资源简介

(共50张PPT)
目录
01
02
核心考点 精讲练
实验突破 提素养
03
兰州真题与拓展
第十章　机械能、内能及其转化
第2节　内能及其利用
（兰州5年5考，3～6.25分）
1.3.1　知道常见的物质是由分子、原子构成的。
2.1.2　知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点。
3.3.1　了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。
3.3.2　通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
3.3.3　了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
3.5.1　知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。
3.5.2　从能量转化和转移的角度认识效率。
3.5.3　列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。
内能 北师：九全P9～14
1.分子动理论（兰州5年2考）
扩散 现象 定义：两种不同的物质可以自发地彼此进入对方的现象
影响因素：扩散现象的剧烈程度与温度有关，温度越①　　　　，扩散就越快。如图所示，在两只相同杯子中倒入质量相同的冷水和热水，各滴入一滴红墨水，观察到②　　　（选填“冷水”或“热水”）中的红墨水扩散快
现象表明：一切物质的分子都在③　　　　　　　 　　　；
分子间存在④________　　　　
[易错]分子热运动与机械运动的辨析：“打扫房间灰尘弥漫”“满天风沙”“柳絮纷飞”等肉眼可见的物质的运动都属于机械运动。这些现象不能说明分子在不停地做无规则运动
高
热水
永不停息地做无规则运动
间隙
分子 热运动 组成物质的分子处于永不停息的无规则运动之中，而且温度越⑤　　　，分子运动就越剧烈。这种运动称为热运动
分子 动理论 （1）常见的物质是由大量分子组成的
（2）分子都在永不停息地做⑥_____________　　　　　
（3）分子之间存在着⑦　　　　和⑧　　　　（如：捆扎药包的细绳很难被拉断、固体和液体很难被压缩等）
高
无规则运动　
引力　
斥力
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分子间作用力
2.内能（兰州5年3考）
定义 物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和
理解 一切物体，不论温度高低，都具有⑨____________　　　
影响 因素 （1）同一物体，温度降低时内能⑩　　　　，温度升高时内能
　　　　
（2）物质的温度、种类和状态相同时，物质的质量越大，内能
　　　
[易错]物体的内能增大，温度不一定升高，比如晶体熔化、水沸腾过程等情境下物体吸收热量，内能增大，但温度不变
内能　
减小
增大
越大
3.改变内能的方式（兰州5年3考）
热传递 做功
实质 能量的 ______　　　 能量的 _______　　　
说明 条件：存在温度差； 传递方向：由高温向低温 物体对外界做功，物体的内能
　　　；
外界对物体做功，物体的内能 _____　　　
联系 热传递和做功在改变物体内能上是 　　　　的 转移　
转化
减小
增大
等效
实例 下列描述及实例中，通过热传递改变物体内能的是 　　　　；
通过做功改变物体内能的是 _______
　　　　
befgj
acdhi
a.搓手取暖
b.燃气灶烧水
c.钻木取火
d.从滑梯滑下时，臀部发热
e.用冷水冷却烧热的工件
g.人发烧时，用冷毛巾给头部降温
f.冬天用热水袋取暖
h.向广口瓶内打气，瓶塞跳起
i.反复弯折铁丝
j.暖风机使房间温度升高
4.热量
定义 物体吸热或放热过程中所传递的能量，用符号Q表示，单位是焦耳（J），简称焦
与内能 的关系 物体从外界吸收热量，物体的内能 　　　；物体对外界放出热量，物体的内能 　　　（物体吸收或放出的热量越多，内能改变越大）
说明 热量只能说“吸收”或“放出”，不能说某物体“具有”“含有”热量
增大
减小
1.[易错点：温度、热量、内能的辨析]判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“ ”。
（1）物体内能增大，可能是从外界吸收热量（　　）
（2）0 ℃的冰块变为同温度的水，内能不变（　　）
（3）物体内能减少时，温度可能不变（　　）
（4）热量从高温物体传给低温物体，所以热传递具有方向性（　　）
（5）相同质量、相同温度的物体，内能一定相同（　　）
（6）锯条锯木板时，锯条的内能增加，木板的内能减少（　　）
√
×
√
√
×
×
2.（2025广东）明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气”。用“文火”改变内能的方式属于　　　　（选填“做功”或“热传递”）；“透出香气”属于　　　　现象；温度越高，分子热运动越　　　　。
热传递
扩散
剧烈
比热容和热值（兰州必考） 北师：九全P15～20；P28～29
类型 比热容 热值
定义 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，与物质的质量和温度变化量乘积的比。用符号c表示 一定质量的某种燃料完全燃烧，化学能转化为内能的量（放出的热量）与其质量的比。用符号q表示
类型 比热容 热值 单位 焦每千克摄氏度，符号为J/（kg·℃） 焦每千克，符号是①_______　　　 特点 比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关 热值是燃料的一种特性，与燃料的体积、质量、是否完全燃烧等无关，只与燃料的②　　　　有关 初中阶段四个物质特性：密度、比热容、热值、电阻 计算 公式 吸热公式：Q吸＝cm（t末－t初） 放热公式：Q放＝cm（t初－t末） Q放＝③　　（适用于固体、液体）
Q放＝④　　（适用于气体）
J/kg
种类　
mq　
Vq　
水的比热容：4.2×103 J/（kg·℃），其物理意义是⑤_________________
______________________________　　　　　　
现象或应用：
（1）调节温度：如沿海比内陆地区昼夜温差小；修建人工湖缓解热岛效应等
（2）冷却和取暖：如汽车发动机用水做冷却剂，用水做暖气片、热水袋的传热介质等
1 kg的水温度升高
1 ℃，吸收的热量是4.2×103 J
3.楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的　　　大，若暖气中50 kg的水，温度降低2 ℃，放出的热量是　　 　J。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
比热容
4.2×105
4.在标准大气压下，使用煤气灶将2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收的热量是　 　　　 J，若不计热量损失，此过程需要完全燃烧______ kg的煤气，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]
6.72×105
0.016
热传递
不变
热机（兰州必考） 北师：九全P21～27；29～30
1.热机及其分类
（1）热机：将燃料燃烧产生的高温、高压气体的内能转化为机械能的机器。种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。
（2）工作原理：燃料的①　　　　能 内能 ②　　　　能。
化学
机械
2.汽油机的四个冲程
示意图
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 动情况 向下 ③___________　　　 ④_________　　　 ⑤__________　　　
向上
向下　
向上
工作冲程 ⑥　　　冲程 ⑦　　　冲程 ⑧　　　冲程 排气冲程
能量 转化 — ⑨　　　　能转化为内能 ⑩　　　　能转化机械能 —
说明 四冲程汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转;l动2圈，对外做功1次 吸气
压缩
做功
机械　
内
3.热机的效率
定义 热机工作时，用来做 　　　　的那部分能量，与 ___________
　　　　的能量之比，用η表示
公式
η＝ ________　　　　
有用功
燃料完全燃
烧释放
　
[任何热机效率η＜ 1]
5.（改编自北师教材九全P13图10.2－13）如图甲所示，把一个底部封闭的薄壁金属管固定在支座上，管中装一些酒精，然后用塞子塞紧管口。把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动，酒精温度迅速升高，这是通过　　　　（选填“做功”或“热传递”）的方式增加了酒精的内能，一会观察到塞子被顶出。“塞子被顶出”的过程与图乙单缸四冲程内燃机的　　　　（选填字母序号）冲程相似。
做功
C
A
B
C
D
甲
乙
能量转化与守恒（兰州2024.4） 北师：九全P33～37
1.能量守恒定律：能量既不会①　 　　　，也不会凭空产生，它只会从一种形式②　　　　为其他形式，或者从一个物体③　　　　到其他物体，在转化和转移过程中，能量的总和④　　 　　。
2.方向性和不可逆性：自发的能量转化和转移过程具有一定的方向性，即自然进行的能量转化和转移过程是不可逆的。
3.永动机：永动机违背能量守恒定律，是不可能制成的。
凭空消失
转化
转移
保持不变
比较不同物质的吸热情况[兰州2024.24（4）]
转换法 通过加热时间来反映液体吸收热量的多少，加热时间越长，液体吸收的热量越多（图见例题图）
控制变 量法 方法1：选取两种不同的物质，控制物质的质量和加热时间相同，通过比较物质升高的温度来探究不同物质的吸热能力的大小
方法2：选取两种不同的物质，控制物质的质量和升高的温度相同，通过比较加热时间的长短来探究不同物质的吸热能力的大小
交流与 反思 问题1：为什么要使用相同规格的电加热器进行加热？
答：相同规格的电加热器可以保证在相同时间内，两种物质吸收的热量相等
问题2：实验前要控制两种物质的初温相等吗？
答：实验过程是通过比较物质加热前后温度的变化量来比较吸热能力，所以不需要控制两物质的初温相等
小姜利用如图甲所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
（1）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）、托盘天平（含砝码）、水和煤油。
停表
（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的
是为了通过比较　 　　　来比较物质吸收热量的多少。
（3）实验中选取初温不同、　　　　相同的水和煤油，
分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的
热量时，通过比较 来比较不同物质吸热能力的强弱。
加热时间　
质量
升高的温度
（4）如图乙所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，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示数如图丙所示为　　　　℃。
B
66
（5）部分实验数据如表所示，分析数据可得出结论：　　　　（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
加热时间/min 0 1 2 3 4 … 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 … 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 … 90
水　
（6）[器材生活化]如图丁是小红同学探究不同物质吸热升温现象的实验装置。小红将质量和初温都相同的a、b两种液体，分别装入鸳鸯锅左右两侧锅体中（中间隔挡加装了隔热层），用电磁炉加热。该装置可以较好地控制a、b两种液体在相同加热时间内　　　 　相同。加热时，若a液体升温较快，则表明　　　　（选填“a”或“b”）液体吸热本领较强，比热容较大。
吸收的热量
b
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分子动理论（兰州5年2考）
1.（2023兰州12题）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”）。
扩散
剧烈
引力
内能、温度、热量的关系 （兰州5年3考）
2.（2025四川南充）如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（　　）
A.室外温度为0 ℃时，木柴的内能为零
B.木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多
C.若未燃烧的木柴温度升高，内能增加
D.灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
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C
热机（兰州5年4考）
3.（2024兰州1题）如图所示，用酒精灯对试管加热，等水沸腾后，可以看到蒸汽把软木塞顶跑，下列说法中正确的是（　　）
A.用酒精灯加热试管，水内能的增加是通过做功的方式实现的
B.蒸汽把软木塞顶跑的过程，实现了内能向机械能的转化
C.蒸汽把软木塞顶跑的过程，相当于汽油机的排气冲程
D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
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瓶塞冲出实验
4.（2022兰州13题）一台单缸四冲程汽油机，只有第三个冲程中燃气对外做功，其他冲程是靠飞轮的　　　来完成的；若飞轮的转速为1 200 r/min，则该汽油机每秒钟做功　　　　次。
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惯性
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热学综合（兰州5年3考）
5.（2025兰州6题）课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成图示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（　　）
A.矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发
生形变
B.瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C.瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D.瓶口内出现的白雾，是水蒸气温度降低后液化形成的小水滴
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6.（2021兰州6题）农历五月初五，是我国的传统节日——端午节，吃粽子是端午节的一大饮食习俗，关于煮粽子、吃粽子的过程中所涉及的物理知识，下列说法错误的是（　　）
A.煮粽子时，粽子的内能增大是通过热传递实现的
B.高压锅煮粽子，利用了液体的沸点随气压增大而升高的原理
C.刚出锅的粽子，不能直接用手拿，是由于粽子含有的热量多
D.剥粽子时，粽叶与糯米粘在一起，是因为分子间存在引力
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C
7.（2020兰州18题）坐进新汽车里，我们常常会闻到一股刺鼻的气味，这种气味主要来自于各种装饰材料中的有害物质，这种现象说明车内有害物质的分子处于　　　运动之中。汽车在烈日的暴晒下，这种运动会
　　　（选填“加剧”或“减缓”），在太阳暴晒过程中，车内空气的内能是通过　　　（选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。
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无规则　
加剧　
热传递
比热容和热值（兰州2023.7）
8.（2024江苏连云港）下列关于燃料的热值说法正确的是（　　）
A.燃料燃烧越充分，其热值越大
B.燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg，完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量
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D
9.（2023兰州7题）为了比较A、B两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100 g和400 g的A、B两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息，下列说法正确的是（　　）
A.A、B两液体在0～8 min内吸收的热量之比为2∶1
B.A、B两液体的比热容之比为1∶2
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液
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热量、热效率的相关计算（兰州必考）
10.（2025兰州16题）阅读短文，回答问题。
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　　燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1 700 ℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。
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适用燃气 天然气
热值 3×107 J/m3
额定耗气量 1.8 m3/h
　　燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84％，二级能效的热效率不得低于88％，而一级能效的热效率则不得低于96％。
（1）某次洗浴，热交换器在10 min内将质量为100 kg的水的温度升高20 ℃，则该过程中水吸收的热量为　　　　J。[水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
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8.4×106
（2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10 min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为　　　　J。
（3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于　　　　级。
9×106　
二
11.（2024江苏苏州）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2 L初温为25 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），丁烷的热值为4.8×107 J/kg]。求：
（1）壶中水的质量；
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解：由ρ＝可知，水的质量：
m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg
（2）水吸收的热量；
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解：水吸收的热量：
Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃－25 ℃)＝6.3×105 J
（3）卡式炉的加热效率。
解：丁烷气体完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝2.5×10－2 kg×4.8×107 J/kg＝1.2×106 J
卡式炉的加热效率：
η＝×100％＝×100％＝52.5％
12.（2023兰州23题）一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108 km，所用时间为1 h，消耗汽油10 kg，汽车在行驶过程中所受阻力恒为1 380 N（汽油的热值q汽油＝4.6×107 J/kg）。求：
（1）汽车行驶的速度；
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解：汽车行驶的速度：
v＝＝＝108 km/h
（2）牵引力的功率；
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解：汽车沿平直公路匀速行驶，根据二力平衡条件可知，牵引力：F＝f＝1 380 N
牵引力做的功：
W＝Fs＝1 380 N×108×103 m＝1.490 4×108 J
牵引力的功率：
P＝＝＝4.14×104 W
（3）汽车发动机的效率。
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解：消耗的汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq汽油＝10 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×108 J
汽车发动机的效率：
η＝×100％＝×100％＝32.4％
能量的转化和守恒（兰州5年2考）
13.（2024兰州一诊）下列有关能源及能的转化中说法错误的是
（　　）
A.绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B.泥石流流速快，流量大，因此泥石流的重力势能大
C.燃烧化石能源产生酸性气体形成的酸雨，可以腐蚀成分为碳酸钙或金属的建筑物
D.镁条燃烧发出耀眼的白光，此过程中化学能转化为光能和内能
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B
14. [工作原理]（2024山西）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术，起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是
（　　）
A.高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低
B.高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高
C.高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高
D.高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低
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D
15.（2023兰州一诊）甲物体的质量为2 kg，乙、丙两物体质量均为1 kg，三个物体温度均升高1 ℃，吸收的热量如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.甲的比热容比乙的大
B.温度均降低1 ℃时，乙比甲放出的热量多
C.甲的比热容为2 400 J/（kg·℃）
D.甲、丙的比热容之比为1∶2
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D
16.（2025四川成都）小雨探究液体的凝固特点：先在两个相同容器中分别装入初温为20 ℃、质量为100 g的水和某液体M，再各放入一个温度传感器，然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等，用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像，如图所示。已知c水＝4.2×103 J/（kg·℃），实验在标准大气压下进行，下列说法正确的是（　　）
A.液体M的比热容为2.8×103 J/（kg·℃）
B.液体M放热能力比水放热能力强
C.在t2～t4时间段两种物质都是固液共存状态
D.从20 ℃刚好降到0 ℃时，水放出的热量小于
M放出的热量
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