第十二章 内能与热机（复习课件）物理新教材沪粤版九年级上册

该初中物理单元复习课件系统梳理了内能、热量、比热容、热机等核心知识，通过“知识图谱”将分子动理论、能量转化（做功与热传递）、热机四冲程等内容串联，构建起从微观到宏观的能量知识网络。 其亮点在于以“学情诊断-实验探究-分层训练”为主线，如通过搓手与哈气取暖的对比思考题培养科学思维，设计水和砂石吸热实验强化科学探究能力，基础题与拓展题分层设计满足不同学生需求，助力教师精准复习，提升学生物理观念与知识应用能力。

第十二章 内能与热机 复习课件 沪粤版·九年级上册（新教材） 世间万物，皆藏能量的密码。分子永不停息地运动，便诞生了看不见的内能；做功与热传递，完成能量的流转更迭；热机把热能化作前行的动力，却也告诉我们，世间没有百分之百的完美转化。今天我们复盘第十二章《内能与热机》，透过热学现象读懂能量的规律，在物理规律中感悟取舍与守恒的人生智慧。 第十二章——内能与热机 1 复习目标 2 重点难点 3 知识图谱 4 考点串讲 5 题型剖析 6 针对训练 7 单元总结 复习内容导览 学情诊断：改变内能的两种方式 冬天，我们用双手相互摩擦会感到暖和，对着手心哈气同样也能感到暖和。这两种让手变暖的现象看似效果相同，但背后的物理机制却截然不同。 思考探究： （1）搓手取暖和哈气取暖，分别是通过什么方式改变手的内能的？ （2）从能量转化的角度分析，这两种方式有什么本质区别？ 单元复习目标 01 理解内能、热量、比热容与热值的核心内涵；掌握做功和热传递两种改变内能的方式；熟知热机的工作循环原理及能量转化过程。 02 科学思维 用类比法构建内能概念模型；运用控制变量法探究物质吸热能力的差异；通过分析热机能量流向图，培养逻辑推理与问题分析能力。 科学探究 设计实验探究水的吸热与温度变化、质量的定量关系；对比探究水和砂石的吸热性能，归纳比热容的物理意义，掌握科学探究的方法。 科学态度与责任 认识内能利用对社会发展的推动作用，理性看待热机带来的环境问题；关注能源技术的发展，增强民族自豪感与社会责任感。 物理观念 03 04 基础达标 能力提升 素养目标 单元重难点 重 点 难 点 重点 1．从分子动理论微观角度理解内能的本质与特性 2．灵活运用 解决混合/吸放热计算问题 3．精准区分汽油机四冲程的结构、能量转化与判断 1．掌握内能概念、影响因素及改变方式（做功/热传递） 2．理解比热容定义，熟练应用热量公式 3．熟知热机四冲程工作原理及热值、效率的相关计算 知识图谱 内能与热机 热传递过程中能量改变的量度 单位：焦耳(J)，是过程量 热量 燃料完全燃烧放热的特性 计算公式：Q = qm 热值 物质吸热能力的物理属性 计算公式：Q = cmΔt 比热容 分子动能与势能的总和 改变方式：做功、热传递 内能 有效利用能量与总放能之比 公式： 热机效率 将内能转化为机械能的装置 核心工作原理：四个冲程循环 热机 01 02 03 04 05 06 考点串讲 ——1：内能 热传递：内能的转移 钻木取火：做功增能 压缩空气：机械转内能 气体膨胀：内能转机械 改变物体内能的两种方式是做功和热传递。做功是能量的转化（机械能↔内能），热传递是能量的转移（高温→低温）。二者在改变物体内能的效果上是完全等效的。 归纳总结 克服摩擦做功，机械能转化为内能，木头内能增加、温度升高，达到燃点起火。 外力对空气做功，机械能转化为内能，使空气分子运动加剧，内能增加、温度升高。 气体对外膨胀做功，内能转化为机械能，自身内能减少，分子热运动减慢，温度降低。 晒太阳、热水袋取暖，内能从高温物体（太阳/热水）转移到低温物体（人体），无能量转化。 考点串讲 ——1：内能 内能定义与影响因素 在物理学中，把物体内所有分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。也就是说，内能是分子层面能量的“总和体现”。 内能定义 内能的影响因素 一般有这样的规律——对于同一物体，温度越高，分子无规则运动就越剧烈（就像热闹的操场，人越多越“闹腾”），分子动能越大，物体的内能也就越多；反之，温度越低，内能越少。而对于温度相同的同种物质，质量越大，意味着分子数量越多，内能也就越多（比如一大桶水和一小杯水，温度相同，大桶水内能更大）。 考点串讲 ——1：内能 热传递改变内能 做功改变内能 通过机械力对物体做功，使内能增加或减少。例如，钻头钻孔时发热，内能增加。 内能从一个物体转移到另一个物体，或从高温部分转移到低温部分，不涉及机械力。 内能改变的两种等效方式 考点串讲 ——1：内能 热传递方式 传导、对流和辐射 热传递条件 热传递是热量从高温物体传递到低温物体或从物体的高温部分传递到低温部分，即物体间或同一物体的不同部分存在温度差。 热传递结果 达到温度相同。 热传递实质 内能的转移（能的形式没有变），热传递可以改变物体内能。 题型拆解 【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。 例1 在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。 热传递 减少 内 机械 题型拆解 例2 图如图甲所示，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________。 【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。 动 动 大 研解题·高频考点突破 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。 1．（25-26九年级上·全国·课前预习）如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 C 考点串讲 ——2：热量、热值与比热容 核心应用：水的调节作用 热量 (Q)：过程量 热值 (q)：燃料特性 比热容 (c)：物质属性 热量是能量转移的量度；热值专指燃料的放热能力；比热容反映物质吸放热的能力。三者物理意义不同，公式各异，但均围绕“能量传递与转化”展开，需重点区分概念内涵。 归纳总结 热传递过程中内能改变的多少，单位为焦耳(J)。注意：热量是过程量，不能说物体“含有”热量。 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，反映燃料放热本领。公式：Q放 = qm，是燃料本身的一种属性。 1kg物质温度升高1℃吸收的热量。水的比热容最大。公式：Q=cmΔt，是物质的固有属性。 利用水的比热容大的特性，可用于汽车发动机散热、冬季暖气系统供暖、以及调节气候温差。 考点串讲 ——热量核心概念 考点串讲 ——实验探究：水的吸热关系 考点串讲 ——热值定义与计算 考点串讲 ——生活应用实例 考点串讲 ——比热容的基本概念与重要性 考点串讲 ——实验探究：不同物质的吸热放热性能 考点串讲 ——比热容的定义与公式 考点串讲 ——热量计算与实际应用 题型拆解 例3 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。 【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。 酒精 化学 内 热值 题型拆解 例4 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 【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。 D 题型拆解 例5 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 【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。 D 题型拆解 例6 使20g冰的温度从−10℃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？ 【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 420J 2g 研解题·高频考点突破 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 2．（2026·上海松江·二模）如有一种“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·℃） D 500 8.4×104 研解题·高频考点突破 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v=18km/h=5m/s，雪橇运动的距离s=vt=5m/s×5×60s=1500m 水平拉力做的功W=Fs=200N×1500m=3×105J （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 3．（2026·河南驻马店·二模）如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4.6×107J/kg，计算结果保留2位小数） 静止 3×105J 1000W 0.02kg 考点串讲 ——3：热机 排气：排气门开，排出废气 吸气：进气门开，吸入混合气 压缩：气门全闭，机械能转内能 做功：点火爆发，内能转机械能 一个工作循环包含四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，仅做功冲程对外做功1次。除做功冲程外，其余三个冲程均依靠飞轮的惯性来完成。压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，这是热机实现能量转换的关键。 归纳总结 进气门开启，排气门关闭，活塞向下运动，将汽油和空气的混合气吸入气缸，为燃烧做准备。 两气门关闭，活塞向上运动，压缩气缸内的混合气，使其体积减小、温度升高，将机械能转化为内能。 火花塞产生电火花点燃混合气，瞬间产生高温高压气体推动活塞向下运动，对外做功，实现内能向机械能的转化。 排气门开启，进气门关闭，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸，完成一个工作循环的最后一步。 考点串讲 ——热机基础概念 考点串讲 ——汽油机 考点串讲 ——柴油机 考点串讲 ——热机效率与环保 题型拆解 例7 如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4.6×107J/kg。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。 【解析】（1）汽车匀速行驶时，牵引力F=500N。速度v=108km/h=30m/s 时间t=30min40s=1840s 在测试汽车过程中，行驶距离s=vt=30m/s×1840s=5.52×104m 牵引力做功W=Fs=500N×5.52×104m=2.76×107J （2）有用功 W=2.76×107J，汽油热值 q=4.6×107J/kg。市面上的汽油机普遍效率为η1=30% 时，消耗汽油质量 公司研发的汽油机效率为η2=40% 时，消耗汽油质量 节约质量Δm=m1−m2=2kg−1.5kg=0.5kg （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。 2.76×107J 0.5kg 采用轻量化材料降低整车质量，减少能耗 题型拆解 例8 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。 【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。 汽油机 比热容大 40 10 研解题·高频考点突破 解析：（1）冷却水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×60℃−40℃=8.4×105J （2）换算单位V=1L=1×10−3m3 汽油质量m汽油=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×1×10−3m3=0.7kg 总放热Q放=m汽油q汽油=0.7kg×4.5×107J/kg=3.15×107J （3）换算速度v=72km/h=20m/s 行驶路程 s=vt=20m/s×500s=1×104m 有用功 W=Fs=945N×1×104m=9.45×106J 该型号汽车汽油机的效率 3．（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℃，从汽缸周围流出的冷却水温度是60℃，冷却水的质量是10kg，[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ汽油=0.7×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg]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？ 8.4×105J 3.15×107J 30% 限时训练·基础题 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 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。 限时训练·基础题 2．质量相同且温度均为0℃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 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。 限时训练·基础题 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 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。 限时训练·基础题 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 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。 限时训练·基础题 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。 机械 【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。 内 限时训练·基础题 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”） 【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。 变小 不变 限时训练·基础题 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。 比热容 【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。 升高 放出 限时训练·基础题 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。 【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。 吸气 乙 丙 限时训练·基础题 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。 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。 限时训练·基础题 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． 红外 水 2:7 海风 同种 不需要 限时训练·基础题 【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Q=cmΔt，沙子和水质量m相同，加热相同时间（4min），比热容c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Q=cmΔt，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。 限时训练·基础题 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。 【解析】（1）根据吸热公式Q=cmΔt，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。 质量 温度变化量 B 限时训练·基础题 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。 【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。 增大 做功 限时训练·拓展题 1．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0.42×103J/kg⋅°C，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，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℃ 【解析】设最初水的质量为m，初温为t0。第二次热平衡，水质量为，初温为40°C，末温为60°C；不计热损失时 代入已知数据得 解得m=0.4kg。第一次热平衡，水质量为0.4kg，初温为t0，末温为40°C；不计热损失时 代入已知数据得 解得，故选A。 B 限时训练·拓展题 2．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 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。 限时训练·拓展题 3．两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____________。 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 单元总结/易错复盘 ·答题规范避坑 内能：严禁说“含有热量”，需表述为“吸收”或“放出”热量 比热容：是物质固有属性，大小与质量、温度变化无关 热机冲程：区分四冲程特点，明确做功与压缩冲程的能量转化 ·速记口诀 内能冷热动势和，做功传热改内能。比热容是物属性，水大吸放本领强。 热机四冲转两周，一做功来一循环。效率有用比总功，节能降耗记心中。 沪粤版·九年级上册（新教材） 谢谢聆听 能量不会凭空产生，也不会无故消亡，只会在转化与转移间流转，这是热学留给我们最深刻的启示。正如热机总有损耗，人生亦难尽善尽美。愿同学们内化本章知识，既会辨析温度、热量、内能的区别，也懂得珍惜有限资源，在学习路上懂得付出与沉淀，把所学化为前行的力量。 热量定义：物体在热传递过程中内能改变的多少，用符号Q表示，单位是焦耳（J）。 补充细节：吸收热量时内能增加（如加热水），放出热量时内能减少（如冷却物体）。一根火柴完全燃烧放出的热量约为 1.0×103J。 热量与物体属性的关系：吸收或放出的热量取决于物体质量（m）和温度变化（Δt）。 补充细节：实验表明，热量Q与质量m和温度变化Δt成正比。即Q∝mΔt。焦耳实验得出：1kg纯水温度升高1℃吸收的热量为 4.2×103J（同样适用于降低1℃时放热）。 规律总结：热量计算公式可推导为Q=cmΔt（c为比热容，文中未明确定义，但隐含了水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)）。 实验1：探究水的吸热与温度变化的关系 方法：使用铁架台、酒精灯、温度计等器材，加热100g水，记录每升高3℃所需时间（代表吸热量）。 结论：当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度成正比（即Δt增加，Q增加）。 实验2：探究水的吸热与质量的关系 方法：类似实验1，但改变水的质量，保持温度变化相同。 结论：当温度变化相同时，水吸收的热量与质量成正比​（即m增加，Q增加）。 规律总结：综合实验，热量Q与质量m和温度变化Δt成正比（Q∝mΔt）。这适用于所有物体温度升高或降低时。 热值定义：某种燃料完全燃烧时放出的热量与燃料质量之比，用符号q表示。 补充细节：单位是J/kg（固体、液体燃料）或J/m³（气体燃料）。热值反映燃料的“能量密度”，如汽油热值高，放热多。 热值计算公式：Q = qm（m为燃料质量）；Q = qV（V为燃料体积）。 补充细节：实际燃烧中，燃料往往不完全燃烧，实际放热量小于计算值（如煤炉热效率仅15%-90%）。改善燃烧条件可提高效率，减少污染。 西气东输工程：作为能源应用案例，天然气热值高（3.3×107~4.5×107J/m³），清洁环保。工程优化能源结构，提高天然气使用比例（从2003年2.4%到2021年8.9%），支持“双碳”目标。 科学饮食与运动：基于热量概念，青少年每日热量需求与年龄、性别相关（如13~15岁男生需 1.0×107J）。 补充细节：营养物质释放热量（脂肪 3.91×104J/g），运动消耗热量（如打篮球10分钟消耗 3.8×105J）。规律：平衡摄入与消耗可预防肥胖。 关键规律背诵： 热量Q∝m Δt（质量与温度变化正比）。 热值q = Q / m，计算公式Q = qm。 重点内容：比热容是物质的一种属性，表示物质吸热或放热的能力。数值上等于1kg物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。 单位：焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)），符号为c。 规律总结：比热容大的物质（如水），温度变化慢；比热容小的物质（如砂石），温度变化快。这解释了为什么沿海地区昼夜温差小（海水比热容大），而沙漠地区昼夜温差大（砂石比热容小）。 补充细节：从表12-3-2可知，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，是常见物质中最大的；铅的比热容最小，为0.13×103J/(kg·℃)。背诵口诀：“水大砂小，温差悬殊；比热容定，热量出入。” 重点内容：通过水和砂石的对比实验，证明质量相等的不同物质，在升高相同温度时，吸收的热量不同。 实验目的：比较水和砂石的吸热性能。 实验器材：100g水、100g干燥砂石、相同规格烧杯、酒精灯、搅拌棒。实验强调控制变量：质量相等、加热时间相同。 实验步骤（补充细节便于理解）： 起始温度记录：如18℃（根据教材示例）。 用同一酒精灯加热，同时搅拌确保受热均匀。 分析数据：加热相同时间，砂石温度升高更快，说明砂石比热容小，吸热性能差。 实验结论：质量相等的水和砂石，升高相同温度时，砂石需要更短的加热时间（吸收热量少）。规律：比热容小的物质升温快。 要点：实验变量——质量、温度变化、加热时间；结论——吸热性能与物质种类相关。 重点内容：比热容公式为 ，其中Q为热量（J），m为质量（kg），Δt为温度变化（℃）。 公式推导：吸热公式：Q吸=cm(t2-t1)（温度升高时）。放热公式：Q放=cm(t1-t2)（温度降低时），单位相同。 补充细节：公式表明热量与质量、温度变化和比热容成正比。背诵技巧：联想“Q=cmΔt”，c是核心属性。 重点内容：使用公式Q=cmΔt计算热量，注意区分吸热和放热。 实际应用： 用水取暖（如暖气片）：水的比热容大，降低温度时放出大量热量，适合供暖。 用水降温（如发动机冷却）：水的比热容大，升高温度时吸收大量热量，防止过热。 总结规律 比热容定义： ，是物质固有属性，只与物质种类和状态有关。 物质对比：水（c大）VS砂石（c小），导致沿海温差小、沙漠温差大。 热量计算：Q= cmΔt，注意吸热（温度升）和放热（温度降）公式差异。 定义：热机是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，再通过做功将内能转化为机械能的装置。 能量转化路径：化学能→内能→机械能 种类：蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等。 社会作用：替代人力工具（如收割机替代镰刀），大幅提高生产效率；推动交通运输革命（列车、远洋巨轮、飞机）；实现人类飞天梦（火箭发动机）。 1．燃料：汽油（气缸内部燃烧）。 2．主要构造： 部件 作用 ​气缸 燃烧汽油，产生高温高压燃气 ​活塞 被燃气推动做功，内能→机械能 ​火花塞 点火装置，引燃混合气 进气门和排气门 控制混合气进入和废气排出 3．工作循环（四冲程） 吸气冲程：进气门开，混合气进入气缸。 压缩冲程：气门关闭，活塞上行压缩混合气→内能增大，温度升高。 做功冲程：火花塞点火，燃气爆炸推动活塞下行→唯一对外做功的冲程（内能→机械能）。 排气冲程：排气门开，活塞上行排出废气。 关键点：除做功冲程外，其余冲程依赖飞轮惯性完成。 燃料：柴油（更便宜，热值高）。 点火方式：​压燃式（无火花塞，喷油嘴高压喷油自燃）。 优缺点： 优点：效率高（约45%），节能且CO₂排放少； 缺点：笨重、噪声大、成本高。 应用：载货汽车、轮船、拖拉机；技术进步后小型高速柴油机逐步推广。 1．效率公式： 。 汽油机：20%~30%；柴油机：约45% 2．环境污染：废气含有害物质（如CO、氮氧化物），污染空气；高温废气加剧温室效应。 3．改进措施：严格尾气排放标准（如国六标准）；提升燃油品质；发展新技术（电控喷射、涡轮增压）；推广新能源车（电动汽车、混合动力车）。 $