上海市初中物理竞赛大同杯历年真题分类汇编专题07 内能学生版+解析版.docx
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上海市初中物理竞赛大同杯历年真题分类汇编专题07内能学生版+解析版
大同杯初中物理竞赛题分类汇编
：
专题07内能
1．相互接触的两个物体没有发生热传递，这是因为它们具有相同的（）
A．体积B．内能C．温度D．比热容
2.近年来全球变暖最主要的原因是（）
A．被大气吸收的太阳辐射增加B．被大气反射到太空的太阳辐射增加
C．被大气吸收的地表辐射增加D．被地表反射到太空的太阳辐射增加
3.当物体中存在温度差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。
对于一长度为L、横截面积为S的均匀金属棒，当两端的温度差稳定为△T时，△t时间内从高温端向低温端
传递的热量△Q满足关系式：
；其中k为棒的导热系数。
如图所示，长度分别为L1、L2，导热系数分别为k1、k2，的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400开、300开的恒定热源良好接触。
若L1:
L2=1:
2,k1:
k2=3:
2,则在稳定状态下，D处的温度为（）
A．375开
B．360开
C．350开
D．325开
4.电冰箱是常用的家电，当压缩机工作时，制冷剂（俗称“药水”）在冰箱内外管道中不断循环流动。
下列说法正确的是（）
A.在冰箱内的管道中，制冷剂膨胀并放出热量
B.在冰箱内的管道中，制冷剂被压缩并吸收热量
C.在冰箱外的管道中，制冷剂膨胀并放出热量
D.在冰箱外的管道中，制冷剂被压缩并放出热量
5.甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为250C和750C，现将一温度为650C的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到450C，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量散失和水的质量的变化）（）
A.650CB.600CC.550CD.500C
6.三个相同的热源分布在一横放着的圆筒内，圆筒的侧壁和一个底部均绝热，另一个底部开口并被导热膜封住，用另两个导热膜在圆筒内隔出两个竖面，从而将三个热源互相隔开并形成A、B、C三个独立单元区域，假设周围环境的温度恒定，并且传导的热功率与温差成正比，每个独立单元区域内空气的温度均匀，A、B、C三个独立单元区域的温度与周围环境的温度差分别为△tA,，△tB,，△tC,，则△tA:
△tB:
△tC,为（）
A.3:
2:
1B.6:
3:
2C.5:
3:
1D.6:
5:
3
7.将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了6℃。
如果继续向容器中倒入一杯同样的热水，则容器中的水温会升高（）
A.5℃B.4℃C.3℃D.2℃
8.当物体的温度升高后，物体的（）
A．热量增大B．比热容增大79C．体积增大D．内能增大
9.A、B两物体质量相等，温度均为10℃；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃。
现将A放入甲杯，B放入乙杯，热平衡后甲杯水温降低了4℃，乙杯水温降低了8℃，不考虑热量的损耗，则A、B两物体的比热容之比为（）
A．4:
9B．3:
5C．2:
3D．1:
2
10.甲、乙两液体的密度比为ρ甲：
ρ乙=5：
4，体积比为V甲：
V乙=2：
3，比热容比为
c甲：
c乙=1：
2，且它们的初温不等。
现将它们混和（不发生化学反应），不计混和过程中的热损失，达到热平衡后液体温度相对各自初温变化量的绝对值分别为△t甲和△t乙，则△t甲：
△t乙为（）
（A）16：
15（B）15：
16（C）12：
5（D）5：
l2
11.家里需要安装一个电热淋浴器。
一般淋浴用水的流量约为8L／min（约1．33×10-4m3／s），淋浴时间可按5min计算，合适的水温约为45℃。
电热淋浴器有甲、乙两种类型。
甲类型没有水箱，电热淋浴器与水管相连，直接对流动的水加热：
乙类型有水箱，待水箱中的水加热至45℃后再淋浴。
小华家供电电路的额定电压为220V，允许通过的最大电流为20A。
假设电流所产生的热量全部用来使水升温，加热前的水温为20℃，请你根据以上条件判断，下列说法中正确的是（）
（A）只有甲类型电热淋浴器适合小华家的供电电路
（B）只有乙类型电热淋浴器适合小华家的供电电路
（C）甲类型电热淋浴器所需要的最小电流为10A
（D）在供电条件允许的前提下，乙类型电热淋浴器使40kg水温度升高25℃，约l6min
12.甲、乙两个物体相互接触后不发生热传递，这是因为它们具有相同的（）
（A）密度（B）温度（C）体积（D）热量
13.一厚度为d的薄金属盘悬吊在空中，其上表面受太阳直射，空气的温度保持300K不变，经过一段时间，金属盘上表面和下表面的温度分别保持为325Κ和320K。
假设单位时间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正比；单位时间内金属盘上、下表面之间传递的热量与金属盘的厚度成反比，与两表面之间的温度差和表面面积成正比。
忽略金属盘侧面与空气之间的热传递。
那么，在金属盘的厚度变为2d而其他条件不变的情况下，金属盘上、下表面温度稳定之后，金属盘上表面的温度将变为（）
（A）323K（B）324Κ（C）326Κ（D）327K
14.下列说法中正确的是（）
（A）北方寒冷的冬天，室内的玻璃窗上会出现冰花，属于凝华现象
（B）炎热的夏天，雪糕周围出现的“白气”是雪糕升华的水蒸气形成的
（C）将-18℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，一段时间后，冰块的内能增加
（D）用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板中吸收了热量
15.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高21℃，若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高（）
（A）9℃（B）8℃（C）6℃（D）5℃
16.（2015年复赛）在工业以及科研中为解决机器的过热问题，除通过空气自然散热之外，还采用水冷却技术，其原理是将冷水注入与机器接触的水冷管，冷水吸热舞温后被排出，使机器工作温度保持稳定。
现有一台输入功率P、效率为
的发动机，为使其在室温为t的环境下正常工作时不能过热，每秒扶水冷管入口处通入体积为V、温度为t的冷水，出口处的水温为T。
假设该发动机的总散热面积为S，其中与水冷管接触的面积为S1，其余部分与空气接触，且空气接触部分只能带走按面积分配的25％的热量，余下热量全部由水冷管带走。
求该发动机正常工作时，S1与S的比值。
（己知水的比热容为C，密度为
）
大同杯初中物理竞赛题分类汇编
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专题07内能
1．相互接触的两个物体没有发生热传递，这是因为它们具有相同的（）
A．体积B．内能C．温度D．比热容
【答案】C。
【解析】因为发生热传递的条件是有温度差，如果两物体没发生热传递，肯定是具有相同的温度．故选C．
2.近年来全球变暖最主要的原因是（）
A．被大气吸收的太阳辐射增加B．被大气反射到太空的太阳辐射增加
C．被大气吸收的地表辐射增加D．被地表反射到太空的太阳辐射增加
【答案】C
【解析】C人类燃烧化石燃料排放大量的二氧化碳，使得大气中二氧化碳增多，大气的保温功能增强，气温也就随着上升。
3.当物体中存在温度差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。
对于一长度为L、横截面积为S的均匀金属棒，当两端的温度差稳定为△T时，△t时间内从高温端向低温端
传递的热量△Q满足关系式：
；其中k为棒的导热系数。
如图所示，长度分别为L1、L2，导热系数分别为k1、k2，的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400开、300开的恒定热源良好接触。
若L1:
L2=1:
2,k1:
k2=3:
2,则在稳定状态下，D处的温度为（）
A．375开B．360开C．350开D．325开
【答案】A。
【解析】设D处温度为T，
K1（400-T）/L1=K2（T-300）/L2，L1:
L2=1:
2,k1:
k2=3:
2,解得：
T=375
4.电冰箱是常用的家电，当压缩机工作时，制冷剂（俗称“药水”）在冰箱内外管道中不断循环流动。
下列说法正确的是（）
E.在冰箱内的管道中，制冷剂膨胀并放出热量
F.在冰箱内的管道中，制冷剂被压缩并吸收热量
G.在冰箱外的管道中，制冷剂膨胀并放出热量
H.在冰箱外的管道中，制冷剂被压缩并放出热量
【答案】D
【解析】从物态变化的吸放热原理去考虑
5.甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为250C和750C，现将一温度为650C的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到450C，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量散失和水的质量的变化）（）
A.650CB.600CC.550CD.500C
【答案】B。
【解析】将一温度为650C的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到450C，由热平衡条件：
得：
取出金属球并放入乙容器中，设热平衡后温度为t，则：
得：
t=600C
6.三个相同的热源分布在一横放着的圆筒内，圆筒的侧壁和一个底部均绝热，另一个底部开口并被导热膜封住，用另两个导热膜在圆筒内隔出两个竖面，从而将三个热源互相隔开并形成A、B、C三个独立单元区域，假设周围环境的温度恒定，并且传导的热功率与温差成正比，每个独立单元区域内空气的温度均匀，A、B、C三个独立单元区域的温度与周围环境的温度差分别为△tA,，△tB,，△tC,，则△tA:
△tB:
△tC,为（）
A.3:
2:
1B.6:
3:
2C.5:
3:
1D.6:
5:
3
【答案】D
【解析】同时考虑三个区域内的发热功率和散热功率，根据各单元区域传导的热功率与温差成正比，写出散热功率表达式，再根据各单元区域发热功率和散热功率的关系列出方程，然后综合整理即可求解．
设发热功率均为P，则：
A：
k（△tA-△tB）=P，即A的散热功率等于发热功率．
B：
k（△tB-△tC）=P+k（△tA-△tB），即B的散热功率等于自身的发热功率与A的散热功率之和．
C：
k（△tC）=P+k（△tB-△tC），即C的散热功率等于自身的发热功率与B的散热功率之和．
整理得：
△tA=2△tC3△tB=5△tC
即得：
△tA：
△tB：
△tC=6：
5：
3
故选D．
8.将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了6℃。
如果继续向容器中倒入一杯同样的热水，则容器中的水温会升高（）
B.5℃B.4℃C.3℃D.2℃
【答案】B
【解析】设冷水质量m，温度t1。
一杯热水质量M，温度t2。
由热平衡方程，mc×10℃=Mc（t2-t1-10℃）；（M+m）c×6℃=Mc（t2-t1-10℃-6℃）；联立解得t2-t1=40℃，m=3M。
（2M+m）c×△t=Mc（t2-t1-16℃-△t）；联立解得：
△t=4℃。
8.当物体的温度升高后，物体的（）
A．热量增大B．比热容增大79C．体积增大D．内能增大
【答案】．D
【解析】当物体的温度升高后，由能量守恒定律，物体的内能增大，选项D正确。
9.A、B两物体质量相等，温度均为10℃；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃。
现将A放入甲杯，B放入乙杯，热平衡后甲杯水温降低了4℃，乙杯水温降低了8℃，不考虑热量的损耗，则A、B两物体的比热容之比为（）
A．4:
9B．3:
5C．2:
3D．1:
2
【答案】A
【解析】.mcA（46℃-10℃）=Mc（4℃），mcB（42℃-10℃）=Mc（8℃）；联立解得：
cA∶cB=9∶4，选项A正确。
10.甲、乙两液体的密度比为ρ甲：
ρ乙=5：
4，体积比为V甲：
V乙=2：
3，比热容比为
c甲：
c乙=1：
2，且它们的初温不等。
现将它们混和（不发生化学反应），不计混和过程中的热损失，达到热平衡后液体温度相对各自初温变化量的绝对值分别为△t甲和△t乙，则△t甲：
△t乙为（）
（A）16：
15（B）15：
16（C）12：
5（D）5：
l2
【答案】C
【解析】根据密度、体积比可算出m甲：
m乙=5/4*2/3=5:
6,Q=cm△t,不论甲乙谁的初始温度高,必然一个放热一个吸热,故Q甲=Q乙,c甲m甲△t甲=c乙m乙△t乙,△t甲：
△t乙=c乙m乙/（c甲m甲）=2/1*（6/5）=12:
5
11.家里需要安装一个电热淋浴器。
一般淋浴用水的流量约为8L／min（约1．33×10-4m3／s），淋浴时间可按5min计算，合适的水温约为45℃。
电热淋浴器有甲、乙两种类型。
甲类型没有水箱，电热淋浴器与水管相连，直接对流动的水加热：
乙类型有水箱，待水箱中的水加热至45℃后再淋浴。
小华家供电电路的额定电压为220V，允许通过的最大电流为20A。
假设电流所产生的热量全部用来使水升温，加热前的水温为20℃，请你根据以上条件判断，下列说法中正确的是（）
（A）只有甲类型电热淋浴器适合小华家的供电电路
（B）只有乙类型电热淋浴器适合小华家的供电电路
（C）甲类型电热淋浴器所需要的最小电流为10A
（D）在供电条件允许的前提下，乙类型电热淋浴器使40kg水温度升高25℃，约l6min
【答案】BD
【解析】
（1）淋浴需要水的体积：
V=8L/min×5min=40L=40×10-3m3，∵ρ=m/V∴水的质量：
m=ρv=1×103kg/m3×40×10-3m3=40kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（㎏•℃）×40kg×（45℃-20℃）=4.2×106J
（2）由题知：
Q吸=W电=UIt，甲类型电热水器工作时的电流：
I=W/Ut=63.6A＞20A，
∴小华家不能使用甲类型电热水器，故A、C错，B正确；
（3）上面求出了使40kg水温度升高25℃需要的热量Q吸=4.2×106J，
Q吸=W电=UI′t′，若电路中的电流最大I=20A，产生同样的热量用时间最少，
使用乙类型的电热淋浴器需要的时间：
t′=W/UI≈954.5s≈16min，故D也正确
12.甲、乙两个物体相互接触后不发生热传递，这是因为它们具有相同的（）
（A）密度（B）温度（C）体积（D）热量
【答案】B
【解析】本题考查物质的内能，内能的改变有两种方式，热传递和做功，物体间只有存在温差时才会发生热传递，相同温度的物体之间不会发生热传递。
13.一厚度为d的薄金属盘悬吊在空中，其上表面受太阳直射，空气的温度保持300K不变，经过一段时间，金属盘上表面和下表面的温度分别保持为325Κ和320K。
假设单位时间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正比；单位时间内金属盘上、下表面之间传递的热量与金属盘的厚度成反比，与两表面之间的温度差和表面面积成正比。
忽略金属盘侧面与空气之间的热传递。
那么，在金属盘的厚度变为2d而其他条件不变的情况下，金属盘上、下表面温度稳定之后，金属盘上表面的温度将变为（）
（A）323K（B）324Κ（C）326Κ（D）327K
【答案】D
【解析】厚度为d的金属盘，当其稳定后：
，代入数据得：
①
上表面向下表面热传递：
.代入数据得：
②
当厚度为2d的金属盘稳定后：
由①得：
③
④
②③④联立可解得：
t上=327K
故选D。
14.下列说法中正确的是（）
（A）北方寒冷的冬天，室内的玻璃窗上会出现冰花，属于凝华现象
（B）炎热的夏天，雪糕周围出现的“白气”是雪糕升华的水蒸气形成的
（C）将-18℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，一段时间后，冰块的内能增加
（D）用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板中吸收了热量
【答案】AC
【解析】雪糕周围出现的“白气”是由于空气中的水蒸气遇冷液化所致；锯条温度升高，是因为摩擦力做功的原因。
故BD错误。
15.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高21℃，若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高（）
（A）9℃（B）8℃（C）6℃（D）5℃
【答案】C
【解析】设原来热水和冷水的温度分别为th、tc，当一半热水倒入冷水杯后：
，所以
，
当再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内后：
所以t2=tc+27;因此冷水再次升到的温度为t2-t1=6℃
17.在工业以及科研中为解决机器的过热问题，除通过空气自然散热之外，还采用水冷却技术，其原理是将冷水注入与机器接触的水冷管，冷水吸热舞温后被排出，使机器工作温度保持稳定。
现有一台输入功率P、效率为
的发动机，为使其在室温为t的环境下正常工作时不能过热，每秒扶水冷管入口处通入体积为V、温度为t的冷水，出口处的水温为T。
假设该发动机的总散热面积为S，其中与水冷管接触的面积为S1，其余部分与空气接触，且空气接触部分只能带走按面积分配的25％的热量，余下热量全部由水冷管带走。
求该发动机正常工作时，S1与S的比值。
（己知水的比热容为C，密度为
）
【解析】解：
因发动机的功率为P、效率为η，
所以，发动机每秒产生的热量：
Q＝P（1﹣η），
因空气接触部分只能带走按面积分配的25%的热量，
所以，空气散发的热量：
Q空气＝Q
×25%＝P（1﹣η）
×25%，
水冷吸收的热量：
Q水冷＝cm（T﹣t）＝cρV（T﹣t），
因发动机通过水冷散失的热量与空气散发的热量之和等于发动机产生的热量时，发动机的温度不会在升高，
则有：
Q＝Q水冷+Q空气，即P（1﹣η）＝P（1﹣η）
×25%+cρV（T﹣t），
解得：
＝
﹣3。
答：
该发动机正常工作时，S1与S的比值为
﹣3。
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