文档内容
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专题 05 内能及内能的利用
目录
01 思维导图：呈现教材知识结构，构建学科知识体系。
02 知识梳理：甄选核心考点，重难点逐项分解。
03 易混易错：点拨易混易错知识点
04 方法技巧：总结高效学习策略，快速掌握和巩固知识
05 典例精析：针对典型题型，详细解析解题步骤，引导解题思路
06 真题赏析：通过经典真题升华教材，提炼核心方法。
内能及内能的应用一般在选择题、填空题、实验题、计算题中出现，结合常见的生活现
象、生活创新情境、教材实验等考查。
常考考点有：分子动理论（高频）、内能、改变内能的方式、温度、热量、内能的关系、比
热容的理解及应用、四冲程汽油机原理及能量转化、热量、热效率计算（高频）、能量的转
化与守恒等。
1、分子动理论作为中考高频考点，一般在选择、填空题中出现，结合生活现象考察；
2、比热容的理解一般在选择、填空题中出现，结合常见的生活现象、温度-时间图像考查；
3、热量相关计算作为中考高频考点，一般在选择、填空、计算题中考查，结合常见的生活现
象、能源、温度-时间图像综合考查。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
考点一 分子热运动
知识点01 物质的构成
1、物质的构成：常见的物质是由大量的分子、原子构成的。
2、分子的大小：分子的直径很小，通常以 10 -10 m来量度。
【注意】人们用肉眼和光学显微镜能观察到的都不是分子，分子只能用电子显微镜观察到。
3、分子间有间隙
实验：50mL酒精倒入装有50mL水的试管里，堵住试管口，把试管颠倒几次，最后总体积小于100mL。
实验表明：分子间存在着间隙。混合后水分子和酒精分子彼此进入对方的分子间隙中，导致总体积变小。
知识点02 分子热运动
1、扩散现象
（1）定义：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散、
（2）扩散现象表明：分子在不停地做无规则的运动，且分子间有间隙。
（3）对扩散现象的理解
①气体、液体、固体都可以发生扩散现象。气体的扩散速度最快，其次是液体，固体的扩散速度最慢。
②扩散发生的条件：不同物质；相互接触。
（4）扩散现象实例：炒菜香味、花香四溢、红墨水滴入水中整杯水变红、长时间堆放煤的墙角变黑、两
块不同的金属紧压在一起很长时间能够互相渗入对方等。
2、分子热运动
（1）定义：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫做分子热运动。
（2）分子热运动的快慢与温度有关。温度越高，分子热运动越剧烈。（扩散现象越明显。）
【注】同一物体，温度越高，其分子运动越剧烈；分子运动越剧烈，温度越高。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
知识点03 分子间的作用力
1、分子间的作用力：分子间存在着相互作用的引力和斥力。
（1）分子间存在引力。例如，两个压紧的铅块能吊起重物。
（2）分子间存在斥力。例如，注射器中先吸入适量的水，将针管的管口封住，发现很难把活塞压进去。
2、分子间引力和斥力的关系
（1）分子间引力和斥力同时存在。
（2）当分子间距离较小时，作用力表现为斥力；当分子间距离较大时，作用力表现为引力。
（3）如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略不计。
3、物质三态的微观特性及宏观特性
微观特性 宏观特性
物质状态
分子间距 分子间作 有无固定 有无固定体 有无流动
分子运动情况
离 用力 形状 积 性
只能在平衡位置附
很小 很大 有 有 无
近振动
既可以在一个位置
较大 较大 振动，又可以移动 无 有 有
到另一位置振动
除碰撞外，均可看
很大 极小 作在做匀速直线运 无 无 有
动
4、分子动理论的基本内容关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
（1）常见的物质是由大量的分子、原子构成的。（分子、原子间有间隙）
（2）物质内的分子在不停地做热运动。
（3）分子间存在引力和斥力。
考点二 内能
知识点01 内能
1、内能
构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。内能的单位是焦耳
（J），各种形式能量的单位都是焦耳。
【注意】一切物体物体都有内能。
2、影响内能大小的因素：物体的质量、物体的温度、物体的体积、物质的的种类、物体的物态都可以影
响物体内能的大小。
知识点02 改变物体内能的方式
热传递 做功
实质 能量的转移 能量的 转 化
条件：存在温度差 物体对外做功，物体的内能减小；
条件
传递方向：由高温向低温 外界对物体做功，物体的内能增大
压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等
方法 高温物体放热，低温物体吸热
体积膨胀
举例 用热水袋取暖、烧水水变热、晒太阳等 搓手、钻木取火、锯条锯木板发热等
联系 热传递和做功在改变物体内能的效果上是等效的
知识点03 热量
1、热量的概念：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。热量用符号 Q表示。热量的国际单位是焦
耳，简称焦，符号是J。
2、对热量的理解
物体本身没有热量，热量是在热传递过程，能量（内能）转移的多少，是一个过程量。所以只能
说“吸收热量”、“放出热量”，不能“具有热量”、“含有热量”。
3、温度、内能、热量的区别与联系
温度 内能 热量
区别 概念 表述物体的冷热程度 构成物体的所有分子无规则运动 在热传递过程中，传递能关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
的动能和分子势能的总和 量的多少
特点 状态量 状态量 过程量
“降低”、“升高”
表述 “具有”、“增加”“减少”等 “吸收”、“放出”等
等
物体吸收热量，内能会增加，温度不一定升高；物体放出热量，内能会减少，但物体
联系
温度不一定降低
考点三 比热容
知识点01 比较不同物质的吸热情况
1、实验方法
（1）转换法：通过加热时间反映液体吸收热量的多少。
（2）控制变量法：选取质量相同的水和食用油。
2、实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个、天平、停表、水和食用油。
【注】选取相同规格的电加热器原因：保证相同时间内吸收的热量是相同的。
3、实验方案
（1）方案一：选取质量相同的不同物质，让它们吸收相同的热量（加热相同的时间），比较它们升高的
温度，温度升高少的物质吸热本领强。
（2）方案二：选取质量相同的不同物质，使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少（加热时间
的长短），吸收热量多的物质吸热本领强。
4、实验步骤
（1）方案一：对水和食用油加热相同的时间，观察并读出温度计的示数。
（2）方案二：使水和食用油升高相同的温度，观察并记录加热所用的时间。
5、实验结论
（1）方案一：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比较升高的温度，温度升高少的物质吸热本领强。
（2）方案二：质量相同的不同物质，升高相同的温度，比较吸收热量的多少，吸收热量多的物质吸热本
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知识点02 比热容
1、概念：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种
物质的比热容。比热容用符号c表示。单位焦每千克摄氏度，符号J/（kg·℃）。
2、特点
（1）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，不同物质的比热容一般不同，可以粗略鉴
别物质。
（2）比热容的大小只与物质的种类及状态，与质量大小、温度高低、吸放热多少都无关。
（3）物质的比热容越大，其温度越不容易改变。
3、水的比热容
（1）水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），在常见物质中水的比热容是最大的。
（2）水的比热容较大的应用
①水的温度难改变：沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大；增大人工水面来缓解热岛效应。
②水的吸、放热本领强：常用水作为散热剂或冷却剂，如汽车发动机用水作冷却剂、冬天用水作暖气设
备的供热介质等。
知识点03 热量的计算
1、热量的计算公式
物体的质量为 m，比热容为c，温度的变化量为 ，则物体在温度变化过程中吸收或放出的热量
。
（1）吸热公式： 。
（2）放热公式： 。
2、热平衡方程
发生热传递时，若不计热量损失，则高温物体降温放出的热量都被低温物体吸收，即放出的热量和吸
收的热量相等，用公式表示为 ，利用该等式建立的方程称为热平衡方程。
考点四 热机关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
知识点01 热机
1、热机
（1）定义：利用内能做功的机械。常见的有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
（2）工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。
2、内燃机
（1）定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
（2）内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
知识点02 汽油机和柴油机
1、汽油机
（1）汽油机：利用汽缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功的热机。
（2）工作过程
四冲程汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
汽油机通过四个冲程的不断循环来保证连续工作。
过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
图示
进气门打开，排气门 进气门、排气门均关 进气门关闭，排气门
气门 进气门、排气门均关闭
关闭 闭 打开
活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动
能量转化 无 机械能转化为内能 内能转化为机械能 无
高温高压的气体推动活
吸入汽油和空气的混 压缩汽油和空气的混
作用 塞向下运动，带动曲轴 把废气排出汽缸
合物 合物
转动，对外做功
2、汽油机和柴油机的区别
汽油机 柴油机
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图示
燃料 汽油 柴油
构造 顶部是火花塞 顶部是喷油嘴
点火方式 点燃式 压燃式
不
同 吸气冲程 吸入的是空气和汽油的混合物 吸入的是空气
点
压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大
做功冲程 火花塞产生电火花，使混合物燃烧 喷出的雾状柴油遇到高温高压的热空气燃烧
主要特点 轻巧，输出功率小 笨重，输出功率大
相
一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成的，同时曲轴转两周，活塞
同 工作循环
往复运动两次，对外做功一次
点
考点五 热机的效率
知识点01 燃料的热值
1、燃料的热值
（1）定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，热值用字母q表示。
（2）单位：焦每千克，符号是 J/kg。
【注意】燃料的热值与燃料的种类有关，每种燃料都有一个确定的热值，不同燃料的热值一般不同。
（3）燃料燃烧放出热量的公式
①固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量： 。
②气体燃料完全燃烧时放出的热量： 。
【注意】不能误认为q与Q成正比，与m成反比。
2、比较不同燃料的热值大小
（1）实验方法
①控制变量法：实验中，控制燃烧燃料的质量相同，水的质量和初温相同，通过比较燃料燃尽后水温的
变化得出结论。
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②实验中，用水吸收的热量来表示燃料燃烧放出的热量。
（2）实验结论
用相同质量的燃料甲和燃料乙燃烧后加热相同质量的水，燃料燃尽后水的温度升高得多的燃料燃烧放
出的热量多，说明该燃料热值大。
知识点02 热机的效率
1、燃料的有效利用
（1）燃料的利用率：有效利用的能量与燃料完全燃烧释放的总能量的比值，叫做燃料的利用率，即
。
（2）提高燃料利用率的途径：一是让燃料尽可能地充分燃烧，如将煤炭研磨成粉状，吹入炉内燃烧；二
是要减少热量的散失，如加大受热面积等。
2、热机的效率
（1）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，叫作热机的效率。
（2）公式：
（3）提高热机效率的方法：①使燃料充分燃烧。②尽量减少各种热量散失。③使用时，注意保养，定期
检査，保证良好的润滑，减少因克服摩擦做功而额外消耗的能量。④加强技术创新，采用先进的工艺和技
术设计制造热机。
考点六 能量的转化与守恒
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知识点01 能量的转化和转移
1、能量的存在形式
自然界中存在着各种形式的能量，如机械能、化学能、内能、电能、光能、核能、潮汐能等。
2、能量的转化：能量由一种形式转化为另一种形式。
3、能量的转移：能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体上。
4、能量转化和转移的方向性
（1）转移的方向性：热量能自发地从高温物体转移到低温物体，反之，要想使热量自发地从低温物体流
入高温物体是不可能的。
（2）转化的方向性：内能和其他形式的能量的相互转化具有方向性。其他形式的能量可以无条件地转化
为内能，而内能不可能无条件地转化为其他形式的能量。
知识点02 能量守恒定律
1、内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体
转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2、永动机
（1）永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器.、
（2）在能量转化过程中，只要有运动，摩擦就不可避免，就会产生热，这样运动的能量就会减少，如果
不补充能量，运动最终会停止。所以从能量守恒的角度分析永动机不可能实现。
易混易错点1：辨别机械运动与分子热运动
机械运动用肉眼能直接观察到，分子热运动用肉眼观察不到。扩散是分子层面的运动，花香四溢、红
墨水滴入水中使水变色、长时间蹲房煤的墙角变黑等都是扩散现象，而尘土飞扬、炊烟袅袅、雪花飞舞等
是微小物体的运动，不是扩散现象。
易混易错点2：温度、热量、内能的两个“一定”和四个“不一定”
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（1）两个“一定”
①物体的温度升高（或降低）时，其内能一定增加（或减少）。
②在热传递过程中，物体从外界吸收热量，温度可能不变，但内能一定增加。
（2）四个“不一定”
①一个物体的内能增加（或减少）时，其温度不一定升高（或降低），如晶体的熔化（或凝固）过程。
②一个物体的内能增加（或减少）时，不一定是因为吸收（或放出）热量，也可能是对物体做功（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），如晶体的熔
化（或凝固）过程。
④一个物体温度升高（或降低）时，不一定是因为吸收（或放出）热量，也可能是因为做功，如摩擦生
热（或物体对外界做功）。
易混易错点3：对“升高了（或降低了）”与“升高到（或降低到）”的理解
运用公式 计算物体吸收或放出的热量时，温度的改变不是初温，也不是末温，而是两者的
差值。“升高了（或降低了）”指的是物体温度的变化量；“升高到（或降低到）”指的是物体的末温。
易混易错点4：对比热容的理解
1、比热容不随温度、质量、吸放热 多少的变化而变化。
2、同种物质在不同状态下比热容可能不同，比如水和冰。
3、不同物质的比热容可能相同。比如，煤油和冰等。
易混易错点5：对热机效率的理解
在实际生活中，热机效率永远不能达到 100%.
方法技巧1：辨别生活中“热”的不同含义
温度、热量和内能是热学中三个基本的物理量，在日常生活中都用“热”来表示，但三者的实质又有
不同，十分容易混淆。
1、“天气热”表示气温高，这里的“热”指温度高。
2、“摩擦生热”表示克服摩擦力做功消耗了机械能，增加了内能，这里的“热”指内能。
3、“液化放热”是指液化时放出热量，这里的“热”指热量。
方法技巧2：比热容图像的分析技巧
如图所示是质量相同的甲、乙两种液体在相同电加热器下加热，得到的温度随时间变化图像。
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1、等温辅助线：作一条垂直于温度轴的直线，表示升高相同的温度，可以看出升高相同温度时对甲液体
加热的时间小于对乙液体的加热的时间，所以 。
2、等时辅助线：作一条垂直于时间轴的直线，表示加热时间相同，可以看出甲液体的温度变化量大于乙
液体的温度变化量，所以 。
方法技巧3：内燃机工作循环的比例关系
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，即1：
4：2：2：1，可以记作口诀“四冲二转一做功”。
方法技巧4：效率的计算方法
1、燃料燃烧加热： 。例如：用燃气灶烧水。
2、燃料燃烧做功： 。
3、驱车： ，例如：汽车匀速直线行驶中发动机效率。
方法技巧5：比较法辨别能量转化与转移类型
1、发生能量转移时，能量的形式不变；而发生能量转化时，能量的形式要发生改变。
2、在确定能量转化的方向时，可通过对消耗什么能和得到什么能进行判断来确定。
高频命题点1 分子热运动
【例1】【新考法】 结合生活中场景考查
下列现象说明分子永不停息做无规则运动的是（ ）
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A．盛夏时节，百花绽放，花香四溢
B．用丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引纸屑
C．液体能保持一定的体积，不容易被压缩
D．将两个表面光滑的铅块紧紧压在一起，它们就会结合起来
【答案】A
【解析】A．盛夏时节，百花绽放，花香四溢，是由于花香分子在不停地做无规则运动，扩散到空气之中，
故A符合题意；
B．用丝绸摩擦过的玻璃棒带有电，带电体具有吸引轻小物体的性质，所以用丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引
纸屑，故B不符合题意；
C．液体能保持一定的体积，不容易被压缩，这是因为分子之间还存在斥力，故C不符合题意；
D．将两个表面光滑的铅块紧紧压在一起，它们就会结合起来，说明分子间存在引力，故D不符合题意。
故选A。
【例2】蒸青团时，人们在很远处就能闻到香味，是由于温度升高（ ）
A．分子才运动 B．分子运动剧烈
C．分子引力越小 D．分子间空隙变大
【答案】B
【解析】蒸青团时，在很远我们就能闻到浓浓的香味，属于分子的扩散现象，扩散现象说明分子在不停的
做无规则运动；温度越高，分子的无规则运动越快，分子的无规则运动越剧烈。
故选B。
高频命题点2 分子间作用力
【例1】【新考法】 结合教材实验考查
如图所示的各种现象中，主要说明分子间存在引力的是（ ）
A． 滴在热水中的墨水使热水很快变色
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B． 抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合
C． 端面磨平的铅棒压紧后能够吊住大钩码
D． 铅板和金板长时间压紧在一起，铅和金会互相渗透
【答案】C
【解析】A．滴在热水中的墨水使热水很快变色，说明温度越高，分子热运动的程度越剧烈，故A不符合
题意；
B．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，这属于扩散现象，说明分子在永不停歇地做无规则运动，故
B不符合题意；
C．端面磨平的铅棒压紧后能够吊住大钩码，说明分子间存在引力，故C符合题意；
D．铅板和金板长时间压紧在一起，铅和金会互相渗透，说明分子间存在间隙，故D不符合题意。
故选C。
【例2】用细线把干净的玻璃板挂在弹簧测力计的下面，读出弹簧测力计的读数。使玻璃板水平接触水面，
然后用力向上拉玻璃板，而玻璃板未离开水面时，如图所示。弹簧测力计的读数（ ）
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A．不变，因为玻璃板受到的重力不变 B．变小，因为玻璃板受到浮力的作用
C．变大，因为玻璃板沾有水变重了 D．变大，因为玻璃板与水面间存在分子引力
【答案】D
【解析】因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻
璃分子之间存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数将变大。
故选D。
高频命题点3 温度、热量与内能的区别与联系
【例1】关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体，具有的内能一定多
B．物体内能增加，一定吸收了热量
C．热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体
D．物体吸收热量，温度不一定升高
【答案】D
【解析】A．热量是过程量，不能说含有或者具有热量，故A错误；
B．物体内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故B错误；
C．发生热传递的条件是存在温度差，不是存在内能差，故C错误；
D．物体吸收热量，温度不一定升高；如：晶体熔化过程中吸收热量，但温度保持不变；故D正确。
故选D。
【例2】关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体所含热量的多少由温度高低来决定
B．0℃的冰块，内部分子的无规则运动停止
C．热传递的条件是物体间存在温度差
D．温度高的物体，内能一定大
【答案】C
【解析】A．热量是过程量，不能说“所含热量的多少”，故A错误；
B．一切物质的分子，都在不停地做无规则运动，故B错误；
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C．热传递的条件是物体间存在温度差，热量从高温物体传递给低温物体，故C正确；
D．内能的大小与温度、质量和状态等因素有关。所以温度高的物体，内能不一定大，故D错误。
故选C。
【例3】下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是（ ）
A．物体温度降低，一定是对外做了功 B．物体放出热量时，温度一定降低
C．物体温度升高，一定是吸收了热量 D．物体内能增加时，温度不一定升高
【答案】D
【解析】AC．改变内能有两种方式：做功和热传递；物体的温度降低，可能是放出了热量，也可能是对外
界做了功；物体的温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故AC错误；
B．物体放出了热量，内能一定减少，它的温度不一定降低，例如晶体凝固过程，故B错误；
D．物体内能增加时，温度不一定升高，例如晶体熔化过程，吸收热量，内能增加，但温度保持不变。故
D正确。
故选D。
高频命题点4 比热容
【例1】城区的人工湖泊，盛夏时能减弱周围地区的“热岛效应”。这是由于水的比热容比较大，而且水
蒸发时要 （选填“吸收”或“放出”）热量。若湖水吸收一定热量，水温升高1℃，当这些热量被
同等质量的砂石吸收 时，砂石升高的温度将 （选填“大于”、“小于”或“等于”）
1℃。
【答案】吸收 大于
【解析】[1]因为水的比热容比较大，在相同质量的水和其他物质相比较，吸收或放出相同的热量时，水的
温度变化较小；同时由于水的面积变大，使得水蒸发变快，且水在蒸发时也吸收热量，因此城区的人工湖
泊有效的减弱该地区的“热岛效应”。
[2]由 可知，水与砂石的质量m、它们吸收的热量Q相等，由于砂石的比热容小于水的比热容，所
以砂石升高的温度大于水升高的温度，即砂石升高的温度大于1℃。
【例2】“糖炒板栗”是中国人传统的休闲食品之一，其做法是将洗净、干燥、开口的板栗放入烧热的黑
铁砂中翻炒，炒制过程中，板栗的内能增大，选用黑铁砂主要是因为它的比热容较 ；夏季是吃烧
烤的季节，路过烧烤小吃店时，很远就能闻到香味，各种食材在碳火上方烤制过程中温度升高，主要是通
过 的方式增加内能。
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【答案】小 热传递
【解析】[1]炒制过程中，放入烧热的黑铁砂，选用黑铁砂主要是因为它的比热容较小，与其它质量相同的
物质相比，温度升高的快。
[2]各种食材在碳火上方烤制过程中，食材吸收热量，内能增大，温度升高，主要是通过热传递的方式增加
内能。
高频命题点5 比较不同物质的吸热情况
【例1】（多选）标准大气压下，用相同的电加热器分别对200g物质甲和300g水持续加热（不计热量损
失），如图是它们的温度随时间的变化图象，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，下列说法正确的是（
）
A．曲线B是水的温度-时间图象
B．甲物质的熔点是60℃
C．0-10min，甲物质的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
D．10-15min，甲物质的内能增加了1.26×104J
【答案】AD
【解析】A．由图可知，温度达到60℃后A温度不再上升，B仍在上升，标准大气压下水的沸点为
100℃，因此B是水的温度—时间图象，故A正确；
B．物质不能确定其本身的状态，不知道是晶体的熔化还是液体的沸腾，故不能确定是熔点还是沸点，故
B错误；
C．0-10min甲乙二者吸热相同，计算出水的吸热量
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那么0-10min甲的吸热量和水相同，计算可得甲的比热容为
故C错误；
D．10-15min甲温度不变但是仍继续吸热，由于甲乙二者吸热相同，计算出水的吸热量，就是甲的吸热量
故D正确。
故选AD。
【例2】如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器分别装入质量
为0.2kg水和食用油，用相同的装置加热：
（1）两种液体吸收热量的多少可通过 来比较；
（2）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，分析图象可知：质量相等的A和B两种液
体，在升高相同温度时， （选填“A”或“B”）吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在
吸收相同热量时， （选填“A”或“B”）升温较高；
（3）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选
择 （选填“A”或“B”）；
（4）若电加热器加热两分钟，A物质吸收的热量是 。
【答案】（1）加热时间 （2）B A （3）B （4）1.05×104J
【解析】（1）根据转换法，实验中使用相同的加热装置加热，通过加热时间的长短来比较吸热多少，所
以两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。
（2）[1]由图乙可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，B加热时间长，故B吸收的热量
较多。
[2]由图乙可知：质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，即加热时间相同，A升温较高。
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（3）因质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，B吸热多，B的吸热能力强，比热容大，根据
，质量相同的A、B液体降低相同的温度，B放出的热量多，所以从A或B中选一种液体装入暖
手袋中作为供热物质，则应选择B。
（4）由小问（3）可知，B的比热容大，故B液体是水；由图乙线B，且根据 可得，水在8min内
吸收的热量
Q=c mΔt =4.2×103J/(kg·℃)×0.2×(60℃-10℃)=4.2×104J
水 水
则水在2min内吸收的热量
加热相等时间，质量相等的A和B吸收相等热量，所以电加热器加热两分钟，A物质吸收的热量也是
1.05×104J。
【例3】为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。用温度计测量液
体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
（1）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和食用油 相同；
（2）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较 研究水和食用油吸热能力的差异；
（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给 加热更长的时间，此时水吸收
的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
（4）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用 这个物理量来描述；
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（5）食用油在加热6min后吸收的热量为 J。
【答案】（1）吸热 （2）升高的温度 （3）水 大于 （4）比热容 （5）6300
【解析】（1）实验中选用相同的酒精灯加热，则相同时间内，物质吸收的热量相同。
（2）实验过程中控制加热时间相同，即吸收的热量相同，通过比较物质升高的温度来水和食用油吸热能
力的差异。
（3）[1][2]由表中数据知，在此实验中，水升温慢，要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长
的时间，则水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
（4）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用比热容这个物理量来描述
（5）加热6min，食用油吸收的热量和水在相同时间吸收的热量是相同的，则食用油吸收的热量为
【例4】如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。
（1）若为了比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质
量必须 （相等/不同）。
（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热
量为 ，燃料2的热值是 J/kg。
燃
加热前液体温度℃ 燃料燃尽时液体温度℃ 燃料的热值J/kg
料
1 15 35 2.4×106
2 15 25 ？
【答案】（1）甲、丙 相等 （2） 2.4×104J 1.2×106
【解析】（1）[1][2]比较不同物质的比热容，需要燃烧相同的燃料（确保相同时间放出的热量相同），加
热相同的时间，比较质量和初温相同的液体升高的温度，温度升高越多，则吸热能力越小，应选择甲、丙
两图进行实验；为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的
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示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；综上所述，三烧杯中a、b液体
的质量必须相等。
（2）[1]完全燃烧10g燃料1放出的热量
Q =mq =10×10-3kg×2.4×106J/kg=2.4×104J
放 1
[2]若不计热损失，则有
Q =Q
放 吸
结合表格数据，对燃料1
cmΔt=mq
1 1 1
即
cm(35℃-15℃)=m×2.4×106J/kg
1
因两种燃料质量相同，对燃料2
cmΔt=mq
2 2 2
即
cm(25℃-15℃)=mq
2 2
联立以上两式可得
q=1.2×106J/kg
2
高频命题点6 热值及热机
【例1】2024年4月20日，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。下列内燃机的四个冲程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能，故A符合题意；
B．如图，进气门关闭，排气门打开，活塞上行，为排气冲程，没有能量转化，故B不符合题意；
C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．如图，进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程，没有能量转化，故D不符合题意。
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故选A。
【例2】图1为充满气的气球放气的过程，此时气嘴处温度将 （选填“升高”或“降低”），如
图2所示是汽油机的两个工作过程，其中图 （选填“甲”或“乙”）所示的冲程与图1实验过程
中能量的转化是一致的。若汽油机飞轮转速为1200r/min，该汽油机每秒对外做功 次。
【答案】降低 乙 10
【解析】[1]气球在放气时，气球内气体对外做功，气体内能减小，温度降低，所以此时气嘴处温度将降低。
[2]气球在放气时，气球内气体对外做功，气体的内能转化为机械能。图甲中两气门关闭，
活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能；图乙中两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，内能
转化为机械能，故图乙所示的冲程与图1实验过程中能量的转化是一致的。
[3]汽油机飞轮转速为1200r/min，即每秒转20转。内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运
动2次，对外做功1次，故该汽油机每秒对外做功10次。
【例3】“自嗨锅”已成为一种时尚快餐，深受年轻人喜爱。“自嗨锅”里面的发热包能将 的水从
刚好加热至沸腾（标准大气压下）。若这些热量由酒精燃烧来提供，则至少需完全燃烧 g酒精；
酒精在燃烧的过程中，酒精的热值 （选填“变小”“变大”或“不变”）。[
， ]
【答案】4.48 不变
【解析】一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水的质量
水吸收的热量为
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不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量
由 可知，需要完全燃烧酒精的质量为
[2]热值只有燃料的种类有关，酒精在燃烧的过程中，酒精的热值不变。
高频命题点7 热效率的相关计算
【例1】某燃气热水器将15L的水从20℃加热到80℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，水吸收的热量是
J，该燃气热水器烧水的效率是 。为了节能环保，小明家计划本月安装太阳能热水器，太阳能属
于 （选填“可再生能源”或“不可再生能源”）[已知水的比热容为 ，水的密
度为 ，煤气的热值为 ]
【答案】 可再生能源
【解析】[1]水的质量为
水吸收的热量是
[2]煤气完全燃烧放出的热量为
该燃气热水器烧水的效率是
[3]太阳能可以从自然界源源不断地获得，属于可再生能源。
【例2】氢能源汽车以氢为燃料，氢燃料的主要优点是热值大、无污染。某辆氢能源汽车以35kW的功率
在平直的公路上匀速行驶2h，消耗了4kg氢燃料，该氢能源汽车发动机的效率是 。（氢的热值
）
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【答案】45%
【解析】氢燃料燃烧放出的热量
汽车获得的机械能
该氢能源汽车发动机的效率
1．（2024·江苏淮安）端午节期间，小明在家煮粽子，厨房里粽香四溢．这个现象主要说明（ ）
A．分子间有引力 B．分子间有斥力
C．分子间有空隙 D．分子是运动的
【答案】D
【解析】煮熟的粽子散发出香味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D符合题意，ABC
不符合题意。
故选D。
2．（2024·山东淄博）如图，玻璃瓶内有少量水，用橡胶塞塞住瓶口，向瓶内打气，瓶塞跳起。下列说法
正确的是（ ）
A．向瓶内打气，通过热传递的方式改变瓶内空气的内能
B．瓶塞跳起时，瓶内空气温度降低，内能减少
C．瓶塞跳起时，瓶内出现“白雾”是汽化现象
D．瓶塞跳起过程与热机压缩冲程的能量转化相同
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【答案】B
【解析】A．向瓶内打气，是通过压缩空气做功改变瓶内空气的内能，故A错误；
B．瓶塞跳起时，空气对瓶塞做功，将内能转化为瓶塞的机械能，所用瓶内空气内能减少，温度降低，故
B正确；
C．瓶塞跳起时，烧瓶内出现的白雾是水蒸气液化形成的小水滴，故C错误；
D．热机压缩冲程中把机械能转化成内能，瓶塞跳起过程内能转化为机械能，能量的转化不同，故D错误。
故选B。
3．（2024·山东泰安）关于下列四幅图的说法中，正确的是（ ）
①如甲图，试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的
②如乙图，两块表面光滑的铅块紧压后，下方可挂起重物，说明分子间有引力
③如丙图，燃气推动活塞向下运动，活塞的机械能转化为燃气的内能
④如丁图，水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变
A．只有①③正确 B．只有①②④正确 C．只有②④正确 D．①②③④都正确
【答案】B
【解析】①如甲图，酒精灯给水加热，水吸收热量，是通过热传递的方式使试管内的水内能增大，故①正
确；
②分子间同时存在相互作用的引力和斥力，如乙图，两块表面光滑的铅块紧压后，下方可挂起重物，说明
分子间有引力，故②正确；
③如丙图，燃气推动活塞向下运动，是做功冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能，故③错误；
④如丁图，用酒精灯给水加热，水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变，故④正确。
故B正确，ACD错误。
故选B。
4．（2024·四川巴中）如图所示，青瓦是古建筑常用的建筑材料，制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分
为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是（ ）
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A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有热量越多
B．高温烧制时，通过热传递的方式改变瓦片的内能
C．烧制青瓦时，燃料燃烧越充分其热值越大
D．在质地均匀的瓦上定型切割，瓦的密度变小
【答案】B
【解析】A．热量是一个过程量，只能说吸收（或者放出）了多少热量，不能说某物体含有多少热量，故
A错误；
B．高温烧制时，通过热传递的方法增加瓦片的内能，故B正确；
C．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料是否充分燃烧、质量都无关，故C错误；
D．若在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的质量变小，体积变小，但砖的密度不会变化，故D错误。
故选B。
5．（2024·广东）如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的
过程中（ ）
A．吸热，内能增加 B．吸热，内能减少
C．放热，内能增加 D．放热，内能减少
【答案】A
【解析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。点灯后，水在升温的过程中，水吸收热量，内能增
加，是通过热传递的方式改变水的内能。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．（2024·湖南）2024年4月25日，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭（如图）在
酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（ ）
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A．火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大
B．火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
C．火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零
D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大
【答案】D
【解析】A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，所以火箭的燃料燃烧得越充分，热值不变，故A错误；
B．火箭发动机在工作过程中，其热机效率并不能达到100%。这是因为火箭发动机在工作时，不可避免地
会产生一些能量损失。故B错误；
C．一切物体在任何情况下都具有内能，所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能不为零，故C
错误；
D．火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的质量不变，高度不断增大，重力势能越来越大。故D正确。
故选D。
7．（多选）（2024·黑龙江齐齐哈尔）关于单缸四冲程汽油机，下列说法正确的是（ ）
A．加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B．通过改进可以使汽油机的效率达到100%
C．除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D．若飞轮的转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次
【答案】AC
【解析】A．加入润滑油使各零部件彼此分离，可以减小汽油机零部件间的摩擦，故A正确；
B．热机在工作时，总要克服机器零件间的摩擦做功，还有热量的散失，导致热机的热效率总小
于1（100%），故B错误；
C．四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；在内燃机工作的四个冲
程中，只有做功冲程对外做功，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的，故C正确；
D．若一台汽油机的转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，
完成四个工作冲程，做功1次，所以，1s内飞轮转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，40个冲
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程，做功10次，故D错误。
故选AC。
8．（2024·山东德州）如图是某同学用高压锅煮饭的情景，限压阀被气流顶起的过程与内燃机的
冲程原理相同，我们在开饭前就能闻到饭菜的香味，这是生活中的 现象。
【答案】做功 扩散
【解析】[1]限压阀被气流顶起，锅内气体的内能转化为机械能，与内燃机的做功冲程原理相同。
[2]闻到饭菜的香味，是由于香味物质的分子在不停地做无规则运动而进入空气中，这是扩散现象。
9．（2024·海南）火箭用液态气作为燃料，因为液态氢具有较高的 （选填“热值”或“比热
容”）；火箭升空过程中，燃料燃烧将 能转化为内能。
【答案】热值 化学
【解析】[1]火箭用液态气作为燃料，因为液态氢具有较高的热值，和相同质量的其它燃料相比，完全燃烧
时可以放出更多的热量。
[2]火箭升空过程中，燃料燃烧，通过化学反应将其具有的化学能转化为内能。
10．（2024·山东日照）有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，
每分钟消耗汽油5g。则该内燃机的功率是 W，机械效率是 。（ ）
【答案】1250 32.6%
【解析】[1]因单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，已
知飞轮的转速是300r/min，所以，每分钟共有150个工作循环，对外做功150次，则单缸四冲程汽油机满
负荷工作1min做的功
该汽油机的功率
[2]每分钟消耗5g汽油，5g汽油完全燃烧释放的热量
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满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率
11．（2024·山东泰安）某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了 的水，初始水温为
42℃，一段时间后水温降至30℃，放出的热量为 ，已知 。
求：
（1） 的大小；
（2）完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与 的大小相等。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）放出的热量
Q=c m(t-t)=4.2×103J/(kg·℃)×6×103kg×(42℃-30℃)=3.024×108J
水 0
（2）天然气放出的热量
Q =Q=3.024×108J
放
天然气的体积
12．（2024·陕西）氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车
的总质量为1.8t，车轮与地面的总接触面积为 。某次测试中，该车匀速直线行驶6km用时5min，牵
引力做功的功率恒为36kW，发动机的效率为 。（g取 ，氢燃料的热值为 ，假设
氢燃料完全燃烧）
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？
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（3）本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数）
【答案】（1） （2）20m/s，1800N （3）0.13kg
【解析】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力和自身的重力相等， 即
受力面积为0.1m2，则对地面的压强
（2）该车行驶的行驶的速度
由 可得，受到的牵引力
（3）牵引力做的功
由 可得，氢燃料完全燃烧释放的热量
由 可得，消耗氢燃料的质量
13．（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360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，
汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40%
【解析】解：（1）汽车的平均速度
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（2）全程消耗汽油的体积为
V=25L=0.025m3
汽油的质量为
m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J
（3）汽车全程所做的有用功为
W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J
则汽车发动机的效率
答：（1）汽车的平均速度为90km/h；
（2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J；
（3）汽车发动机的效率为40%。
14．（2024·甘肃兰州）小涵和小怡一起用如图甲所示的装置“探究水在沸腾前后温度变化的特点”。
（1）观察可以发现，图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误，该错误是 。纠正错
误后，用酒精灯给水加热，观察水温和水中气泡的变化情况，待水温升至60℃左右时，开始记录，每隔
1min记录一次水的温度和实验现象，然后根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像；
（2）小涵发现自己每次记录的温度值都要比同一次小怡记录的数值高，分析后发现是自己读取温度计示
数时，视线不规范造成的，根据上面的情况可知，小涵读数时是按图乙中 （选填“A”、“B”或
“C”）所示的情景读取的；
（3）小涵在老师的指导下，重新设计了实验，将热源换成电火锅，并进一步探究水沸腾的条件：
①在电火锅内倒入大半锅水，将装有适量水的玻璃杯放入电火锅中的支架上，让玻璃杯中的水面低于锅内
水面；
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②打开电火锅，对电火锅内的水加热，待锅中的水沸腾一段时间后，用温度计测量可以发现锅内和玻璃杯
中的水温 （选填“相同”或“不相同”）。小涵观察还发现，当锅内水沸腾后，玻璃杯中的水
（选填“也沸腾”或“不沸腾”），由此得出水沸腾必须满足的条件： 并且 ；
（4）小怡在老师的指导下用相同热源对初温和质量都相等的不同液体A、B同时加热，“探究物体吸收热
量的多少跟哪些因素有关”，根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像如图丙所示；
①由图丙可知， （选填“A”或“B”）液体的吸热能力更强；
②本实验中，小怡是用 （选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来表示液体吸收热量
的多少。
【答案】温度计玻璃泡与容器底部接触。 A 相同 不沸腾 达到沸点 继续吸热
B 加热时间的长短
【解析】（1）[1]图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误，该错误是温度计玻璃泡与容器底部接触。
（2）[2]按A读数，会造成读数偏大，按C读数，会造成读数偏小，按B读数，是正确的，故小涵读数时
是按图乙中A所示的情景读取的。
（3）[3][4][5][6]待锅中的水沸腾一段时间后，玻璃杯中的水与锅中的沸腾的水温度相同，但是玻璃杯中的
水不沸腾，因为玻璃杯中的水虽然达到了沸点，但是玻璃杯中的水与锅中的沸腾水温度相同，无法继续吸
热，所以玻璃杯中的水不沸腾，说明沸腾的条件是达到沸点且能继续吸热。
（4）[7]加热时间相同，即吸收热量相同，B液体温度的改变量小，则B液体的吸热能量强，比热容更大。
[8]相同热源加热的目的是，保证不同液体在相同时间内吸收热量相同，则小怡是用加热时间的长短来表示
液体吸收热量的多少。
15．（2023·内蒙古通辽）如图所示，在“比较不同物质吸热情况”的实验中，各取质量为50g、初温为
20℃的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1min记录一次数据，如
下表所示。
物质 加热时间/min 消耗酒精/g 末温度/℃ 物 加热时间/min 消耗酒精/g 末温度/℃
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质
1 0. 5 54 1 0. 5 35
食用油 2 1. 0 88 水 2 1. 0 50
3 1. 5 122 3 1. 5 65
（1）分析实验数据可知， （选填“水”或“食用油”）的吸热能力更强；
（2）实验中主要用到的科学探究方法有控制变量法和 法；
（3）根据表中记录的数据，则2min内食用油吸收的热量是 J，所使用的酒精灯的加热效率为
（q =3.0×107J/kg，c =4.2×103J/(kg·℃)）。
酒精 水
【答案】水 转换 6.3×103 21%
【解析】（1）[1]由表中数据可知，相同质量的水和食用油，吸收相同热量时，食用油的温度变化量更大，
故可知水的吸热能力更强。
（2）[2]实验中为了控制无关变量，应控制水和食用油的质量和初温相同，故运用了控制变量法，将水和
食用油吸收热量的多少转化为加热时间，运用了转换法。
（3）[3][4]因2min内水和食用油吸收的热量相同，故由Q=cmΔt可得
Q =c m Δt =c m Δt =4.2×103J/(kg·℃)×0.05kg×(50℃-20℃)=6.3×103J
吸 水 水 水 油 油 油
由Q=mq可得，酒精完全燃烧释放的热量为
Q =m q =1×10-3kg×3.0×107J/kg=3.0×104J
放 酒精 酒精
故可得所使用的酒精灯的加热效率为
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