2026年中考物理一轮复习课件：第14讲内能与热机

第14讲　内能与热机 考点一　内能 1. 物体的内能 定义 物体内所有分子无规则运动的 以及 ⁠ 的总和 单位 ，符号是 ⁠ 特点 一切物体，在任何情况下都具有内能 影响 因素 物体的内能与温度、质量、种类、结构、状态有关；同一 物体，在相同状态下，温度越高，内能越 ；温度越 低，内能越 ⁠ 动能　 分子势能　 焦耳　 J　 大　 小　 2. 内能和机械能的对比 项目 内能 机械能 构成 分子动能和分子势能 物体的动能和势能 影响 因素  　 　、质量、状态、材料 整个物体的机械运动情况 单位 __________ __________ 理解 一切物体都具有内能 物体不一定有机械能 温度 焦耳 焦耳 3. 内能的改变方式 途径 热传递 做功 实质 能量的 ⁠ 能量与其他形式能之间的 ⁠⁠ 方向 条件：存在温度差 传递方向：由 ⁠物体 向 ⁠物体 物体对外界做功，物体内 能 ；外界对物体做 功，物体内能 ⁠ 联系 热传递和做功在改变物体内能上是等效的 转移　 转化 高温　 低温　 减小　 增大　 4. 热量 定义 在热传递过程中，传递内能的多少称为热量，通常 用字母Q表示 单位 ，符号是J 与温度、内能 的关系 物体吸收热量，温度升高，内能 ；放出热 量，温度降低，内能 ⁠ 说明 热量是过程量，只能说“吸收”或“放出” 焦耳　 增大　 减小　 　　 对物体做功，物体的内能会增加，“会”是一种可 能，并不一定增加.如提高物体时，对物体做了功，增加的是物体的 机械能，而不是内能. 考点二　比热容 概念 一定 的某种物质，在温度升高（或降低）时所吸 收（或放出）的热量与它的质量和所升高（或降低）的温 度的 之比，用符号c表示，单位是J/（kg·℃） 影响 因素 比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关， 与质量、体积、温度等无关 质量　 乘积　 热量的 计算 吸热公式：Q吸＝cm（t末－t初）； 放热公式：Q放＝cm（t初－t末） 应用 水的比热容大的应用：调节气温（水池、人工湖）、取暖 （暖气、秧田里灌水防冻）、作制冷剂等 考点三　热值 概念 某种燃料 放出的热量与其质量（固体、液 体）或体积（气体）之比，用符号 ⁠表示 影响 因素 热值是燃料的一种属性，只与燃料的种类有关，与燃料的 形状、体积、质量无关 完全燃烧　 q　 热量的 计算 Q＝ ⁠ Q＝ ⁠ 应用 火箭用热值较大的液态氢作燃料等 mq　 qV　 考点四　内燃机 内燃机 把 能转化为 ⁠能的机器 工作冲程 示意图 活塞、 气阀变化 活塞向下运动，进气 阀 ，排气 阀 ⁠ 活塞向 运动，两气阀 关闭 冲程名称 ⁠冲程 ⁠冲程 能量转化 － 能转化为 ⁠能 内　 机械　 打开　 关闭　 上　 吸气　 压缩　 机械　 内　 工作冲程 示意图 活塞、 气阀变化 活塞向 运动，两气阀关闭 活塞向上运动，进气阀 ，排气阀 ⁠ 冲程名称 ⁠冲程 ⁠冲程 能量 转化 能转化为 ⁠ ⁠能 － 下　 关闭 打开　 做功　 排气　 内　 机械　 　　 （1）每个工作循环飞轮转2圈，做功1次；（2）在 一个工作循环中，只有 冲程燃气对外做功，其他三个辅助冲 程依靠 来完成；（3）汽油机气缸顶部有火花塞，利用火花 塞点火，柴油机气缸顶部是喷油嘴，压燃式点火. 做功　 惯性　 考点五　热机效率 定义 热机运转中，对外做的 与燃料 ⁠所释放的能量的比值.用η表示 公式 η＝×100％＝×100％（η＝×100％） 提高 热机 效率的途径 （1）让燃料燃烧更充分； （2）在设计和制造过程中，不断改进和创新，以减少 各种能量损失； （3）设法利用废气中的能量 有用功　 完全燃烧 内能和内能的改变 例1　(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（　C　） 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 D 比热容的理解与应用 例2　（2025·成都)小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装人初温为20℃、质量为100g的水和某液体M,再各放入一个温度传感器，然后使它们冷却凝固.若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示.已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),实验在标准大气压下进行，下列说法正确的是（　C　） A A. 液体M的比热容为2.8×103 J/(kg·℃) B. 液体M的放热能力比水的放热能力强 C. 在t2~t4时间段两种物质都是固液共存状态 D. 从20℃刚好降到0℃时,水放出的热量小于M放出的热量 热机、热机的效率 例3　（2025·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（　B　） A.吸气冲程 C.做功冲程 B.压缩冲程 D.排气冲程 B 热量计算 例4　（2025·广安)"五一"假期,小莉一家出去旅游.汽车通过一条长 2 400 m的隧道,用时120 s，消耗0.1 kg的汽油,汽车通过隧道牵引力做的有用功为1.38×106 J.(汽油的热值q=4.6×107 J/kg)求: (1)汽车通过隧道的平均速度; 解：（1）汽车通过隧道的平均速度 v＝ ＝ ＝20 m/s. (2)完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量; (3)汽车通过隧道发动机的效率η. （2）完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量 Q放= mq = 0.1kg×4.6×107 J/kg = 4.6×106 J. （3）汽车通过隧道发动机的效率 η＝×100％＝×100％＝30％ . 探究物质吸热或放热规律 　　比较物质吸热能力的实验综合性强，试题往往要求选择和组 装实验器材，运用控制变量法设计实验，运用公式c＝进行分 析与计算. 1. 实验器材：两个相同的烧杯、两个相同的酒精灯（或电加热 器）、质量相同的水和食用油、两支温度计、两个搅拌器（或玻璃 棒）、两个铁架台、停表等. 2. 实验装置图： 3. 实验过程： （1）组装实验器材时，应 ⁠. （2）采用相同的烧杯和酒精灯的目的：保证相同的时间内，水和食 用油吸收的 相同. （3）实验时可以通过控制相同质量的水和食用油，被加热的时间相 同，比较水和食用油的温度的变化量来比较它们的吸热能力，温度变 化大的物质吸热能力弱. 先下后上　 热量　 （4）实验时可以通过控制相同质量的水和食用油，升高相同的温 度，比较水和食用油被加热时间的长短来比较它们的吸热能力，被加 热时间短的物质吸热能力弱.描述物质吸热能力的物理量是 ⁠. 比热容 4. 交流与反思： （5）本实验用到的实验方法：转换法、控制变量法. （6）本实验中水和食用油的初温不一定相同，因为该实验需要比 较的是水和食用油的温度的变化量，所以只需记录它们的初温和 末温即可. 5. 实验拓展： （7）比热容的应用：被用作冷却剂的物质应选用比热容较大的. 例5　（2025·辽宁)如图(a),某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力. 　 （1）为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应________. (2)本实验中使用的液体温度计是根据液体___________的规律制成的. 相同 热胀冷缩 (3)每隔0.5 min记录一次温度，并将数据记录在下表中.第2.5 min时，食用油中的温度计示数如图(b)所示,为________℃. 分析表中数据,发现______吸热能力强. (4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温，内部应充入吸热能力较______(选填"强"或"弱")的介质.(仅从吸热能力的角度分析) 46 水 弱 考点一　内能、改变内能的方式 1. （2024·福建）“煮”的篆体写法如图所示，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　） A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴 A 2. （2024·三明质检）下列实例中，利用做功改变物体内能的是 （　C　） A. 对着手哈气，手变暖和了 B. 冰放入口中，舌头变凉了 C. 用力搓耳朵，耳朵变热了 D. 进入空调房，全身凉爽了 C 3. 如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能 ，温度升高，达到艾绒的着火点. 做功　 增大　 考点二　比热容的理解及应用 4. （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（　D　） A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容 5. 城市中修建人工湖和湿地公园，可以调节气温，这主要是利用水的（　C　） A. 密度较大 B. 沸点较高 C. 比热容大 D. 流动性好 D C 考点三　物质的吸热或放热规律 6. 在探究“不同物质吸热的情况”实验中： （1）用相同的酒精灯加热质量相等的沙子和水，使它们升高相同的 温度，通过比较 来判断吸收热量的多少. （2）加热10 min后，测得水的温度如图，该示数为 ℃. 加热时间　 48　 （3）多次实验后得到的数据如表，分析可得：质量相等的水和沙 子，升高相同的温度，水比沙子吸收更 的热量. 升高的温度/℃ 5 10 15 20 加热水的时间/min 2.5 5 7.5 10 加热沙子的时间/min 1 2 3 4 （4）根据实验结论推理：沿海地区昼夜温差比内陆地区更 ⁠. 多　 小　 考点四　热量的计算 7. （2024·漳州质检）某家用燃气热水器将2 kg的水从20 ℃加热到 100 ℃，燃烧了0.03 m3的天然气，水吸收的热量是 J， 燃气热水器的热效率是 .[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），q天然气 ＝3.5×107 J/m3] 6.72×105　 64％　 1. （2025·天津）我国在柴油机的研制上已将本体热效率突 破53％.在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械能的是 （　C　） A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 C 2. （2025·湖北）某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成.为使 大棚白天吸收太阳更多的能量，科研人员指导农户用水墙替 换土墙，如图.这是利用水比土有更大的（　A　） A. 比热容 B. 密度 C. 电阻 D. 质量 A 3. （2025·大兴安岭）关于温度、热量和内能，下列说法正 确的是（　C　） A. 温度为0 ℃以下的物体不具有内能 B. 温度高的物体，含有的热量一定多 C. 物体的内能增加，可能是吸收了热量 D. 温度总是从高温物体传向低温物体 C 4. （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（　D　） D 5. （2025·辽宁）下列实例中，通过做功的方式来改变内能 的是（　D　） A. 冰镇西瓜 B. 炭火烤肉 C. 围炉煮茶 D. 钻木取火 D 6. （2025·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　） 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 A 7. （2025·成都）2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载 神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空. 关于火箭发动机，下列说法正确的是（　D　） A. 火箭发动机使用比热容大的燃料 B. 火箭燃料燃烧越充分，热值越大 C. 火箭发动机主要通过热传递获得机械能 D. 火箭发动机属于热机 D 8. （2025·甘肃）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. 9. 汽油机将内能转化为机械能的是 冲程.某单缸四 冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min，则此汽油机每秒对外做 功 次. 做功　 压缩　 做功　 20　 10. （2025·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100 mL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.[c水＝4.2×103 J/ （ kg·℃），ρ水＝1.0×103 kg/m3] 时间/min 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的，在前6 min内，水的内能减少了 J. 请你归纳出热水冷 却过程温度变化的特点 ⁠. 热传递　 8.4×103　 先快后慢　 11. 宁夏中卫地区气候干燥，昼夜温差很大，当地特产压沙 瓜被称为“石头缝里长出的西瓜”.如图所示，每到种植季 节，瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了沙石的土壤中， 这样可以利用沙石有效蓄水和保温，保证芽苗在深夜不会被 冻伤.请你根据以上材料所给信息，利用比热容知识分析： 为什么瓜农在土壤上覆盖沙石后，能起到保温作用？ 解：覆盖沙石后，白天可以减少水分的蒸发，晚上可以凝聚 水汽渗入土壤，保证土壤的含水量.因水的比热容较大，白 天土壤中的水分吸收热量，晚上放出热量，控制土壤温度， 能防止芽苗在深夜被冻伤. 12. （2024·齐齐哈尔）小姜利用如图甲所示的装置“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，目的是通过比较 来 比较物质吸收热量的多少. 秒表　 加热时间　 （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）如图乙所示，小姜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 计示数如图丙所示，为 ℃. 质量　 升高的温度　 B　 66　 （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 … 10 水的温度/℃ 30 34 38 42 … 70 煤油温度/℃ 10 18 26 34 … 90 水　 13. 国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行. 某同学计算他家天然气烧水的热效率，将2 kg的水倒入烧 水壶中，并测出水温为20 ℃.在标准大气压下，把水刚加 热到100 ℃时，测出消耗天然气0.048 m3.已知水的比热 容为c水＝4.2×103 J/（kg·℃），天然气热值约为q＝ 4.0×107 J/m3.求： （1）将这些水烧开，需吸收多少热量； 解：（1）将这些水烧开需吸收的热量 Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/（kg· ℃）×2 kg×（100 ℃ －20 ℃）＝6.72×105 J （3）他家天然气灶的效率. 解：（3）他家天然气灶的效率是 η＝×100％＝×100％＝35％ （2）在这种情况下，完全燃烧的天然气放出了多少热量； 解：（2）Q放＝qV＝4.0×107 J/m3×0.048 m3＝1.92×106 J 14. （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，制订了“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. 　　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，制订了“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 → → ⁠. 内能　 机械能　 （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是 ⁠ .（答出一条即可） 注入的水过少，产生的蒸汽量不 足　 （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： ⁠ ⁠. 在易拉罐的上半部分覆盖保 温层（合理即可）　 $