内容正文:
专题05 内能 内能的利用
本节要点
知识点1
分子热运动
知识点2
内能
知识点3
比热容
知识点4
热机
知识点5
热机的效率
知识点6
能量的转化和守恒
知识精讲
知识点1 分子热运动
分子动理论
物质是由大量分子、原子组成的;分子在永不停息地做无规则运动;分子间有相互作用的引力和斥力
分子热运动
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫分子的热运动。温度越高,分子热运动越剧烈
扩散现象
定义
不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散
生活举例
“花气袭人知骤暖”;“墙角放煤,日久变黑”;“酒香不怕巷子深”;“桂花飘香”
说明
分子在不停地做无规则运动、分子间有间隙
影响因素
扩散现象与温度有关,且温度越高,扩散得越快
知识点2 内能
1.内能
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,叫做物体的内能
影响因素
物体的内能与其温度、质量、体积、状态有关;由于分子在永不停息地做无规 则 运动,所以物体的内能永不为零
改变方式
热传递
做功
实质
内能的转移
机械能和内能的相互转化
说明
①条件:物体间存在温度差;②规律:高温 物体放出热量,内能减少,温度降低;低温 物体吸收热量,内能增加,温度升高
做功改变内能的两种情况:对物体做 功,物体内能增加;物体对外做功,物 体内能减少
示例
煮饭、热水袋取暖等
钻木取火、搓手取暖等
联系
做功和热传递两种方式在改变物体内能上是等效的,没有看到改变物体内能 的具体过程,就无法判断物体内能改变的方式
2.热量不一定由吸热引起,如: 钻木取火、摩擦生热
概念
在热传递过程中,传递能量的多少叫热量,用Q表示
单位
焦耳(符号:J)
说明
热量是一个过程量,伴随着热传递的产生而出现,随其终止而消失;物体本身 并没有热量,不能说某个物体“具有”或“含有”热量,只能说物体“吸收”或 “放出”热量
3.温度、内能与热量的关系
温度
热量
内能
表达方式
“升高”或“降低”
“放出”或“吸收”
“具有”“改变”“增大”或“减少”
关系
①内能变化与温度变化的关系:一个物体的内能改变了,它的温度不一定发 生变化,如晶体熔化的过程,物体吸热、内能增加,但温度不变;
②温度变化与吸、放热的关系:物体吸收热量,温度不一定升高(比如晶体熔 化),物体放出热量,温度不一定降低(比如晶体凝固);物体的温度升高或降低,不一定是由吸、放热引起的,也可能是由做功引起的;
③内能变化与吸、放热的关系:物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内 能减少;物体内能增加或减少,不一定是由吸、放热引起的,也可能是由做功引起的
知识点3 比热容
1. 探究:比较不同物质吸热的情况
探究课题
比较不同物质吸热的情况
实验装置
探究方法
实验过程中应当控制水和食用油的质量相同,升高相同温度,这种研究问题的方法称为控制变量法
得出结论
①质量相等的水和食用油,升高相同的温度,水吸收的热量多,说明水的吸热能力强;②物体吸收热量的多少与物质种类、质量多少、升温多少有关
2. 比热容
物理意义
比热容是描述物质吸热本领的物理量
定义
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比叫物质的比热容。用字母c表示
单位
单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
水的比热容
①水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃) ,它的物理意义:1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×10³J;
②水的比热容大的利用:一是取暖;二是散热;三是调节气候
吸、放热公式
吸热公式: Q吸= cm(t-t₀);放热公式:Q放 = cm(t₀-t),若不考虑损失,则Q吸=Q放
知识点4 热机
定义
利用内能做功的机械叫做热机
分类
汽油机和柴油机
工作原理
燃料的化学能机械能
结构特点
汽油机顶部有火花塞,而柴油机顶部有喷油嘴,另外二者在工作过程中也略有不同
工作过程
每个工作循环分为四个冲程:吸气冲 程 、压缩冲 程 、做功冲程和排气冲程
一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功,其他三个冲程靠安装 在曲轴上的飞轮的惯性来完成
能量转化
在压缩冲程中,机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能
常考数量
一个工作循环中,需要完成4个冲程,活塞往复运动2次,曲轴转动2圈,对 外做功1次
知识点5 热机的效率
1. 热值:一定质量的某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的比值,叫做这种燃料的 热值,其单位是 J/ kg ,燃料完全燃烧放热公式: mq 。热值是燃料的特征之一。
2. 热机效率:用来做 有用功 的那部分能量与燃料 完全燃烧 放出的能量之比叫做热机的效率,提高热机效率的途径:使燃料 充分燃烧 ;减少各种 热损失 ;减少 机械磨损消耗的能量 。
3.热机造成的污染主要表现在 大气 污染和 噪声 污染。
知识点6 能量的转化和守恒
转化与转移的区别
概念
举例
转化
能量由一种形式转化为另一种形式
电灯发光:电能转化为光能和内能
转移
能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体
碰撞时,动能从一个物体转移到另一个物体上
能量守恒定律
内容
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变
说明
①能量的转化和转移都是有_方向性的_;
②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
随堂练习
一、单选题
1.(2025·江苏无锡·模拟预测)如图所示为一款爆闪警示灯,太阳能电池板给蓄电池充电,蓄电池再给LED红蓝灯供电。下列说法正确的是( )
A.当太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
B.太阳能来自于太阳内部发生的核聚变
C.太阳能属于不可再生能源
D.太阳能电池板的主要材料硅属于导体
2.(2025·江苏镇江·二模)镇江经开区的一家太阳能光伏企业,生产的太阳能电池板能将太阳能转化为电能。关于太阳能,下列说法错误的是( )
A.太阳能是可再生能源 B.太阳能电池板工作过程利用光电转换原理
C.太阳能清洁无污染 D.目前人类利用太阳能的主要方式是将其转化为内能
3.(2025·江苏连云港·二模)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。利用的水能是( )
A.可再生能源 B.非清洁能源
C.不可再生能源 D.可以100%转化的
4.(2025·江苏南通·模拟预测)下列四个现象中,属于内能转化为机械能的是( )
A.压缩点燃棉花 B.蒸汽顶起壶盖
C.冬天搓手取暖 D.压缩冲程
5.(2025·江苏盐城·二模)社团课上同学们正在认真练习轮滑,此时轮滑鞋与地面摩擦温度升高。下列汽油机的四个冲程中能量转化与其相同的是( )
A.做功冲程 B.压缩冲程 C.吸气冲程 D.排气冲程
6.(2025·江苏扬州·二模)扬州“运河十二景”之一的瓜洲古渡公园内铸有一镇水铁牛,造型生动,体格威武,与两侧江水相映生辉,下列说法正确的是( )
A.春光明媚,铁牛表面因做功温度升高
B.炎炎夏日,铁牛升温比江水快
C.秋风萧瑟,铁牛含有的热量变小
D.凛冽寒冬,铁牛内能可能等于零
7.(2025·江苏无锡·二模)关于粒子和宇宙,下列说法中正确的是( )
A.海绵容易被压缩,说明分子间有间隙
B.摩擦起电使物体产生电子
C.汤姆生发现了电子,说明原子是可分的
D.梧桐飘絮,说明分子在做永不停息地无规则运动
8.(2025·江苏常州·二模)中医药是中华民族的瑰宝,熬制中药时闻到浓浓的药味,这一现象说明( )
A.分子间有空隙 B.分子在做无规则运动中
C.分子间存在相互作用的排斥力 D.分子间存在相互作用的吸引力
9.(2025·江苏盐城·三模)清蒸鲈鱼是盐城的一道美食。刚出笼的鲈鱼淡淡的鱼香和葱姜的香气扑面而来,这是因为( )
A.分子间有斥力 B.分子间有空隙
C.分子是运动的 D.分子间有引力
10.(2025·江苏南京·一模)关于粒子和宇宙,下列说法错误的是( )
A.甲图中水和酒精混合后总体积变小,说明分子间有空隙
B.乙图中磨平的铅棒压紧后能吊住钩码,说明分子间存在引力
C.丙图中原子核式结构模型,说明原子由原子核和电子组成
D.丁图中行星绕太阳运行,说明太阳是宇宙的中心
11.(2025·江苏南京·二模)古代原始人在生活中学会了钻木取火.以下四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
12.(2025·江苏泰州·三模)关于粒子和宇宙,下列说法中正确的是( )
A.太阳是宇宙的中心
B.摩擦起电使物体产生电子
C.在天文学中,用“光年”作为时间单位
D.每年4月,实验校园处处花香扑鼻,说明分子永不停息地做无规则运动
13.(2025·江苏徐州·二模)周末小明帮助妈妈做家务时观察了厨房的一些现象,下列说法正确的是( )
A.水在加热的过程中比热容变小
B.刚出锅的馒头很烫,是因为馒头含有的热量很高
C.煲汤时,在汤沸腾时如果调大火焰能使汤的温度升高
D.在客厅能闻到厨房菜肴的香味是因为分子在做无规则运动
14.(2025·江苏苏州·二模)关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.电子带负电,质子不带电 B.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力
C.宇宙是一个有层次的天体结构系统,太阳是宇宙中心 D.两个轻质泡沫小球相互吸引,则两小球一定带异种电荷
15.(2025·江苏镇江·二模)下列说法正确的是( )
A.核电站消耗的核燃料是不可再生的 B.一切物体都具有热量
C.手机芯片是由超导材料制成的 D.红外线可以使荧光物质发光
16.(2025·江苏徐州·一模)关于粒子和宇宙,下列说法错误的是( )
A.电子的发现证明了原子是可分的 B.分子间仅存在吸引力,不存在排斥力
C.宇宙中天体的位置不是恒定不变的 D.物体温度降低,分子的无规则运动速度减慢
17.(2025·江苏徐州·模拟预测)内能和能量的关系就像重力和( )
A.压力 B.力 C.摩擦力 D.弹力
18.(2025·江苏泰州·三模)科技强国,成就中国梦。以下是我国近年来自主研发的科技创新成果,其中涉及的物理知识说法不正确的是( )
A.华为麒麟9000S芯片的主要材料是半导体
B.“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航
C.嫦娥六号从月球背面带回了1935.3克的背面样品中含有大量的水
D.发射“天舟一号”的火箭主要用液态氢作为燃料,选择该燃料的原因是它的热值大
19.(2025·江苏无锡·二模)如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低
C.蒸汽推动小船前进,实现了机械能向内能的转化
D.蒸汽推动小船前进,能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同
20.(2025·江苏·二模)如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置,两实验都需要( )
A.使用天平和秒表 B.控制被加热液体质量相等
C.控制所用燃料质量相等 D.用加热时间反映吸热多少
21.(2025·江苏苏州·二模)涡扇喷气式发动机是现代飞机“心脏”,其耐高温,发动机如图。压气机压缩空气,燃烧室喷油与高压空气混合燃烧产生高温高压燃气,推动涡轮机转动并从喷口喷出。说法不正确的是( )
A.发动机内部耐高温的材料具有熔点高的特点
B.吸入发动机的空气被压缩机压缩后内能增大
C.发动机内,燃料和压缩空气混合后燃料的热值不变
D.高温高压的燃气经过涡轮机后燃气的内能增加,温度升高
22.(2025·江苏无锡·模拟预测)下列有关内燃机的说法正确的是( )
A.内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的
B.压缩冲程是由大部分内能转化为机械能
C.柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物
D.汽油机做功冲程的点火方式是压燃式
23.(2025·江苏镇江·二模)以下说法正确的是( )
A.不在做功的物体也能具有机械能 B.燃料燃烧越充分,其热值就越大
C.物体吸收的热量越多,其比热容越大 D.温度为0℃的冰块内能为0焦耳
24.(2025·江苏镇江·二模)汽油机的四个冲程中,能量转化与火山喷发相同的是( )
A. B.
C. D.
25.(2025·江苏连云港·三模)关于能源信息与材料,下列说法正确的是( )
A.我国已建成的核电站是利用核裂变来发电的
B.太阳能和核能都属于不可再生能源
C.5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度并不相等
D.若用半导体材料制造输电线可大大降低电能损耗
26.(2025·江苏徐州·三模)下列能源中属于可再生能源的是( )
A.石油 B.太阳能 C.煤炭 D.天然气
27.(2025·江苏南京·一模)下列能源中,属于可再生能源的是( )
A.天然气 B.太阳能 C.核能 D.石油
28.(2025·江苏常州·一模)常州市街头有很多氢能源自行车。氢能属于( )
①清洁能源 ②非清洁能源
③常规能源 ④新能源
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
29.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,敦煌盐塔式光热电站将太阳光会聚到熔盐吸热塔,阳光的能量被熔盐吸收,熔盐带着这些能量到达厂房,将水加热成水蒸气推动汽轮机发电,下列说法正确的是( )
A.盐塔式光热电站实现了光电转化,将光能直接转化为电能
B.太阳能是不可再生能源
C.熔盐通过热传递的方式改变内能
D.能量在转移和转化过程中总量不断减少
30.(2025·江苏南京·二模)关于信息和能源,下列说法正确的是( )
A.遥控器发出的红外线属于电磁波
B.光导纤维是利用光的折射传递信息的
C.现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
D.太阳能汽车不需要消耗燃料就可以前进,说明能量可以凭空产生
31.(2025·江苏南通·二模)如今烧烤深受人们的喜欢,下列关于烧烤的说法错误的是( )
A.烤肉串的过程是通过热传递来增加肉串的内能
B.烤肉串的过程中,烤肉温度越高含有的热量越多
C.木炭在燃烧的过程中,热值不变
D.木炭燃烧时是将化学能转化为内能
二、填空题
32.(2025·江苏常州·一模)2024年6月19日,“和气一号”核能项目在江苏田湾核电基地建成投产,目前的核电站是利用 (核裂变/核聚变)进行发电,核能属于 (可再生/不可再生)能源。
33.(2025·江苏扬州·一模)某汽油机飞轮转速是2400r/min,则每秒钟对外做功 次,其中 冲程将机械能转化为内能;汽缸外用水箱来降低汽缸体的温度,是因为水具有较大的 。
34.(2025·江苏盐城·三模)2025年3月,我国“天舟七号”货运飞船与“天和”核心舱成功对接,为空间站运送补给。“天舟七号”与“天和”成功对接后,以“天舟七号”为参照物,“天和”是 的。火箭燃料燃烧了一部分后,剩余燃料的热值 。火箭高速运动过程中,与空气摩擦而使温度急剧升高,这是以 方式改变火箭的内能。
35.(2025·江苏徐州·一模)楼房中的“暖气”一般采用房屋中通过热水供暖,这是通过 的方式改变内能,因为水的 大,若暖气中的水,温度降低,放出的热量是 J。
36.(2025·江苏南通·二模)五一假期,小明和同学去謇公湖附近郊游,感到湖周边比市内凉快,是因为水的 ;路上“鸟语花香”,“闻到花香”是 现象;小明和同学站在湖边,看到鱼在水中游,以鱼为参照物,小明是 的。
37.(2025·江苏南京·三模)木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现,锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆,每一环节都讲究科学的工艺流程。木头风干时,成垛交叠,留有空隙,可以加快木头中水分的 (填物态变化)。如图,用刻刀雕刻木头是利用刻刀的 比木头大的物理属性。打磨木雕过程中,将粗砂纸换成细砂纸,可以减小砂纸与木头间的 力,闻到淡淡的木香说明 。
38.(2025·江苏淮安·二模)如图所示,将两支外形相同的玻璃棒和铁棒同时放在同一盏酒精灯上加热相同时间后,玻璃棒能够点燃火柴,而铁棒不能。由此可以判断玻璃棒和铁棒吸收的热量 (选填“相同”或“不相同”), (选填“玻璃棒”或“铁棒”)升高的温度高。查阅资料得:c玻璃=840J/(kg·°C),c铁=460J/(kg·°C),请对实验中观察到的现象做出解释 。
39.(2025·江苏南京·模拟预测)我国家庭照明电路的电压为220V,现有一个额定功率为880W的电热水袋,内装1kg的水,若要使袋内水的温度从30℃升高到80℃,水需要吸收 J的热量。用热水袋取暖是通过 方式来改变手的内能,热水袋用水作为工作物质,是由于水具有较大的 。()
40.(2025·江苏常州·三模)如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中图 是将机械能转化为内能的冲程,图 为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为1800r/min,这台汽油机每分钟完成 个冲程,对外做了 次功。
41.(2025·江苏扬州·三模)补全知识结构图:
(1) ;(2) ;(3) 。
42.(2025·江苏扬州·三模)小明对物理量定义方法进行了整理,请帮他完成①②③处。
43.(2025·江苏扬州·一模)如图,小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚,待乙醚充满整个塑料瓶后,启动电子打火器,活塞瞬间向前飞出一段距离,活塞飞出的过程相当于热机的 冲程;活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离,因为它具有 。
44.(2025·江苏无锡·一模)某市区高架桥上修建了一段既可以控制噪声又可以提供电能的全封闭“光伏声屏障”试验路段如图所示,“光伏声屏障”路段的每一块玻璃上贴满了81个小光伏电池板,这些光伏电池板利用太阳能的方式是将太阳能转化为 。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约,相当于完全燃烧 kg的无烟煤释放的能量()。
45.(2025·江苏连云港·二模)请补全以下知识结构图:
(1) (2) (3)
46.(2025·江苏徐州·一模)我国发射的“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱进行了自主交会对接。对接后若以核心舱为参照物,“天舟二号”货运飞船是 的;发射时使用液态氢作为燃料是因为氢的 大;在太空中还可以用太阳能电池板提供电能,太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
47.(2025·江苏南京·模拟预测)2024年10月29日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭成功发射。火箭发射时要选用热值较大的燃料,火箭上升过程中燃料的质量减少时,燃料的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。飞船在加速升空的过程中,其动能 ,机械能 。地面人员需要用 波与飞船传递信息。
48.(2025·江苏无锡·一模)原子的中心是 ,其周围有一定数目的 在运动。核电站获取能量的主要方式是利用核 (选填“裂变”或“聚变”)释放能量。
49.(2025·江苏无锡·一模)水力发电中水从高处流下时,重力势能转化为 ,从而带动发电机发电,水能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。小明利用手机搜索水力发电的有关知识,这是利用电磁波传递信息。我国水电站年平均发电量可达1.08×1018J,若这些发电量改用煤进行火力发电,效率为40%,则需要完全燃烧煤 kg(q煤=3.0×107J/kg)。
50.(2025·江苏淮安·一模)习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”,倡导保护环境。光伏发电是将 能转化为电能;核能作为一种新能源,正在逐步被人们开发和利用,核电站是利用核能发电,其核燃料在反应堆内是通过核 (选填“裂变”或“聚变”)的方式,把核能转化为电能输送到国家电网,供千家万户使用,核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
三、计算题
51.(2025·江苏镇江·模拟预测)质量为1千克的水,温度升高了50℃,求水吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
2
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专题05 内能 内能的利用
本节要点
知识点1
分子热运动
知识点2
内能
知识点3
比热容
知识点4
热机
知识点5
热机的效率
知识点6
能量的转化和守恒
知识精讲
知识点1 分子热运动
分子动理论
物质是由大量分子、原子组成的;分子在永不停息地做无规则运动;分子间有相互作用的引力和斥力
分子热运动
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫分子的热运动。温度越高,分子热运动越剧烈
扩散现象
定义
不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散
生活举例
“花气袭人知骤暖”;“墙角放煤,日久变黑”;“酒香不怕巷子深”;“桂花飘香”
说明
分子在不停地做无规则运动、分子间有间隙
影响因素
扩散现象与温度有关,且温度越高,扩散得越快
知识点2 内能
1.内能
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,叫做物体的内能
影响因素
物体的内能与其温度、质量、体积、状态有关;由于分子在永不停息地做无规 则 运动,所以物体的内能永不为零
改变方式
热传递
做功
实质
内能的转移
机械能和内能的相互转化
说明
①条件:物体间存在温度差;②规律:高温 物体放出热量,内能减少,温度降低;低温 物体吸收热量,内能增加,温度升高
做功改变内能的两种情况:对物体做 功,物体内能增加;物体对外做功,物 体内能减少
示例
煮饭、热水袋取暖等
钻木取火、搓手取暖等
联系
做功和热传递两种方式在改变物体内能上是等效的,没有看到改变物体内能 的具体过程,就无法判断物体内能改变的方式
2.热量不一定由吸热引起,如: 钻木取火、摩擦生热
概念
在热传递过程中,传递能量的多少叫热量,用Q表示
单位
焦耳(符号:J)
说明
热量是一个过程量,伴随着热传递的产生而出现,随其终止而消失;物体本身 并没有热量,不能说某个物体“具有”或“含有”热量,只能说物体“吸收”或 “放出”热量
3.温度、内能与热量的关系
温度
热量
内能
表达方式
“升高”或“降低”
“放出”或“吸收”
“具有”“改变”“增大”或“减少”
关系
①内能变化与温度变化的关系:一个物体的内能改变了,它的温度不一定发 生变化,如晶体熔化的过程,物体吸热、内能增加,但温度不变;
②温度变化与吸、放热的关系:物体吸收热量,温度不一定升高(比如晶体熔 化),物体放出热量,温度不一定降低(比如晶体凝固);物体的温度升高或降低,不一定是由吸、放热引起的,也可能是由做功引起的;
③内能变化与吸、放热的关系:物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内 能减少;物体内能增加或减少,不一定是由吸、放热引起的,也可能是由做功引起的
知识点3 比热容
1. 探究:比较不同物质吸热的情况
探究课题
比较不同物质吸热的情况
实验装置
探究方法
实验过程中应当控制水和食用油的质量相同,升高相同温度,这种研究问题的方法称为控制变量法
得出结论
①质量相等的水和食用油,升高相同的温度,水吸收的热量多,说明水的吸热能力强;②物体吸收热量的多少与物质种类、质量多少、升温多少有关
2. 比热容
物理意义
比热容是描述物质吸热本领的物理量
定义
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比叫物质的比热容。用字母c表示
单位
单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
水的比热容
①水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃) ,它的物理意义:1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×10³J;
②水的比热容大的利用:一是取暖;二是散热;三是调节气候
吸、放热公式
吸热公式: Q吸= cm(t-t₀);放热公式:Q放 = cm(t₀-t),若不考虑损失,则Q吸=Q放
知识点4 热机
定义
利用内能做功的机械叫做热机
分类
汽油机和柴油机
工作原理
燃料的化学能机械能
结构特点
汽油机顶部有火花塞,而柴油机顶部有喷油嘴,另外二者在工作过程中也略有不同
工作过程
每个工作循环分为四个冲程:吸气冲 程 、压缩冲 程 、做功冲程和排气冲程
一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功,其他三个冲程靠安装 在曲轴上的飞轮的惯性来完成
能量转化
在压缩冲程中,机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能
常考数量
一个工作循环中,需要完成4个冲程,活塞往复运动2次,曲轴转动2圈,对 外做功1次
知识点5 热机的效率
1. 热值:一定质量的某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的比值,叫做这种燃料的 热值,其单位是 J/ kg ,燃料完全燃烧放热公式: mq 。热值是燃料的特征之一。
2. 热机效率:用来做 有用功 的那部分能量与燃料 完全燃烧 放出的能量之比叫做热机的效率,提高热机效率的途径:使燃料 充分燃烧 ;减少各种 热损失 ;减少 机械磨损消耗的能量 。
3.热机造成的污染主要表现在 大气 污染和 噪声 污染。
知识点6 能量的转化和守恒
转化与转移的区别
概念
举例
转化
能量由一种形式转化为另一种形式
电灯发光:电能转化为光能和内能
转移
能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体
碰撞时,动能从一个物体转移到另一个物体上
能量守恒定律
内容
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变
说明
①能量的转化和转移都是有_方向性的_;
②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
随堂练习
一、单选题
1.(2025·江苏无锡·模拟预测)如图所示为一款爆闪警示灯,太阳能电池板给蓄电池充电,蓄电池再给LED红蓝灯供电。下列说法正确的是( )
A.当太阳能电池板给蓄电池充电时,蓄电池相当于电源
B.太阳能来自于太阳内部发生的核聚变
C.太阳能属于不可再生能源
D.太阳能电池板的主要材料硅属于导体
【答案】B
【详解】A.当太阳能电池板给蓄电池充电时,是太阳能转化为太阳能电池板的电能,再转化为蓄电池中的化学能,此过程中,蓄电池消耗了太阳能电池板的电能,相当于用电器,故A错误;
B.太阳能是来自于太阳内部发生的核聚变,故B正确;
C.太阳能能够在自然界中源源不断的得到,是可再生能源,故C错误;
D.太阳能电池板的主要材料硅是一种常见的半导体,故D错误。
故选B。
2.(2025·江苏镇江·二模)镇江经开区的一家太阳能光伏企业,生产的太阳能电池板能将太阳能转化为电能。关于太阳能,下列说法错误的是( )
A.太阳能是可再生能源 B.太阳能电池板工作过程利用光电转换原理
C.太阳能清洁无污染 D.目前人类利用太阳能的主要方式是将其转化为内能
【答案】D
【详解】A.太阳能来源于太阳内部的核聚变反应,其能量可持续产生,不会随着人类的利用而枯竭,属于可再生能源,故A正确,不符合题意;
B.太阳能电池板的核心是半导体材料,能直接将接收到的太阳能转化为电能,这一过程本质是光电转换,故B正确,不符合题意;
C.太阳能在利用过程中,不会像化石能源那样产生二氧化碳、二氧化硫等污染物,也不会产生废渣、废水,属于清洁能源,故C正确,不符合题意;
D.目前人类利用太阳能的主要方式有两种,一是通过太阳能电池板将其转化为电能(光电转换),二是通过太阳能热水器等设备将其转化为内能(光热转换)。其中,随着光伏产业的快速发展,将太阳能转化为电能已成为更主要的利用方式,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(2025·江苏连云港·二模)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。利用的水能是( )
A.可再生能源 B.非清洁能源
C.不可再生能源 D.可以100%转化的
【答案】A
【详解】AC.水能可以从自然界源源不断地获得,是可再生能源,故A符合题意,C不符合题意;
B.水能的利用不会产生环境污染,是清洁能源,故B不符合题意;
D.水能的利用过程中,由于摩擦等因素的存在,不可能完全转化成需要的能量,故D不符合题意。
故选A。
4.(2025·江苏南通·模拟预测)下列四个现象中,属于内能转化为机械能的是( )
A.压缩点燃棉花 B.蒸汽顶起壶盖
C.冬天搓手取暖 D.压缩冲程
【答案】B
【详解】A.压缩点燃棉花属于机械能转化为空气的内能,空气内能增加,温度升高,通过热传递将热量传递给棉花,棉花燃烧,故A不符合题意。
B.蒸汽顶起壶盖的原理为蒸气的内能转换为壶盖的机械能,故B符合题意。
C.冬天搓手取暖的原理为机械能转换为内能,使得手的温度升高,故C不符合题意。
D.热机的压缩冲程的能量转换为机械能转换为内能,故D不符合题意。
故选 B。
5.(2025·江苏盐城·二模)社团课上同学们正在认真练习轮滑,此时轮滑鞋与地面摩擦温度升高。下列汽油机的四个冲程中能量转化与其相同的是( )
A.做功冲程 B.压缩冲程 C.吸气冲程 D.排气冲程
【答案】B
【详解】轮滑鞋与地面摩擦温度升高,是通过做功将机械能转化为内能。
A.做功冲程是内能转化为机械能,故A不符合题意;
B.压缩冲程是活塞压缩气体做功,机械能转化为内能,与摩擦生热的能量转化相同,故B符合题意;
C.吸气冲程仅吸入混合气体,无能量转化,故C不符合题意;
D.排气冲程仅排出废气,无能量转化,故D不符合题意。
故选B。
6.(2025·江苏扬州·二模)扬州“运河十二景”之一的瓜洲古渡公园内铸有一镇水铁牛,造型生动,体格威武,与两侧江水相映生辉,下列说法正确的是( )
A.春光明媚,铁牛表面因做功温度升高
B.炎炎夏日,铁牛升温比江水快
C.秋风萧瑟,铁牛含有的热量变小
D.凛冽寒冬,铁牛内能可能等于零
【答案】B
【详解】A.春光明媚,铁牛表面吸收热量,通过热传递,内能增大,温度升高,故A错误;
B.炎炎夏日,由于铁的比热容小于水的比热容,则质量相同的铁与质量相同的水吸收相同热量后,铁升高的温度多,故铁牛升温比江水快,故B正确;
C.热量是过程量,不能说铁牛含有的热量变小,故C错误;
D.任何物体都有内能,铁牛内能大于零,故D错误。
故选B。
7.(2025·江苏无锡·二模)关于粒子和宇宙,下列说法中正确的是( )
A.海绵容易被压缩,说明分子间有间隙
B.摩擦起电使物体产生电子
C.汤姆生发现了电子,说明原子是可分的
D.梧桐飘絮,说明分子在做永不停息地无规则运动
【答案】C
【详解】A.分子间存在间隙,是微观结构,我们无法用眼睛看到;而海绵的孔状、蓬松状态是不能说明微观情况的,故A错误;
B.摩擦起电的实质是电子的得失使物体带了电,而不是产生电子,故B错误;
C.汤姆生发现了电子,说明原子是可分的,故C正确;
D.分子在做永不停息地无规则运动,是微观、无法用肉眼直接观察到的现象,所以如梧桐飘絮、尘土飞扬等现象不能说明分子在做永不停息地无规则运动,故D错误。
故选C。
8.(2025·江苏常州·二模)中医药是中华民族的瑰宝,熬制中药时闻到浓浓的药味,这一现象说明( )
A.分子间有空隙 B.分子在做无规则运动中
C.分子间存在相互作用的排斥力 D.分子间存在相互作用的吸引力
【答案】B
【详解】熬制中药时闻到浓浓的药味,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.(2025·江苏盐城·三模)清蒸鲈鱼是盐城的一道美食。刚出笼的鲈鱼淡淡的鱼香和葱姜的香气扑面而来,这是因为( )
A.分子间有斥力 B.分子间有空隙
C.分子是运动的 D.分子间有引力
【答案】C
【详解】刚出笼的鲈鱼鱼香和葱姜香气扑面而来,是因为分子在永不停息地做无规则运动,属于扩散现象,分子间有斥力、空隙、引力与气味扩散现象无关,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.(2025·江苏南京·一模)关于粒子和宇宙,下列说法错误的是( )
A.甲图中水和酒精混合后总体积变小,说明分子间有空隙
B.乙图中磨平的铅棒压紧后能吊住钩码,说明分子间存在引力
C.丙图中原子核式结构模型,说明原子由原子核和电子组成
D.丁图中行星绕太阳运行,说明太阳是宇宙的中心
【答案】D
【详解】A.水和酒精混合后总体积变小,说明分子间有空隙,水和酒精的分子可以进入彼此的分子间隙,故A正确,不符合题意;
B.分子间存在相互作用的引力和斥力;因为分子间存在相互作用的引力,磨平的铅棒压紧后能吊住大钩码,故B正确,不符号题意;
C.原子核式结构模型提出原子是由原子核和核外电子组成的,原子核由质子和中子组成,故C正确,不符合题意;
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,太阳是太阳系的中心,不是宇宙的中心,故D错误,符合题意。
故选D。
11.(2025·江苏南京·二模)古代原始人在生活中学会了钻木取火.以下四个事例中能量转化与之相同的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
【答案】D
【详解】钻木取火是克服摩擦做功,将机械能转化为内能。
甲、按动电火花发生器按钮,盒盖飞出,是内能转化为机械能,故甲不合题意;
乙、活塞迅速下压,棉花燃烧,是压缩气体做功,将机械能转化为内能,故乙符合题意;
丙、汽油机的做功冲程中,燃气对外做功,将内能转化为机械能,故丙不合题意;
丁、汽油机的压缩冲程中,压缩气缸内物质做功,将机械能转化为内能,故丁符合题意。
综上所述,四个事例中能量转化与钻木取火相同的是乙、丁。
故选D。
12.(2025·江苏泰州·三模)关于粒子和宇宙,下列说法中正确的是( )
A.太阳是宇宙的中心
B.摩擦起电使物体产生电子
C.在天文学中,用“光年”作为时间单位
D.每年4月,实验校园处处花香扑鼻,说明分子永不停息地做无规则运动
【答案】D
【详解】A.宇宙是广阔无垠的,没有中心,太阳是太阳系的中心,不是宇宙的中心,故A错误;
B.摩擦起电的实质是电子的转移,而不是产生电子。不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同,在摩擦过程中,束缚本领强的得到电子带负电,束缚本领弱的失去电子带正电,故B错误;
C.光年是指光在一年中所传播的距离,它是长度单位,不是时间单位,故C错误;
D.花香扑鼻是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动,故D正确。
故选D。
13.(2025·江苏徐州·二模)周末小明帮助妈妈做家务时观察了厨房的一些现象,下列说法正确的是( )
A.水在加热的过程中比热容变小
B.刚出锅的馒头很烫,是因为馒头含有的热量很高
C.煲汤时,在汤沸腾时如果调大火焰能使汤的温度升高
D.在客厅能闻到厨房菜肴的香味是因为分子在做无规则运动
【答案】D
【详解】A.比热容是物质的一种特性,与温度无关,水在加热过程中比热容保持不变,故A错误;
B.热量是过程量,不能说“含有热量”,刚出锅的馒头很烫是因为其内能较大,温度较高,故B错误;
C.液体沸腾时温度保持不变,调大火焰只能加快汽化速度,不能提高汤的温度,故C错误;
D.能闻到菜肴的香味是由于分子在不停地做无规则运动,这种现象叫做扩散,故D正确。
故选D。
14.(2025·江苏苏州·二模)关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.电子带负电,质子不带电 B.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力
C.宇宙是一个有层次的天体结构系统,太阳是宇宙中心 D.两个轻质泡沫小球相互吸引,则两小球一定带异种电荷
【答案】B
【详解】A.电子带负电,质子带正电(中子不带电),故A错误;
B.固体很难被压缩时,分子间因距离缩小,斥力会明显阻碍压缩,说明分子间存在斥力,故B正确;
C.宇宙是有层次的天体结构系统,但太阳仅为太阳系中心,并非宇宙中心(宇宙无绝对中心),故C错误;
D.两轻质泡沫小球相互吸引,可能是异种电荷相互吸引,也可能是一个带电、一个不带电(带电体吸引轻小物体),并非一定带异种电荷,故D错误。
故选B。
15.(2025·江苏镇江·二模)下列说法正确的是( )
A.核电站消耗的核燃料是不可再生的 B.一切物体都具有热量
C.手机芯片是由超导材料制成的 D.红外线可以使荧光物质发光
【答案】A
【详解】A.核燃料在短时间内无法从自然界补充,属于不可再生能源;核电站消耗的是核燃料,因此核电站消耗的核燃料是不可再生的,故A正确;
B.热量是过程量,描述热量时需用“吸收”或“放出”,不能说“物体具有热量”,应为“物体具有内能”,故B错误;
C.手机芯片的核心材料是半导体,超导材料是在特定低温下电阻为0的材料,手机芯片并非由超导材料制成,故C错误;
D.使荧光物质发光的是紫外线,红外线不具备此特性,故D错误。
故选A。
16.(2025·江苏徐州·一模)关于粒子和宇宙,下列说法错误的是( )
A.电子的发现证明了原子是可分的 B.分子间仅存在吸引力,不存在排斥力
C.宇宙中天体的位置不是恒定不变的 D.物体温度降低,分子的无规则运动速度减慢
【答案】B
【详解】A.汤姆孙发现了电子,从而说明了原子是可以再分的,故A正确,不符合题意;
B.由分子动理论可知,分子之间同时存在引力和斥力,故B错误,符合题意;
C.宇宙是一个有层次的天体结构系统,是动态的、膨胀的、演化的,宇宙中天体的位置不是恒定不变的,故C正确,不符合题意;
D.分子运动的快慢与温度有关,温度越高,分子运动越快;温度越低,分子运动越缓慢,故D正确,不符合题意。
故选B。
17.(2025·江苏徐州·模拟预测)内能和能量的关系就像重力和( )
A.压力 B.力 C.摩擦力 D.弹力
【答案】B
【详解】能量的种类有很多,如机械能、电能、化学能等,内能是能量中的一种;力的种类也有很多,如弹力、摩擦力等,重力是力中的一种。所以内能和能量的关系就像重力和力的关系。
故选B。
18.(2025·江苏泰州·三模)科技强国,成就中国梦。以下是我国近年来自主研发的科技创新成果,其中涉及的物理知识说法不正确的是( )
A.华为麒麟9000S芯片的主要材料是半导体
B.“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航
C.嫦娥六号从月球背面带回了1935.3克的背面样品中含有大量的水
D.发射“天舟一号”的火箭主要用液态氢作为燃料,选择该燃料的原因是它的热值大
【答案】C
【详解】A.芯片的主要材料是半导体,半导体具有特殊的电学性能,可用于制造各种电子元件,故A正确,不符合题意;
B.“北斗” 卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的。电磁波能在真空中传播,传播速度快,适合卫星与地面之间的通信,故B正确,不符合题意;
C.月球背面环境极其干燥,目前探测表明月壤中水分含量极少,嫦娥六号带回的样品不可能含有“大量的水”,故C错误,符合题意;
D.发射 “天舟一号” 的火箭主要用液态氢作为燃料,因为液态氢的热值大,相同质量的液态氢完全燃烧放出的热量比其他燃料多,能为火箭提供更大的推力,故D正确,不符合题意;
故选C。
19.(2025·江苏无锡·二模)如图为一种蒸汽船玩具,在玻璃瓶内装适量水,将小船放置在水面上,点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间,产生大量水蒸气,并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出,推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是( )
A.加热过程中,玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气内能减小,温度降低
C.蒸汽推动小船前进,实现了机械能向内能的转化
D.蒸汽推动小船前进,能量的转化方式和内燃机的做功冲程相同
【答案】C
【详解】A.加热过程中,玻璃瓶内的水吸收热量,内能增大,是通过热传递的方式增大内能,故A不符合题意;
B.吸管处出现白雾,冲出的水蒸气对外做功,内能减小,温度降低,故B不符合题意;
C.蒸汽推动小船前进,实现了内能向机械能的转化,故C符合题意;
D.蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同,都是内能转化为机械能,故D不符合题意。
故选C。
20.(2025·江苏·二模)如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置,两实验都需要( )
A.使用天平和秒表 B.控制被加热液体质量相等
C.控制所用燃料质量相等 D.用加热时间反映吸热多少
【答案】B
【详解】探究“不同物质吸热升温现象”,需要控制加热液体的质量和初温相同,液体的种类不同,用相同的热源加热,通过加热时间反映吸收热量的多少,所以需要天平和停表;“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验,需要控制燃料的质量相同,被加热液体的种类、初温和质量相同,待燃料完全燃烬后,通过温度计示数的变化反映燃料放热能力,所以需要温度计和天平,不需要停表,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
21.(2025·江苏苏州·二模)涡扇喷气式发动机是现代飞机“心脏”,其耐高温,发动机如图。压气机压缩空气,燃烧室喷油与高压空气混合燃烧产生高温高压燃气,推动涡轮机转动并从喷口喷出。说法不正确的是( )
A.发动机内部耐高温的材料具有熔点高的特点
B.吸入发动机的空气被压缩机压缩后内能增大
C.发动机内,燃料和压缩空气混合后燃料的热值不变
D.高温高压的燃气经过涡轮机后燃气的内能增加,温度升高
【答案】D
【详解】A.发动机内部耐高温的材料防止因高温熔化,因此应选用熔点高的材料,故A正确,不符合题意;
B.吸入发动机的空气被压缩机压缩,压缩机对空气做功,使空气的内能增加,故B正确,不符合题意;
C.热值是燃料的属性,与燃料的种类有关,与是否加入空气无关,因此燃料和压缩空气混合后燃料的热值不变,故C正确,不符合题意;
D.高温高压的燃气经过涡轮机对外做功,内能会减小,温度降低,故D错误,符合题意。
故选D。
22.(2025·江苏无锡·模拟预测)下列有关内燃机的说法正确的是( )
A.内燃机大部分冲程是依靠飞轮的惯性来完成的
B.压缩冲程是由大部分内能转化为机械能
C.柴油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气组成的燃料混合物
D.汽油机做功冲程的点火方式是压燃式
【答案】A
【详解】A.在内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程:吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的,故A正确;
B.压缩冲程中,活塞向上运动,对汽缸内的气体做功,将机械能转化为内能,而不是内能转化为机械能,故B错误;
C.柴油机吸气冲程吸入汽缸的是纯净的空气,而汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气组成的燃料混合物,故C错误;
D.汽油机做功冲程的点火方式是点燃式,是通过火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧;而柴油机采用的是压燃式,故D错误。
故选A。
23.(2025·江苏镇江·二模)以下说法正确的是( )
A.不在做功的物体也能具有机械能 B.燃料燃烧越充分,其热值就越大
C.物体吸收的热量越多,其比热容越大 D.温度为0℃的冰块内能为0焦耳
【答案】A
【详解】A.不在做功的物体也能具有机械能,如静止在高处的石块,虽然没有做功,但具有重力势能,即具有机械能,故A正确;
B.热值是燃料的一种特性,与燃料种类有关,与燃料燃烧的充分程度无关,故B错误;
C.比热容是物质本身的一种特性,与物质种类、状态有关,与吸热多少无关,故C错误;
D.一切物体均有内能,温度为0℃的冰块内能大于0焦耳,故D错误。
故选A。
24.(2025·江苏镇江·二模)汽油机的四个冲程中,能量转化与火山喷发相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】火山喷发时,高温高压空气膨胀对外做功,将内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程。
A.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,故A不符合题意;
B.进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,故B不符合题意;
C.进气门关闭,排气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,机械能转化为内能,故C不符合题意;
D.进气门关闭,排气门关闭,活塞向下运动,火花塞处有火光,是做功冲程,内能转化为机械能,故D符合题意。
故选D。
25.(2025·江苏连云港·三模)关于能源信息与材料,下列说法正确的是( )
A.我国已建成的核电站是利用核裂变来发电的
B.太阳能和核能都属于不可再生能源
C.5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度并不相等
D.若用半导体材料制造输电线可大大降低电能损耗
【答案】A
【详解】A.核电站是利用核裂变反应,通过控制反应速度,将核能转化为电能,故A正确;
B.太阳能可以源源不断利用,是可再生能源,核能是不可再生能源,故B错误;
C.5G和4G信号都是利用电磁波传播信息的,在真空中传播速度是相等的,故C错误;
D.半导体的电阻较大,若用半导体材料制造输电线可增加电能损耗,利用超导体材料制造输电线可以大大降低电能损耗,故D错误。
故选A。
26.(2025·江苏徐州·三模)下列能源中属于可再生能源的是( )
A.石油 B.太阳能 C.煤炭 D.天然气
【答案】B
【详解】ACD.石油、煤炭、天然气属于化石燃料,不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故ACD不符合题意;
B.太阳能从自然界里源源不断的得到补充,属于可再生能源,故B符合题意。
故选B。
27.(2025·江苏南京·一模)下列能源中,属于可再生能源的是( )
A.天然气 B.太阳能 C.核能 D.石油
【答案】B
【详解】ACD.天然气、核能、石油在短时间内无法再生,是不可再生能源,故ACD不符合题意;
B.太阳能可以从自然界源源不断地获得,是可再生能源,故B符合题意。
故选B。
28.(2025·江苏常州·一模)常州市街头有很多氢能源自行车。氢能属于( )
①清洁能源 ②非清洁能源
③常规能源 ④新能源
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【详解】能源有不同的分类方式:
(1)从产生方式角度划分
一次能源:是指可以从自然界直接获取的能源。例:煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。
二次能源:是指无法从自然界直接获取,必须经过一次能源的消耗才能得到的能源。例:电能、乙醇汽油、氢能、沼气。
(2)从是否可再生角度划分
可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源。例:水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源:不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例:化石能源(煤炭、石油、天然气)、核能。
(3)从利用状况划分
常规能源:人类利用多年的,使用技术已经成熟的能源。例:化石能源、水能、电能。
新能源:人类新近才开始利用的能源。例:潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能。
(4)从环境影响划分
清洁能源:指低碳排放、无污染或污染较少的能源,如氢能、太阳能、风能、水能等。
非清洁能源:指碳排放量较高的能源,如煤炭、石油等。
综上可知,氢能属于清洁能源、新能源,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
29.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,敦煌盐塔式光热电站将太阳光会聚到熔盐吸热塔,阳光的能量被熔盐吸收,熔盐带着这些能量到达厂房,将水加热成水蒸气推动汽轮机发电,下列说法正确的是( )
A.盐塔式光热电站实现了光电转化,将光能直接转化为电能
B.太阳能是不可再生能源
C.熔盐通过热传递的方式改变内能
D.能量在转移和转化过程中总量不断减少
【答案】C
【详解】A.光热电站并不是直接将光能转化为电能,而是先将太阳能通过熔盐吸热转化为内能,再通过加热水产生蒸汽推动汽轮机转化为机械能,最后转化为电能,故A错误;
B.太阳能是可再生能源,因为太阳的能量在人类时间尺度上是取之不尽、用之不竭的,故B错误;
C.熔盐吸收阳光的能量是通过热传递实现的,其内能因此增加,故C正确;
D.根据能量守恒定律,能量在转移和转化过程中总量保持不变,故D错误。
故选C 。
30.(2025·江苏南京·二模)关于信息和能源,下列说法正确的是( )
A.遥控器发出的红外线属于电磁波
B.光导纤维是利用光的折射传递信息的
C.现有的核电站都是利用核聚变释放能量来发电的
D.太阳能汽车不需要消耗燃料就可以前进,说明能量可以凭空产生
【答案】A
【详解】A.红外线属于电磁波,所以遥控器本质也是通过电磁波传播信息的,故A正确;
B.光导纤维的本质是通过光在纤维中快速反射传递信号,故B错误;
C.核电站是通过微观粒子的核裂变释放能量进行发电的,故C错误;
D.太阳能汽车需要消耗太阳能进行工作,由能量守恒定律可知,能量不会凭空产生,故D错误。
故选A。
31.(2025·江苏南通·二模)如今烧烤深受人们的喜欢,下列关于烧烤的说法错误的是( )
A.烤肉串的过程是通过热传递来增加肉串的内能
B.烤肉串的过程中,烤肉温度越高含有的热量越多
C.木炭在燃烧的过程中,热值不变
D.木炭燃烧时是将化学能转化为内能
【答案】B
【详解】A.烤肉串的过程肉串吸收热量,内能增大,是通过热传递来增加肉串的内能,故A正确,不符合题意;
B.热量是过程量,不能说物体含有热量的多少,故B错误,符合题意;
C.热值是燃料本身的特性,与燃烧与否无关,木炭在燃烧的过程中,热值不变,故C正确,不符合题意;
D.木炭燃烧的过程经历了化学反应,产生热量,将化学能转化为内能,故D正确,不符合题意。
故选B。
二、填空题
32.(2025·江苏常州·一模)2024年6月19日,“和气一号”核能项目在江苏田湾核电基地建成投产,目前的核电站是利用 (核裂变/核聚变)进行发电,核能属于 (可再生/不可再生)能源。
【答案】 核裂变 不可再生
【详解】[1]核能主要包括核裂变与核聚变,由于核聚变的反应目前还不可控,故核电站主要是利用了原子核发生可控制的核裂变释放出的核能来发电的。
[2]核能一旦消耗就很难再生,核电站所用的核燃料属于不可再生能源。
33.(2025·江苏扬州·一模)某汽油机飞轮转速是2400r/min,则每秒钟对外做功 次,其中 冲程将机械能转化为内能;汽缸外用水箱来降低汽缸体的温度,是因为水具有较大的 。
【答案】 20 压缩 比热容
【详解】[1]飞轮转速是2400r/min=40r/s,即1s飞轮转动40r,因为飞轮转2r,对外做功1次,所以每秒钟飞轮转40r,对外做功20次。
[2]在压缩冲程中,由于飞轮具有惯性,活塞向上运动压缩气缸内气体,将机械能转化为内能。
[3]相同质量的水和其它物质,吸收相同的热量,由于水的比热容最大,所以温度升高的慢,因此使用它来做冷却剂。
34.(2025·江苏盐城·三模)2025年3月,我国“天舟七号”货运飞船与“天和”核心舱成功对接,为空间站运送补给。“天舟七号”与“天和”成功对接后,以“天舟七号”为参照物,“天和”是 的。火箭燃料燃烧了一部分后,剩余燃料的热值 。火箭高速运动过程中,与空气摩擦而使温度急剧升高,这是以 方式改变火箭的内能。
【答案】 静止 不变 做功
【详解】[1]当“天舟七号”与“天和”成功对接后,两者之间没有位置的变化,两者保持相对静止,因此以“天舟七号”为参照物,“天和”是静止的。
[2]热值是燃料的固有属性,与质量无关,所以燃料燃烧后剩余部分的热值不变。
[3]火箭与空气摩擦时,机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变内能。
35.(2025·江苏徐州·一模)楼房中的“暖气”一般采用房屋中通过热水供暖,这是通过 的方式改变内能,因为水的 大,若暖气中的水,温度降低,放出的热量是 J。
【答案】 热传递 比热容 4.2×105
【详解】[1]热水供暖是通过热传递的方式改变内能,因为热量从热水传递到房间的空气。
[2]水的比热容大,相同质量的水和其它物质相比,降低相同温度时,能够放出更多的热量,所以用热水供暖。
[3]根据热量计算公式,则放出的热量
36.(2025·江苏南通·二模)五一假期,小明和同学去謇公湖附近郊游,感到湖周边比市内凉快,是因为水的 ;路上“鸟语花香”,“闻到花香”是 现象;小明和同学站在湖边,看到鱼在水中游,以鱼为参照物,小明是 的。
【答案】 比热容大 扩散 运动
【详解】[1]小明和同学去謇公湖附近郊游,感到湖周边比市内凉快,是因为水的比热容大,根据Q=cmΔt可知,在水和泥土吸收的热量和质量一定时,水的温度升高得少。
[2]“闻到花香”说明分子在不停地做无规则运动,是扩散现象。
[3]小明和同学站在湖边,鱼在水中游,以鱼为参照物,小明的位置发生改变,则小明是运动的。
37.(2025·江苏南京·三模)木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现,锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆,每一环节都讲究科学的工艺流程。木头风干时,成垛交叠,留有空隙,可以加快木头中水分的 (填物态变化)。如图,用刻刀雕刻木头是利用刻刀的 比木头大的物理属性。打磨木雕过程中,将粗砂纸换成细砂纸,可以减小砂纸与木头间的 力,闻到淡淡的木香说明 。
【答案】 汽化 硬度 摩擦 分子在不停的做无规则运动
【详解】[1]木头中的水分变成水蒸气散发到空气中,这是液态水变为气态水蒸气的过程,物态变化名称是汽化。成垛交叠留有空隙,是为了增大空气流速,从而加快水分的汽化。
[2]刻刀能在木头上留下痕迹,但木头不能在刻刀上留下痕迹,说明刻刀的硬度比木头大。
[3]将粗砂纸换成细砂纸,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力。
[4]闻到淡淡的木香,这是扩散现象,是由于木香的分子在不停地做无规则运动造成的。
38.(2025·江苏淮安·二模)如图所示,将两支外形相同的玻璃棒和铁棒同时放在同一盏酒精灯上加热相同时间后,玻璃棒能够点燃火柴,而铁棒不能。由此可以判断玻璃棒和铁棒吸收的热量 (选填“相同”或“不相同”), (选填“玻璃棒”或“铁棒”)升高的温度高。查阅资料得:c玻璃=840J/(kg·°C),c铁=460J/(kg·°C),请对实验中观察到的现象做出解释 。
【答案】 相同 玻璃棒 见解析
【详解】[1]将两支外形相同的玻璃棒和铁棒同时放在同一盏酒精灯上加热相同时间,则玻璃棒和铁棒吸收的热量相同。
[2]玻璃棒能够点燃火柴,而铁棒不能,说明玻璃棒升高的温度高。
[3]玻璃棒是热的不良导体,加热时,热量集中在受热表面附近,不易迅速传导到整个棒体,因此在加热相同时间后,玻璃棒表面局部温度可以升得很高,足以点燃火柴;而铁棒是热的良导体,加热时,热量迅速传导到整个棒体,并迅速散失到周围空气中,因此在加热相同时间后,铁棒表面温度通常较低,无法点燃火柴。
39.(2025·江苏南京·模拟预测)我国家庭照明电路的电压为220V,现有一个额定功率为880W的电热水袋,内装1kg的水,若要使袋内水的温度从30℃升高到80℃,水需要吸收 J的热量。用热水袋取暖是通过 方式来改变手的内能,热水袋用水作为工作物质,是由于水具有较大的 。()
【答案】 热传递 比热容
【详解】[1]若要使袋内水的温度从30℃升高到80℃,水需要吸收的热量
[2]用热水袋取暖时热水袋温度高,手温度低,两者存在温度差。是通过热传递方式来改变手的内能。
[3]热水袋用水作为工作物质,是由于水具有较大的比热容。与其他物质相比在质量和降低温度相同时,水能放出更多的热量。
40.(2025·江苏常州·三模)如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中图 是将机械能转化为内能的冲程,图 为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为1800r/min,这台汽油机每分钟完成 个冲程,对外做了 次功。
【答案】 乙 丙 3600 900
【详解】[1]图乙为压缩冲程,把机械能转化为内能。
[2]图丙为做功冲程,靠燃料燃烧做功来完成该冲程,不是靠飞轮惯性完成的冲程。
[3]飞轮转2转完成1个工作循环,有4个冲程;飞轮的转速为1800r/min ,即1分钟转1800转,完成900个工作循环,冲程数为 900×4 = 3600个
[4]1个工作循环对外做功1次,900个工作循环做功900次。
41.(2025·江苏扬州·三模)补全知识结构图:
(1) ;(2) ;(3) 。
【答案】 弹性势能 做功 热值
【详解】[1]势能分为重力势能和弹性势能。
[2]改变内能的方式有两种:做功和热传递。
[3]根据公式可知,燃料燃烧放出热量的多少与燃料质量及热值有关。
42.(2025·江苏扬州·三模)小明对物理量定义方法进行了整理,请帮他完成①②③处。
【答案】①力的方向②③热值
【详解】[1]做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离。
[2]功率定义:物体在单位时间内所做的功叫功率,在物理学中用字母P表示,表达式。
[3]热值表示单位质量的燃料完全燃烧时所释放的热量。热值的定义式。
43.(2025·江苏扬州·一模)如图,小明在科技节中展示了自己的作品。塑料瓶内装入少量的液态乙醚,待乙醚充满整个塑料瓶后,启动电子打火器,活塞瞬间向前飞出一段距离,活塞飞出的过程相当于热机的 冲程;活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离,因为它具有 。
【答案】 做功 惯性
【详解】[1]热机的四个冲程包括:吸气、压缩、做功、排气;其中做功冲程中燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功,与本实验中乙醚燃烧产生的高温高压燃气把活塞推出瓶口的原理是一样的。
[2]任何都物体具有惯性,惯性是指物体本身所具有的保持运动状态不变的性质,活塞离开瓶口还可以继续向前飞出一段距离,因为它具有惯性。
44.(2025·江苏无锡·一模)某市区高架桥上修建了一段既可以控制噪声又可以提供电能的全封闭“光伏声屏障”试验路段如图所示,“光伏声屏障”路段的每一块玻璃上贴满了81个小光伏电池板,这些光伏电池板利用太阳能的方式是将太阳能转化为 。这段“光伏声屏障”试验路段每年发电约,相当于完全燃烧 kg的无烟煤释放的能量()。
【答案】 电能
【详解】[1]太阳能电池板的工作原理是光电效应,即直接将太阳能转化为电能。
[2]试验路段每年发电W=1.7×105kW⋅h=1.7×105×3.6×106J=6.12×1011J
燃烧无烟煤释放的能量Q=mq无烟煤,且 Q=W=1.7×105kW⋅h,所以燃烧无烟煤的质量
45.(2025·江苏连云港·二模)请补全以下知识结构图:
(1) (2) (3)
【答案】 热机 做功 化学能
【详解】[1]将内能转化为机械能的应用有热机、蒸汽机等,是高温高压燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能。
[2]改变内能的方式有两种,一种方式是热传递,另外一种方式是做功,做功涉及能量的转化。
[3]燃料燃烧放出能量,发光发热,故燃料燃烧时将化学能转化为内能。
46.(2025·江苏徐州·一模)我国发射的“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱进行了自主交会对接。对接后若以核心舱为参照物,“天舟二号”货运飞船是 的;发射时使用液态氢作为燃料是因为氢的 大;在太空中还可以用太阳能电池板提供电能,太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】 静止 热值 可再生
【详解】[1]“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱对接后,若以核心舱为参照物,“天舟二号”货运飞船的位置不变,“天舟二号”是静止的。
[2]发射时使用液态氢作为燃料是因为氢的热值大,与质量相同的其它燃料比,完全燃烧后液态氢可以放出更多的热量。
[3]在太空中还可以用太阳能电池板提供电能,太阳能是取不尽用不完的,是可再生能源。
47.(2025·江苏南京·模拟预测)2024年10月29日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭成功发射。火箭发射时要选用热值较大的燃料,火箭上升过程中燃料的质量减少时,燃料的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。飞船在加速升空的过程中,其动能 ,机械能 。地面人员需要用 波与飞船传递信息。
【答案】 不变 增大 增大 电磁
【详解】[1]燃料的热值大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关,所以燃料的质量减少时,其热值不变。
[2][3]飞船在加速升空的过程中,飞船的质量不变,速度增大,所以动能增大;升空过程中质量不变,高度增大,所以重力势能增大。机械能是动能与势能的总和,故飞船在加速升空的过程中,机械能增大。
[4]电磁波可以在真空中传播,且在真空中的传播速度最快。地面人员是利用电磁波与飞船传递信息的。
48.(2025·江苏无锡·一模)原子的中心是 ,其周围有一定数目的 在运动。核电站获取能量的主要方式是利用核 (选填“裂变”或“聚变”)释放能量。
【答案】 原子核 电子 裂变
【详解】[1][2]原子由原子核和核外电子组成,原子的中心是原子核,电子绕原子核高速运转;原子核由质子和不带电的中子组成。
[3]核能是通过核裂变或核聚变产生的巨大能量。核电站获取能量的主要方式是利用可以控制的核裂变释放能量。
49.(2025·江苏无锡·一模)水力发电中水从高处流下时,重力势能转化为 ,从而带动发电机发电,水能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。小明利用手机搜索水力发电的有关知识,这是利用电磁波传递信息。我国水电站年平均发电量可达1.08×1018J,若这些发电量改用煤进行火力发电,效率为40%,则需要完全燃烧煤 kg(q煤=3.0×107J/kg)。
【答案】 动能 可再生 9×1010
【详解】[1]水力发电中水从高处流下时,水的质量不变,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,故水的重力势能转化为动能。
[2]水可以从自然界中不断获取,所以是可再生能源。
[3]由发电效率可得燃烧煤放出的热量
根据热值公式,则需要燃烧煤的质量
50.(2025·江苏淮安·一模)习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”,倡导保护环境。光伏发电是将 能转化为电能;核能作为一种新能源,正在逐步被人们开发和利用,核电站是利用核能发电,其核燃料在反应堆内是通过核 (选填“裂变”或“聚变”)的方式,把核能转化为电能输送到国家电网,供千家万户使用,核能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】 太阳 裂变 不可再生
【详解】[1]根据能量的转化与守恒可知,光伏发电是将太阳能转化为电能。
[2]已知人类获得核能的方式有核裂变与核聚变,因为核聚变的反应目前还不可控,所以核电站是通过核裂变的方式把核能转化为电能。
[3]根据能源的分类可知,因核能越用越少,不可能短期内从自然界得到补充,故核能是不可再生能源。
三、计算题
51.(2025·江苏镇江·模拟预测)质量为1千克的水,温度升高了50℃,求水吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】2.1×105J
【详解】质量为1kg的水,温度升高了50℃,吸收的热量
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