吸收熱量。（3）做功和熱傳遞在改變內能方面是等效的，但實質不同：做功改變內能屬于能的轉化，熱傳遞改變內能屬于能的轉移。3.溫度、內能、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、內能、熱量之間的關系：（1）物體溫度升高，內能一定增大，但不一定吸收熱量，因為做功也可以使物體的內能增大；（2）物體內能增大，溫度不一定升高，也不一定吸收熱量，因為內能增大有可能是因為狀態(tài)改變造成的，做功也可以使物體的內能增大；（3）物體吸收熱量，內能一定增大，但溫度可能升高，也可能不變，因為吸收熱量有可能改變物體的狀態(tài)。（4）溫度、熱量與內能的關系（熱量是一個過程量，一般說傳遞熱量；內能是一個狀態(tài)量一般說具有內能；溫度是一個狀態(tài)量，一般說升高或者降低溫度）知識點3：比熱容1.比熱容：（1）比熱容定義：單位質量的某種物質，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的比熱容。（2）比熱容是物質的一種屬性，每種物質都有自己的比熱容。比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。（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”的應用：（1）用水取暖或冷卻（2）用水調節(jié)氣溫知識點4：熱機1.熱機：利用內能做功的機械叫熱機。（1）熱機的種類：分為蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。（2）內燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產生動力的熱機。內燃機根據其所使用的燃料分為汽油機和柴油機兩類。2.內燃機的工作原理：（1）內燃機的每一個工作循環(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）做功沖程把內能轉化為機械能；壓縮沖程把機械能轉化為內能。（4）一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉2周，飛輪轉2圈。知識點5：熱機效率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，而與燃料的質量、放熱多少等無關。不同燃料的熱值一般不同。熱值在數值上等于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，將化學能轉化為內能的本領的大小。2.熱機效率：熱機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的效率。（1）公式：；（2）提高熱機效率的途徑：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”；關于吃火鍋涉及的物理現象，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比水低D．白鍋因液面缺少油膜阻礙，湯液蒸發(fā)較快2．（2023·廣東廣州·?？既＃┫铝姓f法正確的是（）A．只要對物體做功，物體內能就會增大B．擴散可以發(fā)生在氣體之間、液體之間，不能發(fā)生在固體之間C．物體內能增大，溫度一定升高D．擴散現象中，分子可以從低溫物體運動到高溫物體3．（2023·江蘇無錫·統考一模）下列有關汽油機的說法正確的是（）A．采取有效措施，汽油機效率能達到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．汽油機的壓縮沖程，主要是用熱傳遞的方法增加了氣缸內的物質的內能D．某臺汽油機飛輪的轉速為2400r/min，在1s內該汽油機做功10次4．（2023·廣西柳州·統考一模）如圖為某汽車上四沖程汽油機的工作示意圖，下列說法正確的是（）A．使汽車獲得動力的沖程是丁B．飛輪轉速3000r/min，則該汽油機1s能做功25次C．甲圖中能量轉化是機械能轉化為內能D．一個工作循環(huán)過程依次是乙、甲、丁、丙5．（2023·江蘇泰州·?？既＃┤鐖D所示，甲、乙、丙三圖的裝置完全相同，燒杯內液體的初溫與質量相同，燃料的質量相同，假設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“探究不同物質吸熱升溫的現象”C．甲、丙兩圖實驗中，用秒表記錄液體加熱時間D．甲、乙兩圖實驗中，用秒表記錄燃料充分燃燒所用時間6．（2023·安徽蚌埠·校聯考一模）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，厚玻璃內的空氣被壓縮時，空氣的內能減少B．圖乙，瓶子內的空氣推動塞子跳起時，空氣的內能增大C．圖丙，試管內的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣的內能減少D．圖丁，汽缸內的氣體推動活塞向下運動時，氣體的內能增大二、多選題7．（2023·河南信陽·校聯考一模）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移8．（2023·湖南衡陽·衡陽市第十五中學?？寄M預測）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)動機用水做冷卻劑，主要利用水密度較大的特點C．內燃機的壓縮沖程，主要是用做功的方法增加了氣缸內物質的內能D．火箭使用液態(tài)氫作燃料，是因為液態(tài)氫含有的熱量多三、填空題9．（2023·陜西西安·統考三模）在四沖程汽油機中，將機械能轉化為內能的沖程是沖程；汽車發(fā)動機工作時，當汽油在發(fā)動機內燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機的效率（選填“升高”、“不變”或“降低”）；發(fā)動機散熱器常用水做冷卻劑，因為水的較大。10．（2023·江蘇泰州·?？既＃榉乐未髿馕廴荆┲莪h(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”）擴散現象；（2）該霧炮車的發(fā)動機是四沖程汽油機，汽油的熱值是，則完全燃燒汽油放出的熱量是。11．（2023·江蘇蘇州·統考一模）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的沖程能量轉化相同；如乙圖所示的是汽油機的沖程，若飛輪的轉速為，在1s內，汽油機做功次。12．（2023·山東臨沂·統考一模）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對接口。至此，空間站首次實現了“三艙三船”的最大構型?，F在請回答下列問題：（1）火箭的燃料主要使用液態(tài)氫是因為它的熱值（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），將能轉化為能，這是通過的方式改變物體的內能。13．（2023·山東臨沂·統考一模）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)動機的沖程提供的。14．（2023·安徽池州·統考三模）現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準大氣壓下將一壺質量為2kg、初溫為的水加熱至沸騰，假設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?！尽克?、實驗題15．（2023·河南洛陽·統考一模）為了比較不同物質比熱容的大小，實驗小組使用圖甲所示的實驗器材，請完成下列問題：（1）實驗中，需要使用相同的酒精燈給沙子和水加熱，其目的是；（2）經過實驗得出結論：質量相同的水和沙子，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）實驗小組的同學，完成實驗后進行了反思，如果把物質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16．（2023·四川內江·?？家荒＃┠惩瑢W在做研究影響物質吸熱多少的因素的實驗時，得到如下的數據表：液體質量/g初溫/℃末溫/℃加熱時間/min①水300203012②水15020306③煤油30020306④煤油30020253（1）加熱時間的長短表明了；（2）分析第1、2次實驗數據，可以得出的初步結論是：同種物質升高相同溫度時，吸收熱量的多少與物質的有關；（3）分析第1、3次實驗數據，可以得出的初步結論是：；（4）下列研究實例中所采用的研究方法與上述實驗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．研究聲音的產生時，用小球去接觸正在發(fā)聲的音叉，小球被反復彈起，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，用合力產生的效果來代替兩個力產生的總效果D．研究滑動摩擦力的大小與壓力大小關系時，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的變化17．（2023·山東菏澤·校考三模）如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同，燃料的質量都是7g，燒杯內的液體質量也相同。

（1）比較不同燃料的熱值，應選擇兩圖進行實驗，實驗時要觀察比較兩種燃料的熱值大??；（2）比較不同物質的比熱容，應選擇兩圖進行實驗，實驗通過反映物體吸熱的多少；（3）如圖丁所示的是小東同學在探究“電流通過導體產生熱量的影響因素”的實驗裝置。兩個透明容器中封閉著等質量的空氣且與U形管相連，容器內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體產生的熱量與關系，三個實驗中用到的共同研究問題的方法是。五、計算題18．（2023·山東德州·統考二模）我國已經從餐飲廢油（俗稱“地溝油”）中成功提煉出供飛機使用的生物航空煤油（以下簡稱生物航煤），其熱值與傳統的航空煤油熱值相當，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。19．（2023·山東濟寧·?？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)動機的有用功率為60kW，汽油的熱值q＝5×107J/kg。假設汽油完全燃燒，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)動機的效率是多少？20．（2023·山東臨沂·統考二模）氫燃料電池車（如圖所示），車輛排放物是水，不產生任何污染物。假設某國產氫燃料電池車總質量為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；（3）牽引力做的功；（4）氫能源燃燒釋放的能量轉化為機械能的效率。

一、單選題1．（2023·安徽·校聯考一模）有兩個溫度為質量相等的金屬球，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100℃），則甲球比熱容c甲和乙球比熱容c乙，大小的關系是（）A． B．C． D．以上三種情況都有可能2．（2023·四川成都·統考二模）小李家使用的熱水器，30min內均勻消耗了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．熱水器的能量轉化效率為25%C．天然氣的化學能全部轉化為水的內能D．如果將此熱水器效率再提高5%，則加熱時間將節(jié)約1.5min3．（2023·河南周口·統考一模）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︰4C．加熱相同的時間，甲、乙兩杯水升高的溫度之比2︰3D．加熱相同時間時，兩杯水將吸收相等的熱量4．（2023·四川成都·成都實外?？家荒＃┬∶魍瑢W為了比較質量均為200g的水和燃油的吸熱能力，利用如圖甲所示的實驗裝置進行實驗，實驗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?℃），用測得的數據繪制了溫度隨時間變化圖像（如圖乙）。若單位時間內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B．10min酒精完全燃燒放出的熱量為1.5×104JC．20min內煤油吸收的熱量為1.26×104JD．他使用的酒精燈的加熱效率為8.4%5．（2023·山東日照·?？级＃┤鐖D所示，用甲、乙兩種燃料分別對質量和初溫相同的水進行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質量用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6．（2023·廣東深圳·二模）探究某物質熔化和沸騰的實驗如圖甲所示，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（物質在相同時間內吸收的熱量相等）。根據實驗數據畫出的圖像如圖乙所示，從開始加熱到實驗結束的10min內消耗4g酒精，酒精的熱值3.0×107J/kg，這種物質的液態(tài)比熱容c=1.5×103J/(kg·℃)，下列選項錯誤的（）A．該物質在第5min末的內能大于第4min末的內能B．在AB段和BC段，該物質吸收的熱量相同C．該物質固態(tài)時的比熱容為3.0×103J/(kg·℃)D．該裝置能量的轉化效率為50%7．（2023·湖北武漢·校聯考模擬預測）關于四沖程汽油發(fā)動機內部工作描述正確的是（）A．吸氣沖程時，吸入的是空氣B．通過噴油嘴壓燃點火，在壓縮沖程時，將機械能轉化為內能，C．做功沖程時，若每次對外做功1000J，則2400r/min的發(fā)動機的額定功率為20kWD．排氣沖程時，排出的廢氣已經沒有內能了全轉化為機械能了二、填空題8．（2023·安徽滁州·統考一模）某物理興趣小組的同學，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內加熱質量為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]

9．（2023·河南許昌·統考二模）親身體驗和深入思考是學習物理的重要方法。將底面削平、削干凈的鉛柱A、B壓緊后能吊起質量為200g的大鉤碼，若每個鉛柱的質量為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）

10．（2023·安徽亳州·?？寄M預測）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]11．（2023·江蘇泰州·泰州市第二中學附屬初中?？级＃┬∶髟谔骄勘刍攸c時，用酒精燈加熱50g的冰，每2分鐘完全燃燒的酒精質量均為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，該實驗中酒精燈的加熱效率為%，BC過程中被加熱物質的內能將增加J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q酒精=3×107J/kg]

12．（2023·寧夏銀川·寧夏銀川二十四中?？家荒＃幭牡哪茉磧涑渥悖禾?、風能、太陽能等多種能源富集互補，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，此過程中能量轉化與四沖程汽油機的沖程的能量轉化相同；（2）在標準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，設天然氣完全燃燒）13．（2023·寧夏銀川·?？级＃?018年12月8日，我國長征三號乙運載火箭發(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，火箭尾部的推進裝置中的推進劑燃燒產生熱氣，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，這主要是因為液態(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量，受到的重力。（選填“變大”、“不變”或“變小”）14．（2023·山東菏澤·統考二模）如圖所示是質量是200g固體的熔化實驗裝置和根據實驗數據繪制出的曲線圖，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，假設酒精燈在相等的時間內提供的內能一樣多，此過程中，則CD段吸收的熱量為J，ABCD段的熱轉化效率是。[該物質液態(tài)時的比熱容為1.5×103J/（kg·℃）]

15．（2023·江蘇無錫·?？家荒＃榱颂骄磕澄镔|的熔化特點，小芳同學用酒精燈（火焰大小保持不變）均勻加熱0.4kg該種固體，根據實驗數據繪制出的圖線如圖所示。通過查閱資料已知該物質液態(tài)時的比熱容為3×103J/（kg·℃）。該物質是（選填“晶體”或“非晶體”），在B點時的內能（選填“大于”、“小于”或“等于”）在A點時的內能，經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），則整個實驗過程的加熱效率為。

16．（2023·山東濟寧·統考一模）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，假設燃油完全燃燒，汽油機的效率為40%。汽車發(fā)動機用水降溫是利用水的較大的特點；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。三、實驗題17．（2023·湖北武漢·?？级＃┤鐖D所示為“比較不同物質吸熱的情況”的實驗裝置。

（1）實驗中，兩燒杯內放入規(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）實驗中，從開始加熱到第3分鐘時，水增加的內能（選填“大于”“等于”或“小于”）食用油增加的內能；（3）由實驗數據可知，水的比熱容與食用油的比熱容之比為。18．（2023·河北·一模）小南同學在1個標準大氣壓下完成了“探究冰熔化時溫度變化規(guī)律”的實驗，并根據實驗數據，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，根據冰熔化時溫度變化特點可知：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）有同學認為該實驗沒有用酒精燈加熱，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)現燒杯中的水和試管中的液體都沸騰了，這說明水的沸點試管中液體的沸點。四、計算題19．（2023·黑龍江大慶·統考一模）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動，運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的關系圖如圖所示。設汽油的密度是，熱值是。（1）在測試汽車性能時，前10s時間內汽車發(fā)動機所做功；（2）汽車運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)動機輸出功率恒為30kW，該汽車的能量利用效率。型號2019款350T整車質量/kg1670油箱容積/L55耗油量/L?100km-11020．（2023·河南周口·河南省淮陽中學?？寄M預測）圖示的柴油高空作業(yè)車經常用來進行路燈維修、外墻維護、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)車將總質量為100kg的維修人員和材料送到12m的高空處進行作業(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，熱機效率為，則作業(yè)車在該過程中輸出的機械能是多少？

專題04內能及其應用解析內能是物理學中的核心概念，它涉及到分子動理論、熱力學等多方面的知識。掌握內能及其應用對于學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，內能及其應用可能將重點考察學生的理論聯系實際能力。題目可能將通過結合日常生活、生產實踐中的案例，考查學生對內能概念的理解以及在實際問題中運用內能知識的能力。例如，可以考察學生解釋熱機工作原理、分析熱機效率高低的原因等實際問題的能力。

對于內能與其他物理知識的綜合運用也將是命題的重點。例如，內能與電能、機械能等其他形式的能量的轉換和利用，以及在電路、光學等領域的應用等。這些內容可以結合能量守恒定律、電學等知識點進行考察，要求學生能夠靈活運用所學知識解決綜合問題。知識點1：分子熱運動1.分子熱運動：（1）物質的構成：宇宙是由物質組成的，物質是由分子組成的；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，分子的數目是巨大的。由于分子太小，人們用肉眼和光學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.擴散：不同物質相互接觸，彼此進入對方的現象。4.分子熱運動：擴散現象等大量事實表明，一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則運動。分子運動快慢與溫度有關，溫度越高，分子熱運動越劇烈。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）當壓縮物體時，分子斥力大于分子引力，分子間作用力表現為斥力；（3）當拉伸物體時，分子引力大于分子斥力，分子間作用力表現為引力；6.分子動理論內容：①物質是由分子或原子構成的；②一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運動。③分子間存在相互作用的引力和斥力。知識點2：內能1.內能：物體內部所有分子熱運動的分子動能與分子勢能的總和，叫做物體的內能。（1）因為一切物質分子都在不停地做無規(guī)則的運動，所以物體的內能不可能為零，任何物體在任何情況下都具有內能。（2）物體內大量分子做無規(guī)則熱運動所具有的能量稱為分子動能。物體的溫度越高，分子運動得越快，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，其內能會發(fā)生變化。所以分子勢能與物體的體積有關。（4）內能大小與物體的質量、溫度、狀態(tài)等有關。2.內能的改變：改變物體內能的兩種方法：做功和熱傳遞。（1）物體對外做功，物體的內能減?。煌饨鐚ξ矬w做功，物體的內能增大。（2）熱傳遞發(fā)生的條件：存在溫度差。熱量總是自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體：a．高溫物體內能減小，溫度降低，放出熱量；b．低溫物體內能增大，溫度升高，吸收熱量。（3）做功和熱傳遞在改變內能方面是等效的，但實質不同：做功改變內能屬于能的轉化，熱傳遞改變內能屬于能的轉移。3.溫度、內能、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、內能、熱量之間的關系：（1）物體溫度升高，內能一定增大，但不一定吸收熱量，因為做功也可以使物體的內能增大；（2）物體內能增大，溫度不一定升高，也不一定吸收熱量，因為內能增大有可能是因為狀態(tài)改變造成的，做功也可以使物體的內能增大；（3）物體吸收熱量，內能一定增大，但溫度可能升高，也可能不變，因為吸收熱量有可能改變物體的狀態(tài)。（4）溫度、熱量與內能的關系（熱量是一個過程量，一般說傳遞熱量；內能是一個狀態(tài)量一般說具有內能；溫度是一個狀態(tài)量，一般說升高或者降低溫度）知識點3：比熱容1.比熱容：（1）比熱容定義：單位質量的某種物質，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的比熱容。（2）比熱容是物質的一種屬性，每種物質都有自己的比熱容。比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。（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”的應用：（1）用水取暖或冷卻（2）用水調節(jié)氣溫知識點4：熱機1.熱機：利用內能做功的機械叫熱機。（1）熱機的種類：分為蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。（2）內燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產生動力的熱機。內燃機根據其所使用的燃料分為汽油機和柴油機兩類。2.內燃機的工作原理：（1）內燃機的每一個工作循環(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）做功沖程把內能轉化為機械能；壓縮沖程把機械能轉化為內能。（4）一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉2周，飛輪轉2圈。知識點5：熱機效率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，而與燃料的質量、放熱多少等無關。不同燃料的熱值一般不同。熱值在數值上等于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，將化學能轉化為內能的本領的大小。2.熱機效率：熱機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的效率。（1）公式：；（2）提高熱機效率的途徑：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”；關于吃火鍋涉及的物理現象，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．根據分子動理論可知分子熱運動與溫度有關，加熱后，“火鍋味道”迎面撲來說明溫度越高，分子運動越劇烈，故A正確，不符合題意；B．火鍋沸騰后要不斷吸收熱量，但溫度保持在沸點不變，故B正確，不符合題意；CD．食用油的沸點高于水的沸點，紅鍋先沸騰是因為食用油覆蓋在水的上面，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，物體內能就會增大B．擴散可以發(fā)生在氣體之間、液體之間，不能發(fā)生在固體之間C．物體內能增大，溫度一定升高D．擴散現象中，分子可以從低溫物體運動到高溫物體【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，物體的內能才一定增大，故A錯誤；B．擴散現象可以發(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，內能變大，溫度不一定升高，故C錯誤；D．擴散現象說明分子在不停地做無規(guī)則運動，分子可以從低溫物體運動到高溫物體，故D正確。故選D。3．（2023·江蘇無錫·統考一模）下列有關汽油機的說法正確的是（）A．采取有效措施，汽油機效率能達到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．汽油機的壓縮沖程，主要是用熱傳遞的方法增加了氣缸內的物質的內能D．某臺汽油機飛輪的轉速為2400r/min，在1s內該汽油機做功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效率，無論科技如何發(fā)展，熱機的效率可以提高，總存在摩擦、要做額外功，效率一定不會達到100%，故A錯誤；B．汽油機的四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；做功沖程把內能轉化為機械能，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．汽油機的壓縮沖程，主要是用做功的方法增加了氣缸內的物質的內能，故C錯誤；D．汽油機飛輪的轉速為2400r/min=40r/s即飛輪每秒轉40圈，由于汽油機的1個工作循環(huán)完成4個沖程，飛輪和曲軸轉2圈，對外做功1次，所以，在1s內，該汽油機完成80個沖程，對外做功20次，故D錯誤。故選B。4．（2023·廣西柳州·統考一模）如圖為某汽車上四沖程汽油機的工作示意圖，下列說法正確的是（）A．使汽車獲得動力的沖程是丁B．飛輪轉速3000r/min，則該汽油機1s能做功25次C．甲圖中能量轉化是機械能轉化為內能D．一個工作循環(huán)過程依次是乙、甲、丁、丙【答案】B【解析】A．內燃機的一個工作循環(huán)有四個沖程，只有在做功沖程中，機器獲得動力，即甲，故A錯誤；B．四沖程汽油機的飛輪轉速為3000r/min,則該飛輪1s轉50圈，因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成四個工作沖程，做功1次，所以1s飛輪轉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，內能轉化為機械能，故C錯誤；D．甲圖中兩氣門都關閉，火花塞點火，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程；乙圖中進氣門開啟，排氣門關閉，氣體流入汽缸，是吸氣沖程；丙圖中排氣門開啟，進氣門關閉，氣體流出汽缸，是排氣沖程；丁圖中兩氣門都關閉，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，燒杯內液體的初溫與質量相同，燃料的質量相同，假設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“探究不同物質吸熱升溫的現象”C．甲、丙兩圖實驗中，用秒表記錄液體加熱時間D．甲、乙兩圖實驗中，用秒表記錄燃料充分燃燒所用時間【答案】D【解析】A．比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量，應讓加熱的液體種類相同，燃料的種類不同，故應選擇的兩裝置是甲、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，讓液體的質量和溫度的變化相同，通過比較加熱時間，或讓液體的質量和加熱時間相同，比較升高的溫度，進而判斷兩種比熱容的大小關系，應選擇甲、丙兩圖進行實驗，故BC正確，不符合題意；D．比較質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，厚玻璃內的空氣被壓縮時，空氣的內能減少B．圖乙，瓶子內的空氣推動塞子跳起時，空氣的內能增大C．圖丙，試管內的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣的內能減少D．圖丁，汽缸內的氣體推動活塞向下運動時，氣體的內能增大【答案】C【解析】A．圖甲，厚玻璃內的空氣被壓縮時，活塞對空氣做功，瓶內空氣溫度升高，空氣的內能增加；故A錯誤；B．圖乙，瓶子內的空氣推動塞子跳起時，空氣對活塞做功，空氣的內能減小；故B錯誤；C．圖丙，試管內的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內能減少；故C正確；D．圖丁，汽缸內的氣體推動活塞向下運動時即做功沖程，內能轉化為機械能，氣缸內氣體的內能減少；故D錯誤。故選C。二、多選題7．（2023·河南信陽·校聯考一模）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，內能減小，故A正確，不符合題意；B．相同質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，物體的機械能增加，但其內能并未增加，又如雙手之間不斷摩擦，兩個手掌互相做功，手掌內能增加，溫度升高，因此，對物體做功，物體的內能可能增大，也可能不變，故C正確，不符合題意；D．影響物體內能的因素有溫度和質量，溫度高的物體的內能不一定大，溫度低的物體可能比溫度高的物體內能大，故熱量可以從內能少的物體傳向內能多的物體，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?？寄M預測）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)動機用水做冷卻劑，主要利用水密度較大的特點C．內燃機的壓縮沖程，主要是用做功的方法增加了氣缸內物質的內能D．火箭使用液態(tài)氫作燃料，是因為液態(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熔點，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)動機用水作冷卻液，主要是利用水比熱容大的特點，在同樣吸熱的情況下，其溫度變化小，故B錯誤；C．內燃機的壓縮沖程，主要是用做功的方法將機械能轉化為內能，增加了汽缸內物質的內能，故C正確；D．火箭使用液態(tài)氫作燃料，是因為液態(tài)氫熱值大，熱量是一個過程量，不能說物質含有多少熱量，故D錯誤。故選AC。三、填空題9．（2023·陜西西安·統考三模）在四沖程汽油機中，將機械能轉化為內能的沖程是沖程；汽車發(fā)動機工作時，當汽油在發(fā)動機內燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機的效率（選填“升高”、“不變”或“降低”）；發(fā)動機散熱器常用水做冷卻劑，因為水的較大?！敬鸢浮繅嚎s降低比熱容【解析】[1]在壓縮沖程，活塞向上運動，壓縮汽油與空氣的混合物，使其體積減小，溫度升高，這個過程是機械能轉化為內能。[2]汽油不充分燃燒時比充分燃燒時放出的能量少，轉化的有用能量也少，而機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，故機械效率要降低。[3]發(fā)動機散熱器常用水做冷卻劑，因為水的比熱容較大，相同質量的水和其它物質相比，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·校考三模）為防治大氣污染，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”）擴散現象；（2）該霧炮車的發(fā)動機是四沖程汽油機，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，是因為水汽化吸熱的緣故。[3]擴散是指不同物質的分子彼此進入對方的現象，水霧是小水滴，不是水分子，故不屬于擴散現象。（2）[4]完全燃燒汽油放出的熱量11．（2023·江蘇蘇州·統考一模）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的沖程能量轉化相同；如乙圖所示的是汽油機的沖程，若飛輪的轉速為，在1s內，汽油機做功次?！敬鸢浮繅嚎s排氣15【解析】[1]在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速向下壓，棉花燃燒起來，說明壓縮筒內空氣做功，使空氣的內能增加；引火儀實驗中，活塞的機械能轉化為空氣的內能，內燃機有四個沖程，在壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機械能轉化為內能，故與內燃機的壓縮沖程相似。[2]從圖中可以看出，進氣門關閉、排氣門打開，活塞向上移動的特點，可以判斷這個沖程是排氣沖程。[3]四沖程汽油機的飛輪轉速為則該飛輪每秒鐘轉30圈，因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成4個沖程，做功1次，所以1s內，飛輪轉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對接口。至此，空間站首次實現了“三艙三船”的最大構型?，F在請回答下列問題：（1）火箭的燃料主要使用液態(tài)氫是因為它的熱值（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），將能轉化為能，這是通過的方式改變物體的內能?！敬鸢浮看箪o止增大機械內做功【解析】（1）[1]運載火箭采用液態(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，使得機械能增大。（4）[4][5][6]飛船與空氣摩擦做功，將機械能轉化為飛船的內能，溫度升高，這是通過做功的方式改變物體的內能。13．（2023·山東臨沂·統考一模）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，因為具有慣性要保持原來的高速的運動狀態(tài)，不能及時停住而造成交通事故。[2]因為不同的空氣層有不同的密度，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)生折射現象；遠處物體的光經路面上空氣傳播，發(fā)生折射后進入人的眼睛，人由于錯覺始終認為光沿直線傳播，所以看到“公路遠處似乎有水，水中還有汽車、電桿等物體的倒影，但當車行駛至該處時，水卻消失了”。[3]汽車發(fā)動機的核心部件是內燃機，內燃機工作循環(huán)中的做功沖程將內能轉化為機械能，是給汽車提供動力的沖程。14．（2023·安徽池州·統考三模）現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準大氣壓下將一壺質量為2kg、初溫為的水加熱至沸騰，假設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?！尽俊敬鸢浮俊窘馕觥恳粋€標準大氣壓下，水的沸點為，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、實驗題15．（2023·河南洛陽·統考一模）為了比較不同物質比熱容的大小，實驗小組使用圖甲所示的實驗器材，請完成下列問題：（1）實驗中，需要使用相同的酒精燈給沙子和水加熱，其目的是；（2）經過實驗得出結論：質量相同的水和沙子，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）實驗小組的同學，完成實驗后進行了反思，如果把物質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比熱容C【解析】（1）[1]選用相同的酒精燈進行加熱，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，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，比熱容越小；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．（2023·四川內江·?？家荒＃┠惩瑢W在做研究影響物質吸熱多少的因素的實驗時，得到如下的數據表：液體質量/g初溫/℃末溫/℃加熱時間/min①水300203012②水15020306③煤油30020306④煤油30020253（1）加熱時間的長短表明了；（2）分析第1、2次實驗數據，可以得出的初步結論是：同種物質升高相同溫度時，吸收熱量的多少與物質的有關；（3）分析第1、3次實驗數據，可以得出的初步結論是：；（4）下列研究實例中所采用的研究方法與上述實驗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．研究聲音的產生時，用小球去接觸正在發(fā)聲的音叉，小球被反復彈起，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，用合力產生的效果來代替兩個力產生的總效果D．研究滑動摩擦力的大小與壓力大小關系時，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的變化【答案】吸收熱量的多少質量見解析D【解析】（1）[1]加熱時間長，物質吸收的熱量多，加熱時間短，物質吸收的熱量少，所以加熱時間的長短表示物質吸收熱量的多少。（2）[2]分析第1、2次實驗數據可知，液體種類相同，質量不同，物質升高的溫度相同時，所需加熱時間不同，質量越大，物質升高相同的溫度，所需的加熱時間越長，吸收的熱量越多。（3）[3]分析第1、3次實驗數據可知，物質種類不同，質量相同，溫度變化相同時，所需的加熱時間不同，所以結論為：質量相同的不同種物質，升高相同的溫度，吸收的熱量不同。（4）[4]A．上述實驗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．用小球的運動表示聲音的振動，采用的物理方法是轉化法，故B不符合題意；C．用一個力產生的效果來代替兩個力產生的總效果，采用的實驗方法是等效替代法，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的變化，此實驗采用的實驗方法是控制變量法，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，燃料的質量都是7g，燒杯內的液體質量也相同。

（1）比較不同燃料的熱值，應選擇兩圖進行實驗，實驗時要觀察比較兩種燃料的熱值大小；（2）比較不同物質的比熱容，應選擇兩圖進行實驗，實驗通過反映物體吸熱的多少；（3）如圖丁所示的是小東同學在探究“電流通過導體產生熱量的影響因素”的實驗裝置。兩個透明容器中封閉著等質量的空氣且與U形管相連，容器內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體產生的熱量與關系，三個實驗中用到的共同研究問題的方法是。【答案】甲、乙甲、丙加熱時間電阻轉換法【解析】（1）[1]比較不同燃料的熱值，應控制被加熱液體的種類相同而燃料不同；故應選擇甲、乙兩圖進行實驗。（2）[2]比較不同物質的比熱容，應控制物質的質量、燃料相同和加熱時間相同而吸熱的物質種類不同，故應選擇甲、丙兩圖進行實驗。[3]實驗中由于燃料的種類相同，則相同時間內放出的熱量相同，則液體吸收的熱量相同，故實驗通過加熱時間反映吸收熱量的多少。（3）[4][5]根據轉換法，實驗中小東通過觀察U形管液面的高度差來反映電流產生熱量多少。圖丁所示的電路中，兩電阻絲串聯，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，導體產生的熱量與電阻大小是否有關；三個實驗中用到的共同研究問題的方法是轉換法。五、計算題18．（2023·山東德州·統考二模）我國已經從餐飲廢油（俗稱“地溝油”）中成功提煉出供飛機使用的生物航空煤油（以下簡稱生物航煤），其熱值與傳統的航空煤油熱值相當，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?！敬鸢浮浚?）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)動機的有用功率為60kW，汽油的熱值q＝5×107J/kg。假設汽油完全燃燒，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)動機的效率是多少？【答案】（1）3×107J；（2）30%【解析】解：（1）汽車運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)動機的效率是30%。20．（2023·山東臨沂·統考二模）氫燃料電池車（如圖所示），車輛排放物是水，不產生任何污染物。假設某國產氫燃料電池車總質量為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；（3）牽引力做的功；（4）氫能源燃燒釋放的能量轉化為機械能的效率。

【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（3）氫燃料電池車勻速行駛時受到的阻力因為氫燃料電池車勻速行駛時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化為機械能的效率答：（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化為機械能的效率為50%。一、單選題1．（2023·安徽·校聯考一模）有兩個溫度為質量相等的金屬球，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100℃），則甲球比熱容c甲和乙球比熱容c乙，大小的關系是（）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·統考二模）小李家使用的熱水器，30min內均勻消耗了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．熱水器的能量轉化效率為25%C．天然氣的化學能全部轉化為水的內能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，所以天然氣的化學不能全部轉化為水的內能，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量節(jié)約天然氣的質量因為30min內均勻消耗了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︰4C．加熱相同的時間，甲、乙兩杯水升高的溫度之比2︰3D．加熱相同時間時，兩杯水將吸收相等的熱量【答案】B【解析】A．水的比熱容與質量無關，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·成都實外?？家荒＃┬∶魍瑢W為了比較質量均為200g的水和燃油的吸熱能力，利用如圖甲所示的實驗裝置進行實驗，實驗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?℃），用測得的數據繪制了溫度隨時間變化圖像（如圖乙）。若單位時間內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B．10min酒精完全燃燒放出的熱量為1.5×104JC．20min內煤油吸收的熱量為1.26×104JD．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，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單位時間內水和煤油吸收的熱量相等，故20min內煤油吸收的熱量為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量和初溫相同的水進行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質量用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燃料燃燒放出熱量的多少，而水吸收熱量的多少跟水的質量和升高的溫度有關，不考慮熱量損失，液體吸收的熱量Q吸=Q放，根據題意可知，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

①A．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）探究某物質熔化和沸騰的實驗如圖甲所示，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（物質在相同時間內吸收的熱量相等）。根據實驗數據畫出的圖像如圖乙所示，從開始加熱到實驗結束的10min內消耗4g酒精，酒精的熱值3.0×107J/kg，這種物質的液態(tài)比熱容c=1.5×103J/(kg·℃)，下列選項錯誤的（）A．該物質在第5min末的內能大于第4min末的內能B．在AB段和BC段，該物質吸收的熱量相同C．該物質固態(tài)時的比熱容為3.0×103J/(kg·℃)D．該裝置能量的轉化效率為50%【答案】D【解析】A．由圖可知，3至6min，物質吸熱但溫度保持50℃不變，故該物質是晶體，在熔化的過程中，吸收熱量，但溫度不變，內能變大，即該物質在第5min末的內能大于第4min末的內能，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，物質吸收的熱量是相同的，從開始加熱（A點）到開始熔化（B點）用時3分鐘，晶體熔化的時間（BC段）用時也是3min，所以，在AB段和BC段該物質吸收的熱量相同，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①AB段升高的溫度為CD段升高的溫度為根據，結合①，則有該物質固態(tài)時的比熱容為故C正確，不符合題意；D．CD段（加熱2min）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驗結束共用10min，故從開始加熱到實驗結束該物質吸收的熱量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這種裝置能量的轉化效率故D錯誤，符合題意。故選D。7．（2023·湖北武漢·校聯考模擬預測）關于四沖程汽油發(fā)動機內部工作描述正確的是（）A．吸氣沖程時，吸入的是空氣B．通過噴油嘴壓燃點火，在壓縮沖程時，將機械能轉化為內能，C．做功沖程時，若每次對外做功1000J，則2400r/min的發(fā)動機的額定功率為20kWD．排氣沖程時，排出的廢氣已經沒有內能了全轉化為機械能了【答案】C【解析】A．吸氣沖程時，汽油機吸入的是汽油和空氣，柴油機吸入的是空氣，故A錯誤；B．壓縮沖程結束時，汽油機是利用火花塞點火，柴油機通過壓燃點火，故B錯誤；C．2400r/min的發(fā)動機1s轉40r，而汽油機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，內能并沒有全轉化為機械能，故D錯誤。故選C。二、填空題8．（2023·安徽滁州·統考一模）某物理興趣小組的同學，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內加熱質量為16kg的水，完全燃燒了280g的煤，則煤爐的效率為