备战2023物理新中考二轮复习重难突破（广东专用）专题05 内能和内能的利用

重点讲解

重点一、内能

1.定义：物体内所有分子热运动的动能，以及分子势能的总和，叫做物体的内能。

2.内能的影响因素

①物体质量：在其他条件相同情况下，物体质量越大，内能越大。（质量决定分子个数）

②温度：在其他条件相同情况下，物体温度越高，内能越大。（温度影响分子热运动）

③物质状态：在其他条件相同情况下，物质状态不同，内能也不同。（物质状态改变时一定要吸放热）

重点二、改变内能的两条途径

1.做功

①实质：不同能量之间的转化。

②在其他条件不变的情况下，物体对外做功则物体内能减小，外界对物体做功，则物体内能增加。

③典例：

压缩气体——气体内能增加（机械能转化为内能）

气体膨胀对外做功——内能减小（内能转化为机械能）

摩擦、锻打、弯折——内能增加（机械能转化为内能）

通电发热——内能增加（电能转化为内能）

2.热传递

①实质：不同物体或同一物体不同部分之间内能的转移。发生热传递时，温度低的物体内能增大，温度高的物体内能减小。

②前提：存在温度差。内能一定是从温度高的物体传递给温度低的物体。而不是从内能大的物体传给内能小的物体。

③热量：在热传递过程中，内能的改变量叫做热量。

做功与热传递在改变内能效果上是等效的。

重点三、温度、内能、热量、热辨析

（1）热量、内能的单位都是焦耳。区别在于，内能是能量的一种形式，是状态量；热量表示内能的改变，对应热传递的过程，是过程量。

常见语言表述方式：物体“具有内能……”、物体“吸收/放出热量……”、不可以说“具有……热量”

（2）温度，是状态量，描述物体冷热程度，不能传递。

（3）“热”，有时候表示“热量”，例如：吸热、放热、

有时候表示“温度”，例如：夏天天气很热、

有时候表示“内能”，例如：摩擦生热

【易错点】

【规律总结】

做功和热传递都可以使得物体内能改变，做功与热传递在改变内能效果上是一致的。当物体内能发生改变时，有可能是做功造成的，有可能是热传递造成的。

真题演练

一、单选题

1．（2021·广东深圳·中考真题）下列说法错误的是（　　）

A．人吃冰淇淋，感觉很凉爽——热传递

B．冬天搓手取暖——做功改变物体的内能

C．酒精喷在手上感到凉快——液化吸热

D．夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜——凝华

2．（2021·广东广州·模拟预测）下列说法，正确的是（　　）

A．物体的内能增大温度一定升高

B．高温物体比低温物体含有的热量多

C．热量总是从内能大的物体传给内能小的物体

D．物体的温度升高内能一定增大

3．（2021·广东广州·模拟预测）下列现实情境中，用物理知识解释错误的一项是（　　）

A．用注射器将药液推进病人体内是利用了分子间的吸引力

B．起重机吊着货物匀速上升时，吊绳对货物的拉力大小等于货物的重力

C．夏天比冬天更容易闻到气味是因为温度越高分子运动越剧烈

D．大型载重汽车装有很多的轮子是为了减小车子对地面的压强

4．（2021·广东清远·二模）下列现象的解释，说法正确的是（　　）

A．甲图中二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象

B．乙图中将一定量的酒精和水混合后总体积变小是因为酒精蒸发了

C．丙图中红墨水在热水中扩散较快，是因为热水的内能比冷水更大

D．丁图中向上拉刚好水平接触水面的玻璃板至脱离水面，测力计示数增大

二、双选题

5．（2021·广东深圳·中考真题）下列说法正确的是（　　）

A．在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高

B．同一种物体比热容一定相同

C．物体吸热时，温度不一定升高

D．燃料的热值越大，热量越多

三、填空题

6．（2021·广东·正德中学二模）氧气瓶的质量是5kg，装入压缩氧气后总质量为6kg，氧气瓶容积是，若瓶内氧气用去了，余下氧气的密度是______。用太阳能热水器给40千克的水加热，水温由升高到，水吸收的热量是______焦耳。一瓶酒精倒掉一半之后，热值______（填“变大”“变小”“不变”）。

7．（2021·广东·惠州一中二模）为了探究某物质在固态和液态时的吸热升温现象，小明用酒精灯均匀加热该种固体，根据实验数据绘制出的温度与时间的图线如图所示。由图知该物质是___________（选填“晶体”或“非晶体”），该物质熔化过程用了___________；小明通过查阅资料已知该物质液态（阶段）时的比热容为，则该物质在固态（阶段）时的比热容为___________。

8．（2021·广东·惠州一中二模）如图所示，用电蒸锅热馒头时，电热丝加热使水___________（填物态变化名称），产生高温水蒸气，水蒸气接触到馒头时发生液化，同时___________（选填“吸收”或“放出”）大量的热，从而把馒头蒸熟，这是通过___________方式改变馒头的内能。

9．（2021·广东·珠海市紫荆中学三模）新冠肺炎疫情自2020年春节期间爆发至今，新冠病毒是直径仅为的颗粒物，可通过飞沫传播，飞沫传播的方式______ （选填：“是”或“不是”）扩散现象。在做好各项防控工作中，其中重要的一种方法是用酒精消毒，在使用酒精前要进行稀释，在稀释过程中发现等体积的酒精和水放在一起时，发现总体积小于酒精和水的体积之和，原因是______，我们很远就能闻到酒精的气味说明酒精分子在做______。

10．（2021·广东惠州·一模）如图所示，温度计的读数是______ ℃，在温度计示数上升的过程中，水银的内能______ （选填“增大”或“减小”），这是通过______ 方式（选填“做功”或“热传递”）而使内能发生改变的。

四、实验题

11．（2021·广东广州·二模）如图所示电路，定值电阻阻值R1>R2。

（1）根据所学的知识分析：电路工作一段时间，R1电阻产生的热量______R2电阻产生的热量（选填“>”、“<”或“=”）；

（2）假设电阻产生的热量全部用于自身的升温，小明想设计实验验证（1）的结论。他设计的实验方案如下：

a.按电路图连接实物图

b.闭合开关前，用规格相同的测温工具分别测出R1、R2的温度

c.闭合开关，用测温工具测出同一时刻R1、R2的温度

判断方法：升高温度多的电阻产生的热量多；小红认为小明的设计方案不可行，请你写出小红的判断依据。______

12．（2021·广东茂名·一模）完成下面三个探究实验中：

（1）如图甲所示实验（h2>h1）是探究动能大小与______的关系：

①实验中观察到木块移动的距离接近，为使实验现象更明显，下列措施一定可行的是______；

A．增大h1 B．增大h2

C．图（a）实验用质量更小的木块          D．图（b）实验用更粗糙的水平面

②改进实验方案，完成实验后，得出正确结论，下列现象可以用该结论解释的是______；

A．高速公路对货车限高       B．高速公路对货车限重

C．桥梁对货车限重             D．高速公路对货车限速

（2）图乙的实验中，在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，甲、乙液体吸热多少是______反映；

（3）在探究滑轮组机械效率时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得笫4组数据，如下表所示：

①根据表中前3次实验数据，画出图丙（C）中滑轮组的绕绳方法______；       

②第3次实验时滑轮组的机械效率为______（结果精确到0.1%）；       

③由表中第______组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关；       

④由表中第3、4组数据可知，不同滑轮组的机械效率与摩擦和______有关；

13．（2021·广东汕头·一模）在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中，某组同学用如图甲所示实验装置进行了两次实验，并根据实验数据绘制了如图乙所示的图像。

（1）安装图甲所示的器材时，温度计的玻璃泡全部浸没在水中，不要碰到烧杯的底部或侧壁；

（2）从实验中可以看到，水沸腾时形成的大量气泡不断上升、______，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重，这是因为水蒸气______，所以实验时要注意安全；

（3）分析图乙中的图线可知，第一次实验和第二次实验所用水的质量之比是______。

五、综合题

14．（2021·广东·模拟预测）“页岩气”是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，其中甲烷的含量为，是种清洁高效的能资和化工原料，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。我国“页岩气”可采储量大，正在大力发展开采技术。“页岩气”生产过程中一般无需排水，生产周期长，一般为30年年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值。，甲烷的热值取

（1）“页岩气”的主要成分是______；

（2）日常生活中常对天然气采用的______方式液化成液态后储存在罐中。运输天然气的罐车常常连接一根铁链接地，这样可以将运输过程因摩擦起电而使罐体带上的正电中和掉，防止火灾发生。摩擦起电过程中罐体是______（选填“得到”或“失去”）电子；中和过程中，其电流方向是______（选填“罐体到大地”或“大地到罐体”）；

（3）若“页岩气”中甲烷占，则的“页岩气”中甲烷完全燃烧放出的热量，在一标准大气压下，至多可以将质量为______ kg温度为的水加热至沸腾。

六、计算题

15．（2021·广东广州·二模）小明对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是。

【已知：水的比热容为】

（1）用电磁炉将质量为2kg的水从加热到，消耗了的电能，水吸收的热量是多少？此过程电磁炉的效率是多少？

（2）将电磁炉接入家庭电路上煮粥，先调到大功率把粥烧开，后用小功率继续熬粥，这段时间电磁炉功率随时间变化如图所示，

①用大功率时，电磁炉的工作电流是多少？

②电磁炉在这15min内消耗的电能是多少？

参考答案：

1．C

【解析】

A．人吃冰淇淋，感觉很凉爽，是因为人的体温较高，冰淇淋的温度较低，两者存在温度差，发生热传递，人的体温降低，感觉很凉爽，故A正确，不符合题意；

B．改变物体内能的两种方式，做功和热传递；冬天搓手取暖，双手互相摩擦，双手温度升高，内能增加，这是通过做功改变物体的内能，故B正确，不符合题意；

C．酒精喷在手上感到凉快，酒精是液体，容易汽化，在手上容易汽化，汽化要吸热，吸收手的热量，手温度降低，人感到凉快，所以这是汽化吸热，故C错误，符合题意；

D．夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜，是因为冰棍长时间在冰箱内，温度较低，空气中的水蒸气直接凝华成小冰晶，即冰棍外的白霜，这是凝华现象，故D正确，不符合题意。

故选C。

2．D

【解析】

A．晶体在熔化过程中，内能增加，但是温度不变，比如冰在熔化过程中，吸收热量，内能增加，但温度保持不变，故A错误；

B．热量是过程量，不能说含有，只能说吸收或放出，故B错误；

C．热量总是从温度高的物体传给温度低的物体，或者从物体的高温部分传递到物体的低温部分，故C错误；

D．物体温度升高，内能一定增大，故D正确。

故选。

3．A

【解析】

A．用注射器将药液注入病人体内，是利用了手的推力，不是分子间的吸引力，故A错误，A符合题意；

B．起重机吊着货物匀速上升时，钢丝绳对重物的拉力和物体本身的重力相等，是一对平衡力，故B正确，B不符合题意；

C．夏天比冬天更容易闻到气味，是因为夏天的温度高，分子运动越剧烈，故C正确，C不符合题意；

D．大型载重汽车装有很多的轮子是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对路面的压强，故D正确，D不符合题意。

故选A。

4．D

【解析】

A．下边瓶子装入二氧化氮气体，因为二氧化氮气体的密度大于空气的密度，本来应该在空气的下方，结果发现上边瓶子内的气体也变成了红棕色，则说明二氧化氮气体分子在做无规则运动，就可以证明扩散现象的存在，故A错误；

B．将一定量水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在间隙，故B错误；

C．在冷水杯和热水杯中滴入两滴红墨水，由于热水的温度高，故分子运动剧烈，会看到热水中的墨水扩散的快，这表明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，故C错误；

D．玻璃板水平接触水面，稍用力向上提弹簧测力计，在玻璃板未脱离水面时，弹簧测力计示数比玻璃板不接触水面时大，说明分子间存在着相互作用的引力，故D正确。

故选D。

5．AC

【解析】

A．柴油机是压燃式，汽油机是火花塞点火，因此在压缩冲程中，柴油机比汽油机压缩程度高，故A正确；

B．比热容与物体状态有关，同一种物体若状态不同，比热容也不相同，故B错误；

C．晶体在熔化时吸热，温度保持不变，故C正确；

D．热量与燃料热值有关，还得燃料质量有关，故D错误。

故选AC。

6．     40     3.36×106##3360000     不变

【解析】

[1]氧气瓶的容积

最初氧气的质量

剩余氧气的质量

因剩余氧气的体积不变，所以剩余氧气的密度

[2]水吸收的热量

[3]热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关，一瓶酒精倒掉一半之后，燃料的种类没有发生变化，故其热值不变。

7．     晶体     4    

【解析】

[1]由图可知，该物质有一段时间内吸收热量但温度保持不变，说明该物质是晶体。

[2]由图可知，该物质在A点开始熔化，在B点熔化结束，所用该物质熔化所用时间为

[3]加热相同的时间，该物质固态和液态时吸收热量相同，假设加热2min，则

由上式可得该物质固态时的比热容为

8．     汽化     放出     热传递

【解析】

[1][2][3]用电蒸锅蒸馒头时，电热丝给容器中的水加热，使水剧烈沸腾而汽化为高温的水蒸气，高温水蒸气上升接触到馒头时发生液化现象，液化时放出大量的热给馒头，从而把馒头蒸熟；由于蒸馒头时能量的形式没有发生变化，则改变馒头的内能是通过热传递方式实现的。

9．     不是     分子间存在间隙     无规则运动

【解析】

[1]飞沫传播的方式不是扩散现象，属于物体的机械运动。

[2]等体积的酒精和水放在一起时，发现总体积小于酒精和水的体积之和，原因是分子间存在间隙。

[3]我们很远就能闻到酒精的气味，这是扩散现象，说明酒精分子在不停地做无规则运动。

10．     -16     增大     热传递

【解析】

[1] 图中温度计10℃又分成10个小刻度，故分度值为1℃，温度计的示数越往下越大，表示零下，所以读数为-16℃。

[2] 在温度计示数上升的过程中，温度计中水银的温度升高，内能增大。

[3] 温度计示数上升时，内能由高温物体传向低温物体，这是通过热传递的方式改变物体内能的。

11．     >     见解析

【解析】

（1）[1]分析图中电路可知电阻R1和R2串联，根据串联电路的电流特点可知通过R1的电流和通过R2的电流相等，通过可知，在通电时间和电流都相同的情况下，电阻越大的产生热量越多，故R1电阻产生的热量大于R2电阻产生的热量；

（2）[2]根据，由于两定值电阻的质量和比热容的大小关系不确定，所以不能通过升高的温度来判断电阻产生的热量。

12．     速度     B     D     加热时间          66.7%     1、2、3     动滑轮重

【解析】

（1）[1]由图可知，h1＞h2，小车到达斜面底端的速度不同，是探究动能大小与速度的关系。

①[2]AB．实验中观察到木块移动的距离接近，为使实验现象更明显，可以增大h2来增大小车的速度，从而使木块移动的距离增大，故A不符合题意，B符合题意；

CD．探究动能大小与速度的关系时，需要控制小车的质量以及木块的质量均相同、水平面的粗糙程度相同，故CD不符合题意。

故选B。

②[3]根据实验可知，小车下滑的高度不同，到达水平面时的速度不同，探究的是动能大小与速度的关系，速度越大，动能越大。

A．高速公路对货车限高，与动能的大小无关，故A不符合题意；

B．高速公路对货车限重，是通过减小质量来减小动能的，故B不符合题意；

C．桥梁对货车限重，与动能的大小无关，故C不符合题意；

D．高速公路对货车限速，是通过减小速度来减小动能的，故D符合题意。

故选D。

（2）[4]图乙的实验中，在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，根据转换法可知，通过加热时间的长短反映液体吸热的多少。

（3）①[5]由前3组实验数据可知s=3h，所以n=3，即滑轮组由3段绳子承担物重，因此绳子应从动滑轮上面挂钩绕起，如图所示：

②[6]第3次实验时滑轮组的机械效率为

③[7]由表中第1、2、3组数据可知，动滑轮的重力相同，上升的高度也相同，物体的重力越大，机械效率越高，这说明滑轮组的机械效率与被提升的物重有关。

④[8]第3、4组数据，物重、钩码被提升的高度相同，被提升的动滑轮重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关。

13．     变大     液化时还要放出大量的热     5：3

【解析】

（2）[1]当水沸腾时，水中形成大量的气泡上升，变大，破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中；就表明水沸腾了，且此时温度为沸点。

[2]水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重，这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多，水蒸气遇到相对温度比较低的人体，就会液化，液化要放出大量的热，所以水蒸气烫伤更厉害。

（3）[3]在装置相同的情况下，相同时间吸收热量相同，即

第一次实验和第二次实验所用水的质量之比

14．     甲烷     压缩体积     失去     罐体到大地     50

【解析】

（1）[1]根据题意，“页岩气”是指附存于有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，其中甲烷的含量为，故可知页岩气的主要成分是甲烷。

（2）[2]使气体液体的方法是：降低温度和压缩体积。日常生活中常对天然气采用压缩体积的方式液化成液态后储存在罐中。

[3]摩擦起电的实质是电荷的转移。已知摩擦起电过程中罐体带上的是正电，说明罐体失去了电子。

[4]物理学规定正电荷定向移动的方向是电流的方向，已知罐体带正电，中和过程中，电子从大地到罐体，所以电流方向是罐体到大地。

（3）[5]的页岩气包含的甲烷为

V＝

甲烷完全燃烧放出的热量

在标准大气压下沸水的温度是，水吸收的热量与甲烷完全燃烧放出的热量相等，根据得水的质量为

15．（1），；（2）①10A；②

【解析】

（1）水吸收的热量

电磁炉的效率

（2）①由图知道，电磁炉的大功率为，由知道，电磁炉的大功率时通过电磁炉的电流

（2）②根据知道，电磁炉在这15min内消耗的电能

答：（1）水吸收的热量是，此过程电磁炉的效率是；

（2）①用大功率时，电磁炉的工作电流是10A；

②电磁炉在这15min内消耗的电能是