12.4 机械能与内能的相互转化 （课堂笔记）-2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

本讲义聚焦“机械能与内能的相互转化”核心知识点，系统梳理做功改变内能（对物体做功内能增加、对外做功减少，实质为能量转化，与热传递的区别）、热机（四冲程工作原理及汽油机与柴油机异同）、燃料热值（定义、公式及效率）等内容，形成从能量转化原理到应用再到燃料特性的递进知识脉络，为构建能量观念提供学习支架。 资料亮点在于模块化设计，思维导图助力知识体系构建，实验案例（如压缩空气引火仪、塞子跳起白雾）和表格对比培养科学思维，结合神舟返回舱、《天工开物》等实例渗透科学态度与责任。课中辅助教师教学，课后通过真题演练帮助学生查漏补缺，提升综合应用能力。

第十二章第4节 机械能与内能的相互转化（30小题） ※※模块一：梳理思维导图 构建知识体系———————— ※※模块二：梳理基础知识 明晰识记要点———————— ■知识点一：做功—改变物体内能的另一种方式 1.对物体做功物体内能增加。 （1）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。 （2）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。 4.做功和热传递改变内能的区别： （1）相同点：它们在改变内能上效果相同，所以说做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 （2）不同点：做功是内能和其它形式能的相互转化，热传递是内能的转移。 ■知识点二：热机 1.定义：利用燃料的燃烧把内能转化为机械能的装置。 2.原理：燃料燃烧把化学能转化为内能，内能又转化为机械能。 3.种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。 4.内燃机： （1）定义：燃料在气缸内燃烧从而产生动力的热机。 （2）分类：主要有汽油机和柴油机。 5.汽油机和柴油机的相同点 四冲程内燃机：每一个工作循环都分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。一个工作循环四个冲程，活塞往复2次，飞轮转动2周，对外只做1次功，其它3个冲程要靠飞轮的惯性完成。 四冲程内燃机工作过程： 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 -- 6.汽油机和柴油机的不同点。 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 ■知识点三：燃料的热值 1.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。 2.单位：J/kg或J/m3。 3.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。 4.特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 5.公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 6.燃料燃烧利用效率： （1）公式：η=Q吸/ Q放 ×100% （2）提高效率的方法： A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。 ※※模块三：精准考点演练 突破重点难点———————— 一．做功—改变物体内能的另一种方式（共10小题） 1．（2026·吉林松原·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】改变物体内能的方式有做功和热传递两种，热传递是能量的转移过程，做功是其他形式能向内能的转化过程。题干中，将烧红的铁器放入冷水中冷却，是通过热传递改变物体内能。 A．围炉取暖是热量从火炉传递到人体，通过热传递改变内能，故A不符合题意； B．钻木取火是克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，通过做功改变内能，与题干改变内能的方式不同，故B符合题意； C．热水袋焐手变暖是热量从热水袋传递到手，通过热传递改变内能，故C不符合题意； D．冷水倒入热水中变温是冷水和热水之间发生热量转移，通过热传递改变内能，故D不符合题意。 故选 B。 2．（2026·江苏南京·二模）如图所示的四个示例中，使物体内能增大的方式与其他三个不同的是（     ） A．甲图，碎纸片点燃后，杯中水温升高 B．乙图，金属汤勺放在热汤中，温度升高 C．丙图，取暖器通电后，电热丝温度升高 D．丁图，太阳辐射后，热水器中水温升高 【答案】C 【详解】碎纸片燃烧放热，通过热传递使杯中水的内能增大、温度升高； 金属汤勺从热汤中吸收热量，通过热传递（热传导）使自身内能增大、温度升高； 取暖器通电后，电流通过电热丝做功，将电能转化为内能，通过做功的方式使电热丝内能增大、温度升高； 热水器中的水吸收太阳辐射的热量，通过热传递（热辐射）使内能增大、温度升高。 因此，C选项使物体内能增大的方式为做功，ABD选项使物体内能增大的方式为热传递，故选C。 3．（2026九年级上·山西临汾·期末）2025年11月14日，“神舟二十一号”返回舱在东风着陆场成功着陆，如图所示。返回舱进入大气层，与周围大气剧烈摩擦的过程中，返回舱的（忽略返回舱质量的变化）（     ） A．内能转化为机械能，内能变大 B．机械能转化为内能，内能变大 C．内能转化为机械能，内能变小 D．机械能转化为内能，内能变小 【答案】B 【详解】返回舱进入大气层后，与周围大气剧烈摩擦，需要克服摩擦力做功。在这个过程中，返回舱的机械能（主要是动能和重力势能）减少，而这些减少的机械能转化为了返回舱的内能，使得返回舱的温度升高，内能增大。所以此过程是机械能转化为内能，内能变大。 故选B。 4．（2026九年级上·山东济宁·期中）关于热量、功、内能的概念，下列说法中正确的是（   ） A．对物体做了功，物体内能一定增加 B．克服摩擦力做功可使物体的热量增加 C．热传递和做功是改变物体内能的两种方式 D．热量、功、内能的单位都是焦耳，所以三者的物理意义相同 【答案】C 【详解】A．对物体做了功，同时物体向外传递热量，内能不一定增加，故A错误； B．克服摩擦力做功可使物体的内能增加，热量是能量传递的形式，不能说热量增加，故B错误； C．改变内能的方式有两种，做功和热传递，故C正确； D．热量、功、内能的国际单位都是焦，热量是指在热传递过程中，内能改变的多少；一个物体在力的作用下沿力的方向移动了一段距离，叫力对物体做了功；内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和；因此三者的物理意义不相同，故D错误。 故选C。 5．（2026·北京大兴·二模）如图所示为四个跟热现象有关的实验情境，下列说法正确的是（     ） A．甲图中，抽去玻璃板一段时间后两瓶内气体颜色变得一致，是因为气体分子运动的结果 B．乙图中，两个接触面水平、压紧的铅柱能吊起重物，能说明两根铅柱的分子间存在斥力 C．丙图中，快速压下活塞时筒内气体的内能增大，是用做功的方法改变了内能 D．丁图中，水沸腾一段时间后水蒸气把木塞顶开，把水蒸气的内能转化为木塞的机械能 【答案】ACD 【详解】A．甲图抽去玻璃板后两瓶气体颜色变得一致，是扩散现象，扩散现象本质是气体分子不停做无规则运动，因此这是气体分子运动的结果，故A正确； B．乙图中接触面平整、压紧的铅柱能吊起重物，该现象说明铅分子间存在引力，不是斥力，故B错误； C．丙图快速压下活塞时，外界对筒内气体做功，机械能转化为气体的内能，使筒内气体内能增大，这是用做功的方法改变物体内能，故C正确； D．丁图中，水蒸气把木塞顶开时，水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，故D正确。 故选ACD。 6．（2026·吉林长春·模拟预测）如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验，分析正确的是（　　） A．酒精不完全燃烧时热值不变 B．能闻到酒精的气味说明分子在不停地做无规则运动 C．燃气推动纸筒飞出后，矿泉水瓶壁会发热，是因为气体膨胀对外做功 D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低 【答案】ABD 【详解】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关，所以酒精不完全燃烧时热值不变，故A正确； B．能闻到酒精的气味，是由于酒精分子在空气中运动形成的，所以说明分子在不停地做无规则运动，故B正确； CD．燃气推动纸筒飞出时，气体膨胀对外做功，内能减小、温度降低，矿泉水瓶壁发热是因为酒精燃烧产生的热量使用瓶壁温度升高，故C错误，D正确。 故选ABD。 7．（2026·湖南长沙·模拟预测）如图所示是古人发明的一种活塞式点火器，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将推杆拔出，口吹立见火苗。下列改变内能的方式与其相同的是（　　） A．弯折铁丝 B．哈气取暖 C．划燃火柴 D．给水加热 【答案】AC 【详解】改变物体内能的方式有做功和热传递。猛推推杆使艾绒点燃，是通过做功的方式改变内能。 A．弯折铁丝，是对铁丝做功，铁丝内能增加，温度升高，属于做功改变物体内能，与猛推推杆改变内能的方式相同，故A符合题意； B．哈气取暖，是通过热传递的方式使手的内能增加，与猛推推杆改变内能的方式不同，故B不符合题意； C．划燃火柴，是克服摩擦力做功，使火柴头温度升高达到着火点而燃烧，属于做功改变物体内能，与猛推推杆改变内能的方式相同，故C符合题意； D．给水加热，是通过热传递的方式使水的内能增加，与猛推推杆改变内能的方式不同，故D不符合题意。 故选AC。 8．（2026·黑龙江哈尔滨·二模）小丽认为现在人们用擦火柴点火和古代人们用“钻木取火”的方法取得火种在原理上是相同的。你_______（选填“同意”或“不同意”）她的观点，因为此过程都是利用机械能转化为_______能。 【答案】 同意 内 【详解】擦火柴点火和钻木取火，都是通过摩擦做功的方式改变物体内能，过程中都消耗机械能，使物体内能增加、温度升高达到燃点点火，本质都是将机械能转化为内能，二者原理相同，因此同意小丽的观点。 9．（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。 10．（2026九年级上·吉林·阶段检测）如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃管筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去。 (1)这是因为向下压活塞，对筒内空气做功，空气内能______（填“增大”或“减小”），温度______（填“升高”或“降低”），达到硝化棉的着火点，就燃烧起来； (2)如图乙所示，烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，瓶内出现白雾。这是因为向烧瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内气体内能______（填“增大”或“减小”），温度______（填“升高”或“降低”），瓶口出现“白气”。 【答案】(1) 增大 升高 (2) 减小 降低 【详解】（1）[1][2]向下压活塞，对筒内空气做功，将机械能转化为内能，空气内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点，就燃烧起来。 （2）向烧瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内气体对外做功，内能转化为瓶塞的机械能，瓶内气体内能减小，温度降低，瓶内水蒸气遇冷液化，瓶口出现“白气”。 二．热机（共6小题） 1.如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这是通过 _____的方式将水蒸气的内能转化为塞子的机械能（选填“做功”或“热传递”）。图 _____（选填“甲”或“乙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。 【答案】做功；乙。 【详解】塞子被试管内水蒸气推出，气体膨胀对外做功，将气体的内能转化为机械能，涉及能量的转换，故是做功。如图甲所示，进气门关、排气门关，活塞向上，压缩气体做功，将机械能转化为内能，而乙图是进气门关、排气门关，活塞向下，高温高压气体对活塞做功，将内能转化为机械能，故图乙中能量转化与气体对活塞做功实验的原理相同。 2. 某汽车动力来自单缸四冲程汽油机，如图所示要完成汽油机的一个工作循环正确的顺序是____（用字母表示），其中将内能转化为机械能的冲程是图中的____（选填“A”、“B”、“C”或“D”），当它正常工作时转速为1800r/min，则每秒钟对外做功_____次。 【答案】 DACB，C，15。 【详解】A图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能； B图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程； C图：两气门都关闭，活塞向下运行，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能； D图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程。 故汽油机的一个工作循环正确的顺序是DACB。 将内能转化为机械能的冲程是做功冲程，是图C。 汽油机在一个工作循环中经历4个冲程，飞轮转动2转，对外做功1次。当它正常工作时转速为 1800r/min =30r/s，则该汽油机每秒钟转动30转，每秒做功15次。 3．如图所示，甲为四冲程柴油机吸气冲程的示意图，图中正确地画出了吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。图乙、丙、丁分别是小明同学自己画的压缩、做功、排气冲程，其中有误的是（　　） A．乙 B．丙 C．乙和丁 D．丁 【答案】D 【详解】A．由图知道，甲图中正确地画出了吸气冲程中曲轴的位置，即曲轴下端在右侧，此时活塞向下运动，故A不符合题意； B．乙图中，两个气门都关闭，根据曲轴的转动方向知道，此时活塞向上运动，符合压缩冲程的特点，故乙图正确，不符合题意； C．丙图中，两个气门都关闭，根据曲轴的转动方向可知，此时活塞向下运动，符合做功冲程的特点，故丙图正确，不符合题意； D．丁图中，进气门关闭，排气门打开，根据曲轴的转动方向可知，此时活塞向下运动，不符合排气冲程的特点，故丁图错误，符合题意。 故选D。 4．如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高 B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大 C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气 D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程 【答案】B 【详解】A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持不变，故A错误； B．实验过程中加热试管使水沸腾，试管内的水吸收热量，这是通过热传递使试管内水的内能增大，故B正确； C．玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误； D．“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。 故选B。 5. 一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3 600 r/min，则柴油机每秒钟 A．完成60个循环，120个冲程 B．做功30次，活塞往复60次 C．完成60个循环，60个冲程 D．做功1 200次，活塞往复1 200次 【答案】B 【详解】内燃机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转2圈；即：飞轮每转2圈，完成一个工作循环，对外做功1次； 单缸四冲程内燃机飞轮的转速为3600r/min，则该柴油机每秒钟转60圈，即活塞往复60次，完成120个冲程，30个工作循环，对外做30次功， 故选B． 6．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（    ） A．燃料燃烧产生的内能全部转化为蒸汽的内能 B．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大 C．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，其能量的转化过程与汽油机的做功冲程一样 D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 【答案】C 【详解】A．燃料燃烧产生的内能仅仅只有一部分转化为蒸汽的内能，还有一部分热量散失了，还有一部分的内能转化为锅炉的内能，故A错误； B．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能，蒸汽的内能减小，故B错误； C．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，将内能转化机械能，其能量的转化过程与汽油机的做功冲程一样，做功冲程是膨胀的气体对外做功，将内能转化为机械能，故C正确； D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的热量，而不是温度，故D错误。 故选C。 三．燃料的热值（共4小题） 1．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是（ ） A. 1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107 m3热量。 B. 4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。 C. 1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J热量。 D. 4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。 【答案】C 【解析】对于固体和液体，热值表达式用q=Q/m来表示，物理意义是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量。对于气体，热值表达式用q=Q/V来表示，物理意义是单位体积的燃料完全燃烧放出的热量。 甲烷通常以气态物质形态存在，其热值q甲烷=4.2×107J／m3，物理含义是：1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J的热量。 2. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．没有燃烧的燃料，其热值等于零 B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 C．燃料完全燃烧时，它的热值最大 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 【答案】B 【详解】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故AC错误，B正确； D.由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。 故选B。 3．北京时间2024年4月25日20时59分，我国在酒泉卫星发射中心，用长征二号F遥十八运载火箭搭载神舟十八号载人飞船成功发射（如图），神舟十八号携带叶光富、李聪和李广苏等3名宇航员前往空间站执行约6个月驻留任务。该火箭使用的一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的（　　） A．比热容 B．热值 C．密度 D．体积 【答案】B 【详解】火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，主要的原因是它具有较大的热值，完全燃烧相同质量的不同燃料时，偏二甲肼可以释放出更多的热量，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 4．秸秆可以回收加工制成秸秆煤，已知秸秆煤的热值q秸秆煤=2.1×107J/kg，天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3。求： （1）完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量？ （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积？ 【答案】（1）1.05×107J；（2）0.25m3 【详解】（1）完全燃烧秸秆煤放出的热量 Q放=m煤q秸秆煤=0.5kg×2.1×107J/kg=1.05×107J （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积为 ※※模块四：中考真题再现 实战树立信心———————— 1．（2026·四川遂宁·中考真题）被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”《天工开物》记载了我国古代生产技术成就。如： ①碎煤有两种，用以炊烹，用以冶煅； ②取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气； ③榨汁入缸，看水花为火色。其花煎至细嫩，如煮羹沸； 下列对相关记载分析正确的是（     ） A．“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小 B．“透出香气”是因为分子在运动 C．“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能 D．“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热，温度升高 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的固有特性，仅与燃料的种类有关，与燃烧过程无关，煤炭燃烧时热值不会减小，故A错误； B．“透出香气”是因为香气分子在空气中做无规则运动，扩散到周围空间，说明分子在不停地运动，故B正确； C．“文火慢炒”是通过热传递的方式，将火焰的热量传递给麻、菜子，从而改变其内能，并非做功方式，故C错误； D．液体沸腾的特点是持续吸热但温度保持不变，因此羹在沸腾时吸热，温度不会升高，故D错误。 故选B。 2．（2026·宁夏吴忠·一模）跨学科实践活动中，合作小组利用易拉罐自制了简易“蒸汽机”。点燃蜡烛，给易拉罐中的水加热。喷嘴喷出的蒸汽成功让风车旋转。下列说法正确的是（     ） A．蜡烛燃烧时，内能转化为化学能 B．水的温度升高时，其比热容变大 C．为提高蒸汽机效率，可加大火量 D．该实验展现热机做功冲程的能量转化 【答案】D 【详解】A．蜡烛燃烧是化学反应，所以是化学能转化为内能，故A错误； B．比热容是物体的特性，不会随着温度的改变而改变。所以水的温度升高时，比热容不变，故B错误； C．热机效率是指做有用功的能量与放出总能量的比值，加大火量只会增加燃料燃烧时候的总能量，不能提升热机效率，故C错误； D．热机做功冲程是将内能转化成机械能的过程，图中的能量转化也是内能到机械能，所以该实验可以展现热机做功冲程的能量转化，故D正确。 故选D。 3．（2026·山东威海·模拟预测）2025年我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭成功发射“天问二号”小行星探测器，“天问二号”承担的探测任务有：对小行星2016HO3进行伴飞、取样并返回地球，以及对主带彗星311P开展伴飞探测，关于长征三号乙火箭，下列分析错误的是（忽略火箭质量的变化）（     ） A．加速升空过程中，内能转化为机械能 B．加速升空过程中，动能增大，重力势能也增大 C．工作时不属于热机，因为它没有热机的结构 D．向地面喷出高温燃气，是利用“力的作用是相互的”原理来提供动力 【答案】C 【详解】A．火箭加速升空过程中，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能，故A正确。 B．题目说明忽略火箭质量变化，加速升空时火箭速度增大、动能增大，高度升高、重力势能增大，故B正确。 C．热机的定义是利用内能做功、将内能转化为机械能的机器，火箭工作时将燃料的内能转化为机械能，属于热机，故C错误。 D．火箭向地面喷出高温燃气，对燃气施加向下的力，根据"力的作用是相互的"，燃气对火箭施加向上的反作用力来提供动力，故D正确。 故选 C。 4．（2026·四川广安·中考真题）某折叠卡式炉如图所示，它采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 kg水，用卡式炉给水加热使之温度升高了50 ℃，丁烷完全燃烧释放了的能量。此过程通过________（选填“做功”或“热传递”）方式增大了水的内能，该卡式炉烧水的效率为________。水的比热容为。 【答案】 热传递 【详解】改变内能的方式分为做功和热传递，本题中燃料燃烧放热，传递给水被水吸收，因此是通过热传递的方式增大水的内能。 水吸收的热量为 所以卡式炉的加热效率为 5．（2026·四川达州·中考真题）如图所示，在热机的原理实验中，完全燃烧的酒精可放出________的热量；加热过程中观察到风车慢慢转动，其能量转化方式与内燃机的________冲程类似。（） 【答案】 做功 【详解】完全燃烧酒精放出的热量为 实验中，水受热汽化为水蒸气，高温蒸汽推动风车转动，能量转化为内能转化为机械能，内燃机的做功冲程为燃气的内能转化为活塞机械能，因此和做功冲程能量转化一致。 6．（2026·重庆·中考真题）神舟二十三号载人飞船于5月24日成功发射，如图所示。运载火箭使用的推进剂中含有热值为4.2×107J/kg的偏二甲肼燃料，完全燃烧1×105kg的这种燃料可以释放______J的热量。飞船与空间站“天和核心舱”对接成功后，飞船相对于核心舱是______的。 【答案】 静止 【详解】完全燃烧1×105kg的这种偏二甲肼燃料可以释放的热量为 飞船与空间站“天和核心舱”对接成功后，飞船相对于核心舱的位置不变，是静止的。 7．（2025·山东东营·中考真题）如图是中国自主产权的盾构机工作时的模拟场景。盾构机前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时会产生大量的热，这是通过___________方式改变物体内能的。工作中需要用水给刀片降温，主要利用了水的___________较大的特性。 【答案】 做功 比热容 【详解】[1]盾构机的刀盘旋转击碎石料的过程中，刀盘与石料摩擦，使刀盘的温度升高，内能增大，将机械能转化为内能，是通过做功方式改变了刀盘的内能。 [2]质量相同的水和其他物质相比，由于水的比热容比较大，在升高相同温度时可以吸收更多的热量，用水给刀片降温，这是利用水的比热容较大的特点。 8．（2026·河北唐山·二模）2026年初成功返回的神舟二十号飞船返回舱进入大气层后，其表面温度升高，是通过_____________方式增大内能，神舟二十号飞船返回舱加速下落过程中，忽略外壳烧蚀损耗，惯性_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 做功 不变 【详解】改变物体内能的方式有做功和热传递。返回舱进入大气层时与空气摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使表面温度升高，因此是通过做功的方式增大内能。 惯性的大小仅与物体的质量有关，质量不变则惯性不变。题目中忽略外壳烧蚀损耗，说明返回舱的质量未发生变化，所以其惯性不变。 9．（2026·山东临沂·模拟预测）2025年11月3日，长征七号改运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，如图所示。火箭利用液氢作为燃料是因为液氢______。火箭发动机主要通过_______（选填“做功”或“热传递”）的方式获得机械能。 【答案】 热值大 做功 【详解】液氢的热值很高，在相同质量下，它完全燃烧能释放出比其他燃料更多的热量，从而为火箭提供巨大的能量。 火箭发动机工作时，高温高压的燃气膨胀对外做功，推动火箭运动，将内能转化为机械能，这属于通过“做功”的方式改变物体的能量状态。 10．（2026·安徽池州·二模）酒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若酒精完全燃烧产生的热量有被水吸收，现在把、的水加热到，需要燃烧酒精______g。［，］ 【答案】11.2 【详解】水吸收的热量 酒精完全燃烧放出的热量 需要燃烧的酒精质量 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章第4节 机械能与内能的相互转化（30小题） ※※模块一：梳理思维导图 构建知识体系———————— ※※模块二：梳理基础知识 明晰识记要点———————— ■知识点一：做功—改变物体内能的另一种方式 1.对物体做功物体内能增加。 （1）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。 （2）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。 4.做功和热传递改变内能的区别： （1）相同点：它们在改变内能上效果相同，所以说做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 （2）不同点：做功是内能和其它形式能的相互转化，热传递是内能的转移。 ■知识点二：热机 1.定义：利用燃料的燃烧把内能转化为机械能的装置。 2.原理：燃料燃烧把化学能转化为内能，内能又转化为机械能。 3.种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。 4.内燃机： （1）定义：燃料在气缸内燃烧从而产生动力的热机。 （2）分类：主要有汽油机和柴油机。 5.汽油机和柴油机的相同点 四冲程内燃机：每一个工作循环都分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。一个工作循环四个冲程，活塞往复2次，飞轮转动2周，对外只做1次功，其它3个冲程要靠飞轮的惯性完成。 四冲程内燃机工作过程： 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 -- 6.汽油机和柴油机的不同点。 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 ■知识点三：燃料的热值 1.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。 2.单位：J/kg或J/m3。 3.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。 4.特性：热值只与燃料的种类有关，与燃料的状态、质量、体积、是否燃烧等均无关。 5.公式：Q＝mq或者Q＝Vq。 6.燃料燃烧利用效率： （1）公式：η=Q吸/ Q放 ×100% （2）提高效率的方法： A.使燃料充分燃烧。B.减少各种热量损失。 ※※模块三：精准考点演练 突破重点难点———————— 一．做功—改变物体内能的另一种方式（共10小题） 1．（2026·吉林松原·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 2．（2026·江苏南京·二模）如图所示的四个示例中，使物体内能增大的方式与其他三个不同的是（     ） A．甲图，碎纸片点燃后，杯中水温升高 B．乙图，金属汤勺放在热汤中，温度升高 C．丙图，取暖器通电后，电热丝温度升高 D．丁图，太阳辐射后，热水器中水温升高 3．（2026九年级上·山西临汾·期末）2025年11月14日，“神舟二十一号”返回舱在东风着陆场成功着陆，如图所示。返回舱进入大气层，与周围大气剧烈摩擦的过程中，返回舱的（忽略返回舱质量的变化）（     ） A．内能转化为机械能，内能变大 B．机械能转化为内能，内能变大 C．内能转化为机械能，内能变小 D．机械能转化为内能，内能变小 4．（2026九年级上·山东济宁·期中）关于热量、功、内能的概念，下列说法中正确的是（   ） A．对物体做了功，物体内能一定增加 B．克服摩擦力做功可使物体的热量增加 C．热传递和做功是改变物体内能的两种方式 D．热量、功、内能的单位都是焦耳，所以三者的物理意义相同 5．（2026·北京大兴·二模）如图所示为四个跟热现象有关的实验情境，下列说法正确的是（     ） A．甲图中，抽去玻璃板一段时间后两瓶内气体颜色变得一致，是因为气体分子运动的结果 B．乙图中，两个接触面水平、压紧的铅柱能吊起重物，能说明两根铅柱的分子间存在斥力 C．丙图中，快速压下活塞时筒内气体的内能增大，是用做功的方法改变了内能 D．丁图中，水沸腾一段时间后水蒸气把木塞顶开，把水蒸气的内能转化为木塞的机械能 6．（2026·吉林长春·模拟预测）如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出。关于此实验，分析正确的是（　　） A．酒精不完全燃烧时热值不变 B．能闻到酒精的气味说明分子在不停地做无规则运动 C．燃气推动纸筒飞出后，矿泉水瓶壁会发热，是因为气体膨胀对外做功 D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低 7．（2026·湖南长沙·模拟预测）如图所示是古人发明的一种活塞式点火器，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，随即将推杆拔出，口吹立见火苗。下列改变内能的方式与其相同的是（　　） A．弯折铁丝 B．哈气取暖 C．划燃火柴 D．给水加热 8．（2026·黑龙江哈尔滨·二模）小丽认为现在人们用擦火柴点火和古代人们用“钻木取火”的方法取得火种在原理上是相同的。你_______（选填“同意”或“不同意”）她的观点，因为此过程都是利用机械能转化为_______能。 9．（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。 10．（2026九年级上·吉林·阶段检测）如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃管筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去。 (1)这是因为向下压活塞，对筒内空气做功，空气内能______（填“增大”或“减小”），温度______（填“升高”或“降低”），达到硝化棉的着火点，就燃烧起来； (2)如图乙所示，烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，瓶内出现白雾。这是因为向烧瓶内打气，当瓶塞跳起时，瓶内气体内能______（填“增大”或“减小”），温度______（填“升高”或“降低”），瓶口出现“白气”。 二．热机（共6小题） 1.如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这是通过 _____的方式将水蒸气的内能转化为塞子的机械能（选填“做功”或“热传递”）。图 _____（选填“甲”或“乙”）中汽油机的工作过程与这一实验过程中原理是一致的。 2. 某汽车动力来自单缸四冲程汽油机，如图所示要完成汽油机的一个工作循环正确的顺序是____（用字母表示），其中将内能转化为机械能的冲程是图中的____（选填“A”、“B”、“C”或“D”），当它正常工作时转速为1800r/min，则每秒钟对外做功_____次。 3．如图所示，甲为四冲程柴油机吸气冲程的示意图，图中正确地画出了吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。图乙、丙、丁分别是小明同学自己画的压缩、做功、排气冲程，其中有误的是（　　） A．乙 B．丙 C．乙和丁 D．丁 4．如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高 B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大 C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气 D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程 5. 一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3 600 r/min，则柴油机每秒钟 A．完成60个循环，120个冲程 B．做功30次，活塞往复60次 C．完成60个循环，60个冲程 D．做功1 200次，活塞往复1 200次 6．如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（    ） A．燃料燃烧产生的内能全部转化为蒸汽的内能 B．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大 C．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，其能量的转化过程与汽油机的做功冲程一样 D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 三．燃料的热值（共4小题） 1．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是（ ） A. 1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107 m3热量。 B. 4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。 C. 1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107 J热量。 D. 4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。 2. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　） A．没有燃烧的燃料，其热值等于零 B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关 C．燃料完全燃烧时，它的热值最大 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 3．北京时间2024年4月25日20时59分，我国在酒泉卫星发射中心，用长征二号F遥十八运载火箭搭载神舟十八号载人飞船成功发射（如图），神舟十八号携带叶光富、李聪和李广苏等3名宇航员前往空间站执行约6个月驻留任务。该火箭使用的一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的（　　） A．比热容 B．热值 C．密度 D．体积 4．秸秆可以回收加工制成秸秆煤，已知秸秆煤的热值q秸秆煤=2.1×107J/kg，天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3。求： （1）完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量？ （2）这些热量相当于完全燃烧天然气的体积？ ※※模块四：中考真题再现 实战树立信心———————— 1．（2026·四川遂宁·中考真题）被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”《天工开物》记载了我国古代生产技术成就。如： ①碎煤有两种，用以炊烹，用以冶煅； ②取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气； ③榨汁入缸，看水花为火色。其花煎至细嫩，如煮羹沸； 下列对相关记载分析正确的是（     ） A．“用以炊烹”煤炭燃烧时热值在不断减小 B．“透出香气”是因为分子在运动 C．“文火慢炒”是通过做功的方式改变内能 D．“如煮羹沸”羹在沸腾时吸热，温度升高 2．（2026·宁夏吴忠·一模）跨学科实践活动中，合作小组利用易拉罐自制了简易“蒸汽机”。点燃蜡烛，给易拉罐中的水加热。喷嘴喷出的蒸汽成功让风车旋转。下列说法正确的是（     ） A．蜡烛燃烧时，内能转化为化学能 B．水的温度升高时，其比热容变大 C．为提高蒸汽机效率，可加大火量 D．该实验展现热机做功冲程的能量转化 3．（2026·山东威海·模拟预测）2025年我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙火箭成功发射“天问二号”小行星探测器，“天问二号”承担的探测任务有：对小行星2016HO3进行伴飞、取样并返回地球，以及对主带彗星311P开展伴飞探测，关于长征三号乙火箭，下列分析错误的是（忽略火箭质量的变化）（     ） A．加速升空过程中，内能转化为机械能 B．加速升空过程中，动能增大，重力势能也增大 C．工作时不属于热机，因为它没有热机的结构 D．向地面喷出高温燃气，是利用“力的作用是相互的”原理来提供动力 4．（2026·四川广安·中考真题）某折叠卡式炉如图所示，它采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 kg水，用卡式炉给水加热使之温度升高了50 ℃，丁烷完全燃烧释放了的能量。此过程通过________（选填“做功”或“热传递”）方式增大了水的内能，该卡式炉烧水的效率为________。水的比热容为。 5．（2026·四川达州·中考真题）如图所示，在热机的原理实验中，完全燃烧的酒精可放出________的热量；加热过程中观察到风车慢慢转动，其能量转化方式与内燃机的________冲程类似。（） 6．（2026·重庆·中考真题）神舟二十三号载人飞船于5月24日成功发射，如图所示。运载火箭使用的推进剂中含有热值为4.2×107J/kg的偏二甲肼燃料，完全燃烧1×105kg的这种燃料可以释放______J的热量。飞船与空间站“天和核心舱”对接成功后，飞船相对于核心舱是______的。 7．（2025·山东东营·中考真题）如图是中国自主产权的盾构机工作时的模拟场景。盾构机前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时会产生大量的热，这是通过___________方式改变物体内能的。工作中需要用水给刀片降温，主要利用了水的___________较大的特性。 8．（2026·河北唐山·二模）2026年初成功返回的神舟二十号飞船返回舱进入大气层后，其表面温度升高，是通过_____________方式增大内能，神舟二十号飞船返回舱加速下落过程中，忽略外壳烧蚀损耗，惯性_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 9．（2026·山东临沂·模拟预测）2025年11月3日，长征七号改运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，如图所示。火箭利用液氢作为燃料是因为液氢______。火箭发动机主要通过_______（选填“做功”或“热传递”）的方式获得机械能。 10．（2026·安徽池州·二模）酒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若酒精完全燃烧产生的热量有被水吸收，现在把、的水加热到，需要燃烧酒精______g。［，］ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $