题点系列10：机械能和内能 (3)

们之间的关系下定论。当一个物理量的大小受两个因素制约时，我们就不能只强调其中某一个因素与它的关系，而忽略另一个因素对它的影响。

【例40】关于温度、内能、热量三者的关系，下列说法正确的是（ ）

A．物体吸收热量，温度一定升高 B．物体温度升高，一定是吸收了热量 C．物体温度不变，就没有吸热或放热 D．物体温度升高，内能增加

解析：解答本题时，要正确理解热量、内能和温度的概念，并明确它们之间的关系．

解：物体吸收热量使物体的内能增加，可以是分子的动能增加，也可以是分子势能增加．在物态变化过程中的晶体的熔化和液体的沸腾过程中，物体要吸收热量，但物体的温度不变，这时物体的内能增加主要表现在内部分子势能的增加．所以A不正确．改变物体内能有两种方式：做功和热传递．在没有明确说明是通过哪种方式改变物体内能的情况下，不能不能不假思索地做出判断．所以B不正确．物体的温度不变，只能说明物体内部分子的动能没有发生变化，并不能说明物体的内能没有发生变化，因为分子间的势能可能发生变化．C也不正确．答案选D 【例41】下列事例中，属于做功改变物体内能的是（ ）

A．在火上点燃火柴头，使火柴头温度升高 B．冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和 C．两手互相摩擦，手感觉暖和

D．在阳光照射下，水盆里的水温度升高

解析：A、B、D都是通过热传递使物体的内能增加，C是由于双手克服摩擦做功，将机械能

转化为内能使手的内能增加的．答案选C

【例42】以下现象中，由内能转化为其他形式能的现象是（ ）

A．古代人“钻木取火”

B．电炉通电后，电炉丝发红了 C．晒太阳时感到暖和

D．水壶中水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起来

解析：做功改变物体的内能实质上是物体的内能与其他形式能的相互转化过程，分两种情

况：一是外界对物体做功，将其他形式能转化为内能；二是物体对外界做功，将内能转化为其他形式能． 解：“钻木取火”是机械能转化为内能，A错；电流做功，也属于做功改变物体的内能，它是电能转化为内能，B错；C是通过热传递方式改变了内能，只是内能发生了转移，C也错；水壶中水沸腾时，生成大量高温高压的水蒸气，顶起壶盖，对壶盖做了功，使水蒸气的内能减少，是内能转化为机械能，故D正确．

【例43】卖火柴的小女孩在严寒中只能靠点燃火柴取暖。一根火柴的质量约为0.065g，火

73

柴的热值平均为1.2×10J/kg，求一根火柴完全燃烧能使1m的空气温度升高多少摄氏

33

度？〔已知空气的密度为1.3kg/m，比热容为1×10J/（kg·℃）〕 解析：设火柴完全燃烧释放的热量全部被空气吸收，即Q吸＝Q放

解：Q吸＝Q放

cm1△t＝qm2

3

所以完全燃烧一根火柴能使1m的空气升高的温度为： △t＝qm2/ cm1＝qm2/cρV 7—3333

＝1.2×10J/kg×0.065×10㎏/[1×10J/（kg·℃）×1.3kg/m× 1m ]=0.6℃ 本题把燃料燃烧的放热公式、热量的计算公式与密度知识结合起来，具有一定的综合

性。应用公式时要注意其适用条件和范围 【例44】下列说法中正确的是（ ）

A.燃料的热值越大，其燃烧时放出的热量就越多

B.燃料的热值越小，其完全燃烧单位质量的燃料放出的热量越少 C.燃料的热值越小，其完全燃烧单位质量的燃料放出的热量越多 D.燃料燃烧得越充分，其热值越大

解析：燃料燃烧所能放出的热量的多少，取决于两个因素：一个是热值，它是燃料的一种

特性，只与燃料种类有关；另一个是燃料的质量。A项不正确； C项不正确，热值越小，它放出的热量就越少，不是越多，放出热量的多少与热值的大小成正比，而不是成反比；D项不正确，对于某种确定的燃料，不论是否充分燃烧，其热值是不变的。 正确答案选B

本题着重考查对热值的理解，热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，只与燃料的种类有关。

【例45】关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）（内蒙古呼和浩特市2003年中考题）

A．物体运动得越快，内能越大 B．物体举得越高，内能越大

C．物体运动得越快，举得越高，内能越大 D．物体温度越高，内能越大

解析：本题考查内能与机械能的本质区别，解答问题的关键是明确内能与哪些因素有关及

内能与机械能的区别．

解：在分析物体内能大小时，应注意物体的内能与三个因素有关，即物体的质量、温度、状态，与物体的运动速度和举起的高度无关，物体的速度和举起的高度影响的是机械能，而机械能与内能 是两种不同形式的能．对于同一 物体，温度越高，内能越大．答案选D

【例46】关于内能、温度和热量的下列说法中，正确的是（ ） A．高温物体具有的一定比低温物体具有的内能多 B．物体的温度越高，含有的热量越多

C．在内能转移的过程中，越多有热传递发生 D．物体的内能增加，一定是对物体做了功

解析：内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，可见物体的内能大小，不仅与分子的热运动有关，还与分子数目的多少和分子势能有关，而物体的温度越高时，分子无规则运动越剧烈，只说明分子动能较大．故选项A不正确；热量是物体在热传递过程中吸收或放出热的多少，离开热传递，说一个物体含热量的多少是错误的．故选项B不正确；做功、热传递在改变物体内能的效果上是相同的，宏观上表现为物体温度的变化或物态的变化，但做功和热传递的实质是不同的，做功是内能和其他形式能的相互转化，而热传递是物体间内能的转移．选项C正确．

【例47】炎热的盛夏，人站在水中时感到凉爽，而当人赤脚走在沙土上时却感到烫脚.这主

要是因为水和沙土具有不同的 ( )

A.热量 B.内能 C.比热容 D.密度

解析：热量、内能、比热都是物理学中三个重要的物理量．三者之间有区别也有联系，学

生容易混淆．在沙滩上，水和沙子同时接收阳光照射，可谓加热条件相同．在相同时间内，物质所吸收到的热量是相同的，而产生温度差的原因就在于比热容．答案选D 把握内能、热量、比热容和热值这四个物理量之间的区别和联系，学会由现象归纳物理原理；学会在生活中关注物理知识的运用．

【例48】下列说法正确的是( )．

A．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一 B．吸收热量多的物质，比热容一定大 C．高温物体放出热量一定多

D．质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度 解析：根据比热容是物质的一种特性，与它的质量和体积、温度等无关，故选项A是错的，

从比热容的定义可知，比较两种物质比热容，应当是在质量及升高的温度相同的条件下，比较它们吸热的多少，故B缺少条件，不正确．温度高的物体不发生温度或状态

3

变化，是不会放出或吸收热量的，故C也不正确．由水的比热容为4.2×10 J／(kg·℃)可见，质量相同的水、煤油升高相同的温度，水吸收的热量多，当质量相同的水、煤油吸收相同热量时，煤油升高的温度多．答案选D

【例49】为了研究物质的某种特性，某小组同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相

同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水温随时间变化的情况。记录数据分别如表一、表二所示。（设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等。） 表一 m1=100g

时间/min 温度/℃ 降低温度/℃ 表二 m2=200g 时间/min 温度/℃ 降低温度/℃ 0 36 0 4 35 1 8 34 2 12 33 3 16 32 4 20 31 5 24 30 6 28 29 7 32 28 8 36 28 8 0 36 0 2 35 1 4 34 2 6 33 3 8 32 4 10 31 5 12 30 6 14 30 6 16 30 6 (1) 分析比较表一和表二中数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度是__________（相同/不同）的。

(2) 分析比较表一和表二中第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是:

_______ _______。 (3) 分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初

步结论是_________ _____ _______ _______ 。 (4) 进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，还可得出的初步结论是:

________ ___。

解析：（1）当环境温度比水温低时，水放热降温最终降到与环境温度相同，故由表一数据

可知甲烧杯所处环境温度为30℃，由表二数据可知乙烧杯所处环境温度为28℃。两者所处环境温度不同。

（2）从两表第一和第三行数据可看出：随时间的推移，水放热越来越多降温也越来越多，相同质量的水降低的温度与它放出的热量成正比。

（3）比较表一和表二的第三列、第四列、第五列数据可看出：降低相同的温度100g水要比200g水用时少，即放出热量少。

（4）综合两表数据可发现水的一种热学特性即比热是个确定的值。因此水温变化相同时，水吸收或放出热量与其质量成正比。

答：（1）不同（2）一定质量的水放出热量与降低的温度成正比。 （3）降低相同温度时，水质量越大放出热量越多

（4）水放出的热量与质量、水降低温度的比值是个定值。

【例50】小明猜想“液体的密度ρ越大，其比热容c也越大”。他查到了一些液体的密度

值如下表。 物质 水 煤油 植物油 密度ρ/kg·m 1.0×10 0.8×10 0.9×10 333－3物质 柴油 汽油 酒精 密度ρ/kg·m 0.8×10 0.71×10 0.8×10 333－3由于不知道表中各种液体之间比热容的大小关系，需要用实验方法得到。

实验器材：铁架台（带铁圈）、石棉网、温度计、细线、火柴、烧杯、秒表、天平和砝码（以上每一种器材数量足够、规格相同）；火焰相同的酒精灯若干；密度表中所给出的各种液体足量。

实验中，小明选取的三种液体分别是煤油、植物油和水。 (1)请完成以下实验要求：

A．实验原理是：________________________________________________________。 B．实验中你准备测量哪个物理量来间接知道液体的比热容大小？

C．实验中要控制的变量是：液体的质量和________________________。 D．实验中，怎样操作才能使烧杯在单位时间内吸收的热量都相等？

(2)如果测量的结果与小明的猜想相矛盾，则测出的三个物理量大小关系会有很多种，请写出其中一种。_________________________________________________。 (3)如果小明选取煤油、酒精和水这三种液体做实验，会存在哪些问题？

解析：为了证实小明的猜想，我们选了三种密度不同的液体，关键要通过实验测出其比热

容的大小。

故(1)A、实验原理为Q=cm△t(c?Q)；B、用温度的变化量△t或加热时间都可以m?t简接知道液体比热容的大小，二者任填一个即可；C、要控制的变量应与你准备测量的物理量相对应，如果你准备测量的物理量是温度的变化量△t，则要控制的变量应是液体吸收的热量Q；如果你准备测量的物理量是加热时间，则要控制的变量应是温度的变化量△t；D、调整铁架台上放烧杯的铁圈的高度，使酒精灯火焰与烧杯底部的距离相等。(2)△t煤油=△t植物油=△t水(只要不是△t煤油>△t植物油>△t水即可)；以上几个问题都体现了回答时的多样性，同一个问题可以用不同的方式进行解答，但表达的意思却是相同的。

(3) 如果选取煤油、酒精和水这三种液体，明显地①煤油和酒精的密度相等；②酒精易燃，不能用火焰加热答出一个即可。

【例51】如图所示，是甲、乙、丙三种物质的温度变化和它们吸收热量的关系图线。甲和

乙的质量都是0.2kg，丙的质量是2kg，则甲、乙、丙的比热分别是c甲=___ ______， c乙=____ ___，c丙=_______ ___。

解析：欲求三种物质的比热，根据公式Q=cm△t可知，应知每种物质的质量、温度变化量

和吸收的热量，这些量，我们都可以在图像中得到。

(1)对于甲来说，m甲=0.2kg，从图像看出，当温度从200℃升高到400℃时，它所吸收

Q8?1043

?的热量是8×10J，故c甲?J/(kg·℃)=2×10 J/(kg·℃)。 m甲?t0.2?2004

(2)同理对于乙来说，温度从200℃升高到400℃时，吸收的热量是16×10J，也可以

4

认为是温度升高到300℃时，吸收了8×10J的热量。故

4

Q16?1043

c乙??J/(kg·℃)=4×10 J/(kg·℃)。

m乙?t0.2?200(3)同理对于丙来说，经计算，它的比热为c丙=1.6×10J/(kg·℃) 【例52】用一个放热稳定的热源给一个物体均匀加热，温度/℃ 得到它的熔化图像如图所示，那么，它固态时的比80 热与它液态时的比热之比是( ) 60 A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1 40 解析：从图像的形状可以看出，这是一个晶体的熔化图

20

像。从计时开始到加热2min这段时间内，物体是固时间/min 态；从2min到8min这段时间内，物体处于熔化的2 4 6 8 10 12 0 过程，是固液混合态；8min以后是液态。求固态时

的比热应观察0～2min这段图线，求液态时的比热应观察8～12min这段图线。

设物体的质量为m，每分钟吸收的热量为Q，则物体在固态吸收热量为2Q时，温度升

3

2Q；物体在液态吸收的热量为4Qm?40℃4Q时，温度升高了20℃，故物体处于液态时的比热为c液?。

m?20℃高了40℃，故物体处于固态时的比热为c固?则固态与液态的比热之比为c固:c液=

m?20℃2Q×=1：4，故应选C。

4Qm?40℃【例53】如图所示的图像表示甲、乙两个物体吸后温度升高的情况，图中横坐标是物体的

温度变化，纵坐标是物体吸收的热量。问题：(1)如果甲、乙是同种物质制成的，则有_________。(2)如果甲和乙是不同物质制成的，Q 甲 则有________。(3)如果甲和乙的质量相同，则有_______。

回答上述问题有以下四个答案可供选择。请选择你认为正确的答案 乙 填到上述问题的空格上(填空母)

A．物体甲的比热比物体乙的比热大 △t O B．物体甲的比热比物体乙的比热小

C．物体甲和物体乙的比热一样 D．条件不足，无法判断比热的大小

解析：对于问题(1)，因为甲、乙是由同种物质组成的，所以它们的比热一定是一样大的，

故应选C；对于问题(2)，因二者不是同种物质组成，其比热肯定不同，由公式Q=cm△

t可得c?Q，结合图像，如果让它们升高相同的温度，则甲吸收的热量会大于乙m?t吸收的热量Q甲>Q乙，但质量m的关系在题中并没有告诉我们，故条件不足，无法判断，应选D；对于问题(3)，已知质量相同，由图像可知，在升高相同温度时，Q甲>Q乙，即c甲>c乙,故应选A。

图像能给我们提多的信息，其中也不乏无用的，面对这些信息，我们一定要紧密地与题意相结合，深挖图像的本质，及时地将那些有用的信息提取出来，为解题服务。 【例54】在沙漠地区有“早穿皮袄午穿纱，夜抱火炉吃西瓜”的奇特现象．而沿海地区是

“气候宜人，四季如春”，这表明水对气温有显著影响，是因为( )． A．水的透明度高，容易吸收太阳能

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