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第20课时　内能　热量　机械能与内能的相互转化
一、课程标准
1、了解内能和热量；2、通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象；
3、从能量转化的角度认识燃料的热值；4、了解热机的工作原理．
二、知识梳理
1.在物理学中，我们把物体内所有分子__________和__________的总和叫作物体的内能.一切物体都具有内能.
2.物体内大量分子的__________运动叫热运动.物体的温度升高，物体的内能__________.
3.当物体或物体的不同部分之间存在__________时，就会发生热传递.热传递时，________从高温处转移到低温处，直至__________相同.
4.物理学中，把物体在__________过程中转移的能量叫作热量，其单位是__________.
5.改变物体内能的两种方式分别是____________和____________.
6. 物体温度升高时吸收的__________与它的质量和______________的乘积之比叫比热容.
比热容是物质的一种______________.
7.物体在热传递过程中，吸热、放热的计算公式是________________.
三、考点梳理
考点一　内能基本概念
【典型例题】
（2024·江苏扬州·中考真题）关于扬州美食中的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．翡翠烧麦呈现绿色是因为吸收了绿光
B．麻鸭汤沸腾后用文火加热，温度升高
C．用蒸笼蒸包子是通过做功的方式增加包子的内能
D．盐水鹅香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动
【拓展变式】
1.下列关于内能知识的描述正确的是（　　）
A. 物体温度越高内能越大，所以0℃的冰没有内能
B. 温度越高的物体含有的热量越多，所以0℃的冰没有热量
C. 摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D. 物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
2.（2025·北京·中考真题）在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的
B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能
(
图12-2-1
)C．水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小
D．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
3. 生活中的“热”含义非常丰富,在物理学中,“天气很热”的“热”是指温度　　;
“摩擦生热”的“热”是指　　　　;“冰熔化要吸热”的“热”是指　　　　.
考点二　比热容
【典型例题】 （2025·黑龙江·中考真题）下列实例中与水的比热容有关的是（　　）
北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
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
【拓展变式】
1.（2024·湖北·中考真题）如的吸热能力比b强图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（　　）
A．相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B．a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C．升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱
D．相同时间内a升高的温度比b多，a
(
图12-2-3
)2．如图12-2-3所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。
（1）比较不同燃料的热值应选择　　　两个装置，比较不同物质的比热容应选择　　　两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是　　　　　　　　法。
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计　　　　　　　比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法做　　　　　法。
（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是4.2×104J，如果认为酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，由酒精的热值是
　　　　　J/kg，算出的热值比标准值　　　　。（偏大/偏小/一样）。
考点三　热机、汽油机的工作过程及能量的转化
【典型例题】
（2025·江苏无锡）如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃，它的尺寸如图。下列说法中正确的是（　　）
这种取火器的体积太大，不便于携带
B．取火时是通过做功增加筒内空气的内能
C．取火时是通过热传递增加筒内空气的内能
D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同
【拓展变式】
1．（2025·江苏连云港）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（　　）
A．较大的热值 B．较低的沸点 C．较大的比热容 D．较高的凝固点
2．（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（　　）
A．汽油机的效率能达到100% 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
(
图12-2-5
)3.如图12-2-5，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　）
A. 水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B. 实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C. 玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D. “白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
考点四　热量计算
【典型例题】
(
图12-2-6
)（2024·江苏淮安）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运
输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶
，用时，受到的牵引力为，消耗氢气，则此
过程中汽车行驶的平均速度为 ，氢气燃烧放出的热量为
J，利用氢能的效率为 。（）
【拓展变式】
（2024 达州）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是________J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是，天然气的热值是。
四、当堂演练
1．如图12-2-6所示，改变内能的方法与其他三种不同的是（ ）
(
图12-2-6
)
A．钻木取火 B．用热水袋子取暖 C．压缩气体做功 D．克服摩擦做功
2.（2023·江苏常州）压缩空气动力车。
（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该现象说明力的作用是 ；还说明力可以改变物体的 。

（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 （进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度 。
3．（2025·江苏无锡）取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量 （选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为 J/kg。酒精和花生米中， 的热值大。
4.（2024 齐齐哈尔）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(
图12-2-9
)
（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；
（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；
（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；
（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃；
（5）部分实验数据如下表所示，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/min 0 1 2 3 4 …… 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90
第2课时　内能　热量　机械能与内能的相互转化
一、课程标准
1、了解内能和热量；2、通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象；
3、从能量转化的角度认识燃料的热值；4、了解热机的工作原理．
二、知识梳理
1.在物理学中，我们把物体内所有分子____动能___和____势能_____的总和叫作物体的内能.一切物体都具有内能.
2.物体内大量分子的____无规则____运动叫热运动.物体的温度升高，物体的内能______增大____.
3.当物体或物体的不同部分之间存在___温度差_______时，就会发生热传递.热传递时，___能量_____从高温处转移到低温处，直至____温度______相同.
4.物理学中，把物体在___热传递_______过程中转移的能量叫作热量，其单位是_____焦耳_____.
5.改变物体内能的两种方式分别是____热传递________和_____做功_______.
6. 物体温度升高时吸收的_____热量_____与它的质量和___升高的温度____的乘积之比叫比热容.比热容是物质的一种_____物理属性_________.
7.物体在热传递过程中，吸热、放热的计算公式是____Q=cm△t____________.
三、考点梳理
考点一　内能基本概念
【典型例题】
（2024·江苏扬州·中考真题）关于扬州美食中的物理知识，下列说法正确的是（D　　）
A．翡翠烧麦呈现绿色是因为吸收了绿光
B．麻鸭汤沸腾后用文火加热，温度升高
C．用蒸笼蒸包子是通过做功的方式增加包子的内能
D．盐水鹅香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动
【拓展变式】
1.下列关于内能知识的描述正确的是（　C　）
A. 物体温度越高内能越大，所以0℃的冰没有内能
B. 温度越高的物体含有的热量越多，所以0℃的冰没有热量
C. 摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D. 物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
2.（2025·北京·中考真题）在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（ C　　）
A．水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的
B．橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能
(
图12-2-1
)C．水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小
D．管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
3. 生活中的“热”含义非常丰富,在物理学中,“天气很热”的“热”是指温度高　;
“摩擦生热”的“热”是指内能　;“冰熔化要吸热”的“热”是指　热量　　　.
考点二　比热容
【典型例题】 （2025·黑龙江·中考真题）下列实例中与水的比热容有关的是（B　　）
北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
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
【拓展变式】
1.（2024·湖北·中考真题）如的吸热能力比b强图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（　C　）
A．相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B．a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C．升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱
D．相同时间内a升高的温度比b多，a
(
图12-2-3
)2．如图12-2-3所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。
（1）比较不同燃料的热值应选择甲乙　两个装置，比较不同物质的比热容应选择甲丙　　　两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是　控制变量　　　法。
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计　示数变化　　　　　　比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法做　转换　　　　法。
（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是4.2×104J，如果认为酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，由酒精的热值是
　4.2×106　　　　J/kg，算出的热值比标准值　偏小　　　。（偏大/偏小/一样）。
考点三　热机、汽油机的工作过程及能量的转化
【典型例题】
（2025·江苏无锡）如图所示，是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器，它以牛角作外套筒，木制推杆，杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，一手猛推杆入筒，随即将杆拔出，艾绒即燃，它的尺寸如图。下列说法中正确的是（B　　）
这种取火器的体积太大，不便于携带
B．取火时是通过做功增加筒内空气的内能
C．取火时是通过热传递增加筒内空气的内能 D．取火的原理与汽油机的做功冲程相同
【拓展变式】
1．（2025·江苏连云港）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有（A　　）
A．较大的热值 B．较低的沸点 C．较大的比热容 D．较高的凝固点
2．（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100% 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
(
图12-2-5
)3.如图12-2-5，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　B　）
A. 水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B. 实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C. 玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D. “白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
考点四　热量计算
【典型例题】
(
图12-2-6
)（2024·江苏淮安）2024年4月，两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试，这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运
输测试。如图所示是某款氢能源汽车，该款氢能源汽车在公路上行驶
，用时，受到的牵引力为，消耗氢气，则此
过程中汽车行驶的平均速度为 75 ，氢气燃烧放出的热量为
1.12×108 J，利用氢能的效率为 37.5% 。（）
【拓展变式】
（2024 达州）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg的水，从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是_3.36×105____J。他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20kg，热水器进水温度是22℃，出水温度是42℃，他这次洗澡消耗天然气_0.075_______m3。已知水的比热容是，天然气的热值是。
四、当堂演练
1．如图12-2-6所示，改变内能的方法与其他三种不同的是（ B ）
(
图12-2-6
)
A．钻木取火 B．用热水袋子取暖 C．压缩气体做功 D．克服摩擦做功
2.（2023·江苏常州）压缩空气动力车。
（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该现象说明力的作用是 相互的 ；还说明力可以改变物体的 运动状态 。

（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 进气（进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 降低 。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功 20 次。汽车行驶一段路程后，钢瓶内压缩空气的密度 变小 。
3．（2025·江苏无锡）取5.6g酒精和5.6g花生米，点燃后分别对80g的水加热，直至充分燃烧。数据记录在表中，可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量 不相等 （选填“相等”或“不相等”），所测的花生米的热值为 1.8×106 J/kg。酒精和花生米中， 酒精 的热值大。
4.（2024 齐齐哈尔）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(
图12-2-9
)
（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及_天平_____（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油；
（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 加热时间 来比较物质吸收热量的多少；
（3）实验中选取初温不同、_质量_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 温度计升高的示数 来比较不同物质吸热能力的强弱；
（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中__B_（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为__66____℃；
（5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：_水_____（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90

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