14 第十三章　内能与热机（课件PPT）-【智乐星中考·学考传奇】2025年山东省济南市中考物理讲练本

1 2 知识梳理·夯基础 图说物理·寻根源 精讲巧练·抓重点 科学探究·理实验 目 录 3 知识点1 物体的内能 1.内能 (1)定义：物体内所有分子无规则运动的__________，以及____________　 的总和叫作物体的内能。  　动能　 　分子势能 4 (2)影响因素 A.温度：如果体积变化不大，同一物体的温度越高，其内能越________； 温度越低，其内能越________。  B.质量：在温度相同、物态相同的情况下，质量大的物体内能大。 (3)特点：一切物体在任何时候都有内能，即物体的内能__________ (选填“会”或“不会”)为零。   　大　 　小　 　不会　 5 2.改变物体内能的两种方式 方式 热传递 做功 判断 方法 热量从________物体向________ 物体或从同一物体的________　 部分向__________部分传递  外界对物体做功，物体内能 __________；物体对外界做功， 物体内能__________ 实质 能量的__________ 能量的__________  实例 用热水袋取暖；烧水水变热； 冰箱冷冻室的水变成冰块； 烤火驱寒 钻木取火；用锯条锯木板，锯条发热；搓手取暖；弯折铁丝，铁丝温度升高；气缸里的活塞在燃气推动下运动 说明 做功和热传递对改变物体内能的作用是等效的，一个物体温度升高，有可能是对物体做了功，也有可能是发生了热传递 高温　 低温　 高温　 　低温　 　增加　 　减少　  　转移　  　转化　 6 3.热量 (1)定义：在热传递过程中，物体间__________传递的多少称为热量。  (2)单位：__________，符号为_______。  　内能　 　焦耳　 　J　 7 4.温度、内能、热量的比较 物理量 从分子动理论的观点 概念 辨别 表达 方式 存在 形式 单位 温度 是分子热运动的剧烈程度的标志 物体的冷热程度 “升高”或“降低” 状态量 ℃ 内能 物体内所有分子动能和分子势能的总和 能量的一种形式 “具有” “含有” 状态量 J 热量 在热传递过程中内能转移的数量 热传递中，传递内能的多少 “吸收”或“放出” 过程量 J 8 知识点2 物质的比热容 1.定义：比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高(或降低) 时吸收(或放出)的________与它的________和_____________________ 的乘积之比。  2.单位：_____________。  3.物理意义：比热容是物质的一种特性，大小只与物质的种类及状态 有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等无关。 热量　 质量　 　升高(或降低)温度　 　J/(kg·℃)　 9 4.水的比热容 (1)数值：c水=_________________。  (2)意义：表示_______________________________________________ ____________。  (3)应用：冷水冷却发动机、热水取暖等，都是利用了______________ 的性质。  5.热量计算公式 (1)吸热公式：__________________。  (2)放热公式：__________________。  4.2×103 J/(kg·℃) 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 水的比热容大 　Q吸=cm(t末-t初)　 　Q放=cm(t初-t末)　 10 知识点3 内燃机 1.热机：把燃料燃烧时释放的__________转变为____________的装置 叫作热机。  2.内燃机 (1)定义：燃料直接在发动机__________内燃烧产生动力的热机。  (2)分类：常见的内燃机有____________和____________。  　内能　 　机械能　 　汽缸　 　汽油机　 　柴油机　 11 (3)汽油机的工作过程 冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 原理图 进气阀 打开 关闭 关闭 关闭 排气阀 关闭 关闭 关闭 打开 活塞运 动方向 向下 向上 向下 向上 能的 转化   ________能  转化为______能  ______能 转化 为________能    机械　 内　 内　 机械　 12 (4)四冲程内燃机在一个循环中，活塞往复运动_______次，能量转化 _______次，对外做功_______次。  　2　 　2　 　1　 13 知识点4 热值与热机效率 1.燃料的热值 (1)定义：某种燃料完全燃烧放出的__________与其所用该燃料的 __________之比。  (2)单位：________________________________。  (3)物理意义：热值是燃料本身的一种特性，只与物质种类有关， 与燃料的形态、质量、是否完全燃烧等均无关。 (4)燃料完全燃烧放出热量的公式：_______(固体、液体)；______(气体)。  　热量　 　质量　 焦每千克(J/kg)或焦每立方米(J/m3) Q=mq Q=Vq 14 (5)意义：酒精的热值是3.0×107 J/kg，它表示1 kg的酒精______________ 放出的热量是______________。  (6)能量转化：燃料燃烧时，__________能转化为________能。  (7)火箭常用液态氢作为燃料，是因为液态氢的____________。  　完全燃烧　 　3.0×107 J　 　化学　 　内　 　热值大　 15 2.热机效率 (1)定义：热机运转中，对外做的____________与燃料______________ 所释放的能量的比值。  (2)公式：η=×100%。 (3)提高热机效率的途径 A.尽量减少各种热损失； B.尽可能使燃料充分燃烧； C.保持良好润滑，减小机械摩擦； D.采用先进技术，改进机械结构。 　有用功　 　完全燃烧　 16 【夯基辨疑】 下列有关说法正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高( ) (2)物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加( ) (3)煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴多( ) (4)沿海地区昼夜温差小，主要原因是水的比热容较大( ) (5)汽车发动机用水作为冷却剂，是因为水的比热容较小( ) (6)用火点燃木柴，是用做功的方式改变内能( ) (7)人用暖水袋取暖是通过热传递的方式改变内能( ) (8)0 ℃的冰块没有内能( ) √ √ × √ × × √ × 17 【夯基辨疑】 (9)新能源汽车实现了“零排放”，其效率已达到了100% ( ) (10)四冲程内燃机的做功冲程是内能转化为机械能的过程( ) (11)热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移( ) (12)在四冲程汽油机中，压缩冲程是将机械能转化为内能( ) × √ × √ 18 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P35图13-3 改变物体内能的方式 1.如图13-3所示，一配有活塞的厚玻璃 筒里放了一小团有乙醚的硝化棉，把 活塞迅速压下去，硝化棉燃烧起来。 此过程是利用__________的方式使筒内 空气内能增加，与汽油机的__________ 冲程相似，都是将__________能转化为 ________能  　做功　 　压缩　 　机械　 　内　 19 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P38图13-8 改变物体内能的方式 2.如图13-8所示，两名儿童通过 不同的途径改变双手的内能。 女孩手拿热水通过____________ 方式取暖；男孩搓手通过 __________方式取暖  　热传递　 　做功　 20 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P43图13-11 水的比热容大 3.如图13-11所示，汽车发动机工作时， 会产生大量的热量，为让它正常工作， 需要对它进行冷却，“水冷”是冷却方 式之一，这是因为水的____________ 较大，冷却效果好；当水吸收发动机 缸体热量后，水的内能__________ 　比热容　 　增加　  21 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P43图13-12 水的比热容大 4.如图13-12所示，生活中常使用热 水取暖，同样，散热器也常用水作 为冷却剂，这是利用了水的比热容 较______(选填“大”或“小”)的性质  九年级P46图13-16(c) 汽油机的工作冲程 5.如图13-16(c)为汽油机的________ 冲程，这一冲程发生的能量转化 是________转化为__________ 大　 做功　 内能　 机械能　  22 教材图片 命题角度 命题内容 九年级P55图13-24 改变物体内能的方式 6.如图13-24所示，水沸腾后水蒸气 把软木塞向上冲起，水蒸气的温度 ________，内能________，发生 ________现象。这种改变物体内能的 方式叫________，其实质是______能 转化为________能。根据这一原理 设计出了热机  降低　 减小　 液化　 做功　 内　 机械　 23 命题点1 内能 6年4考　 例1 (2024·福建)“煮”的篆体写法如图，表示用火烧煮食物。下列实例 与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是(　　) A.热水暖手 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴 【解题关键】 做功是能量的转化，热传递是能量的转移。 A 24 练1 (2024·宁夏)下列实例中属于做功改变物体内能的是(　　) A.图甲中，炉火烧水 B.图乙中，搓手取暖 C.图丙中，用暖手宝暖手 D.图丁中，热鸡蛋放在冷水中冷却 B 25 练2 【新考向·结合身体特征】 (2024·济南高新二模)“淬火”是金属热处理 工艺之一，即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷 却，以提高金属的硬度和强度。当金属和水热传递停止时，说明它俩具 有相同的( ) A.温度　　 B.热量　　 C.比热容　　 D.内能 A 26 练3 (2024·济南节选)针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方 法。针灸之前，用高温蒸气对“复用针”(可多次使用的针)消毒时，“复用 针”的温度会升高，这是通过　　　　的方式改变了针的内能。  热传递　 27 命题点2 内能、温度、热量之间的关系　 例2 (2024·黑龙江龙东地区)(双选)关于温度、内能、热量、功的说法 正确的是(　　) A.物体温度升高，一定吸收了热量 B.物体温度升高，内能一定增加 C.物体内能增加，一定是外界对它做了功 D.物体吸收热量，温度可能不变 BD　 28 【解析】A.物体温度升高，不一定吸收了热量，也可能是外界对它做了功，故A错误。 B.同一物体温度升高，内能一定增加，故B正确。 C.物体内能增加，可能是外界对它做了功，也可能是吸收了热量，故C错误。 D.物体吸收热量，温度可能不变，如晶体熔化时，吸热温度不变，故D正确。 29 【解题通法】 1.温度表示物体的冷热程度，是一个状态量，是不能“传递”和“转移”的。 2.热量是转移内能的数量，是一个过程量，不能说物体“含有”或“没有”热量。 30 3.内能是构成物体的所有分子的动能和分子势能的总和，是一个状态量，不能说物体“没有”内能。 31 练4 都匀毛尖又名“白毛尖”“细毛尖”“鱼钩茶”“雀舌茶”，是贵州三大名茶 之一。毛尖茶制作过程非常复杂：“采回的鲜茶叶，要及时、均匀地薄摊 在洁净的竹匾上，晾在通风良好的地方……用火力均匀的木炭火在锅内 手工翻炒、烘焙”。下列说法中正确的是(　　) A.“翻炒”时，茶叶的温度越高，所含的热量就越多 B.“烘焙”茶叶时，通过做功的方式改变茶叶的内能 C.“薄摊、通风、烘焙”是为了加快鲜茶叶内的水分汽化 D.用火种引燃“木炭”的过程是通过做功的方法改变内能 C 32 练5 【新素材·二氧化碳爆破技术】 (2024·山西)二氧化碳(CO2)爆破技术 是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气 体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的 液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列 说法正确的是(　　) A.高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低 B.高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高 C.高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高 D.高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低 D 33 【解析】 AB.高压泵压缩CO2，此时对气体做功，因此气体内能增大， 温度升高，故AB错误。 CD.高压CO2气体喷出时，气体对外做功，内能减小，温度降低，故C 错误，D正确。 34 命题点3 比热容 6年5考　 考法❶　与水的比热容大有关的现象 例3 【跨学科·地理】(2023·济南)如图为济南和青岛两市2022年全年平均 气温的变化。由图可知，济南全年的平均气温和青岛相差不大，但济南 的平均高温要明显高于青岛，而平均低温要比青岛低。从物理学的角度 看，这主要是因为( ) A.海水的密度比砂石的密度大 B.海水的内能比砂石的内能大 C.海水的比热容比砂石的比热容大 D.海水的温度比砂石的温度高 C 35 【解题关键】 水的比热容较大，相同质量的水和其他物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。 36 练6 (2024·济南节选)炎热的夏天，大明湖公园内明显感觉比其他地方凉 爽，主要是因为水的　　　　比砂石和泥土的大。  比热容 37 练7 【新考向·古代发明】 如图为古代蜀地人使用的“夹瓷盏”省油灯，省 油灯的灯体如坦口碗状，有上下夹层，面上一层为盛油的油盏，油盏下 腹部中空，在其腰部开出一小孔，从小孔处向夹层中注入冷水，其原理 是利用夹层里水的　　　　比较大可以降低油的温度，使油　　　　(选 填“汽化”或“液化”)减慢，达到省油的目的。  比热容　 汽化　 38 练8 (2024·菏泽郓城一模)在海边看海，风是迎面吹来，还是从背后吹 来，日夜是有区别的，这种风叫“海陆风和陆海风”。两种风的形成是因为 海水与陆地的　 　　不同，导致空气温度不同而向不同方向流动， 如图所示的场景发生在炎热的夏天，地面附近空气的流动方向是 　　　　　 　(选填“从陆地向海面”或“从海面向陆地”)  比热容　 从陆地向海面 39 考法❷　比热容的简单计算 例4 (2024·广元)随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新 能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108 J/kg，水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30 kg，这些 氢燃料完全燃烧释放的热量为_____________J，若这些热量完全被水 吸收，可使______________kg水的温度从20 ℃升高到100 ℃。  　4.2×109　 　1.25×104　 40 练9 (2024·苏州)如图为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体[ρ水=1.0×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，丁烷的热值为4.8×107 J/ kg]。求： (1)壶中水的质量。 (2)水吸收的热量。 (3)卡式炉的加热效率。 41 解：(1)由ρ=可知，壶中水的质量： m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg。 (2)水吸收的热量： Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-25 ℃)=6.3×105 J。 (3)丁烷气体完全燃烧放出的热量： Q放=mq=2.5×10-2 kg×4.8×107 J/kg=1.2×106 J， 卡式炉的加热效率：η=×100%=×100%=52.5%。 42 命题点4 热机的工作原理　 例5 (2024·临沂)2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达 53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界 纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是(　　) D 43 练10 (2024·广东二模)如图是四冲程汽油机的压缩冲程示意图，此过程中 ________能转化为______能；若该汽油机一个工作循环对外做功3×104 J， 汽油燃烧所放出的热量一定________(选填“大于”“小于”或“等于”)3×104 J。  机械　 内　 大于　 44 命题点5 燃料的热值6年2考　 例6 (2024·连云港)下列关于燃料的热值说法正确的是(　　) A.燃料燃烧越充分，其热值越大 B.燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C.一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D.焦炭的热值是3×107 J/kg，完全燃烧1 kg焦炭能放出的3×107 J的热量 D 45 练11 (2024·济南)完全燃烧1 g液态氢能释放出1.4×105 J的热量，是完全 燃烧1 g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油(　　) A.内能大 B.温度高 C.热值大 D.密度大 练12 “达飞雅克·萨德”号是我国制造的LNG(液化天然气)双燃料动力船， 如图，它可以通过传统燃油驱动，也可以通过携带的液化天然气驱动。 选择液化天然气作为能源，除了环保，主要还因为它的(　　) A.密度小 B.比热容大 C.沸点高 D.热值大 C D 46 练13 (2023·随州)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙 分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( ) 47 A.甲图是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，气体的温度升高 B.由乙图可知该汽油机的效率是30% C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 48 实验18 比较不同物质吸热的能力　 【设计实验与制订计划】 1.实验应选用的器材中用到的测量工具有温度计　、天平　、停表　。  2.液体选择：实验中应选用　质量　相同的不同液体进行实验。  3.选用相同热源的目的：加热相同的　时间　释放的热量相同，方便比较吸热的多少。  4.转换法的应用：通过加热液体的　时间长短　来判定物体吸热的多少。  5.控制变量法的应用：控制物质的　质量　和　吸收的热量　相同，改变物质的　种类　。  49 【进行实验与收集证据】 6.组装器材顺序：自下而上，应先确定　陶土网　的位置，再确定　温度计　的位置。  50 【分析与论证】 7.比较不同物质吸热能力大小的方法 (1)质量相同的不同物质升高相同的温度，加热时间越长，吸热能力越　强　。  (2)质量相同的不同物质加热相同的时间(吸收相同的热量)，温度升得快的物质吸热能力　弱　。  【关键能力】 利用温度计测量温度；实验仪器的安装；控制变量法的应用。 51 【实验分层训练】 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 52 【基础设问】 (1)为了研究不同物质的吸热能力，应利用甲、丙两幅图进行实验，理由 是__________________________。  (2)实验中，用__________间接反映液体吸收热量的多少。  (3)根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图2所示。 ①由图可以看出a、b两种液体中，___液体的吸热本领更强；理由是 ________________________________________________________________ ___________________________。  ②如果已知b液体的比热容是1.8×103 J/(kg·℃)，则a液体的比热容是 _________J/(kg·℃)。  甲、丙燃料相同，液体不同 加热时间 b 质量相同的两种液体，加热相同时间，吸收的热量相同，b液体温度变化 小，故b液体的吸热能力更强 0.9×103 53 【能力设问】 (4)为了研究不同燃料的热值，利用其中________(选填“甲”“乙”或“丙”)两幅 图进行实验。实验时发现：两种燃料完全燃烧完了，在这之前液体a都沸 腾了，你能否比较出两种燃料的热值？______(选填“能”或“不能”)。为避免 这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？__________________ ________________。  甲、乙 不能 增加液体的质量或 减少燃料的质量 54 $$