备战2023物理新中考二轮复习重难突破（河北专用）专题09 内能

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重点一、分子动理论
1.物质的组成：物质是由分子组成的。分子若看成球型，其直径以10-10m来度量。
2.分子动理论：一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。
3.扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。
△注意：扩散现象说明：分子之间有间隙，分子在做不停的无规则的运动。能看见的灰尘，固体液体的运动不属于扩散现象。
4.分子间同时存在相互作用的引力和斥力。
重点二、内能
1.内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。
2.物体在任何情况下都有内能，无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。
3.影响物体内能大小的因素：
温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。
质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。
材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。
5.热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
△注意：温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越大。
重点三、改变内能的方法
1.改变内能的方法：做功和热传递。
2.热传递条件：从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递。
四、温度、热量、内能 区别：
温度：表示物体的冷热程度。
热量：是一个过程量。内能改变的多少。
内能：是一个状态量。任何物体都具有内能
△注意：温度升高内能一定增加，但不一定吸热；内能增加温度不一定升高，也不一定吸热；吸热不一定温度升高，内能也不一定增加。
真题演练
一．选择题
1．（2021•石家庄模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．钻木取火，是将内能转化成机械能
B．酒精燃烧，是将化学能转化为内能
C．电动机工作时，是将机械能转化为电能
D．对手机电池充电，是将化学能转化为电能
2．（2021•新华区校级一模）单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，此汽油机在每秒钟内（ ）
A．完成120个冲程，对外做功30次
B．完成60个冲程，对外做功15次
C．完成30个冲程，对外做功15次
D．完成60个冲程，对外做功30次
3．（2021•丰润区模拟）从分子动理论的角度解释下列现象，错误的（ ）
A．酒香不怕巷子深——分子在不停的运动
B．固体和液体很难被压缩——分子间存在引力
C．向篮球中打气——分子间有间隙
D．温度越高，液体蒸发越快一一分子运动的剧烈程度与温度有关
4．（2021•石家庄模拟）下列对宏观现象的微观解释不正确的是（ ）
A．水凝固成冰体积变大﹣﹣﹣﹣﹣分子间距变大
B．变瘪的乒乓球放入热水中鼓起来﹣﹣﹣﹣﹣分子的个数变多
C．湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快﹣﹣﹣﹣﹣温度越高分子运动越快
D．1L水和1L酒精混合后的总体积小于2L﹣﹣﹣﹣﹣﹣分子间存在间隙
5．（2021•石家庄模拟）分析和推理是学习中常用的方法。下列推理正确的是（ ）
A．溶液是均一稳定的液体，则均一稳定的液体一定是溶液
B．物体温度升高时内能增加，则物体内能增加时温度一定升高
C．利用化学作用可以去除油污，则汽油去除油污也是利用化学作用
D．力是改变物体运动状态的原因，则当物体运动状态变化时一定受到了力的作用
6．（2021•海港区一模）下列与分子相关的描述正确的是（ ）
A．花香四溢说明分子是运动的
B．破镜难圆说明分子间没有引力
C．铁、水、空气、磁场等物质都是由大量分子组成的
D．物质在固态时体积最小说明分子间没有空隙
7．（2021•路北区一模）下列现象的分析正确的是（ ）
A．盛放浓硫酸的瓶敞口放置，溶液变多﹣﹣分子间距离增大
B．瘪了的乒乓球放在热水里会鼓胀起来﹣﹣分子体积受热膨胀
C．春天里闻到百花香﹣﹣﹣分子是做无规则运动的
D．两块铅块压紧后能吊起重物﹣﹣﹣分子间有斥力
8．（2021•路南区一模）用“分子的观点”解释下列现象，不正确的是（ ）
A．汽油被压缩﹣﹣﹣﹣﹣分子间隔变小
B．粮食酿酒﹣﹣﹣﹣﹣分子种类发生变化
C．金刚石很硬，石墨很软﹣﹣﹣﹣﹣碳原子结构不同
D．两个干净平整的铅柱紧压在一起会结合起来﹣﹣﹣﹣﹣分子间存在引力
9．（2021•滦州市一模）从分子的角度分析，下列解释不合理的是（ ）
A．热胀冷缩﹣﹣分子的间隔随温度变化而改变
B．湿衣服在太阳光下更容易晒干﹣﹣温度越高，分子运动越剧烈
C．水壶烧开水，壶盖顶开﹣﹣分子间空隙变大，分子体积膨胀
D．防“新冠肺炎”喷洒消毒液后公共场所充满气味﹣﹣分子在不停地运动
10．（2021•石家庄模拟）下列对宏观事实的微观解释不正确的是（ ）
A．水通电生成氢气和氧气——化学反应中分子发生了改变
B．压瘪的乒乓球在热水中能鼓起来——温度升高，分子变大
C．端午时节粽飘香——分子不断运动
D．一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同——不同种分子的性质不同
11．（2021•河北模拟）关于热学知识，下列说法正确的是（ ）
A．“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地做无规则运动
B．物体放出热量时，温度一定降低
C．一杯水的比热容比一桶水的比热容小
D．物体的运动速度越大，物体内部分子运动就越快，因而物体的内能越大
12．（2021•岳阳一模）下列说法正确的是（ ）
A．“破镜不能重圆”说明分子间没有引力
B．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
C．把0℃的冰块加热熔化成0℃的水，若不考虑水的蒸发，其内能不变
D．同一物体温度降低得越多，放出的热量就越多
二．多选题
（多选）13．（2021•邢台模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．风力发电机可以将机械能转化为电能
B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能
C．电暖气正常工作时．主要是将电能转化为化学能
D．电风扇正常工作时，主要是将电能转化为机械能
三．填空题
14．（2020•河北）小明用除颜色不同外，其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来，再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中，然后将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，小明用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高得较多。
请回答下列问题：
（1）黑纸的吸热性能比白纸的要 （选填“好”或“差”）；
（2）两瓶中的水是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使其内能增加的；
（3）已知包有黑纸的瓶中装有0.5kg水。0.5kg的水温度升高20℃，需吸收 J的热量。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
15．（2021•河北）小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度﹣时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 （选填“＞”“＜”或“＝”）乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 方式实现的。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
16．（2021•唐山二模）汽车是我们常用的交通工具之一，汽油机是汽车的动力装置，在压缩冲程末，火花塞点火使燃料猛烈的燃烧，将 能转化成内能。如图所示是汽油机的 冲程。若某汽车效率为40%，完全燃烧10kg的汽油可转化为 J的机械能。（q汽油＝4.6×107J/kg）
17．（2021•竞秀区模拟）运载火箭升空时，火箭中自带燃料氢和助燃剂氧在火箭喷气发动机内燃烧，发动机向外喷射燃气使火箭获得升空的动力。火箭喷气发动机属于 （选填“发电机”“电动机”或“热机”），火箭获得升空的动力应用的物理原理是 。氢气作为一种新能，它的优点是 （答一点即可）。
18．（2021•衡水模拟）汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，由图可知现在它正处在 冲程。某单缸四冲程汽油机在1s内完成了20个循环，则该汽油机工作时飞轮转速是 r/min，每秒对外做功 次。
19．（2021•桥西区模拟）2020年5月5日，长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功，5月8日，火箭搭载的新一代载人飞船试验船返回，在三把巨型降落伞牵制下于东风着陆场区平安着陆（如图所示）。该火箭使用的燃料主要是液态氢，若完全燃烧0.5kg的氢燃料，可放出的热量是 J，若这些热量有84%被质量为1.0×104kg的水吸收，水的温度能够上升 ℃；降落伞的主要作用是让返回舱在减速落地前，动能 。[q氢＝1.4×108J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
20．（2021•承德一模）四冲程汽油机在工作时，将汽油的 能转化为活塞的机械能。如果这台汽油机在1min内曲轴转动了2400圈，则1s内完成 个做功冲程。为防止气缸温度过高，需要用冷却液冷却气缸，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式改变内能的。
21．（2020•迁安市一模）2009年，我国首次在青海省发现可燃冰，可燃冰具有热值大、储量大、能直接点燃等特点。已知它的热值为1.4×1010J/m3，则1.5m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为 J。假设这些热量全部被比热容为4.2×103J/（kg•℃）的水吸收，可以使 kg的水温度升高50℃，若某装置仅能使水的吸热效率达到80%，那么使这些水温度升高40℃需要燃烧可燃冰 m3。
22．（2020•桥西区校级一模）如图所示是汽油机工作的 冲程。为了能够及时将汽油机工作时所产生的大量的热量带走，通常采用水循环的方式，这是利用水 的特性。水箱中2.5kg的水温度升高了20℃，这些水吸收的热量为 J，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
四．计算题
23．（2021•石家庄模拟）塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区。该油田向我国东部地区输送天然气超过800亿立方米，惠泽我国14个省市自治区的80多个大中型城市3亿居民。
（1）从物理角度来看，则每输送100m3的天然气就相当于输送了多少焦的能量？（天然气的热值为8.3×107J/m3）。
（2）若100m3的天然气完全燃烧放出的热量的80%被水吸收，可以使多少千克的水从20℃升高到100℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
专题09-内能
参考答案与试题解析
一．选择题
1．【解答】解：A、钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A错误；
B、酒精燃烧，是将酒精的化学能转化为内能，故B正确；
C、电动机工作时，是将电能转化为机械能，故C错误；
D、对手机电池充电，电池相当于用电器，是将电能转化为化学能，故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：飞轮转速为1800r/min＝30r/s，
因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，完成4个冲程，
所以，该汽油机1s内完成60个冲程，对外做功15次。
故选：B。
3．【解答】解：A、酒香不怕巷子深是分子的无规则运动引起的扩散现象，故A正确；
B、固体和液体很难被压缩，是因为分子间存在斥力，故B错误；
C、向篮球中打气，气体分子增加，但气体体积不变，说明分子间有空隙，故C正确；
D、温度越高，液体蒸发越快，说明分子运动的剧烈程度与温度有关，故D正确。
故选：B。
4．【解答】解：A、水凝固成冰体积变大，说明分子间的间距变大，故A正确；
B、变瘪的乒乓球放入热水中鼓起来，是因为温度升高，气体分子之间的间隔变大，故B错误；
C、湿衣服在阳光下比在阴凉处干得快，是因为温度越高，分子运动越快，故C正确；
D、1L水和1L酒精混合后的总体积小于2L，说明分子之间有空隙，故D正确。
故选：B。
5．【解答】解：A、溶液是由一种或几种物质分散到另一种物质里，组成的均一、稳定的混合物，均一、稳定的液体可能是混合物，也可能是单质，故A推理错误。
B、物体的内能跟物体的质量、温度和状态有关，在质量和状态相同时，物体温度升高，物体的内能增加；物体的内能跟物体的质量、温度和状态有关，物体质量一定时，物体的内能增加，可能是物体的温度升高，也可能是物体发生物态变化，故B推理错误。
C、汽油去除油污是油污溶解在汽油中，达到去污的目的，这是溶解，溶解是物理变化，不是化学变化，故C推理错误。
D、力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态变化时，物体一定受到力的作用，并且受到的是非平衡力，故D推理正确。
故选：D。
6．【解答】解：A.花香四溢是扩散的结果，说明分子在不断的运动，故A正确；
B.由于镜子破裂处的绝大多数分子间距离较大，大于分子直径的10倍，分子间的作用力就十分微弱，所以“破镜不能重圆”，不是因为分子间没有引力，故B错误；
C.铁、水、空气等物质都是由大量分子或原子组成的，磁体周围存在的一种传递磁极间相互作用的物质，叫磁场，它不是由分子组成的，故C错误；
D.物质在固态时体积最小，并不是分子间没有间隔，而是分子之间较小，故D错误；
故选：A。
7．【解答】解：A、因为浓硫酸具有吸水性，盛放浓硫酸的瓶敞口放置，溶液变多，是硫酸吸水的缘故，故A错误；
B、由于分子间隔有间隔，在受热时，分子的间隔变大。所以，变瘪的乒乓球在热水中又鼓起来，分子的大小没有变化，故B错误；
C、由于分子是运动的，花香的微粒通过运动能分散到周围的空气中。所以春天里闻到百花香，故C正确；
D、把两块表面干净的铅压紧，下面吊一个重物时不能把它们拉开，说明分子间存在引力，故D错误。
故选：C。
8【解答】解：A、物体能被压缩是因为分子间有间隔，汽油被压缩时，分子间隔变小，故A正确；
B、当物质间发生化学变化时，会产生新物质，分子种类发生变化。粮食酿酒时发生了化学变化，分子种类发生变化，故B正确；
C、金刚石和石墨都是由碳原子构成的，它们的硬度不同，是因为碳原子排列顺序不同，故C错误；
D、由于分子间存在引力，两个干净平整的铅柱紧压在一起时会结合起来，故D正确。
故选：C。
9．【解答】解：A、热胀冷缩是因为微粒的间隔随温度变化而改变的缘故，故A正确。
B、湿衣服在太阳光下更容易晒干是因为温度越高，分子运动越剧烈，故B正确。
C、水烧开后，壶盖被顶开，是因为水分子间的间隔变大了，但分子体积不变，故C错误。
D、喷洒消毒液后公共场所充满气味，是因为分子在不停地做无规则运动的缘故，故D正确。
故选：C。
10．【解答】解：A、水通电生成氢气和氧气，是因为水分子分裂成了氢原子和氧原子，然后氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子，大量的氢分子、氧分子分别聚集成氢气、氧气，该事实说明分子是可以再分的，故A正确；
B、压瘪的乒乓球放入热水中能鼓起来，是因为温度升高，分子间的间隔变大，分子没有变大，故B不正确；
C、端午时节粽飘香，属于扩散现象，是因为分子是在不断地无规则运动的缘故，故C正确；
D、一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同——不同种分子的性质不同，故D正确。
故选：B。
11．【解答】解：
A、“酒香不怕巷子深”是一个扩散现象，是由于分子在不停地做无规则运动，故A正确；
B、物体放出热量时，温度不一定降低，比如晶体的凝固过程，放出热量，内能减小，温度不变，故B错误；
C、比热容是物质的一种特性，只跟物质的种类、状态有关，比热容的大小与质量无关，所以一桶水和一杯水的比热容相同，故C错误；
D、内能和机械能无必然联系，所以物体的运动速度越大，其机械能可能变大，但其内能不一定变大，故D错误。
故选：A。
12．【解答】解：A、“破镜不能重圆”，是因为镜子碎片接触时达不到产生分子力作用的距离，不能说明分子间没有引力，故A错误；
B、发生热传递的条件是存在温度差，热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分，内能大的物体温度可能低于内能小的物体的温度，故B错误；
C、冰是晶体，把0℃的冰块加热熔化成0℃的水，若不考虑水的蒸发，由于熔化过程中吸热，其内能增加，但温度不变，故C错误；
D、没有外界做功时，同一物体，根据Q＝cm△t可知，温度降得越多，放出的热量就越多，故D正确。
故选：D。
二．多选题
13．【解答】解：A、风力发电机是利用电磁感应现象工作的，工作时将机械能转化为电能，故A正确；
B、使用太阳能电池的目的是将太阳能转化为电能，储存起来再加以利用，故B正确；
C、电暖气是利用电流的热效应工作的，是将电能转化为内能，故C错误；
D、电风扇工作时，主要是将电能转化为机械能，使风扇转动，故D正确。
故选：ABD。
三．填空题
14．【解答】解：
（1）将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高得较多，说明包有黑纸的瓶中水吸收的热量多，即黑纸的吸热性能比白纸的要好；
（2）两瓶中的水从阳光中吸收热量，是通过热传递的方式使其内能增加的；
（3）水吸收的热量Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝42000J。
故答案为：（1）好；（2）热传递；（3）42000。
15．【解答】解：（1）用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时，相同时间内，两种物质吸收的热量相同；由图象可知，甲物质比乙物质的温度升高得快，根据吸热公式Q＝cmΔt，可知甲物质的比热容小于乙物质的比热容；
（2）用酒精灯给物体加热，物体吸收热量，内能增大，这是通过热传递的方式实现的；
（3）热值是燃料的一种特性，不随质量的改变而改变，故酒精灯中剩余的酒精热值不变。
故答案为：＜；热传递；不变。
16．【解答】解：（1）内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能；由图可知，此时的两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程；
（2）2t汽油完全燃烧要放出的热量：Q放＝mq＝10kg×4.6×107J/kg＝4.6×108J；
则机械能为：E＝ηQ放＝4.6×108J×40%＝1.84×108J。
故答案为：化学；做功；1.84×108。
17．【解答】解：（1）喷气发动机工作时它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力，是内能转化为机械能是热机；
（2）火箭获得升空的动力应用的物理原理是力的相互性；
（3）氢气的燃烧值高；比其他同质量的物质完全燃烧时放出的热量多。
故答案为：热机；力的作用是相互的；热值高。
18．【解答】解：
（1）从图中可以看出，两气门都关闭和活塞向下运动的特点，火花塞点火，可以判断这个冲程是做功冲程；
（2）汽油机完成1个工作循环，完成四个冲程，飞轮转2转，对外做功1次，1s内完成了20个循环，40r/s＝2400r/min，该汽油机工作时飞轮转速是2400r，1s内对外做功20次。
故答案为：做功；2400；20。
19．【解答】解：（1）0.5kg氢完全燃烧释放出的热量：
Q放＝mq氢＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J；
根据η=Q吸Q放知，水吸收的热量：
Q吸＝ηQ放＝84%×7×107J＝5.88×107J；
由Q吸＝c水m水△t得，加热后水上升的温度：
△t=Q吸c水m水=5.88×107J4.2×103J/(kg⋅℃)×1.0×104kg=1.4℃。
（2）在降落伞的作用下，返回舱落地前是减速向下运动的，其质量不变，速度减小，所以动能减小。
故答案为：7×107；1.4 ；减小。
20．【解答】解：
在汽油机工作时，在做功冲程，汽油燃烧将化学能转化为内能，内能转化活塞的机械能；
飞轮的转速是2400r/min，所以每秒转动的圈数为n=240060=40，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成1个做功冲程，所以飞轮转40圈共完成20个工作循环，完成20个做功冲程。
汽车的发动机用循环流动的冷却液来冷却，冷却液吸收热量，发动机放出热量，是通过热传递的方式改变内能的。
故答案为：化学；20；热传递。
21．【解答】解：1.5m3可燃冰完全燃烧放出热量，由热值定义q=Q放V可得
Q放1＝V冰1q冰＝1.4×1010J/m3×1.5m3＝2.1×1010J，
由题意，水温度升高50℃吸收的热量
Q吸1＝Q放1＝2.1×1010J，
由Q＝cm△t得，水的质量
m水=Q吸1c水△t1=2.1×1010J4.2×103J/(kg⋅℃)×50℃=1.0×105kg，
水温度升高40℃吸收的热量
Q吸2＝c水m水△t2＝4.2×103J/（kg•℃）×1.0×105kg×40℃＝1.68×1010J，
该过程可燃冰燃烧放出的热量，由η=Q吸Q放得
Q放2=Q吸2η=1.68×1010J80%=2.1×1010J，
该过程需要燃烧可燃冰的体积，由q=Q放V可得
V冰2=Q放2q冰=2.1×1010J1.4×1010J/m3=1.5m3。
故答案为：2.1×1010；1.0×105；1.5。
22．【解答】解：（1）由图可知，进气门关闭，排气门打开，并且活塞向上运动，所以是排气冲程；
（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）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×20℃＝2.1×105J。
故答案为：排气；比热容大；2.1×105。
四．计算题
2.3．【解答】解：（1）每输送100m3的天然气相当于输送的能量：
Q放＝Vq＝100m3×8.3×107J/m3＝8.3×109J；
（2）由题意可知，水吸收的热量Q吸＝Q放×80%＝8.3×109J×80%＝6.64×109J，
由Q吸＝cm（t﹣t0）得水的质量：
m=Q吸c(t−t0)=6.64×109J4.2×103J/(kg⋅℃)×(100℃−20℃)≈1.98×104kg。
答：（1）从物理角度来看，则每输送100m3的天然气就相当于输送了8.3×109J的能量；
（2）若100m3的天然气完全燃烧放出的热量的80%被水吸收，可以使1.98×104kg的水从20℃升高到100℃。