2.2 物体的内能（讲义）科学新教材浙教版九年级上册

本讲义聚焦物体的内能这一核心知识点，从微观视角构建内能概念，系统梳理分子动能与势能的总和，明确温度、质量、状态等影响因素，衔接改变内能的做功与热传递途径，通过对比表格区分温度、热量、内能，延伸比热容应用及燃料热值计算，形成完整知识支架。 资料以实验探究为特色，设计弯折铁丝、压缩空气引火等微型实验培养探究实践能力，结合空调制冷、冲泡杭白菊等生活实例深化科学观念，分层练习题（基础通关、素养提升）助力课中教学互动与课后查漏补缺，有效提升科学思维与应用能力。

第2章 能的转化与能量守恒 第2节 物体的内能 课标要点 1、从微观视角认识内能；知道一切物体都有内能；简单描述内能与温度、质量、物态的关系；区分内能与机械能。 2、知道改变内能两条途径：做功、热传递；了解克服摩擦做功、压缩 / 气体膨胀做功与内能变化；热传递过程中用热量量度内能转移，区分温度、内能、热量三个概念。 3、通过实验了解比热容；能用水比热容大解释自然与生活现象；会吸放热简单计算 。 4、认识燃料热值；了解化学能向内能转化 学习重难点 重点：做功、热传递改变内能实例辨析;温度、内能、热量概念区分;比热容现象解释与基础计算 难点:晶体熔化 / 液体沸腾：吸热内能增加、温度不变;区分 “吸收热量” 和 “温度升高” 不存在绝对一一对应;内能、机械能相互转化综合分析;比热容图像分析、多物体热平衡简单计算 知识点 内能 内能的改变 （一）内能 (1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能越大。 (2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。 (3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)。 (4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。 （二）物体内能的改变 (1)热传递可以改变物体的内能 ①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。 ②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。 ③内能变化的量度：用热量来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。 ④热传递的实质：是内能从高温物体(或同一物体的高温部分)传递到低温物体(或同一物体的低温部分)。 (2)做功可以改变物体的内能 ①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下： 压缩体积(如：用打气简打气) 摩擦生热(如：钻木取火) 锻打物体(如：用铁锤敲打铁块) 弯折物体 (如： 来回多次拧弯细铁丝 ) ②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会减少，如气体体积膨胀 ③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能。可见，功可以用来量度内能改变的多少。 （三）温度、热量、内能之间的区别与联系 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少” 单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J) 联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 【能力拓展】 (1)热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“含有”或“具有”来表述，热量的单位是焦耳。 (2)热传递有三种方式，分别是传导、对流和热辐射。 (3)物体的内能可以通过做功和热传递两种方式来改变，由于它们在改变物体内能上产生的效果相同，所以我们说做功和热传递在改变物体的内能作用上是等效的，但它们也有本质上的不同。 用做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化，或者说是能的形式的转化。例如：用锯条锯木头，是用做功的方法使锯条的内能增加温度升高的，其中能量的转化是机械能转化为内能。 用热传递的方法使物体内能发生变化，其本质是内能的转移。例如：烧红的铁块放进冷水中，内能从高温的铁块转移到低温的水中。 随学随练 1. 空调制冷的工作原理如图所示，气态制冷剂被压缩机压缩后温度升高，经过室外冷凝器时，气态制冷剂向外释放热量变成液态，液态制冷剂经过膨胀阀后流入室内蒸发器，在蒸发器中，制冷剂吸收室内热量，由液态变为气态，完成一个工作循环。关于空调制冷过程，下列说法正确的是（　　） A．压缩机通过热传递的方式改变制冷剂的内能 B．制冷剂在冷凝器中释放热量发生了凝固现象 C．制冷剂在蒸发器中吸收热量发生了汽化现象 D．整个循环过程中，制冷剂的内能保持不变 【答案】C 【解答】解：A、压缩机压缩制冷剂时，通过对制冷剂做功的方式改变其内能，并非热传递，故A错误。 B、冷凝器中，气态制冷剂变为液态，这是液化现象；而凝固是物质由液态变为固态的过程，故B错误。 C、蒸发器中，液态制冷剂吸收热量汽化为气态，这是空调制冷过程中的关键步骤，符合物理规律，故C正确。 D、制冷剂在循环中，压缩时内能增加、冷凝时内能减少、蒸发时内能再次增加，内能处于动态变化中，并非保持不变，故D错误。 故选：C。 2. 冲泡杭白菊的一般方法如下：将干燥的菊花放入杯中，倒入95℃左右的沸水，待菊花完全舒展后，茶汤温度也下降至适宜饮用的60℃左右。此过程中有关温度、内能、热量的说法正确的是（　　） A．冲泡时，杭白菊吸收热量，使其内能增加 B．冲泡时，沸水的温度降低，因此它的热量减少 C．95℃的沸水和60℃的茶汤，前者的温度高，内能小 D．95℃的沸水和60℃的茶汤，前者含有的热量多，内能大 【答案】A 【解答】解；A．冲泡时，沸水温度高，菊花温度低，发生热传递，菊花吸收热量，内能增加，故A正确。 BD．热量是过程量，只能说“吸收或放出热量”，不能说“热量减少或含有热量”，故BD错误。 C．内能不只看温度，还和质量、状态有关，题目没给质量，无法直接比较内能大小，故C错误。 故选：A。 知识点 比热容与热量计算 （一）比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作焦每千克摄氏度。 (2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2x103焦。 (3)水的比热容的特点和应用：一定质量的水升高(或降低)一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点， 我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收(或放出)相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。 （二）热量的计算公式 (1)吸热公式： Q吸=cm( t-to)。 式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，to表示物体加热前的温度,t表示物体加热后的温度,“t-to”表示升高的温度，有时可用△to表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△to (2)放热公式：Q放=cm (to-t)。 式中c、m的含义不变，to表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“to-t”表示降低的温度，有时可用△to表示，此时放热公式可写成Q放=cm△to (3)热量计算的一般式： Q=cm△t △t表示温度的变化量。 可见，物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。 Q吸与Q放公式中各物理量的单位：比热容C的单位是焦/(千克.℃),质量m的单位是千克，温度(t、t或△to)的单位是℃(摄氏度)，热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。 (4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放 (热平衡方程)。 随学随练 3. 冰在熔化成水的过程中，下列判断正确的是（　　） A．比热容改变，内能和温度不变 B．比热容改变，内能增加，温度不变 C．比热容、内能和温度都增加 D．比热容、内能和温度都不变 【答案】B 【解答】解：冰在熔化过程中，吸收热量，而温度保持不变，但内能在增加，由于比热容与物质的种类和物质所处的状态有关，当冰熔化成水后，比热容变大； 故选：B。 4. 在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的a、b两种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像（如图）。由图可知（　　） A．相同时间内a 中加热器产生的热量比b中的多 B．a和b 的吸热能力都随着温度的升高不断增大 C．升高相同温度a所用时间比b多，a的吸热能力比b强 D．相同时间内a升高的温度比b少，a的吸热能力比b弱 【答案】C 【解答】解：A、电热棒规格相同，加热时间也相同，可知产生的热量相同，故A错误； B、a和b的吸热能力是物质的属性，不会随着温度的升高不断增大，故B错误； CD、由图可知，升高相同的温度，a需要加热的时间更长，说明a吸收的热量更多，即a的吸热能力更强，故C正确，D错误。 故选：C。 知识点 燃料的热值 （一）定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。 （二）单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4x107焦。 （三）能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。 （四）热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。 （五）燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=mq。其中m代表燃料的质量,其单位为千克,q代表燃料的热值，其单位为焦/千克，Q代表热量，其单位为焦。 （六）燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。 注意：对于热值的定义，我们要抓住其中的三个关键词：1千克、某种燃料、完全燃烧。 ①“1千克”指出热值是对一定质量的燃料而言的，这一定质量是1千克。如果燃烧的不是1千克的燃料，那么，完全燃烧时放出的热量与热值的大小便不同。 ②“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关。确定的燃料有确定的热值，不同的燃料一般有不同的热值。由此可见，热值反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映1千克的这种燃料完全燃烧时放出的热量多,或者说化学能转化成的内能多。 ③“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1千克某种燃料只有在完全燃烧时放出的热量才是这种燃料的热值，如果没有完全燃烧，放出的热量就比热值的值小。利用Q放=mq计算燃料燃烧放出的热量是理论值，因为在实际情况下，燃料不可能是完全燃烧的。 【能力拓展】 热平衡方程与热效率方程：燃料燃烧放出的热量被其他物质吸收，则燃料释放出的热量应该等于其他物质吸收的热量，即Q吸=Q放但是一般情况下，燃料燃烧后产生的热量不能被完全利用，有一部分热量会散失掉，而被有效吸收的热量只占燃料放出的热量的一部分，我们将被有效吸收的热量与燃料放出的总热量的比值称为燃料的利用率，用η表示，则η=Q吸/Q放 ×100%。 随学随练 5. 如图是某学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的科学知识分析正确的是（　　） A．室外温度为0℃时，木柴的内能为零 B．木柴燃烧放出的热量越多，木柴的热值越大 C．若未燃烧的木柴温度升高，内能增加 D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变 【答案】C 【解答】解：A、自然界一切物体在任何情况下都有内能，所以室外温度为0℃时，木柴的内能不为零，故A错误； B、热值是燃料的一种特性，与燃烧程度、放出热量的多少无关，故B错误； C、同一物体，温度升高，内能增加，若未燃烧的木柴温度升高，内能增加，故C正确； D、灭火器在使用过程中对外做功，内能减少，故D错误。 故选：C。 6. 为了比较两种燃料的热值，小科采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验。选用了相同质量的燃料a和燃料b，测出了从开始到燃尽时各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像（已知实验中使用相同的烧杯，加入初温相同的等体积水）。 （1）实验中要用到的测量仪器除了温度计、秒表、量筒外，还需要有　 　 。 （2）实验根据　 　 来比较两种燃料放出热量的多少。 （3）根据图乙，可初步判断燃料　 　 （填“a”或“b”）的热值大。 （4）小科认为，如果考虑实际情况、实验过程中会存在热量的散失，测得的燃料的热值比理论值　 　 （“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）天平；（2）水升高的温度；（3）b；（4）偏小。 【解答】解：（1）为了比较两种燃料的热值，实验中应控制燃料燃烧的质量相同，实验中用到的测量工具除了温度计、秒表、量筒外，还需要天平； （2）由转换法，根据水升高的温度比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，则b的热值大； （4）由于燃料不一定完全燃烧，且给水加热时有热损失，他的计算结果与理论值相比偏小。 故答案为：（1）天平；（2）水升高的温度；（3）b；（4）偏小。 题型 课堂微型拓展实验 实验 1 弯折铁丝做功（做功改变内能） 器材：粗铁丝、手指 步骤 触摸铁丝，感受初始温度；快速反复弯折同一位置 10～20 次；立刻触摸弯折处。 现象：弯折部位明显发烫。 结论：人对铁丝做功，机械能转化为内能，内能增大、温度升高。 实验 2 打气筒打气发热（摩擦 + 压缩气体双重升温） 器材：普通打气筒、气球 步骤 先感受打气筒筒壁温度；连续快速打气 1 分钟；握住筒壁感受温度。 现象：筒壁显著发热。 辨析关键点：不仅是活塞摩擦，更主要是压缩空气做功。 结论：压缩气体，外界对气体做功，气体内能增加、温度升高。 实验 3 压缩空气引火实验（课本演示拓展） 器材：压缩空气引火仪、硝化棉 步骤 放入少量硝化棉；快速用力下压活塞（严禁缓慢下压）。 现象：筒内瞬间出现火光，硝化棉燃烧。 结论：快速压缩空气做功，机械能→内能；温度达到硝化棉着火点。 拓展设问：缓慢下压为什么不易点燃？热量慢慢向外散失，温度升不高。 活学活用 7. 如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。 （1）实验前，检查图甲装置的气密性：往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞 （选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”），则说明该装置气密性好； （2）由乙图分析可知，打气筒打气 秒后，橡皮塞弹出，出现了白雾现象，白雾主要是 （填“瓶内气体”或“瓶外气体”）液化形成的小液滴； （3）以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是 。 A．用锤子敲打钉子时，钉子变热 B．从滑梯上滑落，臀部变热 C．用燃气灶加热水，水温升高 D．手捂热水袋，手会变暖和 【答案】（1）仍能返回原来刻度处； （2）5；瓶内气体； （3）AB。 【解答】解：（1）往外拉动注射器活塞，会使装置内气压减小，若装置气密性好，外界大气压会使活塞仍能返回原来刻度处；若装置漏气，活塞就会因内外气压差无法回到原来位置。 （2）根据图乙可知，5秒后圆底烧瓶内温度下降。用气筒向玻璃瓶内打气，瓶内气体压强增大，瓶内气体对塞子做功，塞子弹起；瓶内气体对塞子做功，瓶内气体内能减少，温度降低，瓶内的水蒸气（包括酒精蒸汽）遇冷液化成小液滴，从而出现白雾。 （3）图乙中AB段是通过打气筒对烧瓶内气体做功，使气体内能增加，温度升高。A、用锤子敲打钉子时，锤子对钉子做功，使钉子内能增加变热；B、从滑滑梯上滑落，臀部与滑梯摩擦做功，使臀部内能增加变热，这两个选项都是通过做功的方式改变物体内能；C、用燃气灶加热水是通过热传递使水的内能增加；D、手捂热水袋使手变暖和也是通过热传递改变内能。所以与AB段改变内能方式相同的是AB。 故答案为：（1）仍能返回原来刻度处； （2）5；瓶内气体； （3）AB。 8. 图甲所示，用活塞式打气筒为轮胎打气的过程中，发现气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高。筒壁温度为什么升高呢？小科认为可能有以下原因： 原因1：活塞压缩气体做功，气体内能增大，温度升高，并通过热传递使筒壁温度升高。 原因2：活塞克服筒壁摩擦做功，使筒壁内能增大，温度升高。 （1）经讨论，同学们一致认为不可能只有原因2引起筒壁发热，理由是： 。 （2）在老师的指导下，设计了如图乙装置进行进一步验证。 第1步：实验前，用温度传感器测出被测部位的温度为T0。 第2步：关闭K，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T1。 第3步：打开K，待被测部位温度恢复为T0，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T2。 【讨论交流】 （3）打开K，可以排除原因 （选“1”或“2”）对筒壁底部温度升高的影响。 （4）根据实验测量结果：T1﹣T0＞0，T2﹣T0＞0，T1＞T2，试分析导致筒壁底部发热的原因： 。 【答案】（1）筒壁上下温度不同；（3）1；（4）压缩空气做功和克服摩擦做功共同导致的。 【解答】解：（1）因为只是活塞克服筒壁摩擦做功，筒壁发生摩擦的各个位置应该温度相同，但实际是“气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高”，所以不可能只有原因2引起筒壁发热； （3）打开K，活塞下压时，气体直接排除，不会形成压缩空气，只存在活塞与筒壁的摩擦，可以排除原因1对筒壁底部温度升高的影响； （4）T2﹣T0＞0说明克服摩擦做功可以使筒壁底部升温，T1﹣T0＞0和T1＞T2，说明压缩空气做功也能使筒壁底部升温，并且压缩空气做功和克服摩擦做功是同时导致筒壁底部升温。 故答案为：（1）筒壁上下温度不同；（3）1；（4）压缩空气做功和克服摩擦做功共同导致的。 基础通关 1. 如图为两个光滑的弧面和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧弧面的a点静止释放。忽略空气阻力，下列有关说法正确的是（　　） A．物体能到达c点 B．经b点时，物体的动能最大 C．物体质量越大，经b点时速度越大 D．物体在水平面运动时，内能增加 【答案】D 【解答】解：将质量为m的物体从左侧弧面的a点静止释放，物体到达水平面时动能最大。忽略空气阻力，物体在粗糙的水平面上克服摩擦力做功，机械能减小，内能增加；根据两个光滑的弧面mghmv2可知，经b点时速度跟物体质量无关，故ABC错误，D正确。 故选：D。 9. 如图所示为热水与冷水混合后温度随时间变化的图像（不考虑热量散失）。下列说法正确的是（　　） A．热水冷却时温度匀速下降 B．达到热平衡时的温度为50℃ C．冷水的质量比热水的质量多 D．热水放出的热量比冷水吸收的热量多 【答案】C 【解答】解：A．由图像可知，热水在0～200s内温度从70℃下降到50℃，下降了20℃，在200～400s内温度从50℃下降到40℃，下降了10℃，温度下降的速度越来越慢，不是匀速下降，故A错误； B．由图像可知，两条曲线在400s时汇合，之后温度保持在40℃不变，所以达到热平衡时的温度为40℃，故B错误； C．不考虑热量散失，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，即Q放＝Q吸，由图像可知热水的初温为70℃，冷水的初温为30℃，热平衡时的末温为40℃，则热水的温度变化量Δt热＝70℃﹣40℃＝30℃，冷水的温度变化量Δt冷＝40℃﹣30℃＝10℃，根据c水m热Δt热＝c水m冷Δt冷，m热×30℃＝m冷×10℃，m冷＝3m热，即冷水的质量比热水的质量多，故C正确； D．题目明确说明不考虑热量散失，根据热平衡方程可知，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，故D错误。 故选：C。 10. 如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（　　） A．吸热，内能增加 B．吸热，内能减少 C．放热，内能增加 D．放热，内能减少 【答案】A 【解答】解：点灯后，水吸收热量，温度升高，内能增加。 故选：A。 11. 如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，玻璃瓶内产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能 B．冲出的水蒸气内能减小，温度降低，使吸管处出现白雾 C．蒸汽推动小船前进，小船的动能增大，重力势能不变 D．蒸汽小船开始前进和最后停止两种状态相比，所受的浮力减小 【答案】C 【解答】解：A、加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能，故A正确； B、吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低，故B正确； C、蒸汽推动小船前进，水蒸气的质量减小，速度增大，小船的动能增大，同时小船在水面上，高度不变，重力势能会减小，故C错误。 D、小船始终漂浮在水面上，根据漂浮条件，浮力等于重力。开始前进时，瓶内水较多，总质量大，重力大，浮力大；最后停止时，瓶内水减少，总质量减小，重力减小，浮力随之减小，故D正确。 故选：C。 12. 云南咖啡香气馥郁，一杯咖啡的制作要经过生豆翻炒、石磨研磨、加水煮沸的过程。下列说法正确的是（　　） A．咖啡豆研磨成粉，质量变大 B．闻到咖啡香味是因为分子在不停地做无规则运动 C．咖啡粉加水煮沸是通过做功的方式改变内能 D．咖啡沸腾过程中，液体温度持续升高 【答案】B 【解答】解：A、咖啡豆研磨成粉的过程中，只是物质的形状和状态发生了改变，其所含物质的多少并没有变化，即质量不变，故A错误。 B、能闻到咖啡香味，是因为咖啡中的香气分子在不停地做无规则运动，扩散到空气中，被人闻到，故B正确。 C、咖啡粉加水煮沸是通过热传递的方式改变内能，而不是做功。热传递是由于温度差引起的内能转移现象，在这个过程中，火焰放出热量传递给咖啡粉和水，使其内能增加，温度升高，故C错误。 D、咖啡沸腾过程中，吸收热量，但液体温度保持不变，这是液体沸腾的特点，故D错误。 故选：B。 13. 关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　） A．同一物体温度升高，它的内能一定增大 B．温度为0℃的物体没有内能 C．热传递是改变物体内能唯一的方法 D．温度相等的一杯水和一桶水的内能相同 【答案】A 【解答】解：A、同一物体温度升高，分子无规则运动剧烈程度加大，它的内能一定增大。故A正确； B、物体在任何温度都具有内能。故B错误； C、做功和热传递是改变物体内能的两种方法。故C错误； D、内能的大小由温度、质量、状态、体积等方面的影响，当温度相同时，当然是质量大的一桶水内能多。故D错误。 故选：A。 14. 西湖龙井以“色绿、香郁、味醇、形美”四绝闻名。小科发现喝茶过程中蕴含着丰富的科学知识，下列说法合理的是（　　） A．杯口冒出的“白气”是水汽化形成的 B．向杯口不断吹气是通过做功来降温 C．热茶有内能，冷的茶就不具有内能 D．茶香扑鼻是因为分子在不停地做无规则运动 【答案】D 【解答】解：A、杯口冒出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠。汽化是物质由液态变为气态的过程，而“白气”是气态水蒸气液化后的液态小水珠，并非汽化现象，故A错误。 B、向杯口吹气时，加快了杯口上方空气的流动速度，从而加快了茶水的蒸发。蒸发过程需要吸收热量，使茶水温度降低，此过程是通过热传递改变内能，而非做功，故B错误。 C、内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，一切物体在任何温度下都具有内能。冷的茶分子仍在运动，分子间也存在相互作用，因此冷的茶同样具有内能，故C错误。 D、茶香扑鼻是扩散现象，扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，故D正确。 故选：D。 15. 近年来，一款特色风味的黄油年糕成了烘焙店里的人气单品。店家将裹有黄油的年糕放入烤箱烤制，出炉后香气四溢，广受食客青睐。下列说法正确的是（　　） A．刚出炉的黄油年糕很烫，是因为黄油年糕含有的热量很多 B．烤制年糕时黄油香味在烘焙店内四溢，这是扩散现象 C．冰箱里冷藏的黄油的温度很低，其分子不做热运动 D．黄油年糕刚放入烤箱时，烤箱内的热空气将温度传递给黄油年糕 【答案】B 【解答】解：A、热量是热传递过程中内能转移的量度，是过程量，不能用“含有”“具有”来描述，只能说“吸收热量”或“放出热量”。年糕烫是因为温度高，内能大，而非含有的热量多。故A错误。 B、扩散现象是指不同物质相互接触时彼此进入对方的现象，黄油的香味分子扩散到空气中，充满整个烘焙店，属于扩散现象。故B正确。 C、分子热运动是一切物质的固有属性，温度越低，分子热运动越缓慢，但永远不会停止。故C错误。 D、热传递的本质是内能的转移，传递的是热量，温度是状态量，不能被传递。故D错误。 故选：B。 素养提升 16. 直线下降一定比曲线快吗？科技馆的展厅里有一个演示装置（图甲），其示意图如图乙所示。将两个完全相同的小球M、N从同一高度同时由静止释放（不计摩擦和空气阻力），分别沿直轨道和弧形轨道运动，N球先到达终点。下列说法正确的是（　　） A．释放时，两球的重力势能不同 B．运动中，N球的机械能大于M球 C．到达各自轨道中点时，N球的动能大于M球 D．运动过程中，两球的内能逐渐增大 【答案】C 【解答】解：A．重力势能的影响因素是质量和高度，两个小球完全相同，又从同一高度静止释放，高度相同、质量相同，所以它们的重力势能是相同的，故A错误； B．不计摩擦和空气阻力，机械能守恒，且初始机械能相同，所以运动中N球和M球的机械能是相等的，故B错误； C．由于N球先到达终点，且路程较长，故整体的平均速度较大，对于一半时，弧形轨道一开始更陡，小球N在运动初期下落得更快，N球的速度比M球大，而两个小球质量相同，速度大的动能就大，所以N球的动能大于M球的动能，故C正确； D．因为不计摩擦和空气阻力，小球运动时不会有能量转化为内能，所以它们的内能不会变大，故D错误。 故选：C。 17. 曾侯乙墓出土过一种特殊的铜冰鉴式保温器。这种保温器分内外两层，外为一方鉴，内装一方壶。盛夏之时，方鉴盛冰，内方壶盛食物或酒水，起冷藏和保温作用。下列关于保温器中蕴含的物理知识说法正确的是（　　） A．方鉴中的冰温度很低所以没有内能 B．冰块受热熔化成水的过程中内能不变 C．方壶内的食物是通过热传递的方式减少内能 D．方壶内的食物放出的热量一定等于方鉴中的冰块吸收的热量 【答案】C 【解答】解：A．内能是物体内部分子热运动的动能和势能的总和，一切物体在任何温度下都具有内能，方鉴中的冰虽然温度很低，但仍然具有内能，故A错误。 B．冰块熔化成水的过程中，需要持续吸收热量，温度不变，但内能增大，故B错误。 C．方壶内的食物温度较高，冰块温度较低，热量会从食物传递到冰块，食物通过热传递的方式放出热量，内能减少，故C正确。 D．食物放出的热量，一部分被冰块吸收，还有一部分会散失到周围环境中，因此食物放出的热量不等于冰块吸收的热量，故D错误。 故选：C。 18. 戴眼镜会对生活造成诸多不便，如冬天喝开水时常会使眼镜起“雾”模糊看不清。下列关于镜片上“雾”的说法正确的是（　　） A．“雾”是水蒸气 B．“雾”的形成过程中放出热量 C．“雾”的形成是汽化现象 D．“雾”的形成过程中内能不变 【答案】B 【解答】解：A、“雾”属于小水滴，故A错误； BC、“雾”是水蒸气的液化形成的，液化放出热量，内能减小，故B正确，CD错误。 故选：B。 19. 在2026年机器人马拉松比赛中，机器人打破了人类半马世界纪录。下列说法错误的是（　　） A．机器人站立时受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力 B．以奔跑的机器人为参照物，路边的广告牌是运动的 C．机器人齿轮转动摩擦发烫，属于热传递改变物体内能 D．机器人蹬地前进，说明物体间力的作用是相互的 【答案】C 【解答】解：A、机器人站立时受到的重力和地面对它的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上，是一对平衡力，故A正确； B、以奔跑的机器人为参照物，路边的广告牌的位置不断变化，是运动的，故B正确； C、机器人齿轮转动摩擦发烫，是因为克服摩擦做功，机械能转化为内能，使齿轮的温度升高，属于做功改变物体内能，故C错误； D、机器人蹬地时，地面会给机器人一个向前的反作用力，使机器人前进，说明物体间力的作用是相互的，故D正确。 故选：C。 迁移创新 20. 实验小组利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等仪器，探究了“做功与物体内能变化间的关系”。 ①将温度计的探头放入气压式喷雾器内，测得喷雾器内气体的温度如图甲所示。 ②关闭喷嘴处的阀门，接着用手向下快速按压活塞，喷雾器内气体的温度如图乙所示。 ③打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内部分气体时，喷雾器前的小叶轮转动，喷雾器内气体的温度如图丙所示。 （1）该实验是通过 的变化来反映气体内能的变化。 （2）比较 两图可知，外界对气体做功，气体的内能增大。 （3）图丙实验中，气体的内能转化为小叶轮的 能。 （4）小科受到上述实验的启发，组装了一个图丁所示的汽轮机模型。实验时，向烧瓶内注入适量水，用酒精灯将水加热，一段时间后叶轮才开始转动，原因是 。 【答案】（1）温度计示数；（2）甲和乙；（3）机械；（4）加热时间不足，无法产生足够的水蒸气来推动叶轮转动。 【解答】解：（1）实验中有数字式温度计，可以测量气体的温度，该实验通过温度计示数的变化来反映气体内能的变化，这是转换法的应用。 （2）比较甲和乙两图，手压活塞，对壶内气体做功，观察到气体温度上升，即气体内能增大，所以外界对气体做功，气体的内能增加； （3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出壶内一部分气体时，里面的气体对外做功，内能减小，喷雾器前的小风扇转动，风扇的机械能增大，所以，此时气体的内能转化为风扇的机械能。 （4）水的温度达到沸点且持续吸热才能沸腾产生大量的水蒸气，当产生的水蒸气足够多时，喷出的压力足够大时才能推动叶轮转动，加热一段时间后叶轮才开始转动，原因是加热时间不足，无法产生足够的水蒸气来推动叶轮转动。 故答案为：（1）温度计示数；（2）甲和乙；（3）机械；（4）加热时间不足，无法产生足够的水蒸气来推动叶轮转动。 21. 为比较两种液体的吸热能力，小军用图1中两个相同的装置做实验，实验器材还有天平和钟表。收集的实验数据记录如下表。 物理量/物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃ 液体1 50 20 5 45 液体2 50 20 5 68 （1）某时刻温度计的示数如图2所示，此温度值是 ℃。 （2）实验中，用 间接反映液体吸收热量的多少。 （3）通过分析表中数据可知， （选填“液体1”或“液体2”）的吸热能力较强。 【答案】（1）26； （2）加热时间； （3）液体1。 【解答】解：（1）图乙中温度计的分度值为1℃，温度值是26℃。 （2）本实验使用相同的加热装置，相同加热时间内液体吸收的热量相等，因此用加热时间间接反映液体吸收热量的多少，属于转换法的应用。 （3）由表格数据可知，两种液体质量相等，加热时间相同，由转换法吸收热量相等，液体1升高的温度更小（液体1升温25℃，液体2升温48℃），因此液体1的吸热能力更强。 故答案为：（1）26； （2）加热时间； （3）液体1。 22. 小科在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2分钟记录一次温度。（已知ρ水＞ρ煤油） （1）如图甲所示是小科的实验情景，其中一处有明显错误，请指出错误之处： 。 （2）该实验中用 （填“加热时间”或“升高的温度”）表示物质吸收热量的多少。 （3）纠正错误后继续实验，小科根据实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容为 J/（kg•℃）。 （4）如图丙所示，若将物质吸热升温和柱形容器盛水水面升高做类比，则可以将比热容和容器的 （填字母）做类比。 A.高度 B.底面积 C.容积 D.表面积 【答案】（1）没有控制液体的质量相同；（2）加热时间；（3）2.1×103；（4）B。 【解答】解：（1）要探究不同物质的吸热能力，需要控制液体的质量相同，图甲中液面相平，液体的体积相同，由于液体的密度不相同，根据m＝ρV知液体的质量不相同，故甲图中的错误是没有控制液体的质量相同； （2）根据转换法，加热过程中，水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的； （3）由图乙可以看出，升高40℃，水要加热8分钟，煤油要4分钟，即升高相同的温度，煤油吸收的热量是水的，根据Q吸＝cmΔt可知，在质量和升高温度相同的情况下，比热容c与Q吸正比，故煤油的比热容是：c煤油4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）； （4）相同条件下升温越快，比热容越小；而相同体积的水在体积膨胀相同的情况下，底面积越小水面升高越大；如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高做类比，比热容和容器的底面积属性类似，选B。 故答案为：（1）没有控制液体的质量相同；（2）加热时间；（3）2.1×103；（4）B。 23. 蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。小科为了比较A、B两种蓄冷剂的蓄冷效果，进行了如下的实验探究： ①将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中，标明A、B，放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。 ②在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水，将冰袋从冰箱中拿出放入水中，并用隔热材料密封。 ③通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度。 如图是记录的A、B两蓄冷剂及容器①、②中水的温度随时间的变化曲线。 （1）0﹣t1，水和蓄冷剂之间发生热传递，其热传递方向为 。 （2）t1﹣t2，容器①中水温降低10℃，若热量全部被冰袋吸收，每克蓄冷剂A吸收的热量为 J。 （3）若运输路程较长，配送蛋糕时，选择蓄冷剂 更好，理由是 。 【答案】：（1）水到蓄冷剂； （2）210J；（3）A；蓄冷剂A的降温效果更好，能使蛋糕长时间保持低温。 【解答】解：（1）蓄冷剂是刚从冰箱取出的固体，温度较低，而水是室温下的液体，温度较高，所以热量从水传向蓄冷剂； （2）由题可知，500g水放出的热量： ， 所以每克蓄冷剂A吸收的热量为； （3）由上图可知，在相同时间内容器①中水温降低得更多，说明蓄冷剂A的降温效果更好，能使物质长时间保持低温，所以在深圳市内配送蛋糕时选择蓄冷剂A更好。 故答案为：（1）水到蓄冷剂； （2）210J；（3）A；蓄冷剂A的降温效果更好，能使蛋糕长时间保持低温。 24. 某中学某实验小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。 （1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是 。 A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加酒精量相同 C.取相同质量的水和另一种液体 D.盛放水和另一种液体的容器相同 （2）实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了 。 （3）根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，另一液体的比热容是 J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （4）若在该实验中收集到以下数据：水的质量为m，初温为t0末温为t1加热水的酒精燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2，盛水的烧杯吸收的热量经测量为Q0，水的比热容为c水，则酒精的热值表达式q＝ （不计其他热损失，用题中给定的物理量符号表示）。 【答案】（1）B； （2）转换法； （3）2.1×103； （4）。 【解答】解：（1）AD．采用完全相同的加热方式，是为了使热源放出相同的热量；放水和另一种液体的容器相同目的使水和未知液体在相同的时间吸收相同的热量；故AD有必要； B．酒精灯里所加酒精量相同，故B没有必要； C、根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要； 所以B选项多余。 （2）使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了转换法。 （3）根据图乙可知，升高30℃，水和某种液体加热时间分别为20min和10min，对应的吸热之比为1：2，根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，另一液体的比热容是 c4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。 （4）由Q吸＝cmΔt得水吸收的热量为Q吸水＝c水mΔt水＝c水m（t1﹣t0） 盛水的烧杯吸收的热量经测量为Q0，酒精完全燃烧释放的热量为Q放＝Q吸水+Q0＝c水m（t1﹣t0）+Q0 由Q放＝mq得，酒精的热值为 q。 故答案为：（1）B； （2）转换法； （3）2.1×103； （4）。 25. 如图甲所示，1个标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg的水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%．为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃．[q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，以上过程中问： （1）普通煤炉把壶内20℃，5kg的水烧开时，水吸收的热量是多少？ （2）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？ （3）双加热煤炉的烧水效率有多大？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）1标准大气压下水的沸点为100℃， 把壶内20℃，5kg水烧开，水吸收的热量： Q吸＝c水m水Δt1＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J； （2）普通煤炉的烧水效率为28%，由η可得煤完全燃烧放出的热量： Q放6×106J， 由Q放＝mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量： m煤0.2kg； （3）由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃， 则炉壁间水吸收的热量： Q吸′＝c水m水′Δt2＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×105J， 而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变， 所以，双加热煤炉中水吸收的总热量： Q吸总＝Q吸+Q吸′＝1.68×106J+8.4×105J＝2.52×106J； 由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变， 所以，双加热煤炉的烧水效率： η′100%100%＝42%。 答：（1）水吸收的热量是1.68×106J； （2）普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg； （3）双加热煤炉的烧水效率为42%。 26. 新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗12L的燃料。已知燃料的密度ρ＝0.75×103kg/m3，请计算： （1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧12L放出多少J的热量？ （2）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液温度升高从20℃升高到70℃，求防冻液的质量？[防冻液的比热容为4×103J/（kg•℃）] 【答案】（1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧放出4.14×108J的热量； （2）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液从20℃升高到70℃，防冻液的质量为1035kg。 【解答】解：（1）燃料的质量为：m＝ρV＝0.75×103kg/m3×12×10﹣3m3＝9kg； 燃料完全燃烧放出的热量为： Q放＝mq＝9kg×4.6×107J/kg＝4.14×108J； （2）防冻液吸收的热量为： Q吸＝Q放η′＝4.14×108J×50%＝2.07×108J， 防冻液的质量： m液1035kg。 答：（1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧放出4.14×108J的热量； （2）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液从20℃升高到70℃，防冻液的质量为1035kg。 27. 作人员采取了部分页岩气样品，经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%，为了确定其中是否还含有其它可燃性成分，现在在实验室进一步对其进行热值测试：假设所取样品气体的体积为1L，用它烧水，使得1kg的水温度升高了5℃，已知检测所用的烧水炉的效率为70%，天然气的热值为4.0×107J/m（ρ水＝1.0×103kg/m3）请根据以上信息计算： （1）检测过程中，水吸收的热量是多少？ （2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是多少？ （3）该页岩气样品的热值为多少？ 【答案】见试题解答内容 【解答】解： （1）水吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×5℃＝2.1×104J。 （2）页岩气样品所释放的热量： Q放3×104J； （3）1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，所以该页岩气样品的热值： q3×107J/m3。 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2章 能的转化与能量守恒 第2节 物体的内能 课标要点 1、从微观视角认识内能；知道一切物体都有内能；简单描述内能与温度、质量、物态的关系；区分内能与机械能。 2、知道改变内能两条途径：做功、热传递；了解克服摩擦做功、压缩 / 气体膨胀做功与内能变化；热传递过程中用热量量度内能转移，区分温度、内能、热量三个概念。 3、通过实验了解比热容；能用水比热容大解释自然与生活现象；会吸放热简单计算 。 4、认识燃料热值；了解化学能向内能转化 学习重难点 重点：做功、热传递改变内能实例辨析;温度、内能、热量概念区分;比热容现象解释与基础计算 难点:晶体熔化 / 液体沸腾：吸热内能增加、温度不变;区分 “吸收热量” 和 “温度升高” 不存在绝对一一对应;内能、机械能相互转化综合分析;比热容图像分析、多物体热平衡简单计算 知识点 内能 内能的改变 （一）内能 (1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能越大。 (2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。 (3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)。 (4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。 （二）物体内能的改变 (1)热传递可以改变物体的内能 ①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。 ②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。 ③内能变化的量度：用热量来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。 ④热传递的实质：是内能从高温物体(或同一物体的高温部分)传递到低温物体(或同一物体的低温部分)。 (2)做功可以改变物体的内能 ①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下： 压缩体积(如：用打气简打气) 摩擦生热(如：钻木取火) 锻打物体(如：用铁锤敲打铁块) 弯折物体 (如： 来回多次拧弯细铁丝 ) ②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会减少，如气体体积膨胀 ③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能。可见，功可以用来量度内能改变的多少。 （三）温度、热量、内能之间的区别与联系 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少” 单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J) 联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 【能力拓展】 (1)热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“含有”或“具有”来表述，热量的单位是焦耳。 (2)热传递有三种方式，分别是传导、对流和热辐射。 (3)物体的内能可以通过做功和热传递两种方式来改变，由于它们在改变物体内能上产生的效果相同，所以我们说做功和热传递在改变物体的内能作用上是等效的，但它们也有本质上的不同。 用做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化，或者说是能的形式的转化。例如：用锯条锯木头，是用做功的方法使锯条的内能增加温度升高的，其中能量的转化是机械能转化为内能。 用热传递的方法使物体内能发生变化，其本质是内能的转移。例如：烧红的铁块放进冷水中，内能从高温的铁块转移到低温的水中。 随学随练 1. 空调制冷的工作原理如图所示，气态制冷剂被压缩机压缩后温度升高，经过室外冷凝器时，气态制冷剂向外释放热量变成液态，液态制冷剂经过膨胀阀后流入室内蒸发器，在蒸发器中，制冷剂吸收室内热量，由液态变为气态，完成一个工作循环。关于空调制冷过程，下列说法正确的是（　　） A．压缩机通过热传递的方式改变制冷剂的内能 B．制冷剂在冷凝器中释放热量发生了凝固现象 C．制冷剂在蒸发器中吸收热量发生了汽化现象 D．整个循环过程中，制冷剂的内能保持不变 2. 冲泡杭白菊的一般方法如下：将干燥的菊花放入杯中，倒入95℃左右的沸水，待菊花完全舒展后，茶汤温度也下降至适宜饮用的60℃左右。此过程中有关温度、内能、热量的说法正确的是（　　） A．冲泡时，杭白菊吸收热量，使其内能增加 B．冲泡时，沸水的温度降低，因此它的热量减少 C．95℃的沸水和60℃的茶汤，前者的温度高，内能小 D．95℃的沸水和60℃的茶汤，前者含有的热量多，内能大 知识点 比热容与热量计算 （一）比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作焦每千克摄氏度。 (2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2x103焦。 (3)水的比热容的特点和应用：一定质量的水升高(或降低)一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点， 我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收(或放出)相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。 （二）热量的计算公式 (1)吸热公式： Q吸=cm( t-to)。 式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，to表示物体加热前的温度,t表示物体加热后的温度,“t-to”表示升高的温度，有时可用△to表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△to (2)放热公式：Q放=cm (to-t)。 式中c、m的含义不变，to表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“to-t”表示降低的温度，有时可用△to表示，此时放热公式可写成Q放=cm△to (3)热量计算的一般式： Q=cm△t △t表示温度的变化量。 可见，物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。 Q吸与Q放公式中各物理量的单位：比热容C的单位是焦/(千克.℃),质量m的单位是千克，温度(t、t或△to)的单位是℃(摄氏度)，热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。 (4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放 (热平衡方程)。 随学随练 3. 冰在熔化成水的过程中，下列判断正确的是（　　） A．比热容改变，内能和温度不变 B．比热容改变，内能增加，温度不变 C．比热容、内能和温度都增加 D．比热容、内能和温度都不变 4. 在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的a、b两种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像（如图）。由图可知（　　） A．相同时间内a 中加热器产生的热量比b中的多 B．a和b 的吸热能力都随着温度的升高不断增大 C．升高相同温度a所用时间比b多，a的吸热能力比b强 D．相同时间内a升高的温度比b少，a的吸热能力比b弱 知识点 燃料的热值 （一）定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。 （二）单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4x107焦。 （三）能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。 （四）热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。 （五）燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=mq。其中m代表燃料的质量,其单位为千克,q代表燃料的热值，其单位为焦/千克，Q代表热量，其单位为焦。 （六）燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。 注意：对于热值的定义，我们要抓住其中的三个关键词：1千克、某种燃料、完全燃烧。 ①“1千克”指出热值是对一定质量的燃料而言的，这一定质量是1千克。如果燃烧的不是1千克的燃料，那么，完全燃烧时放出的热量与热值的大小便不同。 ②“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关。确定的燃料有确定的热值，不同的燃料一般有不同的热值。由此可见，热值反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映1千克的这种燃料完全燃烧时放出的热量多,或者说化学能转化成的内能多。 ③“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1千克某种燃料只有在完全燃烧时放出的热量才是这种燃料的热值，如果没有完全燃烧，放出的热量就比热值的值小。利用Q放=mq计算燃料燃烧放出的热量是理论值，因为在实际情况下，燃料不可能是完全燃烧的。 【能力拓展】 热平衡方程与热效率方程：燃料燃烧放出的热量被其他物质吸收，则燃料释放出的热量应该等于其他物质吸收的热量，即Q吸=Q放但是一般情况下，燃料燃烧后产生的热量不能被完全利用，有一部分热量会散失掉，而被有效吸收的热量只占燃料放出的热量的一部分，我们将被有效吸收的热量与燃料放出的总热量的比值称为燃料的利用率，用η表示，则η=Q吸/Q放 ×100%。 随学随练 5. 如图是某学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的科学知识分析正确的是（　　） A．室外温度为0℃时，木柴的内能为零 B．木柴燃烧放出的热量越多，木柴的热值越大 C．若未燃烧的木柴温度升高，内能增加 D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变 6. 为了比较两种燃料的热值，小科采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验。选用了相同质量的燃料a和燃料b，测出了从开始到燃尽时各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像（已知实验中使用相同的烧杯，加入初温相同的等体积水）。 （1）实验中要用到的测量仪器除了温度计、秒表、量筒外，还需要有　 　 。 （2）实验根据　 　 来比较两种燃料放出热量的多少。 （3）根据图乙，可初步判断燃料　 　 （填“a”或“b”）的热值大。 （4）小科认为，如果考虑实际情况、实验过程中会存在热量的散失，测得的燃料的热值比理论值　 　 （“偏大”“偏小”或“不变”）。 题型 课堂微型拓展实验 实验 1 弯折铁丝做功（做功改变内能） 器材：粗铁丝、手指 步骤 触摸铁丝，感受初始温度；快速反复弯折同一位置 10～20 次；立刻触摸弯折处。 现象：弯折部位明显发烫。 结论：人对铁丝做功，机械能转化为内能，内能增大、温度升高。 实验 2 打气筒打气发热（摩擦 + 压缩气体双重升温） 器材：普通打气筒、气球 步骤 先感受打气筒筒壁温度；连续快速打气 1 分钟；握住筒壁感受温度。 现象：筒壁显著发热。 辨析关键点：不仅是活塞摩擦，更主要是压缩空气做功。 结论：压缩气体，外界对气体做功，气体内能增加、温度升高。 实验 3 压缩空气引火实验（课本演示拓展） 器材：压缩空气引火仪、硝化棉 步骤 放入少量硝化棉；快速用力下压活塞（严禁缓慢下压）。 现象：筒内瞬间出现火光，硝化棉燃烧。 结论：快速压缩空气做功，机械能→内能；温度达到硝化棉着火点。 拓展设问：缓慢下压为什么不易点燃？热量慢慢向外散失，温度升不高。 活学活用 7. 如图甲装置所示，探究“做功改变物体内能”，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器数据采集的数据，电脑处理得到如图乙所示图像。 （1）实验前，检查图甲装置的气密性：往外拉动注射器活塞，然后松手，若活塞 （选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”），则说明该装置气密性好； （2）由乙图分析可知，打气筒打气 秒后，橡皮塞弹出，出现了白雾现象，白雾主要是 （填“瓶内气体”或“瓶外气体”）液化形成的小液滴； （3）以下改变内能的方式中，与图乙中AB段相同的是 。 A．用锤子敲打钉子时，钉子变热 B．从滑梯上滑落，臀部变热 C．用燃气灶加热水，水温升高 D．手捂热水袋，手会变暖和 8. 图甲所示，用活塞式打气筒为轮胎打气的过程中，发现气筒上部筒壁只是略有发热，而气筒下部温度更高，气筒底部附近筒壁温度最高。筒壁温度为什么升高呢？小科认为可能有以下原因： 原因1：活塞压缩气体做功，气体内能增大，温度升高，并通过热传递使筒壁温度升高。 原因2：活塞克服筒壁摩擦做功，使筒壁内能增大，温度升高。 （1）经讨论，同学们一致认为不可能只有原因2引起筒壁发热，理由是： 。 （2）在老师的指导下，设计了如图乙装置进行进一步验证。 第1步：实验前，用温度传感器测出被测部位的温度为T0。 第2步：关闭K，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T1。 第3步：打开K，待被测部位温度恢复为T0，使活塞上下往复移动50次，记下被测部位温度T2。 【讨论交流】 （3）打开K，可以排除原因 （选“1”或“2”）对筒壁底部温度升高的影响。 （4）根据实验测量结果：T1﹣T0＞0，T2﹣T0＞0，T1＞T2，试分析导致筒壁底部发热的原因： 。 基础通关 1. 如图为两个光滑的弧面和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧弧面的a点静止释放。忽略空气阻力，下列有关说法正确的是（　　） A．物体能到达c点 B．经b点时，物体的动能最大 C．物体质量越大，经b点时速度越大 D．物体在水平面运动时，内能增加 9. 如图所示为热水与冷水混合后温度随时间变化的图像（不考虑热量散失）。下列说法正确的是（　　） A．热水冷却时温度匀速下降 B．达到热平衡时的温度为50℃ C．冷水的质量比热水的质量多 D．热水放出的热量比冷水吸收的热量多 10. 如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（　　） A．吸热，内能增加 B．吸热，内能减少 C．放热，内能增加 D．放热，内能减少 11. 如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，玻璃瓶内产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　） A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能 B．冲出的水蒸气内能减小，温度降低，使吸管处出现白雾 C．蒸汽推动小船前进，小船的动能增大，重力势能不变 D．蒸汽小船开始前进和最后停止两种状态相比，所受的浮力减小 12. 云南咖啡香气馥郁，一杯咖啡的制作要经过生豆翻炒、石磨研磨、加水煮沸的过程。下列说法正确的是（　　） A．咖啡豆研磨成粉，质量变大 B．闻到咖啡香味是因为分子在不停地做无规则运动 C．咖啡粉加水煮沸是通过做功的方式改变内能 D．咖啡沸腾过程中，液体温度持续升高 13. 关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　） A．同一物体温度升高，它的内能一定增大 B．温度为0℃的物体没有内能 C．热传递是改变物体内能唯一的方法 D．温度相等的一杯水和一桶水的内能相同 14. 西湖龙井以“色绿、香郁、味醇、形美”四绝闻名。小科发现喝茶过程中蕴含着丰富的科学知识，下列说法合理的是（　　） A．杯口冒出的“白气”是水汽化形成的 B．向杯口不断吹气是通过做功来降温 C．热茶有内能，冷的茶就不具有内能 D．茶香扑鼻是因为分子在不停地做无规则运动 15. 近年来，一款特色风味的黄油年糕成了烘焙店里的人气单品。店家将裹有黄油的年糕放入烤箱烤制，出炉后香气四溢，广受食客青睐。下列说法正确的是（　　） A．刚出炉的黄油年糕很烫，是因为黄油年糕含有的热量很多 B．烤制年糕时黄油香味在烘焙店内四溢，这是扩散现象 C．冰箱里冷藏的黄油的温度很低，其分子不做热运动 D．黄油年糕刚放入烤箱时，烤箱内的热空气将温度传递给黄油年糕 素养提升 16. 直线下降一定比曲线快吗？科技馆的展厅里有一个演示装置（图甲），其示意图如图乙所示。将两个完全相同的小球M、N从同一高度同时由静止释放（不计摩擦和空气阻力），分别沿直轨道和弧形轨道运动，N球先到达终点。下列说法正确的是（　　） A．释放时，两球的重力势能不同 B．运动中，N球的机械能大于M球 C．到达各自轨道中点时，N球的动能大于M球 D．运动过程中，两球的内能逐渐增大 17. 曾侯乙墓出土过一种特殊的铜冰鉴式保温器。这种保温器分内外两层，外为一方鉴，内装一方壶。盛夏之时，方鉴盛冰，内方壶盛食物或酒水，起冷藏和保温作用。下列关于保温器中蕴含的物理知识说法正确的是（　　） A．方鉴中的冰温度很低所以没有内能 B．冰块受热熔化成水的过程中内能不变 C．方壶内的食物是通过热传递的方式减少内能 D．方壶内的食物放出的热量一定等于方鉴中的冰块吸收的热量 18. 戴眼镜会对生活造成诸多不便，如冬天喝开水时常会使眼镜起“雾”模糊看不清。下列关于镜片上“雾”的说法正确的是（　　） A．“雾”是水蒸气 B．“雾”的形成过程中放出热量 C．“雾”的形成是汽化现象 D．“雾”的形成过程中内能不变 19. 在2026年机器人马拉松比赛中，机器人打破了人类半马世界纪录。下列说法错误的是（　　） A．机器人站立时受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力 B．以奔跑的机器人为参照物，路边的广告牌是运动的 C．机器人齿轮转动摩擦发烫，属于热传递改变物体内能 D．机器人蹬地前进，说明物体间力的作用是相互的 迁移创新 20. 实验小组利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等仪器，探究了“做功与物体内能变化间的关系”。 ①将温度计的探头放入气压式喷雾器内，测得喷雾器内气体的温度如图甲所示。 ②关闭喷嘴处的阀门，接着用手向下快速按压活塞，喷雾器内气体的温度如图乙所示。 ③打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内部分气体时，喷雾器前的小叶轮转动，喷雾器内气体的温度如图丙所示。 （1）该实验是通过 的变化来反映气体内能的变化。 （2）比较 两图可知，外界对气体做功，气体的内能增大。 （3）图丙实验中，气体的内能转化为小叶轮的 能。 （4）小科受到上述实验的启发，组装了一个图丁所示的汽轮机模型。实验时，向烧瓶内注入适量水，用酒精灯将水加热，一段时间后叶轮才开始转动，原因是 。 21. 为比较两种液体的吸热能力，小军用图1中两个相同的装置做实验，实验器材还有天平和钟表。收集的实验数据记录如下表。 物理量/物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最终温度/℃ 液体1 50 20 5 45 液体2 50 20 5 68 （1）某时刻温度计的示数如图2所示，此温度值是 ℃。 （2）实验中，用 间接反映液体吸收热量的多少。 （3）通过分析表中数据可知， （选填“液体1”或“液体2”）的吸热能力较强。 22. 小科在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2分钟记录一次温度。（已知ρ水＞ρ煤油） （1）如图甲所示是小科的实验情景，其中一处有明显错误，请指出错误之处： 。 （2）该实验中用 （填“加热时间”或“升高的温度”）表示物质吸收热量的多少。 （3）纠正错误后继续实验，小科根据实验数据绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容为 J/（kg•℃）。 （4）如图丙所示，若将物质吸热升温和柱形容器盛水水面升高做类比，则可以将比热容和容器的 （填字母）做类比。 A.高度 B.底面积 C.容积 D.表面积 23. 蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。小科为了比较A、B两种蓄冷剂的蓄冷效果，进行了如下的实验探究： ①将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中，标明A、B，放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。 ②在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水，将冰袋从冰箱中拿出放入水中，并用隔热材料密封。 ③通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度。 如图是记录的A、B两蓄冷剂及容器①、②中水的温度随时间的变化曲线。 （1）0﹣t1，水和蓄冷剂之间发生热传递，其热传递方向为 。 （2）t1﹣t2，容器①中水温降低10℃，若热量全部被冰袋吸收，每克蓄冷剂A吸收的热量为 J。 （3）若运输路程较长，配送蛋糕时，选择蓄冷剂 更好，理由是 。 24. 某中学某实验小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。 （1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是 。 A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加酒精量相同 C.取相同质量的水和另一种液体 D.盛放水和另一种液体的容器相同 （2）实验中除了（1）涉及的物理方法，还运用了 。 （3）根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，另一液体的比热容是 J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] （4）若在该实验中收集到以下数据：水的质量为m，初温为t0末温为t1加热水的酒精燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2，盛水的烧杯吸收的热量经测量为Q0，水的比热容为c水，则酒精的热值表达式q＝ （不计其他热损失，用题中给定的物理量符号表示）。 25. 如图甲所示，1个标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg的水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%．为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃．[q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，以上过程中问： （1）普通煤炉把壶内20℃，5kg的水烧开时，水吸收的热量是多少？ （2）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？ （3）双加热煤炉的烧水效率有多大？ 26. 新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗12L的燃料。已知燃料的密度ρ＝0.75×103kg/m3，请计算： （1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧12L放出多少J的热量？ （2）若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热，加热效率为50%，使防冻液温度升高从20℃升高到70℃，求防冻液的质量？[防冻液的比热容为4×103J/（kg•℃）] 27. 作人员采取了部分页岩气样品，经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%，为了确定其中是否还含有其它可燃性成分，现在在实验室进一步对其进行热值测试：假设所取样品气体的体积为1L，用它烧水，使得1kg的水温度升高了5℃，已知检测所用的烧水炉的效率为70%，天然气的热值为4.0×107J/m（ρ水＝1.0×103kg/m3）请根据以上信息计算： （1）检测过程中，水吸收的热量是多少？ （2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是多少？ （3）该页岩气样品的热值为多少？ 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $