第十四章《 内能的利用》——考点归纳和应试测练

内能的利用
一、考点
考点1：分子热运动、内能(重点、热点)
考点2：运用分子热运动解释常见现象(综合考点)
考点3：改变内能的方法在实际中的应用(综合考点)
考点4：研究物质的比热容(实验考点、重点)
考点5：比热容、热值、热量的计算(重难点、热点)
考点6：热机(重点)
考点7：有关电热水器的计算(综合考点)
考点8：水的热比容较大在实际中的应用(综合考点)
二、例题展现
1.（2021·菏泽）小明家有辆排量1.6L的汽车，行驶100km油耗约为5kg，汽油的热值为×107J/kg，若这些汽油完全燃烧，可放出_________J热量，燃油汽车产生的_________对环境会造成污染。

【答案】×108；噪声（或尾气）。

2.（2021·北部湾）汽车的发动机常用水作为降温的物质，这是因为水的
_________较大的缘故。

汽油的热值是×107J/kg，1kg汽油完全燃烧放出的热量是___________J。

目前热机的效率还比较低，在热机的能量损失中，_______带走的能量最多，设法利用这部分能量，是提高燃料利用率的重要措施。

【答案】比热容×107 废气
3. 如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲岀试管口。

（1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的。

（2）此过程中，水蒸气减少的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）软木塞增加的机械能，这与热机的冲程相似。

【答案】（1）运动状态；（2）大于；做功
4.（2021·郴州）现在流行一款鞋，穿上它走路时，鞋会发光，站着不动就不会发光。

则这款鞋发光的原理，从能量转化的角度分析正确的是（A）
A．机械能转化为电能，再转化为光能
B．电能转化为机械能，再转化为光能
C．机械能转化为光能，再转化为电能
D．光能转化为机械能，再转化为电能
5.（2021·昆明）如图3是汽油机工作的四个冲程，其中表示排气冲程的是（C）
A．甲B．乙C．丙D．丁
三、过关测验
1. （2021·枣庄）如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（C）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能B．压缩冲程，将机械能转化成内能C．做功冲程，将内能转化成机械能D．做功冲程，将机械能转化成内能2.（2021·武汉）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正
确的是（A）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
3.(2021·株洲)一种用于轻型低速飞机的活塞式航空发动机，它有多个气缸，气缸工作时经历进气、压缩、膨胀、排气四个过程，在这四个过程中，能为飞机提供动力的是（C）
A．进气B．压缩C．膨胀D．排气
4.（2021·昆明）如图3是汽油机工作的四个冲程，其中表示排气冲程的是（C）
A．甲B．乙C．丙D．丁
5.下列有关声和能的说法中正确的是（D）
A.声纹锁在房主说出暗语时才能被打开，是因为它能辨别声音的音调
B.“辽宁号”航母上的起飞引导员佩戴有耳罩的头盔，这是从传播过程中减弱噪
声
C.太阳能、风能、核能是目前正在努力研究、开发的新能源，它们都是可再生能源
D.能量的转化和转移具有方向性，在转化和转移过程中能量的总量总保持不变
6.下列事例中，通过做功来改变物体内能的是（D）
A．B．C．
D．
金属勺放在热汤中食品放入冰箱取暖器旁的物体温度升高反复弯
折铁丝
7.水煎包是东营特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。

在水煎包的制作过程中，以下说法正确的是（B）
①水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动
②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低
③木柴燃烧时将化学能转化为内能
④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的
⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能
A．①②③⑤B．①③⑤C．①③④⑤D．②③④⑤
8.世界是由物质组成的，下列关于物质的一些说法中，正确的是（A）
A．我们常说摩擦生热，那是因为做功改变了物体的内能
B．组成物质的原子核是由质子、中子和电子组成的
C．热胀冷缩的常识告诉我们，物体温度升高时，体积一定变大
D．在绕地球飞行的神舟飞船内，物体的质量消失了，所以天平不能使用了
9.在内燃机的四个冲程中，如图所示的是（C）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
10.小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从20℃加热到45℃，
消耗了0.15m3的天然气。

已知水的比热容为×103J/（kg•℃），天
然气的热值为4×107J/m3，则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（C）
A．水吸收的热量与水的末温成正比B．水吸收的热量是×105J
C．热水器的能量转化效率是% D．热水器的能量转化效率与环境温度无关
11.关于物体的内能，下列说法中正确的是（A）
A.物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量
B.0℃的冰熔化成0℃的水内能不变
C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
12.根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是( B)
A.随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B.两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C.电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D.出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
13.某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。

该过程中发生的能量转换是（C）
A．电能→机械能→光能B．光能→机能→电能
C．光能→电能→机械能D．机械能→电能→光能
14.关于温度、内能、热量说法正确的是（C）
A．物体温度升高一定是吸收了热量B．正在沸腾的水的温度一定是100℃
C．冬天搓手变暖是通过做功使手的内能增大D．热胀冷缩中的“热”“冷”是指内能
15.下列说法中正确的是（C）
A．汽油机在做功冲程中是将机械能转换成内能
B．物体的温度降低时内能减少，所以0℃冰块的水分子不做运动
C．沿海地区昼夜温差小，主要原因是水的比热容较大
D．温度从热量高的物体传递给热量低的物体
16.在室温下，用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上，然后把瓶子放入热水中，如图所示，橡皮膜会向外凸。

下列关于瓶内气体的描述错误的是（D）A．分于子的无规则运动会加剧 B．内能会增大
C．质量会不变 D．压强会减小
17.如图是一辆长达30m的无轨电动列车，它外观采用
流线型结构.与燃料汽车相比，行驶时电动机比内燃机的
噪声小很多；与有轨电车相比，它拐歪灵活.下列关于无
轨列车的说法不正确的是（B）
A.流线型结构有利于减小行驶中受到的空气阻力
B.灵活拐弯时无轨列车的运动状态不改变
C.行驶时噪声小是在声源处减弱了噪声
D.电动车取代燃料汽车可减少对大气的污染
18.某家庭用的电热水器将体积为60L，温度为20℃的自来水加热到50℃，则水吸收的热量为________J［水的比热容×103J/（kg·℃）］. 若热水器的功率为2000w，用时5000s，则该热水器的效率为_________.
【答案】×106；%。

19.甲图中，迅速向下压活塞，能量的转化情况是。

乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是（选填图中的代号）。

【答案】机械能转化为内能；B
20.用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的冲程的能量转化相同；若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，在标准大气压下把5kg的水从20℃加热至沸腾，需完全燃烧m3天=×103J/（kg•℃），q天然气=4×107J/m3）
然气。

（c
水
【答案】做功；
21.小明在家中用煤气灶将初温为20℃，质量为2kg的一壶水加热到80℃，这是通过的方式使水的内能．如果煤气完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收，则至少需要燃烧kg的煤气[水的比热容为×
103J/(kg·℃)，煤气的热值为×107J/kg]．
【答案】热传递增加
22.我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍．如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天燃气热值为×107J/kg,完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为J; 若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是℃, 水面上方的气压1标准大气压．(选填“大于”、“小于”或“等于")[C=×103J/(kg.℃)]
【答案】×108；；大于
23.合理分类和利用垃圾可以变废为宝。

在一定条件下，1吨垃圾能”榨”出170kg 燃料油，若燃料油的热值为×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为J，燃烧时燃料油的化学能转化为能。

【答案】×109；内
24.（2021四川巴中）一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功次，若其效率为30%，消耗100g汽油，对外做功J．若水箱中5kg水由20℃升高到100℃，水吸收J热量（q汽油=×107J/kg）
【答案】×106；×106
25.有如图9所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相
同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料(选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化，来判断两种然料的热值的大小，燃料燃烧，转化为内能，用比热容的液体可以使实验现象更明显。

(实验中液体没有沸腾)
【答案】全部燃烧化学能小
26.如图所示，在一个配有适塞的厚透明筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速下压，压缩空气，使筒内空气的内能增大，温度升高，观察到硝化棉，上述改变物体内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温该表物体内能的方式
（选填“相同”或“不相同”）。

【答案】做功燃烧不相同
27.小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30％的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要_________L汽油（汽油的热值为×107J/L）；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为________N，汽油属于_________能源（选填“可再生”或“不可再生”）．
【答案】12；1750；不可再生
28.如图是小明制作的简易“蒸汽船”型。

将盛有一定
量水的铜容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底
部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就
向左行驶。

（1）蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高这是通过_______的方式改变水的内能。

（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了___________。

【答案】（1）热传递（2）力的作用是相互的
29.生活中用铁锅加热菜油，菜油的温度很快升高，这是通过___________的方式增加了菜油的内能；用热油炒菜时，远远的就能闻到炒菜的香味，这是由于分子在永不停息的做___________．
【答案】热传递；无规则运动
30.生活中许多现象都可以用我们所学的物理知识解释，例如腌制鸭蛋使盐进入鸭蛋中是一种_________现象，烧水煮鸭蛋是利用____________的方式改变鸭蛋的内能。

【答案】扩散；热传递。

31.（2021四川省南充市）某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了______个工作循环。

如果汽油机在一段时间内消耗了500g汽油，若这
=×107J/kg)
些汽油完全燃烧，可放出热量__________J。

(q
汽油
【答案】15；×107
32.在太空中，把要合成的各种固态材料放进特制的太空炉，对材料加热使其内能________(选填“增大”或“减小”)而熔化，再降温使其变成新的固态材料，然后随着卫星或飞船返回地球，这样加工的材料叫太空材料．当一块加工好的太空材料从太空返回地球时，其质量________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．【答案】增大；不变
33. 2018年5月14日，川航3U8633航班客机驾驶舱右侧
风挡玻璃突然破裂，机长在低压、极寒缺氧巨大噪声的恶
劣条件下操纵飞机成功降落，被称誉为一次“世界级”的
备降。

(1)飞机玻璃破裂的瞬间，强大的气流损坏仪器面板，此时气流的方向是
_________(选填“从外界到驾驶舱”或“从驾驶舱到外界”)。

(2)此事件中的雷达观察员被媒体称为幕后英雄。

太阳活动增强时会影响雷达等短波通讯，常见的太阳活动有太阳黑子、_________、日珥等。

(3)高空中虽然气温极低，但飞机上的空调一般是制冷的。

这是因为机外的冷空气吸入飞机后需要压缩，使空气的温度升到50℃以上，这种改变内能的途径属_________。

【答案】（1）从驾驶舱到外界；（2）耀斑；（3）做功。

34.若家用天然气的热值为×107J/m3，水的比热容为×103J/(kg.℃)．
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是多少
（2）若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04m3天然气可使室温5kg 的水温升高多少
【答案】（1）×106J；（2）32℃
35.天然气是柳州市民常用的一种能源。

某用户用天然气将50 kg的水从20℃加热到60℃.
= ×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=m3. 求:
已知水的比热容C
水
(1)这些水升高的温度:
(2)这些水吸收的热量;
(3)加热这些水所需天然气的体积(设天然气完全燃烧、不计热量损失)。

【答案】(1)40℃(2)×06J (3)0.2m3
36. 2017年6月10日，作为中国大陆核电的发源地一一秦山核电基地安全运行100堆年（一座核反应堆运行一年为一堆年）．从被誉为“国之光荣“”的秦山核电站站1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13．0t，减排二氧化碳约40．6t、二氧化硫约0．2t，氮氧化物约0．8t．秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地，［下列（1）（2）题答案用科学计数法表示］
（1）13．0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少．（烟煤的热值为29×107J
／kg）
（2）假设13．0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少J．［c水＝4．2×103J ／（kg·℃）
（3）求煤炉加热水的热效率，［第（3）题结果保留两位有效数字］。

【答案】（1）×1011J；（2）×1011J；（3）36%。

37.在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg
的焦炭，已知水的比热容为×103J/（kg•℃），焦炭的热值为×107J/kg。

求：（1）水吸收的热量；
（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；
（3）炉子烧水的效率。

【答案】（1）×106J；（2）×107J；（3）%。

38.我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍．如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天燃气热值为×107J/kg,完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为J; 若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是℃, 水面上方的气压1标准大气压．(选填“大于”、“小于”或“等于")(C=×103J/kg.℃))
【答案】×108；；大于
39.如图是小明制作的简易“蒸汽船”型。

将盛有一定量
水的铜容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加
热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行
驶。

（1）蜡烛对铜制容器加热导致容器内水温升高这是通过_______的方式改变水的内能。

（2）当铜管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，这说明了___________。

【答案】（1）热传递（2）力的作用是相互的
40. 2018年5月8日，全球首条智能轨道快运系统在湖南株洲试开通。

该智能轨道快运列车使用新能源的快充钛酸锂电池，电池容量为170kW•h，满载时电耗为4kW•h/km，最高运行速度为70km/h。

该电池充满电储存的能量与质量是kg 的汽油完全燃烧放出的热量相同；若列车满载匀速行驶电动机驱动列车的效率为75%，则列车匀速行驶过程中受到的平均阻力大小是N．（汽油的热值是×
107J/kg）
【答案】；×104
41.（2021·宜昌）近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。

如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m2，假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为×106J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃．（太阳能热水器的工作效率为50%）
（1）家用燃气热水器的工作效率为60%，把相同质量的水从15℃加热到70℃，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气（液化石油气的热值为4×107J/kg）（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过将太阳能转化为化学能。

【答案】（1）使用太阳能热水器可节约0.9千克液化石油气；（2）太阳能电池（光伏电池）；光合作用（植物）。