专题01 内能及内能的应用（期末复习讲义）九年级物理上学期沪科版（五四学制）

该初中物理期末复习讲义聚焦“内能及内能的应用”主题，通过表格系统梳理温度、内能、热量的内在关系，结合吸热放热公式与实例解析，构建完整的能量观念知识框架，清晰呈现重难点分布与逻辑联系。 讲义以“典例+变式”设计题型，如比热容计算结合温度-时间图像分析、热机冲程与能量转化的实例辨析，培养科学思维与科学探究能力。分层练习题覆盖基础认知、重难突破及综合应用，助力不同层次学生提升，为教师实施精准化复习教学提供有力支持。

专题01 内能及内能的应用（期末复习讲义） 知识点01 热量的相关计算 1.已知被加热物质的质量 m 、被加热物质的初温 t0 和末温 t 、被加热物质的比热容 c ，利用吸热公式 Q_吸=cm(t−t0) 求被加热物质吸收的热量。 2.已知固体燃料的质量 m 或气体燃料的体积 V 和燃料的热值 q ，利用燃料完全燃烧 的放热公式 Q放=mq 或 Q放=qV 求燃料完全燃烧放出的热量（总能量）；利用效率 公式 η=Q吸/Q放 求加热的效率。 知识点02 温度、内能、热量和做功的关系 内能 内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关；一切物体在任何情况下都有内能； 改变物体内能的方法：做功和热传递。做功和热传递在改变物体内能上是等效的 内能与 温度 物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能减小； 物体的内能增大，温度不一定升高（例如晶体在熔化的过程中要不断吸 热，内能增大，而温度保持不变），内能减小，温度也不一定降低（例 如晶体在凝固的过程中要不断放热，内能减小，而温度保持不变） 内能与 做功 做功可以改变物体的内能： 对物体做功,物体内能会增加； 物体对外做功,物体内能会减少。 做功改变内能的实质：内能和其他形式的能（主要是机械能）相互转化的过程。 如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能改变的大小 热量 在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。 热传递是内能从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。 热量是过程量，一般说“传递热量”，不能用“具有”“增加”或“减少”来形容 温度、 热量、 内能 热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加 题型一 比热容 【典例】甲、乙两个铜块，初温相同，吸收相同热量后再相互接触，甲向乙传热，这可能是因为（　　） A．甲的末温比乙低 B．甲、乙末温相同 C．甲质量更大 D．乙质量更大 【答案】D 【详解】初温相同的甲、乙两个铜块，它们的比热容相同，吸收了相同的热量后，甲向乙传热，说明甲的末温高于乙的末温，即，根据可知，，故D正确，ABC错误。 故选D。 【变式1】A、B两种物体的比热容之比为，质量之比为，当它们吸收相同的热量之后，A的温度升高了10℃，则B的温度升高了 ℃。在1个标准大气压下，2kg的水，初温是25℃，吸收了的热量后末温是 ℃。 【答案】 60 100 【详解】[1]根据可知，由于A、B吸收的热量相同，故A、B两物体升高的温度之比为 则B物体升高的温度为 [2]根据可知，水升高的温度为 则水的末温为 在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，根据水沸腾的特点可知，水的末温为100℃。 【变式2】用相同的加热器分别对质量相等的A和B 两种液体加热(不计热量损失)，如图所示是A和B 的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（       ） A．吸收相同的热量，A的温度更高 B．B液体的比热容比 A 液体的比热容小 C．加热相同时间，B吸收热量比 A 吸收热量多 D．A和 B 升高相同的温度，A吸收热量较多 【答案】BD 【详解】AB．在时间t内A、B吸收的热量相同，A的温度变化，B的温度变化，即B的温度更高。A、B的质量相同，根据可知，B液体的比热容比A液体的比热容小，故A错误，B正确； C．相同的加热器，在相同的时间内放出的热量相同，故A、B吸收的热量相同，故C错误； D．由图可知，升高相同的温度，A加热时间比B加热时间多，所以A吸收的热量比B吸收热量多，故D正确。 故选BD。 题型二 改变物体内能的两种方式 【典例】下列几种改变内能的方式中，与其他三项不同的是（　　） A．锯木头，锯条升温 B．折铁丝，铁丝升温 C．晒太阳，身体升温 D．搓手掌，双手升温 【答案】C 【详解】锯条锯木头，克服摩擦做功，机械能转化为内能； 来回弯折铁丝，铁丝发热，是利用做功来改变物体内能的； 晒太阳时，太阳的内能传递给人，使人的内能增加，温度升高，属于通过热传递的方式改变物体的内能； 搓手掌是相互摩擦做功，机械能转化为手的内能，是通过做功的方式增加了物体的内能。 故ABD不符合题意，C符合题意； 故选C。 【变式1】在学校多彩社团课上，圆圆利用塑料瓶、橡皮塞、气门芯和打气筒自制了水火箭模型（如图所示）。其工作原理是：在瓶内装入适量水，用带气门芯的橡皮塞密封封口；当持续打气至瓶内气压达到临界值时，气压将顶开塞子，反作用力推动塑料瓶发射升空。下列说法中正确的是（    ） A．向塑料瓶内打气时，是通过热传递的方式增加瓶内气体的内能 B．向塑料瓶内打气时，瓶内气体含有的热量增加，温度升高 C．塑料瓶飞出后，瓶内气体的内能减少，温度降低 D．塑料瓶飞出后，瓶内剩余水的比热容变小 【答案】C 【详解】A．向瓶内打气，压缩瓶内气体做功，使瓶内气体内能增加、温度升高，通过做功的方式改变气体的内能，故A错误； B．热量是热传递过程中内能转移的多少，属于过程量，不能用“含有”来描述物体的热量变化，故B错误； C．塑料瓶飞出时，瓶内气体膨胀对瓶塞做功，内能转化为机械能，瓶内气体的内能减少，温度降低，故C正确； D．塑料瓶飞出后，物质种类和状态不变，所以瓶内剩余水的比热容不变，故D错误。 故选C。 【变式2】下列现象中，增加物体内能的方式是做功的是（    ） A．冬天用热水袋取暖 B．被来回弯折的铁丝温度会升高 C．手接触冰块会觉得很冷 D．自行车轮胎放气时，气门嘴处的温度会降低 【答案】B 【详解】A．冬天用热水袋取暖是热传递改变物体的内能，故A不符合题意； B．被来回弯折的铁丝温度会升高是做功的方式增加物体内能的，故B符合题意； C．手接触冰块会觉得很冷是热传递改变物体的内能，故C不符合题意； D．自行车轮胎放气时，气门嘴处温度会降低是物体对外做功，物体的内能减少，故D不符合题意。 故选B。 题型三 热机 【典例】如图甲是四冲程汽油机工作时某一个冲程的示意图，如图乙所示，给试管里的水加热，水沸腾后瓶塞被迅速冲出试管且管口出现“白气”。下列说法正确的是（     ） A．图甲所示的冲程是依靠飞轮上的惯性完成的 B．图甲所示的冲程存在着机械能转化为内能的过程 C．在图甲所示的冲程末，汽油机气缸内的压强大于柴油机气缸内的压强 D．图甲所示的冲程存在的能量转化过程与图乙存在的能量转化过程有两次相同 【答案】D 【详解】A．图甲中火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，该冲程是燃气推动活塞完成的，并非依靠飞轮惯性，故A错误； B．图甲做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，不存在机械能转化为内能的过程，故B错误； C．柴油机的压缩比远大于汽油机，做功冲程末柴油机气缸内的压强更大，故C错误； D．图甲做功冲程是内能转化为机械能，图乙中水蒸气推动瓶塞冲出也是内能转化为机械能，两者能量转化过程相同，故D正确。 故选D。 【变式1】如图甲，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，硝化棉会燃烧起来。如图乙，在烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现白雾。下列解释正确的是（      ） A．图甲实验中筒内气体的内能增加主要是由活塞与筒壁的摩擦造成的 B．图甲实验中主要是通过做功的方式使硝化棉内能升高，温度上升，达到了硝化棉的着火点 C．图乙实验中打气过程的能量转化与热机做功冲程能量转化相同 D．图乙实验中瓶塞冲出瓶口过程中，瓶内空气内能减小，空气中的水蒸气液化成白雾 【答案】D 【详解】A．图甲实验中筒内气体的内能增加主要是通过压缩气体做功实现的，并非活塞与筒壁的摩擦，故A错误； B．图甲实验中是通过对筒内气体做功使气体内能升高，温度上升后传递给硝化棉，并非直接使硝化棉内能升高，故B错误； C．图乙实验中打气过程是机械能转化为内能，热机做功冲程是内能转化为机械能，两者能量转化不同，故C错误； D．图乙实验中瓶塞冲出瓶口时，瓶内空气对外做功，内能减小，温度降低，空气中的水蒸气液化成白雾，故D正确。 故选D。 【变式2】小慧用可乐瓶制作出水火箭，如图所示，先在瓶里装适量水，旋紧瓶塞，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门后，水从金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是（      ） A．水向下喷出时，通过做功的方式减小了瓶内空气的内能 B．水火箭上升过程中，水火箭瓶内气体的内能在不断增加 C．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化与汽油机的做功冲程相同 D．水火箭升空时，重力势能转化为动能 【答案】A 【详解】AB．水向下喷出时，瓶内空气对水做功，空气的内能转化为水的机械能，因此瓶内空气的内能通过做功的方式减小，故A正确，B错误； C．打气筒将空气压入水火箭内，是机械能转化为内能（压缩气体做功）；汽油机的做功冲程是内能转化为机械能，二者能量转化不同，故C错误； D．水火箭升空时，速度增大、高度升高，是内能转化为动能和重力势能，而非重力势能转化为动能，故D错误。 故选A。 题型四 热机的效率 【典例】关于热值和热机效率，下列说法不正确的是（       ） A．1kg汽油完全燃烧放出的热量，在数值上等于汽油的热值 B．相同质量的燃料完全燃烧释放的热量越多，热值越大 C．热机效率越高，热机做的有用机械功越多 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 【答案】C 【详解】A．热值的定义是1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，因此1kg汽油完全燃烧放出的热量在数值上等于汽油的热值，故A正确，不符合题意； B．热值是燃料本身的一种特性，相同质量的不同燃料，完全燃烧释放的热量越多，说明其热值越大，故B正确，不符合题意； C．热机效率是有用机械功与燃料完全燃烧放出热量的比值，效率高低不仅取决于有用功，还与总热量有关，效率高不一定有用机械功多，故C错误，符合题意； D．使燃料燃烧更充分，能让燃料释放的热量更多，在额外功不变的情况下，有用功占比会提高，从而提高热机效率，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式1】如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气的示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（　　） A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大 B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水向下喷出时，通过热传递的方式减小内能 D．航天中火箭燃料的选取，应选择密度小、热值大的燃料 【答案】C 【详解】A．利用打气筒向水火箭内打气的过程中，压缩筒内空气做功，水火箭中空气的内能在增大，故A正确，不符合题意； B．向打气筒内打气的过程是机械能转化为内能，汽油机的压缩冲程中机械能转化为内能，能量转化方式相同，故B正确，不符合题意； C．水向下喷出时，水对火箭做功，通过做功的方式减小内能，故C错误，符合题意； D．航天中火箭燃料的选取，应选择密度小、热值大的燃料，这样可以减小火箭的质量，还可以获得更多的能量，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式2】关于热机的效率，下列说法正确的是（   ） A．两台热机相比，效率比较高的机器对燃料的利用率比较高 B．汽油机经过技术改进，效率可达100% C．热机做的有用功越多，效率一定越高 D．热机的效率越高消耗的燃料就越少 【答案】A 【详解】A．热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出热量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高，即利用率高，故A正确； B．热机在工作时，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，所以热机的效率不可能达到100%，故B错误； CD．当热机消耗的燃料一定，做的有用功越多，效率就一定越高，所以，效率不但跟有用功有关，还跟放出的总热量有关，不能说有用功越多或者消耗的燃料越少，效率越高，故CD错误。 故选A。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．冰在熔化过程中吸收热量，温度和内能均不变 B．物体内能增加，一定是吸收了热量 C．水的温度越高，所含热量越多 D．热量可以从内能小的物体传到内能大的物体 【答案】D 【详解】A．冰是晶体，熔化过程中吸收热量，温度不变，但内能增加（因为吸热），故 A 错误； B．物体内能增加的方式有两种：吸热或外界对物体做功（如压缩气体），并非一定是吸热，故 B 错误； C．热量是过程量（描述 “吸收 / 放出” 的能量），不能说物体 “含有热量”，故 C 错误； D．热量传递的条件是 “存在温度差”，与内能大小无关。例如：内能小的高温物体（如少量沸水）可以向内能大的低温物体（如大量冷水）传递热量，故D 正确。 故选 D。 2．关于内能、温度和热量，以下说法正确的是（　　） A．物体的内能增大，一定吸收热量 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．内能小的物体可能将热量传递给内能大的物体 D．物体的内能可能为0 【答案】C 【详解】A．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体的内能增大，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故A错误； B．物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中吸收热量，温度不变，故B错误； C．热传递的条件是存在温度差，热量总是由温度高的物体向温度低的物体传递，内能大小与物体的温度、质量、状态等有关，则内能小的物体温度可能高于内能大的物体，故热量可能由内能小的物体向内能大的物体传递，故C正确； D．一切物体在任何情况下都具有内能，故物体的内能不可能为零，故D错误。 故选C。 3．关于内能、温度、热量，下列说法正确的是（       ） ①物体内能增大，可能是从外界吸收热量； ②热量不能从内能小的物体传递给内能大的物体； ③做功可以改变物体的内能； ④放热物体内能一定减少，温度一定降低； ⑤在热传递过程中，热量从高温物体转移到低温物体； ⑥相同质量、温度的物体，内能一定相同； ⑦物体的内能增大，含有的热量一定增加； ⑧锯条锯木板时，在这个过程中锯条的内能增加，木板的内能减小 A．①③⑤ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑥ D．①②③ 【答案】A 【详解】①物体内能增大，可能是从外界吸收热量，也可能外界对物体做功，故①正确； ②热量传递的条件是温度差，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，温度高的物体可能内能小，则热量可能从内能小的物体传递给内能大的物体，故②错误； ③做功可以改变物体的内能，例如摩擦生热、压缩气体等，都是通过做功改变内能，故③正确； ④在物态变化过程中（如水凝固成冰），物体放热，内能减少，但温度保持不变，故④错误； ⑤热量传递的条件是温度差，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，故⑤正确； ⑥内能还与物质种类、分子结构、物态等有关，则相同质量、温度的物体，内能不一定相同，故⑥错误； ⑦热量是过程量，不能说含有热量，故⑦错误； ⑧锯条与木板摩擦做功，机械能转化为内能，使两者内能都增加，温度都升高，故⑧错误。 则说法正确的是①③⑤。 故选A。 4．我们生活与生产的进步离不开强大的动力支持 自17世纪人类首次发明蒸汽机以来，为了不断提升效率，内燃机随之应运而生，而后电动机也被研发出来。下列理解不正确的是（    ） A．如果要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失 B．热机效率越高，热机做的有用功越多 C．随着科技的进步，热机效率可以100% D．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 【答案】BCD 【详解】A．热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，比如减少废气带走的热量、减少机械摩擦损失的能量等，故A正确，不符合题意； B．热机效率高，只能说明热机用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出能量的比例大，但热机做的有用功多少还与燃料完全燃烧放出的总能量有关。若燃料完全燃烧放出的总能量少，即使效率高，有用功也不一定多，故B错误，符合题意； C．由于热机在工作过程中，不可避免地会有能量损失，比如废气带走能量、机械摩擦消耗能量等，所以热机效率永远不可能达到100%，故C错误，符合题意； D．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关。汽车尾气中“汽油味”越浓，说明燃料燃烧越不充分，但这不会改变燃料的热值，故D错误，符合题意。 故选BCD。 5．关于内能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的冰没有内能 B．一铁块，不对它进行加热也可以使它内能增加 C．同一物体，机械能越大，内能一定越大 D．同一物体，温度不变，内能就不变 【答案】B 【详解】A．一切物体均有内能，0℃的冰也有内能，故A错误； B．一铁块，不对它进行加热，对它做功，也可以使它内能增加，故B正确； C．物体的内能与机械能无关，同一物体的机械能越大，内能不一定越大，故C错误； D．同一物体的内能与温度、状态有关，同一物体，温度不变，若其状态改变，其内能会改变，故D错误。 故选B。 6．端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，这是由于分子的 造成的；端碗时碗很烫手，这是通过 的方式增加了手的内能，火箭的发动机 （选填“属于”或“不属于”）热机。火箭发射平台在火箭发射时喷射大量的水，这是利用水的 较大的性质带走大量的热量。 【答案】 无规则运动 热传递 属于 比热容 【详解】[1]香味扑鼻是因为分子在无规则运动即扩散现象，属于分子的热运动。 [2]端碗时手被烫，是通过热传递，热量从碗传递到手，增加了手的内能。 [3]热机是将内能转化为机械能的装置，火箭发动机是利用燃料燃烧的内能推动火箭，属于热机。 [4]水的比热容较大，相同质量的水升高相同温度时能吸收更多热量，因此用喷水的方式带走热量。 7．如图是小霞制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的玻璃容器安装在“船体”上，用蜡烛对玻璃容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 ①蜡烛对玻璃容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过 的方式改变水的内能。 ②当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程的能量转化是： 。 【答案】 热传递 内能转化为机械能 【详解】[1]蜡烛燃烧放出的热量被水吸收而增大水的内能，对玻璃容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过热传递的方式改变水的内能。 [2]当管向右喷蒸汽时“船体”获得喷出的蒸汽对其向左的推力，“船体”向左运动，这个过程把蒸汽的内能转化为机械能，空气给蒸汽一个反作用力，推动“船体”前行。 8．如甲、乙、丙图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积 ，分子间作用力 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）在这一变化过程中要 热量。如丁、戊图所示，一个瓶中装有无色透明的空气，另一个瓶中装有红棕色二氧化氮气体，应选择 图（选填“丁”或“戊”）所示实验研究气体扩散现象，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，该实验在 （选填“高温”或“低温”）环境中进行，看到气体混合更快。 【答案】 变小 变大 放出 戊 高温 【详解】[1] [2] [3]从甲、乙、丙图的分子排列结构可知甲是固态、乙是液态、丙是气态。物质从丙图变化到乙图时即从气态变化为液态的过程，也就是液化的过程，液化放出热量时温度降低内能减少，体积变小，分子间距离变小分子间作用力变大。 [4]红棕色二氧化氮气体密度比空气密度大，由于重力作用会下沉，丁图装置不能排除重力的影响，故应选戊图。 [5]温度越高分子的无规则运动越剧烈，该实验在高温环境中进行，看到气体混合更快。 9．如图是四冲程汽油机 冲程的示意图。汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。活塞向下运动的过程中，汽缸内气体内能 （填：“减少”“增加”或“不变”）。 【答案】 压缩 减少 【详解】[1]两个气阀关闭，火花塞未点火，是压缩冲程。 [2]汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动，此时为做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减少。 10．某型号柴油机的效率为40%，安装此柴油机的载重汽车在一段平直的公路上匀速行驶10km，牵引力恒为，（已知柴油的热值）求： (1)牵引力做的功； (2)此过程中消耗柴油的质量。 【答案】(1) (2)2.5kg 【详解】（1）根据功的公式 （2）根据，可得柴油机产生的总能量为 根据可知，消耗柴油的质量为 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 11．某同学去参加社会实践，其中有一项活动内容是美食制作。如图所示，下列对美食制作过程说法正确的是（　　） A．煲汤时汤汁在沸腾过程中温度不变，内能不变 B．锅中冒出“白气”说明分子在不停地做无规则运动 C．砂锅煲汤是通过热传递的方式改变内能的 D．刚出锅的饭菜很烫，是因为此时饭菜含有的热量多 【答案】C 【详解】A．煲汤时汤汁在沸腾过程中，虽然温度保持不变，但需要持续吸收热量，所以其内能是增加的，故A错误； B．锅中冒出的“白气”是热的水蒸气遇到较冷的空气液化形成的小水珠，这属于宏观的液化现象，不是分子的无规则运动，分子运动是微观的，肉眼不可见，故B错误； C．砂锅煲汤时，汤从火源吸收热量，温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变了汤的内能，故C正确； D．“烫”描述的是饭菜的温度高。热量是在热传递过程中转移能量的多少，是一个过程量，不能说物体“含有”热量，只能说“吸收”或“放出”热量，故D错误。 故选C。 12．甲铁块质量是乙铁块的3倍，吸收相同的热量，则甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为（　　） A．1:1，3:1 B．1:3，1:3 C．3:1，1:3 D．1:1，1:3 【答案】D 【详解】比热容是物质的一种特性，甲、乙两铁块物质种类相同，状态也相同，则比热容相同，即比热容之比 两铁块吸收热量之比 质量之比 由得，甲、乙两铁块升高的温度之比 故选D。 13．某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示，据此可知，该内燃机是以 （选填“汽油”或“柴油”）为燃料。该内燃机飞轮的转速为，则每秒做功 次。 【答案】 汽油 20 【详解】[1]根据图片信息可知，该内燃机气缸顶部有火花塞，据此可知，该内燃机为汽油机，汽油机以汽油为燃料。 [2]该内燃机飞轮的转速为，即内燃机的飞轮1s的时间内转40转；一个工作循环内，汽油机的飞轮转2转，则1s的时间内汽油机完成了个工作循环；一个工作循环内，汽油机对外做功1次，则1s的时间内汽油机对外做功次。 14．当该车行驶在一段斜坡路上，从坡底以5m/s的速度匀速行驶2min到达坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持45kW不变，消耗600g汽油。汽油的热值是，求： (1)汽车发动机做的有用功。 (2)汽油完全燃烧释放的热量。 (3)汽车发动机的效率。 【答案】(1) (2) (3)20% 【详解】（1）汽车的输出功率 所用时间 由可得，汽车发动机做的有用功 （2）汽油的质量 汽油完全燃烧释放的热量 （3）汽车发动机的效率 15．百度旗下的“萝卜快跑”作为无人驾驶出租车的先行者，已在全国11个城市开展了载人测试运营服务，并取得了显著成效。无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶了，发动机提供的牵引力为，消耗柴油2.1kg。［，］求： (1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量； (2)汽车发动机的效率； (3)若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可将多少千克水从20℃加热到70℃； (4)在一个标准大气压下，若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量的40%被质量为100kg、初温为 的水吸收，则吸收热量后的水温为多少？ 【答案】(1) (2)40% (3)400kg (4)100℃ 【详解】（1）消耗的柴油完全燃烧释放的热量为 （2）汽车发动机做的有用功为 汽车发动机的效率为 （3）根据题意可得，水吸收的热量 水的温度变化量为 根据 可得，水的质量为 （4）水吸收的热量为 在一个标准大气压下，水的沸点是100℃。如果水从30℃加热到100℃，需要吸收的热量为 因水实际吸收的热量大于使水达到沸点所需的热量，所以水温会升高到100℃并开始沸腾，温度保持在100℃不变。因此，吸收热量后水的最终温度为100℃。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 16．热岛效应，是由于城市柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，造成了同一时间，城区气温普遍高于周边郊区气温。 (1)研究表明，城市机动车的增多也是造成热岛效应的因素之一。课堂上用图（a）装置模拟热机，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子会被试管内水蒸气推出。这一过程中，水蒸气的 能转化为塞子的 能，该过程与图 （选填“b”或“c”）冲程的能量转化情况相同，在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体的内能； (2)减弱热岛效应的措施之一：增大城区水域面积，这主要是利用了水的 的特性，假设湖水吸收的热量被相同质量的沙石吸收，则沙石升高的温度 （选填“A．大于”“B．小于”或“C．等于”）湖水升高的温度； (3)减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿，采用喷水系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水蒸发时会 （选填“A．吸热”或“B．放热”）的作用来降低气温； (4)工作人员驾驶洒水车对市区道路洒水降温，下表是某洒水车装满水时的相关数据，若该洒水车在水平路面上以80kW的功率匀速行驶了10min，燃烧了3kg的汽油，已知汽油的热值为，求： 空车质量 水罐容积 额定功率 5t 4m3 120kW ①求汽油燃烧放出的热量； ②计算洒水车热机的效率η。 【答案】(1) 内 机械 c 做功 (2) 比热容较大 大于 (3)吸热 (4)，40% 【详解】（1）[1][2][3]当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为了塞子的机械能；汽油机的做功冲程是汽油燃烧产生的内能转化为曲轴的机械能，而c图中火花塞点火，活塞下行，故图c是做功冲程；则该过程与图c冲程的能量转化情况相同。 [4]刹车片发热，是因为刹车片克服摩擦做功，这是通过做功的方式增加内能。 （2）[1][2]因为水和沙石的质量相等，当吸收相同的热量时，水的比热容大于沙石的比热容，根据可知沙石升高的温度大于湖水升高的温度。 （3）水蒸发时会吸收热量，从而可以使周围气温降低。 （4）①汽油燃烧放出的热量为 ②洒水车以80kW的功率匀速行驶10min做的功为 洒水车热机的效率 17．随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你解答： (1)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会 （选填“升高”“降低”或“不变”）； (2)汽车发动机的一个工作循环包括如图所示的四个冲程，请按一个工作循环的过程，将四个冲程图重新排序： ，图 所示的冲程是给汽车提供动力的； (3)汽车刹车的过程中，机械能转化为 能散失到空气中； (4)小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图戊所示的图表，请根据给出的信息计算：该热机的效率是 ； (5)“9.3”阅兵式上的某新型导弹用液氢做燃料，是因为液氢的 大。 【答案】(1)降低 (2) 丙、甲、丁、乙 丁 (3)内 (4)30% (5)热值 【详解】（1）汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，燃料燃烧不充分会减少产生的热量，化学能转化成的内能就会减少，因而有用的能量会减少，而总的能量为燃料完全燃烧放出的热量是不变的，根据可知，这时发动机的效率会降低。 （2）[1][2]甲图的活塞向上运动，两个气门关闭，是压缩冲程；图乙的活塞向上运动，进气门关闭，排气门打开，是排气冲程；图丙的活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程；图丁的活塞向下运动，两气门关闭，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能为汽车提供动力。四个冲程的正确排序为丙、甲、丁、乙。给汽车提供动力的为图丁。 （3）汽车刹车过程需要克服摩擦做功，将机械能转化为内能，这部分内能散失到空气中，造成能量损耗。 （4）根据图戊所示的图表可知，燃料完全燃烧放出的热量，因废气、冷却水、摩擦与辐射带走的热量为，因此有用的能量只占，即该热机效率为30% （5）“9.3”阅兵式上的某新型导弹用液氢做燃料，是因为液氢的热值大，相同质量的燃料，液氢完全燃烧放出的热量较多。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 内能及内能的应用（期末复习讲义） 知识点01 热量的相关计算 1.已知被加热物质的质量 m 、被加热物质的初温 t0 和末温 t 、被加热物质的比热容 c ，利用吸热公式 Q_吸=cm(t−t0) 求被加热物质吸收的热量。 2.已知固体燃料的质量 m 或气体燃料的体积 V 和燃料的热值 q ，利用燃料完全燃烧 的放热公式 Q放=mq 或 Q放=qV 求燃料完全燃烧放出的热量（总能量）；利用效率 公式 η=Q吸/Q放 求加热的效率。 知识点02 温度、内能、热量和做功的关系 内能 内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关；一切物体在任何情况下都有内能； 改变物体内能的方法：做功和热传递。做功和热传递在改变物体内能上是等效的 内能与 温度 物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能减小； 物体的内能增大，温度不一定升高（例如晶体在熔化的过程中要不断吸 热，内能增大，而温度保持不变），内能减小，温度也不一定降低（例 如晶体在凝固的过程中要不断放热，内能减小，而温度保持不变） 内能与 做功 做功可以改变物体的内能： 对物体做功,物体内能会增加； 物体对外做功,物体内能会减少。 做功改变内能的实质：内能和其他形式的能（主要是机械能）相互转化的过程。 如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能改变的大小 热量 在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。 热传递是内能从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。 热量是过程量，一般说“传递热量”，不能用“具有”“增加”或“减少”来形容 温度、 热量、 内能 热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加 题型一 比热容 【典例】甲、乙两个铜块，初温相同，吸收相同热量后再相互接触，甲向乙传热，这可能是因为（　　） A．甲的末温比乙低 B．甲、乙末温相同 C．甲质量更大 D．乙质量更大 【变式1】A、B两种物体的比热容之比为，质量之比为，当它们吸收相同的热量之后，A的温度升高了10℃，则B的温度升高了 ℃。在1个标准大气压下，2kg的水，初温是25℃，吸收了的热量后末温是 ℃。 【变式2】用相同的加热器分别对质量相等的A和B 两种液体加热(不计热量损失)，如图所示是A和B 的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（       ） A．吸收相同的热量，A的温度更高 B．B液体的比热容比 A 液体的比热容小 C．加热相同时间，B吸收热量比 A 吸收热量多 D．A和 B 升高相同的温度，A吸收热量较多 题型二 改变物体内能的两种方式 【典例】下列几种改变内能的方式中，与其他三项不同的是（　　） A．锯木头，锯条升温 B．折铁丝，铁丝升温 C．晒太阳，身体升温 D．搓手掌，双手升温 【变式1】在学校多彩社团课上，圆圆利用塑料瓶、橡皮塞、气门芯和打气筒自制了水火箭模型（如图所示）。其工作原理是：在瓶内装入适量水，用带气门芯的橡皮塞密封封口；当持续打气至瓶内气压达到临界值时，气压将顶开塞子，反作用力推动塑料瓶发射升空。下列说法中正确的是（    ） A．向塑料瓶内打气时，是通过热传递的方式增加瓶内气体的内能 B．向塑料瓶内打气时，瓶内气体含有的热量增加，温度升高 C．塑料瓶飞出后，瓶内气体的内能减少，温度降低 D．塑料瓶飞出后，瓶内剩余水的比热容变小 【变式2】下列现象中，增加物体内能的方式是做功的是（    ） A．冬天用热水袋取暖 B．被来回弯折的铁丝温度会升高 C．手接触冰块会觉得很冷 D．自行车轮胎放气时，气门嘴处的温度会降低 题型三 热机 【典例】如图甲是四冲程汽油机工作时某一个冲程的示意图，如图乙所示，给试管里的水加热，水沸腾后瓶塞被迅速冲出试管且管口出现“白气”。下列说法正确的是（     ） A．图甲所示的冲程是依靠飞轮上的惯性完成的 B．图甲所示的冲程存在着机械能转化为内能的过程 C．在图甲所示的冲程末，汽油机气缸内的压强大于柴油机气缸内的压强 D．图甲所示的冲程存在的能量转化过程与图乙存在的能量转化过程有两次相同 【变式1】如图甲，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，硝化棉会燃烧起来。如图乙，在烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现白雾。下列解释正确的是（      ） A．图甲实验中筒内气体的内能增加主要是由活塞与筒壁的摩擦造成的 B．图甲实验中主要是通过做功的方式使硝化棉内能升高，温度上升，达到了硝化棉的着火点 C．图乙实验中打气过程的能量转化与热机做功冲程能量转化相同 D．图乙实验中瓶塞冲出瓶口过程中，瓶内空气内能减小，空气中的水蒸气液化成白雾 【变式2】小慧用可乐瓶制作出水火箭，如图所示，先在瓶里装适量水，旋紧瓶塞，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门后，水从金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是（      ） A．水向下喷出时，通过做功的方式减小了瓶内空气的内能 B．水火箭上升过程中，水火箭瓶内气体的内能在不断增加 C．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化与汽油机的做功冲程相同 D．水火箭升空时，重力势能转化为动能 题型四 热机的效率 【典例】关于热值和热机效率，下列说法不正确的是（       ） A．1kg汽油完全燃烧放出的热量，在数值上等于汽油的热值 B．相同质量的燃料完全燃烧释放的热量越多，热值越大 C．热机效率越高，热机做的有用机械功越多 D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 【变式1】如图1为物理老师自制的水火箭结构示意图。如图2为使用打气筒向水火箭内不断打气的示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法错误的是（　　） A．利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能增大 B．打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 C．水向下喷出时，通过热传递的方式减小内能 D．航天中火箭燃料的选取，应选择密度小、热值大的燃料 【变式2】关于热机的效率，下列说法正确的是（   ） A．两台热机相比，效率比较高的机器对燃料的利用率比较高 B．汽油机经过技术改进，效率可达100% C．热机做的有用功越多，效率一定越高 D．热机的效率越高消耗的燃料就越少 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．冰在熔化过程中吸收热量，温度和内能均不变 B．物体内能增加，一定是吸收了热量 C．水的温度越高，所含热量越多 D．热量可以从内能小的物体传到内能大的物体 2．关于内能、温度和热量，以下说法正确的是（　　） A．物体的内能增大，一定吸收热量 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．内能小的物体可能将热量传递给内能大的物体 D．物体的内能可能为0 3．关于内能、温度、热量，下列说法正确的是（       ） ①物体内能增大，可能是从外界吸收热量； ②热量不能从内能小的物体传递给内能大的物体； ③做功可以改变物体的内能； ④放热物体内能一定减少，温度一定降低； ⑤在热传递过程中，热量从高温物体转移到低温物体； ⑥相同质量、温度的物体，内能一定相同； ⑦物体的内能增大，含有的热量一定增加； ⑧锯条锯木板时，在这个过程中锯条的内能增加，木板的内能减小 A．①③⑤ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑥ D．①②③ 4．我们生活与生产的进步离不开强大的动力支持 自17世纪人类首次发明蒸汽机以来，为了不断提升效率，内燃机随之应运而生，而后电动机也被研发出来。下列理解不正确的是（    ） A．如果要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失 B．热机效率越高，热机做的有用功越多 C．随着科技的进步，热机效率可以100% D．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 5．关于内能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的冰没有内能 B．一铁块，不对它进行加热也可以使它内能增加 C．同一物体，机械能越大，内能一定越大 D．同一物体，温度不变，内能就不变 6．端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，这是由于分子的 造成的；端碗时碗很烫手，这是通过 的方式增加了手的内能，火箭的发动机 （选填“属于”或“不属于”）热机。火箭发射平台在火箭发射时喷射大量的水，这是利用水的 较大的性质带走大量的热量。 7．如图是小霞制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的玻璃容器安装在“船体”上，用蜡烛对玻璃容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 ①蜡烛对玻璃容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过 的方式改变水的内能。 ②当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程的能量转化是： 。 8．如甲、乙、丙图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积 ，分子间作用力 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）在这一变化过程中要 热量。如丁、戊图所示，一个瓶中装有无色透明的空气，另一个瓶中装有红棕色二氧化氮气体，应选择 图（选填“丁”或“戊”）所示实验研究气体扩散现象，抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，该实验在 （选填“高温”或“低温”）环境中进行，看到气体混合更快。 9．如图是四冲程汽油机 冲程的示意图。汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。活塞向下运动的过程中，汽缸内气体内能 （填：“减少”“增加”或“不变”）。 10．某型号柴油机的效率为40%，安装此柴油机的载重汽车在一段平直的公路上匀速行驶10km，牵引力恒为，（已知柴油的热值）求： (1)牵引力做的功； (2)此过程中消耗柴油的质量。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 11．某同学去参加社会实践，其中有一项活动内容是美食制作。如图所示，下列对美食制作过程说法正确的是（　　） A．煲汤时汤汁在沸腾过程中温度不变，内能不变 B．锅中冒出“白气”说明分子在不停地做无规则运动 C．砂锅煲汤是通过热传递的方式改变内能的 D．刚出锅的饭菜很烫，是因为此时饭菜含有的热量多 12．甲铁块质量是乙铁块的3倍，吸收相同的热量，则甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为（　　） A．1:1，3:1 B．1:3，1:3 C．3:1，1:3 D．1:1，1:3 13．某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示，据此可知，该内燃机是以 （选填“汽油”或“柴油”）为燃料。该内燃机飞轮的转速为，则每秒做功 次。 14．当该车行驶在一段斜坡路上，从坡底以5m/s的速度匀速行驶2min到达坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持45kW不变，消耗600g汽油。汽油的热值是，求： (1)汽车发动机做的有用功。 (2)汽油完全燃烧释放的热量。 (3)汽车发动机的效率。 15．百度旗下的“萝卜快跑”作为无人驾驶出租车的先行者，已在全国11个城市开展了载人测试运营服务，并取得了显著成效。无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶了，发动机提供的牵引力为，消耗柴油2.1kg。［，］求： (1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量； (2)汽车发动机的效率； (3)若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可将多少千克水从20℃加热到70℃； (4)在一个标准大气压下，若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量的40%被质量为100kg、初温为 的水吸收，则吸收热量后的水温为多少？ 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 16．热岛效应，是由于城市柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，造成了同一时间，城区气温普遍高于周边郊区气温。 (1)研究表明，城市机动车的增多也是造成热岛效应的因素之一。课堂上用图（a）装置模拟热机，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子会被试管内水蒸气推出。这一过程中，水蒸气的 能转化为塞子的 能，该过程与图 （选填“b”或“c”）冲程的能量转化情况相同，在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体的内能； (2)减弱热岛效应的措施之一：增大城区水域面积，这主要是利用了水的 的特性，假设湖水吸收的热量被相同质量的沙石吸收，则沙石升高的温度 （选填“A．大于”“B．小于”或“C．等于”）湖水升高的温度； (3)减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿，采用喷水系统是一种高效且经济的办法，这是利用了水蒸发时会 （选填“A．吸热”或“B．放热”）的作用来降低气温； (4)工作人员驾驶洒水车对市区道路洒水降温，下表是某洒水车装满水时的相关数据，若该洒水车在水平路面上以80kW的功率匀速行驶了10min，燃烧了3kg的汽油，已知汽油的热值为，求： 空车质量 水罐容积 额定功率 5t 4m3 120kW ①求汽油燃烧放出的热量； ②计算洒水车热机的效率η。 17．随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你解答： (1)当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会 （选填“升高”“降低”或“不变”）； (2)汽车发动机的一个工作循环包括如图所示的四个冲程，请按一个工作循环的过程，将四个冲程图重新排序： ，图 所示的冲程是给汽车提供动力的； (3)汽车刹车的过程中，机械能转化为 能散失到空气中； (4)小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图戊所示的图表，请根据给出的信息计算：该热机的效率是 ； (5)“9.3”阅兵式上的某新型导弹用液氢做燃料，是因为液氢的 大。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $