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第十章　机械能、内能及其转化
第五节　调查燃料的利用及其对环境的影响
课前自主预习
课堂分类训练
课后巩固提升
目
录
课前自主预习
一、认识常见的燃料
1．能够燃烧的物质称为________。在燃烧过程中，燃料的________能转化为________能。
2．一定质量的某种燃料________燃烧，____________________________
______与其________的比叫作这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性，与______________有关，与燃料的质量和燃烧程度无关。
3．焦炭的热值为2.9×107 J/kg，其物理意义是______________________
________________。
4．热值的计算公式为q＝________。
燃料　
化学　
内
完全　
化学能转化为内能的量(放出的热量)　
质量　
燃料的种类
1 kg焦炭完全燃烧放出的热量为2.9×107 J
　
二、了解燃料的利用效率
5．热机用来做__________的那部分能量，与燃料____________________
之比，叫作热机的效率。热机效率的计算公式为η＝________。
6．锅炉__________的热量与燃料___________________之比，叫作锅炉
的效率。锅炉效率的计算公式为η＝________。
7．尽可能地让燃料____________，尽可能地减少各种热量________，可有效提高燃料的利用效率。
有用功　
完全燃烧释放的能量
　
有效利用　
完全燃烧放出的热量
　
充分燃烧　
散失
三、认识燃料的利用对环境的影响
8．燃料在燃烧时会产生__________等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生________和____________，它们是大气污染的主要来源。大气中的____________和____________溶于水发生化学变化，会产生________，危害农作物、森林以及湖泊中的生物。化石燃料过多燃烧排放出大量的__________，还会导致____________加剧。
二氧化硫　
烟尘　
一氧化碳　
二氧化硫　
氮氧化物　
酸雨　
二氧化碳　
温室效应
课堂分类训练
知识点一　认识常见的燃料
1．液态氢可以作为火箭燃料，是因为液态氢的________较大。
2．汽油的热值为4.6×107 J/kg，表示______________________________
______________。40 g汽油完全燃烧放出的热量为____________J。
3．一个成年人某次参加长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J，这些能量完全燃烧0.55 kg干木柴才能得到，则干木柴的热值为__________J/kg。一堆干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
热值
1 kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J　
1.84×106
1.2×107　
不变　
知识点二　了解燃料的利用效率
4．下列关于热值和热机效率的说法正确的是(　　)。
A．使燃料燃烧更充分，可以增大燃料的热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率通常为100%
D．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
5．小明利用家中的燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率。他将1 kg水从20 ℃加热到60 ℃，消耗了0.01 m3天然气(假设天然气完全燃烧)，已知水的比热容为c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4×107 J/m3，则此次燃气灶烧水的效率为________。
B　
42%　
知识点三　认识燃料的利用对环境的影响
6．保护环境，控制大气污染，已成为社会共识。下列说法错误的是
(　　)。
A．大气污染的主要来源是烟尘、废气
B．改进燃烧设备，加装消烟装置，可以减少烟尘的排放量，从而减轻大气污染
C．将一家一户排放的烟气集中起来排入高空，可减少大气污染
D．城市集中供热和普及天然气的使用，有利于环境保护
C
课后巩固提升
基础巩固(A组)
1．关于燃料及其热值，下列说法正确的是(　　)。
A．燃料没有燃烧时，其热值等于零
B．燃料完全燃烧时，其热值最大
C．燃料的热值与燃料的质量、燃烧程度无关
D．燃料燃烧时，温度越高，放出的热量越多
C　
2．可燃冰是一种新型能源，在同等条件下，可燃冰燃烧放出的热量比煤和石油要高出数十倍，这说明可燃冰的________很大。以10倍的关系粗略计算，若1 kg煤完全燃烧放出的热量为3.36×107 J，则1 kg可燃冰完全燃烧放出的热量为__________J，利用这些热量可以将________kg的水从20 ℃加热至100 ℃。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
3．利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝。若从1 t垃圾中提炼出140 kg燃料油，该燃料油的热值为4.5×107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧时放出的热量为__________J，这些热量可以使________kg的水温度升高50 ℃。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
热值　
3.36×108　
1 000
6.3×109　
30 000
4．在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中：
(1)燃料充分燃烧放出热量的多少不是只与燃料的种类这一因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的________相等。实验中控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于___________________________________
_________________。
图10－5－1
(2)图10－5－1是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是______________________________________________。
质量　
通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量　
温度计的玻璃泡没有浸没在烧杯内的水中
(3)小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好停表。在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作：
①同时点燃酒精和碎纸片。
②保证酒精和碎纸片燃烧的时间相同，读取温度计的示数。
③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，读取温度计的示数。
小红认为上述操作中，操作________是错误的。小明根据正确操作获得的数据计算出了燃料的热值，发现计算结果小于燃料的实际热值，原因是______________________________________________________。
②　
燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中
能力提升(B组)
5．下列有关热现象的说法正确的是(　　)。
A．0 ℃的冰熔化成0 ℃的水，温度不变，内能不变
B．提高热机效率的途径之一是尽量减少由于摩擦而损失的能量
C．在四冲程汽油机工作的过程中，吸气、做功、排气这三个冲程是靠飞轮的惯性来协助完成的
D．1 kg汽油燃烧时放出的热量就是汽油的热值
B　
6．小双在老师的指导下进行了以下实验：甲、乙两烧杯各装100 g水，用酒精灯加热甲烧杯内的水，用煤油灯加热乙烧杯内的水，直至烧杯内的水沸腾1 min熄灭灯，测得消耗酒精4 g，消耗煤油2.5 g。她根据实验数据绘制了水温与加热时间的关系图像，如图10－5－2所示。若水沸腾前质量不变，同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等，q酒精＝3.0×107 J/kg，q煤油＝4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，则下列说法正确的是(　　)。
A．在整个过程中，甲烧杯内的水吸收的热量更多
B．0~3 min内，乙烧杯内的水吸收的热量为3.36×104 J
C．消耗的煤油完全燃烧放出的热量为1.15×108 J
D．酒精灯加热的效率为28%
　图10－5－2
B　
7．我国部分农村地区使用液化石油气烧水煮饭。小望在家用液化石油气将体积为2 L、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，水吸收的热量为____________J。若此过程的热效率为40%，则消耗液化石油气___________m3。［ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，液化石油气的热值取4.0×107 J/m3］
6.72×105
　0.042
实践创新(C组)
8．【核心素养|科学思维】图10－5－3是我国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600。若该飞机以270 km/h的速度匀速直线航行20 min，消耗航空燃油1.35 t，飞机发动机的功率为2.25×107 W，航空燃油的热值为4×107 J/kg，求：
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
(2)飞机在航行过程中所受的阻力大小。
(3)发动机的效率。
图10－5－3
(1)5.4× 1010 J　
(2)3×105 N　
(3)50%
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第十章　机械能、内能及其转化
第二节　内能
课前自主预习
课堂分类训练
课后巩固提升
目
录
课前自主预习
一、物质结构的微观模型
1．常见的物质是由大量________组成的。分子非常小，如果把分子看
成小球，一般分子的直径大约只有________m。
2．两种不同的物质可以自发地彼此进入对方，这种现象称为________。该现象说明了____________________。温度越高，分子运动越________，扩散越________。
3．分子之间存在着相互作用的________力和________力。
分子　
10－10
扩散　
分子是在运动着的　
剧烈　
快
引　
斥　
二、固体、液体和气体的特征
4．固体、液体和气体中的分子间距不同，分子间的__________不同，在是否具有确定的________、是否具有确定的________、是否具有_______
性方面也存在差异。
作用力　
形状　
体积　
流动
三、物体的内能及其变化
5．物体内所有分子的____________与____________的总和叫作物体的内能。物体的内能与物体的________、质量和状态等有关。在其他条件都相同时，物体的温度升高，内能________；在其他条件都相同时，物体的质量越大，内能________。
6．热传递是热从________物体传到________物体(或从物体的高温部分传到低温部分)的过程。物体间发生热传递的条件是两物体之间存在________差。
分子动能　
分子势能　
温度　
增大　
越大
高温　
低温　
温度　
7．改变物体内能的方式有__________和________。热传递改变物体内能的实质是内能的________，做功改变物体内能的实质是内能与其他形式的能的相互________，这两种方式在改变物体内能上是等效的。
8．物体吸热或放热过程中所传递的________叫作热量。热量通常用符号________表示，单位是________________。
热传递　
做功　
转移　
转化
能量　
Q　
焦耳(或焦，或J)
课堂分类训练
知识点一　物质结构的微观模型
1．在公共场所吸烟，不仅损害自身健康，还影响其他人。其他人能闻到烟味是因为这是一种________现象。该现象说明分子在____________
______________________。
2．封闭在注射器内的空气被压缩到一定程度就很难再被压缩，这是因为分子之间存在________(选填“引力”或“斥力”)。
扩散　
永不停息地做无规则运动
斥力　
3．如图10－2－1甲所示，在一个烧杯中装半杯冷水，在另一个同样的烧杯中装等量的热水，同时向两个烧杯中各滴入一滴红墨水，发现热水变红的速度更快，这说明了分子运动快慢跟________有关。如图10－2－1乙所示，将两个铅柱的底面削平，然后紧紧地压在一起，在下面吊一个重物都不能把它们拉开，这说明了分子之间存在________(选填“引力”或“斥力”)。
图10－2－1
温度　
引力　
知识点二　固体、液体和气体的特征
4．三态物质的分子结构模型如图10－2－2所示，下列说法正确的是
(　　)。
A．气态物质分子之间的作用力很大，
各分子不能彼此靠近
B．固态物质分子之间的距离很小，作用力很大，不能变成液态
C．固态物质分子之间的作用力很大，分子在各自的平衡位置处于平衡状态
D．液态物质分子之间的距离略大，作用力略小，分子位置不固定，有一定的体积，没有确定的形状
图10－2－2
D　
知识点三　物体的内能及其变化
5．古人钻木取火的情景如图10－2－3所示，下列情况中改变内能的方式与其不同的是(　　)。
A．冬天搓手取暖
B．小朋友滑滑梯时臀部发热
C．把热鸡蛋放在冷水中冷却
D．压缩空气使其内能增大
图10－2－3
C　
6．如图10－2－4所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向后喷出，气球向前运动。此过程中(　　)。
A．气球的弹性势能增大
B．喷出的气体内能减少
C．喷出的气体分子热运动加剧
D．喷出的气体向外界传热
图10－2－4
B　
7．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　　)。
A．内能越大的物体所含的热量一定越多
B．温度相同的物体接触时也可以发生热传递
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．同一物体在同一状态下，温度降低，内能减少
D
课后巩固提升
基础巩固(A组)
1．【安全健康】随着生活水平的提高，人们对生活环境越来越关注。PM2.5是指空气中直径小于等于2.5 μm的颗粒物，它浮在空中，被人吸入后会进入血液，对人体造成伤害。下列关于PM2.5的说法正确的是(　　)。
A．温度低于0 ℃时，PM2.5不具有内能
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．颗粒之间存在分子的相互作用力
D．PM2.5是由大量分子组成的
D　
2．关于热现象，下列说法正确的是(　　)。
A．秋季校园里丹桂飘香，说明了分子之间存在引力
B．用砂纸打磨墙面，是通过热传递的方式改变物体的内能的
C．暑假期间，筱筱在家学做菜，厨房里菜香四溢，说明了分子在不停地做无规则运动
D．冬天用热水袋暖手，是通过做功的方式改变物体的内能的
C　
3．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　　)。
A．在其他条件都相同时，物体的温度降低，内能减少
B．外界对物体做功，物体所含的热量增加
C．温度高的物体比温度低的物体内能大
D．物体的内能减少，一定是放出了热量
4．盛夏，公园里荷花盛开，人们纷纷到公园观赏。靠近荷花花朵时能闻到花香，是因为分子在永不停息地做__________运动。当荷叶上的两滴水珠相遇时，能汇合成一滴较大的水珠，是因为分子之间存在______
(选填“引力”或“斥力”)。
A
无规则　
引力
5．妈妈购买了一个儿童驱蚊手环，刚撕开包装袋就闻到驱蚊剂的味道，这是________现象。温度越高，气味越明显，是因为温度越高，分子无规则运动越________。
6．【传统文化】图10－2－5是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒内时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过________的方式使筒内空气的内能________，温度升高，达到艾绒的燃点。
　图10－2－5
扩散　
剧烈　
做功　
增大
7．关于图10－2－6中的情景，下列说法正确的是(　　)。
A．甲：下压活塞压缩空气，硝化棉燃烧，
是通过对硝化棉做功的方式来改变其内能的
B．乙：用打气筒向瓶内打气，瓶内的空气
推开瓶塞，内能减少，温度降低，瓶口出现
“白气”，这是汽化现象
C．丙：抽出玻璃板，下面的瓶中出现红棕色二氧化氮气体，不能证明气体之间可以发生扩散现象
D．丁：悬挂重物不能把两铅柱分开，说明分子之间既有引力又有斥力
能力提升(B组)
图10－2－6
C　
8．如图10－2－7所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速下压活塞，观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中，下列说法正确的是(　　)。
A．气体的内能转化为活塞的机械能
B．筒内气体的温度降低
C．筒内气体的内能不变
D．活塞对筒内的气体做了功
图10－2－7
D　
9．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　　)。
A．温度高的物体含有的热量多
B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
C．气体膨胀对外做功，自身的内能会减少
D．在热传递过程中，温度从高温物体传到低温物体
C
实践创新(C组)
10．【核心素养|科学探究】为了证明分子之间有引力，小明在实验室中把两个铅柱的底面削平、削净，然后紧紧地压在一起，在其下方悬挂重物，如图10－2－8所示。铅柱A和铅柱B所受的重力均为2 N，两个铅柱接触面的面积为3 cm2，当悬挂的重物所受的重力为20 N时，两个铅柱没有被拉开。于是，小明认为这个实验证明了分子之间存在引力。
小华观测到该实验室的大气压为1×105 Pa，于是她认为两个铅柱
之所以没被拉开，是因为大气压的作用。请你利用所学知识和上
述数据，判断小明做的铅柱实验能否证明分子之间存在引力。请
写出计算、推理过程和结论。
图10－2－8
把两个铅柱的底面削平、削净，然后紧紧地压在一起，是为了使两个铅柱之间没有空气，与铅柱B底面接触的大气会对铅柱B有向上托的力，由公式p＝得铅柱B底面受到的大气压力(即对铅柱B的托力)F＝pS＝1×105 Pa×3×10－4 m2＝30 N。
悬挂的重物所受的重力为20 N，铅柱B所受的重力为2 N，则二者总重G总＝20 N＋2 N＝22 N。
由于大气对铅柱B的托力大于重物和铅柱B所受的总重力，所以小明做的铅柱实验不能证明分子之间存在引力。
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第十章　机械能、内能及其转化
第一节　机械能
课前自主预习
课堂分类训练
课后巩固提升
目
录
课前自主预习
一、能
1．物体能对外________，我们就说这个物体具有________。能量简称________，通常用符号________表示。
2．物体____________越多，它具有的能就越________。
3．在国际单位制中，能量的单位是________，简称________。
做功　
能量　
能　
E　
能够做的功　
多
焦耳(J)　
焦
二、动能和势能
4．物体由于________而具有的能叫作动能。物体动能的大小与物体的________和________________有关。物体的________越大、___________
越大，它的动能就越大。
5．受到重力作用的物体被举高后具有的能叫作重力势能。物体重力势能的大小与物体的________和____________________有关。物体_______
越大，____________越高，物体的重力势能就越大。
6．具有弹性的物体由于发生__________而具有的能叫作弹性势能。
同一弹性物体的__________越大，它的弹性势能就越大。
运动　
质量　
运动速度大小　
质量　
运动速度
质量　
所处位置的高度　
质量　
所处位置
弹性形变　
弹性形变
三、机械能及其转化
7．________、__________和__________统称为机械能。物体的动能和势能之间是可以相互________的。在只有动能和势能相互转化的过程中，_______________保持不变，即机械能________。
8．做功过程的实质是________________的过程，功是____________的量度。
动能　
重力势能　
弹性势能　
转化　
机械能的总量　
守恒
能量转化或转移　
能量变化
课堂分类训练
知识点一　能
1．下列关于能量的说法正确的是(　　)。
A．做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
B．做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
C．能够做功的物体具有能量，但不一定正在做功
D．能量多的物体做的功一定多
C
知识点二　动能和势能
2．在横线上写出下列物体具有什么形式的机械能。
(1)高速升空的火箭：______________。
(2)弹弓上被拉长的橡皮筋：________。
(3)被拦河坝拦住的上游水：________。
(4)被竖直上抛后到达最高点的小球：____________。
动能、重力势能　
弹性势能　
重力势能　
重力势能
图10－1－1
3．跳水运动中蕴含着许多物理知识。图10－1－1是跳板跳水的部分场景，下列说法正确的是(　　)。
A．运动员用力下压跳板的过程中，
跳板的弹性势能减小
B．运动员被跳板向上弹起的过程中，
重力势能减小
C．运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小
D．运动员从最高点下落的过程中，动能增大，重力势能也增大
C　
4．目前，我国的无人机技术处于世界领先水平。如图10－1－2所示，送快递的无人机匀速上升时，它相对于地面是________(选填“运动”或“静止”)的，它的动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)，它的重力势能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
图10－1－2
运动　
不变　
增大
5．洒水车沿水平街道匀速行驶，将水洒向路面。在此过程中，它的动能________，重力势能________(以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”)，这是因为________________________。
减小　
减小　
它的质量减小，水位降低
6．为了探究影响动能大小的因素，实验小组利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图10－1－3所示的探究实验。
图10－1－3
(1)该实验所探究的物体的动能是指________(选填“钢球”或“木块”)的动能。
(2)由甲、乙两实验可知，当物体的质量相同时，它的________越大，动能越大。
(3)在甲、丙两实验中，让不同质量的钢球从同一斜面的____________由静止滚下，目的是___________________
__________________。可得出结论：__________________
________________________。
钢球　
运动速度　
同一高度处　
使钢球运动到水平面时的速度相同　
物体的速度相同时，它的质量越大，动能越大　
(4)若水平面光滑，本实验________(选填“能”或“不能”)达到实验目的。
不能
知识点三　机械能及其转化
7．射箭时，运动员释放弓弦将箭射出，弓弦的弹性势能转化为箭的________能。
8．图10－1－4是某运动员自由式滑雪的频闪照片，运动员在腾空转体过程中，他的运动状态________(选填“会”或“不会”)发生改变；在下落过程中，他的__________能转化为________能，不计空气阻力，他的动能与重力势能之和________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
图10－1－4
动　
会　
重力势　
动　
不变　
9．如图10－1－5所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来，让橡皮贴着自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，却不会碰到鼻子。下列说法正确的是(　　)。
A．橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B．橡皮摆动到最低点时动能最小
C．橡皮在向下摆的过程中，重力势能转化为动能
D．橡皮在向上摆的过程中，重力势能转化为动能
图10－1－5
C
课后巩固提升
基础巩固(A组)
1．北京时间2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在减速下落的过程中(　　)。
A．动能减少，重力势能不变
B．动能不变，重力势能减少
C．机械能不变
D．机械能减少
D　
图10－1－6
2．如图10－1－6所示，一个平底碗位于水平地面上，一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点。在此过程中，蚂蚁的(　　)。
A．动能先变小后不变
B．动能变大
C．重力势能先变小后不变
D．重力势能不变
C　
3．掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。图10－1－7为小球在地面上弹跳的频闪照片，下列说法不正确的是(　　)。
A．小球越跳越低，说明小球的机械能逐渐减少
B．从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能
C．经过相同高度的B、C两点时，小球的重力势能相同
D．经过相同高度的B、C两点时，小球的动能相同
图10－1－7
D
4．让常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上，按下按钮后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图10－1－8甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A．按下后放手”“B．获得一个向上的速度”“C．向上运动到达最高点”三个阶段，如图10－1－8乙所示。圆珠笔在A→B阶段，
__________转化为动能；圆珠笔在B→C阶段，动
能转化为__________。
图10－1－8
弹性势能　
重力势能
5．【安全健康】高空抛物、坠物事件严重威胁着人民群众的生命财产安全，原因是物体所处的位置越高，所具有的重力势能越________(选填“大”或“小”)，当高处的物体坠落时，重力势能转化为________能，从而带来安全隐患。
6．单板滑雪大跳台比赛场地简化如图10－1－9所示，AC为助滑道，B点为AC的最低点。运动员从A点由静止开始滑下到达B点的过程中(不考
虑一切阻力)，重力势能转化________能，机械能________(选填“增大”
“减小”或“不变”)。
　图10－1－9
大　
动　
动　
不变
能力提升(B组)
7．如图10－1－10所示，将弹簧的左端固定，在其右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球被由静止释放的位置，b是小球在弹簧原长时的位置，c是小球到达最右端时的位置。小球从a位置运动到c位置的过程中，在________(选填“a”“b”或“c”)位置的机械能最大；从b位置运动到c位置的过程中，小球的动能转化为弹簧的____________。
图10－1－10
b　
弹性势能
8．如图10－1－11甲所示，过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图10－1－11乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车在________点的动能最大，在B点的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)在E点的动能。在这个过程中，过山车的机械能是________(选填“变化”或“不变”)的。
图10－1－11
C　
等于　
变化　
9．体育课上小堂进行传接排球训练，他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图10－1－12所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点的高度相同。不计空气阻力，则排球在a点的机械能________(选填“大于”“小于”或“等于”)在d点的机械能，排球在________点的重力势能最大。
图10－1－12
等于
　b
10．小明通过如图10－1－13所示的实验研究“动能的大小与物体运动的速度是否有关”。
(1)质量相同的小球从斜面上不同高度处由
静止滚下，到达水平面时的速度是________
(选填“相同”或“不同”)的。
(2)甲实验中，让小球从斜面顶部由静止滚下，观察到木块被撞出了一段距离。乙实验中，让小球从斜面中部由静止滚下，观察到木块被撞出的距离比甲实验中的距离________(选填“长”或“短”)。由上述现象我们可以得出结论：同一物体，________________，动能越大。
图10－1－13
不同　
短　
运动速度越大　
11．【核心素养|科学探究】手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度处由静止释放，利用手机记录乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图10－1－14所示。下列说法正确的是(　　)。
A．每次碰撞发声的时间间隔相等
B．整个过程中乒乓球的机械能不变
C．乒乓球每次弹起时的动能依次减小
D．乒乓球每次与台面碰撞时的最大形变程度相同
实践创新(C组)
图10－1－14
C
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第十章　机械能、内能及其转化
第六节　能量转化与守恒
课前自主预习
课堂分类训练
课后巩固提升
目
录
课前自主预习
一、各种形式的能量
1．能量是与物质____________有关的物理量，物质不同的____________对应着不同的能量。
二、能量守恒定律
2．自然界中不同形式的能量之间可以相互________。
3．能量既不会凭空________，也不会凭空产生，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到其他物体，在转化和转移过程中，能量的总和__________。这就是能量守恒定律。
运动形式　
运动形式　
转化
消失　
转化　
转移　
保持不变　
4．能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。能量守恒定律的发现使人们认识到任何形式的“永动机”是__________制成的。
三、能量转化的方向性
5．能量转化的过程可以自发地朝某个方向进行，却不能自发地向相反方向进行，如热量可以自发地从________物体传到________物体，但不会自发地从________物体传到________物体。自发的能量转化和转移过程具有一定的__________，即自然进行的能量转化和转移过程是_______
的。
不可能
高温　
低温　
低温　
高温　
方向性　
不可逆
课堂分类训练
知识点一　各种形式的能量
1．关于能量，下列说法错误的是(　　)。
A．自然界中一切物质都有能量
B．物质运动的多样性决定了能量形式的多样性
C．静止在南极的冰山没有能量
D．飘在空中的热气球具有机械能
C　
2．物质不同的运动形式对应着不同的能量。例如：公路上奔驰的汽车具有________能；高温铁水具有________能；太阳能路灯先把太阳能转化为________能，再将其转化为光能。
3．在横线上填数字序号，使下列自然现象或物质与所具有的主要能量形式对应。
①风力　②闪闪的萤火虫　③地热　④闪电　⑤煤
(1)光能：________。
(2)机械能：________。
(3)内能：________。
(4)化学能：________。
动　
内　
电
②④　
①　
③　
⑤
知识点二　能量守恒定律
4．关于能量守恒定律，下列说法正确的是(　　)。
A．能量可以凭空消失
B．能量可以凭空产生
C．能量在转化和转移过程中，总量保持不变
D．热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律
C　
图10－6－1
5．图10－6－1反映了一台机器正常工作时能量的流向情况，下列说法错误的是(　　)。
A．该图说明了能量可以发生转化
B．该图说明了能量可以发生转移
C．该机器遵循能量守恒定律
D．该机器的效率一定为75%
D
6．图10－6－2展示了一种玩具——饮水鸟，它的神奇之处在于：在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起来；可是直立一会儿它又会俯下身去，嘴浸到水里，“喝”了一口后，又会直立起来……饮水鸟这种“自动喝水”的现象________(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律。
图10－6－2
遵循　
知识点三　能量转化的方向性
7．学习了能量转化与守恒知识后，同学们在一起梳理知识时，根据生活经验，交流了下列想法，你认为正确的是(　　)。
A．各种形式的能量都可以自发地相互转化
B．一个单摆摆动多次后最终停了下来，说明能量的总量逐渐减少
C．空调既可以制热也可以制冷，说明能量的转化和转移没有方向性
D．用高压灭菌锅蒸煮医疗器械时，将电能转化为内能
D
8．图10－6－3是四冲程汽油机的________冲程。汽车尾气带走的能量________(选填“能”或“不能”)自动汇集回来并转化成燃料的化学能，这反映了能量的转化具有__________。
图10－6－3
排气　
不能　
方向性
课后巩固提升
基础巩固(A组)
1．关于运动和能量，下列说法不正确的是(　　)。
A．分子的热运动使物体具有了机械能
B．参照物的选择应根据需要和方便来确定
C．利用能量的过程就是能量转化或转移的过程
D．物质不同的运动形式对应着不同的能量
A　
2．自然界中物质的各种运动都是各种能量的转化或转移过程。下列有关能量的说法正确的是(　　)。
A．自然界中的任何一种能量都可以自发地完全转化为另一种能量
B．静止在地面上的物体因为没有做功，所以不具有能量
C．在热机的压缩冲程中机械能转化为内能
D．由能量守恒定律可知，随着科技的发展，“永动机”是可以制成的
C　
图10－6－4
3．有人设想的“永动机”如图10－6－4所示，下列对该装置及其能量的分析正确的是(　　)。
A．能量的总和是不变的，我们不需要节约能源
B．如果没有能量补充，该装置最终会停下来
C．根据能量守恒定律，该装置可以一直转动下去
D．该装置中小球的动能和重力势能不会相互转化
B
4．我国在能源的合理开发与利用方面取得了举世瞩目的成就。随着电动汽车的发展，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将________能转化为电能，再将电能转化为________能储存在蓄电池里。
5．汽车在刹车过程中，机械能减少，转化为轮胎、地面和空气的________能，这些能量不能再自动地用来驱动汽车，是因为能量的转化和转移具有________性。
机械　
化学　
内　
方向
6．各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化或转移。
(1)根据能量守恒定律，在能量发生转化或转移的过程中，能量的总和是________(选填“变化”或“不变”)的。
(2)能量的转化是有方向性的。按能量转化的顺序将图10－6－5中的物质进行排序：________→________→________→________。
图10－6－5
不变　
②　
①　
③　
④
能力提升(B组)
7．下列能量转化或转移的情景中仅发生能量转移的是(　　)。
A．燃料燃烧放热
B．用热水袋取暖
C．钻木取火
D．电动机带动水泵把地下水送到地面
B　
8．下列关于能量转化与守恒的说法错误的是(　　)。
A．从高山上滚下的石块速度越来越大，石块的重力势能转化为动能
B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能
C．热机工作时，将内能转化为机械能
D．人们对太阳能的开发和利用说明能量可以凭空产生
D　
图10－6－6
9．图10－6－6是小球在地面上弹跳的频闪照片，下列说法正确的是
(　　)。
A．小球弹起的高度越来越小，说明自然界中的能量不守恒
B．根据能量守恒定律，在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能
D．此过程说明了能量守恒定律是需要一定的条件才能成立的
C　
实践创新(C组)
10．【核心素养|科学探究】用铜片(两个)、热电偶、风扇组成一个电路，铜片1插在90 ℃的热水中，铜片2放在空气中，如图10－6－7所示，经过半分钟左右风扇发生转动，这就是温差发电现象。下列有关该实验过程的说法正确的是(　　)。
A．温差发电的实质是内能转化为电能
B．温差发电不遵循能量守恒定律
C．热水的内能全部转化成风扇的机械能
D．两个铜片有温度差，风扇就会转动
图10－6－7
A　
11．【核心素养|科学态度与责任】曾经发生过“加水就能跑的神车”热点事件，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高，目前仍处在试验阶段)，但被曲解为“加水就能跑”。下列对该事件的看法错误的是(　　)。
A．氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能
B．水解制氢的过程一定要消耗其他能量
C．对于热点事件，要科学看待，不能盲从，更不能以讹传讹
D．该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源
D
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第十章　机械能、内能及其转化
第四节　热机
课前自主预习
课堂分类训练
课后巩固提升
目
录
课前自主预习
一、热机的种类
1．将燃料燃烧产生的高温、高压气体的________转化为__________的机器，统称为热机。
2．常见的内燃机通过燃料在机器________燃烧，把内能转化为机械能，通常包括________机和________机两大类。
3．喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压气体，这种气体从发动机尾部以极高的速度喷出，从而产生很大的__________推动机身向前运动。喷气发动机又分为________________和________________两类。
内能　
机械能　
内部　
汽油　
柴油
反冲推力　
空气喷气发动机　
火箭喷气发动机
二、汽油机
4．四冲程汽油机的一个工作循环有________个冲程，按顺序分别为____________、____________、____________和____________。在一个工作循环中，活塞往复运动________次，曲轴转动________周，燃气对外做功________次。
5．四冲程汽油机的一个工作循环中，压缩冲程把________能转化为________能，做功冲程把________能转化为________能。除做功冲程外，其他冲程都是靠飞轮的________协助完成的。
四　
吸气冲程　
压缩冲程　
做功冲程　
排气冲程　
两
两　
一
机械　
内　
内　
机械　
惯性
三、柴油机
6．四冲程柴油机与四冲程汽油机的区别：
(1)构造：在气缸的顶部，柴油机有__________，汽油机有__________。
(2)在吸气冲程中吸入气缸的物质：柴油机吸入的是________，汽油机吸入的是______________________。
(3)点火方式：柴油机是________式，汽油机是________式。
(4)效率和功率：一般情况下，柴油机的效率较________，功率较____。
喷油嘴　
火花塞
空气　
汽油和空气的混合物
压燃　
点燃　
高　
大
四、火箭
7．现代火箭使用的是________发动机，通过燃料燃烧把________能转化为________能，产生的高温、高压气体从尾部喷口喷出，进而转化为________能。
喷气　
化学　
内　
机械
课堂分类训练
图10－4－1
知识点一　热机的种类
1．如图10－4－1所示，在试管里装入一些水，用橡胶塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把橡胶塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对橡胶塞________，水蒸气的一部分________能转化为橡胶塞的________能，利用这一原理可以制成热机。
做功　
内　
机械
图10－4－2
知识点二　汽油机和柴油机
2．图10－4－2为汽油机工作过程中的某个冲程的示意图，下列关于此冲程的说法正确的是(　　)。
A．进气门打开，排气门关闭
B．喷油嘴喷出雾状汽油
C．靠飞轮的惯性协助完成
D．内能转化为机械能
D　
3．厨房中水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，汽油机的四个冲程中(如图10－4－3所示)能量转化与之相同的是(　　)。
图10－4－3
C　
知识点三　火箭
4．北京时间2020年7月23日，我国用长征五号遥四运载火箭将我国首次执行火星探测任务的天问一号探测器成功发射，并送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。探测器在空中加速上升时的能量转化情况是(　　)。
A．探测器的动能转化为重力势能，动能减小
B．探测器的重力势能转化为动能，重力势能减小
C．燃料燃烧产生的内能转化为探测器的机械能
D．没有发生能量的转化，探测器的机械能不变
C
课后巩固提升
基础巩固(A组)
1．关于汽油机和柴油机，下列说法错误的是(　　)。
A．在吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气
B．汽油机利用火花塞产生电火花使燃料燃烧，柴油机喷油嘴喷出的雾状柴油遇到高温空气立即燃烧
C．四冲程的汽油机和柴油机的冲程顺序相同
D．一般柴油机的效率比汽油机的高，是因为柴油机的功率大
D　
2．图10－4－4是四冲程汽油机某个冲程的示意图，下列说法错误的是
(　　)。
A．为了使之正常工作，不能把汽油换成柴油
B．汽油机工作时，周围的人会闻到汽油味，这属于扩散现象
C．该冲程是压缩冲程，将机械能转化为内能
D．该冲程是做功冲程，燃气推动活塞做功，燃气的内能减
少，温度降低
图10－4－4
D　
3．下列说法正确的是(　　)。
A．四冲程汽油机在压缩冲程和做功冲程中发生了能量转化
B．内燃机的吸气冲程将内能转化为机械能
C．现代火箭升空时，燃料的内能转化为化学能
D．汽油机比较轻巧，多用在拖拉机、载重汽车上
A　
4．如图10－4－5所示，在试管里装入适量的水，用带玻璃管的橡胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是(　　)。
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递的方式使试管内的水内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
　图10－4－5
B
5．如图10－4－6甲所示，充满气体的气球向左喷气并向右飞出，说明________________________；此过程发生的能量转化与图10－4－6
________(选填“乙”或“丙”)中的能量转化是一致的。
图10－4－6
物体间力的作用是相互的　
丙　
能力提升(B组)
6．图10－4－7是汽油机工作过程中的________冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3 600 r/min，则该汽油机每秒内对外做功________次。
图10－4－7
做功　
30
7．北京时间2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，发射取得圆满成功。火箭点火后，向下快速喷出气体，推动火箭加速上升。
(1)火箭向下快速喷出气体，推动火箭加速上升，此过程包含哪些力学知识？请你说出两点。
(1)火箭向下快速喷出气体，推动火箭加速上升，说明物体间力的作用是相互的。火箭加速上升，说明力可以改变物体的运动状态。(合理即可)
(2)请你分析发射过程中存在哪些能量转化。
(2)燃料燃烧过程中，化学能转化为内能；火箭加速上升过程中，内能转化为机械能；与空气摩擦过程中，机械能转化为内能。
8．一台单缸四冲程柴油机的活塞横截面积为120 cm2，一个冲程内活塞的行程为30 cm， 飞轮转速为600 r/min，做功冲程中燃气的平均压强为5×105 Pa。
(1)燃气在一个做功冲程内做的机械功是多少？
(2)这台柴油机的输出功率是多少？
(1)1 800 J　
(2)9 000 W
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第十章　机械能、内能及其转化
整理与复习
整合建构
核心聚焦
实战演练
目
录
整合建构
核心一 机械能的转化和守恒、能量守恒
1．(1)物体动能的变化取决于物体质量和速度的变化；物体重力势能的变化取决于物体质量和高度的变化；对于同一物体，其弹性势能的变化取决于物体弹性形变量的变化。
(2)机械能的变化：①看动能和势能的总和如何变化；②看是否有动能和势能以外的能量转化，如存在摩擦，研究对象要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，则研究对象的机械能减少。
核心聚焦
2．物体的动能和势能之间是可以相互转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的。
(1)“只有动能和势能相互转化”是指无动能和势能以外的能量转化，且只发生在系统内部，没有与外界的能量交换(或只有重力和系统内部的弹力做功)。
(2)“机械能守恒”是指整个系统的机械能总量不变，系统内某一部分的机械能不一定守恒。
说明：若系统内存在摩擦等阻力做功，一部分机械能转化为内能，系统的机械能总量会减少。
3．能量守恒定律：
(1)在能量的转化过程中，某种形式的能量减少，一定有其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。在能量的转移过程中亦是如此。如在热传递过程中，高温物体内能的减少量等于低温物体内能的增加量，即Q放＝Q吸(不计热损失)，这就是热平衡方程。
(2)自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的。
典题
1 北京时间2024年11月15日，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭在文昌航天发射场成功发射。在火箭加速升空过程中，下列说法正确的是(　　)。
A．天舟八号货运飞船的重力势能增大
B．天舟八号货运飞船的动能保持不变
C．天舟八号货运飞船的机械能保持不变
D．天舟八号货运飞船的动能转化为重力势能
A　　
图10－7－1
典题
2 如图10－7－1所示，小球从A点沿水平桌面向右运动并滚落，其运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D点为小球与水平地面的接触点。不计空气阻力，下列说法不正确的是(　　)。
A．小球在C点的机械能等于在F点的机械能
B．小球在C点的动能大于在F点的动能
C．小球在从E点运动到F点的过程中，机械能不变
D．小球在从D点离开地面运动到E点的过程中，
动能转化为重力势能，遵循能量守恒定律
A　
核心二 热运动和内能
1．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动。(注意：烟雾、粉尘和小液滴等不是分子，所以它们的运动不是分子的运动。)
2．分子间的引力和斥力是同时存在的。木块不易被拉伸、两滴水银靠近时能结合成一滴水银等说明分子间存在引力，水很难被压缩、分子间存在间隙等说明分子间存在斥力。
3．(1)内能是一个状态量，一切物体都具有内能。内能的大小与物体的温度、质量和状态等有关，同一物体，温度升高，内能增大，但物体的内能增大，温度不一定升高(如晶体熔化过程中，虽不断吸热，物体的内能不断增大，但温度保持不变)。
(2)热量是一个过程量，在热传递的过程中才有意义，不能用“含有”
“具有”等来描述热量。
(3)改变内能有热传递和做功两种方式，所以仅说物体吸收了热量(或外界对物体做了功)，物体的内能不一定增加。
典题
3 关于分子动理论，下列说法不正确的是(　　)。
A．分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
B．温度越低，分子运动越缓慢，当温度低于0 ℃时，分子会停止运动
C．通常液体分子之间的距离比气体分子的小，比固体分子的大
D．常见物质是由大量分子组成的
　B　
典题
4 下列关于内能知识的描述正确的是(　　)。
A．物体的温度越高，内能越大，0 ℃的冰没有内能
B．温度越高的物体含有的热量越多，所以0 ℃的冰没有热量
C．摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
　C
核心三 物质的属性：比热容、热值和导热性
1．比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类和物质所处的状态有关，与物质的质量、温度变化量和吸收(或放出)的热量无关。比热容反映的是物质的吸热(或放热)本领，在其他条件相同时，质量相同的不同物质升温慢的比热容较大。
2．热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧放出的热量和燃烧程度等均无关。
3．物质的导热性与物质的种类有关。
典题
5 小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，其中正确的是(　　)。
A．煤气燃烧越充分，其热值越大
B．加热过程中水的比热容变大
C．水壶内的水在温度升高的过程中内能增大
D．水在沸腾过程中吸收热量，温度不断升高
C　　
典题
6 在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，小轩分别用质量相等的水和某种液体(c水＞c液体)进行了实验。实验中，水和该液体在相同时间内放出的热量相等，两种液体的温度随时间变化的关系如图10－7－2所示。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________J/(kg·℃)。［c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
图10－7－2
甲　
2.1×103　
核心四 热机
1．热机的工作原理：将内能转化为机械能。
2．四冲程内燃机的各冲程情况：
冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能量转化情况 无 机械能→内能 内能→机械能 无
3．四冲程内燃机的1个工作循环中，有4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。
典题
7 汽车最重要的部件之一是发动机，某汽车的发动机是四冲程汽油机，下列关于四冲程汽油机的说法正确的是(　　)。
A．汽油机在吸气冲程中吸入的只有空气
B．四个冲程的顺序依次是吸气冲程、做功冲程、压缩冲程、排气冲程
C．汽油机在做功冲程中，燃气对外做功，将内能转化为机械能
D．汽油机飞轮的转速为3 000 r/min，该汽油机每秒对外做功50次
　C
核心五 燃料的利用与环境保护
1．燃料燃烧对环境的影响：大气污染、温室效应等。
2．燃料的利用效率：
(1)锅炉的效率计算如下。
η＝
(2)热机的效率计算如下。
η＝
3．提高燃料的利用效率：
(1)锅炉：尽可能让燃料充分燃烧(增大送氧量、增大燃烧面积等)，尽可能减少各种热量散失(充分利用余热等)。
(2)热机：尽可能让燃料充分燃烧；尽可能减少各种热量散失；保持良好润滑，减小摩擦等。
注意：无论怎样，效率都不可能达到100%。
典题
8 用煤炉给20 kg水加热，燃烧了0.8 kg煤，水温升高了50 ℃。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值为3×107 J/kg。求在此过程中：
(1)煤完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)煤炉烧水的效率。
(1)2.4×107 J　
(2)4.2×106 J　
(3)17.5%
典题
9 一辆氢动力试验汽车在平直路面上匀速行驶，10 min内行驶了1.2×104 m，消耗了0.15 kg氢燃料。在此过程中，汽车发动机产生的牵引力为1.0×103 N。氢燃料的热值取1.4×108 J/kg，求：
(1)这些氢燃料完全燃烧放出的热量。
(2)汽车的牵引力做的功。
(3)汽车发动机的效率(结果精确到0.1%)。
(1)2.1×107 J　
(2)1.2×107 J　
(3)57.1%
核心六 实验探究
本章的重点实验有“探究影响动能(或重力势能)大小的因素”“比较不同物质的吸热情况”和“探究燃料燃烧时的放热能力”等。
1．探究影响动能大小的因素时，重点掌握控制变量法和转换法。
(1)转换法：被撞物体移动的距离反映的是研究对象动能的大小(功是能量变化的量度)。
(2)研究对象是哪个，动能指的就是哪个的动能。
(3)注意：实验中把研究对象放在斜面上的同一高度处，是为了控制研究对象到达水平面上时的速度相同；把研究对象放在斜面上的不同高度处，是为了改变研究对象到达水平面上时的速度。在结论中切勿把“速度”写成“高度”。
2．“比较不同物质的吸热情况”实验要点如下：
3．“探究燃料燃烧时的放热能力”实验要点如下：
典题
10 利用如图10－7－3所示的实验装置探究动能大小的影响因素。实验时让小车A从斜面上由静止滑下，小车A运动到水平面上后将物体B推出一段距离。
图10－7－3
(1)实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面上的同一高度处由静止滑下，探究动能与质量的关系；让同一小车从斜面上的________高度处由静止滑下，探究动能与速度的关系。实验还运用了转换法：实验中动能的大小不便于测量，我们通过__________________来判断小车A动能的大小。
不同　
物体B运动的距离　
(2)小车A从斜面上滑下，它的__________转化为动能，碰到物体B后，小车A的一部分________转移给了物体B，在这个能量的转化和转移过程中机械能的总量________。
(3)小车A在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车A的压力、④水平面对小车A的支持力，其中________是平衡力，________(以上两空均填数字序号)方向相同。拿走物体B，如果小车A滑到水平面上时所受的力全部消失，小车A将_______________。
图10－7－3
重力势能　　
动能　
不变
①④　
②③
做匀速直线运动　
(4)下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问题：___________________________________________________？
物体 动能/J 物体 动能/J
步行的人 约30 百米跑中 的运动员 约3×103
行走的牛 约160 刚射出的 步枪子弹 约5×103
中速行驶 的小汽车 约2×105 高速行驶 的小汽车 约6×105
物体的动能与速度有什么关系(合理即可)
典题
11 小明为了比较不同物质的吸热情况设计了如下实验方案：将A、B两种液体分别装入两个相同的烧杯中，将烧杯放在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图10－7－4甲、乙所示。实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B两种液体的温度。
图10－7－4
(1)组装实验装置时，应按照__________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序。
(2)实验时应选取________相同、初温相同的A、B两种不同液体。加热时，液体的温度升高，这是通过__________的方式来增大液体内能的。
自下而上　
质量　
热传递　
(3)此实验通过________________(选填“液体温度升高的多少”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10－7－4乙所示，为________
℃。
图10－7－4
(5)根据实验数据小明绘制出的温度—时间图像如图10－7－4丙所示，则液体________(选填“A”或“B”)更适合作为家用暖气中运输能量的物质。
加热时间的长短
33　
B
1．(2024·青海西宁中考)我国自主研制的智能乒乓球机器人能通过图像传感装置综合分析运动员的各项技术，并针对性地变换发球、回球等操作，以提高运动员的技术水平。下列说法正确的是(　　)。
A．乒乓球被击出后，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因
B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力是平衡力
C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中，动能不变，重力势能增大，机械能增大
D．乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它一定保持静止状态
A　
实战演练
2．(2024·四川广元中考)“女皇蒸凉面”是广元的特色美食，深受人们喜欢。下列说法正确的是(　　)。
A．油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力
B．凉面香气四溢，表明分子在不停地做热运动
C．凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙
D．吃一口凉面，只有几个分子进入口中
B　
3．(2024·湖南长沙中考)冬至时节有吃饺子的习俗，小明煮饺子时发现其中蕴含了很多物理知识。下列说法正确的是(　　)。
A．冷冻饺子中的分子不运动
B．冷冻饺子在升温过程中内能不变
C．煮熟的饺子香气四溢，属于扩散现象
D．把煮熟的饺子冷却，是通过做功的方式改变饺子的内能的
C　
4．(2024·湖北中考)如图10－7－5甲所示，利用相同规格的电加热器加热等质量的a、b两种液体，得到的其温度随时间变化的关系图像如图
10－7－5乙所示，分析可知(　　)。
A．相同时间内，a液体中电加热器产生的热
量比b液体中的多
B．a和b两种液体的吸热能力都随着温度的升
高而不断增大
C．升高相同的温度，a液体所用的时间比b液体的少，a液体的吸热能力比b液体的弱
D．相同时间内，a液体升高的温度比b液体的多，a液体的吸热能力比b液体的强
图10－7－5
C
5．(2023·甘肃中考)打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是________现象。慢火熬制，等药汤沸腾后，药香味更加浓郁，这说明温度越高，分子的运动越________(选填“剧烈”或“缓慢”)。捆扎药包的细绳很难被拉断，是因为分子间存在________(选填“引力”或“斥力”)。
图10－7－6
6．(2024·江苏苏州中考)熨斗，古代亦称“火斗”，以青铜质地为主，通过高温熨平衣物，这是通过__________的方式改变衣物的内能的。图10－7－6是我国古代的一种带木把的熨斗，相比金属把，木把使用起来更安全，这是由于木头具有__________的物理属性。
扩散　
剧烈　
引力
热传递　
导热性差　
7．(2024·四川内江中考)汽车发动机散热降温，常用水作为冷却液，是因为水的__________(选填“比热容”或“热值”)较大。在四冲程汽油机的一个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是________(选填“做功”或“压缩”)冲程。
8．(2023·陕西中考)在标准大气压下，使用煤气灶将2 kg水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收的热量是________J；不计热量损失，此过程需要完全燃烧________kg煤气；这是通过________的方式增加了水的内能；未使用完的煤气的热值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。［水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值q煤气＝4.2×107 J/kg］
比热容　
做功
6.72×105　
0.016　
热传递　
不变
9．(2023·山东日照中考)北京时间2023年5月28日，C919国产大型客机圆满完成首次商业飞行。飞机的发动机选用航空煤油作为燃料，假如航空煤油的热值为4.6×107 J/kg，50 kg航空煤油完全燃烧放出的热量为
__________J。某集团生产了一批农用拖拉机，为了提高拖拉机发动机的效率，需要在________冲程让燃料充分燃烧。
10．(2023·四川达州中考)在标准大气压下，小明用天然气灶将质量为1 kg的水从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量是__________J。他家天然气热水器的效率是70%，他某次洗澡耗水20 kg，热水器进水温度是22 ℃，出水温度是42 ℃，若天然气完全燃烧，他这次洗澡消耗天然气________m3。［水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值取3.2×107 J/m3］
2.3×109　
做功
3.36×105　
0.075
11．(2024·黑龙江齐齐哈尔中考)晓江利用如图10－7－7甲所示的装置做“比较不同物质的吸热情况”实验。
图10－7－7
(1)实验器材：相同规格的电加热器、
烧杯、温度计各两个，以及________
(填测量工具名称)、托盘天平(含砝码)、水和煤油。
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验，是为了通过比较__________来比较物质吸收热量的多少。
(3)实验中选取了初温不同、________相同的水和煤油，将它们分别倒入两个相同的烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较______________来比较不同物质的吸热能力。
停表　
加热时间　
质量　
升高的温度　
(4)如图10－7－7乙所示，晓江使用温度计测量液体的温度时，按照图中________(选填“A”“B”或“C”)方法读数是正确的。实验中某时刻温度计的示数如图10－7－7丙所示，为________℃。
图10－7－7
加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油的温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90
(5)实验获得的部分数据如下表所示，分析数据可以得出结论：________ (选填“水” 或
“煤油”)的吸热能力更强。
B　
66　
水
图10－7－8
12．(2024·江苏苏州中考)图10－7－8为某折叠卡式炉，采用丁烷作为燃料。在水壶中装入2 L初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷。水的密度为1.0×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J /(kg·℃)，丁烷的热值为4.8×107 J/kg。求：
(1)水壶中水的质量。
(2)水吸收的热量。
(3)卡式炉的效率。
(1)2 kg　
(2)6.3×105 J　
(3)52.5%
13．(2024·山西中考)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间，小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km，驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值取4.5×107 J/kg，汽油的密度为0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度大小。
(2)汽车全程消耗汽油25 L，求这些汽油完全燃烧放出的热量。
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW，求汽车发动机的效率。
(1)90 km/h　
(2)9×108 J　
(3)40%
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第十章　机械能、内能及其转化
第三节　比热容
课前自主预习
课堂分类训练
课后巩固提升
目
录
课前自主预习
一、影响物体吸收或放出热量多少的因素
1．质量相同的同种物质，________________________越多，需要吸收(或放出)的热量________。
2．同种物质升高(或降低)相同的温度，________越大，需要吸收(或放
出)的热量________。
3．质量相同的不同物质，升高(或降低)相同的温度，需要吸收(或放出)的热量一般是________的。
4．用相同的热源对不同物质加热，加热时间越长，物质吸收的热量________，即可用相同热源的__________来反映不同物质吸收热量的多少。
升高(或降低)的温度　
越多　
质量　
越多
不同　
越多　
加热时间
二、比热容
5．一定质量的某种物质，温度升高(或降低)的过程中所吸收(或放出)的热量，与物质的______________________的比，叫作这种物质的比热容。比热容一般用符号________表示，表达式为_______________。比热容的单位为______________或____________。
6．比热容是物质的一种________，它与______________和____________
________________有关，与物质的质量、体积和温度变化量等无关。
三、导热性
7．物质____________的性能称为导热性。导热性是物质的一种属性，
不同的物质具有________的导热性。
质量和温度变化量乘积　
c　
c＝　
J/(kg·K)　
J/(kg·℃)
特性　
物质的种类　
物质所处的状态
传导热量　
不同
课堂分类训练
知识点一　影响物体吸收或放出热量多少的因素
1．为了探究物质温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，实验室中准备了以下器材：两个规格相同的电加热器、两个相同的酒精灯、两个相同的烧杯、两支温度计、停表、铁架台、火柴、适量的水和煤油等。
(1)为了准确地控制物质吸收热量的多少，在上述提供的热源中，选__________________________比较合理。实验中通过____________来反映物质吸收热量的多少。
两个规格相同的电加热器　
加热时间
(2)某小组在实验中记录的实验数据如下表所示。分析第1、2次(或第3、4次)实验数据可以得出：同种物质升高相同的温度时，吸收的热量与物质的________有关；分析第1、3次(或第2、4次)实验数据可以得出：质量相同的不同物质升高相同的温度时，吸收的热量与物质的________有关。
物质 实验序号 质量m/kg 升高的温度ΔT/℃ 加热的时间t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
质量　
种类　
(3)分析上表，对质量相同的水和煤油加热相同的时间，升温快的是________；使质量相同的水和煤油升高相同的温度，________吸收的热量多。不同物质的吸热能力一般是不同的，我们用__________描述物质的这种性质。
煤油　
水　
比热容
知识点二　比热容
2．人们常用热水袋取暖，这是通过_________的方式改变物体的内能的；热水袋里装水，是因为水具有较大的__________；用水取暖的过程中，水的内能不断________(选填“增大”“减少”或“不变”)。
3．小明取1 kg的水，用温度计测得它的初温如图10－3－1所示，为________℃。加热使其升温到65 ℃，在此过程中水需要吸收的热量为__________J。［不计热量损失，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
　图10－3－1
热传递　
比热容　
减少　
15　
2.1×105
知识点三　导热性
4．物质所具有的性质、特点称为物质的属性。物质的属性有多种，如导热性、弹性、熔点、硬度、导电性等。请参照示例写出一种。
【示例】属性比较：煤油的凝固点比水的低。
应用实例：把煤油作为温度计中的测温物质。
属性比较：____________________________________。
应用实例：____________________________________。
(合理即可)铁比花岗石的导热性好　
用铁制作炒菜的锅
课后巩固提升
基础巩固(A组)
1．图10－3－2甲是“比较不同物质的吸热情况”的实验装置。
图10－3－2
(1)图10－3－2甲中两支试管内水和煤油的质量________(选填“相同”或“不同”)。
(2)相同时间内，水吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)根据实验绘制出水和煤油的温度随时间变化的关系图像，如图10－3－2乙所示，由此可知________的吸热能力更强。
相同　
等于　
水
2．关于公式c＝，下列说法正确的是(　　)。
A．物质的质量越大，比热容越小
B．物质吸热(或放热)越多，比热容越大
C．物质的比热容与物质的温度变化量成反比
D．比热容与物质的质量多少、温度变化量的大小、吸热(或放热)的多少无关
D　
3．小莉根据下表中的数据得出以下四个结论，其中不正确的是(　　)。
几种物质的比热容c/［J/(kg·℃)］
水 4.2×103 冰 2.1×103
酒精 2.4×103 砂石 0.92×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103
水银 0.14×103 铜 0.39×103
A．不同物质的比热容可能相等
B．同种物质在不同状态下的比热容相等
C．质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铜块放出的热量少
D．初温相等的酒精和砂石，吸收相等的热量后，砂石的末温可能比酒精的末温低
B　
4．我国北方广大地区冬季供暖的暖气用水作为工作物质，暖气外壳多为金属物质。对此解释正确的是(　　)。
A．水的导热性好，金属的比热容大
B．水的比热容大，金属的导电性强
C．水的比热容大，金属的导热性好
D．水的比热容小，金属的导热性好
C
5．水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，其物理意义是__________________
__________________________________________。
小钰家的太阳能热水器内盛有50 kg、20 ℃的水，经阳光照射6 h后吸收热量1.47×107 J，不计热量损失，热水器内的水温升高到________℃。
6．【传统文化】《三国演义》中有“青梅煮酒论英雄”的典故，芒种时节正宜青梅煮酒，煮酒时可利用水浴法对酒进行加热。质量为0.5 kg的酒从20 ℃升高到40 ℃，吸收的热量是____________J。［不计热量损失，酒的比热容取3.4×103 J/(kg·℃)］
1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103 J　
90
3.4×104　
能力提升(B组)
7．青岛市比济南市更靠近大海，济南市全年的平均气温和青岛市的相差不大，但济南市的平均高温要明显高于青岛市的，而平均低温要低于青岛市的。从物理学角度看，这主要是因为(　　)。
A．海水的密度比砂石的密度大
B．海水的内能比砂石的内能大
C．海水的比热容比砂石的比热容大
D．海水的温度比砂石的温度高
C　
8．(多选)图10－3－3甲为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至55 ℃左右，并能保温3 h。图10－3－3乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下呈固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3 kg该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量之间的关系如图10－3－3丙所示。下列分析正确的是
(　　)。
图10－3－3
A．该晶体材料的熔点为55 ℃
B．在BC段，该晶体材料的内能保持不变
C．在AB段，温度升高时，该晶体材料的分子热运动变剧烈
D．该晶体材料(固态)的比热容为0.88×103 J/(kg·℃)
CD　
9．现有质量为m的冷水，其温度为t1，吸收一定热量后，温度升高到t。另有质量为2m的热水，放出同样的热量后，温度也降低到t，那么热水原来的温度是(　　)。
A．　　　　B．C． D．
10．塑料泡沫具有质轻、隔热、吸音、耐腐蚀等特点，用塑料泡沫箱可长时间保存冰凉的食品，这利用了该材料的什么性质？(　　)
A．密度小 B．导热性差
C．耐腐蚀 D．隔音性好
C　
B
11．现有质量之比为2∶3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7∶5时，升高的温度之比为6∶5，则甲、乙两种液体的比热容之比为__________。
12．质量相同的铜和铅吸收相同的热量时，铜比铅的温度升高得______
(选填“多”或“少”)；质量相同的铜和铅升高相同的温度时，吸收热量多的是________(选填“铜”或“铅”)。［c铜＝0.39×103 J/(kg·℃)，
c铅＝0.13×103 J/(kg·℃)］
7∶4　
少　
铜　
13．小丽用相同的电加热器分别对0.2 kg的水和0.3 kg的另一种液体进行加热，根据得到的实验数据绘制的图像如图10－3－4所示，则水在0~16 min内吸收的热量为__________J，另一种液体的比热容为__________
J/(kg·℃)。［不计热量损失，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
图10－3－4
2.52×104　
1.4×103
实践创新(C组)
14．【核心素养|科学态度与责任】饮料中的冰块以前通常是由水冷冻制作而成的，冰块在饮料中熔化后会使饮料味道变淡而影响口感。图10－3－5展示了一种新型不锈钢冰块，其表面是由食品级304不锈钢制成的，里面装有酒精和水的混合液体，该混合液体在温度很低时也不会凝固，可循环使用，也避免了使用不洁净的水源制成冰块对人体健康造成危害。现将四个质量相等的不锈钢冰块冷冻至－15 ℃后，迅速放入另一个装有水的杯中，放入不锈钢冰块后水温最终下降到25 ℃。已知不锈钢
冰块的比热容为0.42×103 J/(kg·℃)，每个不锈钢冰块的质量为
125 g，杯中水的质量为400 g。不计热量损失，c水＝4.2×103
J/(kg·℃)。
图10－3－5
(1)四个不锈钢冰块总共吸收了多少热量？
(2)杯中的水初温为多少？
(1)8.4×103 J　
(2)30 ℃
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