专题01 内能及其利用 九年级物理 （人教版）（解析版）

专题01内能及其利用清单01分子动理论一、物质的构成：1、常见的物质是由大量的分子、原子构成的。2、分子大小：分子很小，人们用肉眼和光学显微镜无法分辨，只能用电子显微镜观察。3、一般分子的直径只有百亿分之几米，人们通常以10-10m为单位来度量分子。二、分子热运动：1、定义：一切物质的分子都在不停地做无规则运动，这种无规则的运动叫做分子的热运动。2、扩散：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象。（1）气体、液体、固体均能发生扩散现象（2）扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快。（3）扩散现象说明：①分子在做无故则运动；②分子间有空隙。（4）能够用肉眼直接看到的运动不是（选填“是”或“不是”）分子热运动，例如尘土飞扬、云雾缭绕等。三、分子间的作用力：1、分子间同时存在相互作用的引力和斥力。2、分子间作用力与分子间距离的关系：（1）当分子间距离变小时，引力和斥力都增大，斥力增大的更明显，此时F斥>F引，作用力表现为斥力；（2）当分子间距离变大时，引力和斥力都减小，斥力减小的更明显，此时F斥<F引，作用力表现为引力。（3）当分子间的距离等于r0（r0为平衡距离）时，分子间引力与斥力相等；当分子间的距离大于10r0时，分子间的作用力可以忽略不计。四、分子动理论：1、物质是由大量的分子、原子构成的；2、物质内的分子在不停地做无规则运动；3、分子之间存在引力和斥力。清单02内能一、内能：1、构成物体的所有分子，其热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。2、单位：焦，符号J，各种形式能量、功的单位都是焦。3、特点：（1）一切物体在任何情况下都具有内能，无论温度多高，还是温度多低，都具有内能。（2）在物体的质量、材料、状态相同时，温度越高，内能越大。二、改变内能的两种方式：1、热传递可以改变物体的内能（1）热传递条件：物体之间存在温度差；（2）热传递方向：热量从高温物体向低温物体传递或从同一物体的高温部分向低温部分传递；（3）热传递的结果：温度相同；（4）热传递实质：内能的转移；（5）热传递过程中，物体吸收热量，内能增大；放出热量，内能减少。（6）热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。热量是过程量，不能说“含有”“有”“具有”“物体的热量”，可以说“吸收”或“放出”。注意：热传递是传递内能，而不是传递温度；②物体内能改变，温度不一定（选填“一定”或“不一定”）发生变化，如晶体的熔化、水的沸腾等。2、做功可以改变物体的内能：（1）对物体做功，物体内能会增加，即机械能转化为内能；（2）物体对外做功，物体内能会减少，即内能转化为机械能；（3）做功的实质：其他形式的能和内能的相互转化。3、热传递与做功改变物体的内能是等效的。清单03比热容一、比热容1、定义：一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，叫比热容。2、比热容用c表示，单位：焦/（千克·摄氏度），符号：J/（kg·C）。3、物理意义：表示物体吸热或放热能力的强弱的物理量。4、水的比热容为4.2×103J/（kg·C），它表示的物理意义是：质量是1kg的某种位物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J。5、比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等无关。（选填“有关”或“无关”）二、水比热容较大的应用：（1）做冷却剂：冷却塔、汽车发动机用水做冷却剂、海水做工业冷却用水；（2）取暖∶用水做传热介质；（3）调节温度∶人体中水所占比例高、城市修建人工湖缓解热岛效应、沿海地区昼夜温差小、内陆昼夜温差大等。三、热量的计算：1、公式：Q=cmΔt，其中Δt为温度的变化。2、热平衡方程：发生热传递时，若不计热量损失，则有Q吸=Q放。清单04内燃机一、热机：1、定义：把内能转化为机械能的机械叫做热机。2、热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。二、内燃机：1、内燃机是现代社会中最常见的一种热机，分为汽油机和柴油机两大类。2、内燃机工作过程：（1）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。（2）内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。汽油机工作示意图：丙做功冲程:在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。乙压缩冲程：进气门和排气门都丙做功冲程:在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。乙压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，燃料混合物被压缩甲吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气混合物进人汽缸丁排气冲程:进气门保持关闭，排气门打开，活塞向运动，把废气排出汽缸三、汽油机和柴油机区别1、汽油机：汽缸顶部为火花塞，吸入汽油和空气的混合物，点火方式为点燃式，效率较低。2、柴油机：汽缸顶部为喷油嘴，吸入空气，点火方式为压燃式、效率较高。清单05热机效率一、热值：1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。2、公式：或3、单位：J/kg或J/m3说明：当燃料的热值以J/kg已知时，需选用Q=mq计算热量，当燃料的热值以J/m3（或J/L）已知时，需选用Q=Vq计算热量。4、热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关（选填“有关”或“无关”）。4、燃料燃烧过程：化学能转化为内能。二、热机效率1、定义：热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出热量之比叫热机效率。2、公式：3、因为热机在工作过程中总是有能量损失，所以η<1。4、提高热机效率的主要途（1）使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率；（2）尽量减小各种热散失；（3）减小各部件间的摩擦，保持良好润滑，以减小因克服摩擦做功而消耗的能量；（4）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。清单06能量的转化和守恒一、能量的转化和转移：1、能量的存在形式∶机械能、内能、光能、化学能、电能等。2、在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。例如，摩擦生热——机械能转化为内能；水电站——机械能转化为电能；光合作用——光能转化为化学能；燃料燃烧——化学能转化为内能。3、能量转化和转移的判断：（1）能量的转移∶能量形式不发生变化，例如，热传递。（2）能量的转化∶能量形式发生变化，例如，燃料燃烧时，化学能转化为内能。清单07探究不同物质的吸热能力实验一、实验器材及组装：二、主要器材的作用：天平选取质量相同的水和食用油（或煤油）温度计测量液体的温度秒表记录加热时间搅拌器（或玻璃棒）使液体均匀受热选用规格相同的电加热器（或酒精灯）使水和食用油（或煤油）在相同时间内吸收的热量相同三、实验器材的相关要求：（1）实验时，应选用初温和质量（选填“体积”或“质量”）相同的甲、乙两种液体；（2）实验器材的安装顺序：自下而上（选填“自下而上”或“自上而下”），先固定支撑烧杯的铁圈，以便实验中使用酒精灯的外焰加热；再固定悬挂温度计的铁杆，保证温度计的玻璃泡浸没在液体中。（3）温度计放入试管中的位置要求：①温度计的玻璃泡浸没在水中；温度计不能接触烧杯底或烧杯（温度计触底或碰壁，测得的水温比实际温度偏高）。（4）实验中用到的物理研究方法：①转换法：通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少；①控制变量法：a.使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；b.使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间比较温度的变化），温度变化小的吸热能力强。（5）根据实验数据描绘出温度——时间图像，如图所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，A（选填“A”或“B”）吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，B（选填“A”或“B”）升温较高；若两种液体分别为水和煤油，则能反映水吸热升温情况是A。（6）实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。即时练习【练习1】用分子动理论解释生活现象关于图所示的四个热学实验，下列说法中不正确的是（）A．图甲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．图乙中红墨水在热水中比在冷水中扩散的快，说明分子无规则运动的快慢与温度有关C．图丙中将一定量的水与酒精混合后总体积变小，是由于分子间存在间隙D．图丁中两个铅块没有被重物拉开，说明分子之间存在引力【答案】A【详解】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，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，说明了二氧化氮气体分子在做无规则运动，证明了扩散现象的存在，故A错误；B．由于分子的热运动与温度有关，温度越高分子运动的越剧烈，所以图乙中红墨水在热水中比在冷水中扩散得快，故B正确；C．将一定量的水与酒精混合后总体积变小，是由于分子之间有空隙，彼此进入空隙，导致体积较小，故C正确；D．分子间有相互作用的引力和斥力，图丁中两个压紧的铅块能吊起钩码，是由于分子间存在引力，故D正确。故选A。【练习2】温度、热量和内能的关系关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（）A．物体吸收了热量，温度一定升高 B．温度相同的物体，内能一定相同C．温度相同的物体不会发生热传递 D．对物体做功，温度一定升高【答案】C【详解】A．物体吸收了热量，内能一定增大，温度不一定升高，如晶体熔化时，物体吸收热量内能增加，但温度不变，故A错误；B．内能的大小与物体质量和温度都有关，只根据温度高低不能判断内能的大小，所以温度高的物体，其内能不一定大，故B错误；C．热传递是指热量从高温物体转移到低温物体，或者是从物体的高温部分转移到低温部分，发生热传递的条件是要有温度差，所以温度相同的物体不会发生热传递，故C正确；D．对物体做功，物体的内能增加，内能增加可能使物体升温，也可能使物体物态发生变化，温度不一定升高，故D错误。故选C。【练习3】改变内能方式的识别下列现象中，通过做功的方式使物体内能增加的是（）A．将冰块放入饮料中，饮料的温度降低B．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起C．汽车行驶一段路程后，轮胎会发热D．阳光照射下，地表的温度升高【答案】C【详解】A．将冰块放入饮料中，饮料的内能传递给冰块，温度降低，这是通过热传递的方式使物体内能降低，故A不符合题意；B．壶盖被水蒸气顶起，水蒸气对壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，水蒸气内能减小，故B不符合题意；C．汽车行驶一段路程后，轮胎会发热，是因为轮胎克服地面的摩擦力做功，机械能转化为内能，轮胎内能增大，温度升高，故C符合题意；D．阳光照射下，地表吸收热量，内能增大，温度升高，这是通过热传递的方式改变内能，故D不符合题意。故选C。【练习4】比较不同物质的吸热能力1、（多选）用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热，它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失，以下分析正确的是（）A．t1~t2时间内，a、c吸收热量相同B．t2~t3时间内，a的内能不变C．b的比热容一定大于c的比热容D．若a、b是同种物质，则b的质量大于a的质量【答案】AD【详解】用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热，故t1~t2时间内，a、c吸收热量相同，故A正确；t2~t3时间内，a在不断地吸热，它的内能增加，故B错误；吸收相同的热量，b升温比c快，但b和c的质量大小关系不知道，故b的比热容不一定大于c的比热容，故C错误；若a、b是同种物质，从图中可知：吸收相同热量时b升温比a慢，故b的质量大于a的质量，故D正确。故选AD。2、同学们为了比较不同物质的吸热能力，利用如图所示的实验装置进行实验，并记录数据如下表所示，请你根据表中的数据回答下列问题：加热时间/min01234567水的温度/℃2022242628303234食用油的温度/℃2024283236404448（1）实验中，除了要在甲、乙两个相同的烧杯中分别加入相同质量的水和食用油，另外还应选择两个完全相同的电加热器，选择相同的电加热器目的是为了；（2）若使水和食用油升高相同的温度，（选填“水”或“食用油”）需要的加热时间更长；（3）图是根据实验数据画出的图像，其中图线①表示的是（选填“水”或“食用油”）吸热升温的情况，可以判断出（选填“水”或“食用油”）的吸热能力强。【答案】（1）保证相同时间内，水和食用油吸收的热量相同（2）水（3）食用油（4）水【详解】（1）选择两个完全相同的电加热器，目的是为了在相同时间内，两个电加热器对水和食用油放出的热量相同，根据转换法，可通过比较加热时间比较不同物质吸热多少。（2）由表中数据可知，水从20℃升高到24℃需要2min，食用油从20℃升高到24℃需要1min，因此若使水和食用油升高相同的温度，水需要的加热时间更长。（3）由图知，加热相同时间，①升温快，②升温慢，结合表中数据可知，图线①表示的是食用油的吸热升温情况，②表示的是水吸热升温情况。升高相同的温度，水需要的加热时间长，因此水的吸热能力强。【练习5】比热容相关计算将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了3℃，然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水，水温又上升了2.5℃，不计热量的损失，则m0∶m＝。【答案】1∶10【详解】设热水和冷水的温度差为t，质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了3℃，则有Q吸＝Q放，代入数值得：cm×3℃＝cm0（t﹣3℃）……①又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了2.5℃，则有Q吸＝Q放，代入数值得c（m+m0）×2.5℃＝cm0（t﹣3℃﹣2.5℃）……②则①﹣②得，2.5℃×cm0＝3℃×cm﹣2.5℃×cm﹣2.5℃×cm0，整理得5℃×cm0＝0.5℃×cm，则【练习6】比热容的应用生产生活中有不少利用水的比热容大的这一特性的实例，下列现象中与此无关的是（

）A．甲图：沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小B．乙图：冬季，人们用热水取暖C．丙图：炎热的夏季，洒水车在路面洒水后人们在路上行走会感觉到凉快D．丁图：为保护秧苗，人们傍晚往农田中放水白天再将水放出【答案】C【详解】A．因为水的比热容大于沙石的比热容，相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的温度少，所以沿海地区昼夜温差比内陆地区小，故A不符合题意；B．因为水的比热容大，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，所以冬季，人们用热水取暖，故B不符合题意；C．炎热的夏天，在地面上洒水，水蒸发会从周围吸热从而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故C符合题意；D．因为水的比热容大，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，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故D不符合题意。故选C。【练习7】内燃机的四个冲程如图1所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这与图2（选填“A”、“B”、“C”或“D”）所示汽油机冲程的能量转化是一致的，该过程称为冲程，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min该汽油机每秒钟内完成个冲程，做功次。【答案】C做功4010【详解】图1中，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后塞子被试管内水蒸气推出，能量转化是水蒸气的内能转化为塞子的机械能，图2中C是汽油机火花塞点火高温高压燃气推动活塞做功，能量转化也是燃气内能转化为塞子机械能。此冲程称为做功冲程。一台单缸四冲程汽油机，一个工作循环飞轮转2转，飞轮转速是1200r/min，1s飞轮转20转，进行了10个工作循环，一个工作循环有四个冲程，做一次功，所以该汽油机每秒钟内完成40个冲程，做功10次。【练习8】比热容、热值的理解一瓶酒精用去一半后，关于它的密度、比热容和热值的说法，正确的是

（）A．热值和比热容都减半，密度不变 B．密度减半、热值减半、比热容不变C．密度、热值和比热容都不变 D．热值不变、比热容减半，密度不变【答案】C【详解】因为密度、比热容都是物质的一种特性，与质量无关；热值是燃料的一种特性，与质量大小无关。所以一瓶酒精用去一半，则剩下酒精的密度、比热容、热值都不变。故ABD错误，C正确。故选C。【练习9】比较不同燃料的热值小柯同学自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系，他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）。加热的时间/min0123456甲杯水温/℃25272932343638乙杯水温/℃25262728293031（1）在安装、调整图甲中实验器材时，合理的顺序是先调整固定的位置（选填图中的“A”或“B”）。（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是。（3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录了数据、利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量，同组的小红同学他认为通过这些数据不能准确地计算出煤油和菜籽油的热值，他的理由是。【答案】（1）B（2）煤油（3）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热损失【详解】（1）实验前，首先调整好实验装备，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，因此是先固定B，再固定A。（2）甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q＝cmΔt知，末温高的吸收的热量较多；在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q＝qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大。（3）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。【练习10】热值的相关计算我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采，1m3可燃冰分解后，可释放出约120kg的天然气。已知，求：若将1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，其放出热量是J。【答案】5.28×109kg【详解】解：这些天然气完全燃烧产生热量。【练习11】热机效率的计算杭州亚运会使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。某品牌国产氢燃料汽车所产生电能（E电）的效率是60%，该车电动机输出功率30kW，在某路段车以20m/s的速度匀速行驶了100m，此次运行过程中需要完全燃烧2g的氢燃料（氢的热值为q=1.5×108J/kg）。（1）此次运行过程中牵引力做的功；（2）完全燃烧2g的氢燃料放出的热量；（3）所产生的电能用于维持汽车匀速行驶的效率。【答案】（1）1.5×105J；（2）3×105J；（3）83.3%【详解】解：（1）此次运行过程中所用的时间，则牵引力做的功W=Pt=30×103W×5s=1.5×105J（2）完全燃烧2g的氢燃料放出的热量Q放=mq=2×10-3kg×1.5×108J/kg=3×105J；（3）已知氢燃料汽车所产生电能（E电）的效率是60%，则所产生电能，所产生的电能用于维持汽车匀速行驶的效率。答：（1）此次运行过程中牵引力做的功为1.5×105J；（2）完全燃烧2g的氢燃料放出的热量为3×105J；（3）所产生的电能用于维持汽车匀速行驶的效率为83.3%。【练习12】热学综合计算晋城生活垃圾焚烧发电项目的启用改变了全市现有生活垃圾处理方式，焚烧发电，再通过电网输送到千家万户，变废为宝．据了解，晋城生活垃圾焚烧发电项目设计日处理生活垃圾量800t，经检测该生活垃圾燃烧的平均热值，已知水的比热容。求：（1）800t垃圾完全燃烧放出的热量；（2）800t垃圾完全燃烧放出的热量用来烧水，可以使107kg的水的温度从40℃上升到100℃，水吸收的热量；（3）该生活垃圾烧水的热效率（结果精确到1%）。【答案】（1）3.2×1012J；（2）2.52×1012J；（3）79%【详解】解：（1）800t垃圾的质量，800t垃圾完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）该生活垃圾烧水的热效率。答：（1）800t垃圾完全燃烧放出的热量3.2×1012J；（2）800t垃圾完全燃烧放出的热量用来烧水，可以使107kg的水的温度从40℃上升到100℃，水吸收的热量2.52×1012J；（3）该生活垃圾烧水的热效率为79%。1、下面是小杰同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是（）A.气体被压缩后体积发生了较大变化，说明气体分子间的距离大B.用锉刀锉铁件时，得到很多细小的铁粉，每一粒铁粉就是一个铁分子C.小辰拿着面包边吃边捏，面包变小了，说明分子间有空隙D.“零落成泥碾作尘，只有香如故”，诗中闻到花香，是因为花在做热运动【答案】A【详解】A．物质是由大量分子构成的，气体被压缩后体积发生了较大变化，是因为分子间距离减小了，说明气体分子间的距离大，故A正确；B．用锉刀锉铁件时，得到很多细小的铁粉，分子的体积很小，人眼不能直接观察，铁粉是由大量铁分子组成的固态颗粒，故B错误；C．用手捏面包，面包的体积缩小了，是将面包里的部分空气挤压出来了，不是因为分子间有间隙，故C错误；D．“零落成泥碾作尘，只有香如故”，诗中闻到花香，是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，即花香分子在做热运动，不是花在热运动，故D错误。故选A。2、夏天人们喜欢把冰块放到常温的饮料中，冰块会慢慢熔化。对于这个过程，下列说法正确的是（）A.饮料把热量传递给冰块B.饮料把温度传递给冰块C.饮料把内能传递给冰块D.冰块熔化过程中，温度和内能都不变【答案】A【详解】A．把冰块放到常温的饮料中，高温的饮料放出热量，低温的冰块吸收热量，饮料将热量传递给了冰块，使冰块内能増大，温度升高，所以冰块慢慢熔化，故A正确；B.发生热传递的条件是存在温度差，以热量的形式将内能从饮料转移到冰块，传递的不是温度，故B错误C.内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，不能传递，是饮料放出热量，以热量的形式将内能转移给冰块，故C错误；D．冰是晶体，冰块熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，内能增大，故D错误。故选A。3、在用酒精灯加热水时，过了一段时间，酒精灯内的酒精用去了三分之一，此时酒精灯内剩余的酒精和原来相比发生变化的（）A.比热容B.内能C.温度D.热值【答案】B【详解】酒精灯内的酒精用去了三分之一，剩下的酒精与原来相比较，质量减小，由于物体的内能与物体的质量有关，可知其内能减小，但是比热容、温度和热值不会随质量的变化而变化，会保持不变，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4、下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录，其中错误的是（）A.物体的温度越高，所含的热量就越多B.红墨水在热水中比在冷水中扩散得快，温度越高，分子热运动越剧烈C.永动机是不可能实现的，违背了能量守恒定律D.一瓶酒精用后剩下半瓶，剩余酒精的比热容和热值都不变【答案】A【详解】A．热量是一个过程量，不能用含有来修饰，故A错误，符合题意；B．分子的无规则运动受温度影响，红墨水在热水中比在冷水中扩散得快，说明温度越高，分子运动越剧烈，故B正确，不符合题意；C．永动机是不消耗能量而能永远对外做功的机器，根据能量守恒定律可知，永动机是不可能制成的，故C正确，不符合题意；D．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，某种物质的比热容和其质量、体积、温度无关，所以一瓶酒精用去一半，剩下的酒精的比热容不变；燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以一瓶酒精用去一半，剩下的酒精的热值不变，故D正确，不符合题意。故选A。5、下列关于能量的转化与守恒的相关描述，不正确的是（）A.各种能量之间在一定条件下可以相互转化B.永动机是不可以制成的C.热量只能自发的从温度高的物体传递给温度低的D.由于能量可以转移和转化，所以我们不需要节约能源【答案】D【详解】A．自然界各种能量之间可以相互转化，故A正确，不符合题意；B．永动机违背了能量守恒定律，永动机是不可能制造出来的，故B正确，不符合题意；C．发生热传递时，热量总是自发从温度高的物体传递给温度低的物体，故C正确，不符合题意；D．能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，故D不正确，符合题意。故选D。7、连江含光生态公园是一座湿地公园，除了能保护生物和遗传多样、蓄洪防旱等功能外，还具有调节区域气候、减缓热岛效应的作用。其中调节空气温度的能力，主要是因为公园内水面宽阔，水的（）A.流动性大 B.密度大 C.比热容大 D.热值大【答案】C【详解】因为水的比热容大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜温差小，能够有效地调节周围环境的气温。故选C。8、汽油的热值为，某汽车水平公路上匀速行驶了100km，汽车所受的平均阻力为460N，消耗了质量为4kg的汽油，则该汽车在这个行驶过程中的效率为（）A.25% B.20% C.30% D.87%【答案】A【详解】汽车做匀速直线运动，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力等于汽车所受的阻力，汽车牵引力所做的功，汽油完全燃烧放出的热量，汽车的效率，由计算可知，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。9、我国某厂商研制的非插电式混合动力汽车采用了如下设计：当车辆轻载行驶时，车辆系统将自动调节，利用内燃机输出的多余功率驱动电机发电，所产生的电可以经功率转换器为蓄电池充电，从而有效地降低每百公里油耗，该过程的能量转化是（）A.内能→机械能→化学能→电能B.内能→电能→内能→电能C.内能→机械能→电能→化学能D.内能→动能→内能→化学能【答案】C【详解】内燃机的工作原理主要将燃料产生的内能通过对外做功转化为机械能。内燃机输出的多余功率驱动电机发电，将部分机械能转化为电能，电能经功率转换器为蓄电池充电，将电能转化为化学能，所以整个过程中的主要能量为内能→机械能→电能→化学能，综上分析知，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。10、质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知c水=2.1×103J/（kg·℃），c水>c液。下列说法中（）甲物质是水②0~15min乙温度降低了20℃③00~15min甲放出了8.4×104J的热量④乙物质的比热容为2.1×103J/（kg·℃）A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①③正确 D．只有①④正确【答案】D【详解】①时间相等时，图示可以看出乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；根据热量的计算公式可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，温度降低得快，它的比热容小，所以，甲液体的比热容大，所以若甲、乙两种液体中，一种液体是水，则这种液体一定是甲液体，故①正确；②由图可知：液体的初温是60℃，放热15min后，乙液体的末温是20℃，乙温度降低了40℃，故②错误；③读图可得，甲在15min内由60℃降低到40℃，降低的温度是20℃；甲液体已判断出是水，所以甲放出的热量，故③错误；④由图知，15min时水和乙放出的热量相同，乙降低的温度是水降低温度的二倍，水和乙的质量相同，由可知，水的比热容是乙的2倍，因此乙的比热容为2.1×103J/（kg·℃），故④正确；由以上分析可知，D符合题意，ABC不符合题意。故选D。11、刚出炉的烤红薯浓香扑鼻，等一会儿烤红薯变凉后香气变淡，说明分子运动的剧烈程度与有关；温度为0℃的物体（选填“有”或“没有”）内能；如果相互接触的两个物体之间发生了热传递，是因为它们之间具有不同的。【答案】温度有温度【详解】刚出炉的烤红薯浓香扑鼻，说明香气分子扩散到空气中，分子做无规则运动，温度越高，分子无规则运动越剧烈；等一会儿烤红薯变凉后香气变淡，温度变低，分子无规则运动减缓。因此说明分子运动的剧烈程度与温度有关。任何物体都有内能，所以温度为0℃的物体有内能。发生热传递的条件是有温度差，则相互接触的两个物体之间发生了热传递，它们之间一定具有不同的温度。12、冬天人们常用如图所示的暖手宝取暖，该暖手宝在加热过程中将电能转化为能；为了使其能够放出更多的热量，内部的液体应具备的特点是比热容（选填“较大”或“较小”）；暖手时感觉格外温暖，是因为手（选填“吸收”或“放出”）了热量。

【答案】内较大吸收【详解】暖手宝在加热过程中消耗电能，使液体温度升高，该过程中将电能转化为内能。比热容比较大的液体，相同质量、降低相同的温度时，可以放出更多的热量。因此内部的液体应具备比热容较大的特点。暖手时感觉格外温暖，是因为手通过热传递吸收了热量。13、2023年10月26日，搭载“神舟十七号”载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，长征二号F遥十七运载火箭以氢做燃料是因为氢的大；火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的能，能量转化过程中总量是不变的，这就是。【答案】热值机械能量守恒定律【详解】火箭选用氢做燃料是因为氢的热值大，根据Q=mq知，完全燃烧相同质量的氢与其他燃料相比放出更多的热量。火箭升空时，燃料燃烧释放出的内能转化为火箭的机械能。能量只会转化和转移，而能量转化过程中总量是不变的，这就是能量守恒定律。14、思思一家“十一”自驾去净月潭游玩。（1）汽油机的做功冲程将能转化为机械能，为汽车提供动力；（2）此次游玩一共消耗汽油4kg，汽油完全燃烧放出的热量为J；汽车能量流程图如图所示，汽车输出的有用功为J。（汽油的热值为4.6×107J/kg）【答案】（1）内（2）1.84×1085.52×107【详解】（1）汽油机的做功冲程将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能，为汽车提供动力。（2）汽油完全燃烧放出的热量Q=qm=4.6×107J/kg×4kg=1.84×108J，由图可知有用功占比100%-（30%+33%+7%）=30%，所以汽车输出的有用功1.84×108J×30%=5.52×107J。15、甲、乙两个初温相等的物体质量相等，它们的比热容之比为c甲∶c乙＝3∶1，让他们各吸收300J的热量后，再把它们放在一起相互接触（无热损失），在达到热平衡的过程中，它们之间传递的热量为J。【答案】150【详解】假设物体初温是t0，质量是m，比热容分别为3c和c，当分别吸收300J后，甲物体末温为t1，乙物体末温为t2，则甲物体吸收的热量3cm（t1-t0）=300J，甲物体末温为，乙物体吸收的热量cm（t2-t0）=300J，乙物体末温，所以t1＜t2，再接触热量是从乙物体传递到甲物体，达到热平衡后，假设达到的温度为t，传递的热量为Q，甲物体吸收热量3cm（t-t1）=Q，乙物体放出的热量cm（t2-t）=Q，，所以解得Q=150J。16、（1）小丽妈妈做了香甜可口的“拔丝红薯”。“拔丝红薯”刚出锅时闻起来甜香浓郁，这是现象，制作“拔丝”用的糖浆，需要不断地加热、搅拌的方式改变糖浆的内能；（2）热岛效应主要原因是城市建筑群密集，在相同的日照情况下，城市地区升温较（选填“快”或“慢”）。目前很多城市通过增大城区的绿地、水域面积来减弱城市热岛效应，这主要是利用了水的较大的特点；（3）家用轿车常用汽油机驱动，小明从转速表上看到发动机的转速为1800r/min，则发动机1s内周，对外做功次，除做功冲程以外的其他冲程是依靠飞轮的来完成的。【答案】（1）扩散热传递（2）快比热容（3）3015惯性【详解】（1）闻到红薯香味是红薯分子在不停地做无规则热运动，这是扩散现象。因为要加热，所以主要是通过热传递的方式改变糖浆的内能。（2）建筑物是砂石制成，比热容较小，同样日照条件下城市升温快，而水的比热容较大，增大城区的绿地、水域面积可以减弱城市热岛效应。（3）一个工作循环4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，发动机的转速为1800r/min，所以1s飞轮转30周，对外做功15次。根据汽油机的工作过程可知，只有做功冲程有做功，其他三个冲程都靠飞轮的惯性来完成。17、小华利用如图1所示的装置，进行“比较水和食用油的吸热能力”实验，实验时用相同的热源加热且保证加热方式也相同，水的密度大于食用油。（1）请指出装置图1中的错误是：；除了图中所示器材，还需要的测量器材有天平和；加热过程中，水和煤油吸收的热量的多少是通过来反映的；加热时间/min01234食用油的温度/℃2022242628水的温度/℃2021222324（2）小华纠正错误后，进行实验记录的数据如上表：人们通常用两种方法来比较水和食用油的吸热能力。方法A：吸收相同的热量，比较升高的温度；方法B：。物理学用比热容描述物质的吸热能力，这种方法与方法（选填“A”或“B”）是相同的。若水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），由表格数据可知，食用油的比热容是J/（kg·℃）。【答案】（1）未控制水和食用油的质量相等秒表加热时间（2）升高相同的温度，比较吸收的热量B2.1×103【解析】（1）由图可知，烧杯里的水和食用油的体积相同，但水和食用油的密度不同，根据可知，两个烧杯中的液体质量不相等；在比较水和食用油的吸热能力的实验中，需要控制两种液体的质量相等。在比较水和食用油的吸热能力的实验中，使用相同的热源加热且保证加热方式也相同，是因为相同的加热装置在相同时间内提供的热量相等，我们可以根据加热时间来判断液体吸热的多少，所以还需要测量加热时间的工具秒表。（2）比较水和食用油的吸热能力有两种方法，一是液体吸收相同的热量，比较升高的温度，升高温度越多的，说明吸热能量越差；二是液体升高相同的温度，比较吸热的多少，吸收热量越多的，说明吸热能力越强。比热容描述的是质量为1kg的物质温度每升高或降低1℃能吸收或放出的热量的多少，这种方法是通过物质升高相同的温度比较吸收热量的多少，和方法B是相同的。由表中数据可知，两种液体的初温都是20℃，当加热时间都是1min时，两种液体吸收的热量相同，根据可得，食用油的比热容为。18、在探究“比较两种燃料的热值”的实验中，小明设计了如图所示的装置。

（1）该实验应该控制烧杯中液体与质量