2024中考物理总复习第十一章　内能与热机

第十一章内能与热机第一编中考总复习ZHONGKAOZONGFUXI内容索引0203考点必备梳理考法必研突破01安徽真题体验安徽真题体验命题点1·分子动理论1.(安徽,3,4分)液体和空气接触的表面存在一个薄层——表面层,如图所示。由于液体分子做无规则运动,表面层中就存在一些具有较大能量的分子,它们可以克服分子间相互作用的

力,脱离液体跑到空气中去。其宏观表现就是液体的

(填物态变化名称)。

答案

引

汽化(蒸发)解析

本题考查了分子动理论与物态变化。分子间存在相互作用的引力和斥力,分子运动要离开物体时要克服分子间的引力。宏观上看物体离开液体的现象是汽化(或蒸发)现象。此时物质由液态变成了气态,分子间的间隔也变大了。2.(2019·安徽13,3分)封闭在容器内的气体,是由大量的气体分子组成的,这些分子都在不停地做无规则运动。下列有关说法正确的是(

)A.温度一定时,气体分子的运动速度大小都相同B.温度一定时,向各个方向运动的气体分子都有C.温度升高时,每个气体分子的运动速度都增大D.温度降低时,所有气体分子的运动方向都相同答案B解析

温度一定时,气体分子的运动速度大小没有规律,故A错误;温度一定时,分子运动没有规律,分子运动朝各个方向,故B正确;温度升高时,大部分气体分子速度增大,不是每个气体分子速度增大,故C错误;温度降低时,气体分子运动还是朝各个方向,故D错误。命题点2·改变内能的方式3.(安徽,2,2分)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,迅速向下压活塞,硝化棉就燃烧起来。这是因为活塞压缩空气做功,

,达到了硝化棉的燃点。

答案

空气的内能增加,温度升高解析

迅速向下压活塞,活塞会压缩空气做功,使空气的内能增加,温度升高,当温度达到硝化棉的燃点时,硝化棉就会燃烧,通过此实验可说明做功可以改变物体的内能。命题点3·热量的相关计算4.(2020·安徽,9,2分)某同学家使用燃气热水器,平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收,则热水器平均每天消耗天然气

m3。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4.0×107J/m3]

答案

0.6解析

水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103

J/(kg·℃)×100

kg×(58

℃-18

℃)=1.68×107

J;需要天然气放出的热量5.(2019·安徽,6,2分)假如完全燃烧0.2m3天然气放出的热量全部被100kg初温为25℃的水吸收,可以使水的温度升高到

℃[已知c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4.2×107J/m3]。

答案

45解析

完全燃烧0.2

m3天然气放出的热量Q放=V天然气q天然气=0.2

m3×4.2×107

J/m3=8.4×106

J;根据Q吸=cmΔt=Q放可知,水温度升高值水的末温为t=t0+Δt=25

℃+20

℃=45

℃。命题点4·温度、热量、内能之间的关系6.(2020·安徽,11,3分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(

)A.0℃的物体也具有内能B.只要物体放出热量,温度就一定降低C.物体温度越高,含有的热量越多D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体答案A解析

一切物体都具有内能,0

℃的物体也具有内能,故A正确;晶体凝固过程对外放出热量,温度不变,故B错误;热量是过程量,不能说物体“含有热量”,故C错误;热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,故D错误。7.(安徽,11,3分)下列说法正确的是(

)A.物体的内能增加,则一定是外界对物体做了功B.物体的温度升高,则一定是从外界吸收了热量C.物体的温度越高,含有的热量越多D.内能是物体内所有分子动能和势能的总和答案D解析

本题考查的是对内能的理解,做功与热传递改变内能是等效的。物体内能增加可以通过外界做功或热传递来改变,A不正确。物体的温度升高,内能一定增大,内能增加可以通过外界做功或热传递来改变,B不正确。物体的温度越高,物体的内能越大,内能是一个状态量,热量是一个过程量,C不正确。内能是物体内所有分子动能和势能的总和,D正确。考点必备梳理K考点清单考点1

分子动理论

(10年8考)

比较项要

点物质的构成常见的物质是由极其微小的粒子——分子和原子构成的,原子是由原子核与绕核运动的电子组成的。分子很小,人们通常以nm为单位来度量分子分子热运动定义因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特点一切物质的分子都在不停地做无规则运动。温度越高

,分子热运动越剧烈

扩散现象定义不同物质在相互接触时彼此进入

对方的现象

说明分子在不停地做无规则运动

、分子间存在间隙

影响因素扩散现象跟温度有关,温度越高,扩散进行得越快

示例“酒香不怕巷子深”“蝴蝶嗅到花香”“墙角放煤,日久变黑”“桂花飘香”比较项要

点分子间的作用力分子间存在引力,如被紧压在一起的铅柱很难被分开;分子间还存在斥力,如“破镜”无法“重圆”分子间的特点当固体被压缩时,作用力表现为斥力当固体被拉伸时,作用力表现为引力如果分子间相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略分子动理论常见的物质是由大量分子(原子)

组成的

一切物质的分子

都在不停

地做无规则运动

分子间存在相互作用的引

力和斥

力

特别提示

分子是不能用肉眼直接观察到的,凡是能用肉眼直接观察到的小物体(如灰尘、花粉等)都不是分子。考点2

内能

(10年5考)

1.内能及其影响因素比较项要

点内能分子势能构成物质的分子在不停地做热运动,温度越高,分子热运动的速度越大,它们的动能也就越大内能分子动能由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有势能,这种势能叫做分子势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

说明物体的内能与温度、质量、材料、状态有关,内能是不同于机械能的另一种形式的能。一切物体,不论温度高低,都具有内能,如:炙热的铁水具有内能;冰冷的冰块,温度虽然低,其中的水分子仍然在做热运动,所以也具有内能,物体温度降低时内能减小,温度升高时内能增大影响因素物体的内能与温度和质量有关;一切物体在任何情况下都有内能2.改变内能的方式

方式实质条件方向实例说明热传递能量的转移

存在温度差(吸热或放热)由高温物体转移到低

温物体或从物体的高

温部分转移到低

温部分

a.用热水袋取暖;b.晒太阳;c.烧水水变热;d.烤火御寒;e.哈气取暖等做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,一个物体温度升高,有可能是对物体做了功,也有可能是发生了热传递做功能量的转化

物体对外做功或外界对物体做功(摩擦、压缩等)对物体做功,物体的内能可能增大;物体对外做功,物体的内能可能减小a.钻木取火;b.用锯条锯木板,锯条、木板均发热;c.两手互相搓,觉得暖和;d.陨石坠入地球大气层成为流星考点3

比热容

(10年7考)

物理意义比热容是描述物质吸热本领的物理量定

义某种物质,在温度升高时吸收的热量

与它的质量

和升高的温度

乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示

公

式单

位焦耳每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)

水的比热容及意义水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是质量为1kg的水温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103J物理意义比热容是描述物质吸热本领的物理量水的比热容的应用制冷剂、散热剂、调节气候补

充①吸热公式:Q吸=cm(t-t0)②放热公式:Q放=cm(t0-t)。其中c表示比热容,m表示物体的质量,t0表示初温,t表示变化后的温度即末温③比热容与物质的种类和状态有关,与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出热量的多少无关特别提示

在常见的物质中,水的比热容最大。但并非所有跟水有关的应用都用到了水的比热容大这一特性。考点4

热值和热机

(10年10考)

1.热值定义燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比值

,叫做这种燃料的热值

单位焦每千克

,符号是J/kg

公式理解①酒精的热值是3.0×107J/kg,表示1

kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107

J

②热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的种类

有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系

特别提示

对于气体燃料来说,热值

,热值单位为J/m3。

2.热机

定义把内

能转化为机械

能的机器

原理

种类蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等3.汽油机的工作过程

吸气

冲程

压缩

冲程

做功

冲程

排气

冲程

进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动两气门关闭,活塞向上运动两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动/机械

能转化为内

能

内

能转化为机械

能

/4.热机效率

定义热机用来做有用功

的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比

公式能量流向燃料完全燃烧

提高热机效率途径①让燃料尽可能充分燃烧,如将煤粒磨成煤粉、加大送风量等;②利用废气的能量;③机件间保持良好的润滑、减小摩擦5.能量的转化与守恒

内容能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化

为其他形式,或者从一个物体转移

到另一个物体,而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具有方向性的;②能的转化是通过物体做功来实现的,能的转化过程中,能量的形式发生了改变;③能的转移过程中能量的形式没有发生变化特别提示

能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所有的能量转化和转移过程,都遵循能量守恒定律,而机械能守恒是有一定条件的。T图解物理命题点图片练一练分子热运动

(人教九P3图13.1-2)(沪科八P220图11-15)1.(2019·北京)如图所示,两个相同瓶子的瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,上面的瓶中装有空气,下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后,可以看到,两个瓶中的气体会混合在一起,最后颜色变得均匀,这属于

现象

扩散命题点图片练一练分子间的引力

(人教九P4图13.1-4)2.(2020·安徽无为县模拟)分子间存在相互作用的引力和斥力,在一定的范围内引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,如图所示,把两个底面平整的铅柱用力压在一起后吊起来,下面挂一个钩码都不能把它们拉开,此时两个铅柱接触面处分子间的斥力

(选填“大于”“等于”或“小于”)引力

小于命题点图片练一练改变物体内能的方式

(人教九P17图14.1-1)3.(2020·湖北宣城期末)在如图所示的实验中,用酒精灯给试管加热,试管内水的温度逐渐升高直至沸腾。水沸腾后,橡胶塞从试管口飞出,试管口附近有“白气”产生。酒精燃烧的过程,是化学能转化为内能的过程;活塞飞出的过程,是通过

方式使内能转化为机械能的过程

做功命题点图片练一练能量的转化

(人教九P28图14.3-2)4.(安徽阜阳颍泉区模拟)如图是皮球落地后弹跳过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知,弹跳过程中,皮球的机械能

(选填“增大”“减小”或“不变”)

热机的工作原理

(人教九P19图14.1-4)5.(2019·齐齐哈尔)如图所示是四冲程汽油机内部剖面图,汽油机工作过程中,

冲程可以使汽车获得动力。汽油机工作时会产生大量热,需要用水进行降温,是利用水的

大的特性

减小做功比热容J基础自测1.(RJ九年级P2内文,改编)盛夏时节,百花绽放。四溢的花香引来长喙天蛾。这是因为

。

2.(RJ九年级P8内文,改编)冬天用热水袋取暖时,热水袋中水的温度降低,水的内能

(选填“减少”“不变”或“增加”),这是通过

的方法改变了它的内能。

3.(RJ九年级P26动手动脑学物理第1题)汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大?有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个60kg的人,从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼),每层楼的层高为3m,他克服重力做了

J的功;如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等,需要汽油的质量是

kg。

分子在永不停息地做无规则运动减少热传递180000.39×10-34.(RJ九年级P15动手动脑学物理第2题,改编)质量和初温相同的铝和铜(c铝>c铜),吸收相同的热量,相互接触则(

)A.热量由铝传递给铜 B.热量由铜传递给铝C.二者不发生热传递 D.无法判定B考法必研突破K考法突破考法1分子动理论例1(2020·湖北天门)关于分子动理论,下列说法不正确的是(

)A.分子间同时存在着相互作用的引力和斥力B.温度越低,分子的热运动越缓慢,当温度低到一定程度,分子的热运动会停止C.通常液体分子之间的距离比气体的小,比固体的大D.常见的物质是由大量的分子、原子构成的答案B解析

分子间同时存在着相互作用的引力和斥力,故A正确;构成物质的粒子时刻处于不断的运动状态之中,故B错误;通常固体分子间距离最小,液体分子间距离较大,气体分子间距离最大,故C正确;常见的物质是由大量的分子、原子构成的,故D正确。方法归纳

分子运动的表现分子是肉眼看不到的但可以通过宏观表现来说明分子的情况。分子永不停息地做无规则运动表现为扩散现象,分子间的引力与斥力表现为宏观的各种力现象,如物体难以被压缩或粘合后无法拉开的现象;分子间有空隙主要表现在两种或多种分子混合后其体积变小的现象,如酒精和水混合后总体积变小。对应练1(2020·湖北宜昌)下列现象能说明分子做无规则运动的是(

)A.清晨湖面上雾气腾腾 B.百花绽放时花香四溢C.汽车驶过后尘土飞扬 D.寒冬腊月里大雪纷飞答案B解析

雾气腾腾,不是分子的无规则运动,雾不是分子,属于宏观物体的运动,是机械运动,故A错误;花香四溢是香味分子在空气中发生了扩散现象,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动,故B正确;尘土飞扬,不是分子的无规则运动,尘土不是分子,属于宏观物体的运动,是机械运动,故C错误;大雪不是分子,属于宏观物体的运动,是机械运动,故D错误。考法2内能例2(2020·四川巴中)关于温度、热量、内能,下列说法正确的是(

)A.物体的温度升高,内能一定增加B.物体吸收热量,温度一定升高C.0℃的冰内能为零D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体答案A解析

温度升高时,内能一定增加,故A正确;物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸收热量,温度不变,故B错误;一切物体均具有内能,故C错误;发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,故D错误。方法归纳

内能及内能的改变(1)内能的特点:一切物体在任何情况下都具有内能。(2)改变内能有两种方式:做功和热传递,它们在改变内能的效果上是一样的。物体内能减小,可能是由于做功,也可能是由于热传递。(3)内能与温度的关系:同一物体,温度改变,内能改变;但内能改变,温度不一定改变。例如,冰熔化吸热,内能增加,温度却保持0

℃不变。考法3热量的计算例3(2020·江苏盐城,改编)小华在燃烧皿中放入5g酒精,对300g水加热,待酒精燃尽后水温升高了50℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg,此过程中,酒精燃烧放出的热量为

J,水吸收的热量为

。

答案

1.5×105

6.3×104解析

酒精燃烧放出的热量Q放=mq=5×10-3kg×3.0×107

J/kg=1.5×105

J;水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103

J/(kg·℃)×0.3

kg×50

℃=6.3×104

J。方法归纳

(1)利用比热容计算热量:Q=cmΔt。①吸热公式为Q吸=cm(t-t0)。②放热公式为Q放=cm(t0-t)。温度“升高了”“降低了”是指温度的变化量,即Δt;温度“升高到”“降低到”是指物体的末温t。(2)利用热值计算燃料燃烧放出的热量:Q=mq(固体)或Q=Vq(气体)。(3)利用热效率:,Q吸表示水吸收的热量,Q放表示燃料完全燃烧所放出的热量。对应练2(2020·安徽一模)如果完全燃烧0.07kg的焦炭所放出的热量的60%,能让质量为5kg、初温为20℃的水吸收,则水的温度能达到

℃[已知c水=4.2×103J/(kg·℃),q焦炭=3.0×107J/kg]。

答案

80解析

0.07

kg焦炭完全燃烧释放的热量Q放=q焦炭m=3×107

J/kg×0.07

kg=2.1×106

J;水吸收的热量Q吸=ηQ放=2.1×106

J×60%=1.26×106

J;由Q吸=cmΔt得,水升高的温度水的末温t=Δt+t0=20

℃+60

℃=80

℃。实验装置

S实验突破实验点

比较不同物质的吸热能力考查方向

比较物质吸热能力的实验综合性强,试题往往要求选择和组装实验器材,运用控制变量法设计实验,运用公式

进行分析与计算。实验设计比较水和沙子吸热能力的方法:①吸收相同的热量,比较升温多少;②升高相同温度,比较吸热多少探究方法控制变量法和转化法得出结论①质量相等的水和沙子,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、升高的温度有关注意事项

(1)要尽量使用两个相同的酒精灯加热。(2)要使用两个相同的烧杯。(3)要控制初始条件相同。(4)吸热本领的大小可以通过两种方法比较:a.加热相同的时间,比较升高的温度;b.升高相同的温度,比较加热时间的长短。(5)此实验采用了转换法和物理学中最常用的控制变量法。例题(2020·安徽模拟