第1部分 第12讲　内能　内能的利用 课件 2025年河南省中考物理一轮专题复习

第一部分　教材复习篇 第十二讲　内能　内能的利用 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 目录 CONTENTS 1 知识清单★细梳理 2 考点精析★提升练 3 实验突破★一题通 4 聚焦河南★瞄靶向 2024/11/17 聚焦河南★瞄靶向 1 知识清单★细梳理 分子 原子 彼此进入对方 温度 高 快 分子在不停地做无规则运动 做无规则运动 温度 高 剧烈 引力 斥力 知识清单★细梳理 (人教九P3) 扩散 分子在不停地做无规则运动 分子热运动越剧烈 不能 二氧化氮气体的密度大于空气的密度，若互换，在重力作用 下也会出现相同的现象，因此空气在上面可避免重力对实验造成影响 知识清单★细梳理 D 知识清单★细梳理 知识清单★细梳理 动能 分子势能 焦耳 焦 J 具有 增加 减少 越大 知识清单★细梳理 焦耳 焦 J 增加 减少 知识清单★细梳理 转移 转化 减少 降低 增大 升高 增加 减少 等效 知识清单★细梳理 增加 升高 机械 内 压缩 化学能 内能 知识清单★细梳理 间隙 不变 变大 知识清单★细梳理 热传递 内 机械 做功 减少 降低 液化 知识清单★细梳理 热量 质量 升高(或降低)的温度乘积 J/(kg·℃) 表示1 kg的水温度升高(或降低) 种类 状态 知识清单★细梳理 cmΔt 知识清单★细梳理 内能 知识清单★细梳理 打开 关闭 下 知识清单★细梳理 机械 内 上 知识清单★细梳理 内 机械 下 知识清单★细梳理 关闭 打开 上 知识清单★细梳理 (人教九P9) 增大 增加 升高 增大 做功 减少 降低 知识清单★细梳理 内 机械 做功 液化 放 知识清单★细梳理 热量 质量 q 焦每千克 J/kg 种类 qm 知识清单★细梳理 qV 有用功 完全燃烧 知识清单★细梳理 转化 凭空消灭 凭空产生 转化 转移 保持不变 方向性 知识清单★细梳理 × × × √ √ 知识清单★细梳理 × √ √ × × 知识清单★细梳理 2 考点精析★提升练 扩散 温度 A A 考点精析★提升练 C 考点精析★提升练 B 考点精析★提升练 A 考点精析★提升练 考点精析★提升练 考点精析★提升练 考点精析★提升练 考点精析★提升练 C 考点精析★提升练 3 实验突破★一题通 实验突破★一题通 自下而上 相同时间内两种物质吸收的热量相同 质量 加热时间 转换法 实验突破★一题通 温度的变化量 温度变化大 加热时间 强 实验突破★一题通 加热时间的长短 控制变量 秒表 自下而上 实验突破★一题通 方案二 相同质量的不同物质，升高相同的温度，甲吸收的热量多 甲 甲 实验突破★一题通 用规格相同的电加热器加热 乙 变小 实验突破★一题通 4 聚焦河南★瞄靶向 做无规则运动 无规则运动 无规则运动 分子或原子 聚焦河南★瞄靶向 热传递 做功 斥力 热传递 做功 聚焦河南★瞄靶向 大地 热传递 聚焦河南★瞄靶向 210 聚焦河南★瞄靶向 聚焦河南★瞄靶向 做功 聚焦河南★瞄靶向 【2022版课标要求】 1．知道物质是由分子、原子构成的． 2．通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本观点，并能用它解释热现象． 3．了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系，知道改变内能的两种方式；了解热量的概念． 4．通过实验，了解比热容的概念，尝试用比热容的知识解释简单的自然现象，并能进行简单计算． 5．认识燃料的热值． 6．了解汽油机工作的基本原理，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义． 7．通过实例了解能量及其存在的不同形式．能简单描述各种各样的能量与我们生活的关系． 8．结合实例进一步认识做功与能量转化或转移的关系． 9．知道能量转化及守恒定律，有用能量转化与守恒的观点分析简单物理现象的意识． 10．在能量的转化和转移过程中认识效率，在生产生活中有提高效率的意识．　 知识点1　分子动理论(10年9考，除2016年外) 物质的构成 常见的物质是由 、 构成的，分子直径很小，通常以10－10 m作单位，我们可以用电子显微镜来观察分子、原子 分子热运动 扩散现象 定义 不同物质在互相接触时 的现象 特点 扩散现象的快慢与 有关，温度越 ，扩散越 发生范围 固体、液体、气体 举例 花香四溢；墙角放煤，日久墙变黑；酒香不怕巷子深 表明 ；分子间存在间隙 分子热运动 分子热运动 定义 一切物质的分子都在不停地 特点 分子热运动的剧烈程度与 有关，温度越 ，分子热运动越 分子间作用力 分子间存在着 和 引力表现：紧压在一起的铅柱没有被重物拉开 斥力表现：固体和液体很难被压缩 根据右图，完成命题点1、2. 命题点1　分子热运动 1．抽去玻璃板，一段时间后上下两瓶中气体颜色变得均匀，这是 现象，说明 ． 2．分别在不同的室温下进行此实验，发现温度越高，两瓶中气体颜色变得均匀需要的时间越短，说明温度越高， ． 命题点2　实验交流与反思 3．实验时 (选填“能”或“不能”)将装有二氧化氮气体的瓶子放在上面，把空瓶子放在下面，原因是 ． 根据右下图，完成命题点3. 命题点3　分子间作用力 4．(2024·盐城)　将两个表面光滑的铅块相互挤压，它们会粘在一起，不容易拉开，这一现象说明(　　) A．分子间有空隙 　　　 B．分子在运动 C．分子间有斥力 　　　 D．分子间有引力 (人教九P4) 5．小华认为是大气压把两个铅柱压在一起的．请你设计一个实验证明小华的观点错误．　 将图示的装置放置在密闭性较好的玻璃罩内，用抽气机将玻璃罩内的空气向外抽出，观察两铅柱是否分开．随着抽气时间增加，玻璃罩内空气越来越少，两铅柱仍未分开，若将罩内抽成真空，两铅柱也不会分开，因此“是大气压将两铅柱压在一起”的观点是错误的 ． 知识点2　内能(10年8考，除2020、2015年外) 1．内能 定义 构成物体的所有分子，其热运动的 与 的总和，叫做物体的内能 单位 ，简称 ，符号是 特点 一切物体，不论温度高低，都 内能 影响因素 温度 同一物体，在相同状态下，温度升高时，内能 ；温度降低时，内能 质量 在物体的温度、状态相同时，物体的质量越大，内能 状态 物体的内能与物体的状态也有关 2．热量 定义 在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量 单位 ，简称 ，符号是 与内能的关系 物体吸收热量，内能 ；放出热量，内能 理解 热量是一个过程量，不能说某物体“具有”或“含有”热量，更不能说“比较”两物体热量的多少，只能说物体“吸收”或“放出”了多少热量 3．改变物体内能的方式 改变方式 热传递 做功 实质 能量的 能量的 生活举例 晒太阳、烧水做饭、烧柴取暖等 钻木取火、摩擦生热、搓手取暖等 说明 条件：存在温度差．规律：高温物体放出热量，内能 ，温度 ；低温物体吸收热量，内能 ，温度 一般而言，外界对物体做功，物体的内能 ；物体对外做功，物体的内能 联系 热传递和做功在改变物体的内能上是 的 根据右下图，完成命题点1～4. 命题点1　改变内能的方式 (人教九P9) 1．用力下压活塞，活塞对空气做功，空气的内能 ，温度 ． 命题点2　能量的转化 2．活塞压缩空气做功时 能转化为 能，这种能量转化方式与热机的 冲程相同；硝化棉燃烧过程中 转化为 ． 命题点3　分子动理论 3．玻璃筒中的空气容易被压缩，说明分子间存在 ． 命题点4　质量与密度 4．玻璃筒中的空气在被压缩的过程中，质量 ，密度 ．(均选填“变大”“不变”或“变小”) 根据右下图，完成命题点5～7. 命题点5　改变内能的方式 (人教九P17) 5．用酒精灯给水加热，水的温度升高，这是通过 的方式改变水的内能的． 命题点6　能量的转化 6．塞子从试管口冲出，水蒸气的 能转化为塞子的 能，这种能量转化方式与热机的 冲程相同． 命题点7　物态变化 7．塞子冲出过程中，水蒸气的内能 ，温度 ，所以在试管内靠近试管口的地方能看到白雾出现；同时，随着塞子冲出的水蒸气也会遇冷 (填物态变化名称)，在试管口外形成白雾． 知识点3　比热容(10年10考) 1．比热容 定义 一定质量的某种物质，在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的 与它的 和 之比，叫做这种物质的比热容(比值定义法) 单位 焦每千克摄氏度，符号是 物理意义 水的比热容为 ，物理意义： 理解 (1)比热容是物质的一种特性，它不随物质质量的改变而改变，也不随物质吸收(或放出)热量的多少而变化． (2)比热容只与物质的 和 有关．对于同一种物质，状态不同，比热容一般不同，如水和冰的比热容不同 4.2×103 J/(kg·℃) 1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J 2．热量的计算 (1)公式：Q＝ . Q表示热量，单位为J； m表示质量，单位为kg； c表示比热容，单位为J/(kg·℃)； Δt表示温度变化量，单位为℃. (2)吸热时，Q吸＝cmΔt＝cm(t末－t初)； 放热时，Q放＝cmΔt＝cm(t初－t末)． 知识点4　热机(10年2考，2020、2016年考) 1．热机 (1)定义：利用 做功的机械叫做热机． (2)工作原理：化学能eq \o(――→,\s\up17(燃料燃烧))内能　eq \o(――→,\s\up17(做功))机械能　. 2．汽油机的四个冲程及其特点 汽油机的一个工作循环包括4个冲程，对外做功1次，活塞往返运动2次，曲轴和飞轮转动2周． 冲程 工作示意图 能量的转化 相应特点 吸气冲程 (1)进气门 ，排气门 ；(2)活塞向 运动 压缩冲程 能转化为 能 (1)进气门、排气门都关闭；(2)活塞向 运动，压缩汽油和空气的混合物(柴油机压缩的是空气) 做功冲程 能转化为 能 (1)进气门、排气门都关闭； (2)活塞在高温高压的气体作用下向 运动； (3)点火方式：点燃式——火花塞产生电火花引燃燃料(柴油机为压燃式——被压缩的高温气体引燃燃料) 排气冲程 (1)进气门 ，排气门 ； (2)活塞向 运动，将废气排出汽缸； (3)废气中含有大量有害气体 根据右下图，完成命题点1～3. 命题点1　改变内能的方式 1．如图所示，向装有少量水的密闭烧瓶中打气．在不断向瓶 内打气的过程中，瓶内气体的密度不断 ，内能 ， 温度 ，气压 ，这是通过 的方式改变瓶内气体内能的． 2．当烧瓶的塞子跳起时，瓶内气体对外做功，瓶内气体的内能 ，温度 ． 命题点2　能量的转化 3．瓶塞跳起过程中，气体的 能转化为瓶塞的 能，该能量转化方式与热机的 冲程相同． 命题点3　物态变化 4．当瓶塞跳起时，可以看到瓶口出现白雾，这是瓶中水蒸气 (填物态变化名称)形成的，此过程需要 热． 知识点5　热机的效率(10年3考，2024、2016、2015年考) 1．燃料的热值 定义 某种燃料完全燃烧放出的 与其 之比，用符号 表示 单位 ，符号是 理解 热值是燃料的一种属性，与燃料的体积、质量和是否充分燃烧等无关，只与燃料的 有关 2．燃料燃烧放出热量的计算公式 (1)Q＝ eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Q表示热量，单位为J,m表示质量，单位为kg,q表示热值，单位为J/kg)) (2)当燃料为气体时： Q＝ eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Q表示热量，单位为J,q表示热值，单位为J/m3,V表示体积，单位为m3)) 3．热机的效率 (1)定义：热机工作时，用来做 的那部分能量与燃料 放出的能量之比，用η表示． (2)公式：η＝eq \f(W有用,Q放)＝eq \f(W有用,qm)(固、液燃料)；η＝eq \f(W有用,Q放)＝eq \f(W有用,qV)(气体燃料)． 4．提高热机效率的途径 (1)使燃料充分燃烧． (2)减少热量损失． (3)利用废气的能量． 知识点6　能量的转化和守恒(10年9考，除2015年外) 1．能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互 的． 2．能量守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 ． 3．能量的转化和转移具有一定的 ． 4．说明：不需要动力就可以源源不断对外做功的机器就是永动机，永动机是不可能制成的． 下列关于内能及能量转化的说法中，对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”． 1．80 ℃的水一定比30 ℃的水具有的内能多(　　) 2．物质的比热容越大所含的热量就越多(　　) 3．热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体上(　　) 4．热传递的实质是能量从高温物体转移到低温物体(　　) 5．物体的温度升高，内能一定增加(　　) 6．物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量(　　) 7．钻木取火的过程中机械能转化为内能(　　) 8．在内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能(　　) 9．0 ℃的冰熔化为0 ℃的水，由于温度不变，所以它的内能不变(　　) 10．燃料的热值越大，放出的热量一定越多(　　)　 考 点1　分子动理论(重点) 例1　(2024·成都)　成都别称芙蓉城、蓉城，这座以花为名的城市自古与花结缘．大诗人陆游魂牵梦萦的诗中美景“二十里中香不断，青羊宫到浣花溪”依旧是成都一道靓丽的风景线．诗人闻到花香属于 现象．诗句“花气袭人知骤暖”所蕴藏的物理知识是：分子做无规则运动的剧烈程度与 有关． 例2　(2024·连云港)　下列现象中能说明分子在不停地做无规则运动的是(　　) A．花香满园 　　　 B．尘土飞扬 C．雪花飘飘 　　　 D．落叶纷纷 考 点2　改变物体内能的方式 例3 (2024·福建)　“煮”的篆体写法如图，表示用火烧煮食物．下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是(　　) A．热水暖手 　　　 B．钻木取火 C．搓手取暖 　　　 D．擦燃火柴 考 点3　温度、内能、热量的关系 例4　(2024·商丘模拟)　下列关于温度、内能和热量的说法中，正确的是(　　) A．0 ℃的物体，内能为零 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．物体温度升高，内能一定增大 D．温度低的物体含有的热量一定少 考 点4　对比热容的理解及应用 例5　(2024·武汉)　下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是(　　) A．汽车发动机用水作为冷却剂 B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷 C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住 D．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 考 点5　热机及其能量转化 例6　(2023·绥化)　如图所示是四冲程汽油机的工作示意图．从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是(　　) A B C D 考 点6　有关热效率的计算 例7　(2024·易中考改编)　在标准大气压下，小明用天然气灶将质量为20 kg的水从80 ℃加热到沸腾．他家天然气灶的热效率是70%.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值是3.2×107 J/m3. (1)水吸收的热量是多少？ (2)这次烧水消耗天然气的体积为多少立方米？ 解：(1)标准大气压下水的沸点为100 ℃，故20 kg水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(100 ℃－80 ℃)＝1.68×106 J (2)由η＝eq \f(Q吸,Q放)得，天然气完全燃烧放出的热量： Q放＝eq \f(Q吸,η)＝eq \f(1.68×106 J,70%)＝2.4×106 J 由Q放＝Vq得，消耗天然气的体积： V＝eq \f(Q放,q)＝eq \f(2.4×106 J,3.2×107 J/m3)＝0.075 m3　 例8　 (2024·宿迁改编)　氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措．如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02 kg氢气，2 h能匀速骑行50 km.氢能自行车与骑行者的总质量为84 kg，骑行时受到的阻力为氢能自行车与骑行者总重的0.05，氢气的热值为1.4×108 J/kg，g取10 N/kg. (1)0.02 kg氢气完全燃烧产生的热量是多少？ (2)该氢能自行车骑行时氢气的利用效率是多大？ 解：(1)0.02 kg氢气完全燃烧放出的热量： Q放＝qm＝1.4×108 J/kg×0.02 kg＝2.8×106 J (2)氢能自行车骑行时受到的阻力： f＝0.05G＝0.05mg＝0.05×84 kg×10 N/kg＝42 N 由二力平衡的条件可知，骑行时氢能自行车的牵引力：F＝f＝42 N 氢能自行车牵引力所做的有用功： W＝Fs＝42 N×50×103 m＝2.1×106 J 氢气的利用效率：η＝eq \f(W,Q放)×100%＝eq \f(2.1×106 J,2.8×106 J)×100%＝75%　 考 点7　能量的转化、转移和守恒 例9　(2024·湖南)　有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是(　　) A．电烤炉取暖，是电能转移到人体 B．钻木取火，是内能转化为机械能 C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能 D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能 实 验　　探究不同物质的吸热能力 1．设计实验 实验装置如图所示． 2．实验关键操作 (1)本实验中器材的安装顺序是 ． (2)实验过程中选用相同热源的原因是保证 ． (3)实验时所用水与食用油的 要相等，运用了控制变量法． (4)实验中，水和食用油吸热的多少是通过 来反映的，这里运用了物理实验方法中的 ． (5)①加热相同时间，可通过比较 来判断物质的吸热能力， 的物质吸热能力弱． ②升高相同温度，可通过比较 来判断物质的吸热能力，加热时间长的物质吸热能力 ． 3．实验结论：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收热量多的，吸热能力强；质量相等的不同物质，吸收相同的热量，温度变化小的，吸热能力强．实验说明不同种类的物质吸热能力一般不同． 例　　　探究物质的吸热能力，通常有两种方案． 方案一：取相同质量的两种物质，使其吸收相等的热量，比较温度的变化量． 方案二：取相同质量的两种物质，使其升高相同的温度，比较吸收的热量． 通基础 (1)为了便于开展实验探究，热源相同时，我们将方案中“吸收的热量”转换为“加热的时间”，通过 可知吸收热量的多少．实验中除了转换法，还用到了 法． (2)实验用到的测量仪器，除了天平和温度计外，还有 ． (3)如果采用酒精灯加热，在组装实验装置时，必须按照 的顺序进行． 通提升 (4)下表是小明探究甲、乙两种物质的吸热能力时记录的实验数据． 液体名称 液体质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min 液体吸热的 “多”或“少” 甲 10 30 40 6 多 乙 10 30 40 3 少 ①分析表中信息，小明采用的是 (选填“方案一”或“方案二”)，可得出结论： ． ②分析表中数据可知， 液体的吸热能力强，即比热容大． ③如果甲、乙两种液体都可作为发动机的冷却液，从物质吸热能力的角度考虑，应选 液体作为发动机的冷却液． 通创新 ④实验中若用酒精灯加热则误差较大，改进方法可以是 ． ⑤停止加热， (选填“甲”或“乙”)的温度下降得快；在此过程中两种液体的内能 (选填“变大”“变小”或“不变”)． 命题点1　分子动理论 1．(2024·河南)　蜜蜂能根据气味找到蜜源，这是由于分子在不停地 ． 2．(2021·河南)　书法是中华民族文化的瑰宝．手执毛笔书写时能闻到淡淡的“墨香”，是由于墨汁分子在做 ． 3．(2020·河南，节选)　河南素有“中原粮仓”之称．随着农业机械化水平的提高，收割机已成为我省收割小麦的主要工具．收割过程中，空气中弥漫着成熟的麦香味，这是由于分子在不停地做 ． 4．(2018·河南)　物理学拓展了人类对微观世界和宏观宇宙的认识．研究发现，常见的物质是由大量的 构成的． 命题点2　改变物体内能的方式 5．(2024·河南)　电暖器工作时房间内温度升高，这是通过 的方式增大空气内能的． 6．(2022·河南)　将一根铁丝快速反复弯折，弯折处发热，可认识到 可以改变物体的内能．用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很难被压缩，说明分子间存在 ． 7．(2021·河南)　电养生壶在“加热”挡工作时，养生茶的内能增加是通过 的方式实现的． 8．(2019·河南)　2019年5月17日，我国用火箭将第45颗北斗导航卫星成功发射．火箭在穿越大气层时剧烈升温，这是通过 的方式增大了它的内能． 9．(2018·河南)　如图所示，电热水壶使用的都是三脚插头，中间较长的插脚连接的是电热水壶的金属外壳，插入三孔插座后可将其与 连接，防止漏电时对人造成伤害．壶底的加热盘烧水是通过 的方式改变了水的内能． 命题点3　比热容及热量计算 10．(2022·河南)　九一班开展“节约一度电”主题活动．请你和他们一起，完成以下活动内容．若自来水的温度为15 ℃，某电热水器的电加热效率为84%，则一度电可使该电热水器将多少千克的自来水加热至45 ℃？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：由Q＝cmΔt知道，该电热水器消耗一度电可加热的自来水质量：m＝eq \f(ηW,c水Δt)＝eq \f(84%×3.6×106 J,4.2×103 J/kg·℃×45 ℃－15 ℃)＝24 kg　 11．(2021·河南)　养生壶在“加热”挡工作时，电功率为1 100 W；现将壶内1 kg的水从20 ℃加热至75 ℃，加热过程中若不计热量损失，则所需加热时间为 s．[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 12．(2020·河南)　在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220 V　3 000 W”字样的电热水器．已知该电热水器的加热效率为90%，求它正常工作时把30 L水从20 ℃加热到47 ℃需要的时间．[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×30×10－3 m3＝30 kg Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(47 ℃－20 ℃)＝3.402×106 J W＝eq \f(Q吸,η)＝eq \f(3.402×106 J,90%)＝3.78×106 J t＝eq \f(W,P)＝eq \f(3.78×106 J,3 000 W)＝1 260 s　 命题点4　热机 13．(2020·河南，节选)　河南素有“中原粮仓”之称．随着农业机械化水平的提高，收割机已成为我省收割小麦的主要工具．收割机的四冲程柴油发动机工作时，将内能转化为机械能的是 冲程. $$