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科学思维进阶：热学问题
新课标研读
名师说：用学科方法学习学科知识是发展学生核心素养的有效手段.
编者将带你运用物理知识和物理思维梳理内能及内能利用背后的物理过程，
打通能量的吸收与释放及其效率问题产生的物理逻辑，提升知识与方法的
迁移应用能力.
题阶一:物质的吸热能力（热量的相关计算）
质量为的水温度升高，求水吸收的热量__________ ［水的
比热容为
名师搭梯子
物质吸收或放出热量的能力是物质的一种特性：
（1）同一物质，该特性的大小如何计算呢？
（2）不同物质，该特性的大小如何比较呢？
基础公式：
考向1 正向设问——求
1.定性分析相等质量的铜块、铝块，它们的温度分别从 升
高到 ，吸收热量较多的是______.
铝块
2.以比例形式计算质量相同的两物体，比热容之比为 ，升高的温度之
比为 ，则它们吸收的热量之比为______.
3：4
3.需间接求取给智能电热水壶内的水加热，水温升高 ，则水吸
收的热量____________ .
4.需间接求取，沸腾为隐含条件质量为的水从室温 加热至沸腾
（标准大气压下），则水吸收的热量__________ .
5. 需间接获取，数据在图中将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中
（如图甲所示），这是通过________方式改变牛奶的内能的.图乙是
牛奶与热水的温度随时间变化的图像，由图乙可知牛奶最后达到____ ，
则在加热过程中牛奶吸收的热量为____________
热传递
40
甲
乙
考向2 反向推理——求 （或判断物质种类）
6.间接求取一质量为的金属块，被加热到 后，立即投入质量
为，温度为的水中，不计热量损失，最终水的温度升高到 .
该金属的比热容是为__________
考向3 反向推理——求
7.隐含条件将温度为的热水加入温度为 的冷水中，
热平衡后的水的温度是,则原来冷水的质量是____ .（不与外界发生
热量交换）
2.5
考向4 反向推理——求、或
8.质量为初温为的水，吸收的热量，末温是____ .
70
9.注意标压下最高温在一标准大气压下，温度为，质量为 的水吸
收的热量，水的温度会升高到_____ .
100
题阶二:通过热传递转移能量（热量利用的相关计算）
用炉子烧水，把水从加热至，用掉 的燃料，已知水的
比热容为，燃料的热值为 求此过程中:
（1）水吸收的热量为____________ .
（2）燃料放出的热量为____________ .
（3）炉子的加热效率为______.
名师搭梯子
物质吸收的热量是从哪里来的呢？
（1）燃料燃烧 ；
（2）太阳辐射 .
热量传递效率问题
自然环境下热传递存在能量损失，因此产生效率问题，即 ，因此：
（1）当热量来自燃料燃烧时，物质吸收的热量 .
（2）当热量来自太阳辐射时，物质吸收的热量 .
考向1 正向设问——求
1.如用太阳能热水器加热.已知太阳能热水器在冬季 的有效日照时段
里，能将、的水加热到. .若所在
地区太阳能辐射到地面的平均能量 （即平均每平
方米每秒钟太阳辐射能为），太阳能热水器的面积为 ，
则该太阳能热水器的效率为________.（结果精确到 ）
考向2 反向推理——求、或
2.,考虑如果用含 生物航煤的装置给水加热，
可将的水从加热到，该加热装置的热效率为 .则生物航
煤的热值为________.
3.,考虑如果用天然气灶将的水从 加热到
，若天然气完全燃烧放出的热量 被水吸收，烧开这壶水需要
_____天然气.（天然气的热值 ）
0.08
考向3 反向推理——求或
4.,考虑 小明用图甲所示的装置测量某种物质的比
热容.他取的该物质加热，酒精灯平均每分钟消耗 酒精，根据
测得的数据绘制了物质温度随时间变化的图像，如图乙所示.已知该装置
的加热效率为，酒精的热值 ，求：
甲
乙
（1）该过程中酒精灯放出的热量为____________ .
（2）该过程中物体吸收的热量为____________ .
（3）该物质的比热容为____________ .
题阶三:通过做功转化能量（热量利用的相关计算）
某型号专用车在车型测试时，在一段平直的公路上匀速行驶了 ,受
到的阻力是，消耗汽油 （假设汽油完全燃烧）.
若汽油的密度，汽油热值 ，求：
（1）该车行驶消耗汽油的质量为____ .
（2）该车行驶消耗的汽油完全燃烧放出的热量为__________ .
（3）该车牵引力做的功为____________ .
1.2
（4）已知热机效率（式中为热机在某段时间内对外所做的功，
为它在这段时间内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的
热机效率为______.
名师搭梯子
燃料燃烧释放的能量有哪些利用途径呢？
通过热机做功，转化为有用的机械能（考虑热量损失）：燃料 燃烧释放
的能量中，只有一部分被物体吸收或用于热机 做有用功.
（1） 牵引力做功.
（2） 汽车克服地面摩擦力做功，飞机克服空气阻力做功等.
（3）热机单位时间内所做的功×做功时间 此时间范围内做
功的多少.
燃料燃烧 太阳能或
考向1 正向设问——求
1.该车行驶在一段斜坡路上，从坡底以 的速度匀速行驶
到达坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持不变，消耗
汽油.求：
（1）汽车发动机做的有用功.
解：汽车行驶的时间 ，
输出功率 ，
.
（2）汽油完全燃烧释放的热量.
消耗汽油的质量 ，
汽油完全燃烧放出的热量 .
（3）汽车发动机的效率.
汽车发动机的效率 .
考向2 反向推理——求、、或、、
2.小明爸爸利用该汽车进行自驾游，行驶了,消耗汽油约 ,在这
个过程中汽油机的效率约为 .则：
（1） 汽油完全燃烧放出的热量.
解：消耗汽油的质量 ，
汽油的热值 ，
汽油完全燃烧放出的热量 .
（2）汽车发动机输出的有用功.
汽车发动机输出的有用功 .
（3）汽车匀速行驶过程中所受的阻力.
汽车匀速行驶路程 ，
牵引力 ，
根据二力平衡条件，汽车匀速行驶过程中所受的阻力 .
3.读表得数据，结合该车的油箱最大可加 汽油，它行驶时所
受阻力的大小与速度的关系见下表.已知汽车发动机汽油完全燃烧的能量
转化为机械能的效率约为 .求：
速度 10 20 30 40
阻力
（1）当汽车以 的速度行驶时，发动机的输出功率.
解：当汽车以的速度行驶时，发动机牵引力 ，
发动机输出功率 .
（2）油箱中加满汽油，这些汽油完全燃烧获得的能量.
油箱加满汽油时，汽油的质量 ，
汽油的热值 ，
汽油完全燃烧放出的热量 .
（3）汽车油箱加满汽油，并且以 的速度行驶时，汽车的最长行驶
时间.
油箱加满汽油，汽油全部完全燃烧可转化为的机械能
，
汽车的行驶时间 .
考向3 反向推理——求
4.若该车油箱里有汽油，小明爸爸驾车沿高速公路行驶 .假设
该车是匀速行驶，且受到的阻力为，该车的效率约为 ,求：
（1）该车到达目的地牵引力所做的功.
解：该车匀速行驶，牵引力 ，
行驶的路程 ，
牵引力做的功 .
（2）油箱中汽油完全燃烧释放的热量.
汽油的质量 ，
汽油的热值 ，
完全燃烧放出的热量 .
（3）通过计算说明汽车行驶途中是否需要加油.
汽油完全耗尽时汽车所做的功
，
故行驶途中不需要加油.

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