专题04 内能及其应用
1．下列说法正确的是
A．物体是由分子和原子构成的
B．液体分子之间同时存在引力和斥力
C．扩散现象说明物体分子在做定向运动
D．物体的内能等于物体分子动能的总和
2．仔细观察图中（a）、（b）、（c）三杯水，判断下列说法正确的是
A．（a）杯中水的内能最大
B．（b）杯中水的内能最大
C．（c）杯中水的内能最大
D．（b）、（c）杯中水的内能一样大
3．下列关于内能、热量、温度的说法中正确的是
A．夏天用电风扇吹风使人感到凉快，是因为电风扇可以减小空气的内能
B．物体温度越低，内能越小，所以的物体没有内能
C．内能增加，一定是物体吸收热量
D．其他条件相同时，水一定比冰的内能大
4．（2023 大连）2023年5月30日，我国搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭发射圆满成功。火箭在大气层中上升时，箭体表面的温度升高，这是由于火箭（ ）
A．从周围的空气吸热
B．表面保护材料熔化吸热
C．克服空气摩擦做功
D．周围空气中水蒸气液化放热
5．爆米花是将玉米放入铁锅内，边加热边翻动一段时间后，“砰”的一声变成玉米花。下列说法正确的是（ ）
A．锅对其做功，使其内能增加
B．玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加
C．米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能不变
D．米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，内能增加
6．（2022 泰州）夏天，将饮料放入冰箱冷藏室，饮料温度降低。下列说法正确的是（ ）
A．饮料将温度传递给冰箱中的空气
B．饮料放出热量后自身所含热量减少
C．饮料温度降低的过程伴随着内能的转移
D．饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的内能多
7．（2022 柳州）下列关于热机的说法正确的是（ ）
A．热机的效率为100%
B．热机只有汽油机和柴油机两种
C．好的热机工作时不排放废气
D．热机工作时都要利用燃料的化学能
8．（2023 绥化）如图是四冲程汽油机的工作示意图。从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是（ ）
A． B． C． D．
9．（2023 聊城）如图所示是一种太阳能背包。它的前面有一个太阳能电池板，里面有一个蓄电池，可以给手机、小风扇或数码相机等电子产品供电。下列说法错误的是（ ）
A．太阳能电池板将太阳能转化为电能
B．给蓄电池充电将电能转化为化学能
C．蓄电池放电将化学能转化为电能
D．小风扇工作将化学能转化为机械能
10．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（ ）
A．高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能
B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能
C．热机工作时，将内能转化为机械能
D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
11．（2023 长春一模）如图所示是某款汽车能量转化示意图，则汽车的效率是（ ）
A． B． C． D．
12．（2023 五华区校级三模）五一小长假期间，许多家庭准备趁着假期出去郊游，便携车载冰箱为郊游中随时畅享冰镇饮料提供了可能。如图甲所示的车载冰箱，采用环保型制冷剂直流变频压缩机，精准控温。下列对有关现象的解释正确的是（ ）
A．如乙图所示为汽油机的做功冲程，将机械能转化为内能
B．汽油机轻便且工作效率可达
C．冰箱内的白色“粉末”是凝华形成的，这一过程要放热
D．冰棍放入嘴中会有冰凉的感觉是因为冰块凝华吸热
13．（2023 辽宁）如图所示，在一个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，棉花燃烧起来，这是因为活塞压缩气体 空气的内能增大，温度升高，引燃棉花。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在 。
14．（2023 扬州）请补全下面知识结构图。
（1） ；
（2） ；
（3） 。
15．（2022 青海）如图所示，是某款储水式“暖手宝”，铭牌上标有“220V 440W”的字样。接入家庭电路正常工作时的电流为 A，此时它将 能转化为内能，通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使手变暖。
16．（2022 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）
17．（2023 泸州）塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 。
1．【答案】B
【解答】解：、宇宙中一切天体和物体都是由分子或原子构成，故错误；、物体中的分子之间的引力和斥力是同时存在的，故正确；、扩散现象说明分子不停地做无规则运动，故错误；、物体的内能等于它所有分子动能和势能的总和，故错误。
2．【答案】C
【解答】解：物质的质量越大，温度越高，内能越大；（c）杯中水的质量大、温度高，所以该杯中水所具有的内能最大，故C正确，ABD错误。
3．【答案】D
【解答】解：、夏天用电风扇吹风，加快了空气流动，促进了汗液的蒸发，由于蒸发是吸热的，所以人感到凉快，不是因为电风扇可以减小空气的内能，故错误；、任何物体都有内能，的物体有内能，故错误；、内能增加，可能是物体吸收热量，也可能是外界物体对它做功，故错误；、内能的大小与物体的质量、温度、状态等有关，其他条件相同时，水一定比冰的内能大，故正确。
4．【答案】C
【分析】改变内能的方法：做功和热传递。
【解答】解：火箭在大气层中上升时，箭体表面的温度升高，这是由于火箭上升过程中与空气摩擦，克服空气摩擦做功，这是通过做功的方式增加内能。故选：C。
【点评】本题考查了做功改变物体的内能，属于基础题，难度不大。
5．【答案】B
【解答】解：、玉米爆开前通过热传递增加内能，不是做功改变内能，故错误；、玉米爆开前，玉米粒主要通过与铁锅间的热传递，使其内能增加的，故正确；、玉米内的水蒸气膨胀对外做功，内能会减少，故错误；、米粒内水分受热膨胀对粒壳做功爆开，在此过程中要对外做功，玉米粒内能会减少，故错误。故选：。
【点评】本题考查改变物体内能的两种方法：做功和热传递。物体对内做功，内能会增加，物体对外做功，内能会减少。
6．【答案】C
【分析】（1）改变物体内能的方法：做功和热传递：热传递是能的转移过程，即内能从高温物体向低温物体或从物体的高温部分向低温部分转移的过程；
（2）热量是过程量，只能说吸收或放出，不能说含有；
（3）热传递的条件是有温度差，内能的影响因素：质量、温度和状态。
【解答】解：A、饮料放进冰箱后，温度较高的饮料放出热量、温度降低，饮料将热量传递给冰箱中的空气，而不是将温度传递给冰箱中的空气，故A错误；B、热量是过程量，只能说吸收或放出，不能说含有，故B错误；C、是通过热传递的方式改变物体的内能，热传递是能的转移过程，故C正确；D、饮料放热是因为饮料的温度比冰箱中空气的温度高，内能的影响因素：质量、温度和状态，无法比较内能多少，故D错误。故选C。
【点评】本题考查了温度、热量与内能的关系、改变物体内能的方法（做功和热传递）等，属于基础题目。
7．【答案】D
【分析】（1）任何机器的效率都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%；
（2）热机是把内能转化为机械能的装置；蒸汽机、火箭、柴油机、汽油机等都属于热机；
（3）热机的排气冲程就是排出燃料燃烧释放的废气；
（4）热机工作时，将燃料燃烧时，化学能转化为内能，内能再转化为机械能。
【解答】解：A、在使用热机过程中，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%，故A错误。B、根据热机的概念，只要将内能转化为机械能的机械都属于热机，蒸汽机、火箭、柴油机、汽油机等都属于热机，故B错误。C、任何热机工作时都会排放废气，故C错误。D、热机是把内能转化为机械能的装置，所以热机工作时都要利用燃料的化学能，故D正确。故选：D。
【点评】题主要考查了热机的概念及工作过程、热机效率的理解和掌握，属基础知识的考查。
8．【答案】A
【分析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能，压缩冲程是依靠飞轮的惯性完成的；二是做功冲程中内能转化为机械能。
【解答】解：A．进气门和排气门都关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，故A符合题意；B．进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程，此冲程没有能量转化，故B不符合题意；C．进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程，此冲程没有能量转化，故C不符合题意；D．进气门和排气门都关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故D不符合题意。故选：A。
【点评】解决此类问题关键是看气阀门的开关情况和活塞运动情况，结合规律总结进行判断内燃机的冲程；并熟练掌握做功冲程和压缩冲程中的能量转化。
9．【答案】D
【分析】（1）太阳能电池板将太阳能转化为电能；（2）给蓄电池充电，蓄电池将电能转化为化学能；蓄电池放电，蓄电池将化学能转化为电能；（3）小风扇工作时将电能转化为机械能。
【解答】解：A、太阳能电池板将太阳能转化为电能，故A正确；
B、给蓄电池充电，蓄电池将电能转化为化学能，故B正确；
C、蓄电池放电，蓄电池将化学能转化为电能，故C正确；
D、小风扇工作时将电能转化为机械能，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查了能量的转化和转移，属于基础题，要求掌握。
10．【答案】D
【解答】解：、石块下落时高度降低，速度增大，则重力势能减小，动能增大，所以是重力势能转化为动能，故正确；、酒精燃烧时温度升高，放出热量，消耗了化学能，得到了内能，故是化学能转化为内能，故正确；、热机工作时，将燃油的化学能转化为内能再利用内能做功转化为机械能，故正确；、人们对太阳能的开发和利用，是消耗了太阳能，得到其他形式的能，即将太阳能转化为其他形式的能，能量是不能凭空产生的，此选项的说法违背了能量守恒定律，故错误。
11．【答案】B
【分析】根据图示用总能量减去各种能量损失即得汽车的效率。
【解答】解：汽车的效率是，故错误，正确。故选：。
12．【答案】C
【分析】（1）如乙图所示为汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能；
（2）使用任何机械做功时，都会有能量损失，机械效率都不会达到；
（3）冰箱内的白色“粉末”是水蒸气凝华形成的固体，这一过程要放热；
（4）冰棍放入嘴中会有冰凉的感觉是因为冰块熔化吸热。
【解答】解：、如乙图所示为汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，故错误；、使用任何机械做功时，都会有能量损失，机械效率都不会达到，故错误；、冰箱内的白色“粉末”是水蒸气凝华形成的固体，这一过程要放热，故正确；、冰棍放入嘴中会有冰凉的感觉是因为冰块熔化吸热，故错误。故选C。
13．【答案】做功；引力。
【分析】做功可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。内燃机的做功冲程中，内能转化为机械能；
分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解：在厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉，用力迅速压下活塞，可以观察到小棉团燃烧。因为外界对玻璃筒内气体做功，内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点，硝化棉燃烧。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁，说明分子间存在引力。
14．【答案】（1）转移；（2）做功；（3）弹性势能。
【分析】（1）热传递使物体内能发生改变的实质是：同一种形式的能量（内能）发生了转移；
（2）做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量与内能之间的相互转化；
（3）势能：弹性势能和重力势能统称为势能。
【解答】解：（1）热传递的实质是内能的转移；
（2）做功的实质是能量之间的相互转化；
（3）动能与势能之间的相互转化包括动能和重力势能之间的转化，以及动能和弹性势能之间的转化。
【点评】本题考查了改变物体内能的方式——做功和热传递、动能和势能的转化，要认真理解和掌握，属于基础性题目。
15．【答案】2；电；热传递。
【分析】（1）“暖手宝”标有“220V 440W”字样的含义，根据P＝UI求出“暖手宝”正常工作时的电流；
（2）改变内能的方式有做功和热传递；“暖手宝”接入家庭电路正常工作时是将电能转化为内能，通过电流做功的方式改变“暖手宝”的内能；使用“暖手宝”时，通过热传递的方式使手变暖。
【解答】解：（1）“暖手宝”标有“220V 440W”字样，表示灯的额定电压为220V，额定功率为440V，根据P＝UI，“暖手宝”正常工作时的电流：
I2A；
（2）“暖手宝”接入家庭电路正常工作时，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能；使用“暖手宝”时，手吸收热量，手会变暖，这是通过热传递的方式增加手的内能。
16．【答案】10；1.84×107
【分析】（1）飞轮转2转就是一个工作循环，一个工作循环有4个冲程，4个冲程里只有一次对外做功，同时注意r/min转化为r/s；
（2）燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q＝mq。
【解答】解：汽油机飞轮1min转1200转，那么飞轮1s内的转数为20转；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：n＝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：n＝10次；
汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq汽＝0.4kg×4.6×107J/kg＝1.84×107J。
故答案为：10；1.84×107。
【点评】本题考查汽油机飞轮转速与对外做功关系、热量的计算，属于基础题。
17．【答案】做功；做功；液化。
【分析】（1）做功和热传递都可以改变物体的内能，做功改变物体的内能的实质是能量的转化，热传递改变物体内能的实质是内能的转移；
（2）内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能；
（3）物质由气态变为液态的过程叫做液化。
【解答】解：明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，把机械能转化为内能，使瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过做功的方式改变瓶内气体的内能；当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这是瓶内气体对瓶盖做功，把气体的内能转化为瓶盖的机械能，内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以这一过程与内燃机的做功冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口的水蒸气遇冷液化成小水珠。
【点评】本题考查改变物体内能的方式、内燃机工作过程中的能量转化以及液化现象，是一道综合题，难度不大。
