第5节物体的内能(学生版+解析)

第5节物体的内能目标导航目标导航课程标准课标解读1.了解内能的概念，理解做功和热传递是改变内能的两种方法，知道做功和热传递过程中能量转化和转移的实质。2.知道热量的概念，知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化。3.通过实验认识比热容的概念与单位，尝试用比热容解释有关自然现象。4.知道热机的工作原理，了解汽油机的工作冲程。5.知道燃料的热值，了解提高燃烧效率的措施。解读1：理解温度、内能和热量的关系，知道做功和热传递是改变内能的两种途径，常见题型为选择题和填空题，难度较小。解读2：知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化，能利用比热容及热值的公式进行热量的计算，常见题型为填空题和解答题，难度适中。解读3：理解化学能和内能的转化，了解汽油机的工作过程，知道汽油机的四个冲程和能量转化，常见题型为选择题和填空题，难度适中。知识精讲知识精讲知识点01内能（一）内能(1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能。(2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。(3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳(J)。(4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。（二）物体内能的改变(1)热传递可以改变物体的内能①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在。②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。③内能变化的量度：用来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。④热传递的实质：是内能从物体(或同一物体的高温部分)传递到物体(或同一物体的低温部分)。(2)做功可以改变物体的内能①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下：压缩体积(如：用打气简打气)摩擦生热(如：钻木取火)锻打物体(如：用铁锤敲打铁块)弯折物体(如：来回多次拧弯细铁丝)②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会，如气体体积膨胀③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能。可见，功可以用来量度内能改变的多少。【能力拓展】(1)热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“含有”或“具有”来表述，热量的单位是焦耳。(2)热传递有三种方式，分别是传导、对流和热辐射。(3)物体的内能可以通过做功和热传递两种方式来改变，由于它们在改变物体内能上产生的效果相同，所以我们说做功和热传递在改变物体的内能作用上是等效的，但它们也有本质上的不同。用做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化，或者说是能的形式的转化。例如：用锯条锯木头，是用做功的方法使锯条的内能增加温度升高的，其中能量的转化是机械能转化为内能。用热传递的方法使物体内能发生变化，其本质是内能的转移。例如：烧红的铁块放进冷水中，内能从高温的铁块转移到低温的水中。【即学即练1】（2020·杭州模拟）小金测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃，下列判断正确的是(

)A.甲杯中水的分子运动一定比乙杯中水的分子运动剧烈

B.甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小

C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少

D.乙杯中水的热量一定比甲杯水的热量多【即学即练2】（2020九上·新昌期末）如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲

Q乙；AB是晶体甲熔化图像上的两个点，该晶体在A点时的内能

B点时的内能。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）知识点02温度、热量、内能之间的区别与联系温度热量内能定义不同宏观上：表示物体的冷热程度微观上：反映物体中大量分子在热传递过程中，传递热量的无规则运动的剧烈程度多少物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和量的性质状态量过程量状态量表述“降低”或“升高”“放出”或“吸收”“有”“具有”“改变”“增加”“减少”单位摄氏度(℃)焦耳(J)焦耳(J)联系温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低【能力拓展】判断内能改变的方式是通过做功还是热传递，关键是理解做功改变内能的实质是内能与其他形式能的转化，而热传递实质是内能的转移。【即学即练3】关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（

）A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多

B.物体内能增加，温度一定升高

C.物体内能增加，一定要从外界吸收热量

D.物体温度升高，它的热量一定增加【即学即练4】（2020·衢州）将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是（

）A.甲是冰块B.乙吸收热量C.甲内能增加D.乙内能减少知识点03比热容和热量的计算（一）比热容(1)定义及单位：单位质量的某种物质，叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克.℃)，读作。(2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃),它的意义是。(3)水的比热容的特点和应用：一定质量的水升高(或降低)一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点，我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收(或放出)相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。（二）热量的计算公式(1)吸热公式：。式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，to表示物体加热前的温度,t表示物体加热后的温度,“t-to”表示升高的温度，有时可用△to表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△to(2)放热公式：。式中c、m的含义不变，to表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“to-t”表示降低的温度，有时可用△to表示，此时放热公式可写成Q放=cm△to(3)热量计算的一般式：Q=cm△t△t表示温度的变化量。可见，物体吸收或放出热量的多少由这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。Q吸与Q放公式中各物理量的单位：比热容C的单位是焦/(千克.℃),质量m的单位是千克，温度(t、t或△to)的单位是℃(摄氏度)，热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。(4)两个温度不同物体放在一起时，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”。用公式表示为Q吸=Q放(热平衡方程)。【即学即练5】如图所示，在比较酒精和水比热容大小的实验中，用图甲装置对相同质量的酒精和水进行加热，得到图乙的温度随时间变化的图像。下列说法正确的是()A．用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量B．质量相同的不同物质，加热相同时间，吸收热量不同C．从图像可知水的比热容比酒精的小D．从图像可知质量相同的不同种物质升高相同的温度，吸收的热量相同【即学即练6】（2021·宁波模拟）如图所示，该玩具叫做爱情温度计。这是一种装有乙醚液体的玻璃瓶，瓶子分上下两部分，中间由一段弧形玻璃细管连接。把热的手捂在下面装有液体的部位时，液体会顺着瓶子里的玻璃细管喷涌向上，沸腾起来。松开手，液体就会流回底部。（1）手握住时，手掌的热量通过________(填“做功”或“热传递”)的方式，改变了乙醚的内能。（2）乙醚沸腾时，导致玻璃瓶上部气压增大。松开手后，玻璃瓶上方乙醚蒸汽经________(填物态变化名称)又流回底部。（3）乙醚的沸点约为34℃，比热容为2.4×103J/(kg·℃)，将10g乙醚溶液从室温20℃加热到沸腾，需要吸收________

的热量。知识点04热机（一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。（二）热机的特点：通过做功把转化为。（三）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。（四）汽油机(1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。(2)构造：如图所示。(3)汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动。活塞从汽缸的一端运动到另端的过程叫做一个冲程。其工作过程如下表：冲程名称吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程工作示意图进气门开闭情况打开关闭关闭关闭排气门开闭情况关闭关闭关闭打开活塞运动方向向下向上向下向上冲程的作用吸入汽油和空气的混合物压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大、温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物燃料混合物燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功排出废气能的转化无能量转化机械能转化成内能汽油燃烧：化学能转化成内能；燃气推动活塞做功：内能转化成机械能无能量转化(4)工作过程分析：大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动圈，对外做功次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。【即学即练7】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，如图所示是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中，正确的是()A．甲冲程是把机械能转化为内能 B．乙冲程是把内能转化为机械能C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程是把内能转化为机械能【即学即练8】（2020·嘉兴）十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________。（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。（3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2，则活塞受到蒸汽的压力是多少？（4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？知识点04燃料的热值（一）定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。（二）单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示。（三）能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。（四）热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。（五）燃料完全燃烧放出热量的计算公式：。其中m代表燃料的质量,其单位为千克,q代表燃料的热值，其单位为焦/千克，Q代表热量，其单位为焦。（六）燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。注意：对于热值的定义，我们要抓住其中的三个关键词：1千克、某种燃料、完全燃烧。①“1千克”指出热值是对一定质量的燃料而言的，这一定质量是1千克。如果燃烧的不是1千克的燃料，那么，完全燃烧时放出的热量与热值的大小便不同。②“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关。确定的燃料有确定的热值，不同的燃料一般有不同的热值。由此可见，热值反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映1千克的这种燃料完全燃烧时放出的热量多,或者说化学能转化成的内能多。③“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1千克某种燃料只有在完全燃烧时放出的热量才是这种燃料的热值，如果没有完全燃烧，放出的热量就比热值的值小。利用Q放=mq计算燃料燃烧放出的热量是理论值，因为在实际情况下，燃料不可能是完全燃烧的。【能力拓展】热平衡方程与热效率方程：燃料燃烧放出的热量被其他物质吸收，则燃料释放出的热量应该等于其他物质吸收的热量，即Q吸=Q放但是一般情况下，燃料燃烧后产生的热量不能被完全利用，有一部分热量会散失掉，而被有效吸收的热量只占燃料放出的热量的一部分，我们将被有效吸收的热量与燃料放出的总热量的比值称为燃料的利用率，用η表示，则η=Q吸/Q放X100%。【即学即练7】用燃气灶烧水，燃烧0.5千克的煤气，能使50千克的水从20℃升高到70℃(不计热散失)。已知水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃)，煤气的热值为4.2×107焦/千克。求：（1）0.5千克煤气完全燃烧放出的热量。（2）水吸收的热量。（3）燃气灶烧水的效率。【即学即练8】（2019·杭州模拟）有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并装满水。型号JL8801A水容量/L80自身质量/kg50（1）某地区（晴天）一天中接收的太阳能3.36×107J，接收的太阳能，如果由燃烧煤气（热值q=4.2×107J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？（2）装满的水质量是多少千克？（3）若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使初温为20℃的水温度升高到多少度?[c=4.2×103J/（kg·℃)]能力拓展能力拓展考法01内能和温度的关系易混淆错误地认为温度高的物体，内能一定多，内能变化的唯一标志是温度是否变化。内能不仅和温度有关，还与物体的质量、体积、分子个数状态、种类有关，温度只能说明物体内分子做无规则热运：动的剧烈程度，因此看内能的变化不能仅看温度的变化。如：冰融化过程中虽然内能增加，但温度不变。【典例1】某同学测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃，下列判断正确的是(

)A.甲杯水的分子运动一定比乙杯水的分子运动剧烈

B.乙杯水的热量一定比甲杯水的热量多

C.乙杯水的温度降低，水的内能一定减少

D.甲杯水的内能一定比乙杯水的内能小考法02对比热容的理解深度不够对比热容的概念、物理意义以及有关因素的理解容易出错，错误地认为物体质量越大，比热容越大，比热容与吸热多少、温度等有关。跟每一种物质都具有一定的密度一样，每一种物质也都有一定的比热容，不同物质的比热容一般不同，比热容是物质的一种特性。比热容的大小只取决于物质的种类和状态，而跟物体的质量、形状温度、吸热多少、放热多少等因素无关，也就是说，只要是相同的物质(物态不变)，不论其形状、质量、温度、放置地点如何，它的比热容一定是相同的。例如：一杯水、一盆水、静水、流水、热水、冷水的比热容都相同。【典例2】（2020·江干模拟）甲、乙两物体质量都为2kg，丙物体质量为1kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图，以下说法正确的是（

）A.乙的比热容与丙的相等

B.甲的比热容比乙的小

C.甲和丙比热容相等，可能是同一种物质

D.甲、乙的温度都降低1℃，乙比甲放出的热量多

分层提分分层提分题组A基础过关练1.人体摄人的能量(营养师常称之为热量)过多或过少都有损于健康。某种巧克力的营养成分表上标有“每100克能量2000千焦"，该标识的含义与以下哪个物理量的含义类似？(

)A.热量

B.热值

C.内能

D.比热容2.（2021·柯桥模拟）下列图示中，属于内能转化成机械能的是（

）A.压缩点火B.钻木取火

C.做功冲程D.切割磁感线3.甲燃料完全燃烧时放出的热量为2×103焦，乙燃料完全燃烧时放出的热量为1×103焦，那么(

)。A.甲的热值一定大于乙的热值

B.甲的质量一定大于乙的质量

C.甲的热值、质量都比乙的大

D.甲的热值可能比乙的小4.木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，锯条温度将升高。该过程主要通过(

)。A.热传递使锯条的内能增加

B.做功使锯条的内能增加

C.热传递使锯条的内能减少

D.做功使锯条的内能减少5.热机的广泛使用，为人们的生产和生活带来了极大的方便，创造了巨大价值。下列关于热机的叙述，正确的是(

)。A.热机是把机械能转化为内能的机器

B.热机使用中要产生废气．噪声，会对环境造成污染

C.不断改进制造工艺，可以使热机效率达100%

D.现代的火箭发动机使用液态氢作燃料，它不属于热机6.（2021·宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（

）A.吸气冲程

B.压缩冲程

C.做功冲程

D.排气冲程7.（2021·吴兴模拟）如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中，有关气缸内气体的说法正确的是（

）A.气体的温度升高

B.气体的内能减少

C.气体的密度增大

D.气体的压强增大8.（2021九下·台州开学考）光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，主要结构如下图所示。在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应：N2O4光照O2+2NO，导致室内气压增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气压减小。当窗口有光射入时，活塞移动，该过程相当于下图汽油机四个冲程中的（

）A.

B.

C.

D.9.（2021·宁海模拟）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。在这个过程中（

）A.活塞对棉花做功，使棉花温度升高

B.活塞被向上顶起相当于汽油机做功冲程

C.压下活塞的过程中内能转化为机械能

D.缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象10.（2021·桐乡模拟）婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸简相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（

）A.罐内气体的内能增加B.气罐内壁的温度降低

C.罐内气体通过热传递方式改变了内能

D.该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程类似11.（2021·绍兴）如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是（

）A.水温上升时,水的内能增加

B.加热时管内的水不断汽化

C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少D.试管口的“白气”是水蒸气题组B能力提升练1.（2021·龙湾模拟）为保持城市环境清洁，雾炮车向空中喷水雾，使尘埃粒子快速沉降，起到净化空气的作用。（1）夏天，雾炮车喷出的水雾在空中发生________，起到降温的作用。(填物态变化名称)（2）雾炮车的发动机是汽油机。四个冲程中将内能转化为机械能的是________。(填字母)2.（2021·海曙模拟）家庭汽车作为一种普通交通工具已走进千家万户。（1）汽车发动机一般是汽油机，汽油机是向汽车提供动力的装置。在________冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。（2）为确保发动机正常工作，需对其冷却。一般使用水来充当冷却剂，这是因为：________。3.（2021·鄞州模拟）如图是小科制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。（1）蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过________的方式改变水的内能。（2）铜管向右喷蒸汽，“船体”向左行驶，这个过程中的能量转化与四冲程汽油机的________冲程相同。4.如图所示，甲是“压缩气体做功"实验，取一个配有活塞的厚玻璃简，简内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，此实验可观察到没有乙醚的棉花着火燃烧，这是由于活塞对气体做功，气体的内能

(选填“增加”或“减少”)的缘故。乙是“压缩乙醚液化“实验：将少量乙醚吸进注射器，取下针头，用橡皮帽把注射器的小孔堵住，用手握住注射器的下端，乙醚会发生

(填物态变化名称)现象，然后向内快速推动活塞，看到乙醚发生液化但没有燃烧，这是因为

。5.（2021九下·鄞州月考）如图甲所示，在玻璃筒底部放一小团浸有乙醚的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧。此实验可得出的结论是：对

（选填“浸有乙醚的棉花”或“筒内气体”）做功，它的内能会增大。若该汽油机的曲轴转速是3600转/分钟，则其每秒对外做功

次。6.（2020九上·越城期末）一台某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为3×10-3m2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是0.04m，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800圈，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，若1min消耗汽油9克，汽油的热值为4.6×107J/kg。请计算：（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为

J；（2）该汽油机的效率为

(保留一位小数)。7.（2021九下·金华月考）如图是被“热棒”包围的青藏铁路。“热棒”相当于一个制冷机，解决了“千年冻土”。“热棒”就是在中空的铁棒里装有适量的液态氨，当路基的温度上升时，通过

的方式将内能传给“热棒”里的液氨，液氨吸热

（填物态变化名称），上升到热棒上端，通过散热片冷却后液化成液态氨，又沉入了棒底。8.（2020九上·诸暨期末）很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏，如图所示，在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后略松开瓶盖(对着没人的方向)。瓶盖弹出数米远，观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请分析整个过程中瓶内气体温度变化及其产生白雾的科学原理解释？题组C培优拔尖练1.（2021九下·绍兴月考）观察、实验和思考是学习科学的重要方法，结合图，回答问题：（1）观察：如图甲，热水壶烧开水，水烧开的时候，发现壶嘴盖被冲开，壶嘴口上方有大量白雾，形成白雾发生的物态变化是

。（2）实验：如图乙，厚玻璃管中装入一小团浸有乙醚的棉花，快速下压活塞，观察到棉花着火燃烧。说明活塞对

做功，使其内能增大，温度升高，使得乙醚燃烧。（3）思考：小明同学联想到汽油机4个冲程，如图丙所示，图甲水汽冲开壶嘴盖现象图乙压缩气体实验从能量转化角度考虑分别和图丙中的

（填序号）两个冲程相同。2.现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。（1）某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120平方厘米，做功冲程中活塞移动的距离是30厘米，气体的平均压强是5×105帕。汽油的热值是4.6×107焦/千克，每次做功耗油0.2克，气体一次膨胀对活塞做的功是________焦；若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是________焦；排气过程中，废气温度________，内能________。（2）汽油机的效率很低，主要原因之一是________带走了大量的能量。3.（2021九下·诸暨期中）1845年焦耳做了最好的用摩擦加热液体的实验。实验如图所示：他在容器里装一定质量的水，中间安上带有叶轮的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与重物相连。当重物下降时，绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转，由于叶片和水的摩擦，容器里的水温度升高。通过测量和计算，可以比较重物减少的机械能与水增加的内能的关系。该实验为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。（1）若实验中两个重物的总质量为25kg,下降高度为10m,则这两个重物减少的总机械能为

J；（2）若容器中水的质量为0.5kg,实验测得水温升高1℃,请计算水内能的增加量：

J；(C水=4.2×103J/kg.℃)（3）某兴趣小组多次重复以上实验,发现实验结果和能量守恒定律并不吻合。请写出造成这种结果的可能原因

(写一种即可)。4.森林是一所巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气，小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一个脸盆装6kg的水，水面的表面积为0.1m2，经太阳垂直照射15min，温度升高了1℃。请计算：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]（1）实验时6kg的水吸收了多少热量？（2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？（3）100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气？(设绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气)5.“低碳排放，保护地球”是当今世界的主题，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。（1）在能源家族中，风能、太阳能、水能都同属于________(选填“可再生”或“不可再生”)能源，它们的开发和利用可以减少大量化石能源的生产和消耗所导致的生态破坏与严重环境污染问题。（2）为实现减排目标，国家大力推广风力、水力发电，如图是我国西部某处风力发电场的壮观画面。假如装机总功率为4.2×106kW的风电场项目全面建成后，所有机组发电1h，可提供多少千瓦时电能？若这些电能全部转化为水的内能，那么可以把多少千克的水从28℃加热至沸腾(在1个标准大气压下)？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]6.（2020九上·浙江期末）某汽车在平直路面上以72km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了4.8kg汽油，汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，如图所示(汽油热值近似取q=5×107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧)。（1）图示时刻，四冲程汽油机处于________冲程；（2）若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力f；（3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？7.（2020九上·江干期末）氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池的工作原理如图所示：（1）氢燃料电池在放电时将________能转化为________

能；（2）已知某氢燃料电池车的电动机的输出功率为40kW，以72km/h的速度在水平道路上匀速行驶。求此时汽车与地面之间的摩擦力；（3）在上一问的基础上，若汽车匀速行驶了180km，该燃料电池车能量转化的效率为60%，求需要消耗的氢气的质量(氢气的热值为1.5×108J/kg)。8.如图所示为某市某风景区山中的一段盘山公路照片。以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路(盘山公路近似处理为斜面)以36千米/时的速度匀速行驶，经过15分钟从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103牛。已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q＝4.6×107焦/千克，求：（1）汽车上山时牵引力发挥的功率为多大。（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。第5节物体的内能目标导航目标导航课程标准课标解读1.了解内能的概念，理解做功和热传递是改变内能的两种方法，知道做功和热传递过程中能量转化和转移的实质。2.知道热量的概念，知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化。3.通过实验认识比热容的概念与单位，尝试用比热容解释有关自然现象。4.知道热机的工作原理，了解汽油机的工作冲程。5.知道燃料的热值，了解提高燃烧效率的措施。解读1：理解温度、内能和热量的关系，知道做功和热传递是改变内能的两种途径，常见题型为选择题和填空题，难度较小。解读2：知道在热传递过程中用热量来量度内能的变化，能利用比热容及热值的公式进行热量的计算，常见题型为填空题和解答题，难度适中。解读3：理解化学能和内能的转化，了解汽油机的工作过程，知道汽油机的四个冲程和能量转化，常见题型为选择题和填空题，难度适中。知识精讲知识精讲知识点01内能（一）内能(1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能越大。(2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。(3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳(J)。(4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。（二）物体内能的改变(1)热传递可以改变物体的内能①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。③内能变化的量度：用热量来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。④热传递的实质：是内能从高温物体(或同一物体的高温部分)传递到低温物体(或同一物体的低温部分)。(2)做功可以改变物体的内能①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下：压缩体积(如：用打气简打气)摩擦生热(如：钻木取火)锻打物体(如：用铁锤敲打铁块)弯折物体(如：来回多次拧弯细铁丝)②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会减少，如气体体积膨胀③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能。可见，功可以用来量度内能改变的多少。【能力拓展】(1)热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“含有”或“具有”来表述，热量的单位是焦耳。(2)热传递有三种方式，分别是传导、对流和热辐射。(3)物体的内能可以通过做功和热传递两种方式来改变，由于它们在改变物体内能上产生的效果相同，所以我们说做功和热传递在改变物体的内能作用上是等效的，但它们也有本质上的不同。用做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化，或者说是能的形式的转化。例如：用锯条锯木头，是用做功的方法使锯条的内能增加温度升高的，其中能量的转化是机械能转化为内能。用热传递的方法使物体内能发生变化，其本质是内能的转移。例如：烧红的铁块放进冷水中，内能从高温的铁块转移到低温的水中。【即学即练1】（2020·杭州模拟）小金测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃，下列判断正确的是(

)A.甲杯中水的分子运动一定比乙杯中水的分子运动剧烈

B.甲杯中水的内能一定比乙杯中水的内能小

C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少

D.乙杯中水的热量一定比甲杯水的热量多【答案】C【解析】（1）分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈；

（2）物质的内能与种类、质量、状态和温度等因素有关；

（3）温度升高，物体的内能增大；温度减低，物体的内能减少；

（4）热量是热传递过程中内能转移的多少，因此不能说含有或具有热量。【解答】A.甲杯中水的温度低，所以甲杯中水的分子运动一定比乙中水的分子运动不剧烈，故A错误；

B.水的内能与温度和质量有关，不知道二者质量的大小，无法比较内能大小，故B错误；

C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减少，故C正确；

D.水只能含有内能，不能含有热量，因此无法比较，故D错误。【即学即练2】（2020九上·新昌期末）如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲

Q乙；AB是晶体甲熔化图像上的两个点，该晶体在A点时的内能

B点时的内能。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】小于；小于【解析】（1）根据W=Pt可知，加热装置相同，可以通过加热时间判断产生热量的多少。首先根据图像横线部分的长度确定吸收热量的多少，再根据比较单位质量的晶体吸收热量的多少。

（2）晶体熔化时，虽然温度保持不变，但是继续吸热，因此熔化时间越长，内能越大。

【解答】（1）根据图像可知，甲熔化的时间小于乙熔化的时间，那么甲吸收的热量小于乙吸收的热量，根据可知，单位质量的两种晶体熔化吸收热量Q甲<Q乙。

（2）根据图像可知，B点在A点之后，加热时间更长，吸收热量更多，内能更大，即A点的内能小于B点的内能。知识点02温度、热量、内能之间的区别与联系温度热量内能定义不同宏观上：表示物体的冷热程度微观上：反映物体中大量分子在热传递过程中，传递热量的无规则运动的剧烈程度多少物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和量的性质状态量过程量状态量表述“降低”或“升高”“放出”或“吸收”“有”“具有”“改变”“增加”“减少”单位摄氏度(℃)焦耳(J)焦耳(J)联系温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低【能力拓展】判断内能改变的方式是通过做功还是热传递，关键是理解做功改变内能的实质是内能与其他形式能的转化，而热传递实质是内能的转移。【即学即练3】关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（

）A.温度低的物体可能比温度高的物体内能多

B.物体内能增加，温度一定升高

C.物体内能增加，一定要从外界吸收热量

D.物体温度升高，它的热量一定增加【答案】A【解析】内能是构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和，内能的大小不仅与物体的温度有关，还与物体的质量、体积、状态等因素有关，所以温度低的物体可能比温度高的物体内能多。故此题选A。该题考查温度、热量与内能的关系，内能是构成物体的所有分子热运动的动能与分子势能的总和，温度的高低影响分子运动平均快慢，对分子动能有影响。内能的大小不仅与物体的温度有关，还与物体的质量、体积、状态等因素有关，所以温度低的物体可能比温度高的物体内能多。物体内能增加，温度不一定升高，如晶体在熔化时吸热，内能增加，但温度保持不变。改变物体的内能有两种方法：做功和热传递，物体内能增加可能是从周围吸热，也可能是外界对物体做了功。热量是热传递过程中传递能量的多少，它反映了物体能量的变化量，所以经常用“吸收”或“放出”来描述热量，不能用“含有”或“具有”等词来描述。【即学即练4】（2020·衢州）将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是（

）A.甲是冰块B.乙吸收热量C.甲内能增加D.乙内能减少【答案】B【解析】①在热传递的过程中，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；

②放出热量，内能减少；吸收热量，内能增大。

饮料原来的温度高，放出热量，降低温度，因此甲是饮料；冰块原来的温度低，吸收热量，升高温度，因此乙是冰块，故A错误；

乙是冰块，吸收热量，故B正确；

甲是饮料，放出热量，内能减少，故C错误；

乙吸收热量，内能增多，故D错误。知识点03比热容和热量的计算（一）比热容(1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克.℃)，读作焦每千克摄氏度。(2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃),它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2x103焦。(3)水的比热容的特点和应用：一定质量的水升高(或降低)一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点，我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收(或放出)相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。（二）热量的计算公式(1)吸热公式：Q吸=cm(t-to)。式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，to表示物体加热前的温度,t表示物体加热后的温度,“t-to”表示升高的温度，有时可用△to表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△to(2)放热公式：Q放=cm(to-t)。式中c、m的含义不变，to表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“to-t”表示降低的温度，有时可用△to表示，此时放热公式可写成Q放=cm△to(3)热量计算的一般式：Q=cm△t△t表示温度的变化量。可见，物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。Q吸与Q放公式中各物理量的单位：比热容C的单位是焦/(千克.℃),质量m的单位是千克，温度(t、t或△to)的单位是℃(摄氏度)，热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。(4)两个温度不同物体放在一起时，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”。用公式表示为Q吸=Q放(热平衡方程)。【即学即练5】如图所示，在比较酒精和水比热容大小的实验中，用图甲装置对相同质量的酒精和水进行加热，得到图乙的温度随时间变化的图像。下列说法正确的是()A．用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量B．质量相同的不同物质，加热相同时间，吸收热量不同C．从图像可知水的比热容比酒精的小D．从图像可知质量相同的不同种物质升高相同的温度，吸收的热量相同【答案】A【解析】A、用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量，说法正确；B、质量相同的不同种物质，加热相同的时间，吸收热量相同，故B说法错误；C、从图线可知水的吸热能力比酒精强，故水的比热容比酒精大，故C说法错误；D、从图线可知质量相同的不同种物质升高相同的温度，水吸收的热量多，故D说法错误；故选：A【即学即练6】（2021·宁波模拟）如图所示，该玩具叫做爱情温度计。这是一种装有乙醚液体的玻璃瓶，瓶子分上下两部分，中间由一段弧形玻璃细管连接。把热的手捂在下面装有液体的部位时，液体会顺着瓶子里的玻璃细管喷涌向上，沸腾起来。松开手，液体就会流回底部。（1）手握住时，手掌的热量通过________(填“做功”或“热传递”)的方式，改变了乙醚的内能。（2）乙醚沸腾时，导致玻璃瓶上部气压增大。松开手后，玻璃瓶上方乙醚蒸汽经________(填物态变化名称)又流回底部。（3）乙醚的沸点约为34℃，比热容为2.4×103J/(kg·℃)，将10g乙醚溶液从室温20℃加热到沸腾，需要吸收________

的热量。【答案】（1）热传递（2）液化（3）336J【解析】（1）改变内能的方式：做功和热传递。做功改变物体内能的本质是能量的转化，而热传递改变物体内能的本质是能量的转移。

（2）物质由气态变成液态叫液化；

（3）根据公式Q=cm△t计算吸收的热量。【解答】（1）手握住时，手掌的热量通过热传递的方式，改变了乙醚的内能。

（2）松开手后，玻璃瓶上方乙醚蒸汽经液化又流回底部。

（3）乙醚吸收的热量：Q=cm△t=2.4×103J/(kg·℃)×0.01kg×（34℃-20℃）=336J。知识点04热机（一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。（二）热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。（三）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。（四）汽油机(1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。(2)构造：如图所示。(3)汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动。活塞从汽缸的一端运动到另端的过程叫做一个冲程。其工作过程如下表：冲程名称吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程工作示意图进气门开闭情况打开关闭关闭关闭排气门开闭情况关闭关闭关闭打开活塞运动方向向下向上向下向上冲程的作用吸入汽油和空气的混合物压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大、温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物燃料混合物燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功排出废气能的转化无能量转化机械能转化成内能汽油燃烧：化学能转化成内能；燃气推动活塞做功：内能转化成机械能无能量转化(4)工作过程分析：大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动两圈，对外做功1次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。【即学即练7】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，如图所示是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中，正确的是()A．甲冲程是把机械能转化为内能 B．乙冲程是把内能转化为机械能C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程是把内能转化为机械能【答案】A【解析】A、甲图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，活塞压缩气缸内物质做功，机械能转化为内能，故A正确；B、乙图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程，没有能量的转化，故B错误；C、丙图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，气缸内高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C错误；D、丁图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程，没有能量的转化，故D错误。【即学即练8】（2020·嘉兴）十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________。（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。（3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2，则活塞受到蒸汽的压力是多少？（4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？【答案】（1）内能→机械能

（2）做功

（3）F=pS=1.1×106Pa×0.1m2=1.1×105N（4）h物=×0.6m=0.3mW有=G物h物=m物gh物=200kg×10N/kg×0.3m=600JP有===1000W【解析】（1）根据能量转化的知识解答；

（2）汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能；压缩冲程，将机械能转化为内能；

（3）根据公式F=pS计算活塞受到的蒸汽压力；

（4）首先根据相似三角形原理计算出物体上升的高度，然后根据W=Gh计算蒸汽机对物体做的功；再根据计算蒸汽机对物体做功的功率。

【解答】（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是内能→机械能；

（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似。

（3）活塞受到蒸汽的压力是：F=pS=1.1×106

Pa×0.1m2

=1.1×105

N；

（4）根据图片可知，根据相似三角形原理得到：；

即：；

解得：；

活塞上升一次蒸汽机对物体做了功：W有

=G物h物=m物gh物

=200kg×10N/kg×0.3m=600J

；

蒸汽机对物体做功的功率：

。知识点04燃料的热值（一）定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。（二）单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4x107焦。（三）能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。（四）热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。（五）燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q放=mq。其中m代表燃料的质量,其单位为千克,q代表燃料的热值，其单位为焦/千克，Q代表热量，其单位为焦。（六）燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。注意：对于热值的定义，我们要抓住其中的三个关键词：1千克、某种燃料、完全燃烧。①“1千克”指出热值是对一定质量的燃料而言的，这一定质量是1千克。如果燃烧的不是1千克的燃料，那么，完全燃烧时放出的热量与热值的大小便不同。②“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关。确定的燃料有确定的热值，不同的燃料一般有不同的热值。由此可见，热值反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映1千克的这种燃料完全燃烧时放出的热量多,或者说化学能转化成的内能多。③“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1千克某种燃料只有在完全燃烧时放出的热量才是这种燃料的热值，如果没有完全燃烧，放出的热量就比热值的值小。利用Q放=mq计算燃料燃烧放出的热量是理论值，因为在实际情况下，燃料不可能是完全燃烧的。【能力拓展】热平衡方程与热效率方程：燃料燃烧放出的热量被其他物质吸收，则燃料释放出的热量应该等于其他物质吸收的热量，即Q吸=Q放但是一般情况下，燃料燃烧后产生的热量不能被完全利用，有一部分热量会散失掉，而被有效吸收的热量只占燃料放出的热量的一部分，我们将被有效吸收的热量与燃料放出的总热量的比值称为燃料的利用率，用η表示，则η=Q吸/Q放X100%。【即学即练7】用燃气灶烧水，燃烧0.5千克的煤气，能使50千克的水从20℃升高到70℃(不计热散失)。已知水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃)，煤气的热值为4.2×107焦/千克。求：（1）0.5千克煤气完全燃烧放出的热量。（2）水吸收的热量。（3）燃气灶烧水的效率。【答案】（1）煤气燃烧放出的热量Q=qm=4.2×107焦/千克×0.5千克=2.1×107焦；（2）水吸收的热量Q吸=c水m水△t水=4.2×103焦/(千克·℃)×50千克×（70℃-20℃）=1.05×107J；

（3）燃气灶的效率。【解析】（1）根据Q=qm计算煤气放出的热量；

（2）根据Q吸=c水m水△t水计算水吸收的热量；

（3）根据计算燃气灶的效率。【即学即练8】（2019·杭州模拟）有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并装满水。型号JL8801A水容量/L80自身质量/kg50（1）某地区（晴天）一天中接收的太阳能3.36×107J，接收的太阳能，如果由燃烧煤气（热值q=4.2×107J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？（2）装满的水质量是多少千克？（3）若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使初温为20℃的水温度升高到多少度?[c=4.2×103J/（kg·℃)]【答案】（1）需要完全燃烧煤气的煤气质量：;

（2）装满的水的质量：;

（3）水一天中吸收的热量Q'＝ηQ＝60%×3.36×107J＝2.016×107J，

由公式Q＝cmΔt＝cm（t-t0）得：

水升高到的温度：。

【解析】（1）根据公式Q＝qm进行计算；

（2）根据密度公式计算水的质量；

（3）根据热水器的效率，利用公式Q＝cmΔt完成计算。能力拓展能力拓展考法01内能和温度的关系易混淆错误地认为温度高的物体，内能一定多，内能变化的唯一标志是温度是否变化。内能不仅和温度有关，还与物体的质量、体积、分子个数状态、种类有关，温度只能说明物体内分子做无规则热运：动的剧烈程度，因此看内能的变化不能仅看温度的变化。如：冰融化过程中虽然内能增加，但温度不变。【典例1】某同学测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃，下列判断正确的是(

)A.甲杯水的分子运动一定比乙杯水的分子运动剧烈

B.乙杯水的热量一定比甲杯水的热量多

C.乙杯水的温度降低，水的内能一定减少

D.甲杯水的内能一定比乙杯水的内能小【答案】C【解析】（1）温度越高，分子运动越剧烈；

（2）热量是过程量，只能在热传递的过程中谈到，不能说“具有或含有”；

（3）温度降低，内能减少；温度升高，内能增大；

（4）根据内能的影响因素判断。

【解答】A.乙杯水的温度高，分子运动更剧烈，故A错误；

B.甲乙两杯水具有的是内能，而不是热量，故B错误；

C.甲温度低，乙温度高，二者接触时，乙的温度降低，内能减少，故C正确；

D.水的内能与质量、温度等有关，甲温度低，但是质量如果足够大，那么它的内能可能大于乙，故D错误。

考法02对比热容的理解深度不够对比热容的概念、物理意义以及有关因素的理解容易出错，错误地认为物体质量越大，比热容越大，比热容与吸热多少、温度等有关。跟每一种物质都具有一定的密度一样，每一种物质也都有一定的比热容，不同物质的比热容一般不同，比热容是物质的一种特性。比热容的大小只取决于物质的种类和状态，而跟物体的质量、形状温度、吸热多少、放热多少等因素无关，也就是说，只要是相同的物质(物态不变)，不论其形状、质量、温度、放置地点如何，它的比热容一定是相同的。例如：一杯水、一盆水、静水、流水、热水、冷水的比热容都相同。【典例2】（2020·江干模拟）甲、乙两物体质量都为2kg，丙物体质量为1kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图，以下说法正确的是（

）A.乙的比热容与丙的相等

B.甲的比热容比乙的小

C.甲和丙比热容相等，可能是同一种物质

D.甲、乙的温度都降低1℃，乙比甲放出的热量多【答案】C【解析】从图像提取必要信息，根据公式Q=cm△t进行分析即可。【解答】A.根据图像可知，乙和丙吸收的热量相同；根据公式Q=cm△t可知，当热量相同升高温度相同时，比热容与质量成反比；因为m乙>m丙，所以乙的比热容比丙的小，故A错误；

B.根据公式Q=cm△t可知，当升高的温度和质量相同时，吸收的热量与比热容成正比。根据图像可知，Q甲>Q乙，那么甲的比热容大于乙的比热容，故B错误；

C.根据公式Q=cm△t可知，当升高的温度和比热容相同时，吸收热量与质量成正比。因为Q甲>Q丙，m甲>m丙，所以甲和丙的比热容可能相等，为同一种物质，故C正确；

D.根据B中分析可知，甲的比热容大于乙的比热容，因此二者都降低1℃，甲放出的热量比乙多，故D错误。

分层提分分层提分题组A基础过关练1.人体摄人的能量(营养师常称之为热量)过多或过少都有损于健康。某种巧克力的营养成分表上标有“每100克能量2000千焦"，该标识的含义与以下哪个物理量的含义类似？(

)A.热量

B.热值

C.内能

D.比热容【答案】B【解析】燃料的热值表示燃料的放热本领大小，数值上等于1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，这和“每100g能量2000千焦”相似，故B正确，而A、C、D错误。

2.（2021·柯桥模拟）下列图示中，属于内能转化成机械能的是（

）A.压缩点火B.钻木取火

C.做功冲程D.切割磁感线【答案】C【解析】A.压缩点火，通过压缩的方式将机械能转化为内能，故A不合题意；

B.钻木取火，通过摩擦的方式将机械能转化为内能，故B不合题意；

C.做功冲程，将内能转化为机械能，故C符合题意；

D.切割磁感线时，将机械能转化为电能，故D不合题意。

3.甲燃料完全燃烧时放出的热量为2×103焦，乙燃料完全燃烧时放出的热量为1×103焦，那么(

)。A.甲的热值一定大于乙的热值

B.甲的质量一定大于乙的质量

C.甲的热值、质量都比乙的大

D.甲的热值可能比乙的小【答案】D【解析】根据公式可知，当燃料的质量相等时，热值越大，燃烧放出的热量越多。题目中没有说明燃料的质量大小，则无法判断它们热值的大小，故D正确，而A、B、C错误。

4.木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，锯条温度将升高。该过程主要通过(

)。A.热传递使锯条的内能增加

B.做功使锯条的内能增加

C.热传递使锯条的内能减少

D.做功使锯条的内能减少【答案】B【解析】做功改变物体内能的本质：能量转化；热传递改变物体内能的本质：能量转移，据此分析判断。

木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，通过摩擦做功，将锯条的机械能转化为内能，从而使锯条的内能增加，温度升高，故B正确，而A、C、D错误。

5.热机的广泛使用，为人们的生产和生活带来了极大的方便，创造了巨大价值。下列关于热机的叙述，正确的是(

)。A.热机是把机械能转化为内能的机器

B.热机使用中要产生废气．噪声，会对环境造成污染

C.不断改进制造工艺，可以使热机效率达100%

D.现代的火箭发动机使用液态氢作燃料，它不属于热机【答案】B【解析】A.热机是把内能转化为机械能的机器，故A错误；

B.热机使用中要产生废气．噪声，会对环境造成污染，故B正确；

C.不断改进制造工艺，只能增大热机效率，但是不能到达100%，故C错误；

D.现代的火箭发动机使用液态氢作燃料，它属于热机，故D错误。

6.（2021·宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（

）A.吸气冲程

B.压缩冲程

C.做功冲程

D.排气冲程【答案】C【解析】四冲程汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能，据此分析判断。汽油燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动软木塞跳出，将内能转化为机械能，这和四冲程内燃机的做功冲程相同，故C正确，而A、B、D错误。

7.（2021·吴兴模拟）如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中，有关气缸内气体的说法正确的是（

）A.气体的温度升高

B.气体的内能减少

C.气体的密度增大

D.气体的压强增大【答案】B【解析】在活塞向下运动的过程中，燃气的推动活塞做功，将内能转化为活塞的机械能，因此气体的内能减少，温度降低，故A错误，B正确；

活塞向下运动时，气缸的容积增大，那么气体的密度减小，压强也减小，故C、D错误。

8.（2021九下·台州开学考）光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，主要结构如下图所示。在太阳光照射下，化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应：N2O4光照O2+2NO，导致室内气压增大；在无光条件下，室内发生“逆向反应”，导致室内气压减小。当窗口有光射入时，活塞移动，该过程相当于下图汽油机四个冲程中的（

）A.

B.

C.

D.【答案】A【解析】当窗口有光射入时，化学反应室内气压增大，推动活塞做功向外移动，将内能转化为机械能，据此分析判断。

【解答】A.火花塞点火，为做功冲程，将内能转化为机械能，故A符合题意；

B.进气门打开，为吸气冲程，没有能量转化，故B不合题意；

C.排气门打开，为排气冲程，没有能量转化，故C不合题意；

D.两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能，故D不合题意。

故选A。9.（2021·宁海模拟）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到棉花燃烧起来，活塞被向上顶起。在这个过程中（

）A.活塞对棉花做功，使棉花温度升高

B.活塞被向上顶起相当于汽油机做功冲程

C.压下活塞的过程中内能转化为机械能

D.缓慢压下活塞也能看到同样的实验现象【答案】B【解析】A.把活塞迅速压下去，活塞对空气做功，使空气的温度升高，从而引燃棉花，故A错误；

B.活塞被向上顶起，将内能转化为机械能，相当于汽油机做功冲程，故B正确；

C.压下活塞的过程中机械能转化为内能，故C错误；

D.缓慢压下活塞，空气的温度上升的较慢，由于热量的损失，最终温度不能达到棉花的燃点，即棉花不会燃烧起来，自然不会看到活塞被顶起，故D错误。

10.（2021·桐乡模拟）婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸简相连。使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。对该过程的分析正确的是（

）A.罐内气体的内能增加B.气罐内壁的温度降低

C.罐内气体通过热传递方式改变了内能

D.该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程类似【答案】B【解析】使用时转动纸筒打开气阀，气体将纸筒内的礼花快速喷向远处，将高压气体的内能转化为礼花的机械能，则气体的内能减小，气罐内壁的温度降低，故A错误，B正确；

罐内气体通过做功的方式改变内能，故C错误；

该过程的能量转化方式与汽油机的做功冲程类似，故D错误。

11.（2021·绍兴）如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是（

）A.水温上升时,水的内能增加

B.加热时管内的水不断汽化

C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少D.试管口的“白气”是水蒸气【答案】D【解析】（1）温度升高，物体的内能增大；温度降低，物体的内能减小；

（2）物质由液态变成气态叫汽化；

（3）物体对外界做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大；

（4）水蒸气是无色、无味和透明的气体。【解答】A.水温上升时，水的内能增加，故A正确不合题意；

B.加热时管内的水吸热，从液体变成气体不断汽化，故B正确不合题意；

C.管内气体对橡皮塞做功，将内能转化为橡皮塞的机械能，则其内能减少，故C正确不合题意；

D.试管口的“白气”不是水蒸气，是水蒸气液化而成的小水珠，故D错误符合题意。

题组B能力提升练1.（2021·龙湾模拟）为保持城市环境清洁，雾炮车向空中喷水雾，使尘埃粒子快速沉降，起到净化空气的作用。（1）夏天，雾炮车喷出的水雾在空中发生________，起到降温的作用。(填物态变化名称)（2）雾炮车的发动机是汽油机。四个冲程中将内能转化为机械能的是________。(填字母)【答案】（1）汽化（2）C【解析】（1）物质由液态变成气态叫汽化；

（2）在四冲程内燃机中，压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能，据此分析判断。【解答】（1）夏天，雾炮车喷出的水雾在空中发生汽化，起到降温的作用；

（2）根据图片可知，从左到右四个冲程分别为：吸气、压缩、做功和排气，那么将内能转化为机械能的是做功冲程，故选C。2.（2021·海曙模拟）家庭汽车作为一种普通交通工具已走进千家万户。（1）汽车发动机一般是汽油机，汽油机是向汽车提供动力的装置。在________冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。（2）为确保发动机正常工作，需对其冷却。一般使用水来充当冷却剂，这是因为：________。【答案】（1）做功（2）水的比热容大【解析】（1）四冲程内燃机中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能；

（2）根据Q=cm△t可知，质量相同的水，升高相同的温度时，由于比热容最大，因此会吸收最多的热量，达到较好的降温效果。【解答】（1）汽车发动机一般是汽油机，汽油机是向汽车提供动力的装置。在做功冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。

（2）为确保发动机正常工作，需对其冷却。一般使用水来充当冷却剂，这是因为：水的比热容大。3.（2021·鄞州模拟）如图是小科制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。（1）蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过________的方式改变水的内能。（2）铜管向右喷蒸汽，“船体”向左行驶，这个过程中的能量转化与四冲程汽油机的________冲程相同。【答案】（1）热传递（2）做功【解析】（1）热传递改变物体内能的本质是能量的转移，而做功改变物体内能的本质是能量的转化。

（2）四冲程内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能，据此分析。【解答】（1）蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过热传递的方式改变水的内能。

（2）铜管向右喷蒸汽，“船体”向左行驶，这个过程中将水蒸气的内能转化为船体的机械能，这与四冲程汽油机的做功冲程相同。4.如图所示，甲是“压缩气体做功"实验，取一个配有活塞的厚玻璃简，简内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，此实验可观察到没有乙醚的棉花着火燃烧，这是由于活塞对气体做功，气体的内能

(选填“增加”或“减少”)的缘故。乙是“压缩乙醚液化“实验：将少量乙醚吸进注射器，取下针头，用橡皮帽把注射器的小孔堵住，用手握住注射器的下端，乙醚会发生

(填物态变化名称)现象，然后向内快速推动活塞，看到乙醚发生液化但没有燃烧，这是因为

。【答案】增加；汽化；没有充足的氧气【解析】（1）物体对外界做功，内能减小，温度降低；外界对物体做功，内能增大，温度升高；

（2）物质由液态变成气态叫汽化。燃烧的条件：①有可燃物