1、专题 11 内能及其利用一、选择题1 【2017绥化卷】下图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是（ ）A甲乙丙丁 B乙丙甲丁 C丁丙乙甲 D丁甲丙乙【答案】C【解析】【考点定位】内燃机的四个冲程 2 【2017龙东卷】下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中将机械能转化为内能的是（ ）A B C D【答案】B【解析】A、进气门开启，活塞下移，空气和汽油混合物流入汽缸，是吸气冲程；B、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；C、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，将内能转化为机械能；D、排气门开启，活塞上行，排出废气，是排气冲程；故应选 B
2、。【考点定位】内燃机的四个冲程3 【2017大庆卷】下列说法中正确的是（ ）A 如图中，当带电物体靠近不带电的验电器时，金属箔片会张开一定角度B 如图表示用测电笔辨别火线与零线，若氖管发光，此线不可能是火线C 如图是研究做功可改变内能的装置，缓慢压缩空气，空气内能一定增大D 如图表示的是内燃机压缩冲程，该冲程中气缸内分子运动的剧烈程度减弱【答案】A【解析】【考点定位】正电荷与负电荷；做功改变物体内能；内燃机的四个冲程；测电笔的使用4 【2017大庆卷】水沸腾过程中的温度 （选填“升高” 、 “降低”或“不变” ） ，该过程中水 （选填“吸热” 、 “放热”或“不吸热也不放热” ） ，若将质量和
3、初温均相同的铝、铜、铁三个金属球（c 铝 铁c 铜 ）浸没在同一沸水中煮较长的一段时间，从沸水中吸热最多的是 球【答案】不变；吸热；铝【解析】水沸腾时温度的特点是：虽然继续吸热，但温度保持不变；由于热传递的结果是温度相等，所以煮较长的一段时间后三个金属球的温度都与沸水温度相同；根据热量公式 Q=cm t 分析可知，三种质量和初温相同的物质升高相同的温度，比热容大的吸收的热量多，比热容小的吸收的热量少，所以铝球吸收的热量最多，铜球吸收的热量最少。【考点定位】比热容的概念；沸腾及沸腾条件5 【2017怀化卷】下列现象能说明分子在做无规则运动的是（ ）A我国北方地区发生沙尘暴时，空气中弥漫着大量的沙
4、尘B五月份怀化市部分地区发生洪灾，河水中夹带着大量泥沙C春天来了，怀化乡村桃花盛开，处处闻到浓浓的花香D冬季，寒潮来临，温度骤降，雪花漫天飞舞【答案】C【解析】【考点定位】扩散现象6 【2017通辽卷】如图是“长征六号”运载发射场景，它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机下列说法正确的是（ ）A煤油燃烧得越充分，其热值就越大B燃气对火箭做功，燃气的内能会增加C高温高压的燃气推动火箭升空把内能转化成机械能D使用煤油作燃料，是因为它是可再生能源【答案】C【解析】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，所以煤油燃烧过程中，其热值大小不变，故 A 错误；燃气对火箭做功，内能转化为机械能，燃
5、气的内能会减小，故 B 错误；燃气对火箭做功，内能转化为机械能，故 C 正确；煤油从石油中提炼出来，所以煤油是不可再生能源，故 D 错误；故应选 C。【考点定位】燃料的热值；做功改变物体内能；能源的分类7 【2017怀化卷】在热机工作的四个冲程中，对外做功的是（ ）A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程【答案】C【解析】内燃机的四个冲程有：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；其中做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，对外做功；其他的三个冲程都是靠飞轮 的惯性完成的；故应选 C。【考点定位】内燃机的四个冲程8 【2017益阳卷】为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机
6、效率的是（ ）A让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全B在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失C尽量减少热机内部各部件间的摩擦D尽量增加热机的工作时间【答案】D【解析】【考点定位】热机的效率9 【2017怀化卷】下列描述的现象中，是利用热传递来改变物体内能的是（ ）A天冷时，人们通过相互搓手让手发热B冬天，用热水泡脚变得暖和C将铁丝反复弯折，弯折处发热D钻木取火【答案】B【解析】A、天冷时，人们通过相互搓手让手发热，属于做功改变物体的内能，不符合题意；B、冬天，用热水泡脚变得暖和，是通过热传递的方式改变物体的内能，符合题意；C、将铁丝反复弯折，弯折处发热，是对铁丝做功增加了铁
7、丝的内能，属于做功改变物体的内能，不符合题意；D、钻木取火，属于摩擦生热，是克服摩擦力做功增加了物体的内能，属于做功改变物体内能，不符合题意；故应选 B。【考点定位】热传递改变物体内能10 【2017乌鲁木齐卷】目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）A中国高铁交流异步牵引电动机B052D 型导弹驱逐舰燃气轮机C歼 20 战机涡扇 15 煤油发动机D长征五号火箭液氢液氧发动机【答案】A【解析】燃气轮机、煤油发动机和火箭都是热机，工作时把内能转化成机械能，而电动机是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，故 A 正
8、确，故应选 A。 【考点定位】热机11【2017齐齐哈尔卷】中央电视台播出的中国古诗词大会，深受观众喜爱，下列诗词中涉及到的物理知识说法正确的是（ ）A春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干蜡烛成灰泪始干是晶体的熔化B月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠霜的形成是凝固现象C八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅是因为流体中流速越大的位置，压强越大D花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴诗句体现出温度越高分子无规则运动越剧烈【答案】D【解析】【考点定位】晶体和非晶体的区别；生活中的凝华现象；流体压强与流速的关系；分子的运动12 【2017徐州卷】制造钢铁零件时，可以把零件放入含碳的渗碳剂中，使碳分子渗入零件的表面层，增加零件
9、表面的硬度这种渗入现象说明（ ）A分子可以分成更小的微粒 B分子间有引力C分子间有斥力 D分子是运动的【答案】D【解析】由于物质是由分子组成的，且分子在不停的做无规则运动，当将零件放入含碳的渗碳剂中，这样碳分子就可以进入零件分子间的间隙，从而渗入零件的表层，故 D 正确；故应选 D。【考点定位】分子的运动13 【2017昆明卷】下列说法正确的是（ ）A原子由质子和中子组成B海绵容易被压缩说明分子间有空隙C “二手烟”危害他人健康，是由于吸烟产生的有害分子不停地运动D液体很难被压缩，说明分子间有引力【答案】C【解析】【考点定位】分子动理论的基本观点14 【2017广元卷】以下几条摘录出自小李在学
10、习“内能”一章时的学习笔记，其中不正确的是（ ）A扩散现象能够在固体中发生B分子间引力和斥力不是同时存在的C物体吸收热量，温度不一定升高D摩擦生热是通过做功改变物体的内能【答案】B【解析】扩散现象在固体、液体、气体之间都能进行，故 A 正确；物体内分子之间的引力和斥力不是同时存在的，故 B 错误；物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程，吸热，内能增加但温度不变，故 C 正确；摩擦生热，该过程中消耗机械能，产生内能，故属于能量的转化，故是做功改变物体内能，故 D 正确；故应选 B。【考点定位】扩散现象；温度、热量与内能的关系；做功改变物体内能；分子间的作用力15 【201
11、7镇江卷】两只相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色二氧化氮（NO 2）气体，用玻璃板隔开后按图示水平放置，抽去玻璃板、保持两瓶口紧贴静置较长时间后，两瓶中气体颜色变得相同已知瓶中 NO2气体的密度比瓶中空气的大，下列说法正确的是（ ）A此现象能说明分子间存在相互作用的引力B此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同C颜色变得相同后，瓶中气体分子停止运动D颜色变得相同后，左侧瓶中气体密度变大【答案】D【解析】【考点定位】扩散现象二、填空题1 【2017昆明卷】汽车发动机工作时，会产生大量的热量，为让它正常工作，需要对它进行冷却， “水冷”是冷却方式之一，这是因为水的 较大，冷却效果好；当水吸收发动机缸体
12、热量后，水的内能 【答案】比热容；增加【解析】汽车的发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容较大，升高相同的温度时，吸收的热量多，冷却效果最好；发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增加。【考点定位】水的比热容的特点及应用；物体内能的改变2 【2017吉林卷】地表温泉水降温较慢，这是因为水的 较大人们泡温泉时身体会变热，这是通过 的方式改变了身体的内能的缘故【答案】比热容；热传递【解析】因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，放出相同的热量时，水降低的温度少，所以地表温泉水降温较慢；人在泡温泉的过程中，身体从水中吸收热量，所以身体会变热，这是通过热传递的方式改变了身体的内能
13、。【考点定位】比热容解释简单的自然现象；热传递改变物体内能3 【2017广元卷】汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是 冲程已知汽油的热值为 4.6107J/kg，2kg 汽油完全燃烧时释放的热量为 J已知汽车防冻液比热容为 4.2103J/（kg） ，防冻液从 90冷却到 20的过程中，放出的热量为 2.94106J，则汽车防冻液的质量为 kg【答案】压缩；9.210 7；10【解析】【考点定位】内燃机的四个冲程；热量的计算4 【2017眉山卷】在四冲程汽油机工作过程中，实现内能转化为机械能的是 冲程完全燃烧 500g汽油释放出的热量是 J（汽油的热值为
14、 4.6107J/Kg）【答案】做功；2.310 7【解析】在内燃机的压缩冲程中，活塞压缩气体做功，使气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能；做功冲程，高温高压燃气对活塞做功，自身内能减小，活塞机械能增加，即将内能转化为机械能；完全燃烧500kg 汽油放出的热量： Q=mq=0.5kg4.6107J/kg=2.3107J。【考点定位】内燃机的四个冲程；燃料的热值5 【2017镇江卷】用水冷却鸡蛋，鸡蛋的温度降低，内能 ，这是通过 改变了鸡蛋的内能，若水的质量是 0.5kg，水温升高了 5，则水吸收的热量是 J【答案】减小；热传递；1.0510 4【解析】用水冷却鸡蛋，水的温度低，鸡蛋的温度
15、高，存在温度差，内能由温度高的鸡蛋传向温度低的水，因此是通过热传递的方式来减小鸡蛋的内能；水吸收的热量 Q 吸 =cm t=4.2103J/（kg）0.5kg5=1.05104J。【考点定位】热传递改变物体内能；热量的计算6 【2017西宁卷】2017 年 5 月 18 日，我国在南海海域“可燃冰”试采成功， “可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力同等条件下， “可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大以 10 倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧出的热量为 J （ q 煤气=4.2107J/kg）【答案】热值；4.210 8J【解析】【考点定位】热量的
16、计算7 【2017吉林卷】公园里鸟语花香，令人流连忘返有人听到“鸟语”是鸟的鸣膜 产生的；闻到的“花香”是 现象 【答案】振动；扩散【解析】听到“鸟语”是鸟的鸣膜振动产生的；公园里闻到花香是扩散现象，说明分子不停地做无规则运动。【考点定位】声音的产生；扩散现象8 【2017咸宁卷】随着校园环境的改造升级，塑胶跑道逐步铺进了校园，塑胶跑道表面比较粗糙可以 （选填“增大”或“减小” ）摩擦力，新铺设的塑胶跑道由于 现象会散发出较浓的气味气温越高时，分子运动越 ，气味更浓【答案】增大；扩散；剧烈【解析】塑胶跑道表面比较粗糙，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；新铺设的塑胶跑道由于扩
17、散现象会散发出较浓的气味；气温越高时，分子运动越剧烈，气味更浓。【考点定位】增大或减小摩擦的方法；扩散现象9 【2017益阳卷】下表列举了部分物质的比热容一些物质的比热容物质 比热容c/J（kg） 1 物质 比热容c/J（kg） 1 水 4.2103 铝 0.88103酒精 2.4103 干泥土 约 0.84103煤油 2.1103 铁、钢 0.46103我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质，把燃料燃烧产生的热量带到房屋中供人们取暖，这是利用了水的 的性质；现有 2kg 的煤油吸收了 4.2104J 的热量后，它的温度将变化 【答案】比热容大；10【解析】因为水的比热容大，相同质量的水和其它物
18、质比较，降低相同的温度时，水放出的热量多，所以暖气装置中用水来供热；查表可知，煤油的比热容为 2.1103J/（kg） ，根据 Q 吸 =cm t 可得，煤油升高的温度： t= = =10。【考点定位】水的比热容的特点及应用；热量的计算10 【2017咸宁卷】2017 年 5 月 18 日，我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速 （填物态变化）为气态它的热值约为 1.41010J/m3，2m 3的可燃冰完全燃烧后可放出 J 的热量，若这些热量 60%被水吸收，可以将 kg 的水从 0加热到100 （c 水 =4.2103J/（kg） ）【答案】升华；2.8
19、10 10；410 4【解析】【考点定位】燃料的热值；生活中的升华现象；热量的计算11 【2017绥化卷】一切物体，不论温度高低，都具有 能在烈日当空的海边玩耍，你会发现沙子烫脚，而海水却是凉凉的，这是因为水的 较大【答案】内；比热容【解析】一切物体不论温度高低都具有内能；海水比沙子的比热容大，因此，相同质量的海水和沙子，在吸收相同的热量时，沙子温度高，海水温度低故可以感觉到沙子烫脚，而海水却是凉凉的。【考点定位】内能的概念；比热容解释简单的自然现象12 【2017绥化卷】用煤气灶烧水时，燃烧 1kg 的煤气，使 100kg 的水从 20升高到 70，则水吸收的热量是 J，煤气完全燃烧放出的热
20、量是 J（ q 煤气 =4.2107J/kg）【答案】2.110 7；4.210 7【解析】水吸收的热量： Q 吸 =cm t=4.2103J/（kg）100kg（7020）=2.110 7J； 1kg 煤气完全燃烧放出的热量： Q 放 =mq=1kg4.2107J/kg=4.2107J。【考点定位】热量的计算13【2017齐齐哈尔卷】核电站利用核能发电，核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站发生重大事故时，为降低核安全周围的温度，用水对其冷却，因为水的 较大【答案】不可再生；比热容【解析】【考点定位】核能；水的比热容的特点及应用14【2017贵港卷】汽车已经广泛进入家庭四冲程
21、汽油机的 冲程将内能转化为机械能，使汽车获得前进的动力汽车导航仪与卫星之间是通过 来传递信息的【答案】做功；电磁波【解析】在汽油机的四个冲程中，做功冲程高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能；汽车导航仪与卫星之间是通过电磁波来传递信息的。【考点定位】内燃机的四个冲程；电磁波的传播15 【2017龙东卷】俗话说：“近朱者赤，近墨者黑” ，从物理学的角度说这是一种 现象 “天舟一号”发射后，应进行多次变轨，地面的变轨指令是通过 传递的【答案】扩散；电磁波【解析】俗话说：“近朱者赤，近墨者黑” ，从物理角度说这属于扩散现象，表明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；电磁波可以在真空中传播，卫
22、星通信一般就是用电磁波进行信息传递的，故“天舟一号”发射后，应进行多次变轨，地面的变轨指令是通过电磁波传递的。【考点定位】扩散现象；电磁波的传播16 【2017乌鲁木齐卷】在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，将热水导入烧杯中后，在水银温度计示数上升过程中，温度计示数显示的是 （填“水银”或“水” ）的温度水加热至沸腾后温度计的示数一直为 98，则该地区的大气压 （填“大于”或“小于” ）一个标准大气压水汽化过程中水分子间的距离 （填“增大”或“减小” ） 若水银温度计内水银的质量为 1g，则水银温度计每升高1，水银吸收的热量为 J（水银的比热容 c=0.14103J/（kg） ）【答案】水
23、银；小于；增大；0.14【解析】【考点定位】探究水的沸腾实验17【2017云南卷】过桥米线是云南人爱吃的食物，路过米线馆可以闻见汤的香味，这是 现象；“汤钵烫手”是汤钵和手之间发生了 【答案】扩散；热传递【解析】路过米线馆可以闻见汤的香味是汤分子的无规则运动，扩散到了空气中，所以就闻见米线汤的香味；“汤钵烫手”是汤钵和手之间通过热传递的方式增加手内能。【考点定位】扩散现象；热传递改变物体内能三、作图与探究1 【2017眉山卷】在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 、初温都相同的水和煤油（选填“质量”或“体积” ） （2）实验中选择相同规格的电加热器，可以
24、认为在相同时间内水和煤油 相同，然后比较 的方法来完成探究实验的（3）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图所示，则 的吸热能力更强，因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容 （选填：“较大”或“较小” ）（4）由图象可得煤油的比热容为 J/（kg）【答案】 （1）质量；（2）吸收的热量；升高的温度；（3）水；较大；（4）2.110 3【解析】【考点定位】探究比热容的实验2 【2017龙东卷】炎炎烈日下，松花江边的沙子热得烫脚，而江水却很清凉这是为什么？【答案】如下所示【解析】因为水的比热容比沙石的大，由 Q=cm t 可知，相同质量的水和沙石比较，吸收相
25、同的热量（都在太阳照射下） ，水的温度升高的少，江水是凉凉的，而沙子的温度升高的多，热得烫脚。【考点定位】比热容解释简单的自然现象3 【2017镇江卷】某汽车在平直路面上以 75km/h 的速度匀速行驶 1h 的过程中，消耗了 5kg 汽油，汽油燃烧释放能量的 40%随废气通过热电转换装置，如图所示，汽油热值近似取 q=5107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧（1）图示时刻，四冲程汽油机处于 冲程；若该汽油机每分钟完成 7200 个冲程，则它每秒钟完成 个工作循环（2）若上述过程中汽油燃烧释放能量的 30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力 f；（3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率
26、大幅提高到 15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？这些电能可供车内总功率为 1000W 的用电器持续工作多长时间？【答案】 （1）压缩；30；（2）汽车所受的阻力 f 是 103N；（3）随废气排放的能量通过转换装置后可获得1.5107J 的电能；这些电能可供车内总功率为 1000W 的用电器持续工作 1.5104s【解析】有用功： W 有 =W 总 =30%2.5108J=7.5107J；由 v= 可得，汽车在平直路面上以 75km/h 的速度匀速行驶 1h 的过程中，通过的路程： s=vt=75km/h1h=75km=75000m，由 W=Fs 可得，汽
27、车匀速直线行驶，F=f， f=F= = =103N；（3）汽油燃烧释放能量的 40%，由公式Q= Q 1=2.5108J40%=1108J，转换的电能： W= Q 2=1108J15%=1.5107J；由 P= 可得，这些电能可供车内总功率为 1000W 的用电器持续工作的时间： t= = =1.5104s。【考点定位】有关热机的计算；二力平衡条件的应用；电功的计算四、计算题1【2017贵港卷】“可燃冰”是未来洁净的新能源2017 年 5 月，我国首次可燃冰试采成功可燃冰具有热值大，能直接点燃等特点，她的热值约为 5.9109J/m3问完全燃烧 1m3的可燃冰能使质量约为多少kg 的 20的水
28、温度升高到 100？（水的比热容为 4.2103J/（kg）【答案】17560kg 【解析】【考点定位】热量的计算2 【2017龙东卷】由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好的利用知己能源，是全球范围内的重要课题人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热小荣家新安装了一台这种热水器，铭牌如下图额定电压 220V 容积 100L额定功率 2000W 频率 50Hz（1）太阳能热水器贮满水，水温从 20C 升高到 50C 时，需要吸收多少热量？（2）用电加热时，热水器正常工作的电流为多少？（结果保留 1 位小数）（3）贮满
29、水的热水器，阴雨天时，也要使水温从 20C 升高到 50C，其中 50%的热量由电能辅助提供若不计热量损失，热水器正常工作需要加热多长时间？【答案】 （1）1.2610 7J；（2）9.1A；（3）3150s【解析】【考点定位】太阳能热水器中的热量计算3【2017云南卷】可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台 2017 年 5 月 18 日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为 500kg，初温为 20的水加热到 100，共燃烧了 12m3天然气，已知水的比热容 c 水 =4.2103J/（kg），天然气的热值 q=4.2107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的 160 倍，求：（1）水吸收的热量；（2）燃气锅炉烧水时的效率；（3）若换用可燃冰，应使用多少 m3可燃冰【答案】 （1）1.6810 8J；（2）33.3%；（3）0.075m 3【解析】【考点定位】热量的计算；燃料的热值
