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第二十讲 内能及内能的利用
讲义目录
考情分析..........................................................................................................1 思维导图..........................................................................................................2 夯实基础..........................................................................................................2 知识清单............................................................................................................2 重要考点解题指南与例题解析及变式练.......................................................18 考点1 热量与比热容......................................................................................18 考点2 分子动理论的初步知识....................................................................20 考点3 内能.....................................................................................................22 考点4 能量的转化与守恒...........................................................................24 考点5 热机与热机的效率.............................................................................25 考点6 跨学科实践：制作简易的热机模型.................................................27 易错点警示与例题突破.................................................................................29 真题在线......................................................................................................33
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。从能量转化和转移的角度认识效率。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 热量与比热容 ★★ 内能及其利用部分，每年考查1-2道题,分值为3-6分。题型有选择、填空、探究实验及计算，难度系数为0.7。2026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。近年来多省市在综合题里考查力热、电热综合计算，将热量热值热效率的计算渗透试题。
考点2 分子动理论的初步知识 ★★
考点3 内能 ★★
考点4 能量的转化与守恒 ★★
考点5 热机与热机的效率 ★★
考点6 跨学科实践：制作简易热机模型 ★
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
知识点1 热量与比热容
一、热量
1. 热量的定义
在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。通常用字母Q表示，单位是焦耳（J）。
2. 理解热量的概念
（1）热传递的实质：在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。
（2）热量是个过程量：只有发生了热传递，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。
（3）热量的描述语言：不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”等。
3. 探究物质吸热或放热规律
【提出问题】质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是否相同，有什么规律
【实验器材】电加热器、两只相同的烧杯，质量相同的水和食用油，两支温度计，钟表，天平。
【实验设计】
该实验的目的是探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收的热量是否相同，有什么规律。所以实验中用到的方法有控制变量法和转换法。
（1）控制变量法：探究物质吸收的热量可能与物质的种类有关时，应该控制物质的质量不变，升高的温度相同，物质的种类不同。
（2）转换法：因为热量无法直接测量，所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。
【进行实验与收集证据】
（1）取质量相等的水与食用油各100g。
（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。
（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同的时间（大约3～5min），观察并读出两只温度计的示数。
（4）实验记录数据表
液体 质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min 液体吸热情况 “多”或“少”
水 100 20 42 6 多
食用油 100 20 55 10 少
【分析与论证】将各组的实验数据公布交流，通过对这些数据的研究和分析，我们发现：
质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度不相同，食用油升高的温度比水的多。
进行推理可得出：质量相等的水与食用油升高的温度相同，吸收的热量不相同，水吸收的热量比食用油多。 表明水和食用油吸热本领不一样。
【实验结论】大量实验表明：
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。（均选填“相同”或“不同”）。
【交流与讨论】
（1）测量物质的选取：应选取质量、初温相同的不同物质。
（2）用规格相同的电加热器进行加热的好处： 首先，与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同；其次，内部加热，热量损失少。
（3）注意事项
①电加热器要放在烧杯底部，以使整杯水或食用油受热均匀。
②温度计的玻璃泡要全部浸入液体中，且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。
③注意控制加热时间，不要让水和食用油过热或沸腾。
（4）判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱。
②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。
该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱，也可以用方法②比较物质吸热能力的强弱。
（5）该实验常用的两种装置
如图所示为该实验常见的两种装置。甲装置散热集中，可以控制水与煤油在相同的加热时间内吸收的热量基本相等；乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差可能大一些，因此有条件时，尽量选择甲装置。
二、物质的比热容
1. 比热容的定义
比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。
2. 比热容的单位
比热容的单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。如水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），读作“4.2×103焦耳每千克摄氏度”。
3. 比热容的计算公式
当物体温度升高时，比热容的计算公式为
当物体温度降低时，比热容的计算公式为
Q表示物质吸收或放出的热量，单位是焦耳（J）
m表示物体的质量，单位是千克（kg）
t1表示物体的初温度，t2表示物体的末温度，单位是摄氏度（℃）。
4. 比热容的物理意义
反映了在条件相同的情况下，物质吸收或放出热量的能力。例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。表示1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。
5. 理解比热容
（1）比热容表
物质 比热容c/J·kg-1·℃-1 物质 比热容c/J·kg-1·℃-1
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103
砂石 约0.92×103 铅 0.13×103
由比热容表可知，物质不同，比热容也不同。可见比热容是物质的特性之一，因此可以利用比热容进行物质的鉴定。
（2）比热容反映了不同物质吸热（放热）本领的不同，比热容大的吸热（放热）本领大。
（3）比热容是物质的一种特性，它只与物质种类和状态有关。
同种物质，状态不同其比热容不同，例如水的比热容是冰的比热容的2倍。除此之外与其他一切因素都没有关系。在处理相关问题时，不要受干扰因素的影响而做出错误的判断。
6. 水的比热容
（1）特点：水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。
（2）解释现象：例如，为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。
（3）水比热容大的特点在生产、生活中的利用
①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？因为水的比热容大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处 因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
③调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化减少，所以说水对气温的调节起较大作用。
三、热量的计算
1. 热量的计算
根据比热容公式c
（1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
（2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
t0 表示物体原来的初温度，t表示物体的末温度。
（3） 各物理量单位的选择
m表示物质的质量，单位：kg
Δt表示改变的温度，单位：℃
c 表示物质比热容，单位： J/（kg·℃）
Q表示吸收或放出的热量，单位：J。
2. 物质吸热和放热公式的适用对象
物质吸热和放热公式适用于物态不发生变化时物体升温（降温）过程中吸热（放热）的计算。如果过程中存在着物态变化，则不能使用该公式。例如，冰熔化为水时，冰的温度（或冰水混合物的温度）没有变化，但需要从外界吸收热量。
3. 热平衡
（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。
（2）热平衡方程：Q吸= Q放
知识点2 分子动理论的初步知识
一、物质的构成
1. 分子：物质是由大量及其微小的粒子——分子构成的。分子的直径很小，通常以10-10m为单位来量度，所以物质中分子的数量巨大，如一小水滴中含有约1.67×1021个水分子。
2. 分子间有间隙
如图所示，先后将50mL的水和50mL的酒精倒入玻璃管中，上下几次颠倒玻璃管，可发现水和酒精的总体积小于100mL。这是酒精与水的混合过程，从微观的角度看，是酒精分子与水分子发生了扩散，这一现象说明水分子和酒精分子间都有间隙。
二、分子热运动
1. 探究扩散现象
【探究实验】（1）如图甲所示，在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮，抽去玻璃板后，无色的空气和红棕色的二氧化氮混合在一起，最后颜色变得均匀。
（2）如图乙所示，在装入清水的量筒底部注入蓝色的硫酸铜溶液。静待几天后，清水与硫酸铜溶液的界面变得模糊，静待几周后颜色变得均匀。
甲 乙 丙
（3）如图丙所示，把磨的很光滑的铅块和金块紧紧压在一起，在室温下放置五年后在将它们切开，发现它们互相渗入约1mm深。
【现象分析】气体、液体和固体分子都在不停地做无规则运动，能彼此进入分子的间隙中。
【探究结论】构成物质的分子都在不停地做无规则运动。
2. 扩散
（1）定义：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散。
（2）扩散现象的理解：
①一切物质的分子都在不停地做无规则运动；
②分子间存在间隙；
③气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象，不同状态的物质之间也可以发生。气体扩散最快，液体较快，固体最慢。
3. 分子热运动
（1）分子运动与温度的关系的实验。
如图所示，取两个相同的烧杯，分别装入质量相等的适量冷水和热水，分别向两杯水中滴入一滴红墨水，会发现，热水中的水很快变红，冷水杯中的水变红较慢。
【结论】分子运动的快慢与温度有关：温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。
（2）分子热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫作分子的热运动。分子运动越剧烈，物体的温度越高，温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。
三、分子间的作用力
1. 分子间存在着相互作用的引力和斥力
（1）当两个分子的距离处于平衡距离时，分子间的引力等于斥力；
（2）当两个分子的距离变大时，分子间的作用力表现为引力；
（3）当两个分子的距离变小时，分子间的作用力表现为斥力。
2. 认识分子间的作用力
【进行实验】（1）如图甲所示，将两个铅块表面磨平，紧压在一起，在下面挂上重物也不能使它们分开。表明物体分子之间存在引力，是分子间的引力使两个铅块不会散开。
（2）如图乙所示，向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水，用力压活塞，发现水的体积没有明显变化。虽然分子间有间隙，但要压缩固体和液体却很困难，这是因为分子之间存在着斥力。
【探究归纳】分子间存在相互作用的引力和斥力。
3. 物质三态的微观特征和宏观特征
（1）固态分子间距离很小，分子间的作用力很大，只能在平衡位置附近振动。固体很难被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状，如图甲所示。
（2）液态分子间距离比固体稍大，作用力较大，既可以振动，也可以移动。液体较难被压缩，具有一定的体积，没有确定的形状，可以流动，如图乙所示。
（3）气态分子间距离很大，分子间力的作用可以忽略，能够自由移动。气体没有一定的体积和形状，具有流动性，容易被压缩，如图丙所示。
四、分子动理论的基本观点
常见的物质是由大量分子构成的；物质内的分子在不停地做热运动；分子之间存在引力和斥力。
知识点3 内能及其改变
一、物体的内能
1. 物体的内能
物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和称为物体的内能。内能是自然界能量存在的一种形式。内能的国际单位是焦耳，符号为J。
2. 分子的热运动
分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，物体的温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大。物理学中把分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。
3. 内能与温度的关系
物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能就越大，因此物体的内能越大。
（1）如果体积变化不大，同一物体在状态不变时，温度越高，内能越大，温度越低，内能越小。
（2）物体的内能变化时，温度可能不变。例如冰熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变；水结冰时，放出热量，内能减少，温度不变；水沸腾时，吸收热量，温度也不变。
4. 理解物体的内能
（1）内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的分子动能和势能的总和，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。
（2）任何物体在任何情况下都具有内能。
【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
5. 内能和机械能的比较
内能 机械能
概念 物体内部所有分子动能 与分子势能的总和 物体所具有的动能 和势能的总和
影响 因素 物体的温度、质量、状态、体积等 物体的质量、速度、 高度或形变程度
研究 对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体
存在 条件 不能为零，自然界中一切物体 在任何情况下都有内能 运动或在高处或 发生弹性形变，可能为零
二、改变物体内能的两种途径
1. 改变物体内能的两种途径
（1）做功可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能会增加。物体对外做功，内能会减少。做功改变物体的内能，实质是能量的转化，是内能与其他形式的能发生了相互转化。
（2）热传递也可以改变物体的内能。热传递改变物体的内能，实质上是内能的转移，即内能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，没有不同形式能量的相互转化。
2. 热传递的三种方式
（1）热传导：物体内各部分物质不发生移动。例如，用锅烧饭时，锅把手也会热。
（2）热对流：物体内各部分物质间会流动，对流主要发生在气体和液体中。例如，用锅烧饭时，锅里的水靠对流传热。
（3）热辐射：不需要介质，太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的。
3. 温度、内能、热量的对比分析
温度 内能 热量
定义 物体的冷热程度，是内能大小的宏观表现之一。 物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和。 热传递的过程中， 传递内能的多少。
特点 状态量 状态量 过程量
描述语言 升高、升高了； 降低、降低了 增大、变大； 减小、变小 吸收、放出
相互联系 发生热传递的过程中，三者的改变相互对应：物体吸收热量，则内能增加，温度一般会升高（晶体发生物态变化时温度不变，比如熔化）； 放出热量，则内能减少，温度一般会降低（晶体发生物态变化时温度不变，比如凝固）。
知识点4 能量的转化与守恒
一、各种形式的能量
二、能量的转化
能量的转化的概念：自然界中的各种现象都有着密切联系。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
三、能量的转移
1.概念：能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从物体的一部分转移到其他部分。
2. 正确理解能量的“转化”和“转移
发生能量的转化时，能的形式发生了改变。发生能量的转移时能量的形式并没有变化。
四、能量守恒定律
1.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。 这就是能量守恒定律。
2. 能量守恒定律理解
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。
3.永动机。能量守恒定律的发现，使人们认识到：任何一部机器，只能使能批从一种形式转化为其他形式，
而不能无中生有地制造能量。 因此，根本不可能造出永动机。
知识点5 热机
一、热机
1. 热机：能将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机。
2. 热机的能量转化：燃料的化学能（燃烧）→内能（做功）→机械能
3. 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。常见的内燃机有汽油机和柴油机两类。
二、汽油机
1. 汽油机
利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。
2. 构造
汽油机主要由气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮和火花塞组成。
3. 工作过程
（1）汽油机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程（或行程）。
（2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
①吸气冲程：旋转的飞轮通过曲轴连杆带动活塞，使活塞从气缸上部向下运动，进气阀开启，空气和汽油的混合气体通过进气道进入缸内。
②压缩冲程：两个气阀关闭，活塞在飞轮带动下，从气缸下部向上运动，缸内混合气体被压缩，机械能转化为内能，因此，内能增加、温度升高、压强增大。
③做功冲程：压缩冲程结束后做功冲程开始时，气缸顶部的火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，高温高压气体迅速膨胀，使活塞向下运动，内能转化为机械能。
④排气冲程：飞轮因为惯性继续转动使活塞上升，排气阀打开，将燃烧后的废气排出缸外。
（3）汽油机一个工作循环情况总结
一个工作循环，有4个冲程，活塞往复2次，飞轮转动2周，对外做功1次。在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的是吸气、压缩和排气冲程。发生能量转化的有两个冲程：压缩和做功冲程。
三、柴油机
1. 柴油机：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。
2. 构造：它与汽油机在结构上的主要不同是气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。
3. 工作过程
柴油机的一个工作循环与汽油机相类似，也是由四个冲程组成的。每完成一个工作循环曲轴和飞轮均转两周，对外做功一次，活塞往复运动两次，除做功冲程外的其他三个冲程，是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的。
柴油机吸入气缸内的物质只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
4. 柴油机和汽油机的异同点
项目 汽油机 柴油机
构造 气缸顶部有一个火花塞 气缸顶部有一个喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程 吸入汽油与空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大
做功冲程 点燃式，内能转化为机械能 压燃式，内能转化为机械能
排气冲程 排出废气
特点与 适用范围 轻巧、功率小； 小汽车、摩托车等 笨重、功率大； 载重汽车、轮船等
相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次； 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能。
知识点6 热机效率
一、燃料的热值
1. 燃料燃烧时能量的转化：燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。
2. 燃料的热值
（1）定义：把某种燃料完全燃烧释放的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。
（2）公式：q=
Q表示燃料完全燃烧释放的热量，单位是焦，符号为J；
m表示固、液体燃料的质量，单位是千克，符号为kg；
q表示燃料的热值，单位是焦/千克，符号为J/kg。
（3）气体燃料的热值
对气体燃料而言，其热值也可以采用在标准状态下某种气体燃料完全燃烧放出的热量与所用该种气体燃料的体积之比，即：q=
V表示气体燃料的体积，单位是米3，符号为m3
Q表示放出的热量，单位是焦，符号为J
q表示气体燃料的热值，单位是焦/米3，符号为J/m3。如天然气的热值为3.3×107~4.5×107J/m3。
（4）理解热值
①热值的物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。
②热值表示燃料的燃烧特性、化学能转化为内能的本领大小。热值大，说明相同质量（或体积）的这种燃料完全燃烧时放出的热量多，即化学能转化成的内能多。
③热值与燃料的种类有关：同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。（均选填“相同”或“不相同”）
④完全燃烧的含义：是指燃料烧完、烧尽，只有在完全燃烧时放出的热量与所用燃料质量之比才是这种燃料的热值。
3. 燃料燃烧释放热量的计算
（固、液体燃料）
（气体燃料）
二、热机效率
1. 热机燃料的燃烧
热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。图是热机中燃料能量的主要走向示意图。由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
2. 热机效率
（1）定义：做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。
（2）公式： η
其中W有用表示对外做的有用功，Q放表示燃料完全燃烧所释放的能量。
（3）物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。
3. 提高热机效率的主要途径
（1）减少燃烧过程中的热量损失
如内燃机要掌握火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间；蒸汽类热机，常将煤研磨成粉状，用风吹入锅炉内燃烧。这些措施都可使燃料燃烧得更充分。
（2）尽量简化机械传动部分，并选用优良的润滑材料减小摩擦，以减少能量损失。
4. 一些热机的效率
各种热机的效率是不同的。如推动世界上第一次工业革命的蒸汽机，其效率只有6%～15%，汽油机的效率为20%～30%，柴油机的效率为30%～40%，而喷气式飞机上的发动机的效率能达到50%～60%。
知识点7 跨学科实践：制作简易热机模型
1. 项目原理：酒精化学能→水蒸气内能→风扇机械能。
简易汽轮机模型
2. 项目跨学科分析
（1）热源的选择:酒精灯或电加热器。
（2）水蒸气或者直接加热空气。
（3）化学能如何转化为机械能？通过加热水沸腾,产生高温水蒸气。
3. 项目实施关键
（1）注人的水量不要太多,通常为易拉罐容量的三分之一或者一半,留出容纳水蒸气的空间。
（2）出气管可以是中性笔套、细牛奶吸管或者细竹管,出口要尖细。
（3）出气管和易拉罐之间结合要紧密,不要漏气,易拉罐的洞口开得要比出气管外径小一点。
（4）小风扇和轴之间摩擦力要小。
热机是人们获得动力的重要机械，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的热机中的各部分是如何协调工作的。
【重要考点解题指南与例题解析及变式练】
考点1 热量 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。
【例题1】（2025·黑龙江伊春市）下列实例中与水的比热容有关的是（ ）
A. 北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
B. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C. 天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
【答案】B
【解析】A．北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂，是因为水结冰时，质量不变、密度变小、体积变大，与水的比热容较大无关，故A不符合题意；
B．内陆地区沙子多水少，沙子的比热容比水小，白天在太阳的照射下，受热情况相同时，沙子的温度上升比水多，而晚上在同样的放热情况下，沙子的温度下降得也多，所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大，与水的比热容较大有关，故B符合题意；
C．天热时在地面上撒水是通过水蒸发吸热来降低室内温度，与水的比热容较大无关，故C不符合题意；
D．刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些，是加快了衣服表面的空气流动速度而加快了蒸发，与水的比热容较大无关，故D不符合题意。故选B。
【变式练1】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
【变式练2】下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ ）
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
【变式练3】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_____。
考点2 分子动理论的初步知识
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。
【例题2】（2025·黑龙江绥化卷）下列说法中正确的是（ ）
A. 雪花缓慢飘落表明温度越低分子运动越慢
B. 构成物质的分子间同时存在引力和斥力
C. 汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能
D. 钻木取火是通过热传递的方式改变内能
【答案】B
【解析】A．分子运动是微观的、肉眼看不见的分子无规则热运动 。雪花缓慢飘落是宏观物体（雪花）在重力、空气阻力等作用下的机械运动，并非分子运动，所以不能通过雪花飘落速度说明温度与分子运动快慢的关系，故A 错误；
B．分子间的引力和斥力是同时存在的。当分子间距离较小时，斥力起主要作用；当分子间距离较大时，引力起主要作用，它们共同维持分子间的相互作用，故B 正确；
C．汽油机做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功，是将燃气的内能转化为活塞的机械能，从而为汽车提供动力，并非机械能转化为内能，故C 错误；
D．钻木取火时，克服摩擦做功，机械能转化为木头的内能，使木头温度升高达到着火点而燃烧，是通过做功的方式改变内能；热传递是由于温度差引起的热量转移现象（如传导、对流、辐射 ），钻木取火不属于热传递，故D 错误。故选B。
【变式练1】酒精和水混合后体积减小的实验主要表明（ ）
A．分子间有作用力
B．分子间有间隙
C．分子永不停息地运动
D．分子是很微小的
【变式练2】（2025四川内江一模）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3】将两个表面光滑的铅块相互压紧，两铅块就会粘在一起、并能吊起多个钩码，如图所示。该现象说明（ ）
A．分子间有空隙 B．分子间存在吸引力
C．分子间存在排斥力 D．分子不停地做无规则运动
考点3 内能
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。
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。
3. 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。
4. 温度、热量和内能的关系
（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。
【例题3】（2025·广东省卷）明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气”。用“文火”改变内能的方式属于（选填“做功”或“热传递”）________；“透出香气”属于________现象；温度越高，分子热运动越________。
【答案】 热传递 扩散 剧烈
【解析】用“文火”时，火将热量传递给釜再传递给诸麻、菜子，改变内能的方式属于热传递。
“透出香气”是由于分子不停地做无规则运动，属于扩散现象。
分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。
【变式练1】四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列说法中正确的是（ ）
A. 烧杯a中的水的内能大于烧杯b中水的内能；
B. 烧杯c中的水的内能大于烧杯d中水的内能；
C. 烧杯a中的水的内能大于烧杯c中水的内能；
D. 烧杯d中的水的内能大于烧杯b中水的内能
【变式练2】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
【变式练3】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
考点4 能量的转化与守恒
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。
【例题4】（2025·江苏苏州）关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（ ）
A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小
B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
【答案】A
【解析】A．金属汤勺放在热汤中，金属汤勺吸收热量，内能增加，温度升高，故A错误，符合题意；
B．核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应，故B正确，不符合题意；
C．汽油机的做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．能量的转移与转化具有方向性，可利用的能源是有限的，所以要节约能源，故D正确，不符合题意。
故选A。
【变式练1】（2025湖南一模）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（ ）
A. 电烤炉取暖，是电能转移到人体
B. 钻木取火，是内能转化为机械能
C. 中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能
D. 用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能
【变式练2】根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
【变式练3】（2025广东省二模）如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______ 大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______ 能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______ 选填“守恒”或“不守恒”。
考点5 热机与热机的效率
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）。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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
9. 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。
【例题5】（2025·江苏苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求：
(1)水吸收的热量；
(2)煤气完全燃烧放出的热量；
(3)煤气炉加热的效率。
【答案】(1)； (2)； (3)40%
【解析】（1）水吸收的热量
（2）煤气完全燃烧放出的热量
（3）煤气炉加热的效率
【变式练1】关于热机，下列说法正确的是（ ）
A. 蒸汽机不属于热机 B. 柴油机的效率能达到100%
C. 汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D. 内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
【变式练2】下列关于燃料的热值说法正确的是（ ）
A. 燃料燃烧越充分，其热值越大
B. 燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少
C. 一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小
D. 焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量
【变式练3】内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（ ）
A. 图中所示冲程是做功冲程
B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为
C. 该汽油机在1s内做功30次
D. 汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高
考点6 跨学科实践：制作简易热机模型
1. 热机概念：能将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机。牢牢把握这个概念是解决制作热机模型问题的重要一个环节。
2. 在掌握内燃机基本构造、原理、工作过程基础上，能分析解答问题所用到的物理知识以及跨学科知识。
3. 根据题意思考解答即可（难度不大）。
【例题6】（2025·山西）跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能_____________；
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_____；（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：______。
【答案】（1）内能 机械能 （2）见解析 （3）见解析
【解析】（1）酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
（2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。
（3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。
【变式练1】如图所示。这是一款斯特林发动机模型，点燃酒精灯后就会发现发动机的连杆带动飞轮转动起来。下列关于该发动机的说法正确的是（ ）
A．斯特林发动机将机械能转化成内能
B．热源通过做功的方式改变汽缸内气体内能
C．酒精灯内酒精由液态变为气态，其分子间的作用力会变小
D．随着酒精的燃烧，酒精灯内剩余酒精的热值在不断减小
【变式练2】中国古代玩具饮水鸟（如图所示）被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”.它的神奇之处在于：在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里“喝”一口后，让其直立起来；可是直立一会儿它又会自动俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。其原理是饮水鸟的嘴部和头部包裹了一层绒布，“喝水”打湿后，由于蒸发 （选填“吸热”或“放热”），使得鸟头部管内温度和气压变化，尾部的液体上升到头部，改变饮水鸟的重心，实现再次喝水。饮水鸟这种“自动喝水”的现象 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律；饮水鸟“低头喝水”时整个身体绕着横杆旋转，我们可以将旋转的饮水鸟视为 模型。
【变式练3】如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧产生的内能全部转化为蒸汽的内能
B．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大
C．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，其能量的转化过程与汽油机的做功冲程一样
D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度
【易错点警示与例题突破】
【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。
【例1】（2025·黑龙江卷）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 温度为以下的物体不具有内能 B. 温度高的物体，含有的热量一定多
C. 物体的内能增加，可能是吸收了热量 D. 温度总是从高温物体传向低温物体
【答案】C
【解析】A．一切物体在任何情况下都具有内能，温度为以下的物体也具有内能，故A错误；
B．热量是热传递过程中传递的能量，不能说物体含有热量，故B错误；
C．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体的内能增加，可能是吸收了热量，故C正确；
D．热量总是从高温物体传向低温物体，热传递过程传递的不是温度，故D错误。故选C。
【易错点1的针对性训练】
1.（2025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.（2025黑龙江龙东二模）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
【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2】（2025·北京）在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的
B. 橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能
C. 水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小
D. 管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
【答案】C
【解析】A．水变热是通过热传递（酒精灯加热）改变内能，不是做功，故A错误；
B．橡胶塞被推出时，内能转化为机械能，但有热量散失，不是全部转化，故B错误；
C．水蒸气推出橡胶塞，水蒸气对外做功，水蒸气内能减小，故C正确；
D．“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，不是汽化，故D错误。故选C。
【易错点2的针对性训练】
3.（2025宁夏一模）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
4. （2025四川宜宾一模）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
【易错点3】内燃机的一个工作循环完成四个冲程时，飞轮的转速与做功的次数关系理解模糊导致错误。
要理解记忆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）。
【例3】（2025·黑龙江伊春市）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（ ）
A. 完成80个冲程，对外做功20次
B. 完成80个冲程，对外做功40次
C. 完成40个冲程，对外做功10次
D. 完成40个冲程，对外做功40次
【答案】A
【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。
故选A。
【易错点3的针对性训练】
5. 如图为某汽车上四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．使汽车获得动力的冲程是丁
B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙
D．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次
6．内燃机一个工作循环有四个冲程，题图表示的是其中的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被小包围着，用水来冷却汽缸是因为水的 较大。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机一秒钟总共可以完成 个冲程。
一、热量与比热容
1.（2025·湖北）某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多能量，科研人员指导农户用水墙替换土墙，如图。这是利用水比土有更大的（ ）
A. 比热容 B. 密度 C. 电阻 D. 质量
2.（2025·四川自贡）图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（ ）
A．液体的沸点是100℃
B．液体的比热容是
C．液体持续加热120s后温度会继续升高
D．液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是
3.（2025·四川成都）小雨探究液体的凝固特点：先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M，再各放入一个温度传感器，然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等，用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像，如图所示。已知，实验在标准大气压下进行，下列说法正确的是（ ）
A．液体M的比热容为
B．液体M放热能力比水放热能力强
C．在时间段两种物质都是固液共存状态
D．从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量小于M放出的热量
4.（2025·江苏苏州）如图甲，两个相同的容器中分别装有液体a、b，液体a的质量大于b的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热，电热丝的阻值大于的阻值，工作电压相同，且电热丝产生的热量均被液体吸收，液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．a、b为同种物质 B．a的比热容小于b的比热容
C．相同时间内a、b吸收的热量相等 D．的电功率大于的电功率
5.（2025·安徽）小张同学利用如图所示的实验装置测量煤油的比热容。实验中，在一段时间内电阻丝产生400J的热量，质量为的煤油温度升高了5℃，若电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，则煤油的比热容为 J/（kg·℃）。
6.（2025·山东威海卷）在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水，用相同热源加热，______（选填“高汤”“清水”）升温较快；清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明石锅温度_______（选填“低于”“等于”“高于”）水的温度。（c高汤7.（2025·重庆）火锅是重庆饮食文化的一张名片，熬制锅底时，将质量为的水加热升高50℃，水吸收的热量是 J：锅内的食材是通过 的方式增加了内能。
8.（2025·天津）在比较不同物质吸热情况的实验中，用额定功率为300W的电加热器加热水，如图所示。在电加热器正常工作时，获得的数据如下表。
物质 质量/kg 初温/℃ 加热时间/s 末温/℃
水 0.3 20 120 40
已知c水=4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）电加热器的效率。
二、分子动理论的初步知识
1.（2025·四川自贡）以下诗句描绘的情境不涉及分子热运动的是（ ）
A．菡萏香清画舸浮 B．满架蔷薇一院香
C．一行白鹭上青天 D．醒茶摇香叶初醒
2.（2025·贵州）将等量白糖分别放入同样多的热水和冷水中，在不搅拌的情况下，热水变甜得更快。这里影响水变甜快慢的主要因素是（ ）
A. 体积 B. 质量 C. 温度 D. 密度
3.（2025·山东威海卷）在考古发掘中，脆弱文物易因失水变形损坏。科学家常用“薄荷醇临时固型技术”进行保护：将熔化的薄荷醇喷洒到文物上，冷却后凝固形成支撑结构，待文物移至实验室后，在室温下薄荷醇升华。下列说法错误的是（ ）
A. 熔化过程，薄荷醇吸热 B. 凝固过程，薄荷醇周围空气分子动能减小
C. 升华过程，薄荷醇吸热 D. 升华后，薄荷醇分子间距变大
4.（2025·安徽）下列现象中能够说明分子间有引力的是（ ）
A．液体很难被压缩 B．铁丝很难被拉伸
C．墨水在热水中扩散得较快 D．水与酒精混合后总体积减小
5.（2025·四川泸州）运动是宇宙中最普遍的现象。下列关于运动的说法正确的是（ ）
A．图甲：加速升空的火箭做的是机械运动，发射塔相对于正上升的火箭是静止的
B．图乙：抽掉玻璃板一段时间后两瓶气体颜色变得均匀，这反映了分子的无规则运动
C．图丙：核外电子A绕原子核B匀速转动，核外电子处于平衡状态
D．图丁：该路程s随时间t变化的图像表示物体做匀速直线运动
6.（2025·江西）如图所示，是五彩祝福鸡蛋。在鸡蛋着色的过程中，火龙果、橙子、紫甘蓝等果蔬中的天然食用色素进入鸡蛋内部的现象，在物理学中叫做 ，温度越 ，色素进入越快。
7.（2025·上海）“滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄”，说明江水有 能，0℃的水 （选填“具有”、“不具有”）内能，“遥知不是雪，为有暗香来”，说明分子在做 运动。
8.（2025·四川成都）宋代诗人王安石的《梅花》诗中“遥知不是雪，为有暗香来”，是赞美梅花的诗句，诗人闻到花香属于 现象。花香醉人，茶香怡人。雪天围炉煮茶，让冬日多了一抹诗意，加热茶水至沸腾，改用“小火”，水依然沸腾，则茶水的温度 。
三、内能
1.（2025·江苏连云港）关于内能，下列说法正确的是（ ）
A．的物体没有内能 B．内能大小与温度无关
C．具有机械能的物体不一定有内能 D．物体具有内能，也可以同时具有机械能
2.（2025·四川南充）如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（ ）
A．室外温度为0℃时，木柴的内能为零
B．木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多
C．若未燃烧的木柴温度升高，内能增加
D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
3.（2025·福建）如图，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的
是（ ）
A．“萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发
B．“揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状
C．“发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动
D．“烘干”是通过做功减小茶叶的内能
4.（2025·云南）云南咖啡香气馥郁，一杯咖啡的制作要经过生豆翻炒、石磨研磨、加水煮沸的过程。下列说法正确的是（ ）
A．咖啡豆研磨成粉，质量变大
B．闻到咖啡香味是因为分子在不停地做无规则运动
C．咖啡粉加水煮沸是通过做功的方式改变内能
D．咖啡沸腾过程中，液体温度持续升高
5.（2025·河北）“更喜岷山千里雪，三军过后尽开颜。”诗句抒发了红军将士成功翻越雪山后的豪迈之情。岷山海拔高，山顶处的大气压比山脚下的大气压 。当年红军将士过雪山时搓手取暖，这是通过 的方式改变手的内能。
四、能量的转化与守恒
1.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ）
①燃煤电厂 ②空调 ③树林 ④太阳
A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④
2. 目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系
是（ ）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
3. 用两块铜片、热电偶、电动机（带风扇）组成一个电路，铜片1插在90℃热水中，铜片2放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。温差发电的实质是_____能转化为电能。温差发电______（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。
五、热机与热机的效率
1.（2025·江苏扬州）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
2.（2025·江苏连云港）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）
A．较大的热值 B．较低的沸点 C．较大的比热容 D．较高的凝固点
3.（2025·山东卷）汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（ ）
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
4. （2024齐齐哈尔市）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（ ）
A. 加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B. 通过改进可以使汽油机的效率达到100%
C. 除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D. 若飞轮转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次
5.（2025·山东烟台）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：① ② 。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。
6.（2025·四川德阳）小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将初温为、质量为的水加热至沸腾（一个标准大气压下），该过程中水吸收的热量是 ，水吸收的热量相当于完全燃烧天然气放出的热量，则天然气的热值为 。
7.（2025·黑龙江绥化卷）用烟煤烧水时，将10kg的水从加热到，燃烧了1.4kg的烟煤，烟煤的热值为，则水吸收的热量是______J，烧水的热效率是______。
8.（2025·黑龙江伊春市） 质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
9.（2025·四川自贡）如图所示为内燃机的 冲程，该过程是将 转化为机械能。
10.（2025·湖南）2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的 大，它燃烧过程中将 能转化为内能。
11.（2025·江西）用燃气灶给一定质量的水加热，完全燃烧体积为的燃气（燃气的热值为），水吸收的热量为，则此燃烧过程中燃气放出的热量为 ，该燃气灶的热效率为 ×100%。（本小题用题中字母表示）
12.（2025·甘肃武威、嘉峪关、临夏）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体 （选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机 冲程的能量转化相同。
13.（2025·四川泸州）小华一家人在端午节期间外出旅游，领略祖国大好河山。他们驾车从泸州到重庆，再坐游轮游览长江三峡。他们所驾汽车的发动机是汽油机，如图是汽油机的 示意图；游轮从上游到下游经过的船闸是利用了 原理；当乘客下游轮后，游轮底受到水的压强 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
14. （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。
六、跨学科实践：制作简易的热机模型
1．如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（ ）
A．酒精燃烧将内能转化为化学能
B．水的内能增加的方式是热传递
C．蒸汽被喷出后内能保持不变
D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
2．实验中学举行了中学生自制火箭比赛。甲组参赛选手对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天（如图甲所示）。乙组参赛选手用塑料瓶自制了火箭模型（如图乙所示），先在瓶内喷入酒精，然后盖上锥形纸筒，再按下电火花发生器按钮，点燃瓶内酒精气体，纸筒向上飞出。下列说法正确的是（ ）
A．水对水火箭向上的推力是水火箭向上起飞的原因
B．水火箭上升过程中，水火箭的机械能一直增大
C．瓶内酒精燃烧越充分，酒精热值越大
D．纸筒飞出后瓶内气体的内能不变，温度不变中小学教育资源及组卷应用平台
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第二十讲 内能及内能的利用
讲义目录
考情分析..........................................................................................................1 思维导图..........................................................................................................2 夯实基础..........................................................................................................2 知识清单............................................................................................................2 重要考点解题指南与例题解析及变式练.......................................................18 考点1 热量与比热容......................................................................................18 考点2 分子动理论的初步知识....................................................................21 考点3 内能.....................................................................................................23 考点4 能量的转化与守恒...........................................................................26 考点5 热机与热机的效率.............................................................................28 考点6 跨学科实践：制作简易的热机模型.................................................31 易错点警示与例题突破..................................................................................33 真题在线.......................................................................................................38
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。从能量转化和转移的角度认识效率。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 热量与比热容 ★★ 内能及其利用部分，每年考查1-2道题,分值为3-6分。题型有选择、填空、探究实验及计算，难度系数为0.7。2026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。近年来多省市在综合题里考查力热、电热综合计算，将热量热值热效率的计算渗透试题。
考点2 分子动理论的初步知识 ★★
考点3 内能 ★★
考点4 能量的转化与守恒 ★★
考点5 热机与热机的效率 ★★
考点6 跨学科实践：制作简易热机模型 ★
★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。
知识点1 热量与比热容
一、热量
1. 热量的定义
在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。通常用字母Q表示，单位是焦耳（J）。
2. 理解热量的概念
（1）热传递的实质：在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。
（2）热量是个过程量：只有发生了热传递，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。
（3）热量的描述语言：不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”等。
3. 探究物质吸热或放热规律
【提出问题】质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是否相同，有什么规律
【实验器材】电加热器、两只相同的烧杯，质量相同的水和食用油，两支温度计，钟表，天平。
【实验设计】
该实验的目的是探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收的热量是否相同，有什么规律。所以实验中用到的方法有控制变量法和转换法。
（1）控制变量法：探究物质吸收的热量可能与物质的种类有关时，应该控制物质的质量不变，升高的温度相同，物质的种类不同。
（2）转换法：因为热量无法直接测量，所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。
【进行实验与收集证据】
（1）取质量相等的水与食用油各100g。
（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。
（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同的时间（大约3～5min），观察并读出两只温度计的示数。
（4）实验记录数据表
液体 质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min 液体吸热情况 “多”或“少”
水 100 20 42 6 多
食用油 100 20 55 10 少
【分析与论证】将各组的实验数据公布交流，通过对这些数据的研究和分析，我们发现：
质量相等的水和食用油吸收相同的热量（加热的时间相同），升高的温度不相同，食用油升高的温度比水的多。
进行推理可得出：质量相等的水与食用油升高的温度相同，吸收的热量不相同，水吸收的热量比食用油多。 表明水和食用油吸热本领不一样。
【实验结论】大量实验表明：
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。（均选填“相同”或“不同”）。
【交流与讨论】
（1）测量物质的选取：应选取质量、初温相同的不同物质。
（2）用规格相同的电加热器进行加热的好处： 首先，与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同；其次，内部加热，热量损失少。
（3）注意事项
①电加热器要放在烧杯底部，以使整杯水或食用油受热均匀。
②温度计的玻璃泡要全部浸入液体中，且玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。
③注意控制加热时间，不要让水和食用油过热或沸腾。
（4）判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱。
②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。
该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱，也可以用方法②比较物质吸热能力的强弱。
（5）该实验常用的两种装置
如图所示为该实验常见的两种装置。甲装置散热集中，可以控制水与煤油在相同的加热时间内吸收的热量基本相等；乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差可能大一些，因此有条件时，尽量选择甲装置。
二、物质的比热容
1. 比热容的定义
比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。
2. 比热容的单位
比热容的单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。如水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），读作“4.2×103焦耳每千克摄氏度”。
3. 比热容的计算公式
当物体温度升高时，比热容的计算公式为
当物体温度降低时，比热容的计算公式为
Q表示物质吸收或放出的热量，单位是焦耳（J）
m表示物体的质量，单位是千克（kg）
t1表示物体的初温度，t2表示物体的末温度，单位是摄氏度（℃）。
4. 比热容的物理意义
反映了在条件相同的情况下，物质吸收或放出热量的能力。例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。表示1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。
5. 理解比热容
（1）比热容表
物质 比热容c/J·kg-1·℃-1 物质 比热容c/J·kg-1·℃-1
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
蓖麻油 1.8×103 汞 0.14×103
砂石 约0.92×103 铅 0.13×103
由比热容表可知，物质不同，比热容也不同。可见比热容是物质的特性之一，因此可以利用比热容进行物质的鉴定。
（2）比热容反映了不同物质吸热（放热）本领的不同，比热容大的吸热（放热）本领大。
（3）比热容是物质的一种特性，它只与物质种类和状态有关。
同种物质，状态不同其比热容不同，例如水的比热容是冰的比热容的2倍。除此之外与其他一切因素都没有关系。在处理相关问题时，不要受干扰因素的影响而做出错误的判断。
6. 水的比热容
（1）特点：水的比热容比较大，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。
（2）解释现象：例如，为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？
水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙子的比热容较小，吸收同样的热量，沙子的温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。
（3）水比热容大的特点在生产、生活中的利用
①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？因为水的比热容大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。
②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却 有什么好处 因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。
③调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化减少，所以说水对气温的调节起较大作用。
三、热量的计算
1. 热量的计算
根据比热容公式c
（1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
（2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
t0 表示物体原来的初温度，t表示物体的末温度。
（3） 各物理量单位的选择
m表示物质的质量，单位：kg
Δt表示改变的温度，单位：℃
c 表示物质比热容，单位： J/（kg·℃）
Q表示吸收或放出的热量，单位：J。
2. 物质吸热和放热公式的适用对象
物质吸热和放热公式适用于物态不发生变化时物体升温（降温）过程中吸热（放热）的计算。如果过程中存在着物态变化，则不能使用该公式。例如，冰熔化为水时，冰的温度（或冰水混合物的温度）没有变化，但需要从外界吸收热量。
3. 热平衡
（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。
（2）热平衡方程：Q吸= Q放
知识点2 分子动理论的初步知识
一、物质的构成
1. 分子：物质是由大量及其微小的粒子——分子构成的。分子的直径很小，通常以10-10m为单位来量度，所以物质中分子的数量巨大，如一小水滴中含有约1.67×1021个水分子。
2. 分子间有间隙
如图所示，先后将50mL的水和50mL的酒精倒入玻璃管中，上下几次颠倒玻璃管，可发现水和酒精的总体积小于100mL。这是酒精与水的混合过程，从微观的角度看，是酒精分子与水分子发生了扩散，这一现象说明水分子和酒精分子间都有间隙。
二、分子热运动
1. 探究扩散现象
【探究实验】（1）如图甲所示，在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮，抽去玻璃板后，无色的空气和红棕色的二氧化氮混合在一起，最后颜色变得均匀。
（2）如图乙所示，在装入清水的量筒底部注入蓝色的硫酸铜溶液。静待几天后，清水与硫酸铜溶液的界面变得模糊，静待几周后颜色变得均匀。
甲 乙 丙
（3）如图丙所示，把磨的很光滑的铅块和金块紧紧压在一起，在室温下放置五年后在将它们切开，发现它们互相渗入约1mm深。
【现象分析】气体、液体和固体分子都在不停地做无规则运动，能彼此进入分子的间隙中。
【探究结论】构成物质的分子都在不停地做无规则运动。
2. 扩散
（1）定义：不同的物质互相接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散。
（2）扩散现象的理解：
①一切物质的分子都在不停地做无规则运动；
②分子间存在间隙；
③气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象，不同状态的物质之间也可以发生。气体扩散最快，液体较快，固体最慢。
3. 分子热运动
（1）分子运动与温度的关系的实验。
如图所示，取两个相同的烧杯，分别装入质量相等的适量冷水和热水，分别向两杯水中滴入一滴红墨水，会发现，热水中的水很快变红，冷水杯中的水变红较慢。
【结论】分子运动的快慢与温度有关：温度越高，扩散越快，分子运动越剧烈。
（2）分子热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫作分子的热运动。分子运动越剧烈，物体的温度越高，温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。
三、分子间的作用力
1. 分子间存在着相互作用的引力和斥力
（1）当两个分子的距离处于平衡距离时，分子间的引力等于斥力；
（2）当两个分子的距离变大时，分子间的作用力表现为引力；
（3）当两个分子的距离变小时，分子间的作用力表现为斥力。
2. 认识分子间的作用力
【进行实验】（1）如图甲所示，将两个铅块表面磨平，紧压在一起，在下面挂上重物也不能使它们分开。表明物体分子之间存在引力，是分子间的引力使两个铅块不会散开。
（2）如图乙所示，向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水，用力压活塞，发现水的体积没有明显变化。虽然分子间有间隙，但要压缩固体和液体却很困难，这是因为分子之间存在着斥力。
【探究归纳】分子间存在相互作用的引力和斥力。
3. 物质三态的微观特征和宏观特征
（1）固态分子间距离很小，分子间的作用力很大，只能在平衡位置附近振动。固体很难被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状，如图甲所示。
（2）液态分子间距离比固体稍大，作用力较大，既可以振动，也可以移动。液体较难被压缩，具有一定的体积，没有确定的形状，可以流动，如图乙所示。
（3）气态分子间距离很大，分子间力的作用可以忽略，能够自由移动。气体没有一定的体积和形状，具有流动性，容易被压缩，如图丙所示。
四、分子动理论的基本观点
常见的物质是由大量分子构成的；物质内的分子在不停地做热运动；分子之间存在引力和斥力。
知识点3 内能及其改变
一、物体的内能
1. 物体的内能
物体所有分子无规则运动的分子动能与分子势能的总和称为物体的内能。内能是自然界能量存在的一种形式。内能的国际单位是焦耳，符号为J。
2. 分子的热运动
分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，物体的温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大。物理学中把分子的这种无规则运动叫做分子的热运动。
3. 内能与温度的关系
物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈，分子动能就越大，因此物体的内能越大。
（1）如果体积变化不大，同一物体在状态不变时，温度越高，内能越大，温度越低，内能越小。
（2）物体的内能变化时，温度可能不变。例如冰熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变；水结冰时，放出热量，内能减少，温度不变；水沸腾时，吸收热量，温度也不变。
4. 理解物体的内能
（1）内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的分子动能和势能的总和，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。
（2）任何物体在任何情况下都具有内能。
【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
5. 内能和机械能的比较
内能 机械能
概念 物体内部所有分子动能 与分子势能的总和 物体所具有的动能 和势能的总和
影响 因素 物体的温度、质量、状态、体积等 物体的质量、速度、 高度或形变程度
研究 对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体
存在 条件 不能为零，自然界中一切物体 在任何情况下都有内能 运动或在高处或 发生弹性形变，可能为零
二、改变物体内能的两种途径
1. 改变物体内能的两种途径
（1）做功可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能会增加。物体对外做功，内能会减少。做功改变物体的内能，实质是能量的转化，是内能与其他形式的能发生了相互转化。
（2）热传递也可以改变物体的内能。热传递改变物体的内能，实质上是内能的转移，即内能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，没有不同形式能量的相互转化。
2. 热传递的三种方式
（1）热传导：物体内各部分物质不发生移动。例如，用锅烧饭时，锅把手也会热。
（2）热对流：物体内各部分物质间会流动，对流主要发生在气体和液体中。例如，用锅烧饭时，锅里的水靠对流传热。
（3）热辐射：不需要介质，太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的。
3. 温度、内能、热量的对比分析
温度 内能 热量
定义 物体的冷热程度，是内能大小的宏观表现之一。 物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和。 热传递的过程中， 传递内能的多少。
特点 状态量 状态量 过程量
描述语言 升高、升高了； 降低、降低了 增大、变大； 减小、变小 吸收、放出
相互联系 发生热传递的过程中，三者的改变相互对应：物体吸收热量，则内能增加，温度一般会升高（晶体发生物态变化时温度不变，比如熔化）； 放出热量，则内能减少，温度一般会降低（晶体发生物态变化时温度不变，比如凝固）。
知识点4 能量的转化与守恒
一、各种形式的能量
二、能量的转化
能量的转化的概念：自然界中的各种现象都有着密切联系。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
三、能量的转移
1.概念：能量可以从一个物体转移到其他物体，也可以从物体的一部分转移到其他部分。
2. 正确理解能量的“转化”和“转移
发生能量的转化时，能的形式发生了改变。发生能量的转移时能量的形式并没有变化。
四、能量守恒定律
1.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。 这就是能量守恒定律。
2. 能量守恒定律理解
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。
3.永动机。能量守恒定律的发现，使人们认识到：任何一部机器，只能使能批从一种形式转化为其他形式，
而不能无中生有地制造能量。 因此，根本不可能造出永动机。
知识点5 热机
一、热机
1. 热机：能将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机。
2. 热机的能量转化：燃料的化学能（燃烧）→内能（做功）→机械能
3. 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。常见的内燃机有汽油机和柴油机两类。
二、汽油机
1. 汽油机
利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。
2. 构造
汽油机主要由气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮和火花塞组成。
3. 工作过程
（1）汽油机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程（或行程）。
（2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
①吸气冲程：旋转的飞轮通过曲轴连杆带动活塞，使活塞从气缸上部向下运动，进气阀开启，空气和汽油的混合气体通过进气道进入缸内。
②压缩冲程：两个气阀关闭，活塞在飞轮带动下，从气缸下部向上运动，缸内混合气体被压缩，机械能转化为内能，因此，内能增加、温度升高、压强增大。
③做功冲程：压缩冲程结束后做功冲程开始时，气缸顶部的火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，高温高压气体迅速膨胀，使活塞向下运动，内能转化为机械能。
④排气冲程：飞轮因为惯性继续转动使活塞上升，排气阀打开，将燃烧后的废气排出缸外。
（3）汽油机一个工作循环情况总结
一个工作循环，有4个冲程，活塞往复2次，飞轮转动2周，对外做功1次。在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的是吸气、压缩和排气冲程。发生能量转化的有两个冲程：压缩和做功冲程。
三、柴油机
1. 柴油机：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。
2. 构造：它与汽油机在结构上的主要不同是气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。
3. 工作过程
柴油机的一个工作循环与汽油机相类似，也是由四个冲程组成的。每完成一个工作循环曲轴和飞轮均转两周，对外做功一次，活塞往复运动两次，除做功冲程外的其他三个冲程，是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的。
柴油机吸入气缸内的物质只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
4. 柴油机和汽油机的异同点
项目 汽油机 柴油机
构造 气缸顶部有一个火花塞 气缸顶部有一个喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程 吸入汽油与空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大
做功冲程 点燃式，内能转化为机械能 压燃式，内能转化为机械能
排气冲程 排出废气
特点与 适用范围 轻巧、功率小； 小汽车、摩托车等 笨重、功率大； 载重汽车、轮船等
相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次； 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能。
知识点6 热机效率
一、燃料的热值
1. 燃料燃烧时能量的转化：燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。
2. 燃料的热值
（1）定义：把某种燃料完全燃烧释放的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。
（2）公式：q=
Q表示燃料完全燃烧释放的热量，单位是焦，符号为J；
m表示固、液体燃料的质量，单位是千克，符号为kg；
q表示燃料的热值，单位是焦/千克，符号为J/kg。
（3）气体燃料的热值
对气体燃料而言，其热值也可以采用在标准状态下某种气体燃料完全燃烧放出的热量与所用该种气体燃料的体积之比，即：q=
V表示气体燃料的体积，单位是米3，符号为m3
Q表示放出的热量，单位是焦，符号为J
q表示气体燃料的热值，单位是焦/米3，符号为J/m3。如天然气的热值为3.3×107~4.5×107J/m3。
（4）理解热值
①热值的物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。
②热值表示燃料的燃烧特性、化学能转化为内能的本领大小。热值大，说明相同质量（或体积）的这种燃料完全燃烧时放出的热量多，即化学能转化成的内能多。
③热值与燃料的种类有关：同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。（均选填“相同”或“不相同”）
④完全燃烧的含义：是指燃料烧完、烧尽，只有在完全燃烧时放出的热量与所用燃料质量之比才是这种燃料的热值。
3. 燃料燃烧释放热量的计算
（固、液体燃料）
（气体燃料）
二、热机效率
1. 热机燃料的燃烧
热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。图是热机中燃料能量的主要走向示意图。由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
2. 热机效率
（1）定义：做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。
（2）公式： η
其中W有用表示对外做的有用功，Q放表示燃料完全燃烧所释放的能量。
（3）物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。
3. 提高热机效率的主要途径
（1）减少燃烧过程中的热量损失
如内燃机要掌握火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间；蒸汽类热机，常将煤研磨成粉状，用风吹入锅炉内燃烧。这些措施都可使燃料燃烧得更充分。
（2）尽量简化机械传动部分，并选用优良的润滑材料减小摩擦，以减少能量损失。
4. 一些热机的效率
各种热机的效率是不同的。如推动世界上第一次工业革命的蒸汽机，其效率只有6%～15%，汽油机的效率为20%～30%，柴油机的效率为30%～40%，而喷气式飞机上的发动机的效率能达到50%～60%。
知识点7 跨学科实践：制作简易热机模型
1. 项目原理：酒精化学能→水蒸气内能→风扇机械能。
简易汽轮机模型
2. 项目跨学科分析
（1）热源的选择:酒精灯或电加热器。
（2）水蒸气或者直接加热空气。
（3）化学能如何转化为机械能？通过加热水沸腾,产生高温水蒸气。
3. 项目实施关键
（1）注人的水量不要太多,通常为易拉罐容量的三分之一或者一半,留出容纳水蒸气的空间。
（2）出气管可以是中性笔套、细牛奶吸管或者细竹管,出口要尖细。
（3）出气管和易拉罐之间结合要紧密,不要漏气,易拉罐的洞口开得要比出气管外径小一点。
（4）小风扇和轴之间摩擦力要小。
热机是人们获得动力的重要机械，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的热机中的各部分是如何协调工作的。
【重要考点解题指南与例题解析及变式练】
考点1 热量 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。
【例题1】（2025·黑龙江伊春市）下列实例中与水的比热容有关的是（ ）
A. 北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
B. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C. 天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
【答案】B
【解析】A．北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂，是因为水结冰时，质量不变、密度变小、体积变大，与水的比热容较大无关，故A不符合题意；
B．内陆地区沙子多水少，沙子的比热容比水小，白天在太阳的照射下，受热情况相同时，沙子的温度上升比水多，而晚上在同样的放热情况下，沙子的温度下降得也多，所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大，与水的比热容较大有关，故B符合题意；
C．天热时在地面上撒水是通过水蒸发吸热来降低室内温度，与水的比热容较大无关，故C不符合题意；
D．刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些，是加快了衣服表面的空气流动速度而加快了蒸发，与水的比热容较大无关，故D不符合题意。故选B。
【变式练1】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2】下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ ）
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
【答案】B
【解析】A．汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故A不符合题意；
B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷，是因为水蒸发吸热，故B符合题意；
C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，故C不符合题意；
D．物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，故D不符合题意。
故选B。
【变式练3】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
考点2 分子动理论的初步知识
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。
【例题2】（2025·黑龙江绥化卷）下列说法中正确的是（ ）
A. 雪花缓慢飘落表明温度越低分子运动越慢
B. 构成物质的分子间同时存在引力和斥力
C. 汽油机在做功冲程中将机械能转化为内能
D. 钻木取火是通过热传递的方式改变内能
【答案】B
【解析】A．分子运动是微观的、肉眼看不见的分子无规则热运动 。雪花缓慢飘落是宏观物体（雪花）在重力、空气阻力等作用下的机械运动，并非分子运动，所以不能通过雪花飘落速度说明温度与分子运动快慢的关系，故A 错误；
B．分子间的引力和斥力是同时存在的。当分子间距离较小时，斥力起主要作用；当分子间距离较大时，引力起主要作用，它们共同维持分子间的相互作用，故B 正确；
C．汽油机做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功，是将燃气的内能转化为活塞的机械能，从而为汽车提供动力，并非机械能转化为内能，故C 错误；
D．钻木取火时，克服摩擦做功，机械能转化为木头的内能，使木头温度升高达到着火点而燃烧，是通过做功的方式改变内能；热传递是由于温度差引起的热量转移现象（如传导、对流、辐射 ），钻木取火不属于热传递，故D 错误。故选B。
【变式练1】酒精和水混合后体积减小的实验主要表明（ ）
A．分子间有作用力
B．分子间有间隙
C．分子永不停息地运动
D．分子是很微小的
【答案】B
【解析】酒精与水混合后，由于酒精分子进入了水分子间的空隙内，导致总体积减小，故本现象说明分子间是有空隙的，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
【变式练2】（2025四川内江一模）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3】将两个表面光滑的铅块相互压紧，两铅块就会粘在一起、并能吊起多个钩码，如图所示。该现象说明（ ）
A．分子间有空隙 B．分子间存在吸引力
C．分子间存在排斥力 D．分子不停地做无规则运动
【答案】B
【解析】分子间具有引力和斥力，两个表面光滑的铅块相互紧压，发现两个铅块粘在一起，原因是紧压能使分子间距离变小，分子间作用力变大，分子间表现为引力，因此可以吊起多个钩码。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
考点3 内能
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。
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。
3. 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。
4. 温度、热量和内能的关系
（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。
【例题3】（2025·广东省卷）明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气”。用“文火”改变内能的方式属于（选填“做功”或“热传递”）________；“透出香气”属于________现象；温度越高，分子热运动越________。
【答案】 热传递 扩散 剧烈
【解析】用“文火”时，火将热量传递给釜再传递给诸麻、菜子，改变内能的方式属于热传递。
“透出香气”是由于分子不停地做无规则运动，属于扩散现象。
分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。
【变式练1】四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列说法中正确的是（ ）
A. 烧杯a中的水的内能大于烧杯b中水的内能；
B. 烧杯c中的水的内能大于烧杯d中水的内能；
C. 烧杯a中的水的内能大于烧杯c中水的内能；
D. 烧杯d中的水的内能大于烧杯b中水的内能
【答案】D
【解析】A．从图中知，a与b质量相同，b的温度高于a的温度，所以烧杯（a）中的水的内能小于烧杯（b）中水的内能，故A错误；
B.从图中知，c与d质量相同，d的温度高于c的温度，所以烧杯（c）中的水的内能小于烧杯（d）中水的内能，故B错误；
C. 从图中知，a与c温度相同，c的质量大于a的质量，所以烧杯（a）中的水的内能小于烧杯（c）中水的内能，故C错误；
D. 从图中知，d与b温度相同，d的质量大于b的质量，所以烧杯（d）中的水的内能大于烧杯（b）中水的内能，故D正确。故选D。
【变式练2】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。
【变式练3】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。
考点4 能量的转化与守恒
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。
【例题4】（2025·江苏苏州）关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（ ）
A．金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小
B．核电站利用核裂变释放的能量来发电
C．汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D．能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
【答案】A
【解析】A．金属汤勺放在热汤中，金属汤勺吸收热量，内能增加，温度升高，故A错误，符合题意；
B．核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应，故B正确，不符合题意；
C．汽油机的做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．能量的转移与转化具有方向性，可利用的能源是有限的，所以要节约能源，故D正确，不符合题意。
故选A。
【变式练1】（2025湖南一模）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（ ）
A. 电烤炉取暖，是电能转移到人体
B. 钻木取火，是内能转化为机械能
C. 中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能
D. 用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能
【答案】C
【解析】A．电烤炉取暖，电烤炉消耗电能转化为内能，然后内能转移到人体，故A错误；
B．钻木取火，是通过做功的方式，将机械能转化为内能，故B错误；
C．中医提倡的热水泡脚，脚从热水中吸收热量，因此是通过热传递的方式增大脚部的内能，故C正确；
D．用嘴对着手哈气取暖，手从哈气中吸收热量，因此主要是通过热传递的方式增大手的内能，故D错误。故选C。
【变式练2】根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（ ）
A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的
B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面
C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去
D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动
【答案】B
【解析】A.永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误；
B.两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，由于具有动能，会继续冲上右斜面，故B正确；
C.在电水壶的使用过程中，消耗了电能，而水的温度升高，内能增加，断电后，水不再吸收热量，水的沸腾会停止，故C错误；
D.子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能，由于摩擦生热会使动能减小，它的速度减慢，故D错误。
【变式练3】（2025广东省二模）如图为火箭发射的场景，火箭的燃料使用了液态氢，主要是因为它的______ 大，火箭发射升空时，燃料的化学能转化为______ 能，再转化为火箭的机械能，这个过程中火箭的机械能______ 选填“守恒”或“不守恒”。
【答案】热值 内 不守恒
【解析】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较大的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量；并且所需的液态氢的体积小，便于储存和运输。
火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的机械能，使得火箭的机械能增大，所以机械能不守恒。
考点5 热机与热机的效率
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）。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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
9. 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。
【例题5】（2025·江苏苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求：
(1)水吸收的热量；
(2)煤气完全燃烧放出的热量；
(3)煤气炉加热的效率。
【答案】(1)； (2)； (3)40%
【解析】（1）水吸收的热量
（2）煤气完全燃烧放出的热量
（3）煤气炉加热的效率
【变式练1】关于热机，下列说法正确的是（ ）
A. 蒸汽机不属于热机 B. 柴油机的效率能达到100%
C. 汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D. 内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
【答案】C
【解析】A．蒸汽机属于热机中的一种，故A错误；
B．柴油机在工作的过程中不可避免的要做额外功，所以柴油机的效率不能达到100%，故B错误；
C．由于构成物质的分子在不停地做无规则运动，汽油分子会运动到空气中，这是扩散现象，所以我们能闻到汽油味，故C正确；
D．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故D错误。故选C。
【变式练2】下列关于燃料的热值说法正确的是（ ）
A. 燃料燃烧越充分，其热值越大
B. 燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少
C. 一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小
D. 焦炭的热值是，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量
【答案】D
【解析】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故A错误；
B．根据Q=mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误；
C．一瓶酒精用去三分之一后，质量变化、热值不变，故C错误；
D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×107J，故D正确。故选D。
【变式练3】内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽油机的效率为30%，飞轮每分钟转动1800圈（），则下列说法正确的是（ ）
A. 图中所示冲程是做功冲程
B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为
C. 该汽油机在1s内做功30次
D. 汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高
【答案】B
【解析】A．图中所示冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故A错误；
B．若该汽油机完全燃烧5kg汽油，则汽油机做的有用功为
故B正确；
C．飞轮每分钟转动1800圈，则每秒转动30圈，该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次，则在1s内做功15次，故C错误；
D．由得，汽油机消耗的燃料越少，完全燃烧释放的热量越少，做的有用功不知，无法比较效率高低，故D错误。故选B。
考点6 跨学科实践：制作简易热机模型
1. 热机概念：能将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机。牢牢把握这个概念是解决制作热机模型问题的重要一个环节。
2. 在掌握内燃机基本构造、原理、工作过程基础上，能分析解答问题所用到的物理知识以及跨学科知识。
3. 根据题意思考解答即可（难度不大）。
【例题6】（2025·山西）跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能_____________；
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_____；（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：______。
【答案】（1）内能 机械能 （2）见解析 （3）见解析
【解析】（1）酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
（2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。
（3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。
【变式练1】如图所示。这是一款斯特林发动机模型，点燃酒精灯后就会发现发动机的连杆带动飞轮转动起来。下列关于该发动机的说法正确的是（ ）
A．斯特林发动机将机械能转化成内能
B．热源通过做功的方式改变汽缸内气体内能
C．酒精灯内酒精由液态变为气态，其分子间的作用力会变小
D．随着酒精的燃烧，酒精灯内剩余酒精的热值在不断减小
【答案】C
【解析】A．热源加热将化学能转化为内能，推动活塞运动做功，由此可知斯特林发动机将内能转化成机械能，故A错误；
B．热源对物体加热，是通过热传递的方式改变气缸内气体内能，故B错误；
C．物质液态变成气态后，其分子间的作用力会变小，故C正确；
D．热值是燃料的特性，与其质量的大小无关，酒精炉内剩余酒精的热值不变，故D错误。故选C。
【变式练2】中国古代玩具饮水鸟（如图所示）被誉为“爱因斯坦也吃惊的玩具”.它的神奇之处在于：在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里“喝”一口后，让其直立起来；可是直立一会儿它又会自动俯下身去，等到鸟嘴浸到了水，“喝”了一口，又会直立起来。其原理是饮水鸟的嘴部和头部包裹了一层绒布，“喝水”打湿后，由于蒸发 （选填“吸热”或“放热”），使得鸟头部管内温度和气压变化，尾部的液体上升到头部，改变饮水鸟的重心，实现再次喝水。饮水鸟这种“自动喝水”的现象 （选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律；饮水鸟“低头喝水”时整个身体绕着横杆旋转，我们可以将旋转的饮水鸟视为 模型。
【答案】 吸热 遵循 杠杆
【解析】饮水鸟的嘴部和头部包裹了一层绒布，“喝水”打湿后，水由液态变成气态，发生蒸发现象，蒸发吸热，使得鸟头部管内温度和气压变化，尾部的液体上升到头部，改变饮水鸟的重心，实现再次喝水。
所有能量的转化和转移都遵循能量守恒定律，饮水鸟“自动喝水”的现象中发生了能量的转移和转化，遵循能量守恒定律。
饮水鸟“低头喝水”时整个身体绕着横杆旋转，符合杠杆的特点，我们可以将旋转的饮水鸟视为杠杆模型。
【变式练3】如图是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧产生的内能全部转化为蒸汽的内能
B．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大
C．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，其能量的转化过程与汽油机的做功冲程一样
D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度
【答案】C
【解析】A．燃料燃烧产生的内能仅仅只有一部分转化为蒸汽的内能，还有一部分热量散失了，还有一部分的内能转化为锅炉的内能，故A错误；
B．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，内能转化为机械能，蒸汽的内能减小，故B错误；
C．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，将内能转化机械能，其能量的转化过程与汽油机的做功冲程一样，做功冲程是膨胀的气体对外做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的热量，而不是温度，故D错误。故选C。
【易错点警示与例题突破】
【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。
【例1】（2025·黑龙江卷）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 温度为以下的物体不具有内能 B. 温度高的物体，含有的热量一定多
C. 物体的内能增加，可能是吸收了热量 D. 温度总是从高温物体传向低温物体
【答案】C
【解析】A．一切物体在任何情况下都具有内能，温度为以下的物体也具有内能，故A错误；
B．热量是热传递过程中传递的能量，不能说物体含有热量，故B错误；
C．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体的内能增加，可能是吸收了热量，故C正确；
D．热量总是从高温物体传向低温物体，热传递过程传递的不是温度，故D错误。故选C。
【易错点1的针对性训练】
1.（2025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。
2.（2025黑龙江龙东二模）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。
【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2】（2025·北京）在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的
B. 橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能
C. 水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小
D. 管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
【答案】C
【解析】A．水变热是通过热传递（酒精灯加热）改变内能，不是做功，故A错误；
B．橡胶塞被推出时，内能转化为机械能，但有热量散失，不是全部转化，故B错误；
C．水蒸气推出橡胶塞，水蒸气对外做功，水蒸气内能减小，故C正确；
D．“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，不是汽化，故D错误。故选C。
【易错点2的针对性训练】
3.（2025宁夏一模）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。
4. （2025四川宜宾一模）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。
【易错点3】内燃机的一个工作循环完成四个冲程时，飞轮的转速与做功的次数关系理解模糊导致错误。
要理解记忆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）。
【例3】（2025·黑龙江伊春市）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（ ）
A. 完成80个冲程，对外做功20次
B. 完成80个冲程，对外做功40次
C. 完成40个冲程，对外做功10次
D. 完成40个冲程，对外做功40次
【答案】A
【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。
故选A。
【易错点3的针对性训练】
5. 如图为某汽车上四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．使汽车获得动力的冲程是丁
B．甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C．在一个工作循环中，工作过程依次是乙、甲、丁、丙
D．飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次
【答案】D
【解析】AC．甲图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图中进气门开启，排气门关闭，气体流入汽缸，是吸气冲程；丙图中排气门开启，进气门关闭，气体流出汽缸，是排气冲程；丁图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，所以在一个工作循环中，工作过程依次是乙、丁、甲、丙；内燃机的一个工作循环有四个冲程，只有在做功冲程中使机器获得动力，内能转化为机械能，其它三个冲程均为辅助冲程，依靠飞轮惯性完成，所以使汽车获得动力的冲程是甲。故AC错误；
B．甲图是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能，故B错误；
D．四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min，则该飞轮1s转50圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以1s飞轮转50圈，共25个工作循环，共100个冲程，共做功25次，故D正确。故选D。
6．内燃机一个工作循环有四个冲程，题图表示的是其中的 冲程。为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被小包围着，用水来冷却汽缸是因为水的 较大。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min，该汽油机一秒钟总共可以完成 个冲程。
【答案】 做功 比热容 80
【解析】图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能。
用水来冷却汽缸，是利用了水的比热容大的特点，相同条件下水吸收的热量多，冷却效果好。
飞轮转速是2400r/min=40r/s表示每秒飞轮转动40圈，而飞轮每转动2圈，燃气对外做功1次，对应4个冲程。所以1s内对外做功20次，完成80个冲程。
一、热量与比热容
1.（2025·湖北）某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多能量，科研人员指导农户用水墙替换土墙，如图。这是利用水比土有更大的（ ）
A. 比热容 B. 密度 C. 电阻 D. 质量
【答案】A
【解析】为使大棚白天吸收太阳更多的能量，科研人员指导农户用水墙替换土墙,这是因为水比土有更大的比热容，由可知，在质量和升高温度一定时，能吸收更多热量，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
2.（2025·四川自贡）图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（ ）
A．液体的沸点是100℃
B．液体的比热容是
C．液体持续加热120s后温度会继续升高
D．液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是
【答案】B
【解析】A．根据图乙，当温度到达80℃之后吸收热量，温度不变，所以该液体沸点应该是80℃，故A错误；
B．此实验装置，是利用电加热器加热液体测量液体比热容大小，根据乙图且不计热量损失，说明在电加热器加热90s液体温度从20℃变为80℃的过程中，电加热器产生的热量全部转化为液体吸收的热量且为纯电阻电路，即
由得
故B正确；
C．根据乙图，加热120s以后已经达到沸点，达到沸点后吸收热量但是温度不变，故C错误；
D．根据丙图，温度计得分度值为1℃，读出温度为37℃，故D错误。故选B。
3.（2025·四川成都）小雨探究液体的凝固特点：先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M，再各放入一个温度传感器，然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等，用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像，如图所示。已知，实验在标准大气压下进行，下列说法正确的是（ ）
A．液体M的比热容为
B．液体M放热能力比水放热能力强
C．在时间段两种物质都是固液共存状态
D．从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量小于M放出的热量
【答案】A
【解析】A．由图可知，上面物质的熔化图像中，熔点为0℃，下面物质的熔化图像中，熔点为-4℃，所以上面物质是水，下面物质是液体M；由题意可知，单位时间内它们放出的热量相等，则
由图可知，0~t2时间内，它们放出的热量相等，水由20℃降温到4℃，液体M由20℃降温到-4℃，则
则水和某液体M的质量相等，则液体M的比热容为
故A正确；
B．由于水和某液体M的质量相等，单位时间内它们放出的热量相等，水的温度变化慢，所以水的放热能力强，故B错误；
C．由图可知，液体M在时间段处于凝固过程中，是固液共存状态，水在时间段处于凝固过程中，是固液共存状态，故C错误；
D．由图可知，从20℃刚好降到0℃时，水放热时间比液体M放热时间长，由于单位时间内它们放出的热量相等，所以水放出的热量大于M放出的热量，故D错误。故选A。
4.（2025·江苏苏州）如图甲，两个相同的容器中分别装有液体a、b，液体a的质量大于b的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热，电热丝的阻值大于的阻值，工作电压相同，且电热丝产生的热量均被液体吸收，液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．a、b为同种物质 B．a的比热容小于b的比热容
C．相同时间内a、b吸收的热量相等 D．的电功率大于的电功率
【答案】B
【解析】A．由图像可知，a、b沸点不同，所以a、b不是同种物质，故A错误；
CD．电热丝的阻值大于的阻值，工作电压相同，根据，的电功率小于的电功率，因为是纯电阻电路，根据可知相同时间产生的热量少于产生的热量，电热丝产生的热量均被液体吸收，所以相同时间内a吸收的热量少于b吸收的热量，故CD错误；
B．相同时间内a吸收的热量少于b吸收的热量，由图像可知，沸腾前相同时间内a升高的温度大于b升高的温度，且液体a的质量大于b的质量，根据可知a的比热容小于b的比热容，故B正确。
故选B。
5.（2025·安徽）小张同学利用如图所示的实验装置测量煤油的比热容。实验中，在一段时间内电阻丝产生400J的热量，质量为的煤油温度升高了5℃，若电阻丝产生的热量全部被煤油吸收，则煤油的比热容为 J/（kg·℃）。
【答案】
【解析】电阻丝产生的热量全部被煤油吸收， 煤油吸收的热量为400J，煤油的比热容为
6.（2025·山东威海卷）在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水，用相同热源加热，______（选填“高汤”“清水”）升温较快；清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明石锅温度_______（选填“低于”“等于”“高于”）水的温度。（c高汤【答案】 高汤 高于
【解析】用相同的热源加热相同的时间，说明吸收的热量相等。当吸收热量相等时，由可知，质量相等时，比热容越小，升高的温度越多，高汤的比热容小于水的比热容，故高汤升温快。
清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明水还能吸收到热量，则石锅温度高于水的温度。
7.（2025·重庆）火锅是重庆饮食文化的一张名片，熬制锅底时，将质量为的水加热升高50℃，水吸收的热量是 J：锅内的食材是通过 的方式增加了内能。
【答案】4.2×105 热传递
【解析】水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
此过程中，食材吸收了热量，使食材的内能增加,温度升高，是通过热传递方式改变物体的内能的。
8.（2025·天津）在比较不同物质吸热情况的实验中，用额定功率为300W的电加热器加热水，如图所示。在电加热器正常工作时，获得的数据如下表。
物质 质量/kg 初温/℃ 加热时间/s 末温/℃
水 0.3 20 120 40
已知c水=4.2×103J/（kg·℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）电加热器的效率。
【答案】（1）2.52×104J （2）70%
【解析】（1）水吸收的热量
（2）电加热器消耗的电能
电加热器的效率
二、分子动理论的初步知识
1.（2025·四川自贡）以下诗句描绘的情境不涉及分子热运动的是（ ）
A．菡萏香清画舸浮 B．满架蔷薇一院香
C．一行白鹭上青天 D．醒茶摇香叶初醒
【答案】C
【解析】A．"菡萏香清画舸浮"中"香清"描述的是荷花香气扩散，属于分子热运动现象，故A不符合题意；
B．"满架蔷薇一院香"中"一院香"描述的是花香分子扩散到整个院子，属于分子热运动现象，故B不符合题意；
C．"一行白鹭上青天"描述的是鸟类的飞行运动，属于机械运动，不涉及分子热运动，故C符合题意；
D．"醒茶摇香叶初醒"中"摇香"描述的是茶叶香气分子扩散，属于分子热运动现象，故D不符合题意。
故选C。
2.（2025·贵州）将等量白糖分别放入同样多的热水和冷水中，在不搅拌的情况下，热水变甜得更快。这里影响水变甜快慢的主要因素是（ ）
A. 体积 B. 质量 C. 温度 D. 密度
【答案】C
【解析】白糖分子不停地做无规则运动，通过扩散进入水中，使水变甜，将等量的白糖分别放入等量的热水和冷水中，热水更快变甜，说明白糖在热水中分子运动更剧烈，因此影响水变甜快慢的主要因素是温度，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
3.（2025·山东威海卷）在考古发掘中，脆弱文物易因失水变形损坏。科学家常用“薄荷醇临时固型技术”进行保护：将熔化的薄荷醇喷洒到文物上，冷却后凝固形成支撑结构，待文物移至实验室后，在室温下薄荷醇升华。下列说法错误的是（ ）
A. 熔化过程，薄荷醇吸热 B. 凝固过程，薄荷醇周围空气分子动能减小
C. 升华过程，薄荷醇吸热 D. 升华后，薄荷醇分子间距变大
【答案】B
【解析】A．薄荷醇熔化时由固态变成液态，属于熔化现象，熔化吸热，故A正确，不符合题意；
B．薄荷醇凝固过程，凝固放热，周围空气吸热，温度升高，分子动能增大，故B错误，符合题意；
C．文物移至实验室后，在室温下薄荷醇由固态直接变成气态，发生升华现象，升华吸热，故C正确，不符合题意；
D．升华是物质由固态变成气态，分子间距较大，薄荷醇分子间距变大，故D正确，不符合题意。故选B。
4.（2025·安徽）下列现象中能够说明分子间有引力的是（ ）
A．液体很难被压缩 B．铁丝很难被拉伸
C．墨水在热水中扩散得较快 D．水与酒精混合后总体积减小
【答案】B
【解析】A．由于分子间存在斥力导致液体很难被压缩，故A不符合题意；
B．由于分子间存在引力导致铁丝很难被拉伸，故B符合题意；
C．墨水在热水中扩散得较快，说明温度越高，分子的热运动越剧烈，扩散越快，故C不符合题意；
D．由于分子间存在间隙导致水与酒精混合后总体积减小，故D不符合题意。故选B。
5.（2025·四川泸州）运动是宇宙中最普遍的现象。下列关于运动的说法正确的是（ ）
A．图甲：加速升空的火箭做的是机械运动，发射塔相对于正上升的火箭是静止的
B．图乙：抽掉玻璃板一段时间后两瓶气体颜色变得均匀，这反映了分子的无规则运动
C．图丙：核外电子A绕原子核B匀速转动，核外电子处于平衡状态
D．图丁：该路程s随时间t变化的图像表示物体做匀速直线运动
【答案】B
【解析】A．发射塔相对于正上升的火箭有位置变化，故是运动的，故A错误；
B．抽掉玻璃板一段时间后两瓶气体颜色变得均匀，这是扩散现象，说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动，故B正确；
C．核外电子A绕原子核B匀速转动时，电子的运动方向不断在改变，故核外电子处于非平衡状态，故C错误；
D．由图可知，随着时间的变化，路程始终不变，故该图像表示物体静止，故D错误。故选B。
6.（2025·江西）如图所示，是五彩祝福鸡蛋。在鸡蛋着色的过程中，火龙果、橙子、紫甘蓝等果蔬中的天然食用色素进入鸡蛋内部的现象，在物理学中叫做 ，温度越 ，色素进入越快。
【答案】扩散 高
【解析】在鸡蛋着色的过程中，火龙果、橙子、紫甘蓝等果蔬中的天然食用色素进入鸡蛋内部，是一种扩散现象，说明分子永不停息地做无规则运动，分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，所以温度越高，色素进入越快。
7.（2025·上海）“滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄”，说明江水有 能，0℃的水 （选填“具有”、“不具有”）内能，“遥知不是雪，为有暗香来”，说明分子在做 运动。
【答案】机械 具有 无规则
【解析】江水由于运动而具有动能，由于存在一定的高度而具有重力势能，动能和势能统称为机械能，所以江水有机械能。
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。一切物体都具有内能，即使在0℃，水分子仍在做热运动，因此具有内能。
香气飘散，使人远处就能感知到。这体现了气体分子的扩散现象，原因是分子在不停地做无规则运动（也称为分子热运动）。
8.（2025·四川成都）宋代诗人王安石的《梅花》诗中“遥知不是雪，为有暗香来”，是赞美梅花的诗句，诗人闻到花香属于 现象。花香醉人，茶香怡人。雪天围炉煮茶，让冬日多了一抹诗意，加热茶水至沸腾，改用“小火”，水依然沸腾，则茶水的温度 。
【答案】扩散 不变
【解析】诗人闻到花香，是因为花香分子在不停地做无规则运动，进入到空气中，扩散到诗人身边，这种现象属于扩散现象。
液体沸腾的特点是：达到沸点后，继续吸热，但温度保持不变。加热茶水至沸腾，改用“小火”，水依然能吸热（满足沸腾的吸热条件），所以茶水的温度不变。
三、内能
1.（2025·江苏连云港）关于内能，下列说法正确的是（ ）
A．的物体没有内能 B．内能大小与温度无关
C．具有机械能的物体不一定有内能 D．物体具有内能，也可以同时具有机械能
【答案】D
【解析】AC．内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误；
B．物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误；
D．任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。故选D。
2.（2025·四川南充）如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（ ）
A．室外温度为0℃时，木柴的内能为零
B．木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多
C．若未燃烧的木柴温度升高，内能增加
D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
【答案】C
【解析】A．一切物体都具有内能，室外温度为0℃时，木柴的内能不为零，故A错误；
B．热量是过程量，不能说“含有的热量”，故B错误；
C．物体的内能与温度、质量有关。若未燃烧的木柴温度升高，内能增加，故C正确；
D．做功可以改变内能，灭火器在使用过程中对外做功，内能减小，故D错误。故选C。
3.（2025·福建）如图，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的
是（ ）
A．“萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发
B．“揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状
C．“发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动
D．“烘干”是通过做功减小茶叶的内能
【答案】D
【解析】A．“萎凋”时将茶叶摊开，是通过增大液体的表面积加水分蒸发，故A正确，不符合题意；
B．“揉捻”使茶叶卷缩，则茶叶发生形变，说明力可改变物体的形状，故B正确，不符合题意；
C．“发酵”时能闻到茶叶的清香，这是扩散的现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确，不符合题意；
D．“烘干”过程采用高温烘焙，是通过热传递减小茶叶的内能，故D错误，符合题意。故选D。
4.（2025·云南）云南咖啡香气馥郁，一杯咖啡的制作要经过生豆翻炒、石磨研磨、加水煮沸的过程。下列说法正确的是（ ）
A．咖啡豆研磨成粉，质量变大
B．闻到咖啡香味是因为分子在不停地做无规则运动
C．咖啡粉加水煮沸是通过做功的方式改变内能
D．咖啡沸腾过程中，液体温度持续升高
【答案】B
【解析】A．咖啡豆研磨成粉，质量不变。研磨只是物理变化，质量不会增加或减少，故A错误；
B．咖啡香气的扩散是由于分子在不停地做无规则运动，即扩散现象，故B正确；
C．咖啡粉加水煮沸是通过热传递的方式改变内能，不是做功，故C错误；
D．液体沸腾时持续吸热但温度保持在沸点不变，不会持续升高，故D错误。故选B。
5.（2025·河北）“更喜岷山千里雪，三军过后尽开颜。”诗句抒发了红军将士成功翻越雪山后的豪迈之情。岷山海拔高，山顶处的大气压比山脚下的大气压 。当年红军将士过雪山时搓手取暖，这是通过 的方式改变手的内能。
【答案】低 做功
【解析】大气压随高度的升高而减小，山顶海拔高于山脚，气压更低，所以岷山的山顶处的大气压比山脚下的大气压低。
搓手取暖，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，属于通过做功改变物体内能。
四、能量的转化与守恒
1.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（ ）
①燃煤电厂 ②空调 ③树林 ④太阳
A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④
【答案】C。
【解析】各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向的，地球上大多数能量都直接或间接来自于太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转化为自身的生物质能，再经过地壳变动在地质作用下，最终形成煤炭，发电厂将煤炭的化学能转化为电能，家用电器再将电能转化为其它形式的能，故四幅图中能量的转化顺序为：太阳→树林→燃煤电厂→空调；即序号为④③①②，故C正确。故选：C。
2. 目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具﹣﹣冲击钻，冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示，冲击钻在工作过程中，其能量转化关系
是（ ）
A．内能转化为机械能
B．内能转化为电能
C．只有机械能和内能的转化
D．有电能、机械能和内能的转化
【答案】D
【解析】（1）当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能；
（2）钻头冲击墙壁，克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
由此分析可知，在该过程中存在电能、机械能和内能的转化。
3. 用两块铜片、热电偶、电动机（带风扇）组成一个电路，铜片1插在90℃热水中，铜片2放在空气中，如图所示，半分钟左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。温差发电的实质是_____能转化为电能。温差发电______（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。
【答案】 内能 遵守
【解析】温差发电的实质是消耗内能，产生电能，故温差发电的实质是将内能转化为电能。
在自然界中，能量不会无故消失，也不会凭空产生，仅仅是从内能转化为电能，遵守能量守恒定律。
五、热机与热机的效率
1.（2025·江苏扬州）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】B
【解析】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内气体，火花塞未点火，即为压缩冲程，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
2.（2025·江苏连云港）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）
A．较大的热值 B．较低的沸点 C．较大的比热容 D．较高的凝固点
【答案】A
【解析】A．液态氢具有较大的热值，这意味着单位质量的氢燃料完全燃烧时能释放出更多的热量，可以为火箭提供更大的推力，故A符合题意；
B．虽然液态氢的沸点较低（-252.8℃），但这只是其物理特性，与作为燃料的优越性无直接关系，故B不符合题意；
C．比热容表示物质吸热或放热的能力，但火箭燃料需要的是燃烧时释放大量能量，而不是储存热量的能力，故C不符合题意；
D．凝固点高低与燃料性能无关，且氢的凝固点极低（-259℃），这反而增加了储存难度，故D不符合题意。
故选A。
3.（2025·山东卷）汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能。在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值（ ）
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
【答案】C
【解析】热值是燃料的特性，与燃料的种类有关，与是否完全燃烧无关。维护后燃烧更充分，说明相同质量的汽油燃烧，释放的热量更多，但热值不变。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
4. （2024齐齐哈尔市）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（ ）
A. 加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B. 通过改进可以使汽油机的效率达到100%
C. 除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D. 若飞轮转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次
【答案】AC
【解析】A．加入润滑油使各零部件彼此分离，可以减小汽油机零部件间的摩擦，故A正确；
B．热机在工作时，总要克服机器零件间的摩擦做功，还有热量的散失，导致热机的热效率总小于1（100%），故B错误；
C．四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的，故C正确；
D．若一台汽油机的转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以，1s内飞轮转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，40个冲程，做功10次，故D错误。故选AC。
5.（2025·山东烟台）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：① ② 。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。
【答案】1.61×105 机械 3.5×10-3
【解析】汽油机中燃料完全燃烧放出的热量等于损失的能量和有用的机械能之和，燃料完全燃烧放出的热量Q放=W损失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J
该工作过程中消耗的汽油质量为
6.（2025·四川德阳）小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将初温为、质量为的水加热至沸腾（一个标准大气压下），该过程中水吸收的热量是 ，水吸收的热量相当于完全燃烧天然气放出的热量，则天然气的热值为 。
【答案】
【解析】[1]一个标准大气压下水的沸点是100℃，该过程中水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
[2]天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=6.72×105J
天然气的热值为
7.（2025·黑龙江绥化卷）用烟煤烧水时，将10kg的水从加热到，燃烧了1.4kg的烟煤，烟煤的热值为，则水吸收的热量是______J，烧水的热效率是______。
【答案】 8%
【解析】水吸收的热量是
燃烧1.4kg烟煤产生的热量
烧水的热效率
8.（2025·黑龙江伊春市） 质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】 相同 50
【解析】热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关，所以质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值相同。
酒精完全燃烧放出的热量
由题意，
由，则水的质量
9.（2025·四川自贡）如图所示为内燃机的 冲程，该过程是将 转化为机械能。
【答案】做功 内能
【解析】如图所示，两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，该冲程中燃气推动活塞，对活塞做功，内能转化为机械能。
10.（2025·湖南）2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的 大，它燃烧过程中将 能转化为内能。
【答案】热值 化学
【解析】该火箭的芯二级以液氢为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。
液氢燃烧时，消耗化学能，产生内能，将化学能转化为内能，再通过发动机转化为机械能推动火箭。
11.（2025·江西）用燃气灶给一定质量的
