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第一部分 单元梳理
第十二单元 分子动理论 内能及其利用
命题点 命题方式 考查热度
分子动理论 常出现在填空题和选择题中。要求根据日常生活经验或实际情境辨别扩散现象，根据分子动理论解释一些生活中的常见现象 ___________________________
内能 常出现在填空题和选择题中。要求根据实例辨析改变内能的两种方式，辨析内能、热量与温度的关系 ____________________________________
_________
命题点 命题方式 考查热度
比热容 常出现在选择题、计算题和实验与探究题中。考查比热容的定义、热量的相关计算、探究物质的吸热能力、利用比热容解释生活中的相关现象 ____________________________________
_________
热机 常出现在选择题和计算题中。考查内燃机四冲程的辨析及能量转化情况、燃料热值与热机效率的相关计算 __________________
扩散现象及其本质、改变内能的两种方式是填空题中的高频考点，以各种交通工具为载体的力热综合计算,以用电器为载体的电热综合计算是常考考点。本单元内容在江西省学考物理试卷中所占分值为分。
续表
考点一 分子动理论
1.分子动理论的基本内容
（1）物质由大量的______组成。
（2）分子间是有间隙的，分子在不停地做____________。
①相互接触的不同物质的分子彼此进入对方的现象叫______。扩散现象在固体、液体和气体间都会发生。
分子
无规则运动
扩散
②扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做____________，同时说明分子之间存在______。
③影响扩散快慢的因素：______越高，分子的无规则运动越______，分子扩散越快。正因为分子的无规则运动的剧烈程度与温度有关，所以把大量分子的无规则运动叫做________。
④举例：酒香不怕巷子深；花香袭人；墙角放煤，日久变黑。
（3）分子间存在相互作用的______和______。
无规则运动
间隙
温度
剧烈
热运动
引力
斥力
2.固态、液态和气态的特性
物质形态 固态 液态 气态
分子间距离 小 较大 很大
分子间作用力 很大 较大 很小
有无一定体积 有 有 无
有无一定形状 有 无 无
考点二 内能
1.内能
（1）定义：物体内部所有分子做无规则运动的____能和分子间相互作用的___能的总和，叫做物体的内能。
①一切物体在任何情况下都具有内能，内能的单位为__。
②影响因素：同一物体，物体的内能与______有关，温度越高，分子运动越剧烈，内能______。此外，内能还与物体的质量、种类、结构、状态有关。
（2）内能和机械能的区别：内能与分子的________及分子间的__________有关，与整个物体的机械运动无关，而机械能与整个物体的__________情况有关，与分子的热运动及分子间的相互作用无关。任何物体都具有内能，但不是任何物体都具有机械能。
动
势
温度
越大
热运动
相互作用
机械运动
2.改变内能的方式
改变内能的两种方式：______和________。这两种方式在改变物体的内能上是______的。
（1）做功：对物体做功，物体的内能______，温度______；物体对外界做功，物体的内能______，温度______；通过做功改变物体内能的实质是______和___________能的相互转化。
做功
热传递
等效
增大
升高
减小
降低
内能
其他形式
（2）热传递：内能从______物体转移到______物体或者从物体的高温部分转移到低温部分的现象。通过热传递改变物体内能的实质是能量的______。
①发生热传递的条件是物体之间或物体各部分之间存在________。
②热传递的方向：从高温物体传到低温物体。
③热量：热传递过程中，传递能量的多少。热量的单位为__。
④热传递的结果：低温的物体吸收热量，内能______，温度______；高温的物体放出热量，内能______，温度______。
⑤热传递的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
高温
低温
转移
温度差
增大
升高
减小
降低
3.内能、温度、热量的关系
（1）内能与温度的关系：温度高的物体，内能________大；内能大的物体，温度________高（如一根的铁钉和一座的铁山）。但物体的温度升高，内能______增大。
（2）温度与热量的关系：物体吸收了热量，温度________升高（如晶体熔化）；物体的温度升高了，________吸收了热量（可能对物体做功）。
（3）内能与热量的关系：物体吸收了热量，内能________增大（同时对外做功）；物体的内能增大，________吸收了热量（可能对物体做功）。
不一定
不一定
一定
不一定
不一定
不一定
不一定
考点三 比热容
1.比热容
（1）定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的______与它的______和____________的乘积之比。
（2）定义式：____，单位是__________，其中表示温度的变化值，即或。
①比热容是反映物质自身性质的物理量，不同的物质，比热容一般______。
②比热容与物质的______和______有关，与物体的质量、体积、吸收或放出的热量多少、温度高低等都无关。
热量
质量
升高的温度
不同
种类
状态
2.水的比热容及其应用
（1）水的比热容表示的物理意义：质量为的水，温度升高，吸收的热量为。
（2）利用公式___________来解释用水作为汽车冷却剂、供暖介质，可较好地调节温度的原因。
（3）利用公式_________来解释内陆地区的昼夜温差与沿海地区的昼夜温差不同的原因。
考点四 微观世界的尺度
物质由大量的分子组成，有的物质由原子直接构成，分子直径的数量级为。
分子由原子构成，原子由带负电的电子和带正电的原子核组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。
考点五 热机
1.热机
（1）定义：利用燃料燃烧释放的大量的______来做功的机械。
（2）热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气机等。
（3）能量转化：将____能转化为______能。
2.内燃机的分类：________和________。
内能
内
机械
汽油机
柴油机
3.汽油机的工作特点
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
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
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能的转化 — ________转化为_____ ______转化为_______________ —
机械能
内能
内能
机械能
（1）常见内燃机的四个冲程中，只有______冲程对外做功，其他三个冲程都是靠______的惯性完成的。
（2）内燃机每完成一个循环，飞轮转动___圈，对外做功___次。
（3）在压缩冲程中，气缸内的气体温度______，内能______；在做功冲程中，气缸内的气体温度______，内能______。
做功
飞轮
2
1
升高
增大
降低
减小
考点六 热值和热机的效率
1.热值
（1）定义：燃料完全燃烧时放出的______与燃料______之比。
（2）计算公式：____，单位：_____。
（3）燃料完全燃烧放出的热量的计算公式：_____。
①当燃料为气体时，热值的单位是，燃料完全燃烧时放出的热量的计算公式为。
②热值是燃料的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧条件、是否完全燃烧等均无关。
热量
质量
2.热机的效率
（1）定义：用来做________的那一部分能量与燃料完全燃烧放出的______之比。
（2）计算公式：_ ____________。
（3）提高热机效率的途径：①使燃料尽可能充分燃烧；②尽量减小各种热量的损失；③机件之间尽量保持润滑，减小摩擦。
（4）热机的效率永远小于。
有用功
能量
考点七 能量的转化和守恒
1.能的转化
在一定的条件下，各种形式的能都可以相互转化。
2.能量守恒定律
能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式______为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量___________。
转化
保持不变
判断正误（正确的画“√”，错误的画“×”）
1.气体、液体和固体都能发生扩散现象。( )
√
2.的冰的分子热运动会停止。( )
×
3.物体的温度升高，内能一定增加。( )
√
4.温度越高的物体含有的热量越多。( )
×
5.发生热传递时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体。( )
×
6.物质温度升高吸收的热量越多，这种物质的比热容越大。( )
×
7.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小。( )
×
8.燃料的热值与燃料的质量没有关系。( )
√
9.四冲程内燃机中，只有做功冲程是燃气对外做功。( )
√
10.自然界的能量是守恒的，既不能创生，也不会消灭，因此不需要节约能源。
( )
×
例题1 在荷花盛开的季节，漫步乡间，到处都能闻到荷花的清香，在物理学中，这属于______现象；气温越高香味越浓，说明温度升高，加快了分子的________运动。
扩散
无规则
【点拨】不同的物质在相互接触时，物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象；温度越高，扩散现象越明显。
例题2 下图所示的汽油机处于______（填“压缩”或“做功”）冲程，这个冲程将______能转化为____能。某单缸四冲程汽油机的飞轮转动速度是，则此汽油机每秒对外做功____次。
压缩
机械
内
20
【点拨】汽油机一个工作循环有四个冲程，各冲程的特点不同，通常
根据气门的状态和活塞的运行方向来确定冲程。做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程则将机械能转化为内能。汽油机完成一个工作循环，经过四个冲程，燃气对外做功一次，活塞往复两次，飞轮转动两周。
例题3 [2023·北京，改编，多选] 如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
BCD
A.管口出现的“白气”是水蒸气
B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能减小
C.水被加热的过程中，其内能是通过热传递的方式改变的
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中，橡胶塞的动能是由水蒸气的内能转化而来的
【点拨】管口出现的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴。
例题4 [2023·兰州] 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和的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两液体在内吸收的热量之比为
B.A、B两液体的比热容之比为
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合做发动机的冷却液
【点拨】此题考查的是利用图像比较不同物质的比热容，得到正确结论的前提是有效提取图像提供的信息，理解比热容的物理意义。
[答案] D
计算一 热量的相关计算
1.［或只适用于计算物质的状态无变化时升温（或降温）过程中吸收（或放出）的热量。
2.热平衡问题：温度不同的两个物体相互接触后将会发生热传递现象。若不计热量的损失，则当两物体达到热平衡状态时，它们的温度相同，且高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即。
3.注意：1个标准大气压下水的沸点为。若求出1个标准大气压下水的温度大于，则最终末温应该是。
例题1 吃早饭的时候，妈妈想用热水给小进加热下图所示的盒装牛奶（装），使牛奶的温度由升高到。［已知：，
（1） 求牛奶吸收的热量。
解：牛奶吸收的热量

（2） 若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用的热水多少千克？（计算结果保留1位小数）
【尝试解答】
[答案] 若不考虑热量损失，则热水放出的热量

热水的质量



【解题思路】（1）知道牛奶的质量、比热容、初温和末温，利用求出牛奶吸收的热量；（2）若不考虑热量损失，则热水放出的热量等于牛奶吸收的热量，利用求出水的质量。
计算二 热效率的相关计算
按照人们获得热量的方式，计算热效率的公式如下：
1.热机：内能 机械能，（或）。
2.煤炉：化学能 内能，（或）。
3.电热水器：电能 内能，。
4.太阳能热水器：太阳能 内能，。
例题2 太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置。下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息（其中太阳辐射功率是指内投射到面积上的太阳能）。求：
太阳照射时间/ 装水量/ 吸热板面积/ 水升高的温度/ 太阳辐射功率 /
10 100 2.5 50
（1） 水在内吸收的热量。
解：水在内吸收的热量

（2） 如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧天然气的体积。（设天然气的热值为，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
[答案] 由题知，天然气完全燃烧需放出热量

需要天然气的体积

（3） 该太阳能热水器的能量转化效率。
【尝试解答】
[答案] 太阳能热水器吸收的太阳能

太阳能热水器的能量转化效率

【解题思路】（1）利用吸热公式求水吸收的热量（有用能量）；（2）由题知，利用求需要完全燃烧的天然气的体积；（3）由太阳辐射功率求出太阳能热水器吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求出太阳能热水器的能量转化效率。
1.[2023·T2，节选] 近年来，江西多措并举，打造美丽乡村，为老百姓留住了鸟语花香的田园风光。人们闻到“花香”是______现象。
扩散
2.[2021·T3，节选] 厉害了，我的国年我国开启了航天新征程，嫦娥五号成功登月并顺利取回月壤样品。如图所示，返回舱穿越大气层时温度升高，这是通过______的方式使其内能增加而导致的。
做功
3.[2019·T6] 当液体温度升高时，其分子________加剧，以至于表层中有更多的分子脱离液体分子的束缚跑到空气中去。气体分子间距很大，相互作用力很小，表现为气体没有固定的______和体积。
热运动
形状
4.[2019·T13] 如图所示，这是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下与做功冲程最相似的是( )
C
A.鼻孔吸气
B.气沉丹田
C.排山倒海
D.打完收工
5.[2022·T17] 如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为，水的初温为，当水刚好烧开时，共消耗了的天然气，该燃气灶烧水的热效率为。［水的比热容为，天然气的热值为求：
（1） 的天然气完全燃烧所放出的热量；
解：的天然气完全燃烧放出的热量

（2） 以上过程中，水吸收的热量；
[答案] 水吸收的热量

（3） 密闭的锅内水烧开时的温度。
[答案] 使用密闭的锅烧水，锅内气压大于1个标准大气压，密闭的锅内水烧开时的温度

1.2023年“五一”小长假，“淄博烧烤”火出天际。烤肉时香气四溢，表明分子在不停地做____________；炭火烤肉是通过________（填“做功”或“热传递”）的方式增大肉的内能。
无规则运动
热传递
2.2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与空间站完成自主快速交会对接。神舟十七号载人飞船使用液态氢作为主体火箭的燃料，是因为氢的______比较大；火箭搭载飞船升空过程中，燃料燃烧释放的内能转化为______能。
热值
机械
3.下列现象能说明分子做无规则运动的是( )
C
A.薄暮黄昏，炊烟袅袅 B.晨曦微露，雾漫山野
C.百花齐放，花香四溢 D.汽车驶过，尘土飞扬
4.关于温度、内能、热量，下列说法正确的是( )
A
A.一杯开水慢慢变凉，其内能一定减小
B.温度高的物体含有的热量不一定多
C.物体内能增大，一定吸收了热量
D.热传递只能从内能大的物体传给内能小的物体
5.下列关于下图所示实验的叙述正确的是( )
D
A.图甲中，抽出玻璃板后观察到的现象能说明分子间存在着引力
B.图乙中，水沸腾后软木塞被推出的过程中，软木塞的内能转化为它的机械能
C.图丙中，把玻璃板拉出水面时弹簧测力计示数会变大，是大气压力的作用
D.图丁中，活塞向下运动，燃气的内能部分转化成活塞的机械能
6.下列说法正确的是( )
D
A.发射火箭用液氢作燃料是因为液氢燃烧时放出的热量多
B.天然气燃烧越充分，其热值越大
C.锅一般是用铝制造的，主要是利用了铝的比热容较大的性质
D.气罐中的天然气用去一半后，剩余天然气的比热容、热值都不变
7.下图是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法不正确的是( )
C
A.一个工作循环的正确顺序是丁、甲、丙、乙
B.若此汽油机曲轴转速为，则该汽油机每秒内对外做功15次
C.丙冲程是把机械能转化为内能
D.丁冲程是吸气冲程，吸入的是汽油和空气的混合物
8.（多选）质量均为的水和某种液体在相同时间内放出的热量相等，它们的温度随时间变化的关系图像如图所示。已知，。下列说法正确的是( )
CD
A.乙物质是水
B.甲物质第时的内能小于第时的内能
C.乙物质放出了的热量
D.乙物质比热容为
9.20世纪，人类制造了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，航标灯的工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，推入工作室后再压缩，然后推动涡轮机带动发电机发电。当海水下降时，类似于汽油机的______冲程；当海水上升时，类似于汽油机的______冲程。
吸气
压缩
10.下图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置。下列关于这两组实验的说法正确的是( )
D
A.每组实验中，杯中物质吸收的热量都是根据温度计示数的变化来比较的
B.每组实验中，燃料的质量均应相等
C.每组实验中，都需要用到秒表这一测量工具
D.每组实验中，杯中物质的质量均应相等
11.甲、乙两种物质的初温分别是和。它们的比热容之比为，质量之比为，吸收了相同的热量，最终甲的温度是，则乙的最终温度是( )
B
A. B. C. D.
12.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。某品牌太阳能热水器平均每小时接收的太阳能。在的有效照射时间内，该太阳能热水器可使质量为、初温为的水的温度升高至。［水的比热容]
（1） 求太阳能热水器中水吸收的热量。
解：热水器中的水吸收的热量

（2） 求太阳能热水器的效率 。
[答案] 热水器6小时内接收到的太阳能

热水器的效率

（3） 如果这些热量由效率为的火炉燃烧煤炭来提供，那么需要完全燃烧多少千克煤炭？（煤炭的热值）
[答案] 煤炭完全燃烧产生的热量

需要完全燃烧的煤炭的质量

13.利用图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸收热量的关系”，操作如下。
（1） 在两个烧杯中分别装入初温相同且______相等的沙子和水。
质量
（2） 用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为______。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像，如图丙所示。
（3） 实验中，通过比较____________（填“加热的时间”或“升高的温度”）可间接反映沙子和水吸收的热量。
（4） 分析图丙可知，若使两者升高相同的温度，则____吸收的热量较多，由此可见____的比热容较大。
加热的时间
水
水
（5） 图丁所示的图像表示A、B两个固态物体吸热后温度升高的情况，图中横坐标是物体的温度变化，纵坐标是物体吸收的热量。
① 若A和B的质量相同，则A的比热容______（填“大于”“小于”或“等于”）B的比热容。
② 若A、B是由同种物质制成的，则A、B存在的具体差异可能是______。
大于
质量
14.A、B两个物体质量相等，温度均为；甲、乙两杯水质量相等，温度均为。现将A放入甲杯，B放入乙杯，热平衡后，甲杯水温降低了，乙杯水温降低了，则A、B两种物质的比热容之比为( )
C
A. B. C. D.
15.某新型混合动力汽车启动时，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为，由内燃机提供能量，汽车以的速度匀速直线行驶了，同时蓄电池的电能比之前储存的电能增加了。
（1） 若所用燃料的热值为，测试过程中消耗燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
解：燃料完全燃烧放出的热量

（2） 当汽车以的速度匀速行驶时，汽车牵引力的功率是多少？（计算结果保留一位小数）
[答案] 由图像可知，汽车的速度为时，汽车受到的阻力为，汽车做匀速直线运动时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以汽车受到的牵引力为。汽车牵引力的功率

（3） 内燃机在上述工作过程中的平均效率是多少？
[答案] 汽车行驶的路程

由题可知，蓄电池增加的电能

由图像可知，汽车以的速度匀速直线行驶时阻力

则克服阻力做的功

所以有用功（能量）

则内燃机的效率

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