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第 11 讲 第十二章 机械能和内能
模块一 思维导图串知识 1．了解机械能概念。
模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 2．了解影响物体动能和势能大小的因素。
模块三 教材习题学解题 3．会利用分子热运动和分子间相互作用力解释问题。
模块四 核心考点精准练（13 大考点） 4．掌握改变物体内能的两种方式，了解比热容的概念。
模块五 小试牛刀过关测 5．会进行热值的简单计算。
1、动能
（1）物体由于运动而具有的能叫作动能；质量越大,运动的速度越大,物体的动能就越大。
2、势能
（1）重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
（2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体
的重力势能就越大。
（3）影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势
能就越大。
3、机械能
（1）动能和势能统称为机械能，动能和势能可以相互转化。
（2）动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运
动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化
为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能。
（3）动能和弹性势能之间也可以相互转化。它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，
从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢
复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射
出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能。
（4）机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
4、内能
（1）分子因热运动而具有分子动能,分子因其间存在相互作用力而具有分子势能,物体内部所有分子动能和
分子势能的总和叫作物体的内能.物体的温度越高,它的内能就越大。
（2）内能的特点
①任何物体在任何情况下都具有内能。
②内能具有不可测量性，即不可能准确地知道一个物体具有多少内能。
③内能是可以变化的。
④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的。
5、改变物体内能的两种方式
（1）做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
（2）热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫做热传递。没有做
功而使内能改变的物理过程叫做热传递。
（3）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少
6、热量与比热容
（1）物体在热传递过程中转移的能量叫作热量。
（2）比热容是反映物质吸放热本领的物理量,其数值等于单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收
(或放出)的热量。
（3）计算热量的常用公式:Q 吸=cm(t-t0),Q 放=cm(t0-t)；在国际单位制中,热量的单位是焦（J）。
7、热值
（1）燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比叫作燃料的热值,热值是燃料的一种属性。
（2）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为 3.40
×107J/kg。
8、汽油机的工作过程
（1）汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成；每个工作循环活塞往复运动两次，
曲轴转动两周,对外做功一次。
（2）在压缩冲程中,机械能转化为内能；在做功冲程中,内能转化为机械能。
9、热机的效率
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：
Q
η = 有 100% ，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于 1。
Q总
教材习题 02 解题方法
物体吸收（或放出）的热量与组 ①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量
成该物体的物质的种类有关，你 （即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强。
怎样用实验来说明？ ②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时
间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强……
【答案】答：探究物体吸收（或放出）的热量与组成该物体的物质的种类有关时，需要控制两
种物质的质量和初温相同，用相同的加热器加热，使物质升高相同的温度，根据加热时间来判
定判定热量与物质种类是否有关。
教材习题 03 解题方法
购买一盒薯片,设计实验估测薯 ①加热时间的长短反映物质吸收热量的多少；相同质量的同
片的热值，然后将实验结果与包 种液体，升高的温度反映燃料放出热量的多少。
装盒上注明的薯片的热量值进行 ②根据 q＝ 即可计算出热值的大小；分析每一个物理量与
比较，并分析产生差异的原因？
真实值的关系可知热值的偏差……
【答案】用天平称量一定质量的水，放入烧杯，用如下图所示的装置，把燃料换成薯片，将薯
片燃烧尽，记录水的初温和薯片燃烧完后水的末温，根据 Q 吸=cm(t-t0)，计算出水吸收的热量，
Q
因为 Q 放=Q 吸，再根据q 放 计算薯片的热值。m
在薯片质量一定时，薯片在燃烧时没有完全燃烧，再加上一部分热量的损失，所以测得的热值
偏小。
考点一 动能和势能的转化
1．跳伞是一项专业要求比较高的运动，要具备较高的条件才能参加这项活动。某跳伞运动员和装备的总重
为 950N，在空中匀速直线下降过程中，下列说法正确的是（　　）
A．仅有重力对跳伞运动员和装备做功
B．跳伞运动员和装备的动能不断减小
C．跳伞运动员和装备在空中受到阻力的大小为 950N
D．跳伞运动员和装备在空中受到的阻力方向竖直向下
【答案】C
【解答】解：A、跳伞运动员匀速下降的过程中，受到重力和空气阻力的作用，这两个力都对跳伞运动
员和装备做功，故 A 错误；
B、在空中匀速直线下降过程中，跳伞运动员和装备的质量和速度都不变，所以动能不变，故 B 错误；
CD、跳伞运动员匀速下降的过程中，跳伞运动员和装备受到重力和空气阻力的作用，这两个力是一对平
衡力，方向相反，大小相等，重力方向竖直向下，所以跳伞运动员和装备在空中受到的阻力方向竖直向
上，受到阻力的大小为 f＝G＝950N，故 C 正确、D 错误。
故选：C。
2．2024 年 4 月 25 日，神舟十八号飞船搭载长征二号 F 遥十八运载火箭直冲云霄，在火箭加速上升的过程
中，飞船的重力势能 　增大　，飞船的惯性 　不变　（前两空均选填“增大”、“不变”或“减小”），
飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船是 　静止　的（选填“运动”或“静
止”）。
【答案】增大；不变；静止
【解答】解：在火箭加速上升的过程中，飞船的质量不变，高度变大，重力势能增大；由于飞船的质量
不变，所以其惯性大小不变；
飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船与空间站之间没有发生位置变化，是静
止的。
故答案为：增大；不变；静止。
考点二 探究影响物体动能大小的因素
3．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球 m 和 M（M 的质
量大于 m），分别从不同的高度 h 和 H（H＞h）由静止开始滚下，观察木块被撞击后移动的距离，实验
过程如图所示。
（1）该实验中物体的动能是指钢球在 　到达水平面　（选填“H 高度”、“h 高度”或“到达水平面”）
位置时的动能；
（2）比较甲、乙两图实验，让质量相同的小钢球从斜面的不同高度处由静止滚下，可以探究钢球动能大
小与 　速度　的关系；
（3）比较 　乙、丙　两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与质量有关。由此实验联想到某段道路
限速牌上标明“100”和“80”字样，　大客车　（选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是
80km/h；
（4）若在进行图乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，只需要重新
进行图丙的实验，下列方法可行的是 　A　。（选填字母）
A．换用足够长的木板
B．换用一个质量更大的木块
C．降低钢球滚下时的高度
【答案】（1）到达水平面；（2）速度；（3）乙、丙；大客车；（4）A。
【解答】解：（1）动能是物体由于运动而具有的能量，该实验的研究对象是小钢球，由于小钢球的动能
很难通过肉眼观察，因此通过它推动木块滑行的距离长短来体现，同时钢球在斜面上时，具有重力势能，
滚下时，重力势能转化为钢球的动能，所以该实验中物体的动能是指钢球在到达水平面位置时的动能。
（2）比较甲、乙两图实验，让质量相同的小钢球从斜面的不同高度处由静止滚下，小钢球到达水平面的
初始速度不同，可以探究钢球动能大小与速度的关系。
（3）比较乙、丙两图实验，两球质量不同，高度相同（即滚到水平面的初速度相同），根据控制变量法，
可以探究钢球动能大小与质量有关。
比较乙、丙两图实验，丙中球的质量更大，推动木块滑行的距离较长，可知动能较大，说明钢球动能大
小与质量有关。结合（2）中可知，物体动能的大小与物体质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能
越大，所以从安全的角度考虑，大客车质量大，则需速度小，小轿车质量小，速度可大，则某段道路限
速牌上标明“100”和“80”字样，大客车的限速应该是 80km/h。
（4）由题意可知，乙、丙实验探究在速度相同时，动能大小与质量的关系，质量越大，动能越大，撞击
木块后移动的距离更远。
A．丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，只需要换用足够长的木板，故 A 正确；
B．换用一个质量更大的木块，物块质量不同，无法利用木块被撞击后滑动距离来比较动能的大小，故 B
不正确；
C．降低钢球滚下时的高度，则没有控制速度不变，故 C 不正确。
故选：A。
故答案为：（1）到达水平面；（2）速度；（3）乙、丙；大客车；（4）A。
考点三 分子间的作用力
4．下列现象中能给“分子间存在引力”提供证据的是（　　）
A．甲图，红墨水在水中扩散
B．乙图，将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起
C．丙图，水和酒精充分混合后总体积变小
D．丁图，用手捋塑料细丝，细丝散开
【答案】B
【解答】A、红墨水在水中的散开，这个现象是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故 A 不符
合题意；
B、两个表面光滑的铅块相互紧压会粘在一起，是由于分子之间存在引力而引起的，故 B 符合题意；
C、水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的总
体积变小了，说明了分子间有间隙，故 C 不符合题意；
D、用手捋塑料细丝，细丝散开，是由于同种电荷相互排斥，故 D 不符合题意。
故选：B。
5．如图所示，“黄河文化大会”上，一名学习中医的学生正在通过闻和尝分辨中药，她能闻到中药的气味
是因为分子 　不停息地做无规则运动；　，拿完中药的手上依然会残留药的味道，这是因为分子之间存
在 　引力　。
【答案】不停息地做无规则运动；引力
【解答】解：打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是分子在不停地做无规则运动，即扩散现象；
拿完中药的手上依然会残留药的味道，这说明分子之间存在相互作用的引力。
故答案为：不停息地做无规则运动；引力。
考点四 温度、热量与内能的关系
6．2022 年 11 月 28 日，世界上最大的活火山雷纳罗亚火山开始喷发，炙热的岩浆在流淌过程中逐渐降温，
依次形成橄榄石、角闪石、正长石等岩石晶体。下列说法正确的是（　　）
A．岩浆变成岩石过程中内能减小
B．岩浆温度高说明其含有热量多
C．火山灰在空气中随风飘动，是分子的热运动
D．岩浆变成岩石后，岩石晶体分子间只有引力没有斥力
【答案】A
【解答】解：A、岩浆变成岩石是由液态变为固态，这是凝固过程，凝固放热，内能减小，故 A 正确；
B、热量是过程量，不能说含有热量，故 B 错误；
C、火山灰在空气中随风飘动，火山灰不是分子，不能说明分子的热运动，故 C 错误；
C、分子间的引力和斥力是同时存在的，岩浆变成岩石后，岩石晶体分子间既有引力也有斥力，故 D 错
误。
故选：A。
7．“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法，它是以罐为工具，利用酒精棉燃烧排出罐内空气后，罐内气体
密度 　变小　，再将罐快速扣于相应穴位上，随着罐内气体温度下降，内能 　减小　，罐外大气压 　
大于　罐内气压（选填“大于”“小于”或“等于”），将罐体紧紧压在皮肤表面，进而发挥其治疗作用。
【答案】变小；减小；大于。
【解答】解：利用酒精棉燃烧排出罐内空气后，罐内气体的质量减小，体积不变，由 可知，密度
变小；
把罐扣在皮肤上，等到罐内的空气冷却后，内能减小，罐内气体压强减小，罐外大气压大于罐内气压，
将罐体紧紧压在皮肤表面，进而发挥其治疗作用。
故答案为：变小；减小；大于。
考点五 热传递改变物体内能
8．小丽在家与妈妈一起用燃气灶炖菜，关于炖菜过程中发生的热现象说法正确的是（　　）
A．炖菜的过程中主要是通过做功的方式增加菜的内能
B．加盐使菜变咸，表明盐分子在不停地做无规则运动
C．炖菜时，汤沸腾后由大火调到小火，可以使汤的沸点降低
D．锅上方出现的“白气”是水的汽化现象
【答案】B
【解答】解：A、炖菜时，菜从锅中吸收热量，是通过热传递的方式使菜的内能增加，故 A 错误；
B、加盐使菜变咸属于扩散现象，是因为盐分子在不停地做无规则运动造成的，故 B 正确；
C、炖菜时，当汤沸腾以后，继续加热，此时汤继续沸腾，汤的温度不变，故 C 错误；
D、锅上方出现的“白气”是水的液化现象，故 D 错误。
故选：B。
9．吃饺子是中国人在春节时特有的民俗传统。如图所示，包饺子时，用力擀过的面团变成了薄薄的饺子皮，
说明了力可以改变 　物体的形状　，叠放在一起的饺子皮会粘合在一起，这说明分子之间存在 　引力　；
煮饺子时，是通过 　热传递　的方式改变了饺子的内能。
【答案】物体的形状；引力；热传递。
【解答】解：用力擀过的面团变成了薄薄的饺子皮，面团变成了饺子皮，形状发生了变化，说明了力可
以改变物体的形状。
分子间存在着相互作用的引力和斥力，包饺子时，用力擀过的饺子皮叠放在一起会发生粘合现象，这说
明分子之间存在引力。
煮饺子时，饺子吸收热量，温度升高，内能增加，是通过热传递方式增加饺子内能的。
故答案为：物体的形状；引力；热传递。
考点六 做功改变物体内能
10．如图，中医是中国古代科学的瑰宝，下列说法正确的是（　　）
A．甲中“艾灸”时，闻到艾草药香是因为分子不停地做无规则运动
B．乙中“针灸”的针头做得尖是为了减小受力面积，从而减小压强
C．丙中“拔火罐”时，玻璃罐能“吸附”在皮肤上是摩擦力的作用
D．丁中“刮痧”时，皮肤温度升高是通过热传递方式改变物体内能
【答案】A
【解答】解：A、甲中“艾灸”时，闻到艾草药香属于扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故 A
正确；
B、乙中“针灸”的针头做得尖是为了减小受力面积，增大压强，故 B 错误；
C、丙中“拔火罐”时，玻璃罐能“吸附”在皮肤上是大气压的作用，故 C 错误；
D、丁中“刮痧”时，皮肤温度升高是通过做功的方式改变内能，故 D 错误。
故选：A。
11．便携式燃气罐中的燃气是在常温下通过 　压缩体积　的方法液化后储存在罐体中的；在长时间使用后，
罐体变得冰凉，是因为燃气喷出，对外做功，内能 　减少　，温度降低。
【答案】压缩体积；减少。
【解答】解：（1）气体液化有两种方法，一种是降低温度，另一种是压缩体积，便携式燃气罐中的燃气
是在常温下通过压缩体积的方法液化后储存在罐体中的；
（2）罐内压缩气体膨胀做功，内能减少，温度下降，罐体变得很凉。
故答案为：压缩体积；减少。
考点七 比热容的概念及其计算
12．如图所示，这是小明所画的冰熔化时温度随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　）
A．由图可知，AB 段的比热容大于 CD 段的比热容
B．AB 段的密度小于 CD 段的密度
C．BC 段中，由于温度不变，因此内能不变
D．BC 段中，使冰熔化的唯一方法只有热传递
【答案】B
【解答】解：A、由图知冰吸热 2min，温度升高 10℃，水吸热 4min，温度升高 10℃，由于冰熔化为水
质量不变，由 c＝ 知，在质量和升高温度相同时，水吸热时间长，吸收的热量多，所以水的比热容
大，故 A 错误；
B、AB 段是冰熔化前过程，冰吸热未开始熔化，是固体冰；CD 段冰已经熔化成水，是水，但水的密度
大于冰的密度，故 AB 段的密度小于 CD 段的密度，故 B 正确；
C、冰熔化时吸收热量，其内能增大，故 C 错误；
D、通过克服摩擦做功的方式也可以使冰熔化，故 D 错误。
故选：B。
13．小茹组装了如图甲的装置，在烧杯中倒入适量的水，在试管中装入适量的液体 A，然后用酒精灯加热
足够长时间。两液体温度随时间变化的图像如图乙，已知水的质量为 1kg，液体 A 的质量为 0.3kg，相同
时间，液体 A 吸收的热量是水吸收热量的 30%。当加热时间为 t 时，水中温度计示数如图甲。则 t 时水
的温度为 　90　℃，分析图乙，当水沸腾时，液体 A 　没有　（选填“正在”或“没有”）沸腾，液体
A 的比热容为 　2.8×103　J/（kg ℃）。（ ）
【答案】90；没有；2.8×103。
【解答】解：（1）由图甲可知，该温度计的分度值为 1℃，当前温度（加热时间为 t 时水的温度）为
90℃；
从乙图可看出，水沸腾时，液体 A 的温度还在上升，故此时它没有沸腾；
（2）水吸收的热量：Q 水＝c 水 mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×（90℃﹣80℃）＝4.2×104J；
由题意可知，液体 A 吸收的热量：QA＝30%×Q 水＝30%×4.2×104J＝1.26×104J；
此过程中液体 A 升高的温度Δt′＝80℃﹣65℃＝15℃，
则液体 A 的比热容：c 3A＝ ＝ ＝2.8×10 J/kg。
故答案为：90；没有；2.8×103。
考点八 比热容解释简单的自然现象
14．夏季在海边，由于水和砂石的比热容不同，常能够形成海风或者陆风。海风指从海上吹向陆地的风，
反之为陆风。如图是某地空气流动情况，据此判断此时为（　　）
A．白天，形成的是海风 B．晚上，形成的是海风
C．白天，形成的是陆风 D．晚上，形成的是陆风
【答案】A
【解答】解：由图可知，风从海上吹向陆地的风，所以此时形成的是海风；
由图知，陆地上方的空气上升，而海面上方的空气下沉，这是因为陆地（泥土、沙石）的比热容比海水
的比热容小，白天，太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度上升少；陆地吸热后，温度上升
快，热空气上升，海面上方冷空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，所以可知此时是白天，故
A 正确，BCD 错误。
故选：A。
考点九 实验 比较不同物质吸热的情况
15．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，组装了如图 a 所示的装置。将质量相等的甲、乙两种不同的
液体分别放入两个相同的烧杯中，用相同的酒精灯同时加热。记录相关数据，并绘制出如图 b 的图象（不
计热量损失）。
（1）实验中，除了图 a 中所展示的实验器材外，还必须用到的测量工具有钟表和 　天平　；
（2）从图象上可以看出，同时开始加热至第 4min，甲液体升温比乙液体快，这段时间，甲吸收的热量 　
等于　（选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量；
（3）从图象可知，实验中，给质量相同的不同物质，加热相同的时间，通过比较 　升高的温度　，可
以判断物质吸热能力更强弱；
（4）甲、乙两种液体的比热容之比是 　1：2　；
（5）甲物质加热至第 4min 之后，液体内部出现的现象是 　产生大量气泡，上升，变大，到液面破裂开
来　。
【答案】（1）天平；（2）等于；（3）升高的温度（4）1：2；（5）产生大量气泡，上升，变大，到液面破
裂开来。
【解答】解：（1）实验中应用钟表测量吸热的时间，用天平测量两种液体的质量；
（2）同时开始加热到第 4 分钟，加热时间相同，甲吸收的热量等于乙吸收的热量；
（3）实验中，给相同质量的不同物质，加热相同的时间，吸收相同的热量，通过比较升高的温度可以判
断它们的吸热能力的强弱；
（4）若加热 4min，甲升高的温度为：Δt 甲＝60℃﹣20℃＝40℃；乙升高的温度为：Δt 乙＝30℃﹣10℃＝
20℃；
甲、乙的质量相同，即 Q 甲＝Q 乙，则：c 甲 mΔt 甲＝c 乙 mΔt 乙，则： ＝ ＝ ＝ ；
（5）甲物质加热至第 4min 之后，由图象可知，甲物质继续吸热，温度不变，液体处于沸腾过程中，液
体内部出现的现象是产生大量气泡，上升，变大，到液面破裂开来。
故答案为：（1）天平；（2）等于；（3）升高的温度（4）1：2；（5）产生大量气泡，上升，变大，到液面
破裂开来。
考点十 热量的计算
16．已知水银的比热容是 0.14×103J/（kg ℃），某体温计中水银的质量约为 1g，小陈同学用该体温计测量
体温前水银柱位置如图所示，测体温的过程中，水银吸收的热量约为（　　）
A．0.04J B．0.4J C．4J D．40J
【答案】C
【解答】解：水银的温度变化约为：37.5℃﹣20℃＝17.5℃，水银吸收的热量：Q＝cmΔt＝0.14×103J/
（kg ℃）×1×10﹣3kg×17.5℃＝2.45J，故 C 较符合题意。
故选：C。
17．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有 20℃、质量为
0.1kg 的水，在一个标准大气压下加热，假如完全燃烧酒精 1.26g，[水的比热容为 4.2×103J/（kg ℃），
酒精的热值为 3.0×107J/kg]求：
（1）水温度升高到 40℃时吸收的热量；
（2）完全燃烧酒精 1.26g 时放出的热量；
（3）如果不考虑热量的损失，水完全吸收酒精燃烧放出的热量，问水最后的温度是多少？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q 吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×103J；
（2）1.26g 酒精完全燃烧释放的热量：
Q ＝m q＝1.26×10﹣3kg×3.0×107放 酒精 J/kg＝3.78×104J；
（3）在不考虑热量损失的情况下时，水吸收的热量：
Q 吸＝Q 放＝3.78×104J，
由 Q 吸＝cm（t﹣t0）可得，水升高到的温度：
t＝ +t0＝ +20℃＝90℃+20℃＝110℃；
1 标准大气压下，水的沸点是 100℃，所以水的末温是 100℃，则水实际升高的温度为 80℃。
答：（1）水温度升高到 40℃时吸收的热量是 8.4×103J；
（2）完全燃烧酒精 1.26g 时放出的热量是 3.78×104J；
（3）如果不考虑热量的损失，水完全吸收酒精燃烧放出的热量，水最后的温度是 100℃.
考点十一 四冲程内燃机的工作过程
18．在综合实践活动中，九年级一班实验小组进行了如图所示的水火箭制作与放飞比赛。下列说法正确的
是（　　）
A．水火箭喷完水后仍能向前飞行是因为受到了空气给水火箭向前的力
B．若空中飞行的水火箭所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
C．从能量转化角度来说，水火箭的发射与汽油机的压缩冲程相同
D．水火箭喷完水后在升空过程中，受到的重力和阻力是一对平衡力
【答案】B
【解答】解：A、水喷完后，火箭具有惯性，仍可以向前飞行一段距离，故 A 错误；
B、火箭在空中飞行的过程中，若它所受的力全部消失，它会沿着力消失时的运动方向做匀速直线运动，
故 B 正确；
C、水火箭的发射时，内能转化为机械能，与汽油机的做功冲程相同，故 C 错误；
D、水火箭喷完水后在升空过程中，运动状态发生改变，受到的重力和阻力不是一对平衡力，故 D 错误。
故选：B。
考点十二 燃料的热值及其计算
19．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说
法正确的是（　　）
A．比较不同液体吸热升温现象，可以选择甲、丙两图
B．比较不同液体吸热升温现象，可以选择乙、丙两图
C．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择乙、丙两图
D．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲、丙两图
【答案】A
【解答】解：AB、比较两种液体的比热容，必须控制燃料的种类相同，改变液体的种类，控制液体的质
量相同，根据温度计的示数高低得出吸热多少，从而判断两种液体吸热的多少，应选择甲、丙两图进行
实验，故 A 正确，B 错误；
CD、比较不同燃料热值大小要控制加热的液体种类、液体质量，改变燃料的种类，根据温度计的示数高
低得出吸热多少，从而判断热值大小，因此选择甲、乙两图进行实验；故 CD 错误。
故选：A。
20．如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为 26.5t，每条履带与地面的接触面积为 2.5m2，水上最快航
速可达 30km/h，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为 33km 的水域。已知 ρ 燃油＝
0.85×103kg/m、q 燃油＝4×107J/kg、g＝10N/kg、ρ 水＝1.0×103kg/m3。求：
（1）该战车停在水平地面时对地面的压强；
（2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间；
（3）该战车在水面漂浮时排开水的体积；
（4）该战车在此次任务中消耗燃油 300L，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。
【答案】（1）该战车停在水平地面时对地面的压强为 5.3×104Pa；
（2）此次任务中该战车穿过该水域需要的时间为 2.2h；
（3）该战车在水面漂浮时排开水的体积为 26.5m3；
（4）该战车在此次任务中消耗燃油 300L，这些燃油完全燃烧放出的热量是 1.02×1010J。
【解答】解：（1）战车停在水平地面时对地面的压力：F＝G＝mg＝26.5×103kg×10N/kg＝2.65×105N，
战车对地面的压强：p＝ ＝ ＝5.3×104Pa；
（2）根据 v＝ ，该战车穿过此水域所用时间：t＝ ＝ ＝1.1h；
（3）战车在水中漂浮，根据二力平衡，其所受浮力：F 浮＝G 车＝2.65×105N，
由 F 浮＝ρ 水 gV 排得，排开水的体积为：
V 排＝ ＝ ＝26.5m3；
（4）根据密度公式 ρ＝ 得，消耗燃油的质量：
m 燃油＝ρ 3燃油 V＝0.85×10 kg/m3×300×10﹣3m3＝255kg，
燃油完全燃观放出的热量为：
Q 放＝m 燃油 q 燃油＝255kg×4×107J/kg＝1.02×1010J。
答：（1）该战车停在水平地面时对地面的压强为 5.3×104Pa；
（2）此次任务中该战车穿过该水域需要的时间为 2.2h；
（3）该战车在水面漂浮时排开水的体积为 26.5m3；
（4）该战车在此次任务中消耗燃油 300L，这些燃油完全燃烧放出的热量是 1.02×1010J。
考点十三 热机的效率
21．热机的效率是热机性能的重要指标，热机效率高。在做功同样多的情况下，消耗更 　少　（选填“多”
或“少”）的燃料，从而节约能源，减少污染；另外在发电站，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，使
燃料的利用率大大提高，废气供热是用 　热传递　的方法增加水的内能。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）在做功同样多的情况下，由 η＝ ×100%可知，热机效率高的，燃料完全燃烧释放的热量少，
消耗的燃料较少；
（2）人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，使燃料的利用率大大提高，废气供热是用热传递的方法增加
水的内能。
故答案为：少；热传递。
22．如图所示是我国自主研制的 3321 型气垫两栖登陆艇。它的质量约为 2.0×105kg，底面积约为 500m2。
（汽油热值约为 4.6×107J/kg，结果保留整数）求：
（1）它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少。
（2）登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是多少。
（3）若登陆艇用 3.0×105N 的推进力，以 20m/s 的航速匀速行驶 5min，则登陆艇的推进力做多少功。
（4）行驶 5min 内，耗油 150kg，则发动机的推进效率是多少。
【答案】（1）登陆艇漂浮在海面上时，受到的浮力是 2.0×106N；
（2）登陆艇对海滩的压强为 4000Pa；
（3）推进力做的功 1.8×109J。
（4）行驶 5min 内，耗油 150kg，则发动机的效率是 26%。
【解答】解：
（1）登陆艇受到的重力为 G＝mg＝2.0×105kg×10N/kg＝2.0×106N，
因为登陆艇漂浮在海面上，所以受到的浮力为 F 浮＝G＝2.0×106N；
（2）登陆艇对海滩的压强为 p＝ ＝ ＝ ＝4000Pa；
（3）由 v＝ 可得登陆艇航行的距离：
s＝vt＝20m/s×5×60s＝6000m，
推进力做的功为 W＝Fs＝3.0×105N×6000m＝1.8×109J。
（4）汽油燃烧放出的热量 Q＝mq＝150kg×4.6×107J/kg＝6.9×109J，
汽车行驶的效率 η＝ ×100%＝ ×100%≈26%。
答：（1）登陆艇漂浮在海面上时，受到的浮力是 2.0×106N；
（2）登陆艇对海滩的压强为 4000Pa；
（3）推进力做的功 1.8×109J。
（4）行驶 5min 内，耗油 150kg，则发动机的效率是 26%。
一．选择题（共 8 小题）
1．物理学家托里拆利在地理方面也有卓越贡献。他是第一个用科学的方式描述风的人，他写道：“风产生
于地球上的两个地区的温差和空气密度差”。学科之间存在联系互通，地理中的“海陆风”也可用物理学
的知识进行解释。如图为白天海陆风形成的示意图，海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（　　）
A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，空气密度较小，气压较低
B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，空气密度较小，气压较高
C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，空气密度较大，气压较低
D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，空气密度较小，气压较低
【答案】A
【解答】解：白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，水的比热容比泥土、沙石的比热容大，海
水温度上升慢；而陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风；
夜晚，陆地和海水放出相同的热量，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海
上，形成陆风，故 A 符合题意。
故选：A。
2．2024 年初中体育与健康科目学业水平考试采用过程性评价和统一测试评价相结合的方式进行，其中统一
测试评价部分由体质健康测试和运动技能测试组成。下列测试项目中说法正确的是（　　）
A．引体向上——人拉住单杠静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡
B．50 米短跑——人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性的作用
C．排球测试——将排球竖直向上垫起，球的动能不变，重力势能增加
D．跳远测试——若人在最高点时受到的外力全部消失，人将竖直下落
【答案】A
【解答】解：A．人拉住单杠静止时，处于平衡状态，此时单杠对人的拉力与人的重力是一对平衡力，
故 A 正确；
B．惯性是物体本身的一种属性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故 B 错误；
C．将排球向上垫起后，排球将减速上升，质量不变，速度减小，动能减小；同时高度增加，重力势能
增加，故 C 错误；
D．掷出的篮球斜向上运动，在最高点时的速度不为零，仍具有水平方向的速度，若此时所受外力全部
消失，由牛顿第一定律可知，球将沿水平方向做匀速直线运动，故 D 错误。
故选：A。
3．如图是跳水运动员跳水过程的示意图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．起跳时，运动员对跳台的压力大于跳台对运动员的支持力
B．运动员离开跳台向上运动的过程中，重力势能转化为动能
C．从最高点到入水前的过程中，运动员所受的重力做功
D．从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能守恒
【答案】C
【解答】解：A、运动员对跳台的压力与跳台对运动员的支持力是一对相互作用力，二者大小始终相等，
故 A 错误；
B、运动员离开跳台向上运动的过程中，质量不变、高度变大、速度变小，是动能转化为重力势能，故 B
错误；
C、从最高点到入水前的过程中，运动员在重力的方向上通过了距离，因此，所受的重力做功，故 C 正
确；
D、忽略空气阻力，但水对运动员也有阻力，所以从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能不
守恒，故 D 错误。
故选：C。
4．如图所示是水上乐园飞行表演，表演者双脚站在向下喷水的踏板上，水柱将人向上顶起，人在空中时而
加速上升，时而急速翻滚，时而加速下降，还能在空中竖直悬停。下列说法不正确的是（　　）
A．踏板向下喷水，人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理
B．加速上升过程中，人的重力势能增大，机械能不变
C．加速下降过程中，若其所受力全部消失，人将做匀速直线运动
D．人在空中竖直悬停时，人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解答】解：A．踏板向下喷水，踏板对水有一个向下的力，同时水对踏板有一个向上的力，人向上升
起，利用了物体间力的作用是相互的原理，故 A 正确；
B．加速上升过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增加，人的重力势能增大，机械能增大，
故 B 错误；
C．加速下降过程中，若其所受力全部消失，人将保持原来的运动状态做匀速直线运动，故 C 正确；
D．人在空中竖直悬停时，处于平衡状态，人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力，故 D 正确。
故选：B。
5．如图，艇仔粥源自广州荔湾西关一带，因粥为艇上人家制作而得名，曾名“荔湾艇仔粥”，粥底绵烂，
粥味鲜甜，爽脆软滑兼备，下列说法正确的是（　　）
A．艇仔粥香气四溢是因为分子的热运动
B．艇仔粥沸腾时的温度一定是 100℃
C．制作艇仔粥是通过做功的方式增加内能的
D．刚做好的艇仔粥上面冒着的“白气”是水蒸气
【答案】A
【解答】解：A、艇仔粥香气四溢属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故 A 正确；
B、液体的沸点跟气压的大小有关，气压不同，沸点不同，所以艇仔粥沸腾时的温度不一定是 100℃，
故 B 错误；
C、制作艇仔粥是通过热传递的方式增加内能的，故 C 错误；
D、刚做好的艇仔粥上面冒着的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，故 D 错误。
故选：A。
6．下列关于热现象的说法不正确的是（　　）
A．春天，大雾在太阳的照射下散去，这是汽化现象，需要吸热
B．热机通过压缩冲程将内能转化为机械能
C．海边昼夜温差比沙漠中小，是因为水的比热容比沙子的比热容大
D．月季花盛开时，散发出清香味，说明分子在不停地做无规则运动
【答案】B
【解答】解：A．雾是小水滴，春天，大雾在太阳的照射下散去，液态变气态，是汽化现象，需要吸热，
故 A 正确；
B．压缩冲程是活塞对气体做功，将机械能转化为内能使气体内能增大，温度升高，故 B 错误；
C．海边昼夜温差变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙子的大，同样吸热或放热时，水的温度变化
小，故 C 正确；
D．月季花盛开时散发出清香味，是扩散现象，是分子不停地做无规则运动的结果，故 D 正确。
故选：B。
7．如图 1，在比较不同物质的吸热情况时，用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热，得到温度随时
间变化的图象如图 2 所示，水的比热容 c ＝4.2×103水 J/（kg ℃），下列说法正确的是（　　）
A．应在两个相同的烧杯中加入体积相同的水和食用油
B．由图 2 的数据可知 a 液体为水，更适合作冷却剂
C．在 0～2min 内，a 吸收的热量比 b 多
D．利用图 2 中的数据，可算出食用油的比热容为 2.8×103J/（kg ℃）
【答案】D
【解答】解：A、根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同（不同物质密度不同，根据 m＝
ρV，体积相同的不同物质质量不同），故 A 错误；
BD、根据图 2 可知，升高 20℃，a、b 的加热时间分别为 2min 和 3min，由转换法对应的吸热之比为 2：
3，根据比较吸热能力的方法，故可知 b 的吸热能力强，根据 Q＝cmΔt 可知，在质量和升高的温度相同
时，b 吸热多，故 b 液体更适合作发动机的冷却液；
根据 Q＝cmΔt 可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，食用油的比热容为
c＝ ×4.2×103J/（kg ℃）＝2.8×103J/（kg ℃），故 D 正确；
C、由转换法，在 0～2min 内，a 吸收的热量等于 b 吸收的热量，故 C 错误。
故选：D。
8．图示课本四个示例中的能量转化过程，与汽油机压缩冲程相同的是（　　）
甲 乙 丙 丁
①甲图中反复弯折铁丝
②乙图中压缩空气
③丙图中盒内燃气推出盒盖
④丁图中取暖器通电后电热丝发热
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
【答案】A
【解答】解：压缩冲程中机械能转化为内能。
①甲反复弯折铁丝，铁丝弯折处温度升高，机械能转化为内能，使铁丝内能增加，故符合题意；
②用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃
烧，此过程机械能转化为内能，故符合题意；
③丙图中燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械
能，故不符合题意；
④丁图中取暖器通电后电热丝发热是电能转化为热能，故不符合题意。故①②符合题意。
故选：A。
二．填空题（共 4 小题）
9．周末，小华在家运用劳动课上学习的烹饪技能为家人制作美食，在客厅看电视的妹妹闻到了香味，这是 　
扩散　现象；烹饪过程中主要是通过 　热传递　的方式增加食物的内能的。
【答案】扩散；热传递。
【解答】解：（1）在客厅看电视的妹妹闻到了香味，分子在不停地做无规则运动，是扩散现象；
（2）烹饪过程中主要是通过热传递的方式来增加食物的内能的。
故答案为：扩散；热传递。
10．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为 14.3×107J/kg，完全燃烧 2kg 的氢气可放
出 　2.86×108　J 的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 　不变　。（选填“变大”“不
变”或“变小”）
【答案】2.86×108；不变。
【解答】解：2kg 氢气完全燃烧放出的热量：Q ＝mq＝2kg×14.3×107放 J/kg＝2.86×108J；
热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、体积大小无关，所以一罐氢气用去一半，剩下的氢气热值不变，
还是 1.43×108J/kg。
故答案为：2.86×108；不变。
11．2024 年 4 月 25 日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号 F 遥十八运载火箭，在我国酒泉卫星发射中心
发射升空。如图所示，火箭在高温高压燃气的作用下加速上升，说明力可以改变物体的 　运动状态　，
此过程中飞船的机械能 　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”）；在发射过程中以火箭为参照物，
飞船是 　静止　（选填“静止”或“运动”）的。
【答案】运动状态；增大；静止。
【解答】解：火箭在推力作用下加速上升，说明力可以改变物体的运动状态；火箭在高温高压燃气的作
用下加速上升，火箭的动能和重力势能都增大，故此过程中飞船的机械能增大；在发射过程中以火箭为
参照物，火箭与飞船的空间位置没有发生改变，故飞船是静止的。
故答案为：运动状态；增大；静止。
12．为了研究不同物质吸热能力，小明用铁夹将温度传感器及分别盛有甲、乙两种液体的两个试管固定在
铁架台上，温度传感器的探头与液体接触良好，温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图 a。
（1）实验时两个试管内液体的 　质量　（体积/质量）相同。
（2）液体温度随时间变化关系如图 b 所示，分析图像可知，　乙　液体的吸热本领强。
（3）若乙液体是水，另一种液体的比热容是 　2.1×103　J/（kg ℃）【c 水＝4.2×103J/（kg ℃）】。
【答案】（1）质量；（2）乙；（3）2.1×103。
【解答】解：（1）根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质质量相同，故实验除让水和色拉
油的初温相同外，实验前还必须控制水和色拉油的质量相同；
（2）由表中数据，加热 4 分钟，甲升高的温度为：40℃﹣20℃＝20℃，而乙升高的温度为：30℃﹣20℃
＝10℃，由比较吸热能力的方法，乙的吸热能力强；
（4）根据 c＝ ，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容成反比，另一种液体的比热容：
c＝ ×4.2×103J/（kg ℃）＝2.1×103J/（kg ℃）。
故答案为：（1）质量；（2）乙；（3）2.1×103。
三．实验探究题（共 2 小题）
13．如图所示，甲是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，乙是探究“阻力对运动的影响”的
实验装置。
（1）两个实验都将物体从斜面的一定高度由静止自由滚下，目的是获得一个“运动”的物体，说出此过
程主要能量转化情况：　重力势能转化为动能　；
（2）小陌关于两个实验的一些反思：①甲实验，研究的是小球在斜面上的动能；②甲实验，物块 B 每
次放的位置应相同；③甲实验，通过物块 B 移动的距离反映小球动能的大小；④乙实验，通过小车运
动的距离反映阻力对运动的影响大小；⑤乙实验，也可通过在小车上加减钩码，改变小车受到的阻力；
⑥两个实验中，小球、物块、小车在滑行过程中速度减小，受到的摩擦力逐渐增大。
其中说法正确的是 　B　。
A．①③④⑥
B．②③④
C． ③④⑤⑥
D．②③⑤
【答案】（1）重力势能转化为动能；（2）B。
【解答】解：（1）两个实验中物体在斜面的一定高度，具有重力势能，物体滚下后获得了速度，具有动
能，因此在此过程中重力势能转化为动能。
（2）①②③甲实验，小球从斜面上滚下到水平面上具有速度，即到达水平面时的动能，小球撞击物块
B 后，通过物块 B 移动的距离来反映小球撞击时的动能大小，所以每次物块 B 的位置应相同，则①错误，
②③正确；④⑤乙实验，通过小车运动的距离反映阻力对运动的影响大小，但不能通过小车上加减钩
码改变小车受到的阻力，因为实验中应该针对同一物体改变物体受到的阻力，则④正确，⑤错误；⑥
摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，两个实验中，小球、物块、小车在滑行过程中压力和接触面粗
糙程度都不变，则摩擦力不变，则⑥错误，故 B 正确，ACD 错误。
故选：B。
故答案为：（1）重力势能转化为动能；（2）B。
14．炎热的夏天，河边沙子热的烫脚，河水却很凉爽。于是小雪想结合所学知识比较“水和沙子的吸热能
力”，分别组装了如图所示两个相同的实验装置进行实验。
物质 次数 质量 升高的温度Δ 加热时间
m/kg t/℃ t/min
水 1 0.2 5 3
沙子 2 0.2 23 3
（1）实验中，应取 　质量　相同的沙子和水。
（2）实验过程中，用相同酒精灯加热的目的是使两种物质在相同时间内 　吸收的热量　相等。
（3）实验中要用玻璃棒搅拌，这样做的好处是 　使水和沙子受热均匀　。
（4）根据实验数据分析，沙子热的烫脚而河水却很凉爽的原因是 　水的比热容大，相同质量的水吸热
相同水的温度变化小　。
【答案】（1）质量；（2）吸收的热量；（3）使水和沙子受热均匀；（4）水的比热容大，相同质量的水吸
热相同水的温度变化小。
【解答】解：（1）根据比较不同物质吸热能力的方法，实验中，应取质量相同的沙子和水。
（2）由转换法，实验过程中，用相同酒精灯加热的目的是使两种物质在相同时间内吸收的热量相等。
（3）实验中要用玻璃棒搅拌，这样做的好处是使水和沙子受热均匀。
（4）根据实验数据可知，加热相同时间，水升温慢，故水的比热容大，根据Δt＝ 可知，因水的比热
容大，相同质量的水吸热相同水的温度变化小，故沙子热的烫脚而河水却很凉爽。
故答案为：（1）质量；（2）吸收的热量；（3）使水和沙子受热均匀；（4）水的比热容大，相同质量的水
吸热相同水的温度变化小。
四．计算题（共 2 小题）
15．如图所示是我国自主研发的某款水陆两栖飞机，已知飞机的总质量为 51t，轮胎与跑道的总接触面积为
1.2m2，最大巡航速度为 500km/h。（g 取 10N/kg）
（1）求飞机漂浮在水面上时受到的浮力；
（2）求飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强；
（3）飞机以最大巡航速度沿水平方向匀速航行 1h，需要完全燃烧热值为 4×107J/kg 的航空煤油 4t，若
发动机的效率为 40%，求飞机航行时获得的水平推力。
【答案】（1）飞机漂浮在水面上时受到的浮力为 5.1×105N；
（2）飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强为 4.25×105Pa；
（3）飞机航行时获得的水平推力为 1.28×105N。
【解答】解：（1）飞机漂浮在水面上，根据浮沉条件可知，F 浮＝G＝mg＝51×103kg×10N/kg＝5.1×
105N；
（2）飞机静止在水平跑道上时对跑道的压力等于自身的重力，即 F 压＝G＝5.1×105N，
则飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强为：
p＝ ＝ ＝4.25×105Pa；
（3）4t 航空煤油完全燃烧放出的热量为：
Q ＝m q＝4×103kg×4×107J/kg＝1.6×1011放 右 J，
飞机发动机输出的机械功为：
W＝ηQ 放＝40%×1.6×1011J＝6.4×1010J；
飞机以最大巡航速度沿水平方向匀速航行 1h，则飞机飞行的距离为：
s＝vt＝500km/h×1h＝500km＝500000m，
根据 W＝Fs 可知，飞机航行时获得的水平推力为：
F＝ ＝ ＝1.28×105N。
答：（1）飞机漂浮在水面上时受到的浮力为 5.1×105N；
（2）飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强为 4.25×105Pa；
（3）飞机航行时获得的水平推力为 1.28×105N。
16．一段平直的高速公路上，一辆载重汽车以 20m/s 速度匀速行驶 300s，消耗燃油 2kg（假设燃油完全燃
烧），汽车发动机在这段时间内的功率为 6×104W。若燃油的热值为 3×107J/kg，求：
（1）汽车行驶的路程；
（2）汽车行驶过程中牵引力做的功；
（3）汽车发动机的效率。
【答案】（1）汽车行驶的路程为 6000m；
（2）汽车行驶过程中牵引力做的功为 1.8×107J；
（3）汽车发动机的效率为 30%。
【解答】解：（1）汽车行驶的路程 s＝vt＝20m/s×300s＝6000m。
（2）汽车行驶过程所做的功：W＝Pt＝60×103W×300s＝1.8×107J；
（3）燃油完全燃烧放出热量：Q＝qm＝3×107J/kg×2kg＝6×107J，
汽车发动机的效率是：η＝ ＝ ×100%＝30%。
答：（1）汽车行驶的路程为 6000m；
（2）汽车行驶过程中牵引力做的功为 1.8×107J；
（3）汽车发动机的效率为 30%。第 11 讲 第十二章 机械能和内能
模块一 思维导图串知识 1．了解机械能概念。
模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 2．了解影响物体动能和势能大小的因素。
模块三 教材习题学解题 3．会利用分子热运动和分子间相互作用力解释问题。
模块四 核心考点精准练（13 大考点） 4．掌握改变物体内能的两种方式，了解比热容的概念。
模块五 小试牛刀过关测 5．会进行热值的简单计算。
1、动能
（1）物体由于运动而具有的能叫作动能；质量越大,运动的速度越大,物体的动能就越大。
2、势能
（1）重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
（2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体
的重力势能就越大。
（3）影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势
能就越大。
3、机械能
（1）动能和势能统称为机械能，动能和势能可以相互转化。
（2）动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运
动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化
为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能。
（3）动能和弹性势能之间也可以相互转化。它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，
从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢
复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射
出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能。
（4）机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
4、内能
（1）分子因热运动而具有分子动能,分子因其间存在相互作用力而具有分子势能,物体内部所有分子动能和
分子势能的总和叫作物体的内能.物体的温度越高,它的内能就越大。
（2）内能的特点
①任何物体在任何情况下都具有内能。
②内能具有不可测量性，即不可能准确地知道一个物体具有多少内能。
③内能是可以变化的。
④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的。
5、改变物体内能的两种方式
（1）做功和热传递是改变物体内能的两种方式。
（2）热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫做热传递。没有做
功而使内能改变的物理过程叫做热传递。
（3）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少
6、热量与比热容
（1）物体在热传递过程中转移的能量叫作热量。
（2）比热容是反映物质吸放热本领的物理量,其数值等于单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收
(或放出)的热量。
（3）计算热量的常用公式:Q 吸=cm(t-t0),Q 放=cm(t0-t)；在国际单位制中,热量的单位是焦（J）。
7、热值
（1）燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比叫作燃料的热值,热值是燃料的一种属性。
（2）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为 3.40
×107J/kg。
8、汽油机的工作过程
（1）汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成；每个工作循环活塞往复运动两次，
曲轴转动两周,对外做功一次。
（2）在压缩冲程中,机械能转化为内能；在做功冲程中,内能转化为机械能。
9、热机的效率
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：
Q
η = 有 100% ，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于 1。
Q总
教材习题 02 解题方法
物体吸收（或放出）的热量与组 ①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量
成该物体的物质的种类有关，你 （即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强。
怎样用实验来说明？ ②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时
间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强……
【答案】
教材习题 03 解题方法
购买一盒薯片,设计实验估测薯 ①加热时间的长短反映物质吸收热量的多少；相同质量的同
片的热值，然后将实验结果与包 种液体，升高的温度反映燃料放出热量的多少。
装盒上注明的薯片的热量值进行 ②根据 q＝ 即可计算出热值的大小；分析每一个物理量与
比较，并分析产生差异的原因？
真实值的关系可知热值的偏差……
【答案】
考点一 动能和势能的转化
1．跳伞是一项专业要求比较高的运动，要具备较高的条件才能参加这项活动。某跳伞运动员和装备的总重
为 950N，在空中匀速直线下降过程中，下列说法正确的是（　　）
A．仅有重力对跳伞运动员和装备做功
B．跳伞运动员和装备的动能不断减小
C．跳伞运动员和装备在空中受到阻力的大小为 950N
D．跳伞运动员和装备在空中受到的阻力方向竖直向下
2．2024 年 4 月 25 日，神舟十八号飞船搭载长征二号 F 遥十八运载火箭直冲云霄，在火箭加速上升的过程
中，飞船的重力势能 　 　，飞船的惯性 　（前两空均选填“增大”、“不变”或“减小”），飞
船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，神舟十八号飞船是 　 　的（选填“运动”或“静
止”）。
考点二 探究影响物体动能大小的因素
3．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球 m 和 M（M 的质
量大于 m），分别从不同的高度 h 和 H（H＞h）由静止开始滚下，观察木块被撞击后移动的距离，实验
过程如图所示。
（1）该实验中物体的动能是指钢球在 　 　（选填“H 高度”、“h 高度”或“到达水平
面”）位置时的动能；
（2）比较甲、乙两图实验，让质量相同的小钢球从斜面的不同高度处由静止滚下，可以探究钢球动能大
小与 　 　的关系；
（3）比较 　 　两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与质量有关。由此实验联想到某段道路限
速牌上标明“100”和“80”字样，　 　（选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是
80km/h；
（4）若在进行图乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，只需要重新
进行图丙的实验，下列方法可行的是 　 　。（选填字母）
A．换用足够长的木板 B．换用一个质量更大的木块 C．降低钢球滚下时的高度
考点三 分子间的作用力
4．下列现象中能给“分子间存在引力”提供证据的是（　　）
A．甲图，红墨水在水中扩散
B．乙图，将两个表面光滑的铅块相互紧压，它们会粘在一起
C．丙图，水和酒精充分混合后总体积变小
D．丁图，用手捋塑料细丝，细丝散开
5．如图所示，“黄河文化大会”上，一名学习中医的学生正在通过闻和尝分辨中药，她能闻到中药的气味
是因为分子 　 　，拿完中药的手上依然会残留药的味道，这是因为分子
之间存在 　 　。
考点四 温度、热量与内能的关系
6．2022 年 11 月 28 日，世界上最大的活火山雷纳罗亚火山开始喷发，炙热的岩浆在流淌过程中逐渐降温，
依次形成橄榄石、角闪石、正长石等岩石晶体。下列说法正确的是（　　）
A．岩浆变成岩石过程中内能减小
B．岩浆温度高说明其含有热量多
C．火山灰在空气中随风飘动，是分子的热运动
D．岩浆变成岩石后，岩石晶体分子间只有引力没有斥力
7．“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法，它是以罐为工具，利用酒精棉燃烧排出罐内空气后，罐内气体
密度 　 　，再将罐快速扣于相应穴位上，随着罐内气体温度下降，内能 　 　，罐外大气压 　 　罐
内气压（选填“大于”“小于”或“等于”），将罐体紧紧压在皮肤表面，进而发挥其治疗作用。
考点五 热传递改变物体内能
8．小丽在家与妈妈一起用燃气灶炖菜，关于炖菜过程中发生的热现象说法正确的是（　　）
A．炖菜的过程中主要是通过做功的方式增加菜的内能
B．加盐使菜变咸，表明盐分子在不停地做无规则运动
C．炖菜时，汤沸腾后由大火调到小火，可以使汤的沸点降低
D．锅上方出现的“白气”是水的汽化现象
9．吃饺子是中国人在春节时特有的民俗传统。如图所示，包饺子时，用力擀过的面团变成了薄薄的饺子皮，
说明了力可以改变 　 　，叠放在一起的饺子皮会粘合在一起，这说明分子之间存在 　 　；
煮饺子时，是通过 　 　的方式改变了饺子的内能。
考点六 做功改变物体内能
10．如图，中医是中国古代科学的瑰宝，下列说法正确的是（　　）
A．甲中“艾灸”时，闻到艾草药香是因为分子不停地做无规则运动
B．乙中“针灸”的针头做得尖是为了减小受力面积，从而减小压强
C．丙中“拔火罐”时，玻璃罐能“吸附”在皮肤上是摩擦力的作用
D．丁中“刮痧”时，皮肤温度升高是通过热传递方式改变物体内能
11．便携式燃气罐中的燃气是在常温下通过 　 　的方法液化后储存在罐体中的；在长时间使用
后，罐体变得冰凉，是因为燃气喷出，对外做功，内能 　 　，温度降低。
考点七 比热容的概念及其计算
12．如图所示，这是小明所画的冰熔化时温度随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　）
A．由图可知，AB 段的比热容大于 CD 段的比热容
B．AB 段的密度小于 CD 段的密度
C．BC 段中，由于温度不变，因此内能不变
D．BC 段中，使冰熔化的唯一方法只有热传递
13．小茹组装了如图甲的装置，在烧杯中倒入适量的水，在试管中装入适量的液体 A，然后用酒精灯加热
足够长时间。两液体温度随时间变化的图像如图乙，已知水的质量为 1kg，液体 A 的质量为 0.3kg，相同
时间，液体 A 吸收的热量是水吸收热量的 30%。当加热时间为 t 时，水中温度计示数如图甲。则 t 时水
的温度为 　 　℃，分析图乙，当水沸腾时，液体 A 　 　（选填“正在”或“没有”）沸腾，液体 A
的比热容为 　 　J/（kg ℃）。（ ）
考点八 比热容解释简单的自然现象
14．夏季在海边，由于水和砂石的比热容不同，常能够形成海风或者陆风。海风指从海上吹向陆地的风，
反之为陆风。如图是某地空气流动情况，据此判断此时为（　　）
A．白天，形成的是海风 B．晚上，形成的是海风
C．白天，形成的是陆风 D．晚上，形成的是陆风
考点九 实验 比较不同物质吸热的情况
15．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，组装了如图 a 所示的装置。将质量相等的甲、乙两种不同的
液体分别放入两个相同的烧杯中，用相同的酒精灯同时加热。记录相关数据，并绘制出如图 b 的图象（不
计热量损失）。
（1）实验中，除了图 a 中所展示的实验器材外，还必须用到的测量工具有钟表和 　 ；
（2）从图象上可以看出，同时开始加热至第 4min，甲液体升温比乙液体快，这段时间，甲吸收的热量 　
　 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量；
（3）从图象可知，实验中，给质量相同的不同物质，加热相同的时间，通过比较 　 　，可以
判断物质吸热能力更强弱；
（4）甲、乙两种液体的比热容之比是 　 　；
（5）甲物质加热至第 4min 之后，液体内部出现的现象是 　 　。
考点十 热量的计算
16．已知水银的比热容是 0.14×103J/（kg ℃），某体温计中水银的质量约为 1g，小陈同学用该体温计测量
体温前水银柱位置如图所示，测体温的过程中，水银吸收的热量约为（　　）
A．0.04J B．0.4J C．4J D．40J
17．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有 20℃、质量为
0.1kg 的水，在一个标准大气压下加热，假如完全燃烧酒精 1.26g，[水的比热容为 4.2×103J/（kg ℃），
酒精的热值为 3.0×107J/kg]求：
（1）水温度升高到 40℃时吸收的热量；
（2）完全燃烧酒精 1.26g 时放出的热量；
（3）如果不考虑热量的损失，水完全吸收酒精燃烧放出的热量，问水最后的温度是多少？
考点十一 四冲程内燃机的工作过程
18．在综合实践活动中，九年级一班实验小组进行了如图所示的水火箭制作与放飞比赛。下列说法正确的
是（　　）
A．水火箭喷完水后仍能向前飞行是因为受到了空气给水火箭向前的力
B．若空中飞行的水火箭所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
C．从能量转化角度来说，水火箭的发射与汽油机的压缩冲程相同
D．水火箭喷完水后在升空过程中，受到的重力和阻力是一对平衡力
考点十二 燃料的热值及其计算
19．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说
法正确的是（　　）
A．比较不同液体吸热升温现象，可以选择甲、丙两图
B．比较不同液体吸热升温现象，可以选择乙、丙两图
C．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择乙、丙两图
D．比较不同燃料燃烧放出热量，可以选择甲、丙两图
20．如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为 26.5t，每条履带与地面的接触面积为 2.5m2，水上最快航
速可达 30km/h，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为 33km 的水域。已知 ρ 燃油＝
0.85×103kg/m、q 燃油＝4×107J/kg、g＝10N/kg、ρ 水＝1.0×103kg/m3。求：
（1）该战车停在水平地面时对地面的压强；
（2）此次任务中该战车穿过该水域需要多长时间；
（3）该战车在水面漂浮时排开水的体积；
（4）该战车在此次任务中消耗燃油 300L，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。
考点十三 热机的效率
21．热机的效率是热机性能的重要指标，热机效率高。在做功同样多的情况下，消耗更 　 　（选填“多”
或“少”）的燃料，从而节约能源，减少污染；另外在发电站，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，使
燃料的利用率大大提高，废气供热是用 　 　的方法增加水的内能。
22．如图所示是我国自主研制的 3321 型气垫两栖登陆艇。它的质量约为 2.0×105kg，底面积约为 500m2。
（汽油热值约为 4.6×107J/kg，结果保留整数）求：
（1）它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少。
（2）登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是多少。
（3）若登陆艇用 3.0×105N 的推进力，以 20m/s 的航速匀速行驶 5min，则登陆艇的推进力做多少功。
（4）行驶 5min 内，耗油 150kg，则发动机的推进效率是多少。
一．选择题（共 8 小题）
1．物理学家托里拆利在地理方面也有卓越贡献。他是第一个用科学的方式描述风的人，他写道：“风产生
于地球上的两个地区的温差和空气密度差”。学科之间存在联系互通，地理中的“海陆风”也可用物理学
的知识进行解释。如图为白天海陆风形成的示意图，海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（ ）
A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，空气密度较小，气压较低
B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，空气密度较小，气压较高
C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，空气密度较大，气压较低
D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，空气密度较小，气压较低
2．2024 年初中体育与健康科目学业水平考试采用过程性评价和统一测试评价相结合的方式进行，其中统一
测试评价部分由体质健康测试和运动技能测试组成。下列测试项目中说法正确的是（　　）
A．引体向上——人拉住单杠静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡
B．50 米短跑——人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性的作用
C．排球测试——将排球竖直向上垫起，球的动能不变，重力势能增加
D．跳远测试——若人在最高点时受到的外力全部消失，人将竖直下落
3．如图是跳水运动员跳水过程的示意图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．起跳时，运动员对跳台的压力大于跳台对运动员的支持力
B．运动员离开跳台向上运动的过程中，重力势能转化为动能
C．从最高点到入水前的过程中，运动员所受的重力做功
D．从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能守恒
4．如图所示是水上乐园飞行表演，表演者双脚站在向下喷水的踏板上，水柱将人向上顶起，人在空中时而
加速上升，时而急速翻滚，时而加速下降，还能在空中竖直悬停。下列说法不正确的是（　　）
A．踏板向下喷水，人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理
B．加速上升过程中，人的重力势能增大，机械能不变
C．加速下降过程中，若其所受力全部消失，人将做匀速直线运动
D．人在空中竖直悬停时，人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力
5．如图，艇仔粥源自广州荔湾西关一带，因粥为艇上人家制作而得名，曾名“荔湾艇仔粥”，粥底绵烂，
粥味鲜甜，爽脆软滑兼备，下列说法正确的是（　　）
A．艇仔粥香气四溢是因为分子的热运动
B．艇仔粥沸腾时的温度一定是 100℃
C．制作艇仔粥是通过做功的方式增加内能的
D．刚做好的艇仔粥上面冒着的“白气”是水蒸气
6．下列关于热现象的说法不正确的是（　　）
A．春天，大雾在太阳的照射下散去，这是汽化现象，需要吸热
B．热机通过压缩冲程将内能转化为机械能
C．海边昼夜温差比沙漠中小，是因为水的比热容比沙子的比热容大
D．月季花盛开时，散发出清香味，说明分子在不停地做无规则运动
7．如图 1，在比较不同物质的吸热情况时，用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热，得到温度随时
间变化的图象如图 2 所示，水的比热容 c 水＝4.2×103J/（kg ℃），下列说法正确的是（　　）
A．应在两个相同的烧杯中加入体积相同的水和食用油
B．由图 2 的数据可知 a 液体为水，更适合作冷却剂
C．在 0～2min 内，a 吸收的热量比 b 多
D．利用图 2 中的数据，可算出食用油的比热容为 2.8×103J/（kg ℃）
8．图示课本四个示例中的能量转化过程，与汽油机压缩冲程相同的是（　　）
甲 乙 丙 丁
①甲图中反复弯折铁丝
②乙图中压缩空气
③丙图中盒内燃气推出盒盖
④丁图中取暖器通电后电热丝发热
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
二．填空题（共 4 小题）
9．周末，小华在家运用劳动课上学习的烹饪技能为家人制作美食，在客厅看电视的妹妹闻到了香味，这是 　
　 现象；烹饪过程中主要是通过 　 　的方式增加食物的内能的。
10．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为 14.3×107J/kg，完全燃烧 2kg 的氢气可放
出 　 　J 的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 　 　。（选填“变大”
“不变”或“变小”）
11．2024 年 4 月 25 日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号 F 遥十八运载火箭，在我国酒泉卫星发射中心
发射升空。如图所示，火箭在高温高压燃气的作用下加速上升，说明力可以改变物体的 　 　，
此过程中飞船的机械能 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）；在发射过程中以火箭为参照物，
飞船是 　 　（选填“静止”或“运动”）的。
12．为了研究不同物质吸热能力，小明用铁夹将温度传感器及分别盛有甲、乙两种液体的两个试管固定在
铁架台上，温度传感器的探头与液体接触良好，温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图 a。
（1）实验时两个试管内液体的 　 　（体积/质量）相同。
（2）液体温度随时间变化关系如图 b 所示，分析图像可知，　 　液体的吸热本领强。
（3）若乙液体是水，另一种液体的比热容是 　 　J/（kg ℃）【c 水＝4.2×103J/（kg ℃）】。
三．实验探究题（共 2 小题）
13．如图所示，甲是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，乙是探究“阻力对运动的影响”的
实验装置。
（1）两个实验都将物体从斜面的一定高度由静止自由滚下，目的是获得一个“运动”的物体，说出此过
程主要能量转化情况：　 　；
（2）小陌关于两个实验的一些反思：①甲实验，研究的是小球在斜面上的动能；②甲实验，物块 B 每
次放的位置应相同；③甲实验，通过物块 B 移动的距离反映小球动能的大小；④乙实验，通过小车运
动的距离反映阻力对运动的影响大小；⑤乙实验，也可通过在小车上加减钩码，改变小车受到的阻力；
⑥两个实验中，小球、物块、小车在滑行过程中速度减小，受到的摩擦力逐渐增大。
其中说法正确的是 　 　。
A．①③④⑥ B．②③④ C． ③④⑤⑥ D．②③⑤
14．炎热的夏天，河边沙子热的烫脚，河水却很凉爽。于是小雪想结合所学知识比较“水和沙子的吸热能
力”，分别组装了如图所示两个相同的实验装置进行实验。
物质 次数 质量 m/kg 升高的温度Δt/℃ 加热时间 t/min
水 1 0.2 5 3
沙子 2 0.2 23 3
（1）实验中，应取 　 　相同的沙子和水。
（2）实验过程中，用相同酒精灯加热的目的是使两种物质在相同时间内 　 　相等。
（3）实验中要用玻璃棒搅拌，这样做的好处是 　 　。
（4）根据实验数据分析，沙子热的烫脚而河水却很凉爽的原因是 　
　 。
四．计算题（共 2 小题）
15．如图所示是我国自主研发的某款水陆两栖飞机，已知飞机的总质量为 51t，轮胎与跑道的总接触面积为
1.2m2，最大巡航速度为 500km/h。（g 取 10N/kg）
（1）求飞机漂浮在水面上时受到的浮力；
（2）求飞机静止在水平跑道上时对跑道的压强；
（3）飞机以最大巡航速度沿水平方向匀速航行 1h，需要完全燃烧热值为 4×107J/kg 的航空煤油 4t，若
发动机的效率为 40%，求飞机航行时获得的水平推力。
16．一段平直的高速公路上，一辆载重汽车以 20m/s 速度匀速行驶 300s，消耗燃油 2kg（假设燃油完全燃
烧），汽车发动机在这段时间内的功率为 6×104W。若燃油的热值为 3×107J/kg，求：
（1）汽车行驶的路程；
（2）汽车行驶过程中牵引力做的功；
（3）汽车发动机的效率。

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