专题02 内能与热机（期中知识清单）九年级物理上学期新教材沪粤版

专题02 内能与热机 考点要求 课标要求 内能、热量和热值 · 3.3.1 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 比热容 · 3.3.2 通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 热机与社会发展 · 3.3.3 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展中的重要意义。 一、考查重点分析 1．核心概念与原理 内能与改变方式：着重考查分子动理论的实际应用，涵盖扩散现象、分子间作用力等知识点；同时深入剖析做功和热传递的本质差异，常以压缩气体、摩擦生热等生活实例为命题素材。 热量与热值计算：核心聚焦于公式Q=cmΔt和Q=qm的综合运用，强调单位换算（如 g 与 kg 的转换）的准确性，以及 “完全燃烧” 这一前提条件的重要性。在安徽中考中，常结合燃气灶效率、汽车油耗等实际问题，要求学生熟练计算燃料燃烧释放的热量，并准确求解热机效率。 比热容实验：控制变量法的运用是实验的关键所在。学生需学会设计实验，比较不同物质（如水和沙子）的吸热能力，并能对温度 - 时间图像进行深入分析。沪粤版新教材对实验进行了优化，简化实验步骤，通过直接推导比热容概念，进一步强化学生对核心概念的理解。 热机工作过程：四冲程汽油机、柴油机的冲程判断是高频考点，尤其是压缩冲程与做功冲程中的能量转化问题。命题时，常结合示意图或汽车发动机等生活实例，如亳州地区真题中频繁出现 “火花塞点火对应哪个冲程”“飞轮转速与做功次数的关系” 等经典问题。 能量转化与效率：热机效率公式的应用是学习难点。学生需综合考虑燃料燃烧放热、机械功以及散热、摩擦等能量损失因素。例如，安徽中考曾以柴油水泵机组为背景，要求学生计算其效率，并全面分析能量流向。 2．教材新增与跨学科内容 跨学科实践活动 科学安排饮食与运动：将热量公式与生物学中的运动消耗数据相结合，通过计算食物能量（如脂肪的热值），考查学生的跨学科应用能力。如 2024 年山西中考，以计算慢跑时间消耗的能量为切入点，全面考查学生知识迁移能力。 燃油汽车与电动汽车对比：命题注重分析两种汽车在能源转化效率、环保性等方面的差异，充分体现新课标对能源与可持续发展的关注。例如，广东中考要求学生比较燃油汽车与电动汽车的能量转化路径，并提出切实可行的减排建议。 实验优化：新教材对实验进行了调整，弱化实验步骤描述，强化通过实验直接推导概念（如通过水和砂石吸热实验定义比热容），进一步突出知识的系统性。 二、主要题型分布与特点 1．选择题 概念辨析：重点考查温度、热量、内能之间的关系，如晶体熔化时温度不变但内能增加的现象；同时考查比热容与热值的区别，如物质状态对比热容的影响。例如，亳州利辛县期中试卷第 11 题，通过四个观点判断，全面考查学生对内能、热传递和温度变化关系的理解。 简单计算：主要涉及热值计算（如燃料完全燃烧放热）、热效率估算（如燃气灶效率）等基础公式的应用。2024 年山东潍坊中考以汽缸实验为背景，巧妙考查学生对内能改变方式的判断。 2．填空题 热机冲程与能量转化：根据示意图或文字描述，准确填写冲程名称及能量转化形式，如压缩冲程中机械能转化为内能。2024年安徽省期中试卷第 7 题，通过燃料热值计算，直接考查热量公式的应用。 实验结论与现象：结合比热容实验数据，分析温度变化规律或不同物质吸热能力的差异，以及水的比热容大在生活中的应用。2024 年江苏常州中考以粽子清香现象为情境，考查分子热运动的特点。 3．实验探究题 控制变量法设计：在探究 “不同物质的吸热能力” 或 “燃料热值” 时，学生需熟练设计对照实验，并对实验数据进行科学分析，如控制质量、加热时间等变量。沪粤版新教材通过简化实验步骤推导比热容概念，强化学生对核心概念的理解。 误差分析与改进：引导学生分析实验中热量散失、测量工具精度等因素对结果的影响，并提出合理的改进措施，如使用保温杯减少散热。2024 年四川成都中考通过温度 - 时间图像，考查学生对比热容实验误差来源的分析能力。 4．计算题 综合公式应用：要求学生综合运用Q=cmΔt、Q=qm和等公式，解决多步骤问题，如计算燃料燃烧放热、机械功及热机效率。安徽中考曾以汽车行驶为例，全面考查学生对多个公式的综合运用能力。 跨学科综合：将物理知识与生物学（如食物热量）、环境科学（如碳排放）相结合，设计实际问题。2024 年山西中考以二氧化碳爆破技术为背景，考查内能改变与环保的关联。 三、命题趋势与备考策略 1．命题趋势 生活情境化：以新能源汽车、节能设备、环保技术等贴近生活的热点为背景，着重考查学生的知识迁移能力。亳州地区真题中常见 “电动汽车与燃油汽车的能量转化对比”“热机尾气对环境的影响” 等与生活紧密相关的问题。 实验探究深化 控制变量法的综合应用：未来实验可能要求学生同时控制多个变量，如质量、热源、初始温度等，并设计复杂的实验方案。 数据处理与图像分析：通过温度 - 时间图像或表格数据，考查学生推导结论、分析误差的能力，如分析比热容实验中加热时间与温度变化的关系。 跨学科融合 物理与生物：结合食物热量与运动消耗，设计健康方案类问题，如计算慢跑时间消耗的能量。 物理与环境科学：分析热机尾气排放对环境的影响，引导学生提出减排建议，如推广使用清洁能源。 新课标核心素养导向：更加注重考查学生的科学思维（如模型建构、科学推理）和科学探究能力（如实验设计、证据获取）。沪粤版新教材通过增加 “问题” 栏目和旁批方法说明，强化对学生物理思维的培养。 2．备考策略 紧扣教材与本地真题 重点关注教材新增的跨学科实践活动内容，如饮食运动计算，以及实验优化部分。 深入分析本地期中试卷，熟悉命题风格，掌握热机效率计算、实验探究题等常见题型的设问方式。 强化计算与实验建模 公式专项训练：对热量、效率相关公式进行分类整理，明确每个公式的适用条件，如Q=cmΔt适用于物态不变时。通过建立错题本，归纳常见错误，如单位换算失误、公式混淆等问题。 实验方法总结：熟练掌握控制变量法的通用步骤，包括明确研究对象、确定变量、设计对照实验、分析数据等环节。针对比热容实验，牢记 “三同” 原则，即相同质量、相同热源、相同初始温度。 关注社会热点与跨学科联系 了解新能源技术，如氢内燃汽车、太阳能热水器等的工作原理及能量转化过程。 结合生物学知识，深入理解食物热量与运动消耗的关系，如准确计算脂肪燃烧释放的能量。 模拟冲刺与错题分析 限时完成 2 - 3 套期中模拟卷，严格按照考试时间（如 90 分钟）作答，锻炼答题速度和时间分配能力，并认真分析错题原因，找出概念理解偏差、计算失误等问题。 针对薄弱环节，如热机冲程判断、效率公式应用等，进行专项突破训练，查漏补缺，提升综合解题能力。 四、复习建议 第十二章《内能与热机》是期中考试的重点考查章节，命题呈现出注重知识应用与跨学科融合的特点。在备考过程中，学生需紧扣教材内容，强化计算能力与实验建模思维，密切关注社会热点，并深入研究本地真题。同时，通过模拟冲刺训练，提升解题速度与准确性。相信通过系统复习与针对性训练，学生能够有效掌握本章知识，在期中考试中取得优异成绩。 选择题解题技巧：抓关键、排错误、巧对比 1．概念辨析类—— 关键词定位法 + 易错点排除 核心思路：首先圈出题干中的 “关键限定词”，诸如 “状态”“完全燃烧”“一定”“可能” 等，再依据概念本质特征排除错误选项。特别要留意容易混淆的物理量，例如温度、热量与内能的区别，以及比热容和热值的差异。 具体方法： 第一步：明确概念边界。以 “比热容” 为例，它是物质的固有属性，与质量、吸放热多少无关，但会因物质状态改变（如水和冰的比热容不同）；“热值” 作为燃料的特性，仅取决于燃料种类，与燃烧是否充分并无关联。 第二步：排除绝对化表述。当选项中出现 “一定”“不可能” 等绝对化词汇时需谨慎判断。例如，“物体吸热，温度一定升高” 就是错误的，因为晶体在熔化过程中吸热但温度保持不变；“物体温度越高，内能一定越大” 同样错误，该结论成立需控制质量、状态等条件相同。 第三步：结合实例验证。在判断 “做功改变内能” 相关选项时，可联想 “压缩空气引火仪”（机械能转化为内能）、“气体膨胀推动活塞”（内能转化为机械能）等典型实例，将选项情境与之匹配。 例题应用：（2024 安徽期中）下列关于内能的说法正确的是（ ） A．0℃的冰块没有内能 B．物体温度升高，内能一定增加 C．物体内能增加，一定是吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体传向内能小的物体 解题步骤： 圈出关键词：“0℃”“一定”“热量传递方向”； 排除 A 选项（一切物体在任何温度下都具有内能）、C 选项（物体内能增加还可能是通过做功实现，如摩擦生热）、D 选项（热量是从高温物体传向低温物体，与物体内能大小无关）； 验证 B 选项（在质量、状态不变的情况下，温度是影响内能的重要因素，温度升高，内能增加），故答案选 B。 避坑要点：避免片面判断，综合考虑内能的多个影响因素，包括质量、温度和状态。 2．简单计算类—— 公式对应法 + 单位优先 核心思路：先根据题干描述的物理情境确定适用公式，接着检查物理量单位是否统一，最后简化计算过程，可先进行约分再代入具体数值计算。 具体方法： 第一步：情境 - 公式匹配 若题目涉及物质吸热或放热、温度变化，使用公式Q=cmΔt（需已知比热容c）； 若涉及燃料燃烧放热，根据燃料状态选择公式：固体或液体燃料用Q = qm，气体燃料用Q = qV，同时注意 “完全燃烧” 这一前提条件。 第二步：单位统一。例如，若质量m = 500g，需换算为0.5kg；当热值q = 4.2×10⁷J/m³时，对应的体积V单位应为m³（1L = 1dm³ = 10⁻³m³）。 第三步：简化计算。如计算Q = 4.2×10³J/(kg·℃) × 2kg × 80℃，可先计算2×80 = 160，再与4.2×10³相乘，减少复杂数值计算出错的可能性。 例题应用：（2024 潍坊中考）已知天然气热值q = 4.2×10⁷J/m³，完全燃烧0.01m³天然气释放的热量是（ ） A. 4.2×10⁵J B. 4.2×10⁷J C. 4.2×10⁹J D. 4.2×10³J 解题步骤： 根据 “燃料燃烧” 情境，选择公式Q = qV；体积V = 0.01m³，单位已符合要求；计算可得Q = 4.2×10⁷ × 0.01 = 4.2×10⁵J，故答案选 A。 避坑要点：注意区分质量和体积对应的热值单位（J/kg与J/m³），避免混淆。 填空题解题技巧：抓情境、记规律、简表述 1．热机冲程与能量转化类 —— “气门 + 火花塞” 判断法 核心思路：通过观察气门开闭状态和火花塞点火情况，快速判断热机冲程类型，进而确定相应的能量转化规律。 具体方法： 冲程判断口诀：“一吸（进气门开，排气门关，活塞下行）、二压（进排气门均关闭，活塞上行，无点火）、三做（进排气门均关闭，活塞下行，有点火）、四排（排气门开，进气门关，活塞上行）”； 能量转化记忆：压缩冲程中，活塞对气体做功，机械能转化为内能；做功冲程中，气体推动活塞，内能转化为机械能（做功冲程是唯一对外做功的冲程）； 补充：飞轮转速与做功次数关系为 “转速（r/min）÷2 = 每分钟冲程数，÷4 = 每分钟做功次数”。例如，若飞轮转速为3000r/min，则每秒做功25次。 例题应用：（2024安徽期中）汽油机工作时，______冲程将内能转化为机械能；若飞轮转速为2400r/min，则每秒完成______个工作循环。 解题步骤： 内能转化为机械能对应的是 “做功冲程”； 飞轮转速2400r/min换算为40r/s，由于1个工作循环飞轮转2圈，所以每秒完成的工作循环数为40÷2 = 20，故答案依次为 “做功”“20”。 避坑要点：明确 “冲程数” 与 “工作循环数” 的关系（1个工作循环包含4个冲程），避免混淆。 2．实验结论与现象类 —— “控制变量 + 对比分析” 法 核心思路：紧扣实验的控制条件，如 “相同质量、相同热源” 等，通过分析变量变化与现象差异之间的关系推导结论，表述时需完整体现控制量、变量和实验结果。 具体方法： 比热容实验结论模板：“在质量相同、吸收热量相同（加热时间相同）的情况下，______（物质 A）升温较慢，说明其比热容较大，吸热能力更强”； 分子运动现象结论：“温度越高，扩散现象越明显（例如热水中墨水扩散速度比冷水中更快），表明分子无规则运动越剧烈”； 注意：结论必须与实验目的对应。例如，在探究 “燃料热值” 实验中，结论应比较相同质量不同燃料完全燃烧放出的热量，而不是被加热物质的升温情况（需控制被加热物质的质量、比热容相同）。 例题应用：（2024 常州中考）端午节煮粽子时，能闻到粽子的清香，这是______现象；煮粽子的水沸腾后，继续加热，水温______（选填 “升高”“降低” 或 “不变”）。 解题步骤： 闻到清香是由于分子无规则运动导致的 “扩散” 现象；根据水沸腾的特点，水沸腾后继续吸热，但温度保持不变，故答案依次为 “扩散”“不变”。 避坑要点：表述结论时务必包含控制条件，如在描述比热容相关结论时，需提及 “质量相同、吸热相同”。 实验探究题解题技巧：定变量、析数据、找误差 1．控制变量设计类 —— “定多控一” 模板法 核心思路：当实验目的为探究两个物理量X与Y的关系时，X作为自变量（主动改变的量），Y作为因变量（随自变量变化而测量的量），其他影响因素均作为控制量（保持不变），按照 “控制量→自变量→因变量” 的顺序设计实验步骤。 具体方法（以 “探究不同物质的吸热能力” 为例）： 第一步：确定变量。自变量为物质种类（如水、沙子），因变量为升温快慢（用Δt = t末 - t初表示），控制量包括质量m相同、热源相同（如使用相同的酒精灯）、初始温度t初相同、加热容器相同； 第二步：设计步骤模板 ① 使用天平称取质量相同的水和沙子，分别倒入相同规格的烧杯中； ② 用温度计测量两种物质的初始温度，确保初始温度相同； ③ 用相同的酒精灯同时对两种物质加热，每隔1min记录一次它们的温度； ④ 比较相同加热时间（即吸收热量相同）时，两种物质的温度变化Δt ，Δt 较小的物质吸热能力更强。 拓展：若探究 “燃料热值”，控制量为被加热物质的质量、比热容、初始温度相同，自变量为燃料种类，因变量为被加热物质的升温Δt （Δt 越大说明燃料热值越大）。 例题应用：设计实验探究 “物体吸热多少与物质质量的关系”，请写出主要步骤。 解题步骤： 确定变量：自变量为质量m，因变量为吸热多少（通过加热时间衡量），控制量为物质种类、比热容、升温\Delta t相同； 实验步骤：① 取相同的烧杯，分别装入质量不同的水（如m1 = 100g，m2 = 200g）；② 测量初始温度t1，确保各烧杯中水的初始温度相同；③ 用相同的酒精灯加热，使各烧杯中的水达到相同的末温，记录加热时间t；④ 比较加热时间t，若t2 >t1，则说明质量越大，物体吸热越多。 避坑要点：设计实验步骤时，务必明确体现对控制量的操作（如使用天平称取相同质量，而不是简单倒入相同体积）。 2．误差分析与改进类 —— “源头找误差 + 针对性改进” 法 核心思路：首先分析实验过程中能量损失或测量偏差产生的原因，然后针对这些原因提出减少能量损失或提高测量精度的改进措施，结合章节实验特点进行分析，例如比热容实验易出现散热问题，热机效率实验存在摩擦损耗等。 具体方法： 比热容实验误差来源：① 存在热量散失，酒精灯产生的热量未能完全被实验物质吸收，同时烧杯也会向周围环境散热；② 温度测量存在偏差，如未待温度计示数稳定就进行读数；③ 加热时间控制不够精准，未做到同时开始或结束加热； 改进措施：① 给烧杯加盖子，并使用石棉网集中加热，减少热量散失；② 待温度计示数稳定后再读数，多次测量取平均值以提高准确性；③ 使用秒表精确控制加热时间； 热机效率实验误差来源：① 活塞与汽缸之间的摩擦会消耗能量；② 废气会带走部分热量；③ 机械传动过程中存在能量损失； 改进措施：① 给活塞涂抹润滑油，减小摩擦损耗；② 增加废气回收装置，利用废气余热；③ 优化机械传动结构，降低能量损耗。 例题应用：在 “探究燃料热值” 实验中，发现测得的酒精热值比理论值小得多，请分析原因并提出改进方法。 解题步骤： 误差原因：① 酒精可能未完全燃烧；② 烧杯和周围空气会吸收部分热量，导致热量散失；③ 温度计吸收热量，未将这部分热量计入被加热水吸收的总热量中； 改进方法：① 调节酒精灯火焰，确保酒精充分燃烧，使火焰完全接触烧杯底部；② 给烧杯加盖子，减少热量向周围环境散失；③ 计算时考虑温度计吸收的热量，或者选用比热容更小的温度计。 避坑要点：提出的改进措施必须与误差原因一一对应，避免空泛表述（如只说 “减少误差”，而不给出具体方法）。 计算题解题技巧：找已知、选公式、列步骤 1．综合公式类（热机效率、热量综合）—— “三步拆解” 法 核心思路：将复杂的计算题分解为 “找已知量→分步骤计算→联立求解结果” 三个步骤，每一步都要明确所使用的公式、物理量单位以及计算的物理意义，避免因跳步导致错误。 具体方法（以 “热机效率计算” 为例）： 第一步：清单已知量，标注单位（未知量用符号表示）。例如：“汽车发动机使用汽油（q = 4.6×10⁷J/kg），消耗5kg汽油，对外做功1.15×10⁸J，求效率c”。已知条件为：q = 4.6×10⁷J/kg，m = 5kg，W有用 = 1.15×10⁸J，待求量为η； 第二步：分步骤计算 “中间量”。先计算Q总（燃料完全燃烧放出的热量）：Q总 = qm = 4.6×10⁷ × 5 = 2.3×10⁸J； 第三步：联立公式求目标量。根据公式 = = 50%； 补充：若题目涉及 “热量传递 + 效率”（如燃气灶烧水），计算步骤为：① 计算Q吸（水吸收的热量：cmΔt）；② 计算Q放（燃料燃烧放出的热量：qm）；③ 计算η（ ）。 例题应用：（2024 安徽模拟）用燃气灶将质量为2kg、初温为20℃的水加热至100℃，消耗天然气0.02m³（q = 4.2×10⁷J/m³），求燃气灶的热效率。 解题步骤： 已知：m水 = 2kg，t0 = 20℃，t = 100℃，c水 = 4.2×10³J/(kg·℃)，V = 0.02m³，q = 4.2×10⁷J/m³； 计算Q吸：Q吸 = c水m水(t - t0) = 4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×(100℃ - 20℃) = 6.72×10⁵J； 计算Q放：Q放= qV = 4.2×10⁷J/m³×0.02m³ = 8.4×10⁵J； 计算η：= = 80%。 避坑要点： 区分 “W有用” 和 “Q吸” 的含义（热机中W有用是机械功，燃气灶中Q吸是水吸收的热量）； 计算温度变化量Δt时，必须用末温减去初温，且保证单位统一为℃。 2. 跨学科类（饮食与运动、环保）—— “单位统一 + 情境关联” 法 核心思路：首先明确跨学科知识点的物理本质，例如 “食物热量” 本质上等同于燃料热值，“运动消耗” 本质是能量的消耗，然后按照物理公式进行计算，注意不同学科单位之间的转换（如 “卡路里” 与 “焦耳” 的换算：1cal≈4.2J）。 具体方法： 饮食与运动类：计算步骤为① 计算食物总能量（Q = qm，q为食物热值，如脂肪的热值q = 3.9×10⁴J/g）；② 计算运动时间（，P为运动功率，如慢跑时功率P≈3.8×10⁴J/min）； 内能和热量 一、什么是内能 1．下面的几幅图运用了________的方法说明分子也具有动能和势能。 2．分子由于________而具有的能叫做分子的动能。由于分子之间存在着相互________而具有的能，叫做分子的势能。物体内部____的________和________的总和叫做物体的内能。物体的温度越____，物体的内能越____。 二、改变内能的方法 1．改变物体内能有____和________两种方式，二者在改变物体的内能上是____(选填“等效”或“不等效”)的。 2．热传递有________、________和________三种方式。 三、热量 1．在物理学中，把物体在________过程中________的多少叫做热量，当仅有热传递时，物体吸收热量，内能____，物体放出热量，内能____。在国际单位制中，热量的单位是____，简称____，符号是____。 2．在质量一定时，物体吸收的热量跟升高的温度成____；在升高相同的温度时，物体吸收的热量跟它的质量成____。 热值与比热容 一、燃料的热值 燃料燃烧 能量转化 ________能→____能 物理意义 热值是表示不同燃料燃烧时________大小的物理量 定义 把某种燃料____________________________与________之比叫做这种燃料的热值 单位 ____(固体、液体)或____(气体)[来源:学_科_网] 放热公式 ________(固体、液体)或________(气体) 二、探究物质的吸、放热性能 生活举例 水的质量越大，水温升高越多，加热时间就越长 结论 物体温度升高时，吸收的热量跟物体的____和____________有关 实验：比较不同物质吸热的情况 实验装置 探究方法 控制变量法和转换法 实验设计 用同一酒精灯给质量和初温相同的砂子和水加热相同的时间，结果____升高的温度高 探究结论 不同物质在质量相等，吸收相同的热量时，升高的温度不同，即不同物质的吸热本领____ 三、比热容 定义 用单位质量的某种物质温度升高____所____的热量来描述物质吸收热量的能力 定义式[来源:学科网ZXXK] ________________[来源:学科网ZXXK] 单位 ________，读作____________ 数值意义 水的比热容是______，表示：1 kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为______J 物理意义 反映了不同物质吸、放热能力的强弱 热机和热机效率 一、热机的工作原理 热机的共同特点：是将燃料的________能通过燃烧转化为____能，然后通过________，把____能转化为________能。 二、汽油机和柴油机 1．汽油机[来源:Z,xx,k．Com] （1）结构：由________、____、进气门、排气门、曲轴连杆、飞轮以及____组成。 （2）原理：汽油机工作时，一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，________转化为____；在做功冲程中，____转化为________。[来源:Z+xx+k．Com] 2．柴油机与汽油机一样，也有四个冲程，所不同的是柴油机顶部有个喷油嘴，汽油机是火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入气缸的物质是____________，柴油机吸入气缸的物质是____。 3．汽油机和柴油机区别 项目 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 汽油和空气混合气体 只吸入空气 点火方式 点燃式 压燃式 应用 汽车、摩托车等 挖掘机、轮船等 三、热机的热效率 1．热机的热效率定义：热机工作时，用来做________的能量与燃料________放出的热量之比； 2．公式：（车）； （烧水） 3．提高热机效率的方法：保证良好的的润滑以减少摩擦、减少各种热量损失等；让燃料燃烧的跟充分；设法利用废弃的能量。 实验突破 实验一　探究燃料燃烧的热值 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中 （1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的____相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于__________________________； （2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是____________________________； （3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作： ①先点燃酒精，再点燃碎纸片； ②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数； ③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数； 小红认为上述操作中，操作____是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是____________________。 实验二　探究物质的吸热能力 实验小组在“探究水和煤油的吸热能力”实验中，组装了如图甲所示的装置。 （1）在组装如图甲所示的装置时，应按________的顺序组装。 （2）实验中，通过加热时间的多少来间接反映煤油和水吸收热量的多少，下列实验运用了该种研究方法的是____。 A．探究并联电路中电流的特点 B．“伏安法”测量电阻 C．探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关 （3）实验中，还应控制烧杯中的液体的初温和________相同。 （4）小组同学根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图像可知： ①加热相同的时间，________升高的温度大，因此，冬天在自制暖手袋时，应选____作为供暖物质，效果更佳；（均选填“水”或“煤油”） ②实验中水的沸点是____℃，说明本次实验环境中的大气压____一个标准大气压。 实验三　探究热机的工作原理 发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为________能； （2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果汽车油箱装有40kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg；放出的热量为________ J，剩余汽油的热值为________ J/kg； （3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2号汽缸所处的冲程是________； A．吸气       B．压缩            C．做功         D．排气 （4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需耍的时间为______秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P=________。 学科网（北京）股份有限公1/1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 内能与热机 考点要求 课标要求 内能、热量和热值 · 3.3.1 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 比热容 · 3.3.2 通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 热机与社会发展 · 3.3.3 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展中的重要意义。 一、考查重点分析 1．核心概念与原理 内能与改变方式：着重考查分子动理论的实际应用，涵盖扩散现象、分子间作用力等知识点；同时深入剖析做功和热传递的本质差异，常以压缩气体、摩擦生热等生活实例为命题素材。 热量与热值计算：核心聚焦于公式Q=cmΔt和Q=qm的综合运用，强调单位换算（如 g 与 kg 的转换）的准确性，以及 “完全燃烧” 这一前提条件的重要性。在安徽中考中，常结合燃气灶效率、汽车油耗等实际问题，要求学生熟练计算燃料燃烧释放的热量，并准确求解热机效率。 比热容实验：控制变量法的运用是实验的关键所在。学生需学会设计实验，比较不同物质（如水和沙子）的吸热能力，并能对温度 - 时间图像进行深入分析。沪粤版新教材对实验进行了优化，简化实验步骤，通过直接推导比热容概念，进一步强化学生对核心概念的理解。 热机工作过程：四冲程汽油机、柴油机的冲程判断是高频考点，尤其是压缩冲程与做功冲程中的能量转化问题。命题时，常结合示意图或汽车发动机等生活实例，如亳州地区真题中频繁出现 “火花塞点火对应哪个冲程”“飞轮转速与做功次数的关系” 等经典问题。 能量转化与效率：热机效率公式的应用是学习难点。学生需综合考虑燃料燃烧放热、机械功以及散热、摩擦等能量损失因素。例如，安徽中考曾以柴油水泵机组为背景，要求学生计算其效率，并全面分析能量流向。 2．教材新增与跨学科内容 跨学科实践活动 科学安排饮食与运动：将热量公式与生物学中的运动消耗数据相结合，通过计算食物能量（如脂肪的热值），考查学生的跨学科应用能力。如 2024 年山西中考，以计算慢跑时间消耗的能量为切入点，全面考查学生知识迁移能力。 燃油汽车与电动汽车对比：命题注重分析两种汽车在能源转化效率、环保性等方面的差异，充分体现新课标对能源与可持续发展的关注。例如，广东中考要求学生比较燃油汽车与电动汽车的能量转化路径，并提出切实可行的减排建议。 实验优化：新教材对实验进行了调整，弱化实验步骤描述，强化通过实验直接推导概念（如通过水和砂石吸热实验定义比热容），进一步突出知识的系统性。 二、主要题型分布与特点 1．选择题 概念辨析：重点考查温度、热量、内能之间的关系，如晶体熔化时温度不变但内能增加的现象；同时考查比热容与热值的区别，如物质状态对比热容的影响。例如，亳州利辛县期中试卷第 11 题，通过四个观点判断，全面考查学生对内能、热传递和温度变化关系的理解。 简单计算：主要涉及热值计算（如燃料完全燃烧放热）、热效率估算（如燃气灶效率）等基础公式的应用。2024 年山东潍坊中考以汽缸实验为背景，巧妙考查学生对内能改变方式的判断。 2．填空题 热机冲程与能量转化：根据示意图或文字描述，准确填写冲程名称及能量转化形式，如压缩冲程中机械能转化为内能。2024年安徽省期中试卷第 7 题，通过燃料热值计算，直接考查热量公式的应用。 实验结论与现象：结合比热容实验数据，分析温度变化规律或不同物质吸热能力的差异，以及水的比热容大在生活中的应用。2024 年江苏常州中考以粽子清香现象为情境，考查分子热运动的特点。 3．实验探究题 控制变量法设计：在探究 “不同物质的吸热能力” 或 “燃料热值” 时，学生需熟练设计对照实验，并对实验数据进行科学分析，如控制质量、加热时间等变量。沪粤版新教材通过简化实验步骤推导比热容概念，强化学生对核心概念的理解。 误差分析与改进：引导学生分析实验中热量散失、测量工具精度等因素对结果的影响，并提出合理的改进措施，如使用保温杯减少散热。2024 年四川成都中考通过温度 - 时间图像，考查学生对比热容实验误差来源的分析能力。 4．计算题 综合公式应用：要求学生综合运用Q=cmΔt、Q=qm和等公式，解决多步骤问题，如计算燃料燃烧放热、机械功及热机效率。安徽中考曾以汽车行驶为例，全面考查学生对多个公式的综合运用能力。 跨学科综合：将物理知识与生物学（如食物热量）、环境科学（如碳排放）相结合，设计实际问题。2024 年山西中考以二氧化碳爆破技术为背景，考查内能改变与环保的关联。 三、命题趋势与备考策略 1．命题趋势 生活情境化：以新能源汽车、节能设备、环保技术等贴近生活的热点为背景，着重考查学生的知识迁移能力。亳州地区真题中常见 “电动汽车与燃油汽车的能量转化对比”“热机尾气对环境的影响” 等与生活紧密相关的问题。 实验探究深化 控制变量法的综合应用：未来实验可能要求学生同时控制多个变量，如质量、热源、初始温度等，并设计复杂的实验方案。 数据处理与图像分析：通过温度 - 时间图像或表格数据，考查学生推导结论、分析误差的能力，如分析比热容实验中加热时间与温度变化的关系。 跨学科融合 物理与生物：结合食物热量与运动消耗，设计健康方案类问题，如计算慢跑时间消耗的能量。 物理与环境科学：分析热机尾气排放对环境的影响，引导学生提出减排建议，如推广使用清洁能源。 新课标核心素养导向：更加注重考查学生的科学思维（如模型建构、科学推理）和科学探究能力（如实验设计、证据获取）。沪粤版新教材通过增加 “问题” 栏目和旁批方法说明，强化对学生物理思维的培养。 2．备考策略 紧扣教材与本地真题 重点关注教材新增的跨学科实践活动内容，如饮食运动计算，以及实验优化部分。 深入分析本地期中试卷，熟悉命题风格，掌握热机效率计算、实验探究题等常见题型的设问方式。 强化计算与实验建模 公式专项训练：对热量、效率相关公式进行分类整理，明确每个公式的适用条件，如Q=cmΔt适用于物态不变时。通过建立错题本，归纳常见错误，如单位换算失误、公式混淆等问题。 实验方法总结：熟练掌握控制变量法的通用步骤，包括明确研究对象、确定变量、设计对照实验、分析数据等环节。针对比热容实验，牢记 “三同” 原则，即相同质量、相同热源、相同初始温度。 关注社会热点与跨学科联系 了解新能源技术，如氢内燃汽车、太阳能热水器等的工作原理及能量转化过程。 结合生物学知识，深入理解食物热量与运动消耗的关系，如准确计算脂肪燃烧释放的能量。 模拟冲刺与错题分析 限时完成 2 - 3 套期中模拟卷，严格按照考试时间（如 90 分钟）作答，锻炼答题速度和时间分配能力，并认真分析错题原因，找出概念理解偏差、计算失误等问题。 针对薄弱环节，如热机冲程判断、效率公式应用等，进行专项突破训练，查漏补缺，提升综合解题能力。 四、复习建议 第十二章《内能与热机》是期中考试的重点考查章节，命题呈现出注重知识应用与跨学科融合的特点。在备考过程中，学生需紧扣教材内容，强化计算能力与实验建模思维，密切关注社会热点，并深入研究本地真题。同时，通过模拟冲刺训练，提升解题速度与准确性。相信通过系统复习与针对性训练，学生能够有效掌握本章知识，在期中考试中取得优异成绩。 选择题解题技巧：抓关键、排错误、巧对比 1．概念辨析类—— 关键词定位法 + 易错点排除 核心思路：首先圈出题干中的 “关键限定词”，诸如 “状态”“完全燃烧”“一定”“可能” 等，再依据概念本质特征排除错误选项。特别要留意容易混淆的物理量，例如温度、热量与内能的区别，以及比热容和热值的差异。 具体方法： 第一步：明确概念边界。以 “比热容” 为例，它是物质的固有属性，与质量、吸放热多少无关，但会因物质状态改变（如水和冰的比热容不同）；“热值” 作为燃料的特性，仅取决于燃料种类，与燃烧是否充分并无关联。 第二步：排除绝对化表述。当选项中出现 “一定”“不可能” 等绝对化词汇时需谨慎判断。例如，“物体吸热，温度一定升高” 就是错误的，因为晶体在熔化过程中吸热但温度保持不变；“物体温度越高，内能一定越大” 同样错误，该结论成立需控制质量、状态等条件相同。 第三步：结合实例验证。在判断 “做功改变内能” 相关选项时，可联想 “压缩空气引火仪”（机械能转化为内能）、“气体膨胀推动活塞”（内能转化为机械能）等典型实例，将选项情境与之匹配。 例题应用：（2024 安徽期中）下列关于内能的说法正确的是（ ） A．0℃的冰块没有内能 B．物体温度升高，内能一定增加 C．物体内能增加，一定是吸收了热量 D．热量总是从内能大的物体传向内能小的物体 解题步骤： 圈出关键词：“0℃”“一定”“热量传递方向”； 排除 A 选项（一切物体在任何温度下都具有内能）、C 选项（物体内能增加还可能是通过做功实现，如摩擦生热）、D 选项（热量是从高温物体传向低温物体，与物体内能大小无关）； 验证 B 选项（在质量、状态不变的情况下，温度是影响内能的重要因素，温度升高，内能增加），故答案选 B。 避坑要点：避免片面判断，综合考虑内能的多个影响因素，包括质量、温度和状态。 2．简单计算类—— 公式对应法 + 单位优先 核心思路：先根据题干描述的物理情境确定适用公式，接着检查物理量单位是否统一，最后简化计算过程，可先进行约分再代入具体数值计算。 具体方法： 第一步：情境 - 公式匹配 若题目涉及物质吸热或放热、温度变化，使用公式Q=cmΔt（需已知比热容c）； 若涉及燃料燃烧放热，根据燃料状态选择公式：固体或液体燃料用Q = qm，气体燃料用Q = qV，同时注意 “完全燃烧” 这一前提条件。 第二步：单位统一。例如，若质量m = 500g，需换算为0.5kg；当热值q = 4.2×10⁷J/m³时，对应的体积V单位应为m³（1L = 1dm³ = 10⁻³m³）。 第三步：简化计算。如计算Q = 4.2×10³J/(kg·℃) × 2kg × 80℃，可先计算2×80 = 160，再与4.2×10³相乘，减少复杂数值计算出错的可能性。 例题应用：（2024 潍坊中考）已知天然气热值q = 4.2×10⁷J/m³，完全燃烧0.01m³天然气释放的热量是（ ） A. 4.2×10⁵J B. 4.2×10⁷J C. 4.2×10⁹J D. 4.2×10³J 解题步骤： 根据 “燃料燃烧” 情境，选择公式Q = qV；体积V = 0.01m³，单位已符合要求；计算可得Q = 4.2×10⁷ × 0.01 = 4.2×10⁵J，故答案选 A。 避坑要点：注意区分质量和体积对应的热值单位（J/kg与J/m³），避免混淆。 填空题解题技巧：抓情境、记规律、简表述 1．热机冲程与能量转化类 —— “气门 + 火花塞” 判断法 核心思路：通过观察气门开闭状态和火花塞点火情况，快速判断热机冲程类型，进而确定相应的能量转化规律。 具体方法： 冲程判断口诀：“一吸（进气门开，排气门关，活塞下行）、二压（进排气门均关闭，活塞上行，无点火）、三做（进排气门均关闭，活塞下行，有点火）、四排（排气门开，进气门关，活塞上行）”； 能量转化记忆：压缩冲程中，活塞对气体做功，机械能转化为内能；做功冲程中，气体推动活塞，内能转化为机械能（做功冲程是唯一对外做功的冲程）； 补充：飞轮转速与做功次数关系为 “转速（r/min）÷2 = 每分钟冲程数，÷4 = 每分钟做功次数”。例如，若飞轮转速为3000r/min，则每秒做功25次。 例题应用：（2024安徽期中）汽油机工作时，______冲程将内能转化为机械能；若飞轮转速为2400r/min，则每秒完成______个工作循环。 解题步骤： 内能转化为机械能对应的是 “做功冲程”； 飞轮转速2400r/min换算为40r/s，由于1个工作循环飞轮转2圈，所以每秒完成的工作循环数为40÷2 = 20，故答案依次为 “做功”“20”。 避坑要点：明确 “冲程数” 与 “工作循环数” 的关系（1个工作循环包含4个冲程），避免混淆。 2．实验结论与现象类 —— “控制变量 + 对比分析” 法 核心思路：紧扣实验的控制条件，如 “相同质量、相同热源” 等，通过分析变量变化与现象差异之间的关系推导结论，表述时需完整体现控制量、变量和实验结果。 具体方法： 比热容实验结论模板：“在质量相同、吸收热量相同（加热时间相同）的情况下，______（物质 A）升温较慢，说明其比热容较大，吸热能力更强”； 分子运动现象结论：“温度越高，扩散现象越明显（例如热水中墨水扩散速度比冷水中更快），表明分子无规则运动越剧烈”； 注意：结论必须与实验目的对应。例如，在探究 “燃料热值” 实验中，结论应比较相同质量不同燃料完全燃烧放出的热量，而不是被加热物质的升温情况（需控制被加热物质的质量、比热容相同）。 例题应用：（2024 常州中考）端午节煮粽子时，能闻到粽子的清香，这是______现象；煮粽子的水沸腾后，继续加热，水温______（选填 “升高”“降低” 或 “不变”）。 解题步骤： 闻到清香是由于分子无规则运动导致的 “扩散” 现象；根据水沸腾的特点，水沸腾后继续吸热，但温度保持不变，故答案依次为 “扩散”“不变”。 避坑要点：表述结论时务必包含控制条件，如在描述比热容相关结论时，需提及 “质量相同、吸热相同”。 实验探究题解题技巧：定变量、析数据、找误差 1．控制变量设计类 —— “定多控一” 模板法 核心思路：当实验目的为探究两个物理量X与Y的关系时，X作为自变量（主动改变的量），Y作为因变量（随自变量变化而测量的量），其他影响因素均作为控制量（保持不变），按照 “控制量→自变量→因变量” 的顺序设计实验步骤。 具体方法（以 “探究不同物质的吸热能力” 为例）： 第一步：确定变量。自变量为物质种类（如水、沙子），因变量为升温快慢（用Δt = t末 - t初表示），控制量包括质量m相同、热源相同（如使用相同的酒精灯）、初始温度t初相同、加热容器相同； 第二步：设计步骤模板 ① 使用天平称取质量相同的水和沙子，分别倒入相同规格的烧杯中； ② 用温度计测量两种物质的初始温度，确保初始温度相同； ③ 用相同的酒精灯同时对两种物质加热，每隔1min记录一次它们的温度； ④ 比较相同加热时间（即吸收热量相同）时，两种物质的温度变化Δt ，Δt 较小的物质吸热能力更强。 拓展：若探究 “燃料热值”，控制量为被加热物质的质量、比热容、初始温度相同，自变量为燃料种类，因变量为被加热物质的升温Δt （Δt 越大说明燃料热值越大）。 例题应用：设计实验探究 “物体吸热多少与物质质量的关系”，请写出主要步骤。 解题步骤： 确定变量：自变量为质量m，因变量为吸热多少（通过加热时间衡量），控制量为物质种类、比热容、升温\Delta t相同； 实验步骤：① 取相同的烧杯，分别装入质量不同的水（如m1 = 100g，m2 = 200g）；② 测量初始温度t1，确保各烧杯中水的初始温度相同；③ 用相同的酒精灯加热，使各烧杯中的水达到相同的末温，记录加热时间t；④ 比较加热时间t，若t2 >t1，则说明质量越大，物体吸热越多。 避坑要点：设计实验步骤时，务必明确体现对控制量的操作（如使用天平称取相同质量，而不是简单倒入相同体积）。 2．误差分析与改进类 —— “源头找误差 + 针对性改进” 法 核心思路：首先分析实验过程中能量损失或测量偏差产生的原因，然后针对这些原因提出减少能量损失或提高测量精度的改进措施，结合章节实验特点进行分析，例如比热容实验易出现散热问题，热机效率实验存在摩擦损耗等。 具体方法： 比热容实验误差来源：① 存在热量散失，酒精灯产生的热量未能完全被实验物质吸收，同时烧杯也会向周围环境散热；② 温度测量存在偏差，如未待温度计示数稳定就进行读数；③ 加热时间控制不够精准，未做到同时开始或结束加热； 改进措施：① 给烧杯加盖子，并使用石棉网集中加热，减少热量散失；② 待温度计示数稳定后再读数，多次测量取平均值以提高准确性；③ 使用秒表精确控制加热时间； 热机效率实验误差来源：① 活塞与汽缸之间的摩擦会消耗能量；② 废气会带走部分热量；③ 机械传动过程中存在能量损失； 改进措施：① 给活塞涂抹润滑油，减小摩擦损耗；② 增加废气回收装置，利用废气余热；③ 优化机械传动结构，降低能量损耗。 例题应用：在 “探究燃料热值” 实验中，发现测得的酒精热值比理论值小得多，请分析原因并提出改进方法。 解题步骤： 误差原因：① 酒精可能未完全燃烧；② 烧杯和周围空气会吸收部分热量，导致热量散失；③ 温度计吸收热量，未将这部分热量计入被加热水吸收的总热量中； 改进方法：① 调节酒精灯火焰，确保酒精充分燃烧，使火焰完全接触烧杯底部；② 给烧杯加盖子，减少热量向周围环境散失；③ 计算时考虑温度计吸收的热量，或者选用比热容更小的温度计。 避坑要点：提出的改进措施必须与误差原因一一对应，避免空泛表述（如只说 “减少误差”，而不给出具体方法）。 计算题解题技巧：找已知、选公式、列步骤 1．综合公式类（热机效率、热量综合）—— “三步拆解” 法 核心思路：将复杂的计算题分解为 “找已知量→分步骤计算→联立求解结果” 三个步骤，每一步都要明确所使用的公式、物理量单位以及计算的物理意义，避免因跳步导致错误。 具体方法（以 “热机效率计算” 为例）： 第一步：清单已知量，标注单位（未知量用符号表示）。例如：“汽车发动机使用汽油（q = 4.6×10⁷J/kg），消耗5kg汽油，对外做功1.15×10⁸J，求效率c”。已知条件为：q = 4.6×10⁷J/kg，m = 5kg，W有用 = 1.15×10⁸J，待求量为η； 第二步：分步骤计算 “中间量”。先计算Q总（燃料完全燃烧放出的热量）：Q总 = qm = 4.6×10⁷ × 5 = 2.3×10⁸J； 第三步：联立公式求目标量。根据公式 = = 50%； 补充：若题目涉及 “热量传递 + 效率”（如燃气灶烧水），计算步骤为：① 计算Q吸（水吸收的热量：cmΔt）；② 计算Q放（燃料燃烧放出的热量：qm）；③ 计算η（ ）。 例题应用：（2024 安徽模拟）用燃气灶将质量为2kg、初温为20℃的水加热至100℃，消耗天然气0.02m³（q = 4.2×10⁷J/m³），求燃气灶的热效率。 解题步骤： 已知：m水 = 2kg，t0 = 20℃，t = 100℃，c水 = 4.2×10³J/(kg·℃)，V = 0.02m³，q = 4.2×10⁷J/m³； 计算Q吸：Q吸 = c水m水(t - t0) = 4.2×10³J/(kg·℃)×2kg×(100℃ - 20℃) = 6.72×10⁵J； 计算Q放：Q放= qV = 4.2×10⁷J/m³×0.02m³ = 8.4×10⁵J； 计算η：= = 80%。 避坑要点： 区分 “W有用” 和 “Q吸” 的含义（热机中W有用是机械功，燃气灶中Q吸是水吸收的热量）； 计算温度变化量Δt时，必须用末温减去初温，且保证单位统一为℃。 2. 跨学科类（饮食与运动、环保）—— “单位统一 + 情境关联” 法 核心思路：首先明确跨学科知识点的物理本质，例如 “食物热量” 本质上等同于燃料热值，“运动消耗” 本质是能量的消耗，然后按照物理公式进行计算，注意不同学科单位之间的转换（如 “卡路里” 与 “焦耳” 的换算：1cal≈4.2J）。 具体方法： 饮食与运动类：计算步骤为① 计算食物总能量（Q = qm，q为食物热值，如脂肪的热值q = 3.9×10⁴J/g）；② 计算运动时间（，P为运动功率，如慢跑时功率P≈3.8×10⁴J/min）； 内能和热量 一、什么是内能 1．下面的几幅图运用了类比的方法说明分子也具有动能和势能。 2．分子由于运动而具有的能叫做分子的动能。由于分子之间存在着相互作用力而具有的能，叫做分子的势能。物体内部所有的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能。物体的温度越高，物体的内能越大。 二、改变内能的方法 1．改变物体内能有做功和热传递两种方式，二者在改变物体的内能上是等效(选填“等效”或“不等效”)的。 2．热传递有传导、对流和辐射三种方式。 三、热量 1．在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量，当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小。在国际单位制中，热量的单位是焦耳，简称焦，符号是J。 2．在质量一定时，物体吸收的热量跟升高的温度成正比；在升高相同的温度时，物体吸收的热量跟它的质量成正比。 热值与比热容 一、燃料的热值 燃料燃烧 能量转化 化学能→内能 物理意义 热值是表示不同燃料燃烧时放热本领大小的物理量 定义 把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量之比叫做这种燃料的热值 单位 J/kg(固体、液体)或J/m3(气体)[来源:学_科_网] 放热公式 Q＝qm(固体、液体)或Q＝qV(气体) 二、探究物质的吸、放热性能 生活举例 水的质量越大，水温升高越多，加热时间就越长 结论 物体温度升高时，吸收的热量跟物体的质量和升高的温度有关 实验：比较不同物质吸热的情况 实验装置 探究方法 控制变量法和转换法 实验设计 用同一酒精灯给质量和初温相同的砂子和水加热相同的时间，结果砂子升高的温度高 探究结论 不同物质在质量相等，吸收相同的热量时，升高的温度不同，即不同物质的吸热本领不同 三、比热容 定义 用单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量来描述物质吸收热量的能力 定义式[来源:学科网ZXXK] c＝[来源:学科网ZXXK] 单位 J/(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度 数值意义 水的比热容是4．2×103__J/(kg·℃)，表示：1 kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4．2×103__J 物理意义 反映了不同物质吸、放热能力的强弱 热机和热机效率 一、热机的工作原理 热机的共同特点：是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。 二、汽油机和柴油机 1．汽油机[来源:Z,xx,k．Com] （1）结构：由火花塞、气缸、进气门、排气门、曲轴连杆、飞轮以及活塞组成。 （2）原理：汽油机工作时，一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，机械能转化为内能；在做功冲程中，内能转化为机械能。[来源:Z+xx+k．Com] 2．柴油机与汽油机一样，也有四个冲程，所不同的是柴油机顶部有个喷油嘴，汽油机是火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入气缸的物质是汽油和空气，柴油机吸入气缸的物质是空气。 3．汽油机和柴油机区别 项目 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 汽油和空气混合气体 只吸入空气 点火方式 点燃式 压燃式 应用 汽车、摩托车等 挖掘机、轮船等 三、热机的热效率 1．热机的热效率定义：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比； 2．公式：（车）； （烧水） 3．提高热机效率的方法：保证良好的的润滑以减少摩擦、减少各种热量损失等；让燃料燃烧的跟充分；设法利用废弃的能量。 实验突破 实验一　探究燃料燃烧的热值 在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中 （1）由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的质量相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于根据温度计示数确定水吸收热量的多少； （2）如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是温度计液泡没有浸没在水中； （3）小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表，在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作： ①先点燃酒精，再点燃碎纸片； ②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数； ③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数； 小红认为上述操作中，操作②是错误的，小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是燃烧过程中有热量损失。 实验二　探究物质的吸热能力 实验小组在“探究水和煤油的吸热能力”实验中，组装了如图甲所示的装置。 （1）在组装如图甲所示的装置时，应按自下而上的顺序组装。 （2）实验中，通过加热时间的多少来间接反映煤油和水吸收热量的多少，下列实验运用了该种研究方法的是C。 A．探究并联电路中电流的特点 B．“伏安法”测量电阻 C．探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关 （3）实验中，还应控制烧杯中的液体的初温和质量相同。 （4）小组同学根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，分析图像可知：①加热相同的时间，煤油升高的温度大，因此，冬天在自制暖手袋时，应选水作为供暖物质，效果更佳；（均选填“水”或“煤油”）②实验中水的沸点是98℃，说明本次实验环境中的大气压小于一个标准大气压。 实验三　探究热机的工作原理 发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料，使活塞在气缸中往复运动，一个工作循环经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（冲程长度）。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸（图中标注1、2、3、4），通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。 （1）汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为机械能； （2）已知汽油的热值为4×107J/kg，如果汽车油箱装有40kg的汽油，这些汽油充分燃烧2kg；放出的热量为8×107 J，剩余汽油的热值为4×107 J/kg； （3）四缸发动机中3号汽缸在压缩冲程中，则2号汽缸所处的冲程是D； A．吸气       B．压缩            C．做功         D．排气 （4）设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为2400r/min时，每个工作循环所需耍的时间为0.05秒，该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P=20p0V排。 学科网（北京）股份有限公1/1 学科网（北京）股份有限公司 $