第13章 内能经典练习题

第13章内能经典练习题本章我们学习了内能的概念、影响因素，以及改变内能的两种方式——做功和热传递，并引入了比热容这一重要的物理量来描述物质的吸热能力。为了帮助同学们更好地理解和巩固这些知识，下面提供一些经典练习题，并附上详细的解析与点评，希望能对大家有所启发。一、概念辨析与理解例题1：关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A.物体的温度越高，含有的热量越多B.物体吸收热量，温度一定升高C.物体内能增加，一定是吸收了热量D.物体温度升高，内能一定增加解析与点评：这道题主要考查对温度、热量、内能三个基本概念及其相互关系的理解。选项A：热量是一个过程量，描述的是热传递过程中内能的改变量，不能说物体“含有”或“具有”热量。只能说“吸收”或“放出”了多少热量。因此A错误。选项B：物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高。例如，晶体在熔化过程中，持续吸热，但温度保持不变，此过程内能增加（分子势能增加）。因此B错误。选项C：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。物体内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功。因此C错误。选项D：对于同一物体（质量和状态不变），温度升高，分子热运动加剧，分子动能增大，内能一定增加。这里隐含了“同一物体”的前提，这是重要的条件。因此D正确。小结：温度是分子热运动剧烈程度的标志，内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，热量是热传递过程中内能转移的量度。三者概念不同，关系密切但不可混淆。例题2：下列关于内能的说法中，正确的是（）A.0℃的冰块没有内能B.物体的内能增大，一定是吸收了热量C.物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高D.内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和解析与点评：选项A：一切物体，不论温度高低，都具有内能。因为分子在永不停息地做无规则运动，分子间也存在相互作用力。0℃的冰块，其分子仍然在运动，分子间也有势能。因此A错误。选项B：与例题1的C选项类似，物体内能增大，可能是吸收热量，也可能是外界对物体做功。因此B错误。选项C：物体吸收热量，内能通常会增加，但温度不一定升高（如晶体熔化、液体沸腾）。因此C错误。选项D：这是内能的定义，准确无误。因此D正确。小结：内能是物体的固有属性，理解其定义和影响因素（质量、温度、状态、物质种类）是关键。二、内能的改变方式例题3：下列实例中，通过做功的方式改变物体内能的是（）A.用热水袋暖手，手的温度升高B.将冰块放入饮料中，饮料的温度降低C.刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋的温度降低D.两手相互摩擦，手的温度升高解析与点评：改变内能的两种方式是做功和热传递。做功是其他形式的能与内能的相互转化；热传递是内能的转移，发生的条件是存在温度差。选项A、B、C：都是通过热传递的方式改变内能。热水袋暖手是内能从热水袋转移到手上；冰块放入饮料是内能从饮料转移到冰块；鸡蛋放入冷水是内能从鸡蛋转移到冷水。选项D：两手相互摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使手的温度升高，这是通过做功改变内能。因此D正确。小结：判断是做功还是热传递，关键看是能量的转化还是转移。有摩擦、压缩、膨胀等机械动作，通常伴随做功。例题4：冬天，人们搓手取暖，这是通过______的方式改变手的内能；用热水袋取暖，这是通过______的方式改变手的内能。解析与点评：搓手取暖，手与手之间存在摩擦，克服摩擦做功，是做功的方式。用热水袋取暖，手从热水袋吸收热量，是热传递的方式。答案：做功；热传递。三、比热容的理解与应用例题5：关于比热容，下列说法正确的是（）A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关B.物体的比热容跟物体的温度有关C.物体的质量越大，它的比热容越大D.物体的比热容是物质本身的一种特性，与温度、质量都没有关系解析与点评：比热容是反映物质吸热或放热能力的物理量，它是物质的一种特性，大小只与物质的种类和状态有关，与物体的质量、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。选项A、B、C：均错误地认为比热容与热量、温度、质量有关。选项D：正确阐述了比热容的特性。因此D正确。小结：比热容是物质的“性格”之一，如同密度一样，是物质本身的属性。例题6：质量相等的水和砂石，吸收了相同的热量后，______的温度升高得多。这是因为水的比热容比砂石的______。（选填“大”或“小”）解析与点评：根据比热容的定义式变形得到：Δt=Q/(cm)。当质量m相等，吸收的热量Q相同时，温度变化Δt与比热容c成反比。水的比热容远大于砂石的比热容，所以砂石的温度升高得多。答案：砂石；大。小结：利用比热容解释生活现象是常见题型，关键在于理解Q=cmΔt中各物理量的关系。水的比热容大，在吸收或放出相同热量时，温度变化小，这一特性有很多应用，如调节气候、汽车冷却等。例题7：质量为m的水，温度从t₁升高到t₂，需要吸收多少热量？如果这些热量由燃烧某种燃料来提供，燃料燃烧放出的热量有多少被水吸收？（已知水的比热容为c）解析与点评：这是比热容的基本计算题。水吸收的热量Q吸=cm(t₂-t₁)。关于燃料燃烧放热与效率的问题，题目中未给出燃料的热值和质量，也未给出效率，因此第二问无法计算具体数值，但可以引出“热效率”的概念，即η=Q吸/Q放。答案：水吸收的热量为Q吸=cm(t₂-t₁)。小结：热量计算公式Q=cmΔt是本章的重点，要能熟练运用，并理解各物理量的单位。四、综合应用题例题8：为什么沿海地区昼夜温差较小，而内陆地区昼夜温差较大？解析与点评：这是利用水的比热容大解释气候现象的典型例子。沿海地区水多，内陆地区砂石、泥土多。水的比热容比砂石、泥土大得多。白天，相同质量的水和砂石吸收相同的太阳热量时，根据Δt=Q/(cm)，水的温度升高得少，砂石温度升高得多，所以沿海地区气温不会太高；夜晚，相同质量的水和砂石放出相同的热量时，水的温度降低得少，砂石温度降低得多，所以沿海地区气温不会太低。因此，沿海地区昼夜温差较小，内陆地区昼夜温差较大。小结：这类问题的回答要紧扣比热容的特性和Q=cmΔt的关系，结合具体情境分析。例题9：汽车发动机常用水作为冷却剂，这是因为水的______较大。发动机工作时，______能转化为______能。若发动机的水箱中装有质量为m的水，水温升高了Δt，则水吸收的热量为______。解析与点评：用水做冷却剂，是因为水的比热容大，相同条件下能吸收更多的热量。发动机工作时，燃料燃烧释放化学能，最终主要转化为机械能，但也有部分转化为内能使发动机温度升高。水吸收的热量Q吸=cmΔt。答案：比热容；化学（或内）；机械（或动）；cmΔt。小结：本题综合考查了比热容的应用、能量转化以及热量计算，体现了物理知识与生活实际的联系。总结与提示本章的练习题主要围绕内能的概念、影响因素、改变方式以及比热容的理解和应用展开。解题时，首先要准确理解基本概念，特别是温度、内能、热量三者的区别与联系；其次要能正确区分做功和热传递这两种改变内能的方式；