2024内蒙古中考物理二轮专题研究 第五讲 内能及其利用 （课件）

内能及其利用第五讲实验突破—科学探究素养提升2考点清单图说物理内蒙古中考真题及拓展3实验

比较不同物质的吸热情况知识精讲1重难点突破内能及其利用分子热运动热机特点分子动理论扩散现象分子热运动与机械运动的区别内能定义特点影响因素热量改变内能的方式燃料的热值定义能量转化汽油机的工作过程热值比热容定义、物理意义单位及符号、理解水的比热容大的应用热量的计算利用比热容计算利用热值计算热机的效率定义公式提高热机效率的途径知识精讲考点清单一、分子热运动1、分子动理论a.常见的物质是由极其微小的________、________构成的．b.构成物质的分子在不停地__________________．c.分子间存在______，如被紧压在一起的铅柱很难被分开；分子间还存在________，如固体和液体很难被压缩．分子原子做无规则运动引力斥力2、扩散现象(1)定义：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象．(2)影响因素：扩散现象的剧烈程度与________有关．________越高，扩散现象越明显．(3)举例：酒香不怕巷子深、墙角放煤，日久变黑、闻到花香等．温度温度二、分子热运动与机械运动的区别分子热运动机械运动研究对象微观分子宏观物体运动方式分子在不停地做无规则运动有规律的运动，相对不同的参照物，运动状态不同举例红墨水滴入清水中，清水变红\三、内能1、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．单位是焦耳(J)．2、特点：一切物体在任何情况下都具有内能．内能的大小不可能为0.3、影响因素：物体的内能与物体的温度、质量、种类、结构、状态有关．同一个物体，在相同物态下，温度越高，分子热运动越______，内能______；温度降低时，内能______．剧烈越大减小4、热量(1)定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量．单位是焦耳，符号为J.(2)热量与内能的关系：在无外界做功的条件下，物体吸收热量时内能________，放出热量时内能________．(3)注：热量是一个过程量，不能说“具有”或“含有”，只能说“吸收”或“放出”．增大减小5、改变内能的方式方式实质条件方向实例热传递能量的_____存在温度差由高温物体转移到______温物体；或从物体的____温部分转移到____温部分a.用热水袋取暖；b.晒太阳；c.燃气灶烧水；d.烤火御寒；e.哈气取暖等转移低高低方式实质条件方向实例做功能量的_____物体对外做功或外界对物体做功(摩擦、压缩等)外界只对物体做功，物体的内能______；物体只对外界做功，物体的内能______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，觉得暖和等说明做功和热传递对物体内能的改变是等效的，一个物体温度升高，有可能是外界对物体做了功，也有可能是发生了热传递转化增大减小四、比热容1、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的温度乘积之比，用符号c表示．2、物理意义：表示物质吸(放)热能力强弱的物理量．3、单位及符号：单位是焦耳每千克摄氏度，符号是____________．4、理解(1)比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与其他因素无关；J/(kg·℃)(2)质量相同的不同物质，吸收或放出相同热量时，比热容________的物质温度变化较小；(3)质量相同的不同物质，温度变化量相同时，比热容________的物质吸收或放出的热量多5、水的比热容大的应用：调节气温(人工湖)，取暖(用水作传热介质)，作冷却剂．大大五、热机1、定义：利用内能________的机械．2、能量转化：3、汽油机的工作过程工作冲程吸气冲程______冲程______冲程排气冲程示意图做功压缩做功工作冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程火花塞、气门变化进气门____，排气门关闭两气门关闭两气门关闭，火花塞产生电火花进气门关闭，排气门______活塞运动方向向下____________向上能量的转化

______能→______能______能→______能打开打开向上向下机械内内机械六、燃料的热值1、热值：某种燃料__________放出的热量与其________之比．用符号________表示．2、特点：热值是燃料的一种属性，只与燃料的种类有关，与燃料形状、质量、体积无关．完全燃烧质量q七、热量的计算1、利用比热容计算：Q＝__________．(Δt表示温度变化量)2、利用热值计算(1)Q放＝________(固体、液体)．(q为燃料的热值，单位是J/kg)(2)Q放＝qV(气体)．(q为燃料的热值，单位是J/m3)cmΔtmq八、热机的效率1、定义：热机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比．2、公式：η＝×100%或η＝×100%.3、提高热机效率的途径a.使燃料充分________，如：将煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量等；b.在设计和制造过程中，不断改进和创新，以减少各种能量的损失；c.设法利用废气的能量．燃烧微点诊断判断下列说法的正误．(1)松软多孔的海绵可以被压缩是因为分子间有空隙()(2)温度越低，分子的热运动越缓慢．当温度低到一定程度，分子的热运动就会停止()(3)燃料的热值越大，燃烧放出的热量越多()(4)物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量()(5)物体吸收热量，温度一定升高()(6)温度相同的物体，其内能一定相等()××××××图说物理(RJ九年级P3图13.1－2)命题点：扩散现象1.如图所示，在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，抽掉玻璃板后，过一段时间，观察到的现象是____________________________，说明了_________________________．若将两瓶子的位置对调，_______(选填“能”或“不能”)得到相同的结论．(教材素材改编)两瓶内气体都变成红棕色分子在不停地做无规则运动不能【生活实践】2.劣质的油性油漆、板材、涂料剂等材料含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物，用来装修房屋会造成室内环境污染，这是因为有毒有机物分子都在永不停息地______________，这种现象在夏天时特别严重，因为________越高，分子运动越剧烈.做无规则运动温度(RJ九年级P6图13.1－8)命题点：分子间的作用力3.如图所示，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面(例如用吸盘吸住玻璃板或用细线绑住玻璃板)，读出弹簧测力计的示数；使玻璃板下表面水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，看到弹簧测力计的示数________，产生这个现象的原因是____________________．(2021玉林18改编)变大分子间存在引力(RJ九年级P9图13.2－5甲)命题点：改变内能的方式4.如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速压下活塞，发现硝化棉燃烧．压下活塞的过程中，玻璃筒内空气的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，温度________(选填“升高”、“降低”或“不变”)，这是通过________的方式改变物体内能．(2021黔东南州12改编)增大升高做功命题点：改变物体内能的方式5.如图所示，在试管内装适量水，用橡胶塞塞住，用酒精灯对水加热，一段时间后，观察到橡胶塞突然被推出．用酒精灯对水加热是通过________的方式使水的内能增加；试管内的水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的________能转化为橡胶塞的机械能．(2021百色10改编)【生活实践】6.汽油机的一个工作循环是由________个冲程组成，其中________冲程是将内能转化为机械能．在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过________的方式增加内能.(RJ九年级P17图14.1－1)热传递内四做功做功重难点突破热量、热效率相关计算例

某家用燃气热水器，在一个标准大气压下将20kg的水从10℃加热到60℃，消耗了0.21m3的燃气．[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，燃气的热值为4×107J/m3]求：(1)水吸收的热量是多少一题多设问解：水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(60℃－10℃)＝4.2×106J(2)消耗的燃气完全燃烧放出的热量是多少？

(3)该燃气热水器烧水的效率是多少？解：燃气完全燃烧放出的热量Q放＝q燃气V＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J解：该燃气热水器烧水的效率η＝

×100%＝

×100%＝50%(4)若家用锅灶将20kg的水从10℃加热到60℃，锅灶的加热效率为30%,干木柴的热值为1.2×107J/kg，需要完全燃烧多少干木柴？(计算结果保留两位小数)解：需要的木柴完全燃烧放出的热量Q放′＝

＝

＝1.4×107J需要完全燃烧的干木柴质量m＝

＝

≈1.17kg(5)若换用额定功率为1000W的电热水器代替燃气热水器进行加热，已知电热水器的能量利用率为80%，则电热水器需要正常工作的时间至少是多少？解：由η＝

×100%知，电热水器消耗的电能W电＝

＝

＝5.25×106J由W＝Pt可知电热水器正常工作的最少时间t＝

＝

＝5250s(6)某家庭利用太阳能热水器进行加热，用时2h也将20kg的水从10℃加热到60℃.已知太阳能热水器光照面积为2m2，其每平方米每秒钟接收太阳能的功率为1.2×103W,请计算太阳能热水器能量利用率是多少？(计算结果保留一位小数)解：太阳能热水器接收的功率P′＝1.2×103W×2＝2.4×103W太阳能热水器接收的太阳能W＝P′t′＝2.4×103W×2×3600s＝1.728×107J太阳能热水器能量利用率η3＝×100%＝

×100%≈24.3%方法指导燃料烧水和电烧水计算效率的方法：先求出水吸收的热量(有用功)，一般情况下，水吸收的热量可通过Q吸＝cmΔt计算再求出消耗的总能量(总功)，一般情况下，燃料完全燃烧放出的热量Q放＝mq(Q＝qV)；用电器消耗的能量Q＝W电＝Pt最后根据公式η＝

×100%计算热效率实验突破—科学探究素养提升比较不同物质的吸热情况况图示法过实验实验1.实验装置图：2.转换法的应用(热源相同时，将物质“吸收的热量”转换为“__________”)3.控制变量法的应用(用相同规格的电加热器分别加热质量相同的水和食用油)(1)使两种物质升高相同的温度，比较__________(2)加热相同的时间，比较两种物质的___________4.实验结论：质量相同的不同物质，当吸收或放出相同热量时，比热容较______的物质温度变化较小加热时间加热时间温度变化量大5.实验注意事项：(1)选取相同加热源的目的：保证相同加热时间内物质____________相同(2)用酒精灯对不同物质进行加热的缺点，不容易控制相同时间内提供相同热量；外部加热，热量损失大吸收的热量一题多设问例

为研究水和食用油的吸热能力，小明同学用如图所示两套完全相同的装置进行实验探究.设计与进行实验(1)实验前，小明同学应选取初温和______相等的水和食用油．除了图中所示的实验器材外，还需要的测量工具有天平和________.质量秒表(2)实验采用电加热器的好处是____________________________________、______________________．(3)实验中，两烧杯中放入相同的电加热器，可以通过______________来比较两种液体吸收热量的多少；当水和食用油吸收相同的热量时，可以通过比较____________来判断吸热能力的强弱．(均选填“加热时间”或“温度变化量”)更容易控制相同时间内提供的热量相同加热时间温度变化量内部加热，热量损失少分析与论证(4)小明设计的实验表格如下，在表格中横线处补全缺少的项目．物质质量/g初温/℃加热时间/min______升高的温度/℃水200206

25食用油200206

50根据表格信息，判断图中能大致反映该实验结果的是________(选填“A”或“B”)．分析图像可知，升高相同的温度，________需要的时间短，______吸收的热量更多，________的吸热能力更强(后三空选填“水”或“食用油”)．末温/℃B食用油水水评估与交流(5)实验中相同时间内水和食用油吸收的热量_____(选填“相同”或“不同”).(6)已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则小明的实验中，水在6min内吸收的热量为________J，食用油的比热容为________J/(kg·℃)．(不计热量散失)相同2.1×1042.1×103(7)同班的小华同学用酒精灯加热做完实验，也用测量的数据作出食用油和水的温度－时间图像，发现图像的开始部分并不是直线，导致此现象的原因可能是_________________________，为了尽量减小这种影响，请你写出一种改进方法：_________________________．(8)使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同．但小明和其他小组的同学交流实验数据时发现；自己的实验中加热时间明显偏长，其原因可能是___________________.刚开始加热时容器吸收热量先将容器预热再进行实验加热器的功率不同创新设问(9)(生活实践)冬天，小明想自制一个暖手袋，若只能从食用油和水中选一种装入暖手袋中作为供热物质，则应选择__．(10)(创新装置)小明还想知道家里的陈醋和大豆色拉油哪个吸热能力强．他把质量和初温都相同的陈醋和大豆色拉油，分别装入两个相同的试管，放入沸水中加热，如图丙所示．放入沸水中加热的好处是_________________________________________________________________________(写出一条即可).水

使陈醋和大豆色拉油受热均匀(或保证陈醋和色拉油在同一时间段吸收的热量相同)内蒙古中考真题及拓展命题点1分子动理论1.小军同学坐客车去我市某景区旅游，在旅途中，他看到路灯急速后退，是以________为参照物的；食物串味，从分子动理论观点看，是因为食物分子____________________．客车在不停地做无规则运动拓展训练2.荷叶上的水珠如颗颗珍珠一般，摇一摇荷叶，水珠会很快滑落，

荷叶上竟然滴水不沾．关于荷叶上水珠的一些说法，

正确的是(

)A.当水珠静止不动时，水珠中的水分子也静止不动B.很小的水珠就是一个水分子C.荷叶不沾水，是因为水珠与荷叶的分子之间只有斥力没有引力D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠，

说明分子之间存在引力D命题点2改变内能的方式拓展训练3.下列实例，通过做功改变物体内能的是(

)A.晒太阳

B.搓手取暖C.用电褥子取暖

D.向双手哈气取暖B4.以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是(

)A.锯木头锯条发热B.铁丝反复弯折后发热C.阳光下路面发热D.搓手时手掌发热C5.寒冷的冬天，我们可以坐在电火箱旁取暖，也可以跳绳使身体发热．前者是通过________的方式改变人体的内能，后者是通过________的方式改变人体的内能．(选填“做功”或“热传递”)热传递做功命题点3温度、热量、内能的关系(赤峰2考)6.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(

)A.温度相同的物体内能一定相等B.汽油机的做功冲程中燃气的内能减小C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多D.摩擦生热过程将机械能转化为内能，这些内能又可以自发的转化为机械能B拓展训练7.下列说法正确的是(

)A.热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多B.物体的温度不变，它的内能一定不变C.物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递C8.根据表中数据，下列判断正确的是(

)一些物质的比热容[J/(kg·℃)]

A.在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢B.因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大C.同种物质状态改变，比热容不变D.质量相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多命题点4比热容的理解(包头2考，赤峰2考)水4.2×103干泥土0.84×103冰2.1×103铜0.39×103沙石0.92×103铝0.88×103D命题点5比较不同物质的吸热能力9.为了比较不同物质的吸热能力，小阳取来相同规格的两个电加热器、完全相同的两个烧杯、温度计，分别对甲、乙两种液体加热，装置如图所示．实验前应保证甲、乙两种液体的________相同；实验时小阳每隔1min记录一次液体的温度，记录结果如下表，通过分析表中数据可知________液体的比热容较小．加热时间/min01234甲液体温度/℃2030405060乙液体温度/℃3846546270质量甲拓展训练10.如图是探究“物质吸热规律”的实验装置：

(1)取质量相同的水和煤油分别放入两个________的容器里，用两盏同样的酒精灯对它们进行加热，升高________温度时比较它们吸收热量的多少，来衡量谁吸热能力更强；相同相同(2)取相同质量的水和煤油的目的是为了________(选填“便于比较”或“控制变量”)；(3)在对水和煤油加热的方式上，有酒精灯和电加热器两种热源可供选择，选用________更容易控制让煤油和水吸收的热量相同；便于比较电加热器(4)如果甲、乙两组同学进行分工合作，甲组对水进行加热和记录，乙组对煤油进行加热和记录．他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同．若温度差用Δt表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示，加热时间用t表示，忽略热损失，则吸收的热量为Pt.此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强，他们应该用________(用已给物理量写出表达式)分别进行计算，得到________的水和煤油、温度升高______吸收的热量，就可以进行比较了．单位质量1℃命题点6热机冲程的识别11.汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功________次，活塞往复运动________次．2550拓展训练12.如图所示是四冲程汽油机工作的一个冲程，该冲程是()A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程B13.关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是(

)A.吸气冲程：只吸入空气B.压缩冲程：缸内温度降低C.做功冲程：气体推动活塞做功D.排气冲程：内能转化为机械能C命题点7能量的转换与守恒(呼和浩特、包头、赤峰各2考．多在选择题结合本章知识考查)拓展训练14.如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”，轮子边缘上通过可以自由转动的铰链等距安装了12个相同的活动短杆，杆端分别套上一个相同重球，他认为由于右侧重球距离转轴较远，也即重力的______较大，转轮会沿顺时针方向越转越快，其实根据________的原理，无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实现的．力臂能量守恒命题点8热学综合题(包头2考，赤峰4考)15.下列说法正确的是(

)A.0℃的物体内能为零B.清晨树叶上的露珠是水蒸气液化形成的C.晶体熔化过程中吸收热量，温度升高D.尘土飞扬，说明分子做无规则运动B16.下列说法正确的是(

)A.扩散现象只能发生在气体之间B.色拉油加热后比热容变大C.夏天在地面上洒水会感到凉快，是因为水蒸发吸热D.内燃机的做功冲程，机械能转化为内能C17.下列说法正确的是(

)A.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递B.雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动C.同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多D.汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高D18.下列关于热现象的说法正确的是(

)A.水在沸腾过程中吸收热量，温度不断升高B.一杯水的比热容比一桶水的比热容小C.冬天搓手取暖是通过做功方式改变物体内能的D.物体的运动速度越大，物体内部分子运动就越快，因而物体的内能越大C19.“母亲节”到了，小云怀着一颗感恩的心为妈妈精心准备了一桌美食，也感受到了劳动的辛苦和快乐．关于烹饪食物过程中所包含的物理知识，以下认识正确的是(

)A.锅一般都是用铁制造的，主要是利用了铁的比热容较大的性质B.炒菜时，主要是通过做功的方式增加菜的内能C.拌菜时，要通过搅拌才能更好入味，说明分子没有做无规则运动D.炖菜时，主要是通过热传递的方式使菜的内能增加D命题点9热量、热效率相关计算(呼和浩特3考，包头2考，赤峰4考．在计算题中结合功、功率考查)20.用液化气灶把1.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为__________J．若上述过程中完全燃烧0.021kg液化气且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为_______J/kg[已知c水＝4.2×103J/(kg·℃)]．5.04×1054×10721.呼和浩特市希拉穆仁草原的冬天，常常风雪交加，异常寒冷．牧民手冷时，总喜欢双手搓几下，就感觉暖和，这是利用________使手的内能增加(选填“热传递”或“做功”)，或吹几口气，亦感觉暖和，这是利用________使手的内能增加(选填“热传递”或“做功”)．牧民们有时还点燃“羊砖”(草原牧民用的清洁能源)作为燃料，取暖、烧水，一俯一仰，其乐融融．已知羊砖的热值是1.5×107J/kg，现完全燃烧2kg的羊砖，放出的热量为__________J；设该热量有10%被水吸收，能将______kg的水从5℃加热到95℃.[已知c水＝4.2×103J/(kg·℃)]．做功热传递3×10