考点17 分子动理论 内能 热机 （解析版）2

考点17分子动理论内能热机一、分子动理论1．分子动理论内容：(1)物质由分子组成的。(2)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。(3)分子之间有相互作用的引力和斥力。2．构成物质的分子在不停地做无规则，叫做分子热运动，温度越高，分子的运动越剧烈。3．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动。二、内能1．物体的内能是指物体内所有分子动能和势能的总和。内能的单位是焦。2．一切物体在任何情况下都具有内能。3．改变物体内能的两种方式分别是做功和热传递。(1)热传递改变物体的内能实质上是能量的转移，做功改变物体的内能实质上是能量的转化。(2)做功与热传递改变物体的内能是等效的。三、热机1．定义：蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机统称为热机。2．热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。进气口活塞火花塞进气口活塞火花塞出气口 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程注意：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。例1．（2020•上海中考）分子在不停地做无规则运动，能体现此规律的现象是（）A．雪花纷飞 B．树叶飘落 C．花香扑鼻 D．水波荡漾【答案】C【解析】解：由于分子的体积很小，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。因此，雪花纷飞、树叶飘落、水波荡漾都不是扩散现象，是宏观物体的运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，而花香扑鼻能说明分子在不停地做无规则运动。故ABD不符合题意，C符合题意。故选：C。例2．下列生活实例中，通过做功改变物体内能的是（）A．入冬用暖气供热，使室内暖和 B．用天然气烧水，使水沸腾 C．两手相互摩擦，手的温度升高 D．海鲜放在冰上，可以降温【答案】C【解析】解：A．入冬用暖气供热，使室内暖和，房屋从暖气吸收热量，属于热传递改变物体的内能，故A错误；B．用天然气烧水，使水沸腾，水吸收热量，属于热传递改变物体的内能，故B错误；C．两手相互摩擦，手的温度升高，是因为克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体的内能，故C正确；D．海鲜放在冰上，可以降温，是海鲜与冰之间发生了热传递，属于热传递改变物体的内能，故D错误。故选：C。例3．（2019•上海中考）四冲程柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】C【解析】解：四冲程柴油机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确。故选：C。例4．（2022•上海中考）四冲程热机工作过程中，将内能转化为机械能的是_________冲程，李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过_________（选填“做功”或“热传递”）的方式来改变香炉的内能，加热1千克水，使其温度上升2℃，则加热过程中水吸收的热量为_________焦。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】做功；热传递；8.4×103。【解析】解：（1）四冲程热机在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能；（2）香炉在阳光照射下，从阳光中吸收热量、内能增加，是通过热传递的方式来改变的内能；（3）1千克水温度上升2℃吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×2℃＝8.4×103J。故答案为：做功；热传递；8.4×103。一、选择题（共10小题）1．分子在不停地做无规则运动，能体现此规律的现象是（）A．雪花纷飞 B．树叶飘落 C．花香扑鼻 D．水波荡漾【答案】C【解析】解：由于分子的体积很小，分子的运动无法用肉眼直接看到，但可以通过气味、颜色的变化来体现。因此，雪花纷飞、树叶飘落、水波荡漾都不是扩散现象，是宏观物体的运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，而花香扑鼻能说明分子在不停地做无规则运动。故ABD不符合题意，C符合题意。故选：C。2．如图所示是在电子显微镜下观察2019新型冠状病毒（2019～nCoV）的照片。该病毒一般呈球形，直径在75～160nm之间，主要通过飞沫传播。下列说法正确的是（）A．病毒分子也可以用肉眼直接看到 B．新型冠状病毒随飞沫传播是一种分子运动 C．温度越高，构成新型冠状病毒的分子无规则运动越剧烈 D．健康人佩戴口罩可防止感染，是因为口罩材料的分子之间没有空隙【答案】C【解析】解：A、由于病毒分子的体积很小，只有借助电子显微镜才能看到，故A错误；B、分子很小，直接用肉眼看不到，飞沫是肉眼可以看到的；所以新冠病毒随飞沬传播是机械运动，不是分子的运动，故B错误；C、温度越高，构成新型冠状病毒的分子无规则运动越剧烈，故C正确；D、由分子热运动可知分子之间存在间隙，所以口罩材料分子之间也有空隙，故D错误。故选：C。3．四冲程热机在工作时，将机械能转化为内能的是（）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程【答案】B【解析】解：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程；压缩冲程将汽油和空气的混合物压缩，将机械能转化内能；在做功冲程中高温高压燃气推动活塞向下运动做功，将内能转化为机械能，故B正确。故选：B。4．下列事例中，由于热传递改变物体内能的是（）A．弯折铁丝，铁丝会发热 B．夏天双手捂住冰袋感觉凉爽 C．冬天两手相互摩擦感到暖和 D．用锯条锯断木头时，锯条会发热【答案】B【解析】解：A、弯折铁丝，铁丝会发热是通过做功改变物体内能的，故A错误；B、夏天双手捂住冰袋感觉凉爽是通过热传递改变物体内能的，故B正确；C、在寒冷的冬天里，人们常常通过两手互搓来取暖，这是通过做功的方法来改变内能的，故C错误；D、用锯条锯断木头时，锯条会发热，这是通过做功的方法来改变内能的，故D错误。故选：B。5．以下与机械能和内能的说法中正确的是（）A．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 B．物体的内能就是物体的机械能 C．物体的机械能可能为零，内能不可能为零 D．热传递一定是从能量的物体传向能量小的物体【答案】C【解析】解：A、物体的内能与物体的质量、温度以及状态有关，因此当物体的温度不变时，状态发生改变，内能将发生改变，比如冰块熔化时，温度不变，但内能增加；故A说法错误。B、物体的内能与物体的机械能是完全不同的两个概念，两者没有任何关系；故B错误。C、内能是物体内部分子具有的能量总和，而分子在永不停息地做无规则运动，因此内能不可能为零；而物体的速度为零、高度为零、没有发生弹性形变时，物体的机械能为零；故C说法正确。D、热传递是热量从温度高的物体传向温度低物体，或者从高温部分传往低温部分。故D说法错误。故选：C。6．如图所示，分别表示内燃机工作过程中的四个冲程，其中将内能转化为机械能的冲程是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】解：A、图中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，吸气冲程没有能量的转化，故A错误；B、图中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，排气冲程没有能量转化，故B错误；C、图中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，即内能转化为机械能，故C正确；D、图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，即机械能转化为内能，故D错误。故选：C。7．如图所示是四冲程内燃机工作时的某个冲程，对它描述正确的是（）A．吸气冲程，机械能转化为内能 B．压缩冲程，机械能转化为内能 C．做功冲程，内能转化为机械能 D．排气冲程，内能转化为机械能【答案】C【解析】解：如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞向下运动，可以判断此冲程是做功冲程，即是将内能转化为机械能的过程。故选：C。8．关于物体的内能，下列说法正确的是（）A．温度高的物体内能一定多 B．太阳下曝晒的物体内能会增加 C．运动快的物体内能一定多 D．温度为0℃的物体内能为零【答案】B【解析】解：A、温度高的物体内能不一定多，还与质量有关，故A错误；B、太阳下曝晒的物体内能会增加，是通过热传递的方法增大了内能，故B正确；C、运动快的物体动能大，但内能不一定多，故C错误；D、任何物体都具有内能，温度为0℃的物体内能不为零，故D错误。故选：B。9．如图是内燃机的某个冲程，下列几种情况中与该冲程能的转化方式一致的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】解：如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能；A、滚摆上升时，质量不变，速度减小，高度增加，故将动能转化为了重力势能，不符合题意；B、火箭升空时，将内能转化为机械能，不符合题意；C、钻木取火是克服摩擦做功，将机械能转化为了内能，符合题意；D、瀑布是将水的重力势能转化为了水的动能，不符合题意。故选：C。10．如图所示，此时热机气缸内压强增大，温度升高，则该冲程是（）A.吸气冲程 B.压缩冲程C.做功冲程 D.排气冲程【答案】B【解析】解：四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是压缩冲程和做功冲程，压缩冲程活塞压缩气缸内气体，使气缸内压强增大，因为压缩冲程是机械能转化为气体内能，气体温度会升高，故B符合题意。故选：B。二．填空题（共11小题）11．2022年6月2日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星顺利进入预定轨道。在上升过程中，卫星相对于地面是_________（选填“静止”或“运动”）的，卫星外壳温度升高，这是通过_________的方法使之内能发生改变的；发射过程中，卫星的重力势能_________（选填“增大”、“不变”或“减少”）。【答案】运动；做功；增大。【解析】解：在上升过程中，卫星相对于地面的位置发生改变，卫星是运动的；卫星与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，温度升高；发射过程中，卫星的质量不变，高度增大，重力势能增大。故答案为：运动；做功；增大。12．物理学在生产、生活和科学技术中有着广泛的应用。篮球表面有凹凸不平的花纹，是为了增大______；依据__________________，用“悬挂法”可以确定物体重心的位置；四冲程内燃机有四个冲程，其中做功冲程是将______转化为机械能的冲程。（均填写所学物理概念、物理规律的名称或内容）【答案】摩擦；二力平衡的条件；内能。【解析】解：（1）篮球表面有凹凸不平的花纹，是为了增大摩擦；（2）用“悬挂法”可以确定物体重心的位置，是利用了二力平衡的条件﹣﹣重力和拉力在同一条直线上。（3）四冲程内燃机的四个冲程依次是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；其中压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化成机械能。故答案为：摩擦；二力平衡的条件；内能。13．外出要戴好口罩，病毒会随气溶胶传播，说明分子不停做____________。医生用B超技术为病人诊病，B超是利用________（选填“无线电波”、“声波”），传递信息；医生也可利用叩诊术进行诊断，用声音的_______判断。（选填“响度”“音调”或“音色”）。【答案】无规则运动；声波；音调。【解析】解：随着分子在不停地做无规则的运动，病毒会随之传播；B超诊病是利用超声波给病人诊断病情；当敲击患者腹部时，振动频率会发生变化，音调就不同，所以可以根据音调判断患者病情。故答案为：无规则运动；声波；音调。14．我们知道温度越______（选填“高”或“低”），分子运动越剧烈。我们能够看到山上的石头，这是因为光线照到石头上发生了______（选填“反射”或“折射”），太阳光是______（选填“单色光”或“复色光”）。【答案】高；反射；复色光。【解析】解：物体是有分子组成的，一切物体的分子都在不停地做无规则运动。温度越高，分子的热运动越剧烈；我们能够看到山上的石头，这是因为光线照到石头上发生了反射；太阳光是复色光，由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的色光组成。故答案为：高；反射；复色光。15．生活中的很多安全规范都蕴涵着物理学原理。空气清新剂等压缩气罐不要放置在高温环境下，是因为______可以改变物体的内能（选填“热传递”或“做功”），易使气罐升温爆炸；司机开车时要系好安全带，是因为刹车时司机由于______会继续向前运动，易造成伤害；嬉戏时不要用力推搡同学，是因为力可以改变物体的______，易使同学摔倒。【答案】热传递；惯性；运动状态【解析】解：（1）空气清新剂等压缩气罐在高温环境下通过“热传递”提高了内能。（2）司机在开车时原来和车一起向前运动，紧急刹车时，车由运动突然变成静止，而司机由于具有惯性，继续向前运动，容易撞到挡风玻璃发生伤害，系安全带是为了防止惯性带来的危害；（3）本来这个同学相对于地面是静止的，其他同学推他时，给他一个力，使他倾斜，体现了力可以改变物体的运动状态。故答案为：热传递；惯性；运动状态。16．指出下列“热”字的含义，把温度、热量、内能三个物理量分别填入空格中：（1）今天天气真热的“热”是指______（2）摩擦生热的“热”是指______（3）冰融化成水要吸热的“热”是指______【答案】（1）温度；（2）内能；（3）热量。【解析】解：（1）今天天气真热的“热”指天气的温度比较高，所以这里的“热”表示温度高；（2）摩擦生“热”是机械能转化为内能的过程，这里的“热”是指内能；（3）晶体熔化要吸热的“热”是熔化过程中吸收热量的多少，这里的“热”是热量。故答案为：（1）温度；（2）内能；（3）热量。17．“酒香不怕巷子深”，人们闻到酒香是由于分子在不停地做______________运动造成的。汽车的发动机选用水做冷却剂，是由于水的比热容较_________的缘故。烈日下，操场上单杠的温度会升高，这是通过_____________的方式改变其内能的。【答案】无规则；大；热传递。【解析】解：（1）人们闻到酒香这是扩散现象，是由于酒的香味分子在空气中不停地无规则运动造成的；（2）因为水的比热容大，所以单位质量的水每升高1℃所吸收的热量就多，发动机的热量被水吸收就不至于温度太高，所以用水做冷却剂；（3）烈日下，操场上的单杠在烈日的照射下，吸收阳光中的热，量温度升高，这是通过热传递的方式使内能增加。故答案为：无规则；大；热传递。18．如图（a）所示，将两个底面削平的铅柱紧压在一起，下面悬挂一个重物也不能把它们拉开，说明分子间存在___________（选填“引力”或“斥力”）；如图（b）所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速下压时，棉花燃烧起来，说明通过_____________的方式可使气体的内能_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。【答案】引力；做功；增大。【解析】解：两个底面削平的铅柱紧压在一起，下面吊一个重物也不能把它们拉开，说明分子之间存在相互作用的引力。当活塞迅速压下去时，活塞对气体做功，使气体的内能增大，温度升高，达到棉花的着火点，因此棉花燃烧起来。故答案为：引力；做功；增大。19．小南根据“宏观世界中物体由于运动而具有的能量叫做动能”的知识，类比得出：微观世界中组成物体的分子具有分子动能。① 请写出小南类比得出分子具有分子动能的依据是：_________________________________。② 类比宏观世界中物体的动能有大小，微观世界中的分子动能也有大小。（a）如图表示不同时刻某物体内部分子运动情况（箭头越长代表分子运动越快），______图的分子动能较大（选填“A”或“B”）。（b）如果要衡量某一物体中所有分子动能的大小，可以用宏观世界中的物理量______来反映。【答案】分子也具有质量且分子在运动； B； 温度。【解析】解：①由于动能的影响因素是质量和速度，而组成物体的大量分子也具有质量且分子在运动，因此它们也一定具有动能，这就是分子动能；②（a）对于同一物体，分子质量一定，B图中箭头比A图中箭头长，说明其分子运动快，因此B图中的分子动能较大；（b）如果要衡量某一物体中所有分子动能的大小，可以用宏观世界中的物理量温度来反映，同一物体，温度越高，分子运动越剧烈，其分子动能将会越大。故答案为：分子也具有质量且分子在运动；B；温度。20．科学家研究了壁虎能抵抗地心引力吸附在物体表面的原因，壁虎的脚掌上长满了被称为“刚毛”的细微绒毛，每根刚毛末端又有成百上千个直径仅0.25微来的凸出物。这种精细表面结构使刚毛和物体分子距离极近，从而产生了分子引力。科学家从壁虎的“刚毛”得到灵感研发了“纳米微吸胶”。这种粘胶材料的表面类似平面“绒”布，把这种材料如图（a）所示涂在手机支架上，当“纳米微吸胶”接触到手机的平滑背面，就能如图（b）所示牢牢的“粘”住手机。①下列现象中，体现了分子间存在引力的是_________（选填“A““B”或“C”）。A．磁铁吸引大头针B．吸在墙上的吸盘难以脱离墙面C．端面平滑的两块铅柱，相互紧压后，铅柱下方挂钩码，两铅柱也难以分开②根据上述信息，“纳米微吸胶”能“粘”住手机，是由于_________作用。（选填“A““B”或“C”）A．大气压力B．分子引力C．磁力③请判断：“纳米微吸胶”_________（选填“能”或“不能”）“粘”牢帆布笔袋。【答案】①C； ②B； ③不能。【解析】解：①A．磁铁吸引大头针是利用磁力的作用，故A不符合题意；B．吸在墙上的吸盘难以脱离墙面是利用大气压的作用