第14章 内能与热机【章末复习课件】（66页PPT）--2025-2026学年沪科版九年级全一册物理

章末复习
第十四章 内能与热机
沪科版2024版物理九年级全册
第 14 章 内能与热机【章末复习】教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能够全面、准确地复述内能、比热容、热机等核心概念，深入理解其物理意义，明确各概念之间的内在联系，构建完整的知识体系。
熟练掌握改变物体内能的两种方式（做功和热传递）、比热容公式 \(Q = cm\Delta t\) 、热机的工作原理及能量转化过程，并能运用这些知识准确解决相关的计算和实际问题，提高知识应用能力。
清晰辨别内能、热量、温度等易混淆概念，准确把握它们之间的区别与联系，避免在应用中出现错误。
（二）过程与方法目标
通过知识框架梳理、典型例题分析和小组讨论等活动，培养学生归纳总结知识的能力，提升逻辑思维和综合分析问题的能力，学会运用科学的思维方法解决物理问题。
在复习过程中，引导学生对实验现象和数据进行深入分析，培养学生的实验探究能力和数据处理能力，进一步强化控制变量法、转换法等科学研究方法的应用。
借助跨学科知识的融合与应用，拓宽学生的思维视野，提高学生从多学科角度分析和解决问题的能力，增强知识的迁移能力。
（三）情感态度与价值观目标
帮助学生在复习过程中体会物理知识的系统性和逻辑性，增强学生学习物理的自信心和成就感，激发学生对物理学科的持续学习兴趣。
通过对热机效率与环境保护等问题的复习，强化学生的环保意识和社会责任感，引导学生关注能源利用和环境问题，培养学生积极参与可持续发展的意识。
鼓励学生在小组合作学习中相互交流、相互帮助，培养团队协作精神和沟通表达能力，营造积极向上的学习氛围。
二、教学重难点
（一）教学重点
内能、比热容、热机等核心概念的深入理解和准确应用，包括概念的内涵、外延以及在实际问题中的体现。
改变物体内能的方式、比热容的计算、热机的工作过程和能量转化等重点知识的综合运用，能够解决复杂的实际问题。
热机效率的概念、计算及其与环境保护的关系，理解提高热机效率对节约能源和保护环境的重要意义。
（二）教学难点
从微观角度理解内能的本质以及比热容概念的建立过程，突破学生对抽象概念的理解障碍，把握概念的物理本质。
灵活运用比热容公式 \(Q = cm\Delta t\) 解决涉及多个变量变化的复杂问题，正确分析各物理量之间的关系，准确进行计算。
综合运用多学科知识分析热机效率与环境保护问题，提出切实可行的解决方案，培养学生的创新思维和实践能力。
三、教学方法
讲授法、讨论法、归纳法、练习法、多媒体辅助教学法
四、教学过程
（一）知识框架梳理（15 分钟）
展示第 14 章 “内能与热机” 的知识框架图（可通过多媒体课件展示），以思维导图的形式呈现各知识点之间的逻辑关系。从内能的概念出发，延伸到改变内能的方式；由比热容引出热量的计算；再介绍热机的工作原理、效率以及与环境保护的联系等内容，引导学生整体把握本章知识结构。
按照知识框架，逐步回顾各知识点。例如，在回顾内能概念时，结合分子动理论，讲解内能是物体内部所有分子热运动动能与分子势能的总和，通过举例（如热水和冷水的内能比较）加深学生理解；在讲解改变内能的方式时，通过列举生活中的实例（如搓手取暖是做功改变内能，用热水袋取暖是热传递改变内能），让学生明确做功和热传递在改变内能上的等效性及本质区别。对于每个知识点，都鼓励学生积极参与讨论，分享自己的理解和疑问，教师及时进行解答和补充。
组织学生进行小组合作，让学生以小组为单位，根据自己的理解，尝试绘制本章的知识框架图。每个小组推选一名代表，展示并讲解小组绘制的知识框架图，其他小组进行评价和补充。通过这种方式，调动学生的学习积极性，加深学生对知识的理解和记忆，同时培养学生的团队协作能力和归纳总结能力。
（二）重点知识突破（20 分钟）
内能及其改变：通过典型例题，如 “下列现象中，通过做功改变物体内能的是（ ）A. 用热水袋暖手 B. 冬天在户外晒太阳 C. 钻木取火 D. 把烧红的铁块放入冷水中，铁块温度降低”，引导学生分析每个选项中能量的转化过程，强化学生对做功和热传递改变物体内能的判断能力。进一步提问学生 “物体吸收热量，内能一定增加吗？物体内能增加，一定是吸收了热量吗？” 等问题，引发学生深入思考，准确把握内能与热量、做功之间的关系。
比热容：选取涉及比热容计算的综合应用题，如 “质量为 2kg 的某种物质，温度从 20℃升高到 70℃，吸收了 \(4.2??10^{5}J\) 的热量，求该物质的比热容。若用相同质量的水吸收相同热量，温度升高多少？（水的比热容 \(c_{?°?}=4.2??10^{3}J/(kg?·???)\) ）”，让学生在解题过程中巩固比热容公式 \(Q = cm\Delta t\) 的应用。同时，结合生活中比热容的应用实例（如沿海地区与内陆地区气候差异、汽车发动机用水冷却等），引导学生分析原因，理解比热容是物质的一种特性及其在实际生活中的重要意义。
热机：利用动画或视频再次展示四冲程汽油机和柴油机的工作过程，让学生回顾每个冲程中活塞的运动方向、气门的开闭状态、能量的转化情况等关键知识点。通过对比分析，让学生准确掌握汽油机和柴油机在构造、点火方式、吸入气体等方面的异同点。结合热机效率的概念，提出问题 “如何提高热机效率？提高热机效率对环境保护有什么意义？”，引导学生从能量转化和环境保护的角度进行思考，培养学生综合运用知识的能力。
（三）易错点剖析与练习（15 分钟）
梳理本章学生在学习过程中容易出现的错误，如混淆内能、热量、温度的概念；在应用比热容公式计算时，单位换算错误、对 \(\Delta t\) 的理解不准确；在分析热机工作过程时，冲程判断错误等。将这些易错点以典型错题的形式展示给学生，让学生自主分析错误原因，尝试进行纠正。
针对每个易错点，设计相应的练习题，让学生进行巩固训练。例如，对于内能、热量、温度概念的混淆问题，设计判断题和选择题，如 “温度高的物体，内能一定大。（ ）”“物体吸收热量，温度一定升高。（ ）”“关于热量、内能和温度，下列说法中正确的是（ ）A. 物体吸收热量，温度一定升高 B. 物体内能增加，一定是吸收了热量 C. 热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体 D. 物体温度升高，内能一定增加”；对于比热容计算的易错问题，设计不同类型的计算题，如已知质量、温度变化和热量求比热容，已知比热容、质量和热量求温度变化等，让学生在练习中提高解题的准确性。
在学生完成练习后，进行集中讲解和点评。分析每道练习题的解题思路和方法，强调容易出错的地方，帮助学生总结解题规律和技巧。对于学生仍然存在疑问的问题，进行个别辅导，确保每个学生都能理解和掌握。
（四）跨学科知识应用（10 分钟）
结合 “热机效率和环境保护” 这一跨学科内容，引导学生从物理、化学、地理、生物等多学科角度进行分析。例如，从物理角度分析热机效率低下导致能源浪费和能量损失的原因；从化学角度探讨燃料燃烧过程中产生的污染物（如一氧化碳、氮氧化物、颗粒物等）的化学反应原理；从地理角度分析热机使用对大气环流、气候和生态环境的影响；从生物角度阐述污染物对动植物生存和生态系统平衡的危害。通过多学科知识的融合，拓宽学生的思维视野，让学生全面认识热机与环境问题的复杂性。
提出实际问题，如 “为了减少热机对环境的污染，我们可以采取哪些措施？”，让学生以小组为单位进行讨论，从不同学科的角度提出解决方案。每个小组推选一名代表进行发言，分享小组讨论的成果，教师进行总结和评价，鼓励学生积极创新，提出具有可行性和创新性的建议。
（五）课堂总结与作业布置（5 分钟）
引导学生对本节课的复习内容进行总结，回顾本章的重点知识、易错点以及跨学科知识应用的要点。请学生代表发言，谈谈自己在复习过程中的收获和体会，教师进行补充和完善，强化学生对知识的理解和记忆。
布置作业：
书面作业：完成一份综合练习题，涵盖本章的所有知识点，包括概念辨析、计算、实验分析和实际问题解决等题型，帮助学生进一步巩固所学知识，提高综合应用能力。
实践作业：调查家庭中使用的热机设备（如汽车、燃气热水器等），了解其能源消耗情况和对环境的影响，提出节能和环保的建议，培养学生关注生活、应用物理知识解决实际问题的能力。
拓展作业：查阅资料，了解新能源汽车（如电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等）的工作原理和发展现状，撰写一篇短文，介绍新能源汽车与传统热机汽车在能源利用和环境保护方面的优势，拓宽学生的知识面，激发学生对科学技术的探索兴趣。
五、教学资源
多媒体课件，包含知识框架图、动画、视频、典型例题、练习题等教学资料，用于辅助教学，增强教学的直观性和趣味性。
相关实验器材（如演示做功改变内能的实验装置、比热容实验器材等），用于必要的实验回顾和演示，帮助学生加深对知识的理解。
网络资源、科普书籍等，供学生课后查阅和拓展学习，丰富学生的知识储备。
六、教学反思
在复习教学过程中，要关注学生的个体差异，及时了解学生对知识的掌握程度和存在的问题，针对不同层次的学生进行有针对性的辅导。注重引导学生积极参与课堂活动，鼓励学生提出问题和分享自己的见解，充分发挥学生的主体作用。通过学生的作业和练习反馈，分析教学效果，总结教学经验，发现教学中存在的不足之处，及时调整教学策略，改进教学方法，提高复习教学的效率和质量，确保学生能够全面、系统地掌握本章知识，提升学生的综合素养和解决实际问题的能力。
这份教案涵盖了章末复习的关键内容和环节。你若对复习题的难度、知识梳理的方式等方面有不同想法，欢迎提出进一步需求。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
内能与热机
1.物体的内能
2.物质的比热容
3.热量的计算
4.燃料的热值
5.内燃机
6.热机效率与环境保护
知识框图
复习回顾
1.物体的内能
定义：物体内部所有分子做无规则运动的_______能和_______能之和。
影响因素：___________________________。
内能的改变方法：________和________。（两种方法都能达到同样效果，即“等效”）
?注意：一切物体在任何时候都具有内能，即内能不可能为0。
内能的利用：
（1）直接_____物体　如：生火煮饭、炒菜、烧水等。
（2）用来_________　如：柴油机发动后可以运转、汽车起动后行驶等。
分子动
分子势
温度、质量、状态等
做功
热传递
加热
做功
例1 0℃的冰全部熔化成0℃的水，体积将变小，比较这块0℃的冰和熔化成0℃的水，它们具有的内能，下列说法正确的（ ）。
A.它们的内能相等 B.0 ℃的冰具有的内能较多
C.0 ℃的水具有的内能较多 D.无法确定
C
例2 冬天手冷时，将双手相互搓擦可使手感到暖和，这是利用________的方式使手的内能增大；用热水袋使手暖和，这是用________方式改变物体的内能。
做功
热传递
2.物质的比热容
定义：单位质量的某种物质温度在升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量（用字母“____”表示）。
单位：____________。
?注意：比热容是物质的一种特性。
水的比热容很大，为：_________________。
物理意义：_______________________________________________
____________。
水比热较大的应用：______________________________________。
c
J/(kg·℃)
4.2×103 J/(kg·℃)
它表示每1kg的水，温度每升高1℃所吸收的热量是
4.2×103J
调节气温、作为发动机的冷却液等
例1 关于比热容，下列说法正确的（ ）。
A.物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物质的比热容跟物体的温度有关
C.物质的质量越大，它的比热容越大
D.物质的比热容与温度、质量都没有关系
D
例2 探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，装置如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A.实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强
B.在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的
C.实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同
D.实验中，加热相同的时间，末温低
的物质吸热能力强
D
3.热量的计算
定义：在热传递过程中传递的那部分能量。
单位：______。
物质吸收或放出热量计算式： Q=cmΔt （其中“Δt”是指变化的温度）。
相关变形式：
（1）c=_________
（2）m=_________　　 　
（3）Δt=_________
J
Q/mΔt
Q/cΔt
Q/cm
例 吃早饭时，妈妈用热水给小雪加热250g的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃，妈妈至少要用60℃的热水多少kg？［水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），设该牛奶的比热容为2.5×103J/（kg·℃），不计热量损失］
解：牛奶升温时吸收的热量为：
热水由60℃降低到42℃放出的热量为：
又由
所以
4.燃料的热值
定义：单位质量的某种燃料完全燃烧后所放出的热量（用字母“＿＿”表示）。
?注意：热值是物质的一种特性。
单位：_______________
物理意义：表示每1kg的某种燃料完全燃烧后所放出的热量是多少焦耳。
计算式：
q
J/kg或J/m3
Q=qm（固体、液体） ； Q=qV （气体）
例 关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）。
A.燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关
B.燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C.燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
A
5.内燃机
内燃机：燃料是在汽缸内燃烧、对外做功的机器。常见的内燃机有汽油机和柴油机。
汽油机
柴油机
汽油机
(1)汽油机：用汽油作燃料的内燃机。
(2)汽油机的结构：
冲程：内燃机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动，叫做一个冲程(或行程)，一个工作循环有四个冲程。
(3)汽油机的工作原理：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
冲程
活塞运动状况
进气阀
排气阀
混合气体状态
能量转变情况
吸气
向下运动
开启
关闭
进入汽缸
消耗机械能
压缩
向上运动
关闭
关闭
温度升高，压强增大
机械能转变为内能
做功
向下运动
关闭
关闭
爆发性燃烧
内能转变为机械能
排气
向上运动
关闭
开启
排出汽缸
消耗机械能
(3)汽油机的工作原理：
例1 汽油机工作的时候，活塞在汽缸里往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端叫做一个_______。四冲程汽油机的工作过程由_______、_______、_______、_______四个冲程组成，其中只有_______冲程是燃气对外做功，完成一个工作循环曲轴要转_______周。
冲程
其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。
吸气
压缩
做功
排气
做功
两
例2 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机。如图是四冲程汽油机的工作时各冲程示意图，排列顺序正确的是（ ）。
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、丙、乙、甲
C.甲、丙、乙、丁
D.丁、甲、丙、乙
甲
乙
丙
丁
D
柴油机
1.柴油机：用柴油作燃料的内燃机。
2.柴油机的结构：
柴油机和汽油机的区别与联系
相同点：
都是燃料在汽缸内燃烧，都是将内能转化为机械能的装置，都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次，启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来。
不同点：
内燃机
项目
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
构造
工作循环
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
吸入汽油和空气的混合物
吸入纯净的空气
压缩程度较小
压缩程度较大
点燃式
压燃式
轻巧、效率较低
笨重、效率较高
小汽车和小型农业机
械、低速飞机等
载重汽车、
拖拉机、火车、轮船等
内燃机的应用
汽油机：
多用在小汽车、摩托车、低速飞机及轻巧的机械上。
柴油机：
载重汽车、火车、轮船、拖拉机、坦克等。
内燃机优点：
运转速度快，重量轻，功率大。
内燃机缺点：
排出高温废气，携带有毒、有害物质，污染环境。
例3 关于汽油机和柴油机，下列说法正确的是（ ）。
A.汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入汽缸，汽油机吸入汽缸的是空气
C.汽油机在做功冲程中，进气门关门排气门打开
D.汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能
D
6.热机效率与环境保护
1.热机的效率——热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比。
2.由于热机能量损失的原因比较多，所以热机的效率一般都较低。
公式：
3.热机的效率总是小于100%的。
提高热机效率的主要途径：
（1）使燃料尽量燃烧；
（2）尽量减少各种热损失；
（3）采用先进的技术；
（4）减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
考点1 内能
1. 下列说法正确的是( )
C
A. 温度相等的1?kg水和100?g 水内能相同
B. 热机效率越高，消耗的燃料越少
C. 相同质量的不同种物体，吸收相同的热量，温度改变多的
比热容小
D. 发生热传递时，热量从高温物体传向低温物体，所以高
温物体含的热量多
?
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2. 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。下列情境中，改变物体内能的方式与“蒸”
“烤”相同的是( )
D
A. 弯折铁丝 B. 钻木取火
C. 压缩空气 D. 酒精灯加热
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考点2 比热容
3. 根据比热容的定义得到公式c=QmΔt，下列对公式中c 的理
解正确的是( )
?
D
A. 物体吸收的热量Q越大，比热容c 越大
B. 物体的质量越大，比热容c 越小
C. 物体升高的温度Δt越多，比热容c 越小
D. 以上说法都不对
?
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4.［2024·烟台］在探究“物质的吸热能力
与哪些因素有关”的实验中，用质量为
0.3?kg 的水和下表中等质量的另一种物质
进行对比，作出的图像如图所示。实验
?
b
?
煤油
2.52×104
?
过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等，分
析图像可以得出图线___（填“a”或“b ”）对应的物质为水。由
下表可知，另一种物质可能为______，这种物质在0～5?min
内吸收的热量为____________J 。
?
物质
比热容c/[J?(kg?℃)?1]
水
4.2×103
酒精
2.4×103
煤油
2.1×103
蓖麻油
1.8×103
物质
水
酒精
煤油
蓖麻油
利用概念辨析法解答。比热容是物质的一种特性，
只与物质的种类和状态有关，与物质吸放热、质量大小及温
度变化等都无关，故A、B、C错误，D正确。
. .
【点拨】由题意知，加热时间相等时，
两种液体吸收的热量相等，由图示可以
看出，a液体的温度升高得快，b 液体温
度升高慢；利用热量的计算公式
?
Q=cmΔt 可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况
下，谁的温度升高得快，它的比热容小，所以，b 液体的比
热容大，若a、b两种液体中，一种液体是水，则b 液体是水，
?
由图可知：液体和水的初温是20?℃，吸热5分钟后a 液体的末
温是60?℃，水的末温是40?℃ ；由题知，水和液体的质量相
同，初温相同，吸收的热量相同，则Q水吸=Qa 吸，即
c水m水Δt水=camaΔta，即cama(60?℃?20?℃)=4.2×103J/(kg?℃)×m水×(40?℃?20?℃) 。解得
?
ca=2.1×103J/(kg?℃) ，由表格数据知此物质可能为煤油，
这种物质在0～5?min 内吸收的热量为
Q吸=camaΔta=2.1×103J/(kg?℃)×0.3?kg×(60?℃?20?℃)=2.52×104?J 。
?
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考点3 热机
5. ［2024·常州］四冲程汽油机工作时，将内能转化为机械
能的冲程是( )
C
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程
C. 做功冲程 D. 排气冲程
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6. 汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机
和柴油机的异同点说法不正确的是( )
B
A. 汽油机和柴油机都是内燃机
B. 吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油
和空气的混合物
C. 汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，曲轴转
两圈
D. 柴油机的点火方式是压燃式，汽油机的点火方式是点燃式
【点拨】内燃机工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的
混合物，柴油机吸入的只有空气，故B不正确，符合题意。
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考点4 热值和热机效率
7. ［2025·新疆一模］为了节约能源，需要提高热机效率，
关于提高热机效率，下列说法正确的是( )
D
A. 尽量使用热值大的燃料
B. 采用先进的制造技术，能将热机的机械效率提高到100%
C. 尽量增加热机工作时间
D. 尽量减少废气带走的热量
?
【点拨】使用热值大的燃料时，完全燃烧相同质量的燃料，
可以产生更多的热量，但是不能提高热机效率，故A错误；
由于摩擦等因素的存在，无法将热机的机械效率提高到
100% ，故B错误；增加热机工作时间，可以增加对外做的有
用功，但是不能提高热机效率，故C错误；减少废气带走的
热量可以增加燃料产生热量的利用率，可以提高热机的效率，
故D正确。
?
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8.［2024·淮安节选］2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从
北京到上海1 500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车
辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。某款氢能
源汽车在公路上行驶30?km，用时0.4?h ，受到的牵引力为
1.4×103?N，消耗氢气0.8?kg ，则此过程中氢气燃烧放出的
热量为___________J ，利用氢能的效率为_______。
（氢气热值为1.4×108J/kg ）
?
1.12×108
?
37.5%
?
【点拨】此过程中氢气燃烧放出的热量
Q放=mq氢气=0.8?kg×1.4×108J/kg=1.12×108?J ；牵引
力做功W=Fs=1.4×103?N×30?000?m=4.2×107?J ，则
利用氢能的效率
η=WQ放×100%=4.2×107?J1.12×108?J×100%=37.5% 。
?
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考点5 探究物质的吸、放热能力
9. ［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
?
【点拨】加热器规格相同，经过相同的时间，产生的热量相
同，A错误；比热容是物质的一种特性，与物体质量大小、
温度高低、吸放热多少都没有关系，吸热能力不受外界条件
影响，B错误；由图乙知，升高相同的温度，b 加热时间长，
b吸热多，b 的吸热能力强，C正确，D错误；故选C。
?
√
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考点6 热量的综合计算
10.［2025·安徽期中］有一个具有加热功能的保温容器，如
图甲所示，在该容器中加入3?kg的水，加热2?min 后停止加热，
随后立即在容器中放入一个金属块，如图乙所示。水和金属
块的温度变化情况如图丙所示。水的比热容
c水=4.2×103J/(kg?℃) ，金属块的比热容
c金=0.63×103?J/(kg?℃) ，求：
?
（1）水在加热时吸收的热量。
【解】由图丙可知，水在加热时温度由20?℃升高到60?℃ ，吸
收的热量Q吸水=c水m水(t1?t0水)
=4.2×103J/(kg?℃)×3?kg×(60?℃?20?℃)=5.04×105?J 。
?
（2）金属块的质量。
由图丙可知，从加入金属块到温度稳定时，水的温度从60?℃
下降为40?℃，金属块温度由20?℃升高为40?℃ 。该过程中水
?
放出的热量Q放水=c水m水(t1?t2)=4.2×103?J/(kg?℃)×3?kg×(60?℃?40?℃)=2.52×105?J ,
?
金属块吸收的热量等于水放出的热量，即Q吸金=Q放水 ，金属
块的质量
m金=Q吸金c金(t2?t0金)=2.52×105?J0.63×103J/(kg?℃)×(40?℃?20?℃)=20?kg 。
?
返回
11.小荣学习热机知识后，研究
了自家汽车的汽油机的情况
（如图）。查阅资料得知：自
家汽车使用的是92号汽油，油
（1）满箱汽油完全燃烧放出的热量是多少？
【解】满箱汽油完全燃烧放出的热量
Q放=m汽油q汽油=42?kg×4.5×107?J/kg?=1.89×109?J 。
?
箱最多可容纳42?kg的汽油，q汽油=4.5×107?J/kg ，
c水=4.2×103J/(kg?℃) 。
?
（2）发动机正常工作时，需要用冷却水在气缸周围循环流
动给汽油机降温。若满箱汽油使用完时冷却水吸收的热量全
部用来给水加热，可以使多少千克的水从20?℃升高到80?℃ ？
?
由图可知，冷却水吸收的热量
占汽油完全燃烧放出热量的
30% ，故冷却水吸收的热量
?
水的质量
m水=Q吸c水Δt=5.67×108?J4.2×103?J/(kg?℃)×(80?℃?20?℃)=2?250?kg 。
?
Q吸=30%Q放=30%×1.89×109?J=5.67×108?J ，
?
（3）满箱汽油完全燃烧，可
使小汽车输出的有用功是多少？
小汽车输出的有用功
W=η?Q放=(100%?33%?30%?5%)×1.89×109?J=6.048×108?J 。
?
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主题 液化气灶烧水时的内能
燃气灶是一种以气体燃料
进行直火加热的厨房用具，主
要是通过向设在灶体及上盖之
间的间隙供应自然空气的方法，
来补充燃烧时空气的不足，进而促进燃烧，减少一氧化碳及
氮氧化物生成。如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的
示意图。
1.拧动点火装置，天然气和空
气在进口处混合流向燃烧头被
点燃，天然气不会从进口处外
泄，原因是天然气的喷入导致
大
小于
热传递
进口处的天然气流速 ____（填“大”或“小”），压强 ______
（填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；用燃气灶将壶内水
烧开的过程是通过________的方式改变水的内能的。
【点拨】因为流速越大的地方压强越小，所以进口处天然气
流速大，压强小于大气压，天然气和空气在大气压的作用下
流向燃烧头，而天然气不会向空气中泄漏；用燃气灶将壶内
水烧开的过程是通过热传递的方式改变水的内能的。
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2.物理学的每一次重大发现，
都为人类的文明和发展作出了
杰出贡献。瓦特看到烧水的壶
盖被顶起，引起了他对机器的
内
做功
【点拨】水烧开时，壶盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做
功的结果，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，与汽油机做
功冲程的工作原理相似。
兴趣，最终改良了蒸汽机，其中壶盖被顶起，这是____能转
化为机械能，汽油机的______冲程与此原理相似。
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3.壶中装有密度为1.0×103?kg/m3 、
质量为2?kg 的水，则壶中水的体积为
_________m3。根据Q=qV ，若天然
?
2×10?3
?
4.2×105
?
20
气的热值q=4.2×107?J/m3，完全燃烧V=1.0×10?2?m3 的
天然气放出热量为__________J 。天然气完全燃烧过程中
1.68×105?J 的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为
4.2×103?J/(kg?℃)，则水的温度升高了____℃ 。
?
【点拨】壶中水的体积
V=1.0×10?2?m3 的天然气放出的热量
Q放=qV=4.2×107?J/m3×1.0×10?2?m3=4.2×105?J 。
根据Q吸=c水m水Δt 可知，水升高的温度
Δt=Q吸cm=1.68×105?J4.2×103J/(kg?℃)×2?kg=20?℃ 。
?
V水=mρ水=2?kg1.0×103?kg/m3=2×10?3?m3 。完全燃烧
?
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4.小梦在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助她找出错误
之处，分析原因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
燃气灶烧水时，使质量为
10?kg、初温为20?℃ 的水温度升
高了60?℃。[c水=4.2×103?J/(kg?℃)]
求：水吸收的热量。
错误之处：____________
______________________
____________
错题记录
错题改正
错误之处：____________
______________________
____________
水升高的温度为60?℃，而不是水的末温为60?℃
?
错题记录
错题改正
解：水吸收的热量：
Q吸=c水m水(t?t0)
=4.2×103?J/(kg?℃)×10?kg×(60?℃?20?℃)
=1.68×106?J 。
错因分析：____________
___________________
正确解答：____________
______________________
______________________
___________________
错题记录
错题改正
错因分析：____________
___________________
正确解答：____________
______________________
______________________
___________________
将水升高的温度当成了水的末温
水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103?J/(kg?℃)×10?kg×60?℃=2.52×106?J
?
续表
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5.［2024·南阳期中］随着乡村振兴
战略的提出，农村煤改气改造工程
使天然气进入农村家庭，方便了农
民生活，缩小了城乡差距。小明家改造前，烧开一壶初温为
20?℃、质量为4?kg的水，需要燃烧0.2?kg 的煤炭，当地气压
为1个标准大气压。[c水=4.2×103?J/(kg?℃) ，煤炭的热值
为3.2×107?J/kg，天然气的热值为4×107?J/m3] 求：
?
（1）水吸收的热量是多少？
【解】烧开一壶初温为20?℃、质量为4?kg 的水，需要吸收的
?
热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103?J/(kg?℃)×4?kg×(100?℃?20?℃)=1.344×106?J 。
?
（2）改造前，用煤炭烧水的效率是多少？
0.2?kg 的煤炭完全燃烧放出的热量
Q放=m′q煤炭=0.2?kg×3.2×107?J/kg=6.4×?106?J 。
改造前，用煤炭烧水的效率
η=Q吸Q放×100%=1.344×106?J6.4×106?J×100%=21% 。
?
（3）改造后，假设烧水效率不变，烧开同样的水需要燃烧
的天然气是多少？
烧水效率不变，完全燃烧天然气放出的热量等于完全燃烧煤
炭放出的热量，由Q放=Vq天然气 可得，完全燃烧天然气的体
积V=Q放q天然气=6.4×106?J4×107?J/m3=0.16?m3 。
?
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