文档内容
第三讲 内能及其利用
A层·练基础
1.下面是研究标注黑点的物体内能改变的情景,通过做功使物体内能
增加的是(A)
A.把铁丝反复弯折,弯折处变热
B.把钢球放入炉火中,烧一段时间
C.冬天,用热水袋暖手
D.水烧开时,水蒸气将壶盖顶起
2.(2025腾冲校级模考)现代火箭一般用液氢来作燃料,这主要是因
为液氢具有(B)
A.较小的比热容 B.较大的热值
C.较小的密度 D.较低的沸点
3.(2025昆明西山区模考)如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾
后,可以看到软木塞被顶跑。下列说法正确的是(B)
A.用酒精灯加热试管,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B.蒸汽把软木塞顶跑的过程,实现了内能向机械能的转化
C.蒸汽把软木塞顶跑的过程,相当于汽油机的排气冲程
D.酒精燃烧过程中,质量减小,热值变小4.如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图,下列说法中正确的是
(B)
A.甲冲程是依靠飞轮的惯性运转的
B.丙冲程中活塞向上运动排出废气
C.丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
D.一个完整工作循环的顺序是乙甲丁丙
5.(2025昆明五华区校级模考)如图所示为某品牌纯油轿车的发动机
舱。相关说法中错误的是(B)
A.家用轿车的发动机多为汽油机
B.汽油机做功冲程中火花塞点燃汽油和空气的混合气体,机械能转化
为内能
C.汽油机的效率一般为20%～40%
D.轿车采用水冷却发动机,是因为水的比热容较大
6.物理学与社会发展 北京时间2025年4月24日,搭载“神舟二十
号”载人飞船的“长征二号”F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。如图所示,“神舟二十号”载人飞船与“长征二号”F
遥二十运载火箭一同升空的过程中,下列说法正确的是(A)
A.用液态氢作为燃料,主要原因是液态氢的热值较大
B.“神舟二十号”载人飞船相对于运载火箭是运动的
C.在火箭加速升空的过程中,飞船的动能仅转化成重力势能
D.火箭与大气剧烈摩擦,通过热传递的方式使得火箭表面温度急剧
升高
7.茶起源于中国,盛行于世界。在饮茶过程中,下列说法正确的是(B)
A.茶杯烫手,是通过热传递改变了茶杯的内能
B.对着茶水“吹气”,茶水加速蒸发从而降低水温
C.杯中茶水温度越高,所含的热量越多
D.杯中茶水冷却后,内能增大
8.(多选)(2025昆明五华区模考)小明做了一个如图所示的简易热机,
用酒精灯加热使易拉罐内的水沸腾后,蒸汽吹动小风扇转动。加热过
程中忽略罐内气压的变化,则下列说法正确的是(BC)
A.罐内水的内能是通过做功方式改变的
B.扇叶周围的“白气”是水蒸气液化形成的C.热机工作过程中将内能转化为机械能
D.加热过程中酒精的热值变大
9.(2025广东)明代《天工开物》中记载“取诸麻菜籽入釜,文火慢
炒,透出香气”。用“文火”改变内能的方式属于 热传递 (选填
“做功”或“热传递”);“透出香气”属于 扩散 现象;温度越高,
分子热运动越 剧烈 。
10.小明利用图示装置进行实验,加热试管使水沸腾是通过 热传递
(选填“热传递”或“做功”)的方式改变水的内能,在水蒸气驱动下
叶轮转动起来,这个实验体现了 热机 (选填“热机”或“电动
机”)的原理。
11.(2025保山模考)温泉的出水口温度为90 ℃,流经散热系统后水
温降至50 ℃。若1 h内有5 t温泉水被降温,则该过程释放的热量
为 8. 4 × 1 0 8 J[c =4.2×103 J/(kg·℃)]。内燃机工作的四个冲
水
程中,将内能转化为机械能的是 做功 冲程。
12.(2025曲靖模考)阅读材料,回答问题。
液氧煤油发动机
液氧煤油发动机在运载火箭发展史上具有重要地位。2024年4
月,中国自主研制的130吨级可重复使用液氧煤油发动机圆满完成两次起动地面点火试验,并在4月28日完成了四机并联点火试验,总推
力超过500吨。
液氧煤油发动机具有推力大、无污染、性能高、可靠性高等优点。
但液氧煤油发动机的技术要求较高,需要精确的控制和复杂的系统设
计,且初期研发和生产成本较高。
(1)液氧煤油发动机的优点是 推力大、无污染、性能高、可靠性高
等 (写出一点即可)。
(2)液氧煤油燃烧时将 化学 能转化为 内 能。
(3)液氧煤油的热值为4.6×107 J/kg,完全燃烧1 kg的液氧煤油放
出的热量能使250 kg的铁温度升高 40 0 ℃[不计热量损失,c
铁
=0.46×103 J/(kg·℃)]。
B层·提能力
13.(2025昆明盘龙区模考)我国古代炼铁工业长期领先于世界,在西
汉初年就掌握了木炭与铁矿石混合冶炼生铁的技术,如图所示的场景
反映了古代炼铁的过程。下列说法正确的是(C)
A.温度高的铁水含有的热量多
×,热量是过程量,不能说“含有”
B.加热铁矿石的过程中,固态的铁液化为液态的铁水 ×,应为熔化
C.炼铁过程中,以热传递的方式使铁矿石的内能增大
D.铁水倒入模具凝固过程中,放出热量,温度降低 ×,温度不变,内能
减小
14.如图所示是单缸四冲程汽油机的 吸气 冲程,若该汽油机飞轮
的转速为 3 00 0 r/mi n,则1 s内该汽油机对外做
50 r/s,飞轮每转2圈,完成4个冲程,每完成4个冲程,汽油机对外
做功1次,对外做功次数50÷2=25次。
功 2 5 次。
15.如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给质量相等和初温相同的
水和煤油加热,以探究水和煤油吸热能力的大小。(1)在图甲中组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当
将 A 处向上 (选填“A处向上”或“B处向下”)调整。
(2)要完成该实验,除了图甲、乙中所示的器材外,还需要的测量工具
有秒表和 天平 。
(3)实验过程中通过 加热时间长短 反映两种液体吸热的多少。
(4)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图
像如图丙所示,由图像可知水的沸点是 9 8 ℃,煤油的比热容是
2. 1 × 1 0 3 J/(kg· ℃)。[c =4.2×103 J/(kg·℃)]
水
(5)若本实验共消耗酒精20 g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是
6 × 1 0 5 J。(q =3.0×107 J/kg)
酒精
(6)实验结束后,小明又找来了一些冰块,探究冰熔化过程中温度的变
化规律,并根据测得的数据绘制了如图丁所示的图像。在BC阶段中C
点处物质的内能 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)B点
处物质的内能;由图丁可以看出AB、CD段升高的温度相同,但CD段
加热的时间更长,其原因是 水的比热容比冰的大 。
16.如图所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2
L初温为25 ℃的水,用卡式炉加热至100 ℃,消耗了25 g丁烷气体
[水的密度为1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),
丁烷的热值为4.8×107 J/kg]。求:(1)壶中水的质量。
(2)水吸收的热量。
(3)卡式炉的加热效率。
解析:(1)壶中水的质量为
m =ρ V =1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg。
水 水 水
(2)水吸收的热量为
Q =c m Δt
水 水 水 水
=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-25 ℃)
=6.3×105 J。
(3)丁烷完全燃烧放出的热量
Q =m q =2.5×10-2 kg×4.8×107 J/kg=1.2×106 J,卡式炉的
丁烷 丁烷 丁烷
加热效率为η= Q =6.3×105 J=0.525=52.5%。
水
Q 1.2×106 J
丁烷
答案:(1)2 kg (2)6.3×105 J (3)52.5%
C层·培素养
17.(2025文山模考)如图是同学们做“比较水和沙子的吸热能力”
实验的场景。(1)该实验的设计思路和实验装置中存在错误和不足,错误:没有控制
水和沙子质量相等、初温相同。不足:没有测量水和沙子温度的仪器。
(2)请你设计出第二种实验方法:
实验如下:
①该实验还需要的测量仪器:天平、温度计。
②请写出设计思路:首先选用初温相同的水和沙子,再用天平称出
等质量的水和沙子 ,并分别放入两个金属盒内,然后用酒精灯将水
和沙子加热到相同的末温,比较加热时间,如果 水加热时间更长 ,
则说明水吸热能力更强。
