专题02 内能与热机（暑假复习讲义）新九年级物理新教材沪科版

专题02 内能与热机 内容导航 01 复习目标→ 明考向、知权重、晓关联、以目标导学，以考向定标 02 知识重构 → 系统讲解核心知识，重构整合形成体系 脉络重构：快速扫描高频考点，定位薄区 典例破题：精选例题，呈现思路点拨+规范解答+方法提炼 巩固提升：趁热打铁练一练，强化巩固所学 03综合通关 → 综合演练，梯度设题；查漏补缺，闭环收官 04错题留痕 → 预留固定区域，记录错题题号、错因与正解 常考考点 命题风向 内能及其改变 1.内能及其影响因素，考查对内能的理解以及与温度、质量等关系。 2.改变内能的两种方式，考查热传递和做功。 3.温度、热量和内能的区别与联系，是易混点和易错点。 物质的比热容 1.探究物质吸热和放热规律，常以实验的形式考查。 2.对比热容的理解，尝试用比热容解释简单的自然现象，特别是水比热容。 3.会进行简单的吸、放热计算。 热机 1.热机的工作原理和工作过程，常以填空题或选做题的形式进行考查。 2.比较汽油机和柴油机的异同，常联系生活实际出题。 跨学科：热机效率和环境保护 1.理解热值的意义，并能简单计算燃料燃烧放出的热量。 2.热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道热机的效率并会进行简单计算。 3.了解燃料利用率，并会进行简单计算。 考情解码：本单元主要目的是让学生了解内能和热量，知道热传递可以改变物体的内能；通过实验了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象；了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义；从能量转化的角度认识燃料的热值。了解内燃机中燃料释放能量的主要流向，讨论提高热机效率的可能途径识。 试题从生活中常见的热现象出发，着重考查学生学会运用物理知识解释一些自然现象，具备一定的分析和解决问题的能力。帮助学生构建完整的知识体系，提升综合素养。 ( 脉 ｜ 络 ｜ 重 ｜ 构 ) ( 考 ｜ 点 ｜ 精 ｜ 讲 ) 知识点一 内能及其改变 【课标要求】了解内能和热量，知道热传递可以改变物体的内能。 1．内能 （1）定义：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。 A.分子动能：分子由于热运动而具有的能量。 B.分子势能：分子由于存在间隙和相互作用而具有的能量。 （2）单位：焦耳（J）。 （3）影响内能大小的因素：（1）温度；（2）质量；（3）状态。 （4）任何物体在任何情况下都有内能，物体内能不可能为0。。 2．改变物体内能的两种途径 （1）热传递可以改变物体的内能： ①定义：热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。 ②条件：存在有温度差。 ③传热方向：由高温物体转移到低温物体。 ④传递方式是：传导、对流和辐射。 ⑤实质：热传递传递的是内能（热量），而不是温度。实质是内能的转移。 ⑥结果：温度相同。 ⑦热传递改变内能的实例；晒太阳、烤火、冷毛巾降温、热工件放入冷水、冰镇饮料、艾灸等。 （2）做功可以改变物体的内能： ①对物体做功物体内能增加。 A.压缩空气引火仪：迅速压下活塞，看到棉花燃烧，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。 B.摩擦生热：飞船返回舱进入大气层，克服空气阻力做功，内能增加，温度会升高。 ②物体对外做功内能减少。 如图：当看到当塞子跳起来时，容器中出现了白雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气遇冷液化成小水滴。 ③做功改变内能的实质是：内能和其他形式的能的相互转化。 3. 热量 （1）定义：在热传递过程中，传递能量的多少。 （2）单位：焦耳（J）。功、能、热量的单位都是焦耳。 （3）对热量的理解： 热量是一个过程量，所以热量只能说"吸收"或"放出"多少热量，不可以说“含有”、“具有”多少热量。 【典例破题1】（2025·广东茂名）用不锈钢水壶在天然气灶上烧水，在此过程中水的内能是通过 的方式改变的，水的温度越高，水具有的 （选填“内能”或“热量”）越多，水沸腾后，继续加热，水的 （选填“温度”或“内能”）不变。 【命题解读】 考查知识 对内能的理解、改变内能的途径、内能和温度热量的关系。 命题解读 命题意图：本题以生活中常见的烧水做饭为原型，主要考查能内能的知识。 解题要点：辨析内能和温度、热量的关系。 【巩固提升1】（2025·广东深圳·三模）在春晚《冰雪奇缘》的舞台上，演员们表演时，舞台上的冰雕在灯光照射下逐渐融化，周围还飘散着演员呼出的“白气”。下列说法正确的是（　　） A．“白气”是水蒸气升华形成的，属于吸热过程 B．冰雕融化是熔化现象，需要吸收热量，内能增加 C．冰雕融化时温度持续升高，说明内能仅由温度决定 D．舞台上的冰雕未融化时，其内能为零 【巩固提升2】古代人们常用钻木取火，下列情况改变内能方式与其不同的是（　　） A．甲图：冬天搓手取暖 B．乙图：小朋友溜滑梯臀部发热 C．丙图：热鸡蛋放在冷水中冷却 D．丁图：压缩空气使其内能增大 【巩固提升3】关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　） A．机械能为零的物体，内能也一定为零 B．冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加 C．100℃的水的内能比0℃的水的内能大 D．内能小的物体不可能将热量传递给内能大的物体 【常考易错警示】 1.内能是不同于机械能的另一种形式的能： 机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。 2.说出下列“热”的含义： 热传递中的“热”是指：热量。 热现象中的“热”是指：温度。 热膨胀中的“热”是指：温度。 摩擦生热中的“热”是指：内能。 知识点二 物质的比热容 【课标要求】通过实验了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 1．探究物质吸热或放热规律 （1）主要仪器及作用： 相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，天平一架，停表一个，水、食用油若干。 （2）测量的物理量： 等质量的水和食用油、水和食用油的初温t0、末温t、③加热时间t。 （3）实验方法： 转换法：通过比较加热时间来判断吸热多少。 控制变量法：控制质量和升高温度相同。或者控制质量和吸热多少相同。 （4）实验方案： 方法一：让等质量的水和油吸收相同热量，比较物体升高的温度，升温快的比热容小。 方法二：让等质量的水和油升高相同温度，比较吸收热量多少，吸收热量多的比热容大。 （5）实验结论： 吸收相同的热量，温度变化量越小的物质，吸热能力越强。 升高相同温度，加热时间越长的物质，吸热能力越强。 2．比热容 （1）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温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。用符号c表示。（比值法下定义） （2）公式：C=Q/mΔt （3）单位：焦耳每千克摄氏度-----J/(kg·℃)。 （4）物理意义： 表示物体吸热或放热本领的物理量。也可以这样理解：物质比热容越大，温度越不容易改变。比热容越小，温度越容易改变。 （5）影响因素： 比热容是物质的一种特性，大小只与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等均无关。 （6）水的比热容及应用： 水的比热容较大，在生活中有很多应用： A.用水做冷却剂或取暖介质。如：热机用水冷却发动机。暖气片内用热水供暖。 B.水的温度不容易改变，对生物起到保护作用。如：在炎热的夏季，农作物没有被晒死。修建人工湖可以调节气温等。 C.沙漠地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小。这是由于水的比热容比较大，一定质量的水与相同质量的沙石相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化比较小。 D.温度计的玻璃泡中装水银、煤油或酒精：因为它们的比热容小，在相同条件下，温度的变化量大，温度计的示数变化明显。 3.热量计算： （1）物质吸热时热量的计算 吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)； t:表示末温，t0表示初温，△t表示末温减初温。 （2）物质放热时热量的计算 放热：Q放=cm△t= cm(t0-t)。 t:表示末温，t0表示初温，△t表示初温减末温。 特别强调：温度“升高了”不等于“升高到”；质量单位一定要用Kg。 【典例破题2】为探究不同液体作为太阳能热水器储热介质的性能差异，将、两种液体分别装入两个烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录、的温度。 (1)为完成本次实验，除温度计、秒表外，还需要的测量工具是 。 (2)此实验通过 来反映液体吸收热量的多少； (3)加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为 ℃； (4)根据实验数据，小明绘制出了温度-时间图像，如图丙所示，若使两种液体吸收相同的热量，升高温度较多的是 液体。 (5)你认为更适合作为太阳能热水器储热介质的是 液体，理由是 。 【命题解读】 考查知识 通过实验了解比热容。 命题解读 命题意图：本题以本节课重点实验为基础，主要考查实验操作、方案设计、实验方法、数据分析以及能否正确得出结论的能力。 解题要点：特别是要抓住“让等质量的水和油升高相同温度，比较吸收热量多少，吸收热量多的比热容大”来解答。 【巩固提升1】在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（　　） A．发生在白天，且陆地温度较高 B．发生在白天，且海水温度较高 C．发生在夜晚，且陆地温度较高 D．发生在夜晚，且海水温度较高 【巩固提升2】在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（　　）    A．a液体比热容小 B．b液体是水 C．0~3min内a液体吸收的热量少 D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少 【巩固提升3】物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是，求： (1)加热满2min时，水吸收的热量； (2)加热满2min时，沙子吸收的热量； (3)沙子的比热容（保留一位小数）。 方法点拨：1.判断物质吸热能力强弱的两种方法: A.加热相同时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱； B.升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。 2.对比热容的理解： （1）比热容是物质本身的特征，它是反映物质吸、放热本领强弱的物理量； （2）影响因素：只与物质的种类和物质存在的状态有关，与物体的质量、温度变化情况、吸收或放出的热量等因素没有关系； （3）同种物质不同状态下比热容不同； （4）不同物质的比热容一般不同。 知识点三 热机 【课标要求】了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 1．热机 （1）热机定义：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）热机的种类：常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 （3）热机的工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。 （4）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。2．汽化及其特点 2．汽油机 （1）工作原理：利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 （2）汽油机的构造：由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 （3）工作过程： ①四个冲程：汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 ②汽油机的工作过程分析 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门 开 关 关 关 排气门 关 关 关 开 活塞 下 上 下 上 能量转化 -- 机械能转化为内能 内能转化为机械能 -- ③汽油机一个工作循环情况总结： 汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。 3．柴油机 （1）工作原理：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 （2）柴油机的构造：与汽油机的大致相同，不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞而是一个喷油嘴。 （3）工作过程： 柴油机的工作过程与汽油机大致相同，柴油机和汽油机构造及工作过程的不同点如下： ①汽油机汽缸顶部有火花塞，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体（俗称“点燃式”）；柴油机汽缸顶部没有火花塞，只有喷油嘴，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“压燃式”）。 ②汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物；柴油机吸入气缸内的物质只有空气。 内燃机 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 结构 火花塞 喷油嘴 吸入物质 汽油和空气混合物 空气 压缩程度 较小 较大 点火方式 点燃式 压燃式 效率 较低 较高 应用 轻型机械 重型机械 【典例破题3】（2025·黑龙江佳木斯）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机做功冲程工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同。汽油机飞轮的转速为3000r/min，则每秒内对外做功 次。 【命题解读】 考查知识 了解热机的工作原理。 命题解读 命题意图：本题以本单元两个小实验为基础，主要考查热机能量转化、工作过程、及对外做功情况。 解题要点：特别是要抓住“在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次”来解答。 【巩固提升1】如图是汽油机的四个冲程，下列说法正确的是（    ） A．甲冲程中机械能转化为内能 B．一个工作循环中四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 C．汽油充分燃烧，可以同时提高汽油机的效率和汽油的热值 D．若汽油机每秒做功15次，则飞轮的转速为 【巩固提升2】小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　　） A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．排气冲程中，废气带走的能量最少 方法点拨：判断内燃机处于哪个工作冲程的方法： 一是气门的开与关； 二是活塞的运动方向。有火花塞的就是做功冲程，两个气门都关闭，无火花塞，就是压缩冲程，若是吸气冲程，进气门打开，排气冲程，排气门打开。 知识点四 跨学科：热机效率和环境保护 【课标要求】从能量转化的角度认识燃料的热值。了解内燃机中燃料释放能量的主要流向，讨论提高热机效率的可能途径识。 1．热值 （1）燃料燃烧时能量转化： 燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 （2）热值定义： 把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用字母q表示。 （3）单位：J/kg或J/m3。 （4）物理意义： 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，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。 （5）公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 2．热机效率 （1）热机能量走向图： 汽油在汽缸内不能（能/不能）完全燃烧，损失了一部分能量；废气带走了一部分能量；热机自身对外散热，带走了一部分能量；由于机械传动等克服摩擦要消耗一部分能量；热机自身吸收一部分能量，等等。 （2）热机效率： ①定义：热机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做热机的效率。 ②公式：η=W有用/ Q总 × 100% ③对热机效率的理解： 热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，可以节约能源。 ④提高热机效率的途径： A.使燃料充分燃烧。B.尽量减小各种热量损失。C.机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 （3）燃料的利用率： ①定义：燃料燃烧时有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 ②公式：η=Q吸/ Q放 ×100% ③燃料的利用率比较低的原因：A.燃料燃烧不充分。B.存在各种热量损失。 ④提高燃料的利用率的方法：A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。 3.热机和内能利用与环境保护 （1）利用内能带来的环境问题：废气污染、烟尘污染、噪音污染。 （2）解决办法： ①变分散为集中供热，提高燃料利用率。 ②改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。 ③推广、普及“清洁能源”。 ④种植绿色植物，净化空气。 【典例破题4】（24-25九年级上·广东广州·期中）在南方的农村，人们通常用砖砌成炉灶烧柴来加热水（如图甲），小明同学将这些普通的炉灶壁改装成装水的容器（如图乙），这样在给水壶内的水加热的同时，也加热了炉灶壁内的水。下列说法正确的是（   ） A．改装后燃料燃烧得更充分 B．改装后提高了炉灶的加热效率 C．改装后减小了水的比热容 D．改装后提高了燃料的热值 【命题解读】 考查知识 认识燃料的热值。讨论提高燃料利用效率的可能途径。 命题解读 命题意图： 本题以农村锅炉改造原型，主要考查对热值的理解及提高燃料利用效率的方法。 解题要点： 特别是要抓住“热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，只与燃料种类有关”来解答。 【巩固提升1】（2025·山东烟台·中考真题）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：① ② 。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。 【巩固提升2】（2025·广东广州·三模）小明家计划把汽油车更换成新能源汽车，他看到了网络上对两款汽油车和新能源车的测评，对比消耗相同能量两车行驶的路程，以下是他了解到的相关信息： (1)图1为汽油车的能量流向图，在该次行驶过程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量Q为 J，若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为 J（汽油的热值为）； (2)图2为新能源车的能量流向图，若该车消耗的电能E=Q，电动机的损耗能量为3.45×108J，则电动机的工作效率为 %。 【巩固提升3】（2025·江苏泰州·一模）科创社团的同学用实验来探究“煤油和菜籽油热值”的大小关系，装置如图所示。为保证结论的可靠性，实验中他们准备采取以下措施：①控制烧杯中的液体升高的温度相同；②控制燃料燃烧的时间相同；③两燃烧皿中应分别装入质量相同的煤油和菜籽油；④两烧杯中应分别装入质量相同的不同种液体，其中都不合理的是（　　） A．①③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④ 探究归纳：1.关于热值的理解： （1）热值反应了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小； （2）不是任何物质都有热值，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； （3）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。 2.热机效率和功率的不同： （1）热机的效率是指有用功在燃料完全燃烧释放的能量中所占的百分比，而功率是指做功的快慢。这是两个不同的物理量，两者之间不存在必然的联系。 （2）热机的效率与燃料的种类（热值大小）、燃料的质量、热机的工作时间、做功的多少均无关。因此采用热值大的燃料并不能提高热机的效率。 一、填空题 1．（25-26九年级下·重庆梁平·期中）小赴同学在家中制作简易热机模型如图所示，易拉罐中装有适量的水，点燃酒精灯，有蒸汽喷出时，风车就会转动起来，利用酒精灯加热水是通过______（选填“做功”或“热传递”）增加水的内能；蒸汽喷出推动风车转动时，蒸汽的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 2．（2026·重庆·三模）数据中心采用浸没式液冷技术，服务器发热时，热量直接传递给冷却液，这是通过__________的方式改变冷却液的内能。若质量为的冷却液流经服务器后，温度升高，则冷却液吸收的热量为__________。（冷却液比热容为 3．（2026·甘肃白银·三模）如图所示，打开礼花喷射器的气阀，压缩气体快速释放，同时礼花喷出，在此过程中，气罐内气体对外做功，将内能转化为____________能，该过程的能量转化情况与四冲程汽油机____________冲程中的能量转化情况相似。 4．（2026·湖南长沙·一模）我国实践二十五号卫星，顺利完成全球首次航天器太空在轨燃料加注作业。卫星推进燃料优先选择热值较_____（选填“大”或“小”）的燃料。若燃料的热值为，燃料完全燃烧放出的热量为_____J。 二、单选题 5．（2026·吉林四平·模拟预测）《天工开物》中记载了我国的淬火工艺。如图是工人将烧红的铁器迅速放入冷水中冷却的情景，下列改变内能的方式与其不同的是（     ） A．围炉取暖 B．钻木取火 C．热水袋焐手变暖 D．冷水倒入热水中变温 6．（2026·黑龙江绥化·模拟预测）下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是（　　） A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体 B．一块的冰熔化成的水，内能增大 C．在相同温度下，1kg的水比1kg的冰含有的热量多 D．物体温度升高，一定是吸收了热量 7．（25-26九年级上·宁夏吴忠·期末）下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是（     ） A．夏天在房间内洒水降温 B．用循环水冷却汽车发动机 C．沿海地区昼夜温差较小 D．让热水流过散热器供暖 8．（2026·山东淄博·二模）根据表中数据，下列判断正确的是（     ） 物质 熔点/℃ 密度/（kg/m3） 比热容/[J/（）] 铁 1535 7.9×103 0.46×103 铜 1083 8.9×103 0.39×103 铝 660 2.7×103 0.88×103 A．用铜质容器可以熔化铁块和铝块 B．体积相同的铁钉和铜钉所含的物质的多少相同 C．质量相等的铁块和铜块降低相同的温度，铁块放出的热量多 D．把铁块切去一半，它的熔点、密度、比热容都变小 9．（2026·江苏扬州·二模）2026年3月，张雪机车820RR在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站夺冠。该摩托车搭载自研的直列三缸水冷发动机，其最大功率99kW，最高转速每分钟12000转，下列说法正确的是（     ） A．发动机的压缩冲程将内能转化为机械能 B．发动机用水作冷却液是因为水的比热容较大 C．发动机以最大功率工作时，每秒做功99J D．发动机在最高转速下，每秒对外做功200次 10．（2026·江苏淮安·二模）物理兴趣小组利用饮料瓶演示热机的工作原理，实验步骤如下：①如图甲，取一个空的饮料瓶，并在瓶子下端开一个小口；②如图乙，向瓶内喷入适量酒精；③如图丙，在瓶口处盖上纸杯，再在小孔处点火。实验现象：纸杯被向上顶出。下列分析正确的是（     ） A．步骤②中喷入酒精是在模拟做功冲程 B．步骤③中点火时，酒精燃烧越充分，其热值越大 C．步骤③中点火时，将酒精的化学能转化为内能 D．纸杯被顶出去时，瓶内气体的内能增大 11．（2026·辽宁铁岭·模拟预测）下图是某设备工作过程中的能量流向图，下列设备在工作过程中，能量转化与该图相符的是（    ） A．平衡车 B．电热足浴盆 C．燃油轿车 D．锅炉 三、多选题 12．（2026·山东烟台·一模）如图甲所示，三个相同的试管中装入固态物质，其中两个试管内装入的是同一种物质，将它们放入装有水的烧杯中加热熔化并绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示，关于试管中固态物质，下列判断错误的是（　　） A．试管a中和试管b中物质为不同种物质 B．试管a中固体物质的比热容一定等于试管b中固体物质的比热容 C．试管b中物质的质量一定大于试管c中物质的质量 D．时刻试管b中固体物质的内能小于时刻c中固体物质的内能 四、实验题 13．（25-26九年级下·湖北孝感·期中）小龙利用如图甲所示的装置进行“比较不同物质吸热能力”的实验，两个相同的烧杯中分别装有质量相同的a、b两种液体，并用两个规格相同的电加热器进行加热。 (1)实验中，用规格相同的电加热器进行加热，其目的是使a、b两种液体在相同加热时间内______相同； (2)在两种液体都不沸腾的情况下，小龙认为要使a、b两种液体升高相同的温度，然后进行比较加热时间；小华认为要加热相同的时间然后比较升高的温度，可行的方案是______；（选填 “小龙”“小华”或“小龙和小华”） (3)据如图乙图像可知______液体的吸热能力更强，生产生活中，用______（两空均选填 “a”或“b”）液体作为输送热量的介质效果更好。若a是水，，则b的比热容为______； (4)如果把“a和b两种液体吸热升温”与“c和d两个容器盛水水面升高”做类比，如图丙所示，则液体的比热容和容器的______（选填“高度”“容积”或“底面积”）类似。 五、计算题 14．（2026·甘肃白银·三模）某研究小组利用自制太阳能热水器（如图所示）开展了太阳能的相关实验。他们控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终为，垂直于太阳光的表面上每秒钟接收的太阳能是，太阳能热水器内水的质量为，水的初温为，经时间后水的温度上升到。[水的比热容为] (1)太阳能热水器内的水吸收的热量是多少？ (2)自制太阳能热水器的加热效率为多少？ (3)如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量由干木柴燃烧来提供，至少需要完全燃烧多少千克干木柴？（干木柴的热值为） 15．（2026·山东潍坊·三模）汽车油耗是指车辆在行驶一定距离时所消耗的燃油量，通常以百公里油耗（L/100km）来表示。某次测试，汽车在一段平直的公路上匀速行驶了10km，受到的阻力是800N，消耗汽油490g。汽油的密度ρ汽=0.7×103kg/m3，热值q=4.6×107J/kg，求该过程中： (1)汽车的百公里油耗； (2)汽车牵引力做的功； (3)汽车发动机的效率。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 内能与热机 内容导航 01 复习目标→ 明考向、知权重、晓关联、以目标导学，以考向定标 02 知识重构 → 系统讲解核心知识，重构整合形成体系 脉络重构：快速扫描高频考点，定位薄区 典例破题：精选例题，呈现思路点拨+规范解答+方法提炼 巩固提升：趁热打铁练一练，强化巩固所学 03综合通关 → 综合演练，梯度设题；查漏补缺，闭环收官 04错题留痕 → 预留固定区域，记录错题题号、错因与正解 常考考点 命题风向 内能及其改变 1.内能及其影响因素，考查对内能的理解以及与温度、质量等关系。 2.改变内能的两种方式，考查热传递和做功。 3.温度、热量和内能的区别与联系，是易混点和易错点。 物质的比热容 1.探究物质吸热和放热规律，常以实验的形式考查。 2.对比热容的理解，尝试用比热容解释简单的自然现象，特别是水比热容。 3.会进行简单的吸、放热计算。 热机 1.热机的工作原理和工作过程，常以填空题或选做题的形式进行考查。 2.比较汽油机和柴油机的异同，常联系生活实际出题。 跨学科：热机效率和环境保护 1.理解热值的意义，并能简单计算燃料燃烧放出的热量。 2.热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道热机的效率并会进行简单计算。 3.了解燃料利用率，并会进行简单计算。 考情解码：本单元主要目的是让学生了解内能和热量，知道热传递可以改变物体的内能；通过实验了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象；了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义；从能量转化的角度认识燃料的热值。了解内燃机中燃料释放能量的主要流向，讨论提高热机效率的可能途径识。 试题从生活中常见的热现象出发，着重考查学生学会运用物理知识解释一些自然现象，具备一定的分析和解决问题的能力。帮助学生构建完整的知识体系，提升综合素养。 ( 脉 ｜ 络 ｜ 重 ｜ 构 ) ( 考 ｜ 点 ｜ 精 ｜ 讲 ) 知识点一 内能及其改变 【课标要求】了解内能和热量，知道热传递可以改变物体的内能。 1．内能 （1）定义：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。 A.分子动能：分子由于热运动而具有的能量。 B.分子势能：分子由于存在间隙和相互作用而具有的能量。 （2）单位：焦耳（J）。 （3）影响内能大小的因素：（1）温度；（2）质量；（3）状态。 （4）任何物体在任何情况下都有内能，物体内能不可能为0。。 2．改变物体内能的两种途径 （1）热传递可以改变物体的内能： ①定义：热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。 ②条件：存在有温度差。 ③传热方向：由高温物体转移到低温物体。 ④传递方式是：传导、对流和辐射。 ⑤实质：热传递传递的是内能（热量），而不是温度。实质是内能的转移。 ⑥结果：温度相同。 ⑦热传递改变内能的实例；晒太阳、烤火、冷毛巾降温、热工件放入冷水、冰镇饮料、艾灸等。 （2）做功可以改变物体的内能： ①对物体做功物体内能增加。 A.压缩空气引火仪：迅速压下活塞，看到棉花燃烧，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。 B.摩擦生热：飞船返回舱进入大气层，克服空气阻力做功，内能增加，温度会升高。 ②物体对外做功内能减少。 如图：当看到当塞子跳起来时，容器中出现了白雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气遇冷液化成小水滴。 ③做功改变内能的实质是：内能和其他形式的能的相互转化。 3. 热量 （1）定义：在热传递过程中，传递能量的多少。 （2）单位：焦耳（J）。功、能、热量的单位都是焦耳。 （3）对热量的理解： 热量是一个过程量，所以热量只能说"吸收"或"放出"多少热量，不可以说“含有”、“具有”多少热量。 【典例破题1】（2025·广东茂名）用不锈钢水壶在天然气灶上烧水，在此过程中水的内能是通过 的方式改变的，水的温度越高，水具有的 （选填“内能”或“热量”）越多，水沸腾后，继续加热，水的 （选填“温度”或“内能”）不变。 【命题解读】 考查知识 对内能的理解、改变内能的途径、内能和温度热量的关系。 命题解读 命题意图：本题以生活中常见的烧水做饭为原型，主要考查能内能的知识。 解题要点：辨析内能和温度、热量的关系。 【答案】 热传递 内能 温度 【详解】[1]用不锈钢水壶在天然气灶上烧水，天然气燃烧放出热量，热量传递给了水，这是能量的转移，属于热传递的方式改变水的内能。 [2]内能与温度有关，同一物体，温度越高，内能越大。热量是过程量，不能说物体具有热量。所以水的温度越高，水具有的内能越多。 [3]水沸腾的特点是继续吸热，但温度保持不变。水沸腾后，继续加热，水吸收热量，内能增加，但温度不变。 【巩固提升1】（2025·广东深圳·三模）在春晚《冰雪奇缘》的舞台上，演员们表演时，舞台上的冰雕在灯光照射下逐渐融化，周围还飘散着演员呼出的“白气”。下列说法正确的是（　　） A．“白气”是水蒸气升华形成的，属于吸热过程 B．冰雕融化是熔化现象，需要吸收热量，内能增加 C．冰雕融化时温度持续升高，说明内能仅由温度决定 D．舞台上的冰雕未融化时，其内能为零 【答案】B 【详解】A．演员呼出的白气是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，是放热过程，故A错误； BCD．冰是晶体，冰雕融化是熔化现象，需要吸收热量，内能增加，但温度保持不变；物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和叫做物体的内能，其大小与物体的质量、状态、种类和温度有关，并且一切物体都具有内能，故B正确，CD错误。 故选B。 【巩固提升2】古代人们常用钻木取火，下列情况改变内能方式与其不同的是（　　） A．甲图：冬天搓手取暖 B．乙图：小朋友溜滑梯臀部发热 C．丙图：热鸡蛋放在冷水中冷却 D．丁图：压缩空气使其内能增大 【答案】C 【解析】钻木取火实质是通过做功的方式改变物体的内能。 A．搓手取暖，双手克服摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意； B．小朋友溜滑梯时，臀部克服滑梯摩擦做功，是通过做功的方式改变物体内能，故B不符合题意； C．热鸡蛋放在冷水中，鸡蛋和水温度不同，内能从鸡蛋传给水，是通过热传递的方式改变物体内能，故C符合题意； D．压缩空气时，对空气做功，使空气内能增大，故D不符合题意。 故选C。 【巩固提升3】关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　） A．机械能为零的物体，内能也一定为零 B．冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加 C．100℃的水的内能比0℃的水的内能大 D．内能小的物体不可能将热量传递给内能大的物体 【答案】B 【详解】A．内能和机械能是两种不同形式的能量，机械能为零的物体，内能不一定为零，故A错误； B．冰熔化时，吸收热量，温度保持不变，但它的内能增加，故B正确； C．内能的大小与物体的质量、温度、物态有关，在不明确水的质量时，100℃的水的内能不一定比0℃的水的内能大，故C错误； D．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，因此内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体，故D错误。 故选B。 【常考易错警示】 1.内能是不同于机械能的另一种形式的能： 机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。 2.说出下列“热”的含义： 热传递中的“热”是指：热量。 热现象中的“热”是指：温度。 热膨胀中的“热”是指：温度。 摩擦生热中的“热”是指：内能。 知识点二 物质的比热容 【课标要求】通过实验了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 1．探究物质吸热或放热规律 （1）主要仪器及作用： 相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，天平一架，停表一个，水、食用油若干。 （2）测量的物理量： 等质量的水和食用油、水和食用油的初温t0、末温t、③加热时间t。 （3）实验方法： 转换法：通过比较加热时间来判断吸热多少。 控制变量法：控制质量和升高温度相同。或者控制质量和吸热多少相同。 （4）实验方案： 方法一：让等质量的水和油吸收相同热量，比较物体升高的温度，升温快的比热容小。 方法二：让等质量的水和油升高相同温度，比较吸收热量多少，吸收热量多的比热容大。 （5）实验结论： 吸收相同的热量，温度变化量越小的物质，吸热能力越强。 升高相同温度，加热时间越长的物质，吸热能力越强。 2．比热容 （1）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温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。用符号c表示。（比值法下定义） （2）公式：C=Q/mΔt （3）单位：焦耳每千克摄氏度-----J/(kg·℃)。 （4）物理意义： 表示物体吸热或放热本领的物理量。也可以这样理解：物质比热容越大，温度越不容易改变。比热容越小，温度越容易改变。 （5）影响因素： 比热容是物质的一种特性，大小只与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等均无关。 （6）水的比热容及应用： 水的比热容较大，在生活中有很多应用： A.用水做冷却剂或取暖介质。如：热机用水冷却发动机。暖气片内用热水供暖。 B.水的温度不容易改变，对生物起到保护作用。如：在炎热的夏季，农作物没有被晒死。修建人工湖可以调节气温等。 C.沙漠地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小。这是由于水的比热容比较大，一定质量的水与相同质量的沙石相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化比较小。 D.温度计的玻璃泡中装水银、煤油或酒精：因为它们的比热容小，在相同条件下，温度的变化量大，温度计的示数变化明显。 3.热量计算： （1）物质吸热时热量的计算 吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)； t:表示末温，t0表示初温，△t表示末温减初温。 （2）物质放热时热量的计算 放热：Q放=cm△t= cm(t0-t)。 t:表示末温，t0表示初温，△t表示初温减末温。 特别强调：温度“升高了”不等于“升高到”；质量单位一定要用Kg。 【典例破题2】为探究不同液体作为太阳能热水器储热介质的性能差异，将、两种液体分别装入两个烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录、的温度。 (1)为完成本次实验，除温度计、秒表外，还需要的测量工具是 。 (2)此实验通过 来反映液体吸收热量的多少； (3)加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为 ℃； (4)根据实验数据，小明绘制出了温度-时间图像，如图丙所示，若使两种液体吸收相同的热量，升高温度较多的是 液体。 (5)你认为更适合作为太阳能热水器储热介质的是 液体，理由是 。 【命题解读】 考查知识 通过实验了解比热容。 命题解读 命题意图：本题以本节课重点实验为基础，主要考查实验操作、方案设计、实验方法、数据分析以及能否正确得出结论的能力。 解题要点：特别是要抓住“让等质量的水和油升高相同温度，比较吸收热量多少，吸收热量多的比热容大”来解答。 【答案】(1)天平(2)加热时间(3)33(4)A(5) B 在质量和降低的温度相同时，B放热多 【详解】（1）在探究不同液体作为太阳能热水器储热介质的性能差异的实验中，需要控制两种液体的质量相同，因此除了温度计测量温度、秒表测量时间外，还需要用天平来测量液体的质量。 （2）实验中用两个相同的酒精灯同时加热，相同的酒精灯在相同时间内放出的热量是相同的，那么加热时间越长，液体吸收的热量就越多。所以此实验通过加热时间来反映液体吸收热量的多少。 （3）由图乙可知，温度计的分度值为1℃，液体B的温度为33℃。 （4）由图丙可知，若使两种液体吸收相同的热量（即加热相同的时间），对比两条曲线可以发现，A液体对应的温度变化更大，所以升高温度较多的是A液体。 （5）[1][2]太阳能热水器储热介质需要在吸收相同热量时升高的温度较低，这样才能储存更多的热量；在质量和降低的温度相同时，可以放出更多的热量。由前面分析可知，在吸收相同热量时，B液体升高的温度比A液体低，说明B液体的比热容较大；在质量和降低的温度相同时，B放热多，更适合作为太阳能热水器储热介质。 【巩固提升1】在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（　　） A．发生在白天，且陆地温度较高 B．发生在白天，且海水温度较高 C．发生在夜晚，且陆地温度较高 D．发生在夜晚，且海水温度较高 【答案】D 【解析】水的比热容较大，同样质量的水和沙石，吸收相同的热量（接受相同的太阳辐射能），沙石的温度升高得多，陆面上空空气迅速增温而上升，海面上空的气温相对较冷，冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面，补充那儿因热空气上升而造成的空缺，形成风。同理，在晚上相同受冷的情况下，陆地的温度低于海洋的温度，从而形成从陆地吹向海洋的风，故这样形成了海陆风。由图可知，风从陆地吹向海洋，则应发生在夜晚，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【巩固提升2】在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（　　）    A．a液体比热容小 B．b液体是水 C．0~3min内a液体吸收的热量少 D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少 【答案】D 【解析】ABC．质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，相同时间内吸收的热量相同，根据，温度升高较慢的比热容较大，而水的比热容最大，因此a液体比热容大是水，故ABC不符合题意； D．b液体的比热容较小，根据Q=cmΔt可知，升高相同的温度时，b液体吸收的热量少，故D符合题意。 故选D。 【巩固提升3】物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是，求： (1)加热满2min时，水吸收的热量； (2)加热满2min时，沙子吸收的热量； (3)沙子的比热容（保留一位小数）。 【答案】(1)4.2×104J (2)4.2×104J (3)0.9×103J/(kg⋅℃) 【解析】（1）根据吸热公式，可以计算出水吸收的热量为 （2）由于两只酒精灯完全相同，且在相同时间内放出的热量相等，因此加热满2min时，沙子吸收的热量也等于水吸收的热量，即 （3）沙子的比热容为 方法点拨：1.判断物质吸热能力强弱的两种方法: A.加热相同时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱； B.升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。 2.对比热容的理解： （1）比热容是物质本身的特征，它是反映物质吸、放热本领强弱的物理量； （2）影响因素：只与物质的种类和物质存在的状态有关，与物体的质量、温度变化情况、吸收或放出的热量等因素没有关系； （3）同种物质不同状态下比热容不同； （4）不同物质的比热容一般不同。 知识点三 热机 【课标要求】了解热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 1．热机 （1）热机定义：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）热机的种类：常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 （3）热机的工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。 （4）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。2．汽化及其特点 2．汽油机 （1）工作原理：利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 （2）汽油机的构造：由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 （3）工作过程： ①四个冲程：汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 ②汽油机的工作过程分析 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门 开 关 关 关 排气门 关 关 关 开 活塞 下 上 下 上 能量转化 -- 机械能转化为内能 内能转化为机械能 -- ③汽油机一个工作循环情况总结： 汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。 3．柴油机 （1）工作原理：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 （2）柴油机的构造：与汽油机的大致相同，不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞而是一个喷油嘴。 （3）工作过程： 柴油机的工作过程与汽油机大致相同，柴油机和汽油机构造及工作过程的不同点如下： ①汽油机汽缸顶部有火花塞，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体（俗称“点燃式”）；柴油机汽缸顶部没有火花塞，只有喷油嘴，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“压燃式”）。 ②汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物；柴油机吸入气缸内的物质只有空气。 内燃机 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 结构 火花塞 喷油嘴 吸入物质 汽油和空气混合物 空气 压缩程度 较小 较大 点火方式 点燃式 压燃式 效率 较低 较高 应用 轻型机械 重型机械 【典例破题3】（2025·黑龙江佳木斯）汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机做功冲程工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与 （选填“乙”或“丙”）图相同。汽油机飞轮的转速为3000r/min，则每秒内对外做功 次。 【命题解读】 考查知识 了解热机的工作原理。 命题解读 命题意图：本题以本单元两个小实验为基础，主要考查热机能量转化、工作过程、及对外做功情况。 解题要点：特别是要抓住“在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次”来解答。 【答案】 乙 25 【详解】[1]图甲所示冲程中，进气门和排气门关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，故此冲程为汽油机的做功冲程，在此过程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；图乙中，高温水蒸气将塞子冲出时，将内能转化为机械能；图丙中，活塞压缩筒内气体，机械能转化为内能，使气体内能增加，温度升高。对比三图所示情景的能量转化情况可知，图甲所示冲程的能量转化情况与乙图所示情景的能量转化相同。 [2]汽油机的一个工作循环中，经历四个冲程，飞轮转动两周，对外做功一次， 因为该汽油机飞轮的转速是3000r/min=50r/s，所以飞轮每秒转动50周，则汽油机每秒钟对外做功25次。 【巩固提升1】如图是汽油机的四个冲程，下列说法正确的是（    ） A．甲冲程中机械能转化为内能 B．一个工作循环中四个冲程的正确顺序是：丙、甲、丁、乙 C．汽油充分燃烧，可以同时提高汽油机的效率和汽油的热值 D．若汽油机每秒做功15次，则飞轮的转速为 【答案】D 【详解】甲图中进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，为做功冲程；乙图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程；丙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动为排气冲程；丁图中进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，为吸气冲程； A．甲图冲程是做功冲程，将内能转化为机械能，故A错误； B． 一个工作循环中四个冲程的正确顺序是：丁、乙、甲、丙，故B错误； C． 热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关；汽油充分燃烧，可以提高热机的效率，不能提高热值，故C错误； D．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，每个工作循环飞轮转2周，活塞上下往复2次，做功1次。若汽油机每秒做功15次，每分钟做功900次，每分钟飞轮转动1800r，则飞轮的转速为1800r/min，故D正确。 故选D。 【巩固提升2】小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　　） A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D．排气冲程中，废气带走的能量最少 【答案】A 【详解】A．柴油机在吸气冲程中，进气门开启，排气门关闭，活塞向下运动，吸入气缸的是空气，故A正确； B．在柴油机的压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内的空气，使空气的温度升高、内能增大。此过程中是将活塞的机械能转化为空气的内能，由于此时还没有喷入柴油，所以不存在柴油和空气混合物，故B错误； C．做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，带动曲轴旋转对外做功，将内能转化为机械能的过程，不是依靠飞轮的惯性完成的。而吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，故C错误； D．因为燃料燃烧后产生的废气温度较高，含有大量的内能，这些内能随着废气的排出而损失掉。在柴油机的能量损失中，排气冲程中废气带走的能量是主要部分之一，故D错误。 故选A。 方法点拨：判断内燃机处于哪个工作冲程的方法： 一是气门的开与关； 二是活塞的运动方向。有火花塞的就是做功冲程，两个气门都关闭，无火花塞，就是压缩冲程，若是吸气冲程，进气门打开，排气冲程，排气门打开。 知识点四 跨学科：热机效率和环境保护 【课标要求】从能量转化的角度认识燃料的热值。了解内燃机中燃料释放能量的主要流向，讨论提高热机效率的可能途径识。 1．热值 （1）燃料燃烧时能量转化： 燃料在燃烧时将化学能转化为内能，也就是我们常说的释放能量。 （2）热值定义： 把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用字母q表示。 （3）单位：J/kg或J/m3。 （4）物理意义： 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，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。 （5）公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 2．热机效率 （1）热机能量走向图： 汽油在汽缸内不能（能/不能）完全燃烧，损失了一部分能量；废气带走了一部分能量；热机自身对外散热，带走了一部分能量；由于机械传动等克服摩擦要消耗一部分能量；热机自身吸收一部分能量，等等。 （2）热机效率： ①定义：热机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做热机的效率。 ②公式：η=W有用/ Q总 × 100% ③对热机效率的理解： 热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，可以节约能源。 ④提高热机效率的途径： A.使燃料充分燃烧。B.尽量减小各种热量损失。C.机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 （3）燃料的利用率： ①定义：燃料燃烧时有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 ②公式：η=Q吸/ Q放 ×100% ③燃料的利用率比较低的原因：A.燃料燃烧不充分。B.存在各种热量损失。 ④提高燃料的利用率的方法：A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。 3.热机和内能利用与环境保护 （1）利用内能带来的环境问题：废气污染、烟尘污染、噪音污染。 （2）解决办法： ①变分散为集中供热，提高燃料利用率。 ②改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放。 ③推广、普及“清洁能源”。 ④种植绿色植物，净化空气。 【典例破题4】（24-25九年级上·广东广州·期中）在南方的农村，人们通常用砖砌成炉灶烧柴来加热水（如图甲），小明同学将这些普通的炉灶壁改装成装水的容器（如图乙），这样在给水壶内的水加热的同时，也加热了炉灶壁内的水。下列说法正确的是（   ） A．改装后燃料燃烧得更充分 B．改装后提高了炉灶的加热效率 C．改装后减小了水的比热容 D．改装后提高了燃料的热值 【命题解读】 考查知识 认识燃料的热值。讨论提高燃料利用效率的可能途径。 命题解读 命题意图： 本题以农村锅炉改造原型，主要考查对热值的理解及提高燃料利用效率的方法。 解题要点： 特别是要抓住“热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，只与燃料种类有关”来解答。 【答案】B 【详解】AB．由题意可知，将这些普通的炉灶壁改装成装水的容器，在给壶内水加热的同时，还可将炉壁间的水加热，减少了热量的损失，提高了炉子的效率，但对煤的充分燃烧没有影响，故A错误，B正确； C．比热容是物质的性质，与质量、温度无关，与物质的状态有关，所以改装后水的比热容不变，故C错误； D．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，所以其热值不变，故D错误。 故选B。 【巩固提升1】（2025·山东烟台·中考真题）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：① ② 。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。 【答案】 1.61×105 机械 3.5×10-3 【详解】[1][2]汽油机中燃料完全燃烧放出的热量等于损失的能量和有用的机械能之和，燃料完全燃烧放出的热量Q放=W损失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J [3]该工作过程中消耗的汽油质量为 【巩固提升2】（2025·广东广州·三模）小明家计划把汽油车更换成新能源汽车，他看到了网络上对两款汽油车和新能源车的测评，对比消耗相同能量两车行驶的路程，以下是他了解到的相关信息： (1)图1为汽油车的能量流向图，在该次行驶过程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量Q为 J，若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为 J（汽油的热值为）； (2)图2为新能源车的能量流向图，若该车消耗的电能E=Q，电动机的损耗能量为3.45×108J，则电动机的工作效率为 %。 【答案】(1) 1.38×109 4.14×108 (2)75 【详解】（1）[1][2]汽油完全燃烧放出的热量为 汽油机的热效率为30%，根据 可知，有用机械能为 （2）[1][2]若该车消耗的电能E=Q，电动机的损耗能量为3.45×108J，则电动机的工作效率 【巩固提升3】（2025·江苏泰州·一模）科创社团的同学用实验来探究“煤油和菜籽油热值”的大小关系，装置如图所示。为保证结论的可靠性，实验中他们准备采取以下措施：①控制烧杯中的液体升高的温度相同；②控制燃料燃烧的时间相同；③两燃烧皿中应分别装入质量相同的煤油和菜籽油；④两烧杯中应分别装入质量相同的不同种液体，其中都不合理的是（　　） A．①③ B．②③④ C．①②④ D．①②③④ 【答案】C 【详解】比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类、质量相同而燃料的种类不同、质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，根据，可以通过液体温度计示数变化来反映放出热量多少，从而判断两种燃料热值的大小，所以实验中不控制烧杯中的液体升高的温度，应让燃料完全燃烧，故①②④不合理，③合理。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 探究归纳：1.关于热值的理解： （1）热值反应了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小； （2）不是任何物质都有热值，如石块、铁块等非燃料物质没有热值； （3）热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系。 2.热机效率和功率的不同： （1）热机的效率是指有用功在燃料完全燃烧释放的能量中所占的百分比，而功率是指做功的快慢。这是两个不同的物理量，两者之间不存在必然的联系。 （2）热机的效率与燃料的种类（热值大小）、燃料的质量、热机的工作时间、做功的多少均无关。因此采用热值大的燃料并不能提高热机的效率。 一、填空题 1．（25-26九年级下·重庆梁平·期中）小赴同学在家中制作简易热机模型如图所示，易拉罐中装有适量的水，点燃酒精灯，有蒸汽喷出时，风车就会转动起来，利用酒精灯加热水是通过______（选填“做功”或“热传递”）增加水的内能；蒸汽喷出推动风车转动时，蒸汽的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 热传递 减小 【详解】[1]酒精灯加热水时，火焰的热量传递给易拉罐中的水，使水的温度升高、内能增加，这是通过热传递的方式改变物体的内能（热传递的实质是内能的转移）。 [2]蒸汽喷出推动风车转动时，蒸汽对风车做功，将自身的内能转化为风车的机械能，因此蒸汽的内能减小。 2．（2026·重庆·三模）数据中心采用浸没式液冷技术，服务器发热时，热量直接传递给冷却液，这是通过__________的方式改变冷却液的内能。若质量为的冷却液流经服务器后，温度升高，则冷却液吸收的热量为__________。（冷却液比热容为 【答案】 热传递 【详解】改变物体内能的方式有热传递和做功两种，本题中热量直接从服务器传递至冷却液，是通过热传递的方式改变冷却液的内能。 冷却液吸收的热量 3．（2026·甘肃白银·三模）如图所示，打开礼花喷射器的气阀，压缩气体快速释放，同时礼花喷出，在此过程中，气罐内气体对外做功，将内能转化为____________能，该过程的能量转化情况与四冲程汽油机____________冲程中的能量转化情况相似。 【答案】 机械 做功 【详解】打开礼花喷射器的气阀，压缩气体快速释放并伴随礼花喷出的过程中，气罐内气体对外做功，将礼花喷出，气罐内气体自身内能减小，此过程中气体的内能转化为礼花的机械能，能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。 4．（2026·湖南长沙·一模）我国实践二十五号卫星，顺利完成全球首次航天器太空在轨燃料加注作业。卫星推进燃料优先选择热值较_____（选填“大”或“小”）的燃料。若燃料的热值为，燃料完全燃烧放出的热量为_____J。 【答案】 大 【详解】航天器的载重有限，需要相同质量的燃料完全燃烧能释放更多能量，因此优先选择热值更大的燃料。 燃料完全燃烧放出的热量为 二、单选题 5．（2026·吉林四平·模拟预测）《天工开物》中记载了我国的淬火工艺。如图是工人将烧红的铁器迅速放入冷水中冷却的情景，下列改变内能的方式与其不同的是（     ） A．围炉取暖 B．钻木取火 C．热水袋焐手变暖 D．冷水倒入热水中变温 【答案】B 【详解】改变内能的方式有做功和热传递两种。工人将烧红的铁器迅速放入冷水中冷却是通过热传递改变物体的内能。围炉取暖、热水袋焐手变暖、冷水倒入热水中变温都是通过热传递改变物体的内能，只有钻木取火是通过做功改变物体的内能，故选B。 6．（2026·黑龙江绥化·模拟预测）下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是（　　） A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体 B．一块的冰熔化成的水，内能增大 C．在相同温度下，1kg的水比1kg的冰含有的热量多 D．物体温度升高，一定是吸收了热量 【答案】B 【详解】A．发生热传递时，热量从高温物体向低温物体传递，而温度是表示物体冷热程度的物理量，不能被传递，故A错误； B．冰在熔化过程中，温度保持不变，却需要不停吸收热量，所以一块的冰熔化成的水，内能一定增大，故B正确； C．热量是过程量，不能表述成含有热量的多少，故C错误； D．物体温度升高，内能一定增加，但内能改变可能是物体吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故D错误。 故选B。 7．（25-26九年级上·宁夏吴忠·期末）下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是（     ） A．夏天在房间内洒水降温 B．用循环水冷却汽车发动机 C．沿海地区昼夜温差较小 D．让热水流过散热器供暖 【答案】A 【详解】A．夏天在房间洒水降温，原理是水蒸发吸热，靠水的汽化带走热量降温，和水的比热容无关，故A符合题意； B．用循环水冷却汽车发动机，利用了水比热容大，升高相同温度可吸收更多热量的特点，与比热容有关，故B不符合题意； C．沿海地区水多，水比热容大，吸放热相同的情况下温度变化更小，因此昼夜温差更小，与比热容有关，故C不符合题意； D．热水流过散热器供暖，利用了水比热容大，降低相同温度可放出更多热量的特点，与比热容有关，故D不符合题意。 故选A。 8．（2026·山东淄博·二模）根据表中数据，下列判断正确的是（     ） 物质 熔点/℃ 密度/（kg/m3） 比热容/[J/（）] 铁 1535 7.9×103 0.46×103 铜 1083 8.9×103 0.39×103 铝 660 2.7×103 0.88×103 A．用铜质容器可以熔化铁块和铝块 B．体积相同的铁钉和铜钉所含的物质的多少相同 C．质量相等的铁块和铜块降低相同的温度，铁块放出的热量多 D．把铁块切去一半，它的熔点、密度、比热容都变小 【答案】C 【详解】A．铜的熔点为1083℃，铁的熔点为1535℃，由于铜的熔点低于铁的熔点，温度达到铁的熔点时铜会先熔化，所以不能用铜质容器熔化铁块，故A错误； B．体积相同的铁钉和铜钉，由于铜的密度大于铁的密度，根据可知，铜钉的质量大于铁钉的质量，即所含物质的多少不同，故B错误； C．质量相等的铁块和铜块降低相同的温度，由于铁的比热容大于铜的比热容，根据可知，铁块放出的热量多，故C正确； D．熔点、密度、比热容都是物质的特性，与物质的质量和体积无关，把铁块切去一半，它的熔点、密度、比热容都不变，故D错误。 故选 C。 9．（2026·江苏扬州·二模）2026年3月，张雪机车820RR在世界超级摩托车锦标赛（WSBK）葡萄牙站夺冠。该摩托车搭载自研的直列三缸水冷发动机，其最大功率99kW，最高转速每分钟12000转，下列说法正确的是（     ） A．发动机的压缩冲程将内能转化为机械能 B．发动机用水作冷却液是因为水的比热容较大 C．发动机以最大功率工作时，每秒做功99J D．发动机在最高转速下，每秒对外做功200次 【答案】B 【详解】A．四冲程内燃机的压缩冲程，是活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，故A错误； B．水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时能吸收更多热量，冷却效果更好，因此发动机常用水作冷却液，故B正确； C．根据可知，每秒做功，故C错误； D．最高转速为每分钟12000转，即每秒转数为；四冲程发动机每2转，单个气缸对外做功1次，该发动机是三缸，因此每秒对外做功次数为，故D错误。 故选B。 10．（2026·江苏淮安·二模）物理兴趣小组利用饮料瓶演示热机的工作原理，实验步骤如下：①如图甲，取一个空的饮料瓶，并在瓶子下端开一个小口；②如图乙，向瓶内喷入适量酒精；③如图丙，在瓶口处盖上纸杯，再在小孔处点火。实验现象：纸杯被向上顶出。下列分析正确的是（     ） A．步骤②中喷入酒精是在模拟做功冲程 B．步骤③中点火时，酒精燃烧越充分，其热值越大 C．步骤③中点火时，将酒精的化学能转化为内能 D．纸杯被顶出去时，瓶内气体的内能增大 【答案】C 【详解】A．热机的吸气冲程的作用是向气缸内吸入燃料或空气和燃料混合物，步骤②向瓶内喷入酒精，模拟的是吸气冲程，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，步骤③中点火时，酒精燃烧越充分，其热值不变，故B错误； C．步骤③中点火，酒精燃烧时，将自身储存的化学能转化为内能，故C正确； D．纸杯被顶出去时，瓶内气体对纸杯做功，内能转化为纸杯的机械能，因此瓶内气体的内能减小，故D错误。 故选C。 11．（2026·辽宁铁岭·模拟预测）下图是某设备工作过程中的能量流向图，下列设备在工作过程中，能量转化与该图相符的是（    ） A．平衡车 B．电热足浴盆 C．燃油轿车 D．锅炉 【答案】C 【详解】该设备工作时，首先将化学能转化为内能，再将内能转化为机械能。 AB．平衡车和电热足浴盆属于电器设备，工作时消耗电能，将电能转化为机械能和内能，故AB不符合题意； C．燃油轿车属于内燃机，工作时将汽油的化学能通过燃烧转化为气缸内气体的内能，大部分内能通过排气、散热直接散失到空气中，小部分内能推动活塞做功，转化为机械能驱动汽车前进，故C符合题意； D．锅炉工作目的是产热，将燃料的化学能转化为内能用于加热水或传热介质，没有内能再转化为机械能的过程。故D不符合题意。 故选C。 三、多选题 12．（2026·山东烟台·一模）如图甲所示，三个相同的试管中装入固态物质，其中两个试管内装入的是同一种物质，将它们放入装有水的烧杯中加热熔化并绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示，关于试管中固态物质，下列判断错误的是（　　） A．试管a中和试管b中物质为不同种物质 B．试管a中固体物质的比热容一定等于试管b中固体物质的比热容 C．试管b中物质的质量一定大于试管c中物质的质量 D．时刻试管b中固体物质的内能小于时刻c中固体物质的内能 【答案】BC 【分析】从图乙可以看出，三条曲线a、b、c都有一段温度保持不变的水平线段，这表明a、b、c都是晶体。 晶体熔化时的温度称为熔点，是物质的特性之一。图中物质a的熔点高于物质b和c的熔点，而物质b和c的熔点相同。 根据题意“其中两个试管内装入的是同一种物质”，可以断定试管b和c中装的是同一种物质，试管a中装的是另一种物质。 【详解】A．根据分析可知，a和b是不同种物质。故A正确，不符合题意； B．在熔化前（固态），物质a和b都在吸热升温，温度升高速度相同，由于题目没有给出a和b的质量ma和mb的关系，根据，我们无法确定ca和cb的大小关系。它们可能相等，也可能不等。故B错误，符合题意； C．b和c是同一种物质，所以它们的比热容c相同。它们从相同的初温被加热到相同的熔点，温度变化量也相同。 从图中可以看出，c达到熔点所需的时间比b长，这意味着c吸收了更多的热量。根据，在c和都相同的情况下，c的质量一定大于b的质量，即。故C错误，符合题意； D．未加热时，c的质量大于b，c的内能较大，根据可知，时刻试管中b固体物质吸收热量小于时刻c中固体物质吸收热量，则时刻试管b中固体物质的内能小于时刻c中固体物质的内能，故D正确，不符合题意。 故选BC。 四、实验题 13．（25-26九年级下·湖北孝感·期中）小龙利用如图甲所示的装置进行“比较不同物质吸热能力”的实验，两个相同的烧杯中分别装有质量相同的a、b两种液体，并用两个规格相同的电加热器进行加热。 (1)实验中，用规格相同的电加热器进行加热，其目的是使a、b两种液体在相同加热时间内______相同； (2)在两种液体都不沸腾的情况下，小龙认为要使a、b两种液体升高相同的温度，然后进行比较加热时间；小华认为要加热相同的时间然后比较升高的温度，可行的方案是______；（选填 “小龙”“小华”或“小龙和小华”） (3)据如图乙图像可知______液体的吸热能力更强，生产生活中，用______（两空均选填 “a”或“b”）液体作为输送热量的介质效果更好。若a是水，，则b的比热容为______； (4)如果把“a和b两种液体吸热升温”与“c和d两个容器盛水水面升高”做类比，如图丙所示，则液体的比热容和容器的______（选填“高度”“容积”或“底面积”）类似。 【答案】(1)吸收热量 (2)小龙和小华 (3) a a (4)底面积 【详解】（1）实验中，用规格相同的电加热器进行加热，其目的是使a、b两种液体在相同加热时间内吸热相同，根据转换法，可通过加热时间比较吸热多少。 （2）比较a、b两种液体吸热本领的大小，可以加热相同的时间，观察两种液体温度的变化量，温度变化量越大说明吸热能力弱；也可以升高相同的温度，比较加热时间的长短，加热时间长的吸热能力强，因此小龙和小华这两种方法都可以比较出液体的吸热能力。 （3）据图乙所示图像可知，升高相同的温度，a液体需要的加热时间长，吸收热量多，则a液体的吸热能力更强；因为a的吸热能力强，比热容大，所以生产生活中用a液体作为输送热量的介质效果更好。 当加热时间为5min时，a、b吸收的热量相同，a物质升高的温度为 b升高的温度为 根据，可得 若a是水，则b的比热容为 （4）a和b两种液体吸热升温，吸热相同时，比热容大的升温慢；c和d两个容器盛水，在加水相同的情况下，底面积大的水位升高得慢，所以液体的比热容和容器的底面积类似。 五、计算题 14．（2026·甘肃白银·三模）某研究小组利用自制太阳能热水器（如图所示）开展了太阳能的相关实验。他们控制太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积始终为，垂直于太阳光的表面上每秒钟接收的太阳能是，太阳能热水器内水的质量为，水的初温为，经时间后水的温度上升到。[水的比热容为] (1)太阳能热水器内的水吸收的热量是多少？ (2)自制太阳能热水器的加热效率为多少？ (3)如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量由干木柴燃烧来提供，至少需要完全燃烧多少千克干木柴？（干木柴的热值为） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）太阳能热水器内的水吸收的热量 （2）太阳能热水器接收太阳光垂直照射的面积，照射时间，热水器接收到的总太阳能 则自制太阳能热水器的加热效率 （3）根据题意，干木柴完全燃烧放出的热量等于热水器接收到的总太阳能，即 由可得，需要完全燃烧干木柴的质量 15．（2026·山东潍坊·三模）汽车油耗是指车辆在行驶一定距离时所消耗的燃油量，通常以百公里油耗（L/100km）来表示。某次测试，汽车在一段平直的公路上匀速行驶了10km，受到的阻力是800N，消耗汽油490g。汽油的密度ρ汽=0.7×103kg/m3，热值q=4.6×107J/kg，求该过程中： (1)汽车的百公里油耗； (2)汽车牵引力做的功； (3)汽车发动机的效率。 【答案】(1)7L/100km (2)8.0×106J (3)35.5% 【详解】（1）该车百公里耗油质量 汽车的百公里油耗 该车百公里油耗为7L/100km。 （2）小汽车匀速行驶时，牵引力 牵引力做的功 （3）完全燃烧汽油放出的热量 汽车发动机的效率 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $