第十二章 内能与热机-2025-2026学年物理鲁科版（五四制）九年级上册

该初中物理课件聚焦“内能与热机”核心内容，涵盖分子动理论、内能与热量、热机效率及能量转化等知识点，通过抽纸巾、暖水瓶瓶塞顶起等生活实例导入，衔接分子引力、扩散现象与内能应用，构建连贯知识支架。 其亮点在于融入跨学科情境（如海陆风地理联系）、科学思维训练（比热容计算、热机效率推导）及科学探究设计（控制变量法比较吸热能力），体现物理观念与科学态度。学生能提升知识应用能力，教师可借助多样化题目丰富教学，贴合新课标要求。

第十二章 内能与热机 一、选择题(共10小题,每小题3分,计30分) 1. 【新特色·教材变式】(2025四川成都武侯期末,★☆☆)如 图所示,把一块表面很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下面,使 玻璃板刚好和水面接触。然后稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧 测力计的示数将 ( ) A. 变大,因为分子之间有引力 B. 变大,因为分子之间有斥力 C. 变小,因为分子之间有引力 D. 变小,因为分子之间有斥力     A     解析　玻璃板和水相接触,水分子和玻璃分子之间存在相互 作用的引力,故向上提起弹簧测力计时,弹簧测力计的示数会 大一些。 2. (2025湖南祁阳期末,★☆☆)为减少能源消耗,保护环境,须合理利用能源,下列方法中对提升热机效率有用的是 ( ) A. 尽量增加废气带走的热量　　 B. 增加燃料的质量 C. 尽量使燃料充分燃烧　　　　 D. 气缸用导热性更好的材料     C 解析　尽量增加废气带走的热量,会增大能量的损失,降低热 机效率,故A不符合题意。增加燃料的质量,燃料燃烧放出的 热量会增大,但是不能提升热机效率,故B不符合题意。尽量 使燃料充分燃烧可以增大可利用的能量,可以提升热机效率, 故C符合题意。用导热性更好的材料作内燃机气缸,会增大散 失的热量,增大能量的损失,降低热机效率,故D不符合题意。 3. (★☆☆)我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭, 成功发射北斗系统第五十五颗卫星,这也是北斗三号系统第 三十颗卫星,宣布了北斗系统全球组网成功。下列说法中正 确的是     ( ) A. 火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的比热容大 B. 火箭升空过程中,燃料燃烧将机械能转化为化学能 C. 卫星加速升空过程中,其动能和重力势能均增大 D. 卫星加速升空过程中,其惯性增大     C     解析　火箭使用液氢燃料,主要是利用了液氢的热值大,故A 错误。火箭升空过程中,燃料燃烧将化学能转化为内能,故B 错误。卫星加速升空过程中,质量不变、速度增大,动能增大; 质量不变、高度增大,重力势能增大,其质量不变,惯性不变,故 C正确,D错误。 4. (★☆☆)一台四冲程内燃机飞轮转速为3 600 r/min,它1 s完 成了     ( ) A. 120个冲程,做了30次功　　　　     B. 120个冲程,做了60次功 C. 30个冲程,做了30次功 D. 60个冲程,做了15次功     A     解析　已知飞轮转速为3 600 r/min=60 r/s,因为一个工作循环 活塞往复2次,飞轮转动2周,对外做功1次,所以该内燃机1 s完 成30个工作循环,完成120个冲程,对外做功30次,故A正确。 5. 【新课标·科学思维】(2025四川绵阳期末,★★☆)有甲、 乙两种物质,质量之比是2∶1,升高相同的温度吸收的热量之 比是3∶1,那么甲、乙两种物质的比热容之比是 ( ) A. 2∶1　     B. 1∶2　　    C. 3∶2　　    D. 2∶3     C     解析    由题意可知,m甲∶m乙=2∶1,Q甲∶Q乙=3∶1,Δt甲∶Δt乙= 1∶1;由Q=cmΔt可知,甲、乙两种物质的比热容之比 =  = × × = × × =3∶2。 6. 【跨学科·社会发展】(2024山东临沂中考,★★☆)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。如图所示内燃机的四个冲程,气缸内气体的内能最小的 是 ( )                      D     解析　图A中两气门关闭,活塞下行,为做功冲程,缸内气体推 动活塞对外做功;图B中进气门关闭,排气门打开,为排气冲程; 图C中两气门关闭,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;图D中进气门打开,排气门关 闭,为吸气冲程。内燃机的四个冲程的顺序为吸气、压缩、 做功、排气,压缩、做功、排气冲程中气体温度比吸气冲程 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。 7. 【新中考·实验新考法】(2025江苏无锡锡山期末,★★★) 如图所示,在两组相同的装置中,用甲、乙两种燃料分别加热 质量和初温相同的水,燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时 水升高的温度用Δt表示(水未沸腾),不计热量损失。下列说法 正确的是 ( ) A. m相同时,Δt越小,燃料的热值越大 B. Δt相同时,m越大,燃料的热值越大 C. m和Δt的比值越大,燃料的热值越大 D. m和Δt的比值越小,燃料的热值越大     D     解析　燃料的热值大小不能直接测量,需要通过水吸收热量 的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而水吸收热量的多 少跟水的质量和升高的温度有关,因此为了比较热值大小,可 以利用Q吸=Q放;而Q吸=c液m液Δt,Q放=mq,即c水m水Δt=mq,解得q=  ,由此可知:若m相同,Δt越小,燃料的热值越小;若Δt相 同,m越大,燃料的热值越小;若 的值越大,燃料的热值越小;  的值越小,燃料的热值越大,故只有D正确。 8. 【新课标·科学思维】(2024甘肃康县期末,★★★)某品牌 无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km,用时 5 min 45 s,消耗燃油1.5 kg,已知汽车的质量为2 t,匀速行驶时 所受阻力为车重的0.1倍,燃油的热值为4.6×107 J/kg,g取 10 N/kg,假设燃油完全燃烧,下列计算结果错误的是( ) ①汽车行驶速度是20 m/s ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107 J ③汽车牵引力做功的功率是30 kW ④汽车发动机的效率是20%     B     A. ①　　　  B. ③　　　  C. ①和④　    D. ②和④ 解析　汽车行驶的时间为t=5 min 45 s=345 s,汽车的行驶速度 为v= = =20 m/s,①正确;消耗的燃油完全燃烧放出的 热量Q放=mq=1.5 kg×4.6×107 J/kg=6.9×107 J,②正确;汽车匀速 行驶时所受牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以汽车 匀速行驶时所受牵引力为F=f=0.1G=0.1mg=0.1×2×103 kg× 10 N/kg=2×103 N,汽车牵引力做功的功率是P= = =Fv=2× 103 N×20 m/s=4×104 W=40 kW,③错误;该汽车牵引力所做的功为W=Fs=2×103 N×6.9×103 m=1.38×107 J,汽车发动机的效率η = ×100%= ×100%=20%,④正确。故选B。 9. (2024黑龙江龙东地区中考,★★☆)(多选)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     BD     解析　物体温度升高,不一定吸收了热量,也可能是外界对它 做了功,故A错误。同一物体温度升高,内能一定增加,故B正 确。物体内能增加,可能是外界对它做了功,也可能是吸收了 热量,故C错误。物体吸收热量,温度可能不变,如晶体熔化时, 吸收热量,温度不变,故D正确。 10. (2025云南昆明期末,★★☆)(多选)下列关于汽油机与柴 油机的说法中,正确的是 ( ) A. 汽油机与柴油机都是内燃机 B. 汽油机的压缩冲程中,活塞压缩气体,将内能转化为机械能 C. 柴油机气缸顶部有火花塞,汽油机气缸顶部有喷油嘴 D. 汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入 气缸里的是空气     AD     解析　汽油机与柴油机都是内燃机,故A正确。汽油机的压缩 冲程中,活塞压缩气体,将机械能转化为内能,故B错误。汽油 机气缸顶部有火花塞,柴油机气缸顶部有喷油嘴,故C错误。 汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入气 缸里的是空气,故D正确。 二、填空题(共5小题,每空3分,计36分) 11. 【跨学科·日常生活】(2025四川南充模拟,★☆☆)如图甲 所示是生活中常见的抽取式面巾纸,纸巾表面有褶皱或压痕, 对折成如图乙所示形状,并叠套压实,封装在纸巾盒内。使用 时打开纸巾盒封口,会闻到面巾纸淡淡的香味,这是_______ 现象。抽出第一张面巾纸,就会顺利地带起第二张、第三张 ……上一张面巾纸带起下一张面巾纸,主要依靠相邻两张面 巾纸之间的_______力。 　摩擦     扩散     解析　打开纸巾盒封口,会闻到面巾纸淡淡的香味,这是扩散 现象,是分子在不停地做无规则运动的结果;根据题意可知,抽 取式面巾纸是叠套压实,表面有褶皱或压痕,说明接触面粗糙 且有压力;当抽出第一张面巾纸时,两张纸之间则存在相对运 动,所以上一张面巾纸带起下一张面巾纸,主要依靠的是相邻 两张面巾纸之间的摩擦力。 12. (2025四川巴中巴州期末,★☆☆)装着开水的暖水瓶,有时 瓶内的水蒸气会把瓶塞顶起,在这个过程中,暖水瓶内的水蒸 气对瓶塞做功,水蒸气的温度_______(选填“升高”或“降 低”),内能_______(选填“增大”或“减小”);将暖水瓶中 的水倒出一半后,剩下水的比热容_______(选填“变大” “变小”或“不变”)。 　不变     　减小     　降低     解析　暖水瓶内的水蒸气对瓶塞做功,水蒸气的内能减小,温 度降低;比热容是物质的一种特性,与质量无关,将暖水瓶中的 水倒出一半后,剩下水的比热容不变。 13. 【跨地理·海陆风】(2025河南郑州期末,★★☆)暑假,住在 郑州的子涵同学和家人去了山东乳山的海边避暑度假。陆风 和海风统称海陆风,海陆风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。如图所示是海陆风形成 的示意图,其中______图反映白天海风的形成,这是因为陆地 上砂石的比热容比海水的比热容______。  　      　小     　乙     解析　由于陆地上的砂石和海水的比热容不同(海水的比热 容大于陆地上砂石的比热容),在同样太阳光的照射下,陆地和 海洋升温和降温的快慢不同,从而使空气形成对流。白天,陆 地比海洋升温快,地面上方是热空气,密度小,会上升;海面上方 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。故乙图反映海风的形成,时间是白天;甲图反映陆风的形 成,时间是晚上。 14. (★★☆)在物理实践活动中,小发明兴趣小组的同学们自制 了一台简易的太阳能热水器。该太阳能热水器水箱的最大容量为50 kg。若太阳能热水器将50 kg的水从25 ℃加热到65 ℃,水 吸收的热量是__________J;若用加热效率为50%的天然气灶将 50 kg的水从25 ℃加热到65 ℃,需要完全燃烧天然气的质量是 _________kg。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=8.0×107 J/kg]     0.21         8.4×106     解析    水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg× (65 ℃-25 ℃)=8.4×106 J;由η= 可知,天然气完全燃烧放出的 热量Q放= = =1.68×107 J,由Q=mq可知,需要完全燃 烧天然气的质量m天然气= = =0.21 kg。 15. (2024山东烟台中考,★★☆)在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中,用质量是0.3 kg的水和表中等质量的另一种物质进行对比,作出的图像如图所示。实验过程中,水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等,分析图像可以得出图线 _________(选填“a”或“b”)对应的物质为水,另一种物质为 _________,这种物质在0~5 min内吸收的热量为___________J。 2.52×104     　煤油         b     物质 比热容c/[J/(kg·℃)] 水 4.2×103 酒精 2.4×103 煤油 2.1×103 蓖麻油 1.8×103 解析　时间相等时,两种液体吸收的热量相等,由图乙可以看 出,a液体的温度升高得快,b液体温度升高得慢;根据Q=cmΔt 可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,温度升 高得快的比热容小;因为水的比热容较大,所以b对应的物质为 水。由图像可知,在0~5 min时,a液体的温度变化了40 ℃,b液 体(水)的温度变化了20 ℃,加热相同时间,吸收的热量相同,即 Qa=Q水,camaΔta=c水m水Δt水,代入数据可知ca×0.3 kg×40 ℃=4.2× 103 J/(kg·℃)×0.3 kg×20 ℃,解得ca=2.1×103 J/(kg·℃);对比题表 可知,该物质是煤油。由以上分析可知,煤油在0~5 min内吸收 的热量Qa=camaΔta=2.1×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×40 ℃= 2.52×104 J。 三、实验探究题(共2小题,16题8分,17题10分,计18分) 16. (★★☆)小明采取如图所示的方式探究相同质量的不同 燃料,完全燃烧时放出的热量是否相同。    燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽后水的温度/℃ 酒精 25 65 碎纸片 25 44 (1)探究过程中,要控制两套装置中的燃料质量相同,以及水的 质量和初温_______。 (2)实验时,可以通过比较__________________(选填“加热时 间”和“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片完全燃烧时 放出热量的多少。 (3)从表格中记录的数据可以发现,酒精和碎纸片完全燃烧后, 放出热量较多的是_________。 (4)实验表明,相同质量的不同的燃料,完全燃烧时放出的热量 一般是_______(选填“相同”或“不同”)的。 　不同     　酒精     　水升高的温度     　相同     解析    (1)(2)探究燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关,要 让燃料的质量相同;由于放出的热量是通过水升高的温度反 映的,所以还要控制水的初温与质量相同。 (3)由题表中数据知,酒精使水升高的温度更高,则酒精放出的 热量更多。 (4)由实验可知,质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量 一般是不同的。 17. (★★☆)小明用如图所示的实验装置来探究“不同物质 吸热升温的现象”。             (1)实验中需要控制一些条件相同,以下选项中不需要的是___。 A. 酒精灯火焰的大小相同 B. 酒精灯里酒精的质量相同 C. 水和沙子的质量相同 D. 烧杯的规格相同 (2)实验数据记录如表所示,根据数据分析: B    加热时间/min 0 1 2 3 4 温度/ ℃ 沙子 20 29 38 47 56 水 20 22 24 26 28 ①加热相同的时间,沙子的温度上升得多,两者吸收的热量Q沙 ______(选填“<”“=”或“>”)Q水; ②升高相同的温度,发现沙子用时短,说明______的吸热本领 强。 (3)小明还发现刚开始加热时,沙子升温速度比水小,可能的原 因是___________________。 (4)夏天夜晚,小明赤脚走在海边的沙滩上与走进海水里相比, 感觉__________(选填“沙滩”或“海水”)比较凉。 　沙滩     　未充分搅拌沙子     　水     　=     解析    (1)该实验采用控制变量法,加热时要控制酒精灯火焰 大小相同、火焰与烧杯底距离相等、使用相同规格的烧杯装 入等质量的水和沙子,不需要控制酒精灯里酒精的质量相同, 故B不需要。 (2)①加热相同的时间,两物质吸收的热量相同;②分析实验数 据可知,加热相同的时间,沙子升高的温度高,所以水吸热能力 强。 (3)刚开始加热时,沙子升温速度比水小,可能的原因是沙子开 始受热不均匀,未充分搅拌。 (4)水的比热容较大,相同质量的水和沙子比较,放出相同的热 量,水的温度降低得少,所以沙滩比较凉。 四、计算题(16分) 18. 【跨学科·日常生活】(2024山西中考,★★☆)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台 山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度 ρ取0.8×103 kg/m3) (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q。 (3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。 解析    (1)汽车的平均速度v= = =90 km/h。 (2)消耗汽油的质量m=ρV=0.8×103 kg/m3×25×10-3 m3=20 kg,汽 油完全燃烧释放的热量Q=qm=4.5×107 J/kg×20 kg=9×108 J。 (3)汽车发动机做的机械功W=Pt=25×103 W×4×3 600 s=3.6× 108 J;发动机的机械效率η= ×100%= ×100%=40%。 $