内能及内能的应用（2期）

专题05内能及内能的应用

【跨实践】

（2024糊北）如图是小明煮的一碗冒着“白气”的面条。他将木筷和金属勺同时放入其中，

过一会感觉金属勺烫手而木筷不烫手。下列说法正确的是（）

A.木材的导热性比金属好B.木筷不烫手其内能不变

C.金属勺通过热传递变烫D.“白气”是由汽化形成的

【答案】C

【解析】

A.一般情况下，金属的导热性能比非金属的好，所以金属勺比木筷导热性好，故A错误；

B.木筷放入热水中也会吸收热量，内能增加，故B错误；

C.金属勺变烫，是因为面条的温度高于金属勺的温度，面条向金属勺传递热量，故C正确；

D."白气”是面条中冒出的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故D错误。

故选C。

考点1分子热运动

1.（2024•江苏无锡）通过相关可观测的现象推测无法直接感知的事实，是物理研究的一

种方法。下列根据这种方法所做出的推测，不符合事实的是（）

A.汤姆生发现电子推测出原子是可分的

B.酒精和水混合后总体积变小推测出分子间有空隙

C.固体很难被压缩推测出组成固体的分子间无空隙

D.红墨水在水中扩散推测出分子处在水不停息的无规则运动中

【答案】C

【解析】

A.汤姆生发现电子后，推测出原子是可分，原子可以分成原子核和核外电子，故A正确，

A不符合题意；

B.酒精和水混合后总体积变小，推测出分子间有空隙，彼此进入对方，从而使总体积减小，

故B正确，B不符合题意；

C.固体很难被压缩推测出组成固体的分子间存在斥力，故C错误，c符合题意；

D.红墨水在水中扩散，推测出分子在运动，推测出分子处在永不停息的无规则运动中，故

D正确，D不符合题意。

故选c。

2.（2024•陕西A卷）“五一”假期，小明乘车回老家看望亲人。一家人在一起摘槐花、

吃槐花麦饭……这些都是小明最真切童年记忆。下列有关说法正确的是（）

A.刚出锅的槐花麦饭很烫，是因为麦饭含有的热晶多

B.槐树叶看上去呈绿色，是因为叶子吸收了绿光

C.小明在行驶的车上看到槐树向后运动，是以地面为参照物的

D.槐花香气四溢，是因为分子在永不停息地做无规则运动

【答案】D

【解析】

A.热量是过程量，不能描叙为含有热量，刚出锅的槐花麦饭很烫，是因为麦饭的温度高，

故A错误；

B.不透明物体的颜色由物体反射的色光决定，槐树叶看卜夫早绿色,是因为叶子反射了绿

光，故B错误；

C.以地面为参照物，槐树的位置没有变化，槐树是静止的，以行驶的车位参照物，槐树向

后运动，故C错误；

D.槐花香气四溢，是扩散现象，是因为香味分子在永不停息地做无规则运动造成的，故D

正确。

故选D。

3.（2024•天津）“一滴独流醋，十里运河香”，醋香四溢属于现象；“日照海

河景，水映彩虹桥”，桥在水中的倒影是由于光的形成的。

【答案】①.扩散②.反射

【解析】

⑴醋香四溢属于扩散现象，是分子不停做无规则运动形成的。

⑵桥在水中的倒影，是由丁桥在水面上成的虚像，是平面镜成像，属丁光的反射现象。

4.（2024•广西）关于分子动理论，谚语“有麝自来香，不必迎风扬”表明了分子在不停

地做无规则的;寒冬，我们常搓手取暖，这是通过________（选填“做功”或“热

传递”）的方式增大内能，

【答案】①.运动②.做功

【解析】

I”谚语"有麝自来香，不必迎风扬”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。

⑵我们常搓手取暖，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能。

5.（2024•黑龙江龙东）端午节是我们传统节日，餐桌上粽香四溢，这属于现象，

人们赛龙舟时用力向后划水，船向前行进利用了物体间力的作用是的。

【答案】①.扩散②.相互

【解析】

口］端午节煮粽子，餐桌上粽香四溢，属于分子的扩散现象，扩散现象说明分子在不停的做

无规则运动。

⑵人向后划水给水以向后作用力，水给龙舟向前的力，使龙舟向前运动，这说明物体间

力的作用是相互的。

6.（2024•广东深圳）结合生活，回答下列问题：

（1）细心的思考乐视机同学发现插头上的①比较长，应该连接家庭电路线；

（2）思考乐视视同学煮粽子时闻到粽子的香味,说明分子热运动与有关：

（3）白气是水蒸气形成的（填物态变化名称），过程中（选填“吸热”

或“放热”）

【答案】①.地②.温度③.液化④.放热

【解析】

（1）［1］插头上的①比较长，是为了保证在插电源插头时最先接触地线，在拔电源插头时最

后分离地线，从而更好起到地线保护作用。

（2）［2］思考乐视视同学煮粽子时闻到粽子的香味，说明分子热运动与温度有关，温度越高，

分子热运动越剧烈。

（3）［3］［4］白气是水蒸气遇冷液化形成的，液化放热。

考点2内能

7.（2024•黑龙江龙东）（多选）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是（）

A.物体温度升高，一定吸收了热量

B.物体温度升高，内能一定增加

C.物体内能增加，一定是外界对它做了功

D.物体吸收热量，温度可能不变

【答案】BD

【解析】

能。

⑵麻辣烫香气四溢，是由于香气分子在不停地做无规则运动造成的，属于扩散现象。

11.（2024•内蒙古赤峰）在课外实践性作业中，某同学探究了一定浓度盐水凝固时温度

的变化规律，根据实验数据画出了盐水的凝固图像（如图），该盐水的凝固点是℃,

凝固过程经历min,凝固过程中盐水的内能（填“增大”“减小”

或“不变”）。

【答案】①.-6②.5③.减小

【解析】

口］［2］由图像可知，盐水在-6℃时开始凝固，凝固点为-6℃；盐水从第5min开始凝固，到第

lOmin凝固结束,凝固过程经历5min。

网凝固过程中，盐水不断放出热量，内能减小。

12.（2024•广东）如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯

后，水在升温的过程中（）

A.吸热，内能增加B.吸热，内能减少

C.放热，内能增加D.放热，内能减少

【答案】A

【解析】

改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。点灯后，水在升温的过程中，水吸收热帚，内

能增加，是通过热传递的方式改变水的内能。故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A,

13.（2024•广东）《本草纲目》记载：“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”。“拭”

指摩擦，“以布拭热”是追过______（选填“做功”或“热传递”）的方式改变琥珀的内能。

“吸得芥子”是由于城珀为摩擦带而轻小的芥子。

【答案】①.做功②.电③.吸引

【解析】

川改变物体内能的方法有热传递和做功。“以布拭热”是通过做功的方式改变了琥珀的内

能。

⑵⑶由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同，琥珀和布摩擦时，因得失电子，二者都

带上了电，由于带电体具有吸引轻小物体的性质，琥珀就把轻小的芥子吸起来。

考点3比热容

14.（2024•广西）冬天，人们常用热水袋取暖。水能长时间供暖，主要原因是水的（）

A.密度大B.密度小

C.比热容大D.比热容小

【答案】C

【解析】

由于水的比热容较大，即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，

所以用热水袋取暧。

故选C。

15.（2024•湖北武汉）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无天的是（）

A.汽车发动机用水作冷却剂

B.人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷

C.海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住

D.生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度

【答案】B

【解析】

A.汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故A不符合题意；

B.人游泳之后从水中山来，风一吹感觉更冷，是因为水蒸发吸热，故B符合题意；

C.海边昼夜温度变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，故C不符合题意：

D.物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，故D不符

合题意。

故选

16.（2024•湖北）如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的。、人两种液体，得到温

度随时间变化的图像如图乙，分析可知（）

A.相同时间内〃中加热器产生的热量比中的多

B.。和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大

C.升高相同温度。所用时间比。少，。的吸热能力比。弱

D.相同时间内a升高的温度比〃多，”的吸热能力比b强

【答案】C

【解析】

A.实验中使用相同规格的加热器，则相同时间内。中加热器产生的热量与力中的加热器产

生的热量相同，故A不符合题意：

B.吸热能力是物质的属性，保持不变，所以。和〃的吸热能力不会随着温度的升高而发生

变化，故B不符合题意；

C.由于相同时间内。中加热器产生的热量与中的加热器产生的热量相同，则相同时间内

两种液体吸收的热量相同；升高相同的温度，。所用时间比〃少，则，，吸收的热量少，。、b

两种液体的质量相等，由c二—上可知，〃的吸热能力比〃弱，故C符合题意：

D.由于相同时间内。中加热器产生的热量与人中的加热器产生的热量相同，则相同时间内

两种液体吸收的热量相同，相同时间内〃升高的温度比匕多，“、两种液体的质量相等，

由。二一团可知，a的吸热能力比b弱，故D不符合题意。

/«Ar

故选C。

17.（2024•吉林）汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水比热容的性质。

汽车突然减速时，人由于会继续向前运动,所以开车或乘车时要系好安全带。

【答案】①.大②.惯性

【解析】

川因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，

所以人们常用水作冷却剂给汽车的发动机降温。

⑵汽车突然减速，坐在车上的人由于惯性会继续向前运动，所以我们要系好安全带。

18.（2024•黑龙江龙东）楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过

热传递供暖，这是因为水的大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃,放出的热量

是___________J。［Q=4.2xlO3J/（kg-℃）j

【答案】①.比热容②.4.2x10〉

【解析】

⑴因为水的比热容较大，所以相同质量的水和其他物质相比较，放出同样热量的情况下，

水的温度变化小，故采用热水循环的方式取暖。

［2］水放出的热量

19.（2024•黑龙江齐齐哈尔）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。

（I）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及（填测量工具）、托盘

天平（含祛码）、水和煤泊：

（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较来比较物质吸收

热量的多少；

（3）实验中选取初温不同、相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，

当它们吸收相同的热量时，通过比较来比较不同物质吸热能力的强弱；

（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中（选填“A”、

“B”或"C”）方法读数是正确的：实验中某时刻温度计示数如图3所示为°C；

（5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：（选填“水”或“煤油”）

的吸热能力更强。

加热时间/min01234...10

水的温度/℃3034384246...70

煤油温度/℃1018263442...90

【答案】①.停表②.加热时间③.质审④.升高的温度⑤.B

66⑦.水

【解析】

（1）［I］比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此缺少的实验器材是秒表。

（2）［2］实验中用两个相同的电加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通

过比较加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少。

（3）⑶⑷根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，实验中要控制不同物质的质量相等,

即实验中应量取质量相等的水和煤油，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当

它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。

（4）［3］使用温度计测量液体的温度时，视线要与液柱的上表面相平，故B正确。

⑹由图3可知，温度计的分度值为1℃,此时是零上，因此温度计示数为66℃。

（5）［7］由表格中数据可知，水和煤油加热相同的时间，水升高的温度较低，说明水的吸热

能力更强。

20.（2024•天津）使用厨房中的甩热水器将质量为5kg的水从20℃加热到50℃,该热水

器消耗了0.2kW・h的电能。已知分=4.2xl03j/（kg」C）,求：

（I）水吸收的热量；

（2）该热水器的热效率。

【答案】（1）6.3xlO5J；（2）87.5%

【解析】

解：（1）水吸收的热量为

（2）该热水器的热效率为

答：（1）水吸收热最为6.3xlO5j；

（2）该热水器的热效率为87.5%。

考点4热机

21.（2024•黑龙江齐齐哈尔）（多选）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（）

A,加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦

B.通过改进可以使汽油机的效率达到100%

C.除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的

D.若飞轮转动速度为1200r/min,则该汽油机每秒钟对外做功40次

【答案】AC

【解析】

A.加入润滑油使各零部件彼此分离，可以减小汽油机零部件间的摩擦，故A正确；

B.热机在工作时•，总要克服机器零件间的摩擦做功，还有热量的散失，导致热机的热效率

总小于1（100%）,故B错误；

C.四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；在内燃机

工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的，故C正

确；

D.若一台汽油机的转速是1200r/min=20r/s,表示每秒飞轮转动20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，1s内K轮转20圈，活塞往复运动20

次，共10个工作循环，40个冲程，做功10次，故D错误。

故选ACo

22.（2024・陕西A卷）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工

作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃

烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相

关说法正确的是（）

A.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高

B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大

C.压气机压缩空气，空气的内能减小

D.高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能

【答案】A

【解析】

A.使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确；

B.热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，燃料和压缩空气混

合后，燃料的热值不变，故B错误；

C.压气机压缩空气，压气机对•空气做功，空气的内能增大，故C错误；

D.高温高压气体推动涡轮转动时，消耗内能,将内能转化为机械能•故D错误.

故选A。

23.（2024•山东滨州）（多选）2024年5月3日17时27分，长征五号遥八运载火箭携带嫦

娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器

送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。下列说法正确的是O

A.火箭应选用密度小、热值大的燃料

B.火箭点火时，底座的温度升高，含有的热晶增大

C.火箭升空时，向下喷角获得推力与内燃机的压缩冲程相似

D.地面监控通信系统通过电磁波监控火箭发射过程

【答案】AD

【解析】

A.火箭在选用燃料时，应选用密度小、热值大的燃料，因为在燃烧相同燃料时，可以释放

更多的热量，故A正确；

B.火箭点火时，底座的温度升高，含有的内能增大，热量是过程量，不能说含有，故B错

误；

C.火箭升空时，向下喷气获得推力是利用力的作用是相互的，内燃机的压缩冲程是将机械

能转化为内能，因此不同，故c错误；

D.电磁波可以传递信息且传播不需要介质，因此地面监控通信系统是通过电磁波监控火箭

发射过程，故D正确。

故选ADo

24.汽油机将内能转化为机械能的是冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是

2400r/min,则此汽油机每秒对外做功次。

【答案】①.做功②.20

【解析】

[1]汽油机的做功冲程是通过气体对外做功将内能转化为机械能的。

⑵汽油机的转速为2400r/min,说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40r,一个工作循环中，

曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，故对外做功20次。

考点5热机效率

25.（2024•内蒙古赤峰）电动汽车因具有零排放、低噪音、节能等优点，得到了快速发展，

但仍然存在一些制约其发展的因素，忖前主要应用于城市内部交通。某智能出行平台出租的

电动汽车部分参数如卜表，

电池容量8kWh

百公里耗电12kW-

量h/100km

（1）①如果用I20kW的“快充”充电桩给该车充电，汽车电池最低电量不得低于电池容量

的20%,则给该年从最低电量到充满电需多长时问；

②就解决电动汽车充电时诃长的问题提出一条合理建议。

（2）电池容量是决定电动汽车续航里程的主要因素，若此电动汽车的能量利用率是75%,

计算该车的续航里程（按汽车电池电量不得低于电池容量的20%来计算）

（3）同样条件下，电动汽车比燃油汽车能耗小很多。某燃油汽车百公里消耗汽油10L,则

电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是多少焦耳。

（汽油的密度p=0.7xlO\汽油的热值4=4.6x107J；kg）

【答案】（1）①8min：②提高充电功率；（2）44km；（3）4.32x107J,3.22x108J

【解析】

W

解：（1）①由。=7可得，给该车从最低电量到充满电所需的时间：

②提高充电功率，可以缩短充电时间；

（2）汽车行驶时消耗的电能

由题意可知，百公里耗电量为l2kW-h/IOOkm,因此该车的续航里程为

（3）汽油的质量

m=pr=0.7x103kg/m3x1Ox10-'m5=7kg

汽油完全燃烧释放的热量

Q放=〃q=7kgx4.6x107J/kg=3.22x10sJ

即燃油汽车百公里消耗的能量为3.22xlO8j,电动汽车百公里消耗的能量

Wi=12kW-h=4.32xlO?J

答：（1）①给该车从最低甩量到充满电需8min；②提高充电功率；

（2）该车的续航里程为1程.7km；

（3）电动汽车和燃油汽车百公里消耗的能量分别是4.32XI07J、3.22x10sJo

26.（2024•广东广州）如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。

（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装

置,若燃气未点燃，会闻到臭味，表明（选填“分子间有引力”“分子间有斥力”

或“分子做无规则运动"）;

（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处

外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速__________（选填“大”“小”），

压强__________（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；

（3）壶中装有密度为1.0x1O'kg/m”、质量为2kg的水,则壶中水的体积为n?。

根据Q=qV,若天然气的热值4=4.2x107j/n?,完全燃烧\7=1.0、1（）-2013的天然气放

出热量为J,其中1.68x10$J的热量被水吸收，己知水未沸腾，比热容为4.2x103〃

（kg」C）,则水的温度升高了℃。

【答案】①.分子做无规则运动②.大③.小于©.2x10-3⑤.

4.2xlO5®.20

【解析】

（1）I”拧动点火装置，若燃气未点燃，臭味分子通过空气传到人的鼻子，使人闻到臭味，

这是一种扩散现象，表明分子做无规则运动。

（2）[2]⑶拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进

II处外泄，是因为天然气喷入后，进I」处的空气流速增人，压强减小，小于大气压，在大气

压的作用下不会外泄。

/?7

(3)[4]根据夕="可得,壶中水的体积为

[5]根据。二9丫，若天然气的热值9=4.2x107j/m3,完全燃烧V=l.()xl(尸n?的天然气

放出热量为

⑹根据可得，水的温度升高了

27.(2024•湖北)据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中

和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢

燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。

(1)氢燃料电池将化学能直接转化为能；

(2)当储氢瓶内气体压强为3.5x107Pa时，求瓶内壁Icn?的面积上受到的压力；一

(3)以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时lh,功率为172kWo

①求卡车的行驶速度；―

②求卡车所受牵引力；—

③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？(燃油机的

效率取36%,燃油的热值q取4.3x]()7j/kg)

【答案】①.电②.3.5xlO3N③20m/s8.6x10、⑤.132kg

【解析】

(1)[1]氢燃料电池发生化学反应，将化学能直接转化为电能，供用电器使用。

(2)⑵当储氢瓶内气体E强为3.5xlO,Pa时，由〃得，瓶内壁1CH?的面积上受到的

压力

(3)[引①卡车的行驶速度

⑷②根据b=/可得，卡车输出能量

由W=人可得卡车匀速行驶72km所受牵引力

⑸③解法一：由

可得，燃油完全燃烧释放的热量为

由。=小〃可得需要的燃油

减排的二氧化碳

解法二：

燃油燃烧生成的热量

效率

联立可得

需要的燃油

减排的二氧化碳

28.（2024•陕西A卷）某高校科研人员根据西藏地区太阳幅射强、供暖周期长等特点，为

藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作

过程如图所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水

箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀

门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天24小时的取暖需求，同时富

余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题,实现“不用煤，不用

气，不用电，温暖整个县城千家万户！”

同学们用所学初中物理知识对该系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于计算，工作过

程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的

热损失。[水的比热容为4.2xl（）3j/（kg.C）,水的密度为LOxlO^kg/n?]

集热板每小时、每平方米蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得

集热板面积

接收的太阳辐射能量到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失）

3xlO6J4xl04nr1.74xl()"j

（1）同学们查阅资料