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沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第十四章 内能与热机
单元重要专项01 《内能与热机》单元复习讲义五步曲
1. 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。
2.通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
3. 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。
本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳（表格形式呈现）：
重要考点 考点解读 易错点 易错点解读
物体的内能及其改变 1. 内能是物体内部所有分子共同具有的分子动能和势能的总和， 2. 影响因素：物体的温度、质量、状态、体积等3. 改变物体内能的两种途径做功和热传递。 对物体内能理解出现错误，认为物体内能可以是0J。 不能为零，自然界中一切物体在任何情况下都有内能。
温度、内能与热量的关系 能从定义、特点、语言描述、联系的角度去分析它们的区别与相互联系。 认为热传递转移了温度 热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。
探究物质吸热能力实验 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。 只知道用到控制变量法 实验的目的是探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收的热量是否相同，有什么规律。所以实验中用到的方法有控制变量法和转换法。
比热容及其应用 比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。 认为比热容的国际单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。 比热容的单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。
热量的计算 （1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 认为Δt表示物体升高了的温度，单位：℃ Δt表示改变的温度，是指高温物体降低了的温度或者低温物体升高了的温度。单位：℃
汽油机与柴油机 能从构造、使用的燃料、四个冲程工作过程、特点、适用范围区分汽油机和柴油机。对两者相同点点要了如指掌。 压缩冲程：内能转化为机械能。 做功冲程：机械能转化为内能。 压缩冲程：机械能转化为内能。 做功冲程：内能转化为机械能。
燃料的热值与热机效率 1. 燃料燃烧释放热量的计算 （固、液体燃料） （气体燃料） 2. 做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。 η 把某种燃料燃烧释放的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。 完全燃烧的含义：是指燃料烧完、烧尽，只有在完全燃烧时放出的热量与所用燃料质量之比才是这种燃料的热值。
解题方法要领一、 辨析温度、热量、内能的区别的基本方法
1. 热量是过程量；温度、内能是状态量。
2.单位区别：热量、内能的单位是焦耳（J）,温度单位摄氏度（℃）。
3.表述区别：温度只能说“是、降低、升高”；
热量只能说“吸收、放出”（不能说含有，它只存在于热传递过程）；
内能只能说“有、具有、含有、改变了、传递了”。
表格辨析（见表格）
温度 热量 内能
区别 概念 宏观上，表示物体的冷热程度； 微观上，反映物体中分子热运动的剧烈程度 在热传递过程中传递能量的多少 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和
表述 用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述 用“放出”或“吸收”表述 用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 （1）温度反映了内能的大小，热量反映了内能变化了多少； （2）物吸收热量，内能会增加，温度不一定升高，如晶体熔化；物放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低，如晶体凝固
归纳总结 一个一定 物体温度升高或降低时，其内能一定增加或减少
四个不一定 （1）一个物体的内能增加或降低时，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （2）一个物体的内能增加或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是外界对物体做功或物体对外界做功； （3）一个物体吸收或放出热量时，内能增加或减少，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （4）一个物体温度升高或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是因为做功，如摩擦生热或物体对外界做功
解题方法要领二、 应用水的比热容大的特点解释沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小的原因问题思维方法
1. 首先要知道沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多。
2.因为水的比热容较大，根据公式
Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
白天，相同质量m水=m砂石 的水和沙石比较，c水大于c砂石 ，吸收相同的热量，水升高了的温度Δt水小于砂石升高了的温度Δt砂石 ；所以沿海地区比沙漠地区温差小；
根据公式
Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
夜晚，放出相同的热量，m水=m砂石 ，c水大于c砂石 ，水的温度降低的少，使得沿海地区温差小。
所以沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小。
解题方法要领三、根据内燃机飞轮转速的物理意义求解内燃机对外做功问题思维方法
（1）比如单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，也就是60s飞轮转动2400r，1s飞轮转动40r，
（2）内燃机的一个工作循环完成四个冲程，曲轴和飞轮转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。
（3）那么曲轴和飞轮转动40周，也就是40r，活塞往返40次，对外做功20次。即汽油机每秒对外做功20次。
汽油机飞轮转速不同，每秒对外做功次数也不同。
（4）若果能知道每次对外做功的大小，就可以求解一定时间内对外做功得多少。进一步还可以求解其他的相关物理量。
解题方法要领四、热机效率计算思维方法
热机效率是衡量热机将燃料燃烧产生的内能转化为有用机械功的能力。
（1）核心公式：
其中，W有 表示热机对外做的有用功（单位：焦耳），Q放 表示燃料完全燃烧所释放的总热量，可通过
Q放=mq计算（m为燃料质量，q为燃料热值）。
（2）热机效率的计算步骤：
① 确定有用功W有： 有用功通常指热机推动机械运动所做的功。例如汽车行驶时克服阻力前进，
W有 =Fs（F为牵引力，s为行驶距离），若匀速行驶，则F=f（阻力）。
②计算燃料释放的总热量Q放（Q放=mq）。
③代入效率公式计算 。
考点1 物体的内能及其改变
【例题1】（2025江苏连云港）关于内能，下列说法正确的是（　　）
A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关
C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能，也可以同时具有机械能
【答案】D
【解析】AC．内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误；
B．物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误；
D．任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。故选D。
【变式1-1】对小企鹅的对话，同学们展开了热烈的讨论，其中正确的是（　　）
A．企鹅只具有机械能，不具有内能
B．冰山温度低，企鹅体温高，企鹅的内能较大
C．一般情况下，企鹅行动迟缓，有利于维持体能，说明内能与物体的运动速度有关
D．一切物体都具有内能
【答案】D
【解析】A．一切物体在任何情况下都具有内能，企鹅也不例外，故A 不正确；
B．内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。冰山虽然温度低，但质量很大，其内能不一定比企鹅小，故B 不正确；
C．内能与物体的运动速度无关，企鹅行动迟缓有利于维持体能，是因为行动迟缓可以减少热量的产生，故C 不正确；
D．内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。一切物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体，不论温度高低，都具有内能。故D 正确。故选D。
【变式1-2】将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧，快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子会跳起来，如图所示，则（ ）
A．拉动绳子的过程中，通过做功改变了金属管的内能，金属管温度上升
B．拉动绳子的过程中，通过对金属管内的酒精做功，使酒精温度上升
C．塞子跳起时，管内气体温度上升，内能增加
D．塞子跳起时，管内气体对塞子做功，使塞子内能增加
【答案】A
【解析】A．拉动绳子的过程中，克服摩擦力做功，将机械能转化为金属管的内能，金属管温度上升，故A正确；
B．拉动绳子的过程中，是对金属管做功，而不是对金属管内的酒精做功，而且酒精的温度升高是因为从金属管吸收了热量，而不是对酒精做功，故B错误；
C．塞子跳起是因为管内气体对塞子做功，将管内气体的内能转化为机械能，故管内气体内能减小，温度下降，故C错误；
D．塞子跳起时，管内气体对塞子做功，使塞子的机械能增大，故D错误。故选A。
【变式1-3】针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方法。针灸之前，用高温蒸气对“复用针”（可多次使用的针）消毒时，“复用针”的温度会升高，这是通过________的方式改变了针的内能。如图所示，针灸用到的针非常细，这是通过减小受力面积来________，便于刺入人体穴位。
【答案】 热传递 增大压强
【解析】用高温蒸气对“复用针”消毒时，“复用针”吸收蒸汽的热量温度会升高，这是通过热传递的方式改变针的内能。
针灸用到的针非常细，这是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，便于刺入人体穴位。
考点2 温度、内能与热量的关系
【例题2】（2025河南二模）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．温度高的物体内能一定大
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．物体运动得越快，它的内能就越大
D．热量可能从内能小的物体传给内能大的物体
【答案】D
【详解】A．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B．热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误；
C．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，物体内能大小与运动速度无关，故C错误；
D．内能小的物体有可能温度高，所以内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体，故D正确。
故选D。
【变式2-1】（2024黑龙江龙东）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是（ ）
A. 物体温度升高，一定吸收了热量
B. 物体温度升高，内能一定增加
C. 物体内能增加，一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量，温度可能不变
【答案】BD
【解析】A．物体温度升高，内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故A错误；
B．物体温度升高，分子运动加剧，内能一定增加， 故B正确；
C．物体内能增加，可能是外界对它做了功，也有可能是热传递，故C错误；
D．物体吸收热量，温度可能不变，比如晶体在熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变，故D正确。
故选BD。
【变式2-2】（2023四川宜宾）关于内能及其利用，下列说法正确的是（　　）
A. 一切物体都具有内能
B. 足球运动越慢，它的内能越小
C. 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能
D. 热机的功率大，效率就一定高
【答案】AC
【解析】A．自然界中一切物体都是由分子和原子构成的，内能为分子动能和分子势能之和，所以一切物体都具有内能，故A正确；
B．足球运动快慢，是机械能的大小变化，与内能大小无关，故B错误；
C．冬天搓手取暖，将机械能转化为内能，所以是通过做功的方式改变内能，故C正确；
D．热机的功率大，则做功快，与效率的高低无关，故D错误。故选AC。
【变式2-3】下列事例中，改变物体内能的方式与其他三个不同的是（ ）
A．用力搓手，手会发热 B．用炉灶烧水，水温升高
C．摸热水袋，手会暖和 D．咬一口冰棍，嘴会冰凉
【答案】A
【解析】A. 用力搓手时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使手的内能增加、温度升高，这是通过做功的方式改变物体内能。
B. 用炉灶烧水，炉灶的温度高于水的温度，热量从炉灶传递到水，使水的内能增大、温度升高，这是通过热传递的方式改变物体内能。
C. 摸热水袋时，热水袋的温度高于手的温度，内能从热水袋传递到手上，使手的内能增大、变得暖和，这是通过热传递的方式改变物体内能。
D. 咬一口冰棍，冰棍温度低于嘴的温度，内能从嘴传递到冰棍，导致嘴的内能减小、温度降低，感觉冰凉，这是通过热传递的方式改变物体内能 。
综上所述：A 选项是通过做功改变物体内能，B、C、D 选项都是通过热传递改变物体内能，所以改变物体内能的方式与其他三个不同的是 A 选项。故选 A。
考点3 探究物质吸热能力实验
【例题3】（2024·湖南长沙）实验小组设计实验比较水和食用油的吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。
（1）实验前，小海应取初温和质量相等的水和食用油进行实验，其采用的实验方法是 ；
（2）小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油 相同；
（3）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，其中食用油的温度随时间变化的图像是 （选填“a”或“b”）。
【答案】 控制变量法 吸收的热量 b
【解析】（1）[1]实验前，小海应取初温和质量相等的水和食用油进行实验，通过控制变量法进行实验。
（2）[2]相同加热器加热相同时间，产生热量相同，小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油吸收的热量相同。
（3）[3]食用油的比热容比水小，质量相同的水与食用油被相同的加热器加热相同时间，吸收热量相同，食用油升高温度较高，食用油的温度随时间变化的图像是b。
【变式3-1】如图甲，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的吸热能力比b强
【答案】C
【解析】A．实验中使用相同规格的加热器，则相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，故A不符合题意；
B．吸热能力是物质的属性，保持不变，所以a和b的吸热能力不会随着温度的升高而发生变化，故B不符合题意；
C．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同；升高相同的温度，a所用时间比b少，则a吸收的热量少，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故C符合题意；
D．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同，相同时间内a升高的温度比b多，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故D不符合题意。故选C。
【变式3-2】小华在探究“不同物质的吸热能力”时，用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热（不考虑热损失）。已知液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示，分析图像可知：水在5min内吸收的热量为______J，液体的比热容为_____。
【答案】
【解析】根据及图像可得，水在20min内吸收的热量为
则水在5min内吸收的热量为
根据及图像可得，液体和水在15min内吸收的热量相同，可得液体的比热容为
【变式3-3】小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热食用油和水。因此，她对一些物理现象有了一定的认识，她猜想食用油的比热容比水的小。
(1)下列能够支持她这一猜想的一个事实是________（填字母）。
A．食用油能把食物炸得焦黄，而水不能 B．食用油能漂在水面上
C．食用油比水难蒸发 D．相同条件下，加热时食用油比水热得快
(2)为了验证自己的猜想，小华进行如下探究：将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度。
①图甲是小华的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处： 。
②纠正错误后继续实验，实验中用 表示物质吸热的多少。
③小华根据记录的实验数据，绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像，由图像可知 的吸热能力较强。已知水的比热容为，则食用油的比热容为 。
④实验结束后，小华评估实验时认为用图丙中的实验装置进行实验更好，你认为选择电加热器加热的优点是 （写出一个即可）。
【答案】(1)D (2) 没有控制水和食用油的质量相同 加热时间 水 容易控制水和食用油吸收的热量相同
【解析】（1）比热容是反映物质吸热能力的物理量，比热容越小，物质吸收相同热量时温度升高越快，或升高相同温度时吸收的热量越少。
A．食用油能把食物炸焦黄而水不能，是因为食用油的沸点远高于水的沸点（标准大气压下水沸点 100℃，食用油沸点通常 200℃以上），与比热容无关，故A不符合题意；
B．食用油漂在水面上，是因为食用油的密度小于水的密度，属于密度特性，与比热容无关，故B不符合题意；
C．食用油比水难蒸发，是因为食用油的分子间作用力较大、挥发性较弱，与比热容无关，故C不符合题意；
D．相同条件下加热时食用油比水热得快，说明在吸收相同热量（相同加热条件）时，食用油的温度升高更快，根据比热容的物理意义，这表明食用油的吸热能力较弱，即比热容比水小，能支持小华的猜想，故D符合题意。
故选D。
（2）探究不同物质的比热容大小，需根据控制变量法保证除物质种类不同外，其他影响实验的因素均相同，包括物质的质量、初温、加热源规格、烧杯规格等。图甲装置中，两个烧杯内的水和食用油体积相同，由于水和食用油的密度不同，则烧杯中水和食用油的质量不相等，因此明显错误是没有控制水和食用油的质量相同。
实验中使用两个相同的酒精灯加热，相同规格的酒精灯在相同时间内释放的热量相同（不考虑热量损失时），物质吸收的热量等于酒精灯释放的热量。因此，加热时间越长，物质吸收的热量越多，可用加热时间表示物质吸热的多少，采用了转换法。
由温度随时间变化的图像可知，水和食用油从20℃升高到60℃，升高相同温度，水的加热时间为8min，食用油的加热时间为4min。由于加热时间反映吸热多少，说明水吸收的热量是食用油的2倍，水的吸热能量较强。对于水来说，对于食用油来说，故，整理得
图丙装置使用电加热器加热，与酒精灯相比，电加热器的优点在于：电加热器可以精确控制在相同时间内释放的热量完全相同，能更准确地保证水和食用油吸收的热量相同，避免了酒精灯火焰大小不稳定导致的热量供应不均匀问题，减少实验误差
考点4 比热容及其应用
【例题4】（2025山东威海）在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同高汤和清水，用相同热源加热，_______（选填“高汤”“清水”）升温较快；清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明石锅温度______（选填“低于”“等于”“高于”）水的温度。（c高汤【答案】 高汤 高于
【解析】用相同的热源加热相同的时间，说明吸收的热量相等。当吸收热量相等时，由可知，质量相等时，比热容越小，升高的温度越多，高汤的比热容小于水的比热容，故高汤升温快。
清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明水还能吸收到热量，则石锅温度高于水的温度。
【变式4-1】（2024福建）水约占人体体重的60%~70%，有助于调节体温，原因之一是水具有较大的（　　）
A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容
【答案】D
【解析】A．热值最大是氢，常用作火箭的燃料，故A不符合题意；
B．水的密度是，故B不符合题意；
C．温度是物体冷热程度，故C不符合题意；
D．因为水具有较大的比热容，是，所以水有助于人体调节体温，故D符合题意。故选D。
【变式4-2】水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法，与此特点无关的是（　　）
A．暖气设备用热水供暖 B．汽车发动机用水冷却
C．在地面上洒水来纳凉 D．往稻田里灌水防秧苗冻坏
【答案】C
【详解】A．因为水的比热容大，同样质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，故冬天室内的暖气用热水循环供热，故A不符合题意；
B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质，故B不符合题意；
C．炎热的夏天，往室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，不是利用水的比热容大的特点，故C符合题意；
D．水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故D不符合题意。
故选C。故选C。
【变式4-3】 济南护城河有东、西两个船闸、游船进入船闸的闸室后，能随着水面的变化在上下游之间通行，船闸利用了_______原理。炎热的夏天，大明湖公园内明显感觉比其他地方凉爽，主要是因为水的_______比砂石和泥土大。
【答案】 连通器 比热容
【解析】由于船闸的闸室和上、下游的底部相连通，上端开口，所以船闸和上、下游组成了连通器，故船闸利用了连通器的原理。
因为水的比热容大于砂石和泥土的比热容，相同质量的水和沙石吸收相同的热量时，水升高的温度低，所以炎热的夏季，大明湖公园内明显比其他地方凉爽很多。
考点5 热量的计算
【例题5】（2025上海）质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为___________焦，“九天”无人机向斜上方匀速运动时，其惯性___________，机械能___________（后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”）。
【答案】 4.2×105 不变 增大
【解析】质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为
由于惯性大小只与质量大小有关，所以“九天”无人机向斜上方匀速运时，质量不变，其惯性不变。
“九天”无人机向斜上方匀速运动时，质量不变，速度不变，则动能不变，高度升高，则重力势能增大，由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大。
【变式5-1】某同学做探究“物质M熔化特点”的实验，加热效率始终不变，实验结果如图所示。则M在B点时的状态是_______（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）；前2min，M吸收的热量为_______J。[M的质量为100g，已知图中CD段物质比热容为4×103J/（kg·℃）]
【答案】 固态 2×103
【解析】物质在B点时刚开始熔化，所以为固态。
由于相同时间内物质吸收的热量相同，则CD段M吸热的时间为4min，是AB段吸收的热量的2倍，故CD共吸收的热量为
Q＝cmΔt＝4×103J/（kg·℃）×0.1kg×10℃＝4×103J
前2分钟，M吸收的热量
【变式5-2】楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。
【答案】 比热容
【解析】因为水的比热容较大，所以相同质量的水和其他物质相比较，放出同样热量的情况下，水的温度变化小，故采用热水循环的方式取暖。
水放出的热量
【变式5-3】（2024上海）质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克·℃）]
【答案】4.2×105焦
【解析】水吸收的热量
答：水吸收的热量4.2×105焦。
考点6 汽油机和柴油机
【例题6】（2025黑龙江龙东）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　）
A. 完成80个冲程，对外做功20次
B. 完成80个冲程，对外做功40次
C. 完成40个冲程，对外做功10次
D. 完成40个冲程，对外做功40次
【答案】A
【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。故选A。
【变式6-1】我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功；
B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；
C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能；
D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；
顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都对吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
【变式6-2】如图所示是柴油机的四个冲程的示意图，该柴油机一个工作循环中活塞往复运动 次，对外做功 次
【答案】 2 1
【解析】四冲程柴油机，一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，内燃机的一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2圈，经过4个冲程，只有做功冲程对外做功1次。
【变式6-3】小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　　）
A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气
B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能
C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
D．排气冲程中，废气带走的能量最少
【答案】A
【解析】A．柴油机在吸气冲程中，进气门开启，排气门关闭，活塞向下运动，吸入气缸的是空气，故A正确；
B．在柴油机的压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内的空气，使空气的温度升高、内能增大。此过程中是将活塞的机械能转化为空气的内能，由于此时还没有喷入柴油，所以不存在柴油和空气混合物，故B错误；
C．做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，带动曲轴旋转对外做功，将内能转化为机械能的过程，不是依靠飞轮的惯性完成的。而吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，故C错误；
D．因为燃料燃烧后产生的废气温度较高，含有大量的内能，这些内能随着废气的排出而损失掉。在柴油机的能量损失中，排气冲程中废气带走的能量是主要部分之一，故D错误。故选A。
考点7 燃料的热值和热机效率
【例题7】（2025江苏苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气炉加热的效率。
【答案】（1）； （2）； （3）40%
【解析】（1）水吸收的热量
（2）煤气完全燃烧放出的热量
（3）煤气炉加热的效率
【变式7-1】下列关于燃料的热值说法正确的是（　　）
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1kg焦炭能放出的热量
【答案】D
【解析】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故A错误；
B．根据Q=mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误；
C．一瓶酒精用去三分之一后，质量变化、热值不变，故C错误；
D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×107J，故D正确。
故选D。
【变式7-2】汽油机在______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗______kg的汽油（汽油的热值取）。
【答案】 做功 2
【解析】汽油机在做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动活塞，将内能转化为机械能。
汽油完全燃烧放出的热量为
则汽油的质量为
【变式7-3】如图为某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值q取。以下说法正确的是（　　）
A．汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小
B．完全燃烧10kg汽油可放出的热量
C．在做功冲程，该汽油机气缸中的气体内能增大
D．该汽油机工作效率可达65%
【答案】B
【解析】A．燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况无关，故A错误；
B. 完全燃烧10kg汽油放出的热量，故B正确；
C．四冲程汽油机在做功冲程中，高温高压气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，故C错误；
D．由图可知，输出的有用功在总能量中所占的比例100%-33%-25%-7%=35%
所以内燃机的效率为35%，故D错误。故选B。
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沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第十四章 内能与热机
单元重要专项01 《内能与热机》单元复习讲义五步曲
1. 了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。
2.通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
3. 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。
本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳（表格形式呈现）：
重要考点 考点解读 易错点 易错点解读
物体的内能及其改变 1. 内能是物体内部所有分子共同具有的分子动能和势能的总和， 2. 影响因素：物体的温度、质量、状态、体积等3. 改变物体内能的两种途径做功和热传递。 对物体内能理解出现错误，认为物体内能可以是0J。 不能为零，自然界中一切物体在任何情况下都有内能。
温度、内能与热量的关系 能从定义、特点、语言描述、联系的角度去分析它们的区别与相互联系。 认为热传递转移了温度 热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移，这是能量转移的一种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。
探究物质吸热能力实验 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同。 只知道用到控制变量法 实验的目的是探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收的热量是否相同，有什么规律。所以实验中用到的方法有控制变量法和转换法。
比热容及其应用 比热容的大小等于一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比。 认为比热容的国际单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。 比热容的单位是焦/（千克·℃），符号是J/（kg·℃），读作“焦耳每千克摄氏度”。
热量的计算 （1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 认为Δt表示物体升高了的温度，单位：℃ Δt表示改变的温度，是指高温物体降低了的温度或者低温物体升高了的温度。单位：℃
汽油机与柴油机 能从构造、使用的燃料、四个冲程工作过程、特点、适用范围区分汽油机和柴油机。对两者相同点点要了如指掌。 压缩冲程：内能转化为机械能。 做功冲程：机械能转化为内能。 压缩冲程：机械能转化为内能。 做功冲程：内能转化为机械能。
燃料的热值与热机效率 1. 燃料燃烧释放热量的计算 （固、液体燃料） （气体燃料） 2. 做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。 η 把某种燃料燃烧释放的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。 完全燃烧的含义：是指燃料烧完、烧尽，只有在完全燃烧时放出的热量与所用燃料质量之比才是这种燃料的热值。
解题方法要领一、 辨析温度、热量、内能的区别的基本方法
1. 热量是过程量；温度、内能是状态量。
2.单位区别：热量、内能的单位是焦耳（J）,温度单位摄氏度（℃）。
3.表述区别：温度只能说“是、降低、升高”；
热量只能说“吸收、放出”（不能说含有，它只存在于热传递过程）；
内能只能说“有、具有、含有、改变了、传递了”。
表格辨析（见表格）
温度 热量 内能
区别 概念 宏观上，表示物体的冷热程度； 微观上，反映物体中分子热运动的剧烈程度 在热传递过程中传递能量的多少 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和
表述 用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述 用“放出”或“吸收”表述 用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 （1）温度反映了内能的大小，热量反映了内能变化了多少； （2）物吸收热量，内能会增加，温度不一定升高，如晶体熔化；物放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低，如晶体凝固
归纳总结 一个一定 物体温度升高或降低时，其内能一定增加或减少
四个不一定 （1）一个物体的内能增加或降低时，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （2）一个物体的内能增加或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是外界对物体做功或物体对外界做功； （3）一个物体吸收或放出热量时，内能增加或减少，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （4）一个物体温度升高或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是因为做功，如摩擦生热或物体对外界做功
解题方法要领二、 应用水的比热容大的特点解释沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小的原因问题思维方法
1. 首先要知道沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多。
2.因为水的比热容较大，根据公式
Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
白天，相同质量m水=m砂石 的水和沙石比较，c水大于c砂石 ，吸收相同的热量，水升高了的温度Δt水小于砂石升高了的温度Δt砂石 ；所以沿海地区比沙漠地区温差小；
根据公式
Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
夜晚，放出相同的热量，m水=m砂石 ，c水大于c砂石 ，水的温度降低的少，使得沿海地区温差小。
所以沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小。
解题方法要领三、根据内燃机飞轮转速的物理意义求解内燃机对外做功问题思维方法
（1）比如单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，也就是60s飞轮转动2400r，1s飞轮转动40r，
（2）内燃机的一个工作循环完成四个冲程，曲轴和飞轮转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。
（3）那么曲轴和飞轮转动40周，也就是40r，活塞往返40次，对外做功20次。即汽油机每秒对外做功20次。
汽油机飞轮转速不同，每秒对外做功次数也不同。
（4）若果能知道每次对外做功的大小，就可以求解一定时间内对外做功得多少。进一步还可以求解其他的相关物理量。
解题方法要领四、热机效率计算思维方法
热机效率是衡量热机将燃料燃烧产生的内能转化为有用机械功的能力。
（1）核心公式：
其中，W有 表示热机对外做的有用功（单位：焦耳），Q放 表示燃料完全燃烧所释放的总热量，可通过
Q放=mq计算（m为燃料质量，q为燃料热值）。
（2）热机效率的计算步骤：
① 确定有用功W有： 有用功通常指热机推动机械运动所做的功。例如汽车行驶时克服阻力前进，
W有 =Fs（F为牵引力，s为行驶距离），若匀速行驶，则F=f（阻力）。
②计算燃料释放的总热量Q放（Q放=mq）。
③代入效率公式计算 。
考点1 物体的内能及其改变
【例题1】（2025江苏连云港）关于内能，下列说法正确的是（　　）
A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关
C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能，也可以同时具有机械能
【答案】D
【解析】AC．内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误；
B．物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误；
D．任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。故选D。
【变式1-1】对小企鹅的对话，同学们展开了热烈的讨论，其中正确的是（　　）
A．企鹅只具有机械能，不具有内能
B．冰山温度低，企鹅体温高，企鹅的内能较大
C．一般情况下，企鹅行动迟缓，有利于维持体能，说明内能与物体的运动速度有关
D．一切物体都具有内能
【变式1-2】将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧，快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子会跳起来，如图所示，则（ ）
A．拉动绳子的过程中，通过做功改变了金属管的内能，金属管温度上升
B．拉动绳子的过程中，通过对金属管内的酒精做功，使酒精温度上升
C．塞子跳起时，管内气体温度上升，内能增加
D．塞子跳起时，管内气体对塞子做功，使塞子内能增加
【变式1-3】针灸是我国古代劳动人民创造的一种独特的医疗方法。针灸之前，用高温蒸气对“复用针”（可多次使用的针）消毒时，“复用针”的温度会升高，这是通过________的方式改变了针的内能。如图所示，针灸用到的针非常细，这是通过减小受力面积来________，便于刺入人体穴位。
考点2 温度、内能与热量的关系
【例题2】（2025河南二模）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．温度高的物体内能一定大
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．物体运动得越快，它的内能就越大
D．热量可能从内能小的物体传给内能大的物体
【答案】D
【详解】A．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B．热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误；
C．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，物体内能大小与运动速度无关，故C错误；
D．内能小的物体有可能温度高，所以内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体，故D正确。
故选D。
【变式2-1】（2024黑龙江龙东）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是（ ）
A. 物体温度升高，一定吸收了热量
B. 物体温度升高，内能一定增加
C. 物体内能增加，一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量，温度可能不变
【变式2-2】（2023四川宜宾）关于内能及其利用，下列说法正确的是（　　）
A. 一切物体都具有内能
B. 足球运动越慢，它的内能越小
C. 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能
D. 热机的功率大，效率就一定高
【变式2-3】下列事例中，改变物体内能的方式与其他三个不同的是（ ）
A．用力搓手，手会发热 B．用炉灶烧水，水温升高
C．摸热水袋，手会暖和 D．咬一口冰棍，嘴会冰凉
考点3 探究物质吸热能力实验
【例题3】（2024·湖南长沙）实验小组设计实验比较水和食用油的吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。
（1）实验前，小海应取初温和质量相等的水和食用油进行实验，其采用的实验方法是 ；
（2）小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油 相同；
（3）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，其中食用油的温度随时间变化的图像是 （选填“a”或“b”）。
【答案】 控制变量法 吸收的热量 b
【解析】（1）实验前，小海应取初温和质量相等的水和食用油进行实验，通过控制变量法进行实验。
（2）相同加热器加热相同时间，产生热量相同，小明用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油吸收的热量相同。
（3）食用油的比热容比水小，质量相同的水与食用油被相同的加热器加热相同时间，吸收热量相同，食用油升高温度较高，食用油的温度随时间变化的图像是b。
【变式3-1】如图甲，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的吸热能力比b强
【变式3-2】小华在探究“不同物质的吸热能力”时，用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热（不考虑热损失）。已知液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示，分析图像可知：水在5min内吸收的热量为______J，液体的比热容为_____。
【变式3-3】小华在家里学习烧饭做菜的过程中，经常要加热食用油和水。因此，她对一些物理现象有了一定的认识，她猜想食用油的比热容比水的小。
(1)下列能够支持她这一猜想的一个事实是________（填字母）。
A．食用油能把食物炸得焦黄，而水不能 B．食用油能漂在水面上
C．食用油比水难蒸发 D．相同条件下，加热时食用油比水热得快
(2)为了验证自己的猜想，小华进行如下探究：将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度。
①图甲是小华的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处： 。
②纠正错误后继续实验，实验中用 表示物质吸热的多少。
③小华根据记录的实验数据，绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像，由图像可知 的吸热能力较强。已知水的比热容为，则食用油的比热容为 。
④实验结束后，小华评估实验时认为用图丙中的实验装置进行实验更好，你认为选择电加热器加热的优点是 （写出一个即可）。
考点4 比热容及其应用
【例题4】（2025山东威海）在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同高汤和清水，用相同热源加热，_______（选填“高汤”“清水”）升温较快；清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明石锅温度______（选填“低于”“等于”“高于”）水的温度。（c高汤【答案】 高汤 高于
【解析】用相同的热源加热相同的时间，说明吸收的热量相等。当吸收热量相等时，由可知，质量相等时，比热容越小，升高的温度越多，高汤的比热容小于水的比热容，故高汤升温快。
清水沸腾后关火，发现继续沸腾一段时间，说明水还能吸收到热量，则石锅温度高于水的温度。
【变式4-1】（2024福建）水约占人体体重的60%~70%，有助于调节体温，原因之一是水具有较大的（　　）
A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容
【变式4-2】水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法，与此特点无关的是（　　）
A．暖气设备用热水供暖 B．汽车发动机用水冷却
C．在地面上洒水来纳凉 D．往稻田里灌水防秧苗冻坏
【变式4-3】 济南护城河有东、西两个船闸、游船进入船闸的闸室后，能随着水面的变化在上下游之间通行，船闸利用了_______原理。炎热的夏天，大明湖公园内明显感觉比其他地方凉爽，主要是因为水的_______比砂石和泥土大。
考点5 热量的计算
【例题5】（2025上海）质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为___________焦，“九天”无人机向斜上方匀速运动时，其惯性___________，机械能___________（后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”）。
【答案】 4.2×105 不变 增大
【解析】质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为
由于惯性大小只与质量大小有关，所以“九天”无人机向斜上方匀速运时，质量不变，其惯性不变。
“九天”无人机向斜上方匀速运动时，质量不变，速度不变，则动能不变，高度升高，则重力势能增大，由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大。
【变式5-1】某同学做探究“物质M熔化特点”的实验，加热效率始终不变，实验结果如图所示。则M在B点时的状态是_______（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）；前2min，M吸收的热量为_______J。[M的质量为100g，已知图中CD段物质比热容为4×103J/（kg·℃）]
【变式5-2】楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。
【变式5-3】（2024上海）质量为2千克的水温度升高50℃。求水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103焦/（千克·℃）]
考点6 汽油机和柴油机
【例题6】（2025黑龙江龙东）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　）
A. 完成80个冲程，对外做功20次
B. 完成80个冲程，对外做功40次
C. 完成40个冲程，对外做功10次
D. 完成40个冲程，对外做功40次
【答案】A
【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。故选A。
【变式6-1】我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（　　）
A. B. C. D.
【变式6-2】如图所示是柴油机的四个冲程的示意图，该柴油机一个工作循环中活塞往复运动 次，对外做功 次
【变式6-3】小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　　）
A．吸气冲程中吸入汽缸的只有空气
B．压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能
C．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
D．排气冲程中，废气带走的能量最少
考点7 燃料的热值和热机效率
【例题7】（2025江苏苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气炉加热的效率。
【答案】（1）； （2）； （3）40%
【解析】（1）水吸收的热量
（2）煤气完全燃烧放出的热量
（3）煤气炉加热的效率
【变式7-1】下列关于燃料的热值说法正确的是（　　）
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1kg焦炭能放出的热量
【变式7-2】汽油机在______冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗______kg的汽油（汽油的热值取）。
【变式7-3】如图为某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值q取。以下说法正确的是（　　）
A．汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小
B．完全燃烧10kg汽油可放出的热量
C．在做功冲程，该汽油机气缸中的气体内能增大
D．该汽油机工作效率可达65%
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