內能與熱機-強化訓練（解析版）-2022年中考物理一輪復習講義+強化訓練

備戰(zhàn)2022年中考物理一輪復習專題講義+強化訓練（全國通用）

第16講內能與熱機

考點一分子熱運動、內能、比熱容、熱值等基礎概念理解...........................1

考點二比熱容的探究實驗.........................................................7

考點三熱機及熱機效率的計算....................................................11

考點一分子熱運動、內能、比熱容、熱值等基礎概念理解

1.下列事實能夠說明“分子在不停地運動”的是（）

A.天空中烏云翻滾B.春天里柳絮飛揚

C.海面上浪花飛濺D.公園里花香四溢

【解答】解：ABC、烏云翻滾，柳絮飛揚、浪花飛濺都是宏觀物體的機械運動，故ABC

錯誤；

D、花香四溢是花粉分子在不停地做無規(guī)則運動，擴散到空氣中，進入人們的鼻孔，人便

聞到了香味，故D正確。

故選：D。

2.關于分子動理論及有關現象，下列說法中正確的是（）

A.雪花飛舞，說明分子在不停地做無規(guī)則運動

B.用手捏海綿，海綿的體積縮小了，說明分子間有空隙

C.鐵塊很難被壓縮，說明分子之間同時存在著引力和斥力

D.紅墨水同時滴入冷水和熱水中，紅墨水在熱水中擴散得快

【解答】解：A、雪花是固體小顆粒，雪花飛舞，是物體的機械運動，不是分子運動，故

A錯誤;

B、用手捏海綿，海綿的體積縮小了，說明力可以改變物體的形狀，故B錯誤；

C、鐵塊很難被壓縮，說明分子之間存在相互作用的斥力，故C錯誤；

D、紅墨水同時滴入冷水和熱水中，由于溫度越高，分子運動越快，所以紅墨水在熱水中

擴散得快，故D正確。

故選：D。

3.氣壓和溫度相同時，氫氣的密度比氧氣的密度小。在裝有氧氣的瓶子上面倒扣一個裝有氫

氣的瓶子，并放置于0℃的環(huán)境中，如圖所示，快速抽掉玻璃板后放置足夠長的時間后，

氣體分子的分布為（）

故選：D。

4.關于機械能和內能，下列說法中正確的是（）

A.具有能量的物體一定在對另一個物體做功

B.機械能和內能之間可以相互轉化

C.物體的速度越大具有的內能越多

D.具有機械能的物體不一定具有內能

【解答】解：A、能量的多少可以用功的多少來衡量，正在做功的物體一定具有能量，但

是有能量的物體不一定正在做功，故A錯誤；

B、機械能和內能之間可以相互轉化，故B正確；

C、內能是指物體內部所有分子做無規(guī)則運動所具有的動能和分子勢能的總和，故C錯誤;

D、任何物體都具有內能，故D錯誤。

故選:Bo

5.關于物體的內能，下列說法正確的是（）

A.溫度為0℃的物體的內能為零

B.溫度高的物體比溫度低的物體內能大

C.溫度相同的兩塊鐵，它們具有的內能也相同

D.溫度相同但質量不同的兩杯水具有的內能不相同

【解答】解：A、溫度為的物體分子不停地做無規(guī)則的運動，分子動能不為零，分子

勢能不為零，所以溫度為0℃的物體的內能不為零，A說法錯誤；

B、物體的內能除與溫度有關外，還與物體的種類、物體的質量、物體的體積有關，溫度

高的物體的內能可能比溫度低的物體內能大，也可能與溫度低的物體內能相等，也可能低

于溫度低的物體的內能，B說法錯誤；

C、因為不知道兩塊鐵的質量，所以我們不能確定溫度相同的兩塊鐵哪個內能大，哪個內

能小，C說法錯誤；

D、雖然兩杯水的溫度，種類相同，但兩杯水的質量和體積不相同，所以它們具有的內能

也不相同，D說法正確。

故選：D。

6.關于一定質量的氣體的內能，下列說法中正確的是（）

A.溫度升高，它的內能一定增加

B.它的內能增加，一定是吸收了熱量

C.它的內能越大，含有的熱量越多

D.溫度為0℃時，它可能沒有內能

【解答】解：A、物體的升高，其分子運動加劇，內能增加，故A正確；

B、改變物體內能的方式有兩種：做功和熱傳遞；物體內能增加可能是吸收了熱量，也可

能是外界對物體做功，故B錯誤；

C、溫度越高的物體，分子運動越劇烈，熱量是熱傳遞過程中傳遞的內能多少，不是含有

的，故C錯誤；

D、一切物體的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動，即一切物體都有內能，故D錯誤。

故選：Ao

7.關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（）

A.僅在兩物體之間發(fā)生熱傳遞時，高溫物體內能一定減少，低溫物體內能一定增加

B.我們不敢大口喝熱氣騰騰的湯，是因為溫度越高，湯含有的熱量較多

c.0℃的冰熔化成0℃的水，溫度不變，內能不變

D.對物體做功，物體的內能一定增加

【解答】解：

A、兩物體之間僅發(fā)生熱傳遞時，熱量從高溫物體傳向低溫物體，所以高溫物體內能減少，

低溫物體內能增加，故A正確；

B、我們不敢大口地喝熱氣騰騰的湯，是因為熱湯的溫度高；熱量是一個過程量，不能說

物體含有多少熱量，故B錯誤；

C、一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收熱量，溫度不變，內能增加，故C錯誤；

D、對物體做功，可能表現為內能的改變，也可能表現為位置的改變，如把物體舉高做功，

物體的內能不變，重力勢能增加，故D錯誤。

故選：Ao

8.下列關于熱量的說法正確的是（）

A.發(fā)生熱傳遞時，熱量總是從內能大的物體向內能小的物體傳遞

B.發(fā)生熱傳遞時，熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞

C.物體內能增加，一定吸收熱量

D.物體溫度越高，它的熱量就越多

【解答】解：AB、發(fā)生熱傳遞時，熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞。故A

錯誤，B正確；

C、物體內能增加，不一定是吸收了熱量，可能是外界對物體做了功。故C錯誤；

D、熱量是一個過程量，是指熱傳遞過程中傳遞能量的多少，描述它的術語是“吸收”或

“放出”，不能用“含有”“具有”等詞描述，故D錯誤。

故選：Bo

9.下列實例中，屬于熱傳遞改變物體內能的是（）

A.柴火燒水B.壓縮空氣發(fā)熱

C.冬天搓手取暖D.鉆木取火

【解答】解：

A、柴火燒水時，水吸收熱量，能量發(fā)生了轉移，屬于熱傳遞改變物體的內能，故A符合

題意。

B、壓縮空氣發(fā)熱，對空氣做功，使其內能增大、溫度升高，屬于做功改變物體的內能，

故B不合題意。

C、冬天搓手取暖，克服摩擦做功，使物體的內能增加，屬于做功改變物體的內能，故C

不合題意。

D、鉆木取火，克服摩擦做功，使物體的內能增加，屬于做功改變物體的內能，故D不合

題意。

故選：Ao

10.將裝有酒精的金屬管固定在桌子上，并用塞子塞緊?？焖賮砘乩瓌永@在管上的繩子，過

一會兒塞子跳起來，如圖所示，下列說法不正確的是（）

A.拉動繩子過程，金屬管溫度升高，內能增加

B.拉動繩子過程，機械能轉化成內能

C.塞子跳起時，管內氣體溫度升高，內能增加

D.塞子跳起時，發(fā)生的能量轉化與汽油機的做功沖程相同

【解答】解：AB、拉動繩子過程，繩子克服摩擦力對金屬管做功，機械能轉化成內能，

使金屬管溫度升高，內能增加，故AB正確；

CD、塞子跳起時，管內氣體對塞子做功，內能轉化為機械能，管內氣體內能減小，溫度

降低，塞子跳起時，發(fā)生的能量轉化與汽油機的做功沖程相同，故C錯誤、D正確。

故選：Co

11.在受太陽照射的條件相同時，將內陸地區(qū)與沿海地區(qū)相比較（）

A.內陸地區(qū)的夏季比較涼爽

B.內陸地區(qū)的冬季比較溫暖

C.內陸地區(qū)一天氣溫變化較大

D.內陸地區(qū)一天氣溫變化較小

【解答】解：內陸地區(qū)多泥土沙石，沿海地區(qū)水多，因為水的比熱容比砂石比熱容大，相

同質量的水和沙石吸收相同的熱量后，沙石升高的溫度大；相同質量的水和沙石放出相同

的熱量后，沙石降低的溫度大，因此，在受太陽照射條件相同時，內陸地區(qū)的夏季比沿海

地區(qū)炎熱，冬季比沿海地區(qū)寒冷，在一天之內氣溫變化也較大，故ABD錯誤，C正確。

故選：Co

12.下列過程中物理量發(fā)生改變的是（）

A.一杯牛奶喝掉一半后的密度

B.一根導線剪掉一半后的電阻

C.一桶汽油燃燒掉一半后的熱值

D.一瓶水喝掉一半后的比熱容

【解答】解：A、物體的密度隨溫度、壓力的變化而改變，但不隨物體自身的質量或體積

的變化而變化，則剩下牛奶的密度不變，故A不符合題意；

B、導體的電阻與其長度、橫截面、材料等有關，若一根導線剪掉一半，則剩下導線的電

阻發(fā)生改變，故B符合題意；

C、熱值是指單位質量（或體積）的燃料完全燃燒時所放出的熱量，一桶汽油燃燒掉一半,

剩下汽油的熱值不變，故C不符合題意；

D、比熱容是物質的一種特性，反映了物質吸熱和放熱能力的大小，與物質種類和狀態(tài)有

關，與質量無關，一瓶水喝掉一半后剩下水的比熱容不變，故D不符合題意。

故選：Bo

13.有人設想的“永動機”如圖所示。下列對該裝置開始轉動后的分析正確的是（）

篝

A.裝置所具有的機械能始終不變

B.如果沒有能量補充，裝置最終會停下來

C.根據能量守恒定律，裝置可以一直轉動下去

D.裝置中小球的動能和重力勢能不會相互轉化

【解答】解：

A、裝置在工作的過程中，由于存在摩擦，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，所以機械

能會變小，故A錯誤；

BC、如果沒有能量補充，機械能會逐漸變小，裝置最終會停下來，故B正確，C錯誤；

D、裝置在運動的過程中，小球的高度會發(fā)生變化，重力勢能發(fā)生改變，速度發(fā)生變化，

動能發(fā)生改變，有重力勢能和動能的轉化，故D錯誤。

故選：Bo

考點二比熱容的探究實驗

14.小明在做“探究物質吸熱多少跟哪些因素有關”的實驗時，使用相同的電加熱器給液體

甲和乙加熱。實驗數據如表:

液體次數質量m/kg升高的溫度At/℃加熱的時間t/min

甲10.152

20.1104

30.2108

乙40.154

(1)用完全相同的加熱器，目的是加熱相同的時間，使甲、乙兩種液體吸收的熱量

(2)①由1、2可得：質量相同的同種物質，升高的溫度越高，吸收的熱量就越多。

②由2、3可得：同種物質升高相同的溫度，物質的質量越大，吸收的熱量就越多。

由1、4可得：物質吸收的熱量多少與物質的種類有關。甲、乙兩種物質中，乙的

吸熱能力更強。

3

(3)如果甲的比熱容是1.4X1()3J/(kg?℃),則乙的比熱容是0.7X1QJ/(kg?℃)o

甲乙

【解答】解：(1)根據轉換法，用完全相同的加熱器，目的是加熱相同的時間，使甲、乙

兩種液體吸收的熱量相同；

(2)①由表中第1、2次實驗數據可知，同種液體、質量相同，液體升高的溫度越高，加

熱時間越長，液體吸收的熱量越多；

②由表中第2、3次實驗數據可知，同種物質升高相同的溫度，物質的質量越大，吸收的

熱量就越多；

由表中第1、4次實驗數據可知，質量相同的不同液體，液體升高相同的溫度，甲加熱時

間短，乙加熱時間長，說明甲吸收的熱量小于乙吸收的熱量，由此可得：物質吸收熱量多

少與物質的種類有關，且乙的吸熱能力強；

(3)由Q吸=cm△t可知，在質量和吸收熱量一定時，升高的溫度與比熱容成反比；

由2、4次實驗數據可知，甲、乙的加熱時間相等，即Q甲吸=QZM，At甲=10℃,Atz,

=5℃,

乙的比熱容：c乙==^甲=-§￡_XL4Xl()3j/(kg?℃)=0.7X103J/(kg?℃)。

△t甲10TC

故答案為：(1)相同；(2)①多；②大；種類；乙；(3)0.7X103O

15.小明用相同的酒精燈分別給水和煤油加熱(如圖甲)，以探究水和煤油的吸熱能力。

(1)本實驗需要用到天平這一測量工具，目的是控制水和煤油的質量相同。

(2)加熱lOmin,水吸收的熱量等于(選填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸

收的熱量。

(3)實驗中，是通過比較加熱時間來間接反映水和煤油吸收熱量的多少。

(4)根據實驗數據小明作出了水和煤油的溫度隨加熱時間變化的圖像(如圖乙)；分析圖

象可知，水和煤油吸收相同熱量時，溫度升高較多的是煤油；若使兩者升高相同的

溫度，則水吸收的熱量較多;若在這兩種液體中選擇一種作為汽車發(fā)動機的冷卻劑,

水冷卻效果更好。若水的比熱容為4.2X1()3J/(kg-C),由圖像可知，煤油的比熱容是

2.1X1Q3J/(kg.℃)o

【解答】解：(1)根據比較不同物質吸熱能力的兩種方法，要控制水和煤油的質量相同，

故實驗需要用測量質量的工具——天平；

(2)(3)實驗中，我們使用相同的酒精燈，相同時間放出的熱量相同，所以通過加熱時

間的長短來比較兩種液體吸收熱量的多少；加熱lOmin,水吸收的熱量等于煤油吸收的熱

量；

(4)分析圖象可知，水和煤油加熱相同時間，水和煤油吸收相同熱量時，煤油溫度升高

較多，若使兩者升高相同的溫度，若升高98℃-68℃=30℃,水加熱20分鐘，煤油加熱

10分鐘，水用的時間是煤油的2倍，即水吸收的熱量是煤油的2倍，則水吸收的熱量較

多，根據比較吸熱能力的方法，水的比熱容大，根據Q=cmAt,質量相同的這兩種液體

升高相同的溫度，水吸熱多，故選擇一種作為汽車發(fā)動機的冷卻劑，水冷卻效果更好；

根據Q=cmAt,在質量、升溫相同的情況下，Q與比熱容成正比，故煤油的比熱容是：c

=JLX4,2X103J/(kg?℃]=2.1X103J/(kg?℃)o

2

故答案為：(1)控制水和煤油的質量相同；(2)等于；(3)加熱時間；(4)煤油；水；水;

2.1X1O3=

16.如圖甲所示是某實驗小組用初溫相同、質量相等的水和煤油做“比較不同物質吸熱的情

況”的實驗裝置。

(1)圖甲實驗裝置中除了圖示的器材外，還需要的測量工具有天平和秒表；加熱過

程中，水和煤油吸熱的多少是通過加熱時間來確定的。

(2)另一實驗小組對圖甲實驗裝置進行了改進，將分別裝有質量相等的水和煤油的試管

放在同一個盛水的燒杯內加熱，如圖乙所示，而不是用兩個酒精燈分別加熱，這樣做的好

處是：確保水和煤油在相同的時間內吸收相同的熱量。

(3)在如圖丙中，最能反映該實驗的真實情況的是C。

(4)小明在探究“物質的放熱能力與哪些因素有關”時，分別用質量均0.5kg的水和另

一種液體進行對比實驗，并用圖象對實驗數據進行了處理，如圖丁所示，實驗過程中，水

和另一種液體在相同時間內放出的熱量相等，分析圖象可以得出：另一種液體的比熱容為

2.1X1()3J/(kg?℃)，這種液體在0-15min內放出的熱量為4.2X10^。

(5)有一次小明在白天進入森林游玩時迷了路，經過思考，他順風(順風/逆風)走

了下去，終于走出了森林。

A-

-時間/min

丙

【解答】解：(1)根據吸熱公式Q=cm^t可知，實驗除了需要稱質量的天平，還需要秒

表記錄時間，并用溫度計測量溫度的變化；

加熱過程中通過加熱時間來控制水和煤油吸熱的多少；

(2)分別裝有質量相等的水和煤油的試管放在同一個盛水的燒杯內加熱，這樣可確保水

和煤油在相同的時間內吸收相同的熱量；

(3)根據公式Q=cnl△t得，△t=W_,水和煤油質量和吸收的熱量相同，水的比熱容為

cm

煤油的2倍，溫度變化為煤油的一半，由圖知，C符合題意。

(4)時間相等時，兩種液體放出的熱量相等，由圖示可以看出，乙液體的溫度降低的快,

甲液體溫度降低慢；

利用熱量的計算公式Q放=cm△t可知，在質量相等、初溫相同、放熱也相同的情況下，

誰的溫度降低得快，它的比熱容?。?/p>

所以，甲液體的比熱容大，所以若A、B兩種液體中，一種液體是水，則這種液體一定是

甲液體，

由圖可知：液體的初溫是60℃,放熱15分鐘后甲液體的末溫是40℃,

則水放出的熱量等于液體吸收的熱量：

c水m水(t水-to)=4.2X103J/(kg?℃)XmX(60℃-40℃)=c乙111(60℃-20℃)=

3

4.2X10J/(kg.℃)XmX(60℃-40℃)o

解得c乙=2.1X103j/(kg?℃)o

讀圖可得，乙在15min內由60℃降低到20℃,降低的溫度是60℃-20℃=40℃,

所以乙放出的熱量Q/=cmZ\t=2.LX]03j/(kg?℃)X0.5kgX40℃=4.2X104J；

(5)白天在陽光的照射下，森林升溫慢氣壓高，空氣由森林向氣壓低的外邊吹，要走出

森林要順風而行。

故答案為：(1)秒表；加熱時間；(2)確保水和煤油在相同的時間內吸收相同的熱量；(3)

C；(4)2.1X103J/(kg?℃)；4.2X104J；(5)順風。

考點三熱機及熱機效率的計算

17.汽車的發(fā)動機工作時，吸入汽缸的汽油和空氣的比例，決定了汽車的動力性能和經濟性

能。某汽車四沖程汽油發(fā)動機的汽缸總排量為2L(發(fā)動機每個工作循環(huán)吸入或排出的流

體體積稱為汽缸排量)，發(fā)動機工作時，吸入汽缸的是由汽油和空氣所形成的混合物，混

合物的密度p=1.44kg/m3,汽油和空氣的質量比為1：15,汽油的熱值q=4.5Xl()7j/kg。

如果發(fā)動機曲軸在Imin轉動3X1()3轉，發(fā)動機的效率為40%,那么，在這種情況下：

(1)汽車在Imin做的有用功是多少？

(2)汽車在平直的公路上勻速行駛時受到的阻力為f=3Xl()3N,汽車行駛的速度是多少？

【解答】解：

(1)根據p=^可得，一次吸入混合物的質量：

V

mi=pV=1.44kg/m3X2X10-3m3=2.88X10-3kg,

因為曲軸每轉動兩周，完成一個工作循環(huán)，吸氣一次，也做一次功，

所以，發(fā)動機曲軸在Imin轉動3X1()3轉，吸氣和做功都為1500次，

汽油和空氣的質量比為1：15,可見汽油占混合物總質量的'一=工；

15+116

則發(fā)動機在Imin內吸入汽油的總質量：

m=miX1500XJ^=2.88X10-3kgX1500XJ_=0.27kg；

1616

這些汽油完全燃燒放出的熱量：

Q=mq=0.27kgX4.5X107J/kg=1.215X107J,

根據i]=上巴可得汽車在Imin做的有用功：

Q

W=Q放T]=1.215X107JX40%=4.86X106J；

(2)汽車在Imin做的有用功的功率為：

86X106J^4

p=I=4.81X10WO

t60s

因為汽車勻速行駛，

所以汽車受到的阻力與牽引力是一對平衡力，大小相等，即F=f=3Xl()3N,

根據P=Fv可得，汽車行駛的速度：

4

V=P=8,lXJ0W=27m/So

F3X10,

答：(1)汽車在Imin做的有用功是4.86Xl()6j；

(2)汽車在平直公路上勻速行駛時受到的阻力為f=3X103N,汽車行駛的速度是27m/s。

18.我國的055型萬噸級驅逐艦，滿載排水量達12000噸，它的動力裝置由4臺效率為36%

的燃氣輪機組成，總功率達io8w。該艦以36km/h的速度勻速航行時，燃氣輪機的功率是

733

2X10W?(g取10N/kg,pw*=10kg/m,柴油的熱值為4XGj/kg)求：

(1)055艦滿載時，艦底受到水的浮力是多少？

(2)該艦以36km/h的速度勻速航行l(wèi)h,消耗多少柴油？

■J

【解答】解：(1)由題意可知：055型萬噸級驅逐艦，滿載排水量達12000t=1.2X107kg,

根據阿基米德原理可知F浮uGH^mgulZXKfkgXlON/kgnZXdN；

(2)由題意可知，燃氣輪機的輸出功率P=2X1()7W,時間t=lh=3600s,

則該艦以36km/h的速度勻速航行l(wèi)h做的功：W=Pt=2X107WX3600s=7.2X1010J,

由公式i]=」Lx100%得：Q放=工=7?2乂1clic'j=2.0X1OUJ,

Q放n36%

由公式Q放=mq得消耗柴油的質量：m=%l=2._1=5.0義103kg=5t?

q4xio7j/kg

答：(1)艦底受到水的浮力是L2X1()8N；

(2)消耗柴油5to

19.為助力鄉(xiāng)村振興，南通市不少村鎮(zhèn)利用水鄉(xiāng)特色，將生態(tài)農業(yè)和旅游觀光相結合，打造

美麗鄉(xiāng)村。如圖是某村使用的觀光艇，其部分技術參數如表：(g=10N/kg,q柴油=4.3義

107J/kg,p柴油=0.8X103kg/m3)

空船質量800kg

發(fā)動機輸出最大功率4.3X104W

最大載人數量8人

最大航速10m/s

(1)若每位游客的平均質量為60kg,求觀光艇滿載時，受到的浮力；

(2)若觀光艇以最大速度勻速航行時，求觀光艇受到水的平均阻力；

(3)某次以最大航速游玩30min,消耗柴油5義10求發(fā)動機的效率。

【解答】解：(1)觀光艇滿載時觀光艇和8人的總質量為:

m=800kg+60kgX8=l280kg,

滿載時人、觀光艇和8人的總重力為：

G=mg=1280kgX1ON/kg=1.28XlO,N,

,/觀光艇漂浮，觀光艇受到的浮力和總重力為平衡力，

.??觀光艇滿載乘客時所受浮力為：

F?=G=1.28X104N；

(2)：P=N=Z￡=FV,

tt

..?觀光艇受到的牽引力為：

F=P=4.3Xloh=4,3X103N)

v10m/s

:觀光艇勻速行駛，

???觀光艇受到的牽引力和水的阻力為平衡力，

.,.觀光艇受到水的平均阻力為：

f=F=4.3X103N；

(3)t=30min=1800s,

30分鐘發(fā)動機輸出有用功為：

W=Pt=4.3X104WX1800s=7.74X107J,