第十二章 内能与热机（复习讲义）物理新教材沪粤版九年级上册

该初中物理讲义以“内能与热机”为核心，通过表格系统梳理复习要点与重难点，将内能、热量、比热容、热机等知识按“概念-规律-应用”层次结构化呈现，明确温度、内能、热量的逻辑关系及热机四冲程能量转化等核心联系。 讲义亮点在于“实验-计算-辨析”三维练习设计，如“探究物质吸热性能”实验题强化控制变量法与转换法，热机效率综合题培养科学推理能力。分层练习满足不同学生需求，教师可据此实施精准教学，助力学生构建能量观念与科学思维。

第十二章 内能与热机 复习要点 1. 理解内能的概念，明确内能由分子动能与分子势能共同构成，掌握内能与温度、质量、物质状态的对应关系。 2. 掌握改变物体内能的两种方式（做功和热传递），理解二者的等效性，能准确区分生活实例中的能量转化与能量转移。 3. 理解热量的物理意义与单位，掌握物体吸放热与质量、温度变化的定量关系，区分内能与热量的不同概念。 4. 理解热值的定义与物理意义，掌握固液、气态燃料的热值单位与计算公式，能进行燃料燃烧放热的相关计算。 5. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的固有属性，熟记水的比热容数值并能解释相关生活现象。 6. 熟练运用吸热、放热公式进行热量计算，能解决比热容与热值结合的热效率综合问题。 7. 了解热机的工作原理与能量转化全过程，掌握汽油机四个冲程的结构特征与能量转化规律。 8. 理解热机效率的定义，掌握热机效率的计算方法，知道提高热机效率的常见途径与环保意义。 9. 掌握 “探究物质吸热性能”实验的原理，理解控制变量法与转换法在实验中的应用，能分析实验数据与温度—时间图像。 复习重难点 重点：改变内能的两种方式辨析；比热容的物理意义与热量计算；汽油机四冲程的识别与能量转化；热值与热机效率的综合计算。 难点：温度、内能、热量三个概念的联系与区别；比热容实验的方法设计与误差分析；热量、热值与热效率结合的多过程综合计算。 要点 内能及其改变方式 1. 内能的概念 在物理学中，把物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能。一切物体，无论温度高低、是否运动，都具有内能。内能的单位与功的单位相同，都是焦耳，符号为 J。 分子动能来源于分子永不停息的无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈，分子动能就越大；分子势能来源于分子间的相互作用力（引力和斥力），与分子间的距离有关，受物体体积、状态的影响。 2. 影响内能大小的因素 （1）温度：对于同一物体，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大，物体的内能就越多；反之温度越低，内能越少。 （2）质量：对于温度相同、同种物质组成的物体，质量越大，分子总数越多，内能就越多。 （3）物质种类与状态：不同物质的分子结构、分子间作用力不同，内能存在差异；同种物质在不同状态下（如水和冰），分子间距不同，分子势能不同，内能也不相同。 3. 改变物体内能的两种方式 改变物体内能的方式有做功和热传递两种，这两种方式对于改变物体内能的效果是等效的。 （1）做功：实质是内能与其他形式能量的相互转化。外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少。常见实例：双手摩擦生热、压缩空气使棉花燃烧、钻木取火、打气筒外壁发热。 （2）热传递：实质是内能的转移，即内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分。热传递发生的条件是物体间存在温度差。热传递有三种方式： ①传导：热量通过直接接触从高温部分传向低温部分，如金属勺放入热汤后勺柄发烫。 ②对流：通过液体或气体的流动传递热量，如烧水时整壶水逐渐升温。 ③辐射：热量不依靠介质直接向外传递，如太阳将热量传递到地球。 特别提醒 （1）一切物体在任何温度下都具有内能，0℃的冰块同样具有内能。 （3）物体温度升高，内能一定增加；但内能增加，温度不一定升高（例如晶体熔化、液体沸腾过程中，吸热内能增加，但温度保持不变）。 （3）物体吸收热量，内能一定增加；但内能增加，不一定是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功。 要点速测 1．小明和小伙伴一起利用如图所示装置进行实验。 （1）加热试管使水沸腾是通过_______（选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能； （2）在水蒸气驱动下风车转动了起来，此时水蒸气的内能_______（选填“增加”“不变”或“减少”），水蒸气的______能转化为风车的______能。 【答案】（1）热传递；（2）减少 内 机械 【解析】加热试管使水沸腾，水吸收热量，通过热传递的方式改变内能；水蒸气推动风车转动，水蒸气对外做功，内能转化为风车的机械能，因此水蒸气的内能减少。 2．在下面实验中，通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能? （1）如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。 （2）如图乙所示，在烧瓶内盛少量水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳起时，观察瓶内的变化。 【答案】（1）脱脂棉燃烧起来；（2）瓶内形成“白雾” 【解析】（1）当迅速压下活塞时，活塞对筒内的空气做功，将机械能转化为内能。筒内空气的内能增加，温度升高。当温度达到脱脂棉的着火点时，脱脂棉便燃烧起来。   （2）向瓶内打气使瓶内气压增大，当气压足够大时，瓶内空气推动瓶塞做功即物体对外界做功。在这个过程中，空气的内能转化为机械能。瓶内空气的内能减少，温度降低。 瓶内的水蒸气遇到冷空气液化成小水滴，从而形成了我们看到的“白雾”。   3．如图甲所示，足球在空中飞行，运动的足球具有________能；如图乙所示，运动的分子像运动的足球一样，也具有________能；温度越高，分子具有的该能越________。 【答案】 动 动 大 【解析】运动的宏观物体具有动能，空中飞行的足球处于运动状态，因此具有动能。 分子作为微观粒子，同样在永不停息地做无规则运动，类比运动的宏观足球，运动的分子也具有分子动能。 同一个物体，温度越高，分子无规则运动的速度越剧烈，对应的分子动能就越大。 要点 热量与热值 1. 热量 在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量，通常用符号 Q 表示。热量的单位与内能相同，也是焦耳。 当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。热量是一个过程量，只能描述 “吸收” 或 “放出”，不能说物体 “含有”“具有” 热量。 实验表明：物体温度升高或降低时，吸收或放出的热量与物体的质量、温度变化量均成正比。 2. 燃料的热值 （1）定义：某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值，用符号 q 表示。 （2）物理意义：热值在数值上等于 1kg（或 1m3）的某种燃料完全燃烧时放出的热量，反映了燃料放热本领的强弱。 （3）单位：固体、液体燃料的热值单位是 J/kg；气体燃料的热值单位是 J/m³。 （4）计算公式： ①固体、液体燃料：（m 为燃料质量） ②气体燃料：（V 为燃料体积） （4）特性：热值是燃料本身的一种属性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧均无关。 实际应用中，燃料很难完全燃烧，且燃烧放出的热量会有大量散失，因此实际被有效利用的热量远小于理论计算值，有效利用的热量与燃料完全燃烧放出总热量的比值称为热效率。 特别提醒 （1）热量是过程量，伴随热传递过程产生；内能是状态量，物体在任意状态下都具有内能。 （2）热值描述的是 “完全燃烧” 时的放热本领，不完全燃烧时，相同质量的燃料放出热量更少，不代表热值变小。 （3）气体燃料热值的单位为J/m3，计算时需对应使用体积代入公式，注意区分固液燃料与气体燃料的公式差异。 要点速测 1．如图所示，有三种燃料，分别是：天然气、酒精和煤炭。在三种燃料中，属于液体燃料的是______。三种燃料在燃烧时，都把______能转化为______能。相同质量的三种燃料，完全燃烧时，放出的热量不同，反映了三种燃料的______不同。 【答案】 酒精 化学 内 热值 【解析】在天然气、酒精、煤炭三种燃料中，酒精可以流动、具有一定的体积，属于液体燃料。 三种燃料都具有化学能，在燃烧时，释放热量，把化学能转化为内能。 相同质量的三种燃料完全燃烧时，释放的热量不同，即燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比不同，而“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，所以反映了三种燃料的热值不同。 2．“热”字在这一章中有着多种含义，有时表示热量，有时表示内能，有时表示温度。请说出下列几种现象中，“热”字所表示的含义。 （1）盛夏，我们感到天气很热。_______； （2）液化气燃烧时产生热。_______； （3）雪熔化成水时要吸热。_______。 【答案】（1）温度；（2）热量；（3）热量 【解析】（1）温度是表示物体冷热程度的物理量，我们感到天气很热，说明温度很高。 （2）液化气燃烧时产生热，该过程是燃气燃烧时将化学能转化为内能，并以热量的形式对外传递能量，所以这里的“热”指的是热量。 （3）热量是在热传递过程中传递的能量的多少，雪熔化成水时要吸收热量，温度保持不变，所以这里的“热”表示热量。 3．关于温度，内能和热量，下列说法中正确的是（     ） A．温度高的物体具有的热量多 B．物体吸收热量温度一定升高，放出热量的物体温度一定降低 C．热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体 D．热传递和做功都可以改变物体的内能 【答案】D 【解析】A．热量是热传递过程中传递的能量，不能说具有热量，故A错误； B．晶体熔化时，吸收热量，温度不变，凝固时，放出热量，温度不变，故B错误； C．热传递的条件是物体间有温度差，热量总是从高温物体转移到低温物体，温度高，内能不一定大，故C错误； D．热传递和做功都可以改变物体的内能，故D正确。 故选D。 要点 物质的比热容 1. 比热容的引入与定义 质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量一般不相等，这反映了不同物质吸热、放热的本领不同。物理学中用比热容来表示物质的这种性能。 比热容在数值上等于 1kg 的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，用符号 c 表示。比热容的单位是 J/(kg・℃)，读作 “焦每千克摄氏度”。 比热容的定义式为：，其中Q为吸收或放出的热量，m为质量，为温度变化量。 2. 比热容的特性 比热容是物质的一种固有属性，每种物质都有自己的比热容。比热容的大小只与物质的种类和状态有关，与物体的质量、温度变化量、吸收或放出热量的多少均无关。 常见物质中，水的比热容最大，为 ，其物理意义是：1kg 的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为 4.2×103J。 3. 水的比热容的应用 由于水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，吸收或放出相同热量时，水的温度变化更小，因此在生活中有广泛应用： （1）用水作为发动机的冷却液，带走更多热量且温度升高缓慢； （2）冬天用水暖系统取暖，降低相同温度可放出更多热量； （3）沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大，也是海水与砂石比热容不同导致的。 4. 热量的计算 根据比热容的定义，可以推导出物体温度变化时吸、放热的计算公式： （1）吸热公式：，其中为末温，为初温，为升高的温度。 （2）放热公式：，其中为降低的温度。 特别提醒 （1）同种物质，状态不同比热容不同，例如水和冰是同一种物质，但冰的比热容为 2.1×103J/(kg・℃)，小于水的比热容。 （2）计算时注意温度变化量是 “末温减初温”（吸热）或 “初温减末温”（放热），不能直接用末温代入公式。 （3）利用比热容公式计算时，质量单位必须换算为千克，温度单位为摄氏度，保证单位统一。 要点速测 1．甲、乙两物体的质量都为1kg，丙物体的质量为2kg，三个物体的温度都升高1℃，吸收热量的情况如图所示。 （1）甲的比热容为________。 （2）甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________（填字母）。 A． B． C． D． （3）若乙物体的温度降低1℃，其放出的热量是________J。 【答案】（1）3×103；（2）A；（3）2000 【解析】（1）根据比热容的定义式，从图中可知甲物体质量m甲＝1kg，温度升高Δt甲＝1℃时吸收的热量Q甲＝3000J，则甲的比热容 （2）ABCD．根据比热容的定义式，对于乙物体，m乙＝1kg，Δt乙＝1℃，从图中知Q乙＝2000J，则 对于丙物体，m丙＝2kg，Δt丙＝1℃，从图中知Q丙＝2000J，则 比较可得c甲>c乙>c丙，故A正确，BCD错误。 故选A。 （3）因为物体吸收和放出的热量遵循相同的公式，乙物体温度升高1℃吸收2000J热量，那么温度降低1℃放出的热量与升高1℃吸收的热量相等，即为2000J。 2．根据，得知下列说法正确的是（     ） A．物体吸收热量越多，它的比热容越大 B．物体的比热容与温度变化大小有关 C．物体的质量越小，它的比热容越大 D．物体的比热容由物质的种类决定，公式只是一种求比热容的方法 【答案】D 【解析】根据公式可计算物质比热容的大小，但比热容是物质的一种特性。物质的比热容只跟物体的种类和状态有关，与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。 故选D。 3．使20g冰的温度从升高到0℃，但冰未化成水： （1）该过程中冰需要吸收多少热量？ （2）如果这些热量是由温度为50℃降低到0℃的水来供给的，那么需要多少克50℃的水？[，] 【答案】（1）420J；（2）2g 【解析】（1）该过程冰的温度变化是 所以冰吸收的热量 （2）由题意可知，冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供，即 所以需要水的质量 要点 热机与热机效率 1. 热机的工作原理 热机是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能的机器，常见种类有蒸汽机、汽油机、柴油机、喷气发动机、火箭发动机等。 热机工作的能量转化过程为：燃料燃烧，将燃料的化学能转化为燃气的内能；高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2. 汽油机的工作过程 汽油机是以汽油为燃料的内燃机，主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞等部件组成。 汽油机工作时，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。一个完整的工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，且不断循环进行： （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，将汽油和空气的混合物吸入气缸。 （2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩燃料混合物，混合物温度升高，该过程将机械能转化为内能。 （3）做功冲程：压缩冲程末期，火花塞产生电火花点燃燃料混合物，燃气剧烈燃烧形成高温高压气体，推动活塞向下运动对外做功，该过程将内能转化为机械能。 （4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。 在四个冲程中，只有做功冲程对外提供动力，其余三个冲程为辅助冲程，依靠安装在曲轴上的飞轮的惯性完成。一个工作循环中，活塞往复运动 2 次，曲轴转动 2 周，对外做功 1 次。 3. 热机的效率 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧时放出的总能量之比，叫做热机的效率，公式为 。 不同热机的效率不同：蒸汽机效率为 6%~15%，汽油机效率为 20%~30%，柴油机效率可达 45% 左右。 提高热机效率的主要途径：使燃料尽可能充分燃烧；减少废气带走的热量；减小机械部件间的摩擦；优化热机结构减少热量散失。 4. 热机与环境 热机的广泛应用推动了社会发展，但热机排放的废气含有大量有害物质，会造成大气污染，同时噪声污染也影响生活环境。 减少热机污染的措施：提高尾气排放标准，改进发动机技术；提升燃油品质；推广混合动力汽车、电动汽车、太阳能汽车等新型交通工具。 特别提醒 （1）四冲程判断技巧：先看气门开闭状态，再看活塞运动方向。单气门开启时，左开右闭为吸气，右开左闭为排气；双气门关闭时，活塞上行是压缩，活塞下行是做功。 （2）柴油机与汽油机的区别：柴油机顶部是喷油嘴，采用压燃式点火；汽油机顶部是火花塞，采用点燃式点火。柴油机效率更高，但更笨重。 （3）热机效率永远小于 1，因为燃料不可能完全燃烧，且废气散热、机械摩擦等必然造成能量损失。 要点速测 1．北京时间2025年11月25日12时11分，搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。火箭通过燃烧液态氢燃料，喷出高压燃气获得推力。飞船位于火箭顶部，外部用整流罩保护以防大气摩擦高温损坏，离开大气层后整流罩与飞船分离，最终坠落在预定区域。 （1）火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的___________能。 （2）整流罩分离后下落过程中，它的机械能___________，内能___________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） （3）高压燃气把火箭推向太空过程中，其内能会___________（选填“增大”“减小”或“不变”），其原理与热机的___________冲程相同。 （4）火箭点火起飞时，采用喷水降温的方法保护发射平台。若系统喷出400t水，初温20℃，在20s内全部变成100℃的水，则水带走的热量为___________J。[水的比热容为] 【答案】（1）内；（2）减小 增大；（3）减小 做功；（4） 【解析】（1）火箭采用液态氢作为燃料，燃料燃烧产生高温高压的气体，推动火箭升空，将内能转化成火箭的机械能，火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的内能。 （2） [1][2]整流罩与飞船分离后下落过程中，进入大气层后，整流罩与空气摩擦，将部分机械能转化为内能，故它的机械能减小，内能增大。 （3） [1][2]高压燃气把火箭推向太空的过程中，内能转化为机械能，因此其内能会减小；热机在做功冲程高温高压的燃气对活塞做功，燃气的内能减小，内能转化成机械能，火箭升空的原理与热机的做功冲程相同， （4） 水带走的热量为 2．某公司自主研发的汽油热机效率是40%，某次测试中，汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶了30min40s，已知牵引力的大小为500N，汽油的热值为。求： （1）在测试汽车过程中，牵引力做的功。 （2）目前市面上的汽油机的效率普遍为30%，则进行相同测试时，使用该公司的汽油机能节约的汽油质量。 （3）请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。 【答案】（1）；（2）0.5kg；（3）见解析 【解析】（1）汽车匀速行驶时，牵引力。速度 时间 在测试汽车过程中，行驶距离 牵引力做功 （2）有用功 ，汽油热值 。市面上的汽油机普遍效率为 时，消耗汽油质量 公司研发的汽油机效率为 时，消耗汽油质量 节约质量 （3）节能：优化燃烧室结构，提高热机效率；减少机械摩擦（如使用低阻力轮胎）。 减排：加装催化转化器处理尾气；研发混合动力系统回收制动能量。 综合：采用轻量化材料降低整车质量，减少能耗。 3．新疆出产的长绒棉是世界上最好的棉花之一，收成时，棉农广泛使用采棉机进行机械化采摘。 （1）如图所示是某款小型采棉机的动力装置，这种内燃机是_______（选填“汽油机”或“柴油机”）。 （2）内燃机散热常用水作为冷却剂，是利用了水的_______的特性。 （3）这台单缸四冲程内燃机的转速为1200r/min，则该内燃机每秒完成_______个冲程，对外做功_______次。 【答案】（1）汽油机；（2）比热容大；（3）40 10 【解析】（1）汽油机气缸顶部是火花塞，柴油机气缸顶部是喷油嘴。由图可知，气缸的顶部有个火花塞，是汽油机。 （2）水的比热容最大，和质量相同的其它物质比较，升高相同温度吸收热量多，所以内燃机散热器常用水作为冷却剂。 （3）[1][2]内燃机的转速为1200r/min，1s内内燃机转动的周数为，单缸四冲程内燃机一个工作循环中，完成4个冲程，转动2周，对外做功1次，故内燃机1s内转动20周，完成40个冲程，对外做功10次。 难点 温度、内能、热量的概念辨析 1. 三者本质区别 （1）温度：状态量，表示物体的冷热程度，反映的是分子无规则运动的剧烈程度，单位是℃。温度只能说 “是多少”“升高或降低多少”。 （2）内能：状态量，是物体内部所有分子动能与分子势能的总和，是能量的一种形式，单位是 J。内能只能说 “有多少”“增加或减少多少”。 （3）热量：过程量，是热传递过程中内能改变的量度，伴随热传递过程存在，单位是 J。热量只能说 “吸收多少”“放出多少”。 2. 核心逻辑关系梳理 （1）温度与内能：同一物体，温度升高→内能一定增加；内能增加→温度不一定升高（如晶体熔化、水沸腾）。 （2）热量与内能：物体吸收热量→内能一定增加；内能增加→不一定吸收了热量（也可能是做功）。 （3）温度与热量：物体吸收热量→温度不一定升高；物体温度升高→不一定吸收了热量（也可能是做功）。 3. 常见易错案例 易错点 1：“高温物体含有的热量多”—— 错误，热量是过程量，不能说 “含有”。 易错点 2：“物体内能增加，温度一定升高”—— 错误，晶体熔化、液体沸腾过程内能增加但温度不变。 易错点 3：“0℃的物体没有内能”—— 错误，一切物体都有内能，分子永不停息运动。 难点比热容实验的方法与图像分析 1. 核心实验方法 （1）控制变量法：探究不同物质的吸热性能时，控制物质的质量、初温相同，使用相同的加热热源，保证相同时间内提供的热量相同，只改变物质的种类。 （2）转换法： ①用加热时间的长短表示物质吸收热量的多少（相同热源，加热时间越长，吸收热量越多）； ②用温度变化量的大小反映物质的吸热能力（吸收相同热量，温度变化越小，吸热能力越强，比热容越大）。 2. 温度 - 时间图像分析规律 （1）相同加热时间（吸收相同热量）：图像上升越陡（温度变化越大），物质比热容越小，吸热能力越弱。 （2）升高相同温度：图像对应的加热时间越长，物质吸收热量越多，比热容越大，吸热能力越强。 （3）水和砂石对比实验中，水的温度变化曲线更平缓，砂石的更陡峭，对应水的比热容更大。 3. 实验注意事项与误差分析 （1）实验中需不断搅拌，使物质受热均匀，减小温度测量误差。 （2）热源与烧杯的距离保持一致，确保相同时间内物质吸收的热量相同。 （3）实验过程中存在热量散失，会导致计算出的比热容与真实值存在偏差。 难点热量与热机效率的综合计算 1. 核心公式体系 （1）物体吸放热：，（为温度变化量） （2）燃料完全燃烧放热：（固、液体燃料），（气体燃料） （3）热效率公式：（烧水类）；（热机类） 2. 通用解题步骤 （1）明确研究对象，区分吸热物体（如水）和放热能源（如燃料、电加热器）。 （2）梳理能量流向，确定总能量（燃料完全燃烧放出的热量）和有效利用的能量（水吸收的热量、机械做的有用功）。 （3）选择对应公式分步计算，注意单位统一：质量换算为 kg，体积换算为 m³，温度变化量用差值计算。 （4）计算效率时，分子分母能量单位必须一致，最终结果用百分数表示。 3. 常见易错点 （1）温度变化量与末温混淆，误将末温代入公式代替温度差。 （2）气体燃料与固体燃料公式混用，体积和质量代入错误。 （3）热效率公式中分子分母颠倒，或忘记乘以 100%。 （4）多过程计算中，能量传递的比例关系梳理不清。 考点 内能的理解与改变方式 ▌例1 （26-27九年级上·全国·课后作业）如图所示，把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上，管里放一些酒精，管口用塞子塞紧，用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动，会看到塞子被弹起。 （1）拉动绳子克服摩擦做功，是将机械能转化为________能。 （2）请说出该实验中的塞子弹起的瞬间，还能看到管口有________现象出现。由此可以推断，瓶中的气体在这一瞬间温度会_____。（填“升高”“降低”或“不变”）这个实验说明物体对外界做功时，内能会_____。（填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】（1）内；（2）白气 降低 减小 【解析】（1）拉动绳子时克服绳子与管壁之间的摩擦做功时，消耗了绳子运动的机械能，使金属管和管内酒精的温度升高、内能增加，这个过程是将机械能转化为内能。 （2）金属管内的酒精吸热汽化，酒精蒸气膨胀对塞子做功，将内能转化为塞子的机械能，酒精蒸气内能减少，温度降低，遇冷液化成小液滴，所以在管口出现白气。 解题要点 （1）能量转化判断逻辑 先明确做功对象：外界对物体做功时，机械能转化为内能，物体内能增加、温度升高；物体对外界做功时，内能转化为机械能，物体内能减少、温度降低。 本实验分为两个过程：拉动绳子是外界对管壁摩擦做功，机械能向内能转化，使酒精升温汽化；塞子弹起是管内气体对外做功，内能向机械能转化，酒精蒸气温度下降。 （2）“白气” 现象本质 管口出现的 “白气” 不是气态酒精，而是酒精蒸气遇冷液化形成的小液滴，属于液化现象，是气体对外做功、内能减小、温度降低的直接佐证。 ▌迁移练1-1 （25-26九年级上·全国·课前预习）关于分子热运动和物体内能，下列说法正确的是（　　） A．水结冰后分子运动的速度为零 B．0℃的冰含有的热量比0℃的水少 C．温度高的物体可能比温度低的物体内能小 D．冰熔化成水后分子势能为零 【答案】C 【解析】A．分子在永不停息地做无规则运动，水结冰后分子运动速度不会为零，故A错误； B．热量是过程量，不能说“含有热量”，只能说“吸收”或“放出”热量，故B错误； C．内能的大小与物体的温度、质量、状态等因素有关，因此温度高的物体可能比温度低的物体内能小，故C正确； D．分子势能永远不为零，冰熔化成水后分子间距改变，分子势能发生变化，但不会为零，故D错误。 故选C。 ▌迁移练1-2 （26-27九年级上·全国·课后作业）生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物，如图所示。当锅里的水沸腾以后，碗中的水达到沸点时，_____（选填“能”或“不能”）从锅中的水中吸收热量，_____（选填“能”或“不能”）沸腾。 【答案】 不能 不能 【解析】锅内的水与碗中的水上方的空气是相同的，气压相同，所以沸点相同，当锅里的水沸腾后，继续吸热但温度会保持在沸点不再升高，碗里的水升温到沸点时，和锅里水的温度完全相同，没有温度差，因此碗中的水不能从锅中的水中吸收热量；碗中的水虽然达到沸点，但不能继续吸收热量，所以不能沸腾。 考点比热容的探究与应用 ▌例2 （2026·上海松江·二模）有一种“55℃保温杯”，结构如图所示，内层为导热材料，外层为保温材料，夹层封装了某种“神奇物质”，其常温下是透明小颗粒。 （1）将开水倒入杯中并摇晃，水温迅速降为55℃且能较长时间保持不变。“神奇物质”在该过程中______； A．一直吸热且状态不变 B．一直吸热且由固态变为液态 C．先放热凝固，后吸热熔化 D．先吸热熔化，后放热凝固 （2）若水杯容积为500ml，则装满水时水的质量为______g，95℃的水降温到55℃时放出的热量是______J。（水的比热容为4.2×103J/kg·℃） 【答案】（1）D；（2） 500 8.4×104 【解析】（1）根据题意得：这种“神奇物质”是一种晶体，晶体熔化吸热、凝固放热温度保持不变，这种晶体能使水温在55℃且能较长时间保持不变，这种晶体的熔点为55℃，所以55℃的这种物质可能是固态（达到熔点尚未熔化），可能是液态（刚刚熔化结束），也可能是固液混合态（熔化过程中）。综上所述，开水倒入杯中后，水温很快降为55℃且能较长时间保持不变，是因为这种物质先吸热熔化，后放热凝固的缘故，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （2）水杯容积为，则装满水时水的质量为 95℃的水降温到55℃时放出的热量是 解题要点 （1）恒温保温原理 利用晶体 “熔化吸热、凝固放热，且过程中温度保持不变” 的特点，该 “神奇物质” 熔点为 55℃。开水倒入时，物质吸热熔化，快速吸收热量使水温下降；水温低于 55℃时，物质凝固放热，维持水温稳定，整体过程为先吸热熔化，后放热凝固。 （2）质量计算步骤 利用密度公式 计算水的质量，注意单位换算：，水的密度取 ，计算前统一单位。 （3）热量计算要点 用放热公式 计算，温度变化量 为初温减去末温；代入公式时质量单位必须换算为千克，保证单位统一。 ▌迁移练2-1 （26-27九年级上·全国·课后作业）在“探究比较不同物质吸热的情况”实验中： （1）实验中应量取质量_____的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。 （2）用相同规格的电加热器加热，目的是使两种液体在相同时间内_______相同。 （3）实验数据如下表，分析可知：_____液体的吸热能力更强，它的比热容更_______。 物质 升高温度/℃ 加热时间/min 甲 20 4 乙 20 6 【答案】（1）相等；（2）吸收的热量；（3）乙 大 【解析】（1）根据控制变量法，在探究不同物质吸热能力的实验中，需要控制甲、乙两种液体的质量相等。 （2）相同规格的电加热器，相同时间内放出的热量相同，可以保证两种液体在相同时间内吸收的热量相等。 （3）由表格数据：升高相同温度时，乙的加热时间更长，说明乙吸收的热量更多，因此乙的吸热能力更强。 比热容是描述物质吸热能力的物理量，吸热能力越强，比热容越大，因此乙的比热容更大。 ▌迁移练2-2 （25-26九年级上·广东茂名·期末）食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断地发生在人体内，提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。某种油炸食品，每100g可提供的能量约为1.26×106J，假设这些能量全部被质量为5kg、温度为25℃的水吸收，水吸收的热量是_____ ；可使这些水的温度升高到___℃。若上述能量全部用于克服重力做功，则能把_____kg的物体提升10m。[c水=4.2×103J/（kg•℃），g取10N/kg] 【答案】1.26×106J 85 1.26×104 【解析】[1]这些能量全部被水吸收，水吸收的热量为 [2]水升高的温度 水的末温为 [3]克服重力做功 物体的质量为 考点热量与热值的综合计算 ▌例3 （2026·河南驻马店·二模）狗拉雪橇是我国东北地区冬季旅游的热门体验项目。如图，雪橇犬拉着雪橇以18km/h的速度沿水平雪面匀速直线行进了5min，雪橇所受的水平拉力为200N。 （1）雪橇犬拉着雪橇匀速直线行进时，以雪橇犬为参照物，雪橇是______（填“运动”或“静止”）的。 （2）水平拉力做了多少功？ （3）水平拉力做功的功率是多大？ （4）若用效率为30%的雪地摩托车输出同样多的功，则需要消耗多少千克汽油？（汽油的热值为J/kg，计算结果保留2位小数） 【答案】（1）静止；（2）；（3）1000W；（4）0.02kg 【解析】（1）雪橇犬拉着雪橇匀速直线前进时，雪橇和雪橇犬的相对位置没有发生变化，所以以雪橇犬为参照物，雪橇是静止的。 （2）雪橇的速度，雪橇运动的距离 水平拉力做的功 （3）水平拉力做功的功率 （4）汽油完全燃烧放出的热量 消耗汽油的质量 解题要点 （1）参照物判断方法 判断物体运动或静止，只需比较研究对象与参照物的相对位置是否发生变化：相对位置不变，则物体相对于参照物是静止的。 （2）力学计算分步逻辑 ①先统一单位：速度从 km/h 换算为 m/s（除以 3.6），时间换算为秒； ②再算路程：根据 计算行驶总路程； ③最后求功与功率：用 计算拉力做功，用 （或匀速下的 ）计算功率。 （3）热效率综合计算思路 已知有用功和热效率，由 推导得燃料完全燃烧总放热 ；再由 推导得消耗燃料质量 。 ▌迁移练3-1（25-26九年级上·四川巴中·期末）某饭店用燃气灶烧水，将质量为5kg、温度为的水加热到，消耗0.2kg的煤气。已知水的比热容为，煤气的热值为。求： （1）水吸收的热量； （2）完全燃烧0.2kg煤气放出的热量是多少； （3）燃气灶的加热效率 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）水吸收的热量 （2）燃料完全燃烧放热公式 （3）燃气灶的加热效率为 ▌迁移练3-2 （2026·江苏扬州·三模）某品牌轿车空车时的质量是1050kg，空车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是。在某次行驶过程中，轿车在平直公路上15min内匀速前进18km，消耗了1kg汽油，在此过程中，轿车所受到的平均阻力为1000N。已知汽油热值为，g取10N/kg。求： （1）完全燃烧1kg汽油，产生的热量； （2）在匀速行驶过程中，轿车发动机牵引力对轿车做功的功率。 【答案】（1）；（2）20kW 【解析】（1）完全燃烧1kg汽油，产生的热量为 （2）轿车匀速行驶时处于平衡状态，发动机牵引力与阻力是一对平衡力，二者大小相等，即 已知轿车行驶的路程 行驶时间 轿车行驶速度 轿车发动机牵引力对轿车做功的功率为 考点汽油机四冲程与热机效率 ▌例4 （2026·湖北·中考真题）现存于湖北省博物馆的曾侯乙铜鉴缶（图甲）被誉为我国最早的保温箱和冰箱，冬天在外层鉴腹内装入热水，可让内层铜缶内的酒升温，夏天则装入冰块让酒降温。为研究其温酒的热效率，在内外两个金属容器中分别加入酒和适量热水（图乙），记录它们的温度随时间变化情况（图丙）。[] （1）水的内能__________（填变化趋势），酒吸收的热量__________。 （2）水放出的热量，热效率__________%，热效率不能达到100%是因为____________________。 （3）夏天给酒降温，若铜鉴缶的外壁出现水珠，这是__________现象（填物态变化名称）。 【答案】（1）不断减小 ；（2）30 有一部分热量散失到空气中（容器吸收了部分热量）；（3）液化 【解析】（1）由图丙可知，水的温度不断降低，所以内能不断减小。 由图丙可知，酒的初温是0℃，末温是50℃，酒吸收的热量为 （2）热效率为 热效率达不到100%的原因：有一部分热量散失到空气中（容器吸收了部分热量）。 （3）空气中的水蒸气遇冷变成小水珠，属于液化现象。 解题要点 （1）内能变化判断 对于同一物质、同一物体，温度降低则内能减小，温度升高则内能增大。0~15min 内水持续降温放热，因此内能不断减小。 （2）图像信息提取与热量计算 从温度 - 时间图像中准确读取酒的初温与末温，计算温度变化量 ，代入吸热公式 计算酒吸收的热量。 （3）热效率计算逻辑 热效率为有效利用的热量（酒吸收的热量）与总放出热量（水放出的热量）的比值，结果需转化为百分数形式。 热效率无法达到 100% 的原因，可从热量散失角度分析：容器自身吸收热量、部分热量散失到空气中、存在热辐射损失等。 （4）物态变化判断 容器外壁的水珠，是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，属于液化现象（气态变为液态）。 ▌迁移练4-1（25-26九年级上·广东潮州·期中）随着人们生活水平的不断提高，各种汽车已经走进我们的家庭。对汽车充分的了解，有利于响应国家“节能、减排”的号召。发动机的汽缸周围需要冷却水不断地循环流过进行冷却，如果一段时间内流入汽缸周围的冷却水温度是40°C，从汽缸周围流出的冷却水温度是60°C，冷却水的质量是10kg，[已知，，]则： （1）这段时间冷却水吸收了多少热量？ （2）某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以945N的牵引力，72km/h的速度匀速行驶了500秒，消耗汽油的体积为1L，这些汽油完全燃烧放出的热量是多少J？ （3）假设（2）问中汽油完全燃烧，该型号汽车汽油机的效率为多少？ 【答案】（1）J；（2）J；（3）30% 【解析】（1）冷却水吸收的热量 （2）换算单位 汽油质量 总放热 （3）换算速度 行驶路程 有用功 该型号汽车汽油机的效率 ▌迁移练4-2 （2026·广东佛山·模拟预测）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。某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.5h，其行驶速度为________km/h，消耗氢气1kg，氢气完全燃烧放出的热量为________J，此过程中汽车行驶时牵引力做功为，则利用氢能的效率为________。（） 【答案】60 30% 【解析】该款氢能源汽车的行驶速度 消耗氢气1kg，氢气完全燃烧放出的热量 利用氢能的效率 基础达标 1．下列现象中，通过做功改变物体内能的是（　　） A．太阳能热水器中的水温度升高 B．两手互相摩擦手发热 C．热鸡蛋放入冷水中变凉 D．蒸汽熨斗烫衣服 【答案】B 【解析】ACD．太阳能热水器的水升温、热鸡蛋放冷水里变凉、蒸汽熨斗烫衣服，都是热量在物体之间发生了转移，属于热传递改变物体的内能，故ACD不符合题意； B．两手互相摩擦时，克服摩擦力做功，将机械能转化为手的内能，使手的温度升高，属于做功改变物体内能，故B符合题意。 故选B。 2．质量相同且温度均为的冰、水和水蒸气，它们的内能（     ） A．一样大 B．冰的最大 C．水的最大 D．水蒸气的最大 【答案】D 【解析】0℃冰熔化为0℃水需要吸收热量，内能增大，故等质量0℃水的内能大于冰；0℃水汽化为0℃水蒸气需要吸收热量，内能增大，故等质量0℃水蒸气的内能大于水，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．将一瓶酒精用去三分之二，则剩余部分酒精的密度、比热容和热值 （　　） A．都变为原来的三分之一 B．密度、比热容不变，热值变为原来的三分之一 C．都不变 D．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之一 【答案】C 【解析】密度是物质的特性，与质量和体积无关；比热容是物质的特性，仅与物质种类和状态有关；热值是燃料的特性，仅与燃料种类有关。剩余酒精的种类和状态均未改变，所以这三个物理量都不变，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．下列关于热现象的说法正确的是（　　） A．热量有可能从内能小的物体向内能大的物体转移 B．高档小轿车的汽油机的热机效率能达到100% C．当物体的温度为0℃时，物体的内能等于零 D．刚出锅的汤包“热”得烫嘴，“热”表示的是内能 【答案】A 【解析】A．热量只会从高温物体向低温物体转移，内能大小和物体质量、温度都有关，内能小的物体温度可能更高，因此热量有可能从内能小的物体转移到内能大的物体，故A正确； B．任何热机工作时都不可避免存在能量损失（克服摩擦、散热、废气带走能量等），热机效率永远不可能达到100%，故B错误； C．内能是物体内所有分子动能和势能的总和，分子永不停息做无规则运动，因此任何温度下物体都有内能，0℃的物体内能也不为零，故C错误； D．“热得烫嘴”的“热”描述的是物体的冷热程度，这里指温度高，不是内能，故D错误。 故选A。 5．如图所示，是小球下落又弹起的频闪照片。小球弹起的最大高度越来越低，是因为小球的______能转化为______能。 【答案】 机械 内 【解析】如图，小球在不断落下和弹起的过程中，会不断地与空气摩擦、撞击地面，在这些过程中，小球的机械能转化为内能，机械能总量减小，所以弹起的最大高度越来越低。 6．一杯酒精倒去一半，剩下的酒精内能___________，热值___________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 变小 不变 【解析】内能与物体质量有关，酒精倒去一半后质量减小，故内能变小。 热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与质量大小无关，故热值不变。 7．通过学习物理，我们要学会“见物识理”。修建人工湖来降低环境温差是利用了水的___________较大的特性；日常生活中利用高压锅来快速煮熟食物，其原理是通过增大锅内气压来___________（选填“升高”或“降低”）水的沸点；寒冷的冬天在地窖中放一桶水，利用水凝固过程中___________（选填“吸收”或“放出”）热量来防止蔬菜被冻坏。 【答案】 比热容 升高 放出 【解析】因水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，吸放热时温度变化幅度小，故可通过修建人工湖降低环境温差； 由液体沸点随气压变化的规律可知，气压越大沸点越高，故高压锅通过增大锅内气压升高水的沸点； 因凝固属于放热过程，故冬天地窖中的水凝固时放出热量，可避免窖内温度过低冻坏蔬菜。 8．如图所示，是汽油机的四个冲程的结构图，图甲是________冲程。把机械能转化为内能的冲程是________图，使汽车获得动力的是________图。 【答案】 吸气 乙 丙 【解析】图甲中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；把机械能转化为内能的是压缩冲程，该冲程进气门、排气门关闭，活塞向上运动，符合题意的是图乙；使汽车获得动力的是做功冲程，该冲程进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合题意的是图丙。 9．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，是将燃料燃烧释放的____________转化为_____________。如图所示模拟实验中：图____________是蒸汽机的工作原理图。 【答案】 内能 机械能 甲 【解析】蒸汽机和汽油机在工作时，将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，将内能转化为机械能。 图中甲，是加热水产生水蒸气后，通过高温的水蒸气驱动风车转动，揭示了蒸汽机的工作原理；图中乙，是燃料燃烧加热空气，通过高温的空气驱动风车转动，揭示内燃机的工作原理。 10．小明进行了如下两个课本上的实验： （1）用图甲所示装置完成实验一：观察不同物质吸热升温的现象．将质量相同的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用灯同时照射两个瓷盘，沙子和水温度随时间变化的图像如图乙。 ①实验中用___________（红外/紫外）灯照射； ②由图乙可知：升高相同的温度，______（沙子/水）吸收的热量多；沙子和水的比热容之比为_________； ③该实验可以解释_________（海风/陆风）的成因； （2）用如图丙所示装置，完成实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量； ①试管中应加入质量相等的__________（同种/不同种）液体； ②该实验__________（需要/不需要）保证加热时间相同． 【答案】（1）红外 水 2:7 海风；（2）同种 不需要 【解析】（1）红外线的热效应显著，实验需要通过热效应给物质加热，因此选择红外灯。 同一盏灯相同时间放出热量相同，因此物质吸收热量与加热时间成正比。由图乙可知，升高相同温度时，水的加热时间更长，因此水吸收的热量更多。 根据吸热公式，沙子和水质量相同，加热相同时间（4min），比热容与升高温度成反比； 故沙子和水的比热容之比为 实验说明沙子比热容更小，相同吸热下升温更快。白天陆地（砂石为主）升温比海洋（水）更快，陆地空气温度高、气压低，风从海洋吹向陆地形成海风，因此该实验可以解释海风的成因。 （2）比较不同燃料燃烧放热，是通过液体升高的温度反映燃料放热多少，根据，需要控制液体质量和种类都相同，因此试管中加入质量相等的同种液体。 实验需要等待燃料完全燃烧，通过比较液体升高的温度比较放热多少，不需要保证加热时间相同。 11．小明利用如图甲所示的装置比较不同物质吸热能力的强弱。 （1）实验中选取初温相同、___________（选填“质量”或“体积”）相同的A、B两种液体，分别倒入两个相同的烧杯中，用电加热器加热；当A、B两种液体吸收相同的热量时，通过比较___________来比较不同物质吸热能力的强弱。 （2）根据实验测得的数据分别描绘了A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像，如乙所示，由图可知，___________（选填“A”或“B”）液体的吸热能力更强。 【答案】（1）质量 温度变化量；（2）B 【解析】（1）根据吸热公式，探究物质吸热能力和物质种类的关系时，需要控制两种液体的初温、质量相同；实验中用相同电加热器加热，保证两种液体吸收相同热量时，通过比较温度变化量判断吸热能力：温度变化量越小，吸热能力越强。 （2）由图乙可知：加热相同时间（即吸收相同热量），相同质量的A、B两种液体，B升高的温度更小，说明B的比热容更大，因此B液体的吸热能力更强。 12．某创新小组用如图甲所示的装置探究做功与物体内能改变的关系：将温度传感器连接在注射器上，用力快速压缩注射器的活塞，压住注射器活塞，在温度示数稳定后，快速释放活塞，可得到如图乙所示的温度—时间图像。 （1）快速推动活塞压缩注射器内的空气，观察到温度传感器示数明显上升，说明对气体做功，气体的内能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）压住活塞待温度稳定后，快速释放活塞，活塞弹出，气体对外做功，此过程的能量转化与四冲程汽油机的_______冲程相同。 【答案】（1）增大；（2）做功 【解析】（1）对气体压缩做功，将机械能转化为内能，内能增大，温度升高。 （2）释放活塞后气体膨胀对外做功，内能转化为机械能；汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，内能转化为机械能。所以此过程与汽油机的做功冲程能量转化情况一致。 13．天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为2kg，温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要消耗0.032m3天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3。求： （1）水吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）该天然气灶能量转化的效率是多少 【答案】（1）；（2）；（3）60% 【解析】（1）在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，加热至沸腾，水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）该天然气灶能量转化的效率 14．随着人们生活水平的提高。轿车已逐步进入我国普通百姓家中。已知某国产轿车每行驶100km消耗10kg汽油，汽油的热值为。则 （1）该汽车行驶100km汽油燃烧放出的热量是多少J？ （2）当该汽车以30000W的功率在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于多少N？ （3）汽车发动机的效率是多少？（除不尽保留整数） 【答案】（1）；（2）1500N；（3）33% 【解析】（1）由题意得，汽车行驶100km消耗汽油质量，根据燃料完全燃烧放热公式，汽油燃烧放出的热量 （2）因汽车匀速行驶，牵引力F与阻力f为平衡力，大小相等，根据功率公式，可得汽车受到的阻力 （3）汽车做的有用功 发动机效率 15．我市创建环保模范城市，引进了新能源混合动力公交车，该车采用液化天然气和电混合使用作为驱动车辆的动力，既节约资源又减少排放。已知一辆公交车的总质量为，车匀速行驶时所受阻力是车总重力的0.5倍（g取10N/kg）。求： （1）公交车在平直公路上匀速行驶时的牵引力； （2）公交车以10m/s的速度通过1200m长的桥梁需要的时间； （3）液化天然气的热值为，完全燃烧10kg的液化天然气放出的内能转化为机械能的效率为40%，则这些液化天然气完全燃烧放出的内能可以转化为多少机械能？ 【答案】（1）；（2）120s；（3） 【解析】（1）公交车总重力 车匀速行驶时所受阻力 因为公交车在平直公路上匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，故牵引力 （2）由可知，过桥所需时间 （3）完全燃烧10kg液化天然气放出的热量 内能转化的机械能 16．小亮看到如图所示的阳光健身海报，决定每天放学回家由乘电梯改为爬楼梯。查阅资料知道，人运动所需的能量可来源于体内脂肪“燃烧”释放的化学能，1g脂肪完全“燃烧”释放的能量为3.8×104J（即可看作脂肪的热值q=3.8×104J/g）。若小亮的质量为60kg，家住11楼，每层楼高为3m。（g取10N/kg） （1）小亮和爸爸以相同速度一块儿爬楼梯回家，___________消耗的脂肪较多（m爸>m小亮），请简述理由____________； （2）小亮每次乘电梯从1楼到11楼回家，若电梯匀速运行，求电梯对他做的功； （3）若小亮每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为5g，求脂肪完全“燃烧”放出的能量。 【答案】（1）爸爸 爬相同高度的楼梯，上升高度相同，爸爸质量更大，重力更大，根据，爸爸爬楼梯克服重力做的功更多，需要的能量更多，因此消耗的脂肪更多。；（2）；（3） 【解析】（1）略 （2）从1楼到11楼，实际上升的楼层间隔为层，上升总高度 小亮的重力 电梯对小亮做功等于克服重力做的功 （3）脂肪完全燃烧放出的能量 能力进阶 17．将一个质量为1kg、温度为100℃的小铁球放入一杯水中，经过足够长的时间小铁球的温度降低到40℃，把铁球取出将水杯中的水迅速倒掉一半后再将一个同样质量为1kg、温度为100℃的小铁球放入杯子中，经过足够长的时间小铁球的温度降低到60℃（铁的比热容为，水的比热容为，不计铁球上带有的水和整个过程中的热量损失），则最初这杯水的质量和初温为（     ） A．0.4kg、25℃ B．1.2kg、20℃ C．0.6kg、35℃ D．0.8kg、30℃ 【答案】A 【分析】将水的质量和初温作为未知数分析两次热平衡水与铁球的质量、初温和末温，由于不计热损失，将数据代入，通过解方程得出答案。 【解析】设最初水的质量为，初温为。第二次热平衡，水质量为，初温为，末温为；不计热损失时，即 代入已知数据得 解得。第一次热平衡，水质量为，初温为，末温为；不计热损失时，即 代入已知数据得 解得，故选A。 18．下列关于热量、温度、内能的说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，温度不一定升高，但内能一定增大 B．物体温度降低，不一定是放出了热量，但内能一定减小 C．物体内能增大，一定是吸收了热量，但温度不一定升高 D．物体温度不变，内能一定不变，但可能会吸收热量 【答案】B 【解析】A．晶体熔化时，吸收热量但温度不变，内能增加。如果物体吸收热量的同时对外做功，内能可能不变或减小（如气体吸热膨胀对外做功）。故A错误； B．物体温度降低，其分子平均动能减小，因此内能一定减小。然而，内能减少不一定是通过放热（热传递）的方式，也可能是通过对外做功的方式（如气体膨胀）。故B正确； C．使物体内能增大的方式有两种：吸收热量（热传递）或外界对物体做功。选项说“一定是吸收了热量”，忽略了“做功”的方式，故C错误； D．对于一定质量的晶体，在熔化或凝固过程中，虽然温度不变，但分子势能发生了变化，因此内能发生了改变。所以“内能一定不变”是错误的。同时，在晶体熔化时，温度不变但会吸收热量，因此后半句“可能会吸收热量”是正确的。但整个命题因前半句错误而错误。故D错误。 故选B。 19．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙有用功的功率之比____________，甲、乙消耗的汽油质量之比是____________。 【答案】 3:1 15:4 【解析】甲、乙有用功的功率之比 由热机效率公式 可得消耗汽油质量之比 代入数据得 20．大型运输机运-20对我国建设战略空军具有重要意义。 （1）运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，说明声音可以传递______（填“信息”或“能量”）。运-20设计师通过改进发动机的结构，以实现从______（填“声源”或“人耳”）处减弱噪声。 （2）一架运-20在一次执行任务的过程中，飞行距离为4000km，消耗航空煤油的质量为50t，若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为，该过程中飞机发动机的推力做的功为______J，发动机的效率为______%（航空煤油的热值为）。若运-20换装效率为60%的新发动机后，一架运-20每飞行100km，可节约航空煤油约为______t（保留1位小数）。 【答案】（1）能量 声源；（2） 50 0.2 【解析】（1）[1]运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，说明声音可以传递能量。 [2]运-20设计师通过改进发动机的结构，减小发动机产生的轰鸣声，这是实现从声源处减弱噪声。 （2）[1]飞机飞行时，受到的牵引力等于阻力，大小为 该过程中飞机发动机的推力做的功 [2]消耗的航空煤油燃烧放出的热量 发动机的效率 [3]运-20飞行100km推力做的功 运-20发动机的效率为50%时消耗的航空煤油 运-20换装效率为60%的新发动机时消耗的航空煤油 所以节约航空煤油质量 21．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，他设计的实验装置如图所示： （1）比较不同物质吸热升温的特点：应选择______两图进行实验；在两个相同的烧杯中加入初温相同、______（选填“质量”或“体积”）相同的不同物质，实验在此处应用的探究方法是____________。 （2）若烧杯中装有1kg的水，酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，水的比热容为，则酒精放出的热量是______。实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的燃料热值与实际相比______（选填“偏大”“偏小”或“一样”）； （3）某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的两种液体a和b加热，分别记录加热时间和温度，相同的加热时间表示______相同，根据记录的数据作出了两种液体a和b的温度（T）随时间（t）变化的图像（如图丁）。若液体b的比热容是，液体a的比热容是______。 【答案】（1）甲、丙 质量 控制变量法；（2） 偏小；（3）两种液体吸收的热量 /2100 【解析】（1）探究不同物质吸热升温的特点，需要控制加热源相同（保证相同时间提供的热量一致）、改变烧杯内的物质种类，因此选甲、丙两图；根据控制变量的要求，要保证不同物质的初温相同、质量相同，仅物质种类不同，这个探究方法就是控制变量法。 （2）水吸收的热量为 因为酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，所以酒精放出的热量是 实际实验中，酒精未完全燃烧、还有部分热量散失到空气和装置中，水实际吸收的热量远小于酒精真实完全燃烧放出的总热量，我们用“水吸收的热量”来计算燃料热值时，根据可知，计算出的结果会比真实热值偏小。 （3）同一个加热装置在相同时间内放出的热量相同，因此相同加热时间表示两种液体吸收的热量相同；从丁图可知，温度均从20℃升高到60℃，液体a用了10min，液体b用了20min，即液体b所用时间为液体a所用时间的2倍，则液体b吸收的热量为液体a吸收热量的2倍，即 所以液体a吸收的热量为 又因为两者质量m相等、相等，则液体a的比热容是 22．小华找来甲、乙两种不同材质、相同规格保温杯，为了比较这两种材质的保温杯盛水时的保温效果，选择了适当的器材，在控制变量的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据，请你根据下表所提供的信息回答以下问题。 时间/h 0 1 2 3 4 5 6 甲/℃ 100 50 30 22 20 20 20 乙/℃ 100 80 65 52 40 29 20 （1）在实验过程中，热水放在保温杯内，水放出热量后温度降低，内能__________； （2）下列有四支测量范围不同的温度计，小华实验选择的温度计应为__________； A． B． C． D． （3）通过数据分析，甲、乙两种保温杯导热性差的是制作__________杯的材质； （4）请估计实验过程中第5小时的室温为__________℃； （5）进一步分析表中甲的示数，小华又发现，在冷却过程中，热水冷却的快慢前后并不一致，是越来越__________的。小华想用“冷却速度”（用字母v代表）来定量表示冷却的快慢程度，请你给物理量下个定义：物体在单位时间内__________下降的多少叫做冷却速率。小华又仔细分析了冷却速度变小的原因，认识到这是因为热水冷却的快慢还会受到冷却物和环境之间的__________的影响。 【答案】（1）减小；（2）A；（3）乙；（4）20；（5）慢 温度 温度差 【解析】（1）热水放在保温杯内，水放出热量后温度降低，分子动能减小，内能减小。 （2）实验中水温最高为100℃，最低为20℃，因此需要测量范围覆盖的温度计。故选A。 （3）保温效果越好，代表导热性越差（热量越难传递）。对比数据，相同时间内，乙杯水温下降更慢，保温效果更好，因此乙杯材质导热性更差。 （4）当水温不再变化时，说明水与室温达到热平衡，温度等于室温。甲杯在第4小时后温度稳定在20℃，乙杯在第6小时温度降至20℃，因此室温为20℃。 （5）[1]从甲的数据看，在相同的时间间隔内，水温下降的幅度越来越小，因此冷却速度越来越慢。 [2]物体在单位时间内温度下降的多少叫做冷却速率。 [3]热水与环境的温度差逐渐减小，热传递变慢，因此冷却变慢。 23．燃气热水器，以其加热速度快、节能高效环保等优点受到越来越多的家庭的青睐。燃气热水器的能效（热效率）一般在到之间，阳阳想测试一下家中的燃气热水器的热效率，她用家中的燃气表和水表观察到将水从加热到，需燃烧天然气，已知水的比热容，天然气的热值，水密度。求： （1）此过程中水所吸收的热量是多少？ （2）天然气完全燃烧放出的热量是多少？ （3）该热水器加热这些水的效率是多少？ （4）阳阳通过查阅资料了解到，燃气热水器的能效（热效率）通常指被水吸收的热量与燃气燃烧实际放出的热量之比，所以本次实验所测算的效率要比正常标识的能效______。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）低 【解析】（1）水的质量为 水吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 （3）热水器的热效率为 （4）本次测算时假设天然气完全燃烧，计算所用的为天然气完全燃烧放出的热量，大于天然气燃烧实际放出的热量，因此测算得到的效率比正常标识的能效低。 24．某种晶体在熔化时变成同温度的液体所吸收的热量与其质量的比值叫作这种晶体的熔化热，用字母表示。现将质量为初温为-20℃的冰，使用天然气灶加热，其温度随加热时间变化的关系图线如图所示。水的比热容为，天然气的热值为。若段冰熔化时消耗的天然气体积为，天然气灶效率为40%，求： （1）CD段水吸收的热量； （2）BC段冰熔化过程，消耗的天然气放出热量； （3）冰的熔化过程吸收的热量； （4）冰的熔化热。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】（1）由质量属性可知，1kg的冰熔化成水的质量保持不变，故水的质量为1kg。 CD段水升高的温度为 吸收的热量为 （2）天然气放出热量为 （3）天然气灶效率为40%，则冰的熔化过程吸收的热量为 （4）由题意可知，冰的熔化热为 25．周末居家，小明准备用高压锅为家人炖排骨汤，高效又省时。如图所示，高压锅是利用增大锅内气压来提高液体沸点的炊具，锅盖上方的排气孔套有限压阀，当锅内气压达到一定值时，限压阀被顶起，排出部分气体，使锅内气压稳定在最大值。某款家用高压锅的核心参数如下表所示，外界大气压为标准大气压（），g取10N/kg。水的比热容为，天然气的热值为。小明查阅资料得知：气压每增大，水的沸点升高4℃。 高压锅核心参数 数值 排气孔横截面积 限压阀质量 80g （1）当水烧开沸腾一段时间后，锅的上方会有“白气”出现，这是水蒸气从限压阀缝隙或锅盖边缘冒出后，遇到锅外温度较低的空气________形成的小水滴，该过程需要________（选填“吸收”或“放出”）热量； （2）求限压阀自重对排气孔产生的压强； （3）当锅内气体达到最大压强时，锅内水的沸点约为多少摄氏度？ （4）小明往该高压锅内装入2kg、初温为20℃的水。用家用天然气灶对其加热至沸腾（达到上述沸点）。若燃气灶的热效率为30%，此次加热需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 【答案】（1）液化 放出；（2）；（3）；（4） 【分析】第一小问根据水蒸气变为小水滴的状态变化确定物态变化类型，再依据该物态变化的特点判断吸放热；第二小问先根据重力公式计算限压阀的重力，再根据压强公式，结合限压阀自重对排气孔的压力等于其重力，计算压强；第三小问先根据锅内最大气压等于外界大气压加上限压阀产生的压强，算出气压增加量，再根据气压与沸点的关系，计算沸点的升高量，最后结合标准大气压下的沸点算出锅内水的沸点；第四小问先根据热量公式计算水吸收的热量，再根据热效率公式算出天然气完全燃烧放出的热量，最后根据热值公式计算天然气体积。 【解析】（1）[1][2]水蒸气遇冷由气态变为液体，是液化现象，液化过程放热。 （2）限压阀质量 限压阀自重对排气孔产生的压力 排气孔横截面积 限压阀自重对排气孔产生的压强 （3）锅内最大气压等于外界大气压加上限压阀产生的压强，则锅内最大气压和标准大气压相比的增加量 由题意，每增大沸点升高4℃，因此沸点升高量 标准大气压下水的沸点为100℃，因此锅内沸点 （4）水烧至沸腾吸收的热量 天然气燃烧放出的热量 天然气燃烧的体积 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章 内能与热机 复习要点 1. 理解内能的概念，明确内能由分子动能与分子势能共同构成，掌握内能与温度、质量、物质状态的对应关系。 2. 掌握改变物体内能的两种方式（做功和热传递），理解二者的等效性，能准确区分生活实例中的能量转化与能量转移。 3. 理解热量的物理意义与单位，掌握物体吸放热与质量、温度变化的定量关系，区分内能与热量的不同概念。 4. 理解热值的定义与物理意义，掌握固液、气态燃料的热值单位与计算公式，能进行燃料燃烧放热的相关计算。 5. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的固有属性，熟记水的比热容数值并能解释相关生活现象。 6. 熟练运用吸热、放热公式进行热量计算，能解决比热容与热值结合的热效率综合问题。 7. 了解热机的工作原理与能量转化全过程，掌握汽油机四个冲程的结构特征与能量转化规律。 8. 理解热机效率的定义，掌握热机效率的计算方法，知道提高热机效率的常见途径与环保意义。 9. 掌握 “探究物质吸热性能”实验的原理，理解控制变量法与转换法在实验中的应用，能分析实验数据与温度—时间图像。 复习重难点 重点：改变内能的两种方式辨析；比热容的物理意义与热量计算；汽油机四冲程的识别与能量转化；热值与热机效率的综合计算。 难点：温度、内能、热量三个概念的联系与区别；比热容实验的方法设计与误差分析；热量、热值与热效率结合的多过程综合计算。 要点 内能及其改变方式 1. 内能的概念 在物理学中，把物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能。一切物体，无论温度高低、是否运动，都具有内能。内能的单位与功的单位相同，都是焦耳，符号为 J。 分子动能来源于分子永不停息的无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈，分子动能就越大；分子势能来源于分子间的相互作用力（引力和斥力），与分子间的距离有关，受物体体积、状态的影响。 2. 影响内能大小的因素 （1）温度：对于同一物体，温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能越大，物体的内能就越多；反之温度越低，内能越少。 （2）质量：对于温度相同、同种物质组成的物体，质量越大，分子总数越多，内能就越多。 （3）物质种类与状态：不同物质的分子结构、分子间作用力不同，内能存在差异；同种物质在不同状态下（如水和冰），分子间距不同，分子势能不同，内能也不相同。 3. 改变物体内能的两种方式 改变物体内能的方式有做功和热传递两种，这两种方式对于改变物体内能的效果是等效的。 （1）做功：实质是内能与其他形式能量的相互转化。外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减少。常见实例：双手摩擦生热、压缩空气使棉花燃烧、钻木取火、打气筒外壁发热。 （2）热传递：实质是内能的转移，即内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分。热传递发生的条件是物体间存在温度差。热传递有三种方式： ①传导：热量通过直接接触从高温部分传向低温部分，如金属勺放入热汤后勺柄发烫。 ②对流：通过液体或气体的流动传递热量，如烧水时整壶水逐渐升温。 ③辐射：热量不依靠介质直接向外传递，如太阳将热量传递到地球。 特别提醒 （1）一切物体在任何温度下都具有内能，0℃的冰块同样具有内能。 （3）物体温度升高，内能一定增加；但内能增加，温度不一定升高（例如晶体熔化、液体沸腾过程中，吸热内能增加，但温度保持不变）。 （3）物体吸收热量，内能一定增加；但内能增加，不一定是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功。 要点速测 1．小明和小伙伴一起利用如图所示装置进行实验。 （1）加热试管使水沸腾是通过_______（选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能； （2）在水蒸气驱动下风车转动了起来，此时水蒸气的内能_______（选填“增加”“不变”或“减少”），水蒸气的______能转化为风车的______能。 2．在下面实验中，通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能? （1）如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。 （2）如图乙所示，在烧瓶内盛少量水，并盖紧瓶塞。向瓶内打气，当瓶塞跳起时，观察瓶内的变化。 3．如图甲所示，足球在空中飞行，运动的足球具有________能；如图乙所示，运动的分子像运动的足球一样，也具有________能；温度越高，分子具有的该能越________。 要点 热量与热值 1. 热量 在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量，通常用符号 Q 表示。热量的单位与内能相同，也是焦耳。 当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。热量是一个过程量，只能描述 “吸收” 或 “放出”，不能说物体 “含有”“具有” 热量。 实验表明：物体温度升高或降低时，吸收或放出的热量与物体的质量、温度变化量均成正比。 2. 燃料的热值 （1）定义：某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值，用符号 q 表示。 （2）物理意义：热值在数值上等于 1kg（或 1m3）的某种燃料完全燃烧时放出的热量，反映了燃料放热本领的强弱。 （3）单位：固体、液体燃料的热值单位是 J/kg；气体燃料的热值单位是 J/m³。 （4）计算公式： ①固体、液体燃料：（m 为燃料质量） ②气体燃料：（V 为燃料体积） （4）特性：热值是燃料本身的一种属性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧均无关。 实际应用中，燃料很难完全燃烧，且燃烧放出的热量会有大量散失，因此实际被有效利用的热量远小于理论计算值，有效利用的热量与燃料完全燃烧放出总热量的比值称为热效率。 特别提醒 （1）热量是过程量，伴随热传递过程产生；内能是状态量，物体在任意状态下都具有内能。 （2）热值描述的是 “完全燃烧” 时的放热本领，不完全燃烧时，相同质量的燃料放出热量更少，不代表热值变小。 （3）气体燃料热值的单位为J/m3，计算时需对应使用体积代入公式，注意区分固液燃料与气体燃料的公式差异。 要点速测 1．如图所示，有三种燃料，分别是：天然气、酒精和煤炭。在三种燃料中，属于液体燃料的是______。三种燃料在燃烧时，都把______能转化为______能。相同质量的三种燃料，完全燃烧时，放出的热量不同，反映了三种燃料的______不同。 2．“热”字在这一章中有着多种含义，有时表示热量，有时表示内能，有时表示温度。请说出下列几种现象中，“热”字所表示的含义。 （1）盛夏，我们感到天气很热。_______； （2）液化气燃烧时产生热。_______； （3）雪熔化成水时要吸热。_______。 3．关于温度，内能和热量，下列说法中正确的是（     ） A．温度高的物体具有的热量多 B．物体吸收热量温度一定升高，放出热量的物体温度一定降低 C．热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体 D．热传递和做功都可以改变物体的内能 要点 物质的比热容 1. 比热容的引入与定义 质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量一般不相等，这反映了不同物质吸热、放热的本领不同。物理学中用比热容来表示物质的这种性能。 比热容在数值上等于 1kg 的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，用符号 c 表示。比热容的单位是 J/(kg・℃)，读作 “焦每千克摄氏度”。 比热容的定义式为：，其中Q为吸收或放出的热量，m为质量，为温度变化量。 2. 比热容的特性 比热容是物质的一种固有属性，每种物质都有自己的比热容。比热容的大小只与物质的种类和状态有关，与物体的质量、温度变化量、吸收或放出热量的多少均无关。 常见物质中，水的比热容最大，为 ，其物理意义是：1kg 的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为 4.2×103J。 3. 水的比热容的应用 由于水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，吸收或放出相同热量时，水的温度变化更小，因此在生活中有广泛应用： （1）用水作为发动机的冷却液，带走更多热量且温度升高缓慢； （2）冬天用水暖系统取暖，降低相同温度可放出更多热量； （3）沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大，也是海水与砂石比热容不同导致的。 4. 热量的计算 根据比热容的定义，可以推导出物体温度变化时吸、放热的计算公式： （1）吸热公式：，其中为末温，为初温，为升高的温度。 （2）放热公式：，其中为降低的温度。 特别提醒 （1）同种物质，状态不同比热容不同，例如水和冰是同一种物质，但冰的比热容为 2.1×103J/(kg・℃)，小于水的比热容。 （2）计算时注意温度变化量是 “末温减初温”（吸热）或 “初温减末温”（放热），不能直接用末温代入公式。 （3）利用比热容公式计算时，质量单位必须换算为千克，温度单位为摄氏度，保证单位统一。 要点速测 1．甲、乙两物体的质量都为1kg，丙物体的质量为2kg，三个物体的温度都升高1℃，吸收热量的情况如图所示。 （1）甲的比热容为________。 （2）甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________（填字母）。 A． B． C． D． （3）若乙物体的温度降低1℃，其放出的热量是________J。 2．根据，得知下列说法正确的是（     ） A．物体吸收热量越多，它的比热容越大 B．物体的比热容与温度变化大小有关 C．物体的质量越小，它的比热容越大 D．物体的比热容由物质的种类决定，公式只是一种求比热容的方法 3．使20g冰的温度从升高到0℃，但冰未化成水： （1）该过程中冰需要吸收多少热量？ （2）如果这些热量是由温度为50℃降低到0℃的水来供给的，那么需要多少克50℃的水？[，] 要点 热机与热机效率 1. 热机的工作原理 热机是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能的机器，常见种类有蒸汽机、汽油机、柴油机、喷气发动机、火箭发动机等。 热机工作的能量转化过程为：燃料燃烧，将燃料的化学能转化为燃气的内能；高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2. 汽油机的工作过程 汽油机是以汽油为燃料的内燃机，主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞等部件组成。 汽油机工作时，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。一个完整的工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，且不断循环进行： （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，将汽油和空气的混合物吸入气缸。 （2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩燃料混合物，混合物温度升高，该过程将机械能转化为内能。 （3）做功冲程：压缩冲程末期，火花塞产生电火花点燃燃料混合物，燃气剧烈燃烧形成高温高压气体，推动活塞向下运动对外做功，该过程将内能转化为机械能。 （4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。 在四个冲程中，只有做功冲程对外提供动力，其余三个冲程为辅助冲程，依靠安装在曲轴上的飞轮的惯性完成。一个工作循环中，活塞往复运动 2 次，曲轴转动 2 周，对外做功 1 次。 3. 热机的效率 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧时放出的总能量之比，叫做热机的效率，公式为 。 不同热机的效率不同：蒸汽机效率为 6%~15%，汽油机效率为 20%~30%，柴油机效率可达 45% 左右。 提高热机效率的主要途径：使燃料尽可能充分燃烧；减少废气带走的热量；减小机械部件间的摩擦；优化热机结构减少热量散失。 4. 热机与环境 热机的广泛应用推动了社会发展，但热机排放的废气含有大量有害物质，会造成大气污染，同时噪声污染也影响生活环境。 减少热机污染的措施：提高尾气排放标准，改进发动机技术；提升燃油品质；推广混合动力汽车、电动汽车、太阳能汽车等新型交通工具。 特别提醒 （1）四冲程判断技巧：先看气门开闭状态，再看活塞运动方向。单气门开启时，左开右闭为吸气，右开左闭为排气；双气门关闭时，活塞上行是压缩，活塞下行是做功。 （2）柴油机与汽油机的区别：柴油机顶部是喷油嘴，采用压燃式点火；汽油机顶部是火花塞，采用点燃式点火。柴油机效率更高，但更笨重。 （3）热机效率永远小于 1，因为燃料不可能完全燃烧，且废气散热、机械摩擦等必然造成能量损失。 要点速测 1．北京时间2025年11月25日12时11分，搭载神舟二十二号飞船的长征二号F遥二十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。火箭通过燃烧液态氢燃料，喷出高压燃气获得推力。飞船位于火箭顶部，外部用整流罩保护以防大气摩擦高温损坏，离开大气层后整流罩与飞船分离，最终坠落在预定区域。 （1）火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的___________能。 （2）整流罩分离后下落过程中，它的机械能___________，内能___________。（均选填“增大”“减小”或“不变”） （3）高压燃气把火箭推向太空过程中，其内能会___________（选填“增大”“减小”或“不变”），其原理与热机的___________冲程相同。 （4）火箭点火起飞时，采用喷水降温的方法保护发射平台。若系统喷出400t水，初温20℃，在20s内全部变成100℃的水，则水带走的热量为___________J。[水的比热容为] 2．某公司自主研发的汽油热机效率是40%，某次测试中，汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶了30min40s，已知牵引力的大小为500N，汽油的热值为。求： （1）在测试汽车过程中，牵引力做的功。 （2）目前市面上的汽油机的效率普遍为30%，则进行相同测试时，使用该公司的汽油机能节约的汽油质量。 （3）请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。 3．新疆出产的长绒棉是世界上最好的棉花之一，收成时，棉农广泛使用采棉机进行机械化采摘。 （1）如图所示是某款小型采棉机的动力装置，这种内燃机是_______（选填“汽油机”或“柴油机”）。 （2）内燃机散热常用水作为冷却剂，是利用了水的_______的特性。 （3）这台单缸四冲程内燃机的转速为1200r/min，则该内燃机每秒完成_______个冲程，对外做功_______次。 难点 温度、内能、热量的概念辨析 1. 三者本质区别 （1）温度：状态量，表示物体的冷热程度，反映的是分子无规则运动的剧烈程度，单位是℃。温度只能说 “是多少”“升高或降低多少”。 （2）内能：状态量，是物体内部所有分子动能与分子势能的总和，是能量的一种形式，单位是 J。内能只能说 “有多少”“增加或减少多少”。 （3）热量：过程量，是热传递过程中内能改变的量度，伴随热传递过程存在，单位是 J。热量只能说 “吸收多少”“放出多少”。 2. 核心逻辑关系梳理 （1）温度与内能：同一物体，温度升高→内能一定增加；内能增加→温度不一定升高（如晶体熔化、水沸腾）。 （2）热量与内能：物体吸收热量→内能一定增加；内能增加→不一定吸收了热量（也可能是做功）。 （3）温度与热量：物体吸收热量→温度不一定升高；物体温度升高→不一定吸收了热量（也可能是做功）。 3. 常见易错案例 易错点 1：“高温物体含有的热量多”—— 错误，热量是过程量，不能说 “含有”。 易错点 2：“物体内能增加，温度一定升高”—— 错误，晶体熔化、液体沸腾过程内能增加但温度不变。 易错点 3：“0℃的物体没有内能”—— 错误，一切物体都有内能，分子永不停息运动。 难点比热容实验的方法与图像分析 1. 核心实验方法 （1）控制变量法：探究不同物质的吸热性能时，控制物质的质量、初温相同，使用相同的加热热源，保证相同时间内提供的热量相同，只改变物质的种类。 （2）转换法： ①用加热时间的长短表示物质吸收热量的多少（相同热源，加热时间越长，吸收热量越多）； ②用温度变化量的大小反映物质的吸热能力（吸收相同热量，温度变化越小，吸热能力越强，比热容越大）。 2. 温度 - 时间图像分析规律 （1）相同加热时间（吸收相同热量）：图像上升越陡（温度变化越大），物质比热容越小，吸热能力越弱。 （2）升高相同温度：图像对应的加热时间越长，物质吸收热量越多，比热容越大，吸热能力越强。 （3）水和砂石对比实验中，水的温度变化曲线更平缓，砂石的更陡峭，对应水的比热容更大。 3. 实验注意事项与误差分析 （1）实验中需不断搅拌，使物质受热均匀，减小温度测量误差。 （2）热源与烧杯的距离保持一致，确保相同时间内物质吸收的热量相同。 （3）实验过程中存在热量散失，会导致计算出的比热容与真实值存在偏差。 难点热量与热机效率的综合计算 1. 核心公式体系 （1）物体吸放热：，（为温度变化量） （2）燃料完全燃烧放热：（固、液体燃料），（气体燃料） （3）热效率公式：（烧水类）；（热机类） 2. 通用解题步骤 （1）明确研究对象，区分吸热物体（如水）和放热能源（如燃料、电加热器）。 （2）梳理能量流向，确定总能量（燃料完全燃烧放出的热量）和有效利用的能量（水吸收的热量、机械做的有用功）。 （3）选择对应公式分步计算，注意单位统一：质量换算为 kg，体积换算为 m³，温度变化量用差值计算。 （4）计算效率时，分子分母能量单位必须一致，最终结果用百分数表示。 3. 常见易错点 （1）温度变化量与末温混淆，误将末温代入公式代替温度差。 （2）气体燃料与固体燃料公式混用，体积和质量代入错误。 （3）热效率公式中分子分母颠倒，或忘记乘以 100%。 （4）多过程计算中，能量传递的比例关系梳理不清。 考点 内能的理解与改变方式 ▌例1 （26-27九年级上·全国·课后作业）如图所示，把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上，管里放一些酒精，管口用塞子塞紧，用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动，会看到塞子被弹起。 （1）拉动绳子克服摩擦做功，是将机械能转化为________能。 （2）请说出该实验中的塞子弹起的瞬间，还能看到管口有________现象出现。由此可以推断，瓶中的气体在这一瞬间温度会_____。（填“升高”“降低”或“不变”）这个实验说明物体对外界做功时，内能会_____。（填“增大”“减小”或“不变”） 解题要点 （1）能量转化判断逻辑 先明确做功对象：外界对物体做功时，机械能转化为内能，物体内能增加、温度升高；物体对外界做功时，内能转化为机械能，物体内能减少、温度降低。 本实验分为两个过程：拉动绳子是外界对管壁摩擦做功，机械能向内能转化，使酒精升温汽化；塞子弹起是管内气体对外做功，内能向机械能转化，酒精蒸气温度下降。 （2）“白气” 现象本质 管口出现的 “白气” 不是气态酒精，而是酒精蒸气遇冷液化形成的小液滴，属于液化现象，是气体对外做功、内能减小、温度降低的直接佐证。 ▌迁移练1-1 （25-26九年级上·全国·课前预习）关于分子热运动和物体内能，下列说法正确的是（　　） A．水结冰后分子运动的速度为零 B．0℃的冰含有的热量比0℃的水少 C．温度高的物体可能比温度低的物体内能小 D．冰熔化成水后分子势能为零 ▌迁移练1-2 （26-27九年级上·全国·课后作业）生活中常把碗放在锅里的水中蒸食物，如图所示。当锅里的水沸腾以后，碗中的水达到沸点时，_____（选填“能”或“不能”）从锅中的水中吸收热量，_____（选填“能”或“不能”）沸腾。 考点比热容的探究与应用 ▌例2 （2026·上海松江·二模）有一种“55℃保温杯”，结构如图所示，内层为导热材料，外层为保温材料，夹层封装了某种“神奇物质”，其常温下是透明小颗粒。 （1）将开水倒入杯中并摇晃，水温迅速降为55℃且能较长时间保持不变。“神奇物质”在该过程中______； A．一直吸热且状态不变 B．一直吸热且由固态变为液态 C．先放热凝固，后吸热熔化 D．先吸热熔化，后放热凝固 （2）若水杯容积为500ml，则装满水时水的质量为______g，95℃的水降温到55℃时放出的热量是______J。（水的比热容为4.2×103J/kg·℃） 解题要点 （1）恒温保温原理 利用晶体 “熔化吸热、凝固放热，且过程中温度保持不变” 的特点，该 “神奇物质” 熔点为 55℃。开水倒入时，物质吸热熔化，快速吸收热量使水温下降；水温低于 55℃时，物质凝固放热，维持水温稳定，整体过程为先吸热熔化，后放热凝固。 （2）质量计算步骤 利用密度公式 计算水的质量，注意单位换算：，水的密度取 ，计算前统一单位。 （3）热量计算要点 用放热公式 计算，温度变化量 为初温减去末温；代入公式时质量单位必须换算为千克，保证单位统一。 ▌迁移练2-1 （26-27九年级上·全国·课后作业）在“探究比较不同物质吸热的情况”实验中： （1）实验中应量取质量_____的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。 （2）用相同规格的电加热器加热，目的是使两种液体在相同时间内_______相同。 （3）实验数据如下表，分析可知：_____液体的吸热能力更强，它的比热容更_______。 物质 升高温度/℃ 加热时间/min 甲 20 4 乙 20 6 ▌迁移练2-2 （25-26九年级上·广东茂名·期末）食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断地发生在人体内，提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。某种油炸食品，每100g可提供的能量约为1.26×106J，假设这些能量全部被质量为5kg、温度为25℃的水吸收，水吸收的热量是_____ ；可使这些水的温度升高到___℃。若上述能量全部用于克服重力做功，则能把_____kg的物体提升10m。[c水=4.2×103J/（kg•℃），g取10N/kg] 考点热量与热值的综合计算 ▌例3 （2026·河南驻马店·二模）狗拉雪橇是我国东北地区冬季旅游的热门体验项目。如图，雪橇犬拉着雪橇以18km/h的速度沿水平雪面匀速直线行进了5min，雪橇所受的水平拉力为200N。 （1）雪橇犬拉着雪橇匀速直线行进时，以雪橇犬为参照物，雪橇是______（填“运动”或“静止”）的。 （2）水平拉力做了多少功？ （3）水平拉力做功的功率是多大？ （4）若用效率为30%的雪地摩托车输出同样多的功，则需要消耗多少千克汽油？（汽油的热值为J/kg，计算结果保留2位小数） 解题要点 （1）参照物判断方法 判断物体运动或静止，只需比较研究对象与参照物的相对位置是否发生变化：相对位置不变，则物体相对于参照物是静止的。 （2）力学计算分步逻辑 ①先统一单位：速度从 km/h 换算为 m/s（除以 3.6），时间换算为秒； ②再算路程：根据 计算行驶总路程； ③最后求功与功率：用 计算拉力做功，用 （或匀速下的 ）计算功率。 （3）热效率综合计算思路 已知有用功和热效率，由 推导得燃料完全燃烧总放热 ；再由 推导得消耗燃料质量 。 ▌迁移练3-1（25-26九年级上·四川巴中·期末）某饭店用燃气灶烧水，将质量为5kg、温度为的水加热到，消耗0.2kg的煤气。已知水的比热容为，煤气的热值为。求： （1）水吸收的热量； （2）完全燃烧0.2kg煤气放出的热量是多少； （3）燃气灶的加热效率 ▌迁移练3-2 （2026·江苏扬州·三模）某品牌轿车空车时的质量是1050kg，空车静止在水平地面上时与地面的总接触面积是。在某次行驶过程中，轿车在平直公路上15min内匀速前进18km，消耗了1kg汽油，在此过程中，轿车所受到的平均阻力为1000N。已知汽油热值为，g取10N/kg。求： （1）完全燃烧1kg汽油，产生的热量； （2）在匀速行驶过程中，轿车发动机牵引力对轿车做功的功率。 考点汽油机四冲程与热机效率 ▌例4 （2026·湖北·中考真题）现存于湖北省博物馆的曾侯乙铜鉴缶（图甲）被誉为我国最早的保温箱和冰箱，冬天在外层鉴腹内装入热水，可让内层铜缶内的酒升温，夏天则装入冰块让酒降温。为研究其温酒的热效率，在内外两个金属容器中分别加入酒和适量热水（图乙），记录它们的温度随时间变化情况（图丙）。[] （1）水的内能__________（填变化趋势），酒吸收的热量__________。 （2）水放出的热量，热效率__________%，热效率不能达到100%是因为____________________。 （3）夏天给酒降温，若铜鉴缶的外壁出现水珠，这是__________现象（填物态变化名称）。 解题要点 （1）内能变化判断 对于同一物质、同一物体，温度降低则内能减小，温度升高则内能增大。0~15min 内水持续降温放热，因此内能不断减小。 （2）图像信息提取与热量计算 从温度 - 时间图像中准确读取酒的初温与末温，计算温度变化量 ，代入吸热公式 计算酒吸收的热量。 （3）热效率计算逻辑 热效率为有效利用的热量（酒吸收的热量）与总放出热量（水放出的热量）的比值，结果需转化为百分数形式。 热效率无法达到 100% 的原因，可从热量散失角度分析：容器自身吸收热量、部分热量散失到空气中、存在热辐射损失等。 （4）物态变化判断 容器外壁的水珠，是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，属于液化现象（气态变为液态）。 ▌迁移练4-1（25-26九年级上·广东潮州·期中）随着人们生活水平的不断提高，各种汽车已经走进我们的家庭。对汽车充分的了解，有利于响应国家“节能、减排”的号召。发动机的汽缸周围需要冷却水不断地循环流过进行冷却，如果一段时间内流入汽缸周围的冷却水温度是40°C，从汽缸周围流出的冷却水温度是60°C，冷却水的质量是10kg，[已知，，]则： （1）这段时间冷却水吸收了多少热量？ （2）某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以945N的牵引力，72km/h的速度匀速行驶了500秒，消耗汽油的体积为1L，这些汽油完全燃烧放出的热量是多少J？ （3）假设（2）问中汽油完全燃烧，该型号汽车汽油机的效率为多少？ ▌迁移练4-2 （2026·广东佛山·模拟预测）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。某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶30km，用时0.5h，其行驶速度为________km/h，消耗氢气1kg，氢气完全燃烧放出的热量为________J，此过程中汽车行驶时牵引力做功为，则利用氢能的效率为________。（） 基础达标 1．下列现象中，通过做功改变物体内能的是（　　） A．太阳能热水器中的水温度升高 B．两手互相摩擦手发热 C．热鸡蛋放入冷水中变凉 D．蒸汽熨斗烫衣服 2．质量相同且温度均为的冰、水和水蒸气，它们的内能（     ） A．一样大 B．冰的最大 C．水的最大 D．水蒸气的最大 3．将一瓶酒精用去三分之二，则剩余部分酒精的密度、比热容和热值 （　　） A．都变为原来的三分之一 B．密度、比热容不变，热值变为原来的三分之一 C．都不变 D．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之一 4．下列关于热现象的说法正确的是（　　） A．热量有可能从内能小的物体向内能大的物体转移 B．高档小轿车的汽油机的热机效率能达到100% C．当物体的温度为0℃时，物体的内能等于零 D．刚出锅的汤包“热”得烫嘴，“热”表示的是内能 5．如图所示，是小球下落又弹起的频闪照片。小球弹起的最大高度越来越低，是因为小球的______能转化为______能。 6．一杯酒精倒去一半，剩下的酒精内能___________，热值___________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 7．通过学习物理，我们要学会“见物识理”。修建人工湖来降低环境温差是利用了水的___________较大的特性；日常生活中利用高压锅来快速煮熟食物，其原理是通过增大锅内气压来___________（选填“升高”或“降低”）水的沸点；寒冷的冬天在地窖中放一桶水，利用水凝固过程中___________（选填“吸收”或“放出”）热量来防止蔬菜被冻坏。 8．如图所示，是汽油机的四个冲程的结构图，图甲是________冲程。把机械能转化为内能的冲程是________图，使汽车获得动力的是________图。 9．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，是将燃料燃烧释放的____________转化为_____________。如图所示模拟实验中：图____________是蒸汽机的工作原理图。 10．小明进行了如下两个课本上的实验： （1）用图甲所示装置完成实验一：观察不同物质吸热升温的现象．将质量相同的沙子和水分别放在两个瓷盘中，用灯同时照射两个瓷盘，沙子和水温度随时间变化的图像如图乙。 ①实验中用___________（红外/紫外）灯照射； ②由图乙可知：升高相同的温度，______（沙子/水）吸收的热量多；沙子和水的比热容之比为_________； ③该实验可以解释_________（海风/陆风）的成因； （2）用如图丙所示装置，完成实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量； ①试管中应加入质量相等的__________（同种/不同种）液体； ②该实验__________（需要/不需要）保证加热时间相同． 11．小明利用如图甲所示的装置比较不同物质吸热能力的强弱。 （1）实验中选取初温相同、___________（选填“质量”或“体积”）相同的A、B两种液体，分别倒入两个相同的烧杯中，用电加热器加热；当A、B两种液体吸收相同的热量时，通过比较___________来比较不同物质吸热能力的强弱。 （2）根据实验测得的数据分别描绘了A、B两种液体的温度随加热时间变化的图像，如乙所示，由图可知，___________（选填“A”或“B”）液体的吸热能力更强。 12．某创新小组用如图甲所示的装置探究做功与物体内能改变的关系：将温度传感器连接在注射器上，用力快速压缩注射器的活塞，压住注射器活塞，在温度示数稳定后，快速释放活塞，可得到如图乙所示的温度—时间图像。 （1）快速推动活塞压缩注射器内的空气，观察到温度传感器示数明显上升，说明对气体做功，气体的内能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）压住活塞待温度稳定后，快速释放活塞，活塞弹出，气体对外做功，此过程的能量转化与四冲程汽油机的_______冲程相同。 13．天然气灶使用方便、经济环保。在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为2kg，温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要消耗0.032m3天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3。求： （1）水吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）该天然气灶能量转化的效率是多少 14．随着人们生活水平的提高。轿车已逐步进入我国普通百姓家中。已知某国产轿车每行驶100km消耗10kg汽油，汽油的热值为。则 （1）该汽车行驶100km汽油燃烧放出的热量是多少J？ （2）当该汽车以30000W的功率在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于多少N？ （3）汽车发动机的效率是多少？（除不尽保留整数） 15．我市创建环保模范城市，引进了新能源混合动力公交车，该车采用液化天然气和电混合使用作为驱动车辆的动力，既节约资源又减少排放。已知一辆公交车的总质量为，车匀速行驶时所受阻力是车总重力的0.5倍（g取10N/kg）。求： （1）公交车在平直公路上匀速行驶时的牵引力； （2）公交车以10m/s的速度通过1200m长的桥梁需要的时间； （3）液化天然气的热值为，完全燃烧10kg的液化天然气放出的内能转化为机械能的效率为40%，则这些液化天然气完全燃烧放出的内能可以转化为多少机械能？ 16．小亮看到如图所示的阳光健身海报，决定每天放学回家由乘电梯改为爬楼梯。查阅资料知道，人运动所需的能量可来源于体内脂肪“燃烧”释放的化学能，1g脂肪完全“燃烧”释放的能量为3.8×104J（即可看作脂肪的热值q=3.8×104J/g）。若小亮的质量为60kg，家住11楼，每层楼高为3m。（g取10N/kg） （1）小亮和爸爸以相同速度一块儿爬楼梯回家，___________消耗的脂肪较多（m爸>m小亮），请简述理由____________； （2）小亮每次乘电梯从1楼到11楼回家，若电梯匀速运行，求电梯对他做的功； （3）若小亮每次爬楼梯回家消耗脂肪的质量为5g，求脂肪完全“燃烧”放出的能量。 能力进阶 17．将一个质量为1kg、温度为100℃的小铁球放入一杯水中，经过足够长的时间小铁球的温度降低到40℃，把铁球取出将水杯中的水迅速倒掉一半后再将一个同样质量为1kg、温度为100℃的小铁球放入杯子中，经过足够长的时间小铁球的温度降低到60℃（铁的比热容为，水的比热容为，不计铁球上带有的水和整个过程中的热量损失），则最初这杯水的质量和初温为（     ） A．0.4kg、25℃ B．1.2kg、20℃ C．0.6kg、35℃ D．0.8kg、30℃ 18．下列关于热量、温度、内能的说法正确的是（　　） A．物体吸收热量，温度不一定升高，但内能一定增大 B．物体温度降低，不一定是放出了热量，但内能一定减小 C．物体内能增大，一定是吸收了热量，但温度不一定升高 D．物体温度不变，内能一定不变，但可能会吸收热量 19．两台四冲程汽油机在相同时间内，甲做的有用功是乙的3倍，甲机的热机效率是20%，乙机的热机效率是25%，则甲、乙有用功的功率之比____________，甲、乙消耗的汽油质量之比是____________。 20．大型运输机运-20对我国建设战略空军具有重要意义。 （1）运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，说明声音可以传递______（填“信息”或“能量”）。运-20设计师通过改进发动机的结构，以实现从______（填“声源”或“人耳”）处减弱噪声。 （2）一架运-20在一次执行任务的过程中，飞行距离为4000km，消耗航空煤油的质量为50t，若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为，该过程中飞机发动机的推力做的功为______J，发动机的效率为______%（航空煤油的热值为）。若运-20换装效率为60%的新发动机后，一架运-20每飞行100km，可节约航空煤油约为______t（保留1位小数）。 21．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，他设计的实验装置如图所示： （1）比较不同物质吸热升温的特点：应选择______两图进行实验；在两个相同的烧杯中加入初温相同、______（选填“质量”或“体积”）相同的不同物质，实验在此处应用的探究方法是____________。 （2）若烧杯中装有1kg的水，酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，水的比热容为，则酒精放出的热量是______。实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的燃料热值与实际相比______（选填“偏大”“偏小”或“一样”）； （3）某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的两种液体a和b加热，分别记录加热时间和温度，相同的加热时间表示______相同，根据记录的数据作出了两种液体a和b的温度（T）随时间（t）变化的图像（如图丁）。若液体b的比热容是，液体a的比热容是______。 22．小华找来甲、乙两种不同材质、相同规格保温杯，为了比较这两种材质的保温杯盛水时的保温效果，选择了适当的器材，在控制变量的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙两种保温杯内水的温度的实验数据，请你根据下表所提供的信息回答以下问题。 时间/h 0 1 2 3 4 5 6 甲/℃ 100 50 30 22 20 20 20 乙/℃ 100 80 65 52 40 29 20 （1）在实验过程中，热水放在保温杯内，水放出热量后温度降低，内能__________； （2）下列有四支测量范围不同的温度计，小华实验选择的温度计应为__________； A． B． C． D． （3）通过数据分析，甲、乙两种保温杯导热性差的是制作__________杯的材质； （4）请估计实验过程中第5小时的室温为__________℃； （5）进一步分析表中甲的示数，小华又发现，在冷却过程中，热水冷却的快慢前后并不一致，是越来越__________的。小华想用“冷却速度”（用字母v代表）来定量表示冷却的快慢程度，请你给物理量下个定义：物体在单位时间内__________下降的多少叫做冷却速率。小华又仔细分析了冷却速度变小的原因，认识到这是因为热水冷却的快慢还会受到冷却物和环境之间的__________的影响。 23．燃气热水器，以其加热速度快、节能高效环保等优点受到越来越多的家庭的青睐。燃气热水器的能效（热效率）一般在到之间，阳阳想测试一下家中的燃气热水器的热效率，她用家中的燃气表和水表观察到将水从加热到，需燃烧天然气，已知水的比热容，天然气的热值，水密度。求： （1）此过程中水所吸收的热量是多少？ （2）天然气完全燃烧放出的热量是多少？ （3）该热水器加热这些水的效率是多少？ （4）阳阳通过查阅资料了解到，燃气热水器的能效（热效率）通常指被水吸收的热量与燃气燃烧实际放出的热量之比，所以本次实验所测算的效率要比正常标识的能效______。 24．某种晶体在熔化时变成同温度的液体所吸收的热量与其质量的比值叫作这种晶体的熔化热，用字母表示。现将质量为初温为-20℃的冰，使用天然气灶加热，其温度随加热时间变化的关系图线如图所示。水的比热容为，天然气的热值为。若段冰熔化时消耗的天然气体积为，天然气灶效率为40%，求： （1）CD段水吸收的热量； （2）BC段冰熔化过程，消耗的天然气放出热量； （3）冰的熔化过程吸收的热量； （4）冰的熔化热。 25．周末居家，小明准备用高压锅为家人炖排骨汤，高效又省时。如图所示，高压锅是利用增大锅内气压来提高液体沸点的炊具，锅盖上方的排气孔套有限压阀，当锅内气压达到一定值时，限压阀被顶起，排出部分气体，使锅内气压稳定在最大值。某款家用高压锅的核心参数如下表所示，外界大气压为标准大气压（），g取10N/kg。水的比热容为，天然气的热值为。小明查阅资料得知：气压每增大，水的沸点升高4℃。 高压锅核心参数 数值 排气孔横截面积 限压阀质量 80g （1）当水烧开沸腾一段时间后，锅的上方会有“白气”出现，这是水蒸气从限压阀缝隙或锅盖边缘冒出后，遇到锅外温度较低的空气________形成的小水滴，该过程需要________（选填“吸收”或“放出”）热量； （2）求限压阀自重对排气孔产生的压强； （3）当锅内气体达到最大压强时，锅内水的沸点约为多少摄氏度？ （4）小明往该高压锅内装入2kg、初温为20℃的水。用家用天然气灶对其加热至沸腾（达到上述沸点）。若燃气灶的热效率为30%，此次加热需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $