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第十三章 内能
考点精析与答案详解
一、本章核心考点
1. 理解热量定义，比较不同物质吸热能力
2. 比热容公式理解（含简单计算）
3. 比热容实验
4. 比热容综合计算
5. 物质的构成
6. 分子热运动
7. 分子间的作用力
8. 内能的概念
9. 改变物体的内能的方式
10. 分辨温度、热量与内能
本节核心公式：
Q吸
其中 c 为比热容，m 为质量，Δt 为温度变化量，单位：J/(kg·℃)。
二、第一节 热量 比热容
考点1 理解热量定义，比较不同物质吸热能力
1. 下列事实，最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是（　　）
A. 体积相同的两杯水温度都升高了10 ℃，它们吸收的热量相同
B. 质量相等的两块铜温度分别升高5 ℃和10 ℃，它们吸收的热量不相同
C. 体积相等的水和煤油温度都升高10 ℃，它们吸收的热量不相同
D. 质量相等的水和铜温度都升高10 ℃，它们吸收的热量不相同
【答案】D
【解析】要探究“吸收热量与物质种类的关系”，必须控制质量相同、升高温度相同，只改变物质种类。选项A、B只研究同种物质，不能体现种类差异；C中体积相等但质量不一定相等，没有控制质量；D中水和铜质量相等、温度都升高10 ℃，仅物质种类不同，符合控制变量法，最能说明吸热跟物质种类有关。
2. 在比较两种不同液体吸收相同热量后温度升高快慢的实验中，需要控制一些变量，下列各控制内容，有必要的是（　　）
A. 加热时所用酒精灯里装有的酒精量必须相等
B. 盛放液体的容器要相同，两种液体的质量要相等
C. 两种液体的体积要完全相等
D. 两种液体的初温一定要相同
【答案】B
【解析】探究不同液体吸热升温快慢，控制变量应保证液体质量相等、使用相同加热装置和相同容器。酒精灯中酒精量不必相等，只要火焰大小一致即可；应控制质量相等而非体积相等；初温不必一定相同，因为比较的是温度变化量Δt。故选B。
3. 关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（　　）
A. 温度为0 ℃的物体没有内能
B. 物体温度升高，一定是吸收了热量
C. 物体吸收了热量，温度可能不变
D. 物体内能减少时，一定对外做功
【答案】C
【解析】A：一切物体在任何温度下都有内能，0 ℃物体也有内能；B：温度升高可能是吸热，也可能是外界对物体做功；C：晶体熔化时吸收热量但温度保持不变，故正确；D：内能减少可以是通过热传递放出热量，不一定对外做功。
考点2 比热容公式理解（含简单计算）
1. 甲、乙两个实心铜球吸热后，温度分别升高了Δt甲、Δt乙，已知甲球吸收的热量小于乙球吸收的热量，甲球的质量小于乙球的质量，则（　　）
A. Δt甲一定大于Δt乙 B. Δt甲一定等于Δt乙
C. Δt甲可能等于Δt乙 D. Δt甲一定小于Δt乙
【答案】C
【解析】甲、乙都是铜球，比热容c相同。由
可知 Δt 由 Q 与 m 的比值决定。已知 Q甲＜Q乙 且 m甲＜m乙，分子分母同时较小，比值大小无法确定，Δt甲 与 Δt乙 有可能相等。故选C。
2. 质量为200 g的沙子，吸收9.2×10 J的热量后，温度升高了50 ℃，则沙子的比热容为________J/(kg·℃)，其物理意义是________________________________。
【答案】0.92×10 ；1 kg沙子温度每升高（或降低）1 ℃，吸收（或放出）0.92×10 J的热量。
【解析】m=200 g=0.2 kg，Q=9.2×10 J，Δt=50 ℃，由
3. 下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是（　　）
（水 4.2×10 ；煤油 2.1×10 ；冰 2.1×10 ；铝 0.88×10 ；铜 0.39×10 ，单位均为 J/(kg·℃)）
A. 不同物质的比热容一定不同
B. 物质的物态发生变化，比热容不变
C. 质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多
D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多
【答案】C
【解析】A：不同物质比热容也可能相同，如煤油和冰都是2.1×10 ；B：物态改变，比热容改变（如水和冰）；C：c铝＞c铜，质量相同、升高温度相同，由Q=cmΔt可知铝吸热更多，正确；D：c水＞c煤油，质量相同、吸热相同，由Δt=Q/(cm)可知水升高的温度更少。
考点3 比热容实验
1. 用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热（如图甲），根据测得数据分别描绘出这两种液体的温度随加热时间变化的图像（如图乙）。在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容，则结合图中信息做出的下列推断正确的是（　　）
A. 若ma=mb，则ca＞cb B. 若ma=mb，则ca＞cb
C. 若ca=cb，则ma＜mb D. 若ca=cb，则ma＞mb
【答案】C
【解析】相同加热时间，a、b吸收的热量Q相等。由图乙可知，相同时间a升温更多，即Δt甲＞Δt乙。由Q=cmΔt：若ma=mb，则c甲＜c乙，A、B错误；若ca=cb，则ma＜mb，C正确，D错误。故选C。
2. 如图是探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。
（1）实验中应量取________相等的甲、乙两种液体，为了完成该实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量仪器是________；
（2）甲、乙液体吸收热量的多少可通过________________来反映；
（3）为了比较甲、乙液体的吸热本领，小明提出两种比较方案：①让两者升高相同的温度比较加热时间；②让两者加热相同时间比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下，可行的方案是________（选填“①”“②”或“①和②”）；
（4）从图2中可以看出，________液体的温度升高得较快，________液体的比热容较大；
（5）如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为冷却剂，你认为________液体较为合理。
【答案】（1）质量；天平　（2）加热时间的长短　（3）①和②　（4）甲；乙　（5）乙
【解析】（1）控制变量法要求液体质量相等，需用天平测质量；（2）相同加热装置，加热时间长短反映吸热多少；（3）两种方案都能比较吸热本领，均可行；（4）相同加热时间甲升温快、乙升温慢，说明乙比热容大；（5）冷却剂要求比热容大，相同条件下能吸收更多热量，故选乙。
3. 小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图中作出沙子升高的温度随时间变化的图线。
（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为______℃；
（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子________________相同；
（3）请利用表中数据在图中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线；
（4）沙子在1.0～1.5 min内升高的温度有明显异常，其主要原因是________________；
（5）小明再用50 g水和100 g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度Δt为横坐标，分别画出Q-Δt图像。它们都是过原点的直线，即Q=kΔt。进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的________之比相等。
【答案】（1）18　（2）吸收的热量　（3）图线斜率小于沙子（见附图要点）　（4）沙子受热不均匀，局部温度过高　（5）质量
【解析】（1）温度计分度值为1 ℃，读数为18 ℃；（2）相同酒精灯相同时间放热相同，即吸收的热量相同；（3）作图要点：相同加热时间水升高温度比沙子小，图线较平缓；（4）沙子受热不均匀，局部温度过高导致升温异常；（5）Q=kΔt与Q=cmΔt对比，k=cm，同种物质c不变，k与质量m成正比，故k值之比等于水的质量之比。
考点4 比热容综合计算
1. 用稳定的热源给一个物体均匀加热，得到它的熔化图像如图所示，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∶2 B. 1∶1 C. 1∶4 D. 2∶1
【答案】C
【解析】AB段为固态，加热时间t =2 min，温度变化Δt =60 ℃ 20 ℃=40 ℃；CD段为液态，加热时间t =4 min，温度变化Δt =80 ℃ 60 ℃=20 ℃。相同热源，吸热之比等于加热时间之比，Q ∶Q =2∶4=1∶2。质量m不变，由 c=Q/(mΔt)：
故 c固∶c液=1∶4，选C。
2. 某中学用电热水器将10 kg的水从18 ℃加热到68 ℃，已知水的比热容是4.2×10 J/(kg·℃)，煤油的比热容是2.1×10 J/(kg·℃)。
（1）求在这一过程中水吸收的热量；
（2）若水吸收的热量全部被煤油吸收且使煤油温度升高了50 ℃，求煤油的质量。
【答案】（1）2.1×10 J　（2）20 kg
【解析】（1）水吸收的热量：
J
（2）热量全部被煤油吸收，Q煤油=2.1×10 J，由 Q=cmΔt 得：
3. 越来越多的家庭采用“水地暖”取暖：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45 ℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的关系见表（略）。
（1）若该地暖系统的总水量为2×10 kg，将全部的水从5 ℃加热至45 ℃，水至少需要吸收多少热量？[c水=4.2×10 J/(kg·℃)]
（2）某家庭木地板的面积为80 m ，散热管材料为聚丁烯(PB)，供水温度为45 ℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？
（3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？请至少写出两点。
【答案】（1）3.36×10 J　（2）2.592×10 J　（3）供水温度、管道疏密、装饰层材料、散热管材料、室内温度等
【解析】（1）水吸收的热量：
J
（2）由附表查得：散热管为聚丁烯(PB)、地面装饰层为木地板时，单位面积散热功率为 90.0 W/m 。面积 S=80 m ，时间 t=3600 s，则每小时散热量：
（3）影响因素：供水温度、管道疏密程度、装饰层材料、散热管材料、室内温度等（写出两点即可）。
三、第二节 分子动理论的初步知识
分子动理论基本观点：①物质由大量分子、原子构成；②分子永不停息地做无规则热运动（表现为扩散）；③分子间存在相互作用的引力和斥力，分子间存在间隙。
考点1 物质的构成
1. 关于物质的构成，下列说法正确的是（　　）
A. 分子的直径很小，一般为10 cm
B. 可以借助光学显微镜观察到分子
C. 常见物质是由分子、原子构成的
D. PM2.5是指能较长时间悬浮在空气中、直径小于或等于2.5 μm的尘埃，这些尘埃就是一个个小分子
【答案】C
【解析】A：分子直径约10 m，不是cm；B：光学显微镜看不到分子，须用电子显微镜；C：常见物质由分子、原子构成，正确；D：PM2.5是宏观小颗粒，不是分子。
2. 在物理学研究中，常通过直接感知的现象推测无法直接感知的事物来总结规律。将等体积的水和酒精倒入柱形容器混合，观察混合后的现象，混合液体的总体积是________（选填“大于”“小于”或“等于”）水和酒精体积之和的。由此可以推测：液体分子间存在________。
【答案】小于；间隙
【解析】水和酒精混合后总体积变小，说明分子间存在空隙，一部分分子挤入彼此的间隙中。
3. 沙漏中的沙子流下时看上去是连续的，小华经过放大后观察，发现沙子流下时是不连续的。他联想到水流，如果经过高倍放大，水流应是________（选填“连续的”或“不连续的”），这是因为水是由________构成的。
【答案】不连续的；分子
【解析】物质由大量分子构成，宏观水流是大量分子聚集而成，微观上由一个个分子构成，是不连续的。
考点2 分子热运动（扩散现象）
1. 中华文化博大精深，有些诗词包含初中物理知识。宋代诗人王安石在《梅花》中写道：“墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。”诗句中的“暗香来”说明（　　）
A. 分子间存在间隙 B. 分子在不停地运动
C. 分子间存在引力 D. 物质由大量分子组成
【答案】B
【解析】“暗香来”是花香分子不停无规则运动、扩散到空气中，说明分子在不停地运动。
2. 进入刚装修完的房屋，常常会闻到一种刺鼻气味，主要来自装修材料中的甲醛。这说明甲醛分子在做________运动，这种运动会随气温的升高而________（填“加剧”或“减缓”）。
【答案】永不停息的无规则；加剧
【解析】温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。
3. 用图所示装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是________（选填“A”或“B”）瓶，这样做主要是避免________对实验产生影响。实验中根据________现象可知气体发生了扩散。若实验温度分别为①②③④，则在________（填序号）温度下实验进行得最快，原因是________。实验结束后上瓶中气体密度将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】B；重力；上瓶A气体颜色逐渐变红（两瓶气体颜色逐渐一致）；温度最高的那一组；温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快；变大
【解析】二氧化氮密度比空气大，放在下方B瓶可避免重力对扩散的干扰；扩散快慢与温度有关，温度越高扩散越快；扩散后二氧化氮进入上方A瓶，上瓶质量增加、体积不变，密度变大。
考点3 分子间的作用力
1. （1）把一块表面很干净的玻璃板水平地挂在弹簧测力计下（如图a），手持弹簧测力计上端，示数为Fa；使玻璃板恰好与水槽内水面接触（如图b），并缓慢向上提起，示数为Fb。则Fa________（选填“大于”“小于”或“等于”）Fb。
（2）玻璃板掉在地上摔成两块后，将两块玻璃板合在一起也不能还原成一整块。因为玻璃分子间________。
【答案】（1）小于　（2）距离太大，分子间作用力几乎为零
【解析】（1）玻璃板接触水面向上提时，要克服水分子与玻璃分子间的引力，示数Fb大于Fa；（2）碎玻璃合在一起时分子间距过大，引力微弱，无法复原。
2. 纸上写错字后，可以用胶带将错字用力粘上再撕去，字就掉了。此方法涉及的主要物理知识是（　　）
A. 分子间存在间隙 B. 分子间存在引力
C. 分子间存在斥力 D. 分子的热运动
【答案】B
【解析】胶带粘字利用胶带与字迹分子间的引力。
3. 在如图所示的各种现象中，主要表明分子间存在引力的是（　　）
A. 端面磨平的铅棒压紧后能够吊住大钩码
B. 滴在热水中的墨水使热水很快变色
C. 铅板和金板长时间压紧在一起，铅和金会互相渗透
D. 抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合
【答案】A
【解析】A：铅棒压紧吊住钩码，靠分子间引力；B：墨水在热水中扩散，是分子热运动；C：铅金互相渗透，是固体扩散；D：气体逐渐混合，是扩散现象。只有A表明分子间存在引力。
四、第三节 内能
内能：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。一切物体在任何温度下都有内能。改变内能两种途径：①做功（能量形式转化）；②热传递（能量转移，条件是存在温度差）。温度表示冷热程度；热量是在热传递过程中转移能量的多少（只能说“吸收/放出”，不能说“含有热量”）。
考点1 内能的概念
1. 关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A. 温度为0 ℃的物体没有内能
B. 做功可以改变物体的内能
C. 物体的内能增加，一定是温度升高了
D. 温度相同的1 kg水和1 g水，内能相同
【答案】B
【解析】A：0 ℃物体也有内能；B：做功可以改变内能，正确；C：内能增加温度不一定升高（如晶体熔化）；D：内能与质量有关，1 kg水比1 g水内能大。
2. 下列关于物体内能的几种说法中正确的是（　　）
A. 水有内能，冰没有内能
B. 水蒸气具有的内能一定比水具有的内能大
C. 一杯水放在高处比放在低处时具有的内能大
D. 一杯水的温度越高，它具有的内能越大
【答案】D
【解析】A：冰也有内能；B：内能与质量和温度都有关，水蒸气的内能不一定大于水；C：高度影响机械能，不影响内能；D：同一杯水温度越高，内能越大，正确。
3. 分子因热运动而具有的能量叫________，由于分子之间的相互作用而具有的势能叫________。构成物体的所有分子以上两种能量的总和叫做物体的________，它的单位是________。
【答案】分子动能；分子势能；内能；焦耳(J)
【解析】内能包含分子动能与分子势能两部分，单位是焦耳(J)。
考点2 改变物体的内能的方式
1. 根据南宋《武林旧事》记载，最早的月饼出自笼屉，湖北省部分地区还保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。下列实例中与“蒸”月饼改变内能方式不同的是（　　）
A. 炉火烧水 B. 搓手取暖
C. 用暖手宝暖手 D. 热鸡蛋放在冷水中冷却
【答案】B
【解析】“蒸”月饼通过热传递改变内能；A炉火烧水、C暖手宝暖手、D热鸡蛋冷却均为热传递；B搓手取暖是克服摩擦做功改变内能，方式不同，故选B。
2. 太阳暴晒后的路面材料温度急升，材料内能________（填“增大”“减小”或“不变”），这是通过________（填“热传递”或“做功”）方式改变了材料的内能。
【答案】增大；热传递
【解析】太阳通过热传递把热量传给路面，材料温度升高、内能增大。
3. 向装有少量水的烧瓶内打气。当瓶塞跳起时，瓶内气体内能________（填“增大”或“减小”），温度________（填“升高”或“降低”），瓶内水蒸气发生________（填物态变化名称）现象，从而出现“白气”。
【答案】减小；降低；液化
【解析】瓶塞跳起时，瓶内气体对外做功，内能减小、温度降低，水蒸气遇冷液化成小水珠，形成“白气”。
考点3 分辨温度、热量与内能
1. 关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A. 0 ℃的冰没有内能
B. 水沸腾时吸收热量，温度保持不变
C. 物体的温度越低，所含的热量越少
D. 温度不变，物体的内能就一定不变
【答案】B
【解析】A：0 ℃冰有内能；B：水沸腾吸热，温度保持不变，正确；C：热量不能说“所含”，热量只在热传递过程中出现；D：温度不变内能可以改变（如晶体熔化）。
2. “热”字有着多种含义。请说出下列几种现象中，“热”字所表示的含义。
（1）盛夏，我们感到天气很热：________；
（2）液化气燃烧时产生热：________；
（3）雪熔化成水时要吸热：________；
（4）摩擦生热：________。
【答案】（1）温度　（2）热量　（3）热量　（4）内能
【解析】（1）“天气热”指冷热程度，是温度；（2）燃烧“产生热”指释放热量；（3）“吸热”指吸收的能量，是热量；（4）“摩擦生热”指机械能转化为内能，是内能。
3. 如图所示，在气缸A中密封有压缩空气，B是被销钉K锁住的活塞，C是温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，写出可能看到的一个现象并进行解释。
现象：________________；解释：________________________________。
【答案】现象：温度计示数降低；解释：气缸内压缩空气膨胀推动活塞对外做功，气体内能减小，温度降低。
【解析】压缩空气对外做功，内能转化为机械能，气体内能减小、温度降低，温度计示数下降。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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