专题02 第12章 内能与热机【考点清单】-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（沪粤版）

专题02 第12章 内能与热机 清单01 内能和热量 一、什么是内能 1．下面的几幅图运用了类比的方法说明分子也具有动能和势能。 2．分子由于运动而具有的能叫做分子的动能。由于分子之间存在着相互作用力而具有的能，叫做分子的势能。物体内部所有的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。物体的温度越高，物体的内能越大。 二、改变内能的方法 1．改变物体内能有做功和热传递两种方式，二者在改变物体的内能上是等效(选填“等效”或“不等效”)的。 2．热传递有传导、对流和辐射三种方式。 三、热量 1．在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量，当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小。在国际单位制中，热量的单位是焦耳，简称焦，符号是J。 2．在质量一定时，物体吸收的热量跟升高的温度成正比；在升高相同的温度时，物体吸收的热量跟它的质量成正比。 清单02 热值与比热容 一、燃料的热值 燃料燃烧 能量转化 化学能→内能 物理意义 热值是表示不同燃料燃烧时放热本领大小的物理量 定义 把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量之比叫做这种燃料的热值 单位 J/kg(固体、液体)或J/m3(气体)[来源:学_科_网] 放热公式 Q＝qm(固体、液体)或Q＝qV(气体) 二、探究物质的吸、放热性能 生活举例 水的质量越大，水温升高越多，加热时间就越长 结论 物体温度升高时，吸收的热量跟物体的质量和升高的温度有关 实验：比较不同物质吸热的情况 实验装置 探究方法 控制变量法和转换法 实验设计 用同一酒精灯给质量和初温相同的砂子和水加热相同的时间，结果砂子升高的温度高 探究结论 不同物质在质量相等，吸收相同的热量时，升高的温度不同，即不同物质的吸热本领不同 三、比热容 定义 用单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量来描述物质吸收热量的能力 定义式[来源:学科网ZXXK] c＝[来源:学科网ZXXK] 单位 J/(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度 数值意义 水的比热容是4．2×103__J/(kg·℃)，表示：1 kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4．2×103__J 物理意义 反映了不同物质吸、放热能力的强弱 清单03 热机和热机效率 一、热机的工作原理 热机的共同特点：是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。 二、汽油机和柴油机 1．汽油机[来源:Z,xx,k．Com] （1）结构：由火花塞、气缸、进气门、排气门、曲轴连杆、飞轮以及活塞组成。 （2）原理：汽油机工作时，一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能。[来源:Z+xx+k．Com] 2．柴油机与汽油机一样，也有四个冲程，所不同的是柴油机顶部有个喷油嘴，汽油机是火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入气缸的物质是汽油和空气，柴油机吸入气缸的物质是空气。 3．汽油机和柴油机区别 项目 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 汽油和空气混合气体 只吸入空气 点火方式 点燃式 压燃式 应用 汽车、摩托车等 挖掘机、轮船等 三、热机的热效率 1．热机的热效率定义：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比； 2．公式：（车）； （烧水） 3．提高热机效率的方法：保证良好的的润滑以减少摩擦、减少各种热量损失等；让燃料燃烧的跟充分；设法利用废弃的能量。 实验一　探究燃料燃烧的热值 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中 （1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的质量相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于根据温度计示数确定水吸收热量的多少； （2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是温度计液泡没有浸没在水中； （3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作： ①先点燃酒精，再点燃碎纸片； ②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数； ③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数； 小红认为上述操作中，操作②是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是燃烧过程中有热量损失。 实验二　探究物质的吸热能力 实验小组在“探究水和煤油的吸热能力”实验中，组装了如图甲所示的装置。 （1）在组装如图甲所示的装置时，应按自下而上的顺序组装。 （2）实验中，通过加热时间的多少来间接反映煤油和水吸收热量的多少，下列实验运用了该种研究方法的是C。 A．探究并联电路中电流的特点 B．“伏安法”测量电阻 C．探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关 （3）实验中，还应控制烧杯中的液体的初温和质量相同。 （4）小组同学根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图像可知：①加热相同的时间，煤油升高的温度大，因此，冬天在自制暖手袋时，应选水作为供暖物质，效果更佳；（均选填“水”或“煤油”）②实验中水的沸点是98℃，说明本次实验环境中的大气压小于一个标准大气压。 实验三　探究热机的工作原理 发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为机械能； （2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果汽车油箱装有40kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg；放出的热量为8×107 J，剩余汽油的热值为4×107 J/kg； （3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2号汽缸所处的冲程是D； A．吸气       B．压缩            C．做功         D．排气 （4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需耍的时间为0.05秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P=20p0V排。 【练习1】（23-24九年级上·广东清远·期末）如图所示，把刀放在磨刀石上打磨时发热，这是通过 方式改变物体的内能；当用力磨刀时比较费劲，原因是增大 ，摩擦力也增大。经过打磨的刀使用起来非常锋利，这是因为压力相同的情况下，减小 ，增大压强。 【答案】 做功 压力 受力面积 【解析】[1]把刀放在磨刀石上打磨时发热，刀克服摩擦力做功，内能增大，这是通过做功方式改变物体的内能。 [2]用力磨刀时比较费劲，原因是接触面粗糙程度不变时，增大压力，摩擦力也增大。 [3]打磨的刀使用起来非常锋利，这是因为压力相同的情况下，受力面积减小，压强增大。 【练习2】（23-24九年级上·四川内江·期末）初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，傍晚要多 （选填“排水”或“灌水”）；对流是夏季海岸形成微风的原因，风有时吹向海岸，有时吹向陆地。白天，在炎热的日光下，海岸形成的是 （选填“海陆”或“陆海”）风。 【答案】 灌水 海陆 【解析】[1]初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，傍晚要多灌水，这样晚上水在降温时，水可以放出更多的热量，使秧苗的温度不至于下降过低，从而可以防止秧苗冻坏。 [2]因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢；海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海陆风。 【练习3】（2024·山东日照·中考真题）2023年5月28日，C919大型客机进行首次商业载客飞行，飞机的发动机选用航空煤油作为燃料，假如航空煤油的热值为，完全燃烧50kg航空煤油放出的热量为 J。山东五征集团生产的某型号农用拖拉机，为提高发动机的效率需要在 冲程让燃料充分燃烧。 【答案】 做功 【解析】[1]根据可得，完全燃烧50kg航空煤油放出的热量为 [2]燃料燃烧是发生在发动机的做功冲程，因此为提高发动机的效率需要在做功冲程让燃料充分燃烧。 【练习4】（23-24九年级上·河南南阳·期末）在“探究物质的吸热本领”的实验中，采用相同的加热器对物体加热，我们可以通过比较 （升高温度/加热时间）来判断物体吸热的多少，这在物理学上叫转换法。小王得到了如图所示质量相同的A、B两物质的温度变化图像，如果B物质是水[]，则A物质的比热容是 ×103 J/(kg·℃)。 【答案】 加热时间 2.1 【解析】[1]根据转换法，用相同的加热器对物体加热，我们可以通过比较加热时间来判断物体吸热的多少，加热时间越长，吸热越多。 [2]由图知A、B两种物质升高 60℃-20℃=40℃ B用了20min，A用了10min，即A吸收的热量是B吸收热量的0.5倍，根据可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则A物质的比热容为 c=0.5× 4.2×103 J/(kg·℃)= 2.1×103 J/(kg·℃) 【练习5】（23-24九年级上·福建泉州·期末）周末物理兴趣小组进行课外实践活动，在晋江五店市的古玩店里发现了两款灯盏，他们在查阅资料时，发现南宋陆游笔下有记载：“蜀中有夹瓷盏，注水于盏唇窍中，可省油之半”，其“省油”的主要原理是减少燃油的蒸发，体现了节俭是中华民族的传统美德。图中甲、乙分别为第一款省油灯实物图及其结构示意图。 （1）图乙夹层中的液体选择水作为冷却剂，能起到降低燃油的温度。这是利用了水的 较大； （2）省油灯点燃后，夹层中水的温度会升高，该过程中水内能增大的方式是 ； （3）另一款省油灯，如图丙所示。跨学科实践小组发现放置在相同环境中， （选填“乙”或“丙”）油灯更“省油”，是由于该油灯的燃油暴露在空气中的 较小，燃油的蒸发速度更慢。 【答案】 比热容 热传递 丙 表面积 【解析】（1）[1]与其它液体比较，水的比热容大，在质量和升高的温度相同时，由公式Q=cmΔt可知，水吸收的热量多，冷却效果好，起到降低燃油的温度的作用。 （2）[2]省油灯点燃后，夹层中水吸收热量，温度会升高，内能增大，这是通过热传递的方式改变内能的。 （3）[3][4]由乙、丙两图可知，放置在相同环境中，丙图中的灯油燃油暴露在空气中的表面积较小，蒸发较慢，所以更“省油”。 【练习6】（23-24九年级上·广东·期末）某老师通过温度传感器监测密封针筒内气体的温度，在室温恒为T1的环境中，当他快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图所示。（由于气体分子间距离比较大，分子间作用力可以忽略不计，因此在实验过程中可以不考虑分子势能） （1）密封气体在t2时刻的内能 t3时刻的内能（选填“>”、“<”、“=”）； （2）以下过程发生的能量转化与图丙相同的是 ； A．0－t1过程    B．t1－t2过程    C．t2－t3过程    D．都没有 （3）活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 。 A．T3 B．T2 C．T1 D．0℃ 【答案】 > B C 【解析】（1）[1]物体的内能与它的温度、质量、状态有关，由题意可知，此过程中针筒内均处于密封，气态物质没有外漏，质量不变，针筒内物质均处于气态，状态不变，但观察坐标图，可知，t2时刻温度比t3时刻的高，因此t2时刻气体内能更大。 （2）[2]丙图是内燃机的压缩冲程，该过程是机械能转为内能，应该对应的是密封气体内能增加的那一段过程，观察坐标图，可知，这三个过程，只有t1－t2过程温度升高，内能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （3）[3]最终密封气体的温度会与室温达到平衡，即相等的状态，所以最终温度为T1，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【练习7】（23-24九年级上·广东广州·期末）汽油机是热机的一种，请回答以下问题。 （1）图1中甲、乙是汽油机的其中两个冲程，则甲是 冲程，乙是 冲程（以上两空均选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）； （2）做功冲程是把 能转化成 能，从而获得动力； （3）图2是汽油机的能量流向图，其效率为 ×100%（用图中的符号表示）； （4）某汽车在水平路面上行驶，共消耗了0.5kg汽油。[汽油热值q＝4.6×107J/kg，水的比热容] ①假如汽油完全燃烧，求释放的热量 ； ②若其释放热量的20%被初温为20℃质量为100kg的水完全吸收，求水升高的温度是多少 ？（结果保留整数） 【答案】 排气 压缩 内 机械 【解析】（1）[1][2]图1甲中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，故甲是排气冲程；乙中，两气门关闭，活塞向上运动，乙是压缩冲程。 （2）[3][4]利用内能可以做功，人们制造了各种利用内能做功的机械即热机。做功冲程是把内能转化成机械能，从而获得动力。 （3）[5]用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。图2是汽油机的能量流向图，故其效率为 （4）①[6]假如汽油完全燃烧，释放的热量 Q=mq＝0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J ②[7]水吸收的热量为 初温为20℃质量为100kg的水升高的温度是 一、单选题 1．如图所示，蒋老师是户外运动爱好者，他强壮威猛的身体得益于长期的锻炼。这是他在郊游做饭时的场景，水沸腾后锅盖被顶起。下列相关描述正确的是（　　） A．锅盖被顶起是水蒸气的机械能转化为锅盖的内能 B．木柴燃烧时候化学能转化为内能，燃烧时热值增大 C．内燃机的做功冲程与锅盖被顶起的能量转化相同 D．锅盖盖上后，水的沸点不会发生变化 【答案】C 【解析】A．锅盖不断被水蒸气顶起，此时水蒸气对外做功，将自身的内能转化为锅盖的机械能，故A错误； B．木柴燃烧时候化学能转化为内能，但热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关，因此木材燃烧时热值不变，故B错误； C．内燃机的做功冲程中燃料燃烧产生的内能转化为机械能，与锅盖被顶起的能量转化相同，故C正确； D．水的沸点随大气压的增大而升高，锅盖盖上后，锅内气压增大，水的沸点升高，故D错误。 故选C。 2．绿盛伙食团每周都有传统菜——油炸鸡腿，孩子们非常喜欢。师傅们将冰冻鸡腿先解冻，再放入沸腾的油锅中炸到表皮金黄，但里面的肉还比较鲜嫩。关于这个生活场景，下列相关说法正确的是（   ） A．刚出锅的鸡腿烫嘴，因为它含有的热量多 B．相同条件下，油升温比水快，说明油的比热容小 C．考场里都闻到鸡腿香，说明加热后分子才会运动 D．如果改进火炉的效率，鸡腿可以吸收燃料放出的全部热量 【答案】B 【解析】A．热量是过程量，不能用“含有”描述，故A错误； B．相同条件下，油升温比水快，根据公式可知，油的比热容小，故B正确； C．一切物质的分子都在不停的做无规则运动，温度越高，热运动越剧烈，而不是加热后分子才会运动，故C错误； D．即使改进火炉的效率，燃料燃烧释放出来的热量也不会被鸡腿全部吸收，故D错误。 故选B。 3．物理学是一门严谨的学科，下列现象与推断都正确的是（　　） A．现象：海波吸热，温度上升，推断：海波是晶体 B．现象：水和煤油持续在同一热源下吸热，水温度升高得快，推断：此情景中的煤油比热容高 C．现象：飞机在滑行过程中速度逐渐加快，推断：飞机在滑行过程中地面的支持力小于其对地面的压力 D．现象：在使用相同滑轮组成的定滑轮和动滑轮抬升相同物体时，用动滑轮人手用的力小，推断：此情境中的动滑轮比定滑轮省力 【答案】D 【解析】A．通过海波熔化过程中吸热温度保持不变的现象才能推断海波属于晶体，故A错误； B．水的比热容大于煤油，根据可知，水和煤油持续在同一热源下吸热，水温度升高得快，推断：水的质量小于煤油，故B错误； C．飞机在滑行过程中地面的支持力和其对地面的压力是相互作用力，大小相等，故C错误； D． 在使用相同滑轮组成的定滑轮和动滑轮抬升相同物体时，用动滑轮需要的动力更小，说明此情境中的动滑轮比定滑轮省力，故D正确。 故选D。 4．“中国传统制茶技艺及其相关习俗”已正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录，下列有关泡茶过程的说法正确的是（　　） A．茶水吹一吹凉得快主要是因为减缓了茶水的蒸发 B．用沸水冲泡茶叶主要是通过做功改变茶叶的内能 C．刚冲泡好的茶水比放置一段时间后的茶水含有的热量多 D．打开茶罐能闻到淡淡的茶香，说明分子在永不停息地做无规则运动 【答案】D 【解析】A．茶水吹一吹凉得快主要是因为加快了茶水的蒸发，故A错误； B．用沸水冲泡茶叶主要是通过热传递改变茶叶的内能，故B错误； C．热量是一个过程量，仅在热传递的过程中才具有意义，不能说一个物体具有多少热量热量，故C错误； D．打开茶罐能闻到淡淡的茶香，是发生了扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故D正确。 故选D。 5．以下四图中是关于内能及其利用中设想的例子，其中说法正确的是（   ） A．甲图中，火箭升空时，燃料减少的化学能等于火箭增加的机械能 B．乙图中，小球弹跳的高度逐渐降低，是因为有一部分机械能凭空消失了 C．丙图中，寒冷的天气里搓手取暖，是通过做功的方式增大手的内能的 D．丁图中，水沸腾时，水蒸气顶起壶盖的过程，类似于汽油机的排气冲程 【答案】C 【解析】A．火箭升空工作过程中，燃料减少的化学能有一部分被废气带走，所以燃料减少的化学能大于火箭增加的机械能，故A错误； B．在小球的运动中，每次跳起的高度在减小，表明机械能在减小，在与空气摩擦过程有一部分机械能转化成了内能，此过程中小球的机械能不守恒，但能量的总量仍然不变，能量守恒，能量不会凭空消失，故B错误； C．寒冷的天气里搓手取暖，是通过做功的方式增大手的内能的，故C正确； D．水沸腾时，水蒸气顶起壶盖的过程，将内能转化为机械能，类似于汽油机的做功冲程，故D错误。 故选C。 二、多选题 6．下列关于热学相关实验的理解，说法正确的是（　　） A．是盐水凝固曲线，由图像可知，t=-2℃时，物质处于固液共存状态 B．探究水的沸腾特点时， 图①所示是水正在沸腾时的气泡 C．比较质量相等的不同燃料完全燃烧时放出的热量时，可以通过温度计的示数变化来比较不同燃料燃烧时放出的热量多少 D． 用酒精灯将水加热一段时间，可以看到塞子飞出，该过程能量转化与内燃机的做功冲程类似 【答案】BCD 【解析】A．盐水凝固时向外放热，温度降低，图像是盐水凝固曲线，由图像可知，在第10至20min时，温度保持在-2℃不变，说明盐水的凝固点为-2℃，所以当t=-2℃时，盐水可能是液体、固态或固液共存态，故A错误； B．水正在沸腾时，气泡由下至上逐渐变大，水在沸腾前，气泡由下至上逐渐变小，所以图中①所示是水正在沸腾时的气泡，故B正确； C．不同燃料燃烧时放出的热量多少不易观察，实验时可通过温度计示数变化来反映不同燃料燃烧时放出的热量多少，采用了转换法，故C正确； D．塞子飞出，气体对外做功，将内能转化为机械能，做功冲程中的能量转化形式也为将内能转化为机械能，故D正确。 故选BCD。 7．瓦罐汤是我省的特色美食。如图所示的是用瓦罐煨汤时的情景，下列有关说法中正确的是（　　） A．将装好食材的汤罐放入器皿中煨热，汤的内能增大 B．沸腾的汤能顶起汤罐的盖子，是内能做功的现象 C．刚出锅的热汤烫嘴是因为它含有的热量多 D．热汤香气更浓，是因为扩散现象与温度有关 【答案】ABD 【解析】A．将装好食材的汤罐放入器皿中煨热，这是一个热传递的过程。在热传递过程中，高温物体放出热量，内能减小；低温物体吸收热量，内能增大。因此，汤罐中的汤吸收热量，其内能会增大，故A正确； B．沸腾的汤能顶起汤罐的盖子，这是因为水蒸气的内能转化为机械能，即水蒸气对盖子做功，使得盖子被顶起。这是内能做功的现象，故B正确； C．热量是一个过程量，它描述的是热传递过程中内能转移的多少，而不是物体“含有”或“具有”多少热量。我们只能说物体“吸收”或“放出”了多少热量，而不能说它“含有”或“具有”多少热量。因此，刚出锅的热汤烫嘴，是因为它的温度高，而不是因为它含有的热量多，故C错误； D．热汤香气更浓，这是因为温度越高，分子的无规则运动越剧烈，即扩散现象越明显。所以热汤的香气能够更快地扩散到空气中，被我们闻到，故D正确。 故选ABD。 8．一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其v-t图象如图所示，在0-10s内通过的路程为150m，10-15s共燃烧了0.015kg的汽油，下列说法正确的是（汽油的热值q汽油=5×107J/kg）（　　） A．汽车在0-10s内的平均速度为15m/s B．汽车在10-15s内牵引力做功2.4×105J C．汽车在运动过程中牵引力先变大后不变 D．汽车在10-15s内发动机的转化效率为32% 【答案】ABD 【解析】A．由题知，在0-10s内通过的路程为150m，则在0~10s内汽车的平均速度 故A正确； B．行驶中所受阻力大小为 由图可知，汽车在10-15s内做匀速直线运动，牵引力等于阻力 由图可知，汽车在10-15s内行驶的路程为 汽车在10-15s内牵引力做功 故B正确； C．由图可知，汽车先加速行驶后匀速行驶，根据力与运动的关系可知，当牵引力大于阻力时汽车做加速运动，当牵引力等于阻力时汽车做匀速运动，所以汽车匀速行驶的牵引力小于加速时的牵引力，所以该行驶过程中，汽车牵引力有减小的过程，故C错误； D．汽车在10-15s燃烧汽油释放的能量为 汽车在10-15s内发动机的转化效率为 故D正确。 故选ABD。 三、填空题 9．作为全国热点旅游城市，“徐州烧烤”受到不少外地游客的青睐。食物烤熟是通过 的方式改变其内能的，烤出的香气四溢是 现象。木炭在燃烧过程中热值 。 【答案】 热传递 扩散 不变 【解析】[1]食物烤熟的过程中，热量从火源传递到食物上，使得食物的内能增加，温度升高，从而烤熟。这种通过热量传递来改变物体内能的方式，我们称之为热传递。 [2]烤出的香气四溢，是因为食物中的香气分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。 [3]热值是燃料的一种特性，它表示单位质量的某种燃料完全燃烧时所释放出的热量。木炭在燃烧过程中，尽管其质量和燃烧状态可能发生变化，但其热值作为燃料的固有属性，是不会改变的。 10．如图所示，试管中的水沸腾后，试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，管口出现白雾。当塞子冲出时，和热机的 冲程能量转化一样。在实验中，塞子斜向上减速飞出，又加速掉落，其中是将动能转化为重力势能的是 （填写序号）（选填：①“向上飞出”或者②“向下掉落”），这个过程中能量 （选填“是”或者“不是”）守恒的。 【答案】 做功 ① 是 【解析】[1]根据题意知道，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能。四冲程汽油机工作过程中的做功冲程与上述能量转化过程相似。 [2][3]塞子斜向上减速飞出，质量不变，高度变大，速度减小，将动能转化为重力势能。这个过程中将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，由能量守恒定律可知，能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在能量的转移和转化过程中，能量的总量保持不变。即这个过程中能量是守恒的。 11．如图所示，将盖上盖子的空矿泉水瓶用力扭转压缩，在旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出，且有“白气”从瓶口冒出。瓶盖飞出瞬间 （瓶盖/瓶内气体）的内能迅速 （增大/减小），“白气”是 （水蒸气/小水珠/摩擦生成的烟）。该过程的能量转化与单缸四冲程汽油机的 冲程相同。某四冲程内燃机每秒对外做功20次，其飞轮转速为 r/min。 【答案】 瓶内气体 减小 小水珠 做功 2400 【解析】[1][2][3]旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出，是瓶内的空气对瓶盖做功，瓶内空气的内能转化为瓶盖的机械能，瓶内空气的内能会减小，温度降低，空气内的水蒸气遇冷液化变为小水珠即白气。 [4]上述分析中的能量转化与热机冲程中做功冲程的能量转化相同。 [5]某四冲程内燃机每秒对外做功20次，已知飞轮每转2r对外做功1次，则该四冲程内燃机每秒飞轮的转速为40r，则每分钟的转速是2400r/min。 12．跑步是一项很好的健身方式。小明体重为50kg，他佩戴华为运动手环以某一速度匀速跑，计步器显示跑了5000步，所用时间为40min，跑步过程中克服重力做功时消耗的能量为30千卡，查阅资料了解到，卡路里也是能量的单位，简称卡，1g水温度升高1℃吸收的热量为1卡（1千卡=103卡）。若不计能量损耗，小明这段时间内克服重力做的功为 J，跑步功率的平均值为 W，每跑一步身体重心上升的高度约为 cm。（最后一空结果保留整数位）[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），g取10N/kg] 【答案】 1.26×105 52.5 5 【解析】[1]由于1g水温度升高1℃吸收的热量 1g水温度升高1℃吸收的热量为1卡，则 1卡=4.2J跑步过程中克服重力做功时消耗的能量为30千卡，则克服重力做的功 [2]跑步功率的平均值 [3]计步器显示跑了5000步，则每跑一步克服重力做的功 则每跑一步克服重力身体重心上升的高度 13．如图甲所示，为我国的东风A31导弹，若质量分布均匀，长为12m，质量为4.2×104kg。由导弹发射车对导弹完成运输、起竖、发射的过程。当导弹起竖到如图乙所示的位置时，发射车通过连杆AB对导弹施加的最小推力为 ；若导弹在30s内由水平起竖到竖直位置，则竖起过程中的平均功率为 W；东风导弹使用的是固体燃料，在导弹飞行过程中，随着燃料的减少，其热值 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 【答案】 3.15×105 8.4×104 不变 【解析】[1]导弹的重力为 提升过程中，导弹的重力对于杠杆来说是阻力，此时的阻力臂为 根据杠杆平衡的条件可得 解得 [2]若导弹在30s内由水平起竖到竖直位置，需要做的功为 则竖起过程中的平均功率为 [3]热值是燃料的属性，与燃料的质量无关，因此随着燃料的减少，其热值不变。 14．山西的花馍远近闻名，不仅是它的色彩鲜艳，形态栩栩如生，还有它那刚出锅时甜香浓郁的面香味。闻到面香味是 现象，随着花馍渐渐变凉，香味就没有那么浓郁了，这是因为分子热运动与 有关；现在蒸花馍已用天然气代替柴火，是因为天然气的 比木柴大；蒸花馍的过程中人们设置冷凝水回收系统，将蒸锅排出的冷凝水收集并重新利用，这样可以 能源利用效率。 【答案】 扩散 温度 热值 提高 【解析】[1][2]扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象，扩散是由于分子热运动而产生的，温度越高运动越剧烈，温度越低运动越缓慢。因此闻到面香味是扩散现象；随着花馍渐渐变凉，香味就没有那么浓郁了，这是因为分子热运动与温度有关。 [3]热值也称为燃料发热量，指固体或液体单位质量或气体单位体积的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）所释放出来的热量。天然气代替柴火，是因为天然气比木材有更大的热值。 [4]将蒸锅排出的冷凝水收集并重新利用，这样可以减少资源浪费，提高能源利用效率。 四、实验题 15．科学家焦耳为了探究做功与产生热之间的关系，设计了如下装置：在一个装满煤油的绝热桶（可保证热量不流失）里放入铜制的翼轮，多次用下落的钩码带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与煤油摩擦，产生的热使煤油的温度升高，并改变钩码的重力与钩码下降高度，探索这些变化对产热的影响。 序号 钩码的重力（N） 钩码下降高度（m） 温度升高（℃） 1 200 1 0.1 2 200 2 0.2 3 200 3 0.3 4 300 3 0.45 5 400 3 0.6 6 800 6 —— (1)请帮科学家焦耳补齐6号实验中的煤油升高的温度 ； (2)根据该实验科学家焦耳认为做功越多，产生的热多，请找到佐证焦耳结论的现象 ； (3)以下哪些方法可以使科学家焦耳实验的现象更加明显，______。（多选） A．将煤油换成比热容更高的水 B．在滑轮轴上涂抹润滑油 C．将煤油质量适当减小 D．降低实验前煤油的初始温度 【答案】(1)2.4 (2)见解析 (3)BC 【解析】（1）根据表格中数据知，升高的温度与钩码重力与下降高度的乘积成正比；根据第5、6数据可知 t=2.4℃ （2）实验中物体做功W=Gh，做功越多，升高的温度越高，说明吸收的热量越多，佐证焦耳结论的现象钩码的重力做功越多，液体升高的温度越高。 （3）ABC．要使得实验现象明显，即温度变化较大，而做功一定，转化为的热量越多越明显，因而减小各种摩擦，在滑轮轴上涂抹润滑油，可以减小摩擦，根据Q=cmΔt可知，应该减小液体的比热容和质量，故BC符合题意，A不符合题意； D．要使得实验现象明显，即温度变化较大，根据Q=cmΔt可知与初温无关，故D不符合题意。 故选BC。 16．如图所示，甲、乙、丁三图中的装置完全相同，酒精灯和煤油灯里燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，选用了甲、乙两套装置进行实验，除图示器材外，还需要的测量工具有秒表和 ，实验过程中通过 （选填“温度计示数变化”或“加热时间”）反映水和煤油吸收热量的多少； (2)由水和煤油沸腾前的温度与加热时间的关系（如图丙）可知：若升高相同的温度（均未达到沸腾）， （选填“水”或“煤油”）吸收的热量更多；若不计热量损失，可以得到煤油的比热容为 ；[水的比热容为] (3)小明利用此装置把酒精灯换成了煤油灯如图丁所示，对比图丁与图 ，能够比较煤油和酒精的热值，实验过程中，需让燃料 （选填“完全燃尽”或“燃烧相同时间”）并记录温度计的示数。 【答案】(1)天平 加热时间 (2)水 2.1×103 (3)乙 完全燃尽 【解析】（1）[1]实验中要控制水和煤油的质量相同，因此需要天平测量质量。 [2]完全相同的两个酒精灯在相同时间内放出的热量相同，所以根据转换法，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较， 加热时间越长，吸收的热量越多。 （2）[1]由图丙可知，若升高相同的温度，水需要的加热时间长，因此水吸收的热量多。 [2]丙图中加热相同的时间，即水和煤油吸收的热量相同，水加热5min升高的温度为 煤油加热5min升高的温度为 水和煤油的质量是相同的，即 解得 （3）[1]比较燃料的热值，需要改变燃料的种类，控制被加热物质的种类相同，因此选择图丁与图乙两实验。 [2]探究燃料的热值，需要将质量相同的不同燃料完全燃烧，通过比较被加热物质温度的变化情况来表示燃料的热值。 17．如图所示，班上同学进行了分组探究“冰的熔化规律”的实验，随后进行了交流与分享。 (1)实验中，宜选用 （选填“碎冰块”或“体积较大的冰块”）； (2)组装实验装置时，应先调整 （选填“烧杯”或“温度计”）的位置。 (3)小明小组讨论甲、乙两种加热方案，最终一致认为乙装置进行实验比较合理，原因是 。 (4)分析图像丙可知，冰是 （选填“晶体”或“非晶体”）；从第6min到第8min，冰水混合物的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (5)如图丙所示，是小明根据实验数据作出的加热时温度随时间变化的图像，第10min熔化结束，小明发现AB段和CD段图线的倾斜程度不一样，原因是 。 【答案】(1)碎冰块 (2)烧杯 (3)见解析 (4)晶体 增大 (5)比热容不同 【解析】（1）该实验宜选用碎冰块来进行实验，能均匀受热，效果更好。 （2）因要用酒精灯的外焰加热，组装实验装置时，应先调整烧杯的位置。 （3）利用“水浴法”加热，可以使固态物质受热均匀，且可以防止温度上升较快，便于温度测量，故选乙装置比较合理。 （4）[1]由丙图知，冰在熔化过程中，温度保持不变，所以该物质为晶体。 [2]4-10min温度不变，从第6min到第8min，冰水混合物的温度不变，但因吸热，故内能增大。 （5）由丙图可知，AB段和CD段相同时间内吸收的热量相同，但升高的温度不同，反映了物质的吸热能力不同，即比热容不同。 五、综合题 18．小李去火车博物馆参观，了解到蒸气火车工作的原理，回家后设计了一个利用蒸汽机提升重物的装置，其工作原理如图所示，工作过程为：打开阀门A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入气缸，推动活塞上行； 当活塞到达气缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门 B，蒸汽进入冷凝器，气缸内压强减小，活塞下降，循环往复。活塞与杠杆之间用一根硬杆相连，杠杆的另一端与滑轮组的绳子末端相连。已知重物的质量为20kg，杠杆左端的力臂为2L，右端的力臂为L，活塞的面积为 10cm2，活塞上行一次重物上升的高度为0.25m，动滑轮的质量为5kg，气缸的能量损失和活塞的质量不计，g=10N/kg。 (1)活塞上行过程与汽油机的 冲程相似； 高压蒸气进入气缸后推动活塞上行过程中，气缸内高压蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”） ； (2)需要将重物提起，气缸需要产生的最小压强为多大? (3)关于小李设计的蒸气机提升重物的装置，下列说法正确的是 。 A．需要一次将物体提升得更高，可以将O点水平向左移 B．气缸产生最小压强时，O点水平向右移，不能将重物提升起来 C．在气缸产生的最小压强下，滑轮组提升重物的效率为80% D．活塞上行一次，蒸汽机对物体做的有用功为50J 【答案】(1)做功 减小 (2)6.25×104Pa (3)ACD 【解析】（1）[1][2]根据题意，高压蒸汽进入气缸，推动活塞上行，即利用内能做功，将机械能转化为内能，与做功冲程能量转化相同，该过程中高压蒸气对外做功，内能会减小。 （2）需要提起重物，绳子末端的拉力为 由杠杆的平衡条件可知，杠杆需要施加的力为 由可知，气缸产生的最小压强为 （3）A．需要一次将物体提升得更高，可以将O点水平向左移，增加对应的力臂，绳子向下移动的距离大，物体上升高，故A正确； B．气缸产生最小压强时，说明此刻的压力最小，O点水平向右移，越省力，能将重物提起，故B错 误； C．滑轮组提升重物的效率为 故C正确； D．蒸汽机对物体做的有用功为 故D正确。 故选ACD。 19．某品牌汽车（如图所示）的质量为2100kg，搭载了2.0升涡轮增压四缸发动机，在平直的公路上以84km/h的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重的。g取10N/kg，汽油的热值为。 (1)发动机的吸气冲程吸入的是 。 (2)求牵引力在1min内做的功。 (3)若汽车发动机的热效率为40%，求汽车行驶1min需要完全燃烧的汽油的质量。（结果保留两位小数） (4)如图5所示的发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和排气冲程。当四缸发动机中3号汽缸处在压缩冲程时，2号汽缸处在哪个冲程？并运用物理知识说明你的理由。 【答案】(1)汽油与空气的混合物 (2) (3)0.16kg (4)见解析 【解析】（1）发动机是汽车的动力源，汽油机以汽油为燃料，发动机的吸气冲程吸入的是汽油与空气的混合物。 （2）汽车重力为 牵引力大小等于阻力大小 汽车在1min内通过的路程为 牵引力在1min内做的功 （3）若汽车发动机的热效率为40%，根据可得汽油完全燃烧释放的热量 汽车行驶1min需要完全燃烧的汽油的质量 （4）四汽缸发动机，各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程，据此可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中，活塞向下运动，2号和3号活塞都向上运动，是压缩冲程和排气冲程，4号汽缸活塞向下运动，所处的是吸气冲程。所以四缸发动机中3号汽缸处在压缩冲程时，2号汽缸处在排气冲程。 六、计算题 20．一辆卡车要将砂石拉往一个施工现场，卡车和砂石总质量为9t．卡车先以10m/s的速度在平直公路上以30kW的输出功率匀速行驶了10min。之后卡车行驶到一个山坡下，为了将砂石从山坡底运送到山坡顶的施工现场，司机将输出功率提升到120kW，用时2.5min，消耗了1.3kg柴油才到达坡顶。柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg。求： (1)1.3kg的柴油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)卡车在平直公路上行驶时，受到的阻力是多少？ (3)卡车爬上坡顶的过程中，卡车内燃机的效率是多少？（百分号前保留一位小数） 【答案】(1)5.59×107J (2)3000N (3)32.3% 【解析】（1）的柴油燃烧放出的热量为 （2）卡车输出的牵引力为 由于卡车做匀速运动，受到阻力与牵引力是一对平衡力，所以受到的阻力为 （3）卡车爬上坡顶的过程中，内燃机输出的有用功为 则卡车内燃机的效率为 21．山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8103kg/m3） (1)求汽车的平均速度； (2)汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q； (3)热机效率]若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 【答案】(1)90km/h (2)9108J (3)40% 【解析】解：（1）汽车的平均速度 （2）汽油体积 消耗汽油的质量 汽油完全燃烧释放的热量 （3）汽车发动机全程做的机械功 汽车发动机的效率 七、科普阅读题 22．阅读短文，回答问题： 嫦娥奔月 2024年5月6日，长征五号火箭搭载嫦娥六号月球探测器在雨中升空，如图甲所示，引起了社会各界的广泛关注。 5月8日，它正在逆行轨道飞行，如图乙所示，在近月点处达到其最大速度。 嫦娥六号在落月前，首先要进行组合体分离。由轨道器、返回器、着陆器、上升器组成的四器组合体要先分离成两部分，轨道器和返回器组成的轨返组合体继续留在月球轨道上飞行，着陆器和上升器组成的着上组合体分离后将着陆月球，开展后续采样任务。 不同于地球着陆，月球上没有大气，无法通过降落伞风阻减速，因此着上组合体只能通过发动机的反推力来实现减速。而且月球表面白天温度约180℃，夜间-150℃，昼夜温差约330℃。另外上升器发动机点火瞬间达到上千摄氏度，如何避免烧毁上升器和着陆器，对研制团队提出了挑战。 着上组合体在减速降落的过程中，还会自主控制进行粗避障和精避障，在距离月表高度大约100米后开始缓速下降，经过悬停避障后，关闭发动机，着上组合体自由落体，完成软着陆。 6月2日6时23分，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务，如图丙所示。 (1)当嫦娥六号月球探测器从近月点向远月点运动时，它的动能将 （变大/变小/不变）； (2)着上组合体在-180℃环境下 （有/没有）内能； (3)着上组合体在降落的过程中 ； A．高速降落时由于摩擦而导致表面温度急剧升高 B．运动状态发生了变化 C．悬停避障时，利用的是自身的惯性 (4)月球车金蟾号的质量为5kg，它在月球表面上方竖直下落60m时，重力对它做的功为 J；（物体在月球上的重力只有地球上的 ，地球上g取10N/kg）。 (5)着上组合体在软着陆时如有轻微反弹，则它从月表竖直反弹到再落回月表过程中动能随时    间变化的关系是（    ） A． B． C． D． 【答案】(1)变小 (2)有 (3)B (4) 500 (5)D 【解析】（1）当“嫦娥六号”在近月点处达到其最大速度，所以从近月点向远月点运动时，它的速度将变小，即动能将变小。 （2）内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，而分子运动是永不停息的，因此任何物体在任何温度下都具有内能‌。 （3）A．月球上没有大气，是真空，“嫦娥六号”高速降落时没有摩擦； B．着上组合体在减速降落的过程中，速度变小，故其运动状态发生了变化； C．着上组合体能自主控制进行粗避障和精避障，悬停避障的实现主要依赖于多种感知系统和飞行控制算法，并不是利用自身的惯性。 故选B。 （4）[1][2]物体在月球上的重力只有地球上的，所以月球车金蟾号在月球表面上方竖直下落60m时，重力对它做的功为 （5）着上组合体从月表竖直反弹上升过程中，其速度减小，当其速度减为0时，开始下落回月表，速度增大，故其动能经历了先减少后增加的变化，且由于月球上没有大气，所以着上组合体刚弹起和落回月表前的动能大小相同，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 第12章 内能与热机 清单01 内能和热量 一、什么是内能 1．下面的几幅图运用了________的方法说明分子也具有动能和势能。 2．分子由于________而具有的能叫做分子的动能。由于分子之间存在着相互________而具有的能，叫做分子的势能。物体内部________的________________和________________的总和叫做物体的内能。物体的温度越________，物体的内能越________。 二、改变内能的方法 1．改变物体内能有________和________两种方式，二者在改变物体的内能上是________(选填“等效”或“不等效”)的。 2．热传递有________、________和________三种方式。 三、热量 1．在物理学中，把物体在________过程中________________的多少叫做热量，当仅有热传递时，物体吸收热量，内能________，物体放出热量，内能________。在国际单位制中，热量的单位是________，简称________，符号是________。 2．在质量一定时，物体吸收的热量跟升高的温度成________；在升高相同的温度时，物体吸收的热量跟它的质量成________。 清单02 热值与比热容 一、燃料的热值 燃料燃烧 能量转化 ________能→________能 物理意义 热值是表示不同燃料燃烧时________________大小的物理量 定义 把某种燃料________________________________与________之比叫做这种燃料的热值 单位 ________(固体、液体)或________(气体)[来源:学_科_网] 放热公式 ________(固体、液体)或________气体) 二、探究物质的吸、放热性能 生活举例 水的质量越大，水温升高越多，加热时间就越长 结论 物体温度升高时，吸收的热量跟物体的________和________________有关 实验：比较不同物质吸热的情况 实验装置 探究方法 控制变量法和转换法 实验设计 用同一酒精灯给质量和初温相同的砂子和水加热相同的时间，结果________升高的温度高 探究结论 不同物质在质量相等，吸收相同的热量时，升高的温度不同，即不同物质的吸热本领________ 三、比热容 定义 用单位质量的某种物质温度升高________所________的热量来描述物质吸收热量的能力 定义式[来源:学科网ZXXK] c＝________来源:学科网ZXXK] 单位 ________，读作________________ 数值意义 水的比热容________________，表示：1 kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为_________J 物理意义 反映了不同物质吸、放热能力的强弱 清单03 热机和热机效率 一、热机的工作原理 热机的共同特点：是将燃料的________能通过燃烧转化为________能，然后通过________，把________能转化为________能。 二、汽油机和柴油机 1．汽油机[来源:Z,xx,k．Com] （1）结构：由________、________、进气门、排气门、曲轴连杆、飞轮以及________组成。 （2）原理：汽油机工作时，一个工作循环包括________冲程、________冲程、________冲程和________冲程。在压缩冲程中，________转化为________；在做功冲程中，________转化为________。[来源:Z+xx+k．Com] 2．柴油机与汽油机一样，也有四个冲程，所不同的是柴油机顶部有个喷油嘴，汽油机是火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入气缸的物质是________________，柴油机吸入气缸的物质是________。 3．汽油机和柴油机区别 项目 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 汽油和空气混合气体 只吸入空气 点火方式 点燃式 压燃式 应用 汽车、摩托车等 挖掘机、轮船等 三、热机的热效率 1．热机的热效率定义：热机工作时，用来做________的能量与燃料________________放出的热量之比； 2．公式：（车）； （烧水） 3．提高热机效率的方法：保证良好的的润滑以减少摩擦、减少各种热量损失等；让燃料燃烧的跟充分；设法利用废弃的能量。 实验一　探究燃料燃烧的热值 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中 （1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的质量相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于根据温度计示数确定水吸收热量的多少； （2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是温度计液泡没有浸没在水中； （3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作： ①先点燃酒精，再点燃碎纸片； ②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数； ③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数； 小红认为上述操作中，操作②是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是燃烧过程中有热量损失。 实验二　探究物质的吸热能力 实验小组在“探究水和煤油的吸热能力”实验中，组装了如图甲所示的装置。 （1）在组装如图甲所示的装置时，应按自下而上的顺序组装。 （2）实验中，通过加热时间的多少来间接反映煤油和水吸收热量的多少，下列实验运用了该种研究方法的是C。 A．探究并联电路中电流的特点 B．“伏安法”测量电阻 C．探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关 （3）实验中，还应控制烧杯中的液体的初温和质量相同。 （4）小组同学根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图像可知：①加热相同的时间，煤油升高的温度大，因此，冬天在自制暖手袋时，应选水作为供暖物质，效果更佳；（均选填“水”或“煤油”）②实验中水的沸点是98℃，说明本次实验环境中的大气压小于一个标准大气压。 实验三　探究热机的工作原理 发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为机械能； （2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果汽车油箱装有40kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg；放出的热量为8×107 J，剩余汽油的热值为4×107 J/kg； （3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2号汽缸所处的冲程是D； A．吸气       B．压缩            C．做功         D．排气 （4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需耍的时间为0.05秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P=20p0V排。 【练习1】（23-24九年级上·广东清远·期末）如图所示，把刀放在磨刀石上打磨时发热，这是通过 方式改变物体的内能；当用力磨刀时比较费劲，原因是增大 ，摩擦力也增大。经过打磨的刀使用起来非常锋利，这是因为压力相同的情况下，减小 ，增大压强。 【练习2】（23-24九年级上·四川内江·期末）初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，傍晚要多 （选填“排水”或“灌水”）；对流是夏季海岸形成微风的原因，风有时吹向海岸，有时吹向陆地。白天，在炎热的日光下，海岸形成的是 （选填“海陆”或“陆海”）风。 【练习3】（2024·山东日照·中考真题）2023年5月28日，C919大型客机进行首次商业载客飞行，飞机的发动机选用航空煤油作为燃料，假如航空煤油的热值为，完全燃烧50kg航空煤油放出的热量为 J。山东五征集团生产的某型号农用拖拉机，为提高发动机的效率需要在 冲程让燃料充分燃烧。 【练习4】（23-24九年级上·河南南阳·期末）在“探究物质的吸热本领”的实验中，采用相同的加热器对物体加热，我们可以通过比较 （升高温度/加热时间）来判断物体吸热的多少，这在物理学上叫转换法。小王得到了如图所示质量相同的A、B两物质的温度变化图像，如果B物质是水[]，则A物质的比热容是 ×103 J/(kg·℃)。 【练习5】（23-24九年级上·福建泉州·期末）周末物理兴趣小组进行课外实践活动，在晋江五店市的古玩店里发现了两款灯盏，他们在查阅资料时，发现南宋陆游笔下有记载：“蜀中有夹瓷盏，注水于盏唇窍中，可省油之半”，其“省油”的主要原理是减少燃油的蒸发，体现了节俭是中华民族的传统美德。图中甲、乙分别为第一款省油灯实物图及其结构示意图。 （1）图乙夹层中的液体选择水作为冷却剂，能起到降低燃油的温度。这是利用了水的 较大； （2）省油灯点燃后，夹层中水的温度会升高，该过程中水内能增大的方式是 ； （3）另一款省油灯，如图丙所示。跨学科实践小组发现放置在相同环境中， （选填“乙”或“丙”）油灯更“省油”，是由于该油灯的燃油暴露在空气中的 较小，燃油的蒸发速度更慢。 【练习6】（23-24九年级上·广东·期末）某老师通过温度传感器监测密封针筒内气体的温度，在室温恒为T1的环境中，当他快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图所示。（由于气体分子间距离比较大，分子间作用力可以忽略不计，因此在实验过程中可以不考虑分子势能） （1）密封气体在t2时刻的内能 t3时刻的内能（选填“>”、“<”、“=”）； （2）以下过程发生的能量转化与图丙相同的是 ； A．0－t1过程    B．t1－t2过程    C．t2－t3过程    D．都没有 （3）活塞静止后，密封气体的温度最终保持在 。 A．T3 B．T2 C．T1 D．0℃ 【练习7】（23-24九年级上·广东广州·期末）汽油机是热机的一种，请回答以下问题。 （1）图1中甲、乙是汽油机的其中两个冲程，则甲是 冲程，乙是 冲程（以上两空均选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）； （2）做功冲程是把 能转化成 能，从而获得动力； （3）图2是汽油机的能量流向图，其效率为 ×100%（用图中的符号表示）； （4）某汽车在水平路面上行驶，共消耗了0.5kg汽油。[汽油热值q＝4.6×107J/kg，水的比热容] ①假如汽油完全燃烧，求释放的热量 ； ②若其释放热量的20%被初温为20℃质量为100kg的水完全吸收，求水升高的温度是多少 ？（结果保留整数） 一、单选题 1．如图所示，蒋老师是户外运动爱好者，他强壮威猛的身体得益于长期的锻炼。这是他在郊游做饭时的场景，水沸腾后锅盖被顶起。下列相关描述正确的是（　　） A．锅盖被顶起是水蒸气的机械能转化为锅盖的内能 B．木柴燃烧时候化学能转化为内能，燃烧时热值增大 C．内燃机的做功冲程与锅盖被顶起的能量转化相同 D．锅盖盖上后，水的沸点不会发生变化 2．绿盛伙食团每周都有传统菜——油炸鸡腿，孩子们非常喜欢。师傅们将冰冻鸡腿先解冻，再放入沸腾的油锅中炸到表皮金黄，但里面的肉还比较鲜嫩。关于这个生活场景，下列相关说法正确的是（   ） A．刚出锅的鸡腿烫嘴，因为它含有的热量多 B．相同条件下，油升温比水快，说明油的比热容小 C．考场里都闻到鸡腿香，说明加热后分子才会运动 D．如果改进火炉的效率，鸡腿可以吸收燃料放出的全部热量 3．物理学是一门严谨的学科，下列现象与推断都正确的是（　　） A．现象：海波吸热，温度上升，推断：海波是晶体 B．现象：水和煤油持续在同一热源下吸热，水温度升高得快，推断：此情景中的煤油比热容高 C．现象：飞机在滑行过程中速度逐渐加快，推断：飞机在滑行过程中地面的支持力小于其对地面的压力 D．现象：在使用相同滑轮组成的定滑轮和动滑轮抬升相同物体时，用动滑轮人手用的力小，推断：此情境中的动滑轮比定滑轮省力 4．“中国传统制茶技艺及其相关习俗”已正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录，下列有关泡茶过程的说法正确的是（　　） A．茶水吹一吹凉得快主要是因为减缓了茶水的蒸发 B．用沸水冲泡茶叶主要是通过做功改变茶叶的内能 C．刚冲泡好的茶水比放置一段时间后的茶水含有的热量多 D．打开茶罐能闻到淡淡的茶香，说明分子在永不停息地做无规则运动 5．以下四图中是关于内能及其利用中设想的例子，其中说法正确的是（   ） A．甲图中，火箭升空时，燃料减少的化学能等于火箭增加的机械能 B．乙图中，小球弹跳的高度逐渐降低，是因为有一部分机械能凭空消失了 C．丙图中，寒冷的天气里搓手取暖，是通过做功的方式增大手的内能的 D．丁图中，水沸腾时，水蒸气顶起壶盖的过程，类似于汽油机的排气冲程 二、多选题 6．下列关于热学相关实验的理解，说法正确的是（　　） A．是盐水凝固曲线，由图像可知，t=-2℃时，物质处于固液共存状态 B．探究水的沸腾特点时， 图①所示是水正在沸腾时的气泡 C．比较质量相等的不同燃料完全燃烧时放出的热量时，可以通过温度计的示数变化来比较不同燃料燃烧时放出的热量多少 D． 用酒精灯将水加热一段时间，可以看到塞子飞出，该过程能量转化与内燃机的做功冲程类似 7．瓦罐汤是我省的特色美食。如图所示的是用瓦罐煨汤时的情景，下列有关说法中正确的是（　　） A．将装好食材的汤罐放入器皿中煨热，汤的内能增大 B．沸腾的汤能顶起汤罐的盖子，是内能做功的现象 C．刚出锅的热汤烫嘴是因为它含有的热量多 D．热汤香气更浓，是因为扩散现象与温度有关 8．一辆汽车以恒定功率在平直公路上做直线运动，该车总重为2.4×104N，行驶中所受阻力大小为车重的0.1倍且保持不变，其v-t图象如图所示，在0-10s内通过的路程为150m，10-15s共燃烧了0.015kg的汽油，下列说法正确的是（汽油的热值q汽油=5×107J/kg）（　　） A．汽车在0-10s内的平均速度为15m/s B．汽车在10-15s内牵引力做功2.4×105J C．汽车在运动过程中牵引力先变大后不变 D．汽车在10-15s内发动机的转化效率为32% 三、填空题 9．作为全国热点旅游城市，“徐州烧烤”受到不少外地游客的青睐。食物烤熟是通过 的方式改变其内能的，烤出的香气四溢是 现象。木炭在燃烧过程中热值 。 10．如图所示，试管中的水沸腾后，试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，管口出现白雾。当塞子冲出时，和热机的 冲程能量转化一样。在实验中，塞子斜向上减速飞出，又加速掉落，其中是将动能转化为重力势能的是 （填写序号）（选填：①“向上飞出”或者②“向下掉落”），这个过程中能量 （选填“是”或者“不是”）守恒的。 11．如图所示，将盖上盖子的空矿泉水瓶用力扭转压缩，在旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出，且有“白气”从瓶口冒出。瓶盖飞出瞬间 （瓶盖/瓶内气体）的内能迅速 （增大/减小），“白气”是 （水蒸气/小水珠/摩擦生成的烟）。该过程的能量转化与单缸四冲程汽油机的 冲程相同。某四冲程内燃机每秒对外做功20次，其飞轮转速为 r/min。 12．跑步是一项很好的健身方式。小明体重为50kg，他佩戴华为运动手环以某一速度匀速跑，计步器显示跑了5000步，所用时间为40min，跑步过程中克服重力做功时消耗的能量为30千卡，查阅资料了解到，卡路里也是能量的单位，简称卡，1g水温度升高1℃吸收的热量为1卡（1千卡=103卡）。若不计能量损耗，小明这段时间内克服重力做的功为 J，跑步功率的平均值为 W，每跑一步身体重心上升的高度约为 cm。（最后一空结果保留整数位）[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），g取10N/kg] 13．如图甲所示，为我国的东风A31导弹，若质量分布均匀，长为12m，质量为4.2×104kg。由导弹发射车对导弹完成运输、起竖、发射的过程。当导弹起竖到如图乙所示的位置时，发射车通过连杆AB对导弹施加的最小推力为 ；若导弹在30s内由水平起竖到竖直位置，则竖起过程中的平均功率为 W；东风导弹使用的是固体燃料，在导弹飞行过程中，随着燃料的减少，其热值 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 14．山西的花馍远近闻名，不仅是它的色彩鲜艳，形态栩栩如生，还有它那刚出锅时甜香浓郁的面香味。闻到面香味是 现象，随着花馍渐渐变凉，香味就没有那么浓郁了，这是因为分子热运动与 有关；现在蒸花馍已用天然气代替柴火，是因为天然气的 比木柴大；蒸花馍的过程中人们设置冷凝水回收系统，将蒸锅排出的冷凝水收集并重新利用，这样可以 能源利用效率。 四、实验题 15．科学家焦耳为了探究做功与产生热之间的关系，设计了如下装置：在一个装满煤油的绝热桶（可保证热量不流失）里放入铜制的翼轮，多次用下落的钩码带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与煤油摩擦，产生的热使煤油的温度升高，并改变钩码的重力与钩码下降高度，探索这些变化对产热的影响。 序号 钩码的重力（N） 钩码下降高度（m） 温度升高（℃） 1 200 1 0.1 2 200 2 0.2 3 200 3 0.3 4 300 3 0.45 5 400 3 0.6 6 800 6 —— (1)请帮科学家焦耳补齐6号实验中的煤油升高的温度 ； (2)根据该实验科学家焦耳认为做功越多，产生的热多，请找到佐证焦耳结论的现象 ； (3)以下哪些方法可以使科学家焦耳实验的现象更加明显，______。（多选） A．将煤油换成比热容更高的水 B．在滑轮轴上涂抹润滑油 C．将煤油质量适当减小 D．降低实验前煤油的初始温度 16．如图所示，甲、乙、丁三图中的装置完全相同，酒精灯和煤油灯里燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，选用了甲、乙两套装置进行实验，除图示器材外，还需要的测量工具有秒表和 ，实验过程中通过 （选填“温度计示数变化”或“加热时间”）反映水和煤油吸收热量的多少； (2)由水和煤油沸腾前的温度与加热时间的关系（如图丙）可知：若升高相同的温度（均未达到沸腾）， （选填“水”或“煤油”）吸收的热量更多；若不计热量损失，可以得到煤油的比热容为 ；[水的比热容为] (3)小明利用此装置把酒精灯换成了煤油灯如图丁所示，对比图丁与图 ，能够比较煤油和酒精的热值，实验过程中，需让燃料 （选填“完全燃尽”或“燃烧相同时间”）并记录温度计的示数。 17．如图所示，班上同学进行了分组探究“冰的熔化规律”的实验，随后进行了交流与分享。 (1)实验中，宜选用 （选填“碎冰块”或“体积较大的冰块”）； (2)组装实验装置时，应先调整 （选填“烧杯”或“温度计”）的位置。 (3)小明小组讨论甲、乙两种加热方案，最终一致认为乙装置进行实验比较合理，原因是 。 (4)分析图像丙可知，冰是 （选填“晶体”或“非晶体”）；从第6min到第8min，冰水混合物的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (5)如图丙所示，是小明根据实验数据作出的加热时温度随时间变化的图像，第10min熔化结束，小明发现AB段和CD段图线的倾斜程度不一样，原因是 。 五、综合题 18．小李去火车博物馆参观，了解到蒸气火车工作的原理，回家后设计了一个利用蒸汽机提升重物的装置，其工作原理如图所示，工作过程为：打开阀门A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入气缸，推动活塞上行； 当活塞到达气缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门 B，蒸汽进入冷凝器，气缸内压强减小，活塞下降，循环往复。活塞与杠杆之间用一根硬杆相连，杠杆的另一端与滑轮组的绳子末端相连。已知重物的质量为20kg，杠杆左端的力臂为2L，右端的力臂为L，活塞的面积为 10cm2，活塞上行一次重物上升的高度为0.25m，动滑轮的质量为5kg，气缸的能量损失和活塞的质量不计，g=10N/kg。 (1)活塞上行过程与汽油机的 冲程相似； 高压蒸气进入气缸后推动活塞上行过程中，气缸内高压蒸气的内能 （选填“增大”或“减小”） ； (2)需要将重物提起，气缸需要产生的最小压强为多大? (3)关于小李设计的蒸气机提升重物的装置，下列说法正确的是 。 A．需要一次将物体提升得更高，可以将O点水平向左移 B．气缸产生最小压强时，O点水平向右移，不能将重物提升起来 C．在气缸产生的最小压强下，滑轮组提升重物的效率为80% D．活塞上行一次，蒸汽机对物体做的有用功为50J 19．某品牌汽车（如图所示）的质量为2100kg，搭载了2.0升涡轮增压四缸发动机，在平直的公路上以84km/h的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重的。g取10N/kg，汽油的热值为。 (1)发动机的吸气冲程吸入的是 。 (2)求牵引力在1min内做的功。 (3)若汽车发动机的热效率为40%，求汽车行驶1min需要完全燃烧的汽油的质量。（结果保留两位小数） (4)如图5所示的发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和排气冲程。当四缸发动机中3号汽缸处在压缩冲程时，2号汽缸处在哪个冲程？并运用物理知识说明你的理由。 六、计算题 20．一辆卡车要将砂石拉往一个施工现场，卡车和砂石总质量为9t．卡车先以10m/s的速度在平直公路上以30kW的输出功率匀速行驶了10min。之后卡车行驶到一个山坡下，为了将砂石从山坡底运送到山坡顶的施工现场，司机将输出功率提升到120kW，用时2.5min，消耗了1.3kg柴油才到达坡顶。柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg。求： (1)1.3kg的柴油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)卡车在平直公路上行驶时，受到的阻力是多少？ (3)卡车爬上坡顶的过程中，卡车内燃机的效率是多少？（百分号前保留一位小数） 21．山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8103kg/m3） (1)求汽车的平均速度； (2)汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q； (3)热机效率]若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。 七、科普阅读题 22．阅读短文，回答问题： 嫦娥奔月 2024年5月6日，长征五号火箭搭载嫦娥六号月球探测器在雨中升空，如图甲所示，引起了社会各界的广泛关注。 5月8日，它正在逆行轨道飞行，如图乙所示，在近月点处达到其最大速度。 嫦娥六号在落月前，首先要进行组合体分离。由轨道器、返回器、着陆器、上升器组成的四器组合体要先分离成两部分，轨道器和返回器组成的轨返组合体继续留在月球轨道上飞行，着陆器和上升器组成的着上组合体分离后将着陆月球，开展后续采样任务。 不同于地球着陆，月球上没有大气，无法通过降落伞风阻减速，因此着上组合体只能通过发动机的反推力来实现减速。而且月球表面白天温度约180℃，夜间-150℃，昼夜温差约330℃。另外上升器发动机点火瞬间达到上千摄氏度，如何避免烧毁上升器和着陆器，对研制团队提出了挑战。 着上组合体在减速降落的过程中，还会自主控制进行粗避障和精避障，在距离月表高度大约100米后开始缓速下降，经过悬停避障后，关闭发动机，着上组合体自由落体，完成软着陆。 6月2日6时23分，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极——艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务，如图丙所示。 (1)当嫦娥六号月球探测器从近月点向远月点运动时，它的动能将 （变大/变小/不变）； (2)着上组合体在-180℃环境下 （有/没有）内能； (3)着上组合体在降落的过程中 ； A．高速降落时由于摩擦而导致表面温度急剧升高 B．运动状态发生了变化 C．悬停避障时，利用的是自身的惯性 (4)月球车金蟾号的质量为5kg，它在月球表面上方竖直下落60m时，重力对它做的功为 J；（物体在月球上的重力只有地球上的 ，地球上g取10N/kg）。 (5)着上组合体在软着陆时如有轻微反弹，则它从月表竖直反弹到再落回月表过程中动能随时    间变化的关系是（    ） A． B． C． D． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$