建体系 思维导图 01

① ② ③ ④ ⑤
⑥ ⑦

①. 焦耳(J)
②. 做功
③. 热传递
④. 4.2×10³ J/(kg·℃)
⑤. 机械能
⑥. $q=\frac{Q_{放}}{m}$(或$q=\frac{Q_{放}}{V}$)
⑦. $\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%$

【分析】本题围绕内能与热机的思维导图设置填空，需结合各模块对应的基础物理概念逐一推导：①对应热量的单位；②③对应改变物体内能的两种途径；④对应水的比热容数值；⑤对应热机的能量转化形式；⑥对应热值的定义式；⑦对应热机效率的定义式，回忆相关物理知识点即可完成填空。
【解析】
1. 热量的单位：物理学中，热量的单位是焦耳，符号为J，故①填焦耳(J)；
2. 改变内能的途径：做功和热传递是改变物体内能的两种方式，故②填做功，③填热传递（②③顺序可互换）；
3. 水的比热容：水的比热容为常见物理常量，数值为$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，故④填$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$；
4. 热机的能量转化：热机工作时将内能转化为机械能，故⑤填机械能；
5. 热值的定义式：单位质量（或体积）的燃料完全燃烧放出的热量，固体/液体燃料热值公式为$q=\frac{Q_{放}}{m}$，气体燃料为$q=\frac{Q_{放}}{V}$，故⑥填$q=\frac{Q_{放}}{m}$（或$q=\frac{Q_{放}}{V}$）；
6. 热机效率的定义式：热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%$，故⑦填$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%$。
【答案】①焦耳(J)；②做功；③热传递；④$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$；⑤机械能；⑥$q=\frac{Q_{放}}{m}$（或$q=\frac{Q_{放}}{V}$）；⑦$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}×100\%$
【知识点】内能的改变、比热容、热值、热机效率
【点评】本题考查内能与热机的基础识记类知识点，围绕思维导图梳理核心概念，难度较低，适合巩固基础。
【难度系数】0.8

1. 如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，把活塞迅速下压，压缩空气做，机械能转化为能，使筒内空气的温度升高，内能，达到硝化棉的着火点使其燃烧。

1. 功 内 增加

【分析】要解决这道题，需结合做功与内能变化的关系分析实验过程：当活塞迅速下压时，活塞对筒内空气施加作用力，压缩空气，该过程是活塞对空气做功；根据能量转化规律，外界对物体做功时，机械能会转化为物体的内能，使物体的内能增加、温度升高，达到硝化棉的着火点后硝化棉燃烧。
【解析】把活塞迅速下压时，活塞压缩筒内的空气，活塞对空气做了功；此过程中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，使空气的内能增加，温度升高，当温度达到硝化棉的着火点时，硝化棉燃烧。
【答案】功；内；增加
【知识点】做功改变内能；能量转化
【点评】本题通过经典实验考查做功与内能变化的关系，属于热学基础知识点，难度较低，需牢记外界对物体做功时机械能向内能转化、内能增加的规律。
【难度系数】0.8

2. 如图所示装置探究不同物质的吸热情况，实验中应该选取初温相同、质量相同的水和食用油，分别倒入烧杯中，用的电加热器加热，使水和食用油升高的温度，通过比较来比较不同物质吸热能力的强弱。

2. 同样 相同 加热时间

【分析】
本题是探究不同物质吸热能力的实验，需运用控制变量法设计实验。实验中要保证相同时间内两种物质吸收的热量相同，因此需选取规格一致的电加热器；为了比较不同物质的吸热能力，需要控制水和食用油升高相同的温度，通过比较加热时间的长短来判断物质吸收热量的多少，进而比较吸热能力的强弱。
【解析】
在探究不同物质吸热情况的实验中：
1. 为保证相同时间内水和食用油吸收的热量相等，应使用同样的电加热器；
2. 实验需控制变量，让水和食用油升高相同的温度，才能通过吸收热量的多少比较吸热能力；
3. 相同的电加热器加热时，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通过比较加热时间来判断吸热能力强弱。
【答案】
同样 相同 加热时间
【知识点】
物质吸热能力、控制变量法
【点评】
本题考查探究物质吸热能力的基础实验，核心考查控制变量法和转换法的应用，是热学部分的常考基础题，需要学生掌握实验设计的逻辑。
【难度系数】
0.7

3. 如图所示，用冷水来冷却汽车发动机，暖气片采用热水来取暖，主要是因为水的比热容。通常情况下，与同等质量的其他物质构成的物体相比，升高或降低相同温度，水吸收或放出的热量。

3. 较大 较多

【分析】
要解决这道题，需结合比热容的特性分析：比热容是物质的一种物理属性，水的比热容较大。根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$，当物质质量$m$相同，温度变化$\Delta t$相同时，比热容$c$越大，吸收或放出的热量$Q$越多。汽车发动机冷却需要吸收大量热量，暖气片取暖需要放出大量热量，因此利用水比热容大的特点。
【解析】
根据热量公式$Q=cm\Delta t$，当质量相同的不同物质，升高或降低相同温度时，比热容大的物质吸收或放出的热量更多。水的比热容较大，所以用冷水冷却汽车发动机时，能吸收更多热量；用热水取暖时，能放出更多热量。因此第一空填“较大”，第二空填“较多”。
【答案】
较大；较多
【知识点】
比热容、水的比热容应用
【点评】
本题考查比热容的实际应用，属于初中物理基础知识点，只需理解比热容与热量的关系即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.8

4.如图所示用电火花点火,可观察到橡皮塞,同时听到“砰”的一声响。这是通过(选填“做功”或“热传递”)方式改变了燃气的内能。根据这个原理,可以制成。

4. 跳出 做功 热机

【分析】
本题需结合实验过程分析能量转化与内能改变方式：电火花点燃酒精蒸气和空气的混合气体后，燃气内能增加、体积膨胀，会推动橡皮塞；内能改变的方式有做功和热传递，此过程是燃气对外做功；利用内能做功的原理可制成热机。
【解析】
用电火花点燃酒精蒸气和空气的混合气体时，混合气体剧烈燃烧产生高温高压燃气，燃气膨胀对橡皮塞做功，使橡皮塞跳出；该过程中燃气的内能转化为橡皮塞的机械能，是通过做功的方式改变燃气的内能；根据内能转化为机械能的原理，可以制成热机。
【答案】
跳出 做功 热机
【知识点】
内能的改变、热机原理
【点评】
本题考查基础实验中的内能改变方式与热机原理，需理解实验中的能量转化过程，属于初中物理基础题型。
【难度系数】
0.6