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第3节 内能
一、单选题
1．下列实例中，属于做功改变物体内能的是（　　）
A．将热牛奶倒入玻璃杯中，玻璃杯温度升高
B．经阳光暴晒后的柏油路面，其温度升高
C．反复弯折铁丝，弯折处温度升高
D．用热水袋暖手，手的温度升高
2．如图是学校举行消防演练灭火活动，对活动涉及的物理知识分析正确的是
A．室外温度为 0℃时，木柴的内能为零
B．若未燃烧的木柴温度升高，其内能增大
C．木柴燃烧时的热值比未燃时的热值大
D．热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
3．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．温度高的物体内能越大
C．同一物体，温度升高，内能增大
D．物体的温度不变，内能一定不变
4．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．0℃的冰内能为零
B．0℃的冰化成0℃的水，内能增加
C．物体温度越高所含内能越多
D．50℃水的内能一定比10℃水的内能多
5．北方的冬天比较寒冷，下列取暖方式中属于利用做功的方式改变内能的是（　　）
A．晒太阳 B．用嘴哈气暖手
C．搓手取暖 D．用热水袋暖手
6．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　）
A．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
B．物体的内能增大，一定是吸收了热量
C．相同质量的30℃的水比20℃的水所含热量多
D．物体的温度越高，所含的热量越多
二、多选题
7．下列说法中正确的是（　　）
A．压缩空气，可使空气内能增大
B．水温升高，红墨水在水中扩散速度加快
C．一切物体，无论温度高低，都具有内能
D．压缩物体时，物体内部的分子只存在斥力，不存在引力
三、填空题
8．如图所示是一款新型无叶电风扇，该电风扇开始工作时，其底座中的电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出，感觉吹出的空气的温度比室温低，原因是被压缩的空气膨胀后对外做功，内能　 　(选填“增大”或“减小”)．
9．火罐养生历史悠久。如图所示，在空瓶里烧纸，迅速罩在人身体上，待瓶内氧气耗掉，瓶内气压　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）瓶外气压，瓶就压紧在身体上。拔火罐时，人感觉很烫热，这是用　 　方式增加了人体的内能。室外起风时窗帘会向外飘，是因为室外空气流速大压强　 　的缘故。
10．生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”中的“热”是指　 　 高；“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指　 　 增加。
11．如图所示两个热学实验。
说明做功可以改变物体内能的是　 　；说明热传递可以改变物体内能的是　 　（选填“A”或“B”）。
12．如图是课本中学习热学知识的两个情景，其中甲实验搓手取暖中改变物体内能的途径是 　 　；乙实验中活塞压缩空气，空气的内能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
13．有一种能自动调节角度的新型太阳能热水器，太阳光始终能直射到集热器上，使流经集热器的水快速升温　 　（选填“做功”或“热传递”）增加了水的内能；若使10kg的水温度升高10℃，则需要吸收热量　 　J[水的比热容为]。
四、计算题
14． 如图甲所示的是某数家用电热器的简化电路，能通过智能系统能实现高温、低温档自动切换。R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。图乙为该电热器在正常工作30min内功率随时间变化的图像。求：
（1）低温挡时通过电路的电流；
（2）电热丝R2的阻值；
（3）电热器正常工作30min产生的热量。
15．小红在实验室利用电加热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线（如图所示）。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）根据图线求CD段水吸收的热量。
（2）冰在熔化过程中吸收的热量。
（3）冰的比热容。
五、综合题
16．古人对利用能源颇有心得，《天工开物》中记载了造纸时“透火焙干”的情景，请完成下面小题。
（1）古人将湿纸膜贴在砖墙上，在巷中生火，砖的温度升高，湿纸膜干透后揭下来就是成品纸了。“透火焙干”主要利用（　　）
A．分子之间存在引力 B．分子之间存在斥力
C．分子在做无规则运动 D．温度越高，分子热运动越剧烈
（2）“透火焙干”中，是利用　 　的方式改变纸张的内能；生火时“烟雾弥漫”　 　（选填“是”或“不是”）分子热运动。
六、科普阅读题
17．请阅读《返回舱的“刹车”》一文并回答问题。
返回舱的“刹车”
2022年4月16日上午10时左右，神舟十三号载人飞船成功返回地面，圆满完成任务。
神舟十三号飞船是如何返回地面的呢？
神舟十三号飞船与空间站运行在接近400km高的轨道上。飞船具有极大的势能和动能，要想稳稳落地就需要把这些能量耗散掉。耗散能量的办法就是不断进行各种“刹车”。
第一次刹车
神舟十三号飞船是三舱结构，由轨道舱、返回舱和推进舱构成。首先，神舟十三号飞船转体90度丢弃掉轨道舱，然后再继续转90度让推进舱的发动机向前。然后发动机点火及推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球轨道，飞船已无动力状态，在地球引力的作用下自由下落，在距离地面约140km的时候，飞船在丢弃掉推进舱，此时飞船只剩返回舱了。
第二次刹车
在距离地面约100km的时候，返回舱开始进入大气层。返回舱高速进入大气层后，这时候返回舱与大气层剧烈摩擦，造成返回舱温度急剧升高，温度可达2000℃左右，这时候返回舱被一层高温的等离子体包围着，等离子体能够屏蔽电磁波，形成所谓的“黑障”区，这就造成了返回舱与地面控制人员无法进行通讯，这种情况可持续数分钟。在距离地面约40km的时候，黑障消失，返回舱与地面重新恢复联系。
第三次刹车
在距离地面约10km的时候，依次打开减速伞与主降落伞，减速伞能够让返回舱的速度降低到60m/s，主降落伞能够让返回舱速度降低到3m/s。
第四次刹车
当距离地面约1m的时候，返回舱底部的反推发动机瞬间点火，进行最后一次减速，最终飞船以约2m/s的速度接地，返回舱成功返回地面。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）神舟十三号飞船是三舱结构，由轨道舱、返回舱和　 　构成；
（2）返回舱高速进入大气层后，造成返回舱温度急剧升高的原因　 　；
（3）返回舱第三次刹车过程中机械能　 　；（选填“变大”“变小”或“不变”）
（4）当距离地面约1m的时候，返回舱底部的反推发动机瞬间点火，返回舱最后一次减速。请你写出这一过程中包含的一条力学知识：　 　。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能
2．【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系
3．【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
4．【答案】B
【知识点】温度、热量与内能的关系
5．【答案】C
【知识点】做功改变物体内能
6．【答案】A
【知识点】温度、热量与内能的关系
7．【答案】A,B,C
【知识点】做功改变物体内能；分子热运动；分子间相互作用力
8．【答案】减小
【知识点】做功改变物体内能
9．【答案】小于；热传递；小
【知识点】热传递改变物体内能；大气压的综合应用；流体压强与流速的关系
10．【答案】温度；内能
【知识点】做功改变物体内能
11．【答案】A；B
【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能
12．【答案】做功；增大
【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能
13．【答案】热传递；4.2×105
【知识点】热传递改变物体内能；热量的计算
14．【答案】（1）由图乙可知，低温挡功率 P低=110W，电源电压 U=220V，
根据 P=UI，变形得 I=，
低温挡时通过电路的电流 I= ==0.5A
答： 低温挡时通过电路的电流 0.5A
（2）当 S1、S2 都闭合时，R1与 R2 并联，总功率最大，为高温挡 P高=990 W；
当只闭合 S1时，只有 R1 工作，为低温挡 P低= 110 W。
R2的功率：P2=P高－P低=990W-110W=880W。根据
，变形得 ，得电热丝R2的阻值答： 电热丝R2的阻值 55Ω
（3）由图乙可知：高温挡（990W）工作时间 t1 =10min=600s，低温挡（110W）工作时间 t2 =20min=1200s。分别计算两挡产生的热量：高温挡：Q1 =P高 t1 =990W×600s=5.94×105J低温挡：Q2 =P低 t2 =110W×1200s=1.32×105J电热器正常工作30min产生的热量：Q=Q1 +Q2 =5.94×105J+1.32×105J=7.26×105J答： 电热器正常工作30min产生的热量 7.26×105J
【知识点】温度、热量与内能的关系；热量的计算
15．【答案】（1）解： 根据热传递公式Q=cmΔt计算可得CD段水吸收的热量为：Q吸＝c水m(t水 t0水)＝4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×(20℃ 0℃)＝4.2×104J；；
答：CD段水吸收的热量为4.2×104J；
（2）解： 电加热器在相同时间内放出的热量相同，所以在相同时间内，冰和水吸收的热量相同，冰熔化过程等于 CD 段所用时间的4倍，则冰熔化过程吸收的热量是CD段的4倍，
Q'=4×4.2×104J=1.68×105J；
答：冰在熔化过程中吸收的热量1.68×105J；
（3）解：AB段冰升高的温度为：Δt冰＝0℃﹣（﹣20℃）＝20℃，
由Q吸＝cmΔt可得冰的比热容：。
答：冰的比热容为2.1×103J/（kg ℃）。
【知识点】温度、热量与内能的关系；比热容的定义及其计算公式；热量的计算
16．【答案】（1）D
（2）热传递；不是
【知识点】热传递改变物体内能；分子热运动
17．【答案】推进舱；克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，温度升高；变小；力的作用是相互的
【知识点】机械能及其转化；做功改变物体内能；力作用的相互性
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