第十二章 机械能和内能（复习讲义）物理苏科版2024九年级上册

第十二章 机械能和内能（复习讲义） 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 【单元目标聚焦·名核心】 【知识图谱梳理·固基础】 【教材要点精析·夯重点】 第1节 机械能 知识点1：动能 知识点2：势能 知识点3：机械能及其转化与守恒 第2节 内能 热传递 知识点1：内能的概念 知识点2：影响内能大小的因素 知识点3：改变内能的两种方式 知识点4：温度、热量与内能的辨析 第3节 物质的比热容 知识点1：比热容的概念 知识点2：水的比热容特点及应用 知识点3：热量的计算 第4节 机械能与内能的相互转化 知识点1：内能的利用方式 知识点2：热机的工作原理 【考点题型突破·拓思维】 题型一 动能和势能的相互转化 题型二 机械能守恒的判断 题型三 改变内能的方式 题型四 温度、热量和内能的比较 题型五 冷热混合时的温度变化 题型六 机械能和内能的相互转化 题型七 热机效率的计算 【分层阶梯训练·提能力】 基础巩固通关测 能力提升进阶 【基础目标】 1.概念认知 明确动能、重力势能、弹性势能的定义及生活实例；知道机械能=动能+势能，能判断简单场景中机械能的组成；理解内能概念，知道一切物体有内能，掌握影响内能的因素（温度、质量）。 2.规律理解 阐述影响动能（质量、速度）、重力势能（质量、高度）的因素，解释简单现象；区分改变内能的两种方式（做功、热传递），判断简单情境中的改变方式。 3.基础计算与判断 比较不同物体的动能/势能大小；根据温度变化判断物体内能变化，知道热量单位（焦耳）。 【进阶目标】 1. 规律深化应用 解释动能与势能的相互转化及机械能变化（如单摆摆动）；分析复杂情境中改变内能的方式（如打气筒壁发热）；利用比热容解释生活现象（如沿海昼夜温差小）。 2. 定量计算 运用吸热公式、放热公式 计算热量。 3. 实验分析 分析“探究动能影响因素”实验，明确控制变量法；理解“比较物质吸热能力”实验设计，根据温度变化判断比热容大小。 【拓展目标】 1. 跨章节综合应用 结合力学（压强、浮力）、热学知识分析复杂问题（如热气球升空）；用能量守恒定律分析机械能与内能的转化（如汽车刹车）。 2. 实际问题与创新 设计能量利用方案（如节能电梯的能量回收）；分析科技产品（如内燃机）的能量转化，思考改进方向。 3. 科学思维 评价能源利用方式，培养节能意识；对比能量转化效率，理解新能源开发意义。 第1节 机械能 知识点1：动能 1.定义：物体由于 而具有的能，叫做动能，一切运动的物体都具有动能。 2.影响因素：动能大小与物体的 和 有关。 (1)质量相同时，物体的速度越大，动能越大（如同一辆汽车，高速行驶时比低速行驶时动能大）； (2)速度相同时，物体的质量越大，动能越大（如相同速度的卡车和自行车，卡车动能更大）。 3.单位：与所有能量单位一致，为 。 知识点2：势能 1. 重力势能 (1)定义：物体由于 而具有的能，叫做重力势能（如被举高的杠铃、屋顶的瓦片都具有重力势能）。 (2)影响因素：重力势能大小与物体的 和 有关。 质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 2. 弹性势能 (1)定义：物体由于发生 而具有的能，叫做弹性势能。 (2)影响因素：弹性势能大小与物体的 有关，弹性形变程度越大，弹性势能越大。 知识点3：机械能及其转化与守恒 1.机械能的组成： 和 的综合，统称为机械能，即机械能=动能+势能。 2.机械能守恒： (1)理想条件：若只有动能和势能相互转化，没有摩擦、空气阻力等额外消耗（即没有机械能转化为其他形式的能），则机械能的总量 ，这一规律叫做机械能守恒（如忽略空气阻力时，单摆摆动过程中机械能守恒）。 (2)实际情况：现实中存在摩擦、空气阻力等，部分机械能会转化为内能，导致机械能总量 （如小球在地面滚动时，速度逐渐减小，机械能转化为内能，最终停止）。 第2节 内能 热传递 知识点1：内能的概念 1.定义：物体内部 做无规则热运动的 与分子间 的总和，叫做物体的内能（俗称“热能”）。 2.特性： (1)普遍性：一切物体（无论固态、液态、气态）在 都具有内能（即使温度为0℃的冰块，其内部分子仍在运动，仍有内能）； (2)客观性：内能是物体的固有属性，与物体是否运动、是否被举高无关（区别于机械能）。 3.单位：与机械能一致，为 。 知识点2：影响内能大小的因素 1.温度：是影响内能的主要因素。对同一物体，温度越高，分子热运动越剧烈，分子动能越大，内能越大； 2.质量：质量越大，物体内部的分子数量越多，分子总动能和总势能越大，内能越大； 3.状态：同种物质在不同状态下，分子间距离和作用力不同，内能不同； 4.物质种类：相同质量、相同温度的不同物质，由于分子结构不同，内能也可能不同。 知识点3：改变内能的两种方式 1. 做功 (1)原理：通过外力对物体做功或物体对外做功，实现其他形式的能与内能的转化（如机械能与内能的转化）。 (2)具体表现：外界对物体做功→物体内能 ；物体对外做功→物体内能 。 (3)本质：能的 。 2. 热传递 (1)定义：热量从 转移到 ，或从物体的 转移到 的过程，叫做热传递。 (2)发生条件：物体间或物体各部分之间存在 （温度差消失，热传递停止，最终达到热平衡，温度相同）。 (3)热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，单位为焦耳（J）。热量是过程量，不能说“物体含有多少热量”，只能说“物体吸收或放出多少热量”。 (4)热传递的三种方式： ①　热传导：热量通过 传递（如用铁锅炒菜，热量从锅底传导到锅柄）； ②　热对流：热量通过 传递（如烧水时，热水上升、冷水下降，形成对流，使整壶水变热）； ③　热辐射：热量不通过介质，直接以 形式传递（如太阳的热量通过辐射传递到地球，烤火时身体感受到的热量）。 (5)本质：能的 。 3. 两种方式的区别与联系 (1)区别：做功是“能的转化”，热传递是“能的转移”； (2)联系：两种方式都能改变物体的内能，且对改变内能的效果是 的。 知识点3：温度、热量与内能的辨析 三者是易混淆概念，需明确其区别与联系： 物理量 定义 单位 关键区别 联系 温度（T） 表示物体冷热程度的物理量，反映分子热运动的剧烈程度 摄氏度（℃） 状态量，与“冷热”直接相关，不涉及“能量多少” 1. 温度升高→内能一定增加（同一物体，质量不变）； 2. 内能增加→温度不一定升高（如晶体熔化时，吸热内能增加，但温度不变）； 3. 吸收热量→内能一定增加，但温度不一定升高（如晶体熔化）； 4. 温度变化→可能是吸热/放热（热传递），也可能是做功（如摩擦生热） 热量（Q） 热传递过程中传递的能量多少 焦耳（J） 过程量，仅在“热传递”时存在，不能说“物体有热量” 内能（U） 物体内部所有分子的动能与势能总和 焦耳（J） 状态量，描述物体“储存的能量”，与质量、温度、状态等有关 第3节 物质的比热容 知识点1：比热容的概念 1.定义： 的某种物质，温度升高（或降低）1℃ 时吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 2.物理意义：反映物质 能力的强弱。比热容越大，物质吸热（或放热）能力越强，温度变化越慢；反之则吸热（或放热）能力越弱，温度变化越快。 3.单位：焦耳每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃)（读作“焦耳每千克摄氏度”）。 4.特性：比热容是物质的 ，仅与物质的 和 有关，与物质的质量、温度变化量、吸收或放出的热量无关（如1kg水和10kg水的比热容相同，都是4.2×10³J/(kg·℃)；冰的比热容是2.1×10³J/(kg·℃)，与水不同）。 知识点2：水的比热容特点及应用 1.水的比热容：水的比热容为 J/(kg·℃)，是常见物质中比热容较大的（远大于砂石、泥土等）。 2.应用场景： (1) 调节气候：沿海地区水多，水的比热容大，吸收或放出相同热量时温度变化小，故沿海地区昼夜温差、冬夏温差比内陆地区小； (2) 用作冷却剂：汽车发动机、发电厂发电机用循环水冷却，利用水比热容大的特点，吸收大量热量而自身温度升高不多，冷却效果好； (3) 用作取暖介质：冬季暖气片中用热水供暖，水放出大量热量而温度降低不多，能持续为室内供暖。 知识点3：热量计算（比热容公式） 1.基本公式：根据比热容定义，推导得出热量计算公式： (1)物体温度升高时，吸收的热量： (2)物体温度降低时，放出的热量： 其中： ：物体的初温（单位：℃）； t：物体的末温（单位：℃）； 2.注意事项： (1)公式中各物理量单位必须统一（如质量用kg，温度用℃）； (2)若物体发生物态变化（如熔化、沸腾），则不能用此公式计算热量（因为物态变化时温度不变，且比热容会变化）； (3)实际计算中，若忽略热量损失，可认为“高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量”，即 ( )（如热水和冷水混合时，不考虑热量散失，热水放的热=冷水吸的热）。 第4节 机械能与内能的相互转化 知识点1：内能的利用方式 1.利用内能加热：通过热传递将内能转移给被加热的物体（如用煤气灶烧水、用暖气取暖），本质是“内能的转移”； 2.利用内能做功：将 转化为 ，其本质是“内能的转化”。 知识点2：热机的工作原理 1.定义：将燃料燃烧产生的 转化为 的机器（如汽车发动机、飞机发动机）。 2.常见热机：汽油机、柴油机（均属于内燃机，燃料在气缸内燃烧）。 3.汽油机的工作循环（4个冲程）： (1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入 和 的混合物； (2)压缩冲程：进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，压缩混合物； (3)做功冲程：进气门、排气门都关闭，火花塞点火，混合物燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动； (4)排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，排出废气。 4.能量转化：压缩冲程（机械能→内能），做功冲程（内能→机械能），吸气、排气冲程无能量转化（靠飞轮惯性完成）。 5.效率：热机效率 是指热机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，即。由于存在热量损失（如废气带走热量、散热损失、摩擦损失），热机效率通常较低（汽油机效率约20%-30%，柴油机约30%-45%）。 题型一 动能和势能的相互转化 1.（25-26九年级上·河北石家庄·开学考试）中国跳水队被人们称为“梦之队”。如图所示的是跳水运动员跳水时的情景，关于运动员从离开跳板到入水的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．运动员的动能一直增大，机械能不变 B．运动员的重力势能先增大后减小，机械能减小 C．运动员的动能先减小后增大，机械能不变 D．运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大 2．（24-25八年级下·四川达州·期末）北京时间2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船已经悄然升空，顺利完成任务后需要返回地球。返回舱进入大气层一段时间后，由于受到空气阻力做匀速运动。返回舱匀速下降过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能减少，机械能增加 B．动能增加，重力势能减少，机械能减小 C．动能减少，重力势能增加，机械能不变 D．动能不变，重力势能减少，机械能减小 3．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐 ，篮球在C点的重力势能 在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为 。 题型二 机械能守恒的判断 4．（2025·江苏徐州·中考真题）如图所示，有两个相同的钢质小球A和B，分别用细线悬挂起来。将A拉起后释放，A向下摆动撞击B，A静止下来，B开始摆动。B回摆后撞击A，B静止下来，A开始摆动。几位同学观察这个过程，进行了以下归纳，其中正确的是（　　） A．原来静止的小球被撞击而运动，说明力是物体运动的原因 B．原来运动的小球被阻挡而静止，说明力是物体静止的原因 C．碰撞使运动的小球静止，使静止的小球运动，说明力是改变物体运动状态的原因 D．两个小球循环往复摆动，说明物体具有惯性，可以一直这样运动下去 5．（24-25八年级下·福建泉州·期末）小红利用两个切开底部的玻璃瓶、细线和木棒制作了如图所示的滚摆。关于该滚摆，下列说法中正确的是（　　） A．滚摆在上升过程中，动能变大 B．滚摆在下落过程中，动能转化为重力势能 C．滚摆每次上升的最大高度逐渐减小，机械能减小 D．滚摆每次上升的最大高度逐渐减小，机械能保持不变 6．（24-25八年级下·福建福州·期末）将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A、B两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的 （选填“①”、“②”或“③”）点；整个过程中，小球的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 题型三 改变内能的方式 7．“神舟十八号”返回舱返回过程中，进入大气层，与大气摩擦形成高温“火球”。下列实例中改变内能的方式与“火球”的形成原理相同的是（　　） A．棉被晒热 B．用燃气烧水 C．鸡蛋放入冷水变凉 D．空气被压缩，温度升高 8．如图所示的各种情景，属于用热传递的方式改变物体内能的是（　　） A．滑下滑梯时臀部感到热 B．可乐加冰 C．划燃火柴 D．钻木取火 9．（2025·广东汕头·一模）如图是粉尘爆炸的模拟实验装置（请勿模仿）：点燃蜡烛后盖好筒盖，向放有干燥面粉的小筒内打气，面粉弥漫在大筒内，该现象 （选填“是”或“不是”）扩散现象，接着面粉迅速被点燃，将化学能转化为 能引发爆炸，再通过 的方式把筒盖冲起。 题型四 温度、热量和内能的比较 10．（25-26九年级上·重庆·开学考试）下列热学知识说法正确的是（   ） A．炊烟寥寥，表明分子在做无规则运动 B．物体温度保持不变，内能就一定不变 C．水和酒精混合后体积变小说明分子间存在间隙 D．物体质量越大，其比热容就越大 11．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度越高，含有的热量越多 B．热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体 C．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高 D．温度高的物体内能大，温度低的物体内能小 12．“热”字有着多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。“物体吸热，温度会升高”中的“热”表示的是 ；“沸腾的水很热”中的“热”表示的是 ；“摩擦生热”中的“热”表示的是 ；“天气很热”中的“热”表示的是 。 题型五 冷热混合时的热交换 13．如图所示，同时将同样的红墨水滴入质量相等的甲、乙两杯水中，相同时间后两杯水中墨水扩散情况如图所示，则 （选填“甲”或“乙”）具有的内能多。若甲杯内水的温度为20℃，乙杯内水的温度为65℃，将两杯水混合，混合过程中热水放出的热量有80%被冷水吸收，则混合后的水的温度为 ℃。【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃） 14．将一勺热水倒入一盛冷水的保温容器中，使得冷水温度升高6℃，然后又向保温容器内倒入同样三勺热水，水温又上升了12℃，由此可知原来保温容器中冷水的质量是一勺热水的 倍，原来冷水比热水温度低 ℃。（不计热量损失和容器吸热） 15．水稻是喜温植物，春季育秧时，农民通常在傍晚的时候向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻。这是因为水的 较大（选填“比热容”或“热值”）；水在凝固过程中，内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；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 。 题型六 机械能和内能的相互转化 16．（25-26九年级上·山东济南·开学考试）学校科技节活动中，组织水火箭制作比赛。如图甲为自制的水火箭结构示意图，图乙为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图。当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。关于水火箭以下说法正确的是（    ） A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能减小 B．水火箭落回地面的过程中，若以水火箭为参照物，地面是向下运动的 C．水向下喷出会使水火箭升空，是由于力的作用是相互的 D．打气筒将空气压入水火箭内时，能量转化的过程与汽油机的做功冲程相同 17．汽车已经成为现在生活中不可缺少的一部分，汽车多采用四冲程的汽油机作为发动机。下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．甲冲程是做功冲程，将机械能转化为内能 B．丙冲程把内能转化为机械能 C．乙冲程是吸气冲程 D．丁冲程是排气冲程 18．下图是某单缸四冲程汽油机的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，用水来冷却气缸是因为水的 较大。若该汽油机每1秒钟对外做功15次，那么该汽油机飞轮的转速为 。 题型七 热机效率的计算 19．（24-25九年级下·山东日照·期中）某品牌摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机，其效率为50%，该车在某段平直公路上匀速行驶10min，燃烧汽油0.5kg，则该汽油机的功率是 W（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，结果保留两位有效数字）；若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则汽油机每秒对外做功 次。 20．（25-26九年级上·山西太原·开学考试）如图所示，“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料。茶壶中装入1kg初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃消耗了100g木炭。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，木炭的热值为3.4×107J/kg。求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)木炭完全燃烧放出的热量是多少？ (3)若围炉刚好用完了木炭，改用小瓶装的燃气灶来加热，其热效率是25%，将上面的水烧开。需消耗多少千克燃气？（燃气的热值为4.2×107J/kg） 21．某同学随家人户外露营时用酒精炉给的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧了的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为。求： (1)酒精完全燃烧产生的热量； (2)经过时间加热，水所吸收的热量； (3)酒精炉烧水时的热效率； (4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量。（煤气的热值为，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收） 基础巩固通关测 1．（25-26九年级上·四川绵阳·开学考试）2022年4月16日，神舟十三号返回舱载着三位英雄在东风着陆场安全着陆。以下相关说法不正确的是（　　） A．在地球轨道环绕阶段，返回舱的运动状态发生改变 B．在脱离轨道进入大气层的过程中，地球对返回舱的引力等于返回舱对地球的引力 C．打开降落伞减速下降过程中，返回舱的机械能守恒 D．着陆后，静止在地面的返回舱受到平衡力作用 2．（24-25八年级下·山西吕梁·期末）2025年4月 24日，“长征二号F遥二十”运载“神舟二十号”载人飞船顺利升空，“神舟二十号”乘组与“神舟十九号”乘组完成在轨轮换。“神舟二十号”载人飞船加速升空的过程中（　　） A．重力势能和动能都增大 B．重力势能和动能都减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 3．如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（　　） A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高 B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高 D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 4．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成 C．柴油机顶部的喷油嘴可以替换成火花塞 D．柴油机和汽油机气缸内的燃料都是点燃的 5．光发动机可用于卫星的能源补充，其工作原理如图所示。密闭气室中四氧化二氮在光照下会分解，使气室内气压增大，推动活塞右移；无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。当装置中的活塞向右运动时，相当于汽油机四个冲程中的（　　） A．B．C． D． 6．如图所示的实例中，通过热传递的方式使物体内能减少的是（   ） A．锻打铁 B．用暖手宝取暖 C．烧水 D．在饮料中加冰块 7．对小企鹅的对话，同学们展开了热烈的讨论，其中正确的是（　　） A．企鹅只具有机械能，不具有内能 B．冰山温度低，企鹅体温高，企鹅的内能较大 C．一般情况下，企鹅行动迟缓，有利于维持体能，说明内能与物体的运动速度有关 D．一切物体都具有内能 8．（25-26九年级上·辽宁盘锦·开学考试）某同学在探究物体内能改变的方法时做了个实验：如图所示，广口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气，达到一定程度时，瓶塞跳出； (1)在这一实验过程中，你应当注意观察的是 ； (2)在你认为应当观察的这一项中，你所观察到的现象是 ，这一现象说明了 。 9．（25-26九年级上·湖南长沙·开学考试）顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升。顾客在上升过程中动能 ，机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），运动状态 （选填“变化”或“不变”） 10．小汽车是主要的交通工具，某品牌小汽车四冲程汽油机的转速为1800r/min，则1s内汽油机对外做功 次。若汽车在某段时间内消耗了210g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量 J，这些热量能让100kg的水温度升高 （水未沸腾）。[汽油的热值为，水的比热容为，不计热量损失] 11．（2025·山西运城·模拟预测）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机，该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢5kg，最大起飞质量可达1.5×103kg。已知该飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.2m2；该飞机在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为2.1×103N。已知氢的热值为1.4×108J/kg。求：（g取 10N/kg） (1)发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？ (2)高压储氢罐内5kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？ (3)飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.2h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？ 12．小明家室内空间为，冬季供暖首日，温度为45℃的水进入地面下的管道，通过整个地板来供热，水从另一端出口离开时温度降为35℃。每小时通过他们家的水量为，地暖放出的热量有50%被房间的空气吸收，房间通风后空气温度为10℃。[水的比热容为] (1)求地暖内放出的热量。 (2)不考虑房间内热量损失，后可以将房间空气温度提升到多少？[空气的比热容为，空气的密度为，计算结果保留整数] (3)若内暖气管中的水由燃烧天然气进行加热，燃烧了天然气，则天然气供暖的效率为多少？（天然气的热值为） 能力提升进阶练 1．下图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（   ） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率 2．（24-25八年级下·山东济南·期末）蹦蹦杆的结构如图甲所示，图乙是小宁玩蹦蹦杆时由最低位置a上升到最高位置c的过程，其中在b位置时弹簧恰好处于原长。忽略空气阻力的影响，针对此过程的下列分析正确的是（　　） A．a→b，小宁自身的机械能保持不变 B．b→c，弹簧的弹性势能转化为小宁的重力势能 C．在c状态时小宁自身的动能最大 D．在a状态时弹簧的弹性势能最大 3．（25-26九年级上·山西·开学考试）如图所示的是我国古代科技著作《天工开物》描述的流水冲击木轮带动水磨磨粉的情景。下列说法正确的是（　　） A．转动的水轮只具有动能 B．水磨转动得越快，其惯性越大 C．谷物被磨碎，说明力可以改变物体的形状 D．木轮匀速转动时，处于平衡状态 4．（25-26九年级上·重庆·开学考试）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则下列说法正确的是（　　） A．在D点时一切外力消失，过山车将保持静止状态 B．B、C、D、E四点中过山车的机械能在B点最小 C．B点到D点的过程中，过山车的机械能不守恒 D．D点到E点的过程中，过山车的重力势能全部转化为动能 5．小夏在探究物质的放热能力与哪些因素有关时，分别用质量相等的水和某种液体进行了实验（），并对实验数据进行了图像处理，如图所示。实验中，水和这种液体在相同时间内放出的热量相等[]。分析图像可以得出（    ） A．甲物质是水， B．甲物质是水， C．乙物质是水， D．乙物质是水， 6．（23-24八年级下·上海普陀·期末）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．， B．， C．， D．， 7．（25-26九年级上·山东青岛·阶段练习）目前，我国在航天领域处于世界领先地位。请你结合物理知识完成下列问题： (1)长征二号F遥十六运载火箭中的燃料是液态的，是通过既降低温度又加压的方法使气体 （填写物态变化名称）；燃料在火箭发动机中燃烧是将 能主要转化为内能和机械能； (2)如图甲，火箭被点燃后加速升空，载人飞船中的宇航员的动能 ，机械能 ； (3)王亚平老师在太空微重力环境下，用水将两边的塑料板连接一起，看起来就像一座桥，如图乙所示。“水桥”说明了水分子之间存在着 。 8．（25-26九年级上·河北石家庄·开学考试）如图，在试管里装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开。 (1)试管内的水温度升高，这是用 的方法增加水的内能； (2)水蒸气冲开木塞，水蒸气对木塞 ；水蒸气的温度 （选填“升高”“不变”或“降低”）内能 （选填“减小”“增加”或“不变”），在此过程中是水蒸气的内能转化为塞子的 9．（25-26九年级上·重庆·开学考试）若甲、乙两种物质比热容之比是1：2，质量之比是2：3，升高的温度之比是2：1，吸收的热量之比是 ；若甲、乙两个物体的体积相同，放出相同的热量后，它们降低的温度之比为1：2，密度之比为3：2，则它们的比热容之比为 。 10．（24-25九年级下·山东日照·期中）某品牌摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机，其效率为50%，该车在某段平直公路上匀速行驶10min，燃烧汽油0.5kg，则该汽油机的功率是 W（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，结果保留两位有效数字）；若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则汽油机每秒对外做功 次。 11．一个质量为1.5kg的钢刀，加热到，然后在空气中自然冷却，室温为。已知钢的比热容为，水的比热容为，室内气压为标准大气压。 (1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量？ (2)若把这些热量给30℃、1.0kg的水加热，水温能够升高到多少摄氏度？ 12．（25-26九年级上·江苏南京·阶段练习）2025年3月30日00时05分，我国在文昌航天发射场用长征七号改运载火箭（），成功将通信技术试验卫星十六号送入预定轨道。该火箭使用的液氧煤油发动机推力为10kN，燃料混合比为煤油：液氧=（质量比），航天煤油热值为，比冲为。“比冲”是衡量火箭引擎燃料的能量利用效率的一种标准量，它是火箭产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量（推力单位是牛顿，时间单位是秒，质量单位是千克）。 (1)若一级火箭携带120吨煤油，这些煤油完全燃烧放出的热量是多少J？ (2)若煤油完全燃烧释放热量的被发射台水冷系统吸收，能将1千吨的水加热升温多少摄氏度？[，已知当地大气压为1标准大气压，结果保留整数] (3)液氧煤油发动机在起飞阶段工作18秒，消耗煤油的质量是多少吨？ 13．（2025·江苏苏州·二模）氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q氢=1.4×108J/kg]求： (1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧，若放出的热量全部被水吸收，可以使质量为1t的水温度升高多少； (2)此氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，汽车的速度为20m/s，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功，则这些热量能让该公交车匀速行驶的距离。 $第十二章 机械能和内能（复习讲义） 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 【单元目标聚焦·名核心】 【知识图谱梳理·固基础】 【教材要点精析·夯重点】 第1节 机械能 知识点1：动能 知识点2：势能 知识点3：机械能及其转化与守恒 第2节 内能 热传递 知识点1：内能的概念 知识点2：影响内能大小的因素 知识点3：改变内能的两种方式 知识点4：温度、热量与内能的辨析 第3节 物质的比热容 知识点1：比热容的概念 知识点2：水的比热容特点及应用 知识点3：热量的计算 第4节 机械能与内能的相互转化 知识点1：内能的利用方式 知识点2：热机的工作原理 【考点题型突破·拓思维】 题型一 动能和势能的相互转化 题型二 机械能守恒的判断 题型三 改变内能的方式 题型四 温度、热量和内能的比较 题型五 冷热混合时的温度变化 题型六 机械能和内能的相互转化 题型七 热机效率的计算 【分层阶梯训练·提能力】 基础巩固通关测 能力提升进阶 【基础目标】 1.概念认知 明确动能、重力势能、弹性势能的定义及生活实例；知道机械能=动能+势能，能判断简单场景中机械能的组成；理解内能概念，知道一切物体有内能，掌握影响内能的因素（温度、质量）。 2.规律理解 阐述影响动能（质量、速度）、重力势能（质量、高度）的因素，解释简单现象；区分改变内能的两种方式（做功、热传递），判断简单情境中的改变方式。 3.基础计算与判断 比较不同物体的动能/势能大小；根据温度变化判断物体内能变化，知道热量单位（焦耳）。 【进阶目标】 1. 规律深化应用 解释动能与势能的相互转化及机械能变化（如单摆摆动）；分析复杂情境中改变内能的方式（如打气筒壁发热）；利用比热容解释生活现象（如沿海昼夜温差小）。 2. 定量计算 运用吸热公式、放热公式 计算热量。 3. 实验分析 分析“探究动能影响因素”实验，明确控制变量法；理解“比较物质吸热能力”实验设计，根据温度变化判断比热容大小。 【拓展目标】 1. 跨章节综合应用 结合力学（压强、浮力）、热学知识分析复杂问题（如热气球升空）；用能量守恒定律分析机械能与内能的转化（如汽车刹车）。 2. 实际问题与创新 设计能量利用方案（如节能电梯的能量回收）；分析科技产品（如内燃机）的能量转化，思考改进方向。 3. 科学思维 评价能源利用方式，培养节能意识；对比能量转化效率，理解新能源开发意义。 第1节 机械能 知识点1：动能 1.定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能，一切运动的物体都具有动能。 2.影响因素：动能大小与物体的质量和速度有关。 (1)质量相同时，物体的速度越大，动能越大（如同一辆汽车，高速行驶时比低速行驶时动能大）； (2)速度相同时，物体的质量越大，动能越大（如相同速度的卡车和自行车，卡车动能更大）。 3.单位：与所有能量单位一致，为焦耳（J）。 知识点2：势能 1. 重力势能 (1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能（如被举高的杠铃、屋顶的瓦片都具有重力势能）。 (2)影响因素：重力势能大小与物体的质量和被举高的高度有关。 质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 2. 弹性势能 (1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。 (2)影响因素：弹性势能大小与物体的弹性形变程度有关，弹性形变程度越大，弹性势能越大。 知识点3：机械能及其转化与守恒 1.机械能的组成：动能和势能的综合，统称为机械能，即机械能=动能+势能。 2.机械能守恒： (1)理想条件：若只有动能和势能相互转化，没有摩擦、空气阻力等额外消耗（即没有机械能转化为其他形式的能），则机械能的总量保持不变，这一规律叫做机械能守恒（如忽略空气阻力时，单摆摆动过程中机械能守恒）。 (2)实际情况：现实中存在摩擦、空气阻力等，部分机械能会转化为内能，导致机械能总量减小（如小球在地面滚动时，速度逐渐减小，机械能转化为内能，最终停止）。 第2节 内能 热传递 知识点1：内能的概念 1.定义：物体内部所有分子做无规则热运动的动能与分子间势能的总和，叫做物体的内能（俗称“热能”）。 2.特性： (1)普遍性：一切物体（无论固态、液态、气态）在任何温度下都具有内能（即使温度为0℃的冰块，其内部分子仍在运动，仍有内能）； (2)客观性：内能是物体的固有属性，与物体是否运动、是否被举高无关（区别于机械能）。 3.单位：与机械能一致，为焦耳（J）。 知识点2：影响内能大小的因素 1.温度：是影响内能的主要因素。对同一物体，温度越高，分子热运动越剧烈，分子动能越大，内能越大； 2.质量：质量越大，物体内部的分子数量越多，分子总动能和总势能越大，内能越大； 3.状态：同种物质在不同状态下，分子间距离和作用力不同，内能不同； 4.物质种类：相同质量、相同温度的不同物质，由于分子结构不同，内能也可能不同。 知识点3：改变内能的两种方式 1. 做功 (1)原理：通过外力对物体做功或物体对外做功，实现其他形式的能与内能的转化（如机械能与内能的转化）。 (2)具体表现：外界对物体做功→物体内能增加；物体对外做功→物体内能减小。 (3)本质：能的转化。 2. 热传递 (1)定义：热量从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分的过程，叫做热传递。 (2)发生条件：物体间或物体各部分之间存在温度差（温度差消失，热传递停止，最终达到热平衡，温度相同）。 (3)热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，单位为焦耳（J）。热量是过程量，不能说“物体含有多少热量”，只能说“物体吸收或放出多少热量”。 (4)热传递的三种方式： ①　热传导：热量通过固体传递（如用铁锅炒菜，热量从锅底传导到锅柄）； ②　热对流：热量通过液体或气体的流动传递（如烧水时，热水上升、冷水下降，形成对流，使整壶水变热）； ③　热辐射：热量不通过介质，直接以电磁波形式传递（如太阳的热量通过辐射传递到地球，烤火时身体感受到的热量）。 (5)本质：能的转移。 3. 两种方式的区别与联系 (1)区别：做功是“能的转化”，热传递是“能的转移”； (2)联系：两种方式都能改变物体的内能，且对改变内能的效果是等效的。 知识点3：温度、热量与内能的辨析 三者是易混淆概念，需明确其区别与联系： 物理量 定义 单位 关键区别 联系 温度（T） 表示物体冷热程度的物理量，反映分子热运动的剧烈程度 摄氏度（℃） 状态量，与“冷热”直接相关，不涉及“能量多少” 1. 温度升高→内能一定增加（同一物体，质量不变）； 2. 内能增加→温度不一定升高（如晶体熔化时，吸热内能增加，但温度不变）； 3. 吸收热量→内能一定增加，但温度不一定升高（如晶体熔化）； 4. 温度变化→可能是吸热/放热（热传递），也可能是做功（如摩擦生热） 热量（Q） 热传递过程中传递的能量多少 焦耳（J） 过程量，仅在“热传递”时存在，不能说“物体有热量” 内能（U） 物体内部所有分子的动能与势能总和 焦耳（J） 状态量，描述物体“储存的能量”，与质量、温度、状态等有关 第3节 物质的比热容 知识点1：比热容的概念 1.定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃ 时吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 2.物理意义：反映物质吸热或放热能力的强弱。比热容越大，物质吸热（或放热）能力越强，温度变化越慢；反之则吸热（或放热）能力越弱，温度变化越快。 3.单位：焦耳每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃)（读作“焦耳每千克摄氏度”）。 4.特性：比热容是物质的固有属性，仅与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度变化量、吸收或放出的热量无关（如1kg水和10kg水的比热容相同，都是4.2×10³J/(kg·℃)；冰的比热容是2.1×10³J/(kg·℃)，与水不同）。 知识点2：水的比热容特点及应用 1.水的比热容：水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)，是常见物质中比热容较大的（远大于砂石、泥土等）。 2.应用场景： (1) 调节气候：沿海地区水多，水的比热容大，吸收或放出相同热量时温度变化小，故沿海地区昼夜温差、冬夏温差比内陆地区小； (2) 用作冷却剂：汽车发动机、发电厂发电机用循环水冷却，利用水比热容大的特点，吸收大量热量而自身温度升高不多，冷却效果好； (3) 用作取暖介质：冬季暖气片中用热水供暖，水放出大量热量而温度降低不多，能持续为室内供暖。 知识点3：热量计算（比热容公式） 1.基本公式：根据比热容定义，推导得出热量计算公式： (1)物体温度升高时，吸收的热量： (2)物体温度降低时，放出的热量： 其中： ：物体的初温（单位：℃）； t：物体的末温（单位：℃）； 2.注意事项： (1)公式中各物理量单位必须统一（如质量用kg，温度用℃）； (2)若物体发生物态变化（如熔化、沸腾），则不能用此公式计算热量（因为物态变化时温度不变，且比热容会变化）； (3)实际计算中，若忽略热量损失，可认为“高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量”，即 ( )（如热水和冷水混合时，不考虑热量散失，热水放的热=冷水吸的热）。 第4节 机械能与内能的相互转化 知识点1：内能的利用方式 1.利用内能加热：通过热传递将内能转移给被加热的物体（如用煤气灶烧水、用暖气取暖），本质是“内能的转移”； 2.利用内能做功：将内能转化为机械能，其本质是“内能的转化”。 知识点2：热机的工作原理 1.定义：将燃料燃烧产生的内能转化为机械能的机器（如汽车发动机、飞机发动机）。 2.常见热机：汽油机、柴油机（均属于内燃机，燃料在气缸内燃烧）。 3.汽油机的工作循环（4个冲程）： (1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物； (2)压缩冲程：进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，压缩混合物； (3)做功冲程：进气门、排气门都关闭，火花塞点火，混合物燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动； (4)排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，排出废气。 4.能量转化：压缩冲程（机械能→内能），做功冲程（内能→机械能），吸气、排气冲程无能量转化（靠飞轮惯性完成）。 5.效率：热机效率 是指热机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，即。由于存在热量损失（如废气带走热量、散热损失、摩擦损失），热机效率通常较低（汽油机效率约20%-30%，柴油机约30%-45%）。 题型一 动能和势能的相互转化 1.（25-26九年级上·河北石家庄·开学考试）中国跳水队被人们称为“梦之队”。如图所示的是跳水运动员跳水时的情景，关于运动员从离开跳板到入水的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．运动员的动能一直增大，机械能不变 B．运动员的重力势能先增大后减小，机械能减小 C．运动员的动能先减小后增大，机械能不变 D．运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大 【答案】C 【详解】A．运动员离开跳板后会有一段向上运动的过程，此时速度逐渐减小，动能减小，不会一直增大，故A错误； B．若运动员起跳后上升到比跳板更高处，则重力势能先增大后减小，但在不计空气阻力的情况下，机械能不变，不会减小，故B错误； C．由于运动员先向上运动，速度减小，动能先减小；到最高点后向下运动，速度增大，动能后增大，同时因不计空气阻力，重力势能与动能之和（机械能）保持不变，故C正确； D．运动员在整个过程中的重力势能不会先减小后增大，也不会导致机械能增大，故D错误。 故选C。 2．（24-25八年级下·四川达州·期末）北京时间2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船已经悄然升空，顺利完成任务后需要返回地球。返回舱进入大气层一段时间后，由于受到空气阻力做匀速运动。返回舱匀速下降过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能减少，机械能增加 B．动能增加，重力势能减少，机械能减小 C．动能减少，重力势能增加，机械能不变 D．动能不变，重力势能减少，机械能减小 【答案】D 【详解】返回舱匀速下降过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小；速度不变，动能不变；由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能减小，故D正确，ABC错误。 故选D。 3．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐 ，篮球在C点的重力势能 在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为 。 【答案】 减小 小于 内能 【详解】[1]篮球从A点到B点过程中，高度逐渐升高，动能转化为重力势能，速度逐渐减小。 [2]C点的高度小于B点的高度，篮球在C点的重力势能小于在B点的重力势能。 [3]篮球撞击地面的过程中，受到地面的撞击力作用，由于撞击力对篮球做功，将部分机械能转化为内能。 题型二 机械能守恒的判断 4．（2025·江苏徐州·中考真题）如图所示，有两个相同的钢质小球A和B，分别用细线悬挂起来。将A拉起后释放，A向下摆动撞击B，A静止下来，B开始摆动。B回摆后撞击A，B静止下来，A开始摆动。几位同学观察这个过程，进行了以下归纳，其中正确的是（　　） A．原来静止的小球被撞击而运动，说明力是物体运动的原因 B．原来运动的小球被阻挡而静止，说明力是物体静止的原因 C．碰撞使运动的小球静止，使静止的小球运动，说明力是改变物体运动状态的原因 D．两个小球循环往复摆动，说明物体具有惯性，可以一直这样运动下去 【答案】C 【详解】A．力不是物体运动的原因，原来静止的小球被撞击而运动，说明力是改变物体运动状态的原因，故A错误； B．力不是物体静止的原因，原来运动的小球被阻挡而静止，运动状态改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C．碰撞使运动的小球静止，使静止的小球运动，小球受撞击力后运动状态改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故C正确； D．两个小球循环往复摆动中因为要克服阻力做功，机械能减小，所以会逐渐停止往复摆动，故D错误。 故选C。 5．（24-25八年级下·福建泉州·期末）小红利用两个切开底部的玻璃瓶、细线和木棒制作了如图所示的滚摆。关于该滚摆，下列说法中正确的是（　　） A．滚摆在上升过程中，动能变大 B．滚摆在下落过程中，动能转化为重力势能 C．滚摆每次上升的最大高度逐渐减小，机械能减小 D．滚摆每次上升的最大高度逐渐减小，机械能保持不变 【答案】C 【详解】A．根据动能大小的影响因素，质量越大、速度越大，动能越大。滚摆在上升过程中，质量不变，速度逐渐减小，所以动能逐渐变小，故A错误。 B．滚摆在下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，而速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能，故B错误。 CD．由于滚摆运动过程中受到空气阻力等因素的影响，一部分机械能会转化为内能，所以滚摆每次上升的最大高度逐渐减小，机械能减小，故C正确，D错误。 故选C。 6．（24-25八年级下·福建福州·期末）将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示，小球在运动过程中经过A、B两点，在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示，若A、B两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点，则B点可能是其中的 （选填“①”、“②”或“③”）点；整个过程中，小球的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 ① 不守恒 【详解】[1]根据图乙可知，小球在A点时的机械能为 重力势能为200J。小球在B点时的机械能为 重力势能为500J×40%＝200J 可知A、B两点的重力势能相等，所以高度相同，对应①③位置。而小球在B点时的机械能大于在A点的机械能，因而B点是①位置。 [2]由图可知，小球弹起的最高高度越来越低，所以机械能是逐渐减小的，故小球的机械能不守恒。 题型三 改变内能的方式 7．“神舟十八号”返回舱返回过程中，进入大气层，与大气摩擦形成高温“火球”。下列实例中改变内能的方式与“火球”的形成原理相同的是（　　） A．棉被晒热 B．用燃气烧水 C．鸡蛋放入冷水变凉 D．空气被压缩，温度升高 【答案】D 【详解】返回舱进入大气层后，与大气层摩擦产生高温形成火球，内能增加，这是通过做功的方式改变物体内能。 A．棉被晒热，通过热传递的方式改变物体的内能，故A不符合题意； B．烧水时，水吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变物体的内能，故B不符合题意； C．鸡蛋放入冷水变凉，内能减小，通过热传递的方式改变物体的内能，故C不符合题意； D．空气被压缩，温度升高，机械能转化内能，内能增大，通过做功的方式改变物体的内能，故D符合题意。 故选D。 8．如图所示的各种情景，属于用热传递的方式改变物体内能的是（　　） A．滑下滑梯时臀部感到热 B．可乐加冰 C．划燃火柴 D．钻木取火 【答案】B 【详解】A．滑下滑梯时臀部感到热，是因为臀部与滑梯之间存在摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，属于通过做功的方式改变物体的内能，故A不符合题意； B．可乐加冰，冰的温度较低，可乐的温度较高，两者之间会发生热量的传递，可乐放出热量温度降低，这是通过热传递的方式改变物体的内能，故B符合题意； C．划燃火柴时，火柴头与火柴盒侧面摩擦，摩擦生热，克服摩擦力做功使火柴头的内能增加、温度升高，达到火柴的着火点而燃烧，属于通过做功的方式改变物体的内能，故C不符合题意； D．钻木取火，是通过克服木头之间的摩擦力做功，使木头的内能增加、温度升高，当温度达到木头的着火点时木头燃烧起来，属于通过做功的方式改变物体的内能，故D不符合题意。 故选B。 9．（2025·广东汕头·一模）如图是粉尘爆炸的模拟实验装置（请勿模仿）：点燃蜡烛后盖好筒盖，向放有干燥面粉的小筒内打气，面粉弥漫在大筒内，该现象 （选填“是”或“不是”）扩散现象，接着面粉迅速被点燃，将化学能转化为 能引发爆炸，再通过 的方式把筒盖冲起。 【答案】 不是 内 做功 【详解】[1]面粉弥漫在大筒内，是物体的机械运动，不属于扩散现象。 [2][3]面粉燃烧是化学变化，是将化学能转化成内能，然后燃料燃烧产生的内能转化为筒盖的机械能，这是通过做功的方式把筒盖冲起。 题型四 温度、热量和内能的比较 10．（25-26九年级上·重庆·开学考试）下列热学知识说法正确的是（   ） A．炊烟寥寥，表明分子在做无规则运动 B．物体温度保持不变，内能就一定不变 C．水和酒精混合后体积变小说明分子间存在间隙 D．物体质量越大，其比热容就越大 【答案】C 【详解】A．分子的无规则运动是微观现象，肉眼无法直接观察到。炊烟是固体小颗粒的运动，属于机械运动，不是分子的无规则运动，故A错误； B．内能的大小与物体的温度、质量、状态等因素有关。例如晶体在熔化过程中，温度保持不变，但需要持续吸热，内能会增大，故B错误； C．水和酒精混合后体积变小，是因为分子间存在间隙，水分子和酒精分子会相互进入对方的间隙中，导致总体积小于两者体积之和，故C正确； D．比热容是物质的一种特性，它只与物质的种类和状态有关，与物体的质量、温度、吸放热情况等均无关。例如，水的比热容是固定的，无论水的质量是大是小，比热容都不变，故D错误。 故选C。 11．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度越高，含有的热量越多 B．热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体 C．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高 D．温度高的物体内能大，温度低的物体内能小 【答案】C 【详解】A．热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故A错误； B．发生热传递的条件是：有温度差，所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体，若内能小的物体温度高，故热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体，故B错误； C．冰是晶体，0℃的冰熔化成0℃水，吸收热量，内能增加，但温度不变。故C正确； D．影响内能大小的因素有质量、温度、状态等，只能说在质量、状态等因素一定时，温度高的物体内能大，温度低的物体内能小，故D错误。 故选C。 12．“热”字有着多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。“物体吸热，温度会升高”中的“热”表示的是 ；“沸腾的水很热”中的“热”表示的是 ；“摩擦生热”中的“热”表示的是 ；“天气很热”中的“热”表示的是 。 【答案】 热量 温度 内能 温度 【详解】[1]“物体吸热”中的“热”指物体吸收的热量，属于热传递过程中转移的能量，对应“热量”。 [2]“沸腾的水很热”描述水的冷热程度，对应“温度”。 [3]“摩擦生热”是通过做功改变物体内能，此处的“热”指“内能”。 [4]“天气很热”描述环境的冷热程度，对应“温度”。 题型五 冷热混合时的热交换 13．如图所示，同时将同样的红墨水滴入质量相等的甲、乙两杯水中，相同时间后两杯水中墨水扩散情况如图所示，则 （选填“甲”或“乙”）具有的内能多。若甲杯内水的温度为20℃，乙杯内水的温度为65℃，将两杯水混合，混合过程中热水放出的热量有80%被冷水吸收，则混合后的水的温度为 ℃。【水的比热容为4.2×103J/（kg•℃） 【答案】 乙 40 【详解】[1]分子的热运动与温度有关，红墨水在乙杯水中扩散得快，说明乙杯水的温度高，乙杯水的分子运动较剧烈；在甲、乙两杯质量相同，乙杯水的温度高，内能较大。 [2]假设混合后水的温度为t，甲、乙两杯内水的质量相同，比热容相等，则甲杯内的水吸收的热量 Q吸=cm（t﹣t0甲)=cm（t﹣20℃） 乙杯内水放出的热量 Q放=cm（t0乙﹣t)=cm（65℃﹣t） 根据题意可知，甲吸收的热量等于乙放出热量的80%，即 Q吸=80%Q放 cm（t﹣20℃)=80%×cm（65℃﹣t） 混合后的水的温度 t=40℃ 14．将一勺热水倒入一盛冷水的保温容器中，使得冷水温度升高6℃，然后又向保温容器内倒入同样三勺热水，水温又上升了12℃，由此可知原来保温容器中冷水的质量是一勺热水的 倍，原来冷水比热水温度低 ℃。（不计热量损失和容器吸热） 【答案】 8 54 【详解】[1][2]设热水和冷水的温度差为t，质量为m0的一勺热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了6℃，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，即，根据公式，则 又向保温容器中倒入三勺热水，水温又上升了12℃，不计热量损失，此时，根据公式，则 解得 ， 故原来保温容器中冷水的质量是一勺热水的8倍，原来冷水比热水温度低54℃。 15．水稻是喜温植物，春季育秧时，农民通常在傍晚的时候向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻。这是因为水的 较大（选填“比热容”或“热值”）；水在凝固过程中，内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；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 。 【答案】 比热容 减小 7︰4 【详解】[1] 在傍晚的时候向秧田灌水，由于水的比热容大，夜晚降温时可以放出较多的热量，达到防止霜冻的目的。 [2] 水在凝固的过程中放出热量，内能减小。 [3] 由题知 m甲︰m乙=2︰3 Q甲︰Q乙=7︰5 Δt甲︰Δt乙=6︰5 由 Q吸=cmΔt 可得 题型六 机械能和内能的相互转化 16．（25-26九年级上·山东济南·开学考试）学校科技节活动中，组织水火箭制作比赛。如图甲为自制的水火箭结构示意图，图乙为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图。当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。关于水火箭以下说法正确的是（    ） A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能减小 B．水火箭落回地面的过程中，若以水火箭为参照物，地面是向下运动的 C．水向下喷出会使水火箭升空，是由于力的作用是相互的 D．打气筒将空气压入水火箭内时，能量转化的过程与汽油机的做功冲程相同 【答案】C 【详解】A．利用打气筒向水火箭内打气，压缩筒内空气，通过做功使水火箭中空气的内能增加，故A错误； B．水火箭落回地面的过程中，若以水火箭为参照物，地面与火箭之间的距离变小，地面是向上运动的，故B错误； C．水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故C正确； D．打气筒将空气压入水火箭内时机械能转化为内能，汽油机的做功冲程中内能转化为机械能，所以两者能量转化方式不相同，故D错误。 故选C。 17．汽车已经成为现在生活中不可缺少的一部分，汽车多采用四冲程的汽油机作为发动机。下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（　　） A．甲冲程是做功冲程，将机械能转化为内能 B．丙冲程把内能转化为机械能 C．乙冲程是吸气冲程 D．丁冲程是排气冲程 【答案】B 【详解】A．甲图，气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A错误； B．丙图，气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，火花塞点火，是做功冲程，将内能转化为机械能，故B正确； C．乙图，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，故C错误； D．丁图，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，故D错误。 故选B。 18．下图是某单缸四冲程汽油机的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，用水来冷却气缸是因为水的 较大。若该汽油机每1秒钟对外做功15次，那么该汽油机飞轮的转速为 。 【答案】 压缩 比热容 1800 【详解】[1]图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能。 [2]用水来冷却气缸，是利用了水的比热容大的特点，相同条件下水吸收的热量多，冷却效果好。 [3]因为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，所以每秒钟对外做功15次，完成15个工作循环，飞轮转30r，则1min飞轮转1800r，即飞轮转速为1800r/min。 题型七 热机效率的计算 19．（24-25九年级下·山东日照·期中）某品牌摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机，其效率为50%，该车在某段平直公路上匀速行驶10min，燃烧汽油0.5kg，则该汽油机的功率是 W（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，结果保留两位有效数字）；若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则汽油机每秒对外做功 次。 【答案】 1.9×104 20 【详解】[1]0.5kg汽油完全燃烧放出的热量为 有用功为 则该汽油机的功率 [2]单缸四冲程汽油机的每个工作循环中，飞轮转动2圈，对外做功1次。若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则飞轮每秒转40圈，每秒对外做功20次。 20．（25-26九年级上·山西太原·开学考试）如图所示，“围炉煮茶”是一种休闲方式，源自云南的“火塘烤茶”，采用木炭作为燃料。茶壶中装入1kg初温为10℃的山泉水，用围炉加热至100℃消耗了100g木炭。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，木炭的热值为3.4×107J/kg。求： (1)水吸收的热量是多少？ (2)木炭完全燃烧放出的热量是多少？ (3)若围炉刚好用完了木炭，改用小瓶装的燃气灶来加热，其热效率是25%，将上面的水烧开。需消耗多少千克燃气？（燃气的热值为4.2×107J/kg） 【答案】(1)3.78×105J (2)3.4×106J (3) 【详解】（1）水吸收的热量 （2）木炭完全燃烧放出的热量 （3）由可得，燃气完全燃烧放出的热量 根据可得，需要燃气的质量 21．某同学随家人户外露营时用酒精炉给的水加热，同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧了的酒精，水的比热容为，酒精的热值约为。求： (1)酒精完全燃烧产生的热量； (2)经过时间加热，水所吸收的热量； (3)酒精炉烧水时的热效率； (4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量。（煤气的热值为，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收） 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）酒精完全燃烧产生的热量 （2）由图像可知，经过时间加热，水的温度从20℃升高到80℃，则水所吸收的热量 （3）酒精炉烧水时的热效率 （4）改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气的质量为 基础巩固通关测 1．（25-26九年级上·四川绵阳·开学考试）2022年4月16日，神舟十三号返回舱载着三位英雄在东风着陆场安全着陆。以下相关说法不正确的是（　　） A．在地球轨道环绕阶段，返回舱的运动状态发生改变 B．在脱离轨道进入大气层的过程中，地球对返回舱的引力等于返回舱对地球的引力 C．打开降落伞减速下降过程中，返回舱的机械能守恒 D．着陆后，静止在地面的返回舱受到平衡力作用 【答案】C 【详解】A．在地球轨道环绕阶段，返回舱的运动方向时刻在变，所以运动状态在改变，故A正确，不符合题意； B．物体间力的作用是相互的，在脱离轨道进入大气层过程中，地球对返回舱的引力与返回舱对地球的引力是一对相互作用力，大小相等，故B正确，不符合题意； C．打开降落伞减速下降过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度减小，动能减小，机械能减小，所以返回舱机械能不守恒，故C错误，符合题意； D．着陆后，静止在地面的返回舱处于平衡状态，受到平衡力作用，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．（24-25八年级下·山西吕梁·期末）2025年4月 24日，“长征二号F遥二十”运载“神舟二十号”载人飞船顺利升空，“神舟二十号”乘组与“神舟十九号”乘组完成在轨轮换。“神舟二十号”载人飞船加速升空的过程中（　　） A．重力势能和动能都增大 B．重力势能和动能都减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 【答案】A 【详解】“神舟二十号”载人飞船加速升空的过程中，飞船质量不变，速度增大，飞船的动能增大；飞船的高度增大，飞船重力势能增大。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（　　） A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高 B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高 D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 【答案】A 【详解】因为水的比热容比陆地的土地的比热容大，由可知，等质量的水和陆地的土地，在相同日照条件下，吸收相同热量，陆地的土地升温较快，气温较高，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．如图所示是一个四冲程柴油机的剖面图，下列关于柴油机和汽油机工作的相关说法正确的是（　　） A．柴油机和汽油机吸气冲程吸进的都是空气 B．除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠曲轴的惯性完成 C．柴油机顶部的喷油嘴可以替换成火花塞 D．柴油机和汽油机气缸内的燃料都是点燃的 【答案】B 【详解】A．柴油机在吸气冲程吸进的是空气，汽油机在吸气冲程吸进的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．四冲程内燃机包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。做功冲程是将内能转化为机械能，使机器获得动力；而吸气、压缩、排气冲程靠曲轴的惯性来完成，故除了做功冲程外，其余冲程都需要依靠惯性完成，故B正确； C．柴油机顶部是喷油嘴，在压缩冲程结束时，喷油嘴向气缸内喷入雾状柴油，遇到高温高压的空气而燃烧；汽油机顶部是火花塞，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使汽油和空气的混合物剧烈燃烧。二者结构和点火方式不同，柴油机顶部的喷油嘴不能替换成火花塞，故C错误； D．汽油机气缸内的燃料是通过火花塞产生电火花点燃的，属于点燃式；而柴油机气缸内的燃料是在压缩冲程末，由喷油嘴喷入雾状柴油，遇到高温高压空气自行燃烧的，属于压燃式，故D错误。 故选B。 5．光发动机可用于卫星的能源补充，其工作原理如图所示。密闭气室中四氧化二氮在光照下会分解，使气室内气压增大，推动活塞右移；无光条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。当装置中的活塞向右运动时，相当于汽油机四个冲程中的（　　） A．B．C． D． 【答案】A 【详解】当太阳光照射时，反应室内发生化学反应，导致室内气压增大，这时将化学能转化为机械能，从而推动活塞移动，相当于汽油机的做功冲程。 A．图中进气门、排气门都关闭，火花塞点燃，活塞向下运动是做功冲程，将内能转化为机械能，故A符合题意； B．图中进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，故B不符合题意； C．图中进气门关闭，排气门打开，是排气冲程，故C不符合题意； D．图中进气门、排气门都关闭，活塞向上运动是压缩冲程，将机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选A。 6．如图所示的实例中，通过热传递的方式使物体内能减少的是（   ） A．锻打铁 B．用暖手宝取暖 C．烧水 D．在饮料中加冰块 【答案】D 【详解】A．锻打铁，对铁做功，铁的内能增加，故A不符合题意； B．用暖手宝取暖，通过热传递的方式使手的内能增加，故B不符合题意； C．烧水时，通过热传递的方式使水的内能增加，故C不符合题意； D．在饮料中加冰块，饮料的内能转移给冰块，饮料内能减少，温度降低，故D符合题意。 故选D。 7．对小企鹅的对话，同学们展开了热烈的讨论，其中正确的是（　　） A．企鹅只具有机械能，不具有内能 B．冰山温度低，企鹅体温高，企鹅的内能较大 C．一般情况下，企鹅行动迟缓，有利于维持体能，说明内能与物体的运动速度有关 D．一切物体都具有内能 【答案】D 【详解】A．一切物体在任何情况下都具有内能，企鹅也不例外，故A 不正确； B．内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。冰山虽然温度低，但质量很大，其内能不一定比企鹅小，故B 不正确； C．内能与物体的运动速度无关，企鹅行动迟缓有利于维持体能，是因为行动迟缓可以减少热量的产生，故C 不正确； D．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。一切物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体，不论温度高低，都具有内能。故D 正确。 故选D。 8．（25-26九年级上·辽宁盘锦·开学考试）某同学在探究物体内能改变的方法时做了个实验：如图所示，广口玻璃瓶内有一些水，水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气，达到一定程度时，瓶塞跳出； (1)在这一实验过程中，你应当注意观察的是 ； (2)在你认为应当观察的这一项中，你所观察到的现象是 ，这一现象说明了 。 【答案】(1)见解析 (2) 瓶内出现白雾 见解析 【详解】（1）通过打气筒给瓶内打气，达到一定程度时，瓶塞跳出，应当注意观察的是瓶塞跳起的瞬间瓶内出现的现象。 （2）[1][2]当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低，液化变为小水珠。 9．（25-26九年级上·湖南长沙·开学考试）顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升。顾客在上升过程中动能 ，机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），运动状态 （选填“变化”或“不变”） 【答案】 不变 变大 不变 【详解】[1][2]顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升过程中，质量不变，速度不变，因此动能不变，高度不断变大，重力势能变大，机械能是势能和动能的总和，因此机械能变大。 [3]由于顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升，做匀速直线运动，运动方向和速度均不变，因此运动状态不变。 10．小汽车是主要的交通工具，某品牌小汽车四冲程汽油机的转速为1800r/min，则1s内汽油机对外做功 次。若汽车在某段时间内消耗了210g汽油，则汽油完全燃烧可放出热量 J，这些热量能让100kg的水温度升高 （水未沸腾）。[汽油的热值为，水的比热容为，不计热量损失] 【答案】 15 23 【详解】[1]汽油机一个工作循环有4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次，转速为1800r/min，则1s内飞轮转30圈，完成了60个冲程，汽油机对外做功15次。 [2]根据可知，消耗210g汽油，完全燃烧可放出热量 [3]不计热量损失，则，根据可知，这些热量能让100kg的水温度升高 11．（2025·山西运城·模拟预测）如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机，该飞机使用氢为燃料，高压储氢罐可储氢5kg，最大起飞质量可达1.5×103kg。已知该飞机静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.2m2；该飞机在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为2.1×103N。已知氢的热值为1.4×108J/kg。求：（g取 10N/kg） (1)发动机未工作前，飞机静止在水平地面上，达到最大起飞质量时对地面的压强为多少？ (2)高压储氢罐内5kg的氢完全燃烧放出的热量为多少？ (3)飞机以180km/h的速度匀速直线巡航0.2h，前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）飞机静止在水平地面上时的压力 飞机静止时对水平地面的压强 （2）氢完全燃烧放出的热量 （3）由可得，飞机匀速巡航的路程s=vt=180km/h×0.2h=36km=36000m 牵引力做的功 12．小明家室内空间为，冬季供暖首日，温度为45℃的水进入地面下的管道，通过整个地板来供热，水从另一端出口离开时温度降为35℃。每小时通过他们家的水量为，地暖放出的热量有50%被房间的空气吸收，房间通风后空气温度为10℃。[水的比热容为] (1)求地暖内放出的热量。 (2)不考虑房间内热量损失，后可以将房间空气温度提升到多少？[空气的比热容为，空气的密度为，计算结果保留整数] (3)若内暖气管中的水由燃烧天然气进行加热，燃烧了天然气，则天然气供暖的效率为多少？（天然气的热值为） 【答案】(1) (2)18℃ (3)21% 【详解】（1）地暖1小时内放出的热量 （2）室内空气的质量 被空气吸收的热量 由 ，得温度变化 初始温度为10℃，最终温度 （3）天然气燃烧释放的总热量 有效热量为地暖放出的热量 ，效率为 能力提升进阶练 1．下图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是（   ） A．有用机械能所占比例最大 B．废气带走的能量占比为25% C．该汽油机的效率为35% D．减少机械摩擦能提高汽油机效率 【答案】D 【详解】AB．由图乙可知，废气带走的能量占比最大，为40%，故AB错误； C．该汽油机的效率为 故C错误； D．减少机械摩擦可以降低能量的损失，能提高汽油机效率，故D正确。 故选D。 2．（24-25八年级下·山东济南·期末）蹦蹦杆的结构如图甲所示，图乙是小宁玩蹦蹦杆时由最低位置a上升到最高位置c的过程，其中在b位置时弹簧恰好处于原长。忽略空气阻力的影响，针对此过程的下列分析正确的是（　　） A．a→b，小宁自身的机械能保持不变 B．b→c，弹簧的弹性势能转化为小宁的重力势能 C．在c状态时小宁自身的动能最大 D．在a状态时弹簧的弹性势能最大 【答案】D 【详解】A．a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹性势能越来越小，转化为小宁的机械能，所以小宁的机械能不断增加，故A错误； B．b→c的过程中，即离开地面上升的过程，小宁的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是小宁的动能转化为小宁的重力势能，故B错误； C．在c状态时，上升到最高位置，小宁的动能为0，小宁的重力势能最大，故C错误； D．在a状态时，在最低位置，弹簧的形变量最大，所以弹簧的弹性势能最大，故D正确。 故选D。 3．（25-26九年级上·山西·开学考试）如图所示的是我国古代科技著作《天工开物》描述的流水冲击木轮带动水磨磨粉的情景。下列说法正确的是（　　） A．转动的水轮只具有动能 B．水磨转动得越快，其惯性越大 C．谷物被磨碎，说明力可以改变物体的形状 D．木轮匀速转动时，处于平衡状态 【答案】C 【详解】A．动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和所处高度有关。转动的水轮处于一定高度，因此除了具有动能外，还具有重力势能，故A错误； B．惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质，只与物体的质量有关，所以，水磨转动得越快，水磨的质量不变，水磨的惯性不变，故B错误； C．力可以改变物体的形状和运动状态；谷物在力的作用下被磨碎，说明力可以改变物体的形状，故C正确； D．木轮匀速转动时，其运动方向不断发生改变，处于非平衡状态，故D错误。 故选C。 4．（25-26九年级上·重庆·开学考试）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则下列说法正确的是（　　） A．在D点时一切外力消失，过山车将保持静止状态 B．B、C、D、E四点中过山车的机械能在B点最小 C．B点到D点的过程中，过山车的机械能不守恒 D．D点到E点的过程中，过山车的重力势能全部转化为动能 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，在D点时过山车的动能不为零，有一定的速度，所以若此时一切外力消失，过山车将做匀速直线运动，故A错误； BC．由图甲可知，C、E两点高度相同，重力势能相同，由图乙可知，C点动能比E点大，则C点机械能比E点大，由此可以说明整个过程中，过山车需克服阻力做功消耗一部分机械能，机械能逐渐变小，则过山车的机械能在B点最大，在E点最小，过山车的机械能不守恒，故B错误，C正确； D．因为整个运动过程中存在阻力，所以D点到E点的过程中，过山车的重力势能除了转化为动能，还要克服阻力做功，转化为其他形式的能量，故D错误。 故选C。 5．小夏在探究物质的放热能力与哪些因素有关时，分别用质量相等的水和某种液体进行了实验（），并对实验数据进行了图像处理，如图所示。实验中，水和这种液体在相同时间内放出的热量相等[]。分析图像可以得出（    ） A．甲物质是水， B．甲物质是水， C．乙物质是水， D．乙物质是水， 【答案】A 【详解】由图可知，相同时间内，乙液体的温度降低得快，甲液体温度降低得慢；根据Q=cmΔt可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，乙的温度降低得快，乙的比热容小；所以，甲液体的比热容大，甲物质为水，水和液体的质量相同，水和液体在相同时间内放出的热量相等，当15min时，水降低的温度Δt甲=60℃-40℃=20℃ 液体降低的温度为Δt乙=60℃-20℃=40℃ 由Q=cmΔt可知，当m、Q相同时，c与Δt成反比，故液体的比热容为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．（23-24八年级下·上海普陀·期末）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．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】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，则甲升高的温度低于乙。 A．若，，根据，，故A不符合题意； B．若，，根据，也可能，故B不符合题意； C．若，，根据，也可能，故C不符合题意； D．若，，根据，一定是，故D符合题意。 故选D。 7．（25-26九年级上·山东青岛·阶段练习）目前，我国在航天领域处于世界领先地位。请你结合物理知识完成下列问题： (1)长征二号F遥十六运载火箭中的燃料是液态的，是通过既降低温度又加压的方法使气体 （填写物态变化名称）；燃料在火箭发动机中燃烧是将 能主要转化为内能和机械能； (2)如图甲，火箭被点燃后加速升空，载人飞船中的宇航员的动能 ，机械能 ； (3)王亚平老师在太空微重力环境下，用水将两边的塑料板连接一起，看起来就像一座桥，如图乙所示。“水桥”说明了水分子之间存在着 。 【答案】(1) 液化 化学 (2) 增大 增大 (3)引力 【详解】（1）[1]为了节省空间，火箭中的燃料和氧化剂是液态的，它是通过既降低温度又压缩体积的方法使气体液化的。 [2]燃料在火箭发动机中燃烧，消耗了化学能，得到了内能和机械能，因此是将化学能主要转化为内能和机械能。 （2）[1]火箭加速升空的过程中，航天员的速度增大，质量不变，高度增加，所以航天员的动能和重力势能增大。 [2]机械能等于动能与势能之和，因此火箭的机械能增大。 （3）分子之间同时存在引力和斥力；在太空微重力环境下，用水将两边的塑料板连接一起，形成“水桥”，“水桥”说明了水分子之间存在着引力。 8．（25-26九年级上·河北石家庄·开学考试）如图，在试管里装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开。 (1)试管内的水温度升高，这是用 的方法增加水的内能； (2)水蒸气冲开木塞，水蒸气对木塞 ；水蒸气的温度 （选填“升高”“不变”或“降低”）内能 （选填“减小”“增加”或“不变”），在此过程中是水蒸气的内能转化为塞子的 【答案】(1)热传递 (2) 做功 降低 减小 机械能 【详解】（1）用酒精灯加热水的过程中，水从酒精灯火焰上吸收热量，水的温度升高，这是用热传递方法增加了水的内能。 （2）[1][2][3][4]水蒸气冲开木塞，水蒸气对木塞做功。水蒸气对木塞做功时，自身的内能转化为木塞的机械能，所以水蒸气的温度降低。因为内能与温度有关，温度降低，所以水蒸气的内能减小。在此过程中是水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 9．（25-26九年级上·重庆·开学考试）若甲、乙两种物质比热容之比是1：2，质量之比是2：3，升高的温度之比是2：1，吸收的热量之比是 ；若甲、乙两个物体的体积相同，放出相同的热量后，它们降低的温度之比为1：2，密度之比为3：2，则它们的比热容之比为 。 【答案】 2：3 4：3 【详解】[1]若甲、乙两种物质比热容之比是1：2，质量之比是2：3，升高的温度之比是2：1，吸收的热量之比是 [2]若甲、乙两个物体的体积相同，放出相同的热量后，它们降低的温度之比为1：2，密度之比为3：2，则它们的比热容之比为 10．（24-25九年级下·山东日照·期中）某品牌摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机，其效率为50%，该车在某段平直公路上匀速行驶10min，燃烧汽油0.5kg，则该汽油机的功率是 W（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，结果保留两位有效数字）；若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则汽油机每秒对外做功 次。 【答案】 1.9×104 20 【详解】[1]0.5kg汽油完全燃烧放出的热量为 有用功为 则该汽油机的功率 [2]单缸四冲程汽油机的每个工作循环中，飞轮转动2圈，对外做功1次。若该汽油机飞轮转速为2400r/min，则飞轮每秒转40圈，每秒对外做功20次。 11．一个质量为1.5kg的钢刀，加热到，然后在空气中自然冷却，室温为。已知钢的比热容为，水的比热容为，室内气压为标准大气压。 (1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量？ (2)若把这些热量给30℃、1.0kg的水加热，水温能够升高到多少摄氏度？ 【答案】(1) (2)100℃ 【详解】（1）已知，，钢刀的温度变化量是 由公式可知，钢刀放出的热量为 （2）水吸收的热量 由可得 理论末温 但标准大气压下，水的沸点为100℃，因此实际水温升高至100℃。 12．（25-26九年级上·江苏南京·阶段练习）2025年3月30日00时05分，我国在文昌航天发射场用长征七号改运载火箭（），成功将通信技术试验卫星十六号送入预定轨道。该火箭使用的液氧煤油发动机推力为10kN，燃料混合比为煤油：液氧=（质量比），航天煤油热值为，比冲为。“比冲”是衡量火箭引擎燃料的能量利用效率的一种标准量，它是火箭产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量（推力单位是牛顿，时间单位是秒，质量单位是千克）。 (1)若一级火箭携带120吨煤油，这些煤油完全燃烧放出的热量是多少J？ (2)若煤油完全燃烧释放热量的被发射台水冷系统吸收，能将1千吨的水加热升温多少摄氏度？[，已知当地大气压为1标准大气压，结果保留整数] (3)液氧煤油发动机在起飞阶段工作18秒，消耗煤油的质量是多少吨？ 【答案】(1) (2)61 (3) 【详解】（1）这些煤油完全燃烧放出的热量是 （2）煤油全部燃烧放出的热量中有 5% 被水吸收，则水吸收的热量 由可知，能将1千吨的水加热升温 （3）由题意可知，发动机推力 比冲 “比冲”是火箭产生的推力乘以工作时间再除以消耗掉的总燃料质量，即 解得消耗总燃料的质量是 燃料混合的质量比为煤油：液氧=，即 解得消耗总煤油的质量是 13．（2025·江苏苏州·二模）氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q氢=1.4×108J/kg]求： (1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧，若放出的热量全部被水吸收，可以使质量为1t的水温度升高多少； (2)此氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，汽车的速度为20m/s，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功，则这些热量能让该公交车匀速行驶的距离。 【答案】(1)10℃； (2)3600m 【详解】（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放=m氢q氢=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J 若放出的热量全部被水吸收，则Q吸=Q放=4.2×107J 可以使水升高的温度为 （2）由可知，公交车所做机械功为W=ηQ放=60%×4.2×107J=2.52×107J 公交车的行驶功率为P=140kW=1.4×105W 由可知，公交车匀速行驶的时间为 则这些热量能让该公交车匀速行驶的距离为s=vt=20m/s×180s=3600m $