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第二章内能及能量守恒定律概念：（一）物体的内能：1．物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能，也叫做物体的热力学能。

2．任何物体都具有内能，因为一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子所组成。

3．决定物体内能的因素：（1）从宏观上看：物体内能的大小由物体的摩尔数、温度和体积三个因素决定；（2）从微观上看：物体内能的大小由组成物体的分子总数，分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定。

4、改变内能的两种方式：（1）做功可以改变物体的内能：①外界对物体做功，物体的内能增加；②物体对外界做功，物体的内能减少；③做功使物体内能发生改变的时候，内能的改变就用功数值来量度．外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。

（二）能量守恒定律：1、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。

另一种表述：第一类用动机是不可能制成的。

2、能量守恒定律的历史意义．3、能的转化和守恒是自然界的普遍规律，违背该定律的永动机是永远无法实现的。

它是没有条件的。

4、物质的不同运动形式对应不同形式的能，各种形式的能在一定条件下可以转化或转移，在转化或转移过程中，能的总量守恒。

5、理解：（1）某种形式的能减小，一定存在其他形式的能增加，且减小量和增加量一定相等。

（2）某个物体的能减小，一定存在其他物体的能量增加，且减小量和增加量一定相等。

例题分析【例1】关于物体内能及其变化，下列说法正确的是(B)A.物体的温度改变时，其内能必定改变B.物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能不一定改变C.对物体做功，物体内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定D.若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变【解析】一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定 物体的温度改变时，其内能不一定改变.所以A错误.做功和热传递是改变物体内能的两种方式 若物体对外做功W焦，同时吸收Q焦的热量，且①W＞Q，则物体的内能减少；②W ＝Q，则物体的内能不变；③W＜Q，则物体的内能增加，所以只有B正确.【例2】下面设想符合能量转化和守恒定律的是(D)A.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械B.做成一条船，利用流水的能量逆水航行C.通过太阳照射飞机，即使飞机不带燃料也能飞行D.利用核动力，驾驶地球离开太阳系【解析】利用磁场能可以使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能使转动停止，故A错，让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞；故B、C可选；设计一种利用反冲理论以核动力为能源，使地球获得足够大的能量，挣脱太阳引力的束缚而离开太阳系，故D可选.【例3】关于物体内能，下列说法中正确的是〖〗A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功改变物体的内能 B．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增大C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能 D．用打气筒打气，简内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能【解析】AC【变式一】下面关于物体内能改变的说法中正确的是〖〗A、物体对外做功，其内能必定改变B、物体对外做功，其内能不一定改变C、物体吸收热量，其内能必增加D、外界对物体做功，物体同时吸收热量，其内能必增加【解析】B【变式二】对于热量、功和内能三个物理量，下列各种说法中正确的是〖〗 A．热量和功由过程决定，而内能由状态决定B．热量、功和内能的物理意义相同C．热量和功都可以作为内能的量度D．内能大物体含有的热量多【解析】A【例4】下列说法正确的是〖〗A、第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B、自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C、自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D、不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化【解析】CD【自我检测】一：一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是( )A．物体的温度改变时，其内能必定改变B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能也不一定改变C．物体对外做功，其内能必定改变．物体向外传出一定热量其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它( )A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案4．(2010年高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热 B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列个式中正确的是( )A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104 JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )图4－1－7A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少200 J7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大8．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变9．一木箱静止于水平面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能Ek，分别是( )A．U＝200 J，Ek＝600 J B．U＝600 J，Ek＝200 JC．U＝600 J，Ek＝800 J D．U＝800 J，Ek＝200 J10．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图4－1－5A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小二、非选择题1．风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m＝________.2．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？3．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？一、选择题1、解析：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2、解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3、解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4、解析：选A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5、解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU 为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6、解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确．7、解析：选ADE.A选项，p、V不变，则T不变，气体的内能不变，故选项A正确．B选项，内能不变，温度不变，p、V可能变，选项B错误．C选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C错误．D选项，气体温度每升高1 K吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D正确．E选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E正确．8、解析：选C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．9、解析：选B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10 J＝600 J．由能量守恒定律可得：Ek＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确．10、解析：选 A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A 正确．二、非选择题1、解析：设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m ＝14πd2·vt ·ρ， 风的动能Ek ＝12mv2＝18πd2v3t ρ. 根据题意：18πd3v2t ρ×50%×80%＝mgh. 则m t ＝πd2ρv320gh. 答案：πd2ρv320gh2、解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q＝－120 J ＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J ．即ΔU ′＝－160 J ，又Q ′＝－240 J ，根据热力学第一定律得：ΔU ′＝W ′＋Q ′∴W ′＝ΔU ′－Q ′＝－160 J －(－240 J)＝80 J即外界对气体做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功 80 J3、解析：设在时间Δt 内，有ΔV 的水通过水利枢纽，则：Q ＝ΔV Δt，ΔV ＝Q Δt 减少的重力势能ΔEp ＝mgh ＝ΔV ρgh ＝Q Δt ρgh发电机的功率：P＝ΔEpηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)4、解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.1．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变解析：选C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．2．一木箱静止于水平面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能E k，分别是( )A．U＝200 J，E k＝600 J B．U＝600 J，E k＝200 JC．U＝600 J，E k＝800 J D．U＝800 J，E k＝200 J解析：选B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10 J＝600 J．由能量守恒定律可得：E k＝W总－U＝80×10 J－600 J＝200 J，故B正确．3．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图4－1－5A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小解析：选A.气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A正确．4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.答案：见解析【自我检测】二：一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是( )A．物体的温度改变时，其内能必定改变B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能也不一定改变C．物体对外做功，其内能必定改变．物体向外传出一定热量其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变解析：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是( )A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的解析：选B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它( )A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4．(2010年高考重庆卷)给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( ) A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析：选A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列个式中正确的是( )A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104 JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )图4－1－7A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC ．温度降低，内能增加600 JD ．温度降低，内能减少200 J解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，ΔU ＝800 J ＋(－200 J)＝600 J ，ΔU 为正表示内能增加了600 J ，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A 正确．7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，下列说法正确的是( )A ．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B ．若气体的内能不变，其状态也一定不变C ．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D ．气体温度每升高1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关E ．当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：选ADE.A 选项，p 、V 不变，则T 不变，气体的内能不变，故选项A 正确．B 选项，内能不变，温度不变，p 、V 可能变，选项B 错误．C 选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C 错误．D 选项，气体温度每升高1 K 吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D 正确．E 选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E 正确．二、非选择题8．风沿水平方向以速度v 垂直吹向一直径为d 的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h 的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m ＝________.解析：设在t 时间内吹在风车上的空气的质量为m ＝14πd 2·vt ·ρ， 风的动能E k ＝12mv 2＝18πd 2v 3t ρ. 根据题意：18πd 3v 2t ρ×50%×80%＝mgh . 则m t ＝πd 2ρv 320gh. 答案：πd 2ρv 320gh9．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280 J ，并对外做功120 J ，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240 J 热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU ＝W ＋Q＝－120 J ＋280 J＝160 J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160 J．即ΔU′＝－160 J，又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′∴W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240 J)＝80 J即外界对气体做功80 J.答案：(1)增加了160 J(2)外界对气体做功80 J10．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)解析：设在时间Δt内，有ΔV的水通过水利枢纽，则：Q＝ΔVΔt，ΔV＝QΔt减少的重力势能ΔE p＝mgh＝ΔVρgh＝QΔtρgh发电机的功率：P＝ΔE pηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)答案：见解析【自我检测】三：1．关于热传导的方向性，下列说法正确的是( )A．热量能自发地由高温物体传给低温物体B．热量能自发地由低温物体传给高温物体C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D．热量一定不可能从低温物体传给高温物体解析：选AC.在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，而热量只能自发地从高温物体传给低温物体．2．对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是( )A．系统的总熵只能增大或不变，不可能减小B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小C．系统逐渐从比较有序的状态向更加无序的状态发展D．系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展解析：选AC.根据熵增加原理，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少可知，A对，B错．根据热力学第二定律的微观解释可知，一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，所以C对，D错．3．第二类永动机不可能制成，这是因为( )A．它违背了能量守恒定律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不可能全部转变为内能D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化解析：选D.第二类永动机的设想虽然符合能量守恒定律，但是违背了能量转化过程中，有些过程是不可逆的规律，所以不可能制成，故选D.4．热力学第二定律常见的表述有两种．第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．图4－3－4甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是________．图4－3－4解析：示意图如图所示．答案：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性．一、选择题1．(2011年廊坊高二检测)热力学第二定律指出( )A．不可能使热量由低温物体传递到高温物体B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C．热机效率η≤1D．大量分子参与的宏观过程具有方向性解析：选D.热力学第二定律指出，热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他变化，故A错，B也错．热机效率要小于1，不能等于1，C也错．一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，D对．2．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行解析：选CD.热力学第二定律的微观意义明确指出：一切自然过程总是沿着分子热运动的无序程度增大的方向进行，所以答案C、D正确．3．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( )A．第二类永动机违反能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的解析：选D.第二类永动机违反热力学第二定律，并不是违反能量守恒定律，故A 错；据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况无法确定内能的变化情况，故B、C 错误；做功和热传递都可改变物体内能．但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D正确．4．在一定速度下发生变化的孤立系统，其总熵的变化是( )A．不变B．可能增大或减小C．总是增大D．总是减小解析：选C.根据熵增加原理可知，任何孤立系统熵是增加的，故C正确．5．根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是( )A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可以全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能解析：选BD.根据热传递的规律可知，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地(不需要外界帮助)从低温物体传到高温物体．借助外界的帮助，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱就是接通电源后，压缩机对“制冷剂”(氟利昂等)做功，把热量从冰箱内部(低温物体)传向外部(高温物体)达到制冷目的的，故选项A错误，B正确．机械能可以全部转化为内能(如一个运动物体克服摩擦力做功而最终停止运动时，机械能全部转化为内能)，在一定条件下，变化的内能也可以全部转化为机械能，如理想气体在等温膨胀过程中，将吸收来的热量全部用来做功，因此选项C错误，选项D正确．6．对热力学第二定律，下列理解正确的是( )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成解析：选B.由热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化，由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的，但要引起其他变化，故C错；第二类永动机并不违反能量守恒，却违背了自然界涉及热现象宏观过程的方向性，故A、D错，B正确．7.如图4－3－5所示，汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁接触光滑，但不漏气，现将活塞杆与外界连接缓慢地向右移动，气体膨胀对外做功．已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( )。

初三物理内能的技巧及练习题及练习题(含答案)及解析一、内能选择题1．下列说法正确的是（）A. 物体的内能增加，则一定是外界对物体做了功B. 物体的温度不变，其内能就一定不变C. 物体的温度越高，含有的热量越多D. 内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和【答案】 D【解析】【解答】A.物体的内能增大，可以是外界对物体做功，可能是热传递，A不符合题意；B.晶体熔化时吸热内能增大,但温度不变，B不符合题意；C.物体的温度反应组成物体分子运动的快慢，不能说热量多，C不符合题意；D.内能是物体内左右分子的动能和势能的总和，D符合题意。

故答案为：D.【分析】内能是组成物体的分子动能和分子势能的总和，影响因素有质量、温度、状态等，改变内能的方法有做功和热传递。

2．两个质量不同的金属块，放出相同热量，降低了相同温度，则（）A. 质量大的金属块的比热容大B. 质量大的金属块的比热容小C. 两个金属块的比热容大小无法确定D. 两个金属块的比热容相同【答案】B【解析】【解答】由热传递过程中物体吸收（放出）的热量的公式Q＝cm△t可知，两个质量不同的金属块，放出相同热量，降低了相同温度时，质量大的金属块比热容小，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据热量的计算公式Q=cm△t，当放出的热相同时，质量大的比热容小.3．如图所示的核动力航空母舰和直升飞机，下列说法不正确的是（）A. 直升飞机能获得向上的升力，是应用了流速越大，压强越小的原理B. 随着直升飞机上升高度增加，机舱外大气压减小C. 飞机上的发动机将燃料燃烧释放的内能转化为机械能D. 航空母舰利用的核能是在核反应堆中核聚变释放的能量，它属于可再生能源【答案】D【解析】【解答】解：A、飞机的机翼能获得向上的升力，是应用了流速越大流体的压强越小的原理，故A正确；B、随着直升飞机上升高度增加，机舱外大气压减小，故B正确；C、飞机发动机是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，故C正确；D、核能是不可再生的一次能源，故D错误；故选D．【分析】（1）流体在流速大的地方压强小、却在流速小的地方压强大；（2）大气压随着高度的增加而减小；（3）判断清楚该过程中的能量转化即可；（4）核能是不可再生的一次能源；4．脚是人的第二心脏，坚持在睡前用热水适当泡洗，可以增强体质。

第十四章《内能的利用》知识点姓名：成绩：第一节热机1、内能的利用方式：⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。

⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。

2、热机：热机是利用内能做功的机械。

燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能热机的种类：蒸气机——内燃机——汽轮机——喷气式发动机3、内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机。

它主要有汽油机和柴油机。

4、内燃机工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。

另外压缩冲程将机械能转化为内能。

5、汽油机和柴油机的比较：汽油机柴油机不同点构造：顶部有一个火花塞。

顶部有一个喷油嘴。

吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高应用小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机相同点冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。

一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。

第二节热机的效率1、热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。

用符号q表示，单位：J/kg或J/m3，热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。

酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J；煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

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、是否完全燃烧等均无关。

2、燃料燃烧放热公式：Q=mq或Q=Vq(其中m为燃料的质量，V为燃料的体积，q为燃料的热值)。

火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输3、影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。

（物理）物理内能练习题及答案一、内能选择题1．有两个温度和质量都同样的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯中，热均衡后水温降低了 t℃；把甲球取出，再将乙球放入杯中，热均衡后水温又降低了t℃，则甲球比热容 c 甲和乙球比热容 c 乙，大小的关系是（）A. c 甲 <c 乙B. c 甲=c 乙C. c 甲 >c 乙D. 以上三种状况都有可能【答案】A【分析】【解答】解：设两球的初温为t0,热水的初温为t 1,甲球杯中热均衡后水的温度为t 2,则 t 2=t1-t ，乙球放入杯中热均衡后水的温度为t 3,则 t3=t2-t=t 1-t-t=t 1-2t；△t甲 =t2-t 0=t1-t-t 0,△ t 乙 =t 3-t 0 =t1-2t-t 0,即△t 甲＞△ t 乙；∵ 甲、乙两球放入水中水温降低同样的温度，水放出的热量同样，∴ 甲、乙汲取的热量，即： Q 甲吸=Q 乙吸；依据 Q 吸 =cm△ t 得， Q 甲吸 =Q 乙吸，即 c 甲 m 甲△ t 甲 =c 乙 m 乙△ t 乙，所以 c 甲＜ c 乙。

A、 c 甲 <c 乙，故 A 错；B、 c 甲=c 乙，故 B 错；C、 c 甲 >c 乙，故 C 正确；D、以上三种状况都有可能。

应选 A。

【剖析】甲、乙两球，先后投入到同一杯水中，甲乙物体汲取热量、温度高升，水放出热量、温度降低；由题知，两次水降低的温度同样，也就是水放出的热量同样，甲乙两球汲取的热量同样；而甲、乙两球的质量相等、初温同样，经吸热后，乙球的末温比甲球的末温低△t ；由上述剖析可知，质量同样的甲乙两球，汲取同样的热量，乙球高升的温度少，所以乙球的比热容大。

2．两个质量不一样的金属块，放出同样热量，降低了同样温度，则（）A. 质量大的金属块的比热容大B. 质量大的金属块的比热容小C. 两个金属块的比热容大小没法确立D.两个金属块的比热容同样【答案】 B【分析】【解答】由热传达过程中物体汲取（放出）的热量的公式Q＝ cm△ t 可知，两个质量不一样的金属块，放出同样热量，降低了同样温度时，质量大的金属块比热容小， B 符合题意， ACD不切合题意。

十三章、十四章计算题集1．新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气．如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把kg的水从20℃加热至沸腾．[c水=4.2×103J/ （kg•℃）]．2．某市建立的垃圾焚烧电厂，年处理垃圾可达2.0×105t．生活垃圾的平均热值约为63（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将（24到人们的重视，大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶，小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW．请运用所学的知识解答下列问题．（汽油的热值为4.6×107J/kg）（1）汽车效率比较低，原因是什么？指出两点即可．（2）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？（3）汽车发动机的效率是多少？（4）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？5．阅读短文，回答问题：在我国随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进了很多普通的家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车．小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整．（1 ）汽车上很多地方都用到了物理知识，下列现象所对应的解释不合理的是．A、打开油箱盖会闻到汽油的味道﹣﹣﹣﹣扩散现象B、环保汽车使用气体燃料﹣﹣﹣﹣减少对大气的污染C、空调车车窗玻璃设计为双层﹣﹣﹣﹣减少车内外热量的传递D、小排量的车一般经济省油﹣﹣﹣﹣发动机的效率低（2）如图所示是汽油机工作过程中的四个冲程，其中属于压缩冲程的是．（3）一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是1200 r/min，该汽油机每秒钟内完成个冲程，做功次．（4）若汽车油箱的容积为60dm3，油箱内装的是密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg 的汽油，当该车以20m/s 的速度匀速行驶100km 时所消耗的汽油为5kg，汽车发动机的输出的功率为12kW，则汽车发动机的效率为．6．一辆总重为1.6×104N的汽车在高速公路上匀速行驶了10km．所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，求：（1）汽车发动机的牵引力；（2）汽车发动机的牵引力在这段路程内所做的功；（3）若在这段路程内，若小汽车消耗汽油是0.4kg，已知汽油的热值q=4.6×107J/kg．求小汽车发动机的效率．7．小汽车的百公里油耗是衡量汽车性能的一个重要的理论指标，某品牌小汽车百公里耗油量为8L，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，汽油的密度为0.75×103kg/m3．汽车发动机的效率为30%．请计算：（1）8L汽油完全燃烧放出的热量；（2）汽车行驶过程中受到的阻力．8．位于海林市的林海雪原，是英雄杨子荣战斗过的地方，解放战争时期，著名的“智取威虎山”就发生在这里．在牡丹江通往威虎山的公路中，公路从山底到最高点的高度差约800 米，一辆满载货物的卡车总质量为23吨，汽油机效率为25%，汽车爬坡的机械效率为80%，问卡车到达山顶需多少千克汽油？（汽油热值为4.6×107J/Kg，g=10N/kg）910辆轿车，小华利用所学的物理知识对骄车进行了一系列探索与研究活动：（1）小华同学阅读了轿车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息：计算完全燃烧0.21kg的汽油能够使12kg、15℃的冷却水温度升高多少摄氏度？（c水=4.2×103J/（kg•℃），汽油的热值为4.6×107J/kg）（写出计算过程）（2）若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？轿车在运动过程中受到的阻力是多少？（写出计算过程）11．一台汽油机工作时，排出的废气带走的能量占总能量的35%，气缸向周围散热损失的能量占总能量的30%，克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%，其他能量损耗不计．求：（1）这台汽油机的效率是多少？（2）如果每分钟需做有用功3×103 J，这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油多少克？（汽油的热值是4.6×107J/kg）12．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量（保留一位小数）．13．某学校小组想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g初温为20℃的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/ （kg℃），酒精的热值为3×107J/kg．求：（1）此过程中水吸收的热量；（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；（3）酒精灯烧水时的热效率．14．用煤气灶把2kg、初温为20℃的水烧到100℃，消耗了0.03kg煤气．已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.48×l07J/kg．计算：（1）水吸收的热量为多少J？（2）煤气完全燃烧放出的热量为多少J？（3）煤气灶烧水的效率为多少？15．一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L．若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，已知：所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力．十三章、十四章计算题集参考答案与试题解析一．选择题（共2小题）1．新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气．如果每瓶装10kg液化气，液化78 JQ放（2Q吸由m水==500kg21tQ=mq=1000kg×6.3×106J/kg=6.3×109J，燃烧1t垃圾可获得的电能：W=7.56×108J，生活垃圾燃烧发电的效率：η==×100%=12%．故答案为：6.3×109；12%．二．选择题（共10小题）3．图1为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．p=，∴燃气对活塞所做的功：W=Fl=pSl=pV．故答案为：（1）内；机械；（2）pS；pSl；Sl．4．目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶，小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW．请运用所学的知识解答下列问题．（汽油的热值为4.6×107J/kg）（1）汽车效率比较低，原因是什么？指出两点即可．（2）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？（3）汽车发动机的效率是多少？（4）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？【解答】解：（1）汽油机工作时的能量损失：①燃料在气缸内燃烧时，有一部分燃料没有完全燃烧，就随着废气被排到空气中，带走一部分能量；②排气冲程中排出的废气温度很高，带去一部分热能；③热机工作时，气缸机件散热，消耗一部分内能；④热机内相对运动的机件间摩擦做功消耗能量．由于以上能量的损失，导致了汽油机的效率比较低．（2）汽车的速度：v===72km/h=20m/s，∵P=Fv，∴牵引力大小：F===1150N；（3）汽车行驶两小时做的有用功：W=Fs=1150N×144000m=1.656×108J，9kg汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=9kg×4.6×107J/kg=4.14×108J，汽油机的效率：η===40%；（4）静止时对路面的压力大，因为高速行驶时，汽车上表面的空气流速大，对汽车的压强小，使汽车有一个向上托的力．答：（1）汽车效率比较低，原因是①燃料在气缸内燃烧时，有一部分燃料没有完全燃烧，就随着废气被排到空气中，带走一部分能量；②排气冲程中排出的废气温度很高，带去一部分热能．（2）汽车匀速行驶时所受的牵引力是150N；（3）汽车发动机的效率是40%；（4）静止时对路面的压力大，因为高速行驶时，汽车上表面的空气流速大，对汽车的压强小，使汽车有一个向上托的力．5．阅读短文，回答问题：在我国随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进了很多普通的家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车．小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整．（1 ）汽车上很多地方都用到了物理知识，下列现象所对应的解释不合理的是D．A、打开油箱盖会闻到汽油的味道﹣﹣﹣﹣扩散现象B、环保汽车使用气体燃料﹣﹣﹣﹣减少对大气的污染C、空调车车窗玻璃设计为双层﹣﹣﹣﹣减少车内外热量的传递D、小排量的车一般经济省油﹣﹣﹣﹣发动机的效率低（2）如图所示是汽油机工作过程中的四个冲程，其中属于压缩冲程的是A．（3）一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是1200 r/min，该汽油机每秒钟内完成40个冲程，做功10次．（4）若汽车油箱的容积为60dm3，油箱内装的是密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg 的汽油，当该车以20m/s 的速度匀速行驶100km 时所消耗的汽油为5kg，汽车发动机的输出的功率为12kW，则汽车发动机的效率为26%．【解答】解：A、打开油箱盖会闻到汽油的味道，表明汽油分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故A正确；B、气体燃料中碳元素的含量低于液化石油气中碳元素的含量，燃烧相同质量的气体燃料和液化石油气时，燃烧天然气排放的二氧化碳比燃烧液化石油气排放的二氧化碳少，所以相同条件下，减少对大气的污染，故B正确；C、车窗为双层玻璃会大大减少因为热传导而发生的车内外热量的传递，故C正确；D、完成一样的有用功时由于小排量汽车消耗的能源比大排量的车消耗的能源少，所以发动机的效率高，故D错误．（2）A、两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；B、排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；C、两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；D、进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；（3）若飞轮转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，由于热机完成一个工作循环，飞轮转动2周，经过4个冲程，燃气对外做功1次，所以转动20圈经过40个冲程，对外做功10次．（4）由v=得行驶时间：t===5000s；汽车的有用功W=Pt=12×103W×5000s=6×107J；有释放的能量Q=qm′=4.6×107J/kg×5kg=2.3×108J；发动机的效率η=×100%=×100%=26%．故答案为：（1）D；（2）A；（3）40；10；（4）26%．6．一辆总重为1.6×104N的汽车在高速公路上匀速行驶了10km．所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，求：（1）汽车发动机的牵引力；（2）汽车发动机的牵引力在这段路程内所做的功；（3）若在这段路程内，若小汽车消耗汽油是0.4kg，已知汽油的热值q=4.6×107J/kg．求小汽车发动机的效率．【解答】解：（1）因为汽车匀速行驶，所以牵引力F=f=0.05×1.6×104N=800N；（2）牵引力做的功：W=Fs=800N×10000m=8×106J；（3）汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=0.4kg×4.6×107J/kg=1.86×107J，放小汽车发动机的机械效率：η=×100%=×100%≈43%．答：（1）汽车发动机的牵引力为800N；（2）汽车发动机的牵引力在这段路程内所做的功为8×106J；（3）汽车发动机的机械效率43%．7．小汽车的百公里油耗是衡量汽车性能的一个重要的理论指标，某品牌小汽车百公里耗油量为8L，已知汽油的热值为 4.6×107J/kg，汽油的密度为0.75×103kg/m3．汽车发动机的效率为30%．请计算：（1）8L汽油完全燃烧放出的热量；（2）汽车行驶过程中受到的阻力．【解答】解：（1）汽油的体积V=8L=0.008m3汽油的质量m=ρV=0.75×103kg/m3×0.008m3=6kg；8L汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=6kg×4.6×107J/kg=2.76×108J；（2）根据η=可知，车发动机做的机械功为：W=ηQ=30%×2.76×108J=8.28×107J，s=100km=105m所以F===828N，因为轿车做匀速直线运动，所以轿车受到的阻力f=828N．答：（1）8L汽油完全燃烧放出的热量为2.76×108J；（2）汽车行驶过程中受到的阻力为828N．8．位于海林市的林海雪原，是英雄杨子荣战斗过的地方，解放战争时期，著名的“智取威虎山”就发生在这里．在牡丹江通往威虎山的公路中，公路从山底到最高点的高度差约800米，一辆满载货物的卡车总质量为23吨，汽油机效率为25%，汽车爬坡的机械效率为80%，问卡车到达山顶需多少千克汽油？（汽油热值为4.6×107J/Kg，g=10N/kg）【解答】解：因为G=mg，=Gh=mgh=2.3×104kg×10N/kg×800m=1.84×108J；所以卡车做的有用功为W有用因为η=，所以发动机做的总功为W===2.3×108J；总因为η=，====9.2×108J；所以汽油燃烧放出的热量为Q总因为Q=mq，所以需要汽油的质量为m===20kg．答：卡车到达山顶需要20kg的汽油．9．一台四冲程汽油机，已知其飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒内做功的次数是10次，完成40个冲程数，在做功冲程中，它把燃料燃烧放出的内能部分转化为机械能，当完全燃烧1kg汽油，则能够获得 4.6×107J的内能，用来做有用功的能量为 1.38×107J（汽油的热值为4.6×107J/kg，效率为30%）．【解答】解：一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1200r/min，说明1min曲轴（飞轮）转1200r；则每秒钟，曲轴（飞轮）转=20转，完成=10个工作循环，做功10次，完成40个冲程．在做功冲程中，它通过燃料燃烧，将内能部分转化为机械能；汽油完全燃烧时放出的热量：Q放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J；∵η=，∴该汽油机转化的能对外做有用功：W有用=ηQ=30%×4.6×107J=1.38×107J．故答案为：10；40；内能；4.6×107；1.38×107．10．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小华的爸爸最近也购买了一辆轿车，小华利用所学的物理知识对骄车进行了一系列探索与研究活动：（1）小华同学阅读了轿车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲×106J；水吸收的热量为：Q吸=30%Q放=30%×9.66×106J=2.898×106J；Q吸=cm△t可知；水温度升高值：△t===57.5℃；（2）因轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功W=Pt=6×104W×5s=3×105J；由图示知轿车匀速直线运动时的速度是v=30m/s；由P=Fv得：F===2000N；由于做匀速直线运动，因此受到的阻力等于牵引力，即f=F=2000N．（3）汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧10kg的汽油产生的热量：Q放'=m'q=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J；由图可知，有用功的能量：η=100%﹣30%﹣30%﹣5%=35%；'=35%×4.6×108J=1.61×108J；因此产生的有用功：W=ηQ放根据W=Fs可知，汽车行驶的距离为：s===6.44×104m；（4）通过对1、2、3、4的分析可知速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系．故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比：则由=，解得：120km/h的制动距离为72m．答：（1）水升高的温度为57.5℃；（2）轿车在运动过程中受到的阻力是2000N；（3）锡到宜兴距离为6.44×104m；（4）72．11．一台汽油机工作时，排出的废气带走的能量占总能量的35%，气缸向周围散热损失的能量占总能量的30%，克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%，其他能量损耗不计．求：（1）这台汽油机的效率是多少？（2）如果每分钟需做有用功3×103J，这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油多少克？（汽油的热值是4.6×107J/kg）【解答】解：（1）汽油机的效率：η=100%﹣35%﹣30%﹣5%=30%答：汽油机的效率为30%．=3×103 J，（2）汽油机每分钟需做有用功W有燃料完全燃烧放出的总能量Q总===1×104J汽油机每分钟至少需要消耗汽油m===0.22×10﹣3kg=0.22g答：这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油0.22g．12．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量（保留一位小数）．【解答】解：（1）由v=可知，运动的时间：t===5000s；（2）发动机所做的功：W=Pt=20000W×5000s=1×108J；（3）由η=可得，燃烧汽油得到的总能量：Q===4×108J；由Q=mq可得，消耗汽油的质量：m==≈8.7kg．答：（1）运动的时间为5000s；（2）发动机所做的功为1×108J；（3）消耗汽油的质量为8.7kg．三．解答题（共4小题）13．某学校小组想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g初温为20℃的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/（kg℃），酒精的热值为3×107J/kg．求：（1）此过程中水吸收的热量；（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；（3）酒精灯烧水时的热效率．【解答】解：（1）100g=0.1kg，水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×60℃=2.52×104J；（2）酒精完全燃烧产生的热量：Q放=mq=0.0042kg×3×107J/kg=1.26×105J；（3）酒精灯烧水时的热效率：η==×100%=20%．答：（1）水吸收的热量是2.52×104J；（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量是1.26×105J；（3）酒精灯烧水时的热效率是20%．14．用煤气灶把2kg、初温为20℃的水烧到100℃，消耗了0.03kg煤气．已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.48×l07J/kg．计算：（1）水吸收的热量为多少J？（2）煤气完全燃烧放出的热量为多少J？（3）煤气灶烧水的效率为多少？=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸﹣20℃）=6.72×105J；=mq=0.03kg×4.48×107J/kg=1.344×（2）0.03kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放106J；煤气灶烧水的效率：η=×100%=×100%=50%．答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；（2）煤气完全燃烧放出的热量为1.344×106J；（3）煤气灶烧水的效率为50%．15．一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L．若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，已知：所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力．【解答】解：（1）∵ρ=，V=10L=10×10﹣3m3，∴m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J；（2）由题知，用来驱动汽车做的有用功：W有=Q放×30%=3.22×l08J×30%=9.66×107J=Fs，∵W有轿车牵引力：F===966N，又∵轿车匀速行驶，∴轿车受到的阻力：f=F=966N．答：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×l08J；（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N．。

内能经典计算题集锦一、计算题1、小明的爸爸从商店买回一只电磁炉，并赠送一只可放在上面加热的水壶，该水壶的质量0.8kg，2正常使用最多可盛 2.5L 水，底面积 2dm。

求：（ 1）该水壶最多可以盛多少kg 的水？（ 2）该水壶盛最多的水放在电磁炉上烧，水壶对电磁炉的压强是多少？(3)通常情况下，将一壶水从 20℃加热到沸腾需要吸收热量多少？（ g=10N/kg，水的比热容是 4.2 × 103J/ （kg·℃））2、一容器中装有40kg 温度是 10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃时，共用了373 3（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？（2）该热水器的实际效率是多少？（3）如果不用热水器加热，而是先往容器中倒入少量温度未知的温水后，再往容器中倒入热水，当往容器中倒入一小桶质量是 m的热水时，发现冷水的温度升高了 5℃，当往容器中再倒入同样的一小桶热水时，水的温度又升高了 3℃，若不停向容器内倒入同样的热水，则容器中的水温度最后将升高多少℃（容器足够大，水不会溢出）？3、小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为。

液化气的热值取，水的比热容为。

（1）的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？（2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的 60%被利用，那么散失的热量是多少？（3）小彤想节约能源、降低能耗，若将上述散失的热量全部利用起来，可以把多少千克初温为的水加热到。

4、百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。

由于多数车辆在90 公里 / 小时接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90 公里 / 小时的百公里匀速油耗。

经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为8L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为 0.75 × 103kg/m3, 热值为 4.6 × 107J/kg ）. 试求：⑴ 8L 汽油完全燃烧放出的热量；⑵测试时间内发动机所做的功；⑶该品牌汽车发动机的热机效率。

内能经典计算题集锦一、计算题1、小明的爸爸从商店买回一只电磁炉，并赠送一只可放在上面加热的水壶，该水壶的质量，正常使用最多可盛水，底面积2dm2。

求：（1）该水壶最多可以盛多少kg的水（2）该水壶盛最多的水放在电磁炉上烧，水壶对电磁炉的压强是多少(3)通常情况下，将一壶水从20℃加热到沸腾需要吸收热量多少（g=10N/kg，水的比热容是×103J/（kg·℃））2、一容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃时，共用了的天然气，已知天然气的热值为×107J/m3，水的比热容×103J/(kg·℃)。

、（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少（2）该热水器的实际效率是多少（3）如果不用热水器加热，而是先往容器中倒入少量温度未知的温水后，再往容器中倒入热水，当往容器中倒入一小桶质量是m的热水时，发现冷水的温度升高了5℃，当往容器中再倒入同样的一小桶热水时，水的温度又升高了3℃，若不停向容器内倒入同样的热水，则容器中的水温度最后将升高多少℃（容器足够大，水不会溢出）3、小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为。

液化气的热值取，水的比热容为。

（1）的液化气完全燃烧，释放的热量是多少（2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量是多少（3）小彤想节约能源、降低能耗，若将上述散失的热量全部利用起来，可以把多少千克初温为的水加热到。

4、百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量，是汽车耗油量的一个衡量指标。

由于多数车辆在90公里/小时接近经济车速，因此大多对外公布的理论油耗通常为90公里/小时的百公里匀速油耗。

经出厂测试，某品牌汽车百公里理论油耗为8L，汽车发动机的输出功率为23kw（已知汽油的密度为×103kg/m3,热值为×107J/kg）.试求：$⑴8L汽油完全燃烧放出的热量；⑵测试时间内发动机所做的功；⑶该品牌汽车发动机的热机效率。

（物理）九年级物理内能题20套(带答案)及解析一、内能选择题1．用同一热源给一个物体均匀加热，得到它的熔化图象如图所示，那么该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是（）A. 1∶2B. 1∶4C. 1∶1D. 2∶1【答案】B【解析】【解答】由图像知道，在质量不变的前提下，AB段温度升高40度，用时2min，CD段温度升高20度，用时4min，即CD段加热时间是AB段加热时间的2倍，所以吸收热量之比为1：2，所以由Q=cm△t知道，该物体在固态时的比热与液态时的比热之比是1：4，B符合题意，ACD不符合题意.故答案为：B。

【分析】当物体熔化过程中，加热相同的时间反应物体吸热相同，根据物体温度变化和所用的时间，计算物体的比热容的关系.2．下列物体中，占有的空间体积最小的是（）A. 太阳B. 地球C. 分子D. 原子核【答案】 D【解析】【解答】太阳比地球的体积大的多，地球也是由分子构成的分要比地球小的多，分子是由原子构成的，原子是由原子核与核外电子所构成，故最小的应是原子核，D符合题意.故答案为：D.【分析】物质是由分子或原子组成的；原子是由原子核和核外电子构成的，理解物质的组成是解题的关键.3．下列说法正确的是（）A. 太阳是宇宙的中心B. 液体很难被压缩，是因为分子间有斥力C. 手捏海绵，海绵体积变小，说明分子间有空隙D. 在电子、质子和原子中，尺度最小的是原子【答案】B【解析】【解答】 A、太阳不是宇宙的中心，A不合题意；B、液体很难被压缩，因为液体分子之间存在排斥力，B符合题意；C、捏海绵使得它的体积变小，海绵中的空隙不属于分子间的空隙，C符合题意；D、电子的尺度比质子小，质子又比原子小，D不合题意 .故答案为：B .【分析】A、太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心；B、分子间具有相互作用的引力和斥力；C、分子间存在着间隙；D、原子由原子核和核外电子组成，质子和中子组成了原子核 .4．《村居》诗中“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，描绘儿童放飞风筝的画面如图所示。

人教版九年级物理内能与内能利用经典10道计算题专项训练含答案人教版九年级物理内能与内能利用经典10道计算题专项训练一、计算题1．小华在天津的家中用电热水壸烧水，将质量为2kg的水从20℃加热到70℃?已知水的比热容，求水吸收的热量?2．将质量为1千克、初温为80°C的铝块放在室内冷却，使其温度降低到30°C。

求：铝块放出的热量Q放［］。

质量为2kg的水放热后水温下降了5℃，求水放出的热量。

[]4．质量为100g的冰放出4.2×103J热量后，温度降至多少（）（请写出求解过程）质量为5千克的水温度升高2℃，求水吸收的热量Q吸。

[c水=4.2×103J/（kg?℃）]6．小明家新买了一辆使用汽油为燃料的小汽车。

细心的小明发现行驶的速度不同时，耗油量不同。

当小汽车以的速度匀速行驶时最省油，此时发动机的有用功率为。

若小汽车以最省油的速度行驶，求在这过程中：(1)汽车运动的时间；(2)汽车消耗汽油的质量(汽油的热值，小汽车发动机的效率为)。

7．我国拥有自主知识产权的某新款油电混合动力小汽车，正在进行性能测试，在一段平直的公路上匀速行驶了，用了半小时，已知车的总质量为，车受到的阻力为车重的，取。

求：（1）该车行驶的速度，该车牵引力做了多少功？（2）若在这一过程中消耗燃油，燃油完全燃烧，燃油密度为，热值为，求这一过程中燃油燃烧放出的热量；（3）化石能源终将枯竭且造成环境污染，电动汽车这类新能源汽车将会成为未来车市的主流。

若该车改用电动力进行上述测试，已知使用电动力每行驶消耗电能，求此过程的效率。

8．近几年来，我国大力推广新能源汽车，某款电动汽车(如图所示)以60km/h的速度匀速行驶了80km，所受的牵引力为720N，耗电18kW·h，请解答下列问题:（1）牵引力所做的功及功率各是多少?（2）上述行驶过程中，电动汽车的效率是多少?(保留到0.1%)（3）有一款与它外形、重力均相同的汽油车，在相同路面上以60km/h的速度行驶80km，其效率为25%，需要消耗多少千克汽油?（）9．一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶，百公里油耗为8L，发动机的效率为25%，若汽车行驶50km，求：(汽油的密度为0.7×103kg/m 3，汽油的热值为4.0×107J/kg)(1)在该路段上消耗的汽油的质量；(2)该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力。