2025年中考物理一轮复习：内能

第五讲内能

思维导图

’内容

（分子动理论（扩散现象

〔分子间作用力

热膨胀喧嚣

性质及应用

比热件｛热平衡方程及计算

’概念

影响内能的因素

’做功

内能＜条件

改变内能大小的方式珏任用‘热传导

4热传递〈+工

方式＜对流

.辐射

,内燃机

〔热机

热机效率

知识梳理

一、热膨胀

物体热膨胀的一般规律：

物体在温度升高时，其体积（或面积、长度）增加的现象叫做热膨胀。大多数物质在温度升高时，体积（或面积、

长度）增加。在相同条件下，固体膨胀得最小，液体膨胀得较大，气体膨胀得最大。

反常膨胀规律：

少数物质在一定温度范围内（例如水在0℃~4。。之间）温度升高时体积反而减小，这种现象叫做反常膨胀现象。

水、睇、锁、灰铸铁等都有反常膨胀的现象。

二、热传递

1.定义

热可以从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分。这种现象叫做热传递。

2.热传递的条件

只要物体之间或同一物体的不同部分存在温度差就会有热传递发生，并且一直持续到温度相同时为止。

3.热传递的方式

热传递的方式有传导、对流和辐射三种。

方式传导对流辐射

传热特点热沿物体传导靠物质流动传热沿直线传热

区

别液体、气体传热的主不需要媒介物质，口」在真

媒介物质固体传热的主要方式

要方式空中进行

必须有温度差才能进行；

相同点

热总是从温度高的地方传向温度低的地方

三、分子热运动

1.扩散

(1)分子互相接触时，彼此进入对方的现象。实质是分子的互相渗透。

(2)扩散现象表明：一切物质的分子都在做永不停息的无规则运动，也说明物质的分子间存在间隙。

(3)影响因素：温度越高，扩散越快。

(4)理解扩散现象：分子运动而自发形成为扩散现象,固体颗粒受外力作用为宏观机械运动。

①扩散现象只能发生在不同的物质之间。

②不同物质只有相互接触时才能发生扩散现象。

③扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方。

④不同状态的物体之间也可以发生扩散现象。

2.分子热运动

一切物质的分子都在不停地做无规则运动。由于分子的运动与温度有关，所以这种无规则的运动叫做分子的热

运动。温度越高，热运动越剧烈。

3.分子动理论

(1)分子动理论内容：物质是由分子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，分子间存在相互作用的

引力和斥力。

(2)分子间的作用力

分子间同时存在相互作用的引力和斥力，当分子距离很小时，引力小于斥力，表现为斥力；当分子间距离稍大

时，引力大于斥力，表现为引力；当分子间距离很大时，分子间作用力变得十分微小，可以忽略。

⑶分子间作用力与物质状态的关系

①固体中的分子距离非常小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动，所以既有一定的体积，又有

一定的形状。

②液体中分子距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可以在某个位置附近振动，分子群可以

互相滑过，所以液体有一定的体积，但有流动性，形状随容器而变。

③气体分子间的距离很大，相互作用力很小，每个分子几乎都可以自由运动，所以气体既没有固定的体积，也

没有固定的形状，可以充满能够达到的整个空间。

④固体物质很难被拉伸，是因为分子间存在引力的缘故；液体物质很难被压缩，是因为分子间存在斥力的原因；

液体物质能保持一定的体积是因为分子间存在引力的原因。

四、内能

1.分子动能

分子在不停地做无规则热运动，因此分子具有动能；物体温度越高，分子运动越快，其平均动能越大。

2.分子势能

由于分子间具有一定的距离，存在相互作用力，所以分子间具有势能。

3.内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无

条件地存在着。

4.影响内能的因素

①温度：影响物体内能的最主要因素，在物体的质量、材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。

②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。

④状态：在物体的温度、材料、质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。如晶体熔化、

水沸腾时，吸收热量，温度不变，内能增加；晶体凝固时，放出热量，温度不变，内能减少。

5.改变物体内能的两种方式：

A.做功

①外界对物体做功，物体的内能会增大（例如：摩擦生热）；物体对外做功，物体的内能会减小（例如：通过活塞

向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”）

②实质：能量从一种形式的能（其他形式的能）转化为另一种形式的能。

B.热传递

①热传递：温度不同的两个物体互相接触，热量从高温物体传向低温物体，低温物体温度升高，高温物体温度

降低的过程叫热传递。

②热传递条件：物体之间有温度差。

③传递方向：能量从高温物体传递到低温物体。

④热传递的结果：高温物体温度降低，内能减少；低温物体温度升高，内能增加；持续到两物体的温度相同为

止。

C.热量:Q

定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。单位：焦耳，符号是J。

实质：能量（内能）从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。（也就是说内能在

物体间的转移，能的形式并未发生变化）

※做功和热传递，它们对于改变物体的内能是等效的。

五、热量、温度和内能的关系：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”

①热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量，

不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。

②内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。

③在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。

④温度、内能、热量是热学中三个重要的物理量。它们之间既有区别，又有联系。热量的大小与物体内能的多

少、物体温度的高低没有关系。

※物体的内能与机械能的比较

内能机械能

物体中所有分子热运动动能与分子势能

定义物体的动能、重力势能和弹性势能的统称

的总和

跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取

决定因素与物体的温度、体积、物态和分子数有关

有关

量值任何物体都有内能可以为零

内能机械能

测量无法测量可测量

本质微观分子的运动和相互作用的结果宏观物体的运动和相互作用的结果

运动形式热运动机械运动

联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒

六、比热容

1.定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。

2.物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。

3.比热容是物质的一种属性

①比热容反应了质量相等的不同物质，在温度升高（降低）度数相同时，吸收（放出）的热量不同；

②每种物质都有自己的比热容，不同物质，比热容一般不同。

4.比热容也是物质的一种特性

①比热容不随物质质量的改变而改变；

②比热容与温度及温度变化无关；

③比热容与物质吸热或放热的多少无关。

5.比热容与状态有关：物体状态改变，比热容改变。

6.比热容是反应物质吸热或放热能力大小的物理量

在同样吸热或冷却的情况下，比热容大的物体温度变化小，比热容小的物体温度变化大。

热量的计算：Q=cmAt;Q=cm（t-t0）;Q=cm（t0-t）（to是初温;t是末温）

热平衡关系式：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体将吸收热量，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，达到热平衡。贝U：<2汲=Q放

七、热机

1.汽油机

其工作原理是在汽缸内燃烧汽油生成的高温高压燃气,使燃气推动活塞而对外做功，其工作过程包括吸气冲程、

压缩冲程、做功冲程和排气冲程四个冲程循环进行。汽油机的结构主要包括汽缸、活塞、连杆、曲轴、火花塞

和两个气门。工作一周期曲轴转2圈，每半圈为一个冲程，每个周期有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。其

中只有做功冲程是内能转化为机械能的冲程。

2.柴油机

其工作原理和工作过程都与汽油机基本相同，两者的差别主要在于：结构上柴油机汽缸顶部没有火花塞，而有

一个喷油嘴；工作过程中，汽油机靠火花塞产生电火花点燃燃气，而柴油机则是利用压缩冲程末汽缸内被压缩的空

气温度已超过柴油的燃点，则当喷油嘴向缸内喷出雾状柴油时将立即在缸内燃烧起来。

3.热机的效率

热机是利用燃料燃烧来做功的装置，用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效

率。内燃机和蒸汽机都是热机，其中蒸汽机的效率只有6%~15%,汽油机的效率是20%~30%,柴油机的效率是30%~

45%.

⑴热机燃料燃烧释放能量的主要走向：

①燃料未完全燃烧

②克服摩擦消耗的能量

③废气带走的能量

④机械传热损失能量

⑤对外做有用功的能量

（2）效率的计算式：77=^X100%

⑶提高热机效率的途径：减少热机工作中的各种能量损失。

①使燃料充分燃烧；

②减少机械摩擦损失

③减少机械散热和废气带走热量

（4）热机工作的污染：废气（二氧化硫、氮氧化物）；粉尘；噪声。

精讲精练

一、热膨胀现象

【例题1】把沸腾的水倒入厚玻璃杯内，玻璃杯常会破裂。为什么？

[例题2]一厚度均匀的直角三角形铜板，均匀受热膨胀后，它保持不变的量是（）

A.铜板的面积B铜板各边中线的长度

C.铜板的密度D.铜板的三个角

【例题3】如图所示，金属球和金属环由同种材料制成。室温环境下，球恰好穿过环，则（）

A.在同一高温环境下，同时加热短暂时间后，球不能穿过环

B.在同一高温环境下，同时加热足够长时间后，球不能穿过环

C.在同一高温环境下，同时冷却短暂时间后，球不能穿过环

D.在同一高温环境下，同时冷却足够长时间后，球不能穿过环

【例题4】机械师为一个特殊的冷藏系统建造了一个机械部位。这个部件用两根钢条和两根铝条构成。在温度

为293K时，该部件是正方形的，但在170K时，它的形状发生了扭曲，如图所示。这个部件的四条边中，膨胀

系数较小的钢条和膨胀系数较大的铝条分别是（）

A.1、2和3、44和1、2

C.1、3和2、44和1、3

【变式训练1】下列各种现象中属于利用热膨胀的是（）

A.在铺设铁轨时，两根铁轨的接头处一般要留有空隙

B.用电水壶烧水时，冷水不能灌得太满

C.瘪进去的乒乓球，用开水烫一下又会重新鼓起来

D.电灯泡焊接在玻璃中的那部分金属丝跟玻璃的热膨胀程度相同

【变式训练2】为了把紧塞在钢瓶口的铜塞拔出，正确的方法是（）

A.对钢瓶和铜塞同时加热

B.单独加热铜塞

C.对钢瓶和铜塞同时冷却

D.单独冷却钢瓶

【变式训练3】现有一扇形的均质金属物体，该材料具有热胀冷缩的性质，如图所示。室温状态下AB、CD

边所成的圆心角为若使物体温度均匀升高，则a角的变化情况是（）

A.变大B.不变B

C.变小D.无法确定

C

【变式训练4】把如图所示宽边带有缺口的均匀圆环，放在火上均匀加热，结果是

)

A.缺口角度a变大

B.缺口角度a变小

C.缺口角的两条边发生弯曲，不再成一个角

D.缺口角度a不变

【变式训练5】在时，将两根长度和质量都相同的均匀铜棒甲跟铁棒乙并接在一起，并将支点支在接头处,

刚好平衡，如图所示。当温度升高数百摄氏度时，你将观察到（）

A.MON仍将保持平衡（静止在水平状态）

B.M端将向上翘起，呈左高右低状态M1甲:乙一|N

C.N端将向上翘起，呈左低右高状态△

D.以上三种情况都可以出现

【变式训练6】将水滴滴入烧得很热的铁锅中，会看到水滴在锅中反复跳动，然后消失，试解释这个现象。

二、热传递的应用

［例题1］如图所示的煤油灯，其灯罩的作用是什么?

【例题2］铝制水壶的底上，为什么会有几个凹凸不平的同心圆圈?

【例题3】把盛有冷水的铝壶放到电炉上加热，则发生热传递三种方式的先后顺序应该是（）

A.热对流、热辐射、热传导

B.热传导、热对流、热辐射

C.热传导、热辐射、热对流

D.热辐射、热传导、热对流

【变式训练1］如图是热水炉的示意图，其中a为进水口，1^为出水口，c为受热部位。其中画得正确的是

_Ilk-.

口二二

ccc

ABCD

【变式训练2】让空的试管的管口斜向下，用酒精灯给试管底部加热，把手指放在试管口处但不与试管接触,

手指会感觉热吗？为什么？若让试管口斜向上方，重复上述试验，会发生什么现象？为什么？

【变式训练3]为什么保温瓶中的开水装得过满反而不利于保温？（水的传热系数是空气的4倍）

【变式训练4】温度计插在热水中，水银柱会先稍微往下降，然后再上升，这是为什么?

-题多解

已知几种金属的比热c底>c铃>。加现把质量相同、温度相同（都为室温）的铝球、铁球和钢球投入质量相同，

温度都是100℃的三杯热水中，热平衡后，杯中水温度最低的是（杯不导热）（）

A.投入铝球的那个杯子

B投入铁球的那个杯

C.投入铜球的那个杯

D.条件不足，不能确定

解法1常规解法（不等式法）

对铝球和水、铁球和水，分别列出热平衡方程：

cm\tt]=c,m,（t^—）

和r、侧°n）水水、衣和）

c.jnIt—t]=c.m.\tto]

铁、稀xi<0水水、水3

两式相除得作•岑

校和“底侧

.“稀>C浓。水7（%一。）>L—。）（5T铁）

化简后为4忘由

即t浓&，卜底

故t快>t铝

同理可得1铜工铁即t和</侧

解法2假设法

假设水的末温相同，即三个球升高的温度相同。：Q吸=加4t,m、△t相等，0/>c0>c.

•••Q网〉Q>Q媛即比热大的铝球吸收热最多，由热平衡方程可知，投入铝球的那杯水放出的热量最多，所

以，三杯中的水末温不可能一样，应该是投入铝球的那杯水温度降低最多，末温最低。

解法3图像法

如图所示，建立Q-t坐标系，Q表示吸收（或放出）的热量，t表示温度，设室温t0,三球比热C铝〉c状〉c铜,

质量相同，可知吸热线斜率k铝〉Qik铁/铜，它们的吸热线与热水的放热线相交于A、B、C,曲线相交时，

水与金属温度相同，吸收或放出的热量相等，代表平衡点，则对应的末温U<r.<“

比较上述解法，常规解法显得繁冗逊色，理解了上述解法，类似问题便可迎刃而解。

三、比热容

【例题1］把两块质量相等、比热容分别为C1和C2的金属熔合为合金，该合金的比热容为

A.Ci+cB.Cic

c+c22

rl2

2

【例题2］为了测定某种合金材料制成的球形工件的比热容，可以先将工件均匀加热到不同温度，然后将其置

于0℃的大冰块上，分别测出工件陷入冰中的深度h,如图所示。已知：当工件初始温度分别为ti=75。。和t2=

100。。时，对应工件陷入冰中的深度分别为电=13.6cm,h2=16.7cm,球的体积V=工件的密度约为冰的3

倍。设实验过程中环境温度恒为0℃,不计热量损失。冰的熔解热心3.34x105J/kg。试求该材料的比热容c。

【变式训练1］某学生用两个相同的酒精灯同时分别对质量为mi、比热为J的甲物质和质量为m2、比热为

C2的乙物质加热。若在相等的时间内（甲、乙物质吸收的热量相等），甲物质的温度变化比乙物质的温度变化多，则

下列推断中错误的是（）

A.若=爪2,则G<c2

B.若q=C2,则m-L<m2

C.若Ci>C2,则mi<m2

D.若mi<g厕G>c2

【变式训练2】有两只温度和质量都相同的金属球A和金属球B,先将球A放入盛有热水的杯中，热平衡后

水的温度降低了3℃；把球A取出，再将球B放入这个杯中，热平衡后，水的温度又降低了3℃,则球A和球B

的比热容大小关系为（）

A.球A大B.球B大

C.一样大D.无法确定

【变式训练3】用密度和比热容分别为Pl、P2和Cl、C2,且Pl>p2,cr<C2的两种金属,制成体积相等的

两实心球甲、乙，甲球中两种金属的体积相等，乙球中两种金属的质量相等，则制成后两金属球的比热容cop、C

乙为（）

A.cczB.C甲=©乙

C.c甲<czD.不能确定

四、连续或多次热平衡过程的分析与求解

【例题1】将一杯热水倒入冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器中倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6℃,

若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失）（）

A.4.5℃B.4℃

C.3.5℃D.3℃

【例题2】将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃,再向容器内倒入一杯相同质量和温度

的热水，容器中的水温又升高了6℃o请你推导出倒n杯水后容器中的水温总共会升高多少摄氏度的公式。（设冷

水质量为mi,热水质量为m2,热水、冷水温差为t0）

【变式训练1］将质量为m、温度为的雪（可看成是冰水混合物）投入装有热水的容器中，热水的质量为M,

平衡后水温下降了t；向容器中再投入质量为2m上述同样性质的雪，平衡后容器中的水温恰好又下降了L则m：

M为)

A.1:2B.l:3C.l:4D.l:5

【变式训练2】有质量相同、比热容不同、温度不同的甲、乙、丙三种液体，甲的温度是44℃,乙的温度是

32℃，丙的温度是24°C。如将甲和乙混合后，温度为36℃；如将乙和丙混合后，温度为30℃。问甲、丙混合后,

温度将变为多少？

【变式训练3】有五个完全相同的杯子，其中一个盛满开水，其他杯中没有水，仅利用杯子的吸热作用，将开

水的温度降低，则下列方法中效果最好的是（）

A.将第一杯中的水，平均倒入其余四个杯子中

B.先将第一杯中的水整杯倒入第二个杯子中，等到杯子不再吸热时，再倒入第三个杯子中，以此类推，最后倒

入第五个杯子中

C.先平均倒入其中两个杯子中，等到杯子不再吸热，再平均倒入剩下的二个杯子中

D.无论怎样，最终的结果都是相同的

【变式训练4】质量相等的28℃和100℃的水分别装在甲、乙两容器中，现将一个温度为100℃的金属球放入

甲容器，达到温度相同时，甲容器水温升高到40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器中，再次达到温度相同时，乙

容器中水温是（不计质量和热量的损失）（）

A.60℃B.70℃

C.88℃D.90℃

五、涉及熔化热或汽化热的热平衡过程

【例题1］把0℃的冰、50℃的水、100℃的水蒸气按质量比10：9：1的比例混合，求热平衡后的温度。［冰

的熔化热是3.36x10sJ/kg,水蒸气的汽化热是2.26x106J/kg,c水=4.2x1。3"（kg'℃）］

【例题2］有一块正方体铁块，它的边长是1dm,初温度是800℃,现把它放在一块大冰的表面上，已知冰的

温度是,设铁块放出的热量都被冰所吸收。那么达到热平衡后，铁块的下表面离冰面有多深？（铁的密度是7.9

X103千克/米2铁的比热容是0.46x103焦/（千克。°）,冰的密度是0.9X103千克/米3,冰的熔化热是：3.36x焦/千

克）

【变式训练1】将50克、的雪（可看成是冰水混合物）投入到装有450克、40C水的绝热容器中，发现水温

下降6℃。那么在刚才已经降温的容器中再投入100克上述同样的雪，容器中的水温将又要下降（）

A.7℃B.8℃C.9℃D.10℃

【变式训练2］80克水温度降低所放出的热量刚好能使1克0。。的冰熔解为水。现把10克0℃的冰与390

克4。。的水混合，当它们达到热平衡时的温度是多少？

【变式训练3】容器内装有少量0℃水，如果将容器中的空气很快抽出，除去蒸发的水外，剩下的水全部凝结

成0℃的冰，求容器中冰和水的质量之比。（水在0℃的汽化热为2.8x106J/kg,熔化热为3.36x105j/kg）

六、内燃机

内燃机把热能转化为机械能，它通过燃料在汽缸内的燃烧推动活塞再带动曲轴转动而对外做功，计算内燃机做

功时，值得注意的几点是：

①每个汽缸内的活塞是连续经历四个冲程才做功一次，即对应于曲轴每转动两周才做功一次，从时间上来说,

即曲轴转动两周的时间内，只有转半周的时间对应为活塞做功的时间。

②内燃机汽缸的缸数。内燃机有几个汽缸，则曲轴每转两周，就共有几次做功。例如四缸内燃机，则曲轴每转

动两周共有四次做功。这样通过合理的配置就可以使得四缸内燃机在任何时刻都有且只有一个缸内的活塞在做功。

【例题1】190型单缸柴油机汽缸直径为90mm,活塞冲程是100mm,做功冲程的平均压强为70N/ctM,求做功

冲程气体做功多少；如果曲轴转动速度为2000r/min,柴油机的功率为多大。

【例题2】晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”“16“18”或“2.0”等字样,他上网查询得知这是汽车发动

机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机汽缸的工作容积，是指所有汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容

积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转

动2周。现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L,最大功率为74kW,当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为

5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为14：1,压缩比是10（即汽缸总容积与燃烧室

容积的比值），若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为L35kg/nP,汽油的热值为4.6X107J/kg、密度为

33

0.71x10kg/ma请计算:

（1）这台发动机在最大功率时的热机效率。

（2）发动机在最大功率时，汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。

【变式训练1】国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65mm,活塞冲程长55mm,满负荷工作时做功

冲程的燃气平均压强为9.58x10sPa,飞轮的转速为每分钟1500转，求这种汽油机满负荷工作时做功的功率。（不

计摩擦损失）

【变式训练2】汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图所示为四

冲程汽油机的工作循环示意图。下列说法中，不正确的是（）

甲乙丙丁

A.甲冲程是把机械能转化为内能

B.乙冲程是排气冲程

C.丙冲程是把机械能转化为内能

D.丁冲程是吸气冲程

七、热学说理题

【例题11在严寒的冬天，用手摸室外的铁块，有时会发生粘手的现象，好像金属表面有一层胶。而在同样环

境下，用手去摸木头却不会发生粘手现象，这是为什么？

【例题2】煤气灶的煤气从喷嘴进入燃烧器，和从风门进入燃烧器的空气混合后（如图所示），在炉头上方点火，

煤气就燃烧起来。为什么火焰不会烧到燃烧器内部去？如果点火时煤气的气压不够，发生在燃烧器内部燃烧的现象,

这时往往伴有很大的“呼呼’的响声，这叫“回火二“回火”时不管怎样开大煤气的进气阀门，火焰总烧不到炉头外边

来，必须重新点火，这又为什么？

煤气

【例题3】干燥的冬天，气压为标准大气压，在0℃的房间内放有一个广口空糖果盘，现将一杯凉开水倒入果

盘中，形成一个薄水层，在不久后出现盘中水部分结冰，总质量减小，试解释原因。

【变式训练1］小王两次煮鸡蛋，第一次在水开后继续用急火煮，直到煮熟；第二次在水开后将火调小，但仍

保持锅中的水沸腾，直到煮熟，两次比较可发现第二种方法比第一种方法省燃料，两种方法所用的时间差不多，试

解释原因。

【变式训练2】炎热的夏天，当你走在晒得发烫的柏油路上时，刚巧来了一辆洒水车，洒湿了路面。这时你会

感到更加闷热。试解释产生这种感觉的主要原因。

【变式训练3】医院里常进行小手术的麻醉，医生常用一种透明的、沸点为13.的液体氯乙烷，把准备施行

手术的地方“冻结”起来，请你解释氯乙烷的“冻结”作用。

【变式训练4】用打气筒给自行车的车胎打气，过一会儿筒壁会热起来，解释此现象时，甲同学说：“这是由于

活塞上下移动和筒壁摩擦，由于摩擦生热使筒壁温度升高引起的。”乙同学说：“这是由于活塞压缩筒内空气做功，

使空气的内能增加，温度升高，又由于热传递筒壁也热起来。”他们俩谁说得对呢？原因呢？

一、热膨胀现象

【例题1］因为玻璃杯厚，且玻璃杯是热的不良导体，传热慢，当沸水倒入杯中时，杯的内外壁受热不均匀，杯内

壁比它的外壁膨胀大得多，这样杯内壁膨胀受阻产生很大的力造成玻璃杯破裂。

［例题2］D

【解析】因为受热膨胀，所以直角三角形铜板面积和各边的中线长度都变大了，故选项A、B错误；

直角三角形铜板的体积变大，但质量不随体积的变化而变化，因此由公式P=黄可得铜板的密度减小，故选项C

错误；

由于受热均匀，各部分膨胀的比例相同，所以三角形的任何一个角都不会发生变化，故选项D正确。

故选D。

【例题3】C【解析】材料相同，球比环的质量大，短时间加热和冷却，环的温度比球的温度变化大，所以胀缩都

比球更明显（环的内径随温度的变化情况这里不用说了）；长时间加热和冷却，环和球的温度变化量是一样的，所

以环和球的胀缩比是一样的。因此长时间加热和冷却，球都能穿过环；短时间冷却，环缩得多一些，球不能穿过，

所以选C。

【例题4】B

【解析】从1、2、3、4的形变程度，也就是冷缩的程度看出1、2缩的程度大，则1、2为铝条。

【变式训练I】C

【解析】A、在铺设铁轨时，两根铁轨的接头处为防止铁由于热膨胀而产生相互挤压，引起铁轨变形，所以一般

要留有空隙；

B、用电水壶烧水时，冷水灌得太满，水温升高后，会因水的膨胀而使水从壶中溢出，故不能灌得太满；

C、瘪进去的乒乓球，用开水烫一下，球内的气体会受热膨胀将瘪进去的部分鼓出来，这是利用了热膨胀，符合

题意；

D、在电灯泡里，若焊接在玻璃中的金属线的热膨胀跟玻璃的不相等，温度改变时接口处会松脱，这是防止热膨

胀不同产生不良后果。

故选C。

【变式训练2】C

【解析】在相同条件下，铜的热胀冷缩程度要比钢大，根据这一规律来分析。故选C。

【变式训练3】B

【解析】根据物体热胀冷缩的性质，当温度升高时，AB、CD两边受热膨胀，会变长。但角的大小和边长的长

度无关，只与两条边叉开的大小有关。故选B。

【变式训练4】D

【解析】物体均匀受热，所以膨胀也是均匀的，相对其缺口的角度不会变化的。

【变式训练5】C

【解析】由于铜的膨胀系数大于铁，所以当温度升高时，甲重心向左偏移比乙向右偏移的多，因此力臂就大，故

选C。

【变式训练6】

答：水滴滴入热锅中，接触处的水急剧汽化形成一层水蒸气，这层水蒸气托起了尚未汽化完的水滴，减慢了水滴

汽化的速度。由于水蒸气的散失，水滴下落又与热锅接触，再次形成一层水蒸气而托起水滴，如此反复，水滴不

断地跳动且逐渐减小直至消失。

二、热传递的应用

【例题1】灯罩的作用有：

①防止风吹灭灯焰；

②灯罩中央做成曲线型，更加利于空气对流，使得煤油与氧气充分接触。

【例题2】铝壶底制成凹凸不平的同心圆，一是为增大受热面积，吸收更多的辐射热，且有利于通过传导方式把壶

底的热传给水。二是增大铝壶的机械强度，使铝壶耐用。

[例题3]D【解析】电炉通电后，电能会转化为内能使得电炉丝发热，热量会辐射给铝壶；然后热量会通过热

传导的方式传递给壶底的冷水，壶底的水温升高后又以热对流的方式传递给上面的水，最终水温共同升高到相

同的温度；故选D。

【变式训练1]D【解析】热水炉加热时首先加热下面的水，然后下面的水通过热传递把热量传递给上面的水，最

后一起达到沸点，故热水炉的进水口在下，出水口在上。故选Do

【变式训练2]当试管口斜向下方，给试管底部空气加热时，把手指放在管口处，即使过相当长一段时间，手指也

不会觉得热，这个现象一方面是因为空气并不善于传热，是热的不良导体，另一方面由于试管的底部在上方，

虽然这部分空气受热膨胀，密度变小，但不会形成对流，即温度较高的空气不会流向试管口处；若让试管口斜

向上方，即试管底部在下方，则对其加热时，由于空气是热的不良导体，热传导仍不显著，但空气受热膨胀，

密度变小，向上流动（流向管口）,因此放在管口的手指将觉得很热，手指会烫伤。

【变式训练3】因水的传热系数是空气的4倍，保温瓶中热水装得过满，水将软木塞浸湿，热量就以水作为媒介传

到瓶外；若在热水和瓶塞之间保留适当的空气层，热量先以对流的方式由空气下层传到瓶塞，然后以软木作媒

介传导到瓶外，热量散发就减慢了很多，保温效果就好。

【变式训练4】玻璃先接触热水而膨胀，温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的，当温度计插入热水中时，玻

璃先接触热水会迅速膨胀，所以会造成液柱下降，而后由于水银吸热膨胀，所以液柱又上升。

三、比热容

【例题1】C

【解析】质量为m的两金属温度升高△t时所吸收的热量分

别为：

金属1：Qi=C±TTl△t]

金属2'Q?=C2TT1△ti

合金温度升高△t时所吸收的热量：

Q=Qi+Q2=△t+c2Tn△t

合金的比热容：。=当=弯

27712112

故选c

【例题2]解：设工件的半径为r,则：7=

43

m^=p^^r

截面积：S=兀产，那么第一次熔化了冰的体积为

匕=5(13.6cm-r)+|仃3

第二次熔化了的冰的体积为：

3

V2—S(16.7cm—r)+|7rr

根据第一次热平衡，列出方程：

加京，=即浓辰2电_「)+|仃3]由clel

根据第二次热平衡，列出方程：

cm/2=法[兀「2(/12—r)+1777"']circle!

代入数据,解得:r=12.9cm

c~802J/(kg-℃)

【变式训练1]D【解析】由题意可知：两个相同的酒精灯在相等的时间内，即物质甲、乙吸收的热量相同时，甲

的温度变化值大。

所以根据Q必=cmt得cm=f知：

C17H1<c2m2

A、若mi=小可得(J<c2,,则A正确。

B、若J=C2,则mi<加厕B正确

C、若Cl>C2,则叫<血2,所以C正确。

D、若如<.不能判断出J和C2,D错故选Do

【变式训练2】B【解析】先后将A、B两球投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量也相同。由题

知：(｝吸=Q成所以A、B两球吸收的热量相同。而B球比A球少升高了3℃,即B球的末温低；由上述分析

可知，质量相同的A、B两球，吸收相同的热量，B球升高的温度少，所以B球的比热容大。故选B。

【变式训练3】C

【解析】甲球中两种金属体积相等，即匕=%=匕由p=蔡可知甲中两金属的质量为：如=PiV,m2=p2V,

甲球的质量：m=+m=pV+pV=(p+p)V,

印212t2

若甲球升高温度4t,则甲中的两种金属升高温度都为△t,

贝UQa=Qi+Q2.

由Q=cmAt有:（c尹（Pi+P2"4t=qp14t+c2p2V△t,

则：c田（pi+P2）=C1P1+c2P2,

C—ClPl+C2P2.

甲P1+P2'

乙球中两金属质量相等，即mJ=m2'=mr,

乙球的质量：m=2m',

乙

若乙球升高温度小t，则乙中的两种金属升高温度都为△t,

则QN=Q1'+Q2'，

由Q=cmAt有：cx2m't=c^m't+c27nt

乙

CW1+C2/2_J+C2_（C「C2）（P2-。2）

贝U：2c=cr+c2,cC-C

乙乙N甲<-JPl+P222（P1+P2）

因为Pl>p2,Cl<C2,所以C甲-cz<0,

即c甲<cz,

故选co

四、连续或多次热平衡过程的分析与求解

【例题1】B【解析】设热水和冷水的温度差为t,

••.质量为m0的一杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了10℃,

Q吸=Q放

从而可知：(cm0(t-10℃)=cmx10℃@)

又向保温容器中倒入一杯同质量m。、同温度的热水，水温又上升了6℃,

AQDS=AQ放，

从而可知，(cm0(t-10℃-6℃)=c(m+m0)x6℃②

则①-②得：

6℃xcm0=10℃xcm—6℃xcm—6℃xcm0,

整理得：12℃xcm0=4℃xcm,

解得:m=3m();

代入①式可得440℃;

假设我们将全部热水一次性注入，则由热平衡方程可知：

3moc(40℃—Jt)=mcAt,m=3m0;

联立两式解得：△t=20℃;

则注入后3杯水后，水温还会上升：20℃—10℃—6℃=4℃„

故选B。

【例题2］解：设热水和冷水的温度差为t,

••.质量为m2的一杯热水倒入盛有质量为mi的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了10℃,

Q吸=Q放

从而可知：cm2(t—10℃)=cmiX10℃①

又向保温容器中倒入一杯同质量m2、同温度的热水，水温又上升了6℃,

、球=Q放

从而可知，cm2(t—10℃—6℃)=c(jn1+m2)x6°C②

则①-②得:

°Cxcm2—10℃xcm1—6℃xcm1—6℃xcm2

整理彳导：12°Cxcm2=4℃xcmlf

解得：mi=3m2;

代入①式可得,t=40℃;

当倒入n杯水后，和一次性倒入n杯水效果一样，冷水总共温度升高为x：

」

c-mm2(tv—x)=cmx,解得x=t0

【变式训练1】B

【解析】设热水原来的温度为、、热水和质量为m的冰水混合后的温度为t2,且I=h-最

•••不计热量损失，

「Q放=Q喷

则第一次，质量为m、温度为0℃的雪与质量为M的热水混合后，

cM(ti—t2)—cm(t2-0)

即：Mt=mt2①

第二次质量为2m、温度为0℃的雪与质量为(M+m)的热水混合后

c(M+m)t=cX2m[(t2—t)—0]

即：Mt+3mt=2mt2②

由①②解得:M=3m

即m:M=l:3o

故选B。

【变式训练2】

解：甲、乙混合时，设热平衡的温度为匕，根据热平衡方程(1放=Q/T得：

,修尹(t尹一%)=c乙吗701一[乙)，

即：c修尹(44℃-36。。)=吃叱(36℃-32。◎整理可得：c^m^=|c^m^(D

乙和丙混合时，设热平衡的温度为t2,根据热平衡方程Q放=Q吸可得吃小/k/-12)=c那畜2T丙),

即:(乙(32℃-30°C)=c^m/30℃-24℃),

整理可得：。铲肉=2叱，②

将甲和丙混合时，设热平衡的温度为t,根据热平衡方程、放=Q级可得：

。超甲&f=c留丙卜一4③

将①②代入③式可得：Jcmf44℃-t)=m(t-24。。),解得:t=36℃。

N乙乙3乙乙

【变式训练3】B

【解析】无论采用哪种方法，当杯子注入开水后，杯子本身的温度升高，杯内开水的温度降低。直到杯子的温

度和杯内水的温度相等为止，这时杯子不再吸热。

“_c水加水Az水

V杯子升高的温度3'

当采用B方法时，整杯开水注入第二个杯中，杯子所升高的温度一定比A、C方法高。而杯子升高的温度较

高，就表示杯子吸收开水的热量较多。

同理，把开水(现在变为暖水)从第二个杯子再注入第三个杯子中，则第三个杯子所升高的温度，一定比A、C方

法的第三个杯子所升高的温度高，如此类推。可知采用B方法，可以使开水失去较多的热量，也就是降低较大

的温度。

故:B。

162

【变式训练4】D

【解析】①当将金属球放入甲容器中时，金属球放出的热量与水吸收的热量相等，即：(<2至=Q次。

设金属球的质量为m金，比热容为c金。水的质量为m水，水的比热容为c水。

贝U：。至=小全xc全(100°C—40°C)

Q=mxc(40°C—28°C)

水水水

因为：(Qx=<2次

所以：m全xeJIOO℃-40℃)=m次xc次(40℃-28℃)

C水"水_L

化简得：-1

②当将金属球放入乙容器中时，乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等，即：(<2次=Qe。

由于甲、乙容器中的水的质量相等，又是同一个金属球，所以仍设金属球的质量为m金，比热容为C金；水的

质量为m水，水的比热容为C水，此时两者共同的温度为tro

则：Q=mxc(100℃-t°C)

水水水

Q全=a^xc全(t°C—40°C)

因为：Q水=(3金

即：m水Xc次(100℃-t℃)=m^xc全(t℃-40℃)

cm

-^-^(100℃-t°C)=t℃-40℃

cAn八

全全

5(100℃-t℃)=t℃-40℃

解得:t=90℃

综上分析故选Do

五、涉及熔