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第19课时 分子动理论、内能
（含热机）
01
课标解读
1.了解物质世界的大致尺度，能按空间尺度大小的顺序排列一些从宏观
到微观有代表性的物体。
2.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.了解内能和热量，知道影响内能大小的因素，知道做功和热传递是改
变物体内能的两个途径。
4.通过实验，了解比热容，能运用比热容说明简单的自然现象，能计算
有关物质的比热容相关的简单问题。
5.从能量转化的角度认识燃料的热值，能通过查阅燃料的热值表，根据
燃料热值进行简单的计算。
6.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，能从能量转化的角度认识提高效率的重大意义，会进行热机效率的简
单计算，知道提高热机效率的途径。了解热机对社会发展所起的作用和对
环境的影响。
02
知识点梳理
知识点
一
分子动理论
1.物质的组成：物质是由分子或
原子组成的，分子是由______组成的，
原子是由原子核和绕核运动的带负电
原子
电子
中子
夸克
2.物质的空间尺度：银河系 太阳系 太阳 地球 月亮 生物体
分子 原子 原子核 质子、中子 电子。
的______组成的，原子核是由带正电的质子和不带电的______组成的，质
子和中子都是由______组成的。
3.分子动理论
（1）分子之间存在着______。的水与 的酒精混合后，液体
总体积小于 。
（2）一切物质的分子都不停地在做____________。温度越____，分子
无规则运动越剧烈。
（3）分子之间存在______，如紧压在一起的铅柱很难被分开。分子之
间存在______，如固体和液体很难被压缩。
空隙
无规则运动
高
引力
斥力
考点
1
物质结构与空间尺度
例1 [2024广东] 在如图所示的原子模型中， 是( )
D
A.原子核 B.质子 C.中子 D.电子
【名师点拨】 卢瑟福提出的原子核式结构模型应用了建立模型法。原
子的核式结构模型直观形象地解释了原子的内部结构,对于这种结构的理解,
我们可以类比熟悉的太阳系：原子核位于原子的中心,电子在核外绕着原子
核运动,就像地球绕着太阳运动一样。
变式训练1 [2022福建] 中国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月，从“天问”探火
到“羲和”追日，一步步迈进探索星辰大海的伟大征程。下列星球空间尺度最
大的是( )
D
A.地球 B.月球 C.火星 D.太阳
考点
2
分子动理论
例2 [2024江苏连云港] 下列现象中能说明分子在不停地做无规则运动的是
( )
A
A.花香满园 B.尘土飞扬 C.雪花飘飘 D.落叶纷纷
【名师点拨】 本题考查分子热运动和机械运动的区分。从概念上判断，
分子热运动是物体内部大量分子的无规则运动,而机械运动则是一个物体相
对于另一个物体位置的改变。从现象上判断，微观世界中分子的无规则运
动是肉眼看不到的,而宏观世界中物体的机械运动是肉眼能看到的。从引起
运动的原因上判断，分子热运动是自发的,永不停息的,不受外力影响的,而物
体的机械运动要受到外力的影响。
变式训练2 [2024四川成都] 成都别称芙蓉城、蓉城，这座以花为名的城市
自古与花结缘，大诗人陆游魂萦梦牵的诗中美景“二十里中香不断，青羊宫
到浣花溪”依旧是成都一道靓丽的风景线，诗人闻到花香属于______现象。
诗句“花气袭人知骤暖”所蕴藏的物理知识是：分子做无规则运动的剧烈程度
与______有关。
扩散
温度
例3 [2024江苏盐城] 将两个表面光滑的铅块相互挤压，它们会粘在一起，
不容易拉开，这一现象说明( )
D
A.分子间有空隙 B.分子在运动 C.分子间有斥力 D.分子间有引力
【名师点拨】 分子间的引力和斥力是同时存在的,并不是有引力时就没
有斥力,有斥力时就没有引力。只是当分子间距离在一定范围内 小于
时以排斥为主,斥力大于引力,对外表现为斥力;在大于 时以
吸引为主,引力大于斥力,对外表现为引力;若分子间的距离大到一定程度
大于 ,分子间的相互作用会变得十分微弱,可以认为没有相互作用。
在具体现象中,要明确到底是引力还是斥力作用的结果,要特别注意区分分子
间的作用力与物体间的作用力,如：磁体与磁体间的作用力就不属于分子间
的作用力。
变式训练3 [2024漳州期末] 功夫茶是闽南地区流行的一种大众饮茶方式，
泡茶时能闻到浓浓茶香，说明分子在不停地做____________；拿起杯盖，
滴到桌上的两滴水珠接触时，能自动结合成一滴较大的水珠，表明分子间
存在______。
无规则运动
引力
知识点
二
物体的内能
1.内能
（1）定义：物体内所有分子无规则运动的______以及分子______的总
和叫做物体的内能。内能是自然界能量存在的一种形式。内能的国际单位
是______,符号为__。
（2）影响因素：一切物体,在任何情况下都具有内能。同一物体,在相
同物态下,温度越高,分子的热运动越______,内能越____,温度降低时,内能
______。此外,物体的内能还与物体的质量、材料、状态有关。
动能
势能
焦耳
剧烈
大
减小
2.改变内能的方式
热传递 做功
实质 能量的______ 能量的______（其他形式能
内能）
说明 ①发生条件：物体之间或物体的 不同部分之间存在________； ②方向：高温处 低温处； ③终止条件：温度达到一致 ①外界对物体做功,物体内能
______；
②物体对外界做功,物体内能
______
联系 热传递和做功对改变物体的内能是______的;物体的内能发生改 变,可能是通过热传递,也可能是通过做功 转移
转化
温度差
增加
减少
等效
3.热量
（1）在热传递过程中______________的多少叫做热量，热量通常用字
母___表示,常用单位是______，符号是 。
（2）说明：热量是过程量，只能用“吸收”或“放出”来描述。一般情况
下，物体吸收热量时，内能______；放出热量时，内能______。
物体内能传递
焦耳
增加
减少
考点
3
内能、改变内能的方式
例4 [2024福建] “煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”
在改变物体内能的方式上相同的是( )
A
A.热水暖手 B.钻木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
【名师点拨】 做功和热传递都是改变物体内能的方式，但它们在本质
上有明显的区别：做功改变内能是能量的转化过程，当对物体做功时，物
体的内能增加，因为外界对物体施加了力，并且物体在力的方向上发生了
位移，这样物体的动能增加，而由于能量守恒，物体的内能也随之增加。
反之，当物体对外做功时，物体的内能减少。这个过程涉及到力和位移，
是能量形式的转化。热传递改变内能是能量的转移过程，热传递是指热量
从高温区向低温区移动的过程，热量是一种能量形式，热量从高温物体传
递到低温物体，或者是从物体的高温部分传递到低温部分，而不涉及到力
的作用和位移的产生，只是能量的直接转移。
变式训练4 [2024湖南] 有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是
( )
C
A.电烤炉取暖，是电能转移到人体
B.钻木取火，是内能转化为机械能
C.中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能
D.用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能
变式训练5 [2024龙岩模拟] 关于温度、热量、内能和比热容，下列说法中
正确的是( )
C
A.物体的温度不变，它的内能一定不变
B.物体吸收热量后，内能增大，比热容增大
C.物体的内能增加，可能是外界对物体做功
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
知识点
三
比热容
1.比热容
（1）定义：单位质量的物质______每升高（或降低） 所吸收
（或放出）的______;用符号__表示。
（2）物理意义：单位质量的某种物质升高（降低） 吸收（放出）
的______，是描述物质________________的物理量。
（3）单位：焦耳每千克摄氏度，符号是__________。
（4）影响因素：与物质的种类和状态有关（不同的物质，比热容一般
不同）,与其质量、体积、温度等无关。
温度
热量
热量
吸（放）热能力
2.水的比热容大的应用
水的比热容是,表示 的水温度升高（或降低）
吸收（或放出）的热量是__________ ，能调节气温（人工湖、滇池），
取暖（秧田里灌水防冻），作冷却剂等。
3.热量的计算
______,其中表示______,单位为__；表示______,单位为____； 表
示______________,单位是___； 表示________,单位是__________。
注：吸热时________，放热时 ________。
热量
质量
温度的变化量
比热容
考点
4
比热容的理解及应用
例5 [2024湖北武汉] 下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是
( )
B
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住
D.生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
【名师点拨】 从两个角度理解比热容。一是从吸、放热本领理解，物
质的比热容大小表示物质的吸、放热本领强弱，质量相同的不同物质升高
或降低相同的温度,比热容越大,吸收或放出的热量越多,比热容越小,吸收或
放出的热量越少。
二是从温度改变的难易程度理解，物质的比热容大小表示物质的温度
改变的难易程度，质量相同的不同物质吸收或放出相同的热量,比热容越大,
温度变化越小,比热容越小,温度变化越大。
变式训练6 [2024江苏扬州改编] 选用水来冷却拖拉机的发动机，是因为水
的比热容____（选填“大”或“小”），如果水箱装有质量为 的水，水温
从上升到，水吸收了__________ 的热量。
大
变式训练7 [2024龙岩一检] 龙州湿地公园作为龙岩城区海绵生态公园之一，
不仅起到美化绿化的作用，还有效地调节周围环境的气温，请你用所学的
物理知识解释湿地公园能有效调节气温的主要原因。
解：根据可知 ，湿地公园多水，水的比热容较大，相同质
量的水和土壤、沙石比较，白天吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜
晚放出相同的热量，水的温度降低的少，能有效调节周围环境的气温。
变式训练8 [2024山东烟台] 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 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___（选填“”或“ ”）对应的物质为水，另一种物质
为______，这种物质在内吸收的热量为___________ 。
煤油
物质 比热容
水
酒精
煤油
蓖麻油
考点
5
探究不同物质的吸热能力
【名师点拨】
1.实验器材：______和______相同的水和煤油、温度计、秒表、天平、
选取相同的酒精灯或电加热器的目的：_______________________________
_________。加热液体时应用搅拌器搅拌的目的：使烧杯中的液体________
___。
质量
初温
保证相同时间内,水和食用油吸收的热量相同
受热均匀
2.实验方法
（1）__________法：选取______、______相同的不同物质，用______
的电加热器加热。
（2）转换法：
①通过________________来反映物质吸收热量的多少;
②升高相同的温度时，通过比较________________来判断吸热能力的
强弱；加热时间相同（吸收相同的热量）时，通过比较____________来判
断物质吸热能力的强弱。
控制变量
质量
初温
相同
加热时间的长短
加热时间的长短
升高的温度
3.进行实验并记录数据，根据实验数据绘制温度—时间图像，得出结论。
4.实验结论：相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量______。
5.实验误差分析：实验使用酒精灯的小组实验数据可能有较大的差异。
原因是____________________________________________________。
改进方法是__________________________________________，其优点
是：（1）__________________________________________________；（2）
____________________________。
不同
实验中所使用的酒精灯在相同的时间内供给的热量有差异
用规格相同的电加热器对不同的物质进行加热
与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同
从物质内部加热，热量损失少
例6 [2022福建改编] 在探究“不同物质吸热的情况”实验中，实验装置如图
甲所示。
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且______相等的水和沙子；
（2）用相同的酒精灯加热的目的是__________________________________
_____；
（3）在组装器材时应先调节___（选填“”或“ ”）的高度,调节它的高度是
为了__________________________________；
（4）加热时用玻璃棒不断搅拌的目的是____________________；
（5）要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是______；
质量
保证相同时间内水和沙子吸收的热量相同
确保实验过程中用酒精灯的外焰加热
使水和沙子受热均匀
停表
（6）加热后，测得水的温度如图乙所示，该示数为____ ；
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（7）多次实验后得到的数据如下表
升高的温度/ 5 10 15 20
加热水的时间/ 2.5 5 7.5 10
加热沙子的时间/ 1 2 3 4
（8）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的
热量大于沙子吸收的热量,说明____（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；
水
（9）在对实验进行反思时,某同学将实验装置进行了改进，如图丙所示。与
原装置相比,该装置的优点是_________________________________________
______；（答出一条即可）
用水浴法加热,水和沙子受热更均匀并且不需要搅拌
（10）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为________________
（选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；
加热时间的长短
（11）本次实验采用的科学方法有___。
A
A.控制变量法 B.比值定义法 C.类比法
变式训练9 [2024齐齐哈尔] 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；
秒表
（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；
加热时间的长短
（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；
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“”“”或“ ”）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____ ；
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（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/ 0 1 2 3 4 …… 10
水的温度/ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油的温度/ 10 18 26 34 42 …… 90
水
知识点
四
热机
1.定义：热机是利用______做功的机械。常见的热机有蒸汽机、内燃机、
汽轮机、喷气发动机等。
2.内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。常见的有汽
油机和柴油机。
内能
3.汽油机四冲程及特点：
示意图 __________________ ____________________ ____________________ __________________
名称 吸气冲程 ______冲程 ______冲程 排气冲程
能量转化 / ______能转化为 ____能 ____能转化为 ______能 /
压缩
做功
机械
内
内
机械
说明 四冲程汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动___次，曲轴转
动___圈，对外做功___次
与柴油机 的区别 （1）柴油机吸气冲程进入汽缸中的只有空气
（2）柴油机压缩冲程中，缸内气体被压缩的程度比汽油机更
大，因此缸内气体的温度更高，压强更大
（3）柴油机压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点
火
2
2
1
续表
考点
6
热机
例7 [2024福建模拟] 如图所示是汽油机工作的四个冲程，其中表示机械能
转化为内能的冲程是( )
C
A. B. C. D.
【名师点拨】 如何判断冲程和能量转化。（1）判断汽油机的四个冲
程,先看进气门和排气门的关闭情况,进气门打开的是吸气冲程,排气门打开的
是排气冲程,进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或做功冲程;活塞上行为压
缩冲程或排气冲程;活塞下行为吸气冲程或做功冲程。（2）汽油机工作过程
中能量的转化：①压缩冲程：机械能 内能;②做功冲程：化学能 内能
机械能。
变式训练10 [2024江苏扬州] 家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说
法正确的是( )
B
A.汽油机的效率能达到
B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中，对外做功4次
D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
变式训练11 [2024厦门模拟] 光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，
密闭气室中 在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光
条件下发生逆反应，控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当
于汽油机的( )
C
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
知识点
五
热值与热机效率
1.热值
（1）定义：在标准状态下某种燃料__________放出的热量与所用该燃
料的质量（体积）之比，用符号___表示，单位：______________________
_______，符号：___________。
（2）公式：____; 的单位为_____。
（3）特点：热值是燃料的一种特性,只与____________有关,与燃料的
体积、质量以及是否充分燃烧等无关。
完全燃烧
焦耳每千克（焦耳每立方米）
燃料的种类
2.热机效率
（1）定义：热机运转中对外做的________与燃料__________所释放的
能量的比值。
（2）公式：_ ___________（热效率： ___________）
不仅适用于发动机等“标准”热机,也适用于所有热量转化效率的计算。
有用功
完全燃烧
（3）燃料的能量走向示意图
（4）提高途径：①__________________________________;②使燃料充
分燃烧;③合理利用废气带走的能量。
减少热机工作过程中的各种能量损失
考点
7
热值
例8 [2024江苏连云港] 下列关于燃料的热值说法正确的是( )
D
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，完全燃烧焦炭能放出 的热量
【名师点拨】 ①热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与
燃料的质量、体积、状态、燃料是否完全燃烧及放热多少均无关。②燃料
完全燃烧放出的热量不仅与热值的大小有关,还与燃料的质量有关。
考点
8
热量、热效率的计算
例9 [2024四川达州] 在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量为 的
水，从加热到沸腾，水吸收的热量是___________ 。他家天然气热水
器的热效率是，他某次洗澡，耗水，热水器进水温度是 ，出
水温度是，他这次洗澡消耗天然气______ 。已知水的比热容是
，天然气的热值是 。
0.075
【名师点拨】
变式训练12 [2024山西] 山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家
从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全
程约，驾车前往大约需要。汽油的热值取 ，汽油
的密度 取
（1）求汽车的平均速度；
[答案] ；
解：汽车的平均速度 ；
（2）汽车全程消耗汽油，求汽油完全燃烧放出的热量 ；
[答案] ；
【解析】全程消耗汽油的体积为 ；
汽油的质量为 ；
汽油完全燃烧放出的热量 ，
（3）若汽车发动机全程的平均功率为 ，求汽车发动机的效率。
[答案]
【解析】汽车全程所做的有用功为
，
则汽车发动机的效率 。

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