/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科
第5讲 内能 内能的利用
考点1分子热运动
物质构成 常见的物质是由极其微小的粒子—— 分子 和 原子 构成的。分子很小，人们通常以 10－10 m 为单位来量度分子
分子热运动 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的 热运动 ；温度越高，分子热运动越 剧烈
扩散 现象 定义 不同的物质在相互 接触 时彼此进入对方的现象叫做扩散
生活举例 “花气袭人知骤暖”“墙角放煤，日久变黑”“酒香不怕巷子深”“槐花飘香”等
说明 一切物质的分子都在不停地做 无规则运动 ，分子间有 间隙
影响因素 扩散现象与 温度 有关，且温度越高，扩散得越 快
分子间的作 用力 ①分子之间存在 引力 ，因而固体和液体能保持一定的体积； ②分子之间存在 斥力 ，所以固体和液体很难被压缩
分子动理论 ①常见的物质是由大量的 分子、原子 构成的； ②物质内的分子在不停地做 热 运动； ③分子之间存在 引力 和 斥力
考点2内能和热量
1.内能及其改变
定义 构成物体的所有分子，其热运动的 动能 与分子 势能 的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳（J）
决定因素 物体的内能与温度、质量、材料、状态有关；由于分子在永不停息地做 无规则运动 ，所以物体的内能永不为 零
改变方式 热传递 做功
实质 能量的 转移 能量的 转化
生活举例 晒太阳、烧水做饭、哈气取暖等 钻木取火、摩擦生热、搓手取暖等
补充说明 ①热传递条件：物体间存在 温度差 ；②热传递方向：能量从高温物体传递到低温物体，直到两物体的温度 相等 为止 做功的两种情况：一是外界对物体做功，物体内能增加，其他形式的能转化为 内能 ；二是物体对外界做功，物体内能 减小 ， 内能 转化为其他形式的能
联系 热传递和做功在改变物体内能上是等效的，一个物体温度升高，有可能是对物体做了功，也有可能是发生了热传递
2.热量
定义 在热传递过程中，传递 能量的多少 叫做热量，用符号Q表示
单位 焦耳 （符号： J ）
与内能关系 物体吸收热量，内能 增加 ；放出热量，内能 减少
说明 热量是一个过程量，伴随着热传递的产生而出现，随其终止而消失；物体本身并没有热量，不能说某个物体“具有”或“含有”热量，更不能说“比较”两物体热量的多少，只能说物体“吸收”或“放出”了热量
考点3比热容
物理意义 比热容是描述物质吸、放热能力的物理量
定义 一定 质量的某种物质，在温度升高时 吸收的热量 与 它的质量 和 升高的温度 乘积之比，叫做这种物质的比热容。比热容用符号c表示
说明 单位质量的某种物质，温度降低1 ℃所放出的热量与它温度升高1 ℃所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容
单位 焦每千克摄氏度[符号：J/（kg·℃）]
水的比热容 ①水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），它的物理意义：1 kg的水温度升高（或降低） 1 ℃ 所吸收（或放出）的 热量 为4.2×103 J。 ②水的比热容大的利用：培育秧苗时，傍晚灌水，白天放水；汽车发动机用水作为冷却剂；取暖剂；调节气候等
吸、放热公式 吸热公式： Q吸＝cm（t－t0） ；放热公式： Q放＝cm（t0－t） ；若不考虑热损失，则Q吸＝Q放
考点4热机
定义 利用内能做功的机械
原理 化学能内能机械能
应用 蒸汽机、内燃机、喷气发动机等
认识“内燃机”
定义 燃料直接在发动机 汽缸 内燃烧产生动力的热机叫内燃机
分类 汽油机 和 柴油机
示意图
（续表）
冲程 吸气 冲程 压缩 冲程 做功 冲程 排气 冲程
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能的转化 无 机械 能转化为 内 能 内 能转化为 机械 能 无
工作过程 （四冲程） 每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，此过程中曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次，对外做功1次
吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的 惯性 来完成的， 做功 冲程是唯一对外做功的冲程
说明 汽油机和柴油机在构造上有所不同，汽油机顶部有火花塞，而柴油机顶部有喷油嘴，另外二者在工作过程中也略有不同；吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气
考点5热机效率
1.热值
定义 某种燃料 完全 燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用符号 q 表示
单位 焦每千克 （符号：J/kg）；焦每立方米（符号：J/m3）
公式 q＝（适用于固体燃料） q＝（适用于液体或气体燃料）
物理意义 酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示： 1 kg 酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J
煤气的热值是3.9×107 J/m3，表示： 1 m3 煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107 J
2.热机效率
定义 热机用来做 有用功 的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的 能量 之比，叫做热机的效率
公式 η＝ ＝
提高效率的途径 ①使燃料充分 燃烧 ，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等；②尽量减小各种 损耗 ；③机件间保持良好的 润滑 、减小 摩擦
考点6能量的转化与守恒定律
项目 概念 举例
转化 能量由一种形式转变为另一种形式 电灯发光：电能转化为光能和内能
转移 能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体 碰撞时，动能从一个物体转移到另一个物体上
能量守恒定律
内容 能量既不会凭空消失，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
说明 ①能量的转化和转移都是有方向性的； ②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
命题点1 分子无规则运动 1.如图，有两个瓶子，其中一个瓶子内是空气，另一个瓶子内装着密度更大的红棕色二氧化氮气体，使这两个瓶子瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，抽掉玻璃板后，我们看到的现象是两个瓶子内的气体会混合在一起，最后颜色变得 均匀 （选填“均匀”或“不均匀”），这个现象叫 扩散 。在实验开始前， B （选填“A”或“B”）瓶子里装的是二氧化氮气体，这样可以避免受 二氧化氮气体密度大 而对实验造成的影响 （RJ九全P3图13.1-2）
命题点2 改变内能的方式及其能量的转化 2.如图，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞 做功 ，水蒸气的内能 减小 ，塞子的动能 增大 （后两空均选填“增大”“减小”或“不变”） （RJ九全P17图14.1-1）
实验1 比较不同物质的吸热能力
【例1】为了比较水和食用油的吸热能力，小明用如图甲所示的实验装置进行探究。
【设计与进行实验】
（1）实验前，小明应该选用初温和 质量 （选填“质量”或“体积”）相等的水和食用油，除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和 秒表 。
（2）实验中选择相同规格的电加热器加热，通过比较 加热时间 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少。
（3）下表是实验中小明收集到的数据，第6 min时水的温度如图乙所示，为 20 ℃。
加热时间/min 0 2 4 6 8 10
水的温度/℃ 5 10 15 25 30
食用油的温度/℃ 5 15 25 35 45 55
【分析与论证】
（4）分析表格数据可知，在相同时间内， 食用油 的温度变化大，可得出
水 的吸热本领大。
【交流与评估】
（5）实际实验中发现存在一些不好控制的因素，例如水和食用油散热快慢不同，请另外举出一条： 温度计的灵敏度差等（合理即可） 。
（6）实验结束后，换用多种液体进行实验，发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同，为了表示不同物质的这种性质差别，物理学中引入了 比热容 这个物理量。
（7）实验中，若取水的质量为200 g，水在0～10 min过程中吸收的热量是 2.1×104 J，食用油的比热容为 2.1×103 J/（kg·℃）。[不计热量散失，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
【创新设问】
（8）冬天，小明想自制一个暖手袋，若从水或食用油中选一种液体装入暖手袋中作为供热介质，选择 水 （选填“水”或“食用油”）为介质保暖效果更佳。
实验2 探究燃料的热值
【实验装置】
1.如图所示：
2.实验器材：两只相同的烧杯、水、煤油、花生油、 天平 、 温度计 。
【设计与进行实验】
3.两灯具内盛有 质量 相同的煤油和花生油作为燃料。
4.在两只相同的烧杯内，分别倒入 初温 和质量相同的水。
5.分别用煤油和花生油加热，使燃料 燃尽 ，记下水的末温分别为t1℃和t2℃。
6.实验数据表格：
燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 20
花生油 20
【数据处理和分析】
7.分析表格数据，通过观察水温的变化，由此判断两种燃料的热值大小。当两灯的燃料完全燃烧后，甲装置中水的温度为48 ℃，乙装置中水的温度为38 ℃，由此可以初步判断 煤油 （选填“花生油”或“煤油”）的热值更大一些。
【实验结论】
8. 质量 相同的不同燃料完全燃烧时，放出的热量 越多 ，其热值 越大 。
【交流与反思】
9.组装如图甲、乙所示的两套装置时，正确的顺序是 自下而上 （选填“自上而下”或“自下而上”）。
10.为了保证实验结论的可靠性，实验时应控制两灯具内所盛煤油和花生油的 质量 相同、两只相同的烧杯内盛有水的 质量 和 初温 相同，这里用到的实验方法是 控制变量法 。
11.加热同一种液体，通过 温度计的示数高低 得出吸热多少，进而判断热值大小。
12.根据Q吸＝cmΔt计算出水吸收的热量，再根据Q＝mq计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 偏小 （选填“偏大”或“偏小”），结合实验，分析原因可能是 有热量损失（或煤油燃烧不充分，合理即可） 。
重难点1温度、热量和内能的关系
【例1】关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ D ）
A.物体的温度越高，所含热量越多
B.温度高的物体，内能一定大
C.0 ℃的冰块的内能一定为0
D.内能少的物体可能将能量传给内能多的物体
【例2】下列说法正确的是（ B ）
A.物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高
B.物体内能减少，物体不一定放出热量
C.固体有固定的形状，所以固体分子之间的作用力只有引力
D.温度高的物体分子运动剧烈，具有的热量多
温度、热量和内能的联系与区别：
1.温度升高→内能增加→不一定吸热（如：钻木取火，摩擦生热）。
2.吸收热量→不一定升温（如：晶体熔化，水沸腾）→内能不一定增加（如：吸收的热量全都对外做功，内能可能不变）。
3.内能增加→不一定升温（如：晶体熔化，水沸腾）→不一定吸热（如：钻木取火，摩擦生热）。
重难点2热量的计算
【例3】随着乡村振兴政策的持续推进，以天然气为燃料的燃气灶逐渐取代了以干木材为燃料的土灶，保护了生态环境，将质量为3 kg、初温为23 ℃的水加热到98 ℃，土灶燃烧了干木材0.315 kg，则该土灶的热效率为 25％ ；若用热效率为60％的燃气灶，则需要消耗天然气 0.04 m3（结果保留两位小数）。[干木材热值取1.2×107 J/kg，天然气热值取3.9×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
【解析】水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t2－t1）＝4.2×103 J/（kg·℃）×3 kg×（98 ℃－23 ℃）＝9.45×105 J。干木材完全燃烧放出的热量：Q放＝m干木材q干木材＝0.315 kg×1.2×107 J/kg＝3.78×106 J。土灶的热效率：η＝＝＝25％；若用热效率为60％的燃气灶来加热这些水，则需要天然气完全燃烧释放的热量：Q放'＝＝＝1.575×106 J，需要消耗天然气体积：V＝＝≈0.04 m3。
运用热值计算的相关方法：
固体（液体）燃料 Q＝mq：m表示质量，单位是kg；q表示热值，单位是J/kg；Q表示放出的热量，单位是J
气体燃料 Q＝Vq：V表示体积，单位是m3；q表示热值，单位是J/m3；Q表示放出的热量，单位是J
命题点1 分子动理论
1.（2022·鄂州）做完广播体操后，来到餐厅，妈妈为你端上香喷喷的早餐（如图）。关于人能闻到食物的香味，下列说法不正确的是（ D ）
A.是一种扩散现象
B.是由于分子不停地做无规则运动产生的
C.温度越高，香味越浓
D.温度越高，香味越淡
2.（2022·宜昌）如图，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计的示数，使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计的示数 变大 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 分子间存在引力 。
命题点2 内能及其改变
3.（2024·湖北）如图是小明煮的一碗冒着“白气”的面条。他将木筷和金属勺同时放入其中，过一会儿感觉金属勺烫手而木筷不烫手。下列说法正确的是（ C ）
A.木材的导热性比金属好
B.木筷不烫手其内能不变
C.金属勺通过热传递变烫
D.“白气”是由汽化形成的
4.（2020·咸宁）如图所示的现象中，利用做功使物体内能增加的是（ B ）
A.发烧时，用冷毛巾给头部降温
B.钻木时，来回转动硬木棒取火
C.天晴时，晒太阳使身体变暖和
D.煮茶时，火焰使茶水温度升高
5.（2023·黄冈改编）2023年5月30日，长征2F遥十六运载火箭搭载着神舟十六号的三名航天员，从酒泉卫星发射中心发射升空。高速运动的火箭在升空过程中与空气摩擦，火箭整流罩外壳温度升高，这是通过 做功 （选填“热传递”或“做功”）的方式改变内能。
命题点3 比热容的理解及应用
6.（2024·武汉）下列实例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ B ）
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住
D.生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
7.（2023·恩施州）冬季，某供热系统中有10 kg水[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]，当温度降低1 ℃时，可给房间放热（ C ）
A.4.2×102 J B.4.2×103 J
C.4.2×104 J D.以上都不对
8.（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（ C ）
甲 乙
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
9.（2022·宜昌）小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2 kg的水和0.3 kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16 min 内吸收的热量为 2.52×104 J，另一种液体的比热容为 1.4×103 J/（kg·℃）。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
10.（2021·宜昌）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少，但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20 ℃加热至80 ℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36％，已知水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。
（1）在这个过程中水吸收了多少热量？
（2）请你帮小明算出天然气的热值。
解：（1）在这个过程中水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（80 ℃－20 ℃）＝5.04×105 J。
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝ ＝1.4×106 J，
天然气的热值：
q天然气＝＝＝4×107 J/m3。
命题点4 热机
11.（2023·随州）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（ A ）
甲 乙
A.图甲是压缩冲程，活塞对汽缸的气体做功，气体温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30％
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
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 内能 （填能量形式）增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外 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。
命题点5 热现象综合
13.（2023·随州）近年来许多家庭使用电热液体蚊香器（如图），瓶中的碳纤维棒将瓶内的杀虫剂吸到棒的顶端，而发热电阻传递的热会使棒的上端温度达到50 ℃左右，此时杀虫剂蒸发得更快从而提高了驱蚊效果。以下说法正确的是（ D ）
A.蒸发是液化的一种方式
B在常温下，碳纤维棒里的杀虫剂分子不会运动
C.杀虫剂分子运动的快慢与温度高低有关，50 ℃时杀虫剂分子运动得最慢
D.一般情况下，温度升高汽化的速度会加快
14.（2023·黄冈）我国幅员辽阔，人文自然资源丰富，下列分析正确的是（ B ）
A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，是因为火焰山沙石比热容大
B.云南大理的蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动
C.黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化，是因为冰雕没有内能
D.山东潍坊的潍柴内燃机工作时，将机械能转化成内能
命题点6 效率的相关计算
15.（2024·武汉）绿色发展是高质量发展的底色，为了更好地践行绿色发展和“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。“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 电能 。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约1.7×105 kW·h，相当于完全燃烧 1.8×104 kg的无烟煤释放的能量。（q无烟煤＝3.4×107 J/kg）
16.（2023·鄂州）小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备去户外野炊，用该燃气炉烧水时，把初温为20 ℃的1 kg水加热到100 ℃，燃烧了0.025 m3天然气，则水吸收的热量为 3.36×105 J。假设天然气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为 33.6％ 。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值取4×107 J/m3]
17.（2024·湖北节选）据统计，每燃烧1 kg燃油约排放3.3 kg二氧化碳。以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h，功率为172 kW。与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36％，燃油的热值q取4.3×107 J/kg）
解：卡车所做的机械功：
W＝Pt＝172×103 W×3 600 s＝6.192×108 J，
根据η＝可知，燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝1.72×109 J，
消耗燃油的质量：
m＝＝＝40 kg，
则减排二氧化碳的质量：
m'＝3.3m＝3.3×40 kg＝132 kg。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科
第5讲 内能 内能的利用
考点1分子热运动
物质构成 常见的物质是由极其微小的粒子—— 分子 和 原子 构成的。分子很小，人们通常以 10－10 m 为单位来量度分子
分子热运动 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的 热运动 ；温度越高，分子热运动越 剧烈
扩散 现象 定义 不同的物质在相互 接触 时彼此进入对方的现象叫做扩散
生活举例 “花气袭人知骤暖”“墙角放煤，日久变黑”“酒香不怕巷子深”“槐花飘香”等
说明 一切物质的分子都在不停地做 无规则运动 ，分子间有 间隙
影响因素 扩散现象与 温度 有关，且温度越高，扩散得越 快
分子间的作 用力 ①分子之间存在 引力 ，因而固体和液体能保持一定的体积； ②分子之间存在 斥力 ，所以固体和液体很难被压缩
分子动理论 ①常见的物质是由大量的 分子、原子 构成的； ②物质内的分子在不停地做 热 运动； ③分子之间存在 引力 和 斥力
考点2内能和热量
1.内能及其改变
定义 构成物体的所有分子，其热运动的 动能 与分子 势能 的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳（J）
决定因素 物体的内能与温度、质量、材料、状态有关；由于分子在永不停息地做 无规则运动 ，所以物体的内能永不为 零
改变方式 热传递 做功
实质 能量的 转移 能量的 转化
生活举例 晒太阳、烧水做饭、哈气取暖等 钻木取火、摩擦生热、搓手取暖等
补充说明 ①热传递条件：物体间存在 温度差 ；②热传递方向：能量从高温物体传递到低温物体，直到两物体的温度 相等 为止 做功的两种情况：一是外界对物体做功，物体内能增加，其他形式的能转化为 内能 ；二是物体对外界做功，物体内能 减小 ， 内能 转化为其他形式的能
联系 热传递和做功在改变物体内能上是等效的，一个物体温度升高，有可能是对物体做了功，也有可能是发生了热传递
2.热量
定义 在热传递过程中，传递 能量的多少 叫做热量，用符号Q表示
单位 焦耳 （符号： J ）
与内能关系 物体吸收热量，内能 增加 ；放出热量，内能 减少
说明 热量是一个过程量，伴随着热传递的产生而出现，随其终止而消失；物体本身并没有热量，不能说某个物体“具有”或“含有”热量，更不能说“比较”两物体热量的多少，只能说物体“吸收”或“放出”了热量
考点3比热容
物理意义 比热容是描述物质吸、放热能力的物理量
定义 一定 质量的某种物质，在温度升高时 吸收的热量 与 它的质量 和 升高的温度 乘积之比，叫做这种物质的比热容。比热容用符号c表示
说明 单位质量的某种物质，温度降低1 ℃所放出的热量与它温度升高1 ℃所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容
单位 焦每千克摄氏度[符号：J/（kg·℃）]
水的比热容 ①水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），它的物理意义：1 kg的水温度升高（或降低） 1 ℃ 所吸收（或放出）的 热量 为4.2×103 J。 ②水的比热容大的利用：培育秧苗时，傍晚灌水，白天放水；汽车发动机用水作为冷却剂；取暖剂；调节气候等
吸、放热公式 吸热公式： Q吸＝cm（t－t0） ；放热公式： Q放＝cm（t0－t） ；若不考虑热损失，则Q吸＝Q放
考点4热机
定义 利用内能做功的机械
原理 化学能内能机械能
应用 蒸汽机、内燃机、喷气发动机等
认识“内燃机”
定义 燃料直接在发动机 汽缸 内燃烧产生动力的热机叫内燃机
分类 汽油机 和 柴油机
示意图
（续表）
冲程 吸气 冲程 压缩 冲程 做功 冲程 排气 冲程
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能的转化 无 机械 能转化为 内 能 内 能转化为 机械 能 无
工作过程 （四冲程） 每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，此过程中曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次，对外做功1次
吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的 惯性 来完成的， 做功 冲程是唯一对外做功的冲程
说明 汽油机和柴油机在构造上有所不同，汽油机顶部有火花塞，而柴油机顶部有喷油嘴，另外二者在工作过程中也略有不同；吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气
考点5热机效率
1.热值
定义 某种燃料 完全 燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用符号 q 表示
单位 焦每千克 （符号：J/kg）；焦每立方米（符号：J/m3）
公式 q＝（适用于固体燃料） q＝（适用于液体或气体燃料）
物理意义 酒精的热值是3.0×107 J/kg，表示： 1 kg 酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J
煤气的热值是3.9×107 J/m3，表示： 1 m3 煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107 J
2.热机效率
定义 热机用来做 有用功 的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的 能量 之比，叫做热机的效率
公式 η＝ ＝
提高效率的途径 ①使燃料充分 燃烧 ，如：将煤粒磨成煤粉、加大送风量等；②尽量减小各种 损耗 ；③机件间保持良好的 润滑 、减小 摩擦
考点6能量的转化与守恒定律
项目 概念 举例
转化 能量由一种形式转变为另一种形式 电灯发光：电能转化为光能和内能
转移 能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体 碰撞时，动能从一个物体转移到另一个物体上
能量守恒定律
内容 能量既不会凭空消失，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
说明 ①能量的转化和转移都是有方向性的； ②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
命题点1 分子无规则运动 1.如图，有两个瓶子，其中一个瓶子内是空气，另一个瓶子内装着密度更大的红棕色二氧化氮气体，使这两个瓶子瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，抽掉玻璃板后，我们看到的现象是两个瓶子内的气体会混合在一起，最后颜色变得 均匀 （选填“均匀”或“不均匀”），这个现象叫 扩散 。在实验开始前， B （选填“A”或“B”）瓶子里装的是二氧化氮气体，这样可以避免受 二氧化氮气体密度大 而对实验造成的影响 （RJ九全P3图13.1-2）
命题点2 改变内能的方式及其能量的转化 2.如图，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞 做功 ，水蒸气的内能 减小 ，塞子的动能 增大 （后两空均选填“增大”“减小”或“不变”） （RJ九全P17图14.1-1）
实验1 比较不同物质的吸热能力
【例1】为了比较水和食用油的吸热能力，小明用如图甲所示的实验装置进行探究。
【设计与进行实验】
（1）实验前，小明应该选用初温和 质量 （选填“质量”或“体积”）相等的水和食用油，除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和 秒表 。
（2）实验中选择相同规格的电加热器加热，通过比较 加热时间 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少。
（3）下表是实验中小明收集到的数据，第6 min时水的温度如图乙所示，为 20 ℃。
加热时间/min 0 2 4 6 8 10
水的温度/℃ 5 10 15 25 30
食用油的温度/℃ 5 15 25 35 45 55
【分析与论证】
（4）分析表格数据可知，在相同时间内， 食用油 的温度变化大，可得出
水 的吸热本领大。
【交流与评估】
（5）实际实验中发现存在一些不好控制的因素，例如水和食用油散热快慢不同，请另外举出一条： 温度计的灵敏度差等（合理即可） 。
（6）实验结束后，换用多种液体进行实验，发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同，为了表示不同物质的这种性质差别，物理学中引入了 比热容 这个物理量。
（7）实验中，若取水的质量为200 g，水在0～10 min过程中吸收的热量是 2.1×104 J，食用油的比热容为 2.1×103 J/（kg·℃）。[不计热量散失，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
【创新设问】
（8）冬天，小明想自制一个暖手袋，若从水或食用油中选一种液体装入暖手袋中作为供热介质，选择 水 （选填“水”或“食用油”）为介质保暖效果更佳。
实验2 探究燃料的热值
【实验装置】
1.如图所示：
2.实验器材：两只相同的烧杯、水、煤油、花生油、 天平 、 温度计 。
【设计与进行实验】
3.两灯具内盛有 质量 相同的煤油和花生油作为燃料。
4.在两只相同的烧杯内，分别倒入 初温 和质量相同的水。
5.分别用煤油和花生油加热，使燃料 燃尽 ，记下水的末温分别为t1℃和t2℃。
6.实验数据表格：
燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 20
花生油 20
【数据处理和分析】
7.分析表格数据，通过观察水温的变化，由此判断两种燃料的热值大小。当两灯的燃料完全燃烧后，甲装置中水的温度为48 ℃，乙装置中水的温度为38 ℃，由此可以初步判断 煤油 （选填“花生油”或“煤油”）的热值更大一些。
【实验结论】
8. 质量 相同的不同燃料完全燃烧时，放出的热量 越多 ，其热值 越大 。
【交流与反思】
9.组装如图甲、乙所示的两套装置时，正确的顺序是 自下而上 （选填“自上而下”或“自下而上”）。
10.为了保证实验结论的可靠性，实验时应控制两灯具内所盛煤油和花生油的 质量 相同、两只相同的烧杯内盛有水的 质量 和 初温 相同，这里用到的实验方法是 控制变量法 。
11.加热同一种液体，通过 温度计的示数高低 得出吸热多少，进而判断热值大小。
12.根据Q吸＝cmΔt计算出水吸收的热量，再根据Q＝mq计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比 偏小 （选填“偏大”或“偏小”），结合实验，分析原因可能是 有热量损失（或煤油燃烧不充分，合理即可） 。
重难点1温度、热量和内能的关系
【例1】关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ D ）
A.物体的温度越高，所含热量越多
B.温度高的物体，内能一定大
C.0 ℃的冰块的内能一定为0
D.内能少的物体可能将能量传给内能多的物体
【例2】下列说法正确的是（ B ）
A.物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高
B.物体内能减少，物体不一定放出热量
C.固体有固定的形状，所以固体分子之间的作用力只有引力
D.温度高的物体分子运动剧烈，具有的热量多
温度、热量和内能的联系与区别：
1.温度升高→内能增加→不一定吸热（如：钻木取火，摩擦生热）。
2.吸收热量→不一定升温（如：晶体熔化，水沸腾）→内能不一定增加（如：吸收的热量全都对外做功，内能可能不变）。
3.内能增加→不一定升温（如：晶体熔化，水沸腾）→不一定吸热（如：钻木取火，摩擦生热）。
重难点2热量的计算
【例3】随着乡村振兴政策的持续推进，以天然气为燃料的燃气灶逐渐取代了以干木材为燃料的土灶，保护了生态环境，将质量为3 kg、初温为23 ℃的水加热到98 ℃，土灶燃烧了干木材0.315 kg，则该土灶的热效率为 25％ ；若用热效率为60％的燃气灶，则需要消耗天然气 0.04 m3（结果保留两位小数）。[干木材热值取1.2×107 J/kg，天然气热值取3.9×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]
【解析】水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t2－t1）＝4.2×103 J/（kg·℃）×3 kg×（98 ℃－23 ℃）＝9.45×105 J。干木材完全燃烧放出的热量：Q放＝m干木材q干木材＝0.315 kg×1.2×107 J/kg＝3.78×106 J。土灶的热效率：η＝＝＝25％；若用热效率为60％的燃气灶来加热这些水，则需要天然气完全燃烧释放的热量：Q放'＝＝＝1.575×106 J，需要消耗天然气体积：V＝＝≈0.04 m3。
运用热值计算的相关方法：
固体（液体）燃料 Q＝mq：m表示质量，单位是kg；q表示热值，单位是J/kg；Q表示放出的热量，单位是J
气体燃料 Q＝Vq：V表示体积，单位是m3；q表示热值，单位是J/m3；Q表示放出的热量，单位是J
命题点1 分子动理论
1.（2022·鄂州）做完广播体操后，来到餐厅，妈妈为你端上香喷喷的早餐（如图）。关于人能闻到食物的香味，下列说法不正确的是（ D ）
A.是一种扩散现象
B.是由于分子不停地做无规则运动产生的
C.温度越高，香味越浓
D.温度越高，香味越淡
2.（2022·宜昌）如图，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计的示数，使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计的示数 变大 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 分子间存在引力 。
命题点2 内能及其改变
3.（2024·湖北）如图是小明煮的一碗冒着“白气”的面条。他将木筷和金属勺同时放入其中，过一会儿感觉金属勺烫手而木筷不烫手。下列说法正确的是（ C ）
A.木材的导热性比金属好
B.木筷不烫手其内能不变
C.金属勺通过热传递变烫
D.“白气”是由汽化形成的
4.（2020·咸宁）如图所示的现象中，利用做功使物体内能增加的是（ B ）
A.发烧时，用冷毛巾给头部降温
B.钻木时，来回转动硬木棒取火
C.天晴时，晒太阳使身体变暖和
D.煮茶时，火焰使茶水温度升高
5.（2023·黄冈改编）2023年5月30日，长征2F遥十六运载火箭搭载着神舟十六号的三名航天员，从酒泉卫星发射中心发射升空。高速运动的火箭在升空过程中与空气摩擦，火箭整流罩外壳温度升高，这是通过 做功 （选填“热传递”或“做功”）的方式改变内能。
命题点3 比热容的理解及应用
6.（2024·武汉）下列实例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ B ）
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住
D.生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
7.（2023·恩施州）冬季，某供热系统中有10 kg水[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]，当温度降低1 ℃时，可给房间放热（ C ）
A.4.2×102 J B.4.2×103 J
C.4.2×104 J D.以上都不对
8.（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（ C ）
甲 乙
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
9.（2022·宜昌）小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2 kg的水和0.3 kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16 min 内吸收的热量为 2.52×104 J，另一种液体的比热容为 1.4×103 J/（kg·℃）。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
10.（2021·宜昌）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少，但在教材的燃料热值表中没有查阅到。于是，他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20 ℃加热至80 ℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36％，已知水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃）。
（1）在这个过程中水吸收了多少热量？
（2）请你帮小明算出天然气的热值。
解：（1）在这个过程中水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×（80 ℃－20 ℃）＝5.04×105 J。
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝ ＝1.4×106 J，
天然气的热值：
q天然气＝＝＝4×107 J/m3。
命题点4 热机
11.（2023·随州）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（ A ）
甲 乙
A.图甲是压缩冲程，活塞对汽缸的气体做功，气体温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30％
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
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 内能 （填能量形式）增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外 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。
命题点5 热现象综合
13.（2023·随州）近年来许多家庭使用电热液体蚊香器（如图），瓶中的碳纤维棒将瓶内的杀虫剂吸到棒的顶端，而发热电阻传递的热会使棒的上端温度达到50 ℃左右，此时杀虫剂蒸发得更快从而提高了驱蚊效果。以下说法正确的是（ D ）
A.蒸发是液化的一种方式
B在常温下，碳纤维棒里的杀虫剂分子不会运动
C.杀虫剂分子运动的快慢与温度高低有关，50 ℃时杀虫剂分子运动得最慢
D.一般情况下，温度升高汽化的速度会加快
14.（2023·黄冈）我国幅员辽阔，人文自然资源丰富，下列分析正确的是（ B ）
A.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，是因为火焰山沙石比热容大
B.云南大理的蝴蝶泉边花香四溢，是因为分子不停地做无规则运动
C.黑龙江哈尔滨寒冷的冰雕不易融化，是因为冰雕没有内能
D.山东潍坊的潍柴内燃机工作时，将机械能转化成内能
命题点6 效率的相关计算
15.（2024·武汉）绿色发展是高质量发展的底色，为了更好地践行绿色发展和“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。“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 电能 。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约1.7×105 kW·h，相当于完全燃烧 1.8×104 kg的无烟煤释放的能量。（q无烟煤＝3.4×107 J/kg）
16.（2023·鄂州）小勇同学购买了一款户外分体式燃气炉，准备去户外野炊，用该燃气炉烧水时，把初温为20 ℃的1 kg水加热到100 ℃，燃烧了0.025 m3天然气，则水吸收的热量为 3.36×105 J。假设天然气完全燃烧，则燃气炉烧水的效率为 33.6％ 。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值取4×107 J/m3]
17.（2024·湖北节选）据统计，每燃烧1 kg燃油约排放3.3 kg二氧化碳。以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h，功率为172 kW。与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36％，燃油的热值q取4.3×107 J/kg）
解：卡车所做的机械功：
W＝Pt＝172×103 W×3 600 s＝6.192×108 J，
根据η＝可知，燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝1.72×109 J，
消耗燃油的质量：
m＝＝＝40 kg，
则减排二氧化碳的质量：
m'＝3.3m＝3.3×40 kg＝132 kg。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共58张PPT)
中考物理一轮复习课件
人教版
2025年中考物理 一轮复习（回归教材夯实基础）
第5讲 内能 内能的利用
考点梳理精练
一、声、光、热学
考点1
分子热运动
分子
原子
10－10 m
热运动
剧烈
接触
无规则运动
间隙
温度
快
引力
斥力
分子、原子
热
引力
斥力
考点2
内能和热量
动能
势能
无规则运动
零
转移
转化
温度差
相等
内能
减小
内能
能量的多少
焦耳
J
增加
减少
考点3
比热容
一定
吸收的热量
它的质量
升高的温度
1 ℃
热量
Q吸＝cm（t－t0）
Q放＝cm（t0－t）
考点4
热机
汽缸
汽油机
柴油机
吸气
压缩
做功
排气
打开
打开
向下
机械
内
内
机械
惯性
做功
考点5
热机效率
完全
q
焦每千克
1 kg
1 m3
有用功
能量
燃烧
损耗
润滑
摩擦
考点6
能量的转化与守恒定律
均匀
扩散
B
二氧化
氮气体密度大
（RJ九全P17
图14.1-1）
做功
减小
增大
实 验 1
比较不同物质的吸热能力
质量
秒表
加热时间
20
食用油
水
温度计的灵敏度差等（合理即可）
比热容
2.1×104
2.1×103
水
实 验 2
探究燃料的热值
天平
温度计
质量
初温
燃尽
煤油
质量
越多
越大
自下而上
质量
质量
初温
控制变量法
温度计的示数高低
偏小
有热量损失（或煤油燃烧不充分，合理即可）
重难点1
温度、热量和内能的关系
D
B
重难点2
热量的计算
25％
0.04
命题点1
分子动理论
D
变大
分子间存在引力
命题点2
内能及其改变
C
B
做功
命题点3
比热容的理解及应用
B
C
C
2.52×104
1.4×103
命题点4
热机
答案：A
内能
做功
机械能
命题点5
热现象综合
D
B
命题点6
效率的相关计算
电能
1.8×104
3.36×105
33.6％
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin
