(共18张PPT)
一、动能 势能 机械能
第1课时 动能和势能
第十二章 机械能和内能
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. 甲、乙两颗相同的子弹，飞向同一块木板，结果甲子弹穿透木板，乙
子弹嵌在木板里.甲子弹的动能 （大于/等于/小于）乙子弹的动
能，甲子弹的速度 （大于/等于/小于）乙子弹的速度，判断的
依据是甲子弹 较多.
大于
大于
做功
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2. 将一支内置弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一
定高度.向下按笔的过程中，笔的重力势能 ，弹簧的弹性势
能 .（增大/不变/减小）
（第2题）
减小
增大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3. ★用如图所示的装置探究动能大小与哪些因素有关.让小车从斜面顶部
由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块.
（1）实验时用木块被撞击后移动的 来反映小车动能的大小.
距离
（第3题）
（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开
始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小 （相等/不
等），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体
的 有关.
相等
质量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4. 如图所示，探究重力势能的大小与哪些因素有关时，为了显示重力势
能的大小，甲用橡皮泥代替沙子，乙用海绵代替沙子，你认为更合适的
是 （甲/乙）的方法，理由是
.
（第4题）
甲
橡皮泥受力后发生塑性形变，不
会回弹，便于进行比较
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5. 农业生产中经常使用“扬场机”来把混在一起的沙粒、稻谷和稻谷壳
分开，使用时将混在一起的三种物质以相同的速度向前抛出.如图所示
为使用“扬场机”时抛出的物质的运行轨迹，三种物质分别落在A、B、
C三处，则沙粒应在 处，依据是
.
（第5题）
C
当物体的速度相同时，质量越
大，物体的动能越大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6. ★下列物体中，具有动能的是（ C ）
A. 悬挂在天花板上的吊灯
B. 静止在山顶上的大石头
C. 飞行的飞机
D. 被拉开的弹弓
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7. 如图所示，北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直
路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内.此过程中，扫地车整体的
（ D ）
A. 动能不变，重力势能不变
B. 动能不变，重力势能变大
C. 动能变大，重力势能不变
D. 动能变大，重力势能变大
（第7题）
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8. 有一个弹簧测力计，它的量程是0～10N，在这个弹簧测力计下分别挂
5N和3N的物体时，将两次弹簧测力计上的弹簧具有的弹性势能进行比
较，下列说法中，正确的是（ B ）
A. 两次弹簧具有的弹性势能相同
B. 第一次弹簧具有的弹性势能较大
C. 第二次弹簧具有的弹性势能较大
D. 无法确定
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9. （2022·宿迁）如图所示为某学习小组探究“动能大小跟哪些因素有
关”的实验操作（图甲、乙、丙中小球的质量分别为m、2m、3m）.
（1）让小球从同一斜面上的同一高度由静止开始滚下，目的是使小球
到达水平面时具有相同的 .
速度
（第9题）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离来判断小球具有的
动能大小，这种方法在物理学中属于 （控制变量法/转换法）.
（第9题）
转换法
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（3）小华认为由图乙和图丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为
该观点是 （正确/错误）的，理由是
.
（4）通过比较图 和图 可以判断动能大小与物体质量
的关系.
（第9题）
错误
小球的质量不同（或没
有控制小球的质量相同）
甲
乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10. 小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如表所示，
重物的质量m＜M.
实验步骤 A B C
具体操作
实验现象
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷
的深度来判断 （小桌/重物）的重力势能大小.
（2）由实验步骤 和 可判断重力势能的大小和重物下落高度
的关系.
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的
关系，该观点 （正确/错误），理由是
.
重物
A
B
错误
没有控制重物下落的
高度相同
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11. 如图所示，小华将外形相同的实心铝、铜圆柱（ρ铜＞ρ铝）都涂成白
色，随机标记为A、B. 将A、B分别从同一斜面的相同高度由静止释放，
撞击静止在同一水平面上、处于相同位置的同一纸盒，发现A将纸盒撞
得更远.这说明滚到斜面底端时， 的动能大， 是铝制的.
（A/B）
（第11题）
A
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12. 为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明
用如图所示的装置进行实验，B处为弹簧的原长位置.在水平桌面上，压
缩弹簧后将小球由静止释放，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右
滑行.撞击前纸盒均位于B点右侧的同一位置.
（1）小明每次应将弹簧压缩 （相同/不同）的长度，再释放小
球，通过比较各次实验中 ，从而判断弹簧弹性势能
的大小.
不同
纸盒移动的距离
（第12题）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（2）每次实验中，小球和纸盒克服摩擦力做功 （相同/不同）.
（3）图示实验中，将小球自A处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止
于C处.此过程中小球动能最大的位置在 （AB之间/B点/BC
之间）.
（第12题）
不同
AB之间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12(共17张PPT)
四、机械能与内能的相互转化
第2课时 热值与热效率
第十二章 机械能和内能
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. 在下面的探究实验中：
（1）如图所示的实验通过 （加热时间/温度计升
高的示数）来比较两种燃料完全燃烧放出热量的多少.
温度计升高的示数
（第1题）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
（2）小明认为图示实验中，两杯水的质量一定要相同，但两杯水的初
温不一定要相同.小明的理由是
.
（第1题）
根据Q放＝Q吸＝cmΔt可知，当两杯水的
质量相同时，比较两杯水升高的温度Δt即可比较燃料完全燃烧放出热量
的多少
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2. 下表中列出了某些物质的热值，下列判断正确的是（ A ）
酒 精 3.0×107J/kg 液 氢 1.4×108J/kg
焦 炭 3.0×107J/kg 煤 气 4.2×107 J/m3
汽 油 4.6×107J/kg 沼 气 1.9×107J/m3
A. 火箭利用液氢作为燃料，原因之一是它的热值较大
B. 液态物质的热值比气态的大
C. 2kg焦炭的热值是1kg焦炭的2倍
D. 所有燃料的热值都是不相等的
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3. （2023·盐城）氢能源作为新型能源，其热值大，有着巨大的开发和
使用潜力.1kg氢气完全燃烧放出的热量为 J. 若有21％的热
量被水吸收，则可以使 kg的水的温度从20℃升高到70℃.与化石
能源相比，氢能源的优势还有 （写出一个即可）.
[c水＝4.2×103J/（kg·℃），q氢取1.43×108J/kg]
1.43×108
143
清洁无污染
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4. （2022·镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图中的装置相同.燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示（水未沸腾），下列说法中，正确的是（ D ）
A. 若m相同，则Δt越小，燃料的热值越大
B. 若Δt相同，则m越大，燃料的热值越大
C. 的值越大，燃料的热值越大
D. 的值越大，燃料的热值越大
（第4题）
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
5. （2022·宜昌）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ C ）
A. 没有燃烧的燃料，其热值等于零
B. 燃料完全燃烧时，它的热值最大
C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D. 燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6. 为了比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，小明用如图甲所示
的装置进行实验，图中燃烧皿、烧杯a和b、温度计均完全相同，烧杯中
盛有相同质量的水，实验时，分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和碎纸
片，通过陶土网给烧杯加热，直至酒精和碎纸片烧尽.
（1）你认为图甲中实验装置的器材安装顺序是 （由下到
上/由上到下）.
由下到上
1
2
3
4
5
6
7
8
9
（2）小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写
了，请你帮他补充完整：① ；②
.
燃 料 加热前水温T1/℃ ①
10g酒精
②
燃料燃尽时的水温T2/℃
10g碎
纸片
1
2
3
4
5
6
7
8
9
（3）实验时，小明发现两支温度计的示数变化不明显，请你分析出现
这种现象的可能原因：
（写一条），为了使两支温度计的示数变化更明显，请提出你的
建议： .
（4）实验时，小明记下了各个时刻a、b烧杯中水的温度，绘制了如图
乙所示的图像，若热损失相同，则可初步判断，充分燃烧相同质量的酒
精和碎纸片， 放出的热量多.
水的质量太大（或酒精和碎纸片的质量太
小）
减小水的质量（或增加酒精和碎纸片的质量）
酒精
1
2
3
4
5
6
7
8
9
7. （2023·金昌）小强想要计算家里天然气灶烧水的热效率，他将2kg的
水倒入烧水壶中，并测出水温为20℃，在标准大气压下，把水刚加热到
100℃时，消耗的天然气的体积为0.048m3（假设天然气完全燃烧），若
水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q取4.0×107J/m3.
（1）将这些水烧开，需吸收多少热量？
解：（1）由题意可知，水吸收的热量
Q吸＝c水m（t－t0）
＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J
1
2
3
4
5
6
7
8
9
（2）在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量？
解：（2）天然气完全燃烧放出的热量
Q放＝qV＝4.0×107J/m3×0.048m3＝1.92×106J
（3）求该天然气灶的效率.
解：（3）天然气灶的效率η＝×100％＝×100％＝35％
1
2
3
4
5
6
7
8
9
8. （2023·扬州）如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两
种给水加热的方式.
方式一：薯片在烧杯中燃烧.
方式二：薯片在燃烧皿中燃烧.
（1）两种加热方式中合理的是 ；
进行实验时，要让薯片充分燃烧，进行的操作是 .
（第8题）
方式二
把薯片碾碎
1
2
3
4
5
6
7
8
9
（2）用天平量取100g水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式
使薯片燃尽，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值
偏 ，原因是 .
（第8题）
小
薯片燃烧放出的热量没有全部被水吸收
1
2
3
4
5
6
7
8
9
9. 近年来，我国部分省份开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油由乙醇与汽油以1∶9的体积比混合而成，已知汽油的热值q汽油取3.3×107J/L，乙醇的热值q乙醇取2.4×107J/L，设混合后总体积不变，请计算乙醇汽油的热值.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解：设乙醇汽油的体积为V，由于混合后总体积不变，
根据Q＝qV得，汽油完全燃烧放出的热量
Q汽油＝V×90％×q汽油＝0.9Vq汽油，
乙醇完全燃烧放出的热量Q乙醇＝V×10％×q乙醇＝0.1Vq乙醇，
所以，乙醇汽油的热值
q乙醇汽油＝＝＝0.9q汽油＋0.1q乙醇
＝0.9×3.3×107J/L＋0.1×2.4×107J/L＝3.21×107J/L
1
2
3
4
5
6
7
8
9(共17张PPT)
三、物质的比热容
第2课时 比热容的应用 热量的计算
第十二章 机械能和内能
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. （2022·益阳）烈日炎炎的夏季，白天沙滩上的沙子热得烫脚，海水
却非常凉爽，主要是因为水的比热容比沙子的比热容 .1kg的沙石
温度升高10℃，需要吸收的热量为 J.
[c沙石＝0.92×103J/（kg·℃）]
大
9.2×103
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2. （2023·常德）如表所示为一些物质的比热容[单位：J/（kg·℃）]，
根据表中数据和生活现象，下列判断中，正确的是（ D ）
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
沙 石 0.92×103 铜 0.39×103
D
A. 不同种类的物质，比热容一定不同
B. 比热容与物质的状态无关
C. 质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的末温更低
D. 沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3. （2023·常州）家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自
动迎风，如图甲所示.假设海边仅受海陆风因素的影响，图乙、图丙所
示的情形通常分别发生在（ A ）
（第3题）
A
A. 白天、夜晚
B. 夜晚、白天
C. 白天、白天
D. 夜晚、夜晚
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4. 一根质量为2g的烧红的铁钉，其温度是600℃.若它的温度降低到
100℃，则释放的热量为 J. 若这些热量全部用于加热质量为100g
的常温的水，则水温将升高 ℃（结果保留一位小数）.[已知铁的
比热容为0.46×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
460
1.1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5. 给一个体积是50cm3的实心铁球加热，使它的温度由20℃升高到30℃，吸收的热量为 J. 若现有一个同样大小的空心铁球，使它的温度由30℃升高到50℃，吸收的热量是1800J，则此铁球空心部分的体积是
cm3.[空心部分为真空，c铁取0.5×103J/（kg·℃），
ρ铁取8×103kg/m3]
2000
27.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6. （2023·扬州）下列对与比热容有关的生活现象描述正确的是（ B ）
A. 沙漠地区昼夜温差小
B. 汽车发动机常用水作冷却剂
C. 在太阳光的照射下，干泥土比湿泥土升温慢
D. “早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7. 初春培育水稻秧苗时，为了使秧苗不受冻，正确的做法是（ B ）
A. 早晨多灌水，傍晚多排水
B. 早晨多排水，傍晚多灌水
C. 早晨和傍晚都要多灌水
D. 早晨和傍晚都不要灌水
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8. 甲、乙两物体吸收相等的热量后，甲物体的温度变化量大.设甲物体
的比热容为c甲，质量为m甲，乙物体的比热容为c乙，质量为m乙，则下列
说法中，一定错误的是（ C ）
A. 若m甲＝m乙，则c甲＜c乙
B. 若c甲＝c乙，则m甲＜m乙
C. 若m甲＞m乙，则c甲＞c乙
D. 若c甲＜c乙，则m甲＜m乙
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9. （2023·广州）初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量，甲的
末温比乙的低；那么，初温相同的甲、乙放出相同的热量时（上述过程
中不发生物态变化）（ B ）
A. 甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙哪一个比热容大
B. 甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙哪一个比热容大
C. 甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙哪一个比热容大
D. 无法判断甲、乙哪一个的末温高，且无法判断甲、乙哪一个比热容大
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
10. ★甲、乙两种物质的质量之比为4∶1，放出热量之比为3∶1.它们的
比热容之比和降低温度之比分别为下列四种情况，其中可能满足题设条
件的是（ B ）
① 1∶1和3∶4 ② 2∶1和1∶3
③ 1∶2和3∶2 ④ 1∶3和9∶4
A. ①② B. ①③④
C. ②③ D. ①②④
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11. ★淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度.现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却.[已知金属的比热容为0.49×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
（1）金属块在冷却过程中放出多少热量？
解：（1）金属块在冷却过程中放出的热量
Q放＝c金属m金属（t0－t）
＝0.49×103J/（kg·℃）×1.5kg×（420℃－20℃）＝2.94×105J
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
（2）若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热，在标准大气压下水
温升高多少？
解：（2）由题意知，水吸收的热量Q吸＝Q放＝2.94×105J，
由Q吸＝cmΔt可得，水理论上可以升高的温度
Δt水＝＝＝70℃，
此时水的末温t水＝Δt水＋t0'＝70℃＋35℃＝105℃，由于标准大气压下水
的沸点为100℃，水沸腾后吸热，温度保持100℃不变，所以水的末温
只能达到100℃，则在标准大气压下水升高的温度为100℃－35℃＝65℃
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12. 如图所示为小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随
时间变化的图像，第6min时的内能 （大于/等于/小于）第8min
时的内能；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 倍（被加热物
质的质量和吸、放热功率不变）.
（第12题）
小于
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
13. （2023·泰安）质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的
热量相等，它们的温度随时间变化的关系如图所示.已知水的比热容
c水＝4.2×103J/（kg·℃），且水的比热容大于另一种液体.下列说法中，
正确的有（ D ）
① 甲液体是水
② 0～12min内乙的温度降低了20℃
③ 0～12min内甲放出了8.4×104J的热量
④ 乙液体的比热容为2.1×103J/（kg·℃）
D
A. ①② B. ②④ C. ①③ D. ①④
（第13题）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
14. 物体A、B的质量相等，把它们加热到相同的温度，再分别放入等
量、相同温度的水里（不计热量损失），A物体能使水温升高10℃，B物
体能使水温升高20℃，设A、B的比热容为cA和cB，则（ C ）
A. cB＝cA B. cB＝2cA
C. cB＞2cA D. cA＜cB＜2cA
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14(共15张PPT)
一、动能 势能 机械能
第2课时 动能和势能的相互转化
第十二章 机械能和内能
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. 如图所示为上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的
轨道有一定坡度，从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑
行进站时将 能转化为 能储存起来，此过程中机械能总
量 .
（第1题）
动
重力势
减少
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2. （2023·齐齐哈尔）人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所
示，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点.已知卫星在运
行过程中机械能保持不变，在卫星从远地点向近地点运动的过程中，势
能 ，速度 .（增大/减小）
（第2题）
减小
增大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3. （2023·泰州）如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小
明的（ A ）
A. 重力势能减小，机械能减小
B. 动能不变，机械能不变
C. 重力势能减小，动能增大
D. 重力势能不变，机械能减小
（第3题）
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4. （2023·南通）从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你
认为排球运动的轨迹最有可能是（ A ）
A. B.
C. D.
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5. 小明利用所学的物理知识，制作了“会跳的卡片”，如图甲所示为他
制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速
松手后，卡片就会弹跳起来，图中A为外表面，B为内表面，实验时应
把 面紧贴桌面后松手，橡皮筋能对卡片 ，使卡片向上运
动.小明还利用相同的橡皮筋和卡纸做了如图乙、丙所示的两张卡片，
压平后图 （乙/丙）中卡片可以弹跳得更高一些.
B
做功
乙
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6. （2023·盐城）小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”.他
在水平地面上用手将“魔罐”推出，滚动一段时间后，它能自动折返.“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（ A ）
A. 动能转化为弹性势能
B. 弹性势能转化为动能
C. 重力势能转化为弹性势能
D. 弹性势能转化为重力势能
（第6题）
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7. （2023·无锡）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分
别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示.下列
说法中，正确的是（ B ）
A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能
B. 皮球落地后发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C. 形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D. 形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
（第7题）
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8. 滑板是深受青少年喜爱的一项体育运动.如图所示为U形滑台和运动员
姿势的简化示意图.运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和
空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有
可能滑到滑台C处的是（ B ）
A. B.
C. D.
（第8题）
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9. （2022·荆州）篮球是很多同学喜爱的运动项目.某次篮球比赛过程
中，篮球的部分运动轨迹如图所示，下列说法中，正确的是（ C ）
A. 篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等
B. 篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为零
C. 篮球经过B、E两点时，动能可能相等
D. 篮球在整个过程中机械能守恒
（第9题）
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10. （2022·天津）在“探究动能和重力势能相互转化”的实验中，采用
如图所示的实验装置.用细线把一个质量为m的小球悬挂起来，将小球从
B位置拉到A位置，再由静止释放，观察小球在A→B→C的过程中的高度
和速度的变化，并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的
值，从而分析该过程中动能和重力势能之间的转化，数据如表所示.
运动过程或位置 A A→B B B→C C
动能Ek的大小或变化情况 0 增加 4.98J 减少 0
重力势能Ep的大小或变化情况 5.00J 减少 0 增加 4.97J
（第10题）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（1）小球在图中的C位置时，受到 个力的作用.
（2）从实验中可以看出，小球在A→B的过程中速度不断增加，高度不
断降低，这个过程中重力势能逐渐转化为 ；在能量转化的过程
中，机械能在逐渐减少，这主要是由于小球受到 的作用.
（3）在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变，那么小球
到达B位置时的机械能 （大于/等于/小于）质量为m的小球到达
B位置时的机械能.
2
动能
空气阻力
大于
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11. 如图所示，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑
的水平杆上，a是压缩弹簧后小球由静止释放的位置，b是弹簧处于原长
时小球的位置，c是小球到达最右端时的位置.小球从a运动到c的过程
中，在 （a/b/c）位置时机械能最大；从b运动到c的过程中，小球
的动能转化为弹簧的 .
（第11题）
b
弹性势能
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12. 如图所示，一弹性球从距离地面的高度为H1处由静止开始沿直线下
落，由于空气阻力的存在，反弹过程中距离地面的最大高度为H2.下落
途中动能和重力势能相等的位置距离地面的高度为h1，上升途中动能和
重力势能相等的位置距离地面的高度为h2，则h1 H1，
h2 H2.（＞/＝/＜）
＜
＞
（第12题）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12(共16张PPT)
二、内能 热传递
第十二章 机械能和内能
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. ★物理学中经常会用到类比法，比如：用水波类比声波.为了研究物体
的内能，可以用图中的 和A进行类比， 和B进行类比，
和C进行类比.（填字母）
E
D
F
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2. 如图所示，甲杯中水量较少，乙、丙、丁三杯中的水量相同，根据内
能的知识，甲、乙两杯中水的内能相比， （甲杯大/乙杯
大/无法比较），四杯水中， 杯中水的内能最大.
（第2题）
无法比较
丁
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3. （2023·成都）把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃
杯中，实验过程及现象如图所示，分析可知物体的温度越高，分子的无
规则运动越 .若将冷水倒掉一些，则与原来这杯冷水
相比，杯中剩余冷水的内能 （增大/不变/减小）.
（第3题）
剧烈（或快）
减小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4. 如图所示，夏天常常将饮料和冰块放在一起，制作“冰镇饮料”.这
是因为饮料和冰块的 不同，两者之间发生了 ，冰块
的内能 （增大/不变/减小），饮料的内能 （增大/不变/
减小）.
（第4题）
温度
热传递
增大
减小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5. 青藏铁路使用如图所示的热管，来解决“冻土”区路基因温度过高而
变得松软的问题.当热管“制冷”时，上端的温度 （高于/等于/
低于）下端的温度.此时，热管通过内部液体的汽化和液化，把从高温
处吸收的 搬到低温处放出，当上端的温度和下端的
温度相同时，热管 （开始/停止）“制冷”.
低于
热量
停止
（第5题）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
6. ★甲、乙两个相同的铁块，质量和温度均相同，甲铁块静止在地面
上，乙铁块静止在10m高处，则（ A ）
A. 甲、乙分子动能的总和一样大
B. 乙分子势能的总和比甲大
C. 甲、乙的机械能一样大
D. 乙的内能比甲大
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7. 下列说法中，正确的是（ D ）
A. 两个物体温度相同，内能一定相同
B. 两个物体相比，分子动能大的，其内能大
C. 甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的内能大
D. 扩散现象中，分子可以从低温物体运动到高温物体
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8. ★（2022·泰州）夏天，将饮料放入冰箱冷藏室，饮料的温度降低.下列
说法中，正确的是（ C ）
A. 饮料将温度传递给冰箱中的空气
B. 饮料放出热量后自身所含热量减少
C. 饮料温度降低的过程伴随着内能的转移
D. 饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的内能多
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9. 将一高温的铁块投入冷水中，它们之间发生了热传递，不计热量损
失，当热传递停止时，铁块和水的物理量可能不同的是（ C ）
A. 水吸收的热量和铁块放出的热量
B. 铁块的温度和水的温度
C. 铁块的内能和水的内能
D. 铁块内能减少的量和水内能增加的量
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10. 阅读短文，回答问题.
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子之间相互作用
的势能的总和，物体温度越高，其内部分子的运动越剧烈，分子动能就
越大.某一物体，当其体积发生变化时，分子之间的距离就会发生相应
的变化，分子之间相互作用力也随之改变，这就会导致分子内能发生改
变，所以，物体的内能大小与物体的质量（它影响着物体分子数目的多
少）、体积、温度、状态等因素有关.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
（1）给室温下的水加热时，水的内能会发生怎样的变化？从微观上
看，发生这一变化的原因是什么？
解：水的内能增大；原因在于水分子运动加剧，分子动能增大
（2）质量相同的48℃的固态海波和48℃的液态海波相比，哪个内能
大？它们内能不同的原因是什么？具体来讲，多出的这部分能量是以什
么形式存在的？
解：48℃的液态海波的内能大；原因在于物体的状态不同，固态海波熔
化需要吸收能量；多出的这部分能量是以分子势能的形式存在的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
11. 如图所示为某物质由液态变为固态过程中温度随时间变化的图像，
由图可知：t4时刻物体内能 （等于/不等于）零，t1时刻物体
分子总动能 （大于/等于/小于）t2时刻物体分子总动能，t2时刻
物体内能 （大于/等于/小于）t3时刻物体内能.
（第11题）
不等于
大于
大于
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12. 如图所示，用酒精灯对烧杯中一定质量的0℃的冰水混合物进行加
热，至沸腾后继续加热一段时间.下列说法中，正确的是（ D ）
A. 冰水混合状态，冰和水的总内能不变
B. 温度升高过程中，烧杯中水的机械能增加
C. 温度升高过程中，烧杯中水的内能不变
D. 沸腾过程中，烧杯中水的内能减少
（第12题）
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
13. （2023·广州）小明将凝固点为47℃的某液态合金放在室温为25℃的
实验室中，该合金的温度从70℃降至47℃并保持47℃一段时间再降至
35℃，合金在此过程中（ A ）
A. 对外放热，内能一直减少
B. 存在液化现象，内能一直增加
C. 温度保持47℃时，不吸热也不放热
D. 存在凝固现象，内能先减少后不变再减少
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13(共31张PPT)
第十二章复习
第十二章 机械能和内能
01
知识体系构建
02
高频考点突破
03
综合素能提升
目
录
考点一 机械能转化与变化的分析与判断
典例1 （2022·杭州）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳的一
端系在运动员的脚上，另一端固定在跳台的O点.运动员由静止开始自由
下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对
运动员的拉力大小相等；C是蹦极运动员到达的最低点.
（整个过程中忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（典例1图）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 （增大/不变/减
小/先增大后减小）.
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 ；运动员的动
能 .（增大/不变/减小/先增大后减小）
不变
增大
先增大后减小
（典例1图）
跟踪训练
1. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动.如图所示，弹性轻绳的上
端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上
的扣环相连.打开扣环，人从A点由静止被释放，像火箭一样被“竖直发
射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大.对此过程，下列描
述中正确的是（ C ）
C
A. 人从A点到C点的过程中，重力势能增加，动能一直减少
B. 人从A点到B点的过程中，动能增加，重力势能减少
C. 人在B点时动能最大
D. 弹性轻绳的弹性势能在B点时最大
（第1题）
考点二 力学综合题的分析与判断
典例2 （2022·镇江）如图甲所示，物体M静止在电梯轿厢底部，其上
表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连，M对电梯轿厢底部的压力用F表
示，忽略M和电梯的形变.0～t1时间段内，电梯静止，弹簧处于伸长状
态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动.0～t4时间段内，F随时间t
变化的图线如图乙所示，则（ D ）
D
A. t1～t2时间段内，电梯可能向上运动
B. t2～t3时间段内，M的机械能保持不变
C. t3～t4时间段内，电梯一定做加速运动
D. t1～t4时间段内，弹簧对M的拉力不变
本题涉及力的相互作用、弹力、力与运动的关系、机械能等知识，
分析C选项时要全面考虑其可能性.
跟踪训练
2. （新情境）（2023·宿迁）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水
平放置的方管Q上，在水平向右的风力作用下，滑块P向右做匀速直线
运动.将方管Q按图乙所示竖直放置后，滑块P竖直向下运动.假设滑块P
受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力大小等于
它们之间压力大小的，方管足够长且忽略空气阻力.关于图乙中的滑块
P，下列说法中正确的是（ D ）
D
A. 滑块P受到的摩擦力等于重力
B. 滑块P先加速，然后匀速
C. 滑块P先加速，后减速，最后静止
D. 滑块P的动能一直增大
考点三 热学概念的辨析
典例3 ★（2022·连云港）关于温度、热量和内能，下列说法中正确的
是（ D ）
A. 0℃的冰块的内能为0
B. 温度高的物体含有的热量多
C. 汽油机在做功冲程中，汽缸内燃气的内能增加
D. 两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
D
跟踪训练
3. （2023·郴州）下列关于物体的温度和内能的说法，正确的是
（ B ）
A. 温度越高的物体，内能越大
B. 摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能的
C. 物体运动的速度越快，内能越大
D. －20℃的冰块没有内能
B
考点四 热学阅读题的分析与求解
典例4 （2022·徐州）阅读短文，回答问题.
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热
快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示.英国物理学家牛顿提
出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比.后人研究发现，
在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，
称为牛顿冷却定律.如果散热快慢用q表示，那么牛顿冷却定律可以表示
为q＝k（t物－t环），其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、
周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同
物质的散热系数就相同，由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相
同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种
物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量.
（1）物体向周围环境散热，内能减少，这种改变内能的方式叫作
.
（2）下列概念中，和散热快慢q物理意义最接近的是 （多选，
填字母）.
A. 速度 B. 密度 C. 功率 D. 效率
（3）一个物体的温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体
的散热快慢为q.当物体的温度降低到29℃时，散热快慢为 .
热
传递
AC
q
（4）如图甲所示，两个同样的保温杯分别装满30℃的水和盐水，周围
环境温度保持20℃不变.保温杯敞口放置，水和盐水的温度随时间变化
的图像如图乙所示.水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），盐水的密度为
1.1×103kg/m3，则盐水的比热容为 J/（kg·℃）.
3.5×103
跟踪训练
4. 阅读短文，回答问题.
制 动 液
汽车制动液俗称刹车油.汽车刹车时，驾驶员踩踏板通过刹车管线
内的制动液把压力传递到刹车块，刹车块和车轮上的鼓轮摩擦，制止车
轮转动.制动时，因摩擦产生的热量会使制动液的温度升高.如果温度过
高，达到沸点，制动液就会产生大量气体，造成制动失灵.制动液的沸
点在受潮吸水后会下降，因此国家规定制动液的沸点不得低于140℃.
要测量制动液的沸点，可以取适量制动液和一个质量为m1的铜块放
入加热容器，加热至沸腾后，把铜块取出并立即放入一个装有水的保温
杯中，保温杯中水的质量为m2、温度为t1，等铜块和水的温度相同后，
再测出水温t2.若从取出铜块到测出水温过程中散失的热量为Q，铜的比
热容为c1，水的比热容为c2，就可以计算得到制动液的沸点.
如表所示为某种制动液的含水量和对应的沸点.
含水量/％ 0 1 2 3 4 5 6
沸点/℃ 210 180 158 142 132 124 120
（1）刹车时制动液的温度会升高，这是通过 的方式增加了
制动液的内能.
（2）制动液沸点的表达式为t＝ .
热传递
＋t2
（3）利用表格中给出的数据，在下图坐标系中作出该制动液沸点与含
水量的关系图像.
（第4题答案）
（4）当含水量减小到 时，这种制
动液就必须更换.
3.2％（3.1％和3.3％之间均可）
考点五 力、热综合题的分析与判断
典例5 （2023·镇江）如图所示，甲和乙叠放在光滑水平桌面上，甲、
乙之间的接触面粗糙，此时两者均处于静止状态，乙和桌面足够长.快
速敲击乙，乙立即水平向右做直线运动，则敲击后（ D ）
（典例5图）
D
A. 乙所受的重力和支持力是一对平衡力
B. 乙所受的摩擦力方向水平向右
C. 甲的动能变化量等于乙的动能变化量
D. 甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动
跟踪训练
5. 如图所示，小物块沿摩擦力不能忽略的斜面由A点加速下滑至B点，然
后沿粗糙水平面由B点减速滑行至C点，从C点水平抛出后到达斜面底端
的D点（没有与斜面和地面相碰），AB段和CD段的竖直高度相同，忽
略运动时的空气阻力.小物块在水平面BC上滑行时受到 个力的作
用；如果小物块由A点下滑到B点的过程中动能增加量为ΔE1，由C点下
落到D点的过程中动能增加量为ΔE2，那么ΔE1 ΔE2，理由
是
.
3
小于
AB段小物块克服摩擦做功，部分重力势能转化为内能，而CD段小
物块的重力势能全部转化为动能
1. 如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定
质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O
点并与支架所在平面垂直的固定轴转动.开始时OB与地面垂直，放手后
支架开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法中，正确的是
（ C ）
C
1
2
3
4
5
A. A处小球和B处小球组成的系统机械能不守恒
B. 运动过程中A处小球受到的力为平衡力
C. B处小球向左摆动所能达到的最大高度大于A处小球开始运
动时的高度
D. B处小球向左摆动所能达到的最大高度等于A处小球开始运
动时的高度
（第1题）
2. 甲物体的分子动能总和为E甲1，分子势能总和为E甲2；乙物体的分子动
能总和为E乙1，分子势能总和为E乙2.各能量大小如图所示，甲、乙两物
体相比（ C ）
A. 两物体分子数相同
B. 两物体所处物态相同
C. 甲物体的内能较大
D. 乙物体的温度较高
（第2题）
C
1
2
3
4
5
3. （2023·苏州振华中学期中）如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为
0.5kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面，金属杆AB
光滑，现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所
示，在0～t1过程中，小球的动能 （增大/不变/减小/先增大后减
小），此过程中小球重力势能的变化量 （大于/等于/小于）动
能变化量.
增大
大于
1
2
3
4
5
4. 如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置.将
质量为m的物体从左侧圆弧槽的A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽
的B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽的C点处.其中A、B两点
距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）.
（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 .
（第4题）
mgH
1
2
3
4
5
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能
的效率为η，则物体到达B点时温度升高 .（物体比热
容用c表示）
（3）C点距离水平面的高度为 .
（第4题）
2h－H
1
2
3
4
5
5. 如图甲所示，标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃、5kg的水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28％.为提高煤炉效率，创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间的10kg水从20℃加热至40℃.已知q煤取3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg·℃），以上过程中，求：
（第5题）
1
2
3
4
5
（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量.
解：（1）标准大气压下，水的沸点t＝100℃，
Q吸＝c水m水（t－t0）
＝4.2×103J/（kg·℃）×5kg×（100℃－20℃）
＝1.68×106J，
Q放＝＝＝6×106J，m煤＝＝＝0.2kg
（第5题）
1
2
3
4
5
（2）双加热煤炉的烧水效率.
解：（2）Q吸'＝c水m水'（t'－t0）
＝4.2×103J/（kg·℃）×10kg×（40℃－20℃）
＝8.4×105J，
Q吸总＝Q吸＋Q吸'＝1.68×106J＋8.4×105J＝2.52×106J，
η'＝×100％＝×100％＝42％
（第5题）
1
2
3
4
5(共17张PPT)
三、物质的比热容
第1课时 认识比热容
第十二章 机械能和内能
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. （2022·无锡）用如图所示的两套相同装置探究不同物质吸热升温的
现象，将相等质量的沙子和水分别装入铝桶中，用温度计测出它们的初
始 ，点燃酒精灯加热，用玻璃棒 沙子和水，观察到沙
子升温比水快，由此可以推断，质量相等的沙子和水，升高相同的温
度， 吸收的热量多.
温度
搅拌
水
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（第1题）
2. 下列关于比热容的说法，正确的是（ D ）
A. 冰和水的比热容是相同的
B. 把一个铁块切割成两块，质量小的铁块比热容小
C. 质量相同的一杯水和一个铁块，在升高相同的温度时，吸收的热量是
相等的
D. 质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等，它们的
比热容就不相等
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. （2023·益阳）某小组同学为了比较水和沙石的比热容大小，在两个
相同的烧杯中分别装入质量相同的水和沙石，用相同的酒精灯加热.
（1）实验装置如图所示，其中有一处明显的错误，错误之处是
.
（第3题）
盛水
烧杯中温度计的玻璃泡接触了烧杯底
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（2）更正错误后，加热相同的时间，沙石升高的温度比水多，说明沙
石的比热容比水 （大/小）.
（3）比较全班不同小组的实验数据，发现各小组之间的实验数据有较
大的不同，可能原因是 （请写
出一条）.
小
各小组所用水（沙石）的质量不一样
（第3题）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4. “探究不同物质吸热升温的现象”实验结束后，小强根据数据绘制了
如图所示的温度随时间变化的图像，用三种方法来比较沙子和水吸热升
温的快慢，从而建立比热容的概念：（1）在相同的时间t内比较温度变
化ΔT；（2）在相同的温度变化ΔT内比较时间t；（3）若ΔT和t均不同，则可用 来比较沙子和水吸热升温的快慢.
在初中物理中，比较物体 的快慢时
也用到了上述方法.
运动（或做功）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5. 如图所示，若把物质吸热升温和容器装水后水面升高进行类比，则容
器的下列属性中，与比热容类似的是（ C ）
A. 高度 B. 容积
C. 底面积 D. 表面积
（第5题）
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6. 对于同一物态的某种物质，根据c＝可知（ D ）
A. 比热容跟热量成正比
B. 比热容跟质量成反比
C. 比热容跟温度变化成反比
D. 吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积的比值是个定值
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7. 由不同物质组成的甲、乙两个质量相等的物体，升高相同的温度时，
甲吸收的热量比乙吸收的热量多，则（ A ）
A. 甲的比热容大于乙的比热容
B. 甲的比热容小于乙的比热容
C. 甲与乙的比热容一样大
D. 无法比较甲、乙的比热容
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
8. 初温均为60℃的甲、乙两种液体在实验室自然冷却（m甲＜m乙），两
种液体每秒放出的热量相同，这两种液体的温度—散热时间的图线如图
所示，下列说法中，正确的是（ D ）
D
A. 第150s时两液体温度相同，内能一定相同
B. 甲液体第30s时的分子动能大于第6s时的分子动能
C. 乙液体向周围空气传递了热量，说明乙液体的内能比周围空气的内能大
D. 根据图中0～60s内的图线及题中信息，可知甲液体的比热容比乙液体的大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
9. （2022·常州）实验小组的同学欲比较沙子和水的比热容，实验装置
如图甲、乙所示.
（1）在两个相同的容器内分别装入初温、 相同的沙子和水.
（第9题）
质量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒
不断搅拌，搅拌的目的是 .测得的实验数据如
表所示.
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
沙子的温度/℃ 18 22 29 37 45
水的温度/℃ 18 19 21 23 25 27
使沙子和水受热均匀
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（3）第5min时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其示数
为 ℃.
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高.有同学认为，此过程
中沙子吸收的热量比水吸收的热量多，该观点 （正确/错误）.
（5）分析数据可得，沙子的比热容 （大于/等于/小于）水的比
热容.
52
错误
小于
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10. 在“比较不同物质的吸热升温情况”的实验中：
（1）小丽和小明用同一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示.组
装器材时应先调节 （A/B）的高度，调节它的高度是为了
.
A
确保用
外焰加热
（第10题甲）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（2）组装好器材，他们先后称取质量相等的水和煤油放入同一个烧杯
中，分别加热相同的时间，比较水和煤油 ，得出结论.
要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是 .
（第10题甲）
升高的温度
秒表
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热、耗时长
等缺点，因此改进方案并设计了如图乙所示的装置.与原方案相比，该
方案除克服了上述缺点外，还具有的优点是
.
（写出一个即可）
①用“水浴法”加热，液
体受热均匀，不需要搅拌；②用同一热源加热，确保相同时间内提供的
热量相等；③两实验同时进行，便于同时比较水和煤油升温的快慢
（第10题乙）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10(共16张PPT)
四、机械能与内能的相互转化
第1课时 机械能与内能的相互转化
第十二章 机械能和内能
01
基础进阶
02
素能攀升
03
思维拓展
目
录
1. （2022·牡丹江）用打气筒给自行车轮胎打气，活塞压缩筒内空气，
空气的温度升高，这是通过 的方式改变内能.打气筒外壁的下
部也会发热，这是通过 的方式改变内能.
做功
热传递
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2. 热机在人类生活中发挥着重要的作用，推动了社会的快速发展.如图
所示为热机工作过程中的能量转化原理图，其中①②③分别代表的
是 能、 能、 能.
（第2题）
化学
内
机械
3. （2022·兰州）一台单缸四冲程汽油机，只有第三个冲程中燃气对外
做功，其他冲程都是靠飞轮的 来完成的；若飞轮的转速为
1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功 次.
惯性
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4. （2022·淮安）下列现象中，通过做功方式改变物体内能的是
（ B ）
A. 光照取暖 B. 摩擦生热
C. 冰敷降温 D. 炉火加热
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5. 关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法中正确的是（ C ）
A. 吸气冲程：只吸入空气
B. 压缩冲程：缸内温度降低
C. 做功冲程：气体推动活塞做功
D. 排气冲程：内能转化为机械能
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6. （2023·无锡）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团
干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧.下压过程中活塞
对筒内空气 ，空气的 能增大，该能量转化过程与汽油机
的 冲程相同.
（第6题）
做功
内
压缩
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
7. （2023·盐城）汽油机的一个工作循环中，能量转化方式与图示“爆
炸”过程相同的是（ C ）
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C. 做功冲程 D. 排气冲程
（第7题）
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8. ★如图所示为内燃机的四冲程工作示意图，下列说法中，正确的是
（ C ）
（第8题）
C
A. 一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
B. 图乙冲程能获得动力
C. 图丁冲程有明显的机械能转化为内能的过程
D. 图丙冲程存在化学能转化为内能的过程
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9. （2023·扬州江都期末）下列图像能反映汽油机做功冲程中，汽缸内
燃气压强p和温度t变化情况的是（ B ）
A. B.
C. D.
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10. （2022·内江）如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的橡胶
塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口
处的小风车转动.下列说法中，正确的是（ B ）
A. 水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B. 实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C. 玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D. “白气”使小风车转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
（第10题）
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11. 某单缸四冲程汽油机的汽缸的活塞面积为30cm2，一个冲程中活塞在
汽缸中移动的距离为50mm，满负荷工作时做功冲程中燃气的平均压强
为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800r.当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力.
解：（1）F＝pS＝9.0×105Pa×30×10－4m2＝2.7×103N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功.
解：（2）W＝Fs＝2.7×103N×50×10－3m＝135J
（3）汽油机的功率.
解：（3）1800r/min＝30r/s，一个工作循环中飞轮转2r，做一次功，所用时间t＝s，P＝＝＝2025W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12. 如图甲所示为四缸发动机的工作原理图，内燃机通过连杆把四个汽
缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程彼此错开，在飞轮转
动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压
缩和排气工作.
（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对
外做功，同时将 能转化为 能.
内
机械
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示.其中排量等于四个
汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积是指活塞从上止点到下止点所扫过
的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离
（即冲程长）.转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的转数.
排 量 2.0L
输出功率 120kW
转 速 6000r/min
① 该发动机在1s内做功 J，单缸排量V＝ L.
② 在每个做功冲程里，发动机对外做功 J.
1.2×105
0.5
600
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV，式中p表示
燃气对活塞的压强，则p＝ Pa.
（4）如图乙所示为发动机在做功冲程中的示意图.下面给出公式W＝pV
的推导过程，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表
示）.设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对
活塞的压力F＝ ，燃气对活塞所做的功W＝ ，又根据数学
知识可知发动机的单缸排量V＝ ，
故W＝pV.
1.2×106
pS
pSl
Sl
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12(共18张PPT)
专题特训（四） 机械能的分析与求解
第十二章 机械能和内能
类型一 定性分析类
1. 如图甲所示，质量忽略不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，
将一重力G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小
球落到弹簧上并压缩弹簧到最低点，然后又被弹起而离开弹簧，上升到
一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测
出这一过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则在上述过程
中，t1时刻小球的动能 （是/不是）最大的；小球在从最高点到
最低点的运动过程中，动能的变化情况是 ；t2～t3时
间段内，小球增加的动能 （大于/
等于/小于）弹簧减少的弹性势能，上述过
程中小球和弹簧总的机械能 （是/不是）
守恒的.
不是
先变大后变小
小于
是
1
2
3
4
5
6
7
2. 如图所示，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端
通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放.
在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线的拉力大小为F，细线的重
力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起，则（ B ）
A. 钩码落地前F＝3mg，Q的机械能增大
B. 钩码落地前F＜3mg，Q的机械能增大
C. 钩码落地后F＝2mg，P的机械能不变
D. 钩码落地后F＞2mg，P的机械能减小
（第2题）
B
1
2
3
4
5
6
7
3. （2022·苏州）某手机软件具有录音和显示波形的功能.某乒乓球爱好
者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用该手机软件记录下乒乓球碰
撞台面时发出的声音，其波形随时间的变化如图所示.下列说法中，正
确的是（ C ）
A. 每次发声的时间间隔相等
B. 整个过程中乒乓球的机械能不变
C. 乒乓球每次弹起时的动能依次减小
D. 乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同
（第3题）
C
1
2
3
4
5
6
7
类型二 定量计算类
4. 小丽在探究“弹簧弹力大小与形变量的关系”时，发现同一根弹簧的弹力大小F与形变量Δx 的比值k恒定.现小丽有两根原长相等的弹簧1和2，已知 k1∶k2＝1∶2，在两根弹簧下分别挂同一物体，静止时弹簧1和2的伸长量分别为Δx1和Δx2，则Δx1∶Δx2＝ .小丽通过查阅资料知道弹簧的弹性势能Ep＝kΔx2，此时弹簧1和2的弹性势能分别为Ep1 和Ep2，则Ep1∶Ep2＝ .小丽将弹簧1和2同时用来悬挂一物体，静止时如图甲所示，两弹簧的弹性势能之和为 Ep甲.将弹簧1和2连接后用来悬挂同一物体，静止时如图乙所示，两弹簧的弹性势能之和为Ep乙 ，则
Ep甲∶Ep乙＝ .（已知图甲情况下悬挂物体时弹簧1和2
伸长量相同，整个实验中弹簧所受重力不计，且均处于弹性限
度范围内）
2∶1
2∶1
2∶9
1
2
3
4
5
6
7
5. （2023·株洲）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek
与距离地面的高度h的关系如图所示.已知铅球脱手的高度h为2m，铅球
落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球脱手时其重
力势能为（ A ）
A. 80J B. 100J
C. 180J D. 280J
（第5题）
A
1
2
3
4
5
6
7
6. 体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜
向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远.小明查阅
资料后知道：足球所做的运动叫作斜抛运动，其运动轨迹如图甲所示.
足球初始运动方向与水平方向的夹角叫作抛射角，抛出点到落地点的水
平距离叫作射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关.若物体的动能
大小Ek＝mv2，重力势能大小Ep＝mgh，不计空气阻力，g取10N/kg，请
回答下列问题：
1
2
3
4
5
6
7
（1）若将质量为0.4kg的足球从地面踢出时，具有的动能是120J，足球
被踢出后足球能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能
是 .
（2）若足球的射程x与抛出速度v、抛射角θ之间满足公式x＝
，当足球以20m/s且与水平方向成45°角的速度被踢出时，足
球的射程是 .
100J
40m
1
2
3
4
5
6
7
（3）足球运动的速度v可以分解成水平方向的速度vx和竖直方向的速度
vy，三者可构成如图乙所示的矩形.足球在空中飞行时，水平方向的速度
保持不变，竖直方向的速度先减小后增大.若足球在地面以10m/s且与
水平方向成45°角的速度被踢出，当足球的速度与水平方向的夹角为
30°时，足球距地面的高度约为 m.（结果保留两位小数）
3.33
1
2
3
4
5
6
7
7. 已知物体的重力势能表达式为Ep＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2；其
中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速
度，g取10N/kg，取地面为零势能面.如图所示，将一质量为0.4kg的物体
从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出.不计空气阻力，物
体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒.求：
（第7题）
（1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1.
解：（1）物体被抛出时的重力势能
Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J；
动能Ek1＝mv2＝×0.4kg×（2m/s）2＝0.8J
1
2
3
4
5
6
7
（2）物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功W.
解：（2）物体从被抛出至落地的过程中，其重力所做的功
W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J
（3）物体落地前瞬间的动能Ek2.
解：（3）物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动
能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能，所以物体落地前瞬间
的动能Ek2＝Ek1＋Ep＝0.8J＋6J＝6.8J
（第7题）
1
2
3
4
5
6
7
热学综合计算
1. 北方冬季通常用水供暖，家中安装由多个相同规格的单片组成的一组
暖气片.客厅内一组水流量为0.6m3/h的暖气片中水的进户温度是70℃，
回水温度是50℃.采暖时热量利用效率为60％，供暖5h，客厅暖气片内
的热水在循环过程中释放的有效热量为 J；完全燃烧
kg的无烟煤放出的热量可供该组暖气片供暖5h.[假设无烟煤燃烧
放出的热量全部被水吸收，q煤取3.6×107J/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，
c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
1.512×108
7
1
2
3
2. （2023·成都）小美在老师的指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯
各装100g水，用酒精灯加热甲烧杯，煤油灯加热乙烧杯，直至杯内水沸
腾1min，立即熄灭灯，测得消耗酒精4g、煤油2.5g.她根据实验数据绘制
了水温与加热时间的关系图像（如图）.若水沸腾前质量不改变，同一
杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，q酒精取3.0×107J/kg，q煤油取
4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg·℃），则下列说法中，正确的是
（ B ）
B
A. 整个过程中，甲杯内的水吸收的热量更多
B. 前3min内，乙杯中的水吸收的热量为3.36×104J
C. 消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108J
D. 酒精灯的加热效率为28％
1
2
3
3. 小刚家购买了一款如图所示的户外分体式燃气炉，准备去户外野炊.
该燃气炉的功率为4500W（指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出
4500J的热量）.
（第3题）
项 目 每次耗时/min 次 数
炒 菜 8 3
煮 汤 10 1
烧 水 3 2
1
2
3
（1）在标准大气压下，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s，燃气炉烧水时的效率是多少？[ρ水＝1.0×103kg/m3，
c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
解：（1）由ρ＝可得，水的质量
m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1.0×10－3m3＝1 kg，
标准大气压下水沸腾时的温度为100℃，则水吸收的热量
Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃－25℃）
＝3.15×105J，
燃气完全燃烧放出的热量Q放＝Pt＝4 500W×140s＝6.3×105J，
则燃气炉烧水时的效率η＝×100％＝×100％＝50％
1
2
3
（2）小刚查阅说明书得知：该燃气炉的功率[单位：瓦（W）]与耗气量
[单位：克/时（g/h）]的比值为15，请计算该燃气炉所使用燃料的热值.
解：（2）燃气炉功率与耗气量的比值为15，即＝15，
解得M ＝300 g/h，表示燃气炉每小时消耗300g的燃气.
由题意可知，燃气炉每小时放出的热量
Q放＝Pt'＝4 500W×3 600s＝1.62×107 J，
由Q放＝mq可得，该燃气炉所使用燃料的热值
q＝＝＝5.4×107J/kg
1
2
3
（3）小刚计划野炊时为家人做顿可口的饭菜，如表所示为他在出发前
做的规划，则他至少应携带几个净含量为120g的储气罐？
解：（3）做饭总共用时
t总＝8 min×3＋10min＋3min×2＝40min＝2 400s，
一共消耗的热量Q总＝Pt总＝4 500W×2 400s＝1.08×107J，
一个储气罐中气体燃料完全燃烧放出的热量
Q0＝m0q＝120×10－3kg×5.4×107J/kg＝6.48×106J，
需要储气罐的数量n＝＝≈1.7，
所以小刚至少要带2个净含量为120g的储气罐
项目 每次耗时/min 次数
炒菜 8 3
煮汤 10 1
烧水 3 2
1
2
3
