专题05 内能及内能的利用 讲义 2027年中考物理一轮复习题型精讲练

专题05 内能及内能的利用 【基础回顾】 知识点一 分子热运动 一、 物质的构成 1、物质的构成：常见的物质是由大量的分子、原子构成的。 2、分子的大小：分子的直径很小，通常以10-10m来量度。 【注意】人们用肉眼和光学显微镜能观察到的都不是分子，分子只能用电子显微镜观察到。 3、分子间有间隙 实验：50mL酒精倒入装有50mL水的试管里，堵住试管口，把试管颠倒几次，最后总体积小于100mL。 实验表明：分子间存在着间隙。混合后水分子和酒精分子彼此进入对方的分子间隙中，导致总体积变小。 二、 分子热运动 1、扩散现象 （1）定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散、 （2）扩散现象表明：分子在不停地做无规则的运动，且分子间有间隙。 （3）对扩散现象的理解 ①气体、液体、固体都可以发生扩散现象。气体的扩散速度最快，其次是液体，固体的扩散速度最慢。 ②扩散发生的条件：不同物质；相互接触。 （4）扩散现象实例：炒菜香味、花香四溢、红墨水滴入水中整杯水变红、长时间堆放煤的墙角变黑、两块不同的金属紧压在一起很长时间能够互相渗入对方等。 2、分子热运动 （1）定义：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫做分子热运动。 （2）分子热运动的快慢与温度有关。温度越高，分子热运动越剧烈。（扩散现象越明显。） 【注】同一物体，温度越高，其分子运动越剧烈；分子运动越剧烈，温度越高。 三、 分子间的作用力 1、分子间的作用力：分子间存在着相互作用的引力和斥力。 （1）分子间存在引力。例如，两个压紧的铅块能吊起重物。 （2）分子间存在斥力。例如，注射器中先吸入适量的水，将针管的管口封住，发现很难把活塞压进去。 2、分子间引力和斥力的关系 （1）分子间引力和斥力同时存在。 （2）当分子间距离较小时，作用力表现为斥力；当分子间距离较大时，作用力表现为引力。 （3）如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略不计。 3、物质三态的微观特性及宏观特性 物质状态 微观特性 宏观特性 分子间距离 分子间作用力 分子运动情况 有无固定形状 有无固定体积 有无流动性 很小 很大 只能在平衡位置附近振动 有 有 无 较大 较大 既可以在一个位置振动，又可以移动到另一位置振动 无 有 有 很大 极小 除碰撞外，均可看作在做匀速直线运动 无 无 有 4、分子动理论的基本内容 （1）常见的物质是由大量的分子、原子构成的。（分子、原子间有间隙） （2）物质内的分子在不停地做热运动。 （3）分子间存在引力和斥力。 知识点二 内能 一、 内能 1、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，叫作物体的内能。内能的单位是焦耳（J），各种形式能量的单位都是焦耳。 【注意】一切物体物体都有内能。 2、影响内能大小的因素：物体的质量、物体的温度、物体的体积、物质的的种类、物体的物态都可以影响物体内能的大小。 二、 改变物体内能的方式 热传递 做功 实质 能量的转移 能量的转化 条件 条件：存在温度差 传递方向：由高温向低温 物体对外做功，物体的内能减小； 外界对物体做功，物体的内能增大 方法 高温物体放热，低温物体吸热 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等 体积膨胀 举例 用热水袋取暖、烧水水变热、晒太阳等 搓手、钻木取火、锯条锯木板发热等 联系 热传递和做功在改变物体内能的效果上是等效的 三、 热量 1、热量的概念：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。热量用符号Q表示。热量的国际单位是焦耳，简称焦，符号是J。 2、对热量的理解 物体本身没有热量，热量是在热传递过程，能量（内能）转移的多少，是一个过程量。所以只能说“吸收热量”、“放出热量”，不能“具有热量”、“含有热量”。 3、温度、内能、热量的区别与联系 温度 内能 热量 区别 概念 表述物体的冷热程度 构成物体的所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和 在热传递过程中，传递能量的多少 特点 状态量 状态量 过程量 表述 “降低”、“升高”等 “具有”、“增加”“减少”等 “吸收”、“放出”等 联系 物体吸收热量，内能会增加，温度不一定升高；物体放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低 知识点三 比热容 一、 比较不同物质的吸热情况 1、实验方法 （1）转换法：通过加热时间反映液体吸收热量的多少。 （2）控制变量法：选取质量相同的水和食用油。 2、实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个、天平、停表、水和食用油。 【注】选取相同规格的电加热器原因：保证相同时间内吸收的热量是相同的。 3、实验方案 （1）方案一：选取质量相同的不同物质，让它们吸收相同的热量（加热相同的时间），比较它们升高的温度，温度升高少的物质吸热本领强。 （2）方案二：选取质量相同的不同物质，使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少（加热时间的长短），吸收热量多的物质吸热本领强。 4、实验步骤 （1）方案一：对水和食用油加热相同的时间，观察并读出温度计的示数。 （2）方案二：使水和食用油升高相同的温度，观察并记录加热所用的时间。 5、实验结论 （1）方案一：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比较升高的温度，温度升高少的物质吸热本领强。 （2）方案二：质量相同的不同物质，升高相同的温度，比较吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本领强。 二、 比热容 1、概念：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。比热容用符号c表示。单位焦每千克摄氏度，符号J/（kg·℃）。 2、特点 （1）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，不同物质的比热容一般不同，可以粗略鉴别物质。 （2）比热容的大小只与物质的种类及状态，与质量大小、温度高低、吸放热多少都无关。 （3）物质的比热容越大，其温度越不容易改变。 3、水的比热容 （1）水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），在常见物质中水的比热容是最大的。 （2）水的比热容较大的应用 ①水的温度难改变：沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大；增大人工水面来缓解热岛效应。 ②水的吸、放热本领强：常用水作为散热剂或冷却剂，如汽车发动机用水作冷却剂、冬天用水作暖气设备的供热介质等。 三、 热量的计算 1、热量的计算公式 物体的质量为m，比热容为c，温度的变化量为，则物体在温度变化过程中吸收或放出的热量。 （1）吸热公式：。 （2）放热公式：。 2、热平衡方程 发生热传递时，若不计热量损失，则高温物体降温放出的热量都被低温物体吸收，即放出的热量和吸收的热量相等，用公式表示为，利用该等式建立的方程称为热平衡方程。 知识点四 热机 一、 热机 1、热机 （1）定义：利用内能做功的机械。常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 （2）工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。 2、内燃机 （1）定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。 （2）内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。 二、 汽油机和柴油机 1、汽油机 （1）汽油机：利用汽缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功的热机。 （2）工作过程 四冲程汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。汽油机通过四个冲程的不断循环来保证连续工作。 过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图示 气门 进气门打开，排气门关闭 进气门、排气门均关闭 进气门、排气门均关闭 进气门关闭，排气门打开 活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 能量转化 无 机械能转化为内能 内能转化为机械能 无 作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物 高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 把废气排出汽缸 2、汽油机和柴油机的区别 汽油机 柴油机 图示 不同点 燃料 汽油 柴油 构造 顶部是火花塞 顶部是喷油嘴 点火方式 点燃式 压燃式 吸气冲程 吸入的是空气和汽油的混合物 吸入的是空气 压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大 做功冲程 火花塞产生电火花，使混合物燃烧 喷出的雾状柴油遇到高温高压的热空气燃烧 主要特点 轻巧，输出功率小 笨重，输出功率大 相同点 工作循环 一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成的，同时曲轴转两周，活塞往复运动两次，对外做功一次 知识点五 热机的效率 一、 燃料的热值 1、燃料的热值 （1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，热值用字母q表示。 （2）单位：焦每千克，符号是 J/kg。 【注意】燃料的热值与燃料的种类有关，每种燃料都有一个确定的热值，不同燃料的热值一般不同。 （3）燃料燃烧放出热量的公式 ①固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量：。 ②气体燃料完全燃烧时放出的热量：。 【注意】不能误认为q与Q成正比，与m成反比。 2、比较不同燃料的热值大小 （1）实验方法 ①控制变量法：实验中，控制燃烧燃料的质量相同，水的质量和初温相同，通过比较燃料燃尽后水温的变化得出结论。 ②实验中，用水吸收的热量来表示燃料燃烧放出的热量。 （2）实验结论 用相同质量的燃料甲和燃料乙燃烧后加热相同质量的水，燃料燃尽后水的温度升高得多的燃料燃烧放出的热量多，说明该燃料热值大。 二、 热机的效率 1、燃料的有效利用 （1）燃料的利用率：有效利用的能量与燃料完全燃烧释放的总能量的比值，叫做燃料的利用率，即。 （2）提高燃料利用率的途径：一是让燃料尽可能地充分燃烧，如将煤炭研磨成粉状，吹入炉内燃烧；二是要减少热量的散失，如加大受热面积等。 2、热机的效率 （1）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，叫作热机的效率。 （2）公式： （3）提高热机效率的方法：①使燃料充分燃烧。②尽量减少各种热量散失。③使用时，注意保养，定期检査，保证良好的润滑，减少因克服摩擦做功而额外消耗的能量。④加强技术创新，采用先进的工艺和技术设计制造热机。 知识点六 能量的转化与守恒 一、 能量的转化和转移 1、能量的存在形式 自然界中存在着各种形式的能量，如机械能、化学能、内能、电能、光能、核能、潮汐能等。 2、能量的转化：能量由一种形式转化为另一种形式。 3、能量的转移：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体上。 4、能量转化和转移的方向性 （1）转移的方向性：热量能自发地从高温物体转移到低温物体，反之，要想使热量自发地从低温物体流入高温物体是不可能的。 （2）转化的方向性：内能和其他形式的能量的相互转化具有方向性。其他形式的能量可以无条件地转化为内能，而内能不可能无条件地转化为其他形式的能量。 二、 能量守恒定律 1、内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 2、永动机 （1）永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器.、 （2）在能量转化过程中，只要有运动，摩擦就不可避免，就会产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动最终会停止。所以从能量守恒的角度分析永动机不可能实现。 【特别提醒】 1. 辨别机械运动与分子热运动 机械运动用肉眼能直接观察到，分子热运动用肉眼观察不到。扩散是分子层面的运动，花香四溢、红墨水滴入水中使水变色、长时间蹲房煤的墙角变黑等都是扩散现象，而尘土飞扬、炊烟袅袅、雪花飞舞等是微小物体的运动，不是扩散现象。 2. 温度、热量、内能的两个“一定”和四个“不一定” （1）两个“一定” ①物体的温度升高（或降低）时，其内能一定增加（或减少）。 ②在热传递过程中，物体从外界吸收热量，温度可能不变，但内能一定增加。 （2）四个“不一定” ①一个物体的内能增加（或减少）时，其温度不一定升高（或降低），如晶体的熔化（或凝固）过程。 ②一个物体的内能增加（或减少）时，不一定是因为吸收（或放出）热量，也可能是对物体做功（或物体对外界做功）。 ③一个物体吸收（或放出）热量时，内能增加（或减少），其温度不一定升高（或降低），如晶体的熔化（或凝固）过程。 ④一个物体温度升高（或降低）时，不一定是因为吸收（或放出）热量，也可能是因为做功，如摩擦生热（或物体对外界做功）。 3. 对“升高了（或降低了）”与“升高到（或降低到）”的理解 运用公式计算物体吸收或放出的热量时，温度的改变不是初温，也不是末温，而是两者的差值。“升高了（或降低了）”指的是物体温度的变化量；“升高到（或降低到）”指的是物体的末温。 4. 对比热容的理解 (1) 比热容不随温度、质量、吸放热 多少的变化而变化。 (2) 同种物质在不同状态下比热容可能不同，比如水和冰。 (3) 不同物质的比热容可能相同。比如，煤油和冰等。 5. 对热机效率的理解 在实际生活中，热机效率永远不能达到 100%. 【解题方法总结】 1. 辨别生活中“热”的不同含义 温度、热量和内能是热学中三个基本的物理量，在日常生活中都用“热”来表示，但三者的实质又有不同，十分容易混淆。 (1) “天气热”表示气温高，这里的“热”指温度高。 (2) “摩擦生热”表示克服摩擦力做功消耗了机械能，增加了内能，这里的“热”指内能。 (3) “液化放热”是指液化时放出热量，这里的“热”指热量。 2. 比热容图像的分析技巧 如图所示是质量相同的甲、乙两种液体在相同电加热器下加热，得到的温度随时间变化图像。 1、等温辅助线：作一条垂直于温度轴的直线，表示升高相同的温度，可以看出升高相同温度时对甲液体加热的时间小于对乙液体的加热的时间，所以。 2、等时辅助线：作一条垂直于时间轴的直线，表示加热时间相同，可以看出甲液体的温度变化量大于乙液体的温度变化量，所以。 3. 内燃机工作循环的比例关系 内燃机的一个工作循环完成四个冲程，曲轴和飞轮转动两周，活塞往返两次，对外做功一次，即1：4：2：2：1，可以记作口诀“四冲二转一做功”。 4. 效率的计算方法 (1) 燃料燃烧加热：。例如：用燃气灶烧水。 (2) 燃料燃烧做功：。 (3) 驱车：，例如：汽车匀速直线行驶中发动机效率。 5. 比较法辨别能量转化与转移类型 (1) 发生能量转移时，能量的形式不变；而发生能量转化时，能量的形式要发生改变。 (2) 在确定能量转化的方向时，可通过对消耗什么能和得到什么能进行判断来确定。 【题型精讲练】 题型1 分子热运动 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·辽宁鞍山·阶段检测）将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体（ρ二氧化氮>ρ空气）的玻璃瓶口对口对接，中间用玻璃板隔开。抽开隔板后，通过观察瓶内颜色变化推断气体分子是否做无规则运动。玻璃瓶的三种放置方法如图所示，下列判断正确的是（　　） A．甲图放置不能判断分子是否在做无规则运动 B．三种放置中，乙图最不合理 C．乙图中两瓶气体颜色不会出现变化 D．丙图颜色变均匀后，左侧瓶中气体密度比原来变大 【例2】（26-27九年级上·云南曲靖·阶段检测）2026年中秋节，小华家做了红烧肉。还没出锅，小华就在客厅闻到了浓郁的肉香。下列现象中，与“闻到肉香”原理相同的是（     ） A．秋天，树叶从枝头飘落 B．打开香水瓶盖后，整个房间充满香味 C．用吸管将杯中的饮料吸入口中 D．用力压缩弹簧，弹簧变短 【例3】（25-26九年级上·江西上饶·期中）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5____________（填写长度单位）的颗粒物，在空中运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害。PM2.5在空中的运动________________________（选填“属于”或“不属于”）分子的热运动。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·全国·课后作业）下列说法正确的是（     ） A．吸盘能吸在玻璃上，说明分子间存在引力 B．尘土飞扬，说明分子不停运动 C．弹簧能够被压缩，说明分子间有空隙 D．压缩物体，分子间斥力、引力同时存在 【变式训练2】（26-27九年级上·陕西西安·开学考试）关于粒子到宇宙，下列认识中正确的是（     ） A．分子间仅存在吸引力，不存在排斥力 B．面包很容易被压缩，说明分子间有空隙 C．汤姆孙发现了电子，卢瑟福建立了原子的核式结构模型 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星是静止的 【变式训练3】（26-27九年级上·广东河源·阶段检测）常见的物质是由大量的___________、原子构成的。如图所示是物质三种状态的分子排列模型，其中图___________中分子间的作用力最大，这种物质由图甲状态直接变为图丙状态时，需要___________（选填“吸收”或“放出”）热量。 【能力提升练】 【提升练1】（2026·河北廊坊·二模）清晨的大城街心公园，绿树成荫，花香四溢，人们在这里休闲锻炼。下列说法正确的是（     ） A．闻到花香，是分子在不停地做无规则运动 B．树荫的形成是光的反射现象 C．水潭中的倒影是光的折射形成的 D．健身时用力拍打手臂，手不疼是因为手对手臂的力大于手臂对手的力 【提升练2】（25-26九年级上·河北张家口·期中）如图所示的装置可用来演示气体扩散现象。其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体，另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是__________（填“上”或“下”）瓶。气体混合均匀后，气体分子_________（选填“继续”或“停止”）运动。 题型2 分子间作用力 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·河北沧州·阶段检测）下列现象中能说明分子之间存在引力的是（     ） A．物体受地球吸引落向地面 B．靠近铁轨的物体容易被行驶而过的火车吸入铁轨 C．用吸管吸饮料 D．肥皂泡可以吹得很大而不破 【例2】（26-27九年级上·新疆乌鲁木齐·阶段检测）“天宫课堂”上航天员们通过一系列微重力环境下的趣味实验，开拓了人们的视野。在两块液桥板上分别挤一颗水球，水球融合后逐渐增大液桥板间的距离，在两块液桥板间架起一座美丽的液桥。两颗水球能融合说明水分子间存在 ___________，液桥在失重状态下 ___________（选填“有”或“没有”）质量。 【例3】（26-27九年级上·辽宁葫芦岛·阶段检测）下列说法正确的是（     ） A．对物体做功，物体内能不一定增大 B．0℃的冰吸收热量变成0℃的水，水分子热运动变快 C．物质的比热容跟物质的种类有关，与物体的状态无关 D．夏天海边沙子比海水热，是因为沙子吸热多，海水吸热少 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·天津武清·阶段检测）关于如图所示的四个热学实验，下列说法正确的是（     ） A．图甲中二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象 B．图乙中将一定量的水与酒精混合后总体积变小，说明分子在不停地做无规则运动 C．图丙中将红墨水同时滴入冷水和热水中，热水先变红，说明扩散的快慢跟温度有关 D．图丁中用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间只存在引力 【变式训练2】（26-27九年级上·广东深圳·阶段检测）生活中很多现象蕴含着分子动理论知识，下列说法正确的是（     ） A．春天，油菜花开了，花香四溢是扩散现象 B．“破镜不能重圆”是因为分子间存在斥力 C．用力挤压一个铁块，发现很难将铁块压扁，这是因为分子之间存在引力 D．同学们扫地时尘土飞扬，这是分子在不停地做无规则运动 【变式训练3】（26-27九年级上·吉林长春·期中）根据如图所示的三个热学实验，回答相关问题； (1)如图甲，把一块玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，观察到弹簧测力计示数________，说明了分子间存在________。 (2)如图乙，二氧化氮气体比空气的密度大，抽出玻璃板，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体，能否表明气体间可以发生扩散现象？________。 (3)如图丙，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来，是因为空气压缩仪内的空气内能________，这是通过________方法改变物体的内能。 【能力提升练】 【提升练1】（2026·广东清远·一模）生活处处有物理，留心观察皆学问。小强了解到汽车应用了大量物理知识。 (1)用水来做汽车发动机的冷却液，主要是因为水的___________； (2)汽车的导航系统是通过___________和卫星之间传递信息来确定汽车所处的位置，它的传播速度是___________km/s； (3)转弯时播放“汽车转弯，请抓好扶手”——防止由于___________对人体造成伤害； (4)汽车在公路上以30m/s的速度匀速行驶，输出功率是99 kW，则车受的阻力是___________N；汽车轮胎做成凹凸不平，是为了___________，某时刻汽车停下来对着高山鸣笛，3秒后听到回声，则汽车到高山的距离为___________m。（提示：声音在空气中传播速度为340 m/s） 【提升练2】（26-27九年级上·四川泸州·阶段检测）如图所示，下列说法中正确的是（     ） A．图甲中，交换两个瓶子的位置进行实验，也可以说明气体分子在不停做无规则运动 B．图乙中，使玻璃板刚好与水面接触，向上拉弹簧测力计，弹簧测力计示数会大于玻璃板重力 C．图丙中，堵住注射器出口，用力推注射器活塞却推不动，说明分子之间没有间隙 D．图丁中，向烧瓶底部浇冷水，瓶中刚停止沸腾的水重新沸腾，是因为瓶内气压增大了 【提升练3】（26-27九年级上·吉林长春·阶段检测）在“比较不同物质的吸热能力”实验中，小明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如图乙所示的温度随时间变化的图像，加热4min，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c水=4.2×103J/（kg·℃），q酒精=3×107J/kg，求： (1)用酒精灯加热，随着酒精逐渐减少，其热值______；加热4min，水吸收的热量_______J；该酒精灯的加热效率是_____________。 (2)求煤油的比热容（写出必要的文字说明和表达式） 题型3 温度、热量与内能的区别与联系 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·新疆吐鲁番·阶段检测）吐鲁番冬季气温寒冷，家中供暖时暖气管用水作为传热介质，是因为水的（     ） A．沸点高 B．密度大 C．比热容大 D．导电性强 【例2】（26-27九年级上·辽宁大连·阶段检测）外观体积相同的实心铁球和空心铁球，吸收相同的热量，那么（　　） A．实心铁球温度升高得多 B．空心铁球温度升高得多 C．两球温度升得一样高 D．条件不足，无法判断 【例3】据报道，某年过年期间有儿童往下水道扔鞭炮，酿成严重的人员伤亡事故（危险请勿模仿！）。下水道内往往会聚积大量沼气（主要成分是甲烷，易燃），被鞭炮点燃后炸飞井盖，十分危险。假设下水道内沼气体积为2dm3，沼气热值为2.7×107J/m3，爆炸时10%的能量用来对井盖做功，最多能把质量90kg的井盖炸到___________m的高度，砸下来后果不堪设想。（g取10N/kg） 【基础巩固练】 【变式训练1】随着技术的发展，传感器的种类越来越多，渗入生产、生活的方方面面。下列没有应用到传感器的是（     ） A．超声波检查 B．做心电图 C．电子秤 D．白炽灯 【变式训练2】2026年9月10日，在酒泉卫星发射中心成功发射了长征四号乙运载火箭。火箭使用了偏二甲肼（jǐng）作为燃料，主要是因为该燃料（     ） A．热值较大 B．内能较小 C．密度较小 D．热量较大 【能力提升练】 【提升练1】搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞．选择液氢作为发动机的燃料，主要是因为液氢的（　　 ） A．沸点低 B．热值大 C．比热容大 D．密度大 【提升练2】（26-27九年级上·上海黄浦·阶段检测）如图是一定质量的冰升温熔化的过程，已知相同时间内冰和水吸收的热量相同，且冰熔化成水的过程中质量保持不变。冰的质量0.2kg。不计热量损失。[c冰=2.1×103J/（kg·℃），c水=4.2×103J/（kg·℃）]，求： (1)由图可知冰熔化过程_______min； (2)AB段冰升高的温度Δt冰； (3)AB段冰吸收热量Q冰； (4)CD段水吸收热量后的末温t1。 题型4 比热容 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·贵州遵义·阶段检测）随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是以温度不高于的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板。利用水供热是因为水的（     ） A．热值大 B．比热容大 C．沸点高 D．密度大 【例2】（26-27九年级上·四川成都·阶段检测）在“风”跨学科实践中，小明在透明玻璃箱左侧点燃蚊香，箱内中间点燃一支蜡烛。点燃蜡烛后，观察到蚊香产生的烟雾先向蜡烛方向飘动，然后上升。关于该实验，下列说法正确的是（     ） A．烟雾向蜡烛方向飘动，说明蜡烛处近地面气压高于蚊香处 B．蜡烛加热空气，空气受热膨胀、密度变小而上升 C．该实验说明空气的比热容比水大，所以空气升温快 D．若将蜡烛放在玻璃箱右侧，烟雾将不再飘动 【例3】（26-27九年级上·河南驻马店·阶段检测）“母亲节”的早上，小河同学为了妈妈能喝到温度适宜的胡辣汤，将装汤的碗放在盛有2L冷水的盆中降温。用水降温主要是利用了水的____________较大的特性，过了一会儿，当水温升高了5℃时，水吸收的热量为________。[ρ水=1.0×103kg/m3 、 c水=4.2×103J/（kg·℃）] 【基础巩固练】 【变式训练1】生活中，人们常用干净的沙子炒制花生。这是利用了沙子的（     ） A．熔点低 B．密度大 C．比热容小 D．内能小 【变式训练2】（26-27九年级上·湖南常德·阶段检测）2025年，我国长征八号运载火箭圆满完成新一代空间科学探测卫星发射任务，精准将卫星送入预定轨道。火箭选用液氢作为优质燃料，主要是因为液氢（     ） A．比热容较小 B．热值较大，相同质量完全燃烧放出的热量多 C．密度较小，便于储存 D．温度很低，容易被点燃 【变式训练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量是______J。[已知水的比热容为，水的密度为] 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·吉林长春·阶段检测）火箭燃料选择液态氢的主要原因在于（     ） A．比热容大 B．密度大 C．质量大 D．热值大 【提升练2】（26-27九年级上·广东江门·阶段检测）比热容是描述不同物质吸放热性质的物理量 (1)水的比热容为，它的单位读作：___________，它表示_________________________________。若将1kg的水倒去一半，剩下的水比热容将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (2)城市中建设人工湖能有效减弱“热岛效应”，这是因为水在常见物质中的比热容___________（选填“较大”或“较小”）。现有一人工湖湖水吸收一定热量，水温升高2℃，若这些热量被同等质量的砂石吸收（），则砂石升高的温度将___________2℃。（选填“大于”、“小于”或“等于”） (3)下列事实中，最能反映物质的吸热能力与物质种类有关的是（     ） A．体积相同的两杯水温度都升高5℃，它们吸收的热量相同 B．质量相同的两块铜温度分别升高5℃和10℃，它们吸收的热量不相同 C．体积相同的水和煤油温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同 D．质量相同的水和砂石温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同 (4)质量相同的甲、乙两物体放出相同的热量后接触，热量从乙传向甲，则关于两物体的初始温度、及比热容、，下列关系式中可以成立的是（     ） A．， B．， C．， D．， (5)甲、乙两物体的质量、温度都相同，比热容，当两物体放出相等的热量后放在一起（     ） A．热量从甲传到乙 B．温度从乙传到甲 C．不发生热传递 D．内能从甲传到乙 题型5 比较不同物质的吸热情况 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·云南昭通·阶段检测）“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。”这句谚语生动描述了新疆一些地区一天中的温度变化。新疆地区夏季昼夜温差比沿海地区大，其主要原因是与水相比，沙石的（     ） A．比热容较大 B．吸热能力较弱 C．内能较小 D．密度较大 【例2】（26-27九年级上·上海虹口·阶段检测）城市的“热岛效应”为我们的生活带来了各种影响，需要我们用智慧来缓解。 (1)刚刚过去的夏季，上海的环境气温最高接近___________； A． B． C． D． (2)城市中开凿人工湖是利用了水在常见物质中___________较大这一特性来调节温度的。 A．密度 B．热值 C．比热容 【例3】（2026·四川内江·一模）如图所示，在两支相同的试管中分别加入质量相等的水和铁砂。分别用同一酒精灯加热，用温度计测量它们的温度变化。记录水和铁砂分别上升5℃、10℃、15℃所需的时间，以此比较二者吸收热量的能力，所需时间越长，说明需要吸收的热量越多。这个实验中用同一酒精灯加热相同时间，放出的热量_________，通过温度计示数的变化来判断它们的吸热能力利用了_______法。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·福建南平·阶段检测）我国新一代载人运载火箭“长征十号”的芯三级采用YF-75E液氢/液氧发动机，为载人登月任务提供动力。其使用液氢作燃料，主要是利用液氢的（     ） A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热效率高 【变式训练2】（26-27九年级上·河南洛阳·阶段检测）某同学利用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况。电加热器规格相同，两相同的烧杯内分别盛有质量相等的a、b两种液体，图乙是他绘制的a、b两种液体的温度—时间图像。不计热损失，关于该实验，下列说法正确的是（     ） A．实验中选用相同规格的电加热器，目的是使a、b两种液体吸热相同 B．若a液体为水，则b液体的比热容为 C．都加热7min，a吸收的热量等于b吸收的热量 D．a液体的吸热能力更强 【变式训练3】（26-27九年级上·江苏南通·阶段检测）某学校物理兴趣小组用实验来比较A、B两种液体的比热容。他们在实验室让质量为3kg的液体A和质量为2kg的液体B用相同的加热装置同时加热，不计热量损失，液体的温度随时间的变化如图所示，则A、B的比热容之比为（     ） A．3∶2 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶9 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·河北石家庄·阶段检测）如图为探究“比较不同物质吸收热量的情况”的实验装置，使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图所示。下列说法不正确的是（     ） A．在两个相同的烧杯中应加入质量相同的水和食用油 B．实验中物体吸热的多少是通过水和食用油升高的温度来衡量的 C．图中对应食用油，对应水的温度随时间变化情况 D．实验表明，质量相等的水和食用油，升高的温度相同时，水吸收的热量比食用油多 【提升练2】（26-27九年级上·安徽安庆·阶段检测）用如图所示的装置“探究不同物质的比热容”。下列说法错误的是（     ） A．沙子和水的质量相等 B．加热时用玻璃棒不断地搅拌是为了使沙子和水受热均匀 C．实验中通过温度计示数的变化，判断沙子和水吸收热量的多少 D．水和沙子的初温相同，加热时间相同，记录温度计示数的变化 【提升练3】（25-26九年级上·广东佛山·阶段检测）(1)如图甲所示，电压表示数为______V。如图乙所示，电阻箱的示数为______Ω。如图丙所示，是小明家中电能表，他家接入的用电器总功率不能超过______W。 (2)小明同学“探究不同物质吸热升温的现象”，同时又“探究不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如下图：甲组实验是通过______来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过______来反映燃料放出热量的多少。（选填“加热时间的长短”或“液体升高的温度”）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为。这个结果与包装盒上注明的“能量：2100kJ”不等，原因可能是______。 题型6 热值及热机 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·河北廊坊·阶段检测）白洋淀是华北平原上最大的淡水湖泊。炎热夏日，白洋淀湖畔砂石灼热，湖水却十分凉爽，这是因为（     ） A．水的密度大 B．水的比热容大 C．砂石的热值大 D．砂石的比热容大 【例2】（26-27九年级上·广东江门·阶段检测）把一瓶煤油倒掉一半，下列说法错误的是（     ） A．质量减少 B．比热容不变 C．密度不变 D．热值变小 【例3】（26-27九年级上·辽宁鞍山·阶段检测）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.5L的发动机的空燃比为22:1，混合燃气的密度为，已知汽油的热值为，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为___________J。若该汽油机的效率为20%，年平均消耗汽油420kg，如果将效率提高了1%，则一年可以节约_______kg的汽油。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·广西南宁·阶段检测）酒精灯燃烧过程中，灯内酒精不断减少，下列物理量变小的是（     ） A．比热容 B．热值 C．质量 D．密度 【变式训练2】（26-27九年级上·河南驻马店·阶段检测）超超家购置了一款天然气热水器，其铭牌标注热效率不低于85%，超超想测试该热水器标注的热效率是否真实，于是将热水器的出水温度设为40℃，经记录发现，将50L水加热到出水温度，热水器共消耗0.2m3的天然气。已知进入热水器的冷水温度为15℃，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气热值q=3.5×107J/m3。 (1)天然气热水器是通过________的方式改变水的内能的； (2)0.2m3天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (3)请通过计算判定该热水器标注的热效率是否真实。 (4)说出你认为影响天然气热水器效率的一个原因。 【变式训练3】（26-27九年级上·广东广州·阶段检测）如图1、2表示热机的剖面图，图3表示加热试管中的水，其中描述正确的是（     ） A．图1表示内燃机的排气冲程 B．图2表示压缩冲程 C．图3中塞子从瓶口冲出的过程，其能量转化情况与图2相同 D．为了防止热机过热，通常用水来冷却，是利用水的比热容较小的特性 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·广东深圳·阶段检测）社区开展健康饮食活动，食物也可以看作人体的一种“燃料”。查阅资料得知：每100 g牛里脊储存的化学能约为，每100 g牛腩肉储存的化学能约为。相同质量的两种食材储存的化学能不同，该特点类似于下面哪个物理量（     ） A．质量 B．热量 C．比热容 D．热值 【提升练2】（26-27九年级上·山西长治·阶段检测）热机是人们获得动力的重要机械，在生产生活中非常重要。在学习了热机相关知识后，实践小组的同学尝试制作简易热机模型如下：将盛有一定量水的易拉罐安装在“船体”上，用蜡烛对准易拉罐的底部加热，一段时间后易拉罐会向右喷蒸汽。 (1)蜡烛对准易拉罐底部加热使罐内水温升高，这是通过______的方式改变水的内能。 (2)一段时间后，易拉罐向右喷蒸汽，整个装置向______运动，这说明___________。（写出一条即可） (3)蒸汽推动船体运动，实现了______的能量转化，该过程相当于热机中的______冲程。 (4)在与同学的交流中，他们发现燃料的利用率较低，热机效率不高。请你就提高热机效率提出一条建议：___________。 题型7 热效率的相关计算 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·湖南长沙·阶段检测）2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图所示）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 B．火箭选用液氢作为燃料是因为液氢热值大 C．火箭发动机工作过程中的热机效率可达100% D．火箭搭载着飞船加速升空的过程中，飞船相对火箭在运动 【例2】（26-27九年级上·重庆·阶段检测）甲、乙两种四冲程汽油机的剖面如图所示，工作时汽油机的曲轴可视为匀速转动，当甲、乙汽油机曲轴的转速均为1800 r/min时，乙汽油机做功冲程中燃气对活塞的平均压力为7×103 N，每个冲程活塞移动的距离为0.1 m（大于甲汽油机），下列说法正确的是（     ） A．1 s内甲汽油机对外做功30次 B．做功同样多时效率高的汽油机消耗的燃料多 C．乙汽油机在一个做功冲程中燃气对活塞做功70 J D．吸气冲程甲、乙汽油机活塞运动的平均速度v甲＜v乙 【例3】（26-27九年级上·黑龙江大庆·阶段检测）把加热到的某铁块投入克的水中，达到热平衡时水温为；把加热到的该铁块投入克的水中，达到热平衡时水温为；如果把同样加热到的该铁块投入（）克的水中，达到热平衡时水温为___________。（不计热损失） 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·福建龙岩·阶段检测）在“比较不同物质的吸热能力”实验中，小连用如图甲所示的同一个实验装置分别加热200 g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3 min，刚好消耗了4 g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 【变式训练2】（26-27九年级上·福建福州·阶段检测）小志用同一酒精灯分别加热质量为0.6kg的水和质量为1.2kg的液体A，得到实验数据作出如图所示图像。若酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率为35%，，，下列说法中正确的是（     ） A．0~6min，水比液体A吸收的热量多 B．液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强 C．液体A的比热容为 D．该酒精灯每分钟消耗酒精质量为4.8g 【变式训练3】（26-27九年级上·江苏无锡·阶段检测）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg水从20℃加热到沸腾，需要完全燃烧0.02kg的煤气，这些煤气完全燃烧放出的热量是________J，该煤气灶烧水的效率是________%。用煤气灶加热水是通过________的方式增加了水的内能。[，] 【能力提升练】 【提升练1】（25-26九年级上·甘肃张掖·阶段检测）氢燃料具有清洁无污染、效率高、能量密度大等优点，被认为是21世纪最理想的能源，如图所示是氢燃料新能源公交车，该公交车以的恒定功率匀速直线行驶，消耗氢燃料，公交车发动机的效率为50%，求这一过程中：× (1)氢燃料的能量密度大是指它的___________大； (2)公交车所受的牵引力； (3)公交车行驶的时间； (4)公交车行驶的速度。 【提升练2】（26-27九年级上·河北廊坊·阶段检测）用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和乙液体同时加热（不计热量损失），如图是水和乙液体的温度随加热时间变化的图像，已知，下列说法正确的是（     ） A．图线A是水的温度随加热时间变化的图像 B．加热2min，水比乙液体吸收的热量多 C．升高相同的温度，乙液体加热的时间长 D．乙液体的比热容为 【真题回顾】 1．（2026·西藏·中考真题）最美的青春是为国出征，2026年5月24日神舟二十三号载人飞船首次搭载香港航天员共筑空间梦。飞船在加速上升的过程中，以飞船为参照物，航天员是______的（选填“静止”或“运动”）；在此过程中，燃料的化学能转化为内能，再把内能转化为飞船的______能。 2．（2026·甘肃武威·中考真题）化学课上，老师用如图所示的装置演示硝酸铵溶于水的实验。实验装置中的U形管________（选填“是”或“不是”）连通器；当把胶头滴管中的水滴到玻璃瓶中时，发现_____（选填“”或“”）端的红墨水上升，说明硝酸铵溶于水的过程中要吸热。 3．（2026·山东济宁·中考真题）下列说法正确的是（　　 ） A．超导材料能用来制作电熨斗的发热体 B．电磁铁是应用电磁感应原理制成的 C．合成手机屏幕影像的色光是红、绿、蓝 D．“破镜不能重圆”，说明分子间有斥力 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 内能及内能的利用 【基础回顾】 知识点一 分子热运动 一、 物质的构成 1、物质的构成：常见的物质是由大量的分子、原子构成的。 2、分子的大小：分子的直径很小，通常以10-10m来量度。 【注意】人们用肉眼和光学显微镜能观察到的都不是分子，分子只能用电子显微镜观察到。 3、分子间有间隙 实验：50mL酒精倒入装有50mL水的试管里，堵住试管口，把试管颠倒几次，最后总体积小于100mL。 实验表明：分子间存在着间隙。混合后水分子和酒精分子彼此进入对方的分子间隙中，导致总体积变小。 二、 分子热运动 1、扩散现象 （1）定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散、 （2）扩散现象表明：分子在不停地做无规则的运动，且分子间有间隙。 （3）对扩散现象的理解 ①气体、液体、固体都可以发生扩散现象。气体的扩散速度最快，其次是液体，固体的扩散速度最慢。 ②扩散发生的条件：不同物质；相互接触。 （4）扩散现象实例：炒菜香味、花香四溢、红墨水滴入水中整杯水变红、长时间堆放煤的墙角变黑、两块不同的金属紧压在一起很长时间能够互相渗入对方等。 2、分子热运动 （1）定义：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫做分子热运动。 （2）分子热运动的快慢与温度有关。温度越高，分子热运动越剧烈。（扩散现象越明显。） 【注】同一物体，温度越高，其分子运动越剧烈；分子运动越剧烈，温度越高。 三、 分子间的作用力 1、分子间的作用力：分子间存在着相互作用的引力和斥力。 （1）分子间存在引力。例如，两个压紧的铅块能吊起重物。 （2）分子间存在斥力。例如，注射器中先吸入适量的水，将针管的管口封住，发现很难把活塞压进去。 2、分子间引力和斥力的关系 （1）分子间引力和斥力同时存在。 （2）当分子间距离较小时，作用力表现为斥力；当分子间距离较大时，作用力表现为引力。 （3）如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略不计。 3、物质三态的微观特性及宏观特性 物质状态 微观特性 宏观特性 分子间距离 分子间作用力 分子运动情况 有无固定形状 有无固定体积 有无流动性 很小 很大 只能在平衡位置附近振动 有 有 无 较大 较大 既可以在一个位置振动，又可以移动到另一位置振动 无 有 有 很大 极小 除碰撞外，均可看作在做匀速直线运动 无 无 有 4、分子动理论的基本内容 （1）常见的物质是由大量的分子、原子构成的。（分子、原子间有间隙） （2）物质内的分子在不停地做热运动。 （3）分子间存在引力和斥力。 知识点二 内能 一、 内能 1、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，叫作物体的内能。内能的单位是焦耳（J），各种形式能量的单位都是焦耳。 【注意】一切物体物体都有内能。 2、影响内能大小的因素：物体的质量、物体的温度、物体的体积、物质的的种类、物体的物态都可以影响物体内能的大小。 二、 改变物体内能的方式 热传递 做功 实质 能量的转移 能量的转化 条件 条件：存在温度差 传递方向：由高温向低温 物体对外做功，物体的内能减小； 外界对物体做功，物体的内能增大 方法 高温物体放热，低温物体吸热 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等 体积膨胀 举例 用热水袋取暖、烧水水变热、晒太阳等 搓手、钻木取火、锯条锯木板发热等 联系 热传递和做功在改变物体内能的效果上是等效的 三、 热量 1、热量的概念：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。热量用符号Q表示。热量的国际单位是焦耳，简称焦，符号是J。 2、对热量的理解 物体本身没有热量，热量是在热传递过程，能量（内能）转移的多少，是一个过程量。所以只能说“吸收热量”、“放出热量”，不能“具有热量”、“含有热量”。 3、温度、内能、热量的区别与联系 温度 内能 热量 区别 概念 表述物体的冷热程度 构成物体的所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和 在热传递过程中，传递能量的多少 特点 状态量 状态量 过程量 表述 “降低”、“升高”等 “具有”、“增加”“减少”等 “吸收”、“放出”等 联系 物体吸收热量，内能会增加，温度不一定升高；物体放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低 知识点三 比热容 一、 比较不同物质的吸热情况 1、实验方法 （1）转换法：通过加热时间反映液体吸收热量的多少。 （2）控制变量法：选取质量相同的水和食用油。 2、实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个、天平、停表、水和食用油。 【注】选取相同规格的电加热器原因：保证相同时间内吸收的热量是相同的。 3、实验方案 （1）方案一：选取质量相同的不同物质，让它们吸收相同的热量（加热相同的时间），比较它们升高的温度，温度升高少的物质吸热本领强。 （2）方案二：选取质量相同的不同物质，使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少（加热时间的长短），吸收热量多的物质吸热本领强。 4、实验步骤 （1）方案一：对水和食用油加热相同的时间，观察并读出温度计的示数。 （2）方案二：使水和食用油升高相同的温度，观察并记录加热所用的时间。 5、实验结论 （1）方案一：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比较升高的温度，温度升高少的物质吸热本领强。 （2）方案二：质量相同的不同物质，升高相同的温度，比较吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本领强。 二、 比热容 1、概念：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。比热容用符号c表示。单位焦每千克摄氏度，符号J/（kg·℃）。 2、特点 （1）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，不同物质的比热容一般不同，可以粗略鉴别物质。 （2）比热容的大小只与物质的种类及状态，与质量大小、温度高低、吸放热多少都无关。 （3）物质的比热容越大，其温度越不容易改变。 3、水的比热容 （1）水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），在常见物质中水的比热容是最大的。 （2）水的比热容较大的应用 ①水的温度难改变：沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大；增大人工水面来缓解热岛效应。 ②水的吸、放热本领强：常用水作为散热剂或冷却剂，如汽车发动机用水作冷却剂、冬天用水作暖气设备的供热介质等。 三、 热量的计算 1、热量的计算公式 物体的质量为m，比热容为c，温度的变化量为，则物体在温度变化过程中吸收或放出的热量。 （1）吸热公式：。 （2）放热公式：。 2、热平衡方程 发生热传递时，若不计热量损失，则高温物体降温放出的热量都被低温物体吸收，即放出的热量和吸收的热量相等，用公式表示为，利用该等式建立的方程称为热平衡方程。 知识点四 热机 一、 热机 1、热机 （1）定义：利用内能做功的机械。常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 （2）工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。 2、内燃机 （1）定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。 （2）内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。 二、 汽油机和柴油机 1、汽油机 （1）汽油机：利用汽缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功的热机。 （2）工作过程 四冲程汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。汽油机通过四个冲程的不断循环来保证连续工作。 过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图示 气门 进气门打开，排气门关闭 进气门、排气门均关闭 进气门、排气门均关闭 进气门关闭，排气门打开 活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 能量转化 无 机械能转化为内能 内能转化为机械能 无 作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物 高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 把废气排出汽缸 2、汽油机和柴油机的区别 汽油机 柴油机 图示 不同点 燃料 汽油 柴油 构造 顶部是火花塞 顶部是喷油嘴 点火方式 点燃式 压燃式 吸气冲程 吸入的是空气和汽油的混合物 吸入的是空气 压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大 做功冲程 火花塞产生电火花，使混合物燃烧 喷出的雾状柴油遇到高温高压的热空气燃烧 主要特点 轻巧，输出功率小 笨重，输出功率大 相同点 工作循环 一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成的，同时曲轴转两周，活塞往复运动两次，对外做功一次 知识点五 热机的效率 一、 燃料的热值 1、燃料的热值 （1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，热值用字母q表示。 （2）单位：焦每千克，符号是 J/kg。 【注意】燃料的热值与燃料的种类有关，每种燃料都有一个确定的热值，不同燃料的热值一般不同。 （3）燃料燃烧放出热量的公式 ①固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量：。 ②气体燃料完全燃烧时放出的热量：。 【注意】不能误认为q与Q成正比，与m成反比。 2、比较不同燃料的热值大小 （1）实验方法 ①控制变量法：实验中，控制燃烧燃料的质量相同，水的质量和初温相同，通过比较燃料燃尽后水温的变化得出结论。 ②实验中，用水吸收的热量来表示燃料燃烧放出的热量。 （2）实验结论 用相同质量的燃料甲和燃料乙燃烧后加热相同质量的水，燃料燃尽后水的温度升高得多的燃料燃烧放出的热量多，说明该燃料热值大。 二、 热机的效率 1、燃料的有效利用 （1）燃料的利用率：有效利用的能量与燃料完全燃烧释放的总能量的比值，叫做燃料的利用率，即。 （2）提高燃料利用率的途径：一是让燃料尽可能地充分燃烧，如将煤炭研磨成粉状，吹入炉内燃烧；二是要减少热量的散失，如加大受热面积等。 2、热机的效率 （1）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，叫作热机的效率。 （2）公式： （3）提高热机效率的方法：①使燃料充分燃烧。②尽量减少各种热量散失。③使用时，注意保养，定期检査，保证良好的润滑，减少因克服摩擦做功而额外消耗的能量。④加强技术创新，采用先进的工艺和技术设计制造热机。 知识点六 能量的转化与守恒 一、 能量的转化和转移 1、能量的存在形式 自然界中存在着各种形式的能量，如机械能、化学能、内能、电能、光能、核能、潮汐能等。 2、能量的转化：能量由一种形式转化为另一种形式。 3、能量的转移：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体上。 4、能量转化和转移的方向性 （1）转移的方向性：热量能自发地从高温物体转移到低温物体，反之，要想使热量自发地从低温物体流入高温物体是不可能的。 （2）转化的方向性：内能和其他形式的能量的相互转化具有方向性。其他形式的能量可以无条件地转化为内能，而内能不可能无条件地转化为其他形式的能量。 二、 能量守恒定律 1、内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 2、永动机 （1）永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器.、 （2）在能量转化过程中，只要有运动，摩擦就不可避免，就会产生热，这样运动的能量就会减少，如果不补充能量，运动最终会停止。所以从能量守恒的角度分析永动机不可能实现。 【特别提醒】 1. 辨别机械运动与分子热运动 机械运动用肉眼能直接观察到，分子热运动用肉眼观察不到。扩散是分子层面的运动，花香四溢、红墨水滴入水中使水变色、长时间蹲房煤的墙角变黑等都是扩散现象，而尘土飞扬、炊烟袅袅、雪花飞舞等是微小物体的运动，不是扩散现象。 2. 温度、热量、内能的两个“一定”和四个“不一定” （1）两个“一定” ①物体的温度升高（或降低）时，其内能一定增加（或减少）。 ②在热传递过程中，物体从外界吸收热量，温度可能不变，但内能一定增加。 （2）四个“不一定” ①一个物体的内能增加（或减少）时，其温度不一定升高（或降低），如晶体的熔化（或凝固）过程。 ②一个物体的内能增加（或减少）时，不一定是因为吸收（或放出）热量，也可能是对物体做功（或物体对外界做功）。 ③一个物体吸收（或放出）热量时，内能增加（或减少），其温度不一定升高（或降低），如晶体的熔化（或凝固）过程。 ④一个物体温度升高（或降低）时，不一定是因为吸收（或放出）热量，也可能是因为做功，如摩擦生热（或物体对外界做功）。 3. 对“升高了（或降低了）”与“升高到（或降低到）”的理解 运用公式计算物体吸收或放出的热量时，温度的改变不是初温，也不是末温，而是两者的差值。“升高了（或降低了）”指的是物体温度的变化量；“升高到（或降低到）”指的是物体的末温。 4. 对比热容的理解 (1) 比热容不随温度、质量、吸放热 多少的变化而变化。 (2) 同种物质在不同状态下比热容可能不同，比如水和冰。 (3) 不同物质的比热容可能相同。比如，煤油和冰等。 5. 对热机效率的理解 在实际生活中，热机效率永远不能达到 100%. 【解题方法总结】 1. 辨别生活中“热”的不同含义 温度、热量和内能是热学中三个基本的物理量，在日常生活中都用“热”来表示，但三者的实质又有不同，十分容易混淆。 (1) “天气热”表示气温高，这里的“热”指温度高。 (2) “摩擦生热”表示克服摩擦力做功消耗了机械能，增加了内能，这里的“热”指内能。 (3) “液化放热”是指液化时放出热量，这里的“热”指热量。 2. 比热容图像的分析技巧 如图所示是质量相同的甲、乙两种液体在相同电加热器下加热，得到的温度随时间变化图像。 1、等温辅助线：作一条垂直于温度轴的直线，表示升高相同的温度，可以看出升高相同温度时对甲液体加热的时间小于对乙液体的加热的时间，所以。 2、等时辅助线：作一条垂直于时间轴的直线，表示加热时间相同，可以看出甲液体的温度变化量大于乙液体的温度变化量，所以。 3. 内燃机工作循环的比例关系 内燃机的一个工作循环完成四个冲程，曲轴和飞轮转动两周，活塞往返两次，对外做功一次，即1：4：2：2：1，可以记作口诀“四冲二转一做功”。 4. 效率的计算方法 (1) 燃料燃烧加热：。例如：用燃气灶烧水。 (2) 燃料燃烧做功：。 (3) 驱车：，例如：汽车匀速直线行驶中发动机效率。 5. 比较法辨别能量转化与转移类型 (1) 发生能量转移时，能量的形式不变；而发生能量转化时，能量的形式要发生改变。 (2) 在确定能量转化的方向时，可通过对消耗什么能和得到什么能进行判断来确定。 【题型精讲练】 题型1 分子热运动 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·辽宁鞍山·阶段检测）将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体（ρ二氧化氮>ρ空气）的玻璃瓶口对口对接，中间用玻璃板隔开。抽开隔板后，通过观察瓶内颜色变化推断气体分子是否做无规则运动。玻璃瓶的三种放置方法如图所示，下列判断正确的是（　　） A．甲图放置不能判断分子是否在做无规则运动 B．三种放置中，乙图最不合理 C．乙图中两瓶气体颜色不会出现变化 D．丙图颜色变均匀后，左侧瓶中气体密度比原来变大 【答案】B 【详解】A．甲图密度大的二氧化氮在下，颜色变均匀可排除重力影响，能判断分子在做无规则运动，故A错误； B．乙图密度大的二氧化氮在上，受重力作用会下沉，无法判断颜色变化是否由分子无规则运动引起，最不合理，故B正确； C．乙图受重力和分子无规则运动共同作用，两瓶气体颜色最终会变均匀，故C错误； D．丙图颜色变均匀后，左侧瓶中混入密度较小的空气，气体密度比原来变小，故D错误。 故选B。 【例2】（26-27九年级上·云南曲靖·阶段检测）2026年中秋节，小华家做了红烧肉。还没出锅，小华就在客厅闻到了浓郁的肉香。下列现象中，与“闻到肉香”原理相同的是（     ） A．秋天，树叶从枝头飘落 B．打开香水瓶盖后，整个房间充满香味 C．用吸管将杯中的饮料吸入口中 D．用力压缩弹簧，弹簧变短 【答案】B 【详解】闻到肉香的原理是分子在永不停息地做无规则运动（扩散现象）。 A．树叶飘落是宏观物体的机械运动，与分子运动无关，故A不符合题意； B．整个房间充满香味是香水分子的扩散现象，属于分子无规则运动，故B符合题意； C．用吸管吸饮料利用的是大气压强，与分子运动无关，故C不符合题意； D．压缩弹簧变短说明力可以改变物体的形状，与分子运动无关，故D不符合题意。 故选B。 【例3】（25-26九年级上·江西上饶·期中）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5____________（填写长度单位）的颗粒物，在空中运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害。PM2.5在空中的运动________________________（选填“属于”或“不属于”）分子的热运动。 【答案】 μm 不属于 【详解】PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。 PM2.5是由大量分子组成的宏观颗粒物，它在空中的运动是机械运动，不是分子自身的无规则热运动，因此不属于分子热运动。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·全国·课后作业）下列说法正确的是（     ） A．吸盘能吸在玻璃上，说明分子间存在引力 B．尘土飞扬，说明分子不停运动 C．弹簧能够被压缩，说明分子间有空隙 D．压缩物体，分子间斥力、引力同时存在 【答案】D 【详解】A．吸盘吸在玻璃上是大气压的作用，与分子间引力无关，故A错误； B．尘土是宏观固体颗粒，尘土飞扬属于宏观机械运动，不能说明分子不停运动，故B错误； C．弹簧能够被压缩是弹簧发生弹性形变的宏观弹力现象，不能说明分子间有空隙，故C错误； D．分子间的引力和斥力始终同时存在，压缩物体时二者仍同时存在，故D正确。 故选D。 【变式训练2】（26-27九年级上·陕西西安·开学考试）关于粒子到宇宙，下列认识中正确的是（     ） A．分子间仅存在吸引力，不存在排斥力 B．面包很容易被压缩，说明分子间有空隙 C．汤姆孙发现了电子，卢瑟福建立了原子的核式结构模型 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，恒星是静止的 【答案】C 【详解】A．分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故A错误； B．面包容易被压缩是因为其内部有宏观的气孔结构，不属于分子间的空隙，故B错误； C．1897年汤姆孙通过阴极射线实验发现了电子；1911年，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故C正确； D．运动是绝对的，静止是相对的。恒星也在持续运动，并非静止，故D错误。 故选C。 【变式训练3】（26-27九年级上·广东河源·阶段检测）常见的物质是由大量的___________、原子构成的。如图所示是物质三种状态的分子排列模型，其中图___________中分子间的作用力最大，这种物质由图甲状态直接变为图丙状态时，需要___________（选填“吸收”或“放出”）热量。 【答案】 分子 甲 吸收 【详解】根据物质的微观构成基本知识点，常见的物质是由大量的分子、原子构成的。 固体分子排列规则紧密，分子间作用力最大；液体分子间距较大、作用力较弱；气体分子极度分散，分子间作用力几乎可以忽略。图甲的分子排列整齐规则，对应固态，因此甲的分子间作用力最大。 甲是固态，丙是气态，物质由固态直接变为气态的过程是升华，升华属于吸热的物态变化，因此需要吸收热量。 【能力提升练】 【提升练1】（2026·河北廊坊·二模）清晨的大城街心公园，绿树成荫，花香四溢，人们在这里休闲锻炼。下列说法正确的是（     ） A．闻到花香，是分子在不停地做无规则运动 B．树荫的形成是光的反射现象 C．水潭中的倒影是光的折射形成的 D．健身时用力拍打手臂，手不疼是因为手对手臂的力大于手臂对手的力 【答案】A 【详解】A．闻到花香，属于扩散现象，是因为分子在不停地做无规则运动，故A正确； B．树荫是由于光在同种均匀介质中沿直线传播，当光线遇到不透明的树木时，会在其后面形成没有光线照射的阴暗区域，即树荫，故B错误； C．水潭中的“倒影”是平面镜成像，其原理是光的反射，故C错误； D．物体间力的作用是相互的，手拍打手臂时，手对手臂的力和手臂对手的力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。 故选A。 【提升练2】（25-26九年级上·河北张家口·期中）如图所示的装置可用来演示气体扩散现象。其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体，另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是__________（填“上”或“下”）瓶。气体混合均匀后，气体分子_________（选填“继续”或“停止”）运动。 【答案】 下 继续 【详解】二氧化氮的密度比空气大，如果把它放在上瓶，它会因重力作用向下运动，无法说明是扩散现象，把它放在下瓶，抽掉玻璃板后，二氧化氮会向上运动进入空气中，能有力证明气体分子在不停地做无规则运动。 分子的运动是永不停息的无规则运动，即使气体混合均匀了，气体分子也会继续做无规则运动，不会停止。 题型2 分子间作用力 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·河北沧州·阶段检测）下列现象中能说明分子之间存在引力的是（     ） A．物体受地球吸引落向地面 B．靠近铁轨的物体容易被行驶而过的火车吸入铁轨 C．用吸管吸饮料 D．肥皂泡可以吹得很大而不破 【答案】D 【详解】A．物体落向地面是受重力的作用，不属于分子间引力，故A不符合题意； B．行驶中的火车附近空气流速大压强小，外侧气压会将物体压向铁轨，这个现象说明了流体压强与流速的关系，与分子间引力无关，故B不符合题意； C．用吸管吸饮料利用的是大气压强，通过吸饮料时，管内气压减小，外界大气压将饮料压入嘴中，与分子间引力无关，故C不符合题意； D．肥皂泡能吹得很大而不破，是因为肥皂膜的分子间存在引力，可以维持膜结构不破裂，故D符合题意。 故选D。 【例2】（26-27九年级上·新疆乌鲁木齐·阶段检测）“天宫课堂”上航天员们通过一系列微重力环境下的趣味实验，开拓了人们的视野。在两块液桥板上分别挤一颗水球，水球融合后逐渐增大液桥板间的距离，在两块液桥板间架起一座美丽的液桥。两颗水球能融合说明水分子间存在 ___________，液桥在失重状态下 ___________（选填“有”或“没有”）质量。 【答案】 引力 有 【详解】分子间同时存在引力和斥力，两颗水球能融合说明水分子间相互吸引，存在引力。 质量是物体所含物质的量的多少，液桥在失重状态下，所含物质的量没有发生改变，质量大小不变，液桥仍有质量。 【例3】（26-27九年级上·辽宁葫芦岛·阶段检测）下列说法正确的是（     ） A．对物体做功，物体内能不一定增大 B．0℃的冰吸收热量变成0℃的水，水分子热运动变快 C．物质的比热容跟物质的种类有关，与物体的状态无关 D．夏天海边沙子比海水热，是因为沙子吸热多，海水吸热少 【答案】A 【详解】A．改变物体内能的方式包括做功和热传递，若对物体做功的同时物体对外放热，物体内能可能减小或不变，即内能不一定增大，故A正确； B．分子热运动的剧烈程度仅由温度决定，的冰熔化为的水时温度不变，水分子热运动剧烈程度不变，故B错误； C．物质的比热容与物质的种类和状态均有关，例如水和冰为同种物质不同状态，二者比热容不同，故C错误； D．相同受热时间内沙子和海水吸收的热量相等，由可知，质量相同的沙子和海水吸收相等热量时，沙子的比热容更小，升高的温度更大，故沙子比海水热，故D错误。 故选A。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·天津武清·阶段检测）关于如图所示的四个热学实验，下列说法正确的是（     ） A．图甲中二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象 B．图乙中将一定量的水与酒精混合后总体积变小，说明分子在不停地做无规则运动 C．图丙中将红墨水同时滴入冷水和热水中，热水先变红，说明扩散的快慢跟温度有关 D．图丁中用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间只存在引力 【答案】C 【详解】A．分子在不停地做无规则运动，二氧化氮与空气能发生扩散现象，故A错误； B．水与酒精混合后总体积变小，说明分子间存在间隙，故B错误； C．热水温度高，红墨水在热水中扩散快，说明扩散的快慢跟温度有关，故C正确； D．测力计示数变大，说明分子间存在引力，但分子间同时存在引力和斥力，故D错误。 故选C。 【变式训练2】（26-27九年级上·广东深圳·阶段检测）生活中很多现象蕴含着分子动理论知识，下列说法正确的是（     ） A．春天，油菜花开了，花香四溢是扩散现象 B．“破镜不能重圆”是因为分子间存在斥力 C．用力挤压一个铁块，发现很难将铁块压扁，这是因为分子之间存在引力 D．同学们扫地时尘土飞扬，这是分子在不停地做无规则运动 【答案】A 【详解】A．花香四溢是花香分子无规则运动进入空气，属于扩散现象，故A正确； B．破镜断裂处分子间距远大于分子力作用范围，分子间几乎无相互作用力，并非斥力导致，故B错误； C．挤压铁块难压扁是分子间斥力阻碍分子相互靠近，不是分子间的引力造成的，故C错误； D．尘土是宏观固体小颗粒，尘土飞扬属于宏观机械运动，不是分子热运动，故D错误。 故选A。 【变式训练3】（26-27九年级上·吉林长春·期中）根据如图所示的三个热学实验，回答相关问题； (1)如图甲，把一块玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，观察到弹簧测力计示数________，说明了分子间存在________。 (2)如图乙，二氧化氮气体比空气的密度大，抽出玻璃板，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体，能否表明气体间可以发生扩散现象？________。 (3)如图丙，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来，是因为空气压缩仪内的空气内能________，这是通过________方法改变物体的内能。 【答案】(1) 增大 引力 (2)不能 (3) 增大 做功 【详解】（1）玻璃板与水面接触时，水分子和玻璃分子间存在相互作用的引力。向上拉玻璃板时，需克服分子间的引力，因此弹簧测力计的示数会变大，说明分子间存在引力。 （2）二氧化氮气体瓶在上方，二氧化氮密度大于空气，上方气体会在重力作用下向下运动，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体，不能说明是分子运动造成的，故不能表明气体间可以发生扩散现象。 （3）将活塞迅速下压，压缩空气做功，使空气压缩仪内的空气内能变大，温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧起来，这是通过做功的方法改变物体的内能。 【能力提升练】 【提升练1】（2026·广东清远·一模）生活处处有物理，留心观察皆学问。小强了解到汽车应用了大量物理知识。 (1)用水来做汽车发动机的冷却液，主要是因为水的___________； (2)汽车的导航系统是通过___________和卫星之间传递信息来确定汽车所处的位置，它的传播速度是___________km/s； (3)转弯时播放“汽车转弯，请抓好扶手”——防止由于___________对人体造成伤害； (4)汽车在公路上以30m/s的速度匀速行驶，输出功率是99 kW，则车受的阻力是___________N；汽车轮胎做成凹凸不平，是为了___________，某时刻汽车停下来对着高山鸣笛，3秒后听到回声，则汽车到高山的距离为___________m。（提示：声音在空气中传播速度为340 m/s） 【答案】(1)比热容大 (2) 电磁波 3×105 (3)惯性 (4) 3300/3.3×103 增大接触面的粗糙程度来增大摩擦 510/5.1×102 【分析】（1）水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少，据此分析； （2）电磁波可以传递信息，它的传播速度是3×105km/s； （3）物体保持原来的运动状态不变的性质叫做惯性； （4）由F=Pv求出牵引力，根据二力平衡可知，阻力等于牵引力；压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大；根据s=vt求出声音通过的距离，则汽车到高山的距离为s′=12s。 【详解】（1）水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度能吸收更多热量，冷却效果好。 （2）汽车导航通过电磁波与卫星传递信息，电磁波在空气中的传播速度为3×105km/s。 （3）汽车转弯时，乘客由于惯性会保持原有运动状态，易发生倾倒，抓好扶手可防止惯性对人体造成伤害。 （4）汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，阻力为f=F=Pv=99×103W30m/s=3300N 压力一定时，增大接触面粗糙程度可增大滑动摩擦力，轮胎做成凹凸不平的形状即通过该方式增大摩擦。 汽车静止鸣笛时，声音传播到高山再反射回汽车的总时间为3s，汽车到高山的距离为s=v声t2=340m/s×3s2=510m 【提升练2】（26-27九年级上·四川泸州·阶段检测）如图所示，下列说法中正确的是（     ） A．图甲中，交换两个瓶子的位置进行实验，也可以说明气体分子在不停做无规则运动 B．图乙中，使玻璃板刚好与水面接触，向上拉弹簧测力计，弹簧测力计示数会大于玻璃板重力 C．图丙中，堵住注射器出口，用力推注射器活塞却推不动，说明分子之间没有间隙 D．图丁中，向烧瓶底部浇冷水，瓶中刚停止沸腾的水重新沸腾，是因为瓶内气压增大了 【答案】B 【详解】A．二氧化氮密度比空气大，若交换两个瓶子位置，密度更大的二氧化氮在上方时，它会因重力作用向下运动，无法排除重力的影响，不能单纯说明是气体分子无规则运动导致的结果，故A错误； B．玻璃板和水面接触时，玻璃分子和水分子间距很小，存在相互作用的引力，向上拉玻璃板时，弹簧测力计需要同时克服玻璃板的重力和分子间的引力，因此示数会大于玻璃板重力，故B正确； C．堵住注射器出口推活塞推不动，是因为分子间存在斥力，并非分子之间没有间隙，气体本身就可以被压缩一定程度，恰恰能说明分子间存在间隙，故C错误； D．向烧瓶底部浇冷水时，瓶内水蒸气遇冷液化，瓶内气压减小，水的沸点随气压降低而下降，因此刚停止沸腾的水会重新沸腾，并非瓶内气压增大，故D错误。 故选B。 【提升练3】（26-27九年级上·吉林长春·阶段检测）在“比较不同物质的吸热能力”实验中，小明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如图乙所示的温度随时间变化的图像，加热4min，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c水=4.2×103J/（kg·℃），q酒精=3×107J/kg，求： (1)用酒精灯加热，随着酒精逐渐减少，其热值______；加热4min，水吸收的热量_______J；该酒精灯的加热效率是_____________。 (2)求煤油的比热容（写出必要的文字说明和表达式） 【答案】(1) 不变 28% (2) 因单位时间内水和煤油吸收的热量相等，加热4min时间相同，故 由图乙得，加热4min时煤油的温度变化量 煤油的比热容 【详解】（1）热值是燃料的固有属性，与燃料质量无关，故酒精逐渐减少时热值不变； 由图乙得，加热4min时水的温度变化量 水吸收的热量 4g酒精完全燃烧放出的热量 酒精灯的加热效率 （2）略。 题型3 温度、热量与内能的区别与联系 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·新疆吐鲁番·阶段检测）吐鲁番冬季气温寒冷，家中供暖时暖气管用水作为传热介质，是因为水的（     ） A．沸点高 B．密度大 C．比热容大 D．导电性强 【答案】C 【详解】由放热公式Q放=cmΔt可得：质量m相同的物质，降低相同温度Δt时，比热容c越大，放出热量Q放越多。供暖要求传热介质放出更多热量提升室温，水的比热容大，满足该要求，故C符合题意；ABD不符合题意。 故选C。 【例2】（26-27九年级上·辽宁大连·阶段检测）外观体积相同的实心铁球和空心铁球，吸收相同的热量，那么（　　） A．实心铁球温度升高得多 B．空心铁球温度升高得多 C．两球温度升得一样高 D．条件不足，无法判断 【答案】B 【详解】由得，，两铁球比热容相同，吸收热量相同，与质量成反比；由，外观体积相同的实心铁球质量，因此，即空心铁球温度升高得多，故B正确，ACD错误。 故选B。 【例3】据报道，某年过年期间有儿童往下水道扔鞭炮，酿成严重的人员伤亡事故（危险请勿模仿！）。下水道内往往会聚积大量沼气（主要成分是甲烷，易燃），被鞭炮点燃后炸飞井盖，十分危险。假设下水道内沼气体积为2dm3，沼气热值为2.7×107J/m3，爆炸时10%的能量用来对井盖做功，最多能把质量90kg的井盖炸到___________m的高度，砸下来后果不堪设想。（g取10N/kg） 【答案】6 【详解】下水道内沼气体积为2dm3，燃烧放出的热量为 用来对井盖做功的能量 井盖的重力 井盖炸的高度 【基础巩固练】 【变式训练1】随着技术的发展，传感器的种类越来越多，渗入生产、生活的方方面面。下列没有应用到传感器的是（     ） A．超声波检查 B．做心电图 C．电子秤 D．白炽灯 【答案】D 【详解】传感器的作用是将非电学信号转换为可处理的电学信号； A．超声波检查需将超声回波信号转换为电信号成像，使用了声传感器，故A不符合题意； B．心电图需将心脏的生理活动信号转换为电信号输出，使用了生物电传感器，故B不符合题意； C．电子秤需将压力信号转换为电信号显示质量，使用了压力传感器，故C不符合题意； D．白炽灯利用电流热效应工作，仅将电能转化为内能和光能，无传感器应用，故D符合题意。 故选D。 【变式训练2】2026年9月10日，在酒泉卫星发射中心成功发射了长征四号乙运载火箭。火箭使用了偏二甲肼（jǐng）作为燃料，主要是因为该燃料（     ） A．热值较大 B．内能较小 C．密度较小 D．热量较大 【答案】A 【详解】火箭燃料的核心要求是相同质量燃料完全燃烧时放出尽可能多的热量，由放热公式可知，相同质量的燃料完全燃烧，热值越大，放出的热量越多。 A．火箭燃料需要在相同质量下放出较多热量，热值较大的燃料更符合这一要求，故A符合题意； B．材料的内能与其质量、温度和状态等有关，不能凭“内能较小”判断适合作火箭燃料，故B不符合题意； C．密度不是此处选择火箭燃料的主要依据，故C不符合题意； D．热量是热传递过程中转移的能量，不能说燃料本身“热量较大”，故D不符合题意。 故选A。 【能力提升练】 【提升练1】搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞．选择液氢作为发动机的燃料，主要是因为液氢的（　　 ） A．沸点低 B．热值大 C．比热容大 D．密度大 【答案】B 【详解】A．沸点低与燃料放热性能无关，不是选择液氢作为燃料的主要原因，故A不符合题意； B．航空发动机要求相同质量的燃料完全燃烧时释放更多热量，由燃料放热公式可知，质量相同时，热值越大，放出的热量越多，液氢热值大，故B符合题意； C．比热容是反映物质吸放热能力的物理量，与燃料燃烧放热无关，故C不符合题意； D．液氢密度较小，且密度不是选择航空燃料的核心指标，故D不符合题意。 故选B。 【提升练2】（26-27九年级上·上海黄浦·阶段检测）如图是一定质量的冰升温熔化的过程，已知相同时间内冰和水吸收的热量相同，且冰熔化成水的过程中质量保持不变。冰的质量0.2kg。不计热量损失。[c冰=2.1×103J/（kg·℃），c水=4.2×103J/（kg·℃）]，求： (1)由图可知冰熔化过程_______min； (2)AB段冰升高的温度Δt冰； (3)AB段冰吸收热量Q冰； (4)CD段水吸收热量后的末温t1。 【答案】(1)4 (2)10℃ (3)4.2×103J (4)5℃ 【详解】（1）冰是晶体，熔化时温度保持不变，对应图像中温度不变的水平段，由图可知，B点开始熔化，C点完全熔化为水），因此熔化用时 （2）AB段冰升高的温度 （3）AB段冰吸收热量 （4）由图可知，CD段水吸收热量所用时间为4分钟，所以水吸收的热量为 由得，水升高的温度为 水的末温为 题型4 比热容 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·贵州遵义·阶段检测）随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是以温度不高于的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板。利用水供热是因为水的（     ） A．热值大 B．比热容大 C．沸点高 D．密度大 【答案】B 【详解】相同质量的水和其他常见物质相比，当降低相同温度时，水可以放出更多的热量，这是因为水的比热容大的特性。水地暖以水为热媒，正是利用了水的这一特点。 故选B。 【例2】（26-27九年级上·四川成都·阶段检测）在“风”跨学科实践中，小明在透明玻璃箱左侧点燃蚊香，箱内中间点燃一支蜡烛。点燃蜡烛后，观察到蚊香产生的烟雾先向蜡烛方向飘动，然后上升。关于该实验，下列说法正确的是（     ） A．烟雾向蜡烛方向飘动，说明蜡烛处近地面气压高于蚊香处 B．蜡烛加热空气，空气受热膨胀、密度变小而上升 C．该实验说明空气的比热容比水大，所以空气升温快 D．若将蜡烛放在玻璃箱右侧，烟雾将不再飘动 【答案】B 【详解】A．蜡烛加热附近空气，蜡烛处近地面空气受热上升后，近地面会形成低压区，蚊香处气压相对更高，烟雾才会从气压高的蚊香处向气压低的蜡烛方向飘动，因此蜡烛处近地面气压是低于蚊香处的，故A错误； B．蜡烛燃烧释放热量，加热周围空气，空气受热后体积膨胀、密度减小，密度小于周围冷空气后就会向上运动，符合热空气上升的物理规律，故B正确。 C．实验中仅涉及空气的加热现象，未涉及水，无法通过该实验比较空气与水的比热容大小。且比热容是物质的特性，与升温快慢无直接因果关系(升温快慢还与质量、吸收热量等因素有关)，故C错误； D．若将蜡烛放在玻璃箱右侧，蜡烛加热右侧空气，右侧近地面空气流速加快、气压降低，左侧蚊香处气压相对较高，烟雾会在气压差作用下向右侧蜡烛方向飘动，并非不再飘动，故D错误。 故选B。 【例3】（26-27九年级上·河南驻马店·阶段检测）“母亲节”的早上，小河同学为了妈妈能喝到温度适宜的胡辣汤，将装汤的碗放在盛有2L冷水的盆中降温。用水降温主要是利用了水的____________较大的特性，过了一会儿，当水温升高了5℃时，水吸收的热量为________。[ρ水=1.0×103kg/m3 、 c水=4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】 比热容 4.2×104 【详解】用水给汤降温，是因为水的比热容较大。相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，降温效果更好； 冷水的质量为 水吸收的热量为 【基础巩固练】 【变式训练1】生活中，人们常用干净的沙子炒制花生。这是利用了沙子的（     ） A．熔点低 B．密度大 C．比热容小 D．内能小 【答案】C 【详解】沙子比热容小，同样受热，沙子升温快，能迅速达到高温；而且沙子颗粒细小，可以包裹花生，让花生受热均匀，所以用沙子炒花生。 故选C。 【变式训练2】（26-27九年级上·湖南常德·阶段检测）2025年，我国长征八号运载火箭圆满完成新一代空间科学探测卫星发射任务，精准将卫星送入预定轨道。火箭选用液氢作为优质燃料，主要是因为液氢（     ） A．比热容较小 B．热值较大，相同质量完全燃烧放出的热量多 C．密度较小，便于储存 D．温度很低，容易被点燃 【答案】B 【详解】发射火箭需要很大的动力，在选用燃料时主要考虑燃料燃烧过程中放出的热量多少。 A．液氢的比热容比水的大，而且燃料燃烧放出的热量与比热容无关，故A不符合题意； B．液氢的热值较大，与其他燃料相比较，相同质量完全燃烧放出的热量较多，故B符合题意； C．燃料燃烧放出的热量与密度无关，储存是否方便不是火箭选用液氢作为燃料的主要原因，故C不符合题意； D．液氢的温度很低，不容易被点燃，而且是否容易被点燃不是火箭选用液氢作为燃料的主要原因，故D不符合题意。 故选B。 【变式训练3】（26-27九年级上·全国·课后作业）某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，水吸收的热量是______J。[已知水的比热容为，水的密度为] 【答案】 【详解】根据可知，水的质量为 水吸收的热量为 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·吉林长春·阶段检测）火箭燃料选择液态氢的主要原因在于（     ） A．比热容大 B．密度大 C．质量大 D．热值大 【答案】D 【详解】火箭采用液态氢作为火箭的燃料，主要原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧时可以释放出更多的热量，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【提升练2】（26-27九年级上·广东江门·阶段检测）比热容是描述不同物质吸放热性质的物理量 (1)水的比热容为，它的单位读作：___________，它表示_________________________________。若将1kg的水倒去一半，剩下的水比热容将___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (2)城市中建设人工湖能有效减弱“热岛效应”，这是因为水在常见物质中的比热容___________（选填“较大”或“较小”）。现有一人工湖湖水吸收一定热量，水温升高2℃，若这些热量被同等质量的砂石吸收（），则砂石升高的温度将___________2℃。（选填“大于”、“小于”或“等于”） (3)下列事实中，最能反映物质的吸热能力与物质种类有关的是（     ） A．体积相同的两杯水温度都升高5℃，它们吸收的热量相同 B．质量相同的两块铜温度分别升高5℃和10℃，它们吸收的热量不相同 C．体积相同的水和煤油温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同 D．质量相同的水和砂石温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同 (4)质量相同的甲、乙两物体放出相同的热量后接触，热量从乙传向甲，则关于两物体的初始温度、及比热容、，下列关系式中可以成立的是（     ） A．， B．， C．， D．， (5)甲、乙两物体的质量、温度都相同，比热容，当两物体放出相等的热量后放在一起（     ） A．热量从甲传到乙 B．温度从乙传到甲 C．不发生热传递 D．内能从甲传到乙 【答案】(1) 焦每千克摄氏度 质量为1 kg的水温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量为 不变 (2) 较大 大于 (3)D (4)AD (5)A 【详解】（1）比热容的单位读作焦每千克摄氏度；水的比热容为，它的物理意义为质量为1kg的水温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量为；比热容是物质的特性，仅与物质种类和状态有关，与质量无关，故倒去一半后水的比热容不变。 （2）水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，吸收相同热量升温慢，可减弱热岛效应；由可知，质量相同的水和砂石吸收相同热量时，砂石比热容小，升高温度更大，故砂石升高的温度大于2℃。 （3）探究物质的吸热能力与物质种类的关系，需控制质量、升高温度相同，改变物质种类比较吸收的热量。故选D。 （4）热传递的方向是热量从高温物体传向低温物体，题目中热量从乙传向甲，说明放热后乙的末温高于甲。由可知，质量相同的物体放出相同热量，比热容越小，温度降低量越大。 A．若、，甲降温幅度大于乙，甲初温更低且降温更多，故甲末温一定低于乙，热量从乙传向甲，故A符合题意； B．若、，甲降温幅度小于乙，甲初温更高且降温更少，故甲末温一定高于乙，热量从甲传向乙，故B不符合题意； C．若、，甲乙降温幅度相同，甲初温更高，故甲末温一定高于乙，热量从甲传向乙，故C不符合题意； D．若、，甲降温幅度小于乙，当初温差值大于乙比甲多降的温度时，乙末温高于甲，热量从乙传向甲，故D符合题意。 故选AD。 （5）由可知，质量、初温相同的甲乙放出相同热量时，，故甲降温幅度小，末温更高。 A．甲末温高，热量从甲传到乙，故A符合题意； B．热传递过程中传递的是热量，不是温度，故B不符合题意； C．甲乙存在温度差，会发生热传递，故C不符合题意； D．热传递过程中传递的是热量，不是内能，故D不符合题意。 故选A。 题型5 比较不同物质的吸热情况 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·云南昭通·阶段检测）“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。”这句谚语生动描述了新疆一些地区一天中的温度变化。新疆地区夏季昼夜温差比沿海地区大，其主要原因是与水相比，沙石的（     ） A．比热容较大 B．吸热能力较弱 C．内能较小 D．密度较大 【答案】B 【详解】根据，质量相同的沙石和水，吸收或放出相同热量时，温度变化量与比热容成反比。新疆多沙石，沿海多水，沙石的比热容小于水的比热容，因此吸放相同热量时沙石温度变化更大，所以昼夜温差更大。 A．沙石比热容比水小，故A不符合题意； B．比热容是物质吸热能力强弱的表征，比热容小则吸热能力弱，故B符合题意； C．内能与物质质量、温度、状态均有关，不是昼夜温差大的原因，故C不符合题意； D．密度大小与吸放热时的温度变化无关，故D不符合题意。 故选B。 【例2】（26-27九年级上·上海虹口·阶段检测）城市的“热岛效应”为我们的生活带来了各种影响，需要我们用智慧来缓解。 (1)刚刚过去的夏季，上海的环境气温最高接近___________； A． B． C． D． (2)城市中开凿人工湖是利用了水在常见物质中___________较大这一特性来调节温度的。 A．密度 B．热值 C．比热容 【答案】(1)C (2)C 【详解】（1）A．远低于上海夏季最高环境气温，不符合实际，故A不符合题意； B．为夏季常见气温，并非夏季最高气温，故B不符合题意； C．接近上海夏季最高环境气温，符合实际，故C符合题意； D．远超日常环境气温的合理范围，不符合实际，故D不符合题意。 故选C。 （2）A．密度是物质的一种属性，和调节温度无关，故A不符合题意； B．热值是燃料燃烧放热的特性，与人工湖调节气温的作用无关，故B不符合题意； C．水的比热容较大，相同质量的水和其他常见物质相比，吸收或放出相同热量时温度变化更小，可有效调节气温，故C符合题意。 故选C。 【例3】（2026·四川内江·一模）如图所示，在两支相同的试管中分别加入质量相等的水和铁砂。分别用同一酒精灯加热，用温度计测量它们的温度变化。记录水和铁砂分别上升5℃、10℃、15℃所需的时间，以此比较二者吸收热量的能力，所需时间越长，说明需要吸收的热量越多。这个实验中用同一酒精灯加热相同时间，放出的热量_________，通过温度计示数的变化来判断它们的吸热能力利用了_______法。 【答案】 相同 转换 【详解】同一酒精灯的供热能力是固定的，所以加热相同时间时，酒精灯放出的热量相同，实验中正是利用这个特点，将物体吸收热量的多少转换为加热时间的长短来比较。 吸热能力是无法直接肉眼观测的物理量，实验中通过温度计示数的变化，将不易直接观察的物理量转换为容易测量的温度计示数，这种实验方法是转换法。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·福建南平·阶段检测）我国新一代载人运载火箭“长征十号”的芯三级采用YF-75E液氢/液氧发动机，为载人登月任务提供动力。其使用液氢作燃料，主要是利用液氢的（     ） A．密度大 B．热值高 C．比热容大 D．热效率高 【答案】B 【详解】A．液氢密度小，但密度与燃料放热能力无关，故A不符合题意； B．火箭燃料需要相同质量完全燃烧时释放更多热量，根据放热公式，质量m相同时，燃料热值q越大，放出热量越多，所以使用液氢作燃料，主要是利用液氢热值高，故B符合题意； C．比热容反映物质吸热能力，与燃料燃烧放热属性无关，故C不符合题意； D．热效率是发动机的性能参数，不属于燃料的属性，故D不符合题意。 故选B。 【变式训练2】（26-27九年级上·河南洛阳·阶段检测）某同学利用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况。电加热器规格相同，两相同的烧杯内分别盛有质量相等的a、b两种液体，图乙是他绘制的a、b两种液体的温度—时间图像。不计热损失，关于该实验，下列说法正确的是（     ） A．实验中选用相同规格的电加热器，目的是使a、b两种液体吸热相同 B．若a液体为水，则b液体的比热容为 C．都加热7min，a吸收的热量等于b吸收的热量 D．a液体的吸热能力更强 【答案】C 【详解】A．选用相同规格电加热器，目的是使液体在相同时间内吸收的热量相同，故A错误； BC．由图可知加热7min，a温度升高40℃，b温度升高20℃，相同的加热器，加热时间相同，故，即，代入数据化简得，可得 若a为水，，故B错误，C正确； D．由BC分析可知 ，b的比热容更大，即b的吸热能力更强，故D错误。 故选 C。 【变式训练3】（26-27九年级上·江苏南通·阶段检测）某学校物理兴趣小组用实验来比较A、B两种液体的比热容。他们在实验室让质量为3kg的液体A和质量为2kg的液体B用相同的加热装置同时加热，不计热量损失，液体的温度随时间的变化如图所示，则A、B的比热容之比为（     ） A．3∶2 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶9 【答案】D 【详解】由图可知，A、B升高相同的温度时，A加热时间，B加热时间。 因加热装置相同，吸收热量与时间成正比，故 由得，。故选D。 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·河北石家庄·阶段检测）如图为探究“比较不同物质吸收热量的情况”的实验装置，使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图所示。下列说法不正确的是（     ） A．在两个相同的烧杯中应加入质量相同的水和食用油 B．实验中物体吸热的多少是通过水和食用油升高的温度来衡量的 C．图中对应食用油，对应水的温度随时间变化情况 D．实验表明，质量相等的水和食用油，升高的温度相同时，水吸收的热量比食用油多 【答案】B 【详解】A．根据控制变量法，探究不同物质吸热情况需控制液体质量相同，故A正确； B．实验中选择的加热器装置相同，则相同时间内物质吸收的热量是相同的，因此实验中物质吸收热量的多少是通过加热时间来表示的，故B错误； CD．由图乙，两液体的初温，升高温度 a用时，b用时，即质量相同的不同物质，升高相同的温度，b需要加热的时间长，吸收的热量多，因此b的吸热能力强，是水，a对应食用油，故CD正确。 本题选择错误的，故选B。 【提升练2】（26-27九年级上·安徽安庆·阶段检测）用如图所示的装置“探究不同物质的比热容”。下列说法错误的是（     ） A．沙子和水的质量相等 B．加热时用玻璃棒不断地搅拌是为了使沙子和水受热均匀 C．实验中通过温度计示数的变化，判断沙子和水吸收热量的多少 D．水和沙子的初温相同，加热时间相同，记录温度计示数的变化 【答案】C 【详解】A．由控制变量法可知，探究不同物质的比热容，需控制物质的质量相等，只改变物质的种类，故A正确； B．加热时用玻璃棒搅拌，是为了让沙子和水受热均匀，避免局部过热，故B正确； C．实验中使用完全相同的酒精灯加热，相同时间内两种物质吸收的热量相等，因此是通过加热时间的长短来判断物质吸收热量的多少，故C错误； D．初温和质量相同，加热时间相同即吸热相同，记录温度变化可比较物质的吸热能力，温度变化小的物质吸热能力强，故D正确。 本题选错误的，故选C。 【提升练3】（25-26九年级上·广东佛山·阶段检测）(1)如图甲所示，电压表示数为______V。如图乙所示，电阻箱的示数为______Ω。如图丙所示，是小明家中电能表，他家接入的用电器总功率不能超过______W。 (2)小明同学“探究不同物质吸热升温的现象”，同时又“探究不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如下图：甲组实验是通过______来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过______来反映燃料放出热量的多少。（选填“加热时间的长短”或“液体升高的温度”）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为。这个结果与包装盒上注明的“能量：2100kJ”不等，原因可能是______。 【答案】(1) 0.6 5169 4400 (2) 加热时间的长短 液体升高的温度 薯片燃烧放出的热量没有完全被液体吸收 【详解】（1）电压表接线柱接的是0~3V量程，该量程分度值为0.1V，指针指向0.6V位置，因此示数为0.6V； 电阻箱读数规则为各旋钮对应数字乘以其倍率后相加，即 电能表中的参数220V是额定电压，20A是允许通过的最大电流，接入的用电器总功率不能超过 （2）甲组是探究不同物质吸热升温的实验：使用相同的酒精灯加热，相同时间内酒精灯放出的热量相等，因此通过加热时间的长短反映物质吸收热量的多少，这是初中物理的转换法应用； 乙组是探究不同燃料放热能力的实验：使用不同燃料加热相同的液体，通过比较液体升高的温度，就能判断燃料放出热量的多少，同样利用了转换法； 测量得到的薯片热值和包装盒标注能量差距大的原因：实验过程中薯片无法完全燃烧，且燃烧放出的热量会有大量散失到空气、被实验装置吸收，没有全部被液体吸收，因此测算出的热值远小于薯片实际能释放的总能量。 题型6 热值及热机 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·河北廊坊·阶段检测）白洋淀是华北平原上最大的淡水湖泊。炎热夏日，白洋淀湖畔砂石灼热，湖水却十分凉爽，这是因为（     ） A．水的密度大 B．水的比热容大 C．砂石的热值大 D．砂石的比热容大 【答案】B 【详解】水的比热容较大，同样质量的砂石和水，同样受热的情况下，吸收相同热量，水的温度变化比砂石小。因此，在受太阳照射条件相同时，湖水比砂石的温度低，所以炎热夏日，白洋淀湖畔砂石灼热，湖水却十分凉爽。故选B。 【例2】（26-27九年级上·广东江门·阶段检测）把一瓶煤油倒掉一半，下列说法错误的是（     ） A．质量减少 B．比热容不变 C．密度不变 D．热值变小 【答案】D 【详解】A．质量是物体所含物质的多少，倒掉一半煤油后所含煤油物质减少，质量减小，故A正确； BCD．比热容、密度、热值均是物质的固有属性，与物质的质量、体积无关，因此倒掉一半煤油后比热容、密度、热值大小均不变，故BC正确，D错误。 本题选错误的，故选D。 【例3】（26-27九年级上·辽宁鞍山·阶段检测）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.5L的发动机的空燃比为22:1，混合燃气的密度为，已知汽油的热值为，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为___________J。若该汽油机的效率为20%，年平均消耗汽油420kg，如果将效率提高了1%，则一年可以节约_______kg的汽油。 【答案】 20 【详解】一次做功吸入混合燃气的质量为 一次做功消耗汽油的质量为 燃料燃烧产生的热量为 因汽油机输出的有用功不变，故 效率提高后所需汽油质量为 一年节约的汽油质量为 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·广西南宁·阶段检测）酒精灯燃烧过程中，灯内酒精不断减少，下列物理量变小的是（     ） A．比热容 B．热值 C．质量 D．密度 【答案】C 【详解】A．比热容是物质的一种特性，同种物质状态不变时，比热容是一定的，比热容与物体的质量、升高的温度、吸收的热量都无关，因此，酒精灯在燃烧的过程中，内部所装酒精的比热容不变，故A不符合题意； B．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，同种燃料热值是一定的，因此，酒精灯在燃烧的过程中，内部所装酒精的热值不变，故B不符合题意； C．质量是物体的一种属性，只与所含物质的多少有关，因此，酒精灯在燃烧的过程中，内部所装酒精的质量变小了，故C符合题意； D．密度是物质的一种特性，与燃料的质量无关，因此，酒精灯在燃烧的过程中，内部所装酒精的密度不变，故D不符合题意。 故选C。 【变式训练2】（26-27九年级上·河南驻马店·阶段检测）超超家购置了一款天然气热水器，其铭牌标注热效率不低于85%，超超想测试该热水器标注的热效率是否真实，于是将热水器的出水温度设为40℃，经记录发现，将50L水加热到出水温度，热水器共消耗0.2m3的天然气。已知进入热水器的冷水温度为15℃，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，天然气热值q=3.5×107J/m3。 (1)天然气热水器是通过________的方式改变水的内能的； (2)0.2m3天然气完全燃烧放出的热量是多少？ (3)请通过计算判定该热水器标注的热效率是否真实。 (4)说出你认为影响天然气热水器效率的一个原因。 【答案】(1)热传递 (2)7×106J (3)不真实 (4)高温烟气带走了相当一部分热量 【详解】（1）热水器是天然气在燃烧器内燃烧，产生高温烟气，高温烟气流经热交换器给冷水加热，故热水器是通过热传递的方式改变水的内能的。 （2）天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.2m3×3.5×107J/m3=7×106J （3）热水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×50×10−3m3=50kg 水吸收的热量为Q吸=c水m水t−t0=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(40℃−15℃)=5.25×106J 热水器的热效率为η===75%<85% 因此该热水器标注的热效率不真实。 （4）影响燃气热水器效率的原因很多，主要有燃料没有完全燃烧，同时高温烟气会带走部分热量。 【变式训练3】（26-27九年级上·广东广州·阶段检测）如图1、2表示热机的剖面图，图3表示加热试管中的水，其中描述正确的是（     ） A．图1表示内燃机的排气冲程 B．图2表示压缩冲程 C．图3中塞子从瓶口冲出的过程，其能量转化情况与图2相同 D．为了防止热机过热，通常用水来冷却，是利用水的比热容较小的特性 【答案】B 【详解】A．图1进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，故A错误； B．图2两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，故B正确； C．图3中塞子冲出时，水蒸气内能转化为机械能；图2为压缩冲程，机械能转化为内能，两者能量转化不同，故C错误； D．由可知，水的比热容较大，在和相同时，吸收热量较多，冷却效果好，故D错误。 故选B。 【能力提升练】 【提升练1】（26-27九年级上·广东深圳·阶段检测）社区开展健康饮食活动，食物也可以看作人体的一种“燃料”。查阅资料得知：每100 g牛里脊储存的化学能约为，每100 g牛腩肉储存的化学能约为。相同质量的两种食材储存的化学能不同，该特点类似于下面哪个物理量（     ） A．质量 B．热量 C．比热容 D．热值 【答案】D 【详解】A． 质量是物体所含物质的多少，和单位质量物质储存的能量无关联，故A不符合题意； B．热量是热传递过程中转移能量的多少，属于过程量，不是物质的固有特性，故B不符合题意； C．比热容是描述物质吸放热能力的物理量，和单位质量储存的化学能无关联，故C不符合题意； D．热值是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的固有特性，相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量一般不同，和题中相同质量不同食材储存化学能不同的特点一致，故D符合题意。 故选D。 【提升练2】（26-27九年级上·山西长治·阶段检测）热机是人们获得动力的重要机械，在生产生活中非常重要。在学习了热机相关知识后，实践小组的同学尝试制作简易热机模型如下：将盛有一定量水的易拉罐安装在“船体”上，用蜡烛对准易拉罐的底部加热，一段时间后易拉罐会向右喷蒸汽。 (1)蜡烛对准易拉罐底部加热使罐内水温升高，这是通过______的方式改变水的内能。 (2)一段时间后，易拉罐向右喷蒸汽，整个装置向______运动，这说明___________。（写出一条即可） (3)蒸汽推动船体运动，实现了______的能量转化，该过程相当于热机中的______冲程。 (4)在与同学的交流中，他们发现燃料的利用率较低，热机效率不高。请你就提高热机效率提出一条建议：___________。 【答案】(1)热传递 (2) 左 力的作用是相互的 (3) 内能转化为机械能 做功 (4)使燃料充分燃烧 【详解】（1）因加热时热量从火焰转移到水中，故是通过热传递的方式改变水的内能。 （2）易拉罐向右喷蒸汽的同时蒸汽对易拉罐施加向左的反作用力，使整个装置向左运动，该现象可说明力的作用是相互的。 （3）蒸汽推动船体运动时，对外做功，将蒸汽的内能转化为机械能；热机的做功冲程能量转化为内能转化为机械能，故该过程相当于做功冲程。 （4）提高热机效率可通过使燃料充分燃烧、减少热量散失、减小机械摩擦等方式实现，写出一条合理建议即可。 题型7 热效率的相关计算 【例题精讲】 【例1】（26-27九年级上·湖南长沙·阶段检测）2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图所示）在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A．火箭“体内”的液氢燃料温度低至，内能为零 B．火箭选用液氢作为燃料是因为液氢热值大 C．火箭发动机工作过程中的热机效率可达100% D．火箭搭载着飞船加速升空的过程中，飞船相对火箭在运动 【答案】B 【详解】A．一切物体在任何温度下都具有内能，液氢温度为时内能也不为零，故A错误； B．液氢的热值大，完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料相比，液氢放出的热量更多，故B正确； C．热机工作过程中不可避免地存在废气带走热量、机械摩擦等能量损失，热机效率不可能达到100%，故C错误； D．火箭搭载飞船加速升空过程中，飞船与火箭之间没有位置变化，飞船相对火箭是静止的，故D错误。 故选B。 【例2】（26-27九年级上·重庆·阶段检测）甲、乙两种四冲程汽油机的剖面如图所示，工作时汽油机的曲轴可视为匀速转动，当甲、乙汽油机曲轴的转速均为1800 r/min时，乙汽油机做功冲程中燃气对活塞的平均压力为7×103 N，每个冲程活塞移动的距离为0.1 m（大于甲汽油机），下列说法正确的是（     ） A．1 s内甲汽油机对外做功30次 B．做功同样多时效率高的汽油机消耗的燃料多 C．乙汽油机在一个做功冲程中燃气对活塞做功70 J D．吸气冲程甲、乙汽油机活塞运动的平均速度v甲＜v乙 【答案】D 【详解】A．曲轴转速 1s内曲轴转动30圈，四冲程汽油机曲轴每转2圈对外做功1次，1s内甲汽油机对外做功次数 ，故A错误； B．由得，做功同样多时，效率高的汽油机消耗的燃料产生的热量少，即消耗的燃料少，故B错误； C．乙汽油机在一个做功冲程中燃气对活塞做功，故C错误； D．甲、乙汽油机曲轴转速相同，完成一个冲程的时间相同，乙汽油机每个冲程活塞移动的距离大于甲汽油机，即，由可知，吸气冲程甲、乙汽油机活塞运动的平均速度，故D正确。 故选D。 【例3】（26-27九年级上·黑龙江大庆·阶段检测）把加热到的某铁块投入克的水中，达到热平衡时水温为；把加热到的该铁块投入克的水中，达到热平衡时水温为；如果把同样加热到的该铁块投入（）克的水中，达到热平衡时水温为___________。（不计热损失） 【答案】 36℃ 【详解】因不计热损失，热平衡时铁块放出的热量等于水吸收的热量。 第一次热平衡列式： 得······① 第二次热平衡列式： 得······② 由上述①②两式可得。 设第三次热平衡末温为，列式： 将、代入上式，解得。 【基础巩固练】 【变式训练1】（26-27九年级上·福建龙岩·阶段检测）在“比较不同物质的吸热能力”实验中，小连用如图甲所示的同一个实验装置分别加热200 g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3 min，刚好消耗了4 g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．相同质量的水和煤油加热相同时间，吸收热量相同，由图乙可知水升温更慢，说明水的吸热能力更强，故A错误； B．由图乙可知，加热4min，水升温 煤油升温 由且得，故B错误； C．实验中存在热量散失、装置吸热，水和煤油吸收的热量远小于酒精燃烧放出的总热量，加热效率不可能达到100%，故C错误； D．加热4min，水升温，因单位时间内吸收热量相等，煤油加热4min吸收热量等于水加热4min吸收热量，即，故D正确。 故选D。 【变式训练2】（26-27九年级上·福建福州·阶段检测）小志用同一酒精灯分别加热质量为0.6kg的水和质量为1.2kg的液体A，得到实验数据作出如图所示图像。若酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率为35%，，，下列说法中正确的是（     ） A．0~6min，水比液体A吸收的热量多 B．液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强 C．液体A的比热容为 D．该酒精灯每分钟消耗酒精质量为4.8g 【答案】C 【详解】A．用同一酒精灯加热，相同时间内酒精灯放出的热量相同，液体吸收的热量相同，故0~6min水和液体A吸收的热量相等，故A错误； BC．由图可知，2~6分钟，水温度从10℃升高到20℃，，液体A温度从30℃升高到50℃，。相同时间吸热相同，即，由可得 得 解得，因，液体A的吸热能力比水弱，故B错误，C正确； D．由图可知2~6min，4min内水吸收的热量 酒精完全燃烧放出的热量 4min消耗酒精的质量 每分钟消耗酒精质量，故D错误。 故选C。 【变式训练3】（26-27九年级上·江苏无锡·阶段检测）在标准大气压下，使用煤气灶将2kg水从20℃加热到沸腾，需要完全燃烧0.02kg的煤气，这些煤气完全燃烧放出的热量是________J，该煤气灶烧水的效率是________%。用煤气灶加热水是通过________的方式增加了水的内能。[，] 【答案】 80 热传递 【详解】煤气完全燃烧放出的热量为 水吸收的热量为 煤气灶烧水的效率为 用煤气灶加热水是通过热传递的方式增加水的内能。 【能力提升练】 【提升练1】（25-26九年级上·甘肃张掖·阶段检测）氢燃料具有清洁无污染、效率高、能量密度大等优点，被认为是21世纪最理想的能源，如图所示是氢燃料新能源公交车，该公交车以的恒定功率匀速直线行驶，消耗氢燃料，公交车发动机的效率为50%，求这一过程中：× (1)氢燃料的能量密度大是指它的___________大； (2)公交车所受的牵引力； (3)公交车行驶的时间； (4)公交车行驶的速度。 【答案】(1)热值 (2) (3) (4) 【详解】（1）燃料的能量密度大，指单位质量的氢燃料完全燃烧时能释放出更多的热量，这是燃料热值的物理特性，因此这里指氢燃料的热值大。 （2）0.6kg氢燃料完全燃烧放出的总热量 发动机效率，公交车牵引力做的有用功 公交车所受牵引力 （3）公交车恒定功率 行驶时间 （4）公交车行驶的速度 【提升练2】（26-27九年级上·河北廊坊·阶段检测）用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和乙液体同时加热（不计热量损失），如图是水和乙液体的温度随加热时间变化的图像，已知，下列说法正确的是（     ） A．图线A是水的温度随加热时间变化的图像 B．加热2min，水比乙液体吸收的热量多 C．升高相同的温度，乙液体加热的时间长 D．乙液体的比热容为 【答案】D 【详解】A．由 可知，质量相同、吸收热量（加热时间）相同时，比热容大的温度变化小。因 ，水升温慢，所以图线B是水。故A错误； B．用相同规格的电加热器加热相同时间，液体吸收热量相同。故B错误； C．由 可知，质量相同、升高温度相同时，比热容大的吸收热量多，加热时间长。水加热时间长。故C错误； D．由图可知，图线A为乙，加热3min，温度升高 图线B为水，加热2min，温度升高 则水温度升高30℃需要加热6min，所以水和乙液体升高相同的温度30℃时，水吸收的热量与乙液体吸收的热量之比 水和乙液体的比热容之比 则乙的比热容 ，故D正确。 故选D。 【真题回顾】 1．（2026·西藏·中考真题）最美的青春是为国出征，2026年5月24日神舟二十三号载人飞船首次搭载香港航天员共筑空间梦。飞船在加速上升的过程中，以飞船为参照物，航天员是______的（选填“静止”或“运动”）；在此过程中，燃料的化学能转化为内能，再把内能转化为飞船的______能。 【答案】 静止 机械 【详解】飞船在加速上升的过程中，航天员坐在飞船内，航天员与飞船之间的相对位置并没有发生改变，所以，以飞船为参照物，航天员是静止的； 飞船发射时，燃料首先将燃烧时的化学能转化为燃气的内能。 高温高压的燃气向后喷出，推动飞船加速上升。在这个过程中，燃气对飞船做功，将内能转化为飞船的机械能。 2．（2026·甘肃武威·中考真题）化学课上，老师用如图所示的装置演示硝酸铵溶于水的实验。实验装置中的U形管________（选填“是”或“不是”）连通器；当把胶头滴管中的水滴到玻璃瓶中时，发现_____（选填“”或“”）端的红墨水上升，说明硝酸铵溶于水的过程中要吸热。 【答案】 不是 【详解】连通器定义：上端开口、底部相连通的容器。该U形管b端连通密闭集气瓶，并非开口，不满足连通器条件，因此不是连通器；硝酸铵溶于水吸收热量，瓶内温度降低，内部气压减小，外界大气压大于瓶内气压，将红墨水向瓶内一侧压，因此b端液面上升、a端液面下降。 3．（2026·山东济宁·中考真题）下列说法正确的是（　　 ） A．超导材料能用来制作电熨斗的发热体 B．电磁铁是应用电磁感应原理制成的 C．合成手机屏幕影像的色光是红、绿、蓝 D．“破镜不能重圆”，说明分子间有斥力 【答案】C 【详解】A．电熨斗发热体利用电流热效应工作，由焦耳定律可知，超导材料电阻，通电时产生热量，无法发热，故A错误； B．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，是电生磁；电磁感应现象是闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是磁生电，二者原理不一致，故B错误； C．色光三原色为红、绿、蓝，可混合得到各类色光，手机屏幕影像由这三种色光合成，故C正确； D．“破镜不能重圆”是因为镜子断裂后，断面处分子间距远大于分子间作用力的作用范围，分子间作用力几乎可以忽略，与分子斥力无关，故D错误。 故选C。 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $