第20讲 内能与热机-【暑假自学课】2024年新九年级科学暑假提升精品讲义（浙教版）

第20讲 内能与热机 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（4大考点） 模块五 小试牛刀过关测 1．掌握内能的定义，知道什么是内能。 2．知道什么是热传递以及热传递是如何改变内能。3．知道做功如何改变物体的内能。 4．知道内能和其他形式的能量可以通过做功相互转化。 5．理解比热的概念，掌握热量的计算公式，并能够通过比热公式进行简单吸热和放热计算。 6．知道热机的四个冲程以及各个冲程的作用。 知识点一：内能 1．内能：物体内部所有分子的热运动的动能和势能的总和。任何物体都具有内能，内能的单位是J。物体的温度越高，内能越大，但物体的内能增加温度不一定升高。 2．改变物体内能的方式：做功、热传递。 ①做功可以改变内能 外界对物体做功，物体的内能变大；物体对外做功，物体的内能会减小。通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化。 ②热传递可以改变内能 热传递改变物体的内能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。在热传递过程中传递的能量的多少叫做热量。 热传递发生的条件是物体之间存在温差。 【易错点辨析】热量、温度、内能之间的关系 （1）热量和内能间变化关系 ①　热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，则物体的内能增加，这时吸收的热量等于物体增加的内能，反之，物体放出热量、物体的内能一定减少。 ②　物体的内能改变了，物体不一定要吸收或放出热量。物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做功（或物体对外做功）。只有在热传递过程中，物体温度升高，一定吸收热量，物体温度降低，一定放出了热量。 （2）温度和热量间变化关系 ①　物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出了热量。也可能由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。 ②　同样，物体吸收热量，温度不一定升高，放出热量，温度不一定降低。这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰化成水或水结成冰），物体的温度不一定会改变。因此，只有物体在没有发生物态变化时，吸收了热量，温度一定升高，放出了热量，温度才一定降低。 （3）温度、内能间变化关系 ①　温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢。因此，物体的温度升高，由于分子运动速度增大，分子具有的动能增大，因此，物体内能增大。反之，温度降低物体的内能则减少。 ②　物体的内能变了，物体的温度却不一定改变。这也是由于物体在内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时改变而有时却不改变。只有在没有发生物态变化时，我们才可以说：物体的内能增加，温度一定升高，内能减少，温度一定降低。 方法指南： ①一个物体温度升高了，不一定吸收了热量，也有可能是外界对物体做功，但它的内能一定增加。 ②一个物体吸收了热量，温度不一定升高，但它的内能一定增加(物体不对外做功)，如晶体熔化、液体沸 腾等。 ③一个物体内能增加了，它的温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水；也不一定吸收了热量，有可能是 外界对物体做了功 ④物体本身没有热量。只有发生了热传递，有了内能的转移时，才能讨论热量问题。 ⑤热量是在热传递过程中，传递内能的多少，是一个过程量，不能说“含有”或“具有”热量。 ⑥热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。 知识点二：比热容 1.比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。其中，c为物质的比热容，m为物体的质量，t0是初温，t是末温。如果用Δt表示升高或降低的温度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物体吸收或放出的热量可以写成Q＝cmΔt。 2.物体温度升高时吸收的热量Q吸＝cm(t－t0) 3.物体温度降低时放出的热量Q放＝cm(t0－t) 特别提醒： ①比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，反映物质的吸热能力，它不随物质质量的改变而改变，也不随物质吸收(或放出)热量的多少以及温度的变化而变化。 ②对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不相同的。如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。 知识点三：热量的计算 1.燃料燃烧时能量的转化 燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，也就是通常所说的释放出热量。 2.燃料的热值 ①1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值，单位是J/kg，气体燃料的热值单位通常用J/m3。公式：Q=mq。 ②燃料的热值是其本身的特性，与燃料的燃烧程度，质量多少等无关。 ③热值的意义是表示单位质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。 知识点四：热机 1．热机 (1)定义：把化学能转化为机械能的机器。 (2)原理： 2．热机的种类 热机 3．热机的四个过程：吸气、压缩、做功、排气。 ①进气冲程 是向气缸内填充新鲜气体的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上止点向下止点移动的过程此时进气门打开，排气门关闭。当活塞到达下止点时该冲程结束。 ②压缩冲程 是将缸内的气体压缩的过程（为燃烧着火创造基本条件，缸内温度升高）。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点向上止点移动的过程此时进、排气门均关闭。当活塞到达上止点时该冲程结束。 ③ 做功冲程 是缸内可燃混合气燃烧将化学能转换为热能的过程。活塞在燃气压力的作用下由上止点向下止点运动，曲轴通过连杆带动旋转输出功。此时进、排气门均关闭，当活塞到达下止点时该冲程结束 ④排气冲程 是为了下一循环工作而清除缸内燃烧后的废气的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点 向上止点运动的过程。此时进气门关闭，排气门打开。当活塞到达上止点时该冲程结束。 【特别提醒】 ①四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成 ② 4221：在内燃机的一个工作循环中，活塞来回两次 ，曲轴转动两周 ，飞轮转两转，对外做功一次 ，共有四个冲程 教材习题01 下列各情况物体的内能是增加还是减少？改变内能的方法是什么？ （1）用打气筒给自行车打气时，气筒壁发烫。 （2）用砂轮磨刀时，刀具发烫。 （3）贮气罐里的气体向外喷泻时，气罐壁的温度变低。 解题方法 ①改变物体内能的方式有做功和热传递。 ②做功是能量的转化，热传递是能量的转移。 教材习题02 太阳能热水器内盛有 100 千克、温度为 20°C的水，受阳光的照射水温升高到60°C，则这些水吸收了多少热量？ 解题方法 ①知道水的质量、比热容、初温和末温，利用Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量 考点一 内能相关概念辨析 1．关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．一块0℃的冰没有内能，它的分子不会运动 B．在释放相同热量的条件下，比热容小的物体温度降低得多 C．一个物体温度升高了，它的内能一定会增加 D．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高 2．（2023秋•上城区校级期中）下列说法中正确的是（　　） A．静止在地面上的冰块没有内能 B．空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多 C．动能大的物体内能一定大 D．自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能 3．关于温度、热量、内能、比热、燃烧值等，以下说法正确的是（　　） ①物体的内能增大时，一定要从周围吸热 ②热量可能从内能大的物体向内能小的物体转移 ③物体的温度越高，所含的热量越多 ④地球上的物体都具有内能 ⑤一杯汽油倒去一半，剩余汽油的密度和比热容不变，质量和燃烧值减小 ⑥物体温度升高时，分子运动速度加快，所以该物体的动能增大 ⑦一块0℃的冰熔化成0℃的水后，内能增大 ⑧一个物体吸收热量，温度一定升高 ⑨一个物体温度升高，它不一定吸收热量 A．④⑤⑥⑨ B．②④⑦⑨ C．①③⑥⑧ D．②④⑤⑥ 考点二 改变内能的两种方式 4．（2024•宁波自主招生）图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，当人坐上椅子，在M向下滑动的过程中（　　） A．气体对外界做功，气体内能增大 B．外界对气体做功，气体内能减小 C．气体对外界做功，气体内能减小 D．外界对气体做功，气体内能增大 5．（2024•富阳区一模）如图，将肉片直接放入热油锅里爆炒，会将肉炒焦或炒糊，大大失去鲜味。厨师预先将适量的淀粉拌入肉片中，再放到热油锅里爆炒，炒出的肉片既鲜嫩味美又营养丰富，对此现象说法不正确的是（　　） A．在炒肉片过程中，肉片内能增加主要通过做功实现的 B．附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水分的蒸发 C．在炒肉片过程中，肉片的温度升高，内能增加 D．附近能闻到肉香体现了分子在不停地做无规则的运动 6．（2024•萧山区模拟）在学习内能一课后，小周利用盛有少量水的矿泉水瓶进行如下实验：先将瓶盖盖紧，使劲旋转矿泉水瓶下部，然后拧松瓶盖，可看到瓶盖被弹出数米远，瓶内出现了白雾。对该过程的分析或解释正确的是（　　） A．瓶盖弹出前越拧越费劲，是因为内部气压在不断增加 B．瓶盖弹出前瓶壁温度升高，是因为瓶壁的机械能在增加 C．瓶盖弹出后落回地面，是因为摩擦力改变了瓶盖的运动状态 D．瓶盖弹出后出现了白雾，是因为水遇热汽化成水蒸气 7．（2024•瑞安市模拟）如图为做功改变物体内能的改进实验，当往瓶内推活塞，会看到温度显示器的温度发生变化，下列有关此过程中的说法正确的是（　　） A．活塞对瓶内气体做功，温度显示器上的温度降低 B．活塞对瓶内气体做功，温度显示器上的温度升高 C．瓶内气体对活塞做功，温度显示器上的温度降低 D．瓶内气体对活塞做功，温度显示器上的温度升高 8．（2024•温州模拟）《庄子•外物篇》中有“木与木相摩则燃”的说法。干燥的木头与木头相互摩擦可以烧起来，这是因为（　　） A．木头相互摩擦可能产生电荷 B．摩擦使温度至少升高到着火点 C．木头之间存在摩擦力 D．摩擦可以产生更多氧气 考点三 比热容、热量、热值 9．（2024•慈溪市一模）2020年6月23日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星！收官之星，组网圆梦。长征系列火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料（　　） A．比热容大 B．热值大 C．密度大 D．内能大 10．（2024•宁波自主招生）有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了Δt．把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则甲球比热c甲和乙球比热c乙大小的关系是（　　） A．c甲＞c乙 B．c甲＜c乙 C．c甲＝c乙 D．以上三种情况都有可能 11．（2023秋•余杭区期末）小明利用图甲所示装置对100克冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，图乙是他根据所记录的数据绘制的温度与时间关系图。请回答以下问题： （1）加热至10分钟时，该物质在试管内的状态为 　 　。 （2）老师在巡查过程中发现图乙数据有问题，依据是 　 　。 （3）若小明继续不断加热，试管里的水 　 　（填“会”或“不会”）沸腾。 12．（2023•拱墅区校级一模）在杭州，已知与太阳垂直的表面积上接收到太阳能的辐射功率均为k＝1.2×103瓦/米2．一个太阳能热水器，控制其接受太阳光垂直照射的面积始终为2米2，设太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%．太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20℃，经过t时间后上升到30℃．（c水＝4.2×103J/（kg•℃）请计算： （1）在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量时多少焦耳？ （2）使水由20℃升温到30℃所用时间t是多少秒？ 考点四 热机 13．（2022秋•永康市期末）下列交通工具中，动力设备不是热机的是（　　） A．远洋轮船 B．载重汽车 C．喷气式飞机 D．电动车 14．（2023秋•西湖区校级期中）一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　） A．30个冲程，做了30次功 B．60个冲程，做了60次功 C．120个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功 15．（2022•龙湾区一模）“翔州一号”是我用首艘海上飞船（图甲），它可以在空中飞行，飞行高度可达100米，也可以在水上航行，巡航速度可达140～162千米/时。 （1）下列汽油机的冲程中，给“翔州一号”提供动力的冲程是 　 　。（填字母） （2）“翔州一号”的机翼形状如图乙所示。这样设计的原理是 　 　。 （3）“翔州一号”在平静的水面由静止开始运动，水平方向的阻力f随运动时间t的变化关系如图丙所示。t＝50秒后，“翔州一号”以最大巡航速度做匀速直线运动。求在50﹣100秒内，“翔州一号”牵引力做功为多少焦？ 一、选择题 1．（2024•温州模拟）在全球范围内，每年香槟销量近3亿瓶。开启这样的起泡酒，木塞离开瓶颈时，对应的气流速度已经超过了音速，而且还能观察到二氧化碳随之结晶并变幻出缕缕薄雾。以下关于这一过程说法正确的是（　　） A．瓶内气体对瓶塞做功机械能转化为内能 B．瓶内气压降低二氧化碳溶解度减小逸出 C．瓶内气体的温度降低二氧化碳吸热结晶 D．薄雾是二氧化碳晶体熔化形成的小液滴 2．（2024•温州模拟）婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连，使用时通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，对该过程的分析正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．气罐内壁的温度升高 C．罐内气体通过做功改变了内能 D．该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程类似 3．（2023秋•玉环市期末）（多选题）如图2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭燃料燃烧越充分，其热值就越大 B．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能 C．火箭燃料在燃烧的过程中，化学能转化为内能 D．火箭升空过程中，只通过摩擦做功使外壳内能增大 4.（2022秋•余姚市校级期末）甲、乙两个物体放在一起，甲物体吸收热量，乙物体放出热量，则（　　） A．甲物体的比热大 B．乙物体的比热大 C．甲物体的温度低 D．乙物体的热量多 5．（2024•宁波模拟）1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后（已知水的比热容为4.2×103J/kg℃），它的温度是（　　） A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．条件不足，无法确定 6.（2023春•婺城区月考）关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收了热量，温度可能不变 B．物体温度升高，一定是吸收了热量 C．温度为0℃的物体没有内能 D．物体内能减少时，一定对外做功 7.（2022秋•余姚市期末）关于温度、热量、内能、比热容，以下说法正确的是（　　） A．一个物体温度升高了，它的内能一定增加 B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高 C．一块0℃的冰没有了内能，它的分子不会运动 D．物体的质量越大，温度越高，它的比热容就越大 8.（2023•鹿城区校级一模）在社会实践活动中，小温制作了一道糖醋排骨，对烹饪过程中出现的现象解释正确的是（　　） A．锅铲翻动排骨主要目的是通过做功使排骨的内能增加 B．排骨上方的“白汽”是水蒸气 C．收汁时用锅铲不停揽动，使汤汁受热均匀 D．爆炒排骨不盖锅盖有利于减小醋和水的蒸发 9.（2022秋•东阳市期末）2022年10月31日15时37分，搭载着空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射，梦天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。当梦天实验舱进入太空后，下列叙述正确的是（　　） A．实验舱里的实验柜质量变小 B．实验舱内的空气分子将停止运动 C．实验舱内的铝基复合材料的比热不变 D．实验舱内可以利用天平测量石块的质量 10.（2022秋•杭州期末）下列关于温度、内能和热量的描述中，正确的是（　　） A．物体吸收热量时，温度一定升高 B．做功和热传递都能改变物体的内能 C．物体的内能越大，其含有的热量就越多 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 11.（2022秋•温州期末）如图是老师在科学课上做的热机工作原理的模拟实验，在玻璃管中先加入少量酒精，将橡皮塞密封玻璃管，然后用电子点火器点火，橡皮塞会向上弹出。完成问题。实验过程中，在玻璃管口能观察到小水珠组成的白雾（如图所示），其形成的原因是（　　） A．燃气对橡皮塞做功，燃气内能减小 B．燃气对橡皮塞做功，燃气内能增大 C．橡皮塞对燃气做功，燃气内能减小 D．橡皮塞对燃气做功，燃气内能增大 12.（2022秋•鄞州区期末）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．活塞对棉花做功，使棉花温度升高而燃烧 B．缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象 C．压下活塞的过程相当于内燃机的做功冲程 D．活塞被向上顶起是因为筒内空气对活塞做功 13．（2024•北仑区模拟）图像法是学习科学的有效方法，小科同学所画图像中正确的是（　　） A．图甲：小车惯性与行驶速度关系图 B．图乙：同一滑轮组机械效率与提升物体的重力关系图 C．图丙：一定质量水（不发生三态变化）吸收热量与升高的温度关系图 D．图丁：在压力一定时，压强与受力面积大小关系图 14.（2023•永嘉县校级三模）光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分的工作原理如图示：带有活塞的密闭气室中装有NO2，当光从窗口射入时，发生分解反应：2NO2NO+O2，导致气室内气压增大；当光照射情况下，又发生化合反应：NO+O22NO2，导致气室内气压减小。这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于下图汽油机四个冲程中的（　　） A． B． C． D． 二、实验题 15．（2023•宁波模拟）小明想比较铜和铝的比热容，设计了如下实验： （1）将 　 　相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃； （2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23℃的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示； （3）一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20℃和17℃。 （4）实验中，用 　 　间接反映两金属块吸收热量的多少。 （5）对比数据可判断，表明 　 　的比热容大（填“铝”或“铜”）。 三、计算题 16．（2024•浙江模拟）2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示是神舟十六号飞船的返回舱。返回舱重返地球时，为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁，返回舱表面涂有防热材料。返回舱的总质量为3×103kg，表面防热材料的质量为500kg，比热容为4×103J/（kg•℃），请回答下列问题： （1）返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦，通过 　 　方式增加了返回舱表面的内能，该过程与我们看到的 　 　（选填“彗星”“流星”或“恒星”）相似。 （2）若返回舱在大气层中共下落1000m，重力做功多少焦？ （3）若返回舱进入大气层后下落1000m的过程中，下落时减少的重力势能全部转化为内能且40%被防热材料吸收，则防热材料升高的温度是多少？ 17．（2023秋•拱墅区期末）一块质量为2千克，温度为10℃的铁块加热到210℃，铁块吸收了多少热量？这些热量如果全部被质量为20千克的砂石吸收，则砂石的温度可升高多少？[c铁＝0.46×103J/（kg•℃），c砂石＝0.92×103J/（kg•℃）] 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第20讲 内能与热机 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（4大考点） 模块五 小试牛刀过关测 1．掌握内能的定义，知道什么是内能。 2．知道什么是热传递以及热传递是如何改变内能。3．知道做功如何改变物体的内能。 4．知道内能和其他形式的能量可以通过做功相互转化。 5．理解比热的概念，掌握热量的计算公式，并能够通过比热公式进行简单吸热和放热计算。 6．知道热机的四个冲程以及各个冲程的作用。 知识点一：内能 1．内能：物体内部所有分子的热运动的动能和势能的总和。任何物体都具有内能，内能的单位是J。物体的温度越高，内能越大，但物体的内能增加温度不一定升高。 2．改变物体内能的方式：做功、热传递。 ①做功可以改变内能 外界对物体做功，物体的内能变大；物体对外做功，物体的内能会减小。通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化。 ②热传递可以改变内能 热传递改变物体的内能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。在热传递过程中传递的能量的多少叫做热量。 热传递发生的条件是物体之间存在温差。 【易错点辨析】热量、温度、内能之间的关系 （1）热量和内能间变化关系 ①　热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，则物体的内能增加，这时吸收的热量等于物体增加的内能，反之，物体放出热量、物体的内能一定减少。 ②　物体的内能改变了，物体不一定要吸收或放出热量。物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做功（或物体对外做功）。只有在热传递过程中，物体温度升高，一定吸收热量，物体温度降低，一定放出了热量。 （2）温度和热量间变化关系 ①　物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出了热量。也可能由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。 ②　同样，物体吸收热量，温度不一定升高，放出热量，温度不一定降低。这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰化成水或水结成冰），物体的温度不一定会改变。因此，只有物体在没有发生物态变化时，吸收了热量，温度一定升高，放出了热量，温度才一定降低。 （3）温度、内能间变化关系 ①　温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢。因此，物体的温度升高，由于分子运动速度增大，分子具有的动能增大，因此，物体内能增大。反之，温度降低物体的内能则减少。 ②　物体的内能变了，物体的温度却不一定改变。这也是由于物体在内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时改变而有时却不改变。只有在没有发生物态变化时，我们才可以说：物体的内能增加，温度一定升高，内能减少，温度一定降低。 方法指南： ①一个物体温度升高了，不一定吸收了热量，也有可能是外界对物体做功，但它的内能一定增加。 ②一个物体吸收了热量，温度不一定升高，但它的内能一定增加(物体不对外做功)，如晶体熔化、液体沸 腾等。 ③一个物体内能增加了，它的温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水；也不一定吸收了热量，有可能是 外界对物体做了功 ④物体本身没有热量。只有发生了热传递，有了内能的转移时，才能讨论热量问题。 ⑤热量是在热传递过程中，传递内能的多少，是一个过程量，不能说“含有”或“具有”热量。 ⑥热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。 知识点二：比热容 1.比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。其中，c为物质的比热容，m为物体的质量，t0是初温，t是末温。如果用Δt表示升高或降低的温度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物体吸收或放出的热量可以写成Q＝cmΔt。 2.物体温度升高时吸收的热量Q吸＝cm(t－t0) 3.物体温度降低时放出的热量Q放＝cm(t0－t) 特别提醒： ①比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，反映物质的吸热能力，它不随物质质量的改变而改变，也不随物质吸收(或放出)热量的多少以及温度的变化而变化。 ②对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不相同的。如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。 知识点三：热量的计算 1.燃料燃烧时能量的转化 燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，也就是通常所说的释放出热量。 2.燃料的热值 ①1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值，单位是J/kg，气体燃料的热值单位通常用J/m3。公式：Q=mq。 ②燃料的热值是其本身的特性，与燃料的燃烧程度，质量多少等无关。 ③热值的意义是表示单位质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。 知识点四：热机 1．热机 (1)定义：把化学能转化为机械能的机器。 (2)原理： 2．热机的种类 热机 3．热机的四个过程：吸气、压缩、做功、排气。 ①进气冲程 是向气缸内填充新鲜气体的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上止点向下止点移动的过程此时进气门打开，排气门关闭。当活塞到达下止点时该冲程结束。 ②压缩冲程 是将缸内的气体压缩的过程（为燃烧着火创造基本条件，缸内温度升高）。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点向上止点移动的过程此时进、排气门均关闭。当活塞到达上止点时该冲程结束。 ③ 做功冲程 是缸内可燃混合气燃烧将化学能转换为热能的过程。活塞在燃气压力的作用下由上止点向下止点运动，曲轴通过连杆带动旋转输出功。此时进、排气门均关闭，当活塞到达下止点时该冲程结束 ④排气冲程 是为了下一循环工作而清除缸内燃烧后的废气的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点 向上止点运动的过程。此时进气门关闭，排气门打开。当活塞到达上止点时该冲程结束。 【特别提醒】 ①四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成 ②在内燃机的一个工作循环中，活塞来回两次 ，曲轴转动两周 ，飞轮转两转，对外做功一次 ，共有四个冲程 教材习题01 下列各情况物体的内能是增加还是减少？改变内能的方法是什么？ （1）用打气筒给自行车打气时，气筒壁发烫。 （2）用砂轮磨刀时，刀具发烫。 （3）贮气罐里的气体向外喷泻时，气罐壁的温度变低。 解题方法 ①改变物体内能的方式有做功和热传递。 ②做功是能量的转化，热传递是能量的转移。 【答案】（1）用打气筒给自行车打气时，气筒的活塞对筒内空气做功，筒内空气内能增加，温度升高；同时，由于活塞运动与筒壁发生摩擦，通过做功的方式液产生了热量，故打完气后，摸一摸打气筒的外壁，会感觉到气筒壁发烫； （2）用砂轮磨刀时，克服摩擦做功，使刀具的内能增大，温度升高，所以刀具发烫，这是利用做功的方式改变物体的内能； （3）贮气罐里的不是气体，而是液体（液化气），液体从液态变为气态时要吸收热量，所以气罐的温度降低，内能减小，这是通过热传递改变物体内能的。 教材习题02 太阳能热水器内盛有 100 千克、温度为 20°C的水，受阳光的照射水温升高到60°C，则这些水吸收了多少热量？ 解题方法 ①知道水的质量、比热容、初温和末温，利用Q吸=cm（t-t0）求出水吸收的热量 【答案】这些水吸收了1.68×107J的热量 考点一 内能相关概念辨析 1．关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．一块0℃的冰没有内能，它的分子不会运动 B．在释放相同热量的条件下，比热容小的物体温度降低得多 C．一个物体温度升高了，它的内能一定会增加 D．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高 【答案】C 【解答】解：A、一切物体都具有内能，所以0℃的冰仍具有内能，它的分子仍然在不停地做无规则运动，故A错误； B、在释放相同热量的条件下，物体的质量相同，根据Q=cmΔt可知，比热容小的物体温度降低得多，故B错误； C、一个物体温度升高了，它的内能一定增加，故C正确； D、一个物体吸收了热量，它的温度不一定会升高，例如水沸腾时继续吸热，温度保持不变，故D错误。 故选：C。 2．（2023秋•上城区校级期中）下列说法中正确的是（　　） A．静止在地面上的冰块没有内能 B．空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多 C．动能大的物体内能一定大 D．自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能 【答案】D 【解答】解：A、静止在地面上的冰块有内能，因为一切物体都具有内能。故A不正确。 B、空中飞行的飞机和地面上静止的火车的内能无法比较，因为内能的大小和温度、质量、状态等有关。故B不正确。 C、动能大的物体内能不一定大，因为内能和动能是两种不同形式的能，两者的大小没什么关系。故C不正确。 D、自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能，因为一切物体都具有内能。故D正确。 故选：D。 3．关于温度、热量、内能、比热、燃烧值等，以下说法正确的是（　　） ①物体的内能增大时，一定要从周围吸热 ②热量可能从内能大的物体向内能小的物体转移 ③物体的温度越高，所含的热量越多 ④地球上的物体都具有内能 ⑤一杯汽油倒去一半，剩余汽油的密度和比热容不变，质量和燃烧值减小 ⑥物体温度升高时，分子运动速度加快，所以该物体的动能增大 ⑦一块0℃的冰熔化成0℃的水后，内能增大 ⑧一个物体吸收热量，温度一定升高 ⑨一个物体温度升高，它不一定吸收热量 A．④⑤⑥⑨ B．②④⑦⑨ C．①③⑥⑧ D．②④⑤⑥ 【答案】B 【分析】①⑨物体的温度升高、内能增大，改变内能的方式，做功和热传递； ②热传递的条件是存在温度差； ③热量是热传递过程中所传递内能的多少；热量是一个过程量； ④内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的和，所有物体都具有内能； ⑤热值、比热容、密度是物质的一种特性，热值、比热容、密度的大小与物质的质量无关； ⑥物体动能的大小与质量、速度有关； ⑦⑧晶体熔化时，吸收热量，温度不变，内能增大；晶体凝固时，放出热量，温度不变，内能减小。 考点二 改变内能的两种方式 4．（2024•宁波自主招生）图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，当人坐上椅子，在M向下滑动的过程中（　　） A．气体对外界做功，气体内能增大 B．外界对气体做功，气体内能减小 C．气体对外界做功，气体内能减小 D．外界对气体做功，气体内能增大 【答案】D 【解答】解：由题意可知，当人坐上椅子，在M向下滑动的过程中，压缩密闭的空气，对气体做功，使气体的内能增大，温度升高。 故选：D。 5．（2024•富阳区一模）如图，将肉片直接放入热油锅里爆炒，会将肉炒焦或炒糊，大大失去鲜味。厨师预先将适量的淀粉拌入肉片中，再放到热油锅里爆炒，炒出的肉片既鲜嫩味美又营养丰富，对此现象说法不正确的是（　　） A．在炒肉片过程中，肉片内能增加主要通过做功实现的 B．附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水分的蒸发 C．在炒肉片过程中，肉片的温度升高，内能增加 D．附近能闻到肉香体现了分子在不停地做无规则的运动 【答案】A 【解答】解：A、在炒肉片时，肉片吸收热量，温度升高，内能增加主要通过热传递实现的，说法错误； B、肉片外的淀粉糊可以减小液体的表面积，能够有效防止肉片里水分的蒸发，说法正确； C、炒肉片时，肉片的温度升高，内能增加，说法正确； D、附近能闻到肉香体现了分子在不停地做无规则的运动，说法正确； 故选：A。 6．（2024•萧山区模拟）在学习内能一课后，小周利用盛有少量水的矿泉水瓶进行如下实验：先将瓶盖盖紧，使劲旋转矿泉水瓶下部，然后拧松瓶盖，可看到瓶盖被弹出数米远，瓶内出现了白雾。对该过程的分析或解释正确的是（　　） A．瓶盖弹出前越拧越费劲，是因为内部气压在不断增加 B．瓶盖弹出前瓶壁温度升高，是因为瓶壁的机械能在增加 C．瓶盖弹出后落回地面，是因为摩擦力改变了瓶盖的运动状态 D．瓶盖弹出后出现了白雾，是因为水遇热汽化成水蒸气 【答案】A 【解答】解：A、用力拧瓶子时，越拧越费劲，这是因为瓶内气体压强增大，是因为内部气压在不断增加瓶盖被弹出，瓶内气体对瓶盖做了功，内能减小，故A正确； B、瓶盖弹出前瓶壁温度升高，是因为瓶壁的内能在增加，故B错误； C、瓶盖弹出后落回地面，是因为重力改变了瓶盖的运动状态，故C错误； D、当瓶盖弹出时，瓶内及瓶口有白雾，这是因为瓶内气体（包含水蒸气）对外做功，内能减小，水蒸气遇冷液化形成了小水滴，故D错误。 故选：A。 7．（2024•瑞安市模拟）如图为做功改变物体内能的改进实验，当往瓶内推活塞，会看到温度显示器的温度发生变化，下列有关此过程中的说法正确的是（　　） A．活塞对瓶内气体做功，温度显示器上的温度降低 B．活塞对瓶内气体做功，温度显示器上的温度升高 C．瓶内气体对活塞做功，温度显示器上的温度降低 D．瓶内气体对活塞做功，温度显示器上的温度升高 【答案】B 【解答】解：在向内推动活塞的过程中，活塞压缩气体做功，空气内能增加，温度升高，所以温度显示器上的温度升高，故B正确，ACD错误。 故选：B。 8．（2024•温州模拟）《庄子•外物篇》中有“木与木相摩则燃”的说法。干燥的木头与木头相互摩擦可以烧起来，这是因为（　　） A．木头相互摩擦可能产生电荷 B．摩擦使温度至少升高到着火点 C．木头之间存在摩擦力 D．摩擦可以产生更多氧气 【答案】B 【解答】解：干燥的木头与木头相互摩擦可以烧起来，属于摩擦生热现象，通过做功的方式增加木头的内能，使木头温度升高，达到着火点而燃烧。 故选：B。 考点三 比热容、热量、热值 9．（2024•慈溪市一模）2020年6月23日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星！收官之星，组网圆梦。长征系列火箭使用液态氢作燃料，主要是由于该燃料（　　） A．比热容大 B．热值大 C．密度大 D．内能大 【答案】B 【解答】解： 运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量； 故选：B。 10．（2024•宁波自主招生）有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了Δt．把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则甲球比热c甲和乙球比热c乙大小的关系是（　　） A．c甲＞c乙 B．c甲＜c乙 C．c甲＝c乙 D．以上三种情况都有可能 【答案】B 【解答】解：先后将甲、乙两球投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量相同， ∵由题知，Q吸＝Q放， ∴甲、乙两球吸收的热量相同，但乙球和水达到了热平衡，即乙球与此时水温相同 故而乙球比甲球少升高了Δt，即乙球的末温低； 由上述分析可知，质量相同的甲、乙两球，吸收相同的热量，乙球升高的温度少，所以乙球的比热容大。 故选：B。 11．（2023秋•余杭区期末）小明利用图甲所示装置对100克冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，图乙是他根据所记录的数据绘制的温度与时间关系图。请回答以下问题： （1）加热至10分钟时，该物质在试管内的状态为 　 　。 （2）老师在巡查过程中发现图乙数据有问题，依据是 　 　。 （3）若小明继续不断加热，试管里的水 　 　（填“会”或“不会”）沸腾。 【答案】（1）固液共存；（2）冰熔化为水质量不变，水的比热容大于冰的，加热相同的时间会吸收相同的热量，水升高的温度应该少于冰，表现在图中AB段要比CD段陡一些；（3）不会。 【解答】解：（1）5﹣15min时，冰吸收热量、温度不变，符合晶体熔化特征，第10min时冰处于熔化过程，此时冰的状态为固液共存。 （2）AB段为熔化前，物质为冰，CD段为熔化后，物质为水，冰熔化为水质量不变，水的比热容大于冰的，加热相同的时间会吸收相同的热量，水升高的温度应该少于冰，表现在图中AB段要比CD段陡一些。 （3）试管里的水达到沸点后，由于试管内外水的温度相同，试管内的水不能从试管外吸收热量，导致试管里的水不会沸腾。 故答案为：（1）固液共存；（2）冰熔化为水质量不变，水的比热容大于冰的，加热相同的时间会吸收相同的热量，水升高的温度应该少于冰，表现在图中AB段要比CD段陡一些；（3）不会。 12．（2023•拱墅区校级一模）在杭州，已知与太阳垂直的表面积上接收到太阳能的辐射功率均为k＝1.2×103瓦/米2．一个太阳能热水器，控制其接受太阳光垂直照射的面积始终为2米2，设太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%．太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20℃，经过t时间后上升到30℃．（c水＝4.2×103J/（kg•℃）请计算： （1）在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量时多少焦耳？ （2）使水由20℃升温到30℃所用时间t是多少秒？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）太阳能热水器内的水吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（30℃﹣20℃）＝4.2×106J； （2）已知太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%，则接收的太阳能： W＝＝＝8.4×106J， 由P＝可得，水由20℃升温到30℃所用时间： t＝＝＝＝3500s。 答：（1）在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量时4.2×106J； （2）使水由20℃升温到30℃所用时间t是3500s。 考点四 热机 13．（2022秋•永康市期末）下列交通工具中，动力设备不是热机的是（　　） A．远洋轮船 B．载重汽车 C．喷气式飞机 D．电动车 【解答】解：远洋轮船、载重汽车和喷气式飞机的动力设备都是热机，而电动车是消耗电能。 故选：D。 14．（2023秋•西湖区校级期中）一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（　　） A．30个冲程，做了30次功 B．60个冲程，做了60次功 C．120个冲程，做了30次功 D．60个冲程，做了15次功 【答案】D 【解答】解：四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，则该飞轮每秒钟转30圈。 因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以飞轮转30圈共完成60个冲程，做功15次。 由上述可知选项A、B、C都不正确。 故选：D。 15．（2022•龙湾区一模）“翔州一号”是我用首艘海上飞船（图甲），它可以在空中飞行，飞行高度可达100米，也可以在水上航行，巡航速度可达140～162千米/时。 （1）下列汽油机的冲程中，给“翔州一号”提供动力的冲程是 　 　。（填字母） （2）“翔州一号”的机翼形状如图乙所示。这样设计的原理是 　 　。 （3）“翔州一号”在平静的水面由静止开始运动，水平方向的阻力f随运动时间t的变化关系如图丙所示。t＝50秒后，“翔州一号”以最大巡航速度做匀速直线运动。求在50﹣100秒内，“翔州一号”牵引力做功为多少焦？ 【答案】（1）C；（2）流速越大，压强越小；流速越小，压强越大；（3）在50﹣100秒内，“翔州一号”牵引力做功为2.25×107J。 【解答】解： （1）A中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程； B中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程； C中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是第三冲程； D中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程； 其中做功冲程内燃机给汽车提供动力，即C冲程中内能转化为机械能； （2）“翔州一号”的机翼形状如图乙所示，机翼要设计成上凸下平的形状，当飞船前进时，气流通过机翼上、下方的速度不同，空气对机翼上表面产生的压强小于它对机翼下表面产生的压强。这样，机翼上、下表面就存在着压强差，从而获得升力，设计的原理是流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。 （3）由图乙知，当“翔州1”做匀速直线运动时，动力为1.0×104N， 所以，根据二力平衡条件可得船受到的阻力：f＝F＝1.0×104N； 由图象知，在0～50s内，动力均大于阻力，所以此时“翔州1”做加速运动； t＝50秒后，“翔州一号”以最大巡航速度做匀速直线运动，v＝162km/h＝45m/s， 从50～100s时间内“翔州1”通过的路程：s＝vt＝45m/s×50s＝2250m； 所以从50～100s时间内牵引力做功：W＝Fs＝1×104N×2250m＝2.25×107J。 故答案为：（1）C；（2）流速越大，压强越小；流速越小，压强越大；（3）在50﹣100秒内，“翔州一号”牵引力做功为2.25×107J。 一、选择题 1．（2024•温州模拟）在全球范围内，每年香槟销量近3亿瓶。开启这样的起泡酒，木塞离开瓶颈时，对应的气流速度已经超过了音速，而且还能观察到二氧化碳随之结晶并变幻出缕缕薄雾。以下关于这一过程说法正确的是（　　） A．瓶内气体对瓶塞做功机械能转化为内能 B．瓶内气压降低二氧化碳溶解度减小逸出 C．瓶内气体的温度降低二氧化碳吸热结晶 D．薄雾是二氧化碳晶体熔化形成的小液滴 【答案】B 【解答】解：A、瓶内气体对瓶塞做功内能转化为机械能，故A错误； B、打开香槟瓶盖，有大量的二氧化碳气体逸出，是因为打开香槟瓶盖，压强变小，二氧化碳的溶解度减小，故B正确； C、瓶内气体的温度降低二氧化碳放热结晶，故C错误； D、薄雾是水蒸气遇冷液化成的小水滴，故D错误。 故选：B。 2．（2024•温州模拟）婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连，使用时通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，对该过程的分析正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．气罐内壁的温度升高 C．罐内气体通过做功改变了内能 D．该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程类似 【答案】C 【解答】解：ABC、在喷出礼花的过程中，罐内的压缩空气对礼花做功，空气内能转化为礼花的机械能；罐内气体内能减少，气罐内壁温度降低，故AB错误，C正确； D、汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，汽油机压缩冲程是将机械能转化为内能，而气体将纸筒内的礼花快速喷向远处时，是将内能转化为机械能，所以与汽油机的做功冲程能量转化方式相同，故D错误。 故选：C。 3．（2023秋•玉环市期末）（多选题）如图2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭燃料燃烧越充分，其热值就越大 B．火箭加速升空过程中，动能转化为重力势能 C．火箭燃料在燃烧的过程中，化学能转化为内能 D．火箭升空过程中，只通过摩擦做功使外壳内能增大 【答案】CD 【解答】解：A、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃烧程度等均无关，故A错误； B、火箭加速升空过程中，速度越来越大，质量不变，动能变大；高度越来越高，质量不变，重力势能变大，因此不是动能转化为重力势能，而是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故B错误； C、火箭燃料在燃烧过程中把燃料的化学能转化为内能，故C正确； D、火箭升空过程中与空气摩擦，外壳温度升高，这是通过做功的方式使外壳的内能增大，故D正确。 故选：CD。 4.（2022秋•余姚市校级期末）甲、乙两个物体放在一起，甲物体吸收热量，乙物体放出热量，则（　　） A．甲物体的比热大 B．乙物体的比热大 C．甲物体的温度低 D．乙物体的热量多 【解答】解：因为热量从高温物体传到低温物体，即高温物体放出热量，低温物体吸收热量，故甲物体吸收热量，则甲的温度低；乙物体放出热量，乙物体的温度高。 故选：C。 5．（2024•宁波模拟）1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后（已知水的比热容为4.2×103J/kg℃），它的温度是（　　） A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．条件不足，无法确定 【答案】D 【解答】解：由Q＝cm（t﹣t0）可得，它升高的温度： Δt＝＝＝100℃，由于不知道是否是在标准大气压下，所以它的温度无法确定。 故选：D。 6.（2023春•婺城区月考）关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体吸收了热量，温度可能不变 B．物体温度升高，一定是吸收了热量 C．温度为0℃的物体没有内能 D．物体内能减少时，一定对外做功 【解答】解：A、物体吸收了热量，温度可能不变，例如：晶体在熔化的过程中吸热，内能增大，但温度不变，故A正确； B、物体的温度升高，内能增大，可能是吸收了热量，也可能是因为对物体做功引起的，故B错误； C、一切物体都具有内能。因此温度为0℃的物体也有内能，故C错误； D、改变物体内能的方式有做功和热传递，因此物内能减少时，可能是对外做功，也可能是降低了温度，故D错误； 故选：A。 7.（2022秋•余姚市期末）关于温度、热量、内能、比热容，以下说法正确的是（　　） A．一个物体温度升高了，它的内能一定增加 B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高 C．一块0℃的冰没有了内能，它的分子不会运动 D．物体的质量越大，温度越高，它的比热容就越大 【解答】解： A、一个物体温度升高时，分子的无规则运动速度也越快，内能增加，故A说法正确。 B、一个物体吸收了热量，它的温度不一定会升高，如晶体熔化、液体沸腾时，都要吸收热量，但温度不变；故B说法错误。 C、因为物体的分子永不停息地做无规则的运动，所以任何物体都有内能，0℃的冰仍具有内能，故C说法错误 D、因为比热容是物质的一种特性，与吸收或放出的热量、温度、质量都没有关系，故D说法错误。 故选：A。 8.（2023•鹿城区校级一模）在社会实践活动中，小温制作了一道糖醋排骨，对烹饪过程中出现的现象解释正确的是（　　） A．锅铲翻动排骨主要目的是通过做功使排骨的内能增加 B．排骨上方的“白汽”是水蒸气 C．收汁时用锅铲不停揽动，使汤汁受热均匀 D．爆炒排骨不盖锅盖有利于减小醋和水的蒸发 【解答】解：A、锅铲翻动排骨主要目的是通过热传递使排骨的内能增加，故A错误； B、排骨上方的“白汽”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故B错误； C、收汁时用锅铲不停揽动，使汤汁受热均匀，故C正确； D、爆炒排骨不盖锅盖可以加快醋和水的蒸发，故D错误。 故选：C。 9.（2022秋•东阳市期末）2022年10月31日15时37分，搭载着空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭在我国文昌航天发射场点火发射，梦天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。当梦天实验舱进入太空后，下列叙述正确的是（　　） A．实验舱里的实验柜质量变小 B．实验舱内的空气分子将停止运动 C．实验舱内的铝基复合材料的比热不变 D．实验舱内可以利用天平测量石块的质量 【解答】解：A、实验舱里的实验柜质量不随位置的改变而改变，故A错误； B、实验舱内的空气分子在不停地做无规则运动，故B错误； C、实验舱内的铝基复合材料的比热不变，故C正确； D、实验舱内不能利用天平测量石块的质量，因为此时处于失重状态，天平无法测量质量，故D错误。 故选：C。 10.（2022秋•杭州期末）下列关于温度、内能和热量的描述中，正确的是（　　） A．物体吸收热量时，温度一定升高 B．做功和热传递都能改变物体的内能 C．物体的内能越大，其含有的热量就越多 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 【解答】解：A、晶体熔化时吸收热量，温度不变，故A错误； B、改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，故B正确； C、热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故C错误； D、发生热传递的条件是：有温度差，所以热量从温度高的物体向温度低的物体传递，可能从内能大的物体向内能小的物体传递，也可能从内能小的物体向内能大的物体传递，还可能是内能相同的两个物体间进行传递，故D错误。 故选：B。 11.（2022秋•温州期末）如图是老师在科学课上做的热机工作原理的模拟实验，在玻璃管中先加入少量酒精，将橡皮塞密封玻璃管，然后用电子点火器点火，橡皮塞会向上弹出。完成问题。实验过程中，在玻璃管口能观察到小水珠组成的白雾（如图所示），其形成的原因是（　　） A．燃气对橡皮塞做功，燃气内能减小 B．燃气对橡皮塞做功，燃气内能增大 C．橡皮塞对燃气做功，燃气内能减小 D．橡皮塞对燃气做功，燃气内能增大 【解答】解：点火后橡皮塞向上弹出，燃气对橡皮塞做功，内能转化为机械能，玻璃管内气体内能减少。 故选：A。 12.（2022秋•鄞州区期末）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。关于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．活塞对棉花做功，使棉花温度升高而燃烧 B．缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象 C．压下活塞的过程相当于内燃机的做功冲程 D．活塞被向上顶起是因为筒内空气对活塞做功 【解答】解：AC、把活塞迅速压下去，此时活塞对筒内的空气做功，空气的内能变大，温度升高，是机械能转化为内能，空气和棉花之间发生热传递，使得棉花的温度升高；与内燃机的压缩冲程相似，故AC错误； B、缓慢压下活塞，由于存在热损失，在慢慢下压的过程中，空气的内能增加的较小，温度升的不高，达不到棉花的燃点，棉花不会燃烧，故B错误； D、活塞被向上顶起是因为筒内的空气推动活塞做功，内能转化为机械能，故D正确。 故选：D。 13．（2024•北仑区模拟）图像法是学习科学的有效方法，小科同学所画图像中正确的是（　　） A．图甲：小车惯性与行驶速度关系图 B．图乙：同一滑轮组机械效率与提升物体的重力关系图 C．图丙：一定质量水（不发生三态变化）吸收热量与升高的温度关系图 D．图丁：在压力一定时，压强与受力面积大小关系图 【答案】C 【解答】解：A、惯性是物体的固有属性，其大小只取决于物体的质量，与小车行驶的速度无关，其图像应该为一条与速度轴平行的直线，故A错误； B、滑轮组的机械效率： η＝＝＝＝， 同一滑轮组动滑轮重一定，由此可知，提起重物越重，其机械效率越高，并且G的变化大于G+G动的变化，所以η随G增大而增大，且η变化小于G的变化，其图像是一条偏向G轴的曲线，故B错误； C、根据公式Q吸＝c水m水Δt可知，当c水和m水一定时（不发生三态变化），水吸收的热量与升高的温度成正比例关系，其图像为一条过原点的斜线，故C正确； D、压力一定时，根据p＝可知，压强与受力面积的关系是反比例函数，不是过原点的斜线，故D错误。 故选：C。 14.（2023•永嘉县校级三模）光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分的工作原理如图示：带有活塞的密闭气室中装有NO2，当光从窗口射入时，发生分解反应：2NO2NO+O2，导致气室内气压增大；当光照射情况下，又发生化合反应：NO+O22NO2，导致气室内气压减小。这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于下图汽油机四个冲程中的（　　） A． B． C． D． 【解答】解： 由题知，通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能； 这里将光能转化为机械能，使活塞向右运动（气室内的空气对活塞做功），相当于汽油机的做功冲程，此时两个气门关闭，燃气膨胀对活塞做功，使活塞向下运动，观察可知只有C符合题意。 故选：C。 二、实验题 15．（2023•宁波模拟）小明想比较铜和铝的比热容，设计了如下实验： （1）将 　 　相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃； （2）取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23℃的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示； （3）一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20℃和17℃。 （4）实验中，用 　 　间接反映两金属块吸收热量的多少。 （5）对比数据可判断，表明 　 　的比热容大（填“铝”或“铜”）。 【答案】（1）质量；（2）等质量水的温度下降值；（3）铝。 【解答】解：（1）比较不同物质的比热容要控制质量相同；将质量相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0℃； （4）根据转换法，实验中，用等质量水的温度下降量间接反映两金属块吸收热量的多少； （5）因同质量水的初温均为23℃，甲、乙两容器中水的末温分别20℃和17℃，故乙图中水的温度变化大，根据Q＝cmΔt，乙图中水放热多，因没有热损失，故铝从水中吸收的热量多； 根据c＝，质量相同的铝和铜，因铝吸热多，而铝的温度变化小，故铝的比热容大。 故答案为：（1）质量；（2）等质量水的温度下降值；（3）铝。 三、计算题 16．（2024•浙江模拟）2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示是神舟十六号飞船的返回舱。返回舱重返地球时，为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁，返回舱表面涂有防热材料。返回舱的总质量为3×103kg，表面防热材料的质量为500kg，比热容为4×103J/（kg•℃），请回答下列问题： （1）返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦，通过 　 　方式增加了返回舱表面的内能，该过程与我们看到的 　 　（选填“彗星”“流星”或“恒星”）相似。 （2）若返回舱在大气层中共下落1000m，重力做功多少焦？ （3）若返回舱进入大气层后下落1000m的过程中，下落时减少的重力势能全部转化为内能且40%被防热材料吸收，则防热材料升高的温度是多少？ 【答案】（1）做功；流星； （2）返回舱在大气层中下落1000m，重力做功3×107J； （3）防热材料升高的温度是6℃。 【解答】解：（1）返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦，克服摩擦做功，通过做功方式增加了返回舱表面的内能，是机械能转化为内能，该过程与我们看到的流星相似； （2）返回舱的总重力：G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N； 重力所做的功：W＝Fs＝Gh＝3×104N×1000m＝3×107J； （3）由题意可知，防热材料吸收的热量：Q吸＝40%W＝40%×3×107J＝1.2×107J； 由Q吸＝cmΔt可知，防热材料升高的温度：Δt＝＝＝6℃。 答：（1）做功；流星； （2）返回舱在大气层中下落1000m，重力做功3×107J； （3）防热材料升高的温度是6℃。 17．（2023秋•拱墅区期末）一块质量为2千克，温度为10℃的铁块加热到210℃，铁块吸收了多少热量？这些热量如果全部被质量为20千克的砂石吸收，则砂石的温度可升高多少？[c铁＝0.46×103J/（kg•℃），c砂石＝0.92×103J/（kg•℃）] 【答案】铁块吸收了1.84×105J的热量；这些热量如果全部被质量为20千克的砂石吸收，则砂石的温度可升高10℃。 【解答】解： （1）Q铁吸＝c铁mΔt＝c铁m（t﹣t0） ＝0.46×103J/（kg•℃）×2kg×（210℃﹣10℃） ＝1.84×105J； （2）由题知：Q砂吸＝Q铁吸＝1.84×105J， 因为Q砂吸＝c砂石m′Δt′， Δt′＝＝＝10℃。 答：铁块吸收了1.84×105J的热量；这些热量如果全部被质量为20千克的砂石吸收，则砂石的温度可升高10℃。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 $$