3.5物體的內能

學習目錄

目錄

模塊一知識網絡....................................................................................................................................1

模塊二知識掌握....................................................................................................................................2

知識點一、物體的內能..................................................................................................................2

知識點二、改變物體內能的兩種方法..........................................................................................2

知識點三、熱量的計算..................................................................................................................4

知識點四、熱機..............................................................................................................................6

知識點五、燃料的熱值..................................................................................................................7

【鞏固提高】..........................................................................................................................................9

知識重點

模塊一知識網絡

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模塊二知識掌握

知識點一、物體的內能

1．內能的定義

物體內部所有分子做__的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能。

2．影響內能大小的因素

物體的內能與________有關。同一個物體，溫度越高，分子的熱運動越劇烈，它具有的內能

就越大。物體的內能還受______、材料、狀態等因素的影響。

知識點二、改變物體內能的兩種方法

1．做功可以改變內能

外界對物體做功，物體的內能____；物體對外做功，物體的內能會___。通過做功改變物

體的內能，實質上是其他形式的能與物體內能相互轉化。

2．熱傳遞可以改變內能

熱傳遞改變物體的內能實質上是內能從__物體傳遞到___物體或者從同一物體的高溫部分

傳遞到低溫部分。在熱傳遞過程中傳遞的能量的多少叫做熱量。

熱傳遞發生的條件是物體之間存在__。

[例題1]（2022?龍灣區一模）小明用可樂瓶制作水火箭，先在瓶里裝適量水，然后將帶有閥門的金

屬管插入瓶塞，旋緊瓶塞后用打氣筒往瓶里打足氣（如圖）；打開閥門后，水從尾部的金屬管向

下噴出，水火箭豎直向上飛向空中，下列分析正確的是（）

A．上升過程中，水火箭瓶內氣體的內能減少

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B．上升過程中，噴出的水對水火箭有向下推力

C．下降過程中，水火箭的動能轉化為重力勢能

D．下降過程中，水火箭的機械能逐漸增大

[例題2]（2023?定海區二模）如圖所示，高速公路的長下坡路段右側通常會建避險車道，剎車失靈

的車輛可駛入避險車道實現安全減速。它由制動坡床和防撞設施等組成，制動坡床長100多米，

有較大的坡度，坡床上鋪滿疏松的鵝卵石和砂土層；坡床的盡頭，有廢舊輪胎和防撞桶圍起來

的防撞設施。下列有關說法錯誤的是（）

A．較大坡度有利于將車輛的動能轉化為重力勢能而達到減速目的

B．鋪滿疏松的鵝卵石和砂土層是為了增大車輛與路面的摩擦

C．上坡過程中，汽車所受重力與斜坡對汽車的支持力是一對平衡力

D．汽車在長下坡路段剎車較為頻繁，持續摩擦使剎車片過熱，導致剎車失靈的幾率更大

[例題3]（2023?寧波模擬）如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒內放一小團浸有乙醚的棉花，迅

速下壓活塞，棉花會燃燒起來。下列說法中正確的是（）

A．空氣能被壓縮說明分子間有引力的作用

B．棉花能夠燃燒是因為蘸上的乙醚是可燃物

C．越往下壓越費力，是由于筒內的氣壓逐漸增大

D．活塞下壓，通過克服筒壁的摩擦做功，使空氣內能增加

[例題4]（2023?余杭區一模）在全球范圍內，每年香檳銷量近3億瓶。開啟這樣的起泡酒，木塞離

開瓶頸時，對應的氣流速度已經超過了音速，而且還能觀察到二氧化碳隨之結晶并變幻出縷縷

薄霧。以下關于這一過程說法正確的是（）

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A．瓶內氣體對瓶塞做功機械能轉化為內能

B．瓶內氣壓降低二氧化碳溶解度減小逸出

C．瓶內氣體的溫度降低二氧化碳吸熱結晶

D．薄霧是二氧化碳晶體熔化形成的小液滴

[例題5]（2022秋?拱墅區期末）北京時間2022年11月29日23時08分，搭載神舟十五號載人飛

船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。以下說法正確的是（）

A．火箭發射前內能為零

B．火箭升空過程不受地球作用力

C．火箭噴出的高溫高壓氣體對火箭做功

D．火箭燃料的化學能全部轉化為機械能

知識點三、熱量的計算

1．物體溫度升高時吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)。

2．物體溫度降低時放出的熱量Q放＝cm(t0－t)。

c為物質的__。比熱容是指單位質量的某種物質溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱

量。其中，c為物質的比熱容，m為物體的質量，t0是初溫，t是末溫。如果用Δt表示升高或降低的

溫度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物體吸收或放出的熱量可以寫成Q＝cmΔt。

[例題6]（2022秋?余姚市校級期末）甲、乙兩個物體放在一起，甲物體吸收熱量，乙物體放出熱

量，則（）

A．甲物體的比熱大B．乙物體的比熱大

C．甲物體的溫度低D．乙物體的熱量多

[例題7]（2022秋?海曙區期末）圖甲為油汀取暖器，當接通電源后，電熱管周圍的導熱油被加熱，

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通過腔體壁表面將熱量輻射出去，從而起到取暖作用。因此導熱油材料尤為關鍵，要求油汀通

電后導熱油能盡可能快地升溫。現在有質量、初溫相同的兩種導熱油材料甲、乙，在相同的加

熱條件下，甲、乙兩種油的溫度與加熱時間關系如圖乙所示。試比較甲、乙兩種材料的比熱容c

甲、c乙大小，并判斷用哪種材料更適合做導熱油（）

A．c甲＞c乙，選乙材料B．c甲＞c乙，選甲材料

C．c甲＜c乙，選乙材料D．c甲＜c乙，選甲材料

[例題8]（2022秋?樂清市校級期末）某學生用兩個相同的酒精燈同時分別對質量為m1、比熱為c1

的甲物質和質量為m2、比熱為c2的乙物質加熱。若在相等的時間內（甲、乙物質吸收的熱量

相等），甲物質的溫度變化比乙物質的溫度變化多，則下列推斷中一定成立的是（）

A．若m1＝m2，則c1＞c2B．若c1＝c2，則m1＞m2

C．若m1＜m2，則c1＞c2D．若c1＞c2，則m1＜m2

[例題9]（2023?杭州一模）小金在探究“物質的放熱能力與哪些因素有關”時，分別用質量均為

0.5kg的水和煤油進行對比實驗，并用圖像對實驗數據進行了處理，如圖所示。實驗過程中，控

制水和煤油在相同時間內放出相等的熱量，分析圖像可以得出（選填“甲”或“乙”）物質

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為水，煤油在（0～15min內放出的熱量為。[c水＝4.2×10/（kg?℃）]

[例題10]（2023?西湖區模擬）用兩個相同的“熱得快”，分別給質量、初溫都相同的甲、乙兩種液

體同時加熱，兩液體的溫度隨時間變化的圖象如圖所示。根據圖象可知，甲液體的比熱容

（選填“大于”、“等于”或“小于”）乙液體的比熱容。質量為500克、初溫為20℃的甲液體溫

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度升高到90℃，吸收的熱量為焦。[甲液體的比熱容為1.8×103焦/（千克?℃）]。

【解答】解：

（1）由圖象可以看出：在相等時間內，液體甲溫度變化量大，則甲液體溫度升高較快；而兩個

加熱器相同、加熱時間相等時，兩種液體吸收的熱量相等，由公式Q吸＝mcΔt可知，在質量相

等、初溫相同、吸熱也相同的情況下，溫度升高快的液體比熱容小，所以甲的比熱容小，乙的比

熱容大；

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（2）Q吸＝cmΔt＝1.8×10J/（kg?℃）×0.5kg×（90℃﹣20℃）＝6.3×10J。

故答案為：小于；6.3×104。

知識點四、熱機

1．熱機

(1)定義：把___轉化為機械能的機器。

(2)原理：

燃料燃燒做功

化學能機械能

――→――→

2．熱機的種類

蒸汽機

汽油機

熱機內燃機

{柴油機

{汽輪機、噴氣發動機

3．熱機的四個過程：吸氣、___、___排氣。

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4．熱機曲軸轉動兩圈對外做功一次。

知識點五、燃料的熱值

1．燃料燃燒時能量的轉化

燃料的燃燒是一種化學變化，在燃燒過程中，燃料的化學能轉化為_____，也就是通常所說

的釋放出熱量。

2．燃料的熱值

1kg某種燃料____燃燒時放出的熱量，叫做這種燃料的_____，單位是J/kg，氣體燃料的熱

值單位通常用J/m3。Q=mq

熱值的意義是表示單位質量的燃料在完全燃燒時所放出熱量的多少。同種燃料的熱值相同，不

同種燃料的熱值一般不同。

[例題11]（2022秋?永康市期末）下列交通工具中，動力設備不是熱機的是（）

A．遠洋輪船B．載重汽車C．噴氣式飛機D．電動車

[例題12]（2023?永嘉縣校級三模）光發動機是一種把光能轉化為機械能的裝置，其核心部分的工作

光照

原理如圖示：帶有活塞的密閉氣室中裝有NO2，當光從窗口射入時，發生分解反應：2NO2→

無光

NO+O2，導致氣室內氣壓增大；當光照射情況下，又發生化合反應：NO+O2→2NO2，導致氣

室內氣壓減小。這樣便可通過控制窗口處射入的光能使氣室中的氣態物質循環反應，從而推動

活塞輸出機械能。則光發動機該裝置中的活塞向右運動時，相當于下圖汽油機四個沖程中的

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（）

A．B．C．D．

[例題13]（2023?濱江區一模）中國載人航天工程再次傳來好消息：

（1）2022年11月29日神舟十五號載人飛船由長征二號F運載火箭成功發射升空。火箭燃料要

求質量小而放出的熱量多，使用液氫作為燃料就是利用它高的特性。火箭加速升空過程中，

將燃料燃燒產生燃氣的能轉化為火箭的機械能。

（2）2022年12月4日神舟十四號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。返回艙進入大氣層時

與空氣劇烈摩擦，表面溫度急劇升高，這是通過的方式改變內能。

[例題14]（2022秋?慈溪市期末）北京時間2022年6月5日10時44分，據中國載人航天工程辦公

室消息，搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。

火箭的燃料使用液態氫，主要是因為它的密度小且大。若完全燃燒1kg的氫燃料放出的熱

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量有84%被質量為1.0×10kg的水吸收，水的溫度能夠上升℃。[q氫＝1.4×10J/kg，c水＝

4.2×103J/（kg?℃）]

[例題15]（2023春?余杭區月考）資料一：如表是國家對“飲酒駕車”和“醉酒駕車”的界定標準：

飲酒駕車20mg/100mL≤血液中的酒精含量＜80mg/100mL

醉酒駕車血液中的酒精含量≥80mg/100mL

白酒、紅酒和啤酒中均含有乙醇，俗名酒精，飲酒后酒精可進入人體血液中。

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資料二：隨著科技的發展，無人駕駛汽車已進入人們的生活。無人駕駛汽車通過車載激光雷達、

攝像頭等傳感器實現自動駕駛。無人駕駛技術的原理是通過傳感器感知路況和周邊情況，然后傳

輸到CPU（中央處理器）。CPU根據人工智能對情況做判斷，然后通知電傳系統，電傳系統根據

信號操控機械裝置，最后機械裝置操控車輛做各種動作。根據資料一和資料二回答下列問題：

（1）飲酒會使人的系統過度興奮或麻痹抑制，容易引發交通事故。某人駕車時經交警檢查

每100老升血液中酒精含量為138毫克，他屬于駕車；

（2）乙醇（C2H5OH）俗名酒精，酒精燃燒的化學方程式；

（3）在汽車運動的過程中，若汽油機的飛輪轉速為1800r/min，該汽油機每秒共經歷個沖

程；

（4）無人駕駛汽車的攝像頭與我們生活中（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）的

成像原理相同。

【鞏固提高】

1.（2023春?婺城區月考）關于熱量、溫度、內能之間的關系，下列說法正確的是（）

A．物體吸收了熱量，溫度可能不變

B．物體溫度升高，一定是吸收了熱量

C．溫度為0℃的物體沒有內能

D．物體內能減少時，一定對外做功

2.（2022秋?余姚市期末）關于溫度、熱量、內能、比熱容，以下說法正確的是（）

A．一個物體溫度升高了，它的內能一定增加

B．一個物體吸收了熱量，它的溫度一定會升高

C．一塊0℃的冰沒有了內能，它的分子不會運動

D．物體的質量越大，溫度越高，它的比熱容就越大

3.（2023?鹿城區校級一模）在社會實踐活動中，小溫制作了一道糖醋排骨，對烹飪過程中出現的

現象解釋正確的是（）

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A．鍋鏟翻動排骨主要目的是通過做功使排骨的內能增加

B．排骨上方的“白汽”是水蒸氣

C．收汁時用鍋鏟不停攬動，使湯汁受熱均勻

D．爆炒排骨不蓋鍋蓋有利于減小醋和水的蒸發

4.（2022秋?東陽市期末）2022年10月31日15時37分，搭載著空間站夢天實驗艙的長征五號B

遙四運載火箭在我國文昌航天發射場點火發射，夢天實驗艙與火箭成功分離并進入預定軌道，

發射任務取得圓滿成功。當夢天實驗艙進入太空后，下列敘述正確的是（）

A．實驗艙里的實驗柜質量變小

B．實驗艙內的空氣分子將停止運動

C．實驗艙內的鋁基復合材料的比熱不變

D．實驗艙內可以利用天平測量石塊的質量

5.（2022秋?杭州期末）下列關于溫度、內能和熱量的描述中，正確的是（）

A．物體吸收熱量時，溫度一定升高

B．做功和熱傳遞都能改變物體的內能

C．物體的內能越大，其含有的熱量就越多

D．熱量總是從內能大的物體向內能小的物體傳遞

6.（2022秋?溫州期末）如圖是老師在科學課上做的熱機工作原理的模擬實驗，在玻璃管中先加

入少量酒精，將橡皮塞密封玻璃管，然后用電子點火器點火，橡皮塞會向上彈出。完成問題。

實驗過程中，在玻璃管口能觀察到小水珠組成的白霧（如圖所示），其形成的原因是（）

A．燃氣對橡皮塞做功，燃氣內能減小

B．燃氣對橡皮塞做功，燃氣內能增大

C．橡皮塞對燃氣做功，燃氣內能減小

D．橡皮塞對燃氣做功，燃氣內能增大

7.（2022秋?鄞州區期末）如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，把活塞迅

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速壓下去，看到棉花燃燒起來，活塞被向上頂起。關于這個過程，下列說法正確的是（）

A．活塞對棉花做功，使棉花溫度升高而燃燒

B．緩慢壓下活塞也能看到同樣的實驗現象

C．壓下活塞的過程相當于內燃機的做功沖程

D．活塞被向上頂起是因為筒內空氣對活塞做功

8.（2021秋?鄞州區期末）如圖所示，規格相同的甲、乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的水，并

用不同的加熱器加熱，不計熱損失，得到如圖丙所示的水溫與加熱時間的關系圖像。下列說法

正確的是（）

A．甲、乙兩容器中的水的內能是通過做功的方式來增加的

B．甲、乙兩容器中的加熱器每分鐘放出的熱量相同

C．加熱相同的時間，甲、乙兩容器中的水升高的溫度之比為2：3

D．將甲、乙兩容器中的水從20℃加熱至沸騰所需要的時間之比為2：3

9.（2021秋?武義縣期末）根據表中幾種物質的比熱容，判斷下列說法中不正確的是（）

物質比熱容[J/（kg?℃）]物質比熱容[J/（kg?℃）]

水銀0.14×103沙石0.92×103

水4.2×103冰2.1×103

A．制作體溫計常用水銀做介質，原因之一是水銀的比熱容小

B．北方樓房中的暖氣用水做介質，利用了水的比熱容大的特性

C．由于水比沙石的比熱容大，所以內陸地區的晝夜溫差比沿海地區大

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D．由于水比冰的比熱容大，所以冷卻食品時0℃的水比0℃的冰效果好

10.（2022秋?椒江區校級期中）如圖是用相同的加熱裝置對a、b、c三種物質加熱時它們的溫度

隨時間變化的圖象，其中a、c質量相同。下列對圖象的分析正確的是（）

A．t1﹣t2時間內物質a的溫度不變，內能不變

B．如果a、b是同種物質，b的質量大于a的質量

C．溫度從T1升高到T2時，a物質吸收的熱量比b多

D．b的比熱容大于c的比熱容

11.（2023?南潯區二模）有一種廣州美食叫竹升面（如圖甲）。所謂竹升面，就是在搓面、和面以

后，利用“竹升”（大竹竿）壓打出來的面條。

（1）如圖乙所示，“竹升”在使用時為杠桿（選填“等臂”“省力”或“費力”）。

（2）烹飪手法中炒制面條時主要是通過的方式使食物的內能增加。

12.（2023?吳興區校級一模）探究物質熔化溫度變化規律的實驗時，得到了某物質溫度隨時間變化

的圖象，由圖可知該物質是（選填“晶體”或“非晶體”），第4分鐘時將試管從燒杯中拿

出來，試管中物質的狀態為，該物質液體狀態的比熱容（選填“大于”“等于”或

“小于”）固體狀態時的比熱容。

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13.（2023?江北區一模）火柴是實驗室常用的點火工具。引燃過程：劃動火柴→擦火皮（含微量易

燃物）產生火星→引發火柴頭燃燒。A、B為兩種常見的引燃方式，F1＝F2。火柴的引燃是通過

來增大火柴頭的內能，更易引燃的是方式。

14.（2023?嵊州市模擬）能量轉化和守恒定律是許多科學家經長期探索建立起來的，是科學史上的

重大發現。

材料一：十七至十八世紀，多位科學家對能量的量度提出了不同的觀點。1644年，笛卡爾用物體

的質量和其速度的乘積來量度；1686年，萊布尼茲用物體的質量和其速度平方的乘積來量度；1743

年，達朗貝爾用“活力”（即物體受力作用而通過一定距離）來量度。

材料二：溫度計的不斷改進給熱與功研究的精確化準備了必要條件。焦耳通過400多次的實驗，

于1849年精確地測定了熱功當量關系的數值，這一數值與現代公認值非常接近，為能量守恒定

律的確立奠定了定量的實驗基礎。

（1）材料一中，哪位科學家的觀點與“功”概念相符合。

A.笛卡爾

B.萊布尼茲

C.達朗貝爾

（2）如圖所示是焦耳研究熱功當量關系的實驗裝置，通過重物的上下運動，帶動葉片轉動，通

過做功使水的內能（選填“增大”或“減小”）。

（3）結合材料分析，以下觀點正確的是。（可多選）

A．面對前人的觀點要敢質疑

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B．時間久遠的理論是沒有科學價值的

C．測量工具的發展有助于科學理論研究

D．對科學的認識是不斷修正完善的過程

15.（2023?寧波模擬）小明想比較銅和鋁的比熱容，設計了如下實驗：

（1）將相等的銅塊和鋁塊放入冰箱，使它們的溫度降低到0℃；

（2）取出后，將銅塊、鋁塊再分別放入盛有質量相等、溫度都是23℃的水中，并將容器用隔熱

材料密封，如圖所示；

（3）一段時間后溫度穩定，同時測量甲、乙兩容器中水的溫度，分別是20℃和17℃。

（4）實驗中，用間接反映兩金屬塊吸收熱量的多少。

（5）對比數據可判斷，表明的比熱容大（填“鋁”或“銅”）。

16.（2022秋?西湖區校級期中）甲、乙兩位同學對“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有關”持

有不同的意見，于是他們對此展開研究。他們從網上查到，雨滴在下落過程中接近地面時受到

的空氣阻力與雨滴的橫截面積S成正比，與雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2（其中k

為比例