第15講物體的內(nèi)能(原卷版+解析)

第15講物體的內(nèi)能【銜接導(dǎo)入】史蒂芬孫與蒸汽機(jī)車(chē)史蒂芬孫是一位煤礦工人的兒子，從小熟悉礦井里用來(lái)抽水的蒸汽機(jī)，后來(lái)立志從事交通工具的發(fā)明創(chuàng)造。1814年，他研制的第一輛蒸汽機(jī)車(chē)“布拉策號(hào)”（以普魯士將軍布拉策的名字命名，他曾經(jīng)幫助英國(guó)打擊拿破侖軍隊(duì)）試運(yùn)行成功。1825年9月27日，史蒂芬孫親自駕駛他同別人合作設(shè)計(jì)制造的“旅行者號(hào)”蒸汽機(jī)車(chē)在新鋪設(shè)的鐵路上試車(chē)，并獲得成功。蒸汽機(jī)在交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用，使人類(lèi)邁入了“火車(chē)時(shí)代”，迅速的擴(kuò)大了人類(lèi)的活動(dòng)范圍。1814年史蒂芬遜在試運(yùn)行“布拉策號(hào)”機(jī)車(chē)時(shí)，雖然取得了成功，但也暴露出許多問(wèn)題，如噪音太大，振動(dòng)強(qiáng)烈，蒸汽機(jī)隨時(shí)都有爆炸的可能?；疖?chē)開(kāi)動(dòng)時(shí)，濃煙滾滾，車(chē)輪摩擦鐵軌時(shí)火星四濺；坐在車(chē)上的人則滿面煙塵，被顛得筋疲力盡。蒸汽機(jī)冒出的火焰把附近的樹(shù)木都燒焦了。但是，史蒂芬孫沒(méi)有氣餒，而是不斷進(jìn)行改進(jìn)。他在車(chē)廂下面加裝了減震的彈簧，用熟鐵代替生鐵作鐵軌的材料，在枕木下加鋪了小石子，增加車(chē)頭和車(chē)廂的車(chē)輪數(shù)量，把蒸汽機(jī)安裝在車(chē)頭以減少發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)的損害等。到1825年史蒂芬孫試運(yùn)行“旅行者號(hào)”機(jī)車(chē)時(shí)，情況已經(jīng)有了相當(dāng)大的改善。“旅行者號(hào)”牽引著6節(jié)煤車(chē)、20節(jié)擠滿乘客的車(chē)廂，載重達(dá)90噸，時(shí)速15英里。這一壯觀場(chǎng)面吸引了眾多的人前來(lái)觀看。鐵路兩旁人山人海；還有人騎著馬，打著紅旗走在火車(chē)前面開(kāi)道。隨著火車(chē)的一聲?shū)Q叫，它向全世界宣告了鐵路時(shí)代的到來(lái)。1829年，史蒂芬孫試制成功了更為先進(jìn)的“火箭號(hào)”機(jī)車(chē)。【知識(shí)新授】一、物體的內(nèi)能1．內(nèi)能的定義物體內(nèi)部所有分子做__無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。2．影響內(nèi)能大小的因素物體的內(nèi)能與___溫度_____有關(guān)。同一個(gè)物體，溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，它具有的內(nèi)能就越大。物體的內(nèi)能還受___質(zhì)量_____、材料、狀態(tài)等因素的影響。二、改變物體內(nèi)能的兩種方法1．做功可以改變內(nèi)能外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能__變大___；物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能會(huì)_減小__。通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與物體內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化。2．熱傳遞可以改變內(nèi)能熱傳遞改變物體的內(nèi)能實(shí)質(zhì)上是內(nèi)能從_高溫___物體傳遞到_低溫__物體或者從同一物體的高溫部分傳遞到低溫部分。在熱傳遞過(guò)程中傳遞的能量的多少叫做熱量。熱傳遞發(fā)生的條件是物體之間存在__溫差。三、熱量的計(jì)算1．物體溫度升高時(shí)吸收的熱量Q吸＝_cm(t－t0)___。2．物體溫度降低時(shí)放出的熱量Q放＝cm(t0－t)。c為物質(zhì)的_比熱容__。比熱容是指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量。其中，c為物質(zhì)的比熱容，m為物體的質(zhì)量，t0是初溫，t是末溫。如果用Δt表示升高或降低的溫度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物體吸收或放出的熱量可以寫(xiě)成Q＝cmΔt。四、熱機(jī)1．熱機(jī)(1)定義：把__化學(xué)能_轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。(2)原理：eq\x(化學(xué)能)eq\o(→,\s\up7(燃料燃燒))eq\x()eq\o(→,\s\up7(做功))eq\x(機(jī)械能)2．熱機(jī)的種類(lèi)熱機(jī)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(蒸汽機(jī),內(nèi)燃機(jī)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(汽油機(jī),柴油機(jī))),汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)))3．熱機(jī)的四個(gè)過(guò)程：吸氣、_壓縮___、_做功__排氣。4．熱機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈對(duì)外做功一次。五、燃料的熱值1．燃料燃燒時(shí)能量的轉(zhuǎn)化燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒過(guò)程中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_內(nèi)能___，也就是通常所說(shuō)的釋放出熱量。2．燃料的熱值1kg某種燃料__完全__燃燒時(shí)放出的熱量，叫做這種燃料的__熱值___，單位是J/kg，氣體燃料的熱值單位通常用J/m3。Q=mq熱值的意義是表示單位質(zhì)量的燃料在完全燃燒時(shí)所放出熱量的多少。同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱值一般不同?！纠}分析】例1．下列關(guān)于內(nèi)能、熱量、溫度和做功的說(shuō)法中不正確的是（）A．某鐵塊溫度降低，內(nèi)能一定減小 B．溫度高的物體把溫度傳給溫度低的物體 C．物體吸熱，溫度不一定升高 D．一個(gè)物體溫度升高，可能是外界對(duì)物體做功例2．關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（內(nèi)放發(fā)熱包）（）A．0℃的冰不會(huì)釋放熱量 B．水沸騰時(shí)繼續(xù)吸熱，溫度保持不變，內(nèi)能增加 C．物體的溫度越低，所含的熱量越多 D．物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，只要溫度不變，物體的內(nèi)能就一定不變例3．將冰塊放在泡沫箱中可制成簡(jiǎn)易“冰箱”，把一瓶飲料放入“冰箱”后，冰塊和飲料的溫度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，在兩物體溫度達(dá)到相同之前，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲是冰塊 B．乙吸收熱量 C．甲內(nèi)能增加 D．乙內(nèi)能減少例4．在試管中裝適量的水，試管口用塞子塞住，用酒精燈對(duì)試管加熱，如圖所示。加熱一段時(shí)間后，塞子沖出去了，則（）A．加熱過(guò)程中，酒精的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能 B．塞子沖出前，試管內(nèi)氣體內(nèi)能是通過(guò)做功的方式增大的 C．塞子沖出時(shí)，試管內(nèi)氣體溫度不變 D．塞子沖出時(shí)，塞子增加的機(jī)械能是由試管內(nèi)氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化的例5．爆米花是將玉米放入鐵鍋內(nèi)，邊加熱邊翻動(dòng)一段時(shí)間后，“砰”的一聲變成了玉米花。下列說(shuō)法正確的是（）A．玉米粒主要通過(guò)翻動(dòng)鐵鍋對(duì)其做功，使其內(nèi)能增加 B．玉米粒主要通過(guò)與鐵鍋間的熱傳遞，使其內(nèi)能增加 C．玉米粒內(nèi)水分受熱膨脹對(duì)粒殼做功爆開(kāi)，內(nèi)能不變 D．玉米粒內(nèi)水分受熱膨脹對(duì)粒殼做功爆開(kāi)，內(nèi)能增加例6．如圖是小明制作的簡(jiǎn)易“蒸汽船”模型。將盛有一定量水的銅制容器安裝在“船體”上，用蠟燭對(duì)銅制容器底部加熱，一段時(shí)間后銅管會(huì)向右噴蒸汽，“蒸汽船”就向左行駛。（1）蠟燭對(duì)銅制容器底部加熱導(dǎo)致容器內(nèi)水溫升高，這是通過(guò)的方式改變水的內(nèi)能。（2）當(dāng)銅管向右噴蒸汽時(shí)“船體”獲得噴出的蒸汽對(duì)其向左的推力，這說(shuō)明了。例7．本學(xué)期我區(qū)實(shí)驗(yàn)調(diào)研展示活動(dòng)中，老師展示如圖實(shí)驗(yàn)：（1）如圖甲，將自行車(chē)氣門(mén)芯取下后固定在橡皮塞上，在礦泉水瓶中加少量的水后，塞緊橡皮塞，氣筒打氣五六下后就能看到橡皮塞噴出，同時(shí)看見(jiàn)瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)了大量的“白霧”如圖乙。用熱學(xué)知識(shí)解釋橡皮塞跳出，同時(shí)瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白霧”的現(xiàn)象。（2）第二步，老師將圖乙充滿“白霧”的瓶子重新塞緊橡皮塞，再壓下氣筒柄四次后看到“白霧”消失。此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體溫度變化（填升高、降低、不變）。例8．在一試管里裝入質(zhì)量為100克的干燥沙子，用軟木塞把管口封住，在塞中間插入溫度計(jì)，測(cè)得此時(shí)沙的溫度為20℃，然后用手指捏住試管上都上下晃動(dòng)。過(guò)了一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)的示數(shù)變?yōu)?3℃．（沙子的比熱容c＝0.92×103J/（Kg?℃））（1）沙子的內(nèi)能是通過(guò)的方式增加的。（2）如果試管內(nèi)放的是同樣質(zhì)量的水，用同樣的方式同樣的幅度晃動(dòng)試管同等時(shí)間，試管內(nèi)水溫會(huì)是23℃（選填“小于”、“大于”或“等于”）。【鞏固提高】一．選擇題（共9小題）1．下列是小金同學(xué)對(duì)某些生活現(xiàn)象的理解，正確的是（）A．液體很難被壓縮，說(shuō)明液體分子間只有斥力 B．水和酒精混合后的總體積小于水和酒精的體積之和，說(shuō)明分子間有空隙 C．春天柳絮飛揚(yáng)，說(shuō)明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) D．變癟了的乒乓球放在熱水中鼓起，說(shuō)明分子的體積變大2．禮花噴射器結(jié)構(gòu)如圖，氣罐內(nèi)有高壓氣體，氣罐通過(guò)氣閥與紙筒相連。使用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)紙筒打開(kāi)氣閥，氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速?lài)娤蜻h(yuǎn)處。對(duì)該過(guò)程的分析正確的是（）A．氣罐內(nèi)壁溫度降低 B．罐內(nèi)氣體的內(nèi)能增加 C．罐內(nèi)氣體通過(guò)熱傳遞方式改變了其內(nèi)能 D．該過(guò)程能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)壓縮沖程相同3．水具有比熱容大的性質(zhì)，下列現(xiàn)象與此性質(zhì)無(wú)關(guān)的是（）A．用水冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī) B．沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)小 C．夏天在室內(nèi)地面上灑水降溫 D．冬天的暖氣設(shè)備用熱水來(lái)供暖4．夏季在海邊，由于水和砂石的比熱容不同，常能夠形成海風(fēng)或者陸風(fēng)。海風(fēng)指從海上吹向陸地的風(fēng)，反之為陸風(fēng)。如圖是某地空氣流動(dòng)情況，據(jù)此判斷此時(shí)為（）A．白天，形成的是海風(fēng) B．晚上，形成的是海風(fēng) C．白天，形成的是陸風(fēng) D．晚上，形成的是陸風(fēng)5．兩個(gè)相同的容器分別裝有質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體。用同一熱源分別加熱，液體溫度與加熱時(shí)間關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容 B．如果升高相同的溫度，兩液體吸收的熱量相同 C．加熱相同的時(shí)間，甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量 D．加熱相同的時(shí)間，甲液體溫度升高的比乙液體溫度升高的多6．截止2021年底，中國(guó)高鐵里程數(shù)達(dá)3.96萬(wàn)公里，動(dòng)力足、速度快，是中國(guó)展現(xiàn)給全世界的一張金名片。某列高鐵在牽引電動(dòng)機(jī)（功率不變）的作用下，經(jīng)有坡度的引橋行駛上水平的高架軌道，都勻速前進(jìn)。以下分析正確的是（）A．牽引電動(dòng)機(jī)可將電能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．該列高鐵行駛在引橋上和高架軌道上所需摩擦力相同 C．行駛在高架軌道上的高鐵只具有重力勢(shì)能 D．該列高鐵由引橋駛上高架軌道后機(jī)械能變大7．如圖是生活中常用的熱水瓶。當(dāng)注入一定量的熱水后，立即蓋上木塞，木塞會(huì)跳起來(lái)。其工作原理與汽油機(jī)的下列工作過(guò)程示意圖所示原理一致的是（）A． B． C． D．8．油電混合動(dòng)力汽車(chē)是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力源﹣﹣熱動(dòng)力源（傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)要使用燃油，在起步、加速時(shí)，由于有電動(dòng)機(jī)的輔助，所以可以降低油耗。以下說(shuō)法不正確的是（）A．汽油機(jī)和柴油機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī) B．當(dāng)油電混合動(dòng)力汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．汽油機(jī)的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．上述汽油機(jī)的工作原理示意圖中③為壓縮沖程9．在如圖所示的“汽油機(jī)模型”實(shí)驗(yàn)中，將少量的汽油噴入筒內(nèi)，用軟木塞塞住筒口，搖動(dòng)起電機(jī)，觀察到放電針?lè)烹?，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實(shí)驗(yàn)可模擬四沖程汽油機(jī)工作時(shí)的（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程二．填空題（共2小題）10．2021年9月17日，神舟十二號(hào)搭載三名航天員并在軌道運(yùn)行3個(gè)月后，平安降落在東風(fēng)著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域。如圖所示是返回艙落入大氣層時(shí)，與空氣劇烈摩擦的情形，返回艙表面溫度升高，這是通過(guò)的方式改變物體內(nèi)能。返回加速下落的過(guò)程中，它的機(jī)械能（選填“增大”、“減小”或“不變”）。11．中國(guó)古代玩具“飲水鳥(niǎo)”曾經(jīng)讓大科學(xué)家愛(ài)因斯坦也驚嘆不已。飲水鳥(niǎo)內(nèi)裝有乙醚液體，鳥(niǎo)頭四周包有棉花，平時(shí)如甲圖，鳥(niǎo)身略向前傾，上球和下球空間中充滿乙醚的飽和蒸汽，當(dāng)給鳥(niǎo)的嘴滴上水后，水分蒸發(fā)吸熱，使上球乙醚蒸汽溫度下降，氣壓減小，小于下球乙醚飽和蒸汽的氣壓，使下球的乙醚被壓倒上球，于是整個(gè)鳥(niǎo)的重心上移，形成如圖乙的狀態(tài)，鳥(niǎo)嘴“喝水”，同時(shí)上、下球中的乙醚蒸汽聯(lián)通混合，氣壓趨于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，飲水鳥(niǎo)的姿態(tài)又回到圖甲的狀態(tài)，如此循環(huán)往復(fù)。根據(jù)以上分析，“飲水鳥(niǎo)”可以看成（填寫(xiě)一種機(jī)械裝置的名稱(chēng)），“飲水鳥(niǎo)”獲得的機(jī)械能是由空氣的能轉(zhuǎn)化而來(lái)的?！帮嬎B(niǎo)”被稱(chēng)為第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)，所以在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化與守恒定律（填“符合”或“不符合”）。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）12．為了比較水和煤油的比熱容大小，小金采用如圖所示的兩個(gè)完全相同的儀器做實(shí)驗(yàn)，它們使用相同的電源給加熱件供電加熱。（1）物質(zhì)傳導(dǎo)熱量的性能稱(chēng)為導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性越好，則熱量在該物質(zhì)中傳遞越容易。本實(shí)驗(yàn)儀器中，容器應(yīng)該選擇導(dǎo)熱性（選填“好”或“差”）的材料來(lái)制作。（2）將質(zhì)量、初溫都相等的水和煤油分別裝入兩個(gè)容器，加熱至兩者的末溫也相同，通過(guò)比較來(lái)判斷誰(shuí)吸收的熱量更多。（3）如果水和煤油的質(zhì)量相同而初、末溫度都不相同，只要水和煤油都相同，也能用和（2）一樣的方法做出相應(yīng)的判斷。13．為比較不同液體升高相同溫度時(shí)吸收熱量的多少，小科用兩個(gè)完全相同的電加熱器分別給質(zhì)量和初溫都相同的A、B兩種液體加熱，如圖甲所示。圖乙是它們的溫度隨時(shí)間變化的圖像。（1）在該實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較來(lái)比較兩種液體升高相同溫度時(shí)吸收熱量的多少。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)（選填“A”或“B”）液體的比熱容更大。（3）在沒(méi)有溫度計(jì)時(shí)，某同學(xué)提出可以比較“A、B兩種液體加熱至沸騰所用時(shí)間的長(zhǎng)短”來(lái)判斷比熱容大小。而小科認(rèn)為這個(gè)方案不可行，小科的理由是。14．老師用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，加熱試管使水沸騰，發(fā)現(xiàn)試管上方的小風(fēng)車(chē)，開(kāi)始不停地轉(zhuǎn)動(dòng)；由此引出以下問(wèn)題，請(qǐng)利用所學(xué)的知識(shí)回答。（1）圖1實(shí)驗(yàn)中能量轉(zhuǎn)化方式與圖2中汽油機(jī)的哪個(gè)沖程相同？（2）若某四沖程汽油機(jī)的功率為36千瓦，做功沖程每次對(duì)外做功800焦耳，則在1秒鐘內(nèi)該汽油機(jī)能完成個(gè)沖程，此汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)/分。（3）如圖3所示的是等質(zhì)量?jī)煞N液體吸收的熱量與溫度變化情況的圖象。根據(jù)圖中提供的信息判斷，這兩種液體中，選擇液體作為汽車(chē)?yán)鋮s液效果會(huì)更好。四．綜合能力題（共1小題）15．能源、環(huán)境與人類(lèi)的生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。材料一：2017年5月18日，國(guó)土資源部發(fā)布消息，中國(guó)首次海域“可燃冰”試采成功，我國(guó)南海蘊(yùn)藏著豐富的“可燃冰”資源，可燃冰的主要成分是甲烷水合物，其化學(xué)式是CH4?8H2O，它是埋于海底地層深處的大量有機(jī)物經(jīng)過(guò)細(xì)菌的分解作用，在高壓低溫環(huán)境下，最終形成的類(lèi)冰狀的結(jié)晶物質(zhì)。材料二：2021年6月28日，世界上在建規(guī)模第一、技術(shù)難度最高的白鶴灘水電站正式投產(chǎn)發(fā)電，整個(gè)機(jī)組發(fā)出的電力將主要送往浙江和江蘇。電站一臺(tái)機(jī)組的發(fā)電量相當(dāng)于整個(gè)新安江水電站的發(fā)電量，電站總裝機(jī)容量1600萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量將達(dá)600億千瓦時(shí)。請(qǐng)根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題：（1）根據(jù)測(cè)算，1m3可燃冰可以分解釋放出160m3的天然氣。已知天然氣熱值q天然氣＝8.4×107J/m3，水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃），則1m3可燃冰完全燃燒產(chǎn)生的熱量可以使kg的水從20℃加熱到100℃。（2）“可燃冰”被認(rèn)為是21世紀(jì)的清潔能源，從環(huán)境保護(hù)角度，你是否支持大規(guī)模開(kāi)采使用，并說(shuō)明理由。。（3）以煤電為基準(zhǔn)，每發(fā)一千瓦時(shí)電大約排放1千克的二氧化碳。白鶴灘水電站全部機(jī)組投產(chǎn)后，一年可以減排二氧化碳萬(wàn)噸，可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤兩千萬(wàn)噸。五．解答題（共1小題）16．能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是許多科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索才建立起來(lái)的，是科學(xué)史上重大發(fā)現(xiàn)之一。材料一：十七至十八世紀(jì)，多位科學(xué)家對(duì)能量的量度提出了不同的觀點(diǎn)。1644年，笛卡爾用物體的質(zhì)量（單位kg）和其速度（單位m/s）的乘積來(lái)表示“能量”；1686年，萊布尼茲用物體的質(zhì)量和其速度平方的乘積來(lái)表示“能量”；1743年，達(dá)朗貝爾用“活力”（即物體受力作用通過(guò)一定距離）來(lái)表示“能量”。材料二：溫度計(jì)的不斷改進(jìn)給熱與功研究的精確化提供了必要條件。材料三：焦耳通過(guò)400多次的實(shí)驗(yàn)，為能量守恒定律的確立奠定了定量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。（1）材料一中，笛卡爾所表示的“能量”的單位是。（2）如圖所示是焦耳實(shí)驗(yàn)的裝置，通過(guò)重物的上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)過(guò)程中（填能的一種形式）轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。（3）結(jié)合材料分析，以下觀點(diǎn)正確的是。（可多選）A.偉大科學(xué)家的觀點(diǎn)都是正確的B.測(cè)量工具的發(fā)展有助于科學(xué)理論的研究C.對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)是一個(gè)不斷修正完善的過(guò)程第15講物體的內(nèi)能【銜接導(dǎo)入】史蒂芬孫與蒸汽機(jī)車(chē)史蒂芬孫是一位煤礦工人的兒子，從小熟悉礦井里用來(lái)抽水的蒸汽機(jī)，后來(lái)立志從事交通工具的發(fā)明創(chuàng)造。1814年，他研制的第一輛蒸汽機(jī)車(chē)“布拉策號(hào)”（以普魯士將軍布拉策的名字命名，他曾經(jīng)幫助英國(guó)打擊拿破侖軍隊(duì)）試運(yùn)行成功。1825年9月27日，史蒂芬孫親自駕駛他同別人合作設(shè)計(jì)制造的“旅行者號(hào)”蒸汽機(jī)車(chē)在新鋪設(shè)的鐵路上試車(chē)，并獲得成功。蒸汽機(jī)在交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用，使人類(lèi)邁入了“火車(chē)時(shí)代”，迅速的擴(kuò)大了人類(lèi)的活動(dòng)范圍。1814年史蒂芬遜在試運(yùn)行“布拉策號(hào)”機(jī)車(chē)時(shí)，雖然取得了成功，但也暴露出許多問(wèn)題，如噪音太大，振動(dòng)強(qiáng)烈，蒸汽機(jī)隨時(shí)都有爆炸的可能?；疖?chē)開(kāi)動(dòng)時(shí)，濃煙滾滾，車(chē)輪摩擦鐵軌時(shí)火星四濺；坐在車(chē)上的人則滿面煙塵，被顛得筋疲力盡。蒸汽機(jī)冒出的火焰把附近的樹(shù)木都燒焦了。但是，史蒂芬孫沒(méi)有氣餒，而是不斷進(jìn)行改進(jìn)。他在車(chē)廂下面加裝了減震的彈簧，用熟鐵代替生鐵作鐵軌的材料，在枕木下加鋪了小石子，增加車(chē)頭和車(chē)廂的車(chē)輪數(shù)量，把蒸汽機(jī)安裝在車(chē)頭以減少發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)的損害等。到1825年史蒂芬孫試運(yùn)行“旅行者號(hào)”機(jī)車(chē)時(shí)，情況已經(jīng)有了相當(dāng)大的改善?！奥眯姓咛?hào)”牽引著6節(jié)煤車(chē)、20節(jié)擠滿乘客的車(chē)廂，載重達(dá)90噸，時(shí)速15英里。這一壯觀場(chǎng)面吸引了眾多的人前來(lái)觀看。鐵路兩旁人山人海；還有人騎著馬，打著紅旗走在火車(chē)前面開(kāi)道。隨著火車(chē)的一聲?shū)Q叫，它向全世界宣告了鐵路時(shí)代的到來(lái)。1829年，史蒂芬孫試制成功了更為先進(jìn)的“火箭號(hào)”機(jī)車(chē)?！局R(shí)新授】一、物體的內(nèi)能1．內(nèi)能的定義物體內(nèi)部所有分子做__無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能。2．影響內(nèi)能大小的因素物體的內(nèi)能與___溫度_____有關(guān)。同一個(gè)物體，溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，它具有的內(nèi)能就越大。物體的內(nèi)能還受___質(zhì)量_____、材料、狀態(tài)等因素的影響。二、改變物體內(nèi)能的兩種方法1．做功可以改變內(nèi)能外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能__變大___；物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能會(huì)_減小__。通過(guò)做功改變物體的內(nèi)能，實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與物體內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化。2．熱傳遞可以改變內(nèi)能熱傳遞改變物體的內(nèi)能實(shí)質(zhì)上是內(nèi)能從_高溫___物體傳遞到_低溫__物體或者從同一物體的高溫部分傳遞到低溫部分。在熱傳遞過(guò)程中傳遞的能量的多少叫做熱量。熱傳遞發(fā)生的條件是物體之間存在__溫差。三、熱量的計(jì)算1．物體溫度升高時(shí)吸收的熱量Q吸＝_cm(t－t0)___。2．物體溫度降低時(shí)放出的熱量Q放＝cm(t0－t)。c為物質(zhì)的_比熱容__。比熱容是指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量。其中，c為物質(zhì)的比熱容，m為物體的質(zhì)量，t0是初溫，t是末溫。如果用Δt表示升高或降低的溫度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物體吸收或放出的熱量可以寫(xiě)成Q＝cmΔt。四、熱機(jī)1．熱機(jī)(1)定義：把__化學(xué)能_轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。(2)原理：eq\x(化學(xué)能)eq\o(→,\s\up7(燃料燃燒))eq\x()eq\o(→,\s\up7(做功))eq\x(機(jī)械能)2．熱機(jī)的種類(lèi)熱機(jī)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(蒸汽機(jī),內(nèi)燃機(jī)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(汽油機(jī),柴油機(jī))),汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)))3．熱機(jī)的四個(gè)過(guò)程：吸氣、_壓縮___、_做功__排氣。4．熱機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈對(duì)外做功一次。五、燃料的熱值1．燃料燃燒時(shí)能量的轉(zhuǎn)化燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒過(guò)程中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_內(nèi)能___，也就是通常所說(shuō)的釋放出熱量。2．燃料的熱值1kg某種燃料__完全__燃燒時(shí)放出的熱量，叫做這種燃料的__熱值___，單位是J/kg，氣體燃料的熱值單位通常用J/m3。Q=mq熱值的意義是表示單位質(zhì)量的燃料在完全燃燒時(shí)所放出熱量的多少。同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱值一般不同?！纠}分析】例1．下列關(guān)于內(nèi)能、熱量、溫度和做功的說(shuō)法中不正確的是（）A．某鐵塊溫度降低，內(nèi)能一定減小 B．溫度高的物體把溫度傳給溫度低的物體 C．物體吸熱，溫度不一定升高 D．一個(gè)物體溫度升高，可能是外界對(duì)物體做功【解答】解：A、某鐵塊溫度降低，放出熱量，鐵塊的內(nèi)能減小，故A正確。B、溫度高的物體把熱量傳給溫度低的物體，故B不正確。C、物體吸收熱量，內(nèi)能增加，可能是溫度升高，也可能是狀態(tài)發(fā)生變化，故C正確。D、一個(gè)物體溫度升高，物體的內(nèi)能增加，可能是吸收熱量，可能是外界對(duì)物體做功，故D正確。故選：B。例2．關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是（內(nèi)放發(fā)熱包）（）A．0℃的冰不會(huì)釋放熱量 B．水沸騰時(shí)繼續(xù)吸熱，溫度保持不變，內(nèi)能增加 C．物體的溫度越低，所含的熱量越多 D．物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，只要溫度不變，物體的內(nèi)能就一定不變【解答】解：A、0℃的冰溫度降低時(shí)會(huì)釋放熱量，故A錯(cuò)誤；B、水沸騰時(shí)，需要吸熱，溫度不變，內(nèi)能增加，故B正確；C、熱量是一個(gè)過(guò)程量，不能說(shuō)含有多少熱量，故C錯(cuò)誤；D、內(nèi)能的大小與物體的質(zhì)量、溫度和狀態(tài)有關(guān)，物體的溫度不變，內(nèi)能可能改變，例如晶體熔化時(shí)，吸收熱量，內(nèi)能變大，溫度不變，故D錯(cuò)誤；故選：B。例3．將冰塊放在泡沫箱中可制成簡(jiǎn)易“冰箱”，把一瓶飲料放入“冰箱”后，冰塊和飲料的溫度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，在兩物體溫度達(dá)到相同之前，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲是冰塊 B．乙吸收熱量 C．甲內(nèi)能增加 D．乙內(nèi)能減少【解答】解：由圖可知，物體甲的溫度是降低的，即物體甲放出熱量，內(nèi)能減小；物體乙的溫度是升高的，即物體乙吸收熱量，內(nèi)能變大；所以物體甲是飲料，乙是冰塊；故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。例4．在試管中裝適量的水，試管口用塞子塞住，用酒精燈對(duì)試管加熱，如圖所示。加熱一段時(shí)間后，塞子沖出去了，則（）A．加熱過(guò)程中，酒精的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能 B．塞子沖出前，試管內(nèi)氣體內(nèi)能是通過(guò)做功的方式增大的 C．塞子沖出時(shí)，試管內(nèi)氣體溫度不變 D．塞子沖出時(shí)，塞子增加的機(jī)械能是由試管內(nèi)氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化的【解答】解：A、加熱過(guò)程中，酒精的化學(xué)能有一部分轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B、塞子沖出前，水的溫度不斷升高，試管內(nèi)氣體內(nèi)能是通過(guò)熱傳遞的方式增大的；故B錯(cuò)誤；C、塞子沖出時(shí)，對(duì)外做功，自身能量減小，溫度降低，故C錯(cuò)誤；D、塞子沖出時(shí)，塞子增加的機(jī)械能是由試管內(nèi)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化的。故D正確。故選：D。例5．爆米花是將玉米放入鐵鍋內(nèi)，邊加熱邊翻動(dòng)一段時(shí)間后，“砰”的一聲變成了玉米花。下列說(shuō)法正確的是（）A．玉米粒主要通過(guò)翻動(dòng)鐵鍋對(duì)其做功，使其內(nèi)能增加 B．玉米粒主要通過(guò)與鐵鍋間的熱傳遞，使其內(nèi)能增加 C．玉米粒內(nèi)水分受熱膨脹對(duì)粒殼做功爆開(kāi)，內(nèi)能不變 D．玉米粒內(nèi)水分受熱膨脹對(duì)粒殼做功爆開(kāi)，內(nèi)能增加【解答】解：A、玉米爆開(kāi)前通過(guò)熱傳遞增加內(nèi)能，不是做功改變內(nèi)能，不符合題意；B、玉米爆開(kāi)前通過(guò)熱傳遞增加內(nèi)能，符合題意；C、玉米膨脹對(duì)外做功，水分內(nèi)能會(huì)減少，不符合題意；D、玉米膨脹對(duì)外做功，玉米粒內(nèi)能會(huì)減少，不符合題意。故選：B。例6．如圖是小明制作的簡(jiǎn)易“蒸汽船”模型。將盛有一定量水的銅制容器安裝在“船體”上，用蠟燭對(duì)銅制容器底部加熱，一段時(shí)間后銅管會(huì)向右噴蒸汽，“蒸汽船”就向左行駛。（1）蠟燭對(duì)銅制容器底部加熱導(dǎo)致容器內(nèi)水溫升高，這是通過(guò)熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能。（2）當(dāng)銅管向右噴蒸汽時(shí)“船體”獲得噴出的蒸汽對(duì)其向左的推力，這說(shuō)明了物體間力的作用是相互的。【解答】解：（1）蠟燭燃燒放出熱量被水吸收而增大水的內(nèi)能，這是通過(guò)熱傳遞的方式改變水內(nèi)能的；（2）由圖可知，水沸騰時(shí)產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣從銅管?chē)姵鰰r(shí)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，噴出時(shí)給空氣一個(gè)力，由于物體間力的作用是相互的，空氣給水蒸氣一個(gè)大小相等，方向相反的力推動(dòng)蒸汽船前行。故答案為：熱傳遞；物體間力的作用是相互的。例7．本學(xué)期我區(qū)實(shí)驗(yàn)調(diào)研展示活動(dòng)中，老師展示如圖實(shí)驗(yàn)：（1）如圖甲，將自行車(chē)氣門(mén)芯取下后固定在橡皮塞上，在礦泉水瓶中加少量的水后，塞緊橡皮塞，氣筒打氣五六下后就能看到橡皮塞噴出，同時(shí)看見(jiàn)瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)了大量的“白霧”如圖乙。用熱學(xué)知識(shí)解釋橡皮塞跳出，同時(shí)瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)“白霧”的現(xiàn)象用氣筒向裝有少量水的礦泉水瓶里打氣，瓶?jī)?nèi)氣壓增大，當(dāng)氣壓把瓶塞從瓶口推出時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)瓶塞做功，使氣體自身的內(nèi)能減少，溫度降低，受溫度降低的影響，瓶口周?chē)乃魵庖夯尚∷?。?）第二步，老師將圖乙充滿“白霧”的瓶子重新塞緊橡皮塞，再壓下氣筒柄四次后看到“白霧”消失。此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體溫度變化升高（填升高、降低、不變）?！窘獯稹拷猓海?）用氣筒向裝有少量水的礦泉水瓶里打氣，瓶?jī)?nèi)氣壓增大，當(dāng)氣壓把瓶塞從瓶口推出時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)瓶塞做功，使氣體自身的內(nèi)能減少，溫度降低，受溫度降低的影響，瓶口周?chē)乃魵庖夯尚∷?，這些小水滴就是看到的“白霧”；（2）老師將充滿“白霧”的瓶子重新塞緊橡皮塞，再次向瓶?jī)?nèi)打氣，對(duì)瓶?jī)?nèi)氣體做功，瓶?jī)?nèi)氣體內(nèi)能增大，溫度升高，液體小水滴汽化，會(huì)看到“白霧”消失。故答案為：（1）用氣筒向裝有少量水的礦泉水瓶里打氣，瓶?jī)?nèi)氣壓增大，當(dāng)氣壓把瓶塞從瓶口推出時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體對(duì)瓶塞做功，使氣體自身的內(nèi)能減少，溫度降低，受溫度降低的影響，瓶口周?chē)乃魵庖夯尚∷危唬?）升高。例8．在一試管里裝入質(zhì)量為100克的干燥沙子，用軟木塞把管口封住，在塞中間插入溫度計(jì)，測(cè)得此時(shí)沙的溫度為20℃，然后用手指捏住試管上都上下晃動(dòng)。過(guò)了一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)的示數(shù)變?yōu)?3℃．（沙子的比熱容c＝0.92×103J/（Kg?℃））（1）沙子的內(nèi)能是通過(guò)做功的方式增加的。（2）如果試管內(nèi)放的是同樣質(zhì)量的水，用同樣的方式同樣的幅度晃動(dòng)試管同等時(shí)間，試管內(nèi)水溫會(huì)是小于23℃（選填“小于”、“大于”或“等于”）?！窘獯稹拷猓海?）晃動(dòng)試管時(shí)，沙子互相摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，沙子內(nèi)能增加，溫度升高；沙子的內(nèi)能是通過(guò)做功的方式增加的。（2）由于水的比熱容比沙子的比熱容大，同樣質(zhì)量的水和沙子相比，對(duì)它們做的功相同（即增加相同的內(nèi)能），則水的溫度變化幅度會(huì)更小。故答案為：（1）做功；（2）小于。【鞏固提高】一．選擇題（共9小題）1．下列是小金同學(xué)對(duì)某些生活現(xiàn)象的理解，正確的是（）A．液體很難被壓縮，說(shuō)明液體分子間只有斥力 B．水和酒精混合后的總體積小于水和酒精的體積之和，說(shuō)明分子間有空隙 C．春天柳絮飛揚(yáng)，說(shuō)明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) D．變癟了的乒乓球放在熱水中鼓起，說(shuō)明分子的體積變大【解答】解：A、分子間同時(shí)存在相互作用的引力與斥力，液體很難被壓縮是斥力大于引力，表現(xiàn)出斥力，故A錯(cuò)誤；B、酒精和水混合后體積變小說(shuō)明分子間有間隙，故B正確；C、柳絮是可以看得見(jiàn)的物體，因此柳絮飛揚(yáng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是物體的運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、變癟了的乒乓球放在熱水中鼓起，是因?yàn)闇囟壬?，分子間的間隔變大，球內(nèi)氣體的體積變大，故D錯(cuò)誤。故選：B。2．禮花噴射器結(jié)構(gòu)如圖，氣罐內(nèi)有高壓氣體，氣罐通過(guò)氣閥與紙筒相連。使用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)紙筒打開(kāi)氣閥，氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速?lài)娤蜻h(yuǎn)處。對(duì)該過(guò)程的分析正確的是（）A．氣罐內(nèi)壁溫度降低 B．罐內(nèi)氣體的內(nèi)能增加 C．罐內(nèi)氣體通過(guò)熱傳遞方式改變了其內(nèi)能 D．該過(guò)程能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機(jī)壓縮沖程相同【解答】解：ABC、在噴出禮花的過(guò)程中，罐內(nèi)的壓縮空氣對(duì)禮花做功，空氣內(nèi)能轉(zhuǎn)化為禮花的機(jī)械能；罐內(nèi)氣體內(nèi)能減少，氣罐內(nèi)壁溫度降低，故A正確，BC錯(cuò)誤；D、汽油機(jī)做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而氣體將紙筒內(nèi)的禮花快速?lài)娤蜻h(yuǎn)處時(shí)，也是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。故選：A。3．水具有比熱容大的性質(zhì)，下列現(xiàn)象與此性質(zhì)無(wú)關(guān)的是（）A．用水冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī) B．沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)小 C．夏天在室內(nèi)地面上灑水降溫 D．冬天的暖氣設(shè)備用熱水來(lái)供暖【解答】解：A、因?yàn)樗谋葻崛葺^大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以用水來(lái)冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，與水的比熱容大的特點(diǎn)有關(guān)，故A不符合題意；B、因?yàn)樗谋葻崛荽?，相同質(zhì)量的水和砂石比較，在吸收或放出相同熱量時(shí)，水的溫度變化小，即內(nèi)陸地區(qū)溫差比沿海地區(qū)大，故B不符合題意；C、給地板灑水降溫是利用了蒸發(fā)吸熱，與比熱容無(wú)關(guān)，故C符合題意；D、因?yàn)樗谋葻崛葺^大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，降低相同的溫度，水放出的熱量多，所以冬天供暖系統(tǒng)使用熱水循環(huán)供暖，與水的比熱容大的特點(diǎn)有關(guān)，故D不符合題意。故選：C。4．夏季在海邊，由于水和砂石的比熱容不同，常能夠形成海風(fēng)或者陸風(fēng)。海風(fēng)指從海上吹向陸地的風(fēng)，反之為陸風(fēng)。如圖是某地空氣流動(dòng)情況，據(jù)此判斷此時(shí)為（）A．白天，形成的是海風(fēng) B．晚上，形成的是海風(fēng) C．白天，形成的是陸風(fēng) D．晚上，形成的是陸風(fēng)【解答】解：因?yàn)楹Ｋ谋葻崛荼汝懙兀嗤?、沙石）的比熱容大，白天，太?yáng)照射下陸地和海水吸收相同的熱量，海水溫度上升少；陸地吸熱后，溫度上升快，熱空氣上升，海面冷空氣就會(huì)來(lái)補(bǔ)充，于是冷空氣沿海面吹向陸地，形成海風(fēng)，圖近地面風(fēng)向從海洋吹向陸地，是海風(fēng)，且陸地近地面為上升氣流，說(shuō)明圖為白天形成的海風(fēng)。故選：A。5．兩個(gè)相同的容器分別裝有質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體。用同一熱源分別加熱，液體溫度與加熱時(shí)間關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容 B．如果升高相同的溫度，兩液體吸收的熱量相同 C．加熱相同的時(shí)間，甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量 D．加熱相同的時(shí)間，甲液體溫度升高的比乙液體溫度升高的多【解答】解：A、已知兩種液體質(zhì)量相等，相同熱源加熱說(shuō)明相同時(shí)間提供的熱量相等。由圖象可以看出：在吸收熱量相同時(shí)，甲液體升高的溫度更大，由公式c=QB、由圖象可以看出：升高相同溫度時(shí)，甲需要的時(shí)間較短，也就是甲需要的熱量少。此選項(xiàng)錯(cuò)誤；C、加熱時(shí)間相同，兩種液體吸收的熱量相同。此選項(xiàng)錯(cuò)誤；D、由圖象知：加熱相同的時(shí)間，甲液體溫度升高的程度大于乙液體。此選項(xiàng)正確。故選：D。6．截止2021年底，中國(guó)高鐵里程數(shù)達(dá)3.96萬(wàn)公里，動(dòng)力足、速度快，是中國(guó)展現(xiàn)給全世界的一張金名片。某列高鐵在牽引電動(dòng)機(jī)（功率不變）的作用下，經(jīng)有坡度的引橋行駛上水平的高架軌道，都勻速前進(jìn)。以下分析正確的是（）A．牽引電動(dòng)機(jī)可將電能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．該列高鐵行駛在引橋上和高架軌道上所需摩擦力相同 C．行駛在高架軌道上的高鐵只具有重力勢(shì)能 D．該列高鐵由引橋駛上高架軌道后機(jī)械能變大【解答】解：A、牽引電動(dòng)機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，但也會(huì)產(chǎn)生少量的內(nèi)能，最終散失到空氣中，故A錯(cuò)誤；B、高鐵勻速行駛在高架軌道上時(shí)，水平方向上牽引力與摩擦力平衡，二者大小相等；高鐵在有坡度的引橋上行駛時(shí)，牽引力除了克服摩擦力，還要克服重力的分力，因此，摩擦力與牽引力大小不相等，故B錯(cuò)誤；C、行駛在高架軌道上的高鐵既有一定的速度，又有一定的高度，因此它同時(shí)具有動(dòng)能和重力勢(shì)能，故C錯(cuò)誤；D、該列高鐵由引橋駛上高架軌道后，速度不變，動(dòng)能不變；高度增大，重力勢(shì)能增大，由于機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能之和，所以機(jī)械能變大，故D正確。故選：D。7．如圖是生活中常用的熱水瓶。當(dāng)注入一定量的熱水后，立即蓋上木塞，木塞會(huì)跳起來(lái)。其工作原理與汽油機(jī)的下列工作過(guò)程示意圖所示原理一致的是（）A． B． C． D．【解答】解：注入一定量的熱水后，熱水汽化為水蒸氣，水蒸氣膨脹做功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能，軟木塞會(huì)跳起來(lái)；A、兩個(gè)氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A符合題意；B、一個(gè)氣門(mén)關(guān)閉，一個(gè)氣門(mén)打開(kāi)，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是吸氣沖程，沒(méi)有能量轉(zhuǎn)化，故B不合題意；C、一個(gè)氣門(mén)關(guān)閉，一個(gè)氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，屬排氣沖程，沒(méi)有能量轉(zhuǎn)化，故C不合題意；D、兩個(gè)氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D不合題意。故選：A。8．油電混合動(dòng)力汽車(chē)是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力源﹣﹣熱動(dòng)力源（傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)要使用燃油，在起步、加速時(shí)，由于有電動(dòng)機(jī)的輔助，所以可以降低油耗。以下說(shuō)法不正確的是（）A．汽油機(jī)和柴油機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī) B．當(dāng)油電混合動(dòng)力汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．汽油機(jī)的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．上述汽油機(jī)的工作原理示意圖中③為壓縮沖程【解答】解：A、柴油機(jī)和汽油機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī)，故A正確；B、當(dāng)油電混合動(dòng)力汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B正確；C、汽油機(jī)做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C正確；D、汽油機(jī)的工作原理示意圖中③氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以是汽油機(jī)的做功沖程，故D錯(cuò)誤。故選：D。9．在如圖所示的“汽油機(jī)模型”實(shí)驗(yàn)中，將少量的汽油噴入筒內(nèi)，用軟木塞塞住筒口，搖動(dòng)起電機(jī)，觀察到放電針?lè)烹?，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實(shí)驗(yàn)可模擬四沖程汽油機(jī)工作時(shí)的（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【解答】解：當(dāng)放電針?lè)烹姇r(shí)，汽油燃燒，圓筒內(nèi)氣體的內(nèi)能增加，氣體對(duì)軟木塞做功，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出，而汽油機(jī)的做功沖程對(duì)外做功，因此該實(shí)驗(yàn)可模擬四沖程汽油機(jī)工作時(shí)的做功沖程。故選：C。二．填空題（共2小題）10．2021年9月17日，神舟十二號(hào)搭載三名航天員并在軌道運(yùn)行3個(gè)月后，平安降落在東風(fēng)著陸場(chǎng)預(yù)定區(qū)域。如圖所示是返回艙落入大氣層時(shí)，與空氣劇烈摩擦的情形，返回艙表面溫度升高，這是通過(guò)做功的方式改變物體內(nèi)能。返回加速下落的過(guò)程中，它的機(jī)械能減?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”）?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)飛船的返回艙穿越大氣層返回地面時(shí)，返回艙和大氣摩擦生熱，返回艙表面溫度升高，這是通過(guò)做功的方式使其內(nèi)能增加的；（2）在返回艙不斷下落過(guò)程中，克服摩擦做功，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故返回艙的機(jī)械能減小。故答案為：做功；減小。11．中國(guó)古代玩具“飲水鳥(niǎo)”曾經(jīng)讓大科學(xué)家愛(ài)因斯坦也驚嘆不已。飲水鳥(niǎo)內(nèi)裝有乙醚液體，鳥(niǎo)頭四周包有棉花，平時(shí)如甲圖，鳥(niǎo)身略向前傾，上球和下球空間中充滿乙醚的飽和蒸汽，當(dāng)給鳥(niǎo)的嘴滴上水后，水分蒸發(fā)吸熱，使上球乙醚蒸汽溫度下降，氣壓減小，小于下球乙醚飽和蒸汽的氣壓，使下球的乙醚被壓倒上球，于是整個(gè)鳥(niǎo)的重心上移，形成如圖乙的狀態(tài)，鳥(niǎo)嘴“喝水”，同時(shí)上、下球中的乙醚蒸汽聯(lián)通混合，氣壓趨于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，飲水鳥(niǎo)的姿態(tài)又回到圖甲的狀態(tài)，如此循環(huán)往復(fù)。根據(jù)以上分析，“飲水鳥(niǎo)”可以看成杠桿（填寫(xiě)一種機(jī)械裝置的名稱(chēng)），“飲水鳥(niǎo)”獲得的機(jī)械能是由空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。“飲水鳥(niǎo)”被稱(chēng)為第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)，所以在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中符合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律（填“符合”或“不符合”）?！窘獯稹拷猓海?）“飲水鳥(niǎo)”可以繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此其相當(dāng)于一個(gè)杠桿；（2）由題意可知，當(dāng)給鳥(niǎo)的嘴滴上水后，水分蒸發(fā)吸熱，使上球乙醚蒸汽溫度下降，氣壓減小，小于下球乙醚飽和蒸汽的氣壓，使下球的乙醚被壓倒上球，于是整個(gè)鳥(niǎo)的重心上移，形成如圖乙的狀態(tài)，所以飲水鳥(niǎo)工作時(shí)可以把空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；（3）“飲水鳥(niǎo)”被稱(chēng)為第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)，在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中符合能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，即能的總量保持不變。故答案為：杠桿；內(nèi)；符合。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）12．為了比較水和煤油的比熱容大小，小金采用如圖所示的兩個(gè)完全相同的儀器做實(shí)驗(yàn)，它們使用相同的電源給加熱件供電加熱。（1）物質(zhì)傳導(dǎo)熱量的性能稱(chēng)為導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性越好，則熱量在該物質(zhì)中傳遞越容易。本實(shí)驗(yàn)儀器中，容器應(yīng)該選擇導(dǎo)熱性差（選填“好”或“差”）的材料來(lái)制作。（2）將質(zhì)量、初溫都相等的水和煤油分別裝入兩個(gè)容器，加熱至兩者的末溫也相同，通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)判斷誰(shuí)吸收的熱量更多。（3）如果水和煤油的質(zhì)量相同而初、末溫度都不相同，只要水和煤油升高的溫度都相同，也能用和（2）一樣的方法做出相應(yīng)的判斷。【解答】解：（1）為了比較水和煤油比熱容的大小，實(shí)驗(yàn)中用電加熱器加熱液體，容器的導(dǎo)熱性能越差，熱量損失越少，實(shí)驗(yàn)效果越好；（2）根據(jù)比較吸熱能力的方法知質(zhì)量相同的水和煤油，升高相同溫度時(shí)，通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)判斷誰(shuí)吸收的熱量更多，誰(shuí)的吸熱能力更強(qiáng)；（3）根據(jù)比較吸熱能力的方法知如果水和煤油的質(zhì)量相同而初、末溫度都不相同，只要水和煤油升高的溫度都相同，通過(guò)比較加熱時(shí)間也可以判斷出誰(shuí)的吸熱能力更強(qiáng)，也可以得出和（2）一樣的方法做出相應(yīng)的判斷。故答案為：（1）差；（2）加熱時(shí)間；（3）升高的溫度。13．為比較不同液體升高相同溫度時(shí)吸收熱量的多少，小科用兩個(gè)完全相同的電加熱器分別給質(zhì)量和初溫都相同的A、B兩種液體加熱，如圖甲所示。圖乙是它們的溫度隨時(shí)間變化的圖像。（1）在該實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)比較兩種液體升高相同溫度時(shí)吸收熱量的多少。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)B（選填“A”或“B”）液體的比熱容更大。（3）在沒(méi)有溫度計(jì)時(shí)，某同學(xué)提出可以比較“A、B兩種液體加熱至沸騰所用時(shí)間的長(zhǎng)短”來(lái)判斷比熱容大小。而小科認(rèn)為這個(gè)方案不可行，小科的理由是A、B兩種液體的沸點(diǎn)可能不同?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)轉(zhuǎn)換法，兩種液體吸收熱量的多少可通過(guò)加熱時(shí)間比較；（2）分析圖像可知：對(duì)于質(zhì)量相等的A和B兩種液體，兩者升高相同的溫度，則B加熱時(shí)間長(zhǎng)，B吸收的熱量較多，B的吸熱能力強(qiáng)，比熱容大；（3）A、B兩種液體的沸點(diǎn)可能不同，液體都沸騰時(shí)，液體升高的溫度不同，所以無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)探究。故答案為：（1）加熱時(shí)間；（2）B；（3）A、B兩種液體的沸點(diǎn)可能不同。14．老師用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，加熱試管使水沸騰，發(fā)現(xiàn)試管上方的小風(fēng)車(chē)，開(kāi)始不停地轉(zhuǎn)動(dòng)；由此引出以下問(wèn)題，請(qǐng)利用所學(xué)的知識(shí)回答。（1）圖1實(shí)驗(yàn)中能量轉(zhuǎn)化方式與圖2中汽油機(jī)的哪個(gè)沖程相同？?。?）若某四沖程汽油機(jī)的功率為36千瓦，做功沖程每次對(duì)外做功800焦耳，則在1秒鐘內(nèi)該汽油機(jī)能完成180個(gè)沖程，此汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為5400轉(zhuǎn)/分。（3）如圖3所示的是等質(zhì)量?jī)煞N液體吸收的熱量與溫度變化情況的圖象。根據(jù)圖中提供的信息判斷，這兩種液體中，選擇乙液體作為汽車(chē)?yán)鋮s液效果會(huì)更好?！窘獯稹拷猓海?）由圖1知，加熱試管使水沸騰，水蒸氣推動(dòng)小風(fēng)車(chē)做功，使之不停地轉(zhuǎn)動(dòng)；這一過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。圖2中：甲、兩個(gè)氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；乙、一個(gè)氣門(mén)關(guān)閉，一個(gè)氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，屬排氣沖程，沒(méi)有能量轉(zhuǎn)化；丙、一個(gè)氣門(mén)關(guān)閉，一個(gè)氣門(mén)打開(kāi)，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是吸氣沖程，沒(méi)有能量轉(zhuǎn)化；丁、兩個(gè)氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；可見(jiàn)，圖1實(shí)驗(yàn)中能量轉(zhuǎn)化方式與圖2中汽油機(jī)的丁沖程相同；（2）某四沖程汽油機(jī)的功率P＝36kW＝36000W，每秒做功36000J，每秒做功次數(shù)n=36000J1min轉(zhuǎn)90×60＝5400R，故該汽油機(jī)工作時(shí)飛輪的轉(zhuǎn)速為5400R/min。（3）根據(jù)比熱容的概念可知，比熱容大的物體每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量就大，根據(jù)圖象判斷甲、乙液體，每升高1℃，哪一個(gè)需要吸收的熱量多，吸收熱量多的比