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模块二 热学
专题02 内能与热机
*知识与方法
一、分子动理论
1.物质由大量的分子、原子组成的。
2.一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。温度越高，分子热运动越剧烈。
说明：宏观体现的是扩散现象。
（1）不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象叫做扩散；
（2）气体、液体、固体都可以发生扩散；
（3）扩散现象是分子运动，肉眼可见的颗粒的运动比如灰尘飞舞不属于扩散现象；
（4）扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动，分子之间有间隙。
（5）温度越高，分子运动越剧烈，扩散的越快。
3.分子间的作用力：分子间同时存在相互作用的引力和斥力
（1）体现引力的例子：铅块紧压后会“粘”在一起，玻璃离开水面时弹簧测力计拉力变大等；
（2）体现斥力的例子：固体和液体很难被压缩等。说明：
1.当分子间距离很小时，分子间作用力表现为斥力；
2.当分子间距离稍大时，分子间作用力表现为引力；
3.如果分子相距很远，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略。“破镜不能重圆”就属于这种情况。
二、内能
1. 内能
（1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和。
（2）特点：
① 内能是微观能量，和机械能（宏观）无关；
② 任何物体在任何情况下都有内能；
2. 影响内能大小的因素：
(1) 温度：同一个物体，温度升高，内能变大；
(2) 质量：其他条件都相同时，物体质量越大，内能越大；
(3) 物态：物态变化时，内能也会随之变化，比如，0℃的水比同质量的0℃的冰的内能大。
3. 改变物体内能的两种方式——做功和热传递
做功 热传递
外界对物体 物体对外界做
方向 物体吸收热量 物体放出热量
做功 功
物体内能 增加 减少 增加 减少
改变内能
能量的转化 能量的转移
的实质
实例 发生条件 方向 结束标志
总结 摩擦、弯 气体向外膨胀
从高温物体 从物体的高温部 达到相同
折、压缩气 推动活塞或把 有温度差
向低温物体 分向低温部分 温度
体 塞子顶开
说明：做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
常考知识点：
内能、温度、热量的综合辨析问题
（1）热量：热传递过程中传递能量的多少，是一个过程量，表述上应用“吸收或放出热量”不能说“含
有热量”、“物体的热量”。（2）温度：
①热传递的条件是温度差，不是内能差
②热传递传递的是热量，不是温度。
（3）内能、温度与热量的关系辨析：
①物体温度升高（降低），内能一定增加（减少），但不一定是吸收（放出）热量（也可能是做功）；
②内能增加，不一定是吸收热量（也可能是做功），不一定温度升高（比如晶体熔化）；内能减少，不
一定是放出热量（也可能是做功），不一定温度降低（比如凝固成晶体）。
三、比热容与热值的计算
1.燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（1）热值反映的是不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小。热值是燃料的一种特性，只
与燃料的种类有关，与燃料的质量、物态以及是否完全燃烧等均无关。
（2）燃料燃烧计算
①Q = qm
放
②Q =qV
放
2.比热容：一定质量某种物质，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，用符号 c表
示。
（1）影响因素：物质的比热容与物质的种类、物态有关。说明：比热容可以用热量、质量和温度差来计
算，但与它们无关。
（2）水的比热容大的应用：沿海地区比内陆地区昼夜温差小；用水做汽车发动机冷却液；水暖型暖气；
傍晚向农田里灌水，防止秧苗被冻坏等。
（3）物质吸热升温（放热降温）计算：
吸收热量升温：Q =c×m×（t −t）
吸 0
放出热量降温： Q =c×m×（t −t）
放 0
3.热机效率：
四、热机四冲程与能量转化
1.汽油机四冲程
（1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，汽油和空气的混合物从进气门
被吸入汽缸。当活塞运动到气缸最下端时，进汽门关闭。（2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞由汽缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，汽缸内温
度升高，气压增大。
（3）做功冲程：在压缩冲程末，火花塞点火，燃料混合物剧烈燃烧，产生高温高压燃气，推动活塞向下
运动，并通过连杆使曲轴转动。
（4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞从汽缸最下端向上运动，把废气排出汽缸，为下一个循
环做好准备。
2.工作过程中能量的转化
（1）压缩冲程：机械能转化为内能；
（2）做功冲程：内能转化为机械能。
3.汽油机和柴油机的区别
汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
吸入物质 汽油和空气的混合物 空气
构造 火花塞 喷油嘴
点火方式 点燃式 压燃式
*针对训练
效率 20%~30%较低 30%~45%较高
原因 柴油机在压缩冲程中，空气的压缩程度更高
一、单选题
特点 轻便 笨重
1．（2023秋·广东广州·九年级统考期
末）2022年9月19日，中国疾控中心公布了中国大陆首例输入性猴痘病例相关信息。如图是在电子显微
镜下猴痘病毒的照片，该病毒直径在 左右，可通过飞沫传播。下列说法确的是（ ）A．病毒是分子，可以用肉眼直接看到
B．构成飞沫的分子间既有引力又有斥力
C．猴痘病毒随飞沫在空中的传播属于分子热运动
D．健康人佩戴口罩可预防感染，是因为口罩材料的分子之间没有空隙
2．（2023秋·广东广州·九年级统考期末）下列说法正确的是（ ）
A．一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
B．一个小球的运动速度越快，它的分子动能越大
C．正电荷和负电荷必须成对存在，不存在只带正电荷或只带负电荷的粒子
D．两个钢块被紧压在一起，彼此不能更靠近，此时两钢块的分子之间只存在斥力不存在引力
3．（2023秋·四川成都·九年级统考期末）下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ）
A．炒菜时能闻到菜的香味 B．擦黑板时粉笔灰纷纷落下
C．PM2.5超标时空气中形成雾霾 D．清晨荷叶上露珠滚动
4．（2023秋·山东泰安·九年级统考期末）下列现象中，属于扩散现象的是（ ）
A．下雪时，漫天的雪花飞舞
B．擦黑板时，粉笔末飞扬
C．煮稀饭时，看到锅中米粒翻滚
D．玫瑰花盛开时，香气袭人
5．（2023秋·四川成都·九年级统考期末）关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．“某地冬季雾霾弥漫”，这是分子的运动
B．“铅块很难被压扁”表明分子间存在斥力
C．“海绵容易被压扁”说明分子间存有间隙
D．“破镜不能重圆”是因为分子间存在斥力
6．（2023秋·山西吕梁·九年级统考期末）冬天天气变冷，火锅以“麻、辣、鲜、香”且“方便、快捷”的大众化特色被消费者接受和喜爱。下列关于火锅的说法正确的是（ ）
A．火锅里的汤汁温度高时比温度低时含有的热量多
B．热腾腾的“白气”弥漫说明分子在不停地做无规则运动
C．用气体燃料燃烧加热食物时，燃料的内能转化为化学能
D．往火锅里加的食物温度升高是通过热传递改变食物的内能
7．（2023秋·山东泰安·九年级统考期末）关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（ ）
①热机在压缩冲程中将机械能转化为内能
②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④改变物体内能的方法有很多，但本质上只有做功和热传递两种方式
A．①③④ B．②③ C．③④ D．①④
8．（2023秋·四川成都·九年级统考期末）成都的火锅香且鲜，讲究外刚内柔，辣则刚而不压柔，柔则香而
不抑刚，所谓刚柔并重。煮鸳鸯火锅时（如图），一般会发现油腻的红锅比清淡的白锅先开；冬天吃火锅
时，火锅上方“白雾练绕”；吃完后衣物上有火锅的气味.....关于吃火锅涉及的物理现象，下列说法中正确
的是（ ）
A．红锅先开说明油吸收了更多的热量
B．白锅的汤液热值更大所以升温较慢
C．火锅里的食物是通过热传递的方式改变了内能
D．衣物残留有气味，说明香料分子静止在衣服上了
9．（2023秋·湖南邵阳·九年级统考期末）湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调
节温度主要是因为水的（ ）
A．比热容大 B．密度大 C．流动性大 D．热值大10．（2023秋·河南洛阳·九年级统考期末）关于温度、热量、内能和比热容，下列说法正确的是（ ）
A．一个物体吸收了热量，温度一定会升高
B．内能少的物体可以向内能多的物体传递热量
C．晶体熔化时温度不变，所以内能也不变
D．某种物质吸收或放出的热量越多，比热容越大
11．（2022·北京门头沟·统考二模）图所示的四个实例中，与搓手取暖改变物体内能的方式相同的是（
）
A． 扬汤止沸 B． 釜底抽薪
C． 钻木取火 D． 炙手可热
12．（2022·江苏南京·统考一模）下列事例中，改变物体内能方式相同的是（ ）
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
13．（2023秋·广东广州·九年级统考期末）甲、乙两保温杯装有初温相同、等质量的同种液体，在恒温的
室内静置，两杯液体的温度 时间变化图像如图所示。下列说法正确的是（ ）A．甲杯内液体的比热容大于乙杯内液体
B．甲杯内液体的比热容小于乙杯内液体
C．0~1h内甲杯内液体放出的热量比乙杯多
D．0~6h甲、乙两杯液体放出的热量一样多
14．（2023秋·湖南湘西·九年级统考期末）下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是（ ）
A．沿海地区的气温比内陆变化小
B．汽车发动机用水作冷却液
C．夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗
D．发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温
15．（2023秋·四川成都·九年级统考期末）某四冲程汽油机的效率是20%，如图所示为该汽油机工作的四
个冲程示意图。下列说法正确的是（ ）
A．在图甲冲程中能量的转化是内能转化为机械能
B．该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是甲→乙→丁→丙
C．通过改善汽油机结构，可将其效率从20%提升到100%
D．汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动两次
16．（2023秋·湖南邵阳·九年级统考期末）下列关于能量转化、转移现象的说法，错误的是（ ）
A．植物进行光合作用时，光能转化为化学能
B．酒精燃烧时，机械能转化为内能
C．电动机工作，电能主要转化为机械能D．用热水袋取暖，内能发生了转移
二、多选题
17．（2023秋·山东青岛·九年级统考期末）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体吸收热量，其温度一定升高
B．温度相同的物体，它们具有的内能不一定相等
C．在热传递过程中，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递
D．物体的内能与物体运动的速度、物体的温度和物质的状态都有关系
三、填空题
18．（2023秋·山西吕梁·九年级统考期末）周末小亮同学的妈妈在家炒菜，在书房认真完成作业的兄妹俩
都闻到了香味，这属于分子的______现象。如图所示，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力
计的示数，使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计的示数将会______（填“变
大”、“变小”或“不变”）。
19．（2023秋·河南郑州·九年级校考期末）各种形式的能在一定的条件下可以相互转化，如图已给出了两
个实例，请你补充其余两个；
a._________
b._________四、计算题
20．（2023秋·陕西榆林·九年级统考期末）水上摩托运动是集高科技、观赏、竞技和惊险刺激于一体，富
有现代文明特征的高速水上运动。摩托艇油箱容积为10L，加满一次燃油最多能使摩托艇以20m/s的速度
匀速航行1h。该过程牵引力做的功为1.44×108J。[ρ =0.8×103kg/m3，q =4.5×107J/kg，
燃油 燃油
]求：
（1）摩托艇一满箱燃油完全燃烧放出的热量为多少？
（2）该过程中摩托艇的热机效率是多少？
（3）若一满箱燃油完全燃烧放出热量的70%被水吸收，可将多少千克的水从20℃升高到80℃？
