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(2022-2020)三年中考物理真题分项汇编专题14 内能的利用（含解析）
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这是一份(2022-2020)三年中考物理真题分项汇编专题14 内能的利用（含解析），共25页。
专题14 内能的利用
【2022年】
一、多选题
1．（2022·北京）下列说法正确的是（ ）
A．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比沙石的比热容大
B．冬天双手互搓，手的温度升高，是通过热传递的方式改变手的内能
C．长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是由于发生了扩散现象
D．汽油机的做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能
【答案】ACD
【解析】
A．水的比热容比砂石的比热容大，相同质量的水和沙石吸收或放出相同热量时，根据
可知，水的温度变化小于沙石的温度的温度变化，故沿海地区比内陆地区昼夜温差小，故A正确；
B．冬天双手互搓，双手摩擦做功，手的内能增加，温度升高，故B错误；
C．长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是因为物体内部的分子不停的做无规则运动进入了对方内部，属于扩散现象，故C正确；
D．汽油机的做功冲程中，燃气燃烧释放内能，推动活塞做功，内能转化为机械能，故D正确。
故选ACD。
二、单选题
2．（2022·四川）2022年6月5日上午，神舟十四号载人飞船搭载长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员将在太空进行为期6个月的科学实验探究和生活，长征二号F遥运载火箭用了液态氢作燃料。下列说法正确的是（ ）
A．火箭选用液态氢作燃料、是因为液态氢具有较大的热值
B．火箭加速升空的过程中，火箭的动能转化为重力势能
C．火箭加速升空的过程中，航天员的机械能保持不变
D．载人飞船进入预定轨道稳定运行时，处于平衡状态
【答案】A
【解析】
A．火箭选用液态氢作燃料，是因为液态氢具有较大的热值，与其它燃料相比，完全燃烧相同质量的液态氢释放的热量更多，故A正确；
B．火箭加速升空的过程中，火箭的质量不变，速度变大，故其动能变大，火箭的高度升高，故其重力势能变大，可知不是火箭的动能转化为重力势能，故B错误；
C．火箭加速升空的过程中，航天员的速度变大，高度升高，且质量不变，故可知航天员的动能和重力势能均变大，则航天员的机械能变大，故C错误；
D．载人飞船进入预定轨道稳定运行时，会围绕地球做圆周运动，其速度方向发生变化，故其运动状态发生改变，处于非平衡状态，故D错误。
故选A。
3．（2022·湖南邵阳）图是四冲程汽油机其中一个冲程的工作示意图，它表示的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【解析】
如图所示，进气门排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞处有火花，是做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．（2022·湖北十堰）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能
C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%
D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
【答案】C
【解析】
A．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧较完全，故A正确，不符合题意；
B．如图所示，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程燃气的内能转化为活塞的机械能，故B正确，不符合题意；
C．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故C错误，符合题意；
D．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，故D正确，不符合题意。
故选C。
5．（2022·青海）如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程 D． 排气冲程
【答案】C
【解析】
四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故C符合题意；故ABD不符合题意。
故选C。
6．（2022·上海）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中，能量转化的顺序为（ ）
A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能
C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能
【答案】B
【解析】
瀑布中的水在高处时具有重力势能，当水从高处倾泻而下时，将水的重力势能转化为动能，冲动发电机的叶轮旋转，从而将动能转化为电能。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
三、填空题
7．（2022·安徽）小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到，消耗了天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为，则此次燃气灶烧水的效率为______。
【答案】
【解析】
水吸收的热量为
天然气放出的热量为
燃气灶烧水的效率为
8．（2022·四川）小李在进行如图所示的实验前，向酒精灯内添加酒精时，闻到了酒精味，这是酒精的___________现象；试管内的水沸腾后，塞子被高温高压的水蒸气冲出去，这个过程中的能量转化情况与汽油机的___________冲程的能量转化情况相同，试管内水的比热容在塞子被冲出后___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 扩散 做功 不变
【解析】
[1]向酒精灯内添加酒精时，闻到了酒精味，说明有酒精分子扩散到人的鼻孔中，属于扩散现象，说明分子在永不停息的做无规则运动。
[2]试管内的水沸腾后，水蒸气会对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，此过程与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。
[3]比热容是物质的一种特性，比热容只跟物质的种类和状态有关，塞子被冲出后，水的状态没有改变，水的比热容保持不变。
9．（2022·江苏扬州）利用气球可以完成下列实验：
（1）在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它___________，可模拟宇宙膨胀现象。
（2）如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明___________，此过程发生的能量转化与图___________（选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。
【答案】 远离 力的作用是相互的 3
【解析】
（1）[1]为了形象的说明宇宙大爆炸，课本上将一个粘有小塑料颗粒的气球看成宇宙，小塑料颗粒代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它远离，表示宇宙中的天体在相互远离，这里运用的是类比法。
（2）[2]充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明力的作用是相互的。
[3]充满气体的气球向左喷气而向右飞出，气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化为球的机械能，由图2可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能；由图3可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以充满气体的气球向左喷气而向右飞出过程发生的能量转化与图3中的能量转化是一致的。
10．（2022·湖南长沙）如图所示，在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到的现象是___________。这是因为活塞压缩空气，使空气的内能___________，温度升高，这一过程与内燃机工作的___________冲程原理相同。
【答案】 硝化棉燃烧 增加 压缩
【解析】
[1][2]当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之上升，当温度达到硝化棉的着火点时，会看到硝化棉燃烧。
[3]活塞压缩空气使空气内能增加，这是机械能转化为内能，在内燃机四个冲程中，只有压缩冲程是机械能转化为内能，所以这一过程与内燃机工作的压缩冲程原理相同。
11．（2022·湖北黄冈）如图甲所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，给水加热。这是通过___________的方式改变水的内能。加热一段时间后，橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去。其能量转化情况与四冲程热机___________冲程相同。如图乙所示，在测量滑动摩擦力大小的实验中，用弹簧测力计拉着木块水平向右做___________运动，木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小。这里通过测量拉力大小来间接测出摩擦力大小，运用了___________（选填“转换法”或“放大法”）。
【答案】 热传递 做功 匀速直线 转换法
【解析】
[1]改变物体内能的方式有热传递和做功，给水加热，这是通过热传递的方式改变水的内能。
[2]高温的水蒸气把橡胶塞推了出去，这是把内能转化为了机械能，热机的四个冲程中只有做功冲程实现了把内能转化为机械能。
[3]做匀速直线运动的物体处于平衡状态，要受到平衡力的作用，此时水平方向上的拉力等于摩擦力。
[4]实验中不能直接测出摩擦力的大小，只能通过二力平衡的原理，把摩擦力的大小转换为拉力的大小进行测量。
12．（2022·广东）班级厨艺展示活动中，用煤气炉烹饪食物主要是通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式增大食物的内能；现场香气四溢属于___________现象，表明分子在不停地做无规则的运动。活动结束，剩余煤气的热值___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 热传递 扩散 不变
【解析】
[1]用煤气炉烹饪食物时，煤气燃烧释放出来的热量主要通过热传递的方式给食物加热，使食物的内能增加。
[2]现场香气四溢属于扩散现象，说明分子在不停的做无规则运动。
[3]热值是燃料的一种特性，煤气燃烧一部分后，剩余煤气的种类没变，状态没变，则其热值不变。
13．（2022·湖南常德）某台四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了______次功。如果汽油机在某段时间内消耗了400g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量为______J。（q汽=4.6×107J/kg）
【答案】 10 1.84×107
【解析】
[1]汽油机飞轮1 min转1200转，那么飞轮1s内的转数为
汽油机飞轮转2转就是一个工作循环，所以1s内的工作循环数为10次；汽油机一个工作循环有4个冲程，但只有1次对外做功，所以1s内对外做功数为 10次。
[2]汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq汽=400×10-3kg×4.6×107J/kg=1.84×107J
14．（2022·江苏泰州）勤劳的小华发现家里电水壶中水烧开了，就将水灌入保温瓶，水未能灌满保温瓶，她塞好瓶塞没走多远，就听到“嘭”一声，转身看到：瓶塞被喷在空中，瓶口还冒着“白气”瓶塞被喷出过程中的能量转化与汽油机的______冲程中的能量转化相同；“白气”是_______（填物态变化名称）形成的，此过程需_______热量。
【答案】 做功 液化 放出
【解析】
[1]瓶塞被喷在空中，水保温瓶中的水蒸气对瓶塞做功，将内能转化为机械能，能量转化与汽油机的做功冲程相同。
[2][3]保温瓶中的水蒸气对瓶塞做功后，内能减小，温度降低，液化形成了小水珠，也就是“白气”，液化过程会放出热量。
15．（2022·江苏无锡）如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞____________，水蒸气的一部分____________能转化为软木塞的____________能，利用这一原理，可以制成热机。
【答案】 做功 内 机械能
【解析】
[1]用酒精灯给试管中的水加热产生大量的水蒸气，这些高温的水蒸气对塞子做功，将塞子冲出。
[2][3]水蒸气膨胀对软木塞做功时，水蒸气的内能减小，温度降低，塞子由静止变为运动，其机械能增大，故是水蒸气的一部分内能转化为软木塞的机械能，热机的做功冲程原理与其一致。
16．（2022·上海）四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是____________冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过______________（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变香炉的内能，加热 1 千克水，使其温度上升 2℃，则加热过程中水吸收的热量为______________焦。[ c水 = 4.2 ´103焦/(千克·℃)]
【答案】 做功 热传递 8.4×103
【解析】
[1]热机是将内能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能。
[2]改变物体内能的方式有做功和热传递，太阳释放的热量通过热传递的方式传给香炉。
[3]水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×2℃=8.4×103J
【2021年】
一、多选题
1．（2021·广东深圳）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
【答案】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。
二、单选题
2．（2021·重庆）如图所示，是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（ ）
A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B．火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
【答案】D
【解析】
A．火箭发射时，高温的火焰向下喷射，大量的“白气”从发射台底部的大水池中涌出，这些“白气”产生的原因是：水池内的水汽化形成高温的水蒸气，水蒸气遇冷液化形成，故A错误；
B．火箭上升过程中，速度增大、高度增大，则火箭的动能增大，重力势能增大，机械能增大，将燃料的化学能转化为机械能，故B错误；
C．火箭喷出燃气后周围空气温度升高，分子的热运动加剧，故C错误；
D．燃气主要通过热传递使周围的空气温度升高，内能增大，故D正确。
故选D。
3．（2021·四川成都）小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（ ）
A．
B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C．0~8min乙吸收的热量为
D．该酒精灯的加热效率为28%
【答案】C
【解析】
ABC．由图乙知，甲从20℃加热至沸腾用时8min，乙从20℃加热至沸腾用时10min。 升高相同温度，甲所需时间长，需要吸收的热量多，那么甲的吸热能力更强，则甲是水，甲从20℃升温至100℃，需要吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J
即酒精灯在8min内放出的热量为3.36×104J，那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。乙从20℃升温至100℃，所需时间为4min，吸收的热量
那么乙的比热容
故AB错误，C正确；
D．乙从20℃加热至沸腾，所需时间为10min，吸收的热量
消耗的酒精放出的热量
Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J
那么酒精灯的加热效率
故D错误。
故选C。
4．（2021·山东泰安）利用一燃气热水器对、20℃的水进行加热时，完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为4.2，煤气的热值为，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中（ ）
①煤气完全燃烧放出的热量是
②水吸收的热量是
③水温升高了50℃
④加热过程中水的内能保持不变
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①②正确 D．只有②③④正确
【答案】B
【解析】
①由知道，煤气完全燃烧放出的热量是
故①错误；
②由于该热水器烧水的效率是50%，所以，水吸收的热量是
故②错误；
③由知道，水温升高了
故③正确；
④加热过程中水的温度升高内能增大，故④错误。
故选B。
5．（2021·山东菏泽）热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．四月的荷泽牡丹飘香，说明分子间有空隙
B．摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
【答案】C
【解析】
A．四月的荷泽牡丹飘香，说明分子在不停地坐无规则运动，故A错误；
B．摩擦生热，克服摩擦力做功产生热量，是通过做功改变了物体的内能，故B错误；
C．热机通过压缩冲程对热机内气体做功，将机械能转化为内能，故C正确；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，当质量与降低相同温度时，水比其他液体放出的热量多，故D错误。
故选C。
6．（2021·广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
7．（2021·湖南湘西）随着人民生活水平的不断提高，小汽车已进入了千家万户，小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图，其中做功冲程是（ ）
A．B．C． D．
【答案】C
【解析】
A．图中进气门打开、排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．图中进气门、排气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．图中进气门、排气门都关闭，电火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，故C符合题意；
D．图中进气门关闭、排气门打开，活塞上行，是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
三、填空题
8．（2021·四川眉山）如图所示是某单缸四冲程汽油机的______冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为______。
【答案】 压缩 3000
【解析】
[1]如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气体，是压缩冲程。
[2] 飞轮每转2圈活塞做一次功，若该汽油机每1秒钟对外做功25次，每1秒钟飞轮每转50圈，那么该汽油机飞轮的转速为
50=3000
9．（2021·山东枣庄）如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于______冲程，该冲程将机械能转化为______能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功______次。
【答案】 压缩 内 30
【解析】
[1]如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，它正处于压缩冲程。
[2]此过程中活塞压缩气缸内的气体，对气体做功，使气体内能增加，将机械能转化为内能。
[3]若该汽油机飞轮的转速是60r/s，飞轮转2圈做一次功，则汽油机每秒钟对外做功30次。
10．（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—时间的图像如图所示，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”）。
【答案】 < 热传递 不变
【解析】
[1]根据比热容公式Q=cmΔt，质量相等的甲、乙两种物质，加热相同时间，吸收的热量相同，从图中可知，甲的温度升高得较高，那么甲的比热容较小，即甲物质比热容小于乙物质比热容。
[2]改变物体内能有做功和热传递两种方式，给物体加热时，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式实现的。
[3]热值是燃料本身的属性，不会随燃料质量的变化而变化，故选填不变。
11．（2021·江苏）小明一家驾车旅行，（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在______；（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是______；（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是______J，车所受牵引力是______N，车的工作效率是______%。（ρ汽油=0.8×103kg/m3；q汽油=4.5×107J/kg；g取10N/kg）
【答案】 永不停息地做无规则运动 机械能转化为内能 1.5×103N 37.5%
【解析】
（1）[1]给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在做无则规运动。
（2）[2]进气门、排气门关闭，活塞上移，是压缩冲程，机械能转化为内能。
（3）[3][4][5]1L汽油质量为
1L汽油完全燃烧放出的热量是
车重力
G=m1g=1500kg×10N/kg=1.5×104N
因为匀速，牵引力等于阻力为
F=f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N
机械功为
W=Fs=1.5×103N×9000m=1.35×107J
效率为
12．（2021·广东）如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】 热值 内 不守恒
【解析】
[1]利用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的热值大，相同质量的液态氢完全燃烧产生的热量多。
[2]燃料燃烧时将化学能转化为内能。
[3]火箭发射升空时，高度和速度都增大，所以重力势能和动能增大，机械能增大，机械能不守恒。
13．（2021·河北）太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将________能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为_________能。
【答案】 可再生 太阳 电
【解析】
[1]太阳能取之不尽用之不竭，且清洁无污染，属于可再生能源。
[2]光电转换器的作用是将太阳能转变为电能。
[3]风力发电机的作用是将风能转变为电能。
14．（2021·江苏宿迁）“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用。天然气热值为4×107J/m3，完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为_________J，若完全被水吸收，能使________kg的水温度升高40℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 8.4×106 50
【解析】
[1]完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为
Q=Vq=0.21m3×4×107J/m3=8.4×106J
[2]水质量为
四、计算题
15．（2021·山东潍坊）某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入水，烧水前的水为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“”，该同学查得煤气的热值，水的密度，水的比热容为，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率。
【答案】（1）；（2）20%
【解析】
解：（1）水质量为
水吸收的热量
（2）燃气燃烧放热
燃气灶烧水效率
答：（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率20%。
16．（2021·四川广安）菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2的菜油从20℃加热到170℃（未沸腾），求：
（1）菜油吸收的热量[取]；
（2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为）
【答案】（1）；（2）
【解析】
解：（1）菜油吸收的热量
（2）天然气体积
答：（1）菜油吸收的热量；
（2）天然气体积。
【2020年】
一、单选题
1．（2020·江苏镇江）某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】C
【解析】
A．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；
B．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；
C．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意；
D．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
2．（2020·山东东营）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是
A．做功冲程，将机械能转化为内能
B．做功冲程，将内能转化为机械能
C．压缩冲程，将机械能转化为内能
D．压缩冲程，将内能转化为机械能
【答案】B
【解析】
如图所示，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化成机械能，ACD错误，B正确。故选B。
3．（2020·广东广州）图为注射器，小芳迅速下压活塞，注射器内密封的气体温度升高。此过程密封气体的（ ）
A．内能增加
B．分子动能减小
C．分子热运动速度减小
D．内能转化为活塞动能
【答案】A
【解析】
A．注射器内密封的气体温度升高，所以内能增加，故A符合题意；
BC．注射器内密封的气体温度升高，分子的热运动越剧烈，分子热运动速度增加，分子动能增加，故B不符合题意，C不符合题意；
D．该过程是活塞的机械能转化为气体内能，故D不符合题意。
故选A。
4．（2020·海南）椰雕是用经过处理的椰子壳雕刻的艺术品，海南的椰雕工艺被列入国家非物质文化遗产，如图所示工艺师正在进行椰雕雕刻。一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳的（ ）
A．质量变小 B．热值变小 C．密度变小 D．比热容变小
【答案】A
【解析】
ABCD．一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳所包含的物质的量发生变少，即椰子壳的质量变小，而热值、密度、比热容没有发生改变。故A符合题意，B、C、D均不符合题意。
故选A。
5．（2020·海南）如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（ ）
A．内能——机械能——化学能 B．化学能——内能——机械能
C．机械能——内能——化学能 D．内能——化学能——机械能
【答案】B
【解析】
用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出，此过程中试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能，所以，这个过程中能量转化的顺序是：化学能→内能→机械能，故B正确。
故选B。
6．（2020·山东烟台）如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】
水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程是把水的内能转化为橡皮塞的机械能，与汽油机中的做功冲程能量转化过程相同。A为压缩冲程，B为排气冲程，C为做功冲程，D为吸气冲程。
故选C。
7．（2020·山东济南）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。在现有技术下太阳能不能直接转化为（ ）
A．内能 B．电能 C．机械能 D．化学能
【答案】C
【解析】
A．太阳能可知直接转化为内能，例太阳能热水器，故A正确；
B．太阳能可以直接转化为电能，例太阳能电池，故B正确；
C．太阳能不能直接转化为机械能，故C错误；
D．太阳能可以直接转化为化学能，例植物的光合作用，故D正确。
故选C。
二、计算题
8．（2020·山东聊城）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：
(1)水吸收的热量；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；
(3)该热水器的效率。
【答案】(1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%
【解析】
(1)水吸收的热量
(2)消耗的天然气体积
V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
(3)该热水器的效率
答：(1)水吸收的热量是7.14×106J；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4×106J；
(3)该热水器的效率是85%。
三、填空题
9．（2020·安徽）某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气 ________ m³。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，q天然气=4.0×107J/m³]。
【答案】0.6
【解析】
用燃气热水器给水加热，水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(58℃-18℃)=1.68×107J
燃烧天然气放出的热量
则每天消耗的天然气的质量
10．（2020·湖北荆州）某沙石的比热容约为0.9×103J/(kg·℃)。若将50kg的沙石从20℃加热到80℃，需要吸收______J的热量；若这些热量由热值为3.0×107J/kg的酒精燃烧来提供（不计热损失），需要完全燃烧______g酒精。
【答案】 2.7×106 90
【解析】
[1]沙石吸收的热量为
[2]不计热损失，即酒精完全燃烧放出的热量完全被沙石吸收，则需要完全燃烧酒精的质量为
11．（2020·江苏镇江）质量为10kg的水温度升高22℃，需要吸收的热量为_____J，若不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧_____g的天然气来提供，天然气是_____ （选填“可再生”或“不可再生”）能源。[c水=4.2×103J/（kg･℃），q天然气=4.4×107J/kg]
【答案】 9.24×105 21 不可再生
【解析】
[1]质量为10kg的水温度升高22℃，需要吸收的热量为
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/（kg･℃）×10kg×22℃=9.24×105 J
[2]若不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧天然气的质量为
m===0.021kg=21g
[3]天然气属于化石能源，在短时间内不能得到补充，是不可再生能源。
12．（2020·湖北黄石）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]
【答案】 1.68×108 6.0×108 28%
【解析】
[1]水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J
[2]完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量
Q放=Vq=0.1m3×6.0×109J/m3=6.0×108J
[3]燃气锅炉烧水时的效率
=28%
13．（2020·江苏苏州）某燃气热水器将的水从加热到，完全燃烧了的煤气。水吸收的热量是__J。热水器烧水的效率是__。（已知水的比热容为，煤气的热值为）
【答案】
【解析】
[1]根据吸热公式可知水吸收的热量为
[2]这些煤气完全燃烧放出的热量为
则热水器烧水的效率为
14．（2020·上海）平面镜所成的像是______的 （选填“放大”“等大”或“缩小”）。四冲程内燃机工作时，将内能转化为机械能的是______冲程。 如图所示的开瓶器，是______杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）。
【答案】 等大 做功 省力
【解析】
[1]平面镜成等大、正立的虚像。
[2]四冲程内燃机的做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化为机械能。
[3]如图所示的开瓶器是生活中常见的简单机械，它是一个省力杠杆。
15．（2020·江苏常州）2020年1月18日，第十届江苏。“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为______，这与四冲程汽油机的______冲程相同。
【答案】 内能转化为机械能 做功
【解析】
(1)根据能量的转化的特点；气体温度升高，气体的密度变小，热空气向上运动。
(2)内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的。
[1][2]点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
【点睛】
本题考查了能量的转化以及气体受热膨胀的特点，是一道基础题。
专题14 内能的利用
【2022年】
一、多选题
1．（2022·北京）下列说法正确的是（ ）
A．沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小，原因之一是水的比热容比沙石的比热容大
B．冬天双手互搓，手的温度升高，是通过热传递的方式改变手的内能
C．长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是由于发生了扩散现象
D．汽油机的做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能
【答案】ACD
【解析】
A．水的比热容比砂石的比热容大，相同质量的水和沙石吸收或放出相同热量时，根据
可知，水的温度变化小于沙石的温度的温度变化，故沿海地区比内陆地区昼夜温差小，故A正确；
B．冬天双手互搓，双手摩擦做功，手的内能增加，温度升高，故B错误；
C．长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入，是因为物体内部的分子不停的做无规则运动进入了对方内部，属于扩散现象，故C正确；
D．汽油机的做功冲程中，燃气燃烧释放内能，推动活塞做功，内能转化为机械能，故D正确。
故选ACD。
二、单选题
2．（2022·四川）2022年6月5日上午，神舟十四号载人飞船搭载长征二号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员将在太空进行为期6个月的科学实验探究和生活，长征二号F遥运载火箭用了液态氢作燃料。下列说法正确的是（ ）
A．火箭选用液态氢作燃料、是因为液态氢具有较大的热值
B．火箭加速升空的过程中，火箭的动能转化为重力势能
C．火箭加速升空的过程中，航天员的机械能保持不变
D．载人飞船进入预定轨道稳定运行时，处于平衡状态
【答案】A
【解析】
A．火箭选用液态氢作燃料，是因为液态氢具有较大的热值，与其它燃料相比，完全燃烧相同质量的液态氢释放的热量更多，故A正确；
B．火箭加速升空的过程中，火箭的质量不变，速度变大，故其动能变大，火箭的高度升高，故其重力势能变大，可知不是火箭的动能转化为重力势能，故B错误；
C．火箭加速升空的过程中，航天员的速度变大，高度升高，且质量不变，故可知航天员的动能和重力势能均变大，则航天员的机械能变大，故C错误；
D．载人飞船进入预定轨道稳定运行时，会围绕地球做圆周运动，其速度方向发生变化，故其运动状态发生改变，处于非平衡状态，故D错误。
故选A。
3．（2022·湖南邵阳）图是四冲程汽油机其中一个冲程的工作示意图，它表示的是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C
【解析】
如图所示，进气门排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞处有火花，是做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．（2022·湖北十堰）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能
C．汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%
D．该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护
【答案】C
【解析】
A．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧较完全，故A正确，不符合题意；
B．如图所示，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程燃气的内能转化为活塞的机械能，故B正确，不符合题意；
C．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故C错误，符合题意；
D．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，故D正确，不符合题意。
故选C。
5．（2022·青海）如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是（ ）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程 D． 排气冲程
【答案】C
【解析】
四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故C符合题意；故ABD不符合题意。
故选C。
6．（2022·上海）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中，能量转化的顺序为（ ）
A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能
C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能
【答案】B
【解析】
瀑布中的水在高处时具有重力势能，当水从高处倾泻而下时，将水的重力势能转化为动能，冲动发电机的叶轮旋转，从而将动能转化为电能。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
三、填空题
7．（2022·安徽）小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。将的水从加热到，消耗了天然气（假设天然气完全燃烧），已知水的比热容为，天然气的热值为，则此次燃气灶烧水的效率为______。
【答案】
【解析】
水吸收的热量为
天然气放出的热量为
燃气灶烧水的效率为
8．（2022·四川）小李在进行如图所示的实验前，向酒精灯内添加酒精时，闻到了酒精味，这是酒精的___________现象；试管内的水沸腾后，塞子被高温高压的水蒸气冲出去，这个过程中的能量转化情况与汽油机的___________冲程的能量转化情况相同，试管内水的比热容在塞子被冲出后___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 扩散 做功 不变
【解析】
[1]向酒精灯内添加酒精时，闻到了酒精味，说明有酒精分子扩散到人的鼻孔中，属于扩散现象，说明分子在永不停息的做无规则运动。
[2]试管内的水沸腾后，水蒸气会对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能，此过程与汽油机的做功冲程的能量转化情况相同。
[3]比热容是物质的一种特性，比热容只跟物质的种类和状态有关，塞子被冲出后，水的状态没有改变，水的比热容保持不变。
9．（2022·江苏扬州）利用气球可以完成下列实验：
（1）在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它___________，可模拟宇宙膨胀现象。
（2）如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明___________，此过程发生的能量转化与图___________（选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。
【答案】 远离 力的作用是相互的 3
【解析】
（1）[1]为了形象的说明宇宙大爆炸，课本上将一个粘有小塑料颗粒的气球看成宇宙，小塑料颗粒代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它远离，表示宇宙中的天体在相互远离，这里运用的是类比法。
（2）[2]充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明力的作用是相互的。
[3]充满气体的气球向左喷气而向右飞出，气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化为球的机械能，由图2可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能；由图3可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以充满气体的气球向左喷气而向右飞出过程发生的能量转化与图3中的能量转化是一致的。
10．（2022·湖南长沙）如图所示，在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到的现象是___________。这是因为活塞压缩空气，使空气的内能___________，温度升高，这一过程与内燃机工作的___________冲程原理相同。
【答案】 硝化棉燃烧 增加 压缩
【解析】
[1][2]当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之上升，当温度达到硝化棉的着火点时，会看到硝化棉燃烧。
[3]活塞压缩空气使空气内能增加，这是机械能转化为内能，在内燃机四个冲程中，只有压缩冲程是机械能转化为内能，所以这一过程与内燃机工作的压缩冲程原理相同。
11．（2022·湖北黄冈）如图甲所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，给水加热。这是通过___________的方式改变水的内能。加热一段时间后，橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去。其能量转化情况与四冲程热机___________冲程相同。如图乙所示，在测量滑动摩擦力大小的实验中，用弹簧测力计拉着木块水平向右做___________运动，木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小。这里通过测量拉力大小来间接测出摩擦力大小，运用了___________（选填“转换法”或“放大法”）。
【答案】 热传递 做功 匀速直线 转换法
【解析】
[1]改变物体内能的方式有热传递和做功，给水加热，这是通过热传递的方式改变水的内能。
[2]高温的水蒸气把橡胶塞推了出去，这是把内能转化为了机械能，热机的四个冲程中只有做功冲程实现了把内能转化为机械能。
[3]做匀速直线运动的物体处于平衡状态，要受到平衡力的作用，此时水平方向上的拉力等于摩擦力。
[4]实验中不能直接测出摩擦力的大小，只能通过二力平衡的原理，把摩擦力的大小转换为拉力的大小进行测量。
12．（2022·广东）班级厨艺展示活动中，用煤气炉烹饪食物主要是通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式增大食物的内能；现场香气四溢属于___________现象，表明分子在不停地做无规则的运动。活动结束，剩余煤气的热值___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 热传递 扩散 不变
【解析】
[1]用煤气炉烹饪食物时，煤气燃烧释放出来的热量主要通过热传递的方式给食物加热，使食物的内能增加。
[2]现场香气四溢属于扩散现象，说明分子在不停的做无规则运动。
[3]热值是燃料的一种特性，煤气燃烧一部分后，剩余煤气的种类没变，状态没变，则其热值不变。
13．（2022·湖南常德）某台四冲程汽油机的转速为1200r/min，在1s内汽油机对外做了______次功。如果汽油机在某段时间内消耗了400g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量为______J。（q汽=4.6×107J/kg）
【答案】 10 1.84×107
【解析】
[1]汽油机飞轮1 min转1200转，那么飞轮1s内的转数为
汽油机飞轮转2转就是一个工作循环，所以1s内的工作循环数为10次；汽油机一个工作循环有4个冲程，但只有1次对外做功，所以1s内对外做功数为 10次。
[2]汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq汽=400×10-3kg×4.6×107J/kg=1.84×107J
14．（2022·江苏泰州）勤劳的小华发现家里电水壶中水烧开了，就将水灌入保温瓶，水未能灌满保温瓶，她塞好瓶塞没走多远，就听到“嘭”一声，转身看到：瓶塞被喷在空中，瓶口还冒着“白气”瓶塞被喷出过程中的能量转化与汽油机的______冲程中的能量转化相同；“白气”是_______（填物态变化名称）形成的，此过程需_______热量。
【答案】 做功 液化 放出
【解析】
[1]瓶塞被喷在空中，水保温瓶中的水蒸气对瓶塞做功，将内能转化为机械能，能量转化与汽油机的做功冲程相同。
[2][3]保温瓶中的水蒸气对瓶塞做功后，内能减小，温度降低，液化形成了小水珠，也就是“白气”，液化过程会放出热量。
15．（2022·江苏无锡）如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞____________，水蒸气的一部分____________能转化为软木塞的____________能，利用这一原理，可以制成热机。
【答案】 做功 内 机械能
【解析】
[1]用酒精灯给试管中的水加热产生大量的水蒸气，这些高温的水蒸气对塞子做功，将塞子冲出。
[2][3]水蒸气膨胀对软木塞做功时，水蒸气的内能减小，温度降低，塞子由静止变为运动，其机械能增大，故是水蒸气的一部分内能转化为软木塞的机械能，热机的做功冲程原理与其一致。
16．（2022·上海）四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是____________冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过______________（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变香炉的内能，加热 1 千克水，使其温度上升 2℃，则加热过程中水吸收的热量为______________焦。[ c水 = 4.2 ´103焦/(千克·℃)]
【答案】 做功 热传递 8.4×103
【解析】
[1]热机是将内能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能。
[2]改变物体内能的方式有做功和热传递，太阳释放的热量通过热传递的方式传给香炉。
[3]水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×2℃=8.4×103J
【2021年】
一、多选题
1．（2021·广东深圳）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
【答案】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。
二、单选题
2．（2021·重庆）如图所示，是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（ ）
A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B．火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
【答案】D
【解析】
A．火箭发射时，高温的火焰向下喷射，大量的“白气”从发射台底部的大水池中涌出，这些“白气”产生的原因是：水池内的水汽化形成高温的水蒸气，水蒸气遇冷液化形成，故A错误；
B．火箭上升过程中，速度增大、高度增大，则火箭的动能增大，重力势能增大，机械能增大，将燃料的化学能转化为机械能，故B错误；
C．火箭喷出燃气后周围空气温度升高，分子的热运动加剧，故C错误；
D．燃气主要通过热传递使周围的空气温度升高，内能增大，故D正确。
故选D。
3．（2021·四川成都）小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（ ）
A．
B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C．0~8min乙吸收的热量为
D．该酒精灯的加热效率为28%
【答案】C
【解析】
ABC．由图乙知，甲从20℃加热至沸腾用时8min，乙从20℃加热至沸腾用时10min。 升高相同温度，甲所需时间长，需要吸收的热量多，那么甲的吸热能力更强，则甲是水，甲从20℃升温至100℃，需要吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J
即酒精灯在8min内放出的热量为3.36×104J，那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。乙从20℃升温至100℃，所需时间为4min，吸收的热量
那么乙的比热容
故AB错误，C正确；
D．乙从20℃加热至沸腾，所需时间为10min，吸收的热量
消耗的酒精放出的热量
Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J
那么酒精灯的加热效率
故D错误。
故选C。
4．（2021·山东泰安）利用一燃气热水器对、20℃的水进行加热时，完全燃烧了的煤气。已知水的比热容为4.2，煤气的热值为，该热水器烧水的效率是50%。下列说法中（ ）
①煤气完全燃烧放出的热量是
②水吸收的热量是
③水温升高了50℃
④加热过程中水的内能保持不变
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①②正确 D．只有②③④正确
【答案】B
【解析】
①由知道，煤气完全燃烧放出的热量是
故①错误；
②由于该热水器烧水的效率是50%，所以，水吸收的热量是
故②错误；
③由知道，水温升高了
故③正确；
④加热过程中水的温度升高内能增大，故④错误。
故选B。
5．（2021·山东菏泽）热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．四月的荷泽牡丹飘香，说明分子间有空隙
B．摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
【答案】C
【解析】
A．四月的荷泽牡丹飘香，说明分子在不停地坐无规则运动，故A错误；
B．摩擦生热，克服摩擦力做功产生热量，是通过做功改变了物体的内能，故B错误；
C．热机通过压缩冲程对热机内气体做功，将机械能转化为内能，故C正确；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，当质量与降低相同温度时，水比其他液体放出的热量多，故D错误。
故选C。
6．（2021·广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
7．（2021·湖南湘西）随着人民生活水平的不断提高，小汽车已进入了千家万户，小汽车的发动机一般都是四冲程汽油机。以下是四冲程汽油机工作示意图，其中做功冲程是（ ）
A．B．C． D．
【答案】C
【解析】
A．图中进气门打开、排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．图中进气门、排气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．图中进气门、排气门都关闭，电火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，故C符合题意；
D．图中进气门关闭、排气门打开，活塞上行，是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
三、填空题
8．（2021·四川眉山）如图所示是某单缸四冲程汽油机的______冲程；若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为______。
【答案】 压缩 3000
【解析】
[1]如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气体，是压缩冲程。
[2] 飞轮每转2圈活塞做一次功，若该汽油机每1秒钟对外做功25次，每1秒钟飞轮每转50圈，那么该汽油机飞轮的转速为
50=3000
9．（2021·山东枣庄）如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于______冲程，该冲程将机械能转化为______能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功______次。
【答案】 压缩 内 30
【解析】
[1]如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，它正处于压缩冲程。
[2]此过程中活塞压缩气缸内的气体，对气体做功，使气体内能增加，将机械能转化为内能。
[3]若该汽油机飞轮的转速是60r/s，飞轮转2圈做一次功，则汽油机每秒钟对外做功30次。
10．（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—时间的图像如图所示，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”）。
【答案】 < 热传递 不变
【解析】
[1]根据比热容公式Q=cmΔt，质量相等的甲、乙两种物质，加热相同时间，吸收的热量相同，从图中可知，甲的温度升高得较高，那么甲的比热容较小，即甲物质比热容小于乙物质比热容。
[2]改变物体内能有做功和热传递两种方式，给物体加热时，温度升高，内能增大，这是通过热传递的方式实现的。
[3]热值是燃料本身的属性，不会随燃料质量的变化而变化，故选填不变。
11．（2021·江苏）小明一家驾车旅行，（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在______；（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是______；（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是______J，车所受牵引力是______N，车的工作效率是______%。（ρ汽油=0.8×103kg/m3；q汽油=4.5×107J/kg；g取10N/kg）
【答案】 永不停息地做无规则运动 机械能转化为内能 1.5×103N 37.5%
【解析】
（1）[1]给汽车加油时，会闻到汽油味，从物理学角度来看，属于扩散现象，这个现象表明这汽油分子在做无则规运动。
（2）[2]进气门、排气门关闭，活塞上移，是压缩冲程，机械能转化为内能。
（3）[3][4][5]1L汽油质量为
1L汽油完全燃烧放出的热量是
车重力
G=m1g=1500kg×10N/kg=1.5×104N
因为匀速，牵引力等于阻力为
F=f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N
机械功为
W=Fs=1.5×103N×9000m=1.35×107J
效率为
12．（2021·广东）如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】 热值 内 不守恒
【解析】
[1]利用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的热值大，相同质量的液态氢完全燃烧产生的热量多。
[2]燃料燃烧时将化学能转化为内能。
[3]火箭发射升空时，高度和速度都增大，所以重力势能和动能增大，机械能增大，机械能不守恒。
13．（2021·河北）太阳能是______（选填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太阳能可有效地减少碳排放，图所示是一辆低碳化未来汽车，车顶部装有高效光电转换器，它可将________能转化为电能；车轮的轮毂其实是风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为_________能。
【答案】 可再生 太阳 电
【解析】
[1]太阳能取之不尽用之不竭，且清洁无污染，属于可再生能源。
[2]光电转换器的作用是将太阳能转变为电能。
[3]风力发电机的作用是将风能转变为电能。
14．（2021·江苏宿迁）“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用。天然气热值为4×107J/m3，完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为_________J，若完全被水吸收，能使________kg的水温度升高40℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 8.4×106 50
【解析】
[1]完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为
Q=Vq=0.21m3×4×107J/m3=8.4×106J
[2]水质量为
四、计算题
15．（2021·山东潍坊）某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入水，烧水前的水为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“”，该同学查得煤气的热值，水的密度，水的比热容为，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率。
【答案】（1）；（2）20%
【解析】
解：（1）水质量为
水吸收的热量
（2）燃气燃烧放热
燃气灶烧水效率
答：（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率20%。
16．（2021·四川广安）菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2的菜油从20℃加热到170℃（未沸腾），求：
（1）菜油吸收的热量[取]；
（2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为）
【答案】（1）；（2）
【解析】
解：（1）菜油吸收的热量
（2）天然气体积
答：（1）菜油吸收的热量；
（2）天然气体积。
【2020年】
一、单选题
1．（2020·江苏镇江）某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
【答案】C
【解析】
A．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；
B．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；
C．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意；
D．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
2．（2020·山东东营）如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是
A．做功冲程，将机械能转化为内能
B．做功冲程，将内能转化为机械能
C．压缩冲程，将机械能转化为内能
D．压缩冲程，将内能转化为机械能
【答案】B
【解析】
如图所示，两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化成机械能，ACD错误，B正确。故选B。
3．（2020·广东广州）图为注射器，小芳迅速下压活塞，注射器内密封的气体温度升高。此过程密封气体的（ ）
A．内能增加
B．分子动能减小
C．分子热运动速度减小
D．内能转化为活塞动能
【答案】A
【解析】
A．注射器内密封的气体温度升高，所以内能增加，故A符合题意；
BC．注射器内密封的气体温度升高，分子的热运动越剧烈，分子热运动速度增加，分子动能增加，故B不符合题意，C不符合题意；
D．该过程是活塞的机械能转化为气体内能，故D不符合题意。
故选A。
4．（2020·海南）椰雕是用经过处理的椰子壳雕刻的艺术品，海南的椰雕工艺被列入国家非物质文化遗产，如图所示工艺师正在进行椰雕雕刻。一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳的（ ）
A．质量变小 B．热值变小 C．密度变小 D．比热容变小
【答案】A
【解析】
ABCD．一个处理后的椰子壳假设质量分布均匀，经过雕刻之后，椰子壳所包含的物质的量发生变少，即椰子壳的质量变小，而热值、密度、比热容没有发生改变。故A符合题意，B、C、D均不符合题意。
故选A。
5．（2020·海南）如图所示，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中，能量转化的顺序为（ ）
A．内能——机械能——化学能 B．化学能——内能——机械能
C．机械能——内能——化学能 D．内能——化学能——机械能
【答案】B
【解析】
用酒精灯加热水的过程中，酒精的化学能转化为试管和水的内能；当水沸腾时产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界大气压，就会将塞子冲出，此过程中试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，转化为塞子的机械能，所以，这个过程中能量转化的顺序是：化学能→内能→机械能，故B正确。
故选B。
6．（2020·山东烟台）如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】
水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程是把水的内能转化为橡皮塞的机械能，与汽油机中的做功冲程能量转化过程相同。A为压缩冲程，B为排气冲程，C为做功冲程，D为吸气冲程。
故选C。
7．（2020·山东济南）人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量供人们使用。在现有技术下太阳能不能直接转化为（ ）
A．内能 B．电能 C．机械能 D．化学能
【答案】C
【解析】
A．太阳能可知直接转化为内能，例太阳能热水器，故A正确；
B．太阳能可以直接转化为电能，例太阳能电池，故B正确；
C．太阳能不能直接转化为机械能，故C错误；
D．太阳能可以直接转化为化学能，例植物的光合作用，故D正确。
故选C。
二、计算题
8．（2020·山东聊城）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：
(1)水吸收的热量；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；
(3)该热水器的效率。
【答案】(1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%
【解析】
(1)水吸收的热量
(2)消耗的天然气体积
V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
(3)该热水器的效率
答：(1)水吸收的热量是7.14×106J；
(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量是8.4×106J；
(3)该热水器的效率是85%。
三、填空题
9．（2020·安徽）某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气 ________ m³。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，q天然气=4.0×107J/m³]。
【答案】0.6
【解析】
用燃气热水器给水加热，水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(58℃-18℃)=1.68×107J
燃烧天然气放出的热量
则每天消耗的天然气的质量
10．（2020·湖北荆州）某沙石的比热容约为0.9×103J/(kg·℃)。若将50kg的沙石从20℃加热到80℃，需要吸收______J的热量；若这些热量由热值为3.0×107J/kg的酒精燃烧来提供（不计热损失），需要完全燃烧______g酒精。
【答案】 2.7×106 90
【解析】
[1]沙石吸收的热量为
[2]不计热损失，即酒精完全燃烧放出的热量完全被沙石吸收，则需要完全燃烧酒精的质量为
11．（2020·江苏镇江）质量为10kg的水温度升高22℃，需要吸收的热量为_____J，若不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧_____g的天然气来提供，天然气是_____ （选填“可再生”或“不可再生”）能源。[c水=4.2×103J/（kg･℃），q天然气=4.4×107J/kg]
【答案】 9.24×105 21 不可再生
【解析】
[1]质量为10kg的水温度升高22℃，需要吸收的热量为
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/（kg･℃）×10kg×22℃=9.24×105 J
[2]若不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧天然气的质量为
m===0.021kg=21g
[3]天然气属于化石能源，在短时间内不能得到补充，是不可再生能源。
12．（2020·湖北黄石）可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水吸收的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]
【答案】 1.68×108 6.0×108 28%
【解析】
[1]水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J
[2]完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量
Q放=Vq=0.1m3×6.0×109J/m3=6.0×108J
[3]燃气锅炉烧水时的效率
=28%
13．（2020·江苏苏州）某燃气热水器将的水从加热到，完全燃烧了的煤气。水吸收的热量是__J。热水器烧水的效率是__。（已知水的比热容为，煤气的热值为）
【答案】
【解析】
[1]根据吸热公式可知水吸收的热量为
[2]这些煤气完全燃烧放出的热量为
则热水器烧水的效率为
14．（2020·上海）平面镜所成的像是______的 （选填“放大”“等大”或“缩小”）。四冲程内燃机工作时，将内能转化为机械能的是______冲程。 如图所示的开瓶器，是______杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）。
【答案】 等大 做功 省力
【解析】
[1]平面镜成等大、正立的虚像。
[2]四冲程内燃机的做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化为机械能。
[3]如图所示的开瓶器是生活中常见的简单机械，它是一个省力杠杆。
15．（2020·江苏常州）2020年1月18日，第十届江苏。“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为______，这与四冲程汽油机的______冲程相同。
【答案】 内能转化为机械能 做功
【解析】
(1)根据能量的转化的特点；气体温度升高，气体的密度变小，热空气向上运动。
(2)内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的。
[1][2]点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
【点睛】
本题考查了能量的转化以及气体受热膨胀的特点，是一道基础题。
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