【备考期中】第十二章机械能和内能 复习讲义 -2025-2026学年九年级上学期（苏科版2024）

【备考期中】2025-2026九年级上学生（苏科版2024）第十二章机械能和内能 学习目标及重难分析 学习目标 重难点解读 1. 理解动能势能机械能的概念及其关系; 2. 理解内能及其改变方法; 3. 机械能和内能的相互转化 4. 比热容的概念及其计算及实验探究 5. 热机，热值，热效率等概念理解 1.比热容和热值实验联动考核，综合实验 2.机械能守恒及能量间的相互转化 3.热值，热机，热效率 知识点梳理 第一部分动能势能机械能 基础知识梳理 一、动能 1.什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图所示，物体都具有动能。 行驶的汽车 飞翔的小鸟 空中的客机 自由下落的小球 2.影响动能的因素：物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。 3.动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 二、势能 1. 重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 1. 重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 1. 重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 1. 弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。 弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。 撑杆跳高 拉开的弓箭 三、机械能及其转化 1. 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 1. 动能与势能的相互转化 1. 在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。 1. 在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 1. 机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 1. 水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。 第二部分内能和热传递 基础知识梳理 1. 内能：物体内部所有分子热运动的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 ①分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。同一个物体(物态不变)，温度越高，内能越大。 ②由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，其内能会发生变化。所以分子势能与物体的体积有关。 ③物体内能的大小：物体的内能与物体的质量、温度、体积及物态有关。 一切物体中的分子都在做永不停息的做无规则运动，分子间都有分子力的作用，无论物体处于何种状态，是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。 2. 内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。 ①做功：外界对物体做功，物体的内能会增大(例如：摩擦生热)；物体对外做功，物体内能会减小(例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”)实质：能量从一种形式的能(其它形式的能)转化为另一种形式的能(内能) ②热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。 3. 热量(Q)：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量；在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。 4. 内能与机械能是两种不同形式的能量，它们之间是可以相互转化的。整个物体可以处于静止状态，没有动能；整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能，但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。 5. 热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。 ①热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。 ②内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。 ③ 在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。 第三部分物质的比热容 基础知识梳理 1. 比热容 ①在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。温度不同的两个物体相互接触，高温物体内能减少，低温物体内能增大 ②比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。 ③水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 1. 热量的简单计算 ①热量的计算：(1)吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；(2)放热：Q放=cm△t= cm(t0-t) ②其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦(J)，Q放—放出的热量。 ③c—比热容，单位：焦每千克摄氏度(J/(kg·℃)) ④m—质量，单位：千克(kg) ⑤△t—变化的温度 (升高或降低的温度)，单位：摄氏度(℃)；t0—初始温度、t—末温。 第四部分机械能和内能的相互转化 基础知识梳理 一、改变内能的另一种形式——做功 1．内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。 2．做功：外界对物体做功，物体的内能会增大(例如：摩擦生热)；物体对外做功，物体内能会减小(例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”)。实质：能量从一种形式的能(其它形式的能)转化为另一种形式的能(内能)。 3．热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。 二、热机种类 热机：利用内能做功的机械叫热机。 1．热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。 2．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。 三、内燃机的工作原理 1．汽油机工作原理 ①汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 ②内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物； 压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高； 做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能； 排气冲程—靠惯性运动，排出废气。 ③在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 ④在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。 2．柴油机工作原理 ①柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。 ②柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1)吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2)压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3)做功冲程： ③汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。 四、热机的效率 1．热机的效率：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，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式： 2．在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧(完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒)； ②废气排出带走能量(废气的利用)；③克服磨擦，消耗能量(使用润滑剂，减小摩擦)。 五、热值 1．热值(q)：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。 2．燃料燃烧放出热量：Q放 ＝mq； Q放 是燃料放出的热量，单位是J； q 是热值，单位是J/kg； m 是质量，单位是kg 对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。 3．热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时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；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种上类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。 六、能量守恒定律： 1．能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 考点题型速通 第十二章机械能和内能期中复习题 一．选择题（共20小题） 1．（2025春•海门区期中）下列实例中，与热机中做功冲程原理一样的是（　　） A．弯折铁丝发烫 B．臀部摩擦发热 C．蒸汽顶起壶盖 D．压缩点燃棉花 2．（2023秋•海门市校级期中）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（　　） A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能 3．（2020秋•崇川区期中）原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能EV、重力势能EP、橡皮筋所受的拉力F和橡皮筋的弹性势能EK随运动距离s变化的关系图象可能是（　　） A． B． C． D． 4．（2024秋•海安市期中）如图所示，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了，则（　　） A．球内的气体温度降低内能减少 B．气体喷出时，机械能转化为内能 C．球内的气体通过热传递改变内能 D．球内的气体对气球没有做功 5．（2023秋•如皋市期中）随着我国航天事业迅猛发展的需要，科学家正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢燃料具有（　　） A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较大的热值 D．较低的沸点 6．（2020秋•崇川区校级期中）如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析正确的是（　　） A．t1﹣t2 时间内物质a的温度不变，内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．b的比热容大于c的比热容 7．（2024春•海门区期中）如图所示，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度同时开始运动，甲球以v0的速度竖直向上抛出，乙球以v0的速度水平抛出。甲球下落过程中经过P、Q两点，乙球下落过程中经过O点，P点与O点位于同一高度。忽略空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．抛出瞬间，甲、乙两球的动能相等 B．甲球经过P、Q两点时的机械能相等 C．甲球经过P点的动能小于乙球经过O点动能 D．甲、乙两球落地前瞬间速度相等 8．（2024秋•海门区期中）在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风，这是由于陆地和海洋升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。如图四幅海陆风示意图中，对近地面大气运动方向的判断正确的是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 9．（2023秋•启东市期中）孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示，寒冷的冬天，小聪用热水为妈妈泡脚的过程中（　　） A．通过热传递增加了脚的内能 B．热量由脚传递给了水 C．水的温度降低，水的比热容减小 D．水的温度降低，所含的热量减少 10．（2024秋•海门区期中）下列关于热现象的说法正确的是（　　） A．冰在熔化过程中温度不变内能也不变 B．一杯水的比热容比一桶水的比热容小 C．钻木取火是通过做功改变物体内能的 D．高温物体含有的热量比低温物体要多 11．（2024秋•如东县期中）将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中，然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中，如图所示，经过足够长的时间以后，试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2。温度升高分别为Δt1、Δt2，则（已知c水大于c煤油）（　　） A．Q1＞Q2，Δt1＝Δt2 B．Q1＝Q2，Δt1＝Δt2 C．Q1＝Q2，Δt1＜Δt2 D．Q1＞Q2，Δt1＜Δt2 12．（2025秋•启东市校级月考）如图（a）所示，规格相同的容器中装了相同质量的纯净水，用不同的加热器加热，忽略散热，得到如图（b）所示的水温与时间的关系图象，下列说法正确的是（　　） A．甲杯的水加热2min与乙杯的水加热2min吸收的热量相同 B．图中温度计的示数为43℃ C．甲烧杯中的水温上升快，说明甲杯中的水的比热容比乙杯中的水比热容小 D．相同时间内，电加热器1比电加热器2提供热量多 13．（2025•南通）小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好，烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水，加热至沸腾，用时2min。水用完后，他又在壶中装入1000mL的水，加热至沸腾，所需时间最有可能的是（　　） A．2min B．4min C．大于2min且小于4min D．大于4min 14．（2025秋•海安市月考）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 15．（2025秋•通州区校级月考）图甲是小朋友荡秋千的情景，其过程可简化为图乙所示，下列描述正确的是（　　） A．a到b的过程小朋友重力势能变大 B．b到c的过程小朋友动能变大 C．b点处小朋友的机械能最大 D．整个过程小朋友机械能一直在减小 16．（2024秋•南通校级期末）如图1所示，小健往甲、乙两个杯子中倒入等质量的热水，同时开始计时，测得水温随时间变化的图象如图2所示。可推测（　　） A．乙杯中的热水先降至60℃ B．甲杯中的水在0～10min放出的热量比乙杯的多 C．两杯水的质量及初温相同，降温速度不同是因为两杯水的比热容不同 D．由上述实验可得结论：两杯热水降温快慢不同唯一的原因是两个杯子的材料不同 17．（2025秋•启东市校级月考）有一种叫“蹦极”的游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。如图所示，图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点。在游戏者由跳台至最低点c的过程中，空气阻力不计。下列说法不正确的是（　　） A．整个过程中游戏者在c点的动能最小 B．整个过程中游戏者重力势能的减小量等于弹性绳弹性势能的增加量 C．整个过程中游戏者的机械能一直在减小 D．a点到c点的过程中，运动员的动能先增加后减小 18．（2025秋•海门区月考）如图所示，从A点沿光滑水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D点为小球与水平地面的接触点，下列说法正确的是（　　） A．小球在C点的动能等于在F点的动能 B．小球从D点到E点的过程中，重力势能转化为动能 C．小球反弹经过E点时动能不为零 D．小球在C点的机械能与在E点的机械能相等 19．（2023•如东县二模）球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，下列说法正确的是（　　） A．小球在 A、B两点的动能相等 B．从A点到B点小球的机械能不变 C．小球在A点的速度比在B点小 D．小球在B点的离地高度比在A点高 20．（2024秋•海门区期末）上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，推入工作室后再压缩，然后推动涡轮机带动发电机发电。下列说法错误的是（　　） A．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程 B．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程 C．推动涡轮气流，类似于手摇发电机的外力 D．整个工作原理，和四冲程汽油机完全一样 二．填空题（共4小题） 21．（2025秋•如皋市校级月考）小明想把冰的熔化和水的沸腾合二为一进行实验，他对1000g冰加热使冰熔化并加热到水不断沸腾。根据实验记录的数据绘制成如图所示的温度随时间变化的图像。分析图像发现，AB段比CD段升温快，其原因是 　 　 ，图像中，物体在B点时具有的内能 　 　 （选填“大于”“小于”或“等于”）在C点时的内能。实验过程中，第2～3分钟物体吸收的热量为 　 　 J。[冰的比热容是2.1×103J/（kg•℃）]DE段杯中剩余水的内能 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 22．（2025秋•崇川区校级月考）物理探究小组进行了以下两个热学实验： （1）用图甲装置探究不同物质吸热升温的现象，如果液体a和b高了相同的温度，　 　 （选填“能、不能”）说明它们吸热相同。 （2）已知酒精的热值为3×107J/kg，若燃烧皿中酒精的质量是10g，被加热的液体c质量为2kg，升高的温度为60℃，估算出液体c的比热容为　 　 J/（kg•℃），估算结果比真实值　 　 （选填“大、小）。 （3）为了比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量，烧杯内水的初温相同。实验中忽略热量的散失，设两种燃料燃烧时均匀放热。实验中还应控制燃料燃烧的　 　 （填“时间”或“质量”）相同，燃料1与燃料2的热值之比为　 　 ，燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的　 　 倍。 23．（2025秋•海门区月考）（1）比热容是物质的一种特性。质量均为1kg的铜块[c铜＝3.9×102J/（kg•℃）]和铅块[c铅＝1.3×102J/（kg•℃）]，若吸收了相等的热量，则铜块与铅块升高的温度之比为 　 　 。 （2）小华同学利用如图甲所示的装置对100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度一时间图像，根据图像可知：AB段与CD段的倾斜程度不同，这是因为 　 　 。设相同时间内物质吸收的热量相同，则冰熔化过程中BC阶段物质共吸收了 　 　 J的热量。[c冰＝2.1×103J/（kg•℃），c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （3）在“比较不同物质吸热能力”的实验中，在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。由图丙可得煤油的比热容为 　 　 J/（kg•℃）。 24．（2025春•崇川区校级月考） 2024年4月25日，神舟十八号飞船发射升空，并于4月26日凌晨与空间站成功对接。至此，神舟十七号飞船和神舟十八号飞船的航天员乘组在太空顺利会师。 （1）火箭的燃料主要使用液态氢，是因为它的 　 　 大； （2）飞船随火箭加速上升的过程中，飞船的机械能 　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）； （3）2024年4月30日，神舟十七号飞船返回舱返回时，与大气层发生剧烈摩擦，这是通过 　 　 的方式改变物体的内能。 三．实验探究题（共4小题） 25．（2025春•海门区期中）小明利用三套完全相同的装置完成如图1所示的实验，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示。 （1）实验前所测液体的初温均如图2所示，示数t0为 　 　 ℃。 （2）比较不同燃料热值大小，应选择图1中的 　 　 两组实验； （3）分析图3可知：小明准备自制一支液体温度计，应选液体 　 　 （选填“1”或“2”）作为测温液体；不计热量损失，燃料A和B的热值之比为 　 　 。 26．（2025秋•崇川区校级月考）为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明设计了如图甲所示的装置进行探究。 （1）将弹簧、正方体木块按照如图甲放置在粗糙的水平面上，弹簧左侧固定，手移动木块将弹簧压缩不同程度后，松手释放木块，木块由静止向右运动，最终停下；分别测量出木块移动的距离s1。实验中，弹簧的　 　 能转化为木块的　 　 能，最终转化为　 　 能。 实验中，小明又发现在水平桌面上运动的木块离开桌面后，会沿着曲线运动并最终到地面上。物体离开桌面后在水平方向运动的距离与哪些因素有关呢？他提出以下三个猜想： 猜想1：与物体离开桌面时的速度有关； 猜想2：与物体的质量有关； 猜想3：与物体离地面的高度有关。 （2）为此，小明设计如图乙所示的实验装置，弹簧一端固定，用小球实验。为了验证猜想1是否正确，小明进行如下实验：保持　 　 不变，将弹簧压缩到不同的长度，比较小球离开桌面后，在水平方向运动的距离s。最终证明猜想1是正确的。 （3）小明接下来想探究猜想2，用不同质量的小球将弹簧压缩相同的长度，由静止释放后，比较小球水平运动的距离，然后得出结论。你认为小明的方案存在的问题是　 　 ，请你为小明设计一个正确的方案：　 　 。 27．（2025秋•如皋市校级月考）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失； （1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 　 　 （陶土网/温度计）处于适当的高度； （2）实验中应控制燃料燃烧的 　 　 （时间/质量）相同，根据 　 　 （温度计上升的示数/加热的时间）比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验；当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图象，则可初步判断燃料 　 　 （a/b）的热值大； （4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙，燃料c在6min时水就沸腾了，分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量 　 　 （大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量；为了防止水提前沸腾，采取的措施有 　 　 A、降低两杯水的初温 B、增加两杯水的质量 C、减少燃料C的质量 （5）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出燃料c的热值你认为他的计算结果与真实值相比 　 　 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 28．（2025秋•启东市校级月考）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小明让小球由斜面某位置由静止滚下，撞击水平面上的小木块。 （1）实验中通过观察 　 　 的大小，来判断小球动能的大小，这种研究方法是 　 　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）实验中探究的动能是指 　 　 。 A．钢球撞击木块时的动能 B．钢球撞击木块后的动能 C．木块被钢球撞击后的动能 （3）甲、乙两图中让不同质量的两个小球A和B（mA＜mB）从同一高度由静止滚下的目的是使两球到达水平面时具有相同的 　 　 。 （4）为了探究物体的动能大小与速度的关系，应选择 　 　 两个图进行比较。 （5）进行丙实验时，若发现小球将木块撞出了木板，则 　 　 （选填“需要”或不需要）将木板加长。若水平面是光滑的，则 　 　 达到实验的目的（选填“能”或“不能”）。 小李为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图丁所示的实验装置。让小球从斜面上由静止释放后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，实验数据如表所示： 实验次数 小球释放的高度h/cm 小球质量m/g 弹簧长度L/cm 1 4 10 L1 2 4 20 L2 3 6 20 L3 （弹簧原长为L0，弹簧长度L为小球碰撞弹簧后弹簧的最短长度，L0＞L1＞L2＞L3） （6）实验中通过 　 　 反映小球动能的大小；实验中小球压缩弹簧至最短的过程是将 　 　 能转化为 　 　 能； （7）比较实验2和实验3，可以探究小球的动能与 　 　 的关系； （8）小李在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回得越高，如果接触面绝对光滑，那么小球将 　 　 。 A．沿着斜面做匀速直线运动 B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上 C．上升到初始高度后静止 D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动 四．计算题（共7小题） 29．（2024秋•崇川区校级月考）我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长2300m的水平路面以23m/s做匀速直线运动，汽车在行驶过程中受到的平均阻力为200N，汽车在此过程中燃烧了0.04kg汽油，汽油的热值q＝4.6×107J/kg。在该段测试过程中，求： （1）汽车的牵引力所做的功； （2）燃烧0.04kg汽油放出的热量是多少； （3）发动机热机效率。 30．（2023秋•如皋市期中）如图所示是一台手扶双轮压路机，水箱容积为15L。行驶时总质量为550kg，在一次压路作业中，以0.2m/s的速度在水平路面上匀速行驶10min，行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4倍。（g取10N/kg，柴油的热值取4×107J/kg，ρ水＝1×103kg/m3）求： （1）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？ （2）若发动机效率为30%，这次作业要消耗多少千克柴油？ （3）当满水箱的水从20℃上升到80℃可以吸收多少热量？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 31．（2023秋•启东市月考）如图所示，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号在进行低空投水表演，若航行1600s，飞机消耗航空燃油1200kg，发动机的平均功率为1.5×107W，航空燃油的热值为4.0×107J/kg。求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量； （2）发动机所做的功； （3）发动机的效率。 32．（2023秋•海安市校级月考）甲、乙两物体的质量之比为4：1，用两个相同的酒精灯分别给它们加热（酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收），如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化图象，若甲的比热容为2.1×103J/（kg•℃），则： （1）经过4分钟甲、乙升高的温度之比？ （2）乙的比热容为多少？ 33．（2023春•南通期中）氢能源汽车具有零排放的环保优势。某款氢能源汽车总质量为2.0×103kg，在水平公路上以70km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，行驶0.5h消耗氢0.8kg。已知氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求汽车： （1）受到的总重力； （2）牵引力做的功； （3）利用氢能的效率。 34．（2024秋•崇川区校级月考）用燃气灶烧水，使50kg的水从20℃升高到90℃，燃气灶烧水的效率是40%，已知煤气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）求： （1）水吸收的热量？ （2）煤气完全燃烧放出的热量？ （3）需要消耗多少燃气？ 35．（2021秋•启东市校级月考）某燃料动力汽车（内燃机提供能量）经多次测试后，发现所受阻力与车速的关系如图所示。在某次测试中，汽车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求该过程中： （1）汽车所受的牵引力。 （2）若内燃机完全燃烧燃料时所释放的能量中有20%转化为汽车牵引力所做的功，则该过程需要消耗多少千克的燃料？（已知燃料的热值是5.0×107J/kg） 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 【备考期中】2025-2026九年级上学生（苏科版2024）第十二章机械能和内能 学习目标及重难分析 学习目标 重难点解读 1. 理解动能势能机械能的概念及其关系; 2. 理解内能及其改变方法; 3. 机械能和内能的相互转化 4. 比热容的概念及其计算及实验探究 5. 热机，热值，热效率等概念理解 1.比热容和热值实验联动考核，综合实验 2.机械能守恒及能量间的相互转化 3.热值，热机，热效率 知识点梳理 第一部分动能势能机械能 基础知识梳理 一、动能 1.什么是动能：物体由于运动而具有的能。如图所示，物体都具有动能。 行驶的汽车 飞翔的小鸟 空中的客机 自由下落的小球 2.影响动能的因素：物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。 3.动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 二、势能 1. 重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 1. 重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 1. 重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 1. 弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。 弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。 撑杆跳高 拉开的弓箭 三、机械能及其转化 1. 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 1. 动能与势能的相互转化 1. 在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。 1. 在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 1. 机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 1. 水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。 第二部分内能和热传递 基础知识梳理 1. 内能：物体内部所有分子热运动的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 ①分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。同一个物体(物态不变)，温度越高，内能越大。 ②由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，其内能会发生变化。所以分子势能与物体的体积有关。 ③物体内能的大小：物体的内能与物体的质量、温度、体积及物态有关。 一切物体中的分子都在做永不停息的做无规则运动，分子间都有分子力的作用，无论物体处于何种状态，是何形状与体积、温度是高是低都是如此。因此，一切物体在任何情况下都具有内能。 2. 内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。 ①做功：外界对物体做功，物体的内能会增大(例如：摩擦生热)；物体对外做功，物体内能会减小(例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”)实质：能量从一种形式的能(其它形式的能)转化为另一种形式的能(内能) ②热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。 3. 热量(Q)：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量；在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。 4. 内能与机械能是两种不同形式的能量，它们之间是可以相互转化的。整个物体可以处于静止状态，没有动能；整个物体也可以处于相对高度为零的位置而没有势能，但它一定具有内能。物体可以同时具有内能和机械能。 5. 热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。 ①热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。 ②内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。 ③ 在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。 第三部分物质的比热容 基础知识梳理 1. 比热容 ①在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。温度不同的两个物体相互接触，高温物体内能减少，低温物体内能增大 ②比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。 ③水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 1. 热量的简单计算 ①热量的计算：(1)吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；(2)放热：Q放=cm△t= cm(t0-t) ②其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦(J)，Q放—放出的热量。 ③c—比热容，单位：焦每千克摄氏度(J/(kg·℃)) ④m—质量，单位：千克(kg) ⑤△t—变化的温度 (升高或降低的温度)，单位：摄氏度(℃)；t0—初始温度、t—末温。 第四部分机械能和内能的相互转化 基础知识梳理 一、改变内能的另一种形式——做功 1．内能的改变：改变物体内能的方法有热传递和做功；热传递是能量的转移，做功是能量的转化。这两种方法对改变物体内能是等效的。 2．做功：外界对物体做功，物体的内能会增大(例如：摩擦生热)；物体对外做功，物体内能会减小(例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”)。实质：能量从一种形式的能(其它形式的能)转化为另一种形式的能(内能)。 3．热传递：只要物体之间或同一物体的不同部分间存在着温度差，就会发生热传递，直到温度变得相同(即没有温度差)为止。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减小。 二、热机种类 热机：利用内能做功的机械叫热机。 1．热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。 2．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。 三、内燃机的工作原理 1．汽油机工作原理 ①汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 ②内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物； 压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高； 做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能； 排气冲程—靠惯性运动，排出废气。 ③在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 ④在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。 2．柴油机工作原理 ①柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。 ②柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1)吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2)压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3)做功冲程： ③汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。 四、热机的效率 1．热机的效率：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，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式： 2．在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧(完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒)； ②废气排出带走能量(废气的利用)；③克服磨擦，消耗能量(使用润滑剂，减小摩擦)。 五、热值 1．热值(q)：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。 2．燃料燃烧放出热量：Q放 ＝mq； Q放 是燃料放出的热量，单位是J； q 是热值，单位是J/kg； m 是质量，单位是kg 对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。 3．热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时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；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种上类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。 六、能量守恒定律： 1．能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。 考点题型速通 第十二章机械能和内能期中复习题 一．选择题（共20小题） 1．（2025春•海门区期中）下列实例中，与热机中做功冲程原理一样的是（　　） A．弯折铁丝发烫 B．臀部摩擦发热 C．蒸汽顶起壶盖 D．压缩点燃棉花 【解答】解：做功冲程是内能转化成机械能； A、弯折铁丝发烫，是机械能转化为内能，故A不符合题意。 B、臀部摩擦发热，是机械能转化为内能，故B不符合题意。 C、烧水时蒸气把壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故C符合题意。 D、压缩空气引火，一是压缩气体做功，机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选：C。 2．（2023秋•海门市校级期中）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（　　） A．热量 B．热值 C．比热容 D．内能 【解答】解：巧克力的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，是指每100g能量2361kJ，据此可得每100克饼干提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值类似。 故选：B。 3．（2020秋•崇川区期中）原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能EV、重力势能EP、橡皮筋所受的拉力F和橡皮筋的弹性势能EK随运动距离s变化的关系图象可能是（　　） A． B． C． D． 【解答】解： A、橡皮筋的原长为l，钢球从O点运动到A点的过程中，从最高点下降至l过程中，在重力的作用下钢球从O点运动到A点的过程中，做加速运动，动能逐渐变大； 钢球从O点运动到A点的过程中，从l继续下降至2l过程中，开始一段距离内重力仍大于弹力，所以钢球继续加速运动，动能继续增大；当重力等于弹力时，合力等于零，钢球达到最大速度，因此，动能最大的点在大于l的位置；此后，重力小于弹力，钢球做减速运动，动能逐渐变小； 即整个过程中钢球的动能先增大后减小，且动能最大的点在大于l的位置；故A错误。 B、钢球从O点运动到A点的过程中，质量不变，高度始终降低，故重力势能不断变小，但到达A点时，即下降至2l时，仍具有一定高度，重力势能不为零，故B正确； CD、钢球从最高点下降至l过程中，橡皮筋处于原长，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，也不会产生拉力；从l继续下降至2l过程中，橡皮筋的形变程度不断变大，弹性势能不断变大，对钢球的拉力也越来越大；故CD错误。 故选：B。 4．（2024秋•海安市期中）如图所示，吹大了的气球没握住，它叫啸着飞跑了，则（　　） A．球内的气体温度降低内能减少 B．气体喷出时，机械能转化为内能 C．球内的气体通过热传递改变内能 D．球内的气体对气球没有做功 【解答】解：当球内气体喷出来时，气体会对外做功，通过做功的方式改变内能，该过程中发生的能量转化情况是气体的内能转化为气球的机械能，气体的内能减小、温度降低，故它的嘴部温度会变低，故A正确、BCD错误。 故选：A。 5．（2023秋•如皋市期中）随着我国航天事业迅猛发展的需要，科学家正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢燃料具有（　　） A．较小的密度 B．较大的比热容 C．较大的热值 D．较低的沸点 【解答】解：氢燃料有较大的热值，与质量相同的其它燃料相比，完全燃烧时可以放出较多的热量，所以这种发动机选用氢燃料。 故选：C。 6．（2020秋•崇川区校级期中）如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析正确的是（　　） A．t1﹣t2 时间内物质a的温度不变，内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．b的比热容大于c的比热容 【解答】解： 由图象知： A、t1﹣t2时间内物质a的温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故A错误； B、如果a、b是同种物质，比热容相同，升高相同的温度时，b的加热时间长，b吸收的热量多，根据Q＝cmΔt知，b的质量大于a的质量，故B正确； C、温度从T1升高到T2时，a物质的加热时间比b物质短，所以a物质吸收的热量比b少，故C错误； D、用相同的加热装置对b、c两种物质加热时，0﹣t1时间内两种物质吸收的热量相同，c物质升高的温度较小，但由于不知道b、c质量的大小，不能判断出b、c比热容的大小，故D错误。 故选：B。 7．（2024春•海门区期中）如图所示，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度同时开始运动，甲球以v0的速度竖直向上抛出，乙球以v0的速度水平抛出。甲球下落过程中经过P、Q两点，乙球下落过程中经过O点，P点与O点位于同一高度。忽略空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．抛出瞬间，甲、乙两球的动能相等 B．甲球经过P、Q两点时的机械能相等 C．甲球经过P点的动能小于乙球经过O点动能 D．甲、乙两球落地前瞬间速度相等 【解答】解：动能与质量、速度有关；甲、乙两个小球在运动过程中，机械能守恒。 A、甲、乙两球的质量和初速度相同，动能相等，故A正确； B、两球在运动的过程中，机械能守恒，甲球经过P、Q两点时的机械能相等，故B正确； C、抛出瞬间，甲乙两球机械能相等，落回P、O两点时两球的机械能也相等，由于两球质量和高度相等，所以两球的重力势能相等；机械能守恒，甲球经过P点的动能等于乙球经过O点动能，故C错误； D、甲、乙两球落地前瞬间机械能相同，质量相等，速度相等，故D正确。 故选：C。 8．（2024秋•海门区期中）在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风，这是由于陆地和海洋升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。如图四幅海陆风示意图中，对近地面大气运动方向的判断正确的是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【解答】解：由于地面和海水的比热容不同，海水的比热容大于陆地的比热容，在同样太阳光的照射下，地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气形成对流，白天，地面比大海升温快，地面热空气密度较小，热空气上升，海面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风，故③是海风，②是陆风。 故选B。 9．（2023秋•启东市期中）孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示，寒冷的冬天，小聪用热水为妈妈泡脚的过程中（　　） A．通过热传递增加了脚的内能 B．热量由脚传递给了水 C．水的温度降低，水的比热容减小 D．水的温度降低，所含的热量减少 【解答】解：AB．泡脚时，脚的温度较低，水的温度较高，热量由水传给脚，脚吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递增大内能的，故A正确，B不正确； C．比热容是物质的属性，与其温度变化无关，所以水的温度降低，比热容不变，故C不正确； D．热量是过程量，不能说含有热量的多少，水的温度降低，是所含的内能减少了，故D不正确。 故选：A。 10．（2024秋•海门区期中）下列关于热现象的说法正确的是（　　） A．冰在熔化过程中温度不变内能也不变 B．一杯水的比热容比一桶水的比热容小 C．钻木取火是通过做功改变物体内能的 D．高温物体含有的热量比低温物体要多 【解答】解：A.冰在熔化过程中温度不变，但是要吸收热量内能增加，故A错误； B.一杯水的比热容与一桶水的比热容相同，因为比热容是物质的一种特性；物质的比热容只跟物质的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。故B错误； C.钻木取火是通过做功改变物体内能的，故C正确； D.热量是一个过程量，不能说含有多少热量，故D错误； 故选：C。 11．（2024秋•如东县期中）将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中，然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中，如图所示，经过足够长的时间以后，试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2。温度升高分别为Δt1、Δt2，则（已知c水大于c煤油）（　　） A．Q1＞Q2，Δt1＝Δt2 B．Q1＝Q2，Δt1＝Δt2 C．Q1＝Q2，Δt1＜Δt2 D．Q1＞Q2，Δt1＜Δt2 【解答】解：已知煤油和水的质量相等、初温相同，分别倒入两个完全一样的试管中，且c水＞c煤油， 经过足够长的时间以后，试管中的煤油和水的末温相同，升高的温度相同，即Δt1＝Δt2； 由Q吸＝cmΔt可得，水从热水中吸收的热量更多，即Q1＞Q2，故C正确。 故选：A。 12．（2025秋•启东市校级月考）如图（a）所示，规格相同的容器中装了相同质量的纯净水，用不同的加热器加热，忽略散热，得到如图（b）所示的水温与时间的关系图象，下列说法正确的是（　　） A．甲杯的水加热2min与乙杯的水加热2min吸收的热量相同 B．图中温度计的示数为43℃ C．甲烧杯中的水温上升快，说明甲杯中的水的比热容比乙杯中的水比热容小 D．相同时间内，电加热器1比电加热器2提供热量多 【解答】解：A、甲、乙是相同质量的纯净水，比热容相同，甲烧杯中的水温上升快，根据吸热公式Q＝cmΔt可知吸收的热量不同，故A错误； B、观察温度计，分度值是1℃，示数是36℃，故B错误； C、甲、乙都是水，同种物质比热容相同，升温快慢不同是因为吸热快慢不同，不是比热容不同，故C错误； D、相同时间内，甲升温快，说明甲的加热器（加热1）放热多，即相同时间内加热器1比加热器2放热多，故D正确。 故选：D。 13．（2025•南通）小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好，烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水，加热至沸腾，用时2min。水用完后，他又在壶中装入1000mL的水，加热至沸腾，所需时间最有可能的是（　　） A．2min B．4min C．大于2min且小于4min D．大于4min 【解答】解：用电水壶烧水，已知该壶保温性能较好，且烧水时壶会吸收一些热量，在壶中装入500mL的水，加热至沸腾，用时2min，由Q＝cmΔt知壶温度达到水的沸点过程中会吸收一些热量，则仅将500mL的水，加热至沸腾，用时小于2min。水用完后，小明又在壶中装入1000mL的水，加热至沸腾，相当于在第一次的基础上，又单独对500mL的水加热至沸腾，故所需时间大于2min且小于4min，故C正确。 故选：C。 14．（2025秋•海安市月考）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 【解答】解：白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，水的比热容比泥土、沙石的比热容大，海水温度上升慢；而海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风； 夜晚，海岸和海水放出相同的热量，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆风，故A符合题意。 故选：A。 15．（2025秋•通州区校级月考）图甲是小朋友荡秋千的情景，其过程可简化为图乙所示，下列描述正确的是（　　） A．a到b的过程小朋友重力势能变大 B．b到c的过程小朋友动能变大 C．b点处小朋友的机械能最大 D．整个过程小朋友机械能一直在减小 【解答】解：A、a到b的过程，小朋友的质量不变，高度减小，重力势能变小，故A错误； B、b到c的过程，小朋友的质量不变，速度变小，动能变小，故B错误； CD、小朋友在摆动过程中会受到空气阻力，克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能不断减少，在初始位置a，小球的机械能最大，故C错误、D正确。 故选：D。 16．（2024秋•南通校级期末）如图1所示，小健往甲、乙两个杯子中倒入等质量的热水，同时开始计时，测得水温随时间变化的图象如图2所示。可推测（　　） A．乙杯中的热水先降至60℃ B．甲杯中的水在0～10min放出的热量比乙杯的多 C．两杯水的质量及初温相同，降温速度不同是因为两杯水的比热容不同 D．由上述实验可得结论：两杯热水降温快慢不同唯一的原因是两个杯子的材料不同 【解答】解：A、从图中可以看出，甲杯中的热水先降至60℃，故A错误。 B、根据Q＝cmΔt可知，甲杯中的水在0～10min内Δt变化大，故在甲杯中的水在0～10min放出的热量比乙杯的多，故B正确。 C、两杯水的比热容是相同的，故C错误。 D、由上述实验可得结论：两杯热水降温快慢与杯子材料以及杯口大小都有关，故D错误。 故选：B。 17．（2025秋•启东市校级月考）有一种叫“蹦极”的游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。如图所示，图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点。在游戏者由跳台至最低点c的过程中，空气阻力不计。下列说法不正确的是（　　） A．整个过程中游戏者在c点的动能最小 B．整个过程中游戏者重力势能的减小量等于弹性绳弹性势能的增加量 C．整个过程中游戏者的机械能一直在减小 D．a点到c点的过程中，运动员的动能先增加后减小 【解答】解：AD、从a点到c点的过程中，游戏者受到向下的重力和向上的弹力。在a点刚过后，弹力小于重力，合力向下，游戏者继续加速向下，动能还在增加。直到弹力等于重力时（即平衡点），速度达到最大，动能最大。之后弹力大于重力，合力向上，游戏者减速，动能减小。所以过a后动能并不是一直减小，是先增大后减小。游戏者做减速运动，速度越来越慢，动能越来越小，最低点c时速度为零；所以，整个过程中，游戏者的动能先增大后减小，最后动能为零。故A正确，D正确； B、游戏者在跳台上时速度为零、动能为零，此时高度最高，其重力势能最大；游戏者在c点时动能也为零，此时高度最小，其重力势能最小，但此时弹性绳伸长的长度最大，其弹性势能最大，则整个过程相对于跳台到c点人的重力势能减小量等于弹性绳弹性势能的增加量，故B正确； C、不计空气阻力，从跳台到a的过程中，只受竖直向下的重力作用，则会向下做加速运动，运动员质量不变，速度增大，动能增大；高度变小，重力势能减小，重力势能转化为动能，机械能守恒；从a到c点，游戏者的机械能会转化为弹性绳的弹性势能，所以游戏者此阶段的机械能会减小，则整个过程，游戏者的机械能先不变后减小，故C错误。 故选：C。 18．（2025秋•海门区月考）如图所示，从A点沿光滑水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D点为小球与水平地面的接触点，下列说法正确的是（　　） A．小球在C点的动能等于在F点的动能 B．小球从D点到E点的过程中，重力势能转化为动能 C．小球反弹经过E点时动能不为零 D．小球在C点的机械能与在E点的机械能相等 【解答】解：由图中小球的运动轨迹可知，小球在运动过程中，机械能的总量在不断减少。 A、由图知，C、F两点的高度相同，所以重力势能相等，由于小球运动过程中机械能在不断损耗，所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能，因此在C点的动能大于在F点的动能，故A错误； B、小球从D点到E点的过程中，重力势能越来越大，动能越来越小，所以该过程是动能转化为重力势能的过程，故B错误； C、小球反弹经过E点时，小球仍有向前运动的速度，所以E点的动能不为零，故C正确； D、由于小球运动过程中机械能在不断损耗，小球在C点的机械能大于E点的机械能，故D错误。 故选：C。 19．（2023•如东县二模）球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，下列说法正确的是（　　） A．小球在 A、B两点的动能相等 B．从A点到B点小球的机械能不变 C．小球在A点的速度比在B点小 D．小球在B点的离地高度比在A点高 【解答】解：AC、由图可知，球的质量不变，球在A点的动能小于B点动能，所以球在A点的速度小于B点速度，故A错误，C正确； B、球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在A点动能和B点重力势能相等，A点的重力势能大于B点的动能，所以A点的机械能大于B点的机械能，故B错误。 D、A点的重力势能大于B点的重力势能，球的质量不变，所以球在A点的高度大于B点的高度，故D错误。 故选：C。 20．（2024秋•海门区期末）上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，推入工作室后再压缩，然后推动涡轮机带动发电机发电。下列说法错误的是（　　） A．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程 B．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程 C．推动涡轮气流，类似于手摇发电机的外力 D．整个工作原理，和四冲程汽油机完全一样 【解答】解：A.当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程，故A正确，不符合题意； B.当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程，故B正确，不符合题意； C.推动涡轮气流，类似于手摇发电机的外力，故C正确，不符合题意； D.整个工作原理，和四冲程汽油机不一样，没有经历做功冲程，故D错误，符合题意。 故选：D。 二．填空题（共4小题） 21．（2025秋•如皋市校级月考）小明想把冰的熔化和水的沸腾合二为一进行实验，他对1000g冰加热使冰熔化并加热到水不断沸腾。根据实验记录的数据绘制成如图所示的温度随时间变化的图像。分析图像发现，AB段比CD段升温快，其原因是 　冰的比热容比水小　 ，图像中，物体在B点时具有的内能 　小于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）在C点时的内能。实验过程中，第2～3分钟物体吸收的热量为 　4.2×104 J。[冰的比热容是2.1×103J/（kg•℃）]DE段杯中剩余水的内能 　变小　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【解答】解：（1）由于冰的比热容比水小，冰和水的质量相等，吸收相同的热量，冰的温度变化多，所以AB段比CD段升温快； （2）BC段是冰的熔化过程，该过程吸收热量、内能增加，温度不变，所以物体在B点时具有的内能小于在C点时的内能； （3）第0～2min吸收的热量： Q吸1＝c冰m（t﹣t0）＝2.1×103J/（kg•℃）×1kg×[（0﹣（﹣40℃）]＝8.4×104J， 利用相同的加热器加热，在相同时间内吸收的热量相等。第2～3分钟加热时间是第0～2min加热时间的一半，则第2～3min吸收的热量等于第0～2min吸收的热量的一半： Q吸2Q吸18.4×104J＝4.2×104J； 由图知DE段水沸腾，水沸腾过程中，剩余的水，质量减小，温度不变，状态不变，内能减小。 故答案为：冰的比热容比水小；小于；4.2×104；变小。 22．（2025秋•崇川区校级月考）物理探究小组进行了以下两个热学实验： （1）用图甲装置探究不同物质吸热升温的现象，如果液体a和b高了相同的温度，　不能　 （选填“能、不能”）说明它们吸热相同。 （2）已知酒精的热值为3×107J/kg，若燃烧皿中酒精的质量是10g，被加热的液体c质量为2kg，升高的温度为60℃，估算出液体c的比热容为　2.5×103 J/（kg•℃），估算结果比真实值　大　 （选填“大、小）。 （3）为了比较不同燃料燃烧放热能力的差异，小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量，烧杯内水的初温相同。实验中忽略热量的散失，设两种燃料燃烧时均匀放热。实验中还应控制燃料燃烧的　质量　 （填“时间”或“质量”）相同，燃料1与燃料2的热值之比为　8：3　 ，燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，则燃料1的燃烧率为燃料2的燃烧率的　4　 倍。 【解答】解：（1）根据 Q＝cmΔt，m 相同、Δt相同，但c不同，则吸热不同。所以不能仅由升高的温度相同得出吸热相同。 （2）由题知，酒精质量 m酒精＝10g＝0.01kg热值q＝3×107J/kg，其完全燃烧放出的热量 液体质量 mc＝2kg，升温60℃，若全部热量被液体吸收，由Q吸＝cmcΔt可得3×105J＝c×2kg×60℃ 解得比热容为 但实际有热量损失，所以估算时假设 Q吸＝Q放会高估比热容，即比真实值大。 （3）比较不同燃料燃烧放热能力的差异的实验中，需要使用相同的加热装置，控制燃料的质量，加热的液体种类和质量、初温等都要相同，只是燃料不同。 由图丙可知，燃料1加热5min使物质温度升高到100℃，即变化了Δt1＝100℃﹣20℃＝80℃，但其到10min才燃烧结束，相同燃料相同时间内燃烧放出的热量相同，所以燃料1燃烧结束，加热的液体吸收的热量为加热5min的两倍；同样的燃料2加热相同的物质用15min加热到80℃，温度变化了Δt2＝80℃﹣20℃＝60℃，由Q放＝mq，Q＝cmΔt可得燃料1与燃料2的热值之比为 由题可知燃烧率是燃料燃烧放出热量的多少与燃烧时间的比值，由图丙的燃料1的燃料率为，燃料2的燃烧率为，则它们的比值为。 故答案为：（1）不能； （2）2.5×103J/（kg•℃）；大； （3）质量；8：3；4。 23．（2025秋•海门区月考）（1）比热容是物质的一种特性。质量均为1kg的铜块[c铜＝3.9×102J/（kg•℃）]和铅块[c铅＝1.3×102J/（kg•℃）]，若吸收了相等的热量，则铜块与铅块升高的温度之比为 　1：3　 。 （2）小华同学利用如图甲所示的装置对100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度一时间图像，根据图像可知：AB段与CD段的倾斜程度不同，这是因为 　物质的状态不同，比热容不同　 。设相同时间内物质吸收的热量相同，则冰熔化过程中BC阶段物质共吸收了 　4.2×103 J的热量。[c冰＝2.1×103J/（kg•℃），c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （3）在“比较不同物质吸热能力”的实验中，在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。由图丙可得煤油的比热容为 　2.1×103 J/（kg•℃）。 【解答】解：（1）因为Q吸＝cmΔt，所以Δt，因为m铜＝m铅，Q吸相同，所以Δt与c成反比，所以Δt铜：Δt铅＝c铅：c铜＝1.3×102J/（ kg•℃）：3.9×102J/（kg•℃）＝1：3； （2由图像可以看出，升高相同的温度，冰比水用的时间短，所以冰比水吸热升温快，原因是冰的比热容比水的比热容小 AB阶段5min物质吸收的热量Q＝cm（t﹣t0）＝2.1×103J/（kg•℃）×0.1kg×10℃＝2.1×103J； 因为相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质共吸收了2×2.1×103J＝4.2×103J的热量； （3）根据题意可知：在相同时间内水和煤油吸收的热量相同， 即：c水m水Δt水＝c煤油m煤油Δt煤油， 则c煤油c水4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）1：3；（2）物质的状态不同，比热容不同；4.2×103；（3）2.1×103。 24．（2025春•崇川区校级月考） 2024年4月25日，神舟十八号飞船发射升空，并于4月26日凌晨与空间站成功对接。至此，神舟十七号飞船和神舟十八号飞船的航天员乘组在太空顺利会师。 （1）火箭的燃料主要使用液态氢，是因为它的 　热值　 大； （2）飞船随火箭加速上升的过程中，飞船的机械能 　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”）； （3）2024年4月30日，神舟十七号飞船返回舱返回时，与大气层发生剧烈摩擦，这是通过 　做功　 的方式改变物体的内能。 【解答】解：（1）火箭的燃料主要使用液态氢是因为它的热值大； （2）飞船随火箭在加速上升过程中，质量不变，速度和高度增加，动能和重力势能增加，飞船的机械能增大； （3）飞船返回舱返回时，与大气层发生剧烈摩擦，变成一个火球，将机械能转化为内能，这是通过做功的方式改变物体的内能。 故答案为：（1）热值；（2）增大；（3）做功。 三．实验探究题（共4小题） 25．（2025春•海门区期中）小明利用三套完全相同的装置完成如图1所示的实验，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示。 （1）实验前所测液体的初温均如图2所示，示数t0为 　16　 ℃。 （2）比较不同燃料热值大小，应选择图1中的 　乙、丙　 两组实验； （3）分析图3可知：小明准备自制一支液体温度计，应选液体 　2　 （选填“1”或“2”）作为测温液体；不计热量损失，燃料A和B的热值之比为 　3：2　 。 【解答】解：（1）重新安装后，小明所测液体的初温均如图2所示，示数为24℃； （2）为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，应选择乙、丙两图进行实验； （3）相同的加热装置，加热相同时间，液体1和液体2质量和吸热相同，乙升温快，乙的比热容小，选取测温液体时，应选用比热容小的液体2； 根据图3的乙、丙两图线可知，燃料完全燃烧后，液体2升高的温度变化量之比为4℃：6℃＝2：3，根据Q吸＝cmΔt可知液体2吸收的热量之比为Q乙：Q丙＝2：3；设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收，燃料A和B的质量也相同，根据Q放＝qm可知，燃料A和B的热值之比为qA：qB＝Q丙：Q乙＝3：2。 故答案为：（1）16；（2）乙、丙；（3）2；2：3。 26．（2025秋•崇川区校级月考）为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明设计了如图甲所示的装置进行探究。 （1）将弹簧、正方体木块按照如图甲放置在粗糙的水平面上，弹簧左侧固定，手移动木块将弹簧压缩不同程度后，松手释放木块，木块由静止向右运动，最终停下；分别测量出木块移动的距离s1。实验中，弹簧的　弹性势　 能转化为木块的　动　 能，最终转化为　内　 能。 实验中，小明又发现在水平桌面上运动的木块离开桌面后，会沿着曲线运动并最终到地面上。物体离开桌面后在水平方向运动的距离与哪些因素有关呢？他提出以下三个猜想： 猜想1：与物体离开桌面时的速度有关； 猜想2：与物体的质量有关； 猜想3：与物体离地面的高度有关。 （2）为此，小明设计如图乙所示的实验装置，弹簧一端固定，用小球实验。为了验证猜想1是否正确，小明进行如下实验：保持　小球质量和离地高度　 不变，将弹簧压缩到不同的长度，比较小球离开桌面后，在水平方向运动的距离s。最终证明猜想1是正确的。 （3）小明接下来想探究猜想2，用不同质量的小球将弹簧压缩相同的长度，由静止释放后，比较小球水平运动的距离，然后得出结论。你认为小明的方案存在的问题是　没有控制小球飞出桌面时的速度一定　 ，请你为小明设计一个正确的方案：　让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离　 。 【解答】解：（1）释放弹簧，木块被弹出，弹簧的形变变小，弹性势能减小，木块的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为木块的动能；木块最终停止运动是由于木块受到摩擦力的作用，此时木块的机械能转化为内能。 （2）由控制变量法知道，要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度。 （3）要探究猜想2，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定，则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。 为了保证不同质量小球的初速度相同，可以让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离。 故答案为：（1）弹性势；动；内； （2）小球质量和离地高度； （3）没有控制小球飞出桌面时的速度一定；让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离。 27．（2025秋•如皋市校级月考）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失； （1）实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 　陶土网　 （陶土网/温度计）处于适当的高度； （2）实验中应控制燃料燃烧的 　质量　 （时间/质量）相同，根据 　温度计上升的示数　 （温度计上升的示数/加热的时间）比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）小明选用了燃料a和燃料b进行实验；当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图象，则可初步判断燃料 　b　 （a/b）的热值大； （4）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙，燃料c在6min时水就沸腾了，分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量 　大于　 （大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量；为了防止水提前沸腾，采取的措施有 　AB　 A、降低两杯水的初温 B、增加两杯水的质量 C、减少燃料C的质量 （5）小华实验前用天平测出了烧杯中水的质量及燃料c的质量并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他想通过这些数据计算出燃料c的热值你认为他的计算结果与真实值相比 　偏小　 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 【解答】解：（1）实验时要用火焰的外焰加热；调整铁夹A的位置，其目的是使陶土网处于适当的高度，方便用外焰加热； （2）实验中应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大； （4）燃料c在6min时水就沸腾了，说明水吸收的热量多，造成水过早沸腾的原因可能是燃料c的燃烧过程比较快；由图丙可知，燃料c燃烧10min放出的热量已经使水沸腾，燃料d燃烧15min放出的热量没有使水沸腾，表明燃料c燃烧10min放出的热量更多； 为了防止水提前沸腾，若减少燃料c的质量，则两种燃料的质量不同，不符合控制变量法的要求；但可以降低两杯水的初温或增加两杯水的质量，使水的末温也降低一些或使水升温慢一些，能防止水提前沸腾，故选AB； （5）由于燃料不一定完全燃烧，且给水加热时有热损失，因此根据Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量要比c完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出c的热值，要比真实值偏小。 故答案为：（1）陶土网；（2）质量；温度计的示数；（3）b；（4）大于；AB；（5）偏小。 28．（2025秋•启东市校级月考）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小明让小球由斜面某位置由静止滚下，撞击水平面上的小木块。 （1）实验中通过观察 　木块B移动的距离长短　 的大小，来判断小球动能的大小，这种研究方法是 　转换法　 （选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）实验中探究的动能是指 　A　 。 A．钢球撞击木块时的动能 B．钢球撞击木块后的动能 C．木块被钢球撞击后的动能 （3）甲、乙两图中让不同质量的两个小球A和B（mA＜mB）从同一高度由静止滚下的目的是使两球到达水平面时具有相同的 　速度　 。 （4）为了探究物体的动能大小与速度的关系，应选择 　甲、丙　 两个图进行比较。 （5）进行丙实验时，若发现小球将木块撞出了木板，则 　不需要　 （选填“需要”或不需要）将木板加长。若水平面是光滑的，则 　不能　 达到实验的目的（选填“能”或“不能”）。 小李为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图丁所示的实验装置。让小球从斜面上由静止释放后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，实验数据如表所示： 实验次数 小球释放的高度h/cm 小球质量m/g 弹簧长度L/cm 1 4 10 L1 2 4 20 L2 3 6 20 L3 （弹簧原长为L0，弹簧长度L为小球碰撞弹簧后弹簧的最短长度，L0＞L1＞L2＞L3） （6）实验中通过 　弹簧被压缩的程度　 反映小球动能的大小；实验中小球压缩弹簧至最短的过程是将 　动　 能转化为 　弹性势　 能； （7）比较实验2和实验3，可以探究小球的动能与 　速度　 的关系； （8）小李在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回得越高，如果接触面绝对光滑，那么小球将 　D　 。 A．沿着斜面做匀速直线运动 B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上 C．上升到初始高度后静止 D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动 【解答】解：（1）实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法； （2）实验中，探究的动能是指钢球撞击木块时的动能，故选：A； （3）为了让小球具有相同的速度，应从斜面同一高度由静止滚下； （4）探究动能与速度的关系时，应该控制小球质量相同，只改变小球下滑的高度，应选甲、丙两实验； （5）进行丙实验时，丙实验是和其它实验对比木块被撞出的距离，只要能体现距离差异即可，因此若发现金属球将木块撞出了木板，则不需要将木板加长； 若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将能达到探究目的； （6）实验中通过弹簧被压缩的程度反映小球动能的大小，这是转换法；实验中小球压缩弹簧是将动能转化为弹性势能； （7）比较实验2和实验3，小球的质量相同，下落的高度不同，到达水平面的速度不同，可以探究小球的动能与速度的关系； （8）小李在实验基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，小球运动过程中没有能量损耗，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，故选：D。 故答案为：（1）木块B移动的距离长短；转换法； （2）A； （3）速度； （4）甲、丙； （5）不需要；不能； （6）弹簧被压缩的程度；动；弹性势； （7）速度； （8）D。 四．计算题（共7小题） 29．（2024秋•崇川区校级月考）我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长2300m的水平路面以23m/s做匀速直线运动，汽车在行驶过程中受到的平均阻力为200N，汽车在此过程中燃烧了0.04kg汽油，汽油的热值q＝4.6×107J/kg。在该段测试过程中，求： （1）汽车的牵引力所做的功； （2）燃烧0.04kg汽油放出的热量是多少； （3）发动机热机效率。 【解答】解：（1）汽车在做匀速直线运动，处于受力平衡状态，汽车所受的牵引力F等于阻力f，即有 F＝f＝200N， 汽车的牵引力所做的功：W＝Fs＝200N×2300m＝4.6×105J； （2）汽油完全燃烧释放的热量为： Q＝qm＝4.6×107J/kg×0.04kg＝1.84×106J； （3）热机的效率为η100%100%＝25%。 答：（1）汽车的牵引力所做的功为4.6×105J； （2）燃烧0.04kg汽油放出的热量是1.84×106J； （3）发动机热机效率为25%。 30．（2023秋•如皋市期中）如图所示是一台手扶双轮压路机，水箱容积为15L。行驶时总质量为550kg，在一次压路作业中，以0.2m/s的速度在水平路面上匀速行驶10min，行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4倍。（g取10N/kg，柴油的热值取4×107J/kg，ρ水＝1×103kg/m3）求： （1）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？ （2）若发动机效率为30%，这次作业要消耗多少千克柴油？ （3）当满水箱的水从20℃上升到80℃可以吸收多少热量？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【解答】解：（1）压路机匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等， 即F引＝f＝0.4G＝0.4×mg＝0.4×550kg×10N/kg＝2200N， 压路机做的功为： W＝F引s＝2200N×120m＝2.64×105J； （2）柴油完全燃烧释放的热量为： Q放9.04×105J； 由 Q放＝mq可得，消耗柴油的质量为： m0.0226kg； （3）水吸收的热量为： Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×15kg×（80℃﹣20℃）＝3.78×106J。 答：（1）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是2.64×105J； （2）若发动机效率为30%，这次作业要消耗0.0226kg柴油； （3）当满水箱的水从20℃上升到80℃可以吸收的热量为3.78×106J。 31．（2023秋•启东市月考）如图所示，我国自主研制的大型水陆两栖灭火机“鲲龙”号在进行低空投水表演，若航行1600s，飞机消耗航空燃油1200kg，发动机的平均功率为1.5×107W，航空燃油的热值为4.0×107J/kg。求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量； （2）发动机所做的功； （3）发动机的效率。 【解答】解：（1）航空燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝m燃油q＝1200kg×4×107J/kg＝4.8×1010J； （2）根据P得，飞机发动机做的功：W＝Pt＝1.5×107W×1600s＝2.4×1010J； （3）发动机的效率：η100%100%＝50%。 答：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为4.8×1010J； （2）飞机发动机做的功为2.4×1010J； （3）发动机的效率为50%。 32．（2023秋•海安市校级月考）甲、乙两物体的质量之比为4：1，用两个相同的酒精灯分别给它们加热（酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收），如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化图象，若甲的比热容为2.1×103J/（kg•℃），则： （1）经过4分钟甲、乙升高的温度之比？ （2）乙的比热容为多少？ 【解答】解：（1）由图形可知，在相同时间内，甲升高了20℃，乙升高了40℃，故Δt甲：Δt乙＝20℃：40℃＝1：2； （2）已知 甲、乙两个物体的质量比为4：1，4分钟内甲、乙吸收的热量相等， 根据Q吸＝cmΔt得，c甲m甲Δt甲＝c乙m乙Δt乙， c乙＝c甲2.1×103J/（kg•℃）4.2×103J/（kg•℃）。 答：（1）经过4分钟甲、乙升高的温度之比为1：2； （2）乙的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 33．（2023春•南通期中）氢能源汽车具有零排放的环保优势。某款氢能源汽车总质量为2.0×103kg，在水平公路上以70km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，行驶0.5h消耗氢0.8kg。已知氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求汽车： （1）受到的总重力； （2）牵引力做的功； （3）利用氢能的效率。 【解答】解：（1）汽车受到的重力：G＝mg＝2.0×103kg×10N/kg＝2×104N （2）因为汽车匀速行驶，根据二力平衡原理，汽车受到的牵引力：F牵＝f＝1.2×103N， 汽车行驶的距离为：由v得：s＝vt＝70km/h×0.5h＝35km＝3.5×104m， 牵引力做的功为：W＝F牵s＝1.2×103N×3.5×104m＝4.2×107J； （3）氢完全燃烧所产生的热量：Q＝mq＝0.8kg×1.4×108J/kg＝1.12×108J， 汽车利用氢能的效率：η37.5%。 答：（1）汽车受到的重力为2×104N； （2）牵引力做的功为4.2×107J； （3）汽车利用氢能的效率为37.5%。 34．（2024秋•崇川区校级月考）用燃气灶烧水，使50kg的水从20℃升高到90℃，燃气灶烧水的效率是40%，已知煤气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）求： （1）水吸收的热量？ （2）煤气完全燃烧放出的热量？ （3）需要消耗多少燃气？ 【解答】解：（1）水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（90℃﹣20℃）＝1.47×107J； （2）已知燃气灶烧水的效率是40%， 则煤气完全燃烧放出的热量： Q放3.675×107J； （3）由Q放＝mq可得，需要消耗燃气的质量： m′0.875kg。 答：（1）水吸收的热量为1.47×107J； （2）煤气完全燃烧放出的热量为3.675×107J； （3）需要消耗0.875kg的燃气。 35．（2021秋•启东市校级月考）某燃料动力汽车（内燃机提供能量）经多次测试后，发现所受阻力与车速的关系如图所示。在某次测试中，汽车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，求该过程中： （1）汽车所受的牵引力。 （2）若内燃机完全燃烧燃料时所释放的能量中有20%转化为汽车牵引力所做的功，则该过程需要消耗多少千克的燃料？（已知燃料的热值是5.0×107J/kg） 【解答】解： （1）由v得： s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km＝2.5×104m， 由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N， 由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力： F＝f＝4000N， （2）牵引力做功： W＝Fs＝4000N×2.5×104m＝1×108J； 由η得： W＝ηQ＝ηqm， 则m10kg。 故答案为：（1）汽车所受的牵引力4000N；（2）内燃机完全燃烧燃料时所释放的能量中有20%转化为汽车牵引力所做的功，则该过程需要消耗10千克的燃料。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/10/31 13:45:45；用户：李陆敏；邮箱：orFmNtzVrcH7gw1f524IhJ2j63fs@weixin.jyeoo.com；学号：50207874 2 学科网（北京）股份有限公司 $