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第十四章 内能与热机
第一节 内能及其改变
知识点1：物体的内能
1．关于内能，下列说法中正确的是( )
A．0 ℃的物体没有内能
B．单个分子的动能和分子势能总和叫内能
C．物体内能的大小与温度无关
D．物体具有内能的同时也可以具有机械能
D
2．如图所示，取质量相等的热水和冷水，分别放在甲、乙两个完全相同的玻璃杯中， (选填“甲”或“乙”)杯中水的内能较大；将甲杯中的热水倒掉一半之后，其内能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
甲
变小
知识点2：改变物体内能的两种途径
3．【课标情境素材改编】下列实例中，是利用做功的方法改变内能的是
( )
A．把热水注入茶壶，茶壶的温度升高
B．用烤箱烘焙食材，食材的温度升高
C．点燃燃气给炒锅加热，炒锅的温度升高
D．用磨刀石磨剪刀，剪刀的温度升高
D
4．【课标情境素材改编】下列情境中改变内能的方式与其他三个不同的是( )
A．吃饭时，热汤里的勺子会烫手
B．双手互搓，手的温度会升高
C．锯木头时，锯条温度会升高
D．反复弯折的铁丝会发热
A
5．北方的冬天用暖气取暖是通过 的方式改变物体内能的；从滑梯上滑下时，臀部会有灼热感，这是通过 的方式改变物体内能的，该过程中 转化为内能。
热传递
做功
机械能
【思路点拨】改变物体内能的两种途径：做功和热传递。热传递的实质是高温物体向低温物体转移，做功的实质是内能与其他形式能的相互转化。
6．炎热的夏日，小明同学将一杯水放入冰箱里冷冻，过了一段时间后打开冰箱，他发现杯中的水处于冰水混合物的状态。假设杯中冰块和水的质量相等，则杯中冰块和水的内能 (选填“相等”或“不相等”)，且杯中的冰和水之间 (选填“会”或“不会”)发生热传递。
不相等
不会
知识点3：热量
7．【科学本质观】关于热量，下列说法正确的是( )
A．一桶水比一杯水含有的热量多
B．物体温度越高，它的热量就越多
C．物体内能越多，它具有的热量就越多
D．热量等于热传递过程中物体内能的改变量
D
8.实验表明：只要物体之间或同一物体的不同部分存在 ，就会有热传递现象发生，并且将一直持续到它们的 相同为止。两个物体发生热传递时，热量是从 物体传递给 物体的。
温度差
温度
高温
低温
9．【科学推理】质量相同的0 ℃的冰、0 ℃的水和0 ℃的水蒸气中，它们的内能( )
A．一样大
B．冰的内能最大，水蒸气的内能最小
C．水的内能最大，冰的内能最小
D．水蒸气的内能最大，冰的内能最小
D
【思路点拨】内能是物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和。它不仅与温度有关，还与质量、状态等因素有关。
10．【优良传统】尊老爱幼是中华民族的优良传统。小明给奶奶端来一盆热水泡脚，奶奶将脚放入热水中，脚的温度升高，内能增大。下列改变内能的方式，与此相同的是( )
A．铁条经反复锤打后升温
B．烈日下的路面变得很烫
C．相互摩擦后手掌发热
D．小流星进入大气层时燃烧
B
11．如图，把图钉按在铅笔的一端，手握铅笔使图钉钉帽在粗糙的硬纸板上来回摩擦，然后用手轻触钉帽，感觉钉帽的温度明显升高了，甚至发烫。关于该实验，下列说法正确的是( )
A．图钉的温度升高，内能减小
B．图钉内能增加，纸板内能也增加
C．改变图钉内能的方式是热传递
D．图钉内能的大小等于图钉克服摩擦力做功的多少
B
12．请将下列“热”字的含义填入空格内 (选填“内能”“温度”或“热量”)。
(1)天气很“热”的热是指 ；
(2)物体吸热升温的“热”是指 ；
(3)摩擦生热的“热” 是指 。
温度
热量
内能
13．【现代科技】载人飞船的返回舱穿过大气层时，舱壁最高温度达
2 000 ℃，这是通过 的方式改变舱壁的内能；而舱壁表面覆有一层厚厚的隔热材料，这是为了防止因 造成的舱内内能增加、温度升高。
做功
热传递
14．如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况，其中箭头越长代表分子运动越快。则 时刻该物体温度较高， 时刻该物体内能较大。
B
B
15．如图，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有少量空气，气缸内气压小于外界大气压，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，将观察到活塞向左移动，温度计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是 。
变大
外界对空气做功，空气内能变大，温度升高
【方法指导】
内能和温度是物体本身就具有的，而热量是伴随着热传递存在的，内能和温度都是状态量，而热量是过程量。三者的辩证关系可用一个“一定”和五个“不一定”来概括，如图所示。
【针对训练】
1．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．同一物体，温度越高，内能越大
C．温度从热量高的物体传递给热量低的物体
D．物体的温度越高，含有的热量就越多
B
2．【课标情境素材改编】(多选)关于温度、内能和
热量，下列说法正确的是( )
A．冰块熔化时温度不变，其内能可能不变
B．一个铁块温度升高，不一定吸收了热量
C．铝块的内能增加，它一定吸收了热量
D．温度相同的两杯水，它们的内能可能不同
BD(共19张PPT)
第二节 物质的比热容
第1课时 比热容的理解及其应用
知识点1：探究物质吸热或放热规律
1．【教材情境素材改编】在探究不同物质吸热能力的实验中，下列分析正确的是 ( )
A．应用到的物理方法主要有类比法和转换法
B．实验中需要控制液体的体积相同
C．用加热时间表示吸热多少，采用了类比法
D．实验应使用相同规格的加热装置
D
2．比较不同物质吸热升温的特点，小明做了如图的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和煤油，用两个相同的酒精灯对其加热，实验记录的数据如表所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
煤油的温度/℃ 20 24 28 32 36 40
(1)在此实验中，用 (选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来表示物质吸收热量的多少。
(2)据表中实验数据可知：质量相同的水和煤油，加热相同时间， (选填“水”或“煤油”)升高的温度更高。
(3)进一步分析可知：质量相同的水和煤油，升高相同的温度，水吸收的热量比煤油吸收的热量 (选填“多”或“少”)。
加热时间的长短
煤油
多
知识点2：物质的比热容
3．关于比热容，下列说法中正确的是( )
A．比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B．物体的质量越大，它的比热容越大
C．物体升高的温度越少，它的比热容越大
D．比热容与质量、吸收或放出的热量均无关
D
4．酒精的比热容为2.4×103 J/(kg ℃)，其物理含义是 0
；一瓶酒精倒去一半，剩下酒精的比热容将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5．夜晚沙漠中的温度通常会降低至0 ℃以下，这会导致房屋外的水源结冰，当水凝固成冰后，其比热容 ；当气温升高时，将冰块放于屋内可用于降低屋内的温度，冰块每升高1 ℃所吸收的热量比水升高1 ℃所吸收的热量 (选填“多”或“少”)。
1 kg酒精温度升高
(或降低)1 ℃ 所吸收(或放出)的热量为2.4×103 J
不变
变小
少
知识点3：物质比热容的应用
6．【教材情境素材改编】水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用，下列做法与此特点无关的是( )
A．暖气设备用热水供暖
B．汽车发动机用水冷却
C．生活中用水清洗衣物
D．往稻田里灌水防秧苗冻坏
C
7．【物理学与日常生活】“糖炒栗子”是很多人喜爱的零食。制作“糖炒栗子”时锅中常需加入砂石，因为砂石的比热容 ，温度上升得较快，翻炒时通过 的方式来改变栗子的内能。
小
热传递
8．下列各种情况中，物质的比热容会变化的是( )
A．往沸水中倒入冷水
B．将铁块锉成铁球
C．0 ℃的水变成20 ℃的水
D．水凝固成冰
D
9．【物质观念】下表是一些物质的比热容，根据表中的数据，下列判断正确的是( )
A．液体的比热容一定比固体的比热容大
B．不同物质的比热容一定不同
C．物质的比热容与物质的状态无关
D．质量相等的酒精和煤油升高相同的温度，酒精吸收的热量多
D
一些物质的比热容[单位：J/(kg·℃)] 水 4.2×103 冰 2.1×103
酒精 2.4×103 汞 0.14×103
甘油 2.4×103 砂石 0.92×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103
10．(多选)如图是探究“水和煤油吸热能力大小”的实验装置，在相同的试管里分别装上煤油和水，加热至管内液体升温到40 ℃。下列说法正确的是( )
A．为了用酒精灯的外焰进行加热，组装实验装置时应按自上而下的顺序
B．两试管中水和煤油的质量和初温都相同
C．加热相同时间，水吸收的热量比煤油吸收的热量多
D．实验中，观察到煤油的温度先升到40 ℃，
说明煤油的比热容较小
BD
11．利用传感器可以比较不同物质的比热容。将温度传感器插入质量相同的水和色拉油中，然后让它们吸收相同的热量，会发现色拉油里的传感器温度高些，说明水的比热容 色拉油的比热容。
12．初温相同、质量相等的甲、乙两物块，甲的比热容大于乙的比热容。在它们吸收相同的热量后，将二者相互接触，则接触后热量从 0(选填“甲传到乙”或“乙传到甲”)。
大于
乙传到甲
【思路点拨】热传递发生的条件是要有温度差；相同质量的不同物质吸收相同的热量后，比热容小的物质升高的温度大。
13．某小组同学为了比较水和食用油的比热容大小，在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，用相同的酒精灯加热。
(1)小组的实验装置如图甲，其中有一处明显的错误，错误之处是 0
。
(2)更正错误后，加热相同的时间，食用油升高的温度比水多，说明食用油的比热容比水 。
(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 0
。(请写出一条)
食用油
中温度计的玻璃泡接触了杯底
小
各组中水和食用油的质量不相同或酒精灯的火焰大小
不相同或水和食用油的初温不同
(4)另一组的小红同学在比较“水和食用油的吸热能力”时设计如图乙的装置，她在两试管内分别加入等质量的水和食用油，并多次实验。请从实验装置或设计方案的角度对小红的实验进行评估： 0
(写出一条即可)。
便于控制相同时间内，
水和食用油吸收的热量相同
14．【物理学与日常生活】在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风。陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。如图是海陆风形成的示意图，其中图 反映海风形成的时间是白天，形成海陆风的根本原因是 。
乙
水和陆地的比热容不同(共18张PPT)
第二节 物质的比热容
第2课时 比热容的相关计算
知识点：比热容的相关计算
1．(求吸收的热量)小明用燃气热水器烧水，将质量为200 kg的水从20 ℃加热到50 ℃，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)，求水吸收的热量。
解：水吸收的热量：
Q吸＝c水m(t2－t1)＝4.2×103 J/(kg ℃)×200 kg×(50 ℃－20 ℃)＝2.52×107 J。
2．(求比热容)质量为5 kg的某种物质，温度从－15 ℃降到－25 ℃的过程中，共放出热量 1.05×105 J，求该物质的比热容。
解：由Q放＝cm(t2－t1)可得，该物质的比热容：
c＝＝
＝2.1×103 J/(kg ℃)。
3．(求质量)质量10 kg的水温度从50 ℃降低到30 ℃放出的热量，全部被冰吸收，冰的温度升高了10 ℃，求冰的质量。[c水＝4.2×103 J/(kg ℃)，c冰＝2.1×103 J/(kg ℃)]
解：水放出的热量：
Q放＝c水m水(t2－t1)
＝4.2×103 J/(kg ℃)×10 kg×(50 ℃－30 ℃)
＝8.4×105 J，
根据题意可知，冰吸收的热量：
Q吸＝Q放＝8.4×105 J，
由Q吸＝cmΔt可知，冰的质量：
m冰＝＝＝40 kg。
4．(求温度)在1个标准大气压下，温度为60 ℃，质量为2 kg的水吸收
3.78×105 J热量后，其温度升高到多少？[c水＝4.2×103 J/(kg ℃)]
【易错提醒】用热量的计算公式算液体的温度时，要注意液体的末温不能高于其沸点。
解：由Q吸＝cm(t2－t1)可得，水吸收热量后的末温：
t2＝＋t1＝＋60 ℃
＝105 ℃＞100 ℃，
由于1个标准大气压下水的沸点是100 ℃，水沸腾后继续吸热温度保持不变，所以水的末温为100 ℃。
5．经常喝温度过高的热水可能会造成消化系统损伤，喝水温度应与体温接近，最好在40 ℃左右。课间同学们在直饮机接水时，为健康饮水可以把常温水(20 ℃)和开水(100 ℃)按照一定比例勾兑，这个比例合理的是( )
A．1 ∶1 B．2 ∶1
C．3 ∶1 D．4 ∶1
C
6．(多选)小明将分别盛有50 g水和50 g食用油的两个相同试管同时用红外加热器加热，温度传感器与电脑相连。电脑上显示温度随时间变化的图线如图。c水＝4.2×103 J/(kg ℃)，下列说法正确的是( )
A．加热2 min，水吸收的热量大于油吸收的热量
B．油的比热容为2.8×103 J/(kg ℃)
C．第2～3 min内，油吸收的热量为1.4×103 J
D．小华用同一装置实验，得到水和油的温度随
时间变化图线均为A，则m水 ∶m油＝2 ∶1
BC
7．在“探究物质熔化规律”的实验时，某物质的温度随时间变化图像如图所示。已知该物质液态时的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)，质量为20 g。由图可知，该物质固态时的比热容是 J/(kg ℃)，熔化过程中BC段该物质吸收的热量为 J。
2.1×103
672
8．“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，常用于营养计量中。1卡等于在1个标准大气压下，1 g 水温度升高1 ℃吸收的热量。某成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106 J，相当于 卡。这些能量如果是以热量形式被20 kg、 25 ℃的水吸收，在1个标准大气压下可使水温升高 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg ℃)]
2×106
75
9．甲、乙两金属块的比热容之比是3 ∶1，质量之比是2 ∶1，当它们吸收相同的热量时，甲金属块的温度升高了10 ℃，则乙金属块的温度升高了
℃。在1个标准大气压下，使3 kg温度为60 ℃的水吸收6.3×105 J的热量，水的温度将升高 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg ℃)]
60
40
10．【古代科技】《天工开物》中对热锻工艺记载道：“凡治地生物，用锄、镈(bó)之属，熟铁锻成，熔化生铁淋口，入水淬健，即成刚劲。”大致过程如下：现有一质量为1 kg、温度为20 ℃的铁块放入820 ℃的火炉中煅烧足够长的时间，取出经捶打后再次放入火炉中煅烧足够长的时间，再次取出后迅速放入温度为20 ℃的冷却池中冷却淬火，请根据该过程回答下列问题。(忽略铁块质量变化)
(1)求铁块第一次在火炉中吸收的热量；[c铁＝0.46×103 J/(kg ℃)]
(2)若铁块释放的热量全部被水吸收，水的末温为40 ℃，求冷却池中水的质量。[计算结果保留整数，c水＝4.2×103 J/(kg ℃)]
解：(1)将20 ℃的铁块放入820 ℃的火炉中，最终温度为820 ℃，则铁块第一次在火炉中吸收的热量：
Q吸＝c铁m铁(t2－t1)
＝0.46×103 J/(kg ℃)×1 kg×(820 ℃－20 ℃)
＝3.68×105 J；
(2)铁块释放的热量全部被水吸收，铁块放出的热量：
Q放＝c铁m铁(t2′－t1)
＝0.46×103 J/(kg ℃)×1 kg×(820 ℃－40 ℃)
＝3.588×105 J，
则冷却池中水吸收的热量Q吸′＝3.588×105 J，根据Q＝cmΔt可知，冷却池中水的质量：
m＝＝
≈4 kg。
11．【数形结合】甲、乙两物体质量都为1 kg，丙物体质量为2 kg，三个物体温度都升高1 ℃，吸收热量如图所示。
(1)甲物体的比热容c甲＝ J/(kg ℃)。
(2)甲、乙、丙三个物体的比热容由大到小排列是 (填字母代号)。
A．c甲＞c乙＞c丙 B．c甲＞c丙＞c乙
C．c丙＞c乙＞c甲 D．c丙＞c甲＞c乙
(3)若乙物体温度降低1 ℃，其放出的热量是 J。
3×103
A
2 000(共21张PPT)
第三节 热 机
知识点1：热机
1．热机的广泛使用，对人类社会的发展起到了重要的作用，下列不属于热机应用的是( )
A．喷气式飞机 B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车 D．燃油摩托车
C
知识点2：汽油机
2．在四冲程汽油机的一个工作循环中，不是依靠飞轮惯性完成的冲程是
( )
A．吸气冲程 B．做功冲程
C．压缩冲程 D．排气冲程
B
3．汽油机工作时，将 能转化为 能的是做功冲程；若单缸四冲程汽油机飞轮的转速是3 600 r/min，则汽油机每秒内飞轮转动 周，对外做功 次。
内
机械
60
30
知识点3：柴油机
4．关于柴油机，下列说法不正确的是( )
A．柴油机属于内燃机
B．柴油机与汽油机使用的燃料不同
C．压缩冲程中，柴油机的压缩程度比汽油机的小
D．轮船、拖拉机等交通工具通常用柴油机作发动机
C
5．如图是柴油机工作时某冲程示意图，该冲程为 冲程，把 能转化为 能。
压缩
机械
内
易错点：飞轮转速与做功次数的关系
6．一个四冲程汽油机的飞轮转速为2 400 r/min，它每分钟完成 个冲程，做 次功，飞轮转 周，活塞每秒往复运动 次，完成 个工作循环。
【思路点拨】四冲程热机一个工作循环完成4个冲程，飞轮转动2周，做功一次。
4 800
1 200
2 400
40
20
7．如图为生活中常用的热水瓶，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，会观察到软木塞跳起。则与该过程类似的汽油机冲程为( )
A．做功冲程 B．压缩冲程
C．吸气冲程 D．排气冲程
A
8．四冲程内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀，推动活塞做功。此过程中气体的温度、内能、压强的变化情况是( )
A．温度升高，内能增大，压强增大
B．温度降低，内能减小，压强减小
C．温度升高，内能增大，压强减小
D．温度降低，内能减小，压强增大
B
9．关于四冲程汽油机，下列说法正确的是( )
A．汽油机的功率一般比柴油机的低
B．在压缩冲程，燃料燃烧，内能转化为化学能
C．在吸气冲程，吸入气缸内的是空气
D．在排气冲程，进气门和排气门都打开
A
10．汽油机工作到某一冲程时，其进气门、排气门都关闭，活塞向上运动。根据上述信息，下列判断正确的是( )
A．该冲程为做功冲程，内能转化为机械能
B．该冲程为压缩冲程，燃料混合物内能增加
C．进入气缸内的仅是汽油
D．该冲程不依靠飞轮的惯性完成
B
11．(多选)关于汽油机与柴油机，下列说法中正确的是( )
A．汽油机与柴油机使用的燃料相同
B．汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火
C．汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴
D．汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是柴油和空气的混合物
BC
12．(多选)上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。则( )
A．当海水下降时，阀门K1关闭，阀门K2开启
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程
D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
AD
【思路点拨】当海水下降或上升时，气室容积会变化，内部压强随之变化。通过调节阀门K1和阀门K2的开启或关闭，将空气吸入气室或推入工作室。
13．(通辽中考)课外活动中，某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上，握住上下两部分，用力拧成如图所示的形状，会看到瓶盖被弹出，并发出爆响声，同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 0冲程类似，瓶盖被弹出时，瓶内气体内能会 而导致温度降低，出现白雾。
压缩
减少
14．【教材情境素材改编】正月十五元宵节，民间
风俗要挂花灯，走马灯为其中一种。如图所示，走
马灯上有平放的叶轮，下有燃烛或灯，点燃底部蜡
烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸
片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动
的能量转化情况为 能转化为 ，这与四冲程
汽油机 冲程的能量转化情况相同。
内
机械能
做功
15．小明去参观科技馆，他在汽车馆看到了有关“六冲程引擎”的介绍。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入气缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入气缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程，第六冲程中水蒸气的内能 。
做功
减小
16．若一台汽油机飞轮转速是1 200 r/min，这台汽油机的活塞每秒钟内完成 次做功冲程。做功冲程工作时，推动活塞一次做功1 500 J，则这台汽油机的功率为 kW。
10
15
【思路点拨】四冲程内燃机在一个工作循环中，飞轮转动2周，活塞往复运动2次，内燃机对外做功1次。据此可推导内燃机每分钟对外做功的次数，进而利用功率的公式算出内燃机的功率。
17．【过程开放】小明做了一个有趣的小实验，他将带有橡皮塞的小空铁瓶放入玻璃罩内，并用电动机抽取罩内空气，实验装置如图所示，抽气一段时间后，在 的作用下，瓶塞会冲出瓶口。若不用抽气机也可以使瓶塞冲出，请你提出一个可行的方案： 0
。
铁瓶内气体压强
用酒精灯外焰缓慢加热
带塞铁瓶的底部铁板(或用吹风机热风吹带塞铁瓶的底部铁板)(合理即可)(共21张PPT)
第四节 跨学科：热机效率和环境保护
知识点1：燃料的热值
1．【物质观念】关于燃料及其热值，下列说法中正确的是( )
A．没有燃烧的燃料，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
【思路点拨】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
2．一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J，这些能量需要完全燃烧0.22 m3天然气才能得到，则天然气热值为 J/m3；若天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
3.0×107
不变
知识点2：热机效率
3．【科学本质观】甲、乙两台汽油机，甲的热机效率比乙高，则( )
A．甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
B．甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
C．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D．消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功少
C
【思路点拨】效率和功率是两个不同的物理量。热机效率反映的是有用功在燃料完全燃烧放出热量中所占的比例。当消耗汽油量一样时，也就是燃料完全燃烧放出的热量相同，效率不同，有用功就不同。
4．【教材情境素材改编】如图所示为内燃机工作过程中的能量流向图，该内燃机的效率为 。为了提高内燃机的效率，可以采取的措施： 0
0(写出一条，合理即可)。
36%
减
少废气带走的热量(或减小摩擦、减小热散失、使燃料尽可能完全燃烧等)
知识点3：能量守恒定律
5．【科学本质观】关于能量守恒定律，下列说法中正确的是 ( )
A．能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B．能量守恒定律只适用于能量转化过程
C．按照能量守恒定律，宇宙中的能量总和永远不会增减
D．“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律
C
知识点4：环境保护
6．关于热机和环境保护，下列说法中正确的是( )
A．汽车排出的尾气都是有毒气体
B．所有的热机都用汽油作燃料
C．热机的大量使用会造成环境污染
D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
C
7．【开放性试题】某校九年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是( )
A．用鼓风机向炉膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧
B．把煤磨成粉，用空气吹进炉膛
C．向炉内多加些煤，加大火力
D．用各种办法增大受热面积
C
8．【科学本质观】如图是甲、乙两种燃料完全燃烧时释放的热量Q与其质量m的关系，下列有关说法正确的是( )
A．甲燃料的热值大于乙燃料的热值
B．甲燃料的热值随着质量的增大而增大
C．乙燃料的热值随着质量的增大而增大
D．燃料的热值越大，燃烧的效率越高
A
9．(多选)我国某汽车企业自主研发的涡轮增压发动机的效率超过了40%。燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，输出动力。下列说法正确的是( )
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值增大
B．燃料燃烧越充分，发动机效率越高
C．高压气体推动涡轮转动，内能减小
D．通过技术革新，发动机热效率可达100%
BC
10．【现代科技】搭载“神舟十九号”载人飞船的“长征二号F遥十九”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射后，取得圆满成功。火箭通常使用液氢作为燃料，是因为液氢具有较大的 (选填“比热容”或“热值”)，火箭中的液氢在燃烧一半后，其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
热值
不变
【思路点拨】热值是衡量燃料燃烧特性的物理量；比热容是反映物质吸放热能力的物理量。热值只与燃料种类有关。
11．电动平衡车行驶时，最主要的能量转化是将 能转化为机械能；刹车时，能量从机械能转化为 能，此过程中所有的能量总和 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
12．完全燃烧0.28 kg的酒精可放出 J的热量，这些热量能使热机效率为25%的汽车输出 J的有用功。(已知酒精的热值为3.0×107 J/kg)
电
内
不变
8.4×106
2.1×106
13．【现代科技】某款环保能源汽车——氢能重卡，采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中，汽车以300 kW的恒定输出功率，在水平公路上匀速直线行驶了20 min，汽车发动机的效率为75%。汽车牵引力做的功为 J；若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供，至少需要完全燃烧柴 kg。(q柴油＝4.0×107 J/kg)
3.6×108
12
14．全球汽车保有量在迅速增长，截至2024年，全球处于使用状态的汽车数量已突破12亿辆，每辆汽车每年消耗汽油1.8 t，汽车内燃机的效率平均值取30%。
(1)每辆汽车每年消耗的汽油转化的机械能是多少？(q汽油＝4.6×107 J/kg)
(2)如果能把内燃机效率提高1%，全球每年可以节约多少t燃油？
解：(1)汽油的质量：m＝1.8 t＝1 800 kg，
这些汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×1 800 kg＝8.28×1010 J，
汽油转化的机械能：
W＝ηQ放＝30%×8.28×1010 J＝2.484×1010 J；
(2)每辆汽车做有用功所需燃油：
1．8 t×30%＝0.54 t，
内燃机效率提高后的效率：30%＋1%＝31%，
效率提高后所需燃油量：≈1.74 t，
每辆车每年节约燃油：1.8 t－1.74 t＝0.06 t，
12亿辆车每年节约燃油：
1．2×109×0.06 t＝7.2×107 t。
(3)提高热机效率具有的积极意义是 0
。
降低对空气的污染、节约能源等(合
理即可)(共34张PPT)
第十四章 内能与热机
常考重难点突破与提升
【重难点突破】
重难点1：内能及其改变
1．(福建中考)“煮”的篆体写法如图，表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A．热水暖手
B．钻木取火
C．搓手取暖
D．擦燃火柴
A
2．【物质观念】下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是( )
A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．在相同温度下，1 kg的水比1 kg的冰含有的热量多
C．一个物体吸收了热量，它的温度可能升高
D．物体温度升高，内能不一定增加，但一定要吸收热量
C
3．在瓶子内装一些铁屑，我们可以通过振荡或加热的方法，使铁屑的温度升高，内能增大，则前者是通过 方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程，仅凭铁屑温度的改变， (选填“能”或“不能”)确定采用了什么方法改变了铁屑的内能，你做出这样判断的理由是 0
。
做功
不能
做功
与热传递在改变物体内能上是等效的
4．【传统文化】艾灸和刮痧是我国传统的中医疗法。艾灸是通过 0(选填“做功”或“热传递”)的方式改变穴位处的内能。刮痧则是用木刮器在皮肤上刮动，使体表温度升高，能使药物快速渗入人体，这说明分子的热运动与物体的 有关。
热传递
温度
重难点2：比热容及其应用
5．【物质观念】关于物质的比热容，下列说法正确的是( )
A．质量相同的不同物质，加热相同时间，比热容越小吸热越快
B．若物体吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍
C．生活中常用水作汽车冷却液，是因为水的比热容小
D．同种物质比热容大小与物体质量和温度变化无关
D
6．(多选)两个相同的容器分别装有质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法正确的是
( )
A．甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B．升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量更多
D．加热相同的时间，甲液体温度升高得更多
AD
7．加热质量与初温相同的金属铝球和铁球，使其升高相同温度后，放在两块相同的冰上，两个金属球降低相同温度时如图所示，则 球放出热量较多，比热容较大的是 球。
铝
铝
【思路点拨】在温度变化相同时，质量相同的铝球和铁球放出热量的多少，可通过冰块熔化的多少进行判断；再根据铝球和铁球放出热量的多少，判断铝球和铁球比热容的大小。
8．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙：
(1)实验中必须选取 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体；两液体的初温 (选填“一定”或“不一定”)要相同。
(2)选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是通过 (选填“加热的时间”或“升高的温度”)来反映吸收的热量。
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像如图丙。加热相同的时间 液体升高的温度多， 液体的吸热能力更强； 液体更适合作暖气的媒介。(均选填“甲”或“乙”)
质量
不一定
加热的时间
甲
乙
乙
9．小芳在家利用热水加热冷牛奶，用质量为0.625 kg、初温为95 ℃的热水，加热质量为0.42 kg、初温为25 ℃的牛奶。加热一段时间后，热水和牛奶的共同温度为 75 ℃。[已知c水＝4.2×103 J/(kg ℃)]
(1)求加热过程中水放出的热量；
(2)若加热过程无热量散失，求牛奶的比热容。
解：(1)水放出的热量：
Q放＝c水m水(t0水－t)＝4.2×103 J/(kg ℃)×0．625 kg×(95 ℃－75 ℃)
＝5.25×104 J；
(2)因为水所放出的热量全部被牛奶吸收，即
Q吸＝Q放＝5.25×104 J，所以牛奶的比热容：
c牛奶＝＝
＝2.5×103 J/(kg ℃)。
重难点3：热机
10．【教材情境素材改编】汽油机是生活中使用广泛的内燃机，如图是汽油机工作一个循环时气缸的某些情况，下列说法中正确的是( )
A．图甲实现了内能转化为机械能
B．图乙所示的冲程靠飞轮的惯性完成
C．图丙是汽油机的压缩冲程
D．图丁中吸入气缸的物质只有汽油
B
11．如图为四冲程内燃机的 冲程示意图，该冲程进行过程中曲轴的机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)，若该汽油机的飞轮转速为
1 200 r/min，则汽油机每秒钟做功 次，活塞往复运动 次。
压缩
变小
10
20
重难点4：热值与热机效率
12．关于热机效率，下列说法正确的是( )
A．热机效率越高，热机消耗燃料越少
B．热机效率越高，热机做的有用功越大
C．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多
D．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多
C
13．有两台柴油机，已知甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%, 乙的效率是20%, 那么甲与乙每小时消耗的油量之比为( )
A．3 ∶2 B．4 ∶3
C．12 ∶1 D．3 ∶1
B
14．(陕西中考)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
A
15．氢燃料的热值为1.43×108 J/kg，完全燃烧2 kg的氢气可放出 J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
2.86×108
不变
16．用嵌入式燃气灶加热5 kg初温为20 ℃的水，使水的温度升至80 ℃，加热前后天然气的表盘显示的剩余气量如图所示，已知q天然气＝4.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg ℃)。
(1)求天然气燃烧放出的热量；
(2)求水吸收的热量；
(3)求国家标准规定，嵌入式燃气灶热效率要不小于50%，请你通过计算判断该燃气灶是否符合国家标准。
解：(1)消耗天然气的体积：
V＝165.47 m3－165.42 m3＝0.05 m3，
天然气燃烧放出的热量：
Q放＝qV＝4.2×107 J/m3×0.05 m3＝2.1×106 J；
(2)水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt
＝4.2×103 J/(kg ℃)×5 kg×(80 ℃－20 ℃)
＝1.26×106 J；
(3)燃气灶的热效率：
η＝×100%＝＝60%，
由于η≥50%，故该燃气灶符合国家标准。
17．小红家新买了一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小红出去游玩，途中，这辆汽车在1 h的时间内，在水平路面上匀速行驶了60 km，消耗汽油6 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽油的热值为
4.6×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)。
(1)求6 kg汽油完全燃烧放出的热量；
(2)求汽车的热机的效率；
(3)若6 kg汽油完全燃烧放出的热量的42%被水吸收，能使多少千克的水的温度升高50 ℃？
解：(1)6 kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝6 kg×4.6×107 J/kg＝2.76×108 J；
(2)汽车匀速运动，阻力等于牵引力，故该汽车克服阻力做的功等于牵引力做的功，
该汽车 1 h内克服阻力做的功：
W＝Pt＝23×103 W×1×3 600 s＝8.28×107 J，
该汽车的热机效率：
η＝×100%＝＝30%；
(3)6 kg汽油完全燃烧放出的热量的42%被水吸收，则水吸收的热量：
Q吸＝Q放×42%＝2.76×108 J×42%＝1.1592×108 J，
根据Q＝cmΔt可得，则能使温度升高50 ℃的水的质量：
m′＝＝
＝552 kg。
【综合提升】
18．热学知识与人类生活息息相关，下列说法不正确的是( )
A．酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变
B．汽油机做功冲程中，主要将内能转化为机械能
C．“钻木取火”是通过热传递的方式改变物体的内能
D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容小
C
19．(多选)初温相同的两个物体，吸收相同的热量后相互接触，下列说法正确的是( )
A．若它们的质量相同，则能量从比热容大的物体向比热容小的物体转移
B．若它们的质量相同，则能量从比热容小的物体向比热容大的物体转移
C．若它们的比热容相同，则能量从质量大的物体向质量小的物体转移
D．若它们的比热容相同，则能量从质量小的物体向质量大的物体转移
BD
【思路点拨】判断热量传递的方向，必须判断出吸收相同热量后两个物体的末温，而物体的末温与两物体的温度变化量有关。
20．某汽车水箱中装有4 kg的水，发动机运行一段时间后，水温升高了50 ℃，该过程中水吸收的热量为 J。某柴油机的效率为40%，消耗5 kg的柴油输出的有用功为 J。[c水＝4.2×103 J/(kg ℃)，q柴油＝4.3×107 J/kg]
8.4×105
8.6×107
综合实践活动 模拟热机
【材料准备】吸管、纸巾、两个空饮料瓶、酒精喷雾、用完的打火机、胶水、剪刀等。
【制作过程】(1)剪下两个空饮料瓶瓶口，将两个瓶口位置对准后用胶水粘起来，形成一个密闭的容器。(2)一个盖子上开小口，将吸管粘上去。(3)从用完的打火机上拆下压电器，在另一个盖子上开口，将压电器粘进去(如图所示)。(4)在吸管口塞上纸巾，拧开瓶盖，向容器内喷适量酒精，拧上盖子，按压压电器，纸巾被推出去了。(温馨提示：注意安全，使用时吸管口严禁对准人)
【思考】纸团被喷出去的过程模拟的是内燃机的 冲程，该过程中 0能转化为 能。
做功
内
机械
