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科學思維進階：熱學問題
新課標研讀
名師說：用學科方法學習學科知識是發展學生核心素養的有效手段.
編者將帶你運用物理知識和物理思維梳理內能及內能利用背后的物理過程，
打通能量的吸收與釋放及其效率問題產生的物理邏輯，提升知識與方法的
遷移應用能力.
題階一:物質的吸熱能力（熱量的相關計算）
質量為的水溫度升高，求水吸收的熱量__________ ［水的
比熱容為
名師搭梯子
物質吸收或放出熱量的能力是物質的一種特性：
（1）同一物質，該特性的大小如何計算呢？
（2）不同物質，該特性的大小如何比較呢？
基礎公式：
考向1 正向設問——求
1.定性分析相等質量的銅塊、鋁塊，它們的溫度分別從 升
高到 ，吸收熱量較多的是______.
鋁塊
2.以比例形式計算質量相同的兩物體，比熱容之比為 ，升高的溫度之
比為 ，則它們吸收的熱量之比為______.
3：4
3.需間接求取給智能電熱水壺內的水加熱，水溫升高 ，則水吸
收的熱量____________ .
4.需間接求取，沸騰為隱含條件質量為的水從室溫 加熱至沸騰
（標準大氣壓下），則水吸收的熱量__________ .
5. 需間接獲取，數據在圖中將盛有涼牛奶的瓶子放在熱水中
（如圖甲所示），這是通過________方式改變牛奶的內能的.圖乙是
牛奶與熱水的溫度隨時間變化的圖像，由圖乙可知牛奶最后達到____ ，
則在加熱過程中牛奶吸收的熱量為____________
熱傳遞
40
甲
乙
考向2 反向推理——求 （或判斷物質種類）
6.間接求取一質量為的金屬塊，被加熱到 后，立即投入質量
為，溫度為的水中，不計熱量損失，最終水的溫度升高到 .
該金屬的比熱容是為__________
考向3 反向推理——求
7.隱含條件將溫度為的熱水加入溫度為 的冷水中，
熱平衡后的水的溫度是,則原來冷水的質量是____ .（不與外界發生
熱量交換）
2.5
考向4 反向推理——求、或
8.質量為初溫為的水，吸收的熱量，末溫是____ .
70
9.注意標壓下最高溫在一標準大氣壓下，溫度為，質量為 的水吸
收的熱量，水的溫度會升高到_____ .
100
題階二:通過熱傳遞轉移能量（熱量利用的相關計算）
用爐子燒水，把水從加熱至，用掉 的燃料，已知水的
比熱容為，燃料的熱值為 求此過程中:
（1）水吸收的熱量為____________ .
（2）燃料放出的熱量為____________ .
（3）爐子的加熱效率為______.
名師搭梯子
物質吸收的熱量是從哪里來的呢？
（1）燃料燃燒 ；
（2）太陽輻射 .
熱量傳遞效率問題
自然環境下熱傳遞存在能量損失，因此產生效率問題，即 ，因此：
（1）當熱量來自燃料燃燒時，物質吸收的熱量 .
（2）當熱量來自太陽輻射時，物質吸收的熱量 .
考向1 正向設問——求
1.如用太陽能熱水器加熱.已知太陽能熱水器在冬季 的有效日照時段
里，能將、的水加熱到. .若所在
地區太陽能輻射到地面的平均能量 （即平均每平
方米每秒鐘太陽輻射能為），太陽能熱水器的面積為 ，
則該太陽能熱水器的效率為________.（結果精確到 ）
考向2 反向推理——求、或
2.,考慮如果用含 生物航煤的裝置給水加熱，
可將的水從加熱到，該加熱裝置的熱效率為 .則生物航
煤的熱值為________.
3.,考慮如果用天然氣灶將的水從 加熱到
，若天然氣完全燃燒放出的熱量 被水吸收，燒開這壺水需要
_____天然氣.（天然氣的熱值 ）
0.08
考向3 反向推理——求或
4.,考慮 小明用圖甲所示的裝置測量某種物質的比
熱容.他取的該物質加熱，酒精燈平均每分鐘消耗 酒精，根據
測得的數據繪制了物質溫度隨時間變化的圖像，如圖乙所示.已知該裝置
的加熱效率為，酒精的熱值 ，求：
甲
乙
（1）該過程中酒精燈放出的熱量為____________ .
（2）該過程中物體吸收的熱量為____________ .
（3）該物質的比熱容為____________ .
題階三:通過做功轉化能量（熱量利用的相關計算）
某型號專用車在車型測試時，在一段平直的公路上勻速行駛了 ,受
到的阻力是，消耗汽油 （假設汽油完全燃燒）.
若汽油的密度，汽油熱值 ，求：
（1）該車行駛消耗汽油的質量為____ .
（2）該車行駛消耗的汽油完全燃燒放出的熱量為__________ .
（3）該車牽引力做的功為____________ .
1.2
（4）已知熱機效率（式中為熱機在某段時間內對外所做的功，
為它在這段時間內所消耗的汽油完全燃燒所產生的熱量），則該專用車的
熱機效率為______.
名師搭梯子
燃料燃燒釋放的能量有哪些利用途徑呢？
通過熱機做功，轉化為有用的機械能（考慮熱量損失）：燃料 燃燒釋放
的能量中，只有一部分被物體吸收或用于熱機 做有用功.
（1） 牽引力做功.
（2） 汽車克服地面摩擦力做功，飛機克服空氣阻力做功等.
（3）熱機單位時間內所做的功×做功時間 此時間范圍內做
功的多少.
燃料燃燒 太陽能或
考向1 正向設問——求
1.該車行駛在一段斜坡路上，從坡底以 的速度勻速行駛
到達坡頂，行駛過程中汽車的輸出功率保持不變，消耗
汽油.求：
（1）汽車發動機做的有用功.
解：汽車行駛的時間 ，
輸出功率 ，
.
（2）汽油完全燃燒釋放的熱量.
消耗汽油的質量 ，
汽油完全燃燒放出的熱量 .
（3）汽車發動機的效率.
汽車發動機的效率 .
考向2 反向推理——求、、或、、
2.小明爸爸利用該汽車進行自駕游，行駛了,消耗汽油約 ,在這
個過程中汽油機的效率約為 .則：
（1） 汽油完全燃燒放出的熱量.
解：消耗汽油的質量 ，
汽油的熱值 ，
汽油完全燃燒放出的熱量 .
（2）汽車發動機輸出的有用功.
汽車發動機輸出的有用功 .
（3）汽車勻速行駛過程中所受的阻力.
汽車勻速行駛路程 ，
牽引力 ，
根據二力平衡條件，汽車勻速行駛過程中所受的阻力 .
3.讀表得數據，結合該車的油箱最大可加 汽油，它行駛時所
受阻力的大小與速度的關系見下表.已知汽車發動機汽油完全燃燒的能量
轉化為機械能的效率約為 .求：
速度 10 20 30 40
阻力
（1）當汽車以 的速度行駛時，發動機的輸出功率.
解：當汽車以的速度行駛時，發動機牽引力 ，
發動機輸出功率 .
（2）油箱中加滿汽油，這些汽油完全燃燒獲得的能量.
油箱加滿汽油時，汽油的質量 ，
汽油的熱值 ，
汽油完全燃燒放出的熱量 .
（3）汽車油箱加滿汽油，并且以 的速度行駛時，汽車的最長行駛
時間.
油箱加滿汽油，汽油全部完全燃燒可轉化為的機械能
，
汽車的行駛時間 .
考向3 反向推理——求
4.若該車油箱里有汽油，小明爸爸駕車沿高速公路行駛 .假設
該車是勻速行駛，且受到的阻力為，該車的效率約為 ,求：
（1）該車到達目的地牽引力所做的功.
解：該車勻速行駛，牽引力 ，
行駛的路程 ，
牽引力做的功 .
（2）油箱中汽油完全燃燒釋放的熱量.
汽油的質量 ，
汽油的熱值 ，
完全燃燒放出的熱量 .
（3）通過計算說明汽車行駛途中是否需要加油.
汽油完全耗盡時汽車所做的功
，
故行駛途中不需要加油.

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