资源简介

(共82张PPT)
第十二、十四章　小粒子与大宇宙
内能与热机
【构建知识网络】
知识点1 小粒子与大宇宙
1．走进微观
(1)物质的组成：物质是由①_____或②_____组成的，分子是由
③_____组成的，原子是由原子核和电子组成的，原子核是由质
子和中子组成的，质子带④___电，中子不带电．质子和中子都
是由夸克组成．
分子
原子
原子
正
(2)原子核式结构模型：原子的中心叫⑤_______，带⑥___电，
带负电的⑦_____在不同轨道上绕着原子核运动，就像行星绕
着太阳运动一样．
(3)微观粒子发展史：英国科学家道尔顿证明了⑧_____的存在；
意大利科学家阿伏加德罗命名“分子”；英国物理学家汤姆孙
发现了⑨_____；卢瑟福提出了⑩_____________模型．
原子核
正
电子
原子
电子
原子核式结构
2．看不见的运动
(1)分子动理论：常见的物质是由大量 _____组成的，分子之
间有 _____，组成物质的分子之间存在相互的 _____和 ___
___(分子之间的引力和斥力是同时存在的)，分子都在永不停息
地做 ___________，这种现象称为 _____．
分子
空隙
引力
斥
力
无规则运动
扩散
(2)物质的状态常分为固态、液态和气态．
物质中分子的状态
3.探索宇宙
(1)从粒子到宇宙，空间尺度按数量级由大到小的排列是：宇宙、
银河系、太阳系、地球、生物体、分子、原子、原子核、质子
(中子)、电子、夸克．
(2)探索的历程：地心说： _____居于宇宙中心，太阳和其他
行星绕 _____转动；日心说： _______提出了“日心说”，
_____居于宇宙中心，地球和其他行星绕太阳运动．
地球
地球
哥白尼
太阳
知识点2 物体的内能
1．内能
(1)定义：物体内所有分子无规则运动的①_____，以及分子
②_____的总和称为物体的内能，内能的单位是焦耳(J)．
(2)特点：一切物体在任何情况下都具有内能．内能的大小不
可能为0.
动能
势能
(3)影响因素：物体的质量和温度．同一物体，在相同物态下，
温度越高，分子热运动越③_____，内能④_____，温度降低，
内能⑤_____．
剧烈
越大
减小
2．改变物体内能的两种方式
方式 热传递 做功
实质 能量的⑥_____ 能量的⑦_____
条件 存在温度差(吸热或放热) 物体对外做功或外界对物
体做功(摩擦、压缩等)
判断 方法 能量由高温物体转移到 ⑧___温物体或从物体的 ⑨___温部分转移到⑩___ 温部分 对物体做功，物体的内能
可能 _____；物体对外
做功，物体的内能可能
_____
转移
转化
低
高
低
增大
减小
方式 热传递 做功
实例 a.用热水袋取暖；b.晒太 阳；c.烧水水变热；d.烤 火御寒；e.哈气取暖等 a.锯木板，锯条、木板均发热；b.两手互相搓搓，觉得暖和；c.陨石坠入地球大气层成为流星；d.气缸里活塞在燃气推动下运动等
说明 做功和热传递对改变物体的内能是等效的．一个物体温度升高，有可能是外界对物体做了功，也有可能是物体间发生了热传递 3．热量
(1)定义：在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量，
用符号Q表示，单位是焦耳(J)．
(2)热量、内能、温度的关系：物体吸收热量，内能 _______
___，但温度不一定升高(晶体熔化、沸腾)；物体温度升高，
内能 _________，但不一定吸收热量(被做功)．
一定增
加
一定增加
【名师点拨】
内能是状态量、物体内部的能量，只能用增加、减少来描述；热量是过程量，只能用吸收、放出来描述，不能说“含有、所含”．
知识点3 比热容
物理意义 描述物体吸热本领的强弱的物理量，是物质的
一种特性
定义 某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)
的热量与它的①_____和升高(或降低)②_____
的乘积之比，叫做这种物质的比热容，符号为c
公式及计算 ③________　Q吸＝cm(t2－t1)
Q放＝cm(t1－t2)
质量
温度
单位 焦耳每千克摄氏度，符号是④___________
水的比热容及其意义 c水＝4.2×103 J/(kg·℃)表示质量为1 kg 的
水温度升高(或降低)1 ℃时，吸收(或放出)的
热量是4.2×103 J
水的比热容大的应用 保护秧苗不被冻坏、用冷水冷却发动机、用热
水取暖、调节气候等
J/(kg·℃)
知识点4 内燃机
1．热机
(1)定义：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置．
(2)工作原理：化学能→(燃料燃烧)内能→(做功)机械能．
(3)热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、运
载火箭等．
2．内燃机
(1)常见的内燃机是①_______和②_______．柴油机与汽油机在
结构上的主要不同是火花塞换成了喷油嘴．点火方式上，柴油
机是压燃式点火，汽油机是火花塞电火花点火．
汽油机
柴油机
(2)四冲程汽油机的工作循环
①一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、
做功冲程和排气冲程．如图所示．
②在一个工作循环中，活塞往复运动2次，飞轮和曲轴转动2周，
气缸内的燃油燃烧爆发1次，对外做功1次．
③在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将③_______
___________，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的
飞轮的惯性来完成．压缩冲程是将④_________________．
内能转
化为机械能
机械能转化为内能
知识点5 热机的效率
1．热值
(1)定义：某种燃料①_________释放的热量与所用该燃料的质
量之比．用符号②__表示．单位是③_____．
(2)特点：热值是燃料本身的一种特性．其大小只与燃料种类有
关，而与燃料的质量、是否完全燃烧、放热的多少均无关．
完全燃烧
q
J/kg
(3)燃料燃烧放出热量的计算：公式Q＝④___，q的单位：J/kg.
气体Q＝⑤___，q的单位：J/m3.
mq
Vq
【名师点拨】
注意区分比热容和热值两个概念．用水冷却发动机是因为水的比热容大，用氢作为燃料是因为氢的热值大．
2．热机效率
(1)定义：热机运转中，做的⑥_______与⑦_________________
_________的比值．
(2)公式：η＝⑧________．
有用功
燃料完全燃烧所释
放的能量
(3)提高效率途径
①使燃料燃烧更充分，如将煤粒磨成煤粉、加大送风量等．
②尽量减小各种热量损失．
③机件间保持良好的润滑，减小摩擦等．
(1)一块0 ℃的冰没有内能．( )
(2)100 ℃的水一定比20 ℃的水含有的内能多．( )
(3)热传递过程中，热量总是从内能大的物体向内能小的物体
转移．( )
(4)物体内能减少，它一定放出热量．( )
(5)物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加．( )
(6)物体温度越高，含有的热量越多．( )
×
×
×
×
√
×
(7)冰和水属于同一种物质，因此比热容相同．( )
(8)沿海地区昼夜温差较小，是因为水的比热容大．( )
(9)比热容大的物质，升温时吸收的热量一定多．( )
(10)比热容与质量和升高的温度无关．( )
(11)相同质量的燃料，热值越大，燃烧放出的热量越多．( )
×
√
×
√
×
实验 探究不同物质的吸热能力
【实验装置】
【实验方法】_________法、转换法．
【实验器材】_______、_____、天平、搅拌器(或玻璃棒)、水
和食用油、两个相同的烧杯、相同的电加热器、陶土网、铁架
台套件等．
控制变量
温度计
秒表
【设计与进行实验】
1．按_________的顺序组装实验器材．
2．在两烧杯内装入_____、_____相同的水和食用油．
3．用相同的酒精灯加热，是为了保证相同时间内，水和食用
油_______________．
自下而上
质量
初温
吸收的热量相同
4．实验中，不断用搅拌器(或玻璃棒)搅拌，是为了使水和食用
油_________．
5．通过比较_________来比较水和食用油吸收热量的多少，这
运用了_____法．
受热均匀
加热时间
转换
6．实验表格设计及数据记录．
加热时间/min 0 2 4 6 8 10
食用油的温度/℃ 20 24 28 32 40
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
【分析、交流与反思】
7．由数据表格可知，吸收相同热量，升温较快的是_______；
升高相同温度，___吸收的热量较多．由此可知，___的比热
容较大．
8．加热8 min时，食用油的温度应为___℃.已知水的比热容为
4.2×103 J/(kg·℃)，则食用油的比热容为________J/(kg·℃)．
食用油
水
水
36
2.1×103
【名师点拨】
相同时间内，煤油和水吸收的热量相同，根据Q吸＝cmΔt计算．
【实验结论】质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的
热量_____，吸收相同的热量，升高的温度_____，即不同物质
的吸热能力_____．
不同
不同
不同
考点1 物质的组成及与宙的探索(2025年13套卷2考)
1．[2025·山东]研究人员在低温极强磁场条件下发现了一种带负电荷的新型粒子，未来可能应用于量子计算领域．下列粒子中，与该粒子带电性质相同的是( )
A．电子 B．原子
C．质子 D．中子
2．[2024·济南]在α粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型的科学家是( )
A．阿伏加德罗 B．卢瑟福
C．汤姆孙 D．道尔顿
3．[2025·威海]地球绕太阳一周的时间为1个“地球年”，水星、金星、火星、木星、土星绕太阳一周的时间依次为0.24、0.62、1.88、11.86、29.46个“地球年”．火星绕太阳一周的时间为1个“火星年”，若以“火星年”为时间单位，绕太阳一周时间最短的是( )
A．水星 B．地球
C．木星 D．土星
考点2 分子动理论(2025年13套卷7考)
1．[2025·烟台]端午节吃粽子是一项传统习俗，下列关于粽子的说法正确的是( )
A．煮粽子是通过做功改变粽子的内能
B．煮粽子时香气四溢说明分子在不停地做无规则运动
C．刚出锅的粽子很烫是因为粽子含有的热量多
D．刚出锅的粽子冒的“白气”是由于汽化形成的
2．[2025·青岛]古诗词是我国的优秀传统文化．下列古诗词中蕴含的物理知识能用分子动理论解释的是( )
A．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴
B．朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还
C．飞流直下三千尺，疑是银河落九天
D．湖光秋月两相和，潭面无风镜未磨
3．[2022·东营]如图甲所示，在一个烧杯中装半杯热水，另一
个同样的烧杯中装等量的冷水．同时滴入一滴红墨水，发现装热
水的杯子变红的速度更快，这说明了分子的运动跟_____有关．
如图乙所示，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_____．
温度
引力
【名师点拨】
判断是分子热运动还是机械运动：肉眼能看到的一般为机械运动，肉眼看不到的为分子热运动．
考点3 改变内能的两种途径(2025年13套卷9考)
1．[2023·烟台]如图所示的实例中，改变物体内能的方式与其他三项不同的是( )
2．[2024·潍坊改编]如图所示，用气缸、固定隔板和活塞密
闭甲、乙两部分气体，气缸和活塞均不导热，隔板导热良好．
迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，
静置一段时间．下列说法正确的是( )
A．与推动活塞前相比，只有乙内能变大
B．与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大
C．乙内能改变的方式只有做功
D．乙内能改变的方式既有做功又有热传递
3．[2023·青岛]火，能带来温暖和光明．钻木取火，是将___
___能转化为内能，这是人类第一次学会使用自然力量；改变
物体的内能有做功和_______两种方法，人们利用内能做功制
成了热机；在设计和制造热机时，要不断提高效率，其积极意
义有_________(列举一条即可)．
机
械
热传递
节约能源
【名师点拨】
判断改变内能的方式
抓实质 抓关键词
做功 能量的转化 压缩、 摩擦、 锻打
热传递 能量的转移 遇冷 、加热、 取暖
考点4 比热容(2025年13套卷7考)
1．[2024·济宁]关于水的性质，下列说法不正确的是( )
A．500 mL水的质量为0.5 kg
B．水结成冰后，其体积会增大
C．水的沸点不会超过100 ℃
D．水倒去一半后，其比热容不变
2．[2025·威海]在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同
的高汤和清水，用相同热源加热，_____(填“高汤”或“清水”)
升温较快；清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明石
锅温度_____(填“低于”“等于”或“高于”)水的温度．
(c高汤＜c水)
高汤
高于
3．[2024·烟台]在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的
实验中，用质量是0.3 kg的水和表中等质量的另一种物质进行
对比，作出的图像如图所示．实验过程中，水和另一种物质在
相同时间内吸收的热量相等，分析图像可以得出图线__(填“a”
或“b”)对应的物质为水，另一种物质为_____，这种物质在0
～5 min内吸收的热量为_________J.
b
煤油
2.52×104
物质 比热容c/[J/(kg·℃)]
水 4.2×103
酒精 2.4×103
煤油 2.1×103
蓖麻油 1.8×103
【名师点拨】
1. 比热容大小只与物质种类和状态有关．
2．比热容表示物质的吸放热能力，吸放热能力强则比热容大；还表示温度改变的难易程度，温度难改变则比热容大．
考点5 热机(2025年13套卷1考)
1．[2024·临沂]2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录．如图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是( )
2．[2025·济南]如图甲所示为一种经常在喜庆场合使用的手持
礼炮，其结构简化图如图乙所示．使用时，气罐内的高压气体
推动纸筒内的彩条沿纸筒方向快速喷出，这说明力可以改变物
体的_________．此过程中的能量转化与内燃机的_____冲程相
同．
运动状态
做功
3．[2021·枣庄]如图所示是四冲程汽油机的某个冲程，由图可
看出它正处于_____冲程，该冲程将机械能转化为___能，若该
汽油机飞轮的转速是60 r/s，则汽油机每秒钟对外做功___次．
压缩
内
30
考点6 热机效率(2025年13套卷9考)
1．[2025·山东]汽油在发动机气缸中燃烧不充分会产生积碳，影响发动机性能．在发动机维护保养后，汽油燃烧会更加充分，其热值( )
A．变大 B．变小
C．不变 D．无法确定
2．[2025·烟台]汽油机是燃油汽车的动力来源之一．如图所示
是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是
①_________②_____．若汽油的热值为4.6×107 J/kg，则该工
作过程中消耗的汽油质量为________kg.
1.61×105
机械
0.003 5
3．[2024·日照]有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循
环做功500 J，曲轴的转速是300 r/min，每分钟消耗汽油5 g．
则该内燃机的功率是______W，机械效率是______.(q汽油＝4.6
×107 J/kg)
1 250
32.6%
【名师点拨】
(1)燃料完全燃烧放热的计算依据：Q＝mq、Q＝Vq；
(2)物体吸热或放热的计算依据：Q＝ cmΔt；
(3)Q吸与Q放的关系：①不考虑热效率时，Q吸＝Q放；②考虑热效率时：Q吸＝ηQ放．总结：明题意，找已知，列算式．
1．[2025·河北]下列现象属于扩散的是( )
A．花香四溢 B．破镜难圆
C．气体压缩 D．柳絮飞扬
2．[2025·河南]从浩瀚宇宙到微观世界，物体空间尺度大小各异．下列物体中尺度最小的是( )
A．太阳系 B．原子
C．地球 D．电子
3．[2025·广州]如图所示是氦原子的结构示意图，则氦原
子( )
A．核外有2个电子
B．整体有4个电子
C．核外有2个正电荷
D．整体有4个正电荷
4．[2025·辽宁]下列实例中，通过做功的方式来改变内能的是( )
A．冰镇西瓜 B．炭火烤肉
C．围炉煮茶 D．钻木取火
5．[2025·安徽]下列现象中能够说明分子间有引力的是( )
A．液体很难被压缩
B．铁丝很难被拉伸
C．墨水在热水中扩散得较快
D．水与酒精混合后总体积减小
6．[2025·福建]如图所示，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”
“发酵”“烘干”等工序．下列说法错误的是( )
A．“萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发
B．“揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状
C．“发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动
D．“烘干”是通过做功减小茶叶的内能
7．[2025·扬州]如图所示是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是( )
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
8．[2025·大兴安岭]关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．温度为0 ℃以下的物体不具有内能
B．温度高的物体，含有的热量一定多
C．物体的内能增加，可能是吸收了热量
D．温度总是从高温物体传向低温物体
9．[2025·黑龙江]下列实例中与水的比热容有关的是( )
A．北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
B．沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C．天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D．刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
10．[2025·成都]2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空．关于火箭发动机，下列说法正确的是( )
A．火箭发动机使用比热容大的燃料
B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大
C．火箭发动机主要通过热传递获得机械能
D．火箭发动机属于热机
11．[2025·连云港]煮粽子时，小明闻到了粽子的香味，是因
为_____________________________．水很难被压缩，表明分子
间存在_____．
12．[2025·贵州]原子核由质子和中子构成，质子和中子由夸
克构成．由此可判断原子核、质子、中子、夸克这些微观粒子
中，空间尺度最小的是_____．
分子在永不停息地做无规则运动
斥力
夸克
13．[2025·上海]“滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄”，说明
江水有___能，0 ℃的水_____(填“具有”或“不具有”)内能，
“遥知不是雪，为有暗香来”，说明分子在做_______运动．
14．[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
_______(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_____．
动
具有
无规则
热传递
扩散
剧烈
15．[2025·上海]质量为2 kg的水升高50 ℃所吸收的热量为
________J，“九天”无人机向斜上方匀速运时，其惯性_____，
机械能_____．(后两空均填“增大”“不变”或“减小”)
[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
4.2×105
不变
增大
16．[2025·自贡]如图所示为内燃机的_____冲程，该过程是将
_____转化为机械能．
做功
内能
17．[2025·德阳]小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将
初温为20 ℃、质量为2 kg的水加热至沸腾(一个标准大气压下)，
该过程中水吸收的热量是_________J，水吸收的热量相当于完
全燃烧2.24×10－2 m3天然气放出的热量，则天然气的热值为
______J/m3.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
6.72×105
3×107
18．[2025·德州]青铜冰鉴是我国战国时代发明的即可“制冷”又可
“制热”的两用“冰箱”，如图甲所示．冰鉴是一件双层器皿，鉴腹
内有一尊缶，如图乙所示．冬季，在鉴腹内装入热水用来给尊缶内的
酒加热，已知热水质量为150 kg、初温为89.5 ℃，酒的质量为80 kg、
初温为10 ℃，最终两者温度相同为41.5 ℃，则给酒加热的热效率为
____.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，
c酒＝2.4×103 J/(kg·℃)]
20%
19．[2025·辽宁]如图甲所示，某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，比较它们的吸热能力．
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同，电加热器
的规格应_____．
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体_________的规律制
成的．
相同
热胀冷缩
(3)每隔0.5 min记录一次温度，并将数据记录在表中．第
2.5 min时，食用油中的温度计示数如图乙所示所示，为___℃.
分析表中数据，发现___吸热能力强．
加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 …
水的温度/℃ 25 27 29 31 33 35 …
食用油的温度/℃ 25 30 34 37 42 …
46
水
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温，内部应
充入吸热能力较___(填“强”或“弱”)的介质．(仅从吸热能
力的角度分析)
弱
20．[2025·广安]“五·一”假期，小莉一家出去旅游．汽车通过一条长2 400 m的隧道，用时120 s，消耗0.1 kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为1.38×106 J．(汽油的热值q＝4.6×107 J/kg)求：
(1)汽车通过隧道的平均速度；
(2)完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量；
(3)汽车通过隧道发动机的效率η.

展开更多......

收起↑