第十二章机械能和内能 素养进阶（单元小结） 提优特训A·B卷 2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

物理臻选·2026-2027学年苏科版九年级物理上 《第十二章机械能和内能素养进阶（单元小结）》提优特训A·B卷 一．特训目标 ( 1.辨析动能、势能、机械能；理解内能、热量、温度三者区别，掌握比热容、热值、热机工作原理。 2.能结合转化、守恒思想分析机械能转化、内能改变方式、热机能量流向，进行相关计算。 3.回顾影响动能、势能因素实验、比较物质吸热升温实验，掌握控制变量法、转换法。 4.能用热学知识解释生活、科技热现象，了解热机效率、节能与环保意义。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1.动能、重力势能、弹性势能的影响因素，机械能的转化与守恒条件。 2.内能概念，改变内能两种方式：做功、热传递。 3.比热容概念、热量计算公式 Q=cm\Delta t；热值、燃料放热公式 Q=mq。 4.四冲程内燃机的工作过程、能量转化，热机效率计算。 （二）难点 1.判断机械能是否守恒（识别是否存在摩擦、空气阻力）。 2.区分温度、内能、热量三个物理量，辨析描述用语。 3.比热容实验图像分析、吸热公式的灵活计算。 4.四冲程汽油机冲程判断、能量转化、转速与做功次数关系；热机效率综合计算。 )三．知识梳理 （一）机械能 1.能量的概念 （1）概念：一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。 （2）能量的实质：物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能量是表示物体做功本领的物理量。 （3）能量的单位：物体做功的过程就是能的转化过程，因此能的单位与功的单位相同，都是焦耳（J）。 2.动能： （1）定义：物体由于运动而具有的能量。 （2）理解：一切运动的物体都具有动能。静止物体动能为0。 （3）单位：焦耳（J）。 （4）探究动能大小的影响因素 【实验目的】：探究动能大小与物体质量、速度的关系 【实验器材】：斜面、质量不同的小球、木块 【实验方法】： ① 控制变量法 i. 探究动能与速度：控制质量不变，改变速度； ii. 探究动能与质量：控制速度不变，改变质量。 ② 转换法：通过木块被推动距离的远近反映小球动能大小。 木块推得越远 → 小球动能越大。 【实验操作与现象】 实验一：探究动能与速度的关系（控制质量相同） 【操作】：同一个小球，从斜面不同高度由静止释放。 【点拨】：高度不同，小球到达水平面的速度不同；高度越高，到达水平面速度越大。 【现象】：释放高度越高，木块被推得越远。 【结论】：物体质量一定时，速度越大，动能越大。 实验二：探究动能与质量的关系（控制速度相同） 【操作】：质量不同的小球，从斜面同一高度由静止释放。 【点拨】：同一高度释放，保证小球到达水平面初速度相等。 【现象】：质量大的小球，把木块推得更远。 【结论】：物体速度一定时，质量越大，动能越大。 物体动能大小与质量、速度有关；质量越大，速度越大，物体的动能越大；速度对动能的影响比质量更大。 3.势能 （1）重力势能： ① 定义：物体由于被举高而具有的能。 ② 单位：焦耳（J）。 ③ 影响因素：质量、被举高的高度。 i. 质量相同，高度越高，重力势能越大； ii. 高度相同，质量越大，重力势能越大。 高度一般默认相对水平地面；高度是相对的，重力势能具有相对性。 ④ 探究重力势能大小的实验 【实验方法】：控制变量法、转换法 实验一：探究与高度关系： 【操作】：用同一个重物（质量不变），从不同高度静止释放。 【现象】：高度越高，沙坑凹陷越深。 【结论】：质量一定，高度越高，重力势能越大。 实验二：探究与质量关系： 【操作】：取质量不同重物，从同一高度静止释放。 【现象】：质量大的重物，沙坑凹陷更深。 【结论】：高度一定，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，叫做弹性势能。 ② 理解： i. 存在条件：物体必须发生弹性形变（形变后能恢复原状的形变），若发生塑性形变（形变后不能恢复原状），则不具有弹性势能。 ii. 影响因素：主要与物体弹性形变的程度有关，在弹性限度内，形变程度越大，弹性势能越大；此外，弹性势能还与物体的材料、弹性强弱有关（同一形变程度下，弹性越强的物体，弹性势能越大）。 iii. 特殊性：弹性势能是发生弹性形变的物体自身具有的能，形变消失，弹性势能也随之消失。 【注意】：塑性形变（捏橡皮泥）不属于弹性形变，不产生弹性势能。 4.机械能及其转化 （1）机械能 = 动能 + 势能（势能包含重力势能、弹性势能）。 一个物体可以同时具备动能和势能，如飞行的飞机。 （2）动能与势能可以相互转化 ① 物体高处下落： 高度降低→重力势能减小；速度变大→动能增大；重力势能转化为动能。 ② 向上抛出物体： 速度减小，高度增大；动能转化为重力势能。 ③ 弹簧弹开物体： 弹性形变变小，物体获得速度；弹性势能转化为动能。 （3）机械能守恒条件： 只有动能和势能相互转化，不计摩擦、空气阻力，机械能总量不变；若存在摩擦阻力，机械能转化为内能，机械能减小。 分析转化步骤：一看高度（判断重力势能）；二看速度（判断动能）；三看形变（判断弹性势能）；再写出能量转化方向。 （4）实例分析： ① 人造地球卫星的机械能转化 i. 近地点 →远地点：动能转化为重力势能 ii. 远地点 →近地点：重力势能转化为动能 整个过程没有空气摩擦损耗，机械能总量守恒，保持不变。 ② 滚摆、单摆的机械能转化 i. 滚摆： 最高点（释放位置）；高度最大，速度为0；重力势能最大，动能为0。滚摆下降过程：高度降低 →重力势能减小；转速越来越快 →动能增大。重力势能转化为动能，到达最低点：高度最小，速度最大；动能最大，重力势能最小。滚摆上升过程，转速变慢（速度减小）→动能减小；高度升高 →重力势能增大。动能转化为重力势能 现实情况：存在空气阻力、轴的摩擦，一部分机械能转化为内能，每次上升的最大高度会比上一次低，最后静止。 ii. 单摆（摆球）： 摆球来回摆动，左右两侧为最高点，中间最低点。两侧最高点，速度为0，高度最大；重力势能最大，动能为0。摆球从高处摆向最低点（下降），高度减小，速度变大。重力势能转化为动能；最低点：速度最大，高度最小；动能最大，重力势能最小。摆球从最低点摆向另一侧高处（上升）。速度减小，高度增大。动能转化为重力势能 现实：受空气阻力，机械能不断转化为内能，摆动幅度越来越小，最终停止。 （二）内能 1.定义 物体内部所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。单位：焦耳（J），一切物体，不论温度高低，其内部的分子都处在永不停息的无规则运动中，且分子间存在相互作用，因此一切物体都具有内能， 2.理解： （1）是所有分子，不是一个分子； （2）一切物体，任何情况下都具有内能。0℃的冰、零下温度的物体都有内能，内能不可能为0。 3.内能由两个组成部分 （1）分子动能：分子永不停息无规则热运动具有的能；温度越高，分子动能越大。 （2）分子势能：分子之间存在引力、斥力，由分子之间距离决定；物体物态改变，分子势能改变。 4.影响内能大小的因素 （1）温度：同一个物体，温度越高，内能越大。 三杯水：质量相同时温度越高内能越大；温度相同时质量越大内能越大 （2）质量：温度、状态相同时，质量越大，分子数目越多，内能越大。 （3）状态（物态）：质量温度不变，物态变化内能改变。 例：0oC冰熔化变成0oC水，温度不变，吸收热量，内能增大。 （4）体积：改变分子间距，间接影响分子势能。 5.改变内能两种方式 （1）热传递： ① 发生条件：存在温度差 ② 方向：能量从高温物体→低温物体（不是内能多传给内能少） ③ 结束：温度相同（热平衡） ④ 实质：内能的转移 ⑤ 热传递三种形式：热传导、热对流、热辐射。 （2）做功： ① 对物体做功 → 机械能转化为内能 → 内能增大、温度升高；物体对外做功 → 内能转化为机械能 → 内能减小、温度降低。 ② 实质：内能与机械能的相互转化（能量形式发生改变） 6.温度、内能、热量辨析 （1）温度：冷热程度，状态量；只能说“温度升高/降低”； （2）内能：能量，状态量；可以说“具有内能、内能增大/减小”； （3）热量：热传递过程中转移的能量，过程量；只能说吸收/放出热量，不能说“含有热量”。 （三）比热容 1.定义： 物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫作比热容 。 2.定义式： c＝ 注意：该式是比值定义式，c与Q、m、△t无关。 3.物理意义： 表示单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1oC，所吸收（放出）的热量，反映物质吸放热本领强弱。 4.单位： J/(kg•oC)，读作：焦每千克摄氏度。 5.水的比热容： c水=4.2×103J/(kg•oC)，物理意义：1kg的水温度升高（降低）1oC，吸收（放出）的热量为4.2×103J。 6.属性理解： 比热容是物质的物理属性，只和物质种类、状态有关；和质量、温度高低、吸放热多少、体积均无关。例：水和冰属于同种物质，状态不同，比热容不同。 7.规律应用： （1）比热容大：同等条件，升温慢、降温慢，吸放热本领强（如水）； （2）比热容小：同等条件，升温快、降温快（如砂石）。 8.现象解释： 沿海昼夜温差小，内陆昼夜温差大；用水做发动机冷却剂；海陆风成因。 （四）热量及其计算 1. 热量的基本概念 （1）定义：物理学中，把物体在热传递过程中转移的能量叫作热量(heat)，用符号Q表示。 （2）理解：热量只存在热传递过程中；只能说“吸收热量、放出热量”，不能说物体“具有、含有热量”。 （3）单位：热量的单位与能量的单位相同、也是焦(J). （4）物体吸放热的影响因素： 对一壶水加热，水沸腾前，加热时间越长，水温越高，水吸收的热量越多。在相同条件下，烧开一壶水比烧开半壶水需要的时间长，说明升高相同温度，水的质量越大，吸收的热量越多。 物体吸放热的影响因素：质量、温度变化量、物质的种类。 2.热量的计算 △t代表温度变化量；t0初温，t末温 （1）吸热：物体温度升高 Q吸=cm△t升=cm(t-t0)，△t升=t-t0 （2）放热：物体温度降低 Q放=cm△t降=cm(t0-t)，△t降=t0-t （3）通用变形公式 ① 计算物体升高或降低的温度：Δt=Q /cm； ② 计算物体的质量：m=Q /cΔt 。 【注意】：质量m必须取单位kg，单位统一后代入计算。 （五）机械能与内能的相互转化 1.燃料的热值 （1）定义：1kg（或1m³）某种燃料完全燃烧放出的热量。 （2）公式： ① 固体/液体：Q放=mq ② 气体：Q放=Vq （3）单位：固液：J/kg 气体：J/m³ （4）特性： 热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，与质量、体积、燃烧是否充分、是否完全燃烧、放热多少全部无关。 2.热机 （1）基础概念 热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。 （2）四冲程汽油机工作过程（重中之重） 一个工作循环包含：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 ① 吸气冲程：进气门开、排气门关、活塞向下，无能量转化 ② 压缩冲程：双气门关闭、活塞向上，机械能→内能（内能增加） ③ 做功冲程：双气门关闭、火花塞点火、活塞向下，内能→机械能（唯一对外做功冲程） ④ 排气冲程：排气门开、进气门关、活塞向上，无能量转化 （3）工作循环比例规律（必背计算） 1个工作循环 = 4个冲程、活塞往复2次、曲轴（飞轮）转2圈、对外做功1次 （4）热机效率： ① 定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机效率。 ② 公式：η＝W有用/Q放×100%。 其中，W有用：热机对外做的有用功，通常W有用＝Fs或W有用＝Pt。Q放：燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq。 ③ 提高热机效率的方法： i.使燃料充分燃烧； ii.减少各种热损失； iii.减小摩擦； iv.利用废气余热等。 【注意】：热机效率总小于100%，因为总有能量损失。热机效率与功率无关，效率高不代表功率大。计算时W有用和Q放要对应同一过程。 （5）汽油机与柴油机对比 ① 相同点：都属于内燃机，燃料在气缸内部燃烧；四个冲程完全一致：吸气、压缩、做功、排气；只有做功冲程对外输出动力，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成；做功冲程都是内能转化为机械能。 ② 不同点： 对比项目 汽油机 柴油机 构造 顶部有火花塞 顶部有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程吸入物质 汽油和空气的混合气体 只吸入空气 点火方式 点燃式（火花塞电火花引燃混合气） 压燃式（压缩空气，温度达到柴油着火点，喷油后自燃） 压缩冲程压缩程度 压缩比较小 压缩比更大，缸内压缩后温度更高 效率 效率较低（20%-30%） 效率更高（30%-45%） 特点与应用 质量轻、转速快、振动小；家用轿车、摩托车 动力大、笨重、转速慢；卡车、拖拉机、大型工程机械、轮船 A卷·基础过关 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题 1.（2025盐城盐都期中）2026国产新能源汽车加速上坡时，关于车辆机械能变化说法正确的是（ ） A.动能增大，重力势能增大，机械能增大 B.动能不变，重力势能增大，机械能增大 C.动能增大，重力势能不变，机械能不变 D.动能减小，重力势能增大，机械能不变 【答案】：A 【解析】：汽车加速，速度变大→动能变大；上坡高度增加→重力势能变大；机械能=动能+势能，机械能总量增大。 2.（2025常州武进期末）下列现象中，通过做功方式改变物体内能的是（ ） A.热水泡脚，脚变暖和 B.阳光照射，石凳升温 C.反复弯折铁丝，铁丝发烫 D.放入冰箱，饮料降温 【答案】：C 【解析】：A、B、D都是热传递改变内能；弯折铁丝是对铁丝做功，机械能转化内能。 3.（2026苏州相城月考）关于温度、内能、热量，说法正确的是（ ） A.物体含有热量越多，温度越高 B.温度为0℃的物体没有内能 C.物体温度升高，内能一定增大 D.内能大的物体一定向内能小物体传热 【答案】：C 【解析】：热量是过程量，不能说含有；一切物体任何温度都有内能；热传递条件是温度差，不是内能大小。 4.（2025连云港海州期中）用水作为发动机冷却液，主要利用水的哪一特性（ ） A.密度大 B.比热容大 C.沸点高 D.热值大 【答案】：B 【解析】：水比热容大，相同质量升高相同温度，可以吸收更多热量，冷却效果好。 5.（2025南通通州期末）四冲程汽油机，将机械能转化为内能的冲程是（ ） A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 【答案】：B 【解析】：压缩冲程，活塞压缩气缸内气体，机械能转化内能；做功冲程是内能转化机械能。 6.（2026镇江丹阳月考）关于燃料热值，下列说法正确的是（ ） A.燃料燃烧越充分，热值越大 B.燃料质量越大，热值越大 C.热值只由燃料种类决定，与燃烧情况无关 D.燃料不燃烧，热值等于0 【答案】：C 【解析】：热值是燃料本身特性，只与燃料种类有关，和质量、是否充分燃烧无关。 7.（2025泰州姜堰期中）校园探究动能影响因素实验，让小车从斜面不同高度释放，目的改变（ ） A.小车质量 B.小车到达水平面速度 C.水平面摩擦力 D.木块质量 【答案】：B 【解析】：同一小车质量不变，释放高度不同，重力势能转化动能，到达水平面速度不同。 8.（2025徐州泉山期末）小球不计空气阻力，从高处自由下落，能量转化是（ ） A.动能转化重力势能 B.重力势能转化动能 C.弹性势能转化动能 D.动能转化弹性势能 【答案】：B 【解析】：高度降低重力势能减小，速度变大动能增大，重力势能转化为动能，机械能守恒。 9. 如图所示是小明在运动会上推铅球的场景，从铅球离手在空中运动到最后落到地面的过程中，动能Ek随时间t的变化关系是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】如图所示，铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动(在最高点时仍然有水平向前的速度)，动能不为零；从出手到最高点过程中速度减小，此过程中铅球的动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程中铅球的动能增大；由于铅球在离开手时有一定的高度，具有重力势能，铅球落地时重力势能转化为动能，所以落地时的动能要大于出手时的动能，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 10.如图所示，四杯水中内能最大的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】状态一定，液体的质量越大，温度越高，内能越大。四杯水中内能最大的是200g，60℃的水，故D符合题意，ABC不符合题意。故选：D。 11．如图所示是小明和小华同学“探究煤油与水吸热升温快慢”的实验装置，设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是（　　） A．取相同质量的煤油和水 B．盛放煤油和水的容器相同 C．采用完全相同的加热方式 D．酒精灯里所加的酒精量相同 【答案】D 【解析】A、为了便于比较水与煤油升温快慢，实验时应取相同质量的水和煤油；B、为防止热量散失对实验的影响，应让盛放水和煤油的容器相同；C、为保证水和煤油在相同时间内吸收的热量相同，应采用完全相同的加热方式；B、煤油与水吸热升温快慢与所加酒精的多少无关；综上所述，需控制的变量中多余的是D项。故选：D。 12．二氧化碳（）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前高压泵将压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图甲所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，下列说法正确的是（    ） A．高压泵压缩，气体内能增大，温度降低 B．高压气体喷出时，气体内能减小，温度升高 C．高压喷出时的能量转化与图乙中C一致 D．图乙中汽油机一个工作循环的顺序是ACDB 【答案】C 【解析】A．高压泵压缩，对它做功，气体内能增大，温度升高，故A错误；B．高压气体喷出时，对外做功，内能减小，温度降低，故B错误；D．内燃机的工作循环的四个冲程依次为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，由图可知，A图中，气门一开一闭，活塞向下是吸气冲程；B图中，两个气门都关闭，活塞向上是压缩冲程；C图中，两个气门都关闭，活塞向下是做功冲程；D图中，气门一开一闭，活塞向上是排气冲程，所以汽油机一个工作循环的顺序应为ABCD，故D错误；C．高压喷出时，内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，其能量转化与图乙中C一致，故C正确。故选C。 二．填空题 13.（2025盐城东台期中）2026氢能源汽车行驶，燃料燃烧释放______能，转化为汽车的______能；氢燃料优势是______大。 【答案】：内；机械；热值 【解析】：燃料化学能燃烧转化内能；热机将内能转化机械能；氢气热值大，相同质量完全燃烧放出热量多，适合做火箭、新能源汽车燃料。 14.（2026苏州吴中月考）冬天双手搓手取暖，是通过______方式增大内能；用暖手宝取暖，通过______方式增大内能；两种方式改变内能效果是______的。 【答案】：做功；热传递；等效 【解析】：搓手是克服摩擦做功，机械能转化内能；暖手宝是高温物体向低温手转移内能；做功、热传递在改变内能上效果相同，等效。 15.（2025连云港外国语期中）水的比热容4.2×103J/(kg•oC)，表示1kg水温度升高1℃，吸收______J热量；比热容是物质的______；水结冰后比热容将______。 【答案】：4.2×103；属性；改变 【解析】：比热容定义；比热容是物质本身属性，与种类、状态有关；水和冰是同种物质不同状态，比热容不同。 16.（2025徐州期末）小球沿光滑轨道下滑，不计摩擦，机械能总量______；小球重力势能减小，动能______；能量转化是重力势能转化为______。 【答案】：不变；增大；动能 【解析】：光滑轨道无摩擦，只有动能势能转化，机械能守恒；高度降低重力势能减小，速度变大动能增大。 17. 甲站在0.5 m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7 m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能_____（填“增加”“不变”或“减少”）．某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能____乙的重力势能，甲的机械能___乙的机械能（填“大于”“等于”或“小于”）． 【答案】不变 等于 小于 【解析】质量不变，且因为扶梯匀速上行，所以甲上行中动能不变； 甲、乙两人质量相等，且如图位置时，两人的高度相等，所以重力势能相等； 因为甲的上行速度小于乙的下午速度，所以甲的动能小于乙的动能，而机械能为动能与势能的和，所以甲的机械能小于乙的机械能． 18.2026年新型相变调温校服面料，夏季环境温度高于面料温度，面料吸收环境热量。面料______热量，面料内能______；该现象说明热传递可以改变物体的______。 【答案】：吸收；增大；内能 【解析】：只要存在温度差，就会发生热传递，实现物体内能改变。 19.某同学用一种加热器将质量为500g的冰持续加热熔化直至沸腾，记录并绘制出温度——时间图象如图所示，根据图象可以看出C点的内能 　B点的内能，原因是　 。根据图象还可以看出AB段的比热容　 CD段的比热容。（第一空与第三空均选填“大于”“等于”或“小于”）  【答案】大于 熔化过程需要吸热 小于 【解析】C点内能大于B点，BC段是冰的熔化过程，晶体熔化时温度不变，但持续吸收热量；物体吸热，内能增大。C点在熔化过程的后面时刻，吸收的热量更多，所以C点内能大于B点。AB段比热容小于CD段比热容，同一个加热器，相同时间物体吸收热量Q相同，物体质量m不变。由吸热公式：Q吸=cm△t，变形 c=。吸收同样热量，AB段（冰）温度升高更快，△t更大，因此比热容c更小；CD段是水，升温慢，比热容大。所以AB段比热容小于CD段。 20．如图甲所示装置，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，看到棉花着火，图______中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是相同的；某次汽油机消耗汽油0.21kg，若这些汽油完全燃烧，被46kg初温为10℃的水全部吸收，则水温升高到______℃；汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过______的方式改变了刹车片的内能。（q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)） 【答案】 乙 60 做功 【解析】在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来，这是因为压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；该实验中，压缩筒内空气做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似；图乙两个气门都关闭，活塞向上是压缩冲程，图丙两个气门都关闭，活塞向下是做功冲程。汽油燃烧放出的热量Q=mq=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J被46kg初温为10℃的水全部吸收，则水温升高的温度水的末温为t=50℃+10℃=60℃，汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过摩擦做功的方式，将机械能转化为内能改变刹车片的内能。 三．解答题 21．如图是某同学探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，斜面及水平面上的木板、木块都相同。 （1）在斜面和水平面材料的选择上，最好选择（ ） A．斜面和水平面都光滑 B．斜面光滑，水平面粗糙 C．斜面和水平面都粗糙 D．斜面粗糙，水平面光滑 （2）该同学得出“物体的动能大小与物体运动速度有关”的结论，其判断依据是　 　。 （3）在同一条高速公路上对不同车辆的限速一般不同，如图丁，其原因可用图甲乙丙中　 　两个实验来解释。 （4）如果探究“物体重力势能大小与哪些因素有关”，比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，　 　越大，重力势能越大。 【答案】（1）B （2）甲乙比较，S甲大于S乙 （3）甲丙 （4）高度 【解析】（1）斜面光滑可使物体下滑时不受摩擦力，保证到达水平面的速度由高度决定；水平面粗糙能让木块在摩擦力下移动，从而通过木块移动距离体现动能大小，所以最好选择B。（2）甲、乙实验中，物体质量相同，甲中物体在斜面上的高度（2h）大于乙中高度（h），即甲中物体到达水平面时的速度更大，木块被推动的距离甲大于乙，说明质量相同时，速度越大，动能越大，故判断依据是甲乙比较，甲乙。（3）甲、丙实验中，物体在斜面上的高度相同（速度相同），质量不同（甲为m，丙为2m），木块被推动的距离不同，说明速度相同时，质量越大，动能越大，这可以解释不同车辆限速不同的原因，故填甲丙。（4）甲、乙实验中，物体质量相同，甲中高度（2h）大于乙中高度（h），甲中物体下落对木块做功的效果更明显，说明质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。 22.为比较水、空气对牛奶的冷却效果，探究小组的同学进行了如下实验：将一盒牛奶分别装入两个瓶中，一个放在水中，一个放在空气中，其它条件均相同，如图1所示． 实验时他们每隔一定时间记录一次甲、乙两温度计的示数，如下表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 甲/℃ 70 60 53 47 42 39 37 35 34 33 乙/℃ 70 66 61 58 55 52 50 48 47 46 （1）甲、乙两瓶中的牛奶质量应该________； （2）根据表中数据，已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中，请将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在同一个坐标系中； （3）本次实验中，小明发现________的冷却效果更好（填“甲”或“乙”）； （4）通过分析，小明又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越________ 【答案】（1）相等（2）解：在同一个坐标系中根据表格数据进行描点，然后利用平滑的曲线连接各点，作出甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象 （3）甲（4）慢 【解析】（1）控制变量法，探究冷却介质对冷却效果的影响，牛奶质量、初温都要保持相同。（2）作图步骤：根据甲的数据描点：(0,70)、(2,60)、(4,53)、(6,47)、(8,42)、(10,39)、(12,37)、(14,35)、(16,34)、(18,33)，在坐标系标出各点，用平滑曲线连接。 （3）相同时间，甲（放在水中）温度降低更多，水的冷却效果比空气好。 （4）刚开始牛奶和水温差大，降温快；后期温差变小，单位时间温度下降变少，冷却变慢。 23．为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，有一组同学做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别装有水和煤油，用同样的加热器加热，根据记录回答问题： 烧杯编号 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 时间/min 1 水 160 16 36 3 2 水 180 16 36 4 3 煤油 160 16 36 2 4 煤油 160 16 26 1 （1）用同样加热器加热的目的是 　 　。 （2）对比1、2两杯的实验记录进行分析，其实验目的是：　 　。 （3）比较1、3两杯的实验记录，得出的结论是：　 　。 （4）结合上述结论，物体温度升高时，吸收热量的多少与物体的质量、　 　和 　 　都有关。该实验用 　 　方法进行实验探究。 【答案】（1）保持水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。（2）研究物体温度升高时吸收热量的多少与质量是否有关。（3）物体温度升高时吸收热量的多少与物质的种类有关。（4）物质种类；温度的变化量。 【解析】（1）用同样加热器加热的目的是保持水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。（2）对比1、2两杯的实验记录可知、末温相同，说明水吸收的热量与质量有关。（3）比较3、3两杯的实验记录可知，初温相同，质量相同。（4）综合归纳可以得出：物体温度升高时，吸收热量的多少与物体的质量。该实验运用了控制变量法进行探究。 24．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的初温、质量都相同，请你解答下列问题： （1）比较不同燃料热值的实验，应选择 两个装置（选填装置序号），使燃料完全燃烧后通过比较 来比较不同燃料热值的大小。 （2）比较不同物质比热容的实验，应选择 两个装置（选填装置序号）和钟表来完成该实验，加热过程中，液体吸收热量的多少是通过比较 来判断的。 【答案】（1）甲乙 温度高低 （2）甲丙 加热时间的长短 【解析】（1）探究不同燃料热值，控制被加热液体相同、燃料不同；燃料放热越多，同种等质量液体升温越多。（2）探究物质比热容，控制热源（燃料）相同、液体种类不同；相同热源，加热时间越长，液体吸热越多。 25．工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg，温度为20℃，放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却。最后与水达到共同的温度（不计过程中的热量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃），c合金钢＝0.42×103J/（kg•℃））求： （1）此刀具在火炉中吸收了多少热量？ （2）淬火后水的温度为多少摄氏度？ 解：（1）合金钢刀具放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，达到热平衡，温度相同，所以，合金钢刀具的末温t＝836℃，则此刀具在火炉中吸收的热量： Q合吸＝c合金钢m合金钢（t﹣t0）＝0.42×103J/（kg•℃）×1kg×（836℃﹣20℃）＝3.4272×105J。 （2）将煅烧后的刀具迅速取出放入20℃的水中冷却，最后刀具与水达到共同的温度，设为t′，则有：Q水吸＝Q合放，即：c水m水（t′﹣t0′）＝c合金钢m合金钢（t﹣t′）， 代入数据：4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（t′﹣20℃）＝0.42×103J/（kg•℃）×1kg×（836℃﹣t′），解得：t′＝36℃。 答：（1）此刀具在火炉中吸收了3.4272××105J的热量；（2）淬火后水的温度为36摄氏度。 26．近几年我国汽车工业发展迅速，如图为我国某知名品牌汽车单缸四冲程汽油机的结构示意图。气缸活塞面积为Scm²，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是Lmm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p0Pa。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min飞轮转动N周，1min消耗m g汽油。（已知汽油热值为qJ/kg）求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力： （2）1min燃气对活塞做的总功； （3）该汽油机的效率。 解：（1）活塞面积为燃气对活塞的平均压力为 （2）1min飞轮转动N周，对于四冲程汽油机，飞轮转动2周完成一个工作循环，对外做功1次。1min内做功的次数为，一个做功冲程中燃气对活塞做的功。活塞在气缸中移动的距离为，一个做功冲程中燃气对活塞做的功， 1min燃气对活塞做的总功 （3）该汽油机的效率为 27.阅读短文，回答问题。 钱学森弹道——高超音速导弹的能量之旅 2026年，我国高超音速导弹技术持续迭代升级，钱学森弹道是这类武器核心飞行轨迹。导弹从地面O点起飞，初段OA阶段，发动机点火，燃料燃烧释放大量内能，推动导弹加速向上飞行，不断获得动能与重力势能。到达A点后，发动机关闭，进入中段AB（钱学森弹道滑翔段）。中段大部分时间导弹在大气层边缘飞行，空气稀薄，但依然存在微弱空气阻力。图中a、b两点离地高度相同，导弹从a飞向b的过程中，会持续克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能。进入末段BC，导弹重新冲入稠密大气层，空气阻力急剧增大，弹体外壳与空气摩擦生热，温度快速升高；同时导弹再次调整动力，高速俯冲飞向攻击点C。 整个飞行过程包含多种能量转化：燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为导弹机械能；飞行时摩擦做功，机械能又转化为内能。本模型可以用来探究动能、重力势能的影响因素，辨析机械能守恒的条件，理解做功改变物体内能的规律，是物理中机械能与内能章节很好的科技应用实例。 （1）导弹初段OA加速上升，燃料燃烧将______能转化为内能；发动机推动导弹，内能再转化为导弹的______能。 （2）导弹在中段滑翔，a、b两点离地高度相等，比较两点动能大小（ ） A.Eka>Ekb B.Eka=Ekb C.Eka<E kb D.无法确定 （3）导弹末段冲入大气层，弹壳温度升高，是通过______方式增大内能；此过程中机械能转化为______能。 （4）关于中段AB飞行，发动机关闭，下列说法正确的是（ ） A.没有空气阻力，机械能总量不变 B.存在空气阻力，机械能总量减小 C.存在空气阻力，机械能总量增大 D.只有重力做功，机械能一定守恒 （5）导弹俯冲下落时，高度降低，重力势能______；速度增大，动能______。 【答案】(1) 化学；机械(2) A(3) 做功；内(4) B(5) 减小；增大 【解析】(1) 燃料储存化学能，燃烧释放化学能转化为内能；发动机利用内能对外做功，转化为导弹的机械能（动能+重力势能）。(2) a、b高度相同，导弹质量不变，两点重力势能相等；a到b，克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能减小，因此b点总机械能更小，重力势能相等，则b点动能更小，Eka>Ekb，选A。(3) 解析：弹壳与大气摩擦，克服摩擦力做功，属于做功改变物体内能；摩擦过程，机械能转化为内能，使外壳温度升高。(4)中段飞行在大气层边缘，仍然存在空气阻力，导弹需要克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能总量减小；只有不计一切阻力，机械能才守恒，故选B。(5) 重力势能和质量、高度有关，下落高度降低，重力势能减小；动能和质量、速度有关，俯冲速度变大，动能增大。 B卷·强化提优 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题 1.（2025盐城中考一模）（2026航天背景）神舟飞船返回舱进入大气层高速下落，表面温度急剧升高，下面说法正确的是（ ） A.重力势能减小，动能增大，机械能不变 B.通过热传递增大返回舱内能 C.机械能转化为内能，机械能减小 D.返回舱内能增大，一定吸收热量 【答案】：C 【解析】：返回舱与大气摩擦做功，机械能转化内能；机械能减小，内能增加；是做功改变内能，不是热传递。 2.（2026苏州中考二模）甲、乙两物体质量相同，吸收相同热量，甲升温更快，则（ ） A.甲比热容更大 B.乙比热容更大 C.甲乙比热容相等 D.无法判断 【答案】：B 【解析】：Q=cm△t，m、Q相同，△t越大，比热容c越小；甲升温快，甲c更小，乙比热容大。 3.（2025连云港中考二模）小球在粗糙轨道滚动，从左侧最高点释放，无法回到原来高度，原因是（ ） A.小球的质量变小 B.小球机械能一部分转化内能 C.小球内能全部消失 D.小球分子动能减小 【答案】：B 【解析】：轨道粗糙，存在摩擦，机械能转化内能损耗，机械能总量减小，所以最高高度低于初始位置。 4.（2025南通中考一模）关于四冲程汽油机转速2400r/min，说法正确的是（ ） A.每秒转2400圈 B.每秒对外做功40次 C.每秒对外做功20次 D.每秒完成20个冲程 【答案】：C 【解析】：2400r/min=40r/s；2圈做功1次，40r每秒做功20次，每秒完成80个冲程。 5.（2026泰州中考一模）下列关于能量转化说法错误的是（ ） A.钻木取火：机械能→内能 B.水蒸气顶起壶盖：内能→机械能 C.蓄电池充电：化学能→电能 D.太阳能热水器：太阳能→内能 【答案】：C 【解析】：蓄电池充电是电能转化化学能；放电时化学能转化电能。 6.（2025镇江中考一模）甲、乙两种物质，质量之比2:1，升高温度之比1:3，吸收热量之比2:3，则甲乙比热容之比（ ） A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.4:1 【答案】：A 【解析】：代入比值计算：=1:1。 7.（2026常州中考二模）一个物体温度不变，则下列判断正确的是（ ） A.内能一定不变 B.一定没有吸热放热 C.内能可能改变 D.机械能一定不变 【答案】：C 【解析】：晶体熔化，温度不变，持续吸热，内能变大；温度不变内能可能改变。 8．针对如图所示的四种现象： ①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C，能滑到D；②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能上下来回转动；③丙图是小球从高处下落到竖直放置的轻质弹簧上，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，（弹簧始终保持竖直，不计空气阻力），小球的机械能不变；④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始向下运动，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b，则其中能成立的是（　　） A．①② B．①②③ C．①②④ D．③④ 【答案】A 【解析】①甲图中无摩擦，机械能是守恒的，因此，小球从A点经B、C能滑到D，故①符合题意；②乙图中无摩擦，将细绳绕轴转到A点，放手后，滚摆向下运动，重力势能转化为动能；滚摆从最下端上升时，动能转化为重力势能，滚摆能在上下来回转动，故②符合题意；③丙图中，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒，故③不符合题意；④由题知，AOB为完全光滑轨道，所以，小球运动时其机械能守恒；小球从A点由静止滑下，则小球的机械能等于A点时的重力势能；整个过程中，机械能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的；b虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，也是不可能的；c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，符合实际；d虚线中小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，则d虚线不可能。所以符合实际的是c，故④不符合题意；A符合题意，BCD不符合题意。故答案为：A。 9.液体置于恒温封闭环境中，质量保持不变，测得该液体的温度随时间变化如图所示。根据图所提供的信息，以下说法正确的是（　　） A．该液体的分子运动随时间越来越剧烈 B．该液体所在封闭环境的温度一定小于1.6℃ C．该液体所在封闭环境的温度可能等于1.6℃ D．该液体的分子运动随温度下降变缓慢，在1.6℃时停止运动 【答案】C 【解析】A．分子在不停地做无规则运动，温度降低时，分子热运动的剧烈程度会变慢，故A错误；BC．10min后液体温度降到1.6℃并保持不变，说明液体与环境达到热平衡，封闭环境温度等于1.6℃，故C正确，B错误；D．分子热运动永不停息，即使在1.6℃时也不会停止，故D错误。故选：C。 10.同学们学习热学相关知识时，老师做了如图所示的实验，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，两个铅块没有被重物拉开，说明分子之间存在引力 B．图乙中，水蒸气将软木塞推出，水蒸气的机械能转化为软木塞的内能 C．图丙中，红墨水在热水中扩散更快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈 D．图丁中，将一定量的水与酒精混合后总体积变小，原因是分子间存在间隙 【答案】B 【解析】A、分子间同时存在引力和斥力，两个铅块相互压紧后，能悬挂重物而不分开，是引力发挥了主要作用，故A正确；B、在软木塞被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，故B错误；C、在冷水杯和热水杯中滴入红墨水，由于热水的温度高，故分子运动剧烈，会看到热水中的红墨水扩散得快，这表明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，故C正确；D、将一定量水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在间隙，故D正确；故选：B。 11．用相同的电加热器分别同时对质量相等的a和b两种液体加热（不计热量损失），如图是a和b的温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．a、b液体初温不同，故无法比较它们的吸热能力 B．a和b升高相同的温度，b液体吸收的热量较多 C．a液体的比热容与b液体的比热容之比为3∶1 D．第5min时a的温度比b高，说明a吸收的热量更多 【答案】B 【解析】A．实验中需要控制a、b液体的质量相同，初温可以不同，根据液体升高的温度来比较吸热能力的大小，故A错误；B．根据图像可知，a和b升高相同的温度，b液体加热的时间长，则吸收的热量较多，故B正确；C．由图可知，加热4min后，a升高的温度为15℃，b升高的温度为5℃，a和b的质量相同，吸收的热量也相同，根据Q=cm∆t可知，比热容的大小与升高的温度成反比，则比热容之比为ca∶cb=∆tb∶∆ta=5℃∶15℃=1∶3故C错误；D．第5min时a的温度比b高，但加热的时间相同，热源放出的热量相同，两种液体吸收的热量相同，故D错误。故选B。 12．如图所示，对于图中所描述的物理过程和图线分析中正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，瓶内空气的内能减少 B．图乙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 C．图丙，是内陆城市与沿海城市年气温变化曲线，其中实线表示的是沿海城市的年气温变化曲线 D．图丁，东风-61陆基洲际导弹使用的新型燃料具有热值大的优点 【答案】D 【解析】A．当厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对空气做功，根据做功可以改变物体内能的知识，外界对物体做功，物体的内能增大，所以瓶内空气的内能增加，而不是减少，故A错误；B．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，根据物体对外界做功时，物体的内能就会减小的原理，此时水蒸气的内能减少，并非增加，故B错误；C．因为水的比热容比沙石大，在吸收或放出相同热量时，水的温度变化值较小。沿海地区水多，温度变化小；内陆地区沙石多，温度变化大。从图丙的年气温变化曲线来看，实线所示的城市最高、最低气温差比虚线所示的城市大，所以实线表示的是内陆城市的年气温变化曲线，虚线表示的是沿海城市的年气温变化曲线，故C错误；D．东风-61陆基洲际导弹使用的新型燃料，具有热值大的优点。因为燃料的热值越大，在完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量就越多，能为导弹提供更多的能量，故D正确。故选D。 二．填空题 13.（2025盐城中考一模）2026国产混动汽车，刹车减速时，车辆的动能______；摩擦使刹车片温度升高，机械能转化______；是通过______改变物体内能。 【答案】：减小；内能；做功 【解析】：刹车减速速度减小，动能减小；刹车片摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化内能；做功改变内能。 14.（2026苏州中考二模）质量0.5kg水，温度从20℃升高到60℃，温度变化量△t=_____℃；水吸收热量为______J；水吸热升温，内能______。[c水=4.2×103J/(kg•oC)] 【答案】：40；8.4×104；增大 【解析】：△t=60oC-20oC=40oC；Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•oC)×0.5kg×40oC=8.4×104J；吸热，分子动能增加，内能增大。 15.（2025连云港中考二模）小球沿粗糙斜面向上滚动，动能______，重力势能______；机械能总量______。（选填变大/不变/变小） 【答案】：变小；变大；变小 【解析】：小球向上运动，速度减小动能减小，高度变大重力势能变大；斜面粗糙，摩擦消耗机械能转化内能，机械能变小。 16.（2025南通中考一模）四冲程汽油机做功冲程，燃气______，内能转化为______；该冲程燃气内能______。 【答案】：膨胀对外做功；机械能；减小 【解析】：做功冲程，高温高压燃气推动活塞向下，对外做功；内能转化机械能，燃气内能减少，温度降低。 17.某人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，则卫星 从远地点向近地点运行的过程中，　 　能转化为　 　能， 机械能　 　(填“守恒”或“不守恒”)。 【答案】重力势；动；守恒 【解析】卫星从远地点向近地点运行的过程中，质量不变，高度降低，可知重力势能减小，转化为动能，只有机械能之间的相互转化，可知机械能守恒。运动员在撑杆跳高时，经历了助跑、起跳、越杆、下落等过程。 18.2026高温储热材料-新型储热板在太阳光照射下，阳光辐射热量传给储热板。储热板______热量，储热板内能______；该热传递方式不需要物体互相______。 【答案】：吸收；增大；接触 【解析】：太阳光传热属于热辐射，不需要相互接触。 19.塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 _______方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 _______冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 _______。    【答案】 做功 做功 液化 【解析】小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，把机械能转化为内能，使瓶内气压增加，气体内能增大，这是做功的发生改变瓶内气体的内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这是瓶内气体对瓶盖做功，把气体的内能转化为瓶盖的机械能，内燃机的做功冲程中将内能转化为机械能，所以这一过程与内燃机的中国冲程的能量转化情况相同。瓶盖飞出的同时，瓶内气体对外做功，内能减小，温度降低，瓶口的水蒸气遇冷液化成小水珠。 20.甲、乙两种金属的比热容之比是3∶1，质量之比是2∶1，当它们吸收相同的热量，甲物体的温度升高了10 ℃，则乙物体的温度升高了 ℃.1.5 kg温度为10 ℃的水吸收6.3×105 J的热量，水温将升高 ℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，气压为标准大气压]某种液体的质量为1kg，初温为20℃，加热一段时间后温度升高了30℃，吸收的热量为1.26×105J，则该液体的比热容为　 　J/（kg•℃ 【答案】60 80 4.2×103 【解析】(1)已知，m甲∶m乙＝2∶1，c甲∶c乙＝3∶1，甲、乙两金属吸收的热量：Q甲∶Q乙＝1∶1由Q吸＝cmΔt得，两种金属升高温度之比：＝＝＝＝，因为Δt甲＝10 ℃，所以Δt乙＝60 ℃. (2)由Q吸＝cmΔt得，理论上水升高的温度： Δt水＝＝＝100 ℃， （3）由Q吸=cm△t得液体的比热容：c===4.2×103J/（kg•℃）。 三．解答题 21．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔，笔的质量为20g，小科同学利用该圆珠笔开展了以下实验研究。 序号 钩码质量(g) 弹簧压缩量x(mm) 弹簧弹力F(N) 弹簧的劲度系数k(N/mm) 1 50 2 0.5 0.25 2 100 4 1 0.25 3 150 6 1.5 0.25 实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系(如图乙)，实验数据记录如下表： 实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段(如图丙所示)。 ①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面(见位置a)。 ②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长(见位置b)。 ③笔继续上升到离桌面2.5cm的最高处(见位置c)开始下落。 （1） 由表中数据可知，在弹性限度范围内，弹簧弹力F与压缩量x的数量关系式为　 　。 （2） 图丙中从b到c位置，笔的内芯的重力势能逐渐　 　。 （3） 图丙三个位置中，弹簧弹性势能最大的是　 　(填“a”“b”或“c”)位置。 （4） 整个过程中，至少有　 　焦的弹性势能转化为笔的重力势能。 【答案】（1）F＝kx（F＝0.25x） （2）增大（3）a （4）5×10-3 【解析】（1）根据G=mg可知，当弹簧受到的压力分别为0.5N、1N和1.5N时，弹簧的压缩量分别为2cm、4cm和6cm，那么得到弹力和压缩量的比值都是0.25，则二者为正比例关系，那么数量关系式为： F＝kx（F＝0.25x） ；（2） 图丙中从b到c位置，笔的内芯的质量不变，高度增大，则重力势能逐渐增大；（3） 图丙三个位置中，a图中弹簧被压缩的程度最大，则弹簧弹性势能最大的是a；（4）整个过程中，弹性势能转化为笔的重力势能的： W=Gh=0.02kg×10N/kg×=0.025m=5×10-3J。 22．小明利用如图所示装置探究冰熔化时温度的变化规律。 （1）为准确测量冰的温度，选用 （选填“碎冰块”或“大冰块”）进行实验；将装有冰的试管放在水中加热，目的是 。加热过程中某时刻温度计的示数如图乙所示是 ℃； （2）图丙是根据实验记录的数据绘制的温度—时间图像，物质在BC段时的温度 ，但内能 （均选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）当试管中的冰完全熔化，继续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的水 （选填“会”或“不会”）沸腾； （4）小明将装有冰块的烧杯放在铁架台上，不用酒精灯加热，如图丁所示，冰也熔化了，他认为冰熔化不需要吸热，这个判断是 （选填“错误”或“正确”）的。 【答案】（1）碎冰块 受热均匀 -2 （2）不变 变大 （3）不会 （4）错误 【解析】（1）为了使冰受热均匀，实验过程中宜选用碎冰块。实验时，试管里装有适量的碎冰，将试管放入水中加热，这是水浴法，这样使冰受热均匀，而且熔化过程缓慢，便于观察和记录。图乙中温度计10℃又分成10个小刻度，故分度值为1℃，温度计的示数在零刻度以下，表示零下，所以读数为-2℃。（2）由图丙知道，BC段为冰的熔化过程，此过程中冰需要吸热，但温度不变，因此内能变大。（3）试管中的冰完全熔化后，若继续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的水不会沸腾，因为试管中的水温度达到沸点不能继续吸热，不满足水沸腾的条件。（4）冰在熔化过程中不断吸热但温度保持不变。装有块冰的烧杯直接放置在空气中，不用酒精灯加热，但冰会从环境中吸收热量，故他的想法不正确。 23．小华利用如图甲所示的实验装置。探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”，燃料的质量都是10g。操作如下： （1）在两烧杯中分别装入初温相同且　 　相等的沙子和水； （2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为　 　℃，根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象如图丙所示； （3）实验中，是通过比较　 　来间接反映沙子和水吸收的热量； （4）分析图象可知，　 　的吸热能力更强，沙子的比热容为　 　J/(kg⋅℃)； （5）小华在实验前用天平分别测出了烧杯中液体的质量以及燃料的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了液体吸收的热量，小华想通过这些数据计算出燃料的热值，你认为他的计算结果是　 　（可靠/不可靠），理由是　 。 【答案】（1）质量（2）39（3）加热的时间（4）水；2.1×103 （5）不可靠；燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收 【解析】（1）探究沙子和水吸热能力，要控制初温相同且质量相等（控制变量法）。（2）图乙温度计，分度值1℃，示数为39℃。（3）相同酒精灯，通过比较加热时间间接反映沙子和水吸收热量多少（转换法）；加热时间越长，吸收热量越多。（4）由丙图，相同加热时间（吸热相同），水升温慢，所以水吸热能力更强。质量相同，吸收相同热量，△t沙子=2△t水。由Q=cm△t，Q、m相同，c与△t成反比。水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃）， c沙子=c水= 2.1×103J/（kg•℃）（5）计算燃料热值结果不可靠；理由：燃料燃烧放出的热量不能全部被液体吸收，有热量散失（部分热量被烧杯、空气吸收），测得液体吸热小于燃料实际放出的热量，计算热值偏小。 24.汽油机广泛应用于汽车作为动力机械，如图甲左是四冲程汽油机的吸气冲程示意图。 （1）请在图甲右中画出压缩冲程时，进气门，排气门开闭情况，曲轴的位置以及箭头表示活塞的运动情况。 （2）四个冲程汽油机提供动力的冲程是________． （3）常温下 93号汽油的热值是 4.6×107J/kg，如果汽车经过长途行驶后，油箱里汽油的质量变为原来的四分之一，此时汽油的热值为________． （4）热机的效率是汽油机的性能的重要指标，减少各方面的能量损耗可以提高热机效率，请写出汽油机工作时的一种能量损失________． 【答案】.（1）压缩冲程，两个气门都关闭，活塞向上运动；如下图所示．  （2）做功（3）4.6×107J/kg （4）废气带走的热量 【解析】(1) 画图要点：进气门关闭、排气门关闭；活塞向上运动；曲轴位置和吸气冲程错开，箭头向上。(2) 做功冲程燃气膨胀推动活塞，内能转化为机械能，提供动力。(3) 热值是燃料本身的特性，只和燃料种类有关，和质量多少无关。(4) 汽油机能量损失主要：废气内能、气缸散热、机械摩擦损耗。 25. 物体只在重力的作用下由静止开始下落，叫做自由落体运动．有一物体离地面的高度为h，如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，物体的动能为。 （1）请你分析说明物体下落的速度与自身的质量大小是否有关； （2）如图，一小球从离地面高度h=45m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是多大？ 解：（1）由题可知，物体所处的高度为h时，重力做功为，在下落过程中重力做功全部转化为动能，即可得，物体下落的速度为所以物体下落的速度与自身的质量无关。 （2）根据计算小球落地时速度为 26．有两个相同的烧杯，第一个装有0. 2kg水,第二个装有0. 2kg酒精，若用相同的加热器给它们分别加热，根据加热时间（T） 与其对应上升到的温度（t），描绘成了如图所示的图像．假如加热器放出的热量全部被吸收．计算: （1）加热5min,水吸收的热量是多少? （2）电加热器1min放出的热量是多少? （3）酒精温度从15℃升高到43℃，吸收多少热量? （4）酒精的比热容是多少? 解：(1)m水=0.2kg，t0=15℃，加热5分钟时水温为t水=35℃， 水吸收热量为：Q水=cm水（t水-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（35℃-15℃）=1.68×104J； (2)不计热损失，所以电加热器5min放出的热量Q放=Q吸=1.68×104J， 电加热器1min放出的热量：Q放′===3.36×103J； (3)酒精在4min内吸收的热量：Q吸′=4×Q放′=4×3.36×103J=1.344×104J， (4)由Q吸=cm（t-t0）得： 酒精的比热容：c酒精==≈2.38×103J/（kg•℃）． 答：(1)加热5分钟，水吸收的热量是1.68×104J； (2)电加热器每分钟放出的热量是3.36×103J； (3)酒精温度从15℃升高到43℃，吸收的热量是1.344×104J； (4)酒精的比热容是2.38×103J/（kg•℃）． 27.阅读短文，回答问题。 四缸汽油机模型——汽车动力的能量转化 如图是四缸四冲程汽油机的结构模型，包含箱体、4个气缸、曲轴和飞轮。2026年，国内很多燃油汽车、小型工程设备依然使用四缸汽油机作为动力装置。汽油机依靠燃料燃烧释放能量，每个气缸依次完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，构成一个完整工作循环。 在压缩冲程，活塞向上运动，压缩气缸内油气混合物，活塞对气体做功，机械能转化为内能，缸内气体温度、压强升高；在做功冲程，火花塞点燃混合气，燃料发生燃烧，化学能转化为内能，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，内能转化为曲轴、飞轮的机械能。吸气、压缩、排气这三个冲程，没有燃气对外做功，依靠飞轮储存的机械能带动完成。 四缸发动机设计可以让四个气缸交替进行做功冲程，动力输出更加平稳。汽油机工作过程存在大量能量损耗：高温废气带走大量内能、缸体散热、曲轴摩擦消耗机械能，所以热机效率远达不到100%。课堂上老师利用该模型演示，帮助同学们理解机械能与内能之间的相互转化，辨析改变内能的两种方式。 （1）汽油机压缩冲程，活塞压缩气体，______能转化为内能；做功冲程，燃气对外做功，内能转化为______能。 （2）四冲程汽油机一个完整工作循环，下列说法正确的是（ ） A.曲轴转1圈，对外做功1次 B.曲轴转2圈，对外做功1次 C.曲轴转2圈，对外做功2次 D.曲轴转4圈，对外做功1次 （3）燃料在气缸内燃烧，燃料储存的______能转化为内能；废气向外排放，会带走大量______，造成能量损失。 （4）下列改变内能方式，和压缩冲程改变内能原理相同的是（ ） A.热水暖手 B.阳光下路面升温 C.反复弯折铁丝发热 D.铁锅烧菜 （5）某品牌汽车的“四缸”四冲程汽油发动机，已知飞轮的转速为2400r/min，每一个做功冲程中燃气对活塞做功均为450J。这台发动机的最大输出功率是_____kW.若以最大输出功率行驶时的耗油量10L/h，该发动机的效率为_____%。 【答案】(1) 机械；机械(2) B(3) 化学；内能(4) C (5) 36 38.4 【解析】(1) 压缩冲程，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能；做功冲程，高温高压燃气推动活塞，内能转化为机械能。(2) 四冲程汽油机一个工作循环，包含4个冲程，曲轴旋转2圈，只有做功冲程对外做功1次，选B。(3) 燃料储存化学能，燃烧时化学能释放，转化为内能；尾气温度很高，带走大量内能，是热机最主要的能量损耗。(4) 压缩冲程是做功改变物体内能。A、B、D都是热传递改变内能；弯折铁丝发热是克服摩擦做功，机械能转化内能，选C。（5）曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min转动2400周，要做功1200次，对一个气缸来说，在1min内燃气对活塞做的功为，由于该汽油机有4个气缸，在1min内燃气对活塞做的总功为，则发动机最大输出功率的功率为，因为以最大输出功率行驶时的耗油量为10L/h，则每小时燃气对活塞做的功为，每小时消耗的汽油的质量，汽油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理臻选·2026-2027学年苏科版九年级物理上 《第十二章机械能和内能素养进阶（单元小结）》提优特训A·B卷 一．特训目标 ( 1.辨析动能、势能、机械能；理解内能、热量、温度三者区别，掌握比热容、热值、热机工作原理。 2.能结合转化、守恒思想分析机械能转化、内能改变方式、热机能量流向，进行相关计算。 3.回顾影响动能、势能因素实验、比较物质吸热升温实验，掌握控制变量法、转换法。 4.能用热学知识解释生活、科技热现象，了解热机效率、节能与环保意义。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1.动能、重力势能、弹性势能的影响因素，机械能的转化与守恒条件。 2.内能概念，改变内能两种方式：做功、热传递。 3.比热容概念、热量计算公式 Q=cm\Delta t；热值、燃料放热公式 Q=mq。 4.四冲程内燃机的工作过程、能量转化，热机效率计算。 （二）难点 1.判断机械能是否守恒（识别是否存在摩擦、空气阻力）。 2.区分温度、内能、热量三个物理量，辨析描述用语。 3.比热容实验图像分析、吸热公式的灵活计算。 4.四冲程汽油机冲程判断、能量转化、转速与做功次数关系；热机效率综合计算。 )三．知识梳理 （一）机械能 1.能量的概念 （1）概念：一个物体能对另一个物体做功，就表明这个物体具有能量。 （2）能量的实质：物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多，就表示这个物体的能量越大。即能量是表示物体做功本领的物理量。 （3）能量的单位：物体做功的过程就是能的转化过程，因此能的单位与功的单位相同，都是焦耳（J）。 2.动能： （1）定义：物体由于运动而具有的能量。 （2）理解：一切运动的物体都具有动能。静止物体动能为0。 （3）单位：焦耳（J）。 （4）探究动能大小的影响因素 【实验目的】：探究动能大小与物体质量、速度的关系 【实验器材】：斜面、质量不同的小球、木块 【实验方法】： ① 控制变量法 i. 探究动能与速度：控制质量不变，改变速度； ii. 探究动能与质量：控制速度不变，改变质量。 ② 转换法：通过木块被推动距离的远近反映小球动能大小。 木块推得越远 → 小球动能越大。 【实验操作与现象】 实验一：探究动能与速度的关系（控制质量相同） 【操作】：同一个小球，从斜面不同高度由静止释放。 【点拨】：高度不同，小球到达水平面的速度不同；高度越高，到达水平面速度越大。 【现象】：释放高度越高，木块被推得越远。 【结论】：物体质量一定时，速度越大，动能越大。 实验二：探究动能与质量的关系（控制速度相同） 【操作】：质量不同的小球，从斜面同一高度由静止释放。 【点拨】：同一高度释放，保证小球到达水平面初速度相等。 【现象】：质量大的小球，把木块推得更远。 【结论】：物体速度一定时，质量越大，动能越大。 物体动能大小与质量、速度有关；质量越大，速度越大，物体的动能越大；速度对动能的影响比质量更大。 3.势能 （1）重力势能： ① 定义：物体由于被举高而具有的能。 ② 单位：焦耳（J）。 ③ 影响因素：质量、被举高的高度。 i. 质量相同，高度越高，重力势能越大； ii. 高度相同，质量越大，重力势能越大。 高度一般默认相对水平地面；高度是相对的，重力势能具有相对性。 ④ 探究重力势能大小的实验 【实验方法】：控制变量法、转换法 实验一：探究与高度关系： 【操作】：用同一个重物（质量不变），从不同高度静止释放。 【现象】：高度越高，沙坑凹陷越深。 【结论】：质量一定，高度越高，重力势能越大。 实验二：探究与质量关系： 【操作】：取质量不同重物，从同一高度静止释放。 【现象】：质量大的重物，沙坑凹陷更深。 【结论】：高度一定，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，叫做弹性势能。 ② 理解： i. 存在条件：物体必须发生弹性形变（形变后能恢复原状的形变），若发生塑性形变（形变后不能恢复原状），则不具有弹性势能。 ii. 影响因素：主要与物体弹性形变的程度有关，在弹性限度内，形变程度越大，弹性势能越大；此外，弹性势能还与物体的材料、弹性强弱有关（同一形变程度下，弹性越强的物体，弹性势能越大）。 iii. 特殊性：弹性势能是发生弹性形变的物体自身具有的能，形变消失，弹性势能也随之消失。 【注意】：塑性形变（捏橡皮泥）不属于弹性形变，不产生弹性势能。 4.机械能及其转化 （1）机械能 = 动能 + 势能（势能包含重力势能、弹性势能）。 一个物体可以同时具备动能和势能，如飞行的飞机。 （2）动能与势能可以相互转化 ① 物体高处下落： 高度降低→重力势能减小；速度变大→动能增大；重力势能转化为动能。 ② 向上抛出物体： 速度减小，高度增大；动能转化为重力势能。 ③ 弹簧弹开物体： 弹性形变变小，物体获得速度；弹性势能转化为动能。 （3）机械能守恒条件： 只有动能和势能相互转化，不计摩擦、空气阻力，机械能总量不变；若存在摩擦阻力，机械能转化为内能，机械能减小。 分析转化步骤：一看高度（判断重力势能）；二看速度（判断动能）；三看形变（判断弹性势能）；再写出能量转化方向。 （4）实例分析： ① 人造地球卫星的机械能转化 i. 近地点 →远地点：动能转化为重力势能 ii. 远地点 →近地点：重力势能转化为动能 整个过程没有空气摩擦损耗，机械能总量守恒，保持不变。 ② 滚摆、单摆的机械能转化 i. 滚摆： 最高点（释放位置）；高度最大，速度为0；重力势能最大，动能为0。滚摆下降过程：高度降低 →重力势能减小；转速越来越快 →动能增大。重力势能转化为动能，到达最低点：高度最小，速度最大；动能最大，重力势能最小。滚摆上升过程，转速变慢（速度减小）→动能减小；高度升高 →重力势能增大。动能转化为重力势能 现实情况：存在空气阻力、轴的摩擦，一部分机械能转化为内能，每次上升的最大高度会比上一次低，最后静止。 ii. 单摆（摆球）： 摆球来回摆动，左右两侧为最高点，中间最低点。两侧最高点，速度为0，高度最大；重力势能最大，动能为0。摆球从高处摆向最低点（下降），高度减小，速度变大。重力势能转化为动能；最低点：速度最大，高度最小；动能最大，重力势能最小。摆球从最低点摆向另一侧高处（上升）。速度减小，高度增大。动能转化为重力势能 现实：受空气阻力，机械能不断转化为内能，摆动幅度越来越小，最终停止。 （二）内能 1.定义 物体内部所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。单位：焦耳（J），一切物体，不论温度高低，其内部的分子都处在永不停息的无规则运动中，且分子间存在相互作用，因此一切物体都具有内能， 2.理解： （1）是所有分子，不是一个分子； （2）一切物体，任何情况下都具有内能。0℃的冰、零下温度的物体都有内能，内能不可能为0。 3.内能由两个组成部分 （1）分子动能：分子永不停息无规则热运动具有的能；温度越高，分子动能越大。 （2）分子势能：分子之间存在引力、斥力，由分子之间距离决定；物体物态改变，分子势能改变。 4.影响内能大小的因素 （1）温度：同一个物体，温度越高，内能越大。 三杯水：质量相同时温度越高内能越大；温度相同时质量越大内能越大 （2）质量：温度、状态相同时，质量越大，分子数目越多，内能越大。 （3）状态（物态）：质量温度不变，物态变化内能改变。 例：0oC冰熔化变成0oC水，温度不变，吸收热量，内能增大。 （4）体积：改变分子间距，间接影响分子势能。 5.改变内能两种方式 （1）热传递： ① 发生条件：存在温度差 ② 方向：能量从高温物体→低温物体（不是内能多传给内能少） ③ 结束：温度相同（热平衡） ④ 实质：内能的转移 ⑤ 热传递三种形式：热传导、热对流、热辐射。 （2）做功： ① 对物体做功 → 机械能转化为内能 → 内能增大、温度升高；物体对外做功 → 内能转化为机械能 → 内能减小、温度降低。 ② 实质：内能与机械能的相互转化（能量形式发生改变） 6.温度、内能、热量辨析 （1）温度：冷热程度，状态量；只能说“温度升高/降低”； （2）内能：能量，状态量；可以说“具有内能、内能增大/减小”； （3）热量：热传递过程中转移的能量，过程量；只能说吸收/放出热量，不能说“含有热量”。 （三）比热容 1.定义： 物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫作比热容 。 2.定义式： c＝ 注意：该式是比值定义式，c与Q、m、△t无关。 3.物理意义： 表示单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1oC，所吸收（放出）的热量，反映物质吸放热本领强弱。 4.单位： J/(kg•oC)，读作：焦每千克摄氏度。 5.水的比热容： c水=4.2×103J/(kg•oC)，物理意义：1kg的水温度升高（降低）1oC，吸收（放出）的热量为4.2×103J。 6.属性理解： 比热容是物质的物理属性，只和物质种类、状态有关；和质量、温度高低、吸放热多少、体积均无关。例：水和冰属于同种物质，状态不同，比热容不同。 7.规律应用： （1）比热容大：同等条件，升温慢、降温慢，吸放热本领强（如水）； （2）比热容小：同等条件，升温快、降温快（如砂石）。 8.现象解释： 沿海昼夜温差小，内陆昼夜温差大；用水做发动机冷却剂；海陆风成因。 （四）热量及其计算 1. 热量的基本概念 （1）定义：物理学中，把物体在热传递过程中转移的能量叫作热量(heat)，用符号Q表示。 （2）理解：热量只存在热传递过程中；只能说“吸收热量、放出热量”，不能说物体“具有、含有热量”。 （3）单位：热量的单位与能量的单位相同、也是焦(J). （4）物体吸放热的影响因素： 对一壶水加热，水沸腾前，加热时间越长，水温越高，水吸收的热量越多。在相同条件下，烧开一壶水比烧开半壶水需要的时间长，说明升高相同温度，水的质量越大，吸收的热量越多。 物体吸放热的影响因素：质量、温度变化量、物质的种类。 2.热量的计算 △t代表温度变化量；t0初温，t末温 （1）吸热：物体温度升高 Q吸=cm△t升=cm(t-t0)，△t升=t-t0 （2）放热：物体温度降低 Q放=cm△t降=cm(t0-t)，△t降=t0-t （3）通用变形公式 ① 计算物体升高或降低的温度：Δt=Q /cm； ② 计算物体的质量：m=Q /cΔt 。 【注意】：质量m必须取单位kg，单位统一后代入计算。 （五）机械能与内能的相互转化 1.燃料的热值 （1）定义：1kg（或1m³）某种燃料完全燃烧放出的热量。 （2）公式： ① 固体/液体：Q放=mq ② 气体：Q放=Vq （3）单位：固液：J/kg 气体：J/m³ （4）特性： 热值是燃料本身的特性，只与燃料种类有关，与质量、体积、燃烧是否充分、是否完全燃烧、放热多少全部无关。 2.热机 （1）基础概念 热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。 （2）四冲程汽油机工作过程（重中之重） 一个工作循环包含：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 ① 吸气冲程：进气门开、排气门关、活塞向下，无能量转化 ② 压缩冲程：双气门关闭、活塞向上，机械能→内能（内能增加） ③ 做功冲程：双气门关闭、火花塞点火、活塞向下，内能→机械能（唯一对外做功冲程） ④ 排气冲程：排气门开、进气门关、活塞向上，无能量转化 （3）工作循环比例规律（必背计算） 1个工作循环 = 4个冲程、活塞往复2次、曲轴（飞轮）转2圈、对外做功1次 （4）热机效率： ① 定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机效率。 ② 公式：η＝W有用/Q放×100%。 其中，W有用：热机对外做的有用功，通常W有用＝Fs或W有用＝Pt。Q放：燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq。 ③ 提高热机效率的方法： i.使燃料充分燃烧； ii.减少各种热损失； iii.减小摩擦； iv.利用废气余热等。 【注意】：热机效率总小于100%，因为总有能量损失。热机效率与功率无关，效率高不代表功率大。计算时W有用和Q放要对应同一过程。 （5）汽油机与柴油机对比 ① 相同点：都属于内燃机，燃料在气缸内部燃烧；四个冲程完全一致：吸气、压缩、做功、排气；只有做功冲程对外输出动力，其余三个冲程依靠飞轮惯性完成；做功冲程都是内能转化为机械能。 ② 不同点： 对比项目 汽油机 柴油机 构造 顶部有火花塞 顶部有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程吸入物质 汽油和空气的混合气体 只吸入空气 点火方式 点燃式（火花塞电火花引燃混合气） 压燃式（压缩空气，温度达到柴油着火点，喷油后自燃） 压缩冲程压缩程度 压缩比较小 压缩比更大，缸内压缩后温度更高 效率 效率较低（20%-30%） 效率更高（30%-45%） 特点与应用 质量轻、转速快、振动小；家用轿车、摩托车 动力大、笨重、转速慢；卡车、拖拉机、大型工程机械、轮船 A卷·基础过关 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题 1.（2025盐城盐都期中）2026国产新能源汽车加速上坡时，关于车辆机械能变化说法正确的是（ ） A.动能增大，重力势能增大，机械能增大 B.动能不变，重力势能增大，机械能增大 C.动能增大，重力势能不变，机械能不变 D.动能减小，重力势能增大，机械能不变 2.（2025常州武进期末）下列现象中，通过做功方式改变物体内能的是（ ） A.热水泡脚，脚变暖和 B.阳光照射，石凳升温 C.反复弯折铁丝，铁丝发烫 D.放入冰箱，饮料降温 3.（2026苏州相城月考）关于温度、内能、热量，说法正确的是（ ） A.物体含有热量越多，温度越高 B.温度为0℃的物体没有内能 C.物体温度升高，内能一定增大 D.内能大的物体一定向内能小物体传热 4.（2025连云港海州期中）用水作为发动机冷却液，主要利用水的哪一特性（ ） A.密度大 B.比热容大 C.沸点高 D.热值大 5.（2025南通通州期末）四冲程汽油机，将机械能转化为内能的冲程是（ ） A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 6.（2026镇江丹阳月考）关于燃料热值，下列说法正确的是（ ） A.燃料燃烧越充分，热值越大 B.燃料质量越大，热值越大 C.热值只由燃料种类决定，与燃烧情况无关 D.燃料不燃烧，热值等于0 7.（2025泰州姜堰期中）校园探究动能影响因素实验，让小车从斜面不同高度释放，目的改变（ ） A.小车质量 B.小车到达水平面速度 C.水平面摩擦力 D.木块质量 8.（2025徐州泉山期末）小球不计空气阻力，从高处自由下落，能量转化是（ ） A.动能转化重力势能 B.重力势能转化动能 C.弹性势能转化动能 D.动能转化弹性势能 9. 如图所示是小明在运动会上推铅球的场景，从铅球离手在空中运动到最后落到地面的过程中，动能Ek随时间t的变化关系是（　　） A. B. C. D. 10.如图所示，四杯水中内能最大的是（　　） A. B. C. D. 11．如图所示是小明和小华同学“探究煤油与水吸热升温快慢”的实验装置，设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是（　　） A．取相同质量的煤油和水 B．盛放煤油和水的容器相同 C．采用完全相同的加热方式 D．酒精灯里所加的酒精量相同 12．二氧化碳（）爆破技术是现代工程中非常环保的技术。起爆前高压泵将压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图甲所示，爆破时电加热管发热使筒内的液态迅速汽化，形成高压气体从泄气孔中喷出实施爆破，下列说法正确的是（    ） A．高压泵压缩，气体内能增大，温度降低 B．高压气体喷出时，气体内能减小，温度升高 C．高压喷出时的能量转化与图乙中C一致 D．图乙中汽油机一个工作循环的顺序是ACDB 二．填空题 13.（2025盐城东台期中）2026氢能源汽车行驶，燃料燃烧释放______能，转化为汽车的______能；氢燃料优势是______大。 14.（2026苏州吴中月考）冬天双手搓手取暖，是通过______方式增大内能；用暖手宝取暖，通过______方式增大内能；两种方式改变内能效果是______的。 15.（2025连云港外国语期中）水的比热容4.2×103J/(kg•oC)，表示1kg水温度升高1℃，吸收______J热量；比热容是物质的______；水结冰后比热容将______。 16.（2025徐州期末）小球沿光滑轨道下滑，不计摩擦，机械能总量______；小球重力势能减小，动能______；能量转化是重力势能转化为______。 17. 甲站在0.5 m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7 m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能_____（填“增加”“不变”或“减少”）．某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能____乙的重力势能，甲的机械能___乙的机械能（填“大于”“等于”或“小于”）． 18.2026年新型相变调温校服面料，夏季环境温度高于面料温度，面料吸收环境热量。面料______热量，面料内能______；该现象说明热传递可以改变物体的______。 19.某同学用一种加热器将质量为500g的冰持续加热熔化直至沸腾，记录并绘制出温度——时间图象如图所示，根据图象可以看出C点的内能 　B点的内能，原因是　 。根据图象还可以看出AB段的比热容　 CD段的比热容。（第一空与第三空均选填“大于”“等于”或“小于”）  20．如图甲所示装置，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，看到棉花着火，图______中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是相同的；某次汽油机消耗汽油0.21kg，若这些汽油完全燃烧，被46kg初温为10℃的水全部吸收，则水温升高到______℃；汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过______的方式改变了刹车片的内能。（q汽油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)） 三．解答题 21．如图是某同学探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，斜面及水平面上的木板、木块都相同。 （1）在斜面和水平面材料的选择上，最好选择（ ） A．斜面和水平面都光滑 B．斜面光滑，水平面粗糙 C．斜面和水平面都粗糙 D．斜面粗糙，水平面光滑 （2）该同学得出“物体的动能大小与物体运动速度有关”的结论，其判断依据是　 　。 （3）在同一条高速公路上对不同车辆的限速一般不同，如图丁，其原因可用图甲乙丙中　 　两个实验来解释。 （4）如果探究“物体重力势能大小与哪些因素有关”，比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体，　 　越大，重力势能越大。 22.为比较水、空气对牛奶的冷却效果，探究小组的同学进行了如下实验：将一盒牛奶分别装入两个瓶中，一个放在水中，一个放在空气中，其它条件均相同，如图1所示． 实验时他们每隔一定时间记录一次甲、乙两温度计的示数，如下表所示： 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 甲/℃ 70 60 53 47 42 39 37 35 34 33 乙/℃ 70 66 61 58 55 52 50 48 47 46 （1）甲、乙两瓶中的牛奶质量应该________； （2）根据表中数据，已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中，请将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在同一个坐标系中； （3）本次实验中，小明发现________的冷却效果更好（填“甲”或“乙”）； （4）通过分析，小明又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越________ 23．为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，有一组同学做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别装有水和煤油，用同样的加热器加热，根据记录回答问题： 烧杯编号 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 时间/min 1 水 160 16 36 3 2 水 180 16 36 4 3 煤油 160 16 36 2 4 煤油 160 16 26 1 （1）用同样加热器加热的目的是 　 　。 （2）对比1、2两杯的实验记录进行分析，其实验目的是：　 　。 （3）比较1、3两杯的实验记录，得出的结论是：　 　。 （4）结合上述结论，物体温度升高时，吸收热量的多少与物体的质量、　 　和 　 　都有关。该实验用 　 　方法进行实验探究。 24．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的初温、质量都相同，请你解答下列问题： （1）比较不同燃料热值的实验，应选择 两个装置（选填装置序号），使燃料完全燃烧后通过比较 来比较不同燃料热值的大小。 （2）比较不同物质比热容的实验，应选择 两个装置（选填装置序号）和钟表来完成该实验，加热过程中，液体吸收热量的多少是通过比较 来判断的。 25．工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg，温度为20℃，放入836℃的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却。最后与水达到共同的温度（不计过程中的热量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃），c合金钢＝0.42×103J/（kg•℃））求： （1）此刀具在火炉中吸收了多少热量？ （2）淬火后水的温度为多少摄氏度？ 26．近几年我国汽车工业发展迅速，如图为我国某知名品牌汽车单缸四冲程汽油机的结构示意图。气缸活塞面积为Scm²，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是Lmm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p0Pa。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），1min飞轮转动N周，1min消耗m g汽油。（已知汽油热值为qJ/kg）求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力： （2）1min燃气对活塞做的总功； （3）该汽油机的效率。 27.阅读短文，回答问题。 钱学森弹道——高超音速导弹的能量之旅 2026年，我国高超音速导弹技术持续迭代升级，钱学森弹道是这类武器核心飞行轨迹。导弹从地面O点起飞，初段OA阶段，发动机点火，燃料燃烧释放大量内能，推动导弹加速向上飞行，不断获得动能与重力势能。到达A点后，发动机关闭，进入中段AB（钱学森弹道滑翔段）。中段大部分时间导弹在大气层边缘飞行，空气稀薄，但依然存在微弱空气阻力。图中a、b两点离地高度相同，导弹从a飞向b的过程中，会持续克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能。进入末段BC，导弹重新冲入稠密大气层，空气阻力急剧增大，弹体外壳与空气摩擦生热，温度快速升高；同时导弹再次调整动力，高速俯冲飞向攻击点C。 整个飞行过程包含多种能量转化：燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为导弹机械能；飞行时摩擦做功，机械能又转化为内能。本模型可以用来探究动能、重力势能的影响因素，辨析机械能守恒的条件，理解做功改变物体内能的规律，是物理中机械能与内能章节很好的科技应用实例。 （1）导弹初段OA加速上升，燃料燃烧将______能转化为内能；发动机推动导弹，内能再转化为导弹的______能。 （2）导弹在中段滑翔，a、b两点离地高度相等，比较两点动能大小（ ） A.Eka>Ekb B.Eka=Ekb C.Eka<E kb D.无法确定 （3）导弹末段冲入大气层，弹壳温度升高，是通过______方式增大内能；此过程中机械能转化为______能。 （4）关于中段AB飞行，发动机关闭，下列说法正确的是（ ） A.没有空气阻力，机械能总量不变 B.存在空气阻力，机械能总量减小 C.存在空气阻力，机械能总量增大 D.只有重力做功，机械能一定守恒 （5）导弹俯冲下落时，高度降低，重力势能______；速度增大，动能______。 B卷·强化提优 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题 1.（2025盐城中考一模）（2026航天背景）神舟飞船返回舱进入大气层高速下落，表面温度急剧升高，下面说法正确的是（ ） A.重力势能减小，动能增大，机械能不变 B.通过热传递增大返回舱内能 C.机械能转化为内能，机械能减小 D.返回舱内能增大，一定吸收热量 2.（2026苏州中考二模）甲、乙两物体质量相同，吸收相同热量，甲升温更快，则（ ） A.甲比热容更大 B.乙比热容更大 C.甲乙比热容相等 D.无法判断 3.（2025连云港中考二模）小球在粗糙轨道滚动，从左侧最高点释放，无法回到原来高度，原因是（ ） A.小球的质量变小 B.小球机械能一部分转化内能 C.小球内能全部消失 D.小球分子动能减小 4.（2025南通中考一模）关于四冲程汽油机转速2400r/min，说法正确的是（ ） A.每秒转2400圈 B.每秒对外做功40次 C.每秒对外做功20次 D.每秒完成20个冲程 5.（2026泰州中考一模）下列关于能量转化说法错误的是（ ） A.钻木取火：机械能→内能 B.水蒸气顶起壶盖：内能→机械能 C.蓄电池充电：化学能→电能 D.太阳能热水器：太阳能→内能 6.（2025镇江中考一模）甲、乙两种物质，质量之比2:1，升高温度之比1:3，吸收热量之比2:3，则甲乙比热容之比（ ） A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.4:1 7.（2026常州中考二模）一个物体温度不变，则下列判断正确的是（ ） A.内能一定不变 B.一定没有吸热放热 C.内能可能改变 D.机械能一定不变 8．针对如图所示的四种现象： ①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C，能滑到D；②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能上下来回转动；③丙图是小球从高处下落到竖直放置的轻质弹簧上，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，（弹簧始终保持竖直，不计空气阻力），小球的机械能不变；④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始向下运动，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b，则其中能成立的是（　　） A．①② B．①②③ C．①②④ D．③④ 9.液体置于恒温封闭环境中，质量保持不变，测得该液体的温度随时间变化如图所示。根据图所提供的信息，以下说法正确的是（　　） A．该液体的分子运动随时间越来越剧烈 B．该液体所在封闭环境的温度一定小于1.6℃ C．该液体所在封闭环境的温度可能等于1.6℃ D．该液体的分子运动随温度下降变缓慢，在1.6℃时停止运动 10.同学们学习热学相关知识时，老师做了如图所示的实验，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，两个铅块没有被重物拉开，说明分子之间存在引力 B．图乙中，水蒸气将软木塞推出，水蒸气的机械能转化为软木塞的内能 C．图丙中，红墨水在热水中扩散更快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈 D．图丁中，将一定量的水与酒精混合后总体积变小，原因是分子间存在间隙 11．用相同的电加热器分别同时对质量相等的a和b两种液体加热（不计热量损失），如图是a和b的温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．a、b液体初温不同，故无法比较它们的吸热能力 B．a和b升高相同的温度，b液体吸收的热量较多 C．a液体的比热容与b液体的比热容之比为3∶1 D．第5min时a的温度比b高，说明a吸收的热量更多 12．如图所示，对于图中所描述的物理过程和图线分析中正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，瓶内空气的内能减少 B．图乙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加 C．图丙，是内陆城市与沿海城市年气温变化曲线，其中实线表示的是沿海城市的年气温变化曲线 D．图丁，东风-61陆基洲际导弹使用的新型燃料具有热值大的优点 二．填空题 13.（2025盐城中考一模）2026国产混动汽车，刹车减速时，车辆的动能______；摩擦使刹车片温度升高，机械能转化______；是通过______改变物体内能。 14.（2026苏州中考二模）质量0.5kg水，温度从20℃升高到60℃，温度变化量△t=_____℃；水吸收热量为______J；水吸热升温，内能______。[c水=4.2×103J/(kg•oC)] 15.（2025连云港中考二模）小球沿粗糙斜面向上滚动，动能______，重力势能______；机械能总量______。（选填变大/不变/变小） 16.（2025南通中考一模）四冲程汽油机做功冲程，燃气______，内能转化为______；该冲程燃气内能______。 17.某人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，则卫星 从远地点向近地点运行的过程中，　 　能转化为　 　能， 机械能　 　(填“守恒”或“不守恒”)。 18.2026高温储热材料-新型储热板在太阳光照射下，阳光辐射热量传给储热板。储热板______热量，储热板内能______；该热传递方式不需要物体互相______。 19.塑料瓶是一种常见的生活物品，空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下，小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气，如图所示。随着瓶内气压增加，气体内能增大，这是通过 _______方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时，瓶盖飞出，这一过程与内燃机 _______冲程的能量转化情况相同；瓶盖飞出的同时，瓶口冒“白雾”，其物态变化是 _______。    20.甲、乙两种金属的比热容之比是3∶1，质量之比是2∶1，当它们吸收相同的热量，甲物体的温度升高了10 ℃，则乙物体的温度升高了 ℃.1.5 kg温度为10 ℃的水吸收6.3×105 J的热量，水温将升高 ℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，气压为标准大气压]某种液体的质量为1kg，初温为20℃，加热一段时间后温度升高了30℃，吸收的热量为1.26×105J，则该液体的比热容为　 　J/（kg•℃ 三．解答题 21．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔，笔的质量为20g，小科同学利用该圆珠笔开展了以下实验研究。 序号 钩码质量(g) 弹簧压缩量x(mm) 弹簧弹力F(N) 弹簧的劲度系数k(N/mm) 1 50 2 0.5 0.25 2 100 4 1 0.25 3 150 6 1.5 0.25 实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系(如图乙)，实验数据记录如下表： 实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段(如图丙所示)。 ①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面(见位置a)。 ②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长(见位置b)。 ③笔继续上升到离桌面2.5cm的最高处(见位置c)开始下落。 （1） 由表中数据可知，在弹性限度范围内，弹簧弹力F与压缩量x的数量关系式为　 　。 （2） 图丙中从b到c位置，笔的内芯的重力势能逐渐　 　。 （3） 图丙三个位置中，弹簧弹性势能最大的是　 　(填“a”“b”或“c”)位置。 （4） 整个过程中，至少有　 　焦的弹性势能转化为笔的重力势能。 22．小明利用如图所示装置探究冰熔化时温度的变化规律。 （1）为准确测量冰的温度，选用 （选填“碎冰块”或“大冰块”）进行实验；将装有冰的试管放在水中加热，目的是 。加热过程中某时刻温度计的示数如图乙所示是 ℃； （2）图丙是根据实验记录的数据绘制的温度—时间图像，物质在BC段时的温度 ，但内能 （均选填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）当试管中的冰完全熔化，继续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的水 （选填“会”或“不会”）沸腾； （4）小明将装有冰块的烧杯放在铁架台上，不用酒精灯加热，如图丁所示，冰也熔化了，他认为冰熔化不需要吸热，这个判断是 （选填“错误”或“正确”）的。 23．小华利用如图甲所示的实验装置。探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”，燃料的质量都是10g。操作如下： （1）在两烧杯中分别装入初温相同且　 　相等的沙子和水； （2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为　 　℃，根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象如图丙所示； （3）实验中，是通过比较　 　来间接反映沙子和水吸收的热量； （4）分析图象可知，　 　的吸热能力更强，沙子的比热容为　 　J/(kg⋅℃)； （5）小华在实验前用天平分别测出了烧杯中液体的质量以及燃料的质量，并由记录的数据，利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了液体吸收的热量，小华想通过这些数据计算出燃料的热值，你认为他的计算结果是　 　（可靠/不可靠），理由是　 。 24.汽油机广泛应用于汽车作为动力机械，如图甲左是四冲程汽油机的吸气冲程示意图。 （1）请在图甲右中画出压缩冲程时，进气门，排气门开闭情况，曲轴的位置以及箭头表示活塞的运动情况。 （2）四个冲程汽油机提供动力的冲程是________． （3）常温下 93号汽油的热值是 4.6×107J/kg，如果汽车经过长途行驶后，油箱里汽油的质量变为原来的四分之一，此时汽油的热值为________． （4）热机的效率是汽油机的性能的重要指标，减少各方面的能量损耗可以提高热机效率，请写出汽油机工作时的一种能量损失________． 25. 物体只在重力的作用下由静止开始下落，叫做自由落体运动．有一物体离地面的高度为h，如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，物体的动能为。 （1）请你分析说明物体下落的速度与自身的质量大小是否有关； （2）如图，一小球从离地面高度h=45m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是多大？ 26．有两个相同的烧杯，第一个装有0. 2kg水,第二个装有0. 2kg酒精，若用相同的加热器给它们分别加热，根据加热时间（T） 与其对应上升到的温度（t），描绘成了如图所示的图像．假如加热器放出的热量全部被吸收．计算: （1）加热5min,水吸收的热量是多少? （2）电加热器1min放出的热量是多少? （3）酒精温度从15℃升高到43℃，吸收多少热量? （4）酒精的比热容是多少? 27.阅读短文，回答问题。 四缸汽油机模型——汽车动力的能量转化 如图是四缸四冲程汽油机的结构模型，包含箱体、4个气缸、曲轴和飞轮。2026年，国内很多燃油汽车、小型工程设备依然使用四缸汽油机作为动力装置。汽油机依靠燃料燃烧释放能量，每个气缸依次完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，构成一个完整工作循环。 在压缩冲程，活塞向上运动，压缩气缸内油气混合物，活塞对气体做功，机械能转化为内能，缸内气体温度、压强升高；在做功冲程，火花塞点燃混合气，燃料发生燃烧，化学能转化为内能，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，内能转化为曲轴、飞轮的机械能。吸气、压缩、排气这三个冲程，没有燃气对外做功，依靠飞轮储存的机械能带动完成。 四缸发动机设计可以让四个气缸交替进行做功冲程，动力输出更加平稳。汽油机工作过程存在大量能量损耗：高温废气带走大量内能、缸体散热、曲轴摩擦消耗机械能，所以热机效率远达不到100%。课堂上老师利用该模型演示，帮助同学们理解机械能与内能之间的相互转化，辨析改变内能的两种方式。 （1）汽油机压缩冲程，活塞压缩气体，______能转化为内能；做功冲程，燃气对外做功，内能转化为______能。 （2）四冲程汽油机一个完整工作循环，下列说法正确的是（ ） A.曲轴转1圈，对外做功1次 B.曲轴转2圈，对外做功1次 C.曲轴转2圈，对外做功2次 D.曲轴转4圈，对外做功1次 （3）燃料在气缸内燃烧，燃料储存的______能转化为内能；废气向外排放，会带走大量______，造成能量损失。 （4）下列改变内能方式，和压缩冲程改变内能原理相同的是（ ） A.热水暖手 B.阳光下路面升温 C.反复弯折铁丝发热 D.铁锅烧菜 （5）某品牌汽车的“四缸”四冲程汽油发动机，已知飞轮的转速为2400r/min，每一个做功冲程中燃气对活塞做功均为450J。这台发动机的最大输出功率是_____kW.若以最大输出功率行驶时的耗油量10L/h，该发动机的效率为_____%。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $