第十四章 内能与热机（复习讲义）物理沪科版2024九年级全一册

第十四章 内能与热机（复习讲义） 考点要求 新课标要求 命题考点 内能及其改变 1. 会用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2. 知道热传递可以改变物体的内能。 3. 知道热量的概念和单位。 4. 知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 属于常考热点。考题形式以选择题、填空题为主，有时也会出现在综合题中。常考点有：内能的改变方法和温度与内能和热量的关系等。 物质的比热容 1. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 2. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。 3. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 4. 会进行简单的吸、放热计算。 对比热容的理解，属于易错的考点。水的比热容应用和热量计算是常考热点，也是与生活实际结合最紧密的考点。考题多以填空题、选择题和实验题为主。 热机 1. 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用。 2.了解汽油机和柴油机构造及工作过程。 3. 会比较汽油机和柴油机的异同。 热机的工作原理和工作过程，都属于常考热点。对此考点的考查常见题型有选择题、填空题。 跨学科：热机效率和环境保护 1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。 2. 能简单计算燃料燃烧放出的热量。 3. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 4.了解热机使用与环境保护的关系，并能够找出解决办法。 对热值和、热机效率的理解和计算，都是常考点。考题形式以选择题、填空题、计算题为主。 一、内能及其改变 知识点 重点归纳 常考点 内能 1.定义：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，叫做物体的内能。 （1）分子动能：分子由于热运动而具有的能量。 （2）分子势能：分子由于存在间隙和相互作用而具有的能量。 2.单位：焦耳（J）。 3.影响内能大小的因素：（1）温度；（2）质量；（3）状态。 1.内能的理解： （1）内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的分子动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。 （2）任何物体在任何情况下都具有内能。 2.不同“热”的含义： 热传递中的“热”是指：热量。 热现象中的“热”是指：温度。 热膨胀中的“热”是指：温度。 摩擦生热中的“热”是指：内能。 改变物体内能的两种方法 1.热传递可以改变物体的内能： 热传递改变物体的内能，实质上是内能的转移，即内能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，没有不同形式能量的相互转化； 2.做功也可以改变物体的内能： 做功改变物体的内能，实质是能量的转化，是内能与其他形式的能发生了相互转化。 热量 1.定义：在热传递过程中，传递能量的多少。 2.单位：焦耳（J）。 功、能、热量的单位都是焦耳。 3.对热量的理解： 热量是一个过程量，所以热量只能说"吸收"或"放出"多少热量，不可以说“含有”、“具有”多少热量。 考点二：物质的比热容 知识点 重点归纳 常考点 实验：比较不同物质的吸热能力 1. 实验器材及装置 相同规格的电加热器、烧杯、温度计、天平、秒表等； 2.比较不同物质的吸热情况，可以采用以下两种方案： （1）使质量相同的不同物质升高相同的温度，比较加热时间的长短，加热时间长的吸热能力强。 （2）将质量相同的不同物质加热相同的时间，比较升高温度的多少，升高温度小的吸热能力强。 3. 实验方法 （1）控制变量法 实验过程中控制水和食用油的质量不变；加热相同的时间，比较升高的温度或升高相同的温度，比较加热的时间。 （2）转换法 由于实验过程中，物质吸收热量的多少无法直接测量，我们用给物质加热时间的长短来代替物质吸收热量的多少。 4.实验结论： （1）质量相等的不同物质，吸收相同的热量时升高的温度不同；（2）质量相等的不同物质，升高相同的温度时吸收的热量也不同。这表明不同种类的物质吸热情况不同。 1.实验论证： （1）方案一：对质量相等的水和食用油加热，使它们吸收的热量相同（加热时间相同）食用油升高的温度比水升高的温度大，这表明相同质量的水和食用油吸收相同的热量时升高的温度不同。 （2）方案二：对质量相等的水和食用油加热，使它们升高相同的温度，水吸收的热量（加热时间较长）比食用油吸收的热量（加热时间较短）多，这表明相同质量的水和食用油升高的温度相同时吸收的热量不同。 比热容 1.定义：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，用符号c表示。 2.公式： 。 3.单位：焦每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃）。 4.物理意义：表示不同物质的吸热能力（本领）的大小。 5.影响因素： （1）比热容是物质的特性之一，大小只与物质的种类及状态（固态、液态和气态）有关。 6.水的比热容较大： 表明在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。作散热剂或冷却剂。如汽车发动机用水作冷却剂；如冬天用水作取暖设备的供热介质等。 2.沙漠地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小。这是由于水的比热容比较大，一定质量的水与相同质量的沙石相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化比较小。 热量 计算 1.物质吸热时，热量的计算：Q吸=cm△t=cm(t-t0)； 2.物质放热时，热量的计算：Q放=cm△t= cm(t0-t)。 其中：Q吸表示吸收的热量，Q放表示放出的热量，单位：焦（J）。 c表示比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃） m表示质量，单位：千克（kg） △t表示温度的变化量（升高或降低的温度），t0—初温、t—末温，单位：℃。 3.特别强调： （1）“升高了”不等于“升高到”； （2）求质量时常用到单位换算： 1mL = 10-6m3, 1L = 10-3m3;： 考点三：热机 知识点 重点归纳 常考点 热机 1.热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 2.热机的种类：常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3.热机的工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。 4. 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 1.热机冲程中的能量转化 （1）压缩冲程： 机械能转化为内能； （2）做功冲程： 内能转化为机械能。 2.热机各冲程中进气门、排气门的开关和活塞运动情况： （1）吸气冲程： 开 闭 向下 （2）压缩冲程： 闭 闭 向上 （3）做功冲程： 闭 闭 向下 （4）排气冲程： 闭 开 向上 汽油机 1.工作原理：利用汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 2. 主要结构：汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 3. 工作过程 （1）冲程：活塞在气缸内往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 （2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由四个冲程组成： 吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 （3）完成一个工作循环，活塞往复运动2次，飞轮转动2周，对外做功1次. 柴油机 柴油机和汽油机构造及工作过程的不同点： 1.汽油机汽缸顶部有火花塞，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体（俗称“点燃式”）；柴油机汽缸顶部没有火花塞，只有喷油嘴，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“压燃式”）。 2.汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物；柴油机吸入气缸内的物质只有空气。 3.压缩程度不同：柴油机压缩冲程中压缩程度较大。 考点四：跨学科：热机效率和环境保护 知识点 重点归纳 常考点 热值 1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料质量之比，叫做这种燃料的热值。 2.单位：J/kg或J/m3 3.特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 4.公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 5.火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。 1.热值的物理意义： 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小。 2.炉子的效率： （1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 （2）公式：η=Q吸/ Q放 ×100% （3）炉子效率低的原因：A.燃料燃烧不充分。 B.存在各种热量损失。 3.提高炉子效率的方法：（1）使燃料充分燃烧。 （2）减少各种热量损失。 热机效率 1.定义：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 2.热机能量流向图： 3.公式：η=W有用/ Q总 × 100% 4.提高热机效率的途径： （1）使燃料充分燃烧。（2）尽量减小各种热量损失。 （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 环境保护 1.带来的环境问题： （1）废气污染。（2）烟尘污染。（3）噪音污染。 2.解决办法： （1）变分散为集中供热，提高燃料利用率。 （2）改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。 （3）推广、普及“清洁能源”。 （4）种植绿色植物，净化空气。 ( 题型一 内能及其改变 ) 【例1】（2025·江苏连云港）小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”，她将一杯的热水放在室温下自然冷却，记录的热水温度变化情况如下表所示。[] 时间 0 2 4 6 8 10 12 温度 80 71 65 60 56 52 49 此过程是通过 的方式改变水的内能，在前内，水的内能减少了 。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点 。 【答案】热传递 先快后慢 【解析】[1]热水冷却过程向外放出热量，是通过热传递的方式改变水的内能。 [2]水的质量为 在前内，水的内能减少了 [3]根据表格数据分析可知，热水冷却过程中温度先降低的快，后降低的慢，即先快后慢。 【变式1-1】（2025·四川广安中考）周末小红给家人做了一顿丰盛的晚餐。她在厨房烹饪食物时，主要是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式增大食物的内能，家人在客厅闻到食物的香气，这是 现象。 【答案】热传递 扩散 【解析】[1]在厨房烹饪食物时，食物从外界吸收热量，主要是通过热传递的方式增大食物的内能。 [2]家人在客厅闻到食物的香气，这是扩散现象，是由于分子不停做无规则运动造成的。 【变式1-2】（2025 福建省中考）如图所示，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的是（　　） A.“萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发 B.“揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状 C.“发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动 D.“烘干”是通过做功减小茶叶的内能 【答案】D 【解析】A.“萎凋”时将茶叶摊开，是通过增大液体的表面积加水分蒸发，故A正确，不符合题意； B.“揉捻”使茶叶卷缩，则茶叶发生形变，说明力可改变物体的形状，故B正确，不符合题意； C.“发酵”时能闻到茶叶的清香，这是扩散的现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确，不符合题意； D.“烘干”过程采用高温烘焙，是通过热传递减小茶叶的内能，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式1-3】（2025·贵州中考） 为保护餐桌桌面，在将盛有高温菜、汤的餐具放上餐桌前，往往先在桌面上放置隔热垫，这主要是从下列哪个方面防止桌面遭受损坏（　　） A 静电 B. 热传递 C. 压力 D. 噪声 【答案】B 【解析】高温菜、汤的餐具放上餐桌上，由于温度高，会放出热量，餐桌会吸收较多的热量容易损坏餐桌，该过程中发生热传递，因此先在桌面上放置隔热垫再放高温菜、汤的餐具是防止发生热传递使桌面遭受损坏，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式1-4】（2024 黑龙江省龙东中考）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 【答案】BD 【解析】A.物体温度升高，内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故A错误； B.物体温度升高，分子运动加剧，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，也有可能是热传递，故C错误； D.物体吸收热量，温度可能不变，比如晶体在熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变，故D正确。 故选BD。 【变式1-5】（2025年江苏连云港中考）关于内能，下列说法正确的是（　　） A.0℃的物体没有内能 B.内能大小与温度无关 C.具有机械能的物体不一定有内能 D.物体具有内能，也可以同时具有机械能 【答案】D 【解析】AC.内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误； B.物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误； D.任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。 ( 题型二 物质的比热容 ) 【例2】（2025·山东威海中考）在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水，用相同热源加热，___________（选填“高汤”“清水”）升温较快；清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明石锅温度___________（选填“低于”“等于”“高于”）水的温度。（c高汤<c水） 【答案】 ①. 高汤 ②. 高于 【解析】[1]用相同的热源加热相同的时间，说明吸收的热量相等。当吸收热量相等时，由可知，质量相等时，比热容越小，升高的温度越多，高汤的比热容小于水的比热容，故高汤升温快。 [2]清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明水还能吸收到热量，则石锅温度高于水的温度。 【变式2-1】（2024年江苏省连云港市中考）沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小，这是因为水的（　　） A.质量大 B.温度高 C.密度大 D.比热容大 【答案】D 【解析】沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多。因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，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，使得沿海地区昼夜的温差小。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式2-2】（2025·四川自贡中考）图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（　　） A．液体的沸点是100℃ B．液体的比热容是 C．液体持续加热120s后温度会继续升高 D．液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是 【答案】B 【解析】A．根据图乙，当温度到达80℃之后吸收热量，温度不变，所以该液体沸点应该是80℃，故A错误； B．此实验装置，是利用电加热器加热液体测量液体比热容大小，根据乙图且不计热量损失，说明在电加热器加热90s液体温度从20℃变为80℃的过程中，电加热器产生的热量全部转化为液体吸收的热量且为纯电阻电路，即 由得 故B正确； C．根据乙图，加热120s以后已经达到沸点，达到沸点后吸收热量但是温度不变，故C错误； D．根据丙图，温度计得分度值为1℃，读出温度为37℃，故D错误。 故选B。 【变式2-3】（2025年重庆市中考）我国研发的新型碳纤维复合材料比热容大，密度约为钢的四分之一（ρ钢=7.9kg/m3）。关于该复合材料说法正确的是（　　） A.比热容大说明吸热能力弱 B.放入水中一定处于漂浮状态 C.飞机大量使用该材料可增加自重 D.与等质量实心钢相比体积更大 【答案】D 【解析】A.比热容大是描述物质吸热放热能力的物理量，比热容大说明吸热能力强，故A错误； B.复合材料密度约为： 根据物体的浮沉条件可知放入水中会下沉，故B错误； C.该材料密度小，约为钢的四分之一，根据m=ρV，体积不变的情况下大量使用后飞机质量减小，故C错误； D.由公式，质量相同时，密度越小体积越大。复合材料密度约为钢的四分之一，则与等质量的实心钢相比复合材料的体积更大，故D正确。 故选D。 【变式2-4】（2025·江苏连云港中考）小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”，她将一杯的热水放在室温下自然冷却，记录的热水温度变化情况如下表所示。[] 时间 0 2 4 6 8 10 12 温度 80 71 65 60 56 52 49 此过程是通过 的方式改变水的内能，在前内，水的内能减少了 。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点 。 【答案】热传递 先快后慢 【解析】[1]热水冷却过程向外放出热量，是通过热传递的方式改变水的内能。 [2]水的质量为 在前内，水的内能减少了 [3]根据表格数据分析可知，热水冷却过程中温度先降低的快，后降低的慢，即先快后慢。 【变式2-5】（2024年黑龙江省齐齐哈尔市初中学业题）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。 （1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及_______（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油； （2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较__________来比较物质吸收热量的多少； （3）实验中选取初温不同、________相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较____________来比较不同物质吸热能力的强弱； （4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中_______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为________℃； （5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10 水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70 煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90 【答案】（1）停表；（2）加热时间；（3）质量；升高的温度；（4）B；66；（5）水 【解析】（1）比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此缺少的实验器材是秒表。 （2）实验中用两个相同的电加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通过比较加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少。 （3）根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，实验中要控制不同物质的质量相等，即实验中应量取质量相等的水和煤油，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。 （4）使用温度计测量液体的温度时，视线要与液柱的上表面相平，故B正确。 由图3可知，温度计的分度值为1℃，此时是零上，因此温度计示数为66℃。 （5）由表格中数据可知，水和煤油加热相同的时间，水升高的温度较低，说明水的吸热能力更强。 ( 题型三 热机 ) 【例3】（2025·甘肃武威、嘉峪关、临夏中考）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机 冲程的能量转化相同。 【答案】做功 压缩 【解析】[1][2]改变物体内能有两种方法：做功、热传递；用打气筒打气时，活塞对筒内气体做功，使气体的内能增大，温度升高，此过程中机械能转化成内能；汽油机压缩冲程中，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化成内能，打气筒打气的能量转化与四冲程汽油机压缩冲程相同。 【变式3-1】（2025·四川自贡中考）如图所示为内燃机的 冲程，该过程是将 转化为机械能。 【答案】做功 内能 【解析】[1][2]如图所示，两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，该冲程中燃气推动活塞，对活塞做功，内能转化为机械能。 【变式3-2】（2025·深圳中考）民为国垒，谷为民命，粮食事关国运民生。粮食安全是国家安全的重要基础。如图是两台收割机正在收割小麦的场景。晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机汽缸内气体（　　） A. 质量变大 B. 内能减小 C. 体积变大 D. 温度升高 【答案】D 【解析】四冲程柴油机中的压缩冲程，活塞向上移动，汽缸内气体体积变小，气体质量不变，压缩冲程将机械能转化为内能，内能变大，温度升高，故D符合题意，ABC不符合题意。  故选D。 【变式3-3】（2025·黑龙江伊春市中考）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　） A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次 C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次 【答案】A 【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式3-4】（2025·黑龙江伊春市） 质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】 ①. 相同 ②. 50 【解析】[1]热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关，所以质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值相同。 [2]酒精完全燃烧放出的热量 由题意， 由，则水的质量 ( 题型四 跨学科：热机效率和环境保护 ) 【例4】（2025·河南南阳·三模）小军从说明书中了解到他家汽车的发动机为汽油机，发动机的能量流向如图甲所示。某段时间内，汽车消耗了500g汽油，若汽油的热值q＝4.6×107J/kg。请完成以下问题： （1）该汽车发动机的热机效率为 _____；图乙所示为汽油机的 _____冲程。 （2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为多少？ （3）这段时间内冷却水吸收的热量是多少？ （4）发动机用循环流动的水冷却气缸。若流入气缸周围的冷却水温度是65℃，从气缸周围流出的冷却水温度是80℃，则这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是多少？[结果保留整数，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】（1）31%，做功；（2）2.3×107J；（3） 6.9×106J ；（4）110kg. 【详解】（1）该汽车发动机的热机效率为 η=1-33%-30%-6%=31% 根据图乙可知，汽油机两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程。 （2）汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J （3）这段时间内冷却水吸收的热量 Q吸=Q放×30%=2.3×107J×30%=6.9×106J （4）这段时间内流过气缸周围的冷却水质量 m′= = = 110kg 【变式4-1】（2025·湖北中考）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（　　） A. 燃料燃烧时内能转化为化学能 B. 燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C. 燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D. 火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 【答案】B 【解析】A．燃料燃烧时，燃料的化学能先转化为内能，再将内能转化为机械能，故A错误； B．热值是燃料的基本属性，与燃料的质量大小无关，所以燃料箱燃料减少，热值不变，故B正确； C．热值是燃料的基本属性，与燃料燃烧放出热量多少无关，故C错误； D．火箭前进时，是将燃气的内能转化为机械能，由于有热量损失，燃料不可能全部燃烧等因素影响，燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能，故D错误。 故选B。 【变式4-2】（2025·湖南中考）2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的 大，它燃烧过程中将 能转化为内能。 【答案】热值 化学 【解析】[1]该火箭的芯二级以液氢为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。 [2]液氢燃烧时，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能，再通过发动机转化为机械能推动火箭。 【变式4-3】（2025·山东东营） 现在很多出租车都以天然气或汽油为燃料，下列有关说法错误的是（　　） A．出租车的发动机是热机，是将内能转化为机械能的机器 B．以天然气为燃料，出租车发动机的效率也不可能达到100% C．提高燃料的利用率可以节约能源，减少环境污染 D．在热机的做功冲程中，汽缸内气体的温度升高，内能增加 【答案】D 【详解】A．热机是将燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器，故A正确，不符合题意； B．以天然气为燃料时，仍有热量散失，仍需克服摩擦力做额外功，发动机的机械效率不可能达到100%，故B正确，不符合题意； C．未充分燃烧的废气排放到空气中会造成空气污染物，提高燃料的利用率可以节约能源，减少环境污染，故C正确，不符合题意； D．在做功冲程中，燃料燃烧产生的气体对外做功，温度降低，内能减少，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式4-4】（2025·四川凉山） 一辆发动机功率为23kW的小汽车，在水平路面上匀速行驶72km用时1h，消耗了6kg汽油，则6kg汽油完全燃烧所放出的热量为 J，该汽车发动机的效率是 。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 【答案】 2.76×108 30% 【详解】[1]6kg汽油完全燃烧所放出的热量 [2]汽车发动机的功率P=23kW=2.3×104W 汽车行驶的时间t=1h=3600s 汽车发动机做的功W=Pt=2.3×104W×3600s=8.28×107J 汽车发动机的效率 【变式4-5】（2025·广西 桂林） 在日常生活中，我们使用的汽车内燃机将燃料的化学能进行转化。如图所示，燃料的化学能一部分转化为有用机械能，另一部分去向未知（图中“？”处）。以下关于汽车内燃机能量转化的说法正确的是（　　） A．为了提高汽车内燃机的效率，应尽量增大“？”处能量的损耗 B．冬天汽车刚启动时，“？”处能量中废气带走的热量相对更多 C．汽车长时间高速行驶时，“？”处能量中克服机械摩擦消耗的能量会减少 D．若汽车使用的燃料质量相同，无论汽车处于何种行驶状态，“？”处能量的大小都不变 【答案】B 【详解】A．为了提高汽车内燃机的效率，应尽量减小“？”处能量的损耗，增大有用机械能占燃料化学能的比例，故A错误； B．冬天汽车刚启动时发动机温度低、燃烧不完全，“？”处能量中废气带走的热量相对更多，故B正确； C．汽车长时间高速行驶时，克服机械摩擦的能量会减少，没有根据，通常随转速升高机械摩擦也会增大，故C错误； D．若汽车使用的燃料质量相同，无论汽车处于何种行驶状态，“？”处能量的大小会改变，故D错误。 故选B。 ( 基础巩固通关测 ) 一、单项选择题： 1．如图所示的是“煮”的篆体写法，形象地表示了古代部落燃烧篝火，用以煮食的情形。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是（　　） A．搓手取暖 B．钻木取火 C．擦燃火柴 D．热水暖手 【答案】D 【详解】“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物，这是通过热传递改变内能； ABC．钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴的过程都伴随有运动，将机械能转化为内能，这是通过做功改变内能，与“煮”在改变物体内能的方式上不相同，故ABC不符合题意； D．热水暖手，手吸收热水放出的热量，温度升高，内能增大，这是通过热传递改变内能，与“煮”在改变物体内能的方式上相同，故D符合题意。 故选D。 2．在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的 B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能 C．水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小 D．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的 【答案】C 【详解】A．水变热是通过热传递（酒精灯加热）改变内能，不是做功，故A错误； B．橡胶塞被推出时，内能转化为机械能，但有热量散失，不是全部转化，故B错误； C．水蒸气推出橡胶塞，水蒸气对外做功，水蒸气内能减小，故C正确； D．“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，不是汽化，故D错误。 故选C。 3．青山环绕、碧水荡漾的东莞水濂山水库对周边气温有调节作用，主要因为水具有较大的（   ） A．比热容 B．热值 C．导热性 D．导电性 【答案】A 【详解】青山环绕、碧水荡漾的东莞水濂山水库对周边气温有调节作用，主要因为水具有较大的比热容，相同质量的水和砂石相比，吸收或放出相等热量时，水的温度变化较小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．一台四冲程内燃机在一个工作循环中，将内能转化为机械能的是（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】A．吸气冲程中，进气门打开，活塞下行吸入空气或混合气，此时没有能量转化过程，故A不符合题意； B．压缩冲程中，活塞上行，压缩气缸内的气体，机械能转化为内能，使气体温度升高，故B不符合题意； C．做功冲程中，高温高压气体推动活塞下行，将内能转化为机械能，为内燃机提供动力，故C符合题意； D．排气冲程中，排气门打开，活塞上行排出废气，此时没有能量转化过程，故D不符合题意。 故选C。 5．汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 【答案】C 【详解】热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关。维护后燃烧更充分，说明相同质量的汽油燃烧，释放的热量更多，但热值不变。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，前景可观。下列有关说法正确的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．由图可知该汽油机的效率是6% C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，降低了燃料的利用率 D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越充分，燃料的热值会降低 【答案】A 【详解】A．零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，则零碳内燃机比普通内燃机更环保，故A正确； B．由图可知该汽油机的效率是 故B错误； C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，使汽车法发动机产生的热量再利用，提高了燃料的利用率，故C错误； D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，或降低燃料的利用率，而燃料的热值时燃料本身的一种特性，与燃料的燃烧充分程度无关，则燃料的热值不变，故D错误。 故选A。 7．2024年10月全球最大的26兆瓦级海上风力发电机组在福建下线，进一步提升我国制造水平，它发电时利用的能量是（　　） A．核能 B．水能 C．光能 D．风能 【答案】D 【详解】风力发电机将风能转化为电能，因此它发电时利用的能量是风能，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．小明根据表中的数据所得出的结论中正确的是（　　） 物质 比热容 物质 熔点 物质 密度 水 固态酒精 酒精 酒精 固态水银 纯水 水银 冰 0 铜 干泥土 海波 48 铝 A．水银温度计比酒精温度计更适合在寒冷的黑龙江使用 B．质量相等的铜和铝相比较，铝的体积大 C．体积相等的水和酒精，吸收相同的热量，水升高的温度多 D．黄土高原昼夜温差大，是因为干泥土的比热容较小 【答案】BD 【详解】A．由于寒冷的黑龙江的气温非常低，据表可知，水银的凝固点为-38.8℃，酒精的凝固点更低一些，故水银温度计不如酒精温度计更适合，故A错误； B．铜的密度大于铝的密度，由密度公式变形可知，质量相等的铜和铝相比较，铝的体积大，故B正确； C．水的密度比酒精的密度大，体积相等的水和酒精，水的质量大，且由于水的比热容大，吸收相同的热量，水升高的温度少，故C错误； D．干泥土的比热容较小，对于相同质量的水和干泥土来说，在相同的受冷和受热的情况下，干泥土的温度变化大，而水的温度变化小，所以比较缺水的黄土高原昼夜温差大，故D正确。 故选BD。 9．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更加强劲。下列有关说法正确的是（　　） A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B．若给该发动机安装消音器，是从传播过程中减弱了噪声 C．该款新型汽车的使用仍然会造成大气污染 D．该新型汽车发动机的热机效率可达100% 【答案】AC 【详解】A．尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧的比较完全，故A正确； B．给该发动机安装消音器，是控制噪声的产生，是从声源处减弱了噪声，故B错误； C．该发动机的尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，但仍会排放废气，造成大气污染，故C正确； D．汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故D错误。 故选AC。 二、填空题： 10．寒冬，小明煮了碗香喷喷、热腾腾的米线，当他如图所示端着碗时，感觉到手暖和了，这是通过 的方式改变了手的内能，吃到嘴里的米线会烫嘴，是因为米线的 （选填“内能大”“热量多”或“温度较高”）。 【答案】 热传递 温度较高 【详解】[1]端着碗时，碗的温度高，向手传递了热量，是通过热传递改变手的内能。 [2]米线会烫嘴是因为米线的温度高，与嘴巴温差大，会感到烫嘴。 11．如图乙所示，烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内有大量“白气”产生，这是通过 方式使瓶内气体内能减少，温度降低，瓶内水蒸气 热量（选填“吸收”或“放出”）而 成的小水滴（填物态变化名称）。 【答案】 做功 放出 液化 【详解】[1][2][3]给瓶内打气，当瓶塞跳起时，气体膨胀对外做功，其温度降低，内能减少，通过做功的方式改变气体的内能，水蒸气放出热量，水蒸气液化成了小水滴。 12．国庆长假期间，小敏准备随父母乘车去成都或厦门旅游，出发前用手机查询了两地当日的天气情况，如图甲、乙所示。根据所学物理知识判断，图乙应该是 （选填“成都”或“厦门”）的气温显示，原因是水的 较大，吸收或释放相同的热量时温度变化会更小。 【答案】 厦门 比热容 【详解】[1]成都在内陆，厦门在沿海，因为水的比热容大，沿海城市温差变化小，所以图乙为厦门。 [2]同[1]所述，水的比热容大。 13．2024年9月25日，中国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。该洲际弹道导弹点火后的情景如题图所示，工作时主要将化学能转化为 能再转化为 能。 【答案】 内 机械 【详解】[1][2]热机工作时将燃料的化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化为机械能使洲际弹道导弹升空。 14．2024年12月5日，长征六号改运载火箭，成功将千帆极轨03组卫星发射升空，如图所示是火箭发射时的场景。火箭发射时两侧冒出的白色气团是由水蒸气 （填物态变化名称）形成的小水珠；选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的 高。 【答案】 液化 热值 【详解】[1]火箭发射时两侧冒出的白色气团是由气态的水蒸气遇冷液化形成的液态的小水珠。 [2]选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的热值高，完全燃烧释放的热量较多。 三、实验题： 15．针对如图所示的三个实验情境，将下列内容补充完整。 (1)图甲：将活塞迅速下压，硝化棉燃烧，是由于活塞对 （选填“硝化棉”或“筒内空气”）做功，使其内能增大，温度升高。 (2)图乙：将试管中的水加热一段时间后，塞子被水蒸气推出，塞子被水蒸气推出过程的能量转化与汽油机的 冲程能量转化相同。 (3)图丙：加热试管使水沸腾是通过 （选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能，在水蒸气驱动下叶轮转动起来，这个实验体现了 （选填“热机”或“干电池”）的原理。 【答案】(1)筒内空气 (2)做功 (3) 热传递 热机 【详解】（1）将活塞迅速下压，活塞对筒内空气做功，使其内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，硝化棉燃烧。 （2）将试管中的水加热一段时间后，塞子被水蒸气推出，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，塞子被推出这一过程的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。 （3）[1]加热试管使水沸腾，水吸收热量，是通过热传递的方式改变水的内能的。 [2]在水蒸气驱动下叶轮转动起来，这个过程中，内能转化为机械能，这个实验体现了热机的原理。 16．如图（a），某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，比较它们的吸热能力。 (1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同，电加热器的规格应 。 (2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的。 (3)每隔0.5min记录一次温度，并将数据记录在下表中。第2.5min时，食用油中的温度计示数如图（b）所示，为 ℃。 加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 ... 水的温度/℃ 25 27 29 31 33 35 ... 食用油的温度/℃ 25 30 34 37 42 ... 分析表中数据，发现 吸热能力强。 (4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温，内部应充入吸热能力较 （填“强”或“弱”）的介质。（仅从吸热能力的角度分析） 【答案】(1)相同 (2)热胀冷缩 (3) 水 (4)弱 【详解】（1）电加热器的规格相同，才能使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同。 （2）液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。 （3）[1]由图可知，温度计的分度值为，温度计的示数从下往上逐渐变大，因此温度为。 [2]加热相同时间表示吸收相同热量，由表中数据可知，质量相同的水和食用油，吸收相同的热量，水升温较小，由可知，水的比热容较大，水吸热能力强。 （4）由可知，质量相同的不同物质在吸收相同的热量时，比热容小的温度升高的快，所以，为了使电暖气通电后能迅速升温，应在电暖气内部应充入比热容较小的介质，即吸热能力较弱的介质。 四、计算题： 17．小明在家烧开水，用沼气炉将2kg的水从50℃加热到100℃，燃烧了的沼气。（水的比热容是，沼气的热值是。）求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)沼气完全燃烧放出的热量是多少？ (3)沼气炉的效率是多少？ 【答案】(1)4.2×105J (2)1.4×106J (3)30% 【详解】（1）锅炉内的水吸收的热量是 （2）0.07m3的沼气完全燃烧放出的热量是 （3）沼气炉的效率是 ( 能力提升进阶练 ) 一、单选题 1．小丰用燃气灶烧水时，进行了如下思考，小丰的想法正确的是（　　） A．烧水是通过做功的方式改变水的内能 B．壶内水在沸腾的过程中，内能不变 C．水壶的壶嘴和壶身构成连通器 D．壶内水沸腾时，水吸收热量，温度升高 【答案】C 【详解】A．烧水时，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式改变水的内能，故A错误； BD．壶内水沸腾时，水需要继续吸收热量，温度不变，但内能增大，故BD错误； C．水壶的壶嘴和壶身构成了一个上端开口下部相连通的容器，是连通器，故C正确。 故选C。 2．某学校元旦晚会上，同学们准备了礼宾花烘托气氛。礼宾花结构如图所示，当小明旋转纸筒时，气阀被打开，气罐里的压缩空气喷射而出，将纸筒内的彩纸屑和彩带喷射出来，形成了缤纷绚丽的景象。在喷出礼花彩条的过程中（    ） A．礼花彩条被喷出，是因为分子在做无规则运动 B．气罐内气体内能增加 C．罐内气体通过热传递方式改变了其内能 D．罐内的压缩空气对礼花做功，将空气的内能转化为礼花的机械能 【答案】D 【详解】A．礼花彩条被喷出是因为压缩空气对它们做功，而不是分子在做无规则运动，故A不符合题意； B．气罐内的压缩空气喷射而出，对礼花做功，自身的内能减小，故B不符合题意； C．罐内气体是通过做功的方式（膨胀对外做功）改变了其内能，而不是热传递，故C不符合题意； D．罐内的压缩空气对礼花做功，将空气的内能转化为礼花的机械能，使得礼花被喷射出来，故D符合题意。 故选D。 3．关于一定质量物体的温度、内能、热量，下列说法中正确的是（  ） A．物体的温度升高，它的内能一定增加 B．物体的内能增加，一定是吸收了热量 C．物体的内能越大，它含有的热量越多 D．物体吸收了热量，它的温度一定升高 【答案】A 【详解】A．因为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，当物体的温度升高时，分子运动加剧，分子动能增大，所以内能一定增加。故A正确； B．因为改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。物体的内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功。故B错误； C．热量是一个过程量，它描述的是热传递过程中内能的转移量，而不是物体“含有”或“具有”的热量。我们只能说物体吸收了多少热量或放出了多少热量，而不能说物体含有多少热量。故C错误； D．因为物体吸收了热量，内能增加，但温度不一定升高。例如，在晶体的熔化过程中，物体吸收热量，内能增加，但温度保持不变。故D错误。 故选A。 4．探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领，装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像，如图乙。则不正确的是（　　） A．A是水 B．比热容 C．B的比热容 D．加热3min，A吸收热量 【答案】B 【详解】A．由实验数据可知，A、B两种物质在相同时间内吸收相同的热量，但温度变化不同。A的温度变化较慢，说明其吸热能力较强；B的温度变化较快，说明其吸热能力较弱。水的比热容较大，吸热能力较强，在相同加热条件下温度升高较慢，因此A是水，故A正确，不符合题意； BC．根据比热容公式 Q=cmΔt，在质量相同、吸收热量相同的条件下，由可知，比热容与温度变化成反比。A（水）6min从20℃升高到40℃，B（食用油）6min从20℃升高到60℃，说明B的温度变化是A的2倍，因此A与B的比热容关系应为2∶1（B的比热容为A的一半，为 故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．加热3min时，A的温度从20℃升高到30℃（因A每3min升高10℃），吸收的热量为，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置，两实验都需要（    ） A．使用天平和秒表 B．控制被加热液体质量相等 C．控制所用燃料质量相等 D．用加热时间反映吸热多少 【答案】B 【详解】探究“不同物质吸热升温现象”，需要控制加热液体的质量和初温相同，液体的种类不同，用相同的热源加热，通过加热时间反映吸收热量的多少，所以需要天平和停表；“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，需要控制燃料的质量相同，被加热液体的种类、初温和质量相同，待燃料完全燃烬后，通过温度计示数的变化反映燃料放热能力，所以需要温度计和天平，不需要停表，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000km续航里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（）。下列说法正确的是（　　） A．氢能属于清洁能源 B．100kg的液氢含有的热量高达 C．若液氢没有完全燃烧，其热值会降低 D．氢能重卡排放的尾气温度越高，其热机效率越高 【答案】A 【详解】A．与其他燃料相比，氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，属于清洁能源，故A正确； B．热量是过程量，不能说含有的热量的多少，故B错误； C．热值与燃料的种类有关，与燃料完全燃烧与否无关，液氢没有完全燃烧，其热值不变，故C错误； D．氢能重卡排放的尾气温度越高，热量损失越大，其热机效率越低，故D错误。 故选A。 7．2024年4月24日是第九个“中国航天日”物理社团的涵涵制作了水火箭，下图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合题中材料，你认为以下说法正确的是（　　） A．水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C．根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 D．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 【答案】D 【详解】A.水的作用是作为推进剂，当压缩空气膨胀时，水被高速向下喷出，产生反作用力推动火箭升空。热值是指燃料在完全燃烧时释放的能量，但水火箭中的水并非燃料，它没有被燃烧。故A错误； B.内燃机的排气冲程主要是将燃烧后的废气排出气缸，这是一个被动过程，不直接产生推力，而水火箭中水喷出的过程是主动产生推力的关键，压缩空气的内能转化为水的动能和火箭的动能，类似于火箭推进或内燃机的做功冲程，而非排气冲程。故B错误； C.打气筒向系统打气，人做功，转化为压缩空气的内能，随后水喷出时，内能转化为水火箭的动能和势能，同时有能量损失，如热散失、空气阻力等，水火箭本身的能量，在整个过程中不断变化。故C错误； D.使用打气筒打气时，人通过活塞运动对气体做功，机械能转化为气体的内能，表现为气体压强和温度升高。汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动压缩气缸内的空气-燃料混合物，同样是将机械能转化为气体的内能。两者的能量转化过程本质相同，机械能转化为内能。故D正确。 故选D。 8．图甲为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取该晶体材料，用酒精灯对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。已知酒精的热值为。下列分析错误的是（　　） A．该晶体材料的熔点为 B．在段，该晶体材料的内能保持不变 C．该晶体材料的比热容为 D．若加热到C点状态时，测得消耗酒精，则酒精灯的加热效率为 【答案】AB 【详解】A．该晶体材料温度先上升，后维持在50℃不变，所以熔点为50℃，故A错误，符合题意； B．由图可知，在BC段，该晶体材料吸热，内能增大，温度不变，故B错误，符合题意； C．由图像可知，该晶体材料温度由30℃升高到50℃时，吸收的热量是5.28×103J，根据Q=cmΔt可得该晶体材料的比热容为 故C正确，不符合题意； D．lg酒精完全燃烧放出的热量为Q放=m酒精q=0.001kg×3×107J/kg=3×104J 酒精灯的加热效率为 故D正确，不符合题意。 故选AB。 二、填空题： 9．生活中常提到“热”字，但其含义各不相同，有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义： (1)“物体吸热升温”，其中的“热”是指 ； (2)“壶中的水被烧热了”，其中的“热”是指 ； (3)“摩擦生热”，其中的“热”是指 。 【答案】(1)热量 (2)温度 (3)内能 【详解】（1）“物体吸热升温”，指的是物体吸收热量，温度升高，所以，“热”是指热量。 （2）温度指物体的冷热程度，“壶中的水被烧热了”，其中的“烧热”是指壶中的水温度高，“热”是指温度。 （3）内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，“摩擦生热”，说明做功改变物体的内能，其中的“热”是指内能。 10．冬天烤火取暖是通过 的方式增加人体的内能，火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃，从能量转化的角度讲，是将机械能转化为内能，这是通过 的方式实现的。 【答案】 热传递 做功 【详解】[1]烤火取暖时热量从高温物体传向低温物体，是通过热传递的方式增减人体内能。 [2]火柴头在火柴盒上轻轻划过，火柴盒会对火柴做功，火柴的内能增大，温度升高，当达到火柴头的燃点时就会擦燃，因此，火柴燃烧是将机械能转化为内能。 11．如图所示是加热两种不同物质时得到的温度随时间变化的图像。若a和b质量不等，热源和加热方法也不同，能否比较他们吸热升温的快慢： ；若a和b质量相等，热源和加热方法也完全相同，可知a和b两种物质吸热本领较强的是： ，你判断的依据是 【答案】 否 b 在质量和吸收的热量相同时，b升温少 【详解】[1]若a和b质量不等，热源和加热方法不同，不能确定相同时间吸收的热量是否相同，无法控制变量，不通用比较吸热升温的快慢。 [2][3]相同质量的a、b液体，被加热相同的时间，由于热源相同，相同时间吸收相同的热量，由图像可知，在质量和吸收的热量相同时，b升温少，说明b液体的吸热本领强。 12．航母舰载机即将起飞前，燃料燃烧会获得大量的内能，向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害，偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管，这是利用水的 的特性来降低偏流板的温度。根据此情景，请你思考偏流板应具备 的物理性质。 【答案】 比热容较大 熔点高 【详解】[1]水的比热容较大，相同质量的水和其它物质，在升高相同的温度时，水能吸收更多的热量，因此用水来降低偏流板的温度。 [2]飞机起飞时，向后喷射出高温高速燃气流，为了防止偏流板被高温熔化，偏流板应具备熔点高的特性。 13．汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它的能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机1s做功20次，则汽油机1s完成 个冲程。 【答案】 乙 80 【详解】[1]甲图中，进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是汽油机的做功冲程，此冲程中内能转化为机械能 。乙图是水蒸气推动塞子做功，内能转化为机械能，与甲图做功冲程的能量转化相同 。丙图是压缩冲程，活塞对空气做功，机械能转化为内能，与甲图能量转化不同 ， 故答案填乙 。 [2]四冲程汽油机一个工作循环包括4个冲程，对外做功1次。已知汽油机1s做功20次，因为一个工作循环有4个冲程，做功1次，那么做功20次时，完成的冲程数为20×4 = 80个 ，故答案填80 。 三、实验题： 14．生活中，同学们将铁丝的同一位置快速地多次弯折后，用手指触摸被弯折的部位感觉很热，同学们猜想做功能改变物体的内能，接着用如图所示器材，“探究做功是否能改变物体的内能以及内能如何改变”。 (1)如图乙所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速压下活塞，观察到硝化棉的燃烧了起米，这是通过 的方式使筒内空气的内能增大，硝化棉是通过 的方式使温度达到着火点。说明对物体做功可以使物体的内能增加。 (2)小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 如图所示，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数；用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能 ；快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】(1) 做功 热传递 (2) 变大 变小 【详解】（1）[1][2]当迅速压下活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对气体做功，将机械能转化成内能，空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式使筒内空气的内能增大；筒内的硝化棉吸热，温度升高，故是通过热传递的方式达到着火点。 （2）[1]用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体温度升高，气体内能变大。 [2]快速取下橡皮帽，气体体积膨胀，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低，传感器示数变小。 15．如图甲所示，小明用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热，以探究水和煤油吸热能力的大小： (1)在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将 （填“A处向上”或“B处向下”）调整； (2)要完成该实验，除了图甲、乙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和 ； (3)实验过程中通过 反映两种液体吸热的多少； (4)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图丙，由图像可知水的沸点是 ℃，煤油的比热容是 J/（kg•℃）；[c水=4.2×103J/（kg•℃）] (5)若本实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J；（q酒=3.0×107J/kg） (6)实验结束后，小明又找来了一些冰块，探究了冰熔化过程中温度变化规律，并根据测得的数据绘制了如图丁所示的图像，在BC阶段中C点处物质的内能 （填“大于”“小于”或“等于”）B点处物质的内能。 【答案】(1)A处向上 (2)天平 (3)加热时间长短 (4) 98 2.1×103 (5)6×105 (6)大于 【详解】（1）实验中要用酒精灯的外焰加热，故在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将A处向上调整。 （2）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，测量时间，故除了图甲、乙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和天平。 （3）实验中用相同的酒精灯，根据转换法，可通过加热时间长短反映两种液体吸热的多少。 （4）[1]根据水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图丙，由图象可知水的沸点是98℃。 [2]根据图丙可知升高30℃，水和煤油的加热时间分别为20min和10min，由转换法，水、煤油吸热之比为2:1，根据Q吸=cmΔt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，煤油的比热容是 （5）20g酒精完全燃烧放出的热量 （6）如图丁所示，BC段为熔化过程，此过程吸热，温度不变，故C点处物质的内能大于B点处物质的内能。 四、计算题： 16．热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。 (1)1卡合多少焦耳； (2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？ (3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】(1)4.2J (2)1.3×105卡 (3)2.52×104J 【详解】（1） 由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，m水=1g=0.001kg，1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J 故1卡=4.2J。 （2） 茗茗消耗的能量 （3）运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J 运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。 17．2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速60km/h。求： (1)若055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，055驱逐舰受到的牵引力是多少？ (2)055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行1小时，发动机热效率约达40%，消耗柴油多少kg？（柴油的热值为4×107J/kg） 【答案】(1)4×106N (2)9000kg 【详解】（1）由可得，牵引力 （2）发动机工作时间为 由得，有用功为 柴油完全燃烧释放的总热量为 由得，消耗的柴油质量为 第 6 页 共 35 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能与热机（复习讲义） 考点要求 新课标要求 命题考点 内能及其改变 1. 会用类比的方法建立内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2. 知道热传递可以改变物体的内能。 3. 知道热量的概念和单位。 4. 知道做功可以使物体内能增加或减少的一些实例。 属于常考热点。考题形式以选择题、填空题为主，有时也会出现在综合题中。常考点有：内能的改变方法和温度与内能和热量的关系等。 物质的比热容 1. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 2. 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。 3. 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 4. 会进行简单的吸、放热计算。 对比热容的理解，属于易错的考点。水的比热容应用和热量计算是常考热点，也是与生活实际结合最紧密的考点。考题多以填空题、选择题和实验题为主。 热机 1. 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用。 2.了解汽油机和柴油机构造及工作过程。 3. 会比较汽油机和柴油机的异同。 热机的工作原理和工作过程，都属于常考热点。对此考点的考查常见题型有选择题、填空题。 跨学科：热机效率和环境保护 1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。 2. 能简单计算燃料燃烧放出的热量。 3. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 4.了解热机使用与环境保护的关系，并能够找出解决办法。 对热值和热机效率的理解和计算，都是常考点。考题形式以选择题、填空题、计算题为主。 一、内能及其改变 知识点 重点归纳 常考点 内能 1.定义：物体内部所有分子做无规则运动的 的总和，叫做物体的内能。 （1）分子动能：分子由于热运动而具有的能量。 （2）分子势能：分子由于存在间隙和相互作用而具有的能量。 2.单位： 。 3.影响内能大小的因素：（1） ；（2） ；（3）状态。 1.内能的理解： （1）内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的分子动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。 （2）任何物体在任何情况下都具有内能。 2.不同“热”的含义： 热传递中的“热”是指：热量。 热现象中的“热”是指：温度。 热膨胀中的“热”是指：温度。 摩擦生热中的“热”是指：内能。 改变物体内能的两种方法 1. 可以改变物体的内能： 热传递改变物体的内能，实质上是 ，即内能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，没有不同形式能量的相互转化； 2. 也可以改变物体的内能： 做功改变物体的内能，实质是能量的转化，是 能发生了相互转化。 热量 1.定义：在热传递过程中，传递能量的多少。 2.单位： 。 功、能、热量的单位都是焦耳。 3.对热量的理解： 热量是一个过程量，所以热量只能说"吸收"或"放出"多少热量，不可以说“含有”、“具有”多少热量。 考点二：物质的比热容 知识点 重点归纳 常考点 实验：比较不同物质的吸热能力 1. 实验器材及装置 相同规格的电加热器、烧杯、温度计、天平、秒表等； 2.比较不同物质的吸热情况，可以采用以下两种方案： （1）使质量相同的不同物质升高相同的温度，比较 ，加热时间长的吸热能力强。 （2）将质量相同的不同物质加热相同的时间，比较 ，升高温度小的吸热能力强。 3. 实验方法 （1）控制变量法 实验过程中控制水和食用油的质量不变；加热相同的时间，比较升高的温度或升高相同的温度，比较加热的时间。 （2）转换法 由于实验过程中，物质吸收热量的多少无法直接测量，我们用给物质 来代替物质吸收热量的多少。 4.实验结论： （1）质量相等的不同物质，吸收相同的热量时升高的温度 ；（2）质量相等的不同物质，升高相同的温度时吸收的热量 。这表明不同种类的物质吸热情况不同。 1.实验论证： （1）方案一：对质量相等的水和食用油加热，使它们吸收的热量相同（加热时间相同）食用油升高的温度比水升高的温度大，这表明相同质量的水和食用油吸收相同的热量时升高的温度不同。 （2）方案二：对质量相等的水和食用油加热，使它们升高相同的温度，水吸收的热量（加热时间较长）比食用油吸收的热量（加热时间较短）多，这表明相同质量的水和食用油升高的温度相同时吸收的热量不同。 比热容 1.定义：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 ，用符号 表示。 2.公式： 。 3.单位：焦每千克摄氏度，符号是： 。 4.物理意义：表示不同物质的吸热能力（本领）的大小。 5.影响因素： （1）比热容是物质的特性之一，大小只与物质的 （固态、液态和气态）有关。 6.水的比热容较大： 表明在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要 些。作散热剂或冷却剂。如汽车发动机用水作冷却剂；如冬天用水作取暖设备的供热介质等。 2.沙漠地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小。这是由于水的比热容比较大，一定质量的水与相同质量的沙石相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化比较小。 热量 计算 1.物质吸热时，热量的计算：Q吸= ； 2.物质放热时，热量的计算：Q放= 。 其中：Q吸表示吸收的热量，Q放表示放出的热量，单位：焦（J）。 c表示比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃） m表示质量，单位：千克（kg） △t表示温度的变化量（升高或降低的温度），t0—初温、t—末温，单位：℃。 3.特别强调： （1）“升高了”不等于“升高到”； （2）求质量时常用到单位换算： 1mL = 10-6m3, 1L = 10-3m3;： 考点三：热机 知识点 重点归纳 常考点 热机 1.热机：利用 的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 2.热机的种类：常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3.热机的工作原理：燃料的 。 4. 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 1.热机冲程中的能量转化 （1）压缩冲程： 机械能转化为内能； （2）做功冲程： 内能转化为机械能。 2.热机各冲程中进气门、排气门的开关和活塞运动情况： （1）吸气冲程： 开 闭 向下 （2）压缩冲程： 闭 闭 向上 （3）做功冲程： 闭 闭 向下 （4）排气冲程： 闭 开 向上 汽油机 1.工作原理：利用 在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 2. 主要结构：汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 3. 工作过程 （1）冲程：活塞在气缸内往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 （2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由四个冲程组成： 冲程。 （3）完成一个工作循环，活塞往复运动 次，飞轮转动 周，对外做功 次. 柴油机 柴油机和汽油机构造及工作过程的不同点： 1.汽油机汽缸顶部有 ，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体（俗称“ ”）；柴油机汽缸顶部没有火花塞，只有 ，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“ ”）。 2.汽油机吸气冲程吸入 ；柴油机吸入气缸内的物质只有 。 3.压缩程度不同：柴油机压缩冲程中压缩程度较大。 考点四：跨学科：热机效率和环境保护 知识点 重点归纳 常考点 热值 1.定义：某种燃料完全燃烧放出的 与所用燃料 ，叫做这种燃料的热值。 2.单位： 或 3.特性：热值只与燃料的 有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 4.公式： 或者 。 5.火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。 1.热值的物理意义： 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小。 2.炉子的效率： （1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 （2）公式：η=Q吸/ Q放 ×100% （3）炉子效率低的原因：A.燃料燃烧不充分。 B.存在各种热量损失。 3.提高炉子效率的方法：（1）使燃料充分燃烧。 （2）减少各种热量损失。 热机效率 1.定义：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 2.热机能量流向图： 3.公式：η= × 100% 4.提高热机效率的途径： （1）使燃料充分燃烧。（2）尽量减小各种热量损失。 （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 环境保护 1.带来的环境问题： （1） 污染。（2） 污染。（3） 污染。 2.解决办法： （1）变分散为集中供热，提高燃料利用率。 （2）改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。 （3）推广、普及“清洁能源”。 （4）种植绿色植物，净化空气。 ( 题型一 内能及其改变 ) 【例1】（2025·江苏连云港）小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”，她将一杯的热水放在室温下自然冷却，记录的热水温度变化情况如下表所示。[] 时间 0 2 4 6 8 10 12 温度 80 71 65 60 56 52 49 此过程是通过 的方式改变水的内能，在前内，水的内能减少了 。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点 。 【变式1-1】（2025·四川广安中考）周末小红给家人做了一顿丰盛的晚餐。她在厨房烹饪食物时，主要是通过 （选填“做功”或“热传递”）方式增大食物的内能，家人在客厅闻到食物的香气，这是 现象。 【变式1-2】（2025 福建省中考）如图所示，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的是（　　） A.“萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发 B.“揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状 C.“发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动 D.“烘干”是通过做功减小茶叶的内能 【变式1-3】（2025·贵州中考） 为保护餐桌桌面，在将盛有高温菜、汤的餐具放上餐桌前，往往先在桌面上放置隔热垫，这主要是从下列哪个方面防止桌面遭受损坏（　　） A 静电 B. 热传递 C. 压力 D. 噪声 【变式1-4】（2024 黑龙江省龙东中考）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 【变式1-5】（2025年江苏连云港中考）关于内能，下列说法正确的是（　　） A.0℃的物体没有内能 B.内能大小与温度无关 C.具有机械能的物体不一定有内能 D.物体具有内能，也可以同时具有机械能 ( 题型二 物质的比热容 ) 【例2】（2025·山东威海中考）在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水，用相同热源加热，___________（选填“高汤”“清水”）升温较快；清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明石锅温度___________（选填“低于”“等于”“高于”）水的温度。（c高汤<c水） 【变式2-1】（2024年江苏省连云港市中考）沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小，这是因为水的（　　） A.质量大 B.温度高 C.密度大 D.比热容大 【变式2-2】（2025·四川自贡中考）图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（　　） A．液体的沸点是100℃ B．液体的比热容是 C．液体持续加热120s后温度会继续升高 D．液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是 【变式2-3】（2025年重庆市中考）我国研发的新型碳纤维复合材料比热容大，密度约为钢的四分之一（ρ钢=7.9kg/m3）。关于该复合材料说法正确的是（　　） A.比热容大说明吸热能力弱 B.放入水中一定处于漂浮状态 C.飞机大量使用该材料可增加自重 D.与等质量实心钢相比体积更大 【变式2-4】（2025·江苏连云港中考）小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”，她将一杯的热水放在室温下自然冷却，记录的热水温度变化情况如下表所示。[] 时间 0 2 4 6 8 10 12 温度 80 71 65 60 56 52 49 此过程是通过 的方式改变水的内能，在前内，水的内能减少了 。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点 。 【变式2-5】（2024年黑龙江省齐齐哈尔市初中学业题）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。 （1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及_______（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油； （2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较__________来比较物质吸收热量的多少； （3）实验中选取初温不同、________相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较____________来比较不同物质吸热能力的强弱； （4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中_______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为________℃； （5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10 水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70 煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90 ( 题型三 热机 ) 【例3】（2025·甘肃武威、嘉峪关、临夏中考）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机 冲程的能量转化相同。 【变式3-1】（2025·四川自贡中考）如图所示为内燃机的 冲程，该过程是将 转化为机械能。 【变式3-2】（2025·深圳中考）民为国垒，谷为民命，粮食事关国运民生。粮食安全是国家安全的重要基础。如图是两台收割机正在收割小麦的场景。晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机汽缸内气体（　　） A. 质量变大 B. 内能减小 C. 体积变大 D. 温度升高 【变式3-3】（2025·黑龙江伊春市中考）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　） A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次 C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次 【变式3-4】（2025·黑龙江伊春市） 质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] ( 题型四 跨学科：热机效率和环境保护 ) 【例4】（2025·河南南阳·三模）小军从说明书中了解到他家汽车的发动机为汽油机，发动机的能量流向如图甲所示。某段时间内，汽车消耗了500g汽油，若汽油的热值q＝4.6×107J/kg。请完成以下问题： （1）该汽车发动机的热机效率为 _____；图乙所示为汽油机的 _____冲程。 （2）这段时间内汽油完全燃烧放出的热量为多少？ （3）这段时间内冷却水吸收的热量是多少？ （4）发动机用循环流动的水冷却气缸。若流入气缸周围的冷却水温度是65℃，从气缸周围流出的冷却水温度是80℃，则这段时间内流过气缸周围的冷却水质量是多少？[结果保留整数，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)] 【变式4-1】（2025·湖北中考）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（　　） A. 燃料燃烧时内能转化为化学能 B. 燃料箱燃料减少，燃料热值不变 C. 燃烧放出热量越多，燃料热值越大 D. 火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能 【变式4-2】（2025·湖南中考）2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的 大，它燃烧过程中将 能转化为内能。 【变式4-3】（2025·山东东营） 现在很多出租车都以天然气或汽油为燃料，下列有关说法错误的是（　　） A．出租车的发动机是热机，是将内能转化为机械能的机器 B．以天然气为燃料，出租车发动机的效率也不可能达到100% C．提高燃料的利用率可以节约能源，减少环境污染 D．在热机的做功冲程中，汽缸内气体的温度升高，内能增加 【变式4-4】（2025·四川凉山） 一辆发动机功率为23kW的小汽车，在水平路面上匀速行驶72km用时1h，消耗了6kg汽油，则6kg汽油完全燃烧所放出的热量为 J，该汽车发动机的效率是 。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 【变式4-5】（2025·广西 桂林） 在日常生活中，我们使用的汽车内燃机将燃料的化学能进行转化。如图所示，燃料的化学能一部分转化为有用机械能，另一部分去向未知（图中“？”处）。以下关于汽车内燃机能量转化的说法正确的是（　　） A．为了提高汽车内燃机的效率，应尽量增大“？”处能量的损耗 B．冬天汽车刚启动时，“？”处能量中废气带走的热量相对更多 C．汽车长时间高速行驶时，“？”处能量中克服机械摩擦消耗的能量会减少 D．若汽车使用的燃料质量相同，无论汽车处于何种行驶状态，“？”处能量的大小都不变 ( 基础巩固通关测 ) 一、单项选择题： 1．如图所示的是“煮”的篆体写法，形象地表示了古代部落燃烧篝火，用以煮食的情形。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是（　　） A．搓手取暖 B．钻木取火 C．擦燃火柴 D．热水暖手 2．在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的 B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能 C．水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小 D．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的 3．青山环绕、碧水荡漾的东莞水濂山水库对周边气温有调节作用，主要因为水具有较大的（   ） A．比热容 B．热值 C．导热性 D．导电性 4．一台四冲程内燃机在一个工作循环中，将内能转化为机械能的是（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 6．某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场，零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料，在全生命周期可实现零碳排放，前景可观。下列有关说法正确的是（　　） A．零碳内燃机比普通内燃机更环保 B．由图可知该汽油机的效率是6% C．冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖，降低了燃料的利用率 D．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越充分，燃料的热值会降低 7．2024年10月全球最大的26兆瓦级海上风力发电机组在福建下线，进一步提升我国制造水平，它发电时利用的能量是（　　） A．核能 B．水能 C．光能 D．风能 8．小明根据表中的数据所得出的结论中正确的是（　　） 物质 比热容 物质 熔点 物质 密度 水 固态酒精 酒精 酒精 固态水银 纯水 水银 冰 0 铜 干泥土 海波 48 铝 A．水银温度计比酒精温度计更适合在寒冷的黑龙江使用 B．质量相等的铜和铝相比较，铝的体积大 C．体积相等的水和酒精，吸收相同的热量，水升高的温度多 D．黄土高原昼夜温差大，是因为干泥土的比热容较小 9．为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更加强劲。下列有关说法正确的是（　　） A．尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B．若给该发动机安装消音器，是从传播过程中减弱了噪声 C．该款新型汽车的使用仍然会造成大气污染 D．该新型汽车发动机的热机效率可达100% 二、填空题： 10．寒冬，小明煮了碗香喷喷、热腾腾的米线，当他如图所示端着碗时，感觉到手暖和了，这是通过 的方式改变了手的内能，吃到嘴里的米线会烫嘴，是因为米线的 （选填“内能大”“热量多”或“温度较高”）。 11．如图乙所示，烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内有大量“白气”产生，这是通过 方式使瓶内气体内能减少，温度降低，瓶内水蒸气 热量（选填“吸收”或“放出”）而 成的小水滴（填物态变化名称）。 12．国庆长假期间，小敏准备随父母乘车去成都或厦门旅游，出发前用手机查询了两地当日的天气情况，如图甲、乙所示。根据所学物理知识判断，图乙应该是 （选填“成都”或“厦门”）的气温显示，原因是水的 较大，吸收或释放相同的热量时温度变化会更小。 13．2024年9月25日，中国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。该洲际弹道导弹点火后的情景如题图所示，工作时主要将化学能转化为 能再转化为 能。 14．2024年12月5日，长征六号改运载火箭，成功将千帆极轨03组卫星发射升空，如图所示是火箭发射时的场景。火箭发射时两侧冒出的白色气团是由水蒸气 （填物态变化名称）形成的小水珠；选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢的 高。 三、实验题： 15．针对如图所示的三个实验情境，将下列内容补充完整。 (1)图甲：将活塞迅速下压，硝化棉燃烧，是由于活塞对 （选填“硝化棉”或“筒内空气”）做功，使其内能增大，温度升高。 (2)图乙：将试管中的水加热一段时间后，塞子被水蒸气推出，塞子被水蒸气推出过程的能量转化与汽油机的 冲程能量转化相同。 (3)图丙：加热试管使水沸腾是通过 （选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能，在水蒸气驱动下叶轮转动起来，这个实验体现了 （选填“热机”或“干电池”）的原理。 16．如图（a），某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，比较它们的吸热能力。 (1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同，电加热器的规格应 。 (2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的。 (3)每隔0.5min记录一次温度，并将数据记录在下表中。第2.5min时，食用油中的温度计示数如图（b）所示，为 ℃。 加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 ... 水的温度/℃ 25 27 29 31 33 35 ... 食用油的温度/℃ 25 30 34 37 42 ... 分析表中数据，发现 吸热能力强。 (4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温，内部应充入吸热能力较 （填“强”或“弱”）的介质。（仅从吸热能力的角度分析） 四、计算题： 17．小明在家烧开水，用沼气炉将2kg的水从50℃加热到100℃，燃烧了的沼气。（水的比热容是，沼气的热值是。）求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)沼气完全燃烧放出的热量是多少？ (3)沼气炉的效率是多少？ ( 能力提升进阶练 ) 一、单选题 1．小丰用燃气灶烧水时，进行了如下思考，小丰的想法正确的是（　　） A．烧水是通过做功的方式改变水的内能 B．壶内水在沸腾的过程中，内能不变 C．水壶的壶嘴和壶身构成连通器 D．壶内水沸腾时，水吸收热量，温度升高 2．某学校元旦晚会上，同学们准备了礼宾花烘托气氛。礼宾花结构如图所示，当小明旋转纸筒时，气阀被打开，气罐里的压缩空气喷射而出，将纸筒内的彩纸屑和彩带喷射出来，形成了缤纷绚丽的景象。在喷出礼花彩条的过程中（    ） A．礼花彩条被喷出，是因为分子在做无规则运动 B．气罐内气体内能增加 C．罐内气体通过热传递方式改变了其内能 D．罐内的压缩空气对礼花做功，将空气的内能转化为礼花的机械能 3．关于一定质量物体的温度、内能、热量，下列说法中正确的是（  ） A．物体的温度升高，它的内能一定增加 B．物体的内能增加，一定是吸收了热量 C．物体的内能越大，它含有的热量越多 D．物体吸收了热量，它的温度一定升高 4．探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领，装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像，如图乙。则不正确的是（　　） A．A是水 B．比热容 C．B的比热容 D．加热3min，A吸收热量 5．如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置，两实验都需要（    ） A．使用天平和秒表 B．控制被加热液体质量相等 C．控制所用燃料质量相等 D．用加热时间反映吸热多少 6．2024年5月，我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功，可助力氢能重卡突破1000km续航里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（）。下列说法正确的是（　　） A．氢能属于清洁能源 B．100kg的液氢含有的热量高达 C．若液氢没有完全燃烧，其热值会降低 D．氢能重卡排放的尾气温度越高，其热机效率越高 7．2024年4月24日是第九个“中国航天日”物理社团的涵涵制作了水火箭，下图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。结合题中材料，你认为以下说法正确的是（　　） A．水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料 B．水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C．根据能量守恒定律可知，整个过程中水火箭的总能量保持不变 D．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 8．图甲为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取该晶体材料，用酒精灯对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。已知酒精的热值为。下列分析错误的是（　　） A．该晶体材料的熔点为 B．在段，该晶体材料的内能保持不变 C．该晶体材料的比热容为 D．若加热到C点状态时，测得消耗酒精，则酒精灯的加热效率为 二、填空题： 9．生活中常提到“热”字，但其含义各不相同，有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义： (1)“物体吸热升温”，其中的“热”是指 ； (2)“壶中的水被烧热了”，其中的“热”是指 ； (3)“摩擦生热”，其中的“热”是指 。 10．冬天烤火取暖是通过 的方式增加人体的内能，火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃，从能量转化的角度讲，是将机械能转化为内能，这是通过 的方式实现的。 11．如图所示是加热两种不同物质时得到的温度随时间变化的图像。若a和b质量不等，热源和加热方法也不同，能否比较他们吸热升温的快慢： ；若a和b质量相等，热源和加热方法也完全相同，可知a和b两种物质吸热本领较强的是： ，你判断的依据是 12．航母舰载机即将起飞前，燃料燃烧会获得大量的内能，向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害，偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管，这是利用水的 的特性来降低偏流板的温度。根据此情景，请你思考偏流板应具备 的物理性质。 13．汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它的能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机1s做功20次，则汽油机1s完成 个冲程。 三、实验题： 14．生活中，同学们将铁丝的同一位置快速地多次弯折后，用手指触摸被弯折的部位感觉很热，同学们猜想做功能改变物体的内能，接着用如图所示器材，“探究做功是否能改变物体的内能以及内能如何改变”。 (1)如图乙所示，先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，然后迅速压下活塞，观察到硝化棉的燃烧了起米，这是通过 的方式使筒内空气的内能增大，硝化棉是通过 的方式使温度达到着火点。说明对物体做功可以使物体的内能增加。 (2)小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。 如图所示，在注射器前端筒壁上钻一个小孔，将温度传感器的探头插入注射器内，用密封胶将小孔密封，读出此时温度传感器的示数；用橡皮帽将注射器的注射口堵住，用力向左推动活塞，传感器的示数逐渐增大，说明活塞压缩筒内气体做功，使气体内能 ；快速取下橡皮帽，注射口喷出“白气”，温度传感器示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 15．如图甲所示，小明用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热，以探究水和煤油吸热能力的大小： (1)在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将 （填“A处向上”或“B处向下”）调整； (2)要完成该实验，除了图甲、乙中所示的器材外，还需要的测量工具有秒表和 ； (3)实验过程中通过 反映两种液体吸热的多少； (4)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图丙，由图像可知水的沸点是 ℃，煤油的比热容是 J/（kg•℃）；[c水=4.2×103J/（kg•℃）] (5)若本实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J；（q酒=3.0×107J/kg） (6)实验结束后，小明又找来了一些冰块，探究了冰熔化过程中温度变化规律，并根据测得的数据绘制了如图丁所示的图像，在BC阶段中C点处物质的内能 （填“大于”“小于”或“等于”）B点处物质的内能。 四、计算题： 16．热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。 (1)1卡合多少焦耳； (2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？ (3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 17．2025年3月，我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示，055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统，燃料是柴油，最大航速60km/h。求： (1)若055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，055驱逐舰受到的牵引力是多少？ (2)055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行1小时，发动机热效率约达40%，消耗柴油多少kg？（柴油的热值为4×107J/kg） 第 6 页 共 35 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $