第14章 内能与热机 知识体系构建&高频考点突破(章节拔尖攻略)-【通成学典】2026-2027学年九年级全一册物理拔尖特训(沪科版·新教材)

第十四章 内能与热机 知识体系构建 整合章节要点，搭建框架 内能的定义 等效的 改变内 内能及 能量 做功 能的两 其改变 转化 内能的转化 种途径 燃料的化学能燃烧内能做功机械能 内能的转移 热传递 热机 一个工作循环，经历吸气、压缩、做功、 热量的定义 内燃机 排气四个冲程 内能与 反映物质吸热（或放 热机 物理意义 反映燃料燃烧时释放热量 物理意义 热)能力的强弱 燃料 的能力大小 物质的 的热值 单位 单位 J/(kg·℃) 比热容 热机效 J/kg或J/m3 率和环 公式 境保护 9=只或9= Q c= 计算公式 m(t2-t】 物理意义 热机 反映热机工作性能的优劣 效率 定义 公式 W题×100% 1 环境保护 ]高频考点突破 聚焦高频考点，各个击破 考点一内能的概念 四应练习 [解读]属于近几年中考的高频考点，通常在选择题 1.[2025海口期中]关于温度、热量、内能 的关系，下列说法中正确的是 。() 中，以考查温度、内能、热量等的概念辨析。 A.温度高的物体一定比温度低的物体内 典例1[2024西安期中]关于温度、热量和内能，下 能大 列说法中正确的是 B.温度高的物体一定比温度低的物体热 A.温度相同的物体，内能一定相等 量多 B.物体吸收热量，温度可以不升高 C.等质量0℃的冰比0℃的水内能少 C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 D.物体的温度升高，一定是从外界吸收 D.我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为热汤含有 了热量 归纳总结温度、内能、热量的理解 的热量多 温度表示物体的冷热程度，它是一个 解析：内能大小不仅仅和温度有关，与质量等因素还 状态量，只能说“物体的温度是多少”，温 有关，故A错误；物体吸收热量时，温度有可能不升 度不能“传递”和“转移”；内能是一个状态 高，比如晶体熔化时，故B正确；热量总是从温度高 量，通常用“具有”等词来修饰，内能大小 的物体向温度低的物体传递，或者从物体的高温部 与物体的质量、体积、温度及构成物体的 物理（沪科版）九年级 分传向低温部分，故C错误：热量是个过程量，不能： 物质种类都有关系。热量是在热传递过 说含有热量，故D错误。 程中传递能量的多少，它反映了热传递过 答案：B 程中内能转移的数量，是内能转移多少的 小结 量度，是一个过程量，要用“吸收”或“放 本题考查内能、热量、热传递的知识，属于热学基础知 出”来表述而不能用“具有”或“含有”。 识的考查。 考点二内能的改变方式 网应练习 解读]属于近几年中考的高频考点，通常在选择 2.[2025辽阳期中]下列场景中改变物体 内能的方式与其他三项不同的是()》 题、填空题中，以生活、社会、科技发展为背景，考查 内能的两种改变方式的判断。 典例2[2025兰州期中]下列实例中，其改变内能的 方式与其他三个不同的是 煮沸清水 压缩空气 A. B. A,铁丝反复弯折处会发热 B.冬天我们靠近暖气，感到暖和 C.两手相互摩擦，手心发热 D.锯木头时，锯条变得烫手 钻木取火 摩擦生热 解析：弯折铁丝时，是通过做功改变了物体的内能； C D. 冬天我们靠近暖气，感到暖和，是通过热传递的方式 改变了物体的内能；两手相互摩擦做功，是通过做功 改变了物体的内能；锯木头时，锯条和木头相互摩擦 做功，是通过做功改变了物体的内能。故选B。 答案：B 小结 改变物体内能的两种方式：做功和热传递。二者在改 变物体内能上是等效的，但二者的本质不同，前者是其他 形式能与内能的转化，而后者是内能的转移。 考点三比热容的图像 对应练习 [解读]属于近几年中考的常考考点，通常在选择 3.[2025保定期中]在使质量相等的水 和另一种液体同时冷却的实验中，水和 题、填空题中，以生活、社会、科技发展为背景，考查 另一种液体在相同时间内放出的热量相 图像的分析与计算。 等，根据实验数据绘制出二者的“温度 典例3[2025保定期中]小明用如图甲所示装置比 时间”图像，如图所示。已知c水>c液，则 较不同物质吸热升温情况。将分别盛有50g水和下列说法中正确的是 () 50g食用油的两个相同试管同时用红外加热器加热， 8 第十四章内能与热机 温度传感器与电脑相连。电脑上显示温度随时间变 温度/℃1 0 化的图线如图乙所示。下列说法正确的是 ( 50 40 数据 温度/℃ 30 采集线 40 四 温度 30 传感器 20 9 乙 红外 10 0 5 101520时间/mim 加热器 0123时间/min 民 A.由图像中数据分析可知，甲为水 乙 (典例3图) B.分析图像可知，甲、乙比热容之比为 A.加热2min,水吸收的热量大于油吸收的热量 1:2 B.油的比热容为3.15×103J/(kg·℃) C.15min时，乙液体放出的热量多一些 C.第2~3min内，油吸收的热量为1.4×104J D.降低相同温度，乙液体放出热量要多 D.小华用该装置实验，得到水和油的温度随时间变 一些 化图线均为A,则m水：m油=2：3 4.有两个相同的烧杯，第一个装有400g 水，第二个装有400g酒精，若用相同的 解析：相同加热器在相同时间内放出的热量相同，加 加热器给它们加热，根据加热时间与其对 热2min,水吸收的热量等于食用油吸收的热量；根据 应的上升温度作成如图所示的图像，请根 图乙可知，温度升高20℃，A、B的加热时间分别为 据图像计算这个电加热器每分钟放出的 2min和3min,由转换法，对应的吸收的热量之比为 热量是 J(不计热损失)，酒精的 2 2:3,根据Q=m△可知，油的比热容c=了c水 比热容是 J/(kg·℃)。[c水= 4.2×103J/(kg·℃)] ×4.2X0J/kg·O)=28X10/kg·℃：B T/℃1 第二个 43 35 的比热容大，B为水，加热3min温度升高20℃，水 第 吸收的热量Q吸=c水m△t=4.2X103J/(kg·℃)× 0.05kg×20℃=4.2×103J;第2~3min内，水吸 012345t/min 收的热量Q服'=3Q段=3×4.2×103J=1.4× 103J,由转换法，第2~3min内，油吸收的热量为 1.4×103J;两物质温度随时间变化图像均为图线 A,则吸收相同的热量，温度变化量相同，根据Q吸 Q段” n水 C水△t cm△t可知， C食用油」 2 3 故选D。 m食用油 Q吸 C水 C食用油△ 答案：D 小结 主要考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力 的方法和Q=cm△1的运用。 9 物理（沪科版）九年级 考点四 四冲程内燃机的工作原理 网应练习 [解读]属于近几年中考的高频考点，通常在选择 5.[2025毕节期中]如图所示为某四冲程 题、填空题中，考查四冲程内燃机的工作原理：包括 汽油机工作过程中的一个冲程的示意图， 四个冲程的识别判断、能量转化等。 下列说法正确的是 典例4[2025北京市第十四中学期中]下列为四冲 程汽油机工作过程中各冲程的示意图，其中表示做 功冲程的是 A. 汽油机的气缸顶部有喷油嘴 B. 该冲程是利用飞轮的惯性完成的 C.该冲程中燃气的内能转化为活塞的机 械能，为汽车提供动力 A B. D.该冲程是汽油机的吸气冲程 解析：进气门开启，活塞下行，气体流入气缸，是吸气 冲程，故A不正确；排气门开启，活塞上行，气体流 归纳总结汽油机和柴油机的四个冲程 出气缸，是排气冲程，故B不正确；两气门都关闭，活 的判断方法 塞上行，气缸容积变小，是压缩冲程，故C不正确；两 活塞 序 冲程名称 气门都关闭，活塞下行，气缸容积变大，是做功冲程， 次 进气阀 排气阀 方向 故D正确。 吸气冲程 打开 关闭 向下 答案：D 2 压缩冲程 关闭 关闭 向上 小结 3 做功冲程 关闭 关闭 向下 本题考查的是四冲程汽油机四个冲程的识别，可通过 排气冲程 关闭 打开 向上 气门状态和活塞运动方向来判断」 考点五热量、热效率的计算 对应练习 [解读]属于近几年中考的高频考点，通常在填空 6.[2025济南期中]为估算家中天然气灶 题、计算题中，考查比热容、热值有关的热量计算及 烧水的效率，小明进行了如下操作：①查 热效率计算等。 看家中的天然气表，示数为7006.505m3; ②将1kg的水倒入烧水壶中并测出水温 典例5小华用家里的天然气灶烧水，他在水壶中盛 为20℃；③打开天然气灶进行烧水，在 放了5kg水，测得水的初温是20℃，将水烧开至 1个标准大气压下把水刚加热到100℃ 100℃。已知q天然气取3.5×107J/m3,c水=4.2× 时，天然气表的示数为7006.525m3; 103J/(kg·℃)。若天然气灶烧水的效率为30%， ④查阅资料知道：水的比热容为4.2× 则此过程中消耗的天然气的体积为 m3。 103J/(kg·℃)，天然气的热值取4× 解析：在水壶中盛放了5kg水，测得水的初温是20℃， 10?J/m。假设天然气完全燃烧，通过计 将水烧开至100℃，则水吸收的热量Q吸=c水m(t 算回答： (1)将壶中的水烧开，水需要吸收多少 to)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃ 热量？ 20℃)=1.68×10°J,因天然气灶烧水的效率为 0 第十四章内能与热机 (2)将壶中的水烧开时，天然气完全燃烧 30%,则天然气完全燃烧放出的热量Q放= Q吸 2 放出了多少热量？ 1.68X106J (3)小明家中天然气灶烧水的效率是 =5.6×10J,此过程消耗天然气的体积 30% 多少？ VQ放 5.6×106J 9天然气3.5×107J/m3 =0.16m3。 答案：0.16 小结) 1.利用比热容计算热量Q=cm△1，分两种情况： (1)吸热公式：Q顾=cm(t一t6);(2)放热公式：Q放= cm(t。一t)。此外，达到热平衡时Q顾=Q放。 2.利用热值计算热量：Q=mq、Q=Vq。 有题X100%。 3.热机（炉子）效率：7=Q 食综合素养提升 强化综合运用，融会贯通 1.情地域特色如图所示的灌汤包是西安的一道传统小吃，它“皮薄如纸，筋韧柔穰，馅 嫩含汤，佐汁鲜浓”。下列有关说法正确的是 A.还没有蒸的汤包没有内能 B.蒸汤包的过程中，是通过热传递使汤包内能增加的 C.汤包中的热汤含有较多的热量 D.刚出锅的汤包“热”得烫嘴，“热”表示的是内能 (第1题图) 2.关于温度、内能、热量，下列说法中正确的是 () A.0℃的铁块一定不具有内能 B.温度高的物体比温度低的物体含有的热量大 C.物体的内能增加，它可能吸收了热量D.冰熔化时温度保持不变，其内能一定不变 3.[2025陕西一模]如图(a)为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起 飞速度，如图(b)为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是 () 牵引索 滑轮 奢奢奢药 蒸汽 活塞 (a) (b) (第3题图) A.图()中气缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力 B.气缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小 C.从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图(b)乙所示的原理相似 D.图(b)气缸中燃料燃烧越充分，该汽油机的效率越高 11物理（沪科版）九年级 ⑧汽化吸收液化凝华 〔解析)液氮的沸点为一196℃，室温中液氮的汽化过程较 剧烈，液氮汽化吸热，使周围温度降低，空气中的水蒸气遇 冷液化形成“白气”，“白气”是小水珠：液氮倒入杯中一段时 间后，杯子的外壁会有霜出现，这是水蒸气遇冷直接凝华 为固态小冰晶形成的。 ⑨(1)相同a(2)不能高温水（水蒸气）降温放热 (3)时间/min物质状态 〔解析)(1)由图乙知a的初温比b的初温高，a、b同时沸 腾，a升高的温度低，说明a的质量大。(2)量筒的水温升 高的原因有两个，一是水蒸气液化放热，二是高温水（水蒸 气)降温放热；所以量简中温度计示数的变化不能直接证 明水蒸气的液化过程会放热。(3)“探究冰熔化特点”实验 过程中，观察冰在熔化过程中，温度随时间的变化规律，要 用秒表测量时间，并观察冰在不同时间的状态，故应添加 时间和物质状态。 ⑩解：(1)固态二氧化碳变为气体是升华现象；水蒸气变 为小液珠形成露是液化现象；水蒸气直接变为小冰晶形成 霜是凝华现象；盘中水变为冰是凝固现象(2)外部；瓶外 空气中的水蒸气遇到冷的锥形瓶壁液化形成水珠，而瓶内 水蒸气的温度低于瓶壁的温度，无法液化 第十四章内能与热机 高频考点突破 ①C内能的大小跟质量、温度、状态有关，温度高的物体 不一定比温度低的物体内能大，故A错误；热量是一个过 程量，不能说物体“含有”“有”热量，故B错误：水凝固成冰 的过程中，放出热量，所以等质量0℃的冰比0℃的水内能 少，故C正确：物体的温度升高，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。 ②A给水加热，水吸收热量，是热传递改变内能；压缩空 气的过程中，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，是 做功改变内能；钻木取火，克服摩擦做功，将机械能转化为 内能，是做功改变内能：摩擦生热，克服摩擦做功，将机械 能转化为内能，是做功改变内能。 3A由于水和另一种液体的质量相等，在相同时间内放 出的热量相等，已知c水>c满，根据Q拉=cm△t可知，当 Q做、m相同时，c越大，△t越小，由图像可知，相同时间甲 降低的温度小于乙降低的温度，所以甲的比热容大于乙的 比热容，即甲是水，乙是另一种液体，故A正确；在使质量 相等的水和另一种液体同时冷却的实验中，水和另一种液 46 体在相同时间内放出的热量相等，由图可以看出，冷却 15min,放出相同的热量，甲液体温度降低20℃，乙液体温 度降低40℃，故降低的温度之比为1：2，根据c=Q可 m△t 知比热容之比是2：1，故B、C错误；根据Q数=cm△可 知，当m、△t相同时，c越大，放出的热量越多，由于甲的比 热容大于乙的比热容，所以甲放出的热量比乙多，故D 错误。 ④6.72×1032.4×10 〔解析)水在5min内吸收的热量Q=c水m,(t1一t1)= 4.2×10J/(kg·℃)×0.4kg×(35℃-15℃)=3.36× 10J,不计热损失，所以电加热器5min放出的热量Q敢= Qs=3.36×10J,电加热器1min放出的热量Qm′= Qc_3.36X10」=6.72×10J:酒精在4mim内吸收的热 5 量Q'=4×Q数'=4×6.72X103J=2.688×104J,由Qs= Q m(:一t)可得，酒精的比热容c#一m,,-t加) 2.688×101J 0.4kgx(43℃-15℃)=2.4X10J/(kg·℃). ⑤C汽油机的气缸顶部有火花塞，故A错误；由图可知， 两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，此时为汽油机的 做功冲程，该冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能，为 汽车提供动力，故C正确，BD错误。 ⑥解：(1)水需要吸收的热量Qs=cm(t一t)=4.2× 103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×10J (2)完全燃烧天然气的体积V=7006.525m-7006.505m= 0.02m3,天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vg= 0.02m3×4×10J/m3=8×10J(3)天然气灶烧水的 -Q=×100%=336X101×10%=42% 效率一Q数 8×10J [综合素养提升] ①B还没有蒸的汤包有内能，故A错误：蒸汤包的过程 中，汤包温度升高，内能会增加，通过热传递改变汤包的内 能，故B正确；热量是一过程量，描述它的术语是“吸收”和 “放出”，不能用“含有”，故C错误；刚出锅的汤包“热”得烫 嘴，是因为热汤的温度高，故D错误。 ②C一切物体都具有内能，0℃的铁块一定具有内能，故 A错误；热量是一个过程量，不能说物体含有热量，故B错 误；一个物体的内能增加，可能是吸收了热量，也可能是因 为对物体做功，故C正确；冰熔化时，吸收热量，温度不变， 内能增加，故D错误。 ③C图(a)中气缸内的蒸汽体积膨胀，气体体积膨胀对外 做功，气体内能减小，由内能转化为机械能，从而推动活塞 使舰载机获得牵引力，与汽油机的做功冲程相同，图(b)丙 进气门和排气门关门，活塞向下运动，是做功冲程，从能量 转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图(b)丙所示的原理 相似，故A、B正确，不符合题意，C错误，符合题意；图(b) 气缸中燃料燃烧越充分，该汽油机的效率越高，故D正确， 不符合题意。 ④C相同的热装置单位时间内放出的热量相同，由此可 知在相同时间内，水和液体吸收的热量相同，故A正确；水的 比热容比液体的大，在质量和吸收热量相同时，水升温慢，故 图中乙是水的温度随时间变化的图像，甲是液体的温度随时 间变化的图像，故B正确；由图像可知，加热8min时，水升高 的温度△*=40℃一30℃=10℃，水吸收的热量，即甲吸收的 热量Q版=c*m△水=4.2X103J/(kg·℃)×200X103kg× 10℃=8.4×10J,液体升高的温度△t被=30℃-10℃= 20℃，甲的比热容c黄=Q:- 8.4×10J m△t法200X103kg×20℃ 2.1×103J/(kg·℃)，根据Q=cm△t可知，升高相同的 温度时，甲、乙吸收的热量之比为Q甲：Q2=c法：c水= 2.1×10J/(kg·℃)：4.2×103J/(kg·℃)=1：2，故C 错误、D正确。 ⑤沿海沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的 比热容较大，在同样吸放热的情况下，其温度变化不明显， 而内陆地区温度变化明显 解析)由一年的气温变化曲线得出，曲线A所示的城市 最高、最低气温差比曲线B所示的城市的大。即曲线A城 市的气温变化明显，而曲线B城市的气温变化不明显。由 于沿海地区和内陆地区相比，沿海地区水多，水的比热容 比砂石大，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较 小，所以曲线B表示的是沿海城市的年气温变化曲线。 61002:1 〔解析)质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为 4.2×10J,由比热容公式得，水吸收该热量后的温度t= 0a+。=么2X10j7kg·℃)x10kg 4.2×10°J +20℃= C水n水 120℃，在1个标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃， 当水温达到沸点时，将保持不变，所以水的末温为100℃； 设冷水的质量为m1,冷水的初温为t1,热水的质量为m2, 热水的初温为t2,则冷水吸收的热量Qs=cm,(t'一t1), 热水放出的热量Qm=cm2(t2一t'),不计热量损失，冷水吸 附：答案与解析 收的热量等于热水放出的热量，则Q=Q放，即c*m,(t' t,)=cm,(2-t),整理得m-乡-1_80℃-40℃_2 m2t-t140℃-20℃1 ⑦3.3×10°50不能 〔解析)木炭的热值为3.3×107J/kg,则100g的木炭完全 燃烧放出的热量Q数=19=0.1kg×3.3×107J/kg= 3.3×105J;炉子的效率为70%，在1个标准大气压下，可 以让初温为50℃，质量为10kg的水温度变化为△t= Qe=Q数=70%X3.3X10J cm:cm:4.2X10J/kg·C)X10kg5℃，由于 水的初温为50℃，在1个标准大气压下，水的沸点为 100℃，所以质量为10kg的水升温△t1=100℃一50℃= 50℃；由于热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类， 与质量和燃烧情况等无关，所以通过技术改进使木炭燃烧 更充分不能增大木炭的热值。 ⑧解：(1)该汽油机的热机效率7=1一33%一30%一 6%=31%(2)满箱汽油的质量m=p汽油V=0.8× 103kg/m3×50×103m3=40kg;满箱汽油完全燃烧放出 的热量Qm=m9汽速=40kg×4.6×10J/kg=1.84×10°J (3)这段时间内冷却水吸收的热量Q服=7Q敬=30%× 1.84×10°J=5,52X10°J,冷却水的质量m*=,%= 5.52×10°J 42X10J/(kg·℃)×(80℃-20℃)≈2190kg 第十五章 电与电路 「高频考点突破 ①异种吸引轻小物体排斥 〔解析)将气球在自己的头发上摩擦时，电子在头发和气球 之间发生转移，而使头发与气球带异种电荷；摩擦后的气 球能吸引一些碎纸屑，说明带电体具有吸引轻小物体的性 质；两只相同的气球在头发上摩擦后，带的是同种电荷，由 于同种电荷相互排斥，所以会发现两只气球会相互排斥。 ②C要使灯泡L,和L2组成串联电路，则电流需从电源 正极依次流过灯泡L,、灯泡L2回到电源负极，故需闭合开 关S,断开S和S2。 ③B由题知，人脸识别、刷卡识别，只要其中一种方式识 别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以两 个开关应并联后再与电动机串联在电源上；指示灯与电动 机能独立工作，是并联的；故B符合题意。 ④B由图知，闭合开关两个灯泡是并联的，电流表A测 量通过L2的电流，电流表A测量干路中总电流；根据题 47