2025年河南中考物理一轮复习备考课件：第五讲内能及其利用

第五讲　内能及其利用 知识·要点梳理 01 物质 构成 常见的物质是由　 　、　 　构成的(分子非常小,通常以10－10 m为单位来度量)  分子 热运动 扩 散 定义 不同的物质在互相接触时彼此进入对方中的现象 说明 (1)分子在不停地做　 　运动;  (2)分子间有________　 　 分子的无规则运动跟　 　有关,物体温度越高,分子运动越 ________　 　 分子 间的 作用力 (1)分子之间存在　 　和　 　;  (2)引力和斥力是同时存在的; (3)气体分子间距离较大,分子间作用力很小 分子 动理论 常见的物质是由大量的　 　、　 　构成的;构成物质的分子在不停地做　 　;分子间存在　 　和________　 　 　间隙　  　无规则　 　斥力　  　引力　 　热运动　 　原子　 　分子　 　斥力　 　引力　 　剧烈　  　温度　 　原子　 　分子　 分子动理论 知识点1 知识点1　 1.(人教九全P3图13.1-2)在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个空瓶子(二氧化氮的密度大于空气的密度),两瓶口之间用一块玻璃板隔开,抽掉玻璃板后,过一段时间发现两瓶内气体颜色　 　,这说明 　 　。  　分子在不停地做无规则运动　 　基本相同　 2.(沪科八全P219图11-14)如图所示,当把50 mL水和带有颜色的50 mL酒精混合后,发现混合后的液体总体积小于100 mL,由此现象说明 　 　。  　分子间有间隔　 内能 定义 构成物体的所有分子,其热运动的　 　与　 　的总和,单位为_________　 　 影响 因素 种类、温度、质量等。一切物体都具有内能;同一物体温度降低时,内能　 　;温度升高时,内能________　 　 改变 方式 方式 热传递(能量的　 　)  做功(能量的　 　)  说明 发生条件:存在　 　;传递方向:自动的由高温向低温  物体对外界做功,物体内能 ;外界对物体做功,物体内能 ________　 　 联系 热传递和做功在改变物体内能上是　 　的  　增大　  减小 　转化　 　温度差　 　转移　 　增大　  　减小　 　焦耳(J)　  　分子势能　 　动能　 　等效　 知识点2　 知识点2 内能 1.内能及其改变方式 定义 在热传递过程中,传递能量的多少叫作热量 单位 　 　,符号是J  与内能 的关系 热传递过程中,物体吸收热量时,内能　 　﹔放出热量时,内能 ________　 　 注意 热量只能说“吸收”或“放出”,不能说“含有” 　减少　  　增加　 　焦耳　 知识点2 2.热量 3.(人教九全P9图13.2-5乙)如图所示,烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,可看到瓶塞跳起。在这个过程中,给瓶内打气时,外界对瓶内气体　 　,瓶内气体的内能　 　。  　增加　 　做功　 4.(人教九全P17图14.1-1)如图所示,用酒精灯对试管加热,水温升高,这是通过　 　的方式改变水的内能。  　热传递　 5.(沪科九全P38T3改编)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( ) A.温度高的物体热量多 B.物体吸收热量,温度一定升高 C.0 ℃的水和0 ℃的冰冷热程度不同 D.物体从外界吸收了热量,温度可能升高 D 定义 把　 　能转化为　 　能的机械  原理 种类 内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等 　机械　 　内　 1.热机 热机 知识点3 知识点3　 工作 冲程 　 　 冲程 　 　 冲程 　 　 冲程 　 冲程 示意图 进气门 ________　 　 关闭 关闭 关闭 排气门 关闭 关闭 关闭 ________　 　 活塞运 动方向 向下 ________　 　 ________　 　 向上 能量 转化   　 　转  化为________　 　 　 　转化  为________　 　   　打开　  　排气　  　机械能　  　内能　 　向下　  　做功　  　内能　  　机械能　 　向上　  　压缩　  　打开　  　吸气　  2.汽油机的工作原理 知识点3 说明 1.汽油机的一个工作循环中,活塞往复运动2次,曲轴转动2圈,对外做功1次; 2.只有做功冲程对外做功,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的﹔ 3.柴油机汽缸顶端是喷油嘴,吸气冲程吸入汽缸的是空气,点火方式是压燃式,其余和汽油机大体相同 知识点3 6.(沪科九全P35图13-4)如图所示,人们发现铁丝反复弯折处会发热,这是通过　 　(选填“做功”或“热传递”)的方式改变铁丝的内能。  　做功　 7.(人教九全P19图14.1-4改编)如图所示的是汽油机工作时的四冲程示意图(已打乱顺序),其中表示做功冲程的是图　 　,表示压缩冲程的是图 　 　,不是依靠飞轮惯性完成的是　 　。  　丁　 　丙　 　丁　 8.(人教九全P19图14.1-4)汽油机是由四个冲程不断循环而工作的,图中表示的是　 　转化为　 　的冲程。  　机械能　 　内能　 定义 一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的　 　与它的 　 　和升高的　 　乘积之比,叫作这种物质的比热容,用符号c表示  物理意义 描述物质吸热本领大小的物理量 注意 比热容是物质的一种性质,其大小是由物质的种类决定的,还与物质的状态有关 水的比热容 大的应用 冷却水、取暖媒介、调节气温等 热量 公式 Q＝cmΔt 注意:①各物理量的单位要统一;②一个标准大气压下水的末温不能超过100 ℃ 　温度　 　质量　 　热量　 知识点4　 知识点4 比热容 9.(沪科九全P53T2)在煤炭市场中,少数不法商贩将矸石粉碎后掺在优质煤中销售。客户为了不上当,最恰当的方法是检测下列物理量中的( ) A.热值　　　　　B.比热容 C.温度 D.质量 A 10.(人教九全P15T5改编)有一根烧红的铁钉,温度是800 ℃,温度降低到 20 ℃时放出的热量为538.2 J,则这根铁钉的质量为　 　 g。[铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)]  　1.5　 定义 某种燃料完全燃烧放出的热量Q与其质量m的　 　,叫作这种燃料的热值,用符号　 　表示  性质 热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的　 　有关,与燃料的形状、质量、体积、是否完全燃烧等没有关系  计算 　 　或_____________　 　 　Q＝Vq　  　Q＝mq　 　种类　 　q　 　比值　 1.热值 知识点5　热机的效率 知识点5 定义 热机用来做　 　的那部分能量和燃料　 　放出的热量之比  公式 η＝(η＜1) 提高效率 的途径 让燃料尽可能充分燃烧;利用废气的能量;机件间保持良好的润滑、减小摩擦 　完全燃烧　 　有用功　 2.热机效率 知识点5 11.(人教九全P24图14.2-2改编)如图所示,是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是　 　。已知汽油的热值是4.6 ×107 J/kg,完全燃烧2 kg的汽油,按该内燃机的工作效率计算,该汽车获得的机械能是 　 　 J。热机给人类文明带来了进步,也给生态环境造成了污染,举出一种热机污染:　 　。  　噪声污染　 　3.22×107　 　35%　 能量转化 在一定条件下,各种形式的能量是可以相互　 　的  能量守 恒定律 能量既不会凭空　 　,也不会凭空产生,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____________　 　 注意 能量的转移和转化具有一定的方向性,所以要节约能源 　保持不变　  　转移　 　转化　 　消灭　 　转化　 知识点6 知识点6　能量的转化和守恒 12.(人教九全P30T4改编)释放化学能的过程不断地发生在你的体内,食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞里与氧结合提供细胞组织所需的能量。这种过程没有火焰,但化学能同样可以转化为内能,因此,人的体温保持在37 ℃左右。人能进行机械运动,说明食物提供的化学能还可以转化为人的　 　能;另外人体内会产生微弱的生物电流,所以食物提供的化学能还可以转化为　 　能。  　电　 　机械　 实验·专项通关 02 探究比热容实验 实验　 [基础考法] 【实验装置】   【主要实验器材及作用】 1.　 　:测物质的温度;  2.　 　:测量加热时间;  3.规格相同的加热器:相同时间内放出的热量　 　。  　相等　 　秒表　 　温度计　 【实验方法】 1.控制变量法:实验中需要控制水和食用油的　 　(选填“质量”或“体积”)相等。  2.转换法:实验中把食用油或者水吸收热量的多少转换为______________ 　(“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)。  加热时间的长短　 　质量　 【设计与进行实验】 组装实验装置时,应按　 　(填“自上而下”或“自下而上”)的顺序安装;在烧杯中倒入　 　相同的水和食用油,用电加热器加热使它们升高相同的温度。比较它们吸收热量的多少,看看这两种物质的吸热情况是否存在差异,实验记录如下。  　质量和初温　 　自下而上　 加热时间/min 0 1 2 3 4 水的温度/℃ 20 24 28 32 36 食用油的温度/℃ 20 28 36 44 52 【实验结论】 质量相等的水和食用油,吸收相同的热量,水的温度上升少,　 　的吸热本领大;进一步分析可得:升高的温度相同时,水加热时间长,吸收的热量多,水的吸热本领比食用油　 　。  　大　 　水　 [能力提升] 【交流与反思】 1.两种实验方案,①让质量相等的水和食用油升高相同的温度,比较 　 　;②让质量相等的水和食用油吸收相同的热量,比较 　 　;上述实验中使用的是第　 　种方案。  2.实验中使用相同电加热器的目的是 ;水和食用油吸收的热量的多少是通过　 　(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。  　加热时间　 控制相同时间内液体吸收热量相等 　②　 　升高温度的多少　 　吸收热量的多少　 3.如图丙是另一组同学根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像,分析图像可知:质量相等的水和食用油,在吸收相同热量时,　 　升温较高;质量相等的水和食用油,在升高相同温度时,　 　吸收的热量较多;由此可知　 　(选填“水”或“食用油”)的吸热能力较强。若实验中水的质量是200 g,加热4 min,水吸收的热量为　 　 J[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。  　8.4×103　 　水　 　水　 　食用油　 4.汽车发动机用水作冷却剂,这是利用了水　 　的性质。  5.同时停止加热,在相同质量的水和食用油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)食用油放出的热量与降低的温度之比。  　大于　 　比热容大　 [核心素养] 【热源优化】 相同的酒精灯因各种因素很难控制加热效果相同,但电加热器是浸没在液体中,且加热功率相同,因此为控制水和食用油吸收的热量相同, 　 　优于酒精灯。  【实验改进】 实验后,同学们对原实验装置进行了改进,将分别装有A、B液体 的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丁所示。这样做的好处 是使液体受热均匀,且　 　。  　相同时间内A、B吸收热量完全相同　 　电加热器　 【例】　为了比较水和煤油两种液体的吸热性能,晶晶做了如图甲所示的实验,并在实验过程中记录了温度—时间的变化图像,如图乙所示。 (1)在组装实验装置时,应先固定　 　(选填“铁圈”或“铁杆”)的位置。  (2)实验中,在两个相同的试管中分别装上　 　(选填“质量”或“体积”)、初温都相同的水和煤油,并放入大烧杯水中进行加热。两个试管同时加热的目的是　 　。  (3)由图乙可知,当加热相同的时间,试管中的 　 　升温更高;若水的比热容为c水＝4.2× 103 J/(kg·℃),则煤油的比热容为c煤油＝ 　 　。(不计热损)  　2.1×103 J/(kg·℃)　 　煤油　 　控制相同时间内吸热相同　 　质量　 　铁圈　 思维·考点突破 03 【典例1】　(2024·商丘模拟)下列关于温度、内能和热量的说法,正确的是( ) A.0 ℃的物体,其内能为零 B.物体吸收热量,温度一定升高 C.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体 D.温度低的物体含有的热量一定少 考点1 C 考点1　 温度、内能和热量的区分 本题考法　分析温度、内能与热量的关系时,要注意晶体熔化和凝固、液体沸腾的例子。 解题思路　一切物体都具有　 　,物体的温度为0 ℃,其　 　不为零;物体吸收了热量,物体的温度　 　,如晶体熔化时,________　 　热量,温度　 　。热传递的条件是存在　 　,内能小的物体温度可能高,内能大的  物体温度可能低,内能小的物体也可能将热量　 　给内能大的物体;热量是一个过程量,只能说　 　热量或　 　热量,不能说 　 　。  　含有的热量　 　放出　 　吸收　 　传递　 　温度差　 　不变　 　吸收　 　不一定升高　 　内能　 　内能　 (2024·殷都区模拟)下列关于温度、内能和热量的说法正确的是( ) A.物体内能减少,一定是对外做功 B.物体吸收了热量,温度可能不变 C.物体温度升高,一定是吸收了热量 D.温度为0 ℃的物体没有内能 B 【典例2】(2024·商丘模拟)如图所示,将活塞迅速下压,玻璃筒底的棉花被点燃。此过程是通过　 　的方式增加了筒内空气的内能,能量转化方式与汽油机的　 　冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2 kg汽油,对外做的功为2.3×107 J,则汽油机的效率是　 　。(汽油热值为4.6×107 J/kg)  　25%　 　压缩　 热机的工作原理及效率计算 　做功　 考点2 考点2　 ＝0.25＝25%　 本题考法　本题主要考查了物体内能的改变、内燃机的冲程的能量转化、燃料完全燃烧放热公式以及效率公式的应用。 解题思路　在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来。说明将活塞迅速下压,活塞对桶内空气 　 　,使筒内空气的内能　 　,温度　 　;压缩过程中,活塞的 　 　能转化为空气的　 　,该过程中,与内燃机的　 　相同;汽油完全燃烧放出的热量Q放＝________________________________　 　;汽油机的效率η＝ 。  9.2×107 J　 　mq＝2 kg×4.6×107 J/kg＝ 　压缩冲程　 　内能　 　机械　 　升高　 　增加　 　做功　 (2024·内黄县模拟)如图所示,这是环保部门用来净化空气的雾炮车,喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面。试问: (1)喷向空中的水雾,有许多在掉落地面之前已经在空中散 失了,其中发生的物态变化是　 　(填物态变化名称);给 雾炮车提供动力的是四冲程柴油机的　 　冲程;雾炮车喷雾作业一段时间后,油箱中剩余柴油的热值　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  (2)雾炮车柴油发动机的冷却水箱中装有4 kg的水,当水温从10 ℃升高到60 ℃时,水吸收的热量是多少?[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (3)已知该雾炮车柴油发动机的热机效率为30%,喷雾作业时的牵引力恒为3×103 N,则完全燃烧2 kg的柴油可以喷雾作业的路程是多少?(q柴油＝4.5×107 J/kg) 　不变　 　做功　 　汽化　 解:(2)水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(60 ℃－10 ℃)＝8.4×105 J。 (3)完全燃烧2 kg汽油放出的热量Q＝qm＝4.5×107 J/kg×2 kg＝9×107 J, 雾炮车作业时牵引力做的功W＝Q放η＝9×107 J×30%＝2.7×107 J, 完全燃烧2 kg的柴油可以喷雾作业的路程s＝＝9 000 m。 04 真题·明晰命题 1.(2023·河南)如图所示,湖中的荷花清香四溢,这属于　 　现象;立于荷尖上的蜻蜓与水中的倒影相映成趣,若蜻蜓距水面0.8 m,则它与其倒影之间相距　 　 m;广阔的湖水可以调节周边的气温,这是由于水具有较大的　 　。  　比热容　 　1.6　 命题点1　分子动理论 　扩散　 2.(2022·河南)亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。挤出两个正对的吸盘内的空气,很难拉开它们,可体验到　 　的存在。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　 　。  　斥力　 　做功　 　大气压　 命题点2　改变物体内能的方式 3.(2024·光山县一模)下列实例,属于做功改变内能的是( ) A.发高烧时,用冷毛巾敷额头 B.刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低 C.用太阳能灶把水烧热 D.寒冷的冬天,双手互搓,手的温度升高 D 4.(2024·殷都区模拟)如图所示,把一薄壁金属管固定在桌上,里面放一些乙醚,用塞子塞紧,拿一根绳子在管外绕一圈并迅速来回拉绳子,一会儿,看到瓶塞被冲开。瓶口出现白雾是因为绳子与金属管摩擦,通过　 　的方式让金属管的内能增加,温度升高,又通过　 　(均选填“做功”或“热传递”)的方式使乙醚内能增加,温度升高,直到乙醚沸腾,产生大量的蒸汽把瓶塞冲开。  　热传递　 　做功　 命题点3　温度、热量和内能 5.(2024·确山县模拟)(双选)下列关于内能、热量和温度的说法正确的是( ) A.0 ℃的物体也具有内能 B.一个物体对外做功,它的内能一定减少 C.一个物体温度升高,它的内能一定增加 D.物体吸收热量,温度一定升高 AC 命题点4　热量的相关计算 6.(2024·华龙区一模)《三国演义》中有“青梅煮酒”的典故,煮酒可利用水浴法加热,此过程是通过　 　的方式使酒的内能增加的。质量为0.5 kg的酒从30 ℃升高到50 ℃吸收的热量是　 　 J。[酒的比热容为3×103 J/(kg·℃)]。  　3×104　 　热传递　 7.(2024·扶沟县一模)汽油机是用汽油作为燃料的一种电火花点火式的内燃式发动机。它的一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成。如图所示,表示的是　 　冲程,它将内能转化为　 　能。已知汽油的热值为4.6×107 J/kg,则完全燃烧200 g汽油放出的热量为　 　 J。  　9.2×106　 　机械　 　做功　 命题点5　热机效率 8.(2024·金水区模拟)初冬时节,小明与家人在邕江边围炉煮茶。如图是烧水用的卡式炉,卡式炉的气罐内装有可燃性气体丁烷,在1个标准大气压下,将质量为0.5 kg、温度为20 ℃的水烧开,共消耗了质量为7 g的丁烷。已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃),丁烷的热值q＝6×107 J/kg。求: (1)水吸收的热量。 (2)丁烷完全燃烧放出的热量。 (3)卡式炉的热效率。 解:(1)标准大气压下水的沸点是100 ℃,水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×105 J。 (2)丁烷完全燃烧放出的热量Q放＝qm'＝6×107 J/kg×0.007 kg＝4.2×105 J。 (3)卡式炉的热效率η＝＝0.4＝40%。 $$