第10章 内能（复习讲义）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

第10章 内能（复习讲义） 1. 了解热传递现象，热量的概念、单位； 2. 通过实验，引出比热容的概念，知道比热容的单位、公式及其计算； 3. 掌握内能的概念、影响因素，改变内能的方式； 4. 知道热机的概念及其分类，学习热机的工作原理。 5. 掌握热值的概念，单位、公式及其有关计算。 6. 知道汽车发动机的能量分配图；了解热机效率及其应用。 知识点 重点归纳 注意问题 热传递 条件：温度差 实质：内能的转移 热量 在物理学中，把物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少称为热量 热量不能说含有（是一个过程量） 比较比较不同物质的导热性 大量实验表明，不同物质的导热性一般不同。铜、铁、铝等（金属）物质容易导热，制成拖鞋的塑料、橡胶、木材等物质则不容易导热。 物质的吸放热与哪些因素有关 大量实验表明，物质吸收或放出的热量与物质的质量、升高或降低的温度，以及物质的种类有关。 控制变量法 比热容 ①定义式： ②单位：焦/(千克 · 摄氏度)，读作：焦耳每千克摄氏度，符号：J/(kg·℃)。 ③水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，其意义是：1kg的水温度升高1℃，吸收4.2×103J的热量。 ④利用水的比热容较大解释的现象及应用：夏季蒸发吸热降温；调节地表温度；发动机用水作冷却液等。 比热容是反映物质自身性质的物理量，与吸收的热量、质量、升高的温度均无关，与物质的种类、状态等有关。 热量的计算 Q=cmΔt 其中Q为吸收或放出的热量，单位J；c为比热容，单位J/(kg·℃)；m为质量，单位kg；Δt为升高或降低的温度，单位℃。 注意：①升高了与升高到的区别；②注意计算出的末温是否会超过液体的沸点。 内能 ①在物理学中，把组成物体的所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能 。 ②影响因素：温度、体积、状态等。 用宏观现象显示微观现象。如宏观的温度来表现分子动能。 内能的改变 改变内能的两种方式：①做功；②热传递。 注意二者的实质 热机及其分类 热机是将内能转化为机械能的机械。 按照燃料燃烧场所的差异，热机可分为外燃机和内燃机两种。 最常见的内燃机是汽油机和柴油机，它们分别用汽油和柴油作为燃料 。 火箭是一种新型热机 汽油机的工作原理 汽油机的一个工作循环的四个冲程：活塞做一次单向运动的过程称为一个冲程， 汽油机的一个工作循环过程包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 做功冲程的重要性：做功冲程中，燃气对外做功，带动与曲轴相连的飞轮实现持续运转。其余三个冲程是辅助冲程，活塞靠旋转飞轮的惯性带动曲轴连杆运动。 四冲程内燃机一个工作循环的有关参数 四冲程内燃机一个工作循环：活塞往复运动2次;飞轮转动2周；对外做功1次;汽缸内的燃油爆发性燃烧1次。 吸气冲程是汽油与空气的混合气体进入气缸 燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关 研究发现，质量（或体积）相等的不同燃料，在完全燃烧时所放出的热量一般不同。 热值 ①燃料的热值：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时放出的热量Q与燃料质量m之比，叫做这种燃料的热值,用q表示，单位是焦/千克，符号是J/kg。热值q可表示为 所以，燃料完全燃烧放出的热量Q=mq。 ②气体燃料热值的第二定义（或公式）： 气态燃料的热值也可以用1个标准大气压、0℃时，气体完全燃烧时放出的热量与其体积之比来表示，热值q可表示为 单位是焦/米³,符号是J/m³。 热值也是反映物质自身性质的物理量，同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变，不随燃料质量的大小而变，即每种燃料都有一个确定的热值，不同燃料的热值一般不同。 热机效率 热机工作时，用来做功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 热机的效率是热机性能的重要指标，在做功相同的情况下，热机的效率越高，燃料的消耗越少 热机工作时的能量分配 题型一 比热容、热值的表示、计算 【例1】．水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃)，其单位读作： ，表示质量为 的水温度每升高 吸收的热量为 。质量相同的水和煤油，升高相同的温度， 吸收的热量最多，若它们放出相等的热量， 降低的温度大。[c煤油=2.1×103J/(kg∙℃)] 【答案】 焦耳每千克摄氏度 1kg 1℃ 4.2×103J 水 煤油 【详解】[1][2][3][4]比热容是表示物体吸热本领的物理量，水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃)，单位读作：焦耳每千克摄氏度，表示质量为1千克的水，温度每升高或降低1℃所吸收或放出的热量为4.2×103J。 [5][6]根据，水和煤油升高相同的温度、质量相同，已知c水＞c煤油，水吸收的热量最多，若它们放出相等的热量，煤油降低的温度大。 【变式1-1】．航天火箭发射使用液态氢作为燃料是因为氢的 很大。不计热损失，3kg氢完全燃烧放出的热量可以使 kg初温为20℃的水升高50℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q氢＝1.4×108J/kg] 【答案】 热值 2000 【详解】[1]航天火箭发射使用液态氢作为燃料是因为氢的热值很大，燃烧同样质量的液氢和其它燃料，液氢放出的热量较多。 [2]3kg 氢完全燃烧放出的热量为 不计热损失，水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，当这些水温度升高50℃时，水的质量 【变式1-2】．小明家中的燃气热水器将水从加热到，消耗了的天然气，天然气完全燃烧放出的热量为 J，若该燃气热水器的效率为，则被加热水的质量为 。[已知水的比热容为，天然气的热值为4.2×107J/m3] 【答案】 5.04×106 45 【详解】[1]天然气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq=0.12m3×4.2×107J/m3=5.04×106J [2]水吸收的热量为Q吸=ηQ放=90%×5.04×106J=4.536×106J 则被加热水的质量为 【变式1-3】．质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为（　　） A．42∶25 B．1∶1 C．4∶7 D．7∶4 【答案】D 【详解】由题知， ， ， ，根据 解得：。 故选D。 题型二 概念综合辨析 【例2】．下列关于温度、热量、内能的说法中正确的是（　　） A．物体的温度升高，内能一定增加 B．物体的内能增加，温度一定升高 C．同一物体，温度越高，所含热量越多 D．物体的内能增加，一定吸收热量 【答案】A 【详解】AB．同一物体的内能增大温度不一定升高，如晶体熔化过程，但是温度升高内能一定增大，故A正确，B错误； C．热量是过程量，只能说“吸收”或“放出”，不能说“含有”或“具有”，故C错误； D．物体内能增大，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故D错误。 故选A。 【变式2-1】．下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（　　） A．温度高的物体，分子无规则运动更剧烈 B．温度越高的物体具有的内能越多 C．做功改变物体内能的过程就是内能的转移过程 D．热量总是从内能多的物体向内能少的物体传递 【答案】A 【详解】A．分子无规则运动的速度与温度有关，温度越高，分子运动越快，因此温度高的物体，分子无规则运动更剧烈，故A正确； B．内能的大小不仅与温度有关，还有物体的质量、体积等有关，因此温度越高的物体具有的内能不一定越多，故B错误； C．做功改变物体内能的过程就是能量的转化过程，不是内能的转移过程，故C错误； D．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，而温度高的物体内能不一定多，故D错误。 故选A。 【变式2-2】．关于 ，下列说法中正确的是（　　） A．物体吸收的热量越多，比热容越大 B．物体的质量越小，比热容越大 C．物体的温度变化量越小，比热容越大 D．物质的比热容与热量、质量及温度的变化量无关 【答案】D 【详解】比热容是单位质量物质的热容量，是单位质量物质改变单位温度时吸收或释放的内能，属于物质的一种特性，比热容大小跟物质种类和状态有关。 A．物质的比热容跟物体吸收热量多少无关，故A错误； B．物质的比热容跟物体的质量大小无关，故B错误； C．物质的比热容跟物体温度的变化量无关，故C错误； D．物质的比热容跟物体的热量、质量及温度的变化量都无关，故D正确。 故选D。 【变式2-3】．关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（　　） A．物体的内能减少，它的温度一定降低 B．物体的温度不变，它的内能可能增加 C．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．温度高的物体一定比温度低的物体含有的热量多 【答案】B 【详解】A．物体的内能减少，它的温度不一定降低，例如水凝固成冰时，对外放热，内能减少，但温度保持在凝固点不变，故A错误； B．物体的温度不变时，它的内能可能增加，例如冰熔化时，吸收热量，温度保持在熔点不变，但内能增加，故B正确； C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故C错误； D．热量是一个过程量，“含有的热量”这一说法错误，故D错误。 故选B。 题型三 判断热量传递的方向 【例3】．铜的比热容小于铁的比热容，现有质量和温度都相等的铜块和铁块吸收相同的热量后，再将它们相互接触，以下说法正确的是（　　） A．不发生热传递 B．热量从铜块传给铁块 C．热量从铁块传给铜块 D．无法判断 【答案】B 【详解】因为铁块和铜块的质量、吸收的热量均相同，由c铜<c铁，根据可判断铜块升高的温度更多，又因为二者的初温相同，所以铜块的末温比铁块的末温高，根据热传递的条件可得热量将从铜块传给铁块。 故选B。 【变式3-1】．初温、质量都相同的铁块和铜块（c铁>c铜），放出相同的热量后相接触，则（　　） A．热量将从铁块传到铜块 B．温度将从铁块传到铜块 C．热量将从铜块传到铁块 D．两者之间不发生热传递 【答案】A 【详解】ACD．质量相同的铜块和铁块，因为c铁>c铜，放出相同的热量后，由Q放=cm∆t可知，铜块的温度降低的快；因为铁块和铜块的初温度相同，放出相同的热量后，铜块温度降低的幅度更大，所以铜块的末温度更低，因此热量从铁块传给铜块，故A符合题意，CD不符合题意； B．温度是表示物体冷热程度的物理量，物体间传递的是热量而不是温度，故B不符合题意。 故选A。 题型四 内能 【例4】．图所示的事例中，通过做功方式改变物体内能的是（　　） A． 火炉烧水 B． 钻木取火 C． 引燃树叶 D． 猫晒太阳 【答案】B 【详解】A．火炉烧水是通过燃烧燃料释放热量，再将热量传递给水，从而使水的温度升高，是通过热传递改变物体的内能。故A不符合题意； B．钻木取火是通过摩擦的方式对木头做功，使木头的温度升高，是通过做功改变物体的内能。故B符合题意； C．凸透镜对光线有会聚作用，用凸透镜引燃树叶，太阳的热量传递给了树叶，树叶的温度升高，是通过热传递改变物体的内能。故C不符合题意； D．猫晒太阳，太阳的热量传递给了猫，猫感觉到暖和，是通过热传递改变物体的内能。故D不符合题意。 故选B。 【变式4-1】．下列实例中，通过热传递的方法使物体内能增加的是（　　） A．用气筒给自行车胎打气，被压缩的气体温度升高 B．用锯锯木头，锯条会发烫 C．冬天，在房间内用暖气取暖，室内空气温度升高 D．冬天，两手相互摩擦，手感到暖和 【答案】C 【详解】A．打气时活塞压缩气体，机械能转化为气体的内能，使气体的内能增加，升温的气体通过热传递使筒壁的温度升高，是通过做功改变了物体的内能，故A不符合题意； B．锯木头时锯条与木头之间相互摩擦做功，机械能转化为木头和锯条的内能，内能增大温度升高，是通过做功改变了物体的内能，故B不符合题意； C．暖气可以通过热传递的方式改变屋内的内能，使其内能增大，温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故C符合题意； D．两手相互摩擦时，机械能转化为手的内能，手的内能增大温度升高，是通过做功改变了物体的内能，故D不符合题意。 故选C。 题型五 热机及其工作原理 【例5】．如图，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是（　　） A．这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能 B．这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能 C．这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能 D．这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能 【答案】D 【详解】图中的进气门与排气门都关闭，活塞上行（汽缸容积变小），是压缩冲程，把机械能转化为内能，故ABC错误， D正确。 故选D。 【变式5-1】．汽油机工作循环中，属于内能转化为机械能的冲程是（　　） A．做功冲程 B．吸气冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程 【答案】A 【详解】汽油机共有四个冲程，汽油机在做功冲程将内能转化为机械能。 故选A。 【变式5-2】．如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于使汽车获得动力的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能，在此冲程汽车获得动力； A．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，气体流出汽缸，属于排气冲程，故A不符合题意； B．进气门关闭、排气门关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，该冲程中内能转化成机械能，使汽车获得动力，故B符合题意； C．进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，属于压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，故C不符合题意； D．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，气体流入汽缸，属于吸气冲程，故D不符合题意。 故选B。 【变式5-3】．如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排列： ；若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮的转速为 r/min。 ‍ 【答案】 丁、乙、甲、丙 3600 【详解】[1]由图知，甲两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；乙两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；丙一个气门打开，一个气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；丁一个气门打开，一个气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，所以顺序应为丁、乙、甲、丙。 [2]汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周。汽油机活塞ls内对外做功30次，则该汽油机的飞轮转速为60r/s，轮转速为3600r/min。 题型六 判断物理量的不等关系 【例6】．质量、初温均相同的甲、乙两种物质，放出相同的热量后相互接触，热量从甲传给乙。若两种物质的比热容分别为、，则（　　） A．一定大于 B．一定小于 C．一定等于 D．可能等于 【答案】A 【详解】甲、乙两个不同的物体的质量、初温均相同，放出相同热量后再相互接触，热量从甲传递到乙，说明甲的温度高于乙的温度，则开始放出相同热量时甲降低的温度值比乙降低的小，由可知，甲的比热容大于乙的比热容，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式6-1】．初温相等的甲、乙两物体，在吸收相同的热量后，甲的温度低于乙的温度，那么，这两个物体的质量和比热容不可能是（　　） A．m甲>m乙，c甲>c乙 B．m甲>m乙，c甲<c乙 C．m甲<m乙，c甲<c乙 D．m甲<m乙，c甲>c乙 【答案】C 【详解】两物体初温相同，吸收相同热量后，甲的末温低于乙的末温，即甲的温度变化量小于乙的温度变化量，根据可知，Q相同， A．若m甲>m乙，c甲>c乙，则甲的温度变化量一定小于乙的温度变化量，所以两个物体的质量和比热容可能是m甲>m乙，c甲>c乙，故A不符合题意； B．若m甲>m乙,c甲<c乙，则甲的比热容和质量的乘积可能大于乙的比热容和质量的乘积，根据可知，甲的温度变化量可能小于乙的温度变化量，所以两个物体的质量和比热容可能是m甲>m乙，c甲<c乙，故B不符合题意； C．若m甲<m乙,c甲<c乙，则甲的比热容和质量的乘积一定小于乙的比热容和质量的乘积，根据可知，甲的温度变化量一定大于乙的温度变化量，所以两个物体的质量和比热容不可能是m甲<m乙，c甲<c乙，故C符合题意； D．若m甲<m乙,c甲>c乙，则甲的比热容和质量的乘积可能大于乙的比热容和质量的乘积，根据可知，甲的温度变化量可能小于乙的温度变化量，所以两个物体的质量和比热容可能是m甲<m乙，c甲>c乙，故D不符合题意。 故选C。 【变式6-2】．甲、乙两个物体吸收相同热量后，甲升高的温度更高，以下判断中一定正确的是（　　） A．若m甲＝m乙，则c甲＜c乙 B．若m甲＝m乙，则c甲＞c乙 C．若m甲＞m乙，则c甲＝c乙 D．若m甲＜m乙，则c甲＞c乙 【答案】A 【详解】由热量的计算公式可得，甲吸收的热量，乙吸收的热量，由可知 由题意知，，故，若m甲＝m乙，则c甲＜c乙，若m甲＞m乙，则c甲＜c乙，若m甲＜m乙，则c甲与c乙的大小关系无法判断。 故选A。 题型七 图像题、图表题 【例7】．两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知（    ） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 【答案】A 【详解】A．由公式变形得：，由图像可知，质量和吸收的热量都相同的甲、乙两种液体，甲液体升高的温度低，所以甲比乙液体的比热容大。故A符合题意； B．甲与乙液体升高的温度相同，质量相同，甲比乙液体的比热容大。根据可知，甲比乙液体吸收的热量多。故B不符合题意； C．由题意知，同一热源分别加热，加热相同的时间，甲与乙液体吸收的热量相同。故C不符合题意； D．由图像可知，加热相同的时间，甲、乙液体吸收相同的热量，甲比乙液体温度升高的少。故D不符合题意。 故选A。 【变式7-1】．查表可知：冰的比热容为 焦/（千克·℃）。分析表中数据可发现：不同物质的比热容一般 ；不同状态下的相同物质比热容 （后两空均选填“相同”或“不同”）。质量相同的铜块、铁块和铝块，升高相同的温度， 吸收的热量最少。 比热容∶ 焦/ （千克·℃） 酒精 2.4×10³ 铜 0.39×10³ 水 4.2×10³ 铁 0.45×10³ 冰 2.1×10³ 铝 0.90×10³ 【答案】 不同 不同 铜 【详解】[1][2][3] 查表可知：冰的比热容为；不同物质的比热容一般不同；不同状态下的相同物质比热容也不同，如水的比热容为，与冰的比热容不同。 [4] 铜块、铁块和铝块中，铜的比热容最小，根据可知质量相同的铜块、铁块和铝块，升高相同的温度，铜吸收的热量最少。 【变式7-2】．某同学从下表提供的信息中得出了以下几个结论，其中错误的是（　　） 物质 水 酒精 冰 煤油 水银 干泥土 铜 比热容[×103焦/(千克•℃)] 4.2 2.4 2.1 2.1 0.14 0.84 0.39 A．汽车发动机用水来冷却效果比较好 B．在多数情况下，液体的比热容比固体的比热容大 C．同种物质在不同状态下比热容不同 D．不同种物质比热容一定不同 【答案】D 【详解】A．由于水的比热容较大，由公式可知，相同质量的水和其它液体相比较，在升高相同的温度的情况下，由于水的比热容较大，吸收的热量更多，所以一般用水来冷却效果更好，故A正确，不符合题意； B．由表格数据知，液体物质的比热容通常比固体物质的比热容大，当然也有特殊情况，如水银的比热容就比大部分固体的比热容小，故B正确，不符合题意； C．同种物质在不同状态下比热容不同，例如水在液态和固态时比热容不同，故C正确，不符合题意； D．不同种物质比热容可能相同，如冰和煤油的比热容相同，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式7-3】．如图所示用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热图甲，若两液体在相同的时间内吸收的热量相等且不计液体热量散失，根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图像图乙。分别用、、、表示a、b两液体的质量和比热容，下列推断正确的是（　　）    A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 【答案】B 【详解】AB．若 吸收相同的热量，a的温度升高幅度大，由知，a的比热容较小，b的比热容较大，故A错误，B正确； CD．若 吸收相同的热量，a的温度升高幅度大，由知，a的质量较小，b的质量较大，故CD错误。 故选B。 题型八 计算题 【例8】．质量为0.2千克的煤油温度升高了50℃，求煤油吸收的热量。【煤油的比热容为焦/（千克·℃）】 【答案】 【详解】煤油吸收的热量 【变式8-1】．吃早饭的时候，妈妈想用热水给小进加热如图所示的盒装牛奶，使牛奶的温度由22℃升高到42℃。 [已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，c牛奶=2.5×103J/(kg·℃)，求： （1）牛奶吸收的热量？ （2）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用52℃的热水多少千克？（计算结果保留1位小数）    【答案】（1）；（2）0.3kg 【详解】解：（1）牛奶吸收的热量 Q吸=c牛奶m牛奶(t-t0)=2.5×103J/(kg·℃)×250×10-3kg×(42℃-22℃)=1.25×104J （2）若不考虑热量损失，热水放出的热量 Q放=Q吸=1.25×104J 热水的质量 答：（1）牛奶吸收的热量为1.25×104J； （2）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用52℃的热水0.3kg。 【变式8-2】．随着环保减排目标的推进，各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策，推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时，将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时，消耗了天然气0.02m3，求 (1)壶中水吸收的热量；（c水=4.2×103J/（kg•℃）） (2)天然气完全燃烧放出的热量；（天然气的热值为3.6×107J/m3） (3)用天然气烧水时的效率。 【答案】(1)5.04×105J (2)7.2×105J (3)70% 【详解】（1）水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）用天然气烧水时的效率为 题型九 实验题 【例9】．在“探究液体吸收热量与液体的种类是否有关”的实验中，用图所示的实验装置来进行实验。 （1）实验中两烧杯中初温相同的液体，升高相同的温度，并且满足 相同和 不同的条件； （2）用酒精灯放在烧杯下方的中央，其目的是保证相等的时间内 相等； （3）在实验中可以观察到升高相同的温度，酒精灯加热时间不同，从而可以得到的初步结论是质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量 。 【答案】 质量 种类 吸收的热量 不同 【详解】（1）[1][2]实验为了探究液体吸收热量与液体的种类是否有关，所以要控制液体的种类不同；实验要采用控制变量法，所以要使其它条件相同，要取初温和质量都相同的液体。 （2）[3]实验时，要使两种液体在相同时间内吸收相同热量，用酒精灯放在烧杯下方的中央，使两个烧杯距离酒精灯的火焰远近相同，其目的是保证相等的时间内液体吸收的热量相等。 （3）[4]在实验中可以观察到升高相同的温度，酒精灯加热时间不同，即吸收的热量不同，得出的结论是：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 【变式9-1】．小明和小华在探究物体放出热量的多少与哪些因素有关的实验时，先在两只完全相同的烧杯中分别放入100克和200克的温水，然后让它们自然冷却（设两杯水每分钟放出的热量相等），并将观察到的数据记录在表一中； ①小明仔细观察表一后发现，第一列第二行的项目名称“放出的热量/（焦）”与实际测量的事实不符，便将它修改为“ ”； 表一 质量/（克） 100 200 100 200 100 200 放出的热量/（焦） 2 4 4 8 6 12 降低的温度/(℃) 1 1 2 2 3 3 ②为了便于分析物体放出热量与降低温度的关系，小华将表一拆成表二和表三，并将表一中的数据对应着填入表二和表三中，请你帮她补充完整 ； 表二m1=100克水 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 表三m2=200克水 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 ③分析比较表二（或表三）中第一行和第二行的数据及相关条件，可得的初步结论是： ； ④进一步综合分析表二和表三的数据及相关条件，可得出的初步结论是： ； ⑤小明和小华发现上面的数据不能分析归纳得到“放出热量与 的关系”。为了进一步研究，他们又合作设计了实验方案，以及用于填写实验数据的表四； （a）请完成表四表头的填写 ； （b）完成表四数据的实验采集后，他们应该将这组数据与表 对应数据进行比较，从而能分析得出这两者间的关系。 表四 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 【答案】 放热时间/（分钟） 见解析 质量相同的同种物体，放出的热量与降低的温度成正比 同种物质，放出热量与质量和降低温度乘积的比值是定值 物质种类 m3=100克酒精 二 【详解】①[1]实验过程中，水放出热量的多少，是不能直接测量出来的，这些数据是不能直接观察到的，由题意可知，两杯水每分钟放出的热量相等，可以用时间的长短去表示放出热量的多少，所以说第一列第二行的项目名称“放出的热量/（焦）”与实际测量的事实不符，应该改为“放热时间/（分钟）”。 ②[2]由题意可知，表二为m1=100克水的数据，从表一中提取数据，质量为100克水，放热时间2分钟，降低的温度为1℃，放热时间4分钟，降低的温度为2℃，放热时间6分钟，降低的温度为3℃，由此一一对应，填入表二即可，同理，对于表三m2=200克水，也一样，如下表所示。 表二m1=100克水 放热时间/（分钟） 0 2 4 6 降低温度/(℃) 0 1 2 3 表三m2=200克水 放热时间/（分钟） 0 4 8 12 降低温度/(℃) 0 1 2 3 ③[3]观察表二或表三的数据，可知质量相同的水，降低的温度越多，放热时间越长，即放出的热量越多，并且可知放热时间与降低温度成正比，放出的热量与降低的温度成正比，可得的初步结论是：质量相同的同种物体，放出的热量与降低的温度成正比。 ④[4]比较表二和表三知：同样都是水，同种物质，放热时间与质量和降低温度乘积的比值是定值，即同种物质，放出热量与质量和降低温度乘积的比值是定值。 ⑤[5][6]为了得到普遍规律，即放出热量与物质种类的关系，需要换用不同液体重新实验，实验中需要控制液体的质量相同，改变液体的种类，故表四表头应该为：m3=100克酒精（或其他液体）。 [7]由上述解析可知，可选择100克酒精，那么需要保证水的质量也相同，都是100克，则表四的数据与表二的数据进行比较，从而能分析得出这两者间的关系。 基础巩固通关测 一、单选题 1．汽车发动机常用水做冷却剂，主要是因为水的（    ） A．比热容较大 B．比热容较小 C．密度较大 D．密度较小 【答案】A 【详解】由于水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，在温度升高相同时吸收的热量较多，所以汽车发动机常用水做冷却剂。 故选A。 2．比热容的单位正确的写法是（　　） A．千焦/（克·℃） B．焦/（克·℃） C．焦/克 D．焦/（千克·℃） 【答案】D 【详解】由 得比热容的单位正确的写法是：焦耳/（千克·℃） 故选D。 3．水的比热容是的含义是（　　） A．1克水温度在1℃时放出的热量是4200J B．1克水温度在1℃时吸收的热量是4200J C．1克水温度降低1℃时放出的热量是4200J D．1千克水温度升高1℃时吸收的热量是4200J 【答案】D 【详解】一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容，水的比热容物理含义：质量为1kg的水，在温度升高（或降低）1℃时，所吸收（或放出）的热量是4200J。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．两个物体发生热传递，必须有不同的（　　） A．热量 B．温度 C．质量 D．高度 【答案】B 【详解】用热传递的方法改变物体的内能，实际上是热量从高温物体（或部分）转移到低温物体（或部分）的过程，当两个物体（或同一物体不同部分）的温度相等时，热传递停止，不再发生热传递，所以两个相互接触的物体之间发生热传递的条件是两个物体的温度不同，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．用图装置给水壶的水加热一段时间后，燃料燃烧放出的热量为8.4×105J，水吸收的热量为6.0×105J，炉具内的液体燃料减少了0.02kg，若这0.02kg的燃料完全燃烧，可以释放的热量为9×105J，则该液体燃料的热值是（　　） A．2.4×105J/kg B．2.4×107J/kg C．4.5×107J/kg D．3×107J/kg 【答案】C 【详解】由Q放=mq可知该液体燃料的热值 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 6．质量、初温相同的甲、乙金属块，放出相等的热量后相互接触，热量从甲传递到乙，则下列说法正确的是（　　） A．甲的比热容大 B．甲的比热容小 C．甲、乙的比热容相同 D．缺少条件，无法确定 【答案】A 【详解】质量、初温相同的甲、乙金属块，放出相等的热量后相互接触，热量从甲传递到乙，说明甲的末温高，甲温度的变化量较小，由Q=cmΔt可知甲的比热容大。 故选A。 7．2024年4月20日，我国研制的新款柴油机刷新了柴油机热机效率的世界纪录，为我国实现“双碳”目标添砖加瓦。如图是其发动机某个工作瞬间的示意图。下列说法正确的是（　　） A．如图冲程是把机械能转化为内能 B．热机的效率越高，说明做功越快 C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D．柴油在燃烧过程中，柴油的热值在不断减小 【答案】C 【详解】A．该冲程进气门和排所门关闭，活塞向下运动，是高温高压的燃气推动活塞对外做功，是做功冲程，把内能转化为机械能，故A错误； B．热机的效率越高，说明有用功在总功中占的比例大，与做功快慢无关，故B错误； C．在消耗的燃料一定时，使燃料燃烧更充分，燃烧放出的热量更多，用来做有用功的能量更多，可以提高热机的效率，故C正确； D．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃烧情况，消耗燃料的质量，燃烧放热的多少无关，所柴油在燃烧过程中，热值不变，故D错误。 故选C。 8．根据表中提供的一些物质的比热容[J/（kg•℃）]，下列判断正确的是（　　） 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 沙石 0.92×103 铜 0.39×103 A．不同物质的比热容不可能相同 B．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢 C．沿海地区比内陆地区昼夜温差小 D．质量相等的铝块和铜块降低相同的温度，铜块放出的热量多 【答案】C 【详解】A．比热容是物质本身的一种特性，不同物质比热容一般不同，但也有相同的，例如表格中的煤油与冰的比热容均为2.1×103 J/（kg•℃），故A错误； B．因为湿泥土中含有较多的水，所以干泥土比湿泥土的比热容小，根据可知，质量相等的干泥土和湿泥土吸收相等的热量后，干泥土的温度变化大，则干泥土比湿泥土升温快，故B错误； C．水的比热容较大，白天，相同质量的水和泥土比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区的昼夜温差比内陆地区的昼夜温差小，故C正确； D．由表可知，铝的比热容为0.88×103 J/（kg•℃），铜的比热容为0.39×103 J/（kg•℃），铝的比热容大于铜的比热容，由可知，质量相等的铝块和铜块，降低相同的温度，铝块放收的热量多，故D错误。 故选C。 二、填空题 9．汽车的挡风玻璃在烈日下温度会升高，它的内能 （选填“增加”、“不变” 或“减少”），其内能的变化是通过 方式实现的。汽车发动机中的冷却剂主要成分是水，其原因是水的 较大。 【答案】 增加 热传递 比热容 【详解】[1][2]挡风玻璃的温度升高，则其内能增加。此内能的变化是通过热传递的方式实现的，是空气中的热量转移给了玻璃。 [3]冷却剂的主要成分是水，是因为水的比热容较大，相较于其它物质，吸收相同的热量，水温度升高较慢。 10．如图（a）所示，水沸腾后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，此过程中，水蒸气的内能转化为塞子的 能。图（b）所示为四冲程汽油机的 冲程，其顶部中间的这一部件叫做 ，这一冲程的能量转化情况与图（a）中情况 （选填“相同”或“不同”）。 【答案】 机械 压缩 火花塞 不同 【详解】[1]图a中，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对塞子做功，木塞冲出，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能。 [2][3][4]图b中，两个气门关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程；在汽油机顶部的物件是火花塞；在汽油机的压缩冲程中，压缩气体时对气体做功，气体的内能增大，气体的温度升高，是机械能转化为内能；这一能量转化与图a中情况不同。 能力提升进阶练 一、单选题 1．下列物理量可用来鉴别物质的是（　　） ①质量    ②功率    ③比热容    ④密度 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 【答案】D 【详解】比热容和密度都是物质本身的一种特性，它们都和物质的种类有关，所以我们通常可以通过计算密度和比热容来鉴别物质。 故选D。 2．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（　　） A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加 B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力 C．丙图中活塞向下运动时，能量的转化与内燃机做功冲程的相同 D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．甲图中软木塞飞出时，管内的水蒸气对软木塞做功，内能转化成机械能，管内水蒸气的内能减少，故A错误； B．分子之间存在引力和斥力，乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故B正确； C．丙图中活塞向下运动时，活塞对桶内的气体做功，机械能转化成内能，与内燃机的压缩冲程原理相同，故C错误； D．丁图中小朋友下滑时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 3．某四冲程汽油机的转速是1500r/min，那么在1min时间内，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（　　） A．3000个，6000次 B．6000个，3000次 C．3000个，750次 D．750个，3000次 【答案】C 【详解】汽油机飞轮转2周做功一次，做一次功需4个冲程，由题意可知，四冲程汽油机的转速是1500r/min，可知做功为750次，需冲程为3000个，故C正确，符合题意，ABD错误，不符合题意。 故选C。 4．甲、乙两种材料不同的金属块，它们的质量相等，同时投入沸水中充分加热，先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中，热平衡后，水的温度升高了t，取出甲金属块（不计水的质量变化），再把乙金属块由沸水投入该杯水中，热平衡后又使水温升高了t，则两金属块的比热容关系是（　　） A．c甲＜c乙 B．c甲=c乙 C．c甲>c乙 D．以上情况都有可能 【答案】A 【详解】先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，水吸收的热量相同，不计热量损失，甲乙两金属块放出的热量相同，由题知，甲金属块温度比乙多降低了t，根据，质量相同的甲乙两金属块，放出相同的热量，降低的温度多的甲金属块，比热容小，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 5．甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水，另有A、B两个金属球，其质量和初温也都相同，且都比水的温度高。现将A、B两球分别浸没在甲、乙两杯水中，水无溢出，热平衡后甲杯水温升高了，乙杯水温升高了，不计热量损失，则（　　） A．A球比热容大于B球比热容 B．A球比热容小于B球比热容 C．A球降低的温度更大些 D．A球放出的热量更少些 【答案】A 【详解】D．甲、乙两个杯子中水的质量m相同，两球放入水中后，水吸收热量温度升高，甲杯的水温升高15C，乙杯中水温升高8°C，即△t甲>△t乙，水的比热c相同，不计热量损失，由Q=cm△t可知△Q甲吸△Q乙吸，因为△Q甲吸=△QA放，△Q乙吸=△QB放，所以△QA放>△QB放，即A球放出的热量更多，故D错误； C．甲、乙水的初温相同，△t甲>△t乙， 则t甲>t乙，所以tA>tB，球的初温t初相同，所以 t初-tA<t初-tB 即B球降低的温度更大些，故C错误； AB．质量相同、初温t初相同的两球A和B，对于A有 △QA放=cAmA(t初-tA) 对于B有 △QB放=cBmB(tB-t初) 因为△QA放>△QB放，则有 cAmA(t初-tA) cBmB(t初-tB) 又已知mA=mB，故cA>cB，故A正确，B错误。 故选A。 二、填空题 6．四冲程内燃机在工作时，将机械能转化为内能的是 冲程，这是通过 方式改变汽缸内气体的内能（选填“做功”或“热传递”）。四冲程内燃机在吸气冲程中，旋转飞轮带动曲轴连杆使活塞运动，增加飞轮的质量，可以 飞轮的惯性（选填“增大”或“减小”）。 【答案】 做功 做功 增大 【分析】（1）内燃机的一个工作循环有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成，其中压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能； （2）改变内能的方式有两种，做功和热传递，其中做功改变内能的本质是机械能与内能的转化，热传递改变内能的本质是内能的转移； （3）物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，惯性大小只与物体的质量有关。 【详解】[1][2]在四冲程汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是做功冲程，在做功冲程中，燃气膨胀做功将内能转化为机械能，这是通过做功的方式改变气体的内能的。 [3]物体的质量越大，惯性越大，增加飞轮的质量，可以增大飞轮的惯性。 7．温度与我们的生活息息相关。某物理兴趣小组记录了我们生活的城市在一段时间内的天气晴雨情况和气温，如下表所示。 日期（5月*日） 23 24 25 26 27 28 29 天气（晴或雨） 阵雨 晴 大雨 中雨 晴 晴 晴 最高气温（℃） 22 31 26 23 29 29 28 最低气温（℃） 20 21 22 19 19 22 21 ①由上表数据可以发现：在短期内上海市晴天较雨天最高气温 （选填“高”或“低”），上海市处于 天时（选填“晴”或“雨”），气温差较小； ②请根据表格中的信息并结合本学期所学的知识，分析并解释“不同天气情况下气温差不同”可能的原因。 。 【答案】 高 雨 见解析 【详解】①[1]由表格数据知，晴天的最高气温为31℃，而雨天的最高气温为26℃，所以短期内上海市晴天较雨天最高气温高。 [2]上海市晴天的温差约为9℃，雨天的温差约为4℃，所以雨天气温差较小。 ②[3]由以上分析知，晴、雨天气温差不同，原因是雨天时地表附近有大量水汽，而水的比热容较大，在吸收（或放出）相同热量，温度变化较小，那么雨天的气温差会较小。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10章 内能（复习讲义） 1. 了解热传递现象，热量的概念、单位； 2. 通过实验，引出比热容的概念，知道比热容的单位、公式及其计算； 3. 掌握内能的概念、影响因素，改变内能的方式； 4. 知道热机的概念及其分类，学习热机的工作原理。 5. 掌握热值的概念，单位、公式及其有关计算。 6. 知道汽车发动机的能量分配图；了解热机效率及其应用。 知识点 重点归纳 注意问题 热传递 条件：温度差 实质：内能的转移 热量 在物理学中，把物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少称为热量 热量不能说含有（是一个过程量） 比较比较不同物质的导热性 大量实验表明，不同物质的导热性一般不同。铜、铁、铝等（金属）物质容易导热，制成拖鞋的塑料、橡胶、木材等物质则不容易导热。 物质的吸放热与哪些因素有关 大量实验表明，物质吸收或放出的热量与物质的质量、升高或降低的温度，以及物质的种类有关。 控制变量法 比热容 ①定义式： ②单位：焦/(千克 · 摄氏度)，读作：焦耳每千克摄氏度，符号：J/(kg·℃)。 ③水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，其意义是：1kg的水温度升高1℃，吸收4.2×103J的热量。 ④利用水的比热容较大解释的现象及应用：夏季蒸发吸热降温；调节地表温度；发动机用水作冷却液等。 比热容是反映物质自身性质的物理量，与吸收的热量、质量、升高的温度均无关，与物质的种类、状态等有关。 热量的计算 Q=cmΔt 其中Q为吸收或放出的热量，单位J；c为比热容，单位J/(kg·℃)；m为质量，单位kg；Δt为升高或降低的温度，单位℃。 注意：①升高了与升高到的区别；②注意计算出的末温是否会超过液体的沸点。 内能 ①在物理学中，把组成物体的所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能 。 ②影响因素：温度、体积、状态等。 用宏观现象显示微观现象。如宏观的温度来表现分子动能。 内能的改变 改变内能的两种方式：①做功；②热传递。 注意二者的实质 热机及其分类 热机是将内能转化为机械能的机械。 按照燃料燃烧场所的差异，热机可分为外燃机和内燃机两种。 最常见的内燃机是汽油机和柴油机，它们分别用汽油和柴油作为燃料 。 火箭是一种新型热机 汽油机的工作原理 汽油机的一个工作循环的四个冲程：活塞做一次单向运动的过程称为一个冲程， 汽油机的一个工作循环过程包括四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 做功冲程的重要性：做功冲程中，燃气对外做功，带动与曲轴相连的飞轮实现持续运转。其余三个冲程是辅助冲程，活塞靠旋转飞轮的惯性带动曲轴连杆运动。 四冲程内燃机一个工作循环的有关参数 四冲程内燃机一个工作循环：活塞往复运动2次;飞轮转动2周；对外做功1次;汽缸内的燃油爆发性燃烧1次。 吸气冲程是汽油与空气的混合气体进入气缸 燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关 研究发现，质量（或体积）相等的不同燃料，在完全燃烧时所放出的热量一般不同。 热值 ①燃料的热值：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时放出的热量Q与燃料质量m之比，叫做这种燃料的热值,用q表示，单位是焦/千克，符号是J/kg。热值q可表示为 所以，燃料完全燃烧放出的热量Q=mq。 ②气体燃料热值的第二定义（或公式）： 气态燃料的热值也可以用1个标准大气压、0℃时，气体完全燃烧时放出的热量与其体积之比来表示，热值q可表示为 单位是焦/米³,符号是J/m³。 热值也是反映物质自身性质的物理量，同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变，不随燃料质量的大小而变，即每种燃料都有一个确定的热值，不同燃料的热值一般不同。 热机效率 热机工作时，用来做功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 热机的效率是热机性能的重要指标，在做功相同的情况下，热机的效率越高，燃料的消耗越少 热机工作时的能量分配 题型一 比热容、热值的表示、计算 【例1】．水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃)，其单位读作： ，表示质量为 的水温度每升高 吸收的热量为 。质量相同的水和煤油，升高相同的温度， 吸收的热量最多，若它们放出相等的热量， 降低的温度大。[c煤油=2.1×103J/(kg∙℃)] 【变式1-1】．航天火箭发射使用液态氢作为燃料是因为氢的 很大。不计热损失，3kg氢完全燃烧放出的热量可以使 kg初温为20℃的水升高50℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q氢＝1.4×108J/kg] 【变式1-2】．小明家中的燃气热水器将水从加热到，消耗了的天然气，天然气完全燃烧放出的热量为 J，若该燃气热水器的效率为，则被加热水的质量为 。[已知水的比热容为，天然气的热值为4.2×107J/m3] 【变式1-3】．质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为（　　） A．42∶25 B．1∶1 C．4∶7 D．7∶4 题型二 概念综合辨析 【例2】．下列关于温度、热量、内能的说法中正确的是（　　） A．物体的温度升高，内能一定增加 B．物体的内能增加，温度一定升高 C．同一物体，温度越高，所含热量越多 D．物体的内能增加，一定吸收热量 【变式2-1】．下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（　　） A．温度高的物体，分子无规则运动更剧烈 B．温度越高的物体具有的内能越多 C．做功改变物体内能的过程就是内能的转移过程 D．热量总是从内能多的物体向内能少的物体传递 【变式2-2】．关于 ，下列说法中正确的是（　　） A．物体吸收的热量越多，比热容越大 B．物体的质量越小，比热容越大 C．物体的温度变化量越小，比热容越大 D．物质的比热容与热量、质量及温度的变化量无关 【变式2-3】．关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（　　） A．物体的内能减少，它的温度一定降低 B．物体的温度不变，它的内能可能增加 C．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．温度高的物体一定比温度低的物体含有的热量多 题型三 判断热量传递的方向 【例3】．铜的比热容小于铁的比热容，现有质量和温度都相等的铜块和铁块吸收相同的热量后，再将它们相互接触，以下说法正确的是（　　） A．不发生热传递 B．热量从铜块传给铁块 C．热量从铁块传给铜块 D．无法判断 【变式3-1】．初温、质量都相同的铁块和铜块（c铁>c铜），放出相同的热量后相接触，则（　　） A．热量将从铁块传到铜块 B．温度将从铁块传到铜块 C．热量将从铜块传到铁块 D．两者之间不发生热传递 题型四 内能 【例4】．图所示的事例中，通过做功方式改变物体内能的是（　　） A． 火炉烧水 B． 钻木取火 C． 引燃树叶 D． 猫晒太阳 【变式4-1】．下列实例中，通过热传递的方法使物体内能增加的是（　　） A．用气筒给自行车胎打气，被压缩的气体温度升高 B．用锯锯木头，锯条会发烫 C．冬天，在房间内用暖气取暖，室内空气温度升高 D．冬天，两手相互摩擦，手感到暖和 题型五 热机及其工作原理 【例5】．如图，是四冲程汽油机工作时的一个冲程，下列说法中正确的是（　　） A．这是做功冲程，此过程中机械能转化成内能 B．这是做功冲程，此过程中内能转化成机械能 C．这是压缩冲程，此过程中内能转化成机械能 D．这是压缩冲程，此过程中机械能转化成内能 【变式5-1】．汽油机工作循环中，属于内能转化为机械能的冲程是（　　） A．做功冲程 B．吸气冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程 【变式5-2】．如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于使汽车获得动力的冲程是（　　） A． B． C． D． 【变式5-3】．如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示汽油机的四个冲程，请你按正确的顺序进行排列： ；若该汽油机活塞1s内对外做功30次，则该汽油机的飞轮的转速为 r/min。 ‍ 题型六 判断物理量的不等关系 【例6】．质量、初温均相同的甲、乙两种物质，放出相同的热量后相互接触，热量从甲传给乙。若两种物质的比热容分别为、，则（　　） A．一定大于 B．一定小于 C．一定等于 D．可能等于 【变式6-1】．初温相等的甲、乙两物体，在吸收相同的热量后，甲的温度低于乙的温度，那么，这两个物体的质量和比热容不可能是（　　） A．m甲>m乙，c甲>c乙 B．m甲>m乙，c甲<c乙 C．m甲<m乙，c甲<c乙 D．m甲<m乙，c甲>c乙 【变式6-2】．甲、乙两个物体吸收相同热量后，甲升高的温度更高，以下判断中一定正确的是（　　） A．若m甲＝m乙，则c甲＜c乙 B．若m甲＝m乙，则c甲＞c乙 C．若m甲＞m乙，则c甲＝c乙 D．若m甲＜m乙，则c甲＞c乙 题型七 图像题、图表题 【例7】．两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知（    ） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同 C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D．加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 【变式7-1】．查表可知：冰的比热容为 焦/（千克·℃）。分析表中数据可发现：不同物质的比热容一般 ；不同状态下的相同物质比热容 （后两空均选填“相同”或“不同”）。质量相同的铜块、铁块和铝块，升高相同的温度， 吸收的热量最少。 比热容∶ 焦/ （千克·℃） 酒精 2.4×10³ 铜 0.39×10³ 水 4.2×10³ 铁 0.45×10³ 冰 2.1×10³ 铝 0.90×10³ 22．某同学从下表提供的信息中得出了以下几个结论，其中错误的是（　　） 物质 水 酒精 冰 煤油 水银 干泥土 铜 比热容[×103焦/(千克•℃)] 4.2 2.4 2.1 2.1 0.14 0.84 0.39 A．汽车发动机用水来冷却效果比较好 B．在多数情况下，液体的比热容比固体的比热容大 C．同种物质在不同状态下比热容不同 D．不同种物质比热容一定不同 【变式7-2】．如图所示用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热图甲，若两液体在相同的时间内吸收的热量相等且不计液体热量散失，根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图像图乙。分别用、、、表示a、b两液体的质量和比热容，下列推断正确的是（　　）    A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 题型八 计算题 【例8】．质量为0.2千克的煤油温度升高了50℃，求煤油吸收的热量。【煤油的比热容为焦/（千克·℃）】 【变式8-1】．吃早饭的时候，妈妈想用热水给小进加热如图所示的盒装牛奶，使牛奶的温度由22℃升高到42℃。 [已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，c牛奶=2.5×103J/(kg·℃)，求： （1）牛奶吸收的热量？ （2）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用52℃的热水多少千克？（计算结果保留1位小数）    【变式8-1】．随着环保减排目标的推进，各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策，推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时，将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时，消耗了天然气0.02m3，求 (1)壶中水吸收的热量；（c水=4.2×103J/（kg•℃）） (2)天然气完全燃烧放出的热量；（天然气的热值为3.6×107J/m3） (3)用天然气烧水时的效率。 题型九 实验题 【例9】．在“探究液体吸收热量与液体的种类是否有关”的实验中，用图所示的实验装置来进行实验。 （1）实验中两烧杯中初温相同的液体，升高相同的温度，并且满足 相同和 不同的条件； （2）用酒精灯放在烧杯下方的中央，其目的是保证相等的时间内 相等； （3）在实验中可以观察到升高相同的温度，酒精灯加热时间不同，从而可以得到的初步结论是质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量 。 【变式9-1】．小明和小华在探究物体放出热量的多少与哪些因素有关的实验时，先在两只完全相同的烧杯中分别放入100克和200克的温水，然后让它们自然冷却（设两杯水每分钟放出的热量相等），并将观察到的数据记录在表一中； ①小明仔细观察表一后发现，第一列第二行的项目名称“放出的热量/（焦）”与实际测量的事实不符，便将它修改为“ ”； 表一 质量/（克） 100 200 100 200 100 200 放出的热量/（焦） 2 4 4 8 6 12 降低的温度/(℃) 1 1 2 2 3 3 ②为了便于分析物体放出热量与降低温度的关系，小华将表一拆成表二和表三，并将表一中的数据对应着填入表二和表三中，请你帮她补充完整 ； 表二m1=100克水 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 表三m2=200克水 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 ③分析比较表二（或表三）中第一行和第二行的数据及相关条件，可得的初步结论是： ； ④进一步综合分析表二和表三的数据及相关条件，可得出的初步结论是： ； ⑤小明和小华发现上面的数据不能分析归纳得到“放出热量与 的关系”。为了进一步研究，他们又合作设计了实验方案，以及用于填写实验数据的表四； （a）请完成表四表头的填写 ； （b）完成表四数据的实验采集后，他们应该将这组数据与表 对应数据进行比较，从而能分析得出这两者间的关系。 表四 放热时间/（分钟） 0 降低温度/(℃) 0 1 2 3 基础巩固通关测 一、单选题 1．汽车发动机常用水做冷却剂，主要是因为水的（    ） A．比热容较大 B．比热容较小 C．密度较大 D．密度较小 2．比热容的单位正确的写法是（　　） A．千焦/（克·℃） B．焦/（克·℃） C．焦/克 D．焦/（千克·℃） 3．水的比热容是的含义是（　　） A．1克水温度在1℃时放出的热量是4200J B．1克水温度在1℃时吸收的热量是4200J C．1克水温度降低1℃时放出的热量是4200J D．1千克水温度升高1℃时吸收的热量是4200J 4．两个物体发生热传递，必须有不同的（　　） A．热量 B．温度 C．质量 D．高度 5．用图装置给水壶的水加热一段时间后，燃料燃烧放出的热量为8.4×105J，水吸收的热量为6.0×105J，炉具内的液体燃料减少了0.02kg，若这0.02kg的燃料完全燃烧，可以释放的热量为9×105J，则该液体燃料的热值是（　　） A．2.4×105J/kg B．2.4×107J/kg C．4.5×107J/kg D．3×107J/kg 6．质量、初温相同的甲、乙金属块，放出相等的热量后相互接触，热量从甲传递到乙，则下列说法正确的是（　　） A．甲的比热容大 B．甲的比热容小 C．甲、乙的比热容相同 D．缺少条件，无法确定 7．2024年4月20日，我国研制的新款柴油机刷新了柴油机热机效率的世界纪录，为我国实现“双碳”目标添砖加瓦。如图是其发动机某个工作瞬间的示意图。下列说法正确的是（　　） A．如图冲程是把机械能转化为内能 B．热机的效率越高，说明做功越快 C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D．柴油在燃烧过程中，柴油的热值在不断减小 8．根据表中提供的一些物质的比热容[J/（kg•℃）]，下列判断正确的是（　　） 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 沙石 0.92×103 铜 0.39×103 A．不同物质的比热容不可能相同 B．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢 C．沿海地区比内陆地区昼夜温差小 D．质量相等的铝块和铜块降低相同的温度，铜块放出的热量多 二、填空题 9．汽车的挡风玻璃在烈日下温度会升高，它的内能 （选填“增加”、“不变” 或“减少”），其内能的变化是通过 方式实现的。汽车发动机中的冷却剂主要成分是水，其原因是水的 较大。 10．如图（a）所示，水沸腾后，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，此过程中，水蒸气的内能转化为塞子的 能。图（b）所示为四冲程汽油机的 冲程，其顶部中间的这一部件叫做 ，这一冲程的能量转化情况与图（a）中情况 （选填“相同”或“不同”）。 能力提升进阶练 一、单选题 1．下列物理量可用来鉴别物质的是（　　） ①质量    ②功率    ③比热容    ④密度 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 2．对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（　　） A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加 B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力 C．丙图中活塞向下运动时，能量的转化与内燃机做功冲程的相同 D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能 3．某四冲程汽油机的转速是1500r/min，那么在1min时间内，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（　　） A．3000个，6000次 B．6000个，3000次 C．3000个，750次 D．750个，3000次 4．甲、乙两种材料不同的金属块，它们的质量相等，同时投入沸水中充分加热，先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中，热平衡后，水的温度升高了t，取出甲金属块（不计水的质量变化），再把乙金属块由沸水投入该杯水中，热平衡后又使水温升高了t，则两金属块的比热容关系是（　　） A．c甲＜c乙 B．c甲=c乙 C．c甲>c乙 D．以上情况都有可能 5．甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水，另有A、B两个金属球，其质量和初温也都相同，且都比水的温度高。现将A、B两球分别浸没在甲、乙两杯水中，水无溢出，热平衡后甲杯水温升高了，乙杯水温升高了，不计热量损失，则（　　） A．A球比热容大于B球比热容 B．A球比热容小于B球比热容 C．A球降低的温度更大些 D．A球放出的热量更少些 二、填空题 6．四冲程内燃机在工作时，将机械能转化为内能的是 冲程，这是通过 方式改变汽缸内气体的内能（选填“做功”或“热传递”）。四冲程内燃机在吸气冲程中，旋转飞轮带动曲轴连杆使活塞运动，增加飞轮的质量，可以 飞轮的惯性（选填“增大”或“减小”）。 7．温度与我们的生活息息相关。某物理兴趣小组记录了我们生活的城市在一段时间内的天气晴雨情况和气温，如下表所示。 日期（5月*日） 23 24 25 26 27 28 29 天气（晴或雨） 阵雨 晴 大雨 中雨 晴 晴 晴 最高气温（℃） 22 31 26 23 29 29 28 最低气温（℃） 20 21 22 19 19 22 21 ①由上表数据可以发现：在短期内上海市晴天较雨天最高气温 （选填“高”或“低”），上海市处于 天时（选填“晴”或“雨”），气温差较小； ②请根据表格中的信息并结合本学期所学的知识，分析并解释“不同天气情况下气温差不同”可能的原因。 。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $$