内容正文:
专题05 内能 内能的利用
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 热量 比热容 4
教材·知识夯基
1.热量
2.比热容
3.热量的计算
中考·考法聚焦
考法1 实践活动
考法2 生活实例
考法3 传统文化
考点2 分子动理论的初步知识 6
教材·知识夯基
1.物质的构成
2.分子热运动
3.分子间作用力
中考·考法聚焦
考法1 实践活动
考法2 生活实例
考法3 传统文化
考点3 内能 11
教材·知识夯基
1.内能
2.改变内能的两种方式
3.温度、热量与内能的区别与联系
中考·考法聚焦
考法1 教材知识运用
考点4 热机 热机的效率 13
教材·知识夯基
1.能量的转化和转移
2.能量守恒定律
3.热机
4.汽油机
5.柴油机
6.燃料的热值
7.热机的效率
中考·考法聚焦
考法1 传统文化
考法2 科学探究
考法3 社会发展
考点5 内能及其利用的实验综述 15
教材·知识夯基
1.比较不同物质的吸热能力
2.比较不同燃料燃烧时放热的本领
中考·考法聚焦
考法1 通过实验现象总结物理规律
04·素养拓展·思维进阶 17
拓展01 制作简易的热机模型
05·优题精选·练能提分 18
考点
考查形式
考查内容
考法分析
热量 比热容
☑选择题
☑实验题
☑计算题
比热容的概念、水比热容大的应用、探究比较物质吸热能力的实验、利用公式Q=cm△t进行简单计算
1.简单计算:结合图像,利用公式及公式变形进行简单的计算或大小比较。如2024・北京卷T11
分子动理论的初步知识
☑选择题
☑实验题
扩散现象判断、分子动理论、辨析分子运动与机械运动
1.扩散现象的本质:结合两种气体混合的实验情景,考查分子热运动中扩散现象的本质。如2025・北京卷T17(2)
2.现象判断:通过滴入红墨水、两种气体混合等,描述一段时间后观察到的现象。如2024・北京卷T17(1)、2023·北京卷T19
内能
☑选择题
内能的概念、改变内能的两种方式:做功和热传递、温度、热量、内能的关系
1.实例辨析:提供描述或图片(如加热试管中的水推出橡胶塞、粗糙面上拉木块等),判断是通过哪种方式改变内能,并分析能量转化或转移情况。如2025·北京卷T10、2023·北京卷T6、2021·北京卷T15
2.综合应用:列举生活中的现象,判断解释的是否正确。2022·北京卷T13
热机与热机的效率
☑选择题
☑计算题
能量的转化和守恒、热机工作流程、能量转化、热值概念及计算、热机效率的理解与简单计算
1.实例辨析:根据热机工作过程(汽油机的做功冲程),判断是通过哪种方式改变内能,并分析能量转化或转移情况。如2024·北京卷T9、2023·北京卷T13
命题新趋势
1、情境化与实践性:以生活场景(暖手宝、汽车发动机)或工业生产(钢铁冶炼、机械制造)为背景,考查内能利用的实际应用。
2、实验探究深化:强化比热容探究实验(控制变量法、转换法),涉及热机效率相关实验(能量损失分析与改进)。
3、跨学科与环保融合:结合化学(燃料燃烧)、地理(气候差异与比热容)、生物(人体能量转化)等学科,考查新能源(风电、太阳能)的能量转化及环保意义。
命题预测
情境创设:结合“碳中和”“新型能源技术”等热点,以新能源设备(如氢能源汽车、太阳能供暖系统)为背景,考查内能的产生、转移及利用原理。
科学探究:设计开放性实验题,如“探究不同燃料的热值差异”“比较不同材料的保温性能”,要求自主设计方案、分析误差(如热量损失对结果的影响)。
跨学科融合:联系生物(体温调节中的内能变化)、地理(温室效应与内能利用的关系),设置综合题考查知识迁移能力。
概念辨析:通过“似是而非”选项(如“温度高的物体内能一定大”“热量可以自发从低温物体传向高温物体”),区分温度、内能、热量的概念及关系。
计算题:结合生活实际,如“计算家庭燃气热水器的热效率”“估算电动汽车电池充电过程中的能量转化效率”,可能引入图像(如温度-时间变化曲线)考查信息处理能力。
考点1 热量 比热容
【课标要求】了解热量和比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
1.热量
(1)定义:在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。
(2)热量的单位是焦耳,符号是J。
(3)1g水温度升高1℃时吸收的热量约为4.2J。
2.比热容
定义
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
国际单位
焦每千克摄氏度,符号J/(kg·℃)
物理含义
描述物质吸(放)热能力的物理量,比热容越大,吸热能力越强。
计算公式
定义式:;
水的比热容
水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),它表示的物理意义是当温度升高(或降低)1 ℃时,每千克的水吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
水的比热容的利用
水比热容较大的应用或带来的现象:冬天用热水取暖,用水作为发动机的冷却剂,海风或陆风的形成,内陆比沿海地区昼夜温差大等。
3.热量的计算
(1)Q吸=cm(t-t0)=cmΔt升
其中:Q吸是吸收的热量,c是物质的比热容,m是物质的质量,t0是物质的初温,t是物质的末温
(2)Q放=cm(t0-t)=cmΔt降。
在热传递中,不计热量损失时,Q吸=Q放。
(3)拓展:比热容的大小只取决于物质本身(即物质的种类和状态),而与物质的质量、形状、吸收或放出热量的多少以及温度的变化均没有关系。
【易错警示】
吸热时,;放热时,。
【知识链接】
物质的比热容不随物质的质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化;只要是相同的物质,在物态相同时,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,比热容一般都相同。
【方法总结】
1.比热容大的两种表现
(1)相同质量的不同物质,当吸收(或放出)相同的热量时,比热容较大的物质温度变化较小。
(2)相同质量的不同物质,当温度变化量相同时,比热容较大的物质吸收(或放出)的热量较多。
2.水的比热容较大的三种应用
应用
分析
冷却
根据Q=cmΔt可知,相同质量的水和其他液体相比,升高相同的温度,水吸收的热量多,降温效果好
供暖
根据Q=cmΔt可知,相同质量的水和其他液体相比,降低相同的温度,水放出的热量多,供暖效果好
调节气温
沿海地区的昼夜温度变化比内陆地区小的原因:根据Δt=可知,相同质量的水和沙石(或干泥土)相比,吸收(放出)相同的热量,水升高(降低)的温度小,所以沿海地区的昼夜温度变化小
【教材图片解读】
在烧水的时候,水会吸热。同一壶水,吸收的热量越多,则升高的温度越高;不同的水吸收的热量多少可以通过加热时间来反应。
如图是用传感器比较不同物质的比热容。图中的红外加热器加热可以保证相同时间吸收的热量相同,两管中液体的质量必须相同,数据采集线采集的实际上就是温度,信息输入电脑后可以自动生成温度—时间图像,进而可以比较不同位置的比热容。
1.【教材知识运用】(2025·北京市东城区·一模)用两个完全相同的电热器分别对质量相同的液体a、b进行加热。液体a、b的温度随加热时间变化关系如图所示。不考虑热损失,下列说法正确的是( )
A.液体a比液体b温度升高得快
B.液体a的比热容是液体b的比热容的2倍
C.相同时间内,液体a吸收的热量比液体b吸收的热量少
D.升高相同温度,液体a吸收的热量比液体b吸收的热量多
考查知识
不同物质的吸热本领
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对热量、比热容概念的理解以及对温度 - 时间图象的分析能力。通过相同加热装置这一条件,让学生理解在相同时间内不同液体吸收热量相同,再结合质量相同的条件,根据温度变化情况判断比热容大小关系等,从而加深对热量计算公式Q=cmΔt的应用和理解。
解题思路:对于选项A,观察图象,比较相同时间内液体a和液体b温度升高的幅度,可判断谁温度升高得快。对于选项B,因为用相同的电热器加热且不考虑热损失,相同时间内两种液体吸收热量相同,结合质量相同,根据Q = cmΔt,在吸收热量Q和质量mm相同的情况下,温度变化Δt与比热容c成反比,通过图象找出温度变化关系,进而得出比热容关系。对于选项C,由于是相同的电热器加热且不考虑热损失,所以相同时间内液体a和液体b吸收的热量相同。对于选项D,从图象中找出升高相同温度时,液体a和液体b对应的加热时间,加热时间长的吸收热量多。
【答案】D
【解析】AB.由图可知,加热时间是8min,液体a升高的温度是20℃-10℃=10℃
液体b升高的温度是40℃-10℃=30℃
液体a比液体b温度升高得慢,液体a和b的质量相同,加热相同的时间,即吸收相同的热量,由Q=cmΔt可知,比热容与升高的温度成反比,液体a和b的比热容之比
所以液体a的比热容是液体b的比热容的3倍,故AB错误;
C.相同时间内,液体a吸收的热量和液体b吸收的热量相等,故C错误;
D.由图可知,升高相同温度,液体a加热时间比液体b加热时间长,液体a吸收的热量比液体b吸收的热量多,故D正确。故选D。
2.【教材知识运用】(2025·北京北师大附中·月考)根据下表所提供的几种物质的比热容,得出以下四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容
水
冰
酒精
沙石
煤油
铝
水银
铜
A.同种物质在不同状态下比热容也一定相等
B.1kg的水银温度升高,需要吸收的热量是
C.初温相等的水银和沙石,吸收相等的热量后,水银的末温一定比沙石的末温高
D.质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铝块放出的热量一定多
【答案】D
【解析】A.同种物质在不同状态下比热容不同,如水和冰比热容不同,故A错误;
B.由水银的比热容可知,1kg的水银温度升高1°C,需要吸收的热量是140J,故B错误;
C.水银的比热容小于沙石的比热容,初温相等的水银和沙石,吸收相等的热量后,由Q吸=cmΔt可知,由于质量未知,水银升高的温度不一定比沙石高,水银的末温不一定比沙石的末温高,故C错误;
D.铝的比热容大于铜的比热容,质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,由Q放=cmΔt可知,铝块放出的热量一定多,故D正确。故选D。
3.【教材知识运用】(2025·北京十四中·月考)水的比热容为,下列说法正确的是( )
A.质量相同,放出相同热量,物体的比热容越小,末温越低
B.燃料的热值越大,它完全燃烧所放出的热量就越多
C.标准大气压下,1kg水吸收热量,温度一定升高75℃
D.学校的暖气中通常用水作为介质,这主要是利用了水的比热容较大的特性
【答案】D
【解析】A.根据可知,质量相同,放出相同热量,物体的比热容越小,温度变化量越大,但末温度不一定低,故A错误;
B.根据可知,燃料燃烧放出热量的多少,不仅与燃料的热值有关,还与燃料的质量有关,不说明燃料的质量,它燃烧放出的热量无法确定,故B错误;
C.根据可得,如果水的初温较低,升高没有达到沸点,这种情况下,“温度一定升高75℃”是对的。如果水的初温较高,升高之前就达到了沸点,已经沸腾,这时“温度一定升高75℃”就是不对的,故C错误;
D.学校的暖气中通常用水作为介质,当介质质量相同,初温相同,降低相同的温度,水可以放出更多的热量,这主要是利用了水的比热容较大的特性。故D正确。故选D。
考点2 分子动理论的初步知识
【课标要求】知道常见的物质是由分子、原子构成的。了解物质世界的大致尺度。知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。
1.物质的构成
常见的物质是由大量分子、原子等构成的。
2.分子热运动
(1)定义:一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
(2)影响因素:温度越高,分子运动越剧烈。
(3)扩散现象
①定义:不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象。
②举例:“花气袭人知骤暖”“墙角放煤,日久变黑”“酒香不怕巷子深”“槐花飘香”
③说明:①分子在永不停息地做无规则运动;②分子间有间隙。
④影响因素:扩散现象与温度有关,温度越高,扩散得越快。
3.分子间作用力
(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力。
(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,但斥力比引力变化得快些。当分子间的距离大于10倍分子直径时,分子间的作用力可忽略不计。
(3)物态基本特征
物态
微观特性
宏观特性
分子间距离
分子间作用力
有无一定的形状
有无一定的体积
压缩难易
固态
较小
很大
有
有
难
液态
较大
较小
无
有
难
气态
很大
非常小
无
无
易
【拓展延伸】
(1)“花气袭人知骤暖”“酒香不怕巷子深”等都是扩散现象。
(2)看得见的灰尘、柳絮、雪花等的运动都不是分子热运动。
(3)气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象。
【易错警示】
分子的动能和分子势能不能理解为动能和势能,内能描述的是物质的微观分子,动能和势能是机械能,描述的是宏观物体,内能和机械能是两种不同形式的能量。
【方法指导】
(1)扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质之间是不能发生扩散现象的。
(2)不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的。
【教材图片讲解】
如图气体扩散实验中,看到的现象是两瓶内气体颜色基本相同,这个实验中将密度大的二氧化氮放在下面,是为了有力地证明气体发生扩散。
如图是电子显微镜下的金原子,固体物质分子间隙小,分子运动速度慢,分子间的作用力大。
以上是液体扩散实验的四幅图,实验中先在量筒里装入清水,再插入细管从底部加入硫酸铜,现象表明液体的分子也在不停地做无规则运动,且运动速度比固体快。
实验现象说明了分子间存在引力。实验选择铅是因为它的硬度低,事先将铅块底部削平然后用力挤压可以减小分子间的距离而增大分子间引力。
1.【实践活动】(2025·北京171中学·期中)如图所示,“天宫课堂”上航天员先将两块透明板上的水球接触并粘在一起,然后慢慢拉开两块透明板,发现水形成了一个长长的“液桥”,可以说明( )
A.水分子之间存在斥力 B.水分子之间存在引力
C.水分子之间存在空隙 D.水分子在进行无规则运动
考查知识
分子间的作用力
命题解读
命题意图:通过“天宫课堂”这一新颖且具有科普意义的情境,考查学生对分子间作用力知识的掌握情况,引导学生关注科学前沿和实际生活中的物理现象,培养学生将所学物理知识与实际情境相联系的能力,激发学生对物理学科的兴趣和探索精神。
解题思路:首先回忆分子间作用力的相关知识,明确分子间存在引力和斥力等概念。然后观察题目中液桥实验的现象,思考水球接触后能粘在一起且拉开形成液桥这一现象背后的原因。将每个选项与所学知识和实验现象进行对比分析,判断哪个选项能够合理地解释液桥的形成,即可得出正确答案。
【答案】B
【解析】分子间存在相互作用的引力和斥力。在“天宫课堂”上,将两块透明板上的水球接触后粘在一起,慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”,都说明了分子间存在相互作用的引力,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
2.【生活实例】(2025·北京二中·期中)通过相关可观测的现象推测无法直接感知的事实,是物理研究的一种方法。下列根据这种方法所做出的推测,符合事实的是( )
A.海绵被挤压后总体积变小推测出分子间有间隙
B.红墨水在水中扩散推测出分子在不停地做无规则运动
C.固体很难被拉长推测出组成固体的分子间存在斥力
D.液体很难被压缩推测出组成液体的分子间存在引力
考查知识
分子的热运动、分子间的作用力、分子之间存在间隙
命题解读
命题意图:本题旨在检验你是否掌握了分子动理论的基本观点,即物质由大量分子组成、分子在永不停息地做无规则运动、分子间存在相互作用的引力和斥力。题目通过四个选项,分别对应分子间有间隙、分子热运动、分子间作用力等核心概念,要求你判断哪些推测是符合科学事实的。这不仅是对知识点的记忆考查,更是对科学推理方法的训练——能否从宏观现象合理推断微观本质。
解题思路:需对每个选项逐一分析,然后将每个现象与分子理论的核心观点对比,即可得出结论。海绵挤压:海绵体积变小主要是宏观空隙被压缩,是多孔结构的特性,不能证明分子间有间隙。红墨水扩散:墨水分子在水中均匀散开,是分子无规则运动的直接宏观证据。固体难拉长:固体难被拉长是因为分子间距离增大时,引力起主要作用抵抗拉伸,而非斥力。液体难压缩:液体难被压缩是因为分子间距离减小时,斥力起主要作用,而非引力。
【答案】B
【解析】A.海绵被挤压后体积变小是由于内部空隙被压缩,与分子间隙无关,故A不符合题意;
B.红墨水扩散是分子无规则运动的直接证据,故B符合题意;
C.固体很难被拉长是因分子间存在引力,而非斥力,故C不符合题意;
D.液体难被压缩是因分子间存在斥力,而非引力,故D不符合题意。故选B。
3.【传统文化】(2025·北京一零一中学·月考)下列四句古诗所描述的现象中,加点字部分属于扩散现象的是( )
A.遥知不是雪,为有暗香来 B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
C.大漠孤烟直,长河落日圆 D.忽如一夜春风来,千树万树梨花开
考查知识
扩散现象
命题解读
命题意图:本题旨在考查对扩散现象这一物理概念的理解和辨析能力。要求学生能从古诗描绘的生动场景中,准确识别出分子无规则运动的实例,从而将文学意象与科学原理联系起来。
解题思路:首先明确“扩散”是分子级别的运动,如花香飘散、墨水晕开等,而非宏观物体的整体移动。然后逐项分析:A项“暗香来”:分析“暗香”是梅花香气分子不断运动的结果,符合扩散定义。B项“飞流直下”:判断这是水的重力势能转化为动能,属于机械运动,排除。C项“孤烟直”:思考“孤烟”是宏观烟柱,其形态主要受气流和重力影响,非分子扩散主导,排除。D项“梨花开”:识别这是比喻雪后景象,描述的是状态变化,不涉及物质分子的运动,排除。
【答案】A
【解析】A.由于香味分子不停地做无规则运动,所以有淡雅的清香飘过来,“暗香来”属于扩散现象,说明分子不停地做无规则运动,故A符合题意;
B.飞流直下是指瀑布向下运动,是物体的宏观的机械运动,不属于扩散现象,故B不符合题意;
C.“孤烟”指的是烽火台燃起的浓烟,属于宏观上的机械运动,不属于扩散现象,故C不符合题意;
D.“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,梨花是雪由空气中的水蒸气直接凝华形成的,与分子运动无关,故D不符合题意。故选A。
考点3 内能
【课标要求】了解内能。
1.内能
定义
构成物体的所有分子,其热运动的动能和分子势能的总和。
特点
一切物体,不论温度高低,都具有内能。
单位
焦耳,符号J。
主要影响因素
质量、温度、物态等,同一物体,温度越高,内能越大。
2.改变内能的两种方式
方式
热传递
做功
实质
能量的转移
能量的转化
发生条件
物体之间或物体各部分之间存在温度差
物体对外做功或外界对物体做功
判断方法
能量由高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分
外界对物体做功,物体的内能增加,物体对外界做功,物体的内能减少
生活举例
用热水袋取暖;烧水使水变热;冰箱冷藏室的水变成冰块;烤火驱寒
钻木取火;用锯条锯木板,锯条发热;搓手取暖;弯折铁丝,铁丝的温度升高;汽缸里的活塞在燃气推动下运动
说明
做功和热传递对改变物体的内能是等效的,一个物体温度升高,有可能是对物体做了功,也有可能是发生了热传递。
3.温度、热量与内能的区别和联系
研究对象
温度
内能
热量
性质
状态量
状态量
过程量
理解
温度是不能“传递”或“转移”的。温度是分子热运动剧烈程度的标志。
内能是能量的一种形式,它是物体内所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和。
热量是在热传递过程中传递能量的多少。
描述
“升高”“降低”或“不变”
“具有”“增加”或“减少”
“吸收”或“放出”
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
联系
温度的变化可以改变一个物体的内能,吸收或放出热量的多少可以度量物体内能的改变。物体吸收或放出热量,它的内能可能发生改变,但它的温度不一定改变。如冰熔化时吸收热量,内能增加,但温度却保持不变;同样,物体放出热量,内能减少,但温度不一定降低。
【要点提示】
做功和热传递对改变物体内能的作用是等效的。一个物体温度升高,有可能是对物体做了功,也有可能是发生了热传递(受热)。
【易错警示】
1.容易混淆“内能”“温度”“热量”这三个概念.温度表示物体的冷热程度.温度升高,内能一定增加,但不一定吸收热量。热量是在热传递过程中的变化量,吸收热量,温度不一定升高,内能也不一定增加,内能是一个状态量。内能增加,温度不一定升高,也不一定吸收热量。
2.热量是一个过程量,不能说物体“具有”或“含有”热量,也不能比较两个物体热量的多少。只能说物体“吸收”或“放出”热量。
【方法指导】
改变物体的内能有两种方式:做功和热传递;做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功的实质是能量的转化;热传递是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能量的转移。
【教材图片解读】
图中的搓手和滑滑梯都属于做功,常被称为克服摩擦做功,此过程中机械能减小,内能增大,所以以这种方式做功会使物体的内能增大。
如图实验中,活塞压缩空气的体积对空气做功,将机械能转化为内能,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的燃点,棉花燃烧起来,此实验类似于内燃机中的压缩冲程。如果实验中按压下活塞后立即松开会发现活塞向上弹起,这是因为燃烧产生的气体对活塞做了功,将内能转化为机械能,此过程类似于内燃机中的做功冲程。
如图实验中,有两个过程,第一个过程是向瓶内打气时,相当于压缩空气的体积做功,瓶内气体的内能增大,温度升高,机械能转化为内能;第二个过程是塞子被顶飞,此过程是瓶内气体对塞子做功,瓶内气体的内能减小,温度降低,内能转化为机械能;瓶内水蒸气液化形成小水珠就是我们看到的白雾。
1.【教材知识运用】(2025·北京西城·一模)下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,放出的热量越多,其热值越大
B.汽油机的压缩冲程主要是将内能转化为机械能
C.加入糖块的水变甜,说明分子在不停地运动
D.物体放出热量,温度一定降低
考查知识
分子的热运动、热值、热机工作过程中的能量转化、温度、热量与内能的区别与联系
命题解读
命题意图:检验对热学和分子动理论几个核心概念的理解是否准确,特别是要区分清楚热值、内能转化、分子运动和热量与温度的关系这些容易混淆的点。
解题思路:先回忆每个选项涉及的概念定义,再判断正误。选项A,热值是燃料的固有属性,与燃烧程度无关,混淆了“放热多少”与“热值大小”。选项B,汽油机压缩冲程是机械能转化为内能,而非相反。选项C,糖块溶解是分子热运动的典型例证。选项D,放出热量时温度不一定降低(如晶体凝固过程),忽略了物态变化时热量变化与温度变化可能不同步。
【答案】C
【解析】A.燃料的热值是指单位质量或单位体积的燃料完全燃烧所放出的热量,它是燃料的特性,与燃烧状态无关。燃料燃烧越充分,放出的热量越多,但热值不变,故A错误;
B.汽油机的压缩冲程中,活塞向上运动,对气缸内的混合气体进行压缩,活塞的机械能转化为混合气体的内能,故B错误;
C.加入糖块的水变甜,是因为糖分子在水中发生了溶解和扩散的过程。糖分子在水分子的吸引下,逐渐离开糖晶体,进入水中,并在水中自由运动,逐渐扩散到整个溶液中,使得整个溶液都变得甜,这说明了分子在不停地运动,故C正确;
D.物体放出热量时,温度不一定降低。如水凝固成冰,放出大量热量的同时,温度不变,故D错误。故选C。
2.【生活情境】(2025·北京朝阳·二模)汽车紧急刹车时,轮胎的温度急剧升高,内能增大,下列实例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A.在炉子上烧水,水的温度升高
B.将冰块放入常温饮料中,饮料的温度降低
C.在阳光的照射下,公园里石凳的温度升高
D.用手反复弯折铁丝,铁丝弯折处的温度升高
考查知识
改变物体内能的方法
命题解读
命题意图:本题考察学生对改变物体内能的两种方式“做功和热传递”的理解和区分能力。题目以“紧急刹车轮胎升温”这个生活现象为切入点,让学生判断哪个选项的物理本质与之相同。
解题思路:抓住核心:紧急刹车时轮胎升温,是因为摩擦力对轮胎做功,将机械能转化为内能,所以属于“做功”改变内能。然后分析选项:A(烧水)是热传递;B(冰块降温)是热传递;C(阳光升温)是热传递;D(弯折铁丝)是通过做功使内能增加。
【答案】D
【解析】汽车紧急刹车时,轮胎与地面摩擦,通过做功的方式使轮胎内能增大、温度升高。
A.在炉子上烧水,水从炉子吸收热量,温度升高,是通过热传递的方式改变物体内能,故A不符合题意;
B.将冰块放入常温饮料中,饮料放出热量,温度降低,是通过热传递的方式改变物体内能,故B不符合题意;
C.在阳光照射下,石凳吸收太阳能,温度升高,是通过热传递的方式改变物体内能,故C不符合题意;
D.用手反复弯折铁丝,对铁丝做功,铁丝弯折处温度升高、内能增大 ,是通过做功的方式改变物体内能,与题干中改变内能的方式相同,故D符合题意。故选D。
3.【教材知识运用】(2025·北京清华附中·月考)关于温度、内能、热量的说法正确的是( )
A.物体温度升高,是由于吸收了热量
B.物体吸收热量,温度一定会升高
C.物体温度升高,内能不一定增加
D.物体内能增加,可能是外界对它做了功
考查知识
温度、热量与内能的区别与联系
命题解读
命题意图:本题旨在考查“温度、内能、热量”三者之间的核心关系,这是热学里最基础也最容易混淆的概念。
解题思路:逐项分析:A项,温度升高也可能是外界对物体做功(如摩擦生热),不一定是吸收热量。B项,晶体熔化时吸热但温度不变。C项,温度升高意味着分子平均动能增加,内能一定增加。D项,物体内能增加可通过吸热(Q>0)或外界对物体做功(W>0)实现,即可得出正确答案。
【答案】D
【解析】A.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;
B.物体吸收热量,温度不一定会升高,如晶体的熔化过程中,吸收热量,温度保持不变,故B错误;
C.一般情况下,同一物体温度升高,内能一定增加,故C错误;
D.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D正确。故选D。
考点4 热机 热机的效率
【课标要求】了解热机的工作原理,了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
1.能量的转化和转移
(1)常见的能量形式有:机械能、内能、电能、光能、太阳能、生物能、原子能、地热能等
(2)能量的转化:由一种形式转化为另一种形式的能。
(5)能量的转移:能量的形式不变,能量由一个物体转移到其他物体,或从物体的一部分转移到其他部分。
(6)正确理解能量的“转化”和“转移”:
①能量的转化:能量的形式发生了改变。
在能量的转化过程中,一种形式的能量增加了,肯定有其他形式的能量减少了。
②能量的转移:能量的形式并没有变化。
2.能量守恒定律
(1)能量守恒定律:能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
(2)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,自然界所有能量转化的过程,都遵循能量守恒定律。
注意:平常我们所说的“消耗能量”“利用能量”“获得能量”实质是:能量相互转化或转移的过程。能量的转化和转移是有方向性的。
(3)永动机:违背了能量守恒定律。
3.热机
概念
把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置叫作热机。
原理
化学能内能机械能。
种类
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
内燃机
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机包括汽油机和柴油机。
4.汽油机
(1)冲程:内燃机的活塞在气缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫作一个冲程。
(2)汽油机的工作过程
冲程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
模型图
进气门
打开
关闭
关闭
关闭
排气门
关闭
关闭
关闭
打开
活塞运动方向
向下
向上
向下
向上
最明显特征
汽油和空气的混合物进入汽缸
两气门都闭合
火花塞产生电火花
废气排出汽缸
能的转化
机械能转化为内能
内能转化为机械能
说明
四冲程内燃机在一个循环中,活塞往复运动2次,汽缸内的燃油燃烧爆发1次,对外做功1次,在四个冲程中只有做功冲程对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
5.柴油机
(1)工作原理:利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功,将内能转化为机械能。
(2)柴油机的构造:与汽油机的区别:气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。
柴油机 汽油机
(3)柴油机的工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
(4)汽油机和柴油机的比较
比较内容
汽油机
柴油机
不同点
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
吸气冲程
吸入的是汽油和空气的混合物
只吸入空气
压缩程度
对空气的压缩程度低
对空气的压缩程度高
点燃方式
点燃式
压燃式
效率
较低,20%~30%
较高,30%~45%
应用实例
小型汽车、摩托车
载重汽车、火车、轮船
相同点
工作过程:都是分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程
压缩冲程:都是机械能转化为内能
做功冲程:都是内能转化为机械能
一个工作循环:活塞往复运动2次,曲轴运动2周,对外做功1次
6.燃料的热值
(1)意义:表示燃料在完全燃烧时放热本领大小的物理量。
(2)概念:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,用符号q表示。
(3)单位:固体、液体燃料热值的单位是焦每千克,符号是J/kg;气体燃料热值单位为J/m3。
(4)性质:与燃料的形态、体积、质量、是否完全燃烧无关,只与燃料的种类有关。
(5)公式:固体、液体:Q=mq,质量单位为kg,热量单位为J;气体:Q=qV,体积单位为m3,热量单位为 J。
(6)物理意义:热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107 J/kg,其物理意义是每千克木炭完全燃烧放出的热量为3.4×107 J。
7.热机的效率
(1)定义:用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比。
(2)公式:。
热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
(3)热机能量损失的主要途径:燃料燃烧不充分,废气带走能量,散热损失,机器零件间摩擦损失。
(4)提高热机效率的方法
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,以减小各种能量损失;
③设法利用废气的能量。
【知识链接】
汽油机多用在汽车、小型飞机等轻巧的机械上,柴油机多用于载重汽车、火车、轮船等重型机械上。
【方法总结】
1.速判内燃机冲程
2.从能量转化的角度解答内能利用效率题
在燃料燃烧时,化学能转化为内能,在热传递中,水吸收的热量等于燃料燃烧后被有效利用的内能(Q吸=ηQ放,也被称为热平衡公式),再结合吸、放热公式,即可联立求出相关物理量。其基本关系可用下图理解。
⇔Q放Q吸⇔
3.获得能量的六种方式及其效率的计算方法:
(1)煤炉:化学能→内能,η热=。
(2)电热器:电能→内能,η热=。
(3)太阳能热水器:太阳能→内能,η光热转换=。
(4)光伏电池:太阳能→电能,η=。
(5)热机:化学能→机械能,η=。
(6)火力发电:化学能→电能,η=。
【教材图片解读】
如图是弹性小球在地面弹跳的频闪照片,图中看出它的弹起高度在逐渐降低说明它的机械能在减小,原因是克服空气阻力和地面的摩擦阻力做功转化为内能了,而能量的总量保持不变。
如图是一种永动机的设计,分析:高处流下的水,重力势能减小,一部分用来打磨工件做功转化为内能,另一部分用来再次抽水再次转化为高处水的重力势能,根据能量守恒定律可知,重新抽回去的水始终比流下的水少,所以这个机器不可能实现永动。
甲是运动员在2022年北京冬奧会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从 60m 高的跳台上的A点自由滑下,从B点冲出,如图乙所示。运动员在空中不能达到与A点高度相同的G点,是因为受到阻力,机械能逐渐转化为内能不断减小。
如图所示,在试管内装些水,用橡皮塞塞住,加热使水沸腾,会看到塞子被弹出,在塞子被弹出的过程中,水蒸气的内能转化成塞子的机械能。
1.【传统文化】(2025·北京陈经纶中学·考前测)如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时,燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这和内燃机的哪个冲程类似( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
考查知识
汽油机的构造与工作过程
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对内燃机冲程及其能量转化的理解,同时通过引入我国古代走马灯这一传统文化元素,增加学生对物理知识与生活实际、传统文化联系的认知,培养学生运用所学物理知识解释实际现象的能力,激发学生对物理学科和传统文化的兴趣。
解题思路:首先要清楚内燃机四个冲程各自的能量转化情况,这是基础知识储备。然后分析走马灯的工作过程,明确热空气推动纸风车和纸马转动时的能量转化为内能转化为机械能。最后将走马灯的能量转化与内燃机各冲程的能量转化进行对比,从而得出与做功冲程类似的结论。
【答案】C
【解析】走马灯中,高温气体推动物体转动,是将内能转化为机械能,内燃机的做功冲程中,缸内高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,走马灯的工作原理与内燃机的做功冲程类似,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.【科学探究】(2024·北京市丰台区·二模)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.加热试管水温上升,属于做功的方式改变物体内能
B.水沸腾后,继续吸收热量温度会持续升高
C.水蒸气对橡皮塞做功,会使水蒸气的内能减少
D.水蒸气对橡皮塞做功,其能量转化与汽油机压缩冲程相同
考查知识
热机工作过程中的能量转化
命题解读
命题意图:本题以用酒精灯给试管中的水加热,橡皮塞被推出及管口出现“白气”这一常见的物理实验现象为情境,综合考查内能改变的方式、液体沸腾的特点、能量转化以及热机冲程等重要的物理知识。旨在检验学生对这些知识的理解和应用能力,以及能否将所学知识与实际生活中的物理现象相联系,培养学生观察、分析和解决问题的能力。
解题思路:首先应明确改变物体内能的两种方式:做功和热传递,分析加热试管水温上升是通过热传递改变内能;接着依据液体沸腾的特点,即水沸腾后继续吸热但温度保持不变误;然后根据做功改变物体内能的原理,水蒸气对橡皮塞做功,内能转化为机械能,水蒸气内能减少;最后对比水蒸气对橡皮塞做功时内能转化为机械能,与汽油机压缩冲程中机械能转化为内能。通过对每个选项所涉及的物理知识进行逐一分析,从而得出正确答案。
【答案】C
【解析】A.试管中的水在升温过程中,是通过热传递的方式增加内能的,故A错误;
B.试管中的水沸腾时吸收热量,温度不变,保持在沸点,故B错误;
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能减小,内能转化为橡皮塞的机械能,故C正确;
D.水蒸气对橡皮塞做功,将内能转化为机械能,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同,故D错误。故选C。
3.【社会发展】(2025·北京广渠门中学·月考)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,某汽车集团研发了一款新型燃油汽车。与某款燃油汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.图示活塞向下运动,该冲程为吸气冲程
B.图示为做功冲程,活塞的机械能转化为燃气的内能
C.该发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
考查知识
燃料的利用和环境保护
命题解读
命题意图:本题结合国家“碳达峰”“碳中和”目标这一热点背景,考查内燃机的工作冲程、能量转化、热机效率以及节能减排等相关知识。旨在让学生将所学物理知识与实际生活和社会热点相联系,培养学生运用物理知识分析和解决实际问题的能力,同时增强学生的环保意识和能源意识。
解题思路:首先,观察发动机冲程示意图,根据气门的开闭和活塞的运动方向来判断冲程类型。图中进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,此为做功冲程,在做功冲程中是燃气的内能转化为活塞的机械能;其次,由于热机工作时必然存在能量损失,如克服摩擦做功、热量散失等,所以热机效率不可能达到100%;最后,根据题目中新型燃油汽车尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲的描述,可知其减少了燃料的不完全燃烧,进而减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护,综上分析即可得出正确答案。
【答案】D
【解析】A.由图可见,汽缸上方火花塞点火后燃气膨胀推动活塞向下运动,这是做功冲程,而非吸气冲程,故A错误;
B.做功冲程时,燃气的内能转化为活塞的机械能,而非活塞的机械能转化为燃气的内能,故B错误;
C.任何热机都不可能将燃料的能量全部转化为有用机械能,效率达不到100%,故C错误;
D.根据物理知识可知,发动机碳排放减少,更利于节能和环境保护,故D正确。故选 D。
考点5 内能及其应用的实验综述
【课标要求】通过实验,了解比热容。
1.比较不同物质的吸热能力
【实验装置】
【实验器材】
天平、秒表、水、食用油、温度计、两个相同的电加热器等。
【设计和进行实验】
1.实验器材:
(1)加热物质的要求:质量相等、初温相同。
(2)选取两个相同的电加热器的目的:保证加热相同时间内两种物质吸收的热量相同。
2.实验步骤:
(1)在做实验时,为了比较不同物质吸收热量的多少,使用相同的酒精灯给水和食用油加热,因此可通过比较加热时间的长短明确物质吸收热量的多少。
(2)实验记录的数据如表所示。
物质
次数
质量/
升高的温度/
加热的时间/
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
食用油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
①分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出初步结论:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与质量有关。
②分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出初步结论:质量相同的不同物质升高相同的温度,吸收的热量不同。即物质吸收热量的能力还与物质的种类有关,不同种类的物质吸收热量的能力不同。
【实验结论】
(1)质量相等的水和煤袖,升高相同的温度,水吸收的热量多,说明水的吸热能力强;
(2)物体吸收热量的多少与物质的种类、质量的多少、升高的温度有关。
【交流与讨论】
1.使用电加热器替代酒精灯的好处:电加热器是内部加热,且热源稳定,便于控制相同时间内提供的热量相同。
2.判断物质吸热能力强弱的两种方法:
(1)加热相同的时间,通过比较温度变化的快慢来判断物质吸热能力的强弱,温度变化大的吸热能力弱。
(2)升高相同的温度,通过比较加热时间的长短来判断物质吸热能力的强弱,加热时间长的吸热能力强。
【注意事项】
(1)加热装置用电加热器,是因为电加热器能够比酒精灯更准确地实现相同时间内放出的热量相同。
(2)温度计的玻璃泡要全部浸入液体中,而且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁或电加热器。
(3)实验过程中,可以用玻璃棒进行搅拌,使液体受热均匀。
(4)为了使实验结论更加具有普遍性,可以选用更多不同种类的液体进行实验,从而减小实验的偶然性。
2.比较不同燃料燃烧时放热的本领
【实验装置】
【设计和进行实验】
1.实验器材、物质的选取
(1)加热物质的选择:选择质量相等的水进行加热。
(2)不同燃料的选择:选择质量相同的不同燃料,加热质量相同的同
种液体,通过比较液体温度的变化比较吸热多少,进而判断热值大小。
2.探究方法:控制变量法和转换法。
【实验结论】
质量相等的燃料完全燃烧放出的热量多少与物质的种类有关。
【注意事项】
在实验过程中,存在热损失,燃料完全燃烧放出的热量不能被液体全部吸收。
【方法总结】
1.应用转换法探究物质的吸、放热能力
在探究物质的吸、放热能力实验中,选用相同的热源对物质加热,若加热时间相同,说明物质吸收的热量相同;若加热相同质量的物质升高相同的温度,加热时间长的物质吸收的热量多。
2.根据实验数据或图像分析结论时,加热相同的时间,质量相同的不同物质,比热容小的升高的温度更高。本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短,所用的方法为转换法。比较不同物质的比热容时,控制质量、吸收的热量(加热时间)相同,比较升高温度的多少,采用了控制变量法。
【教材图片解读】
在比较不同物质吸收热量的情况的实验中,利用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油,使它们升高相同的温度。电加热器每秒放出的热量是一定的,当它浸没在液体中时,可以认为液体每秒吸收的热量相同。比较水和食用油的加热时间,就可以知道哪个
1.【通过实验现象总结物理规律】(2025·北京海淀·一模)(1)如图所示,两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等的水和煤油、相同的电热丝R0用该实验装置探究“液体吸热多少与液体种类是否有关”,当通过R的电流相同时,可通过 反映液体吸收热量的多少。
(2)在测量氧气的比热容时发现,氧气的压强分别为1.01×105Pa和2.02×105Pa时,所测出的氧气的比热容不同,由此可得出的结论是 。
考查知识
不同物质的吸热本领、比热容
命题解读
命题意图:本题在于考查学生对物理实验的理解和分析能力。第(1)题考查学生对转换法在实验中的应用,让学生理解如何将不易直接测量的液体吸收热量的多少转换为可测量的加热时间;第(2)题则培养学生从实验现象中总结归纳物理规律的能力,引导学生关注影响物质比热容的因素,加深对物理概念的理解。
解题思路:解答第(1)题时,应先明确实验目的,思考在该实验中如何体现液体吸收热量的多少,结合实验装置中使用相同电热丝这一条件,联想到相同电热丝在相同时间产生热量相同,从而得出通过加热时间反映液体吸收热量多少的结论。解答第(2)题时,需抓住题目中“氧气压强不同,比热容不同”这一关键信息,分析两者之间的联系,进而归纳出物质比热容与压强有关的结论。
【答案】(1)加热时间 (2)氧气的比热容与压强有关
【解析】(1)如图所示,两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等的水和煤油、相同的电热丝R0用该实验装置探究“液体吸热多少与液体种类是否有关”,当通过R的电流相同时,根据Q=I2Rt可知,加热时间越长,液体吸热越多,故通过加热时间反映液体吸收热量的多少。
(2)氧气的压强分别为1.01×105Pa和2.02×105Pa时,所测出的氧气的比热容不同,压强不同,氧气的比热容不同,说明氧气的比热容与压强有关。
2.【通过实验现象总结物理规律】(2025·北京北师大附中·月考)为了“比较不同物质吸热的情况”,小亮选用两个规格相同的烧杯,加入初温相同、质量相同的水和食用油,选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油,用两个相同的温度计测量水和食用油的温度,实验装置如图所示,除了图中所给实验器材外,还需要补充一个测量器材是 。如图所示是小亮根据实验数据绘制的水和食用油的温度随时间变化的图像。
(1)在实验中小亮控制水和食用油升高的温度相同,通过测量 来比较水和食用油吸收的热量的多少,吸收热量 (填“多”或“少”)的物质吸热能力强。
(2)根据图丙图像可以判断:在此实验中,如果要使水和食用油最后温度相同,就需要给 加热更长的时间。
考查知识
不同物质的吸热本领、控制变量法、转换法
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对探究不同物质吸热能力实验的理解和掌握,包括实验器材的选择、控制变量法的应用以及对实验数据(图像)的分析处理能力,培养学生科学探究和科学思维的学科素养,让学生理解物质吸热能力这一物理概念,并能运用所学知识解决实际问题。
解题思路:首先应明确实验目的是比较不同物质吸热情况,思考实验所需测量的物理量,从而确定缺少的测量器材。在回答(1)时,要理解相同电加热器加热时间与吸收热量的关系,以及吸热能力与吸收热量、温度变化的联系。对于(2),则需观察温度-时间图像,分析水和食用油温度变化特点,进而得出使它们最终温度相同所需的加热时间情况。
【答案】秒表 加热时间 多 水
【解析】[1]本实验还需测量加热时间,所以还需要补充的测量仪器是秒表。
[2]在实验中,用相同规格的电加热器加热水和食用油,相同时间内水和食用油吸收的热量相同,因此通过测量加热时间来比较水和食用油吸收热量的多少。
[3]当水和食用油的质量和升高的温度相同时,吸收热量多的物质吸热能力强。
[4]水和食用油的初温相同,如果要使水和食用油最后温度相同,则它们的升高温度相同,从图丙可以看出,升高相同温度时,水的加热时间更长。
3.【通过实验现象总结物理规律】(2025·北京朝阳·月考)如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料质量都是10g,烧杯内液体的初温和质量相同。
(1)比较不同燃料的热值:应选择 两图进行实验,实验时,点燃燃料加热液体,在 (选填“相同时间后”或“燃料都烧完后”)测量液体温度,温度越高,说明燃料的热值越大;
(2)小明利用丙图实验装置,结合液体b的比热容求出了燃料1的热值。小明计算出的结果跟真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”),原因是: 。
考查知识
比较不同燃料的热值大小
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对热值概念的理解以及控制变量法在实验中的应用,同时检验学生对实验误差分析的能力。通过设置比较不同燃料热值的实验情境,要求学生根据实验目的选择合适的实验装置图,理解实验操作的要点,如测量液体温度的时机。此外,还通过让学生分析实验结果与真实值的差异,考查学生对实验过程中热量损耗等实际问题的思考,培养学生科学探究和科学思维的核心素养。
解题思路:首先应明确比较不同燃料热值实验的关键在于控制变量,即控制被加热液体的种类和质量相同,改变燃料种类,从而确定应选择甲、乙两图进行实验。对于测量液体温度的时机,要理解只有燃料完全燃烧后,其释放的热量才全部被液体吸收,此时测量温度才能反映燃料热值大小。在分析实验结果与真实值的差异时,需考虑燃料燃烧的实际情况,即燃料不可能完全燃烧且存在热量散失,进而得出计算出的热值偏小的结论。
【答案】(1)甲、乙 燃料都烧完后
(2)偏小 存在热量损失
【解析】(1)[1]要比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类和质量、燃料的质量相同,燃料种类不同,所以选择甲、乙两图进行实验。
[2]燃料燃烧的快慢不同,则只有燃料都烧完后才能保证燃料的质量相同,然后再测量液体温度,根据可知,质量和比热容相同情况下,温度越高,说明燃料放出热量越多,热值越大。
(2)[1][2]因为在实际实验中,燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收,存在热量散失,所以计算结果小于真实值。
一、制作简易的热机模型
1.材料准备
一个空易拉罐,一支去掉笔芯和尾塞的中性笔,一台小风扇,一个酒精灯,一个用铁丝制成的支架。
2.制作步骤
(1)制作叶轮:在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝,将铝片插在小缝中,在叶轮中心用锥子钻一个小孔,将铁丝穿过小孔,使叶轮能在铁丝上自由转动。
(2)组装“汽轮机”:按照如图所示组装器材,注意调整叶轮的位置,使导管的管口正对着叶片。
注意:(1)易拉罐内水不能太多;(2)笔与易拉罐的连接处要加固密封;(3)活动过程小心划伤。
(3)点燃酒精灯,观察热机模型的工作情况。
给易拉罐中的水加热直至沸腾,当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转了起来。
【教考衔接】跨学科实践:制作简易汽轮机模型
【项目提出】
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,制作简易汽轮机模型。
【项目实施】
(1)设计并制作:设计方案如图所示。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,用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。
(2)测试实验: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→ → 。
②此汽轮机模型属于 (填“内”或“外”)燃机。
(3)实验改进:
①同学们在测试过程中,发现加热很长时间后,扇叶才开始转动,这是因为 ;
②进行了调整后,再次测试,发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为,这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是 。
A.增加酒精灯的高度,用其内焰加热
B.更换一个更细的喷嘴
C.降低小风扇的高度,使喷嘴对准风扇的中心
【项目拓展】
(4)同学交流过程中,有同学设想:用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐,制成一个“太阳能蒸汽机”。你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是: 。(写出一条即可)
【答案】内能 机械能 外 加热时间不足,无法产生足够的水蒸气 B 环保无污染
【解析】(2)[1][2]实验时将易拉罐下面的酒精灯点燃,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来;酒精燃烧将化学能转化为内能,蒸汽推动扇叶转动,将内能转化为机械能。因此汽轮机模型工作过程的能量转化为:化学能→内能→机械能。
[3]内燃机是燃料在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功;此汽轮机模型酒精在空气中燃烧,蒸汽推动外面的扇叶转动,这两个过程都不在易拉罐内,因此此汽轮机模型属于外燃机。
(3)[4]加热很长时间后,扇叶才开始转动,这与水蒸气的量有关,加热时间不足,无法产生足够的水蒸气,不能使扇叶开始转动。
[5]A.增加酒精灯的高度,用其内焰加热,温度更低,故A不符合题意;
B.更换一个更细的喷嘴可以增大蒸汽喷出速度,能增大蒸汽喷射力,故B符合题意;
C.扇叶转动时本质是可看作杠杆,降低小风扇的高度,使喷嘴对准风扇的中心,会使动力臂变小,需要更大推力来推动,会转得更慢,故C不符合题意。
故选B。
(4)[6]太阳能是可再生的清洁能源,故太阳能蒸汽机的优势是环保无污染。
1.【生活情境】(2025·广东广州·中考真题)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( )
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
【答案】D
【解析】金属勺子由烫手到不烫手的过程,温度降低,放出热量,内能会减小,通过热传递的方式改变自身内能,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
2.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图所示,将两个端面平整的铅块相互紧压,它们会“粘”在一起,主要原因是( )
A.分子间有吸引力 B.分子间有排斥力
C.分子间有空隙 D.分子直径很小
【答案】A
【解析】将两个端面平整的铅块相互紧压,铅块表面分子之间的距离减小,表现为分子间引力作用,它们会“粘”在一起,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3.【生活情境】(2025·湖北·中考真题)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.比热容 B.密度 C.电阻 D.质量
【答案】A
【解析】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,这是因为水比土有更大的比热容,由可知,在质量和升高温度一定时,能吸收更多热量,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4.(2025·江苏连云港·中考真题)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.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
【答案】A
【解析】A.液态氢具有较大的热值,这意味着单位质量的氢燃料完全燃烧时能释放出更多的热量,可以为火箭提供更大的推力,故A符合题意;
B.虽然液态氢的沸点较低(-252.8℃),但这只是其物理特性,与作为燃料的优越性无直接关系,故B不符合题意;
C.比热容表示物质吸热或放热的能力,但火箭燃料需要的是燃烧时释放大量能量,而不是储存热量的能力,故C不符合题意;
D.凝固点高低与燃料性能无关,且氢的凝固点极低(-259℃),这反而增加了储存难度,故D不符合题意。故选A。
5.【生活情境】(2025·云南·中考真题)云南咖啡香气馥郁,一杯咖啡的制作要经过生豆翻炒、石磨研磨、加水煮沸的过程。下列说法正确的是( )
A.咖啡豆研磨成粉,质量变大
B.闻到咖啡香味是因为分子在不停地做无规则运动
C.咖啡粉加水煮沸是通过做功的方式改变内能
D.咖啡沸腾过程中,液体温度持续升高
【答案】B
【解析】A.咖啡豆研磨成粉,质量不变。研磨只是物理变化,质量不会增加或减少,故A错误;
B.咖啡香气的扩散是由于分子在不停地做无规则运动,即扩散现象,故B正确;
C.咖啡粉加水煮沸是通过热传递的方式改变内能,不是做功,故C错误;
D.液体沸腾时持续吸热但温度保持在沸点不变,不会持续升高,故D错误。故选B。
6.【传统文化】(2025·四川自贡·中考真题)以下诗句描绘的情境不涉及分子热运动的是( )
A.菡萏香清画舸浮 B.满架蔷薇一院香
C.一行白鹭上青天 D.醒茶摇香叶初醒
【答案】C
【解析】A."菡萏香清画舸浮"中"香清"描述的是荷花香气扩散,属于分子热运动现象,故A不符合题意;
B."满架蔷薇一院香"中"一院香"描述的是花香分子扩散到整个院子,属于分子热运动现象,故B不符合题意;
C."一行白鹭上青天"描述的是鸟类的飞行运动,属于机械运动,不涉及分子热运动,故C符合题意;
D."醒茶摇香叶初醒"中"摇香"描述的是茶叶香气分子扩散,属于分子热运动现象,故D不符合题意。故选C。
7.【生活情境】(2025·四川绵阳·中考真题)吸烟危害健康,在公共场所都张贴了如图所示的标志。如果在室内,即使只有很少人吸烟,整个场所也会充满烟味,该现象表明( )
A.分子在不停地做热运动
B.分子之间存在引力和斥力
C.分子运动越剧烈,物体的温度越高
D.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
【答案】A
【解析】在室内,即使只有很少人吸烟,整个场所也会充满烟味,该现象表明分子在不停地做热运动,香烟分子扩散到空气中,不能说明分子之间存在引力和斥力,不能说明分子热运动与温度的关系,也不能说明常见的物质是由大量的分子、原子构成的,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
8.(2025·四川·中考真题)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容和。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从升高到,液体b的温度从升高到,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】ABC.由题意,已知a、b两种液体质量相同,吸收相同的热量,即,
a液体吸收热量后,温度变化量
b液体吸收热量后,温度变化量
由,变形得,因为、相同,越大,越小。由于,所以a、b两种液体的比热容,故A符合题意,BC不符合题意;
D.两种液体温度变化量比值,则
a液体的比热容,b液体的比热容
则,则
故D不符合题意。故选A。
9.【实践探究】(2025·内蒙古·中考真题)如图,物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中( )
A.酒精燃烧将内能转化为化学能
B.水的内能增加的方式是热传递
C.蒸汽被喷出后内能保持不变
D.蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
【答案】B
【解析】A.酒精燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程,故A不符合题意;
B.加热过程中,易拉罐中的水吸收热量,温度升高,是通过热传递的方式增加内能,故B符合题意;
C.蒸汽喷出后,对外做功,内能转化为机械能,内能减小,故C不符合题意;
D.因为热量损失,所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能,故D不符合题意。故选B。
10.【生活情境】(2025·四川南充·中考真题)如图是学校举行消防演练灭火时的情景,对涉及的物理知识分析正确的是( )
A.室外温度为0℃时,木柴的内能为零
B.木柴燃烧与未燃相比,含有的热量多
C.若未燃烧的木柴温度升高,内能增加
D.灭火器在使用过程中对外做功,内能不变
【答案】C
【解析】A.一切物体都具有内能,室外温度为0℃时,木柴的内能不为零,故A错误;
B.热量是过程量,不能说“含有的热量”,故B错误;
C.物体的内能与温度、质量有关。若未燃烧的木柴温度升高,内能增加,故C正确;
D.做功可以改变内能,灭火器在使用过程中对外做功,内能减小,故D错误。故选C。
11.【航天技术】(2025·四川成都·中考真题)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( )
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
【答案】D
【解析】A.火箭发动机需要燃料释放大量能量,因此应选择热值大的燃料,而非比热容大的燃料,比热容大与燃料释放的总能量无关,故A错误;
B.热值是燃料的固有属性,与是否充分燃烧无关,燃烧充分只能提高能量利用率,但不会改变热值,故B错误;
C.火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体,喷出时对外做功,将内能转化为机械能,属于通过做功获得机械能,而非热传递,故C错误;
D.热机是将内能转化为机械能的装置,火箭发动机通过燃烧燃料获得内能,并转化为机械能,符合热机的定义,故D正确。故选D。
12.【生活情境】(2025·四川巴中·中考真题)在“生活处处有物理”的综合实践活动中,小明观察了厨房的一些设备和现象,下列解释正确的是( )
A.炒菜时,香气四溢属于扩散现象
B.高压锅炖煮食物熟得快,是因为水的沸点会随气体压强增大而降低
C.用燃气灶煲汤,在汤沸腾后调小火焰能使汤的温度继续升高
D.刚出锅的馒头入口时很烫,是因为馒头含有的热量很高
【答案】A
【解析】A.炒菜时香气四溢,说明构成物质的分子不停地做无规则运动,属于扩散现象,故A正确;
B.液体的沸点与气压有关,且气压越高,液体的沸点越高,因此高压锅炖煮食物熟得快,是因为水的沸点会随气体压强增大而升高,故B错误;
C.液体沸腾后,温度保持不变,因此燃气灶煲汤,在汤沸腾后调小火焰能使汤的温度保持不变,故C错误;
D.热量是发生在热传递过程中的过程量,不能描述为含有或具有热量,故D错误。故选A。
13.(2025·辽宁·中考真题)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。
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图(b)所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
...
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
...
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
...
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 (填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
【答案】(1)相同
(2)热胀冷缩
(3) 水
(4)弱
【解析】(1)电加热器的规格相同,才能使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同。
(2)液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
(3)[1]由图可知,温度计的分度值为,温度计的示数从下往上逐渐变大,因此温度为。
[2]加热相同时间表示吸收相同热量,由表中数据可知,质量相同的水和食用油,吸收相同的热量,水升温较小,由可知,水的比热容较大,水吸热能力强。
(4)由可知,质量相同的不同物质在吸收相同的热量时,比热容小的温度升高的快,所以,为了使电暖气通电后能迅速升温,在电暖气内部应充入比热容较小的介质,即吸热能力较弱的介质。
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专题05 内能 内能的利用
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 热量 比热容 4
教材·知识夯基
1.热量
2.比热容
3.热量的计算
中考·考法聚焦
考法1 实践活动
考法2 生活实例
考法3 传统文化
考点2 分子动理论的初步知识 6
教材·知识夯基
1.物质的构成
2.分子热运动
3.分子间作用力
中考·考法聚焦
考法1 实践活动
考法2 生活实例
考法3 传统文化
考点3 内能 11
教材·知识夯基
1.内能
2.改变内能的两种方式
3.温度、热量与内能的区别与联系
中考·考法聚焦
考法1 教材知识运用
考点4 热机 热机的效率 13
教材·知识夯基
1.能量的转化和转移
2.能量守恒定律
3.热机
4.汽油机
5.柴油机
6.燃料的热值
7.热机的效率
中考·考法聚焦
考法1 传统文化
考法2 科学探究
考法3 社会发展
考点5 内能及其利用的实验综述 15
教材·知识夯基
1.比较不同物质的吸热能力
2.比较不同燃料燃烧时放热的本领
中考·考法聚焦
考法1 通过实验现象总结物理规律
04·素养拓展·思维进阶 17
拓展01 制作简易的热机模型
05·优题精选·练能提分 18
考点
考查形式
考查内容
考法分析
热量 比热容
☑选择题
☑实验题
☑计算题
比热容的概念、水比热容大的应用、探究比较物质吸热能力的实验、利用公式Q=cm△t进行简单计算
1.简单计算:结合图像,利用公式及公式变形进行简单的计算或大小比较。如2024・北京卷T11
分子动理论的初步知识
☑选择题
☑实验题
扩散现象判断、分子动理论、辨析分子运动与机械运动
1.扩散现象的本质:结合两种气体混合的实验情景,考查分子热运动中扩散现象的本质。如2025・北京卷T17(2)
2.现象判断:通过滴入红墨水、两种气体混合等,描述一段时间后观察到的现象。如2024・北京卷T17(1)、2023·北京卷T19
内能
☑选择题
内能的概念、改变内能的两种方式:做功和热传递、温度、热量、内能的关系
1.实例辨析:提供描述或图片(如加热试管中的水推出橡胶塞、粗糙面上拉木块等),判断是通过哪种方式改变内能,并分析能量转化或转移情况。如2025·北京卷T10、2023·北京卷T6、2021·北京卷T15
2.综合应用:列举生活中的现象,判断解释的是否正确。2022·北京卷T13
热机与热机的效率
☑选择题
☑计算题
能量的转化和守恒、热机工作流程、能量转化、热值概念及计算、热机效率的理解与简单计算
1.实例辨析:根据热机工作过程(汽油机的做功冲程),判断是通过哪种方式改变内能,并分析能量转化或转移情况。如2024·北京卷T9、2023·北京卷T13
命题新趋势
1、情境化与实践性:以生活场景(暖手宝、汽车发动机)或工业生产(钢铁冶炼、机械制造)为背景,考查内能利用的实际应用。
2、实验探究深化:强化比热容探究实验(控制变量法、转换法),涉及热机效率相关实验(能量损失分析与改进)。
3、跨学科与环保融合:结合化学(燃料燃烧)、地理(气候差异与比热容)、生物(人体能量转化)等学科,考查新能源(风电、太阳能)的能量转化及环保意义。
命题预测
情境创设:结合“碳中和”“新型能源技术”等热点,以新能源设备(如氢能源汽车、太阳能供暖系统)为背景,考查内能的产生、转移及利用原理。
科学探究:设计开放性实验题,如“探究不同燃料的热值差异”“比较不同材料的保温性能”,要求自主设计方案、分析误差(如热量损失对结果的影响)。
跨学科融合:联系生物(体温调节中的内能变化)、地理(温室效应与内能利用的关系),设置综合题考查知识迁移能力。
概念辨析:通过“似是而非”选项(如“温度高的物体内能一定大”“热量可以自发从低温物体传向高温物体”),区分温度、内能、热量的概念及关系。
计算题:结合生活实际,如“计算家庭燃气热水器的热效率”“估算电动汽车电池充电过程中的能量转化效率”,可能引入图像(如温度-时间变化曲线)考查信息处理能力。
考点1 热量 比热容
【课标要求】了解热量和比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
1.热量
(1)定义:在_________过程中,传递的_________叫作热量。
(2)热量的单位是_________,符号是_________。
(3)1g水温度升高1℃时吸收的热量约为_________J。
2.比热容
定义
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的_________和______________乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
国际单位
焦每千克摄氏度,符号_________
物理含义
描述物质__________________的物理量,比热容越大,吸热能力越_________。
计算公式
定义式:_________;
水的比热容
水的比热容c水=_________,它表示的物理意义是当温度升高(或降低)1 ℃时,每千克的水吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
水的比热容的利用
水比热容较大的应用或带来的现象:_______________________________________________________________。
3.热量的计算
(1)Q吸=_________=_________
其中:Q吸是吸收的热量,c是物质的比热容,m是物质的质量,t0是物质的初温,t是物质的末温
(2)Q放=_________=_________。
在热传递中,不计热量损失时,_________。
(3)拓展:比热容的大小只取决于物质本身(即物质的种类和状态),而与物质的质量、形状、吸收或放出热量的多少以及温度的变化均没有关系。
【易错警示】
吸热时,;放热时,。
【知识链接】
物质的比热容不随物质的质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化;只要是相同的物质,在物态相同时,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,比热容一般都相同。
【方法总结】
1.比热容大的两种表现
(1)相同质量的不同物质,当吸收(或放出)相同的热量时,比热容较大的物质温度变化较小。
(2)相同质量的不同物质,当温度变化量相同时,比热容较大的物质吸收(或放出)的热量较多。
2.水的比热容较大的三种应用
应用
分析
冷却
根据Q=cmΔt可知,相同质量的水和其他液体相比,升高相同的温度,水吸收的热量多,降温效果好
供暖
根据Q=cmΔt可知,相同质量的水和其他液体相比,降低相同的温度,水放出的热量多,供暖效果好
调节气温
沿海地区的昼夜温度变化比内陆地区小的原因:根据Δt=可知,相同质量的水和沙石(或干泥土)相比,吸收(放出)相同的热量,水升高(降低)的温度小,所以沿海地区的昼夜温度变化小
【教材图片解读】
在烧水的时候,水会吸热。同一壶水,吸收的热量越多,则升高的温度越高;不同的水吸收的热量多少可以通过加热时间来反应。
如图是用传感器比较不同物质的比热容。图中的红外加热器加热可以保证相同时间吸收的热量相同,两管中液体的质量必须相同,数据采集线采集的实际上就是温度,信息输入电脑后可以自动生成温度—时间图像,进而可以比较不同位置的比热容。
1.【教材知识运用】(2025·北京市东城区·一模)用两个完全相同的电热器分别对质量相同的液体a、b进行加热。液体a、b的温度随加热时间变化关系如图所示。不考虑热损失,下列说法正确的是( )
A.液体a比液体b温度升高得快
B.液体a的比热容是液体b的比热容的2倍
C.相同时间内,液体a吸收的热量比液体b吸收的热量少
D.升高相同温度,液体a吸收的热量比液体b吸收的热量多
2.【教材知识运用】(2025·北京北师大附中·月考)根据下表所提供的几种物质的比热容,得出以下四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容
水
冰
酒精
沙石
煤油
铝
水银
铜
A.同种物质在不同状态下比热容也一定相等
B.1kg的水银温度升高,需要吸收的热量是
C.初温相等的水银和沙石,吸收相等的热量后,水银的末温一定比沙石的末温高
D.质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铝块放出的热量一定多
3.【教材知识运用】(2025·北京十四中·月考)水的比热容为,下列说法正确的是( )
A.质量相同,放出相同热量,物体的比热容越小,末温越低
B.燃料的热值越大,它完全燃烧所放出的热量就越多
C.标准大气压下,1kg水吸收热量,温度一定升高75℃
D.学校的暖气中通常用水作为介质,这主要是利用了水的比热容较大的特性
考点2 分子动理论的初步知识
【课标要求】知道常见的物质是由分子、原子构成的。了解物质世界的大致尺度。知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点,知道分子动理论的基本观点。举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。
1.物质的构成
常见的物质是由大量_________、_________等构成的。
2.分子热运动
(1)定义:一切物质的分子都在不停地做_________。
(2)影响因素:_________越高,分子运动越剧烈。
(3)扩散现象
①定义:不同的物质在互相_________时彼此进入对方的现象。
②举例:“花气袭人知骤暖”“墙角放煤,日久变黑”“酒香不怕巷子深”“槐花飘香”
③说明:①分子在永不停息地做无规则运动;②分子间有_________。
④影响因素:扩散现象与温度有关,温度越高,扩散得越快。
3.分子间作用力
(1)分子间同时存在相互作用的_________和_________。
(2)引力和斥力都随分子间_________而_________,但__________________。当分子间的距离大于10倍分子直径时,分子间的作用力可忽略不计。
(3)物态基本特征
物态
微观特性
宏观特性
分子间距离
分子间作用力
有无一定的形状
有无一定的体积
压缩难易
固态
较小
很大
有
有
难
液态
较大
较小
无
有
难
气态
很大
非常小
无
无
易
【拓展延伸】
(1)“花气袭人知骤暖”“酒香不怕巷子深”等都是扩散现象。
(2)看得见的灰尘、柳絮、雪花等的运动都不是分子热运动。
(3)气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象。
【易错警示】
分子的动能和分子势能不能理解为动能和势能,内能描述的是物质的微观分子,动能和势能是机械能,描述的是宏观物体,内能和机械能是两种不同形式的能量。
【方法指导】
(1)扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质之间是不能发生扩散现象的。
(2)不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质,是不会发生扩散现象的。
【教材图片讲解】
如图气体扩散实验中,看到的现象是两瓶内气体颜色基本相同,这个实验中将密度大的二氧化氮放在下面,是为了有力地证明气体发生扩散。
如图是电子显微镜下的金原子,固体物质分子间隙小,分子运动速度慢,分子间的作用力大。
以上是液体扩散实验的四幅图,实验中先在量筒里装入清水,再插入细管从底部加入硫酸铜,现象表明液体的分子也在不停地做无规则运动,且运动速度比固体快。
实验现象说明了分子间存在引力。实验选择铅是因为它的硬度低,事先将铅块底部削平然后用力挤压可以减小分子间的距离而增大分子间引力。
1.【实践活动】(2025·北京171中学·期中)如图所示,“天宫课堂”上航天员先将两块透明板上的水球接触并粘在一起,然后慢慢拉开两块透明板,发现水形成了一个长长的“液桥”,可以说明( )
A.水分子之间存在斥力 B.水分子之间存在引力
C.水分子之间存在空隙 D.水分子在进行无规则运动
2.【生活实例】(2025·北京二中·期中)通过相关可观测的现象推测无法直接感知的事实,是物理研究的一种方法。下列根据这种方法所做出的推测,符合事实的是( )
A.海绵被挤压后总体积变小推测出分子间有间隙
B.红墨水在水中扩散推测出分子在不停地做无规则运动
C.固体很难被拉长推测出组成固体的分子间存在斥力
D.液体很难被压缩推测出组成液体的分子间存在引力
3.【传统文化】(2025·北京一零一中学·月考)下列四句古诗所描述的现象中,加点字部分属于扩散现象的是( )
A.遥知不是雪,为有暗香来 B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
C.大漠孤烟直,长河落日圆 D.忽如一夜春风来,千树万树梨花开
考点3 内能
【课标要求】了解内能。
1.内能
定义
构成物体的所有分子,其热运动的_________和_________的总和。
特点
一切物体,不论温度高低,都具有_________。
单位
_________,符号_________。
主要影响因素
质量、温度、物态等,同一物体,温度越_________,内能越大。
2.改变内能的两种方式
方式
热传递
做功
实质
能量的_________
能量的_________
发生条件
物体之间或物体各部分之间存在温度差
物体对外做功或外界对物体做功
判断方法
能量由_________物体转移到_________物体或从物体的_________部分转移到_________部分
外界对物体做功,物体的内能_________,物体对外界做功,物体的内能_________
生活举例
用热水袋取暖;烧水使水变热;冰箱冷藏室的水变成冰块;烤火驱寒
钻木取火;用锯条锯木板,锯条发热;搓手取暖;弯折铁丝,铁丝的温度升高;汽缸里的活塞在燃气推动下运动
说明
做功和热传递对改变物体的内能是等效的,一个物体温度升高,有_________是对物体做了功,也有_________是发生了热传递。
3.温度、热量与内能的区别和联系
研究对象
温度
内能
热量
性质
状态量
状态量
过程量
理解
温度是不能“传递”或“转移”的。温度是分子热运动剧烈程度的标志。
内能是能量的一种形式,它是物体内所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和。
热量是在热传递过程中传递能量的多少。
描述
“升高”“降低”或“不变”
“具有”“增加”或“减少”
“吸收”或“放出”
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
联系
温度的变化可以改变一个物体的内能,吸收或放出热量的多少可以度量物体内能的改变。物体吸收或放出热量,它的内能可能发生改变,但它的温度不一定改变。如冰熔化时吸收热量,内能增加,但温度却保持不变;同样,物体放出热量,内能减少,但温度不一定降低。
【要点提示】
做功和热传递对改变物体内能的作用是等效的。一个物体温度升高,有可能是对物体做了功,也有可能是发生了热传递(受热)。
【易错警示】
1.容易混淆“内能”“温度”“热量”这三个概念.温度表示物体的冷热程度.温度升高,内能一定增加,但不一定吸收热量。热量是在热传递过程中的变化量,吸收热量,温度不一定升高,内能也不一定增加,内能是一个状态量。内能增加,温度不一定升高,也不一定吸收热量。
2.热量是一个过程量,不能说物体“具有”或“含有”热量,也不能比较两个物体热量的多少。只能说物体“吸收”或“放出”热量。
【方法指导】
改变物体的内能有两种方式:做功和热传递;做功主要有摩擦生热和压缩气体做功,做功的实质是能量的转化;热传递是内能从一个物体转移到另一个物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,其实质是能量的转移。
【教材图片解读】
图中的搓手和滑滑梯都属于做功,常被称为克服摩擦做功,此过程中机械能减小,内能增大,所以以这种方式做功会使物体的内能增大。
如图实验中,活塞压缩空气的体积对空气做功,将机械能转化为内能,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的燃点,棉花燃烧起来,此实验类似于内燃机中的压缩冲程。如果实验中按压下活塞后立即松开会发现活塞向上弹起,这是因为燃烧产生的气体对活塞做了功,将内能转化为机械能,此过程类似于内燃机中的做功冲程。
如图实验中,有两个过程,第一个过程是向瓶内打气时,相当于压缩空气的体积做功,瓶内气体的内能增大,温度升高,机械能转化为内能;第二个过程是塞子被顶飞,此过程是瓶内气体对塞子做功,瓶内气体的内能减小,温度降低,内能转化为机械能;瓶内水蒸气液化形成小水珠就是我们看到的白雾。
1.【教材知识运用】(2025·北京西城·一模)下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,放出的热量越多,其热值越大
B.汽油机的压缩冲程主要是将内能转化为机械能
C.加入糖块的水变甜,说明分子在不停地运动
D.物体放出热量,温度一定降低
2.【生活情境】(2025·北京朝阳·二模)汽车紧急刹车时,轮胎的温度急剧升高,内能增大,下列实例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A.在炉子上烧水,水的温度升高
B.将冰块放入常温饮料中,饮料的温度降低
C.在阳光的照射下,公园里石凳的温度升高
D.用手反复弯折铁丝,铁丝弯折处的温度升高
3.【教材知识运用】(2025·北京清华附中·月考)关于温度、内能、热量的说法正确的是( )
A.物体温度升高,是由于吸收了热量
B.物体吸收热量,温度一定会升高
C.物体温度升高,内能不一定增加
D.物体内能增加,可能是外界对它做了功
考点4 热机 热机的效率
【课标要求】了解热机的工作原理,了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
1.能量的转化和转移
(1)常见的能量形式有:机械能、内能、电能、光能、太阳能、生物能、原子能、地热能等
(2)能量的转化:由一种形式转化为另一种形式的能。
(5)能量的转移:能量的形式不变,能量由一个物体转移到其他物体,或从物体的一部分转移到其他部分。
(6)正确理解能量的“转化”和“转移”:
①能量的转化:能量的形式发生了改变。
在能量的转化过程中,一种形式的能量增加了,肯定有其他形式的能量减少了。
②能量的转移:能量的形式并没有变化。
2.能量守恒定律
(1)能量守恒定律:能量既不会凭空_________,也不会凭空_________,它只会从一种形式_________为其他形式,或者从一个物体_________到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量_________。
(2)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,自然界所有能量转化的过程,都_________能量守恒定律。
注意:平常我们所说的“消耗能量”“利用能量”“获得能量”实质是:能量相互转化或转移的过程。能量的转化和转移是有方向性的。
(3)永动机:违背了能量守恒定律。
3.热机
概念
把燃料燃烧时释放的_________转变为_________的装置叫作热机。
原理
化学能内能机械能。
种类
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
内燃机
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机包括_________和_________。
4.汽油机
(1)冲程:内燃机的活塞在气缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫作一个冲程。
(2)汽油机的工作过程
冲程
吸气冲程
_________冲程
_________冲程
_________冲程
模型图
进气门
打开
关闭
关闭
关闭
排气门
关闭
关闭
关闭
打开
活塞运动方向
向下
向上
向下
向上
最明显特征
汽油和空气的混合物进入汽缸
两气门都闭合
火花塞_________
废气排出汽缸
能的转化
_________能转化为_________能
_________能转化为_________能
说明
四冲程内燃机在一个循环中,活塞往复运动_________次,汽缸内的燃油燃烧爆发_________次,对外做功_________次,在四个冲程中只有_________冲程对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
5.柴油机
(1)工作原理:利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功,将内能转化为机械能。
(2)柴油机的构造:与汽油机的区别:气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。
柴油机 汽油机
(3)柴油机的工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
(4)汽油机和柴油机的比较
比较内容
汽油机
柴油机
不同点
构造
气缸顶部有_________
气缸顶部有_________
燃料
汽油
柴油
吸气冲程
吸入的是_________的混合物
只吸入_________
压缩程度
对空气的压缩程度低
对空气的压缩程度高
点燃方式
点燃式
压燃式
效率
较低,20%~30%
较高,30%~45%
应用实例
小型汽车、摩托车
载重汽车、火车、轮船
相同点
工作过程:都是分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程
压缩冲程:都是_________能转化为_________能
做功冲程:都是_________能转化为_________能
一个工作循环:活塞往复运动_________次,曲轴运动_________周,对外做功_________次
6.燃料的热值
(1)意义:表示燃料在完全燃烧时放热本领大小的物理量。
(2)概念:某种燃料_________放出的热量与其质量之比,用符号_________表示。
(3)单位:固体、液体燃料热值的单位是_________,符号是_________;气体燃料热值单位为J/m3。
(4)性质:与燃料的形态、体积、质量、是否完全燃烧无关,只与燃料的种类有关。
(5)公式:固体、液体:Q=mq,质量单位为kg,热量单位为J;气体:Q=qV,体积单位为m3,热量单位为 J。
(6)物理意义:热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107 J/kg,其物理意义是____________________________________。
7.热机的效率
(1)定义:用来做_________的那部分能量,与燃料_________放出的能量之比。
(2)公式:_______________或_____________________。
热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
(3)热机能量损失的主要途径:燃料燃烧不充分,废气带走能量,散热损失,机器零件间摩擦损失。
(4)提高热机效率的方法
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,以减小各种能量损失;
③设法利用废气的能量。
【知识链接】
汽油机多用在汽车、小型飞机等轻巧的机械上,柴油机多用于载重汽车、火车、轮船等重型机械上。
【方法总结】
1.速判内燃机冲程
2.从能量转化的角度解答内能利用效率题
在燃料燃烧时,化学能转化为内能,在热传递中,水吸收的热量等于燃料燃烧后被有效利用的内能(Q吸=ηQ放,也被称为热平衡公式),再结合吸、放热公式,即可联立求出相关物理量。其基本关系可用下图理解。
⇔Q放Q吸⇔
3.获得能量的六种方式及其效率的计算方法:
(1)煤炉:化学能→内能,η热=。
(2)电热器:电能→内能,η热=。
(3)太阳能热水器:太阳能→内能,η光热转换=。
(4)光伏电池:太阳能→电能,η=。
(5)热机:化学能→机械能,η=。
(6)火力发电:化学能→电能,η=。
【教材图片解读】
如图是弹性小球在地面弹跳的频闪照片,图中看出它的弹起高度在逐渐降低说明它的机械能在减小,原因是克服空气阻力和地面的摩擦阻力做功转化为内能了,而能量的总量保持不变。
如图是一种永动机的设计,分析:高处流下的水,重力势能减小,一部分用来打磨工件做功转化为内能,另一部分用来再次抽水再次转化为高处水的重力势能,根据能量守恒定律可知,重新抽回去的水始终比流下的水少,所以这个机器不可能实现永动。
甲是运动员在2022年北京冬奧会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从 60m 高的跳台上的A点自由滑下,从B点冲出,如图乙所示。运动员在空中不能达到与A点高度相同的G点,是因为受到阻力,机械能逐渐转化为内能不断减小。
如图所示,在试管内装些水,用橡皮塞塞住,加热使水沸腾,会看到塞子被弹出,在塞子被弹出的过程中,水蒸气的内能转化成塞子的机械能。
1.【传统文化】(2025·北京陈经纶中学·考前测)如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时,燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这和内燃机的哪个冲程类似( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
2.【科学探究】(2024·北京市丰台区·二模)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.加热试管水温上升,属于做功的方式改变物体内能
B.水沸腾后,继续吸收热量温度会持续升高
C.水蒸气对橡皮塞做功,会使水蒸气的内能减少
D.水蒸气对橡皮塞做功,其能量转化与汽油机压缩冲程相同
3.【社会发展】(2025·北京广渠门中学·月考)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,某汽车集团研发了一款新型燃油汽车。与某款燃油汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.图示活塞向下运动,该冲程为吸气冲程
B.图示为做功冲程,活塞的机械能转化为燃气的内能
C.该发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
考点5 内能及其应用的实验综述
【课标要求】通过实验,了解比热容。
1.比较不同物质的吸热能力
【实验装置】
【实验器材】
天平、秒表、水、食用油、温度计、两个相同的电加热器等。
【设计和进行实验】
1.实验器材:
(1)加热物质的要求:质量_________、初温相同。
(2)选取两个相同的电加热器的目的:保证加热相同时间内两种物质吸收的热量_________。
2.实验步骤:
(1)在做实验时,为了比较不同物质吸收热量的多少,使用相同的酒精灯给水和食用油加热,因此可通过比较__________________明确物质吸收热量的多少。
(2)实验记录的数据如表所示。
物质
次数
质量/
升高的温度/
加热的时间/
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
食用油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
①分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出初步结论:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与_________有关。
②分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出初步结论:质量相同的不同物质升高相同的温度,吸收的热量_________。即物质吸收热量的能力还与物质的_________有关,不同种类的物质吸收热量的能力不同。
【实验结论】
(1)质量相等的水和煤袖,升高相同的温度,水吸收的热量多,说明水的吸热能力强;
(2)物体吸收热量的多少与物质的种类、质量的多少、升高的温度有关。
【交流与讨论】
1.使用电加热器替代酒精灯的好处:电加热器是内部加热,且热源稳定,便于控制相同时间内提供的热量相同。
2.判断物质吸热能力强弱的两种方法:
(1)加热相同的时间,通过比较温度变化的快慢来判断物质吸热能力的强弱,温度变化大的吸热能力_________。
(2)升高相同的温度,通过比较加热时间的长短来判断物质吸热能力的强弱,加热时间长的吸热能力_________。
【注意事项】
(1)加热装置用电加热器,是因为电加热器能够比酒精灯更准确地实现相同时间内放出的热量_________。
(2)温度计的玻璃泡要全部浸入液体中,而且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁或电加热器。
(3)实验过程中,可以用玻璃棒进行搅拌,使液体受热_________。
(4)为了使实验结论更加具有普遍性,可以选用更多_________的液体进行实验,从而减小实验的偶然性。
2.比较不同燃料燃烧时放热的本领
【实验装置】
【设计和进行实验】
1.实验器材、物质的选取
(1)加热物质的选择:选择质量相等的水进行加热。
(2)不同燃料的选择:选择质量相同的不同燃料,加热质量相同的同
种液体,通过比较液体温度的变化比较吸热多少,进而判断热值大小。
2.探究方法:控制变量法和转换法。
【实验结论】
质量相等的燃料完全燃烧放出的热量多少与物质的种类有关。
【注意事项】
在实验过程中,存在热损失,燃料完全燃烧放出的热量不能被液体全部吸收。
【方法总结】
1.应用转换法探究物质的吸、放热能力
在探究物质的吸、放热能力实验中,选用相同的热源对物质加热,若加热时间相同,说明物质吸收的热量相同;若加热相同质量的物质升高相同的温度,加热时间长的物质吸收的热量多。
2.根据实验数据或图像分析结论时,加热相同的时间,质量相同的不同物质,比热容小的升高的温度更高。本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短,所用的方法为转换法。比较不同物质的比热容时,控制质量、吸收的热量(加热时间)相同,比较升高温度的多少,采用了控制变量法。
【教材图片解读】
在比较不同物质吸收热量的情况的实验中,利用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油,使它们升高相同的温度。电加热器每秒放出的热量是一定的,当它浸没在液体中时,可以认为液体每秒吸收的热量相同。比较水和食用油的加热时间,就可以知道哪个
1.【通过实验现象总结物理规律】(2025·北京海淀·一模)(1)如图所示,两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等的水和煤油、相同的电热丝R0用该实验装置探究“液体吸热多少与液体种类是否有关”,当通过R的电流相同时,可通过 反映液体吸收热量的多少。
(2)在测量氧气的比热容时发现,氧气的压强分别为1.01×105Pa和2.02×105Pa时,所测出的氧气的比热容不同,由此可得出的结论是 。
2.【通过实验现象总结物理规律】(2025·北京北师大附中·月考)为了“比较不同物质吸热的情况”,小亮选用两个规格相同的烧杯,加入初温相同、质量相同的水和食用油,选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油,用两个相同的温度计测量水和食用油的温度,实验装置如图所示,除了图中所给实验器材外,还需要补充一个测量器材是 。如图所示是小亮根据实验数据绘制的水和食用油的温度随时间变化的图像。
(1)在实验中小亮控制水和食用油升高的温度相同,通过测量 来比较水和食用油吸收的热量的多少,吸收热量 (填“多”或“少”)的物质吸热能力强。
(2)根据图丙图像可以判断:在此实验中,如果要使水和食用油最后温度相同,就需要给 加热更长的时间。
3.【通过实验现象总结物理规律】(2025·北京朝阳·月考)如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料质量都是10g,烧杯内液体的初温和质量相同。
(1)比较不同燃料的热值:应选择 两图进行实验,实验时,点燃燃料加热液体,在 (选填“相同时间后”或“燃料都烧完后”)测量液体温度,温度越高,说明燃料的热值越大;
(2)小明利用丙图实验装置,结合液体b的比热容求出了燃料1的热值。小明计算出的结果跟真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”),原因是: 。
一、制作简易的热机模型
1.材料准备
一个空易拉罐,一支去掉笔芯和尾塞的中性笔,一台小风扇,一个酒精灯,一个用铁丝制成的支架。
2.制作步骤
(1)制作叶轮:在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝,将铝片插在小缝中,在叶轮中心用锥子钻一个小孔,将铁丝穿过小孔,使叶轮能在铁丝上自由转动。
(2)组装“汽轮机”:按照如图所示组装器材,注意调整叶轮的位置,使导管的管口正对着叶片。
注意:(1)易拉罐内水不能太多;(2)笔与易拉罐的连接处要加固密封;(3)活动过程小心划伤。
(3)点燃酒精灯,观察热机模型的工作情况。
给易拉罐中的水加热直至沸腾,当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮转了起来。
【教考衔接】跨学科实践:制作简易汽轮机模型
【项目提出】
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,制作简易汽轮机模型。
【项目实施】
(1)设计并制作:设计方案如图所示。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,用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。
(2)测试实验: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→ → 。
②此汽轮机模型属于 (填“内”或“外”)燃机。
(3)实验改进:
①同学们在测试过程中,发现加热很长时间后,扇叶才开始转动,这是因为 ;
②进行了调整后,再次测试,发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为,这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是 。
A.增加酒精灯的高度,用其内焰加热
B.更换一个更细的喷嘴
C.降低小风扇的高度,使喷嘴对准风扇的中心
【项目拓展】
(4)同学交流过程中,有同学设想:用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐,制成一个“太阳能蒸汽机”。你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是: 。(写出一条即可)
1.【生活情境】(2025·广东广州·中考真题)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( )
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
2.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图所示,将两个端面平整的铅块相互紧压,它们会“粘”在一起,主要原因是( )
A.分子间有吸引力 B.分子间有排斥力
C.分子间有空隙 D.分子直径很小
3.【生活情境】(2025·湖北·中考真题)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.比热容 B.密度 C.电阻 D.质量
4.(2025·江苏连云港·中考真题)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.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
5.【生活情境】(2025·云南·中考真题)云南咖啡香气馥郁,一杯咖啡的制作要经过生豆翻炒、石磨研磨、加水煮沸的过程。下列说法正确的是( )
A.咖啡豆研磨成粉,质量变大
B.闻到咖啡香味是因为分子在不停地做无规则运动
C.咖啡粉加水煮沸是通过做功的方式改变内能
D.咖啡沸腾过程中,液体温度持续升高
6.【传统文化】(2025·四川自贡·中考真题)以下诗句描绘的情境不涉及分子热运动的是( )
A.菡萏香清画舸浮 B.满架蔷薇一院香
C.一行白鹭上青天 D.醒茶摇香叶初醒
7.【生活情境】(2025·四川绵阳·中考真题)吸烟危害健康,在公共场所都张贴了如图所示的标志。如果在室内,即使只有很少人吸烟,整个场所也会充满烟味,该现象表明( )
A.分子在不停地做热运动
B.分子之间存在引力和斥力
C.分子运动越剧烈,物体的温度越高
D.常见的物质是由大量的分子、原子构成的
8.(2025·四川·中考真题)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容和。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从升高到,液体b的温度从升高到,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A. B. C. D.
9.【实践探究】(2025·内蒙古·中考真题)如图,物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中( )
A.酒精燃烧将内能转化为化学能
B.水的内能增加的方式是热传递
C.蒸汽被喷出后内能保持不变
D.蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
10.【生活情境】(2025·四川南充·中考真题)如图是学校举行消防演练灭火时的情景,对涉及的物理知识分析正确的是( )
A.室外温度为0℃时,木柴的内能为零
B.木柴燃烧与未燃相比,含有的热量多
C.若未燃烧的木柴温度升高,内能增加
D.灭火器在使用过程中对外做功,内能不变
11.【航天技术】(2025·四川成都·中考真题)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( )
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
12.【生活情境】(2025·四川巴中·中考真题)在“生活处处有物理”的综合实践活动中,小明观察了厨房的一些设备和现象,下列解释正确的是( )
A.炒菜时,香气四溢属于扩散现象
B.高压锅炖煮食物熟得快,是因为水的沸点会随气体压强增大而降低
C.用燃气灶煲汤,在汤沸腾后调小火焰能使汤的温度继续升高
D.刚出锅的馒头入口时很烫,是因为馒头含有的热量很高
13.(2025·辽宁·中考真题)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。
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图(b)所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
...
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
...
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
...
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 (填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
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