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(共53張PPT)
第十二講　機械能和內能
第2節　內能及其利用
2025年中考物理一輪復習專題講練
機械能
和內能
知識精講
一、內能
(1)定義：構成物體的所有分子，其熱運動的__________和____________的總和，叫做物體的內能．單位為焦耳，符號為______．
動能
分子勢能
J
(2)主要影響因素
①同一個物體，在相同物態下，溫度越高，分子熱運動越________，內能越________；溫度降低時，內能________．
②在溫度、物質種類、狀態相同的情況下，質量越大，內能越______．
劇烈
大
減小
大
一切物體，不論溫度高低，都具有內能．
2.熱量：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫做熱量．(人教)
3.改變物體內能的方式
方式 實質 條件 方向 說明
熱傳遞 能量的______ 存在溫度差(吸熱或放熱) 由高溫物體轉移到______溫物體或從物體的______溫部分轉移到____溫部分 做功和熱傳遞對改變物體的內能是等效的，一個物體溫度升高，有可能是對物體做了功，也有可能是發生了熱傳遞
做功 能量的______ 物體對外做功或外界對物體做功(摩擦、壓縮等) 對物體做功，物體的內能______；物體對外做功，物體的內能______
(均選填“增大”或“減小”)
轉移
低
高
低
轉化
增大
減小
RJ九年級P8圖13.2－4 你有過這些體驗嗎？這是為什么？
為什么冬天人們常搓手？
下滑時有什么感覺？
空氣推動塞子時，內能減少
RJ九年級P9圖13.2－5乙 做功改變物體的內能
二、比熱容
1.定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比，叫做這種物質的比熱容，用符號________表示．
2.公式：
Q表示________，單位是J.
c表示________，單位是J/(kg·℃).
m表示質量，單位是kg.
Δt＝t－t0，t0表示初溫，t表示末溫，單位是________．
c
熱量
比熱容
℃
3.理解
(1)比熱容是物質的一種屬性，與物質的種類和狀態有關，與質量、體積、溫度等無關．
(2)不同物質的比熱容一般不同
①質量相同的不同物質，當吸收或放出相同熱量時，比熱容________的物質溫度變化較小；
②質量相同的不同物質，當溫度的變化量相同時，比熱容________的物質吸收或放出的熱量多．
大
大
4.水的比熱容
(1)水的比熱容是____________________，它的物理意義：________的水溫度升高(或降低)________所吸收(或放出)的________為4.2×103 J．
(2)應用：調節氣溫(人工湖)、取暖(水做傳熱介質)、冷卻劑等．
5.溫度變化時熱量的計算：溫度升高時Q吸＝cm(t－t0)，溫度降低時Q放＝cm(t0－t).
4.2×103 J/(kg·℃)
1 kg
1 ℃
熱量
三、熱機
1.定義：利用________做功的機械．如蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等．
2.工作原理：化學能―→內能―→機械能
內能
3.四沖程汽油機的工作過程
沖程示意圖
進氣門 打開 ________ ________ 關閉
排氣門 關閉 ________ ________ 打開
火花塞 未點火 ________ ________ 未點火
活塞運動方向 向下 ________ ________ 向上
工作沖程 吸氣沖程 ________ ________ 排氣沖程
能量的轉化 — ________能→________能 ________能→________能 —
工作循環 一個工作循環，活塞往復運動____次，曲軸轉動______圈，對外做功______次；使汽車獲得動力的是______沖程．
關閉
關閉
關閉
關閉
未點火
點火
向上
向下
壓縮沖程
做功沖程
機械
內
內
機械
兩
兩
一
做功
四、燃料的熱值
1.定義：某種燃料______________放出的熱量與其質量之比，叫做熱值，用符號______表示．
2.單位：焦每千克，符號是________；焦每立方米，符號是J/m3.
3.特點：熱值是燃料的一種屬性，與其形狀、體積、質量、是否充分燃燒無關，只與燃料的________有關．
4.燃料完全燃燒時放出的熱量
(1)當q的單位為J/kg時，Q＝mq　適用范圍：固體、液體
(2)當q的單位為J/m3時，Q＝qV　適用范圍：氣體
完全燃燒
q
J/kg
種類
五、熱機的效率
定義：熱機工作時，用來做________的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量________，叫做熱機的效率．
六、能量的轉化及守恒
1.能量守恒定律：能量既不會憑空________，也不會憑空________，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持________．
2.能量的轉化、能量的轉移，都具有____________．
有用功
之比
消滅
產生
不變
方向性
判斷下列說法的正誤.





√
√

√
基礎小實驗
命題點　模塊知識綜合(用紙杯做不同實驗)
1. 如圖甲，在紙杯口蒙上一層薄紙巾，紙杯底部中央戳一個小孔，讓小孔對準“F”光源，可在薄紙巾上觀察到倒立的“F” 圖樣，這是由于光的 形成的；
直線傳播
第1題圖
如圖乙，紙杯中裝滿水，用硬卡片蓋住杯口，用手壓住卡片，倒置紙杯，手離開卡片后，卡片不掉落，證明了 的存在；如圖丙，在紙杯側壁剪開若干個小口，折疊成扇葉狀，將其杯口朝下懸掛在蠟燭正上方，點燃蠟燭后，紙杯旋轉起來，此過程中熱空氣
的 轉化為紙杯的機械能.
第1題圖
大氣壓(或大氣壓強)
內能
【拓展】如圖丁，用手迅速抽出杯子下的紙時，上面的紙杯不會翻倒且 在原位置未動，這是由于紙杯具有 ；如圖戊，兩位同學用紙杯 和棉線制成了一個“土電話”，他們站在相距較遠的地方，在不使用 “土電話”時，其中一位同學小聲講話，另一位同學聽不見；使用“土 電話”時保持聲音響度和距離與上次 (選填“相同”或“不 同”)進行通話，此時能聽到對方的聲音，說明 (選填“固體” 或“氣體”)能傳播聲音，且傳聲效
果更好.
慣性
相同
固體
第1題圖
　比較不同物質吸熱的情況[2020.18(3)]
教材重點實驗
實驗
(1)待加熱物質的要求：質量相等.
(2)相同規格的酒精燈的作用：使相同的時間內，兩種被加熱物質吸收的 熱量相同.
(3)測量儀器：溫度計、秒表、天平.
1. 實驗裝置(如下圖)
2. 實驗方法
通過 反映物質吸收熱量的多少.
3. 實驗結論
不同物質，在質量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量一般 ； 不同物質，在質量相等、吸收的熱量相同時，升高的溫度一般 .
加熱時間
不同
不同
一題多設問
例　為研究水和沙子的吸熱能力，實驗小組同學用如圖甲、乙所示的裝置 進行實驗探究.
(1)本實驗中，除了圖中所給的實驗器材外，還需要的測量工具 是 和 .
(2)實驗前，在兩個完全相同的燒杯中分別裝入初溫和 (選填“質 量”或“體積”)均相同的水和沙子，選擇規格相同的酒精燈進行加熱， 其目的是 1
.
天平
秒表
質量
使水和沙子在相同時
間內吸收的熱量相同
(3)調整好裝置后開始實驗，加熱過程中，用玻璃棒不斷地攪拌是為了使 水和沙子 .
(4)當水和沙子吸收相同的熱量時，可以通過比較 (選填 “加熱時間”或“溫度變化量”)來判斷它們吸熱能力的強弱.
受熱均勻
溫度變化量
例題圖
(5)實驗過程中小組成員每隔1 min測量一次水和沙子的溫度，并將實驗數 據記錄在下表中.其中第4 min時盛有沙子的燒杯中溫度計的示數如圖丙所 示，此時沙子的溫度為 ℃.
36
加熱時間/min 0 1 2 3 4
溫度/℃ 沙子 20 24 28 32
水 20 21 22 23 24
(6)請在圖丁中畫出水和沙子溫度隨時間變化的圖像，分析可得：其他條件相同時，加熱相同時間， 的溫度變化較大， 的吸熱能力較強.
沙子
水
水
沙子
加熱時間/min 0 1 2 3 4
溫度/℃ 沙子 20 24 28 32
水 20 21 22 23 24
(7)分析實驗數據可知，當它們升高相同的溫度時， 需要吸收的熱 量更多， 的比熱容更大.(均選填“水”或“沙子”)
水
水
加熱時間/min 0 1 2 3 4
溫度/℃ 沙子 20 24 28 32
水 20 21 22 23 24
(8)實驗結束后，小組成員認為實驗中水和沙子初溫不同 也可以完成實驗(忽略散熱的影響)，你認為他們的說法是 (選填 “正確”或“錯誤”)的，原因是： .
正確
實驗中比較的是溫度的變化量
熱源穩定，更容易控制相同時間內
水和食用油吸收的熱量相同(合理即可)
真題、副題及變式
　比熱容與熱值(10年9考，多結合其他知識綜合考查)
命題點
1
A. 通過滲水緩解城市熱島效應與水的比熱容較小的特性有關
B. 減弱車輛行駛時產生的噪聲是在人耳處進行的
C. 路面反光是因為發生了漫反射
D. 路面呈微小凹凸是通過增大接觸面粗糙程度來增大摩擦力的
D
A. 燃燒室中燃料燃燒越充分，發動機效率越高
B. 燃料和壓縮空氣混合后，燃料的熱值增大
C. 壓氣機壓縮空氣，空氣的內能減小
D. 高溫高壓氣體推動渦輪轉動時，將機械能轉化為內能
A
　熱學知識綜合題(10年9考，多結合其他知識綜合考查)
命題點
2
A. 剛出鍋的槐花麥飯很燙，是因為麥飯含有的熱量多
B. 槐樹葉看上去呈綠色，是因為葉子吸收了綠光
C. 小明在行駛的車上看到槐樹向后運動，是以地面為參照物的
D. 槐花香氣四溢，是因為分子在永不停息地做無規則運動
D
A. 夏收時節氣溫越高，空氣中的分子熱運動越劇烈
B. 陽光炙烤下的金色麥穗溫度升高，其所含的熱量變多
C. 利用水冷系統給發動機降溫，是因為水的比熱容較大
D. 陽光曝曬下的駕駛室溫度升高，是通過熱傳遞的方式增
加了其內能
第4題圖
B
A. 茶杯受到的重力與桌面對它的支持力是相互作用力
B. 熱茶暖手是通過做功改變物體的內能
C. 茶香襲人是因為分子在永不停息地做無規則運動
D. 綠色的茶葉吸收綠光
第5題圖
C
A. 核反應堆是利用核裂變產生核能的
B. 蒸汽發生器內通過熱傳遞改變水的內能
C. 汽輪機工作時將機械能轉化為內能
D. 發電機的工作原理是電磁感應
C
7. (2021陜西14題3分)2021年5月15日，“天問一號”著陸器成功降落在火 星表面上.降落過程中著陸器與火星大氣摩擦，防護罩溫度 (選填 “升高”“降低”或“不變”)，機械能轉化為 能.接著利用減速傘 減速后拋去防護罩，再啟動推力發動機向下噴氣，如圖所示，此過程中噴 氣對著陸器產生的作用力方向 (選填“向上”或“向下”)，使著 陸器懸停在空中，尋找合適的位置后降落.
升高
內
向上
附：在載荷一定的情況下，為使長征五號遙四運載火箭獲得足夠大的飛行能 量，選用的燃料應該具有較大的 .(2019陜西24題)
熱值
8. (2024副題13題3分)如圖甲，將水桶平放在地面上，向桶中倒入少量酒 精，點燃酒精后，水桶向后噴出燃氣并加速向前運動，此過程中，內能轉 化為 能，該能量轉化過程與汽油機 沖程的相同.燃氣停 止噴出后，迅速堵住水桶口，在 的作用下，水桶 變扁，如圖乙所示.
第8題圖
機械
做功
大氣壓強(或大氣壓)
　基礎小實驗[2020.18(3)]
命題點
3
9. [2019副題30(2)題1分]如圖所示，迅速下壓活塞，硝化棉立即燃燒，表 明 可以改變物體的內能.
第9題圖
做功
10. [2020陜西18(3)題2分]如圖是探究不同物質吸熱升溫現象的實驗裝置. 將質量和初溫都相同的a、b兩種液體，分別裝入鴛鴦鍋左右兩側鍋體中 (中間隔擋加裝了隔熱層)，用電磁爐加熱.該裝置可以較好地控制a、b兩 種液體在相同加熱時間內 相同.加熱時，若a液體升溫較 快，則表明 (選填“a”或“b”)液體吸熱本領較強，比熱容較大.
第10題圖
吸收的熱量
b
　熱學相關計算(10年8考)
命題點
4
11. (2023陜西14題4分)在標準大氣壓下，使用煤氣灶將2 kg的水從20 ℃加 熱到100 ℃，水吸收的熱量是 J，若不計熱量損失，此過程 需要完全燃燒 kg的煤氣，這是通過 的方式增加了水 的內能.未使用完的煤氣的熱值 (選填“變大”“變小”或“不 變”).[水的比熱容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，煤氣的熱值q煤氣＝
4.2×107 J/kg]
6.72×105
0.016
熱傳遞
不變
12. (2019副題26題2分)2018年12月20日，西安市啟用一批純甲醇出租車， 與傳統出租車相比更清潔、環保.經相關部門測定：同一路況，每百公 里，該款出租車耗甲醇14 L，同款轎車耗汽油8 L. 完全燃燒8 L汽油放出 的熱量是 J；若兩車發動機的效率相等，計算可知甲醇的 熱值約為 J/kg.(ρ汽油＝0.7×103 kg/m3，ρ甲醇＝
0.8×103 kg/m3，q汽油＝4.6×107 J/kg)
2.576×108
2.3×107
13. (2022陜西23題9分)今年“五一”假期，小剛同學家購買了一款如圖甲 所示的戶外分體式燃氣爐，準備去戶外野炊.該燃氣爐的銘牌如圖乙所 示，其中功率4 500 W是指氣體燃料完全燃燒時燃氣爐每秒放出4 500 J的 熱量.
(1)氣體燃料在常溫下是通過 的方式液化存儲在儲氣罐內.使 用過程中，罐體溫度變低是因為燃料發生汽化時要 (選填“吸 收”或“放出”)熱量.
壓縮體積
吸收
13. (2022陜西23題9分)今年“五一”假期，小剛同學家購買了一款如圖甲 所示的戶外分體式燃氣爐，準備去戶外野炊.該燃氣爐的銘牌如圖乙所 示，其中功率4 500 W是指氣體燃料完全燃燒時燃氣爐每秒放出4 500 J的 熱量.
第13題圖
(2)在標準大氣壓下，用該燃氣
爐將1 L水從25 ℃加熱到沸騰
用時140 s ，燃氣爐燒水時的效
率是多少？已知水的密度為
1.0×103 kg/m3，水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃).
13. (2022陜西23題9分)今年“五一”假期，小剛同學家購買了一款如圖甲 所示的戶外分體式燃氣爐，準備去戶外野炊.該燃氣爐的銘牌如圖乙所 示，其中功率4 500 W是指氣體燃料完全燃燒時燃氣爐每秒放出4 500 J的 熱量.
(3)小剛注意到爐頭上標有
參數：15字樣，他查閱說明書
得知，該參數表示的是：燃氣
爐功率[單位：瓦(W)]與耗氣量
[單位：克/時(g/h)]之比的數值
為15，計算該燃氣爐所使用燃料的熱值是多少？
Q'＝Pt2＝4 500 W×3 600 s＝1.62×107 J
燃氣爐功率與耗氣量之比的數值為15，則1 h內燃氣爐消耗燃料的質量
由Q＝mq得，燃料的熱值
(其他答案合理均可得分)
13. (2022陜西23題9分)今年“五一”假期，小剛同學家購買了一款如圖甲 所示的戶外分體式燃氣爐，準備去戶外野炊.該燃氣爐的銘牌如圖乙所 示，其中功率4 500 W是指氣體燃料完全燃燒時燃氣爐每秒放出4 500 J的 熱量.
(4) 小剛同學打算展示在勞動課上學習的烹飪技能，為家人做頓可口飯菜，表中是他出發前做的規劃，則小剛至少應攜帶幾個如圖丙所示的新儲氣罐？
第13題圖丙
內容 每次耗時/min 次數/次
炒菜 8 3
煮湯 10 1
燒水 3 2
(4)由題意知，物料總加熱時間t總＝3×8 min＋1×10 min＋2×3 min
＝40 min＝2 400 s
2 400 s內燃氣爐放出的熱量
Q總 ＝Pt總＝4 500 W×2 400 s＝1.08×107 J
由Q＝mq得，2 400 s內消耗燃料的質量
(1分)
(1分)
(其他答案合理均可得分)
第13題圖丙
14. (2021陜西23題9分)暑假期間，小明和家人自駕去秦始皇兵馬俑博物館 參觀.
(1)全家人上車后，汽車對水平地面的壓強比空載時 .
(2)若該車在某段水平路面上勻速行駛10 min，牽引力做功4.8×107 J，此 過程中牽引力的功率是多大？
大
14. (2021陜西23題9分)暑假期間，小明和家人自駕去秦始皇兵馬俑博物館 參觀.
(3)到達目的地，他們將車停放在露天停車場后進入博物館參觀.參觀完畢 準備返回時，打開車門發現車內溫度特別高，無法立刻進入.回家后小明 想探究太陽暴曬對車內空氣溫度的影響，他回想起曾經看過的一檔科普電 視節目做過的實驗，實驗測得太陽暴曬下，3～5 min車內溫度就能達到 40～50 ℃.通過回看該節目，他獲取了一組有關太陽輻射和小汽車的數據：夏天正午時，某城市地表上每秒每平方米獲得的太陽輻射能量約500 J，
其中能使物體吸熱升溫的主要是紅外輻射，其能量約占太陽輻射能量的一半.小汽車的有效吸熱面積約為8 m2，車內空氣體積約為2 m3 ，車內空氣
吸熱效率約為50%.
①小明根據節目所給數據，計算出了理論上一定時間內車內空氣升高的溫 度，并通過查閱資料了解到車內空氣升溫受車輛散熱、空氣流通等諸多因 素影響，綜合分析得出節目實測結果是可信的.請你寫出理論上1 min車內 空氣升高溫度的計算過程[ρ空氣＝1.3 kg/m3，c空氣＝1.0×103 J/(kg·℃)， 結果保留一位小數].
(3)①車內空氣1 min吸收的熱量
Q＝500 J/(s·m2)×60 s×8 m2×50%×50%＝6×104 J(2分)
m＝ρ空氣V＝1.3 kg/m3×2 m3＝2.6 kg(1分)
由Q＝cmΔt可得，1 min車內空氣升高的溫度
用物體對汽車進行遮
擋(如：遮擋全車、車頂、車窗、前后擋風玻璃等)；在車內鋪放濕毛巾；
在保證停車安全的前提下，車窗不要關嚴，留出一定縫隙等.(其他答案合
理均可得分)(2分)

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