第十四章 内能与热机（举一反三复习讲义）物理沪科版2024九年级全一册

第十四章 内能与热机 目录 【单元目标聚焦·明核心】.........................................................1 【知识图谱梳理·固基础】.........................................................2 【教材要点精析·夯重点】.........................................................2 【考点题型突破·拓思维】........................................................4 考点1. 物体的内能及其改变......................................................4 考点2. 温度、内能与热量的关系..................................................5 考点3. 探究物质吸热能力实验....................................................6 考点4. 比热容及其应用..........................................................7 考点5. 热量的计算..............................................................8 考点6. 汽油机与柴油机..........................................................9 考点7. 燃料的热值与热机效率....................................................10 【分层阶梯训练·提能力】.......................................................11 基础巩固通关测.................................................................11 能力提升进阶练.................................................................16 初中物理课程标准对本单元目标要求如下（表格形式呈现）： 课标要求 1. 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 2.通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 例1能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大。 3. 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 例2 了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。 本单元思维导图（框架图形式呈现）： 本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳（表格形式呈现）： 重要考点 考点解读 易错点 易错点解读 物体的内能及其改变 1. 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， 2. 影响因素：物体的温度、质量、状态、体积等3. 改变物体内能的两种途径做功和热传递。 对物体内能理解出现错误，认为物体内能可以是0J。 不能为零，自然界中一切物体在任何情况下都有内能。 温度、内能与热量的关系 能从定义、特点、语言描述、联系的角度去分析它们的区别与相互联系。 认为热传递转移了温度 热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。 探究物质吸热能力实验 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。 只知道用到控制变量法 实验的目的是探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收的热量是否相同，有什么规律。所以实验中用到的方法有控制变量法和转换法。 比热容及其应用 比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。 认为比热容的国际单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。 比热容的单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。 热量的计算 （1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 认为Δt表示物体升高了的温度，单位：℃ Δt表示改变的温度，是指高温物体降低了的温度或者低温物体升高了的温度。单位：℃ 汽油机与柴油机 能从构造、使用的燃料、四个冲程工作过程、特点、适用范围区分汽油机和柴油机。对两者相同点点要了如指掌。 压缩冲程：内能转化为机械能。 做功冲程：机械能转化为内能。 压缩冲程：机械能转化为内能。 做功冲程：内能转化为机械能。 燃料的热值与热机效率 1. 燃料燃烧释放热量的计算 （固、液体燃料） （气体燃料） 2. 做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。 η 把某种燃料燃烧释放的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。 完全燃烧的含义：是指燃料烧完、烧尽，只有在完全燃烧时放出的热量与所用燃料质量之比才是这种燃料的热值。 考点1. 物体的内能及其改变 【例题1】（2025江苏连云港）关于内能，下列说法正确的是（　　） A. 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。故选D。 【变式1-1】下列说法中，正确的是（　 　） A．运动的物体具有内能，静止的物体没有内能； B．寒冷的冬季，放在户外的一瓶矿泉水结成冰，其内能消失； C．用打气筒给自行车轮胎打气时，打气筒壁发热，主要是通过做功的方式增大了筒壁的内能； D．温度高的物体一定比温度低的物体的内能大 【变式1-2】如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一段时间。下列说法正确的是（　　） A. 与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大 B. 与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大 C. 乙内能改变的方式只有做功 D. 乙内能改变的方式既有做功又有热传递 【变式1-3】针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方法。针灸之前，用高温蒸气对“复用针”（可多次使用的针）消毒时，“复用针”的温度会升高，这是通过________的方式改变了针的内能。如图所示，针灸用到的针非常细，这是通过减小受力面积来________，便于刺入人体穴位。 考点2. 温度、内能与热量的关系 【例题2】（2025河南二模）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．温度高的物体内能一定大 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体运动得越快，它的内能就越大 D．热量可能从内能小的物体传给内能大的物体 【答案】D 【详解】A．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度高的物体内能不一定大，故A错误； B．热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误； C．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，物体内能大小与运动速度无关，故C错误； D．内能小的物体有可能温度高，所以内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体，故D正确。 故选D。 【变式2-1】（2024黑龙江龙东）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2-2】（2023四川宜宾）关于内能及其利用，下列说法正确的是（　　） A. 一切物体都具有内能 B. 足球运动越慢，它的内能越小 C. 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能 D. 热机的功率大，效率就一定高 【变式2-3】小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中。该合金从70℃降至47℃并保持47℃一段时间再降至35℃，合金在此过程（　　） A．对外放热，内能一直减少 B．存在液化现象，内能一直增加 C．温度保持47℃时，不吸热也不放热 D．存在凝固现象，内能先减少后不变再减少 考点3. 探究物质吸热能力实验 【例题3】（2024·湖南长沙）实验小组设计实验比较水和食用油的吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。 （1）实验前，小海应取初温和质量相等的水和食用油进行实验，其采用的实验方法是 ； （2）小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油 相同； （3）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，其中食用油的温度随时间变化的图像是 （选填“a”或“b”）。 【答案】 控制变量法 吸收的热量 b 【解析】（1）[1]实验前，小海应取初温和质量相等的水和食用油进行实验，通过控制变量法进行实验。 （2）[2]相同加热器加热相同时间，产生热量相同，小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油吸收的热量相同。 （3）[3]食用油的比热容比水小，质量相同的水与食用油被相同的加热器加热相同时间，吸收热量相同，食用油升高温度较高，食用油的温度随时间变化的图像是b。 【变式3-1】如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（　　） A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多 B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大 C. 升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱 D. 相同时间内a升高的温度比b多，a的吸热能力比b强 【变式3-2】小华在探究“不同物质的吸热能力”时，用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热（不考虑热损失）。已知液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示，分析图像可知：水在5min内吸收的热量为______J，液体的比热容为_____。 【变式3-3】某实验小组用如图所示的实验装置比较a、b两种液体的吸热情况，甲、乙两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。实验中记录的数据如下表： 记录次数 1 2 3 4 升高的温度（℃） 5 7.5 10 12.5 加热a的时间（min） 2 3 4 5 加热b的时间（min） 1 1.5 2 2.5 （1）分析表中数据可得：质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度，a吸收的热量______b吸收的热量（选填“”“”或“”）； （2）本实验运用的物理学研究方法主要有_______和转换法。 考点4. 比热容及其应用 【例题4】（2025山东威海）在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同高汤和清水，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】 高汤 高于 【解析】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。 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4-1】（2024福建）水约占人体体重的60%~70%，有助于调节体温，原因之一是水具有较大的（　　） A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容 【变式4-2】水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法，与此特点无关的是（　　） A．暖气设备用热水供暖 B．汽车发动机用水冷却 C．在地面上洒水来纳凉 D．往稻田里灌水防秧苗冻坏 【变式4-3】 济南护城河有东、西两个船闸、游船进入船闸的闸室后，能随着水面的变化在上下游之间通行，船闸利用了_______原理。炎热的夏天，大明湖公园内明显感觉比其他地方凉爽，主要是因为水的_______比砂石和泥土大。 考点5. 热量的计算 【例题5】（2025上海）质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为___________焦，“九天”无人机向斜上方匀速运动时，其惯性___________，机械能___________（后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”）。 【答案】 4.2×105 不变 增大 【解析】质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为 由于惯性大小只与质量大小有关，所以“九天”无人机向斜上方匀速运时，质量不变，其惯性不变。 “九天”无人机向斜上方匀速运动时，质量不变，速度不变，则动能不变，高度升高，则重力势能增大，由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大。 【变式5-1】某同学做探究“物质M熔化特点”的实验，加热效率始终不变，实验结果如图所示。则M在B点时的状态是_______（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）；前2min，M吸收的热量为_______J。[M的质量为100g，已知图中CD段物质比热容为4×103J/（kg·℃）] 【变式5-2】楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。 【变式5-3】（2024上海）质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克·℃）] 考点6. 汽油机与柴油机 【例题6】（2025黑龙江龙东）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6-1】2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A. B. C. D. 【变式6-2】内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（　　） A. 图中所示冲程是做功冲程 B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 C. 该汽油机在1s内做功30次 D. 汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【变式6-3】关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A. 加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦 B. 通过改进可以使汽油机的效率达到100% C. 除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D. 若飞轮转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次 考点7. 燃料的热值与热机效率 【例题7】（2025江苏苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： （1）水吸收的热量； （2）煤气完全燃烧放出的热量； （3）煤气炉加热的效率。 【答案】（1）； （2）； （3）40% 【解析】（1）水吸收的热量 （2）煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气炉加热的效率 【变式7-1】下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A. 燃料燃烧越充分，其热值越大 B. 燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C. 一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D. 焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量 【变式7-2】汽油机在______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗______kg的汽油（汽油的热值取）。 【变式7-3】某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg的水加热，同时他们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6min内完全燃烧了0.2kg的天然气，【水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为q=7×107 J/kg】求： （1）天然气完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）天然气灶烧水时的热效率。 基础巩固通关测 一、选择题（本大题有9小题，每小题4分，共36分） 1.（2025北京）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 2．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体含有的热量多 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．气体膨胀对外做功，自身内能会减少 D．热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体 3. （2025内蒙古）如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A. 酒精燃烧将内能转化为化学能 B. 水的内能增加的方式是热传递 C. 蒸汽被喷出后内能保持不变 D. 蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 4. 下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是　　 A. 钻木取火 B. 煤炉烧水 C. 压缩空气升温 D. 搓手取暖 5. （2025海南一模）下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景，通过做功使物体内能增加的是（　　） A 把铁丝反复弯折，弯折处变热； B. 把钢球放入炉火中，烧一段时间； C. 冬天，用热水袋对手进行取暖； D. 水烧开时，水蒸气将壶盖顶起 6. （2025湖南长沙二模）下列事例中，不是利用水的比热容大的特性的是（ ） A．沿海地区的温差变化小； B．晚间，在春播秧田里灌水保温； C．在发烧病人的额头上擦冷水降温； D．汽车发动机用水作为冷却剂 7. （2025江苏连云港）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（　　） A. 较大的热值 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较高的凝固点 8. 如图是四冲程汽油机某个冲程的剖面图，下列说法错误的是（　　） A. 汽油是不可再生能源 B 汽油机工作时，会闻到汽油味，属于扩散现象 C. 该冲程是压缩冲程，将机械能转化为内能 D. 该冲程是做功冲程，燃气推动活塞做功，其内能减小，温度降低 9. （2024云南）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1000公里续驶里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108J/kg）。下列说法正确的是（　　） A. 氢能不属于清洁能源 B. 用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C. 完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量 D. 氢能重卡的热机效率可高达100% 二、填空题（本大题有7小题，14个空，每空3分，共42分） 10. （2024内蒙古赤峰）在课外实践性作业中，某同学探究了一定浓度盐水凝固时温度的变化规律，根据实验数据画出了盐水的凝固图像（如图），该盐水的凝固点是______℃，凝固过程经历_______min，凝固过程中盐水的内能________（填“增大”“减小”或“不变”）。 11. （2024苏州）熨斗古代亦称“火斗”，最早出现于西汉，以青铜质地为主，用高温熨平衣物，是通过_________方式改变物体内能的。宋元时期，出现了如图所示带木把的熨斗，相比金属把，使用更安全，是由于木头具有_________的物理属性。 12. （2024广西）关于分子动理论，谚语“有麝自来香，不必迎风扬”表明了分子在不停地做无规则的_______；寒冬，我们常搓手取暖，这是通过_______（选填“做功”或“热传递”）的方式增大内能。 13.（2025甘肃威武、临夏州等）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。 14.如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为________冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的________大的特性。 15. （2024安徽省） 一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为______ J/(kg·℃)。 16. 某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，水吸收的热量是______J，该燃气热水器烧水的效率是______。[已知水的比热容为，水的密度为，煤气的热值为] 三、简答题（本大题有1小题，共4分） 17. 把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，图钉帽会发热发烫。请用所学的物理知识解释这种现象。 四、实验题（本大题有1小题，每空2分，共14分） 18. 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 五、计算题（本大题有1小题，共4分） 19. 使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 能力提升进阶练 1. （2025福建）如图，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 2. （2025广州）如图，从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手的过程，其内能（　　） A. 逐渐增加 B. 保持不变 C. 通过做功改变 D. 通过热传递改变 3.（2024陕西一模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A. 物体吸收热量，温度一定升高； B. 80°C的水一定比30°C的水含有的热量多； C. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量； D. 温度相同的物体接触时不发生热传递 4. （2024福建）“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是（　　） A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴 5. （2025甘肃兰州）课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（ ） A. 矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B. 瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似 C. 瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D. 瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴 6. （2025广东深圳）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 7. （2025江苏扬州） 如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（ ） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 8. （2023湖北随州）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A. 甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B. 由乙图可知该汽油机的效率是30% C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D. 为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 9. 小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（ ） A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%； B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%； C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%； D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4% 10. 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·℃）] 11. （2024海南一模）如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是______冲程，与它原理相同的是______图所示的演示实验。 12. （2025山东烟台）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①______②______。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为______kg。 13. （2024黑龙江哈尔滨）冬季夜晚，池塘里有60m3的水凝固成冰，则这些冰的质量为_______kg，此过程中是通过______方式来减少内能的。（ρ水=1.0×103kg/m3） 14. （2023陕西）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是_______J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧_____kg的煤气，这是通过______的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值_____（选填“变大”“变小”或“不变”）［水的比热容，煤气的热值］ 15. （2024四川南充一模）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功_______次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油________kg（q汽油=4.6×107J/kg）。 16. 人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103]/（kg．°C）]。 17. （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___________。 18. 为了探究“不同物质的吸热能力”，琪琪同学用两个相同的烧杯装入质量相同的水和花生油，并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热（如图甲）；    （1）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力 （填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa Qb（填“>”、“<”或“=”）； （2）已知c水=4.2×103J/（kg·°C），由图像可知，花生油的比热容是 J/(kg·°C)； （3）若使两种液体加热相同时间内，升高的温度也相同，则应该适当减小 （填“水”或“花生油”）的质量。 19.小琦家新安装了一台容积为的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的升高到已知：水的比热容，焦炭的热值，水的密度。问： 在这4h内水吸收的热量为多少焦耳？ 若这些热量由效率为的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭？ 20.（2025广东省）如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为。已知g＝10N/kg，，。求该船： （1）受到的总重力； （2）静止时排开海水的体积； （3）发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。 21. （2025甘肃兰州）阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 （1）某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量 为_________ J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量 为_________ J。 （3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于_____ 级。 22.（2025山西） 跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 （1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________； （2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能______；（答出一条即可） （3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：______。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十四章 内能与热机 目录 【单元目标聚焦·明核心】.........................................................1 【知识图谱梳理·固基础】.........................................................2 【教材要点精析·夯重点】.........................................................2 【考点题型突破·拓思维】........................................................4 考点1. 物体的内能及其改变......................................................4 考点2. 温度、内能与热量的关系..................................................5 考点3. 探究物质吸热能力实验....................................................7 考点4. 比热容及其应用..........................................................10 考点5. 热量的计算..............................................................11 考点6. 汽油机与柴油机..........................................................12 考点7. 燃料的热值与热机效率....................................................14 【分层阶梯训练·提能力】.......................................................16 基础巩固通关测.................................................................16 能力提升进阶练.................................................................25 初中物理课程标准对本单元目标要求如下（表格形式呈现）： 课标要求 1. 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 2.通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 例1能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大。 3. 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 例2 了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。 本单元思维导图（框架图形式呈现）： 本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳（表格形式呈现）： 重要考点 考点解读 易错点 易错点解读 物体的内能及其改变 1. 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， 2. 影响因素：物体的温度、质量、状态、体积等3. 改变物体内能的两种途径做功和热传递。 对物体内能理解出现错误，认为物体内能可以是0J。 不能为零，自然界中一切物体在任何情况下都有内能。 温度、内能与热量的关系 能从定义、特点、语言描述、联系的角度去分析它们的区别与相互联系。 认为热传递转移了温度 热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。 探究物质吸热能力实验 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。 只知道用到控制变量法 实验的目的是探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收的热量是否相同，有什么规律。所以实验中用到的方法有控制变量法和转换法。 比热容及其应用 比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。 认为比热容的国际单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。 比热容的单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。 热量的计算 （1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 认为Δt表示物体升高了的温度，单位：℃ Δt表示改变的温度，是指高温物体降低了的温度或者低温物体升高了的温度。单位：℃ 汽油机与柴油机 能从构造、使用的燃料、四个冲程工作过程、特点、适用范围区分汽油机和柴油机。对两者相同点点要了如指掌。 压缩冲程：内能转化为机械能。 做功冲程：机械能转化为内能。 压缩冲程：机械能转化为内能。 做功冲程：内能转化为机械能。 燃料的热值与热机效率 1. 燃料燃烧释放热量的计算 （固、液体燃料） （气体燃料） 2. 做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。 η 把某种燃料燃烧释放的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。 完全燃烧的含义：是指燃料烧完、烧尽，只有在完全燃烧时放出的热量与所用燃料质量之比才是这种燃料的热值。 考点1. 物体的内能及其改变 【例题1】（2025江苏连云港）关于内能，下列说法正确的是（　　） A. 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。故选D。 【变式1-1】下列说法中，正确的是（　 　） A．运动的物体具有内能，静止的物体没有内能； B．寒冷的冬季，放在户外的一瓶矿泉水结成冰，其内能消失； C．用打气筒给自行车轮胎打气时，打气筒壁发热，主要是通过做功的方式增大了筒壁的内能； D．温度高的物体一定比温度低的物体的内能大 【答案】C 【解析】A．一切物体都具有内能，内能与是否运动无关，故A错误； B．水结成冰，温度降低，但内能没有消失，故B错误； C．用打气筒给自行车轮胎打气时，打气筒壁发热，机械能转化为内能，主要是通过做功的方式增大了筒壁的内能，故C正确； D．内能的大小跟质量、温度、状态有关，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故D错误。 故选C。 【变式1-2】如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一段时间。下列说法正确的是（　　） A. 与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大 B. 与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大 C. 乙内能改变的方式只有做功 D. 乙内能改变的方式既有做功又有热传递 【答案】AD 【解析】AB．迅速将活塞向左推至图中虚线位置时，施加外力通过做功的方式增加了乙部分气体的内能，乙部分气体的温度会升高；由于隔板导热良好，因此热量会由乙内通过隔板传递到甲内，最终甲乙两部分气体的温度相等。由此可知乙部分气体的温度升高，气体的质量不变，因此乙部分气体的内能变大；甲部分气体的质量不变，温度升高，因此甲部分气体的内能也变大。故A正确，B错误； CD．推动活塞时通过做功的方式增加了乙气体的内能，活塞推到虚线处后，热量由乙通过隔板传递到甲时，是通过热传递的方式改变内能的，故C错误，D正确。故选AD。 【变式1-3】针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方法。针灸之前，用高温蒸气对“复用针”（可多次使用的针）消毒时，“复用针”的温度会升高，这是通过________的方式改变了针的内能。如图所示，针灸用到的针非常细，这是通过减小受力面积来________，便于刺入人体穴位。 【答案】 热传递 增大压强 【解析】用高温蒸气对“复用针”消毒时，“复用针”吸收蒸汽的热量温度会升高，这是通过热传递的方式改变针的内能。 针灸用到的针非常细，这是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，便于刺入人体穴位。 考点2. 温度、内能与热量的关系 【例题2】（2025河南二模）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．温度高的物体内能一定大 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体运动得越快，它的内能就越大 D．热量可能从内能小的物体传给内能大的物体 【答案】D 【详解】A．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度高的物体内能不一定大，故A错误； B．热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误； C．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，物体内能大小与运动速度无关，故C错误； D．内能小的物体有可能温度高，所以内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体，故D正确。 故选D。 【变式2-1】（2024黑龙江龙东）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2-2】（2023四川宜宾）关于内能及其利用，下列说法正确的是（　　） A. 一切物体都具有内能 B. 足球运动越慢，它的内能越小 C. 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能 D. 热机的功率大，效率就一定高 【答案】AC 【解析】A．自然界中一切物体都是由分子和原子构成的，内能为分子动能和分子势能之和，所以一切物体都具有内能，故A正确； B．足球运动快慢，是机械能的大小变化，与内能大小无关，故B错误； C．冬天搓手取暖，将机械能转化为内能，所以是通过做功的方式改变内能，故C正确； D．热机的功率大，则做功快，与效率的高低无关，故D错误。故选AC。 【变式2-3】小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中。该合金从70℃降至47℃并保持47℃一段时间再降至35℃，合金在此过程（　　） A．对外放热，内能一直减少 B．存在液化现象，内能一直增加 C．温度保持47℃时，不吸热也不放热 D．存在凝固现象，内能先减少后不变再减少 【答案】A 【解析】将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的实验室中，合金从70℃降至47℃的过程是放热的降温过程，处于液态；保持47℃这段时间是凝固过程，放热但温度不变，合金处于固液共存态；从47℃降至35℃的过程是放热过程，合金处于固态。故该合金一直对外放热，内能一直减小。故A正确，符合题意，BCD错误，不符合题意。故选A。 考点3. 探究物质吸热能力实验 【例题3】（2024·湖南长沙）实验小组设计实验比较水和食用油的吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。 （1）实验前，小海应取初温和质量相等的水和食用油进行实验，其采用的实验方法是 ； （2）小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油 相同； （3）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，其中食用油的温度随时间变化的图像是 （选填“a”或“b”）。 【答案】 控制变量法 吸收的热量 b 【解析】（1）[1]实验前，小海应取初温和质量相等的水和食用油进行实验，通过控制变量法进行实验。 （2）[2]相同加热器加热相同时间，产生热量相同，小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油吸收的热量相同。 （3）[3]食用油的比热容比水小，质量相同的水与食用油被相同的加热器加热相同时间，吸收热量相同，食用油升高温度较高，食用油的温度随时间变化的图像是b。 【变式3-1】如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（　　） A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多 B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大 C. 升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱 D. 相同时间内a升高的温度比b多，a的吸热能力比b强 【答案】C 【解析】A．实验中使用相同规格的加热器，则相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，故A不符合题意； B．吸热能力是物质的属性，保持不变，所以a和b的吸热能力不会随着温度的升高而发生变化，故B不符合题意； C．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同；升高相同的温度，a所用时间比b少，则a吸收的热量少，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故C符合题意； D．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同，相同时间内a升高的温度比b多，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故D不符合题意。故选C。 【变式3-2】小华在探究“不同物质的吸热能力”时，用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热（不考虑热损失）。已知液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示，分析图像可知：水在5min内吸收的热量为______J，液体的比热容为_____。 【答案】 【解析】根据及图像可得，水在20min内吸收的热量为 则水在5min内吸收的热量为 根据及图像可得，液体和水在15min内吸收的热量相同，可得液体的比热容为 【变式3-3】某实验小组用如图所示的实验装置比较a、b两种液体的吸热情况，甲、乙两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。实验中记录的数据如下表： 记录次数 1 2 3 4 升高的温度（℃） 5 7.5 10 12.5 加热a的时间（min） 2 3 4 5 加热b的时间（min） 1 1.5 2 2.5 （1）分析表中数据可得：质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度，a吸收的热量______b吸收的热量（选填“”“”或“”）； （2）本实验运用的物理学研究方法主要有_______和转换法。 【答案】 （1） （2）控制变量法 【解析】（1）分析表格可知，质量相等的液体a和b，升高相同温度时，a液体需要的加热时间更长，a液体吸收的热量多，即a吸收的热量大于b吸收的热量 （2）实验中为了比较a、b两种液体的吸热情况，控制了加热器的规格相同、用于加热的液体质量相同、初温也相同，比较两种液体升高相同的温度时所需要的加热时间，所以实验中用到控制变量法。两种液体吸收热量的多少可以通过加热时间的长短来比较，所以还用到了转换法。 考点4. 比热容及其应用 【例题4】（2025山东威海）在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同高汤和清水，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】 高汤 高于 【解析】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。 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4-1】（2024福建）水约占人体体重的60%~70%，有助于调节体温，原因之一是水具有较大的（　　） A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容 【答案】D 【解析】A．热值最大是氢，常用作火箭的燃料，故A不符合题意； B．水的密度是，故B不符合题意； C．温度是物体冷热程度，故C不符合题意； D．因为水具有较大的比热容，是，所以水有助于人体调节体温，故D符合题意。 故选D。 【变式4-2】水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法，与此特点无关的是（　　） A．暖气设备用热水供暖 B．汽车发动机用水冷却 C．在地面上洒水来纳凉 D．往稻田里灌水防秧苗冻坏 【答案】C 【详解】A．因为水的比热容大，同样质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，故冬天室内的暖气用热水循环供热，故A不符合题意； B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质，故B不符合题意； C．炎热的夏天，往室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，不是利用水的比热容大的特点，故C符合题意； D．水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故D不符合题意。 故选C。故选C。 【变式4-3】 济南护城河有东、西两个船闸、游船进入船闸的闸室后，能随着水面的变化在上下游之间通行，船闸利用了_______原理。炎热的夏天，大明湖公园内明显感觉比其他地方凉爽，主要是因为水的_______比砂石和泥土大。 【答案】 连通器 比热容 【解析】由于船闸的闸室和上、下游的底部相连通，上端开口，所以船闸和上、下游组成了连通器，故船闸利用了连通器的原理。 因为水的比热容大于砂石和泥土的比热容，相同质量的水和沙石吸收相同的热量时，水升高的温度低，所以炎热的夏季，大明湖公园内明显比其他地方凉爽很多。 考点5. 热量的计算 【例题5】（2025上海）质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为___________焦，“九天”无人机向斜上方匀速运动时，其惯性___________，机械能___________（后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”）。 【答案】 4.2×105 不变 增大 【解析】质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为 由于惯性大小只与质量大小有关，所以“九天”无人机向斜上方匀速运时，质量不变，其惯性不变。 “九天”无人机向斜上方匀速运动时，质量不变，速度不变，则动能不变，高度升高，则重力势能增大，由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大。 【变式5-1】某同学做探究“物质M熔化特点”的实验，加热效率始终不变，实验结果如图所示。则M在B点时的状态是_______（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）；前2min，M吸收的热量为_______J。[M的质量为100g，已知图中CD段物质比热容为4×103J/（kg·℃）] 【答案】 固态 2×103 【解析】物质在B点时刚开始熔化，所以为固态。 由于相同时间内物质吸收的热量相同，则CD段M吸热的时间为4min，是AB段吸收的热量的2倍，故CD共吸收的热量为 Q＝cmΔt＝4×103J/（kg·℃）×0.1kg×10℃＝4×103J 前2分钟，M吸收的热量 【变式5-2】楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。 【答案】 比热容 【解析】因为水的比热容较大，所以相同质量的水和其他物质相比较，放出同样热量的情况下，水的温度变化小，故采用热水循环的方式取暖。 水放出的热量 【变式5-3】（2024上海）质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克·℃）] 【答案】4.2×105焦 【解析】水吸收的热量 答：水吸收的热量4.2×105焦。 考点6. 汽油机与柴油机 【例题6】（2025黑龙江龙东）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6-1】2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功； B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程； C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能； D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程； 顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都对吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 【变式6-2】内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（　　） A. 图中所示冲程是做功冲程 B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 C. 该汽油机在1s内做功30次 D. 汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高 【答案】B 【解析】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误； B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为 故B正确； C．飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误； D．由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。故选B。 【变式6-3】关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（　　） A. 加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦 B. 通过改进可以使汽油机的效率达到100% C. 除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D. 若飞轮转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次 【答案】AC 【解析】A．加入润滑油使各零部件彼此分离，可以减小汽油机零部件间的摩擦，故A正确； B．热机在工作时，总要克服机器零件间的摩擦做功，还有热量的散失，导致热机的热效率总小于1（100%），故B错误； C．四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的，故C正确； D．若一台汽油机的转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以，1s内飞轮转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，40个冲程，做功10次，故D错误。故选AC。 考点7. 燃料的热值与热机效率 【例题7】（2025江苏苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求： （1）水吸收的热量； （2）煤气完全燃烧放出的热量； （3）煤气炉加热的效率。 【答案】（1）； （2）； （3）40% 【解析】（1）水吸收的热量 （2）煤气完全燃烧放出的热量 （3）煤气炉加热的效率 【变式7-1】下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A. 燃料燃烧越充分，其热值越大 B. 燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C. 一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D. 焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量 【答案】D 【解析】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故A错误； B．根据Q=mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误； C．一瓶酒精用去三分之一后，质量变化、热值不变，故C错误； D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×107J，故D正确。 故选D。 【变式7-2】汽油机在______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗______kg的汽油（汽油的热值取）。 【答案】 做功 2 【解析】汽油机在做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动活塞，将内能转化为机械能。 汽油完全燃烧放出的热量为 则汽油的质量为 【变式7-3】某物理兴趣小组的同学，用天然气灶给10kg的水加热，同时他们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6min内完全燃烧了0.2kg的天然气，【水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为q=7×107 J/kg】求： （1）天然气完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）天然气灶烧水时的热效率。 【答案】（1）1.4×107J；（2）2.52×106J;（3）18% 【解析】（1）天然气完全燃烧产生的热量为 （2）由图知，水初始温度为20℃，6min时水温为80℃，所以水吸收的热量为 （3）煤炉烧水时的热效率为 基础巩固通关测 一、选择题（本大题有9小题，每小题4分，共36分） 1.（2025北京）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 【解析】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。 2．关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体含有的热量多 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．气体膨胀对外做功，自身内能会减少 D．热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体 【答案】C 【详解】A．热量是过程量，不能说物体含有的热量多，故A错误； B．物体吸收热量过程中温度不一定升高，例如：晶体在熔化过程中，吸热但温度不变，故B错误； C．气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，则物体内能减小，故C正确； D．在发生热传递时，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，内能总是从高温物体转移到低温物体，故D错误。故选C。 3. （2025内蒙古）如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A. 酒精燃烧将内能转化为化学能 B. 水的内能增加的方式是热传递 C. 蒸汽被喷出后内能保持不变 D. 蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 【答案】B 【解析】A．酒精燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程，故A不符合题意； B．加热过程中，易拉罐中的水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加内能，故B符合题意； C．蒸汽喷出后，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，故C不符合题意； D．因为热量损失，所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能，故D不符合题意。 故选B。 4. 下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是　　 A. 钻木取火 B. 煤炉烧水 C. 压缩空气升温 D. 搓手取暖 【答案】B 【解析】改变物体内能有两种方式，分别为做功和热传递： A．钻木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意； B．煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意； C．压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意； D．用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。 5. （2025海南一模）下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景，通过做功使物体内能增加的是（　　） A 把铁丝反复弯折，弯折处变热； B. 把钢球放入炉火中，烧一段时间； C. 冬天，用热水袋对手进行取暖； D. 水烧开时，水蒸气将壶盖顶起 【答案】A 【解析】A．把铁丝反复弯折，弯折处变热，是摩擦生热，属于做功改变铁丝的内能，符合题意； B．把钢球放入炉火中，烧一段时间，是热传递改变钢球的内能，不符合题意； C．冬天，用热水袋对手进行取暖，是热传递改变手的内能，不符合题意； D．水烧开时，水蒸气将壶盖顶起，是热传递改变水蒸气的内能，不符合题意。故选A。 6. （2025湖南长沙二模）下列事例中，不是利用水的比热容大的特性的是（ ） A．沿海地区的温差变化小； B．晚间，在春播秧田里灌水保温； C．在发烧病人的额头上擦冷水降温； D．汽车发动机用水作为冷却剂 【答案】C 【解析】A、沿海地区和沙漠地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸、放热条件下，水的温度变化小，昼夜温差小；沙漠地区多砂石，砂石的比热容较小，在相同的吸热条件下，砂石的温度变化大，故不符合题意； B、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧田里灌水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故与水的比热容有关，不符合题意； C、在发烧病人的额头上擦冷水降温，是利用水蒸发吸热的原理，故符合题意； D、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故不符合题意。故选C。 7. （2025江苏连云港）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（　　） A. 较大的热值 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较高的凝固点 【答案】A 【解析】A．液态氢具有较大热值，这意味着单位质量的氢燃料完全燃烧时能释放出更多的热量，可以为火箭提供更大的推力，故A符合题意； B．虽然液态氢的沸点较低（-252.8℃），但这只是其物理特性，与作为燃料的优越性无直接关系，故B不符合题意； C．比热容表示物质吸热或放热的能力，但火箭燃料需要的是燃烧时释放大量能量，而不是储存热量的能力，故C不符合题意； D．凝固点高低与燃料性能无关，且氢的凝固点极低（-259℃），这反而增加了储存难度，故D不符合题意。 故选A。 8. 如图是四冲程汽油机某个冲程的剖面图，下列说法错误的是（　　） A. 汽油是不可再生能源 B 汽油机工作时，会闻到汽油味，属于扩散现象 C. 该冲程是压缩冲程，将机械能转化为内能 D. 该冲程是做功冲程，燃气推动活塞做功，其内能减小，温度降低 【答案】D 【解析】A．汽油是从石油提炼而来的，石油再生周期很长，是不可再生能源，故A正确，不符合题意； B．汽油机工作时，会闻到汽油味，是汽油分子进入空气，引起了嗅觉，属于扩散现象，故B正确，不符合题意； C．进气门和排气门关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程，将机械能转化为内能，故C正确，不符合题意； D．做功冲程进气门和排气门关闭，活塞向下运动，，燃气推动活塞做功，其内能减小，温度降低，与图不符，故D错误，符合题意。故选D。 9. （2024云南）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1000公里续驶里程，这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破（q氢=1.4×108J/kg）。下列说法正确的是（　　） A. 氢能不属于清洁能源 B. 用液氢作燃料是因为液氢含有的热量多 C. 完全燃烧100kg的液氢能释放1.4×1010J的热量 D. 氢能重卡的热机效率可高达100% 【答案】C 【解析】A．液氢燃烧的产物只有水，属于清洁能源，故A错误； B．用液氢作燃料是因为液氢热值大，在完全燃烧等质量的燃料时，放出的热量更多，且热量是过程量，不能“含有”，故B错误； C．完全燃烧100kg的液氢放出的热量 故C正确； D．额外功不可避免，所以氢能重卡的热机效率不可能达到100%，故D错误。故选C。 二、填空题（本大题有7小题，14个空，每空3分，共42分） 10. （2024内蒙古赤峰）在课外实践性作业中，某同学探究了一定浓度盐水凝固时温度的变化规律，根据实验数据画出了盐水的凝固图像（如图），该盐水的凝固点是______℃，凝固过程经历_______min，凝固过程中盐水的内能________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 -6 5 减小 【解析】由图像可知，盐水在−6℃时开始凝固，凝固点为−6℃；盐水从第5min开始凝固，到第10min凝固结束，凝固过程经历5min。 凝固过程中，盐水不断放出热量，内能减小。 11. （2024苏州）熨斗古代亦称“火斗”，最早出现于西汉，以青铜质地为主，用高温熨平衣物，是通过_________方式改变物体内能的。宋元时期，出现了如图所示带木把的熨斗，相比金属把，使用更安全，是由于木头具有_________的物理属性。 【答案】 热传递 隔热性好/导热性差 【解析】用高温熨平衣物，是通过热传递的方式改变物体内能的。 木头具有导热性差的物理属性，所以相比金属把，使用更安全。 12. （2024广西）关于分子动理论，谚语“有麝自来香，不必迎风扬”表明了分子在不停地做无规则的_______；寒冬，我们常搓手取暖，这是通过_______（选填“做功”或“热传递”）的方式增大内能。 【答案】 运动 做功 【解析】谚语“有麝自来香，不必迎风扬”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。 我们常搓手取暖，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能。 13.（2025甘肃威武、临夏州等）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】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。 14.如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为________冲程；汽油机需要用冷却液进行降温，是利用了冷却液的________大的特性。 【答案】 做功；比热容 【解析】内燃机的压缩冲程是把机械能转化成气体的内能，内燃机的做功冲程是把气体的内能转化成机械能;水的比热容大，相同质量的水可以吸收更多的热量，冷却效果更好；相同质量的水可以放出更多的热量，取暖效果更好。 四冲程汽油机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。分析图，此时汽油机进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞正在点火，由此判断是四冲程汽油机的做功冲程。 通常选用比热容大的物质做冷却液，相同质量的该种物质，吸收相同的热量，温度升高得少。 15. （2024安徽省） 一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为______ J/(kg·℃)。 【答案】0.6×103 【解析】由题意知，水吸收的热量为 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-25℃)=4.2×103J 因金属块放出的热量全部被水吸收，则金属块放出的热量为4.2×103J，则金属块的比热容为 16. 某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，水吸收的热量是______J，该燃气热水器烧水的效率是______。[已知水的比热容为，水的密度为，煤气的热值为] 【答案】 50% 【解析】水的质量为 水吸收的热量是 煤气完全燃烧放出的热量为 该燃气热水器烧水的效率是 三、简答题（本大题有1小题，共4分） 17. 把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，图钉帽会发热发烫。请用所学的物理知识解释这种现象。 【答案】见解析 【解析】使图钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，克服摩擦做功，使图钉发热，温度升高，这一过程中将机械能转化为内能，这是通过做功方式来改变了物体的内能。 四、实验题（本大题有1小题，每空2分，共14分） 18. 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。 五、计算题（本大题有1小题，共4分） 19. 使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求： （1）水吸收的热量； （2）该热水器的热效率。 【答案】（1）；（2）87.5% 【解析】（1）水吸收的热量为 （2）该热水器的热效率为 答：（1）水吸收热量为6.3×105J； （2）该热水器的热效率为87.5%。 能力提升进阶练 1. （2025福建）如图，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。 2. （2025广州）如图，从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手的过程，其内能（　　） A. 逐渐增加 B. 保持不变 C. 通过做功改变 D. 通过热传递改变 【答案】D 【解析】金属勺子由烫手到不烫手的过程，放出热量，内能会减小，通过热传递的方式改变自身内能，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 3.（2024陕西一模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A. 物体吸收热量，温度一定升高； B. 80°C的水一定比30°C的水含有的热量多； C. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量； D. 温度相同的物体接触时不发生热传递 【答案】D 【解析】A．晶体熔化过程中，需吸收热量，但温度不变，水在沸腾时，需继续吸热，但温度保持不变，故A错误； B．热量是热传递过程中内能转移的量度，是一个过程量，不能说物体含有热量，故B错误； C．改变内能有两种途径：做功与热传递，故C错误； D．热传递发生的条件是两个接触的物体有温差，若两个物体温度相同，则不会发生热传递，故D正确。 4. （2024福建）“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是（　　） A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴 【答案】A 【解析】“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； A．热水暖手，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A符合题意； BCD．钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴，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BCD不符合题意。 故选A。 5. （2025甘肃兰州）课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（ ） A. 矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B. 瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似 C. 瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 D. 瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴 【答案】B 【解析】A．矿泉水瓶在力的作用下被拧成图示形状，瓶子的形状发生了改变，说明力可以使物体发生形变，故A正确，不符合题意。 B．瓶盖弹出前，拧瓶子时，瓶子体积变小，压缩瓶内气体，是对气体做功，瓶内气体内能增大，此过程与汽油机的压缩冲程类似，都是将机械能转化为内能；而汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能，故B错误，符合题意。 C．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，使瓶盖获得动能而飞出，故C正确，不符合题意。 D．瓶盖被弹出时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口处的水蒸气遇冷液化形成小水滴，从而出现白雾现象，故D正确，不符合题意。故选B。 6. （2025广东深圳）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。 7. （2025江苏扬州） 如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（ ） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 【答案】B 【解析】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内气体，火花塞未点火，即为压缩冲程，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 8. （2023湖北随州）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　） A. 甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B. 由乙图可知该汽油机的效率是30% C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D. 为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 【答案】A 【解析】A．如图甲所示，进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，对气体做功，气体温度升高，这是汽油机的压缩冲程，故A正确； B．由乙图可知该汽油机的效率为 η=100%-6%-30%-36%=28% 故B错误； CD．热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比，燃料的热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率，不会降低燃料的热值；为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的利用率，不能提高燃料的热值，故CD错误。故选A。 9. 小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（ ） A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%； B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%； C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%； D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4% 【答案】B 【解析】A C．水吸收的热量是 故A错误；C错误； B D．燃料完全燃烧释放的热量为 效率为 故B正确；D错误。故选B。 10. 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】 相同 50 【解析】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。 酒精完全燃烧放出的热量 由题意， 由，则水的质量 11. （2024海南一模）如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是______冲程，与它原理相同的是______图所示的演示实验。 【答案】 压缩 E 【解析】B图汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能。 图E中活塞向下运动，压缩玻璃筒内的气体，机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程原理相同。 12. （2025山东烟台）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①______②______。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为______kg。 【答案】 ①. 1.61×105 ②. 机械 ③. 3.5×10-3 【解析】汽油机中燃料完全燃烧放出热量等于损失的能量和有用的机械能之和，燃料完全燃烧放出的热量Q放=W损失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J [3]该工作过程中消耗的汽油质量为 13. （2024黑龙江哈尔滨）冬季夜晚，池塘里有60m3的水凝固成冰，则这些冰的质量为_______kg，此过程中是通过______方式来减少内能的。（ρ水=1.0×103kg/m3） 【答案】 热传递 【解析】水凝固成冰，质量不变，则这些冰的质量 则这些冰的质量为。 水凝固成冰，需要放出热量，这是通过热传递来减少内能的。 14. （2023陕西）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是_______J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧_____kg的煤气，这是通过______的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值_____（选填“变大”“变小”或“不变”）［水的比热容，煤气的热值］ 【答案】 热传递 不变 【解析】由题意知，根据得，将2kg水从20℃加热到100℃，水吸收的热量为 由题意可知，若不计热量损失，则 由可得，需要完全燃烧的煤气质量为 水变热，水吸收热量、内能增大，是通过热传递改变物体的内能。 燃料的热值是燃料自身的一种性质，与它是否完全燃烧没有关系，若煤气燃烧不充分，其热值不变。 15. （2024四川南充一模）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功_______次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油________kg（q汽油=4.6×107J/kg）。 【答案】 25 0.9 【解析】飞轮每转动两转，完成四个冲程，对外做功一次。飞轮每秒的转速 每秒对外做功25次。 工作1h时，飞轮对外做功 消耗汽油放出的热量 消耗汽油的质量 16. 人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103]/（kg．°C）]。 【答案】 热值 100 【解析】单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，它表示燃料的放热本领强弱，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的热值不同。 完全燃烧0.28m2的天然气可放出的热量 水的质量 17. （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】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。 水的质量为 在前内，水的内能减少了 根据表格数据分析可知，热水冷却过程中温度先降低快，后降低的慢，即先快后慢。 18. 为了探究“不同物质的吸热能力”，琪琪同学用两个相同的烧杯装入质量相同的水和花生油，并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热（如图甲）；    （1）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力 （填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa Qb（填“>”、“<”或“=”）； （2）已知c水=4.2×103J/（kg·°C），由图像可知，花生油的比热容是 J/(kg·°C)； （3）若使两种液体加热相同时间内，升高的温度也相同，则应该适当减小 （填“水”或“花生油”）的质量。 【答案】 （1）弱 = （2） 1.8×103 （3） 水 【详解】（1）实验中，是通过比较加热时间来间接反映液体所吸收的热量，由于图象可知，加热5min时，吸收的热量是相同的，b物质的温度上升的更快，说明b的吸热能力弱，是花生油。 （2）由图可知，加热时间相同，花生油升高的温度时52℃-10℃=42℃ 水升高的温度时52℃-34℃=18℃ 根据公式Q=cmΔt可知，在液体质量相同，吸收热量相同时，比热容的大小与升高的温度成反比，则花生油的比热容为 （3）由于水的比热容大，若使两种液体加热相同时间内，升高的温度也相同，根据公式Q=cmΔt可知，应该适当减小水的质量。 19.小琦家新安装了一台容积为的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的升高到已知：水的比热容，焦炭的热值，水的密度。问： 在这4h内水吸收的热量为多少焦耳？ 若这些热量由效率为的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭？ 【答案】在这4h内水吸收了的热量； 放出这些热量需要燃烧7kg焦炭。 【解析】由得，太阳能热水器中的水质量： ， 水吸收的热量：； 由得，焦炭需放出的热量：； 由得，需要焦炭的质量：。 20.（2025广东省）如图所示是我国自主设计建造的“极地”号破冰调查船。某次任务中，该船的总质量为。已知g＝10N/kg，，。求该船： （1）受到的总重力； （2）静止时排开海水的体积； （3）发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）该船受到的总重力 （2）船只漂浮，静止时，受到的浮力为 则排开海水的体积 （3）发动机完全燃烧100kg燃油放出的热量 21. （2025甘肃兰州）阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 （1）某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量 为_________ J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量 为_________ J。 （3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于_____ 级。 【答案】（1）8.4×106 （2）9×106 （3）二 【解析】（1）该过程中水吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×20℃＝8.4×106J （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min消耗的天然气为 则该过程燃气完全燃烧放出的热量为 （3）燃气热水器的热效率为 故该燃气热水器的能效等级属于二级。 22.（2025山西） 跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 （1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________； （2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能______；（答出一条即可） （3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：______。 【答案】（1）内能 机械能 （2）见解析 （3）见解析 【解析】（1）酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 （2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。 （3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。 1 学科网（北京）股份有限公司 $