专题12内能及内能的利用-【名师导航】中考物理新课标一轮培优精讲学案（含答案）

第第页专题12内能及内能的利用—【名师导航】中考物理新课标一轮培优精讲学案课标要求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。4.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。5.从能量转化和转移的角度认识效率。6.列举能量转化和转移具有方向性的常见实例。考点分布考查频率命题趋势考点1分子热运动、内能★★内能及其利用部分，每年考查1-2道题,分值为2-6分。题型有选择、填空、探究实验及计算，难度系数为0.7。2025年选择、填空仍然是重点，涉及比热容及热值的理解与计算会在选择题、填空题里体现。有的省会考查比较不同物质吸热能力的实验，也有省会在综合计算题里考比热容热值热效率计算。考点2热机、能量的转化和守恒★考点3比热容及热值的理解与计算★★★★★代表必考点，★★代表常考点，★星表示中频考点。知识点一：分子热运动1．定义：一切物质的分子都在永不停息地做运动。2．影响因素：温度越高，热运动越剧烈。⑴不同物质在相互接触时，相互的现象叫扩散。⑵扩散在气体、液体和固体间都能发生，但扩散的程度不同。扩散现象表明：分子是不停地运动的；还表明分子之间有间隙。3．分子动理论内容⑴物质是由组成的。⑵一切物体的分子都在不停地做的运动⑶分子间有相互作用的力和斥力。知识点二：内能4．定义：物体内部分子的动能和势能的总和叫内能。由于分子的动能与温度有关，分子的势能与分子间的相互作用力以及距离有关，所以物体的内能与、有关。5．改变物体内能的方法⑴用的方法可以改变物体的内能。对物体做功，可以使物体的内能增加；物体对外做功，可以使物体的内能减少。用做功的方法改变物体的内能，实质是能的转化。⑵用的方法可以改变物体的内能。物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。用热传递的方法改变物体的内能，实质是能的转移。⑶热传递和做功的区别

实质条件方式（方法）举例热传递内能的转移过程不同的物体或物体的不同部分之间存在温度差热传导、热对流、热辐射烧红的铁块放入冷水中，内能从高温铁块转移到低温的水，铁块的内能减少，水的内能增加做功其他形式的能与内能之间的相互转化过程外界对物体做功，物体的内能增加压缩体积、摩擦生热、锻打物体、拧弯物体打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折细金属丝物体对外界做功，物体的内能减少体积膨胀等装着开水的暖水瓶内的水蒸气将瓶盖顶起来，水蒸气的内能减少【知识拓展】影响一个物体内能大小的主要因素影响因素解释温度温度越高，物体内部分子的无规则运动越剧烈，分子动能越大。另外由于热胀冷缩，温度升高，物体体积变大，分子间势能也变大，所以物体的温度越高，内能越大质量质量反映了物体内分子数目的多少。在其他条件相同时，质量越大，物体内分子个数越多，分子动能和分子势能总和就越大，即内能越大体积体积体现了分子间平均距离的大小。分子间距离的大小变化引起分子间作用力大小的变化，从而影响分子势能的大小，也就影响了内能大小种类不同物质的分子大小、结构都不同，在温度、质量相同时，尽管它们的分子平均动能相同，但分子间作用力不同，分子势能不同，物体内分子个数也不同，所以内能不同状态物体的物态不同，分子间距不同，相互作用力也不同，分子势能就不同。因此物体的物态影响内能的大小。比如50g、0℃的水的内能比50g、0℃的冰的内能大。同种物质质量、温度都相同时，处于气态时内能最大，液态时次之，固态时最小知识点三：热量和比热容6．⑴热量：在热传递过程中，物体改变的多少叫热量。单位：焦耳(J）。热量是反映在热传递的过程中内能的改变量，因此热量是一个过程量。一个物体温度很高，不能说它的热量多，如果没有发生热传递，就没有热量可言。⑵比热容定义：单位的某种物质温度升高(降低）1℃所吸收(放出）的热量。单位：J/(kg·℃）。⑶水的比热容数值：C水=J/(kg·℃）意义：1kg水温升高(或降低）1℃所吸收(或放出）的热量是4.2×103J。应用：“暖气”取暖用水作介质，机器中的冷却水循环系统等。7．热量的计算⑴计算物体吸收热量的公式为：⑵计算物体放出热量的公式为：其中，Q吸表示吸收热量，单位是J；c表示物体比热容，单位是J/(kg·℃)；m表示质量，单位是kg；t0表示物体初始温度，单位是℃；t表示物体后来的温度，单位是℃。⊿t=t-t0表示物体升高了的温度。⊿t=t0-t，表示物理降低了的温度。注意：不同物质的吸热能力的实验基本要领【实验装置】【探究方法】控制变量法，转换法【探究过程】1.安装实验装置顺序：自下而上安装好实验装置;在两个铁架台的底座上各放一个规格相同的酒精灯，调好铁圈的高度，将石棉网放在铁圈上。2.取相同质量的水和煤油分别倒入两只烧杯中。3.分别给两液体加热，加热时上下反复缓慢地提拉搅拌器，记下不同时刻的温度。4.记录数据,绘制T-t图像。【实验图像】【实验结论】质量相同的水和食用油吸收相同的热量，食用油的温度升高的较大【注意事项】1.实验器材组装顺序：自下而上。2.温度计放置位置：不要碰到容器壁和容器底。3.选择相同的酒精灯加热目的是：使水和煤油在相同加热时间吸收相同的热量相同。4.通过加热时间的长短，来体现液体吸收热量的多少，此方法为转换法。5.实验中各数据可能有较大差异，原因：①酒精灯规格难以保证完全相同，②实验中热量有损失。6.使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。【器材作用】①实验测量仪器：温度计、停表分别用于测量温度和加热时间。②搅拌器的作用：使液体受热均匀。③石棉网：使烧杯底部受热均匀。知识点四：热机8．热机：利用做功的机械叫热机。热机的种类：、、、。内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为和两类。9．内燃机的工作原理⑴汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、。冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；排气冲程—靠惯性运动，排出废气。⑵柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、。柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；⑶做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。要点诠释：汽油机和柴油机的异同点：不同点相同点项目汽油机柴油机（1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。（2）都将内能转化为机械能。（3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴点火方式压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式燃料汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是空气压缩比压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16做功做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功效率效率较低20％至30％效率较高30％至45％用途轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械知识点五：热值和热机效率10．热值（q）：1kg某种燃料燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。⑴燃料燃烧放出热量：Q放＝qm；（Q放是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m是质量，单位是kg。）⑵热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。11．热机的效率：用来做的那部分能量和燃料放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：η注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）；②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。知识点六：能量转化与守恒12．能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式为另一种形式，或者从一个物体到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。13．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。定律中能的，是指通过做功，能的形式发生了变化，一种形式的能转化为另一种形式的能。如钻木取火，就是通过克服摩擦做功，使机械能转化为内能。能的，是指同一种能从一个物体转移到另一个物体上，能的形式没有变化，如热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体。考点1.理解分子动理论1.分子的直径较小，在肉眼、显微镜下，均看不到，只能在电子显微镜下才能看见；灰尘满天飞，肉眼能看见，故不属于分子运动；分子的运动与温度有关，故分子的运动又称之为分子的热运动；2.对扩散现象的理解发生在两种不同的物质之间；分子间存在间隙；分子在永不停息的做无规则运动；温度越高，分子云动越剧烈；3.分子间相互作用力的理解（1）分子间引力和吃斥力同时存在；（2）当物体被拉升时，对外表现为引力，即此时，斥力小于引力；（3）当物体被压缩时，对外表现为斥力，即此时，斥力大于引力。考查角度1.分子热运动和扩散考查角度2.分子间相互作用力考点2.内能及其改变1.对内能的理解一切物体都具有内能；影响物体内能的主要因素：质量、温度、物质的种类和状态；物体的内能属于微观量，由于分子的个数无法计量，故其大小不能计算（初中阶段），只能比较；2.改变物体内能的方式做功和热传递；做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。3.做功改变物体的内能：做功可以改变物体的内能有两层含义：外界对物体做功，则机械能转化为物体的内能；若物体对外界做功，则物体的内能转化为机械能。4.判断内能改变方式的关键：判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程，在此过程中能的形式不发生变化；做功的实质是能的转化过程，能量从一种形式转化成另一种形式。考查角度1.内能概念及影响内能因素考查角度2.改变物体内能的方式考点3.比热容1.属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质，如质量，不随外界的条件的变化而变化。特性一种物质区别于其他物质的性质，在外界条件变化时会发生变化，比如比热容是物质的已知特性，会随物质状态的变化而变化。2.比热容图像（1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短；（2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。3.水的比热容大的应用，主要有两个方面（1）一定质量的水吸收（或放出）很多的热量而自身的温度却变化不多，有利于调节温度；（2）一定质量的水升高（或降低）一定温度，吸热（或放热）很多，常用作冷却剂或供热介质。4.涉及比热容、热量的计算（1）用公式计算时注意区分温度和温度差：计算物质吸收或放出热量时，要注意公式中的△t是温度差而不是某一温度。1）Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t2）Q放=cm(t0-t)=cm⊿t（2）用比例法解题：第一步，以比值的形式写出要求的比值；第二步，用公式展开要求的比值；第三步，代入各物理量的数值；第四步，计算求解。（3）热传递过程中，在没有热量损失的情况下，Q吸=Q放5.在解决比热容实验时，需要十分注意两种物理科学方法的运用（1）控制变量法：该实验中药注意三个变量：质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的，哪些量是相同的；（2）转换法：物质吸收热量的多少难以直接测量，所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多少。考查角度1.比热容概念及在生产生活中的应用考查角度2.探究不同物质吸热能力的实验考查角度3.热量（含比热容）的计算考点4.热机1.热机利用“内能”来做功，最终将内能转化为机械能，而不是利用其他能量来做功。2.内燃机工作冲程的判断：第一步看气门看两气门开、闭情况。若两气门都关闭，则内燃机处于压缩或做功冲程；若有一个气门打开，内燃机处于吸气或排气冲程第二步看活塞看活塞运动方向。活塞向上运动时，内燃机处于压缩或排气冲程；若活塞向下运动，内燃机处于吸气或做功冲程第三步综合分析综合两个气门和活塞的工作情况得出结论3.汽油机与柴油机的判断汽油机柴油机结构气缸顶部有火花塞气缸顶部有喷油嘴吸气冲程吸进空气和汽油的混合物吸进空气点火方式点燃式压缩式4.内燃机做功中的关联条件：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（要深刻理解记忆这一结论，在计算时非常有用）。考查角度1.热机及工作原理考查角度2.汽油机和柴油机以及相关计算考点5.热机效率1.对热值的理解某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值。从定义上看，热值是燃料的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关。2.热值相关计算解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收，从而建立等式关系Q放=Q吸。3.对热机效率高的两种理解：（1）当燃烧相同的燃料时，效率高的做的功多；（2）当做的有用功相同时，效率高的消耗的燃料少。4.热机效率与功率的区别热机效率热机功率定义用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比单位时间内做的功物理意义反映热机对能量的利用反映热机做功的快慢定义式ηP=5.热值、比热容与热机效率综合：（1）物质吸热时，利用比热容的概念Q吸（2）物质燃烧时，利用热值概念Q放（3）根据热机效率的概念η=考查角度1.热值及相关计算考查角度2.热机效率及相关计算考点6.能量转换与守恒1.理解能量的转化和转移问题（1）能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。（2）能量的转移：能量的转移是指能量从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，能量的形式没有改变。（3）能量转化类型的识别技巧：识别能量转化类型时要注意：一是弄清哪种形式的能减少，哪种形式的能增加，结果就是减少的那种形式的能转化为增加的另一种形式的能；二是注意描述中的关键字，一般“动”字对应的是机械能，“热”字对应的是内能，“电”字对应的是电能。（4）判断能量是转化还是转移关键在于分析能量的形式是否发生了变化。若能量的形式发生了变化，则为能量的转化；若能量的形式没有发生变化，则为能量的转移。2.能量守恒问题：（1）深刻理解能量守恒定律内容；（2）根据能量守恒定律准确把握能量之间的关系；（3）观察物体运动过程中能量转化的形式以及量的关系。理解这一重要物理规律为高中阶段学习将会打下扎实基础。考查角度1.能量的转化与转移考查角度2.能量守恒定律易错点1.温度、内能和热量的区分1.温度是一个状态量，通常用“是”、“物体的”等词描述.物体的温度升高，内能增大，但不一定是吸了热；2.热量是一个过程量，不能离开热传递，通常用“吸收”、“放出”等词修饰，不能用“有”、“含有”、“物体的”等词修饰。物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高.如晶体熔化、液体沸腾的过程；3.内能是一个状态量，通常用“物体的”、“物体有”等词修饰.物体内能增加，不一定是吸收了热量。物体内能增加，温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水。易错点2.对做功、热传递改变物体内能的实质的认识（1）做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能与其他形式的能的相互转化；（2）热传递改变物体内能实质上是能量的转移，即能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，无不同形式能量的相互转化；（3）不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能。例如，用手托起物理课本，虽然人对课本做了功，但课本的内能没有增加，增加的是课本的机械能。

答案解析部分1．【答案】无规则【解析】【解答】不同物质相互接触时，能够彼此进入到对方说明一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。

故答案为：无规则。

【分析】不同物质相互接触时，能够彼此进入到对方的现象叫做扩散现象，是分子运动的宏观表现；分子的运动是一种无规则运动。2．【答案】进入对方。【解析】【解答】不同物质在相互接触时，相互进入对方的现象叫扩散。

故答案为：进入对方。

【分析】扩散现象发生在不同物质之间，气体和气体、液体和液体、固体和固体之间都能发生扩散现象。3．【答案】分子或原子；无规则；引【解析】【解答】分子动理论内容是由3部分组成：

⑴物质是由分子或原子组成的。

⑵一切物体的分子都在不停地做无规则的运动

⑶分子间有相互作用的引力和斥力。

故答案为：分子或原子；无规则；引。

【分析】分子动理论的内容有：物体是由分子或原子组成的，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，分子间存在相互作用的引力和斥力。4．【答案】所有；温度；体积【解析】【解答】物体内部所有分子的动能和势能的总和叫内能。由于分子的动能与温度有关，分子的势能与分子间的相互作用力以及距离有关，所以物体的内能与温度和体积有关。

故答案为：所有；温度；体积。

【分析】由于分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系。5．【答案】做功；热传递【解析】【解答】（1）做功可以改变物体的内能，物体对外界做功，内能减小；外界对物体做功，物体内能增大；功改变物体的内能，实质上是能量转化的过程，即内能和其他形式能的相互转化过程。

（2）温度不同的物体相互接触时，能量从高温物体转移到低温物体的过程叫做热传递；热传递可以改变物体内能，物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。

故答案为：做功；热传递。

【分析】改变内能的两种方式：一是做功；二是热传递。做功是能量的转化，热传递是能量的转移。6．【答案】内能；质量；焦耳/千克·摄氏度；4.2×103【解析】【解答】⑴热量：在热传递过程中，物体内能改变的多少叫热量。单位：焦耳(J）。

⑵比热容定义：单位质量的某种物质温度升高(降低）1℃所吸收(放出）的热量。

单位：焦耳/千克·摄氏度J/(kg·℃）。

⑶水的比热容

数值：C水=4.2×103J/(kg·℃）

故答案为：内能；质量；焦耳/千克·摄氏度；4.2×103。

【分析】（1）热量是一个过程量，是热传递过程当中转移的内能的多少。

（2）比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与温度和质量以及吸收热量的多杀无关。7．【答案】Q吸=cm(t-t0)；Q放=cm(t0-t)。【解析】【解答】（1）物体吸收热量时，吸收热量Q吸与物质的比热容c、物体的质量m以及升高的温度⊿t=t-t0成正比，所以计算物体吸收热量的公式为Q吸=cm(t-t0)。

（2）物体放出热量时，放出的热量Q放与物质的比热容c、物体的质量m以及降低的温度⊿t=t0-t成正比，所以计算物体吸收热量的公式为Q放=cm(t0-t)。

故答案为：Q吸=cm(t-t0)；Q放=cm(t0-t)。

【分析】物体吸放热量与与物质的比热容c、物体的质量m以及升高或者降低的温度（物体温度变化量）成正比，故还可以用Q=cm⊿t表示。8．【答案】内能；；蒸汽机；燃气轮机；内燃机；喷气发动机；汽油机；柴油机【解析】【解答】（1）热机：利用内能做功的机械叫热机。

（2）热机的种类：蒸汽机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机。

（3）第6空，第7空，内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。

故答案为：内能；蒸汽机；燃气轮机；内燃机；喷气发动机；汽油机；柴油机。【分析】热机是指各种利用内能做功的机械。是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机。热机通常以气体作为工质（传递能量的媒介物质叫工质），利用气体受热