（考前練兵）2019中考物理備考全攻略 專題12 內(nèi)能與熱機（含解析）.doc

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內(nèi)能與熱機 ?知識點1內(nèi)能 1、分子動能：分子由于運動而具有的能叫分子動能。 2、分子勢能：由于分子之間具有一定的距離，也具有一定的作用力，因而分子具有勢能稱為分子勢能。 3、內(nèi)能定義：物體內(nèi)所有分子的動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。單位焦（J） 4、影響因素：物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的溫度、物體的體積、物質(zhì)的種類、物體的物態(tài)都可以影響內(nèi)能的大小。 一般情況下，溫度越高，質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大。 5、對內(nèi)能理解 1、一切物體在任何情況下都有內(nèi)能； 2、內(nèi)能是指物體的內(nèi)能，不是分子的內(nèi)能； 3、內(nèi)能具有不可測量性，但可以與其他能量相互轉(zhuǎn)化。 例1（xx?自貢）關(guān)于分子熱運動及熱現(xiàn)象，下列說法正確的是（） A．擴散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體與液體中 B．固體很難被壓縮，說明分子間存在斥力 C．物體吸收熱量，溫度一定升高 D．0℃的冰塊內(nèi)沒有內(nèi)能 【答案】B 【解析】 例2（xx?濱州）關(guān)于分子，下列認識中正確的是（） A．紅墨水在水中散開說明分子間有斥力 B．吸盤能牢牢吸在玻璃上，說明分子間存在引力 C．塵土飛揚，說明分子在不停地運動 D．糖在熱水中溶解得快，說明溫度越高，分子的熱運動越劇烈 【答案】D 【解析】 ?知識點2改變內(nèi)能的兩種方式 1、熱傳遞改變物體的內(nèi)能 ①方式： ②方向：高溫低溫； ③條件：溫度差； ④終止：溫度一致； ⑤實質(zhì)：內(nèi)能轉(zhuǎn)移。 2、做功改變物體的內(nèi)能 實質(zhì)：其他形式的能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 3、區(qū)別與聯(lián)系 例1（xx?百色）如圖所示的各種情景，屬于熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（） A．滑下滑梯 B．給水加熱 C．壓縮點火 D．搓手取暖 【答案】B 【解析】 A、從滑梯滑下，臀部發(fā)熱，臀部與滑梯摩擦，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這是通過做功的方式改變物體內(nèi)能，故A錯誤； B、對水壺加熱，壺內(nèi)水吸收熱量、水溫升高，是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能，故B正確； C、向下壓活塞，棉花著火了，壓縮筒內(nèi)空氣做功，使筒內(nèi)空氣的溫度升高、內(nèi)能增大，是通過做功方法改變物體內(nèi)能的，故C錯誤； D、用“搓手”的方法取暖，克服摩擦做功，使手的溫度升高、內(nèi)能增大，是通過做功方法改變物體內(nèi)能的，故D錯誤。 例2（xx?赤峰）如圖所示的實例中，屬于做功改變物體內(nèi)能的一組是（） A．①③④ B．①②③ C．②③④ D．①②④ 【答案】D 【解析】 ?知識點3熱量、溫度和內(nèi)能的比較 1、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別與聯(lián)系 項目 溫度 熱量 內(nèi)能 定義 宏觀上：表示物體的冷熱程度； 微觀上：反映物體中大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度. 在熱傳遞過程中，內(nèi)能改變的多少. 物體內(nèi)所有分子動能和勢能的總和. 量的性質(zhì) 狀態(tài)量 過程量 狀態(tài)量 表述 一般說“升高、降低、不變”等 用“放出、吸收”表述 用“具有、增加、減少”等 單位 ℃ J J 聯(lián)系 物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度不一定升高（如晶體的熔化和凝固過程）；物體溫度升高，內(nèi)能增加，不一定是吸收了熱量，還可以是做功。 例1（xx?錦州）下列關(guān)于內(nèi)能、熱量和溫度的說法，正確的是（） A．物體溫度升高，一定吸收熱量 B．物體吸收熱量，溫度一定升高 C．物體溫度升高，內(nèi)能一定增加 D．發(fā)生熱傳遞時，熱量總是從內(nèi)能大的物體傳遞到內(nèi)能小的物體 【答案】C 【解析】 例2（xx?貴港）關(guān)于溫度、熱量、熱傳遞和內(nèi)能，下列說法中不正確的是（） A．0℃的冰塊內(nèi)能一定不為零 B．物體溫度升高，內(nèi)能一定增加 C．熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞 D．溫度高的物體，內(nèi)能不一定大 【答案】C 【解析】 A、一切物體在任何溫度下都具有內(nèi)能，所以0℃的冰塊一定有內(nèi)能（即內(nèi)能一定不為零）。故A正確； B、物體溫度升高，分子無規(guī)則運動更劇烈，內(nèi)能一定增加。故B正確； C、發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差，所以熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞。故C錯誤； D、內(nèi)能與溫度、狀態(tài)、質(zhì)量等都有關(guān)系，所以溫度高的物體，內(nèi)能不一定大。故D正確。 ?知識點4熱值 1、定義：某種燃料完全燃燒時所放出的熱量與燃料質(zhì)量（或體積）的比。 2、單位：焦每千克，符號為J/kg；焦每立方米，符號為J/m3. 3、物理意義：表示一定質(zhì)量的燃料完全時所放出熱量的多少；反映燃料燃燒放熱本領(lǐng)的物理量。 4、燃燒放出熱量計算公式 ①固體：Q放=qmQ-熱量-單位焦（J）、q-熱值-單位焦每千克（J/kg）、m-質(zhì)量-單位千克（kg） ②氣體：Q放=qVQ-熱量-單位焦（J）、q-熱值-單位焦每千克（J/kg）、V-體積-單位立方米（m3） 4、理解：熱值是燃料本身的一種性質(zhì)，反映所有能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì)，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒無關(guān)。 例1（xx?株洲）木炭的熱值為3.4107J/kg，它表示1kg木炭（） A．具有3.4107J的熱量 B．具有3.4107J的內(nèi)能 C．完全燃燒對外做功3.4107J D．完全燃燒放出熱量3.4107J 【答案】D 【解析】 例2（xx?益陽）下列關(guān)于熱值的說法正確的是（） A．2kg煤的熱值大于1kg煤的熱值 B．燃料熱值越大，燃燒放出的熱量越多 C．熱量燃燒不完全時熱值變小 D．燃料的熱值是燃料本身的特性，與其他因素無關(guān) 【答案】D 【解析】 ?知識點5比熱容 1、定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容。 2、單位：焦每千克攝氏度，符號是J/（kg.℃）或J.（kg.℃）-1 3、注意事項 ①、比熱容是物質(zhì)本身的一種特性，反映了不同物質(zhì)吸熱或熱本領(lǐng)的強弱。 ②、比熱容的大小除了與物質(zhì)種類有關(guān)外，還與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。比如：水和冰。 例1（xx?巴彥淖爾）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是（） 一些物質(zhì)的比熱容[J/（kg?℃）] 水 4.2103 干泥土 0.84103 冰 2.1103 銅 0.39103 砂石 0.92103 鋁 0.88103 A．陽光照射下，干泥土比濕泥土升溫慢 B．因為水的比熱容較大，所以沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)晝夜溫差大 C．同種物質(zhì)狀態(tài)改變，比熱容不變 D．質(zhì)量相同的鋁塊和銅塊升高相同的溫度，鋁塊吸收的熱量多 【答案】D 【解析】 例2（xx?寧夏）如圖所示是質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體溫度隨加熱時間要化的關(guān)系圖象。由圖可知甲、乙兩種液體的比熱容，c甲________c乙（選填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】小于 【解析】 由圖像可知：給質(zhì)量、初溫都相同的甲、乙兩種液體同時加熱，加熱相同的時間，會吸收相同的熱量，圖中所示甲升高的溫度高，說明甲的比熱容比乙的比熱容小。 ?知識點6熱量的計算 1、熱量的計算公式 ①、吸熱公式：Q吸=cm(t-t0)； ②、放熱公式：Q放=cm(t0-t)； ③、統(tǒng)一公式：Q=cmΔt. 2、注意事項 （1）、計算過程中注意單位的統(tǒng)一； （2）、注意文字敘述中“升高、升高了、升高到、降低、降低了、降低到”所表達的區(qū)別所在，準確識別初溫、末溫、溫度變化量所對應的意義。 （3）、靈活使用熱量公式的變形 c=Q/mΔt,m=Q/cΔt,Δt=Q/cm （4）、在放熱吸熱的過程中，如果沒有熱量的損失，那么放出的熱量等于吸收的熱量。 即Q放=Q吸（熱平衡方程）。 例1（xx?南通）小芳探究水沸騰的特點，用熱水做實驗，這是為了；小芳發(fā)現(xiàn)水沸騰時繼續(xù)加熱，水溫保持不變，停止加熱，水很快停止沸騰，這說明水沸騰時需要，燒杯中水的質(zhì)量為100g，停止加熱后，水溫從100℃降至40℃，水放出的熱量為J，相當于完全燃燒g酒精放出的熱量。[c水=4.2103J/（kg?℃），q酒精=3.0107J/kg] 【答案】節(jié)省時間；吸收熱量；2.52104；0.84。 【解析】 例2（xx?柳州）天然氣是柳州市民常用的一種能源。某用戶用天然氣將50kg的水從20℃加熱到60℃．已知水的比熱容c水=4.2103J/（kg?℃），天然氣的熱值q=4.2107J/m3．求： （1）這些水升高的溫度； （2）這些水吸收的熱量； （3）加熱這些水所需要天熱氣的體積（設(shè)天然氣完全燃燒、不計熱量損失）。 【答案】 （1）這些水升高的溫度為40℃； （2）這些水吸收的熱量為8.4106J； （3）加熱這些水所需要天熱氣的體積為0.2m3。 【解析】 ?知識點7熱機與汽油機 1、熱機定義：利用燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機械統(tǒng)稱為熱機。 2、工作原理 3、內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫內(nèi)燃機，主要是汽油機和柴油機。 4、汽油機的工作過程 進氣門打開，排氣門關(guān)閉活塞由上端向下端運動； 汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。 進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動； 燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高； 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。 （1）在汽油機的一個工作循環(huán)中，活塞來回往復兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周,對外作功一次。 （2）在壓縮沖程中,是機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,在做功沖程中,是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。 （3）能的轉(zhuǎn)化:在做功沖程燃氣對活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。其余三個沖程靠飛輪的慣性來完成。 5、汽油機、柴油機異同表 例1（xx?蘭州）下列關(guān)于四沖程內(nèi)燃機的說法中正確的是（） A．熱機效率越高，所做的有用功就越多 B．汽油機在吸氣沖程中吸入氣缸的是空氣 C．一個工作循環(huán)對外做功一次 D．壓縮沖程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 【答案】C 【解析】 例2（xx?濱州）如圖所示是內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（） A．壓縮沖程，將化學能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 B．壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 C．做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能 D．做功沖程，將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 【答案】C 【解析】 圖中的氣門關(guān)閉，活塞下行，并且電火花打火，這是做功沖程的特點；在做功沖程中，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。 ?知識點8熱機效率和環(huán)境保護 1、熱機效率：熱機工作時，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。 2、熱機效率公式：η=100% 3、熱機能量的損失 ①、廢氣帶走大量能量； ②、燃料未完全燃燒； ③、克服機械摩擦做無用功； ④、燃料產(chǎn)生的熱量被熱量散失。 4、提高熱機效率的方法 （1）使燃燒更充分；（2）添加潤滑劑，減小摩擦；（3）改進設(shè)備，采用新技術(shù)；（4）減小熱量散失。5、保護環(huán)境的措施 1、提高燃料綜合利用率，集中供熱； 2、改進機械設(shè)備，消除煙塵； 3、開發(fā)利用清潔新能源，如太陽能，風能； 4、安裝消音設(shè)備，減小噪音污染。 例1（xx?益陽）關(guān)于熱機的效率，下列說法正確的是（） A．一般情況下柴油機的效率比汽油機的高 B．熱機的效率越高，在做功同樣多的情況下消耗的能量越多 C．熱機的效率越高說明做功越快 D．熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的 【答案】A 【解析】 A、柴油機的效率一般要高于汽油機，多用在重型機器上。故A正確； B、熱機效率越高，做有用功與燃料完全燃燒放出的內(nèi)能的比值越大，即在做功相同的情況下，消耗的燃料較少，或消耗相同的燃料，做功較多。故B錯誤； C、熱機效率是有用能量在燃料完全燃燒放出熱量中所占比值，功率是熱機做功的快慢，兩者沒有必然聯(lián)系。故C錯誤； D、在熱機的各種能量損失中，廢氣帶走的熱量最多。故D錯誤。 例2（xx?聊城）在“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗中，用酒精燈給燒杯中的水加熱，燒杯中盛有20℃、質(zhì)量為100g的水，在一個標準大氣壓下加熱至沸騰，假如完全燃燒酒精3g。[水的比熱容為4.2103J/（kg?℃），酒精的熱值為3.0107J/kg]求： （1）水吸收的熱量是多少？ （2）此過程中酒精燈燒水的熱效率。 （3）科學研究表明：1g100℃的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收2.26103J的熱量。水開始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現(xiàn)象，同時發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)量減少了5g，求此過程水汽化成水蒸氣所吸收的熱量。 【答案】 （1）水吸收的熱量是3.36104J； （2）酒精燈燒水的熱效率是37.3%； （3）5g，100℃的水汽化成同溫度的水蒸氣需要吸收的熱量是1.13104J。 【解析】