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专题 05 内能、内能的利用（测试）（解析版）
（满分100分，时间60分钟）
一、选择题（12小题，每小题3分，共36分）
1.王安石是北宋著名的文学家，他在《梅花》中写道“墙角数枝梅，凌寒独自开，遥知不是雪，为有
暗香来”，诗句中的现象能说明（ ）。
A．分子间有引力 B．分子在不停地做无规则运动
C．分子间有斥力 D．分子间存在间隙
【答案】B。
【解析】诗人能闻到梅花的香味，是含有香味的气体分子运动到了诗人鼻子里的结果，说明了分子在
不停地做无规则运动， 故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2.对下列四幅图片的解释不正确的是（ ）。
A．甲图中A 集气瓶中应该装空气，这样做的目的是避免重力对实验造成影响；
B．乙图中，红墨水在热水中比在冷水中扩散的快，说明温度越高，分子运动越剧烈；
C．丙图中将两个铅柱压在一起，下面能够悬挂一个钩码，说明分子之间存在引力；
D．丁图中在注射器里装入一些空气，用手可以推动活塞将空气压缩，说明分子之间存在斥力
【答案】D。
【解析】A．甲图探究的是扩散现象的问题，由于二氧化氮的密度比空气密度大，为了避免重力对实
验造成影响，上面的A集气瓶中应该装空气，故A正确，不符合题意；
B．分子运动受温度影响，乙图中红墨水在热水中比在冷水中扩散的快，说明温度越高，分子运动越
剧烈，故B正确，不符合题意；
C．分子之间存在引力，丙图中紧压在一起的两个铅块能够吊起钩码而不分开，这正说明了分子之间
存在引力，故C正确，不符合题意；
D．丁图中用手可以推动活塞将空气压缩，是因为分子之间的间隙比较大，并不能说明分子之间存在
斥力，故D错误，符合题意。
故选D。
3.下列关于温度、内能和热量的描述中正确的是（ ）。
A．物体只吸收热量而不对外做功，温度不一定升高；
B．物体吸收了热量，内能一定增加，温度一定升高；
C．物体的温度越高，它所具有的热量就越多；
D．100℃的水蒸气具有的内能一定比100℃水具有的内能大
【答案】A。
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【解析】A．物体只吸收热量而不对外做功，温度不一定升高，如晶体熔化过程中不断吸热，温度不
变，故A正确，B错误；
C．热量是过程量，不能表述具有热量，故C错误；
D．内能与物体质量有关，所以100℃的水蒸气具有的内能不一定比100℃水具有的内能大，故D错误。
故选A。
4.如图所示的下列事例中，利用热传递来改变物体内能的是（ ）。
A． 钻木取火 B． 压缩空气升温
C． 炉灶烧水 D． 从滑梯滑下，臀部发热
【答案】C。
【解析】A．钻木取火是通过摩擦做功，将机械能转化成木块的内能，属于做功改变内能，故A不符合
题意；
B．压缩空气升温是活塞对筒内空气加压，将机械能转化为筒内空气的内能，属于做功改变内能，故B
不符合题意；
C．炉灶烧水是高温的炉火将热量传给水，水吸收热量后内能增加，温度升高，属于热传递改变内能，
故C符合题意；
D．从滑梯滑下，臀部与滑梯摩擦，将机械能转化为内能，属于做功改变内能，故D不符合题意。
故选C。
5.在下列过程中，物质的比热容会发生变化的是（ ）。
A．把一块钢板压制成钢锅 B．把铁屑熔化后铸成铁块
C．把开水倒入冷水中 D．水放热凝固成冰块
【答案】D。
【解析】ABC.比热容和物质的种类及状态有关，板压制成钢锅、铁屑熔化后铸成铁块、开水倒入冷水
中物质的种类都没有发生变化，所以物质的比热容不变，故ABC不符合题意；
D.比热容和物质的种类及状态有关，水放热凝固成冰块，物质的状态发生了变化，比热容发生变化，
故D符合题意。
故选D。
6.如图1所示，用相同的电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种不同的液体加热，两种液体每秒
吸收的热量相同，两种液体的温度加热时间的图像如图2所示。则（ ）。
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A．加热1min，两种液体吸热关系为Q >Q ；
甲 乙
B．乙液体在第2min时的比热容大于第1min时的比热容；
C．甲液体的吸放热能力比乙强；
D．通过图像分析可得，甲、乙两液体的比热容大小之比c ：c =1：2
甲 乙
【答案】D。
【解析】A．依题意电加热器规格相同，则加热相同时间，吸收的热量相同，所以加热1min，两种液
体吸热关系为Q =Q ，故A不符合题意；
甲 乙
B．乙液体在第2min时和第1min时的种类不变，状态不变，则比热容不变，故B不符合题意；
C．由图2可知，加热相同时间，吸收相同热量时，甲液体温度变化更大，由 可知，甲液体
的比热容更小，则甲液体的吸放热能力比乙差，故C不符合题意；
D．由图可知，加热1min，甲液体变化的温度为
乙液体变化的温度为
加热1min，甲乙两种液体吸收的热量相同，由 可知，质量相同的甲、乙两种不同的液体，
比热容之比为
故D符合题意。
故选D。
7.如图为四冲程汽油机工作过程的示意图。其中表示做功冲程的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】A。
【解析】A．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故A符合题意。
B．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故B不符合题意；
C．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C不符合题意；
D．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故D不符合题意。
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故选A。
8.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。使用时转动纸筒，气体将纸
筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（ ）。
A．罐内气体的内能减少；
B．罐内气体分子热运动加剧；
C．罐内气体通过热传递方式改变了其内能；
D．该过程能量转化方式与内燃机压缩冲程相同
【答案】A。
【解析】AC．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，故A正确，C错误；
B．罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，故B错误；
D．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，故D错误。
故选A。
9.下列关于热机效率的说法中正确的是（ ）。
A．热机的功率越大，效率越高；
B．热机所用燃料的热值越大，效率越高；
C．减少燃烧过程中的热量损失可以提高热机效率；
D．通过技术改进，热机效率可达100%
【答案】C。
【解析】A．热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，热机做功越快，表
示热机的功率越大，与效率无关，故A错误；
B．用热值大的燃料，燃烧相同燃料可以放出更多的热量，但用来做有用功的能量不一定多，用来做
有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量的比值不一定大，热机效率不一定高，故B错误；
C．使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效
率，故C正确；
D．热机在工作过程中不可避免地存在能量的损失，所以热机效率永远要小于100%，故D错误。
故选C。
10.最新一款无人驾驶汽车，自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况．该款
车以 的速度在一段平直的公路上匀速行驶了 ，消耗汽油 。假设汽油完全燃烧，汽油机的
效率为30%，已知：汽油的密度为 ，汽油的热值为 。在这段运动过程中，下列
说法（ ）。
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①所消耗汽油的质量 ②汽油燃烧所放出的热量
③汽车发动机的功率 ④汽车发动机的牵引力
A．只有①③正确 B．只有①②正确
C．只有②③正确 D．只有②④正确
【答案】A。
【解析】①消耗汽油的体积1.5L=1.5dm3=1.5×10-3m3
消耗汽油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.2kg
②汽油燃烧所放出的热量Q =qm=4.5×107J×1.2kg=5.4×107J
放
③发动机做的有用功W = Q η=5.4×107J×30%=1.62×107J
有 放
汽车行驶的时间t= = h=400s
发动机的功率P= = =40500W
④汽车发动机的牵引力F= = =2025N
故①③正确。
故选A。
11.利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量如何转化（ ）。
A．化学能→内能→机械能→电能 B．太阳能→内能→机械能→电能
C．核能→内能→机械能→电能 D．电能→太阳能→内能→机械能
【答案】A。
【解析】垃圾具有化学能，燃烧时化学能转化为内能，通过热机转化为机械能，再通过发电机转化为
电能。
故选A。
12.下列说法正确的是（ ）。
A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机；
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化；
C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况；
D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
【答案】B。
【解析】A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能
制造出来的，故A错误；
B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；
C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；
D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能
量守恒定律同样适用，故D错误。
故选B。
二、填空题（7小题，每空2分，共36分）
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13．饺子是中国的传统美食。包饺子时，用力捏面皮，面皮会粘在一起，说明分子间存在 ；煮
饺子时，可以闻到饺子扑鼻的香气，感受到家的“味道”，这是由于分子在不停地做 。
【答案】引力；无规则运动。
【解析】[1]包饺子时，用力捏面皮，面皮会粘在一起，说明分子间存在引力，使得面皮粘在一起。
[2]煮饺子时，可以闻到饺子扑鼻的香气，感受到家的“味道”，这是由于分子在不停地做无规则运
动，扩散进人的鼻子，从而闻到香味。
14．2021年9月7日11时01分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将高分五号
02星发射升空。卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。火箭穿越大气层时，它上部外壳整流罩
的温度将升高，其分子动能将___________（选填“增大”或“减小”），其内能的改变是通过
___________的方式来实现的。
【答案】增大；做功。
【解析】[1][2]火箭穿越大气层时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能；使火箭上部外壳整流罩的
温度升高，分子动能增大，这是通过做功的方式来改变物体内能的。
15．2022年的暑假，住在郑州的子涵同学和家人去了山东乳山的海边避暑度假。海边吹的陆风和海风
统称海陆风，海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。如图所示是海陆
风形成的示意图，其中 图反映白天海陆风的形成，这是因为陆地上砂石的比热容比海水的比热容
。
【答案】乙；小。
【解析】[1][2]由于陆地上砂石的比热容比海水的比热容小，接受太阳相同辐射后，海水表面升高的
温度少，陆地上砂石的比热容相对较小，升高的温度比较多；于是在白天，陆地空气温度高，空气上升从
而形成从海面吹向陆地的海风，故乙图反映海风形成的时间是白天。
16．甲、乙两物体质量都为1kg，丙物体质量为2kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图所示，
比热容最大的物体是 （选填“甲”、“乙”或者“丙”）；甲、乙、丙的温度都降低1℃，放出热
量最多的物体是 （选填“甲”、“乙”或者“丙”）。
【答案】甲；甲。
【解析】[1]根据图中数据和比热容的定义可知
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综上可知，比热容最大的物体是甲。
[2]根据物体放热公式Q=cmΔt，可得
Q =c m Δt=3×103J/(kg·℃)×1kg×1℃=3×103J
甲 甲 甲
Q =c m Δt=2×103J/(kg·℃)×1kg×1℃=2×103J
乙 乙 乙
Q =c m Δt=103J/(kg·℃)×2kg×1℃=2×103J
丙 丙 丙
综上可知，甲、乙、丙的温度都降低1℃，放出热量最多的物体是甲。
17．如图是四冲程汽油机工作循环中的______冲程，为了能够及时将汽油机工作时产生的大量热量带
走，通常采用水循环的方式，这是利用了水的______较大的性质，已知该内燃机的飞轮转速为1800r/
min，则1s内做功______次。
【答案】做功；比热容；15。
【解析】[1]由图可知，两个气门关闭，火花塞产生电火花，活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做
功，是做功冲程。
[2]汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在相同条件下与其他物质相比升高相
同的温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
[3]内燃机的飞轮转速为1800r/min=30r/s
表示每秒飞轮转动30转，要经过60个冲程，对外做功15次。
18．氢储能与其他储能技术相比，有广阔的应用前景。如图所示是使用液氢作为燃料的某火箭和氢能
汽车，若氢的热值为 。请完成以下问题：
（1）选用液氢作为燃料，主要原因是液氢具有较大的 ；火箭升空的过程中燃气的内能主要转
化为火箭的 能；
（2）若该火箭发射时携带 液氢，这些液氢完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热
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至沸腾？ [ ，当地大气压为1标准大气压]
（3）这辆氢能汽车以70kW的功率匀速行驶20min，若发动机的效率为30%，则这一过程需消耗了多少
千克的氢气？
【答案】热值；机械；2.5×107kg ；2kg。
【解析】（1）[1][2]液氢的热值较大，完全燃烧相同质量的燃料时释放的热量也较多，相比于其他
燃料优势较大，所以选用液氢作为燃料；火箭升空的过程中燃气对火箭做功，推动火箭加速升空，燃气的
内能转化为火箭的机械能。
（2）[3]6×104kg液态氢安全燃烧释放的热量为Q=mq=6×104kg×1.4×108J/kg=8.4×1012J
一标准大气压下水的沸点为100℃，由 可知，水的质量为
（3）[4]氢能源车所做的功为W=Pt=70000W×20×60s=8.4×107J
所以液氢完全燃烧放出的热量为
所以这些液氢的质量为 。
19．滑滑梯是同学们小时候喜爱的娛乐活动，如图所示是从滑梯上滑下时的情景，滑下时会感到臀部
发热，此过程中 能转化为 能，能的总量 。
【答案】机械；内；不变。
【解析】[1][2]同学们在下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，臀部内能增加，温度升高，
所以有灼热的感觉，这是通过做功的方式改变了他的内能。
[3]根据能量守恒定律可知，能量在转移和转化的过程中，能量的总量保持不变。
三、实验题（2小题，共11分）
20．（7分）在探究“比较不同物质吸热情况”的实验中，实验装置如图所示。
时间/min 0 1 2 3 4
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甲液体的温度/℃ 25 32 39 46 53
乙液体的温度/℃ 25 40 55 70 85
（1）该实验除了图中的实验器材之外，还需要用到的实验测量仪器有： 和 ；
（2）实验中选用了规格相同的电加热器，同时应该控制甲、乙两烧杯中液体的 （选填“质
量”或“体积”）相同；
（3）分析表格的数据可知，0~4min内，甲、乙两种液体吸收的热量是 的（选填“相同”或
“不相同”），此实验是通过比较 （选填“加热时间”或“温度变化”）来判断吸热能力的大小；
（4）实验中用到的实验方法主要是 和 。
【答案】秒表；天平；质量；相同；温度变化；转换法；控制变量法。
【解析】（1）[1]实验中，需要用相同质量的不同液体进入探究，所以需要用天平来测量质量。
[2]由表格数据，需要记录液体在对应时间的温度，所以除了图示的器材外，还需要用到计时的秒表。
（2）[3]据探究变量法，要探究不同物质吸热情况，除了物质的种类不同，其它因素都要相同，所以
两个烧杯中的液体质量相同。
（3）[4]实验中选用的电加热器规格相同，在相同的时间内放出的热量相同，所以在相同的时间内，
两种液体吸收的热量相同。
[5]由表格数据知，在相同时间内，即吸收热量相同时，两种液体温度升高不同，所以可通过比较温
度变化来判断吸热能力的大小，这是转换法的应用。
（4）[6][7]由第（2）小题和第（3）小题分析知，实验中用到控制变量法和转换法。
21．（4分）如图所示，A、B、C三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内所装液体的质
量都相同。
（1）要比较不同燃料的热值应选择 两个装置，要比较不同物质的比热容应选择 两个装置
（选填装置序号A、B、C）；
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计的 来比较燃料燃烧放出热量的多少，
已知酒精的热值为3.0×107J/kg，10g酒精完全燃烧放出的热量是 J。
【答案】B、C；A、B；示数变化；3.0×105。
【解析】（1）[1]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温
度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择B和C两图进行实验。
[2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变
化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择A和B两图进行实验；
（2）[3]燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过被加热物质吸收热量后，使用温度计测量被加热物
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质，温度计示数的变化来反应。
[4]10g酒精完全燃烧放出的热量Q =mq=10×10−3kg×3.0×107J/kg=3.0×105J。
放
四、综合题（2小题，共17分）
22．（9分）小刚家安装了一台太阳能热水器，水箱容积是200L，小刚进行了一次观察活动：星期天
早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱
中的水温为70℃。请你解决下列问题：[c =4.2×103J/（kg•℃）、q =4.2×107J/kg]
水 煤气
（1）（3分）水箱中水的质量；
（2）（2分）水吸收的热量；
（3）（3分）如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供，至少需要燃烧多少煤气？
（4）（1分）简述太阳能热水器的优点。
【答案】（1）200kg；（2）4.2×107J；（3）1kg；（4）节约能源无污染。
【解析】（1）热水器水箱送满水时，水的体积
根据 可得：水的质量
（2）水吸收的热量
（3）煤气完全燃烧放出的热量
根据 可得需要燃烧煤气的最小质量
（4）优点：节约能源无污染。（合理即可）
答：（1）水箱中水的质量为200kg；（2）水吸收的热量为4.2×107J；（3）需要燃烧1kg煤气；
（4）节约能源无污染等。
23．（8分）水热型地热资源丰富，地热供暖技术相对成熟，对解决居民冬季取暖问题，助力河南大
气污染防治具有重要意义。某处采用地热供暖时，200kg温泉水从85℃降温到15℃，已知水的比热容c
水
=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q =3.5×107J/m3。
天然气
（1）（2分）暖气能使室内温度升高，内能增大，这是通过 的方式实现的；暖气片用水
作循环物质，其原因是 。
（2）（2分）该200kg温泉水供暖时释放的热量是多少？
（3）（4分）若用热效率为84%的燃气炉烧水，需要燃烧多少m3的天然气？
【答案】热传递；水的比热容大；5.88×107J；2m3。
【解析】（1）[1]供热时，在暖气片和空气之间发生了能量的转移，使室内空气的内能增加、温度升
高，是通过热传递的方式改变的。
[2]因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，取暖效
果好，所以暖气装置中用水来供热。
（2）放出的热量
（3）锅炉效率为84%，所以燃烧天然气释放热量为
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由Q=qV知道，需要燃烧天然气的体积
答：（1）暖气能使室内温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式实现的；暖气片用水作循环物
质，其原因是水的比热容大；（2）该200kg温泉水供暖时释放的热量是5.88×107J；（3）若用热效率为
84%的燃气炉烧水，需要燃烧2m3的天然气。
11
