第十四章 内能与热机 讲义 2026-2027学年九年级物理沪科版全一册

本讲义围绕“内能及其改变”核心知识点，从能量定义及机械能入手，系统阐述内能的概念、影响因素、热量含义，再到做功和热传递两种改变内能的方式，最后梳理热量、温度、内能的关系，构建递进式学习支架。 资料结合瓦罐汤、钻木取火等生活实例和压缩空气点火、瓶塞跳起白雾等实验案例，融入《天工开物》传统文化元素，通过多样题型（填空、选择、实验）培养学生能量观念、科学探究能力和科学态度，课中辅助教师联系实际教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

14.1 内能及其改变 知识点一、能的认识 1.能量 （1）定义：一个物体能对外做功，我们就称这个物体有能量。 （2）例子：搬砖和休息的两种状态。 2.机械能：物体的动能和势能 知识点二、内能与热量 1.内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 2.影响物体内能大小的因素： （1）温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。 （2）质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。 （3）材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。 （4）存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。 3.热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量，用符号Q表示，热量的单位与能量的单位相同，也是焦（符号：J）。同内能一样，各种形式能量的单位都是焦耳。 4.规律： （1）物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。 （2）任何时刻分子的速度都不一样 （3）任何时刻分子的运动方向都不一样 5.内能与机械能比较： （1）做机械运动（我们把物体的位置随时间的变化叫做机械运动）的物体不仅具有机械能，同时还具有内能。 （2）机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，与整个物体的机械运动情况有关；而内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和，与物体内部分子的热运动和分子之间相互作用情况有关。 （3）内能是不同于机械能的另一种形式的能。 知识点三、改变内能的方式 1.做功改变物体的内能： （1）事例：①如图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞硝化棉就燃起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花的燃点燃使棉花燃烧。 ②如图乙所示，使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。 ③如图丙所示，玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强达到一定程度时，瓶塞就会跳起来，同时瓶口出现了雾，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，使水蒸气液化凝成小水滴。 甲 乙 丙 （2）规律：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。 （3）实质：内能和其他形式的能的相互转化 2.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。 铁锅烫手（热传导） 暖风机升温（热对流） 太阳光晒棉被（热辐射） （2）条件：热传递的条件是有温度差。 （3）传递方式是：传导、对流和辐射。 （4）规律：热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。 （5）实质：热传递传递的是内能（热量），而不是温度，传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。 3.做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。 知识点四、热量、温度、内能的关系 一、填空题 1．作为传统滋补汤品，瓦罐汤历史悠久，风味独特。将药材、肉类和蔬菜悉心放入瓦罐中，经过数小时的慢火炖煮，汤味浓郁，营养丰富。喝瓦罐汤时要小心烫嘴！这是因为汤的______（选填“内能大”、“温度高”或“热量多”）；在冷却的过程中，瓦罐汤的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 温度高 减小 【解析】【小题1】[1]喝瓦罐汤时烫嘴是因为汤的温度高。温度是反映物体冷热程度的物理量，直接决定热传递的剧烈程度。即使内能大或吸收的热量多，若温度不高，也不会导致烫伤。 [2]在冷却过程中，汤通过热传递将热量释放到环境中，温度降低，因此内能减小。 2．如图所示，在瓶中装入少量的水，用带有导气管的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶中打气，瓶内气体的内能将________（选填“增大”“减小”或“不变”）；当塞子跳起时瓶内出现白雾，瓶内气体的内能将________（选填“增大”“减小”或“不变”）；整个过程是通过________的方式改变物体内能的。 【答案】 增大 减小 做功 【详解】[1]当用打气筒向瓶中打气时，外界对瓶内气体做功导致瓶内气体的内能增大。 [2]当塞子跳起时，瓶内气体对外做功，导致瓶内气体的内能减小。 [3]整个过程是通过做功的方式改变物体内能的，包括打气时外界对气体做功和塞子跳起时气体对外做功。 3．在热传递过程，内能改变的多少叫热量，用Q表示。甲物体只发生热传递，原有内能500J，现在具有内能为460J，则这个物体放出热量为______J；乙物体只发生热传递，原有1000J内能，现在具有1100J内能，则这个物体吸收的热量为______J。只有发生了热传递才有热量被吸收或放出。一个物体原有800J内能，吸收100J热量后，具有的内能为______J。 【答案】 40 100 900 【详解】[1]物体质量，内能减小，减小的内能等于物体的热量，故物体放出的热量为500J-460J=40J [2]物体吸收热量内能增加，增加的内能等于物体吸收的热量，故物体吸收热量为1100J-1000J=100J [3]物体吸收热量内能增加，增加的内能等于物体吸收的热量，物体内能为800J+100J=900J 4．“热”字有多种含义，在物理学中有时表示温度、有时表示热量、有时表示内能。请写出下面几种情形中“热”字的含义：“物体吸热”中“热”是指________；“水被烧热”中“热”是指________；“摩擦生热”中“热”是指________。 【答案】 热量 温度 内能 【详解】[1]“物体吸热”是指物体在热传递过程中吸收热量，因此“热”表示热量。 [2]“水被烧热”是指水被加热后温度升高，物体冷热程度的改变，因此“热”表示温度。 [3]“摩擦生热”是指摩擦过程中物体的温度升高，内能增大，将机械能转化为内能，因此“热”表示内能。 5．如图所示，用打气筒向装有少量水的瓶子打气，当瓶塞从瓶口跳出时，看到打气瓶内出现了白雾，说明水蒸气___________（填物态变化）成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能___________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 液化 减小 【详解】白雾是肉眼可见的小水滴，由原本气态的水蒸气变为液态小水滴，这个物态变化是液化。 该过程中瓶内气体膨胀推动瓶塞跳起，气体对外做功，将自身内能转化为瓶塞的机械能，因此气体的内能减小，温度降低，水蒸气才会遇冷液化成小水滴形成白雾。 6．热水钻探是一种利用加压的热水喷射并融化冰层，从而实现钻进的技术。在热水加压过程中，高压泵通过_________（选填“做功”或“热传递”）的方式使热水获得动能；在热水融冰过程中，冰由于吸热，___________（选填“内能”或“机械能”）增大。 【答案】 做功 内能 【详解】高压泵对热水施加力，使热水获得动能，这是通过做功的方式实现能量的转化（将高压泵的机械能转化为热水的动能）； 内能是物体内所有分子动能和势能的总和，冰吸热熔化时，吸收的热量使冰的内部分子能量增加，因此冰的内能增大。 7．高原上人们习惯用高压锅煮食物，这是因为随着海拔增大，大气压____________（填“增大”或“减小”），液体的沸点降低，用高压锅容易将食物煮熟。食物被煮熟是通过____________的方式改变了内能。 【答案】 减小 热传递 【详解】大气压随海拔高度的增大而减小，海拔越高，空气越稀薄，大气压越低。 改变物体内能的方式有做功和热传递两种，食物被煮熟是通过吸收高温环境的热量来获取内能，属于热传递的方式改变内能。 8．如图是《天工开物》中的“生熟炼铁炉”图。古人将铁料熔成铁水，此过程铁的质量______（选填“变大”“变小”或“不变”），铁需要______（选填“吸收”或“放出”）热量，这是通过______（选填“做功”或“热传递”）改变铁的内能。 【答案】 不变 吸收 热传递 【详解】[1]质量是物体本身的一种属性，不随物体的形状、状态而变化。所以，铁熔化成铁水，质量不变。 [2]炼铁过程中，需要给铁加热，铁需要吸收热量。 [3]炼铁过程中，铁吸收热量，温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变铁的内能。 9．如图所示，壶身与____________组成连通器，水被烧开时，水蒸气因推动壶盖跳起而内能减少，这是通过____________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变物体内能的。 【答案】 壶嘴 做功 【详解】【小题1】连通器是指上端开口、下部相连通的容器。观察图中的水壶，它的壶身和壶嘴下部是相通的，并且上端都开口（壶身通过壶盖上的小孔与大气相通），这完全符合连通器的定义。因此，壶身与壶嘴组成了一个连通器。 由题，水蒸气因推动壶盖跳起而内能减少，在这个过程中，水蒸气对壶盖施加了力，并使其移动，即水蒸气对壶盖做了功。水蒸气在做功时，将自身的内能转化为了壶盖的机械能，导致其内能减少。 10．物理知识在生产、生活中有很多应用，例如：“钻木取火”是通过________的方式改变内能；茶壶盖上方有个小孔，目的是在________的作用下把水倒出来；春暖花开，小新同家人一起坐汽车去景区游玩，还未进景区时就闻到了浓浓花香，这是因为________。 【答案】 做功 大气压 分子在不停地做无规则运动 【详解】钻木取火时，通过克服摩擦做功将机械能转化为内能，因此是通过做功的方式改变内能。 茶壶盖的小孔使壶内与外界大气相通，倒水时外界大气压作用在壶内水面上，保证水能顺利流出，所以是在大气压的作用下把水倒出来。 能闻到远处的花香，属于扩散现象，这是因为分子在不停地做无规则运动，花香分子扩散到了空气中。 11．金属汤勺放在热汤中，变得烫手，是通过________方式改变物体的内能。热汤香气扑鼻，这属于________现象。 【答案】 热传递 扩散 【详解】改变物体内能的方式有热传递和做功两种。金属汤勺与热汤存在温度差，内能从高温的热汤转移到低温的汤勺，因此是通过热传递的方式改变物体内能。 热汤的香气分子在永不停息地做无规则运动，逐渐扩散到空气中，从而被人闻到，这一现象属于扩散现象，扩散现象是分子无规则运动的直接体现。 12．仔细观察图中甲、乙、丙三杯水，其中________杯中水的内能最大。将甲杯与________杯中的水混合，它们之间会发生热传递。 【答案】 丙 乙 【详解】由图可知，甲和丙杯中水的温度高于乙杯，且丙杯中水的质量大于甲杯；因为物体的质量越大、温度越高，物体的内能越大，所以丙杯中水的内能最大； 发生热传递的条件是温度差。由图可知，甲与乙的温度不同，它们之间会发生热传递。 二、单选题 13．如图所示现象中，利用做功使物体内能增加的是（     ） A．发烧时 B．滑下时 C．晒太阳时 D．烤火时 【答案】B 【详解】改变物体内能的方式分为做功和热传递：做功是能量的转化过程，对物体做功可使物体内能增加；热传递是能量的转移过程。 A．发烧时，人体通过热传递放出热量，内能减少，不是做功增加物体内能，故A不符合题意； B．从滑梯滑下时，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使臀部的内能增加，是通过做功使物体内能增加，故B符合题意； C．晒太阳时，人体通过吸收太阳光的热量，是通过热传递增加内能，不是做功改变内能，故C不符合题意； D．烤火时，手吸收热量，是通过热传递增加内能，不是做功改变内能，故D不符合题意。 故选B。 14．关于热量、功、内能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．热量、功、内能的国际单位都是焦，所以三者的物理意义是相同的 B．热传递和做功对改变物体内能是等效的 C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 D．热量是物体内能的量度，所以理论上物体的热量越少，内能越小 【答案】B 【详解】A．热量是热传递过程中内能转移的量度，功是能量转化的量度，内能是物体内部所有分子热运动动能和分子势能的总和，三者物理意义截然不同，故A错误； B．热传递和做功都能改变物体内能，两种方式实现的效果是等效的，比如对物体做功和给物体加热都能使物体内能增加，故B正确； C．热量传递的条件是存在温度差，总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能与物体的质量、温度和状态有关，内能大的物体温度不一定高，故C错误； D．热量是过程量，只能描述物体吸收或放出热量，不能说物体“具有热量”，内能的大小由物体的质量、温度、状态等因素决定，不能用热量衡量内能，故D错误。 故选B。 15．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。 16．“冷热”是人们日常的话题，在物理热学方面可指代温度、热量、内能等物理量。关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（     ） A．热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递 B．80℃的水一定比30℃的水含有的热量多 C．温度相同的物体接触时不发生热传递 D．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 【答案】C 【详解】A．热量一定从温度高的物体传给温度低的物体，与物体内能大小无关，内能大的物体温度不一定高，故A错误； B．热量是过程量，只能描述为吸收或放出热量，不能说物体含有热量，故B错误； C．热传递发生的条件是物体间存在温度差，温度相同的物体接触时没有温度差，因此不会发生热传递，故C正确； D．改变物体内能的方式有做功和热传递两种，物体内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故D错误。 故选C。 17．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（     ） A．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 B．物体温度不变，内能一定不变 C．物体温度升高，一定是外界对物体做了功 D．高温物体含有的热量一定比低温物体多 【答案】A 【详解】A.热传递的条件是存在温度差，而不是内能大小,内能小的物体可能温度更高,比如一小杯高温的热水，内能比一大桶温水小，但温度更高，所以可以将热量传递给内能大的物体，故A正确； B.物体温度不变，内能可能改变，比如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B错误； C.物体温度升高，可能是外界对物体做功，也可能是吸收了热量（热传递），故C错误； D.热量是过程量，只能说“吸收或放出热量”，不能说“含有热量”，故D错误。 故选A。 18．《天工开物》记录了我国古代的传统手工技术。如图所示是匠人正在将铁水凝固成釜，在此过程中，下列说法正确的是（     ） A．热量可能由温度较低的石勺传递给温度较高的铁水 B．盛铁水的石勺温度升高，这是通过做功改变石勺的内能 C．铁水凝固的过程中，温度不变，内能也不变 D．铁水冷却凝固成釜后，釜的内能不为零 【答案】D 【详解】A．热量只能自发地从高温物体传向低温物体，故A错误； B．盛铁水的石勺温度升高，是因为从铁水吸收热量，这是通过热传递改变石勺的内能，故B错误； C．铁水是晶体，凝固过程中温度不变，但会放出热量，内能减小，故C错误； D．任何物体在任何温度下都具有内能，铁釜冷却凝固后温度虽降低，但分子仍在运动，其内能不为零，故D正确。 故选D。 19．如图所示，烧瓶内盛有少量水，用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，然后用打气筒向烧瓶内打气，当瓶内气压足够大时会发现橡胶塞从瓶口处跳起来，同时可以看到瓶内出现白雾。下列说法正确的是（     ） A．往瓶内打气时，瓶内气体温度升高，是通过热传递的方式改变内能 B．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，瓶内气体的内能增大 C．塞子跳起来时，看到瓶口有白雾出现，这是汽化现象 D．塞子跳起来的过程中，瓶内气体的内能全部转化为塞子的机械能 【答案】B 【详解】AB．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，机械能转化为内能，瓶内气体内能增大、温度升高，这是通过做功的方式改变内能，故A错误，B正确； C．塞子跳出时，瓶内气体对塞子做功，自身内能减小、温度降低，瓶内原有的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成白雾，这是液化现象，故C错误； D．塞子跳起的过程中，瓶内气体的内能只有部分转化为塞子的机械能，还有一部分内能会向周围散失，不可能全部转化。故D错误。 故选B。 20．画“糖人”是一种非物质文化遗产，其过程是先将固体糖放在热锅里熬，熬到可以牵丝时，再用小勺子将糖汁“画”在模板上（如图），并用竹筷黏在背面，冷却变硬，就制成了栩栩如生的“糖人”。下列说法中正确的是（     ） A．熬糖是利用做功的方式增大糖的内能 B．熬糖是熔化过程 C．糖汁牵丝连绵不断是因为分子之间存在斥力 D．糖人冷却定型过程需要吸热 【答案】B 【详解】A．熬糖时糖从热锅吸收热量，是通过热传递增大糖的内能，故A错误； B．熬糖是固态糖吸热变为液态糖汁的过程，物质由固态变为液态属于熔化，故B正确； C．糖汁牵丝连绵不断是因为分子之间存在引力，故C错误； D．糖人冷却定型是液态糖凝固为固态的过程，凝固过程需要放热，故D错误。 故选B。 21．从图像中获取有用的信息，是学好物理的重要能力之一。如图是探究海波和石蜡凝固时的温度变化规律的图像，下列说法中错误的是（     ） A．甲图是海波凝固的图像，乙图是石蜡凝固的图像 B．甲图EF阶段表示该物质处于固态，不断在放出热量，内能减小 C．甲图中FG阶段物质处于固液共存的状态，物体不断放热，温度不变，说明该物质属于晶体 D．乙图表示温度不断降低，内能也不断减小 【答案】B 【详解】A．甲图有一段温度保持不变的过程，说明是晶体的凝固图像，海波是晶体，乙图温度不断下降，是非晶体的凝固图像，石蜡是非晶体，故A正确； B． 甲图EF阶段是凝固前，物质处于液态，不断放出热量，内能减小，故B错误； C．甲图中FG阶段是凝固过程，物质处于固液共存的状态，物体不断放热，温度不变，说明该物质属于晶体，故C正确； D． 乙图表示非晶体凝固过程，温度不断降低，不断放热，内能也不断减小，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 22．元宵节吃汤圆是我们历来的传统，寓意着全家团团圆圆。如图是汤圆在沸水中“翻腾”的情形，以下说法正确的是（     ） A．沸腾的水有内能，冰冻的汤圆没有内能 B．煮汤圆时，热量从温度低的汤圆传向温度高的沸水 C．煮汤圆是通过热传递的方式增加汤圆的内能 D．浸没在水中的汤圆煮熟后体积变大，受到的浮力不变 【答案】C 【详解】A．一切物体在任何温度下都具有内能，因此冰冻的汤圆也有内能，故A错误； B．热传递中热量自发从高温物体转移到低温物体，沸水温度高于汤圆，热量从沸水传向汤圆，故B错误； C．改变内能的方式分为做功和热传递，煮汤圆时，沸水将热量传递给汤圆，是通过热传递的方式增加汤圆的内能，故C正确； D．根据阿基米德原理，浸没的汤圆体积变大，排开水的体积变大，水的密度不变，因此受到的浮力变大，故D错误。 故选C。 三、实验题 23．实验如图所示，用酒精灯加热至水沸腾。 (1).现象：水沸腾后，软木塞________ ，管口有“_______ ”产生。 (2)结论：酒精燃烧，化学能转化为水和水蒸气的 _____ 能，水蒸气对软木塞 _______ ，又将 _____ 能转化为 _______ 能。 (3)热机的原理：燃料燃烧将化学能转化成 _____ 能，然后通过 _______ ，把 _____ 能转化成 _______ 能。 【答案】(1) 被冲出 白气 (2) 内 做功 内 机械 (3) 内 做功 内 机械 【详解】（1）水沸腾后，水蒸气对软木塞做功，软木塞被冲出；水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气内能减小，温度降低，液化形成小水滴，所以管口有“白气”产生； （2）略 （3）略 24．小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾现象。 (1)水沸腾时温度计示数如图乙所示，则此时水沸点________℃，当地大气压略________（高于/低于）1个标准大气压。水沸腾后，持续加热，烧杯中水的内能________。 (2)图丙（B）中杯底气泡中的水蒸气上升时________（填物态变化）成水，导致气泡变小。 (3)撤去酒精灯，观察到水仍能沸腾一小会儿的原因是________。 (4)实验中要缩短将水加热至沸腾的时间，请写出一种可行的办法________。 【答案】(1) 99 低于 变小（不同表达合理及给分） (2)液化 (3)水还能从石棉网等装置继续吸热 (4)减少水的质量（合理即给分） 【详解】（1）图中温度计的分度值为1℃，液柱在90℃上面9小格处，该温度计的示数为99℃，则此时水沸点为99℃。 因为1标准大气压下水的沸点为100℃，气压越低，沸点越低，所以此时气压低于1标准大气压。 水沸腾持续吸热，水不断汽化为水蒸气，水的质量减小，水的内能减小。 （2）B是沸腾前的气泡，上层水温更低，气泡内水蒸气上升遇冷液化成小水珠，气泡体积变小。 （3）撤去酒精灯后，石棉网和烧杯底温度仍高于水的沸点，水还能从石棉网等装置继续吸热，因此还能短暂沸腾。 （4）要缩短将水加热至沸腾的时间，可行的方法有减少水的质量、提高水的初始温度、给烧杯加盖减少热量散失、换用火焰更大的酒精灯等。 25．在探究“做功是否能够改变物体内能”的实验中： (1)如图A在一个配有活塞的厚壁的玻璃筒里放一小团脱脂棉，然后迅速压下活塞，你观察到的现象是_________；对这一现象的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，使空气的_________增加，温度_________，达到硝化棉着火点； (2)如图B所示玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强大到一定程度时，瓶塞就会跳起来，同时，瓶口出现_________，瓶内气体发生的物态变化是_________； (3)上述的这两个现象都说明了_________是改变物体内能的一种方式。 【答案】(1) 脱脂棉燃烧 内能 升高 (2) 白雾/白气 液化 (3)做功 【详解】（1）当迅速压下活塞时，活塞对玻璃筒内的空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到脱脂棉的着火点，所以观察到的现象是脱脂棉燃烧。 （2）用打气筒往瓶内打气，瓶内压强大到一定程度时瓶塞跳起，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶内的水蒸气遇冷液化形成小水滴，所以瓶口出现白雾，瓶内气体发生的物态变化是液化。 （3）上述两个实验，一个是对物体做功使物体内能增加，一个是物体对外做功内能减小，都说明了做功是改变物体内能的一种方式。 26．如图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”的实验装置。 (1)图甲器材合理的安装顺序是__________（选填“自下而上”或“自上而下”）； (2)图乙是根据实验过程中记录的数据绘制的图像，第6 min时处于__________态；第4 min时的内能__________（选填“大于”“等于”或“小于”）第8 min时的内能； (3)持续加热，烧杯内的水沸腾后试管里的水__________（选填“会”或“不会”）沸腾。 【答案】(1)自下而上 (2) 固液共存 小于 (3)不会 【详解】（1）实验需要用酒精灯外焰加热，温度计的玻璃泡要浸没在液体中且不能接触容器底和容器壁，所以安装器材时需要先根据酒精灯位置确定下方器材高度，再依次向上调整，因此合理顺序是自下而上。 （2）冰是晶体，熔化过程中温度保持不变，由图乙可知，冰在4min∼10min处于熔化过程，熔化过程中冰是固液共存状态，因此第6min处于固液共存态；熔化过程持续吸热，内能不断增加，因此第4min的内能小于第8min的内能。 （3） 沸腾需要满足两个条件：温度达到沸点、持续吸热。烧杯中的水沸腾后温度保持沸点不变，试管中的水温度达到沸点后，和烧杯水温度相同，无法继续吸热，因此不会沸腾。 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2 物质的比热容 知识点一、实验 生活中，同种物质吸收的热量，与物质的质量、升高的温度等因素有关，水吸收的热量与水的质量及升高的温度有关。相同质量的水，温度越高，吸收的热量就越多；相同温度，质量越大的水，吸收的热量就越多。问：在质量和升高温度相同的情况下，不同物质吸收的热量相同吗？ 1.实验演示：在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，用同样的电加热器分别浸入两液体中对其加热，使他们升高相同的温度，比较他们吸收热量的多少。 2.实验器材：相同规格的电加热器，玻璃杯，温度计。 3.实验方法： （1）转换法：通过比较加热时间来判断吸热多少（加热时间越长，物质吸收的热量越多）。 （2）控制变量法：控制质量和升高温度相同。 4.实验结论：不同物质，质量相同的物质升高相同的温度时，吸收的热量不同。 如何表示不同物质这种性质上的差别呢？ 知识点二、比热容 1.比热容：比热容简称比热，单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量（或降低1℃释放的热量）叫做这种物质的比热容；用符号c表示。 2.定义式：（Q：物质吸收或放出的热量；c：物质的比热容；m：物体的质量；Δt：变化的温度） 2.单位：J/(kg·℃)。比热的单位是复合单位，读作“焦每千克摄氏度”。 3.常见比热容：水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃) 水的比热容的物理意义：1千克的水温度升高1摄氏度吸收的热量（或降低1摄氏度释放的热量）是4.2×103焦耳。 4.比热容的理解：比热容是物质的一种特性，比热容一般不随质量、形状的变化而变化，对同一物质，比热容与物态有关(例如水的比热与冰的比热不同)；比热容可以用来鉴别物质的种类。 5.质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小；水的比热容较大这一性质的应用： （1）对气温的影响—一天中沿海地区温度变化小，内陆温度变化大； （2）热岛效应的缓解—城市中建水库或建绿地； （3）水冷系统的应用—热机（例如汽车的发动机，发电厂的发电机等）的冷却系统也用水做为冷却液；热水取暖—冬季供热用的散热器、暖水袋。 知识点三、热量计算 1.公式：Q = cmΔt Q：物质吸收或放出的热量；c：物质的比热容；m：物体的质量；Δt：变化的温度。 吸热时Δt＝t-t0 放热时Δt＝t0-t 2.物体温度升高吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝cm(t-t0) 式中t 表示末温，t0表示初温，Δt表示物体升高的温度。 3.物体温度降低放出的热量：Q放＝cmΔt＝cm(t-t0) 式中t表示末温，t0表示初温，Δt表示物体降低的温度。 4.说明：热量计算公式只适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对有物态变化的过程不能适用。这一公式表明，物体温度改变时，它吸收或放出的热量跟物质的比热、物体的质量和升高或降低的温度的多少这三个因素有关，而跟物体的初温或末温无直接关系。因此，不能说“高温的物体放热多，低温的物体吸热多”，也不能说“物体升高的温度多，它吸收的热量一定多”，因为物体吸收或放出热量的多少跟三个因素有关。 6.热平衡关系式：Q放＝Q吸 两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；最后两物体温度相同，称为达到热平衡。 一、填空题 1．春季出现“倒春寒”的低温天气时，农民常用给秧田灌水的方式以防止秧苗冻坏，这是利用了水的比热容________的特点。某天傍晚在一块稻田里灌入的水，夜晚水的温度降低了5℃，此过程中水放出的热量为________J。[水的比热容] 【答案】 大 【详解】水的比热容大，相同质量的水与其他物质相比，降低相同温度时能放出更多热量，避免秧苗因温度过低被冻坏； 根据得水放出的热量 2．在铺设园区人行道时，工程师面临两种地砖选择：A砖（实心，密度）和B砖（有规则孔洞，密度），单块砖体积均为。经过研究，最终选择B砖，一是考虑可以通过______的方式减小载重卡车运输砖过程中对地面的压强，避免损坏道路；二是考虑了其孔洞结构有利于通过渗水缓解城市热岛效应，这是利用了水的______较大的特性。 【答案】 减小压力 比热容 【详解】由可知，单块砖体积相同时，B砖密度更小，单块质量更小，运输时卡车对地面的压力更小。根据压强公式，在受力面积不变的情况下，减小压力可以减小对地面的压强。 水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，吸收相同热量时温度升高较慢。B砖的孔洞结构可存水，水吸收热量后升温慢，还能通过蒸发带走热量，以此缓解城市热岛效应，利用的是水的比热容较大的特性。 3．如图所示为古代蜀地人使用的“夹瓷盏”省油灯，原理是夹层里水的________较大，升高相同温度时吸收更多的热量，可以快速降低油的温度减少油的消耗，此过程水的内能是通过________的方式增加的。 【答案】 比热容 热传递 【详解】[1]水的比热容较大，与相同质量的不同物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量较多。所以在夹层中装水，当油放出热量时，水能够吸收较多热量，从而使油温上升较慢，达到省油的效果。 [2]油的温度高于水，将热量传递给水，所以水通过热传递吸收热量，内能增加。 4．在一标准大气压下，质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为，则水的末温为_________℃。冷水温度是20℃，热水温度是80℃，为了使冷热水混合后的温度为40℃，不计热量损失，冷水和热水的质量比是_________。(水的比热容为） 【答案】 30 2:1 【详解】[1]质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为，则 则水的末温为 [2]不计热量损失，则有，即 则 5．为了测定某种金属块的比热容，把质量为600g的金属块加热到80℃，再投入200g、20℃的水中，混合后最终水的温度为30℃。不计热损失，该金属块的比热容为______J/（kg·℃）。[] 【答案】 【详解】水吸收的热量 由于不计热损失，金属块放出的热量等于水吸收的热量，即 再根据放热公式得，金属块的比热容为 6．一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃；假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为，则该金属块的比热容为______。这是通过______的方式改变了物体的内能。 【答案】 热传递 【详解】水吸收的热量 由题意可知，金属块放出的热量全部被水吸收，金属块放出的热量 金属块的比热容 金属块与水之间存在温度差，水吸收金属块的热量，温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变了物体的内能。 7．小红在实验室用酒精灯把质量为0.1kg、初温为60℃的水加热到100 ℃,则水吸收的热量是__________ J；若烧杯中装有2kg、初温为30 ℃的水，当水吸收了 的热量后，水温升高了____℃。（在标准大气压下） 【答案】 70 【详解】水吸收的热量为 由可得，水理论上升高的温度 但在标准大气压下，水的沸点为100℃，水的初温为30℃，实际最高只能升温至100℃，因此实际升温为 8．将温度为20℃质量为500g的冷水倒入温度为90℃、质量为2000g的热水中，充分混合后，水温变为______℃。（忽略热量损失） 【答案】 76 【详解】依据热平衡原理：忽略热量损失时，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，即。 冷水吸收的热量······① 热水放出的热量······② 联立①②：由于，等式两边的比热容可约去，代入已知数据得到： 整理得： 解得： 9．为了探究不同物质的吸热能力，在两个相同的容器中分别装入等质量的A、B两种液体，并且用完全相同的装置加热，根据实验数据，绘制了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示，分析图像可得A、B两种液体的比热容之比为_______；若A、B两液体吸收热量之比为3：5，那么A、B两液体升高温度之比为_______。 【答案】 2︰3 9︰10 【详解】[1]设液体每分钟吸收的热量为Q，则液体A前2分钟吸收的热量为 液体B前3分钟吸收的热量为 则 已知，则 [2]液体A吸收的热量为 液体B吸收的热量为 由于 则 10．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 11．将4 kg的水从20℃加热到30℃，水吸收的热量为__________J。[已知水的比热容] 【答案】 【详解】水吸收的热量 12．熨斗最早出现于西汉，以青铜质地为主，在熨斗里加入温度高的水来熨平衣物。熨烫衣物时，衣物的温度升高，内能___________；宋元时期，出现了如图所示带木把的熨斗，相比金属把，使用更安全，这是由于木头比金属___________差（填物理属性）的缘故，将质量为1kg，温度为20℃水加热至100℃倒入熨斗里来熨平衣物，水需要吸收___________J的热量；[]。 【答案】 增加 导热性 【详解】熨烫衣物时，衣物吸收热量，衣物的温度升高，内能增加。 后来改造为了带木把的熨斗，则是利用木把的导热性比金属差，防止烫伤手。 水需要吸收的热量 13．用两个相同的酒精灯给质量相同的未知液体和水加热（实验器材和实验环境均相同），它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，酒精灯加热是利用______方式改变水的内能。由图可知，水的实验图像是______（“甲”/“乙”），未知液体比热容为______，北方常用热水作为供暖液体主要是利用水的______大的属性。[已知] 【答案】 热传递 乙 比热容 【详解】改变物体内能的方式有做功和热传递，酒精灯加热时热量从酒精灯转移到水中，属于热传递方式改变水的内能； 根据公式，质量相同的不同物质吸收相同热量（相同酒精灯相同时间提供热量相同）时，比热容越大，温度升高越慢。水的比热容大于未知液体，因此升温较慢的图像乙对应水。 由图像可知，相同加热时间内（10min），未知液体和水吸收的热量相同、质量相同，未知液体的温度变化，水的温度变化 根据，，即，约去得，代入数据得。 水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，降低相同温度时能放出更多热量，因此北方供暖利用水的这一属性。 14．楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过_________（选填“热传递”或“做功”）供暖，这是因为水的_________大。若暖气中50kg的水，温度降低2℃，请计算其放出的热量_________。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。 【答案】 热传递 比热容 【详解】[1暖气通过热水将热量转移到房屋内，是内能的转移过程，属于热传递。 选择水作为介质的原因：水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，降低相同温度时能放出更多热量，适合用于供暖循环。 放出的热量 15．甲、乙两物体的比热容之比为2∶1，吸收的热量之比为3∶1时，升高的温度正好相同，则甲、乙两物体的质量之比是________。 【答案】3∶2 【详解】根据吸热公式，变形得到质量的表达式：。 由于甲、乙升高的温度相同，，因此两物体的质量之比为 将，代入上式，计算得：，即甲、乙两物体的质量之比为3∶2。 16．初温为30℃、质量为2kg的水温度升高到50℃时，需要吸收的热量为________J，现在将2kg的水倒掉一半，剩下的水的比热容________（选填“变大”“变小”或“不变”）；水升高温度后比热容________（选填“改变”或“不变”）。[] 【答案】 不变 不变 【详解】根据可得，吸收的热量为 比热容是物质的固有特性，仅与物质的种类和状态有关，与质量无关，因此倒掉一半水后，剩下的水的比热容不变。 比热容与物质的温度无关，水升高温度后，其种类和状态均未改变，所以比热容不变。 17．如图，有2个保温容器，分别盛有质量的热水和质量的冷水，两杯水的内能大小关系是______选填“热水大”、“冷水大”、“一样大”或“无法比较”，小明将热水倒入盛有冷水的保温容器B中，冷水温度升高，此时B杯中水的比热容大小______，然后再向B杯中倒入同质量同温度的热水，水温又上升，若不计热量的损失，则：______。 【答案】 无法比较 不变 1：10 【详解】[1]内能与质量和温度，水的质量越大，温度越高，内能越大；图中温度高的质量小，温度低的质量大，故无法比较内能大小； [2]比热容是物质的特性，与温度无关，冷水温度升高后比热容不变； [3]设热水和冷水的温度差为t，质量为的一小杯热水倒入盛有质量为的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了，根据，从而可知，……① 又向保温容器中倒入一小杯同质量为同温度的热水，水温又上升了，根据，从而可知，……② 则①-②解得：，则 18．用相同的热源分别对甲、乙两种液体加热，已知甲、乙质量相等（不计热量损失）。加热过程甲、乙两种液体温度随加热时间变化的关系图象如图所示，则甲、乙两种液体的比热容之比为________。 【答案】2:1 【详解】甲的温度从升高至，需要，吸收的热量 乙的温度从升高至，需要，吸收的热量 由题知，用相同的热源分别对甲、乙两种液体加热，在相同的时间内，甲和乙吸收的热量相同，则 即 解得甲、乙的比热容之比 二、单选题 19．“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，这反映了新疆地区夏季昼夜温差远比沿海地区大，其主要原因是与水的特性相比，沙石的（　　） A．内能更大 B．温度更高 C．吸热能力更强 D．比热容更小 【答案】D 【详解】水的比热容远大于土壤（沙石），相同质量的水和土壤（沙石）在吸收或放出相同热量时，水的温度变化更小。新疆陆地多，所以白天升温快，气温较高，夜晚降温快，温度较低，导致昼夜温差大；沿海地区水多，所以昼夜温差小。故选D。 20．盛夏的海边，白天沙滩被太阳晒得滚烫，而旁边的海水却依然凉爽；到了傍晚，沙滩很快变凉，海水还暖暖的。这是由于海水比沙子具有较大的（     ） A．比热容 B．质量 C．密度 D．内能 【答案】A 【详解】水的比热容比沙子大，根据可知，质量相同的水和沙子，在吸收或放出的热量相同时，水的温度变化比沙子小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 21．下列关于热学的知识，说法正确的是（　　） A．一个物体内能增大，物体的机械能也一定增大 B．比热容表示物体吸放热能力，比热容与物体的质量无关 C．温度会从内能大的物体传递到内能小的物体 D．物体吸收热量的多少与加热时间的长短有关 【答案】B 【详解】A．内能是物体内部所有分子的分子动能和分子势能的总和，机械能是物体宏观运动的动能和势能总和，二者是不同形式的能量，内能增大，机械能不一定增大，故A错误； B．比热容是物质的固有特性，作用是反映物体吸放热能力，它只与物质的种类和状态有关，和物体的质量无关。故B正确； C．热传递过程中，传递的不是“温度”，而是热量；且热传递的条件是存在温度差，热量是从温度高的物体传递到温度低的物体，和物体内能的大小没有关系，故C错误； D．由 可知，物体吸收热量的多少由比热容、物体质量、升高的温度共同决定；相同热源实验中加热时间只是用来反映吸热多少的测量方式，不是吸热多少的决定因素，故D错误。 故选B。 22．把100℃的某铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为40℃。把另一块100℃的同样的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为60℃。如果把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为（　　） A．50℃ B．48℃ C．36℃ D．32℃ 【答案】C 【详解】把100℃的某铁块投入质量为m1，温度为20℃的水中，热平衡后温度为40℃，根据知道， 即……① 把100℃的同样的铁块投入质量为m2，温度为20℃的水中，热平衡后温度为60℃，同理有 即……② 由①②得……③ 把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，设热平衡后温度为t,同理有……④ 由③④得， 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 23．用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min记录一次数据，如下表所示。则该液体的比热容为（　　） 加热时间/min 0 1 2 水的温度/℃ 20 26 32 液体的温度/℃ 20 34 48 A．0.9×103J/（kg·℃） B．1.8×103J/（kg·℃） C．3.6×103J/（kg·℃） D．4.2×103J/（kg·℃） 【答案】B 【详解】用相同的电热器加热，在相同的时间内，液体吸收的热量是相等的，当两种液体都加热1min时，此时水升高的温度为 另一液体升高的温度为 根据，，得 则该液体的比热容为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 24．质量相同的A、B两金属块，都被加热到100℃，随后分别投入到装有质量相同、初温均为15℃的C、D两杯水中泡足够长时间后（若不计热量损失），C杯的水温升高到25℃，D杯的水温升高到35℃。若两金属块的比热容分别为和，则与的比值为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意，A、B两金属块质量相同，均加热至100℃，C、D两杯水质量相同，初温均为15℃，达到热平衡后，C杯水温升高到25℃，D杯水温升高到35℃，设金属块的质量为m，水的质量为m水、比热容为c水，则： 对于C杯，……① 对于D杯，……② 联立①②式可得 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 25．为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明将盛有20℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图像（不考虑向环境散热）。下列说法正确的是（　　） A．热水温度下降比冷水温度升高得快 B．0～600s大烧杯内水的内能减小 C．热水放出的热量小于冷水吸收的热量 D．热水的质量大于冷水的质量 【答案】D 【详解】A．由图可知，350s内，热水温度由下降到，下降；冷水上升到，上升，热水温度下降比冷水温度升高得慢，故A错误； B．内能的大小与温度有关，由图可知，大烧杯内水的温度先下降后不变，则内能先下降后不变，故B错误； C．不考虑向环境散热，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即热水放出的热量等于冷水吸收的热量，故C错误； D．不考虑向环境散热，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，即，由图可知，，所以，，故D正确。 故选D。 26．把质量为200g、温度为20℃的冷水和质量为400g、温度为80℃的热水充分混合后温度为60℃（不计热损失），则（　　） A．冷、热水的吸放热之比为 B．冷、热水的温度变化量之比为 C．冷、热水的比热容之比为 D．冷、热水的比热容之比为 【答案】C 【详解】A．不计热损失时，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，即，冷、热水的吸放热之比为，并非，故A不符合题意； B．冷水温度变化量 热水温度变化量 温度变化量之比为，并非，故B不符合题意； CD．根据，由得 代入数据（，，，） 化简得，即比热容之比为，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 27．甲、乙两种物质的比热容之比为2∶1，质量之比为3∶2，吸收的热量之比为2∶3，则甲、乙两种物质升高的温度之比为（　　） A．1∶3 B．3∶1 C．9∶2 D．2∶9 【答案】D 【详解】根据，可得甲、乙两种物质升高的温度之比，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 28．用两个相同的电加热器对相同质量的物质甲和水进行加热，不计热损失，它们的温度随时间的变化关系如图所示，其中水的比热容为，据此判断甲物质的比热容为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】两个相同的电加热器，相同时间内放出的热量相同，不计热损失，所以相同时间内甲和水吸收的热量Q相等，且它们的质量m也相同。根据，当Q、m相同时，比热容c 与温度变化量成反比 取加热时间进行分析：甲的温度变化 水的温度变化 则有 甲的比热容，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 29．质量分别为4kg和1kg的甲、乙两种物质，分别装在两个相同的容器中，用相同的电加热器加热（忽略热量损失），其温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．在1min内，甲吸收的热量小于乙吸收的热量 B．在1min内，乙的比热容比甲的比热容大 C．甲、乙均升高10℃，需要的加热时间之比为3∶1 D．在3min后，甲物质的内能不再发生改变 【答案】B 【详解】A．相同的电加热器加热，相同时间内放出热量相同，忽略热量损失时，1min内甲、乙吸收的热量相等。故A错误； B．1min内，，，，温度变化 根据吸热公式得，代入得： ，可得，因此。故B正确； C．升高相同温度时，加热时间与吸收热量成正比（，相同），因此，故C错误； D．3min后，甲温度保持不变，继续吸收热量，内能持续增加。故D错误。 故选B。 30．如图所示是青岛市和济南市年气温变化曲线，造成两城市温度变化不同的原因分析正确的是（     ） A．实线是青岛的，青岛的海水吸收的热量少 B．实线是济南的，济南的砂石吸收的热量多 C．虚线是青岛的，因为海水的比热容比砂石的大 D．虚线是济南的，因为海水的比热容比砂石的小 【答案】C 【详解】由气温变化曲线得出，实线：气温最高值更高、全年温差更大，是济南；虚线：气温变化平缓、温差更小，是青岛。原因是海水的比热容大于砂石、泥土的比热容，青岛是沿海城市，靠近海，气温年温差小，济南是内陆城市，多砂石、泥土，气温年温差大。故ABD错误，C正确。 故选C。 31．下列关于生活中的一些热现象说法正确的是（　　） A．物体温度越高内能越大，所以的冰没有内能 B．一杯水倒出一半后，杯内剩余水的比热容变小 C．煮熟的粽子过一会变凉了，它含有的热量会减少 D．剥开粽子，粽叶上粘有米粒说明分子间存在引力 【答案】D 【详解】A．一切物体都具有内能，0℃的冰也具有内能，故A错误； B．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物体的质量无关，所以一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故B错误； C．热量是过程量，不能说物体含有热量，故C错误； D．分之间存在相互作用的引力和斥力，剥开粽子，粽叶上粘有米粒说明分子之间存在引力，故D正确。 故选D。 32．两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、乙两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。下列分析正确的是（     ） A．0—10min内，甲吸收的热量比乙吸收的热量多 B．质量相同的甲、乙液体，乙液体吸收热量多 C．甲、乙两种液体比热容之比为1:2 D．甲的比热容比乙大 【答案】C 【详解】A．因为是同一热源，在相同时间内提供的热量相同，内，甲和乙吸收热量相等，故A错误； B．该选项没有说明“升高相同温度”或“相同时间”，表述不完整，故B错误； C．根据热量公式：得，吸收热量多少看加热时间，已知，若比较升高相同温度，，故C正确； D．由上面计算知，，甲的比热容比乙小，故D错误。 故选C。 33．如图所示，使用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和食用油进行加热，已知水的比热容比食用油的比热容大，不计热量损失。下列说法正确的是（     ） A．加热相同的时间，水吸收的热量比食用油吸收的热量多 B．吸收相同的热量，水的温度变化比食用油的温度变化大 C．升高相同的温度，水吸收的热量比食用油吸收的热量少 D．升高相同的温度，给水加热的时间比给食用油加热的时间长 【答案】D 【详解】A．加热相同时间，相同电加热器放出热量相同，不计热量损失，水和食用油吸收的热量相等，故A错误； B．吸收相同热量（Q相同），m相同，由，c越大，温度变化越小，水的比热容更大，因此水的温度变化比食用油小，故B错误； C．升高相同温度（Δt相同），m相同，由，c越大，吸收热量越多，水的比热容更大，因此水吸收的热量比食用油多，故C错误； D．升高相同温度时，水需要吸收更多热量；相同电加热器，加热时间越长代表吸收热量越多，因此给水加热的时间更长，故D正确。 故选D。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.4 热机效率 知识点一、燃料的热值 人类在原始社会就知道利用燃烧柴薪来取暖、烧饭，现代社会人们所用的能量很大一部分仍然是从燃料的燃烧中获得。 燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤炭等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？ 1.热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(或体积）之比，叫做这种燃料的热值，热值用q表示。 2.公式：q＝ 或 q＝（气体） 3.热值的物理意义：热值在数值上等于1kg（或1m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。 4.热值的单位：热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克，符号是 J/kg 或 J/m3。 5.燃料热值的实质：相同质量的燃料完全燃烧时释放热量的本领大小。 6.小资料：一些燃料的热值 7.注意：（1）燃料的热值反映的是燃料燃烧过程中释放热量大小的物理量，只与燃料的种类有关； （2）热值是燃料的一种特性，不是所有物质都具有这一特性。 知识点二、热机的效率 在实际使用中，燃料燃烧释放出的热量比计算出的热量小，而有效利用的热量又比释放出来的热量小。例如用煤烧水，有效利用的热量仅仅是被水吸收的那部分热量，高温的烟气带走了相当一部分热量，还有一部分热量直接散失掉了。 想想议议：在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 1.热机效率的定义 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了。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，叫做热机的效率。 2.公式：η＝ ＝ 热机的效率是热机性能的重要指标，热机效率越高，则燃料的利用率越好。在做功相同的情况下，就可以消耗更少的燃料，从而节约能源，降低成本，减少污染。 3.提高热机效率的方法 通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改造的潜力很大。例如，取暖用的小型锅炉，如果我们把煤磨成煤粉或煤粒，从而加大与氧气的接触面积，再把空气吹进炉膛，就会比煤块燃烧得更充分，从而提高燃料的利用率。 在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失，提高效率。 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高。 4.要点提高热机效率方法的归纳： （1）使燃料充分燃烧；（2）改进热机性能，减少能量损失；（3）利用废气的能量；（4）此外，我们还必须注意润滑保养，减少摩擦。 一、填空题 1．氢能源具有来源广、无污染等优点，火箭发动机用氢作燃料是因为氢的________，氢气的热值为，完全燃烧0.5 kg的氢气可放出________J的热量；若一罐氢气用去了一半，剩余氢气的热值将________。 2．现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，1kg的可燃冰，燃 烧一半后，剩余可燃冰的热值_______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。 3．如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，完全燃烧0.5kg的汽油，该汽油机能够输出________J的有用功；请你提出一条提高该汽油机效率的方法：________________________。（汽油的热值为） 4．如图是小明在跨学科实践活动中自制的简易热机模型。在易拉罐内装上水，在罐口密封安装一根吸管，吸管正对着扇叶。点燃下方酒精灯一段时间后，前方扇叶转起来，该现象与热机的________冲程能量转化相同。写出一种可以提高热效率的方法：________。 5．近年我国氢能源汽车实现从北京到上海1500km长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时35min，受到的牵引力为，消耗氢气0.8kg，则此过程中汽车行驶时牵引力做功的功率为__________W，氢气燃烧放出的热量为__________J，利用氢能的效率为__________。（） 6．小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿和酒精的总质量为，烧杯中水的质量为，初温为，点燃酒精，当水温升高到时，立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量_______。他想利用计算酒精的热值，还需进行的实验操作是_______，他所测算出的热值与真实值相比偏_______。 7．“煮酒论英雄”是《三国演义》中的著名典故。将米酒加热后饮用，这是通过_______的方式来改变“酒”的内能。将米酒从加热至，至少需要吸收_______J热量。酒的主要成分是乙醇，将一定比例的乙醇和汽油混合，可以制成车用乙醇汽油。一台单缸四冲程汽油机飞轮转速为50 r/s，使用乙醇汽油时单次做功冲程喷油，该汽油机的热效率为40%，则该汽油机的每秒输出机械能_______J。（已知：，） 8．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，假设煤炭在相同时间内燃烧的质量相同，且完全燃烧。已知在6min内完全燃烧了0.3kg的煤，则煤完全燃烧放出的热量为________J。在“0~2min”、“2~4min”和“4~6min”三个时间段，________时间段煤炉热效率最高？这个最高时间段煤炉的热效率是________。水的比热容为，煤的热值为。 9．某研学活动小组在实践活动期间，粗略测量了一农家柴火灶的热效率。同学们在柴火灶的铁锅里倒入5kg水。盖上锅盖，完全燃烧了1kg干木柴使水温从20℃升高到80℃，则该柴火灶的热效率为__________。[水的比热容是，这种干木柴的热值是] 10．某燃气热水器热效率为84%，已知燃气的热值为，则共燃烧的燃气，可以将100L的水温度升高____℃。 11．小明使用家中的燃气热水器将质量为30kg的水加热，温度从20℃升高30℃，该热水器消耗了的天然气。水吸收的热量为______J，该燃气热水器的效率为______[已知水的比热容为J/（kg·℃）天然气的热值为] 12．某燃气热水器工作时，相关参数如图所示。据图可知，该热水器以此状态工作时，每小时消耗天然气，若天然气完全燃烧，热水器以此状态工作，所消耗的天然气释放的热量是_______。（天然气的热值取） 二、单选题 13．如图所示是“长征二号F遥十三运载火箭”发射神舟十三号载人飞船时的情景。长征二号F运载火箭加注液氢作为燃料，主要是因为液氢的热值高，以下四个选项中说法正确的是（     ） A．液氢在加注运载火箭之前，热值较小 B．液氢在加注运载火箭之后，热值减小 C．液氢燃烧时，质量逐渐减小，热值减小 D．液氢燃烧时，质量逐渐减小，热值不变 14．热机是人们获得动力的重要机械。创新小组制作了如图所示的简易热机模型，在试管内倒入适量的水，加热试管，当试管内的水沸腾后，风扇在水蒸气的驱动下转动起来，整个过程消耗了的酒精。下列说法正确的是（）（     ） A．酒精在燃烧的过程中，其热值会变小 B．通过改进模型的结构，其效率可达100% C．整个过程消耗的酒精完全燃烧放出的热量为3×104J D．水蒸气驱动风扇转动时的能量转化与热机压缩冲程的相同 15．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾，所需乙燃料的质量更小 C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多 D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100% 16．4月24日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空（如图）。下列有关说法正确的是（     ） A．火箭携带的燃料在燃烧的过程中，其质量和热值都会减小 B．卫星随火箭加速上升时，卫星的机械能守恒 C．火箭外壳与大气摩擦温度升高，这是通过做功的方式改变内能 D．火箭上升过程中的能量转化与内燃机的排气冲程相同 17．2025年11月25日，“长征”2号F遥22运载火箭托举“神舟”22号飞船在酒泉卫星发射中心顺利升空。火箭在上升过程中短暂遮挡部分太阳圆面，形成如图所示的“神箭凌日”画面。关于此过程，说法正确的是（     ） A．飞船重力势能变小 B．火箭的热机效率为100% C．飞船相对于火箭始终是运动的 D．“神箭凌日”现象是由光的直线传播形成的 18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（     ） A．比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图 B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图 C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图 D．比较不同燃料的热值，可以选择甲丙两图 19．如图甲、乙两烧杯中，分别装有3kg水和2kg煤油，并用相同的酒精灯加热，用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像，则下列说法中正确的是（不计热损失，气压为标准大气压，、、）（     ） A．甲烧杯中的水每分钟吸收热量为 B．如将甲液体加热至沸腾，至少完全燃烧酒精336g C．加热相同时间，甲乙烧杯中的液体吸收热量之比为3∶2 D．加热相同时间，甲乙烧杯中的液体升高温度之比为1∶3 20．某款新能源汽车采用氢燃料发动机获得动力。若某次汽车以的恒定功率在水平公路上匀速行驶，消耗的氢能为。下列说法正确的是（     ） A．汽车发动机的效率为 B．汽车牵引力做的功为 C．氢燃料燃烧是内能转化为化学能 D．氢燃料的热值越大，发动机的效率一定越高 21．陈醋作为山西特产，也是传统饮食中的健康成分，具有调节代谢、改善消化、抗氧化等作用，对人体健康产生积极影响。《齐民要术》是最早详细记载醋制作工艺的典籍。记录显示，蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序，如图所示是将谷物进行蒸煮的过程，对于蒸煮过程中的现象，下列说法正确的是（     ） A．谷物内能的增加，是通过做功的方式实现的 B．木柴燃烧的过程，化学能转化为内能 C．木柴燃烧的过程，木柴的热值减小 D．蒸煮的时间越长，谷物含有的热量越多 22．如图所示，建设一个光热电站，其设计要求：汽轮机发电系统需要输入热功率至少达到才能并网发电。已知镜场反射效率为55%，吸热器吸收效率为85%，储热系统热损失率为10%（即90%的热量能进入蒸汽发生器）。若太阳辐射强度为，要维持发电机组正常运行，所需镜板的最小总采光面积约为（     ） A． B． C． D． 三、计算题 23．湖南省第六批省级非物质文化遗产代表性项目名录公布，新田醋水豆腐制作工艺入选。醋水豆腐的制作需要经过八道工序之多，“煮浆”、“点脑”是最关键。某位工作人员在制作醋水豆腐中的“煮浆”过程，将大铁锅中质量为130kg，初温为10℃的豆浆煮到100℃，用了10kg的干木柴。求：（，） (1)煮浆过程中，豆浆吸收多少热量？ (2)木柴完全燃烧放出多少热量？ (3)用于干木柴煮浆的效率。 24．如图是我国自主研制的机械狗“上班”的情景。机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。机械狗在水平路上可以实现负重40kg，10min移动1.2km。机器狗的运动利用液压系统，为使用安全，液压系统的液压油温度不能高于80˚C。为机械狗提供动力的是燃油发动机，其消耗120kg的燃油能提供的有用功。求： (1)机械狗负重移动的速度是多少； (2)4kg的液压油温度由30˚C升高到80˚C需要吸收的热量，则该液压油的比热容是多少。 (3)该发动机的效率是多少。（燃油的热值为）。 25．某物理兴趣小组的同学用天然气灶给20kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图像，如图所示。若6min内完全燃烧了的天然气，求：［），］ (1)0.2m3的天然气完全燃烧放出的热量； (2)6min内水吸收的热量； (3)天然气灶烧水的加热效率。 26．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为的水。用卡式炉加热至，消耗了25g丁烷气体。已知该装置加热水的效率为，，。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)丁烷气体的热值。 27．当下，新能源汽车日益普及，传统燃油车销售愈发困难，某品牌燃油车销售导购声称：该品牌某型号汽车为的高效发动机，若以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，能开750km．已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍。（汽油热值，） (1)该车加一满箱汽油，则这箱汽油完全燃烧产生的热量是多少焦？ (2)这时汽车牵引力做功的功率是多少？ (3)通过计算证明该经销商是否存在虚假导购？ 28．富强大街是石家庄市裕华区核心的南北向主干道，北起裕华东路，南至南栗路，全长约5.8公里，串联行政、居住、商业与生态功能区，是裕华区重要的交通与生活轴线。小红家有一辆代步小汽车，空车质量为1000kg，每个轮胎与地面的接触面积为。周末，小红一家乘坐汽车，以的速度沿富强大街匀速直线行驶，在行驶的过程中，汽车所受的阻力为，取。请解答以下问题： (1)如图所示，该辆空车停放在水平地面上时，对地面的压强是多少； (2)求在此行驶过程中汽车牵引力所做功的功率； (3)若该汽油机效率为25%，则该车在上述行驶过程中消耗多少千克汽油？（汽油的热值为） 29．氢燃料汽车能实现真正意义上的零排放。某氢燃料汽车在平直公路上匀速行驶一段时间，牵引力做功，消耗氢燃料的质量为0.6kg。求：（氢燃料的热值为） (1)0.6kg氢燃料完全燃烧释放的热量。 (2)氢燃料汽车发动机的热机效率。 30．随着新能源政策的引导及并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提供的电能约为，1年内提供的电能约为。求： (1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70％被水吸收，可以使100g、5℃的水升高多少℃？[] (2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40％转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭？（） 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.2 物质的比热容 知识点一、实验 生活中，同种物质吸收的热量，与物质的质量、升高的温度等因素有关，水吸收的热量与水的质量及升高的温度有关。相同质量的水，温度越高，吸收的热量就越多；相同温度，质量越大的水，吸收的热量就越多。问：在质量和升高温度相同的情况下，不同物质吸收的热量相同吗？ 1.实验演示：在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，用同样的电加热器分别浸入两液体中对其加热，使他们升高相同的温度，比较他们吸收热量的多少。 2.实验器材：相同规格的电加热器，玻璃杯，温度计。 3.实验方法： （1）转换法：通过比较加热时间来判断吸热多少（加热时间越长，物质吸收的热量越多）。 （2）控制变量法：控制质量和升高温度相同。 4.实验结论：不同物质，质量相同的物质升高相同的温度时，吸收的热量不同。 如何表示不同物质这种性质上的差别呢？ 知识点二、比热容 1.比热容：比热容简称比热，单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量（或降低1℃释放的热量）叫做这种物质的比热容；用符号c表示。 2.定义式：（Q：物质吸收或放出的热量；c：物质的比热容；m：物体的质量；Δt：变化的温度） 2.单位：J/(kg·℃)。比热的单位是复合单位，读作“焦每千克摄氏度”。 3.常见比热容：水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃) 水的比热容的物理意义：1千克的水温度升高1摄氏度吸收的热量（或降低1摄氏度释放的热量）是4.2×103焦耳。 4.比热容的理解：比热容是物质的一种特性，比热容一般不随质量、形状的变化而变化，对同一物质，比热容与物态有关(例如水的比热与冰的比热不同)；比热容可以用来鉴别物质的种类。 5.质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小；水的比热容较大这一性质的应用： （1）对气温的影响—一天中沿海地区温度变化小，内陆温度变化大； （2）热岛效应的缓解—城市中建水库或建绿地； （3）水冷系统的应用—热机（例如汽车的发动机，发电厂的发电机等）的冷却系统也用水做为冷却液；热水取暖—冬季供热用的散热器、暖水袋。 知识点三、热量计算 1.公式：Q = cmΔt Q：物质吸收或放出的热量；c：物质的比热容；m：物体的质量；Δt：变化的温度。 吸热时Δt＝t-t0 放热时Δt＝t0-t 2.物体温度升高吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝cm(t-t0) 式中t 表示末温，t0表示初温，Δt表示物体升高的温度。 3.物体温度降低放出的热量：Q放＝cmΔt＝cm(t-t0) 式中t表示末温，t0表示初温，Δt表示物体降低的温度。 4.说明：热量计算公式只适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对有物态变化的过程不能适用。这一公式表明，物体温度改变时，它吸收或放出的热量跟物质的比热、物体的质量和升高或降低的温度的多少这三个因素有关，而跟物体的初温或末温无直接关系。因此，不能说“高温的物体放热多，低温的物体吸热多”，也不能说“物体升高的温度多，它吸收的热量一定多”，因为物体吸收或放出热量的多少跟三个因素有关。 6.热平衡关系式：Q放＝Q吸 两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；最后两物体温度相同，称为达到热平衡。 一、填空题 1．春季出现“倒春寒”的低温天气时，农民常用给秧田灌水的方式以防止秧苗冻坏，这是利用了水的比热容________的特点。某天傍晚在一块稻田里灌入的水，夜晚水的温度降低了5℃，此过程中水放出的热量为________J。[水的比热容] 2．在铺设园区人行道时，工程师面临两种地砖选择：A砖（实心，密度）和B砖（有规则孔洞，密度），单块砖体积均为。经过研究，最终选择B砖，一是考虑可以通过______的方式减小载重卡车运输砖过程中对地面的压强，避免损坏道路；二是考虑了其孔洞结构有利于通过渗水缓解城市热岛效应，这是利用了水的______较大的特性。 3．如图所示为古代蜀地人使用的“夹瓷盏”省油灯，原理是夹层里水的________较大，升高相同温度时吸收更多的热量，可以快速降低油的温度减少油的消耗，此过程水的内能是通过________的方式增加的。 4．在一标准大气压下，质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为，则水的末温为_________℃。冷水温度是20℃，热水温度是80℃，为了使冷热水混合后的温度为40℃，不计热量损失，冷水和热水的质量比是_________。(水的比热容为） 5．为了测定某种金属块的比热容，把质量为600g的金属块加热到80℃，再投入200g、20℃的水中，混合后最终水的温度为30℃。不计热损失，该金属块的比热容为______J/（kg·℃）。[] 6．一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃；假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为，则该金属块的比热容为______。这是通过______的方式改变了物体的内能。 7．小红在实验室用酒精灯把质量为0.1kg、初温为60℃的水加热到100 ℃,则水吸收的热量是__________ J；若烧杯中装有2kg、初温为30 ℃的水，当水吸收了 的热量后，水温升高了____℃。（在标准大气压下） 8．将温度为20℃质量为500g的冷水倒入温度为90℃、质量为2000g的热水中，充分混合后，水温变为______℃。（忽略热量损失） 9．为了探究不同物质的吸热能力，在两个相同的容器中分别装入等质量的A、B两种液体，并且用完全相同的装置加热，根据实验数据，绘制了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示，分析图像可得A、B两种液体的比热容之比为_______；若A、B两液体吸收热量之比为3：5，那么A、B两液体升高温度之比为_______。 10．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 11．将4 kg的水从20℃加热到30℃，水吸收的热量为__________J。[已知水的比热容] 12．熨斗最早出现于西汉，以青铜质地为主，在熨斗里加入温度高的水来熨平衣物。熨烫衣物时，衣物的温度升高，内能___________；宋元时期，出现了如图所示带木把的熨斗，相比金属把，使用更安全，这是由于木头比金属___________差（填物理属性）的缘故，将质量为1kg，温度为20℃水加热至100℃倒入熨斗里来熨平衣物，水需要吸收___________J的热量；[]。 13．用两个相同的酒精灯给质量相同的未知液体和水加热（实验器材和实验环境均相同），它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，酒精灯加热是利用______方式改变水的内能。由图可知，水的实验图像是______（“甲”/“乙”），未知液体比热容为______，北方常用热水作为供暖液体主要是利用水的______大的属性。[已知] 14．楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过_________（选填“热传递”或“做功”）供暖，这是因为水的_________大。若暖气中50kg的水，温度降低2℃，请计算其放出的热量_________。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。 15．甲、乙两物体的比热容之比为2∶1，吸收的热量之比为3∶1时，升高的温度正好相同，则甲、乙两物体的质量之比是________。 16．初温为30℃、质量为2kg的水温度升高到50℃时，需要吸收的热量为________J，现在将2kg的水倒掉一半，剩下的水的比热容________（选填“变大”“变小”或“不变”）；水升高温度后比热容________（选填“改变”或“不变”）。[] 17．如图，有2个保温容器，分别盛有质量的热水和质量的冷水，两杯水的内能大小关系是______选填“热水大”、“冷水大”、“一样大”或“无法比较”，小明将热水倒入盛有冷水的保温容器B中，冷水温度升高，此时B杯中水的比热容大小______，然后再向B杯中倒入同质量同温度的热水，水温又上升，若不计热量的损失，则：______。 18．用相同的热源分别对甲、乙两种液体加热，已知甲、乙质量相等（不计热量损失）。加热过程甲、乙两种液体温度随加热时间变化的关系图象如图所示，则甲、乙两种液体的比热容之比为________。 二、单选题 19．“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，这反映了新疆地区夏季昼夜温差远比沿海地区大，其主要原因是与水的特性相比，沙石的（　　） A．内能更大 B．温度更高 C．吸热能力更强 D．比热容更小 20．盛夏的海边，白天沙滩被太阳晒得滚烫，而旁边的海水却依然凉爽；到了傍晚，沙滩很快变凉，海水还暖暖的。这是由于海水比沙子具有较大的（     ） A．比热容 B．质量 C．密度 D．内能 21．下列关于热学的知识，说法正确的是（　　） A．一个物体内能增大，物体的机械能也一定增大 B．比热容表示物体吸放热能力，比热容与物体的质量无关 C．温度会从内能大的物体传递到内能小的物体 D．物体吸收热量的多少与加热时间的长短有关 22．把100℃的某铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为40℃。把另一块100℃的同样的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为60℃。如果把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为（　　） A．50℃ B．48℃ C．36℃ D．32℃ 23．用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min记录一次数据，如下表所示。则该液体的比热容为（　　） 加热时间/min 0 1 2 水的温度/℃ 20 26 32 液体的温度/℃ 20 34 48 A．0.9×103J/（kg·℃） B．1.8×103J/（kg·℃） C．3.6×103J/（kg·℃） D．4.2×103J/（kg·℃） 24．质量相同的A、B两金属块，都被加热到100℃，随后分别投入到装有质量相同、初温均为15℃的C、D两杯水中泡足够长时间后（若不计热量损失），C杯的水温升高到25℃，D杯的水温升高到35℃。若两金属块的比热容分别为和，则与的比值为（　　） A． B． C． D． 25．为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明将盛有20℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图像（不考虑向环境散热）。下列说法正确的是（　　） A．热水温度下降比冷水温度升高得快 B．0～600s大烧杯内水的内能减小 C．热水放出的热量小于冷水吸收的热量 D．热水的质量大于冷水的质量 26．把质量为200g、温度为20℃的冷水和质量为400g、温度为80℃的热水充分混合后温度为60℃（不计热损失），则（　　） A．冷、热水的吸放热之比为 B．冷、热水的温度变化量之比为 C．冷、热水的比热容之比为 D．冷、热水的比热容之比为 27．甲、乙两种物质的比热容之比为2∶1，质量之比为3∶2，吸收的热量之比为2∶3，则甲、乙两种物质升高的温度之比为（　　） A．1∶3 B．3∶1 C．9∶2 D．2∶9 28．用两个相同的电加热器对相同质量的物质甲和水进行加热，不计热损失，它们的温度随时间的变化关系如图所示，其中水的比热容为，据此判断甲物质的比热容为（　　） A． B． C． D． 29．质量分别为4kg和1kg的甲、乙两种物质，分别装在两个相同的容器中，用相同的电加热器加热（忽略热量损失），其温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．在1min内，甲吸收的热量小于乙吸收的热量 B．在1min内，乙的比热容比甲的比热容大 C．甲、乙均升高10℃，需要的加热时间之比为3∶1 D．在3min后，甲物质的内能不再发生改变 30．如图所示是青岛市和济南市年气温变化曲线，造成两城市温度变化不同的原因分析正确的是（     ） A．实线是青岛的，青岛的海水吸收的热量少 B．实线是济南的，济南的砂石吸收的热量多 C．虚线是青岛的，因为海水的比热容比砂石的大 D．虚线是济南的，因为海水的比热容比砂石的小 31．下列关于生活中的一些热现象说法正确的是（　　） A．物体温度越高内能越大，所以的冰没有内能 B．一杯水倒出一半后，杯内剩余水的比热容变小 C．煮熟的粽子过一会变凉了，它含有的热量会减少 D．剥开粽子，粽叶上粘有米粒说明分子间存在引力 32．两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、乙两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。下列分析正确的是（     ） A．0—10min内，甲吸收的热量比乙吸收的热量多 B．质量相同的甲、乙液体，乙液体吸收热量多 C．甲、乙两种液体比热容之比为1:2 D．甲的比热容比乙大 33．如图所示，使用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和食用油进行加热，已知水的比热容比食用油的比热容大，不计热量损失。下列说法正确的是（     ） A．加热相同的时间，水吸收的热量比食用油吸收的热量多 B．吸收相同的热量，水的温度变化比食用油的温度变化大 C．升高相同的温度，水吸收的热量比食用油吸收的热量少 D．升高相同的温度，给水加热的时间比给食用油加热的时间长 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.3 热机 知识点一、内燃机 1、热机：将燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，被称为热机。 2、内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫内燃机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。 汽油机 柴油机 3、汽油机的工作过程： （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端移动，吸入空气和汽油的混合物（柴油机吸入空气）。 （2）压缩冲程：进气门、排气门都关闭，活塞由下端向上端移动，燃料混合物被压缩；气缸内压强增加，温度上升，机械能转化为内能。在压缩冲程末温度达到最大，汽油机火花塞产生电火花，将高温高压的燃气点燃（柴油机喷油嘴此时喷出雾状柴油，它遇到高温高压空气自燃）。 （3）做功冲程：燃料猛烈燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。 （4）排气冲程：进气门关闭，出气门打开，废气被排出气缸。 （5）一个工作循环：活塞往复两次；曲轴转动两周；完成四个冲程；对外做功一次；辅助冲程是靠飞轮惯性来完成。 知识点二、常见的热机 1、汽轮发动机：包括蒸汽轮机和燃气轮机。它们通过高温、高压的水蒸气或产生的燃气推动涡轮叶片旋转从而带动发电机或其他大型机械工作。 2、喷气发动机：空气由前部进入，并由涡轮机压缩，工作过程归纳为：进气、压缩、燃烧、排气，只装燃料，不装氧化剂。 3、火箭发动机：火箭发动机除带有燃料（液态氢）之外，还带有助燃剂（如液态氧），可以在大气层外工作。 4、汽油机和柴油机的异同 汽油机 柴油机 不同点 燃料 汽油 柴油 结构 火花塞 喷油嘴 吸气冲程 吸入的是汽油和空气的混合气体 吸入的是空气 压缩冲程 气压、温度相对较低 气压、温度相对较高 点火方式 点燃式 压燃式 相同点 工作循环 四个冲程 能量转化 （1） 压缩冲程：机械能转化为内能 （2） 做功冲程：内能转化为机械能 活塞、 曲轴转动 每一个工作循环，活塞往复两次， 曲轴转动两周，对外做功一次。 运动 都需要外力 优缺点 汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。但是两者都带来了废气和噪声污染。 一、填空题 1．如图是2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时将化学能转化为________能，产生的高温高压的燃气推动火箭上升，火箭外壳的内能________（填“增大”“不变”或“减小”），这是通过________的途径改变内能的。 【答案】 内 增大 做功 【详解】[1]火箭中的燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为内能，产生巨大热量，使燃气温度升高。 [2][3]火箭上升过程中，外壳与空气摩擦，温度升高，内能增大；这是通过做功的途径改变内能的。 2．2024年9月25日，中国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。该洲际弹道导弹点火后的情景如图所示，其发动机是__________（选填“电动机”或“热机”），工作时主要将化学能转化为______能再转化为______能。 【答案】 热机 内 机械 【详解】热机是利用内能来做功的机器，洲际弹道导弹的发动机通过燃烧燃料，将燃料的化学能转化为内能，产生高温高压气体，然后这些气体膨胀对外做功，将内能转化为导弹的机械能，推动导弹飞行。而电动机是将电能转化为机械能的装置，不符合导弹发动机的工作原理。所以该洲际弹道导弹发动机是热机，工作时主要将化学能转化为内能再转化为机械能。 3．如图为我国某公司建造的全球首艘最大级别甲醇双燃料集装箱船，轮船的热机工作时，将燃料燃烧产生的内能转化为__________能。该船航行时，装载的货物越重，所受浮力越__________。 【答案】 机械 大 【详解】[1]热机工作过程中将燃料燃烧产生的内能转化为轮船运动的机械能。 [2]轮船始终漂浮，浮力大小等于总的重力大小。装载的货物越重，所受浮力越大。 4．如图所示，用橡皮条摩擦铜管使管内乙醚沸腾，蒸汽冲起软木塞，铜管口出现“白气”.这是由于气体对外做功，内能______（选填“增大”或“减小”），温度降低，发生液化现象；冲起软木塞过程中的能量转化情况与汽油机的______冲程能量转化情况相似。 【答案】 减小 做功 【详解】气体冲起软木塞时，气体对外做功，自身的内能转化为木塞的机械能，所以气体的内能减小，温度随之降低。乙醚蒸气遇冷液化，就形成了管口的“白气”。 汽油机的做功冲程，是燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能，和本实验的能量转化完全一致。 5．如图所示是热机工作冲程中的__________冲程；为了不让热机在工作时温度太高，在设计时，气缸外有一个水套，里面充满水，是利用了水的__________比较大的物理属性，通过__________的方式减少气缸的内能。 【答案】 压缩 比热容 热传递 【详解】由图可知，热机两个气门都关闭，活塞向上运动，因此该冲程是压缩冲程；水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时可以吸收更多热量，冷却效果更好，因此用水降温利用了水比热容较大的特性；气缸温度高于水，热量从气缸传递到水，是通过热传递的方式减少气缸的内能。 6．(1)汽车是我们生活中常用的交通工具，汽油机是汽车的动力设备。单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是___________冲程；甲图是___________冲程，乙图是___________冲程。 (2)有一台汽油机转速是3000转/分，这台汽油机的活塞每秒钟经过___________个冲程，完成___________个循环，燃气做了___________次功。 【答案】(1) 做功 排气 做功 (2) 100 25 25 【详解】（1）汽油机四个冲程中： 吸气：进气开、排气关，活塞下行； 压缩：双气门全闭，活塞上行，机械能→内能； 做功：双气门全闭，火花塞点火，活塞下行，内能→机械能； 排气：排气开、进气关，活塞上行。 将内能转化为机械能的是做功冲程； 甲图：排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动 ，是排气冲程； 乙图：两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动 ，是做功冲程。 （2）汽油机转速 汽油机1个工作循环包括曲轴转2圈、4个冲程、对外做功1次； 每秒转圈：50圈； 循环数：个 冲程数：个 做功次数：25次。 7．如图是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，图___________ （选填“甲”或“乙”）是依靠飞轮的惯性来完成的。在另一图的冲程工作过程中，汽缸内燃气的内能___________（选填“增大” “减小”或“不变”）。 【答案】 乙 减小 【详解】甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程；乙图中排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，依靠飞轮惯性完成，因此依靠飞轮的惯性来完成的是乙。 做功冲程中，汽缸内燃气膨胀对外做功，将内能转化为活塞的机械能，因此汽缸内燃气的内能减小。 8．如图所示是某单缸四冲程汽油机的________冲程；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸。若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为________r/min。 【答案】 压缩 3000 【详解】图中两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能； 汽油机一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，所以每秒钟对外做功25次，完成25个工作循环，飞轮转50r，则1min飞轮转3000r，即飞轮转速为3000r/min。 9．一台汽油机每秒内对外做功10次，则汽油机每秒内完成___________个冲程，飞轮的转速为___________。 【答案】 40 1200/ 【详解】四冲程汽油机一个工作循环中，飞轮转2圈，完成4个冲程，对外做功1次。已知汽油机每秒对外做功10次，则每秒完成的冲程数为40个；每秒对外做功10次，说明每秒完成10个工作循环，因此每秒飞轮转动20圈，每分钟转动1200圈。 10．如图甲所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的硝化棉燃烧起来。活塞下压过程的能量转化情况与图__________（选填“乙”或“丙”）所示汽油机工作冲程相同。若该汽油机飞轮转速为，则汽油机每秒完成__________个冲程。 【答案】 乙 40 【详解】[1]甲图下压活塞：机械能→内能（压缩空气升温点燃硝化棉）。 乙图：两气门关闭、活塞上行→压缩冲程，机械能转化为内能，和甲能量转化一致； 丙图：两气门关闭、火花塞点火、活塞下行→做功冲程，内能转化为机械能。 故填乙。 [2]四冲程内燃机一个工作循环中，有四个冲程，燃气推动活塞做功一次，飞轮转动两周。若该热机飞轮转速1200r/min，即，则热机每秒完成40个冲程。 二、单选题 11．如图所示、古人利用牛角筒和燃烧的艾草制作简易装置，艾草燃烧产生的高温高压气体推动筒内部件向外运动。“筒内部件被燃气推动”的能量转化方式，与汽油机的哪个冲程相同（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】高温高压燃气推动筒内部件向外运动，是将燃气的内能转化为部件的机械能。 汽油机的四个冲程中：吸气、排气冲程无能量转化；压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与题干的能量转化方式相同，故选C。 12．如图所示活塞向上运动，这是内燃机的（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B 【详解】如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动压缩气缸内气体，是压缩冲程。故选B。 13．柴油机和汽油机都属于内燃机，下列有关说法中正确的是（     ） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门关闭的冲程是吸气冲程 D．在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为密闭空气的内能 【答案】D 【详解】A．汽油机顶部是火花塞，柴油机顶部是喷油嘴，A的说法刚好相反，故A错误； B．柴油机在吸气冲程中，只吸入空气，柴油是在压缩冲程末由喷油嘴喷入汽缸的，故B错误； C．四冲程汽油机的吸气冲程中，进气门是打开的，排气门关闭，故C错误； D．柴油机的压缩冲程中，活塞对密闭空气做功，将机械能转化为空气的内能，使空气温度升高，故D正确。 故选D。 14．2026年3月28日国产摩托“张雪机车”首次在全球比赛夺冠，打破欧美日数十年垄断。如图所示是内燃机工作的四个冲程示意图，其中高温高压气体推动活塞对外做功的冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】内燃机做功冲程的特点是：两个气门全部关闭，火花塞点火，高温高压气体推动活塞向下运动，对外做功。 A．进气门打开，排所门关闭，活塞向下运动为吸气冲程，故A不符合题意； B．两个气门关闭，但活塞向上运动，是压缩冲程，故B不符合题意； C．两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此符合做功冲程的特点，故C符合题意； D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故D不符合题意。 故选C。 15．如图所示，试管里盛有适量的水，加热试管使水沸腾，试管口冒出的“白气”推动管口处的小风车转动。下列说法中正确的是（　　） A．试管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气 B．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度不变 C．实验过程中通过做功使试管内水的内能增大 D．“白气”使小风车转动的过程相当于汽油机的压缩冲程 【答案】B 【详解】A．试管口冒出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故A错误； B．水在沸腾的特点是继续吸收热量，温度保持不变，故B正确； C．实验中通过酒精灯加热使水的内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能，故C错误； D．“白气”推动小风车转动的过程，是内能转化为机械能；汽油机压缩冲程是将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能，因此该过程相当于汽油机的做功冲程，故D错误。 故选B。 16．2024年12月我国春节申遗成功。春节吃汤圆，寓意着团圆、美满、家庭和谐、吉祥如意。在煮汤圆的过程中，下列说法中正确的是（     ） A．汤圆的内能是通过做功的方式改变的 B．汤圆的温度升高，它含有的热量增大 C．汤圆的温度升高，它具有的内能增大 D．锅盖被顶起与热机压缩冲程的能量转化相同 【答案】C 【详解】A．汤圆吸收热量，是通过热传递的方式增加内能的，故A错误； B．热量是过程量，不能用“含有”来描述，故B错误； C．汤圆的温度升高，分子无规则运动变快，它具有的内能增大，故C正确； D．水烧开时，壶盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，水蒸气的内能会减小；热机的压缩冲程将机械能转化为内能，所以二者的能量转化情况不同，故D错误。 故选C 17．大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，关于以下汽油机的四个冲程，说法正确的是（     ） A．为汽车提供动力的冲程是甲 B．丙冲程中汽缸内气体的温度会下降 C．依靠飞轮惯性完成的冲程是乙、丙、丁 D．四冲程汽油机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、乙、甲 【答案】B 【详解】A．图甲中两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；为汽车提供动力的是做功冲程，故A错误； B．图丙中两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程；此冲程中燃气对外做功，内能减小，温度下降，故B正确； C．四冲程汽油机中，只有做功冲程（丙）对外做功，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成，故C错误； D．汽油机一个工作循环的正确顺序是吸气（丁）、压缩（甲）、做功（丙）、排气（乙），故D错误。 故选B。 18．如图a为内燃机四冲程工作示意图，图b为迅速压下活塞，厚玻璃筒内硝化棉会燃烧起来，下列说法正确的（     ） A．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙 B．图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程 C．从能量转化角度讲，图b工作时与图甲的原理相似 D．图丁冲程是机械能转化为内能的过程 【答案】D 【详解】由图1中，甲图两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，这是做功冲程。在此冲程中，燃料燃烧产生的内能转化为活塞的机械能。乙图进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，这是吸气冲程。丙图进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，这是排气冲程。丁图两个气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程。在此冲程中，活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气体温度升高。 图b中，迅速向下压活塞，活塞对筒内空气做功，使空气的内能增加，温度急剧升高，达到硝化棉的燃点，导致硝化棉燃烧。这个过程是机械能转化为内能。 A．内燃机的一个工作循环顺序是吸气、压缩、做功、排气冲程，即图1中的乙、丁、甲、丙，故A错误； B．图甲是做功冲程，是将内能转化为机械能。但是，由于存在热量散失、克服摩擦做功等能量损失，不可能将“所有”的内能都转化为机械能，故B错误； C．图b是将机械能转化为内能。图甲（做功冲程）是将内能转化为机械能。两者的能量转化方向相反，故C错误； D．由分析可知，图丁是压缩冲程，将机械能转化为气体的内能，故D正确。 故选 D。 19．如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 【答案】C 【详解】甲图：左侧进气门打开，右侧排气门关闭，活塞向下运动，外界混合气被吸入气缸，为吸气冲程； 丁图：两个气门全部关闭，活塞向上运动，气缸内气体被压缩，为压缩冲程； 乙图：两个气门全部关闭，活塞向下运动，燃气燃烧膨胀推动活塞下行做功，为做功冲程； 丙图：右侧排气门打开，左侧进气门关闭，活塞向上运动，气缸内废气被排出，为排气冲程； 四冲程标准顺序为吸气、压缩、做功、排气，对应甲、丁、乙、丙，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 20．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（     ） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．在压缩冲程，活塞对气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能变大，温度升高，故B错误； C．做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，故C正确； D．排气冲程中没有能量的转化，故D错误。 故选C。 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.1 内能及其改变 知识点一、能的认识 1.能量 （1）定义：一个物体能对外做功，我们就称这个物体有能量。 （2）例子：搬砖和休息的两种状态。 2.机械能：物体的动能和势能 知识点二、内能与热量 1.内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 2.影响物体内能大小的因素： （1）温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。 （2）质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。 （3）材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。 （4）存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。 3.热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量，用符号Q表示，热量的单位与能量的单位相同，也是焦（符号：J）。同内能一样，各种形式能量的单位都是焦耳。 4.规律： （1）物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。 （2）任何时刻分子的速度都不一样 （3）任何时刻分子的运动方向都不一样 5.内能与机械能比较： （1）做机械运动（我们把物体的位置随时间的变化叫做机械运动）的物体不仅具有机械能，同时还具有内能。 （2）机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，与整个物体的机械运动情况有关；而内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和，与物体内部分子的热运动和分子之间相互作用情况有关。 （3）内能是不同于机械能的另一种形式的能。 知识点三、改变内能的方式 1.做功改变物体的内能： （1）事例：①如图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞硝化棉就燃起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花的燃点燃使棉花燃烧。 ②如图乙所示，使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。 ③如图丙所示，玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强达到一定程度时，瓶塞就会跳起来，同时瓶口出现了雾，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，使水蒸气液化凝成小水滴。 甲 乙 丙 （2）规律：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。 （3）实质：内能和其他形式的能的相互转化 2.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。 铁锅烫手（热传导） 暖风机升温（热对流） 太阳光晒棉被（热辐射） （2）条件：热传递的条件是有温度差。 （3）传递方式是：传导、对流和辐射。 （4）规律：热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。 （5）实质：热传递传递的是内能（热量），而不是温度，传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。 3.做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。 知识点四、热量、温度、内能的关系 一、填空题 1．作为传统滋补汤品，瓦罐汤历史悠久，风味独特。将药材、肉类和蔬菜悉心放入瓦罐中，经过数小时的慢火炖煮，汤味浓郁，营养丰富。喝瓦罐汤时要小心烫嘴！这是因为汤的______（选填“内能大”、“温度高”或“热量多”）；在冷却的过程中，瓦罐汤的内能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 2．如图所示，在瓶中装入少量的水，用带有导气管的橡皮塞塞紧瓶口，再用打气筒向瓶中打气，瓶内气体的内能将________（选填“增大”“减小”或“不变”）；当塞子跳起时瓶内出现白雾，瓶内气体的内能将________（选填“增大”“减小”或“不变”）；整个过程是通过________的方式改变物体内能的。 3．在热传递过程，内能改变的多少叫热量，用Q表示。甲物体只发生热传递，原有内能500J，现在具有内能为460J，则这个物体放出热量为______J；乙物体只发生热传递，原有1000J内能，现在具有1100J内能，则这个物体吸收的热量为______J。只有发生了热传递才有热量被吸收或放出。一个物体原有800J内能，吸收100J热量后，具有的内能为______J。 4．“热”字有多种含义，在物理学中有时表示温度、有时表示热量、有时表示内能。请写出下面几种情形中“热”字的含义：“物体吸热”中“热”是指________；“水被烧热”中“热”是指________；“摩擦生热”中“热”是指________。 5．如图所示，用打气筒向装有少量水的瓶子打气，当瓶塞从瓶口跳出时，看到打气瓶内出现了白雾，说明水蒸气___________（填物态变化）成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能___________（填“增大”“减小”或“不变”）。 6．热水钻探是一种利用加压的热水喷射并融化冰层，从而实现钻进的技术。在热水加压过程中，高压泵通过_________（选填“做功”或“热传递”）的方式使热水获得动能；在热水融冰过程中，冰由于吸热，___________（选填“内能”或“机械能”）增大。 7．高原上人们习惯用高压锅煮食物，这是因为随着海拔增大，大气压____________（填“增大”或“减小”），液体的沸点降低，用高压锅容易将食物煮熟。食物被煮熟是通过____________的方式改变了内能。 8．如图是《天工开物》中的“生熟炼铁炉”图。古人将铁料熔成铁水，此过程铁的质量______（选填“变大”“变小”或“不变”），铁需要______（选填“吸收”或“放出”）热量，这是通过______（选填“做功”或“热传递”）改变铁的内能。 9．如图所示，壶身与____________组成连通器，水被烧开时，水蒸气因推动壶盖跳起而内能减少，这是通过____________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变物体内能的。 10．物理知识在生产、生活中有很多应用，例如：“钻木取火”是通过________的方式改变内能；茶壶盖上方有个小孔，目的是在________的作用下把水倒出来；春暖花开，小新同家人一起坐汽车去景区游玩，还未进景区时就闻到了浓浓花香，这是因为________。 11．金属汤勺放在热汤中，变得烫手，是通过________方式改变物体的内能。热汤香气扑鼻，这属于________现象。 12．仔细观察图中甲、乙、丙三杯水，其中________杯中水的内能最大。将甲杯与________杯中的水混合，它们之间会发生热传递。 二、单选题 13．如图所示现象中，利用做功使物体内能增加的是（     ） A．发烧时 B．滑下时 C．晒太阳时 D．烤火时 14．关于热量、功、内能的概念，下列说法中正确的是（　　） A．热量、功、内能的国际单位都是焦，所以三者的物理意义是相同的 B．热传递和做功对改变物体内能是等效的 C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 D．热量是物体内能的量度，所以理论上物体的热量越少，内能越小 15．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 16．“冷热”是人们日常的话题，在物理热学方面可指代温度、热量、内能等物理量。关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（     ） A．热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递 B．80℃的水一定比30℃的水含有的热量多 C．温度相同的物体接触时不发生热传递 D．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 17．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（     ） A．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 B．物体温度不变，内能一定不变 C．物体温度升高，一定是外界对物体做了功 D．高温物体含有的热量一定比低温物体多 18．《天工开物》记录了我国古代的传统手工技术。如图所示是匠人正在将铁水凝固成釜，在此过程中，下列说法正确的是（     ） A．热量可能由温度较低的石勺传递给温度较高的铁水 B．盛铁水的石勺温度升高，这是通过做功改变石勺的内能 C．铁水凝固的过程中，温度不变，内能也不变 D．铁水冷却凝固成釜后，釜的内能不为零 19．如图所示，烧瓶内盛有少量水，用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，然后用打气筒向烧瓶内打气，当瓶内气压足够大时会发现橡胶塞从瓶口处跳起来，同时可以看到瓶内出现白雾。下列说法正确的是（     ） A．往瓶内打气时，瓶内气体温度升高，是通过热传递的方式改变内能 B．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功，瓶内气体的内能增大 C．塞子跳起来时，看到瓶口有白雾出现，这是汽化现象 D．塞子跳起来的过程中，瓶内气体的内能全部转化为塞子的机械能 20．画“糖人”是一种非物质文化遗产，其过程是先将固体糖放在热锅里熬，熬到可以牵丝时，再用小勺子将糖汁“画”在模板上（如图），并用竹筷黏在背面，冷却变硬，就制成了栩栩如生的“糖人”。下列说法中正确的是（     ） A．熬糖是利用做功的方式增大糖的内能 B．熬糖是熔化过程 C．糖汁牵丝连绵不断是因为分子之间存在斥力 D．糖人冷却定型过程需要吸热 21．从图像中获取有用的信息，是学好物理的重要能力之一。如图是探究海波和石蜡凝固时的温度变化规律的图像，下列说法中错误的是（     ） A．甲图是海波凝固的图像，乙图是石蜡凝固的图像 B．甲图EF阶段表示该物质处于固态，不断在放出热量，内能减小 C．甲图中FG阶段物质处于固液共存的状态，物体不断放热，温度不变，说明该物质属于晶体 D．乙图表示温度不断降低，内能也不断减小 22．元宵节吃汤圆是我们历来的传统，寓意着全家团团圆圆。如图是汤圆在沸水中“翻腾”的情形，以下说法正确的是（     ） A．沸腾的水有内能，冰冻的汤圆没有内能 B．煮汤圆时，热量从温度低的汤圆传向温度高的沸水 C．煮汤圆是通过热传递的方式增加汤圆的内能 D．浸没在水中的汤圆煮熟后体积变大，受到的浮力不变 三、实验题 23．实验如图所示，用酒精灯加热至水沸腾。 (1).现象：水沸腾后，软木塞________ ，管口有“_______ ”产生。 (2)结论：酒精燃烧，化学能转化为水和水蒸气的 _____ 能，水蒸气对软木塞 _______ ，又将 _____ 能转化为 _______ 能。 (3)热机的原理：燃料燃烧将化学能转化成 _____ 能，然后通过 _______ ，把 _____ 能转化成 _______ 能。 24．小明利用如图甲所示的实验装置观察水的沸腾现象。 (1)水沸腾时温度计示数如图乙所示，则此时水沸点________℃，当地大气压略________（高于/低于）1个标准大气压。水沸腾后，持续加热，烧杯中水的内能________。 (2)图丙（B）中杯底气泡中的水蒸气上升时________（填物态变化）成水，导致气泡变小。 (3)撤去酒精灯，观察到水仍能沸腾一小会儿的原因是________。 (4)实验中要缩短将水加热至沸腾的时间，请写出一种可行的办法________。 25．在探究“做功是否能够改变物体内能”的实验中： (1)如图A在一个配有活塞的厚壁的玻璃筒里放一小团脱脂棉，然后迅速压下活塞，你观察到的现象是_________；对这一现象的解释是，活塞压缩玻璃筒内的空气，使空气的_________增加，温度_________，达到硝化棉着火点； (2)如图B所示玻璃瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，并用打气筒往瓶内打气，瓶内压强大到一定程度时，瓶塞就会跳起来，同时，瓶口出现_________，瓶内气体发生的物态变化是_________； (3)上述的这两个现象都说明了_________是改变物体内能的一种方式。 26．如图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”的实验装置。 (1)图甲器材合理的安装顺序是__________（选填“自下而上”或“自上而下”）； (2)图乙是根据实验过程中记录的数据绘制的图像，第6 min时处于__________态；第4 min时的内能__________（选填“大于”“等于”或“小于”）第8 min时的内能； (3)持续加热，烧杯内的水沸腾后试管里的水__________（选填“会”或“不会”）沸腾。 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.3 热机 知识点一、内燃机 1、热机：将燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，被称为热机。 2、内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫内燃机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。 汽油机 柴油机 3、汽油机的工作过程： （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端移动，吸入空气和汽油的混合物（柴油机吸入空气）。 （2）压缩冲程：进气门、排气门都关闭，活塞由下端向上端移动，燃料混合物被压缩；气缸内压强增加，温度上升，机械能转化为内能。在压缩冲程末温度达到最大，汽油机火花塞产生电火花，将高温高压的燃气点燃（柴油机喷油嘴此时喷出雾状柴油，它遇到高温高压空气自燃）。 （3）做功冲程：燃料猛烈燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。 （4）排气冲程：进气门关闭，出气门打开，废气被排出气缸。 （5）一个工作循环：活塞往复两次；曲轴转动两周；完成四个冲程；对外做功一次；辅助冲程是靠飞轮惯性来完成。 知识点二、常见的热机 1、汽轮发动机：包括蒸汽轮机和燃气轮机。它们通过高温、高压的水蒸气或产生的燃气推动涡轮叶片旋转从而带动发电机或其他大型机械工作。 2、喷气发动机：空气由前部进入，并由涡轮机压缩，工作过程归纳为：进气、压缩、燃烧、排气，只装燃料，不装氧化剂。 3、火箭发动机：火箭发动机除带有燃料（液态氢）之外，还带有助燃剂（如液态氧），可以在大气层外工作。 4、汽油机和柴油机的异同 汽油机 柴油机 不同点 燃料 汽油 柴油 结构 火花塞 喷油嘴 吸气冲程 吸入的是汽油和空气的混合气体 吸入的是空气 压缩冲程 气压、温度相对较低 气压、温度相对较高 点火方式 点燃式 压燃式 相同点 工作循环 四个冲程 能量转化 （1） 压缩冲程：机械能转化为内能 （2） 做功冲程：内能转化为机械能 活塞、 曲轴转动 每一个工作循环，活塞往复两次， 曲轴转动两周，对外做功一次。 运动 都需要外力 优缺点 汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。但是两者都带来了废气和噪声污染。 一、填空题 1．如图是2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时将化学能转化为________能，产生的高温高压的燃气推动火箭上升，火箭外壳的内能________（填“增大”“不变”或“减小”），这是通过________的途径改变内能的。 2．2024年9月25日，中国成功发射一枚洲际弹道导弹，飞行距离约1.2万公里，精确命中预定海域。该洲际弹道导弹点火后的情景如图所示，其发动机是__________（选填“电动机”或“热机”），工作时主要将化学能转化为______能再转化为______能。 3．如图为我国某公司建造的全球首艘最大级别甲醇双燃料集装箱船，轮船的热机工作时，将燃料燃烧产生的内能转化为__________能。该船航行时，装载的货物越重，所受浮力越__________。 4．如图所示，用橡皮条摩擦铜管使管内乙醚沸腾，蒸汽冲起软木塞，铜管口出现“白气”.这是由于气体对外做功，内能______（选填“增大”或“减小”），温度降低，发生液化现象；冲起软木塞过程中的能量转化情况与汽油机的______冲程能量转化情况相似。 5．如图所示是热机工作冲程中的__________冲程；为了不让热机在工作时温度太高，在设计时，气缸外有一个水套，里面充满水，是利用了水的__________比较大的物理属性，通过__________的方式减少气缸的内能。 6．(1)汽车是我们生活中常用的交通工具，汽油机是汽车的动力设备。单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是___________冲程；甲图是___________冲程，乙图是___________冲程。 (2)有一台汽油机转速是3000转/分，这台汽油机的活塞每秒钟经过___________个冲程，完成___________个循环，燃气做了___________次功。 7．如图是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，图___________ （选填“甲”或“乙”）是依靠飞轮的惯性来完成的。在另一图的冲程工作过程中，汽缸内燃气的内能___________（选填“增大” “减小”或“不变”）。 8．如图所示是某单缸四冲程汽油机的________冲程；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸。若该汽油机每1秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为________r/min。 9．一台汽油机每秒内对外做功10次，则汽油机每秒内完成___________个冲程，飞轮的转速为___________。 10．如图甲所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的硝化棉燃烧起来。活塞下压过程的能量转化情况与图__________（选填“乙”或“丙”）所示汽油机工作冲程相同。若该汽油机飞轮转速为，则汽油机每秒完成__________个冲程。 二、单选题 11．如图所示、古人利用牛角筒和燃烧的艾草制作简易装置，艾草燃烧产生的高温高压气体推动筒内部件向外运动。“筒内部件被燃气推动”的能量转化方式，与汽油机的哪个冲程相同（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 12．如图所示活塞向上运动，这是内燃机的（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 13．柴油机和汽油机都属于内燃机，下列有关说法中正确的是（     ） A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入汽缸 C．四冲程汽油机在工作过程中，进气门关闭的冲程是吸气冲程 D．在柴油机的压缩冲程中，活塞的机械能转化为密闭空气的内能 14．2026年3月28日国产摩托“张雪机车”首次在全球比赛夺冠，打破欧美日数十年垄断。如图所示是内燃机工作的四个冲程示意图，其中高温高压气体推动活塞对外做功的冲程是（　　） A． B． C． D． 15．如图所示，试管里盛有适量的水，加热试管使水沸腾，试管口冒出的“白气”推动管口处的小风车转动。下列说法中正确的是（　　） A．试管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气 B．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度不变 C．实验过程中通过做功使试管内水的内能增大 D．“白气”使小风车转动的过程相当于汽油机的压缩冲程 16．2024年12月我国春节申遗成功。春节吃汤圆，寓意着团圆、美满、家庭和谐、吉祥如意。在煮汤圆的过程中，下列说法中正确的是（     ） A．汤圆的内能是通过做功的方式改变的 B．汤圆的温度升高，它含有的热量增大 C．汤圆的温度升高，它具有的内能增大 D．锅盖被顶起与热机压缩冲程的能量转化相同 17．大多数汽车的内燃机采用的都是汽油机，关于以下汽油机的四个冲程，说法正确的是（     ） A．为汽车提供动力的冲程是甲 B．丙冲程中汽缸内气体的温度会下降 C．依靠飞轮惯性完成的冲程是乙、丙、丁 D．四冲程汽油机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、丙、乙、甲 18．如图a为内燃机四冲程工作示意图，图b为迅速压下活塞，厚玻璃筒内硝化棉会燃烧起来，下列说法正确的（     ） A．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙 B．图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程 C．从能量转化角度讲，图b工作时与图甲的原理相似 D．图丁冲程是机械能转化为内能的过程 19．如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 20．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（     ） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.4 热机效率 知识点一、燃料的热值 人类在原始社会就知道利用燃烧柴薪来取暖、烧饭，现代社会人们所用的能量很大一部分仍然是从燃料的燃烧中获得。 燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤炭等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？ 1.热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(或体积）之比，叫做这种燃料的热值，热值用q表示。 2.公式：q＝ 或 q＝（气体） 3.热值的物理意义：热值在数值上等于1kg（或1m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。 4.热值的单位：热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克，符号是 J/kg 或 J/m3。 5.燃料热值的实质：相同质量的燃料完全燃烧时释放热量的本领大小。 6.小资料：一些燃料的热值 7.注意：（1）燃料的热值反映的是燃料燃烧过程中释放热量大小的物理量，只与燃料的种类有关； （2）热值是燃料的一种特性，不是所有物质都具有这一特性。 知识点二、热机的效率 在实际使用中，燃料燃烧释放出的热量比计算出的热量小，而有效利用的热量又比释放出来的热量小。例如用煤烧水，有效利用的热量仅仅是被水吸收的那部分热量，高温的烟气带走了相当一部分热量，还有一部分热量直接散失掉了。 想想议议：在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 1.热机效率的定义 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了。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，叫做热机的效率。 2.公式：η＝ ＝ 热机的效率是热机性能的重要指标，热机效率越高，则燃料的利用率越好。在做功相同的情况下，就可以消耗更少的燃料，从而节约能源，降低成本，减少污染。 3.提高热机效率的方法 通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改造的潜力很大。例如，取暖用的小型锅炉，如果我们把煤磨成煤粉或煤粒，从而加大与氧气的接触面积，再把空气吹进炉膛，就会比煤块燃烧得更充分，从而提高燃料的利用率。 在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失，提高效率。 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高。 4.要点提高热机效率方法的归纳： （1）使燃料充分燃烧；（2）改进热机性能，减少能量损失；（3）利用废气的能量；（4）此外，我们还必须注意润滑保养，减少摩擦。 一、填空题 1．氢能源具有来源广、无污染等优点，火箭发动机用氢作燃料是因为氢的________，氢气的热值为，完全燃烧0.5 kg的氢气可放出________J的热量；若一罐氢气用去了一半，剩余氢气的热值将________。 【答案】 热值大 不变 【详解】[1]火箭发动机选用氢作为燃料，核心原因是氢的热值大。在相同质量下，氢完全燃烧释放的热量远高于其他常规燃料，能为火箭提供巨大的推力。 [2]根据热值计算公式，已知，，可得放出的热量为 [3]热值是燃料的一种固有属性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积等因素无关。因此，即使一罐氢气用去了一半，剩余氢气的热值仍然不会改变。 2．现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，1kg的可燃冰，燃 烧一半后，剩余可燃冰的热值_______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】不变 【详解】热值是燃料的一种特性，仅与燃料的种类和状态有关，与燃料的质量无关。可燃冰燃烧一半后，剩余可燃冰的种类、状态均未发生变化，因此其热值不变。 3．如图所示是某汽车汽油机的能量流向图，完全燃烧0.5kg的汽油，该汽油机能够输出________J的有用功；请你提出一条提高该汽油机效率的方法：________________________。（汽油的热值为） 【答案】 减少热量散失（合理即可） 【详解】[1]完全燃烧的汽油放出的热量为； 由图可知，汽油机的效率； 汽油机输出的有用功为。 [2]要提高汽油机效率，可让汽油燃烧更充分、减少尾气带走的热量、减少热量散失、减小摩擦做功。（合理即可） 4．如图是小明在跨学科实践活动中自制的简易热机模型。在易拉罐内装上水，在罐口密封安装一根吸管，吸管正对着扇叶。点燃下方酒精灯一段时间后，前方扇叶转起来，该现象与热机的________冲程能量转化相同。写出一种可以提高热效率的方法：________。 【答案】 做功 减小机械摩擦 【详解】[1]该过程中，酒精燃烧释放的内能加热罐内水，产生的高温水蒸气推动扇叶转动，是内能转化为机械能，和热机做功冲程的能量转化一致。 [2]提高热机效率的本质是减少能量损耗，常见方法有让燃料充分燃烧、给部件加润滑油减小摩擦、减少散热损失等。 5．近年我国氢能源汽车实现从北京到上海1500km长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时35min，受到的牵引力为，消耗氢气0.8kg，则此过程中汽车行驶时牵引力做功的功率为__________W，氢气燃烧放出的热量为__________J，利用氢能的效率为__________。（） 【答案】 37.5% 【详解】行驶路程 用时 牵引力做的功 功率 氢气燃烧放出的热量 氢能的利用效率 6．小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿和酒精的总质量为，烧杯中水的质量为，初温为，点燃酒精，当水温升高到时，立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量_______。他想利用计算酒精的热值，还需进行的实验操作是_______，他所测算出的热值与真实值相比偏_______。 【答案】 测出燃烧皿和剩余酒精的总质量 小 【详解】水温变化 水吸收的热量 计算热值需要的操作： 热值公式为​​，题目仅给出燃烧前酒精和容器的总质量，要得到燃烧消耗的酒精质量，还需要测出熄火后剩余酒精和容器的总质量，二者作差即可得到燃烧酒精的质量。 酒精燃烧放出的热量会有部分散失到空气中、被实验装置吸收，并没有全部被水吸收，因此计算时所用的（水吸收的热量）小于酒精实际放出的总热量，在计算热值时，最终得到的结果比真实值偏小。 7．“煮酒论英雄”是《三国演义》中的著名典故。将米酒加热后饮用，这是通过_______的方式来改变“酒”的内能。将米酒从加热至，至少需要吸收_______J热量。酒的主要成分是乙醇，将一定比例的乙醇和汽油混合，可以制成车用乙醇汽油。一台单缸四冲程汽油机飞轮转速为50 r/s，使用乙醇汽油时单次做功冲程喷油，该汽油机的热效率为40%，则该汽油机的每秒输出机械能_______J。（已知：，） 【答案】 热传递 【详解】改变物体内能的方式有热传递和做功，将米酒加热是通过热传递的方式，使米酒吸收热量，内能增大； 根据吸热公式，其中温度变化量，吸收的热量； 单缸四冲程汽油机飞轮每转动2圈完成一个工作循环，对外做功1次，因此每秒对外做功次数次。计算每秒的总喷油量 每秒燃料完全燃烧放出的热量 该汽油机的每秒输出机械能 8．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，假设煤炭在相同时间内燃烧的质量相同，且完全燃烧。已知在6min内完全燃烧了0.3kg的煤，则煤完全燃烧放出的热量为________J。在“0~2min”、“2~4min”和“4~6min”三个时间段，________时间段煤炉热效率最高？这个最高时间段煤炉的热效率是________。水的比热容为，煤的热值为。 【答案】 0~2min 42% 【详解】根据热值公式煤完全燃烧放出的热量 由图可知0∼2min时间段水温升高最多，水吸热最多，由热效率可知这个时间段煤炉热效率最高。 0∼2min 水吸收的热量 6min燃烧煤0.3kg，因此2min燃烧煤放出的热量 热效率 9．某研学活动小组在实践活动期间，粗略测量了一农家柴火灶的热效率。同学们在柴火灶的铁锅里倒入5kg水。盖上锅盖，完全燃烧了1kg干木柴使水温从20℃升高到80℃，则该柴火灶的热效率为__________。[水的比热容是，这种干木柴的热值是] 【答案】 12.6% 【详解】水吸收的热量 干木柴完全燃烧放出的热量 柴火灶的热效率 10．某燃气热水器热效率为84%，已知燃气的热值为，则共燃烧的燃气，可以将100L的水温度升高____℃。 【答案】40 【详解】燃气完全燃烧放出的热量 水吸收的热量 水的体积为 水的质量 水升高的温度 11．小明使用家中的燃气热水器将质量为30kg的水加热，温度从20℃升高30℃，该热水器消耗了的天然气。水吸收的热量为______J，该燃气热水器的效率为______[已知水的比热容为J/（kg·℃）天然气的热值为] 【答案】 90% 【详解】水吸收的热量 燃料完全燃烧放热 该燃气热水器的效率 12．某燃气热水器工作时，相关参数如图所示。据图可知，该热水器以此状态工作时，每小时消耗天然气，若天然气完全燃烧，热水器以此状态工作，所消耗的天然气释放的热量是_______。（天然气的热值取） 【答案】 【详解】热水器工作消耗的天然气体积： 已知每小时消耗天然气，因此 天然气的热值，所消耗的天然气释放的热量是 二、单选题 13．如图所示是“长征二号F遥十三运载火箭”发射神舟十三号载人飞船时的情景。长征二号F运载火箭加注液氢作为燃料，主要是因为液氢的热值高，以下四个选项中说法正确的是（     ） A．液氢在加注运载火箭之前，热值较小 B．液氢在加注运载火箭之后，热值减小 C．液氢燃烧时，质量逐渐减小，热值减小 D．液氢燃烧时，质量逐渐减小，热值不变 【答案】D 【详解】热值是燃料本身的固有特性，热值的大小只与燃料的种类有关，和燃料的位置、质量、是否燃烧均无关。液氢的种类不变，因此无论它是否加注、燃烧过程中质量如何减小，热值都保持不变，因此ABC错误，D正确。 故选D。 14．热机是人们获得动力的重要机械。创新小组制作了如图所示的简易热机模型，在试管内倒入适量的水，加热试管，当试管内的水沸腾后，风扇在水蒸气的驱动下转动起来，整个过程消耗了的酒精。下列说法正确的是（）（     ） A．酒精在燃烧的过程中，其热值会变小 B．通过改进模型的结构，其效率可达100% C．整个过程消耗的酒精完全燃烧放出的热量为3×104J D．水蒸气驱动风扇转动时的能量转化与热机压缩冲程的相同 【答案】C 【详解】A．热值只和燃料的种类有关，和燃料的质量、燃烧情况无关，酒精在燃烧的过程中，其热值不变，故A错误； B．能量的损失不可避免，该模型的效率不可能达到100%，故B错误； C．整个过程消耗的酒精完全燃烧放出的热量为，故C正确； D．水蒸气驱动风扇转动时的能量转化是内能转化为机械能，热机压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能，二者能量转化不同，故D错误。 故选C。 15．甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与质量的关系图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．甲燃料的热值小于乙燃料的热值 B．完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾，所需乙燃料的质量更小 C．完全燃烧相同质量的两种燃料，甲放出的热量更多 D．使用甲燃料的热机效率一定高，但是热机效率肯定小于100% 【答案】C 【详解】AC．由图像可知，当燃料质量 相同时，甲放出的热量大于乙放出的热量。根据热值公式 可知，甲燃料的热值大于乙燃料的热值，故A错误，C正确； B．加热同一锅水至沸腾，水吸收的热量相同，即需要的总热量一定。因为甲的热值大，根据 可知，完全燃烧所需甲燃料的质量更小，故B错误； D．热机效率取决于有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，虽然甲的热值大，但热机做的有用功不一定多，所以效率不一定高，由于存在能量损失，热机效率一定小于 ，故D错误。 故选C。 16．4月24日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空（如图）。下列有关说法正确的是（     ） A．火箭携带的燃料在燃烧的过程中，其质量和热值都会减小 B．卫星随火箭加速上升时，卫星的机械能守恒 C．火箭外壳与大气摩擦温度升高，这是通过做功的方式改变内能 D．火箭上升过程中的能量转化与内燃机的排气冲程相同 【答案】C 【详解】A．热值是燃料固有属性，质量减小，热值不变，故A错误； B．卫星随火箭加速上升时，质量不变，速度、高度均增大，动能、重力势能都变大，机械能增加，故B错误； C．摩擦生热将机械能转化为内能，属于做功改变物体内能，故C正确； D．火箭上升时将内能转化为机械能；排气冲程无能量转化，故D错误。 故选C。 17．2025年11月25日，“长征”2号F遥22运载火箭托举“神舟”22号飞船在酒泉卫星发射中心顺利升空。火箭在上升过程中短暂遮挡部分太阳圆面，形成如图所示的“神箭凌日”画面。关于此过程，说法正确的是（     ） A．飞船重力势能变小 B．火箭的热机效率为100% C．飞船相对于火箭始终是运动的 D．“神箭凌日”现象是由光的直线传播形成的 【答案】D 【详解】A．火箭上升过程中，飞船质量不变，高度增大，重力势能变大，故A错误； B．热机工作时，不可避免存在热量散失、克服机械摩擦做功等能量损失，热机效率一定小于100%，故B错误； C．飞船被火箭托举升空，飞船与火箭之间的相对位置没有发生变化，此过程飞船相对于火箭是静止的，故C错误； D．“神箭凌日”是火箭遮挡住了直线传播的太阳光，从而在太阳圆面上留下火箭的黑影，该现象是由光的直线传播形成的，故D正确。 故选D。 18．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是（     ） A．比较不同液体的比热容，可以选择甲丙两图 B．比较不同液体的比热容，可以选择乙丙两图 C．比较不同燃料的热值，可以选择乙丙两图 D．比较不同燃料的热值，可以选择甲丙两图 【答案】A 【详解】AB．比较不同液体的比热容：需要控制燃料种类、质量都相同，只改变液体种类。甲、丙两图燃料相同（都是燃料1），液体不同（分别为a、b），符合实验要求，故A正确，B错误； CD．比较不同燃料的热值：需要控制液体种类、质量都相同，只改变燃料种类，符合要求的是甲、乙两图。故C、D错误。 故选A。 19．如图甲、乙两烧杯中，分别装有3kg水和2kg煤油，并用相同的酒精灯加热，用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像，则下列说法中正确的是（不计热损失，气压为标准大气压，、、）（     ） A．甲烧杯中的水每分钟吸收热量为 B．如将甲液体加热至沸腾，至少完全燃烧酒精336g C．加热相同时间，甲乙烧杯中的液体吸收热量之比为3∶2 D．加热相同时间，甲乙烧杯中的液体升高温度之比为1∶3 【答案】D 【详解】A．甲是水，2min内温度从升高到，2min吸收总热量 因此每分钟吸收热量为，故A错误； B．标准大气压下水的沸点为，水从加热到沸腾需要吸收总热量 不计热损失，因此需要酒精质量，故B错误； C．相同酒精灯加热，相同时间放出热量相同，不计热损失，甲乙吸收热量相等，因此吸收热量之比为，故C错误； D．相同酒精灯加热相同时间，吸收热量，由得 升高温度之比为，故D正确。 故选D。 20．某款新能源汽车采用氢燃料发动机获得动力。若某次汽车以的恒定功率在水平公路上匀速行驶，消耗的氢能为。下列说法正确的是（     ） A．汽车发动机的效率为 B．汽车牵引力做的功为 C．氢燃料燃烧是内能转化为化学能 D．氢燃料的热值越大，发动机的效率一定越高 【答案】A 【详解】B．汽车牵引力做的有用功 故B错误； A．发动机效率 故A正确； C．氢燃料燃烧的过程是将燃料的化学能转化为内能，故C错误； D．热值是燃料本身的特性，代表单位质量燃料释放能量的能力；发动机效率是有用功占燃料总释放能量的比例，二者没有必然联系，热值大效率不一定高，故D错误。 故选A。 21．陈醋作为山西特产，也是传统饮食中的健康成分，具有调节代谢、改善消化、抗氧化等作用，对人体健康产生积极影响。《齐民要术》是最早详细记载醋制作工艺的典籍。记录显示，蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序，如图所示是将谷物进行蒸煮的过程，对于蒸煮过程中的现象，下列说法正确的是（     ） A．谷物内能的增加，是通过做功的方式实现的 B．木柴燃烧的过程，化学能转化为内能 C．木柴燃烧的过程，木柴的热值减小 D．蒸煮的时间越长，谷物含有的热量越多 【答案】B 【详解】A．改变内能有做功和热传递两种方式，蒸煮谷物时，谷物从高温热源吸热，内能增加是通过热传递实现的，不是做功，故A错误； B．木柴燃烧是化学反应，过程中将木柴储存的化学能转化为内能，故B正确； C．热值是燃料的固有特性，只和燃料种类有关，和燃料是否燃烧、质量多少无关，因此木柴燃烧时热值不变，故C错误； D．热量是过程量，只能描述为“吸收/放出热量”，不能说物体“含有”热量，故D错误。 故选B。 22．如图所示，建设一个光热电站，其设计要求：汽轮机发电系统需要输入热功率至少达到才能并网发电。已知镜场反射效率为55%，吸热器吸收效率为85%，储热系统热损失率为10%（即90%的热量能进入蒸汽发生器）。若太阳辐射强度为，要维持发电机组正常运行，所需镜板的最小总采光面积约为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】镜板总采光面积为S，则最终输入汽轮机的热功率 汽轮机发电系统需要输入热功率至少达到才能并网发电，因此所需镜板最小总采光面积 故选B。 三、计算题 23．湖南省第六批省级非物质文化遗产代表性项目名录公布，新田醋水豆腐制作工艺入选。醋水豆腐的制作需要经过八道工序之多，“煮浆”、“点脑”是最关键。某位工作人员在制作醋水豆腐中的“煮浆”过程，将大铁锅中质量为130kg，初温为10℃的豆浆煮到100℃，用了10kg的干木柴。求：（，） (1)煮浆过程中，豆浆吸收多少热量？ (2)木柴完全燃烧放出多少热量？ (3)用于干木柴煮浆的效率。 【答案】(1) (2) (3)39% 【详解】（1）根据得豆浆吸收的热量 （2）根据得完全燃烧10kg的干木柴放出的热量 （3）用干木柴煮浆的效率 24．如图是我国自主研制的机械狗“上班”的情景。机械狗在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。机械狗在水平路上可以实现负重40kg，10min移动1.2km。机器狗的运动利用液压系统，为使用安全，液压系统的液压油温度不能高于80˚C。为机械狗提供动力的是燃油发动机，其消耗120kg的燃油能提供的有用功。求： (1)机械狗负重移动的速度是多少； (2)4kg的液压油温度由30˚C升高到80˚C需要吸收的热量，则该液压油的比热容是多少。 (3)该发动机的效率是多少。（燃油的热值为）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）机械狗移动的路程 运动的时间 则机械狗的速度 （2）液压油的比热容 （3）燃油完全燃烧放出的总热量 则发动机的效率 25．某物理兴趣小组的同学用天然气灶给20kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图像，如图所示。若6min内完全燃烧了的天然气，求：［），］ (1)0.2m3的天然气完全燃烧放出的热量； (2)6min内水吸收的热量； (3)天然气灶烧水的加热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）已知天然气体积，天然气热值，天然气完全燃烧放出的热量为 （2）由图可知，水的初温，6min时水的末温， 水的质量，水的比热容，水吸收的热量为 （3）加热效率 26．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为的水。用卡式炉加热至，消耗了25g丁烷气体。已知该装置加热水的效率为，，。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)丁烷气体的热值。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）水的体积 水的质量 （2）水升高的温度 根据吸热公式 ，代入数据计算 （3）根据加热效率公式 ，变形得丁烷完全燃烧放出的热量 丁烷的质量 根据燃料放热公式 ，变形得热值 ，代入数据计算 27．当下，新能源汽车日益普及，传统燃油车销售愈发困难，某品牌燃油车销售导购声称：该品牌某型号汽车为的高效发动机，若以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，能开750km．已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍。（汽油热值，） (1)该车加一满箱汽油，则这箱汽油完全燃烧产生的热量是多少焦？ (2)这时汽车牵引力做功的功率是多少？ (3)通过计算证明该经销商是否存在虚假导购？ 【答案】(1) (2) (3)存在 【详解】（1）该车加一满箱汽油，则这箱汽油完全燃烧产生的热量 （2）汽车整车重力 汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力平衡，阻力，则牵引力 速度 汽车牵引力做功的功率 （3）根据热机效率公式变形式可得牵引力做的有用功 汽车行驶路程 所需做功 因为，即发动机能提供的有用功小于行驶750km所需的功，故该导购存在虚假导购。 28．富强大街是石家庄市裕华区核心的南北向主干道，北起裕华东路，南至南栗路，全长约5.8公里，串联行政、居住、商业与生态功能区，是裕华区重要的交通与生活轴线。小红家有一辆代步小汽车，空车质量为1000kg，每个轮胎与地面的接触面积为。周末，小红一家乘坐汽车，以的速度沿富强大街匀速直线行驶，在行驶的过程中，汽车所受的阻力为，取。请解答以下问题： (1)如图所示，该辆空车停放在水平地面上时，对地面的压强是多少； (2)求在此行驶过程中汽车牵引力所做功的功率； (3)若该汽油机效率为25%，则该车在上述行驶过程中消耗多少千克汽油？（汽油的热值为） 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）空车静止在水平地面上时，对地面的压力等于自身重力，即 汽车共4个轮胎，总接触面积 则空车对地面的压强 （2）汽车匀速直线行驶，牵引力与阻力二力平衡，因此 汽车的速度 则牵引力做功的功率 （3）行驶过程中牵引力做的有用功 汽油完全燃烧放出的热量 消耗汽油质量 29．氢燃料汽车能实现真正意义上的零排放。某氢燃料汽车在平直公路上匀速行驶一段时间，牵引力做功，消耗氢燃料的质量为0.6kg。求：（氢燃料的热值为） (1)0.6kg氢燃料完全燃烧释放的热量。 (2)氢燃料汽车发动机的热机效率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）0.6kg氢燃料完全燃烧释放的热量 （2）氢燃料汽车发动机的热机效率 30．随着新能源政策的引导及并网等技术的发展，我国风力发电开发走在了世界前列。某地有一风力发电站，其中一台风力发电机1s内提供的电能约为，1年内提供的电能约为。求： (1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能，并有70％被水吸收，可以使100g、5℃的水升高多少℃？[] (2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供，且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40％转化为电能，则需要完全燃烧多少千克煤炭？（） 【答案】(1) 30℃ (2) 【详解】（1）由题意可知，水吸收的热量为 水的质量 根据吸热公式可知，水升高的温度 （2）已知1年内提供的电能 火力发电机发电效率 根据效率公式 可知，煤炭燃烧放出的总热量 根据燃料燃烧放热公式可知，完全燃烧煤炭的质量 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $