专题01 机械能、内能及其转化（期中复习讲义）九年级物理上学期北师大版

专题01 机械能、内能及其转化 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 机械能 / 考点二 内能 / 考点三 比热容 / 考点四 热机 / 考点五 调查燃料的利用及其对环境的影响 / 考点六 能量的转化与守恒 05 重难题型突破 题型一 机械能 / 题型二 内能 / 题型三 比热容 / 题型四 热机 题型五 调查燃料的利用及其对环境的影响/ 题型六 能量的转化与守恒 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 九年级物理第十章《机械能、内能及其转化》在其中考试中占比约20--25%，题型覆盖选择、填空、实验、计算。 高频考查点集中在机械能转化、内能影响因素及改变途径、比热容应用、热机工作原理、热值及热机效率和能量守恒定律等方面，特别是几个实验（探究动能和重力势能的影响因素以及探究不同物质的吸热情况）是常考点等。 期中命题侧重结合生活情境设题，考查学生应用物理知识解决实际问题的能力，这是新九年级物理考试的核心目标，所以，在平时教学中一定要培养孩子们这方面的能力。 九年级物理第十章《机械能、内能及其转化》复习，锚定以下可落地目标： 1.了解动能、势能的概念及影响因素；了解机械能及其相互转化；掌握机械能守恒的条件。 2.了解分子动理论、内能的概念和改变物体内能的方式。 3.通过实验探究、理解比热容的概念，以及利用比热容的知识解释有关现象。 4.了解热机的工作原理及工作过程，知道汽油机和柴油机的主要区别。 5.知道燃料在燃烧时的能量转化；知道热值、燃料利用效率并会简单地计算。 6.知道各种形式能量之间可以转移和转化及能量转化与守恒定律。 考点一 机械能 （一）能量 1.定义： 一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。 2.物理意义： 能量表示物体做功本领大小。 3.单位： 焦耳（J）。 4.功与能的关系： （1）功表示一个力对物体作用取得的成效。 （2）能量表示物体具有对外做功本领。 （3）物体做功的过程，就是能量的转化过程。物体做的功越多，就说明能量转化的越多。 （4）功与能的单位相同：都是焦耳。 （二）动能 1.动能 （1）概念：物体由于运动而具有的能 （2）影响因素： 质量 、 速度。质量相同的物体，速度越大，动能越大；（2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 2.实验：探究影响动能大小的因素 （1）实验器材及作用： 两个不同质量的钢球（研究对象）；斜面：让钢球运动起来。木块；粗糙程度相同的水平面。 （2）实验方法： 转换法：通过木块被撞击后移动的距离反映钢球动能大小。 控制变量法： ①如下图控制钢球质量不变，改变球的运动速度，研究动能与速度的关系。 ②如下图控制钢球运动速度不变，改变钢球的质量，研究动能与质量的关系。 （3）实验结论： 动能的大小只跟速度、质量有关。（1）质量相同的物体，速度越大，动能越大。（2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 （三）势能 1.重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具有的能量。 （2）影响重力势能大小的因素：质量和高度。 A.质量相同的物体，高度越高，重力势能越大。 B.高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 2.弹性势能： （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 （2）影响弹性势能大小的因素：物体的材料和弹性形变的大小。 同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 （四）机械能及转化 1. 机械能定义： 动能和势能统称机械能。 2.机械能的理解： 一个物体具有机械能可以表现为只有动能或只有势能或同时具有动能和势能。 3.单位： 焦耳（J）。 4.动能和势能可以相互转化： （1）动能和重力势能间的转化规律： A.同一物体，若加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。 B.同一物体，若减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 （2）物体发生弹性形变时，动能与弹性势能也可以相互转化。 5.机械能守恒： （1）机械能守恒内容：物体的动能和势能是可以相互转化的。在转化过程中，如果没有其它形式的能参与，机械能总量保持不变。 如图：A.卫星从近地点到远地点：动能转化为势能。 B.卫星从远地点到近地点：势能转化为动能。 C.人造卫星在太空不受空气阻力，所以在各处的机械能相等。 （2）机械能不守恒的情况： A.受阻力作用，机械能转化为内能（如摩擦生热）。 B.有其它外力对物体做功。： 考点二 内能 （一）物质结构的微观模型 1.物质的构成： 物质是由大量极其微小的粒子——分子、原子构成的。分子的直径很小，通常以10-10m为单位来量度，所以物质中都包含大量的分子，如一小水滴中含有约1021个水分子。 2. 扩散： （1）不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。扩散的实质是分子（原子）的相互渗入。 （2）扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动，也说明物质的分子间存在间隙。 （3）影响扩散的因素：温度越高，扩散越快。说明分子无规则运动的快慢跟温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈。 （4）气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象，不同状态的物质之间也可以发生。气体扩散最快，液体较快，固体最慢。 分子热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫分子的热运动。温度越高，分子运动越剧烈，温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。 3.分子间的作用力 分子间不仅存在吸引力，而且还存在排斥力。 当分子被压缩时都会产生“抵抗”，分子间的距离减小，分子间的斥力增大，从而产生抵抗压缩的斥力；‌ 当分子被拉伸时，分子间的距离增大，为了阻止这种形变，从而产生吸引力以抵抗拉伸。 （二）固体、液体和气体的特征 1.固体： 固态分子间距离很小，分子间的作用力很大，只能在平衡位置附近振动。固体很难被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。 2.液体： 液态分子间距离比固体稍大，作用力较大，既可以振动，也可以移动。液体较难被压缩，具有一定的体积，没有确定的形状，可以流动。 3.气体： 气态分子间距离很大，分子间力的作用可以忽略，能够自由移动。气体没有一定的体积和形状，具有流动性，容易被压缩。 （三）内能 1. 内能： （1）分子动能：构成物质的分子在不停地做热运动，物体内大量分子做无规则热运动所具有的能称为分子动能。 （2）分子势能：由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子具有势能，叫做分子势能。 （3）内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位：焦耳，简称焦，符号J。 2. 影响物体内能大小的因素 （1）温度是影响物体内能的一个重要因素。同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大。 （2）物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。 （3）物体的内能还和物体的状态（体积）有关。例如0℃的冰吸热熔化成0℃的水时，体积变小，分子间的距离变小，作用力变大，水的内能变大。 3. 热量 （1）热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。热量是能量转移多少的量度，是一个过程量，它存在于热传递的过程中，只有发生热传递，有能量的转移，才能讨论热量问题，离开热传递谈热量就没有意义。 （2）热量的单位：在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。 4.改变物体内能的两种方法： （1）热传递可以改变物体的内能。热传递改变物体的内能，实质上是内能的转移，即内能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，没有不同形式能量的相互转化； （2）做功也可以改变物体的内能。 做功改变物体的内能，实质是能量的转化，是内能与其他形式的能发生了相互转化。 考点三 比热容 （一）探究影响物体吸收或放出热量多少的因素 1. 比较不同物质的吸热情况，可以采用以下两种方案： （1）使质量相同的不同物质升高相同的温度，比较加热时间的长短，加热时间长的吸热能力强。 （2）将质量相同的不同物质加热相同的时间，比较升高温度的多少，升高温度小的吸热能力强。 2. 实验器材及装置 相同规格的电加热器2个、烧杯2个、温度计2个；天平、停表、水和食用油。 实验装置： 3. 实验需测量的物理量 水和食用油的质量m；水和食用油的初温t0和末温t；水和食用油的加热时间。 4. 实验方法 （1）控制变量法 实验过程中控制水和食用油的质量不变；加热相同的时间，比较升高的温度或升高相同的温度，比较加热的时间。 （2）转换法 由于实验过程中，物质吸收热量的多少无法直接测量，我们用给物质加热时间的长短来代替物质吸收热量的多少。 5. 实验结论 质量相等的不同物质，吸收相同的热量时升高的温度不同；质量相等的不同物质，升高相同的温度时吸收的热量也不同。这表明不同种类的物质吸热情况不同。 （二）比热容 1. 定义： 一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 2. 定义式：。 3. 单位： 焦每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃），是由质量、温度和热量的单位组合而成。 4. 物理意义： 表示不同物质的吸热能力（本领）的大小。如水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），表示1kg的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 5. 对比热容的理解： （1）比热容是物质的特性之一。物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说，比热容的大小只与物质的种类及其状态（固态、液态和气态）有关，与物质的质量、吸收的热量、温度的变化无关。 （2）不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下，比热容是一个不变的值。如果物质的状态改变了，比热容的大小往往随之改变，如水变成冰，比热容变小。 （3）单位质量的某种物质，温度降低1 °C所放出的热量，与它温度升高1 °C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 6. 水的比热容： （1）在常见物质中水的比热容比较大。表明在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。 （2）应用 作散热剂或冷却剂。如汽车发动机用水作冷却剂；如冬天用水作取暖设备的供热介质等。 （3）解释现象 沙漠地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小。这是由于水的比热容比较大，一定质量的水与相同质量的沙石相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化比较小。 （三）热量的计算 1.物质吸热时，热量的计算：Q吸=cm△t=cm(t-t0)； 2.物质放热时，热量的计算：Q放=cm△t= cm(t0-t)。 其中：Q吸表示吸收的热量，Q放表示放出的热量，单位：焦（J）。 c表示比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃） m表示质量，单位：千克（kg） △t表示温度的变化量（升高或降低的温度），t0—初温、t—末温，单位：℃。 考点四 热机 （一）热机及种类 1. 热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 2. 热机的种类：常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3. 热机的工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。 4. 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 （二）汽油机和柴油机 1. 工作原理：利用汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 2. 主要结构：汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 3. 工作过程 （1）冲程：活塞在气缸内往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 （2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 （3）完成一个工作循环，活塞往复运动2次，飞轮转动2周，对外做功1次. （4）汽油机的工作过程 冲程 名称 进气门 排气门 活塞 运动 冲程的作用 能量转化 吸气 冲程 开 闭 向下 吸入燃料和空气的混合物 压缩 冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物， 使其内能增大，温度升高 机械能转 化为内能 做功 冲程 闭 闭 向下 火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，带动飞轮转动 内能转化 为机械能 排气 冲程 闭 开 向上 排出废气 3. 柴油机与汽油机的异同 柴油机的工作过程与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。 柴油机和汽油机构造及工作过程的不同点： （1）汽油机汽缸顶部有火花塞，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体（俗称“点燃式”）；柴油机汽缸顶部没有火花塞，只有喷油嘴，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“压燃式”）。 （2）汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物；柴油机吸入气缸内的物质只有空气。 （三）火箭 1.组成：我国古代最早的火箭由箭头、箭杆、箭羽和火药筒四部分组成，是现代火箭的雏形。 2.现代火箭使用的是喷气发动机。 3.液体燃料火箭喷气发动机主要由燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和喷口组成。 4.能量转化：燃料的化学能转化为内能，进而转化为火箭的机械能。 5.现代火箭优点：功率巨大、可在高空飞行、可飞出大气层。多级火箭可以作为星际航行的运载工具。 6.我国航天事业发展：2016年11月3日，长征五号运载火箭首飞成功，标志着我国运载火箭实现升级换代，是我国由航天大国迈向航天强国的关键一步。 考点五 调查燃料的利用及其对环境的影响 （一）热值 1. 燃料（可燃烧的物质） （1）燃料的种类：固体燃料有木柴、煤；液体燃料有汽油、酒精；气体燃料有煤气、天然气等。 （2）燃料燃烧时能的转化：燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。 2．热值 （1）定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （2）公式：q = Q放是燃料放出的热量，单位是J； m是质量，单位是kg；q是热值，单位是J/kg。 （3）单位：焦/千克，符号J/kg。 （4）热值的物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。 热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。 （5）燃料燃烧放出热量：Q放＝qm； （6）气体燃料的热值：q= V表示气体燃料的体积，单位是m； Q表示放出的热量，单位是J；q表示气体燃料的热值，单位使用焦/米3 （J/m3 ）。 （二）热机效率 1. 日常生活中的热效率：η = = 2. 热机的效率 （1）用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。 （2）公式：。 （3）物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。 3. 提高热机效率的主要途径 （1）尽量减少各种热量损失，设法利用废气的能量 大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。 （2）在热机的设计和制造上，采用先进的技术. （3）使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整各零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量. 4. 热机效率总小于1的原因： 因为热机中用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的总能量的一部分，由于各种能量的损失和燃烧条件的限制，这部分能量一定小于完全燃烧放出总能量，所以有用功的能量与燃烧放出的总能量的比值必然小于1，即热机的效率一定小于1。 考点六 能量的转化与守恒 （一）能量的转化和转移 1. 自然界存在着各种不同形式的能量 （1）机械能：机械能包括动能、重力势能和弹性势能。 （2）内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都具有内能。 （3）太阳能：太阳能是一种可再生能源。 （4）化学能：各种物质都储存化学能，如燃料、动物、食物都储存有化学能。 （5）电能：电能是指使用电以各种形式做功的能力。 （4）核能：即原子能。原子核结构发生变化放出的能量。 2. 能量的转化 自然界中的各种现象都是互相联系的。在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。例如“钻木取火”是机械能转化为内能；蒸汽机火车是内能转化为机械能。 3. 能量的转移 能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从物体的一部分转移到其他部分。 例如，在热传递过程中，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，这些都属于能量的转移。 （二）能量守恒定律 1. 能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 2. 对能量守恒定律的理解 （1）能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。 （2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 3. 永动机 （1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。然而，从没有一种永动机成功过。 （2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永动机。 （三）能量转化和转移的方向性 大量事实表明，自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性，即自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的。 1.机械能转化： 汽车制动时，汽车的机械能通过摩擦力做功自发地转化为内能，散失到周围环境中。但内能却不能自发地转化为机械能让汽车重新行驶。 2.内能的转移： 内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不会自发地从低温物体向高温物体转移。例如，炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后两者达到相同的温度。但是，相反的过程并不会自发地发生。铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热。 3.化学能转化 汽油在汽车发动机中燃烧，化学能转化为内能，推动活塞做功，进而转化为机械能使汽车运动。但这个过程是不可逆的，内能不会自发地再转化为化学能让汽油重新变回原来的状态。 题型一 机械能 典例1 （25-26九年级上·湖北咸宁·期中）小宁在放学的路上常看到如图甲所示的交通警示牌，为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响，他用铁球A、木球B碰撞静止在同一水平长木板上的木块，进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。如图乙所示。 (1)a、b两图是探究动能与_________的关系，需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后，使其由_________状态自由滚下。 (2)分析a、c两次实验的现象，可得出的结论是_________。 (3)每次实验中，如果小球具有的动能越多，那它就能对木块_________越多，因此我们可以通过观察_________的多少来判断小球动能的多少。通过实验可知，发生交通事故时，车辆超载、超速就会对被撞的物体产生更大的危害。 (4)小宁查阅课本知，小球到达斜面底端的速度只与起点的高度有关，小球起点越高，到达底端的速度越大。他与同学们针对这个现象从能量转化角度进行了交流：小球从光滑斜面上滚下，是重力势能转化为动能的过程，在这一过程中，小球减小的重力势能_________增加的动能（选填“>”“=”或“<”），重力势能和动能分别与高度、速度有关的同时，又都与自身的_________这一共同因素有关。因此，可以分析出物体在光滑斜面上下滑的速度只受起始的高度影响了。 💡破题要诀 机械能守恒条件 如果只有动能和势能相互转化，不考虑空气阻力、摩擦等额外阻力，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。若运动过程中存在空气阻力、接触面摩擦，一部分机械能会转化为内能等其他形式的能，机械能总量不断减小。实例：地面滚动的足球最终停下、荡秋千幅度越来越小，都是因为机械能损耗。 迁移应用 1．（26-27九年级上·江苏淮安·阶段检测）如图所示知识框架图中A处可补充的内容是________；B处可补充的内容是________。 2．（25-26九年级上·广西桂林·阶段检测）如图是某城市地铁的设计方案图，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。列车进站上坡前关闭发动机，利用惯性冲上缓坡，将部分动能转化为重力势能储存起来；出站时列车从缓坡下行，将重力势能转化为___________能，这种设计的好处是______________________。 3．（25-26九年级上·海南省直辖县级单位·期中）下列关于能的叙述中，正确的是（     ） A．一个物体已经做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以就没有能 C．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量 D．运动的物体具有能，静止的物体没有能 4．（25-26九年级上·广东汕尾·期中）小明去商场购物，自动扶梯将他从一楼匀速送上二楼，在这个过程中，他的（     ） A．重力势能不变，动能不变，机械能不变 B．重力势能不变，动能增大，机械能增大 C．重力势能增大，动能不变，机械能增大 D．重力势能增大，动能增大，机械能增大 5．（25-26八年级下·辽宁葫芦岛·期末）如图，轻质弹簧立在水平地面上，小球从弹簧的正上方某处由静止下落，接触弹簧后将弹簧压缩至最短（不计空气阻力）。在弹簧被压缩的过程中，下列说法正确的是（     ） A．小球所受重力逐渐变小 B．小球的机械能逐渐变小， C．弹簧的弹性势能逐渐变小 D．弹簧最短时，小球所受合力为0 6．（25-26八年级下·广东广州·期末）图甲是投篮情景，篮球离手后经过A、B、C、D、E点，C是最高点，B和D高度相同，图乙给出篮球在A、C、E点的动能和重力势能，则篮球（　　 ）    A．在C点的速度为0 B．从A点到E点，机械能守恒 C．在B点的动能大于在D点的动能 D．从A点运动到C点，动能全部转化为重力势能 7．（25-26八年级下·四川成都·期末）2026年6月，在海南商业航天发射场成功发射千帆极轨12组卫星。如图所示，千帆星座的卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行，下列说法正确的是（     ） A．卫星在远地点的重力势能比近地点小 B．卫星从近地点向远地点运行时，动能增大 C．卫星在大气层外运行时，忽略空气阻力，机械能守恒 D．卫星从远地点向近地点运行时，动能转化为重力势能 8．（25-26九年级上·广西柳州·期中）【实验名称】探究物体的动能，重力势能大小 【问题】物体的动能、重力势能大小与哪些因素有关？ 【证据】 (1)如图甲所示，小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验，该实验中物体的动能是指______（选填“钢球”或“木块”）的动能；实验中通过观察______来反映物体动能的大小。 【解释】 (2)由图甲可以得出的结论是：在物体______一定时，速度越大，物体的动能越大。 【交流】 (3)图甲实验中，若水平面绝对光滑，则______（选填“能”或“不能”）完成实验。 【拓展】 (4)如图乙所示，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C距离沙地的高度相同。现将三个球同时由静止释放，落到沙地上的状态如图乙中虚线球所示。比较球A、C可得出重力势能大小与______的关系；比较球A、B可得出重力势能大小与_______的关系。 题型二 内能 典例1 （26-27九年级上·福建厦门·阶段检测）【问题】做功与物体内能的变化存在怎样的关系？ 【证据】利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验，如图： （1）用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图甲。 （2）关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，并用温度计测出喷雾器内气体的温度，如图乙。 （3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内气体的温度，如图丙。 【解释】 (1)该实验通过__________的变化来反映气体内能的变化。 (2)打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小叶轮转动，此时气体的内能转化为小叶轮的__________能。（不考虑摩擦） (3)比较__________两图可知，外界对气体做功，气体的内能增大。 (4)比较乙、丙两图可知，气体对外界做功，气体的内能__________。 💡破题要诀 1.热胀冷缩 物体发生热胀冷缩时，改变的是分子间距离的大小，而不是分子的大小。 2.做功和热传递改变内能的区别 做功的本质是 “能量转化”，即其他形式的能（如机械能、电能）与内能之间的相互转换；热传递的本质是 “内能转移”，即内能从高温物体（或部分）向低温物体（或部分）移动，不存在其他形式能的参与。 迁移应用 1．（25-26九年级上·陕西咸阳·期中）陈皮是指晒干并储存三年以上的橘子皮，常用于中药和烹饪。陈皮具有独特的香气，将其放入热水中浸泡后，陈皮的香气变得浓郁。这种现象说明了（　　） A．分子之间存在空隙 B．分子受热后体积膨胀 C．温度越高，分子热运动越剧烈 D．分子间存在引力和斥力 2．（25-26九年级上·广东潮州·阶段检测）冰箱是我们常用的家用电器，小明将食物放入冰箱后，食物的（     ） A．内能为零 B．内能减少 C．内能不变 D．含有的热量变少 3．（26-27九年级上·甘肃平凉·阶段检测）如图所示实例中，属于通过热传递改变物体内能的是（     ） A．划燃火柴 B．钻木取火 C．烧水时水温升高 D．两手摩擦发热 4．（26-27九年级上·四川广安·阶段检测）如图所示的空气压缩引火仪，可以说是古代“钻木取火”智慧的延伸。关于改变物体内能的方式，下列说法错误的是（     ） A．钻木取火是通过做功的方式改变物体的内能 B．迅速压下引火仪的活塞，硝化棉燃烧起来，此过程机械能转化为内能 C．冬天用热水袋取暖，是通过做功的方式使手的内能增加 D．气体膨胀对外做功时，气体内能会减小 5．（25-26九年级上·安徽蚌埠·期中）关于温度、热量、内能的关系，下列说法正确的是（     ） A．物体内能增大，其温度一定升高 B．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量 C．物体的温度升高，内能一定增加 D．冰熔化时吸收热量，内能增加，分子的运动越来越剧烈 6．（25-26九年级上·河南郑州·阶段检测）如图是一组实验，观察实验完成填空。 (1)如图甲：把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面。在离开水面前，观察到弹簧测力计示数_____（填“增大”、“减小”或“不变”），说明了分子间存在_____； (2)如图乙：在量筒里装入清水和密度比它大的硫酸铜溶液，则量筒的下方最好装入的是_____（填“清水”或“硫酸铜溶液”），目的是_____。静放一小段时间后，会观察到的现象是：清水和硫酸铜溶液的_____（填“分界面”或“整体”）变模糊了； (3)如图丙；在电子显微镜下观察到的物质在三种状态下的内部结构，可以说明在保持化学性质不变的前提下，物质是由大量的_____构成的，观察到的A、B、C三幅图，物质从B状态变为C状态内能_____。（填“增大”、“减小”或“不变”） 题型三 比热容 典例1 （26-27九年级上·天津南开·阶段检测）在“探究比较不同物质吸热本领”的实验中，实验装置如图所示。 (1)实验中应取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格________（选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少； (2)实验记录如表所示。由表中数据可知： 加热时间/min 0 2 4 6 8 10 温度/℃ 甲 20 25 30 35 40 45 乙 20 22 24 26 28 30 ①甲和乙的温度均达到30℃时，它们吸收的热量________（选填“>”“<”或“=”），说明________（选填“甲”或“乙”）的吸热能力较强； ②若乙液体的比热容为，则甲液体的比热容为________； (3)冬天来了，小明想制作一个暖手袋，________（选填“甲”或“乙”）更适合做暖手袋的供热介质。 💡破题要诀 水的比热容大‌意味着它吸热或放热时自身温度变化慢，主要用在‌调节气温‌、‌冷却设备‌和‌供暖‌这几方面。 1.温度变化视角（温差类现象）‌：按三步表述：①明确质量m、吸放热Q相同；②点明水的比热容远大于对比物质；③推导得出水的温度变化Δt更小，对应现象如海边昼夜温差小、沙漠昼夜温差大等。 2.‌热量利用视角（供暖冷却类现象）‌：按三步表述：①明确质量m、温度变化Δt相同；②点明水的比热容远大于对比物质；③推导得出水吸收/放出的热量Q更多，对应现象如汽车水冷系统、冬季水暖供暖等。。 迁移应用 1．（26-27九年级上·湖南长沙·阶段检测）关于比热容的说法正确的是（     ） A．根据知物质的比热容跟物体的温度变化成反比 B．若物质吸收的热量增大一倍，则其比热容增大一倍 C．一杯水倒出一多半，杯内剩余水的比热容一定不变 D．甲、乙质量相同，若甲升高的温度比乙的多，则c甲＜c乙 2．（26-27九年级上·河南周口·阶段检测）中牟是河南花生种植的重要基地，炒花生也是河南人喜爱的零食之一。人们常用干净的沙子炒制花生，这是利用了沙子（     ） A．熔点低 B．含有的热量多 C．凝固点高 D．比热容小 3．（26-27九年级上·河南周口·阶段检测）下表是一些物质的比热容，根据表中数据和生活现象，下列判断正确的是（     ） 物质 比热容c/[J⋅（kg⋅°C）⁻1] 物质 比热容c/[J⋅（kg⋅°C）⁻1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103 砂石 约0.92×103 铜 0.39×103 A．比热容与物质的状态无关 B．不同种类的物质，比热容一定不同 C．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较小 D．质量相同、初温相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多 4．（25-26九年级上·广西桂林·阶段检测）质量相同的甲、乙两块金属，升高相同的温度，甲的比热容是乙的3倍，则甲、乙金属吸收的热量之比是（     ） A．1:2 B．2:1 C．1:3 D．3:1 5．（26-27九年级上·河北沧州·阶段检测）下列现象与应用中，与水的比热容比较大无关的是（     ） A．北方暖气片中的物质是水 B．夏天在房间内洒水降温 C．沿海地区昼夜温差比内陆小 D．城市修建人工湖，减弱热岛效应 6．（26-27九年级上·湖南衡阳·阶段检测）在一个标准大气压下，将质量为2kg的金属块，加热到570℃后，立即投入质量为1kg、温度为20℃的冷水中，若金属块放出的热量全部被水吸收，最终水的温度升高到70℃。求： (1)水吸收的热量： (2)金属块的比热容： (3)若这些热水继续吸收J的热量，则水的末温是多少℃？ 题型四 热机 典例1 ．（26-27九年级上·福建厦门·阶段检测）在跨学科实践课上，某小组围绕“制作内燃机还是外燃机模型”进行了探究，最终完成了简易热机模型的设计与制作，热机的原理：如图（a），将试管中的水加热一段时间后，塞子冲了出去，此实验基本展示了热机的工作原理。 (1)热机的分类。 外燃机：燃烧室在汽缸外，如蒸汽机，燃烧燃料使水变成水蒸气，推动活塞做功。 内燃机：燃料在汽缸内部燃烧，利用燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功。其原理与图（b）中__________的原理相同。 (2)制作简易内燃机模型。 如图（c），在塑料瓶的侧壁上打一个小孔，向瓶内喷入适量酒精，将塑料杯倒扣在瓶口，用点火器通过侧壁小孔点燃瓶内酒精，塑料杯被向上弹开，此过程与四冲程内燃机__________冲程的能量转化相同。 (3)有同学自己制作了“等离子炮”，原理与内燃机类似，通过燃料燃烧产生的能量推动空气，形成冲击效果，即燃料燃烧后产生的内能转化为__________能。 评价交流。 若喷入酒精少，实验效果差；喷入酒精多存在安全隐患。综合考虑，同学们最终选择了制作外燃机模型。 💡破题要诀 1.热机冲程判断口径：气门只开一个：活塞向下是吸气，活塞向上是排气。气门全部闭合：活塞向上是压缩，活塞向下是做功。 2.内燃机工作循环中的计算：1个循环=4冲程=曲轴/飞轮转2圈=活塞往复2次=对外做功1次‌，切忌将“转数”直接等同于“做功次数”。 迁移应用 1．（26-27九年级上·湖南衡阳·阶段检测）下图甲是单缸汽油机工作时其中一个冲程，乙图中四种情景与甲图能量转化相同的选项是（     ） A．在图a中，寒冷的天气，人们通过搓手来“取暖御寒” B．在图b中，小孩从滑梯上滑下来，感觉臀部发热 C．在图c中，试管中加热的水蒸气将试管口的活塞“冲”出去 D．在图d中，手下压活塞，使密闭圆筒内的棉花发生燃烧 2．（26-27九年级上·河南平顶山·阶段检测）关于汽油机和柴油机，下列说法不正确的是（     ） A．汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸的是空气 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．汽油机和柴油机的压缩冲程都是将机械能转化为内能 D．汽油机多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等 3．（26-27九年级上·河北邯郸·阶段检测）如图是热机的结构，下列说法正确的是（     ） A．吸气冲程中，活塞是向上运动的 B．做功冲程是把机械能转化为内能 C．排气冲程中，没有能量的转化 D．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 4．（26-27九年级上·四川南充·阶段检测）如图所示为柴油机的四个冲程示意图，但顺序不对。下列相关说法正确的是（     ） A．在一个工作循环内，正确的顺序是甲→丙→乙→丁 B．只有丙冲程获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的 C．甲图冲程吸入空气和柴油的混合物 D．乙图冲程中只存在着内能转化为机械能的过程 5．（25-26九年级上·宁夏银川·期中）2025年10月31号“神舟二十一”号火箭发射时，在发射过程中燃料燃烧产生高温高压气体，推动火箭升空，该过程中能量转化的顺序正确的是（　　） A．内能化学能 B．化学能机械能 C．机械能内能 D．化学能电能 6．（26-27九年级上·四川广安·阶段检测）某家用小汽车的四冲程汽油机，飞轮转速为1800r/min，则该汽油机1s内（     ） A．完成30个工作循环，对外做功30次 B．完成15个工作循环，对外做功15次 C．完成60个工作循环，对外做功60次 D．完成30个冲程，对外做功15次 题型五 调查燃料的利用及其对环境的影响 典例1 （26-27九年级上·云南昭通·阶段检测）为了比较不同燃料的热值，某小组选用如图甲、乙所示完全相同的装置，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)安装实验装置时，应按照_____________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序。 (2)为了保证实验结论可靠，在实验中应控制燃料1、2的_____________（选填“体积”或“质量”）相等。 (3)当两种燃料都全部燃尽后，两烧杯内液体的温度如下表所示。 燃料 加热前液体的温度/℃ 燃料燃尽后液体的温度/℃ 燃料1 20 36 燃料2 20 45 ①实验通过_____________来比较燃料全部燃烧放出热量的多少。 ②分析可得：两种燃料中，热值较大的是燃料_____________。 💡破题要诀 1.热值类计算：固体/液体燃料：用公式Q放=mq，m单位统一为kg，热值q单位为J/kg。 气体燃料：用公式Q放=Vq，V单位统一为m3，热值q单位为J/m3。； 2.能比较不同燃料热值大小： （1）控制变量法应用：比较不同燃料热值时，需仅改变燃料种类，保持被加热液体的质量、初温完全一致，实验装置相同，选择对应实验组图。 （2）转换法：通过比较温度计示数的提升量，而非热时间，来反映燃料完全燃烧放出热量的多少。 迁移应用 1．（26-27九年级上·河南驻马店·阶段检测）中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______很大可燃冰燃烧时将_______能转化为内能。以它的热值是煤气倍的关系粗略计算，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以将_____的水从加热至。，水的比热容 2．（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）某摩旅骑行爱好者摩托车在某次旅程中消耗汽油3 kg，这些汽油完全燃烧能放出的热量为___________J，若汽油机的效率为30%，则汽油机做的有用功为___________J；下图为该摩托车的单缸四冲程汽油机某个冲程的能量流向图，由此可以判断该汽油机正处于___________（选填“A”、“B”、“C”、“D”）图的冲程； A．B．C．D． 3．（25-26九年级上·上海黄浦·期中）随着“双碳”目标推进，燃料发生了大规模的更替，新能源汽车也逐步替代传统燃油汽车，请你结合具体情境展开分析。 (1)我国大力推广新能源汽车，主要是为了减少__________污染。 A．大气 B．声 (2)如图是传统燃油机的__________冲程，该冲程的能量转化是__________能转化为__________能。 4．（26-27九年级上·新疆和田·阶段检测）农村做饭常用秸秆和煤炭作燃料，关于燃料的热值，下列说法正确的是（     ） A．燃料燃烧越充分，热值越大 B．燃料的热值与燃料的质量无关 C．煤的热值比秸秆大，煤燃烧放出的热量一定更多 D．未燃烧的燃料热值为零 5．（26-27九年级上·安徽宿州·阶段检测）关于热机，下列说法错误的是（     ） A．热机是将内能转化为机械能的装置 B．热机的大量使用会对环境造成污染 C．热机的效率不可能达到100% D．热机效率越高，功率越大 6．（25-26九年级上·陕西咸阳·期中）如图所示，生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料制成的一种新型清洁燃料。燃烧1 kg无烟煤可以产生16 g的，生物质颗粒燃料燃烧时不产生，因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生。某次用生物质颗粒烧水，1标准大气压下，将壶中2 kg初温为15℃的水恰好烧开时，消耗生物质颗粒0.14 kg。已知，，，则下列说法正确的是（     ） A．随着水温度的升高，水的比热容逐渐变大 B．水吸收的热量为 C．生物质颗粒烧水时的效率为30% D．若0.144 kg生物质颗粒完全燃烧放出的热量由无烟煤提供，会排放1.2 g的 7．（26-27九年级上·安徽宿州·阶段检测）如图所示为我国自主研制的水陆两栖飞机，某次测试中，飞机在水面上沿直线匀速滑行，消耗的航空煤油的质量为。已知飞机发动机提供的水平推力大小恒为，方向与飞机滑行方向相同。，求此滑行过程中： (1)水平推力做的功； (2)航空煤油完全燃烧放出的热量； (3)飞机发动机的效率。 题型六 能量的转化与守恒 典例1 （25-26九年级上·河南驻马店·期中）如图是林林自制简易热机的装置图，加热试管使水沸腾，对观察到的现象分析正确的是（     ） A．玻璃管口冒出的“白气”是汽化成的水蒸气 B．小叶轮转动是水的内能转化为叶轮的机械能 C．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能 D．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的 💡破题要诀 1.转化与转移‌：转化是能量形式发生改变（如摩擦生热，机械能→内能）；转移是能量形式不变，仅位置/对象变化（如热传递，内能从高温物体到低温物体）。 2.能量转化与转移具有方向性： 热传递‌：内能由高温→低温（自发），反之需做功；‌机械能耗散‌：动能→内能（自发，如刹车），反之无法自动发生；‌能源利用‌：化石能源燃烧后，化学能转化为内能散失，无法自动复原为化学能。 3. 能量守恒定律：不要混淆“机械能守恒”和“总能量守恒”，只要有摩擦，机械能必然减少，但总能量永远守恒。任何能量转化过程效率都小于100%，不存在无任何损耗的理想现实场景。 迁移应用 1．（25-26九年级上·甘肃临夏·阶段检测）下列过程中，能量发生转移的是（     ） A．杯中的热水慢慢变凉 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 2．（26-27九年级上·新疆和田·阶段检测）下列日常设备工作时，能量转化说法正确的是（     ） A．电热水壶烧水——电能转化为内能 B．汽油机工作——机械能转化为内能 C．双手摩擦发热——内能转化为机械能 D．太阳能路灯——电能转化为太阳能 3．（25-26九年级上·河北张家口·期中）下列说法正确的是（     ） A．随科技不断进步，永动机是可以造出来的 B．同一物体的温度越高含有的热量就会越多 C．温度能从内能大的物体转移给内能小的物体 D．自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的 4．（25-26九年级上·云南曲靖·阶段检测）如下图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（     ） A．小球从左向右弹跳，小球在此过程中能量守恒 B．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能消失了 C．小球弹跳过程中，通过做功方式改变内能 D．小球撞击地面时，小球的内能转化为机械能 5．（25-26九年级上·河南焦作·阶段检测）有人设计出如图所示的“永动机”，认为小球的重力势能和动能之间会不断地相互转化，从而实现“永动”，根据你所学的知识，能判断下列说法正确的是（     ） A．这款永动机没有重力势能和动能之间的转化 B．这款永动机能实现“永动”是因为机械能守恒 C．即使科学技术不断发展永动机也不可能实现 D．按照能量守恒定律，永动机是可能被制造的 6．（25-26九年级上·广西桂林·阶段检测）如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型。在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜制容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶。下列说法正确的是（     ） A．蜡烛燃烧是将机械能转化为内能 B．水变热是通过热传递来改变内能的 C．整个过程中会有热量的散失，所以能量不守恒 D．“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 基础固本练（限时：15分钟） 1．（26-27九年级上·江苏泰州·阶段检测）农业中常会用到旋翼无人机来喷洒农药。喷洒过程中无人机保持水平匀速飞行，此过程中无人机动能__________，机械能__________均选填“增大”“减小”或“不变”。 2．“千年古都传宋韵，一城秋风送菊香”，福州人民爱菊、赏菊的习俗沿袭至今；秋天走进西湖公园，浓浓的花香扑面而来，这是_____现象。清晨时刻，一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴，这是因为分子间存在___________。 3．（26-27九年级上·河南周口·阶段检测）蔬菜大棚让人们一年四季都能吃上可口的新鲜蔬菜，为了给蔬菜大棚在夜间保温，种植户常采用水袋储热的方式，这是利用水的_________大的特点。若每个水袋装有20 kg的水，当水温降低5℃时，每个水袋内的水放出的热量是_________J。此过程是通过_________的方式改变了水的内能。[] 4．（26-27九年级上·安徽六安·阶段检测）一辆汽车的发动机消耗40kg燃油，做的有用功为，则这辆汽车发动机的效率是________%。（燃油的热值） 5．（25-26九年级上·广西桂林·阶段检测）掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低，这是因为小球在运动中，有一部分机械能转化为___________能，能量在转化的过程中，总量______________________（选填“增大”“减小”或“保持不变”）。 6．（2026·江苏镇江·中考真题）世界上坝体最高的抽水蓄能电站位于镇江句容，号称“水能充电宝”。电站夜间利用电网多余电能将水从低处抽到高处的水库中，白天将水库中的水放出发电。下列说法正确的是（     ） A．水被向上抽送的过程中重力势能减小 B．水向下流动的过程中动能保持不变 C．放出的水的重力势能全部转化为电能 D．水库蓄水越多，存储的水的重力势能越大 7．（26-27九年级上·新疆和田·阶段检测）秋冬季节同学们喜欢搓手取暖，下列现象与搓手改变内能方式相同的是（     ） A．热水泡脚变暖和 B．晒太阳驱寒 C．钻木取火 D．用炉火烧水 8．（25-26九年级上·山东青岛·期中）早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”这句谚语生动描述了新疆一些地区昼夜温差大的现象。其主要原因是（     ） A．海拔高，大气层薄，太阳辐射强 B．深居内陆，多为沙漠和戈壁，地表物质的比热容较小 C．沙漠戈壁等地表物质密度小 D．地表植被稀少，水分蒸发和蒸腾作用带走的热量少 9．（2026·江苏盐城·中考真题）如图所示，将活塞拔出，向注射器内喷入少量酒精，再塞上活塞，然后将电子点火器的两个电极从针孔插入注射器中，用胶密封接口。按动点火器，雾化的酒精被点燃，活塞被迅速推出。汽油机的四个冲程中能量转化方式与上述过程相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 10．如图中显示的是天然气热水器的参数，则它的热效率是（　　） A．75% B．50% C．33.3% D．20% 11．（26-27九年级上·吉林·阶段检测）跨学科实践：制作简易热机模型 【项目提出】 热机是人们获得动力的重要机械，小组同学利用热机的知识制作一个简易热机模型。 【项目分析】 (1)蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力，蒸汽机的工作物质是___________。 【项目实施】 (2)如图所示，将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝___________（选填“内”或“外”），插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在支架上，点燃酒精灯，过一会儿扇叶转动起来。此过程与汽油机四冲程中的___________冲程能量转化相同。 (3)酒精燃烧过程中，酒精的热值大小与酒精的质量___________（选填“有关”或“无关”）。 (4)喷气时，笔尖应对准风车的___________（选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 (5)该简易热机工作时，其热机的效率___________（选填“大于”、“小于”或“等于”） 100%。 综合进阶练（限时：15分钟） 1．图甲是频闪相机拍摄的网球离开球拍在空中飞行的情景。该球先后经过B、C两点的重力势能和动能的参数如图乙所示（C位置图甲中未标出）。下列说法正确的是（　　） A．网球离开球拍时，球拍网面的弹性势能最大 B．C点位置高度比B点位置低 C．网球飞行到最高点时，动能不为0 D．网球从B点飞行到C点，机械能保持不变 2．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（    ） A．温度高的物体，内能一定大 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体的内能增大，一定是外界对物体做了功 D．晶体在熔化过程中，继续吸热，温度不变，内能增大 3．在日常生活中，若加热质量为2kg、初温为20℃的一壶水，水吸收8.4×105J的热量后，水的温度可能是（　　） A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．130℃ 4．在“比较不同物质的吸热能力“实验中，小源用如图甲所示的同一个实验装置分别加热200g的水和煤油，用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图乙，加热，刚好消耗了4g酒精。若单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，已知，，下列分析正确的是（　　） A．煤油的末温比水的高，所以吸热能力更强 B．煤油的比热容是 C．该酒精灯的加热效率为 D．加热，煤油吸收热量 5．如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法错误的是（　　） A．图乙中a、b均为电能 B．图乙中c为光能和内能 C．电池在充电时相当于用电器 D．能量转化过程中，能量的总量不断减少 6．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，图甲是汽油机的某冲程，图乙是该汽油机的能流图。下列有关说法不正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，气缸内气体的内能增大，温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是28% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．甲图中热机飞轮转速是1800r/min，则该热机1s内对外做功15次 7．如图1是探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。 (1)实验中应量取_________相等的甲、乙两种液体，为了完成该实验，除了图1中所示的器材外_________； (2)甲、乙液体吸收热量的多少可以通过_________（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映；若将甲、乙两种液体加热相同时间，甲吸收的热量_________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量 (3)从图2中可以看出，_________液体的温度升高得较快，_________（均选填“甲”或“乙”）液体的比热容较大； (4)若乙液体的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则甲液体的比热容为_________J/（kg·℃）。 8．小明一家驾驶某款汽车周末出游，已知该车发动机输出功率为20 kW，行驶了45 min，此次行驶过程中完全燃烧了4 kg的汽油，已知汽油的热值，求： (1)此次行驶过程中牵引力做的功； (2)完全燃烧4 kg的汽油放出的热量； (3)该款汽车发动机的效率。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 机械能、内能及其转化 01 期中考情透视 02 复习目标锚定 03 知识体系构建 04 核心考点精讲 考点一 机械能 / 考点二 内能 / 考点三 比热容 / 考点四 热机 / 考点五 调查燃料的利用及其对环境的影响 / 考点六 能量的转化与守恒 05 重难题型突破 题型一 机械能 / 题型二 内能 / 题型三 比热容 / 题型四 热机 题型五 调查燃料的利用及其对环境的影响/ 题型六 能量的转化与守恒 06 限时分层演练 基础固本练 / 综合进阶练 九年级物理第十章《机械能、内能及其转化》在其中考试中占比约20--25%，题型覆盖选择、填空、实验、计算。 高频考查点集中在机械能转化、内能影响因素及改变途径、比热容应用、热机工作原理、热值及热机效率和能量守恒定律等方面，特别是几个实验（探究动能和重力势能的影响因素以及探究不同物质的吸热情况）是常考点等。 期中命题侧重结合生活情境设题，考查学生应用物理知识解决实际问题的能力，这是新九年级物理考试的核心目标，所以，在平时教学中一定要培养孩子们这方面的能力。 九年级物理第十章《机械能、内能及其转化》复习，锚定以下可落地目标： 1.了解动能、势能的概念及影响因素；了解机械能及其相互转化；掌握机械能守恒的条件。 2.了解分子动理论、内能的概念和改变物体内能的方式。 3.通过实验探究、理解比热容的概念，以及利用比热容的知识解释有关现象。 4.了解热机的工作原理及工作过程，知道汽油机和柴油机的主要区别。 5.知道燃料在燃烧时的能量转化；知道热值、燃料利用效率并会简单地计算。 6.知道各种形式能量之间可以转移和转化及能量转化与守恒定律。 考点一 机械能 （一）能量 1.定义： 一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。 2.物理意义： 能量表示物体做功本领大小。 3.单位： 焦耳（J）。 4.功与能的关系： （1）功表示一个力对物体作用取得的成效。 （2）能量表示物体具有对外做功本领。 （3）物体做功的过程，就是能量的转化过程。物体做的功越多，就说明能量转化的越多。 （4）功与能的单位相同：都是焦耳。 （二）动能 1.动能 （1）概念：物体由于运动而具有的能 （2）影响因素： 质量 、 速度。质量相同的物体，速度越大，动能越大；（2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 2.实验：探究影响动能大小的因素 （1）实验器材及作用： 两个不同质量的钢球（研究对象）；斜面：让钢球运动起来。木块；粗糙程度相同的水平面。 （2）实验方法： 转换法：通过木块被撞击后移动的距离反映钢球动能大小。 控制变量法： ①如下图控制钢球质量不变，改变球的运动速度，研究动能与速度的关系。 ②如下图控制钢球运动速度不变，改变钢球的质量，研究动能与质量的关系。 （3）实验结论： 动能的大小只跟速度、质量有关。（1）质量相同的物体，速度越大，动能越大。（2）速度相同的物体，质量越大，动能也越大。 （三）势能 1.重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具有的能量。 （2）影响重力势能大小的因素：质量和高度。 A.质量相同的物体，高度越高，重力势能越大。 B.高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 2.弹性势能： （1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 （2）影响弹性势能大小的因素：物体的材料和弹性形变的大小。 同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 （四）机械能及转化 1. 机械能定义： 动能和势能统称机械能。 2.机械能的理解： 一个物体具有机械能可以表现为只有动能或只有势能或同时具有动能和势能。 3.单位： 焦耳（J）。 4.动能和势能可以相互转化： （1）动能和重力势能间的转化规律： A.同一物体，若加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。 B.同一物体，若减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 （2）物体发生弹性形变时，动能与弹性势能也可以相互转化。 5.机械能守恒： （1）机械能守恒内容：物体的动能和势能是可以相互转化的。在转化过程中，如果没有其它形式的能参与，机械能总量保持不变。 如图：A.卫星从近地点到远地点：动能转化为势能。 B.卫星从远地点到近地点：势能转化为动能。 C.人造卫星在太空不受空气阻力，所以在各处的机械能相等。 （2）机械能不守恒的情况： A.受阻力作用，机械能转化为内能（如摩擦生热）。 B.有其它外力对物体做功。： 考点二 内能 （一）物质结构的微观模型 1.物质的构成： 物质是由大量极其微小的粒子——分子、原子构成的。分子的直径很小，通常以10-10m为单位来量度，所以物质中都包含大量的分子，如一小水滴中含有约1021个水分子。 2. 扩散： （1）不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。扩散的实质是分子（原子）的相互渗入。 （2）扩散现象表明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动，也说明物质的分子间存在间隙。 （3）影响扩散的因素：温度越高，扩散越快。说明分子无规则运动的快慢跟温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈。 （4）气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象，不同状态的物质之间也可以发生。气体扩散最快，液体较快，固体最慢。 分子热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫分子的热运动。温度越高，分子运动越剧烈，温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。 3.分子间的作用力 分子间不仅存在吸引力，而且还存在排斥力。 当分子被压缩时都会产生“抵抗”，分子间的距离减小，分子间的斥力增大，从而产生抵抗压缩的斥力；‌ 当分子被拉伸时，分子间的距离增大，为了阻止这种形变，从而产生吸引力以抵抗拉伸。 （二）固体、液体和气体的特征 1.固体： 固态分子间距离很小，分子间的作用力很大，只能在平衡位置附近振动。固体很难被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。 2.液体： 液态分子间距离比固体稍大，作用力较大，既可以振动，也可以移动。液体较难被压缩，具有一定的体积，没有确定的形状，可以流动。 3.气体： 气态分子间距离很大，分子间力的作用可以忽略，能够自由移动。气体没有一定的体积和形状，具有流动性，容易被压缩。 （三）内能 1. 内能： （1）分子动能：构成物质的分子在不停地做热运动，物体内大量分子做无规则热运动所具有的能称为分子动能。 （2）分子势能：由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子具有势能，叫做分子势能。 （3）内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位：焦耳，简称焦，符号J。 2. 影响物体内能大小的因素 （1）温度是影响物体内能的一个重要因素。同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大。 （2）物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。 （3）物体的内能还和物体的状态（体积）有关。例如0℃的冰吸热熔化成0℃的水时，体积变小，分子间的距离变小，作用力变大，水的内能变大。 3. 热量 （1）热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。热量是能量转移多少的量度，是一个过程量，它存在于热传递的过程中，只有发生热传递，有能量的转移，才能讨论热量问题，离开热传递谈热量就没有意义。 （2）热量的单位：在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。 4.改变物体内能的两种方法： （1）热传递可以改变物体的内能。热传递改变物体的内能，实质上是内能的转移，即内能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，没有不同形式能量的相互转化； （2）做功也可以改变物体的内能。 做功改变物体的内能，实质是能量的转化，是内能与其他形式的能发生了相互转化。 考点三 比热容 （一）探究影响物体吸收或放出热量多少的因素 1. 比较不同物质的吸热情况，可以采用以下两种方案： （1）使质量相同的不同物质升高相同的温度，比较加热时间的长短，加热时间长的吸热能力强。 （2）将质量相同的不同物质加热相同的时间，比较升高温度的多少，升高温度小的吸热能力强。 2. 实验器材及装置 相同规格的电加热器2个、烧杯2个、温度计2个；天平、停表、水和食用油。 实验装置： 3. 实验需测量的物理量 水和食用油的质量m；水和食用油的初温t0和末温t；水和食用油的加热时间。 4. 实验方法 （1）控制变量法 实验过程中控制水和食用油的质量不变；加热相同的时间，比较升高的温度或升高相同的温度，比较加热的时间。 （2）转换法 由于实验过程中，物质吸收热量的多少无法直接测量，我们用给物质加热时间的长短来代替物质吸收热量的多少。 5. 实验结论 质量相等的不同物质，吸收相同的热量时升高的温度不同；质量相等的不同物质，升高相同的温度时吸收的热量也不同。这表明不同种类的物质吸热情况不同。 （二）比热容 1. 定义： 一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 2. 定义式：。 3. 单位： 焦每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃），是由质量、温度和热量的单位组合而成。 4. 物理意义： 表示不同物质的吸热能力（本领）的大小。如水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），表示1kg的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 5. 对比热容的理解： （1）比热容是物质的特性之一。物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说，比热容的大小只与物质的种类及其状态（固态、液态和气态）有关，与物质的质量、吸收的热量、温度的变化无关。 （2）不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下，比热容是一个不变的值。如果物质的状态改变了，比热容的大小往往随之改变，如水变成冰，比热容变小。 （3）单位质量的某种物质，温度降低1 °C所放出的热量，与它温度升高1 °C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 6. 水的比热容： （1）在常见物质中水的比热容比较大。表明在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。 （2）应用 作散热剂或冷却剂。如汽车发动机用水作冷却剂；如冬天用水作取暖设备的供热介质等。 （3）解释现象 沙漠地区昼夜温差比较大，沿海地区昼夜温差比较小。这是由于水的比热容比较大，一定质量的水与相同质量的沙石相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化比较小。 （三）热量的计算 1.物质吸热时，热量的计算：Q吸=cm△t=cm(t-t0)； 2.物质放热时，热量的计算：Q放=cm△t= cm(t0-t)。 其中：Q吸表示吸收的热量，Q放表示放出的热量，单位：焦（J）。 c表示比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃） m表示质量，单位：千克（kg） △t表示温度的变化量（升高或降低的温度），t0—初温、t—末温，单位：℃。 考点四 热机 （一）热机及种类 1. 热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 2. 热机的种类：常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3. 热机的工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。 4. 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 （二）汽油机和柴油机 1. 工作原理：利用汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 2. 主要结构：汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 3. 工作过程 （1）冲程：活塞在气缸内往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 （2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。 （3）完成一个工作循环，活塞往复运动2次，飞轮转动2周，对外做功1次. （4）汽油机的工作过程 冲程 名称 进气门 排气门 活塞 运动 冲程的作用 能量转化 吸气 冲程 开 闭 向下 吸入燃料和空气的混合物 压缩 冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物， 使其内能增大，温度升高 机械能转 化为内能 做功 冲程 闭 闭 向下 火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，带动飞轮转动 内能转化 为机械能 排气 冲程 闭 开 向上 排出废气 3. 柴油机与汽油机的异同 柴油机的工作过程与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。 柴油机和汽油机构造及工作过程的不同点： （1）汽油机汽缸顶部有火花塞，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体（俗称“点燃式”）；柴油机汽缸顶部没有火花塞，只有喷油嘴，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“压燃式”）。 （2）汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物；柴油机吸入气缸内的物质只有空气。 （三）火箭 1.组成：我国古代最早的火箭由箭头、箭杆、箭羽和火药筒四部分组成，是现代火箭的雏形。 2.现代火箭使用的是喷气发动机。 3.液体燃料火箭喷气发动机主要由燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和喷口组成。 4.能量转化：燃料的化学能转化为内能，进而转化为火箭的机械能。 5.现代火箭优点：功率巨大、可在高空飞行、可飞出大气层。多级火箭可以作为星际航行的运载工具。 6.我国航天事业发展：2016年11月3日，长征五号运载火箭首飞成功，标志着我国运载火箭实现升级换代，是我国由航天大国迈向航天强国的关键一步。 考点五 调查燃料的利用及其对环境的影响 （一）热值 1. 燃料（可燃烧的物质） （1）燃料的种类：固体燃料有木柴、煤；液体燃料有汽油、酒精；气体燃料有煤气、天然气等。 （2）燃料燃烧时能的转化：燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。 2．热值 （1）定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （2）公式：q = Q放是燃料放出的热量，单位是J； m是质量，单位是kg；q是热值，单位是J/kg。 （3）单位：焦/千克，符号J/kg。 （4）热值的物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。 热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。 （5）燃料燃烧放出热量：Q放＝qm； （6）气体燃料的热值：q= V表示气体燃料的体积，单位是m； Q表示放出的热量，单位是J；q表示气体燃料的热值，单位使用焦/米3 （J/m3 ）。 （二）热机效率 1. 日常生活中的热效率：η = = 2. 热机的效率 （1）用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。 （2）公式：。 （3）物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。 3. 提高热机效率的主要途径 （1）尽量减少各种热量损失，设法利用废气的能量 大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。 （2）在热机的设计和制造上，采用先进的技术. （3）使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整各零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量. 4. 热机效率总小于1的原因： 因为热机中用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的总能量的一部分，由于各种能量的损失和燃烧条件的限制，这部分能量一定小于完全燃烧放出总能量，所以有用功的能量与燃烧放出的总能量的比值必然小于1，即热机的效率一定小于1。 考点六 能量的转化与守恒 （一）能量的转化和转移 1. 自然界存在着各种不同形式的能量 （1）机械能：机械能包括动能、重力势能和弹性势能。 （2）内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都具有内能。 （3）太阳能：太阳能是一种可再生能源。 （4）化学能：各种物质都储存化学能，如燃料、动物、食物都储存有化学能。 （5）电能：电能是指使用电以各种形式做功的能力。 （4）核能：即原子能。原子核结构发生变化放出的能量。 2. 能量的转化 自然界中的各种现象都是互相联系的。在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。例如“钻木取火”是机械能转化为内能；蒸汽机火车是内能转化为机械能。 3. 能量的转移 能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从物体的一部分转移到其他部分。 例如，在热传递过程中，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，这些都属于能量的转移。 （二）能量守恒定律 1. 能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 2. 对能量守恒定律的理解 （1）能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。 （2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。 3. 永动机 （1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。然而，从没有一种永动机成功过。 （2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永动机。 （三）能量转化和转移的方向性 大量事实表明，自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性，即自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的。 1.机械能转化： 汽车制动时，汽车的机械能通过摩擦力做功自发地转化为内能，散失到周围环境中。但内能却不能自发地转化为机械能让汽车重新行驶。 2.内能的转移： 内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不会自发地从低温物体向高温物体转移。例如，炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后两者达到相同的温度。但是，相反的过程并不会自发地发生。铁块不可能自发地从同温度的水中吸收热，使自己变得炽热。 3.化学能转化 汽油在汽车发动机中燃烧，化学能转化为内能，推动活塞做功，进而转化为机械能使汽车运动。但这个过程是不可逆的，内能不会自发地再转化为化学能让汽油重新变回原来的状态。 题型一 机械能 典例1 （25-26九年级上·湖北咸宁·期中）小宁在放学的路上常看到如图甲所示的交通警示牌，为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响，他用铁球A、木球B碰撞静止在同一水平长木板上的木块，进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。如图乙所示。 (1)a、b两图是探究动能与_________的关系，需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后，使其由_________状态自由滚下。 (2)分析a、c两次实验的现象，可得出的结论是_________。 (3)每次实验中，如果小球具有的动能越多，那它就能对木块_________越多，因此我们可以通过观察_________的多少来判断小球动能的多少。通过实验可知，发生交通事故时，车辆超载、超速就会对被撞的物体产生更大的危害。 (4)小宁查阅课本知，小球到达斜面底端的速度只与起点的高度有关，小球起点越高，到达底端的速度越大。他与同学们针对这个现象从能量转化角度进行了交流：小球从光滑斜面上滚下，是重力势能转化为动能的过程，在这一过程中，小球减小的重力势能_________增加的动能（选填“>”“=”或“<”），重力势能和动能分别与高度、速度有关的同时，又都与自身的_________这一共同因素有关。因此，可以分析出物体在光滑斜面上下滑的速度只受起始的高度影响了。 【答案】(1) 速度 静止 (2)速度相同时，质量越大，动能越大 (3) 做功 木块被推动距离 (4) = 质量 【详解】（1）从a、b两图中可以看出，小球的质量相同，从斜面上由静止滑下的高度不同，即小球刚到水平面上时的速度不同，探究的是动能大小与速度的关系。 （2）从a、c两图中可以看出，A、B两球从斜面的相同高度由静止滚下，达到水平面的速度相同，因A球的质量更大，木块被撞击的距离更远，说明铁球A的动能更大，可得出结论：速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 （3）物体动能越大，对木块做功就会越多，在木块与地面摩擦力不变的情况下，推动的距离就越大。 （4）斜面光滑时，只有重力做功，所以减少的重力势能全部转化成了动能，则小球减小的重力势能等于增加的动能物体的动能与重力势能均与自身的质量有关，质量相同时，物体在光滑斜面上下滑的速度只受起始的高度影响。 💡破题要诀 机械能守恒条件 如果只有动能和势能相互转化，不考虑空气阻力、摩擦等额外阻力，机械能的总量保持不变，即机械能守恒。若运动过程中存在空气阻力、接触面摩擦，一部分机械能会转化为内能等其他形式的能，机械能总量不断减小。实例：地面滚动的足球最终停下、荡秋千幅度越来越小，都是因为机械能损耗。 迁移应用 1．（26-27九年级上·江苏淮安·阶段检测）如图所示知识框架图中A处可补充的内容是________；B处可补充的内容是________。 【答案】 影响因素 被举高的高度 【详解】由动能的影响因素可知，动能与质量、速度有关，故A处填影响因素； 由重力势能的影响因素可知，重力势能与质量、被举高的高度有关，故B处填被举高的高度。 2．（25-26九年级上·广西桂林·阶段检测）如图是某城市地铁的设计方案图，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。列车进站上坡前关闭发动机，利用惯性冲上缓坡，将部分动能转化为重力势能储存起来；出站时列车从缓坡下行，将重力势能转化为___________能，这种设计的好处是______________________。 【答案】 动 节约能源 【详解】能量转化分析：重力势能的大小和质量、高度有关，动能的大小和质量、速度有关。列车从缓坡下行时，质量不变，高度降低、速度增大，因此将储存的重力势能转化为动能。 设计好处：进站时上坡关闭发动机，靠惯性上坡减速，不需要完全依靠刹车消耗动能，避免了动能的浪费；出站时下坡将之前储存的重力势能重新转化为动能，可以减少启动时的能量消耗，起到节约能源的作用。 3．（25-26九年级上·海南省直辖县级单位·期中）下列关于能的叙述中，正确的是（     ） A．一个物体已经做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以就没有能 C．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量 D．运动的物体具有能，静止的物体没有能 【答案】C 【详解】A. 物体具有的能是指它能够做功的本领，而不是已经做了多少功。已经做功的多少与当前具有的能的大小没有直接关系，故A错误； B. 挂在树枝上的苹果能够对外做功，具有能量，故B错误； C. 一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量。这是初中物理中能量的标准定义，故C正确； D. 静止的物体也可能具有能，例如被举高的物体具有重力势能，被压缩的弹簧具有弹性势能，不一定非要运动才有能。故D错误。 故选C。 4．（25-26九年级上·广东汕尾·期中）小明去商场购物，自动扶梯将他从一楼匀速送上二楼，在这个过程中，他的（     ） A．重力势能不变，动能不变，机械能不变 B．重力势能不变，动能增大，机械能增大 C．重力势能增大，动能不变，机械能增大 D．重力势能增大，动能增大，机械能增大 【答案】C 【详解】物体的动能与质量、速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能与势能的总和为机械能。 小明从一楼匀速送到二楼的过程中，质量和速度都没有变化，所以动能不变；他的位置变高了，重力势能增大，因此机械能也增大。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．（25-26八年级下·辽宁葫芦岛·期末）如图，轻质弹簧立在水平地面上，小球从弹簧的正上方某处由静止下落，接触弹簧后将弹簧压缩至最短（不计空气阻力）。在弹簧被压缩的过程中，下列说法正确的是（     ） A．小球所受重力逐渐变小 B．小球的机械能逐渐变小， C．弹簧的弹性势能逐渐变小 D．弹簧最短时，小球所受合力为0 【答案】B 【详解】A．小球的重力由质量和g决定，小球下落过程中质量不变，g是定值，所以小球所受重力大小保持不变，故A错误； B．在弹簧被压缩的过程中，弹簧对小球的弹力方向与小球运动方向相反，小球克服弹力做功，小球的部分机械能逐渐转化为弹簧的弹性势能，因此小球的机械能逐渐变小，故B正确； C．弹簧被压缩的过程中，弹簧的形变程度越来越大，弹性势能随弹性形变程度增大而增大，因此弹簧的弹性势能逐渐变大，故C错误； D．弹簧压缩到最短时，弹簧的弹力大于小球的重力，小球所受合力方向竖直向上，并不为0，故D错误。 故选B。 6．（25-26八年级下·广东广州·期末）图甲是投篮情景，篮球离手后经过A、B、C、D、E点，C是最高点，B和D高度相同，图乙给出篮球在A、C、E点的动能和重力势能，则篮球（　　 ）    A．在C点的速度为0 B．从A点到E点，机械能守恒 C．在B点的动能大于在D点的动能 D．从A点运动到C点，动能全部转化为重力势能 【答案】C 【详解】A．由图乙可知C点动能 ，动能不为0，则速度不为0，故A错误； B．由图乙可知A点机械能 E点机械能 ，机械能不守恒，故B错误； C．B、D高度相同，重力势能 。篮球运动受空气阻力，机械能减小，B点机械能大于D点机械能 ，由 可知 ，故C正确； D．从A点运动到C点，动能减小量 重力势能增加量 且 ，动能未全部转化为重力势能，故D错误。 故选C。 7．（25-26八年级下·四川成都·期末）2026年6月，在海南商业航天发射场成功发射千帆极轨12组卫星。如图所示，千帆星座的卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行，下列说法正确的是（     ） A．卫星在远地点的重力势能比近地点小 B．卫星从近地点向远地点运行时，动能增大 C．卫星在大气层外运行时，忽略空气阻力，机械能守恒 D．卫星从远地点向近地点运行时，动能转化为重力势能 【答案】C 【详解】ABD. 卫星质量不变，远地点高度大于近地点高度，重力势能大；卫星从近地点向远地点运行时，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小；卫星从远地点向近地点运行时，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故ABD错误。 C. 卫星在大气层外运行，忽略空气阻力，只有动能和重力势能相互转化，机械能守恒，故C正确。 故选C。 8．（25-26九年级上·广西柳州·期中）【实验名称】探究物体的动能，重力势能大小 【问题】物体的动能、重力势能大小与哪些因素有关？ 【证据】 (1)如图甲所示，小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验，该实验中物体的动能是指______（选填“钢球”或“木块”）的动能；实验中通过观察______来反映物体动能的大小。 【解释】 (2)由图甲可以得出的结论是：在物体______一定时，速度越大，物体的动能越大。 【交流】 (3)图甲实验中，若水平面绝对光滑，则______（选填“能”或“不能”）完成实验。 【拓展】 (4)如图乙所示，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C距离沙地的高度相同。现将三个球同时由静止释放，落到沙地上的状态如图乙中虚线球所示。比较球A、C可得出重力势能大小与______的关系；比较球A、B可得出重力势能大小与_______的关系。 【答案】(1) 钢球 木块移动的距离 (2)质量 (3)不能 (4) 质量 高度 【详解】（1）如图甲，控制了木块的位置相同，将钢球从不同的高度静止滑下，到达水平面时的速度不同，这是研究钢球的动能与速度的关系，根据转换法可知，实验中通过观察木块移动的距离来反映钢球动能的大小。 （2）由甲图可知，钢球的质量不变，从不同高度静止滑下，使得钢球到达水平面的速度不同，撞击木块移动的距离也就不同，动能大小不同，所以可以得到结论，在物体质量一定时，速度越大，物体的动能越大。 （3）根据牛顿第一定律可知，若水平面绝对光滑，木块被撞后将一直做匀速直线运动，不能通过观察木块移动的距离来反映钢球动能的大小，所以不能完成实验。 （4）铁球A和塑料球C体积相同，因，由密度公式可知，铁球A质量大于塑料球C的质量。比较球A、C可知道，球A、C的质量不同，从相同的高度静止释放，铁球A的质量大，落到沙坑的深度越大，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与质量的关系。 比较球A、B可得，球的质量相同，但静止释放的高度不同，高度高的，落到沙坑的深度越大，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与高度的关系。 题型二 内能 典例1 （26-27九年级上·福建厦门·阶段检测）【问题】做功与物体内能的变化存在怎样的关系？ 【证据】利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验，如图： （1）用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图甲。 （2）关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，并用温度计测出喷雾器内气体的温度，如图乙。 （3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内气体的温度，如图丙。 【解释】 (1)该实验通过__________的变化来反映气体内能的变化。 (2)打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小叶轮转动，此时气体的内能转化为小叶轮的__________能。（不考虑摩擦） (3)比较__________两图可知，外界对气体做功，气体的内能增大。 (4)比较乙、丙两图可知，气体对外界做功，气体的内能__________。 【答案】(1)温度计示数的变化 (2)机械 (3)甲和乙 (4)减小 【详解】（1）物体内能的变化无法直接肉眼观测，本实验利用转换法：对于质量一定的气体，内能变化会伴随温度改变，因此通过温度计显示的气体温度变化，间接反映气体内能的大小变化。 （2）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，里面的气体对外做功，喷雾器前的小叶轮转动，气体的内能转化为小叶轮的机械能。 （3）比较甲和乙两图，手压活塞，对喷雾器内气体做功，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，气体的内能增大。 （4）比较乙和丙两图，气体被放出，使得小叶轮转动，即气体对外界做功，此时，观察到气体温度下降，即气体内能减小，所以气体对外界做功，气体内能减小。 💡破题要诀 1.热胀冷缩 物体发生热胀冷缩时，改变的是分子间距离的大小，而不是分子的大小。 2.做功和热传递改变内能的区别 做功的本质是 “能量转化”，即其他形式的能（如机械能、电能）与内能之间的相互转换；热传递的本质是 “内能转移”，即内能从高温物体（或部分）向低温物体（或部分）移动，不存在其他形式能的参与。 迁移应用 1．（25-26九年级上·陕西咸阳·期中）陈皮是指晒干并储存三年以上的橘子皮，常用于中药和烹饪。陈皮具有独特的香气，将其放入热水中浸泡后，陈皮的香气变得浓郁。这种现象说明了（　　） A．分子之间存在空隙 B．分子受热后体积膨胀 C．温度越高，分子热运动越剧烈 D．分子间存在引力和斥力 【答案】C 【详解】能闻到陈皮的香气属于扩散现象，说明分子在不停做无规则热运动。将陈皮放入热水后香气变得浓郁，是因为热水温度更高；温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快，因此香气更明显，故选C。 2．（25-26九年级上·广东潮州·阶段检测）冰箱是我们常用的家用电器，小明将食物放入冰箱后，食物的（     ） A．内能为零 B．内能减少 C．内能不变 D．含有的热量变少 【答案】B 【详解】A．一切物体在任何情况下都具有内能，内能不可能为零，故A不符合题意； BC．食物放入冰箱后温度降低，质量、状态不变时，物体内能随温度降低而减小，因此内能减少，故B符合题意，C不符合题意； D．热量是热传递过程中的过程量，不能表述为“含有热量”，故D不符合题意。 故选B。 3．（26-27九年级上·甘肃平凉·阶段检测）如图所示实例中，属于通过热传递改变物体内能的是（     ） A．划燃火柴 B．钻木取火 C．烧水时水温升高 D．两手摩擦发热 【答案】C 【详解】ABD．划燃火柴、钻木取火、两手摩擦发热，均是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于通过做功改变物体内能，故ABD不符合题意； C．烧水时水温升高，热量从高温火焰传递给低温的水，属于通过热传递改变物体内能，故C符合题意。 故选 C。 4．（26-27九年级上·四川广安·阶段检测）如图所示的空气压缩引火仪，可以说是古代“钻木取火”智慧的延伸。关于改变物体内能的方式，下列说法错误的是（     ） A．钻木取火是通过做功的方式改变物体的内能 B．迅速压下引火仪的活塞，硝化棉燃烧起来，此过程机械能转化为内能 C．冬天用热水袋取暖，是通过做功的方式使手的内能增加 D．气体膨胀对外做功时，气体内能会减小 【答案】C 【详解】A．钻木取火是克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于做功改变物体内能，故A正确； B．迅速压下活塞对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高引燃硝化棉，故B正确； C．用热水袋取暖是热量从高温物体传递给低温物体，通过热传递的方式使手的内能增加，故C错误； D．气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，气体内能减小，故D正确。 本题选择错误的描述，故选C。 5．（25-26九年级上·安徽蚌埠·期中）关于温度、热量、内能的关系，下列说法正确的是（     ） A．物体内能增大，其温度一定升高 B．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量 C．物体的温度升高，内能一定增加 D．冰熔化时吸收热量，内能增加，分子的运动越来越剧烈 【答案】C 【详解】A．晶体熔化过程中吸热，内能增大，但温度保持不变，因此物体内能增大温度不一定升高。故A错误； B．改变内能有做功和热传递两种方式，物体温度升高也可能是外界对其做功，不一定是吸收热量，故B错误； C．内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，对于同一物体，温度升高时分子热运动的平均动能增大，内能一定增加。故C正确； D．分子热运动的剧烈程度由温度决定，冰熔化过程中温度保持0℃不变，因此分子运动的剧烈程度不变，故D错误。 故选C。 6．（25-26九年级上·河南郑州·阶段检测）如图是一组实验，观察实验完成填空。 (1)如图甲：把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面。在离开水面前，观察到弹簧测力计示数_____（填“增大”、“减小”或“不变”），说明了分子间存在_____； (2)如图乙：在量筒里装入清水和密度比它大的硫酸铜溶液，则量筒的下方最好装入的是_____（填“清水”或“硫酸铜溶液”），目的是_____。静放一小段时间后，会观察到的现象是：清水和硫酸铜溶液的_____（填“分界面”或“整体”）变模糊了； (3)如图丙；在电子显微镜下观察到的物质在三种状态下的内部结构，可以说明在保持化学性质不变的前提下，物质是由大量的_____构成的，观察到的A、B、C三幅图，物质从B状态变为C状态内能_____。（填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】(1) 增大 引力 (2) 硫酸铜溶液 避免重力对实验的影响 分界面 (3) 分子、原子 减小 【详解】（1）[1][2]把玻璃板用弹簧测力计拉出水面的过程中，由于玻璃分子和水分子之间的距离在引力作用的范围内，玻璃分子和水分子之间有引力，故会观察到弹簧测力计示数增大。 （2）[1][2][3]在量筒里装入清水和密度比它大的硫酸铜溶液时，因为硫酸铜溶液的密度大于水，若水在下方，硫酸铜溶液在上方时，硫酸铜溶液由于重力的作用也会向下与水混合，故量筒的下方最好装入的是硫酸铜溶液，观察到分界面变模糊，可以说明硫酸铜溶液分子和水分子在做无规则运动，能避免重力对实验的影响。 （3）[1]在电子显微镜下观察到的物质在三种状态下的内部结构可以说明物质是由大量的分子、原子构成。 [2]观察到的A、B、C三幅图，可知A是气态，B是液态，C是固态，物质从B状态变为C状态，即从液态到固态，属于凝固现象，根据凝固放热，可知物质的内能减小。 题型三 比热容 典例1 （26-27九年级上·天津南开·阶段检测）在“探究比较不同物质吸热本领”的实验中，实验装置如图所示。 (1)实验中应取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格________（选填“相同”或“不同”）的电加热器加热。实验中通过________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少； (2)实验记录如表所示。由表中数据可知： 加热时间/min 0 2 4 6 8 10 温度/℃ 甲 20 25 30 35 40 45 乙 20 22 24 26 28 30 ①甲和乙的温度均达到30℃时，它们吸收的热量________（选填“>”“<”或“=”），说明________（选填“甲”或“乙”）的吸热能力较强； ②若乙液体的比热容为，则甲液体的比热容为________； (3)冬天来了，小明想制作一个暖手袋，________（选填“甲”或“乙”）更适合做暖手袋的供热介质。 【答案】(1) 相同 加热时间 (2) < 乙 (3)乙 【详解】（1）实验采用控制变量法，要保证相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相等，必须选用规格相同的电加热器；本实验利用转换法，相同电加热器加热时，加热时间越长代表液体吸收的热量越多，因此通过加热时间比较吸收热量的多少。 （2）从表格数据可知：甲的温度达到30℃需要加热4min，乙的温度达到30℃需要加热10min，相同加热器的加热时长对应吸收热量多少，故甲吸收的热量小于乙吸收的热量，即，说明乙的吸热能力强； 甲和乙的温度均达到30℃时，升高的温度相同，由可得，则 甲液体的比热容为 （3）暖手袋的供热介质需要在降低相同温度时放出更多热量，要选择比热容大的物质，因此吸热能力更强的乙更合适。 💡破题要诀 水的比热容大‌意味着它吸热或放热时自身温度变化慢，主要用在‌调节气温‌、‌冷却设备‌和‌供暖‌这几方面。 1.温度变化视角（温差类现象）‌：按三步表述：①明确质量m、吸放热Q相同；②点明水的比热容远大于对比物质；③推导得出水的温度变化Δt更小，对应现象如海边昼夜温差小、沙漠昼夜温差大等。 2.‌热量利用视角（供暖冷却类现象）‌：按三步表述：①明确质量m、温度变化Δt相同；②点明水的比热容远大于对比物质；③推导得出水吸收/放出的热量Q更多，对应现象如汽车水冷系统、冬季水暖供暖等。。 迁移应用 1．（26-27九年级上·湖南长沙·阶段检测）关于比热容的说法正确的是（     ） A．根据知物质的比热容跟物体的温度变化成反比 B．若物质吸收的热量增大一倍，则其比热容增大一倍 C．一杯水倒出一多半，杯内剩余水的比热容一定不变 D．甲、乙质量相同，若甲升高的温度比乙的多，则c甲＜c乙 【答案】C 【详解】比热容是物质的固有属性，仅与物质种类、物态有关，与Q、m、Δt均无关。 A．是比热容的计算式而非决定式，c与Δt无关，故A错误； B．比热容与吸收热量Q无关，Q增大时c不变，故B错误； C．剩余水的物质种类、物态均不变，比热容不变，故C正确； D．由可知，m相同时，因Q未知，无法根据Δt大小比较c的大小，故D错误。 故选C。 2．（26-27九年级上·河南周口·阶段检测）中牟是河南花生种植的重要基地，炒花生也是河南人喜爱的零食之一。人们常用干净的沙子炒制花生，这是利用了沙子（     ） A．熔点低 B．含有的热量多 C．凝固点高 D．比热容小 【答案】D 【详解】A．炒花生过程中沙子未发生熔化，与熔点无关，故A错误； B．热量是过程量，仅能表述为吸收或放出热量，不可描述为“含有热量”，故B错误； C．炒花生过程中沙子未发生凝固现象，与凝固点无关，故C错误； D．由吸热公式可知，相同质量的沙子吸收相同热量时，比热容越小，升高的温度越大，可快速升温且使花生受热均匀，故D正确。 故选D。 3．（26-27九年级上·河南周口·阶段检测）下表是一些物质的比热容，根据表中数据和生活现象，下列判断正确的是（     ） 物质 比热容c/[J⋅（kg⋅°C）⁻1] 物质 比热容c/[J⋅（kg⋅°C）⁻1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103 砂石 约0.92×103 铜 0.39×103 A．比热容与物质的状态无关 B．不同种类的物质，比热容一定不同 C．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较小 D．质量相同、初温相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多 【答案】D 【详解】A．水和冰为同种物质，处于不同的状态，二者比热容不同，说明比热容与物质状态有关，故A错误； B．煤油和冰为不同种类物质，二者比热容相同，故B错误； C．沿海地区昼夜温差小是因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质，在吸、放相同热量时，水的温度变化更小，故C错误； D．由可知，、均相等，，因此，铝块吸收的热量多，故D正确。 故选D。 4．（25-26九年级上·广西桂林·阶段检测）质量相同的甲、乙两块金属，升高相同的温度，甲的比热容是乙的3倍，则甲、乙金属吸收的热量之比是（     ） A．1:2 B．2:1 C．1:3 D．3:1 【答案】D 【详解】根据吸热公式，甲、乙吸收热量的比值为 代入、、，得 即甲、乙吸收热量之比为3:1，故选D。 5．（26-27九年级上·河北沧州·阶段检测）下列现象与应用中，与水的比热容比较大无关的是（     ） A．北方暖气片中的物质是水 B．夏天在房间内洒水降温 C．沿海地区昼夜温差比内陆小 D．城市修建人工湖，减弱热岛效应 【答案】B 【详解】ACD．根据，水的比热容较大：A中相同质量的水和其他物质相比，降低相同温度时水放出的热量更多，适合做暖气介质；C、D中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，因此沿海昼夜温差更小、人工湖可缓解热岛效应，三者均与水的比热容大有关，故ACD不符合题意。 B．夏天房间洒水降温是利用水汽化（蒸发）吸热的特点，与水的比热容无关，故B符合题意。 故选B。 6．（26-27九年级上·湖南衡阳·阶段检测）在一个标准大气压下，将质量为2kg的金属块，加热到570℃后，立即投入质量为1kg、温度为20℃的冷水中，若金属块放出的热量全部被水吸收，最终水的温度升高到70℃。求： (1)水吸收的热量： (2)金属块的比热容： (3)若这些热水继续吸收J的热量，则水的末温是多少℃？ 【答案】(1) (2) / (3) 【详解】（1）水升高的温度 水吸收的热量 （2）金属块放出的热量 金属块降低的温度 金属块的比热容 （3）水吸收额外热量后升高的温度 水的末温 因（标准大气压下水的沸点），故末温为 题型四 热机 典例1 ．（26-27九年级上·福建厦门·阶段检测）在跨学科实践课上，某小组围绕“制作内燃机还是外燃机模型”进行了探究，最终完成了简易热机模型的设计与制作，热机的原理：如图（a），将试管中的水加热一段时间后，塞子冲了出去，此实验基本展示了热机的工作原理。 (1)热机的分类。 外燃机：燃烧室在汽缸外，如蒸汽机，燃烧燃料使水变成水蒸气，推动活塞做功。 内燃机：燃料在汽缸内部燃烧，利用燃烧产生的高温高压气体推动活塞做功。其原理与图（b）中__________的原理相同。 (2)制作简易内燃机模型。 如图（c），在塑料瓶的侧壁上打一个小孔，向瓶内喷入适量酒精，将塑料杯倒扣在瓶口，用点火器通过侧壁小孔点燃瓶内酒精，塑料杯被向上弹开，此过程与四冲程内燃机__________冲程的能量转化相同。 (3)有同学自己制作了“等离子炮”，原理与内燃机类似，通过燃料燃烧产生的能量推动空气，形成冲击效果，即燃料燃烧后产生的内能转化为__________能。 评价交流。 若喷入酒精少，实验效果差；喷入酒精多存在安全隐患。综合考虑，同学们最终选择了制作外燃机模型。 【答案】(1)甲 (2)做功 (3)机械 【详解】（1）根据题干定义，内燃机是燃料在汽缸内部燃烧，利用生成的高温高压气体做功。图b的甲装置中燃料在试管内部燃烧，符合内燃机的原理；乙装置是在试管外生火加热水，属于外燃机的工作模式。 （2）点燃瓶内酒精后，酒精燃烧释放的内能将塑料杯弹开，是内能转化为机械能的过程，和四冲程内燃机的做功冲程的能量转化完全一致。 （3）“等离子炮”利用燃料燃烧的能量推动空气形成冲击效果，最终是将内能转化为空气运动的机械能。 💡破题要诀 1.热机冲程判断口径：气门只开一个：活塞向下是吸气，活塞向上是排气。气门全部闭合：活塞向上是压缩，活塞向下是做功。 2.内燃机工作循环中的计算：1个循环=4冲程=曲轴/飞轮转2圈=活塞往复2次=对外做功1次‌，切忌将“转数”直接等同于“做功次数”。 迁移应用 1．（26-27九年级上·湖南衡阳·阶段检测）下图甲是单缸汽油机工作时其中一个冲程，乙图中四种情景与甲图能量转化相同的选项是（     ） A．在图a中，寒冷的天气，人们通过搓手来“取暖御寒” B．在图b中，小孩从滑梯上滑下来，感觉臀部发热 C．在图c中，试管中加热的水蒸气将试管口的活塞“冲”出去 D．在图d中，手下压活塞，使密闭圆筒内的棉花发生燃烧 【答案】C 【详解】甲图两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能。 A．搓手取暖，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故A不符合题意； B．滑滑梯臀部发热，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B不符合题意； C．水蒸气将活塞冲出，水蒸气对活塞做功，内能转化为机械能，故C符合题意； D．下压活塞，压缩气体做功，机械能转化为内能，故D不符合题意。 故选C。 2．（26-27九年级上·河南平顶山·阶段检测）关于汽油机和柴油机，下列说法不正确的是（     ） A．汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸的是空气 B．汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 C．汽油机和柴油机的压缩冲程都是将机械能转化为内能 D．汽油机多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等 【答案】D 【详解】A．汽油机吸气冲程吸入的是汽油与空气的混合物，柴油机吸气冲程仅吸入空气，故A正确； B．汽油机依靠火花塞点火，为点燃式，柴油机依靠压缩空气升温引燃柴油，为压燃式，故B正确； C．汽油机和柴油机的压缩冲程中活塞对气缸内气体做功，均将机械能转化为内能，故C正确； D．柴油机功率更大，多用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等重型机械，汽油机多用于小型轻型交通工具，故D错误。 本题选择错误的，故选D。 3．（26-27九年级上·河北邯郸·阶段检测）如图是热机的结构，下列说法正确的是（     ） A．吸气冲程中，活塞是向上运动的 B．做功冲程是把机械能转化为内能 C．排气冲程中，没有能量的转化 D．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 【答案】C 【详解】A．吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，故A错误； B．做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故B错误； C．排气冲程中，排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动排出废气，此过程没有能量的转化，故C正确； D．做功冲程是燃气推动活塞做功，吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的惯性完成的，故D错误。 故选C。 4．（26-27九年级上·四川南充·阶段检测）如图所示为柴油机的四个冲程示意图，但顺序不对。下列相关说法正确的是（     ） A．在一个工作循环内，正确的顺序是甲→丙→乙→丁 B．只有丙冲程获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的 C．甲图冲程吸入空气和柴油的混合物 D．乙图冲程中只存在着内能转化为机械能的过程 【答案】A 【详解】A．甲图进气门打开、活塞向下运动，为吸气冲程；丙图两气门关闭、活塞向上运动，为压缩冲程；乙图两气门关闭、活塞向下运动，为做功冲程；丁图排气门打开、活塞向上运动，为排气冲程。正确顺序为甲→丙→乙→丁，故A正确； B．只有做功冲程（乙）对外做功获得动力，其他三个冲程靠飞轮惯性运转，故B错误； C．柴油机吸气冲程吸入气缸的只有空气，汽油机吸入的才是空气和燃料的混合物，故C错误； D．乙图为做功冲程，柴油燃烧将化学能转化为内能，高温高压燃气推动活塞做功将内能转化为机械能，且活塞运动存在摩擦生热，并非只存在内能转化为机械能，故D错误。 故选A。 5．（25-26九年级上·宁夏银川·期中）2025年10月31号“神舟二十一”号火箭发射时，在发射过程中燃料燃烧产生高温高压气体，推动火箭升空，该过程中能量转化的顺序正确的是（　　） A．内能化学能 B．化学能机械能 C．机械能内能 D．化学能电能 【答案】B 【详解】火箭发动机燃料燃烧，喷出高温高压气体，化学能转化为内能，气体对火箭施加向上的作用力，推动火箭加速升空，内能转化为机械能，则能量转化的完整顺序为化学能→内能→机械能，选项B概括了主要的能量转化，故ACD错误，B正确。 故选B。 6．（26-27九年级上·四川广安·阶段检测）某家用小汽车的四冲程汽油机，飞轮转速为1800r/min，则该汽油机1s内（     ） A．完成30个工作循环，对外做功30次 B．完成15个工作循环，对外做功15次 C．完成60个工作循环，对外做功60次 D．完成30个冲程，对外做功15次 【答案】B 【详解】飞轮的转速 四冲程汽油机1个工作循环飞轮转2r，对外做功1次，连续完成4个冲程。则该汽油机1s内完成15个工作循环，对外做功15次，总冲程数为60个。故选B。 题型五 调查燃料的利用及其对环境的影响 典例1 （26-27九年级上·云南昭通·阶段检测）为了比较不同燃料的热值，某小组选用如图甲、乙所示完全相同的装置，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)安装实验装置时，应按照_____________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序。 (2)为了保证实验结论可靠，在实验中应控制燃料1、2的_____________（选填“体积”或“质量”）相等。 (3)当两种燃料都全部燃尽后，两烧杯内液体的温度如下表所示。 燃料 加热前液体的温度/℃ 燃料燃尽后液体的温度/℃ 燃料1 20 36 燃料2 20 45 ①实验通过_____________来比较燃料全部燃烧放出热量的多少。 ②分析可得：两种燃料中，热值较大的是燃料_____________。 【答案】(1)自下而上 (2)质量 (3) 液体升高的温度 2 【详解】（1）实验装置需要先调整下方铁圈的高度，确保燃料的外焰给烧杯加热，再向上依次调整烧杯、温度计的位置，保证温度计玻璃泡完全浸没在液体中且不接触烧杯底，因此要按照自下而上的顺序安装。 （2）热值的定义是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，根据控制变量法，探究不同燃料的热值时，只改变燃料的种类，必须控制两种燃料的质量相等，才能通过放热多少比较热值大小。 （3）①本实验利用转换法，烧杯内的液体种类、质量、初温都相同，燃料燃烧放出的热量越多，液体吸收的热量就越多，由可知，液体升高的温度就越大，因此可以通过液体升高的温度来比较燃料完全燃烧放出热量的多少。 ②由表格数据可知，燃料1使液体升温16℃，燃料2使液体升温25℃，说明质量相等的两种燃料完全燃烧后，燃料2放出的热量更多，由可知，燃料2的热值更大。 💡破题要诀 1.热值类计算：固体/液体燃料：用公式Q放=mq，m单位统一为kg，热值q单位为J/kg。 气体燃料：用公式Q放=Vq，V单位统一为m3，热值q单位为J/m3。； 2.能比较不同燃料热值大小： （1）控制变量法应用：比较不同燃料热值时，需仅改变燃料种类，保持被加热液体的质量、初温完全一致，实验装置相同，选择对应实验组图。 （2）转换法：通过比较温度计示数的提升量，而非热时间，来反映燃料完全燃烧放出热量的多少。 迁移应用 1．（26-27九年级上·河南驻马店·阶段检测）中国南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的______很大可燃冰燃烧时将_______能转化为内能。以它的热值是煤气倍的关系粗略计算，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以将_____的水从加热至。，水的比热容 【答案】 热值 化学 2500/ 【详解】单位质量的燃料完全燃烧放出的热量为热值；燃料具有化学能，燃烧的过程中转化为内能；1kg可燃冰完全燃烧放出的热量为 因，故可加热水的质量为 2．（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）某摩旅骑行爱好者摩托车在某次旅程中消耗汽油3 kg，这些汽油完全燃烧能放出的热量为___________J，若汽油机的效率为30%，则汽油机做的有用功为___________J；下图为该摩托车的单缸四冲程汽油机某个冲程的能量流向图，由此可以判断该汽油机正处于___________（选填“A”、“B”、“C”、“D”）图的冲程； A．B．C．D． 【答案】 B 【详解】汽油完全燃烧放出的热量为 汽油机做的有用功为 由能量流向可知，该冲程将机械能转化为内能，是压缩冲程。 分析四个冲程： A图：进气门打开、排气门关闭，活塞下行，是吸气冲程。 B图：两个气门均关闭，活塞上行，是压缩冲程。 C图：两个气门均关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程。 D图：排气门打开、进气门关闭，活塞上行，是排气冲程。 所以对应B图的冲程。 3．（25-26九年级上·上海黄浦·期中）随着“双碳”目标推进，燃料发生了大规模的更替，新能源汽车也逐步替代传统燃油汽车，请你结合具体情境展开分析。 (1)我国大力推广新能源汽车，主要是为了减少__________污染。 A．大气 B．声 (2)如图是传统燃油机的__________冲程，该冲程的能量转化是__________能转化为__________能。 【答案】(1)A (2) 做功 内 机械 【详解】（1）传统燃油汽车燃烧汽油或柴油，会排放大量有害气体，如二氧化碳，温室气体，加剧全球变暖、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等，会造成空气污染，而新能源汽车（如电动汽车）不直接燃烧化石燃料，运行时无尾气排放，因此，推广新能源汽车的主要目的是减少大气污染，助力“双碳”目标，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （2）[1][2][3]由图可知，该冲程两个气门关闭，活塞下行，火花塞点火，是传统燃油机的做功冲程，在做功冲程中燃料燃烧产生高温高压气体，气体膨胀推动活塞运动，将内能转化为机械能。 4．（26-27九年级上·新疆和田·阶段检测）农村做饭常用秸秆和煤炭作燃料，关于燃料的热值，下列说法正确的是（     ） A．燃料燃烧越充分，热值越大 B．燃料的热值与燃料的质量无关 C．煤的热值比秸秆大，煤燃烧放出的热量一定更多 D．未燃烧的燃料热值为零 【答案】B 【详解】ABD．热值是燃料的固有属性，仅由燃料种类决定，与质量、燃烧程度、是否燃烧均无关，故AD错误，B正确； C．燃料燃烧放热公式为，放热多少与热值、质量均有关，煤热值大但质量未知，放出热量不一定更多，故C错误。 故选B。 5．（26-27九年级上·安徽宿州·阶段检测）关于热机，下列说法错误的是（     ） A．热机是将内能转化为机械能的装置 B．热机的大量使用会对环境造成污染 C．热机的效率不可能达到100% D．热机效率越高，功率越大 【答案】D 【详解】A．热机工作时，消耗内能，获得机械能，是将内能转化为机械能的装置，A正确； B．热机的大量使用，排放废气会对大气造成显著污染，同时会造成热污染和噪声污染，B正确； C．由于热机在工作过程中，不可避免地存在废气带走热量、机械散热、克服摩擦做功等能量损失，所以热机的效率不可能达到100%，C正确； D．热机效率和功率是两个不同的性能指标，效率反映能量的利用程度，功率反映做功快慢，二者没有直接因果关系，D错误。 本题选择描述错误选项，故选D。 6．（25-26九年级上·陕西咸阳·期中）如图所示，生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料制成的一种新型清洁燃料。燃烧1 kg无烟煤可以产生16 g的，生物质颗粒燃料燃烧时不产生，因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生。某次用生物质颗粒烧水，1标准大气压下，将壶中2 kg初温为15℃的水恰好烧开时，消耗生物质颗粒0.14 kg。已知，，，则下列说法正确的是（     ） A．随着水温度的升高，水的比热容逐渐变大 B．水吸收的热量为 C．生物质颗粒烧水时的效率为30% D．若0.144 kg生物质颗粒完全燃烧放出的热量由无烟煤提供，会排放1.2 g的 【答案】C 【详解】A．比热容是物质的固有特性，只与物质种类、状态有关，和温度无关。水升温，比热容不变，故A错误； B．水吸收的热量为 故B错误； C．0.14 kg生物质颗粒完全燃烧放出的热量 生物质颗粒烧水时的效率为 故C正确； D．0.144 kg生物质颗粒完全燃烧放出的热量 提供同等热量需要无烟煤的质量 则排放的SO2的质量为 故D错误。 故选 C。 7．（26-27九年级上·安徽宿州·阶段检测）如图所示为我国自主研制的水陆两栖飞机，某次测试中，飞机在水面上沿直线匀速滑行，消耗的航空煤油的质量为。已知飞机发动机提供的水平推力大小恒为，方向与飞机滑行方向相同。，求此滑行过程中： (1)水平推力做的功； (2)航空煤油完全燃烧放出的热量； (3)飞机发动机的效率。 【答案】(1) (2) (3)37.5% 【详解】（1）水平推力做的功 （2）航空煤油完全燃烧放出的热量 （3）飞机发动机的效率 题型六 能量的转化与守恒 典例1 （25-26九年级上·河南驻马店·期中）如图是林林自制简易热机的装置图，加热试管使水沸腾，对观察到的现象分析正确的是（     ） A．玻璃管口冒出的“白气”是汽化成的水蒸气 B．小叶轮转动是水的内能转化为叶轮的机械能 C．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能 D．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的 【答案】B 【详解】A．“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故A错误； B．水蒸气推动小叶轮转动，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，故B正确； C．加热使水升温是通过热传递的方式改变水的内能，故C错误； D．永动机违背能量守恒定律，是不可能实现的，故D错误； 故选B。 💡破题要诀 1.转化与转移‌：转化是能量形式发生改变（如摩擦生热，机械能→内能）；转移是能量形式不变，仅位置/对象变化（如热传递，内能从高温物体到低温物体）。 2.能量转化与转移具有方向性： 热传递‌：内能由高温→低温（自发），反之需做功；‌机械能耗散‌：动能→内能（自发，如刹车），反之无法自动发生；‌能源利用‌：化石能源燃烧后，化学能转化为内能散失，无法自动复原为化学能。 3. 能量守恒定律：不要混淆“机械能守恒”和“总能量守恒”，只要有摩擦，机械能必然减少，但总能量永远守恒。任何能量转化过程效率都小于100%，不存在无任何损耗的理想现实场景。 迁移应用 1．（25-26九年级上·甘肃临夏·阶段检测）下列过程中，能量发生转移的是（     ） A．杯中的热水慢慢变凉 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴 【答案】A 【详解】A．杯中的热水慢慢变凉，是热水的内能通过热传递的方式转移到周围空气中，内能的形式没有改变，属于能量的转移，故A符合题意。 B．水沸腾时，水壶盖被向上顶起来，是水蒸气的内能转化为水壶盖的机械能，属于能量的转化，故B不符合题意。 C．在磨刀石上磨刀时，刀会变热，是克服摩擦做功，机械能转化为内能，属于能量的转化，故C不符合题意。 D．飞驰而过的流星拖着一条发光的尾巴，是流星克服空气摩擦做功，机械能转化为内能和光能，属于能量的转化，故D不符合题意。 故选A。 2．（26-27九年级上·新疆和田·阶段检测）下列日常设备工作时，能量转化说法正确的是（     ） A．电热水壶烧水——电能转化为内能 B．汽油机工作——机械能转化为内能 C．双手摩擦发热——内能转化为机械能 D．太阳能路灯——电能转化为太阳能 【答案】A 【详解】A．电热水壶烧水消耗电能，水的内能增大，能量转化为电能转化为内能，故A正确； B．汽油机属于热机，工作时是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能对外做功，故B错误； C．双手摩擦发热过程，克服双手之间的摩擦力做功，机械能转化为内能，故C错误； D．太阳能路灯工作时将太阳能转化为电能，最终转化为光能，故D错误。 故选A。 3．（25-26九年级上·河北张家口·期中）下列说法正确的是（     ） A．随科技不断进步，永动机是可以造出来的 B．同一物体的温度越高含有的热量就会越多 C．温度能从内能大的物体转移给内能小的物体 D．自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的 【答案】D 【详解】A．永动机违反能量守恒定律，不可能被制造出来，故A错误； B．热量是热传递过程中的过程量，不能描述为物体“含有热量”，故B错误； C．热传递的条件是物体间存在温度差，内能从温度高的物体向温度低的物体转移，内能大的物体温度不一定更高，故C错误； D．自然进行的能量转化和转移具有方向性，是不可逆的，故D正确。 故选D。 4．（25-26九年级上·云南曲靖·阶段检测）如下图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（     ） A．小球从左向右弹跳，小球在此过程中能量守恒 B．小球最终会静止，这说明小球具有的机械能消失了 C．小球弹跳过程中，通过做功方式改变内能 D．小球撞击地面时，小球的内能转化为机械能 【答案】C 【详解】A．小球弹跳过程中高度逐渐降低、机械能不断减小，是因为小球的机械能转化为内能，小球、空气、地面等整个系统的能量守恒，故A错误； B．小球最终静止是因为机械能通过摩擦、撞击地面不断转化为内能，能量只会发生转移或转化，不会凭空消失，故B错误； C．小球弹跳过程中，与空气摩擦、地面撞击等，将机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能，故C正确； D．小球撞击地面时消耗了机械能，是小球的机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 5．（25-26九年级上·河南焦作·阶段检测）有人设计出如图所示的“永动机”，认为小球的重力势能和动能之间会不断地相互转化，从而实现“永动”，根据你所学的知识，能判断下列说法正确的是（     ） A．这款永动机没有重力势能和动能之间的转化 B．这款永动机能实现“永动”是因为机械能守恒 C．即使科学技术不断发展永动机也不可能实现 D．按照能量守恒定律，永动机是可能被制造的 【答案】C 【详解】A．小球运动时高度和速度变化，存在重力势能和动能的转化，故A错误； B．转动过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不守恒，无法“永动”，故B错误； CD．永动机违背能量守恒定律，不可能被制造，故C正确，D错误。 故选C。 6．（25-26九年级上·广西桂林·阶段检测）如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型。在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜制容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶。下列说法正确的是（     ） A．蜡烛燃烧是将机械能转化为内能 B．水变热是通过热传递来改变内能的 C．整个过程中会有热量的散失，所以能量不守恒 D．“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 【答案】BD 【详解】A．蜡烛燃烧消耗化学能，获得内能，是将化学能转化为内能，故A错误； B．水吸收蜡烛燃烧放出的热量，温度升高，是通过热传递的方式改变内能，故B正确； C．根据能量守恒定律，能量在转化和转移的过程中总量保持不变，热量散失属于能量的转移，总能量依然守恒，故C错误； D．“蒸汽船”运动时，蒸汽对外做功，将内能转化为机械能，热机做功冲程也是将内能转化为机械能，两者能量转化相同，故D正确。 故选BD。 基础固本练（限时：15分钟） 1．（26-27九年级上·江苏泰州·阶段检测）农业中常会用到旋翼无人机来喷洒农药。喷洒过程中无人机保持水平匀速飞行，此过程中无人机动能__________，机械能__________均选填“增大”“减小”或“不变”。 【答案】 减小 减小 【详解】无人机水平匀速飞行时速度不变，喷洒农药过程中总质量减小，故动能减小。 无人机飞行高度不变，总质量减小，故重力势能减小。因机械能为动能与重力势能之和，故机械能减小。 2．“千年古都传宋韵，一城秋风送菊香”，福州人民爱菊、赏菊的习俗沿袭至今；秋天走进西湖公园，浓浓的花香扑面而来，这是_____现象。清晨时刻，一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴，这是因为分子间存在___________。 【答案】 扩散 引力 【详解】花香扑面而来，是因为菊花花瓣中的香气分子在不停地做无规则运动向四周扩散，最终被人的嗅觉感知到，这种不同物质相互接触时，分子彼此进入对方的现象叫做扩散现象。 花瓣上的露珠可以保持形态、悬而未滴，是因为水分子之间存在相互作用的引力，让水分子聚拢在一起不会轻易散开。 3．（26-27九年级上·河南周口·阶段检测）蔬菜大棚让人们一年四季都能吃上可口的新鲜蔬菜，为了给蔬菜大棚在夜间保温，种植户常采用水袋储热的方式，这是利用水的_________大的特点。若每个水袋装有20 kg的水，当水温降低5℃时，每个水袋内的水放出的热量是_________J。此过程是通过_________的方式改变了水的内能。[] 【答案】 比热容 热传递 【详解】因水的比热容大，相同质量的水降低相同温度可放出更多热量，适合用于储热保温。 水放出的热量为 夜间水的温度高于大棚内空气温度，热量从水传递到周围环境，属于通过热传递的方式改变水的内能。 4．（26-27九年级上·安徽六安·阶段检测）一辆汽车的发动机消耗40kg燃油，做的有用功为，则这辆汽车发动机的效率是________%。（燃油的热值） 【答案】 25 【详解】燃油完全燃烧放出的总热量为 汽车发动机的效率为 5．（25-26九年级上·广西桂林·阶段检测）掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低，这是因为小球在运动中，有一部分机械能转化为___________能，能量在转化的过程中，总量______________________（选填“增大”“减小”或“保持不变”）。 【答案】 内 保持不变 【详解】小球运动过程中克服空气阻力、碰撞时克服摩擦做功，故部分机械能转化为内能； 由能量守恒定律可知，能量转化过程中，能的总量保持不变。 6．（2026·江苏镇江·中考真题）世界上坝体最高的抽水蓄能电站位于镇江句容，号称“水能充电宝”。电站夜间利用电网多余电能将水从低处抽到高处的水库中，白天将水库中的水放出发电。下列说法正确的是（     ） A．水被向上抽送的过程中重力势能减小 B．水向下流动的过程中动能保持不变 C．放出的水的重力势能全部转化为电能 D．水库蓄水越多，存储的水的重力势能越大 【答案】D 【详解】A．重力势能的大小和质量、高度有关，水被向上抽送时，质量不变、高度升高，重力势能是增大的，故A错误； B．水向下流动的过程中，质量不变、流速逐渐变大，动能是增大的，故B错误； C．放水发电的过程中，会有部分能量损耗（比如克服摩擦做功、水流带走部分能量等），重力势能不可能全部转化为电能，故C错误； D．重力势能和质量、高度有关，水库蓄水越多，水的总质量越大，在高度不变的前提下，存储的水的重力势能就越大，故D正确。 故选D。 7．（26-27九年级上·新疆和田·阶段检测）秋冬季节同学们喜欢搓手取暖，下列现象与搓手改变内能方式相同的是（     ） A．热水泡脚变暖和 B．晒太阳驱寒 C．钻木取火 D．用炉火烧水 【答案】C 【详解】搓手取暖是通过做功的方式改变内能；热水泡脚、晒太阳、用炉火烧水均是通过热传递的方式改变内能；钻木取火是克服摩擦做功改变内能，与题干改变内能的方式相同。故选C。 8．（25-26九年级上·山东青岛·期中）早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”这句谚语生动描述了新疆一些地区昼夜温差大的现象。其主要原因是（     ） A．海拔高，大气层薄，太阳辐射强 B．深居内陆，多为沙漠和戈壁，地表物质的比热容较小 C．沙漠戈壁等地表物质密度小 D．地表植被稀少，水分蒸发和蒸腾作用带走的热量少 【答案】B 【详解】新疆地区多砂石、泥土，砂石泥土的比热容较小，白天吸收相同热量后升温幅度大，气温高；夜晚放出相同热量后降温幅度大，气温低，因此形成了很大的昼夜温差。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．（2026·江苏盐城·中考真题）如图所示，将活塞拔出，向注射器内喷入少量酒精，再塞上活塞，然后将电子点火器的两个电极从针孔插入注射器中，用胶密封接口。按动点火器，雾化的酒精被点燃，活塞被迅速推出。汽油机的四个冲程中能量转化方式与上述过程相同的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】实验中酒精燃烧产生高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 A．吸气冲程无内能转化为机械能的过程，故A不符合题意； B．压缩冲程活塞压缩气体，将机械能转化为内能，故B不符合题意； C．做功冲程燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与实验过程能量转化相同，故C符合题意； D．排气冲程无内能转化为机械能的过程，故D不符合题意。 故选C。 10．如图中显示的是天然气热水器的参数，则它的热效率是（　　） A．75% B．50% C．33.3% D．20% 【答案】A 【详解】根据题图可知，热水器释放的热量一部分被水吸收，一部分损失了，根据能量守恒定律可知，热水器释放的热量 故热水器的热效率，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11．（26-27九年级上·吉林·阶段检测）跨学科实践：制作简易热机模型 【项目提出】 热机是人们获得动力的重要机械，小组同学利用热机的知识制作一个简易热机模型。 【项目分析】 (1)蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力，蒸汽机的工作物质是___________。 【项目实施】 (2)如图所示，将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝___________（选填“内”或“外”），插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在支架上，点燃酒精灯，过一会儿扇叶转动起来。此过程与汽油机四冲程中的___________冲程能量转化相同。 (3)酒精燃烧过程中，酒精的热值大小与酒精的质量___________（选填“有关”或“无关”）。 (4)喷气时，笔尖应对准风车的___________（选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 (5)该简易热机工作时，其热机的效率___________（选填“大于”、“小于”或“等于”） 100%。 【答案】(1)水蒸气 (2) 外 做功 (3)无关 (4)扇叶 (5)小于 【详解】（1）热机的工作物质是指在热机中吸收热量、膨胀做功的物质。在蒸汽机中，燃料燃烧产生的热量传递给水，水吸热汽化成水蒸气，水蒸气膨胀推动活塞做功。因此，蒸汽机中真正用来做功的工作物质是水蒸气。 （2）为了让易拉罐内产生的水蒸气能够喷出并推动扇叶转动，笔尖必须朝向扇叶的方向，也就是易拉罐的外部。如果笔尖朝内，水蒸气会喷向罐内，无法从笔尖喷出推动扇叶。因此，笔尖应朝外； 点燃酒精灯后，罐内的水吸热汽化产生大量水蒸气，水蒸气通过笔尖喷出，推动扇叶转动。在这个过程中，水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。这与汽油机的做功冲程能量转化相同。 （3）热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少等均无关。 （4）要使风车转动得更快，需要让喷出的水蒸气对扇叶产生更大的力矩。如果对准轴心，水蒸气直接冲击轴心，力臂极小，很难使风车转动；如果对准扇叶，水蒸气冲击扇叶时，力臂较大，能更有效地推动风车转动。 （5）任何热机在工作时，都不可避免地存在热量散失如向周围环境散热、废气带走热量、克服摩擦做功等，用来做有用功的能量总是小于燃料完全燃烧放出的总能量。因此，热机的效率总是小于 100%。 综合进阶练（限时：15分钟） 1．图甲是频闪相机拍摄的网球离开球拍在空中飞行的情景。该球先后经过B、C两点的重力势能和动能的参数如图乙所示（C位置图甲中未标出）。下列说法正确的是（　　） A．网球离开球拍时，球拍网面的弹性势能最大 B．C点位置高度比B点位置低 C．网球飞行到最高点时，动能不为0 D．网球从B点飞行到C点，机械能保持不变 【答案】C 【详解】A．网球离开球拍时，球拍网面已经恢复原状，形变最小，弹性势能最小；在击球时网面被压得最弯，形变最大，弹性势能才最大，故A错误； B．重力势能大小只和质量、高度有关，当质量不变时，重力势能越大，高度越高。因为网球在B点机械能的为 所以网球在B点的重力势能占总机械能的，而网球在C点重力势能占总机械能的75%，所以说明网球从B点飞到C点重力势能在增大，即C点的重力势能比B点的重力势能大，也就是C点位置比B点位置高，故B错误； C．网球斜向上飞到最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向还在向前运动，只要有速度，动能就不为0，故C正确； D．因为网球从B点飞行到C点，在空中会受到空气阻力，所以机械能会减少，故D错误。 故选C。 2．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（    ） A．温度高的物体，内能一定大 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体的内能增大，一定是外界对物体做了功 D．晶体在熔化过程中，继续吸热，温度不变，内能增大 【答案】D 【详解】A．内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关，仅根据温度高不能判定内能一定大，故A错误； B．热量是过程量，只能描述为物体吸收或放出热量，不能说物体“所含的热量越多”，故B错误； C．改变物体内能的方式有做功和热传递两种，物体内能增大，可能是外界对物体做功，也可能是吸收了热量，并非一定是外界对物体做功，故C错误； D．晶体在熔化过程中，温度保持不变，但不断从外界吸热，其内能增大，故D正确。 故选D。 3．在日常生活中，若加热质量为2kg、初温为20℃的一壶水，水吸收8.4×105J的热量后，水的温度可能是（　　） A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．130℃ 【答案】B 【详解】由可得，水的温度变化量为 则水的理论末温为 但是，标准大气压下，水的沸点为，水沸腾时吸收热量，温度保持在沸点不变，所以，水的末温为，故选B。 4．在“比较不同物质的吸热能力“实验中，小源用如图甲所示的同一个实验装置分别加热200g的水和煤油，用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图乙，加热，刚好消耗了4g酒精。若单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，已知，，下列分析正确的是（　　） A．煤油的末温比水的高，所以吸热能力更强 B．煤油的比热容是 C．该酒精灯的加热效率为 D．加热，煤油吸收热量 【答案】D 【详解】A．由图可知，加热相同的时间，即吸收相同的热量，煤油升高的温度较高，煤油吸热能力弱，故A错误； B．加热时，二者吸收热量相等，煤油升高温度 水升高的温度 水和煤油的质量相等，由可知，升高的温度与比热容成反比，煤油的比热容 故B错误； C．酒精燃烧消耗4g酒精，放出的热量 由图乙可知，加热水的温度升高到，加热水的温度升高到，则加热水的温度升高到，所以加热水升高的温度为 水吸收的热量 该酒精灯的加热效率为 故C错误； D．加热，200g煤油吸热温度升高 吸收的热量 故D正确。 故选D。 5．如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法错误的是（　　） A．图乙中a、b均为电能 B．图乙中c为光能和内能 C．电池在充电时相当于用电器 D．能量转化过程中，能量的总量不断减少 【答案】D 【详解】A．电池在充电时电能转化为化学能，电池供电时化学能转化为电能，所以图乙中a、b均为电能，故A正确，不符合题意； B．照明灯工作时将电能转化为光能和内能，所以图乙中c为光能和内能，故B正确，不符合题意； C．电池在充电时消耗电能，在电路中相当于用电器，故C正确，不符合题意； D．根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变，故D错误，符合题意。 故选D。 6．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，图甲是汽油机的某冲程，图乙是该汽油机的能流图。下列有关说法不正确的是（　　） A．甲图是压缩冲程，气缸内气体的内能增大，温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是28% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．甲图中热机飞轮转速是1800r/min，则该热机1s内对外做功15次 【答案】C 【详解】A．根据图甲可知，两个气门关闭、活塞上行，为压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，机械能转化为内能，气体的温度升高，故A正确，不符合题意； B．热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值 由图可知，输出有用功所占比例为100%−36%−30%−6%=28% 即该汽油机的效率为28%，故B正确，不符合题意； C．汽车尾气中的“汽油味”越浓说明燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的利用率。燃料的热值是燃料的一种特性，决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，故C错误，符合题意； D．飞轮转速1800r/min=30r/s 汽油机一个工作循环飞轮转2圈、对外做功1次，故1s内对外做功30÷2=15次，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．如图1是探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。 (1)实验中应量取_________相等的甲、乙两种液体，为了完成该实验，除了图1中所示的器材外_________； (2)甲、乙液体吸收热量的多少可以通过_________（选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映；若将甲、乙两种液体加热相同时间，甲吸收的热量_________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量 (3)从图2中可以看出，_________液体的温度升高得较快，_________（均选填“甲”或“乙”）液体的比热容较大； (4)若乙液体的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则甲液体的比热容为_________J/（kg·℃）。 【答案】(1) 质量 计时器 (2) 加热时间 等于 (3) 甲 乙 (4)2.1×103 【详解】（1）[1]为了比较不同物质的吸热能力，在实验中应控制两种物质的质量相同； [2]根据转换法，使用相同的加热器加热，通过比较加热时间来间接比较物质吸热的多少，因此还需要计时器（或停表、秒表）； （2）[1]由于使用相同的加热器加热，则加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此实验中是通过比较加热时间来反应物质吸收热量的多少； [2]若将甲、乙两种液体加热相同的时间，则甲吸收的热量等于乙吸收的热量； （3）[1][2]从图像中可以看出，加热相同的时间（即吸收相同的热量），甲液体的温度升高得较快；由于两液体的质量和吸收的热量相同，根据可知，由于乙液体升高的温度较慢，则乙液体的比热容较大； （4）由图像可知，加热2min（即两液体吸收的热量相同），甲液体升高的温度是80℃，乙液体升高的温度是40℃，甲、乙的质量相同，根据可知，甲液体的比热容为。 8．小明一家驾驶某款汽车周末出游，已知该车发动机输出功率为20 kW，行驶了45 min，此次行驶过程中完全燃烧了4 kg的汽油，已知汽油的热值，求： (1)此次行驶过程中牵引力做的功； (2)完全燃烧4 kg的汽油放出的热量； (3)该款汽车发动机的效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车行驶时间 牵引力做的功 （2）完全燃烧4kg的汽油放出的热量 （3）汽车发动机的效率 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $