專題05內(nèi)能及其利用（速記手冊）

最知識渚革

考點1分子動理論

內(nèi)容要點

物質(zhì)的常見的物質(zhì)是由極其微小的粒子——分子和原子構(gòu)成的，原子是由原子核與繞核

構(gòu)成運動的電子組成的。分子很小，人們通常以nm為單位來度量分子。

定義因分子的運動跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運動叫分子的熱運動。

分子熱

一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動。溫度越直，分子熱運

運動特點

動越劇烈。

定義不同物質(zhì)在相互接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象。

說明分子在不停地做無規(guī)則運動,分子間存在間隙。

擴散現(xiàn)

影響因素擴散現(xiàn)象跟溫度有關(guān)，溫度越高，擴散進行得越怏。

象

“酒香不怕巷子深”、“蝴蝶嗅到花香”、“墻角放煤，日久變黑”、“桂

示例

花飄香”。

分子間存在引力，如被緊壓在一起的鉛柱很難被分開，分子間還存在斥力，如“破

鏡”無法“重圓”。

分子間

的作用當固體被壓縮時，作用力表現(xiàn)為斥力。

力分子間的特點當固體被拉伸時，作用力表現(xiàn)為引力。

如果分子間相距很遠，作用力就變得十分微弱，可以忽略。

常見的物質(zhì)是由大量分子、原子組成的。

分子動

一切物質(zhì)的分子_都在不停地做無規(guī)則運動。

理論

分子間存在相互作用的史力和用力。

考點2內(nèi)能

內(nèi)

要點

容

構(gòu)成物質(zhì)的分子在不停地做熱運動，溫度越高，分子熱運動的速度越大，

分子動能

它們的動能也就越大。

由于分子之間存在類似彈簧形變時的相互作用力，所以分子也具有勢能，

分子勢能

這種勢能叫分子勢能。

定義構(gòu)成物體的所有分子，其熱運動的動能與勢能的總和叫物體的內(nèi)能。

影響因素物體的內(nèi)能與溫度和質(zhì)量有關(guān)，一切物體在任何情況下都有內(nèi)能。

內(nèi)改變方式熱傳遞做功

能

實質(zhì)內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。機械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化。

示例煮飯、熱水袋取暖鉆木取火、搓手取暖

條件：物體間存在溫度差;規(guī)律：高溫物做功改變內(nèi)能的兩種情況：對

說明體放出熱量，內(nèi)能減小,溫度降低;低溫物體做功，物體內(nèi)能增大;物

物體吸收熱量，內(nèi)能增大,溫度升高。體對外做功，內(nèi)能減小。

做功和熱傳遞改變內(nèi)能是等效的，沒有看到改變內(nèi)能的具體過程，就無

聯(lián)系

法判斷物體內(nèi)能改變的原因。

概念在熱傳遞過程中，傳遞內(nèi)能的多少叫熱量,用。表示。

單位焦耳（符號：J）

L溫度是一個狀態(tài)量，通常用“是”“物體的”等詞描述。物體的溫度升高，

內(nèi)能增大，但不一定是吸了熱；

熱

溫度、熱熱量是一個過程量，不能離開熱傳遞，通常用“吸收”“放出”等詞修飾，

量2.

量和內(nèi)能不能用“有”“含有”“物體的”等詞修飾。物體吸收熱量，內(nèi)能增加，但溫度

的關(guān)系不一定升高，如晶體熔化、液體沸騰的過程；

3.內(nèi)能是一個狀態(tài)量，通常用“物體的”“物體有”等詞修飾.物體內(nèi)能增

力口，不一定是吸收了熱量。物體內(nèi)能增加，溫度不一定升高。

考點3比熱容

物理意義描述物質(zhì)吸熱本領(lǐng)的物理量。

某種物質(zhì)，在溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的熱量與它的質(zhì)量和升高（或降

定義

低）通度的乘積之比，叫做這種物質(zhì)的比熱容，用符號C表示。

Q

公式C=------

m4t

單位焦耳每千克攝氏度，符號是J/（kgQC）。

水的比熱水的比熱容是4.2x103〃（上。0,它表示的物理意義是：質(zhì)量為1kg的水溫度

容及意義升高（或降低）1℃時，吸收（或放出）的熱量是4.2x103j。

水的比熱

制冷劑、散熱劑、調(diào)節(jié)氣候。

容的應(yīng)用

（1）吸熱公式：。噴=c加L助）；

（2）放熱公式：0放="空Q二0。其中C表示比熱容，加表示物體的質(zhì)量，々表示

補充初溫，/表示變化后的溫度即末溫。

（3）比熱容與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與物質(zhì)的質(zhì)量大小、溫度的高低、吸收或

放出的熱量的多少無關(guān)。

考點4熱值

定義燃料完全燃燒放出的熱量Q與燃料質(zhì)量m的比值,叫做這種燃料的熱值。

單位焦每千克,符號是J/kg或J/m3。

Q-Q

公式F或q=v

理解酒精的熱值是3.0x107j/kg,表示：1kg的酒精完全燃燒放出的熱量是3.0x107j。

熱值是燃料本身的一種特性，它與燃料的種類有關(guān),與燃料的質(zhì)量、體積、是否完

全燃燒等沒有關(guān)系。

考點5熱機

定義把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器。

熱［燃料的】燃燒、木昨做功、如就”

原理1泥疆)產(chǎn))1內(nèi)能)產(chǎn)＞1機械能)

機

種類蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。

內(nèi)定義燃料在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。

燃

分類汽油機和柴油機。

機

每個工作循環(huán)分為四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。

熱機工作過一個工作循環(huán)中只有做功沖程是靠燃氣推動活塞做功，其他三個沖程是靠安

程裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成的。

壓縮沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

定義熱機用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比。

Q有用

公式71=--X100%

Q總

熱

能量流燃料完全燃燒放出的能量E的流向有：廢氣帶走的能量用、機械損失的能量

機

向瓦、散熱損失的能量當、做有用功的能量￡4。

效

讓燃料盡可能充分燃燒，如：將煤粒磨成煤粉、加大送風量等；

率提高熱(1)

機效率(2)利用廢氣的能量；

途徑

(3)機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

考點5能量的轉(zhuǎn)化和守恒

內(nèi)能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從

容一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。

說(1)能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都是具有方向性的；

明

(2)能量的轉(zhuǎn)化是通過物體做功來實現(xiàn)的，能量的轉(zhuǎn)化過程中，能量的形式發(fā)生了改變；

(3)能量的轉(zhuǎn)移過程中能量的形式?jīng)]有發(fā)生變化；

(4)能量守恒定律不同于機械能守恒定律，所有的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程，都遵循能量守

恒定律，而機械能守恒是有一定條件的。

I7%給7破

實驗i比較不同物質(zhì)的吸熱能力

i.實驗器材：鐵架臺、燒杯、水、食用油、秒表(或停表)、溫度計、酒精燈、攪拌器等。

2.實驗方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法。

3.實驗現(xiàn)象：

(1)質(zhì)量相同的水和食用油，加熱相同的時間，升高的溫度不同。

(2)質(zhì)量相同的水，加熱不同的時間，升高的溫度不同。

4.實驗結(jié)論：

(1)質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同。

(2)質(zhì)量相等的同種物質(zhì)，升高不同的溫度，吸收的熱量不同。

5.問題探究：

(1)怎樣得到質(zhì)量相同的不同液體？

①先確定好適當?shù)馁|(zhì)量，再查找兩種不同液體的密度，計算出它們的體積，用量筒分別量

??；②也可以用天平稱出相同質(zhì)量的液體；在天平的左、右兩盤中放上質(zhì)量相等的燒杯，

向左盤燒杯中倒入一定量的水，然后向右盤中緩慢倒入另一種液體，直到天平再次平衡。

(2)怎樣確定水和食用油吸收了相同的熱量？

①用兩個完全相同的酒精燈(火焰的大小相同)，加熱相同的時間；②也可以用兩個完全相

同的電加熱器，通電相同時間。相比之下，第二種方式更好，因為酒精燈是外部加熱，加熱

的位置、火焰的大小、散熱情況等均不好控制。

(3)為什么要讓燒杯、溫度計、攪拌器的規(guī)格都相同？

加熱水和食用油的過程中，燒杯、溫度計、攪拌器也要吸收熱量，為了減小它們對實驗結(jié)果

的影響，應(yīng)采用相同的規(guī)格。

(4)實驗中，攪拌器的作用是什么？

使液體受熱均勻。

（5）還可以用什么方法比較不同物質(zhì)的吸熱能力？

可讓質(zhì)量相同的不同物質(zhì)升高相同的溫度，比較它們加熱的時間，加熱時間長，說明吸熱能

力強。

基礎(chǔ)檢測（限時30min）

一、單選題

1.“女皇蒸涼面”是廣元地方特色美食，涼面的口感、香氣深受人們喜歡，下列說法正確的

是（）

A.油辣子附著在涼面上，說明分子間只存在引力

B.香氣四溢，表明分子在不停地做熱運動

C.涼面條之間有空隙，說明分子間有間隙

D.吃一口涼面，只有幾個分子進入口中

【答案】B

【解析】A.油辣子附著在涼面上，說明分子間存在引力，但分子間還存在斥力，故A錯

誤；

B.香氣四溢，是擴散現(xiàn)象，表明分子在不停地做熱運動，故B正確；

C.涼面是看得見的物體，不是分子，所以涼面條之間有空隙，不能說明分子間有間隙，

故C錯誤；

D.物質(zhì)是由大量的分子和原子組成，吃一口涼面，有大量的分子進入口中，故D錯誤。

故選B。

2.隨州的氣候適宜蘭草的生長，蘭花盛開時，吸引了大量游客前來觀賞，很遠就能聞到蘭

花的香味。走進觀看，甚至會看到蘭花的葉片上掛著晶瑩的露珠。下列說法中正確的是

()

A.蘭花的葉片上出現(xiàn)露珠，是因為葉片的溫度高于外界的氣溫

B.晶瑩的露珠到中午消失不見是液化現(xiàn)象，需要吸熱

C.花香四溢不屬于擴散現(xiàn)象

D.一般來說蘭花中午比晚上更香，其中一個原因是溫度越高，分子熱運動越劇烈

【答案】D

【解析】A.露珠的形成是由于空氣中的水蒸氣遇冷液化形成，因此葉片的溫度低于外界

的氣溫，故A錯誤；

B.露珠到中午消失不見，是因為液態(tài)的露珠由液態(tài)變成了氣態(tài)，這是汽化現(xiàn)象，汽化要

吸熱，故B錯誤；

C.花香四溢說明分子在做無規(guī)則運動，這屬于擴散現(xiàn)象，故C錯誤；

D.溫度越高，分子無規(guī)則運動越劇烈，故D正確。

故選D。

3.小汽車已成為大多數(shù)家庭出行代步的工具，其發(fā)動機大多數(shù)為汽油機，下列有關(guān)汽油機

的說法正確的是（）

A.汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣B.汽油機的效率一般比柴油機的效率高

C.汽油機的點火方式是壓燃式D.汽油機的壓縮沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

【答案】D

【解析】A.汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣和汽油的混合物，故A錯誤；

B.柴油機是壓燃式，一般是柴油機的效率高，故B錯誤；

C.汽油機的點火方式是用火花塞點火，故C錯誤；

D.汽油機的壓縮沖程中，活塞向上運動，壓縮空氣和汽油的混合物，混合物內(nèi)能增大，

溫度升高，是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確。

故選D。

4.2023年1月1日起，國內(nèi)全面推行國六B汽油，相比國六A汽油，國六B汽油烯燃

（碳氫元素組成的化合物）含量降低約3%,因此汽車發(fā)動機工作時，能有效減少尾氣中

污染物的排放。圖為汽車發(fā)動機某沖程的示意圖，下列說法正確的是（）

A.更換國六B汽油，發(fā)動機效率就可達到100%

B.更換國六B汽油，發(fā)動機積碳會增多

C.該沖程為壓縮沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.該沖程中氣缸內(nèi)壓強減小

【答案】C

【解析】A.更換國六B汽油，由于需要做額外功，發(fā)動機效率也不能達到100%,故A

錯誤；

B.更換國六B汽油，能有效減少尾氣中污染物的排放，故發(fā)動機積碳會減少，故B錯

誤；

CD.從圖示可知，該沖程為壓縮沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，氣缸內(nèi)壓強增大，故C正

確，D錯誤。

故選Co

二、多選題

5.2023年5月10日，“天舟六號”貨運飛船由“長征七號”遙七運載火箭發(fā)射成功，進入預

定軌道后太陽能帆板順利展開工作；“天舟六號”順利完成狀態(tài)設(shè)置后，與空間站“天和”核

心艙成功對接，轉(zhuǎn)入組合體飛行段，如圖所示；此次，“天舟六號”帶去了70kg的新鮮水果

等物資，同時為空間站補加了推進劑。下列說法正確的是（）

A.為“天舟六號”提供電能的太陽能帆板，主要是由半導體材料制成的

B.在組合體飛行段，以“天和”核心艙為參照物“天舟六號”是靜止的

C.水果從地面經(jīng)“天舟六號”運送到“天和”核心艙，質(zhì)量會變得很小

D.使用液氫作為推進劑的燃料，是因為液氫具有熱值大和無污染等特點

【答案】ABD

【解析】A.太陽能帆板主要是由硅晶體材料制成的，屬于半導體材料，故A正確；

B.在組合體飛行段，以“天和”核心艙為參照物，“天舟六號”的位置沒有改變，“天舟六號”

是靜止的，故B正確；

C.質(zhì)量是物體的一種屬性，與位置無關(guān)，水果從地面經(jīng)“天舟六號”運送到“天和”核心艙，

質(zhì)量不變，故c錯誤；

D.熱值越大的燃料，完全燃燒相同質(zhì)量時，放出熱量越多，由于液態(tài)氫熱值較大，完全

燃燒相同質(zhì)量的氫和其他燃料，液態(tài)氫放出的熱量多，有更多的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能，使用

液氫作為推進劑的燃料，液氫與氧氣反應(yīng)生成水，產(chǎn)物無污染，故D正確。

故選ABDo

三、填空題

6.工地上太陽暴曬的鋼筋熱得燙手，鋼筋內(nèi)能是通過的方式增加的，用切割機切

割鋼筋，切割片溫度急劇上升，該過程內(nèi)能變化情況與熱機的沖程相同。

【答案】熱傳遞壓縮

【解析】口］被太陽暴曬的鋼筋熱得燙手，則內(nèi)能是通過熱傳遞的方式增加的。

⑵切割機切割鋼筋時，切割片克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使切割片的內(nèi)能增加、

溫度升高，是通過做功途徑改變物體內(nèi)能的，內(nèi)能變化情況與熱機的壓縮沖程相同。

7.淡水資源的短缺已越來越成為制約社會發(fā)展的重要因素，從海洋里獲取淡水，對解決淡

水危機具有重要意義。用什么方法能除去海水中的鹽得到淡水？小明進行了如圖所示的實

驗，向大試管中加入10mL的食鹽水，組裝好器材后，用酒精燈加熱，一會兒看到小試管

內(nèi)出現(xiàn)淡化后的水。則加入的食鹽水質(zhì)量為g；當食鹽水從25℃升高到75℃的過程

中，吸收的熱量約為J(不考慮食鹽水質(zhì)量的改變)。在淡化過程中，水蒸氣變成水

是現(xiàn)象(填物態(tài)變化名稱)。［食鹽水比熱容近似為4.2xl()3j/(kgJC),食鹽水的密度取

1.03xl03kg/m3］

液

63化

【解析】［1］食鹽水的密度為

1.03x103kg/m3=l.03g/cm3

食鹽水質(zhì)量為

m=。鹽水憶=l.O3g/cm3x10cm3=10.3g

［2］吸收的熱量約為

Q吸=cm^(t-幻=4.2x103J/(kg-℃)x10.3x103kgx(75℃-25℃)=2163J

［3］水蒸氣變成水，即從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，這個過程叫液化。

8.壓縮空氣動力車。

(1)小明將充滿氣的氣球捆綁在小車上，制成壓縮空氣動力小車。當氣球向右噴氣時，靜

止的小車向左運動起來，如圖甲所示。該現(xiàn)象說明力的作用是;還說明力可以改

變物體的=

（2）為制造壓縮空氣動力汽車，工程師將裝有壓縮空氣的鋼瓶與空氣動力發(fā)動機連接，該

發(fā)動機的一個工作循環(huán)分為進氣沖程和排氣沖程，如圖乙所示。發(fā)動機對外做功的是

（進氣/排氣）沖程，此過程中鋼瓶內(nèi)壓縮空氣的溫度。若該發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為

1200r/min,則Is內(nèi)發(fā)動機對外做功次。汽車行駛一段路程后，鋼瓶內(nèi)壓縮空氣的

密度o

【答案】相互的運動狀態(tài)進氣減低20減小

【解析】（1）口][2]當氣球向右噴氣時，對給周圍的空氣有一個向右的力，由于物體間力

的作用是相互的，空氣也給氣球有一個向左的力，所以靜止的小車向左運動起來，該現(xiàn)象

說明力的作用是相互的，還說明力可以改變物體的運動狀態(tài)。

（2）[3][4]如圖乙所示，進氣沖程中壓縮空氣進入氣缸，壓縮空氣對活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)

化為機械能，鋼瓶內(nèi)壓縮空氣的內(nèi)能減少，溫度降低。

[5]該發(fā)動機的一個工作循環(huán)分為進氣沖程和排氣沖程，若該發(fā)動機飛輪的轉(zhuǎn)速為

1200r/min=20r/s,則Is內(nèi)發(fā)動機有20個工作循環(huán)，對外做功20次。

⑹汽車行駛一段路程后，壓縮空氣的質(zhì)量減小，體積不變，由夕=告知鋼瓶內(nèi)壓縮空氣的

密度減小。

9.熱機的效率是衡量汽車發(fā)動機性能的關(guān)鍵指標。2020年9月，我國濰柴集團發(fā)布全球

首款熱機的效率突破50%的商業(yè)化柴油機，這一成果的意義猶如人類歷史上首次百米賽跑

突破10s。立志成為汽車設(shè)計師的小明，也想設(shè)計改造發(fā)動機，使熱機的效率達80%?？?/p>

慮影響熱機效率的因素，你認為小明可以在哪些方面改進創(chuàng)新？。假如小明的設(shè)

想實現(xiàn)了，會給我們的生活帶來哪些影響？o（寫出一條即可）

【答案】改良發(fā)動機結(jié)構(gòu)節(jié)能（環(huán)保）

【解析】［1］為了提高熱機效率，可以改良發(fā)動機結(jié)構(gòu)，減少能量損失，提高內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機

械能的效率。

［2］假如小明的設(shè)想實現(xiàn)了，熱機效率的提高可以減少燃油的消耗，可以節(jié)能和保護環(huán)境。

四、實驗題

10.某實驗小組用規(guī)格完全相同的實驗器材，對初溫相同的100g水，200g水、100g煤油

進行加熱，如圖所示。

（1）若要探究不同物質(zhì)的吸熱差異應(yīng)選擇（選填“甲、乙、丙”中的兩個）兩圖進

行對比實驗；

（2）水沸騰時，小組成員觀察到燒杯內(nèi)出現(xiàn)的氣泡是（選填"A"、或“C”）

圖；

（3）在處理實驗數(shù)據(jù)時，小組成員繪制了從開始加熱到沸騰前液體的溫度隨時間變化圖像

如圖丁，分析可知100g煤油對應(yīng)的圖像是（選填"b”或"c”），已知水的比熱容大

于煤油的比熱容。

【答案】甲、丙Bc

【解析】（1）［1］若要探究不同物質(zhì)的吸熱差異，根據(jù)控制變量法的要求，要控制物質(zhì)的

質(zhì)量相同，改變物質(zhì)的種類，故應(yīng)選擇甲、丙兩圖進行對比實驗。

（2）［2］水沸騰時，燒杯中的水進行劇烈的汽化現(xiàn)象，氣泡在上升過程中不斷變大，故小

組成員觀察到燒杯內(nèi)出現(xiàn)的氣泡是B圖。

（3）［3］水的比熱容大于煤油的比熱容，質(zhì)量相同的水和煤油相比，在吸收相同的熱量

（加熱時間相同）時，煤油的溫度變化量比較大，故100g煤油對應(yīng)的圖像是c。

11.如圖所示，在估測薯片熱值的實驗中，小軍設(shè)計了兩種對水加熱的方式：

方式一：薯片在燒杯中燃燒;

方式二：薯片在燃燒皿中燃燒。

(1)兩種加熱方式中合理的是;在進行實驗時，要讓薯片充分燃燒，操作是;

(2)用天平量取100g水，并測出一片薯片的質(zhì)量，用以上選取的方式燃盡薯片，并用溫

度計測出水升高的溫度，所測出的薯片熱值偏,原因是。

薯片

方式二

【答案】方式二把薯片碾碎小薯片燃燒放出的熱量沒有被水全部吸

收

【解析】(1)[1]由于熱空氣上升，方式一中薯片燃燒產(chǎn)生的熱量很大一部分損失到空氣

中，導致結(jié)果不準，所以兩種加熱方式中合理的是方式二。

⑵把薯片碾碎，增大了與空氣的接觸面積，可以使薯片充分燃燒。

(2)[3][4]由于薯片不能完全燃燒，且燃燒放出的熱量不能全部被水吸收，導致水升高的

溫度偏低，計算出的熱量偏小，根據(jù)公式《=2可知，所測出的薯片熱值偏小。

m

五、計算題

12.有一塊質(zhì)量為3kg,初始溫度為190K的鐵塊和兩個盛有5kg水的開口容器。將鐵塊先

后浸入兩個盛有5kg水的開口容器中，容器中的水初始水溫為25。(2。不計容器壁吸收的熱

量和熱損失。當?shù)谝粋€容器中的水溫穩(wěn)定后再將鐵塊浸入第二個容器中。已知：鐵的比熱

容為0.5xl03j/(kg.℃),水的比熱容為4.2xl03j/(kg.℃),大氣壓強恒為1個標準大氣

壓。求：

(1)若其中一杯水吸收了L89xl06j的熱量，則此時水溫;

(2)鐵塊投入第一個容器中，水溫穩(wěn)定時的溫度;

(3)鐵塊再投入第二個容器中，水溫穩(wěn)定時鐵塊的溫度。

□

【答案】(1)100℃；(2)36℃；(3)25.7℃

【解析】解：(1)根據(jù)比熱容公式，溫度的變化量為

1.89X106J

A;=—==90°C

me5kgx4.2x1()3j/(kg?工)

t2=^+^1=25℃+90℃=115℃>100℃

大氣壓強恒為1個標準大氣壓，故穩(wěn)定時水溫為100℃?

(2)鐵塊投入第一個容器，滿足。后。成，即

c水力水(=c鐵機鐵(?鐵

33

4.2xl0J/(kg.°C)x5kgx(z3-25℃)=0.5xl0J/(kg.°C)x3kgx(190℃-?3)

解得

t3=36℃

(3)鐵塊投入第二個容器，滿足。晟=%，即

c水小水(6-%)=0鐵機鐵(4一%)

33,，

4.2xl0J/(kg-°C)x5kgx(z4-25℃)=0.5xl0J/(kg-°C)x3kgx(36C-;4)

解得

Z3=25.7℃

答：（1）若其中一杯水吸收了1.89xl06j的熱量，則此時水溫為100。（2；

（2）鐵塊投入第一個容器中，水溫穩(wěn)定時的溫度36。（2；

（3）鐵塊再投入第二個容器中，水溫穩(wěn)定時鐵塊的溫度25.7。€\

拔圖檢）則（限時30min）

一、單選題

1.如圖是古代省油燈的示意圖。它下層盛水，能減慢上層油的消耗。點燈后，水在升溫的

過程中（）

A.吸熱，內(nèi)能增加B.吸熱，內(nèi)能減少C.放熱，內(nèi)能增加D.放熱，內(nèi)

能減少

【答案】A

【解析】改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞。點燈后，水在升溫的過程中，水吸

收熱量，內(nèi)能增加，是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能。故A符合題意，BCD不符合題

屆、O

故選A。

2.農(nóng)歷五月初五，人們喜愛煮茶葉蛋為節(jié)日增添一道美食。下列關(guān)于制作茶葉蛋所涉及的

物理知識，說法正確的是（）

A.煮熟雞蛋是通過做功增大雞蛋內(nèi)能

B.蛋殼能輕松被敲碎，說明蛋殼分子間不存在引力

C.蛋清從白色變成褐色的原因是發(fā)生了擴散現(xiàn)象

D.茶葉蛋在湯中越泡越咸，說明分子運動劇烈程度與溫度無關(guān)

【答案】C

【解析】A.在煮熟雞蛋的過程中，雞蛋吸收熱量，是通過熱傳遞的方式來增大雞蛋的內(nèi)

能，故A錯誤；

B.分子間存在相互作用的引力和斥力，而蛋殼能輕松被敲碎與蛋殼的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與分子

間的作用力無關(guān)，故B錯誤；

C.由于茶水分子的無規(guī)則運動，進入到蛋清分子中去，發(fā)生了擴散現(xiàn)象，因此蛋清從白

色變成褐色，故c正確；

D.茶葉蛋在湯中，由于湯的溫度高，茶水分子和鹽水分子的運動程度加劇，進入蛋中的

鹽分子就越多，因此越泡越咸，可知，分子運動劇烈程度與溫度有關(guān)。故D錯誤。

故選C。

3.為實現(xiàn)國家關(guān)于“碳達峰”“碳中和”目標，東風汽車集團研發(fā)了一款新型汽車。與某款汽

車同樣油耗和使用條件下，發(fā)動機工作時，尾氣中“汽油味”明顯降低，動力更強勁。如圖

為其發(fā)動機某一沖程示意圖，下列有關(guān)說法錯誤的是（）

A.尾氣中“汽油味”降低，是因為汽油在汽缸中燃燒比較完全

B.該沖程為做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

C.汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒，發(fā)動機效率可達100%

D.該發(fā)動機減少了碳排放，有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護

【答案】c

【解析】A.尾氣中“汽油味”明顯降低，這說明汽油的燃燒率較高，燃燒較完全，故A正

確，不符合題意；

B.如圖所示，兩個氣門都關(guān)閉，火花塞點火，活塞向下運動，為做功沖程，此沖程燃氣

的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能，故B正確，不符合題意；

C.汽車在工作時不可避免的要克服機械部件間的摩擦做額外功，機械效率一定小于

100%,故C錯誤，符合題意；

D.尾氣中“汽油味”明顯降低，這說明汽油的燃燒率較高，在做相同有用功時，消耗的燃

料少，減少了碳排放，有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護，故D正確，不符合題意。

故選C。

4.《天工開物》記載了古人炒蒸油料的場景，如圖，下列過程與物理知識對應(yīng)不正確的是

()

A.加熱——木炭燃燒時熱值不變B.蒸煮——油料含有的熱量增加

C.翻炒——目的使油料受熱均勻D.飄香——分子在做無規(guī)則運動

【答案】B

【解析】A.熱值只與物質(zhì)種類有關(guān)，與燃料是否完全燃燒、質(zhì)量、放出的熱量無關(guān)，故

A正確，不符合題意；

B.蒸煮時，油料溫度升高，內(nèi)能增加，熱量為過程量，不能說含有熱量，故B錯誤，符

合題意；

C.翻炒時能使油料均勻受熱，故C正確，不符合題意；

D.飄香是擴散現(xiàn)象，說明分子在做無規(guī)則運動，故D正確，不符合題意。

故選B。

二、多選題

5.一輛汽車以恒定功率在平直公路上做直線運動，該車總重為2.4X104N,行駛中所受阻

力大小為車重的01倍且保持不變，其v-f圖象如圖所示，在0-10s內(nèi)通過的路程為

150m,10-15S共燃燒了0.015kg的汽油，下列說法正確的是(汽油的熱值“聞》

=5xlO7J/kg)()

A.汽車在O-lOs內(nèi)的平均速度為15m/s

B.汽車在10-15s內(nèi)牽引力做功2.4xl05j

C.汽車在運動過程中牽引力先變大后不變

D.汽車在10-15S內(nèi)發(fā)動機的轉(zhuǎn)化效率為32%

【答案】ABD

【解析】A.由題知，在0-10s內(nèi)通過的路程為150m,則在0?10s內(nèi)汽車的平均速度

故A正確;

B.行駛中所受阻力大小為

=0.1G=0.1X2.4X104N=2.4X103N

由圖可知，汽車在10-15S內(nèi)做勻速直線運動，牽引力等于阻力

3

2^=77fl=2.4xl0N

由圖可知，汽車在l(M5s內(nèi)行駛的路程為

s=vt=20m/sx5s=100m

汽車在10-15s內(nèi)牽引力做功

W=F^s=2.4xl03Nxl00m=2.4xl05J

故B正確；

C.由圖可知，汽車先加速行駛后勻速行駛，根據(jù)力與運動的關(guān)系可知，當牽引力大于阻

力時汽車做加速運動，當牽引力等于阻力時汽車做勻速運動，所以汽車勻速行駛的牽引力

小于加速時的牽引力，所以該行駛過程中，汽車牽引力有減小的過程，故c錯誤；

D.汽車在10-15S燃燒汽油釋放的能量為

Q=加q汽油=0.015kgx5xl07J/kg=7.5xlO5J

汽車在10-15s內(nèi)發(fā)動機的轉(zhuǎn)化效率為

W2.4xlO5J

〃=一x100%=32%

Q7.5x104

故D正確。

故選ABDo

三、填空題

6.塑料瓶是一種常見的生活物品，空塑料瓶可以做許多物理小實驗。在安全情況下，小明

用高壓打氣筒往封閉空塑料瓶內(nèi)打入空氣，如圖所示。隨著瓶內(nèi)氣壓增加，氣體內(nèi)能增

大，這是通過方式改變瓶內(nèi)氣體內(nèi)能。當氣壓達到一定程度時，瓶蓋飛出，這一過

程與內(nèi)燃機沖程的能量轉(zhuǎn)化情況相同；瓶蓋飛出的同時，瓶口冒“白霧”，其物態(tài)變

化是O

1

【答案】做功做功液化

【解析】［1］小明用高壓打氣筒往封閉空塑料瓶內(nèi)打入空氣，把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使瓶內(nèi)

氣壓增加，氣體內(nèi)能增大，這是做功的發(fā)生改變瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能。

［2］當氣壓達到一定程度時，瓶蓋飛出，這是瓶內(nèi)氣體對瓶蓋做功，把氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶

蓋的機械能，內(nèi)燃機的做功沖程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，所以這一過程與內(nèi)燃機的中國沖

程的能量轉(zhuǎn)化情況相同。

［3］瓶蓋飛出的同時，瓶內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，瓶口的水蒸氣遇冷液化成

小水珠。

7.小明用酒精燈均勻加熱0.6kg某固體（酒精燈在單位時間內(nèi)放出的熱量相同），其熔化

過程中溫度隨時間變化圖像如圖所示。則物質(zhì)在/點時的內(nèi)能（大于/小于/等于）在

2點時的內(nèi)能，理由是=它在固態(tài)與液態(tài)時吸收熱量之比為,比熱容之比

是。規(guī)定“質(zhì)量為1kg的某種晶體物質(zhì)在完全熔化時所吸收的熱量叫做該物質(zhì)的熔化

熱”，如果該物質(zhì)液態(tài)時的比熱容為2xl03j/（kg.oQ,試計算出該固體的熔化熱為

J/kgo

【答案】小于熔化過程中需要吸收熱量1:21:46x104

【解析】口］⑵根據(jù)圖像能看出，該物質(zhì)在段處于熔化過程中，晶體在熔化過程中，繼

續(xù)吸熱，溫度不變，但內(nèi)能增加，所以物質(zhì)正在/點時的內(nèi)能小于在8點時的內(nèi)能。

[3]根據(jù)圖中坐標信息可知，該物質(zhì)在固態(tài)段升高的溫度為

60℃-20℃=40℃

被加熱2min；在液態(tài)段升高的溫度為

80℃-60℃=20℃

被加熱4min；因為是相同的酒精燈對晶體加熱，晶體每分鐘吸收的熱量相同，晶體熔化后

質(zhì)量不變，所以該物質(zhì)在開始2min吸熱與后面4min吸熱之比為1:2。

[4]根據(jù)Q吸=。加加，可得到c=絲，那么它們比熱容之比為

m\t

c.Q41x20。。

Cxi?Lc,?，?I

m^t202Ao2x40℃

它們比熱容之比為1:4。

⑸晶體液態(tài)時的比熱容c液=2xl(fj/(kg「C),液態(tài)時升高的溫度為加=20℃,晶體的質(zhì)量

m=0.6kg,由。吸=cmNt得該晶體液態(tài)時4min吸收的熱量為

。吸=c^m\t=2x103J/(kg-℃)x0.6kgx20℃=2.4x104J

酒精燈在單位時間內(nèi)放出的熱量相同，則該晶體每一分鐘吸收的熱量為

Q=烏-=24X：1()4J=0.6x104J/min

4min4min

由圖像知，該晶體的熔化過程經(jīng)歷了6min,則其熔化過程中吸收的熱量為

0吸=6minx0.6x104J/min=3.6xlO4J

晶體的質(zhì)量加=0.6kg,根據(jù)定義可知，該晶體的熔化熱為

彳="=3.6x10"=6xl04J/kg

m0.6kg

該晶體的熔化熱為6xl()4j/kg。

8.如圖A所示，迅速來回拉動繩子，可以看到塞子被頂出，塞子被頂出過程的能量轉(zhuǎn)化

相當于B圖中的―（甲/乙/丙/?。_程能量轉(zhuǎn)化過程。若B圖中的四缸四沖程柴油機中

某一缸的各參數(shù)如圖C所示，1s內(nèi)該缸對外做功一次，在每個做功沖程里該單缸對外做

功—J,若該沖程消耗柴油0.0625g,理論上該沖程的熱機效率為—%-

（4柴油=4xlO7J/kg）

活塞行程10cm

轉(zhuǎn)速3000r/min

輸出功率25kW

效率

c

【解析】［1］圖A塞子被頂出的過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，其能量轉(zhuǎn)化和內(nèi)燃機的做

功沖程相同；對比B圖的四個沖程，乙沖程進排氣門同時關(guān)閉，活塞向下運動，所以乙沖

程是做功沖程，故塞子被頂出過程的能量轉(zhuǎn)化相當于B圖中的乙沖程能量轉(zhuǎn)化過程。

［2］如圖C,柴油機每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，則每秒轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)，每兩轉(zhuǎn)做一次功，故每秒做功25

次。

［3］該單缸的功率為

P=25kW=2.5xlO4W

每個做功沖程里該單缸對外做功為

^=ft=2.5xlO4Wx—s=1000J

25

［4］每個做功沖程消耗柴油的質(zhì)量為

m=0.0625g=6.25x10-5kg

每個做功沖程柴油完全燃燒放出的熱量是

。放=4柴油加=4*1°，J/kgx6.25x10"kg=2500J

該做功沖程的熱機效率為

〃=一xlOO%=——-x100%=40%

Q放2500J

9.如圖是燃氣灶燒水的情境和該燃氣灶灶頭的示意圖。

（1）天然氣本身無色無味，為了安全和警示，通常會向天然氣中加入臭味劑。擰動點火裝

置，若燃氣未點燃，會聞到臭味，表明（選填“分子間有引力”“分子間有斥力”或

“分子做無規(guī)則運動”）；

（2）擰動點火裝置，天然氣和空氣在進口處混合流向燃燒頭被點燃，天然氣不會從進口處

外泄，原因是：天然氣的噴入導致進口處的天然氣流速（選填“大”“小”），壓強—

（選填“大于”“小于”或“等于"）大氣壓強；

（3）壺中裝有密度為L0xl（）3kg/m3、質(zhì)量為2kg的水，則壺中水的體積為m3

根據(jù)。=4%,若天然氣的熱值4=4.2x107j/m3,完全燃燒憶ul.OxlO-n?的天然氣放出熱

量為J,其中1.68x10”的熱量被水吸收，已知水未沸騰，比熱容為4.2x103〃

（kg.℃）,則水的溫度升高了℃o

【答案】分子做無規(guī)則運動大小于2x10-34.2x10s20

【解析】（1）[1]擰動點火裝置，若燃氣未點燃，臭味分子通過空氣傳到人的鼻子，使人

聞到臭味，這是一種擴散現(xiàn)象，表明分子做無規(guī)則運動。

（2）[2][3]擰動點火裝置，天然氣和空氣在進口處混合流向燃燒頭被點燃，天然氣不會從

進口處外泄，是因為天然氣噴入后，進口處的空氣流速增大，壓強減小，小于大氣壓，在

大氣壓的作用下不會外泄。

JT1

（3）[4]根據(jù)。=萬可得，壺中水的體積為

機水_2kg

=2xW3m3

。水IxlO'kg/n?

[5]根據(jù)。=q%,若天然氣的熱值4=4.2x107j/np,完全燃燒憶=L0xl()-2m3的天然氣放

出熱量為

23735

Q就=%=1.0義10mx4.2xl0J/m=4.2x10J

[6]根據(jù)可得，水的溫度升高了

AL。吸_1.68X105J

=20℃

c水加4.2xlO3J/(kg-℃)x2kg

四、實驗題

10.為了比較水和食用油的吸熱能力，小新同學做了如圖甲所示的實驗。

(1)實驗前應(yīng)按照(選填“自下面上”或“自上而下”)的順序組裝實驗器材，實

驗中取質(zhì)量相同的水和食用油，用(選填“升高的溫度”或“加熱的時間”)來反

映兩種物質(zhì)吸收的熱量；

(2)小新將記錄的實驗數(shù)據(jù)繪制成如圖乙所示的溫度一時間圖像，已知水的比熱容是

4.2xlO3J/(kg-oC),根據(jù)圖像可計算出食用油的比熱容為J/(kg.℃)；

(3)小林同學受到小新實驗的啟發(fā)，設(shè)計了如下實驗來比較銅和鋁的比熱容大?。?/p>

①小林先將質(zhì)量相等的銅塊和鋁塊放入沸水中加熱足夠長時間，如圖丙所示(加熱裝置未

畫出)；

②再將銅塊和鋁塊分別放入盛有質(zhì)量相等、溫度(選填“相同”或“不相同”)的水的

A、B兩容器中，并將容器用隔熱材料密封，如圖丁所示;

③經(jīng)過足夠長的時間后，同時測量A、B兩容器中水的溫度，記錄數(shù)據(jù)分別為4(TC和

47℃；

④分析比較銅塊和鋁塊（選填“吸收”或“放出”）的熱量和其他相關(guān)的物理量，可以

判斷出______的比熱容大。

【答案】⑴自下而上加熱的時間（2）2.1x103⑶相同放出鋁

【解析】（1）口］［2］實驗時需要使用酒精燈的外焰進行加熱，因此組裝器材時應(yīng)該按照自

下而上的順序；采用相同的熱源進行加熱，相同熱源在相同時間內(nèi)放出的熱量相等，因此

可以用加熱的時間來反映兩種物質(zhì)吸收的熱量。

（2）由題圖乙可知，質(zhì)量相等的水和食用油，溫度都從1（TC升高到30。（3時，食用油需要

的加熱時間是水需要加熱時間的一半，即食用油吸收的熱量。汕=；。水，根據(jù)Q=cmAt可

得

4=；c水=1x4,2xlO3J/（Ag.℃）=2.1xlO3J/（A：g.℃）

（3）根據(jù)可知，銅塊和鋁塊質(zhì)量相等時，要比較銅和鋁的比熱容，只需

要比較二者吸收或放出熱量與對應(yīng)溫度變化量的比值即可由步驟①可知，銅塊和鋁塊加熱

后的末溫與沸水溫度相同，由于沸水的溫度高于圖丁中水的溫度，由步驟②可知，銅塊和

鋁塊放入隔熱材料密封的A、B兩容器的水中后，銅塊和鋁塊放出熱量對水加熱，最終銅

塊和鋁塊分別與容器中水的溫度相同，忽略熱損失，銅塊和鋁塊放出的熱量與水吸收的熱

量相等；由步驟③可知，實驗最終記錄了A、B兩容器中水的末溫，為了方便比較水吸收

的熱量，A、B兩容器中水的質(zhì)量和初溫都應(yīng)該相等，故比較A、B兩容器中水吸收的熱量

即可得出銅塊和鋁塊放出熱量的大小關(guān)系，進而可以判斷出銅和鋁的比熱容的大小關(guān)系，

銅塊和鋁塊放出的熱量分別為

Qrc銅m*40℃）、Q^=c鋁mM/淅47℃）

由題意可知，A、B兩容器中水吸收的熱量。產(chǎn)③，故。於。初由于加行加勒所以

。銅_0銅加銅"沸—40C）_c銅（/沸一40C）＜1

。鋁。鋁加鋁（瑜一47C）c鋁。沸-47C）

即

。銅/進_47C

—<--------------<1

c鋁，沸-40C

因此鋁的比熱容更大。

五、計算題

11.如圖甲所示是一款國產(chǎn)無人駕駛汽車。汽車自動駕駛時使用雷達傳感器以及激光測距

器來了解周圍的交通狀況，表格是它的部分參數(shù)。

整車質(zhì)量2000kg

與地面的總接觸面積800cm2

最高速度120km/h

以最高道度行駛時受到的水平阻力300N

(1)該車在平直的高速路上勻速行駛一段距離時消耗汽油0.1kg,汽油完全燃燒放出多少熱

量？(汽油的熱值g=4.6xl07j/kg)

(2)若汽車以最高車速沿水平直線勻速行駛30min,則牽引力做功的功率為多少？

(3)如圖乙所示，若該發(fā)動機的氣缸活塞面積為S(m2),一個沖程活塞在氣缸中移動的距

離是L(m),滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為〃(Pa),發(fā)動機的轉(zhuǎn)速為N

(r/min)；若汽車在平直公路上以100km/h的速度勻速行駛時，汽車發(fā)動機的效率為〃，

汽油的熱