2024年中考物理內能及其應用（（教師版））

專題04內能及其應用

內能是物理學中的核心概念，它涉及到分子動理論、熱力學等多方面的知識。掌握內能及其應用對于

學生深入理解物理原理、提高解題能力具有重要意義.

在命題趨勢上，內能及其應用可能將重點考察學生的理論聯(lián)系實際能力。題目可能將通過結合日常生

活、生產實踐中的案例，考查學生對內能概念的理解以及在實際問題中運用內能知識的能力-例如，可以

考察學生解釋熱機工作原理、分析熱機效率高低的原因等實際問題的能力。

對于內能與其他物理知識的綜合運用也將是命題的重點。例如，內能與電能、機械能等其他形式的能

量的轉換和利用，以及在電路、光學等領域的應用等。這些內容可以結合能量守恒定律、電學等知識點進

行考察，要求學生能夠靈活運用所學知識解決綜合問題。

知識點1：分子熱運動

L分子熱運動：

(1)物質的構成：宇宙是由物質組成的，物質是由分壬組成的；分子是由原子組成的.原子是由原子

核和核外電子組成的.原子核是?由質子和中子組成的.

2.分子的大小

如果把分子看成球形，一般分子的直徑只有百億分之幾米，人們通常以為單位來度量分子，因

此在一個物體中，分子的數(shù)目是巨大的。由于分子太小，人們用肉眼和光學顯微鏡都分辨不出它們，但可

以用電子顯微鏡來觀察分子、原子.

①物質粒子從大到小排列：宇宙〉銀河系>太陽系,恒星(太陽)>地球〉分子〉原子〉原子核>中

子>質子>電子>夸克

②即使很微小的物體，也不是分子，而是由大量分子組成的小顆粒。比如我們看見的花粉粒、掃地時

揚起的灰塵、煙囪冒出的煙塵等都不是分子，而是由大量分子聚集而成的小顆粒。

3.擴散:

不同物質相互接觸，彼此進入對方的現(xiàn)象.

4.分子熱運動：

擴散現(xiàn)象等大量事實表明，一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則運動。分子運動快慢與溫度有關，溫

度越高，分子熱運動越劇烈.

5.分子間作用力：

(1)分子間存在相互作用力，包括分子引力和分子斥力,且是同時存在的：

(2)當壓縮物體時，分子斥力大于分子引力,分子間作用力表現(xiàn)為壓力；

(3)當拉伸物體時，分子引力大于分子斥力,分子間作用力表現(xiàn)為引力；

6.分子動理論內容：

①物質是由分子或原子構成的；

②一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運動.

③分子間存在相互作用的引力和斥力。

知識點2:內能

L內能：

物體內部所有分子熱運動的分子動能與分子勢能的總和,叫做物體的內能.

(1)因為一切物質分子都在不停地做無規(guī)則的運動，所以物體的內能不可能為零,任何物體在任何

情況下都具有內能.

(2)物體內大量分子做無規(guī)則熱運動所具有的能量稱為分子動能.物體的溫度越高，分子運動得越快,

它們的動能越大。同一個物體(物態(tài)不變)，溫度越高，內能越大.

(3)由于分子之間具有一定的距離，也具有一定的作用力，因而分子具有勢能，稱為分子勢能。分子

間距發(fā)生變化時，物體的體積也會變，其內能會發(fā)生變化。所以分子勢能與物體的便租有關。

(4)內能大小與物體的質量、溫度、狀態(tài)等有關.

2.內能的改變：

改變物體內能的兩種方法：做功和熱傳遞.

(1)物體對外做功,物體的內能減小;外界對物體做功,物體的內能增大.

(2)熱傳遞發(fā)生的條件：存在溫度差。

熱量總是自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體:

a.高溫物體內能減小,溫度降低,放出熱量;

b.低溫物體內能增大,溫度升高,吸收熱量。

(3)做功和熱傳遞在改變內能方面是等效的，但實質不同：做功改變內能屬于能的轉化,熱傳遞改變

內能屬于能的轉移。

3.溫度、內能、熱量：

熱量(Q)：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫熱量.(物體含有或具有多少熱量的說法是錯誤的)；

溫度、內能、熱量之間的關系:

(1)物體溫度升高.內能一定增大.但不一岸吸收熱量.因為做功也可以使物體的內能增大；

(2)物體內能增大,溫度不一定升高,也不一定吸收熱量,因為內能增大有可能是因為狀態(tài)改變造成

的，做功也可以使物體的內能增大；

(3)物體吸收熱量.內能一定增大,但溫度可能升高,也可能不變.因為吸收熱量有可能改變物體的

狀態(tài).

(4)溫度、熱量與內能的關系(熱量是一個過程量,一般說傳遞熱量；內能是一個狀態(tài)量一般說具有

內能；溫度是一個狀態(tài)量.一般說升高或者降低溫度)

知識點3:比熱容

L比熱容：

(1)比熱容定義：單位質量的某種物質，溫.度升高1比所吸收或者降低1℃所放出的熱量叫做］文種物

質的比熱容。

(2)比熱容是物質的一種屬性,每種物質都有自己的比熱容.比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關.

與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關.

(3)水的比熱容是4.2xlO3J/(kg-℃),表示的物理意義是：1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2x103j。

2.熱量的簡單計算

熱量的計算：(1)吸熱：Qw=cm4t=cm(t-to)；(2)放熱：Q附=cmZ\t=cm(to-t)。

其中：Q吸一吸收的熱量，單位：焦(J),QL放出的熱量。

c—比熱容，單位：焦每千克攝氏度(J/(kg-℃))

m—質量，單位：千克(kg)

△t—變化的溫度(升高或降低的溫度)，單位：攝氏度(℃)；to-初始溫度、t—末溫。

3.“水的比熱容較大”的應用：

(1)用水取暖或冷卻(2)用水調節(jié)氣溫

知識點4:熱機

1.熱機：利用內能做功的機械叫熱機.

(1)熱機的種類：分為蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。

(2)內燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產生動力的熱機。內燃機根據(jù)其所使用的燃料分為汽油機

和柴油機兩類.

2.內燃機的工作原理:

開關

向下向上

甲吸氣沖程:進氣門打乙壓縮沖程:進氣門

開，排氣門關閉，活塞向和排氣門都關閉,活塞

下運動，汽油和空氣的混向上運動,燃料混合物

合物進入汽缸被壓縮

能量轉化:無能量轉化：機械能轉化為內能

麗開關

W向上向下

T排氣沖程:進氣門丙做功沖程:在壓縮沖

保持關閉.播氣門打開,程結束時.火花塞產生電

活塞向上運動.把廢氣火花.使燃料猛烈燃燒，

排出汽缸產生高溫高壓的氣體.

高溫高壓的氣體推動活

能量轉化:無塞向下運動，帶動曲軸轉

動，對外做功

能量轉化：內能轉化為機械能

(1)內燃機的每一個工作循環(huán)分為四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

⑵四個沖程中，只有做功沖程對外做功,其他三個沖程對做功沖程起輔助作用.靠飛輪的慣性完成。

(3)做功沖程把內能轉化為機械能;壓縮沖程把機械能轉化為內能.

(4)一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉2周，飛輪轉2圈。

知識點5:熱機效率

L熱值：1kg(或In?)某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。

(1)熱值單位：J/kg或J/m3

(2)公式：Q=qm或、=4丫(q為熱值)。

熱值是燃料本身的一種特性，它的大小只取決于燃料的種類，而與燃料的質量、放熱多少等無關。不

同燃料的熱值一般不同。熱值在數(shù)值上等于1kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量。熱值反映了燃料在燃燒

過程中，將化學能轉化為內能的本領的大小。

2.熱機效率：熱機用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。

(1)公式：

(2)提高熱機效率的途徑：①使燃料充分燃燒；②盡量減小各種熱量損失；③機器零件

間保持良好的潤滑、減小摩擦。

重難通關練

一、單選題

1.（2023?江蘇無錫?統(tǒng)考一模）火鍋，古稱“古董羹”，因食物投入沸水時發(fā)出的“咕咚”聲而得名，是中國

獨創(chuàng)的美食之一，倍受大家的喜愛。在吃鴛鴦火鍋時，一般會發(fā)現(xiàn)油膩的紅鍋比清淡的白鍋先開；冬天吃

火鍋時，火鍋上方“白霧繚繞”；關于吃火鍋涉及的物理現(xiàn)象，下列說法中錯誤的是（）

A,加熱后，一股“火鍋味道”迎面撲來說明溫度越高，分子運動越劇烈

B.火鍋沸騰后，繼續(xù)加熱，溫度不變

C.紅鍋先開說明油的沸點比水低

D.白鍋因液面缺少油膜阻礙，湯液蒸發(fā)較快

【答案】C

【解析】A.根據(jù)分子動理論可知分子熱運動與溫度有關，加熱后，“火鍋味道”迎面撲來說明溫度越高，分

子運動越劇烈，故A正確，不符合題意；

B.火鍋沸騰后要不斷吸收熱量，但溫度保持在沸點不變，故B正確，不符合題意；

CD.食用油的沸點高于水的沸點，紅鍋先沸騰是因為食用油覆蓋在水的上面，減小了液體表面積，從而減

少熱量散失，所以紅鍋先沸騰；而相對于白鍋，因液面缺少油膜阻礙，液體表面積的更大，湯液蒸發(fā)較快,

故C錯誤，符合題意，D正確，不符合題意。

故選C。

2.（2023?廣東廣州??？既＃┫铝姓f法正確的是（）

A.只要對物體做功，物體內能就會增大

B.擴散可以發(fā)生在氣體之間、液體之間，不能發(fā)生在固體之間

C.物體內能增大，溫度一定升高

D.擴散現(xiàn)象中，分子可以從低溫物體運動到高溫物體

【答案】D

【解析】A.在物體不對外發(fā)生熱傳遞的情況下，對物體做功，物體的內能才一定增大，故A錯誤；

B.擴散現(xiàn)象可以發(fā)生在氣體之間、液體之間，也能發(fā)生在固體之間，故B錯誤；

C.晶體的熔化過程吸收熱量但溫度保持不變，所以物體吸收熱量，內能變大，溫度不一定升高，故C錯誤;

D.擴散現(xiàn)象說明分子在不停地做無規(guī)則運動，分子可以從低溫物體運動到高溫物體，故D正確。

故選D。

3.（2023?江蘇無錫?統(tǒng)考一模）下列有關汽油機的說法正確的是（）

A.采取有效措施，汽油機效率能達到100%

B.除了做功沖程，其余三個沖程均是靠飛輪的慣性來完成

C.汽油機的壓縮沖程，主要是用熱傳遞的方法增加了氣缸內的物質的內能

D,某臺汽油機飛輪的轉速為2400r/min,在Is內該汽油機做功10次

【答案】B

【解析】A.用來做有用功的能量和燃料完全燃燒放出的熱量的比值叫熱機效率，無論科技如何發(fā)展，熱機

的效率可以提高，總存在摩擦、要做額外功，效率一定不會達到100%,故A錯誤；

B.汽油機的四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；做功沖程把內能轉化為機械能，對外

提供動力；其他三個沖程要靠飛輪的慣性來完成，故B正確；

C,汽油機的壓縮沖程，主要是用做功的方法增加了氣缸內的物質的內能，故C錯誤；

D.汽油機飛輪的轉速為

2400r/min=40r/s

即飛輪每秒轉40圈，由于汽油機的1個工作循環(huán)完成4個沖程，飛輪和曲軸轉2圈，對外做功1次，所以,

在1s內，該汽油機完成80個沖程，對外做功20次，故D錯誤。

故選B。

4.（2023?廣西柳州?統(tǒng)考一模）如圖為某汽車上四沖程汽油機的工作示意圖，下列說法正確的是（）

甲乙丙丁

A,使汽車獲得動力的沖程是丁

B.飛輪轉速3000r/min,則該汽油機Is能做功25次

C.甲圖中能量轉化是機械能轉化為內能

D.一個工作循環(huán)過程依次是乙、甲、丁、丙

【答案】B

【解析】A.內燃機的一個工作循環(huán)有四個沖程，只有在做功沖程中，機器獲得動力，即甲，故A錯誤；

B.四沖程汽油機的飛輪轉速為3000r/min,則該飛輪Is轉50圈，因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成四個

工作沖程，做功1次，所以1s飛輪轉50圈，共25個工作循環(huán)，共100個沖程，共做功25次，故B正確;

C.甲圖是做功沖程，做功沖程中，內能轉化為機械能，故C錯誤；

D.甲圖中兩氣門都關閉，火花塞點火，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程；乙圖中進氣門開啟，排氣

門關閉，氣體流入汽缸，是吸氣沖程；丙圖中排氣門開啟，進氣門關閉，氣體流出汽缸，是排氣沖程；丁

圖中兩氣門都關閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，所以正確的排序是乙、丁、甲、丙，故C錯

誤。

故選B。

5.（2023?江蘇泰州??？既＃┤鐖D所示，甲、乙、丙三圖的裝置完全相同，燒杯內液體的初溫與質量相

同，燃料的質量相同，假設燃料都完全燃燒且不考慮熱量損失。下列判斷不正確的是（）

液體a液體a液體b

|燃料1壁料2料1

甲乙丙

A.甲、乙兩圖裝置可“比較質量相等的不同燃料燃燒放出的熱量”

B.甲、丙兩圖裝置可“探究不同物質吸熱升溫的現(xiàn)象”

C.甲、丙兩圖實驗中，用秒表記錄液體加熱時間

D.甲、乙兩圖實驗中，用秒表記錄燃料充分燃燒所用時間

【答案】D

【解析】A.比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量，應讓加熱的液體種類相同，燃料的種類不同，故

應選擇的兩裝置是甲、乙，故A正確，不符合題意；

BC.為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，讓液體的質量和溫度的變化相

同，通過比較加熱時間，（或讓液體的質量和加熱時間相同，比較升高的溫度，進而判斷兩種比熱容的大小

關系，應選擇甲、丙兩圖進行實驗，故BC正確，不符合題意；

D,比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量，通過升高的溫度比較燃料燃燒放出熱量的多少，故D錯

誤，符合題意。

故選D。

6.（2023?安徽蚌埠?校聯(lián)考一模）如圖所示，對于圖片中所描述的物理過程，下列分析中正確的是（）

甲乙丙丁

A.圖甲，厚玻璃內的空氣被壓縮時，空氣的內能減少

B.圖乙，瓶子內的空氣推動塞子跳起時，空氣的內能增大

C.圖丙，試管內的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣的內能減少

D.圖丁，汽缸內的氣體推動活塞向下運動時，氣體的內能增大

【答案】C

【解析】A.圖甲，厚玻璃內的空氣被壓縮時，活塞對空氣做功，瓶內空氣溫度升高，空氣的內能增加；故

A錯誤；

B.圖乙，瓶子內的空氣推動塞子跳起時，空氣對活塞做功，空氣的內能減??；故B錯誤；

C.圖丙，試管內的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內能減少；故C正確；

D.圖丁，汽缸內的氣體推動活塞向下運動時（即做功沖程），內能轉化為機械能，氣缸內氣體的內能減少；

故D錯誤.

故選C。

二、多選題

7.（2023?河南信陽?校聯(lián)考一模）下列說法錯誤的是（）

A.0℃的水凝固成0℃的冰，溫度不變，內能減小

B.不同燃料燃燒時，放出熱量越多的熱值越大

C.對物體做功，物體的內能可能增大

D.熱量總是從熱量多的物體向熱量少的物體轉移

【答案】BD

【解析】A.0℃的水凝固成0℃的冰，放出熱量，溫度不變，內能減小，故A正確，不符合題意；

B,相同質量的不同燃料完全燃燒時，放出熱量越多的熱值越大，故B錯誤，符合題意；

C,用力勻速升高物體，物體的機械能增加，但其內能并未增加，又如雙手之間不斷摩擦，兩個手掌互相做

功，手掌內能增加，溫度升高，因此，對物體做功，物體的內能可能增大，也可能不變，故c正確，不符

合題意；

D.影響物體內能的因素有溫度和質量，溫度高的物體的內能不一定大，溫度低的物體可能比溫度高的物體

內能大，故熱量可以從內能少的物體傳向內能多的物體，故D錯誤，符合題意。

故選BD,

8.（2023?湖南衡陽?衡陽市第十五中學?？寄M預測）下列說法中正確的是（）

A.把一塊-10℃的冰放到0℃的房間里，冰不會熔化

B.汽車發(fā)動機用水做冷卻劑，主要利用水密度較大的特點

C.內燃機的壓縮沖程，主要是用做功的方法增加了氣缸內物質的內能

D.火箭使用液態(tài)氫作燃料，是因為液態(tài)氫含有的熱量多

【答案】AC

【解析】A.-10℃的冰塊放在0℃的水中，通過熱傳遞溫度能夠到達熔點，但是由于不能繼續(xù)吸熱，因此

不會熔化，故A正確；

B.汽車發(fā)動機用水作冷卻液，主要是利用水比熱容大的特點，在同樣吸熱的情況下，其溫度變化小，故B

錯誤；

C.內燃機的壓縮沖程，主要是用做功的方法將機械能轉化為內能，增加了汽缸內物質的內能，故C正確；

D.火箭使用液態(tài)氫作燃料，是因為液態(tài)氫熱值大，熱量是一個過程量，不能說物質含有多少熱量，故D

錯誤。

故選AC.

三、填空題

9.（2023?陜西西安?統(tǒng)考三模）在四沖程汽油機中，將機械能轉化為內能的沖程是沖程；汽車發(fā)動

機工作時，當汽油在發(fā)動機內燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機的效率______（選填“升高”、“不變”

或“降低”）；發(fā)動機散熱器常用水做冷卻劑，因為水的較大.

【答案】壓縮降低比熱容

【解析】［1］在壓縮沖程，活塞向上運動，壓縮汽油與空氣的混合物，使其體積減小，溫度升高，這個過程

是機械能轉化為內能.

⑵汽油不充分燃燒時比充分燃燒時放出的能量少，轉化的有用能量也少，而機械效率是做有用功的能量與

燃燒完全燃燒放出的能量之比，故機械效率要降低。

［3］發(fā)動機散熱器常用水做冷卻劑，因為水的比熱容較大，相同質量的水和其它物質相比，升高相同的溫度,

水吸收的熱量較多，冷卻效果較好。

10.（2023?江蘇泰州?校考三模）為防治大氣污染，泰州環(huán)保部門購置了一種新裝備，其中有一邊行駛一邊

向空中噴霧的汽車-霧炮車，噴向空中的水霧能使塵埃粒子快速沉降到地面，起到凈化空氣的作用。

（1）噴向空中的水霧，有許多在掉落地面之前已經在空中散失了，其中發(fā)生的物態(tài)變化是此過程

需要熱：水霧在空氣中散開（選填“屬于”或“不屬于"）擴散現(xiàn)象；

（2）該霧炮車的發(fā)動機是四沖程汽油機，汽油的熱值是4.6xl（rj/kg,則完全燃燒0.2kg汽油放出的熱量

是.

【答案】汽化吸不屬于9.2X106J

【解析】（1）口］［2］噴向空中的水霧在空中散失了，能起到降溫作用，是因為水汽化吸熱的緣故。

［3］擴散是指不同物質的分子彼此進入對方的現(xiàn)象，水霧是小水滴，不是水分子，故不屬于擴散現(xiàn)象。

（2）［4］完全燃燒0.2kg汽油放出的熱量

76

2=7m=4.6xl0J/kgx0.2kg=9.2xl0J

11.（2023?江蘇蘇州?統(tǒng)考一模）如圖甲所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，快速

壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒。此過程與四沖程汽油機的沖程能量轉化相同；如乙圖所示

的是汽油機的沖程，若飛輪的轉速為1800r/min,在Is內，汽油機做功次。

甲乙

【答案】壓縮排氣15

【解析】口］在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速向下壓，棉花燃燒起來,

說明壓縮筒內空氣做功，使空氣的內能增加；引火儀實驗中，活塞的機械能轉化為空氣的內能，內燃機有

四個沖程，在壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機械能轉化為內能，故與內燃機的壓縮沖程相似.

⑵從圖中可以看出，進氣門關閉、排氣門打開，活塞向上移動的特點，可以判斷這個沖程是排氣沖程。

［3］四沖程汽油機的飛輪轉速為

1800r/min=30r/s

則該飛輪每秒鐘轉30圈，因為一個工作循環(huán)飛輪轉2圈，完成4個沖程，做功1次，所以1s內，飛輪轉

30圈，共15個工作循環(huán)，共60個沖程，共做功15次。

12.(2023?山東臨沂?統(tǒng)考一模)2022年11月29日，神舟十五號飛船在酒泉發(fā)射升空，并于2022年11

月30日凌晨對接于空間站組合體的前向對接口.至此，空間站首次實現(xiàn)了“三艙三船”的最大構型。現(xiàn)在請

回答下列問題：

(1)火箭的燃料主要使用液態(tài)氫是因為它的熱值(選填“大”或“小”);

(2)飛船在脫離火箭之前，相對于火箭是的；

(3)飛船隨火箭在加速上升過程中，飛船的機械能(選填“增大”、“減小”或“不變”)；

(4)返回艙返回時，與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，變成一個火球(如圖)，將能轉化為能，這

是通過的方式改變物體的內能。

【答案】大靜止增大機械內做功

【解析】(1)[1]運載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較大的熱值，完全燃燒相同質量

的氫和其它燃料時，可以釋放出更多的熱量.

(2)[2]飛船在脫離火箭之前，飛船和火箭是同向同速運動的，相對于火箭來說飛船是靜止的。

(3)[3]火箭在加速上升過程中，速度增大、動能增大，高度變大，重力勢能變大，使得機械能增大.

(4)[4][5]⑹飛船與空氣摩擦做功，將機械能轉化為飛船的內能，溫度升高，這是通過做功的方式改變物

體的內能.

13.(2023?山東臨沂?統(tǒng)考一模)高速公路上常常會見到“限速”或“保持車距”的提示牌.對于高速行駛的汽

車，“限速”和“保持車距”可以有效避免突發(fā)情況下急剎車時，由于汽車具有不能及時停住而造成交通

事故。炎熱的夏日，駕車行駛在平直的高速公路上，常常會看到公路遠處似乎有“積水”，“積水”中還有汽車、

電線桿等物體的倒影，如圖所示，但行駛至該處時“積水”卻消失了。這種現(xiàn)象稱之為“公路盛景”，是由于光

通過不均勻的空氣時發(fā)生______形成的。車的動力是由發(fā)動機的沖程提供的.

【答案】慣性折射做功

【解析】［1］高速行駛的汽車具有慣性，汽車在突發(fā)情況下急剎車時，因為具有慣性要保持原來的高速的運

動狀態(tài)，不能及時停住而造成交通事故。

⑵因為不同的空氣層有不同的密度，而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率，而路面上熱空氣與

空中冷空氣之間的密度不同，所以光線在路面上會發(fā)生折射現(xiàn)象；遠處物體的光經路面上空氣傳播，發(fā)生

折射后進入人的眼睛，人由于錯覺始終認為光沿直線傳播，所以看到“公路遠處似乎有水，水中還有汽車、

電桿等物體的倒影，但當車行駛至該處時，水卻消失了”。

［3］汽車發(fā)動機的核心部件是內燃機，內燃機工作循環(huán)中的做功沖程將內能轉化為機械能，是給汽車提供動

力的沖程。

14.(2023?安徽池州?統(tǒng)考三模)現(xiàn)在的城市住宅基本上都使用管道天然氣，若用熱值為3.0xl()7j/m3的天

然氣在一個標準大氣壓下將一壺質量為2kg、初溫為2(TC的水加熱至沸騰，假設天然氣燃燒放出的熱量有

80%被水吸收，則需要完全燃燒n?的天然氣。［9=4.2x103"他.?？凇?/p>

【答案】0.028

【解析】一個標準大氣壓下，水的沸點為100℃,即水的末溫嶺100℃,水吸收的熱量

=cm(/-^)=4.2xl03J/(kg-℃)x2kgx(100C-20C)=6.72xlO5J

由〃=MxlOO%可得天然氣完全燃燒放出的熱量

2放

二線=以四四=8.4x105j

80%

由。放=W得需要天然氣的體積

二旦84x5j

JZ-；°3=0.028m3

q3.0xl07J/m3

四、實驗題

15.(2023?河南洛陽?統(tǒng)考一模)為了比較不同物質比熱容的大小，實驗小組使用圖甲所示的實驗器材，請

完成下列問題:

甲乙

(1)實驗中，需要使用相同的酒精燈給沙子和水加熱，其目的是;

(2)經過實驗得出結論：質量相同的水和沙子，吸收相同的熱量，水溫度升高的少，說明水的吸熱能力

更,即水比沙子的大；

(3)實驗小組的同學，完成實驗后進行了反思，如果把物質吸熱升高的溫度和容器盛水水面升高做類比，

如圖乙，那么比熱容和容器的下列哪個屬性類似。

A.高度

B.容積

C.底面積

D.表面積

【答案】加熱相同時間，水和沙子吸收的熱量相等強比熱容C

【解析】(1)[1]選用相同的酒精燈進行加熱，加熱相同時間，酒精燈放出的熱量相等，水和沙子吸收的熱

量相等。

(2)⑵[3]質量相同的水和沙子，吸收相同的熱量，水升高的溫度小于沙子升高的溫度，這說明水的吸熱能

力強，沙子的吸熱能力弱，說明水的比熱容大.

(3)[4]相同條件下升溫越快，比熱容越??；而相同體積的水裝在底面積不同的容器中，底面積越小水面升

高越大；如果把物質吸熱升溫和容器盛水水面升高做類比，比熱容和容器的底面積屬性類似，故C符合題

意，ABD不符合題意。

故選C。

16.(2023?四川內江?校考一模)某同學在做研究影響物質吸熱多少的因素的實驗時，得到如下的數(shù)據(jù)表：

液體質量/g初溫/℃末溫/℃加熱時間/min

①水300203012

②水15020306

③煤油30020306

④煤油30020253

(1)加熱時間的長短表明了;

(2)分析第1、2次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的初步結論是：同種物質升高相同溫度時，吸收熱量的多少與物

質的有關；

(3)分析第1、3次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的初步結論是：；

(4)下列研究實例中所采用的研究方法與上述實驗采用的方法相同的是：()。

A.研究電流的形成原因時，將電流類比成水流，從分析水流的形成來入手分析電流的形成

B.研究聲音的產生時，用小球去接觸正在發(fā)聲的音叉，小球被反復彈起，從而證明正在發(fā)聲的音叉在振動

C.研究同一直線上兩個力的合力時，求出合力的大小，用合力產生的效果來代替兩個力產生的總效果

D.研究滑動摩擦力的大小與壓力大小關系時，保持接觸面粗造程度不變，改變壓力大小，觀察彈簧測力計

示數(shù)的變化

【答案】吸收熱量的多少質量見解析D

【解析】(1)[1]加熱時間長，物質吸收的熱量多，加熱時間短，物質吸收的熱量少，所以加熱時間的長短

表示物質吸收熱量的多少.

(2)[2]分析第1、2次實驗數(shù)據(jù)可知，液體種類相同，質量不同，物質升高的溫度相同時，所需加熱時間

不同，質量越大，物質升高相同的溫度，所需的加熱時間越長，吸收的熱量越多。

(3)[3]分析第1、3次實驗數(shù)據(jù)可知，物質種類不同，質量相同，溫度變化相同時，所需的加熱時間不同，

所以結論為：質量相同的不同種物質，升高相同的溫度，吸收的熱量不同。

(4)[4]A.上述實驗采用的物理方法是控制變量法，研究電流的形成原因時，將電流類比成水流采用的物

理方法是類比法，故A不符合題意；

B.用小球的運動表示聲音的振動，采用的物理方法是轉化法，故B不符合題意；

C.用一個力產生的效果來代替兩個力產生的總效果，采用的實驗方法是等效替代法，故C不符合題意；

D.保持接觸面粗造程度不變，改變壓力大小，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化，此實驗采用的實驗方法是控制

變量法，故D符合題意.

故選D。

17.(2023?山東荷澤??？既?如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同，燃料的質量都是7g,燒杯

內的液體質量也相同。

(1)比較不同燃料的熱值，應選擇兩圖進行實驗，實驗時要觀察比較兩種燃料的熱值大??；

(2)比較不同物質的比熱容，應選擇兩圖進行實驗，實驗通過反映物體吸熱的多少；

(3)如圖丁所示的是小東同學在探究“電流通過導體產生熱量的影響因素”的實驗裝置。兩個透明容器中封

閉著等質量的空氣且與U形管相連，容器內各有一段電阻絲以如圖所示的方式接入電路中，小東利用圖丁

可以探究導體產生的熱量與關系，三個實驗中用到的共同研究問題的方法是.

【答案】甲、乙甲、丙加熱時間電阻轉換法

【解析】(1)[1]比較不同燃料的熱值，應控制被加熱液體的種類相同而燃料不同；故應選擇甲、乙兩圖進

行實驗。

(2)[2]比較不同物質的比熱容，應控制物質的質量、燃料相同和加熱時間相同而吸熱的物質種類不同，故

應選擇甲、丙兩圖進行實驗。

[3]實驗中由于燃料的種類相同，則相同時間內放出的熱量相同，則液體吸收的熱量相同，故實驗通過加熱

時間反映吸收熱量的多少.

(3)[4][5]根據(jù)轉換法，實驗中小東通過觀察U形管液面的高度差來反映電流產生熱量多少.圖丁所示的

電路中，兩電阻絲串聯(lián)，通過的電流相等，而兩電阻絲大小不同，故可以探究在通電時間相同和電流相同

的情況下，導體產生的熱量與電阻大小是否有關；三個實驗中用到的共同研究問題的方法是轉換法.

五、計算題

18.(2023?山東德州?統(tǒng)考二模)我國已經從餐飲廢油(俗稱“地溝油”)中成功提煉出供飛機使用的生物航

空煤油(以下簡稱生物航煤)，其熱值與傳統(tǒng)的航空煤油熱值相當，是一種綠色環(huán)保的能源。興趣小組想

知道生物航煤熱值的大小，于是完全燃燒了0.7kg的生物航煤給水加熱，將40kg的水從20℃加熱到70℃,

該加熱裝置的熱效率是30%,已知水的比熱容是4.2x103j/(kg.七)。求：

(1)此過程中水吸收的熱量；

(2)此過程中生物航煤完全燃燒放出的熱量；

(3)生物航煤的熱值。

【答案】⑴8.4xlO6J；(2)2.8xlO7J；(3)4xlO7J/kg

【解析】解：(1)水吸收的熱量

Q^cm(t-to)=4.2xlO3J/(kg?℃)x40kgx(70℃-20℃)=8.4xlO6J

(2)根據(jù)〃=箓知生物航煤完全燃燒放出的熱量

V放

⑶生物航煤的熱值

答:(1)此過程中水吸收的熱量為8.4xl06j；

(2)此過程中生物航煤完全燃燒放出的熱量為2.8xlO7J；

(3)生物航煤的熱值為4xl07j/kg。

19.(2023?山東濟寧?校考三模)某型號汽車在車型測試中，在一段平直的公路上以72km/h的速度勻速行

駛了10km,消耗汽油2kg。已知該汽車發(fā)動機的有用功率為60kW,汽油的熱值q=5xl()7j/kg。假設汽油完

全燃燒，求：

(1)該型號汽車在以此過程中做的有用功是多少?

(2)該型號汽車發(fā)動機的效率是多少？

【答案】⑴3xl07J；(2)30%

【解析】解：(1)汽車運行時間

s10km10000m

v=—=------=500s

t72km/h20m/s

該型號汽車在以此過程中做的有用功是

W=Pt=60kWX500s=60000Wx500s=3xl07J

(2)2kg汽油燃燒放熱

Q=mq=2kgx5xlO7J/kg=lxlO8J

該型號汽車發(fā)動機的效率是

匚?=3。％

答：(1)該型號汽車在以此過程中做的有用功是3xl0，J；

(2)該型號汽車發(fā)動機的效率是30%.

20.(2023?山東臨沂?統(tǒng)考二模)氫燃料電池車(如圖所示)，車輛排放物是水，不產生任何污染物。假

設某國產氫燃料電池車總質量為5x103kg,在某次測試中該車勻速行駛時受到的阻力是車重的0.02倍，在

0,5h內行駛了28km的路程，消耗的氫能源為0.4kg(不考慮氫能源燃料消耗對車質量的影響)。求該測

試過程中氫燃料電池車：(已知q氫=1.4xl08j/kg,g取10N/kg)

(1)行駛的平均速度為多少km/h；

(2)行駛時對水平地面的壓強；

(3)牽引力做的功；

(4)氫能源燃燒釋放的能量轉化為機械能的效率。

【答案】⑴56km/h；(2)4xlO5Pa；(3)2.3x107J；(4)50%

【解析】解：(1)測試過程中氫燃料電池車的平均速度

辭=56km/h

(2)氫燃料電池車的總重力

G=mg=5xl03kgxl0N/kg=5xlO4N

行駛時對水平地面的壓強

F5xlQ4N

p=—=lxlO5Pa

S0.5m2

(3)氫燃料電池車勻速行駛時受到的阻力

/=0.02G=0.02X5X104N=1X103N

因為氫燃料電池車勻速行駛時的牽引力和受到的阻力是一對平衡力，所以氫燃料電池車勻速行駛時的牽引

力

F=/=1X103N

牽引力做的功

337

fF=JF5=lxl0Nx28xl0m=2.8xl0J

(4)氫燃料完全燃燒放出的熱量

0放=m氫q氧=0.4kgxl.4xltfJ/kg=5.6xlO7J

則氫能源燃燒釋放的能量轉化為機械能的效率

/7=r100%=Sxl00%=50%

答：(1)行駛的平均速度為56km/h；

（2）行駛時對水平地面的壓強”105pa；

（3）牽引力做的功為2.8xl07j；

（4）氫能源燃燒釋放的能量轉化為機械能的效率為50%.

培優(yōu)爭分練

一、單選題

1.（2023?安徽?校聯(lián)考一模）有兩個溫度為100℃質量相等的金屬球，先把甲球放入溫水杯中，熱平衡后水

溫升高了10℃；取出甲球，將乙球放入該杯中，熱平衡后水溫又升高了10℃（末溫未達100℃）,則甲球

比熱容c尹和乙球比熱容cz,大小的關系是（）

A.c甲＜c乙B.。甲二c乙

C.C甲〉c乙D.以上三種情況都有可能

【答案】A

【解析】把甲球放入溫水杯中，熱平衡后水溫升高了10℃,設水的初溫為心則水的末溫為

/水=f+10℃

金屬球甲的末溫等于水的末溫，則金屬球的末溫

而=廉=，+10℃

金屬球甲溫度變化為

△廂=100℃-?￥=1OO℃-（Z+1O℃）=9O℃-Z

金屬球甲放出的熱量等于水吸收的熱量為

。甲放=。水吸1=。產水"水=°/水”10℃

把乙球放入該溫水杯中，熱平衡后水溫又升高了10℃,則水的末溫為

4=Z+10℃+10℃=/+20℃

金屬球乙的末溫等于水的末溫，則金屬球的末溫

t乙=4=t+20℃

金屬球乙溫度變化為

A壇=10(TC-壇=100℃-?+20℃)=80℃-t

金屬球乙放出的熱量等于水吸收的熱量為

。乙放=0水吸2=C產於水=C/水X10℃

即甲乙球放出的熱量相等，甲球溫度變化大于乙球溫度變化，依題意得，甲乙球質量相等，由。=cm"得,

甲球比熱容小于乙球比熱容。故A符合題意，BCD不符合題意。

故選A.

2.(2023?四川成都?統(tǒng)考二模)小李家使用的熱水器，30min內均勻消耗了900g的天然氣，將30kg的水

從25℃加熱到50℃。已知水的比熱容為4.2xl03j/(kg.?,天然氣的熱值為4.2x107J/n?,天然氣的密度為

3kg/m3,則關于該過程的說法正確的是()

A.水吸收的熱量是3.5X1()6J

B.熱水器的能量轉化效率為25%

C.天然氣的化學能全部轉化為水的內能

D.如果將此熱水器效率再提高5%,則加熱時間將節(jié)約1.5min

【答案】B

【解析】A.將30kg的水從25℃加熱到50℃,水吸收的熱量

=cmM=4.2x103J/(kg?℃)x30kgx(50C-25C)=3.15xlO6J

故A錯誤；

B.消耗天然氣的體積是

nij0.9kg

V=~^=R=0.3m3

p氣3kg/nr

天然氣完全燃燒放出熱量

0放=叱=0.3m3x4.2x107J/m3=1.26x107J

熱水器的能量轉化效率

義=3.15x1*25%

故B正確；

C.天然氣燃燒不能完全燃燒、天然氣燃燒放出的熱量不能全被水吸收，所以天然氣的化學不能全部轉化為

水的內能，故C錯誤；

D.如果將此熱水器效率再提高5%

〃'=25%+5%=30%

需要完全燃燒天然氣放出的熱量

。吸=線31Sx106T

xlOO%=-------------x100%=1.05X107J

30%

由。放=匕得需要天然氣的體積

需要天然氣的質量

m氣'=0氣X=3kg/n?x0.25m3=0.75kg=750g

節(jié)約天然氣的質量

△m=900g-750g=150g

因為30min內均勻消耗了900g的天然氣，所以節(jié)約時間

?150g2...

△t=------x30mm=5mm

900g

故D錯誤。

故選B。

3.（2023?河南周口?統(tǒng)考一模）如圖所示，規(guī)格相同的甲、乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的純凈水，并

用不同加熱器加熱，不計熱損失，得到如圖丙所示的水溫與加熱時間的關系圖，已知水的比熱容是4.2xl03j/

（kg.℃）,則下列說法正確的是（）

甲乙丙

A.由丙圖知，甲杯中水的比熱容小于乙

B.甲、乙兩杯中的加熱器每分鐘放出的熱量之比為9：4

C.加熱相同的時間，甲、乙兩杯水升高的溫度之比2：3

D.加熱相同時間時，兩杯水將吸收相等的熱量

【答案】B

【解析】A.水的比熱容與質量無關，故甲、乙中水的比熱容相同，故A錯誤;

B,由圖丙的甲圖線可知，加熱2min時，甲容器中水升高的溫度

A/=40℃-20℃=20℃

由圖像還可知，水的溫度變化隨時間的增加而均勻升高，所以加熱Imin時，甲容器中水升高的溫度

A?'=^-A?=-X20℃=10℃

22

此時甲容器中的水每分鐘吸收熱量

Q^/=cw/Az=4.2><103J/(kg-°C)><3kgxlO°C=1.26xlO5J

由圖丙可知，水的溫度從20℃升高到40℃時，乙的加熱時間為3min；此時乙容器中的水吸收熱量

35

Q2?=CH72AZ=4.2X10J/(kg-℃)x2kgx(40℃-20℃)=1.68xlOJ

乙容器中的水每分鐘吸收熱量

。吸2=§x。乙吸=1xl,68xl05J=5.6xl04J

由于忽略散熱損失，所以兩加熱器每分鐘放出的熱量與水每分鐘吸收的熱量相同，則加熱器每分鐘放出的

熱量之比

。尹成：。z^=1.26xlO5J：5.6xlO4J=9:4

故B正確；

C.甲每分鐘升高10℃,乙的加熱時間為3min升高20℃,故每分鐘升高三20。C,每分鐘升高的溫度之比

10℃：—℃=3：2

3

故C錯誤；

D.此時甲容器中的水每分鐘吸收熱量

0如=1.26xl05j

乙容器中的水每分鐘吸收熱量

。汲*5.6x10打

加熱相同時間時，每分鐘吸收的熱量不等，故相同時間兩杯水吸收的熱量不等，故D錯誤。

故選B。

4.(2023?四川成都?成都實外校考一模)小明同學為了比較質量均為200g的水和燃油的吸熱能力，利用如

圖甲所示的實驗裝置進行實驗，實驗中兩個酒精燈完全一樣，加熱lOmin后每個酒精燈消耗酒精5g(q酒精

=3xlO7J/kg),水的比熱容為4.2X103J/(kg-℃),用測得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時間變化圖像(如圖乙)。

若單位時間內水和煤油吸收的熱量相等，則下列說法正確的是()

A.煤油的末溫比水的高，所以吸熱能力更強

B.lOmin酒精完全燃燒放出的熱量為L5xl()4j

C.20min內煤油吸收的熱量為1.26xlO4J

D.他使用的酒精燈的加熱效率為8.4%

【答案】D

【解析】A.煤油和水的初始溫度相同，吸收相同的熱量(即加熱相同的時間)，煤油的末溫比水的高，所

以水的吸熱能力更強，故A錯誤；

B.lOmin酒精完全燃燒放出的熱量為

Qxqx107J/kgx5x10-3kg=1.5x105J

故B錯誤；

C.水加熱20分鐘升高

98℃-68℃=30℃

20min內水吸收的熱量

Qig=c^t=4.2xlO3J/(kg*°C)x0.2kgx30°C=2.52xl04J

單位時間內水和煤油吸收的熱量相等，故20min內煤油吸收的熱量為2.52xl04j,故c錯誤；

D.加熱lOmin后每個酒精燈消耗酒精6g,加熱20min后每個酒精燈消耗酒精10g,則酒精放出的熱量

375

。滬加酒精q?g^l0xl0-kgx3xl0J/kg=3><10J

他使用的酒精燈的加熱效率為

Q吸L2.52x10"

逐一3xl05j8.4%

故D正確。

故選D。

5.（2023?山東日照??？级＃┤鐖D所示，用甲、乙兩種燃料分別對質量和初溫相同的水進行加熱，兩圖

裝置均相同。燃料的質量用機表示，燃料充分燃盡時水升高的溫度用加表示（水未沸騰）（）

A.若相同，△/越小，燃料的熱值越大

B.若加相同，機越大，燃料的熱值越大

C.若加與加的比值越大，燃料的熱值越大

D.若加與股的比值越小，燃料的熱值越大

【答案】D

【解析】燃料的熱值大小不能直接測量，需要通過水吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少，而

水吸收熱量的多少跟水的質量和升高的溫度有關，不考慮熱量損失，液體吸收的熱量。受=0成，根據(jù)題意

可知，液體吸收的熱量。kc水加水加，燃料完全燃燒放出的熱量。行加%則

c水m水Nt=mq