2024年中考物理二轮复习题型归纳与训练：内能及其利用（解析版）

专题05内能及其利用

--------------------巨容概览=

01题型突破................................................1

题型突破一：怎样解分子热运动的识别问题.................................................1

题型突破二：怎样解温度、内能、热量三者关系的区别问题..................................2

题型突破三：怎样解改变内能方式的识别问题..............................................3

题型突破四：怎样解探究物质吸热本领的实验问题...........................................4

题型突破五：怎样解应用比热容知识分析实际的问题.........................................6

题型突破六：怎样解比热容的图像题.......................................................9

题型突破七：怎样解内燃机冲程的判断问题................................................10

题型突破八：怎样解热量的计算问题......................................................12

题型突破九：怎样解热机效率的综合计算题................................................16

02素养提升...............................................19

03中考练场...............................................19

也公、题型突破—N八

题型突破一：怎样解分子热运动的识别问题

判断是不是分子运动的方法：一是要将分子与宏观物体区分开，分子很小，用肉眼根本观察不到；二是注

意分析题目中的主体是不是运动的分子；三是明确分子的运动是不受任何外力影响而进行的，而宏观物体

的运动是受外力影响的结果。

【特别提示】我们看到的灰尘弥漫、落叶纷飞、瑞雪飘飘都不是分子的运动，而是宏观物体的运动。闻到

花香、烟味、各种油味以及煤在墙角的渗透等都是扩散现象，表明分子在做无规则运动。

【典例1]（2023•四川甘孜•中考真题）下列关于川西美景的描述，能说明分子在不停地做无规则运动

的是（）

A.折多山上雪花飞舞B.巴郎山顶云卷云舒

C.小金梨花飘香扑鼻D.神奇九寨溪流潺潺

【答案】C

【详解】A.雪花飞舞，雪花是宏观物体的运动，不属于分子运动，故A不符合题意;

B.巴郎山顶云卷云舒，云是宏观的小水珠运动，不属于分子运动，故B不符合题意；

C.小金梨花飘香扑鼻，属于扩散现象，是由分子不停地做无规则运动形成的，故C符合题意；

D.神奇九寨溪流潺潺，是宏观水的运动，不属于分子运动，故D不符合题意。

故选Co

【变式1-1]（2024•安徽滁州•一模）分别在冷水和热水中同时注入一滴红墨水，5s后的现象如图所

示，该现象说明（）

A.只有热水的分子在做热运动B.分子热运动与温度无关

C.扩散只能在液体中发生，不能在气体、固体中发生D.温度越高，分子运动越剧烈

【答案】D

【详解】AC.一切物质的分子都在不停地做无规则运动，扩散现象是分子运动的结果，不仅气体之间、液

体之间会发生扩散现象，固体之间也会发生扩散现象，故AC不符合题意；

BD.相同的时间内，热水的颜色更均匀，说明热水中分子扩散得更快，也就是分子热运动与温度有关，温

度越高，分子运动越剧烈，扩散越快，故B不符合题意，D符合题意。

故选D。

【变式1-2】（2024•河南•一模）吐鲁番在新疆中部的低洼盆地上，被称为“火洲”，由于这里日照时间

长、昼夜温差大，特别适合葡萄和哈密瓜的生长。昼夜温差大，是因为沙石的小；人们可以闻到哈密

瓜的香气是由于«

【答案】比热容/比热分子的无规则运动

【详解】口]沙石的比热容小，所以白天吸收吸收相同的热量时，沙石温度升高的多；夜晚放出相同的热量

时，沙石的温度降低的多，所以昼夜温差大。

⑵人们闻到哈密瓜的香气属于扩散现象，说明分子不停地做无规则运动。

题型突破二：怎样解温度、内能、热量三者关系的区别问题

解题时要时刻牢记以下知识点:

（1）改变物体内能的两种方做功和热传递，这两种方式对改变物体的内能是等效的；如果没有看见内能的改

变过程，则无法确定是用哪种方式使物体内能改变的。

（2）晶体熔化、液体沸腾时吸热，温度不变。

（3）描述热量的词是“吸收”或“放出；不能说“含有“具有，；

（4）温度高的物体内能不一定大，内能的多少与温度、质量、状态等诸多因素有关。

【特别提示】①温度的变化可以说明物体内能的变化；传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。②物

体吸收或放出热量，它的内能会发生改变，但它的温度不一定改变，如晶体熔化时要吸收热量，内能增加,

温度却保持在熔点不变。

【典例2】（2023•山东淄博•中考真题）下列关于热和能的说法正确的是（）

A.温度高的物体，内能不一定大B.热传递过程中，传递的是温度

C.物体吸收热量，温度一定升高D.内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能

【答案】A

【详解】A.温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，物体的内能是分子动能和分子势

能的总和，由于分子势能不确定，故温度高的物体内能不一定大，故A正确；

B.在热传递过程中，传递的是热量，故B错误；

C.物体（晶体）吸收热量，温度不一定升高，如晶体在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，故C错

误；

D.内燃机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故D错误。

故选A„

【变式2-1】（（多选）2023•黑龙江佳木斯•二模）下列说法正确的是（）

A.物体吸收热量，温度可能保持不变B.有的物体有内能，有的物体没有内能

C.物体的温度升高，内能一定增加D.物体运动越快，内能越大

【答案】AC

【详解】A.物体吸收热量，温度不一定升高，比如，在晶体的熔化和液体的沸腾时，物质虽然吸收热量

但是温度不变，故A正确；

B.一切物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能，故B错误；

C.物体温度升高，分子无规则运动加剧，分子动能增加，内能一定增加，故C正确；

D.物体运动得越快，它的动能越大，机械能越大，但内能的大小与物体分子热运动有关，而与物体机械

运动的快慢无关，因此，运动得快，内能不一定大，故D错误。

故选AC。

【变式2-2】冰在熔化过程中，下列判断正确的是（）

A.内能不变，比热容不变B.比热容变大，内能增加，温度升高

C.比热容、内能、温度都不变D.吸收热量，温度不变

【答案】D

【详解】冰在熔化过程中，吸收热量，内能增大，但温度保持不变；由于比热容与物质的种类和物质所处

的状态有关，当冰熔化成水后，比热容变大，故D正确；ABC错误。

故选D。

题型突破三：怎样解改变内能方式的识别问题

解题时注意抓住几个关键词，属于热传递的关键词一般是吸热、放热等；属于做功的关键词一般是压缩、摩

擦、膨胀、搓揉、弯折敲打等。做功改变物体内能的实质是内能和其他形式的能之间的转化，故涉及运动摩擦

的属于做功改变内能；热传递改变物体内能的实质是内能的转移，故涉及相互接触的两物体具有较大温度差

的属于热传递改变内能。

【特别提示】热传递和做功在改变物体的内能上是等效的。物体的内能发生改变，可能是通过热传递改变的，

也可能是通过做功改变的。

【典例3】（2023•四川雅安•中考真题）如图是我国古代发明的取火器模型图，把推杆迅速推入牛角套

筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中机械能转化为能，内燃机工作

的冲程原理与该过程相同。

艾第推.

《T；O

套筒

【答案】内压缩

【详解】口］⑵把推杆迅速推入牛角套筒时，套筒内空气被压缩，推杆前端的艾绒立刻燃烧起来，此过程中

压缩套筒内空气做功，使套筒内气体的内能增加，达到艾绒的着火点。在该实验中，活塞的机械能转化为

筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。

【变式3-1】（2024•安徽阜阳•一模）小明利用如图甲、乙所示的装置，探究改变物体的内能和热机工

作原理的两个演示实验。关于这两个实验的操作和现象，下列说法不正确的是（）

A.塞子冲出前，烧瓶和试管内气体内能增加的方式不相同

B.塞子冲出时，烧瓶和试管内气体的温度均降低

C.乙图中水蒸气推动瓶塞过程与热机做功冲程的能量转化相同

D.酒精灯里面酒精燃烧的过程中，酒精的热值变小

【答案】D

【详解】A.甲图中，对烧瓶内打气，对瓶内气体做功，烧瓶内气体的内能增加，是通过做功的方式增加

内能；乙图中，加热时试管内水不断汽化成高温水蒸气，试管内气体的内能增加，是通过热传递的方式使

内能增加，故A正确，不符合题意；

B.两个图中塞子冲出过程均是烧瓶和试管内气体对塞子做功，自身内能减小，温度降低，故B正确，不

符合题意；

C.乙图中水蒸气推动瓶塞过程中内能转化为机械能，与热机做功冲程的能量转化相同，故C正确，不符

合题意；

D.热值与比热容是物质的属性，与质量、燃烧情况等因素无关，所以酒精灯里面酒精燃烧的过程中，酒

精的热值和比热容都不变，故D错误，符合题意。

故选D。

【变式3-2】（2024•山西晋中•一模）在学校科技周展示中，物理兴趣小组的同学用塑料瓶自制了一个

火箭模型，在瓶子的侧壁安装一个电火花发生器，按下按钮会产生电火花，从瓶口喷入酒精后，盖上锥形

纸筒，按下按钮，纸筒立即向上飞出。下列说法正确的是（）

A.瓶内酒精燃烧越充分，酒精热值越大B.纸筒飞出过程中内能转化为机械能

C.纸筒飞出相当于热机工作时的压缩冲程D.瓶内出现的白雾是由水蒸气汽化而成的

【答案】B

【详解】A.热值是燃料的特性，同种燃料的热值相同，酒精热值保持不变，不是瓶内酒精燃烧越充分，

酒精热值越大，故A错误；

BC.纸筒飞出过程中内能转化为机械能，而热机工作时的压缩冲程是机械能转化为内能，那么纸筒飞出不

是相当于热机工作时的压缩冲程，故B正确，C错误；

D.瓶内出现的白雾是人眼能看到的，是液态小水珠，是由水蒸气液化而成的，故D错误。

故选B。

题型突破四：怎样解探究物质吸热本领的实验问题

解题时要明确以下两点:

(1)实验中要用相同的热源进行加热，以保证相同时间内物质吸收相同的热量。

(2)在分析实验数据时，可采用图像法，将实验数据用描点法作出温度随加热时间变化的图像。两种方法可以

比较不同物质的吸热能力。

①在质量相同、升高温度相同时，加热时间长的物质吸收的热量多，吸热能力就强。

②还可以通过比较不同物质吸收的热量(加热时间)相同时不同物质升高温度的不同比较吸热能力的强弱。

加热时间相同升温快的，吸热能力就弱。

(3)用比较法分析数据。

【特别提示】

(1)实验仪器组装时要按照“从下而上”的顺序安装。保证用酒精灯的外焰加热，不要忘记安装石棉网，正确使用

温度计测液体温度。

(2)进行多次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验的偶然性不是减小实验误差。

【典例4】(2023•辽宁鞍山•中考真题)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案：将

A、B两种液体分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙

所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度；

(1)组装器材时应按照(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装；

(2)实验时，选取相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过方

式来增大液体内能的；

(3)此实验通过(选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少；

(4)加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为℃；

(5)根据实验数据小明绘制出的温度一时间图象如图丙所示，则液体(选填"A”或"B”)更适合作为

家中“暖气，，中输运能量的介质。

【答案】自下而上质量热传递加热时间的长短33B

【详解】(1)口]实验时要用酒精灯的外焰加热，故组装器材时，先安装酒精灯，应按照自下而上的顺序依

次安装。

(2)根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，实验时，选取质量相同、初温相同的

A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过热传递方式来增大液体内能的。

(3)[4]实验中运用转换法，通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。

(4)[5]由乙图可知，温度计分度值为1℃,加热一段时间后，液体B的温度为33℃。

(5)[6]根据绘制出的温度一时间图象可知，升高相同的温度，B加热时间长，B的吸热能力强，比热容

大，根据。在质量和降低的温度相同时，B放热多，故液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量

的介质。

【变式4-1](2024•山西晋中•一模)如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验记录如表。

物质初温/℃加热时间/min末温/℃

水20430

煤油20440

水煤油

(1)实验中除了图中所示器材外需要补充的器材是;

(2)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热，需要控制水和煤油的(选填“质量”或“体积”)

相等；

(3)本实验是通过比较来反映水和煤油吸热能力的强弱。分析数据可知(选填“水”或“煤油”)的

吸热能力较强；

(4)汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水的性质。

【答案】停表质量温度的变化水比热容大

【详解】

(1)口]实验中需要测量温度和时间长短，除了图中所示器材外需要补充的器材是停表。

(2)[2]物体吸收热量的多少与质量有关，根据控制变量法，需要控制水和煤油的质量相等。

(3)[3][4]本实验中，相同的加热时间，即吸收相同的热量，水的温度上升较少，温度变化小，表明水的吸

热能力强，故是通过比较温度的变化来反映水和煤油吸热能力的强弱。

(4)[5]水的比热容较大，升高相同温度，水吸收的热量较多。汽车发动机用水作冷却剂，这是利用了水比

热容大的性质。

【变式4-2](2024•山西晋中•一模)“水与食用油”是生活中不可缺少的食品。小熙在学习了比热容的

知识后，猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大，为了验证这一结论，他设计了如下探究实验，

(1)取两个相同的试管，分别装入相等、初温相同的水和食用油；

(2)将两支相同的温度计分别正确地插入盛有水和食用油的两个试管内，并将实验装置固定在铁架台

上，如图甲所示。打开加热开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，实验中通过反映出吸收热

量的多少；

(3)小熙根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图乙所示，通过分析可知，在相同时间内

温度变化更大，从而比较出了两者吸热本领的大小。

【答案】质量加热时间食用油(油)

【详解】(1)[1]实验中使水和食用油加热相同的时间，吸收相同的热量，根据控制变量法要比较水和食用

油的吸热本领的大小，应控制水和食用油的质量相同。

(2)[2]同一热源对水和食用油加热，在相同的时间内，加热器放出的热量相同，水和食用油吸收的热量

相同，所以通过比较加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。

(3)[3]质量相同的水和食用油在相同时间内吸收相同的热量，由图乙可知水的温度变化小，食用油的温

度变化大。

题型突破五：怎样解应用比热容知识分析实际的问题

解题时可从以下两方面入手：

(1)从温度变化的观点来分析：根据公式。=。必£可得加=&，由此可知不同的物质在质量相同，吸收或放

cm

出相同热量的情况下，比热容大的物质温度变化小。

⑵从热量的观点分析：根据公式。=。小/可知，相同质量的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放

出）的热量不同，比热容大的吸收（或放出）的热量多。正是由于这一属性，自然界中有许多现象都与比热容有

关，如沙漠地区与沿海地区气候不同。

【特别提示】比谁容易热，可用比热容；物质如同种，比热容相同；数小容易热，数大就不同；水的比热（容）

大，沿海温差小；砂石比热（容）小，内陆温差大。

【典例5】（2023•江苏常州•中考真题）家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风,

如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（）

甲乙丙

A.白天、夜晚B.夜晚、白天C.白天、白天D.夜晚、夜晚

【答案】A

【详解】水的比热容大于砂石和泥土的比热容，白天太阳照射时，海洋升温慢，陆地升温快，陆地的热空

气就上升，地面附近海洋的空气来补充，气流就从海洋向陆地，即风从海洋吹向陆地；晚上陆地很快就冷

却下来，而海洋则很慢，海洋的温度高，而陆地的温度低，地面气体就从陆地流向海洋，即风从陆地吹向

海洋。因此白天，风力发电机翼朝向朝向大海，晚上，风力发电机翼朝向陆地。则图乙是白天，图丙是晚

上。故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A„

【变式5-1】（2024•贵州•一模）如图所示是电暖器和暖手宝。暖手宝要充入比热容较大的液体，是为

了使它在一次通电加热后放出更多的热量。而电暖器充入的是比热容较（选填“大”或“小”）的液体，

是为了通电后升温速度快。

【答案】小

【详解】质量相同的不同物质在吸收相同的热量时，比热容小的温度升高得快，因此电暖气内部应充入比

热容小的液体。

【变式5-2】（2023•辽宁辽阳•三模）长白山天池是全世界海拔最高的火山湖，火山活动会给湖水加

热，因为水的质量大且水的较大，湖水升温慢，爬山时，由于大气压会逐渐,游客

会感觉呼吸困难，可以通过吸氧缓解，瓶装氧气用掉一半后，瓶内氧气的体积。

【答案】比热容减小不变

【详解】［1］火山活动会给湖水加热，因为水的质量大且水的比热容较大，温度升高需要吸收更多的热量,

湖水升温慢。

⑵大气压随高度的增加而减小，爬山时，由于大气压会逐渐减小。

［3］游客会感觉呼吸困难，可以通过吸氧缓解，瓶装氧气用掉一半后，瓶内氧气的体积不变，质量变为一

般，密度减小。

题型突破六：怎样解比热容的图像题

解题时应注意把握以下几点:

（1）明确横坐标和纵坐标表示的物理量，一般有关比热容图像的横坐标表示时间，纵坐标表示温度

（2）在温度-时间图像中，既可以比较加热相同的时间（吸收相同的热量），不同物质升温的高低，也可以比较升

高相同的温度，加热时间的长短。

（3）在温度-时间图像中，根据c=旦可知，加热时间相同，升温慢的物质的比热容大；升高相同的温度，加

mA?

热时间长的物质的比热容大。

【典例6】（2023•湖北宜昌•中考真题）在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液

体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随

时间变化的图像如图，由图像可知（）

C.0~3min内a液体吸收的热量少

D.升高相同的温度时，b液体吸收的热量少

【答案】D

【详解】ABC.质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，相同时间内吸收

的热量相同，根据。=冬，温度升高较慢的比热容较大，而水的比热容最大，因此a液体比热容大是

m\t

水，故ABC不符合题意；

D.b液体的比热容较小，根据。可知，升高相同的温度时，b液体吸收的热量少，故D符合题意。

故选D。

【变式6-1】（2024•湖南怀化•一模）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均

0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和

另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：（选填“甲''或"乙"）物质为水，

另一种液体的比热容为。

【答案】甲2.1xl03J/（kg.℃）

【详解】口］由图可知，放出相同的热量，甲的温度变化量更小，所以甲的比热容大，甲是水。

⑵由图可知，经过15min,甲温度从60℃降至40℃,温度变化量为20℃。乙从60℃降至20℃,温度变化

量为40℃,是水温变化量的两倍，而放出的热量相同，由c=&可知，另一液体的比热容是水的比热容

m\t

的一半，即C=gc水=gx4.2xl03j/（kg」C）=2.1xl（）3j/（kg.。。）

【变式6-2］（广西来宾•中考真题）从比热容表可知，水的比热容比煤油大，用规格相同的两个试管分别

装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网用相同热源同时对两试管均匀加热，实验后，画出如图所示的图

【详解】AB.由题意可知，用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，放在同一石棉网上，同时

对两试管加热，相同时间两种液体吸收的热量相同，而AB图中反映了相同时间吸收的热量不同，故AB

图象错误；

CD.由于水的比热较大，在质量相同、加热时间相同也就是吸收的热量相同时，水温升高的较小，故C

选项正确、D选项错误。

故选C。

题型突破七：怎样解内燃机冲程的判断问题

内燃机工作冲程的判断方法：一是气门的开与关；二是活塞的运动方向。

气门的开与关活塞运动方向冲程名称

向下喙气冲粗

只有一个弋门打开

向上排气冲程

向下做功”我

两个气门都关闭

向上区缩冲＜1

【特别提示】内燃机冲程判断方法一门打开，上排下吸；两门关闭，上压下做。

【典例7】（2023•江苏镇江•中考真题）如图为单缸四冲程汽油机的冲程，该冲程活塞移动

时，汽缸内燃料混合气体的压强变o若该汽油机转速为2400r/min,则它每分钟完成

个如图所示的冲程。

【答案】压缩大1200

【详解】口］［2］内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；判断冲程名称可用口诀：

“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”，由图可知活塞向上运动，两气

门关闭，因此是压缩冲程；压缩冲程过程中，汽缸内部体积变小，压强变大。

⑶热机完成一个工作循环中，飞轮转动2圈，完成压缩冲程1个，若该汽油机转速是2400r/min,表示每

分钟飞轮转动2400圈，它每分钟完成1200个压缩冲程。

【变式7-1】（2024•河南驻马店•一模）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉

花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，下压过程中活塞对筒内空气做功，空气的内能增大，该能量

转化过程与汽油机的冲程相同。同时能闻到棉花烧焦的味道属于现象。

【答案】压缩扩散

【详解】口］用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，汽油机的

压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，活塞的机械能转化为混合气体的内能，所以与该过程的

能量转化相同。

⑵能闻到棉花烧焦的味道属于扩散现象，是因为分子在不停地做无规则运动。

【变式7-2］（2021.贵州黔东南•一模）如图1所示将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧压一

起，两个铅柱就会结合起来，甚至下面一个重物都不能把它们拉开，此现象说明；如图2所

示，这是汽油机的冲程，汽油机使用的燃料是汽油，它由石油提炼而得，汽油属于能

源（选填“一次”或“二次”）。

图1图2

【答案】分子之间存在引力压缩二次

【详解】［1］将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个

钩码都不能把它们拉开，说明分子间存在引力，两铅块之间的分子间间距较小，分子作用力表现为引力。

⑵由图可知，两气门都关闭，活塞向上运动，可知这个冲程是压缩冲程。

［3］汽油是由石油（一次能源）经过加工转换以后得到的能源产品，属于二次能源。

题型突破八：怎样解热量的计算问题

^解题时，首先要分清是物体在热传递过程中温度变化导致的吸放热还是燃料燃烧放热，然后再利用公式计

算。

热量计算公式（在没有发生物态变化的情况下）如下：

（1）当物体的温度升高时，吸收的热量。理=cmO

⑵当物体的温度降低时，放出的热量。放=cm&T）；

公式中c表示物体的比热容，机表示物体的质量，力表示物体的初温，t表示物体的末温，%表示物体吸

热时升高的温度，表示物体放热时降低的温度。

（3）若温度的变化量用。表示，那么吸、放热公式可统一表示为。=。必心

（4）当燃料完全燃烧时，放出热量的公式为Q於=〃的或。就=%

（5）热机效率〃=幺更

Q放

【特别提示】在解答有关热量的计算题时，要对题中描述温度变化的文字引起高度重视，如“升高”“升高了”“降

低”“降低了”对应的都是温度的改变量。，而不是末温t,而“升高到”“降低至产对应物体的末温£

【典例8】（2023•江苏盐城•中考真题）氢能源作为新型能源，其热值大，有着巨大的开发使用潜力。

1kg氢能源完全燃烧放出的热量为J„若有21%的热量被水吸收，可以使kg的水从20℃

升高到70℃。与化石能源相比，“氢能源”的优势还有（写出一个即可）。

[c水=4.2X1。3J/(kg•℃),4氢=1.43X1()3J/kg]

【答案】1.43x108143清洁无污染

［详解】［1］完全燃烧1kg氢放出的热量Q放="氢=1kgx1.43x及J/kg=i.43x及j

完全燃烧1kg氢放出的热量为1.43X1()8J。

⑵由题知，水吸收的热量％=Q放〃=1.43xl08jx21%=3.003xl()7j

由Q=cmNt可得，水的质量"Z'==---------3—『.(KB*?J--------------=143kg

c水加4.2x103J/(kg•℃)x(70℃-20℃)

水的质量为143kgo

［3］通常情况下，氢气与氧气燃烧后只生成水，对环境非常友好，清洁无污染。

【变式8-1】(2024•陕西榆林•一模)小明周末在家做家务，他在水壶中装入质量为1kg、温度为20℃的

水后，放在燃气灶上加热，直至将水加热到100℃沸腾。则水吸收的热量为J,若不考虑热量的损失，

至少需要燃烧m3天然气。天然气属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源。水沸腾后会顶

3

起壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的冲程相似。［c7K=4.2xlOJ/(kg.℃),天然气的热值

IX4xl07J/m3］

【答案】3.36x10s8.4xl(y3不可再生做功

【详解】山水吸收的热量为为=)=4.2xJ/(kg.℃)x1kgx(100℃-20℃)=3.36xlO5J

⑵至少需要燃烧天然气的体积为丫="=4==8.4xKTm3

qq4x10J/m

［3］天然气是化石能源，使用后短时间内无法得到补充，属于不可再生能源。

［4］水沸腾后会顶起壶盖，是将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，汽油机工作时，在做功冲程，将内能转

化为机械能，所以，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的做功冲程相似。

【变式8-2】(2024•四川凉山•模拟预测)有研究称新能源车的电池组能量密度(能量与质量的比值)

没有无烟煤高，更别提汽油了。已知某新能源车的电池组电容量为100kW・h(lkW・h=3.6xl06j),由7000

多枚18650电池组成，电池组总质量约为90kg。由此可知，能量密度相当于物理量_________(选填“密

度”、“热量”或“热值”)，新能源电池的能量密度是o已知无烟煤的能量密度约为3.4xl07j/kg,

汽油的能量密度为4.6x107」/1%,这种说法是。(选填“正确”或“错误”)

【答案】热值4xlO6J/kg正确

【详解】［1］由题意知，电池组能量密度(能量与质量的比值)，而热值的单位也是J/kg,“能量密度”相当

燃料的热值。

⑵由lkW-h=3.6xl()6j得100kw-h=100x3.6xl06j=3.6xl()8j

新能源电池的“能量密度”为*：08J=4xl06j/kg

90kg

[3]电池组能量密度为4XIO6J3,无烟煤的能量密度约为3.4xl07j/kg,汽油的能量密度4.6xl07j/kg,可见

电池组能量密度比无烟煤的小，所以新能源车的电池组能量密度(能量与质量的比值)没有无烟煤高的说

法是正确的。

题型突破九：怎样解热机效率的综合计算题

逆向分析法的一般步骤:

(1)弄清题意，找出被研究的物体雪要画图分析的，要画出示意图。

(2)根据题意写出所给的各物理量的符号、数值和单位。

(3)明确题目中所求的是什么物理量。

(4)从题目所求开始，进行“逆向”分析，根据分析一步一步求解。所谓“逆向分析法”就是从所求的“目标”开始，

逐步逆向分析即为了计算出所求的物理量，看需要知道哪些物理量；若所需要知道的物理量仍未知，可再看要

计算出这个物理量还需要其他哪些物理量。就这样逆向分析下去，一直推到解答出要求的物理量。

【典例9】(2023•辽宁鞍山•中考真题)如图为某品牌微型电动汽车，该车的空载质量为1.2t,最多载

重4人，车轮与地面的总接触面积为lOOOcn?,发动机的最大输出功率为20kW。(g取10N/kg)求：

(1)该车载重4人(每人按60kg计算)时，静止在水平路面上时对路面的压强；

(2)该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km,用时15min,在此过程中汽车受到的阻力；

(3)若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供，燃油汽车的效率为25%,需要消耗多少千克的

燃油？(^=4.5xlO7J/kg)

【答案】(1)1.44xlO5Pa；(2)103N;(3)1.6kg

【详解】解：(1)该车载重4人(每人按60kg计算)时，静止在水平路面上时对路面的的压力

F=G=mg=(1.2xl03kg+4x60kg)xl0N/kg=1.44xl04N

对水平路面的压强p=£=L44X10：N=1.44X105Pa

S1000xl0-4m2

/八-“乙小s18000m入八,

(2)该车仃驶的速度u=-=7^)[=20m/s

t15x60s

wFw

因该车水平匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，由？=—=—="

tt

可得该车受到的阻力/=G=£=20xl03W=1。3N

v20mzs

(3)该车发动机做的功W=R=20xl()3wxl5x60s=1.8x107j

燃油完全燃烧释放的热量Q=上=1：;°勺=7.2xlO7J

rj25%

需要消耗燃油m=2=二•2”：：=1.6kg

q4.5x10J/kg

答：(1)(1)该车载重4人(每人按60kg计算)时，静止在水平路面上时对路面的压强为1.44xK)5pa；

(2)该车以最大输出功率在平直公路上匀速行驶18km,用时15min,在此过程中汽车受到的阻力为

103N；

(3)若该车在上述行驶过程中的能量全部由燃油来提供，燃油汽车的效率为25%,需要消耗1.6千克的

燃油。

【变式9-1】(2024•河南许昌•一模)宇通汽车是河南制造的骄傲，如图所示是一款电动公交车，它奔

跑在郑州的各个地点，方便着城市居民的出行。该电动公交车的部分信息如表所示(g取10N/kg)。

车身净重7t车载电源电压200V

最大承载量3t电池容量1061nA-h

车轮四个胎压2.5标压

(1)该公交车每个车轮与地面的接触面积为200cm2,则满载时轮胎对水平地面的压强为多少？

(2)满载的公交车匀速直线行驶时，所受阻力为总重的0.1倍。车载电池充满电能让该电动公交车匀速直

线行驶60km,则该电动公交车动力系统将电能转化为机械能的效率为多少？(计算结果百分号前保留1

位小数)

(3)新能源电动车越来越普及，请写出一个新能源电动车相比较传统油车的优点。

【答案】(111.25xlO6Pa；(2)83.3%；(3)见解析

【详解】解：(1)满载时的总重力为G&=利总g=(7xlO3kg+3xl()3kg)xlON/kg=lxlO5N

满载时对地面的压力为是=G,B=1X105N

轮胎对地面的总面积为S=200cm2x4=800cm2=8xW2m2

根据P=(可得，满载时轮胎对水平地面的压强为p吟=8：%：=1.25xl06pa

(2)因满载时公交车匀速行驶，牵引力为歹=/=0.1G总=0.1X1X105N=1X104N

公交车满载行驶时，牵引力做的功为W=Es=lxl04Nx60xl()3m=6xl0町

8

车载电池充满的电能为%=U〃=200Vx106mA.h=200Vx1000Ax3600s=7.2xlOJ

则该电动公交车动力系统将电能转化为机械能的效率为〃=A1xlOO%=等旦xl00%”83.3%

7.2x10J

(3)新能源汽车可以减少二氧化碳等气体的排放，从而达到保护环境的目的等。

答：(1)满载时轮胎对水平地面的压强为L25xlO6Pa；

(2)该电动公交车动力系统将电能转化为机械能的效率为83.3%；

(3)见解析。

【变式9-2](2024•福建泉州•一模)家里的天然气热水器上铭牌标注的效率大于88%。为了探究铭牌

标注的效率是否真实，用该天然气热水器将质量为16kg的水从20℃加热到45℃,观察到天然气表的示数

由236.005m3变为236.053m3。己知水的比热容为4.2xl03j/(kg・℃),天然气热值为3.9xl()7j/m3。问：

(1)水吸收的热量；

(2)所用的天然气完全燃烧放出的热量；

(3)该天然气热水器铭牌上标注的效率是否真实？

【答案】(1)1.68xlO6J(2)1.872X106J(3)真实

【详解】解：(1)水吸收的热量为%=c水加水(f-ZobdZxloSjakg.qxlGkgxHSC—ZOCHlSgxloGj

(2)消耗天然气的体积为V=236.053m3-236.005m3=0.048m3

所用的天然气完全燃烧放出的热量为%=qm=3.9xl()7j/m3x0.048m3=1.872X1()6J

(3)天然气热水器的热效率为〃=%xl00%=1黑1,6：-I。。％=897%

该天然气热水器的热效率大于88%,铭牌上标注的效率是真实的。

答：(1)水吸收的热量为L68xl06j：

(2)所用的天然气完全燃烧放出的热量为L872X1()6J.

(3)该天然气热水器铭牌上标注的效率是真实的。

02素养提升

一、单选题

L（多选）（2024•北京•一模）下列说法正确的是（）

A.液体不易被压缩，是因为液体分子间没有空隙

B.汽车发动机常用水作冷却剂，是利用了水的比热容较大的特点

C.物体运动得越快，其内能也越大

D.八月桂花香飘满园，说明分子在不停地运动

【答案】BD

【详解】A.液体很难被压缩，这是因为分子间存在斥力，故A错误；

B.汽车发动机常用水作冷却剂，是利用了水比热容较大的性质，升高相同的温度，水可以吸收更多的热

量，有利于发动机的散热，故B正确；

C.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，物体内能大小与物体机械运动速度无关，故C错误；

D.八月桂花香飘满园，这是扩散现象，说明分子在不停地做热运动，故D正确。

故选BDo

2.（2024•江西南昌•一模）劳动课已成为大中小学的一门独立课程。小明同学积极参加家务劳动，利

用周末时间学做菜。关于做菜的过程中涉及的物理知识，下列判断正确的是（）

A.切菜的刀刃做得很锋利是为了增大压力

B.铁锅的导热性好，可以用来烧菜，是利用铁的比热容大

C.小明在给菜加热的过程中菜的内能保持不变

D.做菜时所用的天然气在燃烧时是将化学能转化为内能

【答案】D

【详解】A.切菜的刀刃做得很锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A错误；

B.用铁锅炒菜，是因为铁的比热容小，与等质量的其它物质相比，吸收相同的热量，升高的温度高，所

以升温快，加热效果好，故B错误；

C.给菜加热的过程中菜的温度升高，分子无规则运动加剧，内能增大，故C错误；

D.天然气燃烧时释放能量，是化学能转化为内能的过程，故D正确。

故选D。

3.（23-24九年级下•江苏•开学考试）下列有关分子热运动的说法正确的是（）

A.水凝固成冰后，水分子仍然在做无规则的热运动

B.只有气体和液体才能发生扩散现象，固体不能发生扩散现象

C.手捏海绵，海绵的体积变小，说明分子之间有间隙

D.铁块很难被拉长，说明分子之间只有引力没有斥力

【答案】A

【详解】A.分子的无规则运动时刻都在进行，水凝固成水，只是温度降低，分子热运动的剧烈程度变

小，热运动仍在进行，故A正确；

B.扩散现象在固体、气体和液体中都能发生，故B错误；

C.因为海绵内有空隙，里面充满了空气，所以手捏海绵，海绵的体积变小，但不能说明分子之间有间

隙，故C错误；

D.分子之间引力和斥力同时存在，铁块很难被拉长，是因为分子间的作用力表现为引力，故D错误。

故选A„

4.（2024•黑龙江哈尔滨•模拟预测）如图所示，南极大陆上覆盖着巨厚的冰盖，最大厚度可达4000多

米，南极点附近的平均气温为零下49℃,寒季时可达零下80℃,由于气候极其寒冷，成冰的过程中没有

熔化现象，是下方积雪在上方积雪的重压下挤压结晶而形成。下列有关说法正确的是（）

A.南极气温低，冰盖没有内能

B.冰盖形成的过程中分子间距离变大

C.可选用熔点为一117℃的酒精为感温液的温度计测量南极点的气温

D.南极地区空气湿润，是冰雪先熔化再汽化造成的

【答案】C

【详解】A.一切物体都有内能，南极气温低，冰盖有内能，故A错误；

B.下方积雪在上方积雪的重压下挤压，冰盖形成的过程中分子间距离变小，故B错误；

C.南极的气温最低可达-80℃,酒精的凝固点是-117℃,低于南极的最低温度，所以可以使用酒精温度

计，故C正确；

D.南极空气很湿润是因为固态冰直接变为气态的水蒸气，是升华现象，故D错误。

故选c。

5.（2024•四川凉山•模拟预测）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒

精，用手拿着这个“冲天炮”对着前方点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞出去

A.酒精燃烧时，将化学能转化为机械能

B.纸杯飞出去的过程的能量变化，与内燃机的排气冲程相同

C.纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功

D.纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小

【答案】D

【详解】A.酒精燃烧时，经历化学反应，产生热量，将化学能转化为内能，故A不符合题意；

C.纸杯飞出去时，易拉罐内气体对纸杯做功，故C不符合题意；

BD.纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能转化为纸杯机械能，易拉罐内气体的内能减小，与内燃机的做功

冲程相同，故B不符合题意，D符合题意。

故选D„

二、填空题

6.（2024•广东•二模）2023年8月24日，日本正式开始将福岛核电站的核污水排放至太平洋，核污水

中的有害物质在海水中扩散，说明分子在不停地;核电站通过核（选填“聚”或“裂”）变产

生核能。

【答案】做无规则运动/运动裂

【详解】［1］不同物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散，核污水中的有害物质在海水中扩散，

说明分子在不停地做无规则运动。

⑵根据生活实际，核电站通过可控的核裂变产生核能。

7.（2024•河南开封•一模）如图所示，石凉粉是河南信阳的特色小吃，将制作好的石凉粉放入冰箱中

降温时是通过的方式改变内能的。将冰镇好的石凉粉取出后加入薄荷汁能闻到淡淡的香味是因为

分子在做O

【答案】热传递无规则运动

【详解】［1］改变内能的方式有：做功和热传递，制作好的石凉粉放入冰箱中降温，放热内能减小，是通过

热传递改变内能的。

⑵薄荷汁会散发清香的薄荷气味属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。

8.（2024•河北邯