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【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案（全国通用版）
专题12.1 内能及内能的利用单元学案
课标要求
1. 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 2. 通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 3.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 4.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。 5. 从能量转化和转移的角度认识效率。 6. 列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 分子热运动、内能 ★★ 内能及其利用部分，每年考查1-2道题,分值为2-6分。题型有选择、填空、探究实验及计算，难度系数为0.7。2025年选择、填空仍然是重点，涉及比热容及热值的理解与计算会在选择题、填空题里体现。有的省会考查比较不同物质吸热能力的实验，也有省会在综合计算题里考比热容热值热效率计算。
考点2 热机、能量的转化和守恒 ★
考点3 比热容及热值的理解与计算 ★★
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
知识点一：分子热运动
1.定义：一切物质的分子都在永不停息地做______运动。
2.影响因素:温度越高，热运动越剧烈。
(1)不同物质在相互接触时，相互______的现象叫扩散。
(2)扩散在气体、液体和固体间都能发生，但扩散的程度不同。扩散现象表明：分子是不停地运动的；还表明分子之间有间隙。
3.分子动理论内容
（1）物质是由______组成的。
（2）一切物体的分子都在不停地做_______的运动
（3）分子间有相互作用的____力和斥力。
知识点二：内能
1.定义：物体内部_____分子的动能和势能的总和叫内能。由于分子的动能与温度有关，分子的势能与分子间的相互作用力以及距离有关，所以物体的内能与______、______有关。
2.改变物体内能的方法
(1)用______的方法可以改变物体的内能。对物体做功，可以使物体的内能增加；物体对外做功，可以使物体的内能减少。用做功的方法改变物体的内能，实质是能的转化。
(2)用_______的方法可以改变物体的内能。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。用热传递的方法改变物体的内能，实质是能的转移。
（3）热传递和做功的区别
实质 条件 方式（方法） 举例
热传递 内能的转移过程 不同的物体或物体的不同部分之间存在温度差 热传导、热对流、热辐射 烧红的铁块放入冷水中，内能从高温铁块转移到低温的水，铁块的内能减少，水的内能增加
做功 其他形式的能与内能之间的相互转化过程 外界对物体做功，物体的内能增加 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、拧弯物体 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折细金属丝
物体对外界做功，物体的内能减少 体积膨胀等 装着开水的暖水瓶内的水蒸气将瓶盖顶起来，水蒸气的内能减少
【知识拓展】影响一个物体内能大小的主要因素
影响因素 解释
温度 温度越高，物体内部分子的无规则运动越剧烈，分子动能越大。另外由于热胀冷缩，温度升高，物体体积变大，分子间势能也变大，所以物体的温度越高，内能越大
质量 质量反映了物体内分子数目的多少。在其他条件相同时，质量越大，物体内分子个数越多，分子动能和分子势能总和就越大，即内能越大
体积 体积体现了分子间平均距离的大小。分子间距离的大小变化引起分子间作用力大小的变化，从而影响分子势能的大小，也就影响了内能大小
种类 不同物质的分子大小、结构都不同，在温度、质量相同时，尽管它们的分子平均动能相同，但分子间作用力不同，分子势能不同，物体内分子个数也不同，所以内能不同
状态 物体的物态不同，分子间距不同，相互作用力也不同，分子势能就不同。因此物体的物态影响内能的大小。比如50 g、0 ℃的水的内能比50 g、0 ℃的冰的内能大。同种物质质量、温度都相同时，处于气态时内能最大，液态时次之，固态时最小
知识点三：热量和比热容
1.热量：在热传递过程中，物体_____改变的多少叫热量。单位：焦耳(J）。热量是反映在热传递的过程中内能的改变量，因此热量是一个过程量。一个物体温度很高，不能说它的热量多，如果没有发生热传递，就没有热量可言。
2.比热容定义：单位_____的某种物质温度升高(降低）1℃所吸收 (放出）的热量。
3.单位：J/(kg·℃）。
4.水的比热容
(1) 数值：C水=4.2×10J/(kg·℃）
(2) 意义：1kg水温升高(或降低）1℃所吸收 (或放出）的热量是4.2×10J。
(3) 应用：“暖气”取暖用水作介质，机器中的冷却水循环系统等。
5.热量的计算
（1）计算物体吸收热量的公式为：____________
（2）计算物体放出热量的公式为：____________
其中，Q吸表示吸收热量，单位是J；c表示物体比热容，单位是J/(kg·℃)；m表示质量，单位是kg；t0表示物体初始温度，单位是℃；t表示物体后来的温度，单位是℃。⊿t=t-t0表示物体升高了的温度。⊿t=t0-t，表示物理降低了的温度。
注意：不同物质的吸热能力的实验基本要领
【实验装置】
【探究方法】控制变量法，转换法
【探究过程】
1.安装实验装置顺序：自下而上安装好实验装置;在两个铁架台的底座上各放一个规格相同的酒精灯，调好铁圈的高度，将石棉网放在铁圈上。
2.取相同质量的水和煤油分别倒入两只烧杯中。
3.分别给两液体加热，加热时上下反复缓慢地提拉搅拌器，记下不同时刻的温度。
4.记录数据, 绘制T-t 图像。
【实验图像】
【实验结论】质量相同的水和食用油吸收相同的热量，食用油的温度升高的较大
【注意事项】
1.实验器材组装顺序：自下而上。
2.温度计放置位置：不要碰到容器壁和容器底。
3.选择相同的酒精灯加热目的是：使水和煤油在相同加热时间吸收相同的热量相同。
4.通过加热时间的长短，来体现液体吸收热量的多少，此方法为转换法。
5.实验中各数据可能有较大差异，原因：①酒精灯规格难以保证完全相同，②实验中热量有损失。
6.使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。
【器材作用】①实验测量仪器：温度计、停表分别用于测量温度和加热时间。
②搅拌器的作用：使液体受热均匀。
③石棉网：使烧杯底部受热均匀。
知识点四：热机
1.热机：利用______做功的机械叫热机。
热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2. 内燃机的工作原理
（1）汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、_______。
冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；
压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；
做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；
排气冲程—靠惯性运动，排出废气。
（2）柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、_______。
柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。
要点诠释：汽油机和柴油机的异同点：
不同点 相同点
项目 汽油机 柴油机 （1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。 （2）都将内能转化为机械能。 （3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴
点火方式 压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式 压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式
燃料 汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物 柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是空气
压缩比 压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6 压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16
做功 做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功 做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功
效率 效率较低20％至30％ 效率较高30％至45％
用途 轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具 笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
知识点五：热值和热机效率
1．热值（q）：1kg某种燃料______燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。
（1）燃料燃烧放出热量：Q放 ＝qm；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。）
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
2.热机的效率：用来做_____的那部分能量和燃料_______放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：
3.在热机的各种损失中，______带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。
注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）； ②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。
知识点六：能量转化与守恒
1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式_____为另一种形式，或者从一个物体_____到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
定律中能的_______，是指通过做功，能的形式发生了变化，一种形式的能转化为另一种形式的能。如钻木取火，就是通过克服摩擦做功，使机械能转化为内能。能的______，是指同一种能从一个物体转移到另一个物体上，能的形式没有变化，如热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体。
【答案】知识点一：分子热运动
1.无规则 2. (1)渗透 3.（1）分子（2）无规则（3）引
知识点二：内能
1.所有 温度、体积。 2. (1)做功 (2)热传递
知识点三：热量和比热容
1.内能 2.质量
5.（1）Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t （2）Q放=cm(t0-t)=cm⊿t
知识点四：热机
1.内能 2. （1）火花塞。（2）喷油嘴。
知识点五：热值和热机效率
1．完全 2.有用功 完全燃烧3.废气
知识点六：能量转化与守恒
1.转化 转移 2.转化 转移
考点1. 理解分子动理论
1. 分子的直径较小，在肉眼、显微镜下，均看不到，只能在电子显微镜下才能看见；灰尘满天飞，肉眼能看见，故不属于分子运动；分子的运动与温度有关，故分子的运动又称之为分子的热运动；
2. 对扩散现象的理解
发生在两种不同的物质之间；分子间存在间隙；分子在永不停息的做无规则运动；
温度越高，分子云动越剧烈；
3. 分子间相互作用力的理解
（1）分子间引力和吃斥力同时存在；
（2）当物体被拉升时，对外表现为引力，即此时，斥力小于引力；
（3）当物体被压缩时，对外表现为斥力，即此时，斥力大于引力。
考查角度1. 分子热运动和扩散
【例题1】（2024甘肃临夏）中华诗词博大精深，“会挽雕弓如满月”——用力拉弓，弓被拉满，说明力可以改变物体的________。“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”——人能闻到花香是________现象。
【答案】 形状 扩散
【解析】用力拉弓，弓被拉满，弓因为受力而发生形变，说明力可以改变物体的形状。
人能闻到花香是扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动。
【变式练1】（2023四川内江）如图所示的四个情景，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，闻到花香说明了分子在永不停息地做无规则运动
B. 图乙中，让笔杆热起来，只能采用做功的方式
C. 图丙中，两个铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在斥力
D. 图丁中，汽油机的做功冲程把机械能转化为内能
【答案】A
【解析】A．闻到花香，是鲜花的芳香油分子运动到空气中的结果，这种现象叫做扩散现象，说明了组成物质的分子在永不停息地做无规则运动。故A正确；
B．改变物体内能的方式有做功和热传递，因此让笔杆热起来，除了做功的方式，还有热传递的方式，故B错误；
C．图丙中，底面削平的铅块紧压后，能吊住重物，是因为两铅块分子距离足够小，分子间的作用力表现为引力，而不是斥力，故C错误；
D．图丁中，两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，该冲程内能转化为机械能，故D错误。
故选A。
【变式练2】关于扬州美食中的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A. 翡翠烧麦呈现绿色是因为吸收了绿光
B. 麻鸭汤沸腾后用文火加热，温度升高
C. 用蒸笼蒸包子是通过做功的方式增加包子的内能
D. 盐水鹅香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】D
【解析】A．翡翠烧麦呈现绿色因为反射绿光进入眼睛，故A错误；
B．麻鸭汤沸腾后用文火加热，温度保持沸点不变，故B错误；
C．用蒸笼蒸包子是通过热传递的方式增加包子的内能，包子吸收热量，内能增大，温度升高，故C错误；
D．盐水鹅香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动，香气分子不断扩散到空气中，故D正确。
故选D。
考查角度2. 分子间相互作用力
【例题2】（2024江苏盐城）将两个表面光滑的铅块相互挤压，它们会粘在一起，不容易拉开，这一现象说明（ ）
A. 分子间有空隙 B. 分子在运动
C. 分子间有斥力 D. 分子间有引力
【答案】D
【解析】两个表面光滑的铅块相互紧压后，它们会黏在一起，是分子运动的结果，说明了分子间有引力。
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【变式练1】（2024四川绵阳一模）有甲、乙两个实验事实。甲：把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，看到金与铅相互渗入约1mm深。乙：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧压在一起，两个铅柱会结合在一起，甚至不易拉开。对这两个实验事实的分析，正确的是（ ）
A. 甲说明固体间也能发生扩散，乙说明分子间存在引力
B. 甲说明分子间存在引力，乙说明固体间也能发生扩散
C. 甲说明分子间存在斥力，乙说明分子间有间隙
D. 甲说明分子间有间隙，乙说明分子间存在斥力
【答案】A
【解析】把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1mm深，表明固体之间也能发生扩散现象；将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧压在一起，两个铅柱就会结合在一起，甚至不易拉开，主要是因为铅柱的分子之间存在引力，故A正确，BCD错误。
故选A。
【变式练2】（2024四川广元一模）生活中很多现象都蕴含着物理知识，下列说法中不正确的是（ ）
A. 塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力
B. 用水作汽车冷却剂是利用了水比热容大的特点
C. 冬天跑步，身体就感觉暖和，是通过做功的方式改变身体的内能
D. 端午期间，粽香四溢，能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动
【答案】A
【解析】A．塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上，是利用大气压的作用，故A错误，符合题意；
B．水的比热容较大，吸热或放热本领大。用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点，在同等情况下，能够吸收较多的热量，故B正确，不符合题意；
C．做功和热传递都能改变物体的内能。冬天跑步，身体就感觉暖和，是通过做功的方式改变身体的内能，故C正确，不符合题意；
D．粽香四溢，能闻到粽香属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确，不符合题意。
故选A。
考点2. 内能及其改变
1. 对内能的理解
一切物体都具有内能；
影响物体内能的主要因素：质量、温度、物质的种类和状态；
物体的内能属于微观量，由于分子的个数无法计量，故其大小不能计算（初中阶段），只能比较；
2. 改变物体内能的方式
做功和热传递；做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
3. 做功改变物体的内能：做功可以改变物体的内能有两层含义：外界对物体做功，则机械能转化为物体的内能；若物体对外界做功，则物体的内能转化为机械能。
4. 判断内能改变方式的关键：判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程，在此过程中能的形式不发生变化；做功的实质是能的转化过程，能量从一种形式转化成另一种形式。
考查角度1. 内能概念及影响内能因素
【例题3】（2024山西）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的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CO2，气体内能增大，温度降低
B. 高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高
C. 高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高
D. 高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低
【答案】D
【解析】AB．高压泵压缩CO2，此时对气体做功，因此气体内能增大，温度升高，故AB错误；
CD．高压CO2气体喷出时，气体对外做功，内能减小，温度降低，故C错误，D正确。故选D。
【变式练1】下列说法中，正确的是（ ）
A．运动的物体具有内能，静止的物体没有内能；
B．寒冷的冬季，放在户外的一瓶矿泉水结成冰，其内能消失；
C．用打气筒给自行车轮胎打气时，打气筒壁发热，主要是通过做功的方式增大了筒壁的内能；
D．温度高的物体一定比温度低的物体的内能大
【答案】C
【解析】A．一切物体都具有内能，内能与是否运动无关，故A错误；
B．水结成冰，温度降低，但内能没有消失，故B错误；
C．用打气筒给自行车轮胎打气时，打气筒壁发热，机械能转化为内能，主要是通过做功的方式增大了筒壁的内能，故C正确；
D．内能的大小跟质量、温度、状态有关，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故D错误。
故选C。
【变式练2】（2024四川绵阳二模）新材料为人们带来了“神奇”的55℃恒温水杯。这种水杯在夹层中有一种传热材料，把沸水倒入恒温水杯中，传热材料快速吸收沸水热量并贮存起来，使水温快速降到55℃左右；当水温低于55℃时，传热材料缓慢释放热量，水温保持基本不变。则（ ）
A. 在快速降温过程中，传热材料吸热内能减少
B. 在快速降温过程中，水放热内能减少
C. 在温度保持不变时间内，传热材料放热内能增加
D. 在温度保持不变时间内，水吸热内能减少
【答案】B
【解析】AB．在快速降温过程中，传热材料吸热内能增加，水放热内能减少，故A不符合题意，B符合题意；
CD．在温度保持不变时间内，传热材料缓慢释放热量，内能减少，水吸热内能增加，故CD不符合题意。
故选B。
考查角度2. 改变物体内能的方式
【例题4】（2024广西）关于分子动理论，谚语“有麝自来香，不必迎风扬”表明了分子在不停地做无规则的_______；寒冬，我们常搓手取暖，这是通过_______（选填“做功”或“热传递”）的方式增大内能。
【答案】 运动 做功
【解析】谚语“有麝自来香，不必迎风扬”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
我们常搓手取暖，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能。
【变式练1】（2024沈阳一模）东北铁锅炖深受大家喜爱，炖煮锅内食物是通过______的方式改变内能，锅内食物香味四溢，说明分子在不停地做______。
【答案】 热传递 无规则运动
【解析】炖煮锅内食物时，食物吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递改变内能。
锅内食物香味四溢，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
【变式练2】（2024海南一模）下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景，通过做功使物体内能增加的是（ ）
A 把铁丝反复弯折，弯折处变热；
B. 把钢球放入炉火中，烧一段时间；
C. 冬天，用热水袋对手进行取暖；
D. 水烧开时，水蒸气将壶盖顶起
【答案】A
【解析】A．把铁丝反复弯折，弯折处变热，是摩擦生热，属于做功改变铁丝的内能，符合题意；
B．把钢球放入炉火中，烧一段时间，是热传递改变钢球的内能，不符合题意；
C．冬天，用热水袋对手进行取暖，是热传递改变手的内能，不符合题意；
D．水烧开时，水蒸气将壶盖顶起，是热传递改变水蒸气的内能，不符合题意。故选A。
考点3. 比热容
1. 属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质，如质量，不随外界的条件的变化而变化。特性一种物质区别于其他物质的性质，在外界条件变化时会发生变化，比如比热容是物质的已知特性，会随物质状态的
变化而变化。
2.比热容图像
（1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短；
（2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。
3. 水的比热容大的应用，主要有两个方面
（1）一定质量的水吸收（或放出）很多的热量而自身的温度却变化不多，有利于调节温度；
（2）一定质量的水升高（或降低）一定温度，吸热（或放热）很多，常用作冷却剂或供热介质。
4. 涉及比热容、热量的计算
（1）用公式计算时注意区分温度和温度差：计算物质吸收或放出热量时，要注意公式中的△t是温度差而不是某一温度。1）Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t 2）Q放=cm(t0-t)=cm⊿t
（2）用比例法解题：第一步，以比值的形式写出要求的比值；第二步，用公式展开要求的比值；第三步，代入各物理量的数值；第四步，计算求解。
（3）热传递过程中，在没有热量损失的情况下，Q吸=Q放
5. 在解决比热容实验时，需要十分注意两种物理科学方法的运用
（1）控制变量法：该实验中药注意三个变量：质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的，哪些量是相同的；
（2）转换法：物质吸收热量的多少难以直接测量，所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多少。
考查角度1. 比热容概念及在生产生活中的应用
【例题5】 （2024福建）水约占人体体重的60%~70%，有助于调节体温，原因之一是水具有较大的（ ）
A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容
【答案】D
【解析】A．热值最大是氢，常用作火箭的燃料，故A不符合题意；
B．水的密度是，故B不符合题意；
C．温度是物体冷热程度，故C不符合题意；
D．因为水具有较大的比热容，是，所以水有助于人体调节体温，故D符合题意。
故选D。
【变式练1】在下列过程中，物质的比热容会发生变化的是（ ）
A．把一块钢板压制成钢锅；
B．把铁屑熔化后铸成铁块；
C．把开水倒入冷水中；
D．水放热凝固成冰块
【答案】D
【解析】ABC.比热容和物质的种类及状态有关，板压制成钢锅、铁屑熔化后铸成铁块、开水倒入冷水中物质的种类都没有发生变化，所以物质的比热容不变，故ABC不符合题意；
D.比热容和物质的种类及状态有关，水放热凝固成冰块，物质的状态发生了变化，比热容发生变化，故D符合题意。故选D。
【变式练2】（2024湖南长沙二模）下列事例中，不是利用水的比热容大的特性的是（ ）
A．沿海地区的温差变化小；
B．晚间，在春播秧田里灌水保温；
C．在发烧病人的额头上擦冷水降温；
D．汽车发动机用水作为冷却剂
【答案】C
【解析】A、沿海地区和沙漠地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸、放热条件下，水的温度变化小，昼夜温差小；沙漠地区多砂石，砂石的比热容较小，在相同的吸热条件下，砂石的温度变化大，故不符合题意；
B、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧田里灌水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故与水的比热容有关，不符合题意；
C、在发烧病人的额头上擦冷水降温，是利用水蒸发吸热的原理，故符合题意；
D、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故不符合题意。故选C。
考查角度2. 探究不同物质吸热能力的实验
【例题6】（2024齐齐哈尔市）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及______（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油；
（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较______来比较物质吸收热量的多少；
（3）实验中选取初温不同、______相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较______来比较不同物质吸热能力的强弱；
（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃；
（5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90
【答案】 （1）停表 （2）加热时间 （3） 质量 升高的温度 （4） B 66 （5）水
【解析】（1）比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此缺少的实验器材是秒表。
（2）实验中用两个相同的电加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通过比较加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少。
（3）根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，实验中要控制不同物质的质量相等，即实验中应量取质量相等的水和煤油，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
（4）使用温度计测量液体的温度时，视线要与液柱的上表面相平，故B正确。
由图3可知，温度计的分度值为1℃，此时是零上，因此温度计示数为66℃。
（5）由表格中数据可知，水和煤油加热相同的时间，水升高的温度较低，说明水的吸热能力更强。
【变式练1】小明学习了比热容知识后，想比较A、B两种未知液体的比热容大小，进行如下实验：
（1）找来两个带保温层的相同电热杯，不计与外界发生的热传递，如图甲所示；
（2）将 _______相等的A、B两种液体分别倒入两个电热杯中，然后将两种液体均加热到60℃；
（3）将长时间处于室温的两个完全相同的铜块，分别浸没在两种液体中，盖好盖子；
（4）经过一段时间，温度计示数稳定后，A液体中温度计示数如图乙所示，则A液体温度降为 _________℃，B液体温度降为53.0℃；
（5）分析可知，_____液体放出的热量多，_____液体的比热容较大。
【答案】 （2）质量 （4）56 （5） A A
【解析】（2）比较A、B两种未知液体的比热容大小，根据控制变量法可知需要控制两液体的质量相等。
（4）由乙图可知，A液体温度降为56℃，则A液体则铜块的末温为56℃。
（5）B液体温度降为53℃，则B液体中铜块的末温为53℃，铜块的初温相同，根据Q=cmΔt可知，A液体中铜块吸收的热量较多，则A液体放出的热量多；即
cAmΔtA>cBmΔtB
代入数据可得
cAm(60℃-56℃)>cBm(60℃-53℃)
整理可得cA>cB，所以A液体的比热容较大。
【变式练2】（2024云南一模）小华在探究“不同物质的吸热能力”时，用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热（不考虑热损失）。已知液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示，分析图像可知：水在5min内吸收的热量为______J，液体的比热容为_____。
【答案】
【解析】根据及图像可得，水在20min内吸收的热量为
则水在5min内吸收的热量为
根据及图像可得，液体和水在15min内吸收的热量相同，可得液体的比热容为
考查角度3. 热量（含比热容）的计算
【例题7】（2024安徽省） 一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为______ J/(kg·℃)。
【答案】0.6×103
【解析】由题意知，水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-25℃)=4.2×103J
因金属块放出的热量全部被水吸收，则金属块放出的热量为4.2×103J，则金属块的比热容为
【变式练1】（2024上海）质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克·℃）]
【答案】4.2×105焦
【解析】水吸收的热量
答：水吸收的热量4.2×105焦。
【变式练2】（2023绵阳四诊）某同学做探究“物质M熔化特点”的实验，加热效率始终不变，实验结果如图所示。则M在B点时的状态是_______（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）；前2min，M吸收的热量为_______J。[M的质量为100g，已知图中CD段物质比热容为4×103J/（kg·℃）]
【答案】 固态 2×103
【解析】物质在B点时刚开始熔化，所以为固态。
由于相同时间内物质吸收的热量相同，则CD段M吸热的时间为4min，是AB段吸收的热量的2倍，故CD共吸收的热量为
Q＝cmΔt＝4×103J/（kg·℃）×0.1kg×10℃＝4×103J
前2分钟，M吸收的热量
考点4. 热机
1. 热机利用“内能”来做功，最终将内能转化为机械能，而不是利用其他能量来做功。
2. 内燃机工作冲程的判断：
第一步看气门 看两气门开、闭情况。若两气门都关闭，则内燃机处于压缩或做功冲程；若有一个气门打开，内燃机处于吸气或排气冲程
第二步看活塞 看活塞运动方向。活塞向上运动时，内燃机处于压缩或排气冲程；若活塞向下运动，内燃机处于吸气或做功冲程
第三步综合分析 综合两个气门和活塞的工作情况得出结论
3. 汽油机与柴油机的判断
汽油机 柴油机
结构 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴
吸气冲程 吸进空气和汽油的混合物 吸进空气
点火方式 点燃式 压缩式
4. 内燃机做功中的关联条件：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（要深刻理解记忆这一结论，在计算时非常有用）。
考查角度1. 热机及工作原理
【例题8】（2024贵州省）内能的利用推动了工业和社会的快速发展。下列机器设备利用内能工作的是（ ）
A. 电动机 B. 计算机 C. 汽油机 D. 照相机
【答案】C
【解析】A．电动机是利用电能转化为机械能来工作的，故A不符合题意；
B．计算机是利用电能工作的，故B不符合题意；
C．汽油机属于热机，是利用内能转化为机械能来工作的，故C符合题意；
D．照相机是利用凸透镜成像的原理工作的，当物体在二倍焦距之外时，成倒立缩小的实像，故D不符合题意。故选C。
【变式练1】“钻木取火”过程中的能量转化与四冲程热机的___________冲程的能量转化方式相同；热机工作过程中有大量的能量损失，其中___________带走的能量最多。
【答案】 压缩 废气
【解析】“钻木取火”过程中的能量转化是将机械能转化为内能，而四冲程热机中压缩冲程是将机械能转化为内能。
热机工作过程中有大量的能量损失，比如废气内能、散热损失、机器损失，其中废气带走能量最多。
【变式练2】如图是四冲程汽油机某个冲程的剖面图，下列说法错误的是（ ）
A. 汽油是不可再生能源
B 汽油机工作时，会闻到汽油味，属于扩散现象
C. 该冲程是压缩冲程，将机械能转化为内能
D. 该冲程是做功冲程，燃气推动活塞做功，其内能减小，温度降低
【答案】D
【解析】A．汽油是从石油提炼而来的，石油再生周期很长，是不可再生能源，故A正确，不符合题意；
B．汽油机工作时，会闻到汽油味，是汽油分子进入空气，引起了嗅觉，属于扩散现象，故B正确，不符合题意；
C．进气门和排气门关闭，活塞向上运动，该冲程是压缩冲程，将机械能转化为内能，故C正确，不符合题意；
D．做功冲程进气门和排气门关闭，活塞向下运动，，燃气推动活塞做功，其内能减小，温度降低，与图不符，故D错误，符合题意。故选D。
考查角度2. 汽油机和柴油机以及相关计算
【例题9】（2024北京）下列说法正确的是（ ）
A. 铁块很难被压缩，说明分子间只存在斥力
B. 燃料完全燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C. 汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能
D. 物体吸收热量，温度一定升高
【答案】C
【解析】A．铁块很难被压缩，说明分子间存在斥力，引力和斥力是同时存在的，故A错误；
B．热值是燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比，只与燃料的种类有关，质量未知，无法比较热值的大小，故B错误；
C．汽油机的做功冲程主要是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D．晶体熔化时，物体吸收热量，温度不变，故D错误。
故选C。
【变式练1】（2024黑龙江龙东）汽油机将内能转化为机械能的是__________冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功____________次。
【答案】 做功 20
【解析】汽油机的做功冲程是通过气体对外做功将内能转化为机械能的。
汽油机的转速为2400r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于40r，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，故对外做功20次。
【变式练2】 （2024四川南充一模）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功_______次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油________kg（q汽油=4.6×107J/kg）。
【答案】 25 0.9
【解析】飞轮每转动两转，完成四个冲程，对外做功一次。飞轮每秒的转速
每秒对外做功25次。
工作1h时，飞轮对外做功
消耗汽油放出的热量
消耗汽油的质量
【变式练3】（2024海南一模）如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是______冲程，与它原理相同的是______图所示的演示实验。
【答案】 压缩 E
【解析】B图汽油机两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能。
图E中活塞向下运动，压缩玻璃筒内的气体，机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程原理相同。
考点5. 热机效率
1. 对热值的理解
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值。从定义上看，热值是燃料的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关。
2. 热值相关计算
解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收，从而建立等式关系Q放=Q吸。
3. 对热机效率高的两种理解：（1）当燃烧相同的燃料时，效率高的做的功多；（2）当做的有用功相同时，效率高的消耗的燃料少。
4. 热机效率与功率的区别
热机效率 热机功率
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 单位时间内做的功
物理意义 反映热机对能量的利用 反映热机做功的快慢
定义式
5. 热值、比热容与热机效率综合：
（1）物质吸热时，利用比热容的概念计算吸收的热量；
（2）物质燃烧时，利用热值概念计算发出的热量；
（3）根据热机效率的概念计算待求物理量。
考查角度1. 热值及相关计算
【例题10】（2024武汉市）绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳目标”，武汉市区某高架桥上修建了一段全封闭“光伏声屏障”试验路段，如图所示。“光伏声屏障”既可以控制噪声，又可以提供电能，比传统的声屏障设备更节能环保。
（1）“光伏声屏障”是通过阻断噪声______的方式来控制噪声的；
（2）“光伏声屏障”路段的每一块玻璃上贴满了81个小光伏电池板，这些光伏电池板利用太阳能的方式是将太阳能转化为______。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约，相当于完全燃烧______kg的无烟煤释放的能量。（无烟煤的热值为）
【答案】 （1）传播 （2）电能
【解析】（1）“光伏声屏障”是在声音的传播过程中减弱噪声的，通过阻断噪声传播的方式来控制噪声的。
（2）光伏电池板利用太阳能发电，将太阳能转化为电能。
释放的能量
完全燃烧无烟煤的质量
完全燃烧无烟煤的质量为。
【变式练1】完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（ ）
A. 内能大 B. 温度高 C. 热值大 D. 密度大
【答案】C
【解析】由于完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，即相同质量的液态氢和汽油完全燃烧，液态氢能放出更多的热量，所以液态氢比汽油的热值大，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
【变式练2】人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103]/（kg．°C）]。
【答案】 热值 100
【解析】单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，它表示燃料的放热本领强弱，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的热值不同。
完全燃烧0.28m2的天然气可放出的热量
水的质量
考查角度2. 热机效率及相关计算
【例题11】（2024黑龙江哈尔滨）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是__________J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是__________J/(kg·℃)（q天然气=3.0×107J/m3）
【答案】 3.0×106 3×103
【解析】完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量
Q放=Vq天然气=0.1m3×3.0×107J/m3=3.0×106J
液体吸收的热量
Q吸= Q放η=3.0×106J×20%=6×105J
该液体的比热容
【变式练1】 使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）该热水器的热效率。
【答案】（1）；（2）87.5%
【解析】（1）水吸收的热量为
（2）该热水器的热效率为
答：（1）水吸收热量为6.3×105J；
（2）该热水器的热效率为87.5%。
【变式练2】小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（ ）
A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%；
B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%；
C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%；
D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4%
【答案】B
【解析】A C．水吸收的热量是
故A错误；C错误；
B D．燃料完全燃烧释放的热量为
效率为
故B正确；D错误。故选B。
考点6. 能量转换与守恒
1. 理解能量的转化和转移问题
（1）能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。
（2）能量的转移：能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有改变。
（3）能量转化类型的识别技巧：识别能量转化类型时要注意：一是弄清哪种形式的能减少，哪种形式的能增加，结果就是减少的那种形式的能转化为增加的另一种形式的能；二是注意描述中的关键字，一般“动”字对应的是机械能，“热”字对应的是内能，“电”字对应的是电能。
（4）判断能量是转化还是转移关键在于分析能量的形式是否发生了变化。若能量的形式发生了变化，则为能量的转化；若能量的形式没有发生变化，则为能量的转移。
2. 能量守恒问题：（1）深刻理解能量守恒定律内容；（2）根据能量守恒定律准确把握能量之间的关系；（3）观察物体运动过程中能量转化的形式以及量的关系。理解这一重要物理规律为高中阶段学习将会打下扎实基础。
考查角度1. 能量的转化与转移
【例题12】（2024湖北）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气______增大（填能量形式）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外______，使膨胀机转动，将内能转化为______，带动发电机产生电能输送至电网。
【答案】 内能 做功 机械能
【解析】在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，对空气做功，使空气内能增大。
在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对膨胀机做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能，带动发电机产生电能输送至电网。
【变式练1】某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过___________的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有_______性。
【答案】 热传递 方向
【解析】用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，是热汤中的内能转移到金属勺，这是通过热传递的方式改变物体的内能。
内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，不能自动从低温物体转移到高温物体，这说明能量在转移过程中具有方向性。
【变式练2】下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（ ）
A．蓄电池充电时，化学能转化为电能；
B．用热水袋取暖时，内能发生了转移；
C．暖瓶塞跳起时，机械能化为内能；
D．电风扇工作时，机械能转化为电能
【答案】B
【解析】A．蓄电池充电时，消耗了电能，增加了化学能，因此将电能转化为化学能，故A错误；
B．用热水袋取暖时，内能发生了转移，能量的形式没有发生改变，故B正确；
C．暖瓶塞跳起时，是水蒸气膨胀对瓶塞做功，将内能转化为机械能，故C错误；
D．电风扇工作时，消耗了电能，增加了机械能，风扇转动，是将电能转化为机械能，故D错误。
故选B。
考查角度2. 能量守恒定律
【例题13】有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ）
A．装置所具有的机械能始终不变；
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来；
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去；
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
【答案】B
【解析】ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确；
D. 装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。故选B。
【变式练1】如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机______（选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为______能。一段时间内，抽水机向上的抽水量______（选填“大于”“等于”或“小于”）经水轮发电机流下来的水量。
【答案】不能；内；小于。
【解析】因为抽水发电，发电又抽水的过程中，是机械能与电能的相互转化，在此过程中，有部分机械能和部分电能会转化为内能，即机械能和电能都会逐渐减少，所以机械能和电能的总量不守恒，发电机和抽水机就不可能不停地运转下去，不可能永远有供用电器工作的电。
一段时间内，有部分能量转化为内能，用来抽水的能量越来越少，所以抽水机向上的抽水量小于经水轮发电机流下来的水量。
【变式练2】（2024山东潍坊一模）下列说法正确的是（ ）
A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机；
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化；
C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况；
D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
【答案】B
【解析】A．由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，故可知永动机是不可能制造出来的，故A错误；
B．在满足一定的条件下，各种形式的能量之间可以相互转化，故B正确；
C．能量守恒定律在摩擦力和空气阻力存在的情况下仍然适用，故C错误；
D．火箭升空时，燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能，使得火箭的重力势能和内能均增大，能量守恒定律同样适用，故D错误。故选B。
易错点1. 温度、内能和热量的区分
1. 温度是一个状态量，通常用“是”、“物体的”等词描述.物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热；
2. 热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高.如晶体熔化、液体沸腾的过程；
3. 内能是一个状态量，通常用“物体的”、“物体有”等词修饰.物体内能增加，不一定是吸收了热量。物体内能增加，温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水。
易错点2.对做功、热传递改变物体内能的实质的认识
（1）做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能与其他形式的能的相互转化；
（2）热传递改变物体内能实质上是能量的转移，即能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，无不同形式能量的相互转化；
（3）不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能。例如，用手托起物理课本，虽然人对课本做了功，但课本的内能没有增加，增加的是课本的机械能。
【例一】（2024黑龙江龙东）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是（ ）
A. 物体温度升高，一定吸收了热量
B. 物体温度升高，内能一定增加
C. 物体内能增加，一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量，温度可能不变
【答案】BD
【解析】A．物体温度升高，内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故A错误；
B．物体温度升高，分子运动加剧，内能一定增加， 故B正确；
C．物体内能增加，可能是外界对它做了功，也有可能是热传递，故C错误；
D．物体吸收热量，温度可能不变，比如晶体在熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变，故D正确。
故选BD。
【例二】（2024宁夏）下列实例中属于做功改变物体内能的是（ ）
A. 图甲中，炉火烧水 B. 图乙中，搓手取暖
C. 图丙中，用暖手宝暖手 D. 图丁中，热鸡蛋放在冷水中冷却
【答案】B
【解析】ACD．炉火烧水、用暖手宝暖手、热鸡蛋放在冷水中冷却是通过热传递改变物体内能；故ACD不符合题意；
B．搓手取暖是克服摩擦做功，使物体的内能增大，温度升高，是通过做功改变物体的内能，故B符合题意。
故选B。
【针对性训练】
1.（2024陕西一模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 物体吸收热量，温度一定升高；
B. 80°C的水一定比30°C的水含有的热量多；
C. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量；
D. 温度相同的物体接触时不发生热传递
【答案】D
【解析】A．晶体熔化过程中，需吸收热量，但温度不变，水在沸腾时，需继续吸热，但温度保持不变，故A错误；
B．热量是热传递过程中内能转移的量度，是一个过程量，不能说物体含有热量，故B错误；
C．改变内能有两种途径：做功与热传递，故C错误；
D．热传递发生的条件是两个接触的物体有温差，若两个物体温度相同，则不会发生热传递，故D正确。故选D。
2. （2024福建一模）生活中很多现象都蕴含着物理奥秘，对以下生活实例解释正确的是（ ）
A. 夏天向地面洒水可以降温，是因为水蒸发吸热
B. 打扫卫生时尘土飞扬，说明分子在永不停息地做无规则运动
C. 高压锅的原理是通过增大气压使液体的沸点降低
D. 冬天搓手取暖是通过热传递的方式改变物体的内能
【答案】A
【解析】A．夏天向地面洒水可以降温，水不见了，这是因为水蒸发（汽化）吸热降温，故A正确；
B．打扫卫生时尘土飞扬，这是机械运动，不是分子运动，故B错误；
C．高压锅的原理是因为锅内气压增大水的沸点提高，故C错误；
D．做功和热传递都能改变物体的内能，冬天搓手取暖是通过做功的方式改变物体的内能，故D错误。
故选A。
1. （2024湖南长沙）冬至时节煮饺子，小明发现其中蕴含了很多物理知识。下列说法正确的是（ ）
A. 冷冻饺子中的分子不运动 B. 冷冻饺子升温过程中内能不变
C. 煮熟的饺子香气四溢是扩散现象 D. 煮熟的饺子冷却是通过做功的方式改变内能
【答案】C
【解析】A．一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，故A错误；
B．冷冻饺子升温过程中，温度升高，内能增大，故B错误；
C．煮熟的饺子香气四溢，是香味分子进入空气中，这是扩散现象，故C正确；
D．煮熟的饺子冷却，向外释放热量，温度降低，内能减小，是通过热传递的方式改变内能，故D错误。
故选C。
2. （2024青海省）我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的，但根据南宋《武林旧事》记载，最早的月饼出自笼屉，青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。关于“蒸”月饼时的情景，下列叙述正确的是（ ）
A. 水沸腾时——水温升高 B. 水变成水蒸气——放出热量
C. 闻到月饼的香味——扩散现象 D. 水变成水蒸气——分子间距不变
【答案】C
【解析】A．水沸腾时，温度保持不变，继续吸收热量，故A错误；
B．水变成水蒸气是由液态变为气态，是汽化的过程，汽化吸热，故B错误；
C．闻到月饼的香味是因为月饼的香味分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故C正确；
D．因液体的分子距离小于气体的分子距离，水变成水蒸气，水由液态变为气态，因此分子间距变大，故D错误。故选C。
3. （2024四川广元）“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食，凉面的口感、香气深受人们喜欢，下列说法正确的是（ ）
A. 油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力
B. 香气四溢，表明分子在不停地做热运动
C. 凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙
D. 吃一口凉面，只有几个分子进入口中
【答案】B
【解析】A．油辣子附着在凉面上，说明分子间存在引力，但分子间还存在斥力，故A错误；
B．香气四溢，是扩散现象，表明分子在不停地做热运动，故B正确；
C．凉面是看得见的物体，不是分子，所以凉面条之间有空隙，不能说明分子间有间隙，故C错误；
D．物质是由大量的分子和原子组成，吃一口凉面，有大量的分子进入口中，故D错误。
故选B。
4. （2024山东潍坊）如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一段时间。下列说法正确的是（ ）
A. 与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大
B. 与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大
C. 乙内能改变的方式只有做功
D. 乙内能改变的方式既有做功又有热传递
【答案】AD
【解析】AB．迅速将活塞向左推至图中虚线位置时，施加外力通过做功的方式增加了乙部分气体的内能，乙部分气体的温度会升高；由于隔板导热良好，因此热量会由乙内通过隔板传递到甲内，最终甲乙两部分气体的温度相等。由此可知乙部分气体的温度升高，气体的质量不变，因此乙部分气体的内能变大；甲部分气体的质量不变，温度升高，因此甲部分气体的内能也变大。故A正确，B错误；
CD．推动活塞时通过做功的方式增加了乙气体的内能，活塞推到虚线处后，热量由乙通过隔板传递到甲时，是通过热传递的方式改变内能的，故C错误，D正确。故选AD。
5. （2024江苏连云港）沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小，这是因为水的（ ）
A. 质量大 B. 温度高 C. 密度大 D. 比热容大
【答案】D
【解析】沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多。因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
6. （2024湖北）如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（ ）
A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C. 升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱
D. 相同时间内a升高的温度比b多，a的吸热能力比b强
【答案】C
【解析】A．实验中使用相同规格的加热器，则相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，故A不符合题意；
B．吸热能力是物质的属性，保持不变，所以a和b的吸热能力不会随着温度的升高而发生变化，故B不符合题意；
C．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同；升高相同的温度，a所用时间比b少，则a吸收的热量少，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故C符合题意；
D．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同，相同时间内a升高的温度比b多，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故D不符合题意。故选C。
7. （2024江苏扬州）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）
A. 汽油机的效率能达到100% B. 汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C. 汽油机一个工作循环中，对外做功4次 D. 汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
【答案】B
【解析】A．由于摩擦等因素存在，汽油机的效率不可能达到100%，故A错误；
B．汽油机燃烧汽油时排放的尾气含有有害气体，会造成环境污染，故B正确；
C．汽油机的一个工作循环中包含四个冲程，只有做功冲程对外做功1次，故C错误；
D．油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故D错误。
故选B。
8. （2024内蒙古包头）如图所示是一个香蕉炉，点燃炉内蜡烛加热香蕉液，一会儿，房间内充满了香气，对这过程分析正确的是（ ）
A. 蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B. 香蕉液通过做功增加内能
C. 香蕉液吸热升华变成香气 D. 香气弥漫是扩散现象
【答案】D
【解析】A．蜡烛燃烧过程中将化学能转化为内能，故A错误；
B．做功和热传递是改变内能的两种方法，香蕉液通过热传递增加内能，故B错误；
C．物质由固态直接变为气态的过程叫升华，香蕉液吸热汽化变为香气，故C错误；
D．香气弥漫说明分子永不停息地做无规则运动，是扩散现象，故D正确。
故选D。
9.（2024山东滨州） 2024年5月3日17时27分，长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。下列说法正确的是（ ）
A. 火箭应选用密度小、热值大的燃料
B. 火箭点火时，底座的温度升高，含有的热量增大
C. 火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似
D. 地面监控通信系统通过电磁波监控火箭发射过程
【答案】AD
【解析】A．火箭在选用燃料时，应选用密度小、热值大的燃料，因为在燃烧相同燃料时，可以释放更多的热量，故A正确；
B．火箭点火时，底座的温度升高，含有的内能增大，热量是过程量，不能说含有，故B错误；
C．火箭升空时，向下喷气获得推力是利用力的作用是相互的，内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能，因此不同，故C错误；
D．电磁波可以传递信息且传播不需要介质，因此地面监控通信系统是通过电磁波监控火箭发射过程，故D正确。故选AD。
10. （2023四川宜宾）关于内能及其利用，下列说法正确的是（ ）
A. 一切物体都具有内能
B. 足球运动越慢，它的内能越小
C. 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能
D. 热机的功率大，效率就一定高
【答案】AC
【解析】A．自然界中一切物体都是由分子和原子构成的，内能为分子动能和分子势能之和，所以一切物体都具有内能，故A正确；
B．足球运动快慢，是机械能的大小变化，与内能大小无关，故B错误；
C．冬天搓手取暖，将机械能转化为内能，所以是通过做功的方式改变内能，故C正确；
D．热机的功率大，则做功快，与效率的高低无关，故D错误。故选AC。
11. （2024陕西）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（ ）
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气，空气的内能减小
D. 高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能
【答案】A
【解析】A．使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确；
B．热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误；
C．压气机压缩空气，压气机对空气做功，空气的内能增大，故C错误；
D．高温高压气体推动涡轮转动时，消耗内能，将内能转化为机械能，故D错误。故选Ａ。
12. （2024山东临沂）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功；
B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；
C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能；
D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；
顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都对吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
13. （2024苏州）熨斗古代亦称“火斗”，最早出现于西汉，以青铜质地为主，用高温熨平衣物，是通过_________方式改变物体内能的。宋元时期，出现了如图所示带木把的熨斗，相比金属把，使用更安全，是由于木头具有_________的物理属性。
【答案】 热传递 隔热性好/导热性差
【解析】用高温熨平衣物，是通过热传递的方式改变物体内能的。
木头具有导热性差的物理属性，所以相比金属把，使用更安全。
14. （2024长春市）长春莲花岛影视基地近期火爆出圈，成为市民休闲娱乐的打卡地。
（1）美食街上，炭烤羊肉香味四溢，这________现象，炭在燃烧过程中热值________；
（2）小明玩攀爬时，在向上攀爬的过程中重力势能逐渐________；后半程比前半程攀爬得慢，则后半程比前半程克服重力做功的功率________；
（3）晴朗的夏日午后，人划船时用桨向后划水，船向前行进，这说明物体间力的作用是________的；人感觉到扶手晒得发烫，而水较凉，说明水的比热容________。
【答案】 （1） 扩散 不变 （2）增大 变小 （3）相互 大
【解析】（1）美食街上，炭烤羊肉香味四溢，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
热值的大小跟燃料的种类有关，跟燃料是否完全燃烧、质量、体积和形态等都没有关系，故热值不变。
（2）小明玩攀爬时，在向上攀爬的过程中，质量不变，高度不断增加，则重力势能逐渐增大。
后半程比前半程攀爬得慢，说明后半程用的时间长，而后半程和前半程克服重力做功的大小一样，时间长的，功率小，则后半程比前半程克服重力做功的功率小。
（3）人划船时用桨向后划水，水给船一个向前的力，船向前行进，这说明物体间力的作用是相互的。
人感觉到扶手晒得发烫，而水较凉，说明水的比热容较大。
15. （2024黑龙江哈尔滨）冬季夜晚，池塘里有60m3的水凝固成冰，则这些冰的质量为_______kg，此过程中是通过______方式来减少内能的。（ρ水=1.0×103kg/m3）
【答案】 热传递
【解析】水凝固成冰，质量不变，则这些冰的质量
则这些冰的质量为。
水凝固成冰，需要放出热量，这是通过热传递来减少内能的。
16. （2024黑龙江龙东）楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。
【答案】 比热容
【解析】因为水的比热容较大，所以相同质量的水和其他物质相比较，放出同样热量的情况下，水的温度变化小，故采用热水循环的方式取暖。
水放出的热量
17. （2024海南）火箭用液态气作为燃料，因为液态氢具有较高的___________（选填“热值”或“比热容”）；火箭升空过程中，燃料燃烧将___________能转化为内能。
【答案】 热值 化学
【解析】火箭用液态气作为燃料，因为液态氢具有较高的热值，和相同质量的其它燃料相比，完全燃烧时可以放出更多的热量。
火箭升空过程中，燃料燃烧，通过化学反应将其具有的化学能转化为内能。
18. （2024河北）如图所示为某储水式电热水器的铭牌，它表明该热水器的额定电压为___V。若该热水器正常工作3000s，可将一箱装有额定容量的水从25℃加热到50℃，则这个过程中水吸收的热量为___J，热水器的效率为___%（结果保留整数）。水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
型号 额定电压 220V
额定容量 80L 额定频率 50Hz
额定最高温度 75℃ 额定功率 3000W
防水等级 IP×4 额定内压 0.8MPa
出厂编号
【答案】 220 8.4×106 93%
【解析】由表中数据可得，该热水器的额定电压为220V。
由题意可得，额定容量的水的质量为
由题意及可得，该过程中水吸收的热量为
过程中所消耗的电能为
W=Pt=3000W×3000s=9×106J
则热水器的效率为
19. （2023四川广元）某实验小组用如图所示的实验装置比较a、b两种液体的吸热情况，甲、乙两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。实验中记录的数据如下表：
记录次数 1 2 3 4
升高的温度（℃） 5 7.5 10 12.5
加热a的时间（min） 2 3 4 5
加热b的时间（min） 1 1.5 2 2.5
（1）分析表中数据可得：质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度，a吸收的热量______b吸收的热量（选填“”“”或“”）；
（2）本实验运用的物理学研究方法主要有_______和转换法。
【答案】 （1） （2）控制变量法
【解析】（1）分析表格可知，质量相等的液体a和b，升高相同温度时，a液体需要的加热时间更长，a液体吸收的热量多，即a吸收的热量大于b吸收的热量
（2）实验中为了比较a、b两种液体的吸热情况，控制了加热器的规格相同、用于加热的液体质量相同、初温也相同，比较两种液体升高相同的温度时所需要的加热时间，所以实验中用到控制变量法。两种液体吸收热量的多少可以通过加热时间的长短来比较，所以还用到了转换法。
20. （2024苏州）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）。求：
（1）壶中水的质量；
（2）水吸收的热量；
（3）卡式炉的加热效率。
【答案】（1）2kg；（2）；（3）52.5%
【解析】（1）壶中水的质量为
（2）水吸收的热量为
（3）丁烷放出的热量
卡式炉的加热效率为
（1）壶中水的质量为2kg；
（2）水吸收的热量为6.3×105J；
（3）卡式炉的加热效率为52.5%。
21. （2024山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40%
【解析】（1）汽车的平均速度
（2）全程消耗汽油的体积为
V=25L=0.025m3
汽油的质量为
m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J
（3）汽车全程所做有用功为
W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J
则汽车发动机的效率
答：（1）汽车的平均速度为90km/h；
（2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J；
（3）汽车发动机的效率为40%。中小学教育资源及组卷应用平台
【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案（全国通用版）
专题12.1 内能及内能的利用单元学案
课标要求
1. 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 2. 通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 3.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 4.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。 5. 从能量转化和转移的角度认识效率。 6. 列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 分子热运动、内能 ★★ 内能及其利用部分，每年考查1-2道题,分值为2-6分。题型有选择、填空、探究实验及计算，难度系数为0.7。2025年选择、填空仍然是重点，涉及比热容及热值的理解与计算会在选择题、填空题里体现。有的省会考查比较不同物质吸热能力的实验，也有省会在综合计算题里考比热容热值热效率计算。
考点2 热机、能量的转化和守恒 ★
考点3 比热容及热值的理解与计算 ★★
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
知识点一：分子热运动
1.定义：一切物质的分子都在永不停息地做______运动。
2.影响因素:温度越高，热运动越剧烈。
(1)不同物质在相互接触时，相互______的现象叫扩散。
(2)扩散在气体、液体和固体间都能发生，但扩散的程度不同。扩散现象表明：分子是不停地运动的；还表明分子之间有间隙。
3.分子动理论内容
（1）物质是由______组成的。
（2）一切物体的分子都在不停地做_______的运动
（3）分子间有相互作用的____力和斥力。
知识点二：内能
1.定义：物体内部_____分子的动能和势能的总和叫内能。由于分子的动能与温度有关，分子的势能与分子间的相互作用力以及距离有关，所以物体的内能与______、______有关。
2.改变物体内能的方法
(1)用______的方法可以改变物体的内能。对物体做功，可以使物体的内能增加；物体对外做功，可以使物体的内能减少。用做功的方法改变物体的内能，实质是能的转化。
(2)用_______的方法可以改变物体的内能。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。用热传递的方法改变物体的内能，实质是能的转移。
（3）热传递和做功的区别
实质 条件 方式（方法） 举例
热传递 内能的转移过程 不同的物体或物体的不同部分之间存在温度差 热传导、热对流、热辐射 烧红的铁块放入冷水中，内能从高温铁块转移到低温的水，铁块的内能减少，水的内能增加
做功 其他形式的能与内能之间的相互转化过程 外界对物体做功，物体的内能增加 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、拧弯物体 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折细金属丝
物体对外界做功，物体的内能减少 体积膨胀等 装着开水的暖水瓶内的水蒸气将瓶盖顶起来，水蒸气的内能减少
【知识拓展】影响一个物体内能大小的主要因素
影响因素 解释
温度 温度越高，物体内部分子的无规则运动越剧烈，分子动能越大。另外由于热胀冷缩，温度升高，物体体积变大，分子间势能也变大，所以物体的温度越高，内能越大
质量 质量反映了物体内分子数目的多少。在其他条件相同时，质量越大，物体内分子个数越多，分子动能和分子势能总和就越大，即内能越大
体积 体积体现了分子间平均距离的大小。分子间距离的大小变化引起分子间作用力大小的变化，从而影响分子势能的大小，也就影响了内能大小
种类 不同物质的分子大小、结构都不同，在温度、质量相同时，尽管它们的分子平均动能相同，但分子间作用力不同，分子势能不同，物体内分子个数也不同，所以内能不同
状态 物体的物态不同，分子间距不同，相互作用力也不同，分子势能就不同。因此物体的物态影响内能的大小。比如50 g、0 ℃的水的内能比50 g、0 ℃的冰的内能大。同种物质质量、温度都相同时，处于气态时内能最大，液态时次之，固态时最小
知识点三：热量和比热容
1.热量：在热传递过程中，物体_____改变的多少叫热量。单位：焦耳(J）。热量是反映在热传递的过程中内能的改变量，因此热量是一个过程量。一个物体温度很高，不能说它的热量多，如果没有发生热传递，就没有热量可言。
2.比热容定义：单位_____的某种物质温度升高(降低）1℃所吸收 (放出）的热量。
3.单位：J/(kg·℃）。
4.水的比热容
(1) 数值：C水=4.2×10J/(kg·℃）
(2) 意义：1kg水温升高(或降低）1℃所吸收 (或放出）的热量是4.2×10J。
(3) 应用：“暖气”取暖用水作介质，机器中的冷却水循环系统等。
5.热量的计算
（1）计算物体吸收热量的公式为：____________
（2）计算物体放出热量的公式为：____________
其中，Q吸表示吸收热量，单位是J；c表示物体比热容，单位是J/(kg·℃)；m表示质量，单位是kg；t0表示物体初始温度，单位是℃；t表示物体后来的温度，单位是℃。⊿t=t-t0表示物体升高了的温度。⊿t=t0-t，表示物理降低了的温度。
注意：不同物质的吸热能力的实验基本要领
【实验装置】
【探究方法】控制变量法，转换法
【探究过程】
1.安装实验装置顺序：自下而上安装好实验装置;在两个铁架台的底座上各放一个规格相同的酒精灯，调好铁圈的高度，将石棉网放在铁圈上。
2.取相同质量的水和煤油分别倒入两只烧杯中。
3.分别给两液体加热，加热时上下反复缓慢地提拉搅拌器，记下不同时刻的温度。
4.记录数据, 绘制T-t 图像。
【实验图像】
【实验结论】质量相同的水和食用油吸收相同的热量，食用油的温度升高的较大
【注意事项】
1.实验器材组装顺序：自下而上。
2.温度计放置位置：不要碰到容器壁和容器底。
3.选择相同的酒精灯加热目的是：使水和煤油在相同加热时间吸收相同的热量相同。
4.通过加热时间的长短，来体现液体吸收热量的多少，此方法为转换法。
5.实验中各数据可能有较大差异，原因：①酒精灯规格难以保证完全相同，②实验中热量有损失。
6.使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。
【器材作用】①实验测量仪器：温度计、停表分别用于测量温度和加热时间。
②搅拌器的作用：使液体受热均匀。
③石棉网：使烧杯底部受热均匀。
知识点四：热机
1.热机：利用______做功的机械叫热机。
热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
2. 内燃机的工作原理
（1）汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、_______。
冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；
压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；
做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；
排气冲程—靠惯性运动，排出废气。
（2）柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、_______。
柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。
要点诠释：汽油机和柴油机的异同点：
不同点 相同点
项目 汽油机 柴油机 （1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。 （2）都将内能转化为机械能。 （3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴
点火方式 压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式 压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式
燃料 汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物 柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是空气
压缩比 压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6 压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16
做功 做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功 做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功
效率 效率较低20％至30％ 效率较高30％至45％
用途 轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具 笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
知识点五：热值和热机效率
1．热值（q）：1kg某种燃料______燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。
（1）燃料燃烧放出热量：Q放 ＝qm；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。）
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
2.热机的效率：用来做_____的那部分能量和燃料_______放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：
3.在热机的各种损失中，______带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。
注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）； ②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。
知识点六：能量转化与守恒
1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式_____为另一种形式，或者从一个物体_____到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
定律中能的_______，是指通过做功，能的形式发生了变化，一种形式的能转化为另一种形式的能。如钻木取火，就是通过克服摩擦做功，使机械能转化为内能。能的______，是指同一种能从一个物体转移到另一个物体上，能的形式没有变化，如热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体。
考点1. 理解分子动理论
1. 分子的直径较小，在肉眼、显微镜下，均看不到，只能在电子显微镜下才能看见；灰尘满天飞，肉眼能看见，故不属于分子运动；分子的运动与温度有关，故分子的运动又称之为分子的热运动；
2. 对扩散现象的理解
发生在两种不同的物质之间；分子间存在间隙；分子在永不停息的做无规则运动；
温度越高，分子云动越剧烈；
3. 分子间相互作用力的理解
（1）分子间引力和吃斥力同时存在；
（2）当物体被拉升时，对外表现为引力，即此时，斥力小于引力；
（3）当物体被压缩时，对外表现为斥力，即此时，斥力大于引力。
考查角度1. 分子热运动和扩散
【例题1】（2024甘肃临夏）中华诗词博大精深，“会挽雕弓如满月”——用力拉弓，弓被拉满，说明力可以改变物体的________。“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”——人能闻到花香是________现象。
【答案】 形状 扩散
【解析】用力拉弓，弓被拉满，弓因为受力而发生形变，说明力可以改变物体的形状。
人能闻到花香是扩散现象，说明构成物质的分子不停地做无规则运动。
【变式练1】（2023四川内江）如图所示的四个情景，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，闻到花香说明了分子在永不停息地做无规则运动
B. 图乙中，让笔杆热起来，只能采用做功的方式
C. 图丙中，两个铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在斥力
D. 图丁中，汽油机的做功冲程把机械能转化为内能
【变式练2】关于扬州美食中的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A. 翡翠烧麦呈现绿色是因为吸收了绿光
B. 麻鸭汤沸腾后用文火加热，温度升高
C. 用蒸笼蒸包子是通过做功的方式增加包子的内能
D. 盐水鹅香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动
考查角度2. 分子间相互作用力
【例题2】（2024江苏盐城）将两个表面光滑的铅块相互挤压，它们会粘在一起，不容易拉开，这一现象说明（ ）
A. 分子间有空隙 B. 分子在运动
C. 分子间有斥力 D. 分子间有引力
【答案】D
【解析】两个表面光滑的铅块相互紧压后，它们会黏在一起，是分子运动的结果，说明了分子间有引力。
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【变式练1】（2024四川绵阳一模）有甲、乙两个实验事实。甲：把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，看到金与铅相互渗入约1mm深。乙：将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧压在一起，两个铅柱会结合在一起，甚至不易拉开。对这两个实验事实的分析，正确的是（ ）
A. 甲说明固体间也能发生扩散，乙说明分子间存在引力
B. 甲说明分子间存在引力，乙说明固体间也能发生扩散
C. 甲说明分子间存在斥力，乙说明分子间有间隙
D. 甲说明分子间有间隙，乙说明分子间存在斥力
【变式练2】（2024四川广元一模）生活中很多现象都蕴含着物理知识，下列说法中不正确的是（ ）
A. 塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力
B. 用水作汽车冷却剂是利用了水比热容大的特点
C. 冬天跑步，身体就感觉暖和，是通过做功的方式改变身体的内能
D. 端午期间，粽香四溢，能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动
考点2. 内能及其改变
1. 对内能的理解
一切物体都具有内能；
影响物体内能的主要因素：质量、温度、物质的种类和状态；
物体的内能属于微观量，由于分子的个数无法计量，故其大小不能计算（初中阶段），只能比较；
2. 改变物体内能的方式
做功和热传递；做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
3. 做功改变物体的内能：做功可以改变物体的内能有两层含义：外界对物体做功，则机械能转化为物体的内能；若物体对外界做功，则物体的内能转化为机械能。
4. 判断内能改变方式的关键：判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程，在此过程中能的形式不发生变化；做功的实质是能的转化过程，能量从一种形式转化成另一种形式。
考查角度1. 内能概念及影响内能因素
【例题3】（2024山西）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的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CO2，气体内能增大，温度降低
B. 高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高
C. 高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高
D. 高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低
【答案】D
【解析】AB．高压泵压缩CO2，此时对气体做功，因此气体内能增大，温度升高，故AB错误；
CD．高压CO2气体喷出时，气体对外做功，内能减小，温度降低，故C错误，D正确。故选D。
【变式练1】下列说法中，正确的是（ ）
A．运动的物体具有内能，静止的物体没有内能；
B．寒冷的冬季，放在户外的一瓶矿泉水结成冰，其内能消失；
C．用打气筒给自行车轮胎打气时，打气筒壁发热，主要是通过做功的方式增大了筒壁的内能；
D．温度高的物体一定比温度低的物体的内能大
【变式练2】（2024四川绵阳二模）新材料为人们带来了“神奇”的55℃恒温水杯。这种水杯在夹层中有一种传热材料，把沸水倒入恒温水杯中，传热材料快速吸收沸水热量并贮存起来，使水温快速降到55℃左右；当水温低于55℃时，传热材料缓慢释放热量，水温保持基本不变。则（ ）
A. 在快速降温过程中，传热材料吸热内能减少
B. 在快速降温过程中，水放热内能减少
C. 在温度保持不变时间内，传热材料放热内能增加
D. 在温度保持不变时间内，水吸热内能减少
考查角度2. 改变物体内能的方式
【例题4】（2024广西）关于分子动理论，谚语“有麝自来香，不必迎风扬”表明了分子在不停地做无规则的_______；寒冬，我们常搓手取暖，这是通过_______（选填“做功”或“热传递”）的方式增大内能。
【答案】 运动 做功
【解析】谚语“有麝自来香，不必迎风扬”，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
我们常搓手取暖，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能。
【变式练1】（2024沈阳一模）东北铁锅炖深受大家喜爱，炖煮锅内食物是通过______的方式改变内能，锅内食物香味四溢，说明分子在不停地做______。
【变式练2】（2024海南一模）下面是研究黑点标注的物体内能改变的情景，通过做功使物体内能增加的是（ ）
A 把铁丝反复弯折，弯折处变热；
B. 把钢球放入炉火中，烧一段时间；
C. 冬天，用热水袋对手进行取暖；
D. 水烧开时，水蒸气将壶盖顶起
考点3. 比热容
1. 属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质，如质量，不随外界的条件的变化而变化。特性一种物质区别于其他物质的性质，在外界条件变化时会发生变化，比如比热容是物质的已知特性，会随物质状态的
变化而变化。
2.比热容图像
（1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短；
（2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。
3. 水的比热容大的应用，主要有两个方面
（1）一定质量的水吸收（或放出）很多的热量而自身的温度却变化不多，有利于调节温度；
（2）一定质量的水升高（或降低）一定温度，吸热（或放热）很多，常用作冷却剂或供热介质。
4. 涉及比热容、热量的计算
（1）用公式计算时注意区分温度和温度差：计算物质吸收或放出热量时，要注意公式中的△t是温度差而不是某一温度。1）Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t 2）Q放=cm(t0-t)=cm⊿t
（2）用比例法解题：第一步，以比值的形式写出要求的比值；第二步，用公式展开要求的比值；第三步，代入各物理量的数值；第四步，计算求解。
（3）热传递过程中，在没有热量损失的情况下，Q吸=Q放
5. 在解决比热容实验时，需要十分注意两种物理科学方法的运用
（1）控制变量法：该实验中药注意三个变量：质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的，哪些量是相同的；
（2）转换法：物质吸收热量的多少难以直接测量，所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多少。
考查角度1. 比热容概念及在生产生活中的应用
【例题5】 （2024福建）水约占人体体重的60%~70%，有助于调节体温，原因之一是水具有较大的（ ）
A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容
【答案】D
【解析】A．热值最大是氢，常用作火箭的燃料，故A不符合题意；
B．水的密度是，故B不符合题意；
C．温度是物体冷热程度，故C不符合题意；
D．因为水具有较大的比热容，是，所以水有助于人体调节体温，故D符合题意。
故选D。
【变式练1】在下列过程中，物质的比热容会发生变化的是（ ）
A．把一块钢板压制成钢锅；
B．把铁屑熔化后铸成铁块；
C．把开水倒入冷水中；
D．水放热凝固成冰块
【变式练2】（2024湖南长沙二模）下列事例中，不是利用水的比热容大的特性的是（ ）
A．沿海地区的温差变化小；
B．晚间，在春播秧田里灌水保温；
C．在发烧病人的额头上擦冷水降温；
D．汽车发动机用水作为冷却剂
考查角度2. 探究不同物质吸热能力的实验
【例题6】（2024齐齐哈尔市）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及______（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油；
（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较______来比较物质吸收热量的多少；
（3）实验中选取初温不同、______相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较______来比较不同物质吸热能力的强弱；
（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃；
（5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90
【答案】 （1）停表 （2）加热时间 （3） 质量 升高的温度 （4） B 66 （5）水
【解析】（1）比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此缺少的实验器材是秒表。
（2）实验中用两个相同的电加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通过比较加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少。
（3）根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，实验中要控制不同物质的质量相等，即实验中应量取质量相等的水和煤油，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
（4）使用温度计测量液体的温度时，视线要与液柱的上表面相平，故B正确。
由图3可知，温度计的分度值为1℃，此时是零上，因此温度计示数为66℃。
（5）由表格中数据可知，水和煤油加热相同的时间，水升高的温度较低，说明水的吸热能力更强。
【变式练1】小明学习了比热容知识后，想比较A、B两种未知液体的比热容大小，进行如下实验：
（1）找来两个带保温层的相同电热杯，不计与外界发生的热传递，如图甲所示；
（2）将 _______相等的A、B两种液体分别倒入两个电热杯中，然后将两种液体均加热到60℃；
（3）将长时间处于室温的两个完全相同的铜块，分别浸没在两种液体中，盖好盖子；
（4）经过一段时间，温度计示数稳定后，A液体中温度计示数如图乙所示，则A液体温度降为 _________℃，B液体温度降为53.0℃；
（5）分析可知，_____液体放出的热量多，_____液体的比热容较大。
【变式练2】（2024云南一模）小华在探究“不同物质的吸热能力”时，用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热（不考虑热损失）。已知液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示，分析图像可知：水在5min内吸收的热量为______J，液体的比热容为_____。
考查角度3. 热量（含比热容）的计算
【例题7】（2024安徽省） 一保温杯中装有质量为200g，温度为25℃的水。将一个质量为100g，温度为100℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则该金属块的比热容为______ J/(kg·℃)。
【答案】0.6×103
【解析】由题意知，水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-25℃)=4.2×103J
因金属块放出的热量全部被水吸收，则金属块放出的热量为4.2×103J，则金属块的比热容为
【变式练1】（2024上海）质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克·℃）]
【变式练2】（2023绵阳四诊）某同学做探究“物质M熔化特点”的实验，加热效率始终不变，实验结果如图所示。则M在B点时的状态是_______（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）；前2min，M吸收的热量为_______J。[M的质量为100g，已知图中CD段物质比热容为4×103J/（kg·℃）]
考点4. 热机
1. 热机利用“内能”来做功，最终将内能转化为机械能，而不是利用其他能量来做功。
2. 内燃机工作冲程的判断：
第一步看气门 看两气门开、闭情况。若两气门都关闭，则内燃机处于压缩或做功冲程；若有一个气门打开，内燃机处于吸气或排气冲程
第二步看活塞 看活塞运动方向。活塞向上运动时，内燃机处于压缩或排气冲程；若活塞向下运动，内燃机处于吸气或做功冲程
第三步综合分析 综合两个气门和活塞的工作情况得出结论
3. 汽油机与柴油机的判断
汽油机 柴油机
结构 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴
吸气冲程 吸进空气和汽油的混合物 吸进空气
点火方式 点燃式 压缩式
4. 内燃机做功中的关联条件：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（要深刻理解记忆这一结论，在计算时非常有用）。
考查角度1. 热机及工作原理
【例题8】（2024贵州省）内能的利用推动了工业和社会的快速发展。下列机器设备利用内能工作的是（ ）
A. 电动机 B. 计算机 C. 汽油机 D. 照相机
【答案】C
【解析】A．电动机是利用电能转化为机械能来工作的，故A不符合题意；
B．计算机是利用电能工作的，故B不符合题意；
C．汽油机属于热机，是利用内能转化为机械能来工作的，故C符合题意；
D．照相机是利用凸透镜成像的原理工作的，当物体在二倍焦距之外时，成倒立缩小的实像，故D不符合题意。故选C。
【变式练1】“钻木取火”过程中的能量转化与四冲程热机的___________冲程的能量转化方式相同；热机工作过程中有大量的能量损失，其中___________带走的能量最多。
【变式练2】如图是四冲程汽油机某个冲程的剖面图，下列说法错误的是（ ）
A. 汽油是不可再生能源
B 汽油机工作时，会闻到汽油味，属于扩散现象
C. 该冲程是压缩冲程，将机械能转化为内能
D. 该冲程是做功冲程，燃气推动活塞做功，其内能减小，温度降低
考查角度2. 汽油机和柴油机以及相关计算
【例题9】（2024北京）下列说法正确的是（ ）
A. 铁块很难被压缩，说明分子间只存在斥力
B. 燃料完全燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C. 汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能
D. 物体吸收热量，温度一定升高
【答案】C
【解析】A．铁块很难被压缩，说明分子间存在斥力，引力和斥力是同时存在的，故A错误；
B．热值是燃料完全燃烧时放出的热量与质量之比，只与燃料的种类有关，质量未知，无法比较热值的大小，故B错误；
C．汽油机的做功冲程主要是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D．晶体熔化时，物体吸收热量，温度不变，故D错误。
故选C。
【变式练1】（2024黑龙江龙东）汽油机将内能转化为机械能的是__________冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功____________次。
【变式练2】 （2024四川南充一模）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功_______次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油________kg（q汽油=4.6×107J/kg）。
【变式练3】（2024海南一模）如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是______冲程，与它原理相同的是______图所示的演示实验。
考点5. 热机效率
1. 对热值的理解
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值。从定义上看，热值是燃料的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关。
2. 热值相关计算
解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收，从而建立等式关系Q放=Q吸。
3. 对热机效率高的两种理解：（1）当燃烧相同的燃料时，效率高的做的功多；（2）当做的有用功相同时，效率高的消耗的燃料少。
4. 热机效率与功率的区别
热机效率 热机功率
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 单位时间内做的功
物理意义 反映热机对能量的利用 反映热机做功的快慢
定义式
5. 热值、比热容与热机效率综合：
（1）物质吸热时，利用比热容的概念计算吸收的热量；
（2）物质燃烧时，利用热值概念计算发出的热量；
（3）根据热机效率的概念计算待求物理量。
考查角度1. 热值及相关计算
【例题10】（2024武汉市）绿色发展是高质量发展的底色，为了更好践行绿色发展和“双碳目标”，武汉市区某高架桥上修建了一段全封闭“光伏声屏障”试验路段，如图所示。“光伏声屏障”既可以控制噪声，又可以提供电能，比传统的声屏障设备更节能环保。
（1）“光伏声屏障”是通过阻断噪声______的方式来控制噪声的；
（2）“光伏声屏障”路段的每一块玻璃上贴满了81个小光伏电池板，这些光伏电池板利用太阳能的方式是将太阳能转化为______。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约，相当于完全燃烧______kg的无烟煤释放的能量。（无烟煤的热值为）
【答案】 （1）传播 （2）电能
【解析】（1）“光伏声屏障”是在声音的传播过程中减弱噪声的，通过阻断噪声传播的方式来控制噪声的。
（2）光伏电池板利用太阳能发电，将太阳能转化为电能。
释放的能量
完全燃烧无烟煤的质量
完全燃烧无烟煤的质量为。
【变式练1】完全燃烧1g液态氢能释放出的热量，是完全燃烧1g汽油释放热量的3倍，由此可知液态氢比汽油（ ）
A. 内能大 B. 温度高 C. 热值大 D. 密度大
【变式练2】人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103]/（kg．°C）]。
考查角度2. 热机效率及相关计算
【例题11】（2024黑龙江哈尔滨）完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量是__________J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收，使其温度升高50℃，则该液体的比热容是__________J/(kg·℃)（q天然气=3.0×107J/m3）
【答案】 3.0×106 3×103
【解析】完全燃烧0.1m3的天然气放出的热量
Q放=Vq天然气=0.1m3×3.0×107J/m3=3.0×106J
液体吸收的热量
Q吸= Q放η=3.0×106J×20%=6×105J
该液体的比热容
【变式练1】 使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求：
（1）水吸收的热量；
（2）该热水器的热效率。
【变式练2】小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（ ）
A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%；
B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%；
C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%；
D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4%
考点6. 能量转换与守恒
1. 理解能量的转化和转移问题
（1）能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。
（2）能量的转移：能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有改变。
（3）能量转化类型的识别技巧：识别能量转化类型时要注意：一是弄清哪种形式的能减少，哪种形式的能增加，结果就是减少的那种形式的能转化为增加的另一种形式的能；二是注意描述中的关键字，一般“动”字对应的是机械能，“热”字对应的是内能，“电”字对应的是电能。
（4）判断能量是转化还是转移关键在于分析能量的形式是否发生了变化。若能量的形式发生了变化，则为能量的转化；若能量的形式没有发生变化，则为能量的转移。
2. 能量守恒问题：（1）深刻理解能量守恒定律内容；（2）根据能量守恒定律准确把握能量之间的关系；（3）观察物体运动过程中能量转化的形式以及量的关系。理解这一重要物理规律为高中阶段学习将会打下扎实基础。
考查角度1. 能量的转化与转移
【例题12】（2024湖北）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气______增大（填能量形式）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外______，使膨胀机转动，将内能转化为______，带动发电机产生电能输送至电网。
【答案】 内能 做功 机械能
【解析】在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，对空气做功，使空气内能增大。
在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对膨胀机做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能，带动发电机产生电能输送至电网。
【变式练1】某同学用餐时发现从热汤中取出的金属勺很烫手，这是通过___________的方式改变物体的内能，在这种内能改变的过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移，说明能量在转移过程中具有_______性。
【变式练2】下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是（ ）
A．蓄电池充电时，化学能转化为电能；
B．用热水袋取暖时，内能发生了转移；
C．暖瓶塞跳起时，机械能化为内能；
D．电风扇工作时，机械能转化为电能
考查角度2. 能量守恒定律
【例题13】有人设想的“永动机”如图所示。下列对该装置开始转动后的分析正确的是（ ）
A．装置所具有的机械能始终不变；
B．如果没有能量补充，装置最终会停下来；
C．根据能量守恒定律，装置可以一直转动下去；
D．装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
【答案】B
【解析】ABC．由于装置运转过程中需要克服摩擦做功，装置所具有的机械能会不断减小，如果没有能量补充，装置最终会停下来，故AC错误，B正确；
D. 装置中小球的动能和重力势能不断地发生相互转化，故D错误。故选B。
【变式练1】如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想“利用上水池的水使水轮发电机发电，然后，利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机”。这个永动机______（选填“能”或“不能”）持续运转。实际中，抽水机和发电机工作时会发热，有一部分能量转化为______能。一段时间内，抽水机向上的抽水量______（选填“大于”“等于”或“小于”）经水轮发电机流下来的水量。
【变式练2】（2024山东潍坊一模）下列说法正确的是（ ）
A．根据能量守恒定律，人们可制造出永动机；
B．各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化；
C．能量守恒定律只适用于没有摩擦和空气阻力的情况；
D．火箭升空时，其势能和动能都增大，能量守恒定律不适用
易错点1. 温度、内能和热量的区分
1. 温度是一个状态量，通常用“是”、“物体的”等词描述.物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热；
2. 热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高.如晶体熔化、液体沸腾的过程；
3. 内能是一个状态量，通常用“物体的”、“物体有”等词修饰.物体内能增加，不一定是吸收了热量。物体内能增加，温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水。
易错点2.对做功、热传递改变物体内能的实质的认识
（1）做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能与其他形式的能的相互转化；
（2）热传递改变物体内能实质上是能量的转移，即能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，无不同形式能量的相互转化；
（3）不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能。例如，用手托起物理课本，虽然人对课本做了功，但课本的内能没有增加，增加的是课本的机械能。
【例一】（2024黑龙江龙东）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是（ ）
A. 物体温度升高，一定吸收了热量
B. 物体温度升高，内能一定增加
C. 物体内能增加，一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量，温度可能不变
【答案】BD
【解析】A．物体温度升高，内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故A错误；
B．物体温度升高，分子运动加剧，内能一定增加， 故B正确；
C．物体内能增加，可能是外界对它做了功，也有可能是热传递，故C错误；
D．物体吸收热量，温度可能不变，比如晶体在熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变，故D正确。
故选BD。
【例二】（2024宁夏）下列实例中属于做功改变物体内能的是（ ）
A. 图甲中，炉火烧水 B. 图乙中，搓手取暖
C. 图丙中，用暖手宝暖手 D. 图丁中，热鸡蛋放在冷水中冷却
【答案】B
【解析】ACD．炉火烧水、用暖手宝暖手、热鸡蛋放在冷水中冷却是通过热传递改变物体内能；故ACD不符合题意；
B．搓手取暖是克服摩擦做功，使物体的内能增大，温度升高，是通过做功改变物体的内能，故B符合题意。
故选B。
【针对性训练】
1.（2024陕西一模）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 物体吸收热量，温度一定升高；
B. 80°C的水一定比30°C的水含有的热量多；
C. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量；
D. 温度相同的物体接触时不发生热传递
2. （2024福建一模）生活中很多现象都蕴含着物理奥秘，对以下生活实例解释正确的是（ ）
A. 夏天向地面洒水可以降温，是因为水蒸发吸热
B. 打扫卫生时尘土飞扬，说明分子在永不停息地做无规则运动
C. 高压锅的原理是通过增大气压使液体的沸点降低
D. 冬天搓手取暖是通过热传递的方式改变物体的内能
1. （2024湖南长沙）冬至时节煮饺子，小明发现其中蕴含了很多物理知识。下列说法正确的是（ ）
A. 冷冻饺子中的分子不运动 B. 冷冻饺子升温过程中内能不变
C. 煮熟的饺子香气四溢是扩散现象 D. 煮熟的饺子冷却是通过做功的方式改变内能
2. （2024青海省）我们常吃的月饼是在烤箱里“烤”的，但根据南宋《武林旧事》记载，最早的月饼出自笼屉，青海就保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗。关于“蒸”月饼时的情景，下列叙述正确的是（ ）
A. 水沸腾时——水温升高 B. 水变成水蒸气——放出热量
C. 闻到月饼的香味——扩散现象 D. 水变成水蒸气——分子间距不变
3. （2024四川广元）“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食，凉面的口感、香气深受人们喜欢，下列说法正确的是（ ）
A. 油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力
B. 香气四溢，表明分子在不停地做热运动
C. 凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙
D. 吃一口凉面，只有几个分子进入口中
4. （2024山东潍坊）如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一段时间。下列说法正确的是（ ）
A. 与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大
B. 与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大
C. 乙内能改变的方式只有做功
D. 乙内能改变的方式既有做功又有热传递
5. （2024江苏连云港）沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小，这是因为水的（ ）
A. 质量大 B. 温度高 C. 密度大 D. 比热容大
6. （2024湖北）如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（ ）
A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C. 升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱
D. 相同时间内a升高的温度比b多，a的吸热能力比b强
7. （2024江苏扬州）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）
A. 汽油机的效率能达到100% B. 汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C. 汽油机一个工作循环中，对外做功4次 D. 汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
8. （2024内蒙古包头）如图所示是一个香蕉炉，点燃炉内蜡烛加热香蕉液，一会儿，房间内充满了香气，对这过程分析正确的是（ ）
A. 蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B. 香蕉液通过做功增加内能
C. 香蕉液吸热升华变成香气 D. 香气弥漫是扩散现象
9.（2024山东滨州） 2024年5月3日17时27分，长征五号遥八运载火箭携带嫦娥六号月球探测器从中国文昌航天发射场成功发射。飞行约37分钟后，将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。下列说法正确的是（ ）
A. 火箭应选用密度小、热值大的燃料
B. 火箭点火时，底座的温度升高，含有的热量增大
C. 火箭升空时，向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似
D. 地面监控通信系统通过电磁波监控火箭发射过程
10. （2023四川宜宾）关于内能及其利用，下列说法正确的是（ ）
A. 一切物体都具有内能
B. 足球运动越慢，它的内能越小
C. 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能
D. 热机的功率大，效率就一定高
11. （2024陕西）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（ ）
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气，空气的内能减小
D. 高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能
12. （2024山东临沂）2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）
A. B. C. D.
13. （2024苏州）熨斗古代亦称“火斗”，最早出现于西汉，以青铜质地为主，用高温熨平衣物，是通过_________方式改变物体内能的。宋元时期，出现了如图所示带木把的熨斗，相比金属把，使用更安全，是由于木头具有_________的物理属性。
14. （2024长春市）长春莲花岛影视基地近期火爆出圈，成为市民休闲娱乐的打卡地。
（1）美食街上，炭烤羊肉香味四溢，这________现象，炭在燃烧过程中热值________；
（2）小明玩攀爬时，在向上攀爬的过程中重力势能逐渐________；后半程比前半程攀爬得慢，则后半程比前半程克服重力做功的功率________；
（3）晴朗的夏日午后，人划船时用桨向后划水，船向前行进，这说明物体间力的作用是________的；人感觉到扶手晒得发烫，而水较凉，说明水的比热容________。
15. （2024黑龙江哈尔滨）冬季夜晚，池塘里有60m3的水凝固成冰，则这些冰的质量为_______kg，此过程中是通过______方式来减少内能的。（ρ水=1.0×103kg/m3）
16. （2024黑龙江龙东）楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。
17. （2024海南）火箭用液态气作为燃料，因为液态氢具有较高的___________（选填“热值”或“比热容”）；火箭升空过程中，燃料燃烧将___________能转化为内能。
18. （2024河北）如图所示为某储水式电热水器的铭牌，它表明该热水器的额定电压为___V。若该热水器正常工作3000s，可将一箱装有额定容量的水从25℃加热到50℃，则这个过程中水吸收的热量为___J，热水器的效率为___%（结果保留整数）。水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
型号 额定电压 220V
额定容量 80L 额定频率 50Hz
额定最高温度 75℃ 额定功率 3000W
防水等级 IP×4 额定内压 0.8MPa
出厂编号
19. （2023四川广元）某实验小组用如图所示的实验装置比较a、b两种液体的吸热情况，甲、乙两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。实验中记录的数据如下表：
记录次数 1 2 3 4
升高的温度（℃） 5 7.5 10 12.5
加热a的时间（min） 2 3 4 5
加热b的时间（min） 1 1.5 2 2.5
（1）分析表中数据可得：质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度，a吸收的热量______b吸收的热量（选填“”“”或“”）；
（2）本实验运用的物理学研究方法主要有_______和转换法。
20. （2024苏州）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为，丁烷的热值为）。求：
（1）壶中水的质量；
（2）水吸收的热量；
（3）卡式炉的加热效率。
21. （2024山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
